JP2007270275A - Parts for outdoor use - Google Patents
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Description
本発明は、屋外用部品、特に、屋外で使用される屋外用部品に関する。 The present invention relates to an outdoor part, and more particularly to an outdoor part used outdoors.
屋外で使用されることが多いリール等の釣り用品に使用される屋外用部品、特にアルミニウム合金製の屋外用部品には、表面にアルマイトが形成されたものが知られている(たとえば、特許文献1参照)。アルマイトは、アルミニウム合金を陽極酸化処理して形成される表面処理膜層である。このようなアルマイトを部品本体の表面に形成すると、アルミニウム合金製の部品本体が腐食雰囲気に直接曝されなくなり、耐食性を向上させることができる。
前記従来のアルミニウム合金製の部品本体では、部品本体の表面にアルマイトが形成されているので、耐食性を向上できる。しかし、このようなアルマイトが形成された部品本体では、たとえばリールを落下させたときに、アルマイトの表面が傷付いて部品本体が腐食雰囲気に曝され、部品本体の耐食性が損なわれるおそれが生じる。 In the conventional component body made of an aluminum alloy, since alumite is formed on the surface of the component body, the corrosion resistance can be improved. However, in the component main body in which such anodized aluminum is formed, for example, when the reel is dropped, the surface of the anodized aluminum is damaged and the component main body is exposed to a corrosive atmosphere, which may impair the corrosion resistance of the component main body.
そこで、アルマイトの表層側にDLC(Diamond Like Carbon、ダイヤモンドライクカーボン)層を形成することが考えられる。このようなDLC層は、一般に、高硬度かつ耐摩耗性及び滑り性のある特性を有しているので、リールを落下させても表面が傷付きにくくなり、このため部品本体の耐食性を高く維持できる。 Therefore, it is conceivable to form a DLC (Diamond Like Carbon, diamond-like carbon) layer on the surface layer side of the alumite. Such a DLC layer generally has high hardness, wear resistance and slippery characteristics, so that even if the reel is dropped, the surface is hardly damaged, and thus the corrosion resistance of the component main body is kept high. it can.
しかし、DLC層は、一般に、アルマイト、すなわち酸化アルミニウム層と反応性が乏しく密着性は低いので、アルマイト上にDLC層を形成したときに、DLC層が剥離したり、表面が割れてしまうおそれがある。DLC層が剥離すると、部品本体の耐食性が低下するとともに、十分な硬度、耐摩耗性及び滑り性を得ることができないおそれがある。 However, since the DLC layer is generally poorly reactive with anodized, that is, an aluminum oxide layer and has low adhesion, when the DLC layer is formed on the anodized, the DLC layer may be peeled off or the surface may be cracked. is there. When the DLC layer is peeled off, the corrosion resistance of the component main body is lowered, and sufficient hardness, wear resistance and slipperiness may not be obtained.
本発明の課題は、屋外用部品において、部品本体の耐食性、硬度、耐摩耗性及び滑り性を高く維持することにある。 An object of the present invention is to maintain high corrosion resistance, hardness, wear resistance, and slipperiness of a component body in an outdoor component.
発明1に係る屋外用部品は、釣りに用いられる屋外用部品であって、アルミニウム合金製の部品本体と、部品本体の表層側にアルマイト処理により形成されたアルマイト層と、アルマイト層の表層側にプラズマイオン注入処理により特定の元素が傾斜状に形成された傾斜層と、傾斜層の表層側にプラズマイオン成膜処理により形成されたDLC層とを備えている。 The outdoor component according to the first aspect of the present invention is an outdoor component used for fishing, and is a component main body made of aluminum alloy, an alumite layer formed by anodizing on the surface layer side of the component main body, and a surface layer side of the anodized layer An inclined layer in which a specific element is formed in an inclined shape by a plasma ion implantation process and a DLC layer formed by a plasma ion film forming process on the surface layer side of the inclined layer are provided.
この屋外用部品では、アルミニウム合金製の部品本体上に、アルマイト層と、傾斜層と、DLC層とが順に形成されている。アルマイト層は、陽極酸化処理であるアルマイト処理により形成されている。傾斜層は、PBII(Plasma−Based Ion Implantation、プラズマイオン注入法)によって形成されている。PBII法は、プラズマ中に置かれた部材に対して、少なくともマイナス5kV以上の高電圧パルスを印加することにより、イオンを注入する方法である。このようなプラズマイオン注入処理によりアルマイト層の表層側の一部が熱化学的な反応では得られない新規な化合物層に改質され、組成や機能が表層側から深さ方向に対して変化する傾斜状の傾斜層が形成される。そして、PBID(Plasma−Based Ion Deposition、プラズマイオン成膜法)によって、傾斜層の表層側にDLC層が形成される。PBID法は、PBII法と同時に行われる成膜処理であって、Cイオンを照射して堆積させることよって傾斜層の表層側にDLC層が形成される。 In this outdoor component, an alumite layer, an inclined layer, and a DLC layer are sequentially formed on a component body made of an aluminum alloy. The anodized layer is formed by anodizing which is anodizing. The inclined layer is formed by PBII (Plasma-Based Ion Implantation). The PBII method is a method of implanting ions by applying a high voltage pulse of at least minus 5 kV or more to a member placed in plasma. By such plasma ion implantation treatment, a part of the surface layer side of the alumite layer is modified to a new compound layer that cannot be obtained by thermochemical reaction, and the composition and function change from the surface layer side to the depth direction. An inclined inclined layer is formed. Then, a DLC layer is formed on the surface layer side of the inclined layer by PBID (Plasma-Based Ion Deposition). The PBID method is a film forming process performed simultaneously with the PBII method, and a DLC layer is formed on the surface layer side of the inclined layer by irradiating and depositing C ions.
ここでは、アルマイト層とDLC層との間にプラズマイオン注入処理により特定の元素が傾斜状に形成され、アルミニウムとカーボンミキシングされた傾斜層を有しているので、アルマイト層とDLC層との密着性を高くすることができる。したがって、DLC層が剥離しにくくなるので、部品本体の耐食性、硬度、耐摩耗性及び滑り性を高く維持することができる。 Here, a specific element is formed in an inclined shape by plasma ion implantation treatment between the anodized layer and the DLC layer, and has an inclined layer mixed with aluminum and carbon, so that the anodized layer and the DLC layer are in close contact with each other. Sexuality can be increased. Therefore, since the DLC layer is difficult to peel off, the corrosion resistance, hardness, wear resistance and slipperiness of the component main body can be maintained high.
また、従来技術として、アルマイト層とDLC層との密着性を高くするために、部品本体を高温にしてDLC層を成膜する方法があったが、この場合には、部品本体が焼きなまされてしまい、部品本体の強度が著しく低下する不具合があった。しかし、発明1の屋外用部品では、一般に、部品本体を高温にする必要がないプラズマイオン注入処理及びプラズマイオン成膜処理によって傾斜層及びDLC層が形成されているので、従来技術のように、部品本体が焼きなまされることがなく、このため部品本体の強度が低下するのを抑えることができる。 Further, as a conventional technique, there has been a method of forming a DLC layer at a high temperature of the component body in order to increase the adhesion between the alumite layer and the DLC layer. In this case, however, the component body is annealed. As a result, there is a problem that the strength of the component main body is remarkably lowered. However, in the outdoor part of the invention 1, since the inclined layer and the DLC layer are generally formed by the plasma ion implantation process and the plasma ion film forming process that do not require a high temperature of the component main body, The component main body is not annealed, so that the strength of the component main body can be prevented from decreasing.
発明2に係る屋外用部品は、発明1の屋外用部品において、傾斜層は、Siイオン及びCイオンの少なくともいずれかのプラズマイオン注入処理により形成されている。この場合、Siイオン及びCイオンが高エネルギーでイオン注入されているので、傾斜層中にSiイオンとCイオンとが反応した新規化合物であるSiCが生成されることにより、アルマイト層とDLC層との密着性を高くすることができる。 The outdoor component according to a second aspect is the outdoor component according to the first aspect, wherein the inclined layer is formed by a plasma ion implantation process of at least one of Si ions and C ions. In this case, since Si ions and C ions are ion-implanted with high energy, SiC, which is a new compound in which Si ions and C ions react, is generated in the gradient layer, and thus the alumite layer and the DLC layer The adhesion can be increased.
発明3に係る屋外用部品は、発明2の屋外用部品において、Siイオン及びCイオンの注入量は、全元素濃度の10at%以上の範囲である。この場合、Siイオン及びCイオンの注入量を10at%以上、望ましくは30at%以上とすることにより、アルマイト層とDLC層との間に楔を打ち込んだように元素が分布するので、アルマイト層とDLC層との密着性をさらに高くすることができる。 The outdoor component according to the third aspect is the outdoor component according to the second aspect, wherein the amount of Si ions and C ions implanted is in the range of 10 at% or more of the total element concentration. In this case, by setting the implantation amount of Si ions and C ions to 10 at% or more, preferably 30 at% or more, the elements are distributed as if wedges are driven between the anodized layer and the DLC layer. Adhesion with the DLC layer can be further increased.
発明4に係る屋外用部品は、発明2又は3の屋外用部品において、Siイオン及びCイオンのアルマイト層への注入深さは、アルマイト層の表面から0.05μm以上1.0μm以下の範囲である。この場合、たとえばアルマイト層の膜厚が0.5μm以上3.0μm以下の範囲であるとき、アルマイト層の表面から0.05μm以上1.0μm以下の範囲の深さにSiイオン及びCイオンを注入することにより、アルマイト層とDLC層との間に新規化合物が形成されるので、アルマイト層とDLC層との密着性をより高くすることができる。
The outdoor part according to the
発明5に係る屋外用部品は、発明1から4のいずれかの屋外用部品において、部品本体は、釣りに用いられる釣り用部品に使用される。この場合、屋外の腐食雰囲気で使用されることが多い釣り用部品、たとえば釣り用リールのリール本体、スプール、スプールリング、ラインローラ等において、釣り用部品の耐食性、硬度、耐摩耗性及び滑り性を高く維持することができる。 The outdoor component according to a fifth aspect of the present invention is the outdoor component according to any one of the first to fourth aspects, wherein the component main body is used for a fishing component used for fishing. In this case, in fishing parts that are often used in outdoor corrosive atmospheres, such as fishing reel reel bodies, spools, spool rings, line rollers, etc., the fishing parts have corrosion resistance, hardness, wear resistance, and slipperiness. Can be kept high.
発明6に係る屋外用部品は、発明1から4のいずれかの屋外用部品において、部品本体は、自転車に用いられる自転車用部品に使用される。この場合、屋外の腐食雰囲気で使用されることが多い自転車用部品、たとえば自転車のクランク、リアディレーラー、ブレーキ等において、自転車用部品の耐食性、硬度、耐摩耗性及び滑り性を高く維持することができる。 The outdoor component according to a sixth aspect of the present invention is the outdoor component according to any one of the first to fourth aspects, wherein the component main body is used for a bicycle component used in a bicycle. In this case, in bicycle parts that are often used in an outdoor corrosive atmosphere, such as bicycle cranks, rear derailleurs, brakes, etc., it is possible to maintain high corrosion resistance, hardness, wear resistance and slipperiness of the bicycle parts. it can.
本発明によれば、屋外用部品において、アルミニウム合金製の部品本体上に、アルマイト層と、プラズマイオン注入処理による特定の元素が傾斜状の新規化合物からなる傾斜層と、プラズマイオン成膜処理によるDLC層とが順に形成されているので、部品本体の耐食性、硬度、耐摩耗性及び滑り性を高く維持することができる。 According to the present invention, in an outdoor component, on an aluminum alloy component main body, an alumite layer, an inclined layer made of a novel compound in which a specific element by the plasma ion implantation process is inclined, and a plasma ion film forming process Since the DLC layer is formed in order, the corrosion resistance, hardness, wear resistance and slipperiness of the component main body can be kept high.
本発明の一実施形態を採用した両軸受リールは、図1及び図2に示すように、ベイトキャスト用のロープロフィール型のリールである。この両軸受リールは、釣竿RDに装着されるアルミニウム合金製のリール本体1と、リール本体1の側方に配置されたスプール回転用のハンドル組立体2と、リール本体1の内部に回転自在かつ着脱自在に装着された糸巻き用のスプール4とを備えている。ハンドル組立体2のリール本体1側には、ドラグ調整用のスタードラグ3が設けられている。
A dual-bearing reel employing an embodiment of the present invention is a low profile type reel for bait casting, as shown in FIGS. The dual-bearing reel includes an aluminum alloy reel main body 1 mounted on a fishing rod RD, a spool
リール本体1は、図1及び図2に示すように、フレーム5と、フレーム5の両側方に装着された側カバー6と、フレーム5の前方を覆う前カバー7と、上部を覆うサムレスト8と、フレーム5の下方に連結され釣竿RDのリールシートRS(図2参照)に装着される竿取付脚9(図2参照)とを有している。リール本体1を構成する各部材、スプール4及びリールシートRSは、アルミニウム合金製であり、各部材の表面には各種の表面処理が施されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the reel unit 1 includes a frame 5, a
次に、リール本体1及びスプール4の各部材の表面構造について説明する。
Next, the surface structure of each member of the reel body 1 and the
図3に示すように、各部材のアルミニウム合金製の部品本体10表面には、アルマイト処理(図4のS1)により形成されたアルマイト11(図3参照)と、アルマイト11の表層側にプラズマイオン注入処理(図4のS2)により傾斜状に形成された傾斜層12(図3参照)と、傾斜層12の表層側にプラズマイオン成膜処理(図4のS3)により形成されたDLC層13(図3参照)とが形成されている。なお、図3は、リール本体1及びスプール4の各部材の表面構造を示すために模式的な断面図を描いたものであり、実際の断面図とは異なるものである。
As shown in FIG. 3, on the surface of the component
アルマイト11は、図3及び図5に示すように、アルミニウム合金の陽極酸化処理により形成される透明の酸化膜であって、アルミニウム合金製の部品本体10を陽極にして硫酸等の電解質溶液中で電解すると、陽極に発生する酸素のために酸化膜が形成される。アルマイト11は、脱脂、エッチング、中和等の前処理と、電解処理等の陽極酸化処理と、封孔処理等の後処理との3つの工程により形成される。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
傾斜層12は、図3及び図5に示すように、PBII(Plasma−Based Ion Implantation、プラズマイオン注入法)によって形成されている。PBII法は、プラズマ中に置かれた部材に対して、マイナス5kV以上マイナス30kV以下の範囲の高電圧パルスを印加することにより、イオンを注入する方法である。このようなプラズマイオン注入処理では、図3に示すアルマイト11の表層側の一部が改質され、組成や機能が表層側から深さ方向に対して変化する特定の元素が傾斜状の傾斜層12が形成される。
As shown in FIGS. 3 and 5, the graded
傾斜層12は、図3及び図5に示すように、Siイオン及びCイオンのプラズマイオン注入処理により形成されている。プラズマイオン注入処理では、まず、Siイオンを高出力で注入した後、Cイオンを高出力で注入する。このとき、傾斜層12中にSiCが生成されるので、アルマイト11とDLC層13との密着性を高くすることができる。また、図5に示すように、Cイオンの注入量はSiイオンの注入量より多くなっており、Siイオン及びCイオンの注入量は、全元素濃度の10at%以上、望ましくは30at%以上の範囲となっている。なお、元素濃度は、XPS(X−Ray Photoelectron Spectroscopy、X線光電子分光分析装置)等で定量分析される値である。Siイオン及びCイオンは、図5に示すように、傾斜層12の表面側(図5左側)からアルマイト11側(図5右側)に向かって注入量が少なくなるように傾斜している。また、アルマイト11の膜厚は、0.5μm以上3.0μm以下の範囲であって、Siイオン及びCイオンのアルマイト11への注入深さは、アルマイト11の表面から0.05μm以上1.0μm以下の範囲である。なお、図5は、SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry、2次イオン質量分析計)によって計測した表面から深さ方向に対する時間あたりの各元素検出個数の関係を示している。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
DLC層13は、図3及び図5に示すように、PBID(Plasma−Based Ion Deposition、プラズマイオン成膜法)によって、傾斜層12の表層側に形成されたDLC(Diamond Like Carbon、ダイヤモンドライクカーボン)層である。PBID法は、PBII法と同時に行われる成膜処理であって、プラズマイオン注入処理でCイオンを高出力で注入した後Cイオンを低出力で照射して堆積させることよって傾斜層12の表層側にDLC層13が形成される。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
このようなリール本体1及びスプール4を構成するアルミニウム合金製の各部材の表面構造において、アルマイト11とDLC層13との間にプラズマイオン注入処理により傾斜状に形成された傾斜層12を有しているので、アルマイト11とDLC層13との密着性を高くすることができる。したがって、DLC層13が剥離しにくくなるので、部品本体10の耐食性、硬度、耐摩耗性及び滑り性を高く維持することができる。
In such a surface structure of each member made of aluminum alloy constituting the reel body 1 and the
〔他の実施形態〕
(a) 本発明に係る屋外用部品は、両軸受リールのリール本体やスプールを例にあげて説明したが、これらに限定されるものではなく、他の全てのアルミニウム合金製の釣り用品に本発明を適用できる。たとえば、図6に示すように、スピニングリールのリール本体102、スプールリング105、ラインローラ106等の部材に本発明を適用できる。この場合には、釣り糸が接触して傷付きやすいスプールリング105及びラインローラ106の耐摩耗性を高く維持することができる。また、釣り用リールだけでなく、自転車に用いられる自転車用部品に本発明を適用できる。たとえば、図示しないが、自転車のクランク、リアディレーラー、ブレーキ等の部材にも本発明を適用できる。この場合には、傷付きやすい自転車のクランク、リアディレーラー、ブレーキ等の部材の耐食性、硬度、耐摩耗性及び滑り性を高く維持することができる。
[Other Embodiments]
(A) The outdoor parts according to the present invention have been described by taking the reel body and spool of the dual-bearing reel as examples, but the present invention is not limited to these, and the present invention is applicable to all other aluminum alloy fishing equipment. The invention can be applied. For example, as shown in FIG. 6, the present invention can be applied to members such as a reel
(b) Siイオン及びCイオンのプラズマイオン注入量は、前記実施形態に限定されるものではなく、任意の注入量に設定できる。 (B) The plasma ion implantation amount of Si ions and C ions is not limited to the above embodiment, and can be set to an arbitrary implantation amount.
(c) 前記実施形態では、アルマイト11は、透明の酸化膜であったが、着色されたカラーアルマイトであってもよい。
(C) In the above-described embodiment, the
1 リール本体
4 スプール
10 部品本体
11 アルマイト
12 傾斜層
13 DLC層
1
Claims (6)
アルミニウム合金製の部品本体と、
前記部品本体の表層側にアルマイト処理により形成されたアルマイト層と、
前記アルマイト層の表層側にプラズマイオン注入処理により特定の元素が傾斜状に形成された傾斜層と、
前記傾斜層の表層側にプラズマイオン成膜処理により形成されたDLC層と、
を備えた屋外用部品。 An outdoor part used outdoors,
An aluminum alloy component body;
An anodized layer formed by anodizing on the surface side of the component body; and
An inclined layer in which a specific element is formed in an inclined shape by a plasma ion implantation process on the surface layer side of the alumite layer;
A DLC layer formed by plasma ion film formation on the surface side of the inclined layer;
With outdoor parts.
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