JP4691029B2 - エンジン用部品 - Google Patents
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Description
(1)基本構造
以下、図1を参照して、本発明によるエンジン用部品の構成を説明する。図1に示すように、本発明のエンジン用部品は、金属基材1と、金属基材1の表面を少なくとも一部を覆うクロムめっき層3と、金属基材1とクロムめっき層3との間に設けられた下地めっき層2とを備えている。以下、これら各構成要素について詳述する。
金属基材1は、用途に適した強度と、必要に応じた耐食性などを備え、エンジン用部品として通常使用される材料により形成することができる。代表的には、Fe系材料が挙げられる。そのほか、Al系材料、Zn系材料、Mg系材料、Ti系材料などの非Fe材料から金属基材1を形成してもよい。
金属基材1の上に形成される下地めっき層2は、クロムめっき層3の下地めっきとして用いられる。クロムめっき層に発生するクラックを防止し、耐食性および耐摩耗性に優れたクロムめっき層を安定に成長させるという観点からは、下地めっき層2を設けなくてもよい。クロムめっきでは、通常、素地基材との密着性を高めるなどの目的で、クロムめっき層の下に下地めっき層が形成されている。このため、下地めっき層2は、各種金属基材との密着性、および、クロムめっき層との密着性に優れていることが好ましい。さらに、耐食性などの他の特性も兼ね備えていることが好ましい。
下地めっき層2の上には、クロムめっき層3が形成されている。クロムめっき層3は、以下において詳細に説明するように、三価クロムめっき液を用いて電気めっきにより形成された装飾クロムめっき層である。
測定条件:Cu対陰極を使用、40kV/40mAで通電
本発明のエンジン用部品は、シリンダー、シリンダーヘッド、ヘッドカバーなどのエンジン部分、エンジンから排気ガスを導くための排気管などに好適に用いることができる。ただし、350℃以上の熱に曝される場所に本発明のエンジン用部品が用いられる場合、加熱によって表面の色調が変化し、クロムめっき層が青紫色を呈することがある。このような場所に本発明のエンジン用部品が使用される場合には、クロムめっき層が、0.2μm以上の厚さを有していることが好ましい。以下、クロムめっき層の厚さを制御することにより、加熱によるクロムめっき層の変色を防止できる理由について、図3および図4を用いて説明する。
図5を参照しながら、本発明によるエンジン用部品の具体的な構造を説明する。図5は、本発明のエンジン用部品である排気管が用いられた自動二輪車100を示している。図5に示すように、自動二輪車100は、4サイクル内燃機関から構成されるエンジン30と、エンジン30で生じた排気ガスを車体後方から排出するために、排気ガスを導く排気管4とを備えている。排気管4は、エンジン30に接続され、エンジン30の前方から排出された排気ガスを後方へ導くよう、大きく曲がった排気経路を構成している排気管集合部4aと、消音器4bとを含む。排気管集合部4aは、一体的に1つの部品によって構成されていてもよいし、複数の部品を接合することにより構成されていてもよい。本実施形態では、排気管4は自動二輪車100の外観に表れるよう全体が露出しており、自動二輪車100全体の意匠の一部を構成している。以下において詳細に説明するように、排気管4全体が露出しているほうが、長期にわたって排気管4のクロムめっき層にクラックが生じさびが発生したり、熱による変色が生じず、新車のような外観を保つという本発明の効果が顕著に外観に表れる。しかし、排気管4の少なくとも一部が外観に表れる限り、自動二輪車の意匠によっては、排気管4の一部がカウルやプロテクタによって覆われていてもよい。また、排気管が用いられた自動二輪車の形状は図5に限られるわけではなく、たとえば、図9に示すような構造を備えた自動二輪車に本発明の排気管を採用してもよい。
次に、本発明のエンジン用部品を製造する方法について説明する。本発明によるエンジン用部品は、所定の形状を有する金属基材に下地めっき層およびクロムめっき層を順に形成することにより製造される。以下、製造方法を詳細に説明する。
(実験例1)
本実験例では、クロムめっき層のホウ素含有量の下限を0.05質量%とすることにより、めっき成長の安定性が確保されることを明らかにする目的で、以下の実験を行った。
めっき条件 :10〜12V(ボルト)、1800〜2800A(アンペア)で通電。
トリNiめっき層(厚さ約1〜5μm)
めっき条件 :3〜3.5V、20〜40Aで通電。
光沢Niめっき層(厚さ約5〜15μm)
めっき条件 :10〜12V、1800〜2800Aで通電。
評価基準(◎〜△を本発明例とする)
◎:クロムめっき層の厚さが0.25mm以上、0.5mm未満の範囲である。
○:クロムめっき層の厚さが0.20mm以上、0.25未満の範囲である。
△:クロムめっき層の厚さが0.05mm以上、0.20mm未満の範囲である。
×:クロムめっき層の厚さが0.05mm未満である。
評価基準(◎〜△を本発明例とする)
◎:レイティングナンバーが9.0以上である。
○:レイティングナンバーが8.0以上、9.0未満である。
△:レイティングナンバーが7.0以上、8.0未満である。
×:レイティングナンバーが7.0未満である。
評価基準(◎〜△を本発明例とする)
◎:ビッカース硬度が500Hv以上である。
○:ビッカース硬度が450Hv以上、500Hv未満である。
△:ビッカース硬度が350Hv以上、450Hv未満である。
×:ビッカース硬度が350Hv未満である。
本実験例では、クロムめっき層中のホウ素含有量およびFe含有量を制御することにより、めっき直後のクロムめっき層の色調が改善されることを明らかにする目的で、以下の実験を行った。
分光式色差計(東京電色カラーアナライザー製TC−1800MK−II)を用い、CIE1976に記載の方法に基づいてL*値を測定した。六価クロムめっき液を用いて得られるクロムめっき層の色調はL*値で70〜80の範囲である。本実験例では、L*値が68以上であれば六価クロムめっき液から得られるクロムめっき層と同程度の色調が得られるとみなした。
◎:六価クロムと同程度の優れた色調が得られる。
(L*値=70以上、80以下)
○:やや金属光沢が低下するが、六価クロムと同程度の色調が得られる。
(L*値=68以上、70未満)
△:やや、黒味を帯びた色調となる(L*値=65以上、68未満)。
×:黒味を帯びた色調となる(L*値=65未満)。
本実験例では、クロムめっき層の厚さにより、加熱前後のクラックの発生状況およびクロムめっき層の色調がどのように変化するかを調べた。
測定方法:光学顕微鏡(倍率400倍)を用い、クロムめっき層表面(約10mm×10mm)に発生するクラックを観察する。
◎: クラックの発生なし。
○:不連続なクラックが、わずかに観察される。
△:やや連続したクラックが、少し発生する。
×: 連続的なクラックが多数発生している。
測定方法:分光式色差計(東京電色カラーアナライザー製TC−1800MK−II)を用い、CIE1976に記載の方法に基づいて、加熱前後のL*値、a*値、およびb*値を、それぞれ、測定する。加熱前の値を、それぞれ、L0*値、a0*値、およびb0*値とし、加熱後の値を、それぞれ、L1*値、a1*値、およびb1*値とし、以下のようにして、加熱後の色差ΔE*値を測定する。
◎:ΔE*値<1
○:1≦ΔE*値<3
△:3≦ΔE*値<4
×: 4≦ΔE*値
4、4a、202 排気管
203 シリンダー
204 シリンダーヘッド
205 ヘッドカバー
1 金属基材
2 下地めっき層
3 クロムめっき層
5 金属管
6 通路
7 サイレンサー部分
8 触媒
9 屈曲部
9a 凸状表面部分
9b 内側面
10 めっき層
11 クロムめっき槽
12 ポンプ
13 ろ過器
14 調整バルブ
15 流量計
16 イオン交換装置
17 金属基材
18 不溶性陽極
19 直流電源
20 クロムめっき装置
21 連結部分
22 触媒収納部
23 他の排気管
24 管路
100、200自動二輪車
Claims (14)
- 金属基材と、前記金属基材の表面の少なくとも一部を覆っており、三価クロムめっき液によって形成されたクロムめっき層とを備えたエンジン用部品であって、
前記クロムめっき層に含まれるホウ素の含有量は0.05質量%以上0.3質量%以下であり、前記クロムめっき層に含まれる鉄の含有量は2質量%以下であり、前記クロムめっき層の厚さは0.7μm以下であるエンジン用部品。 - 前記クロムめっき層に含まれるホウ素の含有量は0.05質量%以上0.1質量%以下である請求項1に記載のエンジン用部品。
- 前記クロムめっき層は、前記金属基材表面の350℃以上の温度に加熱される領域を覆っている請求項2に記載のエンジン用部品。
- 前記金属基材表面と前記クロムめっき層との間に設けられた下地めっき層をさらに備え、
前記クロムめっき層は前記350℃以上の温度に加熱される領域において、0.2μm以上0.7μm以下の厚さを有する請求項3に記載のエンジン用部品。 - 前記下地めっき層はCおよびSの少なくとも一方を含む、請求項4に記載のエンジン用部品。
- 前記下地めっき層はさらにNiを含む、請求項5に記載のエンジン用部品。
- 前記下地めっき層は、前記クロムめっき層を構成するCrよりも硬度が低い金属から形成されている、請求項4に記載のエンジン用部品。
- 前記下地めっき層はNiめっきから形成されている、請求項4に記載のエンジン用部品。
- 前記クロムめっき層の色調は、CIE(Commision Internationale de l’Eclairage)1976で測定されるL*値が68以上80以下の範囲内にある、請求項2から8のいずれかに記載のエンジン用部品。
- 前記金属基材は、Fe、Al、Zn、またはMgを主成分とする材料から構成されている、請求項4から9のいずれかに記載のエンジン用部品。
- 前記金属基材は、エンジンからの排気ガスが通過する通路を規定する金属管である、請求項1から10のいずれかに記載のエンジン用部品。
- 請求項1から10のいずれかに記載のエンジン用部品を備えたエンジン。
- 請求項11に記載のエンジン用部品を備えた輸送機器。
- 請求項12に記載のエンジンを備えた輸送機器。
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