JP5008331B2 - 屋外用部品 - 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。
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。
また、この種のアルマイトには、アルマイト処理により形成される複数の微細孔に色素を沈着させる着色アルマイト処理が行われているものが知られている。このような着色アルマイト処理によってカラーアルマイトが形成されている場合には、たとえば外観に露出するリール本体を着色できるので、外観の意匠性を向上させることができる。
特開２００３−１６６０９７号公報
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。
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。
しかし、ＤＬＣ層は、一般に、黒色又は濃い灰色を呈する表面を形成しているので、着色アルマイト処理によってカラーアルマイトが形成されている場合でも、カラーアルマイトの色が外観に露出しにくい。このようにカラーアルマイトの色が外観に露出しないと、所望の色を発色することができず、このため外観の意匠性が低下するおそれがある。
本発明の課題は、屋外用部品において、外観の意匠性を向上させることにある。
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着色アルマイト処理により形成されたカラーアルマイト層と、カラーアルマイト層の表層側にＤＬＣ成膜処理により膜厚が０．２μｍ以上０．８μｍ以下の範囲となるように形成されたＤＬＣ層と、カラーアルマイト層とＤＬＣ層との間に膜厚がＤＬＣ層の膜厚より薄くなるように形成された中間層とを備えている。中間層は、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、カラーアルマイト層側に特定の元素が傾斜状に形成された傾斜層である。
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、カラーアルマイト層と、膜厚が０．２μｍ以上０．８μｍ以下の範囲となるＤＬＣ層とが順に形成されている。ここでは、ＤＬＣ層の膜厚が０．２μｍ以上０．８μｍ以下の範囲となるように薄く形成されているので、カラーアルマイト層の表層側にＤＬＣ層を形成しても、カラーアルマイト層の色を外観に露出させることができる。したがって、このようなカラーアルマイト層及びＤＬＣ層によって、硬度、耐摩耗性及び滑り性を高く維持しながら、外観の意匠性を向上させることができる。さらに、この場合、カラーアルマイト層とＤＬＣ層との間に中間層を形成する場合でも、中間層の膜厚がＤＬＣ層の膜厚よりさらに薄くなるように形成されているので、カラーアルマイト層の色を外観に露出させることができる。さらに、この場合、中間層は、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、Ｓｉイオン及びＣイオン等の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カラー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中間層が形成される。ここでは、カラーアルマイト層とＤＬＣ層との間に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中間層を有している。ここでは、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、中間層中に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、カラーアルマイト層とＤＬＣ層との密着性を高くすることができる。
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、中間層は、膜厚が０．１μｍ以上０．７５μｍ以下の範囲となるように形成されている。この場合、中間層の膜厚がＤＬＣ層の膜厚よりさらに薄い０．１μｍ以上０．７５μｍ以下の範囲となるように形成されているので、カラーアルマイト層の色を確実に外観に露出させることができる。
発明３に係る屋外用部品は、発明１又は２の屋外用部品において、ＤＬＣ層は、ＤＬＣ成膜処理であるプラズマイオン成膜処理により形成されている。この場合、ＰＢＩＤ（Ｐｌａｓｍａ−Ｂａｓｅｄ Ｉｏｎ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、プラズマイオン成膜法）によって、中間層の表層側に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中間層の表層側にＤＬＣ層が形成される。ここでは、プラズマイオン成膜処理によって、アルミニウムとカーボンミキシングされた中間層との密着性が高いＤＬＣ層を形成できる。
発明４に係る屋外用部品は、発明１から３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、釣り用部品外観の意匠性を向上できる。
発明５に係る屋外用部品は、発明１から３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、自転車用部品外観の意匠性を向上できる。
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、カラーアルマイト層と、膜厚が０．２μｍ以上０．８μｍ以下の範囲となるＤＬＣ層とが順に形成されているので、外観の意匠性を向上させることができる。
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。
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。
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。
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、着色アルマイト処理（図４のＳ１）により形成されたカラーアルマイト１１（図３参照）と、カラーアルマイト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。
カラーアルマイト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。カラーアルマイト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、着色処理、封孔処理等の後処理との３つの工程により形成される。カラーアルマイト１１は、陽極酸化処理によって図示しない複数の微細孔が形成されており、複数の微細孔に色素を沈着させることにより着色されている。カラーアルマイト１１は、たとえば、赤色、青色、黒色、金色等に着色されている。
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に示すカラーアルマイト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。
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、カラーアルマイト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）からカラーアルマイト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。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。
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することよって傾斜層１２の表層側にＤＬＣ層１３が形成される。
また、図３に示すカラーアルマイト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イオンのカラーアルマイト１１への注入深さは、図５に示すように、図３に示すカラーアルマイト１１の表面から０．０５μｍ以上１．０μｍ以下の範囲である。また、傾斜層１２の膜厚は、０．１μｍ以上０．７５μｍ以下の範囲となるように形成されており、ＤＬＣ層１３の膜厚は、０．２μｍ以上０．８μｍ以下の範囲となるように薄く形成されている。なお、カラーアルマイト１１及びＤＬＣ層１３は、図３及び図５に示すように、傾斜層１２の下層部及び上層部の一部分と重なり合うように形成されているが、カラーアルマイト１１、傾斜層１２及びＤＬＣ層１３の膜厚とは、各部分が少なくとも含まれている部分の最大膜厚である。
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、カラーアルマイト１１の表層側に０．２μｍ以上０．８μｍ以下の範囲となるＤＬＣ層１３が形成されている。ここでは、ＤＬＣ層１３の膜厚が０．２μｍ以上０．８μｍ以下の範囲となるように薄く形成されているので、カラーアルマイト１１の表層側にＤＬＣ層１３を形成しても、カラーアルマイト１１の色を外観に露出させることができる。したがって、このようなカラーアルマイト１１及びＤＬＣ層１３によって、硬度、耐摩耗性及び滑り性を高く維持しながら、外観の意匠性を向上させることができる。
〔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等の外観に現れる部材にも本発明を適用できる。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外観の意匠性を向上できる。
（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等の外観に現れる部材にも本発明を適用できる。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外観の意匠性を向上できる。
（ｂ） 前記実施形態では、ＤＬＣ層１３は、プラズマイオン成膜処理によって形成されていたが、他の成膜処理によって形成する構成にしてもよい。
１ リール本体
４ スプール
１０ 部品本体
１１ カラーアルマイト
１２ 傾斜層
１３ ＤＬＣ層
４ スプール
１０ 部品本体
１１ カラーアルマイト
１２ 傾斜層
１３ ＤＬＣ層
Claims (5)
- 屋外で使用さ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、
前記部品本体の表層側に着色アルマイト処理により形成されたカラーアルマイト層と、
前記カラーアルマイト層の表層側にＤＬＣ成膜処理により膜厚が０．２μｍ以上０．８μｍ以下の範囲となるように形成されたＤＬＣ層と、
前記カラーアルマイト層と前記ＤＬＣ層との間に膜厚が前記ＤＬＣ層の膜厚より薄くなるように形成された中間層とを備え、
前記中間層は、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、前記カラーアルマイト層側に特定の元素が傾斜状に形成された傾斜層である、
屋外用部品。 - 前記中間層は、膜厚が０．１μｍ以上０．７５μｍ以下の範囲となるように形成されている、請求項１に記載の屋外用部品。
- 前記ＤＬＣ層は、前記ＤＬＣ成膜処理であるプラズマイオン成膜処理により形成されている、請求項１又は２に記載の屋外用部品。
- 前記部品本体は、釣りに用いられる釣り用部品に使用される、請求項１から３のいずれか１項に記載の屋外用部品。
- 前記部品本体は、自転車に用いられる自転車用部品に使用される、請求項１から３のいずれか１項に記載の屋外用部品。
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