(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属からなる基材の表面の一部に被覆予定領域を決定する被覆予定領域決定工程と、
前記被覆予定領域の外側に、前記被覆予定領域の境界と接するように凹部を形成する凹部形成工程と、
軟化点が３００〜９００℃である低融点ガラス粉末を含むセラミック原料を前記被覆予定領域に塗布すると共に、前記セラミック原料を前記凹部に充填するセラミック原料塗布工程と、
前記セラミック原料を前記基材の表面に前記軟化点よりも高い温度で焼き付けセラミックコート層を形成するセラミックコート層形成工程とを含むことを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項２】
前記セラミック原料塗布工程では、前記セラミックコート層形成工程により形成される前記セラミックコート層の端部が、前記凹部の領域内に位置するように前記セラミック原料を塗布する請求項１に記載の構造体の製造方法。
【請求項３】
前記セラミック原料塗布工程では、前記セラミックコート層形成工程により形成される前記セラミックコート層の端部が、前記凹部の外側端部と一致するように、前記セラミック原料を塗布する請求項１に記載の構造体の製造方法。
【請求項４】
前記セラミック原料塗布工程では、前記セラミックコート層形成工程により形成される前記セラミックコート層の端部が、前記凹部の外側端部よりも外側に位置するように、前記セラミック原料を塗布する請求項１に記載の構造体の製造方法。
【請求項５】
前記セラミック原料は、水及び／又は有機結合材を含む請求項１〜４のいずれかに記載の構造体の製造方法。
【請求項６】
前記セラミック原料は、有機溶媒を含む請求項１〜５のいずれかに記載の構造体の製造方法。
【請求項７】
金属からなる基材と、前記基材の表面に形成されたセラミック原料からなるセラミックコート層とからなる構造体であって、
前記基材の表面のうち前記セラミックコート層が形成されている部分の面積が、前記基材の表面の全体の面積よりも小さく、
前記基材の表面には凹部が形成されており、
前記セラミックコート層の周縁部に前記凹部が位置し、
前記凹部の少なくとも一部は前記セラミックコート層で覆われており、
前記セラミックコート層は軟化点が３００〜９００℃の低融点ガラスからなることを特徴とする構造体。
【請求項８】
前記セラミックコート層の端部は、前記凹部の領域内に位置している請求項７に記載の構造体。
【請求項９】
前記セラミックコート層の端部は、前記凹部の外側端部と一致している請求項７に記載の構造体。
【請求項１０】
前記セラミックコート層の端部は、前記凹部の外側端部の外側に位置している請求項７に記載の構造体。
【請求項１１】
前記セラミックコート層の周縁部は、前記セラミックコート層の端部から前記セラミックコート層の平均厚さの４０倍の距離だけ内側に向かう範囲である請求項７〜１０のいずれかに記載の構造体。
【請求項１２】
前記凹部は、粗面化処理されている請求項７〜１１のいずれかに記載の構造体。
【請求項１３】
前記凹部の深さは、０．１〜１．５ｍｍである請求項７〜１２のいずれかに記載の構造体。
【請求項１４】
前記凹部の幅は、１．０〜５．０ｍｍである請求項７〜１３のいずれかに記載の構造体。
【請求項１５】
前記凹部は、前記基材の表面に連続して形成されている請求項７〜１４のいずれかに記載の構造体。
【請求項１６】
前記凹部は、前記基材の表面に断続して形成されている請求項７〜１５のいずれかに記載の構造体。
【請求項１７】
前記凹部の一部又は全部は曲面である請求項７〜１６のいずれかに記載の構造体。
【請求項１８】
前記凹部は、底面と壁面とからなり、前記底面の一部又は全部は前記壁面と接続する曲面である請求項７〜１７のいずれかに記載の構造体。
【請求項１９】
前記セラミックコート層の平均厚さは、５０〜１５００μｍである請求項７〜１８のいずれかに記載の構造体。
【請求項２０】
前記凹部に配置される前記セラミックコート層の厚さは、前記セラミックコート層の平均厚さの８０〜１２０％である請求項７〜１９のいずれかに記載の構造体。
【請求項２１】
前記基材は、ステンレス、鋼、鉄、銅、アルミニウム、インコネル、ハステロイ、インバーから選択される少なくとも一種からなる請求項７〜２０のいずれかに記載の構造体。
【請求項２２】
前記基材の形状は、円錐状の土台部と、前記円錐状の土台部の頂点側に接続された円柱状の棒部とからなる形状であり、
前記円錐状の土台部の側面は、前記基材の表面であり、
前記セラミックコート層は、前記円錐状の土台部の側面に形成されており、
前記凹部は、前記円錐状の土台部の側面に形成されており、
前記円錐状の土台部の底面側の前記セラミックコート層の周縁部に、前記凹部が位置している請求項７〜２１のいずれかに記載の構造体。
【請求項２３】
排気管として用いられる請求項７〜２１のいずれかに記載の構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体の製造方法及び構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属等からなる基材に、用途に応じ種々のセラミック原料からなるセラミックコート層を設け、基材に所定の性能・機能を持たせる試みは従来より行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電気加熱触媒において、基材である排気管の内表面にガラスを主成分とするセラミックコート層を設けることで、排気管と、電気加熱触媒との間の絶縁性を確保する技術が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、基材である排気系部品にガラスを主成分とするセラミックコート層を設けることで、断熱性を確保し、排気系部品が用いられたエンジンの作動時に熱が外部に放出されることを抑制する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１５４３１８号公報
【特許文献２】国際公開第２０１４／０３４３９５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２では、基材にセラミック原料を塗布して焼き付けることで、セラミックコート層を形成している。このように基材にセラミック原料を焼き付ける場合、セラミック原料が収縮し、セラミック原料で覆われていた基材の一部が剥き出しになる場合や、セラミックコート層の端部が薄くなる場合がある。つまり、セラミックコート層にいわゆる“ヒケ”が生じた状態となる場合がある。これは、基材の膨張率と、セラミック原料の膨張率とが一致していないために生じる現象である。特にセラミック原料を厚く塗布する場合、ヒケが生じやすくなる。
このようなヒケが生じることにより、セラミックコート層で覆われることを予定していた基材の一部にセラミックコート層が形成されず基材の一部が剥き出しになる場合や、セラミックコート層の端部が薄くなり、充分な厚さを確保できない場合がある。このことが原因となり、絶縁性の低下や断熱性の低下が生じるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、金属からなる基材の所定部分に充分な厚さのセラミックコート層が形成された構造体の製造方法及び該製造方法により製造された構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明の構造体の製造方法は、金属からなる基材の表面の一部に被覆予定領域を決定する被覆予定領域決定工程と、上記被覆予定領域の外側に、上記被覆予定領域の境界と接するように凹部を形成する凹部形成工程と、軟化点が３００〜９００℃である低融点ガラス粉末を含むセラミック原料を上記被覆予定領域に塗布すると共に、上記セラミック原料を上記凹部に充填するセラミック原料塗布工程と、上記セラミック原料を上記基材の表面に上記軟化点よりも高い温度で焼き付けセラミックコート層を形成するセラミックコート層形成工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の構造体の製造方法の凹部形成工程では、上記被覆予定領域の外側に、上記被覆予定領域の境界と接するように凹部を形成する。
後述するように、本発明の構造体の製造方法では、凹部を設けることにより、セラミックコート層にヒケが生じることを抑制できる。そのため、セラミックコート層の端部の位置を制御しやすくなる。従って、被覆予定領域の外側に、被覆予定領域の境界と接するように凹部を形成することにより、後の工程において被覆予定領域を、しっかりとセラミックコート層で覆うことができる。
【００１０】
本発明の構造体の製造方法において、セラミック原料は、軟化点が３００〜９００℃である低融点ガラス粉末を含む。
このようなセラミック原料を用いると、軟化点を超える温度で加熱することにより低融点ガラス粉末が軟化溶融するので、容易にセラミックコート層を形成することができる。
【００１１】
本発明の構造体の製造方法のセラミック原料塗布工程では、上記セラミック原料を上記被覆予定領域に塗布すると共に、上記セラミック原料を上記凹部に充填する。
セラミック原料は、その後のセラミックコート層形成工程において基材の表面に焼き付けられる。この際、セラミック原料が溶融して焼き締まり、焼成収縮を起こす。この焼成収縮は、セラミックコート層にヒケが生じる原因となる。
しかし、上記のようにセラミック原料を塗布すると、セラミック原料が焼成収縮しようとする際、溶融したセラミック原料が凹部に物理的に引っ掛かり収縮しにくくなる。そのため、セラミックコート層にヒケが生じることを抑制することができる。
さらに、セラミック原料は凹部に充填されるので、凹部に塗布されるセラミック原料の量は、他の部分に塗布されるセラミック原料の量よりも多くなる。そのため、セラミックコート層形成工程においてセラミック原料が焼き付けられる際に、セラミック原料が焼成収縮し、セラミックコート層の端部が薄くなったとしても、凹部に形成されるセラミックコート層の厚さを充分な厚さにすることができる。
【００１２】
本発明の構造体の製造方法のセラミック原料塗布工程では、上記セラミックコート層形成工程により形成される上記セラミックコート層の端部が、上記凹部の領域内に位置するように上記セラミック原料を塗布してもよい。また、本発明の構造体の製造方法のセラミック原料塗布工程では、上記セラミックコート層形成工程により形成される上記セラミックコート層の端部が、上記凹部の外側端部と一致するように、上記セラミック原料を塗布してもよい。また、本発明の構造体の製造方法のセラミック原料塗布工程では、上記セラミックコート層形成工程により形成される上記セラミックコート層の端部が、上記凹部の外側端部よりも外側に位置するように、上記セラミック原料を塗布してもよい。
このようにセラミック原料を塗布することにより、被覆予定領域を、セラミックコート層で確実に覆うことができる。
【００１３】
本発明の構造体の製造方法では、上記セラミック原料は、水及び／又は有機結合材を含むことが望ましい。
セラミック原料が、水及び／又は有機結合材を含むと、セラミック原料は粘性を有することになる。粘性を有するセラミック原料は、被覆予定領域に塗布しやすくなり、また、塗布量も制御しやすくなる。
一方で、セラミックコート層形成工程において水及び／又は有機結合材を含むセラミック原料を基材に焼き付けると、水及び／又は有機結合材は、蒸発や分解され消失する。そのため、セラミック原料が焼成収縮する度合いが大きくなり、セラミックコート層にヒケが生じやすくなる。しかし、本発明の構造体の製造方法では、基材に凹部を形成するので、セラミック原料の焼成収縮度合いが大きくなったとしても、被覆予定領域を、セラミックコート層で確実に覆うことができる。
【００１４】
本発明の構造体の製造方法では、上記セラミック原料は、有機溶媒を含むことが望ましい。
セラミック原料が、有機溶媒を含むと、表面張力が低下しやすくなる。その結果、セラミック原料を凹部に塗布する際に、セラミック原料は凹部の形状になじみやすくなり、塗布しやすくなる。
一方で、セラミックコート層形成工程において有機溶媒を含むセラミック原料を基材に焼き付けると、有機溶媒は、蒸発や分解され消失する。そのため、セラミック原料が焼成収縮する度合いが大きくなり、セラミックコート層にヒケが生じやすくなる。
しかし、本発明の構造体の製造方法では、基材に凹部を形成するので、セラミック原料の焼成収縮度合いが大きくなったとしても、被覆予定領域を、セラミックコート層で確実に覆うことができる。
【００１５】
本発明の構造体は、金属からなる基材と、上記基材の表面に形成されたセラミック原料からなるセラミックコート層とからなる構造体であって、上記基材の表面のうち上記セラミックコート層が形成されている部分の面積が、上記基材の表面の全体の面積よりも小さく、上記基材の表面には凹部が形成されており、上記セラミックコート層の周縁部に上記凹部が位置し、上記凹部は上記セラミックコート層で覆われており、上記セラミックコート層は軟化点が３００〜９００℃の低融点ガラスからなることを特徴とする。
【００１６】
本発明の構造体では、基材の表面のうちセラミックコート層が形成されている部分の面積が、基材の表面の全体の面積よりも小さい。
つまり、基材の表面には、セラミックコート層が形成されている部分と形成されていない部分とがある。
【００１７】
また、本発明の構造体では、基材の表面には凹部が形成されており、セラミックコート層の周縁部に凹部が位置し、凹部の少なくとも一部はセラミックコート層で覆われている。
本発明の構造体を製造する際には、セラミックコート層で覆われるべき範囲である被覆予定領域の外側に、被覆予定領域の境界と接するように凹部を形成する。そして、セラミック原料を被覆予定領域に塗布すると共に、セラミック原料を凹部に充填する。その後、セラミック原料が基材の表面に焼き付けられる。この際、セラミック原料が溶融して焼き締まり、焼成収縮を起こす。この焼成収縮は、セラミックコート層にヒケが生じる原因となる。
しかし、基材の表面には凹部が形成されているので、セラミック原料が焼成収縮しようとする際、溶融したセラミック原料が凹部に物理的に引っ掛かり収縮しにくくなる。そのため、セラミックコート層にヒケが生じることを抑制することができる。
さらに、セラミック原料は凹部を充填することになるので、凹部に塗布されるセラミック原料の量は、他の部分に塗布されるセラミック原料の量よりも多くなる。そのため、セラミック原料が収縮し、セラミックコート層の端部が薄くなったとしても、凹部に形成されるセラミックコート層の厚さを充分な厚さにすることができる。
【００１８】
本発明の構造体では、上記セラミックコート層は、軟化点が３００〜９００℃である低融点ガラスからなる。
セラミックコート層が、軟化点が３００〜９００℃である低融点ガラスからなると、軟化点を超える温度で加熱することにより低融点ガラスが軟化溶融するので、容易にセラミックコート層を形成することができる。
【００１９】
本発明の構造体では、上記セラミックコート層の端部は、上記凹部の領域内に位置していてもよい。また、本発明の構造体では、上記セラミックコート層の端部は、上記凹部の外側端部と一致していてもよい。また、本発明の構造体では、上記セラミックコート層の端部は、上記凹部の外側端部の外側に位置していてもよい。
本発明の構造体において凹部の内側端部より内側の基材の表面は、セラミックコート層で覆われるべき範囲である。そのため、上記のように凹部が形成されていると、凹部の内側端部より内側の基材の表面は、セラミックコート層で確実に覆われることになる。そのため、基材の表面がセラミックコート層で覆われることの効果が充分に発揮される。
【００２０】
本発明の構造体では、上記セラミックコート層の周縁部は、上記セラミックコート層の端部から上記セラミックコート層の平均厚さの４０倍の距離だけ内側に向かう範囲である。
【００２１】
本発明の構造体では、上記凹部は、粗面化処理されていることが望ましい。
凹部が粗面化処理されていると、本発明の構造体を製造する場合において、セラミック原料が収縮する際、粗面化処理された部分が抵抗となり収縮しにくくなる。そのため、セラミックコート層にヒケが生じることをより抑制することができる。
【００２２】
本発明の構造体では、上記凹部の深さは、０．１〜１．５ｍｍであることが望ましい。
凹部の深さが０．１ｍｍ未満であると、凹部の表面積が小さくなる。本発明の構造体を製造する場合において、セラミック原料が収縮する際に、セラミック原料が物理的に引っ掛かる凹部の場所は、凹部の表面である。そのため、凹部の表面積が小さくなると、セラミック原料が物理的に引っ掛かる部分が小さくなるので、ヒケの発生を防ぎにくくなる。
凹部の深さが１．５ｍｍを超えると、凹部が形成された部分の基材の厚さが薄くなり基材の強度が低下しやすくなる。また、凹部に形成されるセラミックコート層が厚くなりすぎる。そのため、凹部以外の部分に形成されるセラミックコート層の厚さと凹部に形成されるセラミックコート層の厚さの差が大きくなり、これらのセラミックコート層の熱膨張差が大きくなるのでセラミックコート層の層内において破損が生じやすくなる。
【００２３】
本発明の構造体では、上記凹部の幅は、１．０〜５．０ｍｍであることが望ましい。
本発明の構造体を製造する場合において、セラミック原料が収縮することは完全に防ぐことはできない。そのため、セラミックコート層の端部が薄くなる場合がある。凹部の幅が１．０ｍｍ以上であれば、セラミックコート層の端部が薄くなったとしても、薄くなるセラミックコート層の範囲は、凹部の内側端部を超えにくい。凹部が形成された範囲セラミックコート層が薄くなったとしても、凹部は深さ方向に抉れているので、凹部の底からセラミックコート層の表面までの厚さは充分な厚さとなる。そのため、基材の表面がセラミックコート層で覆われることの効果を充分に得ることができる。
一方、凹部の幅が、１．０ｍｍ未満であると、セラミックコート層の端部が薄くなった場合、薄くなるセラミックコート層の範囲が、凹部の内側端部を超える場合がある。この場合、被覆予定領域の境界付近を覆うセラミックコート層が薄くなる。そのため、被覆予定領域付近のセラミックコート層が薄い部分では、セラミックコート層で覆われることの効果が充分に得られにくくなる。
凹部の幅が、５．０ｍｍを超えると、厚さが薄い基材の領域が広くなり基材の強度が低下しやすくなる。
【００２４】
本発明の構造体では、上記凹部は、上記基材の表面に連続して形成されていてもよい。
凹部が、基材の表面に連続して形成されていると、本発明の構造体を製造する場合において、セラミック原料が収縮する際に、セラミック原料が凹部に常に引っ掛かることになる。従って、ヒケの発生を防ぎやすくなる。
【００２５】
本発明の構造体では、上記凹部は、上記基材の表面に断続して形成されていてもよい。
【００２６】
本発明の構造体では、上記凹部の一部又は全部は曲面であってもよい。
凹部の一部又は全部が曲面であると、本発明の構造体がセラミックコート層の外側から圧力を受けた場合であっても、凹部の曲面において、その圧力を分散させやすくなる。その結果セラミックコート層が破損することを防ぐことができる。
【００２７】
本発明の構造体では、上記凹部は、底面と壁面とからなり、上記底面の一部又は全部は上記壁面と接続する曲面であってもよい。
本発明の構造体がセラミックコート層の外側から圧力を受けた場合、底面及び壁面が平面であると底面と壁面の角部に圧力が集中しやすくなる。その結果、セラミックコート層が破損しやすくなる。
しかし、凹部が、底面と壁面とからなり、底面の一部又は全部は壁面と接続する曲面であると、底面と壁面との間に角部が形成されにくい。そのため、本発明の構造体がセラミックコート層の外側から圧力を受けた場合、その圧力を分散することができ、セラミックコート層が破損することを防ぐことができる。
【００２８】
本発明の構造体では、上記セラミックコート層の平均厚さは、５０〜１５００μｍであることが望ましい。
セラミックコート層の平均厚さが、５０μｍ未満であると、基材がセラミックコート層で覆われることの効果が得られにくくなる。
セラミックコート層の平均厚さが、１５００μｍを超えると、セラミックコート層と基材との熱膨張差によって発生する熱応力が大きくなるのでセラミックコート層が破損しやすくなる。
【００２９】
本発明の構造体では、上記凹部に配置される上記セラミックコート層の厚さは、上記セラミックコート層の平均厚さの８０〜１２０％であることが望ましい。
凹部に配置されるセラミックコート層の厚さが、セラミックコート層の平均厚さの８０％未満であると、セラミックコート層が薄いので、基材の表面がセラミックコート層で覆われることの効果が得られにくくなる。
凹部に配置されるセラミックコート層の厚さが、セラミックコート層の平均厚さの１２０％を超えると、凹部以外の部分に配置されるセラミックコート層の厚さと凹部に配置されるセラミックコート層の厚さの差が大きくなり、これらのセラミックコート層の熱膨張差が大きくなるのでセラミックコート層の層内において破損が生じやすくなる。
【００３０】
本発明の構造体では、上記基材は、ステンレス、鋼、鉄、銅、アルミニウム、インコネル、ハステロイ、インバーから選択される少なくとも一種からなることが望ましい。
ステンレス、鋼、鉄、銅、アルミニウム、インコネル、ハステロイ、インバーは加工が容易であるので、基材を用途に合わせ加工しやすくなる。
【００３１】
本発明の構造体では、上記基材の形状は、円錐状の土台部と、上記円錐状の土台部の頂点側に接続された円柱状の棒部とからなる形状であり、上記円錐状の土台部の側面は、上記基材の表面であり、上記セラミックコート層は、上記円錐状の土台部の側面に形成されており、上記凹部は、上記円錐状の土台部の側面に形成されており、上記円錐状の土台部の底面側の上記セラミックコート層の周縁部に、上記凹部が位置していてもよい。
基材が金属からなり、基材にセラミックコート層を形成すると、金属はセラミックと比較して熱膨張係数が大きいので、セラミックコート層が形成された基材の温度が上昇すると、基材とセラミックコート層との間に応力が発生する。また、基材が円錐状の土台を含む場合、円錐状の土台の底面に近づくほど水平断面積が大きくなるので、基材の温度が上昇した場合、円錐状の土台の底面に近づくほど基材の熱膨張率は大きくなる。そのため、セラミックコート層と円錐状の土台部の間に発生する応力は、円錐状の土台の底面に向かうほど大きくなる。その結果、セラミックコート層にヒケが生じやすくなる。しかし、円錐状の土台部に凹部があり、凹部と、円錐状の土台部の頂点との間の円錐状の土台部の側面の少なくとも一部にセラミックコート層を形成すると、セラミックコート層にヒケが生じることを抑制することができる。
【００３２】
本発明の構造体は、排気管として用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は、一般的な方法で、金属からなる基材の表面にセラミックコート層を形成する場合に生じるヒケの一例を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の構造体の製造方法における被覆予定領域決定工程の一例を模式的に示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の構造体の製造方法における凹部形成工程の一例を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の構造体の製造方法におけるセラミック原料塗布工程の一例を模式的に示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の構造体の製造方法におけるセラミックコート層形成工程の一例を模式的に示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の構造体の製造方法における凹部形成工程において形成する凹部の一例を模式的に示す拡大斜視図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｇ）は、本発明の構造体の製造方法における凹部形成工程において形成する凹部の形状の一例を模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の構造体の製造方法により製造された構造体において、セラミックコート層の端部が薄くなっている状態の一例を模式的に示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の構造体の製造方法における凹部形成工程において形成する凹部の別の一例を模式的に示す平面図である。
【図１０】図１０（ａ）及び（ｂ）は、本発明の構造体の製造方法におけるセラミック原料塗布工程において、セラミック原料を塗布する端部の一例を模式的に示す断面図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の構造体の製造方法において、製造された構造体のセラミックコート層の端部と、凹部との関係を模式的に示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の構造体を排気管として用いた場合の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の構造体を排気管として用いた場合の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１５】図１５は、本発明の構造体を排気管として用いた場合の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１６】図１６（ａ）は、本発明の構造体をケーシングとして用いた場合の一例を模式的に示す斜視図である。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図１７】図１７（ａ）は、本発明の構造体をケーシングとして用いた場合の一例を模式的に示す斜視図である。図１７（ｂ）は、図１７（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１８】図１８（ａ）は、本発明の構造体をケーシングとして用いた場合の一例を模式的に示す斜視図である。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１９】図１９（ａ）は、実施例１に係る構造体の上面写真である。図１９（ｂ）は、実施例１に係る構造体の斜め上から写した写真である。
【図２０】図２０（ａ）は、実施例２に係る構造体の上面写真である。図２０（ｂ）は、実施例２に係る構造体の斜め上から写した写真である。
【図２１】図２１（ａ）は、実施例３に係る構造体の上面写真である。図２１（ｂ）は、実施例３に係る構造体の斜め上から写した写真である。
【図２２】図２２（ａ）は、実施例４に係る構造体の上面写真である。図２２（ｂ）は、実施例４に係る構造体の斜め上から写した写真である。
【図２３】図２３（ａ）は、比較例１に係る構造体の上面写真である。図２３（ｂ）は、比較例１に係る構造体の斜め上から写した写真である。
【００３４】
（発明の詳細な説明）
以下、詳述する。
【００３５】
本発明の構造体の製造方法を説明する前に、一般的な方法で、金属からなる基材の表面にセラミックコート層を形成する場合に生じるヒケについて説明する。
【００３６】
図１（ａ）〜（ｃ）は、一般的な方法で、金属からなる基材の表面にセラミックコート層を形成する場合に生じるヒケの一例を模式的に示す斜視図である。
【００３７】
一般的に、金属からなる基材の表面にセラミックコート層を形成する場合には、まず、図１（ａ）に示すように、基材５１０の表面５１１にセラミックコート層で覆われることになる被覆予定領域５２０（図１（ａ）中、斜線で示す範囲）を決定する。
【００３８】
そして、図１（ｂ）に示すように、被覆予定領域５２０にセラミック原料５３０を塗布する。基材５１０に塗布されたセラミック原料５３０は、乾燥され、加熱されて基材５１０の表面５１１に焼き付けられセラミックコート層５５０（図１（ｃ）参照）となる。
この乾燥、加熱の際に、セラミック原料５３０は溶融することになるが、セラミック原料５３０が溶融すると、表面張力により端部のセラミック原料５３０は中心に集まろうと移動する。また、セラミック原料５３０中の揮発成分も乾燥、加熱の間に揮発することになるのでセラミック原料５３０が収縮する。
【００３９】
その結果、図１（ｃ）に示すように、セラミックコート層５５０にヒケが生じ、被覆予定領域５２０の端部がセラミックコート層５５０で覆われず剥き出しになったり、セラミックコート層５５０の厚さが薄くなることがある。
つまり、セラミック原料５３０が溶融して焼き締まり、焼成収縮を起こすことが、セラミックコート層５５０にヒケが生じる原因となる。
また、セラミックコート層５５０にヒケが生じることを予測して、あらかじめ被覆予定領域５２０の範囲を超えてセラミック原料５３０を塗布することも考えられるが、ヒケの度合いは、セラミック原料５３０を調製する際の気温や湿度、セラミック原料５３０の乾燥条件や加熱条件、また基材表面の状態等により大きく変動するので、無駄なく正確に基材５１０の表面５１１をセラミックコート層５５０で覆うことは難しい。
【００４０】
一方、本発明の構造体の製造方法では、このようにセラミックコート層にヒケが生じることを抑制できる。その原理を説明する。
【００４１】
本発明の構造体の製造方法は、金属からなる基材の表面の一部に被覆予定領域を決定する被覆予定領域決定工程と、被覆予定領域の外側に、被覆予定領域の境界と接するように凹部を形成する凹部形成工程と、軟化点が３００〜９００℃である低融点ガラス粉末を含むセラミック原料を被覆予定領域に塗布すると共に、セラミック原料を凹部に充填するセラミック原料塗布工程と、セラミック原料を基材の表面に上記軟化点よりも高い温度で焼き付けセラミックコート層を形成するセラミックコート層形成工程とを含む。
【００４２】
本発明の構造体の製造方法における被覆予定領域決定工程では、まず、金属からなる基材を準備し、基材の表面の一部に、セラミックコート層で覆われることになる被覆予定領域を決定する。なお、被覆予定領域の面積は、基材の表面の全体の面積よりも小さくなる。
【００４３】
本明細書において、「金属からなる基材」とは、金属のみからなる基材に限られず、強度や耐熱性を向上させるための金属以外の元素を含む基材を含む。
【００４４】
本発明の構造体の製造方法における凹部形成工程では、被覆予定領域の外側に、被覆予定領域の境界と接するように凹部を形成する。
凹部は、基材の表面を削ることにより形成してもよい。
凹部には、被覆予定領域に対し内側に位置する内側端部と、被覆予定領域に対し外側に位置する外側端部とがあり、被覆予定領域の境界と、凹部の内側端部とは一致することになる。
【００４５】
本発明の構造体の製造方法におけるセラミック原料塗布工程では、まず、軟化点が３００〜９００℃である低融点ガラス粉末を含むセラミック原料を準備する。
そして、セラミック原料を被覆予定領域に塗布すると共に、セラミック原料を凹部に充填する。
【００４６】
本発明の構造体の製造方法におけるセラミックコート層形成工程では、セラミック原料を基材の表面に低融点ガラス粉末の軟化点よりも高い温度で焼き付けセラミックコート層を形成する。
セラミック原料を焼き付ける際、セラミック原料が溶融して焼き締まり、焼成収縮を起こそうとする。
しかし、セラミック原料は、凹部に充填されているので、セラミック原料が焼成収縮しようとする際、溶融したセラミック原料が凹部に物理的に引っ掛かり収縮しにくくなる。そのため、形成されるセラミックコート層にヒケが生じることを抑制することができる。
【００４７】
本発明の構造体の製造方法におけるセラミック原料は凹部を充填することになるので、凹部に塗布されるセラミック原料の量は、他の部分に塗布されるセラミック原料の量よりも多くなる。そのため、セラミックコート層形成工程においてセラミック原料が焼き付けられる際に、セラミック原料が焼成収縮し、セラミックコート層の端部が薄くなったとしても、凹部に形成されるセラミックコート層の厚さを充分な厚さにすることができる。
【００４８】
これら一連の工程の一例を以下に図面を用いて説明する。
【００４９】
図２は、本発明の構造体の製造方法における被覆予定領域決定工程の一例を模式的に示す斜視図である。
本発明の構造体の製造方法における被覆予定領域決定工程では、まず、図２に示すように、金属からなる基材１０を準備し、基材１０の表面１１の一部に、セラミックコート層で覆われることになる被覆予定領域２０（図２中、斜線で示す）を決定する。図２中、符号２０ａは被覆予定領域２０の境界を示す。なお、被覆予定領域２０の面積は、基材１０の表面１１の全体の面積よりも小さくなる。
【００５０】
図３は、本発明の構造体の製造方法における凹部形成工程の一例を模式的に示す斜視図である。
次に、本発明の構造体の製造方法における凹部形成工程では、図３に示すように、被覆予定領域２０の外側に、被覆予定領域２０の境界２０ａと接するように凹部４０を形成する。
凹部４０は、基材１０の表面１１を削ることにより形成してもよい。
凹部４０には、被覆予定領域２０に対し内側に位置する内側端部４１と、被覆予定領域２０に対し外側に位置する外側端部４２とがあり、被覆予定領域２０の境界２０ａと、凹部４０の内側端部４１とは一致することになる。
【００５１】
図４は、本発明の構造体の製造方法におけるセラミック原料塗布工程の一例を模式的に示す斜視図である。
次に、本発明の構造体の製造方法におけるセラミック原料塗布工程では、まず、軟化点が３００〜９００℃である低融点ガラス粉末を含むセラミック原料３０を準備する。
そして、セラミック原料３０を被覆予定領域２０に塗布すると共に、セラミック原料を凹部４０に充填する。
【００５２】
図５は、本発明の構造体の製造方法におけるセラミックコート層形成工程の一例を模式的に示す斜視図である。
次に、本発明の構造体の製造方法におけるセラミックコート層形成工程では、図５に示すように、セラミック原料３０を基材１０の表面１１に低融点ガラス粉末の軟化点よりも高い温度で焼き付けセラミックコート層５０を形成する。
セラミック原料３０を焼き付ける際、セラミック原料３０が溶融して焼き締まり、焼成収縮を起こそうとする。
しかし、セラミック原料３０は凹部４０に充填されているので、図５に示すように、セラミック原料３０が焼成収縮しようとする際、溶融したセラミック原料３０が凹部４０に物理的に引っ掛かり収縮しにくくなる。そのため、形成されるセラミックコート層５０にヒケが生じることを抑制することができる。
【００５３】
さらに、セラミック原料３０は凹部４０が充填されているので、凹部４０に塗布されるセラミック原料３０の量は、他の部分に塗布されるセラミック原料３０の量よりも多くなる。そのため、セラミックコート層形成工程においてセラミック原料３０が焼き付けられる際に、セラミック原料３０が焼成収縮し、セラミックコート層５０の端部５１が薄くなったとしても、凹部４０に形成されるセラミックコート層５０の厚さを充分な厚さにすることができる。
【００５４】
以下、本発明の構造体の製造方法における各工程の望ましい態様等についてより詳しく説明する。
【００５５】
＜被覆予定領域決定工程＞
被覆予定領域決定工程では、まず、金属からなる基材を準備する。
基材としては、特に限定されないが、ステンレス、鋼、鉄、銅、アルミニウム、インコネル、ハステロイ、インバーから選択される少なくとも一種からなることが望ましい。
ステンレス、鋼、鉄、銅、アルミニウム、インコネル、ハステロイ、インバーは加工が容易であるので、基材を用途に合わせ加工しやすくなる。
【００５６】
本発明の構造体の製造方法において、基材の形状は、特に限定されず、平面状の基材であってもよく、曲面状の基材であってもよい。
また、三角柱、四角柱、六角柱、八角柱等の角柱状や、円柱状や、球状等の立体的な形状の基材であってもよい。
さらに、円錐状の土台部と、上記円錐状の土台部の頂点側に接続された円柱状の棒部とからなる形状であってもよい。
【００５７】
次に、セラミックコート層で覆われることになる被覆予定領域を決定する。
被覆予定領域の境界は、直線状であっても、曲線状であってもよい。
【００５８】
＜凹部形成工程＞
凹部形成工程では、基材の表面に凹部を形成する。
この際、凹部を以下の工程（ａ）〜（ｇ）により形成してもよい。
【００５９】
凹部形成工程（ａ）：本発明の構造体の製造方法の凹部形成工程において、凹部は、平面状の底面と、被覆予定領域側の平面状の壁面と、被覆予定領域の反対側の平面状の壁面とからなるように形成してもよい。そして、底面は、基材の表面に対し平行であり、壁面は、基材の表面に対し垂直にしてもよい。
【００６０】
凹部形成工程（ｂ）：本発明の構造体の製造方法の凹部形成工程において、凹部は、平面上の底面と、被覆予定領域側の平面状壁面と、被覆予定領域の反対側の平面状の壁面とからなるように形成してもよい。そして、底面は、基材の表面に対し平行であり、壁面は、基材の表面に対し垂直にし、底面の壁面との接続部分及び底面の壁面との接続部分が曲面となるようにしてもよい。
【００６１】
凹部形成工程（ｃ）：本発明の構造体の製造方法の凹部形成工程において、凹部は、基材の表面に対し基材の内側方向に凸となる曲面状の底面と、被覆予定領域側の平面状壁面と、被覆予定領域の反対側の平面状の壁面とからなるように形成してもよい。
【００６２】
凹部形成工程（ｄ）：本発明の構造体の製造方法の凹部形成工程において、凹部は、基材の表面に対し基材の内側方向に凸となる曲面状の底面のみからなるように形成してもよい。
【００６３】
凹部形成工程（ｅ）：本発明の構造体の製造方法の凹部形成工程において、凹部は、被覆予定領域側の平面状の壁面及び被覆予定領域の反対側の平面状の壁面の２つの平面のみからなるよう形成してもよい。つまり、各壁面は、基材の表面に対し斜めの面である。
【００６４】
凹部形成工程（ｆ）：本発明の構造体の製造方法の凹部形成工程において、凹部は、被覆予定領域側の曲面状の壁面及び被覆予定領域の反対側の曲面状の壁面の２つの曲面のみからなるように形成してもよい。
【００６５】
凹部形成工程（ｇ）：本発明の構造体の製造方法の凹部形成工程において、凹部は、平面状の底面と、被覆予定領域側の平面状の壁面と、被覆予定領域の反対側の平面状の壁面とからなるように形成してもよい。そして、底面は、基材の表面に対し平行であり、壁面は、基材の表面に対し垂直にしてもよい。さらに、凹部の外側端部の外側にスリット部を形成してもよい。
【００６６】
本発明の構造体の製造方法における凹部形成工程では、凹部形成工程（ｂ）、凹部形成工程（ｃ）、凹部形成工程（ｄ）及び凹部形成工程（ｆ）のように、凹部の一部又は全部を曲面とすることが望ましい。
凹部の一部又は全部が曲面であると、本発明の構造体の製造方法により製造された構造体がセラミックコート層の外側から圧力を受けた場合であっても、凹部の曲面において、その圧力を分散させやすくなる。その結果セラミックコート層が破損することを防ぐことができる。
【００６７】
また、本発明の構造体の製造方法における凹部形成工程では、凹部形成工程（ｂ）及び凹部形成工程（ｃ）のように、凹部は、底面と壁面とからなり、底面の一部又は全部を壁面と接続する曲面とすることが望ましい。
本発明の構造体の製造方法により製造された構造体がセラミックコート層の外側から圧力を受けた場合、底面、壁面が平面であると底面と壁面とが形成する角部に圧力が集中しやすくなる。その結果、セラミックコート層が破損しやすくなる。しかし、上記形状であると、底面と壁面との間に角部が形成されにくい。そのため、得られた構造体がセラミックコート層の外側から圧力を受けた場合、その圧力を分散することができ、セラミックコート層が破損することを防ぐことができる。
【００６８】
本発明における凹部形成工程をより具体的に説明するために、上記凹部形成工程（ａ）の一例を図面を用いて説明する。
【００６９】
図６は、本発明の構造体の製造方法における凹部形成工程において形成する凹部の一例を模式的に示す拡大斜視図である。
図６に示すように、本発明の構造体の製造方法では、凹部４０は、底面４５と、被覆予定領域２０側の壁面４６と、被覆予定領域２０の反対側の壁面４７とからなるように形成してもよい。
また、底面４５、壁面４６及び壁面４７は、平面状である。そして、底面４５は、基材１０の表面１１に対し平行であり、壁面４６及び壁面４７は、基材１０の表面１１に対し垂直である。
なお、凹部４０の内側端部４１は、壁面４６と被覆予定領域２０とが接する部分であり、凹部４０の外側端部４２は、壁面４７と被覆予定領域２０の反対側の領域とが接する部分である。
【００７０】
上記凹部形成工程（ａ）〜凹部形成工程（ｇ）により形成された凹部の形状としては、例えば、以下の図７（ａ）〜（ｇ）に示す形状があげられる。
図７（ａ）〜（ｇ）は、本発明の構造体の製造方法における凹部形成工程において形成する凹部の形状の一例を模式的に示す断面図である。
図７（ａ）〜（ｇ）に示す凹部は、それぞれ、凹部形成工程（ａ）〜凹部形成工程（ｇ）により形成された凹部である。
【００７１】
図７（ａ）に示すように、凹部４０は、平面上の底面４５と、平面状の壁面４６と、平面状の壁面４７とから形成され、底面４５は、基材１０の表面１１に対し平行であり、壁面４６及び壁面４７は、基材１０の表面に対し垂直であるように形成されていてもよい。
【００７２】
図７（ｂ）に示すように、凹部４０は、平面状の底面４５と、平面状の壁面４６と、平面状の壁面４７とから形成され、底面４５は、基材１０の表面１１に対し平行であり、壁面４６及び壁面４７は、基材１０の表面に対し垂直であり、底面４５の壁面４６との接続部分及び底面４５の壁面４７との接続部分が曲面となるように形成されていてもよい。
【００７３】
図７（ｃ）に示すように、凹部４０は、基材１０の表面１１に対し基材１０の内側方向に凸となる曲面状の底面４５と、平面状の壁面４６と、平面状の壁面４７とからなるよう形成されていてもよい。
【００７４】
図７（ｄ）に示すように、凹部４０は、基材１０の表面１１に対し基材１０の内側方向に凸となる曲面状の底面４５のみからなるように形成されていてもよい。
【００７５】
図７（ｅ）に示すように、凹部４０は、平面状の壁面４６及び平面状の壁面４７の２つの平面のみからなるように凹部４０を形成されていてもよい。つまり、壁面４６及び壁面４７は、基材１０の表面１１に対し斜めの面である。
【００７６】
図７（ｆ）に示すように、凹部４０は、曲面状の壁面４６及び曲面状の壁面４７の２つの曲面のみからなるように凹部４０を形成されていてもよい。
【００７７】
図７（ｇ）に示すように、凹部４０は、図７（ａ）に示す形状と同じ形状であり凹部４０の外側端部４２の外側にスリット部４８を形成されていてもよい。
【００７８】
本発明の構造体の製造方法において、基材の表面に凹部を形成する方法としては、特に限定されないが、エンドミル等を用いて、基材を切削してもよい。また、あらかじめ凹部が形成されるように鋳造してもよい。
【００７９】
本発明の構造体の製造方法では、凹部には、粗面化処理することが望ましい。
凹部が粗面化処理されていると、セラミックコート層形成工程において、セラミック原料が収縮する際、粗面化処理された部分が抵抗となり移動しにくくなる。そのため、セラミックコート層にヒケが生じることをより抑制することができる。
粗面化処理された凹部の表面粗さは、特に限定されないが、Ｒａ＝０．５〜４．０μｍ、ＲｚＪＩＳ＝１．５〜２０μｍであることが望ましい。
なお、本明細書で「Ｒａ」とはＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（２００１）に準拠して決定される算術平均粗さのことを意味する。
また、本明細書で「ＲｚＪＩＳ」とは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（２００１）に準拠して決定される十点平均粗さのことを意味する。
これらは、株式会社東京精密製ハンディサーフＥ−３５Ｂを用い、測長距離を１０ｍｍとして測定することができる。
【００８０】
本発明の構造体の製造方法では、形成する凹部の深さは、０．１〜１．５ｍｍであることが望ましく、０．２５〜１．０ｍｍであることがより望ましい。
凹部の深さが０．１ｍｍ未満であると、壁面の高さは小さくなるので、凹部の表面積が小さくなる。本発明の構造体を製造する方法において、セラミック原料が収縮する際に、セラミック原料が物理的に引っ掛かる凹部の場所は、凹部の表面である。そのため、凹部の表面積が小さくなると、セラミック原料が物理的に引っ掛かる部分が小さくなるので、ヒケの発生を防ぎにくくなる。
凹部の深さが１．５ｍｍを超えると、凹部が形成された部分の基材の厚さが薄くなり基材の強度が低下しやすくなる。また、製造された構造体において、凹部に形成されるセラミックコート層が厚くなりすぎる。そのため、凹部以外の部分に形成されるセラミックコート層の厚さと凹部に形成されるセラミックコート層の厚さの差が大きくなり、これらのセラミックコート層の熱膨張差が大きくなるのでセラミックコート層の層内において破損が生じやすくなる。
なお、本明細書において「凹部の深さ」とは、基材の表面を基準面として、その基準面から凹部の底まで基準面に対する垂線を引き、その垂線の基準面から凹部の底までの距離のことを意味する。
【００８１】
本発明の構造体の製造方法では、形成する凹部の幅は、１．０〜５．０ｍｍであることが望ましく、２．０〜４．０ｍｍであることがより望ましい。
図８は、本発明の構造体の製造方法により製造された構造体において、セラミックコート層の端部が薄くなっている状態の一例を模式的に示す断面図である。
本発明の構造体の製造方法において、セラミック原料が収縮することは完全に防ぐことはできない。そのため、図８に示すように、セラミックコート層５０の端部５１が薄くなる場合がある。
本発明の構造体の製造方法において、凹部の幅が１．０ｍｍ以上であれば、セラミックコート層の端部が薄くなったとしても、薄くなるセラミックコート層の範囲は、凹部の内側端部を超えにくい。つまり、凹部が形成された範囲を覆うセラミックコート層が薄くなったとしても、凹部は深さ方向に抉れているので、凹部の底面からセラミックコート層の表面までの厚さは充分な厚さとなる。そのため、基材の表面がセラミックコート層で覆われることの効果を充分に得ることができる。
一方、凹部の幅が、１．０ｍｍ未満であると、セラミックコート層の端部が薄くなった場合、薄くなるセラミックコート層の範囲が、凹部の内側端部を超える場合がある。この場合、被覆予定領域の境界付近を覆うセラミックコート層が薄くなる。そのため、被覆予定領域付近のセラミックコート層が薄い部分では、セラミックコート層で覆われることの効果が充分に得られにくくなる。
凹部の幅が、５．０ｍｍを超えると、削られる基材の体積が多くなるので、厚さが薄い基材の領域が広くなり基材の強度が低下しやすくなる。
なお、本明細書において「凹部の幅」とは、凹部の内側端部のある一点から、凹部の外側端部までの最短距離のことを意味する。
【００８２】
本発明の構造体の製造方法では、凹部を基材の表面に連続的に形成してもよく、断続的に形成してもよい。
なお、凹部を基材の表面に連続的に形成するとは、図６に示すように凹部を形成することであり、凹部を基材の表面に断続的に形成するとは、以下の図９に示すように凹部を形成することである。
図９は、本発明の構造体の製造方法における凹部形成工程において形成する凹部の別の一例を模式的に示す平面図である。
図９では、凹部４０が基材１０の表面１１に断続的に形成されている。
【００８３】
なお、本発明の構造体の製造方法では、凹部を、基材の表面に連続して形成することが望ましい。
凹部が、基材の表面に連続して形成されていると、本発明の構造体の製造方法において、セラミック原料が収縮する際に、セラミック原料が凹部に常に引っ掛かることになる。従って、ヒケの発生を防ぎやすくなる。
【００８４】
本発明の構造体の製造方法では、凹部を直線状に形成してよく、曲線状に形成してもよい。
【００８５】
＜セラミック原料塗布工程＞
本発明の構造体の製造方法におけるセラミック原料塗布工程では、セラミック原料を被覆予定領域に塗布すると共に、セラミック原料を凹部に充填する。
【００８６】
本発明の構造体の製造方法におけるセラミック原料は、軟化点が３００〜９００℃である低融点ガラス粉末を含む。
このようなセラミック原料を用いると、軟化点を超える温度で加熱することにより低融点ガラス粉末が軟化溶融するので、容易にセラミックコート層を形成することができる。
また、低融点ガラスの軟化点は、４００〜９００℃であることがより望ましい。
【００８７】
なお、低融点ガラスの軟化点は以下の方法により測定することができる。
まず、低融点ガラス粉末を適量となるように示差熱天秤（Ｒｉｇａｋｕ製、「ＴＧ−ＤＴＡ」型番ＴＧ８１２０）に入れ、大気雰囲気において１０℃／分の設定で９５０℃まで昇温し、サンプリング周期１秒でＤＴＡ曲線を得る。得られたＤＴＡ曲線の第４変曲点を、軟化点とする。
【００８８】
本発明の構造体の製造方法における低融点ガラスとしては、軟化点が３００〜９００℃であれば、特に限定されず、セラミックコート層に付与する性能に合わせて選択することができる。
【００８９】
本発明の構造体の製造方法においてセラミックコート層に断熱性能を付与する場合には、バリウムガラス、ボロンガラス、ストロンチウムガラス、アルミナ珪酸ガラス、ソーダ亜鉛ガラス、及び、ソーダバリウムガラスのうち少なくとも一種を含むガラスであることが望ましい。これらの中ではバリウムガラスを含むことが望ましい。
これらガラスを用いると、熱伝導率が低く、かつ、耐熱性、耐久性を有するセラミックコート層を形成することができる。
【００９０】
本発明の構造体の製造方法においてセラミックコート層に絶縁性能を付与する場合には、アルミナ、ムライトのうち少なくとも一種を含むことが望ましい。これらの中ではアルミナを含むことが望ましい。
これら材料を用いると、絶縁性が高く、かつ、耐熱性、耐久性を有するセラミックコート層を形成することができる。
【００９１】
本発明の構造体の製造方法におけるセラミック原料は、水や、有機結合材や、有機溶媒等を含むことが望ましい。セラミック原料が、水や有機結合材を含むと、セラミック原料は粘性を有することになる。粘性を有するセラミック原料は、基材の表面に塗布しやすくなり、また、塗布量も制御しやすくなる。また、セラミック原料が、有機溶媒を含むと、表面張力が低下しやすくなる。その結果、セラミック原料を凹部に塗布する際に、セラミック原料は凹部になじみやすくなり、塗布しやすくなる。
一方で、セラミックコート層形成工程においてこれら物質を含むセラミック原料を基材に焼き付けると、これら物質は、蒸発や分解され消失する。そのため、セラミック原料が焼成収縮する度合いが大きくなり、セラミックコート層にヒケが生じやすくなる。しかし、本発明の構造体の製造方法では、上記の通り、基材に凹部を形成するので、セラミック原料の焼成収縮度合いが大きくなったとしても、被覆予定領域を、セラミックコート層で確実に覆うことができる。
【００９２】
本発明の構造体の製造方法における有機結合材としては、特に限定されないが、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。
これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
有機溶媒としては、特に限定されないが、メタノール、エタノール等が挙げられる。
これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
また、セラミック原料に水、有機結合材及び有機溶媒を併用してもよい。
セラミック原料に水、有機結合材及び有機溶媒を加える場合には、セラミック原料の重量に対する水、有機結合材及び有機溶媒の合計重量は、５〜８０％であることが望ましい。
【００９３】
本発明の構造体の製造方法において形成するセラミックコート層に断熱性能を付与する場合には、セラミック原料にさらに造孔材を加えてもよい。
セラミック原料が造孔材を含むと、造孔材は、セラミックコート層形成工程において、分解し、セラミックコート層に気孔を形成する。
セラミックコート層に気孔が存在していると、気孔部分では熱が伝わりにくくなるので、セラミックコート層の断熱性が向上する。
【００９４】
本発明の構造体の製造方法における造孔材としては、特に限定されないが、酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーン、球状アクリル粒子、グラファイト等のカーボン、炭酸塩、発泡剤等を用いることができる。また、形成されるセラミックコート層は、高い断熱性能を有することが望ましく、そのためには、気孔は、なるべく小さい径のものが均一に分散していることがより望ましい。
このような観点から、造孔材は、カーボン、炭酸塩、又は、発泡剤が望ましい。炭酸塩、発泡剤としては、ＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＮａＨＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、（ＮＨ４）２ＣＯ３等が挙げられる。
さらに、これらの中では、グラファイト等のカーボンが好ましい。
【００９５】
本発明の構造体の製造方法におけるセラミック原料塗布工程では、セラミック原料を凹部に充填する。このようにする方法としては、以下の２通りの塗布方法がある。
第１の塗布方法としては、塗布されるセラミック原料の端部が、凹部の外側端部と一致するようにセラミック原料を塗布する方法である。第２の塗布方法としては、塗布されるセラミック原料の端部が、凹部の外側端部のさらに外側に位置するようにセラミック原料を塗布する方法である。
【００９６】
より具体的な例としては、以下の図１０（ａ）及び（ｂ）に示す方法があげられる。
図１０（ａ）及び（ｂ）は、本発明の構造体の製造方法におけるセラミック原料塗布工程において、セラミック原料を塗布する端部の一例を模式的に示す断面図である。
本発明の構造体の製造方法におけるセラミック原料塗布工程では、凹部４０にセラミック原料３０を充填する。このようにする方法としては、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように２通りの塗布方法がある。
すなわち、図１０（ａ）に示すように、塗布されるセラミック原料３０の端部３１が、凹部４０の外側端部４２と一致するようにセラミック原料３０を塗布する方法と、図１０（ｂ）に示すように、塗布されるセラミック原料３０の端部３１が、凹部４０の外側端部４２のさらに外側に位置するようにセラミック原料３０を塗布する方法とがある。
【００９７】
また、セラミック原料塗布工程では、後述するセラミックコート層形成工程において形成されるセラミックコート層と、凹部との関係が以下に記載する第１〜第３の端部の状態のうちいずれかの状態となるように、塗布されるセラミック原料の端部を位置させることが望ましい。
すなわち、第１の端部の状態としては、セラミックコート層の端部は、凹部の領域内に位置している状態である。
第２の端部の状態としては、セラミックコート層の端部は、凹部の外側端部と一致している状態である。
第３の端部の状態としては、セラミックコート層の端部は、凹部の外側端部の外側に位置している状態である。
セラミックコート層と、凹部との関係がこのような状態になるように、セラミック原料を塗布することにより、被覆予定領域を、セラミックコート層で確実に覆うことができる。
また、セラミックコート層と凹部との関係を第１〜第３の端部の状態にするには、セラミック原料の焼成収縮率や、凹部の形状等に応じてセラミック原料の塗布量や塗布位置等を調整することにより行うことができる。
【００９８】
より具体的な第１〜第３の端部の状態の例として図１１（ａ）〜（ｃ）に示す状態があげられる。
図１１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の構造体の製造方法において、製造された構造体のセラミックコート層の端部と、凹部との関係を模式的に示す断面図である。
図１１（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ第１〜第３の端部の状態の一例を示している。
図１１（ａ）では、セラミックコート層５０の端部５１は、凹部４０の領域４３内に位置している。
図１１（ｂ）では、セラミックコート層５０の端部５１は、凹部４０の外側端部４２と一致している。
図１１（ｃ）では、セラミックコート層５０の端部５１は、凹部４０の外側端部４２の外側に位置している。
【００９９】
＜セラミックコート層形成工程＞
本発明の構造体の製造方法におけるセラミックコート層形成工程では、セラミック原料を基材の表面に焼き付けることになるが、この前に、セラミック原料を乾燥させてもよい。
【０１００】
本発明の構造体の製造方法においてセラミック原料を乾燥させる際の条件としては、特に限定されず、セラミック原料に含まれる水、有機結合材、有機溶媒等の種類や量によって適宜調整することが望ましい。
例えば、セラミック原料の重量に対する水、有機結合材及び有機溶媒の合計重量が、５〜８０％である場合の乾燥条件としては、乾燥温度が７０〜１２０℃、乾燥時間が２０〜６０分間であることが望ましい。
【０１０１】
その後、本発明の構造体の製造方法におけるセラミックコート層形成工程では、セラミック原料を基材の表面に焼き付ける。
セラミック原料を焼き付ける条件としては、低融点ガラス粉末の軟化点よりも高い温度であれば特に限定されないが、焼き付け温度が３１０〜１１００℃、焼き付け時間が１０〜６０分間であることが望ましい。
【０１０２】
以上の工程を経て、構造体を製造することができる。また、このように製造された構造体は、本発明の構造体でもある。
【０１０３】
次に、本発明の構造体について説明する。
本発明の構造体は、金属からなる基材と、基材の表面に形成されたセラミック原料からなるセラミックコート層とからなる構造体である。
【０１０４】
そして、基材の表面のうちセラミックコート層が形成されている部分の面積が、基材の表面の全体の面積よりも小さい。
つまり、基材の表面には、セラミックコート層が形成されている部分と形成されていない部分がある。
【０１０５】
また、基材の表面には凹部が形成されており、セラミックコート層の周縁部に凹部が位置し、凹部の少なくとも一部はセラミックコート層で覆われている。
上記の本発明の構造体の製造方法で説明したように、基材の表面に凹部を設けることで、セラミックコート層にヒケが生じることを抑制することができる。
なお、本発明の構造体における、凹部の形状は上記本発明の構造体の製造方法において既に説明しているので、ここでの説明は省略する。
また、セラミックコート層の周縁部は、例えば、セラミックコート層の端部からセラミックコート層の平均厚さの４０倍の距離だけ内側に向かう範囲である。
なお、セラミックコート層の周縁部に凹部が位置するとは、周縁部に凹部の少なくとも一部が位置していることを意味する。
【０１０６】
本発明の構造体では、セラミックコート層は、軟化点が３００〜９００℃である低融点ガラスからなる。
セラミックコート層が、軟化点が３００〜９００℃である低融点ガラスからなると、軟化点を超える温度で加熱することにより低融点ガラスが軟化溶融するので、容易にセラミックコート層を形成することができる。
なお、セラミックコート層の望ましい組成等は、上記本発明の構造体の製造方法において既に説明しているので、ここでの説明は省略する。
【０１０７】
なお、本発明の構造体では、セラミックコート層に含まれる低融点ガラスの軟化点は、以下の方法により測定することができる。
まず、セラミックコート層を粉末状に掻き出し、掻き出した粉末状のセラミックコート層を適量となるように示差熱天秤（Ｒｉｇａｋｕ製、「ＴＧ−ＤＴＡ」型番ＴＧ８１２０）に入れ、大気雰囲気において１０℃／分の設定で９５０℃まで昇温し、サンプリング周期１秒でＤＴＡ曲線を得る。
得られたＤＴＡ曲線の第４変曲点を、軟化点とする。
【０１０８】
本発明の構造体としては、例えば、図１２に示す構造体があげられる。
図１２は、本発明の構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
図１２に示すように、本発明の構造体の一例である構造体１００は、金属からなる基材１０と、基材１０の表面１１に形成されたセラミック原料からなるセラミックコート層５０とからなる構造体である。
【０１０９】
そして、基材１０の表面１１のうちセラミックコート層５０が形成されている部分の面積が、基材１０の表面１１の全体の面積よりも小さい。
つまり、基材１０の表面１１には、セラミックコート層５０が形成されている部分と形成されていない部分がある。
【０１１０】
また、基材１０の表面１１には凹部４０が形成されており、セラミックコート層５０の周縁部５５に凹部４０が位置し、凹部４０の少なくとも一部はセラミックコート層５０で覆われている。
上記の本発明の構造体の製造方法で説明したように、基材１０の表面１１に凹部４０を設けることで、セラミックコート層５０にヒケが生じることを抑制することができる。
また、セラミックコート層５０の周縁部５５は、セラミックコート層５０の端部５１からセラミックコート層５０の平均厚さの４０倍の距離だけ内側に向かう範囲Ａである。
さらに、セラミックコート層５０は、軟化点が３００〜９００℃である低融点ガラスからなる。
【０１１１】
本発明の構造体では、セラミックコート層の平均厚さは、５０〜１５００μｍであることが望ましい。
セラミックコート層の平均厚さが、５０μｍ未満であると、基材がセラミックコート層で覆われることの効果が得られにくくなる。
セラミックコート層の平均厚さが、１５００μｍを超えると、セラミックコート層と基材との熱膨張差によって発生する熱応力が大きくなるのでセラミックコート層が破損しやすくなる。
なお、「セラミックコート層の平均厚さ」とは、凹部の内側端部より内側に形成されたセラミックコート層の平均厚さのことを意味する。
セラミックコート層の厚さの測定には、株式会社フィッシャーインストルメンツ社製、デュアルスコープＭＰ４０を用いることができる。セラミックコート層の任意の３０点において、デュアルスコープＭＰ４０の膜厚測定における膜厚補正を実施したのち、膜厚測定をセラミックコート層の任意の１０点に対して行い、その測定値の平均をとることによりセラミックコート層の厚さを測定することができる。膜厚測定を１０点に対して行う場合、測定領域内で測定部位の偏りがないようにすることが望ましく、例えば、測定を１ｍｍの等間隔おきに行う等の方法が挙げられる。
【０１１２】
本発明の構造体では、凹部に配置されるセラミックコート層の厚さは、セラミックコート層の平均厚さの８０〜１２０％であることが望ましい。
凹部に配置されるセラミックコート層の厚さが、セラミックコート層の平均厚さの８０％未満であると、セラミックコート層が薄いので、断熱効果が低くなる。
凹部に配置されるセラミックコート層の厚さが、セラミックコート層の平均厚さの１２０％を超えると、凹部以外の部分に形成されるセラミックコート層の厚さと凹部に形成されるセラミックコート層の厚さの差が大きくなり、これらのセラミックコート層の熱膨張差が大きくなるのでセラミックコート層の層内において破損が生じやすくなる。なお、本明細書において、凹部に配置されるセラミックコート層の厚さとは、凹部に配置されているセラミックコート層の平均厚さを意味する。凹部に配置されたセラミックコート層の厚さは、凹部に配置されたセラミックコート層の体積を算出し、凹部の幅で除することにより算出することができる。なお、例えば、凹部の一部にセラミックコート層が配置されていない部分がある場合には、配置されているセラミックコート層の範囲のみで平均厚さを計算し、セラミックコート層が配置されていない凹部の一部は、セラミックコート層の平均厚さを求める計算に考慮しない。
【０１１３】
本発明の構造体では、基材は、ステンレス、鋼、鉄、銅、アルミニウム、インコネル、ハステロイ、インバーから選択される少なくとも一種からなることが望ましい。
ステンレス、鋼、鉄、銅、アルミニウム、インコネル、ハステロイ、インバーは加工が容易であるので、基材を用途に合わせ加工しやすくなる。
【０１１４】
次に、本発明の構造体の用途について説明する。
本発明の構造体は、例えば、排気管、排ガス浄化装置における排ガス処理体を収容するケーシング、エンジンバルブ、吸気ポート、エンジンヘッド（吸気ポートと排気ポートを含む）、シリンダ、ピストン、ターボハウジング、熱交換器、ＥＧＲパイプの用途に用いることができる。
【０１１５】
本発明の構造体を排気管に用いる場合について説明する。
本発明の構造体を排気管として用いた場合、排気管は、排ガスの流入口と、排ガスの流出口とを有する基材と、基材の表面に形成されたセラミックコート層からなっていてもよい。
セラミックコート層は、流出口から流入口に向かって基材の表面の所定の範囲に形成されており、流入口側のセラミックコート層の周縁部には、凹部が形成されていてもよい。
【０１１６】
本発明の構造体を排気管として用いた場合、セラミックコート層は、基材の内側表面に形成されていてもよく、基材の外側表面に形成されていてもよく、基材の内側表面及び基材の外側表面の両方に形成されていてもよい。
基材の内側表面とは、排ガスが通過する流路側の基材の表面のことを意味する。
基材の外側表面とは、排ガスが通過する流路側とは反対側の基材の表面のことを意味する。
【０１１７】
本発明の構造体を排気管として用いた場合、セラミックコート層は、バリウムガラスからなっていることが望ましい。セラミックコート層がバリウムガラスであると、排気管の断熱性が向上する。
【０１１８】
ここで、排ガスが排気管を通過する場合について説明する。
排ガスは、排気管の流入口から流れ込み、排気管の流出口から排気される。
排ガスが排気管の流入口に到達した時点では、排ガスが充分に高い温度を有する。また、排気管を通過する際に、排ガスから熱が放出され、排ガスの温度が低下しやすくなる。しかし、排気管に上記のようにセラミックコート層が形成されていると、排気管の断熱性が高くなり、排ガスの温度が低下することを防ぐことができる。排ガスは、下流に設置された排ガス浄化装置に設置された排ガス処理体により浄化されることになるが、排ガスの温度が低下せず、充分に高い場合、排ガスは速やかに排ガス処理体の温度を上昇させ、排ガス処理体の排ガス浄化機能を好適に発揮させることができる。つまり、排ガス浄化効率が向上する。
【０１１９】
さらに、このような排気管を製造する際には、基材に凹部を形成するので、セラミックコート層の端部の位置を制御することができる。
従って、セラミックコート層で覆うべき基材の部分を確実に覆うことができる。
また、セラミックコート層が形成されていることにより、所望の断熱性能や絶縁性能を確保することができる。
【０１２０】
上記排気管についてさらに詳述すると、例えば、図１３〜図１５に示す排気管があげられる。
図１３〜図１５は、本発明の構造体を排気管として用いた場合の一例を模式的に示す斜視図である。
【０１２１】
図１３では、排気管２００は、排ガスの流入口２０１と、排ガスの流出口２０２とを有する基材２１０と、基材２１０の内側表面２１１１に形成されているセラミックコート層２５０１からなる。
そして、セラミックコート層２５０１は、流出口２０２から流入口２０１に向かって、内側表面２１１１の所定の範囲に形成されている。
また、流入口２０２側のセラミックコート層２５０１の周縁部２５５１には、凹部２４０１が形成されている。
【０１２２】
図１４では、排気管２００は、排ガスの流入口２０１と、排ガスの流出口２０２とを有する基材２１０と、基材２１０の外側表面２１１２に形成されているセラミックコート層２５０２からなる。
セラミックコート層２５０２は、流出口２０２から流入口２０１に向かって、外側表面２１１２の所定の範囲に形成されている。
また、流入口２０２側のセラミックコート層２５０２の周縁部２５５２には、凹部２４０２が形成されている。
【０１２３】
図１５では、排気管２００は、排ガスの流入口２０１と、排ガスの流出口２０２とを有する基材２１０と、基材２１０の内側表面２１１１及び基材２１０の外側表面２１１２に形成されているセラミックコート層２５０１及びセラミックコート層２５０２からなる。
セラミックコート層２５０１及びセラミックコート層２５０２は、流出口２０２から流入口２０１に向かって、内側表面２１１１及び外側表面２１１２の所定の範囲に形成されている。
また、流入口２０２側のセラミックコート層２５０１の周縁部２５５１及びセラミックコート層２５０２の周縁部２５５２には、凹部２４０１及び凹部２４０２が形成されている。
【０１２４】
次に、本発明の構造体を排ガス浄化装置における排ガス処理体を収容するケーシングに用いる場合について説明する。
本発明の構造体を用いた排ガス浄化装置では、ケーシングは基材を含んでおり、基材は、排ガスの流入口、流入口側の流入口コーン部、排ガスの流出口、及び、流出口コーン部を有している。さらに、流入口コーン部の流入口側には、凹部が形成されており、流出口コーン部の流入口側には、凹部が形成されている。
さらに、流入口コーン部には、セラミックコート層が形成されており、セラミックコート層の流入口側の端部の周縁部に、凹部が位置していてもよい。また、流出口コーン部には、セラミックコート層が形成されており、セラミックコート層の流入口側の端部の周縁部に、凹部が位置していてもよい。
【０１２５】
本発明の構造体を排ガス浄化装置における排ガス処理体を収容するケーシングに用いる場合、セラミックコート層は、各コーン部の基材の内側表面に形成されていてもよく、各コーン部の基材の外側表面に形成されていてもよい。
基材の内側表面とは、排ガスが通過する流路側の基材の表面のことを意味する。
基材の外側表面とは、排ガスが通過する流路側とは反対側の基材の表面のことを意味する。
【０１２６】
本発明の構造体を排ガス浄化装置における排ガス処理体を収容するケーシングに用いる場合、セラミックコート層は、バリウムガラスからなっていることが望ましい。セラミックコート層がバリウムガラスであると、排気管の断熱性が向上する。
【０１２７】
本発明の排ガス浄化装置におけるケーシングの内部構造について説明する。
ケーシングには、保持シール材が周囲に巻き付けられた排ガス処理体が収容されている。
排ガス処理体は、ハニカム形状であることが望ましく、排ガスを浄化するための触媒が担持されていることが望ましい。
排ガスは、流入口から流入し、排ガス処理体の中を通過することになるが、排ガス処理体には、触媒が担持されているので、排ガスは触媒作用により浄化される。
【０１２８】
本発明の排ガス浄化装置における保持シール材は、排ガス処理体を外部からの衝撃から守る目的や、排ガス処理体がケーシングから抜け落ちるのを防ぐ目的や、断熱性を高め、排ガスの温度が低下することを防ぐ目的で用いられている。
【０１２９】
本発明の排ガス浄化装置におけるセラミックコート層が、コーン部の基材の内側表面及び／又は外側表面に形成されている場合の効果について説明する。
排ガスがケーシングの流入口に到達した時点では、排ガスが充分に高い温度を有する。また、ケーシングを通過する際に、排ガスから熱が放出され、排ガスの温度が低下しやすくなる。しかし、排ガスがケーシングを通過する際、コーン部の内側表面及び／又は外側表面にセラミックコート層が形成されている場合、これらは断熱性が高いので、排ガスが排ガス処理体を通過するまで、排ガスの温度が低下することを防ぐことができる。排ガスは、排ガス浄化体により浄化されることになるが、排ガスの温度が低下せず、充分に高い場合、排ガスは速やかに排ガス処理体の温度を上昇させ、排ガス処理体の排ガス浄化機能を好適に発揮させることができる。つまり、排ガス浄化効率が向上する。
また、このようなケーシングでは、流出口コーン部にもセラミックコート層が形成されているので、排ガスが排ガス処理体を通過した後も、排ガスの温度が保たれることになる。
【０１３０】
特に、セラミックコート層が、コーン部の基材の内側表面に形成されていると以下の効果を奏する。
排ガスが、排ガス浄化装置を通過する際に、排ガスの温度が低下すると、排ガスの凝集水が生じやすくなり、排ガスの流路が、腐食しやすくなる。しかし、このようなケーシングを用いると、排ガスの温度が低下しにくくなるので、排ガス凝集水が生じるのを防ぐことができ、流路の腐食を防ぐことができる。
【０１３１】
本発明の排ガス浄化装置におけるケーシングを製造する際には、凹部を形成するので、流入口コーン部及び流出口コーン部を、それぞれ確実にセラミックコート層で覆うことができる。
また、セラミックコート層が形成されていることにより、所望の断熱性能や絶縁性能を確保することができる。
【０１３２】
上記排ガス浄化装置についてさらに詳述すると、例えば、以下の図１６（ａ）及び（ｂ）、図１７（ａ）及び（ｂ）並びに図１８（ａ）及び（ｂ）に示すような排ガス浄化装置があげられる。
【０１３３】
図１６（ａ）は、本発明の構造体をケーシングとして用いた場合の一例を模式的に示す斜視図である。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
図１６（ａ）及び（ｂ）に示すように、ケーシング３００は基材３１０を含んでいる。ケーシング３００には、保持シール材３７０が巻き付けられた排ガス処理体３６０が収容されている。
そして、基材３１０は、排ガスの流入口３０１、流入口３０１側の流入口コーン部３０３、排ガスの流出口３０２、及び、流出口コーン部３０４を有している。さらに、流入口コーン部３０３の基材の内側表面３１１ａ１の流入口３０１側には、凹部３４０ａ１が形成されており、流出口コーン部３０３の基材の内側表面３１１ａ１の流入口３０１側には、凹部３４０ｂ１が形成されている。
さらに、流入口コーン部３０３の基材の内側表面３１１ｂ１には、セラミックコート層３５０ａ１が形成されており、セラミックコート層３５０ａ１の流入口３０１側の端部３５１ａ１の周縁部３５５ａ１に、凹部３４０ａ１が位置している。
また、流出口コーン部３０４の基材の内側表面３１１ｂ１には、セラミックコート層３５０ｂ１が形成されており、セラミックコート層３５０ｂ１の流入口３０１側の端部３５１ｂ１の周縁部３５５ｂ１に、凹部３４０ｂ１が位置している。
【０１３４】
図１７（ａ）は、本発明の構造体をケーシングとして用いた場合の一例を模式的に示す斜視図である。図１７（ｂ）は、図１７（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
図１７（ａ）及び（ｂ）に示すように、ケーシング３００は基材３１０を含んでいる。ケーシング３００には、保持シール材３７０が巻き付けられた排ガス処理体３６０が収容されている。
そして、基材３１０は、排ガスの流入口３０１、流入口３０１側の流入口コーン部３０３、排ガスの流出口３０２、及び、流出口コーン部３０４を有している。さらに、流入口コーン部３０３の基材の外側表面３１１ａ２の流入口３０１側には、凹部３４０ａ２が形成されており、流出口コーン部３０３の基材の外側表面３１１ａ２の流入口３０１側には、凹部３４０ｂ２が形成されている。
さらに、流入口コーン部３０３の基材の外側表面３１１ａ２には、セラミックコート層３５０ａ２が形成されており、セラミックコート層３５０ａ２の流入口３０１側の端部３５１ａ２の周縁部３５５ａ２に、凹部３４０ａ２が位置している。
また、流出口コーン部３０４の基材の外側表面３１１ｂ２には、セラミックコート層３５０ｂ２が形成されており、セラミックコート層３５０ｂ２の流入口３０１側の端部３５１ｂ２の周縁部３５５ｂ２に、凹部３４０ｂ２が位置している。
【０１３５】
図１８（ａ）は、本発明の構造体をケーシングとして用いた場合の一例を模式的に示す斜視図である。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
図１８（ａ）及び（ｂ）に示すように、ケーシング３００は基材３１０を含んでいる。ケーシング３００には、保持シール材３７０が巻き付けられた排ガス処理体３６０が収容されている。
そして、基材３１０は、排ガスの流入口３０１、流入口３０１側の流入口コーン部３０３、排ガスの流出口３０２、及び、流出口コーン部３０４を有している。さらに、流入口コーン部３０３の基材の内側表面３１１ａ１及び基材の外側表面３１１ａ２の流入口３０１側には、凹部３４０ａ１及び凹部３４０ａ２が形成されており、流出口コーン部３０３の基材の内側表面３１１ａ１及び基材の外側表面３１１ａ２の流入口３０１側には、凹部３４０ｂ１及び凹部３４０ｂ２が形成されている。
さらに、流入口コーン部３０４の基材の内側表面３１１ａ１及び基材の外側表面３１１ａ２には、セラミックコート層３５０ａ１及びセラミックコート層３５０ａ２が形成されており、セラミックコート層３５０ａ１及びセラミックコート層３５０ａ２の流入口３０１側の端部３５１ａ１及び端部３５１ａ２の周縁部３５５ａ１及び周縁部３５５ａ２に、凹部３４０ａ１及び凹部３４０ａ２が位置している。
また、流出口コーン部３０４の基材の内側表面３１１ｂ１及び基材の外側表面３１１ｂ２には、セラミックコート層３５０ｂ１及びセラミックコート層３５０ｂ２が形成されており、セラミックコート層３５０ｂ１及びセラミックコート層３５０ｂ２の流入口３０１側の端部３５１ｂ１及び端部３５１ｂ２の周縁部３５５ｂ１及び周縁部３５５ｂ２に、凹部３４０ｂ１及び凹部３４０ｂ２が位置している。
【０１３６】
以下、本発明の構造体の製造方法について作用効果を列挙する。
（１）本発明の構造体の製造方法では、被覆予定領域決定工程では、基材の表面の一部に、セラミックコート層で覆われることになる被覆予定領域を決定する。また、凹部形成工程において被覆予定領域の外側に、被覆予定領域の境界と接するように凹部を形成する。また、セラミック原料塗布工程においてセラミック原料を被覆予定領域に塗布すると共に、セラミック原料を凹部に充填する。
このような工程を経てからセラミックコート層形成工程を行うので、セラミックコート層形成工程において、セラミック原料を基材の表面に焼き付ける場合に、セラミック原料は溶融して焼き締まりが焼成収縮しようとするが、溶融したセラミック原料が凹部に物理的に引っ掛かり収縮しにくくなる。そのため、セラミックコート層にヒケが生じることを抑制することができる。
その結果、セラミックコート層の端部の位置を制御しやすくなる。従って、被覆予定領域を、しっかりとセラミックコート層で覆うことができる。
【０１３７】
（２）さらに、セラミック原料は凹部に充填されるので、凹部に塗布されるセラミック原料の量は、他の部分に塗布されるセラミック原料の量よりも多くなる。そのため、セラミックコート層形成工程においてセラミック原料が焼き付けられる際に、セラミック原料が焼成収縮し、セラミックコート層の端部が薄くなったとしても、凹部に形成されるセラミックコート層の厚さを充分な厚さにすることができる。
【０１３８】
（実施例）
以下に実施例を掲げ、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。
【０１３９】
（実施例１）
（１）被覆予定領域決定工程
（１−１）基材の準備
まず、ステンレス鋼材（ＳＵＳ４３０）からなる平板状の基材（縦×横×高さ＝４０ｍｍ×４０ｍｍ×１．５ｍｍ）を準備した。
【０１４０】
（１−２）被覆予定領域の決定
次に、平板の横方向において、平板の右端から１９．５ｍｍまでの領域を、被覆予定領域とした。
【０１４１】
（２）凹部形成工程
次に、平板の右端から１９．５ｍｍの部分（被覆予定領域の端部）が凹部の内側端部と連続的に一致するように、被覆予定領域の外縁に凹部を形成した。なお、凹部の形成にはエンドミルを用いた。
凹部の形状は、図６に示す形状であり、幅１ｍｍ、深さ５００μｍであった。
【０１４２】
（３）セラミック原料塗布工程
（３−１）セラミック原料の準備
低融点ガラス粉末として、バリウムシリケートガラス（軟化点７７０℃）１００重量部を準備した。さらに、有機結合材として、メチルセルロース１重量部を準備した。
これら、低融点ガラス粉末１００重量部、有機結合材１重量部にさらに水を１００重量部加えて、ボールミルで湿式混合することによりセラミック原料を調製した。
【０１４３】
（３−２）セラミック原料の塗布
次に、被覆予定領域を覆い、かつ、凹部を充填するようにセラミック原料を塗布した。
この際、塗布されるセラミック原料の端部が、凹部の外側端部と一致するようにセラミック原料を塗布した。
【０１４４】
（４）セラミックコート層形成工程
（４−１）セラミック原料の乾燥
次に、セラミック原料が塗布された基材を、７０℃、２０分間の条件で乾燥させた。
【０１４５】
（４−２）セラミック原料の焼成
次に、セラミック原料が塗布された基材を、９００℃、６０分間の条件で焼成し、セラミックコート層を形成した。
【０１４６】
以上の工程を経て、実施例１に係る構造体を製造した。実施例１に係る構造体では、セラミックコート層の平均厚さは３００μｍであり、凹部に配置されるセラミックコート層の厚さは５５０μｍであった。
また、製造された構造体を図１９（ａ）及び（ｂ）に示す。図１９（ａ）は、実施例１に係る構造体の上面写真である。図１９（ｂ）は、実施例１に係る構造体の斜め上から写した写真である。
図１９（ａ）及び（ｂ）に示すように、実施例１に係る構造体では、被覆予定領域の全てがセラミックコート層に覆われていた。
【０１４７】
（実施例２）
実施例１の「（２）凹部の形成」において、凹部の形状を、幅１ｍｍ、深さ１０００μｍとした以外は、実施例１と同様に、実施例２に係る構造体を製造した。
製造された構造体を図２０（ａ）及び（ｂ）に示す。図２０（ａ）は、実施例２に係る構造体の上面写真である。図２０（ｂ）は、実施例２に係る構造体の斜め上から写した写真である。
図２０（ａ）及び（ｂ）に示すように、実施例２に係る構造体では、被覆予定領域の全てがセラミックコート層に覆われていた。
【０１４８】
（実施例３）
実施例１の「（２）凹部の形成」において、凹部の形状を、幅４ｍｍ、深さ５００μｍとした以外は、実施例１と同様に、実施例３に係る構造体を製造した。
製造された構造体を図２１（ａ）及び（ｂ）に示す。図２１（ａ）は、実施例３に係る構造体の上面写真である。図２１（ｂ）は、実施例３に係る構造体の斜め上から写した写真である。
図２１（ａ）及び（ｂ）に示すように、実施例３に係る構造体では、被覆予定領域の全てがセラミックコート層に覆われていた。
【０１４９】
（実施例４）
実施例１の「（２）凹部の形成」において、凹部の形状を、幅４ｍｍ、深さ１０００μｍとした以外は、実施例１と同様に、実施例４に係る構造体を製造した。
製造された構造体を図２２（ａ）及び（ｂ）に示す。図２２（ａ）は、実施例４に係る構造体の上面写真である。図２２（ｂ）は、実施例４に係る構造体の斜め上から写した写真である。
図２２（ａ）及び（ｂ）に示すように、実施例４に係る構造体では、被覆予定領域の全てがセラミックコート層に覆われていた。
【０１５０】
（比較例１）
実施例１の「（２）凹部の形成」を行わず凹部を形成しない以外は、実施例１と同様に、比較例１に係る構造体を製造した。
製造された構造体を図２３（ａ）及び（ｂ）に示す。図２３（ａ）は、比較例１に係る構造体の上面写真である。図２３（ｂ）は、比較例１に係る構造体の斜め上から写した写真である。
図２３（ａ）及び（ｂ）に示すように、比較例１に係る構造体では、セラミックコート層にヒケが生じ、被覆予定領域にセラミックコート層が形成されていない部分があった。
【０１５１】
以上より、基材に凹部を形成することにより、セラミックコート層にヒケが生じることが抑制できることが示された。
【符号の説明】
【０１５２】
１０、２１０、３１０  基材
１１、２１１１、２１１２、３１１ａ１、３１１ａ２、３１１ｂ１、３１１ｂ２  基材の表面
２０  被覆予定領域
２０ａ  被覆予定領域の境界
３０  セラミック原料
３１  塗布されるセラミック原料の端部
４０、２４０１、２４０２、３４０ａ１、３４０ａ２、３４０ｂ１、３４０ｂ２  凹部
４１  凹部の内側端部
４２  凹部の外側端部
４３  凹部の領域
４５  底面
４６、４７  壁面
４８  スリット部
５０、２５０１、２５０２、３５０ａ１、３５０ａ２、３５０ｂ１、３５０ｂ２  セラミックコート層
５１、２５１１、２５１２、３５１ａ１、３５１ａ２、３５１ｂ１、３５１ｂ２  セラミックコート層の端部
５５、２５５１、２５５２、３５５ａ１、３５５ａ２、３５５ｂ１、３５５ｂ２  セラミックコート層の周縁部
１００  構造体
２００  排気管
２０１、３０１  流入口
２０２、３０２  流出口
３００  ケーシング
３０３  流入口コーン部
３０４  流出口コーン部
３６０  排ガス処理体
３７０  保持シール材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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