(57)【要約】【課題】屋外用部品において、部品本体の耐食性、硬度及び耐摩耗性を高く維持する。【解決手段】アルミニウム合金製の部品本体１０表面には、アルマイト処理により形成されたアルマイト１１と、アルマイト１１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１２と、傾斜層１２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１３とが形成されている。【選択図】図３
2007270275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
前記傾斜層は、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、請求項１に記載の屋外用部品。
【請求項３】
前記Ｓｉイオン及び前記Ｃイオンの注入量は、全元素濃度の１０ａｔ％以上の範囲である、請求項２に記載の屋外用部品。
【請求項４】
前記Ｓｉイオン及び前記Ｃイオンの前記アルマイト層への注入深さは、前記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、請求項２又は３に記載の屋外用部品。
【請求項５】
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４のいずれか１項に記載の屋外用部品。
【請求項６】
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４のいずれか１項に記載の屋外用部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【特許文献１】特開２００３−１６６０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【発明の効果】
【００１６】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
〔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。
【００２７】
（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。
【００２８】
（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。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態を採用した両軸受リールの斜視図。
【図２】前記両軸受リールの平面図。
【図３】表面処理が行われる前記両軸受リールの各部材の断面拡大模式図。
【図４】前記各部材の表面処理工程を示す図。
【図５】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す図。
【図６】本発明の他の実施形態を採用したスピニングリールの側面図。
【符号の説明】
【００３０】
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
【図１】
2007270275.tif 000003
【図２】
2007270275.tif 000004
【図３】
2007270275.tif 000005
【図４】
2007270275.tif 000006
【図５】
2007270275.tif 000007
【図６】
2007270275.tif 000008