(57)【要約】【課題】本考案は、糸の摺動に対して十分な耐摩耗性を有する糸用ガイド部材を提供することを目的とする。【解決手段】釣糸用ガイド部材１は、ステンレス等の金属材料を略リング状に形成して成形されており、開口部２に釣糸Ｆを通して案内するようになっている。そして、釣糸Ｆの繰り出し時及び巻き取り時には、釣糸用ガイド部材１の内周面全体に釣糸Ｆが摺動するようになる。そのため、釣糸Ｆの動きをスムーズに行うために、釣糸Ｆの摺動部分である内周面全体に、ダイヤモンド粒子を金属マトリックス中に均一に分散した複合めっき膜３を形成して耐摩耗性を向上させている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
糸の断面直径よりも小さい粒径のダイヤモンド粒子を金属マトリックス中に均一に分散した複合めっき膜が少なくとも糸の摺動部分に形成されている糸用ガイド部材。
【請求項２】
前記ダイヤモンド粒子の平均粒径が０．１μｍ〜５０．０μｍである請求項１に記載の糸用ガイド部材。
【請求項３】
前記複合めっき膜中の前記ダイヤモンド粒子の含有率が２０〜６０容量％である請求項１又は２に記載の糸用ガイド部材。
【請求項４】
前記金属は、ニッケル又はニッケル合金である請求項１から３のいずれかに記載の糸用ガイド部材。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、釣具や、織機、編機、縫製機等糸処理装置において糸を案内するガイド部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
釣糸、織糸、編糸といった糸を繰り出して供給する場合には、糸がもつれないように所定の給糸経路に沿って案内するガイド部材が設けられている。例えば、投げ釣りやルアー釣り等に用いられる釣竿では、リールに巻き付けられた釣糸を繰り出して釣針を所望の箇所に投入する場合、釣糸を案内する複数のガイド部材を釣竿に取り付けておき、釣糸をガイド部材に沿って繰り出し動作及び巻取動作を行うことで、釣糸をもつれることなくスムーズに移動させることができる。織機や編機においても、ビーム等に巻き取られた糸を繰り出して給糸する際や織編成する際にガイド部材により糸を操作して布地を作製している。
【０００３】
こうした糸用ガイド部材では、給送される糸をガイドする際に、糸がガイド部材に摺動しながら移動していくため、糸の摺動する領域が摩耗するようになる。摩耗した部分は次第に溝状に形成されていき、糸が溝に入り込んで糸の幅方向の移動が制限されるようになるため、好ましくない。また、溝が形成されることでガイド部材の形状が変化し、ガイド部材の強度が低下するおそれがある。
【０００４】
そのため、ガイド部材に用いる金属材料を熱処理することで硬度を高めて耐摩耗性を向上させることが提案されている。また、特許文献１には、釣糸用のガイドリングの表面にダイヤモンド被膜を形成して耐摩耗性を向上させる点が記載されている。また、特許文献２には、釣糸用ガイド部材をセラミックスで形成して耐摩耗性及び高摺動性を高めた点が記載されている。また、特許文献３には、ヤーンガイドに設けられた耐摩耗性の保護手段として、酸化物セラミック製の管、クロムめっきされた鋼管を用いた点が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３２２７９６号公報
【特許文献２】特許第３４９３２８６号公報
【特許文献３】特開２０１３−６７０２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
金属材料を熱処理により硬度を高めることには限界があるため、十分な耐摩耗性を得ることは難しい。また、ダイヤモンド被膜を形成することやセラミックスで形成することで耐摩耗性を向上させることは可能であるが、破損しやすいといった欠点があり、特にセラミックスで形成したガイド部材は割れやすくなるといった課題がある。また、金属材料で表面をメッキ処理して耐摩耗性を向上させることは可能であるが、熱処理の場合と同様に十分な耐摩耗性を得ることは難しい、といった課題がある。
【０００７】
そこで、本考案は、糸の摺動に対して十分な耐摩耗性を有する糸用ガイド部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案に係る糸用ガイド部材は、糸の断面直径よりも小さい粒径のダイヤモンド粒子を金属マトリックス中に均一に分散した複合めっき膜が少なくとも糸の摺動部分に形成されている。さらに、前記ダイヤモンド粒子の平均粒径が０．１μｍ〜５０．０μｍである。さらに、前記複合めっき膜中の前記ダイヤモンド粒子の含有率が２０〜６０容量％である。さらに、前記金属は、ニッケル又はニッケル合金である。
【考案の効果】
【０００９】
本考案は、上記のような構成を有することで、糸の断面直径よりも小さい粒径のダイヤモンド粒子を用いているので、糸が複合めっき被膜の表面を摺動する際に糸がダイヤモンド粒子を逃げながら一箇所に集中することなく幅広い範囲を摺動するようになり、耐摩耗性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本考案の実施形態である釣糸用ガイド部材に関する斜視図である。
【図２】形成された複合めっき膜の表面を撮影した電子顕微鏡（ＳＥＭ）の拡大写真（１０００倍）である。
【図３】図２に示す複合めっき膜の断面図を撮影した電子顕微鏡（ＳＥＭ）の拡大写真（５００倍）である。
【図４】摩耗試験を行う装置の概略構成図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
以下、本考案に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本考案を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本考案は、以下の説明において特に本考案を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本考案の実施形態である釣糸用ガイド部材に関する斜視図である。釣糸用ガイド部材１は、ステンレス等の金属材料を略リング状に形成して成形されており、開口部２に釣糸Ｆを通して案内するようになっている。そして、釣糸Ｆの繰り出し時及び巻き取り時には、釣糸用ガイド部材１の内周面全体に釣糸Ｆが摺動するようになる。そのため、釣糸Ｆの動きをスムーズに行うために、釣糸Ｆの摺動部分である内周面全体に、ダイヤモンド粒子を金属マトリックス中に均一に分散した複合めっき膜３を形成して耐摩耗性を向上させている。
【００１３】
複合めっき膜３の膜厚は、５μｍ〜１００μｍで、より好ましくは２０μｍ〜４０μｍである。膜厚が５μｍよりも薄くなると複合めっき膜３が釣糸の摺動で剥落しやすくなって耐摩耗性が不十分となり、１００μｍよりも厚くなると、めっき膜の内部応力が高くなって剥離や割れの原因となることで釣糸の摺動に悪影響を与えるようになる。
【００１４】
複合めっき膜３に含まれるダイヤモンド粒子は、釣糸の断面直径より小さい粒径のものが好ましい。ダイヤモンド粒子の粒径が糸の断面直径と同じか大きい場合にはダイヤモンド粒子に糸の摺動範囲が制限させるようになって耐摩耗性の低下を招くようになるため、好ましくない。さらに、ダイヤモンド粒子の平均粒径が０．１μｍ〜５０．０μｍであることが好ましく、より好ましくは、５μｍ〜２５μｍである。平均粒径が０．１μｍより小さい場合には、耐摩耗性の向上が十分とはいえず、平均粒径が５０μｍより大きい場合には、糸の摺動範囲に影響が生じるようになる。また、複合めっき膜３中のダイヤモンド粒子の含有率は、２０容量％〜６０容量％であることが好ましい。含有率が２０容量％より低い場合には、耐摩耗性が不十分となり、含有率が６０容量％より高い場合には、めっき膜として維持できなくなる。こうしたダイヤモンド粒子としては、通常入手可能な多結晶タイプ、単結晶タイプ、クラスタータイプのものを用いることができる。
【００１５】
複合めっき膜３は、金属めっき液に上記のような粒径のダイヤモンド粒子を均一に分散させた複合めっき液を、電解めっき処理又は無電解めっき処理により形成することができる。
【００１６】
本考案において使用される金属めっき液としては特に制限はないが、ニッケルイオン、コバルトイオン、銅イオン、金イオン、鉄イオン、パラジウムイオン、白金イオン、スズイオン及びロジウムイオンよりなる群から選ばれた１種又は２種以上の金属イオンを含むものが使用でき、特に好ましいものとしてはニッケルイオンを含む金属めっき液が挙げられる。
【００１７】
こうしたダイヤモンド粒子の凝集・沈殿を抑制し、金属めっき液中でダイヤモンド粒子を安定して分散させるために、分散剤として界面活性剤を添加することが好ましい。添加する界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性等のイオン性界面活性剤、又は非イオン性界面活性剤が挙げられる。例えば、イオン性界面活性剤の場合、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩等であり、これらはダイヤモンド微粒子の表面に導入したイオン性官能基により適宜選択すればよい。ここで用いるアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル等の炭素数１〜６の整数である。
【００１８】
分散剤として用いる界面活性剤は、分子量３０，０００〜２００，０００の単独重合体又は共重合体の界面活性剤が好ましい。分子量が２００，０００よりも大きいと、ダイヤモンド微粒子間架橋を引き起こし、分散剤よりもむしろ凝集剤として作用するようになる。また、分子量が３０，０００よりも小さいと、吸着速度は速くてもダイヤモンド粒子からの脱着が起こりやすくなって分散剤としての効果は小さくなる。
【００１９】
ダイヤモンド粒子が分散された分散液を金属めっき液に添加して複合めっき液を製造する場合、ダイヤモンド粒子の添加量は、複合めっき液中の組成において０．１〜１０ｇ／リットルであることが好ましい。ダイヤモンド粒子の添加量をこの範囲に調整した複合めっき液を用いてめっき処理すれば、めっき膜中にダイヤモンド粒子を均一に分散させることができ、さらにダイヤモンド粒子の含有率を２０〜６０容量％の範囲で調整することもできる。
【００２０】
また、複合めっき液に使用する還元剤としては、次亜リン酸ナトリウム、ジメチルアミンボラン、ヒドラジン等の次亜リン酸塩やアミンボラン類、またはヒドラジン塩等が挙げられる。複合めっき液中の還元剤の濃度は、使用する還元剤の種類や析出させる金属により相違するが、複合めっき液中の組成において２０〜５０ｇ／リットルであることが好ましい。
【００２１】
また、複合めっき液の調整にあたっては、ダイヤモンド微粒子の分散状態を妨げない範囲で錯化剤を添加することが好ましい。複合めっき液に使用できる錯化剤としては、クエン酸、乳酸、コハク酸、マロン酸、プロピオン酸、アジピン酸、リンゴ酸、グリコール酸等の有機酸やこれらの水溶性塩が挙げられ、これらのうち一種又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。添加する錯化剤の濃度は、複合めっき液中の組成において２０〜１００ｇ／リットルであることが好ましい。
【００２２】
上述にように製造された複合めっき液を用いて公知の無電解めっき処理を実施する場合、複合めっき液をガイド部材の対象範囲に吹き付けてめっき処理することで、めっき析出速度を高めてダイヤモンド粒子の含有量を増加させることができる。吹き付け量は、ダイヤモンド粒子の含有率に応じて単位面積当たり０．１〜５．０ミリリットル／秒に設定するとよい。
【００２３】
また、めっき処理を実施する場合には、金属イオンの還元反応を促進させ、複合めっき膜の析出速度を一定に保つために、複合めっき液の酸性度をｐＨ４〜６にすることが好ましい。複合めっき液のｐＨを調整するためには、塩酸、硫酸、スルファミン酸等の酸性溶液や、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム等のアルカリ性溶液を調整剤として適宜添加することができる。
【００２４】
以上に説明した複合めっき液の製造方法及びそれを用いた複合めっき方法について、好ましい形態の一つとしては、例えば、ダイヤモンド粒子（平均粒径；０．１μｍ〜５０μｍ）及び界面活性剤を複合めっき液中に均一に分散させたＮｉ−Ｐ無電解複合めっき液（下記組成参照）及びそれを使用した複合めっき方法が挙げられる。
＜無電解複合めっき液の組成＞
・硫酸ニッケル六水和物            ２５〜３０ｇ／リットル
・界面活性剤                    ０．５〜１０ｇ／リットル
・ダイヤモンド粒子              ０．５〜１０ｇ／リットル
・リンゴ酸（錯化剤）              １０〜５０ｇ／リットル
・コハク酸（錯化剤）              １０〜５０ｇ／リットル
・次亜リン酸ナトリウム（還元剤）  ２０〜５０ｇ／リットル
【００２５】
この複合めっき方法では、バレルめっき装置を用いて、・・・して無電解複合めっきを行い、釣糸用ガイド部材１の内周面全体にＮｉ−Ｐマトリックス中にダイヤモンド粒子が均一に分散した複合めっき膜が形成される。形成された複合めっき膜は、３００〜４５０℃で１〜２時間熱処理することで、耐摩耗性を有する複合めっき膜に仕上げることができる。
【００２６】
この複合めっき方法によれば、５〜２０μｍの複合めっき膜を釣糸用ガイド部材１の内周面に形成でき、膜の内部に平均粒径が０．１μｍ〜５０μｍに調整されたダイヤモンド粒子を均一に分散することが可能となる。そして、ダイヤモンド粒子の析出量を２０容量％〜６０容量％にすることができ、内周面の耐摩耗性を向上させるのに十分な量のダイヤモンド粒子を析出させることが可能となる。
【００２７】
なお、複合めっき膜が形成された部分には、めっき膜表面にさらに通常の金属めっき処理を行うことで、金属めっき被膜を表面に形成してガイド部材の外観全体を均一な金属表面として装飾性を高めることができる。
【実施例】
【００２８】
以下に実施例を挙げ、本考案をさらに詳しく説明するが、本考案はこれらの実施例に何ら制約されるものではない。
【００２９】
［実施例１］
＜複合めっき液の作製について＞
以下の組成を有する中リンタイプの無電解ニッケルめっき液を調製し、ノニオン系界面活性剤（日本エマルジョン株式会社製）及び平均粒径１０μｍの単結晶ダイヤモンド粒子（トーメイダイヤ株式会社製）５ｇ／リットルを添加して複合めっき液を２０リットル作製した。
・硫酸ニッケル六水和物          ２０ｇ／リットル
・次亜リン酸ナトリウム          ２４ｇ／リットル
・リンゴ酸                      １６ｇ／リットル
・こはく酸                      １８ｇ／リットル
・チオ尿素                        ３ｇ／リットル
・ｐＨ                          ５．２
・温度                          ９０℃〜９５℃
・リン含有率                    ８〜９％
【００３０】
＜ガイド部材へのめっき処理＞
複合めっき液は、ヒータを備えためっき槽に入れて９０℃まで加温し、プロペラ式撹拌機により複合めっき液を撹拌した。次に、図１に示すようなステンレス（ＳＵＳ３０４）製の釣糸用ガイド部材に通常の前処理を行った後、バレルめっき装置にセットし、バレルめっき装置を駆動しながら、複合めっき液に９０分間浸漬して複合めっき処理を行った。複合めっき処理したガイド部材に対して熱処理装置（エスペック株式会社製）により加熱処理（４００℃、１時間）を行った。
【００３１】
処理されたガイド部材について、膜厚計測装置（株式会社キーエンス製；ＶＨ−Ｚ４５０）を用いて複合めっき膜の膜厚を測定したところ、１７μｍであった。
【００３２】
図２は、形成された複合めっき膜の表面を撮影した電子顕微鏡（ＳＥＭ）の拡大写真（１０００倍）である。図３は、その断面を撮影したＳＥＭの拡大写真（５００倍）である。拡大写真を観察した結果、複合めっき膜中のダイヤモンド粒子は均一に分散していることが確認された。また、表面を撮影した画像を画像処理してダイヤモンド粒子の画像部分を抽出して画像面積を算出し、全体の画像面積に対する算出面積の割合を複合めっき膜中のダイヤモンド粒子の含有率（容量％）として求めた。処理されたガイド部材の複合めっき膜では、含有率が４４容量％であった。
【００３３】
［実施例２］
実施例１と同様の複合めっき液を用いて図１に示す釣糸用ガイド部材に対して複合めっき処理を行った。バレルめっき装置に外部からポンプにより１００ｒｐｍの供給速度で複合めっき液を供給した以外は、実施例１と同様に処理を行った。処理されたガイド部材に形成された複合めっき膜は２４μｍで、ダイヤモンド粒子の含有率は４７容量％であった。
【００３４】
［実施例３］
無電解ニッケルめっき液（奥野製薬工業株式会社製；トップニコロンＴＯＭ）に、ノニオン系界面活性剤（花王株式会社製）、カチオン系界面活性剤（東邦化学工業株式会社製）及び平均粒径１μｍの単結晶ダイヤモンド粒子（株式会社トラストウェル製）０．５ｇ／リットルを添加して複合めっき液を２０リットル作製した。
【００３５】
ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の織機用ガイド部材を準備し、通常の前処理を行った後、実施例１と同様にバレルめっき装置を用いて複合めっき処理を行った。処理されたガイド部材に形成された複合めっき膜は２３μｍで、ダイヤモンド粒子の含有率は３０容量％であった。
【００３６】
［実施例４］
平均粒径５μｍのダイヤモンド粒子（ダイヤマテリアル株式会社製）を用いた以外実施例３と同様に複合めっき液を作製し、織機用ガイド部材に実施例３と同様に複合めっき処理を行った。そして、ダイヤモンド粒子を添加していない金属めっき液を用いて無電解めっき処理を３０分行うことで、複合めっき膜の表面に金属めっき膜を形成した。めっき処理した表面の凹凸がなくなって平滑な表面の外観に仕上げることができた。
【００３７】
［実施例５］
平均粒径が３μｍ、５μｍ及び１０μｍの３種類のダイヤモンド粒子（ダイヤマテリアル株式会社製）を用いて、平均粒径の異なるダイヤモンド粒子が含まれる複合めっき液を実施例１と同様に作製し、それぞれの複合めっき液を用いて釣糸用ガイド部材に実施例１と同様に複合めっき処理を行って、３種類の釣糸用ガイド部材を得た。各ガイド部材に形成された複合めっき膜の膜厚は２０μｍで、ダイヤモンド粒子の含有率は２０〜６０容量％であった。
【００３８】
＜ガイド部材の摩耗試験について＞
図４は、摩耗試験を行う装置の概略構成図である。搬送ローラＲ１〜Ｒ６に市販の釣糸Ｆを張架して荷重Ｍにより張力を付与しながら搬送するように構成されており、搬送ローラＲ２及びＲ３の間に張設された釣糸Ｆが釣糸用ガイド部材Ｇの開口部内を通過するように設定されている。開口部の内周面に釣糸Ｆが常時圧接した状態となっているため、ガイド部材Ｇの開口部の内周面に釣糸Ｆが摺動しながら搬送されるようになる。そして、水槽Ｎ内に、砂の含まれる海水Ｓを収容しておき、ガイド部材Ｇに摺動する前に釣糸Ｆが水槽Ｎ中の海水Ｓを通過した後ガイド部材Ｇに摺動するように設定した。
【００３９】
釣糸Ｆの摺動動作は、釣糸Ｆが１周分を周回された場合に１回とカウントし、８００回行った。摺動動作によりガイド部材Ｇの内周面に形成された摺動溝の深さをレーザー顕微鏡（オリンパス株式会社製）で測定して摩耗量（μｍ）とした。摺動動作は左右方向のそれぞれの搬送方向で行い、それぞれの方向での摩耗量を測定して平均値を求めた。
【００４０】
＜耐摩耗性の評価について＞
摩耗試験の結果は、平均粒径３μｍのダイヤモンド粒子の場合に摩耗量は４μｍで、平均粒径５μｍのダイヤモンド粒子の場合に摩耗量は２μｍで、平均粒径１０μｍのダイヤモンド粒子の場合に摩耗量は０μｍであった。
【００４１】
ダイヤモンドの平均粒径が大きくなるにしたがい、耐摩耗性が向上していることがわかる。また、比較例として市販されているＳｉＣからなる膜を形成した釣糸用ガイド部材について上述した摩耗試験を同様に行ったところ、摩耗量は４μｍであった。したがって、複合めっき膜を形成することで、従来以上の耐摩耗性及び耐久性を十分備えた糸用ガイド部材を実現できることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上説明した複合めっき膜は、糸用ガイド部材の素材がステンレス以外のものでも形成することができ、とくに限定されない。例えば、炭素鋼、超硬合金、アルミニウムといった素材に対しても形成することができる。そのため、釣り具、織機、編機、縫製機等の糸を扱う幅広い分野のガイド部材に対して適用可能である。そして、めっき膜の厚さやダイヤモンド粒子のサイズ及び含有量は、取り扱う糸に応じて適宜調整することができ、用途に応じた糸用ガイド部材を実現することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・釣糸用ガイド部材、２・・・開口部、３・・・複合めっき膜、Ｆ・・・釣糸、Ｇ・・・ガイド部材、Ｎ・・・水槽、Ｒ１〜Ｒ６・・・搬送ローラ、Ｓ・・・海水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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