エンジン用部品
【課題】 クロムめっき層の形成に用いられるＣｒの種類（六価クロムまたは三価クロム）にかかわらず、高温の排気ガスによる表面の変色や劣化を防止し得るエンジン用部品を提供する。
【解決手段】本発明のエンジン用部品は、金属基材１と、金属基材１表面の３５０℃以上の温度に加熱される領域を少なくとも覆うクロムめっき層３と、金属基材とクロムめっき層３との間に設けられた中間めっき層２とを備え、クロムめっき層３は領域において０．２μｍ以上の厚さを有している。
【解決手段】本発明のエンジン用部品は、金属基材１と、金属基材１表面の３５０℃以上の温度に加熱される領域を少なくとも覆うクロムめっき層３と、金属基材とクロムめっき層３との間に設けられた中間めっき層２とを備え、クロムめっき層３は領域において０．２μｍ以上の厚さを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン用部品に関し、特に、エンジンから排出される高温の排気ガスによって高温に曝されるエンジン用部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車や全天候型四輪車両などの車両では、車両自体の性能に加えて、優れた意匠を備えていることが重要な課題のひとつである。図１０は、スポーツタイプの自動二輪車の一例を示す側面図である。図１０に示す自動二輪車２００は、Ｖ型エンジン２０１と、排気ガスを導くための排気管２０２とを備えている。Ｖ型エンジン２０１は、シリンダー２０３と、シリンダーヘッド２０４と、ヘッドカバー２０５とを備えている。Ｖ型エンジン２０１は、形状の美観が優れているため、外部に露出するように自動二輪車に搭載される場合が多く、自動二輪車全体の外観に大きな影響を及ぼしている。
【０００３】
排気管２０２は、Ｖ型エンジン２０１の２つのシリンダー２０３のそれぞれから導かれ、一本に集合され、車体後部から排気ガスを噴出させるよう後輪側へ伸ばされている。排気管２０２は、エンジン２０１で発生した排気ガスを効率よく排出するために、所定の太さを備えていることが必要であり、また、消音器２０２ａを構成している部分では、消音のための構造を収納するために直径が大きくなる。このため、自動二輪車全体の外観に占める排気管の割合は比較的大きく、排気管の形状や色が自動二輪車全体の意匠に及ぼす影響は大きい。
【０００４】
シリンダー２０３、シリンダーヘッド２０４、ヘッドカバー２０５などのエンジン部分、および、エンジンから排気ガスを導くための排気管２０２などを本願明細書ではエンジン用部品と呼ぶ。上述した理由から、エンジン用部品の形状や色は、自動二輪車全体の意匠を決定する上で重要な要素となっている。
【０００５】
従来より、こうした外観に表れるエンジン用部品には、めっきなどの表面処理を行うことによって光沢のある金属色を付与され、エンジン用部品の意匠が高められている。なかでも装飾クロムめっきは、光沢感のある特有の銀白色を被めっき材に付与することができるため、エンジン用部品に広く用いられてきた（たとえば、特許文献１）。
【０００６】
装飾クロムめっきは、優れた金属光沢を有し、耐腐食性に優れるため、エンジン用部品以外の様々な分野において用いられている。優れた外観および耐腐食性を得るためには、装飾クロムめっきを厚く形成する必要はない。逆に装飾クロムめっきを厚く形成すると色調や表面の仕上げが悪くなる。このため、一般に装飾クロムめっきは、０．１μｍから０．１５μｍの厚さで用いられる。
【０００７】
なお、Ｃｒを用いためっきとして、硬質クロムめっき（工業用クロムめっき）も広く工業製品に利用されている。硬質クロムめっきは、摩擦係数が低く、耐摩耗性に優れているため、各種機械部品の摺動部などに用いられる。耐磨耗性が求められるため、硬質クロムめっきは通常、数μｍ以上の厚さで形成される。また、硬質クロムめっきは、装飾クロムめっきのような装飾性に優れた表面を有していない。通常、めっき後の装飾クロムめっきは１μｍ以下、典型的には０．２μｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有しているのに対して、硬質クロムめっきは１μｍ以上の表面粗さを有している。
【特許文献１】特開２００３−４１９３３号公報
【特許文献２】特許３０７３７８９号公報
【特許文献３】特開平９−２２８０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これらのエンジン用部品では、エンジンから発生する高温の排気ガスにより、クロムめっき層の表面の色調が変化して紫色に変色したり、装飾クロムめっき層にクラックが発生して剥離することがある。特に、近年、エンジンの性能が向上し、また、排気ガス浄化のために触媒が設置されるなどの理由によって排気ガスの温度は高くなってきている。このため、高温の排気ガスによってエンジン用部品の変色がさらに生じやすくなっている。前述したとおり、自動二輪車全体の外観に占めるエンジン用部品の割合は比較的大きいため、クロムめっきにくすみが発生しただけでも意匠が大きく損なわれる。
【０００９】
この問題に対し、例えば、排気管などの表面が高温にならないよう、排気管を２重あるいは３重の筒状構造に形成することが考えられる。しかし、２重あるいは３重の筒状構造を採用しても、排気管表面の温度を十分に下げることはできず、熱による表面の酸化や劣化を完全には防止できない。また、この場合、排気管の外形が大きくなってしまうという別の課題が生じる。
【００１０】
エンジン用部品の表面の変色や劣化に対して、例えば、排気管が外観に表れないようカウルやプロテクタで覆うことも考えられる。しかし、この場合、排気管が自動二輪車全体の意匠に現れないため、自動二輪車独特の美観を訴求しにくいものとなる可能性がある。特に、排気管をプロテクタで覆うと排気管よりも径が大きくなるため、レイアウトの制約が大きくなる。
【００１１】
装飾クロムめっき層の形成には、通常、六価クロム（Ｃｒ6+）を含むクロム酸塩が用いられている。六価クロムは安価であり、六価クロムを用いた装飾クロムめっき層は、素地基材との密着性が良好で、耐食性や耐摩耗性などに優れている。さらに、六価クロムを用いたクロムめっき層は、独特の金属光沢のある銀白色を有するため、自動二輪車のエンジン用部品などに汎用されている。しかしながら、近年、その有害性が認識されるにつれ、六価クロムの代わりに三価クロム（Ｃｒ3+）を用いた装飾クロムめっきが提案されている。三価クロムは、六価クロムに比べて耐食性、素地基材との密着性などの点で劣っているが、環境汚染を配慮し、安全性を最優先して三価クロムを選択的に使用する動きが高まっている。六価クロムから三価クロムへの代替めっきの動向は、エンジン用部品の分野でも普及しつつあり、例えば、最近になって、マフラーの外周部に設けられたプロテクタに三価クロムめっきを施した自動二輪車が開発されている。
【００１２】
しかしながら、三価クロムを用いた場合でも、高温での加熱によるめっき層の変色や表面の劣化が見られ、その程度は、六価クロムを用いた場合よりも顕著に認められることが本願発明者の検討によって明らかになった。
【００１３】
さらに、三価クロムを用いて得られる装飾クロムめっき層は、やや、黒味を帯びた色調を備える。このため、六価クロムを用いたときのような銀白色の色調は得られ難いという、新たな課題が生じる。このような色調の相違は、外観が重要視される自動二輪車などの分野では、大きな問題である。従って、三価クロムを用いた場合でも、六価クロムと同程度の色調を有するエンジン用部品が切望されている。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、クロムめっき層の形成に用いられるＣｒの種類（六価クロムまたは三価クロム）にかかわらず、高温の排気ガスによる表面の変色や劣化を防止し得るエンジン用部品を提供することにある。また、三価クロムを用いた場合は、六価クロムを用いた場合と同程度の色調を備えたエンジン用部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のエンジン用部品は、金属基材と、前記金属基材表面の３５０℃以上の温度に加熱される領域を少なくとも覆うクロムめっき層と、前記金属基材と前記クロムめっき層との間に設けられた中間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は前記領域において０．２ μｍ以上の厚さを有している。
【００１６】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層は、前記領域において、０．２〜０．９μｍの範囲の厚さを有している。
【００１７】
ある好ましい実施形態において前記クロムめっき層は、前記領域において、０．２〜０．５μｍの範囲の厚さを有している。
【００１８】
ある好ましい実施形態において、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。
【００１９】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層は、前記金属管の外側面を覆っている。
【００２０】
ある好ましい実施形態において、前記金属管は屈曲部を有し、前記領域は前記屈曲部の屈曲によって形成される凸状表面である。
【００２１】
ある好ましい実施形態において、前記金属管は複数の枝管が接続されるマニホールド部を有し、前記領域は前記マニホールド部の外側表面である。
【００２２】
ある好ましい実施形態において、前記金属管は、前記排気ガスの少なくとも１つの成分を分解するための触媒装置を収納する触媒収納部を有し、前記領域は前記触媒収納部の外側表面である。
【００２３】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層は装飾クロムめっきからなる。
【００２４】
ある好ましい実施形態において、前記中間めっき層はＣおよびＳの少なくとも一方を含む。
【００２５】
ある好ましい実施形態において、前記中間めっき層はさらにＮｉを含む。
【００２６】
ある好ましい実施形態において、前記中間めっき層は、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。
【００２７】
ある好ましい実施形態において、前記中間めっき層はニッケルめっきから形成されている。
【００２８】
ある好ましい実施形態において、前記金属基材は、Ｆｅ、Ａｌ、Ｚｎ、ＭｇまたはＴｉを主成分とする材料から構成されている。
【００２９】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層は六価クロムめっき浴を用いて形成されている。
【００３０】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層は三価クロムめっき浴を用いて形成されている。
【００３１】
本発明のエンジン用部品は、金属基材と、前記金属基材の表面の少なくとも一部を覆うクロムめっき層と、前記金属基材と前記クロムめっき層との間に設けられた中間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を構成するＣｒは、実質的に非晶質構造を有し、前記クロムめっき層に含まれるＦｅの含有量は２質量％以下である。
【００３２】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層の色調は、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ＩＥｃｌａｉｒａｇｅ）１９７６で測定されるＬ＊値が６８〜８０の範囲を満足する。
【００３３】
ある好ましい実施形態において、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い、前記領域において０．２〜０．６μｍの範囲の厚さを有している。
【００３４】
ある好ましい実施形態において、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。
【００３５】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層は、前記金属管の外側面の少なくとも一部を覆っている。
【００３６】
ある好ましい実施形態において、前記金属管は屈曲部を有し、前記領域は前記屈曲部の屈曲による凸状表面である。
【００３７】
ある好ましい実施形態において、前記金属管は複数の枝管が接続されるマニホールド部を有し、前記領域は前記マニホールド部の外側表面である。
【００３８】
ある好ましい実施形態において、前記金属管は、前記排気ガスの少なくとも１つの成分を分解するための触媒装置を収納する触媒収納部を有し、前記領域は前記触媒収納部の外側表面である。
【００３９】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層は装飾クロムめっきからなる。
【００４０】
ある好ましい実施形態において、前記中間めっき層はＣおよびＳの少なくとも一方を含む。
【００４１】
ある好ましい実施形態において、前記中間めっき層はさらにＮｉを含む。
【００４２】
ある好ましい実施形態において、前記中間めっき層は、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。
【００４３】
ある好ましい実施形態において、前記中間めっき層はニッケルめっきから形成されている。
【００４４】
ある好ましい実施形態において、前記金属基材は、Ｆｅ、Ａｌ、Ｚｎ、ＭｇまたはＴｉを主成分とする材料から構成されている。
【００４５】
本発明の排気管は、屈曲部を有する金属管と、前記屈曲部の屈曲による外側凸状表面を少なくとも覆うように設けられた厚さ０．２μｍ以上の装飾クロムめっき層とを備える。
【００４６】
ある好ましい実施形態において、前記金属管は、複数の枝管が接続されるマニホールド部および触媒装置を収納する触媒収納部を有し、前記装飾クロムめっき層は、前記マニホールド部および触媒収納部の外側をさらに覆っている。
【００４７】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層は、０．２〜０．５μｍの範囲の厚さを有している。
【００４８】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層の色調は、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ＩＥｃｌａｉｒａｇｅ）１９７６で測定されるＬ＊値が68〜８０の範囲を満足する。
本発明のエンジンは、上記エンジン部品を含む。
【００４９】
本発明の輸送機器は上記排気管を備えている。
【００５０】
本発明のエンジン用部品の製造方法は、金属基材をめっき装置内に配置する工程と、
前記金属基材に中間めっき層を形成する工程と、クロムめっき浴を用い、前記金属基材表面の３５０℃以上の温度に加熱される領域に０．２μｍ以上のクロムめっき層が形成されるように、前記中間めっき層が形成された前記金属基材を配置してめっきする工程とを包含する。
【００５１】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき浴中に含まれるＦｅの含有量を実質的に０に制御することにより、クロムめっき層に含まれるＦｅの含有量を２質量％以下に抑制する。
【００５２】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき浴はＦｅを構成成分とする添加剤を含まない。
【００５３】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき浴に含まれるＦｅを陽イオン交換樹脂によって除去する。
【発明の効果】
【００５４】
本発明のエンジン用部品によれば、高温に加熱される領域におけるクロムめっき層厚さが適切に制御されているため、加熱によるめっき層の変色を防止することができる。また、クロムめっき層に含まれるＦｅ含有量が著しく低減されているため、三価クロムを用いて形成されたクロムめっき層の色調は、六価クロムと同程度の銀白色を有し、優れた光沢感を有する。また、Ｆｅ含有量が著しく低減されているため、クロムめっき層は、高い耐腐食性を備え、錆びの発生を防止することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
本願発明者は、高温の排気ガスによる装飾クロムめっき層の変色や表面の劣化を防止することができるエンジン用部品を検討した。ここで、クロムめっき層の変色とはめっき層の表面が、銀白色から青色または紫色へ変化することを言う。また、本願発明者は、三価クロムを用いて装飾クロムめっき層を形成する場合であっても、六価クロムを用いてクロムめっき層を形成した場合と同程度の色調を備えたエンジン用部品を検討した。装飾クロムめっきでは、通常、素地基材との密着性を高めるなどの目的で、素地基材とクロムめっき層との間に中間めっき層が設けられていることから、本願発明者も、このような構成を備えたエンジン用部品について検討した。以下において、装飾クロムめっきを単にクロムめっきと呼ぶ。
【００５６】
その結果、クロムめっき層の表面の変色は、主に、中間めっき層から供給されるＣ（炭素）またはＳ（イオウ）が、加熱によって拡散し、中間めっき層とクロムめっき層との界面近傍に集まって濃化する（「Ｃ−Ｓの濃化層」の形成）ことが、主な原因であることを突き止めた。また、中間めっき層としてニッケルめっき層が形成されている場合は、ニッケルめっき層に含まれるＮｉも、前述したＣまたはＳの元素とともに「Ｃ−Ｓ−Ｎｉの濃化層」を形成し、クロムめっき層の表面の変色に関与していることを突き止めた。詳細な検討によれば、めっき中において濃化した元素により、クロムめっきの入射光に対する屈折率や光の吸収に変化が生じる。この変化による変色が、通常のクロムめっき層の最表面に形成される酸化皮膜により生じる干渉色よりも顕著であるためと考えられる。
【００５７】
このような表面の変色を防止するための方法を検討した結果、少なくとも、高温の排気ガスによって加熱されるクロムめっき層部分の厚さを従来よりも大きくして所定の範囲に制御すれば、クロムめっき層が厚くなったことにより、クロムめっき層へ入射する光が濃化層まで到達できず、上記の「Ｃ−Ｓの濃化層」または「Ｃ−Ｓ−Ｎｉの濃化層」による悪影響が解消されることを見出した。
【００５８】
さらに、三価クロムを用いて得られるクロムめっき層が、黒味を帯びた色調となる原因は、主に、クロムめっき層に含まれるＦｅに起因することを見出した。従って、クロムめっき層中のＦｅ含有量をできるだけ低減すれば、三価クロムを用いたクロムめっき層であっても、六価クロムを用いたときと同程度の色調を発揮できることが分かった。また、Ｆｅ含有量を低減させることによって耐腐食性が向上することをＣＡＳＳ（Copper-Accelerated Acetic Acid Salt Spray）試験によって確認した。これにより、錆びの発生を抑制できるという効果が得られることも確認した。
【００５９】
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中間めっき層２とを備えている。クロムめっき層は、金属基材１の表面の３５０℃以上の温度に加熱される領域を少なくとも覆っている。以下、これら各構成要素について詳述する。
【００６０】
１．金属基材
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材料から金属機材１を形成してもよい。
【００６１】
Ｆｅ系材料としては、ＦｅまたはＦｅを主成分とする鋼であり、機械構造用鋼（例えば、機械構造用炭素鋼（ＳＴＫＭ）、機械構造用合金鋼など）、ステンレス鋼（例えば、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼など）、軟鋼（例えば、ＳＰＣＣ、ＳＰＨＣなど）などが挙げられる。Ａｌ系材料としては、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金などのＡｌ合金が挙げられる。Ｚｎ系材料としては、Ｚｎのほか、Ｚｎめっきが被覆されたＺｎめっき鋼板、またはＺｎを主成分とし、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌなどの合金元素を含有するＺｎ合金めっきが被覆されたＺｎ合金めっき鋼板が挙げられる。Ｍｇ系材料としては、Ｍｇ−Ａｌ系合金やＭｇ−Ｚｎ系合金などが挙げられる。Ｔｉ系材料としては、Ｔｉ、またはＴｉを主成分とし、Ａｌ、Ｖ、Ｓｉなどの元素を含有するＴｉ合金が挙げられる。
【００６２】
これらの材料は、種類によって、それぞれ、特性が異なる。例えば、Ａｌは、軽量で光輝性を有しており、Ｔｉは、軽量で優れた強度を有しているなどの特徴がある。このため、用途や要求特性などに応じて、適切な材料を選択することができる。
【００６３】
２．中間めっき層
金属基材１の上に形成される中間めっき層２は、クロムめっき層３の下地めっきとして用いられる。前述したとおり、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中間めっき層が形成されている。このため、中間めっき層は、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。
【００６４】
本発明に用いられる中間めっき層２を構成する金属は、クロムめっき層の形成に用いられるＣｒの硬度（ビッカース硬度）との関係で規定することができる。具体的には、中間めっき層２を構成する金属は、Ｃｒの硬度（約４００〜１２００Ｈｖ）よりも低い硬度を有する金属で形成されていることが好ましい。クロムめっき層と金属基材との間に硬度が低い金属からなる層を介在させることにより、ヒートサイクルによるクロムめっき層へのストレスを小さくすることができるため、クラックの発生などが抑えられ、表面性状に優れたクロムめっき層を得ることができる。Ｃｒよりも硬度が低い金属として、例えば、Ｎｉ（硬度：約１５０〜４００Ｈｖ）、Ｃｕ（硬度：約４０〜２５０Ｈｖ）、Ｓｎ（硬度：約２０〜２００Ｈｖ）、Ｐｂ（測定不能）などが挙げられる。
【００６５】
これらの金属を含む中間めっき層として、例えば、ニッケルめっき、Ｃｕめっき、Ｓｎめっき、Ｐｂめっき、Ｚｎ−ニッケルめっきなどからなる層を用いる。これらのめっき層は、単独で形成されていても良いし、二種以上が組み合わされて複数の中間めっき層を構成していてもよい。また、同種の中間めっき層であって、添加剤などの種類が異なるめっき層が複数形成されていてもよい。クロムめっき層の下地処理として用いられる代表的な中間めっき層は、ニッケルめっきであり、これにより、耐食性、光沢性などが一層向上する。ニッケルめっきの詳細は、後述する。
【００６６】
中間めっき層２には、種々の添加剤を構成する元素が含まれている。これらの添加剤は、クロムめっき層の光沢性を高める目的で、中間めっき層２を形成するメッキ浴中に添加されている。具体的には、一次光沢剤（サッカリンナトリウム、ナフタレン−１，３，６−トリスルホン酸三ナトリウム、ベンゼンスルホン酸などの非ブチン系光沢剤）、二次光沢剤（２−ブチル−１，4−ジオール、アリルスルホン酸ナトリウムなど）などが用いられる。これらの添加剤は、いずれも、Ｃおよび／またはＳを構成元素として含んでいる。中間めっき層に含まれるＣおよび／またはＳは、中間めっき層の種類や添加剤の種類などによっても相違するが、おおむね、合計で、約０．００１〜１．０質量％である。以下において詳述するように、これらの元素は、加熱によって約０．１〜１０質量％まで濃化し、クロムめっき層の表面の変色をもたらす。さらに、中間めっき層２がニッケルめっき層の場合、ニッケルめっき層に含まれるＮｉも、表面の変色に大きく関与する。
【００６７】
以下、中間めっき層の代表例であるニッケルめっきについて、詳しく説明する。ニッケルめっきは、主に、めっき浴に添加される光沢剤の種類や添加の有無などにより、無光沢ニッケルめっきと、半光沢ニッケルめっきと、光沢ニッケルめっきとに大別される。これらは、要求される特性や用途などに応じて、適宜、適切に組合わせることができ、これにより、所望の外観を得ることができる。
【００６８】
このうち光沢ニッケルめっきは、めっき浴中にサッカリンやベンゼンスルホン酸などの光沢剤を添加して得られ、表面のレベリング（平滑化）作用やクロムめっき層との密着性などに優れているため、クロムめっき層の真下に形成される下地層として広く用いられている。光沢ニッケルめっきに用いられる光沢剤は、通常、めっき層中に、ＣおよびＳの少なくとも一方を合計で約０．００１〜１．０質量％含み、Ｓの含有量が多いほど耐食性が低下する傾向にある。
【００６９】
これに対し、無光沢ニッケルめっきは、めっき浴中に光沢剤を含まない点で、光沢ニッケルめっきと相違する。無光沢ニッケルめっきは、光沢ニッケルめっきに比べて光沢性に劣るが、めっき層のつきまわり（付着性）、耐食性、変色防止作用などに優れている。
【００７０】
また、半光沢ニッケルめっきは、めっき浴中に非クマリン系の半光沢剤を添加して得られる。半光沢剤は、上記の光沢剤とは異なり、Ｃおよび／またはＳの含有量が少ない。このため、光沢ニッケルめっきに比べて耐食性は良好であるが、光沢性に劣る。
【００７１】
一般に、Ｓ含有量の異なるニッケルめっき層を重ねて形成すると、各めっき層の間に電位差が生じ、Ｓ含有量の多い皮膜が優先的に腐食される。このような性質を利用して、ニッケルめっきの構成を２層以上の複数とし、耐食性の向上を図る場合が多い。例えば、素地金属に、半光沢ニッケルめっき層および光沢ニッケルめっき層を順次形成した２層めっきの場合、光沢めっき層は半光沢めっき層に比べて卑な電位となり、優先的に腐食される。このため、半光沢めっき層の下にある素地金属は腐食されずに保護される。上記の２層めっき層において、さらに耐食性を高める目的で、半光沢ニッケルめっき層と光沢ニッケルめっき層の間に、Ｓ含有量の多いトリニッケルめっき層（光沢ニッケルめっき層の一種）を形成し、３層めっきとする場合もある。トリニッケルめっき層に含まれるＳは、主に、光沢剤以外の添加剤から供給されることが多い。この場合は、まず、最上層の光沢ニッケルめっき層が優先的に腐食し、次いで、中間層のトリニッケルめっき層が腐食することにより、半光沢ニッケルめっき層および素地金属の両方が保護されることになる。
【００７２】
このようなニッケルめっきによる作用を有効に発揮させるためには、ニッケルめっき層の厚さは、合計で、約１０〜３０μｍであることが好ましい。より好ましくは、約１５μｍ以上、２５μｍ以下である。
【００７３】
なお、ニッケルめっき層以外の中間めっき層を形成する場合は、おおよそ、１０〜３０μｍの厚さに制御することが好ましい。
【００７４】
３．クロムめっき層
中間めっき層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の形成に用いられるＣｒの種類は、特に限定されず、三価クロムおよび六価クロムの両方が含まれる。つまり、クロムめっき層３は、三価クロムめっきによって形成してもよいし、六価クロムめっきによって形成してもよい。
【００７５】
いずれのＣｒを用いてクロムめっき層を形成したかは、クロムめっき層をＸ線回折することにより、容易に判別することができる。図２（ａ）および（ｂ）に、Ｘ線回折法によるクロムめっき層の分析結果を、それぞれ、示す。測定方法の詳細は、以下のとおりである。
分析機器：理学電機製Ｘ線回折装置ＲＡＤ−３Ｃ型
測定条件：Ｃｕ対陰極を使用、４０ｋＶ／４０ｍＡで通電
【００７６】
六価クロムを用いて形成されたクロムめっき層のＸ線回折結果は、図２（ｂ）に示すとおりである。約４０θ〜５０θの回折角付近に、約１２００ｃｐｓの極めて大きな回折ピークが観測されるとともに、約６５θおよび約８３θの回折角付近に、それぞれ、約２００ｃｐｓの大きな回折ピークが観測される。これらのピークは、回折角の小さい順に、（１１１）配向の結晶、（２００）配向の結晶、および、（２１１）配向の結晶に由来する。
【００７７】
これに対し、三価クロムを用いて形成されたクロムめっき層のＸ線回折結果は、図２（ａ）に示すとおりである。約４０〜５０θの回折角付近に、（１１１）配向の結晶に由来する約１００ｃｐｓの小さい回折ピークが観測されるのみである。（１１１）配向結晶に由来するピークの半値幅をピーク強度で除した値（半値幅／ピーク高さ）は、約０．６ｒａｄ／ｃｐｓであり、六価クロムを用いたときに観測される（１１１）配向結晶の値（約７．９×１０-4ｒａｄ／ｃｐｓ）に比べて、非常に広い。
【００７８】
これらの図より、六価クロムを用いたクロムめっき層は、多結晶からなる結晶構造を有しているのに対し、三価クロムを用いたクロムめっき層は、実質的に非晶質構造を有していることがわかる。めっき層が結晶構造か非結晶構造であるかは、例えば、約４０〜５０θの回折角付近に、（半値幅／ピーク高さ）が約０．００１ｒａｄ／ｃｐｓ以下の回折ピークが観測されるかどうかによって判別することができる。
【００７９】
三価クロムを用いてクロムめっき層を形成する場合は、クロムめっき層に含まれるＦｅの含有量をできるだけ低減することが好ましい。これにより、三価クロムを用いた場合であっても、六価クロムを用いたときと同程度の色調を得ることができる。その理由は、詳細には不明であるが、三価クロムめっき浴に添加される硫酸第一鉄などの添加剤を構成するＦｅが関与し、種々の元素と結合するなどして黒色のＦｅ系析出物を生成するためと考えられる。
【００８０】
三価クロムの使用に基づく色調の劣化は、Ｆｅの含有量が多いほど増加することから、クロムめっき層に含まれるＦｅの含有量は、少ないほどよい。六価クロムと同程度の色調を得るためには、クロムめっき層に含まれるＦｅの含有量を２質量％以下に低減することが好ましい。Ｆｅの含有量は、少なければ少ないほど良く、より好ましくは１質量％以下、さらにより好ましくは０．５質量％以下である。
【００８１】
このようにして得られるクロムめっき層の色調は、以下のようにして測定されるＬ＊値が、６８〜８０の範囲である。Ｌ値は、分光式色差計（例えば、東京電色カラーアナライザー製ＴＣ−１８００ＭＫ−ＩＩなど）を用い、ＣＩＥ１９７６に記載の方法に基づいて算出する。
【００８２】
クロムめっき層に含まれるＦｅの含有量は、ＧＤＳ分析法（Ｇｌｏｗ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ、グロー放電発光分光分析法）により、クロムめっき層の深さ方向（０〜１μｍ）に含まれるＦｅの含有量を分析することにより求められる。
【００８３】
４．変色防止のメカニズム
本発明のエンジン用部品は、金属基材表面の３５０℃以上の温度に加熱される領域におけるクロムめっき層が、０．２μｍ以上の厚さを有していることに特徴がある。従来は、高温に曝される部位も含めて、クロムめっき層全体の厚さは、せいぜい、０．１μｍ程度であった。これに対し、本発明では、少なくとも、高温の排気ガスによって表面の変色や劣化が生じるクロムめっき層の部分が厚くなるように形成されているため、「Ｃ−Ｓの濃化層」の形成による変色などの悪影響を低く抑えることができる。
【００８４】
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。
【００８５】
図３は、クロムめっき層表面の変色をもたらすと考えられる「Ｃ−Ｓの濃化層」または「Ｃ−Ｓ−Ｎｉの濃化層」（以下、単に「濃化層」と呼ぶ場合がある。）が生成するメカニズムを説明する図であり、加熱により、クロムめっき層と中間めっき層との界面近傍にＣおよび／またはＳが集まってくる様子を模式的に説明している。図３には、Ｆｅ基材とクロムめっき層との間にニッケルめっき層が形成された、本発明の代表的な構成を示しており、ニッケルめっき層は、Ｆｅ基材側から順に、半光沢ニッケルめっき層、トリニッケルめっき層、および光沢ニッケルめっき層の三層から構成されている。
【００８６】
なお、クロムめっき層とニッケルめっき層との界面近傍には、加熱により、クロムめっき層やニッケルめっき層に含まれる添加剤を構成する様々な元素が集まってくる。図３には、クロムめっき層の変色に関与していると考えられる元素、すなわち、上記の濃化層を構成する元素（Ｃ、Ｓ、およびＮｉの少なくとも１つ）と、これらの元素と結合しやすい元素（ＦｅやＣｒなど）についてのみ示し、それ以外の元素（例えば、加熱により、上記の界面近傍に集まってくるＯなど）は省略している。
【００８７】
図３に示すように、ニッケルめっき層側からクロムめっき層側に向かって、主に、ＣまたはＳが移動し、上記の界面近傍に集まってくる。前述したとおり、ＣまたはＳは、主に、ニッケルめっき浴に添加される非ブチン系の光沢剤（ベンゼンスルホン酸など）を構成する元素であり、特に、光沢ニッケルめっき層およびトリニッケルめっき層には、Ｓが多く含まれている。そのため、上記の界面近傍には、ＣまたはＳが多く集まった「Ｃ−Ｓの濃化層」が形成される。ここで、「Ｃ−Ｓの濃化層」は、ＣまたはＳの少なくとも１つが集まっている層を意味する。なお、ＣまたはＳは、クロムめっき層側から拡散移動する場合もあり得るが、ニッケルめっき層側から拡散移動する場合に比べて、その比率は非常に少ないため、図示していない。
【００８８】
中間めっき層がニッケルめっき層の場合、Ｎｉを含有する「Ｃ−Ｓ−Ｎｉの濃化層」が形成される。Ｎｉも、ＣまたはＳと同様、変色に関与していると考えられる。ここで、「Ｃ−Ｓ−Ｎｉの濃化層」は、ＣまたはＳまたはＮｉの少なくとも１つが集まっている層を意味する。
【００８９】
このような濃化層の形成により、クロムめっき層の表面の変色が生じる理由は、詳細には不明であるが、例えば、クロムめっき層を構成するＣｒが、上記の濃化層を構成する元素（ＣまたはＳまたはＮｉ）と結合し、クロムめっき層の屈折率が変化するため、変色を招くことが考えられる。また、三価クロムを用いてクロムめっき層を形成する場合は、主に、三価クロムめっき浴に添加される硫酸第一鉄などから供給されるＦｅも、変色をもたらす原因物質と考えられる。また、金属基材がＦｅ系材料から構成されている場合、加熱により、Ｆｅ系材料からＦｅが拡散して上記の界面近傍に濃化してくることもある（図示せず）。
【００９０】
このような濃化層に基づくクロムめっき層表面の変色は、クロムめっき層の厚さを０．２μｍ以上にすることによって防止できる。以下、図４（ａ）および（ｂ）を参照しながら、その理由を説明する。
【００９１】
図４（ｂ）は、従来のＣｒ−ニッケルめっき層の一部を模式的に説明する図である。図４（ｂ）に示すように、従来のクロムめっき層の厚さは、約０．１μｍ以下と小さいため、入射光は、クロムめっき層とニッケルめっき層との界面付近まで透過するようになる。その結果、上記の界面付近に生成される濃化層によって入射光の一部が吸収され、加熱による変色の程度がより顕著に見られるようになる。
【００９２】
これに対し、クロムめっき層の厚さを０．２μｍ以上とした場合は、図４（ａ）に示すように、入射光は、クロムめっき層の表面付近で大部分が反射され、クロムめっき層とニッケルめっき層との界面近傍まで透過することはない。そのため、通常のクロムめっき層の最表面に形成される酸化皮膜による干渉色だけとなり、濃化層による影響を抑えることができる。
【００９３】
このような作用を有効に発揮させるため、クロムめっき層の厚さは、０．２μｍ以上とする。加熱による熱変色の防止という観点からすれば、クロムめっき層の厚さの上限は、特にない。ただし、クロムめっき層の厚さが０．９μｍを超えると、肌あれなどの問題が新たに発生し、特に、光沢性が低下する。また、表面にクラックが発生しやすくなる。好ましい厚さの範囲は、これらを総合的に勘案して決定すればよい。具体的には、加熱条件や、Ｃｒの種類（六価クロムまたは三価クロム）などによっても相違するが、好ましくは、０．２μｍ以上、０．９μｍ以下であり、より好ましくは、０．３μｍ以上、０．５μｍ以下である。特に、三価クロムを使用する場合は、六価クロムを使用する場合に比べて、３５０℃以上の加熱による光沢度の低下やクラックの発生が顕著に見られるようになるため、クロムめっき層の厚さを、とりわけ、０．３μｍ以上、０．５μｍ以下にすることが好ましい。
【００９４】
クロムめっき層３の厚さは、光学顕微鏡観察（倍率：４００倍）によって測定する。具体的には、めっき層の厚さ方向断面を鏡面研摩し、エッチングする。これにより、クロムめっき層と中間めっき層とが明瞭に分離される。なお、クロムめっき層の表面粗さＲａは、せいぜい、０．０１μｍ程度であるため、表面粗さＲａがクロムめっき層の厚さに及ぼす影響は、ほとんど、無視して良いと考えられる。また、測定部位によってクロムめっき層の厚さは、若干、異なるため、任意の観察領域において、測定場所を変えて合計３箇所測定し、その平均値を、「クロムめっき層の厚さ」と定めた。
【００９５】
なお、濃化層の形成による他の変色防止手段として、例えば、ＣまたはＳの含有量を低減する方法も考えられるが、この方法は、実用的でない。例えば、ＣまたはＳの含有量を低減するためには、主に、中間めっき層に含まれる光沢剤の量を低減しなければならないが、その結果、光沢性が低下してエンジン用部品の意匠が著しく損なわれてしまう。本発明のように、優れた意匠を備えていることを重要課題のひとつとして掲げている場合は、光沢剤の減少に伴って意匠が損なわれることは、最も避けなければならない。
【００９６】
加熱による変色を防止するためには、３５０℃以上の温度に加熱されるクロムめっき層３の部分が、上記範囲の厚さを満足していればよく、金属基材１に形成されるクロムめっき層３の全ての部分が、上記範囲の厚さを満足する必要はない。また、３５０℃以下の温度にしかならない領域では、クロムめっき層３の厚さは０．２μｍ以下であってもよい。一般に、クロムめっき層は、加熱により、銀白色から黄色、黄金色へと着色していき、さらに約３５０〜５００℃の高温になると、黄金色から紫色に変色する。このような色調の変化は、クロムめっき層が形成される部分全体に、均一に見られるのではなく、高温の排気ガスに曝されやすい部分で、顕著に発生する。従って、黄金色から紫色への変色を防止するためには、加熱による変色が最も進行しやすい部分、すなわち、３５０℃以上の温度に曝されるクロムめっき層の厚さを上記範囲に制御すれば良い。
【００９７】
上記の「３５０℃以上の温度に加熱される部分」としては、例えば、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を構成するエンジン用部品の一部、およびエンジンから排出される排気ガスを導く流路を構成している排気管の一部が挙げられる。ここで言う排気管は直接的に排気ガスを案内する排気管であってもよいし、間接的に排気ガスによって加熱される排気管（二重管）であってもよい。排気管には、各シリンダーからの排気ガスを導くマニホールド部、触媒装置を覆う触媒装置収納部、消音器（マフラー）などが含まれる。
【００９８】
５．エンジン用部品の構造
図５を参照しながら、本発明によるエンジン用部品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、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１０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。
【００９９】
次に、図６（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を参照しながら、厚さ０．２μｍ以上のクロムめっき層が形成される「金属基材表面の３５０℃以上の温度に加熱される領域」を具体的に説明する。これらの図は、排気管４の一部を示す断面図である。
【０１００】
図６（ａ）は、エンジンに直接、接続される排気管４の排気管集合部４ａを示している。図６（ａ）に示すように、エンジン（不図示）に接続される排気管集合部４ａは、排気ガスが通過する通路６を規定している金属管５と、金属管５の外側面を覆うめっき層１０とを含む。金属管５は屈曲部９を有している。屈曲部９は通路６が折れ曲る、あるいは通路６の伸びる向きが変化している部分である。
【０１０１】
めっき層１０は、前述したとおり、中間めっき層とクロムめっき層とから構成されている。金属管５は、通路６を規定しておればよく、通路６を規定する内管および内管の外側を囲むように保持された外管から構成される２重管構造を有していてもよい。
【０１０２】
エンジン（不図示）と直接、接続される排気管集合部４ａから入った排気ガスは、早い速度で通路６を移動するため、屈曲部９において、金属管５と衝突し、特に屈曲により形成される凸状表面部分９ａに位置する金属管５の内側面９ｂと激しく衝突する。このため、外側部分９ａが高温の排気ガスにより、約３５０℃以上の温度（例えば、約４００〜５００℃）に加熱される。
【０１０３】
また、金属管５が２重管構造を有している場合、他の排気管部材２３とを接続する連結部分２１では１重管構造を採用することが多い。連結部２１に２重管構造を採用すると、他の排気管部材２３との溶接の際、外管と内管との熱膨張差によって金属管５が変形したり破損したりする可能性があるからである。金属管５がこのような構造を採用している場合、連結部分２１の内側面が高温の排気ガスに直接接触することによって、連結部分２１は、約３５０℃以上の温度（例えば、約４００〜５００℃）に加熱される。
【０１０４】
図６（ｂ）は、排気管４の触媒装置８を収納する触媒収納部２２の断面を模式的に示している。触媒装置８は、触媒収納部２２内に設けられ排気ガスが通過することによって、排気ガスに含まれる少なくとも１つの成分を分解する。分解の際、触媒装置８が発熱するため、触媒収納部２２は、約３５０℃以上の温度（例えば、約４００〜５００℃）に加熱される。
【０１０５】
また、エンジン３０（図５）が複数のシリンダーを備えている場合、排気管４は各シリンダーで生じた排気ガスを一緒にして自動二輪車１００の後方へ導くため、マニホールド部を備えていることがある。図６（ｃ）は、シリンダーに接続された枝管４ｄ、４ｅがマニホールド部１５により集合され、一体化した排気管部材４ｆで排出される排気管４を示している。このような排気管集合部４ａのマニホールド部１５では、複数の枝管４ｄ、４ｅがから排気ガスが集まることによって、排気ガスの流量が増大するとともに、流路が曲げられるため、排気ガスがマニホールド部１５の内側面に衝突する。このため、排気ガスによってマニホールド部１５は、約３５０℃以上の温度（例えば、約４００〜５００℃）に加熱される。
【０１０６】
本実施形態の自動二輪車は、図６（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を用いて例示したこれら排気管の高温に加熱される部分の外側を覆うように０．２μｍ以上のクロムめっき層が形成されている。このため、高温の排気ガスに曝されても、加熱によるクロムめっき層の変色を防止することができる。
【０１０７】
また、三価クロムを用いて形成されるクロムめっき層は、クロムめっき層に含まれるＦｅ含有量が低減されているため、六価クロムを用いた場合と同程度の優れた色調を発現することができる。
【０１０８】
本発明には、前述したエンジン用部品を備えた輸送機器も包含される。輸送機器としては、例えば、エンジンを備えた自動二輪車や全天候型四輪車両などの車両、エンジンを備えた船舶、飛行機などの輸送機器などが挙げられる。
【０１０９】
６．エンジン用部品の製造方法
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の製造方法は、金属基材をめっき装置内に配置する工程と、金属基材に中間めっき層を被覆する工程と、クロムめっき浴を用い、３５０℃以上の温度に加熱される領域に０．２μｍ以上のクロムめっき層が形成されるように、前記中間めっき層が形成された前記金属基材を配置してめっきする工程とを包含する。
【０１１０】
まず、金属基材の表面を脱脂して清浄にするため、金属基材を、水洗槽、超音波アルカリ脱脂槽、電界脱脂槽、酸処理活性化槽などの槽に所定時間、浸漬する。これにより、金属基材の表面は、充分脱脂されるため、金属表面に中間めっき層やクロムめっき層を形成しやすくなる。
【０１１１】
次に、上記のようにして洗浄された金属基材を用い、電気めっきにより、金属基材の少なくとも外側表面上に中間めっき層およびクロムめっき層を順次、形成する。電気めっきは、めっきしようとする金属のイオンを含むめっき液中に被めっき材を入れて陰極とし、めっきしようとする金属（可溶性陽極）を用いて、両極間に直流電源を接続して通電することにより、陰極側で、めっきしようとする金属のイオンが還元されて金属が析出する反応を利用して行われる。中間めっき層もクロムめっき層も、ともに、電気めっきを用いて形成され、その原理は、同じであるため、以下の説明では、クロムめっき層を形成する工程について、図７に示すめっき装置を用いて詳細に説明することにし、中間めっき層を形成する工程は、図面を参照せずに説明する。
【０１１２】
中間めっき層は、めっきしたい金属の溶液を含むめっき槽に上記の金属基材を浸漬し、所望の厚さが得られるまで通電することによって形成される。例えば、中間めっき層として、半光沢ニッケルめっき層、トリニッケルめっき層、および光沢ニッケルめっき層の三層からなるニッケルめっき層を形成する場合は、上記のようにして洗浄された金属基材を、半光沢ニッケルめっき浴、トリニッケルめっき浴、および光沢ニッケルめっき浴に、それぞれ、浸漬し、所望のめっき層が形成されるまで通電する。具体的なめっき条件は、使用する金属基材やめっき浴の組成、用途などによっても相違し、Ｎｉ−クロムめっきに通常、用いられる条件を適宜、選択すればよい。例えば、Ｆｅ基材に、５〜１５μｍの半光沢ニッケルめっき層、１〜２μｍのトリニッケルめっき層、および５〜１５μｍの光沢ニッケルめっき層を、順次、形成する場合、めっき浴の温度を約４０〜６５℃、めっき浴のｐＨを約２〜５とすることが好ましい。また、めっき時間は、半光沢ニッケルめっきおよび光沢ニッケルめっきの場合、約１０〜２０分間とし、トリニッケルめっきの場合、約１〜５分間とすることが好ましい。
【０１１３】
次いで、中間めっきされた金属基材にクロムめっき層を形成する。図７に示すように、クロムめっき装置２０は、クロムめっきを行うためのクロムめっき槽１１と、クロムめっき槽１１に添加されためっき液を汲み上げるポンプ１２と、めっき液中に浮遊する不純物を除去するためのろ過器１３と、めっき液の流量を調整する調整バルブ１４と、めっき液の流量をモニターする流量計１５とから構成されている。クロムめっき装置２０の下流側には、めっき液中に含まれるＦｅなどの金属イオンを除去するためのイオン交換装置１６が設置されている。クロムめっき装置２０と、イオン交換装置１６とは、金属管（不図示）で連結されている。
【０１１４】
クロムめっき槽１１には、クロム酸を構成するＣｒの種類により、六価クロム浴または三価クロム浴が用いられる。六価クロム浴と三価クロム浴とは、主に、クロム酸の種類が相違するが、そのほか、浴中に添加される他の添加剤の種類や量なども相違する。三価クロムは、六価クロムに比べて耐食性や素地基材との密着性などに劣るため、三価クロム浴には、通常、多くの添加剤が添加されている。例えば、三価クロム浴には、三価クロムイオン（Ｃｒ3+）を含む塩基性硫酸クロム（Ｃｒ（ＯＨ）ＳＯ4）のほか、ギ酸アンモニウム（ＨＣＯＯＮＨ4）、ホウ酸（Ｈ3ＢＯ4）などのｐＨ調整剤が含まれる。さらに、界面活性剤（スルホコハク酸エステルナトリウム、硫酸−２−エチルヘキシルナトリウムなど）や硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ4・２Ｈ2Ｏ）などの添加剤も少量添加されている。これに対し、六価クロム浴には、一般に、六価クロムイオン（Ｃｒ6+）を含む無水クロム酸（ＣｒＯ3）のほか、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）、ケイフッ化ナトリウム（Ｎａ2ＳｉＦ6）などの添加剤が含まれている。六価クロム浴には、通常、硫酸第一鉄やホウ酸は添加されていない。すなわち、六価クロムを用いたクロムめっき層には、実質的にＦｅやＢは含まれない。
【０１１５】
クロムめっきは、電気めっきによって行われる。クロムめっき槽１１に、上記の六価クロム浴または三価クロム浴を構成するめっき液を添加し、クロムめっきが施される金属基材１７を陰極とする。クロムめっきは、めっき液からクロムイオンを補給して行われるため、陽極には、クロムめっき液に溶解しない不溶性陽極１８が用いられる。
【０１１６】
次に、両極間に直流電源１９を接続し、通電する。クロムめっき液に含まれるクロムイオンは、陰極側の金属基材１７に向かって移動し、金属のＣｒに還元されて析出する。
【０１１７】
本発明のように、３５０℃以上の温度に加熱される領域に０．３μｍ以上のクロムめっき層を形成したい場合は、所望のクロムめっき層が形成されるよう、金属基材を配置してめっきすることが好ましい。特に、湾曲形状を有する排気管などの金属基材をめっきする場合は、電極と被めっき材（金属基材）との距離が、できるだけ、短くなるように金属基材を配置することが好ましい。
【０１１８】
例えば、図８（ａ）に示すように、金属基材１７の屈曲部の凸状部分９ａと電極１８との距離が最も短くなるように配置されている場合は、高温に加熱される凸状部分９ａにＣｒ層を効率よく形成することができる。
【０１１９】
これに対し、図８（ｂ）に示すように、金属基材１７の凸状部分９ａと電極１８との距離が長くなるように配置されている場合は、凸状部分９ａとは反対の凹状部分にクロムめっき層が形成されやすく、凸状部分９ａには、クロムめっき層が形成されにくくなるため、めっき効率が悪くなる。
【０１２０】
そのほか、例えば、電極面を通過する電気量（電流×時間）や電流密度などを制御することにより、クロムめっき層の厚さを所定の範囲に制御することもできる。特に、３５０℃以上の温度に加熱される領域に所定のクロムめっき層が形成されやすくなるように、電極の配置を工夫したり、補助電極を取り付けたりするなどして、電流密度などを制御することができる。具体的な制御方法は、使用する金属基材の種類や形状、めっき浴の構成、クロムめっき層の厚さなどによって、適宜、適切な条件を選択すればよい。
【０１２１】
また、三価クロムを用いてクロムめっき層を形成する場合は、クロムめっき層に含まれるＦｅの含有量をできるだけ低減することが好ましい。これにより、六価クロムを用いたときと同程度の銀白色が得られる。このため、本発明では、三価クロムめっき浴に、Ｆｅを構成成分とする添加剤（例えば、硫酸第一鉄など）を添加しない。三価クロムめっき浴には、通常、めっき層のつきまわりなどを良くするため、約０．０００１〜０．０００３質量％の硫酸第一鉄が添加されており、そのため、クロムめっき層には、約２〜２０質量％のＦｅが含まれている。これに対し、本発明に用いられ三価クロム浴には、Ｆｅの供給源となる硫酸第一鉄は全く添加されていないため、クロムめっき層には、Ｆｅは実質的に含まれない。
【０１２２】
なお、クロムめっき浴に硫酸第一鉄を添加しない場合、めっき層のつきまわりが悪くなるなどの問題が生じる。しかし、この問題は、例えば、前述した方法などによって電流密度が均一になるよう、電極の配置を工夫するなどの方法によって解消される。
【０１２３】
一方、めっきが進むにつれ、めっき液中には、ＦｅイオンやＣｕイオンなどの様々な金属陽イオンが混入するようになる。例えば、Ｆｅ基材を用いてクロムめっきする場合、Ｆｅ基材からＦｅが溶出し、クロムめっき層に向かって拡散する。Ｆｅ基材を用いない場合であっても、クロムめっき層側にＦｅが不可避的に集まってくる場合がある。このようなＦｅの溶出は、硫酸第一鉄の有無にかかわらず見られる現象であり、特に、本発明のようにクロムめっき層を厚くするときは、より顕著に見られる傾向にある。従って、Ｆｅ含有量を制御するためには、クロムめっき浴の組成を制御するだけでは不充分であり、Ｆｅ基材などからクロムめっき浴中に混入するＦｅの含有量を定期的にモニターし、除去する必要がある。
【０１２４】
めっき液中に混入するＦｅイオンは、陽イオン交換樹脂を供えたイオン交換装置１６を用いて除去する。本発明に用いられる陽イオン交換樹脂は、Ｆｅなどの２価の金属陽イオンと容易に交換し得る樹脂であれば特に限定されない。
【０１２５】
具体的な除去方法は、以下のとおりである。まず、めっき中、定期的に、ポンプ１２でめっき槽１１からめっき液を汲み上げ、ろ過器１３を用いて浮遊物を除去する。次に、浮遊物が除去されためっき液は、調整バルプ１４によって流量を調整しながら、イオン交換装置１６に導入され、陽イオン交換樹脂によってＦｅイオンなどの金属陽イオンを除去する。めっき液の流量は、流量計１５でモニターする。イオン交換装置１６によって処理されためっき液は、定期的に採取し、Ｆｅ濃度をチェックする。本発明のようにクロムめっき層のＦｅ濃度を２質量％以下に低減するためには、めっき液中のＦｅ濃度を約０．０００１質量％以下に制御する必要があるため、上記の範囲になるまで、イオン交換装置１６による除去を行う。
【０１２６】
このようにしてＦｅイオンが除去されためっき液（再生めっき液）は、イオン交換装置１６の出口から管路２４を通ってめっき槽１１に循環される。再生めっき液は、例えば、適切な貯蔵容器（不図示）に蓄えてもよい。
【０１２７】
なお、イオン交換装置１６を用いてめっき液中の金属陽イオンを除去する方法は、例えば、特許文献２などに詳細に説明されており、本発明の方法に適用することができる。また、その改変例も種々提案されており（例えば、特許文献３など）、これらの改変例も、本発明の方法に適用できる。
【０１２８】
めっき後のクロムめっき層は、約１μｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有し、好ましくは０．２μｍ以下の表面粗さを有している。このため、めっき後、特に表面の仕上げを行わなくとも黒むめっき層は十分な光沢を有している。
【０１２９】
７．実験例
本実験例では、本発明のエンジン用部品において、クロムめっき層の厚さと、加熱による変色との関係を調べるとともに、クロムめっき層中のＦｅ含有量と、表面の色調およびクラックの発生との関係を調べた。
【０１３０】
まず、ＳＴＫＭ材から構成される金属管を用意し、以下の方法により、半光沢ニッケルめっき層とトリニッケルめっき層と光沢ニッケルめっき層とからなるニッケルめっき層を形成した。これらのめっき層を形成するために使用しためっき浴の組成を、それぞれ、表１に示す。なお、トリニッケルめっき浴に含まれるＣおよび／またはＳは、光沢剤以外の添加剤から供給されている。
【０１３１】
【表１】
【０１３２】
半光沢ニッケルめっき層（厚さ約５〜１５μｍ）
めっき条件 ：１０〜１２Ｖ（ボルト）、１８００〜２８００Ａ（アンペア）で
通電。
トリニッケルめっき層（厚さ約１〜５μｍ）
めっき条件 ：３〜３．５Ｖ、２０〜４０Ａで通電。
光沢ニッケルめっき層（厚さ約５〜１５μｍ）
めっき条件 ：１０〜１２Ｖ、１８００〜２８００Ａで通電。
【０１３３】
次に、図７に示す、イオン交換装置を備えたクロムめっき装置を用い、中間めっき層の上にクロムめっき層を形成した。クロムめっき浴として、表２に記載の六価クロムめっき浴と、表２に記載の２種類の三価クロムめっき浴を用いた。表３に記載の三価クロムめっき浴のうち、「本発明例」は、めっき浴中に硫酸第一鉄を全く添加しない例であり、「従来例」は、めっき浴中に硫酸第一鉄を含有した例である。
【０１３４】
【表２】
【０１３５】
【表３】
【０１３６】
クロムめっき層の厚さは、めっき時間を５〜２０分間の範囲で変化させることにより、０．０５〜１μｍまで変えた。
【０１３７】
めっき中に混入するＦｅイオンは、陽イオン交換樹脂を備えたイオン交換装置を用いて除去した。具体的には、定期的に、めっき液をイオン交換装置に送り、めっき液中に含まれるＦｅ濃度が０〜０．０００１質量％の範囲になるように制御した。このようにして得られた各試料のクロムめっき層中のＦｅ濃度を表４に示す。
【０１３８】
【表４】
【０１３９】
上記の各試料について、以下の方法によってめっき直後の色調および光沢を測定し、下記基準で評価した。
【０１４０】
＜めっき直後の色調＞
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、ａ＊値、およびｂ＊値を測定するとともに、肉眼観察する。
【０１４１】
評価基準（◎〜△を本発明例とする）
◎：六価クロムと同程度の色調が得られる。
（Ｌ＊値＝７２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、７２未満）
△：わずかに、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）
【０１４２】
＜光沢＞
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、ａ＊値、およびｂ＊値を測定するとともに、肉眼観察する。
【０１４３】
評価基準（◎〜△を本発明例とする）
◎： 鏡面に近い光沢が得られる。
○：ほとんど鏡面に近い光沢が得られる。
△：わずかに、光沢が低下する。
×：光沢が低下し、くもってみえる。
【０１４４】
次に、上記の各試料を大気炉に設置し、５００℃×８時間の条件で加熱した後、以下の方法によって加熱による熱変色の程度およびクラックの発生状況を測定し、下記基準で評価した。
【０１４５】
＜熱変色の程度＞
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。
【０１４６】
【数１】
【０１４７】
評価基準（◎〜△を本発明例とする）
◎：ΔＥ＊値＜１
○：１≦ΔＥ＊値＜３
△：３≦ΔＥ＊値＜４
×： ４≦ΔＥ＊値
【０１４８】
＜クラックの発生状況＞
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。
【０１４９】
評価基準（◎〜△を本発明例とする）
◎： 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。
△：連続したクラックが、わずかに発生する。
×： 連続的なクラックが多数発生している。
【０１５０】
これらの結果を表５にまとめて示す。
【０１５１】
【表５】
【０１５２】
表５に示すように、クロムめっき層の厚さを０．２μｍ以上に制御することにより、加熱による熱変色を有効に防止することができる。この結果は、三価クロムを用いた場合も六価クロムを用いた場合も、同様に得られた。ただし、クロムめっき層の厚さが大きくなると光沢が低下し、クラックが発生するようになった。クラックの発生は、本発明例の三価クロムめっき浴（硫酸第一鉄を含有しない）を用いたときよりも、従来の三価クロムめっき浴（硫酸第一鉄を含有する）を用いた場合に、顕著に見られた。これらの結果を総合的に勘案すれば、六価クロムを用いた場合は、クロムめっき層の厚さを０．９μｍ以下（より好ましくは０．６μｍ以下）に制御することが好ましいことが分かる。一方、三価クロムを用いた場合は、クロムめっき層の厚さを０．５μｍ以下に制御することが好ましい。
【０１５３】
また、三価クロムを用いてクロムめっき層を形成する場合、本発明例の三価クロムめっき浴を用いてクロムめっき層中のＦｅ濃度を所定範囲まで低減することにより、六価クロムと同程度の色調が得られた。このような色調改善作用は、クロムめっき層の厚さが０．１〜０．７μｍの範囲にわたって見られた。
【０１５４】
図９（ａ）および（ｂ）に、クロムめっき層の厚さが異なる試料を用い、５００℃で８時間加熱した後における、クロムめっきの表面の変色を観察した写真を示す。いずれの写真も、クロムめっき層の厚さは、左から順に、０．１μｍ（比較例）、０．３μｍ（本発明例）、０．５μｍ（本発明例）と大きくなっている。
【０１５５】
図９（ａ）は、硫酸第一鉄を含有しない三価クロムめっき浴を用い、クロムめっき層中のＦｅ含有量が低減されたクロムめっき層を加熱したときの写真であり、図９（ｂ）は、硫酸第一鉄をする従来の三価クロムめっき浴を用いて得られたクロムめっき層を加熱したときの写真である。いずれの場合においても、クロムめっき層の厚さを０．３μｍ以上に制御することにより、加熱による熱変色は見られないことが明瞭に分かる。
【０１５６】
以上の実験結果より、クロムめっき層の厚さを０．３μｍ以上とすることにより、クロムめっき層の形成に用いたＣｒの種類にかかわらず、高温の排気ガスによる熱変色を防止できることが確認された。また、三価クロムを用いてクロムめっき層を形成する場合、クロムめっき層中のＦｅ濃度を低減することにより、六価クロムを用いた場合と同程度の色調が得られることも確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
本発明は、エンジンを備えた自動二輪車や全天候型四輪車両などの車両、エンジンを備えた船舶、飛行機などの輸送機器に幅広く用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】本発明によるエンジン用部品の構成を模式的に示す図である。
【図２】（ａ）は、三価クロムを用いて形成されたクロムめっき層のＸ線回折法による分析結果を示す図であり、（ｂ）は、六価クロムを用いて形成されたクロムめっき層のＸ線回折法による分析結果を示す図である。
【図３】加熱により、クロムめっき層と中間めっき層との界面近傍に「Ｃ−Ｓ濃化層」または「Ｃ−Ｓ−Ｎｉ濃化層」が生成する様子を模式的に示す図である。
【図４】（ａ）は、クロムめっき層の厚さを大きくすることによってクロムめっき層の変色を防止できることを説明するための模式図であり、（ｂ）は、従来のＣｒ−ニッケルめっき層の一部を模式的に説明する図である
【図５】本発明のエンジン用部品が用いられる自動二輪車の側面図である。
【図６】（ａ）は、エンジンに直接、接続される排気管の部分を模式的に示す図であり、（ｂ）は、排気管の触媒収納部の断面を模式的に示す図であり、（ｃ）はマニホールド部の断面を模式的に示す図である。
【図７】本発明に用いられるクロムめっき装置の例を示す図である。
【図８】（ａ）は、金属基材の湾曲部分と電極との距離が最も短くなるように配置されている状態を模式的に示す図であり、（ｂ）は、金属基材の湾曲部分と電極との距離が長くなるように配置されている状態を模式的に示す図である。
【図９】（ａ）は、硫酸第一鉄を含有しない三価クロムめっき浴を用いて形成されたクロムめっき層を加熱したときの写真であり、（ｂ）は、硫酸第一鉄を含有する従来の三価クロムめっき浴を用いて得られたクロムめっき層を加熱したときの写真である。
【図１０】自動二輪車の外観を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１５９】
３０、２０１ エンジン
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 中間めっき層
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン用部品に関し、特に、エンジンから排出される高温の排気ガスによって高温に曝されるエンジン用部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車や全天候型四輪車両などの車両では、車両自体の性能に加えて、優れた意匠を備えていることが重要な課題のひとつである。図１０は、スポーツタイプの自動二輪車の一例を示す側面図である。図１０に示す自動二輪車２００は、Ｖ型エンジン２０１と、排気ガスを導くための排気管２０２とを備えている。Ｖ型エンジン２０１は、シリンダー２０３と、シリンダーヘッド２０４と、ヘッドカバー２０５とを備えている。Ｖ型エンジン２０１は、形状の美観が優れているため、外部に露出するように自動二輪車に搭載される場合が多く、自動二輪車全体の外観に大きな影響を及ぼしている。
【０００３】
排気管２０２は、Ｖ型エンジン２０１の２つのシリンダー２０３のそれぞれから導かれ、一本に集合され、車体後部から排気ガスを噴出させるよう後輪側へ伸ばされている。排気管２０２は、エンジン２０１で発生した排気ガスを効率よく排出するために、所定の太さを備えていることが必要であり、また、消音器２０２ａを構成している部分では、消音のための構造を収納するために直径が大きくなる。このため、自動二輪車全体の外観に占める排気管の割合は比較的大きく、排気管の形状や色が自動二輪車全体の意匠に及ぼす影響は大きい。
【０００４】
シリンダー２０３、シリンダーヘッド２０４、ヘッドカバー２０５などのエンジン部分、および、エンジンから排気ガスを導くための排気管２０２などを本願明細書ではエンジン用部品と呼ぶ。上述した理由から、エンジン用部品の形状や色は、自動二輪車全体の意匠を決定する上で重要な要素となっている。
【０００５】
従来より、こうした外観に表れるエンジン用部品には、めっきなどの表面処理を行うことによって光沢のある金属色を付与され、エンジン用部品の意匠が高められている。なかでも装飾クロムめっきは、光沢感のある特有の銀白色を被めっき材に付与することができるため、エンジン用部品に広く用いられてきた（たとえば、特許文献１）。
【０００６】
装飾クロムめっきは、優れた金属光沢を有し、耐腐食性に優れるため、エンジン用部品以外の様々な分野において用いられている。優れた外観および耐腐食性を得るためには、装飾クロムめっきを厚く形成する必要はない。逆に装飾クロムめっきを厚く形成すると色調や表面の仕上げが悪くなる。このため、一般に装飾クロムめっきは、０．１μｍから０．１５μｍの厚さで用いられる。
【０００７】
なお、Ｃｒを用いためっきとして、硬質クロムめっき（工業用クロムめっき）も広く工業製品に利用されている。硬質クロムめっきは、摩擦係数が低く、耐摩耗性に優れているため、各種機械部品の摺動部などに用いられる。耐磨耗性が求められるため、硬質クロムめっきは通常、数μｍ以上の厚さで形成される。また、硬質クロムめっきは、装飾クロムめっきのような装飾性に優れた表面を有していない。通常、めっき後の装飾クロムめっきは１μｍ以下、典型的には０．２μｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有しているのに対して、硬質クロムめっきは１μｍ以上の表面粗さを有している。
【特許文献１】特開２００３−４１９３３号公報
【特許文献２】特許３０７３７８９号公報
【特許文献３】特開平９−２２８０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これらのエンジン用部品では、エンジンから発生する高温の排気ガスにより、クロムめっき層の表面の色調が変化して紫色に変色したり、装飾クロムめっき層にクラックが発生して剥離することがある。特に、近年、エンジンの性能が向上し、また、排気ガス浄化のために触媒が設置されるなどの理由によって排気ガスの温度は高くなってきている。このため、高温の排気ガスによってエンジン用部品の変色がさらに生じやすくなっている。前述したとおり、自動二輪車全体の外観に占めるエンジン用部品の割合は比較的大きいため、クロムめっきにくすみが発生しただけでも意匠が大きく損なわれる。
【０００９】
この問題に対し、例えば、排気管などの表面が高温にならないよう、排気管を２重あるいは３重の筒状構造に形成することが考えられる。しかし、２重あるいは３重の筒状構造を採用しても、排気管表面の温度を十分に下げることはできず、熱による表面の酸化や劣化を完全には防止できない。また、この場合、排気管の外形が大きくなってしまうという別の課題が生じる。
【００１０】
エンジン用部品の表面の変色や劣化に対して、例えば、排気管が外観に表れないようカウルやプロテクタで覆うことも考えられる。しかし、この場合、排気管が自動二輪車全体の意匠に現れないため、自動二輪車独特の美観を訴求しにくいものとなる可能性がある。特に、排気管をプロテクタで覆うと排気管よりも径が大きくなるため、レイアウトの制約が大きくなる。
【００１１】
装飾クロムめっき層の形成には、通常、六価クロム（Ｃｒ6+）を含むクロム酸塩が用いられている。六価クロムは安価であり、六価クロムを用いた装飾クロムめっき層は、素地基材との密着性が良好で、耐食性や耐摩耗性などに優れている。さらに、六価クロムを用いたクロムめっき層は、独特の金属光沢のある銀白色を有するため、自動二輪車のエンジン用部品などに汎用されている。しかしながら、近年、その有害性が認識されるにつれ、六価クロムの代わりに三価クロム（Ｃｒ3+）を用いた装飾クロムめっきが提案されている。三価クロムは、六価クロムに比べて耐食性、素地基材との密着性などの点で劣っているが、環境汚染を配慮し、安全性を最優先して三価クロムを選択的に使用する動きが高まっている。六価クロムから三価クロムへの代替めっきの動向は、エンジン用部品の分野でも普及しつつあり、例えば、最近になって、マフラーの外周部に設けられたプロテクタに三価クロムめっきを施した自動二輪車が開発されている。
【００１２】
しかしながら、三価クロムを用いた場合でも、高温での加熱によるめっき層の変色や表面の劣化が見られ、その程度は、六価クロムを用いた場合よりも顕著に認められることが本願発明者の検討によって明らかになった。
【００１３】
さらに、三価クロムを用いて得られる装飾クロムめっき層は、やや、黒味を帯びた色調を備える。このため、六価クロムを用いたときのような銀白色の色調は得られ難いという、新たな課題が生じる。このような色調の相違は、外観が重要視される自動二輪車などの分野では、大きな問題である。従って、三価クロムを用いた場合でも、六価クロムと同程度の色調を有するエンジン用部品が切望されている。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、クロムめっき層の形成に用いられるＣｒの種類（六価クロムまたは三価クロム）にかかわらず、高温の排気ガスによる表面の変色や劣化を防止し得るエンジン用部品を提供することにある。また、三価クロムを用いた場合は、六価クロムを用いた場合と同程度の色調を備えたエンジン用部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のエンジン用部品は、金属基材と、前記金属基材表面の３５０℃以上の温度に加熱される領域を少なくとも覆うクロムめっき層と、前記金属基材と前記クロムめっき層との間に設けられた中間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は前記領域において０．２ μｍ以上の厚さを有している。
【００１６】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層は、前記領域において、０．２〜０．９μｍの範囲の厚さを有している。
【００１７】
ある好ましい実施形態において前記クロムめっき層は、前記領域において、０．２〜０．５μｍの範囲の厚さを有している。
【００１８】
ある好ましい実施形態において、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。
【００１９】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層は、前記金属管の外側面を覆っている。
【００２０】
ある好ましい実施形態において、前記金属管は屈曲部を有し、前記領域は前記屈曲部の屈曲によって形成される凸状表面である。
【００２１】
ある好ましい実施形態において、前記金属管は複数の枝管が接続されるマニホールド部を有し、前記領域は前記マニホールド部の外側表面である。
【００２２】
ある好ましい実施形態において、前記金属管は、前記排気ガスの少なくとも１つの成分を分解するための触媒装置を収納する触媒収納部を有し、前記領域は前記触媒収納部の外側表面である。
【００２３】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層は装飾クロムめっきからなる。
【００２４】
ある好ましい実施形態において、前記中間めっき層はＣおよびＳの少なくとも一方を含む。
【００２５】
ある好ましい実施形態において、前記中間めっき層はさらにＮｉを含む。
【００２６】
ある好ましい実施形態において、前記中間めっき層は、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。
【００２７】
ある好ましい実施形態において、前記中間めっき層はニッケルめっきから形成されている。
【００２８】
ある好ましい実施形態において、前記金属基材は、Ｆｅ、Ａｌ、Ｚｎ、ＭｇまたはＴｉを主成分とする材料から構成されている。
【００２９】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層は六価クロムめっき浴を用いて形成されている。
【００３０】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層は三価クロムめっき浴を用いて形成されている。
【００３１】
本発明のエンジン用部品は、金属基材と、前記金属基材の表面の少なくとも一部を覆うクロムめっき層と、前記金属基材と前記クロムめっき層との間に設けられた中間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を構成するＣｒは、実質的に非晶質構造を有し、前記クロムめっき層に含まれるＦｅの含有量は２質量％以下である。
【００３２】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層の色調は、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ＩＥｃｌａｉｒａｇｅ）１９７６で測定されるＬ＊値が６８〜８０の範囲を満足する。
【００３３】
ある好ましい実施形態において、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い、前記領域において０．２〜０．６μｍの範囲の厚さを有している。
【００３４】
ある好ましい実施形態において、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。
【００３５】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層は、前記金属管の外側面の少なくとも一部を覆っている。
【００３６】
ある好ましい実施形態において、前記金属管は屈曲部を有し、前記領域は前記屈曲部の屈曲による凸状表面である。
【００３７】
ある好ましい実施形態において、前記金属管は複数の枝管が接続されるマニホールド部を有し、前記領域は前記マニホールド部の外側表面である。
【００３８】
ある好ましい実施形態において、前記金属管は、前記排気ガスの少なくとも１つの成分を分解するための触媒装置を収納する触媒収納部を有し、前記領域は前記触媒収納部の外側表面である。
【００３９】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層は装飾クロムめっきからなる。
【００４０】
ある好ましい実施形態において、前記中間めっき層はＣおよびＳの少なくとも一方を含む。
【００４１】
ある好ましい実施形態において、前記中間めっき層はさらにＮｉを含む。
【００４２】
ある好ましい実施形態において、前記中間めっき層は、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。
【００４３】
ある好ましい実施形態において、前記中間めっき層はニッケルめっきから形成されている。
【００４４】
ある好ましい実施形態において、前記金属基材は、Ｆｅ、Ａｌ、Ｚｎ、ＭｇまたはＴｉを主成分とする材料から構成されている。
【００４５】
本発明の排気管は、屈曲部を有する金属管と、前記屈曲部の屈曲による外側凸状表面を少なくとも覆うように設けられた厚さ０．２μｍ以上の装飾クロムめっき層とを備える。
【００４６】
ある好ましい実施形態において、前記金属管は、複数の枝管が接続されるマニホールド部および触媒装置を収納する触媒収納部を有し、前記装飾クロムめっき層は、前記マニホールド部および触媒収納部の外側をさらに覆っている。
【００４７】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層は、０．２〜０．５μｍの範囲の厚さを有している。
【００４８】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき層の色調は、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ＩＥｃｌａｉｒａｇｅ）１９７６で測定されるＬ＊値が68〜８０の範囲を満足する。
本発明のエンジンは、上記エンジン部品を含む。
【００４９】
本発明の輸送機器は上記排気管を備えている。
【００５０】
本発明のエンジン用部品の製造方法は、金属基材をめっき装置内に配置する工程と、
前記金属基材に中間めっき層を形成する工程と、クロムめっき浴を用い、前記金属基材表面の３５０℃以上の温度に加熱される領域に０．２μｍ以上のクロムめっき層が形成されるように、前記中間めっき層が形成された前記金属基材を配置してめっきする工程とを包含する。
【００５１】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき浴中に含まれるＦｅの含有量を実質的に０に制御することにより、クロムめっき層に含まれるＦｅの含有量を２質量％以下に抑制する。
【００５２】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき浴はＦｅを構成成分とする添加剤を含まない。
【００５３】
ある好ましい実施形態において、前記クロムめっき浴に含まれるＦｅを陽イオン交換樹脂によって除去する。
【発明の効果】
【００５４】
本発明のエンジン用部品によれば、高温に加熱される領域におけるクロムめっき層厚さが適切に制御されているため、加熱によるめっき層の変色を防止することができる。また、クロムめっき層に含まれるＦｅ含有量が著しく低減されているため、三価クロムを用いて形成されたクロムめっき層の色調は、六価クロムと同程度の銀白色を有し、優れた光沢感を有する。また、Ｆｅ含有量が著しく低減されているため、クロムめっき層は、高い耐腐食性を備え、錆びの発生を防止することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
本願発明者は、高温の排気ガスによる装飾クロムめっき層の変色や表面の劣化を防止することができるエンジン用部品を検討した。ここで、クロムめっき層の変色とはめっき層の表面が、銀白色から青色または紫色へ変化することを言う。また、本願発明者は、三価クロムを用いて装飾クロムめっき層を形成する場合であっても、六価クロムを用いてクロムめっき層を形成した場合と同程度の色調を備えたエンジン用部品を検討した。装飾クロムめっきでは、通常、素地基材との密着性を高めるなどの目的で、素地基材とクロムめっき層との間に中間めっき層が設けられていることから、本願発明者も、このような構成を備えたエンジン用部品について検討した。以下において、装飾クロムめっきを単にクロムめっきと呼ぶ。
【００５６】
その結果、クロムめっき層の表面の変色は、主に、中間めっき層から供給されるＣ（炭素）またはＳ（イオウ）が、加熱によって拡散し、中間めっき層とクロムめっき層との界面近傍に集まって濃化する（「Ｃ−Ｓの濃化層」の形成）ことが、主な原因であることを突き止めた。また、中間めっき層としてニッケルめっき層が形成されている場合は、ニッケルめっき層に含まれるＮｉも、前述したＣまたはＳの元素とともに「Ｃ−Ｓ−Ｎｉの濃化層」を形成し、クロムめっき層の表面の変色に関与していることを突き止めた。詳細な検討によれば、めっき中において濃化した元素により、クロムめっきの入射光に対する屈折率や光の吸収に変化が生じる。この変化による変色が、通常のクロムめっき層の最表面に形成される酸化皮膜により生じる干渉色よりも顕著であるためと考えられる。
【００５７】
このような表面の変色を防止するための方法を検討した結果、少なくとも、高温の排気ガスによって加熱されるクロムめっき層部分の厚さを従来よりも大きくして所定の範囲に制御すれば、クロムめっき層が厚くなったことにより、クロムめっき層へ入射する光が濃化層まで到達できず、上記の「Ｃ−Ｓの濃化層」または「Ｃ−Ｓ−Ｎｉの濃化層」による悪影響が解消されることを見出した。
【００５８】
さらに、三価クロムを用いて得られるクロムめっき層が、黒味を帯びた色調となる原因は、主に、クロムめっき層に含まれるＦｅに起因することを見出した。従って、クロムめっき層中のＦｅ含有量をできるだけ低減すれば、三価クロムを用いたクロムめっき層であっても、六価クロムを用いたときと同程度の色調を発揮できることが分かった。また、Ｆｅ含有量を低減させることによって耐腐食性が向上することをＣＡＳＳ（Copper-Accelerated Acetic Acid Salt Spray）試験によって確認した。これにより、錆びの発生を抑制できるという効果が得られることも確認した。
【００５９】
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中間めっき層２とを備えている。クロムめっき層は、金属基材１の表面の３５０℃以上の温度に加熱される領域を少なくとも覆っている。以下、これら各構成要素について詳述する。
【００６０】
１．金属基材
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材料から金属機材１を形成してもよい。
【００６１】
Ｆｅ系材料としては、ＦｅまたはＦｅを主成分とする鋼であり、機械構造用鋼（例えば、機械構造用炭素鋼（ＳＴＫＭ）、機械構造用合金鋼など）、ステンレス鋼（例えば、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼など）、軟鋼（例えば、ＳＰＣＣ、ＳＰＨＣなど）などが挙げられる。Ａｌ系材料としては、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金などのＡｌ合金が挙げられる。Ｚｎ系材料としては、Ｚｎのほか、Ｚｎめっきが被覆されたＺｎめっき鋼板、またはＺｎを主成分とし、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌなどの合金元素を含有するＺｎ合金めっきが被覆されたＺｎ合金めっき鋼板が挙げられる。Ｍｇ系材料としては、Ｍｇ−Ａｌ系合金やＭｇ−Ｚｎ系合金などが挙げられる。Ｔｉ系材料としては、Ｔｉ、またはＴｉを主成分とし、Ａｌ、Ｖ、Ｓｉなどの元素を含有するＴｉ合金が挙げられる。
【００６２】
これらの材料は、種類によって、それぞれ、特性が異なる。例えば、Ａｌは、軽量で光輝性を有しており、Ｔｉは、軽量で優れた強度を有しているなどの特徴がある。このため、用途や要求特性などに応じて、適切な材料を選択することができる。
【００６３】
２．中間めっき層
金属基材１の上に形成される中間めっき層２は、クロムめっき層３の下地めっきとして用いられる。前述したとおり、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中間めっき層が形成されている。このため、中間めっき層は、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。
【００６４】
本発明に用いられる中間めっき層２を構成する金属は、クロムめっき層の形成に用いられるＣｒの硬度（ビッカース硬度）との関係で規定することができる。具体的には、中間めっき層２を構成する金属は、Ｃｒの硬度（約４００〜１２００Ｈｖ）よりも低い硬度を有する金属で形成されていることが好ましい。クロムめっき層と金属基材との間に硬度が低い金属からなる層を介在させることにより、ヒートサイクルによるクロムめっき層へのストレスを小さくすることができるため、クラックの発生などが抑えられ、表面性状に優れたクロムめっき層を得ることができる。Ｃｒよりも硬度が低い金属として、例えば、Ｎｉ（硬度：約１５０〜４００Ｈｖ）、Ｃｕ（硬度：約４０〜２５０Ｈｖ）、Ｓｎ（硬度：約２０〜２００Ｈｖ）、Ｐｂ（測定不能）などが挙げられる。
【００６５】
これらの金属を含む中間めっき層として、例えば、ニッケルめっき、Ｃｕめっき、Ｓｎめっき、Ｐｂめっき、Ｚｎ−ニッケルめっきなどからなる層を用いる。これらのめっき層は、単独で形成されていても良いし、二種以上が組み合わされて複数の中間めっき層を構成していてもよい。また、同種の中間めっき層であって、添加剤などの種類が異なるめっき層が複数形成されていてもよい。クロムめっき層の下地処理として用いられる代表的な中間めっき層は、ニッケルめっきであり、これにより、耐食性、光沢性などが一層向上する。ニッケルめっきの詳細は、後述する。
【００６６】
中間めっき層２には、種々の添加剤を構成する元素が含まれている。これらの添加剤は、クロムめっき層の光沢性を高める目的で、中間めっき層２を形成するメッキ浴中に添加されている。具体的には、一次光沢剤（サッカリンナトリウム、ナフタレン−１，３，６−トリスルホン酸三ナトリウム、ベンゼンスルホン酸などの非ブチン系光沢剤）、二次光沢剤（２−ブチル−１，4−ジオール、アリルスルホン酸ナトリウムなど）などが用いられる。これらの添加剤は、いずれも、Ｃおよび／またはＳを構成元素として含んでいる。中間めっき層に含まれるＣおよび／またはＳは、中間めっき層の種類や添加剤の種類などによっても相違するが、おおむね、合計で、約０．００１〜１．０質量％である。以下において詳述するように、これらの元素は、加熱によって約０．１〜１０質量％まで濃化し、クロムめっき層の表面の変色をもたらす。さらに、中間めっき層２がニッケルめっき層の場合、ニッケルめっき層に含まれるＮｉも、表面の変色に大きく関与する。
【００６７】
以下、中間めっき層の代表例であるニッケルめっきについて、詳しく説明する。ニッケルめっきは、主に、めっき浴に添加される光沢剤の種類や添加の有無などにより、無光沢ニッケルめっきと、半光沢ニッケルめっきと、光沢ニッケルめっきとに大別される。これらは、要求される特性や用途などに応じて、適宜、適切に組合わせることができ、これにより、所望の外観を得ることができる。
【００６８】
このうち光沢ニッケルめっきは、めっき浴中にサッカリンやベンゼンスルホン酸などの光沢剤を添加して得られ、表面のレベリング（平滑化）作用やクロムめっき層との密着性などに優れているため、クロムめっき層の真下に形成される下地層として広く用いられている。光沢ニッケルめっきに用いられる光沢剤は、通常、めっき層中に、ＣおよびＳの少なくとも一方を合計で約０．００１〜１．０質量％含み、Ｓの含有量が多いほど耐食性が低下する傾向にある。
【００６９】
これに対し、無光沢ニッケルめっきは、めっき浴中に光沢剤を含まない点で、光沢ニッケルめっきと相違する。無光沢ニッケルめっきは、光沢ニッケルめっきに比べて光沢性に劣るが、めっき層のつきまわり（付着性）、耐食性、変色防止作用などに優れている。
【００７０】
また、半光沢ニッケルめっきは、めっき浴中に非クマリン系の半光沢剤を添加して得られる。半光沢剤は、上記の光沢剤とは異なり、Ｃおよび／またはＳの含有量が少ない。このため、光沢ニッケルめっきに比べて耐食性は良好であるが、光沢性に劣る。
【００７１】
一般に、Ｓ含有量の異なるニッケルめっき層を重ねて形成すると、各めっき層の間に電位差が生じ、Ｓ含有量の多い皮膜が優先的に腐食される。このような性質を利用して、ニッケルめっきの構成を２層以上の複数とし、耐食性の向上を図る場合が多い。例えば、素地金属に、半光沢ニッケルめっき層および光沢ニッケルめっき層を順次形成した２層めっきの場合、光沢めっき層は半光沢めっき層に比べて卑な電位となり、優先的に腐食される。このため、半光沢めっき層の下にある素地金属は腐食されずに保護される。上記の２層めっき層において、さらに耐食性を高める目的で、半光沢ニッケルめっき層と光沢ニッケルめっき層の間に、Ｓ含有量の多いトリニッケルめっき層（光沢ニッケルめっき層の一種）を形成し、３層めっきとする場合もある。トリニッケルめっき層に含まれるＳは、主に、光沢剤以外の添加剤から供給されることが多い。この場合は、まず、最上層の光沢ニッケルめっき層が優先的に腐食し、次いで、中間層のトリニッケルめっき層が腐食することにより、半光沢ニッケルめっき層および素地金属の両方が保護されることになる。
【００７２】
このようなニッケルめっきによる作用を有効に発揮させるためには、ニッケルめっき層の厚さは、合計で、約１０〜３０μｍであることが好ましい。より好ましくは、約１５μｍ以上、２５μｍ以下である。
【００７３】
なお、ニッケルめっき層以外の中間めっき層を形成する場合は、おおよそ、１０〜３０μｍの厚さに制御することが好ましい。
【００７４】
３．クロムめっき層
中間めっき層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の形成に用いられるＣｒの種類は、特に限定されず、三価クロムおよび六価クロムの両方が含まれる。つまり、クロムめっき層３は、三価クロムめっきによって形成してもよいし、六価クロムめっきによって形成してもよい。
【００７５】
いずれのＣｒを用いてクロムめっき層を形成したかは、クロムめっき層をＸ線回折することにより、容易に判別することができる。図２（ａ）および（ｂ）に、Ｘ線回折法によるクロムめっき層の分析結果を、それぞれ、示す。測定方法の詳細は、以下のとおりである。
分析機器：理学電機製Ｘ線回折装置ＲＡＤ−３Ｃ型
測定条件：Ｃｕ対陰極を使用、４０ｋＶ／４０ｍＡで通電
【００７６】
六価クロムを用いて形成されたクロムめっき層のＸ線回折結果は、図２（ｂ）に示すとおりである。約４０θ〜５０θの回折角付近に、約１２００ｃｐｓの極めて大きな回折ピークが観測されるとともに、約６５θおよび約８３θの回折角付近に、それぞれ、約２００ｃｐｓの大きな回折ピークが観測される。これらのピークは、回折角の小さい順に、（１１１）配向の結晶、（２００）配向の結晶、および、（２１１）配向の結晶に由来する。
【００７７】
これに対し、三価クロムを用いて形成されたクロムめっき層のＸ線回折結果は、図２（ａ）に示すとおりである。約４０〜５０θの回折角付近に、（１１１）配向の結晶に由来する約１００ｃｐｓの小さい回折ピークが観測されるのみである。（１１１）配向結晶に由来するピークの半値幅をピーク強度で除した値（半値幅／ピーク高さ）は、約０．６ｒａｄ／ｃｐｓであり、六価クロムを用いたときに観測される（１１１）配向結晶の値（約７．９×１０-4ｒａｄ／ｃｐｓ）に比べて、非常に広い。
【００７８】
これらの図より、六価クロムを用いたクロムめっき層は、多結晶からなる結晶構造を有しているのに対し、三価クロムを用いたクロムめっき層は、実質的に非晶質構造を有していることがわかる。めっき層が結晶構造か非結晶構造であるかは、例えば、約４０〜５０θの回折角付近に、（半値幅／ピーク高さ）が約０．００１ｒａｄ／ｃｐｓ以下の回折ピークが観測されるかどうかによって判別することができる。
【００７９】
三価クロムを用いてクロムめっき層を形成する場合は、クロムめっき層に含まれるＦｅの含有量をできるだけ低減することが好ましい。これにより、三価クロムを用いた場合であっても、六価クロムを用いたときと同程度の色調を得ることができる。その理由は、詳細には不明であるが、三価クロムめっき浴に添加される硫酸第一鉄などの添加剤を構成するＦｅが関与し、種々の元素と結合するなどして黒色のＦｅ系析出物を生成するためと考えられる。
【００８０】
三価クロムの使用に基づく色調の劣化は、Ｆｅの含有量が多いほど増加することから、クロムめっき層に含まれるＦｅの含有量は、少ないほどよい。六価クロムと同程度の色調を得るためには、クロムめっき層に含まれるＦｅの含有量を２質量％以下に低減することが好ましい。Ｆｅの含有量は、少なければ少ないほど良く、より好ましくは１質量％以下、さらにより好ましくは０．５質量％以下である。
【００８１】
このようにして得られるクロムめっき層の色調は、以下のようにして測定されるＬ＊値が、６８〜８０の範囲である。Ｌ値は、分光式色差計（例えば、東京電色カラーアナライザー製ＴＣ−１８００ＭＫ−ＩＩなど）を用い、ＣＩＥ１９７６に記載の方法に基づいて算出する。
【００８２】
クロムめっき層に含まれるＦｅの含有量は、ＧＤＳ分析法（Ｇｌｏｗ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ、グロー放電発光分光分析法）により、クロムめっき層の深さ方向（０〜１μｍ）に含まれるＦｅの含有量を分析することにより求められる。
【００８３】
４．変色防止のメカニズム
本発明のエンジン用部品は、金属基材表面の３５０℃以上の温度に加熱される領域におけるクロムめっき層が、０．２μｍ以上の厚さを有していることに特徴がある。従来は、高温に曝される部位も含めて、クロムめっき層全体の厚さは、せいぜい、０．１μｍ程度であった。これに対し、本発明では、少なくとも、高温の排気ガスによって表面の変色や劣化が生じるクロムめっき層の部分が厚くなるように形成されているため、「Ｃ−Ｓの濃化層」の形成による変色などの悪影響を低く抑えることができる。
【００８４】
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。
【００８５】
図３は、クロムめっき層表面の変色をもたらすと考えられる「Ｃ−Ｓの濃化層」または「Ｃ−Ｓ−Ｎｉの濃化層」（以下、単に「濃化層」と呼ぶ場合がある。）が生成するメカニズムを説明する図であり、加熱により、クロムめっき層と中間めっき層との界面近傍にＣおよび／またはＳが集まってくる様子を模式的に説明している。図３には、Ｆｅ基材とクロムめっき層との間にニッケルめっき層が形成された、本発明の代表的な構成を示しており、ニッケルめっき層は、Ｆｅ基材側から順に、半光沢ニッケルめっき層、トリニッケルめっき層、および光沢ニッケルめっき層の三層から構成されている。
【００８６】
なお、クロムめっき層とニッケルめっき層との界面近傍には、加熱により、クロムめっき層やニッケルめっき層に含まれる添加剤を構成する様々な元素が集まってくる。図３には、クロムめっき層の変色に関与していると考えられる元素、すなわち、上記の濃化層を構成する元素（Ｃ、Ｓ、およびＮｉの少なくとも１つ）と、これらの元素と結合しやすい元素（ＦｅやＣｒなど）についてのみ示し、それ以外の元素（例えば、加熱により、上記の界面近傍に集まってくるＯなど）は省略している。
【００８７】
図３に示すように、ニッケルめっき層側からクロムめっき層側に向かって、主に、ＣまたはＳが移動し、上記の界面近傍に集まってくる。前述したとおり、ＣまたはＳは、主に、ニッケルめっき浴に添加される非ブチン系の光沢剤（ベンゼンスルホン酸など）を構成する元素であり、特に、光沢ニッケルめっき層およびトリニッケルめっき層には、Ｓが多く含まれている。そのため、上記の界面近傍には、ＣまたはＳが多く集まった「Ｃ−Ｓの濃化層」が形成される。ここで、「Ｃ−Ｓの濃化層」は、ＣまたはＳの少なくとも１つが集まっている層を意味する。なお、ＣまたはＳは、クロムめっき層側から拡散移動する場合もあり得るが、ニッケルめっき層側から拡散移動する場合に比べて、その比率は非常に少ないため、図示していない。
【００８８】
中間めっき層がニッケルめっき層の場合、Ｎｉを含有する「Ｃ−Ｓ−Ｎｉの濃化層」が形成される。Ｎｉも、ＣまたはＳと同様、変色に関与していると考えられる。ここで、「Ｃ−Ｓ−Ｎｉの濃化層」は、ＣまたはＳまたはＮｉの少なくとも１つが集まっている層を意味する。
【００８９】
このような濃化層の形成により、クロムめっき層の表面の変色が生じる理由は、詳細には不明であるが、例えば、クロムめっき層を構成するＣｒが、上記の濃化層を構成する元素（ＣまたはＳまたはＮｉ）と結合し、クロムめっき層の屈折率が変化するため、変色を招くことが考えられる。また、三価クロムを用いてクロムめっき層を形成する場合は、主に、三価クロムめっき浴に添加される硫酸第一鉄などから供給されるＦｅも、変色をもたらす原因物質と考えられる。また、金属基材がＦｅ系材料から構成されている場合、加熱により、Ｆｅ系材料からＦｅが拡散して上記の界面近傍に濃化してくることもある（図示せず）。
【００９０】
このような濃化層に基づくクロムめっき層表面の変色は、クロムめっき層の厚さを０．２μｍ以上にすることによって防止できる。以下、図４（ａ）および（ｂ）を参照しながら、その理由を説明する。
【００９１】
図４（ｂ）は、従来のＣｒ−ニッケルめっき層の一部を模式的に説明する図である。図４（ｂ）に示すように、従来のクロムめっき層の厚さは、約０．１μｍ以下と小さいため、入射光は、クロムめっき層とニッケルめっき層との界面付近まで透過するようになる。その結果、上記の界面付近に生成される濃化層によって入射光の一部が吸収され、加熱による変色の程度がより顕著に見られるようになる。
【００９２】
これに対し、クロムめっき層の厚さを０．２μｍ以上とした場合は、図４（ａ）に示すように、入射光は、クロムめっき層の表面付近で大部分が反射され、クロムめっき層とニッケルめっき層との界面近傍まで透過することはない。そのため、通常のクロムめっき層の最表面に形成される酸化皮膜による干渉色だけとなり、濃化層による影響を抑えることができる。
【００９３】
このような作用を有効に発揮させるため、クロムめっき層の厚さは、０．２μｍ以上とする。加熱による熱変色の防止という観点からすれば、クロムめっき層の厚さの上限は、特にない。ただし、クロムめっき層の厚さが０．９μｍを超えると、肌あれなどの問題が新たに発生し、特に、光沢性が低下する。また、表面にクラックが発生しやすくなる。好ましい厚さの範囲は、これらを総合的に勘案して決定すればよい。具体的には、加熱条件や、Ｃｒの種類（六価クロムまたは三価クロム）などによっても相違するが、好ましくは、０．２μｍ以上、０．９μｍ以下であり、より好ましくは、０．３μｍ以上、０．５μｍ以下である。特に、三価クロムを使用する場合は、六価クロムを使用する場合に比べて、３５０℃以上の加熱による光沢度の低下やクラックの発生が顕著に見られるようになるため、クロムめっき層の厚さを、とりわけ、０．３μｍ以上、０．５μｍ以下にすることが好ましい。
【００９４】
クロムめっき層３の厚さは、光学顕微鏡観察（倍率：４００倍）によって測定する。具体的には、めっき層の厚さ方向断面を鏡面研摩し、エッチングする。これにより、クロムめっき層と中間めっき層とが明瞭に分離される。なお、クロムめっき層の表面粗さＲａは、せいぜい、０．０１μｍ程度であるため、表面粗さＲａがクロムめっき層の厚さに及ぼす影響は、ほとんど、無視して良いと考えられる。また、測定部位によってクロムめっき層の厚さは、若干、異なるため、任意の観察領域において、測定場所を変えて合計３箇所測定し、その平均値を、「クロムめっき層の厚さ」と定めた。
【００９５】
なお、濃化層の形成による他の変色防止手段として、例えば、ＣまたはＳの含有量を低減する方法も考えられるが、この方法は、実用的でない。例えば、ＣまたはＳの含有量を低減するためには、主に、中間めっき層に含まれる光沢剤の量を低減しなければならないが、その結果、光沢性が低下してエンジン用部品の意匠が著しく損なわれてしまう。本発明のように、優れた意匠を備えていることを重要課題のひとつとして掲げている場合は、光沢剤の減少に伴って意匠が損なわれることは、最も避けなければならない。
【００９６】
加熱による変色を防止するためには、３５０℃以上の温度に加熱されるクロムめっき層３の部分が、上記範囲の厚さを満足していればよく、金属基材１に形成されるクロムめっき層３の全ての部分が、上記範囲の厚さを満足する必要はない。また、３５０℃以下の温度にしかならない領域では、クロムめっき層３の厚さは０．２μｍ以下であってもよい。一般に、クロムめっき層は、加熱により、銀白色から黄色、黄金色へと着色していき、さらに約３５０〜５００℃の高温になると、黄金色から紫色に変色する。このような色調の変化は、クロムめっき層が形成される部分全体に、均一に見られるのではなく、高温の排気ガスに曝されやすい部分で、顕著に発生する。従って、黄金色から紫色への変色を防止するためには、加熱による変色が最も進行しやすい部分、すなわち、３５０℃以上の温度に曝されるクロムめっき層の厚さを上記範囲に制御すれば良い。
【００９７】
上記の「３５０℃以上の温度に加熱される部分」としては、例えば、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を構成するエンジン用部品の一部、およびエンジンから排出される排気ガスを導く流路を構成している排気管の一部が挙げられる。ここで言う排気管は直接的に排気ガスを案内する排気管であってもよいし、間接的に排気ガスによって加熱される排気管（二重管）であってもよい。排気管には、各シリンダーからの排気ガスを導くマニホールド部、触媒装置を覆う触媒装置収納部、消音器（マフラー）などが含まれる。
【００９８】
５．エンジン用部品の構造
図５を参照しながら、本発明によるエンジン用部品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、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１０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。
【００９９】
次に、図６（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を参照しながら、厚さ０．２μｍ以上のクロムめっき層が形成される「金属基材表面の３５０℃以上の温度に加熱される領域」を具体的に説明する。これらの図は、排気管４の一部を示す断面図である。
【０１００】
図６（ａ）は、エンジンに直接、接続される排気管４の排気管集合部４ａを示している。図６（ａ）に示すように、エンジン（不図示）に接続される排気管集合部４ａは、排気ガスが通過する通路６を規定している金属管５と、金属管５の外側面を覆うめっき層１０とを含む。金属管５は屈曲部９を有している。屈曲部９は通路６が折れ曲る、あるいは通路６の伸びる向きが変化している部分である。
【０１０１】
めっき層１０は、前述したとおり、中間めっき層とクロムめっき層とから構成されている。金属管５は、通路６を規定しておればよく、通路６を規定する内管および内管の外側を囲むように保持された外管から構成される２重管構造を有していてもよい。
【０１０２】
エンジン（不図示）と直接、接続される排気管集合部４ａから入った排気ガスは、早い速度で通路６を移動するため、屈曲部９において、金属管５と衝突し、特に屈曲により形成される凸状表面部分９ａに位置する金属管５の内側面９ｂと激しく衝突する。このため、外側部分９ａが高温の排気ガスにより、約３５０℃以上の温度（例えば、約４００〜５００℃）に加熱される。
【０１０３】
また、金属管５が２重管構造を有している場合、他の排気管部材２３とを接続する連結部分２１では１重管構造を採用することが多い。連結部２１に２重管構造を採用すると、他の排気管部材２３との溶接の際、外管と内管との熱膨張差によって金属管５が変形したり破損したりする可能性があるからである。金属管５がこのような構造を採用している場合、連結部分２１の内側面が高温の排気ガスに直接接触することによって、連結部分２１は、約３５０℃以上の温度（例えば、約４００〜５００℃）に加熱される。
【０１０４】
図６（ｂ）は、排気管４の触媒装置８を収納する触媒収納部２２の断面を模式的に示している。触媒装置８は、触媒収納部２２内に設けられ排気ガスが通過することによって、排気ガスに含まれる少なくとも１つの成分を分解する。分解の際、触媒装置８が発熱するため、触媒収納部２２は、約３５０℃以上の温度（例えば、約４００〜５００℃）に加熱される。
【０１０５】
また、エンジン３０（図５）が複数のシリンダーを備えている場合、排気管４は各シリンダーで生じた排気ガスを一緒にして自動二輪車１００の後方へ導くため、マニホールド部を備えていることがある。図６（ｃ）は、シリンダーに接続された枝管４ｄ、４ｅがマニホールド部１５により集合され、一体化した排気管部材４ｆで排出される排気管４を示している。このような排気管集合部４ａのマニホールド部１５では、複数の枝管４ｄ、４ｅがから排気ガスが集まることによって、排気ガスの流量が増大するとともに、流路が曲げられるため、排気ガスがマニホールド部１５の内側面に衝突する。このため、排気ガスによってマニホールド部１５は、約３５０℃以上の温度（例えば、約４００〜５００℃）に加熱される。
【０１０６】
本実施形態の自動二輪車は、図６（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を用いて例示したこれら排気管の高温に加熱される部分の外側を覆うように０．２μｍ以上のクロムめっき層が形成されている。このため、高温の排気ガスに曝されても、加熱によるクロムめっき層の変色を防止することができる。
【０１０７】
また、三価クロムを用いて形成されるクロムめっき層は、クロムめっき層に含まれるＦｅ含有量が低減されているため、六価クロムを用いた場合と同程度の優れた色調を発現することができる。
【０１０８】
本発明には、前述したエンジン用部品を備えた輸送機器も包含される。輸送機器としては、例えば、エンジンを備えた自動二輪車や全天候型四輪車両などの車両、エンジンを備えた船舶、飛行機などの輸送機器などが挙げられる。
【０１０９】
６．エンジン用部品の製造方法
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の製造方法は、金属基材をめっき装置内に配置する工程と、金属基材に中間めっき層を被覆する工程と、クロムめっき浴を用い、３５０℃以上の温度に加熱される領域に０．２μｍ以上のクロムめっき層が形成されるように、前記中間めっき層が形成された前記金属基材を配置してめっきする工程とを包含する。
【０１１０】
まず、金属基材の表面を脱脂して清浄にするため、金属基材を、水洗槽、超音波アルカリ脱脂槽、電界脱脂槽、酸処理活性化槽などの槽に所定時間、浸漬する。これにより、金属基材の表面は、充分脱脂されるため、金属表面に中間めっき層やクロムめっき層を形成しやすくなる。
【０１１１】
次に、上記のようにして洗浄された金属基材を用い、電気めっきにより、金属基材の少なくとも外側表面上に中間めっき層およびクロムめっき層を順次、形成する。電気めっきは、めっきしようとする金属のイオンを含むめっき液中に被めっき材を入れて陰極とし、めっきしようとする金属（可溶性陽極）を用いて、両極間に直流電源を接続して通電することにより、陰極側で、めっきしようとする金属のイオンが還元されて金属が析出する反応を利用して行われる。中間めっき層もクロムめっき層も、ともに、電気めっきを用いて形成され、その原理は、同じであるため、以下の説明では、クロムめっき層を形成する工程について、図７に示すめっき装置を用いて詳細に説明することにし、中間めっき層を形成する工程は、図面を参照せずに説明する。
【０１１２】
中間めっき層は、めっきしたい金属の溶液を含むめっき槽に上記の金属基材を浸漬し、所望の厚さが得られるまで通電することによって形成される。例えば、中間めっき層として、半光沢ニッケルめっき層、トリニッケルめっき層、および光沢ニッケルめっき層の三層からなるニッケルめっき層を形成する場合は、上記のようにして洗浄された金属基材を、半光沢ニッケルめっき浴、トリニッケルめっき浴、および光沢ニッケルめっき浴に、それぞれ、浸漬し、所望のめっき層が形成されるまで通電する。具体的なめっき条件は、使用する金属基材やめっき浴の組成、用途などによっても相違し、Ｎｉ−クロムめっきに通常、用いられる条件を適宜、選択すればよい。例えば、Ｆｅ基材に、５〜１５μｍの半光沢ニッケルめっき層、１〜２μｍのトリニッケルめっき層、および５〜１５μｍの光沢ニッケルめっき層を、順次、形成する場合、めっき浴の温度を約４０〜６５℃、めっき浴のｐＨを約２〜５とすることが好ましい。また、めっき時間は、半光沢ニッケルめっきおよび光沢ニッケルめっきの場合、約１０〜２０分間とし、トリニッケルめっきの場合、約１〜５分間とすることが好ましい。
【０１１３】
次いで、中間めっきされた金属基材にクロムめっき層を形成する。図７に示すように、クロムめっき装置２０は、クロムめっきを行うためのクロムめっき槽１１と、クロムめっき槽１１に添加されためっき液を汲み上げるポンプ１２と、めっき液中に浮遊する不純物を除去するためのろ過器１３と、めっき液の流量を調整する調整バルブ１４と、めっき液の流量をモニターする流量計１５とから構成されている。クロムめっき装置２０の下流側には、めっき液中に含まれるＦｅなどの金属イオンを除去するためのイオン交換装置１６が設置されている。クロムめっき装置２０と、イオン交換装置１６とは、金属管（不図示）で連結されている。
【０１１４】
クロムめっき槽１１には、クロム酸を構成するＣｒの種類により、六価クロム浴または三価クロム浴が用いられる。六価クロム浴と三価クロム浴とは、主に、クロム酸の種類が相違するが、そのほか、浴中に添加される他の添加剤の種類や量なども相違する。三価クロムは、六価クロムに比べて耐食性や素地基材との密着性などに劣るため、三価クロム浴には、通常、多くの添加剤が添加されている。例えば、三価クロム浴には、三価クロムイオン（Ｃｒ3+）を含む塩基性硫酸クロム（Ｃｒ（ＯＨ）ＳＯ4）のほか、ギ酸アンモニウム（ＨＣＯＯＮＨ4）、ホウ酸（Ｈ3ＢＯ4）などのｐＨ調整剤が含まれる。さらに、界面活性剤（スルホコハク酸エステルナトリウム、硫酸−２−エチルヘキシルナトリウムなど）や硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ4・２Ｈ2Ｏ）などの添加剤も少量添加されている。これに対し、六価クロム浴には、一般に、六価クロムイオン（Ｃｒ6+）を含む無水クロム酸（ＣｒＯ3）のほか、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）、ケイフッ化ナトリウム（Ｎａ2ＳｉＦ6）などの添加剤が含まれている。六価クロム浴には、通常、硫酸第一鉄やホウ酸は添加されていない。すなわち、六価クロムを用いたクロムめっき層には、実質的にＦｅやＢは含まれない。
【０１１５】
クロムめっきは、電気めっきによって行われる。クロムめっき槽１１に、上記の六価クロム浴または三価クロム浴を構成するめっき液を添加し、クロムめっきが施される金属基材１７を陰極とする。クロムめっきは、めっき液からクロムイオンを補給して行われるため、陽極には、クロムめっき液に溶解しない不溶性陽極１８が用いられる。
【０１１６】
次に、両極間に直流電源１９を接続し、通電する。クロムめっき液に含まれるクロムイオンは、陰極側の金属基材１７に向かって移動し、金属のＣｒに還元されて析出する。
【０１１７】
本発明のように、３５０℃以上の温度に加熱される領域に０．３μｍ以上のクロムめっき層を形成したい場合は、所望のクロムめっき層が形成されるよう、金属基材を配置してめっきすることが好ましい。特に、湾曲形状を有する排気管などの金属基材をめっきする場合は、電極と被めっき材（金属基材）との距離が、できるだけ、短くなるように金属基材を配置することが好ましい。
【０１１８】
例えば、図８（ａ）に示すように、金属基材１７の屈曲部の凸状部分９ａと電極１８との距離が最も短くなるように配置されている場合は、高温に加熱される凸状部分９ａにＣｒ層を効率よく形成することができる。
【０１１９】
これに対し、図８（ｂ）に示すように、金属基材１７の凸状部分９ａと電極１８との距離が長くなるように配置されている場合は、凸状部分９ａとは反対の凹状部分にクロムめっき層が形成されやすく、凸状部分９ａには、クロムめっき層が形成されにくくなるため、めっき効率が悪くなる。
【０１２０】
そのほか、例えば、電極面を通過する電気量（電流×時間）や電流密度などを制御することにより、クロムめっき層の厚さを所定の範囲に制御することもできる。特に、３５０℃以上の温度に加熱される領域に所定のクロムめっき層が形成されやすくなるように、電極の配置を工夫したり、補助電極を取り付けたりするなどして、電流密度などを制御することができる。具体的な制御方法は、使用する金属基材の種類や形状、めっき浴の構成、クロムめっき層の厚さなどによって、適宜、適切な条件を選択すればよい。
【０１２１】
また、三価クロムを用いてクロムめっき層を形成する場合は、クロムめっき層に含まれるＦｅの含有量をできるだけ低減することが好ましい。これにより、六価クロムを用いたときと同程度の銀白色が得られる。このため、本発明では、三価クロムめっき浴に、Ｆｅを構成成分とする添加剤（例えば、硫酸第一鉄など）を添加しない。三価クロムめっき浴には、通常、めっき層のつきまわりなどを良くするため、約０．０００１〜０．０００３質量％の硫酸第一鉄が添加されており、そのため、クロムめっき層には、約２〜２０質量％のＦｅが含まれている。これに対し、本発明に用いられ三価クロム浴には、Ｆｅの供給源となる硫酸第一鉄は全く添加されていないため、クロムめっき層には、Ｆｅは実質的に含まれない。
【０１２２】
なお、クロムめっき浴に硫酸第一鉄を添加しない場合、めっき層のつきまわりが悪くなるなどの問題が生じる。しかし、この問題は、例えば、前述した方法などによって電流密度が均一になるよう、電極の配置を工夫するなどの方法によって解消される。
【０１２３】
一方、めっきが進むにつれ、めっき液中には、ＦｅイオンやＣｕイオンなどの様々な金属陽イオンが混入するようになる。例えば、Ｆｅ基材を用いてクロムめっきする場合、Ｆｅ基材からＦｅが溶出し、クロムめっき層に向かって拡散する。Ｆｅ基材を用いない場合であっても、クロムめっき層側にＦｅが不可避的に集まってくる場合がある。このようなＦｅの溶出は、硫酸第一鉄の有無にかかわらず見られる現象であり、特に、本発明のようにクロムめっき層を厚くするときは、より顕著に見られる傾向にある。従って、Ｆｅ含有量を制御するためには、クロムめっき浴の組成を制御するだけでは不充分であり、Ｆｅ基材などからクロムめっき浴中に混入するＦｅの含有量を定期的にモニターし、除去する必要がある。
【０１２４】
めっき液中に混入するＦｅイオンは、陽イオン交換樹脂を供えたイオン交換装置１６を用いて除去する。本発明に用いられる陽イオン交換樹脂は、Ｆｅなどの２価の金属陽イオンと容易に交換し得る樹脂であれば特に限定されない。
【０１２５】
具体的な除去方法は、以下のとおりである。まず、めっき中、定期的に、ポンプ１２でめっき槽１１からめっき液を汲み上げ、ろ過器１３を用いて浮遊物を除去する。次に、浮遊物が除去されためっき液は、調整バルプ１４によって流量を調整しながら、イオン交換装置１６に導入され、陽イオン交換樹脂によってＦｅイオンなどの金属陽イオンを除去する。めっき液の流量は、流量計１５でモニターする。イオン交換装置１６によって処理されためっき液は、定期的に採取し、Ｆｅ濃度をチェックする。本発明のようにクロムめっき層のＦｅ濃度を２質量％以下に低減するためには、めっき液中のＦｅ濃度を約０．０００１質量％以下に制御する必要があるため、上記の範囲になるまで、イオン交換装置１６による除去を行う。
【０１２６】
このようにしてＦｅイオンが除去されためっき液（再生めっき液）は、イオン交換装置１６の出口から管路２４を通ってめっき槽１１に循環される。再生めっき液は、例えば、適切な貯蔵容器（不図示）に蓄えてもよい。
【０１２７】
なお、イオン交換装置１６を用いてめっき液中の金属陽イオンを除去する方法は、例えば、特許文献２などに詳細に説明されており、本発明の方法に適用することができる。また、その改変例も種々提案されており（例えば、特許文献３など）、これらの改変例も、本発明の方法に適用できる。
【０１２８】
めっき後のクロムめっき層は、約１μｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有し、好ましくは０．２μｍ以下の表面粗さを有している。このため、めっき後、特に表面の仕上げを行わなくとも黒むめっき層は十分な光沢を有している。
【０１２９】
７．実験例
本実験例では、本発明のエンジン用部品において、クロムめっき層の厚さと、加熱による変色との関係を調べるとともに、クロムめっき層中のＦｅ含有量と、表面の色調およびクラックの発生との関係を調べた。
【０１３０】
まず、ＳＴＫＭ材から構成される金属管を用意し、以下の方法により、半光沢ニッケルめっき層とトリニッケルめっき層と光沢ニッケルめっき層とからなるニッケルめっき層を形成した。これらのめっき層を形成するために使用しためっき浴の組成を、それぞれ、表１に示す。なお、トリニッケルめっき浴に含まれるＣおよび／またはＳは、光沢剤以外の添加剤から供給されている。
【０１３１】
【表１】
【０１３２】
半光沢ニッケルめっき層（厚さ約５〜１５μｍ）
めっき条件 ：１０〜１２Ｖ（ボルト）、１８００〜２８００Ａ（アンペア）で
通電。
トリニッケルめっき層（厚さ約１〜５μｍ）
めっき条件 ：３〜３．５Ｖ、２０〜４０Ａで通電。
光沢ニッケルめっき層（厚さ約５〜１５μｍ）
めっき条件 ：１０〜１２Ｖ、１８００〜２８００Ａで通電。
【０１３３】
次に、図７に示す、イオン交換装置を備えたクロムめっき装置を用い、中間めっき層の上にクロムめっき層を形成した。クロムめっき浴として、表２に記載の六価クロムめっき浴と、表２に記載の２種類の三価クロムめっき浴を用いた。表３に記載の三価クロムめっき浴のうち、「本発明例」は、めっき浴中に硫酸第一鉄を全く添加しない例であり、「従来例」は、めっき浴中に硫酸第一鉄を含有した例である。
【０１３４】
【表２】
【０１３５】
【表３】
【０１３６】
クロムめっき層の厚さは、めっき時間を５〜２０分間の範囲で変化させることにより、０．０５〜１μｍまで変えた。
【０１３７】
めっき中に混入するＦｅイオンは、陽イオン交換樹脂を備えたイオン交換装置を用いて除去した。具体的には、定期的に、めっき液をイオン交換装置に送り、めっき液中に含まれるＦｅ濃度が０〜０．０００１質量％の範囲になるように制御した。このようにして得られた各試料のクロムめっき層中のＦｅ濃度を表４に示す。
【０１３８】
【表４】
【０１３９】
上記の各試料について、以下の方法によってめっき直後の色調および光沢を測定し、下記基準で評価した。
【０１４０】
＜めっき直後の色調＞
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、ａ＊値、およびｂ＊値を測定するとともに、肉眼観察する。
【０１４１】
評価基準（◎〜△を本発明例とする）
◎：六価クロムと同程度の色調が得られる。
（Ｌ＊値＝７２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、７２未満）
△：わずかに、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）
【０１４２】
＜光沢＞
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、ａ＊値、およびｂ＊値を測定するとともに、肉眼観察する。
【０１４３】
評価基準（◎〜△を本発明例とする）
◎： 鏡面に近い光沢が得られる。
○：ほとんど鏡面に近い光沢が得られる。
△：わずかに、光沢が低下する。
×：光沢が低下し、くもってみえる。
【０１４４】
次に、上記の各試料を大気炉に設置し、５００℃×８時間の条件で加熱した後、以下の方法によって加熱による熱変色の程度およびクラックの発生状況を測定し、下記基準で評価した。
【０１４５】
＜熱変色の程度＞
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。
【０１４６】
【数１】
【０１４７】
評価基準（◎〜△を本発明例とする）
◎：ΔＥ＊値＜１
○：１≦ΔＥ＊値＜３
△：３≦ΔＥ＊値＜４
×： ４≦ΔＥ＊値
【０１４８】
＜クラックの発生状況＞
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。
【０１４９】
評価基準（◎〜△を本発明例とする）
◎： 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。
△：連続したクラックが、わずかに発生する。
×： 連続的なクラックが多数発生している。
【０１５０】
これらの結果を表５にまとめて示す。
【０１５１】
【表５】
【０１５２】
表５に示すように、クロムめっき層の厚さを０．２μｍ以上に制御することにより、加熱による熱変色を有効に防止することができる。この結果は、三価クロムを用いた場合も六価クロムを用いた場合も、同様に得られた。ただし、クロムめっき層の厚さが大きくなると光沢が低下し、クラックが発生するようになった。クラックの発生は、本発明例の三価クロムめっき浴（硫酸第一鉄を含有しない）を用いたときよりも、従来の三価クロムめっき浴（硫酸第一鉄を含有する）を用いた場合に、顕著に見られた。これらの結果を総合的に勘案すれば、六価クロムを用いた場合は、クロムめっき層の厚さを０．９μｍ以下（より好ましくは０．６μｍ以下）に制御することが好ましいことが分かる。一方、三価クロムを用いた場合は、クロムめっき層の厚さを０．５μｍ以下に制御することが好ましい。
【０１５３】
また、三価クロムを用いてクロムめっき層を形成する場合、本発明例の三価クロムめっき浴を用いてクロムめっき層中のＦｅ濃度を所定範囲まで低減することにより、六価クロムと同程度の色調が得られた。このような色調改善作用は、クロムめっき層の厚さが０．１〜０．７μｍの範囲にわたって見られた。
【０１５４】
図９（ａ）および（ｂ）に、クロムめっき層の厚さが異なる試料を用い、５００℃で８時間加熱した後における、クロムめっきの表面の変色を観察した写真を示す。いずれの写真も、クロムめっき層の厚さは、左から順に、０．１μｍ（比較例）、０．３μｍ（本発明例）、０．５μｍ（本発明例）と大きくなっている。
【０１５５】
図９（ａ）は、硫酸第一鉄を含有しない三価クロムめっき浴を用い、クロムめっき層中のＦｅ含有量が低減されたクロムめっき層を加熱したときの写真であり、図９（ｂ）は、硫酸第一鉄をする従来の三価クロムめっき浴を用いて得られたクロムめっき層を加熱したときの写真である。いずれの場合においても、クロムめっき層の厚さを０．３μｍ以上に制御することにより、加熱による熱変色は見られないことが明瞭に分かる。
【０１５６】
以上の実験結果より、クロムめっき層の厚さを０．３μｍ以上とすることにより、クロムめっき層の形成に用いたＣｒの種類にかかわらず、高温の排気ガスによる熱変色を防止できることが確認された。また、三価クロムを用いてクロムめっき層を形成する場合、クロムめっき層中のＦｅ濃度を低減することにより、六価クロムを用いた場合と同程度の色調が得られることも確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
本発明は、エンジンを備えた自動二輪車や全天候型四輪車両などの車両、エンジンを備えた船舶、飛行機などの輸送機器に幅広く用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】本発明によるエンジン用部品の構成を模式的に示す図である。
【図２】（ａ）は、三価クロムを用いて形成されたクロムめっき層のＸ線回折法による分析結果を示す図であり、（ｂ）は、六価クロムを用いて形成されたクロムめっき層のＸ線回折法による分析結果を示す図である。
【図３】加熱により、クロムめっき層と中間めっき層との界面近傍に「Ｃ−Ｓ濃化層」または「Ｃ−Ｓ−Ｎｉ濃化層」が生成する様子を模式的に示す図である。
【図４】（ａ）は、クロムめっき層の厚さを大きくすることによってクロムめっき層の変色を防止できることを説明するための模式図であり、（ｂ）は、従来のＣｒ−ニッケルめっき層の一部を模式的に説明する図である
【図５】本発明のエンジン用部品が用いられる自動二輪車の側面図である。
【図６】（ａ）は、エンジンに直接、接続される排気管の部分を模式的に示す図であり、（ｂ）は、排気管の触媒収納部の断面を模式的に示す図であり、（ｃ）はマニホールド部の断面を模式的に示す図である。
【図７】本発明に用いられるクロムめっき装置の例を示す図である。
【図８】（ａ）は、金属基材の湾曲部分と電極との距離が最も短くなるように配置されている状態を模式的に示す図であり、（ｂ）は、金属基材の湾曲部分と電極との距離が長くなるように配置されている状態を模式的に示す図である。
【図９】（ａ）は、硫酸第一鉄を含有しない三価クロムめっき浴を用いて形成されたクロムめっき層を加熱したときの写真であり、（ｂ）は、硫酸第一鉄を含有する従来の三価クロムめっき浴を用いて得られたクロムめっき層を加熱したときの写真である。
【図１０】自動二輪車の外観を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１５９】
３０、２０１ エンジン
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 中間めっき層
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属基材と、前記金属基材表面の３５０℃以上の温度に加熱される領域を少なくとも覆うクロムめっき層と、前記金属基材と前記クロムめっき層との間に設けられた中間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は前記領域において０．２μｍ以上の厚さを有している、エンジン用部品。
【請求項２】
前記クロムめっき層は、前記領域において、０．２〜０．９μｍの範囲の厚さを有している、請求項１に記載のエンジン用部品。
【請求項３】
前記クロムめっき層は、前記領域において、０．２〜０．５μｍの範囲の厚さを有している、請求項１に記載のエンジン用部品。
【請求項４】
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３のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項５】
前記クロムめっき層は、前記金属管の外側面を覆っている請求項４に記載のエンジン用部品。
【請求項６】
前記金属管は屈曲部を有し、
前記領域は前記屈曲部の屈曲によって形成される凸状表面である請求項５に記載のエンジン用部品。
【請求項７】
前記金属管は複数の枝管が接続されるマニホールド部を有し、
前記領域は前記マニホールド部の外側表面である請求項５に記載のエンジン用部品。
【請求項８】
前記金属管は、前記排気ガスの少なくとも１つの成分を分解するための触媒装置を収納する触媒収納部を有し、
前記領域は前記触媒収納部の外側表面である請求項５に記載のエンジン用部品。
【請求項９】
前記クロムめっき層は装飾クロムめっきからなる請求項１から８のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項１０】
前記中間めっき層はＣおよびＳの少なくとも一方を含む、請求項１から９のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項１１】
前記中間めっき層はさらにＮｉを含む、請求項７に記載のエンジン用部品。
【請求項１２】
前記中間めっき層は、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１から１０のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項１３】
前記中間めっき層はニッケルめっきから形成されている、請求項１から１２のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項１４】
前記金属基材は、Ｆｅ、Ａｌ、Ｚｎ、ＭｇまたはＴｉを主成分とする材料から構成されている、請求項１から１３のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項１５】
前記クロムめっき層は六価クロムめっき浴を用いて形成されている請求項１から１４のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項１６】
前記クロムめっき層は三価クロムめっき浴を用いて形成されている請求項１から１４のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項１７】
金属基材と、前記金属基材の表面の少なくとも一部を覆うクロムめっき層と、前記金属基材と前記クロムめっき層との間に設けられた中間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を構成するＣｒは、実質的に非晶質構造を有し、前記クロムめっき層に含まれるＦｅの含有量は２質量％以下である、エンジン用部品。
【請求項１８】
前記クロムめっき層の色調は、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ＩＥｃｌａｉｒａｇｅ）１９７６で測定されるＬ＊値が６８〜８０の範囲を満足する、請求項１７に記載のエンジン用部品。
【請求項１９】
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い、前記領域において０．２〜０．６μｍの範囲の厚さを有している、請求項１７または１８に記載のエンジン用部品。
【請求項２０】
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１７から１９のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項２１】
前記クロムめっき層は、前記金属管の外側面の少なくとも一部を覆っている請求項２０に記載のエンジン用部品。
【請求項２２】
前記金属管は屈曲部を有し、
前記領域は前記屈曲部の屈曲による凸状表面である請求項２１に記載のエンジン用部品。
【請求項２３】
前記金属管は複数の枝管が接続されるマニホールド部を有し、
前記領域は前記マニホールド部の外側表面である請求項２１に記載のエンジン用部品。
【請求項２４】
前記金属管は、前記排気ガスの少なくとも１つの成分を分解するための触媒装置を収納する触媒収納部を有し、
前記領域は前記触媒収納部の外側表面である請求項２１に記載のエンジン用部品。
【請求項２５】
前記クロムめっき層は装飾クロムめっきからなる請求項１から８のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項２６】
前記中間めっき層はＣおよびＳの少なくとも一方を含む、請求項１７から２５のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項２７】
前記中間めっき層はさらにＮｉを含む、請求項２６に記載のエンジン用部品。
【請求項２８】
前記中間めっき層は、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１７から２７のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項２９】
前記中間めっき層はニッケルめっきから形成されている、請求項１７から２８のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項３０】
前記金属基材は、Ｆｅ、Ａｌ、Ｚｎ、ＭｇまたはＴｉを主成分とする材料から構成されている、請求項１７から２９のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項３１】
屈曲部を有する金属管と、前記屈曲部の屈曲による外側凸状表面を少なくとも覆うように設けられた厚さ０．２μｍ以上の装飾クロムめっき層とを備えた排気管。
【請求項３２】
前記金属管は、複数の枝管が接続されるマニホールド部および触媒装置を収納する触媒収納部を有し、
前記装飾クロムめっき層は、前記マニホールド部および触媒収納部の外側をさらに覆っている請求項３１に記載の排気管。
【請求項３３】
前記クロムめっき層は、０．２〜０．５μｍの範囲の厚さを有している、請求項３２に記載の排気管。
【請求項３４】
前記クロムめっき層の色調は、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ＩＥｃｌａｉｒａｇｅ）１９７６で測定されるＬ＊値が６８〜８０の範囲を満足する、請求項３１から３３のいずれかに記載の排気管。
【請求項３５】
請求項１または１７に規定されるエンジン用部品を備えたエンジン。
【請求項３６】
請求項３１から３４のいずれかに規定される排気管を備えた輸送機器。
【請求項３７】
金属基材をめっき装置内に配置する工程と、
前記金属基材に中間めっき層を形成する工程と、
クロムめっき浴を用い、前記金属基材表面の３５０℃以上の温度に加熱される領域に０．２μｍ以上のクロムめっき層が形成されるように、前記中間めっき層が形成された前記金属基材を配置してめっきする工程と、
を包含するエンジン用部品の製造方法。
【請求項３８】
前記クロムめっき浴中に含まれるＦｅの含有量を実質的に０に制御することにより、クロムめっき層に含まれるＦｅの含有量を２質量％以下に抑制する、請求項３７に記載のエンジン用部品の製造方法。
【請求項３９】
前記クロムめっき浴はＦｅを構成成分とする添加剤を含まない、請求項３８に記載のエンジン用部品の製造方法。
【請求項４０】
前記クロムめっき浴に含まれるＦｅを陽イオン交換樹脂によって除去する、請求項３７または３８に記載のエンジン用部品の製造方法。
【請求項１】
金属基材と、前記金属基材表面の３５０℃以上の温度に加熱される領域を少なくとも覆うクロムめっき層と、前記金属基材と前記クロムめっき層との間に設けられた中間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は前記領域において０．２μｍ以上の厚さを有している、エンジン用部品。
【請求項２】
前記クロムめっき層は、前記領域において、０．２〜０．９μｍの範囲の厚さを有している、請求項１に記載のエンジン用部品。
【請求項３】
前記クロムめっき層は、前記領域において、０．２〜０．５μｍの範囲の厚さを有している、請求項１に記載のエンジン用部品。
【請求項４】
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３のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項５】
前記クロムめっき層は、前記金属管の外側面を覆っている請求項４に記載のエンジン用部品。
【請求項６】
前記金属管は屈曲部を有し、
前記領域は前記屈曲部の屈曲によって形成される凸状表面である請求項５に記載のエンジン用部品。
【請求項７】
前記金属管は複数の枝管が接続されるマニホールド部を有し、
前記領域は前記マニホールド部の外側表面である請求項５に記載のエンジン用部品。
【請求項８】
前記金属管は、前記排気ガスの少なくとも１つの成分を分解するための触媒装置を収納する触媒収納部を有し、
前記領域は前記触媒収納部の外側表面である請求項５に記載のエンジン用部品。
【請求項９】
前記クロムめっき層は装飾クロムめっきからなる請求項１から８のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項１０】
前記中間めっき層はＣおよびＳの少なくとも一方を含む、請求項１から９のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項１１】
前記中間めっき層はさらにＮｉを含む、請求項７に記載のエンジン用部品。
【請求項１２】
前記中間めっき層は、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１から１０のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項１３】
前記中間めっき層はニッケルめっきから形成されている、請求項１から１２のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項１４】
前記金属基材は、Ｆｅ、Ａｌ、Ｚｎ、ＭｇまたはＴｉを主成分とする材料から構成されている、請求項１から１３のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項１５】
前記クロムめっき層は六価クロムめっき浴を用いて形成されている請求項１から１４のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項１６】
前記クロムめっき層は三価クロムめっき浴を用いて形成されている請求項１から１４のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項１７】
金属基材と、前記金属基材の表面の少なくとも一部を覆うクロムめっき層と、前記金属基材と前記クロムめっき層との間に設けられた中間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を構成するＣｒは、実質的に非晶質構造を有し、前記クロムめっき層に含まれるＦｅの含有量は２質量％以下である、エンジン用部品。
【請求項１８】
前記クロムめっき層の色調は、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ＩＥｃｌａｉｒａｇｅ）１９７６で測定されるＬ＊値が６８〜８０の範囲を満足する、請求項１７に記載のエンジン用部品。
【請求項１９】
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い、前記領域において０．２〜０．６μｍの範囲の厚さを有している、請求項１７または１８に記載のエンジン用部品。
【請求項２０】
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１７から１９のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項２１】
前記クロムめっき層は、前記金属管の外側面の少なくとも一部を覆っている請求項２０に記載のエンジン用部品。
【請求項２２】
前記金属管は屈曲部を有し、
前記領域は前記屈曲部の屈曲による凸状表面である請求項２１に記載のエンジン用部品。
【請求項２３】
前記金属管は複数の枝管が接続されるマニホールド部を有し、
前記領域は前記マニホールド部の外側表面である請求項２１に記載のエンジン用部品。
【請求項２４】
前記金属管は、前記排気ガスの少なくとも１つの成分を分解するための触媒装置を収納する触媒収納部を有し、
前記領域は前記触媒収納部の外側表面である請求項２１に記載のエンジン用部品。
【請求項２５】
前記クロムめっき層は装飾クロムめっきからなる請求項１から８のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項２６】
前記中間めっき層はＣおよびＳの少なくとも一方を含む、請求項１７から２５のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項２７】
前記中間めっき層はさらにＮｉを含む、請求項２６に記載のエンジン用部品。
【請求項２８】
前記中間めっき層は、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１７から２７のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項２９】
前記中間めっき層はニッケルめっきから形成されている、請求項１７から２８のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項３０】
前記金属基材は、Ｆｅ、Ａｌ、Ｚｎ、ＭｇまたはＴｉを主成分とする材料から構成されている、請求項１７から２９のいずれかに記載のエンジン用部品。
【請求項３１】
屈曲部を有する金属管と、前記屈曲部の屈曲による外側凸状表面を少なくとも覆うように設けられた厚さ０．２μｍ以上の装飾クロムめっき層とを備えた排気管。
【請求項３２】
前記金属管は、複数の枝管が接続されるマニホールド部および触媒装置を収納する触媒収納部を有し、
前記装飾クロムめっき層は、前記マニホールド部および触媒収納部の外側をさらに覆っている請求項３１に記載の排気管。
【請求項３３】
前記クロムめっき層は、０．２〜０．５μｍの範囲の厚さを有している、請求項３２に記載の排気管。
【請求項３４】
前記クロムめっき層の色調は、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ＩＥｃｌａｉｒａｇｅ）１９７６で測定されるＬ＊値が６８〜８０の範囲を満足する、請求項３１から３３のいずれかに記載の排気管。
【請求項３５】
請求項１または１７に規定されるエンジン用部品を備えたエンジン。
【請求項３６】
請求項３１から３４のいずれかに規定される排気管を備えた輸送機器。
【請求項３７】
金属基材をめっき装置内に配置する工程と、
前記金属基材に中間めっき層を形成する工程と、
クロムめっき浴を用い、前記金属基材表面の３５０℃以上の温度に加熱される領域に０．２μｍ以上のクロムめっき層が形成されるように、前記中間めっき層が形成された前記金属基材を配置してめっきする工程と、
を包含するエンジン用部品の製造方法。
【請求項３８】
前記クロムめっき浴中に含まれるＦｅの含有量を実質的に０に制御することにより、クロムめっき層に含まれるＦｅの含有量を２質量％以下に抑制する、請求項３７に記載のエンジン用部品の製造方法。
【請求項３９】
前記クロムめっき浴はＦｅを構成成分とする添加剤を含まない、請求項３８に記載のエンジン用部品の製造方法。
【請求項４０】
前記クロムめっき浴に含まれるＦｅを陽イオン交換樹脂によって除去する、請求項３７または３８に記載のエンジン用部品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図９】
【公開番号】特開２００６−７０８９４（Ｐ２００６−７０８９４Ａ）
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２２９４３（Ｐ２００５−２２２９４３）
【出願日】平成１７年８月１日（２００５．８．１）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１日（２００５．８．１）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
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