CN101613874B - 表面处理装置的电极安装结构 - Google Patents
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Abstract
一种表面处理装置的电极安装结构,其中,金属电极被设置为与气缸的内周表面相对,在处理液介于电极和气缸内周表面之间的状态下,给电极和要被处理的物体通电,从而对气缸内周表面进行预电镀或者电镀,并且金属电极被可拆卸地附接到金属电极保持器构件。该结构包括具有与形成在电极保持器构件上的螺纹部分接合的螺纹部分的树脂连接器。
Description
技术领域
本发明涉及一种表面处理装置的电极安装结构,该表面处理装置用于预电镀或者电镀要被处理的物体的表面,尤其是发动机的气缸的气缸内周表面。
背景技术
在用于预电镀或者电镀气缸的气缸内周表面的表面处理装置中,有必要周期性对电极进行清洗电极或者更新其的保护罩的维护。因为这个原因,所以电极能够被附接到电极保持器构件或者从电极保持器构件上拆除。
如图7所示,在日本专利申请平开第7-305198号(专利公布1)所揭示的常规的表面处理装置的电极安装结构中,电极101和电极保持器构件102分别形成有螺纹部分103和104,从而彼此接合。此外,日本专利申请平开第2006-2204号(专利公布2)揭示一种图8中所示的结构,在该结构中,穿透电极保持器构件102的螺栓105与电极101的螺纹部分106螺纹接合,并且电极101被安装在电极保持器构件102上。在图7和8中,气缸100是要被处理的物体。
但是,根据专利公布1和2中所述的电极安装结构,由于螺纹部分(螺纹部分103和104或者螺栓105和螺纹部分106)的材料都是由金属组成,所以有可能在螺纹部分上引起火花和附着。因此,就难以拆除电极101,并且电极101的维护性能下降。
因为通过电极101和气缸100的电流密度高于浸入式电镀装置的电流密度,所以对于循环液在电极101和气缸100的气缸内周表面之间循环的循环电镀装置这种趋势尤为严重。
发明内容
鉴于上述情况完成本发明,并且本发明的目的在于提供一种表面处理装置的电极安装结构,该结构能够防止在螺纹部分上产生火花并且能够提高电极的维护性能,其中通过该螺纹部分电极被可拆除地附接到电极保持器构件上。
通过提供一种表面处理装置的电极安装结构,能够实现本发明的上述和其他目的。 该电极安装结构包括:
金属电极,该电极被设置为面对要被处理的物体的表面,在处理液介于电极和要被处理的物体的表面之间的状态下,使电极和要被处理的物体通电,并且在该状态下,对物体的表面进行预电镀或者电镀;
电极保持器构件,金属电极被可拆卸地附接到该电极保持器构件上;和
树脂连接器构件,该树脂连接器构件形成有螺纹部分,该螺纹部分可与形成在电极保持器构件和电极中的至少一个的另一螺纹部分接合,从而将电极附接到电极保持器构件。
在上述方面中,可能采用以下优选实施例。
可以期望的是,电极和电极保持器构件中的一个形成有凸部,电极和电极保持器构件中的另一个形成有螺纹部分,连接器构件形成有与凸部接合的接合部,连接器构件的螺纹部分与电极或者电极保持器构件的螺纹部分接合,并且连接器构件的接合部分通过弹性构件与凸部接合,从而将电极安装到电极保持器构件上。
可以期望的是,电极和电极保持器构件的通电部分(energizing portion)包括电极和电极保持器构件的平坦接触面,或者包括电极和电极保持器构件的锥形接触面。
在电极通过连接器构件被附接到电极保持器构件上的状态下,连接器构件和电极保持器构件具有相同的外直径。
同样可以期望的是,电极和电极保持器构件形成有螺纹部分,并且连接器构件具有与电极和电极保持器构件的螺纹部分都接合的螺纹部分。
表面处理装置可以是循环表面处理装置,其中,处理液在电极和要被处理的物体的表面之间流动和循环。
表面处理装置可以是浸入式表面处理装置,其中,电极和要被处理的物体被浸入到储存处理液的处理液容器中,并且处理液介于电极和要被处理的物体的要被处理的表面之间。
要被处理的物体可以是发动机的气缸,要被处理的表面可以是气缸的气缸内周表面。
根据本发明,电极通过螺纹部分被可拆除地附接到电极保持器上,形成螺纹部分的材料不是金属,而是金属和橡胶的化合物。因此,能够防止在螺纹部分产生火花,结果,能够避免螺纹部分的附着,并且可以易于拆除电极,从而提高维护性能。
参考附图从以下说明中将更清楚本发明的特性和进一步的性能特征。
附图说明
在附图中:
图1是显示应用根据本发明的第一实施例的表面处理装置的电极安装结构的电镀装置的侧剖视图;
图2是显示应用根据本发明的第二实施例的表面处理装置的电极安装结构的电镀装置的侧剖视图;
图3是显示应用根据本发明的第三实施例的表面处理装置的电极安装结构的电镀装置的侧剖视图;
图4是显示应用根据本发明的第四实施例的表面处理装置的电极安装结构的电镀装置的侧剖视图;
图5是显示应用根据本发明的第五实施例的表面处理装置的电极安装结构的电镀装置的侧剖视图;
图6是显示图5中所示的电极和电极保持器构件的侧剖视图;
图7是显示常规电镀装置的结构的侧剖视图;和
图8是显示另一常规电镀装置的结构的侧剖视图。
具体实施方式
以下将参考附图说明本发明的优选实施例。应该指出,这里,参考附图的图示或者在装置的可使用状态中会使用到术语“上”、“下”、“右”、“左”的类似术语。
[第一实施例(图1)]
图1表示应用根据本发明的表面处理装置的电极安装结构。
作为表面处理装置的电镀装置10是循环式电镀装置,在电镀装置10中,电极11被设置为与作为要被处理的物体的气缸1的作为要被处理的表面的气缸内周表面2相对,处理液(预电镀或者电镀液)在电极11和气缸内周表面2之间流动和循环,并且在这种状态下,给电极11和气缸1加电压,从而对气缸内周表面2实施预电镀或者电镀过程或者处理。
除电极11之外,电镀装置10包括电极保持器构件12、连接器构件13、作为弹性构件的O形环14、固定装置体15、下固定装置16和上固定装置17。有必要周期性地实施诸如清洗电极11维护以复原保护罩或者复原特定的表面涂层。因为这个原因,有必要可拆除地将电极11安装到电极保持器构件12。
固定装置体15包括并且固定电极保持器构件12,并且下固定装置16被放置在固定装置体15的上端表面上。下固定装置16包括电极11,并且硅橡胶下密封构件18被附接到下固定装置16的上端表面。气缸1通过下密封构件18被放置在下固定装置16上。上固定装置17被 构造为能够通过空气气缸(air-cylinder)垂直移动,并且硅橡胶上密封构件19被附接到上固定装置17的下端。上固定装置17将放置在下固定装置16上的气缸1向下固定装置16压,并且将气缸1夹在上固定装置17和下固定装置16之间。
电极保持器构件12由诸如SUS和钛等的金属制成,内处理液下流道20被形成在电极保持器构件12的轴位置上,固定孔21被形成在电极保持器构件12的上中心位置中。螺纹部分22被形成在电极保持器构件12的上外周中,并且电极保持器构件12的上端表面凹陷而形成有凹部23。凹部23的平坦表面部分构成接触电极11的接触表面24。
电极11由诸如SUS和钛等的金属制成,适配凸起25被形成在电极11的下部的中心上。适配凸起25被适配进电极保持器构件12的适配孔21,从而相对于电极保持器构件12定位电极11。
内处理液上流道26被形成在电极11的轴位置,例如,内处理液上流道26与电极保持器构件12的内处理液下流道20连通,从而形成内处理液流道29。
径向向外膨胀的凸部27被形成在电极11的外周的下端上。包括凸部27的电极11的下端被容纳在电极保持器构件12的凹部23中。那时,包括凸部27的电极11的下端表面形成与电极保持器构件12的接触表面24接触的接触表面28。
连接器构件13由诸如耐热和耐电压(withstand voltage)的树脂等玻璃纤维增强的塑料(glass fiber reinforced plastic)制成,例如,UNILATE(注册商标),并且形成为环形。能够螺纹接合电极保持器构件12的螺纹部分22的螺纹部分30被形成在连接器构件13的内周的下部上,并且接合部分31被形成在连接器构件13的内周的上部上。在螺纹部分30与电极保持器构件12的螺纹部分22接合的状态下,接合部分31通过O形环14与电极11的凸部27接合,接合部分31通过O形环14将凸部27推靠电极保持器构件12。因此,在压力下,电极11的接触部分28与电极保持器构件12的接触表面24接触,从而组成通电部分32。借助于螺纹部分22和35,电极11被可拆卸地附接到电极保持器构件12。
在电极11被附接到电极保持器构件12的状态下,外处理液中心流道33被形成在下固定装置16、电极11和连接器构件13之间。外处理液中心流道33与形成在固定装置体15和电极保持器构件12之间的外处理液下流道34连通,同时与形成在电极11和插入下固定装置16和上固定装置17之间的气缸1之间的外处理液上流道35连通,从而组成外处理液流道36。
外处理液流道36和内处理液流道29通过电极11和上固定装置17之间的连通流道37彼此连通,从而组成处理液流道38。处理液流入处理液流道38,并且在处理液流道38和未显示的处理液容器之间循环。
电极11以下述方式或者过程被安装到电极保持器构件12上。
在下固定装置16被从固定装置体15拆除的状态下,电极11的适配凸起25被插入和适配进电极保持器构件12的适配孔21中,从而使电极11和电极保持器构件12的轴彼此重合。电极11的接触表面28与电极保持器构件12的接触表面24接触。
然后,O形环被插入到电极11直到电极11的凸部27的位置处。其后,连接器构件13被插入到电极11内,并且连接器构件13的螺纹部分30与电极保持器构件12的螺纹部分22螺纹接合。在这种接合状态下,电极11的凸部27在与连接器构件13的接合部31的接合期间通过O形环14被推靠电极保持器构件12,并且电极11的接触表面28与电极保持器构件12的接触表面24压力接触。根据这种方式,完成了电极11的附接操作。
接着,气缸1以下述方式或者过程被安装到电镀装置10。
电极11被附接到电极保持器构件12之后,下固定装置16被安置在固定装置体15上,并且气缸1被放置在位于下固定装置16上的下密封构件18上。通过操作未显示的空气气缸,下降上固定装置17,在上固定装置17的下表面上的上密封构件19抵靠气缸1,并且气缸1分别通过下密封构件18和上密封构件19被夹在下固定装置16和上固定装置17之间,同时能够保证密封性能。此时,电极11位于插入到下固定装置16和气缸1内并且与气缸1的气缸内周表面2相对的位置中。
以下,将说明预电镀过程或者处理。
在气缸1被附接到电镀装置10的状态下,启动未显示的泵以将处理液(例如,预电镀液)供应到处理液流道38(内处理液流道29和外处理液流道36)从而循环流道。当由气缸内周表面2包围的气缸1的气缸腔(cylinder bore)3被充满处理液时,通过未显示的电源装置给电极11和气缸1加电压,使得气缸1成为正极,而电极11成为负极。气缸内周表面2被电解浸蚀作为预电镀过程,从而能够增大电镀的附着性。
在电镀过程中,使用与预电镀过程相同的电镀装置10,预电镀气缸1以与预电镀过程中相同的方式被附接到电镀装置10,然后实施电镀。但是,在电镀过程中,电极11和气缸1被加电压使得电极11成为正极,气缸1成为负极。根据这种加电压,气缸1的气缸内周表面2被电镀。然后气缸1被浸入到脱脂槽(degreasing tank)中从而脱脂和去除附着到气缸1的油或者污染物,其中化学药品在预电镀过程之前被储存在该除油槽中。
在实验中,准备100个气缸(具有电镀膜的气缸1)实施除油,连续进行以上所述的预电镀和电镀过程。然后,电极11被从电极保持器构件12拆除,并且检查电极11是否被粘附到电极保持器构件12。
对于这个实验,如图7所示,对于常规的安装结构实施相同的实验,并且检查电极101是否被粘附到电极保持器构件102,在该常规的安装结构中,都由金属制成的电极101和电 极保持器构件102通过螺纹部分103和104被彼此直接地螺纹接合。
在这个实验所用的电极安装结构中,如表1所示,电极安装结构“A”是图1所示的本实施例,并且电极安装结构“B”是图7所示的常规技术。
在电极安装结构“B”中,形成在电极101上的螺纹部分103(公螺纹部分)和形成在电极保持器构件102中的螺纹部分104(母螺纹部分)的材料都是金属(SUS或者钛)。
另一方面,在电极安装结构“A”中,形成在电极保持器构件12上的螺纹部分22(阳螺纹部分)的材料是金属(SUS或者钛),而形成在连接器构件13上的螺纹部分30的材料是树脂(例如,UNILATE)。
[表1]
(其中:
在结构“A”中,电极通过配备有螺纹部分的树脂连接器构件被附接到电极保持器构件上。
在结构“B”中,设置在电极和电极保持器构件上的螺纹部分彼此螺纹接合,从而将电极附接到电极保持器构件上。)
在脱脂过程中,储存在气缸1浸入的脱脂槽的化学药品是由Kizai公司生产的MAXCLEENNG30(商标),化学药品的液体温度是50℃,气缸1的浸入时间是1.5分钟。
在预电镀过程的电解浸蚀中,流到处理液流道38的处理液是磷酸液体(phosphoricacid liquid),并且液体温度是85℃。施加到电极11和气缸1的电流密度是70A/dm2,加电压时间是1.5分钟。
在电镀过程中,流到处理液流道38的处理液是硫酸镍液体(nikel sulfate 1iquid),并且其液体温度是65℃。施加到电极11和气缸1的电流密度是100A/dm2,通电时间是3分钟。
处理完100个气缸1之后,在实施预电镀处理的电镀装置和实施电镀处理的电镀装置 中,将电极11和101分别从电极保持器构件12和102拆除,检查在螺纹部分22、30、103和104以及除了螺纹部分以外的部分上是否发生附着。表2显示结果。
在电极安装结构“A”中,预电镀(电解浸蚀)和电镀过程之后,电极11能够被顺利地拆除。在电极安装结构“B”中,在预电镀(电解浸蚀)过程和电镀过程之后,螺纹部分103和104被用力地解开并且费时,而拆除电极101。在这种情况下,有必要使用丝锥(tap)和模具(dies)在电极101和电极保持器构件102的螺纹部分103和104上都形成螺纹。
[表2]
因此,根据本发明,得到以下效果(1)至(4)。
(1)树脂连接器构件13的螺纹部分30螺纹接合电极保持器构件12的螺纹部分22,并且电极11被附接到电极保持器构件12。因此,电极11被可拆卸地附接到电极保持器构件12所通过的螺纹部分22和30的材料不都是金属,而是使用金属和树脂的组合。从而,可防止在螺纹部分22和30中产生火花,并且结果,避免螺纹部分22和30的附着。电极11能够被容易地拆除,并且能够提高电极11的维护性能。
由于可防止在螺纹部分22和30中产生火花,所以能够以大电流给电极11和气缸1通电,而能够缩短气缸1的预电镀和电镀的处理时间。
(2)树脂连接器构件13的螺纹部分30与金属电极保持器构件12的螺纹部分22螺纹接合,连接器构件13的接合部分31通过O形环14与电极11的凸部27接合并且推动凸部27,电极11被附接到电极保持器构件12上。由于O形环14被插入其间,而能够吸收冲击,所以能够防止连接器构件13被损坏。
(3)O形环14介于电极11的凸部27和连接器构件13的接合部分31之间,O形环14通过在预电镀或者电镀过程中被加热(例如,50℃或者更高)的处理液而膨胀。因此,尽管在预电镀或者电镀过程中具有不同热膨胀系数的电极保持器构件12和连接器构件13的螺纹部分22和30之间的连接被松开,由于O形环14的膨胀增大了将电极11推靠着电极保持器构件12的推力,所以能够消除螺纹部分22和30之间的松动,而电极11能够被牢固地附接到电 极保持器构件12上。同时,电极11的接触表面28和电极保持器构件12的接触表面24彼此均匀地接触,而能够平稳地进行通电。
(4)通过电极11的平坦接触表面28和电极保持器构件12的平坦接触表面24之间的压力接触,组成电极11和电极保持器构件12之间的通电部分32,电极保持器构件12的螺纹部分22被形成在电极保持器构件12的外周表面上,且通电部分32中不形成用于螺纹部分的通孔。因此,能够增大通电部分32的接触表面的面积。即使通过火花在通电部分32上产生附着,但是由于该火花被产生在除了螺纹部分22和30之外的部分上,所以能够通过松开连接器构件13将电极11垂直移动到电极保持器构件12上。结果,电极11能够被容易地拆除。
在本实施例中,电极11形成有与连接器构件13的接合部31接合的凸部27,并且电极保持器构件12形成有与连接器构件13的螺纹部分30接合的螺纹部分22。但是,电极保持器构件12还可形成有凸部27并且电极11可形成有螺纹部分22。
[第二实施例(图2)]
图2是表示应用根据本发明的表面处理装置的电极安装结构的第二实施例的电镀装置。在第二实施例中,相同的参考标号被加到对应于第一实施例的构件或者部分上,并且这里简化和省略了对其重复说明。
第二实施例的电镀装置40与第一实施例的电镀装置10的不同之处在于,电极11和电极保持构件12的通电部分41的结构。
配备有锥状部分的圆锥形接触表面42被形成在电极保持器构件12的上端表面上,并且配备有锥状部分的圆锥形接触表面43被形成在电极11的下端表面上。这些接触表面42和43彼此接触,从而形成电极11和电极保持器构件12的通电部分41。
因此,根据本实施例,能够获得除了由第一实施例实现的优点(1)至(4)外的以下效果(5)。
(5)由于电极11和电极保持器构件12的通电部分41由电极11和电极保持器构件12的圆锥形接触表面43和42组成,所以能够增大接触表面43和42的接触表面,并且通过紧固连接器构件13,电极11的轴与电极保持器构件12的轴重合。
[第三实施例(图3)]
图3是表示应用根据本发明的表面处理装置的电极安装结构的第三实施例的电镀装置。在第三实施例中,相同的参考标号被加到对应于第一实施例的构件或者部分上,并且这里简化和省略了对其重复说明。
第三实施例的电镀装置50与第一实施例的电镀装置10的不同之处在于,在电极51通过使用连接器构件52被附接到电极保持构件12的状态下,电极51、连接器构件52和电极保持 器构件12的外直径相同。
因此,根据本实施例,能够获得除了第一实施例的优点(1)至(4)外的以下效果(6)。
(6)在电极51通过用连接器构件52被附接到电极保持构件12的状态下,电极51、连接器构件52和电极保持器构件12的外直径相同。因此,在处理液流过的外处理液流道36中不存在流动的蜿蜒形状(mindering shape of flow)的任何部分,所以处理液能够顺利地在外处理液流道36中流动。
[第四实施例(图4)]
图4是表示应用根据本发明的表面处理装置的电极安装结构的第四实施例的电镀装置。在第四实施例中,相同的参考标号被加到对应于第一实施例的构件或者部分上,并且这里简化和省略了对其重复说明。
第四实施例的电镀装置60与第三实施例的电镀装置50的不同之处在于,电极61和电极保持器构件12都形成有螺纹部分,并且连接器构件62配备有螺纹部分,该螺纹部分分别与电极61的螺纹部分和电极保持器构件12的螺纹部分接合。
能够接合金属电极保持器构件12的螺纹部分22的螺纹部分63被形成在树脂连接器构件62的内周的下部上。螺纹部分64被形成在连接器构件62的内周的上部上,并且螺纹部分64能够与形成在金属电极61的外周的下部上的螺纹部分65接合。螺纹部分22和63以及螺纹部分64和65都形成有在相同的方向上延伸的螺纹。
当电极61被安装到电极保持器构件12上时,连接器构件62的螺纹部分63与电极保持器构件12的螺纹部分22螺纹接合,且连接器构件62被附接到电极保持器构件12上。其后,电极61的螺纹部分65与连接器构件62的螺纹部分64接合,且电极61被附接到连接器构件62上。从而,电极通过连接器构件62被安装到电极保持器构件12上。
因此,根据本实施例,能够获得除了第一和第三实施例的优点(1)至(4)和(6)外的以下效果(7)。
(7)电极保持器构件12和电极61分别形成有螺纹部分22和65,并且能够分别与螺纹部分62和65接合的螺纹部分63和64分别被形成在连接器构件62上。因此,没有必要定位O形环。结果,能够简化电极61的附接操作。
[第五实施例(图5和6)]
图5是表示应用根据本发明的表面处理装置的电极安装结构的第五实施例的电镀装置。在第五实施例中,相同的参考标号被加到对应于第一实施例的构件或者部分上,并且这里简化和省略了对其重复说明。
第五实施例的电镀装置70与第一实施例的电镀装置10的不同之处在于,第五实施例的 电镀装置70是浸入式装置,在该装置中,在电极11与气缸1的气缸内周表面2相对的状态下,气缸1和电极11被浸入到充满处理液的处理液容器71中,从而将处理液介于电极11和气缸1的气缸内周表面2之间。在这种状态下,给电极11和气缸1通电,实施预电镀或者电镀过程。
在这种情况下,树脂连接器构件13的螺纹部分30与金属电极保持器构件12的螺纹部分螺纹部分22接合,电极11的凸部27通过O形环14被推靠电极保持器构件12,并且电极11被可拆除地安装到电极保持器构件12。结果,可以得到与第一实施例的效果(1)至(4)相同的效果。
图5中的固定装置(fixing fixture)72被用于固定气缸1,并且电源单元73被用于给气缸1和电极11通电。
注意,本发明不局限于所述的实施例,而可以采用多种其他的改变和修改而不背离附加的权利要求的范围。
例如,本发明同样可被应用到要被处理的物体是与包括气缸和曲轴箱的气缸体结合的气缸盖(cylinder head)的情况。
Claims (9)
1.一种表面处理装置的电极安装结构,其特征在于,包括:
金属电极,该金属电极被设置为与要被处理的物体的表面相对,在处理液介于所述电极和所述要被处理的物体的表面之间的状态下,给所述电极和所述要被处理的物体通电,并且在该状态下,所述物体的表面被预电镀或者电镀;
电极保持器构件,所述金属电极被可拆卸地附接到该电极保持器构件;和
树脂连接器构件,该树脂连接器构件形成有螺纹部分,该螺纹部分与在所述电极保持器构件和所述电极中的至少一个形成的另一螺纹部分接合,从而将所述电极附接到所述电极保持器构件。
2.如权利要求1所述的表面处理装置的电极安装结构,其特征在于,所述电极和所述电极保持器构件中的一个形成有凸部,所述电极和所述电极保持器构件中的另一个形成有螺纹部分,所述连接器构件形成有与所述凸部接合的接合部,所述连接器构件的螺纹部分与所述电极或者所述电极保持器构件的螺纹部分接合,并且所述连接器构件的接合部分通过弹性构件与所述凸部接合,从而将所述电极安装到所述电极保持器构件上。
3.如权利要求1所述的表面处理装置的电极安装结构,其特征在于,所述电极和所述电极保持器构件的通电部分包括所述电极和所述电极保持器构件的平坦接触表面。
4.如权利要求1所述的表面处理装置的电极安装结构,其特征在于,所述电极和所述电极保持器构件的通电部分包括所述电极和所述电极保持器构件的锥形接触表面。
5.如权利要求1所述的表面处理装置的电极安装结构,其特征在于,在所述电极通过所述连接器构件被附接到所述电极保持器构件的状态下,所述连接器构件和所述电极保持器构件具有相同的外径。
6.如权利要求1所述的表面处理装置的电极安装结构,其特征在于,所述电极和所述电极保持器构件都形成有螺纹部分,并且所述连接器构件具有与所述电极和所述电极保持器构件的螺纹部分都接合的螺纹部分。
7.如权利要求1所述的表面处理装置的电极安装结构,其特征在于,所述表面处理装置是循环表面处理装置,在该表面处理装置中,处理液在所述电极和所述要被处理的物体的表面之间流动并且循环。
8.如权利要求1所述的表面处理装置的电极安装结构,其特征在于,所述表面处理装置是浸入表面处理装置,在该表面处理装置中,所述电极和所述要被处理的物体被浸入到储存处理液的处理液容器中,并且处理液介于所述电极和所述要被处理的物体的要被处理的表面之间。
9.如权利要求1所述的表面处理装置的电极安装结构,其特征在于,所述要被处理的物体是发动机的气缸,所述要被处理的表面是所述气缸的气缸内周表面。
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