JP2004244699A - Masking method and apparatus for surface treatment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a masking method for surface treatment, which prevents a stepped portion from being formed on a boundary between the surface to be coated and a coating-unwanted surface, makes the boundary smooth, reliably prevents the leakage of a surface treatment liquid, and improves incorporation workability in a step of incorporating another part to the workpiece, by forming a surface-finished shape at an edge of the surface to be coated into a shape along a taper form; and to provide an apparatus for surface treatment. <P>SOLUTION: The masking method used when surface treating only the cylinder bore 3 of the cylinder block 1, by covering the coating-unwanted surface of a cylinder block 1 with a cap holder 6 and then filling a cylinder bore 3 of the cylinder block 1 with a surface treatment liquid, comprises forming the coating-unwanted surface contiguous to the cylinder bore 3 of the cylinder block 1 into a tapered surface 5, and sealing the surface treatment liquid by tightly contacting a tapered surface provided on the cap holder 6, with the tapered surface 5. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面処理のマスキング方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、エンジンの軽量化を目的として、シリンダブロックはアルミ合金で形成されている。しかも、ピストンが摺動するシリンダボアの内壁面には、耐久性の向上を図るため、耐摩耗性のニッケルめっきなどが施されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−261055号公報
【0004】
このような表面処理の方法では、ピストンが摺動し得る部分に段差を残さないようにするため、図9に示す如く、シリンダボア52のホーニング面52aよりも半径が大きいホーニングリリース面52bを形成したシリンダブロック51において、シリンダボア52のホーニング面52aまたはシリンダボア52の内壁と連続する壁面における当該ホーニング面52a以外の面をシール手段のOリング53でシールすることが行われている。なお、シリンダボア52のホーニング面52aおよびテーパー面52cには、めっき皮膜54が形成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の表面処理の方法においては、めっき皮膜54を形成した後にホーニングリリース面52bとの角部を機械加工等で斜めに切断する必要があるので、手間が掛かるだけでなく、加工時に研削工具等がめっき皮膜54の端部に当たり、めっき皮膜54が剥離し易いという問題があった。
また、テーパー面52cでシールする方法においては、当該テーパー面52cにめっき皮膜54の端部の段差を生じることになる。この場合、ピストンが作動中に当該段差部に摺動するようなことはないが、エンジン組付け時にピストンをスカート側より挿入する場合には、ピストンおよびピストンリングが当該段差部に接触するので、めっき皮膜54が剥離したり、ピストンおよびピストンリングが傷付いたりするおそれがあった。なお、このようなテーパー面52cのめっき段差および花咲きをリューター等の工具で研削するのは難しく、特にクランクケース一体型のシリンダブロックにおいては正確な面取り作業の機械化を導入できず、他方、手作業においては熟練が必要であるという不具合を有していた。
【0006】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、被処理面端部の表面処理形状をテーパー形状に沿う形状に形成することによって、被処理面と表面処理不要面との境界に段部が生じるのを防止し、滑らかな形状とすることが可能となり、表面処理液の漏洩を確実に防ぎ、ワークに別部品を組付ける際の組付作業性の向上を図ることが可能な表面処理のマスキング方法および装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、ワークの表面処理不要面をマスキング治具で覆い、その後、前記ワークの被処理面を表面処理液で満たすことにより前記ワークの被処理面のみに表面処理を施す表面処理のマスキング方法において、前記ワークの被処理面に連続する表面処理不要面をテーパー面とし、該テーパー面に、前記マスキング治具に設けたテーパー面を密着させることにより前記表面処理液をシールしている。
【0008】
また、本発明は、ワークの表面処理不要面を覆うマスキング治具を備え、該マスキング治具によって前記表面処理不要面を覆った状態で、前記ワークの被処理面を表面処理液で満たすことにより前記ワークの被処理面のみに表面処理を施す表面処理装置において、前記ワークの被処理面に連続する表面処理不要面をテーパー面とし、該テーパー面に密着させることにより前記表面処理液をシールするテーパー面を前記マスキング治具に設けている。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【0010】
図1〜図8は、本発明に係る表面処理のマスキング方法および装置の実施の形態を示している。本実施形態における表面処理のマスキング方法は、図1および図2に示すようなワークとしてのシリンダブロック1に適用されている。このシリンダブロック1は、クランクケース2が一体となった構造を有しており、その内部には表面処理を行う被処理面のシリンダボア3が設けられ、該シリンダボア3でピストンが上下動するように構成されている。このため、シリンダボア3の内面には、皮膜を形成する成膜処理によって後述のめっき皮膜が付着されるようになっている。
【0011】
シリンダボア3のクランクケース2側の端部には、図2、図4および図5に示す如く、ジャーナル部4へ向かって径方向に拡径するテーパー面5が形成されている。すなわち、テーパー面5は、シリンダボア3に連続して形成されており、図3に示すキャップ治具(マスキング治具)6で覆われる表面処理不要面の一部を構成している。しかも、テーパー面5は、エンジンを組付ける際、挿入するピストン7およびピストンリング8(図5参照)のガイドとして機能している。
【0012】
また、クランクケース2のジャーナル部4には、図1に示す如く、テーパー面5の外周に沿って略半円形状に切欠いて加工した切欠き部9が形成されており、該切欠き部9によってクランクケース2側からのキャップ治具6の挿入が容易となり、かつ拡径機構などの複雑な機構が不要となるように構成されている。
さらに、テーパー面5の外周であって、シリンダブロック1の表面処理不要面には、シリンダブロック1へのキャップ治具6の過度の挿入を防止し、キャップ治具6の位置決めおよびシールを容易にする平坦面部10が設けられている。この平坦面部10は、シリンダブロック1へのキャップ治具6の位置決め機構を構成するものであり、シリンダボア3の内面に対して直交する方向へ延びる垂直な面に形成されている。
【0013】
一方、キャップ治具6は、図3および図4に示す如く、一端側に開口した凹部11を有する円柱状体であり、内周側の先端部12には、シリンダブロック1のテーパー面5に沿うように密着し、めっき前処理液およびめっき液(表面処理液)をシールするテーパー面13が反対側端部へ向かって径方向に拡径しながら設けられている。このキャップ治具6のテーパー面13は、シリンダブロック1のテーパー面5と相俟って表面処理装置を構成するものであり、表面処理液の漏洩を防止し、当該テーパー面13の箇所へのエッチング作用やめっき皮膜14の付着を抑制するために設けられている。
【0014】
また、キャップ治具6の先端部12に位置するテーパー面13の先端部分は、シリンダブロック1のシリンダボア3の内面上に向けて突出させて配置するように構成されている。テーパー面13の先端部分の突出量は、特に限定されるものではないが、シリンダブロック1のシリンダボア3の内面に成膜するめっき皮膜14の膜厚よりも大きくなるように設定することが好ましい。これによると、シリンダボア3の内面に成膜するめっき皮膜14をテーパー形状に形成することが可能となり、面取り加工が不要となる。
【0015】
一方、図6に示す如く、キャップ治具6の先端部12が短く、テーパー面13の先端部分がシリンダボア3の内面上に突出していない場合は、テーパー面13上にめっき皮膜14が形成されることになり、実線15までホーニング加工した後も、めっき皮膜14の段差が残るために好ましくない。
また、図7に示す如く、キャップ治具6の先端部12が図6に示すものよりも長く、テーパー面13の先端部分がシリンダボア3の内面と同一位置に配置されている場合は、実線15までホーニング加工した後、めっき皮膜14の端部がテーパー形状とならないために若干の引っ掛かりは生じるが、テーパー面13にめっき皮膜14の段差が残らないため、エンジン組付時には特に問題とならない。
さらに、図8に示す如く、キャップ治具6の先端部12が図7に示すものよりも長く、テーパー面13の先端部分がシリンダボア3の内面に突出して配置されている場合は、めっき皮膜14の端部14aがシリンダブロック1のテーパー面5に沿った角度に切り欠いた形状に成膜することになる。すなわち、めっき皮膜14の端部14aのボア面より張り出す箇所には、切欠き16が形成されることになる。その結果、面取り加工工程において工具を当てた場合は、図8(b)の破線で示す如く、めっき皮膜14の端部14aがクサビ形状の切欠き16から容易に折損し、めっき皮膜14の端部14aは、図5に示す如く、テーパー形状に形成されることになる。
【0016】
また、キャップ治具6の先端部12側には、図3および図4に示す如く、シリンダブロック1の平坦面部10に当接し、キャップ治具6の位置決めおよびシールを容易にする当接面部17が設けられている。この当接面部17は、シリンダブロック1の平坦面部10と共にシリンダブロック1へのキャップ治具6の位置決め機構を構成するものであり、キャップ治具6のテーパー面13の後端に対して外周面へ向かって延びる垂直な面に形成されている。
【0017】
本発明の実施の形態に係るキャップ治具6の材質は、特に限定されるものではないが、シール性を考慮した場合、ウレタンゴム、シリコンゴム、ユニレートおよびMCナイロンなどが好適である。また、キャップ治具6として、金属製キャップ治具も使用可能であるが、耐食性に優れるステンレス鋼やチタン合金が好ましい材質である。ただし、シリンダブロック1と接する部分は、導通があるとめっき皮膜14が成長してしまうために、絶縁構造とする必要がある。
本発明の実施の形態で実施するめっきの種類は、特に限定されるものではないが、例えばニッケルめっきが挙げられる。
【0018】
本発明の実施形態に係るマスキング方法および表面処理装置を用いて、シリンダブロック1のシリンダボア3の内面にめっき皮膜14を形成するには、先ず、キャップ治具6をクランクケース2側から挿入し、当接面部17をシリンダブロック1の平坦面部10に当接させると共に、テーパー面13をシリンダブロック1のテーパー面5に密着させてシールする。次いで、ワークの被処理面をめっき前処理液およびめっき液などで満たす一般的なめっき処理工程において、図示しないめっき装置を用いてニッケルめっき等を施すと、めっき皮膜14がシリンダボア3の内面に形成されることになる(図8参照)。そして、ホーニング加工などによってめっき皮膜14を削り取れば、所定の膜厚に仕上げられ、テーパー形状の端部14aを有するめっき皮膜14が得られる(図4参照)。しかる後、ピストンリング8を装着したピストン7を図5の矢印に示す方向からシリンダボア3に挿入して、シリンダブロック1に組付ける。
【0019】
本発明の実施形態の表面処理装置を用いたマスキング方法では、シリンダブロック1のシリンダボア3に連続する表面処理不要面をテーパー面5とし、キャップ治具6に設けたテーパー面13をシリンダブロック1のテーパー面5に密着させることにより表面処理不要面を覆って表面処理液をシールしているため、シリンダブロック1のテーパー面5にめっき皮膜14が形成されず、めっき皮膜14の端部14aが当該テーパー面5に沿うテーパー形状に形成され、めっき皮膜14の端部14aの花咲きも抑制されることになる。したがって、シリンダブロック1のテーパー面5におけるめっき皮膜14の端部14aの面取り作業を廃止することができ、コスト削減および品質向上を図ることができる。このような箇所での面取りは、めっき皮膜14の端部14aの形状が複雑な上に精度が要求されることから、自動化が難しく、手作業の場合も熟練が必要となる。特にクランクケース2が一体となった一体型構造のシリンダブロック1では、リューター等の面取り加工機の取回し自由度がないため、面取り作業そのものが実施できない場合も生じるからである。
しかも、クランクケース2側からピストン7を挿入してエンジンの組付けを行う場合に、シリンダブロック1のテーパー面5は挿入するピストン7のガイドとして機能するため、シリンダボア3に形成しためっき皮膜14をピストン7およびピストンリング8によって傷付けたり、あるいは剥離させたりすることも極めて少なく、ピストン7およびピストンリング8への傷付きを防止しながらスムーズに挿入してシリンダブロック1に組付けることができる。
【0020】
また、従来のクランクケース一体型構造のシリンダブロックでは、ジャーナル部がシリンダボアの内径側に張り出しているため、マスキング治具を収縮させた状態で挿入し、その後、拡径機構によってマスキング治具を膨張させる必要があった。これに対して、本発明の実施形態の表面処理装置を用いたマスキング方法では、テーパー面5の外周に沿って略半円形状に切欠いた切欠き部9をシリンダブロック1のジャーナル部4に形成しており、キャップ治具6をクランクケース2側からシリンダブロック1に挿入するだけでシールすることが可能であり、キャップ治具6を拡径させるなどの機構が不要となるため、めっき装置を簡略化して安価な設備とすることができる。
さらに、本発明の実施形態の表面処理装置を用いたマスキング方法では、シリンダボア3の内面に対して垂直な平坦面部10をシリンダブロック1のテーパー面5の外周に形成し、当該平坦面部10に当接する当接面部17をキャップ治具6の先端部12側に形成して、シリンダブロック1へのキャップ治具6の位置決め機構を構成しているため、キャップ治具6の過度の挿入を防止でき、位置決めおよびシールを簡単かつ確実に行うことができる。
ところで、アルミダイカスト材(ADC12等)のめっき前処理として、リン酸などの酸性溶液を用いて電解エッチングを行う方法が知られている。このような電気的表面処理においては、ボア端部などの角部に電荷が集中することによりオーバーエッチングに成り易い。これに対し本実施形態におけるシリンダボア3の端部は、突出して配置されるキャップ治具6の先端部12によってカバーされているため、電荷の集中を抑制し、均一な表面処理を行うことができる。
【0021】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。例えば、クランクケース2のジャーナル部4を略半円状に切欠いて容易にシールできる構造とした既述の実施の形態のシリンダブロック1およびキャップ治具6は、めっきのみならず電解エッチングやアルマイト等の表面処理全般に適用可能である。また、無電解めっきおよび電気めっき等のめっき方法についても特に限定されるものではないが、花咲きを生じ易い電気めっき方法においては、より好適な効果が得られる。
【0022】
【発明の効果】
上述の如く、本発明に係る表面処理のマスキング方法は、ワークの表面処理不要面をマスキング治具で覆い、その後、前記ワークを表面処理液に浸漬することにより前記ワークの被処理面のみに表面処理を施すものにおいて、前記ワークの被処理面に連続する表面処理不要面をテーパー面とし、該テーパー面に、前記マスキング治具に設けたテーパー面を密着させることにより前記表面処理液をシールしているので、表面処理液の漏洩を確実に防ぎ、被処理面端部の表面処理形状をテーパー形状に沿う形状とすることが可能となり、被処理面と表面処理不要面との境界に段部が生じるのを防止できると共に、滑らかな形状の被処理面を得ることができる。しかも、本発明のマスキング方法により表面処理を施したワークに別部品を組付ける場合、ワークのテーパー面がガイドとなるので、部品の組付作業性の向上を図ることができる。
【0023】
また、本発明の表面処理のマスキング方法において、前記ワークの表面処理不要面に、前記被処理面に対して直交する方向へ延びる平坦面を設ける一方、該平坦面に当接する面を前記マスキング治具に設け、該当接面で前記マスキング治具を前記ワークに位置決めすれば、マスキング治具の被処理面への過度の挿入を防止し、マスキング治具の位置決めおよびシールを容易に行うことができる。そして、前記マスキング治具のテーパー面の先端部を前記ワークの被処理面上に向けて突出させて配置した場合には、皮膜端部の面取り作業を簡易に行うことができる。さらに、前記ワークの表面処理が前記被処理面に皮膜を形成する成膜処理であり、前記マスキング治具のテーパー面の先端部の突出量が前記ワークの被処理面に成膜する膜厚よりも大きくなるように設定した場合には、皮膜端部を確実にテーパー形状に形成することが可能となり、面取り加工を無くすことができる。
一方、本発明の表面処理のマスキング方法において、前記ワークがシリンダブロックであり、前記被処理面がシリンダボアである場合には、ボア端部の電荷の集中を防止でき、シリンダボアに対して均一な表面処理を行うことができる。しかも、前記シリンダブロックをクランクケースと一体に形成し、該クランクケースに形成されるジャーナルのボア面より張り出す箇所を前記シリンダブロックのテーパー面に沿って切り欠いた場合には、マスキング治具の挿入が容易となり、複雑な拡径機構などを設ける必要がなく、マスキング治具を簡素な構造とし、安価なめっき装置を用いることができると共に、ピストンリングをスカート側から挿入でき、組付作業性の向上を図ることができる。
【0024】
本発明に係る表面処理装置は、ワークの表面処理不要面を覆うマスキング治具を備え、該マスキング治具によって前記表面処理不要面を覆った状態で、前記ワークの被処理面を表面処理液で満たすことにより前記ワークの被処理面のみに表面処理を施すものにおいて、前記ワークの被処理面に連続する表面処理不要面をテーパー面とし、該テーパー面に密着させることにより前記表面処理液をシールするテーパー面を前記マスキング治具に設けたので、上記発明のマスキング方法と同様の効果を得ることができる。
【0025】
また、本発明の表面処理装置において、前記ワークへの前記マスキング治具の位置決め機構を更に備え、該位置決め機構は、前記ワークの表面処理不要面に設けられ、前記被処理面に対して直交する方向へ延びる平坦面と、前記マスキング治具に設けられ、前記平坦面に当接する面とを有している場合、前記マスキング治具のテーパー面の先端部を前記ワークの被処理面上に向けて突出させて配置するようにした場合、あるいは前記ワークの表面処理が前記被処理面に皮膜を形成する成膜処理であり、前記マスキング治具のテーパー面の先端部の突出量が前記ワークの被処理面に成膜する膜厚よりも大きくなるように設定した場合にも、上記発明のマスキング方法と同様の効果をそれぞれ得ることができる。
さらに、前記マスキング治具の材質が、ウレタンゴム、シリコンゴム、ユニレートおよびMCナイロンのいずれかである場合には、シール性に優れるマスキング治具を得ることができる。また、前記マスキング治具の材質が、ステンレス鋼またはチタン合金である場合には、耐食性に優れるマスキング治具を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る表面処理のマスキング方法が適用されるシリンダブロックを示す概略平面図である。
【図2】図1におけるA−A線断面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る表面処理のマスキング方法で用いられるキャップ治具であり、(a)はその側面図、(b)はその断面図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る表面処理のマスキング方法において、シリンダブロックのテーパー面に沿うようにキャップ治具のテーパー面を密着させた状態を示す断面図である。
【図5】本発明の実施の形態に係る表面処理のマスキング方法によってシリンダブロックのシリンダボアにピストンを挿入する状態を示す断面図である。
【図6】本発明の実施の形態に係る表面処理のマスキング方法において、シリンダブロックのテーパー面に沿うように密着させるキャップ治具のテーパー面の先端部が短く、シリンダブロックのテーパー面にめっき皮膜が形成される場合を示す断面図である。
【図7】本発明の実施の形態に係る表面処理のマスキング方法において、シリンダブロックのテーパー面に沿うように密着させるキャップ治具のテーパー面の先端部がシリンダボア内面と同一で、シリンダブロックのテーパー面にめっき皮膜の段差が残らない場合を示す断面図である。
【図8】本発明の実施の形態に係る表面処理のマスキング方法において、シリンダブロックのテーパー面に沿うように密着させるキャップ治具のテーパー面の先端部がシリンダボア内面よりも突出し、シリンダボア内面のめっき皮膜に切欠きが形成されている場合を示す断面図である。
【図9】従来の表面処理のマスキング方法によってシリンダブロックのボア内面およびテーパー面にめっき皮膜が形成され、当該テーパー面にめっき皮膜の段差が生じている状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 シリンダブロック(ワーク)
2 クランクケース
3 シリンダボア(被処理面)
4 ジャーナル部
5 テーパー面
6 キャップ治具(マスキング治具)
9 切欠き部
10 平坦面部
12 キャップ治具の先端部
13 テーパー面
14 めっき皮膜
14a 端部
16 切欠き
17 当接面部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a masking method and apparatus for surface treatment.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, a cylinder block is formed of an aluminum alloy for the purpose of reducing the weight of an engine. Moreover, the inner wall surface of the cylinder bore in which the piston slides is coated with wear-resistant nickel plating or the like in order to improve durability (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-8-261555
In such a surface treatment method, a honing release surface 52b having a larger radius than the honing surface 52a of the cylinder bore 52 was formed as shown in FIG. 9 in order to prevent a step from being left in a portion where the piston could slide. In the cylinder block 51, a surface other than the honing surface 52a of the honing surface 52a of the cylinder bore 52 or the inner wall of the cylinder bore 52 is sealed with an O-ring 53 of a sealing means. Note that a plating film 54 is formed on the honing surface 52a and the tapered surface 52c of the cylinder bore 52.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional surface treatment method, it is necessary to cut the corners with the honing release surface 52b obliquely after forming the plating film 54 by machining or the like. Sometimes, a grinding tool or the like hits the edge of the plating film 54, and the plating film 54 is easily peeled off.
Also, in the method of sealing with the tapered surface 52c, a step at the end of the plating film 54 occurs on the tapered surface 52c. In this case, the piston does not slide to the step during operation, but when the piston is inserted from the skirt side during engine assembly, the piston and the piston ring contact the step, There is a possibility that the plating film 54 may peel off or the piston and the piston ring may be damaged. In addition, it is difficult to grind such a plating step and a flower bloom on the tapered surface 52c with a tool such as a luter. In particular, in a crankcase-integrated cylinder block, accurate mechanization of chamfering work cannot be introduced. There was a problem that skill was required in the work.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to form a surface-treated shape at an end portion of a surface to be treated into a shape along a taper shape, thereby enabling the surface to be treated and a surface not requiring surface treatment to be formed. Prevents the formation of a step at the boundary with the surface, making it possible to form a smooth shape, reliably preventing the leakage of the surface treatment liquid, and improving the assembly workability when assembling another part to the work It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for masking a surface treatment that can be performed.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the problems of the above prior art, the present invention provides a method of processing a workpiece by covering a surface not requiring surface treatment of the workpiece with a masking jig and thereafter filling the surface of the workpiece with a surface treatment liquid. In a masking method of a surface treatment in which only a surface is subjected to a surface treatment, a surface unnecessary for surface treatment that is continuous with the surface to be processed of the workpiece is a tapered surface, and the tapered surface provided in the masking jig is adhered to the tapered surface. Seals the surface treatment liquid.
[0008]
Further, the present invention includes a masking jig for covering a surface treatment unnecessary surface of the work, and filling the surface to be treated of the work with a surface treatment liquid in a state where the surface treatment unnecessary surface is covered by the masking jig. In a surface treatment apparatus that performs surface treatment only on the surface to be treated of the work, a surface unnecessary for surface treatment that is continuous with the surface to be treated of the work is a tapered surface, and the surface treatment liquid is sealed by closely contacting the tapered surface. A tapered surface is provided on the masking jig.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments.
[0010]
1 to 8 show an embodiment of a masking method and apparatus for surface treatment according to the present invention. The masking method of the surface treatment in the present embodiment is applied to a cylinder block 1 as a work as shown in FIGS. The cylinder block 1 has a structure in which a crankcase 2 is integrated, and a cylinder bore 3 of a surface to be subjected to a surface treatment is provided in the cylinder block 1 so that the piston moves up and down in the cylinder bore 3. It is configured. For this reason, a plating film described later is adhered to the inner surface of the cylinder bore 3 by a film forming process for forming a film.
[0011]
At the end of the cylinder bore 3 on the side of the crankcase 2, as shown in FIGS. 2, 4, and 5, a tapered surface 5 that expands radially toward the journal portion 4 is formed. That is, the tapered surface 5 is formed continuously with the cylinder bore 3 and constitutes a part of the surface unnecessary for surface treatment covered with the cap jig (masking jig) 6 shown in FIG. Moreover, the tapered surface 5 functions as a guide for the piston 7 and the piston ring 8 (see FIG. 5) to be inserted when the engine is assembled.
[0012]
As shown in FIG. 1, the journal portion 4 of the crankcase 2 is formed with a cutout portion 9 formed by cutting out in a substantially semicircular shape along the outer periphery of the tapered surface 5. Thereby, the cap jig 6 can be easily inserted from the crankcase 2 side, and a complicated mechanism such as a diameter expanding mechanism is not required.
Furthermore, on the outer periphery of the tapered surface 5 and on the surface of the cylinder block 1 that does not require surface treatment, excessive insertion of the cap jig 6 into the cylinder block 1 is prevented, and positioning and sealing of the cap jig 6 are easily performed. A flat surface portion 10 is provided. The flat surface portion 10 constitutes a mechanism for positioning the cap jig 6 on the cylinder block 1, and is formed on a vertical surface extending in a direction orthogonal to the inner surface of the cylinder bore 3.
[0013]
On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, the cap jig 6 is a columnar body having a concave portion 11 opened on one end side, and a tip portion 12 on the inner peripheral side has a tapered surface 5 on the cylinder block 1. A tapered surface 13 is provided so as to closely adhere along and seal the plating pretreatment liquid and the plating liquid (surface treatment liquid) in the radial direction toward the opposite end. The tapered surface 13 of the cap jig 6 constitutes a surface treatment device in cooperation with the tapered surface 5 of the cylinder block 1, and prevents the surface treatment liquid from leaking, and It is provided to suppress the etching action and the adhesion of the plating film 14.
[0014]
Further, the tip of the tapered surface 13 located at the tip 12 of the cap jig 6 is configured to protrude toward the inner surface of the cylinder bore 3 of the cylinder block 1. The amount of protrusion of the tip portion of the tapered surface 13 is not particularly limited, but is preferably set to be larger than the thickness of the plating film 14 formed on the inner surface of the cylinder bore 3 of the cylinder block 1. According to this, the plating film 14 formed on the inner surface of the cylinder bore 3 can be formed in a tapered shape, and the chamfering process becomes unnecessary.
[0015]
On the other hand, as shown in FIG. 6, when the tip 12 of the cap jig 6 is short and the tip of the tapered surface 13 does not protrude above the inner surface of the cylinder bore 3, a plating film 14 is formed on the tapered surface 13. This means that even after honing to the solid line 15, the step of the plating film 14 remains, which is not preferable.
As shown in FIG. 7, when the tip 12 of the cap jig 6 is longer than that shown in FIG. 6 and the tip of the tapered surface 13 is located at the same position as the inner surface of the cylinder bore 3, After the honing process, the edge of the plating film 14 does not have a tapered shape, so that a slight catch is generated. However, since the step of the plating film 14 does not remain on the tapered surface 13, there is no particular problem when assembling the engine.
Further, as shown in FIG. 8, when the tip 12 of the cap jig 6 is longer than that shown in FIG. 7 and the tip of the tapered surface 13 is arranged to protrude from the inner surface of the cylinder bore 3, the plating film 14 is formed. Of the cylinder block 1 is cut off at an angle along the tapered surface 5 of the cylinder block 1. That is, the notch 16 is formed in a portion of the plating film 14 that protrudes from the bore surface of the end portion 14a. As a result, when a tool is applied in the chamfering step, the end 14a of the plating film 14 is easily broken from the wedge-shaped notch 16 as shown by a broken line in FIG. The portion 14a is formed in a tapered shape as shown in FIG.
[0016]
As shown in FIGS. 3 and 4, a contact surface portion 17 that contacts the flat surface portion 10 of the cylinder block 1 to facilitate positioning and sealing of the cap jig 6 is provided on the distal end portion 12 side of the cap jig 6. Is provided. The contact surface portion 17 and the flat surface portion 10 of the cylinder block 1 constitute a mechanism for positioning the cap jig 6 on the cylinder block 1, and have an outer peripheral surface with respect to the rear end of the tapered surface 13 of the cap jig 6. It is formed on a vertical surface extending toward.
[0017]
Although the material of the cap jig 6 according to the embodiment of the present invention is not particularly limited, urethane rubber, silicon rubber, unilate, MC nylon, and the like are preferable in consideration of sealing properties. Although a metal cap jig can be used as the cap jig 6, stainless steel or a titanium alloy having excellent corrosion resistance is a preferable material. However, the portion in contact with the cylinder block 1 needs to have an insulating structure because the plating film 14 grows when there is conduction.
The type of plating carried out in the embodiment of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include nickel plating.
[0018]
In order to form the plating film 14 on the inner surface of the cylinder bore 3 of the cylinder block 1 using the masking method and the surface treatment device according to the embodiment of the present invention, first, the cap jig 6 is inserted from the crankcase 2 side, The contact surface 17 is brought into contact with the flat surface 10 of the cylinder block 1, and the tapered surface 13 is brought into close contact with the tapered surface 5 of the cylinder block 1 for sealing. Next, in a general plating process in which the surface to be processed of the work is filled with a plating pretreatment solution, a plating solution, and the like, nickel plating or the like is performed using a plating device (not shown), and a plating film 14 is formed on the inner surface of the cylinder bore 3. (See FIG. 8). Then, if the plating film 14 is scraped off by a honing process or the like, the plating film 14 is finished to a predetermined thickness, and the plating film 14 having a tapered end portion 14a is obtained (see FIG. 4). Thereafter, the piston 7 with the piston ring 8 mounted thereon is inserted into the cylinder bore 3 from the direction shown by the arrow in FIG.
[0019]
In the masking method using the surface treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, the surface unnecessary for surface treatment that is continuous with the cylinder bore 3 of the cylinder block 1 is a tapered surface 5, and the tapered surface 13 provided on the cap jig 6 is used for the cylinder block 1. Since the surface treatment liquid is sealed by covering the unnecessary surface treatment by being in close contact with the tapered surface 5, the plating film 14 is not formed on the tapered surface 5 of the cylinder block 1, and the end 14a of the plating film 14 The plating 14 is formed in a tapered shape along the tapered surface 5, and flowering of the end portion 14 a of the plating film 14 is also suppressed. Therefore, the work of chamfering the end portion 14a of the plating film 14 on the tapered surface 5 of the cylinder block 1 can be eliminated, and cost reduction and quality improvement can be achieved. The chamfering at such a place requires complicated precision and the accuracy of the end 14a of the plating film 14, so that automation is difficult, and skill is required even in the case of manual work. This is because, in particular, in the cylinder block 1 having an integrated structure in which the crankcase 2 is integrated, there is a case in which the chamfering operation itself cannot be performed because there is no degree of freedom in maneuvering a chamfering machine such as a luter.
Moreover, when the piston 7 is inserted from the side of the crankcase 2 to assemble the engine, the tapered surface 5 of the cylinder block 1 functions as a guide for the piston 7 to be inserted. The piston 7 and the piston ring 8 are extremely unlikely to be damaged or peeled off, and can be smoothly inserted and assembled to the cylinder block 1 while preventing the piston 7 and the piston ring 8 from being damaged.
[0020]
In addition, in the conventional cylinder block of the crankcase integrated type, since the journal part projects to the inner diameter side of the cylinder bore, insert the masking jig in a contracted state, and then expand the masking jig by the diameter expansion mechanism. I needed to do that. On the other hand, in the masking method using the surface treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, the notch 9 cut out in a substantially semicircular shape along the outer periphery of the tapered surface 5 is formed in the journal 4 of the cylinder block 1. Since the cap jig 6 can be sealed simply by inserting it into the cylinder block 1 from the crankcase 2 side, a mechanism such as expanding the diameter of the cap jig 6 is not required. Simplified and inexpensive equipment can be provided.
Further, in the masking method using the surface treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, a flat surface portion 10 perpendicular to the inner surface of the cylinder bore 3 is formed on the outer periphery of the tapered surface 5 of the cylinder block 1, and the flat surface portion 10 contacts the flat surface portion 10. Since the contact surface 17 to be in contact with is formed on the end portion 12 side of the cap jig 6 and constitutes a mechanism for positioning the cap jig 6 in the cylinder block 1, excessive insertion of the cap jig 6 can be prevented. , Positioning and sealing can be performed simply and reliably.
By the way, as a pre-plating treatment of an aluminum die-cast material (such as ADC12), a method of performing electrolytic etching using an acidic solution such as phosphoric acid is known. In such an electrical surface treatment, over-etching is liable to occur due to concentration of electric charges at corners such as a bore end. On the other hand, since the end of the cylinder bore 3 in the present embodiment is covered by the tip 12 of the cap jig 6 that is arranged so as to protrude, concentration of electric charges can be suppressed and uniform surface treatment can be performed. .
[0021]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention. For example, the cylinder block 1 and the cap jig 6 of the above-described embodiment having the structure in which the journal portion 4 of the crankcase 2 is cut out in a substantially semicircular shape and can be easily sealed are formed by not only plating but also electrolytic etching or alumite. Is applicable to all surface treatments. Also, the plating method such as electroless plating and electroplating is not particularly limited, but more favorable effects can be obtained in an electroplating method that easily causes flowering.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, the masking method of surface treatment according to the present invention covers the surface of the work that does not require surface treatment with a masking jig, and then immerses the work in a surface treatment liquid to cover only the surface to be treated of the work. In the processing, the surface treatment unnecessary surface that is continuous with the surface to be processed of the work is a tapered surface, and the surface treatment liquid is sealed by bringing the tapered surface provided in the masking jig into close contact with the tapered surface. The surface treatment liquid can be reliably prevented from leaking, and the surface treatment at the end of the surface to be treated can be shaped along the taper shape, and the stepped portion is formed at the boundary between the surface to be treated and the surface not requiring surface treatment. Can be prevented, and a smooth surface to be processed can be obtained. In addition, when assembling another component to the workpiece that has been subjected to the surface treatment by the masking method of the present invention, the workability of assembling the component can be improved because the tapered surface of the workpiece serves as a guide.
[0023]
Further, in the masking method for surface treatment according to the present invention, a flat surface extending in a direction orthogonal to the surface to be processed is provided on the surface not requiring surface treatment of the work, and a surface abutting on the flat surface is treated by the masking treatment. If the masking jig is positioned on the workpiece at the corresponding contact surface, excessive insertion of the masking jig into the surface to be processed can be prevented, and positioning and sealing of the masking jig can be easily performed. . When the tip of the tapered surface of the masking jig is arranged so as to protrude toward the surface to be processed of the work, the work of chamfering the end of the film can be easily performed. Further, the surface treatment of the work is a film forming process for forming a film on the surface to be processed, and a protrusion amount of a tip portion of a tapered surface of the masking jig is larger than a film thickness formed on the surface to be processed of the work. When it is set to be larger, the end portion of the film can be reliably formed into a tapered shape, and the chamfering process can be eliminated.
On the other hand, in the masking method for surface treatment according to the present invention, when the workpiece is a cylinder block and the surface to be treated is a cylinder bore, it is possible to prevent the concentration of charges at the end of the bore, and to provide a uniform surface with respect to the cylinder bore. Processing can be performed. In addition, when the cylinder block is formed integrally with the crankcase, and a portion of the journal formed in the crankcase projecting from the bore surface is cut out along the tapered surface of the cylinder block, Insertion is easy, there is no need to provide a complicated diameter expansion mechanism, etc., the masking jig has a simple structure, an inexpensive plating device can be used, and the piston ring can be inserted from the skirt side, and assembly workability is improved. Can be improved.
[0024]
The surface treatment apparatus according to the present invention includes a masking jig that covers the surface unnecessary for surface treatment of the work, and the surface to be treated of the work is coated with a surface treatment liquid while the surface unnecessary for surface treatment is covered by the masking jig. When the surface treatment is performed only on the surface to be treated of the work, the surface unnecessary for surface treatment continuous to the surface to be treated of the work is a tapered surface, and the surface treatment liquid is sealed by closely contacting the tapered surface. Since the masking jig is provided with the tapered surface, the same effect as the masking method of the present invention can be obtained.
[0025]
The surface treatment apparatus of the present invention may further include a positioning mechanism for positioning the masking jig on the work, wherein the positioning mechanism is provided on a surface unnecessary surface of the work, and is orthogonal to the surface to be processed. In the case of having a flat surface extending in the direction and a surface provided on the masking jig and abutting on the flat surface, the tip of the tapered surface of the masking jig is directed toward the surface to be processed of the work. When the workpiece is surface-treated, or when the surface treatment of the work is a film-forming treatment for forming a film on the surface to be treated, the amount of protrusion of the tip end of the tapered surface of the masking jig is such that Even when the thickness is set to be larger than the film thickness to be formed on the surface to be processed, the same effects as those of the masking method of the present invention can be obtained.
Furthermore, when the material of the masking jig is any of urethane rubber, silicone rubber, unilate and MC nylon, a masking jig excellent in sealing properties can be obtained. When the material of the masking jig is stainless steel or a titanium alloy, a masking jig excellent in corrosion resistance can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a cylinder block to which a masking method for surface treatment according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.
3A and 3B are cap jigs used in a masking method for surface treatment according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a side view and FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a taper surface of a cap jig is brought into close contact with a taper surface of a cylinder block in the masking method for surface treatment according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state where a piston is inserted into a cylinder bore of a cylinder block by a masking method for surface treatment according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a masking method for surface treatment according to an embodiment of the present invention, in which a tip end of a taper surface of a cap jig to be adhered along a taper surface of a cylinder block is short, and a plating film is formed on the taper surface of the cylinder block. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a case where is formed.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the masking method of the surface treatment according to the embodiment of the present invention, in which the tip of the tapered surface of the cap jig which is brought into close contact with the tapered surface of the cylinder block is the same as the inner surface of the cylinder bore; It is sectional drawing which shows the case where the level | step difference of a plating film does not remain on a surface.
FIG. 8 is a plan view showing a masking method of a surface treatment according to an embodiment of the present invention. In the masking method, a tip end of a taper surface of a cap jig to be adhered along a taper surface of a cylinder block projects from an inner surface of a cylinder bore. It is sectional drawing which shows the case where a notch is formed in a film | membrane.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which a plating film is formed on an inner surface of a bore and a tapered surface of a cylinder block by a conventional masking method of surface treatment, and a step of the plating film is formed on the tapered surface.
[Explanation of symbols]
1 Cylinder block (work)
2 Crankcase 3 Cylinder bore (surface to be treated)
4 Journal part 5 Tapered surface 6 Cap jig (masking jig)
9 Notch 10 Flat surface 12 Tip of cap jig 13 Tapered surface 14 Plating film 14a End 16 Notch 17 Contact surface

Claims (14)

ワークの表面処理不要面をマスキング治具で覆い、その後、前記ワークの被処理面を表面処理液で満たすことにより前記ワークの被処理面のみに表面処理を施す表面処理のマスキング方法において、前記ワークの被処理面に連続する表面処理不要面をテーパー面とし、該テーパー面に、前記マスキング治具に設けたテーパー面を密着させることにより前記表面処理液をシールしたことを特徴とする表面処理のマスキング方法。In a masking method for surface treatment, in which a surface treatment unnecessary surface of a work is covered with a masking jig, and thereafter, the surface to be treated of the work is filled with a surface treatment liquid to perform surface treatment only on the surface to be treated of the work. The surface treatment unnecessary surface which is continuous with the surface to be treated is a tapered surface, and the surface treatment liquid is sealed by bringing the tapered surface provided on the masking jig into close contact with the tapered surface. Masking method. 前記ワークの表面処理不要面に、前記被処理面に対して直交する方向へ延びる平坦面を設ける一方、該平坦面に当接する面を前記マスキング治具に設け、該当接面で前記マスキング治具を前記ワークに位置決めしたことを特徴とする請求項1に記載の表面処理のマスキング方法。A flat surface extending in a direction perpendicular to the surface to be processed is provided on the surface not requiring surface treatment of the work, and a surface abutting on the flat surface is provided on the masking jig. The masking method for surface treatment according to claim 1, wherein is positioned on the work. 前記マスキング治具のテーパー面の先端部を前記ワークの被処理面上に向けて突出させて配置したことを特徴とする請求項1に記載の表面処理のマスキング方法。2. The masking method for surface treatment according to claim 1, wherein a tip portion of a tapered surface of the masking jig is arranged so as to protrude toward a surface to be processed of the work. 前記ワークの表面処理が前記被処理面に皮膜を形成する成膜処理であり、前記マスキング治具のテーパー面の先端部の突出量が前記ワークの被処理面に成膜する膜厚よりも大きくなるように設定したことを特徴とする請求項3に記載の表面処理のマスキング方法。The surface treatment of the work is a film forming process for forming a film on the surface to be processed, and a protrusion amount of a tip portion of a tapered surface of the masking jig is larger than a film thickness to be formed on the surface to be processed of the work. The masking method for surface treatment according to claim 3, wherein the masking is set to be as follows. 前記ワークがシリンダブロックであり、前記被処理面がシリンダボアであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の表面処理のマスキング方法。5. The masking method according to claim 1, wherein the workpiece is a cylinder block, and the surface to be processed is a cylinder bore. 前記シリンダブロックをクランクケースと一体に形成し、該クランクケースに形成されるジャーナルのボア面より張り出す箇所を前記シリンダブロックのテーパー面に沿って切り欠いたことを特徴とする請求項5に記載の表面処理のマスキング方法。The cylinder block is formed integrally with a crankcase, and a portion projecting from a bore surface of a journal formed in the crankcase is cut out along a tapered surface of the cylinder block. Masking method of surface treatment. ワークの表面処理不要面を覆うマスキング治具を備え、該マスキング治具によって前記表面処理不要面を覆った状態で、前記ワークの被処理面を表面処理液で満たすことにより前記ワークの被処理面のみに表面処理を施す表面処理装置において、前記ワークの被処理面に連続する表面処理不要面をテーパー面とし、該テーパー面に密着させることにより前記表面処理液をシールするテーパー面を前記マスキング治具に設けたことを特徴とする表面処理装置。A masking jig for covering the surface not requiring surface treatment of the work, wherein the surface to be treated of the work is filled with a surface treatment liquid in a state where the surface not requiring surface treatment is covered by the masking jig; In a surface treatment apparatus that performs surface treatment only on a surface of the workpiece, a surface unnecessary for surface treatment that is continuous with the surface to be treated is a tapered surface, and the taper surface that seals the surface treatment liquid is brought into close contact with the tapered surface to perform the masking treatment. A surface treatment device provided on a tool. 前記ワークへの前記マスキング治具の位置決め機構を更に備え、該位置決め機構は、前記ワークの表面処理不要面に設けられ、前記被処理面に対して直交する方向へ延びる平坦面と、前記マスキング治具に設けられ、前記平坦面に当接する面とを有していることを特徴とする請求項7に記載の表面処理装置。A positioning mechanism for positioning the masking jig on the workpiece, wherein the positioning mechanism is provided on a surface not requiring surface treatment of the workpiece and extends in a direction orthogonal to the surface to be processed; The surface treatment apparatus according to claim 7, further comprising a surface provided on the tool and abutting on the flat surface. 前記マスキング治具のテーパー面の先端部を前記ワークの被処理面上に向けて突出させて配置するようにしたことを特徴とする請求項7に記載の表面処理装置。The surface treatment apparatus according to claim 7, wherein a tip portion of a tapered surface of the masking jig is arranged so as to protrude toward a surface to be processed of the work. 前記ワークの表面処理が前記被処理面に皮膜を形成する成膜処理であり、前記マスキング治具のテーパー面の先端部の突出量が前記ワークの被処理面に成膜する膜厚よりも大きくなるように設定したことを特徴とする請求項9に記載の表面処理装置。The surface treatment of the work is a film forming process for forming a film on the surface to be processed, and a protrusion amount of a tip portion of a tapered surface of the masking jig is larger than a film thickness to be formed on the surface to be processed of the work. The surface treatment apparatus according to claim 9, wherein the surface treatment apparatus is set to be as follows. 前記マスキング治具の材質が、ウレタンゴム、シリコンゴムおよびMCナイロンのいずれかであることを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の表面処理装置。The surface treatment apparatus according to any one of claims 7 to 10, wherein a material of the masking jig is one of urethane rubber, silicone rubber, and MC nylon. 前記マスキング治具の材質が、ステンレス鋼またはチタン合金であることを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の表面処理装置。The surface treatment apparatus according to any one of claims 7 to 10, wherein a material of the masking jig is stainless steel or a titanium alloy. 前記ワークがシリンダブロックであり、前記被処理面がシリンダボアであることを特徴とする請求項7〜12のいずれかに記載の表面処理装置。The surface treatment apparatus according to claim 7, wherein the workpiece is a cylinder block, and the surface to be processed is a cylinder bore. 前記シリンダブロックをクランクケースと一体に形成し、該クランクケースに形成されるジャーナルのボア面より張り出す箇所を前記シリンダブロックのテーパー面に沿って切り欠いたことを特徴とする請求項13に記載の表面処理装置。The cylinder block is formed integrally with a crankcase, and a portion protruding from a bore surface of a journal formed in the crankcase is cut out along a tapered surface of the cylinder block. Surface treatment equipment.
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