JP4061583B2 - めっき装置用中間冶具 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のエンジンのシリンダブロックに設けられたシリンダの円筒形状の内周面などに、めっき皮膜を形成することができるめっき処理装置における前記複数のワークの互いの合せ面に介在させるめっき装置用中間冶具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンのアルミ合金製シリンダを製造する場合には、耐摩耗性を向上させるために、シリンダの内周面にめっき皮膜等の硬質皮膜を形成している。めっきを施す装置としては、例えば、特許文献１のように、樹脂製のセット治具を介して複数のシリンダを縦に重ね合せ、これらのシリンダの内周面と隙間を持たせて陽極棒を挿入するとともに、セット治具を介してシリンダ側を陰極に接続し、シリンダボア面と陽極棒の隙間にめっき液を流すことにより、それぞれのシリンダの内周面に同時にめっきを施すものが知られている。また、特許文献２のように、めっき液をシールするシール部材を用いためっき処理装置が知られている。
【０００３】
このようなめっき処理装置では、上記陽極棒からの電荷がシリンダボア端部に集中してしまい、シリンダボア端部に膜厚の肥大化（花咲き）不良が発生する。この花咲きは、シリンダにめっき処理をおこなうときに対策しなければならない一つの課題となっており、特に高い寸法精度が要求されるシリンダヘッド取付面側では、より重要な問題となっている。この花咲きを防止する方法としては、特許文献３のように、導電性部材をボア端面に設置する技術が知られている。なお、特許文献１に記載されている装置においても、金属プレートをシリンダヘッド部に設置して花咲きを防止している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１８８９８８号公報
【特許文献２】
実公昭５８−４２１６７号公報
【特許文献３】
特開平７−１８８９９０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
（１）特許文献１に開示されているシリンダの設置方法では、シリンダヘッド取付面を下側に向けて積み重ねて配置しているので、シリンダの断面とほぼ同じ面積の金属プレートを２枚使用しなければならない。そのため、部品点数が多くなり、コスト高となる。また、この金属プレートに付着しためっき皮膜を除去するためには、金属プレートをめっき処理装置から取り外さなければならないため、作業性が悪い。
また、この金属プレートは、花咲き防止と積み重ねたシリンダ間に電気を通電するための機能は備えているが、めっき液をシールする機能は備えていない。そのため、高速めっき処理を短時間におこなうと、大量のめっき液の圧力に耐えることができずに液漏れが生じてしまう。
さらに、この装置では、ノックピンとノックピン穴を介して上下のシリンダに電気を供給しており、通電不良を抑えるために、ノックピンのはめあい公差を厳しくしなければならない。そのため、セット治具からワークを取り外す作業が困難であるとともに、治具とワークのカジリ等の不具合が生じてしまい、作業性低下を招いている。
【０００６】
（２）特許文献２に開示されているシール性を高めた装置では、シール部材を設けているため良好なシール性を有するが、そのシール部材を保持するための溝が必要となるため、治具が厚くなるという問題がある。また、この厚い治具内面にはめっき皮膜が付着するが、その除去作業も煩雑であり、除去に用いる硝酸等の薬液を入れる容器も大型化するという問題を抱えている。
【０００７】
（３）高速めっき処理を短時間におこなうためには、高いシール性の他に、１００Ａ／ｄｍ2以上の高い電流密度が必要である。特許文献３の装置では、電流密度２８Ａ／ｄｍ2のときの花咲き防止効果が開示されているが、１００Ａ／ｄｍ2以上の電流密度で使用した場合には、十分な花咲き防止効果を得ることができず、安定した品質にすることができなかった。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡素で軽量な構造を有し、セット治具に付着するめっきの除去等のメンテナンス性を向上させるとともに、上下双方のシリンダヘッドボア端面の花咲きを防止するめっき装置用中間冶具を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、陰極側となる複数の円筒形状のワークを重ねて配置するとともに該ワークの円筒形状内に陽極側となる電極を配置し、該ワークのめっき処理面と、陽極側となる電極との間をめっき処理液で満たし、前記ワークと電極との間に電流を流すことにより、複数のワークの被処理面に同時にめっき処理を施すめっき装置における前記複数のワークの互いの合せ面に介在させる中間冶具において、前記中間治具を、前記ワークの被処理面に隣接してめっき処理液に触れる面と前記ワークに当接する面とを備えた金属製リングと、該金属製リングと前記ワークとの合せ面から漏洩するめっき処理液をシールするシール部材と、前記ワークとの当接面積が前記金属製リングよりも広い面を備えた導通用金属製プレートとで構成し、これら金属製リングと、シール部材と、導通用金属製プレートをワークの外側方向に同心状に並設したことにある。
【００１０】
また、前記中間冶具の金属製リングをシール部材の内側に着脱自在に装着したことにある。
前記中間冶具の金属製リングを前記ワーク内面より内側に凸となるように形成したことにある。
前記中間冶具のシール部材を前記ワークの重積方向に対して前記導通用金属製プレートよりも凸となるように形成したことにある。
前記中間冶具の金属製リングを前記ワークの重積方向に対して前記導通用金属製プレートよりも凸となるように形成したことにある。
【００１１】
前記金属製リングの前記ワークの被処理面に隣接する面の少なくとも下側の内周端縁に面取り形状を設けたことにある。
【００１２】
前記導通用金属製プレートと前記ワークの合せ面に互いの掛止機構を備えたことにある。
前記掛止機構は前記合せ面に設けた凹形状と凸形状を嵌合させることにより掛止する構造である。
【００１３】
前記金属製リングの前記ワークの被処理面に隣接する面に平行で中間治具の両面を貫通する孔を設けたことにある。
前記金属製リングが、少なくとも１ヵ所は分離可能としたことにある。
【００１４】
前記金属製リングの前記ワークの被処理面に隣接する面を曲面とし、曲率が変化する方向に弾性変形可能としたことにある。
前記金属製リングの前記ワークの被処理面に隣接する面を取外し可能な薄板で形成したことにある。
前記金属製リングが、ＳＵＳまたはＴｉ合金製であることにある。
前記金属製リングの前記接触面の前記ワークの被処理面に隣接する面の一部を弾性変形可能な部材で形成したことにある。
【００１５】
前記ワークがエンジンのシリンダブロックであり、前記中間治具との合せ面が前記シリンダブロックのヘッド側としたことにある。
【００１６】
また、本発明は、陰極側となる複数の円筒形状のワークを重ねて配置するとともに該ワークの円筒形状内に陽極側となる電極を配置し、該ワークのめっき処理面と、陽極側となる電極との間をめっき処理液で満たし、電流を流すことにより、複数のワークの被処理面に同時にめっき処理を施すめっき装置における前記複数のワークの互いの合せ面に介在させる中間冶具において、前記中間治具は、前記ワークの被処理面に隣接してめっき処理液に触れる面と前記ワークに当接する面とを備えると同時に前記ワークとの合せ面から漏洩するめっき処理液をシールする導通性樹脂から成るシール部材と、前記ワークとの当接面積が前記シール部材よりも広い面を備えた導通用金属製プレートとで構成し、これら導通性樹脂から成るシール部材と導通用金属製プレートをワークの外側方向に同心状に並設したことにある。
前記導通性樹脂から成るシール部材を、前記ワーク内面より内側に凸となるように形成するとともに前記ワークの重積方向に対して前記導通用金属製プレートよりも凸となるように形成し、かつ前記ワークの被処理面に隣接する面の少なくとも下側の内周端縁に面取り形状を設けたことにある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態に係る円筒形部材のめっき装置であって、特に内燃機関の単気筒シリンダ内面にＳｉＣ粒子を分散させたニッケル複合めっきを施すめっき装置用中間冶具について図面を用いて説明する。
【００１８】
図１に、本発明の実施の形態におけるめっき装置の断面図を示す。このめっき装置１には、シリンダ２を有する２つのシリンダブロック３が上下に重ねられて治具５により挟持されている。この２つのシリンダブロック（ワーク）３の間には、中間治具７が配設されている。めっき装置には、めっき液（表面処理液）９を貯めためっき液槽１１と、めっき液９を送り出す送液ポンプ１３と、シリンダブロック３のシリンダ２に配設された略円筒形状の陽極棒１５が設けられている。めっき液９は、送液ポンプ１３によりめっき槽１１から陽極棒１５の中空内部に下側から供給され、さらに陽極棒１５の内部を上側に送られ、治具５を介してワークのボア内面（被処理面）１７と陽極棒１５の外周面の間に圧送されている。この状態でシリンダブロック３が陰極側に接続され、陽極棒１５が陽極側に接続されると、ボア内面１７にめっき皮膜が形成されるようになっている。
【００１９】
シリンダブロック３のシリンダヘッド取付面（ワークの合せ面）４は、それぞれの面４が互いに対向するように配設されており、それぞれのボア内面１７がほぼ面一になるように配置されている。この対向するシリンダヘッド取付面４の付近では特に高いめっき品質が要求されるため、めっき液９の流れおよびめっき電流分布の安定している流路中央部にシリンダヘッド取付面４が配設されている。
【００２０】
中間治具７は、図２に示すように、ボア内面（被処理面）１７からシリンダ２の外側方向に向けて花咲き防止用金属性リング（第１の金属部材）１９（以下、金属リングという）、めっき液漏れ防止用軟質樹脂製リング（シール部材）２１（以下、樹脂リングという）、導通用金属性プレート（第２の金属部材）２３（以下、導通プレートという）の順番で同心円状に３層構造に構成されている。この導通プレート２３の両面には、ノックピン（掛止機構）２５が具備されており、合せ面に設けた凹形状と凸形状を嵌合させることにより上下のシリンダブロック３と中間治具７を所定の位置へ固定することができる。
【００２１】
金属リング１９は、望ましくは耐食性を有するもの、例えばＳＵＳやＴｉ合金で形成されている。樹脂リング２１は、望ましくは耐薬品性の樹脂、例えばウレタンゴムやシリコンゴムで形成されている。導通プレート２３は、望ましくは耐食性を有するもの、例えばＳＵＳやＴｉ合金製プレートで形成されている。但し、導通プレート２３は、樹脂リングのシール性が確実であり、めっき液に触れる心配がなければ銅などの導通部材で形成されていても良い。
また、金属リング１９と樹脂リング２１の代わりに、金属リング１９の花咲きを防止する働きと、樹脂リング２１のシールする働きを一つの部材で行なうことができる導通性樹脂リング（導通性樹脂からなるシール部材）を使用することもできる。
【００２２】
金属リング１９は、シール部材２１の内側にシール部材の弾性を利用して保持されており、容易に着脱できる構造となっている。また、導通プレート２３は、広い面積で上下のシリンダヘッド取付面４とそれぞれ接触しており、それぞれのシリンダブロック３が導通プレート２３を介して導通するように構成されている。また、ノックピン２５は、上下のシリンダブロック３に通電するために使用していないので、嵌合の公差を厳しく規制しておらず、導通プレート２３がシリンダブロック３から容易に着脱できるように構成されている。
【００２３】
金属リング１９は、図3（図2のＡ−Ａ断面図）に示すように、ボア内面１７を基準とし、ボア内面１７より凸となる方向の距離をマイナスとした時、金属リング１９のボア内面１７に隣接してめっき液９に触れる面２４の位置を０．０ｍｍ〜−０．２ｍｍとなるように設けられている。
【００２４】
導通プレート２３のシリンダブロック３の重積方向の寸法を基準とした時、樹脂リング２１の寸法が０．０ｍｍ〜＋０．３ｍｍとなるように設けられており、さらに金属リング１９の寸法が０．０ｍｍ〜＋０．１ｍｍとなるように設けられている。
【００２５】
金属リング１９のボア内面１７に隣接してめっき液９に触れる面２４には、図３に示すように、少なくとも、下側の内周端縁２７に面取り形状が設けられている。下側の内周端縁２７に面取り形状を設けたもの（図４（ａ）参照）の他に、さらに上側の内周端縁２９に面取り形状を設けたもの（図４（ｂ）参照）も使用することができる。
【００２６】
上述のめっき処理装置に、Ｎｉ−ＳｉＣめっき液を用いて液流速を１．０ｍ／ｓ一定に制御し、１５０Ａ／ｄｍ2の高い電流密度で２個同時にめっきをおこなった。その結果、いずれの花咲き防止リングにおいてもボア端面で花咲きや液漏れを発生することなく、均等な膜厚の安定しためっき品質を得ることができた。
【００２７】
本発明の実施形態に係る円筒形部材のめっき装置では、金属リング１９が中間治具７から取り外しが容易にできる構造であるため、金属リング１９の内面側に付着しためっき皮膜の除去、または金属リングの交換が簡単におこなうことができ、メンテナンス性に優れる。また、シリンダブロック３のシリンダヘッド取付面４を向かい合わせてめっき処理をおこなうため、一つの金属リング１９で２つのボア端面における花咲き不良の問題を解決することができ、効率的である。
【００２８】
また、金属リング１９の外側の樹脂リング２１によって良好にシールされているので、めっき液９が漏れることがない。さらに、導通プレート２３によって上下のシリンダ取付面４と広い面積で接触しているので、導通不良が生じない。また、導通プレート２３の両面のピン２５によって位置決めがされているので、容易にシリンダブロック３から中間治具７を取り外すことができるとともに、正確で確実な位置決めが可能であり、作業効率を向上させることができる。
【００２９】
平面の面積が広いシリンダヘッド取付面４を合わせて２つのシリンダブロックを積み重ねているので、従来技術に比べ接合治具の構造が簡素で段取り換えの際の作業性が良い。また、めっき液の流れおよびめっき電流分布の安定している流路中央へシリンダヘッド取付面４側を設置しているので、高いめっき品質の要求されるシリンダヘッド取付面４の付近のめっきを適正に行なうことができる。
【００３０】
また、乱流が生じやすいめっき液９の合流および分岐点に、曲率の大きなＲ形状を有するシリンダスカート部が配置されているので、乱流の起きやすい場所においてもＳｉＣ等の分散粒子を均一に分布させることができ、ボア内全面１７に安定して良質なめっき皮膜の成膜が可能になる。
【００３１】
シリンダヘッドのボア端面を向いあわせて、金属リング１９をシリンダボア内面１７から０．０ｍｍ〜０．２０ｍｍ内側に突出させているので、１００Ａ／ｄｍ2以上の電流密度で高速めっき処理をする際に、ボア端面への電荷の集中による膜厚の肥大化を防ぐことが可能になる。これにより、被覆後の肥大部分の除去作業が不要となり、工程削減による低コスト化が可能になる。
【００３２】
図４（ｂ）に示すように、積み重ねたシリンダブロック３の少なくとも下側の金属リング１９の内周端縁２７に面取り形状を設けているので、この内周端縁２７が直角形状のものと比べて、その周辺のめっき液９の流れをスムーズにすることができ、乱流の発生を防止する効果が得られる。この効果により、金属リング１９の直下でも分散粒子を均一に共析させることができる。また、金属リング１９の内周端縁の上下を面取り形状にしても同様の効果が得られる。また、樹脂リング２１のチャック圧による歪を考慮して、導通プレート２３の板厚を基準に、樹脂リング１９の厚さを０．０ｍｍ〜＋０．３ｍｍ、金属リング１９の厚さを０．０〜＋０．１ｍｍに設定しているので、めっき処理中の液漏れと金属製リングの通電不良がなくなり、花咲きがない良質な処理が可能になる。
【００３３】
金属リング１９による花咲き防止と軟質樹脂製リングでのシールの働きを、一つの導通性樹脂リングで構成した場合は、部品点数を削減することができる。また、樹脂製であるため処理後に導通性樹脂リングの内面に付着しためっき皮膜の剥離作業が容易になる。
【００３４】
なお、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、たとえば図５に示すように、中間治具７に用いられる金属リング１９の面２４の形状を以下の形状に変更することができる。これにより、花咲きとめっき液９の乱流を防止することができる。図５（ｂ）〜（ｇ）は、図５（ａ）に示した金属リング１９の一部（Ｂ部）を切り取った断面斜視図である。
（イ） 面２４の下側の内周端縁２７をＲ形状に形成する。（図５（ｂ）参照）
（ロ） 上記（イ）の形状に、周方向に沿って突出するのこぎりの歯の形状に形成する。（図５（ｃ）参照）
（ハ） 上記（ロ）の歯の形状を矩形状に形成する。（図５（ｄ）参照）
（ニ） 面２４に沿って金属リング１９の両面を貫通する液の流入出口（入出孔）を形成する。（図５（ｅ）参照）
（ホ） 面２４の下側の内周端縁２７をＣ面取り形状に形成する。（図５（ｆ）参照）
（ヘ） 面２４に沿って一定の隙間を空けて少なくとも１枚以上の薄板２８を配設する。（図５（ｇ）参照）
【００３５】
また、金属リング１９を、以下に示すように、面２４に対して垂直な面で分割・接合できるような構造にすることができる（図６参照）。これにより、金属リング１９の内面に付着しためっき皮膜を短時間で除去することや、薬液を用いた洗浄作業が容易になる。
（あ） 金属リング１９を上下方向に切断し、一方の面に設けた凸状のほぞ形状部４０ａのすり割りを、他方の面に設けた凹状のほぞ形状部４０ｂに上下方向に嵌合させる。（図６（ａ）参照）
（い） 金属リング１９を上下方向に切断し、一方の面に設けた凸状のほぞ形状部４１ａのすり割りを、他方の面に設けた凹状のほぞ形状４１ｂ部に左右方向に嵌合させる。（図６（ｂ）参照）
（う） 金属リング１９を上下方向に切断し、一方の面に設けた右側部分が突出する段差形状部４２ａを、他方の面に設けた左側部分が突出する段差形状部４２ｂに左右方向に係合させる。（図６（ｃ）参照）
（え） 金属リング１９を上下方向に切断し、一方の面に設けた上側部分が突出する段差形状部４３ａを、他方の面に設けた下側部分が突出する段差形状部４３ｂに上下方向に係合させる。（図６（ｄ）参照）
【００３６】
（お） 金属リング１９を上下方向に切断し、一方の面に設けた凹形状部４４ａを、他方の面に設けた凸形状部４４ｂに左右方向に嵌合させる。（図６（ｅ）参照）
（か） 金属リング１９を上下方向に切断し、一方の面に支点４５ａを中心に回動可能なＬ字形状のひっかけ部４５ｂを設け、他方の面にひっかけ部４５ｂが係合する凹部４５ｃと穴部４５ｄを設けて、ひっかけ部４５ｂを穴部４５ｄに係合させる。（図６（ｆ）参照）
（き） 上記（え）の構造に、上下方向に係合しているそれぞれの段差形状に貫通孔４６ａを設け、貫通孔４６ａにピン４６ｂを挿嵌させて固定する。（図６（ｇ）参照）
（く） 金属リング１９を上下方向に切断し、それぞれの断面に設けた磁石３１を吸着させて固定する。（図６（ｈ）参照）
【００３７】
さらに、図７に示す以下の構造を用いることにより、金属リング１９の内周端縁に付着しためっき皮膜を短時間で剥離すること、および薬液による洗浄することが容易になる。
（Ｉ） 金属リング１９の面１４に沿って、薄板３３を取り外し可能な構造で取付ける。（図７（ａ）参照）
（II） 金属リング１９の一部を導通性のある弾性変形可能な部材３５で構成し、容易に金属リング１９を歪ませることができる構造とする。部材３５の両側の接続面に設けた凸状のほぞ形状部４７ａは、金属リング１９のそれぞれの接続面に設けた凹状のほぞ形状部４７ｂに上下方向に嵌合して取り付けられている。（図７（ｂ）参照）
(III) 金属リング１９を上下方向に切断し、一方の面に設けた上側部分が突出する段差形状部４８ａを、他方の面に設けた下側部分が突出する段差形状部４８ｂに上下方向に係合し、それぞれの段差形状部４８ａ，４８ｂの突出部分に設けた貫通孔４８ｃにピン４８ｄを係止する構造とする。金属リング１９は、外側に膨らむばね状に加工されている。（図７（ｃ）参照）
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係る円筒形部材のめっき装置用中間冶具によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）陰極側となる複数の円筒形状のワークを重ねて配置するとともに該ワークの円筒形状内に陽極側となる電極を配置し、該ワークのめっき処理面と、陽極側となる電極との間をめっき処理液で満たし、前記ワークと電極との間に電流を流すことにより、複数のワークの被処理面に同時にめっき処理を施すめっき装置における前記複数のワークの互いの合せ面に介在させる中間冶具において、前記中間治具を、前記ワークの被処理面に隣接してめっき処理液に触れる面と前記ワークに当接する面とを備えた金属製リングと、該金属製リングと前記ワークとの合せ面から漏洩するめっき処理液をシールするシール部材と、前記ワークとの当接面積が前記金属製リングよりも広い面を備えた導通用金属製プレートとで構成し、これら金属製リングと、シール部材と、導通用金属製プレートをワークの外側方向に同心状に並設したので、ワークの被処理面の端部に発生しやすい花咲きを防止することができる。また、導通用金属製プレート（第２の金属部材）によりワークと広い面で接しているので、良好な導通を得ることができる。さらに、金属製リング（第１の金属部材）を導通用金属製プレート（第２の金属部材）と別体に設けているので、金属製リング（第１の金属部材）を小型化して、該金属製リング（第１の金属部材）を中間治具から容易に取り外せるようにするとともに、めっき処理液に触れる接触面に付着した表面処理皮膜の剥離作業を容易におこなえ、また金属製リング（第１の金属部材）自体を交換することができ、メンテナンス性の向上が得られる。さらに、シール部材を設けているので、ワークを直接に重積するのに比べ、めっき処理液の漏洩を確実に防止することができる。
【００３９】
（２）陰極側となる複数の円筒形状のワークを重ねて配置するとともに該ワークの円筒形状内に陽極側となる電極を配置し、該ワークのめっき処理面と、陽極側となる電極との間をめっき処理液で満たし、電流を流すことにより、複数のワークの被処理面に同時にめっき処理を施すめっき装置における前記複数のワークの互いの合せ面に介在させる中間冶具において、前記中間治具は、前記ワークの被処理面に隣接してめっき処理液に触れる面と前記ワークに当接する面とを備えると同時に前記ワークとの合せ面から漏洩するめっき処理液をシールする導通性樹脂から成るシール部材と、前記ワークとの当接面積が前記シール部材よりも広い面を備えた導通用金属製プレートとで構成し、これら導通性樹脂から成るシール部材と導通用金属製プレートをワークの外側方向に同心状に並設したので、ワークの被処理面の端部に発生しやすい花咲きを防止することができる。また、金属部材によりワークと広い面で接しているので、良好な導通を得ることができる。さらに、中間治具全体を取り外さなくてもシール部材を取り外すことができる構造にしているので、表面処理液に触れる接触面に付着した表面処理皮膜を容易に剥離させ、またシール部材自体を交換することができ、メンテナンス性の向上が得られる。さらに、シール部材を導通性部材にしているので、表面処理液の漏洩とワークの被処理面への導通を一つの部材で行なうことができる。また、シール部材に樹脂製のものを使用しているので、表面処理皮膜の剥離作業が容易となる。
【００４０】
（３） 第１の金属部材をＳＵＳまたはＴｉ合金製にしているので、耐食性が向上し、表面処理液による腐食を防止することができる。
（４） 前記シール部材をウレタンゴムまたはシリコンゴム製にしているので、耐食性が向上し、表面処理液による劣化を防止することができる。
（５） 前記第２の金属部材をＳＵＳまたはＴｉ合金製にしているので、耐食性が向上し、表面処理液による腐食を防止することができる。樹脂リングのシール性が確実であり、表面処理液に触れる心配がなければ、銅などの導通部材で形成されていてもよい。
【００４１】
（６） 前記第２の金属部材と前記ワークの合せ面に互いの掛止機構が設けられているので、複数のワークを所定の位置に確実に位置決めすることができる。
（７） 前記掛止機構は前記合せ面に設けた凹形状と凸形状を嵌合させることにより掛止する構造にしているので、着脱を容易にして、作業効率を向上させることができる。また、通電不良を防止することができる。
【００４２】
（８） 前記ワークの被処理面を基準とし、該被処理面より凸となる方向の距離をマイナスとした時、前記第１の金属部材または前記導通性樹脂からなるシール部材の前記ワークの被処理面に隣接して表面処理液に触れる面の位置を０．０ｍｍ〜−０．２ｍｍとしているので、１００Ａ／ｄｍ2以上の電流密度で高速めっき処理をする際に、被処理面の端面に電荷が集中して発生する膜厚の肥大化を防止することができる。これにより、膜厚の肥大部分の除去作業がなくなり、工程を削減することができる。
【００４３】
（９） 前記第１の金属部材または前記導通性樹脂から成るシール部材の前記ワークの被処理面に隣接する面の下端に面取り形状を設けているので、ワークの被処理面と第１の金属部材との境界における表面処理液の流れをスムーズにし、乱流の発生を防止することができる。これにより、第１の金属部材の直下に位置する被処理面端部においても分散粒子を均一に共析させることができる。
（１０） 前記第１の金属部材または前記導通性樹脂から成るシール部材の前記ワークの被処理面に隣接する面に平行で中間治具の両面を貫通する孔を設けているので、表面処理液の乱流の発生をより確実に防止することができる。
【００４４】
（１１） 前記第１の金属部材または前記導通性樹脂からなるシール部材が、少なくとも１ヵ所で分離可能としているので、接触面に付着した表面処理皮膜を短時間で剥離することができ、または薬液での洗浄作業を容易にすることができる。
（１２）前記第１の金属部材または前記導通性樹脂からなるシール部材の前記ワークの被処理面に隣接する面を曲面とし、曲率が変化する方向に弾性変形可能としているので、接触面に付着した表面処理皮膜を短時間で剥離することができる。
（１３） 前記第１の金属部材または前記導通性樹脂からなるシール部材の前記ワークの被処理面に隣接する面を取外し可能な薄板で形成しているので、薄板ごとに付着した表面処理皮膜を除去することが可能となり、生産スピードを向上させることができる。
（１４） 前記第１の金属部材の前記接触面の前記ワークの被処理面に隣接する面の一部を弾性変形可能な部材で形成しているので、第１の金属部材または導通性樹脂からなるシール部材を容易にたわませて、付着した表面処理皮膜の剥離作業を短時間で行なうことができる。
【００４５】
（１５） 前記第２の金属部材の前記ワークの重積方向の寸法を基準とした時、前記シール部材の寸法を０．０ｍｍ〜＋０．３ｍｍとしているので、表面処理作業中に、チャック圧によるシール部材の歪みに起因して発生する表面処理液の漏洩を防止することができる。
（１６） 前記第２の金属部材の前記ワークの重積方向の寸法を基準とした時、前記第１の金属部材の寸法を０．０ｍｍ〜＋０．１ｍｍとしているので、第１の金属部材とワーク間の通電不良を防止することができる。
【００４６】
（１７） 前記ワークがエンジンのシリンダブロックであり、前記中間治具との合せ面が前記シリンダブロックのヘッド側としているので、平面の面積が広いヘッド面を合わせて複数のシリンダブロックを積み重ねることで、中間治具の構造が簡素で段取り換えの際の作業性が良く、広い通電面積を確保することが可能となり、通電不良を防止することができる。また、表面処理液の流れおよび電流分布の安定している流路中央へシリンダヘッドを設置しているので、高い表面処理品質の要求されるヘッド面付近の表面処理を適正に行なうことができる。さらに、乱流が生じやすい表面処理液の合流および分岐点に曲率の大きなＲ形状を有するシリンダスカート部を位置させることができるため、乱流の起き易い場所においても表面処理液中の分散粒子を均一に分布させることができ、ボア内前面に安定して良質な表面処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＳｉＣ粒子を分散させたニッケル複合めっきを内燃機関の単気筒シリンダ内面に施すめっき装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る中間治具の斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線による断面図である。
【図４】（ａ）は内周下側端縁にＲ形状を設けた金属リングの一部分を示す断面図、（ｂ）は内周端縁の上下にＲ形状を設けた金属リングの一部分を示す断面図である。
【図５】本発明の変形例であって、（ａ）は金属リングの斜視図、（ｂ）から（ｇ）は、（ａ）のＢ部を切り取った下側の内周端縁の形状を示す断面斜視図である。
【図６】本発明の変形例であって、（ａ）から（ｈ）は、金属リングの一部を分割可能とした構造を示す断面斜視図である。
【図７】本発明の変形例であって、（ａ）は表面に薄板を設けた状態を示す断面斜視図、（ｂ）は金属リングの一部に弾性部材を設けた状態を示す断面斜視図であり、（ｃ）は弾性を有する金属リングを円周方向に歪ませた状態を示す断面斜視図である。
【符号の説明】
１ めっき装置
２ シリンダ
３ シリンダブロック（ワーク）
４ シリンダヘッド取付面（ワークの合せ面）
５ 治具
７ 中間治具
９ めっき液（表面処理液）
１１ めっき液槽
１３ 送液ポンプ
１５ 陽極棒
１７ ボア内面（被処理面）
１９ 花咲き防止用金属製リング（金属リング）（第１の金属部材）
２１ めっき液漏れ防止用軟質樹脂製リング（樹脂リング）（シール部材）
２３ 導通用金属製プレート（導通プレート）（第２の金属部材）
２４ 面
２５ ノックピン（掛止機構）
２７ 下側の内周端縁
２８ 薄板
２９ 上側の内周端縁
３１ 磁石
３３ 薄板
３５ 弾性変形可能な部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のエンジンのシリンダブロックに設けられたシリンダの円筒形状の内周面などに、めっき皮膜を形成することができるめっき処理装置における前記複数のワークの互いの合せ面に介在させるめっき装置用中間冶具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンのアルミ合金製シリンダを製造する場合には、耐摩耗性を向上させるために、シリンダの内周面にめっき皮膜等の硬質皮膜を形成している。めっきを施す装置としては、例えば、特許文献１のように、樹脂製のセット治具を介して複数のシリンダを縦に重ね合せ、これらのシリンダの内周面と隙間を持たせて陽極棒を挿入するとともに、セット治具を介してシリンダ側を陰極に接続し、シリンダボア面と陽極棒の隙間にめっき液を流すことにより、それぞれのシリンダの内周面に同時にめっきを施すものが知られている。また、特許文献２のように、めっき液をシールするシール部材を用いためっき処理装置が知られている。
【０００３】
このようなめっき処理装置では、上記陽極棒からの電荷がシリンダボア端部に集中してしまい、シリンダボア端部に膜厚の肥大化（花咲き）不良が発生する。この花咲きは、シリンダにめっき処理をおこなうときに対策しなければならない一つの課題となっており、特に高い寸法精度が要求されるシリンダヘッド取付面側では、より重要な問題となっている。この花咲きを防止する方法としては、特許文献３のように、導電性部材をボア端面に設置する技術が知られている。なお、特許文献１に記載されている装置においても、金属プレートをシリンダヘッド部に設置して花咲きを防止している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１８８９８８号公報
【特許文献２】
実公昭５８−４２１６７号公報
【特許文献３】
特開平７−１８８９９０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
（１）特許文献１に開示されているシリンダの設置方法では、シリンダヘッド取付面を下側に向けて積み重ねて配置しているので、シリンダの断面とほぼ同じ面積の金属プレートを２枚使用しなければならない。そのため、部品点数が多くなり、コスト高となる。また、この金属プレートに付着しためっき皮膜を除去するためには、金属プレートをめっき処理装置から取り外さなければならないため、作業性が悪い。
また、この金属プレートは、花咲き防止と積み重ねたシリンダ間に電気を通電するための機能は備えているが、めっき液をシールする機能は備えていない。そのため、高速めっき処理を短時間におこなうと、大量のめっき液の圧力に耐えることができずに液漏れが生じてしまう。
さらに、この装置では、ノックピンとノックピン穴を介して上下のシリンダに電気を供給しており、通電不良を抑えるために、ノックピンのはめあい公差を厳しくしなければならない。そのため、セット治具からワークを取り外す作業が困難であるとともに、治具とワークのカジリ等の不具合が生じてしまい、作業性低下を招いている。
【０００６】
（２）特許文献２に開示されているシール性を高めた装置では、シール部材を設けているため良好なシール性を有するが、そのシール部材を保持するための溝が必要となるため、治具が厚くなるという問題がある。また、この厚い治具内面にはめっき皮膜が付着するが、その除去作業も煩雑であり、除去に用いる硝酸等の薬液を入れる容器も大型化するという問題を抱えている。
【０００７】
（３）高速めっき処理を短時間におこなうためには、高いシール性の他に、１００Ａ／ｄｍ2以上の高い電流密度が必要である。特許文献３の装置では、電流密度２８Ａ／ｄｍ2のときの花咲き防止効果が開示されているが、１００Ａ／ｄｍ2以上の電流密度で使用した場合には、十分な花咲き防止効果を得ることができず、安定した品質にすることができなかった。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡素で軽量な構造を有し、セット治具に付着するめっきの除去等のメンテナンス性を向上させるとともに、上下双方のシリンダヘッドボア端面の花咲きを防止するめっき装置用中間冶具を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、陰極側となる複数の円筒形状のワークを重ねて配置するとともに該ワークの円筒形状内に陽極側となる電極を配置し、該ワークのめっき処理面と、陽極側となる電極との間をめっき処理液で満たし、前記ワークと電極との間に電流を流すことにより、複数のワークの被処理面に同時にめっき処理を施すめっき装置における前記複数のワークの互いの合せ面に介在させる中間冶具において、前記中間治具を、前記ワークの被処理面に隣接してめっき処理液に触れる面と前記ワークに当接する面とを備えた金属製リングと、該金属製リングと前記ワークとの合せ面から漏洩するめっき処理液をシールするシール部材と、前記ワークとの当接面積が前記金属製リングよりも広い面を備えた導通用金属製プレートとで構成し、これら金属製リングと、シール部材と、導通用金属製プレートをワークの外側方向に同心状に並設したことにある。
【００１０】
また、前記中間冶具の金属製リングをシール部材の内側に着脱自在に装着したことにある。
前記中間冶具の金属製リングを前記ワーク内面より内側に凸となるように形成したことにある。
前記中間冶具のシール部材を前記ワークの重積方向に対して前記導通用金属製プレートよりも凸となるように形成したことにある。
前記中間冶具の金属製リングを前記ワークの重積方向に対して前記導通用金属製プレートよりも凸となるように形成したことにある。
【００１１】
前記金属製リングの前記ワークの被処理面に隣接する面の少なくとも下側の内周端縁に面取り形状を設けたことにある。
【００１２】
前記導通用金属製プレートと前記ワークの合せ面に互いの掛止機構を備えたことにある。
前記掛止機構は前記合せ面に設けた凹形状と凸形状を嵌合させることにより掛止する構造である。
【００１３】
前記金属製リングの前記ワークの被処理面に隣接する面に平行で中間治具の両面を貫通する孔を設けたことにある。
前記金属製リングが、少なくとも１ヵ所は分離可能としたことにある。
【００１４】
前記金属製リングの前記ワークの被処理面に隣接する面を曲面とし、曲率が変化する方向に弾性変形可能としたことにある。
前記金属製リングの前記ワークの被処理面に隣接する面を取外し可能な薄板で形成したことにある。
前記金属製リングが、ＳＵＳまたはＴｉ合金製であることにある。
前記金属製リングの前記接触面の前記ワークの被処理面に隣接する面の一部を弾性変形可能な部材で形成したことにある。
【００１５】
前記ワークがエンジンのシリンダブロックであり、前記中間治具との合せ面が前記シリンダブロックのヘッド側としたことにある。
【００１６】
また、本発明は、陰極側となる複数の円筒形状のワークを重ねて配置するとともに該ワークの円筒形状内に陽極側となる電極を配置し、該ワークのめっき処理面と、陽極側となる電極との間をめっき処理液で満たし、電流を流すことにより、複数のワークの被処理面に同時にめっき処理を施すめっき装置における前記複数のワークの互いの合せ面に介在させる中間冶具において、前記中間治具は、前記ワークの被処理面に隣接してめっき処理液に触れる面と前記ワークに当接する面とを備えると同時に前記ワークとの合せ面から漏洩するめっき処理液をシールする導通性樹脂から成るシール部材と、前記ワークとの当接面積が前記シール部材よりも広い面を備えた導通用金属製プレートとで構成し、これら導通性樹脂から成るシール部材と導通用金属製プレートをワークの外側方向に同心状に並設したことにある。
前記導通性樹脂から成るシール部材を、前記ワーク内面より内側に凸となるように形成するとともに前記ワークの重積方向に対して前記導通用金属製プレートよりも凸となるように形成し、かつ前記ワークの被処理面に隣接する面の少なくとも下側の内周端縁に面取り形状を設けたことにある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態に係る円筒形部材のめっき装置であって、特に内燃機関の単気筒シリンダ内面にＳｉＣ粒子を分散させたニッケル複合めっきを施すめっき装置用中間冶具について図面を用いて説明する。
【００１８】
図１に、本発明の実施の形態におけるめっき装置の断面図を示す。このめっき装置１には、シリンダ２を有する２つのシリンダブロック３が上下に重ねられて治具５により挟持されている。この２つのシリンダブロック（ワーク）３の間には、中間治具７が配設されている。めっき装置には、めっき液（表面処理液）９を貯めためっき液槽１１と、めっき液９を送り出す送液ポンプ１３と、シリンダブロック３のシリンダ２に配設された略円筒形状の陽極棒１５が設けられている。めっき液９は、送液ポンプ１３によりめっき槽１１から陽極棒１５の中空内部に下側から供給され、さらに陽極棒１５の内部を上側に送られ、治具５を介してワークのボア内面（被処理面）１７と陽極棒１５の外周面の間に圧送されている。この状態でシリンダブロック３が陰極側に接続され、陽極棒１５が陽極側に接続されると、ボア内面１７にめっき皮膜が形成されるようになっている。
【００１９】
シリンダブロック３のシリンダヘッド取付面（ワークの合せ面）４は、それぞれの面４が互いに対向するように配設されており、それぞれのボア内面１７がほぼ面一になるように配置されている。この対向するシリンダヘッド取付面４の付近では特に高いめっき品質が要求されるため、めっき液９の流れおよびめっき電流分布の安定している流路中央部にシリンダヘッド取付面４が配設されている。
【００２０】
中間治具７は、図２に示すように、ボア内面（被処理面）１７からシリンダ２の外側方向に向けて花咲き防止用金属性リング（第１の金属部材）１９（以下、金属リングという）、めっき液漏れ防止用軟質樹脂製リング（シール部材）２１（以下、樹脂リングという）、導通用金属性プレート（第２の金属部材）２３（以下、導通プレートという）の順番で同心円状に３層構造に構成されている。この導通プレート２３の両面には、ノックピン（掛止機構）２５が具備されており、合せ面に設けた凹形状と凸形状を嵌合させることにより上下のシリンダブロック３と中間治具７を所定の位置へ固定することができる。
【００２１】
金属リング１９は、望ましくは耐食性を有するもの、例えばＳＵＳやＴｉ合金で形成されている。樹脂リング２１は、望ましくは耐薬品性の樹脂、例えばウレタンゴムやシリコンゴムで形成されている。導通プレート２３は、望ましくは耐食性を有するもの、例えばＳＵＳやＴｉ合金製プレートで形成されている。但し、導通プレート２３は、樹脂リングのシール性が確実であり、めっき液に触れる心配がなければ銅などの導通部材で形成されていても良い。
また、金属リング１９と樹脂リング２１の代わりに、金属リング１９の花咲きを防止する働きと、樹脂リング２１のシールする働きを一つの部材で行なうことができる導通性樹脂リング（導通性樹脂からなるシール部材）を使用することもできる。
【００２２】
金属リング１９は、シール部材２１の内側にシール部材の弾性を利用して保持されており、容易に着脱できる構造となっている。また、導通プレート２３は、広い面積で上下のシリンダヘッド取付面４とそれぞれ接触しており、それぞれのシリンダブロック３が導通プレート２３を介して導通するように構成されている。また、ノックピン２５は、上下のシリンダブロック３に通電するために使用していないので、嵌合の公差を厳しく規制しておらず、導通プレート２３がシリンダブロック３から容易に着脱できるように構成されている。
【００２３】
金属リング１９は、図3（図2のＡ−Ａ断面図）に示すように、ボア内面１７を基準とし、ボア内面１７より凸となる方向の距離をマイナスとした時、金属リング１９のボア内面１７に隣接してめっき液９に触れる面２４の位置を０．０ｍｍ〜−０．２ｍｍとなるように設けられている。
【００２４】
導通プレート２３のシリンダブロック３の重積方向の寸法を基準とした時、樹脂リング２１の寸法が０．０ｍｍ〜＋０．３ｍｍとなるように設けられており、さらに金属リング１９の寸法が０．０ｍｍ〜＋０．１ｍｍとなるように設けられている。
【００２５】
金属リング１９のボア内面１７に隣接してめっき液９に触れる面２４には、図３に示すように、少なくとも、下側の内周端縁２７に面取り形状が設けられている。下側の内周端縁２７に面取り形状を設けたもの（図４（ａ）参照）の他に、さらに上側の内周端縁２９に面取り形状を設けたもの（図４（ｂ）参照）も使用することができる。
【００２６】
上述のめっき処理装置に、Ｎｉ−ＳｉＣめっき液を用いて液流速を１．０ｍ／ｓ一定に制御し、１５０Ａ／ｄｍ2の高い電流密度で２個同時にめっきをおこなった。その結果、いずれの花咲き防止リングにおいてもボア端面で花咲きや液漏れを発生することなく、均等な膜厚の安定しためっき品質を得ることができた。
【００２７】
本発明の実施形態に係る円筒形部材のめっき装置では、金属リング１９が中間治具７から取り外しが容易にできる構造であるため、金属リング１９の内面側に付着しためっき皮膜の除去、または金属リングの交換が簡単におこなうことができ、メンテナンス性に優れる。また、シリンダブロック３のシリンダヘッド取付面４を向かい合わせてめっき処理をおこなうため、一つの金属リング１９で２つのボア端面における花咲き不良の問題を解決することができ、効率的である。
【００２８】
また、金属リング１９の外側の樹脂リング２１によって良好にシールされているので、めっき液９が漏れることがない。さらに、導通プレート２３によって上下のシリンダ取付面４と広い面積で接触しているので、導通不良が生じない。また、導通プレート２３の両面のピン２５によって位置決めがされているので、容易にシリンダブロック３から中間治具７を取り外すことができるとともに、正確で確実な位置決めが可能であり、作業効率を向上させることができる。
【００２９】
平面の面積が広いシリンダヘッド取付面４を合わせて２つのシリンダブロックを積み重ねているので、従来技術に比べ接合治具の構造が簡素で段取り換えの際の作業性が良い。また、めっき液の流れおよびめっき電流分布の安定している流路中央へシリンダヘッド取付面４側を設置しているので、高いめっき品質の要求されるシリンダヘッド取付面４の付近のめっきを適正に行なうことができる。
【００３０】
また、乱流が生じやすいめっき液９の合流および分岐点に、曲率の大きなＲ形状を有するシリンダスカート部が配置されているので、乱流の起きやすい場所においてもＳｉＣ等の分散粒子を均一に分布させることができ、ボア内全面１７に安定して良質なめっき皮膜の成膜が可能になる。
【００３１】
シリンダヘッドのボア端面を向いあわせて、金属リング１９をシリンダボア内面１７から０．０ｍｍ〜０．２０ｍｍ内側に突出させているので、１００Ａ／ｄｍ2以上の電流密度で高速めっき処理をする際に、ボア端面への電荷の集中による膜厚の肥大化を防ぐことが可能になる。これにより、被覆後の肥大部分の除去作業が不要となり、工程削減による低コスト化が可能になる。
【００３２】
図４（ｂ）に示すように、積み重ねたシリンダブロック３の少なくとも下側の金属リング１９の内周端縁２７に面取り形状を設けているので、この内周端縁２７が直角形状のものと比べて、その周辺のめっき液９の流れをスムーズにすることができ、乱流の発生を防止する効果が得られる。この効果により、金属リング１９の直下でも分散粒子を均一に共析させることができる。また、金属リング１９の内周端縁の上下を面取り形状にしても同様の効果が得られる。また、樹脂リング２１のチャック圧による歪を考慮して、導通プレート２３の板厚を基準に、樹脂リング１９の厚さを０．０ｍｍ〜＋０．３ｍｍ、金属リング１９の厚さを０．０〜＋０．１ｍｍに設定しているので、めっき処理中の液漏れと金属製リングの通電不良がなくなり、花咲きがない良質な処理が可能になる。
【００３３】
金属リング１９による花咲き防止と軟質樹脂製リングでのシールの働きを、一つの導通性樹脂リングで構成した場合は、部品点数を削減することができる。また、樹脂製であるため処理後に導通性樹脂リングの内面に付着しためっき皮膜の剥離作業が容易になる。
【００３４】
なお、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、たとえば図５に示すように、中間治具７に用いられる金属リング１９の面２４の形状を以下の形状に変更することができる。これにより、花咲きとめっき液９の乱流を防止することができる。図５（ｂ）〜（ｇ）は、図５（ａ）に示した金属リング１９の一部（Ｂ部）を切り取った断面斜視図である。
（イ） 面２４の下側の内周端縁２７をＲ形状に形成する。（図５（ｂ）参照）
（ロ） 上記（イ）の形状に、周方向に沿って突出するのこぎりの歯の形状に形成する。（図５（ｃ）参照）
（ハ） 上記（ロ）の歯の形状を矩形状に形成する。（図５（ｄ）参照）
（ニ） 面２４に沿って金属リング１９の両面を貫通する液の流入出口（入出孔）を形成する。（図５（ｅ）参照）
（ホ） 面２４の下側の内周端縁２７をＣ面取り形状に形成する。（図５（ｆ）参照）
（ヘ） 面２４に沿って一定の隙間を空けて少なくとも１枚以上の薄板２８を配設する。（図５（ｇ）参照）
【００３５】
また、金属リング１９を、以下に示すように、面２４に対して垂直な面で分割・接合できるような構造にすることができる（図６参照）。これにより、金属リング１９の内面に付着しためっき皮膜を短時間で除去することや、薬液を用いた洗浄作業が容易になる。
（あ） 金属リング１９を上下方向に切断し、一方の面に設けた凸状のほぞ形状部４０ａのすり割りを、他方の面に設けた凹状のほぞ形状部４０ｂに上下方向に嵌合させる。（図６（ａ）参照）
（い） 金属リング１９を上下方向に切断し、一方の面に設けた凸状のほぞ形状部４１ａのすり割りを、他方の面に設けた凹状のほぞ形状４１ｂ部に左右方向に嵌合させる。（図６（ｂ）参照）
（う） 金属リング１９を上下方向に切断し、一方の面に設けた右側部分が突出する段差形状部４２ａを、他方の面に設けた左側部分が突出する段差形状部４２ｂに左右方向に係合させる。（図６（ｃ）参照）
（え） 金属リング１９を上下方向に切断し、一方の面に設けた上側部分が突出する段差形状部４３ａを、他方の面に設けた下側部分が突出する段差形状部４３ｂに上下方向に係合させる。（図６（ｄ）参照）
【００３６】
（お） 金属リング１９を上下方向に切断し、一方の面に設けた凹形状部４４ａを、他方の面に設けた凸形状部４４ｂに左右方向に嵌合させる。（図６（ｅ）参照）
（か） 金属リング１９を上下方向に切断し、一方の面に支点４５ａを中心に回動可能なＬ字形状のひっかけ部４５ｂを設け、他方の面にひっかけ部４５ｂが係合する凹部４５ｃと穴部４５ｄを設けて、ひっかけ部４５ｂを穴部４５ｄに係合させる。（図６（ｆ）参照）
（き） 上記（え）の構造に、上下方向に係合しているそれぞれの段差形状に貫通孔４６ａを設け、貫通孔４６ａにピン４６ｂを挿嵌させて固定する。（図６（ｇ）参照）
（く） 金属リング１９を上下方向に切断し、それぞれの断面に設けた磁石３１を吸着させて固定する。（図６（ｈ）参照）
【００３７】
さらに、図７に示す以下の構造を用いることにより、金属リング１９の内周端縁に付着しためっき皮膜を短時間で剥離すること、および薬液による洗浄することが容易になる。
（Ｉ） 金属リング１９の面１４に沿って、薄板３３を取り外し可能な構造で取付ける。（図７（ａ）参照）
（II） 金属リング１９の一部を導通性のある弾性変形可能な部材３５で構成し、容易に金属リング１９を歪ませることができる構造とする。部材３５の両側の接続面に設けた凸状のほぞ形状部４７ａは、金属リング１９のそれぞれの接続面に設けた凹状のほぞ形状部４７ｂに上下方向に嵌合して取り付けられている。（図７（ｂ）参照）
(III) 金属リング１９を上下方向に切断し、一方の面に設けた上側部分が突出する段差形状部４８ａを、他方の面に設けた下側部分が突出する段差形状部４８ｂに上下方向に係合し、それぞれの段差形状部４８ａ，４８ｂの突出部分に設けた貫通孔４８ｃにピン４８ｄを係止する構造とする。金属リング１９は、外側に膨らむばね状に加工されている。（図７（ｃ）参照）
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係る円筒形部材のめっき装置用中間冶具によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）陰極側となる複数の円筒形状のワークを重ねて配置するとともに該ワークの円筒形状内に陽極側となる電極を配置し、該ワークのめっき処理面と、陽極側となる電極との間をめっき処理液で満たし、前記ワークと電極との間に電流を流すことにより、複数のワークの被処理面に同時にめっき処理を施すめっき装置における前記複数のワークの互いの合せ面に介在させる中間冶具において、前記中間治具を、前記ワークの被処理面に隣接してめっき処理液に触れる面と前記ワークに当接する面とを備えた金属製リングと、該金属製リングと前記ワークとの合せ面から漏洩するめっき処理液をシールするシール部材と、前記ワークとの当接面積が前記金属製リングよりも広い面を備えた導通用金属製プレートとで構成し、これら金属製リングと、シール部材と、導通用金属製プレートをワークの外側方向に同心状に並設したので、ワークの被処理面の端部に発生しやすい花咲きを防止することができる。また、導通用金属製プレート（第２の金属部材）によりワークと広い面で接しているので、良好な導通を得ることができる。さらに、金属製リング（第１の金属部材）を導通用金属製プレート（第２の金属部材）と別体に設けているので、金属製リング（第１の金属部材）を小型化して、該金属製リング（第１の金属部材）を中間治具から容易に取り外せるようにするとともに、めっき処理液に触れる接触面に付着した表面処理皮膜の剥離作業を容易におこなえ、また金属製リング（第１の金属部材）自体を交換することができ、メンテナンス性の向上が得られる。さらに、シール部材を設けているので、ワークを直接に重積するのに比べ、めっき処理液の漏洩を確実に防止することができる。
【００３９】
（２）陰極側となる複数の円筒形状のワークを重ねて配置するとともに該ワークの円筒形状内に陽極側となる電極を配置し、該ワークのめっき処理面と、陽極側となる電極との間をめっき処理液で満たし、電流を流すことにより、複数のワークの被処理面に同時にめっき処理を施すめっき装置における前記複数のワークの互いの合せ面に介在させる中間冶具において、前記中間治具は、前記ワークの被処理面に隣接してめっき処理液に触れる面と前記ワークに当接する面とを備えると同時に前記ワークとの合せ面から漏洩するめっき処理液をシールする導通性樹脂から成るシール部材と、前記ワークとの当接面積が前記シール部材よりも広い面を備えた導通用金属製プレートとで構成し、これら導通性樹脂から成るシール部材と導通用金属製プレートをワークの外側方向に同心状に並設したので、ワークの被処理面の端部に発生しやすい花咲きを防止することができる。また、金属部材によりワークと広い面で接しているので、良好な導通を得ることができる。さらに、中間治具全体を取り外さなくてもシール部材を取り外すことができる構造にしているので、表面処理液に触れる接触面に付着した表面処理皮膜を容易に剥離させ、またシール部材自体を交換することができ、メンテナンス性の向上が得られる。さらに、シール部材を導通性部材にしているので、表面処理液の漏洩とワークの被処理面への導通を一つの部材で行なうことができる。また、シール部材に樹脂製のものを使用しているので、表面処理皮膜の剥離作業が容易となる。
【００４０】
（３） 第１の金属部材をＳＵＳまたはＴｉ合金製にしているので、耐食性が向上し、表面処理液による腐食を防止することができる。
（４） 前記シール部材をウレタンゴムまたはシリコンゴム製にしているので、耐食性が向上し、表面処理液による劣化を防止することができる。
（５） 前記第２の金属部材をＳＵＳまたはＴｉ合金製にしているので、耐食性が向上し、表面処理液による腐食を防止することができる。樹脂リングのシール性が確実であり、表面処理液に触れる心配がなければ、銅などの導通部材で形成されていてもよい。
【００４１】
（６） 前記第２の金属部材と前記ワークの合せ面に互いの掛止機構が設けられているので、複数のワークを所定の位置に確実に位置決めすることができる。
（７） 前記掛止機構は前記合せ面に設けた凹形状と凸形状を嵌合させることにより掛止する構造にしているので、着脱を容易にして、作業効率を向上させることができる。また、通電不良を防止することができる。
【００４２】
（８） 前記ワークの被処理面を基準とし、該被処理面より凸となる方向の距離をマイナスとした時、前記第１の金属部材または前記導通性樹脂からなるシール部材の前記ワークの被処理面に隣接して表面処理液に触れる面の位置を０．０ｍｍ〜−０．２ｍｍとしているので、１００Ａ／ｄｍ2以上の電流密度で高速めっき処理をする際に、被処理面の端面に電荷が集中して発生する膜厚の肥大化を防止することができる。これにより、膜厚の肥大部分の除去作業がなくなり、工程を削減することができる。
【００４３】
（９） 前記第１の金属部材または前記導通性樹脂から成るシール部材の前記ワークの被処理面に隣接する面の下端に面取り形状を設けているので、ワークの被処理面と第１の金属部材との境界における表面処理液の流れをスムーズにし、乱流の発生を防止することができる。これにより、第１の金属部材の直下に位置する被処理面端部においても分散粒子を均一に共析させることができる。
（１０） 前記第１の金属部材または前記導通性樹脂から成るシール部材の前記ワークの被処理面に隣接する面に平行で中間治具の両面を貫通する孔を設けているので、表面処理液の乱流の発生をより確実に防止することができる。
【００４４】
（１１） 前記第１の金属部材または前記導通性樹脂からなるシール部材が、少なくとも１ヵ所で分離可能としているので、接触面に付着した表面処理皮膜を短時間で剥離することができ、または薬液での洗浄作業を容易にすることができる。
（１２）前記第１の金属部材または前記導通性樹脂からなるシール部材の前記ワークの被処理面に隣接する面を曲面とし、曲率が変化する方向に弾性変形可能としているので、接触面に付着した表面処理皮膜を短時間で剥離することができる。
（１３） 前記第１の金属部材または前記導通性樹脂からなるシール部材の前記ワークの被処理面に隣接する面を取外し可能な薄板で形成しているので、薄板ごとに付着した表面処理皮膜を除去することが可能となり、生産スピードを向上させることができる。
（１４） 前記第１の金属部材の前記接触面の前記ワークの被処理面に隣接する面の一部を弾性変形可能な部材で形成しているので、第１の金属部材または導通性樹脂からなるシール部材を容易にたわませて、付着した表面処理皮膜の剥離作業を短時間で行なうことができる。
【００４５】
（１５） 前記第２の金属部材の前記ワークの重積方向の寸法を基準とした時、前記シール部材の寸法を０．０ｍｍ〜＋０．３ｍｍとしているので、表面処理作業中に、チャック圧によるシール部材の歪みに起因して発生する表面処理液の漏洩を防止することができる。
（１６） 前記第２の金属部材の前記ワークの重積方向の寸法を基準とした時、前記第１の金属部材の寸法を０．０ｍｍ〜＋０．１ｍｍとしているので、第１の金属部材とワーク間の通電不良を防止することができる。
【００４６】
（１７） 前記ワークがエンジンのシリンダブロックであり、前記中間治具との合せ面が前記シリンダブロックのヘッド側としているので、平面の面積が広いヘッド面を合わせて複数のシリンダブロックを積み重ねることで、中間治具の構造が簡素で段取り換えの際の作業性が良く、広い通電面積を確保することが可能となり、通電不良を防止することができる。また、表面処理液の流れおよび電流分布の安定している流路中央へシリンダヘッドを設置しているので、高い表面処理品質の要求されるヘッド面付近の表面処理を適正に行なうことができる。さらに、乱流が生じやすい表面処理液の合流および分岐点に曲率の大きなＲ形状を有するシリンダスカート部を位置させることができるため、乱流の起き易い場所においても表面処理液中の分散粒子を均一に分布させることができ、ボア内前面に安定して良質な表面処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＳｉＣ粒子を分散させたニッケル複合めっきを内燃機関の単気筒シリンダ内面に施すめっき装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る中間治具の斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線による断面図である。
【図４】（ａ）は内周下側端縁にＲ形状を設けた金属リングの一部分を示す断面図、（ｂ）は内周端縁の上下にＲ形状を設けた金属リングの一部分を示す断面図である。
【図５】本発明の変形例であって、（ａ）は金属リングの斜視図、（ｂ）から（ｇ）は、（ａ）のＢ部を切り取った下側の内周端縁の形状を示す断面斜視図である。
【図６】本発明の変形例であって、（ａ）から（ｈ）は、金属リングの一部を分割可能とした構造を示す断面斜視図である。
【図７】本発明の変形例であって、（ａ）は表面に薄板を設けた状態を示す断面斜視図、（ｂ）は金属リングの一部に弾性部材を設けた状態を示す断面斜視図であり、（ｃ）は弾性を有する金属リングを円周方向に歪ませた状態を示す断面斜視図である。
【符号の説明】
１ めっき装置
２ シリンダ
３ シリンダブロック（ワーク）
４ シリンダヘッド取付面（ワークの合せ面）
５ 治具
７ 中間治具
９ めっき液（表面処理液）
１１ めっき液槽
１３ 送液ポンプ
１５ 陽極棒
１７ ボア内面（被処理面）
１９ 花咲き防止用金属製リング（金属リング）（第１の金属部材）
２１ めっき液漏れ防止用軟質樹脂製リング（樹脂リング）（シール部材）
２３ 導通用金属製プレート（導通プレート）（第２の金属部材）
２４ 面
２５ ノックピン（掛止機構）
２７ 下側の内周端縁
２８ 薄板
２９ 上側の内周端縁
３１ 磁石
３３ 薄板
３５ 弾性変形可能な部材
Claims (17)
- 陰極側となる複数の円筒形状のワークを重ねて配置するとともに該ワークの円筒形状内に陽極側となる電極を配置し、該ワークのめっき処理面と、陽極側となる電極との間をめっき処理液で満たし、前記ワークと電極との間に電流を流すことにより、複数のワークの被処理面に同時にめっき処理を施すめっき装置における前記複数のワークの互いの合せ面に介在させる中間冶具において、前記中間治具を、前記ワークの被処理面に隣接してめっき処理液に触れる面と前記ワークに当接する面とを備えた金属製リングと、該金属製リングと前記ワークとの合せ面から漏洩するめっき処理液をシールするシール部材と、前記ワークとの当接面積が前記金属製リングよりも広い面を備えた導通用金属製プレートとで構成し、これら金属製リングと、シール部材と、導通用金属製プレートをワークの外側方向に同心状に並設したことを特徴とするめっき装置用中間冶具。
- 前記中間冶具の金属製リングをシール部材の内側に着脱自在に装着したことを特徴とする請求項１に記載のめっき装置用中間冶具。
- 前記中間冶具の金属製リングを前記ワーク内面より内側に凸となるように形成したことを特徴とする請求項１に記載のめっき装置用中間冶具。
- 前記中間冶具のシール部材を前記ワークの重積方向に対して前記導通用金属製プレートよりも凸となるように形成したことを特徴とする請求項１に記載のめっき装置用中間冶具。
- 前記中間冶具の金属製リングを前記ワークの重積方向に対して前記導通用金属製プレートよりも凸となるように形成したことを特徴とする請求項１に記載のめっき装置用中間冶具。
- 前記金属製リングの前記ワークの被処理面に隣接する面の少なくとも下側の内周端縁に面取り形状を設けたことを特徴とする請求項１に記載のめっき装置用中間冶具。
- 前記導通用金属製プレートと前記ワークの合せ面に互いの掛止機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載のめっき装置用中間冶具。
- 前記掛止機構は前記合せ面に設けた凹形状と凸形状を嵌合させることにより掛止する構造であることを特徴とする請求項７に記載のめっき装置用中間冶具。
- 前記金属製リングの前記ワークの被処理面に隣接する面に平行で中間治具の両面を貫通する孔を設けたことを特徴とする請求項１に記載のめっき装置用中間冶具。
- 前記金属製リングが、少なくとも１ヵ所は分離可能としたことを特徴とする請求項１に記載のめっき装置用中間冶具。
- 前記金属製リングの前記ワークの被処理面に隣接する面を曲面とし、曲率が変化する方向に弾性変形可能としたことを特徴とする請求項１に記載のめっき装置用中間冶具。
- 前記金属製リングの前記ワークの被処理面に隣接する面を取外し可能な薄板で形成したことを特徴とする請求項１に記載のめっき装置用中間冶具。
- 前記金属製リングが、ＳＵＳまたはＴｉ合金製であることを特徴とする請求項１に記載のめっき装置用中間冶具。
- 前記金属製リングの前記接触面の前記ワークの被処理面に隣接する面の一部を弾性変形可能な部材で形成したことを特徴とする請求項１に記載のめっき装置用中間冶具。
- 前記ワークがエンジンのシリンダブロックであり、前記中間治具との合せ面が前記シリンダブロックのヘッド側としたことを特徴とする請求項１に記載のめっき装置用中間冶具。
- 陰極側となる複数の円筒形状のワークを重ねて配置するとともに該ワークの円筒形状内に陽極側となる電極を配置し、該ワークのめっき処理面と、陽極側となる電極との間をめっき処理液で満たし、電流を流すことにより、複数のワークの被処理面に同時にめっき処理を施すめっき装置における前記複数のワークの互いの合せ面に介在させる中間冶具において、前記中間治具は、前記ワークの被処理面に隣接してめっき処理液に触れる面と前記ワークに当接する面とを備えると同時に前記ワークとの合せ面から漏洩するめっき処理液をシールする導通性樹脂から成るシール部材と、前記ワークとの当接面積が前記シール部材よりも広い面を備えた導通用金属製プレートとで構成し、これら導通性樹脂から成るシール部材と導通用金属製プレートをワークの外側方向に同心状に並設したことを特徴とするめっき装置用中間冶具。
- 前記導通性樹脂から成るシール部材を、前記ワーク内面より内側に凸となるように形成するとともに前記ワークの重積方向に対して前記導通用金属製プレートよりも凸となるように形成し、かつ前記ワークの被処理面に隣接する面の少なくとも下側の内周端縁に面取り形状を設けたことを特徴とする請求項１６に記載のめっき装置用中間冶具。
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