JP4391894B2 - メッキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダなどの中空部の内周壁にメッキ皮膜を形成するメッキ装置に関する。

シリンダの内周壁にメッキ被膜を形成する方法として、メッキ液をシリンダの内周壁に沿って強制的に流すことで、シリンダの内周壁にメッキ被膜を高速に形成する高速メッキ処理方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−１１８８９１号公報（図５）

図１２は従来の基本構成を説明する図である。
メッキ装置２００の基台２０１に支持ブロック２０２を取り付け、支持ブロック２０２に筒状の筒型電極２０３を取り付ける。この状態で支持ブロック２０３の導出流路２０４および筒型電極の導出流路２０５を同軸上に配置する。

支持ブロック２０２に、シリンダブロック２０７を上下反転させた状態（すなわち、クランクケース２０８側を上向きにした状態）で載せ、シリンダ２０９の内部に筒型電極２０３に配置する。
シリンダ２０９の内周壁２０９ａと筒型電極２０３との間の隙間で流路２１１を形成し、この流路２１１を、支持ブロック２０２の導入流路２１２に連通する。

シリンダ２０９の開口部（クランクシャフト側の開口部）２０９ｂを蓋体２１４で塞ぐ。この蓋体２１４にロッド２１５の下端部を連結し、このロッド２１５を上方に延ばし、ロッド２１５の上端部を支持プレート２１６で支える。
支持プレート２１６は、シリンダブロック２０７の上端部に載置した部材である。

この状態で、導入流路２１２にメッキ液を供給することにより、メッキ液が導入流路２１２から、シリンダ２０９の内周壁２０９ａと、筒型電極２０３との間の流路２１１に矢印Ａの如く流入する。

筒型電極２３０の上端まで到達したメッキ液は、蓋体２１４で案内されて筒型電極２０３内の導出流路２０５に矢印Ｂの如く流入し、この導出流路２０５から支持ブロック２０３の導出流路２０４に矢印Ｃの如く流れる。
このように、メッキ液をシリンダ２０９の内周壁２０９ａに沿って強制的に流すことで、内周壁２０９ａにメッキ被膜を高速に形成する。

ここで、シリンダ２０９の内周壁２０９ａと筒型電極２０３との間の隙間、すなわち流路２１１は、円筒状に形成されており、かつ比較的狭く形成されている。
この筒状の流路２１１に、メッキ液を矢印Ａの如く供給した際に、筒状の流路２１１内の全域にメッキ液を均一に流すことは難しい。
このため、シリンダ２０９の内周壁２０９ａに、メッキ皮膜を均一に形成することは難しく、そのことが生産性を上げる妨げになっていた。

本発明は、メッキ被膜を良好に形成することができるメッキ装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、内部に貫通孔を備えた筒型電極を、ワークの中空部内に隙間を開けて配置することにより、この隙間を円筒状に形成し、この円筒状の隙間および貫通孔を筒型電極の端部を経て連通し、この円筒状の隙間にメッキ液を流し、筒状電極の端部まで到達したメッキ液を貫通孔に導くことにより、中空部の内周壁にメッキ被膜を形成するメッキ装置において、前記円筒状の隙間の下端部に、メッキ液を供給するための供給流路を連通し、この供給流路と前記下端部との間に、多数の孔を備えた多孔部材を設け、この供給流路に、エアを供給するエア供給手段を設け、このエア供給手段で供給流路にエアを供給することで、供給流路内のメッキ液中に気泡を混入させ、気泡が混入したメッキ液を多孔部材を経て円筒状の隙間に導き、前記円筒状の隙間の下端から上端に向けて、前記気泡が混入したメッキ液を螺旋状に流すように構成したことを特徴とする。

円筒状の隙間の下端から上端に向けてメッキ液を螺旋状に流すことで、メッキ液の攪拌性を高める。メッキ液を攪拌することで、円筒状の隙間にメッキ液を均一に流すことができる。
よって、中空部の内周壁全域にメッキ被膜を均一の厚さで良好に形成することができる。

また、請求項１に係る発明は、円筒状の隙間の下端部に、メッキ液を供給するための供給流路を連通し、この供給流路と前記下端部との間に、多数の孔を備えた多孔部材を設け、この供給流路に、エアを供給するエア供給手段を設け、このエア供給手段で供給流路にエアを供給することで、供給流路内のメッキ液中に気泡を混入させ、気泡が混入したメッキ液を多孔部材を経て円筒状の隙間に導くように構成した。

供給流路にエアを供給して、供給流路内のメッキ液中に気泡を混入させ、気泡が混入したメッキ液を多孔部材を経て円筒状の隙間に導くことで、気泡の大きさを均一に整える。
気泡を均一にすることで、気泡がメッキ液内で円滑に移動しやすくなる。気泡がメッキ液内で円滑に移動することにより、メッキ液を気泡で攪拌することができる。
よって、中空部の内周壁全域にメッキ被膜を均一の厚さで一層良好に形成することができる。

さらに、メッキ液が多孔部材を通過することで、メッキ液を多孔部材で拡散させるとともに、多孔部材でメッキ液の流れを均一に整えることができる。
よって、中空部の内周壁全域にメッキ被膜を均一に導くことが可能になり、中空部の内周壁全域にメッキ被膜を均一の厚さでより一層良好に形成することができる。

請求項１に係る発明では、円筒状の隙間の下端から上端に向けてメッキ液を螺旋状に流すことで、中空部の内周壁全域にメッキ被膜を均一の厚さで良好に形成し、生産性を高めることができるという利点がある。

また、請求項１に係る発明では、気泡をメッキ液とともに多孔部材に通して気泡の大きさを均一に整え、メッキ液を気泡で攪拌することで、中空部の内周壁全域にメッキ被膜を均一の厚さで一層良好に形成し、生産性をさらに高めることができるという利点がある。

さらに、請求項１に係る発明では、メッキ液を多孔部材に通してメッキ液を拡散させるとともに、流れを均一に整えることで、中空部の内周壁全域にメッキ被膜を均一の厚さでより一層良好に形成し、生産性をより一層高めることができるという利点がある。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るメッキ装置の第１実施の形態を示す概略図である。
メッキ装置１０は、シリンダブロック（ワーク）１１の中空部１２（図５も参照）内に配置する筒形電極１６を備えた電極ユニット１５と、この電極ユニット１５にメッキ液１７を供給するメッキ液供給手段１８と、メッキ液１７中にエアを供給するエア供給手段２１と、シリンダ１３および筒形電極１６間を通電する通電手段２２とを備える。

シリンダブロック１１は、筒状のシリンダ１３を備え、シリンダ１３の内周壁１４で中空部１２を形成したものである。
このシリンダブロック１１は、シリンダ１３と一体にシリンダヘッド部１１ａを形成したもので、中空部１２の上端部１２ａがシリンダヘッド部１１ａで略閉塞されたワークである。

電極ユニット１５は、支持ブロック２５の凹部２６にインナー部材２７を載せ、インナー部材２７と凹部２６とで環状の導入流路２８を形成し、この導入流路２８に一対の渦発生流路２９，２９（図３も参照）を連通し、これらの渦発生流路２９，２９を連通流路３０，３０に連通し、インナー部材２７の貫通孔２７ａおよび支持ブロック２５の貫通孔２５ａで導出流路３１を形成し、環状の導入流路２８の上端２８ａを多孔部材３３で覆い、インナー部材２７に筒状の筒形電極１６を取り付けることにより、筒形電極１６の内部に形成した貫通孔１６ａを、導出流路３１に連通し、筒形電極１６の上端部１６ｂの上方（端部上方）に遮蔽板（遮蔽部材）３５を取付け手段３６を介して取り付けたものである。

また、電極ユニット１５は、支持ブロック２５にシリンダブロック１１を載せ、シリンダブロック１１の中空部１２内に、筒形電極１６を中空部１２に対して隙間Ｓ１（円筒状の隙間）を開けて配置し、この隙間Ｓ１で円筒状のメッキ流路３８を形成し、このメッキ流路３８を多孔部材３３を介して導入流路２８に連通し、筒形電極１６の貫通孔１６ａを導出流路３１と同軸上に配置したものである。

メッキ液供給手段１８は、支持ブロック２５の連通流路３０，３０（図３参照）に供給流路４１を介してタンク４２を連通し、供給流路４１の途中にエア供給手段２１を備えるとともに供給ポンプ４６を備え、戻り流路４７を介して導出流路３１をタンク４２に連通し、戻り流路４７の途中にコントロールバルブ４８を備える。

エア供給手段２１は、エア供給源５１を駆動することにより、エア供給流路５２を経て供給流路４１にエアを供給するものである。
通電手段２２は、電流供給源２３の陽極を筒形電極１６側に接続し、陰極をシリンダ１３側に接続したものである。

コントロールバルブ４８は、メッキ液１７の液面高さを調整するためのバルブである。
メッキ液としては、例えば、メッキ液中にセラミックス粒子を混合させた複合メッキ液を例に説明するが、その他の例として、ニッケルメッキ用のメッキ液を用いることも可能である。

図２は第１実施の形態の電極ユニットを示す斜視図である。
インナー部材２７と凹部２６とで環状の導入流路２８を形成し、この導入流路２８の上端２８ａを環状の多孔部材３３で覆う。インナー部材２７に筒状の筒形電極１６をボルト５４…で取り付ける。
この状態で、筒形電極１６の内部に形成した貫通孔１６ａを、導出流路３１と同軸上に配置する。

筒形電極１６の上端部１６ｂにおいて、筒形電極１６の内周５６に、水平で且つ平坦な段部５６ａを有し、段部５６ａの外周端５６ｂから上縁１６ｃに向けて漸次拡径する傾斜面５６ｃを有する。
この段部５６ａに取付け手段３６を介して遮蔽板３５が取り付けられている。

図３は第１実施の形態の電極ユニットを示す分解斜視図である。
支持ブロック２５は、中央に凹部２６を形成し、凹部２６の周壁２６ａを円形状に形成する。この周壁２６ａに接する接線と平行に、一対の渦発生流路２９，２９を１８０°の間隔をおいて形成する。
これらの渦発生流路２９，２９の供給口２９ａ，２９ａをそれぞれ周壁２６ａに開口する。

よって、渦発生流路２９，２９の供給口２９ａ，２９ａから、凹部２６の周壁２６ａに沿わせてメッキ液１７（図１参照）を供給することで、メッキ液１７を周壁２６ａに沿って円弧状に流すことができる。
さらに、支持ブロック２５は、凹部２６の底部２６ｂに、４本のボルト５４…を貫通する取付孔をそれぞれ等間隔に備え、底部２６ｂの中央に貫通孔２５ａを備える。

インナー部材２７は、外径を周壁２６ａの内径より小さく形成し、中央に凹み２７ｂを備える。この凹み２７ｂに筒状電極１６の下端突起１６ｄを挿入することで、インナー部材２７の上面２７ｃに筒形電極１６の下端部１６ｅが当接する。
インナー部材２７に、４本のボルト５４…を貫通する取付孔をそれぞれ等間隔に備え、凹み２７ｂの内側に貫通孔２７ａを備える。
なお、インナー部材２７を、支持ブロック２５の凹部２６に取り付けた状態において、インナー部材２７の上面２７ｃと、支持ブロック２５の上面２５ｃとは面一になる（図１、図２参照）。

多孔部材３３は、一例として、複数本の線材で網目状に形成したメッシュ部材を環状プレートに形成し、外周部３３ａを支持ブロック２５の嵌合溝２５ｄに配置し、内周部３３ｂをインナー部材２７の嵌合溝２７ｄに配置することにより、環状の導入流路２８（図１、図２参照）の上端２８ａを覆う部材である。
多孔部材３３は、一定の大きさの孔（微小孔）を多数備えた部材である。

なお、多孔部材３３の外周部３３ａを支持ブロック２５の嵌合溝２５ｄに配置するとともに、内周部３３ｂをインナー部材２７の嵌合溝２７ｄに配置した状態において、多孔部材３３の上面３３ｃ、インナー部材２７の上面２７ｃ、および支持ブロック２５の上面２５ｃはそれぞれ面一になる（図１、図２参照）。

筒形電極１６は、内部に貫通孔１６ａを備えた筒状体であり、下端部に下端突起を備えるとともに、上端部１６ｂの内周５６に段部５６ａおよび傾斜面５６ｂを備える。
下端突起１６ｄをインナー部材２７の凹み２７ｂに挿入することで、インナー部材２７の上面２７ｃに筒形電極１６の下端部１６ｅを当接する。

この状態で、４本のボルト５４…を、支持ブロック２５の取付孔およびインナー部材２７の取付孔に差し込み、インナー部材２７の取付孔から突出したボルト５４…のねじ部５４ａ…を、筒形電極１６のねじ孔１６ｆ…（図２参照）にねじ結合することにより、支持ブロック２５、インナー部材２７および筒形電極１６を一体に連結する。

遮蔽板３５は、絶縁材で円盤状に形成し、外径Ｄ１を内周壁の内径Ｄ２（図１参照）より小さく形成し、略中央に４個の取付孔６１…を備えたプレートである。
この遮蔽板３５を、取付け手段３６のスタッドボルト５８…を介して筒形電極１６の上端部１６ａに取り付ける。
スタッドボルト５８は、高さＨ１の脚部５８ａを備え、脚部５８ａの下端部にねじ５８ｂを備え、脚部５８ａの上端５８ｃにねじ孔５８ｄ…を備える。

図４は図１の４部拡大図である。
筒形電極１６の上端部１６ｂにおいて、筒形電極１６の内周５６に、水平で且つ平坦な段部５６ａを形成し、段部５６ａの外周端５６ｂから上縁１６ｃに向けて漸次拡径する傾斜面５６ｃを有する。
段部５６ａから上縁１６ｃまでの高さはＨ２である。

この段部５６ａに取付け手段３６を介して遮蔽板３５が取り付けられている。
すなわち、取付け手段３６は、４本のスタッドボルト５８…（図１〜図３に手前側の２本のみを示す）およびボルト６２…からなる。
段部５６ａに等間隔に４個のねじ孔５７…（１個のみを図示する）を形成し、それぞれのねじ孔５７…にスタッドボルト５８…のねじ５８ｂ…をねじ結合する。
スタッドボルト５８の脚部５８ａは、高さＨ１である。高さＨ１は、段部５６ａから上縁１６ｃまでの高さＨ２より大きい。すなわち、Ｈ１＞Ｈ２の関係が成立する。

スタッドボルト５８…の上端５８ｃ…に遮蔽板３５を載せ、遮蔽板３５の取付孔６１…にボルト６２…を差し込み、遮蔽板３５の取付孔６１…から突出したボルト６２…を、スタッドボルト５８…の上端５８ｃに形成したねじ孔５８ｄ…にねじ結合する。

これにより、スタッドボルト５８…の上端５８ｃ…に遮蔽板３５を取り付ける。
スタッドボルト５８の脚部５８ａの高さＨ１を、段部５６ａから上縁１６ｃまでの高さＨ２より大きくしたので、遮蔽板３５を、筒形電極１６の上端部１６ｂの上方（端部上方）に取り付けることができる（図１も参照）。
よって、筒形電極１６の上縁１６ｃと遮蔽板３５との間に隙間Ｈ３を開けることができる。

この状態において、遮蔽板３５の外周端下部３５ａを、メッキ処理面１４ａとメッキ処理境界面（メッキ処理面の上方の面）１４ｂとのメッキ境界位置（境界位置）Ｐ２に合わせて配置し、またはメッキ境界位置Ｐ２の上方に配置する。
メッキ処理面１４ａとは、内周壁１４のうち、メッキ被膜６６（図９参照）を形成する面をいう。
また、メッキ処理境界面１４ｂとは、メッキ処理面１４ａの上方の面をいう。

遮蔽板３５の外周端下部３５ａをメッキ境界位置Ｐ２に合わせて配置し、またはメッキ境界位置Ｐ２の上方に配置することで、遮蔽板３５の外周端下部３５ａと、メッキ境界位置Ｐ２との間の間隔Ｈ４を０〜１０ｍｍに設定する。

間隔Ｈ４を０〜１０ｍｍに設定した理由は以下の通りである。
すなわち、間隔Ｈ４が０ｍｍ未満になると、遮蔽板３５の外周端下部３５ａがメッキ境界位置Ｐ２より下方に位置することになり、メッキ皮膜６６をメッキ境界位置Ｐ２まで形成することが難しい。
そこで、メッキ皮膜６６をメッキ境界位置Ｐ２まで形成するために、間隔Ｈ４を０ｍｍ以上に設定した。

一方、間隔Ｈ４が１０ｍｍを超えると、遮蔽板３５の外周端下部３５ａがメッキ境界位置Ｐ２より上方に離れすぎることになり、メッキ皮膜６６がメッキ境界位置Ｐ２を超えて形成される虞がある。
そこで、メッキ皮膜６６の形成をメッキ境界位置Ｐ２に抑えるために、間隔Ｈ４を１０ｍｍ以下に設定した。

遮蔽板３５は、絶縁材で円盤状に形成し、外径Ｄ１を内周壁の内径Ｄ２より小さく形成した部材である。これにより、遮蔽板３５の外周３５ｂと内周壁１４との間にメッキ液導入隙間Ｓ２を形成する。
具体的には、メッキ液導入隙間Ｓ２を、０．２５〜５ｍｍに設定した。

メッキ液導入隙間Ｓ２を、０．２５〜５ｍｍに設定した理由は以下の通りである。
メッキ液導入隙間Ｓ２が０．２５ｍｍ未満になると、メッキ液導入隙間Ｓ２が小さすぎて、メッキ液導入隙間Ｓ２にメッキ液１７を導くことが難しい。
メッキ液導入隙間Ｓ２にメッキ液１７を導くことができないと、遮蔽板３５の外周３５ａを内周壁１４に接触させた状態と同じことになり、従来技術で説明したようにメッキ皮膜の境界部にバリが発生する虞がある。
そこで、メッキ液導入隙間Ｓ２を０．２５ｍｍ以上に設定して、メッキ皮膜６６の境界部６６ａにバリが発生することを防ぐことにした。

一方、メッキ液導入隙間Ｓ２が５ｍｍを超えると、メッキ液導入隙間Ｓ２が大きくなりすぎて、メッキ液導入隙間Ｓ２からメッキ液１７が流出する虞がある。
メッキ液導入隙間Ｓ２からメッキ液１７が流出すると、メッキ処理不要部へのメッキ液１７の付着が多くなってしまう。また、メッキ処理部上部の電流密度が小さくなってしまい。その部位におけるメッキ厚さが薄くなってしまう。
そこで、メッキ液導入隙間Ｓ２を５ｍｍ以下に抑えて、メッキ液導入隙間Ｓ２からメッキ液１７が流出することを防ぐことにした。

また、遮蔽板３５を筒形電極１６に取り付けるように構成したので、スタッドボルト５８…やボルト６２…のみで筒形電極１６に遮蔽板３５を取り付けることができる。
よって、遮蔽板３５を取り付ける部材、すなわち、スタッドボルト５８…やボルト６２…の簡素化やコンパクト化を図ることが可能になり、設備費を抑えることができる。

次に、メッキ装置でシリンダの内周面にメッキ皮膜を形成する方法を図５〜図１０に基づいて説明する。
図５は第１実施の形態のメッキ装置にシリンダブロックをセットする例を説明する図である。
電極ユニット１５の支持ブロック２５に、シリンダブロック１１を矢印ａの如く載置する。この際、筒状のシリンダ１３内の中空部１２に下端部（一端部）１２ｂ側から筒形電極１６を配置する（図１参照）。

ここで、シリンダブロック１１は、シリンダヘッド部１１ａが一体に形成されており、中空部１２の上端部１２ａがシリンダヘッド部１１ａで閉塞されている。
このため、支持ブロック２５にシリンダブロック１１をセットした後、中空部１２の上端部１２ａ側から遮蔽板３５を所定位置に取り付けることはできない。

そこで、筒形電極１６の上端部１６ｂに遮蔽板３５を取り付けた。これにより、支持ブロック２５にシリンダブロック１１を載置した際に、中空部１２の下端部１２ｂ側から遮蔽板３５を所望位置に配置することができる。
よって、中空部１２の下端部１２ｂのみが開口したシリンダブロック１１にも、メッキ装置１０の適用が可能になり、ワークの形状によって、メッキ装置１０の適用が制約されることがなく、用途の拡大を図ることができる。

図６（ａ），（ｂ）は第１実施の形態のメッキ液供給手段でメッキ液を供給する例を説明する図である。
（ａ）において、供給ポンプ４６を駆動することにより、タンク４２内のメッキ液１７が供給流路４１内を矢印ｂの如く渦発生流路２９，２９（（ｂ）も参照）に向けて導かれる。
同時に、エア供給源５１を駆動することにより、エア供給流路５２を経て供給流路４１にエアを矢印ｃの如く供給する。これにより、供給流路４１内のメッキ液１７中にエアによる気泡６５…（図７（ａ）参照）が発生する。
気泡６５…を含んだメッキ液１７を、渦発生流路２９，２９まで矢印ｄの如く導く。

（ｂ）において、支持ブロック２５に凹部２６が形成され、凹部２６の周壁２６ａに接する接線と平行に、一対の渦発生流路２９，２９が形成されている。
よって、渦発生流路２９，２９の供給口２９ａ，２９ａから、凹部２６の周壁２６ａに沿わせてメッキ液１７を供給することで、メッキ液１７を周壁２６ａに沿って円弧状に矢印ｅの如く流す。

図７（ａ），（ｂ）は第１実施の形態のメッキ液流れを説明する図である。
（ａ）において、凹部２６にインナー部材２７を配置することで、凹部２６およびインナー部材２７で環状の導入流路２８が形成されている。
気泡６５…を含んだメッキ液１７を、環状の導入流路２８に沿って円弧状に流す。導入流路２８に沿って円弧状に流れたメッキ液１７は、導入流路２８の上端２８ａの多孔部材３３を経てメッキ流路３８内に流れる。

ここで、導入流路２８のメッキ液１７は矢印ｆの如く集中して流れる傾向にある。このメッキ液１７を多孔部材３３を経てメッキ流路３８内に導くことで、メッキ液１７の流れを矢印ｇのように拡散するとともに、拡散したメッキ液１７の流れを均一に整える。

また、エア供給流路５２から供給流路４１にエアを供給した状態のままでは、メッキ液１７中の気泡６５…は比較的大きく、かつサイズも不均一である可能性が高い。
そこで、気泡６５…を含んだメッキ液１７を多孔部材３３を経てメッキ流路３８内に導くことで、メッキ液１７中の気泡６５…を比較的小さくし、かつ気泡６５…のサイズを均一に整え、さらに気泡６５…を均一に分散するようにした。

（ｂ）において、均一に分散したメッキ液１７を、メッキ流路３８に沿って螺旋状に上向きに矢印ｇの如く流す。
このメッキ液１７中には、比較的小さく、かつサイズを均一に整えた気泡６５…が含まれている。

メッキ流路３８の下端部（円筒状の隙間の下端部）３８ａから上端部（円筒状の隙間の上端部）３８ｂに向けてメッキ液１７を螺旋状に流すことで、メッキ液１７の攪拌性を高める。
メッキ液１７を攪拌性を高めることで、メッキ流路３８にメッキ液１７を均一に流すことができる。
よって、シリンダ１３の内周壁１４全域にメッキ被膜６６（図９）を均一の厚さで良好に形成することができる。

図８（ａ），（ｂ）は第１実施の形態のメッキ液と気泡との関係を説明する図である。
（ａ）において、メッキ液１７中の気泡６５…を、比較的小さく、かつ気泡６５…のサイズを均一にすることで、気泡６５…がメッキ液１７内で円滑に移動しやすくなる。

気泡６５…がメッキ液１７内で円滑に移動することにより、メッキ液１７（特に、メッキ液１７中のセラミックス粒子）を気泡６５…で矢印ｈの如く攪拌することができる。
ここで、通電手段２２（図６（ａ）参照）で筒形電極１６およびシリンダ１３は通電状態にある。
よって、メッキ液１７中のメッキ成分を矢印ｉの如くシリンダ１３の内周壁１４全域に均一に導く。これにより、内周壁１４全域にメッキ被膜６６を均一の厚さで一層良好に形成することができる。

さらに、メッキ液１７を多孔部材３３（図７（ａ）参照）で拡散させるとともに、多孔部材３３でメッキ液１７の流れを均一に整えることで、シリンダ１３の内周壁１４全域にメッキ被膜６６をより一層均一に導くことが可能になる。
よって、シリンダ１３の内周壁１４全域にメッキ被膜６６を均一の厚さでより一層良好に形成することができる。

（ｂ）において、筒形電極１６の上端部１６ｂまで到達したメッキ液１７のうち、殆どのメッキ液１７は、遮蔽板３５で案内されて矢印ｊの如く筒形電極１６内に流れる。筒形電極１６内に流れたメッキ液１７を、筒形電極１６の貫通孔１６ａに導く。
一方、筒形電極１６の上端部１６ｂまで到達したメッキ液１７のうち、残りのメッキ液１７は、遮蔽板３５と内周壁１４との間のメッキ液導入隙間Ｓ２に矢印ｋの如く入り込む。
ここで、メッキ液導入隙間Ｓ２を５ｍｍ以下に抑えることで、メッキ液導入隙間Ｓ２からメッキ液１７が流出することを防ぐ。

図６（ａ）に示すように、筒形電極１６内の貫通孔１６ａに流入したメッキ液１７は、矢印ｌ（アルファベット小文字のエル）の如く流れ、導出流路３１を経て戻り流路４７に進入する。戻り流路４７に矢印ｍの如く進入したメッキ液１７は、コントロールバルブ４８を経てタンク４２に戻る。

ここで、メッキ液１７が適量の流量であれば、コントロールバルブ４８で調整しなくても、図９の状態、すなわちメッキ液導入隙間Ｓ２内のメッキ液１７の液面高さｈ１を遮蔽板３５の上面３５ｄと略面一にできる。
万が一、メッキ液導入隙間Ｓ２内のメッキ液１７の液面高さｈ１が遮蔽板３５の上面３５ｄと異なる場合には、コントロールバルブ４８で調整することで、液面高さｈ１を遮蔽板３５の上面３５ｄと略面一にすることは可能である。

図９は第１実施の形態の遮蔽板とメッキ被膜との関係を説明する図である。
遮蔽板３５の外周３５ｂと内周壁１４との間のメッキ液導入隙間Ｓ２にメッキ液１７を導いた状態において、通電手段２２（図６（ａ）参照）で筒形電極１６およびシリンダ１３を通電する。
この状態において、シリンダ１３の下端位置Ｐ１およびメッキ境界位置Ｐ２間の電流密度を一定値Ａ１を保ち、メッキ境界位置Ｐ２およびメッキ上限位置Ｐ３間の電流密度を、メッキ境界位置Ｐ２からメッキ上限位置Ｐ３に向けて漸次減少させる。

なお、シリンダの下端位置Ｐ１およびメッキ境界位置Ｐ２間は、「メッキ処理面１４ａ」、メッキ境界位置Ｐ２およびメッキ上限位置Ｐ３間は、「メッキ処理境界面１４ｂ」である。

ここで、内周壁１４において、メッキ処理面１４ａに対して筒形電極１６の表面１６ｇを平行に対向させた。
これにより、メッキ処理面１４ａに対する電流密度を一定値Ａ１を保ち、メッキ処理面１４ａに形成したメッキ被膜６６のメッキ厚さｔを一定に確保することができる。

一方、メッキ境界位置Ｐ２に合わせて、またはメッキ境界位置Ｐ２の上方に遮蔽板３５を配置し、この遮蔽板３５を絶縁材で形成した。
よって、メッキ処理境界面１４ｂにおいて、電流密度は、メッキ境界位置Ｐ２からメッキ上限位置Ｐ３に向けて漸次減少し、メッキ上限位置Ｐ３で０になる。
これにより、メッキ処理境界面１４ｂにおいて、メッキ被膜６６のメッキ厚さｔを、メッキ境界位置Ｐ２からメッキ上限位置Ｐ３に向けて漸次薄くし、メッキ上限位置Ｐ３で０にすることができる。

このように、メッキ処理面１４ａにメッキ皮膜６６を一定のメッキ厚さｔで確実に形成し、かつメッキ処理境界面１４ｂにおいてメッキ被膜６６のメッキ厚さｔを漸次減少させることで、好適なメッキ被膜６６を形成することができる。
これにより、メッキ皮膜６６の表面を加工する際に、メッキ皮膜６６が境界部６６ａから剥離することを防ぐことができる。

加えて、遮蔽板３５を設けることで、メッキ液１７がメッキ処理面１４ａの上方に上昇することを遮蔽板３５で抑える。
よって、メッキ被膜６６が必要なメッキ処理面１４ａにのみ、メッキ皮膜６６を確実に形成することができる。

図１０は第１実施の形態の遮蔽板とメッキ被膜との関係を説明するグラフである。縦軸はシリンダの内周壁の位置Ｐ（ｍｍ）を示し、横軸はメッキ厚さｔを示す。
なお、縦軸の位置Ｐにおいて、シリンダの下端位置Ｐ１およびメッキ境界位置Ｐ２間はメッキ処理面１４ａであり、メッキ境界位置Ｐ２およびメッキ上限位置Ｐ３間はメッキ処理境界面１４ｂである。

グラフｇ１は、メッキ境界位置Ｐ２に遮蔽板３５（図９参照）を設けない状態を示す。
グラフｇ２は、間隔Ｈ４（図４参照）を１ｍｍ、メッキ液導入隙間Ｓ２（図４参照）を３ｍｍに設定した状態で、メッキ被膜を形成した例を示す。
グラフｇ３は、間隔Ｈ４を１ｍｍ、メッキ液導入隙間Ｓ２を２ｍｍに設定した状態で、メッキ被膜を形成した例を示す。

グラフｇ４は、間隔Ｈ４を１ｍｍ、メッキ液導入隙間Ｓ２を１ｍｍに設定した状態で、メッキ被膜を形成した例を示す。
なお、間隔Ｈ４は、遮蔽板３５の外周端下部３５ａとメッキ境界位置Ｐ２との間の間隔である。また、メッキ液導入隙間Ｓ２は、遮蔽板３５の外周３５ｂと内周壁１４との間の所定の隙間である。

ここで、シリンダ１３の内周壁１４のうち、メッキ処理面１４ａにおいて、ホーニング加工後の平均メッキ厚さｔを、一例として１００μｍ（想像線で示す）に保つことが好ましい。
そこで、グラフｇ１、グラフｇ２、グラフｇ３およびグラフｇ４の上記条件でメッキ被膜６６を形成し、それぞれのメッキ厚さｔがメッキ処理面１４ａにおいて、１００μｍを確保しているか否かを判定した。
判定の結果、１００μｍを確保しているものを○、確保していないものを×とした。

グラフｇ１は、メッキ境界位置Ｐ２と、メッキ境界位置Ｐ２の下方位置Ｐ４との間で、メッキ厚さｔは、平均メッキ厚さ１００μｍを確保できなかった。
すなわち、グラフｇ１は、メッキ処理面１４ａにおいて、１００μｍを確保することができなかった。
よって、グラフｇ１の評価は×である。

グラフｇ２は、メッキ処理面１４ａにおいて、１００μｍを確保することができた。
よって、グラフｇ２の評価は○である。

グラフｇ３は、グラフｇ２と同様に、メッキ処理面１４ａにおいて、１００μｍを確保することができた。
よって、グラフｇ２の評価は○である。

グラフｇ４は、グラフｇ２と同様に、メッキ処理面１４ａにおいて、１００μｍを確保することができた。
よって、グラフｇ２の評価は○である。

また、グラフｇ２、グラフｇ３およびグラフｇ４からメッキ液導入隙間Ｓ２が小さくなるにしたがってメッキ被膜の厚さを大きく確保できることが分かる。
さらに、上記試験を、間隔Ｈ４が０〜１０ｍｍの範囲で、かつメッキ液導入隙間Ｓ２が０．２５〜５ｍｍの範囲で実施した結果、評価が良になることが確認された。

次に、第２実施の形態のメッキ装置を図１１に基づいて説明する。なお、第２実施の形態のメッキ装置において、第１実施の形態のメッキ装置と同一部材については同一符合を付して説明を省略する。

図１１は本発明に係るメッキ装置の第２実施の形態を示す断面図である。
第２実施の形態のメッキ装置７０は、第１実施の形態のメッキ装置１０と比較して遮蔽板７１が異なるだけで、その他の構成は第１実施の形態のメッキ装置１０と同じである。
すなわち、メッキ装置７０は、筒形電極１６の上端部１６ｂの上方（端部上方）に絶縁性の遮蔽板（遮蔽部材）７１を取付け手段３６を介して取り付け、遮蔽板７１の外周下面７１ａを、外周７１ｂの近傍部位７１ｃから外周端下部７１ｄに向けて下り勾配の傾斜面となるように形成したものである。
よって、遮蔽板７１によれば、遮蔽板７１の下面７１ｅの下方に外周端下部７１ｄを配置することができる。

遮蔽板７１の下面７１ｅの下方に外周端下部７１ｄを配置したので、外周端下部７１ｄを、メッキ境界位置Ｐ２に対して間隔Ｈ４（０〜１０ｍｍ）を開けて配置した際に、遮蔽板７１の下面７１ｅと筒形電極１６の上縁１６ｃとの間の間隔Ｈ５を大きく確保することができる。

よって、筒形電極１６の上端部１６ｂまで到達したメッキ液１７を、遮蔽板７１で案内して、間隔Ｈ５から矢印ｎの如く筒形電極１６内の貫通孔１６ａに一層円滑に導くことができる。
さらに、第２実施の形態のメッキ装置７０によれば、第１実施の形態のメッキ装置１０と同様の効果を得ることができる。

なお、前記実施形態では、メッキ液１７中に気泡６５を混入させ、このメッキ液１７でメッキ被膜６６を形成する例について説明したが、これに限らないで、気泡６５を混入させないメッキ液を用いてメッキ被膜６６を形成することも可能である。

本発明は、シリンダの内周壁にメッキ皮膜を形成するメッキ装置への適用に好適である。

本発明に係るメッキ装置の第１実施の形態を示す概略図である。 第１実施の形態の電極ユニットを示す斜視図である。 第１実施の形態の電極ユニットを示す分解斜視図である。 図１の４部拡大図である。 第１実施の形態のメッキ装置にシリンダブロックをセットする例を説明する図である。 第１実施の形態のメッキ液供給手段でメッキ液を供給する例を説明する図である。 第１実施の形態のメッキ液流れを説明する図である。 第１実施の形態のメッキ液と気泡との関係を説明する図である。 第１実施の形態の遮蔽板とメッキ被膜との関係を説明する図である。 第１実施の形態の遮蔽板とメッキ被膜との関係を説明するグラフである 本発明に係るメッキ装置の第２実施の形態を示す断面図である。 従来の基本構成を説明する図である。

符号の説明

１０…メッキ装置、１１…シリンダブロック（ワーク）、１２…中空部、１３…シリンダ、１４…内周壁、１４ａ…メッキ処理面、１４ｂ…メッキ処理境界面（メッキ処理面の上方の面）、１６…筒型電極、１６ａ…貫通孔、１６ｂ…筒形電極の上端部（筒形電極の端部）、１７…メッキ液、２１…エア供給手段、２８…導入流路、２９…渦発生流路、３０…連通流路、３３…多孔部材、３５，７１…遮蔽板（遮蔽部材）、３５ａ，７１ｄ…遮蔽部材の外周端下部、３８…メッキ流路（円筒状の隙間）、３８ａ…メッキ流路の下端部（円筒状の隙間の下端部）、３８ｂ…メッキ流路の上端部（円筒状の隙間の上端部）、４１…供給流路、６５…気泡、６６…メッキ被膜。

Claims (1)

1. 内部に貫通孔を備えた筒型電極を、ワークの中空部内に隙間を開けて配置することにより、この隙間を円筒状に形成し、この円筒状の隙間および貫通孔を筒型電極の端部を経て連通し、この円筒状の隙間にメッキ液を流し、筒状電極の端部まで到達したメッキ液を貫通孔に導くことにより、中空部の内周壁にメッキ被膜を形成するメッキ装置において、
   前記円筒状の隙間の下端部に、メッキ液を供給するための供給流路を連通し、この供給流路と前記下端部との間に、多数の孔を備えた多孔部材を設け、この供給流路に、エアを供給するエア供給手段を設け、
   このエア供給手段で供給流路にエアを供給することで、供給流路内のメッキ液中に気泡を混入させ、気泡が混入したメッキ液を多孔部材を経て円筒状の隙間に導き、
   前記円筒状の隙間の下端から上端に向けて、前記気泡が混入したメッキ液を螺旋状に流すように構成したことを特徴とするメッキ装置。

Images