JP5168033B2 - シリンダブロックのめっき処理方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダブロックにおけるシリンダ内周面の一端をシールして処理液を循環させ、シリンダ内周面をめっき前処理及びめっき処理するシリンダブロックのめっき処理方法及び装置に関する。

従来から、シリンダ内周面にめっき皮膜を形成するシリンダブロックの製造方法が多数開示されている。例えば特許文献１では、めっき前処理工程でシリンダ内周面へポンプを用いて処理液を必要供給量だけ送液した後にポンプを停止し、バルブを閉じた状態で、シリンダブロックのシリンダ内に処理液を所定時間だけ滞留させて保時し、シリンダ内周面をめっき前処理している。次のめっき処理工程では、シリンダ内周面の一端をシール部材でシールした後に、ポンプを用いてめっき液を循環させながら、シリンダ内周面をめっき処理している。
特開平９−１３１９３号公報

ところが、特許文献１に記載のめっき前処理工程では、シリンダ内周面の一端が開放されているため、有毒な反応ガスが放出され、設備を腐食させたり、作業者の健康に悪影響を与える等の課題があった。

その対策として、めっき前処理工程及びめっき工程で、共に、シリンダ内周面の一端をシール治具でシールする方法が考えられる。しかしこの場合、シール治具をシリンダ内周面に接触する位置がめっき前処理工程とめっき工程とでズレてしまうと、めっき前処理がなされていない領域にめっき皮膜が形成されることがある。その場合には、めっき前処理されていない部分のめっき皮膜は、所定の密着性が得られないため剥離し易く、ホーニング加工時やエンジン運転時に剥離などの不具合が発生する恐れがある。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、めっき皮膜の剥離、特にめっき皮膜の端部の剥離を確実に防止できるシリンダブロックのめっき処理方法及び装置を提供することにある。

本発明に係るシリンダブロックのめっき処理方法は、シリンダブロックにおけるクランクケース面側とシリンダヘッド面側をそれぞれシール治具とシールリングによってシールした後、シリンダブロックのシリンダ内に電極を挿入して電極内に導いた処理液を、電極の外周面とシリンダ内周面との空間内を循環させて前記シリンダ内周面をめっき前処理及びめっき処理をすると共に、前記シール治具の前記シリンダ内周面に対するめっき処理時のシール位置を、前記めっき前処理が施された箇所に設定することを特徴とするものである。

また、本発明に係るシリンダブロックのめっき処理装置は、シリンダブロックをワーク載置台と昇降可能に設置されたワーク保持治具間に保持し、電極がシリンダブロックのシリンダ内へ挿入されたときに、前記シリンダブロックにおけるクランクケース面側を、前記ワーク保持治具と、電極の上端に取付けたシール治具とによってシールする一方、前記シリンダブロックのシリンダヘッド面側を、シリンダヘッド面と、前記電極を支持する電極支持部と一体的に構成された流路構成ブロックの上端部に設けたシールリングとによってシールし、電極内に導いた処理液を、電極の外周面とシリンダ内周面との空間から電極支持部と流路構成ブロック間の処理液用の流路を循環させて、このシリンダ内周面をめっき前処理及びめっき処理する構成とすると共に、前記シール治具の前記シリンダ内周面に対するシール位置を変更する位置変更手段を備え、この位置変更手段により、前記めっき処理時のシール位置を、前記めっき前処理が施された箇所に設定可能に構成されたことを特徴とするものである。

本発明に係るシリンダブロックのめっき処理方法及び装置によれば、めっき処理は、めっき前処理がなされた領域に施され、めっき前処理の範囲を越えて施されることがないので、めっき皮膜の密着性を確保でき、従って、めっき皮膜の端部の剥離を確実に防止して、めっき品質を向上させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

［Ａ］第１の実施の形態（図１〜図７）
図１は、本発明に係るめっき処理装置の第１の実施の形態を備えためっき処理ラインを示す平面図である。図２は、図１のめっき処理装置及びめっき前処理装置として機能する処理装置を示す全体正面図である。

図１に示すめっき処理ライン７０は、被処理物としてのエンジンのシリンダブロック１（本実施の形態ではＶ型多気筒エンジンのシリンダブロック）におけるシリンダ内周面３に、めっき前処理及びめっき処理を施す設備であり、複数台のめっき前処理装置（つまり、脱脂洗浄装置７１、電解エッチング処理装置７２、陽極酸化処理装置７３）と、めっき処理装置７４と、搬送コンベアとしてのローラコンベア７５とを有して構成される。ここで、脱脂洗浄装置７１、電解エッチング処理装置７２、陽極酸化処理装置７３、めっき処理装置７４は、めっき処理ライン７０の上流側から下流側へ向かって順次設置される。

ローラコンベア７５は、並列された多数本のローラ７６が転動することでシリンダブロック１を水平方向に搬送するものである。このローラコンベア７５は、脱脂洗浄装置７１と電解エッチング処理装置７２間、電解エッチング処理装置７２と陽極酸化処理装置７３間、陽極酸化処理装置７３とめっき処理装置７４間にそれぞれ配置される。更に、このローラコンベア７５は、脱脂洗浄装置７１と、この脱脂洗浄装置７１の上流側の機械加工装置７７（例えばシリンダ内周面３の切削加工装置）との間や、めっき処理装置７４と、このめっき処理装置７４下流側の機械加工装置７８（例えばシリンダ内周面３のホーニング加工装置）との間にも配置される。

脱脂洗浄装置７１は、シリンダブロック１を処理液中に浸漬して脱脂等の処理を施す方式の処理装置である。これに対し、電解エッチング処理装置７２、陽極酸化処理装置７３及びめっき処理装置７４は、シリンダブロック１におけるシリンダ２のシリンダ内周面３のみへ処理液を循環して導いて、このシリンダ内周面３のみに電解エッチング処理、陽極酸化処理、めっき処理をそれぞれ施す方式の処理装置である。

つまり、脱脂洗浄装置７１は、脱脂槽７９、洗浄槽８０及び予備加温槽８１を備えて脱脂洗浄工程を実施すると共に、ローラコンベア７５が配設された搬入出部８２にシリンダブロック１が搬送されたときに、このシリンダブロック１を位置決めする位置決め手段（不図示）を備える。脱脂洗浄装置７１では、この位置決めされたシリンダブロック１が、図示しないワークチャックなどの把持手段で把持されて、脱脂槽７９、洗浄槽８０、予備加温槽８１に順次浸漬される。シリンダブロック１が脱脂槽７９内に浸漬されることで、シリンダブロック１に付着した油分や汚れが除去され、シリンダブロック１が洗浄槽８０内に浸漬されることでシリンダブロック１が洗浄される。また、シリンダブロック１が予備加温槽８１内に浸漬されることで、シリンダブロック１全体が所定温度まで均一に加温される。ここで、脱脂槽７９は、脱脂剤(例えばキザイ社製マックスクリーンＮＧ−３０等)が溶解された温水中で、シリンダブロック１を超音波などを利用して脱脂する。

電解エッチング処理装置７２には、２槽の薬液タンク８３と送液ポンプ８４とが配置された処理槽８５が隣接して設置される。電解エッチング処理装置７２は、シリンダブロック１におけるシリンダ２のシリンダ内周面３のみに送液ポンプ８４の作用で、薬液タンク８３から処理液(めっき前処理液としての例えばリン酸水溶液等)を導いて、このシリンダ内周面３に付着した不純物や酸化膜を除去すると共に、シリンダ内周面３を所定量エッチングして粗面にし、めっきの密着性を高める電解エッチング処理工程を実施する。２槽の薬液タンク８３は、一方の槽で処理液を更新する際に、他方の槽からの処理液を電解エッチング処理装置７２へ導いて、電解エッチング処理を継続して実施可能に設けられる。

この電解エッチング処理装置７２では、電解エッチング処理工程終了後に、シリンダブロック１を電解エッチング処理装置７２に装着した状態で、バルブ（不図示）を切り替え、送液ポンプ８４の作用で、給水タンク(不図示)からの水をシリンダ内周面３へ導いて、このシリンダ内周面３を水洗処理する。

陽極酸化処理装置７３には、２槽の薬液タンク８６と送液ポンプ８７とが配置された処理槽８８が隣接して設置される。陽極酸化処理装置７３は、シリンダブロック１におけるシリンダ２のシリンダ内周面３のみに送液ポンプ８７の作用で、薬液タンク８６から処理液(めっき前処理液としての例えばリン酸水溶液等)を導いて、このシリンダ内周面３に多孔質な酸化皮膜を形成しめっきの密着性を高める陽極酸化処理工程を実施する。２槽の薬液タンク８６は、一方の槽で処理液を更新する際に、他方の槽からの処理液を陽極酸化処理装置７３へ導いて、陽極酸化処理を継続して実施可能に設けられる。

この陽極酸化処理装置７３では、陽極酸化処理工程終了後に、シリンダブロック１を陽極酸化処理装置７３に装着した状態でバルブ（不図示）を切り替え、送液ポンプ８７の作用で、給水タンク(不図示)からの水をシリンダ内周面３へ導いて、このシリンダ内周面３を水洗処理する。

めっき処理装置７４には、１槽の薬液タンク８９と送液ポンプ９０とが配置された処理槽９１が隣接して設置される。めっき処理装置７４は、シリンダブロック１におけるシリンダ２のシリンダ内周面３のみに送液ポンプ９０の作用で、薬液タンク８９から処理液(めっき液としての例えば硫酸ニッケルめっき溶液等)を導いて、このシリンダ内周面３にめっき皮膜(例えばニッケルめっき皮膜)を形成するめっき処理工程を実施する。

このめっき処理装置７４では、めっき処理工程終了後に、シリンダブロック１をめっき処理装置７４に装着した状態でバルブ（不図示）を切り替え、送液ポンプ９０の作用で、給水タンク(不図示)からの水をシリンダ内周面３へ導いて、このシリンダ内周面３を水洗処理する。

これらの電解エッチング処理装置７２、陽極酸化処理装置７３及びめっき処理装置７４では、ワーク載置台１９（図２、後述）に、位置決め手段としての位置決めピン(不図示)が進退可能に設けられる。ローラコンベア７５によって電解エッチング処理装置７２、陽極酸化処理装置７３及びめっき処理装置７４のワーク載置台１９に搬送されたシリンダブロック１は、このワーク載置台１９から進出した位置決めピンに当接して位置決めされる。

尚、処理槽８５の薬液タンク８３、処理槽８８の薬液タンク８６、及び処理槽９１の薬液タンク８９は、後述の薬液タンク２５（図３）と同義であり、また、処理槽８５の送液ポンプ８４、処理槽８８の送液ポンプ８７、及び処理槽９１の送液ポンプ９０は、後述の送液ポンプ２４Ａ、２４Ｂ（図３）と同義である。

ここで、電解エッチング処理装置７２、陽極酸化処理装置７３及びめっき処理装置７４としてそれぞれ機能する処理装置１０について、図２〜図４を用い以下に説明する。

図２に示す処理装置１０は、エンジンにおけるシリンダブロック１のシリンダ内周面３に処理液（めっき前処理液及びめっき液）を導いて、シリンダ内周面３を高速で処理（めっき前処理及びめっき処理）するものであり、装置本体１１、電極１２、シール治具１３、ワーク保持治具１４、エアジョイント１５、クランプ用シリンダ１６及び電極用シリンダ１７を有して構成される。本実施の形態では、シリンダブロック１がＶ型多気筒エンジンのＶ型シリンダブロックであり、このシリンダブロック１において所定角度差を有して形成された複数のシリンダ２のシリンダ内周面３に、処理装置１０によって同時にめっき前処理及びめっき処理が施される。

装置本体１１は架台１８に設置して固定され、シリンダブロック１を載置するワーク載置台１９を備える。シリンダブロック１は、ヘッド面４を下方にしてワーク載置台１９に載置される。装置本体１１にはワーク載置台１９の上方にワーク保持治具１４が、クランプ用シリンダ１６によって昇降可能に設置される。このワーク保持治具１４には、クランプ(不図示)が設けられている。ワーク保持治具１４は、下降位置で、ワーク載置台１９に載置されたシリンダブロック１のクランクケース面５に当接する。このとき、ワーク保持治具１４の前記クランプがシリンダブロック１のクランクケース面５側を把持して、シリンダブロック１がワーク載置台１９とワーク保持治具１４間に保持される。

電極１２は電極支持部２０に支持され、この電極支持部２０が装置本体１１に設置された電極用シリンダ１７に取り付けられる。この電極用シリンダ１７の進退動作によって、電極１２がシリンダブロック１のシリンダ２内へ挿入され、また、電極１２がシリンダブロック１のシリンダ２から退避される。図２の左側の電極１２がシリンダ２内への挿入状態を示し、図２の右側の電極１２がシリンダ２からの退避状態を示す。電極１２がシリンダブロック１のシリンダ２内へ挿入されたときには、流路構成ブロック６６に設置されたシリコンゴムシートなどのシールリング２１（図３）がシリンダブロック１のヘッド面４に接触して、シリンダ内周面３のヘッド面４側(他端側)がシールされる。

尚、流路構成ブロック６６は、電極支持部２０に一体化されて、この電極支持部２０と共に電極用シリンダ１７により動作され、且つ電極支持部２０の外周面との間で処理液用の流路６７を構成する。

図２に示すように、電極１２の上端にシール治具１３が、また、ワーク保持治具１４にエアジョイント１５がそれぞれ設置される。これらのシール治具１３及びエアジョイント１５は、後に詳説するが、電極１２がシリンダブロック１のシリンダ２内へ挿入されたときに、図３に示すようにシール治具１３がエアジョイント１５に当接して、このエアジョイント１５のメインエア継手２２からシール治具１３のシール部材３３へ流体としてのエア（空気）が供給される。これにより、シール部材３３が半径方向のみに拡張してシリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触し、このシリンダ内周面３のクランクケース面５側(一端側)がシールされる。

図２に示す電極支持部２０には処理液パイプ２３Ａが接続され、この処理液パイプ２３Ａが送液ポンプ２４Ａ（図３）に接続される。この送液ポンプ２４Ａは、シリンダブロック１のシリンダ内周面３におけるクランクケース面５側がシール部材３３によりシールされた状態において、薬液タンク２５に貯溜された処理液（めっき液）を処理液パイプ２３Ａ及び電極支持部２０を経て電極１２内へ導く。この電極１２内に導かれた処理液は、図３の矢印に示すように電極１２内を上方へ流れ、シール治具１３のシール下板３４（後述）と電極１２との間のスリット２６を経て、電極１２の外周面とシリンダブロック１のシリンダ内周面３とにより区画される空間２７内を下方へ流れ、電極支持部２０と流路構成ブロック６６による流路６７を経て薬液タンク２５へ戻り循環する。

また、流路構成ブロック６６に処理液パイプ２３Ｂが接続され、この処理液パイプ２３Ｂが送液ポンプ２４Ｂに接続される。この送液ポンプ２４Ｂは、シリンダブロック１のシリンダ内周面３におけるクランクケース面５側がシール治具１３によりシールされた状態で、薬液タンク２５に貯溜された処理液（めっき前処理液）を処理液パイプ２３Ｂ、電極支持部２０と流路構成ブロック６６により構成される流路６７を順次経て、電極１２とシリンダ内周面３との空間２７内へ導き、この空間２７内を上方へ流動させる。この空間２７内を流れた処理液は、シール治具１３と電極１２間のスリット２６を通って電極１２内へ至り、この電極１２内を下方へ流れ、薬液タンク２５へ戻って循環する。

図２及び図３に示すように、電極支持部２０にはリード線２８が接続され、このリード線２８が電源装置３０に接続される。電源装置３０は、前記空間２７が処理液で満たされ、この処理液が流動した状態で、リード線２８及び電極支持部２０を経て電極１２へ電気を供給する。この給電は、めっき前処理時には電極１２がマイナス極、シリンダブロック１がプラス極になるように実施され、これによりシリンダブロック１のシリンダ内周面３がめっき前処理される。めっき処理時には電極１２がプラス極、シリンダブロック１がマイナス極に給電され、シリンダ内周面３がめっき処理されて、このシリンダ内周面３にめっき皮膜が形成される。ここで、めっき前処理とめっき処理は、後述の如く、処理液と通電条件等を異ならせることで、同一種類の処理装置１０により実施される。

尚、エアジョイント１５は、図２に１個図示されているが、電極１２の個数に対応した個数（つまり、シリンダブロック１におけるシリンダ２の個数）がワーク保持治具１４に設置されている。また、図２中の符号３１は、シリンダブロック１のシリンダ内周面３にめっき前処理及びめっき処理がなされて、電極１２がシリンダブロック１から退避した後に進出して、シリンダブロック１のヘッド面４へ洗浄液を噴射し洗浄するときに用いられる洗浄シャッターである。

次に、前記シール治具１３とエアジョイント１５などの構成を、図３及び図４を用いて詳説する。

シール治具１３は、シリンダブロック１のシリンダ内周面３を含む空間２７内へ処理液を導く際に、シリンダ内周面３に接触してこのシリンダ内周面３をシールするものであり、シール部材３３、シール下板３４及びシールベース３５を有して構成される。

シール部材３３は、図４に示すように、伸縮自在な材料（例えばゴムなどの弾性部材）にて構成され、浮き輪形状に形成される。このシール部材３３の内周側部分は開口されて開口部４９が設けられると共に、この開口部４９近傍の両側に係合突起３６が形成される。このシール部材３３の外周部３３Ａが、シリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触可能とされる。

シール下板３４は、図４に示すように、円板部３２の中央に膨出部３７が一体成形されて構成される。膨出部３７の外周に、周溝３８が形成されたリング部材３９が配置される。また、膨出部３７にはメインエア流路４０Ｃ及び４０Ｄが連通して形成される。このうちメインエア流路４０Ｄは、シール下板３４の周方向に複数本、例えば３本等間隔に形成される。このメインエア流路４０Ｄは、リング部材３９の周溝３８に連通し、このリング部材３９の周方向複数箇所（例えば３箇所）に周溝３８に連通して形成されたメインエア流路４０Ｅと連通する。

また、シール下板３４の円板部３２には、膨出部３７との境界部分に係合溝４１がリング形状に形成される。この係合溝４１に、シール部材３３の係合突起３６が係合される。また、円板部３２及び膨出部３７には、締結用の雌ねじ部４２と、ボルト４３挿入用のボルトねじ穴４４が設けられる。このように構成されたシール下板３４は、リング部材３９にシール部材３３の開口部４９を嵌合させ、係合溝４１にシール部材３３の係合突起３６が係合した状態で、円板部３２がシール部材３３の一方の片側面（図４の下側面３３Ｃ）を支持する。

シールベース３５は、図４に示すように、円板部４５の中央に膨出部４６が一体成形されて構成され、膨出部４６にシート座４７及びメインエア流路４０Ｂが形成される。シート座４７にシールシート４８が装着され、このシールシート４８に、メインエア流路４０Ｂに連通するメインエア流路４０Ａが形成される。メインエア流路４０Ｂは、シール下板３４のメインエア流路４０Ｃに連通可能に設けられる。

また、円板部４５には、シート座４７と反対位置に、シール下板３４の膨出部３７を嵌合可能な凹部５０が形成され、この凹部５０の外側に係合溝５１がリング状に形成される。この係合溝５１にシール部材３３の係合突部３６が係合される。円板部４５及び膨出部４６には、ボルト４３螺挿用のボルトねじ穴５２が形成される。

シール下板３４の膨出部３７がシールベース３５の凹部５０に嵌合し、シール部材３３の開口部４９がシール下板３４のリング部材３９に嵌合し、シール部材３３の係合突起３６がシール下板３４の係合溝４１及びシールベース３５の係合溝５１に係合した状態で、シール下板３４のボルトねじ穴４４とシールベース３５のボルトねじ穴５２にボルト４３が螺合され、シール部材３３、シール下板３４及びシールベース３５が一体化されてシール治具１３が構成される。

この状態で、シール下板３４とシールベース３５とが互いに対向配置され、シール下板３４の円板部３２がシール部材３３の一方の片側面（図４の下側面３３Ｃ）を、シールベース３５の円板部４５がシール部材３３の他方の片側面（図４の上側面３３Ｂ）をそれぞれ支持する。更に、シール部材３３、シール下板３４及びシールベース３５が一体化された状態で、互いに連通するメインエア流路４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ及び４０Ｅが、シール部材３３の内部に連通する。

図３に示すように、シール治具１３は、絶縁部材としてのシール治具取付板５３を介して電極１２の上端に取り付けられる。このシール治具取付板５３は４方向が切り欠かれた略十字形状に形成され、中央部に締結用の雄ねじ部５４が形成される。この略十字形状のシール治具取付板５３の先端部がボルト５５により電極１２に固定される。そして、シール治具取付板５３の雄ねじ部５４がシール治具１３のシール下板３４における雌ねじ部４２に螺合して、シール部材３３、シール下板３４及びシールベース３５が一体化されたシール治具１３がシール治具取付板５３に取り付けられる。

このシール治具取付板５３は、非導電性の樹脂などにて構成され、導電性の金属にて構成されたシール下板３４及びシールベース３５を電極１２に対して絶縁する。また、略十字形状のシール治具取付板５３の切り欠かれた部分を通って処理液が、例えば図３の矢印に示すように前記スリット２６へ向かって流動する。シール治具取付板５３の外周側下面には、絶縁性を更に高めるために、絶縁カラー６８が装着されている。

図２及び図３に示すエアジョイント１５は、前述の如くメインエア継手２２を備えると共に、メインエア供給流路５６が形成されている。メインエア継手２２は、メインエア供給配管５７を介して図示しないエア供給バルブ及びコンプレッサに接続される。また、エアジョイント１５は、電極１２がシリンダブロック１のシリンダ２内に挿入されたときに、電極１２に取り付けられたシール治具１３のシールシート４８に当接し、この状態でメインエア供給流路５６がシールシート４８のメインエア流路４０Ａに連通する。メインエア供給流路５６からメインエア流路４０Ａへエアが供給されるが、この際のエアの漏洩がシールシート４８により防止される。

メインエア供給流路５６からメインエア流路４０Ａへ供給されたエアは、図４に示すように、メインエア流路４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ及び４０Ｅを経てシール部材３３内へ導入される。このシール部材３３は、上側面３３Ｂがシールベース３５により、下側面３３Ｃがシール下板３４によりそれぞれ支持されて膨張が規制されるので、図４（Ａ）に示すように半径方向のみに拡張され、シール部材３３の外周部３３Ａがシリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触して、このシリンダ内周面３のクランクケース面５側をシールする。これにより、シリンダ内周面３と電極１２の外周面とにより区画された空間２７（図３）からクランクケース面５側へ、めっき前処理液及びめっき液が液漏れすることが防止される。

メインエア継手２２からシール部材３３内へのエアの供給が遮断されたときには、図４（Ｂ）に示すように、シール部材３３は半径方向に収縮して、その外周部３３Ａがシリンダ内周面３から離反する。

このシール部材３３の拡張、収縮を確認する確認手段が、図３に示すようにシール治具１３及びエアジョイント１５に設けられている。この確認手段は、エアジョイント１５側のサブエア継手５８及びサブエア供給流路５９と、シール治具１３側のサブエア流路６０と、エア圧センサ６１及び制御回路６２とである。

サブエア継手５８は、エアジョイント１５に複数個、例えば３個配置されている。サブエア供給流路５９は、サブエア継手５８に対応してエアジョイント１５に複数本、例えば３本形成され、それぞれがサブエア継手５８に連通して設けられる。

サブエア流路６０は、図４に示すように、シール治具１３のシールベース３５に形成される。このシールベース３５には、膨出部４６の天面に同心円状のリング溝６３が、サブエア供給流路５９の本数に対応して複数個（例えば３個）形成されており、それぞれが各サブエア供給流路５９(図３)に連通可能とされる。シールベース３５には、更に、各リング溝６３の個数に対応して複数本（例えば３本）のサブエア流路６０が放射状に等間隔に形成される。それぞれのサブエア流路６０が各リング溝６３に連通して設けられる。これらのサブエア流路６０のそれぞれには、シールベース３５の外周端部において吹出口６４が形成される。この吹出口６４は、図４に示すように、シール部材３３の拡張時にこのシール部材３３によって閉塞され、シール部材３３の収縮時に開放される位置に設けられる。

図３に示すエアジョイント１５に備えられたサブエア継手５８から導入される流体としてのエアは、サブエア供給流路５９を通り、シール治具１３（図４）のリング溝６３及びサブエア流路６０を経て吹出口６４から吹き出し可能に設けられる。この吹出口６４からのエアの吹き出しは、図４（Ｂ）に示すように、シール部材３３の収縮時に吹出口６４がシール部材３３により閉塞されず開放されているときに実施される。このときには、サブエア流路６０、サブエア供給流路５９及びサブエア継手５８のエア圧が低くなる。これに対し、シール部材３３の拡張時には、図４（Ａ）に示すように、吹出口６４がシール部材３３により閉塞されてエアが吹出口６４から吹き出されず、サブエア流路６０、サブエア供給流路５９及びサブエア継手５８内のエア圧が上昇する。

図３に示すエア圧センサ６１は、例えば複数本のサブエア継手５８へそれぞれエアを導く複数本、例えば３本のサブエア供給配管６５に配置されて、上述のサブエア流路６０のエア圧を検出する。このエア圧の検出値によって、シール治具１３のシール部材３３の拡張または収縮を確認することが可能となる。つまり、シール部材３３が拡張してシリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触し、このシリンダ内周面３を液密にシールしている状態であるか、またはシール部材３３が収縮して、シリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触せず、このシリンダ内周面３がシールされていない状態であるかを確認することが可能となる。

シール部材３３の拡張、収縮によるシリンダブロック１のシリンダ内周面３のシールの確認は、サブエア流路６０がシールベース３５（つまりシール部材３３）の周方向に複数本等間隔に、例えばシール部材３３の周方向に１２０度の等間隔で３本形成されているので、シール部材３３の全周に亘ってなされる。これにより、シール部材３３の周方向の一部に劣化や亀裂、破損が発生して、その箇所以外ではシール部材３３の拡張が正常になされるが、亀裂等が発生した箇所ではシール部材３３の拡張が不充分となって、シリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触していない場合にも、このシール部材３３の周方向の拡張、収縮状況を確認して、シリンダ内周面３のシールを確認することが可能となる。

図３に示す制御回路６２は、エア圧センサ６１からの検出値を取り込んで、送液ポンプ２４Ａ、２４Ｂ及び電源装置３０の駆動を制御する。つまり、制御回路６２は、エア圧センサ６１からの検出値が所定値よりも高い場合に、シール治具１３のシール部材３３が拡張してシリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触し、このシリンダ内周面３におけるクランクケース面５側のシールが良好になされていると判断する。このとき、制御回路６２は、送液ポンプ２４Ａまたは２４Ｂを起動して処理液を、シリンダ内周面３と電極１２の外周面とにより区画された空間２７へ供給し、その後、電源装置３０を駆動して電極１２へ給電し、シリンダ内周面３にめっき前処理(電解エッチング処理、陽極酸化処理)及びめっき処理を実施させる。

制御回路６２は、エア圧センサ６１からの検出値が所定値以下の場合には、シール治具１３のシール部材３３が適正に拡張せずまたは収縮して、シリンダ内周面３に接触していず、このシリンダ内周面３のシールが不完全であると判断して、送液ポンプ２４Ａ、２４Ｂ及び電源装置３０を駆動せず、またはこれらの駆動中にはこれらの駆動を中止する。

上述のように構成された処理装置１０は、電解エッチング処理装置７２、陽極酸化処理装置７３、めっき処理装置７４としてそれぞれ機能し、図１に示すめっき処理ライン７０の該当位置に別々に設置され、それぞれ電解エッチング処理、陽極酸化処理、めっき処理を実施する。つまり、電解エッチング処理、陽極酸化処理、めっき処理は同一種類の異なった処理装置１０によって実施される。これらの各処理における、シール治具１３によるシリンダ内周面３のクランクケース面５側のシール位置について、図３及び図５を用いて以下に説明する。

図５(Ａ)に示すように、脱脂洗浄処理完了後、電解エッチング処理装置７２にて、シール治具１３のシール部材３３がシリンダ内周面３のクランクケース面５側に接触して、このシリンダ内周面３のクランクケース面５側をシールしている。その後、処理液（電解エッチング液）としてのリン酸水溶液が送液ポンプ２４Ｂによって、シリンダ内周面３と電極１２との空間２７へ送液されると共に、電源装置３０によってシリンダブロック１がプラス極、電極１２がマイナス極となるように通電される。すると、図５(Ｂ)に示すように、シリンダ内周面３のうち処理液と接している部分が溶解されて、エッチング領域９２が形成される。

電解エッチング処理の詳細条件は、例えば処理液としてリン酸１００〜５００ｇ/ｌ(リットル)を用い、液温度６０〜９０℃、処理時間０．５〜３分間、液流速１０〜４０ｃｍ/秒、通電条件１０〜８０Ａ/ｄｍ^２で処理を行う。この電解エッチング処理を行うことで、シリンダ内周面３に付着している不純物や酸化膜を除去すると共に、アルミニウム合金中の共晶シリコンを表面に突出させ、更に、シリンダ内周面３をエッチングによって粗面にして、アンカー効果によりめっき皮膜９３(図５(Ｃ))の密着性が高められる。また、エッチング領域９２の深さは、後に成膜するめっき皮膜９３の厚さと相関するが、通常０．０１〜０．２ｍｍ程度が適当である。この電解エッチング処理後に処理液パイプ２３Ａ及び２３Ｂのバルブ(不図示)が切り替えられて、シリンダブロック１は、シリンダ内周面３が水洗されて陽極酸化処理装置７３へ搬送される。

陽極酸化処理装置７３では電解エッチング処理装置７２と同様に、シリンダ内周面３のクランクケース面５側がシール治具１３によってシールされ、処理液としてのリン酸水溶液が送液ポンプ２４Ｂにより、シリンダ内周面３と電極１２との空間２７へ送液されると共に、電源装置３０によってシリンダブロック１がプラス極、電極１２がマイナス極となるように通電される。これにより、電解エッチングされたエッチング領域９２の表面上に、厚さ数ミクロンの酸化膜(不図示)が形成される。この酸化膜はポーラス状となっており、アンカー効果によってめっき皮膜９３の密着性を更に高める効果が得られる。

陽極酸化処理の詳細条件は、例えば処理液としてリン酸５〜７０ｇ/ｌ(リットル)を用い、液温度３０〜７０℃、処理時間０．５〜３分間、液流速１０〜４０ｃｍ/秒、通電条件５〜３０Ａ/ｄｍ^２で処理を行う。陽極酸化処理後に処理液パイプ２３Ａ及び２３Ｂのバルブ(不図示)が切り替えられて、シリンダブロック１は、シリンダ内周面３が水洗されて、めっき処理装置７４へ搬送される。

めっき処理装置７４では、図５(Ｃ)に示すように、シール治具１３のシール位置をめっき前処理(電解エッチング処理、陽極酸化処理)時のシール位置よりもヘッド面４側へ移動させ、めっき前処理が施された箇所にてシールを行う。シール位置の移動幅は０．５〜１０ｍｍ程度が適当である。このようにめっき処理でのシール位置を、めっき前処理でのシール位置に比べて、シール治具１３がめっき前処理済みの箇所に重なるように移動されるので、めっき前処理がなされた範囲にのみめっき皮膜９３を確実に形成することが可能になる。

このシール治具１３によるシール位置の移動は、電解エッチング処理と陽極酸化処理においても実施することが好ましく、電解エッチング処理、陽極酸化処理、めっき処理と３段階に移動させることが好ましい。但し、シール治具１３によるシール位置の移動回数が増すと、シリンダ内周面３においてめっき処理される面積がその分だけ減少するため、シリンダ内周面３の面積に余裕がある場合に３段階のシール位置の移動を実施し、シリンダ内周面３の面積に余裕がない場合には、電解エッチング処理と陽極酸化処理を同位置でシールし、めっき処理時にのみシール治具１３によるシール位置を移動する２段階の移動を行うことが好ましい。

シール治具１３によるシール動作の完了後、処理液（めっき液）として、例えば硫酸ニッケルめっき溶液がシリンダ内周面３へ送液ポンプ２４Ａによって送液されると共に、電源装置３０によってシリンダブロック１がマイナス極、電極１２がプラス極となるように、弱→中→強の３段階に分けて電気が供給されて、めっき皮膜９３が形成される。めっき処理の詳細な条件は、例えば処理液は硫酸ニッケル３００〜７００ｇ/ｌ(リットル)を用い、液温度４０〜８０℃、処理時間５〜１０分間、液流速５０〜８０ｃｍ/秒、通電条件１０〜３０Ａ/ｄｍ^２×０．５〜１分間(弱)→３０〜７０Ａ/ｄｍ^２×０．５〜１分間(中)→８０〜１２０Ａ/ｄｍ^２×４〜８分間(強)で処理を行う。めっき処理が完了した後、処理液パイプ２３Ａ及び２３Ｂのバルブ(不図示)が切り替えられて、シリンダブロック１は、シリンダ内周面３が水洗されてホーニング工程へ移送される。

ホーニング工程では、図５(Ｄ)に示すように、めっき皮膜９３が施されたシリンダ内周面３が、所定の内径及び表面粗さとなるよう研削加工される。このホーニング加工後の加工済めっき皮膜９５は、その内径Ｄ１がシリンダブロック１の素材表面９６の内径Ｄ２と同一寸法(Ｄ１＝Ｄ２)、または素材表面９６の内径Ｄ２よりも若干小さくなるようにする(Ｄ１＜Ｄ２)。この場合、加工済めっき皮膜９５の端部９４は、加工済めっき皮膜９５の表面及び素材表面９６よりもシリンダブロック１の外径方向へ退避した凹部構造に設けられる。

上述のようにシール治具１３によりシリンダブロック１におけるシリンダ内周面３のシール位置を変更する具体的な位置変更手段としては、本実施形態の如く、電解エッチング処理、陽極酸化処理、めっき処理が別々の処理装置１０により実施される場合には、めっき前処理装置（電解エッチング処理装置７２、陽極酸化処理装置７３）とめっき処理装置７４との間で、長さＬ（図３）を異ならせた電極１２を用いる。つまり、めっき処理装置７４の電極１２を、電解エッチング処理装置７２及び陽極酸化処理装置７３の電極１２よりも所定寸法（例えば０．５〜１０ｍｍ程度）短くする。これにより、めっき処理時のシール治具１３によるシリンダ内周面３のシール位置は、めっき前処理（電解エッチング処理及び陽極酸化処理）が施された箇所に設定されることになる。

また、電解エッチング処理、陽極酸化処理、めっき処理が別々の処理装置１０により実施される場合で、めっき前処理装置（電解エッチング処理装置７２及び陽極酸化処理装置７３）とめっき処理装置７４との間で電極１２の長さが同一の場合には、前記位置変更手段として、図６に示すように、電極１２と、この電極１２を支持する電極支持部２０との間に介在させた電極スペーサ９７、または図７に示すように、電極支持部２０及び流路構成ブロック６６を介して電極１２に一体化されて、シリンダブロック１におけるシリンダ内周面３のヘッド面４側をシールする高さの異なるシールリング２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを用いる。これらの前記電極スペーサ９７またはシールリング２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃによって、めっき処理時のシール治具１３によるシリンダ内周面３のシール位置は、めっき前処理（電解エッチング処理及び陽極酸化処理）が施された箇所に設定される。

つまり、図６に示す電極スペーサ９７を用いた場合には、前処理工程（電解エッチング工程や陽極酸化工程）で使用する処理装置１０(電解エッチング処理装置７２、陽極酸化処理装置７３)の電極１２のみに電極スペーサ９７を挿入して、電極１２先端のシール治具１３がシリンダ内周面３のクランクケース面５側へ配置されるようにする。めっき工程を実施するめっき処理装置７４では電極スペーサ９７を介在させないことで、シール治具１３によるシリンダ内周面３のシール位置を、電解エッチング処理装置７２及び陽極酸化処理装置７３の場合よりも寸法Ｅ１だけヘッド面４側に近づけ、めっき前処理が施された領域のみにめっき皮膜９３が成膜されるようにする。

また、電極スペーサ９６の厚さを変えることで、めっき前処理工程のうちの電解エッチング工程と陽極酸化工程で、シール治具１３によるシール位置を変更させることも可能である。即ち、陽極酸化工程では、電解エッチング工程の場合よりもシール治具１３をヘッド面４側に近づけることも可能である。

図７に示すシールリング２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを用いる場合には、電解エッチング処理、陽極酸化処理、めっき処理をそれぞれ実施する電解エッチング処理装置７２、陽極酸化処理装置７３、めっき処理装置７４において、シールリング２１Ａの高さＨａ、シールリング２１Ｂの高さＨｂ、シールリング２１Ｃの高さＨｃを順次高くすることにより（Ｈａ＜Ｈｂ＜Ｈｃ）、シリンダ内周面３への電極１２の挿入深さを順次浅くする。これにより、シール治具１３のシール位置は、陽極酸化処理装置７３の場合が電解エッチング処理装置７２の場合よりも寸法Ｅ２だけ、また、めっき処理装置７４の場合が陽極酸化処理装置７３の場合よりも寸法Ｅ３だけヘッド面４側に近い方向に変更される。

従って、本実施の形態によれば、次の効果（１）及び（２）を奏する。

（１）めっき前処理（電解エッチング処理、陽極酸化処理）とめっき処理を別々の処理装置１０を用いて実施する場合に、各処理装置１０で電極１２の長さＬを変更したり、各処理装置１０で電極１２の長さを変更せずに、めっき前処理を実施する処理装置１０に電極スペーサ９７を設置したり、各処理装置１０で電極１２の長さを変更せずに、高さの異なるシールリング２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを用いることで、めっき処理時のシール治具１３によるシリンダ内周面３のシール位置を、めっき前処理が施された箇所に設定する。このため、めっき処理は、めっき前処理がなされた領域に施され、めっき前処理の範囲を越えて施されることがないので、めっき皮膜９３、加工済めっき皮膜９５の密着性を確保できる。従って、めっき皮膜９３、加工済めっき皮膜９５の密着性がこれらの端部９４においても確保されるので、シリンダ内周面３に加工済めっき皮膜９５の端部９４が存在する場合であっても、ピストン（不図示）の摺動による加工済めっき皮膜９５の端部９４の剥離を防止でき、めっき品質を向上させることができる。

（２）加工済めっき皮膜９５の端部９４が、加工済めっき皮膜９５の表面及びシリンダブロック１の素材表面９６よりもシリンダブロック１の外径方向へ退避した凹部構造に構成されているので、加工済めっき皮膜９５の端部９４に、摺動時におけるピストンスカート（不図示）などが引っ掛かることを防止でき、加工済めっき皮膜９５の端部９４の剥離を確実に防止できる。更に、加工済めっき皮膜９５の端部９４の凹部には、エンジン運転時にオイルが溜るので、シリンダ内周面３でのピストンの摺動を円滑化できる。しかも、オイル溜りとなる加工済めっき皮膜９５の端部９４の下方に位置する素材表面９６は、アルミニウム合金などのように耐摩耗性が低い材質で構成されていても、十分なオイルが供給されることで、過度な摩耗や焼き付きの発生を防止できる。

［Ｂ］第２の実施の形態（図８）
図８は、本発明に係るめっき処理装置の第２の実施の形態において、図５のシール位置の変更を弾性ゴムを用いて実施する場合を示す図３に対応する断面図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態では、めっき前処理（電解エッチング処理、陽極酸化処理）とめっき処理が同一の処理装置１０を用いて順次実施される場合であり、この場合にシール治具１３によるシリンダブロック１のシリンダ内周面３のシール位置を変更する位置変更手段として、弾性ゴム９８やスプリングなどの弾性部材が用いられる。

弾性部材としての弾性ゴム９８は、シール治具１３に一体化されたシール治具取付板５３と電極１２との間に介在され、エアジョイント１５からのシール治具１３への押圧力によって伸縮量が変更されて、シール治具１３が電極１２に対して接近または離反した位置に設定される。これにより、めっき処理時のシール治具１３によるシリンダブロック１のシリンダ内周面３のシール位置が、めっき前処理が施された箇所に設定される。

つまり、めっき前処理（電解エッチング処理または陽極酸化処理）では、エアジョイント１５からシール治具１３に作用する押圧力を小さくして、弾性ゴム９８の伸縮量を減少して設定する。これに対しめっき処理では、エアジョイント１５からシール治具１３への押圧力を大きくして、弾性ゴム９８の伸縮量を増大させる。これにより、シール治具１３の位置は、めっき処理の場合がめっき前処理の場合よりも寸法Ｅ４だけヘッド面４側に近い方向に変更される。

尚、上述の弾性ゴム９８等の弾性部材を用いた位置変更手段は、めっき前処理とめっき処理を別々の処理装置１０を用いて実施する場合に、これらの各処理装置１０に適用されてもよい。

従って、本実施の形態においても、めっき処理時のシール治具１３によるシリンダブロック１のシリンダ内周面３のシール位置が、めっき前処理が施された箇所に設定されるので、前記第１の実施の形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏する。

本発明に係るめっき処理装置の第１の実施の形態を備えためっき処理ラインを示す平面図。 図１のめっき処理装置及びめっき前処理装置として機能する処理装置を示す全体正面図。 図２の処理装置における電極及びエアジョイント回りを示す断面図。 図３のシール治具を示し、（Ａ）はシール部材の拡張状態を示す断面図、（Ｂ）はシール部材の収縮状態を示す断面図。 図３及び図４のシリンダ内周面におけるクランクケース面側のシール部分を拡大して示し、（Ａ）及び（Ｂ）はめっき前処理（電解エッチング処理）時の断面図、（Ｃ）はめっき処理時の断面図、（Ｄ）はホーニング加工後の断面図。 図５のシール位置の変更を、電極スペーサを用いて実施する場合を示す図３に対応する断面図。 図５のシール位置の変更を、高さ寸法の異なるシールリングを用いて実施する場合を示す図３に対応する断面図。 本発明に係るめっき処理装置の第２の実施の形態において、図５のシール位置の変更を弾性ゴムを用いて実施する場合を示す図３に対応する断面図。

符号の説明

１ シリンダブロック
３ シリンダ内周面
４ ヘッド面
５ クランクケース面
１０ 処理装置
１２ 電極
１３ シール治具
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ シールリング（位置変更手段）
７２ 電解エッチング処理装置
７３ 陽極酸化処理装置
７４ めっき処理装置
９７ 電極スペーサ（位置変更手段）
９８ 弾性ゴム（位置変更手段）

Claims (7)

1. シリンダブロックにおけるクランクケース面側とシリンダヘッド面側をそれぞれシール治具とシールリングによってシールした後、シリンダブロックのシリンダ内に電極を挿入して電極内に導いた処理液を、電極の外周面とシリンダ内周面との空間内を循環させて前記シリンダ内周面をめっき前処理及びめっき処理をすると共に、前記シール治具の前記シリンダ内周面に対するめっき処理時のシール位置を、前記めっき前処理が施された箇所に設定することを特徴とするシリンダブロックのめっき処理方法。
2. 前記めっき前処理とめっき処理を異なった処理装置にて別々に実施することを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックのめっき処理方法。
3. 前記めっき前処理とめっき処理を同一の処理装置にて順次実施することを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックのめっき処理方法。
4. シリンダブロックをワーク載置台と昇降可能に設置されたワーク保持治具間に保持し、電極がシリンダブロックのシリンダ内へ挿入されたときに、前記シリンダブロックにおけるクランクケース面側を、前記ワーク保持治具と、電極の上端に取付けたシール治具とによってシールする一方、前記シリンダブロックのシリンダヘッド面側を、シリンダヘッド面と、前記電極を支持する電極支持部と一体的に構成された流路構成ブロックの上端部に設けたシールリングとによってシールし、電極内に導いた処理液を、電極の外周面とシリンダ内周面との空間から電極支持部と流路構成ブロック間の処理液用の流路を循環させて、このシリンダ内周面をめっき前処理及びめっき処理する構成とすると共に、前記シール治具の前記シリンダ内周面に対するシール位置を変更する位置変更手段を備え、この位置変更手段により、前記めっき処理時のシール位置を、前記めっき前処理が施された箇所に設定可能に構成されたことを特徴とするシリンダブロックのめっき処理装置。
5. 前記位置変更手段は、電極と、この電極を支持する電極支持部との間に介在される電極スペーサであることを特徴とする請求項４に記載のシリンダブロックのめっき処理装置。
6. 前記位置変更手段は、電極支持部と一体的に構成された前記流路構成ブロックとシリンダヘッド面間に配置され、シリンダブロックにおけるシリンダヘッド内周面のシリンダヘッド面側をシールする高さの異なるシールリングであることを特徴とする請求項４に記載のシリンダブロックのめっき処理装置。
7. 前記位置変更手段は、電極とシール治具との間に介在され、このシール治具への押圧力により伸縮量が変更されて、前記電極に対する前記シール治具の位置を変更可能とする弾性部材であることを特徴とする請求項４に記載のシリンダブロックのめっき処理装置。

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