JP5901269B2 - アルマイト処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、アルミニウム合金製のスクロールをアルマイト処理するのに好適な方法に関する。

冷凍サイクルに使用されるスクロール型の圧縮機は、渦巻状のラップ壁をそれぞれ有する固定スクロールと旋回スクロールとを備える。そして、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転旋回運動させ、双方のラップ壁の間に形成される圧縮室の容積を減少させることで、圧縮室内の流体の圧縮を行う。
旋回スクロールは、主に軽量化のためにアルミニウムあるいはアルミニウム合金で作製され、その表面は陽極酸化処理（以下、アルマイト処理）を施すことで耐摩耗性の向上が図られている。この旋回スクロールのアルマイト処理をする際に、アルマイト処理を施したくない部分（特許文献１では軸受部）をゴム製のマスキングで覆うことで、アルマイト処理の処理液（電解液）が当該部分に付着するのを防止することが特許文献１に開示されている。

特開２０００−１０４６８０号公報

ところが、マスキングゴムを旋回スクロールに脱着する工数がかかるのに加えて、異なる形状、寸法の旋回スクロールに対応して多種類のマスキングゴムが必要なために、旋回スクロールの製造コストを押上げる要因となっている。
本発明は、このような課題に基づいてなされたもので、マスキングゴムを用いることなく、アルマイト処理される部材（ワーク）の不必要な領域にアルマイト処理に用いられる処理液が付着するのを効果的に防止できるアルマイト処理方法を提供することを目的とする。

処理を避けたい部分を処理液に浸けないでアルマイト処理を行うことは容易に推測できる。ところが、よく知られているようにアルマイト処理を行う際にはジュール熱を除去するために処理液を撹拌してワークの熱を拡散させる。この撹拌に伴って処理液の液面が波立ち、処理液がミスト状となって舞い上がり、処理液に浸けられていない部分にも処理液が付着してしまうことを本発明者等は確認した。一方で、処理液ミストが発生すること自体を回避することは、アルマイト処理において処理液の撹拌が必要であるために、困難である。そこで本発明者は、処理液液面の波立ちにより生ずる処理液ミストがワークに付着するのを防止するために、非処理材の周囲から処理液ミストを強制的に排除することを着想した。
本発明は、アルマイト処理を施す処理領域と、アルマイト処理を施さない非処理領域と、を有するワークにアルマイト処理する方法に関するものである。
本発明は、非処理領域を処理液に浸けることなく、かつ、処理領域を処理液に浸けながらアルマイト処理を行いつつ、非処理領域の周囲をフードで覆い、外部からこのフードの内部に気流を供給することで、処理液に浸けられていないワークの非処理領域の周囲から処理液ミストを排除する。
そして、本発明におけるワークはスクロール型圧縮機の旋回スクロールであり、旋回スクロールのラップ壁が処理液に浸けられ、旋回スクロールの端板及びボス部は処理液の液面よりも上方に置かれており、フードの裾が、端板の周囲を取り囲む、ことを特徴とする。

本発明の処理方法において、処理領域の周囲における処理液の液面に向けて気流を導く、内側に突出するかえりを、フードの末端部分に設けることにより、処理液の波立ちを抑制することができるので、処理液体ミストの発生自体を抑制することができる。

本発明において、処理液の液面に蓋を被せることも処理液の波立ちを抑制するのに有効である。なお、ワークが浸かっている領域には蓋は被せない。
また、本発明において、処理液の波立ちを抑制するのに、処理液を保持する処理槽の上縁に複数の窪みを周方向に沿って設けることが好ましい。処理槽内の処理液を複数の窪みから均等に排出させることで、処理液の波立ちを抑制できる。

本発明において、ワークがスクロール型圧縮機の旋回スクロールであり、かつ、旋回スクロールのラップ壁を処理領域としてアルマイト処理を行う場合には、ラップ壁のラップエンドに向けて処理液を供給することで、ラップエンドの冷却を促進することが好ましい。ラップエンドにはアルマイト処理中に電流が集中しやすく、バーニング（焼け）が生じやすいからである。

本発明は、非処理領域の周囲に吸引力を作用させるのに代えて、非処理領域に気流を吹き付けることで、処理液ミストが非処理領域に付着するのを防止することもできる。

本発明によれば、ワークの不必要な領域にアルマイト処理に用いられる処理液が付着するのを効果的に防止できるアルマイト処理方法が提供される。

本実施形態におけるアルマイト処理方法を示す図である。 本実施形態のフードにかえりを設けた例を示し、（ａ）は全体構成を、（ｂ）はフードを示している。 本実施形態における液面に蓋を被せた例を示す図である。 本実施形態における処理槽の上縁に逆三角形状の吐出口を設けた例を示す図である。 本実施形態において、処理液Ｌをラップエンドに向けて直接供給する例を示す図である。 本発明において、気流を非処理領域に吹き付ける例を示す図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
本実施の形態は、図１に示すように、スクロール型圧縮機の旋回スクロールにアルマイト処理する例に基づいて本発明を説明する。
はじめに、ワークである旋回スクロール２０について説明する。
圧縮機のハウジングに形成された冷媒導入ポートからハウジング内に冷媒が導入され、旋回スクロール２０と図示しない固定スクロールとの間に形成された圧縮室において冷媒が圧縮される。そして、圧縮された冷媒は、ハウジングに形成された冷媒吐出ポートから吐出される。
旋回スクロール２０は、円板状の端板２１の一面側に、渦巻状のラップ壁２２が立設されている。また、端板２１の他面側には、円筒状のボス部２３が形成されている。このボス部２３には、通常、軸受が圧入により収容される。そして、この軸受に支持される駆動軸に連結された例えばエンジンを駆動源として旋回スクロール２０が公転旋回運動される。なお、ここで示す旋回スクロール２０はあくまで一例にすぎないが、いずれの旋回スクロールであっても、ラップ壁２２及びボス部２３を備えている点では同じである。

旋回スクロール２０は、ラップ壁２２及び端板２１の一部（以下、ラップ壁２２と総称する）はアルマイト処理が行われるが、端板２１の他部（以下、端板２１と称する）及びボス部２３にはアルマイト処理が行われない。つまり、ラップ壁２２は本発明における処理領域であり、端板２１及びボス部２３は本発明における非処理領域である。

本実施形態によるアルマイト処理を行う処理装置１０は、図１に示すように、内部に処理液Ｌが蓄えられる処理槽１と、処理液Ｌを撹拌する撹拌部２と、気流を供給する気流供給部５と、を備える。処理液Ｌとしては、希硫酸溶液、蓚酸溶液を用いることができる。
なお、本実施形態で行なわれるアルマイト処理には、公知のアルマイト処理が適用される。つまり、陽極酸化処理によりアルミニウムの表面に活性な酸素を発生させ、これとアルミニウムとを反応させ酸化アルミニウムを形成させるという、手順により皮膜を表面に形成する処理を本実施形態は広く適用できる。
また、処理装置１０には、アルマイト処理を行うための電気的な要素、あるいは、処理液Ｌを外部から処理槽１に供給し、または、処理槽１内の処理液Ｌを外部に排出する配管、その他の要素が設けられるが、これらも周知の技術を適用できるので、説明を省略する。

旋回スクロール２０は、ラップ壁２２は処理液Ｌに浸けられるが、端板２１及びボス部２３は処理液Ｌの液面Ｓよりも上方に置かれた状態で、処理槽１内に配置され、アルマイト処理される。このままでアルマイト処理すると、前述した処理液ミストが端板２１及びボス部２３に付着するが、本実施形態は気流供給部５を設けることでこの付着を抑制する。旋回スクロール２０をこのように配置する手段は任意であるが、旋回スクロール２０を上方から吊るすことが好ましく、例えば、後述するフード６に旋回スクロール２０を吊下げる部材を設ければよい。

撹拌部２は、吐出ポンプ３と、供給管４と、を備える。
吐出ポンプ３を駆動することにより、供給管４から処理液Ｌ内に向けて処理液Ｌを送り込むことにより、処理槽１内の処理液Ｌに噴流を生じさせることで、旋回スクロール２０の温度上昇を防止する。

気流供給部５は、フード６と、連結管７と、吐出ポンプ８と、を備える。
フード６は、通路６ａと、通路６ａと内部が連通する傘状の作用部６ｂと、を備える。そしてフード６は、作用部６ｂが端板２１及びボス部２３を覆うように旋回スクロール２０と対向して配置される。
連結管７は、一端が通路６ａと接続され、他端が吐出ポンプ８と接続される。
吐出ポンプ８を作動させると、連結管７及び通路６ａを介して、作用部６ｂの内部に圧縮空気を供給することができる。

さて、処理装置１０を用いて旋回スクロール２０をアルマイト処理するには、旋回スクロール２０を陽極として電気分解することにより、旋回スクロール２０（ラップ壁２２）の表面を電気化学的に酸化させ、アルミニウムの酸化皮膜を生成させる。
この際、吐出ポンプ３を駆動することにより、処理液Ｌを撹拌して、旋回スクロール２０の温度上昇を防ぐ。この撹拌により処理液ミストが発生するが、吐出ポンプ８を駆動することにより、フード６の作用部６ｂの内部に圧縮空気が供給される。この空気は、作用部６ｂの末端において端板２１との隙間から外部に流出する。この際、端板２１の周囲にある処理液Ｌの液面Ｓに向けて空気が吹き付けられるので、処理液Ｌの液面Ｓが波立つのを抑えることができる。また、仮に、作用部６ｂの内部に処理液ミストが浸入したとしても、作用部６ｂの内部に供給された空気の流れに乗ることで、旋回スクロール２０の非処理領域である端板２１及びボス部２３に付着するのが防止される。
なお、処理装置１０を囲うチャンバを設け、このチャンバ内を吸引することで、フード６の内部から処理液ミストの排出を促進することができる。

本実施形態の好ましい形態が図２に示されている。
このフード６は、作用部６ｂの下端縁に、その内側に突出するかえり６ｃを備える。好ましい形態においては、このかえり６ｃの内径が端板２１の外径よりも少し大きく形成される。そして、このかえり６ｃが端板２１の外周に近接し、しかもかえり６ｃが処理液Ｌの液面Ｓより離れるように、フード６が配置される。
図２に示される好ましい形態によると、かえり６ｃを設けることにより、空気流を端板２１の周囲の液面Ｓに案内することができるので、端板２１の周囲の処理液Ｌの波立ちをより効果的に防ぎ、処理液Ｌが端板２１、さらにはラップ壁２２にかかるのを避けることができる。

本実施形態の他の好ましい形態が図３に示されている。
この形態は、処理液Ｌの液面Ｓに蓋９を被せる。なお、蓋９は、フード６よりも外側に設けられる。
この形態によると、旋回スクロール２０の温度上昇を防ぐための処理液Ｌの撹拌による波立ちを抑制することができるので、処理液ミストが非処理領域に付着するのをより確実に抑制できる。

処理液Ｌの撹拌による波立ちを抑制できる、処理槽１の好ましい形態が、図４に示されている。
この処理槽１は、その上縁に複数の逆三角形状の排出口１ａを周方向に沿って設けており、処理槽１からオーバーフローする処理液Ｌはこの排出口１ａから外部に排出される。そして、処理液Ｌの液面Ｓが排出口１ａの下端部より上昇しても、その上昇液面位置が排出口１ａに臨んでいる限り、排出口１ａにおける液面Ｓの上昇による液流通断面積の増加分だけオーバーフロー量が増加するだけである。したがって、排出口１ａのない処理槽１の上端縁から一斉にオーバーフローするのに比べると、オーバーフロー量が著しく増加することはなく、また、液面Ｓが下降してもオーバーフロー量が著しく減少してしまうこともない。よって、処理槽１における液面Ｓの上下変動があっても、オーバーフロー量の増減を抑えることができるので、液面Ｓの波立ちが抑制される。

本実施形態のさらに他の好ましい形態が図５に示されている。
この形態は、撹拌部２の供給管４を途中で分岐し、さらに、分岐管４ａの吐出端がラップ壁２２のラップエンド（図中、ラップ壁の下端）に対向させる。ここでラップエンドは、ラップ壁２２の外側終端であり、アルマイト処理中に電流が集中しやすく、バーニング（焼け）が生じやすい。そこで、ラップエンドにおける冷却を促進するために、分岐管４ａから処理液Ｌをラップエンドに向けて直接供給するのが好ましい。
なおここでは、分岐管４ａを設ける例を示したが、ラップエンド用に独立した撹拌部を設けることもできることは言うまでもない。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
以上は気流を供給し処理液ミストを排除する実施形態を示したが、図６に示すように、旋回スクロール２０の非処理領域（端板２１及びボス部２３）に気流を吹き付けることでも、処理液ミストが非処理領域に付着するのを抑制できる。この場合、吐出ポンプ８の代わりに吸引ポンプ１１を設け、連結管７を介してフード６の内部を減圧することで、非処理領域への処理液ミストの付着を避けることもできる。
また、複数の旋回スクロール２０を１つの処理槽１でアルマイト処理することができる。この場合、複数の旋回スクロール２０を覆うように形成されたフードが用いられる。
さらに、以上では旋回スクロールを例に本発明のアルマイト処理を説明したが、本発明はこれに限らず、他のアルミニウム又はアルミニウム合金製のワークを対象としてアルマイト処理を行うことができる。

１ 処理槽
１ａ 排出口
２ 撹拌部
３ 吐出ポンプ
４ 供給管
４ａ 分岐管
５ 吸引部
６ フード
６ａ 通路
６ｂ 作用部
６ｃ かえり
７ 連結管
８ 吐出ポンプ
９ 蓋
１０ 処理装置
１１ 吸引ポンプ
２０ 旋回スクロール
２１ 端板
２２ ラップ壁
２３ ボス部
Ｌ 処理液
Ｓ 液面

Claims (5)

1. アルマイト処理を施す処理領域と、前記アルマイト処理を施さない非処理領域と、を有するワークにアルマイト処理を施す方法であって、
   前記非処理領域を処理液に浸けることなく、かつ、前記処理領域を処理液に浸けながらアルマイト処理を行いつつ、
   前記非処理領域の周囲をフードで覆い、外部から前記フードの内部に気流を供給することで、前記処理液に浸けられていない前記ワークの前記非処理領域の周囲から処理液ミストを排除し、
   前記ワークがスクロール型圧縮機の旋回スクロールであり、
   前記旋回スクロールのラップ壁が前記処理液に浸けられ、
   前記旋回スクロールの端板及びボス部は前記処理液の液面よりも上方に置かれており、
   前記フードの裾が、前記端板の周囲を取り囲む、
   ことを特徴とするアルマイト処理方法。
2. 前記処理領域の周囲における前記処理液の液面に向けて前記気流を導く、内側に突出するかえりを、前記フードの末端部分に設ける、
   請求項１に記載のアルマイト処理方法。
3. 前記ワークが浸かっている領域を除いて、前記処理液の前記液面に蓋を被せる、
   請求項１又は２に記載のアルマイト処理方法。
4. 前記処理液を保持する処理槽の上縁に、複数の逆三角形状の窪みを周方向に沿って設ける、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のアルマイト処理方法。
5. 前記ワークがスクロール型圧縮機の旋回スクロールであり、
   前記旋回スクロールのラップ壁を前記処理領域としてアルマイト処理を行う場合、
   前記ラップ壁のラップエンドに向けて前記処理液を供給することで、前記ラップエンドの冷却を促進する、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のアルマイト処理方法。

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