(57)【要約】  本発明は、表面処理装置及び表面処理方法に関する。表面処理装置（１０）の電極（３０）は、第１電極（３６）及び第２電極（３８）からなる。第１電極（３６）は、屈折部（１６）を有する処理穴（１２）の一方の開口（１８）から挿入される。第２電極（３８）は、処理穴（１２）の他方の開口（２２）から挿入される。第１電極（３６）の第１先端部（４０）と、第２電極（３８）の第２先端部（４６）とが、屈折部（１６）の内部で絶縁部材（５２）を介して当接することにより、第１電極（３６）及び第２電極（３８）が電気的に絶縁された状態で一体化されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極（３０）を有し、該電極（３０）を挿入した処理穴（１２）の内部に電解処理液を流通させつつ、前記電極（３０）と前記処理穴（１２）の内壁面との間に通電することで、該内壁面に表面処理を施す表面処理装置（１０）であって、
前記電極（３０）は、絶縁部材（５２）を介して電気的に絶縁された状態で一体化された第１電極（３６）及び第２電極（３８）からなり、
前記第１電極（３６）は、屈折部（１６）を有する前記処理穴（１２）の一方の開口（１８）から挿入され、
前記第２電極（３８）は、前記処理穴（１２）の他方の開口（２２）から挿入され、
前記第１電極（３６）の第１先端部（４０）と、前記第２電極（３８）の第２先端部（４６）とが、前記屈折部（１６）の内部で前記絶縁部材（５２）を介して当接することにより前記第１電極（３６）及び前記第２電極（３８）が一体化されていることを特徴とする表面処理装置（１０）。
【請求項２】
請求項１記載の表面処理装置（１０）において、
前記第１電極（３６）及び前記第２電極（３８）は、管状部分を有する中空体であり、
前記第１先端部（４０）には、前記第１電極（３６）の先端を閉塞する第１閉塞部（４２）が設けられ、
前記第２先端部（４６）には、前記第２電極（３８）の先端を閉塞する第２閉塞部（４８）が設けられ、
前記第１電極（３６）には、その内部を軸方向に延在し、前記第１閉塞部（４２）に電気的に接続される第１内側電極（４４）が設けられ、
前記第２電極（３８）には、その内部を軸方向に延在し、前記第２閉塞部（４８）に電気的に接続される第２内側電極（５０）が設けられていることを特徴とする表面処理装置（１０）。
【請求項３】
電極（７２）を有し、該電極（７２）を挿入した処理穴（６２）の内部に電解処理液を流通させつつ、前記電極（７２）と前記処理穴（６２）の内壁面との間に通電することで、該内壁面に表面処理を施す表面処理装置（６０）であって、
前記電極（７２）は、絶縁部材（８２）を介して電気的に絶縁された状態で一体化された第１電極（７４）及び第２電極（７６）からなり、
前記処理穴（６２）は、第１処理穴（６４）と、該第１処理穴（６４）の内壁面に開口（６８）が設けられた第２処理穴（６６）とからなり、
前記第１処理穴（６４）に挿入された前記第１電極（７４）の、前記第２処理穴（６６）の前記開口（６８）に臨む部分には被挿入部（８０）が設けられ、
前記被挿入部（８０）に、前記第２電極（７６）の先端部（８４）が挿入されることで前記第１電極（７４）及び前記第２電極（７６）が一体化され、
前記被挿入部（８０）と前記第２電極（７６）の前記先端部（８４）との間に前記絶縁部材（８２）が介在することを特徴とする表面処理装置（６０）。
【請求項４】
請求項３記載の表面処理装置（６０）において、
前記第１電極（７４）は、管状部分を有する中空体であり、
前記被挿入部（８０）は、前記第１電極（７４）の周壁を貫通する穴からなり、
前記被挿入部（８０）の内部に前記絶縁部材（８２）が設けられ、
前記絶縁部材（８２）に雌ねじ（８２ａ）が形成され、
前記第２電極（７６）の前記先端部（８４）に雄ねじ（８４ａ）が形成され、
前記雌ねじ（８２ａ）と前記雄ねじ（８４ａ）との螺合によって、前記第１電極（７４）と前記第２電極（７６）とが位置決め固定されていることを特徴とする表面処理装置（６０）。
【請求項５】
請求項４記載の表面処理装置（６０）において、
前記第１電極（７４）の先端部（４０）には、該第１電極（７４）の先端を閉塞し、且つ有底の前記第１処理穴（６４）の底面（７８）に臨む閉塞部（４２）が設けられ、
前記第１電極（７４）の内部には、該第１電極（７４）の軸方向に延在して、前記閉塞部（４２）に電気的に接続される内側電極（４４）が設けられていることを特徴とする表面処理装置（６０）。
【請求項６】
電極（１０４）を有し、該電極（１０４）を挿入した処理穴（９２）の内部に電解処理液を流通させつつ、前記電極（１０４）と前記処理穴（９２）の内壁面との間に通電することで、該内壁面に表面処理を施す表面処理装置（９０）であって、
前記電極（１０４）は、絶縁部材（１２４）を介して電気的に絶縁された状態で一体化された第１電極（１１０）及び第２電極（１１２）からなり、
前記第１電極（１１０）及び前記第２電極（１１２）は、管状部分を有する中空体であり、
前記第１電極（１１０）の外径は、前記第２電極（１１２）の外径よりも大きく、
前記処理穴（９２）は、有底の第１処理穴（９４）と、該第１処理穴（９４）と交差する有底の第２処理穴（９６）とからなり、
前記第１処理穴（９４）に挿入された前記第１電極（１１０）の、前記第１処理穴（９４）と前記第２処理穴（９６）の交差部（９８）に配置される部分には、前記第２処理穴（９６）の延在方向に沿って挿通孔（１２０）が形成され、
前記第２処理穴（９６）に挿入された前記第２電極（１１２）は、前記挿通孔（１２０）に挿通されることで、前記第１電極（１１０）と一体化され、
前記挿通孔（１２０）と前記第２電極（１１２）との間には、前記絶縁部材（１２４）が介在することを特徴とする表面処理装置（９０）。
【請求項７】
請求項６記載の表面処理装置（９０）において、
前記第２電極（１１２）は、前記第１処理穴（９４）よりも小径の前記第２処理穴（９６）に挿入されることを特徴とする表面処理装置（９０）。
【請求項８】
請求項６又は７記載の表面処理装置（９０）において、
前記第１電極（１１０）の先端部（４０）には、該第１電極（１１０）の先端を閉塞し、且つ前記第１処理穴（９４）の底面（１００）に臨む閉塞部（４２）が設けられ、
前記第１電極（１１０）の内径は、前記第２電極（１１２）の外径よりも大きく、
前記第１電極（１１０）の内部には、該第１電極（１１０）の内周面と前記第２電極（１１２）の外周面との間を通って、該第１電極（１１０）の軸方向に延在し、前記第１電極（１１０）の前記閉塞部（４２）に電気的に接続される内側電極（４４）が設けられていることを特徴とする表面処理装置（９０）。
【請求項９】
請求項６〜８の何れか１項に記載の表面処理装置（９０）において、
前記第２電極（１１２）の先端部（４６）には、該第２電極（１１２）の先端を閉塞し、且つ前記第２処理穴（９６）の底面（１０２）に臨むように配置される閉塞部（４８）が設けられ、
前記第２電極（１１２）には、その内部を軸方向に延在し、前記第２電極（１１２）の前記閉塞部（４８）に電気的に接続される内側電極（５０）が設けられていることを特徴とする表面処理装置（９０）。
【請求項１０】
第１電極（３６）及び第２電極（３８）からなる電極（３０）を用いて、処理穴（１２）の内壁面に表面処理を施す表面処理方法であって、
処理穴（１２）の内部で、前記第１電極（３６）と前記第２電極（３８）とを絶縁部材（５２）を介して電気的に絶縁した状態で一体化する一体化工程と、
前記処理穴（１２）の内部に電解処理液を流通させつつ、前記第１電極（３６）及び前記第２電極（３８）と前記処理穴（１２）の内壁面との間に通電する通電工程と、
を有し、
前記一体化工程では、前記第１電極（３６）の第１先端部（４０）及び前記第２電極（３８）の第２先端部（４６）の少なくとも何れか一方に前記絶縁部材（５２）を設け、屈折部（１６）を有する前記処理穴（１２）の一方の開口（１８）から、前記第１電極（３６）を挿入し、且つ前記処理穴（１２）の他方の開口（２２）から前記第２電極（３８）を挿入し、前記屈折部（１６）の内部で前記絶縁部材（５２）を介して前記第１先端部（４０）と、前記第２先端部（４６）とを当接させることを特徴とする表面処理方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の表面処理方法において、
前記通電工程では、管状部分を有する中空体からなる前記第１電極（３６）の内部を軸方向に延在し、且つ前記第１電極（３６）の先端を閉塞する第１閉塞部（４２）に電気的に接続される第１内側電極（４４）を介して、前記第１電極（３６）に通電するとともに、管状部分を有する中空体からなる前記第２電極（３８）の内部を軸方向に延在し、且つ前記第２電極（３８）の先端を閉塞する第２閉塞部（４８）に電気的に接続される第２内側電極（５０）を介して、前記第２電極（３８）に通電することを特徴とする表面処理方法。
【請求項１２】
第１電極（７４）及び第２電極（７６）からなる電極（７２）を用いて、処理穴（６２）の内壁面に表面処理を施す表面処理方法であって、
処理穴（６２）の内部で、前記第１電極（７４）と前記第２電極（７６）とを絶縁部材（８２）を介して電気的に絶縁した状態で一体化する一体化工程と、
前記処理穴（６２）の内部に電解処理液を流通させつつ、前記第１電極（７４）及び前記第２電極（７６）と前記処理穴（６２）の内壁面との間に通電する通電工程と、
を有し、
前記一体化工程では、有底の第１処理穴（６４）と、該第１処理穴（６４）の内壁面に開口（６８）が設けられた第２処理穴（６６）とからなる前記処理穴（６２）の、前記第１処理穴（６４）に第１電極（７４）を挿入し、且つ前記第２処理穴（６６）に前記第２電極（７６）を挿入し、前記第１電極（７４）の前記第２処理穴（６６）の前記開口（６８）に臨む部分に設けられた被挿入部（８０）に、前記絶縁部材（８２）を介して前記第２電極（７６）の先端部（８４）を挿入することを特徴とする表面処理方法。
【請求項１３】
請求項１２の表面処理方法において、
前記第１電極（７４）は、管状部分を有する中空体からなり、
前記被挿入部（８０）は、前記第１電極（７４）の周壁を貫通する穴からなり、
前記一体化工程では、前記被挿入部（８０）の内部に設けられた前記絶縁部材（８２）に形成された雌ねじ（８２ａ）と、前記第２電極（７６）の前記先端部（８４）に形成された雄ねじ（８４ａ）とを螺合させて、前記第１電極（７４）と前記第２電極（７６）とを位置決め固定することを特徴とする表面処理方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３記載の表面処理方法において、
前記通電工程では、前記第１電極（７４）の先端を閉塞する第１閉塞部（４２）を、前記第１処理穴（６４）の底面（７８）に臨ませた状態で、前記第１電極（７４）の内部を軸方向に延在して前記第１閉塞部（４２）に電気的に接続される第１内側電極（４４）を介して前記第１電極（７４）に通電することを特徴とする表面処理方法。
【請求項１５】
第１電極（１１０）及び第２電極（１１２）からなる電極（１０４）を用いて、処理穴（９２）の内壁面に表面処理を施す表面処理方法であって、
処理穴（９２）の内部で、前記第１電極（１１０）と前記第２電極（１１２）とを絶縁部材（１２４）を介して電気的に絶縁した状態で一体化する一体化工程と、
前記処理穴（９２）の内部に電解処理液を流通させつつ、前記第１電極（１１０）及び前記第２電極（１１２）と前記処理穴（９２）の内壁面との間に通電する通電工程と、
を有し、
前記第１電極（１１０）及び前記第２電極（１１２）は、管状部分を有する中空体であり、
前記一体化工程では、有底の第１処理穴（９４）と、該第１処理穴（９４）と交差する有底の第２処理穴（９６）とからなる前記処理穴（９２）の、前記第１処理穴（９４）に前記第２電極（１１２）の外径よりも外径が大きい第１電極（１１０）を挿入した後に、前記第２処理穴（９６）に前記第２電極（１１２）を挿入して、前記第１電極（１１０）の、前記第１処理穴（９４）と前記第２処理穴（９６）の交差部（９８）に配置される部分に形成された挿通孔（１２０）に前記絶縁部材（１２４）を介して該第２電極（１１２）を挿通することを特徴とする表面処理方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の表面処理方法において、
前記一体化工程では、前記第１処理穴（９４）よりも小径の前記第２処理穴（９６）に前記第２電極（１１２）を挿入することを特徴とする表面処理方法。
【請求項１７】
請求項１５又は１６記載の表面処理方法において、
前記第１電極（１１０）の内径は、前記第２電極（１１２）の外径よりも大きく、
前記通電工程では、前記第１電極（１１０）の先端を閉塞する閉塞部（４２）を、第１処理穴（９４）の底面（１００）に臨ませた状態で、前記第１電極（１１０）の内周面と前記第２電極（１１２）の外周面との間を通って、該第１電極（１１０）の軸方向に延在し、前記第１電極（１１０）の前記閉塞部（４２）に電気的に接続される内側電極（４４）を介して前記第１電極（１１０）に通電することを特徴とする表面処理方法。
【請求項１８】
請求項１５〜１７の何れか１項に記載の表面処理方法において、
前記通電工程では、前記第２電極（１１２）の先端を閉塞する閉塞部（４８）を、第２処理穴（９６）の底面（１０２）に臨ませた状態で、前記第２電極（１１２）の内部を軸方向に延在して、前記第２電極（１１２）の前記閉塞部（４８）に電気的に接続される内側電極（５０）を介して前記第２電極（１１２）に通電することを特徴とする表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理穴の内壁面に表面処理を施すための表面処理装置及び表面処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特開２０１３−１５９８３２号公報に記載されるように、管状の電極を挿入した処理穴の内部に電解処理液を流通させつつ、電極と処理穴の内壁面との間に通電することで、該内壁面に電気めっきや陽極酸化皮膜形成等の表面処理を施すことが行われている。
【発明の概要】
【０００３】
本発明は、この種の技術に関連してなされたものであり、本発明の主たる目的は、延在方向が異なる複数の直線状部を有する処理穴であっても、その内壁面に対して、マスキング等の煩雑な工程を経ることなく効率的且つ高品質に表面処理を行うことが可能な表面処理装置を提供することにある。
【０００４】
また、本発明の別の目的は、延在方向が異なる複数の直線状部を有する処理穴であっても、その内壁面に対して、マスキング等の煩雑な工程を経ることなく効率的且つ高品質に表面処理を行うことが可能な表面処理方法を提供することにある。
【０００５】
本発明の一実施形態によれば、電極を有し、該電極を挿入した処理穴の内部に電解処理液を流通させつつ、前記電極と前記処理穴の内壁面との間に通電することで、該内壁面に表面処理を施す表面処理装置であって、前記電極は、絶縁部材を介して電気的に絶縁された状態で一体化された第１電極及び第２電極からなり、前記第１電極は、屈折部を有する前記処理穴の一方の開口から挿入され、前記第２電極は、前記処理穴の他方の開口から挿入され、前記第１電極の第１先端部と、前記第２電極の第２先端部とが、前記屈折部の内部で前記絶縁部材を介して当接することにより前記第１電極及び前記第２電極が一体化されている表面処理装置が提供される。
【０００６】
ここで、例えば、延在方向の途中に屈折部を有する処理穴は、一方の開口から屈折部までの間の直線状部（第１直線状部）と、他方の開口から屈折部までの間の直線状部（第２直線状部）とで、互いの延在方向が異なる。このような処理穴の内壁面に対して、例えば、外観形状が直線状である一般的な電極を用いて表面処理を行う場合、先ず、第１直線状部の内壁面に電解処理液が接触しないようにマスキングを施す。次に、処理穴の他方の開口から電極を挿入して、第２直線状部の内壁面に電極を対向させる。
【０００７】
次に、処理穴の内部に電解処理液を流通させつつ、電極と第２直線状部の内壁面との間に通電する通電工程を行って、該内壁面に表面処理を施す。次に、第１直線状部の内壁面に施したマスキングを除去し、表面処理を施した第２直線状部の内壁面にマスキングを施す。次に、第２直線状部の内壁面に対する表面処理と同様に、第１直線状部の内壁面にも通電工程を行って表面処理を施す。すなわち、屈折部を有する処理穴に、外観形状が直線状である一般的な電極を用いて表面処理を行うためには、複数のマスキング工程や、複数の通電工程が必要となってしまう。
【０００８】
しかしながら、上記のように一体化された第１電極及び第２電極を備える本発明に係る表面処理装置では、処理穴の第１直線状部の内壁面に第１電極を対向させるとともに、第２直線状部の内壁面に第２電極を対向させた状態で、通電工程を行うことができる。これによって、マスキング等の煩雑な工程を経ることなく、処理穴の第１直線状部の内壁面及び第２直線状部の内壁面の両方に共通の通電工程により表面処理を施すことができる。
【０００９】
しかも、第１電極と第２電極が絶縁されているため、第１電極及び第２電極に対して独立に電流を供給して通電することができる。これによって、例えば、第１電極と第２電極とを絶縁せず、第１電極の基端側から第１先端部及び第２先端部を介して第２電極の基端側まで電流を供給するような場合に比して、処理穴の第１直線状部の内壁面と第２直線状部の内壁面とに電流分布の差が生じることを抑制できる。その結果、処理穴の第１直線状部及び第２直線状部の両方の内壁面に対して、略均一に表面処理を行うことが可能になる。
【００１０】
以上から、この表面処理装置によれば、処理穴が屈折部を有する形状からなる場合であっても、該処理穴の内壁面に対して、効率的且つ高品質に表面処理を行うことができる。
【００１１】
上記の表面処理装置において、前記第１電極及び前記第２電極は、管状部分を有する中空体であり、前記第１先端部には、前記第１電極の先端を閉塞する第１閉塞部が設けられ、前記第２先端部には、前記第２電極の先端を閉塞する第２閉塞部が設けられ、前記第１電極には、その内部を軸方向に延在し、前記第１閉塞部に電気的に接続される第１内側電極が設けられ、前記第２電極には、その内部を軸方向に延在し、前記第２閉塞部に電気的に接続される第２内側電極が設けられていることが好ましい。
【００１２】
この場合、第１内側電極を介して第１電極に電流を供給することにより、第１閉塞部が設けられた第１先端部側から基端側に向かって電流を流すことができる。第２電極も同様に、第２内側電極を介して第２電極に電流を供給することにより、第２閉塞部が設けられた第２先端部側から基端側に向かって電流を流すことができる。これらによって、第１閉塞部及び第２閉塞部と、処理穴の屈折部の内壁面との間に良好に通電を行うことが可能になるため、処理穴の屈折部の内壁面に対しても効果的に表面処理を施すことができる。
【００１３】
本発明の別の一実施形態によれば、電極を有し、該電極を挿入した処理穴の内部に電解処理液を流通させつつ、前記電極と前記処理穴の内壁面との間に通電することで、該内壁面に表面処理を施す表面処理装置であって、前記電極は、絶縁部材を介して電気的に絶縁された状態で一体化された第１電極及び第２電極からなり、前記処理穴は、第１処理穴と、該第１処理穴の内壁面に開口が設けられた第２処理穴とからなり、前記第１処理穴に挿入された前記第１電極の、前記第２処理穴の前記開口に臨む部分には被挿入部が設けられ、前記被挿入部に、前記第２電極の先端部が挿入されることで前記第１電極及び前記第２電極が一体化され、前記被挿入部と前記第２電極の前記先端部との間に前記絶縁部材が介在する表面処理装置が提供される。
【００１４】
第１処理穴と、該第１処理穴の内壁面に開口が設けられた第２処理穴、換言すると、第１処理穴から分岐する第２処理穴とからなる処理穴も、延在方向が異なる複数の直線状部を有する。このような処理穴の内壁面に、外観形状が直線状である一般的な電極を用いて表面処理を行う場合も、第１処理穴及び第２処理穴ごとにマスキングや通電工程を行う必要がある。
【００１５】
これに対して、上記のように一体化された第１電極及び第２電極を備える本発明に係る表面処理装置では、第１処理穴の内壁面に第１電極を対向させるとともに、第２処理穴の内壁面に第２電極を対向させた状態で、通電工程を行うことができる。これによって、マスキング等の煩雑な工程を経ることなく、第１処理穴及び第２処理穴の両方の内壁面に共通の通電工程により表面処理を施すことができる。また、第１電極と第２電極が絶縁されているため、第１電極及び第２電極に対して独立に電流を供給して通電することができる。これによって、第１処理穴及び第２処理穴の両方の内壁面に対して、略均一に表面処理を行うことができる。
【００１６】
以上から、この表面処理装置によれば、処理穴が分岐部を有する形状からなる場合であっても、該処理穴の内壁面に対して、効率的且つ高品質に表面処理を行うことができる。
【００１７】
上記の表面処理装置において、前記第１電極は、管状部分を有する中空体であり、前記被挿入部は、前記第１電極の周壁を貫通する穴からなり、前記被挿入部の内部に前記絶縁部材が設けられ、前記絶縁部材に雌ねじが形成され、前記第２電極の前記先端部に雄ねじが形成され、前記雌ねじと前記雄ねじとの螺合によって、前記第１電極と前記第２電極とが位置決め固定されていることが好ましい。この場合、第１処理穴及び第２処理穴の各々の内壁面と、第１電極及び第２電極の外周面との位置関係を良好に維持した状態で通電工程を行うことができるため、一層高品質に表面処理を行うことが可能になる。
【００１８】
上記の表面処理装置において、前記第１電極の先端部には、該第１電極の先端を閉塞し、且つ有底の前記第１処理穴の底面に臨む閉塞部が設けられ、前記第１電極の内部には、該第１電極の軸方向に延在して、前記閉塞部に電気的に接続される内側電極が設けられていることが好ましい。この場合、内側電極から電流を供給することにより、閉塞部が設けられた第１電極の先端部側から基端側に向かって電流を流すことができる。これによって、閉塞部と、第１処理穴の底面との間に良好に通電を行うことが可能になるため、該底面に対しても効果的に表面処理を施すことができる。
【００１９】
本発明の別の一実施形態によれば、電極を有し、該電極を挿入した処理穴の内部に電解処理液を流通させつつ、前記電極と前記処理穴の内壁面との間に通電することで、該内壁面に表面処理を施す表面処理装置であって、前記電極は、絶縁部材を介して電気的に絶縁された状態で一体化された第１電極及び第２電極からなり、前記第１電極及び前記第２電極は、管状部分を有する中空体であり、前記第１電極の外径は、前記第２電極の外径よりも大きく、前記処理穴は、有底の第１処理穴と、該第１処理穴と交差する有底の第２処理穴とからなり、前記第１処理穴に挿入された前記第１電極の、前記第１処理穴と前記第２処理穴の交差部に配置される部分には、前記第２処理穴の延在方向に沿って挿通孔が形成され、前記第２処理穴に挿入された前記第２電極は、前記挿通孔に挿通されることで、前記第１電極と一体化され、前記挿通孔と前記第２電極との間には、前記絶縁部材が介在する表面処理装置が提供される。
【００２０】
第１処理穴と、該第１処理穴と交差する第２処理穴とからなる処理穴も、延在方向が異なる複数の直線状部を有する。このような処理穴の内壁面に、外観形状が直線状である一般的な電極を用いて表面処理を行う場合も、第１処理穴及び第２処理穴ごとにマスキングや通電工程を行う必要がある。
【００２１】
これに対して、上記のように一体化された第１電極及び第２電極を備える本発明に係る表面処理装置では、第１処理穴の内壁面に第１電極を対向させるとともに、第２処理穴の内壁面に第２電極を対向させた状態で、通電工程を行うことができる。これによって、マスキング等の煩雑な工程を経ることなく、第１処理穴及び第２処理穴の両方の内壁面に共通の通電工程により表面処理を施すことができる。また、第１電極と第２電極が絶縁されているため、第１電極及び第２電極に対して独立に電流を供給して通電することができる。これによって、第１処理穴及び第２処理穴の両方の内壁面に対して、略均一に表面処理を行うことができる。
【００２２】
以上から、この表面処理装置によれば、処理穴が交差部を有する形状からなる場合であっても、該処理穴の内壁面に対して、効率的且つ高品質に表面処理を行うことができる。
【００２３】
上記の表面処理装置において、前記第２電極は、前記第１処理穴よりも小径の第２処理穴に挿入されることが好ましい。このように、第１電極の外径よりも小さい第２電極の外径に応じて、第１処理穴よりも小径の第２処理穴の内壁面に第２電極の外周面を対向させる。これによって、第１処理穴及び第２処理穴の両方の内壁面に対して、電流密度の差が生じることを抑制して、略均一に表面処理を施すことが容易になる。
【００２４】
上記の表面処理装置において、前記第１電極の先端部には、該第１電極の先端を閉塞し、且つ前記第１処理穴の底面に臨む閉塞部が設けられ、前記第１電極の内径は、前記第２電極の外径よりも大きく、前記第１電極の内部には、該第１電極の内周面と前記第２電極の外周面との間を通って、該第１電極の軸方向に延在し、前記第１電極の前記閉塞部に電気的に接続される内側電極が設けられていることが好ましい。
【００２５】
この場合、内側電極から電流を供給することにより、閉塞部が設けられた第１電極の先端部側から基端側に向かって電流を流すことができるため、閉塞部に臨む第１処理穴の底面に対しても効果的に表面処理を施すことができる。
【００２６】
上記の表面処理装置において、前記第２電極の先端部には、該第２電極の先端を閉塞し、且つ前記第２処理穴の底面に臨むように配置される閉塞部が設けられ、前記第２電極には、その内部を軸方向に延在し、前記第２電極の前記閉塞部に電気的に接続される内側電極が設けられていることが好ましい。この場合、第２電極の閉塞部に臨む第２処理穴の底面に対しても効果的に表面処理を施すことができる。
【００２７】
本発明の別の一実施形態によれば、第１電極及び第２電極からなる電極を用いて、処理穴の内壁面に表面処理を施す表面処理方法であって、処理穴の内部で、前記第１電極と前記第２電極とを絶縁部材を介して電気的に絶縁した状態で一体化する一体化工程と、前記処理穴の内部に電解処理液を流通させつつ、前記第１電極及び前記第２電極と前記処理穴の内壁面との間に通電する通電工程と、を有し、前記一体化工程では、前記第１電極の第１先端部及び前記第２電極の第２先端部の少なくとも何れか一方に前記絶縁部材を設け、屈折部を有する前記処理穴の一方の開口から、前記第１電極を挿入し、且つ前記処理穴の他方の開口から前記第２電極を挿入し、前記屈折部の内部で前記絶縁部材を介して前記第１先端部と、前記第２先端部とを当接させる表面処理方法が提供される。
【００２８】
処理穴の内部で、上記のように第１電極及び第２電極を一体化する一体化工程によって、処理穴の一方の開口から屈折部までの間の直線状部（第１直線状部）の内壁面に第１電極を対向させるとともに、他方の開口から屈折部までの間の直線状部（第２直線状部）の内壁面に第２電極を対向させた状態で、通電工程を行うことができる。これによって、マスキング等の煩雑な工程を経ることなく、第１直線状部及び第２直線状部の両方の内壁面に共通の通電工程により表面処理を施すことができる。また、第１電極と第２電極が絶縁されているため、第１電極及び第２電極に対して独立に電流を供給して通電することができる。これによって、処理穴の第１直線状部及び第２直線状部の両方の内壁面に対して、略均一に表面処理を行うことができる。
【００２９】
以上から、この表面処理方法によれば、処理穴が屈折部を有する形状からなる場合であっても、該処理穴の内壁面に対して、効率的且つ高品質に表面処理を行うことができる。
【００３０】
上記の表面処理方法において、前記通電工程では、管状部分を有する中空体からなる前記第１電極の内部を軸方向に延在し、且つ前記第１電極の先端を閉塞する第１閉塞部に電気的に接続される第１内側電極を介して、前記第１電極に通電するとともに、管状部分を有する中空体からなる前記第２電極の内部を軸方向に延在し、且つ前記第２電極の先端を閉塞する第２閉塞部に電気的に接続される第２内側電極を介して、前記第２電極に通電することが好ましい。
【００３１】
この場合、第１閉塞部及び第２閉塞部と、処理穴の屈折部の内壁面との間に良好に通電を行うことが可能になるため、処理穴の屈折部の内壁面に対しても効果的に表面処理を施すことができる。
【００３２】
本発明の別の一実施形態によれば、第１電極及び第２電極からなる電極を用いて、処理穴の内壁面に表面処理を施す表面処理方法であって、処理穴の内部で、前記第１電極と前記第２電極とを絶縁部材を介して電気的に絶縁した状態で一体化する一体化工程と、前記処理穴の内部に電解処理液を流通させつつ、前記第１電極及び前記第２電極と前記処理穴の内壁面との間に通電する通電工程と、を有し、前記一体化工程では、有底の第１処理穴と、該第１処理穴の内壁面に開口が設けられた第２処理穴とからなる前記処理穴の、前記第１処理穴に第１電極を挿入し、且つ前記第２処理穴に前記第２電極を挿入し、前記第１電極の、前記第２処理穴の前記開口に臨む部分に設けられた被挿入部に、前記絶縁部材を介して前記第２電極の先端部を挿入する表面処理方法が提供される。
【００３３】
処理穴の内部で、上記のように第１電極及び第２電極を一体化する一体化工程によって、第１処理穴の内壁面に第１電極を対向させるとともに、第２処理穴の内壁面に第２電極を対向させた状態で、通電工程を行うことができる。これによって、マスキング等の煩雑な工程を経ることなく、第１処理穴及び第２処理穴の両方の内壁面に共通の通電工程により表面処理を施すことができる。また、第１電極と第２電極が絶縁されているため、通電工程において、第１電極及び第２電極に対して独立に電流を供給して通電することができる。これによって、第１処理穴及び第２処理穴の両方の内壁面に対して、略均一に表面処理を行うことができる。
【００３４】
以上から、この表面処理方法によれば、処理穴が分岐部を有する形状からなる場合であっても、該処理穴の内壁面に対して、効率的且つ高品質に表面処理を行うことができる。
【００３５】
上記の表面処理方法において、前記第１電極は、管状部分を有する中空体からなり、前記被挿入部は、前記第１電極の周壁を貫通する穴からなり、前記一体化工程では、前記被挿入部の内部に設けられた前記絶縁部材に形成された雌ねじと、前記第２電極の前記先端部に形成された雄ねじとを螺合させて、前記第１電極と前記第２電極とを位置決め固定することが好ましい。この場合、第１処理穴及び第２処理穴の各々の内壁面と、第１電極及び第２電極の外周面との位置関係を良好に維持した状態で通電工程を行うことができるため、一層高品質に表面処理を行うことが可能になる。
【００３６】
上記の表面処理方法において、前記通電工程では、前記第１電極の先端を閉塞する第１閉塞部を、前記第１処理穴の底面に臨ませた状態で、前記第１電極の内部を軸方向に延在して前記第１閉塞部に電気的に接続される第１内側電極を介して前記第１電極に通電することが好ましい。この場合、第１電極の閉塞部と第１処理穴の底面との間に良好に通電を行うことが可能になるため、該底面に対しても効果的に表面処理を施すことができる。
【００３７】
本発明の別の一実施形態によれば、第１電極及び第２電極からなる電極を用いて、処理穴の内壁面に表面処理を施す表面処理方法であって、処理穴の内部で、前記第１電極と前記第２電極とを絶縁部材を介して電気的に絶縁した状態で一体化する一体化工程と、前記処理穴の内部に電解処理液を流通させつつ、前記第１電極及び前記第２電極と前記処理穴の内壁面との間に通電する通電工程と、を有し、前記第１電極及び前記第２電極は、管状部分を有する中空体であり、前記一体化工程では、有底の第１処理穴と、該第１処理穴と交差する有底の第２処理穴とからなる前記処理穴の、前記第１処理穴に前記第２電極の外径よりも外径が大きい第１電極を挿入した後に、前記第２処理穴に前記第２電極を挿入して、前記第１電極の、前記第１処理穴と前記第２処理穴の交差部に配置される部分に形成された挿通孔に前記絶縁部材を介して該第２電極を挿通する表面処理方法が提供される。
【００３８】
処理穴の内部で、上記のように第１電極及び第２電極を一体化する一体化工程によって、第１処理穴の内壁面に第１電極を対向させるとともに、第２処理穴の内壁面に第２電極を対向させた状態で、通電工程を行うことができる。これによって、マスキング等の煩雑な工程を経ることなく、第１処理穴及び第２処理穴の両方の内壁面に共通の通電工程により表面処理を施すことができる。また、第１電極と第２電極が絶縁されているため、通電工程において、第１電極及び第２電極に対して独立に電流を供給して通電することができる。これによって、第１処理穴及び第２処理穴の両方の内壁面に対して、略均一に表面処理を行うことができる。
【００３９】
以上から、この表面処理方法によれば、処理穴が交差部を有する形状からなる場合であっても、該処理穴の内壁面に対して、効率的且つ高品質に表面処理を行うことができる。
【００４０】
上記の表面処理方法において、前記一体化工程では、前記第１処理穴よりも小径の前記第２処理穴に前記第２電極を挿入することが好ましい。この場合、第１処理穴及び第２処理穴の両方の内壁面に対して、電流密度の差が生じることを抑制して、略均一に表面処理を施すことが容易になる。
【００４１】
上記の表面処理方法において、前記第１電極の内径は、前記第２電極の外径よりも大きく、前記通電工程では、前記第１電極の先端を閉塞する閉塞部を、第１処理穴の底面に臨ませた状態で、前記第１電極の内周面と前記第２電極の外周面との間を通って、該第１電極の軸方向に延在し、前記第１電極の前記閉塞部に電気的に接続される内側電極を介して前記第１電極に通電することが好ましい。この場合、第１電極の内側電極から電流を供給することにより、第１電極の先端部側から基端側に向かって電流を流すことができるため、第１電極の閉塞部に臨む第１処理穴の底面に対しても効果的に表面処理を施すことができる。
【００４２】
上記の表面処理方法において、前記通電工程では、前記第２電極の先端を閉塞する閉塞部を、第２処理穴の底面に臨ませた状態で、前記第２電極の内部を軸方向に延在して、前記第２電極の前記閉塞部に電気的に接続される内側電極を介して前記第２電極に通電することが好ましい。この場合、第２電極の内側電極から電流を供給することにより、第２電極の先端部側から基端側に向かって電流を流すことができるため、第２電極の閉塞部に臨む第２処理穴の底面に対しても効果的に表面処理を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表面処理装置と、該表面処理装置によって内壁の表面処理を行う処理穴との要部概略構成図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図１の表面処理装置の変形例に係る電極と処理穴の要部拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る表面処理装置と、該表面処理装置によって内壁の表面処理を行う処理穴との要部概略構成図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る表面処理装置と、該表面処理装置によって内壁の表面処理を行う処理穴との要部概略構成図である。
【図７】図６の要部拡大図である。
【図８】図７の電極のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明に係る表面処理装置及び表面処理方法について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の図において、同一又は同様の機能及び効果を奏する構成要素に対しては同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する場合がある。
【００４５】
本発明に係る表面処理装置及び表面処理方法は、例えば、電気めっき、電解エッチング、電解脱脂、電着塗装、陽極酸化、陰極酸化、電解研磨、あるいはこれらの前処理又は後処理等、被処理面に対して電気的に表面処理を行う場合に好適に適用することができる。以下では、表面処理装置及び表面処理方法が電気めっきを行う例について説明するが、勿論これには限定されない。
【００４６】
図１に示すように、第１実施形態に係る表面処理装置１０は、処理穴１２の内壁面に対して、めっき皮膜（不図示）を形成する。めっき皮膜の一例としては、亜鉛−ニッケル複合めっき皮膜等の亜鉛合金からなる皮膜を挙げることができる。この場合、塩化亜鉛、塩化ニッケル、塩化アンモニウム等を混合して調製しためっき浴からなる電解処理液を用いてめっき皮膜を形成することができる。
【００４７】
処理穴１２は、例えば、鋳造用金型１４に形成され、該鋳造用金型１４を冷却するための冷却水が供給される冷却通路であり、延在方向の途中に屈折部１６を有する。つまり、処理穴１２は、一方の開口１８から屈折部１６までの間の第１直線状部２０と、他方の開口２２から屈折部１６までの間の第２直線状部２４とで、互いの延在方向が異なっている。
【００４８】
鋳造用金型１４は、合金鋼材等から形成され、処理穴１２内に冷却水が供給される。これによって、鋳造用金型１４を成形時に最適な温度を維持したり、成形後に効率的に冷却を行ったりするための温度制御が行われる。この処理穴１２の内壁面に、冷却水との接触により生じる腐食生成物や、冷却水中のカルシウム等に由来する堆積物等（以下、これらを総称して付着物ともいう）が付着することにより、冷却水と鋳造用金型１４との熱交換や、冷却水の流通が妨げられるようになると、鋳造用金型１４の温度制御を安定して行うことが困難になる懸念がある。そこで、表面処理装置１０を用いて、処理穴１２の内壁面にめっき皮膜を形成することにより、該内壁面に付着物が付着することを抑制する。これによって、鋳造用金型１４の温度を最適に維持することが可能になる。
【００４９】
表面処理装置１０は、電極３０と、給液部３１と、排液部３２と、ポンプ３３と、処理液タンク３４と、不図示の外部電源とを主に備えている。
【００５０】
電極３０は、例えば白金コーティングされたチタン等から形成された管状部分を有する中空の第１電極３６及び第２電極３８からなる。また、第１電極３６の給液部３１から突出する部分が処理穴１２の第１直線状部２０に挿入され、第２電極３８の排液部３２から突出する部分が処理穴１２の第２直線状部２４に挿入されている。第１実施形態では、処理穴１２に挿入された第１電極３６及び第２電極３８の各々について、処理穴１２の開口１８、２２側を基端側とし、屈折部１６側を先端側として説明する。
【００５１】
図２に示すように、第１電極３６の先端部分である第１先端部４０には、該第１電極３６の管状部分の先端を閉塞する第１閉塞部４２が設けられている。第１電極３６の内部には、該第１電極３６の軸方向に延在し、一端側が第１閉塞部４２に電気的に接続された第１内側電極４４が設けられている。第１内側電極４４の他端側は、給液部３１を介して処理穴１２の外側に延在して、外部電源に接続されている。
【００５２】
第２電極３８は、第１電極３６と同様に構成されている。すなわち、第２電極３８の先端部分である第２先端部４６に第２閉塞部４８が設けられ、第２電極３８の内部に一端側が第２閉塞部４８に電気的に接続された第２内側電極５０が設けられている。第２内側電極５０の他端側は、排液部３２を介して処理穴１２の外側に延在して、外部電源に接続されている。
【００５３】
第１電極３６及び第２電極３８は、互いの第１先端部４０及び第２先端部４６が、屈折部１６の内部で、絶縁部材５２を介して当接することにより、電気的に絶縁された状態で一体化されている。すなわち、第１先端部４０と第２先端部４６において、屈折部１６の内部で互いに当接する部分には、それぞれ絶縁部材５２が設けられている。
【００５４】
第１先端部４０及び第２先端部４６の絶縁部材５２が設けられる位置は、処理穴１２の第１直線状部２０と第２直線状部２４とがなす角度θ等に応じて調整される。例えば、図２に示す処理穴１２のように、角度θが比較的大きい場合には、第１先端部４０及び第２先端部４６の各々の先端面側（第１閉塞部４２及び第２閉塞部４８）に絶縁部材５２を設ければよい。
【００５５】
また、例えば、図３に示す処理穴１２のように、角度θが比較的小さい場合には、第１閉塞部４２を第２直線状部２４の内壁面に臨ませるように配置し、第１先端部４０の外周面に絶縁部材５２を設け、第２閉塞部４８の先端面側に絶縁部材５２を設ければよい。
【００５６】
なお、絶縁部材５２は、第１電極３６と第２電極３８を電気的に絶縁することが可能に設けられればよいため、例えば、第１先端部４０及び第２先端部４６の何れか一方のみに設けられていてもよい。
【００５７】
給液部３１は、処理穴１２の一方の開口１８に着脱可能に取り付けられ、排液部３２は、処理穴１２の他方の開口２２に着脱可能に取り付けられている。ポンプ３３は、供給配管５４及び給液部３１を介して第１直線状部２０の内壁面と第１電極３６の外周面との間に電解処理液を供給する。これによって、電解処理液は、処理穴１２の一方の開口１８から他方の開口２２に向かって、第１電極３６の外周面と第１直線状部２０の内壁面との間、及び第２電極３８の外周面と第２直線状部２４の内壁面との間を流通した後、排液部３２を介して処理穴１２から回収配管５６に排出される。
【００５８】
処理液タンク３４は、上記のようにして排液部３２を介して処理穴１２から回収配管５６に排出された電解処理液を回収する。なお、回収された電解処理液は、ポンプ３３を介して、再び、給液部３１に供給されることで、表面処理装置１０と、処理穴１２との間を循環する。
【００５９】
なお、めっき浴からなる電解処理液に代えて、例えば、脱脂洗浄液、エッチング液、スマット除去液、水等を処理穴内に流通させる場合には、ポンプ３３によって、上記の液体からなる処理液を、給液部３１を介して処理穴１２に供給すればよい。また、排液部３２を介して処理穴１２から排出された上記の液体を処理液タンク３４に回収すればよい。
【００６０】
外部電源は、第１内側電極４４及び第２内側電極５０を介して第１電極３６及び第２電極３８に電流を供給する。すなわち、図２に矢印Ｅで示すように、外部電源からの電流は、第１内側電極４４及び第２内側電極５０の各々を介して第１閉塞部４２及び第２閉塞部４８に流れる。そして、第１閉塞部４２及び第２閉塞部４８から第１電極３６及び第２電極３８の基端側に向かう方向に流れる。これによって、第１電極３６と第１直線状部２０の内壁面との間、及び第２電極３８と第２直線状部２４の内壁面との間にそれぞれ電位差を生じさせることができる。
【００６１】
第１実施形態に係る表面処理装置１０は、基本的には上記のように構成される。以下、第１実施形態に係る表面処理方法について、表面処理装置１０を用いて、処理穴１２の内壁面に表面処理としてメッキ処理を施す例を挙げて説明する。
【００６２】
この表面処理方法では、先ず、処理穴１２の内部で、第１電極３６と第２電極３８とを絶縁部材５２を介して電気的に絶縁した状態で一体化する一体化工程を行う。具体的には、処理穴１２の第１直線状部２０に第１電極３６を挿入するとともに、給液部３１を処理穴１２の一方の開口１８に取り付ける。同様に、処理穴１２の第２直線状部２４に第２電極３８を挿入するとともに、排液部３２を処理穴１２の他方の開口２２に取り付ける。これによって、屈折部１６の内部で、絶縁部材５２を介して第１先端部４０と第２先端部４６を当接させて、第１電極３６及び第２電極３８を一体化する。
【００６３】
次に、給液部３１及び排液部３２を介して処理穴１２に脱脂洗浄液（例えば、水溶性アルカリ洗浄剤等）を流通させることで、該処理穴１２の内壁面から油分を除去する脱脂工程を行う。
【００６４】
次に、給液部３１及び排液部３２を介して処理穴１２にエッチング液（例えば、１０重量％の塩酸水溶液又は１０重量％の硫酸水溶液等）を流通させることで、処理穴１２の内壁面から酸化膜を除去するエッチング処理工程を行う。このエッチング処理工程は、外部電源から第１内側電極４４及び第２内側電極５０を介して第１電極３６及び第２電極３８に電流を供給し、電解エッチング（陽極電解）によって行ってもよい。
【００６５】
次に、給液部３１及び排液部３２を介して処理穴１２にスマット除去液（例えば、水酸化ナトリウムとクエン酸ナトリウムの混合溶液等）を流通させることでスマット除去工程を行う。スマット除去工程を行うことで、例えば、上記のエッチング処理工程において酸化膜を除去することにより、水に不溶の金属成分（スマット）が処理穴１２の内壁面に露出した場合であっても、このスマットを処理穴１２内から除去することができる。
【００６６】
なお、スマット除去工程も、エッチング処理工程と同様に、電解処理（陰極電解又は陽極電解）によって行ってもよい。この場合、処理穴１２でスマット除去液が電解されて酸素が発生するため、一層効果的にスマットを除去することが可能になる。
【００６７】
次に、給液部３１及び排液部３２を介して処理穴１２に電解処理液を流通させるとともに、外部電源から第１内側電極４４及び第２内側電極５０に電流を供給して、第１電極３６及び第２電極３８と処理穴１２の内壁面との間に通電する通電工程を行う。これによって、処理穴１２の内壁面にめっき皮膜を形成することができる。
【００６８】
従って、第１実施形態では、上記のように一体化された第１電極３６及び第２電極３８を用いることにより、第１直線状部２０の内壁面に第１電極３６の外周面を対向させるとともに、第２直線状部２４の内壁面に第２電極３８の外周面を対向させた状態で通電工程を行うことができる。これによって、マスキング等の煩雑な工程を経ることなく、処理穴１２の第１直線状部２０及び第２直線状部２４の両方の内壁面に共通の通電工程により表面処理を施すことができる。
【００６９】
しかも、第１電極３６と第２電極３８が絶縁されているため、第１電極３６及び第２電極３８の各々に対して独立に電流を供給して通電することができる。これによって、例えば、第１電極３６と第２電極３８とを絶縁せず、第１電極３６の基端側から、第１先端部４０及び第２先端部４６を介して第２電極３８の基端側まで電流を流すような場合に比して、処理穴１２の第１直線状部２０の内壁面と第２直線状部２４の内壁面との間に電流分布の差が生じることを抑制できる。その結果、処理穴１２の内壁面に対して、略均一に表面処理を行うことが可能になるため、厚さが略均一で高品質なめっき皮膜を形成することができる。
【００７０】
以上から、第１実施形態に係る表面処理装置１０及び表面処理方法によれば、屈折部１６を有する処理穴１２に対しても、該処理穴１２の内壁面に効率的且つ高品質に表面処理を行うことができる。このようにして、処理穴１２の内壁面に略均一な厚さのめっき皮膜を形成することで、該内壁面に付着物が付着することを効果的に抑制することができる。内壁面に対する付着物の付着や生成物の生成が抑制された処理穴１２では、その内部に冷却水を良好に流通させることや、該冷却水と鋳造用金型１４とを良好に熱交換させることができるため、鋳造用金型１４の温度制御を安定して行うことが可能になる。ひいては、鋳造用金型１４の温度を最適に維持することが可能になる。
【００７１】
また、上記の通り、表面処理装置１０では、第１電極３６に第１閉塞部４２及び第１内側電極４４を設け、第２電極３８に第２閉塞部４８及び第２内側電極５０を設けることとした。そして、通電工程では、第１内側電極４４を介して第１電極３６に電流を供給することにより、第１閉塞部４２が設けられた第１先端部４０側から基端側に向かって電流を流すこととした。また、第２電極３８も同様に、第２内側電極５０を介して第２電極３８に電流を供給することにより、第２閉塞部４８が設けられた第２先端部４６側から基端側に向かって電流を流すこととした。これらによって、第１閉塞部４２及び第２閉塞部４８と、屈折部１６の内壁面との間に良好に通電を行うことが可能になるため、屈折部１６の内壁面に対しても効果的に表面処理を施すことができる。
【００７２】
従って、屈折部１６の内壁面に十分な膜厚のめっき皮膜を形成することができるため、該屈折部１６の内壁面に付着物が付着することや生成物の生成を効果的に抑制できる。ところで、鋳造用金型１４では、処理穴１２のうち、屈折部１６が不図示のキャビティ形成面の近くに配置される場合がある。このキャビティ形成面の近傍では、鋳造用金型１４の温度制御を特に安定して行うことが好ましい。上記の通り、内壁面に対する付着物の付着や生成物が抑制された屈折部１６では、その内部に冷却水を良好に流通させることや、該冷却水と鋳造用金型１４とを良好に熱交換させることができる。このため、例えば、処理穴１２のうち、屈折部１６がキャビティ形成面の近くに配置されている場合であっても、鋳造用金型１４のキャビティ形成面近傍の温度制御を安定して行うことが可能になる。
【００７３】
次に、図４及び図５を参照しつつ、第２実施形態に係る表面処理装置６０について説明する。表面処理装置６０は、処理穴６２の内壁面に対してめっき皮膜（不図示）を形成する。
【００７４】
図４に示すように、処理穴６２も、上記の処理穴１２と同様に、鋳造用金型１４に形成され、該鋳造用金型１４を冷却するための冷却水が供給される冷却通路である。この処理穴６２は、有底の第１処理穴６４と、該第１処理穴６４より小径の第２処理穴６６とからなる。第２処理穴６６では、鋳造用金型１４の外部に向かって開口する開口６７とは反対側の開口６８が、第１処理穴６４の内壁面に設けられている。つまり、処理穴６２は、第１処理穴６４と、該第１処理穴６４から分岐する第２処理穴６６とから形成された分岐部７０を有する。従って、処理穴６２も、互いに延在方向が異なる直線状部（第１処理穴６４及び第２処理穴６６）を有する。
【００７５】
表面処理装置６０は、電極３０に代えて電極７２を備えることを除いて、第１実施形態に係る表面処理装置１０と同様に構成されている。電極７２は、例えば白金コーティングされたチタン等から形成された管状部分を有する中空の第１電極７４及び第２電極７６からなる。第１電極７４が第１処理穴６４に挿入され、該第１電極７４の外径より小さい外径の第２電極７６が第２処理穴６６に挿入される。
【００７６】
第２実施形態では、第１処理穴６４に挿入された第１電極７４について、該第１処理穴６４の開口７７側を基端側とし、第１処理穴６４の底面７８側を先端側として説明する。また、第２処理穴６６に挿入された第２電極７６について、該第２処理穴６６の開口６７側を基端側とし、他方の開口６８側を先端側として説明する。
【００７７】
図５に示すように、第１電極７４は、第２処理穴６６の開口６８に臨む周壁に被挿入部８０が設けられていることを除いて、上記の第１電極３６と同様に構成されている。すなわち、第１電極７４の先端部分である第１先端部４０に、第１閉塞部４２が設けられ、第１電極７４の内部に第１内側電極４４が設けられている。被挿入部８０は、第１電極７４の第２処理穴６６の開口６８に臨む周壁を貫通する穴からなり、内部に環状の絶縁部材８２が設けられている。この絶縁部材８２の内周には、雌ねじ８２ａが形成されている。
【００７８】
第２電極７６は、管状体からなり、該第２電極７６の先端部分である第２先端部８４の外周面に、絶縁部材８２の雌ねじ８２ａと螺合可能な雄ねじ８４ａが形成されている。第２電極７６の基端側は、排液部３２を介して処理穴６２の外側に延在し、外部電源に接続されている。
【００７９】
第１電極７４及び第２電極７６は、第１電極７４の被挿入部８０に、第２電極７６の第２先端部８４が挿入されることで一体化される。この際、被挿入部８０内に配設された絶縁部材８２の雌ねじ８２ａと、第２先端部８４の雄ねじ８４ａとを螺合させることによって、第１電極７４と第２電極７６とが位置決め固定されている。
【００８０】
以下、第２実施形態に係る表面処理方法について、表面処理装置６０を用いて、処理穴６２の内壁面に表面処理としてめっき処理を施す例を挙げて説明する。
【００８１】
この表面処理方法では、先ず、処理穴６２の内部で、第１電極７４と第２電極７６とを絶縁部材８２を介して電気的に絶縁した状態で一体化する一体化工程を行う。具体的には、第１処理穴６４に第１電極７４を挿入して、第１閉塞部４２を第１処理穴６４の底面７８に臨ませるとともに、第１処理穴６４の開口７７に給液部３１を取り付ける。次に、第２処理穴６６に第２電極７６を挿入し、絶縁部材８２の雌ねじ８２ａに、第２先端部８４の雄ねじ８４ａを螺合させる。これによって、第１電極７４及び第２電極７６を一体化した後、第２処理穴６６の開口６７に排液部３２を取り付ける。
【００８２】
次に、第１実施形態に係る表面処理方法と同様にして、脱脂工程、エッチング処理工程、スマット除去工程を行った後、処理穴６２の内壁面に対して、めっき皮膜を形成するための通電工程を行う。通電工程では、給液部３１及び排液部３２を介して処理穴６２に電解処理液を流通させるとともに、第１閉塞部４２を第１処理穴６４の底面７８に臨ませた状態で、外部電源から第１内側電極４４を介して第１電極７４及び第２電極７６に電流を供給する。このようにして、第１電極７４及び第２電極７６と処理穴６２の内壁面との間に通電することで、処理穴６２の内壁面にめっき皮膜を形成することができる。
【００８３】
従って、第２実施形態では、上記のように一体化された第１電極７４及び第２電極７６を用いることにより、第１処理穴６４の内壁面に第１電極７４の外周面を対向させるとともに、第２処理穴６６の内壁面に第２電極７６の外周面を対向させた状態で通電工程を行うことができる。これによって、マスキング等の煩雑な工程を経ることなく、第１処理穴６４及び第２処理穴６６の両方の内壁面に共通の通電工程により表面処理を施すことができる。
【００８４】
しかも、第１電極７４と第２電極７６が絶縁されているため、処理穴６２の内壁面に対して、略均一に表面処理を行って、厚さが略均一で高品質なめっき皮膜を形成することができる。
【００８５】
以上から、第２実施形態に係る表面処理装置６０及び表面処理方法によれば、分岐部７０を有する処理穴６２に対しても、該処理穴６２の内壁面に効率的且つ高品質に表面処理を行うことができる。このようにして、処理穴６２の内壁面に略均一な厚さのめっき皮膜を形成することで、該内壁面に付着物が付着することを効果的に抑制することができる。
【００８６】
上記の通り、一体化工程では、雌ねじ８２ａと雄ねじ８４ａとの螺合によって、第１電極７４と第２電極７６とが位置決め固定されていることとした。これによって、第１処理穴６４及び第２処理穴６６の各々の内壁面と、第１電極７４及び第２電極７６の外周面との位置関係を良好に維持した状態で通電工程を行うことができるため、一層高品質に表面処理を行うことが可能になる。
【００８７】
なお、第２実施形態に係る表面処理装置６０では、第１電極７４の外径が前記第２電極７６の外径よりも大きく、被挿入部８０が第１電極７４の周壁を貫通する穴からなることとした。そして、この被挿入部８０の内部に設けられた絶縁部材８２に雌ねじ８２ａが形成され、第２電極７６の先端部に雄ねじ８４ａが形成されることとした。しかしながら、特にこれらに限定されるものではない。例えば、被挿入部８０は、第１電極７４及び第２電極７６を一体化するべく、第２先端部８４を挿入することが可能な構成であればよい。また、第１電極７４及び第２電極７６は、被挿入部８０と第２先端部８４との絶縁部材８２を介した嵌合等によって位置決め固定されていてもよい。
【００８８】
また、上記の通り、第２実施形態では、第１電極７４に第１閉塞部４２及び第１内側電極４４を設け、第１閉塞部４２を第１処理穴６４の底面７８に臨ませた状態で、第１内側電極４４を介して第１電極７４に電流を供給した。これによって、第１閉塞部４２と、第１処理穴６４の底面７８との間に良好に通電を行うことが可能になるため、該底面７８に対しても効果的に表面処理を施すことができる。
【００８９】
従って、第１処理穴６４の底面７８に十分な膜厚のめっき皮膜を形成して、該底面７８に付着物が付着することを効果的に抑制できるため、例えば、第１処理穴６４の底面７８が、鋳造用金型１４のキャビティ形成面の近くに配置されている場合であっても、該キャビティ形成面近傍の温度制御を安定して行うことが可能になる。
【００９０】
次に、図６〜図８を参照しつつ、第３実施形態に係る表面処理装置９０について説明する。表面処理装置９０は、処理穴９２の内壁面に対してめっき皮膜（不図示）を形成する。
【００９１】
図６に示すように、処理穴９２も、上記の処理穴１２と同様に、鋳造用金型１４に形成され、該鋳造用金型１４を冷却するための冷却水が供給される冷却通路である。この処理穴９２は、複数（本実施形態では５本）の第１処理穴９４と、該第１処理穴９４と交差する複数（本実施形態では２本）の第２処理穴９６とからなる。つまり、処理穴９２は、第１処理穴９４と第２処理穴９６との交差部９８を有する。従って、処理穴９２も、互いに延在方向が異なる直線状部（第１処理穴９４及び第２処理穴９６）を有する。
【００９２】
各第１処理穴９４は、図６の矢印Ｘ１Ｘ２方向に沿って延在し、その一端側（矢印Ｘ１側）に底面１００が設けられた有底穴である。各第２処理穴９６は、図６の矢印Ｙ１Ｙ２方向に沿って延在し、その一端側（矢印Ｙ１側）に底面１０２が設けられた有底穴である。また、第２処理穴９６は、第１処理穴９４よりも小径であり、第１処理穴９４と、該第１処理穴９４の底面１００に近い位置で交差するように配設されている。なお、本実施形態では第２処理穴９６を第１処理穴９４よりも小径にしているが、これに限定するものではなく、第２処理穴９６は第１処理穴９４と同径であってもよい。
【００９３】
表面処理装置９０は、上記の電極３０に代えて電極１０４を備え、給液部３１及び排液部３２に代えて第１処理穴９４と同数の第１給排部１０６及び第２処理穴９６と同数の第２給排部１０８を備え、ポンプ３３及び処理液タンク３４に代えて不図示の処理液給排手段を備えることを除いて、第１実施形態に係る表面処理装置１０と同様に構成されている。
【００９４】
電極１０４は、第１処理穴９４と同数の第１電極１１０と、第２処理穴９６と同数の第２電極１１２とからなる。第１電極１１０及び第２電極１１２のそれぞれは、例えば白金コーティングされたチタン等から形成された管状部分を有する中空体である。第１電極１１０が第１処理穴９４に挿入され、該第１電極１１０の内径より小さい外径の第２電極１１２が第２処理穴９６に挿入される。
【００９５】
第３実施形態では、第１処理穴９４及び第２処理穴９６にそれぞれ挿入された第１電極１１０及び第２電極１１２について、該第１処理穴９４及び第２処理穴９６の開口１１４、１１６側を基端側とし、底面１００、１０２側を先端側として説明する。
【００９６】
図６〜図８に示すように、第１電極１１０は、処理液流入口１１８と、挿通孔１２０とが設けられていることを除いて、上記の第１電極３６と同様に構成されている。すなわち、第１電極１１０の先端部分である第１先端部４０に、第１閉塞部４２が設けられ、第１電極１１０の内部に第１内側電極４４が設けられている。
【００９７】
処理液流入口１１８は、第１電極１１０の、第１閉塞部４２よりやや基端側の周壁に貫通形成され、周方向に間隔をおいて複数設けられている。挿通孔１２０は、第１処理穴９４に挿入された第１電極１１０の、交差部９８に配置される部分を、第２処理穴９６の延在方向に沿って貫通するように設けられている。
【００９８】
第２電極１１２は、処理液流入口１２２が設けられていることを除いて、上記の第２電極３８と同様に構成されている。すなわち、第２電極１１２の先端部分である第２先端部４６に、第２閉塞部４８が設けられ、第２電極１１２の内部に第２内側電極５０が設けられている。処理液流入口１２２は、第２電極１１２の、第２閉塞部４８よりやや基端側の周壁に貫通形成され、周方向に間隔をおいて複数設けられている。
【００９９】
第１電極１１０及び第２電極１１２は、第１電極１１０の挿通孔１２０に、第２電極１１２が挿通されることで一体化されている。この際、第２電極１１２の挿通孔１２０に挿通される部分の外周面は、絶縁部材１２４により覆われている。つまり、挿通孔１２０の内周面と第２電極１１２の外周面との間に、筒状の絶縁部材１２４が介在することにより、第１電極１１０及び第２電極１１２は電気的に絶縁されている。
【０１００】
また、図８に示すように、第１電極１１０の第１内側電極４４は、挿通孔１２０を介して第１電極１１０に挿通された第２電極１１２及び絶縁部材１２４を避けるように、該第１電極１１０の内周面と第２電極１１２の外周面との間に配設されている。
【０１０１】
第１給排部１０６は、第１処理穴９４の開口１１４に着脱可能に取り付けられ、第２給排部１０８は、第２処理穴９６の開口１１６に着脱可能に取り付けられている。処理液給排手段は、第１給排部１０６を介して第１処理穴９４の内壁面と第１電極１１０の外周面との間に電解処理液を供給する。同様に、第２給排部１０８を介して第２処理穴９６の内壁面と第２電極１１２の外周面との間に電解処理液を供給する。なお、処理液給排手段、第１給排部１０６、第２給排部１０８は、例えば、特開２０１５−３０８９７号公報に記載の構成を用いることができるため、その詳細な説明は省略する。
【０１０２】
このようにして、第１処理穴９４及び第２処理穴９６に供給された電解処理液は、第１電極１１０及び第２電極１１２の各々の外周面と処理穴９２の内周面との間を通って、第１電極１１０及び第２電極１１２の先端側に向かう。そして、図７に矢印Ｆで示すように、処理液流入口１１８、１２２から第１電極１１０及び第２電極１１２の各々の内部に流入して、該第１電極１１０及び第２電極１１２の内部を基端側まで流通した後、第１給排部１０６及び第２給排部１０８を介して処理穴９２から排出される。
【０１０３】
なお、電解処理液は、第１給排部１０６及び第２給排部１０８から、第１電極１１０及び第２電極１１２の内部に供給され、処理液流入口１１８、１２２を通じて、第１電極１１０及び第２電極１１２の外部の第１処理穴９４及び第２処理穴９６に流出する構成としてもよい。
【０１０４】
以下、第３実施形態に係る表面処理方法について、表面処理装置９０を用いて、処理穴９２の内壁面に表面処理としてめっき処理を施す例を挙げて説明する。
【０１０５】
この表面処理方法では、先ず、処理穴９２の内部で、第１電極１１０と第２電極１１２とを絶縁部材１２４を介して電気的に絶縁した状態で一体化する一体化工程を行う。具体的には、複数の第１処理穴９４のそれぞれに対して、第１電極１１０を挿入して、第１閉塞部４２を第１処理穴９４の底面１００に臨ませるとともに、第１処理穴９４の開口１１４に第１給排部１０６を取り付ける。この際、複数の第１電極１１０にそれぞれ設けられた複数の挿通孔１２０は、第２処理穴９６の延在方向に沿って同軸となるように、交差部９８の内部に配置される。
【０１０６】
次に、第２処理穴９６のそれぞれに対して、第２電極１１２を挿入することによって、第１電極１１０の挿通孔１２０に、第２電極１１２を挿通する。この際、第１電極１１０の挿通孔１２０の内部、又は第２電極１１２の外周面の挿通孔１２０に挿入される部分に対し、絶縁部材１２４を設けておく。これによって、各第２電極１１２と、複数の第１電極１１０とを絶縁部材１２４を介して電気的に絶縁した状態で一体化し、その後、第２処理穴９６の開口１１６に第２給排部１０８を取り付ける。
【０１０７】
次に、第１実施形態に係る表面処理方法と同様にして、脱脂工程、エッチング処理工程、スマット除去工程を行った後、処理穴９２の内壁面に対して、めっき皮膜を形成するための通電工程を行う。通電工程では、第１給排部１０６及び第２給排部１０８を介して第１処理穴９４及び第２処理穴９６に電解処理液を流通させる。これとともに、第１閉塞部４２及び第２閉塞部４８を第１処理穴９４及び第２処理穴９６の底面１００、１０２にそれぞれ臨ませた状態で、外部電源から第１内側電極４４及び第２内側電極５０に電流を供給する。このようにして、第１電極１１０及び第２電極１１２と第１処理穴９４及び第２処理穴９６の内壁面との間にそれぞれ通電することで、処理穴９２の内壁面にめっき皮膜を形成することができる。
【０１０８】
従って、第３実施形態では、上記のように一体化された第１電極１１０及び第２電極１１２を用いることにより、第１処理穴９４の内壁面に第１電極１１０の外周面を対向させるとともに、第２処理穴９６の内壁面に第２電極１１２の外周面を対向させた状態で通電工程を行うことができる。これによって、マスキング等の煩雑な工程を経ることなく、第１処理穴９４及び第２処理穴９６の両方の内壁面に共通の通電工程により表面処理を施すことができる。
【０１０９】
しかも、第１電極１１０と第２電極１１２が絶縁されているため、処理穴９２の内壁面に対して、略均一に表面処理を行って、厚さが略均一で高品質なめっき皮膜を形成することができる。
【０１１０】
以上から、第３実施形態に係る表面処理装置９０及び表面処理方法によれば、交差部９８を有する処理穴９２に対しても、該処理穴９２の内壁面に効率的且つ高品質に表面処理を行うことができる。このようにして、処理穴９２の内壁面に略均一な厚さのめっき皮膜を形成することで、該内壁面に付着物が付着することを効果的に抑制することができる。
【０１１１】
上記の通り、第３実施形態では、第１電極１１０の外径よりも小さい第２電極１１２の外径に応じて、第１処理穴９４よりも小径の第２処理穴９６の内壁面に第２電極１１２の外周面を対向させることとした。これによって、第１処理穴９４の内壁面と第１電極１１０の外周面との距離と、第２処理穴９６の内壁面と第２電極１１２の外周面との距離を略一定にすることができる。このため、第１処理穴９４及び第２処理穴９６の両方の内壁面に対して、電流密度の差が生じることを抑制して、略均一に表面処理を施すことが容易になる。
【０１１２】
上記の通り、第３実施形態では、第１電極１１０に第１閉塞部４２及び第１内側電極４４を設け、第１閉塞部４２を第１処理穴９４の底面１００に臨ませた状態で、第１内側電極４４を介して第１電極１１０に電流を供給した。これによって、第１閉塞部４２と、第１処理穴９４の底面１００との間に良好に通電を行うことが可能になるため、該底面１００に対しても効果的に表面処理を施すことができる。
【０１１３】
また、第２電極１１２についても同様に構成したことで、第２閉塞部４８と、第２処理穴９６の底面１０２との間に良好に通電を行うことができるため、該底面１０２に対しても効果的に表面処理を施すことができる。
【０１１４】
従って、第１処理穴９４及び第２処理穴９６の底面１００、１０２に十分な膜厚のめっき皮膜を形成して、該底面１００、１０２に付着物が付着することを効果的に抑制できる。このため、例えば、第１処理穴９４の底面１００を、鋳造用金型１４のキャビティ形成面の近くに配置することによって、該キャビティ形成面近傍の温度制御を安定して行うことが可能になる。
【０１１５】
本発明は、上記した実施形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【０１１６】
例えば、上記の実施形態では、第１電極３６、７４、１１０に第１内側電極４４を設け、第２電極３８、１１２に第２内側電極５０を設けることとしたが、特にこれに限定されるものではなく、第１電極３６、７４、１１０及び第２電極３８、１１２は、第１内側電極４４及び第２内側電極５０を備えていなくてもよい。この場合、第１電極７４、１１０は、第１閉塞部４２を備えていなくてもよいし、第２電極１１２は、第２閉塞部４８を備えていなくてもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１０、６０、９０…表面処理装置          １２、６２、９２…処理穴
１４…鋳造用金型                        １６…屈折部
１８、２２、６７、６８、７７、１１４、１１６…開口
２０…第１直線状部                      ２４…第２直線状部
３０、７２、１０４…電極                ３１…給液部
３２…排液部                            ３６、７４、１１０…第１電極
３８、７６、１１２…第２電極            ４０…第１先端部
４２…第１閉塞部                        ４４…第１内側電極
４６、８４…第２先端部                  ４８…第２閉塞部
５０…第２内側電極                      ５２、８２、１２４…絶縁部材
６４、９４…第１処理穴                  ６６、９６…第２処理穴
７０…分岐部                            ７８、１００、１０２…底面
８０…被挿入部                          ８２ａ…雌ねじ
８４ａ…雄ねじ                          ９８…交差部
１０６…第１給排部                      １０８…第２給排部
１１８、１２２…処理液流入口            １２０…挿通孔
【図１】
2019151487.tif 000003
【図２】
2019151487.tif 000004
【図３】
2019151487.tif 000005
【図４】
2019151487.tif 000006
【図５】
2019151487.tif 000007
【図６】
2019151487.tif 000008
【図７】
2019151487.tif 000009
【図８】
2019151487.tif 000010
【国際調査報告】
2019151487.tif 000011
2019151487.tif 000012