(57)【要約】      （修正有）【課題】コストダウンが可能なシリンダバレルの表面処理装置を提供する。【解決手段】カバー部材３２は、下面５９に、可撓性を有してガスケット面４２に密着して処理液の漏れを防止する第１のシールリング５４、第２のシールリング５５及び第３のシールリング５６を、シリンダバレルの中心６３を中心とする同心円状に備え、これらの第１〜第３のシールリング５４、５５、５６は、下端のレベルが、最も中心側のシールリングに対して中心６３から離れたシールリング程高位になるように、高低差を付けて取付けられている。【効果】カバー部材を共用化するので、部品を減らして装置全体のコストを低減することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスケット面が上になるようにして置かれている内燃機関のシリンダブロックの前記ガスケット面に、カバー部材を載せてシリンダバレルの上部開口を塞ぎ、前記シリンダバレル内へ処理液を供給して前記シリンダバレルの内面を処理するシリンダバレルの表面処理装置において、
前記カバー部材は、下面に、可撓性を有して前記ガスケット面に密着して前記処理液の漏れを防止する複数のシールリングを、前記シリンダバレルの中心を中心とする同心円状に備え、
これらのシールリングは、下端のレベルが、最も中心側のシールリングに対して中心から離れたシールリング程高位になるように、高低差を付けて取付けられていることを特徴とするシリンダバレルの表面処理装置。
【請求項２】
前記カバー部材の下面は、前記複数のシールリングの前記下面からの突出代が同一又はほぼ同一になるように、階段形状とされていることを特徴とする請求項１記載のシリンダバレルの表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックに設けられているシリンダバレルの内面へ処理液を接触させて内面を処理する、シリンダバレルの表面処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのシリンダバレル内面は、ピストンリングによる摩擦や燃料の燃焼による高熱に晒されるため、表面の強度が求められる。表面の強度を高めるには表面処理が有効である。表面処理の一つであるめっき処理を施す場合、めっき処理前に表面の汚れ等をあらかじめ除去することが望まれる。このように表面処理前に汚れ等を除去する処理は、前処理と呼ばれる。
めっき処理の前処理の一例を次図で説明する。
【０００３】
図１１に示されるように、前処理では、エッチング処理、酸活性処理、第１亜鉛置換処理、溶解活性処理及び第２亜鉛置換処理が実施される。エッチング処理だけでも、処理液による化学処理、洗浄のための１次水洗、２次水洗及び乾燥を防ぐアイドラー等複数の工程で構成される。これらの工程のうち、化学処理工程の具体例が提案されている（例えば、特許文献１（図３（ｂ））参照。）。
【０００４】
この特許文献１の技術を図面に基づいて以下に説明する。
図１２に示されるように、シリンダブロック１０１を、下部開口閉塞部材１０３が備えられたパレット１０４に載置し、シリンダブロック１０１の下部開口を塞ぐ。そして、パレット１０４をパン１０５の上に配置する。ノズル１０６が備えられたカバー部材１０７を、矢印（１）のように移動させ、シリンダブロック１０１の上部開口を塞ぎ、可撓性のシールリング１０２でシールする。
【０００５】
処理液を、矢印（２）のように、処理液供給路１０８からノズル１０６に供給する。
供給された処理液は、矢印（３）のように、処理液噴射孔１０９からシリンダバレル１１０の下部に噴射され、矢印（４）のように、シリンダバレル１１０の内面に接触しながら上昇する。
シリンダバレル１１０内の処理液は、矢印（５）のように、主にパレット１０４に設けられた第１の排液通路１１１から排出され、処理液の残部は、矢印（６）のように蓋体１０７に設けられた第２の排液通路１１２から排出される。
【０００６】
ところで、生産ラインでは、一つのラインで種々の径のシリンダバレルに前処理を施すことがある。異なる径のシリンダバレルに前処理を施すには、それぞれのシリンダバレルの径に対応するシールリングでシリンダバレルの上部開口をシールする。
【０００７】
大きな径のシリンダバレルのために、大径のシールリング１０２を備えたカバー部材１０７を準備し、小さな径のシリンダバレルのために、小径のシールリング１０２を備えたカバー部材１０７を準備する。
このように、従来は、シリンダバレルの径に対応するカバー部材１０７を多数個準備する心配があった。
これでは、カバー部材１０７の調達費用や保管費用が嵩む。加えて、カバー部材１０７を変更する変更工数も嵩む。
近年のコストダウン要求から改善が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２１４７３０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、コストダウンが可能なシリンダバレルの表面処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、ガスケット面が上になるようにして置かれている内燃機関のシリンダブロックの前記ガスケット面に、カバー部材を載せてシリンダバレルの上部開口を塞ぎ、前記シリンダバレル内へ処理液を供給して前記シリンダバレルの内面を処理するシリンダバレルの表面処理装置において、前記カバー部材は、下面に、可撓性を有して前記ガスケット面に密着して前記処理液の漏れを防止する複数のシールリングを、前記シリンダバレルの中心を中心とする同心円状に備え、これらのシールリングは、下端のレベルが、最も中心側のシールリングに対して中心から離れたシールリング程高位になるように、高低差を付けて取付けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明では、カバー部材の下面は、複数のシールリングの下面からの突出代が同一又はほぼ同一になるように、階段形状とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、カバー部材は、下面に、複数のシールリングを、シリンダバレルの中心を中心とする同心円状に備え、これらのシールリングは、下端のレベルが、最も中心側のシールリングに対して中心から離れたシールリング程高位になるように、高低差を付けて取付けられている。
小径のシリンダバレルには、複数シールリングのうち、最も中心側のシールリングをガスケット面に当てる。より大径のシリンダバレルでは、隣りのシールリングをガスケット面に当接させる。更に大径のシリンダバレルでは、更に隣りのシールリングをガスケット面に当接させる。
このように、シリンダバレルの径に応じて、好適なシールリングでシール性を発揮させる。
径の異なるシリンダバレルに対しても、シールリング及びカバー部材の段替えをする必要がないので、段替え工数の削減を図ることができる。
加えて、カバー部材を共用化するので、部品を減らして装置全体のコストを低減することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明では、カバー部材の下面は、複数のシールリングの下面からの突出代が同一又はほぼ同一になるように、階段形状とされていることを特徴とする。突出代は潰し代に相当し、この潰し代はシール性能に影響する。仮に、突出代がまちまちであれば、シール性にばらつきが出る可能性があり、シールリングの形状設計が難しくなる。この点、本発明によれば、突出代が同一又はほぼ同一であるため、シールリングの形状設計が容易になり、シールリングの調達コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るシリンダバレルの表面処理装置の側面図である。
【図２】表面処理部の断面図である。
【図３】異なる大きさのシリンダバレルの上部開口をシールする状態の説明図である。
【図４】異なる大きさの２個のシリンダバレルを同時にシールする状態の説明図である。
【図５】階段部の断面図である。
【図６】図５の６部拡大図である。
【図７】図６の別の実施形態の説明図である。
【図８】図４の別の実施形態の説明図である。
【図９】図１の９−９線断面図である。
【図１０】本発明に係るシリンダバレルの表面処理装置の作用図である。
【図１１】めっきの前処理工程を説明する図である。
【図１２】従来の技術の基本原理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施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。
【実施例】
【００１６】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、シリンダバレルの表面処理装置１０は、アジャスタ１１を有するベース１２と、このベース１２から立ち上げられている下部柱１３と、この下部柱１３の上端に設けられている中部支持部材１４と、この中部支持部材１４に支持され処理液を集めるパン１５と、このパン１５に集められた処理液を外部に排出する処理液排出管１６と、パン１５の上に設けられている囲い部材１７と、この囲い部材１７に囲われるように中部支持部材１４に設けられている表面処理部２０と、この表面処理部２０に設けられ表面処理部２０の上部からの排液を誘導する排液管２１と、この排液管２１の排液を監視する処理液検知部２２と、中部支持部材１４から立ち上げられている中部柱２３と、この中部柱２３の上端に設けられている上部支持部材２４と、この上部支持部材２４から立ち上げられている上部柱２５と、この上部柱２５の上端に設けられている天板２６とを備える。
【００１７】
表面処理部２０は、詳細は後述するが、表面処理が施されるシリンダブロック２７を支えるパレット３１と、シリンダブロック２７の上部を覆うカバー部材３２と、このカバー部材３２に設けられ処理液の一部を排出する第２の排液通路３３とを備える。
【００１８】
また、シリンダバレル内面の表面処理装置１０は、天板２６に設けられ昇降ロッド３４を介してカバー部材３２を昇降させる昇降シリンダ３５と、昇降ロッド３４の下端に回転軸３６を中心に揺動自在に設けられている揺動部３７と、昇降ロッド３４の下部に設けられ進退ロッド３８を介して揺動部３７を揺動させる揺動シリンダ４１とを備える。
【００１９】
次に表面処理部２０について説明する。
図２に示されるように、シリンダバレルの表面処理装置１０の要部としての表面処理部２０は、シリンダブロック２７のガスケット面４２が上になるようにして、シリンダブロック２７を支えると共にシリンダバレル４３の下部開口４４を塞ぐパレット３１と、このパレット３１に設けられシリンダバレル４３内に溜められた処理液の一部を排出する第１の排液通路４５と、パレット３１に設けられシリンダブロック２７の段部４６をシールする段部シール部材４７と、パレット３１に設けられシリンダブロック２７の穴４８の位置決めをする位置決めピン５１と、シリンダバレル４３の上部開口５２に繋がる凹部５３を有し、ガスケット面４２に載せられシリンダバレル４３の上部開口５２を覆うカバー部材３２と、このカバー部材３２の下面５９に設けられガスケット面４２をシールする可撓性の第１〜第３のシールリング５４、５５、５６と、カバー部材３２に上から下向きに挿入されるようにしてカバー部材３２に取付けられ、処理液を凹部５３の壁５７に向かって噴射する処理液噴射孔５８を有し、凹部５３の壁５７を介してシリンダバレル４３の内面へ処理液を供給するノズル６１と、このノズル６１に処理液を供給する処理液供給路６２と、カバー部材３２に設けられシリンダバレル４３内に溜められた処理液の残部を排出する第２の排液通路３３と、からなる。
【００２０】
次に大きさの異なるシリンダブロックのガスケット面４２をシールする状態を説明する。
図３（ａ）に示されるように、ガスケット面４２が上になるようにして内径の小さいシリンダバレル４３を備えるシリンダブロック２７が配置されている。カバー部材３２は、下面５９に、可撓性を有してガスケット面４２に密着して処理液の漏れを防止する第１のシールリング５４、第２のシールリング５５及び第３のシールリング５６を、シリンダバレルの中心６３を中心とする同心円状に備え、これらの第１〜第３のシールリング５４、５５、５６は、下端のレベルが、最も中心側のシールリングに対して中心６３から離れたシールリング程高位になるように、高低差を付けて取付けられている。カバー部材３２の下面５９は、シールリング５４、５５、５６の下面５９からの突出代が同一又はほぼ同一になるように、階段状の階段部６４を備えている。
最も高い階段部６４に設けられている第１のシールリング５４のみが、ガスケット面４２に接してシールする。第２、第３のシールリング５４は、ガスケット面４２に接触しない。
【００２１】
図３（ｂ）は、径の大きいシリンダバレル６７を備えるシリンダブロック６５のガスケット面６６をシールする状態を説明する図であり、図３（ａ）と同様に構成されている部分は、符号を流用して詳細な説明は省略する。
最も低い階段部６４に設けられている第３のシールリング５６のみが、ガスケット面６６に接してシールする。第１、第２のシールリング５４、５５の径は、シリンダバレル６７の内径より小さい。そのため、第１、第２のシールリング５４、５５は、シリンダバレル６７の内面より内側にあり、シリンダバレル６７に接触しない。
【００２２】
同一のカバー部材３２及びシールリング５３、５４、５５で、異なるシリンダブロック２７、６５をシールすることができるので、生産ラインにおいては、種類の異なるシリンダブロックに前処理を施す場合でも、カバー部材３２の段替えの必要がなく、工数を低減することができる。
なお、シリンダバレル４３の内径とシリンダバレル６７の内径との中間の大きさの内径を備えるシリンダバレルの場合は、第２のシールリング５５がガスケット面に接してシールし、第１、第３のシールリング５４、５６は、シリンダブロックに接触しない。
このように、シリンダバレルの径に応じて、好適なシールリングでシール性を発揮させる。
【００２３】
次に異なる大きさのシリンダブロック２７、６５を同時にシールする状態を説明する。
図４に示されるように、親パレット６８に子パレットとしての第１のパレット３１及び第２のパレット６９が設けられている。小さいシリンダブロック２７は第１のパレット３１に載置され、大きいシリンダブロック６５は第２のパレット６９に載置されている。
【００２４】
親パレット６８の上面からシリンダブロック２７のガスケット面４２までの高さＬ１は、カバー部材の３２の第１のシールリング５４に接触する高さである。
一方、親パレット６８の上面からシリンダブロック６５のガスケット面６６までの高さＬ２は、カバー部材３２の第３のシールリング５６に接触する高さである。
２つのカバー部材３２の高さを同一にした状態で、異なるシリンダブロック２７、６５を同時にシールすることができる。
また、カバー部材３２、ノズル６１共に同一であるため、カバー部材３２の段替えの必要がなく、工数の低減を図ることができる。
また、第１の排液通路４５、７１の径を変えることで、排出される処理液の流量が調整される。
【００２５】
次に階段部６４について説明する。
図５（ａ）の比較例では、カバー部材７２の下面７３に階段部が設けられておらず、平面になっている。第１、第２及び第３のシールリング７４、７５、７６は、いずれもガスケット面６６に接触する。第３のシールリング７６は、穴４８の縁に接触することで破損や変形が生じ易くなる。
【００２６】
また、小さいシリンダブロック２７をシールする場合は、第１〜第３のシールリング７４、７５、７６の全てがガスケット面６６に接触するが、大きいシリンダブロック（図３、符号６５）をシールする場合には、第３のシールリング７６のみがガスケット面６６に接触するので、シールの圧力に差が生じる。
シールの圧力を同等にするには、第３のシールリング７６のみが接触する場合のシールクランプ力に比較して、第１〜第３のシールリング７４、７５、７６全てが接触する場合のシールクランプ力を大きくする必要がある。クランプ力を大きくするには、昇降シリンダ（図１、符号３５）を大型化する必要があり、装置のコストが高くなる。
【００２７】
一方、図５（ｂ）の実施例では、第１のシールリング５４はガスケット面４２に接触しているが、第２、第３のシールリング５５、５６がガスケット面に接触しないので、第２、第３のシールリング５５、５６に傷が付くことがない。
また、異なる大きさのシリンダブロックであっても、第１〜第３のシールリング５４、５５、５６いずれか一つのシールリングのみが接触するので、シールの圧力を均一にすることができる。
シールするクランプ力を過剰に大きくする必要がないので、小型の昇降シリンダ３５で対応することができ、装置のコストを低減することができる。
【００２８】
次にシールリング５４、５５、５６の断面形状について説明する。
図６に示されるように、第１〜第３のシールリング５４、５５、５６の先端部には傾斜７７が設けられている。これにより、処理液が切れやすくなり、第１〜第３のシールリング５４、５５、５６がガスケット面４２に固着しない効果を得る。
【００２９】
また、第１〜第３のシールリング５４、５５、５６の下面５９からの突出代は同一又はほぼ同一であり、段差Ｌ＝１ｍｍである。これにより、可撓性のシールリング５４、５５、５６の潰れ代が確保できる。段差を小さくすることで、角部（図３（ｂ）、符号７８）のエア溜まりによる前処理への影響を低減させ、適切に前処理を実施することができる。
【００３０】
なお、段差は、Ｌ＝１ｍｍに限定されず、Ｌ＝１．１ｍｍ、Ｌ＝１．２ｍｍでもよく、複数あるシールリング５４、５５、５６のうち１つのシールリングのみがガスケット面に接触し、シールリング５４、５５、５６の潰れ代が確保でき、エア溜まりによる影響がなければ、Ｌの値が異なっても差し支えない。
【００３１】
次に図６の別の実施形態を述べる。
図７に示されるように、カバー部材３２の下面５９は、平面である。カバー部材３２は、下面５９に、可撓性を有してガスケット面４２に密着して処理液の漏れを防止する第１のシールリング８１、第２のシールリング８２及び第３のシールリング８３を、シリンダバレルの中心６３を中心とする同心円状に備え、これらの第１〜第３のシールリング８１、８２、８３は、下端のレベルが、最も中心側のシールリングに対して中心６３から離れたシールリング程高位になるように、高低差を付けて取付けられている。この高低差（段差）Ｌ＝１ｍｍである。
【００３２】
なお、段差は、Ｌ＝１ｍｍに限定せず、Ｌ＝１．１ｍｍ、Ｌ＝１．２ｍｍでもよく、複数あるシールリング８１、８２、８３のうち１つのシールリングのみがガスケット面に接触し、シールリング８１、８２、８３の潰れ代が確保でき、エア溜まりによる影響がなければ、Ｌの値が異なっても差し支えない。
【００３３】
次に図４の別の実施形態を述べる。
図８において、図４と同様に構成されている部分は、符号を流用して詳細な説明は省略する。
小さい径のシリンダバレル４３側には、径の小さいノズル６１が配置されている。
大きい径のシリンダバレル６７側には、径の大きいノズル８４が配置されている。大きいシリンダブロック６５であっても、シリンダバレル６７の内面とノズル８４の外面で形成される空間の体積が小さくなり、処理液が満たされる時間が短くなるので、前処理の工数を短縮することができる。
【００３４】
次に異なるサイズのシリンダブロック２７、６５が配置されている状態を説明する。
図９に示されるように、枠体８５に親パレット６８が設けられ、親パレット６８に第１のパレット３１及び第２のパレット６９が配置されている。第１のパレット３１及び第２のパレット６９は、自由に組み合わせを変更できるので、同種類のシリンダブロックだけでなく、異なる種類のシリンダブロックに同時に前処理を施すことができる。
【００３５】
以上に述べたシリンダバレルの表面処理装置１０の作用を図１０に述べる。
図１０において、カバー部材３２、３２を、矢印（７）のように移動させ、ガスケット面４２、６６をシールする。
【００３６】
ノズル６１、８４から処理液を、矢印（８）のように、シリンダバレル４３、６７の内面に供給する。シリンダバレル４３、６７内に溜められた処理液の一部は、矢印（９）、（９）のように、第１の排液通路４５、７１から排出される。処理液の供給量は、第１の排液通路４５、７１から排出される量よりも多い。そのため、処理液は矢印（１０）のように、シリンダバレル４３、６７内を上昇する。シリンダバレル４３、６７内に溜められた処理液の残部は、矢印（１１）のように、第２の排液通路３３、３３から排出される。
【００３７】
尚、本発明に係るシリンダバレルの表面処理装置は、実施の形態では階段部を３段にして適用したが、３段に限定されず、２段、４段等、シリンダバレルのガスケット面をシールすることができれば、シリンダバレルの種類に応じて、階段部を複数段設けて適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のシリンダバレルの表面処理装置は、シリンダバレル内面のめっきの前処理に好適である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…シリンダバレルの表面処理装置、２０…表面処理部、２７、６５…シリンダブロック、３１…第１のパレット、３２…カバー部材、３３…第２の排液通路、４２、６６…ガスケット面、４３、６７…シリンダバレル、５２…上部開口、５４、８１…第１のシールリング、５５、８２…第２のシールリング、５６、８３…第３のシールリング、５９…下面、６３…シリンダバレルの中心、６４…階段部、６８…親パレット、６９…第２のパレット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011052267.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011052267.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2011052267.tif 000013
【図１２】
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