(57)【要約】【課題】内部に中空部を有する被処理物であっても効果的に含浸処理することができる含浸処理用器具を提供する。【解決手段】ワーク２０の内部に形成された中空部２０ｂとワーク２０を収容した含浸槽２内の空間とを連通する連通管３２と、連通管３２に設けられたチェッキ弁３４とを備える。また、連通管３２から分岐する分岐配管３６と、分岐配管３６に設けられた開閉弁３８と、分岐配管３６に設けられたオリフィス４０とを備える。含浸槽２を減圧するのと同時にワーク２０の中空部２０ｂも減圧し、内部に中空部２０ｂを有するワーク２０を効果的に封孔する。【選択図】　図４
2004121894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物の内部に形成された中空部と前記被処理物を収容した含浸槽内の空間とを連通する連通管と、
前記連通管に設けられた制御弁とを備えたことを特徴とする含浸処理用器具。
【請求項２】
前記制御弁がチェッキ弁であることを特徴とする請求項１に記載の含浸処理用器具。
【請求項３】
前記連通管から分岐する分岐配管と、
前記分岐配管に設けられた開閉弁とを更に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の含浸処理用器具。
【請求項４】
前記分岐配管に設けられたオリフィスを更に備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の含浸処理用器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、含浸処理用器具に係り、特に内部に中空部を有する被処理物を含浸処理するための含浸処理用器具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、鋳造品、焼結材、コンクリート、電気・電子部品、無機質繊維、金属繊維、セラミックス繊維などの表面に形成された孔や隙間を封孔処理するために含浸処理が用いられている。このような含浸処理においては、樹脂等の有機系含浸液や水ガラス等の無機系含浸液を被処理物の表面に形成された孔や隙間に浸透させ、この含浸液を硬化させることによって上記孔や隙間を封止する。このような含浸処理を施すことによって、気体・液体の漏洩防止、化学的劣化の防止、機械的強度の増大及び劣化防止、崩壊や割れの防止、切削性の向上、化成処理・めっき・コーティング・塗装等の前処理及び後処理、防食等の効果が得られる。
【０００３】
このような含浸処理方法としては、ワーク（被処理物）を含浸液に浸漬するあるいはワークに含浸液を塗布する浸漬含浸法や、含浸処理を行う含浸槽の内部を真空減圧した後、ワークの空孔内の空気と含浸液とを置換する真空含浸法などがある。また、この真空含浸法としては、含浸液を含浸槽に満たした後に、ワークを含浸液に浸漬し、含浸槽を真空にする浸漬後真空含浸法や、ワークを含浸槽内に入れ含浸槽内を真空にした後に、含浸槽内に含浸液を導入しワークを含浸液に浸漬する真空後浸漬含浸法などがある。また、最も効果的な含浸処理方法として、上述した真空後浸漬含浸法によりワークを含浸液に浸漬し、その後圧縮空気により含浸液を加圧して含浸処理する方法が知られている。
【０００４】
図１は、従来の真空後浸漬含浸法を用いた含浸処理装置を示す模式図である。従来の含浸処理装置は、図１に示すように、ワーク（被処理物）１を収容可能な含浸槽２と、含浸槽２に接続された真空ポンプ３と、含浸槽２に導入する含浸液４を貯留する含浸液タンク５と、含浸槽２と含浸液タンク５とを接続する配管６と、この配管６に設けられたバルブ７と、含浸槽２に接続されたコンプレッサ８とを備えている。
【０００５】
このような含浸処理装置においては、まず、含浸槽２内にワーク１を入れ、真空ポンプ３を作動させて含浸槽２の内部を真空減圧する。その後、バルブ７を開いて含浸液タンク５から含浸液４を含浸槽２内に導入し、ワーク１を含浸液４に浸漬する。図１に示すように、ワーク１に空孔１ａが形成されている場合には、含浸液４は空孔１ａ内に浸入する。そして、コンプレッサ８を作動させて圧縮空気９を含浸槽２内に供給し、含浸槽２内の含浸液を加圧する。この加圧により含浸液が空孔１ａ内に押し込まれる。その後、含浸槽２からワーク１を取り出し、ワーク１内の含浸液を硬化させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、内部に中空部を有する被処理物を含浸処理する場合、最も効果的な方法とされる加圧を伴う真空後浸漬含浸法であっても空孔（欠陥や隙間）を完全に封孔することは容易ではない。すなわち、図２に示すように、内部に空孔１０ａ及び中空部１０ｂを有するワーク（被処理物）１０を含浸処理する場合、真空ポンプ３を作動させて含浸槽２の内部を真空減圧しても、ワーク１０の中空部１０ｂの内部は減圧されない。この状態で、含浸液タンク５から含浸液４を含浸槽２内に導入し、ワーク１０を含浸液４に浸漬すると、中空部１０ｂは減圧されていないため、中空部１０ｂ内の大気圧によって含浸液が空孔１０ａに浸入することが妨げられてしまう。
【０００７】
また、その後のコンプレッサ８の作動により含浸液が加圧され、含浸槽２内の含浸液は空孔１０ａ内に浸入していくが、例えば、空孔１０ａが複雑な形状であって、図３に示すように、内部に空気溜まり１０ｃが形成されている場合には、加圧された含浸液が空気溜まり１０ｃ内の空気を圧縮して、この空気溜まり１０ｃが圧縮空気９と同程度の圧力となる。この状態で、コンプレッサ８による加圧を停止し、ワーク１０を含浸槽２から取り出すと、上述した空気溜まり１０ｃ内の圧力により含浸液が空孔１０ａから押し出されてしまう。また、このように含浸液が空孔１０ａから押し出されなくても、含浸液を硬化させるときの温度変化により空孔１０ａ内の空気溜まり１０ｃが膨張して、これにより空孔１０ａ内の含浸液が押し出される場合がある。このように、従来の含浸処理装置では、内部に中空部を有する被処理物を効果的に封孔することが困難であった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、内部に中空部を有する被処理物であっても効果的に含浸処理することができる含浸処理用器具を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような従来技術における問題点を解決するために、本発明の一態様は、被処理物の内部に形成された中空部と上記被処理物を収容した含浸槽内の空間とを連通する連通管と、上記連通管に設けられた制御弁とを備えたことを特徴とする含浸処理用器具である。
【００１０】
このような含浸処理用器具を、内部に中空部を有する被処理物に取り付けることにより、含浸槽を減圧するのと同時に被処理物の中空部も減圧することができる。このように、被処理物内の中空部を減圧することにより、空孔（欠陥や隙間）への含浸液の浸入を妨げようとする圧力が作用しなくなり、含浸液が空孔に浸入しやすくなる。したがって、内部に中空部を有する被処理物であっても効果的に封孔することができる。
【００１１】
本発明の好ましい一態様は、制御弁がチェッキ弁であることを特徴としている。このようなチェッキ弁を用いることで、被処理物の中空部を減圧するための真空ポンプなどを別途設ける必要がなくなり、内部に中空部を有する被処理物をより簡単に封孔することができる。
【００１２】
本発明の好ましい一態様は、上記連通管から分岐する分岐配管と、上記分岐配管に設けられた開閉弁とを更に備えたことを特徴としている。このような構成により、被処理物を含浸液に浸漬した後、上記開閉弁を開いて中空部の内部を常圧に戻してから被処理物を含浸槽から取り出すことができる。これにより、被処理物の表面の空気が被処理物内の中空部に入り込むことを防止することができ、より効果的な封孔処理が可能となる。
【００１３】
本発明の好ましい一態様は、上記分岐配管に設けられたオリフィスを更に備えたことを特徴としている。このような構成により、被処理物を含浸液に浸漬した後、被処理物内の中空部の圧力を徐々に上げて常圧に戻すことができる。したがって、真空減圧状態から急激に圧力が変化し中空部から含浸液が押し出されることを防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る含浸処理用器具の実施形態について図４乃至図７を参照して詳細に説明する。なお、図４乃至図７において、図１及び図２に示す従来例と同一の構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１５】
図４は、本発明の第１の実施形態における含浸処理装置を示す模式図である。図４に示すように、本実施形態において含浸処理されるワーク（被処理物）２０は、内部に空孔２０ａ及び中空部２０ｂを有しており、ワーク２０の上部には本発明に係る含浸処理用器具３０を取り付けるための連通孔２０ｃが形成されている。
【００１６】
図５は、本発明に係る含浸処理用器具３０を示す模式図である。図５に示すように、本実施形態における含浸処理用器具３０は、ワーク２０内の中空部２０ｂと含浸槽２とを連通する連通管３２と、連通管３２に設けられた制御弁としてのチェッキ弁（逆止弁）３４と、連通管３２から分岐する分岐配管３６と、分岐配管３６に設けられた開閉弁３８と、分岐配管３６に設けられたオリフィス４０とを備えている。連通管３２の一端３２ａはワーク２０の連通孔２０ｃに挿入され、これにより含浸処理用器具３０がワーク２０に取り付けられる。なお、この連通管３２の取付は、ねじの締結等各種の方法により行うことができる。
【００１７】
チェッキ弁３４は、そのクラッキング圧力を極力小さくしたものであり、含浸槽側Ａが真空減圧されて圧力が下がり、含浸槽側Ａとワーク側Ｂとの圧力差がこのクラッキング圧力より大きくなると作動する。チェッキ弁３４の作動により、ワーク側Ｂから含浸槽側Ａに空気が流れるように、すなわちワーク２０の中空部２０ｂから空気が吸引され、中空部２０ｂが減圧されるようになっている。上述したように、チェッキ弁３４はクラッキング圧力を極力小さくしたものなので、このときの中空部２０ｂの圧力は含浸槽２の内部の真空度とほぼ等しくなる。
【００１８】
一方、含浸槽側Ａの圧力がワーク側Ｂの圧力よりも高くなるとチェッキ弁３４が閉じる。これによって、含浸槽側Ａの圧力が高くなっても、中空部２０ｂ内を減圧された状態に維持することができる。このときに開閉弁３８を開くと、分岐配管３６を介して中空部２０ｂは開放され、中空部２０ｂ内の圧力は含浸槽側Ａの圧力と等しくなる。
【００１９】
次に、このような含浸処理用器具３０を用いて、ワーク２０を含浸処理する場合の工程について説明する。
まず、ワーク２０の連通孔２０ｃに含浸処理用器具３０を挿入して取り付け、このワーク２０を含浸槽２内に入れる。なお、この含浸処理用器具３０の取付は、ねじの締結等各種の方法により行うことができる。そして、真空ポンプ３を作動させて含浸槽２の内部を減圧する。含浸槽２の内部が減圧されて、含浸槽２内の圧力とワーク２０の中空部２０ｂの圧力との圧力差がチェッキ弁３４のクラッキング圧力より大きくなると、チェッキ弁３４が開く。これにより、ワーク２０の中空部２０ｂから空気が吸引され、中空部２０ｂが減圧される。この真空ポンプ３による真空引きは、含浸槽２及び中空部２０ｂが真空になるように適当な時間だけ行う。
【００２０】
その後、バルブ７を開いてワーク２０が浸漬するまで含浸液タンク５から含浸液４を含浸槽２内に導入する。含浸液は、含浸処理用器具３０の開閉弁３８が含浸液に漬からない程度まで導入する。このとき、含浸処理用器具３０を介して中空部２０ｂ内が減圧された状態になっているので、空孔２０ａへの含浸液の浸入を妨げようとする圧力は作用しない。
【００２１】
そして、真空ポンプ３を停止し、コンプレッサ８を作動させて圧縮空気９を含浸槽２内に供給する。この圧縮空気９により含浸液を適切な圧力まで加圧する。このとき、含浸槽２内の圧力はワーク２０内の中空部２０ｂの圧力よりも高くなり、チェッキ弁３４は逆圧を受けて閉じるので、ワーク２０内の中空部２０ｂを真空減圧された状態に維持することができる。このように、中空部２０ｂ内が減圧された状態に維持されるので、空孔２０ａへの含浸液の浸入を妨げようとする圧力は作用しない。また、空孔２０ａが複雑な形状であってもこれらの部分も減圧されているので、含浸液がこの部分に浸入しやすくなり、空気溜まりが形成されにくくなる。
【００２２】
適切な時間含浸液を加圧した後に含浸槽２内部を常圧に戻してワーク２０を含浸槽２から取り出す。このままの状態で含浸槽２からワーク２０を取り出すと、表面の空気が空孔２０ａに入った含浸液を中空部２０ｂへ押し込む可能性があるので、含浸処理用器具３０の開閉弁３８を開いて中空部２０ｂを開放し、中空部２０ｂの内部を常圧に戻してからワーク２０を含浸槽２から取り出すことが好ましい。ここで、分岐配管３６には、オリフィス４０が設けられているため、ワーク２０内の中空部２０ｂは徐々に圧力が上がって常圧に戻る。したがって、真空減圧状態から急激に圧力が変化し空孔２０ａから含浸液が押し出されることを防止することができる。また、本実施形態では、空気溜まりが形成されにくくなり、圧縮空気９によって空気溜まりが加圧されることもなくなるので、含浸槽２を常圧に戻したときに、空気溜まり内の空気により含浸液が空孔２０ａから押し出されることもない。
【００２３】
ワーク２０を含浸槽２から取り出した後、水洗等の適切な処置により表面に付着した含浸液を洗い流し、適切な方法で含浸液を硬化させ、更に適切な方法で連通孔２０ｃを閉塞する。このように、本実施形態では、内部に中空部を有するワークであっても簡単かつ効果的に封孔することが可能である。
【００２４】
図６には、本実施形態における含浸処理用器具３０を取り付けたワーク２０の一例を示す。含浸処理用器具３０が取り付けられる連通孔２０ｃは含浸処理後に閉塞できるような加工がされている。上述したように、本発明に係る含浸処理用器具を用いれば、図６に示すような内部に中空部を有するワークであっても、効果的に封孔することができる。
【００２５】
図７は、本発明の第２の実施形態における含浸処理用器具を示す模式図である。本実施形態における含浸処理用器具３１は、第１の実施形態の含浸処理用器具のチェッキ弁３４の代わりに制御弁としての開閉弁４２を備えている。例えば、連通管３２の一端３２ｂに真空ポンプ（図示せず）を接続し、この真空ポンプの作動により予め中空部２０ｂを真空減圧状態にした後、開閉弁４２を閉じて中空部２０ｂ内を真空減圧状態に維持しておく。その後、上述と同様の方法により含浸処理を行えば、内部に中空部を有するワークであっても効果的に封孔することが可能となる。
【００２６】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
上述したように、本発明に係る含浸処理用器具を、内部に中空部を有する被処理物に取り付けることにより、含浸槽を減圧するのと同時に被処理物の中空部も減圧することができる。このように、被処理物内の中空部を減圧することにより、空孔（欠陥や隙間）への含浸液の浸入を妨げようとする圧力が作用しなくなり、含浸液が空孔に浸入しやすくなる。したがって、内部に中空部を有する被処理物であっても効果的に封孔することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の真空後浸漬含浸法を用いた含浸処理装置を示す模式図である。
【図２】図１に示す従来の含浸処理装置において、内部に中空部を有する被処理物を含浸処理する場合を示す模式図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における含浸処理装置を示す模式図である。
【図５】図４の含浸処理用器具を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における含浸処理用器具を取り付けた被処理物の一例を示す模式図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における含浸処理用器具を示す模式図である。
【符号の説明】
２　　含浸槽
３　　真空ポンプ
４　　含浸液
５　　含浸液タンク
６　　配管
７　　バルブ
８　　コンプレッサ
９　　圧縮空気
２０　　ワーク（被処理物）
２０ａ　空孔
２０ｂ　中空部
２０ｃ　連通孔
３０，３１　　含浸処理用器具
３２　　連通管
３４　　チェッキ弁（制御弁）
３６　　分岐配管
３８　　開閉弁
４０　　オリフィス
４２　　開閉弁
【図１】
2004121894.tif 000003
【図２】
2004121894.tif 000004
【図３】
2004121894.tif 000005
【図４】
2004121894.tif 000006
【図５】
2004121894.tif 000007
【図６】
2004121894.tif 000008
【図７】
2004121894.tif 000009