(57)【要約】【課題】メッキ液が残留してしまうような溝等を有する被処理物から効果的に洗浄液の回収をする表面処理装置を提供すること【解決手段】シリンダバレル２のスカート８の合わせ面９には、上治具４が載置され、スカート８と上治具４の間には隙間２５を形成している。上治具４には、内周面のスカート８の外周面に向けて噴射口１４が設けられている。噴射口１４には、二股に分かれる分岐管１５が接続され、分岐管１５の一方はバルブ１６ａを介して洗浄液の供給源が設けられ、分岐管１５の他方はバルブ１６ｂを介してエアの供給源と接続されている。メッキ液が隙間２５に入り込んで残留しても、噴射口１４から洗浄液を噴射することにより、隙間２５からメッキ液を洗い流して回収することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒部を有するワークに該円筒部の上端面より下方かつ前記円筒部の外周側に、前記円筒部の中心軸と交差する面を備え、前記ワークの前記円筒部内面に、処理液を流通させることにより表面処理を施す洗浄機能を備えた表面処理装置において、前記交差する面の上部に突出する円筒部を包囲し、前記交差する面に当接することにより、前記処理液を密閉する上治具を設けたことを特徴とする洗浄機能を備えた表面処理装置。
【請求項２】
前記上治具にシャワー洗浄装置の噴射口を備えたことを特徴とする請求項１に記載の洗浄機能を備えた表面処理装置。
【請求項３】
前記上治具にエアブロー装置の噴射口を備えたことを特徴とする請求項２に記載の洗浄機能を備えた表面処理装置。
【請求項４】
前記シャワー洗浄装置の噴射口と前記エアブロー装置の噴射口を共通としたことを特徴とする請求項３に記載の洗浄機能を備えた表面処理装置。
【請求項５】
前記上治具の前記円筒部の外周に対面する位置に、前記シャワー洗浄装置の噴射口を設けたことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の洗浄機能を備えた表面処理装置。
【請求項６】
前記シャワー洗浄装置の噴射口または前記エアブロー装置の噴射口を複数設けたことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の洗浄機能を備えた表面処理装置。
【請求項７】
前記シャワー洗浄装置の噴射口または前記エアブロー装置の噴射口を前記円筒部の外周面に沿う横に長い形状としたことを特徴とする洗浄機能を備えた表面処理装置。
【請求項８】
前記シャワー洗浄装置のシャワー噴射方向または前記エアブロー装置のエアブロー噴射方向を前記円筒部の外周面に接する方向としたことを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の洗浄機能を備えた表面処理装置。
【請求項９】
前記ワークがエンジンのシリンダバレルであり、前記交差する面の上部に突出する円筒部がシリンダスカート部、前記円筒部内面がシリンダボアであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の洗浄機能を備えた表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの内面に処理液を流通させることにより表面処理を施す洗浄機能を備えた表面処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
処理液を流通させることにより被メッキ物（ワーク）を表面処理する高速メッキ装置に関連した技術が、特開平７−１８８９８８号公報（以下、特許文献１とする）に開示されている。当該特許文献１には、複数の被メッキ物（例えば、シリンダ）を上下方向に重ね合わせて設置し、被メッキ物の内部に形成されたシリンダの内孔に、上治具に支持された陽極棒を挿通している。そして、陽極棒と陰極側の被メッキ物に電圧を付加してメッキ処理を行う技術が提案され、被処理物としてのシリンダの内孔（ボア）にメッキ液を流すことにより、メッキ処理を施している。
【０００３】
本特許文献１では、処理液の回収設備について開示されていないが、このような構造の表面処理装置であれば、シャワー水洗等の液回収が困難であり、液管理が煩雑となってしまう。
それゆえ表面処理装置には、以下の特許文献２及び特許文献３に示すように、処理液を回収し、回収した処理液を複数回使用する設備や、さらに被処理面にメッキ液が残るのを防止するための設備が開示されている。
すなわち、前者の特許文献２には、被処理物としてのシリンダの点火プラグ用孔をロッドにより塞ぎ、ロッドの内部に設けた噴射孔から水洗シャワーや空気を噴出し、シリンダの内部に吹き付ける構造が開示されている。後者の特許文献３には、被処理物としてのシリンダの上部に、水を噴出するための噴出部を備えた治具を配置し、シリンダの上部からシリンダの孔内を目がけて処理液を流し、シリンダ孔に付着した処理液を流し落とす構造が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１８８９８８号公報  （要約、第１図参照）
【特許文献２】
特許第２８２４２８２号公報  （第３欄左第４行〜同第１０行、図２参照）
【特許文献３】
特開平８−２０９３８４号公報  （段落［００６２］、図１０参照）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、特許文献２及び特許文献３の設備は、処理後の処理液を洗浄するシャワー洗浄回収装置を備えた表面処理装置であって、被メッキ面のみに直接洗浄液が噴射されるような構造である。また、洗浄液を回収できる構造にもなっているが、特殊形状の被メッキ物（処理物）に対して全ての形状に適用されるものではない。
内燃機関のシリンダバレルとクランクケースアッパーとが別体となったシリンダでは、両者の合わせ部に形成されているシリンダバレルの円筒形状であるスカートの先端部分が機械加工面でないことから表面が粗く、シール面として適していない。そこで、機械加工が施されているシリンダバレルのクランクケースとの合わせ面に治具の当接部を合わせて、スカートの周りを包囲するようにして治具によりシールする方法が考えられる。
【０００６】
この方法だと、治具とスカートとの周囲の間に隙間が生じ、その隙間に処理液が入り込むことがある。このような場合、シリンダバレルのスカートの先端部が下を向いている場合は、処理液が重力作用で落下するのでさほど問題はない。ところが、スカートの先端部が上を向いているような場合は、治具とスカートとの間に環状の溝が形成され、溝に処理液が入り込み処理液の回収が困難となる。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、処理液が残留してしまうような溝、隙間、その他凹部を有する被処理物の表面処理において、効果的に洗浄液の回収をすることができる洗浄機能を備えた表面処理装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を効果的に達成するために本発明の表面処理装置は、円筒部を有するワークに該円筒部の上端面より下方かつ前記円筒部の外周側に、前記円筒部の中心軸と直交（又は交差、以下同じ）する面を備え、前記ワークの前記円筒部内面に、処理液を流通させることにより表面処理を施す洗浄機能を備えた表面処理装置において、前記直交する面の上部に突出する円筒部を包囲し、前記直交する面に当接することにより、前記処理液を密閉する上治具を設けた。
前記表面処理装置は、前記上治具にシャワー洗浄装置の噴射口や、エアブロー装置の噴射口を備えることができ、さらにそれらのシャワー洗浄装置の噴射口とエアブロー装置の噴射口を共通とすることができる。
さらに前記の各表面処理装置は、前記上治具の前記円筒部の外周に対面する位置に、前記シャワー洗浄装置の噴射口を複数設けることができ、前記シャワー洗浄装置の噴射口または前記エアブロー装置の噴射口を単数または複数設けることができる。
また、前記の各表面処理装置は、前記シャワー洗浄装置の噴射口または前記エアブロー装置の噴射口を前記円筒部の外周面に沿う横に長い形状とすることができ、前記シャワー洗浄装置のシャワー噴射方向または前記エアブロー装置のエアブロー噴射方向を前記円筒部の外周面に接する方向とすることができる。
前記の各表面処理装置は、前記ワークをエンジンのシリンダバレルとし、前記直交する面の上部に突出する円筒部がシリンダスカート部、前記円筒部内面がシリンダボアとして使用できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による洗浄機能を備えた表面処理装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る洗浄機能を備えた表面処理装置である。表面処理装置１には、ワークＷを固定する下治具３と上治具４が設けられ、一方の下治具３は基台５の面上に位置するパレット６上に取付けられている。他方の上治具４は、支柱７に支持され、上治具上下動できるようにして、ワークＷをセットできるように構成されている。
【０００９】
ワークＷは、エンジンの２個のシリンダバレル２を、環状の中間プレート１３を挟んで縦方向に並べ、互いにヘッド側を向かい合わせて全体が筒状になるように配設している。シリンダバレル２は、図示しないクランクケースのアッパー部と接続され、ワークＷの上端部側には、筒状部としてのシリンダのスカート８が設けられている。スカート８は円筒形であって、一対のシリンダバレル２から構成されたワークＷの上下端部にスカート８が位置するように配設される。そして、各スカート８の基端側には、円筒状のスカート８の軸部に直交した向きに合わせ面９が形成されている。このうち、上側のシリンダバレル２の合わせ面９は、対応するスカート８の先端部の面と平行かつ同じ上向きであり、合わせ面９が平坦になるように表面加工されている。下側のシリンダバレル２についても向きが異なる以外は同じように形成されている。
【００１０】
シリンダバレル２のスカート８は、スカート８の外周部と先端部を囲うようにして、上治具４の内部に配設されている。スカート８の外周面と上治具４の間には隙間が形成され、スカート８の上端部と上治具４との間もまた隙間が開けられている。カップ状の上治具４は、開口側のシリンダバレル２の合わせ面９と接する当接面４ａが、シール効果を有している。
上下シリンダバレル２のボア１０内には、パイプ状の支持棒１１の上に支持連結され、支持棒１１の内孔に連通する通路を形成した陽極１２が設けられている。ボア１０内周面と陽極１２の外周部とは、間隔を開けて同心円的に配設され、シリンダバレル２の内周と、陽極１２の外周面との間に液体の通路２６が形成されている。
【００１１】
図２〜図４は、上治具４に配設されているシャワー洗浄とエアブローの噴射口１４が配設されている状態を示し、図２は上治具とシリンダバレルの装着状態を示す断面図であり、図３はシリンダバレルのスカートと上治具の合わせ部を示す拡大断面図であり、図４は図２の上治具の噴射口がある高さ位置の断面を示す。図に示すように、上治具４の周側部のスカート８の外周面に対向する位置の下側に、噴射口１４が設けられている。噴射口１４には、二股に分かれる分岐管１５が接続され、分岐管１５の一方はバルブ１６ａを介して洗浄液の供給源が設けられ、分岐管１５の他方はバルブ１６ｂを介してエアの供給源と接続されている。本実施の形態では、噴射口１４は、上治具の周部に９０度の周角度間隔で４本配設されている。この噴射口１４の本数は４本に限らないが、等角度間隔で配設することが好ましい。また、噴射口１４の噴射角は、円筒形スカート８の軸心方向に向けている。
【００１２】
下側のシリンダバレル２の外周部は、下治具３の内周部と間隔を開けて配設させている。下治具３の上端部にある当接面３ａは、下側のシリンダバレル２の環状の合わせ面９上にシール性を確保するように当接させている。そして、下治具３のやや中間よりの下方には、処理液の排出通路１８が形成されている。排出通路１８は、図１に示すように、メッキ液流出治具２０を介して処理液をメッキ液槽２１に回収する。メッキ液槽２１の処理液は、ポンプ２２によりメッキ液流入治具２３、支持棒１１内、陽極１２内を通り、シリンダバレル２と陽極１２との間の流路２４を通って、排出通路１８に排出される。
【００１３】
このような表面処理装置１は、下治具３と上治具４間にワークＷをセットした後、メッキ処理がなされる。メッキ処理は、陽極１２と陰極のワークＷとの間にメッキ液を流すことにより行われる。すなわち、メッキ液槽２１のメッキ液がポンプ２２により吸引されて、メッキ液流入治具２３から陽極１２へ、下側から上側に向かって流れ、図２に示すように、陽極１２の上端部開口から陽極１２の外周面とシリンダバレル２のスカート８の内周面との間に形成した流路２４に流れ込み、メッキ液はポン押圧力により、鉛直上から下に向かって流下する。この際、メッキ液はスカート８の上端部を越えて、スカート８の外周面と上治具４の内周面との間の隙間２５に入り込んで、そのままメッキ液が残ってしまう。他方、隙間２４を流下したメッキ液は排出通路１８に排出され、メッキ液槽２１に循環される。なお、下治具３及び上治具４と上下シリンダバレル２との間は、シリンダバレル２とクランクケースとの合わせ面９であり、機械加工により平らにされているので、シール性が維持されている。
【００１４】
メッキ処理作業が終了した後は、水洗洗浄が行われる。水洗洗浄は、上方にスカート８の開口が向けられた上側のみのシリンダバレル２で行われる。図２に示すバルブ１６ａ，１６ｂのうち、一方のバルブ１６ａが開かれ、噴射口１４から洗浄液が噴射される。洗浄液はスカート８の外周面に当たってメッキ液を洗い流し、さらに上治具４とスカート８との間の隙間２５を流動して、隙間２５に残留していたメッキ液を隙間２５から押し流すようにして、メッキ液とともに隙間２５から排出される。
なお、図１に示す下治具３と、その内側に配設されている下側のシリンダバレル２のスカート８との間の隙間２７に、メッキ液が入り込むことがある。この場合は、下治具３にも噴射口１４を設け、洗浄処理を行う方が好ましいが、スカート８の開口が下向きに向いているので、メッキ液が重力作用で落下し、大部分が排出通路１８に排出される。よって、構造的にメッキ液が残留しやすい構造である場合に、上記と同じように構成された噴射口を装着すればよい。
【００１５】
水洗洗浄が終了してエアブローを行う場合は、一方のバルブ１６ａを閉じて、空気の供給源に連結しているバルブ１６ｂを開く。すると、噴射口１４からエアが吹き出して、スカート８の外周面に当たって、洗浄液を吹き流し若しくは乾燥させる。エアブロー処理が終了したらバルブ１６ｂを閉じて作業を終了する。
なお、本実施の形態では、１つの噴射口１４を共用して洗浄液とエアを噴射するようにしたが、噴射口１４を別々にしてもよい。但し、噴射口１４を共用すると、洗浄液が噴射口１４の内部に残るのを回避することができる。また、噴射口１４の数は、１つであってもよいが、複数箇所に設けた方が洗浄、回収効率がよくなり、隙間２５部分の容積が大きくなる多気筒のシリンダには、特に有効である。また、水洗洗浄とエアブロー処理を交互に複数回行うことで、更に洗浄効果を高めることができる。
【００１６】
図５及び図６は、水洗洗浄とエアブローの噴射口３１の変形例である。
本変形例では、上記実施の形態に対してシリンダバレル３２のシリンダが２気筒であること、及び噴射口３１の形状が異なっている。
２気筒のシリンダバレル３２は、２個の円筒状のスカート３３ａ，３３ｂを並設した円筒部としての筒状体であり、長方形断面の上治具３４は、スカート３３ａ，３３ｂの周側面と相似形状の孔を有し、スカート３３ａ，３３ｂとの間に、隙間３５を形成している。長方形の上治具３４の向かい合う長辺には、それぞれのスカート３３ａ，３３ｂの軸心が通る位置に対応させて、２組の噴射口３１が向かい合うようにして配設されている。
【００１７】
４個の噴射口３１は、スカート３３ａ，３３ｂの周方向に横長にした形状であり、高さ位置は、上治具３４とシリンダバレル３２とのシール（合わせ）面に近接させている。その他の構造については、上記実施の形態と同じである。
このように構成することにより、噴射口３１から噴射される洗浄液またはエアの噴射圧が均等になり、隙間３５に残留するメッキ液を効果的に押し上げることができ、めっき液の回収効率が向上する。
【００１８】
図７及び図８は、水洗洗浄とエアブローの噴射口４１の他の変形例である。
本変形例では、上記実施の形態に対して噴射口４１の噴射方向が異なっており、シリンダバレルについては、上記実施の形態と同じ形状である。
本変形例では、図７に示すように、上治具４２に形成した噴射口４１の噴射方向を、スカート８の円周の接線方向に向けて噴射し、１８０度間隔で２箇所に配設した。
本変形例では、洗浄液またはエアの流れがスカート８の円周方向となり、渦巻き状の流れを形成する。こうして、スカート８の周囲の隙間４３部分に、より効果的に均一で円滑な洗浄水流またはエア流を形成することができ、洗浄、エアブローを効果的に行うことができる。
【００１９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明の技術的思想に基いて種々の変形及び変更が可能である。
例えば、上記各実施の形態では、噴射口を水平方向に向けて説明したが、各実施の形態毎に、噴射口の向きは下向きや上向きなど適宜変えることができ、さらには、被メッキ物が複雑（特殊）な形状である場合は、個々の噴射口の向きを変えるようにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の洗浄機能を備えた表面処理装置によれば、円筒部を有するワークに該円筒部の上端面より下方かつ前記円筒部の外周側に、前記円筒部の中心軸と交差する面を備え、前記ワークの前記円筒部内面に、処理液を流通させることにより表面処理を施す洗浄機能を備えた表面処理装置において、前記交差する面の上部に突出する円筒部を包囲し、前記交差する面に当接することにより、前記処理液を密閉する上治具を設けたので、円筒部の中心軸と交差する面でシールすることにより、円筒部上端面でシールするよりも広い平面でシールすることが可能となり、上治具形状が簡易になり、シール性を向上させることができる。
前記表面処理装置は、前記上治具にシャワー洗浄装置の噴射口を備えることにより、噴射口から洗浄液を噴出して通常では重力作用により除去できない処理液を除去することができ、除去した処理液を再び処理液槽に戻して再使用することができる。
このシャワー洗浄装置を備えた表面処理装置は、前記上治具にエアブロー装置の噴射口を備えることにより、噴射口からエアを噴出して洗浄液の除去を効果的に行うことができる。
さらに、表面処理装置は、前記シャワー洗浄装置の噴射口と前記エアブロー装置の噴射口を共通とすることにより、噴出口内部に残留する洗浄液の除去を効果的に行うことができる。
前記表面処理装置は、上治具の前記円筒部の外周に対面する位置に、前記シャワー洗浄装置の噴射口を設けたので、上治具と円筒部の外周との隙間に残留する処理液を除去することができる。
前記表面処理装置は、前記シャワー洗浄装置の噴射口または前記エアブロー装置の噴射口を複数設けたので、処理液の回収効率が向上する。
前記表面処理装置は、前記シャワー洗浄装置の噴射口または前記エアブロー装置の噴射口を前記円筒部の外周面に沿う横に長い形状としたので、広い範囲に対して噴射圧を均等にすることが可能である。
前記表面処理装置は、前記シャワー洗浄装置のシャワー噴射方向または前記エアブロー装置のエアブロー噴射方向を前記円筒部の外周面に接する方向としたので、洗浄液またはエアブローの流れが円周方向に一定となり、渦巻き状の流れを起こすことが可能となり、より効果的に処理液及び洗浄液の除去を行うことができる。
前記ワークがエンジンのシリンダバレルであり、前記交差する面の上部に突出する円筒部がシリンダスカート部、前記円筒部内面がシリンダボアであるので、シリンダに適用することにより、より安定したボア内の表面処理が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による洗浄機能を有する表面処理装置の概略縦断面図である。
【図２】図１の表面処理装置の上治具とシリンダバレルの装着状態を示す断面図である。
【図３】図２のシリンダバレルのスカートと上治具の合わせ部を示す拡大断面図である。
【図４】図２の上治具の噴射口がある断面の水平方向断面図である。
【図５】本発明の表面処理装置における上治具の噴射口の変形例であり、２気筒シリンダの縦断面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ方向の断面図である。
【図７】本発明の表面処理装置における上治具の噴射口の他の変形例であり、２気筒シリンダの縦断面図である。
【図８】図７の上治具の噴射口がある部分の水平方向断面図である。
【符号の説明】
１  表面処理装置
２，３２  シリンダバレル
３  下治具
４，３４，４２  上治具
８，３３  スカート
９  合わせ面
１０  ボア
１４，３１，４１  噴射口
１６ａ，１６ｂ  バルブ
２４，２５，２７，３５，４３  隙間
【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】
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【図８】
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