(57)【要約】【課題】対象物を内部に収容したバレルを回転させながら表面層を形成する技術において、対象物に形成される表面層の厚さが不均一になる可能性を低減できる技術を提供することを目的とする。【解決手段】スパークプラグ用主体金具の製造方法は、準備工程と、クロメート層形成工程と、を備える。クロメート層形成工程は、クロム酸塩を含む電解液が収容された収容槽内に配置され、回転軸を中心に回転可能なバレルに主体金具を収容する収容工程と、主体金具が収容された前記バレルを回転させる回転工程と、バレルに配置された陰極部と、バレルの回転軸に沿って配置され、少なくとも水平方向にバレルを挟むようにバレルの両側に位置する陽極部であって収容槽の高さ方向について少なくともバレルが位置する範囲に配置された陽極部と、の間に電流を供給する電流供給工程と、を含む。【選択図】図３
2013101800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロメート層で被覆されたスパークプラグ用主体金具の製造方法において、
前記クロメート層を形成する前の主体金具を準備する準備工程と、
前記主体金具にクロメート層を形成するクロメート層形成工程と、を備え、
前記クロメート層形成工程は、
クロム酸塩を含む電解液が収容された収容槽内に配置され、回転軸を中心に回転可能なバレルに主体金具を収容する収容工程と、
前記主体金具が収容された前記バレルを回転させる回転工程と、
前記バレルに配置された陰極部と、前記バレルの回転軸に沿って配置され、少なくとも水平方向に前記バレルを挟むように前記バレルの両側に位置する陽極部であって前記収容槽の高さ方向について少なくとも前記バレルが位置する範囲に配置された陽極部と、の間に電流を供給する電流供給工程と、を含む、ことを特徴とする製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法において、
前記両側に配置された陽極部のそれぞれと、前記回転軸との距離は同一である、ことを特徴とする製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の製造方法において、
前記陽極部は、さらに、前記バレルの下側に配置されている、ことを特徴とする製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の製造方法において、
前記陽極部は、前記回転軸が位置する高さ以下の範囲に位置し、前記バレルの外縁部のうち前記高さ以下の範囲に位置する下外縁部に沿った形状の周縁部を有し、
前記周縁部と前記回転軸との距離は一定である、ことを特徴とする、製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の製造方法において、
前記陽極部は、白金製の部材、又は、チタン製の部材の表面上に白金めっきが形成された部材である、ことを特徴とする製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の製造方法において、
前記陽極部は、前記バレルが位置する第１の側と、前記陽極部を挟んで前記第１の側とは反対側に位置する第２の側とを連通させる連通孔を有する、ことを特徴とする製造方法。
【請求項７】
クロメート層で被覆された主体金具を有するスパークプラグの製造方法において、
前記クロメート層を形成する前の主体金具を準備する準備工程と、
前記主体金具にクロメート層を形成するクロメート層形成工程と、を備え、
前記クロメート層形成工程は、
クロム酸塩を含む電解液が収容された収容槽内に配置され、回転軸を中心に回転可能なバレルに主体金具を収容する収容工程と、
前記主体金具が収容された前記バレルを回転させる回転工程と、
前記バレルに配置された陰極部と、前記バレルの回転軸に沿って配置され、少なくとも水平方向に前記バレルを挟むように前記バレルの両側に位置する陽極部であって前記収容槽の高さ方向について少なくとも前記バレルが位置する範囲に配置された陽極部と、の間に電流を供給する電流供給工程と、を含む、ことを特徴とする製造方法。
【請求項８】
対象物にクロメート層を形成するための装置において、
クロム酸塩を含む電解液が収容された収容槽と、
前記収容槽内に配置され、回転軸を中心に回転可能なバレルと、
前記バレルに配置された陰極部と、
前記回転軸に沿って配置され、少なくとも水平方向に前記バレルを挟むように前記バレルの両側に位置する陽極部であって前記収容槽の高さ方向について少なくとも前記バレルが位置する範囲に配置された陽極部と、
前記陽極部と前記陰極部との間に電流を供給する電源部と、を備えることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパークプラグ用主体金具の製造方法、スパークプラグの製造方法、及び、クロメート層を形成するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジンなどの内燃機関の点火に使用されるスパークプラグは、中心電極と、中心電極の外側に設けられた絶縁体と、絶縁体の外側に設けられた主体金具と、主体金具に設けられた接地電極とを備える。スパークプラグは、中心電極と接地電極との間で火花放電ギャップを形成する。主体金具は一般に炭素鋼等の鉄系材料で構成され、その表面には防食のための表面層が施されることが多い。例えば、表面層としては、Ｎｉめっき層の表面上にクロメート層を形成する技術が知られている。
【０００３】
主体金具等の鉄鋼製物品に表面層を形成する技術として、バレルと言われる籠に複数の物品を収容して、バレルを回転させながら物品に表面層を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７０３５６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０６０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、従来のバレルを用いた表面層形成に用いられる装置は、例えば特許文献１に記載のように、バレル内に配置された陰極線と、バレルと向かい合うように片側に配置された陽極板との間に電流を流し、鉄鋼製物品にクロメート層を形成している。また、バレルは回転軸を中心に回転し、バレルに収容された複数の鉄鋼製物品が内部で移動する。
【０００６】
しかしながら、従来のバレルを用いた方法では、ある１つのめっきを施す対象物に着目した場合、バレル回転時にバレル内で対象物が移動するため、陽極板と対象物との距離が変化する。これにより、１つの対象物に対して流れる電流密度がめっき処理の際中に変化するため、対象物に形成されるクロメート層の厚さが不均一になる場合がある。
【０００７】
上記のような問題は、対象物にクロメート層を形成する技術に限らず、バレルを用いて物品の表面に表面層を形成する技術に共通する問題であった。
【０００８】
従って本発明は、対象物を内部に収容したバレルを回転させながら表面層を形成する技術において、対象物に形成される表面層の厚さが不均一になる可能性を低減できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【００１０】
［適用例１］クロメート層で被覆されたスパークプラグ用主体金具の製造方法において、
前記クロメート層を形成する前の主体金具を準備する準備工程と、
前記主体金具にクロメート層を形成するクロメート層形成工程と、を備え、
前記クロメート層形成工程は、
クロム酸塩を含む電解液が収容された収容槽内に配置され、回転軸を中心に回転可能なバレルに主体金具を収容する収容工程と、
前記主体金具に収容された前記バレルを回転させる回転工程と、
前記バレルに配置された陰極部と、前記バレルの回転軸に沿って配置され、少なくとも水平方向に前記バレルを挟むように前記バレルの両側に位置する陽極部であって前記収容槽の高さ方向について少なくとも前記バレルが位置する範囲に配置された陽極部と、の間に電流を供給する電流供給工程と、を含む、ことを特徴とする製造方法。
適用例１に記載の製造方法によれば、陽極部がバレルの両側に位置すると共に、収容槽の高さ方向について少なくともバレルが位置する範囲に配置されている。これにより、バレル内で移動する対象物である主体金具と陽極部との距離（最短距離）の変化の程度を、陽極部がバレルの片側にある場合や陽極部が高さ方向についてバレルの一部にある場合に比べ低減できる。よって、主体金具に形成されるクロメート層の厚さが不均一になる可能性を低減できる。
【００１１】
［適用例２］適用例１に記載の製造方法において、
前記両側に配置された陽極部のそれぞれと、前記回転軸との距離は同一である、ことを特徴とする製造方法。
適用例２の製造方法によれば、両側に配置された陽極部のそれぞれと、前記回転軸との距離が同じであるため、バレル内で移動する対象物である主体金具と陽極部との距離（最短距離）の変化の程度をより低減できる。よって、主体金具に形成されるクロメート層の厚さが不均一になる可能性をさらに低減できる。すなわち、バレルの最下部に主体金具が移動した場合でも、陽極部と主体金具との距離の変化を低減できる。
【００１２】
［適用例３］適用例１又は適用例２に記載の製造方法において、
前記陽極部は、さらに、前記バレルの下側に配置されている、ことを特徴とする製造方法。
適用例３の製造方法によれば、バレルの下側にも陽極部が配置されていることから、バレル内で移動する対象物である主体金具と陽極部との距離（最短距離）の変化の程度をより一層低減できる。よって、主体金具に形成されるクロメート層の厚さが不均一になる可能性をより一層低減できる。
【００１３】
［適用例４］適用例１乃至適用例３のいずれか一つに記載の製造方法において、
前記陽極部は、前記回転軸が位置する高さ以下の範囲に位置し、前記バレルの外縁部のうち前記高さ以下の範囲に位置する下外縁部に沿った形状の周縁部を有し、
前記周縁部と前記回転軸との距離は一定である、ことを特徴とする、製造方法。
適用例４に記載の製造方法によれば、陽極部は、回転軸との距離が一定の周縁部を有する。これにより、バレル内で移動する対象物である主体金具と陽極部との距離（最短距離）の変化の程度をさらに低減できる。よって、主体金具に形成されるクロメート層の厚さが不均一になる可能性をより低減できる。
【００１４】
［適用例５］適用例１乃至適用例４のいずれか一つに記載の製造方法において、
前記陽極部は、白金製の部材、又は、チタン製の部材の表面上に白金めっきが形成された部材である、ことを特徴とする製造方法。
適用例５に記載の製造方法によれば、イオン化傾向が小さく陽イオンになりにくい白金が陽極部又は陽極部の表面を形成している。これにより、電解液中に陽極部が溶解する可能性を低減できる。よって、主体金具に形成されるクロメート層に不純物が混入する可能性を低減できる。
【００１５】
［適用例６］適用例１乃至適用例５のいずれか一つに記載の製造方法において、
前記陽極部は、前記バレルが位置する第１の側と、前記陽極部を挟んで前記第１の側とは反対側に位置する第２の側とを連通させる連通孔を有する、ことを特徴とする製造方法。
適用例６に記載の製造方法によれば、陽極部が連通孔を有することで、第１の側と第２の側との電解液の流通を促進できる。これにより、第２の側に位置するクロム酸塩を第１の側に流通させることができ、クロメート層を安定して主体金具に形成できる。
【００１６】
［適用例７］クロメート層で被覆された主体金具を有するスパークプラグの製造方法において、
前記クロメート層を形成する前の主体金具を準備する準備工程と、
前記主体金具にクロメート層を形成するクロメート層形成工程と、を備え、
前記クロメート層形成工程は、
クロム酸塩を含む電解液が収容された収容槽内に配置され、回転軸を中心に回転可能なバレルに主体金具を収容する収容工程と、
前記主体金具が収容された前記バレルを回転させる回転工程と、
前記バレルに配置された陰極部と、前記バレルの回転軸に沿って配置され、少なくとも水平方向に前記バレルを挟むように前記バレルの両側に位置する陽極部であって前記収容槽の高さ方向について少なくとも前記バレルが位置する範囲に配置された陽極部と、の間に電流を供給する電流供給工程と、を含む、ことを特徴とする製造方法。
適用例７に記載の製造方法によれば、陽極部がバレルの両側に位置すると共に、収容槽の高さ方向について少なくともバレルが位置する範囲に配置されている。これにより、バレル内で移動する対象物である主体金具と陽極部との距離（最短距離）の変化の程度を低減できる。よって、クロメート層の厚さが不均一になる可能性を低減した主体金具を備えたスパークプラグを製造できる。
【００１７】
［適用例８］対象物にクロメート層を形成するための装置において、
クロム酸塩を含む電解液が収容された収容槽と、
前記収容槽内に配置され、回転軸を中心に回転可能なバレルと、
前記バレルに配置された陰極部と、
前記回転軸に沿って配置され、少なくとも水平方向に前記バレルを挟むように前記バレルの両側に位置する陽極部であって前記収容槽の高さ方向について少なくとも前記バレルが位置する範囲に配置された陽極部と、
前記陽極部と前記陰極部との間に電流を供給する電源部と、を備えることを特徴とする装置。
適用例８に記載の装置によれば、陽極部がバレルの両側に位置すると共に、収容槽の高さ方向について少なくともバレルが位置する範囲に配置されている。これにより、バレル内で移動する対象物と陽極部との距離（最短距離）の変化の程度を低減できる。よって、対象物に形成されるクロメート層の厚さが不均一になる可能性を低減できる。
【００１８】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、スパークプラグ用主体金具の製造方法、スパークプラグの製造方法、及び、クロメート層を形成するための装置の他に、スパークプラグを搭載した内燃機関等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例としてのスパークプラグ１００を示す一部破断断面図である。
【図２】主体金具の表面処理手順を示すフローチャートである。
【図３】第１の表面層形成装置２００を説明するための第１の図である。
【図４】第１の表面層形成装置２００を説明するための第２の図である。
【図５】第２の表面層形成装置２００ａを説明するための図である。
【図６】第３の表面層形成装置２００ｂを説明するための図である。
【図７】実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
Ａ．実施例：
Ｂ．変形例：
【００２１】
Ａ．実施例：
Ａ−１．スパークプラグの全体構成：
図１は、本発明の実施例としてのスパークプラグ１００を示す一部破断断面図である。なお、図１では、スパークプラグ１００の軸線ＣＬに沿った方向（「軸線ＣＬ方向」ともいう。）を図面における上下方向とする。また、図１では、図面の下側をスパークプラグ１００の先端側、図面の上側をスパークプラグ１００の後端側とする。すなわち、装着対象物であるエンジンヘッド６００に取り付けられる側が先端側、工具係合部５１を挟んで先端側とは反対側が後端側となる。
【００２２】
図１に示すように、スパークプラグ１００は、絶縁碍子１０と、主体金具５０と、中心電極２０と、端子金具４０と、接地電極３０と、を備えている。
【００２３】
絶縁碍子１０は、アルミナ等を焼成して形成される。また絶縁碍子１０は、軸線ＣＬ方向に延びる軸孔１２が形成された筒状である。絶縁碍子１０は、軸孔１２内で中心電極２０を保持することで、中心電極２０の外周に設けられている。詳細には、絶縁碍子１０は、中心電極２０の先端側が外側に露出するように、中心電極２０を軸孔１２内で保持する。絶縁碍子１０のうち、軸線ＣＬ方向の略中央には外径が最も大きな鍔部１９が形成されている。また、絶縁碍子１０のうち、鍔部１９より後端側（図１における上側）には後端側胴部１８が形成されている。また、絶縁碍子１０のうち、鍔部１９より先端側（図１における下側）には、後端側胴部１８よりも外径の小さな先端側胴部１７が形成されている。さらに、絶縁碍子１０のうち、先端側胴部１７よりも先端側には、先端側胴部１７よりも外径の小さな脚長部１３が形成されている。脚長部１３は先端側ほど縮径されている、スパークプラグ１００が内燃機関のエンジンヘッド６００に取り付けられた際には、脚長部１３は燃焼室に曝される。軸線ＣＬ方向について、脚長部１３と先端側胴部１７との間には段部１５が形成されている。
【００２４】
主体金具５０は、低炭素鋼材を主要部材とする円筒状の金具である。主体金具５０は、スパークプラグ１００を内燃機関のエンジンヘッド６００に固定する。主体金具５０は、絶縁碍子１０の外周に設けられ、絶縁碍子１０を保持している。詳細には、絶縁碍子１０は、後端側胴部１８の一部から脚長部１３に亘る部分を主体金具５０によって取り囲まれている。
【００２５】
図１の丸で囲んだ部分拡大図に示すように、主体金具５０は、主要部材である下地層５０２の外表面にニッケルめっき層５０４とクロメート層５０６とがこの順番で形成された部材である。なお、主体金具５０にクロメート層５０６を形成する方法について後述する。
【００２６】
主体金具５０は、工具係合部５１と、取付ねじ部５２とを備えている。工具係合部５１は、スパークプラグレンチ（図示せず）が嵌合する部位であり、周方向に６つの平面を有する。すなわち、工具係合部５１は、周方向に六角形状をしている。主体金具５０の取付ねじ部５２は、ねじ山が形成された部位であり、内燃機関の上部に設けられたエンジンヘッド６００の取付ねじ孔６０１に螺合する。
【００２７】
主体金具５０の工具係合部５１と取付ねじ部５２との間には、鍔状のシール部５４が形成されている。取付ねじ部５２とシール部５４との間には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が嵌挿されている。ガスケット５は、スパークプラグ１００をエンジンヘッド６００に取り付けた際に押し潰されて変形する。このガスケット５の変形により、スパークプラグ１００とエンジンヘッド６００間が封止され、取付ねじ孔６０１を介したエンジン内の気密漏れが防止される。
【００２８】
主体金具５０の工具係合部５１より後端側には、加締部５３が設けられている。主体金具５０の工具係合部５１から加締部５３にかけての内周面と、絶縁碍子１０の後端側胴部１８の外周面との間には、円環状のリング部材６，７が介在されている。さらに両リング部材６，７間にタルク（滑石）９の粉末が充填されている。加締部５３を内側に折り曲げるようにして加締めると、絶縁碍子１０は、リング部材６，７およびタルク９を介して主体金具５０内の先端側に向け押圧される。これにより、絶縁碍子１０の段部１５は、主体金具５０の内周に形成された段部５６に支持され、主体金具５０と絶縁碍子１０とは、一体となる。このとき、主体金具５０と絶縁碍子１０との間の気密性は、絶縁碍子１０の段部１５と主体金具５０の段部５６との間に介在された環状の板パッキン８によって保持され、燃焼ガスの流出が防止される。
【００２９】
中心電極２０は、軸線ＣＬ方向に延びる棒状の部材である。中心電極２０は、例えば、Ｎｉ又はＦｅを主成分とする合金により形成できる。中心電極２０は、軸孔１２内を後端側に向けて延設され、シール体４およびセラミック抵抗３を経由して、端子金具４０に電気的に接続されている。端子金具４０には、高圧ケーブル（図示せず）がプラグキャップ（図示せず）を介して接続され、高電圧が印加される。中心電極２０の先端には、円柱状の貴金属チップ２１が取り付けられている。
【００３０】
接地電極３０は、一端が主体金具５０の先端５７に取り付けられ、他端側が中心電極２０の先端と対向する。接地電極３０のうち、中心電極２０の貴金属チップ２１と対向する部分には、貴金属チップ３１が取り付けられている。貴金属チップ２１と貴金属チップ３１との間の隙間が火花放電ギャップとなる。接地電極３０は、例えば、Ｎｉ又はＦｅを主成分とする合金を主要部材として形成されている。本実施例では、主要部材である下地層の外表面には、主体金具５０と同様に、ニッケルめっき層とクロメート層とがこの順番で形成されている。
【００３１】
Ａ−２．主体金具の製造方法：
図２は、主体金具の表面処理手順を示すフローチャートである。まず、処理前の主体金具（「処理前主体金具」とも呼ぶ。）を準備する（ステップＳ１０）。本実施例では、処理前主体金具には、Ｌ字状に屈曲する前の接地電極が接合されており、処理前主体金具と接地電極に対し、表面処理が行なわれる。なお、後述する表面処理の内容を説明する際には、接地電極が接合された処理前主体金具を「組立体」ともいう。
【００３２】
表面処理は、まず、組立体に対しニッケルストライク処理を行う（ステップＳ２０）。ニッケルストライク処理は、例えば炭素鋼で形成された処理前主体金具の表面を洗浄すると共に、後述する表面に形成されるめっきと下地層との密着性を向上させるために行なわれる。なお、ニッケルストライク処理（ステップＳ２０）は省略しても良い。ニッケルストライク処理の条件としては、通常利用される処理条件を利用できる。例えば、以下の条件でニッケルストライク処理が実施される。
【００３３】
＜ニッケルストライク処理の条件例＞
・浴組成：
塩化ニッケル：１５０〜６００ｇ／Ｌ
３５％塩酸：５０〜３００ｍｌ／Ｌ
溶媒：脱イオン水
・処理温度（浴温度）：２５〜４０℃
・陰極電流密度：０．２〜０．３Ａ／ｄｍ2
・処理時間：５〜２０分
【００３４】
次に、電解ニッケルめっき処理が行なわれる（ステップＳ３０）。電解ニッケルめっき処理が行なわることで、主体金具５０のニッケルめっき層５０４が形成される（図１）。電解ニッケルめっき処理としては、回転するバレルを使用した方法が利用可能である。また、静止めっき法などの他のめっき処理方法を利用してもよい。電解ニッケルめっきの処理条件としては、通常利用される処理条件を利用可能である。例えば、以下の条件で電解ニッケルめっき処理が実施される。なお、めっき浴に一次光沢剤や二次光沢剤を含有させても良い。
【００３５】
＜電解ニッケルめっき処理の条件例＞
・浴組成：
硫酸ニッケル：１００〜４００ｇ／Ｌ
塩化ニッケル：３０〜７０ｇ／Ｌ
ホウ酸：２０〜６０ｇ／Ｌ
溶媒：脱イオン水
・浴ｐＨ：２．０〜４．８
・処理温度（浴温度）：２５〜６０℃
・陰極電流密度：０．２〜０．６Ａ／ｄｍ2
・処理時間：３０〜９０分
【００３６】
次に、電解クロメート処理が行なわれる（ステップＳ４０）。電解クロメート処理が行なわれることで、主体金具５０のクロメート層５０６が形成される（図１）。電解クロメート処理は、以下に詳述する回転するバレルを備える装置を用いた方法を用いて行なった。詳細には、バレルに組立体を複数収容し、バレルを回転させると共に後述する陰極部と陽極板との間に電流を供給することで電解クロメート処理を行った。電解クロメート処理の処理条件としては、通常利用される処理条件を利用可能である。例えば、以下の条件で電解クロメート処理が実施される。
【００３７】
＜電解クロメート処理の条件例＞
・浴（クロメート処理液）組成：
重クロム酸ナトリウム：２０〜７０ｇ／Ｌ
溶媒：脱イオン水
・浴ｐＨ：２．０〜６．０
・処理温度（浴温度）：２０〜６０℃
・陰極電流密度：０．０２〜０．４５Ａ／ｄｍ2
・処理時間：１〜１０分
【００３８】
ステップＳ４０によりクロメート層が形成された組立体は、主体金具５０や接地電極３０として、他の部材（例えば絶縁碍子１０や中心電極２０）と共に組み付けられ、スパークプラグ１００が製造される。なお、クロメート層が形成された組立体Ｗのうち、接地電極３０は先端部が貴金属チップ２１（図１）の先端面と対向するように折り曲げられる。
【００３９】
Ａ−３．バレルを用いて表面層を形成する方法に使用する装置の説明：
以下に上記に説明した回転するバレルを用いて表面層を形成する方法に用いる装置（「表面層形成装置」ともいう。）の好ましい態様について説明する。
【００４０】
Ａ−３−１．第１の表面層形成装置の説明：
図３は、第１の表面層形成装置２００を説明するための第１の図である。図４は、第１の表面層形成装置２００を説明するための第２の図である。図３は第１の表面層形成装置２００の正面図である。図４は第１の表面層形成装置２００の側面図であり、主に、バレル６８と陽極板７０との位置関係を示している。なお、第１の表面層形成装置２００を単に「第１の装置２００」とも呼ぶものとする。
【００４１】
図３に示すように、第１の装置２００は、電解液を収容する収容槽６４と、収容槽６４内に配置されたバレル６８と、バレル６８に配置された陰極部８０と、陽極部としての陽極板７０と、陰極部８０と陽極板７０との間に電流を供給する直流電源である電源部６２と、バレル６８を回転させるためのモータ６６とを備えている。
【００４２】
収容槽６４は、重クロム酸ナトリウムを含むクロメート処理液８２を電解液として収容している。バレル６８は、正面が６角形状である。バレル６８は、クロメート処理液８２に浸漬される。またバレル６８は壁面が網や穴開き板等により形成されている。これにより、バレル６８の内側と外側とが連通している。バレル６８は、モータ６６により水平方向に沿って延びる回転軸６９を中心に回転する。バレル６８には、主体金具５０と接地電極３０とからなる組立体Ｗがバラ積み状態で複数収容されている。なお、組立体Ｗが収容されている範囲にはシングルハッチングを付している。
【００４３】
陰極部８０はバレル６８内に配置されている。陰極部８０はリード線によって電源部６２に接続されている。
【００４４】
陽極板７０は、回転軸６９に沿って配置され、水平方向にバレル６８を挟むようにバレル６８の両側に配置されている。換言すれば、図３及び図４に示すように、２つの陽極板７０に挟まれるようにバレル６８が配置されている。２つの陽極板７０は互いに平行であり、それぞれが水平面に対して垂直となるように配置されている。また、２つの陽極板７０はそれぞれ、収容槽６４の高さ方向（上下方向）について少なくともバレル６８が位置する範囲に配置されている。すなわち、陽極板７０はバレル６８全体を挟むように両側に配置されている。ここで、組立体Ｗの各部位に流れる電流密度をより均一にするために、水平方向について、２つの陽極板７０が回転軸６９を中心として両側に位置することが好ましい。すなわち、両側に配置された２つの陽極板７０の一方と回転軸６９との最短距離Ｌ１と、他方と回転軸６９との最短距離Ｌ２とが同一となるように２つの陽極板７０が配置されることが好ましい。２つの陽極板７０はリード線によって電源部６２に接続されている。
【００４５】
組立体Ｗをバレル６８に収容し、モータ６６によってバレル６８を回転させながら、電源部６２によって陰極部８０と陽極板７０との間に所定の電圧を印加し電流を供給することで、組立体Ｗの表面にクロメート層が形成される。
【００４６】
上記のように、第１の装置２００は、陽極板７０が水平方向にバレル６８を挟むように両側に配置されると共に、収容槽６４の高さ方向について少なくともバレル６８が位置する範囲に配置されている。これにより、電解クロメート処理を行っている際に、バレル６８内で移動する組立体Ｗと陽極板７０との距離（最短距離）の変化の程度を低減できる。よって、組立体Ｗの各部位における電流密度にばらつきが生じる可能性を低減できる。これにより、処理前主体金具を含む組立体Ｗの各部位に形成されるクロメート層（クロメート被膜）の厚さが不均一になる可能性を低減できる。特に、距離Ｌ１とＬ２が同一となるように２つの陽極板７０が配置されることで、バレル６８内で移動する組立体Ｗと陽極板７０との距離（最短距離）の変化の程度をより低減できる。これにより、処理前主体金具を含む組立体Ｗの各部位に形成されるクロメート層の厚さが不均一になる可能性をより低減できる。
【００４７】
ここで図３に示すように、陽極板７０は、収容槽６４内のうちで、バレル６８が位置する第１の側２１０の領域と、陽極板７０を挟んで第１の側２１０とは反対側に位置する第２の側２２０の領域とを連通させる連通孔７２を有することが好ましい。こうすることで、第１の側２１０と第２の側２２０とのクロメート処理液の流通を促進できる。これにより、第２の側２２０に位置するクロメート処理液を第１の側２１０に流通させることができ、クロメート層を形成するための成分が組立体Ｗに安定して供給される。よって、クロメート層を安定して組立体Ｗに形成できる。
【００４８】
また、陽極板７０は、白金製の部材、又は、チタン製の部材の表面上に白金めっきが形成された部材であることが好ましい。陽極板７０又は陽極板７０の表面にイオン化傾向の小さい白金を用いることでクロメート処理液８２中に陽極板７０が溶解する可能性を低減できる。また、陽極板７０の母材をチタンとすることで、白金めっきにピンホールがある場合にクロメート処理液８２が母材であるチタンに到達したとしても、母材であるチタンが酸素と結合し、表面に保護被膜を形成するため、チタンがクロメート処理液８２中に溶解する可能性を低減できる。また、全て白金で形成するよりも安価に陽極板を形成することができる。上記のように、陽極板７０を、白金製の部材、又は、チタン製の部材の表面上に白金めっきが形成された部材で形成することで、組立体Ｗに形成されるクロメート層に不純物が混入する可能性を低減できる。
【００４９】
Ａ−３−２．第２の表面層形成装置の説明：
図５は、第２の表面層形成装置２００ａを説明するための図である。第１の表面層形成装置２００との違いは、陽極板７０ａがさらに、バレル６８の下側にも配置されている点である。その他の構成については、第１の装置２００と同様の構成であるため、同様の構成については第１の装置２００と同一符号を付すと共に説明を省略する。なお、第２の表面層形成装置２００ａを単に「第２の装置２００ａ」とも呼ぶものとする。
【００５０】
陽極板７０ａは、バレル６８の両側に加え下側にも配置されている。ここで、説明の便宜上、陽極板７０ａのうち、バレル６８の両側に配置されている部分をそれぞれ第１の側面板７０ｔ、第２の側面板７０ｓとも呼び、バレル６８の下側に配置されている部分を下方板７０ｕとも呼ぶ。下方板７０ｕは、第１と第２の側面板７０ｔ，７０ｓに接続されている。また、下方板７０ｕは、水平な板状である。陽極板７０は、各板７０ｔ，７０ｓ，７０ｕによって、バレル６８の両側と下側を取り囲んでいる。ここで、組立体Ｗの各部位に流れる電流密度をより均一にするために、陽極板７０の各板７０ｔ，７０ｓ，７０ｕと回転軸６９との距離は同一とすることが好ましい。すなわち、距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が同一となるように、陽極板７０ａを構成することが好ましい。
【００５１】
上記のように、第２の装置２００ａは、バレル６８の下側にも陽極板７０ａが配置されていることから、第１の装置２００よりも更にバレル６８内で移動する組立体Ｗと陽極板７０ａとの距離（最短距離）の変化の程度を低減できる。よって、組立体Ｗの各部位に流れる電流密度をより均一にできることから、組立体Ｗの各部位に形成されるクロメート層の厚さが不均一になる可能性をさらに低減できる。
【００５２】
Ａ−３−３．第３の表面層形成装置の説明：
図６は、第３の表面層形成装置２００ｂを説明するための図である。第２の表面層形成装置２００ａとの違いは、陽極板７０ｂの形状である。その他の構成については、第２の表面層形成装置２００ａと同様の構成であるため、同様の構成については第２の表面層形成装置２００ａと同一符号を付すと共に説明を省略する。なお、第３の表面層形成装置２００ｂを単に「第３の装置２００ｂ」とも呼ぶ。
【００５３】
陽極板７０ｂは、回転軸６９が位置する高さ以下の範囲に位置し、バレル６８の外縁部６３のうち回転軸６９が位置する高さ以下の範囲に位置する下外縁部６３ｕに沿った形状を有する周縁部（「周縁板」ともいう。）７０ｗを有する。周縁部７０ｗと回転軸６９との距離ｒは一定である。なお、下外縁部６３ｕに沿った形状とは、例えば、下外縁部６３ｕの外接円と中心を同一とする円の円弧形状である。
【００５４】
一般に、バレル６８内に収容される複数の組立体Ｗは、主に、バレル６８のうち回転軸６９が位置する高さ以下の範囲内で移動する。上記のように、第３の表面層形成装置２００ｂは、周縁部７０ｗを有する。これにより、バレル６８内で移動する組立体Ｗと陽極板７０ｂとの距離（最短距離）の変化の程度をより一層低減できる。よって、組立体Ｗの各部位に流れる電流密度をより一層均一にできることから、組立体Ｗの各部位に形成されるクロメート層の厚さが不均一になる可能性をより一層低減できる。
【００５５】
Ａ−４．実験結果：
図７は、実験結果を示す図である。ＪＩＳ  Ｈ８５０２に基づく中性塩水噴霧試験をサンプルＮｏ．１ａ〜Ｎｏ．４ａについて行なうことで評価実験を行った。塩水噴霧時間は４８時間とした。
【００５６】
サンプルＮｏ．１ａ〜Ｎｏ．４ａは、組立体Ｗについてニッケルストライク処理、電解ニッケルめっき処理、電解クロメート処理を行ったサンプルである。ニッケルストライク処理、電解ニッケルめっき処理、電解クロメート処理の各処理条件は、各サンプルで同一の条件（詳細には、上述の条件例）である。ただし、電解クロメート処理は、各サンプルについてそれぞれ異なる装置を用いて実施した。詳細には、サンプルＮｏ．１ａは、第１の表面層形成装置２００（図３）のうち両側に配置された陽極板７０の片側だけを備えた装置を用いて電解クロメート処理を行った。サンプルＮｏ．２ａは、第１の表面層形成装置２００（図３）を用いて電解クロメート処理を行った。サンプルＮｏ．３ａは、第２の表面層形成装置２００ａ（図５）を用いて電解クロメート処理を行った。サンプルＮｏ．４ａは、第３の表面層形成装置２００ｂ（図６）を用いて電解クロメート処理を行った。また、各サンプルＮｏ．１ａ〜Ｎｏ．４ａは、回転軸６９と陽極板７０，７０ａ，７０ｂとの最短距離（例えば、Ｌ１，ｒ）を変えた各表面層形成装置２００，２００ａ，２００ｂを用いて複数個作製した。また、各サンプルＮｏ．１ａ〜Ｎｏ．４ａに用いた各表面層形成装置２００，２００ａ，２００ｂが備える陽極板７０，７０ａ，７０ｂにはチタン製部材に表面に白金を被覆した部材を用いた。なお、各サンプルＮｏ．１ａ〜Ｎｏ．４ａに用いた各表面層形成装置２００，２００ａ，２００ｂが備える陽極板７０，７０ａ，７０ｂは、連通孔７２を備えていないタイプを用いた。
【００５７】
塩水噴霧試験後に、各サンプルＮｏ．１ａ〜Ｎｏ．４ａが備える工具係合部５１（図３）の赤錆発生率に基づいて耐食性評価を行った。赤錆発生率は、以下のように求めた。すなわち、塩水噴霧試験後の工具係合部５１の周方向に位置する６つの平面のうち最も赤錆が発生している面（特定面）を決定し、特定面に対する赤錆の面積割合を算出することで赤錆発生率とした。耐食性評価は以下の基準に基づいて行なった。
【００５８】
＜耐食性評価基準＞
・評価「☆」：赤錆発生率５％以内
・評価「◎」：赤錆発生率が５％より大きく１０％以内
・評価「○」：赤錆発生率が１０％より大きく２０％以内
・評価「×」：赤錆発生率が２０％より大きい
【００５９】
図７に示すように、本実施例の第１〜第３の装置２００，２００ａ，２００ｂを用いて電解クロメート処理を行ったサンプルＮｏ．２ａ〜Ｎｏ．４ａは、陽極板が片側だけに配置された装置を用いて電解クロメート処理を行ったサンプルＮｏ．１ａよりも、赤錆発生率が低減できた。すなわち、第１〜第３の装置２００，２００ａ，２００ｂを用いることで、主体金具５０の電解クロメート層の厚さが不均一になる可能性を低減できた。特に、第３の表面層形成装置２００ｂを用いた電解クロメート処理を行ったサンプルＮｏ．４ａは、全てのサンプルにおいて評価が「☆」であり、非常に良好な耐食性を有する。すなわち、第３の表面層形成装置２００ｂを用いた電解クロメート処理によって、主体金具５０に均一な厚さのクロメート層が形成され、耐食性が向上した。
【００６０】
Ｂ．変形例：
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができる。例えば、以下のような変形も可能である。
【００６１】
Ｂ−１．第１変形例：
上記実施例では、第１〜第３の装置２００，２００ａ，２００ｂは電解クロメート処理に用いたが、対象物に表面処理（例えば、ニッケルめっき処理等のめっき処理）を行う場合にも使用可能である。すなわち、第１〜第３の装置２００，２００ａ，２００ｂは対象物の表面に金属層を形成するために用いることができる。
【符号の説明】
【００６２】
３…セラミック抵抗
４…シール体
５…ガスケット
６…リング部材
１０…絶縁碍子
１２…軸孔
２０…中心電極
２１…貴金属チップ
３０…接地電極
３１…貴金属チップ
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…取付ねじ部
６２…電源部
６３…外縁部
６３ｕ…下外縁部
６４…収容槽
６６…モータ
６８…バレル
６９…回転軸
７０，７０ａ，７０ｂ…陽極板
７０ｓ…第２の側面板
７０ｔ…第１の側面板
７０ｕ…下方板
７０ｗ…周縁板（周縁部）
７２…連通孔
８０…陰極部
８２…クロメート処理液
１００…スパークプラグ
２００，２００ａ，２００ｂ…表面層形成装置
２１０…第１の側
２２０…第２の側
５０２…下地層
５０４…ニッケルめっき層
５０６…クロメート層
６００…エンジンヘッド
６０１…取付ねじ孔
ＣＬ…軸線
Ｗ…組立体
【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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