(57)【要約】      （修正有）【課題】被処理体外周部表面処理への無駄な電力使用と被処理体表面や被処理体外部表面と被処理体溝部の間の稜線への偏った膜厚増を防止することが出来る部分表面処理装置を提供する。【解決手段】溝３２ａを有し陽極となるピストンヘッド３０ａと、ピストンヘッド３０ａを収容する上側内筒１４ａと下側内筒１５ａを有する容器１０ａと、溝３２ａの開口部に配置され溝３２ａを封止するＯリング１７ａと、前記シール部材またはＯリング１７ａと溝３２ａとの間を貫通するように溝３２ａの最奥部に向けて突出し溝３２ａの内部へ反応流体を注入する注入パイプ４０ａと、前記シール部材またはＯリング１７ａと溝３２ａとの間を貫通するように溝３２ａの最奥部に向けて突出し溝３２ａの内部から反応流体を排出する排出パイプ４１ａと、前記反応流体を介して前記被処理体に通電する陰極を兼ねる注入パイプ４０ａまたは排出パイプ４１ａと、を具備する部分表面処理装置。【選択図】図１
2013177652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝を有し陽極となる被処理体と、
前記被処理体を収容する容器と、
前記溝の開口部に配置され前記溝を封止するシール部材と、
前記シール部材または前記シール部材と前記溝との間を貫通するように前記溝の最奥部に向けて突出し前記溝の内部へ反応流体を注入する注入部と、
前記シール部材または前記シール部材と前記溝との間を貫通するように前記溝の最奥部に向けて突出し前記溝の内部から反応流体を排出する排出部と、
前記反応流体を介して前記被処理体に通電する陰極と、
を具備する、部分表面処理装置。
【請求項２】
請求項1に記載の部分表面処理装置であって、
前記注入部は、表面処理の前または後には前記溝の外側にあり、表面処理時に前記溝の内側へ挿入される、部分表面処理装置。
【請求項３】
請求項1または２に記載の部分表面処理装置であって、
前記注入部と前記排出部のいずれか一方またはその両方は、前記陰極である、部分表面処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の部分表面処理装置であって、
陰極にした前記注入部と前記排出部のいずれか一方またはその両方の先端に絶縁部材が設けられる、部分表面処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の部分表面処理装置であって、
前記シール部材は、前記容器によって前記溝に押付けられる、部分表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部分表面処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被処理体（ピストンヘッド）を上方から着脱自在に収容可能な収容部（収容穴）に予めピストンヘッドの陽極酸化処理を施すべきトップリング溝（溝）部分を決定する位置に上下一対の環状シール部材（シール部材）を備え、ピストンヘッドを挿入して上下一対のシール部材を押圧部材で圧縮して縮径させピストンヘッドの外周面にそれぞれ当接してシールすることにより、シール部材相互間におけるピストンヘッドの外周面と収容穴の内周面との間に反応チャンバーを形成し、反応チャンバー内に反応流体（電解液）を保持流通させて陽極酸化処理を施す、ものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、従来技術の部分表面処理装置として、被処理体（ピストンヘッド）を上方から着脱自在に収容可能な収容部（収容穴）を有する収容容器体（容器）を備え、収容容器体における収容部の軸方向中間部内周面には被処理体を挿入することにより表面処理を施すべき溝（トップリング溝）部分をシールする上下一対の環状シール部材（シール部材）が備えられ、上下一対のシール部材間における被処理体の外周面と容器における収容部の内周面との間には反応流体（処理流体；硫酸）を保持流通させる環状の処理チャンバーが形成されている、ものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１９５９３号公報
【特許文献２】特開２００３−１１３４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の部分表面処理装置では、被処理体上で表面処理が必要な部位は溝部のみであるのに対し、２個のＯリング間の被処理体外周部にまで表面処理が為されてしまう。これにより、被処理体外周部表面処理への無駄な電力使用と、電極が近い被処理体表面や高電位となる被処理体外部表面と被処理体溝部の間の稜線への偏った膜厚増、と云う問題が発生する。
【０００６】
また、特許文献２の部分表面処理装置では、特許文献１の部分表面処理装置と同じ問題が発生する、と云う問題がある。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みて成されたものであり、被処理体外周部表面処理への無駄な電力使用と、被処理体表面や被処理体外部表面と被処理体溝部の間の稜線への偏った膜厚増を防止することが出来る、部分表面処理装置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】
【０００８】
本発明の第１の課題解決手段は、溝を有し陽極となる被処理体と、前記被処理体を収容する容器と、前記溝の開口部に配置され前記溝を封止するシール部材と、前記シール部材または前記シール部材と前記溝との間を貫通するように前記溝の最奥部に向けて突出し前記溝の内部へ反応流体を注入する注入部と、前記シール部材または前記シール部材と前記溝との間を貫通するように前記溝の最奥部に向けて突出し前記溝の内部から反応流体を排出する排出パイプと、前記反応流体を介して前記被処理体に通電する陰極と、を具備する、構成である。
【０００９】
また、本発明の第２の課題解決手段は、前記注入パイプは、表面処理の前または後には前記溝の外側にあり、表面処理時に前記溝の内側へ挿入される、構成である。
【００１０】
また、本発明の第３の課題解決手段は、前記注入パイプと前記排出パイプのいずれか一方またはその両方は、前記陰極である、構成である。
【００１１】
また、本発明の第４の課題解決手段は、陰極にした前記注入パイプと前記排出パイプのいずれか一方またはその両方の先端に絶縁部材を具備する、構成である。
【００１２】
また、本発明の第５の課題解決手段は、前記シール部材は、前記容器によって前記溝に押付けられる、構成である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の課題解決手段では、部分表面処理装置は、溝に沿って設置される１個以上のシール部材と注入パイプと排出パイプとを具備することで、溝の中にのみ反応流体を流すことが出来る様になり、被処理体外周部表面処理への無駄な電力使用と、被処理体表面や被処理体外部表面と被処理体溝部の間の稜線への偏った膜厚増と、溝の奥部への偏った膜厚減と、を防止することが出来る。
【００１４】
本発明の第２の課題解決手段では、部分表面処理装置は、注入パイプが前記注入パイプは、表面処理終了前後には前記溝の外側にあり、表面処理時に前記溝の内側へ挿入されることで、反応流体を溝の最奥部まで循環出来る様になり、溝内の表面処理膜厚を均一にすることが、出来る。
【００１５】
本発明の第３の課題解決手段では、部分表面処理装置は、注入パイプと排出パイプのいずれか一方またはその両方を陰極にすることで、溝の内面全壁と陰極の間の電位差的な距離を均一にし、溝内の表面処理膜厚を更に均一にすることが、出来る。
【００１６】
本発明の第４の課題解決手段では、部分表面処理装置は、陰極にした前記注入パイプと前記排出パイプのいずれか一方またはその両方の先端に絶縁部材を具備することで、陰極にした前記注入パイプと前記排出パイプのいずれか一方またはその両方の溝への挿入量の管理を緩めることが出来る。
【００１７】
本発明の第５の課題解決手段では、部分表面処理装置は、部分表面処理装置は、シール部材が容器によって溝に押付けられることで、シール部材表面の溝端面との摩擦が低減され、シール部材の交換回数を減らすことが、出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）本発明の実施形態に於ける注入パイプ周辺の表面処理の前または後の説明図（ｂ）本発明の実施形態に於ける注入パイプ周辺の表面処理中の説明図
【図２】（ａ）本発明の実施形態に於ける排出パイプ周辺の表面処理の前または後の説明図（ｂ）本発明の実施形態に於ける排出パイプ周辺の表面処理中の説明図
【図３】本発明の実施形態に於ける陰極棒の断面図
【図４】本発明の実施形態に於ける注入パイプと排出パイプの表面処理中の配置図
【図５】本発明の実施形態に於ける被処理体が実際に処理される事例の説明図
【図６】（ａ）背景技術に於ける部分表面処理装置の表面処理の前または後の説明図（ｂ）背景技術に於ける部分表面処理装置の表面処理中の説明図
【図７】背景技術に於ける溝部周辺の表面処理中の説明図
【図８】被処理体の必要処理部位の説明図
【図９】背景技術に於いて被処理体が実際に処理される事例の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態と背景技術とを図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
（本発明の実施形態）
図１は、本発明の実施形態に於ける注入パイプ４０ａ（注入部）周辺の表面処理中の説明図である。（ａ）は、表面処理の前または後の、（ｂ）は表面処理中の、説明図である。本発明の実施形態に於ける部分表面処理装置１ａは、溝３２ａを有し陽極となるピストンヘッド３０ａ（被処理体）と、ピストンヘッド３０ａを収容する収容部を有する容器１０ａと、溝３２ａ内を流れる反応流体２ａと、溝３２ａに沿って設置される１個のＯリング１７ａ（シール部材）と、Ｏリング１７ａに貫通され且つ溝３２ａとＯリング１７ａとの間へ反応流体２ａを注入する注入パイプ４０ａ（陰極）と、Ｏリング１７ａに貫通され且つ溝３２ａとＯリング１７ａとの間から反応流体２ａを排出する排出パイプ４１ａ（排出部；図２参照）と、Ｏリング１７ａをつぶす上側内筒１４ａおよび下側内筒１５ａと、を具備している。
【００２１】
ピストンヘッド３０ａは、外径８０ｍｍ程度、高さ５０ｍｍ程度のアルミニウム合金製であり、部分表面処理装置１ａのプラス電極棒３５ａと接続されて、陽極を形成している。溝３２ａは、幅１．２ｍｍ程度、深さ３．５ｍｍ程度である。容器１０ａは、Ｏリング１７ａを図中上から押さえる上側内筒１４ａと、Ｏリング１７ａを図中下から押さえる下側内筒１５ａと、上側内筒１４ａおよび下側内筒１５ａをガイド保持する外筒１２ａと、を具備している。外筒１２ａには、注入パイプ４０ａまたは排出パイプ４１ａを貫通させる貫通孔１３ａが形成されている。上側内筒１４ａと下側内筒１５ａの間には、Ｏリング１７ａと当接する開口部１６ａが形成されている。貫通孔１３ａは、開口部１６ａに対して上下方向で各１．２ｍｍ程度小さく形成されている。Ｏリング１７ａは、太さ約２．５ｍｍで、耐薬品性と耐熱性の高いシリコーンゴム製である。Ｏリング１７ａには、注入パイプ４０ａまたは排出パイプ４１ａを貫通させる挿入孔１８ａが形成されており、外筒１２ａの内周側の貫通孔１３ａの上下角面に沿って上側内筒１４ａと下側内筒１５ａの間に挟まれている。貫通孔１３ａの上下角面は、Ｏリング１７ａが切れ難くなる様に、断面が半径１ｍｍ程度の曲面状になる様に形成されている。Ｏリング１７ａは、表面処理の前または後には、断面がほぼ真円状態になる様に上下から力が加えられていない。Ｏリング１７ａは、表面処理中には、シール性能を保持しつつ永久変形しない程度の約２５％のつぶし率で上下から圧縮されている。
【００２２】
注入パイプ４０ａは、貫通孔１３ａとＯリング１７ａの挿入孔１８ａとに貫通されている。溝３２ａの中に挿入される側の注入パイプ４０ａ一端は、表面処理の前または後にはピストンヘッド外周部３１ａに接触しない様に、設置されている。注入パイプ４０ａの一端は、表面処理中には溝３２ａの最奥部３３ａ（底部）から約１．５ｍｍ離れた所に位置する様に、設置されている。注入パイプ４０ａの他端には、部分表面処理装置１ａのマイナス電極４３ａと接続されて、陰極を形成している。
【００２３】
反応流体２ａは、濃度５％程度のピロリン酸水溶液であり、Ｏリング１７ａで開口面を封止された溝３２ａへ注入パイプ４０ａを経由して注入され、溝３２ａから排出パイプ４１ａを経由して排出される。
【００２４】
なお、ここでは注入パイプ４０ａと排出パイプ４１ａとを１本のＯリング１７ａに貫通される形態で記載したが、Ｏリング１７ａと部分表面処理装置１ａの最外周角部３４ａの間で挟んだり、２本のＯリング１７ａで挟んだり、して代用することも可能である。更に、ピストンヘッド３０ａを容器１０ａに挿入し始めた時からＯリング１７ａがつぶれ始め、Ｏリング１７ａが溝３２ａとの間に挟まれた時に約２５％のつぶし率になる様に、ピストンヘッド外周部３１ａと外筒１２ａの内周面との間の隙間とＯリング１７ａの断面径とを予め調整しておくことも可能である。マイナス電極４３ａは、注入パイプ４０ａと排出パイプ４１ａのいずれか一方に、または注入パイプ４０ａあるいは排出パイプ４１ａのいずれか数本に、制限して接続することも可能である。反応流体２ａは、他のアルカリ液または濃度１５％程度の硫酸と云った他の酸液で代用することも可能である。
【００２５】
図２は、本発明の実施形態に於ける排出パイプ４１ａ周辺の表面処理中の説明図である。（ａ）は、表面処理前または後の、（ｂ）は表面処理中の、説明図である。図２（ａ）は、図１（ａ）に準じる。図２（ｂ）は、排出パイプ４１ａの表面処理中の位置を除き、図１（ｂ）に準じる。図２（ｂ）に於ける、排出パイプ４１ａの表面処理中の位置は、溝３２ａ側の一端が溝３２ａの最外周角部３４ａよりも０から１ｍｍ、溝３２ａの中に入った所に位置する様に、設置されている。
【００２６】
図３は、本発明の実施形態に於ける注入パイプ４０ａの断面図である。注入パイプ４０ａは、外径約０．７ｍｍ、内径約０．４ｍｍで、ＳＵＳ３０４製のパイプである。陰極となっている注入パイプ４０ａの外周には、厚さ約０．２ｍｍで、耐薬品性と耐熱性の高いフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）製の絶縁キャップ４２ａが固定されている。絶縁キャップ４２ａは、表面処理の前または後にはピストンヘッド外周部３１ａに接触しない様に設置される。排出パイプ４１ａは、外径約０．７ｍｍ、内径約０．４ｍｍで、ＳＵＳ３０４製のパイプである。排出パイプ４１ａの先端には、絶縁キャップ４２ａが固定されていない。
【００２７】
なお、注入パイプ４０ａと排出パイプ４１ａは、ＳＵＳ３１６と云った耐薬品性の高い他の材料で代用することも可能である。絶縁キャップ４２ａは、シリコン樹脂と云った耐薬品性と耐熱性の高い他の材料で代用することも可能である。絶縁キャップ４２ａは、陰極となっていない注入パイプ４０ａや、排出パイプ４１ａに取り付けることも可能である。絶縁キャップ４２ａは、陰極となっている注入パイプ４０ａがその先端の位置を表面処理中に溝３２ａの最奥部３３ａへ接触しない位置に厳密に管理して設置される場合は、不要となる。
【００２８】
図４は、本発明の実施形態に於ける注入パイプ４０ａと排出パイプ４１ａの表面処理中の配置図である。注入パイプ４０ａと排出パイプ４１ａは、Ｏリング１７ａの径方向に於いて交互に配置されるように各８本づつＯリング１７ａに貫通挿入されている。
【００２９】
以下に、部分表面処理装置１ａの動作について、説明する。
【００３０】
図１と図２に於いて、ピストンヘッド３０ａは、容器１０ａの収納筒に収納され、所定の位置に固定された突き当て面１９ａによって、溝３２ａがＯリング１７ａに重なる位置へ固定される。ピストンヘッド３０ａには、プラス電極棒３５ａが電気的に当接される。溝３２ａには、注入パイプ４０ａと排出パイプ４１ａとが挿入され、注入パイプ４０ａを通して反応流体２ａが溝３２ａへ注入されて排出パイプ４１ａを通して溝３２ａから反応流体２ａが排出される。マイナス電極４３ａが電気的に当接された注入パイプ４０ａまたは排出パイプ４１ａと云った陰極は、０．５秒程度で溝３２ａが反応流体２ａによって満たされた後に、陽極との間で通電を開始する。通電電圧は、交流パルス約４００Ｖである。溝３２ａの表面は、この通電によって、酸化され、不動態膜を形成される。通電は、所定時間経過後に停止し、注入パイプ４０ａを通して空気が溝３２ａへ注入されて排出パイプ４１ａを通して溝３２ａから反応流体２ａが排出される。注入パイプ４０ａは、０．５秒程度で溝３２ａが空気によって満たされた後に、溝３２ａへ水と云った洗浄液を注入し、排出パイプ４１ａは、溝３２ａの中を通過した洗浄液を排出する。洗浄液の注入は、所定時間経過後に停止され、空気が溝３２ａへ注入されて排出パイプ４１ａを通して溝３２ａから洗浄液が排出される。注入パイプ４０ａと排出パイプ４１ａとは、洗浄液の排出と同時に、または所定時間が経過して溝３２ａが空気で満たされた後に、挿入前の位置に戻る。その後、プラス電極棒３５ａは、電気的にも機械的にもピストンヘッド３０ａから離される。更に、ピストンヘッド３０ａは、容器１０ａの収納筒から外される。
【００３１】
図５は、本発明の実施形態に於ける被処理体の実際に処理される事例の説明図である。部分表面処理装置１ａで表面処理を実施した場合、図５の様に溝３２ａの内側全面に膜厚が均一になる様に不動態膜が形成される。これは、陰極を兼ねる注入パイプ４０ａまたは排出パイプ４１ａと、陽極をかねるピストンヘッド３０ａの溝３２ａの距離が均等になる為に生じる現象である。不動態膜の厚みは、酸化された元生材層の厚みの約２倍になる。不動態膜の硬度は約Ｈｖ９００で、生材層の硬度約Ｈｖ１５０の約６倍になる。これにより、膜厚の不均一化によって溝３２ａへピストンリングを挿入することが難しくなったり、ピストンリング（図示せず）が傾いてピストンリング（図示せず）の断面角部が溝３２ａに食い込む様に当接してピストンヘッド３０ａを早く摩耗させる、と云った不具合が発生し難くなる。更に、溝３２ａの最外周角部３４ａの不動態膜の膜厚が薄くなっても、溝３２ａの中の不動態膜によってピストンリング（図示せず）が傾かずに角部から浮いた状態になる為、最外周角部３４ａを傷付けることを防止出来る。
【００３２】
以下に、本発明の部分表面処理装置１ａの効果について、説明する。
【００３３】
本発明の第１の課題解決手段では、部分表面処理装置１ａは、溝３２ａに沿って設置される１個以上のシール部材と注入パイプ４０ａと排出パイプ４１ａとを具備することで、溝３２ａの中にのみ反応流体２ａを流すことが出来る様になり、被処理体外周部表面処理への無駄な電力使用と、被処理体表面や被処理体外部表面と被処理体溝３２ａ部の間の最外周角部３４ａへの偏った膜厚増と、溝３２ａの最奥部３３ａへの偏った膜厚減と、を防止することが出来る。ここで、本発明による不動態膜の均一化に係わる実験結果について申し述べます。電圧ＤＢ３０Ｖでの陽極酸化による背景技術に於ける溝３２ａの最外周角部３４ａと最奥部３３ａに於ける不動態膜の膜厚の比は、１：０．６７であり、ピストンヘッド外周部３１ａにも不動態膜が形成されておりました。電圧ＢＢパルス約６００Ｖでの背景技術によるプラズマ酸化にて溝３２ａの最外周角部３４ａと最奥部３３ａに於ける不動態膜の膜厚の比は、１：０．０６であり、ピストンヘッド外周部３１ａにも不動態膜が形成されておりました。他方、本発明の実施形態による陽極酸化とプラズマ酸化による溝３２ａの最外周角部３４ａと最奥部３３ａに於ける不動態膜の膜厚の比は、共に１：０．９であり、ピストンヘッド外周部３１ａには不動態膜が形成されておりませんでした。これは、ピストンヘッド外周部３１ａの表面処理への無駄な電力使用と、被処理体溝３２ａ部の間の最外周角部３４ａへの偏った膜厚増と、溝３２ａの奥部への偏った膜厚減と、を防止していることの証左であります。更に、本発明の第１の課題解決手段では、Ｏリング１７ａを２個から１個へ削減してコスト低減をすることも可能になる。
【００３４】
本発明の第２の課題解決手段では、部分表面処理装置１ａは、注入パイプ４０ａが前記注入パイプ４０ａは、表面処理終了前後には前記溝３２ａの外側にあり、表面処理時に前記溝３２ａの内側へ挿入されることで、反応流体２ａを溝３２ａの最奥部３３ａまで循環出来る様になり、溝３２ａ内の表面処理膜厚を更に均一にすることが、出来る。即ち、溝３２ａの最奥部３３ａに衝突した反応流体２ａは、溝３２ａの最奥部３３ａに沿って拡散されると共に流速を落とされて押出し流れに近い状態となる。従って、溝３２ａ内の反応流体２ａの濃度は、均等化され、溝３２ａの中に均一な不動態膜を形成することが可能になる。
【００３５】
本発明の第３の課題解決手段では、部分表面処理装置１ａは、注入パイプ４０ａと排出パイプ４１ａのいずれか一方またはその両方を陰極にすることで、溝３２ａの内面全壁と陰極の間の電位差的な距離を均一にし、溝３２ａ内の表面処理膜厚を更に均一にすることが、出来る。
【００３６】
本発明の第４の課題解決手段では、部分表面処理装置１ａは、陰極にした前記注入パイプ４０ａと前記排出パイプ４１ａのいずれか一方またはその両方の先端に絶縁部材を具備することで、陰極にした前記注入パイプ４０ａと前記排出パイプ４１ａのいずれか一方またはその両方の溝３２ａへの挿入量の管理を緩めることが出来る。
【００３７】
本発明の第５の課題解決手段では、部分表面処理装置１ａは、部分表面処理装置１ａは、Ｏリング１７ａが容器１０ａによって溝３２ａに押付けられることで、Ｏリング１７ａがピストンヘッド外周部３１ａや溝３２ａの最外周角部３４ａと摩擦されることが無くなり、Ｏリング１７ａの交換回数を減らすことが、出来る。
【００３８】
（背景技術）
図６は、背景技術に於ける部分表面処理装置１ｂの説明図である。（ａ）は、表面処理の前または後の、（ｂ）は表面処理中の、説明図である。
【００３９】
背景技術の部分表面処理装置１ｂは、溝３２ｂを有し陽極となるピストンヘッド３０ｂ（被処理体）と、ピストンヘッド３０ｂを収容する収容部を有する容器１０ｂと、溝３２ｂ内を流れる反応流体２ｂと、反応流体２ｂを介してピストンヘッド３０ｂに通電する陰極となる流路壁１１ｂと、溝３２ｂの図中上下両側に沿って設置される上下一対のＯリング１７ｂ（シール部材）と、Ｏリング１７ｂをつぶす上側内筒１４ｂ（押圧部材）および下側内筒１５ｂ（押圧部材）と、を具備している。部分表面処理装置１ｂの流路１１の壁１１ｂは、部分表面処理装置１ｂの陰極を兼ねている。ピストンヘッド３０ｂは、アルミニウム製である。
【００４０】
以下に、背景技術の部分表面処理装置１ｂの動作について、説明する。
【００４１】
図６に於いて、（ａ）の状態からＯリング１７ｂをつぶす上側内筒１４ｂが押下げられて下側内筒１５ｂが押上げられ、（ｂ）の様に押下げられた上側内筒１４ｂおよび下側内筒１５ｂによってＯリング１７ｂがつぶされてピストンヘッド外周部３１ｂに押付けられる。
【００４２】
図７は、背景技術に於ける溝３２ｂ部周辺の表面処理中の説明図である。図７に於いて、反応流体２ｂは、容器１０ｂの流路１１から容器１０ｂの開口部１６ｂを経由して溝３２ｂの中へ注入され、開口部１６ｂを経由して流路１１へ戻される。反応流体２ｂが流されている間に、陽極であるピストンヘッド３０ｂと陰極である流路１１の壁１１ｂの間に電流が流されてピストンヘッド３０ｂの反応流体２ｂ接触面が酸化されアルミニウム生材よりも硬度の高い不動態膜が形成される。不動態膜の厚みは、酸化された元生材層の厚みの２倍程度になる。
【００４３】
図８は、被処理体の必要処理部位の説明図である。図８に於いて、ピストンヘッド３０ｂで処理が必要な部位は、２点鎖線で記した溝３２ｂのみである。
【００４４】
図９は、背景技術に於いて被処理体が実際に処理される事例の説明図である。背景技術の部分表面処理装置１ｂで表面処理を実施した場合、図９の様に溝３２ｂの最外周角部３４ｂが優先的に表面処理されて膜厚が厚くなり、溝３２ｂの最奥部３３ｂに向かって徐々に膜厚が薄くなる傾向が顕著に現れる。これは、陰極を兼ねる部分表面処理装置１ｂの流路１１と、陽極をかねるピストンヘッド３０ｂの距離が均等でない為に生じる現象である。膜厚の不均一化によって溝３２ｂへピストンリング（図示せず）を挿入することが難しくなったり、ピストンリング（図示せず）が傾いてピストンリング（図示せず）の断面角部が溝３２ｂに食い込む様に当接してピストンヘッド３０ｂを早く摩耗させる、と云った不具合が発生し易くなる。
【００４５】
（付記項１）
部分表面処理装置１ａは、表面処理時に前記注入パイプ４０ａを前記溝３２ａの最奥部３３ａの０．１から１．５ｍｍ手前の位置まで挿入し、前記排出パイプ４１ａを前記溝３２ａの最外周角部３４ａの０から１ｍｍ中へ入り込んだ位置まで挿入した、構成である。これにより、押出し流れに近い状態となった反応流体２ａは、溝３２ａの最奥部３３ａから最外周角部３４ａへ押出される。従って、溝３２ａ内の反応流体２ａの濃度は、溝３２ａの最奥部３３ａと最外周角部３４ａとの間で更に均等化され、溝３２ａの中により均一な不動態膜を形成することが可能になる。
【００４６】
（付記項２）
部分表面処理装置１ａは、前記陽極と前記陰極の間の通電電圧を、約４００Ｖのパルス電圧にしたものである。これにより、溝３２ａの表面では気泡が発生し、気泡の中に発生する高温且つ高エネルギーのプラズマによって不動態化を更に早く生成することが可能になる。従って、表面処理の時間を短縮し、生産性向上とコスト低減を行うことが可能になる。
【００４７】
（付記項３）
部分表面処理装置１ａは、プラズマによって発生した気泡を分離除去する気泡除去装置（図示せず）を具備している。これにより、反応流体２ａを還流させた場合に溝３２ａの中へ気泡が入ることを予防し、不動態膜の不均一化を防止出来る。
【符号の説明】
【００４８】
１ａ  本発明の部分表面処理装置
１ｂ  背景技術の部分表面処理装置
２ａ  本発明の反応流体
２ｂ  背景技術の反応流体
１０ａ  本発明の容器
１０ｂ  背景技術の容器
１４ａ  本発明の上側内筒（収容部）
１４ｂ  背景技術の上側内筒
１５ａ  本発明の下側内筒（収容部）
１５ｂ  背景技術の下側内筒
１６ａ  本発明の開口部（収容部）
１６ｂ  背景技術の開口部
１７ａ  本発明のＯリング（シール部材）
１７ｂ  背景技術のＯリング
３０ａ  本発明のピストンヘッド（被処理体、陽極）
３０ｂ  背景技術のピストンヘッド
３３ａ  本発明の最奥部（被処理体、陽極）
３３ｂ  背景技術の最奥部
３４ａ  最外周角部（被処理体、陽極）
３４ｂ  背景技術の最外周角部
４０  注入パイプ（注入部、陰極）
４１  排出パイプ（排出部、陰極）
４２  絶縁部材
【図１】
2013177652.tif 000003
【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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【図９】
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