(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンと電極との間に反応流体を通して通電し、前記ピストンの少なくともリング溝内の表面に陽極酸化処理を施すための陽極酸化処理方法であって、
収容容器体の収容穴内に前記ピストンを収容し、
前記収容穴の内周面に有する一対のシール部材を前記リング溝の上下の開口縁部付近にそれぞれ当接し、
少なくとも前記上下のシール部材と、前記リング溝と、前記収容穴の内周面において前記上下のシール部材の間に開口した環状隙間とからなり、前記反応流体を保持流通する反応チャンバーを形成し、
絶縁体で環状に形成され、かつ前記環状隙間を上下方向に仕切る通路形成部を有する通路板を配置して、前記通路形成部の下方に前記反応流体の小供給流路を形成するとともに、前記通路形成部の上方に前記反応流体の小排出流路を形成し、
前記通路形成部の外周において該通路板と一体に絶縁体で環状に形成され、かつ前記収容容器体内の空間を上下方向に仕切る本体部を配置して、前記反応流体を前記小供給流路に供給する供給通路を前記本体部の下方に形成するとともに、前記反応流体を前記小排出流路から排出する排出通路を前記本体部の上方に形成し、
前記通路形成部以外の部材であって前記排出通路を形成する部材に前記電極を設け、
前記反応流体を前記小供給流路を経由して前記リング溝に供給し、該供給された反応流体を前記小排出流路を経由して排出しながら、陽極酸化処理を行うことを特徴とする陽極酸化処理方法。
【請求項２】
ピストンと電極との間に反応流体を通して通電し、前記ピストンの少なくともリング溝内の表面に陽極酸化処理を施すための陽極酸化処理装置であって、
前記ピストンを収容する収容穴を有する収容容器体と、
前記リング溝の上下の開口縁部付近にそれぞれ当接してシールする、前記収容穴内周面に設けられる一対のシール部材と、
少なくとも前記上下のシール部材と、前記リング溝と、前記収容穴の内周面において前記上下のシール部材の間に開口した環状隙間とからなり、前記反応流体を保持流通する反応チャンバーと、
絶縁体で環状に形成され、かつ前記環状隙間を上下方向に仕切ることにより、前記反応流体を前記リング溝に供給するための小供給流路を下方に形成するとともに、前記供給された反応流体を前記リング溝から排出するための小排出流路を上方に形成する通路形成部を有する通路板と、
前記通路形成部の外周において該通路板と一体に絶縁体で環状に形成され、かつ前記収容容器体内の空間を上下方向に仕切るように配置され、前記反応流体を前記小供給流路に供給する供給通路を下方に形成するとともに、前記反応流体を前記小排出流路から排出する排出通路を上方に形成する本体部と、
を備え、
前記通路形成部以外の部材であって前記排出通路を形成する部材に前記電極が設けられていることを特徴とする陽極酸化処理装置。
【請求項３】
前記収容容器体の少なくとも前記収容穴を形成する部材が、前記環状隙間を境に上下に分割可能な上側構成部材と下側構成部材とで構成され、
該上側および下側構成部材を収装する外筒部材が設けられ、
前記上側構成部材は、第１内側円筒部と、該第１内側円筒部よりも大径の第１外側円筒部と、を有し、
前記下側構成部材は、前記第１内側円筒部と同径の第２内側円筒部と、前記第１外側円筒部と同径の第２外側円筒部と、を有し、
前記収容穴内周面を構成する前記第１および第２内側円筒部の内周面に、前記上下一対のシール部材の一方がそれぞれ配置され、
前記第１内側円筒部の下端面と前記第２内側円筒部の上端面との間に、前記環状隙間が形成されるとともに、
前記第１外側円筒部の下端面と前記第２外側円筒部の上端面との間に、前記本体部が挟持され、
前記第１および第２内側円筒部の外周面と前記外筒部材の内周面とにより画成される空間が前記本体部によって上下方向に仕切られることにより、
前記供給通路が前記本体部の下側に形成されるとともに、前記排出通路が前記本体部の上側に形成されていること
を特徴とする請求項２に記載の陽極酸化処理装置。
【請求項４】
前記第１外側円筒部の少なくとも一部が前記電極として形成されていることを特徴とする請求項３に記載の陽極酸化処理装置。
【請求項５】
前記第１および第２外側円筒部が前記外筒部材の内周面に嵌め合うように装着され、
前記電極に通電するための導電体が、前記外筒部材を貫通して前記第１外側円筒部の外周面に接触することで、前記排出通路の外で前記電極に接触していることを特徴とする請求項４に記載の陽極酸化処理装置。
【請求項６】
前記第１および第２外側円筒部の外周面は前記外筒部材の内周面よりも小径に設けられ、
前記電極が、前記外筒部材を貫通して、前記排出通路を形成する前記外筒部材の内周面に露出するように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の陽極酸化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のピストンヘッド等の金属製品（金属製被処理体）に陽極酸化処理を施すための陽極酸化処理方法および装置に関し、特に、円筒の軸方向中間部における限られた範囲の環状外周面にでも安定した酸化皮膜が得られるようにした陽極酸化処理方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被処理体に予めテープなどでマスキングすることなく限られた範囲に陽極酸化処理ができるようにした装置としては、例えば、特開平９−２１７２００号公報に記載されているようなものが知られている。
この従来例の陽極酸化処理装置は、図６に示すように、電解液（反応流体）循環回路の一部を形成する有底円筒状のジャケット槽１０１の上端開口部に中央穴を有する環状蓋体１０２が装着され、この環状蓋体１０２の中央穴には下端開口縁部に内向き環状係止段部を備えた円筒状のマスクソケット１０３が装着され、環状係止段部には、マスクソケット１０３内に収容したピストンヘッド（被処理体）１０４の底面（ヘッド）外周部に当接して陽極酸化処理を施す部分を画成シールするＯリングパッキン１０５が設けられ、前記ジャケット槽１０１内に備えた電解槽１０６内には、前記ピストンヘッド１０４の陽極酸化処理部分に向けて電解液（反応流体）を吐出供給する噴射装置１０７が備えられ、また、前記電解槽１０６の上端部に電解液（反応流体）に接する陰極（電極）１０８が設けられる一方、ピストンヘッド１０４に接する陽極（電極）１０９が設けられた構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
陽極酸化処理では、電解液の電解により陽極、つまり被処理体側に酸化皮膜が形成されるが、これに伴って電解液と通電する陰極側に水素ガスが発生する。
前記陰極側に発生した水素ガスは、電解液が流動すると電解液とともに流動するが、その途中に被処理体があるとこれに付着してその金属面を覆い、安定した酸化反応を阻害するという問題がある。
しかしながら、従来装置のように、ピストンヘッド１０４の酸化処理対象面に対し、噴射装置１０７が下方離れた位置から噴射する電解液の供給通路と排出通路が前記対象面に接近するまではっきり区別して形成されていない状態では、ごく近くに配置されている陰極１０８で発生した水素ガスが噴射側の流体に巻き込まれて酸化処理対象面に付着することもある。つまり陰極の一部が反応流体の供給側に存在した状態となって水素ガスが供給側の反応流体に流入し酸化反応を阻害して安定した酸化皮膜が得られないという問題がある。
前記の欠点は、通電路の抵抗による損失を小さくしたり作業効率を向上させるため、陰極１０８をピストンヘッド１０４に近づける程、その傾向が強くなる。
【０００４】
本発明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、作業効率を低下させることなしに被処理体に安定した酸化皮膜を設けることができ、特に、柱状もしくは筒状の被処理体における限られた範囲の環状外周面にでも安定した酸化皮膜が得られるようにした陽極酸化処理方法および装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明請求項１記載の陽極酸化処理方法は、ピストンと電極との間に反応流体を通して通電し、前記ピストンの少なくともリング溝内の表面に陽極酸化処理を施すための陽極酸化処理方法であって、収容容器体の収容穴内に前記ピストンを収容し、前記収容穴の内周面に有する一対のシール部材を前記リング溝の上下の開口縁部付近にそれぞれ当接し、少なくとも前記上下のシール部材と、前記リング溝と、前記収容穴の内周面において前記上下のシール部材の間に開口した環状隙間とからなり、前記反応流体を保持流通する反応チャンバーを形成し、絶縁体で環状に形成され、かつ前記環状隙間を上下方向に仕切る通路形成部を有する通路板を配置して、前記通路形成部の下方に前記反応流体の小供給流路を形成するとともに、前記通路形成部の上方に前記反応流体の小排出流路を形成し、前記通路形成部の外周において該通路板と一体に絶縁体で環状に形成され、かつ前記収容容器体内の空間を上下方向に仕切る本体部を配置して、前記反応流体を前記小供給流路に供給する供給通路を前記本体部の下方に形成するとともに、前記反応流体を前記小排出流路から排出する排出通路を前記本体部の上方に形成し、前記通路形成部以外の部材であって前記排出通路を形成する部材に前記電極を設け、前記反応流体を前記小供給流路を経由して前記リング溝に供給し、該供給された反応流体を前記小排出流路を経由して排出しながら、陽極酸化処理を行うこととした。
【０００６】
請求項２記載の陽極酸化処理装置は、ピストンと電極との間に反応流体を通して通電し、前記ピストンの少なくともリング溝内の表面に陽極酸化処理を施すための陽極酸化処理装置であって、前記ピストンを収容する収容穴を有する収容容器体と、前記リング溝の上下の開口縁部付近にそれぞれ当接してシールする、前記収容穴内周面に設けられる一対のシール部材と、少なくとも前記上下のシール部材と、前記リング溝と、前記収容穴の内周面において前記上下のシール部材の間に開口した環状隙間とからなり、前記反応流体を保持流通する反応チャンバーと、絶縁体で環状に形成され、かつ前記環状隙間を上下方向に仕切ることにより、前記反応流体を前記リング溝に供給するための小供給流路を下方に形成するとともに、前記供給された反応流体を前記リング溝から排出するための小排出流路を上方に形成する通路形成部を有する通路板と、前記通路形成部の外周において該通路板と一体に絶縁体で環状に形成され、かつ前記収容容器体内の空間を上下方向に仕切るように配置され、前記反応流体を前記小供給流路に供給する供給通路を下方に形成するとともに、前記反応流体を前記小排出流路から排出する排出通路を上方に形成する本体部と、を備え、前記通路形成部以外の部材であって前記排出通路を形成する部材に前記電極が設けられている手段とした。
【０００７】
請求項３記載の陽極酸化処理装置は、請求項２に記載の陽極酸化処理装置において、ピストンと電極との間に反応流体を通して通電し、前記ピストンの少なくともリング溝内の表面に陽極酸化処理を施すための陽極酸化処理装置であって、前記ピストンを収容する収容穴を有する収容容器体と、前記リング溝の上下の開口縁部付近にそれぞれ当接してシールする、前記収容穴内周面に設けられる一対のシール部材と、少なくとも前記上下のシール部材と、前記リング溝と、前記収容穴の内周面において前記上下のシール部材の間に開口した環状隙間とからなり、前記反応流体を保持流通する反応チャンバーと、絶縁体で環状に形成され、かつ前記環状隙間を上下方向に仕切ることにより、前記反応流体を前記リング溝に供給するための小供給流路を下方に形成するとともに、前記供給された反応流体を前記リング溝から排出するための小排出流路を上方に形成する通路形成部を有する通路板と、前記通路形成部の外周において該通路板と一体に絶縁体で環状に形成され、かつ前記収容容器体内の空間を上下方向に仕切るように配置され、前記反応流体を前記小供給流路に供給する供給通路を下方に形成するとともに、前記反応流体を前記小排出流路から排出する排出通路を上方に形成する本体部と、
を備え、前記通路形成部以外の部材であって前記排出通路を形成する部材に前記電極が設けられている手段とした。
【０００８】
請求項４記載の陽極酸化処理装置は、請求項３に記載の陽極酸化処理装置において、前記第１外側円筒部の少なくとも一部が前記電極として形成されている手段とした。
【０００９】
請求項５記載の陽極酸化処理装置は、請求項４に記載の陽極酸化処理装置において、前記第１および第２外側円筒部が前記外筒部材の内周面に嵌め合うように装着され、前記電極に通電するための導電体が、前記外筒部材を貫通して前記第１外側円筒部の外周面に接触することで、前記排出通路の外で前記電極に接触している手段とした。
請求項６記載の陽極酸化処理装置は、請求項４に記載の陽極酸化処理装置において、前記第１および第２外側円筒部の外周面は前記外筒部材の内周面よりも小径に設けられ、前記電極が、前記外筒部材を貫通して、前記排出通路を形成する前記外筒部材の内周面に露出するように設けられている手段とした。
【００１０】
【作用】
この発明請求項１に記載の陽極酸化処理方法では、上述のように、反応流体をリング溝まで導いて酸化処理させ酸化処理後の反応流体を外部に排出させる一連の流路を設けて反応流体を一方向に流すことにより、ピストンに接した後の反応流体は接する前の反応流体と混じり合うことなく排出されることになる。また、前記反応流体を通電するための電極を反応流体の排出側に設けたことにより、被処理体に直流電源の陽極側を接続し反応流体の排出側に設けた電極に陰極側を接続して通電すると、ピストンは陽極となって反応流体が接した部分で陽極酸化され酸化皮膜で覆われる。また、陰極となった反応流体中の電極に発生した水素ガスは、ピストン側から外部に向かって排出される反応流体に伴われ一体となって外部に排出される。従って、ピストンの陽極酸化処理において、陰極で発生する水素ガスは外部の方にのみ排出されピストンには付着しないから、ピストンの陽極面は、全面欠けることなく常に反応流体が接し続けることにより、安定した酸化皮膜を形成することができる。
【００１１】
この発明請求項２に記載の陽極酸化処理装置では、上述のように、ピストンの陽極酸化処理施すべき表面にシールを密着させて反応流体を接触流通させる反応チャンバーを形成することにより、ピストンの表面に密着させたシールで形成する反応チャンバーで酸化処理する表面を限定することができる。また、一方向から反応流体を前記反応チャンバー内に導入するための小供給流路及び供給通路と酸化処理後の反応流体を前記反応チャンバー内から外部排出側に導くための小排出流路及び排出通路を設けたことにより、供給通路により供給され反応チャンバー内でピストンに接した後の反応流体は接する前の反応流体と混じり合うことなく排出通路で排出されることになる。また、前記反応流体を通電する電極を本体部以外の部材であって前記排出通路を形成する部材に設けたことにより、ピストンに直流電源の陽極側を接続し反応流体の排出側に設けた電極に陰極側を接続して通電すると、ピストンの反応チャンバーに囲まれ新しい反応流体に接した表面のみが陽極となってその限られた部分のみが陽極酸化され酸化皮膜で覆われる。また、陰極となった反応流体中の電極に発生した水素ガスは、反応チャンバー内から外部に向かって排出される反応流体に伴われ一体となって外部に排出される。従って、ピストンの陽極酸化処理において、陰極で発生する水素ガスは反応チャンバーより下流側から外部の方にのみ排出され反応チャンバー内のピストンには付着しないから、ピストンの陽極面は、全面欠けることなく常に反応流体が接し続けることにより、ピストンの限られた範囲内に安定した酸化皮膜を形成することができる。
【００１２】
次に、この発明請求項３に記載の陽極酸化処理装置では、上述のように構成されるため、収容容器体の上方からピストンを収容穴内に収容すると、ピストンは収容容器体の底部に当接して支持されると共に、収容穴の軸方向中間部内周面に設けられた上下一対のシール部材がピストンにおける陽極酸化処理を施すべき環状処理部分を決定する両境界線部分の外周面に当接してシールした状態となる。これにより、上下一対のシール部材相互間によって囲まれたピストン外周面側には反応流体を接触流通させる環状の反応チャンバーが形成された状態となる。環状の反応チャンバーには、環状に形成された通路板の内周面が全周に亘って臨んでいるから、その通路板配置によって環状の反応チャンバー内に沿って小供給流路と小排出流路が環状に開口して連通された状態となり、供給通路及び小供給流路から供給された新しい反応流体は反応チャンバー内のピストン表面の全周に亘って接触してから小排出流路及び排出通路により外部に排出され、この際、陰極となった反応流体中の電極から発生した水素ガスも一体となって外部に排出される。従って、ピストンの陽極酸化処理において、陰極で発生する水素ガスは環状の反応チャンバーより下流側から外部の方にのみ排出され、ピストンには軸方向中間部における限られた所定範囲の環状外周面に安定した酸化皮膜を形成することができる。
【００１３】
請求項４に記載の陽極酸化処理装置では、上述のように電極が第１外側円筒部の少なくとも一部が電極として形成されているから、陽極酸化処理において、反応チャンバーに流入してピストンに接触した後に排出通路側から排出される際の反応流体と通電して陽極側との電流回路を形成する。従って、陰極側で連続発生する水素ガスは、ピストンの外周面に接した後の反応流体が排出通路側に設けた陰極を通過して排出される際、この反応流体によって直ちに外部に運ばれ、反応中にピストンの環状処理部分に水素ガスが付着するのを阻止し、ピストンの環状処理部分は常に反応流体のみに接触して酸化処理が行なわれ、全面安定した酸化皮膜が得られる。尚、請求項６に記載のように構成しても、同様の作用効果が得られる。
【００１４】
請求項５記載の陽極酸化処理装置では、上述のように、電極は環状に形成され反応流体の排出通路の周壁である第１外側円筒部に装着されているから、陽極酸化処理において、前記排出通路に設けた電極は、反応チャンバーに流入してピストンに接触した後に第１外側円筒部の陰極に沿って排出される際の反応流体と通電して陽極側との電流回路を形成する。従って、陰極側で連続発生する水素ガスは、ピストンの外周面に接した後の反応流体が排出通路側に環状に設けた陰極を通過して排出される際、この反応流体によって直ちに外部に運ばれ、反応中にピストンの環状処理部分に水素ガスが付着するのを阻止し、ピストンの環状処理部分は常に反応流体のみに接触して酸化処理が行なわれ、全面安定した酸化皮膜が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
（発明の実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１の陽極酸化処理方法を図１〜３に示す陽極酸化置に基づいて説明する。尚、この発明の実施の形態１では、ピストンヘッドＰにおけるトップリング溝１０の表面に陽極酸化処理を行う場合について説明する。
図１は本発明の実施の形態１の陽極酸化処理方法で用いられる陽極酸化処理装置を示す縦断面図であり、この図において、１は収容容器体、２は外筒、３は通路板、３４は陰極（反応流体に通電する電極）、４、４は環状シール部材、Ｐはピストンヘッド（金属製被処理体）を示す。
【００１６】
前記収容容器体１は、前記ピストンヘッドＰを上下逆さまの状態で上方から収容可能な収容穴を有する有底円筒状の容器を構成するもので、底部構成部材５と、下部周壁構成部材６ａ、および上部周壁構成部材６ｂとで構成されている。
【００１７】
前記外筒２は、円筒状周壁部２１の下端開口縁部内周に環状底部２２が形成され、上端開口部には別部材の環状上蓋部材２３が装着されることにより、内周に前記下部周壁構成部材６ａおよび上部周壁構成部材６ｂ等を組み付けるための環状溝を有する断面コ字状に形成されている。
【００１８】
前記底部構成部材５は、収容容器体１における収容穴の底部を構成するものであって、ピストンヘッドＰの外径と同一外径を有する略円柱状に形成されていて、その下端外周部を外筒２における環状底部２２の軸心穴内周部に装着係止させた状態で組み付けられている。
【００１９】
前記下部周壁構成部材６ａと上部周壁構成部材６ｂは、それぞれ外装部材６１と内装部材６２の２部材で構成されている。
即ち、前記外装部材６１は、下部周壁構成部材６ａ側の組み付け状態で説明すると、円筒部６１ａの下端部に外向に突出するフランジ部６１ｂを備えると共に、円筒部６１ａの上端部内側には前記環状シール部材４を位置決め支持するための小幅な係止フランジ６１ｃが内向き環状に突出形成された構造となっている。そして、この下部周壁構成部材６ａ側の外装部材６１は、外筒２における環状底部２２の上部に形成された環状係止段部２４に外向フランジ部６１ｂの外周部を係止させた状態で外筒２の環状溝内下部に組み付けられている。
【００２０】
前記外装部材６１と底部構成部材５との間に、前記下側の環状シール部材４を押圧する押圧筒４１が上下摺動自在な状態で組み込まれている。また、外筒２における環状底部２２と外装部材６１における外向フランジ部６１ｂとの間に２つ割り状の押圧環４２が径方向摺動可能な状態で組み込まれている。この押圧環４２はその上端内周縁部に形成された環状テーパ面４２ａを押圧筒４１の下端外周縁部に当接させると共に、外筒２の円筒状周壁部２１を貫通して摺動自在に組み込まれた複数の押圧軸４３により押圧摺動可能に構成されている。
【００２１】
前記内装部材６２は、同じく下部周壁構成部材６ａ側の組み付け状態で説明すると、外径が前記外装部材６１の外向フランジ部６１ｂの外径と同じ大きさを有する円筒状に形成され、かつ前記外装部材６１と共に外筒２の環状溝内下部に組み込まれた状態で、円筒状周壁部２１の下部に開設された反応流体の供給穴２１ａと連通する連通穴６２ｆが開設された構造となっている。また、外装部材６１と内装部材６２との間には後述する内側空間６２ｅが設けられるように設定され、その内側空間６２ｅは環状に連続した状態となる。
【００２２】
次に、前記上部周壁構成部材６ｂも前記下部周壁構成部材６ａの外装部材６１、内装部材６２と同一形状のものが用いられており、下部周壁構成部材６ａの上部に上下逆向きの状態で組み付けられる。このとき、前記内装部材６２の連通穴６２ｆは、円筒状周壁部２１の上部に開設された反応流体の排出穴２１ｂに連通した状態となる。
尚、その組み付けに際しては、後述する通路板３を両内装部材６２、６２同士の間で挟持させた状態にして組み付けられる。
また、この組み付け状態において、下部周壁構成部材６ａと上部周壁構成部材６ｂの両係止フランジ６１ｃ、６１ｃ側端面相互間に反応チャンバー７を構成する環状隙間が形成されるように通路板３と各外装部材６１および各内装部材６２の軸方向寸法設定がなされている。なお、図において符号６３、６３は、外筒２と外装部材６１、６１との間をシールするシールリングを示す。
【００２３】
前記通路板３は、図２、図３にも示すように前記内装部材６２、６２相互間に挟持される平坦部分を設けて本体部３１とし、またその内周面側に、小径になる程厚みが薄くなるように形成された傾斜面部３１ａを介して通路形成部３２が絶縁体で環状に一体に形成されている。この通路形成部３２は、内径が前記反応チャンバー７を構成する環状隙間に臨む大きさに形成されると共に、その厚さがこの環状隙間の幅より肉薄となるように形成されている。
更に、前記本体部３１の上面側には上面と外周面のみが露出するようにリング状の陰極（反応流体に通電するための電極）３４が埋設された構造となっている。この陰極３４は本体部３１の約半分の厚みを構成しており、その内周面３４ａ、およびこの内周面３４ａの上縁と上面３４ｂの内側端縁とで形成される角３４ｃは前記通路形成部３２側から見て、傾斜面部３１ａの最大径部で目隠しされた形状となっている。
そして、通路板３は、前記本体部３１を上下の内装部材６２、６２相互間で挟持して装置内に配置したとき、外装部材６１と内装部材６２との間でそれぞれ上下に配置される環状の内側空間６２ｅ、６２ｅを仕切るように作用すると共に、前記陰極３４を上部の内側空間６２ｅに露出させた状態となる。また、前記通路形成部３２の先端部が前記反応チャンバー７を形成する環状隙間に対し上下の隙間を同一とさせることにより、上下の内側空間６２ｅ、６２ｅ同士は、前記反応チャンバー７を介し全周で連通した状態となる。
【００２４】
ここで、反応流体の通路構成を説明する。
前述のように、外筒２の円筒状周壁部２１の下部に開設された反応流体の供給穴２１ａは下部の内装部材６２に開設された連通穴６２ｆと連通し、円筒状周壁部２１の上部に開設された排出穴２１ｂは上部の内装部材６２に開設された連通穴６２ｆと連通した状態となっている。
【００２５】
即ち、下部の内側空間６２は反応流体の供給側となり、反応チャンバー７はその反応流体を環状隙間の下部側から流入させてピストンヘッドＰの露出面に環状に接触させた後に環状隙間の上部側から流出させ、上部の内側空間６２はその反応流体の排出側となる。
従って、反応流体が供給される供給穴２１ａと反応チャンバー７との間には供給通路が形成され、また、反応チャンバー７と反応流体が排出される排出穴２１ｂとの間には排出通路IIが形成されている。
【００２６】
反応流体の通路構成は上述のようになっており、供給通路Iからの新鮮な反応流体は通路板３における薄肉の通路形成部を介して反応チャンバー７内に達した後、後述する反応チャンバー７内のトップリング溝１０に接触してから排出通路IIに至る。この排出通路IIでは通路板３の上面に設けた陰極３４が露出しているから、反応チャンバー７から排出後の反応流体が前記陰極３４を常に浸漬した状態となり、このため反応チャンバー７内の反応流体はこの陰極３４と完全な導通状態となる。
【００２７】
次に、上部周壁構成部材６ｂを構成する外装部材６１の内周側にも、前記同様に、押圧筒４１が上下摺動自在な状態で組み込まれ、この場合、上側の環状シール部材４を押圧するようになっている。また、環状上蓋部材２３と外装部材６１におけるフランジ部６１ｂとの間に前記２つ割り状の押圧環４２が径方向摺動可能な状態で組み込まれ、この押圧環４２がその下端内周縁部に形成された環状テーパ面４２ａを押圧筒４１の上端外周縁部に当接させると共に、外筒２の円筒状周壁部２１を貫通して摺動自在に組み込まれた複数の押圧軸４３により押圧摺動可能に構成されている。
【００２８】
また、陽極酸化を行なうピストンヘッドＰは、収容容器体１の収容穴内に上下逆さまの状態で上方から収容され、その底面（ヘッド）が底部構成部材５の上面に形成された窪部５１に当接して位置決めされた状態となる。この時、ピストンヘッドＰのトップリング溝１０が前記反応チャンバー７を構成する環状隙間と一致すると共に、上下一対の環状シール部材４、４がピストンヘッドＰの外周面でトップリング溝１０の上下両開口縁部付近（陽極酸化処理を施すべき処理部分を決定する両境界線ｋ、ｋ部分）に位置するように、各構成部材の寸法設定がなされている。
【００２９】
また、収容容器体１において、前記通路板３における陰極３４の外周面３４ｄが位置する外筒２の円筒状周壁部２１には貫通穴２１ｃが形成され、この貫通穴２１ｃには、押圧筒２５により押圧状態でシールリング２６が装着され、このシールリング２６により貫通穴２１ｃ方向への反応流体の漏洩が防止された状態となっている。そして、前記円筒状周壁部２１の外部から押圧筒２５の軸心穴内に挿入した導電棒３３の先端を、前記陰極３４の外周面３４ｄに当接させている。即ち、導電棒３３は、前記反応流体に接する陰極側に通電するために、前記反応流体と接しない反応チャンバー７および流路外において陰極３４の外周面側に接触させるようになっている。尚、前記押圧筒２５は、外筒２に螺合固定されたねじ筒２５ａに対し螺合された袋ナット状の締結ねじ２５ｂにより、押圧固定されるようになっている。
【００３０】
前記底部構成部材５の上面に形成された窪部５１の中央部には、ピストンヘッドＰの脱却時に反応チャンバー７から窪部５１内に漏洩する反応流体を排出させる排出穴５２が形成されている。
金属製被処理体に充電する陽極８は、収容容器体１の収容穴内に収容された状態で金属製被処理体を構成するピストンヘッドＰに当接可能な状態に設けられている。
【００３１】
次に、この発明の実施の形態１の作用・効果を説明する。
この発明の実施の形態１の陽極酸化処理装置では、上述のように構成されるため、収容容器体１の収容穴内に金属製被処理体を構成するピストンヘッドＰを収容した状態で、各押圧軸４３、４３により２つ割り状に形成された上下各押圧環４２、４２を内部方向にそれぞれ押圧摺動させると、上下各押圧環４２、４２に形成された環状テーパ面４２ａ、４２ａが上下各押圧筒４１、４１の外周縁部に当接して軸方向に押圧摺動させ、上下各環状シール部材４、４をそれぞれ係止フランジ部６１ｃ、６１ｃに向けて軸方向に押圧して圧縮することによりその内径が縮径される。
このようにして、上下一対の環状シール部材４、４がピストンヘッドＰにおける陽極酸化処理を施すべき処理部分を決定する両境界線ｋ、ｋ部分の外周面にそれぞれ当接してシールした状態となり、これにより、上下一対の環状シール部材４、４相互間におけるトップリング溝１０の表面を含むピストンヘッドＰの環状外周面と収容容器体１における収容穴の内周面側との間に反応流体を保持流通させる環状の反応チャンバー７が形成された状態となる。
【００３２】
そこで、図示を省略したポンプを駆動させると、ポンプから吐出された反応流体、例えば硫酸水溶液などの電解液は、供給穴２１ａから供給通路Ｉを経由して、反応チャンバー７に供給され、この反応チャンバー７内では、通路板３における通路形成部３２の下面側を経由してピストンヘッドＰにおけるトップリング溝１０の表面に向けて噴射供給された後、通路形成部３２の上面側および排出通路IIを経由し、排出穴２１ｂから収容容器体１の外部に排出される。
【００３３】
そして、この状態で反応流体に接する陰極３４に電気的接続された導電棒３３と金属製被処理体を構成するピストンヘッドＰに当接された陽極８に、ＤＣ電源から直流電流を通電することにより、トップリング溝１０→反応チャンバー７内の反応流体→排出側（上部側配置）内側空間６２ｅ内の反応流体→陰極３４のように電流が流れ、この内の反応流体に接している金属部分、つまりトップリング溝１０の表面を含む限られた所定範囲のみを環状に陽極酸化処理することができる。
両電極８、３４間に直流電流を通電中は、陰極３４に接した反応流体（電解液）中の水素イオンが陰極３４から電子を得て水素ガスを発生させる。この陰極３４には、反応チャンバー７から排出された反応流体が排出通路IIを介して排出穴２１ｂから排出される途中で接しており、水素ガスはその反応流体に強制的に剥離されると共に直ちに流れに伴って排出される。
【００３４】
以上説明してきたように、ピストンヘッドＰを収容容器体１の収容穴に収容した後、各押圧軸４３、４３を押圧操作するだけで、上下一対の環状シール部材４、４によりピストンヘッドＰの環状処理部分を決定する両境界線ｋ、ｋ部分の外周面に当接してシールすることができるため、作業効率を低下させることなしにピストンヘッドＰの外周面中間部分に存在するトップリング溝１０を含む限られた所定範囲のみを効率的に環状に陽極酸化処理することが可能となり、これにより、処理能力の向上が図れるようになるという効果が得られる。
【００３５】
通路板３の通路形成部３２を反応チャンバー７内に臨ませ、ピストンヘッドＰの環状処理部分に反応流体を供給する供給通路Ｉの終端と該供給された反応流体を排出する排出通路IIの始端とを反応チャンバー７内を上下方向に仕切って反応流体が淀まないように連続形成したことで、反応チャンバー７内における反応流体の流れが極めてスムーズであると共に、反応流体を環状処理部分の面積に応じた必要最小限度の狭いスペースの反応チャンバー７内で効率的に循環させることになるため、装置のコンパクト化が可能となる。
【００３６】
また、陰極３４側で発生した水素ガスは、反応チャンバー７から排出される反応流体に伴って排出されてしまい反応チャンバー７内に露出した金属面に付着することはできないから、全面均質な酸化処理面を得ることができる。
【００３７】
また、反応流体を環状処理部分の面積に応じた必要最小限度の狭いスペースの反応チャンバー内で効率的に循環させることができるため、装置のコンパクト化が可能となる。
また、上述のように、反応流体が接する処理面積を最小限度に狭くできることから、陽極酸化皮膜に吸着するＨＣ等の有害な排気ガスの量を低減させることができるようになる。
【００３８】
また、被処理体における陽極酸化処理を施すべき環状処理部分に対してその全周から同時にかつ均一に反応流体が供給されるため、円周方向において均一に陽極酸化処理することができるようになる。
【００３９】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。
尚、この他の実施の形態の説明にあたっては、前記発明の実施の形態１と同様の構成部分には同一の符号を付してその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００４０】
（発明の実施の形態２）
図４は、発明の実施の形態２の陽極酸化処理方法で用いられる陽極酸化処理装置を示す縦断面図である。
この実施の形態２における陽極酸化処理装置は、通路板３を挟持する内装部材のうち、実施の形態１で排出通路II側に配置した内装部材６２に代えて陰極６２−１を配置した構成が、前記実施の形態１における排出通路II側の内装部材６２とは相違したものである。
【００４１】
即ち、この実施の形態２の陰極６２−１は、実施の形態１の排出通路II側の内装部材６２と形状寸法を同一としているが、その円筒全体が陽極酸化処理用の陰極側材質で形成された構造となっている。
また、収容容器体１において、前記導電棒３３は前記陰極６２−１の外周面が位置する外筒２の円筒状周壁部２１に配置され、その先端を前記陰極６２−１の外周面に当接させている。
【００４２】
この実施の形態２では、上述のように構成されるため、陰極６２−１は通路板３の上面側に当接して定位置に配置させるようにした排出通路側内装部材を兼用し、その陰極内部全体が排出通路IIを形成する。
そこで、陽極酸化処理において反応流体は反応チャンバー７を排出された後、排出通路IIを形成した陰極６２−１に接触しながら連通穴６２ｆまで導かれ排出穴２１ｂから外部に排出される。従って、陰極６２−１に発生した水素ガスは直ちに反応流体に強制的に剥離されると共に直ちに流れに伴って排出される。
【００４３】
この発明の実施の形態２の陽極酸化処理装置では、上述のように構成されるため、前記実施の形態１とほぼ同様の効果が得られる他、通路板３の製作が容易になる、外筒２の直径方向を小型化しても陰極の面積を大きく保持できるなどの効果が得られる。
【００４４】
（発明の実施の形態３）
図５は、発明の実施の形態３の陽極酸化処理方法で用いられる陽極酸化処理装置を示す縦断面図である。
この実施の形態３における陽極酸化処理装置は、陰極３０を外筒２の外周面から内周面に露出するまで貫通させて設けると共に反応流体の供給通路I と排出通路IIをそれぞれ２層構造とした構成が前記実施の形態１、２と相違したものである。
つまり内装部材６２−２は、下部周壁構成部材６ａ側の組み付け状態で説明すると、円筒部６２ａの下端部に内向きフランジ部６２ｂを備え、また、円筒部６２ａの上端部には外向フランジ部６２ｃをそれぞれ備えることにより前記円筒部６２ａと円筒状周壁部２１との間に外側空間６２ｄが形成されると共に円筒部６２ａと外装部材６１の内壁との間に内側空間６２ｅが形成され、かつ前記円筒部６２ａには外側空間６２ｄと内側空間６２ｅとの間を連通する複数の連通穴６２ｆが形成された構造となっている。そして、この下部周壁構成部材６ａ側の外側空間６２ｄが外筒２の下部に設けられた反応流体の供給穴２１ａと連通することにより、供給穴２１ａ→外側空間６２ｄ→連通穴６２ｆ→内側空間６２ｅ→反応チャンバー７を構成する環状隙間の下部側、と続く反応流体の供給通路I が形成された構造となっている。
【００４５】
また、上部周壁構成部材６ｂ側も前記下部周壁構成部材６ａの内装部材６２−２と同一形状のものが用いられており、下部周壁構成部材６ａの上部に上下逆向きの状態で組み付けられることにより、上部構成部材６ｂ側にも、前記同様に外側空間６２ｄ、内側空間６２ｅが形成される。この外側空間６２ｄが外筒２の上部に設けられた反応流体の排出穴２１ｂと連通することにより、反応チャンバー７を構成する環状隙間の上部側→内側空間６２ｅ→連通穴６２ｆ→外側空間６２ｄ→排出穴２１ｂ、と続く反応流体の排出通路IIが形成された構造となっている。
そして、前記陰極３０は、棒形状の電極材が外筒２の上部外周面側から内部に向けて挿入され、その内部では、電極材の先端面を上部周壁構成部材６ｂの外側空間６２ｄの壁面と同一面となって露出させることにより設けられている。
【００４６】
反応流体は上記構成により、供給通路I により一方向、つまり供給穴２１ａ→外側空間６２ｄ→連通穴６２ｆ→内側空間６２ｅと流動し環状隙間の下部側から反応チャンバー７内に流入する。そして、そこに露出したピストンヘッドＰの金属面に接触した後、環状隙間の上部側から排出通路IIにより引き続いて一方向、つまり内側空間６２ｅ→連通穴６２ｆ→外側空間６２ｄと流動し排出穴２１ｂから排出される。
また、陰極３０はこの排出通路II側で反応流体に浸漬されていることから、そこで発生する水素ガスは排出穴２１ｂ側に流動する反応流体に伴われて直ちに排出される。
従って、この発明の実施の形態３では、前記発明の実施の形態１とほぼ同様の効果が得られると共に、反応流体の反応チャンバー７内への供給を全周均等に行ない、より均質な酸化処理を行なうことができるなどの効果が得られる。
部品形状を簡略化しコストを低減化できるようになる。
【００４７】
以上発明の実施の形態を図面により説明したが、具体的な構成はこれらの発明の実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００４８】
各実施の形態では被処理体としてピストンヘッドＰを例にとったが、あらゆる金属性製品の軸方向中間部における限られた所定範囲の環状外周面に陽極酸化処理を施す場合に適用することができる。
【００４９】
また、発明の実施の形態３において、内装部材６２−２は、少なくとも一方のフランジ部を不付としてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明請求項１に記載の陽極酸化処理方法では、ピストンと反応流体との間に通電することによりピストンに陽極酸化処理を施す陽極酸化処理方法において、反応流体をリング溝まで導いて酸化処理させ酸化処理後の反応流体を外部に排出させる一連の流路を設けて反応流体を一方向に流し、かつ前記反応流体を通電するための電極を反応流体の排出側に設けるようにしたことにより、陰極で発生する水素ガスをピストンより下流から外部の方にのみ排出させピストンには付着させないから、ピストンを浸漬してなる陽極面は、全面が奇麗な状態で反応流体に接し続けることにより、安定した酸化皮膜を形成することができるという効果が得られる。
【００５１】
請求項２に記載の陽極酸化処理装置は、ピストンの陽極酸化処理を施すべき表面にシールを密着させて反応流体を接触流通させる反応チャンバーを形成し、一方向から反応流体を前記反応チャンバー内に導入するための小供給流路及び供給通路と酸化処理後の反応流体を前記反応チャンバー内から外部排出側に導くための小排出流路及び排出通路を設け、かつ前記反応流体と通電するための電極を本体部以外であって排出通路を形成する部材に設けた構成としたことにより、陰極で発生する水素ガスは反応チャンバーより下流側から外部の方にのみ排出され反応チャンバー内の被処理体には付着しないから、被処理体の反応チャンバー内でなる陽極面は、全面が奇麗な状態で反応流体に接し続けることにより、被処理体の限られた範囲内に安定した酸化皮膜を形成することができるという効果が得られる。
【００５２】
請求項３に記載の陽極酸化処理装置では、請求項２に記載の陽極酸化処理装置に置いて、前記収容容器体の少なくとも前記収容穴を形成する部材が、前記環状隙間を境に上下に分割可能な上側構成部材と下側構成部材とで構成され、該上側および下側構成部材を収装する外筒部材が設けられ、前記上側構成部材は、第１内側円筒部と、該第１内側円筒部よりも大径の第１外側円筒部と、を有し、前記下側構成部材は、前記第１内側円筒部と同径の第２内側円筒部と、前記第１外側円筒部と同径の第２外側円筒部と、を有し、前記収容穴内周面を構成する前記第１および第２内側円筒部の内周面に、前記上下一対のシール部材の一方がそれぞれ配置され、前記第１内側円筒部の下端面と前記第２内側円筒部の上端面との間に、前記環状隙間が形成されるとともに、前記第１外側円筒部の下端面と前記第２外側円筒部の上端面との間に、前記本体部が挟持され、前記第１および第２内側円筒部の外周面と前記外筒部材の内周面とにより画成される空間が前記本体部によって上下方向に仕切られることにより、前記供給通路が前記本体部の下側に形成されるとともに、前記排出通路が前記本体部の上側に形成されていることで、陰極で発生する水素ガスは環状の反応チャンバーの下流側に連通した排出通路より外部の方にのみ排出され、ピストンには軸方向中間部における限られた所定範囲の環状外周面に安定した酸化皮膜を形成することができるという効果が得られる。
【００５３】
請求項４に記載の陽極酸化処理装置では、請求項３に記載の陽極酸化処理装置において、電極が第１外側円筒部の少なくとも一部が電極として形成されているから、陽極側で連続発生する水素ガスは、ピストンの外周面に接した後の反応流体が排出通路側に設けた陰極を通過して排出される際、この反応流体によって直ちに外部に運ばれ、反応中のピストンの環状処理部分は常に反応流体のみに接触して酸化処理が行われ、全面安定した酸化被膜を形成することができるという効果が得られる。尚、請求項６に記載のように構成しても、同様の効果が得られる。
【００５４】
請求項５記載の陽極酸化処理装置では、請求項４に記載の陽極酸化処理装置において、第１および第２外側円筒部が外筒部材の内周面に嵌め合うように装着され、電極に通電するための導電体が、外筒部材を貫通して第１外側円筒部の外周面に接触することで、排出通路の外で電極に接触している構成としたことにより、陰極側で連続発生する水素ガスは、ピストンの外周面に接した後の反応流体が第１外側円筒部に設けた陰極を通過して排出される際、この反応流体によって直ちに外部に運ばれ、反応中にピストンの環状処理部分に水素ガスが付着するのを阻止し、ピストンの環状処理部分は常に反応流体のみに接触して酸化処理が行なわれ、全面安定した酸化皮膜を形成することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１の陽極酸化処理装置を示す縦断面図である。
【図２】発明の実施の形態１の陽極酸化処理装置における絶縁体で形成した通路板の表面に陰極を埋設した状態を示す平面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線における拡大断面図である。
【図４】発明の実施の形態２の陽極酸化処理装置を示す縦断面図である。
【図５】発明の実施の形態３の陽極酸化処理装置を示す縦断面図である。
【図６】従来例の陽極酸化処理装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
Ｐ  ピストンヘッド（金属製被処理体）
ｋ  境界線
I   供給通路
II  排出通路
１  収容容器体
２  外筒
３  通路板
４  環状シール部材
７  反応チャンバー
８  電極（陽極側）
１０  トップリング溝（陽極酸化処理部）
２１  円筒状周壁部
２１ａ  供給穴（供給通路）
２１ｂ  排出穴（排出通路）
３０  陰極（電極）
３４  陰極（電極）
６２−１  陰極（電極）
【図１】
0003921074.tif 000002
【図２】
0003921074.tif 000003
【図３】
0003921074.tif 000004
【図４】
0003921074.tif 000005
【図５】
0003921074.tif 000006
【図６】
0003921074.tif 000007