(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内方が中空部に形成された出口側治具と、中空に形成された内部をメッキ液が送給される筒状の陽極と、該陽極及び前記出口側治具に配管を介して接続されたメッキ液槽とを備え、前記出口側治具の上面に筒状の被処理物を載置して、該被処理物及び出口側治具の中空部をそれぞれ貫通するように上下方向に前記陽極を配設し、前記筒状の被処理物と前記陽極とに電流を流した状態で、前記メッキ液槽から前記陽極内部にメッキ液を送り、該陽極の上端から被処理物の内部に排出し、陽極の外面と被処理物の内面との間にメッキ液を流し、更に陽極の外面と出口側治具の内面との間にメッキ液を流したのちメッキ液槽に戻すことによって、被処理物の内面にメッキを施すメッキ処理装置において、前記陽極のうち前記出口側治具の中空部に収容された下部側陽極の外周面と前記出口側治具の内面との距離である極間距離を、前記陽極のうち前記被処理物の内部に収容された上部側陽極の外周面と前記被処理物の内面との距離である極間距離よりも大きくしたことを特徴とするメッキ処理装置。
【請求項２】
前記下部側陽極の上端を前記出口側治具の上面と略等しい高さとし、前記上部側陽極の上端を被処理物の端縁と略等しい高さに位置させたことを特徴とする請求項１に記載のメッキ処理装置。
【請求項３】
前記陽極のうち、前記下部側陽極の径を、前記上部側陽極の径よりも小さく形成することにより、前記下部側陽極の外周面と前記出口側治具の内面との距離である極間距離を、前記上部側陽極の外周面と前記被処理物の内面との距離である極間距離よりも大きくしたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のメッキ処理装置。
【請求項４】
前記被処理物が、車載搭載状態において、下部が外方に広がったクランクケース部であり、上部がシリンダヘッド部であり、該シリンダヘッド部の内方にシリンダボアを形成したシリンダブロックであるとき、該シリンダブロックの前記シリンダヘッド面を出口側治具の上面に配設したシール材に当接させ、前記クランクケース部の下面をシール材に当接することにより、前記シリンダブロックの上端と下端を共に密閉し、前記上部側陽極を前記シリンダボアの内面に対向した高さに設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のメッキ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダブロックのような円筒状に形成された被処理物の内周面に高速度のメッキ処理を施すことができるメッキ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、シリンダブロックのような筒状の被処理物に電気メッキを施す場合、生産性を高めるために電流密度を高くしたり、電極と被処理物の内面との極間距離を小さくすることによって高速メッキを施すことがある。
まず、電流密度を高くする場合について説明する。例えば、メッキ被膜として、Ｎｉ−Ｐ−ＳｉＣ、又はＮｉ−ＳｉＣの形でＳｉＣを析出させる場合、メッキ液の流れが不均一であるとＳｉＣの析出も不均一となり、シリンダの耐摩耗性に問題が生じる。また、高電流密度では、メッキ液の流れの遅い部位において、いわゆる、こげと呼ばれるメッキ被膜の異常析出が生じるおそれがある。
【０００３】
また、電極と被処理物との極間距離を小さくすると、被処理物と陽極との間隙におけるメッキ液の流れが不均一になりやすく、こげなどのメッキ不良が発生し、良好なメッキを施すことができない。さらに、従来は、らす網状のチタンバスケット中に溶解性のニッケルペレットを収納した陽極を使用している。しかし、該陽極の外周面は波状に形成されているため、極間距離が１〜５ｍｍと狭い場合は、陽極の外周面における波状の形状によって被処理物の内周面に形成されるメッキ被膜の膜厚が不均一となるため、良好なメッキ処理を施すことができない。
これらの不具合は、極間距離を小さくして、陽極と被処理物の内面との距離を小さくするほど、メッキ液の不均一な流れによる悪影響が出やすい。よって、メッキ液の流れの均一化が非常に重要となる。
このメッキ液の流れに均一化を図る従来の技術として、特公平８−１６２７８号公報に記載されたものがある。しかし、上述した高速メッキに用いるには、未だ不十分であり、更なるメッキ液の流れの均一化が要求される。なお、多気筒シリンダブロックにメッキを施す場合、他の気筒と干渉しないような構造である必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決し、陽極と被処理物の間にメッキ液を均一に流すことができ、多気筒のシリンダブロックにも適用可能なメッキ処理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】
本発明に係るメッキ処理装置は、上記目的を達成するため、筒状の被処理物と中空に形成された内部をメッキ液が送給される陽極とに電流を流した状態で、メッキ液槽から陽極内部にメッキ液を送り、該陽極の上端から被処理物の内部に排出し、陽極の外面と被処理物の内面との間にメッキ液を流し、更に陽極の外面と出口側治具の内面との間にメッキ液を流したのちメッキ液槽に戻すことによって、被処理物の内面にメッキを施すメッキ処理装置において、上記陽極のうち、出口側治具の中空部に収納された下部側陽極の径を、上記被処理物の内部に収納された上部側陽極の径よりも小さく形成している。
上記メッキ処理装置によれば、陽極の外面と出口側治具の内面との極間距離は、陽極の外面と被処理物の内面との極間距離よりも大きく形成されているため、出口側治具内でバッファ効果を生じ、被処理物の内部をメッキ液が均一に流れるようになる。このため、高速メッキを施す場合に、こげ等のメッキ不良を抑制することができ、処理時間の短縮及び処理コストの削減を図ることができる。
なお、上記メッキ処理装置としては、例えば、その上面に筒状の被処理物を載置する、内方が中空部に形成された出口側治具と、該出口側治具の中空部内に、その上端が出口側治具の上面よりも突出するように配設された筒状の陽極と、該陽極及び出口側治具に配管を介して接続されたメッキ液槽とを備え、上記出口側治具の上面に筒状の被処理物を載置して該被処理物の内部に陽極の上部側を配置させる構造が好ましい。
【０００６】
また、本発明の一態様に係るメッキ処理装置は、上記陽極に不溶性陽極を用いている。
この不溶性陽極を合わせて用いると、極間距離を更に小さくすることができるため、メッキ処理時間が更に短縮できる。例えば、被処理物にシリンダブロックを用いた場合、従来の極間距離は５ｍｍ以上必要であったが、本発明によれば、１〜５ｍｍまで極間距離を狭めることができる。
さらに、本発明の別の態様に係るメッキ処理装置は、上記上部側陽極と下部側陽極とを分割可能に構成している。
このため、陽極をメンテナンスする場合に、上部側のみ、又は下部側のみを取り替えることができて非常に便利である。
なお、本発明の更に別の態様に係るメッキ処理装置は、上記出口側治具の中空部及び陽極を複数設けることによって、多気筒エンジンにもメッキを施すことができるように構成している。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態に係るメッキ処理装置について、図面を用いて詳細に説明する。
［メッキ処理装置の構成］
本発明の実施形態に係るメッキ処理装置１は、図１に示すように、内方が中空部に形成された出口側治具３と、該出口側治具３の中空部５に配設され、その上端６が出口側治具３の上面８よりも突出した円筒状の陽極１０と、該陽極１０及び出口側治具３に配管１２，１３を介して接続されたメッキ液槽１５と、被処理物であるシリンダブロック１７及び陽極１０に連結した電源１９，２０とを備えている。
上記出口側治具３は、筒状に形成された側面２２と底面２３によって囲まれており、側面２２の上面８には薄いシール材２５が配設されている。このシール材２５としては、弾性を有し、被処理物１７との密閉性を保持できるものが好ましい。また、出口側治具３の下部には、メッキ液流出口２６が設けられており、該メッキ液流出口２６から配管１２を介してメッキ液槽１５に連結されている。
【０００８】
また、陽極１０は、内部が中空になった円筒状に形成されており、被処理物１７及び出口側治具３の中空部２８，５をそれぞれ貫通するように上下方向に配設されている。この陽極１０は不溶性陽極であり、上部側と下部側に２分割され、それぞれ脱着可能に構成されている。この下部側に配設された下部側陽極３０の上端３０ａは、出口側治具３の上面８とほぼ高さが同じであり、上部側に配設された上部側陽極３１の上端６は、被処理物であるシリンダブロック１７のクランクケース部３３の端縁３３ａとほぼ同じ高さに位置している。上記下部側陽極３０の径は、上部側陽極３１の径よりも小さく形成されており、この径の差異は、下部側陽極３０の方が上部側陽極３１よりも僅かでも小さければ良いが、その寸法差は１０ｍｍ以上が好ましい。上記陽極１０としては、例えば、チタンからなる円筒状基材の表面に白金をメッキしたもの、チタンからなる円筒状基材の表面に白金からなる薄板を接着させたクラッド材としたもの、又はチタンからなる円筒状基材の表面に酸化イリジウム膜をコーティングしたものなどを好適に用いることができる。
【０００９】
従って、上部側陽極３１の外周面と被処理物１７の内面との間隔（距離）である極間距離は、下部側電極３０の外周面と出口側治具３の内面との間隔（距離）である極間距離よりも小さく形成されている。例えば、上部側陽極３１は、シリンダブロック１７のシリンダボア内面から１〜５ｍｍの間隔を隔てた状態で、かつ、シリンダボア内面とほぼ平行に配設されている。さらに、下部側陽極３０の下端部には、メッキ液流入口３５が設けられている。
なお、メッキ液槽１５には、上述したように、上記出口側治具３のメッキ液流出口２６から延設された配管１２が連結されており、また、メッキ液槽１５からポンプ３６を介して下部側陽極３０の下端部まで配管１３が接続されている。これによって、メッキ液槽１５から陽極１０にメッキ液３８が送給され、被処理物１７の内面にメッキ処理を施したのち、メッキ液槽１５に戻るように構成されている。
【００１０】
［被処理物］
上記メッキ処理装置１によって処理可能な被処理物は、図１に示すように、例えばシリンダブロック１７のような円筒形状の部品であり、その円筒状の内面にメッキ処理を施すものである。
このシリンダブロック１７は、図１に示すように、上下方向を逆にした状態でメッキ処理装置１に取り付けられている。つまり、シリンダブロック１７は、車両搭載状態においては、下部が外方に広がったクランクケース部３３であり、上部がシリンダヘッド部であり、該シリンダヘッド部の内方に、図示しないピストンを摺動可能に収納するシリンダボアが形成されている。従って、シリンダブロック１７を上下逆にすると、上側がクランクケース部３３であり、下側がシリンダヘッド部になっている。このシリンダブロック１７のシリンダヘッド面を出口側治具３の上面８に配設したシール材２５に当接させ、クランクケース部３３の下面をシール部材４０に当接することによって、シリンダブロック１７の上端と下端は共に密閉されている。なお、上記した上部側陽極３１は、シリンダボアの内面に対向した高さに設けられている。
【００１１】
上記構成を有するメッキ処理装置１によるメッキ液３８の流れ及びその作用を以下に説明する。なお、本発明において高速メッキとは、１００（Ａ／ｄｍ2 ）以上の高い電流密度で行う高速度のメッキ処理のことである。
まず、ポンプ３６の駆動力によって、メッキ液槽１５から配管１３を介して下部側陽極３０にメッキ液３８が流れる。この下部側陽極３０と上部側陽極３１は、内部が中空部に形成されているため、メッキ液３８が下部側陽極３０の内部から上部側陽極３１の内部に上昇し、上部側陽極３１の上端６に設けられた開口部からシリンダブロック１７のクランクケース部３３の内部に向けて排出される。このクランクケース部３３の内部には、メッキ液３８が一時的に溜まり、クランクケース内部はいわゆるバッファ効果としての役割をするため、メッキ液３８の流れが均一化する。こののち、メッキ液３８は上部側陽極３１とシリンダボアの内面との間から下方に流れる。上述したように、下部側陽極３０の極間距離は上部側陽極３１における極間距離よりも大きく、下部側陽極３０と出口側治具３との間でも、バッファ効果によって、メッキ液３８が均一にかつスムーズに流れる。これらの２つのバッファ効果による相乗効果でクランクケース内部から出口側治具３までのメッキ液３８の流れを均一に確保することができる。なお、出口側治具３と下部側陽極３０との極間距離を大きくすることで、シリンダブロック１７の他気筒との干渉もなく、多気筒エンジンにも適用することができる。
【００１２】
【実施例】
［実施例１］
次いで、実施例によって本発明を説明する。
図１と図２に示すメッキ処理装置１，５１を用いて、種々の電流密度においてシリンダブロック１７の内面にメッキを施した。図１は、上述したように、上部側陽極３１よりも径が小さい下部側陽極３０を有するメッキ処理装置１である。これに対する比較例として、上部側陽極３１と略同一の径の下部側陽極５３を有するメッキ処理装置５１を図２に示す。なお、図２のメッキ処理装置５１の構造は、下部側陽極５３を除いて、全て図１のメッキ処理装置１と同一構造である。メッキの処理条件において、メッキ液３８の平均流速を共に１．７ｍ／ｓに一定に保持し、図１の装置における上部側陽極３１、及び図２の装置における上部側陽極３１と下部側陽極５３の極間距離を全て５ｍｍに設定した。また、電流密度は、１００，１２０，１５０（Ａ／ｄｍ2 ）の３つの条件で行った。これらの結果を表１に示す。
【００１３】
【表１】
0003835099.tif 000002
【００１４】
丸印は、こげ等のメッキ不良が発生せずに良好であったもの、バツ印は、メッキ不良が発生したものである。ここで、「こげ」とは、Ｎｉの供給が間に合わないと水素イオンが発生し、近傍がアルカリになって、Ｎｉ（ＯＨ）x ができて黒くなってしまうメッキ不良のことであり、メッキ液３８の流れが滞留する部位に発生し易い。
【００１５】
この表１によれば、本発明に係るメッキ処理装置１を用いれば、電流密度が１００〜１５０（Ａ／ｄｍ2 ）のいずれでもこげが発生せずに良好であった。この形状の陽極１０によって、高速度メッキが可能になり、こげの発生も抑制することができ、良好なシリンダブロック１７のメッキ処理が可能となった。これに対して、比較例に係るメッキ処理装置５１を用いると、１２０，１５０（Ａ／ｄｍ2 ）の高電流密度においてこげが発生した。このこげは、メッキ液３８の流れが不均一で流速が遅い部位において発生したものであり、また、比較例では、メッキ液３８の流れが不均一のため、ＳｉＣの共析も不均一であった。
【００１６】
実施例１によれば、下部側陽極５３の径を細く形成することによって、極間距離が１〜５ｍｍにおいてもメッキ液３８の流れが均一になる。また、陽極１０の外周面を波状等の凹凸がない平坦な不溶性陽極を用いることによって、陽極１０の各部位における被処理物１７との極間距離が一定になり、膜厚も均一でこげが発生しない良好なメッキ被膜を得ることが可能になった。
【００１７】
［実施例２］
次いで、陽極の形状としては図１を用い、陽極のみを不溶性陽極又はチタンバスケットに変えたものを用いて、シリンダブロック１７にメッキ処理を施した。また、メッキ処理の処理条件において、メッキ液３８の平均流速を共に１．７ｍ／ｓに一定に保持した。その結果を表２に示す。
【００１８】
【表２】
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【００１９】
不溶性陽極の場合、１００〜１５０（Ａ／ｄｍ2 ）のいずれの電流密度においても、こげ等のメッキ不良が発生せず、良好なメッキ処理を行うことができた。しかし、チタンバスケットの場合、１２０〜１５０（Ａ／ｄｍ2 ）において、こげ等のメッキ不良が発生した。また、チタンバスケットの外周面の形状は、波状に形成されており寸法精度が良好でないため、極間距離が小さいと陽極と被処理物とが短絡するおそれがある。このため、極間距離を５ｍｍよりも大きくする必要がある。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、出口側治具内でバッファ効果を生じ、被処理物の内部をメッキ液が均一に流れるため、高速メッキを施す場合に、こげ等のメッキ不良を抑制することができ、処理時間の短縮及び処理コストの削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る、下部側陽極の径が上部側陽極よりも小さいメッキ処理装置を示す断面図である。
【図２】下部側と上部側とが同じ径を有する陽極を採用したメッキ処理装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１  メッキ処理装置
３  出口側治具
５  中空部
６，２８  上端
８  上面
１０  陽極
１５  メッキ液槽
１７  シリンダブロック（被処理物）
２２  側面
２３  底面
２５  シール材
２６  メッキ液排出口
３０  下部側陽極
３１  上部側陽極
３５  メッキ液流入口
４０  シール部材
【図１】
0003835099.tif 000004
【図２】
0003835099.tif 000005