シリンダブロックのめっき前処理装置及び方法
【課題】作業環境への反応ガスの放出を抑制できると共に、シリンダ内周面と電極間の隙間流路に反応ガスが滞留することを抑制して通電不良等の不具合を防止できること。
【解決手段】シリンダブロック１におけるシリンダ２のシリンダ内周面３の一端部をシール治具１３がシールして、シリンダ内周面に処理液を導き、このシリンダ内周面に対向配置された電極１２の作用で、シリンダ内周面をめっき前処理するシリンダブロックのめっき前処理装置であって、シリンダ内周面３と電極１２間に隙間流路２７が形成され、電極に電極内流路１２Ａが形成され、隙間流路２７が、シール治具１３に最も接近して設けられたスリット２６を経て電極内流路１２Ａに連通され、隙間流路２７内をシール治具１３へ向かって流れる処理液が、スリット２６を経て電極内流路１２Ａへ流出可能に構成されたものである。
【解決手段】シリンダブロック１におけるシリンダ２のシリンダ内周面３の一端部をシール治具１３がシールして、シリンダ内周面に処理液を導き、このシリンダ内周面に対向配置された電極１２の作用で、シリンダ内周面をめっき前処理するシリンダブロックのめっき前処理装置であって、シリンダ内周面３と電極１２間に隙間流路２７が形成され、電極に電極内流路１２Ａが形成され、隙間流路２７が、シール治具１３に最も接近して設けられたスリット２６を経て電極内流路１２Ａに連通され、隙間流路２７内をシール治具１３へ向かって流れる処理液が、スリット２６を経て電極内流路１２Ａへ流出可能に構成されたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックのシリンダにおけるシリンダ内周面の一端側をシールして処理液を循環させ、シリンダ内周面をめっき前処理するシリンダブロックのめっき前処理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、シリンダ内周面にめっき皮膜を形成したシリンダブロック１の製造方法が多数開示されている。
【０００３】
例えば特許文献１では、図１０に示すように、めっき前処理工程で、シリンダブロック１００におけるシリンダ１０１のシリンダ内周面１０２へ処理液を、ポンプ１０３を用いて必要供給量だけ送った後、ポンプ１０３を停止し、バルブ１０４及び１０５を閉じた状態で、シリンダ１０１内に処理液を所定時間だけ滞留保時させてめっき前処理を行っている。その後のめっき処理工程では、シリンダ内周面１０２の一端部をシール治具（図１０に不図示）でシールしてシリンダ内周面１０２を密封した後に、ポンプ１０３を用いてめっき液を送液し、循環させながらめっき処理を行っている。
【０００４】
また、特許文献２及び３には、図１１に示すように、めっき前処理工程においてシリンダブロック１００のシリンダ内周面１０２の一端部を、シール治具１０６を用いてシールした後、処理液をシリンダ内周面１０２に導き、電極１０７とシリンダブロック１００間に通電してめっき前処理を実施するものが開示されている。
【特許文献１】特開平９−１３１９３号公報
【特許文献２】特開２０００−１９２２８４号公報
【特許文献３】特開２０００−１９２２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に記載のめっき前処理では、シリンダ内周面１０２の一端部が開放されているため、めっき前処理時に発生する反応ガスがシリンダブロック１００外へ放出されてしまう。この反応ガスが有毒ガスである場合には、設備を腐食させたり、作業者の健康に悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００６】
また、特許文献２及び３に記載のめっき前処理では、めっき前処理時に発生した反応ガス１０８がシリンダ１０１のシリンダ内周面１０２付近に滞留して、通電が損なわれたり、処理液の充填が不十分になって、めっき前処理が不完全になる恐れがある。
【０００７】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、作業環境への反応ガスの放出を抑制できると共に、シリンダ内周面と電極間の隙間流路に反応ガスが滞留することを抑制して通電不良等の不具合を防止できるシリンダブロックのめっき前処理装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るシリンダブロックのめっき前処理装置は、シリンダブロックにおけるシリンダのシリンダ内周面の一端側をシール治具がシールして、前記シリンダ内周面に処理液を導き、このシリンダ内周面に対向配置された電極の作用で、前記シリンダ内周面をめっき前処理するシリンダブロックのめっき前処理装置であって、前記シリンダ内周面と前記電極間に隙間流路が形成され、前記電極に電極内流路が形成され、前記隙間流路が、前記シール治具に最も接近して設けられた連通口を経て前記電極内流路に連通され、前記隙間流路内を前記シール治具へ向かって流れる処理液が、前記連通口を経て前記電極内流路へ流出可能に構成されたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係るシリンダブロックのめっき前処理方法は、シリンダブロックにおけるシリンダのシリンダ内周面の一端側をシール治具がシールして、前記シリンダ内周面に処理液を導き、このシリンダ内周面に対向配置された電極の作用で、前記シリンダ内周面をめっき前処理するシリンダブロックのめっき前処理方法であって、前記シリンダ内周面と前記電極間の隙間流路内を前記シール治具へ向かって流れる処理液を、前記シール治具に最も接近した位置から、前記電極に形成された電極内流路へ流出させることを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るシリンダブロックのめっき前処理装置及び方法によれば、シリンダ内周面の一端側がシール治具によりシールされて、シリンダ内周面がめっき前処理されるので、前記シール治具によって、めっき前処理時に発生する反応ガスの作業環境への放出を抑制できると共に、処理液がシリンダ内周面以外の箇所へ流出することも防止できる。
【００１１】
また、シリンダ内周面と電極間の隙間流路内をシール治具へ向かって流れる処理液が、シール治具に最も接近した位置、つまり最上位置で電極内流路に流出するので、隙間流路内にて発生した反応ガスを電極内流路へ排出できる。このため、隙間流路内に反応ガスが滞留することを抑制して、通電不良等の不具合を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。
【００１３】
図１は、本発明に係るシリンダブロックのめっき前処理装置における一実施の形態が適用された処理装置を示す全体正面図である。図２は、図１の処理装置における電極及びエアジョイント周りを示す断面図である。
【００１４】
図１に示す処理装置１０は、エンジンにおけるシリンダブロック１のシリンダ内周面３の一端側であるクランクケース面５側端部をシール治具１３（図２）がシールし、シリンダ内周面３に処理液（めっき前処理液またはめっき液）を導き、このシリンダ内周面３に対向配置された電極１２の作用で、シリンダ内周面３を高速で処理（めっき前処理またはめっき処理）するものであり、装置本体１１、電極１２、シール治具１３、ワーク保持治具１４、エアジョイント１５、クランプ用シリンダ１６及び電極用シリンダ１７を有して構成される。
【００１５】
本実施の形態では、シリンダブロック１がＶ型多気筒エンジンのＶ型シリンダブロックであり、このシリンダブロック１において所定角度差を有して形成された複数のシリンダ２のシリンダ内周面３に、処理装置１０によって同時にめっき前処理またはめっき処理が施される。従って、処理装置１０は、シリンダブロック１用の電解エッチング処理装置、陽極酸化処理装置等のシリンダブロックめっき前処理装置、及び／またはシリンダブロックめっき処理装置として機能する。
【００１６】
また、シリンダブロック１には、図３及び図４に示すように、複数のシリンダ２におけるシリンダ内周面３のクランクケース面５側端部付近に、クランクケースとの間でクランクシャフト（共に図示せず）を軸支するためのクランクジャーナル６が形成されている。複数のシリンダ２の配列ピッチが短く設定されたシリンダブロック１では、クランクジャーナル６は、シリンダ内周面３のクランクケース面５側端部付近において、シリンダ２の内側方向に張り出して形成され、シリンダ内周面３のクランクケース面５側端部付近において障害物となっている。
【００１７】
図１に示すように、処理装置１０の装置本体１１は架台１８に設置して固定され、シリンダブロック１を載置するワーク載置台１９を備える。シリンダブロック１は、ヘッド面４を下方にしてワーク載置台１９に載置される。装置本体１１にはワーク載置台１９の上方にワーク保持治具１４が、クランプ用シリンダ１６によって昇降可能に設置される。このワーク保持治具１４には、図示しないクランプ（不図示）が設けられている。ワーク保持治具１４は、下降位置で、ワーク載置台１９に載置されたシリンダブロック１のクランクケース面５に当接する。このとき、ワーク保持治具１４の前記クランプがシリンダブロック１のクランクケース面５側を把持して、シリンダブロック１がワーク載置台１９とワーク保持治具１４間に保持される。
【００１８】
このときには、エアジョイント１５は、図１の２点鎖線及び図３に示すように、シリンダブロック１のクランクケース面５側からシリンダブロック１内へ挿入され、電極１２の上端に設置されたシール治具１３に対向し、このシール治具１３から離反した待機位置で待機する。
【００１９】
電極１２は電極支持部２０に支持され、この電極支持部２０が、装置本体１１に設置された電極用シリンダ１７に取り付けられる。この電極用シリンダ１７の進退動作によって、電極１２がシリンダブロック１のシリンダ２内へ、シリンダ内周面３のヘッド面４側端部から挿入され、また、電極１２がシリンダブロック１のシリンダ２から退避される。図１の左側の電極１２がシリンダ２内への挿入状態を示し、図１の右側の電極１２がシリンダ２からの退避状態を示す。電極１２がシリンダブロック１のシリンダ２内へ挿入されたときには、流路構成ブロック６６に設置されたシリコンゴムシートなどのシールリング２１（図２）がシリンダブロック１のヘッド面４に接触して、シリンダ内周面３のヘッド面４側端部（他端側）がシールされる。
【００２０】
尚、流路構成ブロック６６は、電極支持部２０に一体化されて、この電極支持部２０及び電極１２と共に電極用シリンダ１７により動作され、且つ電極支持部２０の外周面との間で処理液用の流路６７を構成する。また、電極１２内にも、処理液用の流路（電極内流路１２Ａ）が形成される。
【００２１】
図１〜図３に示すように、電極１２の上端にシール治具１３が設置され、ワーク保持治具１４に、シール治具１３のシール部材３３を作動させる駆動機構としてのエアジョイント１５が、シール治具１３と分離して、このシール治具１３及び電極１２の上方位置に配置されている。
【００２２】
シール治具１３は、電極１２と共に、電極用シリンダ１７の進出動作によって、シリンダ内周面３のヘッド面４側端部からシリンダに内へ挿入される。従って、シール治具１３は、図３及び図４に示すクランクジャーナル６を回避して挿入される必要がない。このため、シール治具１３のシール部材３３は、その外径寸法がシリンダ内周面３の内径寸法に近い値、即ちシリンダ内周面３の内径寸法よりも若干小さな値に設定されて、後述の拡張・収縮量が低減される。
【００２３】
エアジョイント１５は、シール治具１３のシール部材３３を作動させるための作動流体としてのエアを、このシール部材３３へ供給するものである。このエアジョイント１５は、図４に示すように、ワーク保持治具１４に固定されたエアジョイント用シリンダ２９に設置されており、このエアジョイント用シリンダ２９の進退動作によって、図２及び図４に示す進出位置と、図１の１点鎖線及び図３に示す待機位置との間で移動可能に設けられる。従って、このエアジョイント１５は、エアジョイント用シリンダ２９の進出動作によって、図３に示す待機位置からシリンダ２へ向かって移動され、図２及び図４に示すように、シリンダ２内に挿入されたシール治具１３に結合可能に設けられる。
【００２４】
即ち、これらのシール治具１３及びエアジョイント１５は、電極１２がシリンダブロック１のシリンダ２内へ挿入された後に、エアジョイント用シリンダ２９の進出動作でエアジョイント１５がシール治具１３に当接して結合し、後に詳説するが、エアジョイント１５のメインエア継手２２からシール治具１３のシール部材３３へ流体としてのエア（空気）が供給される。これにより、シール部材３３が半径方向のみに拡張してシリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触し、このシリンダ内周面３のクランクケース面５側端部（一端側）がシールされる。シール部材３３へのエアの供給が停止されてこのシール部材３３が収縮した後に、エアジョイント１５は、エアジョイント用シリンダ２９の退避動作によって待機位置に戻される。
【００２５】
ここで、エアジョイント１５に設置されるメインエア継手２２及び後述のサブエア継手５８は、図３及び図４に示すように、シリンダブロック１のクランクジャーナル６を回避する位置に設けられ、クランクジャーナル６との干渉が防止される。
【００２６】
図１及び図２に示す流路構成ブロック６６に処理液パイプ２３Ｂが接続され、この処理液パイプ２３Ｂに送液ポンプ２４Ｂが配設される。この送液ポンプ２４Ｂは、シリンダブロック１のシリンダ内周面３におけるクランクケース面５側端部がシール治具１３によりシールされた状態で、薬液タンク２５に貯溜された処理液（めっき前処理液）を処理液パイプ２３Ｂ、電極支持部２０と流路構成ブロック６６により構成される流路６７を順次経て、電極１２とシリンダ内周面３との隙間流路２７内へ導き、この隙間流路２７内を上方へ流動させる。この隙間流路２７内を流れた処理液は、シール治具１３と電極１２間のスリット２６を通って電極１２の電極内流路１２Ａへ至り、この電極内流路１２Ａを下方へ流れ、処理液パイプ２３Ａを経て薬液タンク２５へ戻って循環する。
【００２７】
また、電極支持部２０には処理液パイプ２３Ａが接続され、この処理液パイプ２３Ａに送液ポンプ２４Ａが配設される。この送液ポンプ２４Ａは、シリンダブロック１のシリンダ内周面３におけるクランクケース面５側端部がシール部材３３によりシールされた状態において、薬液タンク２５に貯溜された処理液（めっき液）を処理液パイプ２３Ａ及び電極支持部２０を経て電極１２の電極内流路１２Ａへ導く。この電極内流路１２Ａに導かれた処理液は、図２の矢印に示すように電極内流路１２Ａを上方へ流れ、シール治具１３のシール下板３４（後述）と電極１２との間のスリット２６を経て、電極１２の外周面とシリンダブロック１のシリンダ内周面３とにより区画される隙間流路２７内を下方へ流れ、電極支持部２０と流路構成ブロック６６により構成される流路６７、及び処理液パイプ２３Ｂ（後述）を経て薬液タンク２５へ戻り循環する。尚、処理液パイプ２３Ａ及び２３Ｂは、屈曲自在なフレキシブルホースで構成されている。
【００２８】
図１及び図２に示すように、電極支持部２０には屈曲可能なリード線２８が接続され、このリード線２８が電源装置３０に接続される。電源装置３０は、前記隙間流路２７が処理液で満たされ、この処理液が流動した状態で、リード線２８及び電極支持部２０を経て電極１２へ電気を供給する。この給電は、めっき前処理時には電極１２がマイナス極、シリンダブロック１がプラス極になるように実施され、これによりシリンダブロック１のシリンダ内周面３がめっき前処理される。めっき処理時には電極１２がプラス極、シリンダブロック１がマイナス極に給電され、シリンダ内周面３がめっき処理されて、このシリンダ内周面３にめっき皮膜が形成される。
【００２９】
ここで、処理装置１０が実施するめっき前処理は、電解エッチング処理及び陽極酸化処理であり、このめっき前処理とめっき処理は、後述の如く処理液と通電条件等を異ならせることで、同一種類の処理装置１０により実施される。
【００３０】
尚、エアジョイント１５は、図１に１個図示されているが、電極１２の個数に対応した個数（つまり、シリンダブロック１におけるシリンダ２の個数）がワーク保持治具１４に設置されている。また、図１中の符号３１は、シリンダブロック１のシリンダ内周面３にめっき前処理またはめっき処理がなされて、電極１２がシリンダブロック１から退避した後に進出して、シリンダブロック１のヘッド面４へ洗浄液を噴射し洗浄するときに用いられる洗浄シャッターである。
【００３１】
次に、前記シール治具１３とエアジョイント１５などの構成を、図２及び図５を用いて詳説する。
【００３２】
シール治具１３は、シリンダブロック１のシリンダ内周面３を含む隙間流路２７内へ処理液を導く際に、シリンダ内周面３のクランクケース面５側端部に接触してこのシリンダ内周面３をシールするものであり、シール部材３３、シール下板３４及びシールベース３５を有して構成される。
【００３３】
シール部材３３は、図５に示すように、伸縮自在な材料（例えばゴムなどの弾性部材）にて構成され、浮き輪形状に形成される。このシール部材３３の内周側部分は開口されて開口部４９が設けられると共に、この開口部４９近傍の両側に係合突起３６が形成される。このシール部材３３の外周部３３Ａが、シリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触可能とされる。このシール部材３３の外周部３３Ａの外径寸法は、内部にエアが供給されない状態で、シリンダ内周面３の内径寸法よりも若干小さな値に設定される。
【００３４】
シール下板３４は、図５に示すように、円板部３２の中央に膨出部３７が一体成形されて構成される。膨出部３７の外周に、周溝３８が形成されたリング部材３９が配置される。また、膨出部３７にはメインエア流路４０Ｃ及び４０Ｄが連通して形成される。このうちメインエア流路４０Ｄは、シール下板３４の周方向に複数本、例えば３本等間隔に形成される。このメインエア流路４０Ｄは、リング部材３９の周溝３８に連通し、このリング部材３９の周方向複数箇所（例えば３箇所）に周溝３８に連通して形成されたメインエア流路４０Ｅと連通する。
【００３５】
また、シール下板３４の円板部３２には、膨出部３７との境界部分に係合溝４１がリング形状に形成される。この係合溝４１に、シール部材３３の係合突起３６が係合される。また、円板部３２及び膨出部３７には、締結用の雌ねじ部４２と、ボルト４３挿入用のボルト貫通穴４４が設けられる。このように構成されたシール下板３４は、リング部材３９にシール部材３３の開口部４９を嵌合させ、係合溝４１にシール部材３３の係合突起３６が係合した状態で、円板部３２がシール部材３３の一方の片側面（図５の下側面３３Ｃ）を支持する。
【００３６】
シールベース３５は、図５に示すように、円板部４５の中央に膨出部４６が一体成形されて構成され、膨出部４６にシート座４７及びメインエア流路４０Ｂが形成される。シート座４７にシールシート４８が装着され、このシールシート４８に、メインエア流路４０Ｂに連通するメインエア流路４０Ａが形成される。メインエア流路４０Ｂは、シール下板３４のメインエア流路４０Ｃに連通可能に設けられる。
【００３７】
また、円板部４５には、シート座４７と反対位置に、シール下板３４の膨出部３７を嵌合可能な凹部５０が形成され、この凹部５０の外側に係合溝５１がリング状に形成される。この係合溝５１にシール部材３３の係合突部３６が係合される。円板部４５及び膨出部４６には、ボルト４３螺挿用のボルトねじ穴５２が形成される。
【００３８】
シール下板３４の膨出部３７がシールベース３５の凹部５０に嵌合し、シール部材３３の開口部４９がシール下板３４のリング部材３９に嵌合し、シール部材３３の係合突起３６がシール下板３４の係合溝４１及びシールベース３５の係合溝５１に係合した状態で、シール下板３４のボルト貫通穴４４とシールベース３５のボルトねじ穴５２にボルト４３が挿入されて螺合され、シール部材３３、シール下板３４及びシールベース３５が一体化されてシール治具１３が構成される。
【００３９】
この状態で、シール下板３４とシールベース３５とが互いに対向配置され、シール下板３４の円板部３２がシール部材３３の一方の片側面（図５の下側面３３Ｃ）を、シールベース３５の円板部４５がシール部材３３の他方の片側面（図５の上側面３３Ｂ）をそれぞれ支持する。更に、シール部材３３、シール下板３４及びシールベース３５が一体化された状態で、互いに連通するメインエア流路４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ及び４０Ｅが、シール部材３３の内部に連通する。
【００４０】
図２に示すように、シール治具１３は、絶縁部材としてのシール治具取付板５３を介して電極１２の上端に取り付けられる。このシール治具取付板５３は４方向が切り欠かれた略十字形状に形成され、中央部に締結用の雄ねじ部５４が形成される。この略十字形状のシール治具取付板５３の先端部がボルト５５により電極１２に固定される。そして、シール治具取付板５３の雄ねじ部５４がシール治具１３のシール下板３４における雌ねじ部４２に螺合して、シール部材３３、シール下板３４及びシールベース３５が一体化されたシール治具１３がシール治具取付板５３に取り付けられる。
【００４１】
このシール治具取付板５３は、非導電性の樹脂などにて構成され、導電性の金属にて構成されたシール下板３４及びシールベース３５を電極１２に対して絶縁する。また、略十字形状のシール治具取付板５３の切り欠かれた部分を通って処理液が、例えば図２の矢印に示すように前記スリット２６へ向かって流動する。シール治具取付板５３の外周側下面には、絶縁性を更に高めるために、絶縁カラー６８が装着されている。
【００４２】
図１及び図２に示すエアジョイント１５は、前述の如くメインエア継手２２を備えると共に、メインエア供給流路５６が形成されている。メインエア継手２２は、メインエア供給配管５７を介して図示しないエア供給バルブ及びコンプレッサに接続される。また、エアジョイント１５は、電極１２がシリンダブロック１のシリンダ２内に挿入された後に、エアジョイント用シリンダ２９の進出動作によって、図３に示す待機位置からシリンダ２へ向かって挿入され、電極１２に取り付けられたシール治具１３のシールシート４８に当接して、このシール治具１３に結合する。この結合状態で、エアジョイント１５のメインエア供給流路５６がシール治具１３のシールシート４８のメインエア流路４０Ａに連通する。メインエア供給流路５６からメインエア流路４０Ａへエアが供給されるが、この際のエアの漏洩がシールシート４８により防止される。
【００４３】
このシールシート４８は、エアの漏洩を防止する気密性確保の機能のほか、エアジョイント１５の当接時の衝撃を吸収する機能も有する。このため、このシールシート４８は、シリコンゴムやテフロン（商標名）ゴムなどの弾性部材にて構成されることが好ましい。このシールシート４８は、シール治具１３のシールベース３５に装着される代りに、エアジョイント１５の先端に設けられてもよく、またはシール治具１３のシールベース３５とエアジョイント１５の先端との両者に設けられてもよい。
【００４４】
メインエア供給流路５６からメインエア流路４０Ａへ供給されたエアは、図５に示すように、メインエア流路４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ及び４０Ｅを経てシール部材３３内へ導入される。このシール部材３３は、上側面３３Ｂがシールベース３５により、下側面３３Ｃがシール下板３４によりそれぞれ支持されて膨張が規制されるので、図５（Ａ）に示すように半径方向のみに拡張され、シール部材３３の外周部３３Ａがシリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触して、このシリンダ内周面３のクランクケース面５側端部をシールする。これにより、シリンダ内周面３と電極１２の外周面とにより区画された隙間流路２７（図２）からクランクケース面５側へ、めっき前処理液またはめっき液が液漏れすることが防止される。
【００４５】
メインエア継手２２からシール部材３３内へのエアの供給が遮断されたときには、図５（Ｂ）に示すように、シール部材３３は半径方向に収縮して、その外周部３３Ａがシリンダ内周面３から離反する。その後、エアジョイント用シリンダ２９の退避動作によって、エアジョイント１５はシール治具１３のシールシート４８から離反し、待機位置（図３）に戻される。
【００４６】
シール部材３３の拡張、収縮を確認する確認手段が、図２に示すようにシール治具１３及びエアジョイント１５に設けられている。この確認手段は、エアジョイント１５側のサブエア継手５８及びサブエア供給流路５９と、シール治具１３側のサブエア流路６０と、エア圧センサ６１及び制御回路６２とである。
【００４７】
サブエア継手５８は、エアジョイント１５に複数個、例えば３個配置されている。サブエア供給流路５９は、サブエア継手５８に対応してエアジョイント１５に複数本、例えば３本形成され、それぞれがサブエア継手５８に連通して設けられる。
【００４８】
サブエア流路６０は、図５に示すように、シール治具１３のシールベース３５に形成される。このシールベース３５には、膨出部４６の天面に同心円状のリング溝６３が、サブエア供給流路５９の本数に対応して複数個（例えば３個）形成されており、それぞれが各サブエア供給流路５９（図２）に連通可能とされる。シールベース３５には、更に、各リング溝６３の個数に対応して複数本（例えば３本）のサブエア流路６０が放射状に等間隔に形成される。それぞれのサブエア流路６０が各リング溝６３に連通して設けられる。これらのサブエア流路６０のそれぞれには、シールベース３５の外周端部において吹出口６４が形成される。この吹出口６４は、図５に示すように、シール部材３３の拡張時にこのシール部材３３によって閉塞され、シール部材３３の収縮時に開放される位置に設けられる。
【００４９】
図２に示すエアジョイント１５に備えられたサブエア継手５８から導入される流体としてのエアは、サブエア供給流路５９を通り、シール治具１３（図５）のリング溝６３及びサブエア流路６０を経て吹出口６４から吹き出し可能に設けられる。この吹出口６４からのエアの吹き出しは、図５（Ｂ）に示すように、シール部材３３の収縮時に吹出口６４がシール部材３３により閉塞されず開放されているときに実施される。このときには、サブエア流路６０、サブエア供給流路５９及びサブエア継手５８のエア圧が低くなる。これに対し、シール部材３３の拡張時には、図５（Ａ）に示すように、吹出口６４がシール部材３３により閉塞されてエアが吹出口６４から吹き出されず、サブエア流路６０、サブエア供給流路５９及びサブエア継手５８内のエア圧が上昇する。
【００５０】
図２に示すエア圧センサ６１は、例えば複数本のサブエア継手５８へそれぞれエアを導く複数本、例えば３本のサブエア供給配管６５に配置されて、上述のサブエア流路６０のエア圧を検出する。このエア圧の検出値によって、シール治具１３のシール部材３３の拡張または収縮を確認することが可能となる。つまり、シール部材３３が拡張してシリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触し、このシリンダ内周面３を液密にシールしている状態であるか、またはシール部材３３が収縮して、シリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触せず、このシリンダ内周面３がシールされていない状態であるかを確認することが可能となる。
【００５１】
シール部材３３の拡張、収縮によるシリンダブロック１のシリンダ内周面３のシールの確認は、サブエア流路６０がシールベース３５（つまりシール部材３３）の周方向に複数本等間隔に、例えばシール部材３３の周方向に１２０度の等間隔で３本形成されているので、シール部材３３の全周に亘ってなされる。これにより、シール部材３３の周方向の一部に劣化や亀裂、破損が発生して、その箇所以外ではシール部材３３の拡張が正常になされるが、亀裂等が発生した箇所ではシール部材３３の拡張が不充分となって、シリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触していない場合にも、このシール部材３３の周方向の拡張、収縮状況を確認して、シリンダ内周面３のシールを確認することが可能となる。
【００５２】
図２に示す制御回路６２は、エア圧センサ６１からの検出値を取り込んで、送液ポンプ２４Ａ、２４Ｂ及び電源装置３０の駆動を制御する。つまり、制御回路６２は、エア圧センサ６１からの検出値が所定値よりも高い場合に、シール治具１３のシール部材３３が拡張してシリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触し、このシリンダ内周面３におけるクランクケース面５側のシールが良好になされていると判断する。このとき、制御回路６２は、送液ポンプ２４Ａまたは２４Ｂを起動して処理液を、シリンダ内周面３と電極１２の外周面とにより区画された隙間流路２７へ供給し、その後、電源装置３０を駆動して電極１２へ給電し、シリンダ内周面３にめっき前処理（電解エッチング処理、陽極酸化処理）またはめっき処理を実施させる。
【００５３】
制御回路６２は、エア圧センサ６１からの検出値が所定値以下の場合には、シール治具１３のシール部材３３が適正に拡張せずまたは収縮して、シリンダ内周面３に接触していず、このシリンダ内周面３のシールが不完全であると判断して、送液ポンプ２４Ａ、２４Ｂ及び電源装置３０を駆動せず、またはこれらの駆動中にはこれらの駆動を中止する。
【００５４】
ところで、図４に示すように、ワーク保持治具１４には、ジョイント用シリンダ２９に隣接して、めっき前処理またはめっき処理中のシリンダブロック１の温度を測定する温度センサ６９が設置されている。この温度センサ６９は、シリンダブロック１のシリンダ内周面３近傍の温度、例えばシリンダブロック１のクランクケース内面７の温度が測定される。この温度センサ６９により測定されたシリンダブロック１の温度が、めっき前処理（電解エッチング処理または陽極酸化処理；特に電解エッチング処理）に適した温度であるシリンダブロック１に対して、前記めっき前処理が施される。
【００５５】
つまり、温度センサ６９は、第一に、電解エッチング処理の開始時点において、シリンダブロック１が所定温度以上に達しているかを確認するために設置される。ここで、上記所定温度は、シリンダブロック１の温度がめっき処理（特に電解エッチング処理）の処理液温度よりも低い場合でも、それらの温度差が１０℃以内、好ましくは５℃以内であることである。具体的には例えば、電解エッチング処理の処理液温度が８０℃である場合、予備加温（後述）後のシリンダブロック１の温度は７０℃以上となっているのが良く、できれば７５℃以上となっていることが好ましい。仮にシリンダブロック１の温度が７０℃以下であった場合には、そのまま電解エッチング処理を行ってもエッチング不足となってめっき皮膜の密着性が低下するため、後述の予備加温工程をやり直す必要がある。尚、温度センサ６９は、クランクケース内面７に温度センサ６９を接触させて測定しているが、測定位置は被処理面であるシリンダ内周面３にできるだけ近い位置が好ましい。
【００５６】
また、この温度センサ６９は、第二に、電解エッチング処理、陽極酸化処理またはめっき処理中のシリンダブロック１の温度測定にも使用できる。シリンダブロック１への通電による発熱反応によってシリンダブロック１の温度が異常に高温となる場合があるが、シリンダブロック１の温度を常時測定することで、シリンダブロック１の異常な温度上昇を検知することができる。但し、電源装置３０による通電中にシリンダブロック１の温度を測定する場合には、温度センサ６９へ電流がリークしないように、クランクケース内面７と接触する温度センサ６９の先端部に、非導電性の樹脂カバーなどを取り付けることが好ましい。
【００５７】
次に、シリンダブロック１のシリンダ内周面３に施されるめっき前処理及びめっき処理の処理工程について詳説する。
【００５８】
この処理工程は、脱脂・加温処理、電解エッチング処理、陽極酸化処理、めっき処理の４工程で構成されている。
【００５９】
最初の脱脂・加温工程では、シリンダブロック１に対して脱脂加温装置にて脱脂処理、水洗処理、予備加温処理を順次行う。脱脂処理は、処理液として脱脂剤２０〜５０ｇ／ｌ（リットル）の水溶液を用い、液温度４０〜８０℃、処理時間０．５〜３分間で、シリンダブロック１全体を処理液に浸漬する。浸漬時にシリンダブロック１を揺動し、超音波発振機を使用することで、脱脂効果を高めることが可能となる。この脱脂処理により、シリンダブロック１に付着した油や汚れを除去できる。水洗処理は、室温〜８０℃の水を用い、０．５〜３分間シリンダブロック１全体を水洗水に浸漬し洗浄する。予備加温処理は、５０〜９０℃の温水を用い、０．５〜３分間シリンダブロック１全体を温水に浸漬し加温する。予備加温を行うことで、シリンダブロック１は均一に所定温度まで加温されるため、特に、電解エッチング処理時間の短縮及びエッチング量の均一化が可能になる。
【００６０】
次に、シリンダブロック１のシリンダ内周面３を、電解エッチング処理装置として機能する処理装置１０を用いて電解エッチング処理する。この電解エッチング処理の詳細条件は、例えば、処理液はリン酸１００〜５００ｇ／ｌ（リットル）を用い、処理液温度６０〜９０℃、処理時間０．５〜３分間、処理液流速１０〜５０ｃｍ／秒、通電条件１０〜８０Ａ／ｄｍ２で処理を行う。電解エッチングを行うことで、シリンダ内周面３に付着した不純物や酸化膜を除去すると共に、アルミ合金中の共晶シリコンをシリンダ内周面３の表面に突出させ、更にシリンダ内周面３を粗面にして、アンカー効果によりめっき皮膜の密着性が高められる。電解エッチング処理後に、シリンダブロック１は洗浄されて陽極酸化工程へ搬送される。
【００６１】
次に、陽極酸化工程で、シリンダブロック１のシリンダ内周面３を、陽極酸化処理装置として機能する処理装置１０を用いて陽極酸化処理する。この陽極酸化処理の詳細条件は、例えば、処理液はリン酸５〜７０ｇ／ｌ（リットル）を用い、処理液温度３０〜７０℃、処理時間０．５〜３分間、処理液流速１０〜５０ｃｍ／秒、通電条件５〜３０Ａ／ｄｍ２で処理を行う。これにより、電解エッチングされたアルミ表面（シリンダ内周面３）の上に、厚さ数ミクロンの酸化膜が形成される。この酸化膜はポーラス状となっており、アンカー効果によって、めっき皮膜の密着性を更に向上させる効果が得られる。陽極酸化処理後に、シリンダブロック１は洗浄されてめっき工程へ搬送される。
【００６２】
最後に、めっき工程で、シリンダブロック１のシリンダ内周面３に対して、めっき処理装置として機能する処理装置１０を用いてめっき処理を実施する。このめっき装置では、電極がプラス極、シリンダブロック１がマイナス極となるように、弱→中→強の３段階のステップで電気が供給される。処理液は硫酸ニッケル３００〜７００ｇ／ｌ（リットル）を用い、処理液温度４０〜８０℃、処理時間５〜１０分間、処理液流速５０〜８０ｃｍ／秒、通電条件１０〜３０Ａ／ｄｍ２×０．５〜１分間（弱）→３０〜７０Ａ／ｄｍ２×０．５〜１分間（中）→８０〜１２０Ａ／ｄｍ２×４〜８分間（強）で処理を行う。これにより、シリンダブロック１のシリンダ内周面３に所定のめっき皮膜が形成される。
【００６３】
上述の電解エッチング処理、陽極酸化処理においては、図６に示すように、処理液は前述のごとく、シリンダ内周面３と電極１２との隙間流動２７内を、鉛直下方（ヘッド面４側）から鉛直上方（クランクケース面５側）へシール治具１３に向かって流れ、スリット２６を経て電極内流路１２Ａへ流出する。ここで、スリット２６は、シール治具１３のシール下板３４と電極１２先端との間に形成されて、隙間流路２７と電極内流路１２Ａとを連通する連通口であり、隙間流路２７においてシール治具１３に最も接近して、隙間流路２７の最上位置に設けられる。
【００６４】
処理液を、隙間流路２７からスリット２６を経て電極内流路１２Ａ内へ流出させることで、隙間流路２７内に空間が発生することがなく、この隙間流路２７内を処理液で確実に充填することが可能となる。更に、スリット２６が隙間流路２７の最上位置に設けられたので、めっき前処理時の隙間流路２７内で発生した反応ガスを、スリット２６を経て電極内流路１２Ａへ排出することが可能となる。
【００６５】
また、スリット２６の流路断面積を規定するスリット２６の幅Ｍは、隙間流路２７の流路断面積を規定する隙間流路２７の幅Ｎよりも小さく設定される。これにより、隙間流路２７内を流れる処理液の内圧が高められるので、この隙間流路２７内で発生した反応ガスがスリット２６を経て効果的に電極内流路１２Ａへ押し出されて排出される。具体的には、隙間流路２７の幅Ｎが５〜１０ｍｍであるのに対し、スリット２６の幅Ｍは２〜４ｍｍに設定される。
【００６６】
更に、隙間流路２７、スリット２６及び電極内流路１２Ａ内を流れる処理液の流速は１０ｃｍ／秒以上に設定され、好ましくは２０ｃｍ／秒以上に設定される。処理液の流速を上述のように設定することで、めっき前処理（電解エッチング処理または陽極酸化処理）時に隙間流路２７内で発生した反応ガスを処理液の流れに伴って電極内流路１２Ａ内へ排出させることが可能となる。
【００６７】
具体的な事例を図７〜図８に示す。
【００６８】
図７は、電解エッチング処理において、電流を２００Ａ一定として処理液流速を５〜５０ｃｍ／秒の範囲で変化させた場合の電圧の推移を示している。処理液流速５ｃｍ／秒においては、処理の途中から急激に電圧が上昇しており、隙間流路２７からの反応ガスが排出されず滞留したことで、良好な処理ができていないことが分かる。図８には、上記条件で電解エッチングを実施したときのめっき皮膜の密着性を、シリンダ内周面３のクランクケース面５側位置、ヘッド面４側位置、シリンダ内周面３におけるこれらの中間位置において示した。処理液流速５ｃｍ／秒では、クランクケース面５側位置において密着性が著しく低下しており、反応ガスが隙間流路２７に滞留したことによるエッチング不足の不具合が、密着性に影響を及ぼしていることが分かる。処理液の流速を速くすることで、密着不良は改善され、流速２０ｃｍ／秒以上ではシリンダ内周面３の全域の密着性が良好となる。
【００６９】
図９は、陽極酸化処理において、電流を５０Ａ一定として処理液流速を変化させた場合の電圧の推移を示している。処理液流速５ｃｍ／秒においては、処理開始時点から急激に電圧が上昇しており、反応ガスが処理開始時点から隙間流路２７内に滞留して、正常な処理ができていないことが分かる。また、処理液流速１０ｃｍ／秒においても処理の途中から電圧が次第に上昇しており、隙間流路２７に反応ガスが滞留している影響と考えられる。但し、この処理液流速１０ｃｍ／秒の場合には、陽極酸化処理が必ずしも不良とまでは言えない。
【００７０】
以上のことから、めっき前処理（電解エッチング処理、陽極酸化処理）においては、処理液の流速は１０ｃｍ／秒以上がよく、２０ｃｍ／秒以上とすることが好ましい。
【００７１】
以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（１）〜（５）を奏する。
【００７２】
（１）シリンダブロック１のシリンダ内周面３のクランクケース面５側端部がシール治具１３によりシールされて、シリンダ内周面３がめっき前処理されるので、前記シール治具１３によって、めっき前処理時に発生する反応ガスの作業環境への放出を抑制できると共に、処理液がシリンダ内周面３以外の箇所へ流出することも防止できる。
【００７３】
反応ガスが有毒ガスである場合には、作業環境への反応ガスの放出抑制によって、めっき前処理を実施する処理装置１０を含めた設備の腐食を防止できると共に、作業者の安全を確保することができる。
【００７４】
また、シリンダブロック１のシリンダ内周面３以外の箇所への処理液の流出を防止することで、めっき処理すべきシリンダ内周面３以外の箇所の腐食や汚染を防止できると共に、処理液の持ち出し量（使用量）を最小限にすることができる。
【００７５】
（２）シリンダブロック１のシリンダ内周面３と電極１２間の隙間流路２７内をシール治具１３へ向かって流れる処理液が、シール治具１３に最も接近した位置、つまり隙間流路２７の最上位置のスリット２６を経て電極内流路１２Ａに流出するので、隙間流路２７内にて発生した反応ガスを電極内流路１２Ａへ排出できる。このため、隙間流路２７内に反応ガスが滞留することを抑制して、通電不良や、処理液が隙間流路２７内に充填されないことなどの不具合を防止でき、シリンダ内周面３全域を良好にめっき前処理することができる。
【００７６】
（３）スリット２６の流路断面積（例えば幅Ｍ）が隙間流路２７の流路断面積（例えば幅Ｎ）よりも小さく設定されたので、隙間流路２７内を流れる処理液の内圧が高められる、これにより、隙間流路２７内で発生した反応ガスを、スリット２６を経て効果的に電極内流路１２Ａへ押し出して排出できる。この結果、隙間流路２７内に反応ガスが滞留することを防止でき、通電不良などを防止して、シリンダ内周面３全域を良好にめっき前処理することができる。
【００７７】
（４）隙間流路２７、スリット２６及び電極内流路１２Ａを流れる処理液の流速が１０ｃｍ／秒以上（好ましくは２０ｃｍ／秒以上）に設定されたので、めっき前処理時に隙間流路２７内で発生した反応ガスを、処理液の流れと共に電極内流路１２Ａへ排出できる。この結果、隙間流路２７内に反応ガスが滞留することを確実に防止でき、通電不良などを防止して、シリンダ内周面３の全域に良好なめっき前処理を施すことができる。
【００７８】
（５）めっき前処理（特に電解エッチング処理）時に温度センサ６９によって、シリンダ内周面３近傍のシリンダブロック１の温度（例えばクランクケース内面７の温度）を測定して、このめっき前処理に適した温度のシリンダブロック１に対してめっき前処理を施すので、めっき皮膜の密着性が良好となるめっき前処理を実施できる。また、めっき前処理及びめっき処理時に温度センサ６９によってシリンダブロック１の温度を測定することで、処理中のシリンダブロック１の異常な温度上昇を検知して対処することができ、安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係るシリンダブロックのめっき前処理装置における一実施の形態が適用された処理装置を示す全体正面図。
【図２】図１の処理装置における電極及びエアジョイント周りを示す断面図。
【図３】図２のエアシリンダとシール治具との非結合状態（待機状態）を示す断面図。
【図４】図２のエアジョイントとシール治具との結合状態を、エアジョイント用シリンダと共に示す断面図。
【図５】図２のシール治具を示し、（Ａ）はシール部材の拡張状態を示す断面図、（Ｂ）はシール部材の収縮状態を示す断面図。
【図６】図２のシール治具でシール部材が拡張した状態におけるシール治具付近を示す拡大断面図。
【図７】処理液の流速を変化させた場合の電解エッチング処理時における電圧の推移を示すグラフ。
【図８】電解エッチング処理時に処理液の流速を変化させたときのめっき皮膜の密着性を示す図表。
【図９】処理液の流速を変化させた場合の陽極酸化処理時における電圧の推移を示すグラフ。
【図１０】従来のめっき前処理が行われている状況を示す説明図。
【図１１】従来のめっき前処理が行われている他の状況を示す説明図。
【符号の説明】
【００８０】
１ シリンダブロック
２ シリンダ
３ シリンダ内周面
４ ヘッド面（他端）
５ クランクケース面（一端）
１０ 処理装置
１２ 電極
１２Ａ 電極内流路
１３ シール治具
２６ スリット（連通口）
２７ 隙間流路
６９ 温度センサ
Ｍ スリットの幅（流路断面績）
Ｎ 隙間流路の幅（流路断面績）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックのシリンダにおけるシリンダ内周面の一端側をシールして処理液を循環させ、シリンダ内周面をめっき前処理するシリンダブロックのめっき前処理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、シリンダ内周面にめっき皮膜を形成したシリンダブロック１の製造方法が多数開示されている。
【０００３】
例えば特許文献１では、図１０に示すように、めっき前処理工程で、シリンダブロック１００におけるシリンダ１０１のシリンダ内周面１０２へ処理液を、ポンプ１０３を用いて必要供給量だけ送った後、ポンプ１０３を停止し、バルブ１０４及び１０５を閉じた状態で、シリンダ１０１内に処理液を所定時間だけ滞留保時させてめっき前処理を行っている。その後のめっき処理工程では、シリンダ内周面１０２の一端部をシール治具（図１０に不図示）でシールしてシリンダ内周面１０２を密封した後に、ポンプ１０３を用いてめっき液を送液し、循環させながらめっき処理を行っている。
【０００４】
また、特許文献２及び３には、図１１に示すように、めっき前処理工程においてシリンダブロック１００のシリンダ内周面１０２の一端部を、シール治具１０６を用いてシールした後、処理液をシリンダ内周面１０２に導き、電極１０７とシリンダブロック１００間に通電してめっき前処理を実施するものが開示されている。
【特許文献１】特開平９−１３１９３号公報
【特許文献２】特開２０００−１９２２８４号公報
【特許文献３】特開２０００−１９２２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に記載のめっき前処理では、シリンダ内周面１０２の一端部が開放されているため、めっき前処理時に発生する反応ガスがシリンダブロック１００外へ放出されてしまう。この反応ガスが有毒ガスである場合には、設備を腐食させたり、作業者の健康に悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００６】
また、特許文献２及び３に記載のめっき前処理では、めっき前処理時に発生した反応ガス１０８がシリンダ１０１のシリンダ内周面１０２付近に滞留して、通電が損なわれたり、処理液の充填が不十分になって、めっき前処理が不完全になる恐れがある。
【０００７】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、作業環境への反応ガスの放出を抑制できると共に、シリンダ内周面と電極間の隙間流路に反応ガスが滞留することを抑制して通電不良等の不具合を防止できるシリンダブロックのめっき前処理装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るシリンダブロックのめっき前処理装置は、シリンダブロックにおけるシリンダのシリンダ内周面の一端側をシール治具がシールして、前記シリンダ内周面に処理液を導き、このシリンダ内周面に対向配置された電極の作用で、前記シリンダ内周面をめっき前処理するシリンダブロックのめっき前処理装置であって、前記シリンダ内周面と前記電極間に隙間流路が形成され、前記電極に電極内流路が形成され、前記隙間流路が、前記シール治具に最も接近して設けられた連通口を経て前記電極内流路に連通され、前記隙間流路内を前記シール治具へ向かって流れる処理液が、前記連通口を経て前記電極内流路へ流出可能に構成されたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係るシリンダブロックのめっき前処理方法は、シリンダブロックにおけるシリンダのシリンダ内周面の一端側をシール治具がシールして、前記シリンダ内周面に処理液を導き、このシリンダ内周面に対向配置された電極の作用で、前記シリンダ内周面をめっき前処理するシリンダブロックのめっき前処理方法であって、前記シリンダ内周面と前記電極間の隙間流路内を前記シール治具へ向かって流れる処理液を、前記シール治具に最も接近した位置から、前記電極に形成された電極内流路へ流出させることを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るシリンダブロックのめっき前処理装置及び方法によれば、シリンダ内周面の一端側がシール治具によりシールされて、シリンダ内周面がめっき前処理されるので、前記シール治具によって、めっき前処理時に発生する反応ガスの作業環境への放出を抑制できると共に、処理液がシリンダ内周面以外の箇所へ流出することも防止できる。
【００１１】
また、シリンダ内周面と電極間の隙間流路内をシール治具へ向かって流れる処理液が、シール治具に最も接近した位置、つまり最上位置で電極内流路に流出するので、隙間流路内にて発生した反応ガスを電極内流路へ排出できる。このため、隙間流路内に反応ガスが滞留することを抑制して、通電不良等の不具合を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。
【００１３】
図１は、本発明に係るシリンダブロックのめっき前処理装置における一実施の形態が適用された処理装置を示す全体正面図である。図２は、図１の処理装置における電極及びエアジョイント周りを示す断面図である。
【００１４】
図１に示す処理装置１０は、エンジンにおけるシリンダブロック１のシリンダ内周面３の一端側であるクランクケース面５側端部をシール治具１３（図２）がシールし、シリンダ内周面３に処理液（めっき前処理液またはめっき液）を導き、このシリンダ内周面３に対向配置された電極１２の作用で、シリンダ内周面３を高速で処理（めっき前処理またはめっき処理）するものであり、装置本体１１、電極１２、シール治具１３、ワーク保持治具１４、エアジョイント１５、クランプ用シリンダ１６及び電極用シリンダ１７を有して構成される。
【００１５】
本実施の形態では、シリンダブロック１がＶ型多気筒エンジンのＶ型シリンダブロックであり、このシリンダブロック１において所定角度差を有して形成された複数のシリンダ２のシリンダ内周面３に、処理装置１０によって同時にめっき前処理またはめっき処理が施される。従って、処理装置１０は、シリンダブロック１用の電解エッチング処理装置、陽極酸化処理装置等のシリンダブロックめっき前処理装置、及び／またはシリンダブロックめっき処理装置として機能する。
【００１６】
また、シリンダブロック１には、図３及び図４に示すように、複数のシリンダ２におけるシリンダ内周面３のクランクケース面５側端部付近に、クランクケースとの間でクランクシャフト（共に図示せず）を軸支するためのクランクジャーナル６が形成されている。複数のシリンダ２の配列ピッチが短く設定されたシリンダブロック１では、クランクジャーナル６は、シリンダ内周面３のクランクケース面５側端部付近において、シリンダ２の内側方向に張り出して形成され、シリンダ内周面３のクランクケース面５側端部付近において障害物となっている。
【００１７】
図１に示すように、処理装置１０の装置本体１１は架台１８に設置して固定され、シリンダブロック１を載置するワーク載置台１９を備える。シリンダブロック１は、ヘッド面４を下方にしてワーク載置台１９に載置される。装置本体１１にはワーク載置台１９の上方にワーク保持治具１４が、クランプ用シリンダ１６によって昇降可能に設置される。このワーク保持治具１４には、図示しないクランプ（不図示）が設けられている。ワーク保持治具１４は、下降位置で、ワーク載置台１９に載置されたシリンダブロック１のクランクケース面５に当接する。このとき、ワーク保持治具１４の前記クランプがシリンダブロック１のクランクケース面５側を把持して、シリンダブロック１がワーク載置台１９とワーク保持治具１４間に保持される。
【００１８】
このときには、エアジョイント１５は、図１の２点鎖線及び図３に示すように、シリンダブロック１のクランクケース面５側からシリンダブロック１内へ挿入され、電極１２の上端に設置されたシール治具１３に対向し、このシール治具１３から離反した待機位置で待機する。
【００１９】
電極１２は電極支持部２０に支持され、この電極支持部２０が、装置本体１１に設置された電極用シリンダ１７に取り付けられる。この電極用シリンダ１７の進退動作によって、電極１２がシリンダブロック１のシリンダ２内へ、シリンダ内周面３のヘッド面４側端部から挿入され、また、電極１２がシリンダブロック１のシリンダ２から退避される。図１の左側の電極１２がシリンダ２内への挿入状態を示し、図１の右側の電極１２がシリンダ２からの退避状態を示す。電極１２がシリンダブロック１のシリンダ２内へ挿入されたときには、流路構成ブロック６６に設置されたシリコンゴムシートなどのシールリング２１（図２）がシリンダブロック１のヘッド面４に接触して、シリンダ内周面３のヘッド面４側端部（他端側）がシールされる。
【００２０】
尚、流路構成ブロック６６は、電極支持部２０に一体化されて、この電極支持部２０及び電極１２と共に電極用シリンダ１７により動作され、且つ電極支持部２０の外周面との間で処理液用の流路６７を構成する。また、電極１２内にも、処理液用の流路（電極内流路１２Ａ）が形成される。
【００２１】
図１〜図３に示すように、電極１２の上端にシール治具１３が設置され、ワーク保持治具１４に、シール治具１３のシール部材３３を作動させる駆動機構としてのエアジョイント１５が、シール治具１３と分離して、このシール治具１３及び電極１２の上方位置に配置されている。
【００２２】
シール治具１３は、電極１２と共に、電極用シリンダ１７の進出動作によって、シリンダ内周面３のヘッド面４側端部からシリンダに内へ挿入される。従って、シール治具１３は、図３及び図４に示すクランクジャーナル６を回避して挿入される必要がない。このため、シール治具１３のシール部材３３は、その外径寸法がシリンダ内周面３の内径寸法に近い値、即ちシリンダ内周面３の内径寸法よりも若干小さな値に設定されて、後述の拡張・収縮量が低減される。
【００２３】
エアジョイント１５は、シール治具１３のシール部材３３を作動させるための作動流体としてのエアを、このシール部材３３へ供給するものである。このエアジョイント１５は、図４に示すように、ワーク保持治具１４に固定されたエアジョイント用シリンダ２９に設置されており、このエアジョイント用シリンダ２９の進退動作によって、図２及び図４に示す進出位置と、図１の１点鎖線及び図３に示す待機位置との間で移動可能に設けられる。従って、このエアジョイント１５は、エアジョイント用シリンダ２９の進出動作によって、図３に示す待機位置からシリンダ２へ向かって移動され、図２及び図４に示すように、シリンダ２内に挿入されたシール治具１３に結合可能に設けられる。
【００２４】
即ち、これらのシール治具１３及びエアジョイント１５は、電極１２がシリンダブロック１のシリンダ２内へ挿入された後に、エアジョイント用シリンダ２９の進出動作でエアジョイント１５がシール治具１３に当接して結合し、後に詳説するが、エアジョイント１５のメインエア継手２２からシール治具１３のシール部材３３へ流体としてのエア（空気）が供給される。これにより、シール部材３３が半径方向のみに拡張してシリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触し、このシリンダ内周面３のクランクケース面５側端部（一端側）がシールされる。シール部材３３へのエアの供給が停止されてこのシール部材３３が収縮した後に、エアジョイント１５は、エアジョイント用シリンダ２９の退避動作によって待機位置に戻される。
【００２５】
ここで、エアジョイント１５に設置されるメインエア継手２２及び後述のサブエア継手５８は、図３及び図４に示すように、シリンダブロック１のクランクジャーナル６を回避する位置に設けられ、クランクジャーナル６との干渉が防止される。
【００２６】
図１及び図２に示す流路構成ブロック６６に処理液パイプ２３Ｂが接続され、この処理液パイプ２３Ｂに送液ポンプ２４Ｂが配設される。この送液ポンプ２４Ｂは、シリンダブロック１のシリンダ内周面３におけるクランクケース面５側端部がシール治具１３によりシールされた状態で、薬液タンク２５に貯溜された処理液（めっき前処理液）を処理液パイプ２３Ｂ、電極支持部２０と流路構成ブロック６６により構成される流路６７を順次経て、電極１２とシリンダ内周面３との隙間流路２７内へ導き、この隙間流路２７内を上方へ流動させる。この隙間流路２７内を流れた処理液は、シール治具１３と電極１２間のスリット２６を通って電極１２の電極内流路１２Ａへ至り、この電極内流路１２Ａを下方へ流れ、処理液パイプ２３Ａを経て薬液タンク２５へ戻って循環する。
【００２７】
また、電極支持部２０には処理液パイプ２３Ａが接続され、この処理液パイプ２３Ａに送液ポンプ２４Ａが配設される。この送液ポンプ２４Ａは、シリンダブロック１のシリンダ内周面３におけるクランクケース面５側端部がシール部材３３によりシールされた状態において、薬液タンク２５に貯溜された処理液（めっき液）を処理液パイプ２３Ａ及び電極支持部２０を経て電極１２の電極内流路１２Ａへ導く。この電極内流路１２Ａに導かれた処理液は、図２の矢印に示すように電極内流路１２Ａを上方へ流れ、シール治具１３のシール下板３４（後述）と電極１２との間のスリット２６を経て、電極１２の外周面とシリンダブロック１のシリンダ内周面３とにより区画される隙間流路２７内を下方へ流れ、電極支持部２０と流路構成ブロック６６により構成される流路６７、及び処理液パイプ２３Ｂ（後述）を経て薬液タンク２５へ戻り循環する。尚、処理液パイプ２３Ａ及び２３Ｂは、屈曲自在なフレキシブルホースで構成されている。
【００２８】
図１及び図２に示すように、電極支持部２０には屈曲可能なリード線２８が接続され、このリード線２８が電源装置３０に接続される。電源装置３０は、前記隙間流路２７が処理液で満たされ、この処理液が流動した状態で、リード線２８及び電極支持部２０を経て電極１２へ電気を供給する。この給電は、めっき前処理時には電極１２がマイナス極、シリンダブロック１がプラス極になるように実施され、これによりシリンダブロック１のシリンダ内周面３がめっき前処理される。めっき処理時には電極１２がプラス極、シリンダブロック１がマイナス極に給電され、シリンダ内周面３がめっき処理されて、このシリンダ内周面３にめっき皮膜が形成される。
【００２９】
ここで、処理装置１０が実施するめっき前処理は、電解エッチング処理及び陽極酸化処理であり、このめっき前処理とめっき処理は、後述の如く処理液と通電条件等を異ならせることで、同一種類の処理装置１０により実施される。
【００３０】
尚、エアジョイント１５は、図１に１個図示されているが、電極１２の個数に対応した個数（つまり、シリンダブロック１におけるシリンダ２の個数）がワーク保持治具１４に設置されている。また、図１中の符号３１は、シリンダブロック１のシリンダ内周面３にめっき前処理またはめっき処理がなされて、電極１２がシリンダブロック１から退避した後に進出して、シリンダブロック１のヘッド面４へ洗浄液を噴射し洗浄するときに用いられる洗浄シャッターである。
【００３１】
次に、前記シール治具１３とエアジョイント１５などの構成を、図２及び図５を用いて詳説する。
【００３２】
シール治具１３は、シリンダブロック１のシリンダ内周面３を含む隙間流路２７内へ処理液を導く際に、シリンダ内周面３のクランクケース面５側端部に接触してこのシリンダ内周面３をシールするものであり、シール部材３３、シール下板３４及びシールベース３５を有して構成される。
【００３３】
シール部材３３は、図５に示すように、伸縮自在な材料（例えばゴムなどの弾性部材）にて構成され、浮き輪形状に形成される。このシール部材３３の内周側部分は開口されて開口部４９が設けられると共に、この開口部４９近傍の両側に係合突起３６が形成される。このシール部材３３の外周部３３Ａが、シリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触可能とされる。このシール部材３３の外周部３３Ａの外径寸法は、内部にエアが供給されない状態で、シリンダ内周面３の内径寸法よりも若干小さな値に設定される。
【００３４】
シール下板３４は、図５に示すように、円板部３２の中央に膨出部３７が一体成形されて構成される。膨出部３７の外周に、周溝３８が形成されたリング部材３９が配置される。また、膨出部３７にはメインエア流路４０Ｃ及び４０Ｄが連通して形成される。このうちメインエア流路４０Ｄは、シール下板３４の周方向に複数本、例えば３本等間隔に形成される。このメインエア流路４０Ｄは、リング部材３９の周溝３８に連通し、このリング部材３９の周方向複数箇所（例えば３箇所）に周溝３８に連通して形成されたメインエア流路４０Ｅと連通する。
【００３５】
また、シール下板３４の円板部３２には、膨出部３７との境界部分に係合溝４１がリング形状に形成される。この係合溝４１に、シール部材３３の係合突起３６が係合される。また、円板部３２及び膨出部３７には、締結用の雌ねじ部４２と、ボルト４３挿入用のボルト貫通穴４４が設けられる。このように構成されたシール下板３４は、リング部材３９にシール部材３３の開口部４９を嵌合させ、係合溝４１にシール部材３３の係合突起３６が係合した状態で、円板部３２がシール部材３３の一方の片側面（図５の下側面３３Ｃ）を支持する。
【００３６】
シールベース３５は、図５に示すように、円板部４５の中央に膨出部４６が一体成形されて構成され、膨出部４６にシート座４７及びメインエア流路４０Ｂが形成される。シート座４７にシールシート４８が装着され、このシールシート４８に、メインエア流路４０Ｂに連通するメインエア流路４０Ａが形成される。メインエア流路４０Ｂは、シール下板３４のメインエア流路４０Ｃに連通可能に設けられる。
【００３７】
また、円板部４５には、シート座４７と反対位置に、シール下板３４の膨出部３７を嵌合可能な凹部５０が形成され、この凹部５０の外側に係合溝５１がリング状に形成される。この係合溝５１にシール部材３３の係合突部３６が係合される。円板部４５及び膨出部４６には、ボルト４３螺挿用のボルトねじ穴５２が形成される。
【００３８】
シール下板３４の膨出部３７がシールベース３５の凹部５０に嵌合し、シール部材３３の開口部４９がシール下板３４のリング部材３９に嵌合し、シール部材３３の係合突起３６がシール下板３４の係合溝４１及びシールベース３５の係合溝５１に係合した状態で、シール下板３４のボルト貫通穴４４とシールベース３５のボルトねじ穴５２にボルト４３が挿入されて螺合され、シール部材３３、シール下板３４及びシールベース３５が一体化されてシール治具１３が構成される。
【００３９】
この状態で、シール下板３４とシールベース３５とが互いに対向配置され、シール下板３４の円板部３２がシール部材３３の一方の片側面（図５の下側面３３Ｃ）を、シールベース３５の円板部４５がシール部材３３の他方の片側面（図５の上側面３３Ｂ）をそれぞれ支持する。更に、シール部材３３、シール下板３４及びシールベース３５が一体化された状態で、互いに連通するメインエア流路４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ及び４０Ｅが、シール部材３３の内部に連通する。
【００４０】
図２に示すように、シール治具１３は、絶縁部材としてのシール治具取付板５３を介して電極１２の上端に取り付けられる。このシール治具取付板５３は４方向が切り欠かれた略十字形状に形成され、中央部に締結用の雄ねじ部５４が形成される。この略十字形状のシール治具取付板５３の先端部がボルト５５により電極１２に固定される。そして、シール治具取付板５３の雄ねじ部５４がシール治具１３のシール下板３４における雌ねじ部４２に螺合して、シール部材３３、シール下板３４及びシールベース３５が一体化されたシール治具１３がシール治具取付板５３に取り付けられる。
【００４１】
このシール治具取付板５３は、非導電性の樹脂などにて構成され、導電性の金属にて構成されたシール下板３４及びシールベース３５を電極１２に対して絶縁する。また、略十字形状のシール治具取付板５３の切り欠かれた部分を通って処理液が、例えば図２の矢印に示すように前記スリット２６へ向かって流動する。シール治具取付板５３の外周側下面には、絶縁性を更に高めるために、絶縁カラー６８が装着されている。
【００４２】
図１及び図２に示すエアジョイント１５は、前述の如くメインエア継手２２を備えると共に、メインエア供給流路５６が形成されている。メインエア継手２２は、メインエア供給配管５７を介して図示しないエア供給バルブ及びコンプレッサに接続される。また、エアジョイント１５は、電極１２がシリンダブロック１のシリンダ２内に挿入された後に、エアジョイント用シリンダ２９の進出動作によって、図３に示す待機位置からシリンダ２へ向かって挿入され、電極１２に取り付けられたシール治具１３のシールシート４８に当接して、このシール治具１３に結合する。この結合状態で、エアジョイント１５のメインエア供給流路５６がシール治具１３のシールシート４８のメインエア流路４０Ａに連通する。メインエア供給流路５６からメインエア流路４０Ａへエアが供給されるが、この際のエアの漏洩がシールシート４８により防止される。
【００４３】
このシールシート４８は、エアの漏洩を防止する気密性確保の機能のほか、エアジョイント１５の当接時の衝撃を吸収する機能も有する。このため、このシールシート４８は、シリコンゴムやテフロン（商標名）ゴムなどの弾性部材にて構成されることが好ましい。このシールシート４８は、シール治具１３のシールベース３５に装着される代りに、エアジョイント１５の先端に設けられてもよく、またはシール治具１３のシールベース３５とエアジョイント１５の先端との両者に設けられてもよい。
【００４４】
メインエア供給流路５６からメインエア流路４０Ａへ供給されたエアは、図５に示すように、メインエア流路４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ及び４０Ｅを経てシール部材３３内へ導入される。このシール部材３３は、上側面３３Ｂがシールベース３５により、下側面３３Ｃがシール下板３４によりそれぞれ支持されて膨張が規制されるので、図５（Ａ）に示すように半径方向のみに拡張され、シール部材３３の外周部３３Ａがシリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触して、このシリンダ内周面３のクランクケース面５側端部をシールする。これにより、シリンダ内周面３と電極１２の外周面とにより区画された隙間流路２７（図２）からクランクケース面５側へ、めっき前処理液またはめっき液が液漏れすることが防止される。
【００４５】
メインエア継手２２からシール部材３３内へのエアの供給が遮断されたときには、図５（Ｂ）に示すように、シール部材３３は半径方向に収縮して、その外周部３３Ａがシリンダ内周面３から離反する。その後、エアジョイント用シリンダ２９の退避動作によって、エアジョイント１５はシール治具１３のシールシート４８から離反し、待機位置（図３）に戻される。
【００４６】
シール部材３３の拡張、収縮を確認する確認手段が、図２に示すようにシール治具１３及びエアジョイント１５に設けられている。この確認手段は、エアジョイント１５側のサブエア継手５８及びサブエア供給流路５９と、シール治具１３側のサブエア流路６０と、エア圧センサ６１及び制御回路６２とである。
【００４７】
サブエア継手５８は、エアジョイント１５に複数個、例えば３個配置されている。サブエア供給流路５９は、サブエア継手５８に対応してエアジョイント１５に複数本、例えば３本形成され、それぞれがサブエア継手５８に連通して設けられる。
【００４８】
サブエア流路６０は、図５に示すように、シール治具１３のシールベース３５に形成される。このシールベース３５には、膨出部４６の天面に同心円状のリング溝６３が、サブエア供給流路５９の本数に対応して複数個（例えば３個）形成されており、それぞれが各サブエア供給流路５９（図２）に連通可能とされる。シールベース３５には、更に、各リング溝６３の個数に対応して複数本（例えば３本）のサブエア流路６０が放射状に等間隔に形成される。それぞれのサブエア流路６０が各リング溝６３に連通して設けられる。これらのサブエア流路６０のそれぞれには、シールベース３５の外周端部において吹出口６４が形成される。この吹出口６４は、図５に示すように、シール部材３３の拡張時にこのシール部材３３によって閉塞され、シール部材３３の収縮時に開放される位置に設けられる。
【００４９】
図２に示すエアジョイント１５に備えられたサブエア継手５８から導入される流体としてのエアは、サブエア供給流路５９を通り、シール治具１３（図５）のリング溝６３及びサブエア流路６０を経て吹出口６４から吹き出し可能に設けられる。この吹出口６４からのエアの吹き出しは、図５（Ｂ）に示すように、シール部材３３の収縮時に吹出口６４がシール部材３３により閉塞されず開放されているときに実施される。このときには、サブエア流路６０、サブエア供給流路５９及びサブエア継手５８のエア圧が低くなる。これに対し、シール部材３３の拡張時には、図５（Ａ）に示すように、吹出口６４がシール部材３３により閉塞されてエアが吹出口６４から吹き出されず、サブエア流路６０、サブエア供給流路５９及びサブエア継手５８内のエア圧が上昇する。
【００５０】
図２に示すエア圧センサ６１は、例えば複数本のサブエア継手５８へそれぞれエアを導く複数本、例えば３本のサブエア供給配管６５に配置されて、上述のサブエア流路６０のエア圧を検出する。このエア圧の検出値によって、シール治具１３のシール部材３３の拡張または収縮を確認することが可能となる。つまり、シール部材３３が拡張してシリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触し、このシリンダ内周面３を液密にシールしている状態であるか、またはシール部材３３が収縮して、シリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触せず、このシリンダ内周面３がシールされていない状態であるかを確認することが可能となる。
【００５１】
シール部材３３の拡張、収縮によるシリンダブロック１のシリンダ内周面３のシールの確認は、サブエア流路６０がシールベース３５（つまりシール部材３３）の周方向に複数本等間隔に、例えばシール部材３３の周方向に１２０度の等間隔で３本形成されているので、シール部材３３の全周に亘ってなされる。これにより、シール部材３３の周方向の一部に劣化や亀裂、破損が発生して、その箇所以外ではシール部材３３の拡張が正常になされるが、亀裂等が発生した箇所ではシール部材３３の拡張が不充分となって、シリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触していない場合にも、このシール部材３３の周方向の拡張、収縮状況を確認して、シリンダ内周面３のシールを確認することが可能となる。
【００５２】
図２に示す制御回路６２は、エア圧センサ６１からの検出値を取り込んで、送液ポンプ２４Ａ、２４Ｂ及び電源装置３０の駆動を制御する。つまり、制御回路６２は、エア圧センサ６１からの検出値が所定値よりも高い場合に、シール治具１３のシール部材３３が拡張してシリンダブロック１のシリンダ内周面３に接触し、このシリンダ内周面３におけるクランクケース面５側のシールが良好になされていると判断する。このとき、制御回路６２は、送液ポンプ２４Ａまたは２４Ｂを起動して処理液を、シリンダ内周面３と電極１２の外周面とにより区画された隙間流路２７へ供給し、その後、電源装置３０を駆動して電極１２へ給電し、シリンダ内周面３にめっき前処理（電解エッチング処理、陽極酸化処理）またはめっき処理を実施させる。
【００５３】
制御回路６２は、エア圧センサ６１からの検出値が所定値以下の場合には、シール治具１３のシール部材３３が適正に拡張せずまたは収縮して、シリンダ内周面３に接触していず、このシリンダ内周面３のシールが不完全であると判断して、送液ポンプ２４Ａ、２４Ｂ及び電源装置３０を駆動せず、またはこれらの駆動中にはこれらの駆動を中止する。
【００５４】
ところで、図４に示すように、ワーク保持治具１４には、ジョイント用シリンダ２９に隣接して、めっき前処理またはめっき処理中のシリンダブロック１の温度を測定する温度センサ６９が設置されている。この温度センサ６９は、シリンダブロック１のシリンダ内周面３近傍の温度、例えばシリンダブロック１のクランクケース内面７の温度が測定される。この温度センサ６９により測定されたシリンダブロック１の温度が、めっき前処理（電解エッチング処理または陽極酸化処理；特に電解エッチング処理）に適した温度であるシリンダブロック１に対して、前記めっき前処理が施される。
【００５５】
つまり、温度センサ６９は、第一に、電解エッチング処理の開始時点において、シリンダブロック１が所定温度以上に達しているかを確認するために設置される。ここで、上記所定温度は、シリンダブロック１の温度がめっき処理（特に電解エッチング処理）の処理液温度よりも低い場合でも、それらの温度差が１０℃以内、好ましくは５℃以内であることである。具体的には例えば、電解エッチング処理の処理液温度が８０℃である場合、予備加温（後述）後のシリンダブロック１の温度は７０℃以上となっているのが良く、できれば７５℃以上となっていることが好ましい。仮にシリンダブロック１の温度が７０℃以下であった場合には、そのまま電解エッチング処理を行ってもエッチング不足となってめっき皮膜の密着性が低下するため、後述の予備加温工程をやり直す必要がある。尚、温度センサ６９は、クランクケース内面７に温度センサ６９を接触させて測定しているが、測定位置は被処理面であるシリンダ内周面３にできるだけ近い位置が好ましい。
【００５６】
また、この温度センサ６９は、第二に、電解エッチング処理、陽極酸化処理またはめっき処理中のシリンダブロック１の温度測定にも使用できる。シリンダブロック１への通電による発熱反応によってシリンダブロック１の温度が異常に高温となる場合があるが、シリンダブロック１の温度を常時測定することで、シリンダブロック１の異常な温度上昇を検知することができる。但し、電源装置３０による通電中にシリンダブロック１の温度を測定する場合には、温度センサ６９へ電流がリークしないように、クランクケース内面７と接触する温度センサ６９の先端部に、非導電性の樹脂カバーなどを取り付けることが好ましい。
【００５７】
次に、シリンダブロック１のシリンダ内周面３に施されるめっき前処理及びめっき処理の処理工程について詳説する。
【００５８】
この処理工程は、脱脂・加温処理、電解エッチング処理、陽極酸化処理、めっき処理の４工程で構成されている。
【００５９】
最初の脱脂・加温工程では、シリンダブロック１に対して脱脂加温装置にて脱脂処理、水洗処理、予備加温処理を順次行う。脱脂処理は、処理液として脱脂剤２０〜５０ｇ／ｌ（リットル）の水溶液を用い、液温度４０〜８０℃、処理時間０．５〜３分間で、シリンダブロック１全体を処理液に浸漬する。浸漬時にシリンダブロック１を揺動し、超音波発振機を使用することで、脱脂効果を高めることが可能となる。この脱脂処理により、シリンダブロック１に付着した油や汚れを除去できる。水洗処理は、室温〜８０℃の水を用い、０．５〜３分間シリンダブロック１全体を水洗水に浸漬し洗浄する。予備加温処理は、５０〜９０℃の温水を用い、０．５〜３分間シリンダブロック１全体を温水に浸漬し加温する。予備加温を行うことで、シリンダブロック１は均一に所定温度まで加温されるため、特に、電解エッチング処理時間の短縮及びエッチング量の均一化が可能になる。
【００６０】
次に、シリンダブロック１のシリンダ内周面３を、電解エッチング処理装置として機能する処理装置１０を用いて電解エッチング処理する。この電解エッチング処理の詳細条件は、例えば、処理液はリン酸１００〜５００ｇ／ｌ（リットル）を用い、処理液温度６０〜９０℃、処理時間０．５〜３分間、処理液流速１０〜５０ｃｍ／秒、通電条件１０〜８０Ａ／ｄｍ２で処理を行う。電解エッチングを行うことで、シリンダ内周面３に付着した不純物や酸化膜を除去すると共に、アルミ合金中の共晶シリコンをシリンダ内周面３の表面に突出させ、更にシリンダ内周面３を粗面にして、アンカー効果によりめっき皮膜の密着性が高められる。電解エッチング処理後に、シリンダブロック１は洗浄されて陽極酸化工程へ搬送される。
【００６１】
次に、陽極酸化工程で、シリンダブロック１のシリンダ内周面３を、陽極酸化処理装置として機能する処理装置１０を用いて陽極酸化処理する。この陽極酸化処理の詳細条件は、例えば、処理液はリン酸５〜７０ｇ／ｌ（リットル）を用い、処理液温度３０〜７０℃、処理時間０．５〜３分間、処理液流速１０〜５０ｃｍ／秒、通電条件５〜３０Ａ／ｄｍ２で処理を行う。これにより、電解エッチングされたアルミ表面（シリンダ内周面３）の上に、厚さ数ミクロンの酸化膜が形成される。この酸化膜はポーラス状となっており、アンカー効果によって、めっき皮膜の密着性を更に向上させる効果が得られる。陽極酸化処理後に、シリンダブロック１は洗浄されてめっき工程へ搬送される。
【００６２】
最後に、めっき工程で、シリンダブロック１のシリンダ内周面３に対して、めっき処理装置として機能する処理装置１０を用いてめっき処理を実施する。このめっき装置では、電極がプラス極、シリンダブロック１がマイナス極となるように、弱→中→強の３段階のステップで電気が供給される。処理液は硫酸ニッケル３００〜７００ｇ／ｌ（リットル）を用い、処理液温度４０〜８０℃、処理時間５〜１０分間、処理液流速５０〜８０ｃｍ／秒、通電条件１０〜３０Ａ／ｄｍ２×０．５〜１分間（弱）→３０〜７０Ａ／ｄｍ２×０．５〜１分間（中）→８０〜１２０Ａ／ｄｍ２×４〜８分間（強）で処理を行う。これにより、シリンダブロック１のシリンダ内周面３に所定のめっき皮膜が形成される。
【００６３】
上述の電解エッチング処理、陽極酸化処理においては、図６に示すように、処理液は前述のごとく、シリンダ内周面３と電極１２との隙間流動２７内を、鉛直下方（ヘッド面４側）から鉛直上方（クランクケース面５側）へシール治具１３に向かって流れ、スリット２６を経て電極内流路１２Ａへ流出する。ここで、スリット２６は、シール治具１３のシール下板３４と電極１２先端との間に形成されて、隙間流路２７と電極内流路１２Ａとを連通する連通口であり、隙間流路２７においてシール治具１３に最も接近して、隙間流路２７の最上位置に設けられる。
【００６４】
処理液を、隙間流路２７からスリット２６を経て電極内流路１２Ａ内へ流出させることで、隙間流路２７内に空間が発生することがなく、この隙間流路２７内を処理液で確実に充填することが可能となる。更に、スリット２６が隙間流路２７の最上位置に設けられたので、めっき前処理時の隙間流路２７内で発生した反応ガスを、スリット２６を経て電極内流路１２Ａへ排出することが可能となる。
【００６５】
また、スリット２６の流路断面積を規定するスリット２６の幅Ｍは、隙間流路２７の流路断面積を規定する隙間流路２７の幅Ｎよりも小さく設定される。これにより、隙間流路２７内を流れる処理液の内圧が高められるので、この隙間流路２７内で発生した反応ガスがスリット２６を経て効果的に電極内流路１２Ａへ押し出されて排出される。具体的には、隙間流路２７の幅Ｎが５〜１０ｍｍであるのに対し、スリット２６の幅Ｍは２〜４ｍｍに設定される。
【００６６】
更に、隙間流路２７、スリット２６及び電極内流路１２Ａ内を流れる処理液の流速は１０ｃｍ／秒以上に設定され、好ましくは２０ｃｍ／秒以上に設定される。処理液の流速を上述のように設定することで、めっき前処理（電解エッチング処理または陽極酸化処理）時に隙間流路２７内で発生した反応ガスを処理液の流れに伴って電極内流路１２Ａ内へ排出させることが可能となる。
【００６７】
具体的な事例を図７〜図８に示す。
【００６８】
図７は、電解エッチング処理において、電流を２００Ａ一定として処理液流速を５〜５０ｃｍ／秒の範囲で変化させた場合の電圧の推移を示している。処理液流速５ｃｍ／秒においては、処理の途中から急激に電圧が上昇しており、隙間流路２７からの反応ガスが排出されず滞留したことで、良好な処理ができていないことが分かる。図８には、上記条件で電解エッチングを実施したときのめっき皮膜の密着性を、シリンダ内周面３のクランクケース面５側位置、ヘッド面４側位置、シリンダ内周面３におけるこれらの中間位置において示した。処理液流速５ｃｍ／秒では、クランクケース面５側位置において密着性が著しく低下しており、反応ガスが隙間流路２７に滞留したことによるエッチング不足の不具合が、密着性に影響を及ぼしていることが分かる。処理液の流速を速くすることで、密着不良は改善され、流速２０ｃｍ／秒以上ではシリンダ内周面３の全域の密着性が良好となる。
【００６９】
図９は、陽極酸化処理において、電流を５０Ａ一定として処理液流速を変化させた場合の電圧の推移を示している。処理液流速５ｃｍ／秒においては、処理開始時点から急激に電圧が上昇しており、反応ガスが処理開始時点から隙間流路２７内に滞留して、正常な処理ができていないことが分かる。また、処理液流速１０ｃｍ／秒においても処理の途中から電圧が次第に上昇しており、隙間流路２７に反応ガスが滞留している影響と考えられる。但し、この処理液流速１０ｃｍ／秒の場合には、陽極酸化処理が必ずしも不良とまでは言えない。
【００７０】
以上のことから、めっき前処理（電解エッチング処理、陽極酸化処理）においては、処理液の流速は１０ｃｍ／秒以上がよく、２０ｃｍ／秒以上とすることが好ましい。
【００７１】
以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（１）〜（５）を奏する。
【００７２】
（１）シリンダブロック１のシリンダ内周面３のクランクケース面５側端部がシール治具１３によりシールされて、シリンダ内周面３がめっき前処理されるので、前記シール治具１３によって、めっき前処理時に発生する反応ガスの作業環境への放出を抑制できると共に、処理液がシリンダ内周面３以外の箇所へ流出することも防止できる。
【００７３】
反応ガスが有毒ガスである場合には、作業環境への反応ガスの放出抑制によって、めっき前処理を実施する処理装置１０を含めた設備の腐食を防止できると共に、作業者の安全を確保することができる。
【００７４】
また、シリンダブロック１のシリンダ内周面３以外の箇所への処理液の流出を防止することで、めっき処理すべきシリンダ内周面３以外の箇所の腐食や汚染を防止できると共に、処理液の持ち出し量（使用量）を最小限にすることができる。
【００７５】
（２）シリンダブロック１のシリンダ内周面３と電極１２間の隙間流路２７内をシール治具１３へ向かって流れる処理液が、シール治具１３に最も接近した位置、つまり隙間流路２７の最上位置のスリット２６を経て電極内流路１２Ａに流出するので、隙間流路２７内にて発生した反応ガスを電極内流路１２Ａへ排出できる。このため、隙間流路２７内に反応ガスが滞留することを抑制して、通電不良や、処理液が隙間流路２７内に充填されないことなどの不具合を防止でき、シリンダ内周面３全域を良好にめっき前処理することができる。
【００７６】
（３）スリット２６の流路断面積（例えば幅Ｍ）が隙間流路２７の流路断面積（例えば幅Ｎ）よりも小さく設定されたので、隙間流路２７内を流れる処理液の内圧が高められる、これにより、隙間流路２７内で発生した反応ガスを、スリット２６を経て効果的に電極内流路１２Ａへ押し出して排出できる。この結果、隙間流路２７内に反応ガスが滞留することを防止でき、通電不良などを防止して、シリンダ内周面３全域を良好にめっき前処理することができる。
【００７７】
（４）隙間流路２７、スリット２６及び電極内流路１２Ａを流れる処理液の流速が１０ｃｍ／秒以上（好ましくは２０ｃｍ／秒以上）に設定されたので、めっき前処理時に隙間流路２７内で発生した反応ガスを、処理液の流れと共に電極内流路１２Ａへ排出できる。この結果、隙間流路２７内に反応ガスが滞留することを確実に防止でき、通電不良などを防止して、シリンダ内周面３の全域に良好なめっき前処理を施すことができる。
【００７８】
（５）めっき前処理（特に電解エッチング処理）時に温度センサ６９によって、シリンダ内周面３近傍のシリンダブロック１の温度（例えばクランクケース内面７の温度）を測定して、このめっき前処理に適した温度のシリンダブロック１に対してめっき前処理を施すので、めっき皮膜の密着性が良好となるめっき前処理を実施できる。また、めっき前処理及びめっき処理時に温度センサ６９によってシリンダブロック１の温度を測定することで、処理中のシリンダブロック１の異常な温度上昇を検知して対処することができ、安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係るシリンダブロックのめっき前処理装置における一実施の形態が適用された処理装置を示す全体正面図。
【図２】図１の処理装置における電極及びエアジョイント周りを示す断面図。
【図３】図２のエアシリンダとシール治具との非結合状態（待機状態）を示す断面図。
【図４】図２のエアジョイントとシール治具との結合状態を、エアジョイント用シリンダと共に示す断面図。
【図５】図２のシール治具を示し、（Ａ）はシール部材の拡張状態を示す断面図、（Ｂ）はシール部材の収縮状態を示す断面図。
【図６】図２のシール治具でシール部材が拡張した状態におけるシール治具付近を示す拡大断面図。
【図７】処理液の流速を変化させた場合の電解エッチング処理時における電圧の推移を示すグラフ。
【図８】電解エッチング処理時に処理液の流速を変化させたときのめっき皮膜の密着性を示す図表。
【図９】処理液の流速を変化させた場合の陽極酸化処理時における電圧の推移を示すグラフ。
【図１０】従来のめっき前処理が行われている状況を示す説明図。
【図１１】従来のめっき前処理が行われている他の状況を示す説明図。
【符号の説明】
【００８０】
１ シリンダブロック
２ シリンダ
３ シリンダ内周面
４ ヘッド面（他端）
５ クランクケース面（一端）
１０ 処理装置
１２ 電極
１２Ａ 電極内流路
１３ シール治具
２６ スリット（連通口）
２７ 隙間流路
６９ 温度センサ
Ｍ スリットの幅（流路断面績）
Ｎ 隙間流路の幅（流路断面績）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックにおけるシリンダのシリンダ内周面の一端側をシール治具がシールして、前記シリンダ内周面に処理液を導き、このシリンダ内周面に対向配置された電極の作用で、前記シリンダ内周面をめっき前処理するシリンダブロックのめっき前処理装置であって、
前記シリンダ内周面と前記電極間に隙間流路が形成され、前記電極に電極内流路が形成され、前記隙間流路が、前記シール治具に最も接近して設けられた連通口を経て前記電極内流路に連通され、
前記隙間流路内を前記シール治具へ向かって流れる処理液が、前記連通口を経て前記電極内流路へ流出可能に構成されたことを特徴とするシリンダブロックのめっき前処理装置。
【請求項２】
前記連通口の流路断面積が、前記隙間流路の流路断面積よりも小さく設定されたことを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックのめっき前処理装置。
【請求項３】
前記隙間流路及び電極内流路を流れる処理液の流速が１０ｃｍ／秒以上であることを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックのめっき前処理装置。
【請求項４】
前記めっき前処理中にシリンダ内周面近傍のシリンダブロックの温度を測定する温度センサを備えたことを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックのめっき前処理装置。
【請求項５】
シリンダブロックにおけるシリンダのシリンダ内周面の一端側をシール治具がシールして、前記シリンダ内周面に処理液を導き、このシリンダ内周面に対向配置された電極の作用で、前記シリンダ内周面をめっき前処理するシリンダブロックのめっき前処理方法であって、
前記シリンダ内周面と前記電極間の隙間流路内を前記シール治具へ向かって流れる処理液を、前記シール治具に最も接近した位置から、前記電極に形成された電極内流路へ流出させることを特徴とするシリンダブロックのめっき前処理方法。
【請求項６】
前記隙間流路及び電極内流路を流れる処理液の流速が１０ｃｍ／秒以上であることを特徴とする請求項５に記載のシリンダブロックのめっき前処理方法。
【請求項７】
前記めっき前処理中にシリンダ内周面近傍のシリンダブロックの温度を温度センサにて測定し、めっき前処理に適した温度の前記シリンダブロックに対してめっき前処理を実施することを特徴とする請求項５に記載のシリンダブロックのめっき前処理方法。
【請求項１】
シリンダブロックにおけるシリンダのシリンダ内周面の一端側をシール治具がシールして、前記シリンダ内周面に処理液を導き、このシリンダ内周面に対向配置された電極の作用で、前記シリンダ内周面をめっき前処理するシリンダブロックのめっき前処理装置であって、
前記シリンダ内周面と前記電極間に隙間流路が形成され、前記電極に電極内流路が形成され、前記隙間流路が、前記シール治具に最も接近して設けられた連通口を経て前記電極内流路に連通され、
前記隙間流路内を前記シール治具へ向かって流れる処理液が、前記連通口を経て前記電極内流路へ流出可能に構成されたことを特徴とするシリンダブロックのめっき前処理装置。
【請求項２】
前記連通口の流路断面積が、前記隙間流路の流路断面積よりも小さく設定されたことを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックのめっき前処理装置。
【請求項３】
前記隙間流路及び電極内流路を流れる処理液の流速が１０ｃｍ／秒以上であることを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックのめっき前処理装置。
【請求項４】
前記めっき前処理中にシリンダ内周面近傍のシリンダブロックの温度を測定する温度センサを備えたことを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックのめっき前処理装置。
【請求項５】
シリンダブロックにおけるシリンダのシリンダ内周面の一端側をシール治具がシールして、前記シリンダ内周面に処理液を導き、このシリンダ内周面に対向配置された電極の作用で、前記シリンダ内周面をめっき前処理するシリンダブロックのめっき前処理方法であって、
前記シリンダ内周面と前記電極間の隙間流路内を前記シール治具へ向かって流れる処理液を、前記シール治具に最も接近した位置から、前記電極に形成された電極内流路へ流出させることを特徴とするシリンダブロックのめっき前処理方法。
【請求項６】
前記隙間流路及び電極内流路を流れる処理液の流速が１０ｃｍ／秒以上であることを特徴とする請求項５に記載のシリンダブロックのめっき前処理方法。
【請求項７】
前記めっき前処理中にシリンダ内周面近傍のシリンダブロックの温度を温度センサにて測定し、めっき前処理に適した温度の前記シリンダブロックに対してめっき前処理を実施することを特徴とする請求項５に記載のシリンダブロックのめっき前処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−８４１８６（Ｐ２０１０−８４１８６Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５４０７６（Ｐ２００８−２５４０７６）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
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