JP2016008328A - シリンダ部材の陽極酸化処理方法および陽極酸化処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】陽極酸化処理液の管理が容易となるシリンダ部材の陽極酸化処理方法および陽極酸化処理装置の提供。【解決手段】シリンダ部材１１にその開口１２から陰極となるノズル部５５を挿入し、シリンダ部材１１の開口１２の周囲の縁面１３ａに区画部５３を当接させてシリンダ部材１１の内表面１１ｂを外表面１１ａに対して区画して、シリンダ部材１１の底部１４の外表面１４ａに陽極となる当接部５８を当接させる。当接部５８と区画部５３とでシリンダ部材１１を押圧して、ノズル部５５から陽極酸化処理液Ｌを吐出させるとともに当接部５８とノズル部５５との間に電流を流す。【選択図】図３

Description

本発明は、シリンダ部材の陽極酸化処理方法および陽極酸化処理装置に関する。

マスタシリンダを構成する部品のうち、アルミニウム製品であるシリンダ部材に対して陽極酸化処理（アルマイト処理）を施すことが行われている（例えば特許文献１参照）。

特開２００８−５６９５３号公報

通常、アルミニウム合金からなる部材に陽極酸化処理を行う場合、部材の全体を陽極酸化処理液に浸漬した状態で処理を行うようになっている。しかしながら、このように部材の全体を陽極酸化処理液に浸漬した状態で陽極酸化処理を行うと、陽極酸化処理液の管理が煩雑になってしまう。

本発明は、陽極酸化処理液の管理が容易となるシリンダ部材の陽極酸化処理方法および陽極酸化処理装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る陽極酸化処理方法は、シリンダ部材に該シリンダ部材の開口から陰極となるノズル部を挿入する工程と、前記シリンダ部材の開口周囲の縁面に区画部を当接させて前記シリンダ部材の内表面を外表面に対して区画する工程と、前記シリンダ部材の底部の外表面に陽極となる当接部を当接させる工程と、前記当接部と前記区画部とで前記シリンダ部材を押圧する工程と、前記ノズル部から陽極酸化処理液を吐出させるとともに前記当接部と前記ノズル部との間に電流を流す工程と、を含む方法とした。

また、本発明に係る陽極酸化処理装置は、シリンダ部材に該シリンダ部材の開口から挿入されるノズル部と、前記シリンダ部材の開口周囲の縁面に当接して前記シリンダ部材の内表面を外表面に対して区画する区画部と、該区画部と対向して設けられ、前記シリンダ部材の底部の外表面に当接する当接部と、前記当接部と前記区画部とを前記シリンダ部材に押圧する押圧部と、前記ノズル部から陽極酸化処理液を吐出させるポンプと、前記当接部を陽極とし、前記ノズル部を陰極として電流を供給する電流供給部と、を有する構成とした。

本発明に係るシリンダ部材の陽極酸化処理方法および陽極酸化処理装置によれば、陽極酸化処理液の管理が容易となる。

本発明に係る一実施形態の陽極酸化処理方法および陽極酸化処理装置で陽極酸化処理が施されるシリンダ部材を示す断面図である。 同実施形態の陽極酸化処理装置を示す一部を断面とした正面図である。 同実施形態の陽極酸化処理装置でシリンダ部材を処理する状態を示す一部を断面とした正面図である。

本発明に係る一実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の陽極酸化処理方法および陽極酸化処理装置で高速陽極酸化処理が施されるシリンダ部材１１を示すものである。

このシリンダ部材１１は、車両用のマスタシリンダを構成する部品である。車両用のマスタシリンダは、図示は略すがブレーキペダルの操作量に応じた力がブレーキブースタから導入され、導入された力でシリンダ部材１１の内部に配置されるピストンを移動させてブレーキペダルの操作量に応じたブレーキ液圧を発生させるものである。

シリンダ部材１１は、アルミニウム合金からなる一体成形品であり、軸方向の一端側が開口１２とされた筒状部１３と、筒状部１３の軸方向の開口１２に対し反対側を閉塞する底部１４と、筒状部１３の外周面から外方に向けて突出する取付座部１５とを有する有底筒状をなしている。底部１４の開口１２に対し反対側に向く外表面１４ａと、筒状部１３の開口１２の周囲の縁面１３ａとは、いずれも筒状部１３の中心軸線の直交面に平行な平坦面となっている。底部１４の外表面１４ａと、筒状部１３および取付座部１５の縁面１３ａを除く外表面１３ｂとが、シリンダ部材１１の外表面（表面）１１ａとなっている。また、底部１４の内表面１４ｂと、筒状部１３の内表面１３ｃとが、シリンダ部材１１の内表面（表面）１１ｂとなっている。

取付座部１５は、ブレーキ液を貯留する図示略のリザーバタンクが取り付けられる部分であり、車載時にはシリンダ部材１１における鉛直方向の上部に配置される。取付座部１５には、底部１４側に取付穴２１が、開口１２側に取付穴２２が形成されている。取付穴２１，２２は、取付座部１５における筒状部１３に対し反対側から所定深さに形成されている。筒状部１３には、底部１４側の取付穴２１の穴底と筒状部１３の内側とを連通させる通路穴２３と、開口１２側の取付穴２２の穴底と筒状部１３の内側とを連通させる通路穴２４とが形成されている。二カ所の取付穴２１，２２にはリザーバタンクの二カ所の給排部が嵌合されることになり、これにより、通路穴２３，２４を介してリザーバタンクの内部とシリンダ部材１１の内部とが連通可能となる。

図示は略すが、シリンダ部材１１には、底部１４側にセカンダリピストンが、開口１２側にプライマリピストンが、それぞれ摺動可能に嵌合される。セカンダリピストンは、シリンダ部材１１の底部１４側の部分との間にディスクブレーキの所定のホイールシリンダにブレーキ液を吐出するセカンダリ圧力室を形成する。プライマリピストンは、セカンダリピストンおよびシリンダ部材１１との間にディスクブレーキの別のホイールシリンダにブレーキ液を吐出するプライマリ圧力室を形成する。また、これらプライマリ圧力室及びセカンダリ圧力室には、ブレーキ液を吐出するための図示せぬ吐出口をそれぞれ有している。

筒状部１３には、底部１４側の内周部にセカンダリピストンを摺動可能に嵌合させる底側摺動内径部２８が形成されており、セカンダリピストンは、この底側摺動内径部２８で案内されて軸方向に移動する。筒状部１３には、開口１２側の内周部にプライマリピストンを摺動可能に嵌合させる開口側摺動内径部２９が形成されており、プライマリピストンは、この開口側摺動内径部２９で案内されて軸方向に移動する。

底側摺動内径部２８の形成範囲における軸方向の中間位置には、通路穴２３の筒状部１３内への開口位置に、底側摺動内径部２８よりも径方向外側に凹む円環状の通路溝３１が形成されている。また、底側摺動内径部２８の形成範囲には、通路溝３１よりも底部１４側に周溝３２が、通路溝３１よりも開口１２側に周溝３３が、それぞれ形成されている。これら周溝３２，３３は、いずれも円環状をなして底側摺動内径部２８よりも径方向外方に凹んでいる。

開口側摺動内径部２９の形成範囲における軸方向の中間位置には、通路穴２４の筒状部１３内への開口位置に、開口側摺動内径部２９よりも径方向外側に凹む円環状の通路溝３６が形成されている。また、開口側摺動内径部２９の形成範囲には、通路溝３６よりも底部１４側に周溝３７が、通路溝３６よりも開口１２側に周溝３８が、それぞれ形成されている。これら周溝３７，３８は、いずれも円環状をなして開口側摺動内径部２９よりも径方向外方に凹んでいる。

周溝３２内には円環状のカップシールが、周溝３３内には円環状の区画シールが配置される。周溝３２内に配置されるカップシールは、セカンダリピストンが底部１４側に前進してセカンダリ圧力室の圧力がリザーバタンクの圧力（大気圧）よりも高くなると、セカンダリピストンとシリンダ部材１１との隙間をシールする一方、セカンダリピストンがスプリングの付勢力で底部１４とは反対側に後退しその際にセカンダリ圧力室の圧力がリザーバタンクの圧力よりも低くなると、セカンダリ圧力室にリザーバタンクから液補給を可能とする。周溝３３内に配置される区画シールは、セカンダリピストンとシリンダ部材１１との隙間を常時シールする。

周溝３７内には円環状のカップシールが、周溝３８内には円環状の区画シールが配置される。周溝３７内に配置されるカップシールは、プライマリピストンが底部１４側に前進してプライマリ圧力室の圧力がリザーバタンクの圧力（大気圧）よりも高くなると、プライマリピストンとシリンダ部材１１との隙間をシールする一方、プライマリピストンがスプリングの付勢力で底部１４とは反対側に後退し、その際にプライマリ圧力室の圧力がリザーバタンクの圧力よりも低くなると、プライマリ圧力室にリザーバタンクから液補給を可能とする。周溝３８内に配置される区画シールは、プライマリピストンとシリンダ部材１１との隙間を常時シールする。

つまり、シリンダ部材１１は、ピストンに対し相対的に摺動する底側摺動内径部２８および開口側摺動内径部２９を有する摺動部材となっている。

図２は、図１に示すシリンダ部材１１の表面を陽極酸化処理して表面に酸化皮膜を形成する本実施形態の陽極酸化処理装置５１を示すものである。この陽極酸化処理装置５１は、台座部５２と、区画部５３と、陽極酸化処理液槽５４と、ノズル部５５と、ポンプ５６と、押圧部５７と、当接部５８と、電流供給部５９と、制御部６０とを有している。

台座部５２は、水平に配置される上面５２ａを有している。台座部５２は、板状をなしており、厚さ方向を鉛直方向に沿わせて水平に配置されている。台座部５２の中間所定位置にはこれを鉛直方向に貫通する連通孔６１が形成されている。連通孔６１は水平断面が円形状をなしている。

区画部５３は、シール性を有する板状の材料からなっており、連通孔６１を水平外側で囲むように環状をなして台座部５２の上面５２ａに装着されている。図３に示すように、区画部５３上にシリンダ部材１１が開口１２側の縁面１３ａにおいて搭載されることになる。区画部５３は、所定のセット位置に搭載されたシリンダ部材１１の開口１２側の縁面１３ａに全周にわたって当接してシリンダ部材１１の内表面１１ｂを外表面１１ａに対して区画する。

陽極酸化処理液槽５４は、台座部５２の鉛直下方に配置されている。陽極酸化処理液槽５４は、陽極酸化処理液Ｌが充填される槽本体６５と、槽本体６５の上部から上方に延出して台座部５２の連通孔６１に連結される円筒状の上部連結管６６と、槽本体６５の側部から側方に延出してポンプ５６の吸引側に連結される側部連結管６７とを有している。

槽本体６５内は、上部連結管６６によって連通孔６１内に連通することになり、側部連結管６７によってポンプ５６に連通する。陽極酸化処理液槽５４は、槽本体６５内に配置されて槽本体６５内の陽極酸化処理液Ｌの温度を所定の維持温度に維持するように調節する温度調節部６８を有している。温度調節部６８は、具体的には、設定された維持温度となるように陽極酸化処理液Ｌを加熱するヒータである。

ポンプ５６は、ノズル部５５から陽極酸化処理液Ｌを吐出させるものである。ノズル部５５は、ポンプ５６の吐出側に連結されている。ノズル部５５は、ポンプ５６から上方に延出した後、水平方向に延出して上部連結管６６内に挿入され、上部連結管６６内および連通孔６１内で鉛直上方に延出する。ノズル部５５のうち、上部連結管６６内および連通孔６１内で鉛直方向に沿うノズル本体部７５は、円筒状をなしており、上部連結管６６の中心軸上つまり連通孔６１の中心軸上に配置されて、台座部５２の上面５２ａよりも所定長さ上方に延出している。

ノズル部５５は、ノズル本体部７５の上端部およびポンプ５６側の端部のみが開口しており、よって、ポンプ５６からノズル部５５に吐出された陽極酸化処理液Ｌは、ノズル部５５のポンプ５６とは反対側の上端部から上方に所定の流量で噴出する。ノズル部５５のノズル本体部７５には、シリンダ部材１１が被せられることになり、その際に、ノズル本体部７５はシリンダ部材１１内にその開口１２から挿入される。その後、区画部５３の所定のセット位置に搭載されたシリンダ部材１１は、筒状部１３の内表面１３ｃが全周にわたってノズル本体部７５との間にクリアランス７６を有し、底部１４も内表面１４ｂがノズル本体部７５との間にクリアランス７７を有する状態となる。

押圧部５７は、鉛直方向に立設された支柱部８５と支柱部８５の上部に上下移動可能に支持されて支柱部８５から水平側方に延出する腕部８６とを有して当接部５８を支持する支持部材８７と、支柱部８５つまり支持部材８７を鉛直軸回りに回転させる回転機構部８８と、腕部８６を支柱部８５に対して昇降させる昇降駆動部８９とを有している。当接部５８は、支持部材８７の腕部８６の先端部の下面に取り付けられている。

回転機構部８８は、支柱部８５を図２および図３に示すように水平回転させることにより、腕部８６に取り付けられた当接部５８を、図３に示すようにノズル本体部７５の鉛直上方に位置する回転方向前進位置と、図２に示すようにノズル本体部７５の鉛直上方から退避する回転方向退避位置との間で旋回させる。当接部５８は、図３に示す回転方向前進位置にあるとき、区画部５３と鉛直方向において対向することになり、区画部５３上に搭載されたシリンダ部材１１の底部１４の外表面１４ａに鉛直方向において対向する。

昇降駆動部８９は、支柱部８５に対して腕部８６を昇降させることにより、回転方向前進位置にある当接部５８を昇降させる。昇降駆動部８９は、回転方向前進位置にある当接部５８を、区画部５３上に搭載されたシリンダ部材１１の底部１４の外表面１４ａから離間させる離間位置と、底部１４の外表面１４ａに当接させてシリンダ部材１１を区画部５３側に押圧する図３に示す押圧位置との間で昇降させる。昇降駆動部８９が当接部５８を押圧位置に位置させると、当接部５８はシリンダ部材１１に当接し、当接部５８と区画部５３とがシリンダ部材１１に押圧される状態となる。よって、押圧部５７は、当接部５８と区画部５３とをシリンダ部材１１に押圧する。ここで、支柱部８５に対して腕部８６を昇降させるのではなく、支持部材８７の全体を昇降させたり、支持部材８７つまり当接部５８は昇降不可とし、かわりに区画部５３あるいは台座部５２を昇降させたりすることができる。要は、当接部５８と区画部５３とをシリンダ部材１１に対し押圧および押圧解除できれば良い。

ノズル部５５は導電性の金属材料からなっており、整流器からなる電流供給部５９の陰極端子９５に電気的に接続されている。当接部５８も導電性の金属材料からなっており、電流供給部５９の陽極端子９６に電気的に接続されている。よって、ノズル部５５は、陽極酸化処理装置５１における電流供給回路の陰極となり、当接部５８は、陽極酸化処理装置５１における電流供給回路の陽極となる。つまり、電流供給部５９は、当接部５８を陽極とし、ノズル部５５を陰極として電流を供給する。

次に、上記の陽極酸化処理装置５１を用いて行われる本実施形態の陽極酸化処理方法について説明する。本実施形態の陽極酸化処理方法は、シリンダ部材１１の内表面１１ｂを陽極酸化処理して内表面１１ｂに酸化皮膜を形成する方法である。

シリンダ部材１１の取付穴２１に閉塞部材１０１を嵌合させて取付穴２１を閉塞し、取付穴２２に閉塞部材１０２を嵌合させて取付穴２２を閉塞する。また、上述した図示せぬ吐出口についても閉塞部材により閉塞する。これにより、シリンダ部材１１は、筒状部１３の一端の開口１２のみで内外が連通する状態となる。

図２に示すように押圧部５７が当接部５８を回転方向退避位置に位置させた待機状態にある陽極酸化処理装置５１に対し、取付穴２１，２２が閉塞された状態のシリンダ部材１１をノズル部５５に被せる工程を行う。この工程は、シリンダ部材１１の内側にその開口１２から陰極となるノズル部５５を挿入するノズル挿入工程となっている。

このノズル挿入工程に引き続いて、シリンダ部材１１を、その筒状部１３の開口１２側の縁面１３ａを区画部５３に当接させるようにして、区画部５３の所定のセット位置に搭載する工程を行う。この工程は、区画部５３が、所定のセット位置に設置されたシリンダ部材１１の開口１２側の縁面１３ａに全周にわたって当接してシリンダ部材１１の内表面１１ｂを外表面１１ａに対して区画する区画工程となっている。

この状態で陽極酸化処理装置５１に所定のスタート操作が行われると、陽極酸化処理装置５１の制御部６０が、押圧部５７の回転機構部８８によって当接部５８を回転方向前進位置に配置した後、昇降駆動部８９によって当接部５８を押圧位置に位置させる工程を行う。この工程は、シリンダ部材１１の底部１４の外表面１４ａに陽極となる当接部５８を当接させる当接工程と、当接部５８と区画部５３とでシリンダ部材１１を軸方向両側から押圧する押圧工程とを続けて行う当接押圧工程となっている。

当接押圧工程の後、制御部６０は、ポンプ５６を駆動してノズル部５５から所定の流速で陽極酸化処理液Ｌを吐出させるとともに、電流供給部５９によって当接部５８とノズル部５５との間に所定の定電流密度で電流を流す陽極酸化処理工程を行う。すると、ノズル部５５のノズル本体部７５の上端部から上方に向けて陽極酸化処理液Ｌが噴出する。この陽極酸化処理液Ｌは、一部が底部１４の内表面１４ｂに当たった後、そのままクリアランス７７，７６を通り、連通孔６１および上部連結管６６を通って槽本体６５に落下し、一部が、底部１４の内表面１４ｂに当たった後、筒状部１３の内表面１３ｃに至って内表面１３ｃを伝って連通孔６１および上部連結管６６から槽本体６５に落下し、一部が、直接筒状部１３の内表面１３ｃに当たり、筒状部１３の内表面１３ｃを伝って連通孔６１および上部連結管６６から槽本体６５に落下する。

以上のようにして、筒状部１３の内表面１３ｃと底部１４の内表面１４ｂとからなるシリンダ部材１１の内表面１１ｂに接触する陽極酸化処理液Ｌが、シリンダ部材１１の底部１４の外表面１４ａに当接する当接部５８を陽極としノズル部５５を陰極として電流供給部５９から供給される電流により、シリンダ部材１１の内表面１１ｂに酸化皮膜を形成する。ここで、ノズル部５５からの陽極酸化処理液Ｌの吐出流量よりも、連通孔６１および上部連結管６６から槽本体６５に戻る戻り流量の方が十分に大きい。よって、クリアランス７６，７７内に陽極酸化処理液Ｌが充満することはない。

以上の陽極酸化処理によってシリンダ部材１１の内表面１１ｂには酸化皮膜が形成される。その後、シリンダ部材１１の内表面１１ｂのうち、ピストンが摺動する底側摺動内径部２８および開口側摺動内径部２９の内表面については、円滑化のために研磨処理が行われることになる。

上記した特許文献１記載のものは、シリンダ部材の内表面に加えて外表面をも陽極酸化処理するようになっている。このため、シリンダ部材の全体を陽極酸化処理液に浸漬した状態で陽極酸化処理が行われることになる。このように、陽極酸化処理を施す面積が広いと、陽極酸化処理液の品質が低下しやすく、その管理が煩雑になってしまう。

これに対して、本実施形態は、シリンダ部材１１にその開口１２から陰極となるノズル部５５を挿入し、シリンダ部材１１の開口１２の周囲の縁面１３ａに区画部５３を当接させてシリンダ部材１１の内表面１１ｂを外表面１１ａに対して区画して、ノズル部５５から陽極酸化処理液Ｌを吐出させる。これにより、シリンダ部材１１の内表面１１ｂのみに陽極酸化処理液Ｌをかけて陽極酸化処理を行うことができる。つまり、ピストンが摺接する底側摺動内径部２８および開口側摺動内径部２９を有していて耐摩耗性を必要とし、またブレーキ液にさらされるため耐食性を必要とする本質的に陽極酸化処理が必要な内表面１１ｂのみに陽極酸化処理液Ｌをかけて陽極酸化処理を行うことができる。したがって、陽極酸化処理液Ｌを効率よく使用することができて、その品質低下を抑制でき、その管理が容易となる。

また、ノズル部５５からシリンダ部材１１の内表面１１ｂに向けて陽極酸化処理液Ｌを吐出させるため、ノズル部５５とシリンダ部材１１との間のクリアランス７６，７７の雰囲気で陽極酸化処理液Ｌを冷却することができる。しかも、吐出された陽極酸化処理液Ｌは、連通孔６１および上部連結管６６内を通って槽本体６５に落下するため、その間にも冷却されることになる。よって、陽極酸化処理液Ｌを効率良く冷却することができる。加えて、槽本体６５に戻された陽極酸化処理液Ｌを温度調節部６８で一定温度に維持するようにして再びノズル部５５からシリンダ部材１１の内表面１１ｂに向けて吐出させるため、陽極酸化処理液Ｌでシリンダ部材１１の内表面１１ｂのジュール熱を良好に除去することができる。したがって、陽極酸化処理時にシリンダ部材１１に生じる焼けを抑制しつつ高速での処理が可能となる。高速での処理が可能となることから、バッチ処理が不要になり、設備の小型化、陽極酸化処理のインライン化が可能となる。

また、当接部５８と区画部５３とでシリンダ部材１１を押圧するため、区画部５３がシリンダ部材１１に圧接することになる。よって、区画部５３でシリンダ部材１１の内表面１１ｂを外表面１１ａに対して良好に区画することができる。しかも、当接部５８と区画部５３とを対向して配置しているため、陽極としての当接部５８を電気的接続のためシリンダ部材１１に接触させる動作でシリンダ部材１１に区画部５３を圧接させることができることになり、作業効率を向上させることができる。

また、陽極としての当接部５８を電気的接続のためシリンダ部材１１に接触させる動作でシリンダ部材１１に区画部５３を圧接させることができることに加えて、当接部５８を陽極としノズル部５５を陰極として電流を供給するため、陽極酸化処理装置５１の全体が大型化したり、陽極酸化処理装置５１の構造が複雑化したり、制御が複雑化したりすることを抑制できる。

以上に述べた本実施形態では、有底筒状のシリンダ部材１１を開口１２が下を向く姿勢で陽極酸化処理装置５１にセットしたが、セットする姿勢はこれに限定されるものではなく、開口１２が上方向や横方向、斜め方向に向く姿勢であっても良い。例えば、開口１２が上を向く姿勢でシリンダ部材１１をセットする場合、シリンダ部材１１の上に台座部、区画部およびノズル部を配置し、当接部をシリンダ部材１１の下側で外表面１４ａに当接させることになる。

また、本実施形態では、シリンダ部材１１が、筒状部１３に内外を径方向に連通させる取付穴２１，２２および通路穴２３，２４を有していたが、勿論、このような径方向の穴がなく筒状部の底部とは反対側のみが開口する有底筒状のシリンダ部材に陽極酸化処理を行うこともできる。

以上に述べた本実施形態のシリンダ部材の陽極酸化処理方法は、アルミニウム合金からなる有底筒状のシリンダ部材の表面を陽極酸化処理して前記表面に酸化皮膜を形成する陽極酸化処理方法であって、前記シリンダ部材に該シリンダ部材の開口から陰極となるノズル部を挿入する工程と、前記シリンダ部材の開口周囲の縁面に区画部を当接させて前記シリンダ部材の内表面を外表面に対して区画する工程と、前記シリンダ部材の底部の外表面に陽極となる当接部を当接させる工程と、前記当接部と前記区画部とで前記シリンダ部材を押圧する工程と、前記ノズル部から陽極酸化処理液を吐出させるとともに前記当接部と前記ノズル部との間に電流を流す工程と、を含む。

また、本実施形態のシリンダ部材の陽極酸化処理装置は、アルミニウム合金からなる有底筒状のシリンダ部材の表面を陽極酸化処理して前記表面に酸化皮膜を形成する陽極酸化処理装置であって、前記シリンダ部材に該シリンダ部材の開口から挿入されるノズル部と、前記シリンダ部材の開口周囲の縁面に当接して前記シリンダ部材の内表面を外表面に対して区画する区画部と、該区画部と対向して設けられ、前記シリンダ部材の底部の外表面に当接する当接部と、前記当接部と前記区画部とを前記シリンダ部材に押圧する押圧部と、前記ノズル部から陽極酸化処理液を吐出させるポンプと、前記当接部を陽極とし、前記ノズル部を陰極として電流を供給する電流供給部と、を有する。

よって、本実施形態によれば、シリンダ部材にその開口から陰極となるノズル部を挿入し、シリンダ部材の開口周囲の縁面に区画部を当接させてシリンダ部材の内表面を外表面に対して区画して、ノズル部から陽極酸化処理液を吐出させる。よって、シリンダ部材の内表面のみに陽極酸化処理液をかけて陽極酸化処理を行うことができるため、陽極酸化処理液の品質低下を抑制でき、その管理が容易となる。

また、ノズル部から陽極酸化処理液を吐出させるため、陽極酸化処理液を冷却することができる。したがって、陽極酸化処理時にシリンダ部材に生じる焼けを抑制しつつ高速での処理が可能となる。高速での処理が可能となることから、バッチ処理が不要になり、設備の小型化、インライン処理化が可能となる。

また、当接部と区画部とでシリンダ部材を押圧するため、区画部がシリンダ部材に圧接することになる。よって、区画部でシリンダ部材の内表面を外表面に対して良好に区画することができる。しかも、陽極としての当接部を電気的接続のため接触させる動作でシリンダ部材に区画部を圧接させることができるため、作業効率を向上させることができる。

また、当接部を陽極としノズル部を陰極として電流を供給するため、小型化、簡素化を図ることができる。

表１に示すように、本発明の実施例１として、ＡＣ４ＣＨのアルミニウム合金製のシリンダ部材を準備し、上記実施形態の陽極酸化処理装置５１により以下の条件で陽極酸化処理を施した。
・陽極酸化処理液Ｌとして３７０［ｇ／Ｌ］の濃度の硫酸水溶液を用いる。
・陽極酸化処理液槽５４内の陽極酸化処理液Ｌの温度を３６［℃］に維持するように温度調節部６８を制御する。
・電流供給部５９により３０［Ａ／ｄｍ^２］の定電流密度で電流を供給する。
・陽極酸化処理時間（つまり電流供給部５９による電流供給時間）を３０［ｓｅｃ］とする。
・ノズル部５５から１６［ｍ／ｓ］の流速で陽極酸化処理液Ｌを吐出する。

このような条件で陽極酸化処理を行った実施例１では、酸化皮膜の膜厚が４．５［μｍ］、表面粗さ（Ｒａ）が０．５４［μｍ］、硬さ（ＨＶ）が４３５となった。また、焼けの発生はなかった。

本発明の実施例２として、ＡＣ２Ａのアルミニウム合金製のシリンダ部材を準備し、上記実施形態の陽極酸化処理装置５１により以下の条件で陽極酸化処理を行った。
・陽極酸化処理液Ｌとして３７０［ｇ／Ｌ］の濃度の硫酸水溶液を用いる。
・陽極酸化処理液槽５４内の陽極酸化処理液Ｌの温度を３６［℃］に維持するように温度調節部６８を制御する。
・電流供給部５９により３７［Ａ／ｄｍ^２］の定電流密度で電流を供給する。
・陽極酸化処理時間（つまり電流供給部５９による電流供給時間）を３０［ｓｅｃ］とする。
・ノズル部５５から１６［ｍ／ｓ］の流速で陽極酸化処理液Ｌを吐出する。

このような条件で陽極酸化処理を行った実施例２では、酸化皮膜の膜厚が４．４［μｍ］、表面粗さ（Ｒａ）が０．４９［μｍ］、硬さ（ＨＶ）が３５８となった。また、焼けの発生はなかった。

比較例として、ＡＣ２Ａのアルミニウム合金製のシリンダ部材を準備し、従来通り、全体を陽極酸化処理液の槽内に浸漬する装置を用いて、以下の条件で陽極酸化処理を行った。
・陽極酸化処理液として３００〜３３０［ｇ／Ｌ］の濃度の硫酸水溶液を用いる。
・陽極酸化処理液槽内の陽極酸化処理液の温度を−１〜２［℃］とする。
・印加する電圧を２０〜２７［Ｖ］とする。
・陽極酸化処理時間を２０７０［ｓｅｃ］とする。
・陽極酸化処理液槽内の陽極酸化処理液の流速は０．２［ｍ／ｓ］とする。

このような条件で陽極酸化処理を行った比較例では、酸化皮膜の膜厚が４．２［μｍ］、表面粗さ（Ｒａ）が０．２８［μｍ］、硬さ（ＨＶ）が３５２となった。また、焼けの発生はなかった。

つまり、焼けの発生を抑えながら陽極酸化処理を行う場合に、同等レベルの耐摩耗性および耐食性を得ることの指標となる酸化皮膜の膜厚および硬さを同等レベルに維持するために要する陽極酸化処理の時間が、実施例１，２では、３０秒で済み、２０７０秒かかった比較例に対し１／６０以下（具体的には１／６９）に高速化できることが分かる。

１１ シリンダ部材
１１ａ 外表面（表面）
１１ｂ 内表面（表面）
１２ 開口
１３ａ 縁面
１４ 底部
１４ａ 底部の外表面
５１ 陽極酸化処理装置
５３ 区画部
５５ ノズル部
５６ ポンプ
５７ 押圧部
５８ 当接部
５９ 電流供給部
Ｌ 陽極酸化処理液

Claims (2)

1. アルミニウム合金からなる有底筒状のシリンダ部材の表面を陽極酸化処理して前記表面に酸化皮膜を形成する陽極酸化処理方法であって、
   前記シリンダ部材に該シリンダ部材の開口から陰極となるノズル部を挿入する工程と、
   前記シリンダ部材の開口周囲の縁面に区画部を当接させて前記シリンダ部材の内表面を外表面に対して区画する工程と、
   前記シリンダ部材の底部の外表面に陽極となる当接部を当接させる工程と、
   前記当接部と前記区画部とで前記シリンダ部材を押圧する工程と、
   前記ノズル部から陽極酸化処理液を吐出させるとともに前記当接部と前記ノズル部との間に電流を流す工程と、
   を含むシリンダ部材の陽極酸化処理方法。
2. アルミニウム合金からなる有底筒状のシリンダ部材の表面を陽極酸化処理して前記表面に酸化皮膜を形成する陽極酸化処理装置であって、
   前記シリンダ部材に該シリンダ部材の開口から挿入されるノズル部と、
   前記シリンダ部材の開口周囲の縁面に当接して前記シリンダ部材の内表面を外表面に対して区画する区画部と、
   該区画部と対向して設けられ、前記シリンダ部材の底部の外表面に当接する当接部と、
   前記当接部と前記区画部とを前記シリンダ部材に押圧する押圧部と、
   前記ノズル部から陽極酸化処理液を吐出させるポンプと、
   前記当接部を陽極とし、前記ノズル部を陰極として電流を供給する電流供給部と、
   を有するシリンダ部材の陽極酸化処理装置。

Images