JPH11200095A - 円柱状試料のマスキング用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一度酸化処理を施してしまうと酸化被膜が形
成されたピストンクラウンには外部端子の接点をとるこ
とができないため、再度酸化処理を行うことは不可能で
あった。 【解決手段】 ピストンＰを非酸化処理部分から挿入配
置可能な凹所１０ａを有する治具本体１０と、一端が凹
所１０ａの内部でピストンＰの非酸化処理部分に接する
電気接点となるとともに他端が治具本体１０を貫通して
凹所１０ａの外部に導出されて外部端子に接続可能とさ
れた通電端子２０と、凹所１０ａに挿入配置されたピス
トンＰの周面に形成される酸化処理部分と非酸化処理部
分との境界Ｌに沿って凹所１０ａの内側に配設され収縮
変形することによって境界Ｌに圧着されて非酸化処理部
分を凹所１０ａの内部に気密な状態に密封する封止手段
３０とを備えるマスキング用治具を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円柱状に形成され
た試料の一部を被覆するマスキング用治具に関し、特に
エンジンを構成するピストンの製造工程においてピスト
ンの一部に陽極酸化処理被膜を形成する際に用いられる
マスキング用治具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用エンジン等に広く用いられてい
るレシプロエンジンのピストンには、近年アルミニウム
製のものが採用されている。このアルミニウム製のピス
トンは鉄製のものに比べて耐摩耗性に劣るため、そのピ
ストンの頭頂面にあたるピストンクラウンとピストンリ
ングが嵌着されるリング溝を含むピストンの周面とに、
耐摩耗性の向上を目的として酸化被膜を形成することが
既に実施されている。

【０００３】この酸化被膜を形成する手段としては、一
般に陽極酸化処理が採用されている。陽極酸化処理と
は、金属を適当な酸性溶液に浸漬して陽極処理を施し、
多孔質の酸化被膜を生成させるものである。この陽極酸
化処理により生成された酸化被膜は硬くて耐摩耗性に富
み緻密で密着性に優れ、アルミニウム製ピストンの耐摩
耗性を向上させるに非常に有効である。

【０００４】そこで、従来の陽極酸化処理技術として
は、図４に示すように、ピストンクラウンＡと、ピスト
ンリングが嵌着されるリング溝Ｂを含むピストンの周面
Ｃとを除く酸化処理を施さない部分にマスキング用治具
１を被着してマスキングを施し、シリンダとの摩擦を生
じないピストンクラウンＡに陽極の外部端子を接触させ
たうえで、陰極の外部端子が入れられた酸の溶液にマス
キング用治具１ごとピストンＰを浸漬することで、溶液
中に露出させた部分、すなわちピストンクラウンＡとピ
ストンＰの周面Ｃとにのみ酸化被膜を形成することが既
に実践されている。

【０００５】マスキング用治具１は、筒状壁部２と、こ
の筒状壁部２の一端を閉塞する底壁部３とからなる有底
円筒状であり、酸性溶液に侵されにくいゴム素材により
一体成形されたものである。筒状壁部２の外面には、開
口部４を拡径する際に把持される被把持部５が設けられ
ている。また、筒状壁部２の外面には、開口部４に近接
させて周溝６が形成され、この周溝６にはマスキング用
治具１の弾性を補うゴム製のＯリング７が嵌着されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、酸化被膜
は、層が薄すぎると十分な耐摩性を発揮できず、層が厚
すぎると脆くなってピストンの表面に細かな破損箇所が
無数に生じてしまうといった問題がある。そのため、酸
化処理は慎重に行われるべきであるが、場合によっては
酸化被膜が所望の厚さより薄く仕上がってしまうことも
起こり得る。この場合再度酸化処理を施そうとしても、
従来のマスキング用治具では酸化被膜が形成されたピス
トンクラウンに外部端子の接点をとることができないた
め、再度酸化処理を行うことは不可能であり、結局のと
ころそのピストンは製品としては使用できなくなるとい
った問題があった。

【０００７】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、一度酸化処理を施してしまったピストンに対し
て再度酸化処理を行うことが可能なマスキング用治具を
提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、次のような構成を有するマスキング用
治具を採用する。本発明のマスキング用治具は、ピスト
ン等の円柱状試料を非酸化処理部分から挿入配置可能な
凹所を有する治具本体と、一端が凹所の内部で試料の非
酸化処理部分に接する電気接点となるとともに他端が治
具本体を貫通して凹所の外部に導出されて陽極の外部端
子に接続可能とされた通電端子と、凹所に挿入配置され
た試料の周面に形成される酸化処理部分と非酸化処理部
分との境界に沿って凹所の内側に配設され凹所の中心に
向けて収縮変形することによって境界に圧着されて非酸
化処理部分を凹所の内部に気密な状態に密封する封止手
段とを備えている。

【０００９】このマスキング用治具においては、封止手
段によって円柱状試料の非酸化処理部分を凹所の内部に
気密な状態に密封するとともに、通電端子によって試料
の非酸化処理部分に電気接点を確保することにより、酸
化被膜が形成された試料に対しても再度酸化処理を施す
ことが可能となる。

【００１０】封止手段は、酸化処理部分と非酸化処理部
分との境界に沿って輪状に形成されるとともに内部に空
間が設けられて管状に形成され、空間に空気が供給され
ることで膨張し凹所の中心に向けて収縮変形して境界に
圧着される略管状部と、略管状部材の内部に空気を加圧
供給する空気供給手段とを備えており、境界部分での密
封が確実に行える。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る円柱状試料のマスキ
ング用治具の一実施形態を図１ないし図３に示して説明
する。本発明のマスキング用治具は、図１、図２に示す
ように、ピストン（試料）Ｐを非酸化処理部分から挿入
配置可能な凹所１０ａを有する治具本体１０と、凹所１
０ａに挿入配置されたピストンＰの非酸化処理部分に電
気接点を確保するための通電端子２０と、ピストンＰの
周面Ｃに輪状に形成される酸化処理部分と非酸化処理部
分との境界Ｌに圧着されることで非酸化処理部分を凹所
１０ａの内部に気密な状態に保持する封止手段３０を備
えている。

【００１２】治具本体１０は有底円筒形状をなし、その
内側に形成される凹所１０ａはその内径がピストンＰの
径よりも若干大きく設定されている。また、凹所１０ａ
の開口部分は２段階に径を拡大されて段が形成されてい
る。

【００１３】凹所１０ａの内部には金属製の円板１１が
底面に沿って敷設されている。円板１１の中央には孔が
設けられており、この孔に一致する治具本体１０の底に
も同径の孔が設けられている。これら連通する孔には凹
所１０ａの内側からボルト１２が挿入され、その先端を
治具本体１０の外側底面から突出させている。ボルト１
２の先端は治具本体１０の外側底面に沿って付設された
金属製の板１３に形成された孔に挿通され、さらに２個
のナット１４がボルト１２に螺着されることにより円板
１１と板１３とが治具本体１０に固定されている。通電
端子２０は、円板１１を一端とし、この円板１１にボル
ト１２を介して接合されている板１３を他端として構成
され、円板１１に接するピストンＰの非酸化処理部分に
電気接点を確保できるようになっている。

【００１４】封止手段３０は、境界Ｌに沿って輪状に形
成されるとともに内部には空間３１が設けられこの空間
３１に空気が加圧供給されることで膨張し境界Ｌに沿っ
てピストンＰの側面に圧着される略管状部材３２と、略
管状部材３２の内部に空気を加圧供給する空気供給手段
３３とを備えている。

【００１５】略管状部材３２は、凹所１０ａの開口部分
に形成された段に沿って配置されており、弾性変形可能
なゴム製で外周面に沿って溝が設けられてて断面が略Ｃ
字形に形成された弾性変形部材３４と、弾性変形部材３
４の溝にはめ込まれて溝との間に空間３１をなす塩化ビ
ニル製の枠体３５とを備えている。

【００１６】弾性変形部材３４は、溝の背面側にあたる
内周部分の肉厚が薄く形成されており、空間３１に空気
が加圧供給された場合にこの内周部分が凹所１０ａの中
心に向けて径を狭めるように膨張することでピストンＰ
に対する圧着がなされるようになっている。

【００１７】枠体３５には空間３１に通じて開通された
貫通孔３５ａが形成されている。この貫通孔３５ａは治
具本体１０の中実部分に開通されて治具本体１０の外側
底面に通じる空気流路３６に連通している。この空気流
路３６には配管用連結金具３７を介して空気供給手段３
３が取り付けられている。

【００１８】上記のように構成されたマスキング用治具
を用い、酸化被膜の層の厚さが足りないピストンＰに対
して再度酸化を処理を行う手順を説明する。まず、ピス
トンＰを凹所１０ａに下部から挿入配置し、続いて空気
供給手段３３を作動させて空間３１に空気を加圧供給す
る。弾性変形部材３４は凹所１０ａの中心に向けて径を
狭めるように膨張し、ピストンＰの周面Ｃを締め付ける
ようにして境界Ｌに圧着される。弾性変形部材３４が境
界Ｌに圧着されることで、非酸化処理部分は凹所１０ａ
の内部に気密な状態で密封される。このとき、ピストン
Ｐの下部は凹所１０ａの底に設けられた円板１１に接し
て配置されることになり、ピストンＰの下部に残る通電
可能な非酸化処理部分に通電端子２０によって電気接点
が確保される。

【００１９】上記のようにしてマスキング用治具が装着
されたピストンＰを酸化処理槽に浸漬したうえで、治具
本体１０の外部に取り付けられて通電端子２０をなす板
１３に電源装置の陽極を接続し、酸化処理槽の溶液中に
は陰極を差し入れた状態として通電を開始する。所望の
厚さの被膜層が形成されるまで任意の時間通電を行った
のち、通電を停止して処理層からマスキング用治具ごと
ピストンＰを取り出す。そして、封止手段３０から空気
を抜いて弾性変形部材３４を収縮させ、治具本体１０か
らピストンＰを取り外し、別個に用意された洗浄槽でピ
ストンＰを洗浄する。

【００２０】上記のように構成されたマスキング用治具
を使用すれば、封止手段３０によってピストンＰの非酸
化処理部分を凹所１０ａに気密な状態に密封するととも
に、通電端子２０によってピストンＰの非酸化処理部分
に電気接点を確保することにより、新たに酸化被膜を形
成すべきピストンに対しても、既に酸化被膜が形成され
たピストンに対しても再度酸化処理を施すことができ
る。

【００２１】ところで、上記のマスキング用治具におい
ては、図３に示すような集合型マスキング用治具も用意
されている。この集合型マスキング用治具には、金属製
の基盤部４０の両面に治具本体１０が適当な間隔を空け
て複数固定されている。各治具本体１０に具備される封
止手段３０には、空間に連通する配管用連結金具３７が
２個もしくは３個設けられており、隣り合う治具本体１
０どうしがこれら配管用連結金具３７に接続された空気
供給配管４１でそれぞれ連結されている。そして、連結
された複数の治具本体１０のうちの一端に位置するもの
には空気供給手段３３が接続されている。なお、末端に
位置する治具本体１０に具備される封止手段３０には配
管用連結金具３７はひとつしか設けられておらず、複数
の治具本体１０を連結することで形成された空気の流通
経路は閉じたひとつの空間となっており、空気供給手段
３３を作動させることですべての治具本体１０に具備さ
れた封止手段３０を同時に作動させることができるよう
になっている。

【００２２】また、この集合型マスキング用治具では、
治具本体１０が図１に示したボルト１２とナット１４に
よって基板部４０に固定されることで、基板部４０自体
がフック４２を含めて通電端子２０の一部を構成してい
る。これにより、複数のピストンＰに対して一度に酸化
処理を行うことができ、酸化処理作業に要する時間の短
縮と作業性の向上とを実現することができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明のマスキング用治具は、ピストン
等の円柱状試料を非酸化処理部分から挿入配置可能な凹
所を有する治具本体と、一端が凹所の内部で試料の非酸
化処理部分に接する電気接点となるとともに他端が治具
本体を貫通して凹所の外部に導出されて陽極の外部端子
に接続可能とされた通電端子と、凹所に挿入配置された
試料の周面に形成される酸化処理部分と非酸化処理部分
との境界に沿って凹所の内側に配設され凹所の中心に向
けて収縮変形することによって境界に圧着されて非酸化
処理部分を凹所の内部に気密な状態に密封する封止手段
とを備えており、封止手段によって試料の非酸化処理部
分を凹所に気密な状態に密封するとともに非酸化処理部
分に通電端子によって電気接点を確保することにより、
酸化被膜が形成された試料に対しても再度酸化処理を施
すことができる。

【００２４】また、封止手段は、境界に沿って輪状に形
成されるとともに内部に空間が設けられて管状に形成さ
れ、該空間に空気が供給されることで膨張し凹所の中心
に向けて収縮変形して境界に圧着される略管状部と、略
管状部材の内部に空気を加圧供給する空気供給手段とを
備えており、境界部分での密封を迅速かつ確実に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る円柱状試料のマスキング用治具
の一実施形態を示す側方断面図である。

【図２】 図１におけるＩＩ−ＩＩ線矢視断面図であ
る。

【図３】 図１に示したマスキング用治具を複数備える
集合型マスキング用治具を示す平面図である。

【図４】 従来のマスキング用治具の一例を示す側方断
面図である。

【符号の説明】

１０ 治具本体 １０ａ 凹所 ２０ 通電端子 ３０ 封止手段 ３１ 空間 ３２ 略管状部材 ３３ 空気供給手段 Ｐ ピストン（試料） Ｃ 周面 Ｌ 境界

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱状試料の頭頂面およびその周面に陽
   極酸化処理を施して酸化皮膜を形成するために、非酸化
   処理部分に装着されるマスキング用治具であって、 前記試料を非酸化処理部分から挿入配置可能な凹所を有
   する治具本体と、 一端が凹所の内部で試料の非酸化処理部分に接する電気
   接点となるとともに他端が治具本体を貫通して凹所の外
   部に導出されて陽極の外部端子に接続可能とされた通電
   端子と、 前記凹所に挿入配置された前記試料の周面に形成される
   酸化処理部分と非酸化処理部分との境界に沿って凹所の
   内側に配設され凹所の中心に向けて収縮変形することに
   よって境界に圧着されて非酸化処理部分を凹所の内部に
   気密な状態に密封する封止手段とを備えることを特徴と
   する円柱状試料のマスキング用治具。
2. 【請求項２】 前記封止手段は、前記境界に沿って輪状
   に形成されるとともに内部に空間が設けられて管状に形
   成され、該空間に空気が供給されることで膨張し凹所の
   中心に向けて収縮変形して境界に圧着される略管状部
   と、 該略管状部材の内部に空気を加圧供給する空気供給手段
   とを備えることを特徴とする請求項１に記載の円柱状試
   料のマスキング用治具。