专利名称：电镀设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电镀设备，利用该设备镀层形成在诸如汽缸的工件的中空区域的内周壁上。
背景技术：
用于在汽缸的内周壁上形成镀层的公知方法是高速电镀方法，其中通过沿着汽缸内周壁的电镀液的受压流动以高速在汽缸的内周壁上形成镀层(例如JP-A-07-118891)。
参考图12、13A和13B描述传统的电镀设备和由该设备形成的镀层。
在图12中，支撑块202连接于电镀设备200的台架201，柱形电极203连接于支撑块202。在这种情况下，柱形电极203的流出通道205和支撑块202的流出通道204同轴布置。
汽缸体207放置在支撑块202上，由此该汽缸体被上下倒置(例如曲柄轴箱208向上)，柱形电极203布置在汽缸209内部。
通道211形成在汽缸209的内周壁209a和柱形电极203之间的间隙内。通道211与支撑块202的进入通道212连接。
汽缸209的开口209b(曲柄轴侧面上的开口)用盖214关闭。杆215的底端连接于该盖214，杆215向上延伸。杆215的上端由支撑板216支撑。支撑板216是支持在汽缸体207的上端上的部件。
通过向进入通道212供给电镀液，电镀液如箭头A所示的从进入通道212流入柱形电极203和汽缸209的内周壁209a之间的通道211。
到达柱形电极203上端部分的电镀液由盖214引导，并如箭头B所示的流入柱形电极203内的流出通道205。随后电镀液如箭头C所示的从流出通道205流入支撑块203的流出通道204。
如此，电镀液受压沿着汽缸209的内周壁209a流动，从而快速地在内周壁209a上形成镀层218(参见图13A)。
柱形电极203和汽缸209的内周壁之间的间隙，也就是通道211，形成为相对狭窄的柱形。因此，当如箭头A所示的向柱形通道211供给电镀液时，电镀液不能容易和均匀地遍及柱形通道211的内部流动。由于这个原因，很难在汽缸209的内周壁209a上形成均匀的镀层218，并且妨碍了生产率的提高，留下了改进的空间。
下面描述由上述高速电镀设备形成的镀层。
在图13A中，当盖214密封汽缸209的内周壁209a时，汽缸209由外周件214a关闭。这样，如箭头B所示，沿着汽缸209的内周壁209a向上流动到柱形电极203的上端203a的电镀液撞击盖214，并进入柱形电极203的流出通道205。
由于这个原因，电镀液相对有效地在盖214的外周件214a内移动。这样，镀层218呈现出这样一种情形，涂料沿着盖214的外周件214a流动并向着汽缸209的中心突出，从而在镀层218的边界形成飞边(flash)218b。
在图13B中，将镀层218的表面珩磨为由虚线表示的精制表面部分221，镀层218的内直径(即，汽缸209的内直径)形成为规定尺寸。
因为在218的边界形成飞边218b，因此在珩磨期间额外的负载施加于飞边218b上。因此，存在镀层218在边界218a处与内周面209a分离的危险，这妨碍了生产率的提高。
图12中所示的电镀设备200具有作为必需部件的支撑板216、杆215和盖214，从而汽缸209的开口209b由盖214关闭。
而且，关于盖214的外周件214a(参见图13A)，为了密封汽缸209的内周壁209a，必须在盖214的外周件214a上设置O型环(附图中未示出)。此外，因为杆215的底端连接于盖214，因此使盖214的结构复杂化。
而且，杆215必须延伸至汽缸体207的上端，因此杆215相对长。而且，支撑板216制得相对大，从而支撑杆215上部的支撑板216能够放置在汽缸体207的顶端。
由于这个原因，电镀设备200具有大量部件，而且电镀设备200体积大。因此，很难达到减少设备成本的目的。
此外，当汽缸209的开口209b由盖214关闭时，盖214必须从汽缸体207的上开口209移至汽缸209的开口209a。因此，电镀设备200不可能如对于汽缸体207那样，用于不具有上开口219的工件(例如具有一体汽缸盖的汽缸体)
特别地，对于电镀设备200，其利用受限于工件形状，因而在这点上还存在改进的空间。
发明内容
根据本发明，提供一种在中空工件的中空区域的内周壁上形成镀层的电镀设备，该设备包括柱形电极，具有纵向通孔并能够设置成在中空工件的中空区域内部形成柱形间隙；以及一装置，当电镀液流入经由柱形电极的端部与所述通孔连通的柱形间隙时，形成从柱形间隙的底端至顶端的电镀液的螺旋流(helical flow)。
这样，因为电镀液从柱形间隙的底端向顶端螺旋地流动，因此增大了电镀液的移动并且能够在柱形间隙内产生电镀液的均匀流动。结果，能够在中空区域的整个内周壁上形成厚度均匀的镀层。
优选地，该电镀设备进一步包括供给电镀液直到柱形间隙底端的供给通道；具有设置在供给通道和间隙底端之间的多个孔的多孔件；设置在供给通道内的空气供给装置；以及通过空气供给装置向供给通道供给的空气，利用该空气使得气泡混合入供给通道内的电镀液，而混合有空气气泡的电镀液经由多孔件引导至柱形间隙。
这样，空气供入供给通道，使得气泡混合入供给通道内部的电镀液。混合有气泡的电镀液随后经由多孔件引导至柱形间隙，从而将气泡调节成均匀的大小。因此，便于电镀液内气泡的平稳运动，使得电镀液由气泡移动。从而在中空区域的整个内周壁上形成具有更大程度均匀性的厚度。
而且，电镀液通过多孔件，从而电镀液由该多孔件分散，电镀液的流动变得均匀。因此，电镀液在中空区域的整个内周壁上均匀地引导，镀膜形成均匀的厚度。
理想地，该电镀设备进一步包括遮蔽件，由绝缘材料形成并设置在工件的中空区域的上端；以及间隙，引入电镀液从而将该电镀液引入在中空区域的内周壁与遮蔽件之间。
这样，通过设置遮蔽件，利用遮蔽件抑制电镀液从电镀处理表面向上的流动。因此，能够在电镀处理表面上可靠地形成镀层。而且，因为在中空区域的内周壁与遮蔽件的外周之间形成引入电镀液的间隙，因此能够引导电镀液穿过该间隙。此外，因为遮蔽件由绝缘件形成，因此可逐渐地降低流入该间隙的电流。因此，因为引入电镀液的流入该间隙的电流随着电镀液流入该间隙而逐渐地降低，因此可逐渐地抑制电镀液中粘附于内周壁的电镀成分的数量。
结果，能够在待镀表面(surface to be plated)上可靠地形成镀层，并且因为镀层的厚度在镀层边界区域逐渐地降低，因此能够形成恰当的镀层。通过这种方法，可防止在加工镀层表面时，镀层从该边界区域分离。
优选地，遮蔽件的外周端的底部部分设置为接近于待镀镀层的表面与该待镀表面之上的表面之间的边界位置，引入电镀液的间隙设为0.25至5mm。
如果引入电镀液的间隙小于0.25mm，那么该间隙就太小了，很难将电镀液引导入该间隙。如果没有将电镀液引导入引入电镀液的间隙，这将等同于遮蔽件的外周与内周壁接触的情况，存在会在镀层的边界区域出现飞边的危险，如在现有技术中描述的。另一方面，如果引入电镀液的间隙小于0.25mm，从夹具精度的角度看这将是有问题的，并且存在的遮蔽件的外周与内周壁接触的危险。因此，引入电镀液的间隙设为0.25mm，这防止了在镀层的边界区域产生飞边，还防止了在连接遮蔽件时遮蔽件的外周与内周壁的接触。
如果引入电镀液的间隙超过5mm，该间隙就太小了，存在电镀液会从该间隙流出的危险。当电镀液从该间隙流出时，流体通常粘附于没有电镀的区域。而且，在被电镀的区域以上的电流密度降低，在这些区域内的电镀厚度也降低。结果，引入电镀液的间隙限制在5mm或更小，从而防止电镀液从该间隙流出。
遮蔽件优选地连接于柱形电极。
在工件中，存在中空区域的两端均敞开的工件，如现有技术中讨论的工件，也存在中空区域只有一端敞开的工件，如示例中介绍的工件。对于中空段的两端均敞开的工件，在向电镀装置内放置工件期间，中空区域的上端是敞开的。由于这个原因，遮蔽件可从工件上方通过上端处的开口，从而可设置在指定位置。然而，对于中空区域只有一端敞开的工件，当向电镀设备内放置工件时，中空区域的顶端被关闭。由于这个原因，遮蔽件不能从工件上方设置在指定位置。
因此，遮蔽件连接于柱形电极，这样电镀设备能够用于中空区域只有一端是敞开的工件。这样，使用不受工件形状的限制，并获得应用范围的显著增加。
因为遮蔽件限制电镀液的流动，因此通常邻近于柱形电极设置遮蔽件。这样，因为遮蔽件连接于柱形电极，因此可使得该设备更加紧凑，并且可简化用于连接遮蔽件的部件，从而减少设备成本。
图1是表示根据本发明第一实施例的电镀设备的横截面图；图2是表示图1中所示的电极单元的部分横截面透视图；图3是图2中所示的电极单元的分解透视图；图4是图1的区域4的放大图；图5是表示第一实施例的电镀设备放置在汽缸体上的示例的横截面图；图6A和6B是表示电镀液由根据第一实施例的镀液供给装置供给的示例的示意图；图7A和7B是表示电镀液流动的示意图；图8A和8B是表示电镀液与气泡之间关系的示意图；图9是表示根据第一实施例的镀层与遮蔽板之间关系的示意图；图10是表示遮蔽板与镀层之间关系的曲线图；图11是表示根据本发明第二实施例的电镀设备的横截面图；图12是表示传统电镀设备的横截面图；以及图13A和13B是表示由图12的传统高速电镀设备形成镀层的情形的示意图。
具体实施例方式
图1中所示的第一实施例的电镀设备10具有电极单元15，在该电极单元中柱形电极16设置在汽缸体(工件)11的中空区域12(参见图5)内；镀液供给装置18，向电极单元15供给电镀液17；空气供给装置21，向电镀液17供给空气；以及电流供给装置22，使得电流在汽缸13与柱形电极16之间流动。
汽缸体11具有柱形电极13。中空区域12由汽缸13的内周壁14形成。该汽缸体11是这样一个工件，其中汽缸13和汽缸盖部件11a形成为一体件，中空区域12的上端12a大体由汽缸盖11a密封。
柱形电极16连接在设置于支撑块25凹陷26的内部件27上面。环形引入通道28由内部件27和凹陷26形成。引入通道28与一对涡流产生通道29、29(参见图3)连接。这些涡流产生通道29、29与连接通道30、30连接。流出通道31由内部件27内的通孔27a和支撑块25的通孔25a形成。引入通道28的上端28a用多孔件33覆盖。在柱形电极16内形成的通孔16a与流出通道31连接。遮蔽板(遮蔽件)35经连接装置36连接在柱形电极16的上端16b上。
汽缸体11安装在支撑块25上。设置柱形电极16，从而在汽缸体11的中空区域12内部形成相对于中空区域12的间隙(柱形间隙)S1。间隙S1形成柱形电镀通道38。电镀通道38经多孔件33与引入通道28连接。柱形电极16的通孔16a与流出通道31设置在同一轴线上。
镀液供给装置18经供给通道41(参见图3)向在支撑块25内形成的连接通道30、30供给槽42内的电镀液17。空气供给装置21和供给泵46眼供给通道41设置。流出通道31经返回通道47与槽42连接。控制阀48沿返回通道47设置。
空气供给装置21驱动空气供给源51并经空气供给通道52向供给通道41供给空气。
在电流供给装置22中，电流供给源23的阳极连接于柱形电极16，阴极连接于汽缸13，以供给电流。
控制阀48是用于调节电镀液17的液体表面高度的阀。此处描述的电镀液17是使用通过将陶瓷粒子混合入电镀液的合成电镀液的示例。用于镀镍的电镀液是电镀液的另一示例。
图2表示图1中所示的电极单元15。
环形引入通道28从内部件27和凹陷26形成。引入通道28敞开的上端28a用环形多孔件33覆盖。用多个螺栓54将柱形电极16经内部件27连接于支撑块25。在这种情况下，在柱形电极16上形成的通孔16a与流出通道31设置在同一轴线上。
柱形电极16在其内周区域56的上端16a上具有水平的平台阶56a，并且还具有直径从台阶56a的外周端56b向着上边缘16c逐渐增大的倾斜表面56c。遮蔽板35经连接装置36固定于台阶56a。
图3表示分解透视图中的电极单元15。
支撑块25在中心区域具有凹陷26。其内形成凹陷26的周壁26a是圆形的。一对涡流产生通道29、29平行于该周壁26a的切线以180°的间隔形成。这些涡流产生通道29、29的供给口29a、29a分别在周壁26a上敞开。
因此，电镀液17从涡流产生通道29、29的供给口29a、29a沿着凹陷26的周壁26a供给(参见图1)，从而使得电镀液17如涡流沿着周壁26a流动。
支撑块25具有容纳四个螺栓54的以适当间隔设置在凹陷26的底部部分26b上的连接孔，并且还具有形成在底部部分26b中心内的通孔25a。
内部件27的外部直径形成为小于凹陷26的内部直径，凹陷27b形成在中心区域内。柱形电极16的底端突起16d插入凹陷27b，柱形电极16的底端16e与内部件27的顶部表面邻接。
内部件27具有容纳四个螺栓54的以适当间隔设置的通孔。内部件27的通孔27a形成在凹陷27b的内部上。
在内部件连接于支撑块25的凹陷26内部时，内部件27的顶部表面27c和支撑块25的顶部表面25c位于同一平面内(参见图1和2)。
多孔件33，例如为由多个网状件组成的环形板，网状件由网格形式的棉织品形成。换句还说，多孔件33是具有确定大小的大量孔(微孔)的部件。外周件33a设置在支撑块25的配合槽25d内。内周件33b设置在内部件27的配合槽27d内。多孔件33覆盖环形引入通道28的上端28a(参见图1和2)。
多孔件33的顶部表面33c、内部件27的顶部表面27c以及支撑块25的顶部表面25c以这样的状态位于同一平面内，即以这种方式将多孔件33的外周件33a设置在支撑块25的配合槽25d内并将内周件33b设置在内部件27的配合槽27d内(参见图1和2)。
柱形电极16在纵向上具有通孔16a，并且在底端16e上具有底部突起16d。柱形电极16在上端16b的内周部分56具有台阶56a和倾斜表面56b。
因为底端突起16d插入内部件27的凹陷27b，因此柱形电极16的底端部分16e与内部件27的顶部表面27c邻接。
在这种情况下，四个螺栓54插入支撑块25的连接孔和内部件27的连接孔。支撑块25、内部件27和柱形电极16通过使从内部件27的连接孔突出的螺栓54的螺纹部分54a与柱形电极16的螺纹孔16f螺纹啮合而连接在一起(参见图2)。
遮蔽板35形成为由绝缘材料构成的圆盘形状。如图1中所示，遮蔽板35的外部直径D1形成为小于形成汽缸13的中空区域12的内周壁14的内部直径D2。遮蔽板35具有四个连接孔61，大体形成在其中心区域内。
遮蔽板35经构成连接装置36的多个柱螺栓58连接于柱形电极16的上端部分16b。每个柱螺栓58具有高度为H1的螺杆58a。螺杆58a在其底端具有螺纹58b，并且在上端58c内具有螺纹孔58d。
如图4中所示，柱形电极16的上端16b设有形成在柱形电极16的内周区域56上的平的台阶56a，并且设有形成为直径从台阶区域56a的外周端56b向上边缘16c逐渐增大的倾斜表面56c。从台阶56a至上边缘16c的高度为H2。
遮蔽板35经连接装置36连接于台阶区域56a。特别地，连接装置36由四个螺栓62和四个柱螺栓58形成(图1至3中仅示出两个前面的螺栓)。
四个螺纹孔57(图中仅示出一个)以适当间隔形成在台阶区域56a内，柱螺栓58的螺纹58b与各自的螺纹孔57螺纹啮合。
柱螺栓58的螺杆区域58a在高度H1处。高度H1大于从台阶区域56a至上端16c的高度H2。特别地，满足关系H1＞H2。
遮蔽板35放置在柱螺栓58的上端58c上，螺栓62插入遮蔽板35的连接孔61。从遮蔽板35的连接孔61突出的螺栓62与形成在柱螺栓58的顶端58c内的螺纹孔58d螺纹啮合。通过这种方法，遮蔽板35连接于柱螺栓58的顶端58c。
柱螺栓58的螺杆区域58a的高度H1大于从台阶区域56a至上边缘16c的高度H2。因此，遮蔽板35连接在柱形电极16的上边缘16c的上方(同样参见图1)。从而在柱形电极16的上边缘16c与遮蔽板35之间形成间隙H3。
在这种情况下，遮蔽板35的外周端的下部分35a设置成该部分与在待镀表面14a和电镀边界表面14b(位于待镀表面之上的表面)之间的电镀边界位置(边界位置)P2对齐，或者设置在电镀边界位置P2以上。
术语“待镀表面14a”指内周壁14的其上形成镀层66的表面(参见图9)。
术语“电镀边界表面14b”指待镀表面14a以上的表面。
遮蔽板35的外周端的下部分35a设置成该部分与电镀边界位置P2对齐，或者设置在电镀边界位置P2以上。在遮蔽板35的外周端的下部分35a与电镀边界位置P2之间的间隙H4设定在0至10mm之间。
下面讨论将间隙H4设定在0至10mm之间的原因。
特别地，当遮蔽板35的外周端的下部分35a设置在电镀边界位置P2以下，将镀层66一直形成到电镀边界位置P2是很难实现的。因此，H4设定为0mm或更大，从而镀层66能够一直形成到电镀边界位置P2。
换句还说，如果间隙H4超过10mm，那么遮蔽板35的外周端的下部分35a会在电镀边界位置P2以上太远的位置，并且存在镀层66形成在电镀边界位置P2外面的危险。因此，为了将镀层66的形成限制在电镀边界位置P2，间隙H4设定为10mm或者更小。
遮蔽板35形成为由绝缘材料构成的圆盘形状，并且是具有小于汽缸13内周壁14内部直径D2的外部直径D1的部件，如图1中所示。通过这种方法，在内周壁14与遮蔽板35的外周35b之间形成引入电镀液的间隙S2。特别地，引入电镀液的间隙S2设定在0.25至5mm之间。
下面讨论将引入电镀液的间隙S2设定在0.25至5mm之间的原因。
当引入电镀液的间隙S2小于0.25mm时，间隙S2就太小了，使得电镀液17很难引入间隙S2。如果电镀液17由于这个原因不能引入间隙S2，其结果等同于遮蔽板35的外周35a与内周壁14接触的情形，并且存在如现有技术中描述的在镀层的边界区域产生飞边的危险。因此，引入电镀液的间隙S2设定为0.25mm或者更大，从而放置在镀层66的边界区域66a产生飞边。
换句还说，如果引入电镀液的间隙S2超过5mm，那么间隙S2就太大了，并且存在电镀液17从间隙S2流到外面的危险。如果电镀液17从间隙S2流到外面，则电镀液17常常会粘附于没有被电镀的区域。而且，在被电镀的区域上的电流密度会减小，在这些区域内的镀层厚度也会减小。结果，引入电镀液的间隙S2限定在5mm或者更小，从而防止电镀液17从间隙S2流出。
因为遮蔽板35固定于柱形电极16，因此遮蔽板35能够仅通过使用多个柱螺栓58或螺栓62固定于柱形电极16。因此，连接遮蔽板35的部件，即柱螺栓58或螺栓62，使得设备更简单并更小，并且减少设备成本。
下面参考图5至10讨论使用第一实施例的电镀设备10在汽缸13的内周表面上形成镀层的方法。
图5表示汽缸体11放置在第一实施例的电镀设备10上的示例。
如箭头a所示，汽缸体11放置在电极单元15的支撑块25。此时，柱形电极16设置在中空区域12(参见图1)内部，从而柱形电极16从汽缸13内中空区域12的底端(一端)12b一侧被覆盖。
汽缸体11形成有汽缸盖11a，汽缸盖与汽缸13一体形成，中空区域12的上端12a由汽缸盖11a关闭。由于这个原因，在将汽缸体11放置在支撑块25上之后，遮蔽板35不能从中空区域12的上端12a一侧设置在指定位置上。
结果，遮蔽板35预先固定于柱形电极16的上端16b。当汽缸体11已经放置在支撑块25上时，可以将遮蔽板35从中空区域12的下端12b一侧放置在指定位置上。这样，可以为汽缸体11使用电镀设备10，在该汽缸体11中只有中空区域12的底端12b是敞开的。因此，电镀设备10的应用范围不受工件形状的限制，使得设备可在更广泛的范围内使用。
图6A和6B是通过镀液供给装置18在涡流产生通道29的方向上供给电镀液17的示例。
在图6A中，驱动供给泵46，从而沿着供给通道41的内部向涡流产生通道29、29(参见图6B)引导在槽42中的电镀液17，如箭头b所示。同时，驱动空气供给源51以经空气供气通道52向供给通道41供给空气，如箭头c所示。从而由在供给通道41内的电镀液17内的空气产生气泡65(参见图7A)。
将具有气泡65的电镀液17引入涡流产生通道29、29，如箭头d所示。
如图6B所示，一对涡流产生通道29、29平行于支撑块25内形成的凹陷26的周壁26a的切线形成。因此，从涡流产生通道29、29的供给口29a、29a沿着凹陷26的周壁26a供给电镀液17，电镀液17以沿着周壁26a的弧线流动，如箭头e所示。
图7A和7B表示电镀液17在电镀设备内流动的情况。
在图7A中，内部件27设置在槽26内，从而环形引入通道28由凹陷26和内部件27形成。
具有气泡65的电镀液17以沿着环形引入通道28的弧线流动。以沿着引入通道28的弧线流动的电镀液17经设置在引入通道28上端28a的多孔件33流入电镀通道38。
这样，引入通道28内的电镀液17趋向于如箭头f所示的集中。因为电镀液17经多孔件33引入电镀通道38，因此电镀液17的流动如箭头g所示发生扩散，将电镀液17的流动调节得均匀。
此外，在从空气供给通道52(参见图6A)向供给通道41供给空气时，电镀液17内的气泡相对大，气泡大小不均匀的可能性很大。
具有气泡65的电镀液17经多孔件33引入电镀通道38，从而电镀液17内的气泡65变得相对小，将气泡65的大小调节得均匀，气泡65均匀地分散。
均匀分散的电镀液17向上成螺旋形地沿着电镀通道38流动，如图7B中箭头g所示。电镀液17包括已经调节得相对小并且具有均匀大小的气泡65。
因为电镀液17沿着从电镀通道38的下端38b(柱形间隙的下端)至上端38b(柱形间隙的上端)的方向成螺旋形地流动，因此增强了电镀液17的混合。因此，电镀液17均匀地穿过电镀通道38流动。这样，在汽缸13的整个内周壁14上适当地形成均匀厚度的镀层66(参见图9)。
图8A和8B表示电镀液和气泡之间的关系。
在图8A中，电镀液17内的气泡65相对小，气泡65的大小变得均匀，从而气泡65在电镀液17内部平稳地流动。因此，电镀液17(即，电镀液17内的陶瓷粒子)由气泡65混合，如箭头h所示。
汽缸13和柱形电极16由电流供给装置22(参见图6A)供电。这样，电镀液17内的电镀成分，如箭头i所示，均匀地在汽缸13的整个内周壁14上引导，使得更有利地在整个内周壁14上形成均匀厚度的镀层66。
而且，电镀液17由多孔件33(参见图7A)分散，电镀液17的流动由多孔件33调节得均匀，从而电镀液17内的电镀成分在汽缸13的整个内周壁14上均匀地引导，使得更有利地在整个内周壁14上形成均匀厚度的镀层66。
在图8B中，到达柱形电极16的上端16b的大部分电镀液17由遮蔽板35导向并引入柱形电极16，如箭头j所示。已经流入柱形电极16的电镀液17被引导到柱形电极16的通孔16a。
同时，已经到达柱形电极16的上端16b的其余的电镀液17进入间隙S2，如箭头k所示，间隙S2在遮蔽板35与内周壁14之间引导电镀液。
因为间隙S2保持在5mm或更小，因此防止了电镀液17从间隙S2流出。
如图6A所示，已经进入柱形电极16的通孔16a的电镀液如箭头m所示的流动，并经流出通道31进入返回通道47。已经到达返回通道47的电镀液17如箭头n所示的经控制阀48返回到槽42。
这样，如果电镀液17适当地流动，则即使没有受到控制阀48地控制，也会出现图9中所示的情形。特别地，在引入电镀液的间隙S2内的电镀液17的流体表面高度h1能够大约与遮蔽板35的上部表面35d相同。
如果在引入电镀液的间隙S2内的电镀液17的流体表面高度h1与遮蔽板35的顶部表面35d不同，则该高度能够通过控制阀48来调节，从而流体表面高度h1能够大约与遮蔽板35的上部表面35d相符。
图9表示遮蔽板35与镀层66之间的关系。
在电镀液17已经引入用于在内周壁14与遮蔽板35的外周35b之间引入电镀液的间隙S2的情况下，柱形电极16和汽缸13由电流供给装置22(参见图6a)供电。
在这种情况下，电流密度的固定值A1保持在汽缸13的电镀边界位置P2与下端位置P1之间，在电镀边界位置P2与电镀上限位置P3之间的电流密度从电镀边界位置P2向电镀上限位置P3逐渐地降低。
在汽缸的下端位置P1与电镀边界位置P2之间的区域指定为“待镀表面14a”，在电镀边界位置P2与电镀上限位置P3之间的区域指定为“电镀边界表面14b”。
柱形电极16的表面16g与内周壁14上的待镀表面14a相对并与其平行。结果，相对于待镀表面14a的电流密度保持在固定值A1，能够保证在待镀表面14a上形成固定电镀厚度t的镀层66。
另一方面，遮蔽板35在电镀边界位置P2以上与电镀边界位置P2对齐设置。该遮蔽板35由绝缘材料组成。这样，在电镀边界表面14b，电流密度从电镀边界位置P2向电镀上限位置P3逐渐地降低，在电镀上限位置P3变为零。
通过这种方法，镀层66的电镀厚度在电镀边界表面14b，从电镀边界位置P2向电镀上限位置P3逐渐地降低，在电镀上限位置P3变为零。
由此能够保证在待镀表面14a上得到均匀电镀厚度t的镀层66。此外，因为镀层66的电镀厚度在电镀边界表面14b逐渐地降低，因此能够形成恰当的镀层66。
这样，可防止在加工镀层66的表面期间，镀层66从边界区域66a分离。
此外，通过提供遮蔽板35，由遮蔽板35抑制在电镀表面14a以上的电镀液17的上升。由此能够仅在必须有镀层66的待镀表面14a上可靠地形成镀层66。
图10是表示遮蔽板的位置与镀层的厚度之间关系的曲线图。垂直轴表示汽缸内周壁上的位置P(mm)，水平轴表示电镀厚度t(μm)。关于垂直轴上的位置P，在汽缸上的电镀边界位置P2与下端位置P1之间的区域指定为“待镀表面14a”，在电镀边界位置P2与电镀上限位置P3之间的区域指定为“电镀边界表面14b”。
曲线g1表示遮蔽板35没有设置在电镀边界位置P2(参见图9)的情况。
曲线g2表示在图9中所示的间隙H4为1mm和引入电镀液的间隙S2设为5mm的情况下形成镀层的示例。
曲线g3表示在间隙H4为1mm和引入电镀液的间隙S2设为3mm的情况下形成镀层的示例。
曲线g4表示在间隙H4为1mm和引入电镀液的间隙S2设为2mm的情况下形成镀层的示例。
曲线g5表示在间隙H4为1mm和引入电镀液的间隙S2设为1mm的情况下形成镀层的示例。
曲线g6表示在间隙H4为1mm和引入电镀液的间隙S2设为0.25mm的情况下形成镀层的示例。
间隙H4是在电镀边界位置P2与遮蔽板35外周端的下部分35a之间的间隙。引入电镀液的间隙S2是在遮蔽板35的外周35b与内周壁14之间的指定间隙。
优选地，在珩磨加工之后保持平均电镀厚度t，例如在汽缸13的内周壁14上的待镀表面14a保持在100μm。
在前述曲线g1、g2、g3、g4、g5和g6的情况下形成镀层66，对待镀表面14a处电镀厚度t是否保持在100μm进行评价。
通过确定保持在100μm的镀层的有利判断和没有如此保持的镀层的不利判断来作出评价的结果。
在曲线g1中，平均电镀厚度在电镀边界位置P2与位于电镀边界位置P2之下的位置P4之间的区域不能保持在100μm。特别地，在曲线g1中，在待镀表面14a的整个区域上不能保证得到100μm。这样，曲线g1提供了不利评价。
在曲线g2中，在待镀表面14a上保持100μm。这样，曲线g2提供了有利评价。
如曲线g2，在曲线g3中，在待镀表面14a上保持100μm。这样，曲线g3提供了有利评价。
如曲线g2，在曲线g4中，在待镀表面14a上保持100μm。这样，曲线g4提供了有利评价。
如曲线g2，在曲线g5中，在待镀表面14a上保持100μm。这样，曲线g5提供了有利评价。
如曲线g2，在曲线g6中，在待镀表面14a上保持100μm。这样，曲线g6提供了有利评价。
从曲线g2、g3、g4、g5和g6可得出这样的结论，当引入电镀液的间隙S2减小时，能够愈加保证得到厚电镀层。
这样，当以间隙H4在0至100mm范围内和引入电镀液的间隙S2在0.25至5mm范围内进行前述测试时，确认获得有利评价。
下面，将参考图11讨论根据第二实施例的电镀设备。在第二实施例的电镀设备中，相同的标号指代与第一实施例的电镀装置中相同的部件，省略其相关描述。根据第二实施例的电镀设备70仅在遮蔽板71方面，不同于图4中所示的第一实施例的电镀设备10，但是对该结构的测试与根据第一实施例的电镀设备10相同。
图11中所示的第二实施例的电镀设备70具有绝缘遮蔽板(遮蔽件)71，该遮蔽板经连接装置36连接在柱形电极16的上端16b的上方。遮蔽板的下外周表面71a形成为具有从外周71b的最接近位置71c向外周端71d以下的区域向下倾斜的倾斜表面。换句还说，外周端71d以下的区域设置在遮蔽板71的下表面71e以下。因此，当外周端71d以下的区域设置在从电镀边界位置P2的间隙H4(0至10mm)处时，能够保证在柱形电极16和遮蔽板71的下表面71e之间得到大的间隙H5。
因此，已经到达柱形电极16的上端16b的电镀液17有遮蔽板71导向并更为平稳地从间隙H5向柱形电极16的通孔16a受到引导，如箭头p所示。
在第一和第二实施例中，遮蔽件描述为遮蔽板35和71，但这并不是仅有的可能选择方案。该部件还可具有其它形状，诸如块形，通过组合多个部件制成的装置也是可使用的。
在第一和第二实施例中，工件描述为汽缸体11，但这并不是仅有的可能选择方案。任何工件均能够使用，只要该工件具有中空区域12，其中中空区域12的至少一端是敞开的。
而且，在第一和第二实施例中，描述了工件是具有一体汽缸盖11a的汽缸体11的情况，但这并不是仅有的可能选择方案。该装置可用于汽缸盖11a与汽缸体11分离的类型的工件，即中空区域12的两端都是敞开的工件。
在第一和第二实施例中，描述了遮蔽板35、71连接于柱形电极16的情况，但这并不是仅有的可能选择方案。本发明还可具有如现有技术中的遮蔽板35和71与柱形电极16分开的构造。
而且，在第一和第二实施例中，描述了电镀液17在间隙S1内从底侧流至顶侧，并且已经到达柱形电极16的上端16b的电镀液17有遮蔽板35引导至通孔16a的情况。但是，电镀液的流动并不仅仅局限于这种选择方案。例如，电镀液还能够从通孔16a流至间隙S1，并且可在柱形电极16的壁面内形成多个小直径通孔，使得通孔16a内的电镀液能够穿过小直径通孔并流入间隙S1。简言之，可制造电镀液17流入间隙S1的构造。
在第一和第二实施例中，使用通过将气泡65与电镀液17混合而制成的电镀液形成镀层66，但这并不是仅有的可能选择方案。可使用不具有混合气泡65的电镀液形成镀层66。
工业应用性本发明能够用于在汽缸内周壁上形成镀层的电镀设备。
权利要求
1.一种在中空工件的中空区域的内周壁上形成镀层的电镀设备，所述设备包括柱形电极，具有纵向通孔并以在中空工件的中空区域内部形成柱形间隙的方式设置；以及一装置，当电镀液流入经由柱形电极的端部与所述通孔连通的柱形间隙时，形成从柱形间隙的底端至顶端的电镀液的螺旋流。
2.如权利要求1所述的电镀设备，其中进一步包括供给通道，供给电镀液直到柱形间隙底端；多孔件，具有设置在供给通道和柱形间隙底端之间的多个孔；设置在供给通道内的空气供给装置；以及通过空气供给装置向供给通道供给的空气，利用该空气使得气泡混合入供给通道内的电镀液，而混合有空气气泡的电镀液经由多孔件引导至柱形间隙。
3.如权利要求1所述的电镀设备，其中进一步包括遮蔽件，由绝缘材料形成并设置在中空工件的中空区域的上端；以及间隙，引入电镀液从而将该电镀液引入在中空区域的内周壁与遮蔽件之间。
4.如权利要求3所述的电镀设备，其中所述遮蔽件的外周端的底部部分设置为接近于待镀镀层的表面与该待镀表面之上的表面之间的边界位置，所述引入电镀液的间隙设为0.25至5mm。
5.如权利要求3或4所述的电镀设备，其中所述遮蔽件连接于柱形电极。
全文摘要
一种电镀设备具有放置在机件(11)中空段(12)的管状电极(16)。管状电极(16)具有在纵向方向上形成的通孔(16a)。圆管状间隙(S1)在放置在中空段内的管状电极与中空段的内周壁(14)之间形成，电镀液在该间隙(S1)中流动。电镀液在涡流产生流动通道(29)的作用下从该间隙的下端向上端螺旋地流动，所述涡流产生流动通道(29)与该间隙下端连通。已经到达上端的电镀液穿过管状电极的通孔循环。
文档编号C25D7/04GK101023204SQ20058002771
公开日2007年8月22日 申请日期2005年5月10日 优先权日2004年6月16日
发明者小川义光, 宫坂一 申请人:本田技研工业株式会社