用于汽缸组电镀设备的密封夹具和密封方法

专利名称：用于汽缸组电镀设备的密封夹具和密封方法
技术领域：
本发明涉及一种用于汽缸组电镀设备的密封夹具和密封方法，例如，当通过循环 处理液对汽缸膛进行预电镀或电镀时，该密封夹具和密封方法可以用于密封汽车的发动机 的汽缸组中的各汽缸的内周表面，即，汽缸膛的端部。
背景技术：
汽缸组电镀设备通常用于在汽缸的汽缸膛两端(曲柄轴箱一侧和气缸盖一侧)被 密封的状态下在汽缸组中的汽缸组中循环处理液。这种传统的设备包括诸如专利文件1 (日本专利公开公布第8-53798号)中的设 备，在这个传统的设备中，密封件可以通过伸展和变形从曲柄轴箱侧插入汽缸，并且每个汽 缸膛的曲柄轴箱侧端用该密封件密封。然而，在一些多汽缸发动机的汽缸组中，为了减少排吸损失(pumping loss)和改 善发动机功率，在每个汽缸的汽缸膛的端部形成连通孔。当利用如上处理液在具有这样的 连通孔的汽缸组中的汽缸膛的内周表面执行电镀时，必须采取措施防止处理液通过连通孔 从汽缸漏出，并且防止从每个汽缸膛的一个端部漏出。而且，需要注意的是，在下文中，术语 “汽缸膛”在下文中等同于“汽缸的内周表面”。

发明内容
本发明考虑了上述的对比文件中所遭遇的问题，本发明的目的是提供一种用于汽 缸组电镀设备的密封夹具和密封方法，即使当多气缸发动机的汽缸组中的汽缸膛的端部形 成有连通孔时，这种密封夹具和密封方法可以防止预电镀溶液或电镀溶液接触除了汽缸膛 和这种连通孔之外的其他组件或者构件。在本发明的一个方面中，本发明提供的密封夹具可以实现上述目的及其他一些目 的。该密封夹具用于汽缸组电镀设备，当连通孔形成在汽缸膛的端部处时，该汽缸组电镀设 备在密封汽缸膛的一端部的情况下，利用导入汽缸膛的处理液来对多汽缸发动机的汽缸组 中的每个汽缸的汽缸膛进行预电镀或电镀，该密封夹具包括密封单元和夹紧单元，密封单 元包括用于密封汽缸膛的内周表面的端部的汽缸膛密封件和用于密封在连通孔的周围并 与汽缸内周表面相对的那部分的连通孔密封件；夹紧单元设置在密封单元中，可以被推动 打开，并且适于使连通孔密封件密封位于汽缸膛的相对侧、连通孔周围的部分。在上述方面中，可以得到的是汽缸膛的端部位于汽缸组中的曲柄轴箱安装面侧， 在汽缸组中，装配有曲柄轴承的曲柄轴颈(crank journal)向汽缸内延伸。密封单元可以包括定位支架和定位块，该定位支架适于被锁在曲柄轴箱安装面 中以将密封单元定位在高度方向上的一定位置，该定位块适于通过与曲柄轴承啮合使密封 单元沿密封单元的圆周方向定位。可以想到的是，位于汽缸膛的相对侧并且在连通孔的周 围的那部分是珩磨退刀表面(honing relief surface)，该珩磨退刀表面形成在每个曲柄 轴颈上并且在汽缸膛的珩磨工序中使用。
在本发明的另一方面中，本发明提供一种密封上述汽缸组电镀设备的方法，该密 封方法包括以下步骤密封汽缸膛的内周表面的端部；密封位于汽缸膛的相对侧并且在连 通孔的周围的那部分。根据本发明的上述描述，即使在多汽缸发动机的汽缸组中每个汽缸的汽缸膛的端 部形成连通孔，本发明的用于汽缸组电镀设备的密封夹具和密封方法能够密封位于汽缸膛 的对侧并且在连通孔周围的那部分，并且还可以密封每个汽缸膛的内周表面的端部，从而 防止用于预电镀的预电镀溶液或者用于电镀的电镀溶液泄漏，并防止这些溶液接触除了各 汽缸的汽缸膛和连通孔之外的其他组件。下面将结合附图进行说明，这将使本发明的本质和特征更加清楚。


在附图中图1是剖面侧视图，用于说明根据本发明的第一实施例的用于汽缸组电镀设备的 密封夹具如何密封每个汽缸的内周表面和连通孔周围的珩磨退刀表面；图2是图1所示密封夹具的立体图；图3是图2所示密封夹具的分解立体图；图4A和4B是显示图2所示密封夹具的夹紧单元的立体图，其中，图4A显示夹紧 单元的闭合状态，图4B显示夹紧单元的打开状态；图5是沿图4B中V-V线剖开的示意性剖视图；图6是显示多汽缸发动机的汽缸组的侧剖视图；图7是沿图6中VII-VII线剖开的剖视图；以及图8是图6所示的多汽缸发动机的汽缸组的剖开立体图。
具体实施例方式下面参照

实施本发明的最佳方式。然而，需要注意的是，本发明不限于本 文所说明的任何实施例，这里，术语“上”，“下”，“右”，“左”以及类似术语的使用是以各图的 说明或汽缸组电镀设备的实际安装状态为参照。图1是剖面侧视图，用于说明根据本发明的第一实施例的用于汽缸组电镀设备的 密封夹具(或密封卡具)是如何密封各汽缸的内周表面(根据下文所描述的情况，它可以 称为汽缸膛)和连通孔周围的珩磨离隙(escape)(或称为退刀)表面的。参看图1，用于汽车的多汽缸发动机的汽缸组1的汽缸组电镀设备20，比方说，使 用密封夹具21密封汽缸组1中每个汽缸2的汽缸膛3在曲柄轴箱安装面6侧的一端部4， 并使用具有例如平板形状的密封板22密封气缸盖安装表面7侧的另一端部5，以便把处理 (加工)液体(即，预电镀溶液或电镀溶液)引入到汽缸3中，并利用被布置成与各个汽缸 膛3相对的电极3以高速预电镀或电镀汽缸3(或汽缸膛3)的内周表面。因此，电镀层，虽 然未示出，形成在汽缸膛3中，从而改善了汽缸3的内周表面的耐磨性。而且，应当注意的 是在下文中一个或多个端部4和另一个或多个端部5可以称为“第一端4”和“第二端5”。亦即，在预电镀阶段，溶液槽24中的预电镀溶液以这样一种方式通过液体输送泵 25循环，即预电镀溶液首先从溶液槽24送出，如图1所示在电极23和汽缸3的内周表面之
4间的间隙通道26中从下向上流动，然后在管状的电极23的中间通道27向下流动(如箭头 A所述)，并且返回溶液槽24。这个循环不断重复。在这个操作过程中，电源28施加电压以形成汽缸组1构成正极且另一方面电极 23构成阴极的状态，从而可以预电镀汽缸2的内周表面3(例如，通过电解浸蚀或者阳极氧 化)。在随后的电镀阶段，溶液槽24中的预电镀溶液以这样一种方式通过液体输送泵 29循环，即电镀溶液从溶液槽24送出，如图1所示，在电极23的内部通道27从下向上流 动，然后流入电极23和内周表面3之间的间隙通道26，如箭头B所示，然后在间隙通道26 中从上向下流动，并返回溶液槽24。上述循环不断重复。在这个操作过程中，电源28以这样一种方式施加电压，即电极23构成正极并且汽 缸组1构成阴极。从而，每个汽缸2的汽缸膛3被电镀形成电镀层。如图6至8所示，连通孔8形成在汽缸组1中的汽缸2的内周表面3的第一端4 处，以便分别在第一端4处横贯汽缸2。形成连通孔8的作用是当发动机运行时连通各汽 缸2，从而防止曲柄轴箱的内压力增加，以减少排吸损失并且改善了发动机功率。如图1所 示，设置在连通孔8周围的珩磨退刀表面12 (稍后描述)和汽缸膛3的第一端4被密封夹 具21 (后面将详细说明)密封。而且，如图6至8所示，多个曲柄轴颈10布置在汽缸组1的曲柄轴箱安装面6附 近，各个曲柄轴颈10装配有曲柄轴承9并且在曲柄轴箱安装面6和汽缸膛3的第一端4之 间一体地形成。每个曲柄轴颈10向内伸向相应的汽缸2的中心轴0，具体如图6所示。相邻的曲 柄轴颈10之间的开口 11的距离L设定得小于汽缸2的直径S。每个曲柄轴颈10具有珩磨退刀表面12，图7清楚的显示该表面形成在面对连通孔 8的位置。珩磨退刀表面12设置为允许未显示的珩磨石在珩磨作业中移动的部分，以便能 够彻底地珩磨形成在每个汽缸2的汽缸膛的内周表面3上形成的电镀层，直到汽缸膛3的 第一端4。因此，珩磨退刀表面12具有曲面，该曲面形成半径大于汽缸膛3的圆柱表面的一 部分。而且，图6中的字符“K”表示相邻的曲柄轴颈10的珩磨退刀表面12之间的距离的 最大值。顺便指出，如图1所示，密封夹具21附接到汽缸组1中的每个汽缸2上。如上所 述，密封夹具21密封每个汽缸2的汽缸膛3的第一端(一个端部)4，以及位于靠近连通孔 8的汽缸膛3的相对侧处的那一部分(即，珩磨退刀表面12)。密封夹具21可以从汽缸组 1的曲柄轴箱安装面6的一侧安装到汽缸2上，或从汽缸2卸下。此外，同样如图2所示，密封夹具21包括密封单元30和夹紧单元31。如图2和3所示，密封单元30包括底座32，该底座32由诸如橡胶弹性材料制成， 并且从正面看为U形。底座32包括大约为圆形的底面，该底面用作内周表面密封件33 (膛 密封件33)，底座32还包括直立在内周表面密封件33上的一对彼此面对的台肩，该台肩用 作珩磨退刀表面密封件34，即连通孔密封件。内周表面密封件33的外直径大约等于珩磨退 刀表面12的半径，并且能够密封内周表面(即，汽缸膛)3的第一端，如图1所示。如图2 和3所示，珩磨退刀表面34具有曲面，该曲面大约对应于珩磨退刀表面12的曲面，并且能 够密封珩磨退刀表面12。
而且，在密封单元30中，定位支架35从每个珩磨退刀表面的密封部分34的内表 面向上竖立，并且每个定位支架35的上端向外弯曲，以便设置定位凸缘36。而且，定位块 37也安装在靠近每个定位支架35的外表面上的定位凸缘36的位置。如图1所示，当定位支架35的定位凸缘36被锁在汽缸组1的曲柄轴箱安装面6 上时，密封单元30就被定位在汽缸2的沿中心轴0(图6)的高度方向的一个水平上，并且 每个膛密封件33放置在与每个汽缸膛3的第一端4对应的位置。而且，当定位块37与曲 柄轴颈10的曲柄轴承9啮合时，密封单元30沿汽缸膛3的圆周方向定位，珩磨退刀表面密 封件34与汽缸组1的各珩磨退刀表面12面对。如图4至5所示，每个夹紧单元31具有这样的结构，即一对压板39放置在提升杆 38的相对侧，并且提升杆38和压板39通过销由第一联杆41和第二联杆相连42相连。当 如图4A所示的提升杆38被向上拉时，一对压板39彼此靠近并且闭合，使得夹紧单元31准 备被插入密封单元30的两定位支架35之间(即，插入密封单元30)，如图2和3所示。然后，夹紧单元31的一对压板39被放置在密封单元30的一对定位支架35之间， 并处于与珩磨退刀表面密封件34相对应的位置。当如图4B所示的提升杆38压下，一对压板39被分开并且被强行打开。如图1和 2所示，当夹紧单元31的压板39随着夹紧单元31插入密封单元30而被推开时，密封单元 30的珩磨退刀表面密封件34压靠珩磨退刀表面12以便密封每个珩磨退刀表面12。因为密封单元30的膛密封件33密封汽缸膛3的第一端4，汽缸膛3的第一端4与 位于汽缸膛3的两对侧并靠近连通孔8的珩磨退刀表面12 —起被密封，同时汽缸2通过连 通孔8彼此相通。密封单元30的膛密封件33的外直径大约与珩磨退刀表面12的半径相等，并且两 珩磨退刀表面密封件34之间的间隔N(图1)大约与珩磨退刀表面12之间的距离的最大值 K相等。即使当膛密封件33和珩磨退刀表面密封件34如上所述那样形成并且曲柄轴颈10 之间的开口 11的距离L小于汽缸膛3的直径S及珩磨退刀表面12之间的距离的最大值K， 如图6所示，由于由膛密封件33和珩磨退刀表面密封件34组成的底座32由弹性材料制成 而被构造为容易变形，通过使底座32变形，密封单元30能够在汽缸膛3的第一端4和珩磨 退刀表面12之间被附接并且能够经由曲柄轴颈10之间的开口 11从汽缸组1的曲柄轴箱 安装面6侧被去除。在预电镀或者电镀处理或作业时，为了密封每个汽缸2的汽缸膛3的第一端 4(即，汽缸2的内周表面3)，及连通孔8周围的珩磨退刀表面12，密封夹具21的密封单元 30首先从曲柄轴箱安装面6侧经由曲柄轴颈10之间的开口 11插入各汽缸2。然后，密封 单元30的定位支架35的定位凸缘36锁到汽缸组1的曲柄轴箱安装面6上，定位块37与 曲柄轴颈10的曲柄轴承9啮合，并且密封单元30被定位及安装。在这种状态下，密封单元 30的膛密封件33密封汽缸膛的第一端4。在下一阶段，夹紧单元31的提升杆38被向上拉，夹紧单元31被插入密封单元30。 当夹紧单元31抵靠到密封单元30的膛密封件33上时，夹紧单元31的提升杆38受压并迫 使夹紧单元31的压板39打开。结果，密封单元30的珩磨退刀表面密封件34被压靠到连通孔8周围的珩磨退刀表面12上，从而密封珩磨退刀表面12。因此，根据本实施例的密封夹具21有如下⑴至(3)的优点。(1)即使当连通孔8形成在汽缸组1中的每个汽缸2的汽缸膛(内周表面)3的第 一端4处，密封夹具21的密封单元30的膛密封件33密封汽缸膛3的第一端4，同时在夹紧 单元31的作用下，夹紧单元31的密封单元30的珩磨退刀表面密封件34密封位于汽缸膛 3的相对侧并靠近连通孔8的珩磨退刀表面12。因此，能够防止预电镀阶段使用的预电镀 溶液和电镀阶段使用的电镀溶液漏出，并且还能够防止接触除了汽缸膛3和汽缸2的连通 孔8之外其他组件(例如，曲柄轴颈10的壁面)。(2)由于膛密封件33和密封夹具21的密封单元30的珩磨退刀表面密封件34构 成的底座32由弹性材料制成，因此容易变形。结果，即使当曲柄轴颈10之间的开口 11的 距离L小于汽缸膛3的直径S及珩磨退刀表面12之间的距离的最大值K，通过弯曲底座32， 密封单元30也能够经由曲柄轴颈10之间的开口 11从曲柄轴箱安装面6的一侧被插入，并 且能够被容易地附接到汽缸膛3的第一端4和连通孔8周围的珩磨退刀表面12上。(3)为了防止处理液的从形成在汽缸膛3上的连通孔8渗漏，密封夹具21的夹紧 单元31的压板39被推动打开，从而将密封单元30的珩磨退刀表面密封件34保持到连通 孔8周围的珩磨退刀表面12上，从而利用珩磨退刀表面密封件34密封珩磨退刀表面12。 这可以密封连通孔8周围的珩磨退刀表面12，从而不管连通孔8的形状、尺寸或者加工精确 度如何，都可以可靠地防止处理液从连通孔8泄漏。需要进一步注意的是，本发明不仅仅限于上述实施例，在不背离权利要的范围的 情况下，其可以有许多其它的改变和修改。
权利要求
一种用于汽缸组电镀设备的密封夹具，当连通孔形成在汽缸膛的端部处时，所述汽缸组电镀设备在密封所述汽缸膛的所述端部的情况下利用导入所述汽缸膛的处理液来预电镀或电镀多汽缸发动机的汽缸组中的每个汽缸的汽缸膛，其特征在于，所述密封夹具包括密封单元，该密封单元包括汽缸膛密封件和连通孔密封件，所述汽缸膛密封件用于密封所述汽缸膛的内周表面的所述端部，所述连通孔密封件用于密封靠近连通孔并与所述汽缸的内周表面相对的部分；和设置在所述密封单元中的夹紧单元，该夹紧单元可以被推开，并且适于使所述连通孔密封件密封位于所述汽缸膛的相对侧并且靠近所述连通孔的部分。
2.如权利要求1所述的用于汽缸组电镀设备的密封夹具，其特征在于在汽缸组中，所 述汽缸膛的所述端部位于曲柄轴箱安装表面侧，设置有曲柄轴承的曲柄轴颈向所述汽缸内 延伸。
3.如权利要求2所述的用于汽缸组电镀设备的密封夹具，其特征在于所述密封单元 包括定位支架和定位块，所述定位支架适于通过被锁定到所述曲柄轴箱安装表面而将所述 密封单元定位在高度方向上的一定水平，所述定位块适于通过与所述曲柄轴承接合而使所 述密封单元沿着所述密封单元的圆周方向定位。
4.如权利要求3所述的用于汽缸组电镀设备的密封夹具，其特征在于位于所述汽缸 膛的所述相对侧并且在所述连通孔的外周上的所述部分是形成在每个曲柄轴颈上且在所 述汽缸膛的珩磨工序期间使用的珩磨退刀表面。
5.一种密封汽缸组电镀设备的方法，当连通孔形成在汽缸膛的端部处时，所述汽缸组 电镀设备在密封所述汽缸膛的所述端部的情况下利用引入所述汽缸膛的处理液来预电镀 或电镀多汽缸发动机的汽缸组中的每个汽缸的汽缸膛，其特征在于，所述密封方法包括密封所述汽缸膛的内周表面的所述端部；并且密封位于所述汽缸膛的相对侧并且在所述连通孔的外周内的部分。
全文摘要
一种汽缸组电镀设备，当连通孔形成在汽缸膛的端部处时，该汽缸组电镀设备在密封汽缸膛的一端部的情况下，利用引入汽缸膛的处理液来预电镀或电镀多汽缸发动机的汽缸组中的各汽缸的汽缸膛。该汽缸组电镀设备包括密封夹具，该密封夹具包括密封单元和夹紧单元，该密封单元包括用于密封汽缸膛的内周表面的端部的汽缸膛密封件和用于密封靠近连通孔并且与汽缸内周表面相对的那部分的连通孔密封件，该夹紧单元设置在密封单元中，可以被推动打开，进而使连通孔密封件密封位于汽缸膛的相对侧并靠近连通孔的部分。密封效果是通过密封汽缸膛的内周表面的端部和密封位于汽缸膛的相对侧并在连通孔的周围的那部分来实现的。
文档编号C25D17/06GK101922033SQ20101020660
公开日2010年12月22日 申请日期2010年6月10日 优先权日2009年6月10日
发明者大石博之, 成田理, 铃木学, 黑田徹也 申请人:铃木株式会社