JP2002129400A - 電解研磨装置及びプレスバリを有する金属被加工物のバリ取り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、薄板の金属被加工物のプレ
スバリを効果的に除去することのできる電解研磨装置及
びバリ取り方法を提供することである。 【解決手段】 電解研磨装置であって、金属被加工物が
通過する開口を有し、内部に電解研磨液が収容された電
解研磨槽と、前記開口を通して前記電解研磨槽内に導入
された前記金属被加工物と接触しないように該電解研磨
槽内に設けられた陽極と、前記金属被加工物の搬送方向
に対して前記陽極の下流側の前記電解研磨槽内に前記金
属被加工物と接触しないように設けられた陰極と、前記
陽極と前記陰極の間に配置され、前記電解研磨槽内を陽
極域と陰極域に区分する前記金属被加工物が通過する開
口を有する絶縁材料からなる漏電防止板とから構成す
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、一般的に金属被加
工物の電解研磨装置及びプレスバリを有する金属被加工
物のバリ取り方法に関し、特に、薄板ステンレス鋼の電
解研磨装置及びプレスバリを有する薄板ステンレス鋼の
バリ取り方法に関する。

【０００２】ステンレス鋼の電解研磨による平滑化、バ
リ取りは広く実用化されている。その利用分野は大きく
広がり、最近では電子部品材料にも電解研磨加工が使用
されている。

【０００３】電子部品材料としてのステンレス鋼材は、
極薄板化、短小化、複雑形状化が進み、プレス加工面の
仕上り精度向上は部品材料の成否を決める大きな要素と
なっている。

【０００４】例えば、磁気ディスク装置で磁気ヘッドを
支持するサスペンションにもステンレス鋼の薄板が使用
されており、これらのサスペンションは主にプレス加工
で成形されるため、プレスバリが発生し、製品化するた
めには薄板のサスペンションを変形させずにこれらのプ
レスバリを効率良く取除く技術が要求されている。

【０００５】

【従来の技術】通常の電解研磨は、研磨しようとする被
加工物を陽極板に固定し、この陽極板と電解研磨浴中の
陰極板との間に高電流を通電させ、被加工物を研磨する
方法である。

【０００６】電解研磨による被加工物の平滑化は、適正
電圧―電流において、陽極金属側に粘液層が形成され、
この粘液層により陽極から溶出する金属イオンの拡散が
抑制されて電気抵抗が増加する。

【０００７】金属の凸部は粘液層が薄く、凹部では厚く
て濃度も大である。そこで常に突起部の方が電流が流れ
易く、電解溶質が行われやすい。このようなわけで面は
次第に平滑化する。

【０００８】また、プレスバリはプレス加工時の内部応
力、組織変化を持っている。電解研磨によるプレス加工
のバリ取りは、被加工物が陽極として溶解していくとき
に、プレス加工時の内部応力及び組織変化のためにバリ
部が優先的に溶解することを利用したものであり、平面
部に比べて数倍の速度でバリの根元から激しく溶解し、
バリを除去することができる。

【０００９】金属条の表面処理での毎処理工程の電解脱
脂に金属条と電極を接触させない電解脱脂方法が提案さ
れている。しかし、電解脱脂は被加工物の表面の油脂類
の除去を目的とするものであり、電解研磨は被加工物表
面の平滑化及び／又はバリ取りを目的とするものである
点において大きく相違する。

【００１０】電解研磨は大電流を通電させることによっ
てのみなし得るものであり、電解脱脂にはその必要性は
ない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】陽極板に被加工物を固
定する従来の電解研磨方法は、被加工物が一定以上の板
厚を有し充分な剛性を有している場合には何ら問題はな
い。しかし、例えば板厚３０μｍ程度の極薄板の電解研
磨を行う場合には大きな問題が発生する。

【００１２】即ち、極薄板は陽極への固定をきつく固定
すると変形し、緩く固定すると接点不良により、電解研
磨時に通電する大電流により被加工物が固定点で溶損し
てしまうという問題がある。

【００１３】本発明はこのような点に鑑みて成されたも
のであり、その目的とするところは、薄板金属被加工物
に適した電解研磨装置及びプレスバリを有する薄板金属
被加工物のバリ取り方法を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によると、金属被
加工物が通過する開口を有し、内部に電解研磨液が収容
された電解研磨槽と、前記開口を通して前記電解研磨槽
内に導入された前記金属被加工物と接触しないように該
電解研磨槽内に設けられた陽極と、前記金属被加工物の
搬送方向に対して前記陽極の下流側の前記電解研磨槽内
に前記金属被加工物と接触しないように設けられた陰極
と、前記陽極と前記陰極の間に配置され、前記電解研磨
槽内を陽極域と陰極域に区分する前記金属被加工物が通
過する開口を有する絶縁材料からなる漏電防止板と、を
具備したことを特徴とする電解研磨装置が提供される。

【００１５】好ましくは、金属被加工物搬送方向の陰極
の長さは陽極の長さ以上であり、さらに好ましくは、陰
極の長さは陽極の長さの３倍以上である。また、陰極は
搬送される金属被加工物に対して下流側が上流側より近
くなるように斜めに配置されるのが望ましい。

【００１６】好ましくは、本発明の電解研磨装置は電解
研磨槽を収容する外槽と、電解研磨液を電解研磨槽に導
入し、電解研磨槽からあふれ出た電解研磨液を外槽から
回収して循環し、再び使用する電解研磨液循環手段を更
に具備している。

【００１７】好ましくは、陽極は白金、白金クラッドチ
タン及びステンレス鋼からなる群から選択され、陰極は
ステンレス鋼及びカーボンからなる群から選択される。

【００１８】本発明の他の側面によると、プレスバリを
有する金属被加工物のバリ取り方法であって、請求項１
〜６のいずれかに記載の電解研磨装置の電解研磨槽内に
該電解研磨槽の開口を通して前記金属被加工物を導入
し、前記陽極と陰極の間に所定電圧・所定電流の電力を
印加して前記金属被加工物の無接触電解研磨を行い、前
記プレスバリを除去することを特徴とするバリ取り方法
が提供される。

【００１９】好ましくは、金属被加工物はステンレス鋼
の薄板であり、その板厚は０．３ｍｍ以下である。好ま
しくは、電解研磨装置を複数台直列に配置して電解研磨
によるバリ取りを行う。このように電解研磨装置を複数
台直列に配置すると、各電解研磨装置に流す電流値を低
下することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明実施形
態の電解研磨装置概略平面図が示されている。図２は図
１のＡ−Ａ線断面図である。電解研磨装置２は外槽４
と、外槽４内に収容された電解研磨槽６を含んでいる。

【００２１】外槽４及び内槽６とも耐熱耐酸性樹脂、例
えばポリプロピレンから形成される。外槽４は両方の端
部壁４ａ，４ｂに金属被加工物（ワーク）１４の通過を
許容する開口５を有している。

【００２２】ワーク１４は例えば、ステンレス鋼の薄
板、ＳＵＳ３０４であり、その板厚は０．３ｍｍ以下、
好ましくは０．０３ｍｍ以下であり、その幅は約１０ｍ
ｍである。

【００２３】更に、ワーク１４は直径０．３ｍｍ以下、
好ましくは０．１ｍｍ以下の複数の微小孔を有してお
り、高さ１５μｍ以下のプレスバリを有している。ワー
ク１４は矢印Ｃ方向に搬送される。

【００２４】同様に、電解研磨槽６も両方の端部壁６
ａ，６ｂにワーク１４の通過を許容する開口７を有して
いる。これらの開口７を画成する端部壁６ａ，６ｂの先
端に割りポリプロピレンパイプ８が装着されている。こ
れらの割りポリプロピレンパイプ８はワーク１４が開口
７を画成する端部壁６ａ，６ｂの先端に引っかかるのを
防止する。

【００２５】符号１０は例えば白金から形成された陽極
であり、搬送されるワーク１４を挟むようにワークから
離間して一対設けられている。陽極１０は白金クラッド
チタン板、ステンレス鋼板から形成されても良い。

【００２６】符号１２は例えばステンレス鋼板から形成
された陰極であり、ワーク１４の搬送方向に対して陽極
１０の下流側にワーク１４を挟んで且つワーク１４から
離間して一対設けられている。陰極１２はカーボン板か
ら形成されても良い。

【００２７】好ましくは、陰極１２は下流側が上流側よ
りも搬送されるワーク１４に近づくように斜めに配置さ
れている。これは、陽極１０で正に帯電されたワーク１
４の電荷が下流側に行くに従って弱くなるからである。

【００２８】陰極１２のワーク１４搬送方向の長さは陽
極１０よりも長く形成されている。好ましくは、陰極１
２のワーク１４搬送方向の長さは陽極１０の３倍以上で
ある。

【００２９】電解研磨槽６中には市販されている電解研
磨液が充填されている。電解研磨液は１リットル中に燐
酸７５０ｍｌ、硫酸２５０ｍｌを含んでいる。１０ｍｌ
の有機物が添加されていても良い。全浴量は８００リッ
トルであり、浴温度は約５５℃である。

【００３０】符号１６は電解研磨槽６内を陽極域１８と
陰極域２０に区分する漏電防止板であり、ワーク１４の
通過を許容する開口１７を有している。漏電防止板１６
は、例えば電解研磨槽６と一体的にポリプロピレンから
形成される。

【００３１】開口１７を画成する漏電防止板１６の先端
には割りポリプロピレンパイプ２２が装着されている。
割りポリプロピレンパイプ２２はワーク１４が漏電防止
板１６の先端に引っかかるのを防止する。

【００３２】図２に示されるように、陽極１０はステン
レス鋼板２４を介して端子２６に接続されており、これ
らの端子２６は図示しない整流器に接続されている。こ
の整流器は１００ボルトの商用電源を直流に変換するも
のである。

【００３３】同様に、陰極１２はステンレス鋼板２８を
介して端子３０に接続されており、これらの端子３０は
図示しない整流器に接続されている。図２で点線３２は
電解研磨液の液面を示している。

【００３４】図１を再び参照すると、貯蔵槽４４内に収
容されている電解研磨液は循環ポンプ３４により電解研
磨槽６に供給される。即ち、循環ポンプ３４の吐出側は
パイプ３６及びＴ字パイプ３８を介して電解研磨槽６内
に設けられたパイプ４０に接続されており、循環ポンプ
３４を駆動すると貯蔵槽４４内の電解研磨液がパイプ４
０に形成した複数の穴４１から電解研磨槽６内に供給さ
れる。

【００３５】これらのパイプ３６，Ｔ字パイプ３８及び
パイプ４０も例えばポリプロピレンから形成されてい
る。パイプ３６には弁４２が設けられている。

【００３６】電解研磨槽６内には循環ポンプ３４で電解
研磨液が常時供給されているため、電解研磨液は電解研
磨槽６から溢れ出る。この溢れ出た電解研磨液は外槽４
内にに一時的に収容され、外槽４内の電解研磨液はホー
ス４６により貯蔵槽４４に戻される。

【００３７】以下、上述のように構成した電解研磨装置
２によるワーク１４のプレスバリ取り作業について説明
する。ここでのワーク１４は板厚０．０３ｍｍ、板幅１
０ｍｍのＳＵＳ３０４から構成されており、加工履歴と
して精密プレス加工履歴を有しており、直径０．１ｍｍ
の複数の微小孔及び高さ１３μｍのプレスバリを有して
いるものとする。

【００３８】ワーク１４の搬送速度は毎分４ｍである。
更に、電解研磨の電圧・電流条件は、電圧１２Ｖで、総
電流１５０Ａである。

【００３９】上述したように、陽極１０及び陰極１２は
図示しない整流器に接続されており、通電すると陽極域
１８内を通過するワーク１４はプラスに強く帯電され
る。ワーク１４が陽極１０から離れるほどこの帯電の程
度は弱くなっていくが、陰極域２０内のワーク１４もプ
ラスに帯電されている。

【００４０】ワーク１４を一定の速度で搬送すると、ワ
ーク１４の陽極溶解がワークの帯電強さに応じて得られ
る。プレスバリはプレス加工時の内部応力及び組織変化
を有しているため、ワーク１４が陽極として溶解してい
くときに、プレスバリ部が優先的に溶解し、電解研磨に
よりプレスバリを除去できる。

【００４１】陰極域２０の最下流側でもバリ取り及び平
滑化を維持できる電圧・電流条件が必要となる。また、
ワーク１４が一定速度で搬送されていることが、仕上が
り研磨状態の安定化に必要である。

【００４２】上述したように、陰極１２のワーク１４の
搬送方向の長さが陽極１０の長さに比べて十分長いこと
が仕上がり研磨状態の安定化に必要である。好ましく
は、陰極１２のワーク１４搬送方向の長さは陽極１０の
長さの３倍以上であるのが良い。

【００４３】図３を参照すると、上述した電解研磨装置
２を直列に複数台配置した電解研磨ラインが示されてい
る。４８はコイル状のワーク１４をアンコイルするアン
コイラーであり、５０はワークをリコイルするリコイラ
ーである。

【００４４】これらのアンコイラー４８とリコイラー５
０の間に電解研磨装置２が複数台直列に配置されてい
る。特に図示しないが、アンコイラー４８と最初の電解
研磨装置２との間には電解脱脂装置、水洗い装置、中和
装置等が配置されており、最後段の電解研磨装置２とリ
コイラー５０との間には水洗装置、超音波水洗装置、乾
燥装置等が配置されている。

【００４５】図３に示した電解研磨ラインでは、５台の
電解研磨装置２を直列に配置しているため、各電解研磨
装置２に流す電流は３０Ａで済むことになる。電圧は１
２Ｖ必要である。

【００４６】

【発明の効果】本発明は以上詳述したように、薄板の金
属被加工物を無接点で電解研磨するため、薄板状の被加
工物が全く変形することなく、プレスバリを効果的に除
去できるという効果を奏する。

【００４７】更に、無接点での電解研磨であるため、従
来の電解研磨方法の接点不良で発生していた高電流での
被加工物の溶損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施形態の電解研磨装置の概略平面図で
ある。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】電解研磨装置を複数台直列に配置した電解研磨
ラインの概略構成図である。

【符号の説明】

４ 外槽 ６ 電解研磨槽 １０ 陽極 １２ 陰極 １４ ワーク １６ 漏電防止板 １８ 陽極域 ２０ 陰極域 ２６，３０ 端子 ３４ 循環ポンプ ３６，４０ パイプ ４４ 貯蔵槽 ４６ ホース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598166249 株式会社カワイ 愛知県西春日井郡西春町大字九ノ坪字鴨田 78 (72)発明者 川崎 芳明 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 塚原 亨 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 酒井 武明 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通シンター株式会社内 (72)発明者 川合 延洋 愛知県西春日井郡西春町大字九ノ坪字鴨田 78 株式会社カワイ内 Ｆターム(参考） 3C059 AA02 AB01 GC01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属被加工物が通過する開口を有し、内
   部に電解研磨液が収容された電解研磨槽と、 前記開口を通して前記電解研磨槽内に導入された前記金
   属被加工物と接触しないように該電解研磨槽内に設けら
   れた陽極と、 前記金属被加工物の搬送方向に対して前記陽極の下流側
   の前記電解研磨槽内に前記金属被加工物と接触しないよ
   うに設けられた陰極と、 前記陽極と前記陰極の間に配置され、前記電解研磨槽内
   を陽極域と陰極域に区分する前記金属被加工物が通過す
   る開口を有する絶縁材料からなる漏電防止板と、 を具備したことを特徴とする電解研磨装置。
2. 【請求項２】 前記陰極の前記金属被加工物搬送方向の
   長さは、前記陽極の長さ以上であることを特徴とする請
   求項１記載の電解研磨装置。
3. 【請求項３】 前記陰極の前記金属被加工物搬送方向の
   長さは、前記陽極の長さの３倍以上であることを特徴と
   する請求項２記載の電解研磨装置。
4. 【請求項４】 前記陽極及び陰極は搬送される前記金属
   被加工物を挟んでそれぞれ一対設けられており、該陰極
   は下流側が上流側よりも搬送される前記金属被加工物に
   対して近づくように斜めに配置されていることを特徴と
   する請求項１〜３のいずれかに記載の電解研磨装置。
5. 【請求項５】 前記電解研磨槽を収容する外槽と、 前記電解研磨槽内に電解研磨液を導入し、該電解研磨槽
   からあふれ出た電解研磨液を前記外槽から回収して再び
   使用する、ポンプを有する電解研磨液循環手段とを更に
   具備したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記
   載の電解研磨装置。
6. 【請求項６】 前記陽極は白金、白金クラッドチタン及
   びステンレス鋼からなる群から選択され、前記陰極はス
   テンレス鋼及びカーボンからなる群から選択されること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電解研磨
   装置。
7. 【請求項７】 プレスバリを有する金属被加工物のバリ
   取り方法であって、 請求項１〜６のいずれかに記載の電解研磨装置の電解研
   磨槽内に、該電解研磨槽の開口を通して前記金属被加工
   物を導入し、 前記陽極と陰極の間に所定電圧・所定電流の電力を印加
   して前記金属被加工物の無接触電解研磨を行い、前記プ
   レスバリを除去することを特徴とするバリ取り方法。
8. 【請求項８】 前記金属被加工物はステンレス鋼の薄板
   であることを特徴とする請求項７記載のバリ取り方法。
9. 【請求項９】 前記ステンレス鋼の薄板の板厚は０．３
   ｍｍ以下であることを特徴とする請求項８記載のバリ取
   り方法。
10. 【請求項１０】 請求項１〜６のいずれかに記載の電解
    研磨装置を複数直列に設置し、前記金属被加工物を各々
    の電解研磨装置を通過させながら電解研磨によりバリ取
    りを行うことを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記
    載のバリ取り方法。