JP2004323896A - 細管製造用電鋳装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電鋳層の肉厚が芯線全体に亘って精度良く形成され、また電鋳処理の作業性の向上、金属細管の量産化を図る。
【解決手段】細管製造用電鋳装置において、ドーナツ状に形成され、半径方向の断面が略Ｕ字状に形成された電鋳槽１と、電鋳槽１の半径方向に電解液面と略並行に放射状に配置され、電鋳槽１の電解液８内を円周方向に回動するように設けた複数本の芯線ホルダー５に各々支持された芯線６と、電解液８に浸漬され、各芯線６上方に所定の間隔をおいて配置された電鋳材料が収納された複数個のアノードケース７と、各芯線６とアノードケース７間に、所定の電流パターンに従う電流を流すと共に、所定の電流積算値に達するまで前記電流を流すように制御する電流制御手段１６，１７，１８とからなり、各芯線６が電鋳槽１内を略１周または所定の角度回動する間に、各芯線６に所定の電鋳層が形成されるようにしたことを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】細管製造用電鋳装置において、ドーナツ状に形成され、半径方向の断面が略Ｕ字状に形成された電鋳槽１と、電鋳槽１の半径方向に電解液面と略並行に放射状に配置され、電鋳槽１の電解液８内を円周方向に回動するように設けた複数本の芯線ホルダー５に各々支持された芯線６と、電解液８に浸漬され、各芯線６上方に所定の間隔をおいて配置された電鋳材料が収納された複数個のアノードケース７と、各芯線６とアノードケース７間に、所定の電流パターンに従う電流を流すと共に、所定の電流積算値に達するまで前記電流を流すように制御する電流制御手段１６，１７，１８とからなり、各芯線６が電鋳槽１内を略１周または所定の角度回動する間に、各芯線６に所定の電鋳層が形成されるようにしたことを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細管製造用電鋳装置に係わり、例えば、光ファイバコネクタ部品として使用されるフェルール等の金属細管を電鋳によって製造する細管製造用電鋳装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、金属メッキは被膜加工に使用され、金属製品の装身具や錆防止等に利用されている。近年は、このような電鋳技術を利用して、線材に電鋳層を形成し、電鋳層から線材を抜き取って電鋳パイプを製造することが行われている。しかし、これを製造する装置には多くの機械構造上、電気制御、化学上の問題がある。
【０００３】
特許第３３０８２６６号には、フェルールを製造するための電鋳装置が開示されている。この装置には、電鋳槽を立方体状に構成し、電鋳槽内の左右の長手方向に陽極となる電鋳材料を入れたケースを配置し、電鋳槽の中央部には陰極となる線材を支持治具の上下端間に張り、線材表面に電鋳層を形成するものである。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３３０８２６６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に開示されている電鋳装置では、電鋳開始前に線材を取り付けた支持治具を電鋳装置にセットして電鋳を行い、電鋳後は線材を取り付けた支持治具を電鋳装置から取り出し、再び新たに線材を取り付けた支持治具を電鋳装置セットする作業を繰り返すものであり、自動化されておらず、また作業性も良くなかった。さらに、これは支持治具の取り換え作業を行う毎に電鋳処理を中断しなければならず、電鋳パイプの量産には適していなかった。
また、電鋳槽内の電解液は常に所定の温度に保たれることが好ましいが、上記装置では、電鋳槽内に上下方向に線材が張られているため、線材の上端部と下端部とでは電解液に温度差を生じ、線材表面に均一な電鋳層を形成することが困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、上記の種々の問題点に鑑み、芯線ホルダーに支持された芯線をドーナツ状（還状）に形成された電鋳槽内に放射状に複数本配置すると共に、配置された複数の芯線を電鋳槽の円周方向に常時回動させながら電鋳処理を行わせることにより、作業性を改善し、比較的短時間で多量の金属細管の製造を可能にした細管製造用電鋳装置を提供することにある。
【０００７】
また、他の目的は、ドーナツ状（還状）に形成された電鋳槽の所定の箇所から、電鋳層が形成され芯線を取り付けた芯線ホルダーを取出し、また新たに電鋳するための芯線を取り付けた芯線ホルダーの取付けを行うことを可能にし、その間も、電鋳槽に浸漬されている他の複数の芯線の電鋳処理を継続させることにより、電鋳処理の作業性の向上、さらには金属細管の量産を可能にした細管製造用電鋳装置を提供することにある。
【０００８】
また、他の目的は、電鋳槽の電解液に浸漬された芯線を液面と略平行に配置することにより、芯線全体を等温度の電解液に接触されることにより、芯線表面に均一な電鋳層の形成を可能にした細管製造用電鋳装置を提供することにある。
【０００９】
また、他の目的は、電鋳処理の際に、各芯線毎に、所定の電流パターンに従って芯線に流れる電流値および該電流値の積算値を管理することにより、各芯線毎に、芯線表面に形成される電鋳層の真円度と同心度を高精度に制御すると共に、所望の肉厚にすることを可能にした細管製造用電鋳装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、細管製造用電鋳装置において、ドーナツ状に形成され、半径方向の断面が略Ｕ字状に形成された電鋳槽と、この電鋳槽の半径方向に電解液面と略並行に放射状に配置され、前記電鋳槽の電解液内を円周方向に回動するように設けた複数本の芯線ホルダーに各々支持された芯線と、前記電鋳槽の電解液に浸漬され、前記各芯線上方に所定の間隔をおいて配置された電鋳材料が収納された複数個のアノードケースと、前記各芯線と前記アノードケース間に、所定の電流パターンに従う電流を流すと共に、所定の電流積算値に達するまで前記電流を流すように制御する電流制御手段とからなり、前記各芯線が前記電鋳槽内を略１周または所定の角度回動する間に、前記各芯線表面に所定の電鋳層が形成されるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
第２の手段は、第１の手段において、前記電鋳槽内を芯線を支持する前記各芯線ホルダーが円周方向に回動している状態において、電鋳完了後の芯線を支持する芯線ホルダーを取出し、または電鋳前の芯線を支持する芯線ホルダーの取付けを行うことが可能な芯線ホルダー着脱箇所を前記電鋳槽に設けたことを特徴とする
第３の手段は、第１の手段または第２の手段において、前記所定の電流パターンは、小定電流期間と、この小定電流期間に続く増加電流期間と、この増加電流期間に続く大定電流期間とから構成されていることを特徴とする
第４の手段は、第１の手段ないし第３の手段のいずれか１つの手段において、前記電解液に芳香族スルフォン酸アミドまたは芳香族スルフォン酸塩とアセチレン系アルコールを主成分とした水溶液、もしくはラウリルアルコール硫酸エステルを混合、または電鋳前に前記芯線をニッカノンタックＡ，Ｂを混合した液に浸漬したことを特徴とする。
【００１２】
第５の手段は、第１の手段ないし第４の手段のいずれか１つの手段において、前記各アノードケースの半径方向の両端部に、半径方向の両端を覆うように前記アノードケースの半径方向の幅を制御する邪魔板を設けたことを特徴とする。
【００１３】
第６の手段は、第１の手段ないし第５の手段のいずれか１つの手段において、前記電鋳槽に隣接され、この電鋳槽からオーバーフローした電解液を、所定の温度に加熱すると共に、不純物を濾過して前記電鋳槽に循環させるためのオーバーフロー槽を設けたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１乃至図５を用いて説明する。
図１は本実施形態の発明に係る細管製造用電鋳装置の主要な構成を示す正面図、図２は図１のＡ−Ａから見た平面図である。
【００１５】
これらの図において、１は図１および図２に示すようにドーナツ状（環状）に形成され、半径方向の断面が略Ｕ字状形成され、電解液で満たされた電鋳槽、２は電鋳槽１の外側に設けられ、電鋳槽１からオーバーフローした電解液を濾過すると共に所定の温度に加熱された電解液を貯留するオーバーフロー槽、２１はオーバーフロー槽２に貯留された電解液を所定の温度（例えば、５５℃〜６５℃）に加熱するヒータ、３はターンテーブル４の回転に伴って回転され、芯線ホルダー５を支持して電鋳槽１内を円周方向に回動する、放射状に配置された数十本（例えば、６０本）の傘骨状のアーム、４は、電鋳槽１内を１周する間に芯線６表面に所定の肉厚の電鋳層が形成されるように、公転モータ１０によって微速（例えば、１周約４時間）で回転されるターンテーブル、５はアーム３に支持され芯線６を支持する芯線ホルダー、６は、電鋳槽１の半径方向に電解液８面と略平行かつ放射状に配置されると共に、電鋳槽１の電解液８内を円周方向に回動するように設けた芯線ホルダ５ーに支持された、表面に電鋳層が形成される芯線（例えば、ステンレス線）、７は電鋳材料（例えば、直径５ｍｍ〜６ｍｍのニッケル球）が収納されたアノードケース、８は電解液、９は芯線６表面に均一に電鋳層が形成されるようにするために、芯線６を自転（例えば、２０〜４０回転／分）させるための自転モータ、１０はターンテーブル４を回転させる公転モータ、１１は昇降アーム１２を昇降する昇降モータ、１２は芯線ホルダー５をアーム３に取付けまたは取外しするために、アーム３を電鋳槽１から昇降させる昇降アーム、１３はオーバーフロー槽２に貯留された電解液を濾過して不純物を除き電鋳槽１に循環させるための濾過機、１４は電鋳槽１内の電解液８を対流させて電解液８の均一化を図る還流ポンプ、１５は電流制御装置１７から配線される固定側と電鋳槽１内を回動する芯線ホルダー５から配線される可動側との電気的接続を図るためのスリップリング、１６はコンピュータ１８によって制御され、ドーナツ状（環状）の電鋳槽１内に配置された、数十組（例えば、６０組）の芯線ホルダー５に支持された各芯線６毎に電流制御する電流制御装置、１７は電源装置（例えば、ＤＣ８Ｖ、１００Ａ定格）、１８は、電流制御装置１６に対して、所定の電流パターン特性に従って、各芯線６に流れる電流値を指示し、また所定の電流積算値に達したとき各芯線６に流れる電流を遮断するように指示するために設けられたコンピュータ、１９は、ドーナツ状に形成された電鋳槽１の任意の箇所に、芯線６を支持する芯線ホルダー５をアーム３に取付けたり、またアーム３から取外したりするために設けられた芯線ホルダー着脱箇所である。
【００１６】
なお、本装置では、図２に示すように、ドーナツ状に形成された電鋳槽１に芯線ホルダー着脱箇所１９を１箇所設けたが、電鋳槽１をより大型化したり、または芯線６をより低速で電鋳槽１内を回動させて電鋳処理を行うような場合には、芯線ホルダー着脱箇所を複数箇所設けることも可能である。例えば、電鋳処理を電鋳槽１を略半周回動する間に完了させる場合には、芯線ホルダー着脱箇所を２箇所設けることができる。
【００１７】
また図１に示すように、アーム３が電鋳槽１の円周方向を１周して、芯線６表面に所定の電鋳層が形成されたアーム３が、この芯線ホルダー着脱箇所１９に達すると、昇降モータ１１が回転し、それに伴って昇降アーム１２が上昇して、電鋳槽１の電解液８面上に持ち上げられる。アーム３が持ち上げられると、アーム３から電鋳層が形成された芯線６を支持する芯線ホルダー５の取外しが可能となる。その芯線ホルダー５がアーム３から取外され、新たに電鋳するために芯線６を取付けた芯線ホルダー５がアーム３に取付けられると、再び、昇降モータ１１が回転し、昇降アーム１２が下降して、アーム３が電鋳槽１の電解液８内に浸漬され、電鋳が開始される。このように、芯線ホルダー５の着脱を１本ずつ１箇所で行うことができるので、自動化への対応が可能となる。
【００１８】
また、上記のごとく、アーム３から芯線ホルダー５の取外し、取付けが行われている間においても、他の各アーム３に取付けられた芯線６を支持する各芯線ホルダー５は電解液８に浸漬された状態にあって、電鋳槽１内を回動し、電鋳処理が継続して行われる。いわゆる無停止連続運転が可能となる。また、芯線ホルダー着脱箇所１９において、アーム３から芯線ホルダー５の取外し、取付けが行われている間においても、取外し、取付けが行われているアーム３も電鋳槽１の円周方向に回動を継続しているが、この回動は、例えば、１周約４時間程度の微速であるので、芯線ホルダー５の取外し、取付け作業に影響を与えることなく容易に行うことができる。
【００１９】
また、芯線ホルダー５を保持する各アーム３は、各アーム３を取付けたターンテーブル４が公転モータ１０により回転されることにより回動され、これにより、芯線６を取付けた数十組の芯線ホルダー５がアーム３に支持されてドーナツ状の電鋳槽１内を円周方向に回動する。
【００２０】
また、各芯線６は、電鋳処理中、自転モータ９により回転（自転）されているので、ドーナツ状の電鋳槽１内を円周方向に回動（公転）する間に、芯線６表面に真円度および同軸度の高い電鋳層を形成することが可能となる。
【００２１】
また、複数本の芯線ホルダー５に支持された各芯線６は、電鋳槽１の半径方向に電解液８面と略平行に放射状に配置されているので、芯線６全体を等温度の電解液８に接触させることができるので、芯線６表面全体に均一な電鋳層を形成することができる。
【００２２】
また、図１に示すように、各芯線６は、電源装置１７のマイナス側から、電流制御装置１６、スリップリング１５、アーム３、芯線ホルダー５を介して電気的に接続され、一方、アノードケース７は電源装置１７のプラス側と電気的に接続されている。その結果、各芯線６は、ドーナツ状の電鋳槽１内で自転されると共に電鋳槽１内を１周（公転）する間に、電流制御装置１６によって芯線６とアノードケース７間に流れる電流が制御され、芯線６表面に所定の肉厚の電鋳層を形成することができる。
【００２３】
また、電鋳槽１の上部から溢れた電解液８はオーバーフロー槽２に流れ落ち、ここでヒータ２１によって所定の温度（例えば、５５℃〜６５℃）に暖められ、その後、濾過機１３によって不純物が取り除かれて再び電鋳槽１に循環される。
【００２４】
また、図２に示すように、電解液８に浸漬された、電鋳材料を収納した数十組（例えば、１６組）のアノードケース７は、数十組（例えば、６０組）の各芯線６の上部に対向するように、かつドーナツ状の電鋳槽１内を周回するように密に配置される。またアノードケース７は芯線ホルダー５に支持された各芯線６と一定の距離を保つように配置されている。
【００２５】
図３は、図１に示したアノードケース７の拡大図である。
アノードケース７には、アノードケース７に入れたニッケル球等からなる電鋳材料が電解液８に溶解して流出するように、かつ電鋳材料が２／３程度消耗してもアノードケース７から落下しない程度に無数の小さな穴７１が底部および側面に設けられる。また、アノードケース７の側部にはそれぞれ邪魔板（フラップ）７２が設けられおり、この邪魔板（フラップ）７２は、アノードケース７に対して上下、左右に移動可能に設けられており、これを上下、左右に移動させることにより、アノードケース７の実質的な幅の伸縮が可能となる。これによって、アノードケース７から電解液８への電鋳材料の溶出量を微調整することができる。
【００２６】
また、電鋳後、形成された電鋳層から芯線６を抜き取り、金属細管を容易に製造するために、電解液８に、剥離剤として、芳香族スルフォン酸アミドまたは芳香族スルフォン酸塩とアセチレン系アルコールを主成分とした水溶液、もしくはラウリルアルコール硫酸エステルを混合したり、または電鋳前にニッカノンタックＡ，Ｂを混合した液に芯線６を浸漬処理後に電鋳処理するとよい。
【００２７】
図４は、本実施形態の発明に係る細管製造用電鋳装置の制御系統の概要を示す図である。
同図に示すように、数十本（例えば、６０本）の各芯線６は、コンピュータ１８に記憶されている電流パターンに従い、電流制御装置１６を介して各々電流制御される。コンピュータ１８に記憶されている電流パターンは、小定電流Ｉ１の期間（例えば０．１Ａで３０分）、増加電流Ｉ２の期間（例えば、０．１Ａから１Ａまでを３時間かけて徐々に増加）、大定電流Ｉ３の期間（例えば、１Ａで数十分の期間）から構成されている。このような電流パターンに従って各芯線６に流れる電流を制御することにより、芯線６に形成される電鋳層の真円度と同心度を向上させることができる。一方、芯線６に形成される電鋳層の厚さは、芯線６に流れる電流の積算値に比例するので、電流制御装置１６において、微小な時間間隔をおいて各芯線６に流れる電流値が検出し、この検出した電流値を逐次積算して、電流積算値として記憶する。記憶された電流積算値はコンピュータ１８に読み出され、この電流積算値が所定値に達したと判断されたとき、コンピュータ１８から電流制御装置１６に対して当該芯線６に流れる電流の切断が指示される。
【００２８】
ここで、図５を用いて、コンピュータ１８と電流制御装置１６間の制御手順の詳細を説明する。
なお、以下の制御手順の説明においは、１本の芯線６について行っているが、同様の制御が各芯線６について同時並行的に行われる。
まず、ステップ１において、アーム３に芯線６が張られた芯線ホルダー５がセットされ、芯線６が電鋳槽１に浸漬されると、コンピュータ１８から電流制御装置１６に対して電流積算開始指示が出力される。電流制御装置１６では、電流積算開始指示を受けて、電流制御装置１６のメモリに記憶されている電流積算値を０にリセットする。次に、ステップ２において、コンピュータ１８から電流制御装置１６に対して、図４に示すような所定の電流パターンに従う電流値が指示される。電流制御装置１６は芯線６に流れる電流を指示された電流値に設定する。ここで、電流制御装置１６は芯線６に実際流れている電流を把握するために、芯線６に流れている電流を微小な時間間隔をおいて検出する。検出された電流値および微小な時間間隔をおいて検出された電流値を逐次加算した電流積算値は、それぞれ電流制御装置１６内のメモリに記憶される。次に、ステップ３では、コンピュータ１８は電流制御装置１６に対して、電流制御装置１６のメモリに記憶されている電流値を読み出すことを要求する。コンピュータ１８は読み出した電流値をコンピュータ１８のディスプレイに時々刻々と画面表示したり、またはデータ管理のためにハードディスク等に記憶する。次に、ステップ４では、コンピュータ１８は電流制御装置１６に対して、電流制御装置１６のメモリに記憶されている電流積算値を読み出すことを要求する。ステップ５では、コンピュータ１８は、読み出された電流積算値が所定値（例えば、図４の電流パターンに示す所定の積算値Ａ）に達したか否かを判断する。積算値が所定値に達していないと判断されたときは、ステップ２からの処理が繰り返えされる。積算値が所定値に達したと判断されたときは、コンピュータ１８は電流制御装置１６に対して、芯線６に流れる電流の切断を指示し、電流制御装置１６は芯線６に流れる電流を切断する。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、細管製造用電鋳装置において、ドーナツ状に形成され、半径方向の断面が略Ｕ字状に形成された電鋳槽と、この電鋳槽の半径方向に電解液と略平行に放射状に配置され、前記電鋳槽の電解液内を円周方向に回動するように設けた複数本の各芯線ホルダーに各々支持された芯線と、前記電鋳槽の電解液に浸漬され、前記各芯線上方に所定の間隔をおいて配置された電鋳材料が収納された複数個のアノードケースと、前記各芯線と前記アノードケース間に、所定の電流パターンに従う電流を流すと共に、所定の電流積算値に達するまで前記電流を流すように制御する電流制御手段とからなり、前記各芯線が前記電鋳槽内を略１周または所定の角度回動する間に、前記各芯線に所定の電鋳層が形成されるようにしたので、電鋳層の肉厚が芯線全体に亘って精度良く形成され、作業性、生産性に優れた細管製造用電鋳装置を提供することが可能となる。
【００３０】
請求項２に記載の発明によれば、前記電鋳槽内を芯線を支持する前記各芯線ホルダーが円周方向に回動している状態において、電鋳完了後の芯線を支持する芯線ホルダーを取出し、または電鋳前の芯線を支持する芯線ホルダーの取付けを行うことが可能な芯線ホルダー着脱箇所を前記電鋳槽に設けたので、芯線ホルダーの取出し、取付けを行いながら電鋳処理を行うことができ、生産性の高い細管製造用電鋳装置を提供することが可能となる。
【００３１】
請求項３に記載の発明によれば、前記所定の電流パターンは、小定電流期間と、この小定電流期間に続く増加電流期間と、この増加電流期間に続く大定電流期間とから構成したので、芯線表面に形成される電鋳層の真円度と同心度を高精度に制御することができる。
【００３２】
請求項４に記載の発明によれば、前記電解液に芳香族スルフォン酸アミドまたは芳香族スルフォン酸塩とアセチレン系アルコールを主成分とした水溶液、もしくはラウリルアルコール硫酸エステルを混合、または電鋳前に前記芯線をニッカノンタックＡ，Ｂを混合した液に浸漬したので、電鋳完了後の電鋳層から芯線の抜き取りを容易に行うことができる。
【００３３】
請求項５に記載の発明によれば、前記各アノードケースの半径方向の両端に、半径方向の両端を覆うようにして前記アノードケースの半径方向の幅を制御する邪魔板を設けたので、アノードケースから電解液への電鋳材料の溶出量を微調整し、芯線に形成される電鋳層の厚さを調整することが可能となる。
【００３４】
請求項６に記載の発明によれば、前記電鋳槽に隣接され、この電鋳槽からオーバーフローした電解液を、所定の温度に加熱すると共に、不純物を濾過して前記電鋳槽に循環させるためのオーバーフロー槽を設けたので、電鋳槽に常に不純物が除去され所定温度に制御された電解液を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る細管製造用電鋳装置の主要な構成を示す正面図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａから見た平面図である。
【図３】図１に示したアノードケース７の拡大図である。
【図４】本発明に係る細管製造用電鋳装置の制御系統の概要を示す図である。
【図５】コンピュータ１８と電流制御装置１６間の制御手順を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 電鋳槽
２ オーバーフロー槽
２１ ヒータ
３ アーム
４ ターンテーブル
５ 芯線ホルダー
６ 芯線
７ アノードケース
７１ 穴
７２ 邪魔板
８ 電解液
９ 自転モータ
１０ 公転モータ
１１ 昇降モータ
１２ 昇降アーム
１３ 濾過機
１４ 還流ポンプ
１５ スリップリング
１６ 電流制御装置
１７ 電源装置
１８ コンピュータ
１９ 芯線ホルダー着脱箇所
【発明の属する技術分野】
本発明は、細管製造用電鋳装置に係わり、例えば、光ファイバコネクタ部品として使用されるフェルール等の金属細管を電鋳によって製造する細管製造用電鋳装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、金属メッキは被膜加工に使用され、金属製品の装身具や錆防止等に利用されている。近年は、このような電鋳技術を利用して、線材に電鋳層を形成し、電鋳層から線材を抜き取って電鋳パイプを製造することが行われている。しかし、これを製造する装置には多くの機械構造上、電気制御、化学上の問題がある。
【０００３】
特許第３３０８２６６号には、フェルールを製造するための電鋳装置が開示されている。この装置には、電鋳槽を立方体状に構成し、電鋳槽内の左右の長手方向に陽極となる電鋳材料を入れたケースを配置し、電鋳槽の中央部には陰極となる線材を支持治具の上下端間に張り、線材表面に電鋳層を形成するものである。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３３０８２６６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に開示されている電鋳装置では、電鋳開始前に線材を取り付けた支持治具を電鋳装置にセットして電鋳を行い、電鋳後は線材を取り付けた支持治具を電鋳装置から取り出し、再び新たに線材を取り付けた支持治具を電鋳装置セットする作業を繰り返すものであり、自動化されておらず、また作業性も良くなかった。さらに、これは支持治具の取り換え作業を行う毎に電鋳処理を中断しなければならず、電鋳パイプの量産には適していなかった。
また、電鋳槽内の電解液は常に所定の温度に保たれることが好ましいが、上記装置では、電鋳槽内に上下方向に線材が張られているため、線材の上端部と下端部とでは電解液に温度差を生じ、線材表面に均一な電鋳層を形成することが困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、上記の種々の問題点に鑑み、芯線ホルダーに支持された芯線をドーナツ状（還状）に形成された電鋳槽内に放射状に複数本配置すると共に、配置された複数の芯線を電鋳槽の円周方向に常時回動させながら電鋳処理を行わせることにより、作業性を改善し、比較的短時間で多量の金属細管の製造を可能にした細管製造用電鋳装置を提供することにある。
【０００７】
また、他の目的は、ドーナツ状（還状）に形成された電鋳槽の所定の箇所から、電鋳層が形成され芯線を取り付けた芯線ホルダーを取出し、また新たに電鋳するための芯線を取り付けた芯線ホルダーの取付けを行うことを可能にし、その間も、電鋳槽に浸漬されている他の複数の芯線の電鋳処理を継続させることにより、電鋳処理の作業性の向上、さらには金属細管の量産を可能にした細管製造用電鋳装置を提供することにある。
【０００８】
また、他の目的は、電鋳槽の電解液に浸漬された芯線を液面と略平行に配置することにより、芯線全体を等温度の電解液に接触されることにより、芯線表面に均一な電鋳層の形成を可能にした細管製造用電鋳装置を提供することにある。
【０００９】
また、他の目的は、電鋳処理の際に、各芯線毎に、所定の電流パターンに従って芯線に流れる電流値および該電流値の積算値を管理することにより、各芯線毎に、芯線表面に形成される電鋳層の真円度と同心度を高精度に制御すると共に、所望の肉厚にすることを可能にした細管製造用電鋳装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、細管製造用電鋳装置において、ドーナツ状に形成され、半径方向の断面が略Ｕ字状に形成された電鋳槽と、この電鋳槽の半径方向に電解液面と略並行に放射状に配置され、前記電鋳槽の電解液内を円周方向に回動するように設けた複数本の芯線ホルダーに各々支持された芯線と、前記電鋳槽の電解液に浸漬され、前記各芯線上方に所定の間隔をおいて配置された電鋳材料が収納された複数個のアノードケースと、前記各芯線と前記アノードケース間に、所定の電流パターンに従う電流を流すと共に、所定の電流積算値に達するまで前記電流を流すように制御する電流制御手段とからなり、前記各芯線が前記電鋳槽内を略１周または所定の角度回動する間に、前記各芯線表面に所定の電鋳層が形成されるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
第２の手段は、第１の手段において、前記電鋳槽内を芯線を支持する前記各芯線ホルダーが円周方向に回動している状態において、電鋳完了後の芯線を支持する芯線ホルダーを取出し、または電鋳前の芯線を支持する芯線ホルダーの取付けを行うことが可能な芯線ホルダー着脱箇所を前記電鋳槽に設けたことを特徴とする
第３の手段は、第１の手段または第２の手段において、前記所定の電流パターンは、小定電流期間と、この小定電流期間に続く増加電流期間と、この増加電流期間に続く大定電流期間とから構成されていることを特徴とする
第４の手段は、第１の手段ないし第３の手段のいずれか１つの手段において、前記電解液に芳香族スルフォン酸アミドまたは芳香族スルフォン酸塩とアセチレン系アルコールを主成分とした水溶液、もしくはラウリルアルコール硫酸エステルを混合、または電鋳前に前記芯線をニッカノンタックＡ，Ｂを混合した液に浸漬したことを特徴とする。
【００１２】
第５の手段は、第１の手段ないし第４の手段のいずれか１つの手段において、前記各アノードケースの半径方向の両端部に、半径方向の両端を覆うように前記アノードケースの半径方向の幅を制御する邪魔板を設けたことを特徴とする。
【００１３】
第６の手段は、第１の手段ないし第５の手段のいずれか１つの手段において、前記電鋳槽に隣接され、この電鋳槽からオーバーフローした電解液を、所定の温度に加熱すると共に、不純物を濾過して前記電鋳槽に循環させるためのオーバーフロー槽を設けたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１乃至図５を用いて説明する。
図１は本実施形態の発明に係る細管製造用電鋳装置の主要な構成を示す正面図、図２は図１のＡ−Ａから見た平面図である。
【００１５】
これらの図において、１は図１および図２に示すようにドーナツ状（環状）に形成され、半径方向の断面が略Ｕ字状形成され、電解液で満たされた電鋳槽、２は電鋳槽１の外側に設けられ、電鋳槽１からオーバーフローした電解液を濾過すると共に所定の温度に加熱された電解液を貯留するオーバーフロー槽、２１はオーバーフロー槽２に貯留された電解液を所定の温度（例えば、５５℃〜６５℃）に加熱するヒータ、３はターンテーブル４の回転に伴って回転され、芯線ホルダー５を支持して電鋳槽１内を円周方向に回動する、放射状に配置された数十本（例えば、６０本）の傘骨状のアーム、４は、電鋳槽１内を１周する間に芯線６表面に所定の肉厚の電鋳層が形成されるように、公転モータ１０によって微速（例えば、１周約４時間）で回転されるターンテーブル、５はアーム３に支持され芯線６を支持する芯線ホルダー、６は、電鋳槽１の半径方向に電解液８面と略平行かつ放射状に配置されると共に、電鋳槽１の電解液８内を円周方向に回動するように設けた芯線ホルダ５ーに支持された、表面に電鋳層が形成される芯線（例えば、ステンレス線）、７は電鋳材料（例えば、直径５ｍｍ〜６ｍｍのニッケル球）が収納されたアノードケース、８は電解液、９は芯線６表面に均一に電鋳層が形成されるようにするために、芯線６を自転（例えば、２０〜４０回転／分）させるための自転モータ、１０はターンテーブル４を回転させる公転モータ、１１は昇降アーム１２を昇降する昇降モータ、１２は芯線ホルダー５をアーム３に取付けまたは取外しするために、アーム３を電鋳槽１から昇降させる昇降アーム、１３はオーバーフロー槽２に貯留された電解液を濾過して不純物を除き電鋳槽１に循環させるための濾過機、１４は電鋳槽１内の電解液８を対流させて電解液８の均一化を図る還流ポンプ、１５は電流制御装置１７から配線される固定側と電鋳槽１内を回動する芯線ホルダー５から配線される可動側との電気的接続を図るためのスリップリング、１６はコンピュータ１８によって制御され、ドーナツ状（環状）の電鋳槽１内に配置された、数十組（例えば、６０組）の芯線ホルダー５に支持された各芯線６毎に電流制御する電流制御装置、１７は電源装置（例えば、ＤＣ８Ｖ、１００Ａ定格）、１８は、電流制御装置１６に対して、所定の電流パターン特性に従って、各芯線６に流れる電流値を指示し、また所定の電流積算値に達したとき各芯線６に流れる電流を遮断するように指示するために設けられたコンピュータ、１９は、ドーナツ状に形成された電鋳槽１の任意の箇所に、芯線６を支持する芯線ホルダー５をアーム３に取付けたり、またアーム３から取外したりするために設けられた芯線ホルダー着脱箇所である。
【００１６】
なお、本装置では、図２に示すように、ドーナツ状に形成された電鋳槽１に芯線ホルダー着脱箇所１９を１箇所設けたが、電鋳槽１をより大型化したり、または芯線６をより低速で電鋳槽１内を回動させて電鋳処理を行うような場合には、芯線ホルダー着脱箇所を複数箇所設けることも可能である。例えば、電鋳処理を電鋳槽１を略半周回動する間に完了させる場合には、芯線ホルダー着脱箇所を２箇所設けることができる。
【００１７】
また図１に示すように、アーム３が電鋳槽１の円周方向を１周して、芯線６表面に所定の電鋳層が形成されたアーム３が、この芯線ホルダー着脱箇所１９に達すると、昇降モータ１１が回転し、それに伴って昇降アーム１２が上昇して、電鋳槽１の電解液８面上に持ち上げられる。アーム３が持ち上げられると、アーム３から電鋳層が形成された芯線６を支持する芯線ホルダー５の取外しが可能となる。その芯線ホルダー５がアーム３から取外され、新たに電鋳するために芯線６を取付けた芯線ホルダー５がアーム３に取付けられると、再び、昇降モータ１１が回転し、昇降アーム１２が下降して、アーム３が電鋳槽１の電解液８内に浸漬され、電鋳が開始される。このように、芯線ホルダー５の着脱を１本ずつ１箇所で行うことができるので、自動化への対応が可能となる。
【００１８】
また、上記のごとく、アーム３から芯線ホルダー５の取外し、取付けが行われている間においても、他の各アーム３に取付けられた芯線６を支持する各芯線ホルダー５は電解液８に浸漬された状態にあって、電鋳槽１内を回動し、電鋳処理が継続して行われる。いわゆる無停止連続運転が可能となる。また、芯線ホルダー着脱箇所１９において、アーム３から芯線ホルダー５の取外し、取付けが行われている間においても、取外し、取付けが行われているアーム３も電鋳槽１の円周方向に回動を継続しているが、この回動は、例えば、１周約４時間程度の微速であるので、芯線ホルダー５の取外し、取付け作業に影響を与えることなく容易に行うことができる。
【００１９】
また、芯線ホルダー５を保持する各アーム３は、各アーム３を取付けたターンテーブル４が公転モータ１０により回転されることにより回動され、これにより、芯線６を取付けた数十組の芯線ホルダー５がアーム３に支持されてドーナツ状の電鋳槽１内を円周方向に回動する。
【００２０】
また、各芯線６は、電鋳処理中、自転モータ９により回転（自転）されているので、ドーナツ状の電鋳槽１内を円周方向に回動（公転）する間に、芯線６表面に真円度および同軸度の高い電鋳層を形成することが可能となる。
【００２１】
また、複数本の芯線ホルダー５に支持された各芯線６は、電鋳槽１の半径方向に電解液８面と略平行に放射状に配置されているので、芯線６全体を等温度の電解液８に接触させることができるので、芯線６表面全体に均一な電鋳層を形成することができる。
【００２２】
また、図１に示すように、各芯線６は、電源装置１７のマイナス側から、電流制御装置１６、スリップリング１５、アーム３、芯線ホルダー５を介して電気的に接続され、一方、アノードケース７は電源装置１７のプラス側と電気的に接続されている。その結果、各芯線６は、ドーナツ状の電鋳槽１内で自転されると共に電鋳槽１内を１周（公転）する間に、電流制御装置１６によって芯線６とアノードケース７間に流れる電流が制御され、芯線６表面に所定の肉厚の電鋳層を形成することができる。
【００２３】
また、電鋳槽１の上部から溢れた電解液８はオーバーフロー槽２に流れ落ち、ここでヒータ２１によって所定の温度（例えば、５５℃〜６５℃）に暖められ、その後、濾過機１３によって不純物が取り除かれて再び電鋳槽１に循環される。
【００２４】
また、図２に示すように、電解液８に浸漬された、電鋳材料を収納した数十組（例えば、１６組）のアノードケース７は、数十組（例えば、６０組）の各芯線６の上部に対向するように、かつドーナツ状の電鋳槽１内を周回するように密に配置される。またアノードケース７は芯線ホルダー５に支持された各芯線６と一定の距離を保つように配置されている。
【００２５】
図３は、図１に示したアノードケース７の拡大図である。
アノードケース７には、アノードケース７に入れたニッケル球等からなる電鋳材料が電解液８に溶解して流出するように、かつ電鋳材料が２／３程度消耗してもアノードケース７から落下しない程度に無数の小さな穴７１が底部および側面に設けられる。また、アノードケース７の側部にはそれぞれ邪魔板（フラップ）７２が設けられおり、この邪魔板（フラップ）７２は、アノードケース７に対して上下、左右に移動可能に設けられており、これを上下、左右に移動させることにより、アノードケース７の実質的な幅の伸縮が可能となる。これによって、アノードケース７から電解液８への電鋳材料の溶出量を微調整することができる。
【００２６】
また、電鋳後、形成された電鋳層から芯線６を抜き取り、金属細管を容易に製造するために、電解液８に、剥離剤として、芳香族スルフォン酸アミドまたは芳香族スルフォン酸塩とアセチレン系アルコールを主成分とした水溶液、もしくはラウリルアルコール硫酸エステルを混合したり、または電鋳前にニッカノンタックＡ，Ｂを混合した液に芯線６を浸漬処理後に電鋳処理するとよい。
【００２７】
図４は、本実施形態の発明に係る細管製造用電鋳装置の制御系統の概要を示す図である。
同図に示すように、数十本（例えば、６０本）の各芯線６は、コンピュータ１８に記憶されている電流パターンに従い、電流制御装置１６を介して各々電流制御される。コンピュータ１８に記憶されている電流パターンは、小定電流Ｉ１の期間（例えば０．１Ａで３０分）、増加電流Ｉ２の期間（例えば、０．１Ａから１Ａまでを３時間かけて徐々に増加）、大定電流Ｉ３の期間（例えば、１Ａで数十分の期間）から構成されている。このような電流パターンに従って各芯線６に流れる電流を制御することにより、芯線６に形成される電鋳層の真円度と同心度を向上させることができる。一方、芯線６に形成される電鋳層の厚さは、芯線６に流れる電流の積算値に比例するので、電流制御装置１６において、微小な時間間隔をおいて各芯線６に流れる電流値が検出し、この検出した電流値を逐次積算して、電流積算値として記憶する。記憶された電流積算値はコンピュータ１８に読み出され、この電流積算値が所定値に達したと判断されたとき、コンピュータ１８から電流制御装置１６に対して当該芯線６に流れる電流の切断が指示される。
【００２８】
ここで、図５を用いて、コンピュータ１８と電流制御装置１６間の制御手順の詳細を説明する。
なお、以下の制御手順の説明においは、１本の芯線６について行っているが、同様の制御が各芯線６について同時並行的に行われる。
まず、ステップ１において、アーム３に芯線６が張られた芯線ホルダー５がセットされ、芯線６が電鋳槽１に浸漬されると、コンピュータ１８から電流制御装置１６に対して電流積算開始指示が出力される。電流制御装置１６では、電流積算開始指示を受けて、電流制御装置１６のメモリに記憶されている電流積算値を０にリセットする。次に、ステップ２において、コンピュータ１８から電流制御装置１６に対して、図４に示すような所定の電流パターンに従う電流値が指示される。電流制御装置１６は芯線６に流れる電流を指示された電流値に設定する。ここで、電流制御装置１６は芯線６に実際流れている電流を把握するために、芯線６に流れている電流を微小な時間間隔をおいて検出する。検出された電流値および微小な時間間隔をおいて検出された電流値を逐次加算した電流積算値は、それぞれ電流制御装置１６内のメモリに記憶される。次に、ステップ３では、コンピュータ１８は電流制御装置１６に対して、電流制御装置１６のメモリに記憶されている電流値を読み出すことを要求する。コンピュータ１８は読み出した電流値をコンピュータ１８のディスプレイに時々刻々と画面表示したり、またはデータ管理のためにハードディスク等に記憶する。次に、ステップ４では、コンピュータ１８は電流制御装置１６に対して、電流制御装置１６のメモリに記憶されている電流積算値を読み出すことを要求する。ステップ５では、コンピュータ１８は、読み出された電流積算値が所定値（例えば、図４の電流パターンに示す所定の積算値Ａ）に達したか否かを判断する。積算値が所定値に達していないと判断されたときは、ステップ２からの処理が繰り返えされる。積算値が所定値に達したと判断されたときは、コンピュータ１８は電流制御装置１６に対して、芯線６に流れる電流の切断を指示し、電流制御装置１６は芯線６に流れる電流を切断する。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、細管製造用電鋳装置において、ドーナツ状に形成され、半径方向の断面が略Ｕ字状に形成された電鋳槽と、この電鋳槽の半径方向に電解液と略平行に放射状に配置され、前記電鋳槽の電解液内を円周方向に回動するように設けた複数本の各芯線ホルダーに各々支持された芯線と、前記電鋳槽の電解液に浸漬され、前記各芯線上方に所定の間隔をおいて配置された電鋳材料が収納された複数個のアノードケースと、前記各芯線と前記アノードケース間に、所定の電流パターンに従う電流を流すと共に、所定の電流積算値に達するまで前記電流を流すように制御する電流制御手段とからなり、前記各芯線が前記電鋳槽内を略１周または所定の角度回動する間に、前記各芯線に所定の電鋳層が形成されるようにしたので、電鋳層の肉厚が芯線全体に亘って精度良く形成され、作業性、生産性に優れた細管製造用電鋳装置を提供することが可能となる。
【００３０】
請求項２に記載の発明によれば、前記電鋳槽内を芯線を支持する前記各芯線ホルダーが円周方向に回動している状態において、電鋳完了後の芯線を支持する芯線ホルダーを取出し、または電鋳前の芯線を支持する芯線ホルダーの取付けを行うことが可能な芯線ホルダー着脱箇所を前記電鋳槽に設けたので、芯線ホルダーの取出し、取付けを行いながら電鋳処理を行うことができ、生産性の高い細管製造用電鋳装置を提供することが可能となる。
【００３１】
請求項３に記載の発明によれば、前記所定の電流パターンは、小定電流期間と、この小定電流期間に続く増加電流期間と、この増加電流期間に続く大定電流期間とから構成したので、芯線表面に形成される電鋳層の真円度と同心度を高精度に制御することができる。
【００３２】
請求項４に記載の発明によれば、前記電解液に芳香族スルフォン酸アミドまたは芳香族スルフォン酸塩とアセチレン系アルコールを主成分とした水溶液、もしくはラウリルアルコール硫酸エステルを混合、または電鋳前に前記芯線をニッカノンタックＡ，Ｂを混合した液に浸漬したので、電鋳完了後の電鋳層から芯線の抜き取りを容易に行うことができる。
【００３３】
請求項５に記載の発明によれば、前記各アノードケースの半径方向の両端に、半径方向の両端を覆うようにして前記アノードケースの半径方向の幅を制御する邪魔板を設けたので、アノードケースから電解液への電鋳材料の溶出量を微調整し、芯線に形成される電鋳層の厚さを調整することが可能となる。
【００３４】
請求項６に記載の発明によれば、前記電鋳槽に隣接され、この電鋳槽からオーバーフローした電解液を、所定の温度に加熱すると共に、不純物を濾過して前記電鋳槽に循環させるためのオーバーフロー槽を設けたので、電鋳槽に常に不純物が除去され所定温度に制御された電解液を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る細管製造用電鋳装置の主要な構成を示す正面図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａから見た平面図である。
【図３】図１に示したアノードケース７の拡大図である。
【図４】本発明に係る細管製造用電鋳装置の制御系統の概要を示す図である。
【図５】コンピュータ１８と電流制御装置１６間の制御手順を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 電鋳槽
２ オーバーフロー槽
２１ ヒータ
３ アーム
４ ターンテーブル
５ 芯線ホルダー
６ 芯線
７ アノードケース
７１ 穴
７２ 邪魔板
８ 電解液
９ 自転モータ
１０ 公転モータ
１１ 昇降モータ
１２ 昇降アーム
１３ 濾過機
１４ 還流ポンプ
１５ スリップリング
１６ 電流制御装置
１７ 電源装置
１８ コンピュータ
１９ 芯線ホルダー着脱箇所
Claims (6)
- ドーナツ状に形成され、半径方向の断面が略Ｕ字状に形成された電鋳槽と、この電鋳槽の半径方向に電解液面と略平行に放射状に配置され、前記電鋳槽の電解液内を円周方向に回動するように設けた複数本の芯線ホルダーに各々支持された芯線と、前記電鋳槽の電解液に浸漬され、前記各芯線上方に所定の間隔をおいて配置された電鋳材料が収納された複数個のアノードケースと、前記各芯線と前記アノードケース間に、所定の電流パターンに従う電流を流すと共に、所定の電流積算値に達するまで前記電流を流すように制御する電流制御手段とからなり、前記各芯線が前記電鋳槽内を略１周または所定の角度回動する間に、前記各芯線表面に所定の電鋳層が形成されるようにしたことを特徴とする細管製造用電鋳装置。
- 前記電鋳槽内を芯線を支持する前記各芯線ホルダーが円周方向に回動している状態において、電鋳完了後の芯線を支持する芯線ホルダーを取出し、または電鋳前の芯線を支持する芯線ホルダーの取付けを行うことが可能な芯線ホルダー着脱箇所を前記電鋳槽に設けたことを特徴とする請求項１に記載の細管製造用電鋳装置。
- 前記所定の電流パターンは、小定電流期間と、この小定電流期間に続く増加電流期間と、この増加電流期間に続く大定電流期間とから構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の細管製造用電鋳装置。
- 前記電解液に芳香族スルフォン酸アミドまたは芳香族スルフォン酸塩とアセチレン系アルコールを主成分とした水溶液、もしくはラウリルアルコール硫酸エステルを混合、または電鋳前に前記芯線をニッカノンタックＡ，Ｂを混合した液に浸漬したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つの請求項に記載の細管製造用電鋳装置。
- 前記各アノードケースの半径方向の両端に、半径方向の両端部を覆うように前記アノードケースの半径方向の幅を制御する邪魔板を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つの請求項に記載の細管製造用電鋳装置。
- 前記電鋳槽に隣接され、この電鋳槽からオーバーフローした電解液を、所定の温度に加熱すると共に、不純物を濾過して前記電鋳槽に循環させるためのオーバーフロー槽を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つの請求項に記載の細管製造用電鋳装置。
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