JP4989246B2

JP4989246B2 - 電解研磨装置

Info

Publication number: JP4989246B2
Application number: JP2007028851A
Authority: JP
Inventors: 勉植松
Original assignee: 新共立化工株式会社
Priority date: 2007-02-08
Filing date: 2007-02-08
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2027-02-08
Also published as: JP2008190023A

Description

本発明は電解研磨装置に関し、特に半導体製造装置や電子部品向けとなる小型のステンレス部品や医療関係のチタン部品等のバリ取り、光沢出し等の仕上げ作業に使用される電解研磨装置に関する。

従来、前記した小型のステンレス部品やチタン部品を仕上げるには化学研磨で処理されることが多い。この化学研磨は部品を一時に大量処理することが可能であるが、この化学研磨は処理が終了するたびに溶液を入れ替える必要性のあるもので、この溶液の入れ替えは研磨工程として煩わしいものとなっている。

また、一般的な電解研磨での処理は、処理すべき部品の一つ一つに治具、特にラック治具を当接させる必要があり、この治具を当てた部分にラック跡が付いてしまったりするほか処理に要する時間が非常にかかってしまうものとなっていた。
本願に係る電解研磨装置に関し、出願人は先行する技術文献を調査したが、格別に本願と類似していると思われるものは発見することができなかった。

本発明が解決しようとする問題点は、治具を使うことなく電解研磨処理を行なうことができ、しかも、処理のたびに化学研磨のように溶液（電解液）を入れ替える必要がないという電解研磨装置は存在していなかったという点である。

上記した課題を解決するために、本発明に係る電解研磨装置は一対の相対向する支持板間に、駆動モータと伝動されるギア機構で回転される断面正多角形としたバレルを有し、そのバレルの回転中心部分に回転することなく固定された軸状カソードを備え、かつ、バレルの多面体とされた壁板の略中心部分に、バレルと同期して回転する帯状アノードを備えており、前記した帯状アノードには、前記した支持板の一方の上方に設けられた電源供給部からロータリーコネクタを介して電源が供給され、前記した支持板の他方側には軸状カソードへの供給電源接続部が設けられており、前記したバレルの一面は着脱自在な蓋体とされ、その蓋体を外すことで被処理物の出入を行なう開口が形成され、その蓋体にも帯状アノードが備えられており、前記した支持板間の上端部分に、吊持や握持用のグリップバーが架設されている電解研磨装置において、前記した軸状カソードとして銅を使用し、かつ、帯状アノードとしてチタニウムを使用し、かつ、前記した軸状カソードの上側の外周半面には電流を下方から受けるように、不導材シールが備えられていることを特徴としている。

本発明に係る電解研磨装置は上記した構成となっている。バレルの回転中心部分に銅の軸状カソードが固定され、バレル壁板の略中央に各々チタニウムの帯状アノードを設けた構成としてあるので、アノードとカソードの距離が非常に近くなり、電解液中で電気化学的に行なわれる表面処理、特に被処理物の陽極溶解が精度よくなされることとなり、被処理物の表面を平滑で光沢のあるものとすることができる。

また、軸状カソードの上半分は不導体でシールされるため、電流はすべて下方、即ち、バレル内方向から集中して受けるものとされ、電気エネルギーを無駄に消費してしまうこともないものとなっている。

図面として示し、実施例で説明したように構成したことで実現した。

次に、本発明の好ましい実施の一例を図面を参照して説明する。図１は本発明を実施した電解研磨装置を示す全体斜視図、図２は同部分破断し、電源供給部の位置を左右入れ換えた状態の正面図、図３は同じく右側面図、図４は同じく左側面図、図５は同じくバレル断面図、図６は同じく蓋体の平面図、図７は同じくバレルの斜視図、図８は同じく軸状カソードの断面図である。

これらの図にあって１は本発明を実施したステンレス部品の電解研磨装置本体を示している。この電解研磨装置本体１は一対の相対向するアクリル等のプラスチック製の支持板２ａ、２ｂを有しており、この各支持板２ａ、２ｂの各下端前後には据え置き時に安定をはかるための突起３、３‥が一体に設けられており、各支持板２ａ、２ｂの突起３、３‥の間には補強用のバー４、４が渡され備えられている。

また、前記した支持板２ａ、２ｂの上端寄りの略中央部分には、この電解研磨装置本体１を搬送したり、吊持したりする際に使用されるグリップバー５が架設されている。このグリップバー５の略中央には吊持する時に使用する吊りリング５ａを設けることもできる。さらに、支持板２ａ、２ｂ間の上方寄りにはケーシング７ｂが設けられており、このケーシング７ｂ内には一対のパイプ６、６とそのパイプ６、６に固定されたアクリル等のプラスチック製による駆動モータ７の取り付け部８が形成されている。７ａは電動モータ７の電源コード、７ｃは操作スイッチを示している。

前記したケーシング７ｂ内にあって、駆動モータ７のモータ軸には起動ギア９が取り付けられており、この起動ギア９には第一の伝導ギア１０が噛合され、その第一の伝導ギア１０には同ピッチとされた第二の伝導ギア１１が噛合されている。この第一の伝導ギア１０と第二の伝導ギア１１はともに支持板２ａの内面に備えられた受板１２に軸支された構成となっている。

一方、図中１３はバレルを示している。このバレル１３は全体として正六角柱体となっており、その両側面には支持用円板１４ａ、１４ｂが設けられている。一方の支持用円板１４ａの周面にはギア１５が形成され、このギア１５が前記した第二の伝導ギア１１と噛合されて回転力を受けるようになっている。また、各支持用円板１４ａ、１４ｂの外面中心には突子が形成され、この突子が各支持板２ａ、２ｂと嵌め合わされ、回転軸として作用するものとなっている。

また、正六角柱体のバレル１３を形成する各壁板１６、１６‥には多数の通液孔が穿設されており、バレル１３を電解液中で回転させることで、その電解液がバレル１３内に出入する構成とされている。

さらに、前記した各壁板１６、１６‥のうち一枚はバレル１３内に被処理物となるステンレス製やチタン製の部品の出入を行なうため、開口１７を形成させるための蓋体１８とされており、この蓋体１８にも他の固定された壁板１６、１６‥と同様に多数の通液孔が穿設されている。

各壁板１６、１６‥間のコーナー部分の外面には補強翼体１９、１９‥が一体に設けられており、開口１７と隣接する補強翼体１９、１９には各々一対の長溝２０、２０‥が対向位置に設けられており、この長溝２０、２０‥に蓋体１８の外表面に回転自在に軸支されたロックプレート２１、２１の端部が嵌合されることで、蓋体１８による開口１７の閉塞がなされ、その嵌合を外すことで、蓋体１８を外すことができるものとされている。

また、バレル１３内には、その回転中心部分に軸状カソード、特に銅より成形された軸状カソード２２が回転することなく固定されて設けられている。この軸状カソード２２には支持板の外面上方に備えられた電極（供給電源接続部）２３から電力が供給されるものとされている。さらに、軸状カソード２２の上半面には電流を下方から受けるように、塩化ビニールやテフロン（登録商標）等の不導体によるシール２４が施されている。

そして、前記した壁板１６、１６‥の略中央には蓋体１８も含めて長手方向に沿って帯状アノード、特にチタニウム製の帯状アノード２５、２５‥が設けられている。この帯状アノード２５、２５‥には支持板の外面上方に取り付けられた電源供給部２６から電力が供給される。

この電源供給部２６は上向きコ字状に形成されたもので、上方からカバー部材３２で覆われている。電源供給部２６はクランク状の取付金具２７の下端面をビス等で固着し、上端面に電線２８のターミナル２８ａを止着するナット部材２９が備えられている。このナット部材２９からはロータリーコネクタ３０を介して電線３１が電源供給部２６を貫通して下方へ導かれている。３３はカバー部材３２に穿設された電線２８の挿通孔である。

前記した電線３１は導電ジョイント３４を介して前記した帯状アノード２５、２５‥と接続される。この導電ジョイント３４はバレル１３と電線３１を電気的に接続するものであり、かつ、電解液が内部に注入しない構造になっている。

前記した電線３１は、キャップタイヤ即ち、耐薬品性がある軟質合成樹脂で被覆された可撓性の銅熱線であり、その一端はロータリーコネクタ３０に接続され、また他端はバレル１３に接続されている。バレル１３への接続は、導電ジョイント３４を介して行なわれ良好な電気伝導を実現すると共に、接続部に電解液が浸入しないような防水機構になっている。バレル１３の回転と共に導電ジョイント３４により接続された電線３１もまた回転して、その屈折部付近には捻じれ応力が集中して破断する。しかしながら、電線３１の屈曲部の曲率を大きく、例えばＲ＝１５０ｍｍ程度にすると、回転に伴なう電線３１の捻じれ応力が屈曲部に集中することなく円滑に回転して、ロータリーコネクタ３０部分に伝導される。このようにして陽極電流は、ロータリーコネクタ３０から電線３１、さらに導電ジョイント３４を介してバレル１３の壁板１６の帯状アノード２５へと安定的に流れて、回転運動にともなう断続が起きない。尚、３５は電線３１が挿通されるフレキシブルチューブを示すが、特に使用しなくてもよい。

本発明に係る電解研磨装置は上述のように構成されている。バレル１３内に投入されたステンレス製やチタン製の部品はバレル１３の回転に伴なって壁板１６、１６の内面に沿って滑り落下し、常に軸状カソード２２の下方に位置することとなる帯状アノード２５に向かい接触することとなる。そのため軸状カソード２２と帯状アノード２５との距離は近く、大きな電流密度を良好に得ることができるので陽極溶解が精度よくなされ、治具を不要とした電解研磨を効率よく行なうことができることとなる。

本発明に係る電解研磨装置は上述のように構成されるので、装置サイズを変更することで被処理物の種類や大きさにこだわらず対応することができ、ステンレスやチタン以外の金属部品にも対応することができる。

本発明を実施した電解研磨装置を示す全体斜視図である。同部分破断し、電源供給部の位置を左右入れ換えた状態の正面図である。右側面図である。左側面図である。バレル断面図である。蓋体の平面図である。バレルの斜視図である。軸状カソードの断面図である。

符号の説明

１バレルめっき装置本体
２ａ支持板
２ｂ支持板
３突起
４バー
５グリップバー
５ａ吊りリング
６パイプ
７駆動モータ
７ａ電源コード
７ｂケーシング
７ｃ操作スイッチ
８取り付け部
９起動ギア
１０第一の伝導ギア
１１第二の伝導ギア
１２受板
１３バレル
１４ａ支持用円板
１４ｂ支持用円板
１５ギア
１６壁板
１７開口
１８蓋体
１９補強翼体
２０長溝
２１ロックプレート
２２軸状カソード
２３電極
２４シール
２５帯状アノード
２６電源供給部
２７取付金具
２８電線
２８ａターミナル
２９ナット部材
３０ロータリーコネクタ
３１電線
３２カバー部材
３３挿通孔
３４導電ジョイント
３５フレキシブルチューブ

Claims

一対の相対向する支持板間に、駆動モータと伝動されるギア機構で回転される断面正多角形としたバレルを有し、そのバレルの回転中心部分に回転することなく固定された軸状カソードを備え、かつ、バレルの多面体とされた壁板の略中心部分に、バレルと同期して回転する帯状アノードを備えており、前記した帯状アノードには、前記した支持板の一方の上方に設けられた電源供給部からロータリーコネクタを介して電源が供給され、前記した支持板の他方側には軸状カソードへの供給電源接続部が設けられており、前記したバレルの一面は着脱自在な蓋体とされ、その蓋体を外すことで被処理物の出入を行なう開口が形成され、その蓋体にも帯状アノードが備えられており、前記した支持板間の上端部分に、吊持や握持用のグリップバーが架設されている電解研磨装置において、前記した軸状カソードとして銅を使用し、かつ、帯状アノードとしてチタニウムを使用し、かつ、前記した軸状カソードの上側の外周半面には電流を下方から受けるように、不導材シールが備えられていることを特徴とするステンレス部品、チタン部品の電解研磨装置。