JP5329742B2 - 金属を表面処理するための電解液供給部と一体化された電極装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属を表面加工するための一体化された電解作用トーチ、または電解作用をする装置と一体化されたトーチにより、酸化によってクリーニング、酸洗い、研磨、電着または永久書き込みの作業を実施するように、金属の表面にピークパドルを接触させる装置に関する。

従来技術として、２本の導線と共に電流発生装置が配置されており、一方の導線は、金属表面に接続され、他方の導線は、局部的な作用をするピークパドルに接続されている、金属表面に電解作用する種々のタイプの装置を挙げることができる。各装置には、前記作用を実行できるように、電解液を定期的に供給しなければならない。

当技術分野では、電解液の缶にピークパドルを定期的に浸漬させ、前記ピークパドルを湿潤状態に維持することが知られている。このピークパドルは、多孔質であるが、絶縁材料製のシースパッドで被覆され、ピークパドルと金属表面との直接的な接触を許容することなく、電解液を金属表面に接触させるようになっている。

パッドの浸漬を防止するために、電解液を常に供給し、パッドを破壊させるようなパッドの過熱を防止するために、中心の本体内に配置され、ピークパドルのハンドルから離間したポンプにより、電解液を供給する装置が、これまで開発されている。

従って、これら公知の装置は、ややかさばり、大量生産には適しているが、前記電解作用によって生じるヒューム（煙）を吸引する装置も必要である。

この技術分野では、金属表面に電解作用を施す書き込み器具を使用することも知られている。この装置は、書き込みを可能にするが、金属のクッリーニング作用に使用できるという特性は有していない。

従って、当技術分野では、金属の表面に対して電解作用する種々の作用が知られているが、各装置は、かさ、コスト、および実用性の理由から、酸洗い、研磨またはクリーニング作用を行うことはできず、異なる溶液を用いた場合でも、書き込み、および電着作用は不可能である。

かかる技術分野は、構造が簡単であり、使用が容易であり、コストが相当に低く、研磨またはクリーニングにおいて、または書き込み、および電着作用に使用できる装置を実現できる可能性に関して、多数の改善をする余地が残されている。

このことから、書き込み、および電着に使用できる同じ装置と統合された態様で、電解酸洗い、研磨、またはクリーニング作用も実施できる装置を実現するという技術的課題を解決したいというニーズが生じている。この装置は、かさばらず、運搬が容易であり、問題を生じることなく、あるタイプの処理から別のタイプの処理に移ることができるものでなければならない。

本発明は、外部電源からの単極電流供給部に接続されたピークパドルを備え、他方の極が、被処理金属表面に接続されている金属を表面処理するための、統合された電解作用を行うトーチであって、前記トーチ内のチャンネルを通って、前記ピークパドルに供給するよう、前記トーチに接続されたタンクに配置された、特定の処理に使用される電解液を有し、この電解液が、ユーザーによって制御される前記電解液の計量装置を通過するよう、前記電解液に送り方向の圧力をかけてあることを特徴とするトーチを提供することによって、上記技術的課題を解決するものである。

別の好ましい実施例では、電解液の送りを制御するための装置として、毛細管通路を採用しており、この通路は、円錐形断面を若干変えることができ、かつ供給ダクトの任意のポイントに配置されており、更に前記タンクにかかるユーザーの圧力によって作動させられるようになっている。

別の好ましい実施例では、電解液の送りを制御するための装置として、シーケンスバルブを採用しており、このバルブは、供給ダクトの任意のポイントに配置され、前記タンクに対するユーザーの圧力によって作動させられる。

別の好ましい実施例では、電解液の送りを制御するための装置として、移動ピストンを備えるニュアルポンプを採用しており、このポンプは、供給ダクトの任意のポンプに配置され、本体または前記トーチのシェルに対するユーザーの圧力によって作動させられるようになっている。

別の好ましい実施例では、移動ピストンを有する前記ポンプに関連した少なくとも１つのノンリターンバルブを採用しており、このバルブは、前記ピストンと前記タンクとの間で、前記ダクト内に配置されている。

別の好ましい実施例では、電解液の送りを制御するための装置として、前記トーチのシェルの可撓性によって作動されるマニュアルポンプを採用しており、このポンプは、前記供給ダクトの任意のポイントに配置されている。

別の好ましい実施例では、１対のノンリターンバルブにより作動させられるポンプを採用しており、このバルブの一方は、前記シェルの前記可撓性ゾーンの上流側に配置されており、同じく他方は、前記シェルの前記可撓性ゾーンの下流側に配置されている。

別の好ましい実施例では、前記トーチに取り外し自在に接続されたタンクを採用している。

別の好ましい実施例では、電解液を吸引した後に空気を再進入させるための、空気を透過できるフィルタまたは毛細管が内部に接続されているタンクを採用している。

別の好ましい実施例では、ユーザーが操作した噴霧後に空気を再進入させるための半剛性または可撓性ケーシングを備えるタイプのタンクを採用している。

別の好ましい実施例では、剛性ケーシングを備えるタイプのタンクを採用しており、このタンクの内部には、電解液を吸引後、空気を再進入させるよう、内部に大気圧に接触する表面を有する移動パーティションが設けられている。

別の好ましい実施例では、剛性ケーシングを備えるタイプのタンクを採用しており、このタンクの内部には、電解液を加圧して送る間、前記パーティションを押圧するための加圧チャンバに接触する表面を有する移動パーティションが設けられている。

別の好ましい実施例では、剛性ケーシングを備えるタイプのタンクを採用しており、このタンクの内部には、電解液の吸引により前記タンクの再充填を行うよう、パーティションのけん引および復帰シャフトのための結合孔を有する移動パーティションが設けられている。

別の好ましい実施例では、強化ゾーンおよび可撓性集中ゾーンを構成するような形状のトーチのシェルを採用している。

別の好ましい実施例では、前記ノンリターンバルブの上流側に、前記トーチの中心金属本体にチャンバを構成するような形状のシェルを採用している。

別の好ましい実施例では、第２ノンリターンバルブ、および前記シェルの最も可撓性のあるゾーンにチャンバを構成するような形状のシェルを採用している。

別の好ましい実施例では、前記本体の環状シートおよび前記シェル内の対応する環状内側エッジにより、前記シェルの内側と前記金属本体との間に、優先的シールゾーンを構成するような形状のトーチのシェルを採用している。

別の好ましい実施例では、ベルトおよび前記シェルのクランプリングを加えるよう、前記シェルの外側に設けられた環状溝により、前記シェルの内側と前記金属本体との間に、優先的シールゾーンを構成するような形状のトーチのシェルを採用している。

添付した５つの図には、単なる例として、本発明を実施するための態様が示されている。

図１および図２には、本発明の第１実施例が示されている。トーチ１の本体からピークパドル２が突出しており、このピークパドルは、金属表面に電解作用するためにピストン３に挿入され、ピストン３は、前記本体の前方部分４の内部でスライドできるようになっている。後方部分５では、適当な電解液を供給するための剛性または半剛性タンク６、および発電機（図示せず）から延びた給電ケーブル７が、本体に取り付けられている。

本体１には、給電ケーブル７とピストン３とを結合するための、好ましくは耐酸性ステンレススチール製の金属スリーブ８が設けられている。給電ケーブル７およびピストン３に対する電気的な接続は、ピストン３のカウンタースプリング９によって保証されており、ピストンとスプリングの双方は、耐酸性ステンレススチールから製造されている。

ピークパドル２上で、パッド（図示せず）内で電解液をスライドさせるための長手方向のカット部１０が、前記ピークパドルに設けられている。タンク６内に存在する電解液は、金属表面に対してピークパドル２を押した後に前記ピストン３が移動することによって吸引される。ピストンの前後への移動によって、チャンバ１内の容積が減少し、その結果、カット部１０内に溶液が押し出される。

スリーブ８に対して軸方向に存在するダクト１３の端部には、ノンリターンバルブ１２が設けられている。ダクト１３は、後方部品５のヘッド１５を通って、前記タンク６に直接接続されている軸方向の孔１４に接続されている。このヘッドには、給電ケーブル７のための単極結合器１６が設けられており、この結合器１６は、前記ケーブル５と前記スリーブ８とを電気的に接続し、更に電解液が小出しされる際に、前記ヘッド１５上の毛細孔１７によって、空気がタンク６に再進入できるようしている。

図３および図４には、本発明の第２実施例が示されている。これらの図において、トーチ２０の軸方向本体１９のための、絶縁性、かつ可撓性の被覆材料から構成されたシェル１８が設けられている。このシェルに対してタンク２１が接続されている。このタンクは、前記シェルの後部拡大部２３に設けられた第１チャンバ２２に電解液を放出するようになっている。

前方部分にある本体１９は、前記第１チャンバ２２に接続された軸方向孔２４を有し、この孔２４は、第１ノンリターンバルブ２５で終端している。本体１９に対して軸方向に、第２チャンバ２７および前記シェル１８の前方拡大部２８に前方部品２６が位置している。

前記前方部品の２つの端部、すなわち、前記第１ノンリターンバルブ２５の下流側の後端部、および第２ノンリターンバルブ２９の上流側の前端部において、径方向に孔が開口されており、前記第２チャンバ２７から、前記２つのノンリターンバルブとの間を、電解液が通過できるようになっている。

前記第２チャンバ２７は、シェル１８の、可撓性がより大きいゾーン３０を有し、前記チャンバ２７の容積を増し、前記チャンバの容積を可変にし、前記第２ノンリターンバルブ２０から出る電解液を加圧するようになっている。このように、電解液を加圧した後に、ピークパドル２はクランプ３１によりロックされる。

前記シェルおよび前記本体の２つのチャンバ２２および２７での良好なシールを構成するために、前方部品およびクランプは、前記シェル１８の内側エッジ３３が係合する環状シート３２を有する。更にクランプ３１にて、シェルはシールを完成するためにクランプリングを挿入するための外側環状溝３４を有する。

シェルは、タンク２１から送りチューブ３６を挿入するための付属品３５を有する。前記第１チャンバ２２には、前記チューブ３６が直接接続されている。本体１９、前方部品２６、およびクランプ３１は、耐酸性ステンレススチール製であることが好ましい。

図７、図８および図９では、前記タンク２１を使用する種々の方法が示されている。図７では、前記タンクの片側は剛性端部壁３７によって閉じられており、この壁３７には、電解液を送る間必要な空気を再進入させるための織物の膜フィルタ３８が配置されている。

図８および図９では、移動パーティション３９、またはこのパーティションを戻すためのシャフト端部４２を結合するための孔４１が設けられたパーティション４０が示されている。チューブ３６が浸漬された状態で実施される前記作業によって、大容量のコンテナからタンク２１へ電解液を吸入し、タンクを何回も再使用することが可能となっている。

パーティション３９の場合、タンクの端部にカバーＥＣをかけ、チャンバＧ内に加圧ガスを導入し、いずれのケースにおいても実行されるポンピング動作とは独立して、電解液を加圧することも可能となっている。この場合、ピストンまたはチャンバ２７の、可撓性がより大きくなっているゾーン３０は、簡単なタップのように機能する。

最後に、図１０には、本発明の別の実施例が示されている。この実施例では、簡略化されたトーチ４３は、絶縁シェル４６の前端部４５内に保持されたクランプ４４にロックされたピークパドル２を有する。シェルの内部には、ヘッド１５と接続するための孔が開けられた本体４７が設けられており、この本体には、単極結合器１６およびタンク６が取り付けられている。

孔開けされた本体４７およびクランプ４４は、耐酸性ステンレススチールから製造することが好ましい。かかる本体によって、シーケンスバルブ４８に電解液を供給し、一定量の電解液の計量が可能となっている。

タンク６に押圧することにより、溶液は、シーケンスバルブを通過する。溶液が計算された圧力に達すると、シーケンスバルブにより、カット部１０内の電解液は、ピークパドル２上を通過できるようになる。次に、毛細孔１７により、前記タンク６に空気が再進入できる。シーケンスバルブ４８を交換するために、電解液を通過させるための適当な断面の毛細孔を使用することができる。

本発明によって得られる利点は、トーチと、このトーチに接続されたタンクとを組み合わせることにより、電解液を確実に分配することが可能となったことである。

更に、あるタイプの処理から別の電解液を用いた別の処理へ移ることが、より容易となっており、対応する電解液を有するタンクを交換し、特に小容積のチャンバまたは公知の孔を、簡単に洗浄するだけでよい。従って、処理タイプを変えるときの準備に極めて融通性があり、かつ容易であり、ピックリング処理の終了時には、パッドによりピークパドルを浸漬するための汚染された電解液がユーザーのもとに残らないようになっている。

更に、図１および図２、または図３〜図９のポンプを用いる実施例における電解液の送りは、浸漬を生じさせない正確な送りだけでなく、ヘッドの元での送りも可能にしている。

最後に、種々の形態の電解液供給タンクによって使い捨て可能なタンク、または即座に再充填できる再充填または再使用可能なタンクを使用することが可能となっている。

実際の使用にあたり、材料、サイズおよび細部は、上に示したものと異なっていてもよいが、本発明の法的な要旨から逸脱することなく、上に示したものに対する技術的な均等物を使用できる。

従って、あまり有利ではないが、上に説明した形態のトーチが、構造上の簡略であるのに対し、より複雑となるが、ヘッド内およびトーチ自身内に一体化された単極スイッチを設け、上に説明した実施例のいずれかにおけるトーチを横断する単極電気回路に連動させ、トーチとは別個の電源のためのオンスイッチを直接操作しなくても、作動電流を遮断することもできる。

本発明の第１実施例に係わる金属の表面に電解作用を施すためのトーチの側面図である。 図１のトーチの長手方向断面図である。 本発明に係わる電解作用を施すためのトーチの第２実施例の側面図である。 図３のトーチの長手方向平断面図である。 図３のトーチの絶縁性かつ可撓性プラスチック材料から製造されたシェルの長手方向断面図である。 図５のトーチの絶縁性かつ可撓性プラスチック材料から製造されたシェルの斜視図である。 図３のトーチの本体およびトーチの内部構造を明らかにするためのトーチの本体の長手方向断面図である。 トーチに電解液を供給する別のタンクが設けられている、図７に類似する断面図である。 トーチに電解液を供給する別のタンクが設けられている、図７に類似する断面図である。 本発明に係わるトーチの簡略された実施例の断面図である。

符号の説明

１ 本体
２ ピークパドル
３ ピストン
４ 前方部品
５ 後方部品
６ タンク
７ ケーブル
８ スリーブ
９ カウンタースプリング
１０ カット部
１１ チャンバ
１２ ノンリターンバルブ
１３ ダクト
１４ 軸方向孔
１５ ヘッド
１６ 単極結合器
１７ 毛細孔
１８ シェル
１９ 軸方向本体
２０ トーチ
２１ タンク
２２ 第１チャンバ
２３ 後方拡大部
２４ 軸方向孔
２５ バルブ
２６ 前方部品
２７ 第２チャンバ
２８ 前方拡大部
２９ 第２ノンリターンバルブ
３０ 可撓性ゾーン
３１ クランプ
３２ シート
３３ 内側エッジ
３４ 環状溝
３５ 付属品
３６ 送りチューブ
３７ 端部壁
３８ フィルタ
３９、４０ パーティション
４１ 孔
４２ シャフト端部
４３ 簡略化されたトーチ
４４ クランプ
４５ 前端部
４６ 絶縁シェル
４７ 孔開き本体
４８ シーケンスバルブ

Claims (11)

1. 外部装置からの単極電流源（７）（１６）に接続されたピークパドル（２）を備え、他方の極が、処理すべき金属表面に接続されており、トーチ内のチャンネルを通して前記ピークパドルに供給するよう、前記トーチに接続されたタンク（６）（２１）内に、特定処理に使用される電解液が収納されており、ユーザーが制御する前記電解液の計量装置を通して、本体（１９）内部で送り方向に圧力を加えた状態で電解液を送るようになっている、金属の表面処理をするための統合された電解作用を行うトーチにおいて、
   供給ダクトの一部にセットされた、前記トーチのシェル（１８）の、より可撓性の大きいゾーン（２７）（３０）によって作動されるマニュアルポンプとして、電解液の割り当てをする計量装置を有し、前記ポンプは、１対のノンリターンバルブによって構成されており、第１のノンリターンバルブ（２５）は、前記シェル（１８）の、より可撓性の大きいゾーン（２７）（３０）の上流にセットされており、第２のノンリターンバルブ（２９）は、下流に配置されており、
   前記トーチのシェル（１８）の周囲には、拡径された強化ゾーン（２３）（２８）および可撓性が集中したゾーン（３０）が形成されており、
   前記シェル（１８）は、前記第２のノンリターンバルブ（２９）の上流付近及び前記シェル（１８）の最も可撓性の大きいゾーン（３０）にチャンバ（２７）を構成するように形成され、かつ
   前記トーチの前記シェル（１８）は、前記シェル（１８）における環状内側エッジ（３２）に対応する前記本体上の環状シート（３３）によって、前記シェル（１８）の内部と前記金属本体（１９、２６）との間に、クランプ（３１）が有する選択的なシール領域（３２）（３３）を構成するように形成されることを特徴とするトーチ。
2. 外部装置からの単極電流源（７）（１６）に接続されたピークパドル（２）を備え、他方の極が、処理すべき金属表面に接続されており、トーチ内のチャンネルを通して前記ピークパドルに供給するよう、前記トーチに接続されたタンク（６）（２１）内に、特定処理に使用される電解液が収納されており、ユーザーが制御する前記電解液の計量装置を通して、本体（１９）内部で送り方向に圧力を加えた状態で電解液を送るようになっている、金属の表面処理をするための統合された電解作用を行うトーチにおいて、
   供給ダクトの一部にセットされた、前記トーチのシェル（１８）の可撓性ゾーン（２７）（３０）によって作動されるマニュアルポンプとして、電解液の割り当てをする計量装置を有し、前記ポンプは、１対のノンリターンバルブによって構成されており、第１のノンリターンバルブ（２５）は、前記シェル（１８）の、より可撓性の大きいゾーン（２７）（３０）の上流にセットされており、第２のノンリターンバルブ（２９）は、下流に配置されており、
   前記トーチのシェル（１８）の周囲には、拡径された強化ゾーン（２３）（２８）および可撓性が集中したゾーン（３０）が形成されており、
   前記シェル（１８）は、前記第２のノンリターンバルブ（２９）の上流付近及び前記シェルの最も可撓性の大きいゾーン（３０）にチャンバ（２７）を構成するように形成され、かつ
   前記トーチの前記シェル（１８）は、前記シェル（１８）の外側の環状溝（３４）に前記シェル（１８）のベルト及びロッキングリングを巻くことによって、前記シェルの内部と前記金属本体（１９、２６）との間に、クランプ（３１）が有する選択的なシール領域（３２）（３３）を構成するように形成されることを特徴とするトーチ。
3. 前記電解液のタンク（６）（２１）は、前記トーチに取り外し自在に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のトーチ。
4. 前記タンクは、電解液を吸引した後に空気を再進入させるための、空気を透過できるフィルタ（３８）または毛細管（１７）が内部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のトーチ。
5. 前記タンクは、ユーザーが操作して圧力をかけた後の空気を再進入させるための半剛性または可撓性ケーシングを備えるタイプであることを特徴とする請求項４記載のトーチ。
6. 前記電解液のタンク（６）（２１）は、前記トーチに取り外し自在に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のトーチ。
7. 前記タンクは、電解液を吸引した後に空気を再進入させるための、空気を透過できるフィルタ（３８）または毛細管（１７）が内部に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のトーチ。
8. 前記タンクは、ユーザーが操作して圧力をかけた後の空気を再進入させるための半剛性または可撓性ケーシングを備えるタイプであることを特徴とする請求項７記載のトーチ。
9. 剛性ケーシング（２１）を備えるタイプの前記タンクを有し、このタンクの内部には、電解液を吸引後、空気を再進入させるよう、内部に大気圧に接触する表面（３７）（３８）を有する移動パーティション（３９）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のトーチ。
10. 剛性ケーシング（２１）を備えるタイプの前記タンクを有し、このタンクの内部には、電解液を加圧して送る間、パーティションを押圧するための加圧チャンバ（Ｇ）に接触する表面を有する移動パーティション（３９）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のトーチ。
11. 剛性ケーシング（２１）を備えるタイプの前記タンクを有し、このタンクの内部には、電解液の吸引により前記タンクの再充填を行うよう、パーティションのけん引および復帰シャフト（４２）のための結合孔（４１）を有する移動パーティション（４０）が設けられていることを特徴とする請求項９記載のトーチ。

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