JP5506916B2 - 棒の連続電解表面仕上げ装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、棒の連続電解表面仕上げ装置および方法に関する。

公知の第一の連続クローム鍍金システムは、その機械的且つ電気的連続性を確保する為に、螺子付きピンを用いて相互に接続される一連の棒を含み、それらの棒は（それ自体回転することなしに、）表面堆積処理が行われる電解槽を通って牽引ローラによりローラ上で動く。棒に対する電気的接触は２通りの選択肢が考えられる。

即ち、水銀を含有し、電流整流器の負極に接続されるタンクに棒を通過させることにより電気接触が行われる。その水銀接触は、内部において正極に接続された一つ以上の陽極を有する電解槽の両端に位置し、溶液が回路を閉じる。この方法は複雑で、水銀の毒性により非常に危険であり、しかも水銀は良導体ではなく高い電圧降下を生じるため多量の電流を伝送することが出来ない。また、電流を通すことにより水銀はかなりの加熱を生じ、適切なシステムで冷却する必要がある。

或いは、棒と一方の側の棒周り及び他方の側の回転ドラム周りに巻かれる可撓性編み組み形状の金属導体との間の接触によって電気接触が行われる。このドラムは導電材料で構成され、前記負極に接続されている。この装置は、機械的に非常に複雑であり正常に作動しない。実際に、電流を通すことにより棒の表面変質が引き起こされ、結果として多数の不合格品を産出する。更に、この方法は多量の電流を伝送することが出来ない。

更に別の方法が公知であり、この方法は、相互に接触しない状態で互いの後に単に列を作り、機械加工処理が行われる電解槽を通過する一連の棒を含む。これらの棒は、回転クランプと呼ばれる複雑な機械装置で、その長手方向軸上で回転されながら、ローラ上に送り込まれる。これらのクランプは、導電材料（銅）で構成された棒と接触し、また引き込みに必要な機械的接触に加えて、更に電解処理に必要な電気的接触を確実にする部分を有する。このシステムは、非常に効率的で多量の電流が伝送される。しかしながら、接触部は頻繁に掃除されなければならないうえ、クランプに電流を流す可撓性導体が非常に頻繁に交換される為、このシステムは機械的に非常に複雑で維持作業工程に費用が掛かる。別の不利な点は、クランプがそれらを摺動体上で押し進めるアクチュエータにより前方に動かされることである。この制約のあるストロークの直接的な結果は、クランプを初期の位置に戻し、作業工程を再開することが出来るように、クランプがストロークの末端に到達する度毎に電流供給及び電解処理を中断する必要を生じるということである。もう一つの制約要因の特徴は、送り込みのリニアメートル当りの低い回転数（メートル当り約半回転）である。表面堆積の量及び均一性は槽内で生じる回転数に依存するので、このシステムは以前のものよりは良いが多くの制約がある。

本発明の目的は、非常に高い仕上げ品質、用途の柔軟性、及び構造的簡易性を確実にする棒の連続電解表面仕上げ装置を提供することにある。

本発明において、この目的は以下の棒の連続電解表面仕上げ装置により達成される。この装置は、少なくとも一つの陰極と、電解液を含むと共に棒用の入口及び出口を備える一つの電解槽と、前記電解槽内側の前記棒の経路に沿う少なくとも一つの長手方向陽極と、前記棒を前記電解槽内に導入するための棒の軸に沿って前記棒を送り込むための手段とを備える棒の連続電解表面仕上げ装置において、前記少なくとも一つの陰極が、選択的且つ独立的に作動可能なエネルギー源（３０）をそれぞれ備える複数の摺動接点から成ることを特徴とする。

本発明のこれらの及び他の特徴は、以下に詳述する実際の実施形態で、添付図面の非制限用例でさらに説明される。

本発明の装置の斜視図。 本発明の装置の上平面図。 本発明の装置の正面図。 摺動電気接点の側面図。 図４の線Ｖ−Ｖにおける断面図。 図５の線ＶＩ−ＶＩにおける断面図。 本発明による摺動接点を備えた実施形態の概略断面図。 摺動接点の概略構成図。

添付図面、特に図１及び２は、棒２（より一般的には金属、非金属、又は高分子の物体で任意の長さの全長が円形断面である）の連続電解表面仕上げ装置１を示す。この装置は、実施される処理に依存して棒２を負極または正極いずれかに接続するように棒２に対して接続可能な二つの陰極３と、電解液５を含むと共に棒２用の入口６及び出口７を備える電解槽４と、電解槽４内の棒２の経路に沿って配置される長手方向の陽極８と、棒２を槽内に導入してそれらの軸廻りに棒２を回転させる為の棒２の軸に沿う移動で棒２を回転並進させる為に用いられるモータ駆動又はモータ駆動なしの傾斜回転軸を備えた複数の対のローラ９とを備える。

ローラ９の傾斜は、図２と３を参照してより容易に理解することが出来る。ローラ９の軸は、棒２の送り出し方向に平行な水平面にあり、棒２の回転軸に一致する送り出し方向に対して傾斜している。ローラ９の少なくとも一つは牽引機として働く。電解槽内で、メータ当りの回転数は非常に高い。その結果、陽極と陰極間の距離、その形状寸法、及び電気化学的工程で発生するガスの存在による陰極表面上の電流密度非均一現象が打ち消される為、棒の外周の電解処理は非常に均一になる。更に、このシステムは、従来技術に比べて非常に簡素化された形状を備えた陽極８を用いることが出来る。

電解槽４は、更に、未使用の電解液５を棒２の軸方向及び槽４での動きに関する両方向に導入する為のノズル１０を備える。これは、未使用の電解液５のより良い配分および処理工程中の陽極と陰極で発生するガスの効果的な除去に起因して、棒２のより良い表面仕上げを促進する。

前記ノズル１０は好ましくはトロイダル形状であり、棒２の周りに配置されている。

陰極３は、一方が槽４の上流にあり、他方が下流にあり、それぞれが相互に独立に設けられた複数の摺動接点１１を棒２（図４〜６）上に備えている。即ち、各接点は独立したエネルギー源３０（図７）を有している。

前記接点１１は、槽４を通る電流レベルを選択する為、互いに独立して選択的に作動可能であり、且つ電気的に調整可能である。

特に、接点１１は摺動型であり、導電材料から作られ、容器に収容され、接点１１を棒に対して接触或いは離間させるアクチュエータにより動かされる一つ以上のプリズム形状の電気接点１１である。それらの接点は棒２に接触して、棒２に電荷を送る。電位差を十分に利用する為、各単一の接点１１は、その最大容量をカバーする為に充分な電源３０に接続される。槽４で供給される最大エネルギー量は、それらのエネルギー源（図７は、５つの接点を有する摺動接点１１を概略的に示している）に接続される接点１１の数を増加することにより増やすことが出来る。棒への単一接点の固着は、棒２のあり得る幾何学的不完全さに適応する接点押圧スプリング１２を用いて確実にされる。

接点１１は、〜７２０Ａ／接点として見積もられる能力制約がある為、大電流量の通過を確実にするよう複数から成る。

更に、各接点１１は独立して設けられる。何故なら、全ての接点が同じ発電機から供給される場合、電流はタンクに最も近い接点に流れ易く、過負荷となり、それ故、残りの接点が利用不足となる一方で、処理される部分に表面変質を引き起こし、結果として不合格品を伴う。これに対して本発明は、各接点を最大限度で独立して使用することを可能にする。

最大電流伝達閾値は、もはや接点で規定されることはなく、電解処理される物体の物理特性にのみ依存する。これは従来技術で不可能である。大電流または小電流は、接点の数と、それに応じて設置する電流整流器の数を変化させることにより伝達することが出来る。

本発明の更なる利点は以下を含む。
・電流伝達が、公知の方法と異なり、棒を機械加工する間一度だけ中断される。
・可動部品は非常に小さく、動きは非常に制限されている為、摩耗部品（摺動接点のみ）を維持し、交換する費用において大きな利点が得られる。
・半径方向厚さが均一であれば、堆積量はかなり多くなる。
・電解タンク内のトロイダル型ノズル１０の使用によって、機械加工時に発生する水素は、構造的堆積品質の改善結果に伴い、棒表面から効果的に取り除かれ、その沈着は表面処理中の高電流密度での団塊にも存在しない。
・被覆される表面と陽極間の電解液は、堆積工程毎に正確な密度および正確な温度で常に一定である。

好ましくは、棒２の周りの接点１１は、図８に示すように、棒２が接点１１上を摺動しながら通過するリング５０によって複数接点が支持されるので、棒２を中心に半径方向に分配される。

異なる材料からなる複数層であっても後続の各層に好ましく堆積される。実際に、電解工程は、同じ回転並進ライン上に単に追加された数段階の機械加工工程により、数回繰り返すことができる。

１ 装置
２ 棒
３ 陰極
４ 電解槽
５ 電解液
６ 入口
７ 出口
８ 陽極
９ ローラ
１０ ノズル
１１ 摺動接点
３０ エネルギー源
５０ リング

Claims (5)

1. 少なくとも一つの陰極（３）と、電解液（５）を含むと共に棒（２）用の入口（６）及び出口（７）を備える一つの電解槽（４）と、前記電解槽（４）内側の前記棒（２）の経路に沿う少なくとも一つの長手方向陽極（８）と、前記棒（２）を前記電解槽（４）内に導入するための棒（２）の軸に沿って前記棒（２）を送り込むための手段（９）とを備える棒（２）の連続電解表面仕上げ装置において、
   前記少なくとも一つの陰極（３）が選択的且つ独立的に作動可能なエネルギー源（３０）をそれぞれ備える複数の摺動接点（１１）から成ることを特徴とする棒の連続電解表面仕上げ装置（１）。
2. 前記棒（２）が前記摺動接点（１１）上を摺動しながら通過するリング（５０）により前記複数の摺動接点（１１）が支持されることにより、前記少なくとも一つの陰極（３）が前記棒（２）の周りに半径方向に分配された前記複数の摺動接点（１１）を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
3. 前記棒（２）を回転並進するために、棒（２）の軸に対して傾斜する軸を有するローラ（９）を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置（１）。
4. 前記電解槽（４）が更に未使用の電解液（５）を前記槽（４）において前記棒（２）の軸方向に導入するためのノズル（１０）を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置（１）。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置内で表面仕上げされる棒（２）の周りに半径方向に分配されたそれぞれの摺動陰極接点（１１）に対するエネルギー源（３０）の独立起動を含むことを特徴とする棒（２）の連続電解表面仕上げ方法。

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