JP7489697B2 - アルマイト処理方法 - Google Patents
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Description
本発明は、アルマイト処理方法に関する。
アルミニウム合金製のアルミニウム製品の表面に人工的に酸化被膜を形成する陽極酸化処理、すなわちアルマイト処理が広く行われている。アルマイト処理においては、治具でアルミニウム製品を挟むなどして電解液中に吊り下げ、治具等を経由してアルミニウム製品に通電する。例えば、下記特許文献１に、吊り下げ用の治具を経由して、アルミニウム製品に電流を流す構成が開示されている。
また、アルミニウム製品２は軟らかいため、ネジ穴のネジ山に強度が必要な場合には、図７に示すように、アルミニウム製品２にインサート（ヘリサート、Ｅ－サート（登録商標））コイル５を挿入するためのインサート用雌ネジ穴３が形成されている。
しかし、インサートコイル５は、一般にステンレス製であるため、アルマイト処理の電解液（硫酸水溶液）に溶けてしまう。このため、インサートコイル５は、アルマイト処理中に電解液に浸して使用することはできない。
従来、インサート用雌ネジ穴３が形成されたアルミニウム製品２をアルマイト処理する場合には、図８に示すように、インサートコイル５が挿入されていない状態で、治具兼用のアルミ線５をアルミニウム製品２に巻き付けて吊り下げて通電したり（図８（ａ）、図８（ｂ））、アルミ線５をインサート用雌ネジ穴３に通して吊り下げて通電したり（図８（ｃ））している。
しかし、治具によりアルミニウム製品を挟んだり、治具をアルミニウム製品に巻き付けたりする場合には、治具との接触によりアルミニウム製品に傷が付いてしまう場合がある。また、治具を経由して通電する場合には、治具が接触しているアルミニウム製品の表面の接点部分は、電解液と接触しないため酸化被膜が形成されず、アルミニウム製品の表面に酸化被膜のムラができてしまう。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、アルミニウム製品に傷や酸化被膜のムラが生じることなく、良好に陽極酸化処理を行うことのできるアルマイト処理方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための本発明に係るアルマイト処理方法は、アルミニウム製品を電解液に浸漬して陽極酸化することで、前記アルミニウム製品の表面に酸化皮膜を形成するアルマイト処理方法において、前記アルミニウム製品のインサート用雌ネジ穴に、吊りボルトの雄ネジ部であって、前記インサート用雌ネジ穴の雌ネジ形状に合わせて形成された雄ネジ部を挿入するボルト挿入工程と、前記吊りボルトに連結された電線により前記アルミニウム製品を前記電解液に浸漬した状態で吊り下げる吊下工程と、前記電解液中の前記アルミニウム製品と陰極部材との間に電流を流す通電工程と、を備えることを特徴とする。
本発明に係るアルマイト処理方法によれば、アルミニウム製品に傷や酸化被膜のムラが生じることなく、良好に陽極酸化処理を行うことができる。
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係るアルマイト処理方法について説明する。本実施形態では、他の部材とネジ留めで連結するためにアルミニウム製品に元々形成されているインサート用雌ネジ穴３３にネジ留めされる吊りボルト１０を、アルミニウム製品３０を吊り下げるための治具として、且つ、アルミニウム製品３０との電気的接点として使用することを特徴としている。
よって、本実施形態の対象となるアルミニウム製品３０は、アルマイト処理後に他の部材とネジ留め連結するためにインサートコイルが挿入されるインサート用雌ネジ穴３３が形成されていることが前提となる（図２参照）。
まず、本アルマイト処理方法に用いる器具について説明する。図１は、アルミニウム製品３０を吊り下げて支持するためのチタン製の吊りボルト１０の構成を示し、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は平面図、図１（ｃ）は断面図を示している。吊りボルト１０は、雄ネジ部１１と、頭部１５とを備えている。雄ネジ部１１は、アルミニウム製品３０に形成されているインサート用雌ネジ穴３３に良好にネジ留めされる形状に形成されている。
ここで、インサート用雌ネジ穴３３には、アルマイト処理後に、雌ネジとして機能するインサートコイル（ヘリサートコイル）が挿入設置される。本実施形態では、アルマイト処理時に、インサートコイルが挿入されていない状態のインサート用雌ネジ穴３３にチタン製吊りボルト１０をねじ込み挿入する。
したがって、チタン製吊りボルト１０の雄ネジ部１１は、インサート用雌ネジ穴３３の雌ネジに丁度ネジ留め嵌合する雄ネジ形状とする必要がある。しかし、このような雄ネジは規格化された形状ではないため、従来の規格化されたダイスを使用して雄ネジ加工することができない。本実施形態では、インサート用雌ネジ穴３３を形成するためのインサートタップのサイズを計測し、このインサートタップの径よりも僅かに小さくなるように、旋盤加工により雄ネジ部１１を加工形成した。
頭部１５は、円柱形状をしており、頭部１５の側面には、雄ネジ部１１の軸に直交する方向に貫通する、アルミ線２０を通すための挿通穴１６が形成されている。また、頭部１５の頂面中心には、雄ネジ部１１の軸方向に挿通穴１６まで貫通する貫通雌ネジ穴１８が形成されている。
アルミ線２０が挿通穴１６に通された状態で、固定用ネジ１９をその雄ネジ部先端がアルミ線２０に接触するまで挿入することで、挿通穴１６から抜けないようにアルミ線２０を頭部１５に連結固定することができる（図３参照）。
アルミ線２０は、一端側が吊りボルト１０の頭部１５に連結固定され、他端側が電源にもつながる外部の端子等の部材に固定される、可撓性の導電性線状部材である。アルミ線２０は、インサート用雌ネジ穴３３にネジ留めされた吊りボルト１０を介して、アルミニウム製品３０を所定の姿勢で電解液（硫酸水溶液）４１内に浸かった状態で吊り下げ支持する（図４参照）。
続いて、本実施形態に係るアルマイト処理方法について説明する。図５は、本実施形態に係るアルマイト処理方法の流れを示すフローチャートである。まず、Ｓ１において、吊りボルト１０をアルミニウム製品３０のインサート用雌ネジ穴３３にねじ込んで挿入する。吊りボルト１０の雄ネジ部１１は、円柱状の頭部１５を手で摘まんで回すことでインサート用雌ネジ穴３３にねじ込めるように構成されている。
Ｓ２では、アルミニウム製品３０にネジ留めされた吊りボルト１０の挿通穴１６にアルミ線２０を貫通させ、さらに、アルミ線２０が抜けないように、アルミ線２０の先端を折り曲げるなどして吊りボルト１０に連結固定する（図３参照）。
次に、Ｓ３では、アルミ線２０の他端の根元側を外部の端子等の部材に固定し、アルミニウム製品３０を電解液層４０の電解液４１内に浸漬させた状態で吊り下げる（図４参照）。その後、Ｓ４に進み、アルミ線２０及び吊りボルト１０を介して、アルミニウム製品３０と陰極部材４５との間に電圧を印加し、陽極酸化を行う。
Ｓ４において、アルミニウム製品３０に通電されると、電解液中において電気分解が生じ、アルミニウム製品３０の表面に酸化被膜が形成される（陽極酸化）。このとき、吊りボルト１０は、チタン製であるため、ステンレス製等のボルトと異なり、陽極酸化によりチタン金属が溶け出すことがないため、繰り返し使用することができる。なお、吊りボルト１０の表面が酸化されても、通電接点箇所は酸化されずにアルミの状態で保持されているため、アルミニウム製品３０やアルミ線２０との通電上は問題無い。
陽極酸化処理が終了すると、Ｓ５では、アルミ線２０によって吊り下げられたアルミニウム製品３０を取り出し、アルミ線２０及び吊りボルト１０を順次取り外すことで、作業が終了する。このとき、使用後の治具兼用のアルミ線３０には酸化被膜（アルマイト被膜）が形成されているため、次回の吊りボルト１０との通電のため、薬品に浸漬して酸化被膜を除去して再利用する。但し、酸化被膜を薬品にて溶解させる場合には、アルミ自体が痩せていくため、使用回数には限りがある。
以上、本実施形によれば、アルミニウム製品３０を吊り下げる治具として、アルミニウム製品３０に元々形成されているインサート用雌ネジ穴３３に挿入される吊りボルト１０を使用しており、治具がアルミニウム製品３０の表面に接触することがないため、アルマイト処理時にアルミニウム製品３０の表面に傷が付いたり、酸化被膜のムラが生じたりすることなく、見た目の綺麗な酸化被膜を良好に形成することができる。
続いて、図６を参照しながら、本実施形態に係る吊りボルト１０変形例について説明する。図６（ａ）は、本実施形態の変形例１に係る吊りボルト１０’の正面図、図６（ｂ）は、本実施形態の変形例２に係る吊りボルト１０’’の正面図である。
同図に示すように、吊りボルト１０の頭部１５の形状は、アルミ線２０を通すための挿通穴を備えていれば、変形例１の頭部１５’や変形例２の頭部１５’’のような形状に適宜変更することができ、本変形例１，２によっても上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
以上、変形例も含めて本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、本実施形態で使用する各器具のサイズや形状、個数等は適宜変更可能である。
また、上記実施形態では、電源と吊りボルトとを接続する電線としてアルミニウム製のアルミ線を用いたが、チタン製のチタン線等、他の金属製の電線を用いることができる。但し、アルマイト処理の硫酸浴で硫酸水溶液に溶けない導電性金属を用いる必要がある。
電線としてチタン線を用いた場合、上述したアルミ線のように、使用後に毎回表面の酸化被膜を除去する必要はないが、アルミ線のような柔軟性がないため、吊り下げられるアルミニウム製品や、吊り下げる際のアルミニウム製品の姿勢が制限される場合がある。また、チタン線を用いる場合、吊りボルトの電線の挿通穴にチタン線を通すのではなく、チタン製の吊りボルトとチタン製の電線とを最初から一体に連結した形状に形成するようにしても良い。
また、上記実施形態では、アルミニウム製品の1つのインサート用雌ネジ穴を使って、1つの吊りボルト及び1本のアルミ線によりアルミニウム製品の吊下と電気的接点を実現しているが、アルミニウム製品に複数のインサート用雌ネジ穴がある場合には、複数のチタン製ボルトやアルミ線を利用するようにしても良い。
１０ 吊りボルト
１１ 雄ネジ部
１５ 頭部
１６ 挿通穴
１８ タップ用貫通雌ネジ穴
１９ 固定用ネジ
２０ アルミ線
３０ アルミニウム製品
３３ インサート用雌ネジ穴
４０ 電解液層
４１ 電解液
４５ 陰極部材
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３３ インサート用雌ネジ穴
４０ 電解液層
４１ 電解液
４５ 陰極部材
Claims (2)
- アルミニウム製品を電解液に浸漬して陽極酸化することで、前記アルミニウム製品の表面に酸化皮膜を形成するアルマイト処理方法において、
前記アルミニウム製品のインサート用雌ネジ穴に、吊りボルトの雄ネジ部であって、前記インサート用雌ネジ穴の雌ネジ形状に合わせて形成された雄ネジ部を挿入するボルト挿入工程と、
前記吊りボルトに連結された電線により前記アルミニウム製品を前記電解液に浸漬した状態で吊り下げる吊下工程と、
前記電解液中の前記アルミニウム製品と陰極部材との間に電流を流す通電工程と、
を備えることを特徴とするアルマイト処理方法。 - 前記吊りボルトの挿通穴に前記電線を通す電線挿通工程をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のアルマイト処理方法。
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| JP2020072030A JP7489697B2 (ja) | 2020-04-14 | 2020-04-14 | アルマイト処理方法 |
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| JP2008068973A (ja) | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Daiwa House Ind Co Ltd | 吊り治具 |
| JP2017050542A (ja) | 2012-05-29 | 2017-03-09 | アップル インコーポレイテッド | 陽極酸化処理プロセス |
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2020
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