JPS589995A - 電鋳装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電鋳装置に関する。− 電鋳は、゛機械加工が困難な形状の部品や金型等を製造
する）広く別用されている。

一般に、電鋳殻を電着させる’ｍｍの形状社−―であシ
、電着面は緩急、深浅さまざまな起伏、凹凸に富んでい
る。

而して、電鋳では一般的に電型の転写精度が最重要視さ
れておシ、電一般の厚みについては、特殊な機械物品を
除きあまシ高い精ｔａ要求されていなかった。

然し力から、電鋳殻としては均一な厚みまたは所望の厚
み分布を持つことが望ましいのは云うまでもないことで
ある。

即ち、電鋳殻が薄すぎる部分があると、その強度や耐用
命数が減殺され、また逆に厚すぎる部分があると、資材
、電力および作業時間等が浪費されることになる。また
、これらの問題点は、電鋳殻をさらに機械加工して機械
部品等に仕上げる場合には、さらに深刻なものとなる。

而して、従来祉電鋳殻の各部を所望の厚みとするために
、多数の電極を使用し、それらの電着面に適宜分散して
配置して、それぞれの電極に略特定局部の電鋳を行なわ
せると共に、全体的に拡所望の厚み分布が得られるよう
にするという方法が採用されている。

然しなから、との方法では、高度の熟練者でも通常は数
回の試験加工にもとづく修正を経なければ、所望の精度
を実現し難いものであシ、従って、同一形状の部品を多
数個繰シ返し電鋳するような場合にはよいが、各種用途
の電鋳殻金Ｗ勢を少数宛製造する場合やキャビティ状金
脈等の一部又は全部の表面メッキ被覆島理等の場合には
極めて不都合なものであった。

また、一般的に１電鋳殻を金属や電気加工用電極として
使用する場合には、電鋳の凸部では薄く、凹部で紘厚く
電着を行なうことが望ましいものであるが、これは電着
における自然的傾向に逆らう要求であシ、このような電
着量制御は困難であった。

昨今、これらの問題点を解決する手段として電型に熱線
を照射し、その部分の析出効率を高めて電鋳殻を電着さ
せる装置が開発され使用畜れつ＼ある。

然しなから、上記の装置は熱線を電鋳槽の上方よシミ鋳
浴を介して電型に照射する亀のであったため、熱線の到
達深度が浅く、特に凹部や凹部内角部や隅部等の適宜の
位置に電鋳殻を電着させる場合には支障が出ると埴う問
題点があった。

本発明は叙上の観点に立って表され友ものであって、そ
の目的とするところは、電型の凹部、または複線な形状
を有していて析出しにくい部分にレーザ光またはクセノ
ン光、着しくけ亦外線等の実質上の熱線を近接して照射
１て、当該照射領域に対する析出の効率を当該部分の活
性化によシ高めつ＼電鋳殻を電着させる電鋳装置を提供
しようとするものである。

以下、図面によシ本発明や詳細を具体的に説明する。

第１図は本発明にか＼る電鋳装置の＝実施例を示す一部
破断圧面図、第２図および第３ＷＡＦｉそれぞれ第１図
の電鋳装置に使用される電極の一部拡大断面図、第４図
は電鋳、―置の他ヤ声論例！委す一部破断正面図、第５
図は第一回の電−装置に使用される電極の他の実施例を
示す一部拡大断面図である。

まず、最初に第１図、第２図および第３図について説明
する。

図中１は導電性のパイプ状の電極で、必ずしも中空勢で
ある必！杜なく、１本以上のオプティカルファイバを挿
設したもので良ぐ、従って全体として柱状で、又可撓性
が必要な場合もある。２ａはパイプ状電極ｌの先端等適
宜の位置に取シ付は電鋳浴２４の侵入を防止する必要が
ある場合には、上」光学素子！兼用して、又は液侵入防
止の密封用素通しガラス等が設けられ、後述照射熱線が
パイプ体内浴に吸収等されるの鵞防止し、所定位置に損
失なく有効に照射させる。３は電型、４は図では省略さ
れた電鋳装置の加工ヘッドから２軸方向に昇降自在に伸
長した主軸、５は主軸４を昇降駆動方るモータ蓼は主軸
４０下呻に固定され、且つその内部に電極軸方向変更機
構を収容する第１の筐体、７は上記第４の筐体６の側壁
を貫通して取り付けられている第１の回転軸８および９
によシ回動自在に支承された第２の筐体、１０ａ菖２の
筐体７にワッシャー１１および１２を介して固定された
＃！１のウオームホイール、１３は第１のウオームホイ
ールｌＯと噛み合うＪｌｌ！ｌのウオームギヤ、１４は
第１のウオームギヤ１３を回転させる第１のモータ、１
５は第２の筐体７の側壁を貰通して取シ付けられている
第２の回転軸１６によシ回動自在に支承され九第２のウ
オームホイール、１７は第２のフオームホール１５と１
み合う第２のウオームギヤ、１８は第２のウオームギヤ
１７を回転させる第２のモータ、１９は熱線源２２０の
下端に固定して設けられた電極ホルダ、２２は電ｌＩ３
と電極１間に所定の極性の直流電圧、まえ社パルス電圧
を供給する電源回路、２３はそれぞれの駆動条件を制御
するととにより、電鋳浴供給装置と電１！！３の相対加
工送ル（但し、双方とも図では省略。′）の速度中電極
ｌの方向変更、ビ歇発光の条件等および電源回路２２０
通電条件等のうち、少くとも上記相対加工送シをあらか
じめ定められたプログラムに従って制御し、ｔた必要に
応じてシーケンスコントローラ等が付設可能な数値制御
装置、２４Ｆｉ電鋳浴である。

而して、この実施例装置においては、上記８ないし１４
および１５ないし１８で示し九構成要素から成る電極軸
方向変更機構によって、電極１を図中ＸおよびＺ軸を含
む平面内と２及びＹ軸を含む平面内で自由にその角度を
調節し得るようになっている。即ち、第１のモータ１４
によシ第１のウオームギヤ１３を回転させて第１のウオ
ームホイール１０をその第１の回転軸８．９を中心に回
動させ、を九、ｊＩ２のモータ１８によ）第２のウオー
ムギヤ１７を回転させて第２のウオームホイール１５を
その第２の回転軸１６を中心に回動させることによ〕、
電極１をＸ−２軸子面内およびＺ−Ｙ軸平面内で所望の
角度に調節することがで詣るのである。

電極１は導電性の材質でパイプ状ｔｃ製作されたものが
使用され、その先端部分及び手前の適宜の位置１１所望
によシ透明着しくは半透明な浴侵入防止書封体を兼用す
る凸レンズ等の光学素子２ａが取シ付けられ、該光学素
子鉱、電Ｉ１３の適宜の指向勢させて照射さぜられる。

そして、電極ｌは熱声源２０の下端に固定された電極ホ
ルダ２１に取り付けられている。而して、熱線源２０か
らの光線はバイブ状の電極ｌの内部を通過して凸レンズ
２ａで焦点が絞られ、電１１３の電鋳殻が電着される所
望部分に照射される。

また、電極ｌと電型３間の加工送）は、Ｘ−Ｙ軸方向の
加工送〕を図示されていないり四ススライドテーブルに
よ〕、Ｘ−Ｙ平面内における回転運動を図示されていな
いターンテーブルによりそれぞれ与えられるようになっ
ている。そして、・これらのすべての加工送シは、電１
１３の形状等に合わせて予じめ作成され九プログラムに
従って数値制御装置２３から発せられる制御信号に基づ
いて実行される。

而（て、この実施例装置によシ加工が行なわれる場合に
は、室温またはこれ以下の温′度に電鋳浴２４琴保って
おくと共に、電源回路２２の電圧も従来慣用−の条件に
おける電圧前後以下に設定して、電着が極めて遅い速度
か、または殆ど電着が進行し力いようにしておく。また
、この時、電！ｌ！３の電鋳殻を電着させる部分に杜熱
線源２０からの光線が電極１の内部を通過して凸レンズ
２ａで焦点が絞られてその部分に照射されるので、その
表面従って、当該部分が局部的に活性化されて析出効率
が向上し、当該光線照射部分のみにはｙ選択的に電鋳殻
が電着される。また、凸し−ンズ２ａやパイプ状！極ｌ
の途中の適宜の位置に設けた凹凸レンズ等の光学素子を
適宜調節してビームスポットの大き声集中、または拡散
度等を決定すれば、そのビームスポットの大きさ等に応
じた領域に限定して電鋳殻を電着するととも可能である
。

電極ｌの先端部分に取シ付けられる透明若しくは半透明
の凸レンズ２１等の光学素子は、照射部分の形状があま
シ複雑でなくビームスポットの調節勢を必要としないと
か、単に電鋳浴２４の侵入封止のみを行なう場合にｉ素
通しのガラス２ｂ等に変更できること勿論である。

次に、第４図および第５図について説明する。

第４図線先端部分が開放されている導電性の中空又社フ
ァイバオプティックスを挿設したパイプ状の電極中へ電
鋳浴が侵入するのを防止するために圧縮空気を用いた実
施例を示しておシ、電極の駆動方法、電圧供給方法等は
第１ＩＩＫ示したものと同様であって、第′４図で第１
図と同−表番号を付したもの拡間−な構成費素を示し、
図中１′紘両先端部分が開放されているパイプ状の電極
、１′歓電極、２５拡絞）、２６昧調Ｗ弁、２７紘コン
プレツサー、２８は圧力その他によルミ極１′および１
″の電鋳浴下の長さを検知して数値制御装置２３に伝え
るセンサー、２９は合成樹脂等で製作される不溶性のパ
イプ、３０はパイプ２９の先端周壁部分に取シ付けられ
る金属性電極部材である。

表お、パイプ状電極１′の圧縮空気が供給される手前の
熱線源２０儒の適宜の位置に、光線を適宜、集中、拡散
させる光学素子２ｍ、２ｂ　を設けることができ、この
光学素子２ｍ、２ｂの両側には、中空でもファイバオプ
ティックスを挿設しても良く、また圧縮空気に代え例え
ばアルゴン、窒素等の酸化防止の圧力ガスを供給するこ
ともできる。

而して、電極１′社電極ホルダ２１に取り付けられてい
て、熱線源２０からの光線は電極１′中を通過して電！
１１３の電鋳殻を電着させる部分に照射される。然しな
から、第４図に示した実施例装置においては、電極１′
の先端部分が開放されているので電極ｌ′内へ電鋳浴２
４が侵入することがないような構造となっている。即ち
、電極１′の側壁には電極１′中にコンプレッサー２７
からの圧縮空気を送シ込むための小穴が設けられ、また
、電極１′の近傍には電極１′の電鋳浴下の長さを検出
するセンサー２８が設けられている。而して、センサー
２８によ〕 電極１′の電鋳浴下の長さが検出されて数値制御回路２
３に送られると、数値制御回路２３ではその検出値か′
ｃ）−極１′先端の電鋳浴の液圧を算出し、この液圧よ
）゛や＼高い圧縮空気を調圧弁２６を制御して電極１′
中に送ル込む。従って、電極１′中に唸電鋳浴２４が侵
入することがなく、壕九電極１′解放端部分゛の電鋳浴
２４を噴出気体で大きく乱すことなく、従って光を大き
く散乱さ奢ないので、光線源２０からの光線を電ｍ３′
に直接投光せ″しめること可能となるのである。

“ｉた、電極としては導電性のパイプ状□の電極１′に
限殖されず、第５図に示した如き合成樹脂等の不溶性、
フイプ２９の先端周壁部分に金属性電極部材３０を欺シ
付けて電極１″とし′九ものをも使用でき、また電極１
′、１″を可撓性としてファイバオプティック”スを一
般する左か、１本又紘複数本のファイバオプティックス
０Ｊｌｌｌ如に導電性”被覆を形成した亀の等を使用す
れば、例にば自シ孔の内底部等に光′を誘導することが
でき、また光照射の指向性を選択調整し得る所から有用
である。

本発明は叙上の如く構成されるので、本発明装置による
とき社、光線源からの光線を直接的に電型に照射させる
ことが可能となるので、極めて簡単に且つ高精度に電鋳
殻の厚みを制御できる−と共に、複線な形状の電型にも
確実に電鋳殻を電着させるととが可能となる。例えば、
凹状部の全体を２次元的にまたは３次元的に電極の位置
を制御して１度又は繰〕返し走査せしめ、その走査の際
の速度を位置的・に制御して全体的に均一に電鋳する他
方部分又状局部電鋳にも容易−に適用できる。

なお、本発明の構成拡叙上の実施例に限定されるもので
は力い。即ち、例えば、本実施例においては導電性のパ
イプ状の電極または合成樹脂等の不溶性パイプの先端周
壁部分に金属性電極部材をＩＲ）付けて電極としたもの
を使用したが、合成樹、脂中に金属粉を混入してパイプ
状の電極とじ九ものでもよく、′本発明はその目的の範
囲内で自由に設計変更できるものであ）、本発明はそれ
らの全てを包摂するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にか＼る電鋳装置の一実施例を示す一部
破断正面図、第２図および第３図はそれぞれ第１図の電
鋳装置に使用される電極の一部拡大断面図、第４図は電
鋳装置の他の実施例を示す一部破断正面図、第５図は第
４図の電鋳装置に使用される電極の他の実施例を示す一
部拡大断面図である。 １．１′、１′！・・・・・・・・電極２ａ・・・・・
・・・・凸レンズ ２ｂ・・・・・・・・・素通しのガラス３・・・・・・
・・・・・・電型 ２０・・・・・・・＝・熱線源 ２１・・・・・・・・・電極ホルダ ２２・・・・・・・・・電源回路 ２３・・・・・・・・・数値制御装置 ２４・・・・・・・・・電鋳浴 ２９・・・・・・・・・パイプ 特許出願人　株式会社　井上ジャパックス研究所代理人
（７５２４）最上正太部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電型と電極間に電鋳浴を供給させ、上記電型と上記
   電極間に所定め極性の通電を行なうと共に、上記電型の
   電鋳殻を電着−８？る部益に光線源゛からの光線を照射
   しつ＼加工を行□なう電鋳装置において、上記電極をパ
   イプ状や、電極とすると共に、上記パイ゛プ状の電極の
   ２端を上記光線源に接続し、上記光線源からの光線が上
   記パイプ状の電極中を通過して電ｌｌＫ投光せしめられ
   るよう上記パイプ状の電−先端部分に透明着シ＜゛は半
   透明の郁ｉを取シ付けたことを特徴とする竜−２置。□
   ２）上記透明若しくは半透明の部材が凸レンズである特
   許請求の範囲第１項記載の電鋳装置。 ３）上記透明若しくは′ＩＰ遺明あ２材が素′通しのガ
   ラスである特許請求の範囲第１項記載め電鋳装置。　　
   　　　　　　　゛ ４）−型と電−関に電鋳浴を供給さ誓、上記電型と上記
   電極間に所定の極性の通電を行なうと共に、上記電型の
   電鋳殻を電着させる部分に光線源からの光線を照射しづ
   一加工を行なう電鋳装置にシいて、上記電極をパイプ状
   の電極とすると共に、上記パイプ状の電極の一端を上記
   光線源に接続し、上記光線源からの光線が上記パイプ状
   の電極中を通過し上覧型に投光せしめられ、且つ、上記
   パイプ状の電極中に電−浴が侵入するのを防止するため
   上記バ碕プ状の電極中に所望の圧力の圧縮ガスを供給す
   る圧縮ガス供給装置を設けたことを特徴とする電鋳装置
   。 ５）上記パイプ状の電極先端の電鋳浴液圧に応′して上
   記圧縮ガス供給装置からのガス圧を調整する制御装置を
   設けたことを特徴とする特許請求の範−第４項項蛇−′
   め電鋳装置。