JPS6036690A - 回転体の電鋳装置 - 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】 本発明は被電鋳体を回転可能に支持して挿設した電鋳槽
に、前記回転軸の軸心を含む平面内に所定の間隔を置い
て一部平行等複数の電鋳用の柱状電極を前記被電鋳体を
指向きばて配設し、該電極先端の被電鋳体に対する対向
位置を夫々制御するように構成されＩＣ回転体の電鋳装
置に関する。

電鋳では一般に被電鋳体の転写精度が最重要視されてい
て、その為の電極の配置並びに制御については種々の発
明１１Ｃびに考案がなされているが、電鋳殻の厚さを制
御することについては未だに充分になされいてない。黙
しながら電鋳殻の厚さは薄い部分があると、その強度や
耐用命数が減殺され、又厚すぎる部分があると資材、電
力及び作業時間等が浪費されることになる。又薄い部分
があると、電＆ｌ殻を機械加工する場合に、その薄い部
分で不良品となってしまうことがある。このように電鋳
殻の厚さを制御することは転写精度と同様に重要なこと
であり、この電鋳殻の厚ざを制御する斯種装置を、本発
明者は先に、例えば特開昭５５１４５．１９ＬＱ公報で
開示した。しかし、ここに開示した装置は複数個の電極
を適宜に分散配置１ノ、この電極の間に接触検知子を分
散配置したものであって、この分散配置した接触検知子
はその先端と被電鋳体との間隔を所望の電鋳殻の厚さに
なるように予め固定したものである。そして、その固定
した接触検知子の先端に電鋳により生成した電鋳殻が接
触したどきに、はじめて接触検知回路が作動して、イの
接触検知子の近傍の電極への通電間を減少させるか通電
を連断するようにしている。

この従来装置は簡単であり、しかも安価ではあるが、接
触検知子と？ｆｆ極とはいずれも固定されているから、
電鋳殻の生成過程では、全くそれを検知制御することが
できないという欠点があり、その結果、接触検知子が生
成してきた電鋳殻を検知して、イの近傍の電極の通電を
遮断したとしても、他の通電されている電極の影響にＪ
：つて少しづつ電鋳殻の厚さは増加するばかりでイｒく
、固定１ノた接触検知子の痕跡ができるという欠点があ
った。

本発明は、電鋳液を注入り−る電ｌ槽に被電鋳体を回ａ
可能に設置したならば、定位置に停止にした被電鋳体に
向かって少なくとちぞの先頭部が電極であるか電極を有
するロッドをロッド制御部の作動により通常軸方向に移
動させ、イの移動Ｊる［１ツドの先頭部が被電鋳体に当
接してロッドが停止したならば、そのとぎのロッドの位
置をに１測器で計測し、その泪測値を原点とする。そし
て、この原点である計測値に基づいて電極の位置をロッ
ドの適宜の後退により設定し、該位置より被電鋳体の回
転角度に従って［］ツドの位置を制御しようとするもの
である。更に回動する被電鋳体と電極とに所定の通電を
した後に、被電鋳体の回動を定位置に停車さ１１、そこ
に生成した電鋳殻に向かってロッドを移動し、このロッ
ドの先頭部が電鋳殻に当接して停止したときの泪測器の
計測値と前記原点とした田測値との差により、電鋳殻の
厚さを計測するものである。この削測を回動する被電鋳
体の１個所又は数個所について行なったならば、この計
測値に基づいて電極の位置、通電り或いは被電鋳体の回
転速度又は回転角度を制御することにより、所望の厚さ
をもった電鋳殻を得ることを目的としたものである。

次に本発明を例示した図に基づいて説明する。

第１図、第２図は本発明実施例の側断面図と平面図で、
図に示す如く電鋳槽１の中の回動可能に設置した被電鋳
体２に向かって少なくともその先頭部が電極であるか電
極を有するロッド４を被電鋳体２の回動軸心に平行な平
面内に４Ａ、４Ｂ、４Ｃ１４Ｄ、に複数個、各隣接ロッ
ド間に所定の間隔を置いて配置し、この各ロッド４は各
ロッド制御装置５Ａ、　５　Ｂ、　５　Ｇ、５Ｄによっ
て軸方向に駆動されて、被電鋳体２に向かって近づいた
り、遠ざかるように移動するのであるが、その詳細を５
− 第３図、第４図、並びに第５図によって説明する。

第３図に於て、４は被電鋳体２に向うＪ：うに前記所望
の平面内に配置した多数のロッド４の中の１つであって
、電鋳槽１を貫通するように配置されていて、ロッド４
の周囲から電鋳液３が漏れないようにシール６でシール
して、ロッド４がその軸方向に移動することができるよ
うになっている。

そのロッド４の先端部には、柱状先頭部７をロッド４と
同軸状に螺合固定し、この螺合した先頭部７に設けた空
胴８には電鋳用の電極９が絶縁層１０を介して軸方向に
摺動できるように挿入しである。

この空胴部８の端に当るロッド４には端子１１を埋めて
固着してあり、この端子１１と電極９との間には通電す
ることができる導電性のスプリング１２を張設する。こ
のスプリング１２の弾力によって電極９は先頭部７の先
端部に向かって常時押し出されるようになっている。こ
の先頭部７には窓１３が設けであるから電極９の先端は
この窓１３を通して、電鋳液３の中に露出するようにな
っている。この電極９を先頭部７の空胴８に挿入するた
めには、６− 図示Ｅノでいないが先頭部７の側部に電極９を出し入れ
づることができる大きさの孔を設けておいて、この孔を
通しノで電極９を先頭部７の空胴８に挿入するように１
れば、その着脱を極めて簡単に覆ることができる。［１
ツド４には配線孔１４を段Ｉ−ｊ　、この配線孔１４を
通した配線１５によって、端子１１ど電鋳用電源３２と
を連係している。ロッド４に設けたラック１６にはビニ
オン１７が噛み合い、このビニオン１７はり一−ボモー
タ１８によって回動する。このサーボモータ１８の回動
ににっで移動するロッド４の４１／ｊＩＪはロッド４ど
連係Ｊるエンコーダ、ボテンシ］メータ、磁気スケール
等による計測器１９によって計測する。この計測器１９
を介してロッド４ど被電鋳体２とは削測用電源２０の端
子に夫々接続されていて、ロッド４と被電鋳体２又はそ
こに生成した電Ｈ殻２′とが接触したところで、そこを
通して微弱な電流が流れる（第３図）ようになっている
。その微弱電流を信号としてサーボモータ１８の回転を
停止１シで［二１ツド４を停止したならば、前記信号又
は該信号の所望遅延信号によりπ１測器１９はそのとき
の［１ツド４の位置をｈ］測Ｍ“るようになっている。

ここで被電鋳体２とロッド４との間に電流を流づことを
好まない場合や、先頭部７に絶縁相別を使用（）た場合
又は先頭部７と被電鋳体２ど接触するときの圧力を調整
しＩＣい場合には第４図に示す構造のｂのを使用すると
よい。その構造はロッド４にスリーブ２２を枢支し、そ
のスリーブ２２に設【ノたラック２３が、第３図に於て
説明したのと同様のビニオン１７ど噛み合っている。こ
のスリーブ２２とロッド４どの間にスプリング２４が設
けてあり、このスプリング２４の弾力でスリーブ２２は
カラー２５に当接する。しかしこのカラー２５はビン２
Ｇでロッド４に固定されているから、スリーブ２２がス
プリング２４で移動することはこのカラー２５のところ
で止まるようになる。スリーブの中のロッド４にはマグ
ネット２７が埋めてあり、スリーブ２２にはイのマグネ
ッ１〜２７を検知して作動するセンサ２８が設【ｊであ
る。ロッド４に螺合した先頭部７とその中に挿入した電
ｌｊｉ　９の関係は第３図に於て説明し・だのと同じで
あるから、イの説明は省略して、この装置で電極９の位
置を定めたり、電鋳殻２′の厚さを計測する場合のこと
について説明する。まずサーボモータ１８を回転してビ
ニオン１７を回動すると、ビニオン１７と噛み合うスリ
ーブ２２はスプリング２４を介し−Ｃロッド４を被電鋳
体２に向かって移動させる。イして、ロッド４の先頭部
７が被電鋳体２又は電鋳殻２′に当接すると、ロッド４
は停止するが、スリーブ２２はスプリング２４を圧縮し
て移動し続【プる。そしてスリーブ２２に設Ｅプたセン
サ２８がロッド４に設りたマグネット２７を検知したと
ころで、サーボモータ１８の回転を停止し、前記センサ
２８の検知信号又は該信号より遅延した信号を得た際に
削測器１９は停止にしているロッド４の位置を計測する
。このときの被電鋳体２と先頭部７との接触圧力はスプ
リング２４の弾力で定まるから、その接触圧力を調整し
たいときにはスプリング２４を取り変えるか、センサ２
８の位置をずらづことによっである程度は調整できる。

例えば接触圧力を強くしたい場合にはセンサ２８の位置
をマグネット２７よりｍ−ｔｔことによって、先端部７
が被電鋳体２９− に当接してから後のスプリング２４の圧縮坦を増大する
ことにより、その接触圧力を強くすることができる。第
１図に於て２９は数値制御装置Ｐ＋、３０はプログラム
装置、３１はキーである。被電鋳体２の三次元の形状に
於ては被電鋳体２の表面の電界強度は次式ににってめる
ことができる１：）ので、この等電位面に従って電極９
を駆動して配置覆るように数値制御する。

ａ＋１ δ 一□　Ｖ；電位（ＸＹ７） δ；表面電荷密度 ｎ；外向き法線 δ ２Ｖ−一−（ポアッソンの式） なお、この場合ロッド４、電極９は被電鋳体２の表面に
対して直角に保ちながら移動するＪ：うに駆動制御する
ものである。

電鋳槽１はベース４１に固定した第４２に固着する。

ベース４１に固定した社４３の上部に一対のビーム４４
１０− を説１ｄ　、この一対のビーｌ＼４４の間に固定した２
本のバー４ｊ）にヘッド４６を支持りる。このヘッド４
６に設置Ｊ−’Ｊ−−ボ土−り４７はＴンニ１−ダ４８
でぞの同転角度を制御しくＺから回０１することができ
る。その４ｊ＝ボモータ４１で回動りることができるヘ
ッド４Ｇに枢支したｌｌｌ１ｌ１４９の先端にチャック
５０が固定しである。

このヂ１１ツク５０の爪５１に被電１７１体２のスピン
ドル２△を咬えることによって、被電鍍体２を電鋳槽１
に回動可能に挿設りる。ヘッド４６に設けたザーボ七−
夕５２は軸４９をイの軸心方向に移動させるもので５３
はでの移動量を４測するエンコーダである。

このように１ノで被電鋳体２の回転支持装置はヘッド４
６ないしヂ↑７ツクの爪５１を１）・〕で構成している
。

本発明で電鋳を行なうときには、電鋳槽１内に所望の形
状を右する被電鋳体２をチャック４９の爪５１に咬えて
セラ１〜し、所定の処方の電鋳液３を電鋳槽１に満たし
たならば、キー３１に所望の電鋳殻の厚さ、電鋳液３の
処方又は種類、電鋳用電源３２の電圧等を入力づ−るど
、その入力に従ってプログラム装＠３０、数値制御装置
２９を経て被電波体２をサーボモータ４７ににって定角
亀位置に停止したならばロッド制御装置１ｉＡ、５［３
，５Ｃ１５Ｄ、に制御信ｙ号が送られる。ぞこで先づ各
電極９の位置が設定される。その作Ｖ」は、数値制御装
置２９０指令にＪ−って各［Ｊラド制０ＩＩ装置Ｆ’ｌ
　５のサーボモータ１８がビニオン１１を回動（〕て各
ロッド４を被電鋳体２に向かっＣ移動４−る。そし−（
各【」ラド４の先頭部７が被電鋳体２に当接しｋどころ
で、各４フーボモータを停止１、そのどぎの各ロッド４
のイｆ装置を泪測器１９で泪測Ｊることは既に述べた通
りで・ある。最初に先頭部７を被電鋳体２に直接当接し
たとぎには電鋳が行イ１われていないので電鋳殻２′が
無いから、イのときの甜測器１９のｔ１測値を、イの各
ロッド４にお【プる原点位置として数値制御装置２９に
記憶（〕−る。次に１ナーボモータ１８を逆転ｌノてロ
ッド４を被電鋳体２から離す方向に移動量るのであるが
、そのどきの移動Ｉ０が所定の吊でな（ジればならない
。例えば第３図、第４図に於て、被電鋳体２ど先頭部７
との間隔が）に達したどき、あるいは先頭部７の先端か
ら電極９の端面までの寸法ａを加えたノ＋ａが所定の量
であり、イのときの電極９の９２１面の位置が陰極であ
る被電鋳体２の所定角度位置の電ＷにおＩＪる所定の等
電位面に一致する位置であつ１．：Ｉ／ｌする。

このようにして全てのロッド４を配設し終わったならば
電鋳用電源３２の電圧を配線１５を通して被電鋳体２と
、６ｇＢ子１１、スプリング１２を通して電極９に印加
し、１フーボモータ４７を回動して、被電鋳体２を第２
図中矢印１冊の方向に回動しながら電鋳を行なう。ぞの
ときロッド４の先端が被電鋳体２のＶ１線部分ａ−１）
ヤ）凹曲部ｃ−ｄにきたときには、イれらの面と電極９
との距−１が変るので、その変動量に従って［１ツド４
をロッド制御装置５によって移動制御する。そのときの
移動制御は数値制御２９０指令によってなされる。この
Ｊ：うにして所望の時間Ｔｉ鋳を行ｔｉつたならば被電
鋳体２に生成した電鋳殻２′の厚さを測定す゛る。その
測定は前述した各１］ツド４の原点位置を計測したよう
に被電鋳体２を月−−ボモータ４７により所定４ＣＩ　
Ｍに停止したならば、サーボモータ１８を作動してロッ
ド４を１３− 被電鋳体２に向かって移動すると、ロッド４の先頭部７
は被電鋳体２に生成した電ｖｉ殻２′に当接Ｊ−る。こ
のどきのロッド４の位置を計測器１９で計測し、その計
測値と既に数値制御装置２９に記憶している［コツト４
の原点位置どしての計測値どの差が、生成した電鋳殻２
′の厚さｔとして算出することができる。このようにし
て生成した電鋳殻グの厚ざｔを各ロッド毎に測定できた
ならば各ロッド４毎に被電鋳体２と電極９との間隔）」
ａを変える必要のあるものは変えたり、サーボモータ４
７の回転角度や回転速度を変えたり通電量を変えるなど
して、所望の電鋳殻２′の厚さが得られるように数値制
御装置２９によって制御ｊ゛る。

本発明によれば、被電鋳体２ど、その回動軸と同一平面
内に相ひ間に所定の間隔を置いて配設した複数の電極９
の対向先端との間隔を各電４４９毎に計測して両者の間
隔位置を設定ｊることができ、しかもその設定した位置
を、電Ｕ殻２′の生成過程で電鋳殻２′の厚さを随時４
測しながら変更したり、通電量を変えたりして所望の型
と厚さをも１１− −）た電１ノ１殻を〈１成することができる効梁を有す
るもので゛ある。

イｆお、本発明の実施に於て電Ｕｉ槽１に対して軸４９
が出入−りるように七−タ５２で制御することができ、
又、電鋳殻２′の厚さの測定を、被電鋳体２の任意の角
度位置で測定し、その測定値に基づいて、ロッド４を１
１ツド制御装置ｊｉ　’（：、斗続的に移動しながら電
１１ｆを行イ１うことができる。イｆお、ロッド先頭部
の電極９は露出した構造の耐消耗ｆ）１の白金メッキし
たチタン電極やメッキ金属から成る消耗電極であっても
良く、本発明はイのような変更構成をも包含覆るもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置を側面より視でイの一部を
面白したどころの概念図、第２図は平面図、第３図、第
４図は本発明の要部である［］ツドとその［−１ラド制
御２１Ｉ装間の詳細図、第５図は第３図、第１１図のＡ
矢視図である。 １・・・・・・・・・電↓４槽 ２・・・・・・・・・被電１４体 ３・・・・・・・・・電紡液 ４．４△、４　Ｆ３・・・・・・・・・ロッド５、”　
Ａ　ｚ　５　Ｂ・・・・旧・・ロッド制御装置７・・・
・・・・・・先頭部 ９　・・・・・・・・・電　極 １９・・・・・・・・・ＪＪ側器 ２９・・・・・・・・・数値制御装量 ３２・・・・・・・・・電鋳用電源 ４６・・・・・・・・・ヘッド ４７・・・・・・・・・リーボ−［Ｅ−タ５０・・・・
・・・・・ヂャック 特　γ［出　願　人 株式会ネｔ　１４十ジ１７バツクス研究所代表者　月　
十　潔　′ １、・１ ４−７　口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）電＃ｈ液が注入される電鋳槽と、被電鋳体を支持
   する回転支持装置と、該回転支持装置の回転軸の軸に心
   を含む平面内に軸心を有するように、少なくともその先
   頭部が電極であるか電極を有する複数本のロッドと、該
   ロッドを軸方向に移動させる移動装置と、該移動装置に
   よるロッドの移動位置を計測する計測器とを有するロッ
   ド制御装置を設けて成る回転体の電鋳装置。
2. （２）被電鋳体を支持する回転支持装置が定位置に停止
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転
   体の電鋳装置。
3. （３）ロッドを軸方向に移動させる装置が回転支持装置
   の回転にＩ’ＳＱ連してロッドを軸方向に移動させるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転体の電
   鋳装置。
4. （４）ロッドを軸方向に移動させる装置が回転支持装置
   によって支持された被電鋳体の略等電位面に沿ってロッ
   ドを移動させることを特徴とする特許請求の範囲第１１
   ｎ記載の回転体の電＠装向。
5. （５）被電鋳体を支持する回転支持装置が所定の位置か
   ら任意の角！徒だけ被電鋳体を回転して停止することが
   できることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回
   転体の電鋳装置。