JPS621252Y2

JPS621252Y2 -

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Publication number: JPS621252Y2
Application number: JP1981178994U
Authority: JP
Priority date: 1981-11-30
Filing date: 1981-11-30
Publication date: 1987-01-13
Also published as: JPS5883471U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、酸化皮膜の形成時および着色時に
電解槽に蓄えられた電荷を、すみやかに放出する
とともに、小型化を図るようにした電解処理装置
に関する。

一般に、着色酸化皮膜を形成する電解処理装置
において、アルミニウムまたはその合金に陽極酸
化処理を施したのち、金属塩を含む電解液中に浸
漬し、通電着色する手段として、アルミニウム等
を陰極にして直流電解する手段と、アルミニウム
等を交流電解する手段がある。しかし、前者の直
流電解の場合、陰極に水素ガスが発生し、この水
素ガスがアルミニウムに形成された陽極酸化皮膜
の微視孔中に蓄積されて皮膜破壊を生じ易くなる
ため、後者の交流電解が多く採用されている。

そして、当該交流電解において、アルミニウム
の極性が正の状態の場合、アルミニウムは陽極と
して酸化され、アルミニウム表面に酸化皮膜が形
成され、アルミニウムの極性が負の状態の場合、
電解液中に溶存している金属塩が、アルミニウム
の酸化皮膜中に吸着され、アルミニウムの極性が
再び正の状態に移行するときに、前記酸化皮膜の
形成とあいまつて、当該皮膜中に吸着された金属
塩が酸化されて電析して鮮明な色を出し、着色酸
化皮膜が形成される。

しかし、酸化皮膜が電気容量を有するため、電
極を通電時、前記電気容量により電荷が蓄えられ
て電解槽に残留電荷として存在し、当該電荷によ
り電極間に電位差が生じ、外部から印加された電
圧波形と、電極間の電圧波形が異なり、十分な電
解効果を得ることができず、着色酸化皮膜の形成
に支障をきたす。

そこで、電極の通電の休止期間に、電極間に強
制的な放電回路を形成し、電解槽中の電荷を放出
することが行なわれており、従来、たとえば第１
図に示すような電解処理装置が実施されている。
同図において、１は一方の電極であるとともに被
処理物であるアルミニウム電極、２は他方の電極
である黒鉛電極であり、アルミニウム電極１とと
もに、電解槽３の金属塩を含む電解液４に浸漬さ
れている。５は出力側の正端子がアルミニウム電
極１に接続され酸化皮膜形成時にアルミニウム電
極１に酸化皮膜形成用の正電解電力を供給する正
電解整流器、６は出力側の正端子が黒鉛電極２に
接続され酸化皮膜着色時にアルミニウム電極１に
酸化皮膜着色用の負電解電力を供給する負電解整
流器であり、両整流器５，６の入力端がそれぞれ
交流電源（図示せず）に接続されるとともに、両
整流器５，６の出力側の負端子がそれぞれ黒鉛電
極２およびアルミニウム電極１に接続され、両整
流器５，６がそれぞれ一定時間ごとに交互に作動
して交流電解用電源７を構成している。８は一端
が黒鉛電極２に接続された限流用抵抗、９，１０
はそれぞれカソードおよびアノードが抵抗８の他
端に接続されアノードおよびカソードがアルミニ
ウム電極１に接続された切換用の第１、第２サイ
リスタであり、それぞれ外部からのゲート電流に
よりオンされる。

そして、第２図ａに示すように、時刻t₁に正電
解整流器５を作動させると、両電極１，２間にア
ルミニウム電極１を陽極とする直流電解電圧が印
加され、正電解整流器５の出力側正端子、アルミ
ニウム電極１、黒鉛電極２、正電解整流器５の出
力側負端子からなる直列回路に電解電流が流れ、
アルミニウム電極１に前記電解電圧および電解電
流による酸化皮膜形成用の正電解電力が供給さ
れ、アルミニウム電極１が陽極酸化され、アルミ
ニウム電極１の表面に酸化皮膜が形成される。さ
らに、時刻t₁らT1時間後の時刻t₂に正電解整流器
５の作動を停止すると、両電極１，２がそれぞれ
正および負に帯電して電解槽３に残留電荷が蓄え
られるため、時刻t₃に第１サイリスタ９にゲート
電流を流して第１サイリスタ９をオンさせ、アル
ミニウム電極１、第１サイリスタ９、抵抗８およ
び黒鉛電極からなる直列回路を形成するととも
に、該直列回路に、時刻t₃からt₄までのT2時間、
同図ｂに示すように、電解槽３の残留電荷による
放電電流を流して当該残留電荷を放出させ、電解
効果を向上させる。

つぎに、前記の電荷放出後、第２図ｃに示すよ
うに、時刻t₂からT3時間後の時刻t₅に、負電解整
流器６を作動させると、両電極２，１間に黒鉛電
極２を陽極とする直流電解電圧が印加され、負電
解整流器６の出力側正端子、黒鉛電極２、アルミ
ニウム電極１、負電解整流器６の出力側負端子か
らなる直列回路に電解電流が流れ、アルミニウム
電極１に前記電解電圧および電解働流による酸化
皮膜着色用の負電解電力が供給され、アルミニウ
ム電極１の酸化皮膜に電解液４の金属塩が吸着さ
れ、酸化皮膜が着色される。さらに、時刻t₅から
T4時間後の時刻t₆に負電解整流器６の作動を停
止すると、両電極２，１がそれぞれ正および負に
帯電して電解槽３に残留電荷が蓄えられるため、
時刻t₇に第２サイリスタ１０にゲート電流を流し
て第２サイリスタ１０をオンさせ、黒鉛電極２、
抵抗８、第２サイリスタ１０およびアルミニウム
電極１からなる直列回路を形成するとともに、該
直列回路に、時刻t₇からt₈までのT2時間、同図ｄ
に示すように、電解槽３の残留電荷による放電電
流を流して当該残留電荷を放出させ、着色効果を
向上させる。

したがつて、前記の動作を繰り返し、両整流器
５，６により両電極１，２間に、第２図ｅに示す
ような電解電圧を印加するとともに、電圧を印加
しない休止期間ごとにサイリスタ９または１０を
オンさせることにより、電解槽３に蓄えられた電
荷を放出して効果的に着色酸化皮膜を形成するこ
とができる。

しかし、この場合、抵抗８の抵抗値が大きい
と、電解槽３の電荷放出時の時定数が長くなり、
両整流器５，６が作動を停止している休止期間が
長くなり、電解時間の制約を受けることになる。
一方、抵抗８の抵抗値を小さくすると、休止期間
は短くなるが、放電電流が大きくなるため、サイ
リスタ９，１０に容量の大きいものを使用しなけ
ればならず、また、抵抗８の発熱量も増加するた
め、両整流器５，６の耐熱性を向上させる必要が
あり、コストが高くなるとともに、装置が大型化
する。

そこで、第３図に示すような電解処理装置が実
施されており、同図において、第１図と同一記号
は同一のものを示し、第１図と異なる点は、放電
用変圧器１１の１次コイルの両端を交流電源１２
に接続し、変圧器１２の２次コイルの一端を第
３、第４サイリスタ１３，１４のカソードおよび
アノードに接続するとともに当該２次コイルの他
端を黒鉛電極(2)に接続し、第３、第４サイリスタ
１３，１４のアノードおよびカソードをアルミニ
ウム電極１に接続した点である。

そして、前記と同様の動作により、第４図ａに
示すように、時刻t₁′からt₂′までのT1′時間、正電
解整流器５を作動させてアルミニウム電極１の表
面に酸化皮膜を形成し、時刻t₂′に正電解整流器
５の作動を停止させたのち、時刻t₃′に第３サイ
リスタ１３にゲート電流を流して第３サイリスタ
１３をオンさせ、交流電源１２からの電圧を変圧
器１１により降圧し、２次コイルの両端に生じた
交流電圧の一方の半波によるわずかな電圧によ
り、アルミニウム電極１、第３サイリスタ１３、
変圧器１１の２次コイルおよび黒鉛電極２からな
る直列回路に同図ｂに示すように、時刻t₃′から
t₄′までのT2′時間、強制的に放電電流を流し、電
解槽３に蓄えられた電荷を放出させる。つぎに、
前記の電荷放出後、同図ｃに示すように、時刻
t₂′からT3′時間後の時刻t₅′から、時刻t₆′までの
T4′時間、負電解整流器６を作動させてアルミニ
ウム電極１の酸化皮膜を着色し、時刻t₆′に負電
解整流器６の作動を停止させたのち、時刻t₇′に
第４サイリスタ１４にゲート電流を流して第４サ
イリスタ１４をオンさせ、交流電源１２からの電
圧を変圧器１１により降圧し、２次コイルの両端
に生じた交流電圧の他方の半波によるわずかな電
圧により、黒鉛電極２、変圧器１１の２次コイ
ル、第４サイリスタ１４およびアルミニウム電極
１からなる直列回路に、同図ｄに示すように、時
刻t₇′からt₈′までのT2′時間、強制的に放電電流を
流し、電解槽３に蓄えられたた電荷を放出させ
る。

したがつて、前記の動作を繰り返し、両整流器
５，６により両電極１，２間に、第４図ｅに示す
ような電解電圧を印加するとともに、電圧を印加
しない休止期間ごとにサイリスタ１３または１４
をオンさせることにより、両電極１，２間に強制
的に放電電流を流し、第１図の場合よりも短い時
間で電解槽３に蓄えられた電荷を放出することが
できる。

しかし、電荷の放出時間はなお長く、各整流器
５，６の作動の切換えをすみやかに行なうことが
できず、電解時間に制約を受けるとともに、電荷
放出用のサイリスタ１３，１４および変圧器１１
等を要するため、装置が大型化するという欠点が
ある。

この考案は、前記の点に留意してなされたもの
であり、つぎにこの考案を、その１実施例を示し
た第５図とともに詳細に説明する。

同図において、第１図と同一記号は同一のもの
もしくは対応するものを示し、第１図と異なる点
は、正電解整流器５′に、第１開閉器１５および
第２開閉器１６をそれぞれ介して、電解電圧設定
用の設定信号を出力する第１設定器１７および放
電電圧設定用の設定信号を出力する第２設定器１
８を接続するとともに、負電解整流器６′に第３
開閉器１９および第４開閉器２０をそれぞれ介し
て、電解電圧設定用の設定信号を出力する第３設
定器２１および放電電圧設定用の設定信号を出力
する第４設定器２２を接続し、各開閉器１５，１
６，１９，２０および各設定器１７，１８，２
１，２２により切換器２３を構成した点である。

そして、第１開閉器１５をオンし、第１設定器
１７から設定信号を正電解整流器５′に出力して
正電解整流器５′を作動させ、正電解整流器５′に
より両電極１，２間に印加される電解電圧を所定
値に設定し、第１図および第３図の場合と同様に
して酸化皮膜形成時の所定の正電解電力をアルミ
ニウム電極１に供給し、アルミニウム電極１に酸
化皮膜を形成する。さらに、一定時間後に第１開
閉器１５をオフし、第１設定器１７からの設定信
号を遮断して正電解整流器５′の作動を停止させ
たのち、第４開閉器２０をオンし、第４設定器２
２から設定信号を負電解整流器６′に出力して負
電解整流器６′を作動させ、負電解整流器６′によ
り両電極２，１間に印加されるわずかな放電電圧
を所定値に設定するとともに、両電極２，１間に
当該放電電圧を印加し、アルミニウム電極１、負
電解整流器６′の出力側の負端子、正端子および
黒鉛電極２からなる直列回路に放電電流を強制的
に流し、酸化皮膜の形成時に電解槽３に蓄えられ
た電荷を放出させる。

つぎに、電荷放出後、第４開閉器２０をオフし
て負電解整流器６′の作動を一時停止させたの
ち、第３開閉器１９をオンし、第３設定器２１か
ら設定信号を負電解整流器６′に出力して負電解
整流器６′を再び作動させ、負電解整流器６′によ
り両電極２，１間に印加される電解電圧を所定値
に設定し、第１図および第３図の場合と同様にし
て所定の負電解電力をアルミニウム電極１に供給
し、アルミニウム電極１の酸化皮膜を着色する。
さらに、一定時間後に第３開閉器１９をオフし、
第３設定器２１からの設定信号を遮断して負電解
整流器６′の作動を停止させたのち、第２開閉器
１６をオンし、第２設定器１８から設定信号を正
電解整流器５′に出力して正電解整流器５′を作動
させ、正電解整流器５′により両電極１，２間に
印加されるわずかな放電電圧を所定値に設定する
とともに、両電極１，２間に当該放電電圧を印加
し、黒鉛電極２、正電解整流器５′の出力側の負
端子、正端子およびアルミニウム電極１からなる
直列回路に放電電流を強制的に流し、酸化皮膜の
着色時に電解槽３に蓄えられた電荷を放出させ
る。そして、これらの動作を順次繰り返すことに
より、アルミニウム電極１の表面に着色酸化皮膜
が形成される。

したがつて、電解槽３の電荷を放出する際、第
２、第４設定器１８，２２により所定値に設定さ
れた直流放電電圧を、正電解整流器５′または負
電解整流器６′により電極１，２間に印加するた
め、電荷の放出をすみやかに、かつ、容易に行な
うことができ、電解効率が向上されるとともに、
従来のように電荷放出用のサイリスタ等が不要と
なり、装置を小型化することができる。

なお、各開閉器１５，１６，１９，２０は、有
接点、無接点を問わず、プログラムされた信号を
有する接点であつてもよく、また、切換器２３の
切換動作を自動的に行なうようにしてもよい。

以上のように、この考案の電解処理装置による
と、酸化皮膜形成時に被処理物に酸化皮膜形成用
の正電解電力を供給する正電解整流器と、酸化皮
膜着色時に被処理物に酸化皮膜着色用の負電解電
力を供給する負電解整流器とを備え、交流電解に
より被処理物に着色酸化皮膜を形成する電解処理
装置において、前記正電解整流器に、第１開閉器
を介して電解電圧設定用の設定信号を出力する第
１設定器と、第２開閉器を介して放電電圧設定用
の設定信号を出力する第２設定器を設け、前記負
電解整流器に、第３開閉器を介して電解電圧設定
用の設定信号を出力する第３設定器と、第４開閉
器を介して放電電圧設定用の設定信号を出力する
第４設定器を設け、前記第１開閉器、第４開閉
器、第３開閉器、第２開閉器を順次閉開するよう
にしたことにより、酸化皮膜の形成時および着色
時に電解槽に蓄えられた電荷を、すみやかに放出
することができ、かつ、装置を小型化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の電解処理装置の１
例を示し、第１図は結線図、第２図は第１図の各
部の動作説明用タイムチヤートであり、ａは正電
解整流器の出力電圧、ｂは一方のサイリスタの導
通時の放電電流、ｃは負電解整流器の出力電圧、
ｄは他方のサイリスタの導通時の放電電流、ｅは
アルミニウム電極と黒鉛電極との間に印加される
電解電圧をそれぞれ示し、第３図および第４図は
従来の電解処理装置の他の１例を示し、第３図は
結線図、第４図は第３図の各部の動作説明用タイ
ムチヤートであり、ａは正電解整流器の出力電
圧、ｂは一方のサイリスタの導通時の放電電流、
ｃは負電解整流器の出力電圧、ｄは他方のサイリ
スタの導通時の放電電流、ｅはアルミニウム電極
と黒鉛電極との間に印加される電解電圧をそれぞ
れ示し、第５図はこの考案の電解処理装置の１実
施例の結線図である。１……アルミニウム電極、３……電解槽、５′
……正電解整流器、６′……負電解整流器、２３
……切換器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】酸化皮膜形成時に被処理物に酸化皮膜形成用の
正電解電力を供給する正電解整流器と、酸化皮膜
着色時に前記被処理物に酸化皮膜着色用の負電解
電力を供給する負電解整流器とを備え、交流電解
により被処理物に着色酸化皮膜を形成する電解処
理装置において、前記正電解整流器に、第１開閉器を介して電解
電圧設定用の設定信号を出力する第１設定器と、
第２開閉器を介して放電電圧設定用の設定信号を
出力する第２設定器を設け、前記負電解整流器に、第３開閉器を介して電解
電圧設定用の設定信号を出力する第３設定器と、
第４開閉器を介して放電電圧設定用の設定信号を
出力する第４設定器を設け、前記第１開閉器、第４開閉器、第３開閉器、第
２開閉器を順次開閉するようにした電解処理装
置。