JPS631399B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は金属表面処理（めつき、アルマイト
等）に用いられている自動定電圧調整装置、自動
定電流密度調整装置等を有する直流電源に於て、
これらの自動制御のもとになる直流電圧を通常行
われている如く直流電源の直流出力端子部附近よ
り検出するだけでなく、これを切替える事により
直流配線抵抗による電圧降下、極つり下げ具まわ
りの抵抗による電圧降下等の影響の少ない両極部
附近より検出できる様にした検出位置切替付金属
表面処理自動制御装置付直流電源に関する。

従来、金属表面処理に於てその処理条件の一つ
として電流密度があり、如何に被処理物を所定の
電流密度で処理できるかが品質管理の重要な一つ
のカギであつた。此の為に先ず自動定電圧調整装
置が考え出された。これによつて被処理物の量
（表面積）が変化しても或る程度一定の電流密度
を確保する事が出来た。しかしながら此の方法で
は処理電流が変化する事によつて生ずる直流配線
抵抗及び極つり下げ具まわりの抵抗等によつて生
ずる電圧降下量の変化、そして又被処理物の量が
非常に少なくなつた場合に問題となる陰極表面積
と陽極表面積の比が大きく変わる事によつて生ず
る電解部抵抗の変化に対応する事が出来なかつ
た。これを解決する為に考え出されたのが自動定
電流密度調整装置で今日主要な自動めつき処理装
置に於て用いられている。しかしながらこの方法
でも対応する事が出来ない問題点が残されてい
る。１は直流配線、極棒、極つり下げ具の上部等
の温度変化による抵抗の変化であり、２は極つり
下げ具（例えば陽極用チタンケース）フツク部の
表面酸化度及び温度変化による抵抗の変化であ
り、３は極つり下げ具ケース内に於ける陽極の溶
解にともなう極つり下げ具ケースと陽極間の或い
は陽極と陽極間の接触抵抗の変化等である。

この発明は上記のような欠点を除き、真に必要
な処理電圧に出来るだけ近い場所から直流電圧を
検出し、これをもとに自動制御を行い安定した品
質管理をする事ができる様にした検出位置切替付
金属表面処理用自動制御装置付直流電源に関す
る。以下図面によつて詳細に説明する。

第１図は例をニツケルめつきに取つた本発明の
概念図である。通常の金属表面処理用直流電源１
に於ては直流電圧の検出位置は陽極側直流出力端
子２部と陰極側直流出力端子２′部であり、陽極
側直流出力端子２部と自動装置陽極側入力端子３
ａとは直接結線され常時電気的に接続し同様に陰
極側直流出力端子２′部と自動装置陰極側入力端
子３ｂとは直接結線され常時電気的に接続してい
る。従つて直流電源１の附属直流電圧計４もこの
位置の直流電圧を指示する。第１図に於て金属表
面処理用自動制御装置付の直流電源１に検出位置
切替装置５を設ける。設置場所は当該直流電源１
の本体、遠方操作盤或いは集中操作盤が適切であ
る。検出位置切替装置５を一方の切替位置、即ち
第１図の位置にした場合は自動制御装置陽極側入
力端子３ａは検出位置切替装置外部陽極側入力端
子５ａと電気的に接続せず陽極側直流出力端子２
部と電気的に接続し、又自動制御装置陰極側入力
端子３ａは検出位置切替装置外部陰極側入力端子
５ｂと電気的に接続せず陰極側直流出力端子２′
と電気的に接続する。即ち通常の金属表面処理用
直流電源と同様の状態となる。次に検出位置切替
装置５を他方の切替位置にした場合は自動制御装
置陽極側入力端子３ａは陽極側直流出力端子２部
と電気的に接続せず検出位置切替装置外部陽極側
入力端子５ａと電気的に接続し、又自動制御装置
陰極側入力端子３ｂは陰極側直流出力端子２′部
と電気的に接続せず検出位置切替装置外部陰極側
入力端子５ｂと電気的に接続する。第１図の如く
検出位置切替装置外部陽極側入力端子５ａと陽極
１２′とを電気的に結線し、又検出位置切替装置
外部陰極側入力端子５ｂと陰極１３′とを電気的
に結線すると、電圧検出位置を陽極１２′（ニツ
ケル）及び陰極１３′（被めつき物）より直接と
することができる。此の時の両極間の直流電圧を
極間直流電圧計６で表示しておくと真の浴電圧
（現在各種めつきに於て実用槽に於ける此の種の
データーが未揃であるので、この値を知る事は非
常に重要である。）を知ることが出来る。この様
に検出位置を切替えることにより従来の自動制御
と比べて内容が変わつて来る。即ち自動定電圧調
整に関して云えば被処理物の量が非常に少なくな
つた場合（陰極表面積に比して陽極表面積が過大
となつて電解部の抵抗が変化する。）を除くと従
来の定電流密度調整の働きと同様になり、さらに
これよりも変動を受ける要素が減少した優れたも
のとなる。又自動定電流密度調整について云えば
従来より変動を受ける要素が減少し、従来から優
れた自動制御方式であつたものが更らにすぐれ
た、今日考えられる理想的なものとなる。

しかしながら上記の如く検出位置を切換えた場
合に解決しなければならない別の問題が発生す
る。即ち陽極側について云えば陽極々棒８，８′
と陽極つり下げ具フツク部１０，１０′の接触状
態並びに陽極つり下げ具がチタンである場合には
接触場所が発熱等でどの程度酸化しているかその
酸化被膜の状態等によつて電圧降下にバラツキが
ある問題と次に陽極つり下げ具ケース１４，１
４′内に於て陽極１２，１２′（ニツケル）に至る
迄の電圧降下のバラツキの問題である。前者につ
いては発明者は別途に電圧降下にバラツキを生じ
ないチタンケースを考案した（実用新案登録願昭
和57年６月28日出願）のでそれらによつて解決す
る事が出来る。後者については現在チタンケース
に極材を入れるのに平板ニツケルを入れる場合と
多数のコイン状ニツケル、或いは小さく切つたニ
ツケルを入れる場合とあり、平板ニツケルを入れ
る形式のものをえらぶ事によつて解決する事が出
来る。もし多数のコイン状ニツケル或いは小さく
切つたニツケルを入れる形式のものを使用する場
合は適当な均電圧具等を共に用いる事を考える必
要がある。次に陰極側について云うと、これはめ
つき装置の種類によつて事情が異つてくる。(a)陰
極が連続した帯状の物のめつき或いは帯状の物を
作り出す電鋳めつき等の場合は陰極が定位置を連
続して通るので直接陰極から直流電圧を検出する
のは容易である。残る装置の種類は大きく２つに
分けられる。(b)は陰極々棒に陰極つり下げ具を数
個セツトしてから陰極々棒と共に搬送してめつき
する場合（キヤリヤー式めつき装置）であり(c)は
陰極つり下げ具を数個セツトしたハンガーが陰
極々棒の上をスライドしながらめつきする場合
（エレベーター式めつき装置）である。(b)の場合
は陰極から直流電圧を取り出すことはリード線付
補助治具等を用いる事により簡単に出来るが、(c)
の場合は取り出すのが困難である。〔現時点に於
ては発明者はエレベーター式めつき装置の陰極側
については陰極々棒から直流電圧を取る方法を取
つている。実際問題としてエレベーター式めつき
装置の欠点の１つはこの陰極まわりである。ハン
ガーは通常黄銅鋳物製でこれが通電グリースを介
して陰極々棒の上をスライドしたり止つたりしな
がら陰極つり下げ具とこれにセツトした陰極（被
処理物）をめつき槽内で移動させている。従つて
スライド時と停止時とのハンガーと陰極々棒との
接触抵抗の変化、又停止時或いは動き始め等に特
に発生する陰極つり下げ具のゆれによるハンガー
と陰極つり下げ具フツク部との接触抵抗の変化等
があり、エレベーター式めつき装置はある程度の
電流密度の変化を容認せざるを得ない構造となつ
ている。〕 従つて、検出位置切替装置外部陽極側入力端子
５ａに接続する順序は陽極々棒８′、陽極つり下
げ具フツク部１０′、陽極つり下げ具ケース１
４′、陽極１２′の順に効果が大となり、又同様に
検出位置切替装置外部陰極側入力端子５ｂに接続
する順序は陰極々棒９、陰極つり下げ具１１、陰
極１３′の順に効果が大となる。

第２図は或る通電状態に於ける極棒と極との間
の電圧降下の値（此のデーターも現在未揃であ
る。）を知る得る様にすると共にその電圧降下量
が或る設定値を超えた場合に警報等を発する様に
した実施例の概念図である。陰極１３′と陰極々
棒９との間に接点付直流電圧計１５を又陽極１
２′と陽極々棒との間にも接点付直流電圧計１
５′を接続する。これ等は通常作業状態に於ける
それぞれの電圧降下分を表示するのでこのデータ
ーを整理することにより両極つり具の改善の資料
とすることができる。又接触抵抗の異常増加等に
より電圧が異常に降下した場合はあらかじめ設定
した値を超えた時に警報を発する事ができる。

次に別の実施例を述べる。第１図に於て直流電
源の附属直流電圧計４の代わりに接点付直流電圧
計等を用い、或る設定値を超えた場合に警報等を
発する様にしておく。今検出位置切替装置５を切
替えて検出位置を両極部附近よりとする。極間直
流電圧計６の指示値を見ながら或る所定の電圧
（例えば5V）に自動定電圧調整をセツトし、此の
値に或る設定値（例えば1.5V）を加えた直流電
圧（この例では6.5V）に接点付直流電圧計の指
針をセツトする。この様にすると自動定電圧調整
の場合は直流出力端子部より検出した直流電圧と
両極部附近より検出した直流電圧との差が或る設
定値（例では1.5V）を超えた場合に警報等によ
り直流回路に於ける異常電圧降下を知り、その対
策をこうずる事が出来る。尚直流電源の直流出力
端子部附近より検出した直流電圧と両極部附近よ
り検出した直流電圧との差を検出する様に接点付
直流電圧計等を接続し、接点付直流電圧計を或る
設定値（例では1.5V）に設定すると、自動定電
圧調整の場合も自動定電流密度調整の場合も、直
流出力端子部より検出した直流電圧と両極部附近
より検出した直流電圧との差が或る設定値（例で
は1.5V）を超えた時に警報等を発し、これによ
り直流回路に於ける異常電圧降下を知ることが出
来、その対策をこうずる事が出来る。尚又警報等
を発するだけでなく、それと共に検出位置を直流
出力端子部附近に自動的に変え、その自動制御直
流電圧が両極部附近より検出する場合の所要直流
電圧より若干高目（例えば1.0〜1.5V……最大値
は或る設定値）の直流電圧になる様にしておく
と、直流回路の異常電圧降下の調査、修理の間も
従来と同様の自動定電圧調整或いは自動定電流密
度調整を行う時が出来る。

以上述べた如くであるので、本発明の直流電源
を用いる事により、直流回路各部より発生する
種々の変動要素の影響の少ない自動制御を有効に
行うことができる。即ち次の如き効果がある。

(イ) 直流電源が出力調整を電動電圧調整器等で行
う従来変圧方式整流器等の場合は誤差条件が減
る為、電圧の上、下限設定を幾分広くしても従
来より精度は低くならないのみか電動頻度が減
少し、電動電圧調整器の欠点である電動調整時
の電力ロス、及び騒音等を減少し、又電磁開閉
器の短寿命を延長する事ができる。

(ロ) 直流電源が位相制御方式整流器、特に最近の
主流であるサイリスタ制御整流器の場合はその
特性である応答速度の速さ、及び自動制御精度
の高さを生かす事が出来、従来行われている表
面的な見せかけの直流電圧の管理でなく、真に
必要な電解直流電圧の管理、即ち本当の意味で
の電流密度の管理、品質管理を行うことができ
る。

以上は例をニツケルめつきに取つたが、他のめ
つきに於ても、或いはアルマイト、電解研磨等に
於ても有効に用いる事が出来るのは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念図、第２図は別の実
施例の概念図を示し、 図中符号は、１：直流電源、２：陽極側直流出
力端子、２′：陰極側直流出力端子、３：自動制
御装置、３ａ：自動制御装置陽極側入力端子、３
ｂ：自動制御装置陰極側入力端子、４：附属直流
電圧計、５：検出位置切替装置、５ａ：検出位置
切替装置外部陽極側入力端子、５ｂ：検出位置切
替装置外部陰極側入力端子、６：極間直流電圧
計、７：電解槽、８，８′：陽極々棒、９：陰
極々棒、１０，１０′：陽極つり下げ具フツク部、
１１：陰極つり下げ具、１２，１２′：陽極、１
３，１３′：陰極、１４，１４′：陽極つり下げ具
ケース、１５，１５′：接点付直流電圧計をそれ
ぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属表面処理に用いられる自動制御装置付直
   流電源に於て、当該直流電源１に検出位置切替装
   置５を設け、検出位置切替装置５を一方の切替位
   置にした場合は自動制御装置陽極側入力端子３ａ
   は検出位置切替装置外部陽極側入力端子５ａと電
   気的に接続せず陽極側直流出力端子２部と電気的
   に接続し、又自動制御装置陰極側入力端子３ｂは
   検出位置切替装置外部陰極側入力端子５ｂと電気
   的に接続せず陰極側直流出力端子２′と接続する。
   又検出位置切替装置５を他方の切替位置にした場
   合は自動制御装置陽極側入力端子３ａは陽極側直
   流出力端子２部と電気的に接続せず検出位置切替
   装置外部陽極側入力端子５ａと電気的に接続し、
   又自動制御装置陰極側入力端子３ｂは陰極側直流
   出力端子２′部と電気的に接続せず検出位置切替
   装置外部陰極側入力端子５ｂと電気的に接続す
   る。以上の構造を特徴とする検出位置切替付金属
   表面処理用自動制御装置付直流電源。