JPS62224522A

JPS62224522A - エルボ管の内面電解研磨方法並びに電解液供給筒及び陰極棒駆動装置

Info

Publication number: JPS62224522A
Application number: JP6679686A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Fukuda; 福田　秋広; Kazuo Akagi; 赤木　和雄
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1986-03-25
Filing date: 1986-03-25
Publication date: 1987-10-02

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】［産業上の利用分野］本発明はエルボ管の内面電解研磨方法に係り、特にステ
ンレス鋼鋼管等の小径エルボ管の内面電解研磨方法に関
する。

近年　特に発展の著しい半導体産業では半導体の集積規
模の増大に伴ない製造段階で使用するガスの高純度が要
求され、その清浄度を上げる必要が生じている。このた
め、ガスを移送・供給する配管部材についても厳しい規
制があり、配管部材の内面のクリーン度（清浄で且つ平
滑）の高い製品の供給が望まれている。

このクリーン度としては管内面粗度が０．３〜０．６１
Ｌｍ程度の品質が要求されるため、冷間加工や機械研磨
手段では不可１ｍであり、電解研磨方法が採用されるが
、長尺小径管については既に高内面品質を得る電解研磨
方法がＩＪ発されつつある。

しかし、エルボ管については大径のもののみが電解研磨
方法によって実施されている例があるだけで、小径のエ
ルボ管については未だ所要の内面粗度を得るだけの技術
水準までは達していないのが現状である。

一般に電解研磨とは強酸９強アルカリの電解溶液中で研
磨しようとする金属の品物を陽極として電流を通じると
、金属表面と電解液との接触面における。粘性膜の薄い
部分、即ち金属表面の凸部に多く電流が流れてその凸部
が優先的に溶は出すという原理を応用して金属表面を平
滑な表面に研磨するものである。

従来の大径エルボ管の内面電解研磨方法については、第
１１図及び第１２図に示すようにエルボ管１０１（７）
両管端１０１ａ、１ｏｌｂに管内部へ電解液が通じる孔
１０２ａを穿設したセンターガイド１０２を取付け、電
極棒（銅棒）１０３をセンターガイド１０２で支持しな
がら該電極棒１０３の先端部１０３ａをエルボ管１０１
の管内の７一ル部１０１ｂ付近まで挿入して、電極棒１
０３を陰極、エルボ管１０１を陽極として電解研磨を行
なうことが行なわれていた。尚、センターガイド１０３
は当然に電気的絶縁材料により構成されているものであ
る。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、上記の従来技術においてはエルボ管１０
１におけるアール部１０１ｂ付近の内面の肌荒れが著し
く、特に小径エルボ管（内径：４．３５〜１０．７ｍｍ
程度）に適用すると管内面粗度が０．３〜０．６１Ｌｍ
程度の品質を得ることは困難ある。

また、第１２図に示したように電極棒１０３の先端部１
０３ａをテーパー状に形成して、できるだけアール部１
０１ｂ近くへ電極棒１０３を挿入する手段も採用され得
るが、これによっても十分な肌荒れの改善はできず、ま
た特に小径エルボ管においてはアール部の曲率半径が小
さくなるため、テーパー状に形成する効果はこれを施さ
ない場合に比較して殆ど期待できない。

一方、ドブ漬は浸漬法により管全体を電解液の中に漬け
て電解研磨を行なう手段により電解液を十分に供給せし
めることも採用され得るが、管の外面に電解ムラが生じ
るという欠点があり、また電解液を強制的に供給するわ
けではないため電解能力を管長にわたって一定に保つる
等の欠点も生じる。

そこで、本発明では陰極構成及びその挿入手段の抜本的
改良と電解液の流動状態の効率化を図り、更に陰極と電
解液との間に構成される粘性膜を電解中に常時適正な状
態に保持し、また電解中に発生するガスを迅速に管外へ
放出せしめ、もって小径エルボ管においても管内面が全
体にわたってクリーン度の高い研磨面が得られる電解研
磨方法を提供することを目的として創作された。

［問題点を解決するための手段］本発明は「エルボ管の内面電解研磨方法」「電解液供給
筒」及び「陰極棒駆動装置」の三発明からなる。

「エルボ管の内面電解研磨方法」は、柔軟性を有する芯
金の外周に絶縁材からなる柔軟性を有する帯体を螺線状
に巻回した陰極棒を陽極とされるエルボ管の略軸線に沿
って貫装し、エルボ管内に電解液を供給しながら陰極棒
をエルポ徴としたものである。

「電解液供給筒」は前記の「エルボ管の内面電解研磨方
法」の発明に使用される発明であり、電解液の流入口、
エルボ管の管口に電解液を供給する流出口、及び陰極棒
に連結される駆動軸の貫通孔を有し、流入口から流入し
た電解液が流出口へ集流するテーパー状の流路を内部に
形成したことを特徴としたものである。

「陰極棒駆動装置」も同様に前記の「エルボ管の内面電
解研磨方法」の発明に使用される発明であり、基台に設
置された第一の往復運動機構により往復運動せしめられ
る可動台に第二の往復運動機構を設置し、該第二の往復
運動機構の動力伝達部に陰極棒に連結される駆動軸を連
結したことを特徴としたものである。

以下１本発明の基本的構成を第１図から第３図を用いて
説明する。

第１図は被研磨対象であるエルボ管ｌに電解液供給筒２
が取付けられ、且つ陰極棒３が貫装されている状態を断
面図で示したものである。

第２図は陰極棒３の拡大図（帯体については一部破断）
であるが、ｒＡ極棒３は柔軟性を有する芯金４の外周に
絶縁材からなる帯体５をｄｓ線状に巻回した構成を有し
たものであり、第１図に示すようにエルボ管ｌの略軸線
に沿って貫装され、且つその軸線に沿って往復運動でき
るように支持されている。

ここに、芯金４の材料としては柔軟性を有し、且つ導電
性を有する必要があることから。

銅のより線等が最適であり、また１７体５については柔
軟性を要求されるが、絶縁性も要求されることからテフ
ロン等の材質が最適といえる。

そして、エルボ管ｌを陽極、芯金４を陰極として、管内
に電解液を供給しながらエルボ管１の略軸線に沿って陰
極棒３を往復連動させながら電解研磨を行なうことにな
る。

ところで、前記の管内への電解液の供給のためには、第
１図に示すような電解液供給筒２を取付けておくことが
望ましい。

この電解液供給筒２は電解液の流入ロアと、エルボ管１
の管口１ａに取付けられ、同管口ｌａに電解液を供給す
る流出口８．及び陰極棒３に連結される駆動軸９の貫通
孔１０を有し、且つ流入ロアから流入した電解液６が流
出口８へ向けて徐々に集流されるようにテーパー状の流
路１１がその内部に形成されている筒体である。尚、流
出口８とエルボ管１の管口１ａとの接合部分及び駆動軸
９と貫通孔１０の摺動部分には電解液６が漏れないよう
にシール機構１２ａ、１２ｂを施すことも可能である。

また、陰極棒駆動装置、即ち陰極棒３を往復運動させる
手段として、一般の往復運動機構としてのリンク機構や
スライダ・クランク機構等の単一の往復運動機構を採用
することも可能であるが、次のように二段の往復運動機
構を採用することが望ましい。

即ち、第３図に示すように基台１３に設置された第一の
往復運動機構１４によって往復運動硅１．冶瓜台ス面勧
為１ζＬ＝更σ竺−小汁酊謂勧機構１６を設置しておき
、この第二の往復運動機構１６の動力伝達部に陰極棒３
に連結されているＴ！ＩＡ動軸９を取付けた二段式の往
復運動機構である。尚、第−及び第二の往復運動機構と
しては如何なる単一の往復運動機構であってもよい。

［作用］本発明の「エルボ管の内面電解研磨方法」によると、Ｐ
３極棒３は芯金４及び（１′ｆ体５が共に柔軟性を有し
ているため、エルボ管１の管内にその略軸線に沿って容
易に貫装させることができ、且つこれを往復運動させた
ときにもエルボ管１のアール部分１ｂに対応する曲率半
径を保持しながら往復させることが可能となる。

この往復運動によって、陰極棒付近に電解液６が滞留す
ることなく、電解液６の濃度をアール部１ｂを含む管内
全長にわたって常時均一に保ち、管内全体の電解協力を
一定に保つことができることになり、アール部１ｂにお
いてもより粗度の低い研磨面を得ることが可能となる。

尚、帯体５は陰極である芯金４と陽極であるエルボ管１
が接触して電気的に知略することを防止する役割を果た
すとともに、芯金４に螺線状に巻回されていることによ
り電解液６を芯金４の周囲に円滑に流動せしめ、電解中
に発生するガスを迅速にエルボ管１外へ流し出して電解
研磨面にガスビットが発生することを防止する役割をも
果たしている。

本発明の「電解液供給筒」は電解液６をエルボ管１内に
強制的に循環させる際にその流れを円滑化するものであ
り、電解液６の脈流的流動により陰極棒３がエルボ管ｌ
内で振られて帯体５がエルボ管ｌの内面に接触スリ庇を
付けることを防止すると共に、前記と同様に管内流れを
円滑化してガスビットの発生を防止する。

即ち、電解液６は流入ロアから電解液供給筒ｚ内へ流入
するが、テーパー状の流路１１を通過する間に流入ロア
での流れが整流・集流されて流出口８へ送られるため、
エルボ管ｌ内には非常に滑らかな流れが供給されること
になるからである。

本発明の「陰極棒３付近ご」は陰極棒３付近の電解液濃
度を常に均一に保持するために陰極棒３に往復運動を与
えるものである。

一般に単一の往復運動機構によって駆動する場合には１
時間（Ｔ）を横軸にとり、ストローク（Ｓ）を縦軸にと
った場合に第４図の点線１７で示す作動状態を示すが、
本発明のように二段式にすると、図の実線１８で示すよ
うに大きな周期の往復運動に小さな周期の往復運動を重
ね合わすことが回部になり、陰極棒３付近の電解液６を
より微細に攪拌して電解液６の濃度を均一に保持し、電
解能力を一定に保つと共に。

陰極棒３付近に発生するガスを陰極棒３から迅速に離脱
せしめて電解液６の管内流れによりエルボ管ｌの外部へ
出し、ガスビットによる研磨面の肌荒れを防止できるこ
とになる。

尚、第１図において、１９で示される容器はエルボ管ｌ
の管内を通過した電解液６を一時貯留しながら排液ノズ
ル１９ａを通じて流し出す装置である。

［実施例］以下、本発明の一実施例をｆＪＳｓ図から第７図を用い
て説明する。

第５図はエルボ管の内面電解研磨装置の全体的概観図を
示すものであり、２１は被研磨対象であるエルボ管、２
２は電解液供給筒であるが、これらに２１．２２ついて
は、ｆ：ｔＳ１図で示したものと同様の構造を有してい
る。

そして、電解液はまず貯留槽２３においてヒーター２４
と冷却ｅｃ２５によって所定の温度に保たれているが、
循環ポンプ２６によって貯留槽２３から電解液供給筒２
２の流入口へ送られ、同筒２２の内部のテーパー状流路
で円滑な流れに調整されてエルボ管２１の管内へ送られ
、エルボ管２１内を通過した電解液は一時容器２７に貯
留されながら排液ノズル２７ａを通じて貯留槽２３の中
に戻されるという回路を循環する。

また、エルボ管２１管内にはその略軸線に沿って、銅の
より線２８の外周にテフロン製の帯体をｗ：線状に巻回
した陰極棒が貫装されており、且つ該陰極棒には駆動軸
２９が連結されており、その駆動軸２９は電解液供給筒
２２の外部へ延長させられて陰極棒駆動装置としての往
復運動機構３０の動力伝達部３０ａに連結される。

尚、この往復運動機構３０の他方の動力伝達部３０ｂに
は柔軟な引張線３１が連結され、該引張線３１は滑車３
２により方向を変えらえながらエルボ管２１の他の管口
にある容器２７側から出ている銅のより線２８に連結さ
れ、結果的にく陰極棒−駆動軸２９−往復Ｎ動機構３〇
−引張線３１−陰極棒〉というループを形成するように
なっている。

従って、往復運動機構３０の駆動によってエルボ管２１
内の陰極棒は往復運動を強制されることになる。

電解研磨中においてはエルボ管２１を陽極とし、銅のよ
り線２８を陰極としくこの場合は駆動軸２９を導電性材
で構成して同駆動軸２９を陰極に接続している）、前記
の電解液の循環回路によりエルボ管ｚｌ内に電解液を強
制循環させながら陰極棒に往復運動を与える。

ところで、この往復運動機構３０は第６図に示すように
第一の往復運動機構４１と第二の往復運動機構４２とか
らなる二段式の往復運動機構である。

第一の往復運動機構４１は、基台４３に設置されるもの
で、基台４３に固定されたモーター４４の回転軸に対し
てその板面が垂直となるように取付けられた円板４５に
ａ−ター４６付の短柱４７を立設し、基台４３に設置さ
れた二対の軸受４８により案内される二本の案内棒４９
の間に２木の棒５０を横架して、該二本の棒５０の間に
該ローター４６を回転可能な程度に挟んだものである。

尚、第７図は円板４５、ローター４６．短柱４７、案内
棒４９、棒５０の関係を示すためにその保合部分を平面
的に示した図である。

第二の往復運動機構４２はその機構的内容は第一の往復
運動機４％ＩＪ４１と同様のものであるが、その基台５
１が第一の往復運動機構４１の二本の案内棒４９の上に
固定されており、上下が第一の往復運動ａ構４１と逆に
なっている。

即ち、基台５１に固定されたモーター５ｚの回転軸に対
してその板面が垂直となるように取付けられた円板５３
にローター５４付の短柱５５を立設し、基台５１に設置
された二対の軸受５６により案内される二本の案内棒５
７の間に２本の棒５８を横架して、該二本の棒５８の間
に該ローター５４を回転可能な程度に挟んだものである
。

そして、電解研磨中においてはモーター４４及び５２が
回転せしめられ、各往復運動機構４１及び４２に基づく
各案内棒４９及び５７の往復運動が重ね合わされた態様
で案内棒５７が駆動されることになり、該案内棒５７の
両端は前記の動力伝達部３０ａ及び３０ｂとして陰極棒
を往復駆動させることになる。

このようにして、エルボ管２１の管内には電解液供給筒
２２により電解液が常時円滑に流されると共に、陰極棒
がその柔軟性によりエルボ管２１の略軸線に沿って貫装
された状態を保ちながら、二段式の往復運動機構３０に
よりきめ細かく往復運動せしめられることにより、エル
ボ管２１内の７一ル部分も非常にクリーン度の高い高品
質の電解研磨面を得ることができることとなる。

この実施例装置を用いて小径エルボ管の内面電解研磨を
行ない、その粗度測定結果についてまとめたところ、第
８ｖｇｉから第１０図の結果を得た。各グラフにおいて
横軸は粗度の最大値（牌ｍ）を、縦軸は該当資料の度数
をとったものであり、第８図は内径が１０．７ｍｍ、第
９図は内径が７．５３　ｍｍ、　ｆ５Ｉ　０図は内径が
４．３５ｍｍの小径エルボ管に関する測定結果で資料数
を示す。

この結果から明らかなように１本実施例装置による電解
研磨によると内径が４．３５〜１０．７ｍｍ程度の小径
エルボ管であっても内面粗度を０．６ｐｍ以下にの研お
面を得ることが十分に可能である。

［発明の効果］本発明は、従来の銅の陰極棒をエルボ管の丙管口から管
内秤挿入して電解研磨を行なっていた場合に比較して、
エルボ管の内面との間で電気的に短絡することが防止さ
れている柔軟な陰極棒を管内に貫装して、エルボ管内に
電解液を供給しながら陰極棒をエルボ管の略軸線に沿っ
て往ｕｉａｎせしめることとしているため、エルボ管の
アール部分についても非常にクリーン度の高い内面研磨
面を得ることを可能とした。

また１本発明の電解液供給筒は電解液をエルボ管の管内
に円滑に供給することを可能とし。

陰極棒の接触スリ庇やガスビットが発生することを可能
とした。

更に、本発明の陰極棒の往復駆動装置はＰ３極棒をより
きめ細かく駆動させることを可能とし、陰極棒付近の電
解液の攪拌を行なって電解能力を常時一定に保つととも
に、陰極棒付近に発生するガスを電解液の流れによりエ
ルボ管外に放出させることを容易にしてガスビットの発
生を防止し、高品質な内面研磨面を得ることを可能とし
た。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の基本的概念を示す図であり
、第１図は被研磨対象であるエルボ管に電解液供給筒が
取付けられ、且つ陰極棒が貫装されている状態を示した
断面図、第２図は陰極棒の拡大図（帯体については一部
破断）、第３図は陰極棒駆動装置の概念図、第４図は時
間（Ｔ）を横軸に、ストローク（Ｓ）を縦軸にとり陰極
棒駆動装置の作動状態を示す図、第５図は本発明の実施
例装置の全体的概観図、第６図は往復運動機構の正面図
、第７図は案内棒の駆動部分を示す平面図、第８図から
第１０図は実施例装置により小径エルボ管の内面電解研
磨を行なった粗度測定結果を示すグラフ、第１１図及び
第１２図は従来のエルボ管の内面電解研磨手段を示す断
面図である。１・・・エルボ管　１ａ・・・管口・　１ｂ・・・アー
ル部２・・・電解液供給筒　３・・・陰極棒　４・・・
芯金　５・・・帯体　６・・・電解液　７・・・流入口
　８・・・流出口９・・・駆動軸　ｌＯ・・・貫通孔　
１１・・・テーパー状流路　１２ａ、１２ｂ・・・シー
ル機構　１３・・・基台　１４・・・往復運動機構　１
５・・・可動台　１６・・・往復運動機構　１７・・・
点線　１８・・・実線１９・・・容器　１９ａ・・・排
液ノズル　２１・・・エルボ管　２２・・・電解液供給
筒　２３・・・貯留４６２４・・・ヒーター　２５・・
・冷却機　２６・・・循環ポンプ　２７・・・容器　２
７ａ・・・排液ノズル　２８・・・銅のより線　２９・
・・駆動軸　３０・・・往復運動機構　３０ａ、３０ｂ
・・・動力伝達部　３１・・・引張線　３２・・・滑車
　４１・・・第一の往復運動機構４２・・・第二の往復
運動機構　４３・・・基台　４４・・・モーター　４５
・・・円板　４６・・・ローター　４７・・・短柱　４
８・・・軸受　４９・・・案内棒　５０・・・棒　５１
・・・基台　５２・・・モーター　５３・・・円板５４
・・・ローター　５５・・・短柱　５６・・・軸受５７
・・・案内棒

Claims

【特許請求の範囲】

（１）柔軟性を有する芯金の外周に絶縁材からなる柔軟
性を有する帯体を線状に巻回した陰極棒を陽極とされる
エルボ管の略軸線に沿って貫装し、エルボ管内に電解液
を供給しながら陰極棒をエルボ管の略軸線に沿って往復
運動せしめることを特徴としたエルボ管の内面電解研磨
方法。
（２）柔軟性を有する芯金の外周に絶縁材からなる柔軟
性を有する帯体を螺線状に巻回した陰極棒を陽極とされ
るエルボ管の略軸線に沿って貫装し、エルボ管内に電解
液を供給しながら陰極棒をエルボ管の略軸線に沿って往
復運動せしめるエルボ管の内面電解研磨方法において、電解液の流入口、エルボ管の管口に電解液を供給する流
出口、及び陰極棒に連結される駆動軸の貫通孔を有し、
流入口から流入した電解液が流出口へ集流するテーパー
状の流路を内部に形成したことを特徴とする電解液供給
筒。
（３）柔軟性を有する芯金の外周に絶縁材からなる柔軟
性を有する帯体を螺線状に巻回した陰極棒を陽極とされ
るエルボ管の略軸線に沿って貫装し、エルボ管内に電解
液を供給しながら陰極棒をエルボ管の略軸線に沿って往
復運動せしめるエルボ管の内面電解研磨方法において、基台に設置された第一の往復運動機構により往復運動せ
しめられる可動台に第二の往復運動機構を設置し、該第
二の往復運動機構の動力伝達部に陰極棒に連結される駆
動軸を連結したことを特徴とした陰極棒駆動装置。