(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定容量の電解液が貯水された電解槽と、
前記電解槽の上部に設けられ、所定区間を区切るための絶縁ブロックが結合され、区切られた絶縁ブロックの間に電源を供給する陽極板が結合された陽極ラインと、
前記陽極ラインに対応する外側に所定区間を区切るための絶縁ブロックが結合され、区切られた絶縁ブロックの間に電源を供給する陰極板が結合された陰極ラインと、
前記陽極ラインの内側に所定距離離れて設けられた駆動スプロケット及び従動スプロケットと、
前記駆動スプロケット及び従動スプロケットに連結されて駆動スプロケットの回転力を従動スプロケットに伝達するチェーンと、
前記チェーンの回転によって陽極ラインに沿って回転する移送ブロックと、
前記陽極ラインに電気的に連結され、電解液に浸漬するメッキ対象物を固定支持するハンガーと、
前記陽極ラインと前記陰極ラインに区切られた区間別に連結されて設けられた陽極板と陰極板にそれぞれ異なる電圧及び電流を印加する電源制御盤と、を備えることを特徴とする金属のアノダイジング処理システム。
【請求項２】
前記電解槽の上端に所定間隔離れて固定された固定ブロックに固定され、陰極板を経て陰極板に固定された陰極ラインを支持する支持ラインと、
前記陰極ラインと支持ラインとの間に据え置かれ、電解液に浸漬する通電バンドと、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の金属のアノダイジング処理システム。
【請求項３】
前記電解槽の上部に複数の支持フレームで固定される上部プレートと、
前記支持フレームの間に取り付けられて、電解槽の内部を監視し、ガスの外部への放出を遮断する透明カバーと、
前記上部プレートの上部に設けられた電源制御盤から印加された電源で回転力を発生させるモーターと、
前記モーターの回転軸に連結されて回転速度を低下させる減速器と、
前記減速器の回転力を駆動スプロケットに伝達する動力伝達部材と、
前記電解槽で発生するガスを吸込みファンの駆動で複数の吸込み孔を介して吸い込んで外部に排出させるダクトと、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の金属のアノダイジング処理システム。
【請求項４】
前記電解液の冷却のために、電解槽の内側壁に冷却パイプが固定部材によって固設されることを特徴とする請求項３に記載の金属のアノダイジング処理システム。
【請求項５】
前記陽極ラインに面接触し、ハンガーを据え置き、移送ブロックによって陽極ラインを回転する据置き台をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の金属のアノダイジング処理システム。
【請求項６】
（ａ）複数の陽極板によって支持され、所定区間に絶縁ブロックによって区切られた陽極ラインに接触する据置き台に、複数のメッキ対象物が固定されたハンガーを据え置いて、電解液に浸漬させるステップと、
（ｂ）前記陽極ラインと接触して陽極ラインを支持する陽極板と、陽極ラインと所定距離離れて位置し、陽極ラインと区切られた陰極ラインと接触して陰極ラインを支持する陰極板とに、電源制御盤がそれぞれ異なる電圧及び電流を印加して、電解液に浸漬したメッキ対象物にアノダイジング処理を行うステップと、
（ｃ）前記電源制御盤でモーターを駆動させて、減速器及び動力伝達部材を経て駆動スプロケットと従動スプロケットに歯合したチェーンを回転させ、チェーンに固定された移送ブロックが、チェーンから所定間隔離れて位置した陽極ラインに接触した据置き台を回転させるステップと、
（ｄ）前記アノダイジングの途中に電解液で発生するガスを、吸込みファンが取り付けられたダクトを介して吸い込んで排出させるステップと、
（ｅ）前記アノダイジングの完了したメッキ対象物を電解槽から分離させるステップと、を含むことを特徴とする金属のアノダイジング処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属のアノダイジング処理方法及びそのシステムに係り、さらに詳細には、アルミニウムなどの金属の表面にアノダイジングによる酸化被膜を形成する処理方法及びそのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、アノダイジング（Ａｎｏｄｉｚｉｎｇ；陽極酸化）は、金属や部品などを陽極にかけて希釈−酸の電解液で電解すれば、陽極で発生する酸素によって素地金属と強い密着力を有する酸化被膜（酸化アルミニウム：Ａｌ２Ｏ３）が形成される。陽極酸化とは、陽極（Ａｎｏｄｅ）と酸化（Ｏｘｉｄｉｚｉｎｇ）の合成語（Ａｎｏ−ｄｉｚｉｎｇ）である。通常の電気メッキにおいて金属部品を陰極にかけてメッキをかけることとは差がある。陽極酸化の最も代表的な素材はアルミニウム（Ａｌ）であり、その他にマグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオビウム（Ｎｂ）などの金属素材にもアノダイジング処理を行っている。最近はマグネシウムとチタン素材のアノダイジング処理も次第にその用途が増えている。
【０００３】
アルミニウム素材の表面に酸化被膜を処理するアノダイジング（Ａｎｏｄｉｚｉｎｇ  ｏｎ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ａｌｌｏｙｓ）は、アルミニウムを陽極で電解すれば、アルミニウムの表面の半分は浸食され、他の半分には酸化アルミニウム被膜が形成される。アルミニウム・アノダイジング（陽極酸化）は、多様な電解（処理）液の組成と濃度、添加剤、電解液の温度、電圧、電流などによって性質の異なる被膜を形成させることができる。
【０００４】
前記陽極酸化被膜の特性として、被膜は緻密な酸化物であって、耐蝕性に優れており、装飾性外観を改善し、陽極被膜は非常に堅いため、耐磨耗性に優れており、塗装密着力を向上させ、ボンディング性能を改善し、潤滑性を向上させ、装飾目的の独特な色を発揮し、メッキの前処理が可能であり、表面の損傷を探索することができる。
【０００５】
特に、陽極硬質酸化（Ｈａｒｄ  Ａｎｏｄｉｚｉｎｇ）の特徴は、アルミニウムの合金特性による低温（または常温）電解はＨ２ＳＯ４溶液に低温前解放法であって、通常、陽極酸化被膜よりは耐蝕性、耐磨耗性、絶縁性のある堅固な被膜であり、少なくとも３０ｕｍ以上であれば硬質と言える。アルミニウム金属の表面を電気的方法及び化学的方法を利用してアルミナセラミックに変化させる工法である。この工法を適用すれば、アルミニウム金属そのものが酸化してアルミナセラミックに変化し、アルミニウム表面の性質を鉄鋼より強く、硬質のクロムメッキより耐磨耗性に優れている。メッキや塗装（コーティング）のように薄利されず、変化したアルミナセラミックの表面は電気絶縁性（１，５００Ｖ）に優れているが、内部は電気伝導性が高い。このようなアルミニウム金属に硬質−アノダイジング（Ｈａｒｄ−Ａｎｏｄｉｚｉｎｇ）表面処理工法を利用した先端技術が開発及び適用されている。
【０００６】
このように、アルミニウム金属に硬質のアノダイジングを処理するために、酸性溶液の電解液が入っている電解槽にアルミニウム金属を浸漬させた後、所定の電圧及び電流を流して金属の表面に酸化膜を形成させるが、電解槽に印加する電圧及び電流によって酸化被膜の厚さが変わる。
【０００７】
したがって、従来には、アルミニウム金属の被膜を厚くするために、低い電圧及び電流を印加する電解槽にアルミニウム金属を浸漬させて所定の厚さを有する被膜を形成させた後、相対的に高い電圧及び電流を印加する電解槽にアルミニウム金属を移動させつつ被膜を形成した。すなわち、電圧及び電流の異なる複数の電解槽を準備し、それらにアルミニウム金属を該当する電解槽に順次に浸漬させつつ被膜の厚さを厚くしなければならなかった。
【０００８】
したがって、アルミニウム金属の被膜を厚くするために多数の電解槽及び付加装置を必要とし、それによる所要時間が長くなるなど、アルミニウム金属のアノダイジング処理のための人力、コスト及び時間がかかる問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであって、単一の電解槽に電圧及び電流の異なる複数の区間を設定して、アノダイジング処理を行うべき金属を区間別に回転させるだけで所望の被膜の厚さを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記目的を達成するために、所定容量の電解液が貯水された電解槽と、前記電解槽の上部に設けられ、所定区間を区切るための絶縁ブロックが結合された陽極ラインと、前記陽極ラインに対応する外側に所定区間を区切るための絶縁ブロックが結合された陰極ラインと、前記陽極ラインの内側に駆動スプロケットと従動スプロケットに結合され、複数の移送ブロックが取り付けられたチェーンと、前記陽極ラインに電気的に連結され、電解液に浸漬するメッキ対象物を固定支持するハンガーと、を備えることを特徴とする金属のアノダイジング処理システムを提供する。
【００１１】
また、本発明は、（ａ）所定区間に絶縁ブロックによって区切られた陽極ラインに接触する据置き台に、複数のメッキ対象物が固定されたハンガーを据え置いて電解液に浸漬するステップと、（ｂ）電源制御盤で陽極板と陰極板に電源を印加して、電解液に浸漬したメッキ対象物にアノダイジング処理を行うステップと、（ｃ）前記電源制御盤でモーターを駆動させて、駆動スプロケットと従動スプロケットに歯合したチェーンを回転させるステップと、（ｄ）前記アノダイジングの途中に電解液で発生するガスを、吸込みファンが取り付けられたダクトを介して吸い込んで排出させるステップと、（ｅ）前記アノダイジングの完了したメッキ対象物を電解槽から分離させるステップと、を含むことを特徴とする金属のアノダイジング処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、メッキ対象物を１つの電解槽で一度に所望の被膜の厚さを得るように硬質のアノダイジング処理を行うことによって、短時間にアノダイジング処理が可能であり、アノダイジング処理にかかる人力及びコストの節減とともに、良質のアノダイジング処理が行われた金属を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による金属のアノダイジング処理システムの斜視図である。
【図２】本発明による金属のアノダイジング処理システムの横断面図である。
【図３】本発明による金属のアノダイジング処理システムの平断面図である。
【図４】本発明による金属のアノダイジング処理システムの陽極ラインと陰極ラインに陽極板と陰極板がそれぞれ連結された状態を示す斜視図である。
【図５】本発明による金属のアノダイジング処理システムの作動を示す部分拡大図である。
【図６】本発明による金属のアノダイジング処理方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の金属のアノダイジング処理方法及びそのシステムについて詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明による金属のアノダイジング処理システムの斜視図であり、図２は本発明による金属のアノダイジング処理システムの横断面図であり、図３は本発明による金属のアノダイジング処理システムの平断面図である。
【００１６】
まず、本発明の金属のアノダイジング処理システムは、金属の表面をアノダイジングによる被膜処理を行うためのものであって、１つの電解槽で異なる電圧及び電流をそれぞれ印加して所望のメッキ対象物の被膜の厚さを得ることができる。
【００１７】
電解槽１０は、所定容量の電解液が貯水されており、電解槽１０は電解液による酸化を防止し、印加される電源を外部に絶縁させることができる材質からなり、所定の強度を有するように製作されることが好ましい。また、電解槽１０の内側壁には電解液の冷却のために冷却水または冷媒が送水される冷却パイプ１２が固定部材１１によって固設される。すなわち、固定部材１１に形成された所定間隔の溝に冷却パイプ１２が挿入固定されて、低温または常温で金属の表面に硬質のアノダイジングが行われるように電解液の温度を一定に維持させる。
【００１８】
陽極ライン２０は、電解槽１０の上部に設けられ、所定の区間を区切るための絶縁ブロック２４が結合されている。陽極ライン２０は帯状をし、導電性を有する閉回路（ｃｌｏｓｅ  ｌｏｏｐ）として形成される。陽極ライン２０は、例えば、図３に示すように、４つの部分に絶縁ブロック２４ａないし２４ｄによって区切られている。４つの陽極ライン２０ａないし２０ｄにはそれぞれの電圧及び電流が印加される。絶縁ブロック２４は、合成樹脂のような材質からなり、絶縁ブロック２４に結合された、隣接する陽極ライン２０との絶縁状態を維持させる不導体である。陽極ライン２０には据置き台３０が面接触してある。すなわち、据置き台３０の上部が曲げられており、陽極ライン２０の上端に据え置かれる。したがって、据置き台３０は、陽極ライン２０と面接触して移送ブロック２９によって陽極ライン２０に沿って回転する。据置き台３０の下部の両側に形成された掛け部にはハンガー３２の上部に形成されたフックが据え置かれる。
【００１９】
ハンガー３２は、陽極ライン２０に電気的に連結され、電解液に浸漬するメッキ対象物３３を固定及び支持する。ハンガー３２の上部にはフックが形成され、ハンガー３２の下部にはメッキ対象物３３を固定することができる複数の固定部材が備えられている。固定部材は、メッキ対象物３３の形状や模様によって多様な構造を有するように形成されることができる。ハンガー３２は導電体であって、メッキ対象物３３に電気的な通電の可能な銅（Ｃｕ）のような材質からなることが好ましい。
【００２０】
陰極ライン２３は、陽極ライン２０に対応する外側に所定区間を区切るための絶縁ブロック２４が結合されている。陰極ライン２３は帯状をし、導電性を有する両端の開放された開回路（ｏｐｅｎ  ｌｏｏｐ）として形成される。陰極ライン２３は、例えば、図３に示すように、４つの陰極ライン２３ａないし２３ｄの間に絶縁ブロック２４ａないし２４ｃによって区切られている。絶縁ブロック２４は、合成樹脂のような材質からなり、絶縁ブロック２４ａないし２４ｃに結合された、隣接する陰極ライン２３ａないし２３ｄとの絶縁状態を維持させる不導体である。陰極ライン２３は、電解槽１０の上端に所定間隔離れて固定ブロック２７に固定された支持ライン２６によって支持される。すなわち、電解槽１０に絶縁体である複数の固定ブロック２７が固定され、固定ブロック２７に支持ライン２６が固定され、支持ライン２６に陰極板２５ａないし２５ｄが結合され、陰極板２５ａないし２５ｄに陰極ライン２３が結合される。支持ライン２６も陰極ライン２３に対応する位置に絶縁ブロック３４ａないし３４ｃによって区切られている。固定ブロック２７は、合成樹脂のような材質からなり、電解槽１０との絶縁状態を維持させる不導体である。なお、陰極ライン２３と支持ライン２６との間には通電バンド３１が据え置かれ、通電バンド３１の下部は電解液に浸漬する。すなわち、陽極ライン２０に連結されたハンガー３２と陰極ライン２３に連結された通電バンド３１とは電解液中で電気的な酸化及び還元反応が行われる。
【００２１】
チェーン２８は、陽極ライン２０の内側で駆動スプロケット４９及び従動スプロケット５０に結合され、複数の移送ブロック２９が装着されている。チェーン２８は、駆動スプロケット４９の回転力で所定方向に回転し、所定間隔離れて移送ブロック２９が固定されている。なお、移送ブロック２９は絶縁材質からなり、陽極ライン２０に据え置かれた据置き台３０が陽極ライン２０に沿って回転するように押す役割を行う。すなわち、チェーン２８が駆動スプロケット４９と従動スプロケット５０によって回転すれば、チェーン２８に固定された移送ブロック２９が、陽極ライン２０に据え置かれた据置き台３０を押し、それによってハンガー３２が電解槽１０内で移動する。
【００２２】
前記駆動スプロケット４９で発生する回転力は、電源制御盤４３から印加される電源で駆動されるモーター４６から減速器４７を経て動力伝達部材４８を介して伝達される。前記モーター４６は、電解槽１０の上部に設けられた上部プレート４１に取り付けられる。上部プレート４１は、電解槽１０の上部に設けられた複数の支持フレーム４０によって固定される。支持フレーム４０の間には透明カバー４２が取り付けられて、電解槽１０の内部を監視し、ハンガー３２を据置き台３０に据え置き、または電解槽１０の電解液から発生するガスが外部に放出されることを遮断する。
【００２３】
図４に示すように、所定区間に区切られた陽極ライン２０ａないし２０ｄの該当の区間に電源制御盤４３から供給される電源が印加される陽極板２２ａないし２２ｄが結合されており、そして所定区間に区切られた陰極ライン２３ａないし２３ｄの該当の区間に電源制御盤４３から供給される電源が印加される陰極板２５ａないし２５ｄが結合されている。すなわち、陽極板２２ａないし２２ｄと陰極板２５ａないし２５ｄはそれぞれ対応する位置で絶縁ブロック２１ａないし２１ｄ及び２４ａないし２４ｃによってそれぞれ区切られた陽極ライン２０ａないし２０ｄと陰極ライン２３ａないし２３ｄに結合されている。
【００２４】
電源制御盤４３は、前記該当する陽極板２２ａないし２２ｄと陰極板２５ａないし２５ｄに印加されるそれぞれ異なる電圧及び電流の電源を供給及び制御する。そして、電源制御盤４３は、モーター４６の駆動に必要な電源や吸込みファン５１の駆動のために必要な電源を供給する。したがって、電源制御盤４３は電解槽１０の作動に必要なあらゆる電源を供給及び制御する。
【００２５】
なお、電源制御盤４３から印加された電源でモーター４６を駆動させ、モーター４６の回転力は、モーターの回転軸に連結された減速器４７によって回転速度が低下し、減速器４７の回転力は、動力伝達部材４８を経て駆動スプロケット４９に伝達されてチェーン２８を回転させる。
【００２６】
上部プレート４１の下部及び電解槽１０の上部には複数の吸込み孔４５の形成されたダクト４４が設けられる。ダクト４４は、電解槽１０で発生するガスを吸込みファン５１の駆動によって複数の吸込み孔４５を介して吸い込んで外部に排出させ、複数のダクト４４は配管されてガスを排出するように設けられる。
【００２７】
このように形成された本発明の金属のアノダイジング処理システムのアノダイジング処理方法を、図６のフローチャート及び図１ないし図５を参照して説明する。
【００２８】
まず 、電解槽１０の上部に設けられた陽極ライン２０に取り付けられている据置き台３０に複数のメッキ対象物３３が固定されたハンガー３２を据え置いて、メッキ対象物３３を電解液に浸漬させる（Ｓ１０）。このとき、透明カバー４２を開放してハンガー３２を据え置いてもよい。なお、所定区間に絶縁ブロック２１ａないし２１ｄによって区切られた陽極ライン２０ａないし２０ｄにハンガー３２を据え置き、または第１陽極ライン２０ａにハンガー３２を据え置いた後に、第１陽極ライン２０ａに据え置かれたハンガー３２が第１陽極ライン２０ａを全て通過して第２陽極ライン２０ｂに進入するとき、再び第１陽極ライン２０ａにハンガー３２を据え置くことも可能である。
【００２９】
そして、電源制御盤４３から陽極板２２ａないし２２ｄと陰極板２５ａないし２５ｄに電源を印加して、電解液に浸漬したメッキ対象物３３にアノダイジング処理を行う（Ｓ１１）。このとき、電源制御盤４３は、区切られた陽極ライン２０ａないし２０ｄに連結された複数の陽極板２２ａないし２２ｄと陰極板２５ａないし２５ｄにそれぞれ異なる電圧及び電流の電源を印加させる。例えば、第１陽極ライン２０ａには１０Ｖを印加し、第２陽極ライン２０ｂには２０Ｖを印加し、第３陽極ライン２０ｃには３０Ｖを印加し、第４陽極ライン２０ｄには４０Ｖを印加する。これは、メッキ対象物３３によって、またはメッキ対象物３３にコーティングされる所望の被膜の厚さによって、印加される電圧または電流のサイズが変わる。
【００３０】
次いで、電源制御盤４３でモーター４６を駆動させて駆動スプロケット４９と従動スプロケット５０に歯合したチェーン２８を回転させる（Ｓ１２）。すなわち、チェーン２８に取り付けられた移送ブロック２９が回転しつつ、陽極ライン２０に据え置かれた据置き台３０を押して回転させる。このとき、チェーン２８の回転速度は、電解液でメッキ対象物３３が酸化及び還元される時間を決定する。
【００３１】
なお、本発明で金属のアノダイジング処理は、第１陽極ライン２０ａで所定電圧または電流によってメッキ対象物３３の被膜の厚さが決定された後、第２陽極ライン２０ｂを経るにつれてメッキ対象物３３の被膜はさらに厚くなり、第３ 陽極ライン２０ｃ及び第４陽極ライン２０ｄ、またはさらに多く構成され得る陽極ラインに沿ってメッキ対象物３３の被膜はさらに厚くなる。したがって、陽極ライン２０と、陽極ライン２０に対応する陰極ライン２３の個数と印加される電源のサイズによって、メッキ対象物３３の被膜の厚さを加減することができる。
【００３２】
そして、メッキ対象物３３のアノダイジングの途中に、電解液で酸化及び還元反応によって発生するガスは、吸込みファン５１が取り付けられたダクト４４の吸込み孔４５で吸い込んで、複数の配管されたダクト４４を介して外部に排出させる（Ｓ１３）。
【００３３】
電解槽１０の電解液でメッキ対象物３３がアノダイジング処理される間に、チェーン２８が電解槽１０を一周して、アノダイジングの完了したメッキ対象物３３を電解槽１０から分離させる（Ｓ１４）。すなわち、メッキ対象物３３がチェーン２８の回転によって陽極ライン２０を一回以上回転すれば、据置き台３０に据え置かれたハンガー３２を分離して電解槽１０から取り出して、金属のアノダイジング処理を完了させる。
【００３４】
したがって、従来の方法である、複数の電解槽にメッキ対象物を順次に浸漬させてアノダイジング処理を行うことではなく、本発明の金属のアノダイジング処理方法は、１つの電解槽で所定区間に区切られた陽極ラインと陰極ラインに沿って一度にアノダイジング処理が行われる。
【００３５】
以上の説明で、本発明は特定の実施形態に関連して図示及び説明したが、特許請求の範囲によって示された発明の思想及び領域から逸脱しない限度内で多様な改造及び変化が可能であるということを当業者ならば誰でも理解できるであろう。
【符号の説明】
【００３６】
１０  電解槽
１１  固定部材
１２  冷却パイプ
２０  陽極ライン
２１、２４、３４  絶縁ブロック
２２ａないし２２ｄ  陽極板
２３  陰極ライン
２５ａないし２５ｄ  陰極板
２６  支持ライン
２７  固定ブロック
２８  チェーン
２９  移送ブロック
３０  据置き台
３１  通電バンド
３２  ハンガー
３３  メッキ対象物
４０  支持フレーム
４１  上部プレート
４２  カバー
４３  電源制御盤
４４  ダクト
４５  吸込み孔
４６  モーター
４７  減速器
４８  動力伝達部材
４９  駆動スプロケット
５０  従動スプロケット
５１  吸込みファン
【図１】
0005417672.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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