JPH06960B2 - チユーブ内部電解研磨用装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明はチユーブ、すなわち、パイプ、長い管類などを
包含する種々の型の中空伸長部材の内部電解研磨用装置
に関し、さらに詳しくは、回転可能チユーブの内部電解
研磨用装置に関する。

発明の背景 本発明は、滑らかで、汚染のない表面が望まれる医薬品
の製造に用いるステンレス鋼のチユーブを包含する金属
チユーブの電解研磨に関して開発されたものである。

しかし、本発明の装置は、医薬品以外に種々の目的およ
び用途のためのチユーブの内部を電解研磨するために用
いることもできる。

一般に、電解研磨は、適当な電解質中で陽極溶解によつ
て金属表面不規則性を除去する方法である。電解質は、
イオン導体、すなわち、電流がイオンの移動によつて伝
導される非金属性導体である。撹拌、電流密度、暴露時
間、溶液比重、溶液温度およびその他の条件の適正な選
択により、金属表面は、金属が除去される一方、平滑化
され、光沢化される。

電解研磨工程の間、金属表面上のより高い突起がより低
い突起より速かに除去され、レベリング作用が生じる。
より高い突起の除去はマクロ研磨と称せられ、一方、よ
り低い突起はミクロ研磨と称せられる。電解研磨におい
ては、ミクロおよびマクロ両方のざらつきが、優先的に
除去される。表面ミクロのざらつきの除去および減少
は、表面光沢および反射率を増加させ、表面摩擦を減少
させ、一方、金属の滑らかさはマクロ研磨によつて左右
される。

過去においては、電解研磨は、電解研磨すべき金属物体
を電解液のタンク中に浸漬し、電解研磨電流を適用する
ことによつて実施されている。しかし、中空金属物体の
内部のみの電解研磨が要求される場合、および該物体が
数フイートより長く、要求されるタンクの大きさが過大
である場合にはそれは厄介であり、また、満足のゆくも
のでないことが判明している。

バチヤート(Bachert)の米国特許第4025447号バートレツ
ト(Bartlett)の米国特許第2475586号およびフアレン(Fa
rren)の米国特許第2764540号は各々、一般的に円筒形状
表面の物体を電解研磨するための装置を開示しており、
該装置は、該物体中にほぼ同心的に配置された電極、該
電極および研磨される表面間の電解質の連続流を生じさ
せる手段および該電極と該物体間に電位を印加するため
の装置を包含している。

該バチヤートの特許は、その第２図において、該物体中
で該電極の同心性を維持するのに役立つ放射状に伸長
し、絶縁された剛毛手段１１も開示している。しかし、
物体を回転させるための手段は設けられていない。

フアレン(Farren)の米国特許第2764540号およびズバク
(Zubak)の米国特許第3533926号は、各々、相対的回転用
ではないが、円筒内に中心電極棒を放射状に位置させる
ためのフロー・スルー(flow-through)支持体を開示して
いる。

ロス(Roth)の米国特許第4014765号は、電解研磨される
中空物体の回転を支持しているが、電解研磨される全中
空物体が電解液のタンク中に浸漬されている。

しかし、従来の装置は、伸長した金属チユーブの電解研
磨用には全く不十分であることが判明している。

したがつて、本発明の目的は、 (1)ステンレス鋼チユーブ、および、例えば、広範囲の
直径を有する長さ２０フイートまでおよびそれ以上のチ
ユーブのような、直径に対する長さの比の大きな商業的
入手可能チユーブを包含する伸長金属チユーブ電解研磨
用装置。

(2)電解研磨の均一性および信頼性を増強するため、電
解研磨操作中に発生するガスをそこから同時にかつ、連
続的に除去しつつ、電解研磨すべきチユーブに対して回
転、電流および電解液流を同時に、かつ、連続的に適用
できる前記装置。

(3)１以上のチユーブで同様な電解研磨効果を同時に得
ることのできる前記装置。

(4)伸長チユーブを取り扱うための十分な長さのチユー
ブ支持体を有するが、不使用期間の保管または場所から
場所への移動のためにより短い部分に容易に部分的に分
解でき、かつ、容易に再び組立てることのできる前記装
置。

(5)相対的に単純な資材および道具のみを使用して構成
されうる前記装置。

を提供するものである。

本発明のこれらの目的および他の目的ならびに利点を、
添付の図面を用いて、以下に説明する。

本発明の目的は、チユーブの内部電解研磨用装置を提供
することにより達成される。該装置は少なくとも１つの
伸長チユーブを水平に支持し、回転駆動してチユーブを
その長軸周囲で回転させる手段を有する。該チユーブの
対向する両端の手段が、各々、電解質液体を供給し、流
出させる。該チユーブ内で伸長陰極棒を支持する手段を
有し、該陰極棒が固定され、該チユーブはその周囲を回
転する。供給電流は該チユーブおよび陰極棒に対して陽
および陰に連結し、該チユーブの回転およびそこを通じ
ての電解質液体の流動と協同して該チユーブ内部の電解
研磨を提供する。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の電解研磨装置の一具体例の模式的平面
図である。

第２図は便宜上、第２Ａ図および第２Ｂ図に分けてあ
り、該装置の台およびその上で担持される他の部分の拡
大斜視図である。

第３図は、実質的に第２図のIII−III線に沿つた拡大断
片図であり、回転チユーブに対する電流クランプ連結の
１つを示す。

第４図は実質的に第２図のIV−IV線に沿つたチユーブを
回転駆動させるためのベアリングおよびコレツト装置の
１つの断片拡大断面図である。

第４Ａ図は、第４図のIVA−IVA線に沿つた断面図であ
る。

第５図は、第２図のＶ−Ｖ線に沿つた概略端面図で、チ
ユーブ・ベルト駆動装置を示している。

第６図は、第２図のVI−VI線に沿つた、チユーブの入口
端へ電解液を供給するための入口アダプターの部分拡大
中央断面図である。

第７図は、該台の上部を除いた、チユーブの入口端へ流
体を供給するための調節バルブ・マニホールドの拡大斜
視図であり、第２図の該台の右端に示されている。

第８図は、第２図の台の左端における排液トラフの近接
部の拡大部分斜視図である。

第９図は、第８図のIX−IX線に沿つた拡大部分断面図で
ある。

発明の詳説 第１図は、１対の伸長チユーブ(15)の内部電解研磨用装
置(10)を開示している。

一般に、装置(10)は、チユーブ(15)を回転できるように
支持するための台(12)、該チユーブを回転駆動させるた
めの回転駆動装置(14)、電解研磨の間、パイプを通じて
電解液を循環させるための電解液供給システム(16)、電
解研磨後、チユーブをすすぎ、乾燥させるための脱イオ
ン水および圧縮空気供給源(18)および(20)、導体通路(2
4)および(26)を通じてチユーブ内に位置した陰極棒およ
びチユーブ（電気的に陽極として作用する。）へ電流を
供給するための直流電力供給源(22)）を包含している。

ここに示した装置(10)は、伸長チユーブ（例えば、長さ
２０フイート）を取扱うために構成されている。不使用
時の保管の便宜のために、台(12)は、(30)（第２図）で
概要を示した適当な通常のラツチ手段によつて脱着可能
だが、しつかり結合できる２つの1/2の長さの部分で構
成されている。図示した具体例において、台(12)は、幅
３６インチ、長さ２１フイートであり、作業し易い高さ
に上面(12c)を有している。該台は、好ましくは、保護
塗料（例えば、デグラコ(DeGraco)によつて製造されて
いるエピ／ガード・ハイビルト・エポキシフイニツシユ
(Epi/GORD HiBuilt Epoxy Finish)のようなエポキシ塗
料）で被覆された丈夫な木材製とし、起りうる酸（電解
液）のこぼれに対して耐えるようにする。したがつて、
台(12)は導電性ではない。空間が問題となり、該台が図
示した２つの部分(12A)および(12B)で構成されている場
合、該部分は、チユーブの研磨開始直前に端と端を接合
させる。

図示した具体例において、該台は、下部棚表面(12B)お
よび該床上所望の高さで棚および上面を支持する複数の
垂直脚(12E)を有する。台脚(12E)の底部の車輪またはキ
ヤスター(32)は、該台の機動性および保管容易性を高め
る。２つのジヤツキ（図示していない）を該台に取り付
けることができ、必要な場合、水準器として作動させ
る。

回転できるように支持し、チユーブ(15)に電気的結合を
供給するため、複数の電導性クロスバー（好ましくは
鋼）(36)（第２図および第３図）が、台(12)の上面(12
c)上を縦に一定間隔で設けられており、実質的にその幅
を横切つて伸長している。図示した具体例において、ク
ロスバー(36)は厚さ1/2インチ、幅２インチ（該幅寸法
は垂直方向である）であり、高電導性、好ましくは固体
銅である。電解研磨すべきチユーブ(15)の対応する１つ
をその中に回転可能なように受入れ、支持するため、各
クロスバー(36)の上縁の端付近に１対のＶ−ノツチ(38)
が設けられている。少なくとも最大直径チユーブ(15)よ
り小さいチユーブ用に、クロスバー(36)は所望の厚さの
木製シム(36B)に固定され、さらに、該台の上面(12c)に
固定され、該シム(36B)の厚さは、他の直径のチユーブ
についても同じ該台上の高さでチユーブ(15)の軸を維持
するようにされている。好ましくは、クロスバー(36)
は、アングル・ブラケツト(36A)に脱着可能に螺着さ
れ、次いで、シム(36B)へ脱着可能に螺着され、そして
それはさらに該台の上面に螺着されている。最大直径チ
ユーブについては、クロスバー(36)は、シムの介在なし
に台表面(12c)へ直接固定できる。

高電導性（好ましくは鋼）サドル・クランプ・ストラツ
ク(40)が、クロスバー(36)の中心付近でクロスバー(36)
の上部(42)に設けられ、その内側端が丁番固定されてい
る。ストラツプ(40)の中央部分(44)は湾曲してクロスバ
ー(36)中のＶ−ノツチ(38)上で電解研磨すべきチユーブ
(15)とかみ合い、実線で示すような下方の閉鎖位置にあ
るストラツプ(40)により、チユーブ(15)がＶ−ノツチ(3
8)からとび出さないように固定している。ストラツプ(4
0)の外側端(45)は適当なクランプ手段、ここでは通常の
トグルクランプ(46)によつて、脱着可能にクロスバー(3
6)の外側端および台(12)に対して押えつけられている。
クランプ(46)は、第３図に示すごとく、台上面(12c)の
側面(12F)に固定されたブラケツト(46A)、賦活レバー(4
6B)およびストラツプ(40)の外側端の穴にかみ合うため
のかぎ状ストラツプかみ合い棒(46c)を有する。レバー
(46B)は、ブラケツト(46A)上を枢軸旋回する内側端を有
する。レバー(46B)の中央部分はかぎ状棒(46c)を枢軸旋
回可能に担持し、該棒は、異なる径のチユーブ(15)取扱
の要求に応じて、チユーブの径およびクロスバー(36)の
高さの相違（シムによる）によるサドルストラツプの高
さが異なるにもかかわらず、そのかぎ状遊動上端がサド
ルストラツプの外側端(45)にかみ合い、クランプできる
ように、そのレバー上での垂直方向の枢軸旋回を軸方向
のねじ込みにより調節できる。レバー(46B)の解放によ
つて、棒(46c)はストラツプ(40)の外側端(45)の中のク
ランプかみ合いから開き、それによつてストラツプ(40)
を内側上方へその点線開放位置(40A)（第３図）まで枢
軸旋回させ、それによつてチユーブ(15)の挿入または除
去を可能にする。その実線で示す閉鎖位置で、クロスバ
ー(36)中のＶ−ノツチ(38)の側面および該ストラツプに
よるチユーブ(15)との表面接触がクロスバー(36)および
チユーブ(15)間の電流を導く。

クロスバー(36)中のＶ−ノツチ(38)および対向するスト
ラツプ(40)は、好ましくは、銅粒子充填潤滑剤（時々銅
グリースと称する）、すなわち、回転（および静止）し
ている接点を通して電流を通しつつ、摩擦を減少させる
電導性潤滑剤を用いて滑らかにする。

図示した装置(10)は、広範囲の直径（例えば、外径3/4
インチから３１インチまで）のチユーブ(15)に適用でき
る。このような適用に際しては、電解液供給系(16)に接
続する回転駆動装置(14)およびチユーブ(15)において、
異なる径のチユーブかみ合い部品の交換が必要となる。
また、このような適用は、同じクロスバー(36)およびサ
ドルストラツプ(40)を用い、異なる厚さのシム(36B)の
使用およびかぎ状端とレバー(46B)上のその旋回軸との
距離に応じて棒(46C)をねじ込み調節することを包含す
る。これにより、異なる直径のチユーブ(15)でも中心軸
が台上面(12C)上で同じ高さに維持でき、後記の回転駆
動装置(14)および電解液出入口固定部材のチユーブ(15)
の連結を容易にする。

クロスバー(36)の上面中心部は、良電導材料、好ましく
は銅の伸長中心陽母線(50)（第２図）によつて電気的に
相互連結されている。その間の電流流通のためクロスバ
ー(36)の各々へ中心母線がボルト(52)および角ブラケツ
ト(50C)によつて接続されている。中心母線バー(50)
は、好ましくは、導電性材料の離脱着可能なクランプ(5
1)によつて台部分(12A)および(12B)間の接合部で導電的
に端と端が隣接する２つの1/2の長さの部分(50A)および
(50B)からなる。ここでクランプは１対のクランプ板間
をボルトではさんだブリツジング・プレートからなる。

図示した具体例において、電解研磨用の電力供給源(22)
は、6000アンペア、２４ボルトの整流器ユニツトからな
る。陽極（チユーブ(15)）および陰極（陰極棒(28)）は
種々の長さの、６００アンペア容量の１６本のNO.４ケ
ーブル(26)および(24)によつて給電されている。陰線お
よび陽線は、混同を排除するため色標識している。１６
本のケーブルのうち、８本のケーブル(24)は陰連結して
おり、各４本ずつ台(12)の供給端および排出端で横方向
の母線(54)および(56)を通して陰極棒(28)に連結してい
る。残りの８本のケーブル(26)は陽連結であり、ここで
は約２４インチ間隔で、陽中心母線(50)に沿つて均等に
配列され、連結している。中心母線(50)は、第２図に示
すごとく該台の長さの大部分にわたつて伸長し、電解研
磨工程の間クロスバー(36)およびそれと連結したサドル
ストラツプ(40)を介してチユーブ(15)に電流を供給す
る。全てのケーブルは、好ましくは、導電性ナツトおよ
びボルト（ここでは真ちゆう）でそれらの母線バーに連
結されたプレート・ターミナルに接続している。

数本の電力ケーブルを各母線に連結し、該母線に沿つて
一定間隔で該ケーブルを配列させることによつて、電解
研磨の際の高電流、低電圧条件下での該母線を伝わる均
一な電流分配が保証される。また、より軽量で、このた
めより可撓性の電力ケーブル(24)および(26)が使用で
き、それは、直流供給源(22)が一定の場所に固定され、
該台を移動させる時、好都合である。

回転駆動装置(14)は、チユーブ(15)の下流端に隣接して
位置している。回転駆動装置(14)は、台(12)の上面にい
ずれかの適当な手段（図示せず）によつて固定され、台
(12)の上面端を横ぎり、かつ、それを越えて伸長してい
る１対の支持チヤンネル(60)からなる。チヤンネル(60)
は、台(12)の長さに沿つて少し離れた間隔をとつてい
る。２対の通常の軸受けベアリング(62)がチヤンネル(6
0)の上部に固定されている。軸受け(62)の各対は、チユ
ーブ(15)対の対応する１つの予定した回転軸と同軸であ
り、そのような軸に沿つて少しの距離離れた間隔をとつ
ている。このように、１対の軸受けベアリング(62)がチ
ユーブ(15)の各々に対して設けられている。同軸で並ん
だベアリング(62)対の各々はコレツト(64)を回転可能に
支持し、それを通して同軸的に受けられている対応する
チユーブ(15)のグリツプまたは開放を行なえるようにす
る。

段付きベルトプーリー(66)等が軸受け(62)の各対の間の
軸方向に配置され、同軸回転するように、しつかりとし
た外部コレツトスリーブ(68)の外周に（固定ねじ(67)に
よるなどして）固定されている。外部コレツトスリーブ
(68)の出口端（第４図の左）は、半円形円周部分(69)の
切かけを有し、弦方向に位置した１対のねじ(70)によつ
て脱離可能にその部位に取付けられている（第４Ａ
図）。すなわち、外部コレツトスリーブ(68)の左側端は
径方向に分割されている。

コレツト(64)は、さらに対向する半スリーブ(71A)およ
び(71B)からなる径方向に分割された内側スリーブを有
する。分割された内側スリーブ(71A)および(71B)は長さ
で外部スリーブの半円部分(69)に対応する。分割内側ス
リーブ部分(71B)および分割外側スリーブ部分(69)は半
径方向に対向している。内側スリーブ(71A)，(71B)は、
そこを通して所望の直径のチユーブ(15)を滑り嵌めで受
けることのできる大きさの内径を有する。内側スリーブ
の半分(71A)は、外部スリーブ(68)と共に回転するよう
に固定ねじ(73)で固定される。内側スリーブ(71A)、(71
B)は、外部スリーブ部分(69)中に外部スリーブの弦のね
じ(70)をねじ込むることにより外部スリーブ上に径方向
に圧迫でき、チユーブ(15)の位置を軸方向に固定し、か
つプーリー(66)によりチユーブ(15)が回転駆動できるよ
うにチユーブ(15)を握持する。該コレツト内部スリーブ
は、ここでは硬質プラスチツク材料製で示されているが
金属製でもよい。分割内側スリーブ(71A)、(71B)の上流
端（第４図の右方）は(74)で面取りされ、そこを通して
チユーブ(15)の左端を左方へ挿入するのを容易にしてい
る。研磨すべきチユーブの大きさが変化する場合、固定
ねじ(73)をはずし、固定ねじ(70)をゆるめ、分割内側ス
リーブ(71A)、(71B)を外部スリーブ(68)から軸方向に移
動させて、内径が電解研磨すべき新たなチユーブ(15)の
外径に一致する内側スリーブと取り替えることによつて
適応できる。広範囲のチユーブ直径に適応できる他の型
のコレツトの使用ができる。

前記した、あるいは後記する多くの非回転部材が回転す
るチユーブ(15)と接触しており、最少にする努力にもか
かわらず、チユーブ回転の際にいくらかの摩擦抗力があ
る。したがつて、チユーブが同じ、所望の速度で回転す
ることを確実にするため、チユーブ(15)に正の回転駆動
を供給することが特に好ましい。

最良の電解研磨作用のために、回転速度の精密な調節が
望まれる。さらに、反復可能な方法で同程度の電解研磨
が受けられるように、チユーブ(15)を両方とも同じ速度
で駆動するのが好ましい。このため、正の（例えば、段
付ベルト）の駆動が採用され、チユーブ(15)を回転させ
るプーリー(66)（第５図）が、それらと、例えば、棚(1
2B)上にボルト締めすることによつて台(12)の上面(12C)
の下に都合よく設置できるモーター(82)（以後チユーブ
モーターと称する）によつて所望の速度で駆動するモー
ター駆動プーリー(80)を通過する段付ベルト(78)によつ
て駆動されている。所望により、ばね押しまたはばね調
節アイドラー(84)が通常の方法で使用でき、段付ベルト
を緊張させ、それによつてすべりに対する保証を行な
う。該モーターは通常の低速型（例えば、ギアモータ
ー）であり、好ましくは、最良回転速度の選択を容易に
するため速度が可変のものである。チユーブ回転速度は
比較的低速、例えば約１rpmである。

各チユーブ(15)の上流（第２図の右方）端には流体入口
ユニツト(90)（第2,6および７図参照）が設けられてい
る。各ユニツト(90)は、(96)で入口流体ライン(94)に連
結する入口脚(93)を有する中空Ｔ−型形状のチユーブ・
ライン・アダプター(92)を包含している。入口流体ライ
ン(94)は硬質管製であり、以下に記載するように、台(1
2)に関して固定的に位置している制御バルブ・マニホー
ルド(98)（第２図および第７図）に関し、ユニツト９０
をしつかりと、かつ、脱着可能に位置させる。

Ｔ−型アダプター(92)のクロスヘツド部は電気絶縁体の
硬質材料製（好ましくは、テフロン）の端キヤツプ／ブ
ツシユ(101)でその上流端がふさがれており、ブツシユ
はその端部が閉じられ、そこを通る陰極棒(28)の１つの
上流の外側端を固定的に受ける、きつちりとした液密の
中央開口(102)を有している。電気絶縁体の硬質材料
（好ましくはテフロン）製の段付環状カツプリング(10
4)がＴ−型アダプター(92)のクロスヘツドの下流端に挿
入されている。端キヤツプ(101)およびカツプリング(10
4)は、アダプター(92)のクロスヘツドの対応する端に嵌
合挿入される小さな径の内側端を有し、アダプター(92)
からそこを通る流体漏洩を防止するローリング(107)お
よび(108)を持つ外部環状溝を有する。カツプリング(10
4)は、チユーブ(15)の端を受ける大きな径の外側端を有
し、内部環状溝が存在したチユーブ(15)をシールするＯ
−リング(106)と嵌合しておりアダプター内からの流体
損失を防止し、かつ、カツプリング(104)に対するチユ
ーブ(15)の回転を可能にする。アダプタークロスヘツド
およびチユーブ(15)の対向端はカツプリング(104)の径
方向外側および内側の環状の段(104A)および(104B)と軸
方向で隣接し、相対的軸方向にそれらを配置している。
アダプター(92)の入口脚(93)は、カツプリング(104)が
入口脚(93)を通る流体流入を閉塞しないようにカツプリ
ング(104)の端の上流に配置されている。

第２図では両方の流体入口ユニツト(90)が示されている
が、その近い方が第７図では省略されており、より完全
に制御バルブ・マニホールド(98)を示している。制御バ
ルブ・マニホールド(98)および入口ユニツト(90)は、電
解液供給系(16)（第１図）の一部であり、後記のごとく
脱イオン水供給源(18)および圧縮空気供給源(20)に連結
している。

電解液供給系(16)（第１図）は、電解液タンク(110)を
有し、そこから電解液が、該台に伸長し、その上面(12
C)の下を走り、該上流台端で台の上面を貫いて上がり電
解液流を２つの対称的通路に分割するテイー(116)に連
結したライン(114)を通つて供給ポンプ(112)（第１図）
により供給される。テイー(116)からの対称通路の各々
は手動比例バルブ(118)、テイー(119)および各流体入口
ユニツト(90)の入口流体ライン(94)に連結したクイツク
切断カツプリング(120)を包含する。これらの部材は硬
質配管によつてしつかりと相互連結され、該台上部に確
実に固定して配置されたテイー(116)から各ユニツト(9
0)までのしつかりとした（クイツク切断カツプリング(1
20)で脱着可能であるが）連結を行なつている。

(120)におけるクイツク切断カツプリングの離脱は、後
記するごとく、制御バルブ・マニホールド(98)の何らの
移動を要せずに、その下流端から電解液または水を排液
するためチユーブ(15)の上流端を引き揚げることを可能
にし、電解研磨が完了した後、ユニツト(90)をチユーブ
(15)の入口端から軸方向に移動可能にし、電解研磨する
新たなチユーブの入口端への配置を可能にする。連結
時、クイツク切断カツプリング(120)（その部材は相対
的に回転可能であるが）は台(12)へのユニツト(90)の軸
方向の確実な連結を確立し、ユニツト(90)がライン(94)
で規定されるレバーアームによつてパイプ(15)と共に回
転することを防止する。ユニツト(90)の径方向の運動
も、そこに回転可能に受け入れられた管(15)および外側
端が隣接横軸母線(54)または(56)にしつかりとクランプ
している陰極棒(28)によつても防止される。マニホール
ド(98)に導かれている配管はいずれかの通常の手段（図
示せず）によつて台(12)に固定されている。このよう
に、ユニツト(90)は回転するチユーブ(15)の軸方向およ
び半径方向両方に該台上面に関し実質的に固定された位
置に維持されている。２つの対称的に配置された調節可
能バルブ(118)は、操業者が所望の電解液流量をユニツ
ト(90)に設定することを可能にし、２本のチユーブ(15)
が同量の電解液流量を受けるように２つのユニツト(90)
間の流量を等しくすることを可能にする。

電解液供給系(16)は、さらに後記のごとくチユーブ(15)
の下流（出口）端から電解液タンクへの電解液循環のた
めの手段も包含している。

制御バルブ・マニホールド（第７図）は、台(12)の上面
(12C)の下の、各供給源(18)および(20)から導かれ、各
々手動比例バルブ(130)および(132)を通る水および圧縮
空気ライン(126)および(128)、共通テイー(134)、可撓
性ホース(136)、クイツク切断カツプリング(138)（切り
離し図示している）および、台(12)の中央部、ついで、
その上面(12C)を通り、さらにテイー(142)に導く共通ラ
イン(140)を有する。かくして、クイツク切断カツプリ
ング(138)が連結され、バルブ(130)および(132)の一方
または他方が少なくとも部分的に開放されると、水また
は空気の選択した方は、テイー(142)により対称的に分
配され、１対の比例バルブ(144)、前記したテイー(119)
の各々の残りの入口、前記したクイツク切断カツプリン
グ(120)を通り、２つの液体ユニツト(90)の入口ライン
(94)に達し、これにより電解研磨すべきチユーブ(15)の
入口端に達する。電解液に関してバルブ(118)が行なう
のと同じように、バルブ(144)がチユーブ(15)への空気
および水の流入量を調節することは明らかである。さら
に、バルブ(118)、(130)、(132)および(144)の全ては、
通常、オフ条件に設定され、所望の流体（電解液、水ま
たは空気）が入口ユニツト(90)およびその対応するチユ
ーブ(15)の一方または他方（普通両方）に適用されるこ
とが望まれる時だけ所望のオン位置に調節される。クイ
ツク切断カツプリング(138)および可撓性チユーブ(136)
は、チユーブ(15)が入口ユニツト(90)から取り外され、
より完全に排液するためその入口端を持ち上げた時、取
り外したカツプリング(138)の右方（第７図）部分を直
接チユーブ(15)の入口端に向けることを可能にし、研磨
状態の該装置からの除去に先立つてそのようなチユーブ
をすすぎまたは乾燥させることを可能にする。

第８図および第９図を参照すると、電解液トラフ(170)
はチユーブ(15)の出口端の下の台上面(12C)（第２図）
の出口端を横切つて伸長し、そこから溢れる電解液を受
ける。ドレインライン(171)は該トラフの底から延びて
おり、ドレインバルブによつて切り替えることができ、
該チユーブの出口端から溢れた電解液を受けるため慣用
ドレイン(174)へ移す（すすぎ水を空にするため）か、
代わりに排出受けへ移す。酸返送ポンプ(178)は、研磨
しているチユーブ(15)を通して再循環のため排出受け(1
76)から電解液タンク(110)へ電解液を戻す。

移動可能な好ましくは透明のプラスチツクカバー(180)
（第２図および第８図）は実質的に長方形であり、上部
開口の実質的長方形のトラフの上部において覆い飛散防
止として作用する。図示した具体例において、カバー(1
80)は該トラフの側壁内に嵌合して受け入れられ、その
床の上に置くことによつてトラフ上に支持されている。
カバーの上部は、直立臭気ダクト(182)を通して、電解
研磨工程によつて発生した臭気排気用慣用型の排気フア
ンユニツト(184)へ開放している。

チユーブ出口端キヤツプ(190)（第８図および第９図）
は電気絶縁硬質材料、好ましくはテフロンから構成され
ている。キヤツプ(190)は、チユーブ(15)の出口端が嵌
合し、かつ、相対的に回転できるよう受け入れられる環
状スリーブ(192)からなる。環状シール、ここではＯ−
リング(194)は環状スリーブ(192)内の環状溝中に嵌合
し、チユーブ(15)が存在する左方（第９図）への電解液
の逆流がそこから右方へ逆漏出するのを防止する。

キヤツプ(190)は、さらに環状スリーブ(192)にとつては
不可欠の、そこから下流に伸長した環状スリーブ(192)
の下半分の半円横断面伸展部分の形で上部平面表面を有
する端堰(196)を包含する。堰(196)の上部表面の中心に
位置する軸孔(198)はそこを通して陰極棒(28)を滑り嵌
め的に受け入れる。孔(198)はここでは端キヤツプ(19
0)、チユーブ(15)および陰極棒(28)と同軸である。図示
した具体例において、陰極棒(28)の最上部は堰(196)の
最上部と実質的に同一の高さである。このように、孔(1
98)の上部で小円周部が堰の上部表面(200)を通して上方
に開いている。

ブラケツト(204)はトラフ(170)の底の上で堰(196)に対
して接線方向にねじで固定され、チユーブ(15)に伴う端
キヤツプ(190)の回転を防止する。ブラケツト(204)は端
キヤツプ(190)の上部表面(200)レベルに維持される。

従つて、チユーブ(15)の出口端に向つて（第８図および
第９図に示された端に向つて）流動する電解質液体は、
堰(196)の上部表面のレベルにあがるまでは漏出できな
いが、そのレベル上の電解質液体は該堰の上部表面(20
0)から溢れ出ることができ、第１図の電解液供給系(16)
を通してドレイン返送および再循環のためオーバフロー
受け(170)に流れ込むことができる。固定されたチユー
ブ(15)とともに回転しない陰極棒(28)は、実質的にチユ
ーブ中の電解質液体中に連続的に浸漬されているが、発
生するガスの脱出のためその上および該液体上にガス空
間ができている。トラフ(170)の壁の上面は(212)および
(214)で切欠きを形成し、第８図に見られるごとく、そ
こを通して端キヤツプ(190)および陰極棒(28)を受け
る。対応する切欠き(216)および(218)が同一目的のため
該カバーの対向する側壁に下方に向つて開いている。テ
フロンのはねよけワツシヤー(220)がスロツト(214)およ
び(218)のすぐ内側で陰極棒(28)上に嵌合されており、
電解液が堰(196)をオーバーフローしてトラフ中に入
り、そこから外へはねるのをさらに制限する。

陰極棒(28)をチユーブ(15)中は正しく配置するため、以
後スターと称する好ましくはテフロン製の電気絶縁中心
配置ガイド(230)が陰極棒(28)に沿つて縦方向に一定間
隔で固定されている。スター(230)の円周の切欠き（好
ましくは３つの円周上等間隔の切欠き）は、陰極棒に沿
つて配列されたスター(230)によつて陰極棒がチユーブ
(15)中に正確に中心配置されることを可能にし、かつ、
そこを通して軸方向への遊離ガスおよび電解質流体流動
を可能にする。

図示した本発明の具体例は、特に非常に長い（例えば２
０フイート）チユーブの電解研磨に適用される。チユー
ブ(15)および棒(28)間の均一な電流を保証するために、
各チユーブの陰極棒は、第４図に示すごとくチユーブ(1
5)の中央で実質的に同軸で接触するまたは密接する内側
端を有する２つの半分の長さの棒(28A)および(28B)とし
て設けられる。したがつて、図示した具体例において、
各1/2陰極棒(28A)および(28B)はチユーブ(15)の長さの
半分より多少長い。（例えば多少１０フイートを超え
る）。好ましくは、半分の陰極棒(28A)および(28B)の二
端は、２つの台部分(12A)と(12B)および２つの半分の長
さの中心電極(50)の合流位置あたりで相接する。

各半分の長さの陰極はその外側端に、ろう付けで固定さ
れ、そこから径方向に伸長する末端プレート(240)を有
し、これは通常、Ｃ−クランプのような適当なクランプ
手段により入口または出口端で対応する横母線(54)また
は(56)に導電状態で固定されている。

操作 該台が組立られ、研磨すべきチユーブの大きさに固定さ
れ、定位置に移動されたならば、電解研磨操作はいつで
も開始できる。典型的な研磨操作は次の工程で要約でき
る。

２０フイートステンレス鋼チユーブ(15)をクロスバー(3
6)上に配置し、該チユーブは台の排出端に向け定位置
へ、すなわち、各々管コレツト(64)中へ前方に滑らせ
る。（適切な高さのシム(36B)がクロスバー(36)を支持
していることを確めつつ）次に、２つの部分からなる陰
極棒(28)の1/2部分(28B)は該排出端から各チユーブの径
内へ滑入させ（まずセンタリング・テフロン・スター(2
30)、出口端キヤツプ(190)および抗飛散ワツシヤー(22
0)が陰極棒上適所に存在することを確かめつつ）、出口
端キヤツプ(190)は対応するチユーブ(15)の排出端上に
取り付ける。盤(170)の切欠き(212)および(214)は十分
大きく端キヤツプ(190)および抗飛散ワツシヤー(220)を
通す。次に、２部からなる陰極棒(28)の他の1/2接合部
分(28A)は台(12)の供給端から２つの部分が接触するま
で各チユーブ(15)中を滑らせる。（センタリング・テフ
ロン・スター(230)および入口装置(90)が各陰極1/2接合
部分(28A)上適所に存在することを確かめつつ）各入口
ユニツト(90)をそのチユーブ(15)の端上に取り付ける。
クイツク切断カツプリング(120)（制御バルブマニホー
ルド(98)から酸、空気および脱イオン水を供給する）
が、次いで連結され、ライン(94)および入口ユニツト(9
0)への流路を設ける。

チユーブ(15)は、アレン(Allen)螺子(73)を締めて、モ
ーター駆動コレツト(64)で固定する（まず分割内側スリ
ーブ(71A)、(71B)がチユーブ(15)を嵌め的に握持する内
径であることを確かめつつ）全サドルストラツプ(40)
は、トグルクランプ(46)を閉じることによつてチユーブ
(15)をとめ、クロスバー(36)のＶ−切欠き中のチユーブ
を固定する。横軸母線(54)および(56)（ケーブル(24)に
螺着されている）は、例えば図示していないＣ−クラン
プで陰極棒(28A)および(28B)に取り付けられる。横軸母
線は、その重量で陰極棒(28)を曲げ、弓なりにしないよ
う、図示していないいずれかの適当な縁手段により台(1
2)で支持できる。

透明レキサン(Lexan)カバー(180)を、排気フアン(184)
が作動していることを確かめつつ、台(12)の排出端でト
ラフ上に被せる。

制御バルブ・マニホールド(98)のバルブを開き、ポンプ
(112)および(178)を作動させ、電解液をチユーブ(15)を
通して流入させ流動させる。典型的酸組成、温度、およ
び電流と電圧範囲を数種のチユーブ組成について第１表
に示す。

該酸（電解液）が該台の排出端でチユーブ(15)に存在し
始めたならば、モーター駆動装置(80)を始動し、チユー
ブを好ましくは約１rpmで回転させる。酸流量は、好ま
しくは直径１〜１1/2インチまでのチユーブに対しては
１分間あたり約１ガロン、直径２インチ、３インチおよ
び４インチのチユーブに対しては１分間あたり約２ガロ
ンに設定する。電流、電圧および研磨時間を決め、整流
器(22)（直流供給）を作動する。代表的な値を第２表に
示す。

排出される電解液は排出トラフ(170)に集められ、５０
ガロンステンレス鋼ドラム(176)に貯えられ、それはポ
ンプで保持タンク(110)へ戻し、再循環できる。

電解研磨時間が終了した時、酸ポンプ(112)を止め、制
御バルブ・マニホールド(98)の酸供給バルブ(118)を閉
める。レキサンカバー(180)が台(12)の排出端のトラフ
(170)から取り除かれる。テフロン堰取付け(196)をチユ
ーブ(15)から台の排出端に引つぱり、チユーブ中の残存
酸をトラフ(170)および排出受け(176)へ流出させる。

空気および水源(20)および(18)をパイプ(128)および(12
6)で該台に連結する。制御バルブ・マニホールドバルブ
(132)および(144)を注意深く調節することによつて、少
量の空気を緩やかにチユーブ(15)を通して吹き込み、す
すぐ前に可能な限り多くの酸を回収する。

圧縮空気を(132)で止め、脱イオン水を(130)で開く。チ
ユーブ(15)の径内を十分にすすぐ。すすぎ水の色を台の
排出端で監視する。チユーブ(15)が完全にすすがれた
時、脱イオン水は緑色から透明になる。次いで該水を止
め、圧縮空気を再び開け、チユーブがまだモーター駆動
装置で回転している間に、チユーブから吹き出す。

次いでモーター駆動装置(80)を止める。モーター駆動装
置コレツト(64)中にチユーブ(15)を維持しているアレン
螺子(70)を緩め、クランプ(46)およびストラツプ(40)を
外す。陰極(28A)および(28B)（端取付けおよびスターを
有する）をチユーブの両端から除去する。該陰極棒を湿
つたタオルでふき、いかなる残存酸もふき取る。スプレ
ー・ノズル・ホースを用いて（例えば慣用ノズルを付け
たホース(138)）、チユーブ(15)の内側をもう一度すす
ぎ、電解液の全残量を完全に除去することを確実にす
る。これはチユーブを条痕なく乾燥させることを可能に
する。

次いで研磨したチユーブ(15)を台(12)から取り外し、一
端を持ち上げ乾燥させる。良く通気して、チユーブ(15)
を約半時間乾燥すべきである。全研磨工程は、代表的に
は完了まで約３０分を要す。

電解研磨に続いて、チユーブは（前記の例におけるごと
く）十分すすぎ、酸電解液を完全に除去する。幾つかの
電解研磨槽は、特にこれらの溶液が古い時に非常に粘性
ですすぎ難い。これらの粘性槽の場合には、温水洗浄が
すすぎサイクルの第１段階で必要とされうる。該電解を
取り込みうるある部品は緩和なアルカリ浸漬（例えば、
１５〜３０ｇ／の炭酸水素ナトリウムまたは１〜２重
量％のアンモニア）の追加処理を必要としてよく、いか
なる残留酸性をも中和してその後の腐食またはサビを防
ぐ。溶存金属含量が高い、古い電解液は十分すすいで
も、加工部材上に金属塩の膜を残す傾向がある。これら
の残渣は普通希酸浸漬で溶解する。この浸漬に使用する
酸の強さおよび種類は電解研磨する金属に依存する。そ
れは、土台金属を攻撃することなく残留膜を切り取るに
十分な強さであるべきである。

チユーブ直径の増加の割合とともに、しかしそれより少
ない割合で、研磨時間、電圧、電流を増加させるのが適
当であることが、前記第２表からわかる。さらに、第２
表の値はチユーブ径に関する研磨時間、電圧および電流
の関係が、研磨時間（分）×電圧（ボルト）×電流（キ
ロアンペア）の積の平方根の1/10がほぼチユーブの径
（インチ）に等しいことを示している。

第２図で使用した電解液は、燐酸−硫酸−水電解液であ
る。

本発明の特に好ましい具体例を詳細に開示したが、部品
の再配列を含め、開示した装置の変形または修飾も本発
明の範囲内のものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電解研磨装置の一具体例の模式的平面
図である。第２Ａ図および第２Ｂ図は、各々、該装置の
台およびその上で担持される他の部分の拡大斜面図であ
る。第３図は、実質的に第２Ａ図のIII−III線に沿つた
拡大断片図、第４図は、実質的に第２Ａ図のIV−IV線に
沿つたチユーブを回転駆動さするためのベアリングおよ
びコレツト装置の１つの断片拡大断面図である。第４Ａ
図は、第４図のIVA−IVA線に沿つた断面図である。第５
図は、第２Ｂ図のＶ−Ｖ線に沿つた概略端面図、第６図
は、第２Ａ図のVI−VI線に沿つた、チユーブの入口端へ
電解液を供給するための入口アダプターの部分拡大中央
断面図である。第７図は、該台の上部を除いた、チユー
ブの入口端へ流体を供給するための調節バルブ・マニホ
ールドの拡大斜視図、第８図は、第２Ｂ図の台の左端に
おける排液トラフの近接部の拡大部分斜視図である。第
９図は第８図のIX−IX線に沿つた拡大部分断面図であ
る。 図面中の主な符号はつぎのものを意味する。 １５…チユーブ、２２…直流電源、２８…陰極棒、９８
…制御バルブマニホールド、１１０…電解液タンク、１
７６…排出受け

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭26−4361（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭49−36097（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部電解研磨する複数の実質的に水平なチ
   ューブを回転可能支持する手段、 該チューブを、電解研磨の間、その水平な長軸方向の周
   囲に同期で回転駆動させる手段、 陰極棒および、電解研磨の間、各チューブ中で該陰極棒
   を静止状態で支持する手段、 各々、該チューブおよび陰極棒へ電気的に連結した陽お
   よび陰端子を有する直流電気供給手段、 該チューブの入力端へ電解液を同時に供給するマニホー
   ルド手段、 該チューブが電解液で部分的に満たされてその出口端が
   部分的に開口され、陰極棒が電解液に浸漬され、かつ電
   解液が該チューブを通って断続的に循環されるように該
   チューブ中の電解液のレベルを維持するための堰、およ
   び 該チューブの出口端で、そこからの液体電解質を受ける
   手段、 からなることを特徴とする伸長チューブの内部電解研磨
   用装置。
2. 【請求項２】チューブ回転速度および直流供給電圧と共
   に電解液の種類、温度および流量を予備選択し、 複数の台部分を端−端接合関係に配置し、 電解研磨するチューブを台部分に固定し、その長さ方向
   に沿って配列した複数の導電性クロスバー上に配置し、 該チューブを回転駆動可能チャックに挿入し、該チャッ
   クを該チューブ上で締めつけて、チューブの回転駆動を
   可能にし、 部分長の陰極棒を実質的に同軸で該チューブの入口およ
   び出口端中へ軸方向で挿入し、一方、該陰極棒に沿って
   一定間隔に配列されたスペーサーを該チューブ中に挿入
   し、該チューブの端部に、該陰極棒に保持された端キャ
   ップを取り付け、 該チューブを該クロスバーへ回転可能に、かつ、電流伝
   導状態で固定し、 該チューブを該チャックで回転駆動し、 該入口端キャップを通して電解質液体を強制的に入れ、
   該チューブの全長にわたって通して、それに沿って該液
   体を流動させ、該液体中に該陰極棒を浸漬させつつチュ
   ーブの出口端で堰からオーバーフローさせ、該チューブ
   の堰止められた出口端からオーバーフローしている電解
   質液体を集め、チューブの入口端の導入用ループを通し
   て電解質液体を再循環させつつ、該チューブの内部研磨
   のために選択された時間、該クロスバーおよび該部分長
   陰極棒の突出端へ陽および陰電気連結を適用し、 電解研磨終了と同時に、該チューブの入口端への電解液
   供給を断ち、該出口堰を該チューブの出口端から取り外
   し、続いてすすぎ液体および乾燥気体を供給して、該チ
   ューブの入口端からその出口端へ流し、残留電解質液体
   および電解研磨のいかなる生成物も該チューブから除去
   し、 該回転駆動を止め、端チャックのクランプから該チュー
   ブの出口端を開放し、 該端キャップおよび陰極棒を該チューブから取り外し、
   該チューブを該台から取り外し、該チューブの上流端を
   すすぎ、多少チューブを傾け、さらに、傾けつつ該チュ
   ーブをすすぎ、 すすぎ液体を電解質液体ループから適当なドレインへ移
   す、 ことを特徴とする伸長チューブの内部電解研磨方法。