メッキ装置およびメッキ方法
【課題】陽極管理の容易化によるコストダウンと、メッキ液の循環性改善による高速処理化を図る。
【解決手段】外周面に陽極２１を露出させた固定ドラム２０と、固定ドラムの外周に配置され、長手方向に送り移動されるワークＷが巻き付けられる回転ドラムと、回転ドラムの下側に形成され、回転ドラムの周方向に連続し且つ回転ドラムの外周から内周に貫通するように設けられた環状開口３５と、固定ドラムの内部を通り、ワークが巻き付けられる回転路ドラムの前記所定巻付角度範囲の角度位置５２ａに対応する固定ドラム外周上の位置に開口したメッキ液供給通路２２と、回転ドラム外周に巻き付けられたワークと環状開口の周壁と固定ドラムの外周とで囲まれるトンネル状空間５２を流路とし、該流路にメッキ液を供給するメッキ装置およびメッキ方法を発明した。
【解決手段】外周面に陽極２１を露出させた固定ドラム２０と、固定ドラムの外周に配置され、長手方向に送り移動されるワークＷが巻き付けられる回転ドラムと、回転ドラムの下側に形成され、回転ドラムの周方向に連続し且つ回転ドラムの外周から内周に貫通するように設けられた環状開口３５と、固定ドラムの内部を通り、ワークが巻き付けられる回転路ドラムの前記所定巻付角度範囲の角度位置５２ａに対応する固定ドラム外周上の位置に開口したメッキ液供給通路２２と、回転ドラム外周に巻き付けられたワークと環状開口の周壁と固定ドラムの外周とで囲まれるトンネル状空間５２を流路とし、該流路にメッキ液を供給するメッキ装置およびメッキ方法を発明した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状または線状のワーク（被メッキ材）の面上に連続的に金属をメッキするためのメッキ装置およびメッキ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯状または線状のワークの面上に連続的に金属をメッキするためのメッキ装置の従来例として、特許文献１または特許文献２に記載のメッキ装置が提案されている。以下、図面を参照しながら、これら従来の技術に係るメッキ装置およびメッキ方法について簡単に説明する。
【０００３】
図３は特許文献１に記載されたメッキ装置の例を示している。
このメッキ装置は、一定の間隔をおいて同軸的に配置した、横方向を軸として回転自在且つ軸方向に移動自在の２個のドラム１０１Ａ、１０１Ｂと、該ドラム１０１Ａ、１０１Ｂの上方よりワーク１００を両ドラム外周面に縁部が重なるように連続的に供給してドラム上方に導出するワークガイド１０２、１０３と、前記ドラム１０１Ａ、１０１Ｂとワーク１００により形成した半円筒状空間にメッキ液を供給する供給口１０４及び同排出口１０５と、を有し、ワーク１００を連続的に供給しながらメッキ液を給排して、ワーク１００に所望幅のメッキを長手方向に連続して施すようにしたものである。ここでは、ドラム１０１Ａ、１０１Ｂが陽極とされ、ドラム１０１Ａ、１０２Ｂの外周のワーク１００と接する部分にゴム等の弾性被覆材１０６が巻かれている。
【０００４】
図４は特許文献２に記載された従来のメッキ装置の一例を示している。
このメッキ装置は、陽極特性を有する回転自在なドラム１２１の外周に弾性絶縁体１２２を固着し、その弾性絶縁体１２２に周方向に沿った条溝１２３を設けることでドラム１２１の外周を露出させ、弾性絶縁体１２２の上からドラム１２１の外周に巻き付けたワーク１００を送り移動させると共に、始点１２３ａから矢印Ａのように条溝１２３にメッキ液を供給して終点１２３ｂから矢印Ｂのようにメッキ液を排出しながら、ドラム１２１とワーク１００の間に電圧を印加することにより、メッキ処理を行うものである。
【０００５】
【特許文献１】特公昭４６−６３２２号公報
【特許文献２】特開昭５１−１６２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来のメッキ装置およびメッキ方法では、陽極として利用するドラム１０１Ａ、１０１Ｂ、１２１の外周に直接ワーク１００を巻き付けて、ドラム１０１Ａ、１０１Ｂ、１２１自体をワーク１００と共に回転するように構成しているので、メッキ品種ごとの陽極の管理が難しく、コスト高になりやすかった。
【０００７】
また、メッキ液の循環性についてみると、図３の例では、ドラム１０１Ａ、１０１Ｂの内部に形成される半円筒状空間にメッキ液を供給するので、メッキ面での流速が遅くなったり、メッキ面近傍での撹拌が不十分になったりし、高速処理が難しかった。また、図４の例では、始点１２３ａから終点１２３ｂに向けて条溝１２３にメッキ液を流すので、終点１２３ｂ付近でメッキやけを起こしやすく、そのため高速処理が難しかった。
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮し、陽極管理の容易化によるコストダウンと、メッキ液の循環性改善による高速処理化を実現し得るメッキ装置およびメッキ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するための第１の手段は、
外周面に対電極を露出させた固定ドラムと、該固定ドラムの外周に所定の間隙を介して回転自在に配置され、長手方向に送り移動される帯状または線状のワークが外周に所定の巻付角度範囲で巻き付けられる回転筒と、該回転筒の周面の前記ワークが巻き付けられる幅方向の位置の下側に形成され、前記回転筒の周方向に連続し且つ回転筒の外周から内周に貫通するように設けられた環状開口と、前記ワークが巻き付けられる回転筒の前記所定の巻付角度範囲の角度位置に対応する前記固定ドラムの外周上の位置に開口したメッキ液供給通路と、前記回転筒の外周に巻き付けられたワークと前記回転筒に形成された環状開口の周壁と前記固定ドラムの外周とで囲まれる、固定ドラムの外周に沿ったトンネル状空間を流路とし、該流路に前記液供給通路からメッキ液を供給して、前記ワークと回転筒が離間する前記トンネル状空間の両端部よりメッキ液を排出するメッキ液供給系と、を具備することを特徴とするメッキ装置である。
【００１０】
第２の手段は、
前記回転筒が、前記環状開口の幅を変更できるように、可動または交換可能に設けられていることを特徴とする第１の手段に記載のメッキ装置である。
【００１１】
第３の手段は、
前記回転筒の外周に、溝底面に前記ワークが密着して巻き付けられる環状溝が形成されており、その環状溝の溝底面に該溝底面の幅より小さくした前記環状開口が形成されていることを特徴とする第１または第２の手段に記載のメッキ装置である。
【００１２】
第４の手段は、
前記環状溝の溝底面にメッキ領域を規定するマスクが配置されており、そのマスクの上に前記ワークが巻き付け可能とされていることを特徴とする第３の手段に記載のメッキ装置である。
【００１３】
第５の手段は、
前記固定ドラム及び回転筒の中心に鉛直方向を向いた固定軸が貫通配備されており、その固定軸に、前記固定ドラムが回り止め状態で支持されると共に、前記回転筒が略水平面内で回転自在に支持されていることを特徴とする第１〜第４の手段のいずれかに記載のメッキ装置である。
【００１４】
第６の手段は、
前記回転筒が、前記固定軸に回転自在に支持された上部端面板及び下部端面板の外周端間に着脱可能に取り付けられ、上部・下部端面板及び回転筒で囲まれる空間に前記固定ドラムが収容されており、前記下部端面板に、前記トンネル状空間の両端部から排出された使用済みメッキ液を下方に排出する排出孔が設けられていることを特徴とする第５の手段に記載のメッキ装置である。
【００１５】
第７の手段は、
前記固定ドラムは、前記所定巻付角度範囲に対応した角度範囲だけが大径に形成され、残りの角度範囲がそれよりも小径に形成されることで、その小径に形成された部分の外周側に円弧形のスペースが確保されており、その円弧形のスペースが、前記トンネル状空間の両端部から排出された使用済みメッキ液を前記排出孔から排出するための排出経路とされていることを特徴とする第６の手段に記載のメッキ装置である。
【００１６】
第８の手段は、
メッキ装置に、長手方向へ移動する帯状または線状の被処理物を当接させながら、前記被処理物に所定のメッキを施すメッキ方法であって、
前記メッキ装置の前記被処理物が当接する部分に、前記被処理物より狭幅で連続する溝を設け、前記メッキ装置と前記被処理物と前記溝とで構成されるトンネル状空間に、前記メッキ装置側から所定のメッキ液を供給し、
前記メッキ液の一部は、前記トンネル状空間を前記被処理物の移動方向に流し、
前記メッキ液の他の部分は、前記トンネル状空間を前記被処理物の移動方向と反対方向に流しながら、前記メッキ装置と前記被処理物との間で通電し、前記被処理物の前記メッキ液と接触する部分に所定のメッキを施すことを特徴とするメッキ方法である。
【００１７】
第９の手段は、
外周面に対電極を露出させた固定ドラムの外周に所定の間隙を介して回転自在に配置され環状開口の周壁を有する回転筒の外周へ、長手方向に送り移動される帯状または線状のワークを所定の巻付角度範囲で巻き付け、
前記回転筒の外周に巻き付けられたワークと前記回転筒に形成された環状開口の周壁と前記固定ドラムの外周とで囲まれる固定ドラムの外周に沿ったトンネル状空間に、前記所定の巻付角度範囲の角度位置に対応する前記固定ドラムの外周上の位置に開口したメッキ液供給通路からメッキ液を供給して、前記ワークと回転筒が離間する前記トンネル状空間の両端部よりメッキ液を排出しながら前記対電極と前記ワークとの間で通電し、前記ワークに所定のメッキを施すことを特徴とするメッキ方法である。
【００１８】
第１０の手段は、
前記所定のメッキが金メッキであることを特徴とする第８または第９の手段に記載のメッキ方法である。
【発明の効果】
【００１９】
第１の手段によれば、外周面に対電極を露出させたドラムを固定とし、その外周にドラムとは別に新たな回転筒を配置して、その回転筒の外周にワークを巻き付けるようにし、回転筒に形成した環状開口を通して、ワークと対電極をメッキ液を介して対向させるようにしたので、対電極の管理が容易にできるようになる。つまり、メッキ品種が変わった場合などには、ドラム側には何も変更を加える必要はなく、回転筒側にだけ変更を加えればよくなり、対電極としてのドラムの管理の手間がかからなくなる。従って、コストダウンが可能になる。また、ワークと環状開口の周壁とドラムの外周とで囲まれるトンネル状空間にメッキ液を供給するので、十分な攪拌効果を発揮できる速い流速でメッキ液をメッキ面に対して平行に流すことができる。また、トンネル状空間の長さ方向の中間部においてメッキ液を供給し、トンネル状空間の両端部からメッキ液を排出するので、供給点から排出点までの距離を短くすることができ、メッキやけを防止することができ、その結果、高速処理が可能となる。
【００２０】
第２の手段によれば、例えばメッキ幅を変える場合、回転筒を動かしたり交換したりして環状開口の幅を変更するだけでよいため、対電極（ドラム）を動かしたり変更したりするのと違って、対応が楽にできる。
【００２１】
第３の手段によれば、回転筒の外周に環状溝を形成し、その環状溝の溝底面にワークを密着させるようにしたので、環状開口を通してのワークと対電極の距離の短縮が図れ、メッキ効率を上げることができる。また、その環状溝にワークを巻き付けるので、回転筒の周面幅方向におけるワークの巻き付け位置の位置決めができる。
【００２２】
第４の手段によれば、環状溝の溝底面にマスクを配置し、マスクの上にワークを巻き付けるようにしたので、マスクを交換するだけで、メッキ仕様の変更が可能になる。
【００２３】
第５の手段によれば、固定ドラム及び回転筒の中心に鉛直方向を向いた固定軸を貫通配備し、その固定軸により固定ドラム及び回転筒を支持したので、簡略で安定した構造を実現できる。
【００２４】
第６の手段によれば、回転筒を上部端面板と下部端面板の外周端間に着脱可能に取り付けたので、回転筒の交換が容易であると共に、高い剛性で回転筒を支持することができる。また、また、固定ドラムは、上部・下部端面板と回転筒で囲まれる空間に収容したので、コンパクトな構造を実現できると共に、対電極を保護することができる。また、使用済みメッキ液は下部端面板の排出孔から下方へ落下させるので、無用な飛散も防げる。
【００２５】
第７の手段によれば、固定ドラムに小径部分を設け、その小径部分の外周側にできる円弧形のスペースを使用済みメッキ液の排出経路として利用するので、使用済みメッキ液の排出性をよくすることができる。
【００２６】
第８の手段によれば、メッキ装置と被処理物と溝とで構成されるトンネル状空間に、メッキ装置側から所定のメッキ液を供給し、メッキ液の一部はトンネル状空間を被処理物の移動方向に流し、メッキ液の他の部分はトンネル状空間を前記被処理物の移動方向と反対方向に流すので、使用済みメッキ液の排出性をよくすることができ、メッキの高速処理が可能となり生産性を向上させることができる。
【００２７】
第９の手段によれば、ワークに、メッキやけを起こすことなく、60A/dm2以上の電流密度で通電することができるので、メッキの高速処理が可能となり生産性を向上させることができる。
【００２８】
第１０の手段によれば、第８または第９の手段にて説明したメッキの高速処理による生産性の向上は、当該メッキが金メッキであるときに顕著である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は実施形態のメッキ装置の原理構成を示す簡略図であり、（ａ）は上から見た断面図、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ矢視断面図である。この図を用いて、まず実施形態のメッキ装置の概略構成について述べる。
【００３０】
図１において、Ｗは被メッキ部材としてのワークである。このワークＷは帯板状のもので、その長さ方向（矢印Ｃ方向）に送り移動される。このメッキ装置は、メッキ槽の底壁より鉛直方向に立設された固定軸１０と、固定軸１０の外周に回り止め固定された固定ドラム２０と、固定軸１０の外周に略水平面内で回転自在に支持された回転ドラム３０とを有する。固定ドラム２０の外周面には、白金等よりなる対電極（当該メッキが金属メッキの場合は陽極となるので、以下、陽極２１と記載する。）が露出状態で取り付けられている。
【００３１】
回転ドラム３０は、外周円筒部（回転筒）３１と、上部端面板３２と、下部端面板３３とを有する中空回転体であり、その内部空間に固定ドラム２０が収容され、外周円筒部３１の内周が固定ドラム２０の外周に微小間隙を介して対面している。この外周円筒部３１の外周に、略水平面内で長手方向に送り移動されるワークＷが所定巻付角度範囲（例えば、略半周に相当する１８０°前後）で巻き付けられる。従って、回転ドラム３０は、ワークＷの送り方向に沿って回転する。
【００３２】
上部端面板３２と下部端面板３３の外周端間に取り付けられた外周円筒部３１は、互いに別ピースとして作製された、上部端面板３２に取り付けられた上側円筒体３１Ａと、下部端面板３３に取り付けられた下側円筒体３１Ｂとからなり、上側円筒体３１Ａと下側円筒体３１Ｂの対向端縁間に所定の間隔Ｔが確保されることで、両端縁間に、外周円筒体３１の周方向に連続し且つ外周円筒体３１の外周から内周に貫通する環状開口３５が設けられている。
【００３３】
また、外周円筒体３１の外周には、溝底面にワークＷが密着して巻き付けられる環状溝３４が形成され、その環状溝３４の溝底面に、溝底面の幅より小さくして前記環状開口３５が形成されている。従って、外周円筒部３１の周面のワークＷが巻き付けられる幅方向の位置の下側に環状開口３５が位置している。また、環状溝３４の溝底面には、メッキ領域を規定するためのマスク３６が配設されており、このマスク３６の上にワークＷが巻き付け可能となっている。
【００３４】
また、固定ドラム２０の内部にはメッキ液供給通路２２が形成されている。このメッキ液供給通路２２は、固定軸１０の内部通路１１を介して送られてくるメッキ液をワークＷに向けて送り出すものであり、その開口端２２ａが、ワークＷが巻き付けられる回転ドラム３０の所定巻付角度範囲の略中間の角度位置に対応する、固定ドラム２０の外周上の位置に配置されている。
尤も、上述した固定ドラム２０の内部に形成されるメッキ液供給通路２２の位置は、回転ドラム３０の所定巻付角度範囲の略中間の角度位置に限定される訳ではなく、メッキ液の粘度等の液体特性およびワークＷの送り移動速度により、最適な角度位置を求めることとしても良い。この場合、後述するトンネル状空間５２の両端部５２ｂ、５２ｃから排出された使用済みメッキ液の量が、ほぼ等量となる位置とすればよい。当該構成は、例えば、ワークＷが固定ドラム２０と接する位置および離脱する位置を調整することで、容易に達成することができる。
また、メッキ液供給通路２２は、前記メッキ液の液体特性に応じ、複数本設けることも可能である。
【００３５】
メッキ液は、外周円筒部３１に巻き付けられたワークＷと、環状開口３５の周壁と、固定ドラム２０の外周とで囲まれる、固定ドラム２０の外周に沿った矩形断面のトンネル状空間５２を、メッキ処理のための流路として供給される。即ち、固定軸１０の内部通路１１を通ってきたメッキ液は、固定ドラム２０のメッキ液供給通路２２の開口端２２ａから、前記トンネル状空間５２の長さ方向の中央部５２ａに供給されて、ワークＷと外部円筒体３１が離間するトンネル状空間５２の両端部５２ｂ、５２ｃより外へ排出される。ここでは、図示しないメッキ液供給ポンプと、固定軸１０の内部通路１１と、固定ドラム２０内のメッキ液供給通路２２と、トンネル状空間５２等により、メッキ液供給系５０が構成されている。
【００３６】
また、下部端面板３３には、トンネル状空間５２の両端部５２ｂ、５２ｃから排出された使用済みメッキ液を下方に排出する排出孔３９が多数形成されている。なお、この固定ドラム２０は、所定巻付角度範囲に対応した角度範囲だけが大径に形成され、残りの角度範囲がそれよりも小径に形成されることで、その小径に形成された部分の外周側に円弧形のスペース２８が確保されており、この円弧形のスペース２８が、トンネル状空間５２の両端部５２ｂ、５２ｃから排出された使用済みメッキ液を排出孔３９から排出するための排出経路として利用されている。
尚、本発明の異なる実施の形態として、１個の外周円筒体３１の外周にワークＷを巻き付のではなく複数の外周円筒体に接する構成としても良い。さらに、円筒形の外周円筒体の代わりに、当該メッキ装置の平面部に設けられた溝と、当該溝に当接して移動するワークＷとでトンネル状空間を形成することとしても良い。いずれの場合であっても、トンネル状空間にメッキ液を供給し、使用済みメッキ液は当該トンネル状空間の両端部から排出すればよい。
【００３７】
次に図２を用いて、前記メッキ装置のより具体的な構成について説明する。
図２はメッキ装置の縦断面図であり、図中の符号で図１と同じものは、多少形状が違う場合もあるが、同じ部材を示している。
【００３８】
図２において、１０は導電材料製の固定軸、２０は絶縁材料製の固定ドラム、３０は絶縁材料製の回転ドラム、６０はメッキ槽の底部壁を示している。固定軸１０は、絶縁フランジ６１を介してメッキ槽の底部壁６０に立設されている。固定軸１０には、絶縁フランジ６１の下側にネジ嵌合した導電リング６２を介して導線６３が電気接続されている。
【００３９】
固定軸１０には、内部通路１１として、軸下端面から縦孔１１ａが穿設され、縦孔１１ａの上部に外周面に連通する複数の横孔１１ｂが設けられている。固定ドラム２０は、前記横孔１１ｂを覆う位置で、固定軸１１の外周に嵌合されている。
【００４０】
固定ドラム２０の本体は、ワークＷの巻付角度範囲に対応する片側の半円部分が大径とされ、残りの半円部分がそれより小径とされており、大径部分の外周に陽極２１が多数のネジで固定されている。そして、固定軸１０を介して導線６３と陽極２１とは電気的に導通している。
【００４１】
前述したメッキ液供給通路２２は、固定ドラム２０の本体の半径方向に沿って形成されており、その開口端２２ａだけが、固定ドラム２０の本体の外周に配した陽極２１の孔または隙間から外に露出している。固定ドラム２０の本体には、固定軸１０の横孔１１ｂから流入するメッキ液を受ける内周面の環状溝２３ａが設けられている。
【００４２】
回転ドラム３０は、軸受４１、４２を介して固定軸１０の外周に回転自在に支持されている。そして、上部端面板３２の外周端に、外部円筒部３１を構成する上側円筒体３１Ａが着脱自在にネジ固定され、下部端面板３３の外周端に、外部円筒部３１を構成する下側円筒体３１Ｂが着脱自在にネジ固定されている。環状溝３４や環状開口３５等の構成は、図１に示したものと同様である。
【００４３】
その他の構成については、図１の原理構成のところで説明したものと同様であるので、説明は省略する。
【００４４】
次に、図１、２を参照しながら、メッキ方法および作用を説明する。
ワークＷに対しメッキ処理を行う場合は、回転ドラム３０の外周円筒部３１の環状溝３４に、送り出し準備を整えたワークＷを巻き付ける。その状態で、固定軸１０を介して陽極２１に通電し、陽極２１とワークＷとの間に電圧を印加しながら、メッキ液供給系５０によりメッキ液を供給し、ワークＷを送り移動する。そうすると、ワークＷを巻き付けた部分にトンネル状空間５２が形成され、その部分にメッキ液が供給され、ワークＷのメッキ面と平行にメッキ液が流れて、ワークＷがメッキされる。
【００４５】
この場合、メッキ液は、トンネル状空間５２の長さ方向の中間部５２ａから供給されて、トンネル状空間５２の両端部５２ｂ、５２ｃから排出される。そして、使用済みのメッキ液は、固定ドラム２０の小径部分の外周側にできる円弧形のスペース２８を経由して排出孔３９からメッキ槽内の底部に排出される。
【００４６】
このメッキ装置の場合、外周面に陽極２１を配した固定ドラム２０の外周に、新たな回転ドラム３０を配置して、その回転ドラム３０の外周にワークＷを巻き付けるようにし、回転ドラム３０の外周円筒部３１に形成した環状開口３５を通して、ワークＷと陽極２１をメッキ液を介して対向させるようにしているので、陽極２１の管理が容易にできるようになる。
【００４７】
つまり、メッキ品種が変わった場合などには、陽極２１を取り付けた固定ドラム２０側には何も変更を加える必要はなく、回転ドラム３０側だけを変更すればよくなる。このため、陽極２１側の固定ドラム２０の管理の手間がかからなくなり、結果的にコストダウンが可能になる。
【００４８】
また、ワークＷと環状開口３５の周壁と固定ドラム２０の外周とで囲まれるトンネル状空間５２にメッキ液を供給するので、十分な攪拌効果を発揮できる速い流速でメッキ液をメッキ面に対して平行に流すことができる。また、トンネル状空間５２の長さ方向の中間部５２ａにおいてメッキ液を供給し、トンネル状空間５２の両端部５２ｂ、５２ｃからメッキ液を排出するので、供給点５２ａから排出点５２ｂ、５２ｃまでの距離を短くすることができ、メッキやけを防止することができる。その結果、高速処理が可能となる。
【００４９】
また、例えばメッキ仕様を変える場合には、マスク３６を交換することで対応できるし、特に例えば大きくメッキ幅を変える場合には、上側円筒体３１Ａまたは下側円筒体３１Ｂの少なくともいずれかを交換したりして環状開口３５の幅を変更するだけで対応できる。このため、陽極２１側の固定ドラム２０を動かしたり変更したりする必要がない。
【００５０】
また、回転ドラム３０の外周円筒体３１に環状溝３４を形成し、その環状溝３４の溝底面にワークＷを密着させるようにしているので、環状開口３５を通してのワークＷと陽極２１の距離の短縮を図ることができ、メッキ効率を上げることができる。また、環状溝３４にワークＷを巻き付けるので、回転ドラム３０の周面幅方向におけるワークＷの巻き付け位置の位置決めもできる。
【００５１】
また、このメッキ装置は、固定ドラム２０及び回転ドラム３０の中心に鉛直方向を向いた固定軸１０を貫通配備し、その固定軸１０の外周に固定ドラム２０及び回転ドラム３０を取り付けているので、簡略で安定した構造を実現することができる。
【００５２】
また、上側円筒体３１Ａと下側円筒体３１Ｂを上部端面板３２と下部端面板３３の外周端にそれぞれ着脱可能に取り付けているので、剛性を維持しながら、上側円筒体３１Ａと下側円筒体３１Ｂを容易に交換することができる。また、固定ドラム２０を回転ドラム３０内に収容しているので、コンパクトな構造を実現できると共に、固定ドラム２０に取り付けた陽極２１を保護することができる。また、回転ドラム３０の下面の排出孔３９から使用済みメッキ液を下方へ落下させるので、メッキ液の無用な飛散も防げる。
【００５３】
また、固定ドラム２０に小径部分を設け、その小径部分の外周側にできる円弧形のスペース２８を使用済みメッキ液の排出経路として利用するので、使用済みメッキ液の排出性をよくすることができる。
【００５４】
以上のことにより、メッキの限界電流密度を高くすることができる。例えば、従来のメッキ装置では２０Ａ／ｄｍ２でメッキがこげてしまったものが、本発明に係るメッキ装置を用いることで６０Ａ／ｄｍ２以上の電流密度でメッキを行うことが可能になり、更には、当該電流密度を１００Ａ／ｄｍ２まで上げることが可能となった。
さらに、本発明に係るメッキ装置にてＡｕメッキを行った結果、メッキ速度は１４μｍ／ｍｉｎであった。これは、従来のメッキ装置を用いた場合の１〜２μｍ／ｍｉｎに比べて大幅な改善であった。
【００５５】
なお、上記実施形態では、環状開口３５の幅を変更する際に、上側または下側円筒体３１Ａ、３１Ｂの少なくとも一方を交換する場合について説明したが、上側または下側円筒体３１Ａ、３１Ｂの少なくとも一方を環状開口３５の幅を変更できる方向に可動に設けておいてもよい。
【００５６】
また、このメッキ装置は、前記トンネル状空間の長さ方向の中間部においてメッキ液を供給しトンネル状空間の両端部からメッキ液を排出するので、前記固定ドラムの回転軸は、設置面に対して水平であっても垂直であっても良い。即ち、前記固定ドラムの回転軸は、このメッキ装置が設置される工程の必要に応じ、設置面に対し所望の角度をもって設置摺れば良い。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例を用いて本発明の効果をより具体的に説明する。
（実施例１）
まず、幅50mm厚さ0.3mmの帯状銅板を準備し、公知の方法により電解脱脂、酸洗をおこなった後、スルファミン酸Ｎｉ（濃度４０５ｇ／ｌ）、ほう酸（濃度４０ｇ／ｌ）液温５０℃のスルファミン酸Ｎｉメッキ浴を用い、公知の方法により１μｍのＮｉメッキを下地メッキとして成膜した。
得られたＮｉメッキを施した帯状銅板へ、本発明に係るメッキ装置を用いて０．１μｍのＡｕメッキをおこなった。
このとき、本発明に係るメッキ装置として、固定ドラム径:φ400mm・回転ドラム径:φ410mmとして、流路となる環状溝の幅:10mm・環状溝の高さ:20mmを備えるドラム装置を準備した。そして当該ドラム装置のマスク開口幅:10mmおよびマスク厚み:3mmとし、Niメッキが施された帯状銅材へ、幅10mmの帯状にAuメッキ部を設けた。尚、陽極には白金板:高さ20mmを使用した。
Ａｕメッキ液として、高純度化学製ＨＳ−１０を用い、Ａｕ濃度を１０ｇ／ｌ、２０ｇ／ｌ、３０ｇ／ｌに調製した。
Ａｕメッキ液の流速は、３６０ｍ／ｍｉｎ、１７０ｍ／ｍｉｎ、５０ｍ／ｍｉnとした。
Ａｕメッキ液の液温は、５０℃、６０℃とした。
メッキの際の電流密度は、１０Ａ／ｄｍ２、６０Ａ／ｄｍ２、１００Ａ／ｄｍ２とした。
上述の条件にてＡｕメッキをおこなった際のＡｕメッキ速度を測定し、併せて外観を観察した。尚、このときＡｕメッキの膜厚測定にはＸ線膜厚計を用い、メッキ速度は（μｍ／ｍｉｎ）に換算した。
当該測定結果を表１に記載する。
表１の結果から明らかなように、本発明に係るメッキ装置を用いた場合、上述したすべての条件において、外観良好でやけのないＡｕメッキを得ることができた。中でも、
Ａｕ濃度を３０ｇ／ｌに調製し、Ａｕメッキ液の流速を３６０ｍ／ｍｉｎとし、Ａｕメッキ液の液温を６０℃とし、メッキの際の電流密度を１００Ａ／ｄｍ２としたときは、２０μｍ／ｍｉｎのメッキ速度を得ることができた。
【００５８】
（比較例１）
メッキ装置として、図３に示す従来の技術に係る垂直流方式のメッキ装置と同様で、実施例１と同様のサイズのドラムを有し、当該ドラム内にメッキ液が滞留しない様、メッキ液排出口１０５の位置を調整したドラムを有するメッキ装置を準備し、その他の条件は実施例１と同様にして、Ｎｉメッキを施した帯状銅板へ０．１μｍのＡｕメッキをおこなった。
当該測定結果に一部を表１に記載する。
表１の結果から明らかなように、比較例に係るメッキ装置を用いた場合、メッキ速度を３．８μｍ／ｍｉｎとすると外観にやけが発生し、メッキ速度を上げることができなかった。
【００５９】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に係るメッキ装置の原理構成を示す簡略図で、（ａ）は上から見た断面図、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ矢視断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るメッキ装置の構成を示す縦断面図である。
【図３】従来のメッキ装置の一例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＶｂ−Ｖｂ矢視断面図である。
【図４】従来のメッキ装置の別の一例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂ矢視断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 固定軸
１１ 内部通路
２０ 固定ドラム
２１ 陽極
２２ メッキ液供給通路
２２ａ 開口端
２８ 円弧形のスペース
３０ 回転ドラム
３１ 外周円筒部（回転筒）
３１Ａ 上側円筒体
３１Ｂ 下側円筒体
３２ 上部端面板
３３ 下部端面板
３４ 環状溝
３５ 環状開口
３６ マスク
３９ 排出孔
５０ メッキ液供給系
５２ トンネル状空間
５２ａ 中間部
５２ｂ、５２ｃ 両端部
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状または線状のワーク（被メッキ材）の面上に連続的に金属をメッキするためのメッキ装置およびメッキ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯状または線状のワークの面上に連続的に金属をメッキするためのメッキ装置の従来例として、特許文献１または特許文献２に記載のメッキ装置が提案されている。以下、図面を参照しながら、これら従来の技術に係るメッキ装置およびメッキ方法について簡単に説明する。
【０００３】
図３は特許文献１に記載されたメッキ装置の例を示している。
このメッキ装置は、一定の間隔をおいて同軸的に配置した、横方向を軸として回転自在且つ軸方向に移動自在の２個のドラム１０１Ａ、１０１Ｂと、該ドラム１０１Ａ、１０１Ｂの上方よりワーク１００を両ドラム外周面に縁部が重なるように連続的に供給してドラム上方に導出するワークガイド１０２、１０３と、前記ドラム１０１Ａ、１０１Ｂとワーク１００により形成した半円筒状空間にメッキ液を供給する供給口１０４及び同排出口１０５と、を有し、ワーク１００を連続的に供給しながらメッキ液を給排して、ワーク１００に所望幅のメッキを長手方向に連続して施すようにしたものである。ここでは、ドラム１０１Ａ、１０１Ｂが陽極とされ、ドラム１０１Ａ、１０２Ｂの外周のワーク１００と接する部分にゴム等の弾性被覆材１０６が巻かれている。
【０００４】
図４は特許文献２に記載された従来のメッキ装置の一例を示している。
このメッキ装置は、陽極特性を有する回転自在なドラム１２１の外周に弾性絶縁体１２２を固着し、その弾性絶縁体１２２に周方向に沿った条溝１２３を設けることでドラム１２１の外周を露出させ、弾性絶縁体１２２の上からドラム１２１の外周に巻き付けたワーク１００を送り移動させると共に、始点１２３ａから矢印Ａのように条溝１２３にメッキ液を供給して終点１２３ｂから矢印Ｂのようにメッキ液を排出しながら、ドラム１２１とワーク１００の間に電圧を印加することにより、メッキ処理を行うものである。
【０００５】
【特許文献１】特公昭４６−６３２２号公報
【特許文献２】特開昭５１−１６２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来のメッキ装置およびメッキ方法では、陽極として利用するドラム１０１Ａ、１０１Ｂ、１２１の外周に直接ワーク１００を巻き付けて、ドラム１０１Ａ、１０１Ｂ、１２１自体をワーク１００と共に回転するように構成しているので、メッキ品種ごとの陽極の管理が難しく、コスト高になりやすかった。
【０００７】
また、メッキ液の循環性についてみると、図３の例では、ドラム１０１Ａ、１０１Ｂの内部に形成される半円筒状空間にメッキ液を供給するので、メッキ面での流速が遅くなったり、メッキ面近傍での撹拌が不十分になったりし、高速処理が難しかった。また、図４の例では、始点１２３ａから終点１２３ｂに向けて条溝１２３にメッキ液を流すので、終点１２３ｂ付近でメッキやけを起こしやすく、そのため高速処理が難しかった。
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮し、陽極管理の容易化によるコストダウンと、メッキ液の循環性改善による高速処理化を実現し得るメッキ装置およびメッキ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するための第１の手段は、
外周面に対電極を露出させた固定ドラムと、該固定ドラムの外周に所定の間隙を介して回転自在に配置され、長手方向に送り移動される帯状または線状のワークが外周に所定の巻付角度範囲で巻き付けられる回転筒と、該回転筒の周面の前記ワークが巻き付けられる幅方向の位置の下側に形成され、前記回転筒の周方向に連続し且つ回転筒の外周から内周に貫通するように設けられた環状開口と、前記ワークが巻き付けられる回転筒の前記所定の巻付角度範囲の角度位置に対応する前記固定ドラムの外周上の位置に開口したメッキ液供給通路と、前記回転筒の外周に巻き付けられたワークと前記回転筒に形成された環状開口の周壁と前記固定ドラムの外周とで囲まれる、固定ドラムの外周に沿ったトンネル状空間を流路とし、該流路に前記液供給通路からメッキ液を供給して、前記ワークと回転筒が離間する前記トンネル状空間の両端部よりメッキ液を排出するメッキ液供給系と、を具備することを特徴とするメッキ装置である。
【００１０】
第２の手段は、
前記回転筒が、前記環状開口の幅を変更できるように、可動または交換可能に設けられていることを特徴とする第１の手段に記載のメッキ装置である。
【００１１】
第３の手段は、
前記回転筒の外周に、溝底面に前記ワークが密着して巻き付けられる環状溝が形成されており、その環状溝の溝底面に該溝底面の幅より小さくした前記環状開口が形成されていることを特徴とする第１または第２の手段に記載のメッキ装置である。
【００１２】
第４の手段は、
前記環状溝の溝底面にメッキ領域を規定するマスクが配置されており、そのマスクの上に前記ワークが巻き付け可能とされていることを特徴とする第３の手段に記載のメッキ装置である。
【００１３】
第５の手段は、
前記固定ドラム及び回転筒の中心に鉛直方向を向いた固定軸が貫通配備されており、その固定軸に、前記固定ドラムが回り止め状態で支持されると共に、前記回転筒が略水平面内で回転自在に支持されていることを特徴とする第１〜第４の手段のいずれかに記載のメッキ装置である。
【００１４】
第６の手段は、
前記回転筒が、前記固定軸に回転自在に支持された上部端面板及び下部端面板の外周端間に着脱可能に取り付けられ、上部・下部端面板及び回転筒で囲まれる空間に前記固定ドラムが収容されており、前記下部端面板に、前記トンネル状空間の両端部から排出された使用済みメッキ液を下方に排出する排出孔が設けられていることを特徴とする第５の手段に記載のメッキ装置である。
【００１５】
第７の手段は、
前記固定ドラムは、前記所定巻付角度範囲に対応した角度範囲だけが大径に形成され、残りの角度範囲がそれよりも小径に形成されることで、その小径に形成された部分の外周側に円弧形のスペースが確保されており、その円弧形のスペースが、前記トンネル状空間の両端部から排出された使用済みメッキ液を前記排出孔から排出するための排出経路とされていることを特徴とする第６の手段に記載のメッキ装置である。
【００１６】
第８の手段は、
メッキ装置に、長手方向へ移動する帯状または線状の被処理物を当接させながら、前記被処理物に所定のメッキを施すメッキ方法であって、
前記メッキ装置の前記被処理物が当接する部分に、前記被処理物より狭幅で連続する溝を設け、前記メッキ装置と前記被処理物と前記溝とで構成されるトンネル状空間に、前記メッキ装置側から所定のメッキ液を供給し、
前記メッキ液の一部は、前記トンネル状空間を前記被処理物の移動方向に流し、
前記メッキ液の他の部分は、前記トンネル状空間を前記被処理物の移動方向と反対方向に流しながら、前記メッキ装置と前記被処理物との間で通電し、前記被処理物の前記メッキ液と接触する部分に所定のメッキを施すことを特徴とするメッキ方法である。
【００１７】
第９の手段は、
外周面に対電極を露出させた固定ドラムの外周に所定の間隙を介して回転自在に配置され環状開口の周壁を有する回転筒の外周へ、長手方向に送り移動される帯状または線状のワークを所定の巻付角度範囲で巻き付け、
前記回転筒の外周に巻き付けられたワークと前記回転筒に形成された環状開口の周壁と前記固定ドラムの外周とで囲まれる固定ドラムの外周に沿ったトンネル状空間に、前記所定の巻付角度範囲の角度位置に対応する前記固定ドラムの外周上の位置に開口したメッキ液供給通路からメッキ液を供給して、前記ワークと回転筒が離間する前記トンネル状空間の両端部よりメッキ液を排出しながら前記対電極と前記ワークとの間で通電し、前記ワークに所定のメッキを施すことを特徴とするメッキ方法である。
【００１８】
第１０の手段は、
前記所定のメッキが金メッキであることを特徴とする第８または第９の手段に記載のメッキ方法である。
【発明の効果】
【００１９】
第１の手段によれば、外周面に対電極を露出させたドラムを固定とし、その外周にドラムとは別に新たな回転筒を配置して、その回転筒の外周にワークを巻き付けるようにし、回転筒に形成した環状開口を通して、ワークと対電極をメッキ液を介して対向させるようにしたので、対電極の管理が容易にできるようになる。つまり、メッキ品種が変わった場合などには、ドラム側には何も変更を加える必要はなく、回転筒側にだけ変更を加えればよくなり、対電極としてのドラムの管理の手間がかからなくなる。従って、コストダウンが可能になる。また、ワークと環状開口の周壁とドラムの外周とで囲まれるトンネル状空間にメッキ液を供給するので、十分な攪拌効果を発揮できる速い流速でメッキ液をメッキ面に対して平行に流すことができる。また、トンネル状空間の長さ方向の中間部においてメッキ液を供給し、トンネル状空間の両端部からメッキ液を排出するので、供給点から排出点までの距離を短くすることができ、メッキやけを防止することができ、その結果、高速処理が可能となる。
【００２０】
第２の手段によれば、例えばメッキ幅を変える場合、回転筒を動かしたり交換したりして環状開口の幅を変更するだけでよいため、対電極（ドラム）を動かしたり変更したりするのと違って、対応が楽にできる。
【００２１】
第３の手段によれば、回転筒の外周に環状溝を形成し、その環状溝の溝底面にワークを密着させるようにしたので、環状開口を通してのワークと対電極の距離の短縮が図れ、メッキ効率を上げることができる。また、その環状溝にワークを巻き付けるので、回転筒の周面幅方向におけるワークの巻き付け位置の位置決めができる。
【００２２】
第４の手段によれば、環状溝の溝底面にマスクを配置し、マスクの上にワークを巻き付けるようにしたので、マスクを交換するだけで、メッキ仕様の変更が可能になる。
【００２３】
第５の手段によれば、固定ドラム及び回転筒の中心に鉛直方向を向いた固定軸を貫通配備し、その固定軸により固定ドラム及び回転筒を支持したので、簡略で安定した構造を実現できる。
【００２４】
第６の手段によれば、回転筒を上部端面板と下部端面板の外周端間に着脱可能に取り付けたので、回転筒の交換が容易であると共に、高い剛性で回転筒を支持することができる。また、また、固定ドラムは、上部・下部端面板と回転筒で囲まれる空間に収容したので、コンパクトな構造を実現できると共に、対電極を保護することができる。また、使用済みメッキ液は下部端面板の排出孔から下方へ落下させるので、無用な飛散も防げる。
【００２５】
第７の手段によれば、固定ドラムに小径部分を設け、その小径部分の外周側にできる円弧形のスペースを使用済みメッキ液の排出経路として利用するので、使用済みメッキ液の排出性をよくすることができる。
【００２６】
第８の手段によれば、メッキ装置と被処理物と溝とで構成されるトンネル状空間に、メッキ装置側から所定のメッキ液を供給し、メッキ液の一部はトンネル状空間を被処理物の移動方向に流し、メッキ液の他の部分はトンネル状空間を前記被処理物の移動方向と反対方向に流すので、使用済みメッキ液の排出性をよくすることができ、メッキの高速処理が可能となり生産性を向上させることができる。
【００２７】
第９の手段によれば、ワークに、メッキやけを起こすことなく、60A/dm2以上の電流密度で通電することができるので、メッキの高速処理が可能となり生産性を向上させることができる。
【００２８】
第１０の手段によれば、第８または第９の手段にて説明したメッキの高速処理による生産性の向上は、当該メッキが金メッキであるときに顕著である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は実施形態のメッキ装置の原理構成を示す簡略図であり、（ａ）は上から見た断面図、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ矢視断面図である。この図を用いて、まず実施形態のメッキ装置の概略構成について述べる。
【００３０】
図１において、Ｗは被メッキ部材としてのワークである。このワークＷは帯板状のもので、その長さ方向（矢印Ｃ方向）に送り移動される。このメッキ装置は、メッキ槽の底壁より鉛直方向に立設された固定軸１０と、固定軸１０の外周に回り止め固定された固定ドラム２０と、固定軸１０の外周に略水平面内で回転自在に支持された回転ドラム３０とを有する。固定ドラム２０の外周面には、白金等よりなる対電極（当該メッキが金属メッキの場合は陽極となるので、以下、陽極２１と記載する。）が露出状態で取り付けられている。
【００３１】
回転ドラム３０は、外周円筒部（回転筒）３１と、上部端面板３２と、下部端面板３３とを有する中空回転体であり、その内部空間に固定ドラム２０が収容され、外周円筒部３１の内周が固定ドラム２０の外周に微小間隙を介して対面している。この外周円筒部３１の外周に、略水平面内で長手方向に送り移動されるワークＷが所定巻付角度範囲（例えば、略半周に相当する１８０°前後）で巻き付けられる。従って、回転ドラム３０は、ワークＷの送り方向に沿って回転する。
【００３２】
上部端面板３２と下部端面板３３の外周端間に取り付けられた外周円筒部３１は、互いに別ピースとして作製された、上部端面板３２に取り付けられた上側円筒体３１Ａと、下部端面板３３に取り付けられた下側円筒体３１Ｂとからなり、上側円筒体３１Ａと下側円筒体３１Ｂの対向端縁間に所定の間隔Ｔが確保されることで、両端縁間に、外周円筒体３１の周方向に連続し且つ外周円筒体３１の外周から内周に貫通する環状開口３５が設けられている。
【００３３】
また、外周円筒体３１の外周には、溝底面にワークＷが密着して巻き付けられる環状溝３４が形成され、その環状溝３４の溝底面に、溝底面の幅より小さくして前記環状開口３５が形成されている。従って、外周円筒部３１の周面のワークＷが巻き付けられる幅方向の位置の下側に環状開口３５が位置している。また、環状溝３４の溝底面には、メッキ領域を規定するためのマスク３６が配設されており、このマスク３６の上にワークＷが巻き付け可能となっている。
【００３４】
また、固定ドラム２０の内部にはメッキ液供給通路２２が形成されている。このメッキ液供給通路２２は、固定軸１０の内部通路１１を介して送られてくるメッキ液をワークＷに向けて送り出すものであり、その開口端２２ａが、ワークＷが巻き付けられる回転ドラム３０の所定巻付角度範囲の略中間の角度位置に対応する、固定ドラム２０の外周上の位置に配置されている。
尤も、上述した固定ドラム２０の内部に形成されるメッキ液供給通路２２の位置は、回転ドラム３０の所定巻付角度範囲の略中間の角度位置に限定される訳ではなく、メッキ液の粘度等の液体特性およびワークＷの送り移動速度により、最適な角度位置を求めることとしても良い。この場合、後述するトンネル状空間５２の両端部５２ｂ、５２ｃから排出された使用済みメッキ液の量が、ほぼ等量となる位置とすればよい。当該構成は、例えば、ワークＷが固定ドラム２０と接する位置および離脱する位置を調整することで、容易に達成することができる。
また、メッキ液供給通路２２は、前記メッキ液の液体特性に応じ、複数本設けることも可能である。
【００３５】
メッキ液は、外周円筒部３１に巻き付けられたワークＷと、環状開口３５の周壁と、固定ドラム２０の外周とで囲まれる、固定ドラム２０の外周に沿った矩形断面のトンネル状空間５２を、メッキ処理のための流路として供給される。即ち、固定軸１０の内部通路１１を通ってきたメッキ液は、固定ドラム２０のメッキ液供給通路２２の開口端２２ａから、前記トンネル状空間５２の長さ方向の中央部５２ａに供給されて、ワークＷと外部円筒体３１が離間するトンネル状空間５２の両端部５２ｂ、５２ｃより外へ排出される。ここでは、図示しないメッキ液供給ポンプと、固定軸１０の内部通路１１と、固定ドラム２０内のメッキ液供給通路２２と、トンネル状空間５２等により、メッキ液供給系５０が構成されている。
【００３６】
また、下部端面板３３には、トンネル状空間５２の両端部５２ｂ、５２ｃから排出された使用済みメッキ液を下方に排出する排出孔３９が多数形成されている。なお、この固定ドラム２０は、所定巻付角度範囲に対応した角度範囲だけが大径に形成され、残りの角度範囲がそれよりも小径に形成されることで、その小径に形成された部分の外周側に円弧形のスペース２８が確保されており、この円弧形のスペース２８が、トンネル状空間５２の両端部５２ｂ、５２ｃから排出された使用済みメッキ液を排出孔３９から排出するための排出経路として利用されている。
尚、本発明の異なる実施の形態として、１個の外周円筒体３１の外周にワークＷを巻き付のではなく複数の外周円筒体に接する構成としても良い。さらに、円筒形の外周円筒体の代わりに、当該メッキ装置の平面部に設けられた溝と、当該溝に当接して移動するワークＷとでトンネル状空間を形成することとしても良い。いずれの場合であっても、トンネル状空間にメッキ液を供給し、使用済みメッキ液は当該トンネル状空間の両端部から排出すればよい。
【００３７】
次に図２を用いて、前記メッキ装置のより具体的な構成について説明する。
図２はメッキ装置の縦断面図であり、図中の符号で図１と同じものは、多少形状が違う場合もあるが、同じ部材を示している。
【００３８】
図２において、１０は導電材料製の固定軸、２０は絶縁材料製の固定ドラム、３０は絶縁材料製の回転ドラム、６０はメッキ槽の底部壁を示している。固定軸１０は、絶縁フランジ６１を介してメッキ槽の底部壁６０に立設されている。固定軸１０には、絶縁フランジ６１の下側にネジ嵌合した導電リング６２を介して導線６３が電気接続されている。
【００３９】
固定軸１０には、内部通路１１として、軸下端面から縦孔１１ａが穿設され、縦孔１１ａの上部に外周面に連通する複数の横孔１１ｂが設けられている。固定ドラム２０は、前記横孔１１ｂを覆う位置で、固定軸１１の外周に嵌合されている。
【００４０】
固定ドラム２０の本体は、ワークＷの巻付角度範囲に対応する片側の半円部分が大径とされ、残りの半円部分がそれより小径とされており、大径部分の外周に陽極２１が多数のネジで固定されている。そして、固定軸１０を介して導線６３と陽極２１とは電気的に導通している。
【００４１】
前述したメッキ液供給通路２２は、固定ドラム２０の本体の半径方向に沿って形成されており、その開口端２２ａだけが、固定ドラム２０の本体の外周に配した陽極２１の孔または隙間から外に露出している。固定ドラム２０の本体には、固定軸１０の横孔１１ｂから流入するメッキ液を受ける内周面の環状溝２３ａが設けられている。
【００４２】
回転ドラム３０は、軸受４１、４２を介して固定軸１０の外周に回転自在に支持されている。そして、上部端面板３２の外周端に、外部円筒部３１を構成する上側円筒体３１Ａが着脱自在にネジ固定され、下部端面板３３の外周端に、外部円筒部３１を構成する下側円筒体３１Ｂが着脱自在にネジ固定されている。環状溝３４や環状開口３５等の構成は、図１に示したものと同様である。
【００４３】
その他の構成については、図１の原理構成のところで説明したものと同様であるので、説明は省略する。
【００４４】
次に、図１、２を参照しながら、メッキ方法および作用を説明する。
ワークＷに対しメッキ処理を行う場合は、回転ドラム３０の外周円筒部３１の環状溝３４に、送り出し準備を整えたワークＷを巻き付ける。その状態で、固定軸１０を介して陽極２１に通電し、陽極２１とワークＷとの間に電圧を印加しながら、メッキ液供給系５０によりメッキ液を供給し、ワークＷを送り移動する。そうすると、ワークＷを巻き付けた部分にトンネル状空間５２が形成され、その部分にメッキ液が供給され、ワークＷのメッキ面と平行にメッキ液が流れて、ワークＷがメッキされる。
【００４５】
この場合、メッキ液は、トンネル状空間５２の長さ方向の中間部５２ａから供給されて、トンネル状空間５２の両端部５２ｂ、５２ｃから排出される。そして、使用済みのメッキ液は、固定ドラム２０の小径部分の外周側にできる円弧形のスペース２８を経由して排出孔３９からメッキ槽内の底部に排出される。
【００４６】
このメッキ装置の場合、外周面に陽極２１を配した固定ドラム２０の外周に、新たな回転ドラム３０を配置して、その回転ドラム３０の外周にワークＷを巻き付けるようにし、回転ドラム３０の外周円筒部３１に形成した環状開口３５を通して、ワークＷと陽極２１をメッキ液を介して対向させるようにしているので、陽極２１の管理が容易にできるようになる。
【００４７】
つまり、メッキ品種が変わった場合などには、陽極２１を取り付けた固定ドラム２０側には何も変更を加える必要はなく、回転ドラム３０側だけを変更すればよくなる。このため、陽極２１側の固定ドラム２０の管理の手間がかからなくなり、結果的にコストダウンが可能になる。
【００４８】
また、ワークＷと環状開口３５の周壁と固定ドラム２０の外周とで囲まれるトンネル状空間５２にメッキ液を供給するので、十分な攪拌効果を発揮できる速い流速でメッキ液をメッキ面に対して平行に流すことができる。また、トンネル状空間５２の長さ方向の中間部５２ａにおいてメッキ液を供給し、トンネル状空間５２の両端部５２ｂ、５２ｃからメッキ液を排出するので、供給点５２ａから排出点５２ｂ、５２ｃまでの距離を短くすることができ、メッキやけを防止することができる。その結果、高速処理が可能となる。
【００４９】
また、例えばメッキ仕様を変える場合には、マスク３６を交換することで対応できるし、特に例えば大きくメッキ幅を変える場合には、上側円筒体３１Ａまたは下側円筒体３１Ｂの少なくともいずれかを交換したりして環状開口３５の幅を変更するだけで対応できる。このため、陽極２１側の固定ドラム２０を動かしたり変更したりする必要がない。
【００５０】
また、回転ドラム３０の外周円筒体３１に環状溝３４を形成し、その環状溝３４の溝底面にワークＷを密着させるようにしているので、環状開口３５を通してのワークＷと陽極２１の距離の短縮を図ることができ、メッキ効率を上げることができる。また、環状溝３４にワークＷを巻き付けるので、回転ドラム３０の周面幅方向におけるワークＷの巻き付け位置の位置決めもできる。
【００５１】
また、このメッキ装置は、固定ドラム２０及び回転ドラム３０の中心に鉛直方向を向いた固定軸１０を貫通配備し、その固定軸１０の外周に固定ドラム２０及び回転ドラム３０を取り付けているので、簡略で安定した構造を実現することができる。
【００５２】
また、上側円筒体３１Ａと下側円筒体３１Ｂを上部端面板３２と下部端面板３３の外周端にそれぞれ着脱可能に取り付けているので、剛性を維持しながら、上側円筒体３１Ａと下側円筒体３１Ｂを容易に交換することができる。また、固定ドラム２０を回転ドラム３０内に収容しているので、コンパクトな構造を実現できると共に、固定ドラム２０に取り付けた陽極２１を保護することができる。また、回転ドラム３０の下面の排出孔３９から使用済みメッキ液を下方へ落下させるので、メッキ液の無用な飛散も防げる。
【００５３】
また、固定ドラム２０に小径部分を設け、その小径部分の外周側にできる円弧形のスペース２８を使用済みメッキ液の排出経路として利用するので、使用済みメッキ液の排出性をよくすることができる。
【００５４】
以上のことにより、メッキの限界電流密度を高くすることができる。例えば、従来のメッキ装置では２０Ａ／ｄｍ２でメッキがこげてしまったものが、本発明に係るメッキ装置を用いることで６０Ａ／ｄｍ２以上の電流密度でメッキを行うことが可能になり、更には、当該電流密度を１００Ａ／ｄｍ２まで上げることが可能となった。
さらに、本発明に係るメッキ装置にてＡｕメッキを行った結果、メッキ速度は１４μｍ／ｍｉｎであった。これは、従来のメッキ装置を用いた場合の１〜２μｍ／ｍｉｎに比べて大幅な改善であった。
【００５５】
なお、上記実施形態では、環状開口３５の幅を変更する際に、上側または下側円筒体３１Ａ、３１Ｂの少なくとも一方を交換する場合について説明したが、上側または下側円筒体３１Ａ、３１Ｂの少なくとも一方を環状開口３５の幅を変更できる方向に可動に設けておいてもよい。
【００５６】
また、このメッキ装置は、前記トンネル状空間の長さ方向の中間部においてメッキ液を供給しトンネル状空間の両端部からメッキ液を排出するので、前記固定ドラムの回転軸は、設置面に対して水平であっても垂直であっても良い。即ち、前記固定ドラムの回転軸は、このメッキ装置が設置される工程の必要に応じ、設置面に対し所望の角度をもって設置摺れば良い。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例を用いて本発明の効果をより具体的に説明する。
（実施例１）
まず、幅50mm厚さ0.3mmの帯状銅板を準備し、公知の方法により電解脱脂、酸洗をおこなった後、スルファミン酸Ｎｉ（濃度４０５ｇ／ｌ）、ほう酸（濃度４０ｇ／ｌ）液温５０℃のスルファミン酸Ｎｉメッキ浴を用い、公知の方法により１μｍのＮｉメッキを下地メッキとして成膜した。
得られたＮｉメッキを施した帯状銅板へ、本発明に係るメッキ装置を用いて０．１μｍのＡｕメッキをおこなった。
このとき、本発明に係るメッキ装置として、固定ドラム径:φ400mm・回転ドラム径:φ410mmとして、流路となる環状溝の幅:10mm・環状溝の高さ:20mmを備えるドラム装置を準備した。そして当該ドラム装置のマスク開口幅:10mmおよびマスク厚み:3mmとし、Niメッキが施された帯状銅材へ、幅10mmの帯状にAuメッキ部を設けた。尚、陽極には白金板:高さ20mmを使用した。
Ａｕメッキ液として、高純度化学製ＨＳ−１０を用い、Ａｕ濃度を１０ｇ／ｌ、２０ｇ／ｌ、３０ｇ／ｌに調製した。
Ａｕメッキ液の流速は、３６０ｍ／ｍｉｎ、１７０ｍ／ｍｉｎ、５０ｍ／ｍｉnとした。
Ａｕメッキ液の液温は、５０℃、６０℃とした。
メッキの際の電流密度は、１０Ａ／ｄｍ２、６０Ａ／ｄｍ２、１００Ａ／ｄｍ２とした。
上述の条件にてＡｕメッキをおこなった際のＡｕメッキ速度を測定し、併せて外観を観察した。尚、このときＡｕメッキの膜厚測定にはＸ線膜厚計を用い、メッキ速度は（μｍ／ｍｉｎ）に換算した。
当該測定結果を表１に記載する。
表１の結果から明らかなように、本発明に係るメッキ装置を用いた場合、上述したすべての条件において、外観良好でやけのないＡｕメッキを得ることができた。中でも、
Ａｕ濃度を３０ｇ／ｌに調製し、Ａｕメッキ液の流速を３６０ｍ／ｍｉｎとし、Ａｕメッキ液の液温を６０℃とし、メッキの際の電流密度を１００Ａ／ｄｍ２としたときは、２０μｍ／ｍｉｎのメッキ速度を得ることができた。
【００５８】
（比較例１）
メッキ装置として、図３に示す従来の技術に係る垂直流方式のメッキ装置と同様で、実施例１と同様のサイズのドラムを有し、当該ドラム内にメッキ液が滞留しない様、メッキ液排出口１０５の位置を調整したドラムを有するメッキ装置を準備し、その他の条件は実施例１と同様にして、Ｎｉメッキを施した帯状銅板へ０．１μｍのＡｕメッキをおこなった。
当該測定結果に一部を表１に記載する。
表１の結果から明らかなように、比較例に係るメッキ装置を用いた場合、メッキ速度を３．８μｍ／ｍｉｎとすると外観にやけが発生し、メッキ速度を上げることができなかった。
【００５９】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に係るメッキ装置の原理構成を示す簡略図で、（ａ）は上から見た断面図、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ矢視断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るメッキ装置の構成を示す縦断面図である。
【図３】従来のメッキ装置の一例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＶｂ−Ｖｂ矢視断面図である。
【図４】従来のメッキ装置の別の一例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂ矢視断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 固定軸
１１ 内部通路
２０ 固定ドラム
２１ 陽極
２２ メッキ液供給通路
２２ａ 開口端
２８ 円弧形のスペース
３０ 回転ドラム
３１ 外周円筒部（回転筒）
３１Ａ 上側円筒体
３１Ｂ 下側円筒体
３２ 上部端面板
３３ 下部端面板
３４ 環状溝
３５ 環状開口
３６ マスク
３９ 排出孔
５０ メッキ液供給系
５２ トンネル状空間
５２ａ 中間部
５２ｂ、５２ｃ 両端部
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に対電極を露出させた固定ドラムと、
該固定ドラムの外周に所定の間隙を介して回転自在に配置され、長手方向に送り移動される帯状または線状のワークが外周に所定の巻付角度範囲で巻き付けられる回転筒と、
該回転筒の周面の前記ワークが巻き付けられる幅方向の位置の下側に形成され、前記回転筒の周方向に連続し且つ回転筒の外周から内周に貫通するように設けられた環状開口と、
前記ワークが巻き付けられる回転筒の前記所定の巻付角度範囲の角度位置に対応する前記固定ドラムの外周上の位置に開口したメッキ液供給通路と、
前記回転筒の外周に巻き付けられたワークと前記回転筒に形成された環状開口の周壁と前記固定ドラムの外周とで囲まれる、固定ドラムの外周に沿ったトンネル状空間を流路とし、該流路に前記液供給通路からメッキ液を供給して、前記ワークと回転筒が離間する前記トンネル状空間の両端部よりメッキ液を排出するメッキ液供給系と、
を具備することを特徴とするメッキ装置。
【請求項２】
前記回転筒が、前記環状開口の幅を変更できるように、可動または交換可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のメッキ装置。
【請求項３】
前記回転筒の外周に、溝底面に前記ワークが密着して巻き付けられる環状溝が形成されており、その環状溝の溝底面に該溝底面の幅より小さくした前記環状開口が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のメッキ装置。
【請求項４】
前記環状溝の溝底面にメッキ領域を規定するマスクが配置されており、そのマスクの上に前記ワークが巻き付け可能とされていることを特徴とする請求項３に記載のメッキ装置。
【請求項５】
前記固定ドラム及び回転筒の中心に鉛直方向を向いた固定軸が貫通配備されており、その固定軸に、前記固定ドラムが回り止め状態で支持されると共に、前記回転筒が略水平面内で回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のメッキ装置。
【請求項６】
前記回転筒が、前記固定軸に回転自在に支持された上部端面板及び下部端面板の外周端間に着脱可能に取り付けられ、上部・下部端面板及び回転筒で囲まれる空間に前記固定ドラムが収容されており、前記下部端面板に、前記トンネル状空間の両端部から排出された使用済みメッキ液を下方に排出する排出孔が設けられていることを特徴とする請求項５に記載のメッキ装置。
【請求項７】
前記固定ドラムは、前記所定巻付角度範囲に対応した角度範囲だけが大径に形成され、残りの角度範囲がそれよりも小径に形成されることで、その小径に形成された部分の外周側に円弧形のスペースが確保されており、その円弧形のスペースが、前記トンネル状空間の両端部から排出された使用済みメッキ液を前記排出孔から排出するための排出経路とされていることを特徴とする請求項６に記載のメッキ装置。
【請求項８】
メッキ装置に、長手方向へ移動する帯状または線状の被処理物を当接させながら、前記被処理物に所定のメッキを施すメッキ方法であって、
前記メッキ装置の前記被処理物が当接する部分に、前記被処理物より狭幅で連続する溝を設け、前記メッキ装置と前記被処理物と前記溝とで構成されるトンネル状空間に、前記メッキ装置側から所定のメッキ液を供給し、
前記メッキ液の一部は、前記トンネル状空間を前記被処理物の移動方向に流し、
前記メッキ液の他の部分は、前記トンネル状空間を前記被処理物の移動方向と反対方向に流しながら、前記メッキ装置と前記被処理物との間で通電し、前記被処理物の前記メッキ液と接触する部分に所定のメッキを施すことを特徴とするメッキ方法。
【請求項９】
外周面に対電極を露出させた固定ドラムの外周に所定の間隙を介して回転自在に配置され環状開口の周壁を有する回転筒の外周へ、長手方向に送り移動される帯状または線状のワークを所定の巻付角度範囲で巻き付け、
前記回転筒の外周に巻き付けられたワークと前記回転筒に形成された環状開口の周壁と前記固定ドラムの外周とで囲まれる固定ドラムの外周に沿ったトンネル状空間に、前記所定の巻付角度範囲の角度位置に対応する前記固定ドラムの外周上の位置に開口したメッキ液供給通路からメッキ液を供給して、前記ワークと回転筒が離間する前記トンネル状空間の両端部よりメッキ液を排出しながら前記対電極と前記ワークとの間で通電し、前記ワークに所定のメッキを施すことを特徴とするメッキ方法。
【請求項１０】
前記所定のメッキが金メッキであることを特徴とする請求項８または９に記載のメッキ方法。
【請求項１】
外周面に対電極を露出させた固定ドラムと、
該固定ドラムの外周に所定の間隙を介して回転自在に配置され、長手方向に送り移動される帯状または線状のワークが外周に所定の巻付角度範囲で巻き付けられる回転筒と、
該回転筒の周面の前記ワークが巻き付けられる幅方向の位置の下側に形成され、前記回転筒の周方向に連続し且つ回転筒の外周から内周に貫通するように設けられた環状開口と、
前記ワークが巻き付けられる回転筒の前記所定の巻付角度範囲の角度位置に対応する前記固定ドラムの外周上の位置に開口したメッキ液供給通路と、
前記回転筒の外周に巻き付けられたワークと前記回転筒に形成された環状開口の周壁と前記固定ドラムの外周とで囲まれる、固定ドラムの外周に沿ったトンネル状空間を流路とし、該流路に前記液供給通路からメッキ液を供給して、前記ワークと回転筒が離間する前記トンネル状空間の両端部よりメッキ液を排出するメッキ液供給系と、
を具備することを特徴とするメッキ装置。
【請求項２】
前記回転筒が、前記環状開口の幅を変更できるように、可動または交換可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のメッキ装置。
【請求項３】
前記回転筒の外周に、溝底面に前記ワークが密着して巻き付けられる環状溝が形成されており、その環状溝の溝底面に該溝底面の幅より小さくした前記環状開口が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のメッキ装置。
【請求項４】
前記環状溝の溝底面にメッキ領域を規定するマスクが配置されており、そのマスクの上に前記ワークが巻き付け可能とされていることを特徴とする請求項３に記載のメッキ装置。
【請求項５】
前記固定ドラム及び回転筒の中心に鉛直方向を向いた固定軸が貫通配備されており、その固定軸に、前記固定ドラムが回り止め状態で支持されると共に、前記回転筒が略水平面内で回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のメッキ装置。
【請求項６】
前記回転筒が、前記固定軸に回転自在に支持された上部端面板及び下部端面板の外周端間に着脱可能に取り付けられ、上部・下部端面板及び回転筒で囲まれる空間に前記固定ドラムが収容されており、前記下部端面板に、前記トンネル状空間の両端部から排出された使用済みメッキ液を下方に排出する排出孔が設けられていることを特徴とする請求項５に記載のメッキ装置。
【請求項７】
前記固定ドラムは、前記所定巻付角度範囲に対応した角度範囲だけが大径に形成され、残りの角度範囲がそれよりも小径に形成されることで、その小径に形成された部分の外周側に円弧形のスペースが確保されており、その円弧形のスペースが、前記トンネル状空間の両端部から排出された使用済みメッキ液を前記排出孔から排出するための排出経路とされていることを特徴とする請求項６に記載のメッキ装置。
【請求項８】
メッキ装置に、長手方向へ移動する帯状または線状の被処理物を当接させながら、前記被処理物に所定のメッキを施すメッキ方法であって、
前記メッキ装置の前記被処理物が当接する部分に、前記被処理物より狭幅で連続する溝を設け、前記メッキ装置と前記被処理物と前記溝とで構成されるトンネル状空間に、前記メッキ装置側から所定のメッキ液を供給し、
前記メッキ液の一部は、前記トンネル状空間を前記被処理物の移動方向に流し、
前記メッキ液の他の部分は、前記トンネル状空間を前記被処理物の移動方向と反対方向に流しながら、前記メッキ装置と前記被処理物との間で通電し、前記被処理物の前記メッキ液と接触する部分に所定のメッキを施すことを特徴とするメッキ方法。
【請求項９】
外周面に対電極を露出させた固定ドラムの外周に所定の間隙を介して回転自在に配置され環状開口の周壁を有する回転筒の外周へ、長手方向に送り移動される帯状または線状のワークを所定の巻付角度範囲で巻き付け、
前記回転筒の外周に巻き付けられたワークと前記回転筒に形成された環状開口の周壁と前記固定ドラムの外周とで囲まれる固定ドラムの外周に沿ったトンネル状空間に、前記所定の巻付角度範囲の角度位置に対応する前記固定ドラムの外周上の位置に開口したメッキ液供給通路からメッキ液を供給して、前記ワークと回転筒が離間する前記トンネル状空間の両端部よりメッキ液を排出しながら前記対電極と前記ワークとの間で通電し、前記ワークに所定のメッキを施すことを特徴とするメッキ方法。
【請求項１０】
前記所定のメッキが金メッキであることを特徴とする請求項８または９に記載のメッキ方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−１８３０８５（Ｐ２００６−１８３０８５Ａ）
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７６９５５（Ｐ２００４−３７６９５５）
【出願日】平成１６年１２月２７日（２００４．１２．２７）
【出願人】（０００２２４７９８）同和鉱業株式会社 (550)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２７日（２００４．１２．２７）
【出願人】（０００２２４７９８）同和鉱業株式会社 (550)
【Ｆターム（参考）】
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