線材の表面処理装置および該表面処理装置を用いた電気めっき装置
【課題】線材の表面処理に影響を与えず、高速な表面処理を行うことができ、装置の小型化を可能とする、線材の表面処理装置を提供する。
【解決手段】処理槽５の両側に、線材２の許容曲率半径以上の半径を有するガイドローラ３１ａ〜３６ｂがそれぞれ軸方向に１列以上配されているガイドローラ装置３ａ、３ｂと、２個以上のプーリからなるプーリ列４０ａ〜４６ｅ、４１’ｅ〜４６’ａをそれぞれ有しているライン変更プーリ装置４，４’とを備えており、最初のパスラインで処理槽５を通じた線材２が、第１のライン変更プーリ装置３ｂの１列目、第１のガイドローラ装置４’の１列目を介してＵターンして、次のパスラインで処理槽５を通じ、第２のライン変更プーリ装置３ａの１列目、第２のガイドローラ装置４の１列目を介してＵターンして、その次のパスラインで処理槽５を通じる方法により表面処理を行う線材の表面処理装置。
【解決手段】処理槽５の両側に、線材２の許容曲率半径以上の半径を有するガイドローラ３１ａ〜３６ｂがそれぞれ軸方向に１列以上配されているガイドローラ装置３ａ、３ｂと、２個以上のプーリからなるプーリ列４０ａ〜４６ｅ、４１’ｅ〜４６’ａをそれぞれ有しているライン変更プーリ装置４，４’とを備えており、最初のパスラインで処理槽５を通じた線材２が、第１のライン変更プーリ装置３ｂの１列目、第１のガイドローラ装置４’の１列目を介してＵターンして、次のパスラインで処理槽５を通じ、第２のライン変更プーリ装置３ａの１列目、第２のガイドローラ装置４の１列目を介してＵターンして、その次のパスラインで処理槽５を通じる方法により表面処理を行う線材の表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材を連続して搬送して表面処理を行うための装置、および該線材の表面処理装置を用いた電気めっき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
線材製品の製造において、雰囲気ガス、めっき液、洗浄液などの流体を収容した処理手段に線材を連続して通し、該線材の表面に種々の処理を施すことが広く行われている。
【０００３】
特許文献１には、金属線材の連続処理装置、具体的には、鋼線材への電気めっき処理装置が記載されている。この装置では、複数の連続するめっき槽を備える線材連続処理部の入口と出口に１個ずつローラが設けられるとともに、各めっきの間にそれぞれ１個ずつの給電ローラが設けられている。この連続処理装置では、それ以前のめっき槽間に複数のローラが設置されていた構成との比較では、めっき槽間のローラ数が減らされているものの、複数のめっき槽が直列に設置されていることから、装置の小型化を図るには限界がある。
【０００４】
特許文献２には、線材に半田、ニッケル、亜鉛などを電気めっきする装置が記載されている。この装置では、第１のターンプーリを用いて線材のパスライン（走行経路）を、めっき槽上を空走するようにＵターンさせて、第１のターンプーリに対して軸方向にわずかにずれている第２ターンプーリに送り、次に、第２のターンプーリによって線材のパスラインを再度Ｕターンさせて、同一のめっき槽を潜通走行させて、第２のターンプーリに対して軸方向にわずかにずれている第３のターンプーリに送ることにより、金属線材に連続的に電気めっきを施している。しかしながら、この装置では、被めっき線材をＵターンさせる際に、前記被めっき線材はめっき槽内を潜通走行せず、めっきされないため、Ｕターン回数の増加に伴う処理時間の増加により、処理の高速化を図るには問題がある。また、１つのめっき槽に線材は２回のみ潜通走行するにすぎず、所定量のめっきを施すためには、複数のめっき槽を直列に配置する必要がある点で、特許文献１と同様の問題がある。
【０００５】
特許文献３には、線材に電気めっきおよび焼鈍を連続して行う装置が記載されている。この装置では洗浄槽やめっき槽内に２つのローラを設置し、複数回にわたって線材をこれらのローラに巻きつけることで処理槽の大型化を回避し、かつ、複数の処理槽を設けることなくこれらの処理を行っている。しかしながら、この装置では、洗浄槽やめっき槽の中でローラの上下に引き回された線材を処理することになるため、線材処理に影響を及ぼさない程度の許容曲率半径を有するローラを完全に処理槽内に埋没させる必要がある。このため、これらの処理槽の小型化には限界がある。また、特許文献３では、ローラの具体的な構造は開示されていないが、単にローラに複数回ワイヤを巻き回した場合、線材のパスラインが安定せずに、相互に接触する危険性もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１５８０７５号公報
【特許文献２】特開昭６３−２６６０９１号公報
【特許文献３】特開昭５９−１２９７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、線材の表面にめっきなどの処理を施すための表面処理装置において、線材の表面処理に影響を与えず、かつ、高速な表面処理を行うことができ、さらに、装置の小型化を可能とする、線材の表面処理装置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】
【０００８】
本発明は、線材を処理槽に通じさせてその表面を処理するための表面処理装置に関する。
【０００９】
特に、本発明の表面処理装置は、該処理槽の両側に、ガイドローラ装置とライン変更プーリ装置とを備えることを特徴とする。
【００１０】
このうち、前記処理槽の両側に配置される第１および第２のガイドローラ装置は、前記線材の許容曲率半径以上の半径を有するガイドローラがそれぞれ軸方向に１列以上配されている。
【００１１】
また、該ガイドローラ装置のそれぞれと前記処理槽との間に配置される第１および第２のライン変更プーリ装置は、２個以上のプーリからなるプーリ列をそれぞれ１列以上有している。各プーリ列においては、相互に軸方向および高さ方向に位置がずれている２個以上のプーリが、最初のプーリに接してから最後のプーリに接するまでの前記線材の経路を仮想円弧とした場合の半径が、前記線材の許容曲率半径以上となるように、順次備えられている。これらのガイドローラ装置およびライン変更プーリ装置は、最初のパスラインで処理槽を通じた線材が、第１のライン変更プーリ装置の１列目、第１のガイドローラ装置の１列目を介してＵターンして、次のパスラインで処理槽を通じ、その後、第２のライン変更プーリ装置の１列目、第２のガイドローラ装置の１列目を介してＵターンして、さらに次のパスラインで処理槽を通じるように構成されている。
【００１２】
なお、前記第１および第２のライン変更プーリ装置の各プーリ列の高さは、前記第１および第２のガイドローラ装置の各ガイドローラの半径（すなわち、線材の許容曲率半径）の長さ以下であることが好ましい。
【００１３】
以上の構成から理解されるように、各ガイドローラ装置のローラおよびライン変更プーリ装置のプーリ列が、少なくとも１列ずつ備えられることにより、線材は処理槽に３回通じることが可能となる。本発明では、これらの列数は任意に設定することが可能であり、第２のガイドローラ装置の１列目を介してＵターンして、３つめのパスラインで処理槽を通過した線材は、同様に、第１のライン変更プーリ装置の２列目、第１のガイドローラ装置の２列目を介して、４つめのパスラインで処理槽を通過させ、第２のライン変更プーリ装置の２列目、第２のガイドローラ装置の２列目を介して、５つめのパスラインで処理槽を通過させるようにすることができる。
【００１４】
なお、本発明を、巻き出しローラから巻き出された線材に対する最初の処理工程に適用する場合、前記最初のパスラインに、線材の巻き出しローラと、前記第２のガイドローラ装置に備えられ、線材の許容曲率半径以上の半径を有する予備ガイドローラと、前記第２のライン変更プーリ装置にさらに備えられ、相互に高さ方向に位置がずれている２個以上のプーリが、最初のプーリに接してから最後のプーリに接するまでの前記線材の経路を仮想円弧とした場合の半径が、前記線材の許容曲率半径以上となるように、順次備えられている予備プーリ列とを備えるようにして、前記巻き出しローラから巻き出された線材が、該予備ガイドローラおよび該予備プーリ列を介して、前記処理槽の最初のパスラインに通じるように構成する。
【００１５】
一方、本発明を、処理後の線材が巻き取りローラに巻き取られる最後の処理工程に適用する場合、前記第２のライン変更プーリ装置の最終列および前記第２のガイドローラ装置の最終列を介してＵターンして、最終のパスラインで処理槽を通じた線材を巻き取るための、巻き取りローラをさらに備えるようにする。
【００１６】
本発明は、任意の処理槽を用いた表面処理工程のいずれにも適用させることはできるが、特に、前記処理槽内に設けられ、少なくとも前記線材を通じさせる複数のスリットが形成されている壁を有し、処理液をオーバーフローさせるように構成されている処理治具と、該処理治具に接続され、該処理液を供給する噴き上げ配管と、前記処理槽に接続され、オーバーフローした処理液を返送する戻り配管と、前記噴き上げ配管と前記戻り配管に接続され、該処理液を循環させるポンプとをさらに備える構造に、好適に適用される。
【００１７】
また、本発明の線材の表面処理装置は、任意の表面処理工程に適用できるが、特にめっき処理工程に用いられる電気めっき装置として適用することが好ましい。この場合、本発明の表面処理装置のほか、前記処理槽の少なくも前後いずれかに線材にマイナスの電位を印加できる給電ユニットを配置し，前記処理槽内に処理液にプラスの電位を印加できる電極板を配置すればよい。
【００１８】
給電ユニットについては、給電ローラなどの任意の構成を採用することができるが、本発明のめっき装置においては、導電性の回転軸に固定された２つのプーリと、該２つのプーリの間に、前記２つのプーリを通る線材を押さえて、前記導電性の回転軸が回転しうる抱き角度を前記２つのプーリに付与するように配置されているプーリとを備えるプーリ列を複数列有する、給電ユニットを好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、線材の表面処理を高速化しつつ、小型である線材の表面処理装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による装置構成の実施形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】ライン変更プーリ装置の実施形態を示す概略斜視図である。
【図３】給電ユニットの実施形態を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図を参照しながら詳細に説明する。特に、本発明をめっき装置に適用した場合を中心に説明するが、本発明はめっき装置に限定されることはなく、また、以下の詳細な説明は、本発明の範囲を画定するものではない。
【００２２】
本発明の線材の表面処理装置は、線材（２）を処理槽（５）に通じさせてその表面を処理するためのものである。本発明は、処理槽を用いた表面処理工程に広く適用できる。そのような、表面処理工程としては、雰囲気ガスを用いた表面処理、洗浄液を用いた表面洗浄処理、めっき液を用いためっき処理などがある。また、洗浄およびめっきのように連続的な工程のそれぞれに適用することも可能である。
【００２３】
なお、以下の説明では、線材（２）として線径０．２３〜１．００ｍｍの銅製のワイヤの表面に電気めっきにより貴金属（銀、パラジウムなど）を被覆させる工程を例として、各構成部材の形状および大きさなどに言及するが、これらの形状および大きさは、本発明の適用される用途や線材の種類などに応じて、適宜変更可能である。
【００２４】
図１に示すとおり、本発明の表面処理装置は、処理槽（５）の両側に、ガイドローラ装置（３ａ、３ｂ）とライン変更プーリ装置（４、４′）とを備える。
【００２５】
このうち、処理槽（５）の両側に配置される第１のガイドローラ装置（３ｂ）と第２のガイドローラ装置（３ａ）には、線材（２）の許容曲率半径以上の半径を有するガイドローラ（３１ａ〜３６ａ、３１ｂ〜３６ｂ）がそれぞれ軸方向に１列以上、図示の例では６列ずつ配されている。図示の例では、それぞれのガイドローラ（３１ａ〜３６ａ、３１ｂ〜３６ｂ）の半径は、２２５ｍｍであり、線材（２）の許容曲率半径である２２０ｍｍより大きくなっている。
【００２６】
各ガイドローラは、たとえば、それぞれ軸受を介して独立した回転軸に支持されるように構成してもよく、それぞれ軸受を介して共通する回転軸に支持されるように構成してもよい。図示の例では、各ガイドローラの間隔は８０ｍｍとなっている。
【００２７】
また、ガイドローラ装置（３ａ、３ｂ）のそれぞれと処理槽（５）との間に配置される、第１のライン変更プーリ装置（４′）と第２のライン変更プーリ装置（４）には、２個以上のプーリからなるプーリ列（４１〜４６、４１′〜４６′）がそれぞれ１列以上、図示の例では６列ずつ備わっている。
【００２８】
図１および図２から理解されるように、各ライン変更プーリ装置（４、４′）の各プーリ列（４１〜４６、４１′〜４６′）には、相互に軸方向および高さ方向に位置がずれている２個以上のプーリ、図示の例では５つずつのプーリ（たとえば、４１ａ〜４１ｅ、４１′ａ〜４１′ｅ）が順次配されている。プーリの数は任意であり、装置構成に応じて、経路全体の仮想曲率半径が、線材（２）の許容曲率半径以上となる限り、適宜所望の個数によって構成することができる。なお、図２には、第２のライン変更プーリ装置（４）のみを示すが、第１のライン変更プーリ装置（４′）の構成は、後述する予備プーリ（４０ａ〜４１ｅ）を備えないほか、各プーリ列（４１′〜４６′）が、第２のライン変更プーリ装置（４）の各プーリ列（４１〜４６）と対称的に配置されたものとなる。
【００２９】
図示の例では、各プーリ列（４１〜４６、４１′〜４６′）の各プーリの半径は、３２ｍｍであり、これ自体は線材（２）の許容曲率半径である２２０ｍｍより小さい。
【００３０】
ただし、最初のプーリ（たとえば、４１′ａ、４１ｅ）に接してから最後のプーリ（４１′ｅ、４１ａ）に接するまでの線材（２）の経路を仮想円弧とした場合の半径が、線材（２）の許容曲率半径以上となるようになっている。図示の例では、上記仮想円弧の半径は２２５ｍｍとなっている。
【００３１】
このように構成することで、図１に示すとおり、第１および第２のライン変更プーリ装置（４、４′）の各プーリ列の高さは、第１および第２のガイドローラ装置（３ｂ、３ａ）の各ガイドローラの半径（すなわち、線材の許容曲率半径）の長さ以下とすることができる。図示の例では、たとえば、最初のプーリ（４１ａ）の高さを基準とすると、２番目から５番目（４１ｂ〜４１ｅ）のプーリの高さはそれぞれ、４４ｍｍ、７７ｍｍ、９７ｍｍ、１０５ｍｍとなっている。このようにライン変更プーリー装置を構成することで、線材（２）が接するプーリーを小型化、軽量化することができるため、プーリーの慣性を低減し、線材に負荷される張力を結果として低減することが可能である。
【００３２】
なお、それぞれのプーリは、それぞれの高さごとに共通する回転軸に軸受を介して支持されている。これにより、線材（２）の摩擦によってトルクがかかった際に、各プーリ（４１ａ〜４６ｅ）は、従動して回転するようになっている。また、各プーリ列（４１〜４６、４１′〜４６′）は、それぞれ同一ピッチで支持されている。図示の例では、８０ｍｍごとであり、これはガイドローラ（３ａ、３ｂ）の配列ピッチと同じである。
【００３３】
また、各列におけるプーリの配置は、軸方向に相互にずれるようになっている。図示の例では、８ｍｍずつ相互にずれるようになっている。このようにして、各プーリは、線材（２）を次のパスラインへ順次複数回にわたって案内すること、および、次のガイドローラ（３１ａ〜３６ａ、３１ｂ〜３６ｂ）へ複数回に分けてスムーズに線材（２）を案内することという２つの目的が達成される。なお、上記のずらし量は、等間隔であることが好ましいが、必要に応じて、各ずらし量を変化させることも可能である。
【００３４】
これらのガイドローラ装置（３ａ、３ｂ）およびライン変更プーリ装置（４、４′）は、最初のパスラインで処理槽（５）を通じた線材が、第１のライン変更プーリ装置（４′）の１列目のプーリ列（４１′）、第１のガイドローラ装置（３ｂ）の１列目のガイドローラ（３１ｂ）を介してＵターンして、次のパスラインで処理槽（５）を通じ、その後、第２のライン変更プーリ装置（４）の１列目のプーリ列（４１）、第２のガイドローラ装置（３ａ）の１列目のガイドローラ（３１ａ）を介してＵターンして、さらに次のパスラインで処理槽を通じるように構成されている。
【００３５】
このようにして、処理槽（５）を通ずる線材（２）のパスラインを、処理槽（５）の幅方向もしくは各装置の回転軸の軸方向に所定間隔をおいて複数形成することができる。
【００３６】
図示の例では、処理槽（５）の両側で、それぞれ６列を有するガイドローラ装置（３ａ、３ｂ）およびライン変更プーリ装置（４、４′）を介して、最初のパスラインを含めて、パスラインが４０ｍｍ間隔で合計１３本形成されることになる。すなわち、両側の各装置は、相手方側に対して４０ｍｍずつ位置が軸方向にずれているほか、基本的には対称的な構成は位置となっている。
【００３７】
なお、パスラインの本数は、処理槽（５）の長さや表面処理の用途や線材の表面に被覆される被覆材料の量に基づいて、任意に決定される。よって、本発明の各装置においては、公知の手段により、それぞれの列数を任意に設定できたり、各ローラないしはプーリの間隔を任意に設定できたりするように構成することもできる。
【００３８】
本発明の表面処理装置は、複数ある工程のうち、中間の処理工程において用いる場合には、最初のパスラインは、前工程から送り出された線材を、必要に応じて、別途のガイドローラにより高さを調整した上で、処理槽（５）に通じさせ、第１のライン変更プーリ装置（４′）の１列目のプーリ列（４１′）に導けばよい。また、最後のパスラインは、第２のライン変更プーリ装置（４）の最終列（４６）および第２のガイドローラ装置（３ａ）の最終列のローラ（３６ａ）を介して、送り返されて処理槽（５）を通じたのち、次の工程に送り出すようにすればよい。
【００３９】
ただし、本発明を、巻き出された線材に対する最初の処理工程に適用する場合、および、処理後の線材が最終的な製品となる最後の処理工程に適用する場合、さらには、図１に示すように、巻き出しと巻き取りの両方が行われる単独の処理工程に適用する場合、それぞれ、最初のパスラインの前方および最終のパスラインの後方に、それぞれ巻き出しローラ（１）と、巻き取りローラ（７）を配置すればよい。
【００４０】
特に、本発明では、最初のパスラインに、線材の巻き出しローラ（１）と、第２のガイドローラ装置（３ａ）に備えられ、線材の許容曲率半径以上の半径を有する予備ガイドローラ（３０ａ）と、第２のライン変更プーリ装置（４）にさらに備えられ、相互に高さ方向に位置がずれている２個以上のプーリ（４０ａ〜４０ｅ）が、最初のプーリ（４０ａ）に接してから最後のプーリ（４０ｅ）に接するまでの線材（２）の経路を仮想円弧とした場合の半径が、線材（２）の許容曲率半径以上となるように、順次備えられている予備プーリ列（４０）とを備えるようにして、巻き出しローラ（１）から巻き出された線材が、予備ガイドローラ（３０）および予備プーリ列（４０）を介して、処理槽（５）の最初のパスラインに通じるように構成することで、綿材についていた巻き癖が修正され、スムーズな線材（２）の巻き出しが可能となる。
【００４１】
なお、予備ガイドローラ（３０）および予備プーリ列（４０）を構成するプーリ（４０ａ〜４０ｅ）の構成は、第１のガイドローラ（３１〜３６）および第１のライン変更プーリ装置（４）の各プーリ（４１ａ〜４６ｅ）までと基本的には同じである。ただし、プーリ（４０ａ〜４０ｅ）は、パスラインを変更する機能が不要であることから、軸方向において同じ位置に配置される。
【００４２】
本発明の表面処理装置において、処理槽（５）の構成については任意であり、線材（２）に施す表面処理に応じて、適宜最良の構成を採用することができる。たとえば、洗浄、めっき、ウェットエッチング、潤滑剤などの塗布処理においては、図１（ｂ）に示すように、処理槽（５）の底面に処理治具（６）を設けることが好ましい。処理治具（６）は、たとえば、処理槽の底面を矩形状に区切る側壁から構成される。該側壁には、少なくとも線材（２）を通じさせる複数のスリット(図示せず)がパスラインに応じて形成されている。ただし、該スリットからは、処理液の漏出は制限され、処理液は側壁上をオーバーフローするように構成される。図示の例では、処理槽（５）の大きさは、長さ１３５０ｍｍ×幅８００ｍｍ×高さ２２０ｍｍであり、処理治具（６）の大きさは長さ１０５０ｍｍ×幅５６０ｍｍ×高さ１５０ｍｍである。これから理解されるように、本発明において処理治具（６）は非常にコンパクトな構成とすることができる。
【００４３】
処理治具（６）には、底面側において、噴き上げ配管（１０）と接続していて、噴き上げ配管（１０）を介して、底面側より洗浄液やエッチング液などの薬液が供給され瑠用になっている。また、これらの薬液は処理治具（６）の側壁を越えてオーバーフローするようになっており、処理治具（６）からオーバーフローした薬液は、処理槽（５）の底面であって、処理治具（６）の外側に接続された戻り配管（１１）を通じて、受槽（８）に返送および貯留され、ポンプ（９）によって再び噴き上げ配管（１０）を通り、処理治具（６）に供給されるようになっている。このような構成により、薬液の循環使用が可能となる。
【００４４】
以上のような構成により、線材（２）は、第２のライン変更プーリ装置（４）の予備列の各プーリ（４０ａ〜４０ｅ）を通じて、最初のパスラインに入り、処理槽（５）に設置された処理治具（６）内を通過して、所定時間の処理が施される。処理槽（５）を出た後、そのパスライン上に最初のプーリ（４１′ａ）が設置されている第１のライン変更プーリ装置（４′）の１列目のプーリ列（４１′）を通過して、順次軸方向位置を変更しながら最後のプーリ（４１′ｅ）から第１のガイドローラ装置（３ｂ）の第１列のガイドローラ（３１ｂ）の下側に導かれ、ガイドローラ（３１ｂ）によって折り返され、折り返された線材（２）は２番目のパスラインに入り、再度処理槽（５）内へと導かれる。
【００４５】
なお、ガイドローラ装置（３ａ、３ｂ）の各ローラの上側頂点を、処理槽（５）のパスラインと一致させることで、パスライン高さへの案内を目的とした別のライン変更プーリ装置が不要となる。なお、パスライン高さとガイドローラ（３ａ、３ｂ）の各ローラの上側頂点が異なる場合でも、ライン変更プーリ装置（４）と同様の構成からなる、処理槽（５）のパスライン高さまで導くためのライン変更プーリ装置を別に設けることで、対応することも可能である。
【００４６】
折り返された線材（２）が、処理槽（５）へと導入され、処理治具（６）にて所定時間の処理が施された後、同パスライン上に最初のプーリ（４ｅ）が設置されたライン変更プーリ装置（４）の１列目のプーリ列（４１）へと導入される。上述の通り、ライン変更プーリ装置（４）の１列目以降の各列の配置構成は、ライン変更プーリ装置（４′）と対称ではあるが、同様の構成となっているである。ライン変更プーリ装置（４）により、線材（２）は、３番目のパスラインに入り、第２のガイドローラ装置（３ａ）の１列目のガイドローラ（３１ａ）の下側に導かれ、ガイドローラ（３１ａ）によって折り返され、折り返された線材（２）は３番目のパスラインに入り、再度処理槽（５）内へと導かれる。
【００４７】
このようにして、処理に必要な時間まで折り返しを繰り返し、必要な時間だけ処理された線材（２）は、第２のライン変更プーリ装置（４）および第２のガイドローラ装置（３ａ）を介して、最終のパスラインに入って、処理槽（５）に導かれ、処理された後、巻き取りローラ（７）によって巻き取られる。
【００４８】
上記の構成により処理槽（５）の幅方向が許す限り、線材（２）を折り返して表面処理を施すことができるため、装置長は伸びることなく、所定の処理時間の確保が可能となる。
【００４９】
また、折り返しを行うガイドローラ（３ａ、３ｂ）は処理液の外にあるため、線材（２）の仕掛けが容易となる。さらに、近似的に許容曲率半径以上となるよう配置されたライン変更プーリ装置（４、４′）によって、線材（２）の許容曲率半径に左右されることなく、パスラインの変更が可能とあり、かつ、すべてのパスラインが処理治具（６）に平行に進入するように構成できる。このため、線材（２）が通過するために設けるスリットを小さくすることも可能であり、該スリットからの液漏れも少ないので、ポンプを小型化することもできる。
【００５０】
処理治具（６）内の処理液は受槽（８）に溜められており、ポンプ（９）によって噴き上げ配管（１０）を通して圧送される。処理治具（６）よりオーバーフローした処理液は処理槽（５）に設置された戻り配管（１１）によって受槽（８）へと戻される。これにより、必要な液量は線材（２）を浸す程度で十分であり、ガイドドローラを処理液内に設けた場合と異なり、処理液の量が線材の許容曲率半径に左右されることがないため、処理槽（５）の小型化も可能となる。
【００５１】
次に、図３を用いて、上記の表面処理装置を用いた線材の電気めっき装置について説明する。すなわち、本発明の線材の表面処理装置は、任意の表面処理工程に適用できるが、特にめっき処理工程に用いられる電気めっき装置として適用することが好ましい。この場合、上記の表面処理装置のほか、処理槽（５）の少なくも前後いずれかに線材（２）にマイナスの電位を印加できる給電ユニット（１５）を配置し，処理槽（５）内に処理液にプラスの電位を印加できる電極板（図示せず）を配置すればよい。
【００５２】
給電ユニット（１５）については、給電ローラなどの任意の構成を採用することができるが、図３に示す給電ユニット（１５）の一例においては、導電性の回転軸（１４ａ）に固定された２つのプーリと、該２つのプーリの間に、前記２つのプーリを通る線材を押さえて、導電性の回転軸（１４ａ）が回転しうる抱き角度を上記の２つのプーリに付与するように配置されているプーリとを備えるプーリ列を複数列有している。
【００５３】
なお、給電ユニット（１５）における列数は、すべてのパスライン数に対応する。たとえば、ライン変更プーリ装置（４、４′）がそれぞれｎ列である場合、パスラインは、２ｎ＋１の数となり、よって、給電ユニットの列数は、２ｎ＋１となる。たとえば、図２のライン変更プーリ装置（４）では、最初のパスラインに対応する予備列を除き６列であるから、給電ユニット（１５）の列数は、図３に示すように、最初のパスラインも含めて、１３列となる。
【００５４】
各列のプーリは、水平方向の高さにおいて、両側のプーリの上端が中間のプーリの下端よりも高くなるように配置される。また、各列は、線材（２）が導入される最初のプーリについては給電プーリであり、その他のプーリは従動プーリとなっている。すなわち、線材（２）は、第２のガイドローラ（３ａ）および第２のライン変更プーリ装置（４）の予備列を通過した後、最初のパスラインに対応する給電ユニット（１５）の第１列において、給電プーリ（１３ａ）の上側を通り給電された後、従動プーリ（１２ａ）の下側に導かれる。給電プーリ（１３ａ）は従動プーリ（１２ａ）によって押さえ込まれた線材（２）の摩擦によって、回転軸（１４ａ）が回転しうる程度に抱き角度を与えられる。従動プーリ（１２ａ）を通過した線材（２）は、従動プーリ（１２ｂ）の上側を通って、処理槽（５）内へ導かれる。すなわち、給電ユニット（１５）の第１列により、第１のパスラインを通過する線材（２）に給電がなされる。
【００５５】
第１のライン変更プーリ装置（４′）の１列目によりパスラインを変更させられ、第１のガイドローラ（３ｂ）の１列目によって折り返されて、処理槽（５）の２番目のパスラインより出てきた線材（２）は、第２列の給電プーリ（１３ｂ）の上側を通り給電される。この第２列により、２番目のパスラインを通過する線材（２）に給電がなされる。同様に、給電プーリ（１３ｂ）は、従動プーリ（１２ｃ）によって押さえ込まれた線材の摩擦によって回転軸（１４ａ）が回転しうる程度に抱き角度を与えられる。従動プーリ（１２ｃ）の下側、および、従動プーリ（１２ｄ）の上側を通り、線材（２）は、第１のライン変更プーリ装置（４）および第１のガイドローラ装置（３ａ）の１列目により折り返され、第１列と同様の構成である、給電ローラ（１５）の第３列に導入され、給電プーリ（１３ｃ）、従動プーリ（１２ｅ、１２ｆ）を介して、処理槽（５）に導入される。これにより、３番目のパスラインを通過する線材（２）に給電がなされる。
【００５６】
このようにして、線材（２）は、所定の処理が行われるまで折り返されるが、給電ユニット（１５）の各列ごとに、各パスライン用の給電が行われる。このように、図３の構成では、折り返された線材（２）は進行方向が異なるため、同じ回転軸にある給電プーリの隣のプーリは必ず従動プーリとして設置される必要がある。
【００５７】
図３の態様では、給電ユニット（１５）は、処理槽（５）の前側に設置されているが、その設置は、前、後、または前後の両者でもよい。処理槽（５）の後ろ側に設置する場合には、第１のパスラインを通過した線材が１列目の給電ローラ（１３ａ）と接触するように構成される。また、前後の両方に設置する場合、同様の構成とすることもできるが、列数を減じて、前側に設置される給電ユニット（１５）に奇数のパスラインの給電を担当させ、後側に設置される給電ユニットに偶数のパスラインの給電を担当させるようにしてもよい。
【００５８】
なお、プーリのうち、給電プーリ（１３ａ、ｂ、ｃ、…）は、回転軸（１４ａ）に直接、すなわち、回転軸（１４ａ）と共に、回転するように外嵌固定される。一方、従動プーリ（１２ａ、ｂ、ｃ、…）は、回転軸（１４ａ）に軸受を介して相対的に回転可能に外嵌固定される。したがって、給電ユニット（１５）における回転軸（１４ａ）は、線材の摩擦により回転する給電ローラ（１３ａ、ｂ、ｃ…）に応じて回転するため、配線部にはロータリーソレノイド（１６）を設置する必要がある。よって、ロータリーソレノイド（１６）から給電され、回転軸（１４ａ）を介して、給電プーリ（１３ａ、ｂ、ｃ…）に給電されるため、回転軸（１４ａ）と給電プーリ（１３ａ、ｂ、ｃ…）の材質については、導電性の良好な金属とすることが望ましい。
【００５９】
なお、導電性の金属からなる軸受を介して、給電プーリ（１３ａ、ｂ、ｃ…）を回転軸（１４ａ）に対して回転可能に外嵌固定して、回転軸（１４ａ）自体は回転しないように構成することも可能である。この場合には、ロータリーソレノイド（１６）以外の回転軸への給電手段を採りうる。
【００６０】
一方、従動プーリ（１２ａ、ｂ、ｃ…）に用いられる材質としては、絶縁性を有するもの、たとえば塩化ビニールやポリプロピレンなどの絶縁性樹脂を用いることができる。
【００６１】
給電ユニット（１５）により、線材（２）には、マイナスの電位が印加される。一方、処理治具（６）内には、電極板（図示せず）を設け、該電極板は直流電源（図示せず）と接続してプラスの電位を印加できるように構成される。
【００６２】
給電ユニット（１５）の各プーリの大きさについては、ライン変更プーリ装置（４、４′）を構成する各プーリと同様とすることも可能である。図示の例では、給電プーリおよび従動プーリともに、直径が３２ｍｍであって、両側のプーリと中間のプーリの高さのずれは０〜１０ｍｍの間で可変である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
このように、本発明により、線材の表面処理についての高速化を実現しつつ、線材の表面処理装置をコンパクトに構成することができ、電気めっきをはじめとする、線材の表面処理の分野において幅広く適用することが可能であることから、本発明は、その処理のさらなる効率化、低コスト化に大きく寄与するものと考えられる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 巻き出しローラ
２ 線材
３ ガイドローラ
４ ライン変更プーリ
５ 処理槽
６ 処理治具
７ 巻き取りローラ
８ 受槽
９ ポンプ
１０ 噴き上げ配管
１１ 戻り配管
１２ 従動プーリ
１３ 給電プーリ
１４ａ 回転軸
１５ 給電ユニット
１６ ロータリーソレノイド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材を連続して搬送して表面処理を行うための装置、および該線材の表面処理装置を用いた電気めっき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
線材製品の製造において、雰囲気ガス、めっき液、洗浄液などの流体を収容した処理手段に線材を連続して通し、該線材の表面に種々の処理を施すことが広く行われている。
【０００３】
特許文献１には、金属線材の連続処理装置、具体的には、鋼線材への電気めっき処理装置が記載されている。この装置では、複数の連続するめっき槽を備える線材連続処理部の入口と出口に１個ずつローラが設けられるとともに、各めっきの間にそれぞれ１個ずつの給電ローラが設けられている。この連続処理装置では、それ以前のめっき槽間に複数のローラが設置されていた構成との比較では、めっき槽間のローラ数が減らされているものの、複数のめっき槽が直列に設置されていることから、装置の小型化を図るには限界がある。
【０００４】
特許文献２には、線材に半田、ニッケル、亜鉛などを電気めっきする装置が記載されている。この装置では、第１のターンプーリを用いて線材のパスライン（走行経路）を、めっき槽上を空走するようにＵターンさせて、第１のターンプーリに対して軸方向にわずかにずれている第２ターンプーリに送り、次に、第２のターンプーリによって線材のパスラインを再度Ｕターンさせて、同一のめっき槽を潜通走行させて、第２のターンプーリに対して軸方向にわずかにずれている第３のターンプーリに送ることにより、金属線材に連続的に電気めっきを施している。しかしながら、この装置では、被めっき線材をＵターンさせる際に、前記被めっき線材はめっき槽内を潜通走行せず、めっきされないため、Ｕターン回数の増加に伴う処理時間の増加により、処理の高速化を図るには問題がある。また、１つのめっき槽に線材は２回のみ潜通走行するにすぎず、所定量のめっきを施すためには、複数のめっき槽を直列に配置する必要がある点で、特許文献１と同様の問題がある。
【０００５】
特許文献３には、線材に電気めっきおよび焼鈍を連続して行う装置が記載されている。この装置では洗浄槽やめっき槽内に２つのローラを設置し、複数回にわたって線材をこれらのローラに巻きつけることで処理槽の大型化を回避し、かつ、複数の処理槽を設けることなくこれらの処理を行っている。しかしながら、この装置では、洗浄槽やめっき槽の中でローラの上下に引き回された線材を処理することになるため、線材処理に影響を及ぼさない程度の許容曲率半径を有するローラを完全に処理槽内に埋没させる必要がある。このため、これらの処理槽の小型化には限界がある。また、特許文献３では、ローラの具体的な構造は開示されていないが、単にローラに複数回ワイヤを巻き回した場合、線材のパスラインが安定せずに、相互に接触する危険性もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１５８０７５号公報
【特許文献２】特開昭６３−２６６０９１号公報
【特許文献３】特開昭５９−１２９７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、線材の表面にめっきなどの処理を施すための表面処理装置において、線材の表面処理に影響を与えず、かつ、高速な表面処理を行うことができ、さらに、装置の小型化を可能とする、線材の表面処理装置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】
【０００８】
本発明は、線材を処理槽に通じさせてその表面を処理するための表面処理装置に関する。
【０００９】
特に、本発明の表面処理装置は、該処理槽の両側に、ガイドローラ装置とライン変更プーリ装置とを備えることを特徴とする。
【００１０】
このうち、前記処理槽の両側に配置される第１および第２のガイドローラ装置は、前記線材の許容曲率半径以上の半径を有するガイドローラがそれぞれ軸方向に１列以上配されている。
【００１１】
また、該ガイドローラ装置のそれぞれと前記処理槽との間に配置される第１および第２のライン変更プーリ装置は、２個以上のプーリからなるプーリ列をそれぞれ１列以上有している。各プーリ列においては、相互に軸方向および高さ方向に位置がずれている２個以上のプーリが、最初のプーリに接してから最後のプーリに接するまでの前記線材の経路を仮想円弧とした場合の半径が、前記線材の許容曲率半径以上となるように、順次備えられている。これらのガイドローラ装置およびライン変更プーリ装置は、最初のパスラインで処理槽を通じた線材が、第１のライン変更プーリ装置の１列目、第１のガイドローラ装置の１列目を介してＵターンして、次のパスラインで処理槽を通じ、その後、第２のライン変更プーリ装置の１列目、第２のガイドローラ装置の１列目を介してＵターンして、さらに次のパスラインで処理槽を通じるように構成されている。
【００１２】
なお、前記第１および第２のライン変更プーリ装置の各プーリ列の高さは、前記第１および第２のガイドローラ装置の各ガイドローラの半径（すなわち、線材の許容曲率半径）の長さ以下であることが好ましい。
【００１３】
以上の構成から理解されるように、各ガイドローラ装置のローラおよびライン変更プーリ装置のプーリ列が、少なくとも１列ずつ備えられることにより、線材は処理槽に３回通じることが可能となる。本発明では、これらの列数は任意に設定することが可能であり、第２のガイドローラ装置の１列目を介してＵターンして、３つめのパスラインで処理槽を通過した線材は、同様に、第１のライン変更プーリ装置の２列目、第１のガイドローラ装置の２列目を介して、４つめのパスラインで処理槽を通過させ、第２のライン変更プーリ装置の２列目、第２のガイドローラ装置の２列目を介して、５つめのパスラインで処理槽を通過させるようにすることができる。
【００１４】
なお、本発明を、巻き出しローラから巻き出された線材に対する最初の処理工程に適用する場合、前記最初のパスラインに、線材の巻き出しローラと、前記第２のガイドローラ装置に備えられ、線材の許容曲率半径以上の半径を有する予備ガイドローラと、前記第２のライン変更プーリ装置にさらに備えられ、相互に高さ方向に位置がずれている２個以上のプーリが、最初のプーリに接してから最後のプーリに接するまでの前記線材の経路を仮想円弧とした場合の半径が、前記線材の許容曲率半径以上となるように、順次備えられている予備プーリ列とを備えるようにして、前記巻き出しローラから巻き出された線材が、該予備ガイドローラおよび該予備プーリ列を介して、前記処理槽の最初のパスラインに通じるように構成する。
【００１５】
一方、本発明を、処理後の線材が巻き取りローラに巻き取られる最後の処理工程に適用する場合、前記第２のライン変更プーリ装置の最終列および前記第２のガイドローラ装置の最終列を介してＵターンして、最終のパスラインで処理槽を通じた線材を巻き取るための、巻き取りローラをさらに備えるようにする。
【００１６】
本発明は、任意の処理槽を用いた表面処理工程のいずれにも適用させることはできるが、特に、前記処理槽内に設けられ、少なくとも前記線材を通じさせる複数のスリットが形成されている壁を有し、処理液をオーバーフローさせるように構成されている処理治具と、該処理治具に接続され、該処理液を供給する噴き上げ配管と、前記処理槽に接続され、オーバーフローした処理液を返送する戻り配管と、前記噴き上げ配管と前記戻り配管に接続され、該処理液を循環させるポンプとをさらに備える構造に、好適に適用される。
【００１７】
また、本発明の線材の表面処理装置は、任意の表面処理工程に適用できるが、特にめっき処理工程に用いられる電気めっき装置として適用することが好ましい。この場合、本発明の表面処理装置のほか、前記処理槽の少なくも前後いずれかに線材にマイナスの電位を印加できる給電ユニットを配置し，前記処理槽内に処理液にプラスの電位を印加できる電極板を配置すればよい。
【００１８】
給電ユニットについては、給電ローラなどの任意の構成を採用することができるが、本発明のめっき装置においては、導電性の回転軸に固定された２つのプーリと、該２つのプーリの間に、前記２つのプーリを通る線材を押さえて、前記導電性の回転軸が回転しうる抱き角度を前記２つのプーリに付与するように配置されているプーリとを備えるプーリ列を複数列有する、給電ユニットを好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、線材の表面処理を高速化しつつ、小型である線材の表面処理装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による装置構成の実施形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】ライン変更プーリ装置の実施形態を示す概略斜視図である。
【図３】給電ユニットの実施形態を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図を参照しながら詳細に説明する。特に、本発明をめっき装置に適用した場合を中心に説明するが、本発明はめっき装置に限定されることはなく、また、以下の詳細な説明は、本発明の範囲を画定するものではない。
【００２２】
本発明の線材の表面処理装置は、線材（２）を処理槽（５）に通じさせてその表面を処理するためのものである。本発明は、処理槽を用いた表面処理工程に広く適用できる。そのような、表面処理工程としては、雰囲気ガスを用いた表面処理、洗浄液を用いた表面洗浄処理、めっき液を用いためっき処理などがある。また、洗浄およびめっきのように連続的な工程のそれぞれに適用することも可能である。
【００２３】
なお、以下の説明では、線材（２）として線径０．２３〜１．００ｍｍの銅製のワイヤの表面に電気めっきにより貴金属（銀、パラジウムなど）を被覆させる工程を例として、各構成部材の形状および大きさなどに言及するが、これらの形状および大きさは、本発明の適用される用途や線材の種類などに応じて、適宜変更可能である。
【００２４】
図１に示すとおり、本発明の表面処理装置は、処理槽（５）の両側に、ガイドローラ装置（３ａ、３ｂ）とライン変更プーリ装置（４、４′）とを備える。
【００２５】
このうち、処理槽（５）の両側に配置される第１のガイドローラ装置（３ｂ）と第２のガイドローラ装置（３ａ）には、線材（２）の許容曲率半径以上の半径を有するガイドローラ（３１ａ〜３６ａ、３１ｂ〜３６ｂ）がそれぞれ軸方向に１列以上、図示の例では６列ずつ配されている。図示の例では、それぞれのガイドローラ（３１ａ〜３６ａ、３１ｂ〜３６ｂ）の半径は、２２５ｍｍであり、線材（２）の許容曲率半径である２２０ｍｍより大きくなっている。
【００２６】
各ガイドローラは、たとえば、それぞれ軸受を介して独立した回転軸に支持されるように構成してもよく、それぞれ軸受を介して共通する回転軸に支持されるように構成してもよい。図示の例では、各ガイドローラの間隔は８０ｍｍとなっている。
【００２７】
また、ガイドローラ装置（３ａ、３ｂ）のそれぞれと処理槽（５）との間に配置される、第１のライン変更プーリ装置（４′）と第２のライン変更プーリ装置（４）には、２個以上のプーリからなるプーリ列（４１〜４６、４１′〜４６′）がそれぞれ１列以上、図示の例では６列ずつ備わっている。
【００２８】
図１および図２から理解されるように、各ライン変更プーリ装置（４、４′）の各プーリ列（４１〜４６、４１′〜４６′）には、相互に軸方向および高さ方向に位置がずれている２個以上のプーリ、図示の例では５つずつのプーリ（たとえば、４１ａ〜４１ｅ、４１′ａ〜４１′ｅ）が順次配されている。プーリの数は任意であり、装置構成に応じて、経路全体の仮想曲率半径が、線材（２）の許容曲率半径以上となる限り、適宜所望の個数によって構成することができる。なお、図２には、第２のライン変更プーリ装置（４）のみを示すが、第１のライン変更プーリ装置（４′）の構成は、後述する予備プーリ（４０ａ〜４１ｅ）を備えないほか、各プーリ列（４１′〜４６′）が、第２のライン変更プーリ装置（４）の各プーリ列（４１〜４６）と対称的に配置されたものとなる。
【００２９】
図示の例では、各プーリ列（４１〜４６、４１′〜４６′）の各プーリの半径は、３２ｍｍであり、これ自体は線材（２）の許容曲率半径である２２０ｍｍより小さい。
【００３０】
ただし、最初のプーリ（たとえば、４１′ａ、４１ｅ）に接してから最後のプーリ（４１′ｅ、４１ａ）に接するまでの線材（２）の経路を仮想円弧とした場合の半径が、線材（２）の許容曲率半径以上となるようになっている。図示の例では、上記仮想円弧の半径は２２５ｍｍとなっている。
【００３１】
このように構成することで、図１に示すとおり、第１および第２のライン変更プーリ装置（４、４′）の各プーリ列の高さは、第１および第２のガイドローラ装置（３ｂ、３ａ）の各ガイドローラの半径（すなわち、線材の許容曲率半径）の長さ以下とすることができる。図示の例では、たとえば、最初のプーリ（４１ａ）の高さを基準とすると、２番目から５番目（４１ｂ〜４１ｅ）のプーリの高さはそれぞれ、４４ｍｍ、７７ｍｍ、９７ｍｍ、１０５ｍｍとなっている。このようにライン変更プーリー装置を構成することで、線材（２）が接するプーリーを小型化、軽量化することができるため、プーリーの慣性を低減し、線材に負荷される張力を結果として低減することが可能である。
【００３２】
なお、それぞれのプーリは、それぞれの高さごとに共通する回転軸に軸受を介して支持されている。これにより、線材（２）の摩擦によってトルクがかかった際に、各プーリ（４１ａ〜４６ｅ）は、従動して回転するようになっている。また、各プーリ列（４１〜４６、４１′〜４６′）は、それぞれ同一ピッチで支持されている。図示の例では、８０ｍｍごとであり、これはガイドローラ（３ａ、３ｂ）の配列ピッチと同じである。
【００３３】
また、各列におけるプーリの配置は、軸方向に相互にずれるようになっている。図示の例では、８ｍｍずつ相互にずれるようになっている。このようにして、各プーリは、線材（２）を次のパスラインへ順次複数回にわたって案内すること、および、次のガイドローラ（３１ａ〜３６ａ、３１ｂ〜３６ｂ）へ複数回に分けてスムーズに線材（２）を案内することという２つの目的が達成される。なお、上記のずらし量は、等間隔であることが好ましいが、必要に応じて、各ずらし量を変化させることも可能である。
【００３４】
これらのガイドローラ装置（３ａ、３ｂ）およびライン変更プーリ装置（４、４′）は、最初のパスラインで処理槽（５）を通じた線材が、第１のライン変更プーリ装置（４′）の１列目のプーリ列（４１′）、第１のガイドローラ装置（３ｂ）の１列目のガイドローラ（３１ｂ）を介してＵターンして、次のパスラインで処理槽（５）を通じ、その後、第２のライン変更プーリ装置（４）の１列目のプーリ列（４１）、第２のガイドローラ装置（３ａ）の１列目のガイドローラ（３１ａ）を介してＵターンして、さらに次のパスラインで処理槽を通じるように構成されている。
【００３５】
このようにして、処理槽（５）を通ずる線材（２）のパスラインを、処理槽（５）の幅方向もしくは各装置の回転軸の軸方向に所定間隔をおいて複数形成することができる。
【００３６】
図示の例では、処理槽（５）の両側で、それぞれ６列を有するガイドローラ装置（３ａ、３ｂ）およびライン変更プーリ装置（４、４′）を介して、最初のパスラインを含めて、パスラインが４０ｍｍ間隔で合計１３本形成されることになる。すなわち、両側の各装置は、相手方側に対して４０ｍｍずつ位置が軸方向にずれているほか、基本的には対称的な構成は位置となっている。
【００３７】
なお、パスラインの本数は、処理槽（５）の長さや表面処理の用途や線材の表面に被覆される被覆材料の量に基づいて、任意に決定される。よって、本発明の各装置においては、公知の手段により、それぞれの列数を任意に設定できたり、各ローラないしはプーリの間隔を任意に設定できたりするように構成することもできる。
【００３８】
本発明の表面処理装置は、複数ある工程のうち、中間の処理工程において用いる場合には、最初のパスラインは、前工程から送り出された線材を、必要に応じて、別途のガイドローラにより高さを調整した上で、処理槽（５）に通じさせ、第１のライン変更プーリ装置（４′）の１列目のプーリ列（４１′）に導けばよい。また、最後のパスラインは、第２のライン変更プーリ装置（４）の最終列（４６）および第２のガイドローラ装置（３ａ）の最終列のローラ（３６ａ）を介して、送り返されて処理槽（５）を通じたのち、次の工程に送り出すようにすればよい。
【００３９】
ただし、本発明を、巻き出された線材に対する最初の処理工程に適用する場合、および、処理後の線材が最終的な製品となる最後の処理工程に適用する場合、さらには、図１に示すように、巻き出しと巻き取りの両方が行われる単独の処理工程に適用する場合、それぞれ、最初のパスラインの前方および最終のパスラインの後方に、それぞれ巻き出しローラ（１）と、巻き取りローラ（７）を配置すればよい。
【００４０】
特に、本発明では、最初のパスラインに、線材の巻き出しローラ（１）と、第２のガイドローラ装置（３ａ）に備えられ、線材の許容曲率半径以上の半径を有する予備ガイドローラ（３０ａ）と、第２のライン変更プーリ装置（４）にさらに備えられ、相互に高さ方向に位置がずれている２個以上のプーリ（４０ａ〜４０ｅ）が、最初のプーリ（４０ａ）に接してから最後のプーリ（４０ｅ）に接するまでの線材（２）の経路を仮想円弧とした場合の半径が、線材（２）の許容曲率半径以上となるように、順次備えられている予備プーリ列（４０）とを備えるようにして、巻き出しローラ（１）から巻き出された線材が、予備ガイドローラ（３０）および予備プーリ列（４０）を介して、処理槽（５）の最初のパスラインに通じるように構成することで、綿材についていた巻き癖が修正され、スムーズな線材（２）の巻き出しが可能となる。
【００４１】
なお、予備ガイドローラ（３０）および予備プーリ列（４０）を構成するプーリ（４０ａ〜４０ｅ）の構成は、第１のガイドローラ（３１〜３６）および第１のライン変更プーリ装置（４）の各プーリ（４１ａ〜４６ｅ）までと基本的には同じである。ただし、プーリ（４０ａ〜４０ｅ）は、パスラインを変更する機能が不要であることから、軸方向において同じ位置に配置される。
【００４２】
本発明の表面処理装置において、処理槽（５）の構成については任意であり、線材（２）に施す表面処理に応じて、適宜最良の構成を採用することができる。たとえば、洗浄、めっき、ウェットエッチング、潤滑剤などの塗布処理においては、図１（ｂ）に示すように、処理槽（５）の底面に処理治具（６）を設けることが好ましい。処理治具（６）は、たとえば、処理槽の底面を矩形状に区切る側壁から構成される。該側壁には、少なくとも線材（２）を通じさせる複数のスリット(図示せず)がパスラインに応じて形成されている。ただし、該スリットからは、処理液の漏出は制限され、処理液は側壁上をオーバーフローするように構成される。図示の例では、処理槽（５）の大きさは、長さ１３５０ｍｍ×幅８００ｍｍ×高さ２２０ｍｍであり、処理治具（６）の大きさは長さ１０５０ｍｍ×幅５６０ｍｍ×高さ１５０ｍｍである。これから理解されるように、本発明において処理治具（６）は非常にコンパクトな構成とすることができる。
【００４３】
処理治具（６）には、底面側において、噴き上げ配管（１０）と接続していて、噴き上げ配管（１０）を介して、底面側より洗浄液やエッチング液などの薬液が供給され瑠用になっている。また、これらの薬液は処理治具（６）の側壁を越えてオーバーフローするようになっており、処理治具（６）からオーバーフローした薬液は、処理槽（５）の底面であって、処理治具（６）の外側に接続された戻り配管（１１）を通じて、受槽（８）に返送および貯留され、ポンプ（９）によって再び噴き上げ配管（１０）を通り、処理治具（６）に供給されるようになっている。このような構成により、薬液の循環使用が可能となる。
【００４４】
以上のような構成により、線材（２）は、第２のライン変更プーリ装置（４）の予備列の各プーリ（４０ａ〜４０ｅ）を通じて、最初のパスラインに入り、処理槽（５）に設置された処理治具（６）内を通過して、所定時間の処理が施される。処理槽（５）を出た後、そのパスライン上に最初のプーリ（４１′ａ）が設置されている第１のライン変更プーリ装置（４′）の１列目のプーリ列（４１′）を通過して、順次軸方向位置を変更しながら最後のプーリ（４１′ｅ）から第１のガイドローラ装置（３ｂ）の第１列のガイドローラ（３１ｂ）の下側に導かれ、ガイドローラ（３１ｂ）によって折り返され、折り返された線材（２）は２番目のパスラインに入り、再度処理槽（５）内へと導かれる。
【００４５】
なお、ガイドローラ装置（３ａ、３ｂ）の各ローラの上側頂点を、処理槽（５）のパスラインと一致させることで、パスライン高さへの案内を目的とした別のライン変更プーリ装置が不要となる。なお、パスライン高さとガイドローラ（３ａ、３ｂ）の各ローラの上側頂点が異なる場合でも、ライン変更プーリ装置（４）と同様の構成からなる、処理槽（５）のパスライン高さまで導くためのライン変更プーリ装置を別に設けることで、対応することも可能である。
【００４６】
折り返された線材（２）が、処理槽（５）へと導入され、処理治具（６）にて所定時間の処理が施された後、同パスライン上に最初のプーリ（４ｅ）が設置されたライン変更プーリ装置（４）の１列目のプーリ列（４１）へと導入される。上述の通り、ライン変更プーリ装置（４）の１列目以降の各列の配置構成は、ライン変更プーリ装置（４′）と対称ではあるが、同様の構成となっているである。ライン変更プーリ装置（４）により、線材（２）は、３番目のパスラインに入り、第２のガイドローラ装置（３ａ）の１列目のガイドローラ（３１ａ）の下側に導かれ、ガイドローラ（３１ａ）によって折り返され、折り返された線材（２）は３番目のパスラインに入り、再度処理槽（５）内へと導かれる。
【００４７】
このようにして、処理に必要な時間まで折り返しを繰り返し、必要な時間だけ処理された線材（２）は、第２のライン変更プーリ装置（４）および第２のガイドローラ装置（３ａ）を介して、最終のパスラインに入って、処理槽（５）に導かれ、処理された後、巻き取りローラ（７）によって巻き取られる。
【００４８】
上記の構成により処理槽（５）の幅方向が許す限り、線材（２）を折り返して表面処理を施すことができるため、装置長は伸びることなく、所定の処理時間の確保が可能となる。
【００４９】
また、折り返しを行うガイドローラ（３ａ、３ｂ）は処理液の外にあるため、線材（２）の仕掛けが容易となる。さらに、近似的に許容曲率半径以上となるよう配置されたライン変更プーリ装置（４、４′）によって、線材（２）の許容曲率半径に左右されることなく、パスラインの変更が可能とあり、かつ、すべてのパスラインが処理治具（６）に平行に進入するように構成できる。このため、線材（２）が通過するために設けるスリットを小さくすることも可能であり、該スリットからの液漏れも少ないので、ポンプを小型化することもできる。
【００５０】
処理治具（６）内の処理液は受槽（８）に溜められており、ポンプ（９）によって噴き上げ配管（１０）を通して圧送される。処理治具（６）よりオーバーフローした処理液は処理槽（５）に設置された戻り配管（１１）によって受槽（８）へと戻される。これにより、必要な液量は線材（２）を浸す程度で十分であり、ガイドドローラを処理液内に設けた場合と異なり、処理液の量が線材の許容曲率半径に左右されることがないため、処理槽（５）の小型化も可能となる。
【００５１】
次に、図３を用いて、上記の表面処理装置を用いた線材の電気めっき装置について説明する。すなわち、本発明の線材の表面処理装置は、任意の表面処理工程に適用できるが、特にめっき処理工程に用いられる電気めっき装置として適用することが好ましい。この場合、上記の表面処理装置のほか、処理槽（５）の少なくも前後いずれかに線材（２）にマイナスの電位を印加できる給電ユニット（１５）を配置し，処理槽（５）内に処理液にプラスの電位を印加できる電極板（図示せず）を配置すればよい。
【００５２】
給電ユニット（１５）については、給電ローラなどの任意の構成を採用することができるが、図３に示す給電ユニット（１５）の一例においては、導電性の回転軸（１４ａ）に固定された２つのプーリと、該２つのプーリの間に、前記２つのプーリを通る線材を押さえて、導電性の回転軸（１４ａ）が回転しうる抱き角度を上記の２つのプーリに付与するように配置されているプーリとを備えるプーリ列を複数列有している。
【００５３】
なお、給電ユニット（１５）における列数は、すべてのパスライン数に対応する。たとえば、ライン変更プーリ装置（４、４′）がそれぞれｎ列である場合、パスラインは、２ｎ＋１の数となり、よって、給電ユニットの列数は、２ｎ＋１となる。たとえば、図２のライン変更プーリ装置（４）では、最初のパスラインに対応する予備列を除き６列であるから、給電ユニット（１５）の列数は、図３に示すように、最初のパスラインも含めて、１３列となる。
【００５４】
各列のプーリは、水平方向の高さにおいて、両側のプーリの上端が中間のプーリの下端よりも高くなるように配置される。また、各列は、線材（２）が導入される最初のプーリについては給電プーリであり、その他のプーリは従動プーリとなっている。すなわち、線材（２）は、第２のガイドローラ（３ａ）および第２のライン変更プーリ装置（４）の予備列を通過した後、最初のパスラインに対応する給電ユニット（１５）の第１列において、給電プーリ（１３ａ）の上側を通り給電された後、従動プーリ（１２ａ）の下側に導かれる。給電プーリ（１３ａ）は従動プーリ（１２ａ）によって押さえ込まれた線材（２）の摩擦によって、回転軸（１４ａ）が回転しうる程度に抱き角度を与えられる。従動プーリ（１２ａ）を通過した線材（２）は、従動プーリ（１２ｂ）の上側を通って、処理槽（５）内へ導かれる。すなわち、給電ユニット（１５）の第１列により、第１のパスラインを通過する線材（２）に給電がなされる。
【００５５】
第１のライン変更プーリ装置（４′）の１列目によりパスラインを変更させられ、第１のガイドローラ（３ｂ）の１列目によって折り返されて、処理槽（５）の２番目のパスラインより出てきた線材（２）は、第２列の給電プーリ（１３ｂ）の上側を通り給電される。この第２列により、２番目のパスラインを通過する線材（２）に給電がなされる。同様に、給電プーリ（１３ｂ）は、従動プーリ（１２ｃ）によって押さえ込まれた線材の摩擦によって回転軸（１４ａ）が回転しうる程度に抱き角度を与えられる。従動プーリ（１２ｃ）の下側、および、従動プーリ（１２ｄ）の上側を通り、線材（２）は、第１のライン変更プーリ装置（４）および第１のガイドローラ装置（３ａ）の１列目により折り返され、第１列と同様の構成である、給電ローラ（１５）の第３列に導入され、給電プーリ（１３ｃ）、従動プーリ（１２ｅ、１２ｆ）を介して、処理槽（５）に導入される。これにより、３番目のパスラインを通過する線材（２）に給電がなされる。
【００５６】
このようにして、線材（２）は、所定の処理が行われるまで折り返されるが、給電ユニット（１５）の各列ごとに、各パスライン用の給電が行われる。このように、図３の構成では、折り返された線材（２）は進行方向が異なるため、同じ回転軸にある給電プーリの隣のプーリは必ず従動プーリとして設置される必要がある。
【００５７】
図３の態様では、給電ユニット（１５）は、処理槽（５）の前側に設置されているが、その設置は、前、後、または前後の両者でもよい。処理槽（５）の後ろ側に設置する場合には、第１のパスラインを通過した線材が１列目の給電ローラ（１３ａ）と接触するように構成される。また、前後の両方に設置する場合、同様の構成とすることもできるが、列数を減じて、前側に設置される給電ユニット（１５）に奇数のパスラインの給電を担当させ、後側に設置される給電ユニットに偶数のパスラインの給電を担当させるようにしてもよい。
【００５８】
なお、プーリのうち、給電プーリ（１３ａ、ｂ、ｃ、…）は、回転軸（１４ａ）に直接、すなわち、回転軸（１４ａ）と共に、回転するように外嵌固定される。一方、従動プーリ（１２ａ、ｂ、ｃ、…）は、回転軸（１４ａ）に軸受を介して相対的に回転可能に外嵌固定される。したがって、給電ユニット（１５）における回転軸（１４ａ）は、線材の摩擦により回転する給電ローラ（１３ａ、ｂ、ｃ…）に応じて回転するため、配線部にはロータリーソレノイド（１６）を設置する必要がある。よって、ロータリーソレノイド（１６）から給電され、回転軸（１４ａ）を介して、給電プーリ（１３ａ、ｂ、ｃ…）に給電されるため、回転軸（１４ａ）と給電プーリ（１３ａ、ｂ、ｃ…）の材質については、導電性の良好な金属とすることが望ましい。
【００５９】
なお、導電性の金属からなる軸受を介して、給電プーリ（１３ａ、ｂ、ｃ…）を回転軸（１４ａ）に対して回転可能に外嵌固定して、回転軸（１４ａ）自体は回転しないように構成することも可能である。この場合には、ロータリーソレノイド（１６）以外の回転軸への給電手段を採りうる。
【００６０】
一方、従動プーリ（１２ａ、ｂ、ｃ…）に用いられる材質としては、絶縁性を有するもの、たとえば塩化ビニールやポリプロピレンなどの絶縁性樹脂を用いることができる。
【００６１】
給電ユニット（１５）により、線材（２）には、マイナスの電位が印加される。一方、処理治具（６）内には、電極板（図示せず）を設け、該電極板は直流電源（図示せず）と接続してプラスの電位を印加できるように構成される。
【００６２】
給電ユニット（１５）の各プーリの大きさについては、ライン変更プーリ装置（４、４′）を構成する各プーリと同様とすることも可能である。図示の例では、給電プーリおよび従動プーリともに、直径が３２ｍｍであって、両側のプーリと中間のプーリの高さのずれは０〜１０ｍｍの間で可変である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
このように、本発明により、線材の表面処理についての高速化を実現しつつ、線材の表面処理装置をコンパクトに構成することができ、電気めっきをはじめとする、線材の表面処理の分野において幅広く適用することが可能であることから、本発明は、その処理のさらなる効率化、低コスト化に大きく寄与するものと考えられる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 巻き出しローラ
２ 線材
３ ガイドローラ
４ ライン変更プーリ
５ 処理槽
６ 処理治具
７ 巻き取りローラ
８ 受槽
９ ポンプ
１０ 噴き上げ配管
１１ 戻り配管
１２ 従動プーリ
１３ 給電プーリ
１４ａ 回転軸
１５ 給電ユニット
１６ ロータリーソレノイド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材を処理槽に通じさせてその表面を処理するための表面処理装置であって、
該処理槽の両側に配置され、前記線材の許容曲率半径以上の半径を有するガイドローラがそれぞれ軸方向に１列以上配されている第１および第２のガイドローラ装置と、
該ガイドローラ装置のそれぞれと前記処理槽との間に配置され、相互に軸方向および高さ方向に位置がずれている２個以上のプーリが、最初のプーリに接してから最後のプーリに接するまでの前記線材の経路を仮想円弧とした場合の半径が、前記線材の許容曲率半径以上となるように、順次備えられているプーリ列がそれぞれ１列以上配されている第１および第２のライン変更プーリ装置とを備え、
最初のパスラインで処理槽を通じた線材が、第１のライン変更プーリ装置の１列目、第１のガイドローラ装置の１列目を介してＵターンして、次のパスラインで処理槽を通じ、その後、第２のライン変更プーリ装置の１列目、第２のガイドローラ装置の１列目を介してＵターンして、さらに次のパスラインで処理槽を通じるように構成されている、線材の表面処理装置。
【請求項２】
前記第１および第２のライン変更プーリ装置の各プーリ列の高さが、前記第１および第２のガイドローラ装置の各ガイドローラの半径の長さ以下である、請求項１に記載の線材の表面処理装置。
【請求項３】
前記最初のパスラインに、線材の巻き出しローラと、前記第２のガイドローラ装置にさらに備えられ、線材の許容曲率半径以上の半径を有する予備ガイドローラと、前記第２のライン変更プーリ装置にさらに備えられ、相互に高さ方向に位置がずれている２個以上のプーリが、最初のプーリに接してから最後のプーリに接するまでの前記線材の経路を仮想円弧とした場合の半径が、前記線材の許容曲率半径以上となるように、順次備えられている予備プーリ列とを有し、前記巻き出しローラから巻き出された線材が、該予備ガイドローラおよび該予備プーリ列を介して、前記処理槽の最初のパスラインに通じるように構成されている、請求項１に記載の線材の表面処理装置。
【請求項４】
前記第２のライン変更プーリ装置の最終列および前記第２のガイドローラ装置の最終列を介してＵターンして、最終のパスラインで処理槽を通じた線材を巻き取るための、巻き取りローラをさらに備える、請求項１に記載の線材の表面処理装置。
【請求項５】
前記処理槽内に設けられ、少なくとも前記線材を通じさせる複数のスリットが形成されている壁を有し、処理液をオーバーフローさせるように構成されている処理治具と、該処理治具に接続され、該処理液を供給する噴き上げ配管と、前記処理槽に接続され、オーバーフローした処理液を返送する戻り配管と、前記噴き上げ配管と前記戻り配管に接続され、該処理液を循環させるポンプとをさらに備える、請求項１に記載の線材の表面処理装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の表面処理装置と、前記処理槽の少なくとも前後いずれかに配置される給電ユニットと、前記処理槽内に配置される電極板とを備える、電気めっき装置。
【請求項７】
前記給電ユニットが、導電性の回転軸に固定された２つのプーリと、該２つのプーリの間に、前記２つのプーリを通る線材を押さえて、前記導電性の回転軸が回転しうる抱き角度を前記２つのプーリに付与するように配置されているプーリとを備えるプーリ列を複数列有する、請求項６に記載の電気めっき装置。
【請求項１】
線材を処理槽に通じさせてその表面を処理するための表面処理装置であって、
該処理槽の両側に配置され、前記線材の許容曲率半径以上の半径を有するガイドローラがそれぞれ軸方向に１列以上配されている第１および第２のガイドローラ装置と、
該ガイドローラ装置のそれぞれと前記処理槽との間に配置され、相互に軸方向および高さ方向に位置がずれている２個以上のプーリが、最初のプーリに接してから最後のプーリに接するまでの前記線材の経路を仮想円弧とした場合の半径が、前記線材の許容曲率半径以上となるように、順次備えられているプーリ列がそれぞれ１列以上配されている第１および第２のライン変更プーリ装置とを備え、
最初のパスラインで処理槽を通じた線材が、第１のライン変更プーリ装置の１列目、第１のガイドローラ装置の１列目を介してＵターンして、次のパスラインで処理槽を通じ、その後、第２のライン変更プーリ装置の１列目、第２のガイドローラ装置の１列目を介してＵターンして、さらに次のパスラインで処理槽を通じるように構成されている、線材の表面処理装置。
【請求項２】
前記第１および第２のライン変更プーリ装置の各プーリ列の高さが、前記第１および第２のガイドローラ装置の各ガイドローラの半径の長さ以下である、請求項１に記載の線材の表面処理装置。
【請求項３】
前記最初のパスラインに、線材の巻き出しローラと、前記第２のガイドローラ装置にさらに備えられ、線材の許容曲率半径以上の半径を有する予備ガイドローラと、前記第２のライン変更プーリ装置にさらに備えられ、相互に高さ方向に位置がずれている２個以上のプーリが、最初のプーリに接してから最後のプーリに接するまでの前記線材の経路を仮想円弧とした場合の半径が、前記線材の許容曲率半径以上となるように、順次備えられている予備プーリ列とを有し、前記巻き出しローラから巻き出された線材が、該予備ガイドローラおよび該予備プーリ列を介して、前記処理槽の最初のパスラインに通じるように構成されている、請求項１に記載の線材の表面処理装置。
【請求項４】
前記第２のライン変更プーリ装置の最終列および前記第２のガイドローラ装置の最終列を介してＵターンして、最終のパスラインで処理槽を通じた線材を巻き取るための、巻き取りローラをさらに備える、請求項１に記載の線材の表面処理装置。
【請求項５】
前記処理槽内に設けられ、少なくとも前記線材を通じさせる複数のスリットが形成されている壁を有し、処理液をオーバーフローさせるように構成されている処理治具と、該処理治具に接続され、該処理液を供給する噴き上げ配管と、前記処理槽に接続され、オーバーフローした処理液を返送する戻り配管と、前記噴き上げ配管と前記戻り配管に接続され、該処理液を循環させるポンプとをさらに備える、請求項１に記載の線材の表面処理装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の表面処理装置と、前記処理槽の少なくとも前後いずれかに配置される給電ユニットと、前記処理槽内に配置される電極板とを備える、電気めっき装置。
【請求項７】
前記給電ユニットが、導電性の回転軸に固定された２つのプーリと、該２つのプーリの間に、前記２つのプーリを通る線材を押さえて、前記導電性の回転軸が回転しうる抱き角度を前記２つのプーリに付与するように配置されているプーリとを備えるプーリ列を複数列有する、請求項６に記載の電気めっき装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−９２３９８（Ｐ２０１２−９２３９８Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４０９６７（Ｐ２０１０−２４０９６７）
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
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