JP2004315885A

JP2004315885A - めっき処理システム

Info

Publication number: JP2004315885A
Application number: JP2003111211A
Authority: JP
Inventors: Bungo Kamiya; 文吾神谷; Masayuki Inagi; 正之稲木; Masahiro Koyanagi; 雅弘小柳; Susumu Tanaka; 進田中; Kazuhiro Hasegawa; 和宏長谷川; Noritoshi Mochizuki; 紀寿望月; Naoki Kino; 直樹木野; Yuko Fukihara; 祐子吹原
Original assignee: KAMIYA RIKEN KK; Shizuoka Prefecture
Current assignee: KAMIYA RIKEN KK; Shizuoka Prefecture
Priority date: 2003-04-16
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2023-04-16
Also published as: JP4213985B2

Abstract

【課題】水洗槽内の洗浄水の汚れを直接的且つ客観的に監視し、水洗槽内の汚れを除去するために必要な洗浄水の量を調整することにより、当該洗浄槽内に供給される清浄な洗浄水の量を削減することができる。
【解決手段】ワークに対してめっき処理又はその予備処理を行うべく、所定の処理液が収容された処理槽と、ワークを水洗すべく洗浄水が収容された水洗槽と、該水洗槽に清浄な洗浄水を供給する供給手段とを具備しためっき処理システムにおいて、水洗槽内の洗浄水の汚れ具合を検出する汚れ検出手段と、該汚れ検出手段による検出値に基づき供給手段による洗浄水の供給量を制御する制御手段とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク表面にめっき処理を施すためのめっき処理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ボルトなどの大量の小型部品をめっき処理するには、通常、バレルめっきにて行われる。かかるバレルめっきは、電気めっきの一種であって、バレルと呼ばれる数ミリ程度の孔を多数有する六角柱の容器の中へワークを入れ、該バレル自体をめっき液中で回転させることにより、当該バレル内側に配設された陰極にワークが断続的に接触して、表面にめっきが施される。
【０００３】
上記バレルめっき処理において、複数の処理槽及び水洗槽を併設してラインを構成し、めっき処理に必要とされる一連の処理工程をラインに沿って順次行わせるめっき処理システムが、例えば特許文献１にて開示されている。かかる文献によれば、所定の処理槽（めっき処理槽）の後に水洗槽を配設しておき、バレルをラインに沿って順次各槽上まで搬送し、その処理槽又は水洗槽にバレルを浸しつつ回転させた後、次の処理槽又は水洗槽に搬送すべくバレルを上昇し得るようになっている。
【０００４】
水洗槽は、前処理において付着した処理液等を洗い流すための洗浄水が満たされている。従って、当該水洗槽内の洗浄水は、ワーク及びバレルが浸される度に前処理の処理液や他の付着物等を多く含有することとなり、汚れてしまうこととなる。然るに、かかる洗浄水の汚れを除去すべく、水洗槽内に清浄な洗浄水を供給する手段が配設されており、該手段にて洗浄水を供給させつつ汚れた洗浄水をオーバーフロー等にて排出させ、当該水洗槽内の洗浄水が常時清浄な状態であるように構成されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−５４１５２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のめっき処理システムは、水洗槽の汚れ具合を直接的且つ客観的に確認するものでないため、水洗槽内に供給すべき洗浄水の量を適切に調整することができなかった。即ち、従来のめっき処理システムにおいては、例えばライン稼働から所定時間経過或いは所定回数の洗浄作業が行われたことを認識した場合、清浄な洗浄水を供給するなどしていた。また、その供給すべき洗浄水は、作業者の経験上、水洗槽内の汚れがほぼ完全になくなるであろう量に達するまで行われていた。
【０００７】
従って、水洗槽内の洗浄水の汚れを直接的且つ客観的に監視していたわけではないので、ワーク及びバレルの洗浄効果を確実に得るために、必要以上の量（洗浄効果を得るのに必要最小限な量以上）が水洗槽内に供給されることとなり、めっき処理システムにおける洗浄水の消費量が多大となってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、水洗槽内の洗浄水の汚れを直接的且つ客観的に監視し、水洗槽内の汚れを除去するために必要な洗浄水の量を調整することにより、当該洗浄槽内に供給される清浄な洗浄水の量を削減することができるめっき処理システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、ワークに対してめっき処理又はその予備処理を行うべく、所定の処理液が収容された処理槽と、ワークを水洗すべく洗浄水が収容された水洗槽と、該水洗槽に清浄な洗浄水を供給する供給手段とを具備しためっき処理システムにおいて、前記水洗槽内の洗浄水の汚れ具合を検出する汚れ検出手段と、該汚れ検出手段による検出値に基づき前記供給手段による洗浄水の供給量を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のめっき処理システムにおいて、前記汚れ検出手段は、水洗槽内における洗浄水の導電率を測定するものであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載のめっき処理システムにおいて、前記制御手段によって求められる洗浄水の供給量は、前記汚れ検出手段で検出された汚れ具合をパラメータとした所定の演算式により算出されることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係るめっき処理システムは、複数の処理槽及び洗浄槽を併設させためっきラインに沿って、ワークを収容したバレルを移動させつつ各処理槽及び洗浄槽に当該バレルを浸して回転させ、一連のめっき処理を自動で行うものであり、具体的には、バレル内にはワークとしての小型金属部品が収容されている。
【００１３】
本めっき処理システムは、図１に示すように、電解脱脂槽Ｃ１と、酸活性処理槽Ｃ２と、Ａｇストライク槽Ｃ３と、Ａｇめっき槽Ｃ４と、回収槽Ｃ５と、水洗槽Ｗ１〜Ｗ６とを直列に併設してなるものであり、このうち水洗槽Ｗ１〜Ｗ６のそれぞれには、汚れ検出手段としての導電率センサａ〜ｆが配設されている。かかる導電率センサａ〜ｆは、水洗槽Ｗ１〜Ｗ６内の洗浄水の導電率を検出して、その洗浄水の汚れ具合を検出するものである。
【００１４】
また、上記しためっきラインを構成する各槽の上方には、当該めっきラインに沿ってバレルを摺動させるためのレールが敷設されており、ワークを収容したバレルがＣ１からＷ６まで搬送されるとともに、搬送の過程においてバレルを各槽にて上下動させ、その槽内の処理液又は洗浄水中で当該バレルを回転可能とされている。尚、バレル、レール及びバレルを上下動或いは回転させる構成については図示を省略している。
【００１５】
電解脱脂槽Ｃ１は、ワーク表面の油を除去するための処理液（例えば、水酸化ナトリウムが主成分のもの）が満たされた槽からなり、後工程における一連の処理の準備工程とされる。その電解脱脂槽Ｃ１の直後には、水洗槽Ｗ１及びＷ２が配設されており、当該電解脱脂槽Ｃ１で脱脂されたワークが、バレルと共に水洗されるようになっている。
【００１６】
即ち、水洗槽Ｗ１及びＷ２には、それぞれ洗浄水（例えば井戸水や水道水）が満たされており、バレル及びワークはまず水洗槽Ｗ１にて洗浄された後、水洗槽Ｗ２にて同様に洗浄されるよう構成されている。具体的には、図２に示すように、水洗槽Ｗ２には、供給管２及び供給調整手段５から成る供給手段が配設されており、水源９からの清浄な洗浄水を供給管２を介して水洗槽Ｗ２内に供給し得るようになっている。
【００１７】
供給管２の先端は、水洗槽２の底面に向かって延設されており、供給された清浄な洗浄水が当該水洗槽Ｗ２の底面側に向かって流れ、その供給水量だけオーバーフローして隣接する水洗槽Ｗ１に流れ込むように構成されている。従って、供給管２から清浄な洗浄水を供給すれば、水洗槽Ｗ２からのオーバーフロー分だけ水洗槽Ｗ１にも洗浄水（この場合、必ずしも清浄とは限らない）が供給されることとなる。
【００１８】
また、水洗槽Ｗ２からのオーバーフローによって供給された洗浄水の量だけ、当該水洗槽Ｗ１内の洗浄水が排水路８へオーバーフローし、図示しない廃水施設まで流れて廃水処理されることとなる。かかる構成によれば、清浄な洗浄水が直接供給される水洗槽Ｗ２の方が前工程に位置する水洗槽Ｗ１よりも清浄度が高い状態とされており、電解脱脂槽Ｃ１の処理液が付着したバレル及びワークは、まず清浄度の低い水洗槽Ｗ１にて洗浄され、その後、清浄度の高い水洗槽Ｗ２にて洗浄されることとなる。
【００１９】
更に、供給調整手段５は、同図に示すように、電磁弁５ａ及び水量計５ｂから主に構成されており、後述する制御手段１による指示により、所望の量及びタイミングで水源９からの洗浄水を水洗槽Ｗ２に供給し得るようになっている。尚、水源９から供給管２へ流れる水量が常に一定となるよう設定されている場合は、水量計５ｂを配設しないで構成することもできる。
【００２０】
酸活性処理槽Ｃ２は、ワークの表面を粗くして、その表面へのめっきを行いやすいようにするための処理液が満たされた槽からなるものであり、その後工程には、上述した水洗槽Ｗ１及びＷ２と同様の構成の水洗槽Ｗ３及びＷ４が配設されている。このように、酸活性処理槽Ｃ２による処理工程の後、バレル及びワークに付着した当該酸活性処理槽Ｃ２の処理液を、水洗槽Ｗ３、Ｗ４の順に洗い落とし得るよう構成されている。
【００２１】
Ａｇストライク槽Ｃ３は、ワーク表面に薄くＡｇ（銀）をめっき処理するためのもので、そのための処理液が満たされた槽からなるものであり、次工程に位置するＡｇめっき槽Ｃ４の予備処理を行うための工程を構成する。Ａｇストライク槽Ｃ３にて予備処理されたワークは、バレルと共にＡｇめっき槽Ｃ４に搬送され、そこで規定の厚さとなるまでＡｇめっき処理される。
【００２２】
Ａｇめっき槽Ｃ４の直後には、洗浄水で満たされた回収槽Ｃ５が配設されており、Ａｇめっき処理を終えたワークは、バレルと共に回収槽Ｃ５の洗浄水にて洗浄される。尚、かかる回収槽Ｃ５には、水洗槽Ｗ１〜Ｗ６の如き清浄な洗浄水を供給するための手段は配設されておらず、所定期間経過後（例えば１日の処理工程が終了した後）に収容された洗浄水を全て交換するようになっている。
【００２３】
上記回収槽Ｃ５の直後には、水洗槽Ｗ１、Ｗ２及びＷ３、Ｗ４と同様の構成の水洗槽Ｗ５、Ｗ６が配設されている。これにより、前工程の回収槽Ｃ５によって荒く洗浄（主に、Ａｇめっき処理時に付着したシアン等の有毒物を除去するために荒く洗浄している）されたワークが、水洗槽Ｗ５及びＷ６の順で洗浄され、Ａｇめっき処理時に付着した処理液を確実に洗い落とし得るよう構成されている。
【００２４】
一方、既述のように、各水洗槽Ｗ１〜Ｗ６には、それぞれに満たされた洗浄水の汚れ具合を検出するための導電率センサａ〜ｆが配設されており、これらは、例えばパーソナルコンピュータやマイコンなどから成る制御手段１と電気的に接続されている。即ち、各導電率センサａ〜ｆで検出された導電率は、それぞれ制御手段１に電気信号として送信され、汚れ具合を検出し得るのである。
【００２５】
ところで、導電率センサにて測定される導電率は、洗浄水の汚れ具合と相関するものであり、例えば図３のグラフに示すように、導電率Ｄ１の洗浄水にバレル及びワークをｔ１の時点で投入すると、当該バレル及びワークの取り出し時ｔ２まで急激に上昇する。その後、洗浄水は、前工程の処理液などで汚れた状態となるため、導電率はＤ１より高い値Ｄ２となり、ｔ３時点から清浄な洗浄水を供給することにより、Ｄ１に近似した値Ｄ３まで下降する。
【００２６】
ここで、本実施形態においては、導電率センサａ〜ｆにて、それぞれの水洗槽Ｗ１〜Ｗ６の導電率をリアルタイムにて検出し、その検出信号を制御手段１に送信しているので、逐次各洗浄槽の汚れ具合を監視し得るようになっている。かかる制御手段１は、導電率センサａ〜ｆによる検出値に基づき、供給管２〜４及び供給調整手段５〜７から成る供給手段による洗浄水の供給量を制御するものである。
【００２７】
即ち、制御手段１と各供給管２〜４に配設された供給調整手段５〜７とを電気的に接続しておき、当該供給調整手段５〜７を構成する水量計による洗浄水の流量を加味しつつ電磁弁を開閉することにより、所望量の洗浄水を各水洗槽Ｗ１〜Ｗ６に供給するよう指示して制御するのである。ここで、制御手段１で指示される洗浄水の供給量は、導電率センサａ〜ｆで検出された汚れ具合をパラメータとした以下の演算式にて求められる。
【００２８】
水洗槽Ｗ１、Ｗ２を例にとった場合、図４に示すように、水洗槽Ｗ１の容積をＶ１（Ｌ）、その導電率をＡｎ（μＳ／ｃｍ）とし、水洗槽Ｗ２の容積をＶ２（Ｌ）、その導電率Ｂｎ（μＳ／ｃｍ）とおき、バレル及びワークが水洗槽Ｗ１から水洗槽Ｗ２へ移動する際、ｄ（Ｌ）の汲み出しがあり、その後ｅ（Ｌ）の洗浄水を供給するとした場合、以下の関係が成り立つ。但し、水洗槽Ｗ２へ供給する洗浄水の導電率をＣ（μＳ／ｃｍ）、水洗槽Ｗ１の導電率を１としたバレル内濃度比をαとしている。
【００２９】
即ち、水洗槽Ｗ２の導電率に着目し、バレル及びワークが投入される前の初期値、洗浄後の値、洗浄水の供給後の値（理想値）をそれぞれ導電率Ｂｎ、Ｂ_ｎ＋１、Ｂ_ｎ＋２とすると、Ｂ_ｎ＋１＝｛Ｂｎ×Ｖ２＋（Ａｎ×α−Ｂｎ）ｄ｝／Ｖ２、Ｂ_ｎ＋２＝｛Ｂ_ｎ＋１×Ｖ２−（Ｂ_ｎ＋１−Ｃ）ｅ｝／Ｖ２なる関係式が成り立つ。従って、必要な洗浄水の供給量ｅ＝（Ｂ_ｎ＋２−Ｂ_ｎ＋１）Ｖ２／（Ｃ−Ｂ_ｎ＋１）となる。故に、必要な洗浄水の供給量＝（目標導電率−現在の導電率）×水洗槽の体積／（洗浄水の導電率−現在の導電率）となる。
【００３０】
尚、電解脱脂槽Ｃ１において脱脂に用いられる水酸化ナトリウムや本システムで使用されるその他の薬液等の電離度が約１であるのに対し、電離度が１とは著しく異なる場合は、上記演算式において考慮する必要がある。また、水洗槽内において不溶性の反応物が生成されて、イオン数が減少してしまう場合、導電率センサａ〜ｆで検出される汚れ具合が変化してしまうので、その場合も上記演算式（又は直接導電率センサの検出値に反映させてもよい）において考慮する必要がある。
【００３１】
更に、導電率Ｃは、水源９から供給管２（供給管３〜４も同様）に亘る何れかの位置に導電率センサ（不図示）を配設して、そこから求められる値であり、水洗槽Ｗ２内に供給される洗浄水の汚れ具合を検出して、当該汚れ具合を制御手段１へ送信し得るよう構成されている。これにより、水洗槽Ｗ２（Ｗ４、Ｗ６も同様）に供給される洗浄水の汚れ具合の変化にも対応させることができる。
【００３２】
然るに、上記演算式により求められた量の洗浄水が供給手段から水洗槽Ｗ２に供給されるのであるが、同様な演算式により求められた量の洗浄水が各水洗槽Ｗ４又は水洗槽Ｗ６に供給されることとなる。これにより、ワークにおいて品質上問題ない程度の必要最小限の洗浄水の供給を行うことができ、一律な量（例えば２０（Ｌ）を供給する従来のものに比べ、供給すべき清浄な洗浄水の量を削減することができる。
【００３３】
また、本実施形態の如く、一つのめっきラインに複数の水洗槽が配設されている場合、各水洗槽の汚れ具合に応じて清浄な洗浄水の供給を個別に行うよう制御できるので、従来の如く、全ての水洗槽に対して一律的に清浄な洗浄水を供給するものに比べ、それぞれに対する供給すべき清浄な洗浄水の量を削減することができ、全体としての供給量を更に削減することができる。
【００３４】
上記の如く、本実施形態に係るめっき処理システムによれば、各水洗槽の汚れ具合をリアルタイムに検出し、その検出値を洗浄水の供給手段にフィードバックして清浄な洗浄水の供給量を制御するので、当該めっき処理システムで使用される清浄な洗浄水を削減することができ、処理コストを低減することができる。また、各水洗槽の汚れ具合は、導電率センサによる導電率に基づいて認識されるため、リアルタイムに汚れを監視することができ、的確な量及びタイミングにて供給手段による清浄な洗浄水の供給を行うことができる。
【００３５】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばめっきすべき部品は他の部品（例えばボルトなど）としてもよいし、Ａｇめっきの他、銅めっきシステムなど種々の湿式めっき処理（バレルを使用しないものや無電解めっき処理も含む）に適用することができる。また、本実施形態においては、所定の演算式で求められた値に基づいて供給すべき洗浄水の量を決定しているが、例えば制御手段１に所定のテーブル等を具備し、該テーブルに基づいて供給すべき洗浄水の量を決定するようにしてもよい。勿論、供給すべき洗浄水を求める演算式は、本実施形態のものに限定されず、種々他の演算式としてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、汚れ検出手段による検出値に基づき供給手段による洗浄水の供給量を制御手段にて制御するので、水洗槽内の洗浄水の汚れを直接的且つ客観的に監視し、水洗槽内の汚れを除去するために必要な洗浄水の量を調整することができ、当該洗浄槽内に供給される清浄な洗浄水の量を削減することができる。
【００３７】
請求項２の発明によれば、水洗槽内における洗浄水の導電率を測定することにより、当該水洗槽内の汚れ具合を検出することができるので、リアルタイムに汚れを監視することができ、的確な量及びタイミングにて供給手段による清浄な洗浄水の供給を行うことができる。
【００３８】
請求項３の発明によれば、制御手段によって求められる洗浄水の供給量は、汚れ検出手段で検出された汚れ具合をパラメータとした所定の演算式により算出されるので、洗浄に必要であろう最小限の量の洗浄水（洗浄水の理想供給量）を的確に求めることができ、洗浄槽内に供給される清浄な洗浄水の量を更に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るめっき処理システムを示す全体模式図
【図２】本発明の実施形態に係るめっき処理システムにおける個別の水洗槽を示す詳細断面図
【図３】本発明の実施形態に係るめっき処理システムによる水洗槽内における洗浄水の導電率の変化を示すグラフ
【図４】本発明の実施形態に係るめっき処理システムにおける水洗槽Ｗ１、Ｗ２及び当該水洗槽Ｗ２への洗浄水の供給の関係を示すブロック図
【符号の説明】
１…制御手段
２〜４…供給管
５〜７…供給調整手段
８…排水路
９…水源
５ａ…電磁弁
５ｂ…水量計
Ｃ１…電解脱脂槽
Ｃ２…酸活性処理槽
Ｃ３…Ａｇストライク槽
Ｃ４…Ａｇめっき槽
Ｃ５…回収槽
Ｗ１〜Ｗ６…水洗槽
ａ〜ｆ…導電率センサ

Claims

ワークに対してめっき処理又はその予備処理を行うべく、所定の処理液が収容された処理槽と、
ワークを水洗すべく洗浄水が収容された水洗槽と、
該水洗槽に清浄な洗浄水を供給する供給手段と、
を具備しためっき処理システムにおいて、
前記水洗槽内の洗浄水の汚れ具合を検出する汚れ検出手段と、
該汚れ検出手段による検出値に基づき前記供給手段による洗浄水の供給量を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするめっき処理システム。
前記汚れ検出手段は、水洗槽内における洗浄水の導電率を測定するものであることを特徴とする請求項１記載のめっき処理システム。
前記制御手段によって求められる洗浄水の供給量は、前記汚れ検出手段で検出された汚れ具合をパラメータとした所定の演算式により算出されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のめっき処理システム。