JP2013185241A - 鍍金装置及び鍍金物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粒状物の付着量を好適に確保できると共に、被めっき物に付着する粒状物の分布にバラツキが小さくなり、更には被めっき物に付着させる粒状物の量をコントロールしやすい鍍金装置及び鍍金物の製造方法を提供する。
【解決手段】ワイヤーソー１の製造装置１００は、電気鍍金を施すことにより、ワイヤ２の外周面に砥粒４を固着させる。製造装置１００は、鍍金液３２ｂと、鍍金液３２ｂ中に砥粒４が沈殿して成る沈殿層３２ｃと、を収容する内側鍍金槽３２を備える。ワイヤ２は、内側鍍金槽３２の底部３２ａ又は側部３２ｆから沈殿層３２ｃへ進入すると共に、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１に対し交差方向に移動することにより、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１との交差部分Ｘで砥粒４が付着される。
【選択図】図３

Description

本発明は、鍍金装置及び鍍金物の製造方法に関するものである。

従来、ワイヤの外周面にダイヤモンド等の砥粒を固着したワイヤーソーが知られている。この種のワイヤーソーは、例えば、単結晶や多結晶等から成るインゴットから半導体用ウェーハを切断（切削）する際に使用されている。
そして、ワイヤーソーを製造するための鍍金装置が多数開発され実用化に至っている。

例えば、特許文献１には、ワイヤを供給する第１ドラムと、第１ドラムから供給されたワイヤを巻き取る第２ドラムと、第１ドラム及び第２ドラムの間に配置され、鍍金液及び砥粒を収容する鍍金槽と、を備えた鍍金装置が開示されている。

この鍍金装置では、第１ドラムから供給されたワイヤが鍍金槽を通過する際に、ワイヤの外周面に電気鍍金が施されることにより、砥粒が固着されるようになっている。

特開昭６３−２２２７５号公報

ところが、前記特許文献１に記載の発明では、鍍金槽に沈殿した沈殿層の表面から当該沈殿層内へワイヤを入れた後、沈殿層の表面に対し略平行に沿ってワイヤを移動させつつ砥粒を付着させているため、ワイヤに付着した砥粒が沈殿層の他の砥粒と擦れ合ってしまい、ワイヤから脱落しやすかった。その結果、砥粒の付着量が少なくなるという問題が生じると共に、ワイヤに付着する砥粒の分布にバラツキが大きくなるという問題が生じ、更にはワイヤに付着させる砥粒の量をコントロールしにくいという問題が生じていた。

なお、このような問題は、例えば、フィルムやカーボン繊維等に粒状物を付着させる場合にも共通してあてはまる問題である。

本発明は、このような観点から創案されたものであり、粒状体の付着量を好適に確保できると共に、被めっき物に付着する粒状体の分布にバラツキが小さくなり、更には被めっき物に付着させる粒状体の量をコントロールしやすい鍍金装置及び鍍金物の製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため本発明は、電気鍍金を施すことにより、被めっき物の外面に粒状物を固着させる鍍金装置であって、鍍金液と、前記鍍金液中に前記粒状物が沈殿して成る沈殿層と、を収容する鍍金槽を備え、前記被めっき物は、前記鍍金槽の底部又は側部から前記沈殿層へ進入すると共に、前記沈殿層の表面に対し交差方向に移動することにより、前記沈殿層の表面との交差部分で前記粒状物が付着されることを特徴とする。

本発明によれば、被めっき物は、鍍金槽の底部又は側部から沈殿層へ進入すると共に、沈殿層の表面に対し交差方向に移動することにより、沈殿層の表面との交差部分で粒状物が付着されることから、被めっき物に付着した粒状物と沈殿層の他の粒状物とが擦れ合うのを回避して、被めっき物からの粒状物の脱落を防止できる。その結果、粒状物の付着量を好適に確保できると共に、被めっき物に付着する粒状物の分布にバラツキが小さくなり、更には被めっき物に付着させる粒状物の量をコントロールしやすくなる。

また、前記鍍金槽内に配置された陽極部材と、前記鍍金槽外に配置され、前記被めっき物に接触する陰極部材と、前記陽極部材及び前記陰極部材を通電する通電手段と、を更に備え、前記陽極部材は、前記沈殿層の表面に接触又は近接しているように構成するのが好ましい。

かかる構成によれば、陽極部材は、沈殿層の表面に接触又は近接していることにより、沈殿層の表面付近に確実に電界が発生することから、沈殿層の表面との交差部分で粒状物が被めっき物の外面により一層付着しやすくなる。

また、前記鍍金槽は、外側鍍金槽と、前記外側鍍金槽内に配置された内側鍍金槽と、を有し、前記外側鍍金槽には、液体と、前記液体を加温する加温手段と、が収容され、前記内側鍍金槽には、前記鍍金液及び前記沈殿層が収容されているように構成するのが好ましい。

かかる構成によれば、加温手段が外側鍍金槽に収容され、鍍金液及び沈殿層が内側鍍金槽に収容されていることにより、加温手段と沈殿層とが別々の鍍金槽に収容されるため、粒状物との接触による加温手段の損傷を防止できる。
また、加温手段が外側鍍金槽に収容されることにより、その分だけ内側鍍金槽のスペースを縮小できるため、内側鍍金槽内における粒状物の密度が増大して、被めっき物の外面に粒状物を速やかに付着させることができる。

また、前記鍍金槽の底部又は側部には、前記被めっき物が挿通される第１挿通孔が形成され、かつ前記鍍金槽の密閉性を保持する密閉部材が設けられており、前記密閉部材には、前記第１挿通孔に連通し、かつ前記被めっき物が挿通される第２挿通孔が形成されているように構成するのが好ましい。

かかる構成によれば、鍍金槽の底部又は側部には、鍍金槽の密閉性を保持する密閉部材が設けられることにより、鍍金槽からの鍍金液及び粒状物の漏出を防止できる。

また、前記沈殿層を攪拌する攪拌手段を更に備えた構成とするのが好ましい。

沈殿層には、大小様々な粒状物が堆積しており、沈殿層の表面には、比較的小さい（軽い）粒状物が堆積しやすいところ、かかる構成によれば、攪拌手段により、小さい粒状物が鍍金液中へ浮遊するため、小さい粒状物だけが被めっき物に付着するのを防止できる。これにより、大小様々な粒状物を被めっき物に均等に付着できる。

前記課題を解決するため本発明は、電気鍍金を施すことにより、被めっき物の外面に粒状物を固着させる鍍金物の製造方法であって、鍍金液と、前記鍍金液中に前記粒状物が沈殿して成る沈殿層と、を収容する鍍金槽に対し、前記ワイヤを導入する導入工程を備え、前記導入工程では、前記鍍金槽の底部又は側部から前記沈殿層へ前記被めっき物を進入させると共に、前記沈殿層の表面に対し交差方向に前記被めっき物を移動させることにより、前記沈殿層の表面との交差部分で前記被めっき物の外面に前記粒状物を付着させることを特徴とする。

本発明によれば、鍍金槽の底部又は側部から沈殿層へ被めっき物を進入させると共に、沈殿層の表面に対し交差方向に被めっき物を移動させることにより、沈殿層の表面との交差部分で被めっき物の外面に粒状物を付着させることから、被めっき物に付着した粒状物と沈殿層の他の粒状物とが擦れ合うのを回避して、被めっき物からの粒状物の脱落を防止できる。その結果、粒状物の付着量を好適に確保できると共に、被めっき物に付着する粒状物の分布にバラツキが小さくなり、更には被めっき物に付着させる粒状物の量をコントロールしやすくなる。

本発明によれば、粒状物の付着量を好適に確保できると共に、被めっき物に付着する粒状物の分布にバラツキが小さくなり、更には被めっき物に付着させる粒状物の量をコントロールしやすい鍍金装置及び鍍金物の製造方法を提供することができる。

（ａ）は、ワイヤーソーを示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。 本発明の実施形態に係るワイヤーソーの製造装置を示す概略構成図である。 図２の部分拡大図である。 変形例に係るワイヤーソーの製造装置を示す部分拡大図である。

本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
なお、本実施形態では、本発明の鍍金装置を、ワイヤーソーの製造装置に適用し、ワイヤに砥粒を付着させる場合について説明するが、鍍金装置の使用目的を限定するものではない。

本発明の実施形態に係るワイヤーソー１の製造装置１００の説明に先立ち、図１を参照して、製造物であるワイヤーソー１について説明する。図１（ａ）は、ワイヤーソー１を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
鍍金物たるワイヤーソー１は、例えば、インゴットから半導体用ウェーハ等を切断する際に使用される部材であって、ワイヤ２と、鍍金層３と、複数の砥粒４，４と、を備える。

＜ワイヤ＞
被めっき物たるワイヤ２は、ワイヤーソー１の芯線となる断面視円形状を呈する金属製の線状部材である。本実施形態のワイヤ２は、外周面全体に真鍮鍍金（図示省略）が施されたピアノ線で構成されるが、本発明はこれに限定されることなく、導電性を有する材料であれば、例えば、タングステン線、モリブデン線、ステンレス鋼線、アルミ二ウム線等で構成されてもよい。ワイヤ２の線径は、ワイヤーソー１の用途に応じて適宜設定される。

＜鍍金層＞
鍍金層３は、ワイヤ２の外周面全体を覆うように形成される部材である。本実施形態の鍍金層３は、ニッケルで構成される。

＜砥粒＞
粒状物たる砥粒４は、鍍金層３によりワイヤ２の外周面に固着され、被切断物を切断する刃部となる部材である。本実施形態の砥粒４は、ダイヤモンドで構成されるが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）等の超砥粒、玄武岩・花崗岩・凝灰岩等を粉砕した粉体、及びサファイヤ・ルビー・ガーネット・ＳｉＣ（炭化ケイ素）等の一般砥粒等で構成されてもよいし、これらの中から２種以上を組み合せたもので構成されてもよい。砥粒４の粒径は、ワイヤーソー１の用途に応じて適宜設定される。

次に、図２を参照して、本発明の実施形態に係るワイヤーソー１の製造装置１００について説明する。図２は、本発明の実施形態に係るワイヤーソー１の製造装置１００を示す概略構成図である。図２中の矢印は、ワイヤ２の移動方向を示す。

図２に示すように、鍍金装置たる製造装置１００は、供給装置１０と、前処理槽２０と、第１鍍金槽３０と、第２鍍金槽４０と、後処理槽５０と、乾燥装置６０と、巻取装置７０と、を備える。また、製造装置１００の適所には、複数のガイドローラ８０ａ−８０ｘが配置される。

＜供給装置＞
供給装置１０は、ワイヤ２が巻回され、巻取装置７０へワイヤ２を供給する円柱状の装置である。供給装置１０は、水平軸周りに回転可能に構成されている。

＜前処理槽＞
前処理槽２０は、供給装置１０から供給されたワイヤ２を清掃するための処理槽であって、脱脂槽２１と、第１水洗槽２２と、酸処理槽２３と、第２水洗槽２４と、を備える。各槽２１−２４は、上部が開口する箱状の樹脂製容器であって、所定空間の容積を有する。なお、各槽２１−２４の材質、形状及び大きさ等は適宜変更してよい。

＜脱脂槽＞
脱脂槽２１には、例えば、水酸化ナトリウムを含む洗浄液等が収容されている。脱脂槽２１は、ワイヤ２の外周面に付着している油分や埃等の汚れを除去する役割を果たす。脱脂槽２１には、収容液の温度を調節する温度調節器８２が付設されている。温度調節器８２は、収容液の温度を検出する温度センサ８２ａと、収容液を加温するヒータ８２ｂと、温度センサ８２ａで検出された温度に基づいてヒータ８２ｂの加熱量（ＯＮ／ＯＦＦを含む）を制御する制御部８２ｃと、を有する。

この場合、ヒータ８２ｂにより、収容液は、汚れの除去に適した温度に加温される。また、温度センサ８２ａで検出された温度に基づきヒータ８２ｂの加熱量を制御することにより、収容液が過度に高温になるのを防止し、収容液の濃度及び温度を安定させることができる。

＜第１水洗槽＞
第１水洗槽２２には、水が収容されている。第１水洗槽２２は、脱脂槽２１でワイヤ２に付着したアセトン等を洗浄する役割を果たす。

＜酸処理槽＞
酸処理槽２３には、例えば、塩酸等が収容されている。酸処理槽２３は、ワイヤ２の外周面の酸化物（錆等）を除去する役割を果たす。

＜第２水洗槽＞
第２水洗槽２４には、水が収容されている。第２水洗槽２４は、酸処理槽２３でワイヤ２に付着した塩酸等を洗浄する役割を果たす。

＜第１鍍金槽＞
第１鍍金槽３０は、ニッケル鍍金（電気鍍金）を施すことにより、ワイヤ２の外周面に鍍金層３を形成して砥粒４を仮固着する役割を果たす。つまり、第１鍍金槽３０では、ガイドローラ８０ｌ，８０ｍの通過時に脱落しない程度に、砥粒４がワイヤ２に固着される。第１鍍金槽３０は、外側鍍金槽３１と、外側鍍金槽３１内に配置された内側鍍金槽３２と、を有する。外側鍍金槽３１は、上部が開口する箱状の樹脂製容器であって、所定空間の容積を有する一方、内側鍍金槽３２は、上部が開口する箱状のガラス製容器であって、所定空間の容積を有する。なお、外側鍍金槽３１及び内側鍍金槽３２の材質、形状及び大きさ等は適宜変更してよい。
外側鍍金槽３１及び内側鍍金槽３２については、図３を参照して後に詳しく説明する。

＜第２鍍金槽＞
第２鍍金槽４０は、更にニッケル鍍金を施すことにより、砥粒４の固着状態を強固にして砥粒４を本固着する役割を果たす。つまり、第２鍍金槽４０では、第１鍍金槽３０で形成された鍍金層３の厚さが増大し、鍍金層３に対する砥粒４の埋込率が増大することにより、砥粒４がワイヤ２に確実に固着される。第２鍍金槽４０は、上部が開口する箱状の樹脂製容器であって、所定空間の容積を有する。第２鍍金槽４０は、他の槽２１−２４，５１−５３よりも幅寸法及び高さ寸法が長尺に形成されている。なお、第２鍍金槽４０の材質、形状及び大きさ等は適宜変更してよい。

第２鍍金槽４０の内部には、鍍金液４０ａと、複数の金属板４０ｂ，４０ｂが収容されている。鍍金液４０ａは、例えば、スルファミン酸ニッケル、ホウ酸、及び塩化ニッケルを含んだスルファミン酸浴等から成る。

金属板４０ｂは、短冊状のニッケル板で構成される。金属板４０ｂは、接続線Ｈ３を介して、直流電源９２の＋（プラス；正）極に接続されており、陽極部材として機能する。一方、直流電源９２の−（マイナス；負）極は、接続線Ｈ４を介して、ガイドローラ８０ｍに接続されており、このガイドローラ８０ｍが陰極部材として機能する。更に、ワイヤ２は、ガイドローラ８０ｍに接触しており、陰極を構成する。

第２鍍金槽４０には、鍍金液４０ａの温度を調節する温度調節器８６が付設されている。温度調節器８６は、鍍金液４０ａの温度を検出する温度センサ８６ａと、鍍金液４０ａを加温するヒータ８６ｂと、温度センサ８６ａで検出された温度に基づいてヒータ８６ｂの加熱量（ＯＮ／ＯＦＦを含む）を制御する制御部８６ｃと、を有する。

この場合、ヒータ８６ｂで鍍金液４０ａを加温することにより、鍍金液４０ａ中の電気抵抗を低減し、電気の流れを良好にできる。また、温度センサ８６ａで検出された温度に基づきヒータ８６ｂの加熱量を制御することにより、鍍金液４０ａが過度に高温になるのを防止し、鍍金液４０ａの濃度及び温度を安定させることができる。

＜後処理槽＞
後処理槽５０は、第１鍍金槽３０及び第２鍍金槽４０を通過したワイヤ２を清掃するための処理槽であって、第３水洗槽５１と、第４水洗槽５２と、第５水洗槽５３と、を備える。各水洗槽５１−５３は、上部が開口する箱状の樹脂製容器であって、所定空間の容積を有する。なお、各水洗槽５１−５３の材質、形状及び大きさ等は適宜変更してよい。

＜第３水洗槽、第４水洗槽、第５水洗槽＞
各水洗槽５１−５３には、水が収容されている。各水洗槽５１−５３は、第１鍍金槽３０及び第２鍍金槽４０でワイヤ２に付着した鍍金液３１ａ，４０ａを洗浄する役割を果たす。

＜乾燥装置＞
乾燥装置６０は、水洗槽５１−５３でワイヤ２に付着した水（水分）を除去（蒸発）すると共に、第１鍍金槽３０及び第２鍍金槽４０で形成された鍍金層３を乾燥する役割を果たす。乾燥装置６０は、加熱コイルやヒータ等の加熱手段６１と、加熱手段６１を収容する金属製の箱状部材６２と、を有する。加熱手段６１は、ワイヤ２の移動方向に沿って配置されている。箱状部材６２は、ワイヤ２の移動方向に長尺な形状を呈しており、両端部には、ワイヤ２が挿通される挿通孔６２ａ，６２ｂが形成されている。

＜巻取装置＞
巻取装置７０は、供給装置１０に対し水平方向及び鉛直方向に所定間隔離間して配置され、鍍金層３が形成され且つ砥粒４が本固着されたワイヤ２を巻き取る円柱状の装置である。巻取装置７０は、水平軸周りに回転可能に構成されている。巻取装置７０は、図示しない駆動手段（例えばモータ）により所定回転数で回転され、ワイヤ２を所定速度で巻き取るように構成されている。巻取装置７０の回転速度は、調節可能になっている。

＜ガイドローラ＞
ガイドローラ８０ａ−８０ｘは、供給装置１０から巻取装置７０へワイヤ２を案内するガイド部として機能する円柱状の部材である。ガイドローラ８０ａ−８０ｘは、水平軸周りに回転可能に構成されている。ガイドローラ８０ａ，８０ｃ，８０ｉ，８０ｌ，８０ｍ，８０ｑは、金属材料で形成され、その他のガイドローラ８０ｂ等は、樹脂材料で形成されている。ガイドローラ８０ｉ，８０ｍは、陰極部材として機能し、ワイヤ２に電流を流す給電部としての役割も果たす。

次に、外側鍍金槽３１及び内側鍍金槽３２について、図２及び図３を参照して詳細に説明する。なお、図３は、図２の部分拡大図である。図３では、説明の便宜上、外側鍍金槽３１を省略して描いている。

外側鍍金槽３１は、図２に示すように、他の槽２１−２４，５１−５３よりも幅寸法及び高さ寸法が長尺に形成されている。外側鍍金槽３１の内部には、鍍金液３１ａが収容されている。鍍金液３１ａは、例えば、塩化ニッケル、ホウ酸、及びスルファミン酸ニッケル等を含んだ水溶液から成る。なお、鍍金液３１ａに替えて水等を使用してもよい。

外側鍍金槽３１には、鍍金液３１ａの温度を調節する温度調節器８４が付設されている。温度調節器８４は、鍍金液３１ａの温度を検出する温度センサ８４ａと、鍍金液３１ａを加温するヒータ（加温手段）８４ｂと、温度センサ８４ａで検出された温度に基づきヒータ８４ｂの加熱量（ＯＮ／ＯＦＦを含む）を制御する制御部８４ｃと、を有する。

この場合、ヒータ８４ｂで鍍金液３１ａを加温することにより、鍍金液３１ａの熱が後記する内側鍍金槽３２の鍍金液３２ｂ（図３参照）に伝わり、鍍金液３２ｂを加温できる。これにより、鍍金液３２ｂ中の温度を安定化させると共に、間接加熱することで液組成の分解を予防し、電気の流れを良好にできる。また、温度センサ８４ａで検出された温度に基づきヒータ８４ｂの加熱量を制御することにより、鍍金液３１ａ，３２ｂが過度に高温になるのを防止し、鍍金液３１ａ，３２ｂの濃度及び温度を安定させることができる。

内側鍍金槽３２は、図２に示すように、外側鍍金槽３１よりも幅寸法及び高さ寸法が短尺に形成されている。内側鍍金槽３２は、複数の支持部Ｓ，Ｓを介して、外側鍍金槽３１の底部上面に固定されると共に、複数の連結部（図示省略）を介して、外側鍍金槽３１の上部開口縁に固定される。

図３に示すように、内側鍍金槽３２の底部３２ａには、ワイヤ２が挿通される微細な挿通孔（第１挿通孔）３２ａ１が形成されている。内側鍍金槽３２の底部外面３２ａ２には、内側鍍金槽３２を気密乃至液密に保持するための密閉部材３３が設けられている。密閉部材３３には、挿通孔３２ａ１に連通し、かつワイヤ２が挿通される微細な挿通孔（第２挿通孔）３３ａが形成されている。挿通孔３２ａ１，３３ａは、ワイヤ２の外径と略同一に形成される。なお、本実施形態の密閉部材３３は、シート状のシリコーンゴムで構成されるが、内側鍍金槽３２の密閉性を保持可能であってワイヤ２に損傷を与えないものであれば、その材質、形状及び大きさ等はいかなる構成であってもよい。

内側鍍金槽３２の内部には、鍍金液３２ｂと、沈殿層３２ｃと、複数の金属板３２ｄ，３２ｄと、が収容されている。また、内側鍍金槽３２は、エア攪拌装置３２ｅを有する。

鍍金液３２ｂは、例えば、塩化ニッケル、ホウ酸、及びスルファミン酸ニッケル等を含んだ水溶液から成る。
沈殿層３２ｃは、複数の砥粒４，４がその自重により鍍金液３２ｂ中に沈殿して形成されており、内側鍍金槽３２の底部内面３２ａ３に堆積している。なお、砥粒４の一部は、鍍金液３２ｂ中に浮遊している。

金属板３２ｄは、例えば、短冊状のニッケル板であって、ワイヤ２の周囲を囲むように等間隔で４本配置されている（図３では２本のみ図示）。金属板３２ｄの下端は、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１に接触している。金属板３２ｄは、接続線Ｈ１を介して、通電手段たる直流電源９０の＋（プラス；正）極に接続されており、陽極部材として機能する。一方、直流電源９０の−（マイナス；負）極は、接続線Ｈ２を介して、沈殿層３２ｃの上流側に配置されたガイドローラ８０ｉに接続されており、このガイドローラ８０ｉが陰極部材として機能する。更に、ワイヤ２は、ガイドローラ８０ｉに接触しており、陰極を構成する。

この場合、直流電源９０をオンにして金属板３２ｄ、ガイドローラ８０ｉ、及びワイヤ２に電流を流すと、ワイヤ２の外周面に対し、砥粒４が付着又は鍍金液３２ｂ中のニッケルイオン（金属イオン）と共に共析して付着する。また、ニッケルイオンの付着が進行すると、ワイヤ２の外周面に鍍金層３が形成される。これにより、砥粒４が鍍金層３によってワイヤ２の外周面に仮固着される。

なお、金属板３２ｄの下端は、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１に近接してもよいし（つまり、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１との交差部分Ｘで、砥粒４及びニッケルイオンがワイヤ２の外周面に好適に付着できる程度に、表面３２ｃ１に対し上側に離間してもよいし）、沈殿層３２ｃ内に挿入されてもよい。また、金属板３２ｄの数、材質、形状及び大きさ等は、適宜変更してよい。例えば、金属板３２ｄの形状は、円環状（リング状）や半円状等にしてもよい。

攪拌手段たるエア攪拌装置３２ｅは、鍍金液３２ｂ中へエアを送出して沈殿層３２ｃを攪拌する装置である。エア攪拌装置３２ｅは、沈殿層３２ｃへエアを送出する送出管３２ｅ１と、内側鍍金槽３２外に配置され、送出管３２ｅ１へエアを供給するポンプ３２ｅ２と、を有する。送出管３２ｅ１の上端は、ポンプ３２ｅ２に接続される一方、下端の送出口３２ｅ３は、沈殿層３２ｃ内に位置している。

ここで、内側鍍金槽３２の下方には、ガイドローラ８０ｋが配置される一方、内側鍍金槽３２の上方には、ガイドローラ８０ｌが配置されている。ガイドローラ８０ｋの外周面のうちワイヤ２が離間する部分８０ｋ１と、ガイドローラ８０ｌの外周面のうちワイヤ２が最初に当接する部分８０ｌ１と、内側鍍金槽３２及び密閉部材３３の挿通孔３２ａ１，３３ａとは、鉛直方向（上下方向）に沿って直線上に配置されている。この場合、内側鍍金槽３２内へ導入されたワイヤ２は、下方から上方へ移動し、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１に対し交差方向（直交方向）に移動する。そして、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１との交差部分Ｘで、砥粒４及びニッケルイオンがワイヤ２の外周面に付着される。

なお、ワイヤ２の表面積に占める砥粒４の付着面積の割合（砥粒４の付着量）は、ワイヤーソー１の用途に応じて適宜設定される。この場合、電流の強さ、ワイヤ２の移動速度、エア攪拌装置３２ｅのエア圧等を適宜調節することにより、砥粒４の付着量を制御する。また、鍍金層３の厚さは、砥粒４の粒径に応じて適宜設定される。この場合、電流の強さ、ワイヤ２の移動速度、内側鍍金槽３２及び第２鍍金槽４０の寸法（鍍金液３２ｂ，４０ａの容量）等を適宜調節することにより、鍍金層３の厚さを制御する。

本発明の実施形態に係る製造装置１００は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、図２及び図３を適宜参照して、その動作について説明する。

はじめに、図２に示すように、図示しない駆動手段により、巻取装置７０が回転して供給装置１０からワイヤ２が巻き出される。

続いて、供給装置１０から巻き出されたワイヤ２は、脱脂槽２１→第１水洗槽２２→酸処理槽２３→第２水洗槽２４の順に通過する。
このとき、ワイヤ２の外周面に付着している汚れ及び酸化物等が除去されると共に、脱脂槽２１で付着した水酸化ナトリウムを含む洗浄液及び酸処理槽２３で付着した塩酸が洗浄される。

続いて、図２及び図３に示すように、洗浄されたワイヤ２は、外側鍍金槽３１内へ導入された後、ガイドローラ８０ｊ，８０ｋ及び挿通孔３３ａ，３２ａ１を経由して、底部３２ａから内側鍍金槽３２へ導入される。

続いて、図３に示すように、底部３２ａから内側鍍金槽３２内へ導入されたワイヤ２は、沈殿層３２ｃ内に進入し、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１に対し交差方向に移動する。
また、直流電源９０により、金属板３２ｄ、ガイドローラ８０ｉ、及びワイヤ２に電流が流され、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１との交差部分Ｘで、砥粒４及びニッケルイオンがワイヤ２の外周面に付着する。

このとき、金属板３２ｄの下端は、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１に接触しているため、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１付近に確実に電界が発生することから、交差部分Ｘで砥粒４及びニッケルイオンがワイヤ２の外周面により一層付着しやすくなる。
また、温度調節器８４により、外側鍍金槽３１の鍍金液３１ａは、ニッケルイオンの付着に適した温度に調節される一方、鍍金液３１ａの熱が内側鍍金槽３２の鍍金液３２ｂへ伝わり、鍍金液３２ｂが鍍金液３１ａと略同温となっている。そのため、鍍金液３２ｂ中のニッケルイオンは、ワイヤ２の外周面に付着しやすくなっている。
更に、エア攪拌装置３２ｅから送出されるエアにより沈殿層３２ｃが攪拌され、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１に堆積している小さい砥粒４が鍍金液３２ｂ中へ浮遊する。これにより、小さい砥粒４だけがワイヤ２へ付着するのを防止できる。

続いて、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１を通過したワイヤ２は、沈殿層３２ｃ上方の鍍金液３２ｂ内を通過する。
このとき、ニッケルイオンが更に付着し、ワイヤ２の外周面に鍍金層３が形成される。これにより、砥粒４が鍍金層３によってワイヤ２の外周面に仮固着される。

続いて、図２に示すように、砥粒４が仮固着されたワイヤ２は、ガイドローラ８０ｌ，８０ｍを経由して、第２鍍金槽４０内へ導入される。
このとき、直流電源９２により、金属板４０ｂ、ガイドローラ８０ｍ、及びワイヤ２に電流が流され、ニッケルイオンが更に付着するため、鍍金層３の厚さが増大し、鍍金層３に対する砥粒４の埋込率が増大して、砥粒４がワイヤ２に確実に固着（本固着）される。

続いて、砥粒４が本固着されたワイヤ２は、第３水洗槽５１→第４水洗槽５２→第５水洗槽５３の順に通過する。
このとき、第１鍍金槽３０及び第２鍍金槽４０でワイヤ２に付着した鍍金液３１ａ，４０ａが洗浄される。

続いて、洗浄されたワイヤ２は、挿通孔６２ａを経由して、箱状部材６２内へ導入される。箱状部材６２内へ導入されたワイヤ２は、加熱手段６１により加熱されつつ移動する。
このとき、加熱手段６１により、第３水洗槽５１−第５水洗槽５３でワイヤ２に付着した水が除去されると共に、第１鍍金槽３０及び第２鍍金槽４０で形成された鍍金層３が乾燥される。

そして、乾燥したワイヤ２は、挿通孔６２ｂを経由して、箱状部材６２外へ導出された後、巻取装置７０の外周面に巻き取られる。

以上説明した本実施形態によれば、ワイヤ２は、内側鍍金槽３２の底部３２ａから沈殿層３２ｃへ進入すると共に、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１に対し交差方向に移動し、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１との交差部分Ｘで砥粒４が付着することにより、ワイヤ２に付着した砥粒４と沈殿層３２ｃの他の砥粒４とが擦れ合うのを回避して、ワイヤ２からの砥粒４の脱落を防止できる。その結果、砥粒４の付着量を好適に確保できると共に、ワイヤ２に付着する砥粒４の分布にバラツキが小さくなり、更にはワイヤ２に付着させる砥粒４の量をコントロールしやすくなる。これにより、完成品であるワイヤーソー１の切断性能の低下を抑制できる。

また、本実施形態によれば、ワイヤ２は、内側鍍金槽３２の底部３２ａから沈殿層３２ｃへ進入することにより、ワイヤ２が沈殿層３２ｃへ進入する前に鍍金されるのを回避できる。これにより、ワイヤ２が沈殿層３２ｃを通過した後において、ニッケルイオンの付着量を調節すればよいので、ワイヤが沈殿層へ進入する前及び沈殿層を通過した後において、ニッケルイオンの付着量を調節する必要がある従来技術（特許文献１に記載の発明）に比較して、鍍金層３の厚さの管理が容易になる。

また、本実施形態によれば、ワイヤ２は、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１に対し交差方向に移動し、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１との交差部分Ｘで砥粒４が付着することにより、ワイヤ２の全周に亘って砥粒４が均一に付着するため、ムラの少ない高品質のワイヤーソー１を製造できる。

また、本実施形態によれば、金属板３２ｄの下端は、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１に接触しているため、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１付近に確実に電界が発生することから、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１との交差部分Ｘで、砥粒４及びニッケルイオンがワイヤ２の外周面により一層付着しやすくなる。

また、本実施形態によれば、温度調節器８４により、鍍金液３１ａは、ニッケルイオンの付着に適した温度に調節され、更に内側鍍金槽３２がガラス製容器であるため、鍍金液３１ａの熱が内側鍍金槽３２の鍍金液３２ｂへ伝わることとなる。これにより、鍍金液３２ｂは、鍍金液３１ａと略同温となるため、鍍金液３２ｂ中のニッケルイオンは、ワイヤ２の外周面により一層付着しやすくなる。

また、本実施形態によれば、ヒータ８４ｂが外側鍍金槽３１に収容されることにより、その分だけ内側鍍金槽３２のスペースを縮小できるため、内側鍍金槽３２内における砥粒４の密度が増大して、ワイヤ２の外周面に砥粒４を速やかに付着させることができる。

また、本実施形態によれば、沈殿層３２ｃの上流側に配置されたガイドローラ８０ｉが陰極部材になることにより、沈殿層３２ｃの下流側に配置されたガイドローラ８０ｌ等が陰極部材になる場合に比較して、ニッケルイオンは、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１との交差部分Ｘ側で、ワイヤ２の外周面に付着しやすくなる。

また、沈殿層３２ｃには、大小様々な砥粒４が堆積しており、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１には、比較的小さい砥粒４が堆積しやすいところ、本実施形態では、エア攪拌装置３２ｅにより、小さい砥粒４が鍍金液３２ｂ中へ浮遊するため、小さい砥粒４だけがワイヤ２に付着するのを防止できる。一方、小さい砥粒４も付着させたい場合には、一度攪拌した後、小さい砥粒４が再度堆積するまでワイヤ２の移動を停止させる。これにより、大小様々な砥粒４をワイヤ２に均等に付着できる。

また、本実施形態によれば、ヒータ８４ｂ及びガイドローラ８０ｊ，８０ｋが外側鍍金槽３１に収容され、沈殿層３２ｃが内側鍍金槽３２に収容されることにより、ヒータ８６ｂ及びガイドローラ８０ｊ，８０ｋと、沈殿層３２ｃとが別々の鍍金槽に収容されるため、砥粒４との接触によるヒータ８６ｂ及びガイドローラ８０ｊ，８０ｋの損傷を防止できる。

また、本実施形態によれば、内側鍍金槽３２の底部外面３２ａ２には、内側鍍金槽３２を気密乃至液密に保持するための密閉部材３３が設けられるため、内側鍍金槽３２からの砥粒４及び鍍金液３２ｂの漏出を防止できる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本実施形態では、本発明の鍍金装置を、ワイヤーソー１の製造装置１００に適用し、ワイヤ２の外周面に砥粒４を付着させる場合に使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、フィルム（帯状部材）の外面やカーボン繊維（線状部材）の外面等に粒状物を付着させる場合に使用してもよい。

本実施形態では、鍍金層３は、ニッケルで構成されるが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、ニッケル合金で構成されてもよいし、銅、錫、白金等の他の金属材料で構成されてもよい。この場合、鍍金液３２ｂ，４０ａの構成成分及び金属板３２ｄ，４０ｂの構成材料は、適宜変更される。

本実施形態では、ワイヤ２は、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１に対し直交方向に移動したが、本発明はこれに限定されることなく、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１に対し傾斜して（略直交方向に）移動してもよい。

本実施形態では、ワイヤ２は、内側鍍金槽３２の底部３２ａから沈殿層３２ｃへ進入したが、本発明はこれに限定されることなく、図４に示すように、内側鍍金槽３２の側部３２ｆから沈殿層３２ｃへ進入してもよい。この場合、側部３２ｆに挿通孔（第１挿通孔）３２ｆ１が形成されると共に、側部３２ｆの外面に密閉部材３３が設けられる。

本実施形態では、外側鍍金槽３１に鍍金液３１ａを収容したが、本発明はこれに限定されるものではなく、外側鍍金槽３１に鍍金液３１ａを収容しなくてもよいし、外側鍍金槽３１自体を省略してもよい。この場合、内側鍍金槽３２にヒータ等の加温手段を設ける。また、ガイドローラ８０ｋ（図２参照）を金属材料で形成し、直流電源９０の−（マイナス；負）端子に接続して、陰極部材とするのが好ましい。これにより、本実施形態のようにガイドローラ８０ｉを陰極部材にした場合に比較して、ガイドローラ８０ｋと、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１（交差部分Ｘ）との距離が近いため、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１での鍍金性能が良好になり、沈殿層３２ｃの表面３２ｃ１との交差部分Ｘで、砥粒４及びニッケルイオンがワイヤ２の外周面により一層付着しやすくなる。

本実施形態では、ワイヤ２が沈殿層３２ｃを通過した後に鍍金される構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ワイヤ２が沈殿層３２ｃへ進入する前に鍍金される構成としてもよい。この場合、外側鍍金槽３１内に陽極部材を別途配置する。

本実施形態では、第２鍍金槽４０を備えたが、本発明はこれに限定されることなく、第２鍍金槽４０を省略してもよい。この場合、内側鍍金槽３２の高さ寸法を大きくすることにより、内側鍍金槽３２において鍍金層３の厚さを十分に確保し、ワイヤ２の外周面に砥粒４を本固着する。

本実施形態では、攪拌手段としてエア攪拌装置３２ｅを使用したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、砥粒４を攪拌するスクリューと、このスクリューを駆動する駆動モータと、を備えた攪拌手段を使用してもよい。

１００ 製造装置（鍍金装置）
１ ワイヤーソー（鍍金物）
２ ワイヤ（被めっき物）
３ 鍍金層
４ 砥粒（粒状物）
３０ 第１鍍金槽（鍍金槽）
３１ 外側鍍金槽
３１ａ 鍍金液（液体）
３２ 内側鍍金槽
３２ａ 底部
３２ａ１ 挿通孔（第１挿通孔）
３２ｂ 鍍金液
３２ｃ 沈殿層
３２ｃ１ 表面
３２ｄ 金属板（陽極部材）
３２ｅ エア攪拌装置（攪拌手段）
３２ｆ 側部
３２ｆ１ 挿通孔（第１挿通孔）
３３ 密閉部材
３３ａ 挿通孔（第２挿通孔）
８０ｉ ガイドローラ（陰極部材）
８４ｂ ヒータ（加温手段）
９０ 直流電源（通電手段）
Ｘ 交差部分

Claims (6)

1. 電気鍍金を施すことにより、被めっき物の外面に粒状物を固着させる鍍金装置であって、
   鍍金液と、前記鍍金液中に前記粒状物が沈殿して成る沈殿層と、を収容する鍍金槽を備え、
   前記被めっき物は、前記鍍金槽の底部又は側部から前記沈殿層へ進入すると共に、前記沈殿層の表面に対し交差方向に移動することにより、前記沈殿層の表面との交差部分で前記粒状物が付着されることを特徴とする鍍金装置。
2. 前記鍍金槽内に配置された陽極部材と、
   前記鍍金槽外に配置され、前記被めっき物に接触する陰極部材と、
   前記陽極部材及び前記陰極部材を通電する通電手段と、を更に備え、
   前記陽極部材は、前記沈殿層の表面に接触又は近接していることを特徴とする請求項１に記載の鍍金装置。
3. 前記鍍金槽は、外側鍍金槽と、前記外側鍍金槽内に配置された内側鍍金槽と、を有し、
   前記外側鍍金槽には、液体と、前記液体を加温する加温手段と、が収容され、
   前記内側鍍金槽には、前記鍍金液及び前記沈殿層が収容されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鍍金装置。
4. 前記鍍金槽の底部又は側部には、前記被めっき物が挿通される第１挿通孔が形成され、かつ前記鍍金槽の密閉性を保持する密閉部材が設けられており、
   前記密閉部材には、前記第１挿通孔に連通し、かつ前記被めっき物が挿通される第２挿通孔が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鍍金装置。
5. 前記沈殿層を攪拌する攪拌手段を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項２又は請求項４のいずれか一項に記載の鍍金装置。
6. 電気鍍金を施すことにより、被めっき物の外面に粒状物を固着させる鍍金物の製造方法であって、
   鍍金液と、前記鍍金液中に前記粒状物が沈殿して成る沈殿層と、を収容する鍍金槽に対し、前記ワイヤを導入する導入工程を備え、
   前記導入工程では、前記鍍金槽の底部又は側部から前記沈殿層へ前記被めっき物を進入させると共に、前記沈殿層の表面に対し交差方向に前記被めっき物を移動させることにより、前記沈殿層の表面との交差部分で前記被めっき物の外面に前記粒状物を付着させることを特徴とする鍍金物の製造方法。
   

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