JP2015040310A - めっき装置 - Google Patents

Abstract

【課題】めっき容器が自公転する導電性粒子のめっき装置において、電気的接点を回転摺動させることなく、電源と電極との間の電気的導通をとることが可能なめっき装置を提供する。
【解決手段】本発明は、内部に陽極５ａと陰極５ｂとを配するめっき容器２が、第１の軸線Ａを中心に自転すると共に、該第１の軸線と平行な第２の軸線Ｂ周りに公転するめっき装置１であって、前記陽極と前記陰極とが、前記めっき容器の公転軌跡外側から伸びるアーム３ｃにより支持されて、陽極と陰極はめっき容器から独立しており、めっき容器の自公転には追従せずに固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、導電性粒子のめっき装置に関する。

導電性粒子表面にめっき層を形成するめっき装置が、例えば、特許文献１及び特許文献２に開示されている。これらめっき装置は、めっき液と導電性粒子を収納するめっき容器が自公転し、導電性粒子を流動撹拌しながらめっき処理をするものである。このようなめっき装置は、導電性粒子の凝集を抑止しながらめっき処理が出来ると共に、導電性粒子間のめっき層の膜厚差が小さくなるようにめっき処理が出来る。

特表２００６−５０９１０８号公報 特開２０１１−０５８０２４号公報

上記特許文献のように、めっき容器が自公転する従来のめっき装置には、電源と回転する陽極、或いは陰極との間において電気的導通がとれるよう、回転摺動する電気的接点が用いられていた。
例えば、特許文献１のめっき装置では、電源に接続した固定のワイヤーホイールに対して、陰極ストリップが摺動回転されて電気的導通がとられている。また、特許文献２のめっき装置では、電源に接続する固定部品と電極に接続する回転部品との間にスリップリングが挿入されて電気的導通がとられている。
これら文献にあるような回転摺動する電気的接点において、外部に金属が露出した構造であると、飛散・蒸散しためっき液が付着した場合には腐食が進行してしまう恐れがある。電気的接点が腐食すると、電源−電極の通電状態が不安定になり、最悪、電気的導通がとれなくなって、めっき処理が進行しなくなる。

そこで本発明は、めっき容器が自公転する導電性粒子のめっき装置において、電気的接点を回転摺動させることなく、電源と電極との間の電気的導通がとれるようなめっき装置を提供するものである。

本発明のめっき装置は、内部に陽極と陰極とを配するめっき容器が、第１の軸線を中心に自転すると共に、該第１の軸線と平行な第２の軸線周りに公転するめっき装置であって、前記陽極と前記陰極とが、前記めっき容器の公転軌跡外側から伸びるアームにより支持されている。

また、本発明のめっき装置は、前記アームの駆動により、前記陽極と前記陰極とが、前記めっき容器の公転に追従して移動するようにしても良く、その場合、前記陽極と前記陰極とが、前記めっき容器の公転外周側を維持するように移動することが好ましい。

本発明のめっき装置は、めっき容器が自公転するものの、回転摺動する電気的接点を必要とせず、電気的に安定しためっき処理を可能にすることが出来る。

本発明の第１実施形態である、めっき装置の断面模式図である。 本発明の第１実施形態である、めっき装置の平面模式図である。 本発明の第１実施形態における、めっき容器の公転角度と公転軌跡を示す平面模式図である。 本発明の第１実施形態における、めっき容器の公転角度と自転角度、電極ユニットの位置関係を示す平面模式図である。 本発明の第２実施形態であるめっき装置において、めっき容器と電極ユニットの動きを説明する平面模式図である。 本発明の第２実施形態における、めっき容器の断面模式図である。 本発明の第２実施形態において、陰極形状を変えたときの導電性粒子の動きを説明する平面模式図である。

以下、本発明のめっき装置について、実施形態の図面を参照しながら説明する。ただし、本発明のめっき装置は、以下の実施形態に限定されるものではない。

［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態であるめっき装置１について、図１の断面模式図と図２の平面模式図を用いて説明する。
めっき装置１は、めっき液Ｌと、複数の導電性粒子Ｐ’からなる導電性粒子群Ｐとを収納するめっき容器２と、ベースプレート３ａを有する架台３と、めっき容器２を自公転させる駆動部４と、電極ユニット５を備えている。そして、めっき装置１では、２式のめっき容器２が左右対称に配されていて、２式のめっき容器２それぞれに対して、電極ユニット５が配されている。

めっき容器２は、底部２ａと側壁２ｂを有する略円筒状を呈していて、底部２ａの内底２ａａには、第１の軸線Ａに沿って上方に延びる凸部（センターコラム２ｃ）が形成されていて、底部２ａの外底２ａｂには、第１の軸線Ａに沿って延びる軸部２ｄが形成されている。そして、軸部２ｄには、自転用歯車２ｅが嵌合されていて、ベースプレート３ａに固定された内歯歯車３ｂに噛み合っている。そして、めっき容器２は、第１の軸線Ａがベースプレート３ａに対して垂直に配されている。（言い換えれば、軸部２ｄがベースプレート３ａに対して垂直に配されている。）そして、駆動部４を駆動させると、めっき容器２は、第１の軸線Ａを中心に自転出来、第２の軸線Ｂ周りに公転出来るようになっている。（めっき装置１全体の動作については後述する。）

架台３は、ベースプレート３ａと、内歯歯車３ｂと、電極ユニット５を支持するアーム３ｃを備えている。ベースプレート３ａには、第２の軸線Ｂを中心とする開口部３ａａが形成され、開口部３ａａには、内歯歯車３ｂが配されている。そして、内歯歯車３ｂには、めっき容器２の自転用歯車２ｅが噛み合わされ、めっき容器２が、第２の軸線Ｂに対して時計回り（矢印の方向）に公転すると、めっき容器２が、軸心Ａを中心に反時計回りに自転出来るようになっている。

駆動部４は、モータ４ａと、モータ軸４ａａに取付けられて回転する駆動歯車４ｂと、駆動歯車４ｂと噛合って第２の軸線Ｂを中心に回転する従動歯車４ｃと、従動歯車４ｃに嵌合された軸部４ｄａと、従動歯車４ｃと共に第２の軸線Ｂを中心に回転する公転ホルダ４ｄと、公転ホルダ４ｄの回転を外周から支持する軸受４ｅと、ベースプレート３ａに固定され、軸受４ｅを外周から保持する軸受ケース４ｇを備えている。
軸受ケース４ｇは、軸受４ｆを内蔵してめっき容器２の中心軸（第１の軸線Ａ）の位置に配され、軸受４ｆがめっき容器２の軸部２ｄを支持している。そして、めっき容器２は、従動歯車４ｃの回転により、軸受４ｆと共に軸線Ｂの周りを公転出来、内歯歯車３ｂと自転用歯車２ｅとの噛み合い回転により、軸受４ｆの中心軸である軸線Ａを中心に自転出来る。

また、図２の平面図のように、めっき装置１では、常に、めっき容器２の側壁２ｂの内側に、公転ホルダ４ｄの回転軸（第２の軸線Ｂ）が位置される。これにより、図３の平面模式図に示すように、めっき容器２が公転して公転軌跡ｋ（破線）を描くと、めっき容器２の内部に、軸線Ｂを中心とする直径φの内部領域（交わり空間Ｓと称する）が形成される。

電極ユニット５は、陽極５ａと、陽極５ａより下方に配された陰極５ｂと、一端が陽極５ａに接続された陽極接続線５ｃと、一端が陰極５ｂに接続され陰極接続線５ｄと、一端にめっき液供給口５ｅを開口しためっき液供給管５ｆと、一端にめっき液排出口５ｇを開口しためっき液排出管５ｈと、陽極接続線５ｃ、陰極接続線５ｄ、めっき液供給管５ｆ、めっき液排出管５ｈを保護する筐体５ｊとを備えている。
陽極接続線５ｃは、陽極５ａに接続していない他端が、直流電源（不図示）の正極に接続され、陰極接続線５ｄは、陰極５ｂに接続していない他端が、直流電源の負極に接続され、陽極５ａと陰極５ｂとの間に電流が流れるようになっている。
そして、めっき液供給管５ｆとめっき液排出管５ｈは、めっき液供給口５ｅとめっき液排出口５ｇでない他端が、めっき液循環装置（不図示）に接続され、めっき容器２中のめっき液Ｌが循環濾過出来るようになっている。
そして、電極ユニット５は、めっき容器２の交わり空間Ｓの位置に上方から挿入され、めっき容器２の公転軌跡の外側からアーム３ｃにより支持される。

次に、めっき装置１の操作と動きについて説明する。
まず、所定量のめっき液Ｌと導電性粒子群Ｐをめっき容器２中に収納した後、電極ユニット５をめっき容器２中に挿入してアーム３ｃにより固定支持する。
次に、駆動部４のモータ４ａの電源を入れると、モータ軸４ａａと、モータ軸４ａａに接続する駆動歯車４ｂが回転し、駆動歯車４ｂに噛み合った従動歯車４ｃと、軸部４ｄａが従動歯車４ｃに嵌合した公転ホルダ４ｄが回転する。これにより、めっき容器２は、公転ホルダ４ｄに支持されながら、公転ホルダ４ｄの回転軸周り、すなわち、第２の軸線Ｂ周りを公転する。また、めっき容器２は、軸受４ｆにより回転自在に公転ホルダ４ｄに支持されていることから、軸部２ｄの自転用歯車２ｅが、ベースプレート３に設けられた内歯歯車３ｂに噛み合いながら回転することにより、めっき容器２は、第１の軸線Ａを中心に自転する。

次に、めっき液循環装置（不図示）を動作させると、めっき容器２に収納されているめっき液Ｌは、めっき液排出口５ｇから排出され、めっき液排出管５ｈ、めっき液循環装置、めっき液供給管５ｆ、めっき液供給口５ｅを通って再びめっき容器２中に戻されて循環される。
そして、直流電源（不図示）のスイッチを入れると、陰極５ｂに接する導電性粒子Ｐ’と、陽極５ａとの間に電流が流れ、導電性粒子Ｐ’表面にめっき層が形成される。

ここで、電極ユニット５は、図３で説明した交わり空間Ｓに挿入され、めっき容器２の公転軌跡の外側からアーム３ｃに支持されているので、自公転するめっき容器２に対して移動させる必要が無い。即ち、陽極５ａと陰極５ｂを自公転するめっき容器２に対して静止した状態にして側壁２ｂから離間して配することが出来る。このように、陽極５ａと陰極５ｂとが静止しためっき装置１では、陽極５ａと電源、或いは、陰極５ｂと電源との間に、回転摺動する電気的接点を用いる必要が無く、腐食の心配無しに安定しためっき処理をすることが出来る。

なお、電極ユニット５は、自公転するめっき容器２中において、陽極５ａ、陰極５ｂ、めっき液排出口５ｇが常にめっき液Ｌに常に浸漬するよう、高さを調整することが必要であり、特に陰極５ｂは、常に導電性粒子群Ｐの中に埋もれるよう高さを調整する必要がある。このような調整は、めっき容器２を自公転させる前に行っても良いし、めっき容器２を自公転させてから、陽極５ａ−陰極５ｂ間の導通状態、或いは、めっき液Ｌの循環状態を見ながら行っても良い。また、陰極５ｂは、導電性粒子群Ｐに埋もれるよう高さが調整されるので、めっき容器２が自公転すると、導電性粒子群Ｐは陰極５ｂにより撹拌されるようになる。このような撹拌作用は、個々の導電性粒子Ｐ’に形成されるめっき層の膜厚差小さくするのに有効なものである。

また、図４の平面模式図は、めっき容器２が自公転する際の、公転角度とその姿勢（自転角度）、電極ユニット５の位置関係を示したものである。なお、図４では、めっき容器２の公転角度を、（ａ）の状態で０°とし、そこから、４６°間隔で１８４°まで記している（（ｂ）〜（ｅ））。また、めっき容器２の側壁２ｂの上端部に記した黒丸●は、めっき容器２の自転角度を把握し易くしたマークｍである。
めっき装置１において、めっき容器２が、反時計回りに０°→４６°→９２°と公転しながら時計方回りに自転する（マークｍは図に示されるように位置変化する）と、めっき容器２に収納されている導電性粒子群Ｐ（図４には記していない）には、軸線Ｂから外向きの公転起因による遠心力（太矢印）が作用し、その向きは、マークｍに対して反時計回りに角度変化してゆく。これにより、自転するめっき容器２の側壁２ｂと導電性粒子群Ｐとの間には、摺動を伴う相対移動が発生し、導電性粒子群Ｐは継続して流動撹拌される。このような流動撹拌作用は、個々の導電性粒子Ｐ’に形成されるめっき層の膜厚差をより一層小さくするのに有効なものである。

また、めっき容器２の内底２ａには、センターコラム２ｃが形成されていて、めっき容器２の自転軸（軸線Ａ）から側壁２ｂ方向に、導電性粒子群Ｐを寄せるようにしている。これにより、導電性粒子群Ｐと、めっき容器２の側壁２ｂとの摺動機会を増やして、個々の導電性粒子Ｐ’に形成されるめっき層の膜厚差を、より一層小さくすることが出来るようになっている。センターコラム２ｃの形状は、導電性粒子群Ｐをより効果的に周壁方向に寄せることが出来るように、図１，図２に示されるような錐形状にすることが好ましい。
また、センターコラム２ｃは、めっき容器２内に存在する導電性粒子群Ｐの嵩高さを高くすることも出来、陰極５ｂを導電性粒子群Ｐの中に確実に埋もれさせ、導電性粒子Ｐ’との電気的導通を確実にすることが出来る。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態のめっき装置について、図５の平面模式図と図６の断面模式図を用いて説明する。なお、図５、図６における第１実施形態と同様の構成には、第１実施形態と同じ符号が付けられている。また、本実施形態のめっき装置は、第１実施形態のめっき装置と、図５及び図６以外の構成が同じなので、めっき装置全体の図示は省略する。

図５は、本実施形態のめっき装置において、めっき容器２と電極ユニット５の動きを説明する平面模式図である。
本実施形態である図５のめっき装置は、めっき容器２の半径ｒに対して、めっき容器の公転半径Ｒを大きしたものであり、めっき容器２が公転した際に、図３のような交わり空間Ｓが形成されない構成になっている。このような構成にすることで、めっき容器２の公転に起因する遠心力を大きくすることが出来、また、公転半径Ｒが大きくすることで内場歯車３ｂの歯数が増え、めっき容器２の自転速度を速くすることも出来る。
このような構成により、本実施形態のめっき装置では、自転するめっき容器２の側壁２ｂと導電性粒子群Ｐとの間の流動撹拌作用を高めることが出来、個々の導電性粒子Ｐ’に形成されるめっき層の膜厚差をより一層小さくすることが出来る。

また、図５のめっき装置では、電極ユニット５が、スクリューアーム３ｃ’に取付けられていて、スクリューアーム３ｃ’が、めっき容器２の公転軌跡外側にあるアームフィーダ３ｄに支持されつつＣ軸周りに回転し、めっき容器２の公転移動に追従するように電極ユニット５を移動出来るようになっている。
このような構成により、本実施形態のめっき装置では、自公転するめっき容器２に対して、電極ユニット５自体を回転させることなく、伸縮アーム３ｃ’の移動だけで、電極ユニット５を移動させることが出来る。即ち、本実施形態のめっき装置では、電極ユニット（陽極５ａと陰極５ｂ）と電源との間に、回転摺動する電気的接点を用いる必要が無く、腐食の心配無しに安定しためっき処理をすることが出来る。

一方、図５のめっき装置では、スクリューアーム３ｃ’を駆動させ、自公転するめっき容器２に追従するよう電極ユニット５を移動させることで、陰極５ｂが、めっき容器２内の導電性粒子群Ｐに常に接触させたものである。本実施形態のめっき装置の場合、図６の断面模式図のように、めっき容器２内の導電性微粒子群Ｐは、めっき容器２の公転による遠心力Ｆの作用方向、即ち、めっき容器２内の公転軸から離れる側に偏って流動撹拌されるようになる。従って、本実施形態のめっき装置では、図６のように、陰極５ｂが、導電性粒子Ｐ’の多い側、即ち、遠心力Ｆの作用方向であるめっき容器２内の公転外周側に配されるよう、スクリューアーム３ｃ’を動かして電極ユニット５を移動し、陰極５ｂが導電性粒子群Ｐに確実に接触されるようにすることが好ましい。

また、本実施形態のめっき装置では、陰極５ｂの断面形状を変えることにより、導電性粒子群Ｐの流動撹拌を促進させることが出来る。
図７は、陰極の断面形状を流線型の長手状にした場合の、導電性粒子Ｐ’の動きを説明する平面模式図であり、図７（ａ）は、めっき容器２の自転方向と陰極５ｂ断面の長手方向を一致させた場合、図７（ｃ）は、めっき容器２の半径方向と陰極５ｂ断面の長手方向を一致させた場合、図７（ｂ）は、陰極５ｂを図７（ａ）と図７（ｃ）の中間角度に設定した場合である。
図７の断面形状をした陰極５ｂの場合、図７（ｂ）のように、陰極５ｂの断面長手方向を傾けると、導電性粒子Ｐ’がめっき容器２の側壁２ｂの方向へ流動し、導電性粒子Ｐ’の相互間の摺動運動、及び側壁２ｂとの摺動運動を激しくすることが出来、導電性粒子群Ｐの撹拌を促進することが出来る。
なお、導電性粒子群Ｐの流動撹拌は、陰極５ｂを変えるだけでなく、電極ユニット５に任意形状のアタッチメントを取り付け、導電性粒子群の流動を変えることでも出来る。また、スクリューアーム３ｃ’に昇降機構を設け、導電性粒子群Ｐに対する挿し込み深さを変え、より細かく導電性粒子Ｐ’の動きを調整することも出来る。

以上、本発明のめっき装置について、第１及び第２実施形態を用いて説明してきたが、本発明の構成はこれに限定されるものではない。例えば、本実施形態の電極ユニット５では、電極とめっき液の給排機構をユニット化しているが、これらは別々に設けても良く、アームに支持される電極ユニットを電極（陽極及び陰極）だけの構成にすることも出来る。

１ めっき装置
２ めっき容器
２ａ 底部
２ａａ 内底
２ａｂ 外底
２ｂ 側壁
２ｃ センターコラム（凸部）
２ｄ 軸部
２ｅ 自転用歯車
３ 架台
３ａ ベースプレート
３ａａ 開口部
３ｂ 内歯歯車
３ｃ 固定アーム
３ｃ’ スクリューアーム
３ｄ アームフィーダ
４ 駆動部
４ａ モータ
４ａａ モータ軸
４ｂ 駆動歯車
４ｃ 従動歯車
４ｄ 公転ホルダ
４ｄａ 軸部
４ｅ、４ｆ 軸受
４ｇ 軸受ケース
５ 電極ユニット
５ａ 陽極
５ｂ 陰極
５ｃ 陽極接続線
５ｄ 陰極接続線
５ｅ めっき液供給口
５ｆ めっき液供給管
５ｇ めっき液排出口
５ｈ めっき液排出管
５ｊ 筐体

Ａ 第１の軸線
Ｂ 第２の軸線
Ｃ 伸縮アームの回転軸
Ｌ めっき液
Ｐ 導電性粒子
Ｓ 交わり空間

Claims (3)

1. 内部に陽極と陰極とを配するめっき容器が、第１の軸線を中心に自転すると共に、該第１の軸線と平行な第２の軸線周りに公転するめっき装置であって、
   前記陽極と前記陰極とが、前記めっき容器の公転軌跡外側から伸びるアームにより支持されていることを特徴とする導電性粒子のめっき装置。
2. 前記アームの駆動により、前記陽極と前記陰極とが、前記めっき容器の公転に追従して移動することを特徴とする請求項１に記載の導電性粒子のめっき装置。
3. 前記陽極と前記陰極とが、前記めっき容器の公転外周側を維持するように移動することを特徴とする請求項２に記載の導電性粒子のめっき装置。
   
   
   

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