JP2016121397A - Plating device and production method of plating product - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、めっき装置、及び、めっき製品の製造方法に関する。 The present invention relates to a plating apparatus and a method for manufacturing a plated product.
従来、めっき処理されるワークの一部にめっき不可部位が含まれる場合、めっき不可部位をマスキングすることが知られている。例えば点火プラグ部品(以下、「点火プラグ」という。)の内外表面をめっきする場合、接地電極にめっきが付着すると、後工程の折り曲げ加工時にめっきが剥離し、スパーク等の異常が発生するおそれがある。したがって、接地電極部をマスキングした状態でめっき処理が実施される。 Conventionally, it is known to mask an unplatable part when a non-platable part is included in a part of the workpiece to be plated. For example, when plating the inner and outer surfaces of a spark plug component (hereinafter referred to as “ignition plug”), if the plating adheres to the ground electrode, the plating may be peeled off during the subsequent bending process, which may cause an abnormality such as a spark. is there. Therefore, the plating process is performed with the ground electrode portion masked.
例えば、多数個のワークを入れたバレルをめっき槽内で回転させるバレルめっきでは、各ワークにマスキング部品を取り付けた状態でめっき処理が行われている。
また、特許文献1に開示されためっき方法では、めっき液の処理槽内にワークを特定の姿勢で保持して行うめっき処理において、めっき不可部位を液面より上の空気中に露出させた状態でワークを低速回転(例えば100rpm)させることで、めっき処理部のみを選択的に部分めっきする。
For example, in barrel plating in which a barrel containing a large number of workpieces is rotated in a plating tank, the plating process is performed with a masking component attached to each workpiece.
Moreover, in the plating method disclosed in Patent Document 1, in a plating process performed by holding a workpiece in a specific posture in a plating bath, a state where a non-platable part is exposed to the air above the liquid level By rotating the work at a low speed (for example, 100 rpm), only the plating processing part is selectively partially plated.
各ワークにマスキング部品や柔軟性を有するシール部材を取り付ける方法は、めっき防止の効果が確実でなく、マスキング品質を安定させることが困難であった。そのため、マスキング部品を外した後、めっき不可部位に付着しためっきをセラミックブラシやレーザ装置を用いて除去する後処理工程が必要であった。
また、特許文献1のめっき方法は、めっき液の圧力が大気圧程度であり、液面が静止していることを前提とするものである。したがって、処理槽内で高圧高速のめっき液をワークに吹き付ける噴流めっき等には適用することができなかった。
The method of attaching a masking part or a flexible sealing member to each workpiece is not effective in preventing plating, and it is difficult to stabilize the masking quality. For this reason, after removing the masking component, a post-processing step is required in which the plating adhering to the unplatable portion is removed using a ceramic brush or a laser device.
Moreover, the plating method of patent document 1 presupposes that the pressure of a plating solution is about atmospheric pressure and the liquid level is stationary. Therefore, it could not be applied to jet plating or the like in which a high-pressure and high-speed plating solution is sprayed on the workpiece in the treatment tank.
本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、噴流めっきに適用可能で、マスキング品質を安定させるめっき装置、及び、めっき製品の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a plating apparatus that can be applied to jet plating and stabilize the masking quality, and a method for manufacturing a plated product.
本発明のめっき装置は、処理容器、マスキングユニット、めっき液センサ、コントローラ、及び、マスキング流体補給手段を備える。
処理容器は、内部の処理槽に設置されたワークがめっき液に接触することによりめっき処理される。
マスキングユニットは、ワークにおいてめっきの付着が防止されるマスキング対象部を収容可能なマスキング室を有し、マスキング対象部をマスキング室に収容するようにワークに装着された状態で、めっき液の進入を防止するマスキング流体がマスキング室に充填される。なお、めっき液がマスキング室という空間に入るという意味の「しんにゅう」に対し、本明細書では「進入」の漢字を用いることとする。
好ましくは、マスキング流体は液体(マスキング液)であり、例えば水である。
The plating apparatus of the present invention includes a processing container, a masking unit, a plating solution sensor, a controller, and a masking fluid supply means.
The processing container is subjected to a plating process when a workpiece installed in an internal processing tank comes into contact with the plating solution.
The masking unit has a masking chamber that can accommodate the masking target part to prevent the plating from adhering to the work, and allows the plating solution to enter while mounted on the work so that the masking target part is stored in the masking chamber. The masking chamber is filled with a masking fluid to prevent. In this specification, the “kanji” of “entry” is used for “shinnyu” which means that the plating solution enters the space called the masking chamber.
Preferably, the masking fluid is a liquid (masking liquid), for example water.
めっき液センサは、所定量を超えるめっき液がマスキング室に進入したことを検出する。この検出は、例えば、マスキング室における導電率、PH値、漏れ電流値、温度、又は熱貫流量のうち、いずれか一つ以上の物性値に基づいて行われる。
コントローラは、めっき液センサの検出信号に基づき、マスキング室へのマスキング流体の補給を制御する。
マスキング流体補給手段は、コントローラからの指令により、マスキング室にマスキング流体を補給可能である。
The plating solution sensor detects that a plating solution exceeding a predetermined amount has entered the masking chamber. This detection is performed based on, for example, one or more physical property values of conductivity, PH value, leakage current value, temperature, or heat transfer flow rate in the masking chamber.
The controller controls replenishment of the masking fluid to the masking chamber based on the detection signal of the plating solution sensor.
The masking fluid replenishing means can replenish the masking fluid to the masking chamber by a command from the controller.
本発明のめっき装置は、マスキング室に収容されたマスキング対象部の周囲にマスキング流体を充填させることで、めっき液がマスキング対象部に接触することを防止する。また、所定量を超えるめっき液がマスキング室に進入した場合、めっき液センサが検知し、その検出信号に基づくコントローラからの指令により、マスキング流体補給手段がマスキング流体を補給する。
これにより、静的条件のめっき処理だけでなく、高圧高速の噴流を流すめっき法を採用する場合でも、めっき処理中、マスキング状態を適正に維持することができる。よって、マスキング品質を安定させることができる。
The plating apparatus of the present invention prevents the plating solution from contacting the masking target portion by filling the masking fluid around the masking target portion accommodated in the masking chamber. Further, when a plating solution exceeding a predetermined amount enters the masking chamber, the plating solution sensor detects it, and the masking fluid replenishing means replenishes the masking fluid according to a command from the controller based on the detection signal.
Thereby, not only the plating process under static conditions but also the plating method in which a high-pressure and high-speed jet flow is adopted, the masking state can be properly maintained during the plating process. Therefore, the masking quality can be stabilized.
特に好ましい形態のめっき装置では、処理容器は、処理槽に流入しためっき液がワークの軸に対して螺旋状に周回するように、ワークの軸と直交する仮想平面において、めっき液の流入方向がワークの軸に向かう方向とはずれている。
このように、めっき液を螺旋流として流す「スパイラルめっき法」を採用することで、棒状や筒状のワークに対し周方向のめっき膜厚を均一にすることができる。また、高速且つ効率的なめっき処理が可能となる。
In a particularly preferred form of the plating apparatus, the processing vessel has an inflow direction of the plating solution in a virtual plane orthogonal to the workpiece axis so that the plating solution flowing into the treatment tank spirally circulates with respect to the workpiece axis. It is not in the direction toward the workpiece axis.
In this way, by employing the “spiral plating method” in which the plating solution is flowed as a spiral flow, the plating film thickness in the circumferential direction can be made uniform with respect to a rod-shaped or cylindrical workpiece. In addition, high-speed and efficient plating can be performed.
また、本発明は、上記めっき装置を用いためっき製品の製造方法として提供される。
このめっき製品の製造方法は、「マスキング室に所定量を超えるめっき液が進入したことをめっき液センサが検出するめっき液検出段階」と、「めっき液センサの検出信号に基づくコントローラからの指令により、マスキング流体補給手段がマスキング室にマスキング流体を補給するマスキング流体補給段階」と、を含む。これにより、上記めっき装置と同様の効果を奏する。
Moreover, this invention is provided as a manufacturing method of the plating product using the said plating apparatus.
This plating product manufacturing method is based on “a plating solution detection stage in which a plating solution sensor detects that a predetermined amount of plating solution has entered the masking chamber” and “a command from the controller based on the detection signal of the plating solution sensor”. , A masking fluid supply step in which the masking fluid supply means supplies masking fluid to the masking chamber. Thereby, there exists an effect similar to the said plating apparatus.
以下、本発明の一実施形態によるめっき装置、及びそれを用いためっき製品の製造方法について、図面に基づいて説明する。
(一実施形態)
本発明の一実施形態によるめっき装置の構成について、図1〜図6を参照して説明する。まず、めっき装置の全体構成について図1を参照する。めっき装置100は、処理容器10、マスキングユニット30、めっき液センサ51、コントローラ53、微量供給ポンプ62等を備える。
Hereinafter, a plating apparatus according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing a plated product using the same will be described with reference to the drawings.
(One embodiment)
A configuration of a plating apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, FIG. 1 is referred with respect to the overall configuration of the plating apparatus. The
処理容器10は、内部の処理槽16に設置されたワーク80がめっき液Pに接触することによりめっき処理される。ここで、本実施形態のめっき装置100に適用されるワーク80の一例である「点火プラグ」の形状的特徴について、図2を参照して説明する。
図2に示すように、ワーク(点火プラグ)80は、ねじ部83及びナット部84等を有する略円筒状を呈している。ねじ部83の環状の端面82には、接地電極81が端面82から突出するように設けられている。
The
As shown in FIG. 2, the work (ignition plug) 80 has a substantially cylindrical shape having a
ねじ部83、ナット部84を含むめっき処理部85の外表面は、例えばニッケルめっき等のめっき処理が施される。一方、接地電極81は、めっきが付着すると、後工程の折り曲げ加工時にめっきが剥離し、スパーク等の異常が発生するおそれがある。そこで、接地電極81は、「マスキング対象部」として、めっき処理中のめっきの付着が防止される。
この例のように、ワーク80が点火プラグの場合は、接地電極81がマスキング対象部となる。ただし以下の説明では、ワーク80を点火プラグと限らず、一般化してイメージしやすいように、「接地電極81」に代えて「マスキング対象部81」と記載する。
The outer surface of the
As in this example, when the
めっき装置100の説明に戻る。以下、図1、図3、図4、図6の上側を「上」、下側を「下」として説明する。めっき装置100は、基本的にこの上下方向を天地方向として設置される。図3及び図4は、全長の異なるワークを処理するときの装置のセット状態の違いを示す。ここでは、図3に示すワーク80を標準長と仮定し、ワーク80よりも全長の短いワーク80Sを処理する場合を図4に示す。なお、共通する事項については、図3を引用して説明する。
Returning to the description of the
図3に示すように、処理容器10は、外筒11、上板12、下板13、底受け部材14等から構成され、これらの部材で囲まれた空間に処理槽16が形成される。処理槽16には、流入口15から注入された電解めっき液Pが充填され、排出口17から排出される。
なお、めっき液Pのタンクやポンプ、供給配管、排出配管等の構成は周知技術であるため、図示を省略する。
As shown in FIG. 3, the
Note that the configuration of the plating solution P tank, pump, supply pipe, discharge pipe, and the like are well-known techniques and are not shown.
処理槽16内にワーク80が設置された状態で、(−)電極である上電極21は、特許請求の範囲に記載の「接地電極通電部」として、ワーク80の接地電極81の端面に当接する。或いは、破線で示すように、(−)電極である下電極22がナット部84の内壁に当接するようにしてもよい。また、(+)電極である外周上電極23及び外周下電極24は、外筒11の内壁に設けられている。電極21、22と電極23、24との間に電圧を印加すると電解液中の金属イオン(矢印E)がワーク80の表面(太線部)に析出し、めっき膜が生成される。
In a state where the
図5に示すように、本実施形態の処理容器10は、ワーク80の軸と直交する仮想平面において、めっき液Pの流入方向がワーク80に向かう方向とはずれている。そのため、流入口15から処理槽16に流入しためっき液Pは、矢印Spで示すようにワーク80の外側及び内側を軸に対して螺旋状に周回する。
As shown in FIG. 5, in the
このように、めっき液Pを螺旋流として流す方法は、本出願人が先に開発した技術(特願2014−108898、特願2014−186526)であり、以下、「スパイラルめっき法」という。スパイラルめっき法では、棒状や筒状のワークに対し周方向のめっき膜厚を均一にすることができる。また、高速の螺旋流を用いることで、高速且つ効率的なめっき処理が可能となる。 Thus, the method of flowing the plating solution P as a spiral flow is a technique (Japanese Patent Application No. 2014-108898, Japanese Patent Application No. 2014-186526) previously developed by the present applicant, and is hereinafter referred to as “spiral plating method”. In the spiral plating method, the plating film thickness in the circumferential direction can be made uniform with respect to a rod-like or cylindrical workpiece. Further, by using a high-speed spiral flow, a high-speed and efficient plating process can be performed.
ところで、処理槽でのめっき処理において、めっき処理部のみを選択的に部分めっきする従来技術として、特許文献1には、めっき不可部位を液面より上の空気中に露出させた状態でワークを低速回転させる方法が開示されている。しかし、この方法は、めっき液の圧力が大気圧程度であり、液面が静止していることを前提とするものである。
これに対し、本実施形態のめっき装置100が採用するスパイラルめっき法では、高速のめっき液Pが大気圧より高い圧力(例えば0.2MPa)でマスキング対象部81に接するため、特許文献1の従来技術を利用することができない。
By the way, in the plating process in a processing tank, as a prior art which selectively carries out partial plating of only a plating process part, in patent document 1, a work is carried out in the state where the part which cannot be plated was exposed in the air above the liquid level. A method of rotating at low speed is disclosed. However, this method is based on the premise that the pressure of the plating solution is about atmospheric pressure and the liquid surface is stationary.
On the other hand, in the spiral plating method employed by the
そこで、本実施形態のめっき装置100は、スパイラルめっき法、或いは螺旋流以外の高速噴流を用いた噴流めっき法を採用する場合であっても、マスキング対象部81を適切にマスキングすることで、マスキング品質を安定させることを目的とする。
そのための構成として、めっき装置100は、マスキングユニット30、めっき液センサ51、コントローラ53、微量供給ポンプ62等を備える。続いて、これらの特徴構成について説明する。
Therefore, the
As a configuration for that purpose, the
本実施形態のマスキングユニット30は、ワーク80のマスキング対象部81がワーク80から上向きに設けられていることに対応し、処理容器10の上部においてワーク80の真上に配置されている(図2(b)参照)。
マスキングユニット30は、基体31、及び、基体31から垂下する筒部32を含む。基体31は、マスキング液Mの配管63が接続される供給口34が形成されている。筒部32は、先端33側でマスキング対象部81を収容可能なマスキング室36、及び、供給口34とマスキング室36とを連通する供給路35が形成されている。
The masking
The masking
また、図3及び図4に示すように、マスキングユニット30は、ワーク80、80Sの大きさに応じて位置を調整可能なように、処理容器10に対して可動に設けられている。マスキングユニット30の筒部32の外壁321と処理容器10の上板12の内壁122との径方向の間には、筒部32の軸心を維持しつつ軸方向の移動を案内する潤滑性の軸受37、及び、処理槽16からの電解めっき液Pの漏出を防止するシール材38が設けられている。
さらに、「接地電極通電部」としての上電極21も同様に、ワーク80、80Sの大きさに応じて位置を調整可能なように、処理容器10に対して可動に設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the masking
Furthermore, the
なお、軸受37やシール材38の形状、設置箇所、数等は、図示の形態に限らず、軸受による保芯や案内の機能、及び、シール材によるシール機能を確保できるものであれば、どのような構成としてもよい。また、マスキングユニット30及び上電極21の可動機構は、伝動、油圧、空圧等のアクチュエータを用いた周知の駆動方式を用いてもよく、手動式としてもよい。
In addition, the shape, installation location, number, etc. of the
マスキングユニット30は、マスキング対象部81をマスキング室36に収容するようにワーク80に装着された状態で、めっき液Pの進入を防止するマスキング液Mがマスキング室36に充填される。「マスキング液」という通り、本実施形態では、特許請求の範囲に記載の「マスキング流体」として「液体」を用い、代表的には「水」を用いる。
筒部32の先端33とワーク80のねじ部端面82との隙間Δh(図6参照)は、ねじ部端面82のめっき処理が良好に行われ、且つ、マスキング室36へのめっき液Pの進入が最小限となるような適正値に設定されることが好ましい。
In the
A gap Δh (see FIG. 6) between the tip 33 of the
また、図5に示すように、マスキング室36の断面形状は、例えば四角柱状のマスキング対象部81に対し一回り大きな四角形に形成されることで、マスキング対象部81との隙間Δd(図6参照)が周方向で均等となることが好ましい。マスキング室36には、噴流めっき法やスパイラルめっき法などの内圧を受けたときめっき液Pがマスキング室36に容易に進入できないように、微量供給ポンプ62側に逆止弁64を、上電極21の軸にシール材39を取り付け、半密閉構造にして進入を防止する。
マスキング室36のマスキング液Mの落下を抑制し、且つめっき液Pの進入を防止する点から、隙間Δdは、例えば1.0mm以下に設定されることが好ましい。
さらに、マスキング液Mが供給された後、マスキング室36の入口側をシールしたり、負圧操作したりすることにより、マスキング液Mの落下を抑制するようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 5, the cross-sectional shape of the masking
From the viewpoint of suppressing the drop of the masking liquid M in the masking
Furthermore, after the masking liquid M is supplied, the masking liquid M may be prevented from dropping by sealing the inlet side of the masking
めっき液センサ51は、マスキングユニット30内でマスキング室36に面するように設置され、所定量を超えるめっき液Pがマスキング室36に進入したことを検出する。
例えば図6に示すように、めっき液Pが筒部32の先端33側からマスキング室36に進入し、マスキング液Mとめっき液P(梨地で示す)との界面がめっき液センサ51の高さに達すると、めっき液センサ51の近傍におけるめっき液濃度が上昇する。めっき液センサ51は、めっき液濃度に依存する何らかの物性値を計測し、その物性値が規定値に達したとき、所定量を超えるめっき液Pがマスキング室36に進入したことを検出する。
The
For example, as shown in FIG. 6, the plating solution P enters the masking
コントローラ53及び微量供給ポンプ62は、処理容器10の外部に設けられる。
コントローラ53は、めっき液センサ51からの検出信号が信号線52を経由して入力され、その検出信号に基づき、マスキング室36へのマスキング液Mの補給を制御する。
なお、本明細書では特に言及しないが、めっき装置100は、めっき液Pの圧力、流速や電極への印加電圧等のめっき条件を制御する周知の制御部を備えている。コントローラ53は、その一部として機能してもよいし、補給制御専用コントローラとして独立に設けられてもよい。
The
The
Although not specifically mentioned in the present specification, the
微量供給ポンプ62は、マスキング液補給手段の一実施形態であり、さらに上位概念では、特許請求の範囲に記載の「マスキング流体補給手段」に相当する。
微量供給ポンプ62は、マスキング液タンク61からマスキング液Mを吸入し、吐出側の配管63を経由してマスキングユニット30の供給口34に供給する。特に、めっき処理中にめっき液センサ51によってマスキング室36へのめっき液Pの進入が検出されたとき、微量供給ポンプ62は、コントローラ53の指令により、マスキング室36にマスキング液Mを補給可能である。
The
The
微量供給ポンプ62によるマスキング液M供給量は、めっき装置100にワーク80をセットした後の初期供給時には、マスキング室36の隙間を充満させる程度の量である。また、めっき処理中には、めっき液Pの進入による減少分を補給する程度の量であって、いずれにしても微量である。したがって、マスキング液補給手段としての微量供給ポンプ62は、大流量は要求されない代わりに、めっき液濃度管理に影響を及ぼさないよう微量のマスキング液Mを精度良く供給する能力が求められる。
The amount of masking liquid M supplied by the
次に、めっき液センサ51がめっき液Pの検出に用いる物性、及び、その検出結果に基づいてコントローラ53が実行する補給制御について、図7〜図9を参照して説明する。本実施形態ではマスキング液Mは水であり、めっき液Pはニッケルめっき用の電解液であるため、水と電解液とで値が顕著に異なる物性に注目することで、水に電解液が混合したことを検出する。そのような物性の例として、(1)導電率、(2)PH値、(3)漏れ電流値、(4)温度、(5)熱貫流量が挙げられる。
Next, the physical properties used by the
図7〜図9では共通に、横軸にめっき液進入量(又はめっき処理時間)、縦軸に物性値を示す。ここでは、横軸の量を「めっき処理時間」と想定し、横軸の記号を時刻tとして説明する。また、破線矢印は、マスキング液Mを補給制御しない場合の物性値の変化を示し、実線矢印は、マスキング液Mを補給制御する場合の物性値の変化を示す。物性を表す記号の添え字「m」はマスキング液M、添え字「p」はめっき液Pの物性値であることを示す。添え字「x」は、マスキング液Mの補給制御に用いる規定値を示す。 In FIG. 7 to FIG. 9, the horizontal axis indicates the plating solution intrusion amount (or plating treatment time), and the vertical axis indicates the physical property values. Here, it is assumed that the amount on the horizontal axis is “plating processing time”, and the symbol on the horizontal axis is time t. A broken line arrow indicates a change in the physical property value when the replenishment control of the masking liquid M is not performed, and a solid line arrow indicates a change in the physical property value when the replenishment control of the masking liquid M is performed. A suffix “m” of a symbol representing physical properties indicates a physical property value of the masking solution M, and a suffix “p” indicates a physical property value of the plating solution P. The subscript “x” indicates a specified value used for replenishment control of the masking liquid M.
(1)導電率
図7に示すように、マスキング液Mの導電率σmは比較的小さく、めっき液Pの導電率σpは比較的大きい。時刻t0にめっき処理を開始後、所定量を超えるめっき液Pがマスキング室36に進入すると、導電率が増加し規定値σxに達するため、めっき液センサ51は、めっき液Pの進入を検出することができる。
(1) Conductivity As shown in FIG. 7, the conductivity σm of the masking solution M is relatively small, and the conductivity σp of the plating solution P is relatively large. After starting the plating process at time t0, when the plating solution P exceeding a predetermined amount enters the masking
マスキング液Mを補給制御しない場合(図7(a))、導電率は、規定値σxからめっき液Pでの値σpに向かって増加を続ける。一方、導電率が規定値σxに達したときマスキング液Mを補給制御する場合(図7(b))、導電率は、補液タイミングt1、t2、t3の度にマスキング液Mの値σmに近い値に戻る。つまり、導電率は、マスキング液Mの値σmと規定値σxとの間を鋸刃状に往復する。 When the replenishment control of the masking liquid M is not performed (FIG. 7A), the conductivity continues to increase from the specified value σx toward the value σp in the plating liquid P. On the other hand, when the replenishment control of the masking solution M is performed when the conductivity reaches the specified value σx (FIG. 7B), the conductivity is close to the value σm of the masking solution M at each of the replacement fluid timings t1, t2, and t3. Return to value. That is, the conductivity reciprocates between the masking liquid M value σm and the specified value σx in a sawtooth shape.
(2)PH値
図8に示すように、酸性のめっき液PのPH値は約4であり、中性のマスキング液MのPH値は7である。所定量を超えるめっき液Pがマスキング室36に進入すると、PH値が減少し規定値PHxに達するため、めっき液センサ51は、めっき液Pの進入を検出することができる。
(2) PH Value As shown in FIG. 8, the acidic plating solution P has a PH value of about 4, and the neutral masking solution M has a PH value of 7. When the plating solution P exceeding a predetermined amount enters the masking
マスキング液Mを補給制御しない場合、PH値は規定値PHxから4に向かって減少を続ける。一方、PH値が規定値PHxに達したときマスキング液Mを補給制御する場合、PH値は、補液タイミングt1、t2、t3の度に7に近い値に戻り、7と規定値PHxとの間を鋸刃状に往復する。 When the replenishment control of the masking liquid M is not performed, the PH value continues to decrease from the specified value PHx toward 4. On the other hand, when replenishment control of the masking liquid M is performed when the PH value reaches the specified value PHx, the PH value returns to a value close to 7 at each of the replacement fluid timings t1, t2, and t3, and between 7 and the specified value PHx. Is reciprocated in a sawtooth shape.
(3)漏れ電流値
図9(a)に示すように、マスキング液Mの漏れ電流値(コンダクタンス)Gmは非常に小さく、純水の場合、10μS(ジーメンス)以下である。所定量を超えるめっき液Pがマスキング室36に進入すると、漏れ電流値が増加し規定値Gxに達するため、めっき液センサ51は、めっき液Pの進入を検出することができる。
補給制御については上記と同様であるため省略する。
(3) Leakage Current Value As shown in FIG. 9A, the leakage current value (conductance) Gm of the masking liquid M is very small, and is 10 μS (Siemens) or less in the case of pure water. When the plating solution P exceeding the predetermined amount enters the masking
The replenishment control is the same as described above, and will be omitted.
(4)温度、(5)熱貫流量
例えばマスキング液Mを常温とし、めっき液Pを40〜60℃に加温して処理槽16に流入させる場合を想定する。図9(b)、(c)に示すように、マスキング液Mの温度Tm及び熱貫流量Hmはいずれも低い。所定量を超えるめっき液Pがマスキング室36に進入すると、温度及び熱貫流量が増加し規定値Tx及びHxに達するため、めっき液センサ51は、めっき液Pの進入を検出することができる。
補給制御については上記と同様であるため省略する。
(4) Temperature, (5) Heat flow rate For example, it is assumed that the masking solution M is at room temperature, the plating solution P is heated to 40 to 60 ° C., and flows into the
The replenishment control is the same as described above, and will be omitted.
次に、本実施形態のめっき装置100を用いためっき製品の製造方法について、図10のフローチャートを参照して説明する。フローチャートの説明で記号「S」はステップを意味する。
以下のステップにおけるめっき液検出濃度の判定、及び、微量供給ポンプ62へのマスキング液Mの補給の指令は、コントローラ53によって行われる。
Next, a method for manufacturing a plated product using the
The
S1では、めっき装置100にワーク80及びマスキングユニット30をセットする。S2では、マスキングユニット30のマスキング室36に微量供給ポンプ62から定量のマスキング液Mを供給する。
S3にて、めっき液センサ51によりマスキング液Mを検出し且つめっき液Pを検出しないことを確認したら、S4に移行し、めっき処理を開始する。
In S <b> 1, the
In S3, when it is confirmed that the
S5では、めっき液センサ51により、マスキング室36のめっき液検出濃度が規定値αより大きいか否か、つまり、所定量を超えるめっき液Pがマスキング室36に進入したか否かを判定する。めっき液検出濃度が規定値α以下の場合(S5:NO)、マスキング液Mを補給する必要はないため、S9に移行する。
In S <b> 5, the
S5にて、めっき液検出濃度が規定値αより大きい(S5:YES)と判定されると、コントローラ53からの指令により、微量供給ポンプ62からマスキングユニット30へマスキング液Mが補給される(S6)。
このときの補給制御方法として、S6にて一定時間又は一定量の補給を実行した後、S7の「めっき液非検出ステップ」に移行する方法を取り得る。「めっき液非検出」とは、例えば「めっき液検出濃度が実質的に0に近い規定値β(<<α)より小さい」状態であることをいう。
If it is determined in S5 that the plating solution detection concentration is greater than the specified value α (S5: YES), the masking solution M is supplied from the
As a replenishment control method at this time, a method of shifting to the “plating solution non-detecting step” of S7 after executing replenishment for a certain time or a certain amount in S6 can be taken. “Plating solution non-detection” means, for example, a state where “the detected concentration of the plating solution is substantially smaller than a specified value β (<< α) close to 0”.
S7にてめっき液Pが検出された場合(S7:NO)、S6に戻り、再度、一定時間又は一定量のマスキング液Mの補給を行う。一方、S7にてめっき液Pが検出されなくなったら(S7:YES)、S8に移行し、マスキング液Mの補給を停止する。
或いは、別の補給制御方法として、S6のマスキング液補給とS7のめっき液濃度検出とを同時に進行し、いわば、めっき液濃度をモニタしながら、めっき液が非検出(S7:YES)となるまで、必要量のマスキング液Mを一度に補給するようにしてもよい。
When the plating solution P is detected in S7 (S7: NO), the process returns to S6 and the masking solution M is replenished for a certain time or a certain amount again. On the other hand, when the plating solution P is not detected in S7 (S7: YES), the process proceeds to S8, and the replenishment of the masking solution M is stopped.
Alternatively, as another replenishment control method, the masking solution replenishment in S6 and the plating solution concentration detection in S7 proceed simultaneously, that is, until the plating solution is not detected (S7: YES) while monitoring the plating solution concentration. The necessary amount of masking liquid M may be replenished at a time.
こうして、S9にてめっき処理の完了が判定される(S9:YES)まで、すなわち、めっき処理が継続している間、S5〜S8の処理が繰り返される。本実施形態において、S5及びS6が、特許請求の範囲に記載の「めっき液検出段階」及び「マスキング流体補給段階」に相当する。 Thus, the process of S5 to S8 is repeated until the completion of the plating process is determined in S9 (S9: YES), that is, while the plating process is continued. In this embodiment, S5 and S6 correspond to the “plating solution detection stage” and the “masking fluid supply stage” described in the claims.
(効果)
本実施形態によるめっき装置100、及び、めっき製品の製造方法の効果について説明する。
(1)本実施形態のめっき装置100は、マスキング室36に収容されたマスキング対象部81の周囲にマスキング液Mを充填させることで、めっき液Pがマスキング対象部81に接触することを防止する。また、所定量を超えるめっき液Pがマスキング室36に進入した場合、めっき液センサ51が検知し、その検出信号に基づくコントローラ53からの指令により、微量供給ポンプ62がマスキング液Mを補給する。
(effect)
The effects of the
(1) The
これにより、特許文献1に開示された静的条件のめっき処理だけでなく、「スパイラルめっき法」のような高圧高速の噴流を流すめっき法を採用する場合でも、めっき処理中、マスキング状態を適正に維持することができる。よって、マスキング品質を安定させることができる。その結果、めっき処理の後工程での付着めっき除去工程等を廃止することができる。 As a result, not only in the plating process under static conditions disclosed in Patent Document 1, but also in the case where a plating method in which a high-pressure and high-speed jet flow such as “spiral plating method” is adopted, the masking state is appropriate during the plating process. Can be maintained. Therefore, the masking quality can be stabilized. As a result, it is possible to eliminate the adhesion plating removal process and the like in the subsequent process of the plating process.
(2)本実施形態のめっき液センサ51は、導電率、PH値、漏れ電流値、温度、又は熱貫流量のうち、いずれか一つ以上の物性値に基づきめっき液Pの進入を検出する。これにより、現実的なセンサを用い、本発明の技術的思想を容易に実現することができる。
(3)本実施形態では、マスキング流体としてマスキング液M(液体)を用いるため、気体よりも扱いやすい。特に水を用いることで、めっきに対する影響を無害なものとし、残液の排出等の管理も容易となる。
(2) The
(3) In this embodiment, since the masking liquid M (liquid) is used as the masking fluid, it is easier to handle than gas. In particular, the use of water makes the influence on the plating harmless and facilitates the management of the discharge of the remaining liquid.
(4)本実施形態では、マスキングユニット30は、ワーク80、80Sの大きさに応じて位置を調整可能なように、処理容器10に対して可動に設けられている。
また、点火プラグのように、マスキング対象部である接地電極81が端面82から突出したワークに対し、「接地電極通電部」としての上電極21は、ワーク80、80Sの大きさに応じて位置を調整可能なように、処理容器10に対して可動に設けられている。
これにより、一台のめっき装置100に対し多品種製品の混合流動が可能となり、生産性が向上する。
(4) In this embodiment, the masking
Further, the
Thereby, the mixed flow of various products can be performed with respect to one
(5)本実施形態の処理容器10は、処理槽16に流入しためっき液Pがワーク80の軸に対して螺旋状に周回するように、ワーク80の軸と直交する仮想平面において、めっき液Pの流入方向がワーク80の軸に向かう方向とはずれている。
この構成により「スパイラルめっき法」を採用することで、棒状や筒状のワークに対し周方向のめっき膜厚を均一にすることができる。また、高速の螺旋流を用いることで、高速且つ効率的なめっき処理が可能となる。
(5) In the
By adopting the “spiral plating method” with this configuration, the plating film thickness in the circumferential direction can be made uniform with respect to a rod-like or cylindrical workpiece. Further, by using a high-speed spiral flow, a high-speed and efficient plating process can be performed.
(6)本実施形態のめっき製品の製造方法は、「マスキング室36に所定量を超えるめっき液Pが進入したことをめっき液センサ51が検出するめっき液検出段階」と、「めっき液センサ51の検出信号に基づくコントローラ53からの指令により、微量供給ポンプ62がマスキング室36にマスキング液Mを補給するマスキング液(流体)補給段階」とを含む。
これにより、上記めっき装置100の効果(1)と同様の効果を奏する。
(6) The plating product manufacturing method according to the present embodiment includes “a plating solution detection stage in which the
Thereby, there exists an effect similar to the effect (1) of the said
(その他の実施形態)
(ア)上記実施形態では、適用されるワーク80として点火プラグの例を示している。ここで、マスキング対象部81である接地電極は、一箇所であり、筒端部82から上方に真っ直ぐ延びる四角柱状を呈している。マスキングユニット30には、接地電極の形状に対応した断面四角形のマスキング室36が形成されており、マスキングユニット30は、接地電極の真上から覆い被さるように装着される。この例は、形状的に最も単純であり、マスキングユニット30の製作の簡便さや、生産時の段取りのし易さの点から最適な形態であると言える。
(Other embodiments)
(A) In the said embodiment, the example of a spark plug is shown as the workpiece | work 80 applied. Here, the ground electrode which is the masking
しかし、本発明のめっき装置は、ワークのマスキング対象部の数や姿勢、形状等に応じてマスキングユニットの構成を工夫することで、多種多様なワークが適用可能である。
例えば、接地電極等のマスキング対象部の数は複数でもよい。マスキング対象部の姿勢は、上向きに限らず、横向きや下向きでもよい。マスキング室に充填されたマスキング液Mは、隙間Δdの寸法(図6参照)、すなわち液膜の厚さを適正に設定すれば、重力で流れ落ちることなく、マスキング対象部の周囲に保持されるからである。
However, the plating apparatus of the present invention can apply a wide variety of workpieces by devising the configuration of the masking unit according to the number, posture, shape, etc. of the masking target portions of the workpiece.
For example, the number of masking target parts such as ground electrodes may be plural. The posture of the masking target part is not limited to the upward direction, and may be a lateral direction or a downward direction. The masking liquid M filled in the masking chamber is held around the masking target portion without being dropped by gravity if the dimension of the gap Δd (see FIG. 6), that is, the thickness of the liquid film is set appropriately. It is.
さらに、マスキング対象部は真っ直ぐな柱状に限らず、マスキングユニットが装着可能であれば円弧状等に曲がっていてもよい。或いは、分割形成されたマスキングユニットをマスキング対象部に装着後に接合するのであれば、例えばクランク状に折れ曲がった形状でもマスキング対象部となり得る。 Further, the masking target portion is not limited to a straight column shape, and may be bent in an arc shape or the like as long as the masking unit can be mounted. Alternatively, if the divided masking unit is joined to the masking target portion after being attached, the masking target portion may be a shape bent in a crank shape, for example.
他のワークの具体例を図11〜図14に示す。
図11(a)に示すワーク901は、リング状端部の外面911及び内面912、又は内面912のみがマスキング対象部である。
外面911及び内面912の両方をマスキングする場合、図11(b)に示すように、マスキングユニット401のマスキング室461は、ワーク901の端部を内側及び外側から挟み込むように環溝状に形成される。供給路451は、例えば溝の底からマスキング室461に連通する。
Specific examples of other workpieces are shown in FIGS.
In the
When masking both the
一方、内面912のみをマスキングする場合、図11(c)に示すように、マスキングユニット402のマスキング室462は、ワーク901の端部の内面912に接するように形成される。供給路452は、軸方向及び径方向の通路が断面にてT字状に形成され、径内側からマスキング室462に連通する。
On the other hand, when only the
図12には、文字や記号を表したマスキング対象部の形状例を示す。(a)のワーク903及び(b)のワーク904は、マスキング対象部がリング状の例である。(c)のワーク905及び(d)のワーク906は、マスキング対象部が板状の例である。これらのワークに対し、マスキングユニットのマスキング室は、各マスキング対象部の形状に対応するように形成される。
FIG. 12 shows an example of the shape of the masking target portion representing characters and symbols. The
図13及び図14には、マスキング対象部が凹状のワークの例を示す。
図13(a)に示すワーク907は、球面状の凹面がマスキング対象部917である。これに対応し、図13(b)に示すマスキングユニット407は、先端437が凸球面状であり、マスキング対象部917との間隔がほぼ一定となるようにマスキング室467が形成される。供給路457は、中心軸に沿ってマスキング室467に連通する。
13 and 14 show an example of a workpiece having a concave masking target portion.
In the
図14(a)に示すワーク908は、平底円筒の内面がマスキング対象部918となっている。これに対応し、図14(b)に示すマスキングユニット408は先端438の端面が平坦な円柱状であり、マスキング対象部918との間隔がほぼ一定となるようにマスキング室468が形成される。供給路458は、中心軸に沿ってマスキング室468に連通する。
A
(イ)上記実施形態のめっき装置100では、処理槽16内でめっき液Pが螺旋状に流れる「スパイラルめっき法」が採用される。言い換えれば、スパイラルめっき法のように高圧高速の噴流を使用するめっき法にも適用可能であることが、上記実施形態のめっき装置100及びめっき製品の製造方法の利点である。
しかし、本発明のめっき装置及びめっき製品の製造方法において採用されるめっき法はこれに限らず、例えば螺旋流以外の噴流めっき法等を採用してもよい。また、めっき液Pの圧力や流速の程度は問わない。
(A) In the
However, the plating method employed in the plating apparatus and the method for producing a plated product of the present invention is not limited to this, and for example, a jet plating method other than the spiral flow may be employed. Further, the pressure of the plating solution P and the degree of flow rate are not limited.
(ウ)上記実施形態では、マスキング液補給手段として微量供給ポンプ62を用いているが、その他のマスキング液補給手段としてディスペンサ等を用いてもよい。また、マスキング液Mをエア圧で圧送しつつ電磁バルブを開閉制御するようにしてもよい。或いは、マスキング液タンク61をマスキングユニット30の供給口34よりも上方に設置し、マスキング液Mが自重で流下するようにしてもよい。
(C) In the above embodiment, the
(エ)マスキング液Mは、水以外に、次の条件を満たす液体を用いてもよい。(i)マスキング室の隙間に保持される程度の粘性を有していること、(ii)めっき液と混ざりにくく、且つ、多少混ざってもめっき処理に悪影響を与えないこと、(iii)めっき液センサによる検出特性がめっき液と顕著に異なること。 (D) The masking liquid M may be a liquid that satisfies the following conditions in addition to water. (I) having a viscosity sufficient to be held in the gap between the masking chambers, (ii) not easily mixed with the plating solution, and having no adverse effect on the plating process even if mixed somewhat, (iii) the plating solution The detection characteristics of the sensor are significantly different from the plating solution.
(オ)さらに、本発明の「マスキング流体」は、液体であるマスキング液Mに限らず、気体を用いることも理論的には可能である。その場合、例えば「マスキング液補給手段」は、上位概念である「マスキング流体補給手段」と表される。
以上、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施することができる。
(E) Furthermore, the “masking fluid” of the present invention is not limited to the masking solution M, which is a liquid, and it is theoretically possible to use a gas. In this case, for example, the “masking fluid replenishing means” is expressed as a “masking fluid replenishing means” which is a superordinate concept.
As mentioned above, this invention is not limited to such embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.
10・・・処理容器、
30・・・マスキングユニット、
36・・・マスキング室、
51・・・めっき液センサ、
62・・・微量供給ポンプ、(マスキング液補給手段、マスキング流体補給手段)、
80、80S・・・点火プラグ、(ワーク)、
81・・・接地電極、マスキング対象部、
100・・・めっき装置、
M ・・・マスキング液(マスキング流体)、
P ・・・めっき液。
10 ... processing container,
30 ... Masking unit,
36 ... Masking room,
51 ... Plating solution sensor,
62 ... Trace supply pump (masking liquid supply means, masking fluid supply means),
80, 80S ... spark plug, (work),
81: Ground electrode, masking target part,
100: plating apparatus,
M: Masking liquid (masking fluid)
P: plating solution.
Claims (8)
前記ワークにおいてめっきの付着が防止されるマスキング対象部(81)を収容可能なマスキング室(36)を有し、前記マスキング対象部を前記マスキング室に収容するように前記ワークに装着された状態で、めっき液の進入を防止するマスキング流体が前記マスキング室に充填されるマスキングユニット(30)と、
所定量を超えるめっき液が前記マスキング室に進入したことを検出するめっき液センサ(51)と、
前記めっき液センサの検出信号に基づき、前記マスキング室への前記マスキング流体の補給を制御するコントローラ(53)と、
前記コントローラからの指令により、前記マスキング室に前記マスキング流体を補給可能なマスキング流体補給手段(62)と、
を備えることを特徴とするめっき装置(100)。 A processing vessel (10) in which the workpiece (80, 80S) installed in the internal processing tank (16) is plated by contacting the plating solution;
The mask has a masking chamber (36) capable of accommodating a masking target portion (81) to prevent adhesion of plating in the workpiece, and is attached to the workpiece so as to accommodate the masking target portion in the masking chamber. A masking unit (30) in which a masking fluid for preventing the ingress of plating solution is filled in the masking chamber;
A plating solution sensor (51) for detecting that a plating solution exceeding a predetermined amount has entered the masking chamber;
A controller (53) for controlling replenishment of the masking fluid to the masking chamber based on a detection signal of the plating solution sensor;
A masking fluid replenishing means (62) capable of replenishing the masking fluid to the masking chamber according to a command from the controller;
A plating apparatus (100) comprising:
前記マスキング室における導電率、PH値、漏れ電流値、温度、又は熱貫流量のうち、いずれか一つ以上の物性値に基づき前記めっき液の進入を検出することを特徴とする請求項1に記載のめっき装置。 The plating solution sensor is
2. The intrusion of the plating solution is detected based on one or more physical property values among conductivity, PH value, leakage current value, temperature, and heat flow rate in the masking chamber. The plating apparatus as described.
前記処理容器内に前記ワークが設置された状態で前記接地電極の端面に当接する接地電極通電部(21)は、前記ワークの大きさに応じて位置を調整可能なように、前記処理容器に対して可動に設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のめっき装置。 As the workpiece, a plating apparatus in which a workpiece in which the ground electrode that is the masking target portion protrudes from an end surface is used,
The ground electrode energization part (21) that contacts the end face of the ground electrode in a state where the work is installed in the processing container is provided in the processing container so that the position can be adjusted according to the size of the work. The plating apparatus according to claim 1, wherein the plating apparatus is movably provided.
前記ワークにおいてめっきの付着が防止されるマスキング対象部(81)を収容可能なマスキング室(36)を有し、前記マスキング対象部を前記マスキング室に収容するように前記ワークに装着された状態で、めっき液の進入を防止するマスキング流体が前記マスキング室に充填されるマスキングユニット(30)と、
所定量を超えるめっき液が前記マスキング室に進入したことを検出するめっき液センサ(51)と、
前記めっき液センサの検出信号に基づき、前記マスキング室への前記マスキング流体の補給を制御するコントローラ(53)と、
前記コントローラからの指令により、前記マスキング室に前記マスキング流体を補給可能なマスキング流体補給手段(62)と、
を備えるめっき装置を用いためっき製品の製造方法であって、
前記マスキング室に所定量を超えるめっき液が進入したことを前記めっき液センサが検出するめっき液検出段階と、
前記めっき液センサの検出信号に基づく前記コントローラからの指令により、前記マスキング流体補給手段が前記マスキング室に前記マスキング流体を補給するマスキング流体補給段階と、
を含むことを特徴とするめっき製品の製造方法。 A processing vessel (10) in which the workpiece (80, 80S) installed in the internal processing tank (16) is plated by contacting the plating solution;
The mask has a masking chamber (36) capable of accommodating a masking target portion (81) to prevent adhesion of plating in the workpiece, and is attached to the workpiece so as to accommodate the masking target portion in the masking chamber. A masking unit (30) in which a masking fluid for preventing the ingress of plating solution is filled in the masking chamber;
A plating solution sensor (51) for detecting that a plating solution exceeding a predetermined amount has entered the masking chamber;
A controller (53) for controlling replenishment of the masking fluid to the masking chamber based on a detection signal of the plating solution sensor;
A masking fluid replenishing means (62) capable of replenishing the masking fluid to the masking chamber according to a command from the controller;
A plating product manufacturing method using a plating apparatus comprising:
A plating solution detection stage in which the plating solution sensor detects that a plating solution exceeding a predetermined amount has entered the masking chamber;
A masking fluid replenishing step in which the masking fluid replenishing means replenishes the masking fluid to the masking chamber according to a command from the controller based on a detection signal of the plating solution sensor;
The manufacturing method of the plating product characterized by including.
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