JP4516619B2 - 電気メッキ方法及び電気メッキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、従来に比べて、被メッキ物の表面に均一にメッキ皮膜を形成できるようにした電気メッキ方法及び電気メッキ装置に関する。

従来では、例えばバレルメッキ法にて、被メッキ物の表面にメッキ皮膜をメッキ形成していた。バレルメッキ法では、導電性の回転籠の中に、給電用の電極を設けるとともに被メッキ物を配置し、回転籠を回転させながら、被メッキ物の表面にメッキ皮膜をメッキ形成する。この方法では、被メッキ物が供給用の電極に接触したときに電流が供給され、メッキ皮膜が生成される。

しかしながら、バレルメッキ法では、以下の問題点があった。
まず、被メッキ物がメッキ液中に浮遊した状態では、被メッキ物に対して給電されないので、被メッキ物に安定してメッキ皮膜をメッキ形成できなかった。

またバレルメッキ法では、被メッキ物同士が密着したり、被メッキ物が電極面に対して不動支持され、被メッキ物の所定部分が電極面に常に密着した状態を保つことがあった。かかる場合、被メッキ物の密着面にはメッキ液が供給されないため、被メッキ物の表面に均一なメッキ皮膜を形成できなかった。

下記に示す特許文献には、いずれも上記した課題認識が無く、それを解決する手段は開示されていない。
特開平４−８５１８号公報 特開平５−１１７８９７号公報 特開平１１−９２９９４号公報

そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、従来に比べて、被メッキ物の表面に均一にメッキ皮膜を形成できるようにした電気メッキ方法及び電気メッキ装置を提供することを目的としている。

本発明は、メッキ槽と、前記メッキ槽内に設けられた陽極及び陰極とを有し、被メッキ物の表面にメッキ皮膜をメッキ形成するための電気メッキ方法において、
メッキ液中で、前記被メッキ物を、少なくとも一方が前記陰極を構成する下面板及び上面板の間に挟持した状態で、前記上面板及び前記下面板を相対的に平面運動させながら、両極間に電流を供給して前記被メッキ物の表面に前記メッキ皮膜をメッキ形成することを特徴とするものである。

あるいは本発明は、メッキ槽と、前記メッキ槽内に設けられた陽極及び陰極とを有し、被メッキ物の表面にメッキ皮膜をメッキ形成するための電気メッキ装置において、
前記被メッキ物をメッキ液中で上下から挟むための下面板及び上面板を有し、前記下面板及び前記上面板の少なくとも一方は前記陰極を構成しており、両極間に電流を供給して前記被メッキ物の表面に前記メッキ皮膜をメッキ形成する際、相対的に平面運動するように、前記上面板及び前記下面板の少なくとも一方が平面運動可能に支持されていることを特徴とするものである。

本発明では、被メッキ物を、下面板と上面板の間に挟持するので、従来のように被メッキ物がメッキ液中に浮遊することがない。また、相対的に平面運動するように、少なくとも上面板及び下面板の一方を平面運動させることで、被メッキ物が同じ場所に留まらず回転しながら、下面板と上面板の間の平面領域内を移動しやすくなる。以上により、被メッキ物に対する安定した給電と、メッキ液の流動性の向上により、従来に比べて、被メッキ物の表面に均一なメッキ皮膜を形成しやすく出来る。

本発明では、前記下面板及び前記上面板のうち、少なくとも一方の対向面が凹凸面で形成された前記対向面間に、前記被メッキ物を配置することが好ましい。これにより被メッキ物を効果的に回転させながら移動させることができる。また凹部にもメッキ液を供給できる。これにより、被メッキ物の表面全体に対して、より安定してメッキ液を供給でき、より効果的に、被メッキ物の表面に均一なメッキ皮膜を形成できる。

また本発明では、前記被メッキ物を、液透過性で形成された前記上面板と、前記下面板の間に配置することが好ましい。前記上面板は、多孔質で形成されていることが好ましい。これにより上面板を介してメッキ液が下面板と上面板の間の全域に流れ込みやすくなり、メッキ液の流動性（攪拌効果）を高めることが出来、より効果的に、被メッキ物の表面に均一なメッキ皮膜を形成できる。

また本発明では、前記上面板の対向面に液透過性で且つ前記上面板より軟らかい軟質膜を設け、前記被メッキ物を前記軟質膜に当接させることが好ましい。上面板を介してメッキ液が下面板と上面板の間の全域に流れ込みやすくなり、メッキ液の流動性（攪拌効果）を高めることが出来る。また、被メッキ物をより確実に下面板と上面板間に挟持できる。さらに下面板と上面板間に押圧力を加えて、被メッキ物を下面板と上面板間に挟持したときの被メッキ物に対するダメージを低減することができる。

また本発明では、前記下面板及び前記上面板のうち、少なくとも一方が回転板であり、前記回転板を偏心させて回転させることが好ましい。これにより、被メッキ物全体の回転移動をより効果的に促進できる。よって被メッキ物全体に対してより安定してメッキ液を供給でき、より効果的に、被メッキ物の表面に均一なメッキ皮膜を形成できる。

また、前記下面板は固定された陰極板であり、前記上面板が平面運動可能に支持されていることが、簡単な機構の電気メッキ装置を構成できて好ましい。

本発明の電気メッキ方法及び電気メッキ装置によれば、従来に比べて、被メッキ物の表面に均一にメッキ皮膜を形成できる。

図１は本発明の電気メッキ装置の模式図、図２はメッキ生成部の部分拡大断面図、図３は、メッキ生成部を平面から見た透視図、図４は、メッキ物の断面図、である。

図１に示すように電気メッキ装置１を構成するメッキ槽２内には、陽極板３及びメッキ生成部４が設けられる。

図１，図２に示すように、メッキ生成部４は、陰極側給電板５と、支持台６と、陰極板（下面板）７と、回転部８とを有して構成される。図２に示すように回転部８は回転板（上面板）１０と軟質膜９とで構成される。図２に示すように、支持台６の内部には、給電用コイルバネ１１が設けられる。給電用コイルバネ１１の下部は、陰極側給電板５に当接し、給電用コイルバネ１１の上部は、陰極板７に当接している。

この実施形態では、陰極板７は固定部である。また図２に示すように陰極板７の上面は凹凸面７ａとなっている。たとえば、凹凸面７ａはフォトリソグラフィ技術を用いて形成できる。陰極板７は例えば、ステンレスで形成されるが、ステンレス以外の導電板で形成されてもよい。また陰極板７に形成された凹凸面７ａの凹凸深さ（凸部の上面から凹部の底面までの深さ）や、凹部間（凸部間）のピッチは、数十μｍ〜数百μｍ程度である。例えば凹凸深さは１００μｍ程度、ピッチは２００μｍ程度である。

また、回転板１０は、液透過性であることが好ましい。具体的には多孔質であることが好適である。例えば回転板１０は発泡ガラスや多孔セラミックスで形成される。回転板１０に形成される孔径は２００〜３００μｍ程度である。

軟質膜９は、回転板１０の下面（陰極板７との対向面）１０ａに貼着されている。軟質膜９は液透過性の多孔質で且つ回転板１０より軟らかい例えばフェルト（不織布）で形成される。軟質膜９の厚みは２ｍｍ程度である。

図２に示すように、陰極板７と回転部８との間に、被メッキ物１２が挟持されている。被メッキ物１２は例えば黄銅球であるが、材質や形状を限定するものではない。

図１に示すように、支持台６の上面には、陰極板７を載置するための凹部６ａが設けられ、陰極板７を凹部６ａ内に載置したとき、陰極板７よりも上方に飛び出す側壁６ｂが設けられている。この側壁６ｂの陰極板７の上面（凹凸面７ａであるときは凸部の上面）からの突出量は、被メッキ物１２を陰極板７上に配置したときに、被メッキ物１２の最上部が側壁６ｂの上面と同等か、あるいは、被メッキ物１２の最上部が側壁６ｂの上面から若干飛び出すように調整される。

図３に示すように回転部８及び陰極板７はいずれも円形状で形成されるが、特に平面形状を限定するものではない。ただし、少なくとも側壁６ｂに囲まれた被メッキ物１２の移動平面領域が円形状となるように形成したほうが、被メッキ物１２の移動を阻害せずに、被メッキ物１２をスムーズに移動させることができて好適である。

図１，図３に示すように回転部８の上面８ｂには、回転軸１５が取り付けられている。この実施形態では、回転軸１５は、回転部８の中心８ｃに設けられず、中心８ｃからずれた位置に設けられる。回転部８は、回転軸１５を回転中心として平面内にて回転可能に支持されている。

図１に示すように、メッキ槽２中にメッキ液２０を入れ、このメッキ液２０中に、陽極板３及びメッキ生成部４を浸漬させる。このとき、図２，図３に示すように、多数個の被メッキ物１２を陰極板７と回転部８の間に挟持した状態でメッキ液中に浸漬させる。被メッキ物１２の個数を限定しないが、側壁６ｂで仕切られた被メッキ物１２の移動平面領域に占める被メッキ物１２の占有率（各被メッキ物１２の最大断面積の和／移動平面領域の面積）が大きくなりすぎると、各被メッキ物１２の移動を阻害し、また各被メッキ物１２に対するメッキ液２０の流動性が悪化するので、占有率を３０〜６０％程度に調整するのがよい。続いて、回転部８を回転させながら陰極板７と陽極板３間に電流を供給する。これにより、被メッキ物１２の表面１２ａに例えばＮｉメッキ皮膜１６をメッキ形成する。

例えばメッキ生成部４がメッキ槽２に対して着脱可能に支持されていれば、メッキ生成部４を電気メッキ装置１から取り外し、このメッキ生成部４を別の電気メッキ装置のメッキ槽２にセッティングすることで、簡単に、複数のメッキ皮膜を積層メッキすることが可能になる。なお、陰極板７と回転部８と、その間に挟持された被メッキ物１２とを一つのユニットとして取り外し自由に支持されていれば、このユニットを別の電気メッキ装置に移動させることで複数のメッキ皮膜を積層メッキするようにしてもよい。図４に示す形態では、Ｎｉメッキ皮膜１６の表面１６ａには例えばＡｕメッキ皮膜１７がメッキ形成されている。

本実施形態では、被メッキ物１２を、陰極板７と回転部８との間に挟持しているので、従来のように、被メッキ物１２が陰極板７から離れてメッキ液２０中に浮遊してしまう現象を抑制することが出来る。また、回転部８を回転させることで被メッキ物１２は、同じ場所に留まらず、回転しながら側壁６ｂに囲まれた平面領域内を移動しやすくなる。図２には被メッキ物１２が回転している様子を矢印Ａで示している。このように被メッキ物１２が同じ場所に留まるよりも回転移動することで、被メッキ物１２に対するメッキ液２０の流動性が高まる。また特に、被メッキ物１２が回転しながら移動することで、被メッキ物１２同士の密着や被メッキ物１２の陰極板７あるいは回転部８への密着を効果的に抑制できる。

以上により、被メッキ物１２に対する安定した給電と、メッキ液２０の流動性の向上により、従来に比べて、被メッキ物１２の表面に均一なメッキ皮膜を形成することが可能になる。

また本実施形態では、図２に示すように陰極板７の上面が凹凸面７ａで形成されている。これにより、回転部８を回転させたときに、被メッキ物１２と陰極板７間に適度な摩擦が生じ、被メッキ物１２をより効果的に回転させながら移動させることが出来る。また、凹凸面７ａの凹部内にもメッキ液２０が供給される。よって、被メッキ物１２の表面全体に対してより安定してメッキ液２０を供給でき、より効果的に、被メッキ物１２の表面に均一なメッキ皮膜を形成することが可能になる。

また、図２に示す実施形態では、回転部８が液透過性で形成される。例えば回転部８を構成する回転板１０及び軟質膜９は、共に多孔質である。このため、図２の矢印Ｂに代表的に示すようにメッキ液２０は、回転部８を介して、陰極板７と回転部８の間の全域に流れ込みやすくなる。すなわち、陰極板７と回転部８の間の外周領域のみならず中央領域にも適切にメッキ液２０を流し込むことが可能である。よってメッキ液２０の流動性（攪拌効果）を高めることが出来る。また、図２では、回転板１０の下面に軟らかい軟質膜９を設けているが、これにより、被メッキ物１２を確実に陰極板７と回転部８の間に挟持できる。また、陰極板７と回転部８の間に押圧力を与えて、被メッキ物１２を陰極板７と回転部８の間に挟持するが、このとき、被メッキ物１２と軟質膜９とが当接する部分では、軟質膜９が潰れて押圧力をある程度吸収するため、押圧力を加えたことによる被メッキ物１２に対するダメージを低減することができる。

また図１，図３に示すように回転部８の回転軸１５は中心８ｃからずれた位置にある。よって回転部８は偏心回転する。これにより、回転部８を回転させたときに遠心力が大きくなり多数個の被メッキ物１２全体の移動を効果的に促進できる。またこのとき被メッキ物１２に対して、もみすり動作が作用することで、各被メッキ物１２を効果的に回転させながら移動させることが出来る。

なお図２に示す実施形態では、陰極板７の上面が凹凸面７ａで形成されているが、それに代えて、回転部８の下面が凹凸面となっていてもよい。また、陰極板７及び回転部８の各対向面が夫々、凹凸面となっていてもよい。また、陰極板７は下面板側でなく、上面板側に、あるいは両方に、設けられてもよい。また図２では、陰極板７が固定側であるが、陰極板７を回転させることも出来る。ただし配線の関係や簡単な機構とすべく、陰極板７を固定した下面板とし、上面板を回転板としたほうが好ましい。また、図２では、回転部８は、回転板１０と軟質膜９との積層構造で構成されているが、回転板１０のみで構成されるものであってもよい。軟質膜９は、例えば陰極板７上に設けることも可能であるが、このとき、軟質膜９は陰極板７より軟らかく且つ導電性であることが必要である。また、軟質膜９が絶縁性である場合は、軟質膜９と間隔を空けて対向する側に陰極板を配置することが必要である。また上記した実施形態では、回転部８を平面内にて回転させる構成であるが、それ以外の構成であってもよい。本実施形態では、相対的に平面運動するように、上面板及び下面板の少なくとも一方が平面運動する形態であればよい。例えば、上面板が平面内にて直線的に往復移動するような形態でもよい。また上面板及び下面板の双方が平面運動する形態でもよい。ただし、このとき、相対的に平面運動させるべく、例えば、上面板及び下面板を逆向きに平面運動させる。

また、本実施形態のメッキ装置１を用いてメッキ皮膜がメッキ形成された被メッキ物１２の用途については特に限定しない。

本実施形態の電気メッキ装置の模式図、 本実施形態のメッキ生成部の部分拡大断面図、 本実施形態のメッキ生成部を平面から見た透視図、 メッキ物の断面図（一例）、

符号の説明

１ 電気メッキ装置
２ メッキ槽
３ 陽極板
４ メッキ生成部
７ 陰極板
７ａ 凹凸面
８ 回転部
９ 軟質膜
１０ 回転板
１２ 被メッキ物
１５ 回転軸
１６，１７ メッキ皮膜

Claims (12)

1. メッキ槽と、前記メッキ槽内に設けられた陽極及び陰極とを有し、被メッキ物の表面にメッキ皮膜をメッキ形成するための電気メッキ方法において、
   メッキ液中で、前記被メッキ物を、少なくとも一方が前記陰極を構成する下面板及び上面板の間に挟持した状態で、前記上面板及び前記下面板を相対的に平面運動させながら、両極間に電流を供給して前記被メッキ物の表面に前記メッキ皮膜をメッキ形成することを特徴とする電気メッキ方法。
2. 前記下面板及び前記上面板のうち、少なくとも一方の対向面が凹凸面で形成された前記対向面間に、前記被メッキ物を配置する請求項１記載の電気メッキ方法。
3. 前記被メッキ物を、液透過性で形成された前記上面板と、前記下面板の間に配置する請求項１又は２に記載の電気メッキ方法。
4. 前記上面板の対向面に液透過性で且つ前記上面板より軟らかい軟質膜を設け、前記被メッキ物を前記軟質膜に当接させる請求項３記載の電気メッキ方法。
5. 前記下面板及び前記上面板のうち、少なくとも一方が回転板であり、前記回転板を偏心させて回転させる請求項１ないし４に記載の電気メッキ方法。
6. メッキ槽と、前記メッキ槽内に設けられた陽極及び陰極とを有し、被メッキ物の表面にメッキ皮膜をメッキ形成するための電気メッキ装置において、
   前記被メッキ物をメッキ液中で上下から挟むための下面板及び上面板を有し、前記下面板及び前記上面板の少なくとも一方は前記陰極を構成しており、両極間に電流を供給して前記被メッキ物の表面に前記メッキ皮膜をメッキ形成する際、相対的に平面運動するように、前記上面板及び前記下面板の少なくとも一方が平面運動可能に支持されていることを特徴とする電気メッキ装置。
7. 前記下面板及び前記上面板のうち、少なくとも一方の対向面は凹凸面で形成されている請求項６記載の電気メッキ装置。
8. 前記上面板は液透過性で形成されている請求項６又は７に記載の電気メッキ装置。
9. 前記上面板は、多孔質で形成されている請求項８記載の電気メッキ装置。
10. 前記上面板の対向面には、液透過性で且つ前記上面板より軟らかい軟質膜が設けられている請求項８又は９に記載の電気メッキ装置。
11. 前記下面板及び前記上面板のうち、少なくとも一方が回転板で構成されており、前記回転板の回転軸は中心からずれている請求項６ないし１０のいずれかに記載の電気メッキ装置。
12. 前記下面板は固定された陰極板であり、前記上面板が平面運動可能に支持されている請求項６ないし１１のいずれかに記載の電気メッキ装置。

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