JP4613035B2 - 袋状ワークの電解めっき方法および電解めっき装置 - Google Patents

Description

本発明は、袋状ワークの電解めっき方法および電解めっき装置に関する。

袋状ワーク、例えば、袋ナットの表面に電解めっき等の処理を施すことが行われている。袋状のワークの外面、内面に、酸電解（焼入後のスケール取り）や電解めっき等の処理を施す場合は、いわば魚の骨を逆さ吊りしたような浸漬保持具を用いる場合が多い。その浸漬保持具のそれぞれの枝部に、１個ずつ袋ナットをその開口から取り付けることにより、多数の袋ナットをそれぞれが斜め上を向く状態（開口部が斜め下を向く状態）でツリー状に保持し、その保持具を多数の袋ナットとともに酸電解槽（硫酸液等を主体とする）やめっき槽等に浸漬して脱スケール処理やめっき処理等を行っている（特許文献１）。

図１９は、袋ナットを保持してめっき槽等に浸漬するための従来の浸漬保持具を概念的に示す。（ａ）は、浸漬保持具２０１の正面図である。浸漬保持具２０１は、本体フレーム部から斜め上を向く形状に支持竿部２０２が形成されている。この支持竿部２０２に袋ナット１の開口部を差し込む形態で、浸漬保持具２０１に袋ナット１を保持させる。図１９（ｂ）は、浸漬保持具２０１をめっき槽２１５に浸漬させたところを示す。図は、浸漬保持具２０１の側面を示している。このように浸漬保持具２０１に袋状ナット１を保持させた状態で、めっき槽２１５等に浸漬して、外面および内面の表面処理を行っている。このとき、めっき槽２１５に電極２１１を設置し、正の電圧を印加し、浸漬保持具２０１には、負の電荷を印加することによって、袋ナット１の表面処理を行う。

特開２００１−３３５９９４号公報

しかしながら、浸漬保持具２０１を多数の袋ナット１とともに例えばめっき槽２１５等の液槽に浸漬していく過程で、袋ナット１の閉ざされた空間（閉鎖空間）にはめっき液等の液が入り込むが、閉鎖空間内に閉じ込められる空気により液はその閉鎖空間に充満することはできず、袋ナットの内面には液と接触できない部分が残る。また電流のほとんどが袋ナット１の外面に流れて内面に流れにくい実状もある。つまりこのような方法によると、袋ナットの内面全体をめっき液等により処理することが難しい。

さらに図１９の浸漬保持具２０１のように多段に支持竿部２０２を形成した場合、上段に保持された袋ナットと、下段に保持された袋ナットに形成されるめっき層の厚さが大幅に異なってしまう。これは、多段のため電流の流れ方が一様とはならないためで、下段の袋ナットに厚いめっき層が形成される。すなわち製品間にめっき厚のばらつきを生じることとなる。

そこで本発明の課題は、液槽に浸漬することにより、袋ナット等の袋状ワークの内面の表面処理を施す場合に、良好なめっき被膜を形成する袋状ワークの電解めっき方法および電解めっき装置を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決するための本発明の袋状ワークの電解めっき方法は、
外部と連通する開口部を有する袋状空間を形成した袋状ワークは開口部を下側に向けた状態で、袋状空間に挿入した内部又は袋状空間の開口部の近傍に吸引管の端部を位置させており、この袋状ワークを保持し吸引管を備えるワーク保持部材を上方から電解めっき槽のめっき液に浸漬することにより、めっき液内に設置するノズルの貫通孔と、吸引管の基底部に形成された貫通孔とを接続し、この吸引管をノズルと接続される負圧吸引装置により負圧下にして、その袋状空間に存在する気体及び／又はめっき液である流体を負圧下の前記吸引管で吸引し、その袋状空間にめっき液を開口部を介して流動をさせつつ又は流動させた後に、電解めっきのための電圧をかけ、袋状ワークには袋状空間の内面を含めてめっき液によりめっき被膜を形成することを特徴とする。

従来、袋状ワークの開口部を下側に向けてめっき液に浸漬すると、袋状空間に空気などの気体が包含された状態となり、めっき液が袋状空間の内部まで入らないために、袋状空間の内面全体をめっき処理することは難しかった。上記の方法により開口部に吸引管を挿入又は開口部の近傍に吸引管の端部を位置させて、袋状空間内の気体やめっき液を吸引することで、袋状空間内にめっき液が流動して進入し袋状空間内をめっき液で充満することができるため、内面の全域に渡ってめっき被膜を形成することができる。流動させるため、めっき処理の効率がよくなり、短時間でめっき処理を行うことができる。

さらに上記課題を解決するための本発明の袋状ワークの電解めっき方法は、
外部と連通する開口部を有する袋状空間を形成した袋状ワークは開口部を下側に向けた状態で、袋状空間に挿入した内部又は袋状空間の開口部の近傍に吐出管の端部を位置させており、この袋状ワークを保持し吐出管を備えるワーク保持部材を上方から電解めっき槽のめっき液に浸漬することにより、めっき液内に設置するノズルの貫通孔と、吐出管の基底部に形成された貫通孔とを接続し、この吐出管からノズルと接続される加圧吐出装置により加圧されためっき液を吐出し、その袋状空間に存在する気体及び／又はめっき液である流体を前記開口部を介して流動させつつ又は流動させた後に、電解めっきのための電圧をかけ、袋状ワークには袋状空間の内面を含めてめっき液によりめっき被膜を形成することを特徴とする。

上記のように開口部を下側に向けてめっき液に浸漬された袋状ワークの開口部から吐出管を挿入又はその開口部の近傍に吐出管の端部を位置させ、吐出管から袋状空間にめっき液を吐出することにより、袋状空間内の空気などの気体を追い出して、めっき液を袋状空間の全域に進入させて袋状空間の内部全体をめっき液で充満することができる。これにより、内面全域をめっき処理することができる。

吐出管からめっき液を吐出する場合には、その吐出圧により袋状ワークが移動する可能性がある。そこで、袋状ワークの外側から袋状ワークを拘束してその移動を阻止した状態でめっき液を吐出管から吐出する。外側から拘束するとは、例えば、開口部とは反対側の、非開口部である頭部を抑えたり、外側のフランジ部を抑えたりすることをさす。このようにすることで袋状ワークを固定することができ、吐出管からのめっき液の噴流により袋ワークの移動を防ぐことができる。

そして袋状ワークの袋状空間の開口部とは反対側の頭部面と、吸引管または吐出管の端部とが接触しない状態で、袋状ワークを支持し、吸引管から袋状空間を満たす流体を吸引することにより、または、吐出管からめっき液を吐出することにより、袋状ワークに袋状空間の内面を含んで電解めっきによるめっき被膜を形成する。このように吸引管または吐出管の先端部が、袋状ワークの内面と接触しない状態にすることで、流体の流動をスムーズにすることができる。なお先端部が袋状ワークと絶縁された状態で、かつ流体が流動可能なら、先端部が袋状ワークの内面と接触していてもよい。

さらに袋状ワークに負の電圧を印加しながら、吸引管から袋状空間を満たす流体を吸引する、または、吐出管からめっき液を吐出する。このように袋状ワークに負の電圧を印加することによって、めっき処理を施すことができる。

そして袋状ワークは、ナット本体の一方の開口部がキャップ部で袋状に被われた袋ナットである。さらに詳しくは、例えば、ハブナットである。一方の開口部がキャップで袋状に覆われているものであれば、これらに限られず、上記の方法により内面をめっき処理することができる。

上記課題を解決するための本発明の袋状ワークの電解めっき装置は、
外部と連通する開口部を有する袋状空間を形成した袋状ワークが浸漬されるめっき液を収容するめっき槽と、
そのめっき槽のめっき液内に配置するノズルと接続される負圧吸引装置と、袋状ワークの開口部を下側に向けた状態で、袋状空間に挿入した内部又は袋状空間の開口部の近傍に吸引管の端部を位置させており、この袋状ワークを保持し吸引管を備えるワーク保持部材と、ワーク保持部材を上下させる昇降装置と、電解めっきのための電圧をかける通電装置と、を含み、
昇降装置によりワーク保持部材を下降させて吸引管によって保持された袋状ワークを、吸引管とともにめっき液に浸漬して、吸引管の基底部に形成された貫通孔と、ノズルの貫通孔とを接続することにより袋状ワークの袋状空間に存在する気体及び／又はめっき液である流体を負圧吸引装置で負圧下とされる吸引管に吸引させて、その袋状空間にめっき液を開口部を介して流動させつつ又は流動させた後に、通電装置により電圧をかけることを特徴とする。

上記構成により、袋状ワークをワーク保持部材により保持し、めっき液に浸漬して、袋状ワークの袋状空間に存在する気体やめっき液を吸引管から吸引することができる。これにより、めっき槽のめっき液が新たに袋状空間に進入して袋状空間に充満し、袋状空間をなす内面をめっき処理することができる。

また本発明の袋状ワークの電解めっき装置は、
外部と連通する開口部を有する袋状空間を形成した袋状ワークが浸漬されるめっき液を収容するめっき槽と、
そのめっき槽のめっき液内に設置するノズルと接続される加圧吐出装置と、袋状ワークの開口部を下側に向けた状態で、袋状空間に挿入した内部又は前記袋状空間の開口部の近傍に吐出管の端部を位置させており、この袋状ワークを保持し吐出管を備えるワーク保持部材と、ワーク保持部材を上下させる昇降装置と、電解めっきのための電圧をかける通電装置と、を含み、
昇降装置によりワーク保持部材を下降させて吐出管によって保持された袋状ワークを、吐出管とともにめっき液に浸漬して、吐出管の基底部に形成された貫通孔と、ノズルの貫通孔とを接続することにより袋状ワークの袋状空間に存在する気体及び／又はめっき液である流体を、加圧吐出装置で加圧するめっき液を吐出管から吐出させて、その袋状空間のめっき液を開口部を介して流動させつつ又は流動させた後に、通電装置により電圧をかけることを特徴とする。

上記構成により、袋状ワークをワーク保持部材により保持し、めっき液に浸漬して、袋状ワークの袋状空間にめっき液を噴出することによりその袋状空間に存在する気体やめっき液を追い出し、新たなめっき液を袋状空間に進入させ袋状空間をなす内面にめっき被膜を形成することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例を説明する。図１は袋状ワークの一例として袋ナットを示すものである。袋ナット１は、めねじ部４を有する本体２と、本体２におねじ部材の螺入側とは反対側の開口を塞ぐキャップ部３とを備え、めねじ部４とその奥部の空所（ボルト等のおねじ部材の先端部が進入する部分）とにより袋状の空間（閉鎖空間）５が形成される。本体２の外面には、側方にせり出したフランジ７を有する。このような袋ナットの一例として、ハブナットが挙げられる。このような袋ナット１が、鍛造加工さらに転造もしくは切削等によるねじ加工、キャップ部３の溶接及び必要に応じて熱処理の後、洗浄や防錆、めっき等のために所定の液槽に浸漬される。

その際、図２に示すようなワーク保持部材である浸漬保持具２１を用いる。この浸漬保持具２１は、上面と下面とを貫通する貫通孔を有する基底部２７、基底部２７の上面側の貫通孔上から延びた吸引管（または吐出管ともなる）としての突起管２５、基底部２７から延びたガイド軸２４、複数の突起管２５とガイド軸２４とが挿入される挿入孔（貫通孔）を有する摺動板２６、ガイド軸２４を支持する支持軸２３ａ，２３ｂ、さらにその支持軸２３ａ，２３ｂと接続される支持板２２を備える。この浸漬保持具２１は、電流を流すことができるように、金属などの導体によって形成される。例えば、チタンを使用することができる。ただし、支持板２２は、支持軸２３ａと支持軸２４ｂとの絶縁をとるために不導体で形成される（支持軸２３ａと支持軸２４ｂとの絶縁がとれれば、支持板２２の全体が不導体である必要はない）。支持板２２は、搬送ラインに連結され得る形状であれば、図のような形状に限られない。基底部２７が、２列並列に形成されているが、必ずしも２列、または並列に形成される必要はない。また突起管が各基底部２７上に３本形成されているが、突起管の数は、３本に限られない。基底部の数や突起管の数を増やすと、多くの袋状ワークを同時に処理することが可能となる。

従来の多段の袋状ワーク保持部を有する浸漬保持具の場合、前処理やめっき処理を施す液槽が深く形成される必要があるのに対し、この浸漬保持具２１は、突起管２５が一面上に並ぶため、前処理やめっき処理を施す液槽の深さを浅くすることができる。水洗槽も浅くすることができるため、給水量や放水量が少なくなる。まためっき処理ラインを設置する建屋を従来よりも低くできる。さらに従来の多段の浸漬保持具の場合は、上段に保持された袋状ワークと、下段に保持された袋状ワークとのめっき厚に差が生じるが、この浸漬保持具２１は、一段に形成されているため、袋状ワークのめっき厚に差が生じにくい。従来の多段の浸漬保持具では、めっき厚を２５μｍとするためにめっき処理を施すと、製品間に１０μｍ程度のめっき厚のばらつきが生じていた。この浸漬保持具は、被めっき物が、一面上にならぶ一段構造であるため、製品間のめっき厚のばらつきを２〜３μｍ程度に抑えることができる。

図３に浸漬保持具２１の拡大断面図を示す。基底部２７には、複数の貫通孔２８が形成され（図２の実施例の場合、一つの基底部２７には、３箇所の貫通孔）、その貫通孔２８上に突起管２５が形成されている。突起管２５の先端部３５を除く部分の表面には、絶縁部１２（例えば、樹脂モールド）が形成されている。突起管２５の貫通孔３４と、基底部２７の貫通孔２８は連なって形成されており、基底部貫通孔２８の下部から突起管貫通孔３４の上部へ、あるいは突起管貫通孔３４の上部から基底部貫通孔２８の下部へと、気体または液体が流動可能である。これら突起管３４の先端部３５に１つずつ袋ナット１が装着される。摺動板２６には、ガイド軸２４ａ、突起管２５を挿入するための貫通孔３３が形成されており、摺動板２６は、ガイド軸２４ａにガイドされ、ガイド軸２４ａに沿って摺動可能である。また摺動板２６の貫通孔３３内に突起管２５が位置する。ガイド軸２４ａと基底部２７とは、絶縁部１１（例えば、塩化ビニル）によって電気的に絶縁されている。

図４に浸漬保持具２１の拡大斜視図を示す。真中の突起管２５に袋ナット１が装着された例を示す。袋ナット１は、突起管２５の先端部３５に被せる状態で装着される。図は、他の突起管２５に袋ナット１が装着されていないが、表面処理工程においては、通常、すべての突起管２５の先端部に袋ナットを装着する。また図は、摺動板２６が、上に移動した上昇位置にセットされているところを示す。摺動板２６が、上昇位置にある状態では、後述するように内面めっきを施すことができる。この実施例の場合は、突起管が３本であるが、突起管の数は、３本に限られない。さらにガイド軸と複数の突起管が一直線上に並ぶ必要は、必ずしもない。

図５に電解めっきラインの例を示す。各処理工程を施すための液槽５１ないし６７が並んで設置され、その上方に浸漬保持具２１を搬送するための搬送ライン７２が設置されている。さらに搬送ライン７２や各液槽の諸条件を制御するための制御盤７１が設置されている。搬送ライン７２は、浸漬保持具２１を上下させるための昇降装置７３と、浸漬保持具２１を連結するための連結部７４を備える（半光沢槽５９上以外の浸漬保持具２１、連結部７４、昇降装置７３は、省略されて描かれていない）。各液槽において順次処理が行われることにより、袋状ワークとしての袋ナット１に電解めっき（例えばニッケルクロムメッキ等）が施される。

まず、ロード／アンロード工程（ステーション）（図示されていない）で、浸漬保持具２１の突起管２５に、袋ナット１が、開口が下を向くようにして取り付けられる。そして、袋ナット１が突起管２５に装着された浸漬保持具２１は、搬送ライン７２に連結され、その巡回搬送路に沿って搬送されつつ、それぞれの液槽に浸漬される。

巡回搬送路７２は、例えばチェーン等の無限軌道が、モーター等の駆動装置により巡回させられるものである。巡回搬送路７２の連結部７４および昇降装置７３は、巡回搬送路７２に沿って巡回する。

ある浸漬保持具２１は、巡回搬送路７２に沿って間欠的に送られつつ、各液槽上において停止し、下降してその液槽に浸漬される。そして液槽から引き上げられ、次の液槽へ送られる。前進、停止、下降、上昇、前進により、各液槽を一巡して、その浸漬保持具２１に装着されている袋ナットに電解めっきが施される。そしてこれらの工程終了後、ロード／アンロードステーションに戻り、袋ナット１ごと浸漬保持具２１が連結部７４から取り外され、代わりに、未処理の袋ナット１を多数保持する別の浸漬保持具２１が連結部７４に装着される。

次に各工程について説明する。電解めっきの工程に先立ち、脱脂等の前工程が施される。主要なものは、脱脂槽５１における脱脂工程、陰極酸電解槽５２における電解（スケール除去）工程、酸洗槽５４における酸洗工程、陽極電解脱脂槽５６における電解脱脂（活性化）工程、中和槽５７における中和工程である。これらの間に、水洗槽５３、５５、５８が配置されて、洗浄される。前工程が終了すると、続いてめっき工程が実施される。めっき工程は、半光沢槽５９、トリＮｉ槽６０、光沢Ｎｉ槽６１、ジュールＮｉ槽６２、クロム槽６４によって行われる。また水洗槽６３,６５,６６によって洗浄され、乾燥槽６７にて乾燥されて、ロード／アンロードステーション（図示されていない）によって、処理の行われた袋ナットが取り外され、未処理の袋ナットが装着される。つまり浸漬保持具２１は、間欠的に巡回移動して、各液槽５１〜６６等への浸漬を繰り返し、各種処理が施される。間欠移動の停止時に、各浸漬保持具２１が一斉に下降することにより、脱脂、洗浄、めっき等の工程が並列的に実施される。

ここで、一つの浸漬保持具２１に着目し、それに保持された複数の袋ナットに対する各工程を順に説明する。ロード／アンロードステーションで、浸漬保持具２１を介して工程ライン（巡回搬送路）に供給された多数の袋ナットは、そのステーションから一定量前進して停止し、アルカリ脱脂工程で所定のアルカリ溶液（脱脂層５１）に浸漬（下降）されてアルカリ脱脂が行われる。次に、ここから引き上げられ（上昇）、一定量前進してから、熱処理により袋ナットに生じているスケールを除去する（スケールとばし）陰極酸電解工程が電解槽５２において実施される。続いて、ここから引き上げられ（上昇）、一定量前進してから水洗槽５３に浸漬（下降）されて、水洗工程が実施される。その水洗の後、袋ナットは（浸漬保持具２１と共に）引き上げられ、また一定量前進して、今度は袋ナットが硫酸溶液等（酸洗槽５４）に浸漬（下降）される。

それから、袋ナットは、水洗槽５５で、上記と同様の水洗工程により上記硫酸溶液等が洗われた後、めっきの付きを良くするために、所定のアルカリ溶液（陽極電解脱脂槽５６）に浸漬され、表面を活性化する陽極電解脱脂工程が施される。さらに、中和工程（中和槽５７）、上記と同様の水洗工程（水洗槽５８）を経て、めっき工程に至る。

めっき工程においては、半光沢槽５９、トリＮｉ槽６０、光沢Ｎｉ槽６１、ジュールＮｉ槽６２の各槽においてニッケルめっきが施される。めっき槽５７に多数の袋ナットが浸漬保持具２１に保持された状態で浸漬（下降）され、袋ナットにめっき層が形成される。半光沢槽５９においては、後述するように、内面めっき、外面めっきが施される。続くトリＮｉ槽６０、光沢Ｎｉ槽６１、ジュールＮｉ槽６２の各槽においては、外面めっきが施される。

このようなめっき工程により、内面に半光沢めっき、外面に光沢めっきを施すことができる。外面は、光沢仕上げにできるため装飾効果を確保できる。つまり内面と外面とを異なるめっき層として仕上げることができる。また内面全体にめっき処理を施すことができるため、内面においても防錆効果が得られるばかりではなく、内面は半光沢めっきで薄く仕上げることができるために、ねじの精度を確保しやすい。

このめっき工程が終われば、一定量前進してから、水洗槽６３に浸漬されて水洗される。そしてさらにクロム槽６４に浸漬され、クロムめっきが施される。続いて水洗工程の水洗槽６５,６６に至り、そこでめっき液が洗われる。

浸漬保持具２１の使用は、必ずしも上記のようなめっき工程に限られない。必要に応じて一部めっき工程を行わないこともできるし、あるいはさらに別の工程を行うこともできる。

図６を用いて、浸漬保持具２１を使用した電解めっきラインにおける処理工程について説明する。浸漬保持具２１に保持された袋ナット１は、前処理工程の液槽に順次浸漬されて表面を清浄化され、水洗槽５８で洗浄された後、めっき工程の半光沢槽５９へ移動する。半光沢槽５９において、内面めっき、外面めっきを施される。（ａ）に示すように、半光沢めっき槽５９上に移動した浸漬保持具２１は、下降して、（ｂ）に示すように、半光沢めっき槽５９に浸漬される。半光沢めっき槽５９には、ノズル８６を有する流動補助具８５が設置されている。流動補助具を図７に示す。流動補助具８５は、上面にノズル８６を複数有する。このノズル８６には、貫通孔（図示されていない）が形成され、貫通孔は、流動補助具８５の下面に連結されているパイプ８７と接続されている。そして図６に示すように、流動補助具８５の下面から、パイプ８７によってポンプ７５へと接続されている。

図６（ｂ）に示すように、流動補助具８５の上面に形成されたノズル８６に浸漬保持具２１の基底部２７の貫通孔２８（図３参照）が当接する。内面めっきを施す場合には、摺動板２６は、上昇位置にセットされる。

図８を用いて、半光沢槽５９内における内面めっきと外面めっきの浸漬保持具２１の摺動板２６の位置を説明する。図の左側において内面めっき、右側において外面めっきを施す。（ａ）に示すように袋ナット１を水洗槽５８で洗浄した後、まず半光沢槽５９の前部（図の左側）において、摺動板２６を上げた位置にして、基底部２７の貫通孔２８が、流動補助具８５のノズル８６に当接された状態で、袋ナット１に内面めっきを施す。図に示すようにストッパー３７を液槽に備え、これに摺動板２６が載ることにより、摺動板２６を上昇位置としてもよい。あるいは、浸漬保持具２１にモータなどの駆動装置を備えて上下に移動させてもよい。これらは、支持部材相対位置変換装置である。（ｂ）に突起管２５の先端部分の拡大図を示す。摺動板２６が上昇位置にある場合、図の左側に示すように、突起管２５の先端部分は、袋ナット１の内面と非接触状態である。この状態で内面めっきを施すことができる。続いて、（ａ）の右側に示すように、半光沢槽５９の後部（図の右側）において、摺動板２６を下げた位置にして、袋ナット１に外面めっきを施す。（ｂ）の右側に、突起管の先端部分の拡大図を示す。摺動板２６が下降位置にある場合、図に示すように突起管２５の先端部分は、袋ナット１の内面に接触した状態である。この状態で電圧を印加して、外面めっきを施すことができる。なお前部（図の左側）において摺動板２６が下がる状態になり、後部（図の右側）において摺動板２６が上がる状態となるようにし、外面めっき、内面めっきの順にめっき処理を行ってもよい。

めっき処理を施す場合の電圧印加は、半光沢槽５９に図９に示すような通電装置となる電圧印加部を形成することによって行うことができる。（ａ）は、半光沢槽５９の電極印加部を説明するための図である。半光沢槽５９の前部（図の左側）において、内面めっき、後部（図の右側）において、外面めっきを施す。電圧印加部７６,７８は、負の電圧、電圧印加部７７は、正の電圧を印加することができる。そして、この電圧印加部７６，７７,７８に浸漬保持具２１が設置される。

図９（ｂ）に示すように、内面めっきを施す場合には、電圧印加部７６,７７に、浸漬保持具２１が設置される。そして電源線７９ａにより電圧印加部７６から支持軸２３ａへ負の電圧が印加される。さらに電源線７９ｂにより、電圧印加部７７から支持軸２３ｂへ、正の電圧が印加される。

図１０を用いて、内面めっきの処理を説明する。内面めっきを施す場合は、摺動板２６を上昇位置にする。これにより、袋ナット１の袋状空間の頭部面６と突起管２５の先端面２９とは、接触せずに間隙を有する状態となる。この状態で、半光沢槽５９に浸漬し、図９に示したように浸漬保持具２１を電圧印加部７６,７７に設置して、一方の支持軸２３ａからガイド軸２４ａに負、他方の支持軸２３ｂからガイド軸２４ｂに、正の電圧を印加する。ガイド軸２４ａと基底部２７とは、絶縁部１１により電気的に絶縁されている。また摺動板２６とガイド軸２４ｂとは、絶縁部１３により電気的に絶縁されている。これによりガイド軸２４ａ、摺動板２６から袋ナット１に負の電圧が印加される。さらにガイド軸２４ｂ、基底部２７から突起管２５に正の電圧が印加される。袋ナット１が負、その袋状空間内に挿入された突起管２５が正に印加されることから、袋状ナット１の内面にめっきが施される。なお外部アノードを設置して、このアノードに通電すれば、内面めっきと同時に外面めっきも施すことができる。

袋ナットを浸漬保持具２１で保持した状態で、めっき液４８中に単に浸漬した場合は、袋ナット１の袋状空間５に、空気等の気体が存在するために、内面が十分にめっきされない。そこで内面めっきを施す場合には、図１１（ａ）に示すように、突起管２５、流動補助具８５につながる負圧吸引装置としてのポンプ７５によって、袋状空間５内の気体や液体を吸引する。袋状空間５内の気体を吸引することにより、液槽内のめっき液４８が袋状空間内に流入して、袋状空間内を充満することができる。すなわち吸引することによりめっき液を流動させつつ、電解めっきのための電圧を印加する。あるいは、流動させた後に電圧を印加させるようにしてもよい。従来は、袋状空間５に満たされた気体により、めっき液４８が袋状空間の奧部まで侵入しないため、袋状空間５の開口周辺しか、めっき処理を施すことができなかったが、このように吸引することにより袋状空間５をめっき液４８で満たすことができ、また袋ナット１の内面に対向して正電極（突起管２５）を配置し、袋ナットの内面に電流を十分流すことができることから、袋ナット１の内面全域をめっきすることができる。さらに吸引を続けると、めっき液４８が流動して、良好なめっき処理が可能となる。あるいは（ｂ）に示すように、加圧吐出装置として、例えばポンプを使用して、突起管２５からめっき液４８を袋ナットの袋状空間５に噴出させて、めっき処理を行ってもよい。噴出させることにより、内面全体にめっき処理を施すことができる。この場合、内面に圧力がかかることになるため、図１２（ａ）に示すように、袋ナット１の頭部３を固定部材４１で抑えて袋ナット１を強制的に固定するとよい。または、図１２（ｂ）に示すようにフランジ部７を固定部材４２で抑えるようにしてもよい。なお図１１においては、突起管が袋状空間内に挿入されているが、図１３に示すように開口部近傍に端部が位置するようにして、同様に処理してもよい。この場合も袋状空間５内をめっき液４８で充満させることができ、また袋ナット１の内面に電流を十分流すことができる。

次に外面めっきについて、図１４を用いて説明する。外面めっきを施す場合には、摺動板２６を下降位置にセットする。そして電圧印加部７８（図９参照）によって、支持軸２３ｂ、ガイド軸２４ｂ、基底部２７、突起管２５に負の電圧が印加される。また電圧印加部７８から、支持軸２３ａ、ガイド軸２４ａ、摺動板２６、基底部２７と負の電圧が印加される。摺動板２６が下降位置にある場合には、袋ナット１の袋状空間の頭部面６は、突起管２５の先端面２９と接触している。このため突起管２５から袋ナット１に負の電圧が印加される。また図１５に示すように、半光沢槽５９内にアノード９１を設置する。このようにして袋ナット１側が負、アノード側が正の電圧となることによって、袋ナット１の外面にめっき処理を施すことができる。

さらに液槽内のアノード９１以外に、補助陽極９２を設置した例を図１６に示す。図１６は、液槽を上から眺めたところを示す。液槽内の両側にアノード９１が対向して設置されている。そしてアノード間に複数の補助陽極９２が設置されている。この補助陽極に囲まれた領域に、浸漬保持具２１に保持された袋ナット１が、それぞれ設置されることになる。そしてアノード９１、補助陽極９２に正の電圧を印加し、前述のように電圧印加部７８によって、支持軸２３ｂ、ガイド軸２４ｂ、基底部２７、突起管２５、袋ナット１に負の電圧が印加される。このようにして袋ナット１の外面にめっき処理を施すことができる。袋ナット１を取り囲むように補助陽極９２が設置されていることから、電流が安定して、かつ均一に流れることができ、外面に、より一様な厚さのめっきを施すことができる。

内面めっきの他の方法について図１７を用いて説明する。（ａ）に示すように、浸漬保持具の摺動板１２６によって保持された袋ナット１は、めっき液４８上に移動される。そして液面上で、突起管１２５から、めっき液を噴出する。めっき液を噴出することにより、袋ナット１の内面全域をめっき処理することができる。このとき、噴出圧によって袋ナットが動かないように、袋ナット１の頭部等を抑えて固定しておくとよい。内面めっき処理工程が終了すると、続いて（ｂ）に示すように、めっき液内に、袋ナットを浸漬し、外面めっきを施す。

図１８を用いて、処理液循環方法を説明する。図１８は、めっき槽１５１、例えば、半光沢槽を示す。このめっき槽１５１には、流出管１３５、ポンプ７５、流入管１３６が備えられている。袋ナット１を、浸漬保持具によって保持して、めっき槽１５１へ浸漬し、流出管１３５の先端部が、袋ナット１の袋状空間に挿入されるようにする。あるいは、前述の浸漬保持具２１のように突起管が袋状空間に挿入され、流動補助具８５を経て、流出管１３５へ連結される構造としてもよい。この状態で、袋ナット１に電圧を印加して、めっき処理を施す。この時、ポンプ７５で袋ナット１の袋状空間内の気体または液体を吸引する。そして流出管１３５、ポンプ７５と吸入された気体または液体は、流入管１３６によってめっき槽１５１内へ、流入される。これにより、めっき槽１５１内の処理液に流動が起こり、めっき効率を上げることができる。

なお袋状ワークとして図２０に示すような袋ナット３０１に対し本発明を適用することができる。

以上の効果を確かめるために、めっき処理を行い、袋ナットのめっき層の厚さについて測定した。内面は、めっきによって十分に、全領域に渡り被覆されていることが確認された。

さらにアノードと補助陽極を使用して、ナットに外面めっきを施して、そのめっき厚を過電流式非破壊膜厚計を用いて測定を行った。測定箇所にばらつきが少なく、ほぼ同じ程度の膜厚を得ることができた。以上の試験から、両側のアノードと補助陽極を使用した場合には、外側のめっき膜厚のばらつきが小さく、一様にめっき処理が施されていることが確認された。

以上の内面めっきにおける袋状空間の気体または液体の吸引や噴出、このための浸漬保持具、補助陽極は、ニッケルめっきに限られない。さらに被めっき物は、袋状空間を有するワークであれば、袋ナットに限られない。内面めっきと外面めっきとを異なる工程において行うことで、内面と外面とを異なるめっき層に仕上げることができる。

浸漬保持具が利用される袋状ワークの一例としての袋ナット。 浸漬保持具の実施例。 浸漬保持具の拡大断面図。 浸漬保持具の拡大斜視図。 めっき処理ラインの実施例。 めっき処理ラインにおける浸漬保持具の動作を説明する図。 流動補助具を説明する図。 内面めっき、外面めっきにおける浸漬保持具の使用状態を説明する図。 液槽の電圧印加部について説明する図。 内面めっきにおける摺動板の位置と電圧印加について説明する図。 内面めっきを施すための気体・液体の吸引または吐出について説明する図。 袋ナットの固定について説明する図。 突起管が開口部近傍に位置する場合を示す図。 外面めっきにおける摺動板の位置と電圧印加について説明する図。 液槽内のアノードについて説明する図。 アノードと補助陽極について説明する図。 処理液の吐出によるめっき処理について説明する図。 処理液の循環について説明する図。 従来の浸漬保持具とめっき処理を説明する図。 袋状ワークの他の実施例としての袋ナットの図。

符号の説明

１ 袋ナット
２１ 浸漬保持具
２４ ガイド軸
２５ 突起管
２６ 摺動板
２７ 基底部
５９ 半光沢槽
７２ 搬送ライン
７５ ポンプ
７６,７７,７８ 電圧印加部
９１ アノード
９２ 補助陽極

Claims (9)

1. 外部と連通する開口部を有する袋状空間を形成した袋状ワークは前記開口部を下側に向けた状態で、前記袋状空間に挿入した内部又は前記袋状空間の前記開口部の近傍に吸引管の端部を位置させており、この袋状ワークを保持し前記吸引管を備えるワーク保持部材を上方から電解めっき槽のめっき液に浸漬することにより、前記めっき液内に設置するノズルの貫通孔と、前記吸引管の基底部に形成された貫通孔とを接続し、前記吸引管を前記ノズルと接続される負圧吸引装置により負圧下にして、前記袋状空間に存在する気体及び／又はめっき液である流体を負圧下の前記吸引管で吸引し、前記袋状空間に前記めっき液を前記開口部を介して流動をさせつつ又は流動させた後に、電解めっきのための電圧をかけ、前記袋状ワークには前記袋状空間の内面を含めて前記めっき液によりめっき被膜を形成することを特徴とする袋状ワークの電解めっき方法。
2. 外部と連通する開口部を有する袋状空間を形成した袋状ワークは前記開口部を下側に向けた状態で、前記袋状空間に挿入した内部又は前記袋状空間の前記開口部の近傍に吐出管の端部を位置させており、この袋状ワークを保持し前記吐出管を備えるワーク保持部材を上方から電解めっき槽のめっき液に浸漬することにより、前記めっき液内に設置するノズルの貫通孔と、前記吐出管の基底部に形成された貫通孔とを接続し、前記吐出管から前記ノズルと接続される加圧吐出装置により加圧された前記めっき液を吐出し、前記袋状空間に存在する気体及び／又はめっき液である流体を前記開口部を介して流動させつつ又は流動させた後に、電解めっきのための電圧をかけ、前記袋状ワークには前記袋状空間の内面を含めて前記めっき液によりめっき被膜を形成することを特徴とする袋状ワークの電解めっき方法。
3. 前記袋状ワークの外側から前記袋状ワークを拘束してその移動を阻止した状態で前記めっき液を前記吐出管から吐出する請求項２に記載の袋状ワークの電解めっき方法。
4. 前記袋状ワークの前記袋状空間の開口部とは反対側の頭部面と、前記吸引管または前記吐出管の端部とが接触しない状態で、前記袋状ワークを支持し、前記吸引管から前記袋状空間を満たす前記流体を吸引することにより、または、前記吐出管から前記めっき液を吐出することにより、前記袋状ワークに前記袋状空間の前記内面を含んで電解めっきによるめっき被膜を形成する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の袋状ワークの電解めっき方法。
5. 前記袋状ワークに負の電圧を印加しながら、前記吸引管から前記袋状空間を満たす前記流体を吸引する、または、前記吐出管から前記めっき液を吐出する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の袋状ワークの電解めっき方法。
6. 前記袋状ワークは、ナット本体の一方の開口部がキャップ部で袋状に被われた袋ナットである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の袋状ワークの電解めっき方法。
7. 前記袋状ワークは、ハブナットである請求項１ないし６のいずれか１項に記載の袋状ワークの電解めっき方法。
8. 外部と連通する開口部を有する袋状空間を形成した袋状ワークが浸漬されるめっき液を収容するめっき槽と、
   そのめっき槽のめっき液内に配置するノズルと接続される負圧吸引装置と、
   前記袋状ワークの開口部を下側に向けた状態で、前記袋状空間に挿入した内部又は前記袋状空間の開口部の近傍に吸引管の端部を位置させており、前記袋状ワークを保持し前記吸引管を備えるワーク保持部材と、
   前記ワーク保持部材を上下させる昇降装置と、
   電解めっきのための電圧をかける通電装置と、を含み、
   前記昇降装置により前記ワーク保持部材を下降させて前記吸引管によって保持された前記袋状ワークを、前記吸引管とともに前記めっき液に浸漬して、前記吸引管の基底部に形成された貫通孔と、前記ノズルの貫通孔とを接続することにより前記袋状ワークの前記袋状空間に存在する気体及び／又はめっき液である流体を前記負圧吸引装置で負圧下とされる前記吸引管に吸引させて、その袋状空間に前記めっき液を前記開口部を介して流動させつつ又は流動させた後に、前記通電装置により電圧をかけることを特徴とする袋状ワークの電解めっき装置。
9. 外部と連通する開口部を有する袋状空間を形成した袋状ワークが浸漬されるめっき液を収容するめっき槽と、
   そのめっき槽のめっき液内に設置するノズルと接続される加圧吐出装置と、
   前記袋状ワークの開口部を下側に向けた状態で、前記袋状空間に挿入した内部又は前記袋状空間の開口部の近傍に吐出管の端部を位置させており、前記袋状ワークを保持し前記吐出管を備えるワーク保持部材と、
   前記ワーク保持部材を上下させる昇降装置と、
   電解めっきのための電圧をかける通電装置と、を含み、
   前記昇降装置により前記ワーク保持部材を下降させて前記吐出管によって保持された前記袋状ワークを、前記吐出管とともに前記めっき液に浸漬して、前記吐出管の基底部に形成された貫通孔と、前記ノズルの貫通孔とを接続することにより前記袋状ワークの前記袋状空間に存在する気体及び／又はめっき液である流体を、前記加圧吐出装置で加圧する前記めっき液を前記吐出管から吐出させて、その袋状空間の前記めっき液を前記開口部を介して流動させつつ又は流動させた後に、前記通電装置により電圧をかけることを特徴とする袋状ワークの電解めっき装置。

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