JP6314760B2 - 表面処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、棒状または筒状のワークに対して表面処理を施す表面処理装置に関する。

従来、表面処理として、ワーク表面に耐摩耗性や装飾性、耐食性、表面清浄性といった付加価値を付する処理が知られている。耐摩耗性や装飾性、耐食性を得る処理の具体例としては、めっき液にワークを浸漬してワークに電気を印加し、ワーク表面に金属被覆する電気めっき処理が挙げられる。表面清浄性を得る処理の具体例としては、流体の流速によってワーク表面にある水分や異物を払拭除去する洗浄処理が挙げられる。

これらの表面処理では、通常、各工程で使用する処理流体が異なるため、それぞれの処理に対応する個別の処理槽で各工程が行われる。そのため、処理工程ごとに処理槽を用意する必要があり、各工程が終わるごとに次の処理槽にワークを搬送する必要がある。このため、設備が非常に大型になるという問題があった。

この問題を解決するために、例えば、特許文献１に記載のめっき装置では、同一装置内で複数の処理工程を行う装置が提案されている。通常、めっき処理の前処理では、脱脂、水洗、酸洗、水洗の各工程が必要であり、めっき処理の後処理には、水洗、乾燥の各工程が必要である。特許文献１に記載のめっき装置は、１つの処理槽と、各工程で必要な処理液を処理槽へ供給するための複数の処理液供給管とを有している。さらに、処理槽の上部内側には、処理槽と連通する処理液供給管を切り替えるための切り替えバルブが備えられている。そして、この切り替えバルブにより、各処理工程で必要な処理液を処理槽に供給することにより、１つの共通の処理槽によって各工程における表面処理を施すようにしていた。

特開２０１２−６７３６２号公報

ところが、特許文献１に記載のめっき装置では、切り替えバルブを持つ複雑な専用機構が必要であり、また、切り替えバルブを回転させて所望の流体に対応する供給口を処理槽と連通するようにしているため、流体の切り替え方が煩雑であるという問題が生じていた。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、簡易な構成で、同一装置内で複数の工程を含む表面処理を行うことが可能な表面処理装置を提供することにある。

本発明の表面処理装置は、処理容器内に設置した棒状または筒状のワークの表面に処理流体を流して表面処理を施すものである。表面処理装置は、処理容器と、処理容器に連通し、処理流体を処理容器内へ供給する複数の給送路と、複数の給送路のそれぞれに設けられ、当該給送路を開閉する複数の開閉装置とを備える。処理容器は、ワークの軸方向を鉛直方向としてワークを軸方向が一致するように内側に収容し、ワークの外面との間に環状流路を形成する外筒部と、外筒部の上底をなす上底部と、外筒部の下底をなす下底部とを有する。

外筒部、上底部または下底部のいずれかに、複数種の処理流体が個別に環状流路に流入する複数の流入口、および、複数種の処理流体が個別にまたは混合して環状流路から流出する流出口が形成される。複数の流入口は、環状流路内で処理流体がワークの軸に対して螺旋状に周回して流れるように、ワークの軸と直交する仮想平面においてワークより外側にずれた位置に形成されている。複数の流入口は、上底部または外筒部の上底部寄りに形成され、かつ、流出口は、下底部または外筒部の下底部寄りに形成され、処理流体は環状流路を上から下に流れる。

本発明の構成によれば、処理容器への流入口を、複数種の処理流体が個別に環状流路に流入するように複数設けている。すなわち、各流入口からは、例えば、水や薬液、空気等の処理流体のうち所定の１つの処理流体が給送路から流入する。例えば、水洗、薬液処理の各工程を含む表面処理を行う場合には、水洗工程では、水用の流入口から水を、空気用の流入口から空気を、それぞれ同時に流入する。その後、薬液工程では、薬液を薬液用の流入口から流入する。

給送路を開閉する開閉装置としては、例えば電磁弁や逆止弁を用いることができ、各工程で必要な１つまたは複数の処理流体に対応する給送路の開閉装置が開とされることで、所望の処理流体を処理容器内に供給することができる。このように、各処理流体に対応した複数の流入口を処理容器に形成し、表面処理の各工程で必要な処理流体を適宜選択して処理容器内に流入することで、同一装置内で複数の工程を含む表面処理を容易に行うことができる。すなわち、単一の処理容器内で一連の工程を施すことができるので設備を小型化することができ、複数の工程を含む表面処理を簡易な装置構成で効率的に行うことができる。

また、本構成では、複数の流入口をワークの軸と直交する仮想平面においてワークより外側にずれた位置に形成することで、環状流路内で処理流体がワークの外面に対して螺旋状に周回して流れるようにしている。これにより、ワークの外面に対して、均一な表面処理を施すことができる。

本発明の第１実施形態による薬液処理装置の全体を示す模式図。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。 薬液処理の各工程における、弁の開閉状態、選択する貯留槽、排出液の対応を表に示した図。 本発明の第２実施形態によるめっき処理装置の全体を示す模式図。 図４のＶ−Ｖ線断面図。 本発明の他の実施形態による切り替え手段を主に示す模式図。 本発明の他の実施形態による切り替え手段を主に示す模式図。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
〈第１実施形態〉
［構成］
本発明の第１実施形態の構成について、図１、図２を参照しつつ説明する。図１に示すように、本実施形態の表面処理装置としての薬液処理装置１０１は、処理容器１と、水用貯留槽１１および薬液用貯留槽１２とを備えている。処理容器１は、各貯留槽１１，１２の上方に位置し、薬液処理対象物としてのワーク１３を内部に収容可能に上下有底の円筒形状に形成されている。ワーク１３は円筒状の金属基材であり、ワーク１３の軸方向を鉛直方向として、その軸方向が一致するように処理容器１内に収容される。鉛直方向およびワーク１３の軸方向が処理容器１の中心軸線ａと一致する。

水用貯留槽１１と処理容器１とは水用給送路１４によって接続されている。水用貯留槽１１の下流側の水用給送路１４には、濾過装置１５が設けられ、濾過装置１５のさらに下流における水用給送路１４の途中には、ポンプ１６、流量調整器１７、開閉装置としての水用電磁弁１８が上流から下流へ順に設けられている。そして、ポンプ１６を駆動することにより、水用貯留槽１１内の水Ｗが水用給送路１４を通って処理容器１内へ圧送されるようになっている。また、水用電磁弁１８を開閉操作し、水Ｗを処理容器１へ流入させるか否かを切り替えることができ、水用電磁弁１８を開操作し流量調整器１７を調整することによって、水Ｗの処理容器１への流入量を調整することができるようになっている。

同様に、薬液用貯留槽１２と処理容器１とは薬液用給送路２４によって接続されている。薬液用貯留槽１２の下流側の薬液用給送路２４には、濾過装置２５が設けられ、濾過装置２５のさらに下流における薬液用給送路２４の途中には、ポンプ２６、流量調整器２７、開閉装置としての薬液用電磁弁２８が上流から下流へ順に設けられている。そして、ポンプ２６を駆動することにより、薬液用貯留槽１２内の薬液Ｍが薬液用給送路２４を通って処理容器１内へ圧送されるようになっている。また、薬液用電磁弁２８を開閉操作し、薬液Ｍを処理容器１へ流入させるか否かを切り替えることができ、薬液用電磁弁２８を開操作し流量調整器２７を調整することによって、薬液Ｍの処理容器１への流入量を調整することができるようになっている。

なお、濾過装置１５，２５は、処理容器１内の残渣液が、表面処理における複数の工程（詳細後述）を経ることにより貯留槽１１，１２内に混合する場合があり、その混合した液を分離して単一の処理液として循環利用できるようにするための装置である。

処理容器１は、鉛直方向の中間部で分割された上側容器２と下側容器３とで構成されている。上側容器２は、処理容器１の蓋としての上底部３１と、上側外筒部３２とを有している。さらに、上底部３１の中央には、円錐台形状をなす整流部３３が下方に突出するように形成されている。

上側外筒部３２において上底部３１寄りの部分であって、ワーク１３の上端面より上方となる位置には、水用流入口３４、空気用流入口３５、薬液用流入口３６がそれぞれ水平方向に貫通形成されている。水用流入口３４は水用給送路１４と連通しており、水用貯留槽１１内の水Ｗが水用流入口３４を通って処理容器１内に流入するようになっている。

空気用流入口３５は空気用給送路４４と連通しており、図示しない供給源から空気が圧送供給されて空気用流入口３５を通って処理容器１内に流入するようになっている。空気用給送路４４には、流量調整器４７、開閉装置としての空気用電磁弁４８が上流から下流へ順に設けられている。そして、空気用電磁弁４８を開閉操作し、空気を処理容器１へ流入させるか否かを切り替えることができ、空気用電磁弁４８を開操作し流量調整器を調整することによって、空気の処理容器１への流入量を調整することができるようになっている。薬液用流入口３６は薬液用給送路２４と連通しており、薬液用貯留槽１２内の薬液Ｍが薬液用流入口３６を通って処理容器１内に流入するようになっている。

下側容器３は、処理容器１の下底としての下底部４１と、下側外筒部４２とを有している。下底部４１の中央には、円錐台形状をなす整流部４３が上方に突出するように形成されている。さらに、下底部４１において整流部４３の周囲には、流出口４５が上下方向に貫通形成されている。なお、流出口４５は、ワーク１３の下端面より下方となる位置に形成されている。

そして、上側容器２と下側容器３とが嵌め合わされたときには、上側外筒部３２と下側外筒部４２とが上下方向になめらかに連続する。さらに、各外筒部３２，４２とワーク１３の外面との間には、例えば数ｍｍ程度の狭小な環状流路Ｒが形成され、ワーク１３の内部には中央流路Ｃが形成される。

さらに、薬液処理装置１０１は、処理容器１に流入する処理液に応じて、水用貯留槽１１と薬液用貯留槽１２とを択一的に切り替える切り替え手段４を備えている。切り替え手段４は、例えば、図示しないアクチュエータによって各貯留槽１１，１２が図１において矢印Ｓに示すようにスライド可能に構成されたスライド機構や、回転式機構によって構成される。

図２に示すように、各流入口３４，３５，３６は、図２に示すようにワーク１３の軸と直交する仮想平面（図２に示す紙面上）において、時計回りに水用流入口３４、空気用流入口３５、薬液用流入口３６の順に形成され、ワーク１３より外側にずれた偏心した位置に形成されている。また、各流入口３４，３５，３６は、軸方向側から見たとき、環状流路Ｒの外側を形成する外径部位から略接線方向に延びるように形成されている。

さらに、水用流入口３４および空気用流入口３５は、水用流入口３４と空気用流入口３５とのなす角度が約４５度であって、環状流路Ｒに開口する部位が互いに近い位置となるように形成されている。これは、後述する水洗工程で水Ｗおよび空気が同時に処理容器１に流入するとき、水Ｗと空気とを衝突させることで水Ｗの液滴を微細化させて効果的に水洗処理を行うためである。なお、薬液用流入口３６は、ワーク１３の軸と直交する仮想平面（図２に示す紙面上）において、水用流入口３４とのなす角度が約９０度、空気用流入口３５とのなす角度が約４５度であって、環状流路Ｒに開口する部位が空気用流入口３５の開口部位から離れた位置となるように形成されている。

さらに、各電磁弁１８，２８，４８は、図２に示すように各給送路１４，２４，４４において処理容器１に近い位置に設けられている。すなわち、電磁弁１８，２８，４８は、電磁弁１８，２８，４８が設けられる給送路１４，２４，４４に対応する流入口３４，３６，３５に近い位置に設けられている。

［薬液処理］
次に、本実施形態の薬液処理装置１０１による薬液処理について、各工程の順に説明する。図３に表Ｔとして示すように、薬液処理は、水洗、水分払拭、薬液導入、水洗、乾燥の５つの工程を含んでいる。表Ｔでは、薬液処理の各工程における、各電磁弁１８，２８，４８の開閉状態、選択する貯留槽１１，１２、処理容器１の流出口４５から排出される排出液の対応を示している。

まず、各工程を施すにあたり、ワーク１３を下側容器３内の整流部４３付近に鉛直方向に設置する。このとき、ワーク１３は図示しない固定治具によって安定して直立に固定される。そして、上方から上側容器２を下側容器３に嵌め合わせる。

水洗工程では、水用電磁弁１８および空気用電磁弁４８は開とし、薬液用電磁弁２８は閉とする。貯留槽は、水用貯留槽１１が選択される。なお、選択された貯留槽は、切り替え手段４によって流出口４５の下に位置するよう移動する。以下の各工程においても同様である。

そして、ポンプ１６を作動し、図２に矢印Ｆｗ，Ｆａで示すように、水用流入口３４および空気用流入口３５から処理容器１内に、水Ｗと空気を同時に圧送する。圧送された水Ｗと空気は、各流入口３４，３５の環状流路Ｒへの開口部位で衝突し、水Ｗの液滴が微細化された状態で環状流路Ｒ内を流れる。このとき、図１に矢印Ｆ１で示すように、環状流路Ｒ内をワーク１３の軸（中心軸線ａ）に対して螺旋状に周回して上から下へと一方向へ流れる。下底部４１まで流れた水Ｗおよび空気は流出口４５から流出し、水Ｗは再び水用貯留槽１１内に貯留する。これにより、ワーク１３の表面が水洗される。

なお、図１では、便宜上、ワーク１３の手前およびワーク１３の向こう側の螺旋流を合わせて実線で表示する。また、図１では、例示として水Ｗおよび空気の流入口３４，３５から流入する流れのみを矢印Ｆ１で示しているが、以下説明する各工程において、空気、水Ｗ、薬液Ｍの各処理液が螺旋状に環状流路Ｒ内を流れる態様は同様であり、以下の各工程の説明での処理流体の流れについては、適宜省略し簡単に説明する。

水洗工程の次には、水分払拭工程を施す。水分払拭工程では、水用電磁弁１８および薬液用電磁弁２８は閉とし、空気用電磁弁４８は開とする。貯留槽は、水用貯留槽１１が選択される。そして、空気用流入口３５から処理容器１内に空気を圧送する。圧送された空気は、環状流路Ｒ内を前述した水Ｗおよび空気の流れと同様に螺旋状に周回して上から下へと流れる。この際払拭された水分は流出口４５から流出し、再び水用貯留槽１１内に貯留する。これにより、先の水洗工程でワーク１３の表面に付着した水分や処理容器内に残留した水分が払拭される。

水分払拭工程の次には、薬液導入工程を施す。薬液導入工程では、水用電磁弁１８および空気用電磁弁４８は閉とし、薬液用電磁弁２８は開とする。貯留槽は、薬液用貯留槽１２が選択される。そして、ポンプ２６を作動し、薬液用流入口３６から処理容器１内に薬液Ｍを圧送する。圧送された薬液Ｍは、環状流路Ｒ内を前述した水Ｗおよび空気等の流れと同様に螺旋状に周回して上から下へと流れる。下底部４１まで流れた薬液Ｍは流出口４５から流出し、再び薬液用貯留槽１２内に貯留する。このとき、僅かに水が含まれる薬液Ｍが流出口４５から流出されるが、水分量は無視できる範囲のため、薬液Ｍとしての循環利用が可能である。

なお、薬液処理装置１０１は、例えば、金属の表面に防錆性や耐摩耗性を付加する化成皮膜処理をワーク１３に施す装置であって、薬液Ｍはワーク１３の用途に応じてリン酸塩、クロム酸塩等が用いられる。

薬液導入工程の次には、再び水洗工程を施す。水洗工程では、電磁弁の開閉状態は先に説明した水洗工程と同様であるが、貯留槽は図示しない廃液専用の廃液槽が選択される。これは、本工程を経て流出する液中には、先の薬液導入工程の残渣液としての薬液が多く含まれるため、流出液は循環利用せず廃液として処理するのが好ましいためである。

最後に、乾燥工程を施す。乾燥工程では、水用電磁弁１８および薬液用電磁弁２８は閉とし、空気用電磁弁４８は開とする。貯留槽は、水用貯留槽１１が選択される。そして、空気用流入口３５から処理容器１内に空気を圧送する。圧送された空気は、環状流路Ｒ内を前述した水Ｗおよび空気の流れと同様に螺旋状に周回して上から下へと流れる。これにより、ワーク１３の表面を乾燥させる。

なお、各工程を経て貯留された水用貯留槽１１内の水Ｗおよび薬液用貯留槽１２内の薬液Ｍは、僅かに含まれる他の処理液を濾過装置１５，２５により濾過し、給送路１４，２４を環流させて再利用するようにしている。

［効果］
（１）本実施形態では、水Ｗ、空気、薬液Ｍの３種類の処理流体が各工程において、個別に環状流路Ｒに流入するように、処理容器１にそれぞれの流入口３４，３５，３６を設けている。各処理流体に対応した複数の流入口３４，３５，３６を処理容器１に形成し、表面処理の各工程で必要な処理流体を適宜選択して処理容器１内に流入することで、単一の処理容器１内で一連の工程を施すことができる。これにより、設備を小型化することができ、複数の工程を含む表面処理を簡易な装置構成で効率的に行うことができる。

（２）また、本実施形態では、複数の流入口３４，３５，３６をワーク１３の軸と直交する仮想平面においてワーク１３より外側にずれた位置に形成することで、環状流路Ｒ内で処理流体がワーク１３の外面に対して螺旋状に周回して流れるようにしている。これにより、ワーク１３の外面に対して、均一な表面処理を施すことができる。また、適度な螺旋流が得られることで、高速かつ効率的に各工程を実施することができる。

（３）本実施形態では、給送路１４，２４，４４に設けられた電磁弁１８，２８，４８を開閉操作することによって、処理容器１へ流入する処理流体を簡単に切り替えることができる。また、各電磁弁１８，２８，４８を切り替えることで、１流体による処理の他、２流体等複数の流体による処理を簡易に行うことができる。

（４）さらに、本実施形態の電磁弁１８，２８，４８は、電磁弁１８，２８，４８が設けられる給送路１４，２４，４４に対応する流入口３４，３６，３５に近い位置に設けられている。通常、各工程を経るにあたり、処理容器１内の圧力変化によって、処理容器１内から下流側の給送路側へ処理流体が逆流する場合が考えられる。しかし、電磁弁１８，２８，４８を流入口３４，３６，３５の近傍に設けているため、たとえ逆流した場合であっても、流入口３４，３６，３５から電磁弁１８，２８，４８までのごく短い給送路間で逆流した液体を止めることができる。

これにより、給送路１４，２４，４４内の広範囲で複数種の処理流体が混合してしまうことを回避することができ、工程において処理容器１に流入させたい処理流体に、当該工程では必要のない他の処理液が混ざって処理容器１に流入されてしまうことを極力抑制することができる。

（５）本実施形態では、流入口３４，３５，３６を上側外筒部３２において上底部３１寄りに形成し、かつ、流出口４５を下側外筒部４２において下底部４１に形成している。さらに、各貯留槽１１，１２を処理容器１よりも低い位置に配置している。これにより、水Ｗおよび薬液Ｍを重力に沿って好適に流通させることができる。

（６）本実施形態では、切り替え手段４を設けており、水用貯留槽１１と薬液用貯留槽１２とを、処理容器１に流入する処理液と対応するように択一的に切り替えるようにしている。これにより、各貯留槽１１，１２には対応する処理液Ｗ，Ｍが貯留されて、循環利用することができる。

〈第２実施形態〉
［構成］
次に、本発明の第２実施形態の表面処理装置としてのめっき処理装置１０２について、図４、図５を参照して説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。本実施形態のめっき処理装置１０２は、同一の処理容器内で、ワーク１３の洗浄、水洗、めっき、乾燥を行うことを特徴とする。

図４に示すように、めっき処理装置１０２は、処理容器１０と、水用貯留槽１１と、洗浄液用貯留槽２１およびめっき液用貯留槽２２を備えている。洗浄液用貯留槽２１と処理容器１０とは洗浄液用給送路５４によって接続されている。洗浄液用貯留槽２１の下流側の洗浄液用給送路５４には、濾過装置５５が設けられ、濾過装置５５のさらに下流における洗浄液用給送路５４の途中には、ポンプ５６、流量調整器５７、開閉装置としての洗浄液用電磁弁５８が上流から下流へ順に設けられている。

そして、ポンプ５６を駆動することにより、洗浄液用貯留槽２１内の洗浄液Ｄが洗浄液用給送路５４を通って処理容器１０内へ圧送されるようになっている。また、洗浄液用電磁弁５８を開閉操作し、洗浄液Ｄを処理容器１０へ流入させるか否かを切り替えることができ、洗浄液用電磁弁５８を開操作し流量調整器５７を調整することによって、洗浄液Ｄの処理容器１０への流入量を調整することができるようになっている。

同様に、めっき液用貯留槽２２と処理容器１０とはめっき液用給送路６４によって接続されている。めっき液用貯留槽２２の下流側のめっき液用給送路６４には、濾過装置６５が設けられ、濾過装置６５のさらに下流におけるめっき液用給送路６４の途中には、ポンプ６６、流量調整器６７、開閉装置としてのめっき液用電磁弁６８が上流から下流へ順に設けられている。

そして、ポンプ６６を駆動することにより、めっき液用貯留槽２２内のめっき液Ｐがめっき液用給送路６４を通って処理容器１０内へ圧送されるようになっている。また、めっき液用電磁弁６８を開閉操作し、めっき液Ｐを処理容器１０へ流入させるか否かを切り替えることができ、めっき液用電磁弁６８を開操作し流量調整器６７を調整することによって、めっき液Ｐの処理容器１０への流入量を調整することができるようになっている。

上側外筒部３２において上底部３１寄りの部分であって、ワーク１３の上端面より上方となる位置には、水用流入口３４、空気用流入口３５、洗浄液用流入口３７、めっき液用流入口３８がそれぞれ水平方向に貫通形成されている。

洗浄液用流入口３７は洗浄液用給送路５４と連通しており、洗浄液用貯留槽２１内の洗浄液Ｄが洗浄液用流入口３７を通って矢印Ｆ２に示すように処理容器１０内に流入するようになっている。同様に、めっき液用流入口３８はめっき液用給送路６４と連通しており、めっき液用貯留槽２２内のめっき液Ｐがめっき液用流入口３８を通って処理容器１０内に流入するようになっている。なお、便宜上、図４においては洗浄液Ｄの流れのみを矢印Ｆ２で示したが、水Ｗおよび空気、めっき液Ｐについても同様に螺旋流を描くように処理容器１０内を流入する。

さらに、上側容器２０において、整流部３３の下端面中央には、棒状の内側電極５１が、ワーク１３の軸方向（中心軸線ａ）と一致する方向に延びるように鉛直方向に取り付けられている。また、上側外筒部３２の内面には、上外側電極５２が上側外筒部３２の内面に沿って環状に設けられている。

下側容器３０において、下側外筒部４２の内面には、下外側電極５３が下側外筒部４２の内面に沿って環状に設けられている。そして、上側容器２０と下側容器３０とが嵌め合わされたときには、上側外筒部３２と下側外筒部４２、および上外側電極５２と下外側電極５３とが上下方向になめらかに連続する。そして、内側電極５１と各外側電極５２，５３とがワーク１３を挟んで対向する。

図５に示すように、各流入口３４，３５，３７，３８は、ワーク１３の軸と直交する仮想平面（図５に示す紙面上）において、時計回りに水用流入口３４、空気用流入口３５、洗浄液用流入口３７、めっき液用流入口３８の順に形成され、ワーク１３より外側にずれた偏心した位置に形成されている。また、各流入口３４，３５，３７，３８は、軸方向側から見たとき、環状流路Ｒの外側を形成する外径部位から略接線方向に延びるように形成されている。

洗浄液用流入口３７は、ワーク１３の軸と直交する仮想平面において、水用流入口３４とのなす角度が約９０度、空気用流入口３５とのなす角度が約４５度であって、環状流路Ｒに開口する部位が空気用流入口３５の開口部位から離れた位置となるように形成されている。めっき液用流入口３８は、ワーク１３の軸と直交する仮想平面において、洗浄液用流入口３７とのなす角度が約１２０度の位置に形成されている。

［めっき処理］
次に、本実施形態のめっき処理装置１０２によるめっき処理について説明する。本実施形態のめっき処理は、洗浄、水洗、めっき処理、乾燥の４つの工程を含んでいる。なお、水洗、乾燥の各工程については上記第１実施形態と同様であるため詳しい説明は省略する。

まず、洗浄工程では、洗浄液用電磁弁５８のみ開とし、その他の電磁弁は閉とする。貯留槽は、洗浄液用貯留槽２１が選択される。そして、ポンプ５６を作動し、図５に矢印Ｆｄで示すように、洗浄液用流入口３７から処理容器１０内に洗浄液Ｄを圧送してワーク１３を洗浄する。圧送された洗浄液Ｄは、図４に矢印Ｆ２で示すように、環状流路Ｒ内を螺旋状に周回して上から下へと流れる。下底部４１まで流れた洗浄液Ｄは流出口４５から流出し、再び洗浄液用貯留槽２１内に貯留する。

ワーク１３の洗浄として具体的には、例えば、アルカリ水溶液による油脂類の除去、硫酸または塩酸水溶液による錆びの除去、塩化亜鉛アンモニア水溶液によるフラックス処理等が挙げられる。

洗浄工程、水洗工程の次には、めっき工程を施す。めっき工程では、めっき液用電磁弁６８のみ開とし、その他の電磁弁は閉とする。貯留槽は、めっき液用貯留槽２２が選択される。そして、ポンプ６６を作動し、めっき液用流入口３８から処理容器１０内にめっき液Ｐを圧送する。圧送されためっき液Ｐは、環状流路Ｒ内を螺旋状に周回して上から下へと流れる。下底部４１まで流れためっき液Ｐは流出口４５から流出し、再びめっき液用貯留槽２２内に貯留する。

この状態で、ポンプ６６を作動させながら内側電極５１および各外側電極５２，５３を陽極（図示略）に接続し、ワーク１３を陰極（図視略）に接続する。ワーク１３と各電極間に電位差が生じ、ワーク１３の主に外面にめっき液中の金属イオンが析出してワーク１３がめっきされる。めっき工程後には、乾燥工程を施す。
本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏し、ワーク１３に対して効率的にめっき処理を施すことができる。

〈他の実施形態〉
・ 上記各実施形態の切り替え手段４では、各貯留槽１１，１２，２１，２２が移動可能であって、処理容器１，１０の流出口４５から直接各貯留槽へ処理液を排出するように構成したが、図６に示す切り替え手段５のように、各貯留槽１１，２１，２２に対応した切り替え式受皿７１，７２，７３を設ける構成としても良い。この場合、各切り替え式受皿７１，７２，７３と対応する各貯留槽１１，２１，２２とは、配管７４，７５，７６によって接続される。そして、処理容器１０内に流入する処理液に応じて切り替え式受皿７１，７２，７３を適宜選択し、流出口４５の下の位置に移動させて処理液を排出する。流出口４５から流出した処理液は、受皿７１，７２，７３、配管７４，７５，７６を経由して再び貯留槽１１，２１，２２内に貯留する。このように、貯留槽１１，２１，２２は固定した状態で、処理液に応じて貯留槽１１，２１，２２を選択するように構成することができる。

・ さらに、切り替え手段の他の形態としては、図７に示す切り替え手段６のように、流出口４５の下に切り替え器８１を設ける構成としても良い。図７では模式的に簡略化して示してあるが、流出口４５と切り替え器８１とは上流側配管８２で接続されている。切り替え器８１と各貯留槽１１，２１，２２とは、それぞれ下流側配管８３，８４，８５で接続されている。そして、切り替えスイッチ（図示略）により、各貯留槽１１，２１，２２へ向かう３つの下流側配管８３，８４，８５のいずれかと上流側配管８２とを選択的に連通させることができるようになっている。

・ 上記各実施形態における貯留槽１１，１２，２１，２２および流入口３４，３５，３６，３７，３８の数や形成位置等の形態については、上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば表面処理の各工程に必要な処理流体の種類数に応じて適宜変更することができる。また、流入口の形成位置についても適宜変更可能である。具体的には、処理流体の処理容器１，１０への流入および流出の形態に応じて変更可能である。例えば、下側容器３，３０に流入口および流出口を形成して、処理流体の螺旋流を下から上へ生じさせるようにしても良い。また、ワーク１３の内表面も処理する場合には、処理流体を、上部から圧送してまず環状流路Ｒ内を上から下へ流して外表面を処理した後、下部の整流部４３で折り返して中央流路Ｃ内を下から上へ流して内表面を処理するようにしても良いし、その逆も可能である。

・ 上記各実施形態における処理容器１，１０の形態についても、適用される表面処理に応じて適宜変更可能である。例えば、第２実施形態において、めっき工程の前に電解脱脂洗浄工程を含む場合には、洗浄用の電極を処理容器１０内に別に設ける構成としても良いし、めっき用と共通電極として構成しても良い。また、処理容器１，１０は全体として上下有底の円筒形状であれば良く、上側容器２，２０と下側容器３，３０とで構成される形態に限られない。

・ 上記各実施形態において、貯留槽１１，１２，２１，２２は排水専用の排水槽とし、ポンプと液量調整器との間に、液体供給用の液体タンクを別に設けても良い。この場合、排液は、排水槽から流出した後濾過装置を経由して、ポンプにより液体タンクに環流させるように構成することができる。

・ 上記各実施形態において、開閉装置として、電磁弁１８，２８，４８，５８，６８ではなく逆止弁で構成しても良い。逆止弁であっても、流入口３４，３５，３６，３７，３８の側に設けることで、処理液の逆流を抑制し液の混合を避けることができる。

・ 上記各実施形態において、ワーク１３の内面へ処理流体を導入するように処理容器１，１０に内面用流入口を形成しても良い。この場合、内面流入口から中央流路Ｃ内へ処理流体を流入し、ワーク１３の外表面に処理を施すのと同時に、内表面にも処理を施すようにすることができる。

・ 上記第１実施形態では、水洗工程のときのみ廃液槽を選択するものとしたが、再利用に適さない程に汚染された処理液や他の処理液と混合して分離が難しい処理液等、再利用に適さない処理液は、廃液として処理するようにしても良い。もしくは、この廃液用貯留槽に一旦貯留して、特別な濾過処理を経て、分離して循環させるようにしても良い。第２実施形態についても同様である。

・ 上記各実施形態において、電磁弁１８，２８，５８，６８の開状態に対応して連動的に貯留槽１１，１２，２１，２２が選択されるように構成しても良い。この場合、例えば、水用電磁弁１８が開状態にあるときには水用貯留槽１１が選択される一方、薬液用電磁弁２８が開状態にあるときには薬液用貯留槽１２が選択される。このように構成することで、処理容器１，１０に流入した処理液と、貯留槽内の処理液とが常に対応するため、貯留槽内での処理液の混合を確実に回避することができる。

・ 上記各実施形態では、ワーク１３は単純な円筒状としたが、その他、ワークの形状は、棒状や有底円筒形状、外面に溝やねじが形成されているもの、六角形等の多角形状を含む回転体等であっても良い。

・ 本発明の表面処理装置は、上記各実施形態に示した薬液処理装置１０１およびめっき処理装置１０２に限らず、硫酸水溶液または塩酸水溶液による酸洗工程を含む表面処理他、種々の表面処理に適用することができる。すなわち、各工程ごとに順次、単数もしくは複数の処理流体を流して処理する表面処理に適用することができる。
本発明は、上述した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で種々の形態で実施可能である。

１，１０ ・・・処理容器
４ ・・・切り替え手段
１１，１２，２１，２２ ・・・貯留槽
１３ ・・・ワーク
１４，２４，４４，５４，６４ ・・・給送路
１８，２８，４８，５８，６８ ・・・電磁弁（開閉装置）
３１ ・・・上底部
３２，４２ ・・・外筒部
３４，３５，３６，３７，３８ ・・・流入口
４１ ・・・下底部
４５ ・・・流出口
５１ ・・・内側電極
５２，５３ ・・・外側電極
１０１ ・・・薬液処理装置（表面処理装置）
１０２ ・・・めっき処理装置（表面処理装置）
Ｄ，Ｍ，Ｐ，Ｗ ・・・処理流体
Ｒ ・・・環状流路

Claims (4)

1. 棒状または筒状のワーク（１３）の表面に、処理流体（Ｄ，Ｍ，Ｐ，Ｗ）を流して表面処理を施す表面処理装置（１０１，１０２）であって、
   前記ワークの軸方向を鉛直方向として前記ワークを軸方向が一致するように内側に収容し、前記ワークの外面との間に環状流路（Ｒ）を形成する外筒部（３２，４２）、前記外筒部の上底をなす上底部（３１）、および前記外筒部の下底をなす下底部（４１）、を有する処理容器（１，１０）と、
   前記処理容器に連通し、前記処理流体を前記処理容器内へ供給する複数の給送路（１４，２４，４４，５４，６４）と、
   複数の前記給送路のそれぞれに設けられ、当該給送路を開閉する複数の開閉装置（１８，２８，４８，５８，６８）と、
   を備え、
   前記処理容器は、前記外筒部、前記上底部または前記下底部のいずれかに、複数種の前記処理流体が個別に前記環状流路に流入する複数の流入口（３４，３５，３６，３７，３８）、および、複数種の前記処理流体が個別にまたは混合して前記環状流路から流出する流出口（４５）が形成され、
   複数の前記流入口は、前記環状流路内で前記処理流体が前記ワークの軸に対して螺旋状に周回して流れるように、前記ワークの軸と直交する仮想平面において前記ワークより外側にずれた位置に形成されており、
   複数の前記流入口は、前記上底部または前記外筒部の前記上底部寄りに形成され、かつ、前記流出口は、前記下底部または前記外筒部の前記下底部寄りに形成され、
   前記処理流体は前記環状流路を上から下に流れることを特徴とする表面処理装置（１０１，１０２）。
2. 前記流出口から排出される前記処理流体を貯留する複数の貯留槽（１１，１２，２１，２２）と、
   前記処理容器に流入する前記処理流体に応じて前記貯留槽を選択する切り替え手段（４）と、
   をさらに設けたことを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。
3. 前記貯留槽は、前記処理容器よりも低い位置にあることを特徴とする請求項２に記載の表面処理装置。
4. 前記ワークは筒状であって陰極に接続され、
   前記ワークの中心軸に沿って設けられ、陽極に接続される内側電極（５１）と、
   前記外筒部の内面に沿って環状に設けられ、前記ワークを挟んで前記内側電極と対向すし、陽極に接続される外側電極（５２，５３）と、をさらに備え、
   前記処理流体としてめっき液（Ｐ）を前記環状流路に流し、前記ワークの表面にめっき処理を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の表面処理装置（１０２）。

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