JP7226798B2 - めっき装置 - Google Patents

Description

本発明は、小さな部品をめっき処理する際に用いられるめっき装置に関する。

めっき装置としては、例えばバレルめっき装置が知られている。バレルめっき装置は、小さな部品（以下、被めっき材）をめっき処理する装置であり、回転するバレルを備えている。バレルは、多角形柱（主に六角形）の形状をしていて、壁面がメッシュで構成され、壁面をめっき液が流通するようになっている。バレルめっき装置は、被めっき材をめっき処理する際、このバレル内に被めっき材を収容し、バレルごとめっき液に浸した状態でバレルを回転させる。

ところが、近年の電子部品の微少化により、めっき装置では、０４０２（０．４ｍｍ×０．２ｍｍ）や０６０３（０．６ｍｍ×０．３ｍｍ）などの極めて小さな被めっき部材もめっき処理する必要がある。このような場合、バレルめっき装置では、バレルの壁面のメッシュも目が細かくなり、めっき液の通りが悪くなる。

めっき処理は、被めっき材にめっき被膜が形成されるにつれて、めっき液の金属イオン濃度が低下する。しかしながらメッシュにおいてめっき液の通りが悪いため、バレル内外のめっき液の循環が悪く、めっき速度が低下するという問題がある。

これに対して特許文献１には、被めっき材を収容して回転するバレルに代えて、バスケットを備えためっき装置が記載されている。このめっき装置では、被めっき材を収容するバスケットと、バスケット支持部と、駆動装置とをする。バスケット支持部は、バスケットを着脱可能な状態で揺動自在に保持する。駆動装置は、バスケット支持部を水平方向に往復運動させる。

特許文献１のめっき装置は、バスケット支持部に保持されたバスケットを駆動装置により水平方向で往復運動させるだけの簡単な仕組みであり、めっき処理工程や洗浄工程などにおいて被めっき材をめっき液に浸けた状態で撹拌できる、としている。さらにめっき装置では、バスケット支持部によってバスケットが揺動自在に保持されているので、バスケット支持部の往復運動によってバスケットが揺動（首振り運動）し、被めっき材の撹拌効果をより高める、としている。

特許第６２０９６６８号

しかし特許文献１のめっき装置は、バスケットを水平方向で往復運動させ、バスケット支持部に対してバスケットを揺動するものに過ぎない。つまり、このめっき装置は、振り子を揺するようにバスケットを一軸方向に動かすものであるため、バスケットに収容された被めっき材の混ざり方にムラが生じる。このため、このめっき装置では、めっき被膜の膜厚を均質化することが困難であり、また、めっき被膜で被めっき材同士がくっついたりする場合もある。

本発明は、このような課題に鑑み、被めっき材をまんべんなく混ぜて、めっき被膜の膜厚を均質化して品質を向上できるめっき装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかるめっき装置の代表的な構成は、被めっき材を収容するバスケットを備えためっき装置であって、バスケットを支持するアームと、アームをＸ軸方向に揺動させるＸ軸カムと、アームをＸ軸カムに向かって付勢するＸ軸バネと、アームをＹ軸方向に揺動させるＹ軸カムと、アームをＹ軸カムに向かって付勢するＹ軸バネと、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、アームは、被めっき材を収容するバスケットを支持した状態で、Ｘ軸カムとＸ軸バネによってＸ軸方向に揺動でき、さらにＹ軸カムとＹ軸バネによってＹ軸方向に揺動できる。つまりアームは、一軸方向ではなく、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の両方に運動できる。このため、めっき装置では、被めっき材を収容するバスケットをＸ軸方向、Ｙ軸方向の両方に運動させながら、被めっき材をまんべんなく混ぜることができ、さらに被めっき材にめっき処理を施すことができる。したがって、めっき被膜の膜厚を均質化して品質を向上できる。さらに、めっき被膜で被めっき材同士がくっついてしまうことも防止できる。

上記のＸ軸カムとＹ軸カムは同じ大きさであって、同期して回転することにより、バスケットを円運動させるとよい。上記構成では、被めっき材を収容するバスケットを円運動させるため、被めっき材をまんべんなく混ぜることができる。

上記のＸ軸カムとＹ軸カムは、形状または周の長さが異なっていて、バスケットを不規則に運動させるとよい。上記構成では、被めっき材を収容するバスケットを不規則に運動させるため、被めっき材をまんべんなく混ぜることができる。ここで不規則な運動は、Ｘ軸カムとＹ軸カムの互いに異なる形状または周の長さに依存する運動である。このため、両者のカムの形状または周の長さを適宜変更して、バスケットにＸ軸方向、Ｙ軸方向に沿った所望の運動をさせることで、被めっき材をよりまんべんなく混ぜることができる。

上記のＸ軸カムとＹ軸カムの少なくとも一方は、外周に段差または急峻な変化が形成されていて、バスケットに衝撃を与えるとよい。上記構成では、被めっき材を収容するバスケットをＸ軸方向、Ｙ軸方向の両方に運動させながら、さらにバスケットに衝撃を与えるため、被めっき材をよりまんべんなく混ぜることができる。

本発明によれば、被めっき材をまんべんなく混ぜて、めっき被膜の膜厚を均質化して品質を向上できるめっき装置を提供することができる。

本発明の実施形態におけるめっき装置の構成を示す図である。 図１のめっき装置を斜め下方から見た状態を示す図である。 図１のめっき装置のバスケットをＸ軸方向に運動させる機構を説明する図である。 図１のめっき装置のバスケットをＹ軸方向に運動させる機構を説明する図である。 図２のめっき装置のバスケットの運動を説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本発明の実施形態におけるめっき装置１００の構成を示す図である。図２は、図１のめっき装置１００を斜め下方から見た状態を示す図である。

めっき装置１００は、被めっき材（不図示）にめっき処理を施す装置であって、バスケット１０２を備える。バスケット１０２は、横向きに設置される容器であって、例えば図２に示すように六角柱状体と六角錐を組み合わせた形状を有する。バスケット１０２は、めっき液が流通するようにメッシュ１０４で構成された壁面１０６と、被めっき材が投入される開口１０８（図３参照）とを有する。開口１０８は、図３に示すようにバスケット１０２の上面が開放されて形成されている。

めっき装置１００はさらに、ベース１１０と、駆動部１１２とを備える。ベース１１０の両側端には、側壁１１４、１１６が立設している。この側壁１１４、１１６同士は、連結部材１１８によって連結されている。また側壁１１４、１１６には、長尺状の保持部材１２０、１２２がそれぞれ取り付けられている。保持部材１２０、１２２は、不図示の枠体などに載置されることで、めっき装置１００全体を保持する部材である。めっき装置１００は、めっき処理を行う際には、保持部材１２０、１２２によって適切な位置に保持される。ベース１１０上には、駆動部１１２を制御する制御ユニット１２４、１２６が設置されている。

またバスケット１０２内には、図３に示す開口１０８を通って電極１２８が挿入されている。めっき処理を行う際には、バスケット１０２内に被めっき材を収容し、バスケット１０２ごとめっき槽のめっき液に浸漬した状態で、被めっき材に電極１２８を接触させて通電させる。

このようなめっき処理により、被めっき材にはめっき被膜が形成される。ところが、めっき処理では、被めっき材にめっき被膜が形成されるにつれて、めっき液の金属イオン濃度が低下する。さらに被めっき材が例えば０．４ｍｍ×０．２ｍｍ、０．６ｍｍ×０．３ｍｍなどの極めて小さな電子部品などである場合、バスケット１０２の壁面１０６のメッシュ１０４も目が細かくなり、めっき液の通りが悪くなる。その結果、バスケット１０２内外のめっき液の循環が悪く、めっき速度が低下してしまう。

そこでめっき装置１００では、被めっき材を収容するバスケット１０２を図２の矢印Ａに示すＸ軸方向、矢印Ｂに示すＹ軸方向の両方に運動させながら、被めっき材にめっき処理を施す機構（駆動部１１２）を採用した。なお図２では、駆動部１１２がバスケット１０２を水平方向に円運動させる例を示したが（矢印Ｃ参照）、これに限られず、バスケット１０２に楕円運動など他の軌道を描く運動をさせることもできる（後述）。

図３は、図１のめっき装置１００のバスケット１０２をＸ軸方向に運動させる機構を説明する図である。図３では、ベース１１０を透過して示していて、さらに駆動部１１２のうちバスケット１０２をＸ軸方向に運動させる機構の要部を主に示している。

駆動部１１２は、Ｘ軸モータ１３０と、Ｘ軸カム１３２と、Ｘ軸テーブル１３４と、Ｘ軸バネ１３６とを有する。Ｘ軸モータ１３０は、ベース１１０上に設置されている。Ｘ軸カム１３２は、ベース１１０の下側に設置され、Ｘ軸モータ１３０の駆動軸１３８に取り付けられている。

また、ベース１１０の下面には、２本のレール１４０、１４２と、固定部材１４４とが固定されている。レール１４０、１４２は、図中の矢印Ａに示すＸ軸方向に延びていて互いに平行に配置されている。固定部材１４４は、レール１４０、１４２の間に位置し、さらにＸ軸カム１３２からＸ軸方向に離間した位置に配置されている。

Ｘ軸テーブル１３４の上面には、２つのブラケット１４６、１４８と、当接部材１５０と、プーリー１５２とが固定されている。ブラケット１４６、１４８は、ベース１１０の下面に固定されたレール１４０、１４２に対して移動可能に組み付けられている。このため、Ｘ軸テーブル１３４は、ブラケット１４６、１４８を介してレール１４０、１４２によって、ベース１１０に対してＸ軸方向に移動可能に案内される。

当接部材１５０には、Ｘ軸バネ１３６を貫通する棒状の貫通部材１５４が通されていて、さらにＸ軸バネ１３６が当接している。貫通部材１５４は、ベース１１０の下面に固定された固定部材１４４に一端部１５６が固定され、Ｘ軸テーブル１３４の上面に固定された当接部材１５０に通されることで、Ｘ軸方向に沿って水平に支持されている。また貫通部材１５４の他端部１５８は、Ｘ軸バネ１３６と当接する鍔として機能している。

このため、Ｘ軸バネ１３６は、図示のように貫通部材１５４の他端部１５８と当接部材１５０との間で貫通部材１５４に貫通されることで、当接部材１５０をＸ軸カム１３２に向かって付勢している。ここで当接部材１５０がＸ軸テーブル１３４の上面に固定されているため、Ｘ軸バネ１３６は、Ｘ軸テーブル１３４自体をＸ軸カム１３２に向かって付勢していることになる。

プーリー１５２は、Ｘ軸テーブル１３４の上面に設置された軸部１６０に回転自在に支持されている。また、Ｘ軸バネ１３６がＸ軸テーブル１３４をＸ軸カム１３２に向かって付勢しているため、プーリー１５２は、Ｘ軸カム１３２の外周に常に接した状態になっている。

このため駆動部１１２では、Ｘ軸モータ１３０を駆動すると、図中矢印Ｄに示すようにＸ軸カム１３２が回転し、Ｘ軸カム１３２が長径のときにプーリー１５２を介して、Ｘ軸バネ１３６の付勢力に抗してＸ軸テーブル１３４を押す。このときＸ軸バネ１３６は、当接部材１５０に押し付けられ縮んだ状態となる。さらにＸ軸カム１３２が回転し、Ｘ軸カム１３２が短径のときには、Ｘ軸テーブル１３４は、縮んだ状態のＸ軸バネ１３６の付勢力によってＸ軸カム１３２に向かって押し戻される。

したがって駆動部１１２では、Ｘ軸モータ１３０を駆動し続けると、Ｘ軸カム１３２とＸ軸バネ１３６とによって、ベース１１０に対してＸ軸テーブル１３４をＸ軸方向に揺動できる。なおＸ軸モータ１３０は、作業者が例えば制御ユニット１２４を適宜操作することで制御される。

図４は、図１のめっき装置１００のバスケット１０２をＹ軸方向に運動させる機構を説明する図である。図４では、Ｘ軸テーブル１３４を透過して示していて、さらに駆動部１１２のうちバスケット１０２をＹ軸方向に運動させる機構の要部を主に示している。

駆動部１１２は、Ｙ軸モータ１６２と、Ｙ軸カム１６４と、Ｙ軸テーブル１６６と、Ｙ軸バネ１６８とを有する。Ｙ軸モータ１６２は、Ｘ軸テーブル１３４上に設置されている。Ｙ軸カム１６４は、Ｘ軸テーブル１３４の下側に設置され（図２参照）、Ｙ軸モータ１６２の駆動軸１７０に取り付けられている。

また、Ｘ軸テーブル１３４の下面には、２本のレール１７２、１７４と、固定部材１７６とが固定されている。レール１７２、１７４は、図中の矢印Ｂに示すＹ軸方向に延びていて互いに平行に配置されている。固定部材１７６は、レール１７２、１７４の間に位置し、さらにＹ軸カム１６４からＹ軸方向に離間した位置に配置されている。

Ｙ軸テーブル１６６の上面には、２つのブラケット１７８、１８０と、当接部材１８２と、プーリー１８４とが固定されている。ブラケット１７８、１８０は、Ｘ軸テーブル１３４の下面に固定されたレール１７２、１７４に対して移動可能に組み付けられている。このため、Ｙ軸テーブル１６６は、ブラケット１７８、１８０を介してレール１７２、１７４によって、Ｘ軸テーブル１３４に対してＹ軸方向に移動可能に案内される。

当接部材１８２には、Ｙ軸バネ１６８を貫通する棒状の貫通部材１８６が通されていて、さらにＹ軸バネ１６８が当接している。貫通部材１８６は、Ｘ軸テーブル１３４の下面に固定された固定部材１７６に一端部１８８が固定され、Ｙ軸テーブル１６６の上面に固定された当接部材１８２に通されることで、Ｙ軸方向に沿って水平に支持されている。また貫通部材１８６の他端部１９０は、Ｙ軸バネ１６８と当接する鍔として機能している。

このため、Ｙ軸バネ１６８は、図示のように貫通部材１８６の他端部１９０と当接部材１８２との間で貫通部材１８６に貫通されることで、当接部材１８２をＹ軸カム１６４に向かって付勢している。ここで当接部材１８２がＹ軸テーブル１６６の上面に固定されているため、Ｙ軸バネ１６８は、Ｙ軸テーブル１６６自体をＹ軸カム１６４に向かって付勢していることになる。

プーリー１８４は、Ｙ軸テーブル１６６の上面に設置された軸部１９２に回転自在に支持されている。また、Ｙ軸バネ１６８がＹ軸テーブル１６６をＹ軸カム１６４に向かって付勢しているため、プーリー１８４は、Ｙ軸カム１６４の外周に常に接した状態となっている。

このため駆動部１１２では、Ｙ軸モータ１６２を駆動すると、図中矢印Ｅに示すようにＹ軸カム１６４が回転し、Ｙ軸カム１６４が長径のときにプーリー１８４を介して、Ｙ軸バネ１６８の付勢力に抗してＹ軸テーブル１６６を押す。このときＹ軸バネ１６８は、当接部材１８２に押し付けられ縮んだ状態となる。さらにＹ軸カム１６４が回転し、Ｙ軸カム１６４が短径のときには、Ｙ軸テーブル１６６は、縮んだ状態のＹ軸バネ１６８の付勢力によってＹ軸カム１６４に向かって押し戻される。

したがって駆動部１１２では、Ｙ軸モータ１６２を駆動し続けると、Ｙ軸カム１６４とＹ軸バネ１６８とによって、Ｘ軸テーブル１３４に対してＹ軸テーブル１６６をＹ軸方向に揺動できる。なおＹ軸モータ１６２は、作業者が例えば制御ユニット１２６を適宜操作することで制御される。

上記したようにＸ軸テーブル１３４は、Ｘ軸モータ１３０を駆動し続けると、Ｘ軸カム１３２とＸ軸バネ１３６とによって、ベース１１０に対してＸ軸方向に揺動できる。したがってＹ軸テーブル１６２は、駆動部１１２によってベース１１０に対して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の両方に揺動できることになる。

さらに駆動部１１２は、図１に示すアーム１９４を有する。アーム１９４は、バスケット１０２を支持する部材であって、基部１９５と、支持部１９６、１９７とを有する。基部１９５は、Ｙ軸テーブル１６６の下面に固定されている。また基部１９５は、その両端から下方に屈曲して延びる部位を有し、この部位に支持部１９６、１９７が取り付けられている。支持部１９６、１９７は、基部１９５の下方でバスケット１０２の両側端１９８、１９９を水平方向に支持し固定している。このため、バスケット１０２は、図示のようにアーム１９４の下方向に吊り下げられている。

このように駆動部１１２では、ベース１１０に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向の両方に揺動するＹ軸テーブル１６６の下面に、アーム１９４が固定されている。つまりアーム１９４は、一軸方向ではなく、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の両方に運動できる。このため、バスケット１０２は、アーム１９４の支持部１９６、１９７の動きに合わせて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の揺動を合成した運動（図５参照）を行うことができる。

したがってめっき装置１００では、被めっき材を収容するバスケット１０２をＸ軸方向、Ｙ軸方向の両方に運動させながら、被めっき材をまんべんなく混ぜることができ、さらに被めっき材にめっき処理を施すことができる。したがって、めっき被膜の膜厚を均質化して品質を向上できる。さらに、めっき被膜で被めっき材同士がくっついてしまうことも防止できる。

図５は、図２のめっき装置１００のバスケット１０２の運動を説明する図である。図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）は、駆動部１１２によってＸ軸方向、Ｙ軸方向の両方に運動するバスケット１０２の軌道を示すグラフである。図中のグラフでは、縦軸をＸ軸カム１３２の回転に伴うＸ軸テーブル１３４のＸ軸変位、横軸をＹ軸カム１６４の回転に伴うＹ軸テーブル１６６のＹ軸変位とした。

なお図中の縦軸の左側に示した曲線は、バスケット１０２の軌道を縦軸に投影したものであり、Ｘ軸カム１３２の回転の周期と振幅の時間変化を示す曲線である。横軸の下側に示した曲線は、バスケット１０２の軌道を横軸に投影したものであり、Ｙ軸カム１６４の回転の周期と振幅の時間変化を示す曲線である。

図５（ａ）の縦軸の左側の曲線と横軸の下側の曲線を比べると、Ｘ軸カム１３２とＹ軸カム１６４は、同じ周期と同じ振幅で同期している。このようにＸ軸カム１３２とＹ軸カム１６４が、同じ大きさであって同期して回転すると、図５（ａ）に示すようにバスケット１０２は、円運動を行うことができる。

図５（ｂ）の縦軸の左側の曲線と横軸の下側の曲線を比べると、Ｘ軸カム１３２とＹ軸カム１６４は、同じ周期と異なる振幅で同期している。このようにＸ軸カム１３２とＹ軸カム１６４が、異なる大きさであって同期して回転すると、図５（ｂ）に示すようにバスケット１０２は、楕円運動を行うことができる。

図５（ｃ）の縦軸の左側の曲線と横軸の下側の曲線を比べると、Ｘ軸カム１３２とＹ軸カム１６４は、異なる周期と同じ振幅で回転している。このようにＸ軸カム１３２とＹ軸カム１６４が、同じ大きさであって異なる速度で回転し、例えば図５（ｃ）に示すようにＹ軸カム１６４の周期がＸ軸カム１３２の周期の２倍であれば、バスケット１０２は、８の字を描く運動を行うことができる。

また、めっき装置１００では、Ｘ軸カム１３２とＹ軸カム１６４を、形状または周の長さが異なるようにすれば、バスケット１０２を不規則に運動させることができ、被めっき材をまんべんなく混ぜることができる。ここで不規則な運動は、Ｘ軸カム１３２とＹ軸カム１６４の互いに異なる形状または周の長さに依存する運動である。このため、Ｘ軸カム１３２とＹ軸カム１６４の形状または周の長さを適宜変更して、バスケット１０２にＸ軸方向、Ｙ軸方向に沿った所望の運動をさせることで、被めっき材をよりまんべんなく混ぜることができる。

また、めっき装置１００では、Ｘ軸カム１３２とＹ軸カム１６４の少なくとも一方の外周に、段差または急峻な変化を形成してもよい。このようにすれば、被めっき材を収容するバスケット１０２をＸ軸方向、Ｙ軸方向の両方に運動させながら、外周に形成した段差または急峻な変化によってバスケット１０２に衝撃を与えることができ、被めっき材をよりまんべんなく混ぜることができる。

また、めっき装置１００では、作業者が制御ユニット１２４、１２６を操作してＸ軸モータ１３０、Ｙ軸モータ１６２の回転方向や回転速度を適宜調整することで、バスケット１０２の運動の方向を変更したり、さらに運動の速度を速くしたり遅くしたりすることもできる。このようにすれば、被めっき材をよりまんべんなく混ぜることができる。

さらに、めっき装置１００では、アーム１９４の下方向にバスケット１０２が吊り下げられているため、装置の設置面積を削減し小型化を図ることもできる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、小さな部品をめっき処理する際に用いられるめっき装置として利用することができる。

１００…めっき装置、１０２…バスケット、１０４…メッシュ、１０６…壁面、１０８…開口、１１０…ベース、１１２…駆動部、１１４、１１６…側壁、１１８…連結部材、１２０、１２２…保持部材、１２４、１２６…制御ユニット、１２８…電極、１３０…Ｘ軸モータ、１３２…Ｘ軸カム、１３４…Ｘ軸テーブル、１３６…Ｘ軸バネ、１３８…Ｘ軸モータの駆動軸、１４０、１４２、１７２、１７４…レール、１４４、１７６…固定部材、１４６、１４８、１７８、１８０…ブラケット、１５０、１８２…当接部材、１５２、１８４…プーリー、１５４、１８６…貫通部材、１５６、１８８…貫通部材の一端部、１５８、１９０…貫通部材の他端部、１６０、１９２…軸部、１６２…Ｙ軸モータ、１６４…Ｙ軸カム、１６６…Ｙ軸テーブル、１６８…Ｙ軸バネ、１７０…Ｙ軸モータの駆動軸、１９４…アーム、１９５…基部、１９６、１９７…支持部、１９８、１９９…バスケットの両側端

Claims (4)

1. 被めっき材を収容するバスケットを備えためっき装置であって、
   前記バスケットを支持するアームと、
   前記アームをＸ軸方向に揺動させるＸ軸カムと、
   前記アームを前記Ｘ軸カムに向かって付勢するＸ軸バネと、
   前記アームをＹ軸方向に揺動させるＹ軸カムと、
   前記アームを前記Ｙ軸カムに向かって付勢するＹ軸バネと、
   を備えることを特徴とするめっき装置。
2. 前記Ｘ軸カムと前記Ｙ軸カムは同じ大きさであって、同期して回転することにより、前記バスケットを円運動させることを特徴とする請求項１に記載のめっき装置。
3. 前記Ｘ軸カムと前記Ｙ軸カムは、形状または周の長さが異なっていて、前記バスケットを不規則に運動させることを特徴とする請求項１に記載のめっき装置。
4. 前記Ｘ軸カムと前記Ｙ軸カムの少なくとも一方は、外周に段差または急峻な変化が形成されていて、前記バスケットに衝撃を与えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のめっき装置。

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