KR20010015059A - 전기도금용 장치 및 그 장치를 사용한 전기도금 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공작물에 제공된 구멍을 통과하여 삽입되고 구멍에 배치되며 외부와 통하는 음극과, 중심축에 대하여 공작물을 회전하고 공작물에 도금전류를 공급하는 부재를 포함하는 전기도금용 장치를 제공한다. 본 발명은 또한 공작물에 제공된 구멍을 통과하여 삽입되고 구멍에 배치되며 외부와 통하는 음극과, 중심축에 대하여 공작물을 회전하는 부재와, 공작물에 도금전류를 공급하는 부재를 포함하는 전기도금용 장치를 제공한다. 게다가, 본 발명은 공작물에 제공된 구멍을 통과하여 삽입되고 구멍에 배치되며 외부와 통하는 음극과, 공작물의 구멍내에 도금용액이 흐르도록 하는 수단을 포함하는 전기도금용 장치를 제공한다. 그리하여, 균일한 도금피막은 전기도금용 장치를 사용함으로써, 고리형상 본드자석이 대표적인, 고리형상 공작물과 같은 외부와 통하는 구멍을 가지는 공작물의 외부 및 내부면 양쪽에 형성될 수 있다.

Description

전기도금용 장치 및 그 장치를 사용한 전기도금 방법{ELECTROPLATING DEVICE, AND PROCESS FOR ELECTROPLATING WORK USING THE DEVICE}
본 발명은 외부와 통하는 구멍을 가지는 공작물, 특히 고리형상 본드자기와 같은 고리형상 공작물의 전기도금에 유용한 전기도금용 장치 및 그 장치를 사용한 전기도금 방법에 관한 것이다.
천연자원에서 풍부한 저렴한 물질로부터 생산되고 고자기특성을 가지기 때문에, Nd-Fe-B 계 영구자석이 대표적인 R-Fe-B 계 영구자석과 같은 희토류 금속계 영구자석이 다양한 분야에서 현재 사용된다.
최근에, 희토류금속계 영구자석이 사용되는 전기기구산업에 있어서, 각 부품의 크기의 감소가 진행되어 왔고, 이에 대응하여, 자석 자체의 크기의 감소 및 복합형상으로 자석을 형성할 필요가 있다.
이러한 관점으로부터, 대중의 관심은 주요 구성요소로서 자기력 및 수지바인더를 포함하는 물질로부터 일정한 형상을 쉽게 형성하는 본드자석에 모아지고 있다.
그 중에서도 특히, 고리형상 본드자석은, 특히 스핀들 모터와 같은 다양한 소형 모터 또는 엑튜에이터에서 사용된 서보모터에서 이용된다.
희토류금속계 영구자석은 대기에서 산화에 의해 부식되기 쉬운 희토류금속 (R)을 포함한다. 그러므로, 자석이 어떤 표면처리를 행하지 않고 사용될 경우, 자석의 부식은 산, 알칼리 또는 녹을 발생하는 습기의 소량의 존재에 기인하여 표면으로부터 진행되고, 그 결과, 자석의 열화 및 자기특성의 변화성이 야기된다. 그러므로, 도금피막은 종래부터 자석에 전기도금을 행함으로써 자석의 표면에 내부식성 피막으로서 형성되어왔지만, 보다 높은 정밀도가 도금피막의 형성 시 요구되고, 자석의 크기의 감소 및 형상의 복잡화를 위한 최근의 요구에 수반된다.
고리형상 본드자석의 경우에, 고차원의 정밀도가 자석의 내부 및 외부의 양쪽을 위해 요구되고, 그리하여 균일한 도금피막은 외부면에서 형성되어야만 할뿐만 아니라, 균일한 도금피막은 특히 내부면에서도 형성되어야만 한다. 큰 L/D값(L은 중심축 방향으로 자석의 길이를 나타내고, D는 자석의 내부직경을 나타낸다)을 가지는 고리형상 본드자석의 경우에, 이하의 문제점이 생긴다: 자석의 내부의 중앙부분 근처의 영역은 전류밀도가 낮고, 그 결과 더 적은 두께로 형성된 도금피막을 얻는다. 부가하여, 도금조에서 고리형상 본드자석의 침지 후 발생된 공기버블 및 전기도금 중 발생된 수소가스가 자석의 내부 윗쪽 부분에 잔류하면, 그러한 부분에서 도금피막의 형성에 해로운 영향을 발휘한다.
공작물에 제공된 오목한 부분을 전기도금하기 위하여, 음극이 그러한 부분에 삽입되고 배치(예를 들면, 일본특허출원 공개 공보 3-6399)되는 것이 종래의 실무이다. 그러나, 음극이 단지 삽입되고 배치될 때, 자석의 내부면과 음극사이의 간격은 평균적으로 조절될 수 없다. 그러므로, 얻어진 효과는 단지 도금피막이 내부면에서 효율적으로 형성된다는 것이고, 내부면의 부분에서 부분까지 도금피막의 형성의 변화성을 극복할 수는 없다.
부가하여, 자석의 외부면과 양전극판 사이의 간격이 평균적으로 조절되지 않는다면, 외부면의 부분에서 부분까지 도금피막의 형성의 변화성이 극복될 수 없다.
게다가, 이하에서 제안된 전기도금 방법에서, 도금전류공급 부재와 공작물 고정부재의 접촉의 흔적은 공작물에서 남고 이러한 이유 때문에, 후처리가 요구되고, 균일한 도금피막의 형성을 방해한다.
따라서, 본 발명의 목적은 전기도금용 장치 및 그 장치를 사용한 전기도금 방법을 제공하고, 균일한 도금피막은 외부면에서 뿐만 아니라 고리형상 본드자석과 같은, 외부와 통하는 구멍을 가지는 공작물의 내부면에서도 형성될 수 있고, 도금피막의 두께는 어떠한 레벨이라도 조절될 수 있다.
도 1a 내지 1d는 본 발명에 따라서 전기도금용 장치에서의 공작물, 음극 및 구동로울러 사이에서 각각 위치관계를 나타내는 도면이다.
도 2a 내지 2d는 본 발명에 따라서 다른 전기도금용 장치에 있어서의 공작물, 음극, 구동로울러 및 다른 로울러 사이에서 각각 위치관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따라서 전기도금용 장치를 사용하는 전기도금 방법의 실시예에서 사용된 장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따라서, 복수의 공작물을 동시에 처리할 수 있는 전기도금용 장치의 개략도이다.
도 5는 공작물 세트와 함께 장치의 부분 확대도이다.
도 6은 도 4에서 라인 A-A를 따라서 전기도금용 장치의 단면도이다.
도 7은 도 4에서 라인 B-B를 따라서 전기도금용 장치에서 도금용액을 위하여 방전포트 근처의 영역의 확대도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1, 11 : 공작물(자석) 2-a, 2-b, 12-a, 12-b : 구동로울러
3, 17, 19 : 부재 4, 14 : 음극
5 : 양극판 16, 26 : 스페이서
18 : 방전포트 20 : 흡기구멍
21 : 미세구멍 25 : 막대기형상 부재
A : 정류기
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 양상 및 특징에 따라서, 공작물에 제공된 구멍을 통과하여 삽입되고 구멍에 배치되며 외부와 통하는 음극과, 중심축에 대하여 공작물을 회전하고 공작물에 도금전류를 공급하는 부재를 포함하여 구성되는 전기도금용 장치를 제공한다.
본 발명의 제 2 양상 및 특징에 따라서, 공작물에 제공된 구멍을 통과하여 삽입되고 구멍에 배치되며 외부와 통하는 음극과, 중심축에 대하여 상기 공작물을 회전하는 부재와, 공작물에 도금전류를 공급하는 부재를 포함하여 구성되는 전기도금용 장치를 제공한다.
본 발명의 제 3 양상 및 특징에 따라서, 공작물에 제공된 구멍을 통과하여 삽입되고 구멍에 배치되는 음극과, 금속으로 만들어지고 중심축에 대하여 상기 공작물을 회전하고 공작물에 도금전류를 공급하도록 공작물을 지지하기 위해 공작물의 외부면에 접촉하기에 적당한 구동로울러와, 공작물을 지지하기 위해 공작물의 외부면에 접촉하기에 적당한 다른 구동로울러를 포함하여 구성되는 전기도금용 장치를 제공한다.
본 발명의 제 4 양상 및 특징에 따라서, 공작물에 제공된 구멍을 통과하여 삽입되고 구멍에 배치되는 음극과, 중심축에 대하여 상기 공작물을 회전하고 공작물에 대하여 도금전류를 공급하도록 공작물을 지지하기 위해 공작물의 외부면에 접촉하기에 적당한 구동로울러와, 금속으로 만들어지고 공작물에 도금전류를 공급하도록 공작물을 지지하기 위해 공작물의 외부면에 접촉하기에 적당한 다른 로울러를 포함하여 구성되는 전기도금용 장치를 제공한다.
본 발명의 제 5 양상 및 특징에 따라서, 공작물에 제공된 구멍을 통과하여 삽입되고 구멍에 배치되며 외부와 통하는 음극과, 공작물의 구멍 내에 도금용액이 흐르도록 하는 수단을 포함하여 구성되는 전기도금용 장치를 제공한다.
본 발명의 제 6 양상 및 특징에 따라서, 제 1 또는 제 2 특징에 부가하여, 장치는 공작물의 구멍 내에 도금용액이 흐르도록 하는 수단을 더욱 포함한다.
본 발명의 제 7 양상 및 특징에 따라서, 제 1 또는 제 2 특징에 따른 전기도금용 장치를 사용하여, 외부와 통하는 구멍을 가자는 공작물을 전기도금하는 방법을 제공한다.
본 발명의 제 8 양상 및 특징에 따라서, 제 7 특징에 부가하여, 외부와 통하는 구멍을 가지는 공작물이 고리형상이다.
본 발명의 제 9 양상 및 특징에 따라서, 제 8 특징에 부가하여, 고리형상 공작물은 고리형상 본드 자석이다.
본 발명의 제 10 양상 및 특징에 따라서, 외부면에 형성된 도금피막의 두께가 내부면에 형성된 도금피막보다 작거나 같으며, 외부 및 내부면의 부분에서 부분까지 도금피막의 두께의 변화성이 25% 이하인 것을 특징으로 하는 전체면에 도금피막을 가지는 고리형상 본드자석을 제공한다.
본 발명에 따른 전기도금용 장치와 함께, 균일한 도금피막이, 고리형상 본드자석이 대표적인 고리형상 공작물과 같은, 외부와 통하는 구멍을 가지는 공작물의 외부 및 내부면 양쪽에 형성될 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부하는 도면과 연결하여 택해진 바람직한 실시예의 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기도금용 장치는 첨부하는 도면에 대한 참조와 함께 이제 기술될 것이다.
음극(4)은 예를 들면, 단면에서 원형 막대기의 형태로, 중공 공작물(1)에서 구멍을 통과하여 삽입되고 구멍에 배치되어서, 중심축 방향은 공작물(1)의 중심축 방향에 평행하고, 바람직하게는, 공작물(1)의 중심축에 위치된다.
중심축에 대하여 공작물을 회전하고 공작물에 도금전류를 공급하는 부재는, 예를 들면, 금속으로 만들어진 구동로울러(2-a)이다. 구동로울러(2-a)는 중심축에 대하여 공작물을 회전하기 위하여 중심축에 대하여 모터 및 벨트에 의해 회전되기에 적당하고, 또한 공작물에 도금전류를 공급하기 위하여 정류기의 음극에 연결되어지기에 적당하다.
구동로울러(2-a)를 공작물(1)의 외부면에 접하는 접촉부로 가져오거나, 공작물(1)의 내부면에 접하는 접촉부로 가져올 수 있다. 배열의 여러 실시예들은 도 1a 내지 1d에 나타낸다.
도 1a 내지 1d의 각각은 공작물의 말단면으로부터 택해진 점에서, 공작물(1), 음극(4) 및 구동로울러(2-a) 사이에서 위치관계를 나타낸다. 도 1a는 공작물(1)이 구동로울러(2-a)에 위치하고 지지되며 구동로울러(2-a)에 평행하게 배치된 다른 구동로울러(2-b)를 나타내고, 도 1a에서 나타난 바와 같이, 구동로울러 (2-a)는 중심축에 대하여 공작물을 회전하고, 도 1a에서 나타난 바와 같이 공작물에 도금전류를 공급하기 위하여 회전된다. 도 1b는 구동로울러(2-a)를 위쪽으로부터 공작물(1)에 접하는 접촉부로 가져옴으로써, 구동로울러(2-a)와 공작물의 내부면의 상부 부분에 접하는 접촉부를 끼워 넣은 다른 구동로울러(2-b) 사이에서 공작물을 조이는 배열을 나타내며, 도 1b에 나타낸 바와 같이, 구동로울러(2-a)는 회전됨으로써, 중심축에 대하여 접촉부를 회전하고, 동시에 공작물에 도금전류를 공급한다. 도 1c는 공작물(1)이 서로 평행하게 배치된 두 개의 구동로울러(2-b)에 위치되고 지지되는 배열을 나타내고, 구동로울러(2-a)를 도 1c에 나타낸 바와 같이 위쪽으로부터 공작물에 접하는 접촉부로 가져오고 회전함으로써, 도 1c에 나타낸 바와 같이, 중심축에 대하여 공작물을 회전하고, 동시에 공작물에 도금전류를 공급한다. 도 1d는 도 1d에 나타난 바와 같이, 구동로울러(2-a)를 공작물(1)의 내부면의 상부부분에 접하는 접촉부로 가져오고 회전함으로써, 중심축에 대하여 공작물을 회전하고, 도 1d에 나타난 바와 같이, 공작물에 도금전류를 공급한다.
그리하여, 도금전류는 공작물(1)에서 도금피막을 형성하기 위하여 금속으로 만들어진 구동로울러(2-a)에 의해 공작물에 공급될 수 있다. 부가하여, 공작물은 중심축에 대하여, 바람직하게는 구동로울러의 구동력에 의해 음극의 중심축에 대하여 회전된다. 그러므로, 공작물의 내부면과 중공 공작물내의 구멍을 통과하고 구멍에 배치된 음극 사이의 간격은 내부면의 부분에서 부분까지 도금피막의 형성의 변화성을 극복하기 위하여 평균적으로 조절될 수 있다. 공작물의 외부면과 양전극판 사이의 간격은 또한 외부면의 부분으로부터 부분까지 도금피막의 형성의 변화성을 극복하기 위하여 평균적으로 조절될 수 있다. 게다가, 공작물이 구동로울러에 의해 중심축에 대하여 회전되기 때문에, 공작물에 접하는 로울러의 접촉부의 위치는 고정되지 않고 그래서 접촉흔적이 공작물에 남는다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기도금용 장치는 이하에서 기술된다.
이 장치는 제 1 실시예에 따른 장치와 달라서, 중심축에 대하여 공작물을 회전하기 위한 부재 및 공작물에 도금전류를 공급하는 부재가 다른 부재인 특징을 갖는다.
중심축에 대하여 공작물(1)을 회전하는 부재는 예를 들면, 구동로울러(2-a)이다. 한편, 공작물(1)에 도금전류를 공급하는 부재는 예를 들면, 금속으로 만들어진 구동로울러(2-b)이다. 배열의 여러 예들은 도 2a 내지 2d에서 나타난다.
도 2a 내지 2d의 각각은 공작물의 말단면으로부터 택해진 점에서, 공작물 (1), 음극(4), 구동로울러(2-a) 및 다른 로울러(2-b) 사이에서 위치적인 관계를 나타낸다. 도 2a는 공작물(1)이 구동로울러(2-a)에 평행하게 배치된 금속의 구동로울러(2-a) 및 다른 로울러(2-b)에 위치되고 지지되며, 도 2-a에 나타난 바와 같이 구동로울러(2-a)을 회전함으로써 중심축에 대하여 회전되고, 도금전류는 다른 로울러(2-b)에 의해서 공작물에 공급된다. 도 2b는 구동로울러(2-a) 및 다른 구동로울러(2-b)를 공작물(1)의 내부면의 상부부분에 접하는 접촉부에 가져옴으로써, 구동로울러(2-a)는 도 2b에 나타난 바와 같이, 회전되고, 그럼으로써 도 2b에 나타난 바와 같이, 중심축에 대하여 공작물을 회전하고, 동시에 도금전류는 금속으로 만들어진 다른 로울러에 의해 공작물에 공급된다. 도 2c는 구동로울러(2-a)를 공작물(1)의 내부면의 상부 부분에 접하는 접촉부에 가져옴으로써, 위로부터 공작물에 접하는 접촉부에 집어넣어진 금속의 구동로울러(2-a)와 다른 구동로울러(2-b) 사이에서 공작물을 조이고, 공작물은 도 2c에서 나타난 바와 같이, 구동로울러(2-a)를 회전함으로써 중심축에 대하여 회전되고, 동시에 도금전류는 금속의 다른 로울러에 의해 공작물에 공급된다. 도 2d는 구동로울러(2-a)를 위로부터 공작물(1)에 접하는 접촉부로 가져오는 배열을 나타냄으로써, 공작물의 내부면의 상부 부분에 접하는 접촉부에 집어넣어진 금속의 구동로울러(2-a)와 다른 구동로울러(2-b) 사이에서 공작물을 조이고, 공작물은 도 2d에서 나타난 바와 같이, 구동로울러(2-a)를 회전함으로써 중심축에 대하여 회전되고, 동시에 도금전류는 금속의 다른 로울러에 의해 공작물에 공급된다.
제 2 실시예에 있어서, 제 1 실시예와 동일한 효과가 제공된다.
본 발명의 제 3의 실시예에 따른 전기도금용 장치는, 도 1a에 나타낸 제 1 실시예에 따른 장치의 배열 중의 하나에 대응한다.
본 발명의 제 4의 실시예에 따른 전기도금용 장치는 도 2a에 나타낸 제 2 실시예에 따른 장치의 배열 중의 하나에 대응한다.
본 발명의 제 5의 실시예에 따른 전기도금용 장치에서, 도금조에서 공작물의 침지 후에 발생된 공기버블 및 전기도금 중에 발생된 수소가스가 공작물 내의 구멍내에서 도금용액이 흐르도록 하는 수단에 의해서 공작물의 내부 상부 부분에 잔류하는 것이 방지될 수 있다. 부가하여, 도금용액에서 금속이온 및 광택제와 같은 구성요소는 공작물내 구멍에 너무 많거나 너무 적지 않게 공급되고, 그래서 공작물의 내부면에 균일한 도금피막을 형성하는 것이 가능하다.
본 발명의 제 6 실시예에 따른 전기도금용 장치는 공작물 내의 구멍 내에서 도금용액을 흐르게 하는 수단을 더욱 포함하는 것을 제외하고, 제 1 및 제 2 실시예의 어느 쪽에 따른 전기도금용 장치와 유사하다. 그래서, 제 6 실시예에 따라서, 공작물의 내부면에 균일한 도금피막을 더욱 형성할 수 있다.
본 발명의 제 7 실시예, 제 8 실시예 및 제 9 실시예에 따라서, 균일한 도금피막은 외부면에서 뿐만 아니라 외부와 통하는 구멍을 가지고 고리형상 본드자석으로 대표되는 중공 공작물의 내부면에서 형성될 수 있다.
본 발명의 제 10 실시예에 따라서, 고리형상 본드자석이 제공되고, 스핀들 모터 등에 적절히 활용된다.
중공 공작물에 제공되고 외부와 통하는 구멍은 공작물의 대향말단을 통과하여 만들어질 수 있거나, 대향말단 중 하나에서 폐쇄될 수 있다는 것을 주목해야 한다.
제 1 실시예에 따른 도 1a에 나타낸 배열 중 하나를 가지는 전기도금용 장치를 사용하는 고리형상 본드 자석을 전기도금하는 방법이 이하에 기술된다.
도 3은 전기도금용 장치를 사용하는 고리형상 본드자석을 전기도금하는 방법의 실시예에서 사용된 장치의 개략적인 도해이다. 전기도금용 장치는 공작물에 제공된 구멍을 통과하여 삽입되고 구멍에 배치된 음극과, 금속으로 만들어지고 중심축에 대하여 공작물을 회전하고 공작물에 도금전류를 공급하는 공작물을 지지하기 위하여 공작물의 외부면에 접하기에 적당한 다른 로울러를 포함한다. 도금용액 및 도금조는 도 3에 도시되지 않는다.
참조부호 1로 나타내고 외부와 통하는 구멍을 가지는 공작물은 고리형상 본드자석이다. 이 실시예에서, 자석은 금속으로 만들어진 구동로울러(2-a) 및 서로 평행하게 배치된 다른 로울러(2-b)에 위치되고 지지된다. 금속으로 만들어진 구동로울러(2-b)는 스프링특성을 가지는 금속의 부재(3)에 의해 조여지고 정류기 A 및 B의 음극에 연결됨으로써, 자석에 도금전류를 확실히 공급한다. 다른 로울러(2-b)는 절연재료로 형성된다. 참조부호 4로 나타낸 음극은 단면이 원형막대기 형태이고 자석에서 구멍을 통과하여 배치됨으로써, 중심축의 방향은 자석의 중심축 방향에 평행하고, 바람직하게는, 자석의 중심축에 위치된다. 음극(4)는 정류기(A)의 양극에 연결된다. 참조부호 5로 나타낸 양극판은 정류기(B)의 양극에 연결된다.
도금피막은 자석의 외부 및 내부면에 형성될 수 있어서, 그 두께는 다른 정류기를 사용하는 음극 및 양극판(5)에 도금전류의 공급을 행하고 음극 및 양극판에 공급된 전류를 정류함으로써 조절될 수 있다. 예를 들면, 도금피막은 자석의 외부 및 내부면에 형성될 수 있어서, 도금피막의 두께의 균일성을 유지하는 반면에, 외부면에서 도금피막의 두께는 내부면에서 도금피막의 것보다 크거나 동일하다. 물론, 자석의 외부면에서 도금피막의 두께는 자석의 내부면에서 도금피막의 것보다 작을 수 있다.
고리형상 본드자석이 활용되는 스핀들모터의 경우에, 자석의 플럭스의 누설을 예방하기 위한 이러한 타입의 모터에서 흔히 사용된 요크는 스핀들모터의 구조에 의존하는 자석 외부 또는 내부에 배치될 수 있다. 배치된 요크의 측면에 자석의 표면에 형성된 도금피막의 두께가 다른 측면에 형성된 도금피막의 것보다 크면, 요크의 측면에 형성된 도금피막은 단지 내부식성 피막으로서 작용할 뿐만 아니라 자기플럭스의 누설을 예방하도록 작용한다. 그러므로, 거기에 제공된 요크를 가지지 않는 로터가 발생될 수 있다.
부가하여, 예를 들면, 고리형상 본드자석의 치수정밀도가 우수하지 않을지라도, 자석과 스테이터 사이의 간격은 자석의 내부면에 도금피막의 두께를 조절함으로써 작은 값으로 조절될 수 있어서, 모터의 특질이 향상될 수 있다. 게다가, 자석의 외부면에서 도금피막의 두께가 실질적으로 자석의 내부면에 도금피막의 것과 동일하다면, 고리형상 본드자석의 강도는 도금피막에 의해 제공된 기계적인 보강효과에 의해서 현저하게 향상된다.
자석의 각 외부 및 내부면에서 도금피막의 두께의 조절은 예를 들면, 자석과 양극판 사이의 간격을 조절함으로써, 또한 향상될 수 있다. 그러나, 다른 정류기를 사용하는 상술한 방법에 따라서, 자석의 각 외부 및 내부면에서 도금피막의 두께는 예를 들면, 자석과 양극판 사이의 간격을 조절하기 어려운 대량생산라인에서 조차 쉽게 조절될 수 있다.
구동로울러(2-a)가 도시되지 않은 모터 및 벨트에 의해 도 3에 나타낸 바와 같이 중심축에 대하여 회전될 때, 자석은 또한 도 3에 나타낸 바와 같이, 구동로울러(2-a)의 회전과 함께 중심축에 대하여 회전됨으로써, 구동로울러(2-b)가 또한 회전된다. 자석(1)의 내부면과 자석의 구멍을 통과하여 삽입되고 구멍에 배치된 음극(4) 사이의 간격은 자석의 회전에 의해 평균적으로 조절되어서, 도금피막은 자석의 내부면의 부분에서 부분까지 두께의 변화성 없이 형성될 수 있다. 부가하여, 자석(1)의 외부면과 양극판(5) 사이의 간격이 자석의 회전에 의해 평균적으로 조절되고 그리하여, 균일한 도금피막은 또한 자석의 외부면에도 형성될 수 있다.
게다가, 자석(1) 및 두 구동로울러(2-a) 및 (2-b) 는 그들의 중심축에 대하여 회전되고, 두 로울러 (2-a) 및 (2-b)에 접하는 자석의 접촉부의 위치는 고정되지 않는다. 그러므로, 로울러와 접촉하는 어떠한 흔적도 자석의 외부면에 남지 않아서, 전기도금 처리 후에 접촉흔적을 처리할 필요가 없다.
다른 로울러(2-b)는 도 3에서 절연재료로 형성된 것으로 기술되었지만, 구동로울러(2-a)와 같이 금속으로 형성될 수 있어서, 도금전류는 자석에 공급될 수 있다. 다른 로울러(2-b)는 구동로울러일 수 있다. 자석에 도금전류를 공급하기 위한 하나 이상의 부재가 구동로울러이든 다른 로울러이든 회전되는 것이 바람직하다. 이는 그러한 부재가 회전되면, 부재가 자석의 회전을 방해하기 위한 도금피막의 두께에 있어서 고르지 않은 증가를 야기할 가능성이 있고, 도금전류가 자석에 충분히 공급될 수 없을 가능성이 있기 때문이다.
음극(4)을 형성하는 금속재료는 특히 제한되지 않지만, 도금용액에 금속이온을 형성하는 도금피막의 보호효과가 제공되어, 향상된 도금효율이 되기 때문에, 재료는 도금피막을 형성하는 재료와 동일한 금속인 것이 바람직하다. 그러나, 이 경우에, 그러한 음극의 두께가 일반적으로 도금처리의 진행에 따라 감소될 가능성이 있고 그 결과, 음극은 그 기능을 이행할 수 없을 뿐만 아니라, 미세금속편 또는 금속분말이 발생되고 자석의 내부면에 적하되고 축적된다. 도금피막이 자석의 내부면에 축적된 그러한 미세금속편 또는 금속분말에 형성되면, 미세금속편 또는 금속분말에서 도금피막 부분은 전체 도금피막의 두께의 균일성에 영향을 끼친다. 그러므로, 음극이 금속을 형성하는 도금피막에 대하여 동일한 금속재료로 이루어질 때, 음극은 자석의 내부면에서 미세금속편 또는 금속분말의 적하를 방지하기 위하여 Pt 또는 절연재료와 같은 불활성금속으로 이루어진 망같은 그물(net)에 위치하는 것이 바람직하다. 택일적으로, 불활성금속으로 이루어진 원형그물케이지는 음극으로서 사용될 수 있고, 도금피막을 형성하기 위한 재료로서 금속칩 또는 조각이 그물케이지에 위치될 수 있음으로써, 도금효율을 향상시킨다.
도 4는 3개 자석이 낮은 단계에서 설치된 상태에서 동시에 6개 자석을 전기도금할 수 있는 전기도금용 장치의 개략도이다. 도 4에서, 장치는 장치의 내부상황의 이해를 촉진하기 위하여 부분적 사시도 및 절단면으로서 도시된다.
구동로울러(12-a)는 설치되어서, 모터(도시하지 않음)에 의해 벨트(도시하지 않음)를 통하여 중심축에 대하여 회전될 수 있다. 구동로울러(12-a)는 자석에 도금전류를 공급할 수 있는 금속으로 만들어지고, 스프링특성을 가지고 자석에 도금전류를 확실하게 공급하기 위하여 정류기(도시하지 않음)의 음극에 연결된 금속의 부재(13)에 의해 조여진다. 참조부호 12-b는 절연재료로 형성된 다른 로울러를 나타낸다. 참조부호 14로 나타낸 막대형상의 음극은 도시되지 않은 와이어에 의해 분리할 수 있게 정류기의 양극에 연결된다. 인접한 자석은 절연재료로 만들어진 스페이서(16)에 의해 서로 떨어진 간격에서 공간을 두도록 설치된다. 스페이서 (16)의 공급은 도금피막이 각 자석의 말단면에서도 만족하게 형성될 수 있음을 보장한다. 스페이서에 의해 서로 떨어진 적절한 간격에서 공간을 두도록 자석을 설치함으로써, 각 자석의 가장자리 부분에서 전기플럭스 라인의 농도가 적당해질 수 있고, 그럼으로써 도금피막의 균일성을 더욱 향상한다.
도 4에 나타난 바와 같이, 구동로울러(12-a)가 중심축에 대하여 회전될 때, 자석(11)은 또한 도 4에 나타낸 바와 같이, 구동로울러(12-a)의 회전과 함께 중심축에 대하여 회전됨으로써, 다른 로울러(12-b)도 또한 회전된다. 각 자석의 내부면과 각 자석의 구멍을 통과하여 삽입되고 구멍에 배치된 음극(14) 사이의 간격은 자석의 회전에 의해 평균적으로 조절되어서, 도금피막은 각 자석의 내부면의 부분에서 부분까지 두께의 변화성 없이 형성될 수 있다. 부가하여, 각 자석의 외부면과 양극판 사이의 간격은 자석의 회전에 의해 평균적으로 조절되어서, 균일한 도금피막도 각 자석의 외부면에 형성될 수 있다.
게다가, 자석(11) 및 두 로울러(12-a) 및 (12-b)는 중심축에 대하여 회전되고, 두 로울러(12-a) 및 (12-b)에 접하는 자석의 접촉부의 위치는 고정되지 않는다. 그러므로, 로울러와 접촉하는 어떠한 흔적도 자석의 외부면에 남지 않아서, 전기도금처리 후에 접촉 흔적을 처리할 필요가 없다.
전기도금용 장치는 두 로울러(12-a) 및 (12-b) 사이의 간격을 조절할 수 있는 메카니즘 및 자석의 중심축에 음극(14)의 위치를 정할 수 있는 메카니즘을 포함할 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 고리형상 본드자석과 같은 경량의 공작물(11)을 처리하기 위하여, 웨이트부재(24)는 공작물에 도금전류를 확실히 공급하기 위하여 공작물(11)의 내부면의 낮은 부분에 기대도록 설치될 수 있다. 부가하여, 거기에 부착된 스페이서(26)를 가지는 막대기형상 부재(25)는 처리되어질 자석의 운동을 가라앉히기 위하여 공작물내의 구멍을 통과하여 삽입되고 구멍에 배치될 수 잇다. 막대기형상 부재(25)는 배치되어서, 공작물의 무게는 거기에 가해지지 않는다. 막대기형상 부재(25)는 분리가능하게 장치에 부착된다. 그래서, 이하의 장점이 제공된다: 공작물은 막대기형상 부재(25)에 의해 공작물을 다루고 장치에 막대기형상 부재를 부착함으로써 쉽게 설치될 수 있고, 향상된 작업성이 된다.
도 4에 도시된 전기도금용 장치는 도금용액을 위하여 방전포트(18)를 가지는 부재 및 도금용액용 흡기구멍(20)을 가지는 부재(19)가 제공된다.
양 부재는 호스(도시하지 않음)에 의해 도금 용액 순환펌프(도시하지 않음)에 연결된다.
도 6은 도 4에서 라인 A-A를 따라서 택해진 전기도금용 장치의 단면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 도금용액은 방전포트(18)를 통하여 활발히 방전되고, 자석 내 구멍을 통해서 통과되고 부재(19)에서 흡기구멍(20)을 통하여 이끌린 도금용액 순환펌프에 의해 부재(17)로 삽입된다. 그래서, 자석내 구멍에서 도금용액은 상기 방식으로 도금용액을 회전함으로써 흐르도록 허여될 수 있다. 그러므로, 각 자석의 내부면에서 도금피막의 형성을 방해할 수 있는 도금조로 자석의 침지 후 발생된 공기버블 및 전기도금 중 발생된 수소가스는 자석의 내부 상부 부분에 내재하는 것을 방지할 수 있다. 부가적으로, 금속이온 및 도금용액에서 광택제와 같은 구성요소는 공작물에서 너무 많거나 너무 적지 않게 공급될 수 있다.
도 7은 도 4에서 라인 B-B를 따라 선택된, 전기도금용 장치에서 도금용액용 방전포트(18) 근처 영역의 확대도이다. 도금용액은 방전포트(18)에서 미세구멍 (21)의 많은 수를 가지는 캡을 설비함으로써 활발히 방전될 수 있다.
[실시예]
실시예 A
표 1에 나타낸 고리형상 본드자석의 6개 타입이 준비되었고 이하에 기술될 테스트를 행하였다.
표 1
외부직경(mm) 내부직경 D(mm) 길이 L(mm) L/D 값
자석 1 22 20 2 0.1
자석 2 22 20 4 0.2
자석 3 22 20 10 0.5
자석 4 22 20 15 0.75
자석 5 22 20 20 1
자석 6 22 20 40 2
자석생산방법
에폭시수지를 급속고화공정에서 생산되고 평균입자크기 150㎛를 가지는 합금분말 및 Nd 12원자%, Fe 77원자%, B 6원자% 및 Co 5원자%를 포함하여 구성되는 조성물에 2 중량%의 양으로 가했고, 이들을 함께 혼연(kneaded)하였다. 얻어진 재료는 686 N/mm2의 압력하에 압축성형을 한 다음 170℃에서 1시간동안 경화됨으로써, 50개 자석을 생산하였다. 생산된 50개 자석 및 직경 1mm 및 길이 1mm를 각각 가지는 짧은 원주형조각(와이어를 커팅함으로써 만들어짐)을 포함하여 구성되는 재료를 생산하는 미세한 구리분말 10 Kg을 부피 3.5 리터를 가지는 진동타입 배럴 마감기계내 처리실로 던지고, 여기서 진동수 70Hz 및 진동폭 3mm의 조건하에 3시간동안 건조처리를 행함으로써, 전체면에 미세한 구리분말로 형성된 피막층을 각각 가지는 자석을 생산하였다.
테스트방법
50개의 자석 중 10개가 도 4에 도시된 메카니즘을 포함하는 전기도금용 장치에 설치되어서, 음극은 외관상으로는 자석의 중심축에 위치되었다. 인접한 자석이 배치되어서, 스페이서를 이용하여 서로간에 떨어져서 5mm 내지 8mm의 간격으로 공간을 두었다. 장치는 도금조내에 배치되어서, 로울러의 방향은 양극판에 평행하였다. 다음에, 황산니켈 260g/l, 염화니켈 40g/l, 탄산니켈(조절된 pH값을 가짐) 적당량 및 붕산 35g/l를 포함하여 구성되는 조성물을 가지는 도금용액을 사용하여, 자석이 로울러를 회전함으로써 분 당 3개의 회전으로 회전되는 방식으로, 자석은 전류밀도 3.0 A/dm2, 도금시간 50분, pH 값 4.0 및 도금 온도 50℃의 조건하에 Ni 전기도금처리를 행하였다. 양극판에 전류의 공급 및 음극에 전류의 공급은 두 정류기를 사용하여 3 : 1의 비로 수행되었다. Ni 전기도금처리 후에, 10개의 자석 각각에 형성된 도금피막의 두께는, 원하는 대로, 형광성 X-레이 두께 미터에 의해 각 자석의 외부 및 내부면의 중심부분의 각각에서 선택된 5포인트로 측정되었다(즉, 10개 자석에서 50 포인트).
자석의 6타입을 위한 측정의 결과는 표 2에 도시된다. 표 2로부터 두께의 변화성이 적은 균일한 도금피막이 모든 자석의 외부 및 내부면 각각에 형성되었다. 로울러와 접촉하는 흔적은 외부면에서 관찰되지 않았고, 도금피막은 극히 외관상 균일하였다.
표 2
자석의 외부면의 중앙부분에서도금피막의 두께 (㎛) 자석의 내부면의 중앙부분에서도금피막의 두께(㎛)
실시예 A 비교예 A-1 비교예 A-2 실시예 A 비교예 A-1 비교예 A-2
자석 1 25±2 25.5±4.5 24±1 20.5±0.5 19.5±2.5 20±1
자석 2 25.5±1.5 25±5 24±2 20±1 20±3 16±1
자석 3 24±1 25±3 25±1 19.5±0.5 19.5±3.5 8.5±0.5
자석 4 24.5±1.5 24.5±4.5 25±2 20±1 21±2 4±1
자석 5 25±2 27±3 24.5±1.5 20±1 20.5±2.5 2.5±0.5
자석 6 25±1 23.5±3.5 25.5±1.5 19.5±0.5 20±3 1.5±0.5
비교예 A-1
자석의 6개 타입은 실시예 A에서 회전된 로울러가 회전되지 않은 것을 제외하고, 동일한 조건하에 Ni 전기도금 처리를 행하였다. 다음에, 얻어진 자석은 실시예 A에서와 같이 동일한 측정을 행하였다. 자석의 6 타입을 위한 측정의 결과는 표 2에 나타난다. 표 2로부터 나타난 바와 같이, 로울러가 회전되지 않았던 사실 때문에, 도금피막의 두께의 큰 변화성이 외부 및 내부면 양쪽에서 발생되었다. 부가하여, 로울러와의 접촉의 흔적은 각 자석의 외부면에서 관찰되었다.
비교예 A-2
자석의 6개의 타입은 실시예 A에서 사용된 음극이 제거된 것 외에는, 동일한 조건하에 Ni 전기도금처리를 행하였다. 다음에, 얻어진 자석은 실시예 A에서와 같은 동일한 측정이 행해졌다. 자석의 6개 타입을 위한 측정의 결과는 표 2에 도시된다. 표 2로부터 나타나듯이, 음극의 제거에 기인하여, 자석의 L/D 값이 더 큰 것만큼, 내부면의 중앙부분에서 도금피막의 두께는 보다 작다.
실시예 B
에폭시수지를 급속고화공정에서 생산되고 평균입자크기 150㎛를 가지는 합금분말 및 Nd 12원자%, Fe 77원자%, B 6원자% 및 Co 5원자%를 포함하여 구성되는 조성물에 2 중량%의 양으로 가했고, 이들을 함께 혼연하였다. 얻어진 재료는 686 N/mm2의 압력하에 압축성형을 한 다음 170℃에서 1시간동안 경화됨으로써, 외부직경 31mm, 내부직경 29mm 및 길이 4mm를 각각 가지는 50개의 고리형상 본드자석을 생산하였다.
50개의 자석 중 25개가 도 4에 도시된 메카니즘을 포함하는 전기도금용 장치에 설치되어서, 음극은 외관상으로는 자석의 중심축에 위치되었다. 인접한 자석이 배치되어서, 스페이서를 이용하여 서로간에 떨어져서 3mm 내지 5mm의 간격으로 공간을 두었다. 장치는 도금조내에 배치되어서, 로울러의 방향은 양극판에 평행하였다. 다음에, 황산니켈 260g/l, 염화니켈 40g/l, 탄산니켈(조절된 pH값을 가짐) 적당량 및 붕산 35g/l를 포함하여 구성되는 조성물을 가지는 도금용액을 사용하여, 자석이 로울러를 회전함으로써 분 당 3개의 회전으로 회전되는 방식으로, 자석은 전류밀도 1.5 A/dm2, 도금시간 100분, pH 값 4.0 및 도금 온도 50℃의 조건하에 Ni 전기도금처리를 행하였다. 양극판에 전류의 공급 및 음극에 전류의 공급은 두 정류기를 사용하여 2 : 1의 비로 수행되었다. Ni 전기도금처리 후에, 25개의 자석 각각에 형성된 도금피막의 두께는, 원하는 대로, 형광성 X-레이 두께 미터에 의해 각 자석의 외부 및 내부면의 중심부분의 각각에서 선택된 5포인트로 측정되었다(즉, 25개 자석에 125 포인트). 그 결과, 25개 각각의 자석의 외부면에서 도금피막의 두께는 20㎛±1㎛였고, 25개 각각의 자석의 내부면에서 도금피막의 두께는 22㎛±1㎛였다.
상기와 같은 방식으로 생산되고 Ni 도금피막을 가지는 자석은 스핀들 모터에 설치되었고, 카운터-기전력은 1,800 rpm의 조건하에 측정되었고, 그 결과, 3.16V의 평균값이 얻어졌다.
비교예 B
실시예 B에서 생산된 남은 25개 자석은 황산니켈 260g/l, 염화니켈 40g/l, 탄산니켈(조절된 pH값을 가짐) 적당량 및 붕산 35g/l를 포함하여 구성되는 조성물을 가지는 도금용액을 사용하여, 전류밀도 1.5 A/dm2, 도금시간 100분, pH 값 4.0 및 도금 온도 50℃의 조건하에 랙방식(랙위치는 매 15분 간격으로 이동되어서, 접촉흔적은 각 자석에 남지 않았다)으로 Ni 전기도금처리를 행하였다. Ni 전기도금처리 후에, 각 자석의 외부 및 내부면에 형성된 도금피막의 두께는, 형광성 X-레이 두께-미터에 의해 측정되었다. 그 결과, 25개 자석의 외부면에서 도금피막의 평균 두께는 20㎛였고, 25개 자석의 내부면에서 도금피막의 평균 두께는 15㎛였다.
상기와 같은 방식으로 생산되고 Ni 도금피막을 가지는 자석은 스핀들 모터에 설치되었고, 카운터-기전력은 1,800 rpm의 조건하에 측정되었고, 그 결과, 3.11V의 평균값이 얻어졌다.
균일한 자석층이 실시예 B에서 Ni 도금피막을 가지는 자석의 내부면에 형성되었기 때문에, 실시예 B에서 스핀들 모터의 모터특징은 비교예 B의 스핀들 모터의 것보다 더 우수하고, 그 이유는 자석과 스테이터 사이의 간격이 감소되는 것 때문인 것으로 여겨진다.
본 발명에 따르면, 균일한 도금피막은 외부면에서 뿐만 아니라 고리형상 본드자석과 같은, 외부와 통하는 구멍을 가지는 공작물의 내부면에서도 형성될 수 있고, 도금피막의 두께는 어떠한 레벨이라도 조절될 수 있다.

Claims (10)

  1. 공작물에 제공된 구멍을 통과하여 삽입되고 구멍에 배치되며 외부와 통하는 음극과, 중심축에 대하여 상기 공작물을 회전하고 공작물에 도금전류를 공급하는 부재를 포함하여 구성되는 전기도금용 장치.
  2. 공작물에 제공된 구멍을 통과하여 삽입되고 구멍에 배치되며 외부와 통하는 음극과, 중심축에 대하여 상기 공작물을 회전하는 부재와, 공작물에 도금전류를 공급하는 부재를 포함하여 구성되는 전기도금용 장치.
  3. 공작물에 제공된 구멍을 통과하여 삽입되고 구멍에 배치되며 외부와 통하는 음극과, 금속으로 만들어지고 중심축에 대하여 상기 공작물을 회전하고 공작물에 도금전류를 공급하도록 공작물을 지지하기 위해 공작물의 외부면에 접촉하기에 에 적당한 구동로울러와, 공작물을 지지하기 위해 공작물의 외부면에 접촉하기에 적당한 다른 로울러를 포함하여 구성되는 전기도금용 장치.
  4. 공작물에 제공된 구멍을 통과하여 삽입되고 구멍에 배치되며 외부와 통하는 음극과, 중심축에 대하여 상기 공작물을 회전하도록 공작물을 지지하기 위해 상기 공작물의 외부면에 접촉하기에 적당한 구동로울러와, 금속으로 만들어지고 공작물에 도금전류를 공급하도록 공작물을 지지하기 위해 공작물의 외부면에 접촉하기에 적당한 공작물을 지지하기 위해 공작물의 외부면에 접촉하기에 적당한 다른 로울러를 포함하여 구성되는 전기도금용 장치.
  5. 공작물에 제공된 구멍을 통과하여 삽입되고 구멍에 배치되며 외부와 통하는 음극과, 공작물의 구멍내에 도금용액이 흐르도록 하는 수단을 포함하여 구성되는 전기도금용 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 2 항에 있어서, 공작물의 구멍내에 도금용액이 흐르도록 하는 수단을 더욱 포함하여 구성되는 전기도금용 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 2 항에 따른 전기도금용 장치를 사용하는, 외부와 통하는 구멍을 가지는 공작물의 전기도금 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 외부와 통하는 구멍을 가지는 공작물은 고리형상 공작물인 것을 특징으로 하는 전기도금 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 고리형상 공작물은 고리형상 본드자석인 것을 특징으로 하는 전기도금 방법.
  10. 외부면에 형성된 도금피막의 두께는 내부면에 형성된 도금피막 보다 작거나 같으며, 외부 및 내부면의 부분에서 부분까지 도금피막의 두께의 변화성은 25% 이하인 것을 특징으로 하는 전체면에 도금피막을 가지는 고리형상 본드자석.
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