(57)【要約】【課題】被処理物の複雑な形状に対応して自由に変形できると共に、長さ方向における電圧降下および構成金属の溶出またはスラッジの付着現象等を招来することのない電気メッキ用電極を提供すること。【解決手段】長尺の炭素繊維１１と、該炭素繊維１１の上端を軟質金属１２を介してクランプする導電性クランプ部材１３と、前記炭素繊維の外側を囲蔽する布または網から構成された第１の袋体１４と、該第１の袋体１４の外側を更に囲蔽する布または網から構成された第２の袋体１５とを備えたので、被処理物の複雑な形状に対応して自由に変形できると共に、長さ方向における電圧降下および構成金属の溶出またはスラッジの付着現象等を防止することができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の炭素繊維と、該炭素繊維の上端を軟質金属を介してクランプする導電性クランプ部材と、前記炭素繊維の外側を囲蔽する布または網から構成された第１の袋体と備えたことを特徴とする電気メッキ用電極。
【請求項２】
前記第１の袋体の外側を更に囲蔽する布または網から構成された第２の袋体とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の電気メッキ用電極。
【請求項３】
前記炭素繊維は、一方向織り織布から構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の電気メッキ用電極。
【請求項４】
前記軟質金属は、対向した緩やかな凸曲面の間で前記炭素繊維をクランプすることを特徴とする請求項１〜３の何れか１に記載の電気メッキ用電極。
【請求項５】
前記軟質金属は、複数の針金であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１に記載の電気メッキ用電極。
【請求項６】
前記軟質金属は、複数のパイプ材であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１に記載の電気メッキ用電極。
【請求項７】
前記軟質金属は、鉛であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１に記載の電気メッキ用電極。
【請求項８】
前記軟質金属は、銅であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１に記載の電気メッキ用電極。
【請求項９】
前記第２の袋体は、前記第１の袋体より目の粗い布または網から構成されたことを特徴とする請求項２〜８の何れか１に記載の電気メッキ用電極。
【請求項１０】
前記導電性クランプ部材の周囲は、合成樹脂または軟質ゴムによってシールされたことを特徴とする請求項１〜９の何れか１に記載の電気メッキ用電極。
【請求項１１】
前記第１の袋体の下端部を紐によって開閉可能に構成したことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１に記載の電気メッキ用電極。
【請求項１２】
前記第２の袋体の下端部を紐によって開閉可能に構成したことを特徴とする請求項２〜１１の何れか１に記載の電気メッキ用電極。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複雑な形状の内外面あるいは大型、長尺物を金属で電気メッキする場合に有効な電気メッキ用電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に電気メッキ用の陽極として使用される電極には、▲１▼電極全体に均一な電流分布を保つために充分な電気伝導性を有しており、▲２▼メッキ浴液による化学的浸蝕を受けない等の特性を備えると共に、▲３▼複雑な形状をした被処理物に対応するために柔軟性を有することが要求される。
従来、柔軟性を有する電極として、主にステンレス鋼などの金属繊維が使用されている。また、炭素質材料は、優れた電気導電性および化学的安定性の面から広く使用されている。
【０００３】
更に、炭素繊維（カーボン繊維）は、優れた電気特性、化学的安定性および機械的特性から電気メッキ用電極としての利用が検討され、炭素繊維を複数本束ねると共に，所定間隔で周方向に束ねて縛った電気メッキ用電極も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した構成の従来の電気メッキ用電極において、例えばステンレス鋼などの金属繊維を使用した場合、電極の長さ方向における電圧降下が著しい上に、電極構成金属の溶出或いはスラッジの付着などの現象を招来し、電気的特性および耐蝕性の点で問題が存在した。
また、炭素質材料を使用した場合、柔軟性を有しないために複雑な形状をした被処理物に対応することが出来なかった。
【０００５】
前述の炭素繊維を使用した電気メッキ用電極にあっては、炭素繊維が本来合成樹脂との複合材料として開発されたものであり、複合材料として使用した場合に初めて種々の物理的特性を発揮するものであるが、電極として使用する場合に電気抵抗が大きくなると共に、導線と結ぶ端子との接続に問題が存在した。また、処理液中の塵埃が細かい炭素繊維に絡み、表面に付着して表面抵抗が増大して通電性能が低下すると云う欠点が存在した。また、炭素繊維を縛った部分に塵埃が付着し易く、一旦付着した塵埃は容易に除去することができない。何故なら、炭素繊維は、非常に細く洗浄時に大きな応力を与えることができないからである。更に、従来のように炭素繊維を周方向に束ねて縛った場合、装置の振動や加工物の出し入れによって溶液が揺れることにより、電極が繰り返し曲げられ、電極の中心に対して外側面の繊維は、引張りと圧縮応力を繰り返し受け、繊維相互間に滑りが生じ、繊維が破断する原因となっていた。
また、周方向に縛ること自体が繊維に局部的に曲げ荷重を与えることとなっていた。これらの現象は、強く縛る程、縛るピッチが小さい程、また長さが長い程大きくなる。なお、炭素繊維を縛る強さは、或る程度強く縛らないと軸方向にずれを生じてしまう。
更にまた、周方向に縛った部分において、炭素繊維の隙間が殆どなくなるため、処理液と炭素繊維との接触面積が小さくなり、通電性能が著しく低下する。また、処理液の冷却効果が低下し、大電流を流した場合に発熱して電気抵抗が増大する虞が存在した。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑み提案されたもので、被処理物の複雑な形状に対応して自由に変形できると共に、長さ方向における電圧降下および構成金属の溶出またはスラッジの付着現象等を招来することのない電気メッキ用電極を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、長尺の炭素繊維と、該炭素繊維の上端を軟質金属を介してクランプする導電性クランプ部材と、前記炭素繊維の外側を囲蔽する布または網から構成された第１の袋体と備えたことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明において、前記第１の袋体の外側を更に囲蔽する布または網から構成された第２の袋体とを備えたことを特徴ことを特徴としている。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明において、前記炭素繊維は、一方向織り織布から構成されことを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明において、前記軟質金属は、対向した緩やかな凸曲面の間で前記炭素繊維をクランプすることを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明において、前記軟質金属は、複数の針金であることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明において、前記軟質金属は、複数のパイプ材であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明において、前記軟質金属は、鉛であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明において、前記軟質金属は、銅であることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項９に記載の発明において、前記第２の袋体は、前記第１の袋体より目の粗い布または網から構成されたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項１０に記載の発明において、前記導電性クランプ部材の周囲は、合成樹脂または軟質ゴムによってシールされたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項１１に記載の発明において、前記第１の袋体の下端部を紐によって開閉可能に構成したことを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項１２に記載の発明において、前記第２の袋体の下端部を紐によって開閉可能に構成したことを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、一実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る電気メッキ用電極の一例を示す一部を省略した正面図、図２は本発明の電気メッキ用電極の一部を省略した側面図、図３は本発明の電気メッキ用電極の要部拡大断面図である。
【００２０】
ここで、電気メッキ用電極１０は、長尺の炭素繊維１１と、該炭素繊維１１の上端１１ａを軟質金属１２を介してクランプする導電性クランプ部材１３と、前記炭素繊維１１の外側を囲蔽する布または網から構成された第１の袋体１４と、該第１の袋体１４の外側を更に囲蔽する布または網から構成された第２の袋体１５とを備えている。
【００２１】
導電性クランプ部材１３は、固定用穴１６を有する導電性の端子板１３ａと、下端および端子板１３ａと対向する側面の開口した固定部材１３ｂおよび複数の固定ボルト１７等から構成されている。また、軟質金属１２は、図３に示すように互いに湾曲した凸面が対向するように配設され、固定ボルト１７が貫通している。したがって、固定ボルト１７を締め付けることにより、軟質金属１２の間に狭持された炭素繊維１１の上端１１ａが押圧されて導電性クランプ部材１３と電気的導通が得られる。軟質金属１２は、凸状に湾曲した板状をしており、対向した緩やかな凸曲面の間で炭素繊維１１をクランプすることができる。また、軟質金属１２は、鉛或いは銅などの金属を最適に使用することができる。
【００２２】
以上のように軟質金属１２を対向した緩やかな凸曲面に構成した場合、導電性クランプ部材１３と炭素繊維１１の接触部分において、圧接力を分散することができ、炭素繊維１１の破断を防止し確実な接触を得ることができる。また、固定ボルト１７によって固定されているので、取付けおよび取外しが簡単で交換作業が容易である。
【００２３】
また、前記軟質金属１２は、図４に示すように通電量に応じて複数の針金或いはパイプ材１８から構成してもよい。以上のように軟質金属１２を複数の針金或いはパイプ材１８から構成した場合、軟質金属１２の構造を簡素化することができ、安価に製造できる。
【００２４】
本発明に使用される炭素繊維１１は、アクリル系あるいはレーヨン系などの有機合成繊維を焼成炭化して製造された炭素質繊維のトウから構成される。炭素繊維１１は、被処理物の形状に応じて任意の長さに切断して使用され、望ましくは、単繊維の分散、乱雑化を避けるために軽度の撚りをかけるか、軽く編んで紐状に形成する。この際、あまり強く撚りをかけたり、編むと電極の内部発熱を助長するため好ましくない。また、複数本の紐状電極を単一の導電性クランプ部材１３に接続することにより、タコ足状の分岐電極を形成することもできる。特に、複雑な被処理物を処理する場合には、炭素繊維１１を電気絶縁性を有する軟質合成樹脂の多孔管やガラス繊維の布袋に挿入して電極とすることができる。更に、電極の周囲に軟質合成樹脂あるいはガラス繊維の紐状物をスパイラル状に巻き付けて、被処理物と電極との接触を防止することができる。
【００２５】
第１の袋体１４は、耐酸性、耐アルカリ性、薬品性を有するポリエチレン、ポリエステル、テフロン（登録商標）等からなる布あるいは網から構成されており、上端は炭素繊維１１と共に導電性クランプ部材１３によって狭持されている。また、第１の袋体１４の下端部は、開閉可能に構成されており、例えば紐１９によって括られている。第２の袋体１５は、第１の袋体１４と同様に耐酸性、耐アルカリ性、薬品性を有する布あるいは網から構成されており、上端は導電性クランプ部材１３の外周に固定部材２０によって固定されている。また、第２の袋体１５の下端部も開閉可能に構成されており、例えば紐２１によって括られている。更に、第２の袋体１５は、第１の袋体１４より目の粗い布または網から構成されると共に、適宜箇所に固定用の紐２２が取付けられており、図外の固定材に括り付けることができる。
【００２６】
第２の袋体１５の下端にウエイト２３を取付けることにより、電気メッキ用電極１０を処理槽内で安定させることができる。また、導電性クランプ部材１３の周囲は、合成樹脂または軟質ゴム２４によってシールされている。導電性クランプ部材１３の周囲をこれらの材料でシールすることにより、処理液による腐食を防止することができる。
【００２７】
本発明に使用される炭素繊維１１は、数ミクロンの直径を有する多数の単繊維の束からなるトウであり、従来の電極に比べて表面積が著しく大きい。このためメッキ時の電解効率が極めて高い。
実験例１
銅−スズ−ニッケル合金メッキ液を使用し、電圧３Ｖ、電流密度２．５Ａ／１０ｄｍ２、浴温２０度、時間２分、ＰＨ８．５でメッキ加工した。以上の標準条件でメッキ加工したところ、良好な結果を得ることができた。
【００２８】
以上のように構成された電気メッキ用電極は、長さ方向の電圧降下が僅少で全体に亘りほぼ均一な電流分布となることが実験的に確認できた。理由としては、電極を構成する炭素繊維の黒鉛結晶配向性に依存するものと推測される。つまり、炭素繊維は原糸を焼成炭化する工程において黒鉛結晶子が繊維軸方向に平行に配向し、長さ方向の電気伝導性が著しく向上するものと思われる。この秩序的な結晶配列軸向は、原糸に張力を付与しながら熱処理することで助長される。
【００２９】
図５は、本発明の他の実施の形態を示すもので、（ａ）は、本発明の電気メッキ用電極の導電性クランプ部材を示す横断面図、（ｂ）は炭素繊維から成る織布（カーボンクロス）をそれぞれ１〜４まで重ねた例を示す平面図である。織布（カーボンクロス）２５は、炭素繊維を経糸とし緯糸にポリエチレン等の合成繊維を使用して帯状に織ったものである。また、織布２５をこれらのカーボンクロスを必要枚数重ねて使用してもよい。
【００３０】
以上のように構成した場合、カーボン粉末を焼結した電極に比べて可撓性を有するため、折れたり摩耗したカーボン粉末が処理液中に分散して、製品の仕上がりに悪影響を与える虞がない。また、可撓性を有するために巻き取った状態で搬送、保管できるので取り扱いが容易である。
【００３１】
なお、使用条件によっては、第１の袋体１４のみで充分、電気メッキ用電極として使用することができる。
【００３２】
図６は、本発明の別の実施の形態を示すもので、（ａ）は、本発明の電気メッキ用電極の補強した例を示す横断面図、（ｂ）は本発明の電気メッキ用電極の補強した例を示す要部正面図である。本実施の形態では、パイプ状の補強材２６を織布２５に沿って配置し、適宜箇所で固定部材２７により固定している。このように構成した場合、電気メッキ用電極が処理液中で不用意に変形することを防止することができる。
【００３３】
図７は、本発明の別の実施の形態を示すもので、（ａ）は、本発明の電気メッキ用電極の補強した例を示す横断面図、（ｂ）は本発明の電気メッキ用電極の補強した例を示す要部正面図である。本実施の形態では、パイプ状の補強材２８を織布２５に沿って配置し、適宜箇所で固定紐２９により固定している。このように構成した場合、電気メッキ用電極が処理液中で不用意に変形することを防止することができる。
【００３４】
図８は、本発明の別の実施の形態を示す要部正面図である。本実施の形態において、炭素繊維１１の上端１１ａに金属メッキ３０を施したものである。図９に拡大して示すように炭素繊維１１の上端部の導電性クランプ部材１３を取付ける部位に金属メッキを行う。
【００３５】
このように構成した場合、電流を供給する導電性クランプ部材１３と炭素繊維１１との接触性が向上し、接続部における導電性を著しく改良することができる。
【００３６】
図１０は、本発明の電気メッキ用電極の別の実施の形態を示す要部正面図である。本実施の形態において、炭素繊維１１の上端１１ａに金属メッキ３０を施すと共に、導電性クランプ部材３１にも同時に金属メッキ３０を施すものである。
【００３７】
このように構成した場合、炭素繊維１１の上端１１ａと導電性クランプ部材３１との接触性を一層向上することができる。
【００３８】
図１１は、本発明の電気メッキ用電極と従来の電圧との比較を示す実験例である。実線でＳ−１として示す例が本発明に係る電気メッキ用電極であり、５Ｖから１５Ｖまでの電圧をかけても異常は見られず、１５Ｖ以上の電圧をかけてもそれに比例して電流の増加がみられた。これに対して、破線で示す従来の圧力端子に接続した電極では、１２〜１５Ｖの電圧を印加すると発煙した。また、接触抵抗が大きく導電性クランプ部材に同じ電圧を印加しても、電極に流れる電流は極めて小さい。
【００３９】
このように、本発明では、導電性クランプ部材と炭素繊維１１との接触抵抗が小さく、導電性クランプ部材に印加した電圧に比例した電流が流れる。また、印加電圧が１２〜１５Ｖであっても接続部に発煙現象が生じる虞がない。これに比べて、従来の電極では、発煙現象が生じてしまい使用に耐えなかった。
【００４０】
【発明の効果】
この発明は上記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。
【００４１】
請求項１に記載の発明では、長尺の炭素繊維と、該炭素繊維の上端を軟質金属を介してクランプする導電性クランプ部材と、前記炭素繊維の外側を囲蔽する布または網から構成された第１の袋体とを備えたものである。
【００４２】
このような構成としたことによって、炭素繊維を周方向に縛る必要がないので、炭素繊維の外力による破断を防止することができる。また、炭素繊維と処理液とが長手方向に亘って均一に接触することができ、通電のむらがない。また、炭素繊維が第１の袋体によって囲蔽されているので、処理液中の塵埃が炭素繊維表面に付着するのを防止して電気抵抗の増加を阻止できる。更に被処理物の複雑な形状に対応して自由に変形できると共に、長さ方向における電圧降下を減少させることができる。
【００４３】
請求項２に記載の発明では、前記第１の袋体の外側を更に囲蔽する布または網から構成された第２の袋体とを備えたので、処理液中の塵埃が炭素繊維表面に付着するのを第１の袋体と第２の袋体が防止して電気抵抗の増加を阻止できる。更に被処理物の複雑な形状に対応して自由に変形できると共に、長さ方向における電圧降下を減少させることができる。
【００４４】
また、請求項３に記載の発明において、前記炭素繊維は、一方向織り織布から構成されたので、可撓性に富み、折れ曲がったり摩耗する虞がない。
【００４５】
また、請求項４に記載の発明において、前記軟質金属は、対向した緩やかな凸曲面の間で前記炭素繊維をクランプするので、狭持部における圧接力を分散させて、炭素繊維の破断を防止することができる。
【００４６】
また、請求項５に記載の発明において、前記軟質金属は、複数の針金であるので、構造が簡単であると共に通電量に応じて炭素繊維を確実に保持することができる。
【００４７】
また、請求項６に記載の発明において、前記軟質金属は、複数のパイプ材であるので、構造が簡単であると共に通電量に応じて炭素繊維を確実に保持することができる。
【００４８】
また、請求項７に記載の発明において、前記軟質金属は鉛であるので、導電性クランプ部材との電気的導電性を保持しつつ炭素繊維が破断するのを防止することができる。
【００４９】
また、請求項８に記載の発明において、前記軟質金属は銅であるので、導電性クランプ部材との電気的導電性を保持しつつ炭素繊維が破断するのを防止することができる。
【００５０】
また、請求項９に記載の発明において、前記第２の袋体は、前記第１の袋体より目の粗い布または網から構成されたので、処理液中の塵埃によって外側の第２の袋体が先に目詰まりするのを防止することができる。
【００５１】
また、請求項１０に記載の発明において、前記導電性クランプ部材の周囲は、合成樹脂または軟質ゴムによってシールされたので、導電性クランプ部材自体が処理液によって腐食されるのを防止することができる。
【００５２】
また、請求項１１に記載の発明において、前記第１の袋体の下端部を紐によって開閉可能に構成したので、第１の袋体が塵埃等によって目詰まり或いは汚染した場合に袋体の下端部を開いて清水などを吹き込み、逆洗浄することで容易に除去して、通常のフィルター機能を回復することができる。また、炭素繊維の保守点検を直接実施することができる。
【００５３】
また、請求項１２に記載の発明において、前記第２の袋体の下端部を紐によって開閉可能に構成したので、袋体が塵埃等によって目詰まり或いは汚れた場合に袋体の下端部を開いて清水などを吹き込み、逆洗浄することで容易に通常のフィルター機能を回復することができる。また、炭素繊維の保守点検を袋体を開くことにより、直接実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る電気メッキ用電極の一例を示す一部を省略した正面図である。
【図２】図２は、同電気メッキ用電極の一部を省略した側面図である。
【図３】図３は、同電気メッキ用電極の要部拡大断面図である。
【図４】図４は、本発明の電気メッキ用電極の他の実施の形態を示す要部拡大断面図である。
【図５】図５（ａ）は、同電気メッキ用電極の導電性クランプ部材を示す横断面図、（ｂ）は炭素繊維から成る織布をそれぞれ１〜４まで重ねた例を示す平面図である。
【図６】図６（ａ）は、同電気メッキ用電極の補強した例を示す横断面図、（ｂ）は同電気メッキ用電極の補強した例を示す要部正面図である。
【図７】図７（ａ）は、同電気メッキ用電極の補強した例を示す横断面図、（ｂ）は同電気メッキ用電極の補強した例を示す要部正面図である。
【図８】図８は、同電気メッキ用電極の別の実施の形態を示す要部正面図である。
【図９】図９は、図８のＡ部拡大正面図である。
【図１０】図１０は、本発明の電気メッキ用電極の別の実施の形態を示す要部正面図である。
【図１１】図１１は、本発明の電気メッキ用電極と従来の電圧との比較を示す実験例である。
【符号の説明】
１０　　　電気メッキ用電極
１１　　　炭素繊維
１１ａ　　上端
１２　　　軟質金属
１３　　　導電性クランプ部材
１４　　　第１の袋体
１５　　　第２の袋体
１６　　　固定用穴
１７　　　固定ボルト
１８　　　針金、パイプ材
１９　　　紐
２０　　　固定部材
２１　　　紐
２２　　　紐
２３　　　ウエイト
２４　　　合成樹脂、軟質ゴム
２５　　　織布（カーボンクロス）
２６、２８　補強材
２７　　　固定部材
２９　　　固定紐
３０　　　金属メッキ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004076050.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004076050.tif 000011
【図１０】
2004076050.tif 000012
【図１１】
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