(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッキ液を貯留して、該メッキ液に金属製円筒状ローラーを垂直且つ鉛直に浸漬させるメッキ槽と、該メッキ槽内に複数設けられた陽極と、メッキ加工処理後の前記金属製円筒状ローラーが、所定の真円度及び円筒度以下となるようにするために、前記メッキ槽内に垂直且つ鉛直に吊下される前記金属製円筒状ローラーの両端面に取り付けて、前記金属製円筒状ローラーを陰極として通電させる、上蓋と下蓋より構成される一対の連結治具と、前記メッキ槽の上部縁に着脱自在に橋架されたハンガーより構成されており、
前記ハンガーは、前記金属製円筒状ローラーを回転自在に吊下する吊下機構と、前記金属製円筒状ローラーを軸中心に回転させる駆動機構が備えられており、
前記ハンガーを構成する枠体は、メッキ槽の両側上部縁に平行して橋架される複数の長尺フレームと、該長尺フレーム間を直角方向に連結する４本の短尺フレームと、該長尺フレームの端部から立設された４本の係止支柱で形成されており、前記メッキ糟の短尺側の上部縁に対向して設けられ、メッキ糟を長手方向に２分して絶縁する絶縁部材間を直線で結ぶ仮想線上と交差する長尺フレーム及び短尺フレーム上に設けられた水平回転軸の交点が絶縁材料により絶縁されていることを特徴とする金属製円筒状ローラーのメッキ装置。
【請求項２】
前記ハンガーは、前記金属製円筒状ローラーを複数本吊下可能であり、この金属製円筒状ローラーには、それぞれ給電手段が設けられており、夫々が単独で電気制御されていることを特徴とする請求項１に記載の金属製円筒状ローラーのメッキ装置。
【請求項３】
前記円筒状ローラーは、繊維機械装置、印刷機械装置、フィルム製造装置または液晶製造装置に用いられるものであることを特徴とする請求項１〜２に記載の金属製円筒状ローラーのメッキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、金属製円筒状ローラー（以下、ローラーと称する）の硬質クロムメッキ加工処理に関し、より詳しくは、前記ローラーの円周面へのメッキを均一な厚さに施すことができるローラーのメッキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  ローラーは、繊維機械装置、印刷機械装置、フィルム製造装置および液晶製造装置等に広く用いられている。これら装置に用いられているローラーは、製品品質に影響するため高い表面精度が求められている。例えば、繊維機械装置に用いられるローラーでは、その円周面に硬質クロムメッキ加工処理を施した後、砥石研磨等により高い真円度及び円筒度となるように仕上げられる。【０００３】    ローラーに硬質クロムメッキを施した場合は、該ローラーの両端面及び円周面における両端部にメッキ電流の電流集中が生じる。その結果、前記両端面及び円周面における両端部の硬質クロムメッキ厚が、図１０に示すように円周面中間部に比べて厚くなる。前記両端面及び円周面両端部におけるメッキ厚は、不必要なだけでなく砥石研磨等による研磨時間やコストが増加する。さらに、研磨によって削られた金属屑はメッキ工場内での再利用が困難であるため、メッキの使用量及び廃棄物が増加するという問題が生じている。【０００４】  このように、ローラーの硬質クロムメッキ処理加工において、前記両端面及び円周面両端部へのメッキ厚を抑え、円周面を均一な厚さに硬質クロムメッキ処理加工する方法が望まれている。ロール端面及び円周面へのメッキ厚を抑える技術として、例えば、メッキ対象ロールの両端をチャックする一対のロールチャックと、メッキ液を貯留しこのメッキ液にロールを浸漬させるメッキ槽と、上記メッキ槽内に設けられ、上記ロールチャックに外嵌するよう対向配設され、ロール端部へのメッキ電流の集中を抑制する一対のメッキ電流遮蔽器とを備えるロール用メッキ装置において、上記メッキ電流遮蔽器が上記ロールチャックの軸方向に移動可能に吊設されており、上記ロールチャックに外嵌するロール端面被覆板と、このロール端面被覆板の対向面側に立設されて切欠領域を有する帯状のロール周面端部被覆板とを備えたロール用メッキ装置が開示されている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】  特開２０１１−１２２２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  上記ロール用メッキ装置は、ロール端面被覆板及びロール円周面端部被覆板を設けることで、ロール円周面両端部のメッキ厚を低減することは可能となるものの、依然としてロール円周面両端部のメッキ厚が円周面中央部より厚くなるため、このロール用メッキ装置では、円周面両端部のメッキ厚を円周面中央部と均一にすることは困難であった。【０００７】  本発明は前記課題を解決するために成されたものであり、ローラーの円周面への硬質クロムメッキ加工処理を均一な厚さに施すことができる、ローラーのメッキ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るメッキ装置は、メッキ液を貯留して、該メッキ液にローラーを垂直且つ鉛直に浸漬させるメッキ槽と、該メッキ槽内に少なくとも２個の陽極が対向して設けられている。そして、硬質クロムメッキ加工処理後の前記ローラーの円周面全体が均一なメッキ厚となるように、即ち、所定の真円度及び円筒度以下となるようにするため、前記メッキ槽内に垂直且つ鉛直に吊下される前記ローラーの両端面に取り付けて、前記ローラーを陰極として通電させる、上蓋と下蓋より構成される一対の連結治具が設けられている。また、前記メッキ槽の上部縁には着脱自在にハンガーが橋架されており、このハンガーには、前記ローラーを回転自在に吊下する吊下機構と、前記ローラーを軸中心に回転させる駆動機構が備えられている。【０００９】  ローラーをメッキ液中に水平に保持する場合と、垂直に保持する場合におけるメッキ厚のバラツキは、本発明者による長年の経験上、円筒状ローラーでは垂直に保持する方が、より均一なメッキ厚とすることができることを知得している。また、ローラーの両端面に上蓋と下蓋より構成される一対の連結治具を当着することにより、前記ローラーの両端面へのメッキ付着を防止することができると共に、前記ローラーの円周面両端部でメッキ厚が厚くなる部分は、前記一対の連結治具の円周面となるよう結合しているので、前記ローラーの円周面は軸心方向全長にわたって均一なメッキ厚とすることができる。【００１０】  本発明の請求項２に係るメッキ装置において、前記連結冶具は、ローラーと同一外径の円柱部を有した所定長に形成されており、前記連結治具の端面と前記ローラーの端面を機械的結合、例えば、ボルト、ネジ又はビス等で結合している。【００１１】  ローラーの両端面に上蓋と下蓋より構成される一対の連結治具を当着することにより、前記ローラーの両端面へのメッキ付着を防止することができると共に、前記ローラーの円周面両端部でメッキ厚が厚くなる部分は、上蓋と下蓋より構成される一対の連結治具の円周面となり、前記ローラーの円周面は軸心方向全長にわたって均一なメッキ厚とすることができる。【００１２】  前記ハンガーは、前記メッキ槽の両側上部縁に平行して橋架される複数の長尺フレームの中央部及び水平回転軸の中央部を絶縁材料で絶縁することにより、前記ハンガーに取付けられた２個の軸承部間が絶縁されている。すなわち、メッキ糟の短尺側の上部縁に対向して設けられ、メッキ糟を長手方向に２分して絶縁する絶縁部材間を直線で結ぶ仮想線上と交差する長尺フレーム及び短尺フレーム上に設けられた水平回転軸の交点が絶縁材料により絶縁されている。このような構成とすると、前記ハンガーに吊下された２個のローラー間が絶縁されるのでローラー毎に最適な電気制御が可能となる。これにより、前記ローラーの円周面のメッキ厚を、より均一にすることができる。【００１３】    本発明の請求項２に係るメッキ装置において、前記ハンガーには、前記ローラーを複数本吊下可能であり、このローラーには、それぞれ給電手段が設けられている。これにより、各ローラーは、メッキ槽内に浸漬された位置に応じて最適な電気制御をローラー毎に整流器で行なう���とができるため、前記ローラーの円周面は軸心方向全長にわたって、より均一なメッキ厚とすることができる。【００１４】  本発明の請求項３に係るメッキ装置は、繊維機械装置、印刷機械装置、フィルム製造装置または液晶製造装置に用いることができる。これによれば、様々な用途のローラーに硬質クロムメッキ加工処理をすることができる。
【発明の効果】
【００１５】  本発明のローラーのメッキ装置によれば、ローラーの両端面に上蓋と下蓋より構成される一対の連結治具を結合することにより、前記ローラーの両端面へのメッキ付着を防止することができると共に、前記ローラーの円周面両端部でメッキ厚が厚くなる部分は、前記一対の連結治具の円周面となり、前記ローラーの円周面は軸心方向全長にわたって均一なメッキ厚とすることができる。また、前記ハンガーに取付けられた２個の軸承部間が絶縁されているので、ローラー毎に最適な電気制御が可能となり、前記ローラーの円周面のメッキ厚を、より均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の一例を示すメッキ装置の正面断面図である。
【図２】本発明の実施形態の一例を示すメッキ装置の平面図である。
【図３】本発明の実施形態の一例を示すメッキ装置の側面断面図である。
【図４】本発明の実施形態の一例を示す連結治具の正面断面図である。
【図５】本発明の実施形態の一例を示すハンガーの正面面図である。
【図６】本発明の実施形態の一例を示すメッキ装置の軸承部詳細図である。
【図７】本発明の実施形態の一例を示すメッキ装置の給電部詳細図である。
【図８】本発明のメッキ装置を配置したメッキ設備の実施形態の一例を示す正面全体図である。
【図９】本発明のメッキ装置によりメッキされたローラーの円周面におけるメッキ厚を示す模式図である。
【図１０】従来のメッキ装置によりメッキされたローラーの円周面におけるメッキ厚を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】  以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１から図３において、メッキ槽１はメッキ液２を貯留してローラーＲを垂直且つ鉛直に浸漬させることができるように、上面が開放された直方体に形成されている。該メッキ槽１は前記ローラーＲを同時に浸漬する本数に応じてメッキ槽１の面積及び体積が決められており、例えば、４本用又は６本用とすることができる。また、メッキ槽１だけでなく、前処理槽及び後処理槽を前記メッキ槽１に連結又は一体的に形成することができる。前処理槽による処理としては、脱脂、水洗及び酸洗等があり、後処理槽による処理としてはシャワーによる水洗及び防錆処理等がある。
【００１８】  前記メッキ槽１に貯留されるメッキ液２としては、硬質クロムメッキを施すための公知のものが適宜使用される。また、図示しないが、前記メッキ槽１にメッキ液２を補給するメッキ液補給槽を別途連結することができ、メッキ槽１に貯留するメッキ液２の量や濃度を一定に保つように、メッキ槽１のメッキ液２の変化に応じて、適宜メッキ液２を供給できる。なお、メッキ液２の濃度等は、ローラーＲの形状、メッキ槽１にかける電圧、電流の大きさ等に応じて適宜設定される。
【００１９】  前記メッキ槽１には、図１〜図３に示すように、少なくとも２個の陽極３がメッキ槽１の内面隅部近傍に対向して設けられている。通常、硬質クロムメッキに用いられるサージェント浴では、陽極３の銅芯は純粋の銅であり、鉛合金の成分については、例えば、鉛が５９％〜９２％，錫が７〜４０％，アンチモン、ビスマス等の微量成分が１％含まれている。前記メッキ槽１によれば、この陽極３と、陰極となるローラーＲとの間でメッキ電流を流すことが可能となり、ローラーＲへの硬質クロムメッキを施すことができる。
【００２０】  図４において、ローラーＲの両端部には、上蓋４１と下蓋４２より構成される一対の連結治具４が結合されている。この連結治具４は、硬質クロムメッキ加工処理後の前記ローラーＲの円周面全長を均一なメッキ厚とするもの、即ち、所定の真円度及び円筒度以下となるようにするために、前記メッキ槽１のメッキ液中に垂直且つ鉛直に吊下される前記ローラーＲの両端面に結合するものである。そして、前記上蓋４１には、前記ローラーＲを後述するハンガー６の軸承部７に吊下するために用いる略Ｌ字形の陰極棒５が連結されている。
【００２１】  前記上蓋４１は鉄等の導電性材料により、ローラーＲの外径と同一の外径を有し、一方の端面に前記ローラーＲのボス部分を緩挿する凹部４３が設けられた円柱状に形成されている。前記上蓋４１とローラーＲとの連結及び前記陰極棒５と上蓋４１の連結は、ボルト又は小ネジ４４等が用いられている。前記下蓋４２は上蓋４１と同一材料で、ローラーＲの外径と同一の外径を有し、一方の端面には前記ローラーＲの凹部に緩挿する段部４５が設けられた円柱状に形成されている。前記下蓋４２とローラーＲとの結合は、ボルト又は小ネジ４４等が用いられている。なお、前記上蓋４１及び下蓋４２の軸心方向の長さは、前記ローラーＲの外径及び全長に対応した最適な長さが設定されている。
【００２２】図４における連結治具の他の実施形態として、図示しないが、下蓋４２の形状のみ相違した構造とすることができる。この下蓋４２は上蓋４１と同一材料で、ローラーＲの外径と同一の外径を有し、一方の端面には前記ローラーＲの凹部に緩挿する段部４５が設けられた円柱状に形成されている。また、他方の端面には下蓋と軸心を同じくする円板が形成されている。この円板は円柱部と一体形成してもよいが、円板をドーナツ状に形成して前記円柱部に嵌入或いは溶接等で固着してもよい。前記下蓋４２とローラーＲとの結合は、ボルト又は小ネジ４４等が用いられている。なお、前記下蓋４２の軸心方向の長さ及び円板の位置並びに直径は、前記ローラーＲの外径及び全長に対応した最適な寸法が設定されている。前記下蓋４２をこのような形状にすると、メッキ電流が前記円板部に強く引き付けられるので、前記ローラーＲの円周面へのメッキ厚を、より均一化することが可能となる。
【００２３】  図５おいて、ハンガー６の主要部はステンレス製で２本のローラーＲを吊下した状態でメッキ槽１の上部縁１１に着脱自在に橋架して、メッキ液２に対して垂直且つ鉛直に浸漬させるものであり、枠体６１、動力伝達部６５、軸承部７、給電部８、等から構成されている。枠体６１は、メッキ槽１の両側上部縁１１に平行して橋架される複数の長尺フレーム６２と、該長尺フレーム６２間を直角方向に連結する４本の短尺フレーム６３と、該長尺フレーム６２の端部から立設された４本の係止支柱６４で形成されている。すなわち、メッキ糟の短尺側の上部縁に対向して設けられ、メッキ糟を長手方向に２分して絶縁する絶縁部材間を直線で結ぶ仮想線上と交差する長尺フレーム及び水平回転軸の交点が絶縁材料により絶縁されている。また、前記長尺フレーム６２の中間部は、絶縁材料２０により絶縁されている。前記係止支柱６４は図９に示す片持ちキャリア９のアーム９１に着脱自在に係止される。
【００２４】  前記動力伝達部６５は、メッキ槽１の側面部に設置された図示しないモータで駆動されるエンドレスチェーンＴの動力を受けて、ローラーＲを回転させるものである。メッキ槽１の側面下部にはモータが設置されており、該モータの出力軸と、メッキ槽１側面中間部及び側面上部の所定位置に回転自在にチェーンスプロケット６６が取付けられており、該チェーンスプロケット６６にエンドレスチェーンＴが張設されてモータで駆動される。
【００２５】  前記ハンガー６の短尺フレーム６３上部には、中間部が絶縁材料２０により絶縁されている水平回転軸６７が複数個の軸受６８で軸支されており、該水平回転軸６７の自由端には前記エンドレスチェーンＴに噛合するチェーンスプロケット６９が回転自在に取付けられている。図７に示すように、前記水平回転軸６７の所定位置には２個のウォーム７８が離隔して嵌合されている。該ウォーム７８は軸承部７に垂設されたスピンドル７１の上端に嵌合されたウォームホイール７９と噛合してウォームギヤーを構成し、該ウォームホイール７９の中心穴にはスピンドル７１が回転自在に垂下されている。該スピンドル７１の下端には、ローラーＲの上端部に取付けられた陰極棒５を係止する取付フランジ７２が連結されている。また、後述する給電部８から伝導された電気は給電金具Ａ７４に送られて、給電プーリー７３を介してスピンドル７１に連結されたローラーＲを陰極として通電している。
【００２６】  図６において、軸承部７は、前記長尺フレーム６２間を連結する軸承取付板７５に取付られており、この軸承部７にはベアリングを外嵌したスピンド７１が回転自在に軸支されている。前記スピンドル７１の下端にはローラーＲの上部に取付けられた陰極棒５を係止する取付フランジ７２が締結されている。
【００２７】  図７において、給電部８は、前記ハンガー６の長尺フレーム６２の４隅が前記メッキ槽１の上部縁１１に着脱自在に橋架される位置の近傍に夫々設けられ、前記ハンガー１個に対して４個の給電部８（１本のローラーに対して２個の給電部）が配置されている。図示しない電源ケーブルから給電金具Ｃ８２に伝導された電気は、キャプタイヤケーブル８３を通じて軸承部７の給電金具Ａ７４に送られ、該給電金具Ａ７４から給電プーリー７３、スピンドル７１及び陰極棒５を通じて、ローラーＲを陰極として通電している。前記ローラーＲが陰極に接続されているときは、前記ローラーＲの表面にはメッキが付着し、陽極に切替られているときは、逆電処理により前記ローラーＲの表面を清浄化することができる。
【００２８】  図８において、両側にメッキ槽１が設置されており、その中間部には前記両側のメッキ槽１の上面縁１１に着脱自在に橋架されるハンガー６を係止又は取外すことができるように、前記メッキ槽１の水平方向及び上下方向に移動可能な片持ちキャリア９が設置されている。また、１０は制御盤であり、ローラーＲ毎に整流器を接続して制御されている。以下、図１〜図８に基づいて本発明のメッキ設備の作用を説明する。
【００２９】  ローラーＲの両端部に上蓋４１及び下蓋４２よりなる接続治具４を結合すると共に、前記上蓋４１には略Ｌ字形の陰極棒５を接続する。片持ちキャリア９にハンガー６を係止し、該ハンガー６の２個の取付フランジ７２に、前記ローラーＲに接続された陰極棒５を夫々係止する。片持ちキャリア９をモータＭの駆動により上昇および水平移動させて、メッキ槽１に設けられた前処理槽に浸漬して脱脂、水洗及び酸洗等の前処理を行う。
【００３０】  前処理が完了した前記ローラーＲは、ハンガー６に吊下された状態で片持ちキャリア９により運ばれてメッキ槽１の上部縁１１の所定位置に橋架される。該上部縁１１には給電部８が設置されており、該給電部８に設けられたキャブタイヤケーブル８３の接続端子を、前記ハンガー６に設けられた給電金具Ａ７４に接続する。例えば、メッキ槽１のメッキ処理本数が６本の場合は、前記作業を３回繰り返すことによりメッキ層１に６本のローラーＲが浸漬される。
【００３１】  前記メッキ槽１に浸漬された６本のローラーＲは陰極として接続されているが、硬質クロムメッキを施す前に逆電処理を行なう。逆電処理とは、通常の極性を変えて電解することであり、前記ローラーＲを陰極から陽極に切替えてメッキ液中で陽極処理をしてから、極性を陰極に切替える。これにより、ローラー素材のエッチングと酸素ガスの作用による表面清浄化が起こり、メッキ皮膜の密着性が向上する。なお、逆電処理時間は通常１０〜２０秒である。
【００３２】  硬質クロムメッキ加工処理は、ローラーＲ全体をメッキ液中に浸漬し、該ローラーＲの１本毎に整流器１基を接続して制御している。なお、前記ローラーの回転数の調整は、エンドレスチェーンＴの走行速度を変えることにより行なう。メッキ処理における液温、電圧、電流、メッキ時間等はローラーに最適な条件をその都度設定することができる。これにより、図９に示すように、ローラーの円筒面全長にわたって均一なメッキ厚を施すことができる。
【００３３】  前記条件でメッキ処理を行なった６本のローラーは、メッキ厚が４０〜５０μｍで、真円度が３μｍ以下、円筒度は５〜１０μｍであった。なお、ローラーＲの計測位置は４箇所であり、計測器具は株式会社ミツトヨ製のマイクロメーターを用いた。上記に示したとおり、ローラーＲに要求される真円度１５μｍ以下、円筒度１０μｍ以下をメッキ処理だけで達成しているので、メッキ処理後の砥石研磨時間を大幅に短縮することが可能となった。また、メッキの使用量及び廃棄物を減少させることができた。
【産業上の利用可能性】
【００３４】  本発明のメッキ装置は、金属製円筒状ローラーの円周面へのメッキを均一な厚さに施すことが出来るメッキ装置として有用であり、繊維機械装置、印刷機械装置、フィルム製造装置および液晶製造装置等の金属製円筒状ローラーをメッキする装置として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３５】  １  メッキ槽、  １１  上部縁、  ２  メッキ液、  ３  陽極、  ４  連結治具
４１  上蓋、  ４２  下蓋、  ４３  凹部、  ４４  ボルト又は小ネジ
４５  段部、  ５  陰極棒、  ６  ハンガー、  ６１  枠体、  ６２  長尺フレーム
６３  短尺フレーム、  ６４  係止支柱、  ６５  動力伝達部
６６、６９  チェーンスプロケット、  ６７  水平回転軸、  ６８  軸受
７  軸承部、  ７１  スピンドル、  ７２  取付フランジ、  ７３  給電プーリー
７４  給電金具Ａ、  ７５  軸承取付板、  ８  給電部、  ８２  給電金具Ｃ
８３  キャプタイヤケーブル、  ９  片持ちキャリア、  ９１  アーム
１０  制御盤、  ２０  絶縁材料、  Ｍ  モータ、  Ｔ  エンドレスチェーン
Ｒ  ローラー（金属製円筒状ローラー）
【要約】
【課題】  金属製円筒状ローラーの円周面への硬質クロムメッキ加工処理を均一な厚さに施すことができる、メッキ装置を提供する。
【解決手段】  メッキ液を貯留して、該メッキ液に金属製円筒状ローラーを垂直且つ鉛直に浸漬させるメッキ槽に、２個の陽極が対向して設けられている。メッキ後の前記金属製円筒状ローラーの円周面全体を均一なメッキ厚とするため、前記メッキ槽内に垂直且つ鉛直に吊下される前記金属製円筒状ローラーの両端面に取り付けて、前記金属製円筒状ローラーを陰極として通電させる、一対の連結治具が設けられている。また、前記メッキ槽の上部縁には着脱自在にハンガーが橋架されており、該ハンガーは、前記金属製円筒状ローラーを回転自在に吊下する吊下機構と、軸中心に回転させる駆動機構が備えられている。
【選択図】図１【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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