(57)【要約】【課題】めっき液中に溶解させるめっき金属体を有効に利用するとともに、低コスト化を図る。【解決手段】筒状の筒状流路部材３３内にめっき金属体１００を保持し、筒状流路部材３３内にめっき液２１を流してめっき金属体１００と接触させることによって、亜鉛めっき液３１を生成する。これにより、めっき金属体１００の全体が均一に溶解することになり、めっき金属体１００を無駄なく効率的に使用できる。また、濃度分析装置４０では、検出された亜鉛イオン濃度に応じて、亜鉛溶解槽３０に送り込むめっき液２１の流量をポンプ３２の回転数を制御し、めっき金属体１００からの亜鉛の溶解量を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛めっき槽に供給する亜鉛めっき液を生成する亜鉛溶解装置であって、
筒状をなし、その一端側から第１めっき液が送り込まれ、他端側から前記第１めっき液よりも高濃度で亜鉛を含む第２めっき液が排出される筒状流路部材と、
前記筒状流路部材内に、棒状または帯状の亜鉛からなるめっき金属体を当該筒状流路部材の中心軸線に沿って連続するよう支持する支持部材と、を備えることを特徴とする亜鉛溶解装置。
【請求項２】
前記筒状流路部材の内周面に、前記めっき金属体側に突出する突出部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の亜鉛溶解装置。
【請求項３】
前記筒状流路部材の前記他端側から排出された前記第２めっき液を貯留する貯留部をさらに備えることを特徴とする亜鉛溶解装置。
【請求項４】
前記貯留部に貯留された前記第２めっき液を、前記筒状流路部材の前記一端側に送り込む循環ポンプをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の亜鉛溶解装置。
【請求項５】
前記貯留部と前記めっき槽との間に設けられ、前記めっき槽に供給に先立ち、前記貯留部に貯留された前記第２めっき液を一時的に貯留する中間貯留部をさらに備えることを特徴とする請求項３または４に記載の亜鉛溶解装置。
【請求項６】
前記貯留部における前記第２めっき液の液面レベルが、前記筒状流路部材に支持された前記めっき金属体の下端部よりも下方であることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の亜鉛溶解装置。
【請求項７】
前記筒状流路部材における前記第１めっき液の流量を調整する流路調整部材と、
前記めっき槽に供給される前記第２めっき液における亜鉛イオン濃度を検出する濃度検出部と、を備え、
前記濃度検出部で検出された前記亜鉛イオン濃度に基づき、前記流路調整部材で前記第１めっき液の流量を調整することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の亜鉛溶解装置。
【請求項８】
複数本の前記筒状流路部材を備え、
複数本の前記筒状流路部材が、前記めっき槽から前記第１めっき液が送り込まれるヘッダに接続されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の亜鉛溶解装置。
【請求項９】
めっき槽と、
請求項１から８のいずれか一項に記載の亜鉛溶解装置と、
を備えることを特徴とするめっき装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亜鉛めっきを行うめっき装置に備えられる亜鉛溶解装置、およびめっき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛（Ｚｎ）あるいは亜鉛合金によるめっきは、めっき金属体を溶解させてアルカリ性のめっき液を生成し、このめっき液中に対象物を浸漬させることによって行われる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図４に示すように、めっき装置１は、めっき液２中に対象物を浸漬させてめっきを行うめっき槽３と、めっき槽３に供給する亜鉛めっき液４を生成する亜鉛溶解槽５と、めっき槽３にニッケル（Ｎｉ）を供給するニッケル補給タンク６と、を備えている。
亜鉛溶解槽５では、ポンプ７によりめっき槽３からアルカリ性のめっき液２が送り込まれ、このめっき液２中にめっき金属体８が溶解されることで、めっき液２中の亜鉛イオン濃度が高くなり、亜鉛めっき液４が生成される。生成された亜鉛めっき液４は、濃度分析装置９にて濃度が検出された後、フィルター１０で不純物が取り除かれ、めっき槽３に供給される。
なお、めっき槽３内のめっき液２はフィルター１２を介し、ポンプ１１によって循環される。
【０００４】
上記のような基本構成を有するめっき装置１において、亜鉛溶解槽５では、亜鉛めっき液４中の亜鉛イオン濃度が予め定めた範囲に維持されるよう、濃度分析装置９において濃度分析を行い、その結果に応じて、めっき金属体８の溶解量をコントロールしている。
なお、亜鉛溶解槽５内の亜鉛めっき液４はポンプ１３によって循環される。
【０００５】
これには、図５（ａ）に示すように、亜鉛溶解槽５に対し、めっき金属体８の浸漬寸法を調整できるよう、めっき金属体８をリフター１３により上下動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２９１４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、亜鉛溶解槽５上にめっき金属体８を吊り下げ、リフター１３によりめっき金属体８を昇降させてめっき液２中への浸漬寸法を調整していると、めっき金属体８の下部８ａは長時間亜鉛溶解槽５の亜鉛めっき液４中に浸漬されているのに対し、上部８ｂは、濃度がよほど低いときでもないとめっき液２中に浸漬されないことになる。すると、図５（ｂ）に示すように、めっき金属体８の上部８ｂに対し、下部８ａの溶解量が大きくなる。その結果、めっき金属体８の全体を有効に使用できなくなってしまう。
【０００８】
また、亜鉛溶解槽５に対して、めっき金属体８の浸漬量を調整するために、めっき金属体８を吊り下げたままこれを上下させるリフター１３が必要であり、装置が大掛かりとなってコストがかかるという問題もある。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、めっき液中に溶解させるめっき金属体を有効に利用するとともに、低コスト化を図ることのできる亜鉛溶解装置およびめっき装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的のもとになされた本発明は、めっき槽に供給する亜鉛めっき液を生成する亜鉛溶解装置であって、筒状をなし、その一端側から第１めっき液が送り込まれ、他端側から第１めっき液よりも高濃度で亜鉛を含む第２めっき液が排出される筒状流路部材と、筒状流路部材内に、棒状または帯状の亜鉛からなるめっき金属体を当該筒状流路部材の中心軸線に沿って連続するよう支持する支持部材と、を備えることを特徴とする。
筒状流路部材内に、棒状または帯状のめっき金属体を配置し、その一端側から他端側にめっき液を送り込むことで、めっき金属体の全体が均一に溶解する。
また、めっき金属体をめっき液に浸漬させるための上下機構等も不要であり、簡易な構成とすることができる。
なお、本発明において、亜鉛めっきとは、亜鉛合金めっきを含む概念を有しており、例えばめっき層にニッケル（Ｎｉ）を供給することで、亜鉛−ニッケルめっきを施すことができる。
【００１０】
ここで、筒状流路部材の内周面に、めっき金属体側に突出する突出部材を設けることができる。この突出部材により、筒状流路部材内のめっき液の流れが速くなり、境界層の厚さが薄くなる。これにより、めっき金属体の溶解の効率が高まる。
【００１１】
また、筒状流路部材の他端側から排出された第２めっき液は、そのままめっき槽に供給することもできるが、第２めっき液を貯留する貯留部をさらに備えるのが好ましい。
そして、貯留部に貯留された第２めっき液を、筒状流路部材の一端側に送り込む循環ポンプをさらに備えるのが好ましい。このように第２めっき液を循環させることで、亜鉛イオン濃度の高い第２めっき液を生成することができる。その結果、亜鉛溶解装置を小型化することが可能となる。
【００１２】
貯留部とめっき槽との間に設けられ、めっき槽に供給に先立ち、貯留部に貯留された第２めっき液を一時的に貯留する中間貯留部をさらに備えるのが好ましい。これによって、貯留部における第２めっき液の貯留量を少なくすることができ、亜鉛溶解装置をさらに小型化することができる。
【００１３】
また、貯留部における第２めっき液の液面レベルが、筒状流路部材に支持されためっき金属体の下端部よりも下方であるようにするのが好ましい。これにより、運転を停止しているときには、めっき金属体が溶融するのを防ぐことができる。
【００１４】
さらに、筒状流路部材における第１めっき液の流量を調整する流路調整部材と、めっき槽に供給される第２めっき液における亜鉛イオン濃度を検出する濃度検出部と、を備え、濃度検出部で検出された亜鉛イオン濃度に基づき、流路調整部材で第１めっき液の流量を調整することもできる。第１めっき液の流量を調整することで、第２めっき液における亜鉛イオン濃度を容易に調整できる。
しかもこのような構成によれば、めっき金属体の第１めっき液への浸漬量を調整するための上下機構等も不要であり、簡易な構成とすることができる。
【００１５】
複数本の筒状流路部材を備える場合、これら複数本の筒状流路部材が、めっき槽から第１めっき液が送り込まれるヘッダに接続されているのが好ましい。これにより、複数本の筒状流路部材間で、第１めっき液の流量を均一化することができる。
【００１６】
本発明は、めっき槽と、上記したような亜鉛溶解装置と、を備えることを特徴とするめっき装置とすることもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、筒状流路部材内に、棒状または帯状のめっき金属体を配置し、その一端側から他端側に第１めっき液を送り込むことで、めっき金属体の全体が均一に溶解する。これによって、第１めっき液中に溶解させるめっき金属体を有効に利用することができる。
【００１８】
また、筒状流路部材の他端部から排出された第２めっき液を、筒状流路部材の一端側に送り込んで循環させることで、亜鉛イオン濃度の高い第２めっき液を生成することができる。その結果、亜鉛溶解装置を小型化することが可能となる。
【００１９】
貯留部とめっき槽との間に設けられ、めっき槽に供給に先立ち、貯留部に貯留された第２めっき液を一時的に貯留する中間貯留部をさらに備えることによっても、貯留部における第２めっき液の貯留量を少なくすることができ、亜鉛溶解装置をさらに小型化することができる。
【００２０】
また、筒状流路部材における第１めっき液の流量を流路調整部材で調整することによって、亜鉛イオン濃度を容易に調整できる。このような構成によれば、めっき金属体の第１めっき液への浸漬量を調整するための上下機構等も不要であり、簡易な構成として低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態におけるめっき装置の全体構成を示す図である。
【図２】亜鉛溶解槽の構成を示す図である。
【図３】筒状流路部材の他の例を示す断面図である。
【図４】従来のめっき装置の全体構成を示す図である。
【図５】従来のめっき装置における亜鉛溶解槽の構成、および溶解しためっき金属体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態におけるメッキ装置の全体構成を説明するための図である。
図１に示すように、めっき装置２０は、めっき液２１中に対象物を浸漬させてめっきを行うめっき槽２２と、めっき槽２２に供給する亜鉛めっき液３１を生成する亜鉛溶解槽（亜鉛溶解装置、貯留部）３０と、めっき槽２２にニッケル（Ｎｉ）を供給するニッケル補給タンク２５と、を備えている。
【００２３】
図２（ａ）に示すように、亜鉛溶解槽３０内には、筒状をなした一本以上の筒状流路部材３３が、上下方向に軸線を有して配置されている。筒状流路部材３３の下方には、中空のヘッダ３４が設けられており、ヘッダ３４の上面には、筒状流路部材３３の下端部３３ａに連通する連通孔（図示無し）が形成されている。このヘッダ３４には、ポンプ（循環ポンプ、流量調整部材）３２によりめっき槽２２からアルカリ性のめっき液２１が送り込まれる。
【００２４】
図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、筒状流路部材３３は、断面円形または矩形で、その上部３３ｂに、めっき金属体１００を保持する支持部材３５が設けられている。支持部材３５は、めっき金属体１００の上部を支持し、その外周部が筒状流路部材３３に支持される。この支持部材３５により、めっき金属体１００は筒状流路部材３３の中心軸に沿って吊り下げられる。支持部材３５は、図２（ｂ）、（ｃ）に示した例では十字状をなしているが、その形状はいかなるものであってもよい。また、めっき金属体１００は、めっき液２１により溶解されることでめっき液２１に亜鉛を供給する亜鉛供給源である。
【００２５】
このような構成の亜鉛溶解槽３０では、ポンプ３２によりめっき槽２２から送り込まれためっき液２１（第１めっき液）は、ヘッダ３４を介して各筒状流路部材３３に流れ込む。各筒状流路部材３３においては、めっき液２１が下方から上方に押し上げられ、その過程で、筒状流路部材３３内のめっき金属体１００と接触することで、亜鉛がめっき液２１中に溶解する。これにより、めっき液２１中の亜鉛イオン濃度が高くなり、亜鉛めっき液３１が生成される。
生成された亜鉛めっき液３１（第２めっき液）は、筒状流路部材３３の上部の開口から溢れ出して亜鉛溶解槽３０の底部に流れ落ちる。
このとき、亜鉛溶解槽３０の底部の貯留部に貯留される亜鉛めっき液３１の液面レベルＬは、筒状流路部材３３内のめっき金属体１００の下端１００ａよりも下方に位置するよう設定されている。
【００２６】
図１に示したように、亜鉛溶解槽３０には、亜鉛めっき液３１を送り出す送出管３６が接続され、この送出管３６には、送出量を調整するバルブ３７が設けられている。送出管３６から送り出された亜鉛めっき液３１は、濃度分析装置（濃度検出部）４０において亜鉛めっき液３１の亜鉛イオン濃度が検出された後、フィルター４１で不純物が取り除かれ、めっき槽２２に供給される。
濃度分析装置４０では、検出された亜鉛イオン濃度が、予め定めた規定の範囲内に入っているか否かを判定し、その結果に基づいて、亜鉛溶解槽３０に送り込むめっき液２１の流量をポンプ３２の回転数を制御することで、筒状流路部材３３内におけるめっき液２１の流量（流速）を調整し、めっき金属体１００からの亜鉛の溶解量を制御する。
なお、めっき槽２２内のめっき液２１はフィルター４２を介し、ポンプ４３によって循環される。
【００２７】
また、図２に示したように、亜鉛溶解槽３０の底部には、バルブ３９を備えたバイパス管３８が設けられ、このバイパス管３８は、ポンプ３２に接続されている。これにより、バルブ３９を開くと、バイパス管３８、ポンプ３２を介して、亜鉛溶解槽３０の底部の亜鉛めっき液３１をヘッダ３４に循環させて送り込むことができる。
【００２８】
また、図１に示したように、亜鉛溶解槽３０には、サブタンク（中間貯留部）５０を接続することもできる。亜鉛溶解槽３０とサブタンク５０は、バルブ５１を備えた接続管５２により接続されている。このサブタンク５０に、亜鉛溶解槽３０で生成された亜鉛めっき液３１を送り込んで一時的に貯留する。
サブタンク５０には、バルブ５３、ポンプ５４を有した送出管５５が設けられている。バルブ５３を開き、ポンプ５４を作動させることによって、貯留された亜鉛めっき液３１を濃度分析装置４０を介してめっき槽２２に送出することができる。
【００２９】
上述したような構成によれば、筒状の筒状流路部材３３内にめっき金属体１００を保持し、筒状流路部材３３内にめっき液２１を流してめっき金属体１００と接触させることによって、亜鉛めっき液３１を生成するので、めっき金属体１００の全体が均一に溶解することになり、めっき金属体１００を無駄なく効率的に使用することができる。しかも、従来の構成に比較すれば、筒状流路部材３３内におけるめっき液２１の流速を高めることができ、めっき金属体１００の溶解効率を高めることができる。さらに、めっき金属体１００を上下させる機構も不要なので、亜鉛溶解槽３０を低コスト化することができる。
また、濃度分析装置４０では、検出された亜鉛イオン濃度に応じて、亜鉛溶解槽３０に送り込むめっき液２１の流量をポンプ３２の回転数を制御することで調整できるので、めっき金属体１００からの亜鉛の溶解量を制御することができる。このとき、めっき金属体１００を上下させる機構も不要であり、シンプルな構成で低コストに溶解量調整が行える。
【００３０】
また、複数本の筒状流路部材３３を備えた構成において、これらの筒状流路部材３３は、ヘッダ３４を介してめっき液２１が送り込まれるようになっている。これにより、各筒状流路部材３３における流量を均等にすることができ、各筒状流路部材３３のめっき金属体１００の溶解の進度を均等化することができる。
【００３１】
さらに、亜鉛溶解槽３０は、バイパス管３８、ポンプ３２を介して、亜鉛溶解槽３０の底部の亜鉛めっき液３１をヘッダ３４に送り込むことで、亜鉛めっき液３１を循環させて、より高濃度な亜鉛めっき液３１をめっき槽２２に供給することができる。これによって、亜鉛溶解槽３０を小型化することが可能となる。
【００３２】
加えて、亜鉛溶解槽３０には、サブタンク５０を接続すれば、めっき槽２２に対し、亜鉛めっき液３１をサブタンク５０から送り込むことができきる。これに伴い、サブタンク５０を中間バッファとして用い、亜鉛溶解槽３０では、底部の貯留部で貯留しておく亜鉛めっき液３１の量が少なくても済む。したがって、亜鉛溶解槽３０の小型化を図ることができる。
【００３３】
また、亜鉛溶解槽３０の底部に貯留される亜鉛めっき液３１の液面レベルＬは、筒状流路部材３３内のめっき金属体１００の下端１００ａよりも下方に位置するよう設定されているので、ポンプ３２によってめっき槽２２からめっき液２１が送り込まれない状態のときに、ヘッダ３４および筒状流路部材３３内のめっき液２１に、めっき金属体１００が浸漬しないようにすることができる。これにより、不必要時に亜鉛が溶出するのを防ぐことができる。
【００３４】
このようにして、上記亜鉛溶解槽３０においては、めっき液２１中に溶解させるめっき金属体を有効に利用するとともに、低コスト化を図ることが可能となる。
【００３５】
（他の実施形態）
上記した実施形態に加えて、以下に示すような構成を採用することもできる。
図３に示すように、筒状流路部材３３の内周面に、径方向内側に向けて突出するフィン（突出部材）６０を形成するのである。フィン６０は、いかなる形状であっても良いが、例えば、筒状流路部材３３の中心軸線方向に沿って間隔を隔てて複数が設けられている。
このフィン６０により、筒状流路部材３３内を流れるめっき液２１は、その流れ方向が変換され、フィン６０の近傍において、筒状流路部材３３の中央部のめっき金属体１００に向けての流れが生じることになる。
これにより、めっき金属体１００の表層部に形成される、めっき液２１の境界層の厚さが薄くなり、めっき金属体１００の溶解を促進させることが可能となる。
【００３６】
なお、上記実施形態で示した構成は、本発明の主旨の範囲内で、適宜変更することが可能である。
たとえば、筒状流路部材３３を一本のみ備えるのであれば、ヘッダ３４は不要である。
また、筒状流路部材３３の上方から下方にめっき液２１を流し、めっき金属体１００を溶解させる構成とすることもできる。この場合も、複数本の筒状流路部材３３を備えるのであれば、これらの上部にヘッダ３４を設けるのが好ましい。
さらに、筒状流路部材３３を上下方向ではなく、斜め、あるいは横方向に配置しても良い。
加えて、サブタンク５０や、濃度分析装置４０は、必須の構成ではなく、適宜省略することが可能である。
また、筒状流路部材３３内のめっき液２１に、超音波を印加するようにしても良い。これにより、めっき液２１中へのめっき金属体１００の溶解が促進される。
また、上記実施形態は、ニッケル補給タンク２５からニッケルをめっき層２２に供給する亜鉛合金めっきの例を示したが、Ｎｉなどの合金元素を含まない亜鉛めっきに本発明を適用できることは言うまでもない。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
２０    めっき装置
２１    めっき液
２２    めっき槽
２５    ニッケル補給タンク
３０    亜鉛溶解槽（亜鉛溶解装置、貯留部）
３１    亜鉛めっき液
３２    ポンプ（循環ポンプ、流量調整部材）
３３    筒状流路部材
３３ａ  下端部
３３ｂ  上部
３４    ヘッダ
３５    支持部材
３６    送出管
３７    バルブ
３８    バイパス管
３９    バルブ
４０    濃度分析装置（濃度検出部）
４１，４２  フィルター
４３    ポンプ
５０    サブタンク（中間貯留部）
５３    バルブ
５４    ポンプ
５５    送出管
６０    フィン（突出部材）
１００  めっき金属体
【図１】
2013159854.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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