(57)【要約】【課題】  導波管(コの字型、L字型)の内面に対して、均一で高品質の電気めっきを行うめっき装置を得る。【解決手段】  この発明のめっき装置は、電解液が満たされためっき槽と、直流電源と、前記めっき槽の中にあって、前記直流電源の陽極側に接続されるめっき材としての金属電極と、前記めっき槽の中にあって、前記直流電源の陰極側に接続され、ワーク材として貫通孔を有する導波管と、前記めっき槽の中にあって、前記直流電源の陽極側に接続され、前記導波管の両端から各々挿入されて前記導波管の内側に配置される２本の補助電極とから構成される。【選択図】  図１
2009024242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液が満たされためっき槽と、
直流電源と、
前記めっき槽の中にあって、前記直流電源の第一電極側に接続されるめっき材としての金属電極と、
前記めっき槽の中にあって、前記直流電源の第二電極側に接続され、ワーク材として貫通孔を有する金属パイプと、
前記めっき槽の中にあって、前記直流電源の第一電極側に接続され、前記金属パイプの両端から各々挿入されて前記金属パイプの内側に配置される２本の補助電極と、
からなることを特徴とする金属パイプのめっき装置。
【請求項２】
前記補助電極の各々は、前記金属パイプの両端から、前記金属パイプの管の長手方向のほぼ半分の位置まで挿入されて前記金属パイプの内側に配置されることを特徴とする請求項１記載の金属パイプのめっき装置。
【請求項３】
前記補助電極は、前記金属パイプの外にあって前記電解液中に露出する部位には絶縁カバーを有し、前記金属パイプの内にある部位には所定の間隔で複数の絶縁性リングを備えることを特徴とする請求項１記載の金属パイプのめっき装置。
【請求項４】
前記補助電極は、前記金属パイプの外にあって前記電解液中に露出する部位には絶縁カバーを有し、前記金属パイプの内にある部位には絶縁性の網目状のネットを備えることを特徴とする請求項１記載の金属パイプのめっき装置。
【請求項５】
前記金属パイプの内面に前記電解液を巡回させるポンプを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の金属パイプのめっき装置。
【請求項６】
前記直流電源が接続する相手先を前記補助電極、あるいは前記金属電極と前記補助電極の両方に切替える切替えスイッチを備えることを特徴とする請求項１乃至５記載の金属パイプのめっき装置。
【請求項７】
電解液が満たされためっき槽と、直流電源と、前記めっき槽の中にあって、前記直流電源の第一電極側に接続されるめっき材としての金属電極と、前記めっき槽の中にあって、前記直流電源の第二電極側に接続され、ワーク材として貫通孔を有する金属パイプと、前記めっき槽の中にあって、前記直流電源の第一電極側に接続され、前記金属パイプの両端から各々挿入されて前記金属パイプの内側に配置される２本の補助電極と、前記直流電源が接続する相手先を、前記補助電極あるいは前記金属電極と前記補助電極の両方、に切替える切替えスイッチとからなるめっき装置を用いて、金属パイプをめっきするめっき方法であって、
前記直流電源を前記金属電極と前記補助電極の両方に接続して、所定時間、前記金属パイプの外面と内面をめっきする第１の工程と、
第１の工程の後に、前記直流電源を前記補助電極のみに接続して、所定時間、金属パイプの内面をめっきする第２の工程とを備えることを特徴とする金属パイプのめっき方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属パイプの内面に均一な電気めっきを施すめっき装置およびめっき方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属パイプの内面の電気めっき方法として、従来、直流電源の陽極側に接続しためっき材としての亜鉛棒と、陰極側に接続したワーク材としての屈曲した鋼パイプを浸漬し、この鋼パイプの内側に、前記補助電極の可撓な電極線に真鍮製リングと合成樹脂性リングを交互に嵌め込んだ陽極側に接続した補助電極を配置するとともに、鋼パイプの内側に亜鉛イオンを含む電解液を送り込む還流ポンプを設置し、補助電極と鋼パイプ内面との短絡を防止して、鋼パイプの内面をめっきする方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１２７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
金属のワーク材に電気めっきする原理は、めっき材（電極）を陽極に、ワーク材を陰極に接続に接続して、陽極ではめっき材の金属をイオン化して電解液中に供給し、陰極では電解液中の前記金属イオンに電子を供給して、めっき金属を析出させている。この陰極で析出する金属の量、すなわちめっきの厚みは、電解液中を通過する電気量に比例する。
【０００５】
一般に電解液中の電極においては、直流電源から遠い部位は近い部位に比べて電極の抵抗の分だけ電圧が低下する。すなわち直流電源から遠い部位にセットされた導波管の内面部位は、近い部位に比べ電解液中を通過する電気量が低下する。
【０００６】
従来の金属パイプの内面の電気めっき方法では，金属パイプ内面に挿入する補助電極が一本だけであり、かつ該当補助電極の片側だけに電源が接続されていたので，補助電極に生じる電圧降下の為に、導波管の内面のめっき厚みに差異が生じるという問題があった。また、従来の金属パイプの内面の電気めっき方法では、金属パイプ内面から外に出た補助電極部分が露出しているため、この部分から流れる電流は金属パイプ内面に到達せず距離的に近い金属パイプ外面に流れ、その結果金属パイプの外面と内面のめっき厚みの差異が拡大するという問題もあった。また、従来の金属パイプの内面の電気めっき方法では、金属パイプの内面と外面のめっき処理を同時に行っていたので、金属パイプ形状や設定条件によって金属パイプ内面と外面に流れる電流が変わり、金属パイプ内外の膜厚比が大きく異なるという問題があった。
【０００７】
本発明は、係る課題を解決するためになされたもので、貫通孔を有する金属パイプをめっきするめっき装置において、金属パイプ内外の膜厚比を同程度とし、補助電極に生じる電圧降下によるめっき厚みの不均一を解消し、金属パイプの内面に均一なめっき厚みを形成する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】
【０００８】
本発明による導波管内面のめっき装置は、電解液が満たされためっき槽と、直流電源と、前記めっき槽の中にあって、前記直流電源の第一電極側に接続されるめっき材としての金属電極と、前記めっき槽の中にあって、前記直流電源の第二電極側に接続され、ワーク材として貫通孔を有する金属パイプと、前記めっき槽の中にあって、前記直流電源の第一電極側に接続され、前記金属パイプの両端から各々挿入されて前記金属パイプの内側に配置される２本の補助電極とから構成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、１箇所以上屈曲した導波管内面に貫通するよう、フレキシブル補助電極を導波管の両側から２本挿入するようにしたので、補助電極が１本の場合に比べ直流電源から遠い部位における電圧降下による電気量の低下が小さく、従って導波管内面に適切な電流分布が形成され、導波管内面に均一な厚みのめっきを施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の好適な実施の形態に関し図面に基づき説明する。なお、各実施の形態同士で同様の構成には互いに同一番号を付し、重複説明を省略する。
【００１１】
実施の形態１．
実施の形態１では、貫通孔を有する金属パイプの一例としてコの字型導波管を挙げ、コの字型導波管に対してめっき処理を行う。
図１は、実施の形態１のコの字型導波管内面をめっきするめっき装置の構成図である。このめっき装置のめっき槽１の中には、電解液２が満たされ、この電解液２の中には、電流切替えスイッチ４を有する直流電源３の陽極側に接続されためっき材としての金属電極５と、陰極側に接続されたワーク材としてのコの字型導波管６が浸漬されている。電解液として、例えば、銀、金、銅、ニッケルめっき等が挙げられる。
コの字型導波管６の管内には、陽極側に接続されフレキシブルに屈曲可能な構造をもつフレキシブル補助電極７、８が導波管６の両端から各々挿入される。フレキシブル補助電極７、８は柔軟性を持つ電極線で、導波管６の端から挿入すると導波管６の形状にならって管内に入る。フレキシブル補助電極７、８の各々は、導波管６の両端から導波管６の長手方向のほぼ半分の位置まで挿入されており、導波管の長手方向のほぼ中央付近で重なる。なお、管内に挿入された２本のフレキシブル補助電極７と８の間は、後で述べる絶縁物としての絶縁体のリング１４により絶縁され、先端同士が短絡することがない構造となっている。
【００１２】
このめっき装置には還流ポンプ９が設置され、吸入側パイプ１１で吸い上げた電解液２を、前記導波管６の内面に挿入された吐出側パイプ１０の先端から、導波管６の内面に供給することでめっき金属イオンを供給している。なお、陽極が第一電極に対応し、陰極が第二電極に相当する。
図１では、吸入側パイプ１１で吸い上げた電解液２を、前記導波管６の内面に挿入された吐出側パイプ１０の先端から導波管６の内面に対して供給しているが、還流ポンプ９の吐出側パイプ１０と吸入側パイプ１１の設置位置を入れ替えて、吸入側パイプ１１が導波管６の内面側から電解液２を吸引し、吐出側パイプ１０の先端から吐出するようにしてもよい。いずれの場合によっても、電解液２が導波管６の内側を通り巡回することができる。
【００１３】
図２は、前記フレキシブル補助電極７、８を導波管６（点線で示す）内に挿入し設置したときの断面図である。このフレキシブル補助電極７、８は陽極側に接続され、絶縁物としての絶縁体のリング１４を所定間隔で接着している。
【００１４】
前記フレキシブル補助電極７、８には、図１、２に示すように、フレキシブル補助電極７を内に通した絶縁体のリング１４が所定間隔、例えば５ｍｍ程度の間隔で接着している。この絶縁体のリング１４は例えば合成樹脂製のリングやセラミック製のリングであり、絶縁性を有する材質からなるリングであればよい。この絶縁体のリング１４により、フレキシブル補助電極７、８の金属部と導波管６の内面との短絡を防止することができる。特に導波管６の内面に接触しやすい屈曲部では、絶縁体のリング１４により、導波管６の内面とフレキシブル補助電極７、８の金属部とが接触することによる短絡を防止している。
【００１５】
図１に示したように、前記フレキシブル補助電極７、８は１箇所以上屈曲した導波管６の両側から挿入されており、直流電源から遠い部位における電圧降下による電気量の低下を小さくして、導波管６の内面に適切な電流分布が形成されている。
【００１６】
また、前記フレキシブル補助電極７、８は、導波管６から外に出て電解液中に露出する部位に絶縁カバー１２、１３を有している。絶縁カバー１２、１３は、例えばポリプロピレン等の材質のものであり、電解液中に露出しているフレキシブル補助電極から距離的に近い導波管６の外側に電流が流れることを防止する。これにより導波管６の内面の電解液中を通過する電流ロスを低減できるため、短時間で導波管６の内面へ十分な量の金属析出が可能となる。
なお、この絶縁カバー１２、１３は電解液中に露出するフレキシブル補助電極１２、１３を全て覆うことが望ましいが、電解液中にフレキシブル補助電極が露出するような場合であっても、露出箇所は図２に示すように、導波管６の端から１０ｍｍ程度以内に収めたほうがよい。
【００１７】
また、フレキシブル補助電極７、８の先端には、フレキシブル補助電極７、８の先端と導波管６内面とが接触することを防止し、また、フレキシブル補助電極７、８の先端同士が接触することを防止するために、絶縁体のリング１４より小径の絶縁体のリング１５を設けている。
なお、この絶縁体のリング１５は、絶縁体のリング１４がフレキシブル補助電極７、８から抜け落ちることを防止する役割も果たしている。
【００１８】
このように実施の形態１のめっき装置によれば、導波管６の内面のフレキシブル補助電極は、このように導波管６の開口部両側から挿入されているため、直流電源から遠い部位における電圧低下を抑制し、導波管６内面の電解液中を通過する電気量を均一にすることができる。
さらに還流ポンプ９により電解液２を、導波管６の内面に挿入された吐出側パイプ１０の先端から、導波管６の内面に供給することでめっき金属イオン供給を活発にすることができる。
これにより、導波管内面に適切な電流分布が形成され、導波管内面に、短時間で、均一な厚みのめっきを施すことができる。
【００１９】
次に、本めっき装置によるめっき方法を図を用いて説明する。
図１に示したように、本めっき装置には電流切替スイッチ４を有する直流電源３が配置されており、金属電極５あるいはフレキシブル補助電極７、８への印加状態を制御している。
図３は、このめっき装置によるめっき処理を説明するフロー図である。まず、めっき開始初期段階においては導波管６にめっきする金属と電解液中の金属との置換反応を防止するために金属電極５およびフレキシブル補助電極７、８に同時印加する（ステップＳ０１）。所定時間、導波管６の外面、内面をめっきする（ステップＳ０２）。
その後、通常はめっき厚が薄くなる導波管６の内面に短時間で集中的にめっきを付けるために補助電極７、８のみに電流を流す（ステップＳ０３）。所定時間、導波管６の内面をめっきする（ステップＳ０４）。
このように、金属電極５あるいはフレキシブル補助電極７、８に流れる電流を各々単独で印加したり、あるいは金属電極５とフレキシブル補助電極７、８に同時に印加することで導波管６の内面と外面の膜厚比を小さくすることができる。
なお、導波管６の外側に厚くめっきを付けたい場合は金属電極５のみに電流を流すようにすればよい。
【００２０】
実施の形態２．
実施の形態２では、貫通孔を有する導波管の一例としてＬ字型導波管のめっき処理を行う。図４は、実施の形態２のＬ字型導波管内面をめっきするめっき装置の構成図である。
実施の形態２では、陰極側に接続されたワーク材としてのＬ字型導波管１６が浸漬されている。Ｌ字型導波管１６の管内には、陽極側に接続されたフレキシブル補助電極７、８がＬ字型導波管１６の両端から挿入される。両端から挿入されたフレキシブル補助電極７、８の各々は、Ｌ字型導波管１６の管の長さのほぼ半分の位置まで、導波管１６の片端から挿入されており、導波管の長手方向のほぼ中央付近で重なり合っている。
【００２１】
また、このめっき装置には、還流ポンプ９が設置され、吸入側パイプ１１で吸い上げた電解液２を、前記導波管６の内面に挿入された吐出側パイプ１０の先端から、導波管１６の下側端より内面に供給することでめっき金属イオンを供給している。なお、このめっき装置下には図示しない濾過装置が設置されており、めっき液はめっき槽の下方から上方に緩やかに流れている。この緩やかな流れに沿うように、還流ポンプ９は導波管１６の下側端より電解液を供給している。
【００２２】
このように、実施の形態２によれば、ワーク材がＬ字型導波管であっても導波管の内面に均一なめっき厚みを形成することができる。
【００２３】
なお、実施の形態２ではワーク材をＬ字型導波管としたが、より複雑に複数箇所が屈曲した構造をもつワーク材であってもよい。フレキシブル補助電極はワーク材の両端からワーク材の形状にならってワーク材内部に挿入され、ワーク材の内面に対して短時間で、均一な厚みのめっきを施すことができる。
【００２４】
実施の形態３．
実施の形態１、２では、導波管内のフレキシブル補助電極７、８には図２に示すような絶縁体のリング１４を所定間隔で接着したが、絶縁体のリングの代わりに、絶縁性の網目をレキシブル補助電極の周囲に被せるようにしてもよい。
【００２５】
図５は、実施の形態３のフレキシブル補助電極の断面図である。
フレキシブル補助電極７は、図５に示すようにフレキシブル補助電極７の周囲に絶縁材からなり、網目状の網目ネット３０を備える。網目ネット３０は例えばゴム製であり、フレキシブル補助電極７が導波管６にならって挿入されるように柔軟性を有する。網目ネット３０は接着材などによりその一部がフレキシブル補助電極７に固定されている。
これにより、挿入時においてもフレキシブル補助電極７、８の金属部と導波管６の内面との短絡を防止することができる。また、網目ネット３０は網目状を有しており、その空隙により、導波管６の内面に適切な電流分布が形成される。
【００２６】
このように、実施の形態３によれば、網目状のネットをフレキシブル補助電極７の周囲に設け、このフレキシブル補助電極をワーク材である導波管の両端から挿入して導波管内に設置することで、導波管内面に適切な電流分布が形成され、導波管内面に、短時間で、均一な厚みのめっきを施すことができる。
【００２７】
なお、本発明はすべての金属めっきに適用することができる。実施の形態１乃至３では、めっき材としての金属電極と補助電極を陽極側に、ワーク材を陰極側に接続したが、電解液の種類により、めっき材としての金属電極と補助電極を陰極（第二電極）側に、ワーク材を陽極（第１電極）側に接続する場合であっても同様の効果を奏する。また、実施の形態１、２では、ワーク材としての金属パイプの一例として導波管を用いて説明したが、貫通孔を有する構造であれば、ワーク材は導波管に限られるものではなく、他の金属パイプでも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施の形態１のコの字型導波管内面をめっきするめっき装置の構成図である。
【図２】実施の形態１のフレキシブル補助電極の断面図である。
【図３】このめっき装置によるめっき処理を説明するフロー図である
【図４】実施の形態２のコの字型導波管内面をめっきするめっき装置の構成図である。
【図５】実施の形態３のフレキシブル補助電極の断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  めっき槽、２  電解液、３  直流電源、４  電流切替スイッチ、５  金属電極、６  コの字型導波管、７  フレキシブル補助電極、８  フレキシブル補助電極、９  還流ポンプ、１０、１１  金属パイプ、１２、１３  絶縁カバー、１４  絶縁体のリング、１５  絶縁体のリング（リング抜け落ち防止用）、１６  Ｌ字型導波管、３０  網目ネット
【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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