专利名称：滚镀用的滚筒装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及滚镀(barrel plating)用的滚筒装置，该滚筒装置使用非开放型的滚筒(barrel)，在所述滚筒内部收容工件而浸溃到镀敷液中，并对配置在滚筒内部的阴极和配置在镀敷液中的阳极进行通电，一边使滚筒绕中心轴旋转一边进行电镀，本发明特别是涉及作为环境对应对策而发挥有效性的技术。
背景技术：
在工业用镀敷装置中，进行从I台整流器对多个滚筒供给电力的恒压控制。图5示出这样的电力供给方式的典型例，在针对每个滚筒所投入的工件不同的情况下，必须以使工件的表面积在各滚筒中相同的方式预先计算投入量来投入。但是，如图5所示，从整流器至各滚筒的布线的长度不同时，越接近整流器越容易通电，所以严格地说，对于所有滚 筒，并非是相同的条件。镀敷根据法拉第的法则而成立，通过电解质溶液的电分解而析出的物质的量与通过电量成比例，使I克当量的物质析出而所需的电量不依赖于物质的种类而是恒定的。在镀锌中，如果在单位面积Idm2QOcmX IOcm = IOOcm2)中流过了 I个小时的I. OA的电流,贝丨J会析出17. I ii m的厚度的镀敷覆膜。虽然是0. 285 u m/分钟的析出速度，但由于是在滚镀中所旋转的滚筒的内部配置的被称为接触器(contact)的通电体(引线)与工件接触由此进行通电而析出镀敷覆膜，所以妨碍计算的要素多，往往依赖于作业者的熟练程度。为了削减镀敷覆膜的析出所需的能量，需要查清对电量造成影响的要素。通过削减镀敷覆膜的析出中使用的总电量，可以削减CO2排放量。此处，如果列举与CO2排放量削减和运行成本削减相关的要素，则如下所述。 滚筒内的锌金属浓度随着时间的经过而降低。 滚筒的转速对形成在工件表面的镀敷覆膜的析出量(膜厚)有影响。 滚筒容积和所投入的工件的表面积对镀敷覆膜的析出量(膜厚)有影响。 需要将镀敷槽内的锌金属浓度管理为恒定。 镀敷槽内的液温对镀敷覆膜的析出量(膜厚)有影响。 所投入的工件的容量对镀敷覆膜的析出量(膜厚)有影响。 正极(阳极)的表面积对电阻有影响。 在向滚筒内电极通电时，通电所涉及的接点的形状对电阻有影响。 镀敷覆膜析出(膜厚)所需的电量对电流密度的设定有影响。 滚筒孔的形状对药剂的汲出量有影响。 药剂的汲出量对供水量有影响。 药剂的汲出量对排水处理中的游洛(sludge)有影响。 供水量对排水处理有影响。发明人根据这样的观点对滚镀进行了研究的结果，针对开放型滚筒，取得了一定的成果，所以对于其一部分已提出了申请。但是，开放型滚筒由于是在滚筒的旋转轴方向的端面具有开口部分、且在由其开口直径和滚筒内径所规定的部分中收容工件的构造，所以例如存在长的螺栓(bolt)等从开口露出的可能性变高等问题，所以并不适用。滚筒的搬送方式是承载器(carrier)方式(所述图5)还是电梯(elevator)方式(图6)也是应考虑的事项。承载器方式是 被称为承载器的搬送台车一边移动滚筒一边进行各工序的方式，电梯方式是关于以一定的间距对环带(endless)配置了预处理处理槽和镀敷槽的工序，滚筒针对每个间距以一定的时间反复进行上升-横行-下降-浸溃，而处理各工序的方式。在该承载器方式中，滚筒的直径D小且轴方向长度L大(参照图7的A、B)，在使用这样细长的滚筒来对容积小的工件进行了镀敷的情况下，趋势是在长度方向上工件彼此容易分离，有可能产生通电方面的问题而无法进行镀敷。这个问题在如M2 M4那样小的螺钉中更加显著，在将它们投入到滚筒中的情况下，投入量为50kg且容积为151 (以下，“I”是升)左右。与此相对，在如M16那样大的螺钉中，投入量为IOOkg且容积为601左右，在投入量为50kg时容积是301左右而成为小的螺钉的2倍的容积，所以不易引起上述问题。另外，细长的滚筒的例子如日本特开2008-95143号等所述，在承载器方式的滚筒中是普通的形状。根据这样的想法将滚筒设成非开放型，并且确认其长度L与其长不如应该短这样的想法，从而完成了本发明，其前提是滚筒装置为电梯方式。在电梯方式中，滚筒的旋转轴方向被配置成与滚筒搬送方向一致的朝向，采用在一定的循环路径上进行循环的环带的移动方式。其结果，在一定的间距(邻接滚筒间隔)中，滚筒的长度受到制约，但作为滚筒的形状，该制约意味着直径D大且轴方向长度L小的形状(图8的A、B)，对本发明是合适的。因为在滚筒内，为了使阴极和工件稳定地接触，需要投入最低限度的容积的工件，因此，在滚筒的长度L短且直径D大时，工件投入量的条件也被放宽。专利文献I日本特开2008-95143号
发明内容
本发明是着眼于上述点而完成的，其课题在于提供一种滚镀用的滚筒装置，通过使用非开放型的滚筒，即使是长的螺栓类型也可以没有问题地进行镀敷，并且在从小工件至大工件的镀敷中能够减少电阻并减少CO2排 放量。另外，本发明的另一课题在于提供一种无需对已有的镀敷装置进行根本性的变更而能够实施、并且可以实现CO2排放量削减和运行成本削减的滚镀用的镀敷装置。为了解决所述课题，本发明的装置进行如下滚镀使用非开放型的滚筒，在所述滚筒内部收容工件而浸溃到镀敷液中，对配置在滚筒内部的阴极和配置在镀敷液中的阳极进行通电，一边使滚筒绕中心轴进行旋转一边进行电镀，其中，所述装置具备阴极，配置于滚筒内部的与工件接触的位置；以及阳极，配置于滚筒内部的不与工件接触的位置，所述滚筒具有大致圆筒型或者大致多边筒型的形状，其直径与长度之比处于I : 0.7 I : I的范围。本发明如上所述以电梯方式下的滚筒装置为前提。电梯方式的镀敷装置如图6所示，采用在一定的循环路径中循环的环带的移动方式，在上升一横行一下降一浸溃(横行或者上升)的循环中反复进行预处理、镀敷。因此，不论是在镀敷液浓度方面还是电气方面，滚筒全部都在相同的条件下被处理，所以可以认为镀敷条件相同。在本发明中使用的非开放型的滚筒10如图9所示，滚筒中心轴方向的两端面封闭，在旋转躯干的周侧面设置有开口部分，并在所述开口部分设置有盖C。在该滚筒内部收容工件而浸溃到镀敷液中，并对配置在滚筒内部的阴极和配置在镀敷液中的阳极进行通电从而一边使滚筒10绕中心轴进行旋转一边进行的滚镀，是本发明的对象。本发明的装置具备在滚筒10内部的与工件接触的位置处配置的阴极11、和在滚筒10内部的不与工件W接触的位置处配置的阳极12。图8是示意性地示出所述滚筒内部的阴极11与阳极12及工件W的关系的图，在该情况下，假设滚筒10相对中心轴13进行逆时针方向的旋转。即，采用如下方案在成为左旋转的滚筒10的内部，相对于在其下部且靠右堆积的工件W，在从所述工件W离开的滚筒内部的上部且靠左的位置处配置阳极12。所述滚筒具有大致圆筒型或者大致多边筒型的形状，特征在于，其直径与长度之比处于I : 0.7 I : I的范围。可以进行设定。图9是示意性地示出所述滚筒10的直径D与长度L之比的图。在直径D与长度L的比中，将长度的下限设为0.7的理由是，辅助阳极容易与工件接触，在接触了的情况下造成短路，存在整流器破损的危险性，与此相对， 通过使滚筒的直径相对地变大，可以避免这些风险。因此，在本发明中，在间距为900mm的情况下，滚筒例如优选为长度为580mm且直径为650mm，比率设为I : 0.89。但是，在工件的投入量增加、投入的工件的尺寸长的情况下，在所述直径与长度之比的范围内，在使滚筒的直径变大的方向上进行设计。另外，作为滚筒的直径，在将原材料设为PVC(聚氯乙烯树脂)或者PP (聚丙烯)的情况下，800mm左右是界限。因此，比例优选为I : 0.7。另外，能够采用如下结构滚筒内部的阳极构成辅助阳极，在充满了镀敷液的镀敷槽的内部，以大致沿着滚筒的周围的方式配置了主阳极。在滚筒外部配置的以往的仅主阳极的通电中，由于滚筒主体妨碍通电，因此存在电压变高的倾向。在本发明中，可以在直径方向上扩展滚筒内部的空间，并在扩展了的空间中将辅助阳极设置在滚筒内部，所以可以期待降低电压的效果。滚筒主体在其周侧面具有许多滚筒孔。在本发明中具备如下结构滚筒孔具有长孔状的形状以使药剂容易流入流出，并且使长孔的朝向相对旋转方向倾斜。本发明如上所述构成并且发挥作用，因此通过使用非开放型的滚筒并且使其直径与长度之比为I : 0.7 I : 1，从而具有如下效果即使是长的螺栓类型也可以没有问题地进行镀敷，并且能够在从小工件至大工件的镀敷中减少电阻。另外，根据本发明，可以提供一种能削减CO2排放量的滚镀用的滚筒装置，并且即使没有对已有的镀敷装置进行根本性的变更，也可以实现CO2排放量削减和运行成本削减。
图I是示出本发明的滚镀用的滚筒装置的一个例子的正面图。图2是示出所述装置的侧面说明图。图3是示出所述装置的主要部分的平面说明图。图4是示出本发明的效果的曲线图。图5是示出以往的电力供给方式的典型例的说明图。图6是示出应用本发明的电梯方式的镀敷装置的说明图。图7是示出以往的非开放型滚筒的图，A是侧面图，B是正面图。图8是示意性地说明本发明的非开放型滚筒的图，A是侧面图，B是正面图。图9是同样地示出本发明的非开放型滚筒的一个例子的图，A是侧面图，B是正面图。(符号说明)10 :示意性地示出的滚筒；11 :阴极；12 :阳极；13 :中心轴；15 :支柱；16 :升降机；17、18 :吊臂(hanger arm) ;19、21 :轴承部；20 :滚筒主体;22、23 :端板；24 :开口部分；25 盖；26 :阴极；27 :内部阳极；28 :托架;29、31 :引导部件；30 :驱动机构；32 :马达;33、34 传动齿轮(pinion) ；35 :链子；36 :中间轴；37、38 :减速齿轮；39 :大齿轮；40 :镀敷槽；41
主阳极。
具体实施例方式以下，参照附图，更详细地说明本发明的实施方式。图I是示出本发明的滚镀用的滚筒装置的一个例子的正面图，在各图中，15是滚镀装置的支柱、16是升降机，升降机16设 置成能够以支柱15为导轨而进行升降，并且设置成在电梯方式的线路中向与图I的纸面正交的方向进行搬送。17、18是由左右一对部件构成的吊臂，通过基础端部安装于升降机16，在前端部分别设置有用于滚筒旋转轴的轴承部19、21。本发明的滚筒装置的滚筒主体20以悬挂状态安装于其前后两端部的轴承部19、21的部分。在图I至图3所示的例子中，滚筒主体20具有大致多边筒型的形状，其直径是650mm，长度是650mm。因此，滚筒主体20的直径与长度之比是I : 1，所以可知处于
I: 0.7 I : I的范围。所例示的滚筒主体20是具有9边形的横截面形状的多边筒型的结构，滚筒中心轴方向的两端面被端板22、23封闭，其一方23兼用作大齿轮。在滚筒主体旋转躯干的多边形周侧面，开口形成有许多滚筒孔，并且作为工件W的出入口准备了开口部分24，所述开口部分24设置成可通过盖25来进行开闭。滚筒孔的形状对药剂的汲出量有影响，所以优选具有长孔状的形状(未图示)、并且使长孔的朝向倾斜地形成以使药剂容易流入流出。使滚筒的直径相对地变大了的结果，药剂流入流出时的距离向半径方向变长，所以可以通过将滚筒孔设成长孔并且相对旋转方向倾斜，从而使药剂的流入流出平滑化。本发明的滚筒装置具备在滚筒主体20的内部且与工件W接触的位置处配置的左右一对阴极26、26、以及在滚筒10内部的不与工件W接触的位置处配置的内部阳极27 (本例中的内部阳极27相当于辅助阳极)。所述滚筒内部的阴极26、26在所述轴承部19、21的位置处安装于滚筒主体20。另外，在图I的例子中，在成为右旋转的滚筒主体20的内部，相对于在其下部且靠左堆积的工件W，在从所述工件W离开的滚筒内部的上部且靠右的位置处配置了内部阳极27。在该情况下，滚筒主体20相对于中心轴进行顺时针方向的旋转。另外，26a表示阴极引线(参照图I以及图3)。所述内部阳极27具有横长的长方形形状，其长度方向是与滚筒主体20的中心轴方向平行的朝向，以使板面在投入时、旋转时不与工件接触而针对旋转方向与靠左的工件相对的方式，向工件侧倾斜而进行配置。这样，在滚筒主体内，将托架28在两端用螺栓固定到前后的轴承部19、21，在该托架28中安装了内部阳极27(参照图2以及图3)。托架28兼用作通电部件的一部分，通过固定其两端的螺栓，内部阳极用的引导部件29、31被一起紧固，由此安装部件以及确保通电路径。对引导部件29、31连接来自图外的通电路径的布线。为了使所述滚筒主体20旋转，设置有驱动机构30。驱动机构30具有设置于吊臂基础部的马达32、通过传动齿轮33、34和链子35而与马达32结合的中间轴36、以及中间轴36的另一端的减速齿轮37、38，驱动机构30对减速齿轮38和所述端板23的外周所设置的大齿轮23a进行驱动。另外，阴极引线26a的另一端26b与滑动机构39相连，可以一边移动一边接受电力的供给。在图示的例子中的滚筒装置中，具有如下结构滚筒内部的阳极构成辅助阳极，在充满了镀敷液的镀敷槽40的内部，以大致沿着滚筒周围的方式配置了主阳极41。主阳极41具备相对于靠左堆积的工件W以从滚筒外侧将其包围的方式配置的部分41a、和在内部阳极27的外部配置的部分41b。所述二个中的部分41a设置成容易通过滚筒旋转对靠左堆积的工件W进行通电，为了使阳极面积更大而设置了 41b。特别是，3个阳极27、41a、41b配置成包围靠左堆积的工件W周围，由此得到容易使电流流过的效果。在图中，42a、42b是阳极用引导部件，与来自图外的通电路径的布线相连接。另外，43表示镀敷槽底座。<镀敷试验>使用如上所述构成的滚镀装置，通过镀锌进行镀敷试验，接下来说明其内容以及结果。〈镀敷试验的内容〉试验工序酸洗(使用浓度为35%的盐酸，在室温下15分钟)—碱电解(使用镀锌时通常使用的电解剂，在室温下5分钟)一临时防锈(使用浓度为1%的氢氧化钠，在室温下I分钟)一镀敷(依照下述表I的条件)一后处理(使用铬酸盐处理材料，在PH2. 4、25°C下 30 秒)。镀敷中使用的工件是M4X 12的自攻螺钉(Tapping Screw)，滚筒投入量是40kg，表面积是 25. 0dm2/kg,总表面积是 IOOOdm2,镀敷液是 Zn 13g/l、Na0H 130g/l > NaC0s30g/1,另外作为光泽剂使用了 M3剂2ml/l、B剂0. 3ml/l。表I (镀敷条件)
权利要求
1.一种滚镀用的滚筒装置，进行如下滚镀使用非开放型的滚筒，在所述滚筒内部收容工件而浸溃到镀敷液中，对配置在滚筒内部的阴极和配置在镀敷液中的阳极进行通电，一边使滚筒绕中心轴进行旋转一边进行电镀，所述滚镀用的滚筒装置的特征在于，具备 阴极，配置于滚筒内部的与工件接触的位置；以及 阳极，配置于滚筒内部的不与工件接触的位置， 所述滚筒具有大致圆筒型或者大致多边筒型的形状，其直径与长度之比处于I : 0. 7 I : I的范围。
2.根据权利要求I所述的滚镀用的滚筒装置，其特征在于， 具有如下结构滚筒内部的阳极构成辅助阳极，在充满了镀敷液的镀敷槽的内部，以大致沿着滚筒的周围的方式配置了主阳极。
3.根据权利要求I所述的滚镀用的滚筒装置，其特征在于， 具备如下结构滚筒主体在其周侧面具有多个滚筒孔，滚筒孔具有长孔状的形状以使药剂容易流入流出，并且，使长孔的朝向相对旋转方向倾斜。
全文摘要
提供一种滚镀用的滚筒装置，使用非开放型的滚筒，即使是长的螺栓类型也可以没有问题地镀敷，并且在从小工件至大工件的镀敷中能减少电阻并减少CO2排放量。在滚镀中，使用非开放型的滚筒，在所述滚筒内部收容工件而浸渍到镀敷液中，对配置在滚筒内部的阴极和配置在镀敷液中的阳极进行通电，一边使滚筒绕中心轴旋转一边进行电镀，具备在滚筒内部的与工件(W)接触的位置处配置的阴极(11)、和在滚筒内部的不与工件接触的位置处配置的阳极(12)，所述滚筒构成为具有大致圆筒型或者大致多边筒型的形状，其直径与长度之比处于1∶0.7～1∶1的范围。
文档编号C25D17/20GK102732939SQ20111014352
公开日2012年10月17日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年4月1日
发明者铃木通正 申请人:株式会社三隆制作