JPH05214596A - 電気めっき装置の陰極部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピストンリング等の被めっき環状体に均一な
厚さで全面めっきを施すことを可能にする。 【構成】 陰極回転軸１は外周面２に長手方向に等間隔
を置いて複数個の環状溝３を有し、環状溝３は被めっき
環状体１０の径方向厚さよりも浅い深さをなす。陰極回
転軸１は水平に回転可能に保持され、めっき時に回転さ
れる。陰極回転軸１の上方にアイドル静止軸７が平行に
配置し、この軸７にはこの外径よりも大きな内径を有し
少なくとも外周面が非導電弾性材で形成された複数個の
アイドル環状体９がスペーサ８を介装して挿入されてい
る。めっき時には、陰極回転軸１の環状溝３に挿入され
た被めっき環状体１０が、アイドル環状体９の自重によ
り押圧されて陰極回転軸１に押接され、陰極回転軸１の
回転に応じてアイドル環状体９とともに回転しながら、
陽極６との間でめっきが行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、環状体例えば内燃機関
用のピストンリング（組合せオイルリングのサイドレー
ルやコイルエキスパンダ等も含む。）の全面めっき等に
使用して有効な電気めっき装置の陰極部構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】陰極軸の外周面に長手方向に等間隔を置
いて複数個の環状溝を形成し、これらの溝部に被めっき
環状体を挿入し、この溝付陰極軸を回転させて被めっき
環状体の全面をめっきする考えはあったが、被めっき環
状体の自重に電気容量を依存しているため、ピストンリ
ングのような軽量で且つめっき電流の大きいクロムめっ
きを施すような場合には、接点部が不安定で、電気容量
が不足し採用できなかった。

【０００３】したがって、通常は、弾性接点による通電
方法が採用されている。この弾性接点による方法は、図
７に示されている陰極治具２０を使用して行われる。陰
極治具２０はＵ字形状の陰極部２１を有しており、この
Ｕ字形状の陰極部２１の対向する直線部にそれぞれ複数
組の弾性接点部材が設けられている。一組の弾性接点部
材は上側に位置する弾性接点部材２２と下側に位置する
弾性接点部材２３とからなっている。上側に位置する弾
性接点部材２２は銅線材で形成され、陰極部２１から側
方に突出して二股状に分かれ、各先端部が２つの弾性接
点を構成して真上を向いており、下側の弾性接点部材２
３も銅線材で形成され、陰極部２１から側方に突出し
て、先端部が弾性接点を構成して真下を向いているもの
である。

【０００４】この陰極治具２０に被めっき環状体１０と
してピストンリングを装着する場合は、ピストンリング
の合口部を若干開いて上記３つの弾性接点に嵌めれば、
ピストンリングの弾力によりピストンリングは３つの弾
性接点に係止される。このようにして、陰極治具２０の
対向する直線部に設けられている複数組の弾性接点部材
２２，２３に、それぞれピストンリングを装着して、こ
の陰極治具２０をめっき槽内の陽極間に配置して通電す
ることにより、各ピストンリングの全面に例えばクロム
めっきが施される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この弾性接点によるめ
っき方法の欠点としては次の点が挙げられる。 弾性接点への被めっき環状体のセッティング作業が面
倒であり、作業性が悪い。 弾性接点に対して被めっき環状体は静止しているた
め、接点部と他の部分とでめっき厚さの不同を生じる。 陰極治具の対向する直線部に複数個の被めっき環状体
が配列するので、隣接する被めっき環状体間の間隔が被
めっき環状体の円周の各部位に対して一定にならない。
その結果、めっき厚さの不同を生じる。 陽極との距離バランスの不均一により、被めっき環状
体同士でめっき厚さの不同を生じる。

【０００６】本発明の目的は、被めっき環状体を陰極部
に簡単に装着でき、かつ被めっき環状体の全面等のめっ
きを行え、被めっき環状体自身のめっき厚さおよび複数
個の被めっき環状体同士のめっき厚さの不同を低減でき
る電気めっき装置の陰極部構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電気めっき装置
の陰極部構造は、外周面に長手方向に等間隔を置いて複
数個の環状溝を有しており、前記環状溝が被めっき環状
体の径方向厚さよりも浅い深さをなしている水平な陰極
回転軸と、この陰極回転軸の上方に平行をなして配置す
るアイドル静止軸と、前記アイドル静止軸に遊動可能に
挿入されており、少なくとも外周面が非導電材より形成
されている複数個のアイドル環状体とを備えていること
を特徴とする。

【０００８】前記アイドル環状体は１つの被めっき環状
体または隣接する２つの被めっき環状体を押接する幅を
備えているのが好ましい。

【０００９】また、前記アイドル環状体の少なくとも外
周面が非導電弾性材より形成されているのが好ましい。

【００１０】

【作用】陰極回転軸の環状溝に装着されて陰極回転軸に
等間隔に配列されている複数個の被めっき環状体は、陰
極回転軸の上方に配置するアイドル静止軸に挿入されて
いるアイドル環状体の自重によって押圧され、被めっき
環状体の内周面が陰極回転軸の外周面に押接される。

【００１１】このように、被めっき環状体が陰極回転軸
に押接されるために、接点部が安定する。そして、アイ
ドル環状体の自重によって押圧される構成のため、各被
めっき環状体の径方向の厚さにバラツキがあっても、そ
の厚さのバラツキを吸収でき、各被めっき環状体の陰極
回転軸への押接力を均一化できる。

【００１２】そして、陰極回転軸が回転すると、被めっ
き環状体が回転させられると同時に、アイドル環状体も
回転され、陰極回転軸と被めっき環状体との接点部は常
時移動する。

【００１３】以上のように、各被めっき環状体は陰極回
転軸に等間隔をおいて配列し、均一な力で陰極回転軸に
押接できるとともに、陰極回転軸の回転により回転され
て接点が常に移動するので、被めっき環状体自身のめっ
き厚さおよび複数個の被めっき環状体同士のめっき厚さ
の不同を低減できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１および図２において、陰極回転軸１は銅や
銅合金で形成されており、外周面２には長手方向に等間
隔を置いて複数個の環状溝３が形成されている。環状溝
３の深さはピストンリング等の被めっき環状体の径方向
の厚さよりも浅く形成されており、環状溝３以外の外周
面は絶縁皮膜で覆われている。環状溝３の断面形状はＵ
字状、Ｖ字状、あるいは矩形形状等、その形状は問わな
いが、被めっき物の断面形状に対応した形状を採用する
のがよい。例えば、被めっき物の断面形状が円形の場合
はＵ字状またはＶ字状にし（例えば被めっき物がコイル
エキスパンダ等の場合）、被めっき物の断面形状が矩形
の場合は矩形形状にすればよい（例えば被めっき物が断
面矩形のコンプレッションリング等の場合）。

【００１５】この陰極回転軸１はめっき槽５内に水平に
保持されて、図示外の回転駆動手段によって回転される
ように構成され、且つ回転時は図示外の通電手段によっ
て常時通電できるように構成されている。そしてめっき
槽５内には、陰極回転軸１の両側に複数本の陽極６が配
設されている。陽極６は陰極回転軸１の長手方向に等間
隔を置いて垂直に設けられている。

【００１６】陰極回転軸１の上方位置には、アイドル静
止軸７が陰極回転軸１と平行に設けられている。このア
イドル静止軸７には、等間隔を置いて同一の大きさのス
ペーサ８が多数嵌められており、アイドル静止軸７のス
ペーサ８間にそれぞれアイドル環状体９が挿入されてい
る。これらのアイドル環状体９は全て同一の形状、材
質、重量を備えている。

【００１７】アイドル環状体９は少なくとも外周面が非
導電弾性材で形成されている。例えば、金属環の外周を
樹脂（弗素樹脂等）で被覆したものや、環状体全部を樹
脂（弗素樹脂等）で形成したものなどで構成されてい
る。そしてアイドル環状体９は、その内径がアイドル静
止軸７の外径よりも大きく、アイドル静止軸７に対して
遊動できるように構成されており、非めっき時は図３に
示されているように、アイドル静止軸７にぶら下がる状
態にあり、めっき時はアイドル静止軸７から浮き上が
り、陰極回転軸１の環状溝３に挿入されている被めっき
環状体１０を自重によって押圧して、被めっき環状体１
０の内周面が陰極回転軸１の環状溝３の外周面に押接さ
れるように作用する。この場合、各被めっき環状体１０
が陰極回転軸１の環状溝３の外周面に均等に押接される
ようにするために、アイドル環状体９の軸方向長は隣接
する２本の被めっき環状体１０に当接する長さ（図１参
照）、あるいは１本の被めっき環状体１０に当接する長
さ（図４参照）とするのがよい。

【００１８】以上のアイドル静止軸７は上下に移動でき
るように構成されており、めっき時に所定位置まで下降
して、上記の如くアイドル環状体９が陰極回転軸１の環
状溝３に挿入されている被めっき環状体１０を自重によ
って押圧するように構成されている。

【００１９】以下、上記装置を使用して、コンプレッシ
ョンリングの全面にクロムめっき等のめっきを施す場合
を説明する。

【００２０】まず、陰極回転軸１の各環状溝３にコンプ
レッションリング１０を挿入する。コンプレッションリ
ング１０を装着した陰極回転軸１をめっき槽５内にセッ
トする。次にアイドル静止軸７を所定位置まで下降させ
ると、アイドル環状体９がコンプレッションリング１０
の外周面に当接されてアイドル静止軸７から浮き上が
り、コンプレッションリング１０がアイドル環状体９の
自重によって押圧されて、コンプレッションリング１０
の内周面が陰極回転軸１の環状溝３の外周面に押接され
る。

【００２１】そして、図示外の回転駆動手段により陰極
回転軸１が回転させられるとともに、陽極６と陰極回転
軸１との間に図示外の通電手段により通電される。これ
により、コンプレッションリング１０の外周面と上下面
とにめっきが施される。この場合、陰極回転軸１が回転
されると、アイドル環状体９によって陰極回転軸１に押
圧されているコンプレッションリング１０も回転すると
ともに、アイドル環状体９も回転する。

【００２２】したがって、めっき時に、コンプレッショ
ンリング１０が回転するので、陰極回転軸１との接点が
常時移動する。そのため、コンプレッションリング１０
自身のめっき厚さの不同を減少できる。

【００２３】また、めっき時、複数個のコンプレッショ
ンリング１０は陰極回転軸１に沿って等間隔に配列され
ているので、隣接するコンプレッションリング１０間の
間隔が一定で、めっき厚さの不同を減少できる。

【００２４】また、アイドル環状体９の自重によって、
コンプレッションリング１０を押圧するので、複数個の
コンプレッションリング１０の径方向の厚さにバラツキ
があっても、その厚さのバラツキを吸収でき、各コンプ
レッションリング１０が陰極回転軸１に均一な力で押接
される。このため、複数個のコンプレッションリング１
０同士のめっき厚さの不同を減少できる。

【００２５】なお、上記実施例では、アイドル静止軸７
にスペーサ８を介してアイドル環状体９を配列したが、
アイドル静止軸に長手方向に等間隔を置いて複数個の環
状溝を形成し、これらの環状溝にそれぞれアイドル環状
体を遊動可能に挿入するように構成してもよい。

【００２６】また、上記実施例では、コンプレッション
リング１０の全面をめっきするものとしたが、一部の面
をめっきする場合には、非めっき部分をマスキングして
おけばよい。例えば上下面をめっきする場合には、外周
面をマスキングしておけばよい。

【００２７】また、本装置は、コンプレッションリング
に適用した例を示したが、この他のピストンリング（組
合せオイルリングのサイドレールやコイルエキスパンダ
等も含む。）など、被めっき物が環状体であれば適用で
きる。

【００２８】以下、組合せオイルリングのコイルエキス
パンダについて、比較例および本発明に係るめっき装置
を使用して、全面にクロムめっきを施した例を説明す
る。

【００２９】コイルエキスパンダの内容は次の通りであ
る。 線径 ：１φｍｍ コイル外径：３φｍｍ（ピッチ１．５ｍｍ） 全長 ：３４５．４ｍｍ 材質 ：炭素鋼

【００３０】このコイルエキスパンダに下記のようにし
てクロムめっきを施した。 （比較例）直線状コイルの一端を保持し、陽極間に吊
るし、通電し、常法でクロムめっきした。めっき条件は
被めっき物間を２０ｍｍ、３０本を同時めっきし、めっ
き電流５００Ａ、めっき時間２５分とした。 （比較例）コイルの両端を使用時状態のようにジョイ
ントして１１０φｍｍの環状に形成し、図７により説明
した弾性接点方式の陰極治具に保持してめっきを行っ
た。めっき条件は１ラック当たり、横２列、縦５列で１
ラック当たり１０個とし、３ラック同時に陽極間に吊る
し、めっき電流５００Ａ、めっき時間２５分とした。被
めっき物間は１ラック内２０ｍｍ、ラック間５０ｍｍと
した。 （実施例）コイルの両端を使用時状態のようにジョイン
トして１１０φｍｍの環状に形成し、本発明に係るめっ
き装置に供した。被めっき物間を１５〜２０ｍｍ、３０
本を同時めっきし、陰極回転軸の回転速度は１ｍｍ／秒
の移動量で、めっき電流５００Ａ、めっき時間２５分と
した。

【００３１】上記によりめっきした各めっき物の１個内
９か所の外径を測定し、そのめっき厚さ分布を比較した
（ｎ＝３０）。

【００３２】

【表１】

【００３３】比較例は、中央部のめっき厚さが薄く、
下端部にはめっきのトビツキが発生し、めっき厚さの不
同が大きい。また、めっき速度のロスが大きい。通常実
施されている比較例の場合は、被めっき物の電気抵抗
が高く、一方向だけでの通電では電流分布が不均一で均
一めっきができない。したがって、常法通り、めっき途
中で出槽し、保持替え反転する必要があり、作業能率が
劣る。

【００３４】比較例は、比較例よりも１個内のめっ
き厚さの不同は小さいが、接点が静止しており且つ被め
っき物間および陽極との間の距離の不同の影響により１
個内の局部的なめっき厚さの不同が大きく、めっき前外
径の不同（σ）に対する増加が約２倍あり不十分であ
る。

【００３５】実施例は、めっき厚さの不同が小さく、め
っき前外径の不同（σ）に対する増加が１．２倍と非常
に小さい。

【００３６】次に、コンプレッションリングについて、
比較例および本発明に係るめっき装置を使用して、上下
面にクロムめっきを施した例を説明する。

【００３７】コンプレッションリングの内容は次の通り
である。 幅（Ｂ寸） ：４．０ｍｍ 厚さ（Ｔ寸）：５．０ｍｍ 外径 ：１１０φｍｍ 自由合い口隙間 ：約１０ｍｍ 材質 ：球状黒鉛鋳鉄

【００３８】このコンプレッションリングに下記のよう
にしてクロムめっきを施した。 （比較例）図７により説明した弾性接点方式の陰極治具
に保持してめっきを行った。めっき条件は１ラック当た
り、横２列、縦５列で１ラック当たり１０個とし、３ラ
ック同時に陽極間に吊るし、めっき電流５００Ａ、めっ
き時間６０分とした。被めっき物間は１ラック内２０ｍ
ｍ、ラック間５０ｍｍとした。 （実施例）本発明に係るめっき装置に供した。被めっ
き物間を１５〜２０ｍｍ、３０本を同時めっきし、陰極
回転軸の回転速度は１ｍｍ／秒の移動量で、めっき電流
３００Ａ、めっき時間６０分とした。 （実施例）図５に示されているように、被めっき環状
体１０の幅寸法（Ｂ寸）と同寸法の閉じた環状体１１の
内周に、被めっき環状体１０を嵌めた後、実施例と同
様にしてめっきに供した。なお、閉じた環状体１１に被
めっき環状体１０を嵌めたときの被めっき環状体１０の
合い口隙間は１〜２ｍｍである。

【００３９】上記によりめっきした各めっき物の１個内
９か所の幅寸法（Ｂ寸）を測定し、そのめっき厚さ分布
を比較した（ｎ＝３０）。測定個所は図６（ｂ）に示さ
れているように、両側の合口端部と、その他の周部を略
８等分した個所である。図６（ａ）に測定結果をグラフ
にしたものを示す。

【００４０】

【表２】

【００４１】通常実施されている比較例と、実施例
は、めっきの特性である合口部の局部的なめっき厚さの
過大から、めっき厚さの不同（σ）が大きい。しかし、
合口部以外のめっき厚さの不同（σ）の増加が比較例が
２．６倍に対して、本発明の実施例では１．５倍に減
少しており、改善されていることがわかる。

【００４２】実施例では、被めっき物が実質的に完全
な環体となることにより、合口部を含むめっき厚さの不
同（σ）は１．３倍に減少し、大幅に改善されている。
また、めっき厚さ分布が均一化し、全体のめっき速度の
向上効果も認められる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、外
周面に長手方向に等間隔を置いて複数個の環状溝を有し
ており、前記環状溝が被めっき環状体の径方向厚さより
も浅い深さをなしている水平な陰極回転軸と、この陰極
回転軸の上方に平行をなして配置するアイドル静止軸
と、前記アイドル静止軸に遊動可能に挿入されており、
少なくとも外周面が非導電材より形成されている複数個
のアイドル環状体とを備えていることにより、各被めっ
き環状体は陰極回転軸に等間隔をおいて配列し、均一な
力で陰極回転軸に押接できるとともに、陰極回転軸の回
転により回転されて接点が常に移動するので、被めっき
環状体自身のめっき厚さおよび複数個の被めっき環状体
同士のめっき厚さの不同を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のめっき装置を示す平面図である。

【図２】本発明のめっき装置を示す縦断面図である。

【図３】非めっき時のアイドル静止軸とアイドル環状体
を示す断面図である。

【図４】アイドル環状体の別の例を示し、図１に対応す
る（但しめっき槽は省略）平面図である。

【図５】閉じた環状体の内周に被めっき環状体を嵌めた
ものを示す平面図である。

【図６】（ａ）はコンプレッションリングをクロムめっ
きした際のめっき厚さを測定した結果を示すグラフ、
（ｂ）は測定個所を示す説明図である。

【図７】従来の陰極治具を示す正面図である。

【符号の説明】

１ 陰極回転軸 ２ 外周面 ３ 環状溝 ５ めっき槽 ６ 陽極 ７ アイドル静止軸 ８ スペーサ ９ アイドル環状体 １０ 被めっき環状体 １１ 閉じた環状体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に長手方向に等間隔を置いて複数
   個の環状溝を有しており、前記環状溝が被めっき環状体
   の径方向厚さよりも浅い深さをなしている水平な陰極回
   転軸と、この陰極回転軸の上方に平行をなして配置する
   アイドル静止軸と、前記アイドル静止軸に遊動可能に挿
   入されており、少なくとも外周面が非導電材より形成さ
   れている複数個のアイドル環状体とを備えていることを
   特徴とする電気めっき装置の陰極部構造。
2. 【請求項２】 前記アイドル環状体は１つの被めっき環
   状体または隣接する２つの被めっき環状体を押接する幅
   を備えていることを特徴とする請求項１記載の電気めっ
   き装置の陰極部構造。
3. 【請求項３】 前記アイドル環状体の少なくとも外周面
   が非導電弾性材より形成されていることを特徴とする請
   求項１または２記載の電気めっき装置の陰極部構造。