特許 7591437 めっき用バレル及びバレルめっき装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-20

(45)【発行日】2024-11-28

(54)【発明の名称】めっき用バレル及びバレルめっき装置

(51)【国際特許分類】

   C25D 17/20 20060101AFI20241121BHJP

【ＦＩ】

C25D17/20 C

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021039009

(22)【出願日】2021-03-11

(65)【公開番号】P2022138886

(43)【公開日】2022-09-26

【審査請求日】2023-10-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(72)【発明者】

【氏名】油川 祐基

(72)【発明者】

【氏名】服部 優哉

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 大樹

【審査官】宮部 裕一

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－１０４９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１０５６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１７１７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１５７５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２９１２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－００３７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１９０５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５３－０５２２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５３４８６３７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２５Ｄ １７／２０

Ｃ２５Ｄ ７／００

Ｈ０１Ｇ ４／３０

Ｃ２５Ｄ １７／１６

Ｈ０１Ｇ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

めっき対象物を収容すると共に、回転軸を中心に回転可能に設けられるめっき用バレルであって、
前記めっき対象物を収容する収容部を有している筒状部を備え、
前記筒状部は、前記収容部を形成している内側面及び当該筒状部の外形を構成している外側面と、前記内側面と前記外側面とを貫通していると共に前記収容部と連通している複数の貫通孔と、を有し、
前記内側面は、前記回転軸に直交する断面において多角形状を呈しており、
前記外側面が曲面で構成されており、
前記回転軸に直交する断面において、前記筒状部の最大直径をＲ、前記筒状部の最大内径をＸ、前記筒状部の前記内側面と前記外側面との最小厚みをＴとした場合に、
Ｒ＝Ｘ＋２×Ｔ
１ｍｍ≦Ｔ≦１５ｍｍ
の関係を満たす、めっき用バレル。

【請求項2】

前記外側面は、前記回転軸に直交する断面において円形状を呈している、請求項１に記載のめっき用バレル。

【請求項3】

前記回転軸に直交する断面において、前記外側面の曲率をＲｈ、真円での曲率をＲｓとした場合に、
Ｒｈ：Ｒｓ＝Ａ：１
０．７≦Ａ≦１．３
の関係を満たす、請求項１又は２に記載のめっき用バレル。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載のめっき用バレルを備える、バレルめっき装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、めっき用バレル及びバレルめっき装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、バレルめっき装置が開示されている。特許文献１に記載のバレルめっき装置は、めっき用バレルと、めっき用バレルがめっき液に浸漬される容器と、バレル容器の内部に設けられる陰極と、めっき液中に設けられる陽極と、を備えている。バレルめっき装置では、陰極と陽極とに通電し、めっき用バレルを中心軸周りに回転させながら電気めっきを行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－２１４８５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のめっき用バレルのように、めっき用バレルの内側は、めっき用バレル内でのめっき液の撹拌性の観点から、多角形状を呈している。この形状に応じて、従来のめっき用バレルでは、外形も多角形状を呈している。めっき用バレルにワーク（例えば、電子部品など）を収容する際、又は、めっき用バレルからワークを取り出す際には、めっき用バレルを装置から取り外して、めっき用バレルを操作する。このとき、従来のめっき用バレルように、外形が多角形状を呈している構成では、めっき用バレルを扱う際に外的な衝撃や負荷などが加わった場合、めっき用バレルが破損するおそれがある。

【0005】

本発明の一側面は、撹拌性を維持しつつ、耐久性の向上を図ることができるめっき用バレル及びバレル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】

【0006】

本発明の一側面に係るめっき用バレルは、めっき対象物を収容すると共に、回転軸を中心に回転可能に設けられるめっき用バレルであって、めっき対象物を収容する収容部を有している筒状部を備え、筒状部は、収容部を形成している内側面及び当該筒状部の外形を構成している外側面と、内側面と外側面とを貫通していると共に収容部と連通している複数の貫通孔と、を有し、内側面は、回転軸に直交する断面において多角形状を呈しており、外側面が曲面で構成されている。

【0007】

本発明の一側面に係るめっき用バレルでは、内側面は、回転軸に直交する断面において多角形状を呈している。これにより、めっき用バレルでは、筒状部内の収容部におけるめっき液の撹拌性を維持することができる。また、めっき用バレルでは、外側面が曲面で構成されている。これにより、めっき用バレルでは、筒状部に外的な衝撃や負荷が加わった場合であっても応力を分散し得るため、筒状部の強度を確保できる。したがって、めっき用バレルでは、耐久性の向上を図ることができる。

【0008】

一実施形態においては、外側面は、回転軸に直交する断面において円形状を呈していてもよい。この構成では、耐久性の向上をより一層図ることができる。また、めっき液内において回転する際の流体の抵抗（流体の摩擦）を小さくすることができる。

【0009】

一実施形態においては、回転軸に直交する断面において、外側面の曲率をＲｈ、真円での曲率をＲｓとした場合に、
Ｒｈ：Ｒｓ＝Ａ：１
０．７≦Ａ≦１．３
の関係を満していてもよい。この構成では、応力を分散し得る構成を実現することができるため、筒状部の強度を確保できる。

【0010】

一実施形態においては、回転軸に直交する断面において、筒状部の最大直径をＲ、筒状部の最大内径をＸ、筒状部の内側面と外側面との最小厚みをＴとした場合に、
Ｒ＝Ｘ＋２×Ｔ
１ｍｍ≦Ｔ≦１５ｍｍ
の関係を満たしてもよい。この構成では、応力を分散し得る構成を実現することができるため、筒状部の強度を確保できる。

【0011】

本発明の一側面に係るバレルめっき装置は、上記のめっき用バレルを備える。

【0012】

本発明の一側面に係るバレルめっき装置では、上記のめっき用バレルを備えるため、撹拌性を維持しつつ、耐久性の向上を図ることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明の一側面によれば、撹拌性を維持しつつ、耐久性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、バレルめっき装置を示す図である。

【図2】図２は、めっき用バレルを示す斜視図である。

【図3】図３は、めっき用バレルの断面図である。

【図4】図４は、他の実施形態に係るめっき用バレルの断面図である。

【図5】図５は、他の実施形態に係るめっき用バレルの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【0016】

図１は、バレルめっき装置を示す図である。図１に示されるように、バレルめっき装置１は、めっき液槽２と、めっき用バレル３と、アノード電極４と、カソード電極５と、を備えている。

【0017】

めっき液槽２には、めっき液Ｅが収容される。めっき液Ｅには、各種めっき液を用いることができ、たとえばＳｎめっき液やＮｉめっき液を用いることができる。めっき液Ｅの量は、少なくとも、めっき用バレル３に収容されるワークＷの全てが浸漬される量であればよい。ワークＷは、めっき対象物であり、例えば、電子部品（チップバリスタ、チップインダクタ、チップコンデンサなど）である。

【0018】

めっき用バレル３は、めっき液槽２内において、回転軸Ａ（図２、図３参照）を中心に回転可能に設けられている。めっき用バレル３は、回転軸Ａを中心に、たとえば反時計回りに回転する。めっき用バレル３は、モータ（図示省略）によって回転駆動される。

【0019】

図２は、めっき用バレルの斜視図である。図２に示されるように、めっき用バレル３は、筒状部１０と、第一端面部１１と、第二端面部１２と、を有している。筒状部１０、第一端面部１１及び第二端面部１２は、ＰＰ（ポリプロピレン）樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂などの合成樹脂により形成されている。

【0020】

筒状部１０は、筒状を呈している。筒状部１０は、ワークＷを収容可能な収容空間である収容部１３を有している。筒状部１０は、外形が円筒状を呈しており、その内部が多角形状を呈している。筒状部１０は、内側面１０ａと、外側面１０ｂと、を有している。

【0021】

図３は、めっき用バレルの断面図である。図３では、貫通孔１４（後述）の図示を省略している。図３に示されるように、内側面１０ａは、収容部１３を形成している。内側面１０ａは、回転軸Ａに沿って延在している。内側面１０ａは、回転軸Ａに沿って方向から見て、多角形状を呈している。すなわち、内側面１０ａは、回転軸Ａに直交する断面において、多角形状を呈している。多角形状としては、たとえば、六角形状、七角形状、八角形状、九角形状、十角形状を採用することができ、八角形状であることが好ましい。本実施形態では、内側面１０ａは、回転軸Ａに直交する断面において、正八角形状を呈している。内側面１０ａは、八つの平坦面で構成されていると言える。

【0022】

外側面１０ｂは、筒状部１０の外形を構成している。外側面１０ｂは、曲面で構成されている。本実施形態では、外側面１０ｂは、全面が曲面である。外側面１０ｂは、回転軸Ａに沿って方向から見て、円形状を呈している。すなわち、外側面１０ｂは、回転軸Ａに直交する断面において、円形状を呈している。本実施形態では、外側面１０ｂは、真円形状を呈している。外側面１０ｂには、角部（二つの直線が交わって形成される角）が設けられていない。

【0023】

筒状部１０は、直径をＲ、内径（内側面１０ａの最大径）をＸ（Ｘ＜Ｒ）、厚み（内側面１０ａと外側面１０ｂとの間の最小寸法）をＴとした場合に、以下の関係を満たす。
Ｒ＝Ｘ＋２×Ｔ
１ｍｍ≦Ｔ≦１５ｍｍ
好ましくは、以下の関係を満たす。
１ｍｍ≦Ｔ≦５ｍｍ
本実施形態では、たとえば、直径Ｒは１５０ｍｍ、内径Ｘは１４４ｍｍ、厚みＴは３ｍｍである。

【0024】

また、筒状部１０の外側面１０ｂの曲率をＲｈ、真円の曲率をＲｓとした場合に、以下の関係を満たす。
Ｒｈ：Ｒｓ＝Ａ：１
０．７≦Ａ≦１．３
本実施形態では、外側面１０ｂは真円形状を呈している。すなわち、本実施形態では、以下の関係を満たしている。
Ｒｈ：Ｒｓ＝１：１

【0025】

図２に示されるように、筒状部１０は、複数の貫通孔１４を有している。貫通孔１４のそれぞれは、内側面１０ａと外側面１０ｂとを貫通している。貫通孔１４は、収容部１３と連通している。貫通孔１４は、たとえば、円形状を呈している。複数の貫通孔１４の形状及び大きさは、全て同じであってもよいし、異なっていてもよい。めっき液槽２中のめっき液は、筒状部１０に設けられた貫通孔１４を介してめっき用バレル３の収容部１３に流入することができ、また、貫通孔１４を介してめっき用バレル３の収容部１３から外部に流出することができる。貫通孔１４孔は、収容部１３に収容されるワークＷやその他の部材（ダミーボール等）がめっき用バレル３の外部に出ない程度の寸法に設計され得る。

【0026】

第一端面部１１は、筒状部１０の回転軸Ａの軸方向の一方の端部に配置されている。第一端面部１１は、筒状部１０の一方の開口を覆っている。第一端面部１１は、筒状部１０の外形に対応した形状を呈している。第一端面部１１は、円形状を呈している。第一端面部１１は、筒状部１０に対して、着脱可能に設けられている。例えば、第一端面部１１は、所定の固定手段（係合構造、ボルトなど）によって、筒状部１０に対して着脱可能に設けられている。

【0027】

第二端面部１２は、筒状部１０の回転軸Ａの軸方向の他方の端部に配置されている。すなわち、第一端面部１１と第二端面部１２とは、筒状部１０において、軸方向において対向して配置される。第二端面部１２は、筒状部１０の他方の開口を閉塞している。第二端面部１２は、筒状部１０の外形に対応した形状を呈している。第二端面部１２は、円形状を呈している。

【0028】

図１に示されるように、アノード電極４は、めっき用バレル３を挟む位置に対向して配置されている。カソード電極５は、電極保持部１５に保持されている。カソード電極５は、電極保持部１５の先端に設けられている。電極保持部１５は、軸部１６に固定されている。軸部１６は、図１の奥行き方向に沿って延在している。軸部１６は、第一端面部１１に取り付けられている。これにより、アノード電極４は、めっき用バレル３において、着脱可能に設けられている。軸部１６の内部には、カソード電極５にカソード電圧を供給するための導電線（図示省略）が内蔵してある。めっき液槽２内のめっき用バレル３外部に配置されたアノード電極４とカソード電極５との間に電源１７によって電圧が印加されると、カソード電極５を介してめっき用バレル３内の各ワークＷが通電されてその表面がめっき処理される。

【0029】

続いて、上述したバレルめっき装置１を用いて、ワークＷである電子部品にめっき処理を施す方法について説明する。

【0030】

最初に、めっき用バレル３において、筒状部１０から第一本実施形態に係るめっき用バレル３では、第一端面部１１を取り外して、被めっき対象である複数の電子部品を収容部１３に収容する。このとき、必要に応じて、ダミーボールもめっき用バレル３の収容部１３に収容する。続いて、第一端面部１１を筒状部１０に取り付け、めっき用バレル３をめっき液槽２に設置する。そして、アノード電極４とカソード電極５との間に所定の電圧を印加しつつ、めっき用バレル３を回転させて、電子部品をめっき処理する。めっき処理後、めっき用バレル３をめっき液槽２から取り外し、筒状部１０から第一端面部１１を取り外して、収容部１３から電子部品を取り出す。

【0031】

以上説明したように、本実施形態に係るバレルめっき装置１では、めっき用バレル３の筒状部１０の内側面１０ａは、回転軸Ａに直交する断面において多角形状を呈している。これにより、めっき用バレル３では、筒状部１０内の収容部１３におけるめっき液Ｅ及びワークＷの撹拌性を維持することができる。また、めっき用バレル３では、外側面１０ｂが曲面で構成されている。これにより、めっき用バレル３では、上述のように筒状部１０を取り扱う際に筒状部１０に外的な衝撃や負荷が加わった場合であっても応力を分散し得るため、筒状部１０の強度を確保できる。したがって、めっき用バレル３では、耐久性の向上を図ることができる。

【0032】

本実施形態に係るめっき用バレル３では、筒状部１０の外側面１０ｂは、回転軸Ａに直交する断面において真円形状を呈していている。この構成では、耐久性の向上をより一層図ることができる。また、この構成では、めっき液Ｅ内において回転する際の流体の抵抗（流体の摩擦）を小さくすることができる。そのため、めっき用バレル３を回転駆動させるモータなどの負荷を軽減することが可能となる。また、アノード電極４とカソード電極５とに電圧が印加されて電流が流れた場合に、電流の流れを整流させることができるため、めっき膜厚のばらつきを抑制できる。

【0033】

本実施形態に係るめっき用バレル３では、回転軸Ａに直交する断面において、外側面１０ｂの曲率をＲｈ、真円での曲率をＲｓとした場合に、
Ｒｈ：Ｒｓ＝Ａ：１
０．７≦Ａ≦１．３
の関係を満たしていている。この構成では、応力を分散し得る構成を実現することができるため、筒状部１０の強度を確保できる。

【0034】

本実施形態に係るめっき用バレル３では、回転軸Ａに直交する断面において、筒状部１０の最大直径をＲ、筒状部１０の最大内径をＸ、筒状部１０の内側面１０ａと外側面１０ｂとの最小厚みをＴとした場合に、
Ｒ＝Ｘ＋２×Ｔ
１ｍｍ≦Ｔ≦１５ｍｍ
の関係を満たしている。この構成では、応力を分散し得る構成を実現することができるため、筒状部１０の強度を確保できる。

【0035】

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

【0036】

上記実施形態では、外側面１０ｂが、回転軸Ａに直交する断面において、真円形状を呈している形態を一例に説明した。しかし、外側面１０ｂの形状はこれに限定されない。筒状部１０は、筒状部１０の外側面１０ｂの曲率をＲｈ、真円の曲率をＲｓとした場合に、
Ｒｈ：Ｒｓ＝Ａ：１
０．７≦Ａ≦１．３
の関係を満たしていればよい。

【0037】

図４は、他の実施形態に係るめっき用バレルを示す断面図である。図４では、貫通孔１４の図示を省略している。また、図４には、外側面が真円である場合の外形の輪郭を一点鎖線で示している。図４に示されるように、めっき用バレル３Ａの筒状部１０Ａは、内側面１０Ａａと、外側面１０Ａｂと、を有している。めっき用バレル３Ａでは、Ｒｈ：Ｒｓ＝０．７：１の関係を満たしている。具体的には、筒状部１０Ａでは、回転軸Ａに直交する断面において、内側面１０Ａａの平坦部に対向する外側面１０Ａｂが、Ｒｈ：Ｒｓ＝０．７：１の関係を満たしている。これにより、外側面１０Ａｂは、回転軸Ａに直交する断面において、複数の凸部が周方向において周期的に並んで配置された形状を呈している。凸部の一部は、外側面が真円である場合の外形の輪郭よりも径方向において外側に突出する。

【0038】

図５は、他の実施形態に係るめっき用バレルを示す断面図である。図５では、貫通孔１４の図示を省略している。また、図５には、外側面が真円である場合の外形の輪郭を一点鎖線で示している。図５に示されるように、めっき用バレル３Ｂの筒状部１０Ｂは、内側面１０Ｂａと、外側面１０Ｂｂと、を有している。めっき用バレル３Ｂでは、Ｒｈ：Ｒｓ＝１．３：１の関係を満たしている。具体的には、筒状部１０Ｂでは、回転軸Ａに直交する断面において、内側面１０Ｂａの平坦部に対向する外側面１０Ｂｂが、Ｒｈ：Ｒｓ＝１．３：１の関係を満たしている。これにより、外側面１０Ｂｂは、回転軸Ａに直交する断面において、外側面が真円である場合の外形の輪郭よりも径方向の内側に凹んだ形状を呈している。

【0039】

上記実施形態では、内側面１０ａ，１０Ａａ，１０Ｂａが、回転軸Ａに直交する断面において、八角形状を呈する形態を一例に説明した。しかし、内側面１０ａ，１０Ａａ，１０Ｂａの形状はこれに限定されない。

【符号の説明】

【0040】

１…めっき装置、３，３Ａ，３Ｂ…めっき用バレル、１０，１０Ａ，１０Ｂ…筒状部、１０ａ，１０Ａａ，１０Ｂａ…内側面、１０ｂ，１０Ａｂ，１０Ｂｂ…外側面、１３…収容部、１４…貫通孔、Ａ…回転軸。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】