JPH09256194A - 電気めっき装置および電気めっき方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】鋼帯の表面と裏面とのめっき付着量の差や、鋼
帯の板幅方向におけるめっき付着量のばらつきの発生を
低減可能な手段を実現すること。 【解決手段】鋼帯の板幅より幅広の不溶性陽極を、該鋼
帯を挟むように対向させて配設した装置において、前記
不溶性陽極の端部を遮蔽し、前記不溶性陽極の通電幅を
板幅より狭くできるように、板幅方向に移動可能な電流
遮断体を設けたことを特徴とする、電気めっき装置であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気めっき技術に
係わり、特に、不溶性陽極の通電幅を調整することによ
って、めっき付着対象に対して所望のめっき付着量分布
を有するように電気めっきを施す、装置および方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、不溶性陽極を備える電気めっき
装置を使用して、鋼帯に電気めっきを施す場合、鋼帯の
表面と裏面とでめっき付着量の差が生じたり、鋼帯の板
幅方向におけるめっき付着量にばらつきが生じてしま
う。これは、めっき液流が一定でないことや、鋼帯と電
極との距離が、鋼帯の移動による振動によって、絶えず
変化してしまい一定にならないこと、さらには、鋼帯端
部の電流集中の発生等に起因するものである。

【０００３】図８には、このように不適切な電気めっき
が施された様子の説明図である。図８（ａ）は、鋼帯１
の表面と裏面とで、めっき付着量の差が生じた様子を示
しており、また、図８（ｂ）は、鋼帯１の板幅方向にお
けるめっき付着量にばらつきが生じ、特に、鋼帯１の板
端部に、いわゆるオーバーコートが発生している様子を
示している。

【０００４】このような、鋼帯の表面と裏面とのめっき
付着量の差や、鋼帯の板幅方向におけるめっき付着量の
ばらつきの発生を防止するために、各種の電気めっき技
術が提案されている。

【０００５】例えば、特開昭６４─１７８９０号公報で
は、電極を複数個に分割した分割電極を採用し、分割電
極毎にめっき電流を制御する電気めっき付着量制御方法
が提案されており、また、特公平４─２５３５７号公報
では、めっき槽内に、鋼帯の板端部を遮蔽する、収縮可
能な遮蔽板を配設して、オーバーコートの発生等を防止
する装置が提案されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した、
特開昭６４─１７８９０号公報記載の電気めっき付着量
制御方法によれば、電極を複数個の分割電極に分割して
も、高電位側の電極から低電位側の電極を介して、鋼帯
の一方の面に、電流の回り込みが発生してしまい、その
結果、鋼帯の表面と裏面とのめっき付着量の差や、鋼帯
の板幅方向におけるめっき付着量のばらつきが依然とし
て発生してしまうことや、低電位側の電極面にめっき金
属が析出して、電極の損傷や鋼帯の送り出し時の障害を
招く等の問題があった。

【０００７】また、特公平４─２５３５７号公報記載の
装置によれば、遮蔽体の位置調整を行えるものの、遮蔽
体を鋼帯の板幅の中心方向まで進退できないため、鋼帯
の一部分に電流が集中してしまい、めっき付着量分布が
鋼帯全面において完全に一様にはならないという問題が
あった。

【０００８】そこで、本発明は、不溶性陽極の通電幅を
板幅より狭くできるようにして、鋼帯の表面と裏面との
めっき付着量の差や、鋼帯の板幅方向におけるめっき付
着量等のめっき付着量ばらつきの発生等を防止可能とす
る、電気めっき装置および電気めっき方法を提供するこ
とを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、鋼帯の板幅より幅広の不溶
性陽極を、該鋼帯を挟むように対向させて配設した装置
において、前記不溶性陽極の端部を遮蔽し、前記不溶性
陽極の通電幅を板幅より狭くできるように、板幅方向に
移動可能な電流遮断体を設けたことを特徴とする、電気
めっき装置である。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、鋼帯の板幅
より幅広の不溶性陽極を、該鋼帯を挟むように対向させ
て配設した装置を使用して、電気めっきを行う方法にお
いて、前記不溶性陽極の端部を遮蔽し、前記不溶性陽極
の通電幅を板幅より狭くできるように、板幅方向に移動
可能な電流遮断体を設けておき、前記電流遮断体を、予
め定めた位置に移動することを特徴とする、電気めっき
方法である。

【００１１】また、請求項３記載の発明は、請求項２に
おいて、前記電流遮蔽体の移動位置と鋼帯に対するめっ
き付着量分布との関係を予め求めておき、 鋼帯に対す
る、所望のめっき付着量分布に対応する不溶性陽極をお
おう電流遮蔽体の位置を、前記予め定めた位置として、
前記電流遮断体を移動することを特徴とする、電気めっ
き方法である。

【００１２】さらに、請求項４記載の発明は、鋼帯の板
幅より幅広の不溶性陽極を、該鋼帯を挟むように対向さ
せて配設した装置において、前記不溶性陽極の端部を遮
蔽し、前記不溶性陽極の通電幅を板幅より狭くできるよ
うに、板幅方向に移動可能な電流遮断体と、鋼帯に施さ
れためっき付着量分布を計測する付着量計測手段と、与
えられた駆動信号にしたがって、前記電流遮断体を移動
させる駆動手段と、目標値であるめっき付着量分布と前
記付着量計が計測しためっき付着量分布との偏差がなく
なるように、前記駆動信号を生成する制御動作を行う制
御手段と、を備えることを特徴とする、電気めっき装置
である。

【００１３】また、以下に示すような方法も考えられ
る。即ち、鋼帯の板幅より幅広の不溶性陽極を、該鋼帯
を挟むように対向させて配設した装置を使用して、電気
めっきを行う方法において、前記不溶性陽極の端部を遮
蔽し、前記不溶性陽極の通電幅を板幅より狭くできるよ
うに、板幅方向に移動可能な電流遮断体、および、鋼帯
のめっき付着分布を計測する付着量計を設けておき、め
っき付着分布（目標値）と、前記付着量計にて計測した
めっき付着分布（制御量）との偏差（制御偏差）がなく
なるように、前記電流遮断体の位置を移動調整（操作
量）することを特徴とする、電気めっき方法である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
を参照しつつ説明する。図４、図５に、夫々、水平型の
連続電気めっき設備、縦型の連続電気めっき設備の概略
構成図を示す。

【００１５】図４に示す、水平型の連続電気めっき設備
は、めっき付着対象である鋼帯１を電気めっき可能な、
めっきセル２〜１１を配設して構成される。また、各め
っきセルには、鋼帯１を通板可能とするための案内ロー
ルであるコンダクトロール１２が、鋼帯１を挟むよう
に、めっきセルの左・右上方に設けられており、鋼帯１
が、図中左側から右側へと、水平方向に送り出される。

【００１６】そして、鋼帯１が、各めっきセル２〜１１
において、電気めっきされて、一連のめっき処理が行わ
れる。また、図５に示す、縦型の連続電気めっき設備
は、めっき付着対象である鋼帯１を電気めっき可能な、
めっきセル２〜１１を配設して構成される。

【００１７】また、各めっきセルには、鋼帯１を通板可
能とするための案内ロールであるコンダクトロール１２
が、めっきセル中およびめっきセルの上方に、設けられ
ている。本設備においては、鋼帯１が縦方向に蛇行しな
がら、図中左側から右側へと送り出される。そして、本
設備においても、鋼帯１が、各めっきセル２〜１１にお
いて電気めっきされて、一連のめっき処理が行われる。

【００１８】本発明は、図４、５に示すような設備を構
成する、めっきセルのうち、少なくとも１つに適用可能
な電気めっき装置および方法である。次に、本発明を１
つのめっきセルに適用した場合の実施形態について、図
面を参照して説明する。もちろん、本発明を複数のめっ
きセルに適用しても良いことは言うまでもない。

【００１９】図１に、本発明の実施形態である電気めっ
き装置の概略構成図を示す。図１に示すめっきセル２内
には、鋼帯１の方向転換を行うコンダクトロール１２
が、図示しない支持台に設けられており、さらに、２対
の不溶性電極１３が、鋼帯１を挟むように対向して設け
られている。そして、各電極に対して、電極の通電幅を
板幅より狭くできるような電流遮蔽体１４が、図面に垂
直な方向に移動可能に設けられている。

【００２０】なお、装置構成概要の理解の容易化のため
に、図１では、電流遮蔽体１４の移動機構を、図示して
いない。本装置において、鋼帯１は不溶性陽極１３に電
圧が印加されることによって、電気メッキが行われる。
即ち、他のめっきセルから（図中ａ方向から）送られて
きた鋼帯１は、コンダクトロール１２で方向転換され、
他のめっきセルへと（図中ｂ方向）へと送り出される
が、その間に、鋼帯１には、２対の不溶性陽極１３によ
って電気めっきが施される。

【００２１】次に、図２を参照して、本発明の主要部の
構成を説明する。図２は、図１におけるＡ−Ａ線の断面
図である。前記電流遮断体１４には、めっきセル２の壁
を貫通して外部に延びるロッド２０の一端が取り付けら
れており、このロッド２０は、めっきセル２の壁に対し
て、シール部材等によりめっきセル２内のめっき液の漏
洩を防止しつつ、軸方向に進退自在に設置されている。
また、ロッド２０の他端は、図示しない機器等の不動部
分に取り付けられたシリンダ装置１５と連結されてい
る。そして、前記電流遮蔽体１４は、シリンダ装置１５
によって、鋼帯１の板幅の中心方向まで進退可能になっ
ている。

【００２２】電流遮蔽体１４は、不溶性陽極１３の幅方
向端部と表裏両面側を覆うように、その断面が「コの
字」状をしていて、その背部に前記ロッド２０が取り付
けられている。

【００２３】この電流遮断体１４は、鋼帯１の表・裏側
における、不溶性陽極１３間の電流の回り込みを防止す
るとともに、鋼帯１の板端部へ電流が集中するのを防止
する機能を有している。

【００２４】本発明においては、電流遮蔽体１４は、前
記不溶性陽極１３の端部を遮蔽し、前記不溶性陽極１３
の通電幅を鋼帯板幅より狭くできるように、鋼帯板幅方
向に移動可能な形状であればよく、図２に示す形状には
限られない。また、電流遮蔽体１４は、絶縁体材料や良
導体材料を用いてで製造すればよい。但し、電流遮断体
１４を絶縁体材料で構成し、めっき金属の析出を防止す
るのが好ましい。

【００２５】なお、ロッド２０には、不溶性電極１３の
通電幅を把握可能なように、不溶性電極１３の通電幅の
大きさに対応した目盛りが予め付されている。さて、鋼
帯１にめっきを施す場合には、鋼帯１のめっき付着量分
布が所望分布になるように、シリンダ装置１５を操作し
て、電流遮断体１４を所望の位置に移動してから、不溶
性陽極１３に電圧を印加すればよい。即ち、鋼帯１の表
裏面でのめっき付着量分布や、鋼帯１の板幅方向のめっ
き付着量分布が、所望の分布となるように、電流遮蔽体
１４の位置を調整して、不溶性陽極１３の通電幅を調整
する。

【００２６】このように、鋼帯１へのめっき付着量分布
が、所望のめっき付着量分布となるように、電流遮蔽体
１４の位置調整によって、不溶性陽極１３の通電幅を調
整を行うが、鋼帯１の表裏面でのめっき付着量分布や鋼
帯１の板幅方向のめっき付着量分布と、電流遮蔽体１４
の位置との関係を、実験やコンピューターシミュレーシ
ョン等によって予め求めておき、この関係にしたがっ
て、所望のめっき付着量分布となるように、電流遮蔽体
１４の位置調整を行うようにすればよい。

【００２７】また、本発明においては、不溶性陽極１３
の通電幅を鋼帯板幅より狭くできるように、電流遮断体
１４を鋼帯板幅方向に移動可能としたので、電流分布の
均一化が一層計れるようになり、めっき付着量分布ばら
つきの発生を一層防止可能となる。

【００２８】図３に、本発明の主要部の他の構成例を示
す。図３中、図２と同一の符号が付されたものは、図２
に示す構成要素と同一の機能を有する。

【００２９】本構成例の特徴は、４つのロッド１５の各
々に対して、不溶性陽極１３の通電幅を鋼帯板幅より狭
くできる電流遮蔽体１４を設けた点にある。具体的に
は、鋼帯１の表面側と裏面側の夫々の面側における、鋼
帯１端部の左右側の陽極面積を調整可能なように、４つ
の電流遮蔽体１４夫々の、位置調整を可能としている。

【００３０】図３に示す構成によれば、４つの電流遮蔽
体１４の位置調整を行い、不溶性陽極１３の通電幅を調
整を行うことによって、鋼帯１の表裏面でのめっき付着
量分布や鋼帯１の板幅方向のめっき付着量分布を、さら
に、精度よく調整することが可能となる。

【００３１】このような構成例においても、めっき付着
量分布と、４つの電流遮蔽体１４の位置に対応した不溶
性陽極１３の通電幅との関係を、実験やコンピューター
シミュレーション等によって予め求めておき、この関係
にしたがって、所望のめっき付着量分布となるように、
各電流遮蔽体１４の位置調整を行い、不溶性陽極１３の
通電幅を調整を行うようにすればよい。

【００３２】このように、本発明によれば、不溶性陽極
１３の端部を遮蔽し、前記不溶性陽極１３の通電幅を板
幅より狭くできるよう、鋼帯１の板幅方向に移動可能で
ある電流遮断体１４を設けておき、この電流遮断体１４
を、予め定めた位置に移動することによって、所望の付
着量分布となるような、電気めっきを施すことが可能に
なる。より具体的には、鋼帯１に対するめっき付着量分
布と、電流遮蔽体１４の位置に対応した不溶性陽極１３
の通電幅との関係を予め求めておき、鋼帯１に対する所
望のめっき付着量分布に対応する位置を、前記予め定め
た位置として、電流遮断体１４の位置調整を行うことに
よって不溶性陽極１３の通電幅を調整し、所望の付着量
分布となるような電気めっきを施すことが可能になる。

【００３３】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。本実施形態は、請求項４記載の発明に対応し、鋼
帯に対して、目標とするめっき付着量分布（目標値）と
なるような、電気めっき手段を提供するものである。

【００３４】なお、本実施形態においても、不溶性陽極
の端部を遮蔽し、不溶性陽極の通電幅を鋼帯板幅より狭
くできるように、鋼帯板幅方向に移動可能な電流遮断体
１４を採用している。

【００３５】本実施形態を、図６、図７を参照しつつ説
明する。図６には、鋼帯１への、めっき付着量分布が、
所望の分布となるように制御を行う付着量制御装置４０
の構成を示している。

【００３６】付着量制御装置４０は、鋼帯のめっき付着
量分布を自動計測する付着量計３６（付着量計測手段）
と、目標値と付着量計３６の計測結果との偏差である制
御偏差がなくなるように、フィードバック制御動作を行
う制御部３０（制御手段）と、制御部３０から与えられ
る操作量に応じて、ロッド２０を駆動するアクチュエー
タ３２（駆動手段）と、を有している。

【００３７】また、アクチュエータ３２は、例えば、パ
ルスモータによって実現される。付着量計３６は、例え
ば、蛍光Ｘ線を使用した付着量計測装置等の公知の装置
で実現でき、めっきセル外部の、他のめっきセルへの鋼
帯の送り出し側に設けておけばよい。

【００３８】制御部３０は、予め定めた制御プログラム
を内蔵するＲＯＭ、ワークエリア等として使用されるＲ
ＡＭ、および、ＲＯＭに内蔵された制御プログラムにし
たがって、制御偏差がなくなるように、アクチュエータ
３２に操作量を与える制御動作を行うＣＰＵ等の電子デ
バイスで実現可能である。

【００３９】したがって、制御部３０は、パーソナルコ
ンピュータやワークステーション等の一般的な情報処理
装置によって実現可能である。なお、制御部３０に与え
る目標値は、適宜変更可能なように構成されている。

【００４０】次に、図７を参照して、アクチュエータ３
２を有して構成される、ロッド２０の移動機構について
説明する。図７（ａ）は、図２を、図２に図示したＢ方
向から見た図面、さらに、図７（ｂ）は、図７（ａ）
を、図７（ａ）に図示したＣ方向から見た図面である。

【００４１】ロッド２０の一部には、ラック部４２が設
けられており、パルスモータ等で実現されるアクチュエ
ータ３２の駆動によって回転するピニオン４４の回転動
作が、ラック部４２の直線運動となり、ロッド２０を水
平方向に移動させる。また、ロッド１５を案内するため
の案内溝が設けられているガイド５０が備えられてお
り、ロッド２０は、該ガイド５０の案内溝と摺接しなが
ら移動する。

【００４２】なお、アクチュエータ３２は、例えば、パ
ルスモータによって構成され、制御部３０から与えられ
る駆動信号によって、正転、反転が可能であり、ロッド
２０は、左・右、両方向に移動可能となっている。

【００４３】さて、今、目標値として、鋼帯の板幅方向
における、所望のめっき付着量分布を設定したことを想
定する。もちろん、鋼帯の表裏面でのめっき付着量分布
等の、他のめっき付着量分布を、目標値として設定して
もよい。

【００４４】さて、鋼帯がめっきセルに浸入し、電気め
っき処理が行われはじめると、付着量計３６によって、
めっき付着量分布（制御量）が計測される。制御部３０
は、目標値と、付着量計３６が計測した、めっき付着量
分布（制御量）との差である、制御偏差が与えられる
と、これがなくなるように、ＰＩ動作等の制御動作を行
い、アクチュエータ３２に駆動信号（操作量）を与え
る。

【００４５】駆動信号が与えられたアクチュエータ３２
は、ピニオン４４を回転駆動する。ピニオン４４の回転
駆動力は、ラック部４２を水平移動させ、ロッド２０を
水平移動させる。

【００４６】ロッド２０の水平移動によって、電流遮蔽
体１４が不溶性陽極１３を覆う面積が変化する。そし
て、さらに、付着量計３６によって、鋼帯の付着量分布
が測定され、制御部３０が、制御偏差がなくなるよう
に、フィードバック制御動作を継続することによって、
鋼帯に対するめっき付着量分布が目標値に近づくことに
なる。

【００４７】本実施形態によれば、電流遮蔽体１４が不
溶性陽極１３を覆う面積を自動制御して、目標とするめ
っき付着量分布となるような電気めっきが行われる手段
が実現できる。しかも、電流遮断体１４は、鋼帯の板端
部を遮蔽し、不溶性陽極の通電幅を鋼帯板幅より狭くで
きるため、従来技術に比べ一層の電流の均一化が図れ、
めっき付着量分布ばらつきを防止できる。

【００４８】なお、本実施形態は、連続電気めっき設備
を構成する、１以上のめっきセルに対して容易に適用可
能であり、連続電気メッキライン中に備えることによっ
て、リアルタイムで、所望のめっき付着量分布が得られ
るシステムを構築できることになる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、鋼帯の板幅方向に移動可能である、不溶性
陽極の端部をおおう電流遮断体を設け、不溶性陽極の通
電幅を板幅より狭くできるように電極面積を調整可能と
したため、鋼帯の表面と裏面とのめっき付着量の差や、
鋼帯の板幅方向におけるめっき付着量等のばらつきの発
生を低減できる。

【００５０】また、請求項２または請求項３記載の発明
によっても、電流遮断体を設け、不溶性陽極の通電幅を
板幅より狭くできるように電極面積を調整可能としたた
め、めっき付着量のばらつき等の発生を低減できる。

【００５１】さらに、請求項４記載の発明によれば、制
御目標値であるめっき付着分布と、制御量である、付着
量計にて計測しためっき付着分布との制御偏差がなくな
るように、不溶性陽極の通電幅を板幅より狭くできるよ
うに電極面積を調整可能な電流遮断体の位置を移動制御
することにより、所望のめっき付着分布となるような電
気めっきを自動的に行える、電気めっき装置を実現でき
る。

【００５２】また、本発明によれば、セル中央の鋼帯の
端部をおおう場合と異なり、不溶性陽極の端部をおおう
ので、めっき液流の乱れが少なくめっき品質の劣化がな
く、鋼帯の安定通板、安定しためっき処理が可能とな
り、また、不溶性陽極の通電面積を大幅かつ自由な位置
に制御できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態である電気めっき装置の概略
構成図である。

【図２】電流遮蔽体を含む、本発明の主要部の構成図で
ある。

【図３】本発明の主要部の他の構成例を示す構成図であ
る。

【図４】水平型の連続電気めっき設備の概略構成図であ
る。

【図５】縦型の連続電気めっき設備の概略構成図であ
る。

【図６】他の実施形態である付着量制御装置の構成図で
ある。

【図７】他の実施形態における、ロッド移動機構の構成
図である。

【図８】従来の電気めっきによる不具合の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 鋼帯 ２〜１１ めっきセル １２ コンダクトロール １３ 不溶性陽極 １４ 電流遮蔽体 １５ シリンダ ２０ ロッド ３０ 制御部 ３２ アクチュエータ ３６ 付着量計 ４０ 付着量制御装置 ４２ ラック部 ４４ ピニオン ５０ ガイド

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼帯の板幅より幅広の不溶性陽極を、該
   鋼帯を挟むように対向させて配設した装置において、 前記不溶性陽極の端部を遮蔽し、前記不溶性陽極の通電
   幅を板幅より狭くできるように、板幅方向に移動可能な
   電流遮断体を設けたことを特徴とする、電気めっき装
   置。
2. 【請求項２】 鋼帯の板幅より幅広の不溶性陽極を、該
   鋼帯を挟むように対向させて配設した装置を使用して、
   電気めっきを行う方法において、 前記不溶性陽極の端部を遮蔽し、前記不溶性陽極の通電
   幅を板幅より狭くできるように、板幅方向に移動可能な
   電流遮断体を設けておき、 前記電流遮断体を、予め定めた位置に移動することを特
   徴とする、電気めっき方法。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記電流遮蔽体の移
   動位置と鋼帯に対するめっき付着量分布との関係を予め
   求めておき、 鋼帯に対する、所望のめっき付着量分布に対応する不溶
   性陽極をおおう電流遮蔽体の位置を、前記予め定めた位
   置として、前記電流遮断体を移動することを特徴とす
   る、電気めっき方法。
4. 【請求項４】 鋼帯の板幅より幅広の不溶性陽極を、該
   鋼帯を挟むように対向させて配設した装置において、 前記不溶性陽極の端部を遮蔽し、前記不溶性陽極の通電
   幅を板幅より狭くできるように、板幅方向に移動可能な
   電流遮断体と、鋼帯に施されためっき付着量分布を計測
   する付着量計測手段と、与えられた駆動信号にしたがっ
   て、前記電流遮断体を移動させる駆動手段と、目標値で
   あるめっき付着量分布と前記付着量計が計測しためっき
   付着量分布との偏差がなくなるように、前記駆動信号を
   生成する制御動作を行う制御手段と、を備えることを特
   徴とする、電気めっき装置。