JP2003105582A - 異径スリーブの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電鋳法により容易に高精度異径スリーブを製
造することができる異径スリーブの製造方法を提供す
る。 【解決手段】 金属の線状材、棒状材を使用し、異径相
互の軸芯のズレなど所定の条件を充たすように切削、研
削などにより加工する。スリ割、軸長などの不電導部を
構成する印刷を施す。芯材を鉛直に保持し、軸長を超え
た上下両端の部分に治具に取付け、この付近を絶縁テー
プで遮蔽し、電解ニッケルメッキ浴中に浸漬し回転させ
る。浴濃度・ＰＨ等の条件に留意しつつ、電鋳層に発生
する内部応力の制御を行い、適切な圧縮応力が残るよう
に工程管理を行う。電鋳層が所定の厚みに達したとき電
解槽より引き上げ、芯材と電鋳層が一体となったものを
治具より取り外し、芯材両端の遮蔽テープを取り除く。
不電導性インクを溶解除去し、芯材を引き抜くことによ
り電鋳層による異径スリーブの完成品を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異径スリーブの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、直径の異なる２種のフェルールを
所定の精度で接続できる異径スリーブは実用化されてい
ない。それは次の理由による。すなわち、異径スリーブ
の２つの異なる内径相互の軸芯のズレを所要の許容範囲
内（０．５μｍ程度）に収めること、異径の各寸法精度
１μｍ以内、内壁の仕上面程度（ラッピング、超仕上等
による▽▽▽▽級程度）等の必要条件を従来の加工手段
によって達成することが至難であることによる。

【０００３】外形加工に関する限り、切削、研削、研
磨、ラッピング等、殆どあらゆる機械加工手段の対応が
容易であり、これらの手段の特性を選択活用することに
より、高い精度の加工が可能であり、上記の数値的条件
を充し得ると思われる。しかし、異径スリーブに求めら
れている内面の加工、特に細孔（φ２ｍｍ程度以下）に
ついては、現状の加工手段によって上記の所要条件を達
成することは不可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記のように、現状の
機械加工技術は、外形加工に関する限り、高度の水準を
達成し得るものの、内面の加工については加工手法上の
制約が多く、特に２つの異径から成る段付細孔に対して
は、上述に示された種々の精度上の所定の条件を充たす
ことは不可能であり、未だ実用化された例はない。

【０００５】本発明の目的は、所定の精度に加工された
外形加工品を芯材として、外形をそのまま電着層内面に
転写し、至難とされる内面の加工によることなく、電鋳
法により容易に高精度異径スリーブを製造することがで
きる異径スリーブの製造方法を提供するものである。ま
た、本発明の他の目的は、スリーブにフェルール等を接
続する際の嵌合状態安定化のためのスリ割、あるいは幾
何学的パターン等による開孔を設け、あるいは一定の軸
長に製造する必要に対しては、電着開始前に予め芯材に
不電導性インク等で、これら電着層の生成を不要とする
部分に対応する印刷を施すことにより、電着終了と共に
事後の一切の加工を省略し得る高精度異径スリーブの製
造方法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明による異径スリーブの製造方法は以下の方法
を採用する。すなわち、両端に余裕を有する完成品の軸
長より長いステンレス、あるいは加工性良好な金属の線
状材、棒状材を使用し、異径相互の軸芯のズレ、各径の
寸法精度および表面仕上等が所定の条件を充たすよう、
切削、研削、研磨、ラッピング等従来の方法により加工
する。次にスリ割、軸長、弾性を与えるための開口パタ
ーン等必要に応じて不電導部を構成するための印刷を施
す。印刷方法は不電導部の寸法形状に対応して、シルク
印刷、ディスペンサー、ナイフエッジによるオフ・セッ
ト式転写方法等により適する方式を選択採用する。印刷
済みの芯材を鉛直に保持し、軸長を超えた上下両端の部
分において治具に取付け、この付近を絶縁テープで遮蔽
し、電解ニッケルメッキ浴中に浸漬する。芯材は治具と
共に浴中で回転させながらその表面に均等な厚みの電着
層を生成させるが、厚みの一様化と能率向上のため、複
数の芯材を浸漬して自転・公転の合成回転とし、複数の
陽極を設けることもある。このニッケル電鋳の工程にお
いては、浴濃度・ＰＨ・電流密度・添加剤等の条件に留
意しつつ、電鋳層に発生する内部応力の制御を行い、工
程の終了時において適切な圧縮応力が残るように工程管
理を行う。電鋳層が所定の厚みに達すれば、電解槽より
引き上げ、芯材と電鋳層が一体となったものを治具より
取り外し、芯材両端の遮蔽テープを取り除く。不電導性
インクを溶解除去し、芯材を引き抜くことにより電鋳層
による異径スリーブの完成品が得られる。

【０００７】

【作用】この製造方法によれば、高精度加工の容易な外
形の機械加工手段によって得られた芯材を用い、電鋳法
によって精度を損なうことなく、内面に転写するため、
内面を直接加工する従来の加工手段では到底達成するこ
とができなかった高精度異径スリーブの製造が可能とな
った。また、スリ割、幾何学的パターン軸長等の加工に
ついても、予め芯材に不電導性インク等による印刷を施
すことにより、電着終了と同時に完成品が得られ、他の
一切の追加加工を省くことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の形
態を詳しく説明する。図１（ａ）は、本発明による異径
スリーブの製造に使用する芯材１の寸法・精度・仕上程
度の一例を示す図であり、異径φ２．５ｍｍ，φ１．２
５ｍｍ相互の軸芯のズレは０．５μｍ程度に収められて
いる。１”は不電導インクによる円周に沿う線状の印刷
部分で、これにより、芯材に対する電着の終了と同時に
所定の軸長ｌの完成品を得ることができる。１’は異径
スリーブ製造用芯材１の電着時に治具に差し込み取り付
けるための部分である。

【０００９】図１（ｂ）は、芯材１にニッケル電着を行
い、所定の肉厚に達した後、芯材１を引き抜いて得られ
た電鋳層による異径スリーブの完成品２を示す。芯材１
の寸法精度・表面仕上そのものが内面に転写され、２種
のフェルール３，４を実用上充分の精度で接合すること
ができる。

【００１０】図２に芯材１に電着を行う際の治具と装置
の概要を示す。図２（ａ）は芯材と取り付け用治具の関
係を示す斜視図である。５は芯材１を取り付ける治具で
あり、上部はモータ軸７と連結するためのジョイント５
ａを有している。下部は芯材１の１’の外径に近い内径
のパイプ状で下端に１個乃至複数個のスリ割５ｂを有し
ている。芯材１の１’は下部パイプ状の部分に差し込ま
れ、弾性によって固定される。６は絶縁用遮蔽テープ
で、芯材１と治具５の接合部付近を覆い、芯材１は電解
ニッケル浴液１２中に浸漬される。

【００１１】図２（ｂ）は電着中の一例を示す概要図で
ある。治具５はジョイント５ａを介してモータ８の回転
軸７と連結し、芯材１は治具５と一体となって回転す
る。電解ニッケル浴液１２が満たされた電解メッキ槽１
１にはニッケル陽極１０が浸漬されており、電源９の＋
電極はニッケル陽極１０に、−電極は陰極として作用す
る治具５にそれぞれ接続されている。電着終了時におけ
る芯材の引き抜き除去、スリーブとフェルールの接合時
における嵌合等に関して、完成時のスリーブには適切な
圧縮応力が存在することが望ましい。このニッケル電鋳
の工程において、浴濃度・ＰＨ・電流密度・添加剤等の
条件に留意して、電鋳層に発生する内部応力の制御を行
うことが必要である。

【００１２】図３は芯材１の異径間のテーパ部に施した
小円状の印刷を説明するための図である。上記テーパ部
に施した印刷による不電導部（小円状印刷）１３により
電着進行に伴い、電鋳層に小孔が生成される。図１
（ｂ）に示すように異径スリーブ２に対し両端からフェ
ルール３，４を嵌合する際必要となる空気抜き孔とな
る。

【００１３】図４および図５はスリーブに弾性を与える
ために、スリ割あるいは幾何学的パターンより成る多数
の開口部を設ける手段として芯材にこれらに対応する不
電導インクによる印刷１４，１５等を施した状態を示す
斜視図である。前述のように治具５に取り付け、電解ニ
ッケル浴液中に浸漬し、電着を行う。

【００１４】図４は芯材１に施されたスリ割のための印
刷１４と所定の軸長のための印刷１”を示しており、電
着終了をもって完成品が得られる。異径スリーブは相互
の中間にテーパ部分があり、ここに各ストレートの部分
に近い弾性挙動を与えることは難しく、テーパ部分のス
リ割の形状、条数等については工夫を要する。図は一例
を示したもので、条数は１または任意の複数とするが、
適切な弾性を有すること、異径フェルールの嵌合に際し
て相互の軸芯のズレが極力発生しないよう留意すること
が大切である。

【００１５】図５は芯材１に施された幾何学的パターン
の多数の開口部のための印刷１５と所定の軸長のための
印刷１”を示しており、電着終了をもって完成品が得ら
れる。この方式のスリーブについては、電着工程の条件
管理の他、電着層の厚さ、スリーブ面積に対するパター
ンの開口率、開口数等を選択することにより、適切な弾
性領域を与えることができる。

【００１６】スリ割による場合、スリーブ内径の拡張は
スリ割の巾のみの開きによるため内径の真円度が損なわ
れるが、異径スリーブについては、両径に起こる現象が
量的に異なり、それが異径フェルール相互の軸芯のズレ
となり、機能上の影響が大きい。図５の方式によるスリ
ーブは、母線方向にスリ割を有せず、フェルールの嵌合
により内径が弾性領域内で拡張した場合、材料自体の平
均的な伸びとなり、真円度、軸芯のズレが起こらず、異
径フェルールを良好な伝送効率を確保して接続すること
ができる特徴がある。

【００１７】図６は図５の印刷済の芯材に電着した後、
印刷１”および１５の不電導性インクを溶解除去し、芯
材を引き抜いて得られた完成品の図５の１６に相当する
部分の拡大斜視図で、幾何学的パターンの一例を示して
いる。印刷１５は小判形開口部で円周６等分６０°間隔
６列に配置し、図に示すように隣り合う列の開口部は１
／２ピッチずらしてある。下端は３列について１７に示
されるように小判形は１／２の長さとなって開放されフ
ェルールを嵌合し易い形となっている。異径の他端も同
様である。種々のパターンが考えられるが、嵌合し易
く、弾性領域における材料の伸びが軸芯を中心に対称的
に行われ、真円度が損なわれず、偏心を発生しないパタ
ーンであることが肝要である。

【００１８】図７は不電導性インクと電鋳層生成の関係
とその効果を示した図である。図７（ａ）は、芯材１上
の印刷１”，１４および１５のインク膜は、縁に近づく
に従って薄くなり、その勾配に沿って電鋳層が生成され
る状態を示す断面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）
の終了時、印刷１”，１４および１５のインクを溶解除
去し、芯材１を引き抜いて得られた電鋳完成品２の断面
を示す。図７（ａ），（ｂ）で明らかなように、芯材と
インクの境界付近に生成された勾配状の電鋳部分は、×
印に示す面取形状をなし、フェルール３，４等を電鋳完
成品２に嵌合する際に有効である。

【００１９】

【発明の効果】以上、説明したように本発明は、上記の
方法・工程によって構成されるので以下の効果を有す
る。 （１）異径フェルール等の接続を目的とする細い異径ス
リーブを内径の加工によって所要の精度を充たすことは
不可能であるが、本発明は機械加工に適する外形の加工
によって所定の精度を有する逆型を作り、これを芯材と
して表面に電着層を生成し、高精度の外形をそのまま内
面に転写できる電鋳法を採用することにより使用条件を
充たす異径スリーブの実用化を達成した。 （２）本発明では、電鋳法によってスリーブを製造する
ため、スリーブに弾性領域を付与する方法としてスリ
割、幾何学的パターンによる多数の開口を設ける必要が
あれば、芯材に予め不電導インクでスリ割、パターン等
に対応する印刷を施し、電鋳層の生成されない部分を構
成することにより容易に目的を達成することができる。 （３）図１（ａ）１”，図４ １”，図５ １”等に示
す軸長を区切る印刷により、電着終了と共に所定の軸長
を有し、スリ割、パターンによる開口等が設けられたス
リーブの完成品が得られ、他の一切の追加加工を省くこ
とができる。 （４）図７（ａ），（ｂ）に示すように、芯材と印刷の
境界付近における電着層生成の形態により、スリ割、幾
何学的パターンの開口部、軸長の区切り等の縁の部分は
すべて内側嵌合面に対して面取形状の勾配に形成され、
通常の加工によれば避けられないバリの発生は皆無であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による異径スリーブの製造に使用する芯
材と芯材に電着することによって得られた電鋳製異径ス
リーブ、および異径スリーブと異径フェルールの関係の
概要を示す図である。（ａ）は異径スリーブの各径の寸
法と所要公差、表面仕上の一例、（ｂ）はこの芯材から
電鋳法により得られた異径スリーブに対応する２種のフ
ェルールの寸法の具体例を示している。

【図２】（ａ）は図１（ａ）の芯材を電解ニッケル浴液
に浸漬し、電着を行うための治具と取り付け方法を示す
図、（ｂ）は電着中の状況を示す図である。

【図３】スリ割、開口パターン等を有しない異径スリー
ブに空気抜き孔を設けるため、芯材に施した印刷を示す
図である。

【図４】異径スリーブの各径とテーパ部にスリ割を設け
るため、芯材に行った印刷状態を示す斜視図である。

【図５】スリ割によらず、スリーブに弾性を与える手段
として幾何学的パターンによる多数の開口を設ける目的
で芯材にそのパターンに対応する不電導性印刷を施した
状態を示す斜視図である。

【図６】図５の芯材に電着して得られた異径スリーブの
図５の１６に対応する部分の拡大斜視図である。

【図７】（ａ）は印刷が施された芯材に対する電着層の
生成の形態を示す図、（ｂ）はその形態による面取り効
果を示す断面の略図である。

【符号の説明】

１ 異径スリーブ製造用芯材 １’芯材の治具取付部 １”所定の軸長に対応する不電導インクの印刷 ２ 電鋳による異径スリーブ完成品 ３，４ フェルール ５ 芯材保持用治具 ６ 絶縁用テープ ７ モータ軸 ８ モータ ９ メッキ用電源 １０ ニッケル等の陽極 １１ 電解メッキ槽 １２ 電解ニッケル浴液 １３ 小円状印刷 １４ スリ割用印刷 １５ 幾何学的パターンの印刷 １５’１５による開孔 １６ 芯材部分 １７ スリーブ両端部の開口形状

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステンレス線材等の金属材料を使用し、
   機械加工法により、異なる２つの外径よりなる段付軸を
   作り、 前記段付軸を芯材として外周面に電着層を生成すること
   により、２つの軸芯のズレ，内径寸法精度および表面仕
   上状態を前記段付軸の外径からそのまま電着層内壁に転
   写し、 前記電着層から前記段付軸を引き抜くことにより径の異
   なる２種のフェルール等を所定の高精度で接続できる異
   径スリーブを製造することを特徴とする電鋳による異径
   スリーブの製造方法。
2. 【請求項２】 スリ割りを形成すべく前記段付軸の母線
   方向に不電導性のインクによる印刷を施し、 電着層の生成の際に前記印刷に対応して前記異径スリー
   ブの母線方向に沿って１または複数個のスリ割を形成す
   ることにより、 前記異径スリーブとフェルールの嵌合後、引き抜きに要
   する力を一定の範囲に収めフェルール外径に対して弾性
   効果を作用させることを特徴とする請求項１記載の電鋳
   による異径スリーブの製造方法。
3. 【請求項３】 幾何学的パターン等の開口部を形成すべ
   く前記段付軸の母線方向に不電導性のインクによる印刷
   を施し、 電着層の生成の際に前記印刷に対応して前記異径スリー
   ブの母線方向に沿って幾何学的パターン等の開口部を形
   成することにより、 前記異径スリーブとフェルールの嵌合後、引き抜きに要
   する力を一定の範囲に収めフェルール外径に対して弾性
   効果を作用させることを特徴とする請求項１記載の電鋳
   による異径スリーブの製造方法。
4. 【請求項４】 前記開口部は、電着層の厚さ、スリーブ
   面積によって開口率、開口数を決定することを特徴とす
   る請求項３記載の電鋳による異径スリーブの製造方法。
5. 【請求項５】 前記段付軸の各異径の軸部において所定
   の位置の円周方向に不電導性インクによる線状の印刷を
   施し、電着完了と同時に所定の軸長を有する異径スリー
   ブを得ることを特徴とする請求項１，２または３記載の
   電鋳による異径スリーブの製造方法。