JP2004083971A

JP2004083971A - 細径金属部材製造用の電鋳装置

Info

Publication number: JP2004083971A
Application number: JP2002245071A
Authority: JP
Inventors: Akira Kenjo; 見城　晃
Original assignee: OORINKU TECHNOLOGY LLC
Current assignee: OORINKU TECHNOLOGY LLC
Priority date: 2002-08-26
Filing date: 2002-08-26
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】芯線に電着する電着金属の厚さの均一化、外径精度を向上させ、高精度の真円度を得るようにして、高精度の同軸度，同筒度を実現することができる細径金属部材製造用の電鋳装置を提供する。
【解決手段】電着金属収納室部１６内の電着金属収納網籠１５に陽極を印加し、芯線１３に陰極を印加する。電着金属収納室部１６において、析出された電着金属の動き（電流の流れ）が電着金属収納室部１６の周壁にて規制され、テーパー付き開口１６ａのみから流出する。この電着金属の流れは、テーパー付き開口１６ａから通路部１４に達し、狭い通路部１４において周壁に規制されながら、通路部１４に架設されている芯線１３に達し、電着金属が芯線１３に付着する。
【選択図】　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電鋳によって高真円度を有する細径金属部材を製造するための電鋳装置に係り、特に中空金属部材の製造に適した電鋳装置に関し、光ファイバと光ファイバとの接続部、あるいは光ファイバと光デバイスとの接続部に用いられる金属製のフェルールの製造に適用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信において重要な部品であるフェルールは、図８に例示するような形状をなすものであって、長さＬが１０ｍｍ程度、外径Ｄが１．２５〜２．５ｍｍであり、内径ｄが光ファイバの規格（外径０．１２５ｍｍ）に対応して０．１２６ｍｍに規定されている中空形状のものである。
【０００３】
従来、フェルールは、ジルコニア製のものが主流であったが、製造工程が複雑であって、寸法精度のよいものを効率的に製造することができず、このため、近年、電鋳により金属製のフェルールを製造することが提案されている。
【０００４】
電鋳によりパイプ状の金属部材を製造する製造方法の基本的技術の一例としては、特開平１１−１９３４８５号公報に記載された細孔チューブの製造方法を挙げることができる。
【０００５】
図９は中心に細管を有する中空金属部材の製造するための従来の電鋳装置における概略構成を説明するための断面状態を示す正面図、図１０は図９の従来の電鋳装置を平面からみた平面図であり、１は電解液２で満たされている電解槽、３は電源、４は、電源３の陽極に接続され、かつ電着する金属材料が収納されている網籠状かつ筒形状をなす電着（電解析出）金属収納網籠、５は被電着材である芯線６が複数本架設されているホルダ、７はホルダ５に固定された回転軸、８は回転軸７を回転駆動するモータ部であって、回転軸７，ホルダ５を介して各芯線６に電源３の陰極が電気的に接続されている。
【０００６】
ホルダ５は電解槽１の中央部に配設され、電着金属収納網籠４が電解槽１の内周部に複数個が配設されており、電着金属収納網籠４と各芯線６とが、それぞれ下端部が電解槽１の底面に向くように電解液２に浸漬されている。
【０００７】
電鋳処理は、電源３をオンにして、電着金属収納網籠４と各芯線６とをそれぞれ通電状態にし、ホルダ５を回転させながら行われる。
【０００８】
そして、従来技術では、芯線６に所定の厚さまで電着金属が形成された後、電着金属から中心の芯線６を除去することにより、芯線６を除去した部位に芯線６の外径と略同じ内径を有する細孔を具備した金属部材が得られる。そして、その金属部材を適当な長さに切断することにより、例えば図８に示すようなフェルールとなる中空金属部材にしようとするものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電鋳によりフェルールを製造する技術は理論的には可能であるが、実際上、フェルールに要求される高寸法精度の中空金属部材が得られなかった。前記のような従来の電鋳装置により、長い芯線を用いて中空金属部材を製造する場合の問題は、電鋳処理により得られた製造物において、芯線に対して電着金属が不均一に着くことであり、このため、電鋳製造物における真円度、および中空部分の外周に対する同軸精度、および長手方向全体に同じ形状になる同筒度などの評価において良好なものが得られないということにある。
【００１０】
図１０に示すように（図１０では一部のみを詳細に示してあるが、各電着金属収納網籠４と芯線６との各部において同様な状態になる）、電着金属収納網籠４に電源の陽極が電気的に接続され、各芯線６に電源３の陰極が接続されており、電源投入時、矢印Ａにて示す電流の流れのように、電流は、電着金属収納網籠４の全周から各芯線６へ向かって流れ、特に最も近い芯線６に向かって多く流れるが、その電流の流れは均一にならない。前記電流の流れは析出された金属の動きに一致する。
【００１１】
各芯線６は、電着状態を均一にするために、自転Ｂしながら、かつホルダ５の回転Ｃにより、順次、電着金属収納網籠４に対向する位置に向かうように移動しているが、このことが各芯線６ごとに電着条件が均一になりにくい要因の１つにになっている。
【００１２】
さらに、この種の電鋳処理における１つの特性として、電鋳対象物（芯線）における突出部分，角部分に対して電着が集中し易いことから、芯線６の端部、あるいは芯線６に何らかの原因で突起部が形成されると、その部分に集中して電着が成長するようになる。このことも、電鋳製造物の外形が均一な状態にならない要因の１つであると考えられる。
【００１３】
これらの電着の不均一は、通常の電着においてはさほど問題視されない。しかしながら、フェルールなどの高い精度の真円度と、同筒，同軸度とが要求されるものの製造にあっては、電着金属における厚さ不均一の問題を解決することは、生産性を上げ、歩留まりを向上させる意味からも重要なことである。
【００１４】
前記のような電着金属における外径の不均一性の問題については、特開２００１−２０７２８６号公報に記載があるように、電着する金属材料が収納されている網状筒形状をなす電着金属収納網籠４の形状に依存するとの考えもあるが、実際、この解決手段を講じても、電着金属の厚さの不均一が生じてしまい、この手段も充分な解決対策であるとはいえない。
【００１５】
そこで本発明は、従来の課題を解決し、芯線に電着する電着金属の厚さの均一化、外径精度を向上させ、高精度の真円度を得るようにして、高精度の同軸度，同筒度を実現することができる細径金属部材製造用の電鋳装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、被電着材である導電性を有する芯線を電源の陰極に接続し、電着する金属あるいは電着する金属を収納した電着金属収納網籠を電源の陽極に接続し、前記電着する金属あるいは前記電着金属収納網籠と前記芯線とを電解液が収納された電解槽に浸漬し、通電状態にて前記芯線を前記電解液内で回転させて電鋳処理を行うことにより、芯線の表面に電着金属を形成する細径金属部材製造用の電鋳装置であって、前記電解槽に、前記電着する金属あるいは前記電着金属収納網籠と、前記芯線とを互いに対向状態かつ平行状態に保持し、さらに前記電解槽の上部に、１本の前記芯線のみが架設され、かつ電解液が通る通路部分を設けたことを特徴とし、この構成によって、１本の芯線のみを比較的狭い通路部分に架設することにより、電鋳処理時に電解液の流れと、電流の流れ（析出された電着金属の動きに等しい）が狭い通路において芯線に対して均一状態でかつ集中するように規制されることになり、しかも芯線は自転するため、芯線の外形に対する電着状態を長手方向および全周において均一にすることができ、外形精度を飛躍的に向上させることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の細径金属部材製造用の電鋳装置において、芯線が架設される通路部と、この通路部の下部に連通するように設置されて、電着する金属あるいは電着金属収納網籠が設置される電着金属収納室部と、この電着金属収納室部の下部に連通するように設置されて、電解液が供給され、かつ該電解液を前記電着金属収納室部および前記通路部に送るための電解液供給室部とにより、前記電解槽を構成したことを特徴とし、この構成によって、コンパクトな構造にて請求項１に記載の発明を実施することが可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施形態を説明するための電鋳装置における正面断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図、図３は図１の電鋳装置における電解槽の要部を示す分解斜視図であり、１１は電解液１２で満たされる電解槽であって、図１に示すように、本例では４つの電解槽１１が近接して設置されるような構成になっている。
【００２０】
各電解槽１１は、１本の芯線１３のみが架設される通路部１４と、この通路部１４の下部に連通するように設置されて、電着する金属あるいは電着金属収納網籠１５が設置される電着金属収納室部１６と、この電着金属収納室部１６の下部に連通するように設置されて、供給口１７から電解液１２が供給され、かつ該電解液を電着金属収納室部１６および通路部１４に送るための電解液供給室部１８からなっている。通路部１４と電着金属収納室部１６と電解液供給室部１８とは、それぞれ絶縁性を有し、かつ電解液１２にて劣化しない樹脂材からなる板材により構成されている。
【００２１】
通路部１４は２枚の板状部１４ａが対向するような構造であり、上部が開放して芯線１３が入ることができ、かつ電解液１２がオーバーフローするようになっている。また、電着金属収納室部１６は、断面四角形状の箱型のものであり、上部に通路部１４と連通するテーパー付き開口１６ａが形成されている。さらに、電解液供給室部１８は、同様に断面四角形状の箱型のものであり、上部に電着金属収納室部１６と連通する開口１８ａが形成され、下部に新鮮な電解液１２が供給される供給口１７などが設置されている。
【００２２】
各電解槽１１は、外枠フレーム１９内に収納され、オーバーフローした電解液１２が外部に流出しないようにしている。外枠フレーム１９の一側には、図１に示すように、オーバーフローした電解液１２を電解液回収部（図示せず）へ送るための電解液循環系の一部を構成する回収室２０が設けられている。
【００２３】
また、本実施形態において、被電着材である芯線１３として、ステンレスなどの金属製線材，非金属素材，表面に無電解金属メッキを施した樹脂製線材あるいは繊維製線材などが使用される。また、電着金属収納網籠１５として、電着する金属材料（例えばニッケル）が収納されているチタン製の網籠状で、かつ筒形状あるいは四角形状をなすものが使用され、各電解槽１１内において、芯線１３と電着金属収納網籠１５とは、互に対向し、かつ平行状態になるように設置される。
【００２４】
さらに、図２において、電源２１は、その陽極が電着金属収納網籠１５の両端および略中央部に電気的に接続され、陰極が芯線１３の両端に電気的に接続されている。芯線１３の両端部を保持するホルダ部材（本例では４本の芯線を保持することができる）２２は、各電解槽１１の上部を覆うように配設され、ホルダ部材２２に相対向するように設けられた垂下部２３において、芯線１３の端部を回転可能に支持している。垂下部２３には、芯線１３を締着するチャッキング部材２４、および芯線１３を回転駆動させる駆動源から駆動力を受ける歯車などからなる駆動体２５が設置されている。
【００２５】
次に、本実施形態における電鋳処理について説明する。
【００２６】
電解液１２を各電解槽１１の供給口１７から供給し、ホルダ部材２２を所定の位置にセットして、該ホルダ部材２２の垂下部２３に架設された４本の芯線１３を、それぞれ電解槽１１の通路部１４に設置する。電源２１を投入することにより、電源２１の陽極が電着金属収納網籠１５の両端および略中央部に電気的に接続され、陰極が芯線１３の両端に電気的に接続され、各芯線１３が駆動体２５により周方向に回転される。
【００２７】
前記のような状態における電鋳を行うことにより、図４，図５に示す説明図のように、電着金属収納網籠１５内から析出された電着金属は、電着金属収納室部１６のテーパー付き開口１６ａに案内されるようにして、１本の芯線１３が架設されている通路部１４に新鮮な電解液１２と共に移動することになる。
【００２８】
すなわち、図４に示すように、電着金属収納室部１６において、矢印にて示す析出された電着金属の動き（電流の流れ）が電着金属収納室部１６の周壁にて規制され、テーパー付き開口１６ａのみから外部へ流出することになる。さらに、この電着金属の流れは、図５に示すように、狭い通路部１４に規制されながら、通路部１４に架設されている芯線１３に達し、電着金属が芯線１３に付着する。
【００２９】
また、前記電鋳処理中、電荷液１２は、各電解槽１１の供給口１７から供給されて、通路部１４の上部開口からオーバーフローして回収室２０に集められ、電解液循環系にて処理されることにより、常に、新鮮な電解液１２が各電解槽１１に対して供給されるようになっている。
【００３０】
なお、本実施形態では、通路部１４の２枚の板材１４ａ間の間隙、および電源２１の印加電圧，電流などは、電着対象の芯線１３の径、あるいは電着金属の厚さなどによって調整，コントロールしながら電鋳処理を行う。
【００３１】
このような本実施形態における前記のような析出された電着金属の規制により、１本の芯線１３に対して集中して電着金属が規制されながら電着されることになるため、従来のこの種の装置に比較して、芯線１３の全長，全周において、確実に均一厚さの電着金属が形成されることになり、電着製造物として、μｍオーダーの高精度の外径形状にすることができた。
【００３２】
このため、本実施形態にて得られた電鋳製造品に対して芯線１３部分を除去する処理を施して得られるフェルールにしても、高精度の真円度と同筒，同軸度において好結果を得ることができ、例えば真円度および同筒，同軸度を±１〜３μｍ程度にすることができた。
【００３３】
なお、前記実施形態における各部材の形状，寸法などは、仕様などに対応して適宜変更する必要がある。例えば通路部１４を図６，図７に示すように変形させることが考えられる。
【００３４】
図６は通路部の変形例を説明するための電鋳装置における正面断面図、図７は図６における通路部を示す斜視図であり、図６に示す電鋳装置は基本的に図１〜図５にて説明した実施形態の構成と同様であって、図１〜図５にて説明した部材と対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００３５】
図６，図７に示す構成例では、電着金属収納室部１６の上部に、上方が徐々に窄まる形状の屋根形で、かつ頂部に開口３０ａが設けられた通路部３０を載置するようにしたものであり、この例では、開口３０ａ近傍に芯線１３を架設している。図１〜図５に示す通路部１４に比べて析出された電着金属の動きに対する規制が弱くなるが、従来のこの種の装置に比較すれば、芯線１３の全長，全周において、確実に均一厚さの電着金属が形成され、外径精度が大幅に改善される。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電解槽に、電着する金属あるいは電着金属収納網籠と芯線とを互いに対向状態かつ平行状態に保持し、さらに電解槽の上部に、１本の芯線のみが架設され、かつ電解液が通る通路部分を設けたことによって、電鋳処理時に電解液の流れと、電解液中における析出された電着金属の動きが狭い通路で、自転する芯線に対して均一状態で集中するように規制されるため、芯線の外形に対する電着状態を長手方向および全周において均一にすることができて、外形精度を飛躍的に向上させることができる。よって、製造物の外形において高精度の真円度が得られ、このため、芯線部分を除去した後の金属部材において、高精度の同筒，同軸度を呈する中空金属部材にすることができるため、特にフェルールのように細径で高い精度の真円度と同筒，同軸度とが要求される製品の製造に適用して、効果が大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための電鋳装置における正面断面図
【図２】本実施形態を示す図１におけるＡ−Ａ線断面図
【図３】本実施形態を示す図１の電鋳装置における電解槽の要部を示す分解斜視図
【図４】本実施形態の電着金属収納室部における電流の流れ（析出金属の動き）の説明図
【図５】本実施形態の電着金属収納室部と通路部における電流の流れ（析出金属の動き）の説明図
【図６】本実施形態における電着金属収納室部の変形例を用いた電鋳装置の説明図
【図７】本実施形態における電着金属収納室部の変形例を示す斜視図
【図８】一般的なフェルールの形状，寸法を説明するための断面図
【図９】細径金属部材を製造するための従来の電鋳装置の構成の説明図
【図１０】図９に示す従来の電鋳装置における問題を説明するため平面状態を示す説明図
【符号の説明】
１１　電解槽
１２　電解液
１３　芯線
１４　通路部
１５　電着金属収納網籠
１６　電着金属収納室部
１７　供給口
１８　電解液供給室部
２１　電源

Claims

被電着材である導電性を有する芯線を電源の陰極に接続し、電着する金属あるいは電着する金属を収納した電着金属収納網籠を電源の陽極に接続し、前記電着する金属あるいは前記電着金属収納網籠と前記芯線とを電解液が収納された電解槽に浸漬し、通電状態にて前記芯線を前記電解液内で回転させて電鋳処理を行うことにより、芯線の表面に電着金属を形成する細径金属部材製造用の電鋳装置であって、
前記電解槽に、前記電着する金属あるいは前記電着金属収納網籠と、前記芯線とを互いに対向状態かつ平行状態に保持し、さらに前記電解槽の上部に、１本の前記芯線のみが架設され、かつ電解液が通る通路部分を設けたことを特徴とする細径金属部材製造用の電鋳装置。
前記芯線が架設される通路部と、この通路部の下部に連通するように設置されて、前記電着する金属あるいは前記電着金属収納網籠が設置される電着金属収納室部と、この電着金属収納室部の下部に連通するように設置されて、前記電解液が供給され、かつ該電解液を前記電着金属収納室部および前記通路部に送るための電解液供給室部とにより、前記電解槽を構成したことを特徴とする請求項１記載の細径金属部材製造用の電鋳装置。