JP3779145B2

JP3779145B2 - 母線方向に間隙を有する高精度スリーブの製造方法

Info

Publication number: JP3779145B2
Application number: JP2000309976A
Authority: JP
Inventors: 瑛二渡辺
Original assignee: 株式会社旺電舎
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2020-10-11
Also published as: US20020056643A1; JP2002116352A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、母線方向に間隙を有する高精度スリーブの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
細い線状材、棒状材等を高精度で接合するためのスリーブを製造するには、従来引き抜きによって細孔チューブ状に加工し、またプレス加工によって金属薄板を丸め母線方向に間隙を残してスリーブ状に成形する方法が用いられてきた。しかし、上記の使用目的のスリーブとしては、高度の嵌め合い精度が要求されるため、スリーブの内壁の表面仕上程度、適正な締代を確保するための内径寸法精度，接合する線材を締代に抗して圧入するための両端内側の面取り等の諸条件をすべて充たすことが必要である。
【０００３】
引き抜きによって細いスリーブを製造するには、金属を管状に成形し、ダイスをくぐらせ、出口側の小さい孔の方向に引き抜き、塑性を利用して孔の内径に等しい外径に細める。所要の寸法まで順次孔径の小さいダイスに交換し、引き抜き加工と熱処理を繰り返し外径を細めていく。
この方法によれば加工は外径に対して行われ、内側の孔は引き抜きによる塑性変形の結果として細められたもので、所要の表面仕上げ程度，寸法精度に相応する加工手段を採っていないので、このままでは圧入を要する高精度スリーブとして使用するには適しない。
【０００４】
また、上記の条件を充たすための２次加工として、内面の表面仕上げの追加，母線方向全長に一筋の割りを設け、圧入に相応する寸法精度を補完するための弾性領域の拡大，両端面内側エッジの面取等が必要となる。しかし内径が細くなれば内壁面の仕上げ加工の手段はなく、割りや面取りの機械加工にはバリの発生が避けがたく圧入に適さない結果となる。また、パイプ状のものに事後加工によって間隙を作ることは応力のバランスを崩して変形する虞がある。
【０００５】
プレス加工によって金属薄板を丸め、母線方向に間隙を残してスリーブ状に成形する方法は、弾性領域を広くできるが、内径の寸法真円度において精度の確保が難しく圧入の締代に相応したスリーブ両端の内側面取り２次加工の追加を省くことはできない。
上記のように従来の技術で細い線状材、棒状材等を高精度の嵌め合いで接合するためのスリーブを製造するには、１次成形のままでは使用できず、さらに２次加工を行うことによって所要の機能を充たす対策が必要となる。これらの２次加工は、成形そのものより工程時間を要するばかりではなく、技術的にも問題が多いために一般的な機械加工と原理の異なる電気加工法等の特殊な加工法も多く試みられ手段としては目的を達したものもあるが、生産性の面で実用化には至らない現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
線状材、棒状材等を高精度で接合するためのスリーブを製造するには次の条件を充たす必要がある。すなわち、２つの線材をそれぞれスリーブ両端から圧入することによって接合するため、圧入が容易に行えること、圧入後は一定の引き抜き力以下では引き抜けないこと、そのためにスリーブの弾性領域，材質，内径寸法精度，内面仕上げ程度，両端の面取り，嵌め合いのためのスリーブの適正な締代の確保等の諸条件を満足させることが大切である。
しかし、従来の方法では上述のようにこれらの必要条件をすべて達成することは極めて難しい現状である。
本発明の目的は、高度の寸法精度と表面仕上げを有する芯材面がそのままスリーブの内面に転写され、母線方向の間隙と軸長，間隙と両端内側エッジの面取り等すべてが電着進行中に生成され高精度スリーブとしての必要諸条件を容易に充たすスリーブの製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明による高精度スリーブの製造方法は、金属線または金属棒を芯材とし、印刷，レジスト処理等の手段により前記芯材の表面の母線方向および円周方向にそれぞれ間隙を形成する線状の不電導部ならびにスリーブを切り分ける線状の不電導部を設け、前記芯材に金属被膜を電着生成し、該芯材を引き抜き除去することにより、母線方向に間隙を有するスリーブを形成するように構成し、かつ、前記金属被膜の電着生成は、前記芯材を真直且鉛直に保持し、等間隔対称的に複数の正電極を設けた電解メッキ浴中に浸漬し、液中で回転させながら電着し、前記芯材の表面に一様な厚みの金属被膜を生成するとともに電鋳層に発生する内部応力を零乃至稍圧縮側になるように制御を行い、電着終了後の芯材の除去を容易にするものである。
前記芯材は、スリーブ個別の長さより数倍以上の寸法を有し、前記芯材の表面に、スリーブを切り分ける線状の不電導部を多数設けることにより、２以上のスリーブを同時に生成するように構成されている。
すなわち、本発明はベアリング用ニードル級の寸法精度と表面仕上げを有する金属線または金属棒を用い、印刷またはレジスト処理により母線方向に１つの線状の不導体部分とスリーブの軸長の間隔毎に円周方向に多数の線状の不導体部分を設け、電解メッキ浴液中で金属被膜を所要の厚みに生成した後、芯材を除去することにより電鋳層自体をスリーブとして１つの芯材より同時に多数のスリーブを製造することができる。
【０００８】
【作用】
上記請求項１によれば、芯材の外径寸法および表面仕上が高精度で電鋳層スリーブの内面に転写されるとともに不電導部で形成される間隙部およびスリーブの軸長に切り分けられる部分は滑らかな表面となるため２次加工は不要となる。
また請求項２によれば、電着終了後の芯材の除去は容易となり、転写による内径の寸法精度，間隙によりスリーブの広い弾性領域，さらには合金メッキを含む電着材質選択の自由度を加えることによりスリーブをフェルール等の接合用金物等に使用する場合、所要の嵌め合いを満足する適正な締代の確保が容易に達成できる。
さらに請求項３によれば、電着終了後に切断する工程を経ることなく、直接多数の完成品を得ることができる。印刷インキと，レジスト等で作られた不電導部分によって塞きとめられた電着は絶縁層の勾配に沿って生成が進行するため、芯材の表面に対して漸次離れる方向に傾斜を持ち面取り状の断面形となる。したがって接合使用とする線状材，棒状材、フェルール等に対し、スリーブの両端は、締代を上回る面取りが形成されることにより圧入に際して誘導的な機能を果すと共に母線方向の間隙の内側エッジの同様な面取形状も軸方向の接合材の円滑な押し込みが容易となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１は、本発明による高精度スリーブの製造方法により製造したスリーブを示す図で、（ａ）は母線部下部を断面で示した正面図，（ｂ）は側面図，（ｃ）は斜視図をそれぞれ示している。
完成したスリーブ１の両端部は、面取形状部１ａ，１ｂが形成されている。間隙部１ｄの内側エッジ部分にも面取形状部１ｃが形成されている。フェルール用のスリーブとして使用する場合、ベアリング用ニードル級の仕上げ面の芯材が用いられ、スリーブ１の内周面は、図１（ａ）に示す程度の記号以上の仕上げ面が形成される。
【００１０】
図２〜図５は本発明による高精度スリーブの製造方法の実施の形態を示す。
図２は、不電導処理を施した芯材の一例を示している。ベアリング用ニードル級の仕上げ面を有する芯材２の表面に不電導部３が印刷またはレジスト処理によって形成されている。母線方向には線幅Ｓの一条の不電導部３ａが形成されている。また、スリーブの軸長の間隔毎に円周方向に多数の線状の不電導部３ｂが形成されている。
【００１１】
図３は、芯材を治具に取り付けた後の、電解浴に浸漬する直前の状態を示す。芯材電解メッキ用治具本体４の上下に設けられている芯材取付部７に図２に示すような芯材２を取付け、この芯材２の芯材取付部７に接する位置に近づけてテープ６を貼り付け芯材２の電着不用部分を遮蔽している。
【００１２】
図４は芯材を取り付けた治具を電解浴に浸漬し、電鋳層を生成している状態を示す。
１０はメッキ浴中の芯材２を治具４とともに回転させるためのモータであり、脱着容易な機構のモータ軸ジョイント８，８’を経て回転が伝えられる。
１４は電解槽，１３は浴液，１１はニッケル陽電極で図４では複数個設けられている。１２は芯材２の表面に生成されたニッケル電鋳層である。
【００１３】
電鋳層に発生する内部応力がゼロまたは少し圧縮側になるように制御を行う。
電解浴における電鋳生成では適切な圧縮応力が残るように工程管理を行うことができる。これについて詳述する。
ニッケルは電着時発生する内部応力が大きいため、厚いメッキ、すなわち電鋳においては内部応力を制御することは重要である。これが増加し過ぎると母型や芯材からの電着中の剥離やクラックが発生し所期の製品が得られないことになる。母型からメッキがめくれ上る方向に働く力を引張り応力（＋）、母型をおしつける方向に働く力を圧縮応力（−）と呼び、何れも製品に支障を残さない許容範囲内に止めるよう諸条件に留意する。内部応力はメッキ浴の種類によっても大きく異なり、ホウフツ化浴、ワット浴等に対し、応力の発生が最も少ないことからスルファミン酸浴が電鋳に適しているが、濃度、ＰＨ、電流密度、添加剤によっても変動する。
【００１４】
図５は、芯材表面に生成された電鋳層の断面形状を示す。
印刷インキまたはレジスト処理によって不電導部３が図５に示すような断面形状で形成される。すなわち、境界部分は勾配形状となるように形成される。
この勾配の程度は印刷インキまたはレジストの処理によって制御できる。不電導部３が存在しない部分に電鋳層１２が形成されるが、電鋳層１２が形成されない不電導部３の端部付近は、不電導部３の端部の勾配の上に一部重なるように電鋳層１２が形成される。すなわち、不電導部３の勾配に沿って生成が進行するため、芯材の表面に対して漸次離れる方向に傾斜を持って形成され電鋳層１２の端部は面取形状に形成される。
【００１５】
図６は、本発明による方法により製造したスリーブの使用状態の一例を示す図である。
スリーブ１の両端側から接合される線状材，棒状材，フェルール等１５，１６が圧入され、略中央部で接合され１５，１６の外径φ１．２ｍｍに対し、スリーブの内径は３／１０００ｍｍ小さく、適正な締代を有し、両端の面取はスリーブの肉厚に近く、円滑な圧入を達成している。
【００１６】
【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) 高度の寸法精度，表面仕上げ程度を有する芯材の転写によってスリーブ内面が生成されるので、圧入に対して他の加工方法では得られない充分な精度が容易に到達できるので、押し込みの抵抗が少なく安定した締代と引き抜き力を維持することができる。
(2) 電着生成の進行とともに芯材面に生成するメッキ層は境界線から不電導部に沿ってせり上がる傾向に成長するため芯材から離れる方向に勾配を生じ、面取り状の断面を形成することになり、スリーブの両端では圧入時の締代を越える誘導部となり母線方向の隙間には内側エッジのバリやカエリの発生を防止することになり圧入接合が容易となる。
(3) 芯材は個々のスリーブの軸長に対して数倍以上の長さに設定することにより１つの芯材当たり数個以上の同時生産が可能であり、不電導部分によって個々に独立した電鋳層として生成されるため芯材との剥離も容易で量産的メリットが大きい。
(4) 上記(1) および(2) に挙げた特長から明らかなように電着終了状態で圧入使用を目的とする高精度フェルールとしての必要移動を充たし、他の製造方法では不可缺となる２次的加工を全く必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高精度スリーブの製造方法により製造したスリーブを示す図で、（ａ）は母線部下部を断面で示した正面図，（ｂ）は側面図，（ｃ）は斜視図をそれぞれ示している。
【図２】不電導処理を施した芯材の一例を示す斜視図である。
【図３】図２の芯材を保持し、一体となって電解ニッケルメッキ浴中に浸漬するための治具を示す図である。
【図４】治具を電解浴中に浸漬し芯材に電鋳層を生成している状態を示す図である。
【図５】不電導部付近に形成された電鋳層を説明するための図である。
【図６】本発明による方法により製造したスリーブの使用状態の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…スリーブ
２…芯材
３…不電導部
４…芯材電解メッキ用治具本体
６…テープ
７…芯材取付ネジ
８，８’…モータ軸ジョイント
９…電源
１０…モータ
１１…ニッケル陽電極
１２…電鋳層
１３…浴液
１４…電解槽
１５，１６…接合される線状材，棒状材，フェルール等

Claims

金属線または金属棒を芯材とし、
印刷，レジスト処理等の手段により前記芯材の表面の母線方向および円周方向にそれぞれ間隙を形成する線状の不電導部ならびにスリーブを切り分ける線状の不電導部を設け、
前記芯材に金属被膜を電着生成し、該芯材を引き抜き除去することにより、
母線方向に間隙を有するスリーブを形成するように構成し、
かつ、前記金属被膜の電着生成は、前記芯材を真直且鉛直に保持し、等間隔対称的に複数の正電極を設けた電解メッキ浴中に浸漬し、
液中で回転させながら電着し、前記芯材の表面に一様な厚みの金属被膜を生成するとともに電鋳層に発生する内部応力を零乃至稍圧縮側になるように制御を行い、
電着終了後の芯材の除去を容易にすることを特徴とする高精度スリーブの製造方法。
前記芯材は、スリーブ個別の長さより数倍以上の寸法を有し、前記芯材の表面に、スリーブを切り分ける線状の不電導部を多数設けることにより、２以上のスリーブを同時に生成することを特徴とする請求項１記載の高精度スリーブの製造方法。