JP6879550B2

JP6879550B2 - 電鋳装置

Info

Publication number: JP6879550B2
Application number: JP2017090953A
Authority: JP
Inventors: 章武田
Original assignee: 株式会社エムエスデー
Priority date: 2017-05-01
Filing date: 2017-05-01
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2037-05-01
Also published as: JP2018188695A

Description

本発明は、線材の周囲に電鋳による金属層を形成し、該金属層から該線材を引き抜くことで微細管を製造する微細管製造方法に用いられる電鋳装置に関する。

近年、金属製の微細管の需要が高まっており、例えば、無痛又は小痛の注射針や、光ファイバコネクタ部品として使用されるフェルール等に使用されている。このような金属製の微細管は様々の方法で製造することができ、一例として、線材の周囲に電鋳による金属層を形成し、該金属層から線材を引き抜くことで微細管を製造する微細管製造方法が知られている。

電鋳技術を用いた微細管製造に関し、以下のような発明が提案されている。
例えば、特許文献１には、電解液が入れられた電鋳槽の中央部に、所定長の線材を縦方向の姿勢で配置すると共に、線材の周囲を取り囲むように複数本の陽極柱を立設する構造の装置が開示されている。
例えば、特許文献２には、ドーナツ状に形成された電鋳槽に複数のアノードケースを放射状に配置し、所定長の線材を横方向の姿勢にして電鋳槽内を周回させる構造の装置が開示されている。

特許第３３０８２６６号公報特開２００４−３２３８９６号公報

上記特許文献１，２等に開示された従来技術は、電鋳槽に線材の全体（又は大部分）を沈めて電鋳する仕組みであるため、電鋳できる線材の長さは電鋳槽の大きさに依存していた。また、電鋳槽を大型化して長い線材を電鋳できるようにすることも考えられるが、電鋳槽の大型化によって装置コストや設置面積が増大してしまう問題があった。このため、微細管を効率よく製造できる新たな仕組みが求められていた。

本発明は、上記のような従来の事情に鑑みて為されたものであり、微細管を効率よく製造することが可能な電鋳装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る電鋳装置を以下のように構成した。
（１）線材の周囲に電鋳による金属層を形成し、該金属層から該線材を引き抜くことで微細管を製造する微細管製造方法に用いられる電鋳装置において、線材を電鋳するための電鋳槽と、該電鋳槽内に該線材を供給する供給手段と、該電鋳槽内から該線材を回収する回収手段とを有し、該線材は、該供給手段から該電鋳槽を経由して該回収手段まで、略直線状に張り渡され、該線材を該供給手段から該回収手段に連続的に移動させ、該線材の周囲に所定の厚さの該金属層を形成すると共に、該供給手段及び該回収手段には、該線材を巻き付ける円柱ドラムを備え、該円柱ドラムの直径は、該供給手段のものより該回収手段のものの方が大きいことを特徴とする。
（２）線材の周囲に電鋳による金属層を形成し、該金属層から該線材を引き抜くことで微細管を製造する微細管製造方法に用いられる電鋳装置において、線材を電鋳するための電鋳槽と、該電鋳槽内に該線材を供給する供給手段と、該電鋳槽内から該線材を回収する回収手段とを有し、該線材は、該供給手段から該電鋳槽を経由して該回収手段まで、略直線状に張り渡され、該線材を該供給手段から該回収手段に連続的に移動させ、該線材の周囲に所定の厚さの該金属層を形成すると共に、該回収手段は、回収された該線材を保湿するための保湿手段を有することを特徴とする。

（３）上記（１）又は（２）に記載の。電鋳装置において、該電鋳槽には、電鋳材料を収容した略円筒形状の収容体が配置され、該線材は、該収容体の中心軸付近を通るように張り渡されることを特徴とする

本発明に係る電鋳装置によれば、長尺の線材の電鋳が可能であり、大量の微細管を効率よく製造することができる。また、線材の交換回数を減らすことができ、作業負担を軽減することもできる。

本発明の一実施形態に係る電鋳装置の概略的な構成を示す側面図である。図１に示した電鋳装置の平面図である。図２のＡ−Ａ’における電鋳槽の断面図である。

本発明の一実施形態に係る電鋳装置について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電鋳装置の概略的な構成を示す側面図である。図２は、図１に示した電鋳装置の平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ’における電鋳槽の断面図である。

本例の電鋳装置は、供給ブロックＢ１と、電鋳ブロックＢ２と、洗浄ブロックＢ３と、回収ブロックＢ４とを直列に配置した構造となっている。
供給ブロックＢ１には、電鋳する前の線材１を巻き付けた円柱ドラムである供給ボビン２が配置される。電鋳ブロックＢ２には、電解液を入れられた電鋳槽３が配置される。洗浄ブロックＢ３には、洗浄水を入れられた洗浄槽４が配置される。回収ブロックＢ４３は、電鋳及び洗浄後の線材１を巻き取る円柱ドラムである巻き取りリール５が配置される。

供給ボビン２は、電鋳する前の線材１が巻き付けられるので、比較的小径の円柱ドラムを用いることができる。一方、巻き取りリール５は、電鋳した後の線材１が巻き付けられるので、製造する微細管に要求される直線性を確保できる程度に比較的大径の円柱ドラムを用いることが望ましい。一例として、供給ボビン２には、直径が１００ｍｍ程度の円柱ドラムが用いられ、巻き取りリール５には、直径が７００ｍｍ程度の円柱ドラムが用いられる。

線材１は、供給ボビン２から引き出され、電鋳槽３及び洗浄槽４を経由して、巻き取りリール５に取り付けられる。すなわち、電鋳槽３及び洗浄槽４を貫通するように線材１が張り渡される。巻き取りリール５にはギヤを介してサーボモータ６が連結されており、サーボモータ６の駆動によって巻き取りリール５が軸回りに回転する。これにより、線材１が巻き取りリール５に巻き取られていく。すなわち、線材１は、供給ボビン２から巻き取りリール５に向かって徐々に移動される。線材１としては、例えば、ステンレス線が用いられる。なお、線材１の移動をガイドするために、線材１の移動経路の一部（例えば、供給ボビン２と電鋳槽３の間や洗浄槽４と巻き取りリール５の間）に、ガイドローラなどの送り支援機構を設けてもよい。また、供給ボビン２と電鋳槽３の間に、電鋳槽３に送り込む線材１を清拭する清拭機構を設けてもよい。清拭機構としては、例えば、アルカリ水、酸性水、アルコール等を含浸させたフェルトで線材１の汚れを洗浄又は拭き取る機構を用いることができる。

電鋳槽３は、図２，３に示すように、壁体３１，３２で囲んだ２重構造となっており、内側の壁体３２で囲まれた電解液収容部３３と、外側の壁体３１と内側の壁体３２とで囲まれた電解液回収部３６とを有する。電解液収容部３３は、その底面に設けられた給水孔３５から給入される電解液で満たされる。電解液収容部３３から溢れた電解液は、その周囲にある電解液回収部３６に回収され、電解液回収部３６の底面に設けられた排水孔３７から排出される。排出された電解液は、不図示の濾過ポンプ、加温タンクなどを経て、電解液収容部３３に還流される。

電解液収容部３３には、電鋳材料を収容した略円筒形状のアノード収容体３４が、横方向に倒した姿勢で配置される。アノード収容体３４の周壁は、ある程度の厚みを持たせて中空に形成してあり、外壁と内壁との間の空間に電鋳材料を格納してある。電鋳材料としては、例えば、直径８ｍｍ程度のニッケル球を用いることができる。また、アノード収容体３４の周壁には、電鋳材料が通過しない程度の大きさの孔を多数形成してあり、電鋳材料が電解液に溶解して流出するようにしてある。

洗浄槽４も、電鋳槽３と同様に、壁体４１，４２で囲んだ２重構造となっており、内側の壁体４２で囲まれた洗浄水収容部４３と、外側の壁体４１と内側の壁体４２とで囲まれた洗浄水回収部４４とを有する。洗浄水収容部４３は、その底面に設けられた給水孔から給入される洗浄水で満たされる。洗浄水収容部４３から溢れた洗浄水は、その周囲にある洗浄水回収部４４に回収され、洗浄水回収部４４の底面に設けられた排水孔から排出される。排出された洗浄水は、不図示の濾過ポンプ、加温タンク等を経て、洗浄水収容部４３に還流される。

電鋳槽３を構成する壁体３１，３２の上流側及び下流側の部分には、縦方向に延びるスリット部を設けてある。同様に、洗浄槽４を構成する壁体の上流側及び下流側の部分にも、縦方向に延びるスリット部を設けてある。また、アノード収容体３４は、周方向の一部区間が軸方向全体にわたって欠けた形状となっており、この区間（開口区間）が上になる姿勢で電解液収容部３３内に配置される。

供給ボビン２から引き出された線材１は、電鋳槽３及び洗浄槽４内にスリット部を通して導入され、更にアノード収容体３４内に開口区間から導入されて、巻き取りリール５に取り付けられる。すなわち、線材１は、供給ボビン２から電鋳槽３及び洗浄槽４を経由して巻き取りリール５まで、略直線状に張り渡される。また、線材１は、アノード収容体３４の内壁から略等距離となる位置、すなわち、アノード収容体３４の中心軸付近を通るように張り渡される。

線材１の張り渡し後は、各スリット部からの電解液や洗浄液の漏水を防ぐために、防水フェルト等で各スリット部が封止される。また、電鋳装置には、不図示の電源装置が設けられており、陰極（マイナス）側が線材１と電気的に接続され、陽極（プラス）側がアノード収容体３４と電気的に接続される。

供給ボビン２から巻き取りリール５まで張り渡された線材１は、巻き取りリール５によって巻き取られながら所定の速度で移動（等速移動）していき、その過程の電鋳槽３及び洗浄槽４内で電鋳及び洗浄される。すなわち、線材１は、供給ボビン２から電鋳槽３内に送り入れられ、電鋳槽３内で電鋳により表面に所定の厚さの金属層が形成され、電鋳槽３から送り出される。その後、線材１は、洗浄槽４内に送り入れられて洗浄され、洗浄槽４から送り出されて巻き取りリール５に巻き取られる。このように、本例の電鋳装置では、線材１を供給ボビン２から巻き取りリール５に連続的に移動させながら電鋳し、線材１の周囲に所定の厚さの金属層を形成する。

本例の電鋳装置では、略円筒形状のアノード収容体３４の中心軸付近を通るように線材１を配置して電鋳するので、線材１の周囲に略均一に金属層を形成することができる。以下では、線材１及び金属層よりなる線状物を「電鋳線」と称する。巻き取りリール５に巻き取られた電鋳線は、或る程度の長さで切断され、金属層から線材１が引き抜かれる。これにより、金属製の微細管が得られる。線材１の引き抜きは、例えば、切り出した電鋳線の一方の端部付近に周方向の切込みを入れて折り曲げ、この折り曲げ部分を把持して引っ張ることで行える。

なお、電鋳線が乾燥すると、金属層から線材１を引き抜きにくくなるという問題がある。そこで、本例の電鋳装置には、巻き取りリール５に巻き取られた電鋳線（電鋳後の線材１）を保湿するための保湿手段として、巻き取りリール５の下側部分が収容される水含浸受け部７を設けてある。水含浸受け部７には水が張られており、巻き取りリール５の下側部分を水に浸すことで、巻き取りリール５に巻かれた電鋳線を保湿することができ、電鋳線の乾燥が防がれる。

また、線材１の電鋳により得られた電鋳線は、巻き取りリール５に巻き取られるため、巻き取りリール５の外周の曲率に応じた曲線形状となる。しかしながら、微細管は比較的短尺にカットして使用されることが多いため、比較的大径（本例では、直径が７００ｍｍ程度）の円柱ドラムを巻き取りリール５に用いることで、使用時に支障がない程度に微細管の曲りを抑えることができる。

一例として、無痛又は小痛の注射針に使用される微細管を製造する場合には、例えば、線材１として直径０．１ｍｍのステンレス線が用いられ、金属層を含む直径が０．１６ｍｍ程度となるまで電鋳が行われる。これにより、０．０３ｍｍ程度の厚さの金属層が線材１の周囲に形成される。線材１の電鋳により得られた電鋳線は、例えば、３００ｍｍ程度ずつ切り出されて線材１が引き抜かれ、これにより金属製の微細管が得られる。この微細管を、例えば、３５ｍｍ単位で切断することで、無痛又は小痛の注射針を製造できる。なお、これらの寸法は例示であり、微細管の用途や仕様等に応じて変更すればよい。

以上のように、本例の電鋳装置は、線材を電鋳するための電鋳槽３と、電鋳槽３内に線材１を供給する供給手段（本例では、供給ボビン２）と、電鋳槽３内から線材１を回収する回収手段（本例では、巻き取りリール５）とを有し、線材１は、供給手段（２）から電鋳槽３を経由して回収手段（５）まで、略直線状に張り渡され、線材１を供給手段（２）から回収手段（５）に連続的に移動させ、線材１の周囲に所定の厚さの金属層を形成する構成となっている。したがって、長尺の線材の電鋳が可能であり、大量の微細管を効率よく製造することができる。また、線材の交換回数を減らすことができ、作業負担を軽減することもできる。

また、本例の電鋳装置は、電鋳槽３には、電鋳材料を収容した略円筒形状の収容体（本例では、アノード収容体３４）が配置され、線材１は、収容体（３４）の中心軸付近を通るように張り渡される構成となっている。したがって、線材の表面に略均一に金属層を形成することができ、真円度の高い微細管を製造することができる。

また、本例の電鋳装置は、供給手段及び回収手段に、線材１を巻き付ける円柱ドラムである供給ボビン２及び巻き取りリール５を備え、円柱ドラムの直径は、供給手段のもの（供給ボビン２）より回収手段のもの（巻き取りリール５）の方が大きい構成となっている。したがって、電鋳装置をシンプルな構造としつつ、製造する微細管に要求される直線性を確保することも可能となる。

また、本例の電鋳装置は、回収手段（５）は、回収された線材１を保湿するための保湿手段（本例では、水含浸受け部７）を備えた構成となっている。したがって、電鋳線が乾燥して金属層から線材が抜きにくくなることを抑制することができる。

以上、実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した内容に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能であることはいうまでもない。
例えば、供給手段や回収手段として、線材１を巻き付けずに直線状に保持する構造や、線材１を所定長ずつ折り返して保持する構造などを用いてもよい。

例えば、回収手段として、巻き取りリール５に代えて、電鋳槽３から線材１を所定長引き出す毎に線材１を切断して回収する機構を設けてもよい。この場合には、例えば、線材１を挟み込む一対の伝搬ローラを配置して伝搬ローラを回転させることで線材１を移動させる仕組みなど、巻き取りリール５による巻き取り以外で線材１を移動させる仕組みを用いればよい。

例えば、保湿手段として、水含浸受け部７に代えて、水をシャワー放出するシャワーノズルを巻き取りリール５の上方に設け、巻き取りリール５に巻き取られた電鋳線に水シャワーをかける構成としてもよい。また、シャワーノズルと水含浸受け部７を併用してもよい。

本発明は、線材の周囲に電鋳による金属層を形成し、該金属層から該線材を引き抜くことで微細管を製造する微細管製造方法に用いられる電鋳装置に利用することができる。

１線材
２供給ボビン
３電鋳槽
４洗浄槽
５巻き取りリール
６モータ
７水含浸受け部
３１，３２壁体
３３電解液収容部
３４アノード収容体
３５給水孔
３６電解液回収部
３７排水孔
４１，４２壁体
４３洗浄水収容部
４４洗浄水回収部

Claims

線材の周囲に電鋳による金属層を形成し、該金属層から該線材を引き抜くことで微細管を製造する微細管製造方法に用いられる電鋳装置において、
線材を電鋳するための電鋳槽と、
該電鋳槽内に該線材を供給する供給手段と、
該電鋳槽内から該線材を回収する回収手段とを有し、
該線材は、該供給手段から該電鋳槽を経由して該回収手段まで、略直線状に張り渡され、
該線材を該供給手段から該回収手段に連続的に移動させ、該線材の周囲に所定の厚さの該金属層を形成すると共に、
該供給手段及び該回収手段には、該線材を巻き付ける円柱ドラムを備え、
該円柱ドラムの直径は、該供給手段のものより該回収手段のものの方が大きいことを特徴とする電鋳装置。
線材の周囲に電鋳による金属層を形成し、該金属層から該線材を引き抜くことで微細管を製造する微細管製造方法に用いられる電鋳装置において、
線材を電鋳するための電鋳槽と、
該電鋳槽内に該線材を供給する供給手段と、
該電鋳槽内から該線材を回収する回収手段とを有し、
該線材は、該供給手段から該電鋳槽を経由して該回収手段まで、略直線状に張り渡され、
該線材を該供給手段から該回収手段に連続的に移動させ、該線材の周囲に所定の厚さの該金属層を形成すると共に、
該回収手段は、回収された該線材を保湿するための保湿手段を有することを特徴とする電鋳装置。
請求項１又は２に記載の電鋳装置において、
該電鋳槽には、電鋳材料を収容した略円筒形状の収容体が配置され、
該線材は、該収容体の中心軸付近を通るように張り渡されることを特徴とする電鋳装置。