JPH11350184A - 微細溝構造を有する部品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パイプ形状の内面に深くて微細な溝構造を有す
る部品を高精度で歪みなく製造する。 【解決手段】２種類の金属による電鋳法、例えばニッケ
ル電鋳法／銅電鋳法を組み合わせ、母型となる銅母型を
ベースとして最終的に製品となる部分をニッケル電鋳法
で形成し、微細溝となる部分を銅電鋳法で形成し、更に
機械加工により所定寸法に仕上げる。これらの工程を必
要により繰り返し、最終的に銅母型及び銅電鋳部分をエ
ッチング処理により除去し、残ったニッケル電鋳部分に
よってｍｍ単位の微細溝部分を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直径が１０〜２０
ｍｍ程度に構成される部品内に微細溝を形成する製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パイプ形状の内面に深くて微細な
溝構造を有する部品、特に直径が１０〜２０ｍｍ程度の
パイプ内面等にｍｍ単位の深い溝が開口面に向いている
構造の部品製作は、機械加工等では製造が不可能であっ
た。

【０００３】また、精密鋳造法や、通常の単一の金属の
みによる電鋳法を適用しても、開口寸法が０．２〜０．
３ｍｍの溝加工は、溝深さが開口寸法と同程度までが限
界で、１０倍以上の深い溝は製作不可能であった。寸法
の大きなものであれば、旋盤等の工作機械を用いて加工
が可能であったが、溝の寸法がｍｍ単位や、それ以下で
は、工具等の制約から加工が不可能であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した従来の欠点を解消し、機械加工、精密鋳造法、通常
の電鋳法では到底製造できない精度、構造の微細溝構造
を有する製品の製造を可能とし、特に、製造の際に、機
械加工等を行わずに仕上げ、歪みのない高精度な微細
溝、薄肉構造の部品を製作可能とするごとき微細溝構造
を有する部品およびその製造方法を提供するものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基本的には以下に記載するような技術構
成を採用するものである。

【０００６】即ち、本発明に係わる微細溝構造を有する
部品の製造方法の第１態様は、２種類の金属による金属
電鋳工法と、機械加工により前記金属を所定の形状寸法
に仕上げる工法と、前記２種類のうち他の電鋳金属によ
って囲まれた１種類の電鋳金属を選択的にエッチング処
理により除去する工法とを組み合わせて微細溝を形成す
ることを特徴とするものであり、また第２態様は、前記
２種類の電鋳金属がニッケルと銅であり、前記エッチン
グ処理により除去する電鋳金属が銅であることを特徴と
するものであり、また第３態様は、銅電鋳法で製作した
母型の周囲にニッケル電鋳法により第１のニッケル電鋳
層を所定厚さまで形成する工程と、前記第１のニッケル
電鋳層を所定の形状寸法に仕上げるとともに前記母型の
銅の一部が露出するごとくに機械加工を行う工程と、前
記第１のニッケル電鋳層の上に銅電鋳法により銅電鋳層
を形成し前記露出した一部の銅とで連続した銅層を形成
する工程と、前記銅電鋳層を所定の形状寸法に仕上げる
機械加工を行う工程と、仕上げた前記第１のニッケル電
鋳層および前記銅電鋳層の上にニッケル電鋳法により第
２のニッケル電鋳層を形成し連続したニッケル層を形成
する工程と、前記母型の銅部分および前記第２のニッケ
ル電鋳層を所定の形状寸法に仕上げる機械加工を行う工
程と、前記母型の銅と前記銅電鋳層からなる前記連続し
た銅層をエッチング処理により除去し、残った前記第１
および第２のニッケル電鋳層によって溝を形成する工程
とからなることを特徴とするものである。

【０００７】また、本発明に係わる微細溝構造を有する
部品の第１態様は、上述した製造方法の第１態様または
第２態様により製造されることを特徴とするものであ
り、また第２態様は、上述した製造方法の第３態様によ
り製造されることを特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係わる微細溝構造を有す
る部品およびその製造方法は、特にパイプ形状の内面に
深くて微細な溝構造を有する部品の製造において、２種
類の電鋳金属、例えばニッケル電鋳法／銅電鋳法を組み
合わせ、母型となる銅型をベースとして最終的に製品と
なる部分をニッケル電鋳法で形成し、微細溝となる部分
を銅電鋳法で形成し、さらに機械加工により所定寸法に
仕上げるという工程を必要により繰り返し、最終的に母
型の銅及び銅電鋳部分をエッチング処理により除去する
ことにより、ｍｍ単位の微細溝構造を有する部品を製造
することが可能となるものである。

【０００９】次に、本発明の実施の形態の一例として、
パイプ形状の内面に開口面に向かってｍｍ単位の微細溝
を有する薄肉構造のホーンアンテナ及びその製造方法に
よる実施例にもとづき、図面を参照して説明する。

【００１０】図１は本発明の実施の形態の工程を示すフ
ローチャートである。図２は本発明の一実施例の薄肉構
造ホーンアンテナの断面図、図３ないし図１０はその製
造工程を順次に示す断面図である。

【００１１】図２に示すように、この薄肉構造のホーン
アンテナは、円筒形状の内面に開口寸法が０．２〜０．
３ｍｍの溝で且つ深さが開口寸法の約１０倍という微細
溝をなす溝部１ａ、１ｂを形成するものとする。

【００１２】本実施例の製造方法について、以下、工程
の順を追って説明する。

【００１３】最初に、図３に示すように銅で電鋳法の銅
母型２を製作し、この周囲にニッケル電鋳法により形成
したニッケル電鋳層（Ａ）３を所定厚さまで形成する
（図１のＳ１〜Ｓ２、以下、図１は省略）。

【００１４】次に、図４に示すようにニッケル電鋳法で
形成したニッケル電鋳層（Ａ）３の機械加工を行い、所
定の厚さ、形状に仕上げる。このときに、母型として使
用している銅母型２の一部分が外部に露出する様に機械
加工を行う（Ｓ３）。

【００１５】その後、溝となる部分を銅電鋳法を用い、
図５の様に銅電鋳層４を形成する。この結果、銅母型２
の銅と銅電鋳法で形成した銅電鋳層４が連続な銅層とな
る（Ｓ４）。

【００１６】銅の電鋳後、銅電鋳層４に機械加工を行
い、図６に示すような形状にすると共に、所定の寸法に
銅の層を仕上げる（Ｓ５）。

【００１７】その後、再度、周囲に図７の様にニッケル
電鋳法を行い、ニッケル電鋳層（Ｂ）５を形成し、先の
ニッケル電鋳層（Ａ）３と連続なニッケル層とすると共
に、更に所定の厚さまでニッケル電鋳層（Ｂ）５を形成
する（Ｓ６）。

【００１８】本実施例に於いては、電鋳法の適用は、こ
こまでで終了し、次に、形成したニッケル電鋳層（Ｂ）
５の外面を、図８に示すように所定形状、寸法に機械加
工を行う（Ｓ７）。

【００１９】その後、更に、銅母型２として使用した銅
の機械加工を行い図９の様にする（Ｓ８）。

【００２０】機械加工後、塩化第二鉄の様な銅に選択的
にエッチング効果のある溶液を用いて、銅母型２として
使用した銅、及び電鋳法で形成しニッケル層の間に挟み
込まれている電鋳銅４をエッチング処理する（Ｓ９）。

【００２１】エッチングにより最終的に残るのは図１０
の様にニッケル電鋳層（Ａ）３とニッケル電鋳層（Ｂ）
５で形成されたニッケル層であり、このニッケル層によ
り製品の本体６の形状が構成され、同時にエッチング処
理後の微細溝である溝部１ａ、１ｂが形成される（Ｓ１
０）。

【００２２】また、本発明の製造方法および部品におけ
る他の実施の形態としては、パイプ形状であれば、円筒
形状のパイプでも、また多角形状のパイプでもよく、形
状に関係なく内部に微細溝を有する部品を製作できる形
態とすることができる。また本発明の実施の形態の考え
を更に発展させて、平面上の微細溝構造の製造に対して
も適用することが可能となる。

【００２３】また、銅電鋳法、ニッケル電鋳法、機械加
工の工程を更に繰り返すことにより、より複雑な構造の
部品製造にも適用することができる。なお、上述した実
施の形態においては、金属電鋳法に用いる２種類の金属
として、ニッケルと銅を例示したが、これに限定するこ
となく、エッチング処理により除去される金属は硬度が
比較的に低いもの、また他の金属はこれより硬度の高い
ものであり、なおかつコスト等の面にて実用的な２種類
の金属を組み合わせて用いるようにしてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、金
属電鋳法により２種類の金属を組み合わせ、微細溝とな
る一方の金属をエッチング処理により除去する製造方法
を適用することにより、機械加工、精密鋳造法、通常の
電鋳法では到底製造できない精度、構造の深くて微細な
溝構造を有する製品の製作が可能となる効果がある。

【００２５】特に、製造の際に、機械加工等を行わずに
仕上げるため、歪みのない高精度な微細溝構造及び薄肉
構造の部品が製作可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の工程を示すフローチャー
トである。

【図２】本発明の一実施例の薄肉構造ホーンアンテナの
断面図である。

【図３】図２の溝部を製造する第１工程を示す断面図で
ある。

【図４】図２の溝部を製造する第２工程を示す断面図で
ある。

【図５】図２の溝部を製造する第３工程を示す断面図で
ある。

【図６】図２の溝部を製造する第４工程を示す断面図で
ある。

【図７】図２の溝部を製造する第５工程を示す断面図で
ある。

【図８】図２の溝部を製造する第６工程を示す断面図で
ある。

【図９】図２の溝部を製造する第７工程を示す断面図で
ある。

【図１０】図２の溝部を製造する第８工程を示す断面図
である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 溝部 ２ 銅母型 ３ ニッケル電鋳層（Ａ） ４ 銅電鋳層 ５ ニッケル電鋳層（Ｂ） ６ 本体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２種類の金属による金属電鋳工法と、機
   械加工により前記金属を所定の形状寸法に仕上げる工法
   と、前記２種類のうち他の電鋳金属によって囲まれた１
   種類の電鋳金属を選択的にエッチング処理により除去す
   る工法とを組み合わせて微細溝を形成することを特徴と
   する微細溝構造を有する部品の製造方法。
2. 【請求項２】 前記２種類の電鋳金属がニッケルと銅で
   あり、前記エッチング処理により除去する電鋳金属が銅
   であることを特徴とする請求項１記載の微細溝構造を有
   する部品の製造方法。
3. 【請求項３】 銅電鋳法で製作した母型の周囲にニッケ
   ル電鋳法により第１のニッケル電鋳層を所定厚さまで形
   成する工程と、前記第１のニッケル電鋳層を所定の形状
   寸法に仕上げるとともに前記母型の銅の一部が露出する
   ごとくに機械加工を行う工程と、前記第１のニッケル電
   鋳層の上に銅電鋳法により銅電鋳層を形成し前記露出し
   た一部の銅とで連続した銅層を形成する工程と、前記銅
   電鋳層を所定の形状寸法に仕上げる機械加工を行う工程
   と、仕上げた前記第１のニッケル電鋳層および前記銅電
   鋳層の上にニッケル電鋳法により第２のニッケル電鋳層
   を形成し連続したニッケル層を形成する工程と、前記母
   型の銅部分および前記第２のニッケル電鋳層を所定の形
   状寸法に仕上げる機械加工を行う工程と、前記母型の銅
   と前記銅電鋳層からなる前記連続した銅層をエッチング
   処理により除去し、残った前記第１および第２のニッケ
   ル電鋳層によって溝を形成する工程とからなることを特
   徴とする微細溝構造を有する部品の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の製造方
   法により製造されることを特徴とする微細溝構造を有す
   る部品。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の製造方法により製造さ
   れることを特徴とする微細溝構造を有する部品。
6. 【請求項６】 前記部品が薄肉構造のホーンアンテナで
   あることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記
   載の製造方法および部品。