【手続補正書】
【提出日】平成16年11月18日(2004.11.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の観点による発明によれば、電着源金属を電解液に浸漬し、芯材に通電することにより、前記芯材の周囲に金属を電着させてフェルールを製造する金属フェルール製造装置であって、電解液が満たされる電鋳槽と、前記電解液に浸漬される前記電着源金属を保持する一又は二以上の金属保持手段と、前記電解液に浸漬される前記芯材を実質的に水平に支持する一又は二以上の支持手段とを備えた金属フェルール製造装置が提供される。この発明において、前記支持手段は前記金属保持手段から所定の距離を保つように前記芯材を支持することが好ましく、また前記支持手段は前記芯材の延在方向を回転軸として、当該芯材を回転させる回転部を有することが好ましい。この発明における「実質的に水平」の語は、厳密な意味ではなく金属フェルール製造装置が置載された面に対して実質的に平行であるように芯材が支持される状態を含み、装置設計上又は装置配置上の都合に応じて生じる多少の傾きがある場合を含む趣旨である。また、「電着源金属」には金属単体のみならず、合金、酸化物その他の化合物を含み、その形態は特に限定されず、板状、棒状、粒状のいかなる態様であってもよい。加えて、「芯材」の材質も特に限定されることなく、導電性があればよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
さて、このように芯材に均等な厚さの電着層を形成させることができれば、この芯材の芯線抵抗は有用な意義を有することとなる。すなわち、芯材全長に渡って電着層の厚さが均等であれば、芯線抵抗の値から芯材に形成された電着層の厚さを正確に導くことができる。このため、本発明では芯線抵抗に基づいて芯材表面の電着層の形成を制御して、外径が均等で同軸性の高い金属フェルールを製造する。具体的には、前記芯材の両端からの通電を制御する制御手段は、前記各芯材の芯線抵抗を検知する抵抗検知部と、前記抵抗検知部により検知された芯線抵抗から、前記電着層の厚さ及び前記芯材の芯線抵抗を対応づけた情報に基づいて、前記芯材に形成された電着層の厚さを算出し、この算出された電着層の厚さに応じて、前記芯材への通電を制御する電流制御部と、前記電流制御部の起動と前記抵抗検知部の起動との切り替えを行うスイッチング部とを有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
まず、図１を参照しつつ金属フェルール製造装置１００の全体構成を説明する。この金属フェルール製造装置１００は、主な構成として、電解液１１が満たされる電鋳槽１と、芯材３１の表面に電着される電着源金属２２を保持する金属保持手段２と、芯材３１を保持する芯材保持手段３と、装置の動作を制御する制御手段４とを有している。芯材３１を保持する芯材保持手段３と金属保持手段２とが一対となってワークホルダ１２に収められ、ワークホルダ１２は電鋳槽１に実質的に水平に並列（平行）配置されている。このため、ワークホルダ１２内の芯材保持手段３に保持される芯材３１も実質的に水平に並列（平行）配置されている。このように区切られたワークホルダ１２は制御手段４における制御単位となり、芯材３１への通電は芯材３１の１本ごとにそれぞれ制御される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
ワークホルダ１２とともに並列配置された金属保持手段２は、揺動枠２３１によって連結されており、この揺動枠２３１に連なる揺動部２３が起こす揺動運動が伝達されて、金属保持手段２は図１中に矢印ａで示す方向に沿って前後に揺動する。揺動部２３はクランクを含む揺動機構等の通常用いられる往復運動伝達機構を用いることができる。また、ワークホルダ１２内の芯材３１の片側端部又は両端部は回転部３２に接続し、この芯材３１はこの回転部３２により芯材３１の延在方向を回転軸として回転させられる。本実施形態の回転部３２は駆動モータに連なるチェーン状の部材であり並列配置された芯材３１を同じ速度で回転させる。なお、金属フェルール製造装置１００に併設された電鋳浴管理装置５は電鋳浴の温度や電解液１１の濃度等を管理し、不純物除去装置６は電鋳浴に含まれる金属残さや微細な塵芥を除去する。この不純物除去装置６はメッシュフィルタ手段６１と除塵手段６２とを備えている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
この図１で示した金属フェルール製造装置１００のII−II断面説明図を図２に示した。図２に示したように、電解液１１が満たされた電鋳槽１は天蓋１６によって閉じられている。この天蓋１６は外部からの塵等の不純物の混入を遮断するとともに、電解液１１の蒸発等を防止して電解液１１の濃度を一定に保つ。さらに、この電鋳槽１内には、金属保持手段２と、芯材保持手段３により保持された芯材３１と、攪拌用配管１３と、受け皿１５と、循環用配管１４とが設けられている。電鋳槽１の中の電解液１１は常に攪拌され、部分的な濃度の不均等を防止している。ここでは循環用配管１４による攪拌を説明したが、電鋳槽１内に設けられた羽根等により電解液１１を攪拌してもよいし、超音波発生器により電解液１１を攪拌してもよい。また、電解液１１は循環用配管１４により電鋳浴管理装置５及び不純物除去装置６を循環させられ、電鋳槽１内の電解液１１の状態（温度、濃度）を管理するとともに、金属残さ等の不純物を除去している。具体的には設定された電解液の温度は誤差５℃、好ましくは誤差２℃の範囲で維持され、メッシュフィルタ手段６１は０．０５１〜２μｍ程度のフィルタにより高速ろ過を行う。この循環用配管１４に電解液１１を取りこむ吸い込み口と、循環用配管１４から電解液１１を排出する吐き出し口とは、電鋳槽１内に１又は２以上設けられている。また、攪拌用配管１３は循環用配管１４から送り込まれた電解液１１を噴出し、水流を形成させて電解液１１を攪拌する。ちなみに攪拌用配管１３の下方にある受け皿１５は、電解液１１中に含まれていた不純物の沈殿物を受ける。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
金属保持手段２と芯材保持手段３とは、実質的に水平に配置されており両者の間の距離dは芯材３１の全長に渡って実質的に一定である。この位置関係を説明するために図３には金属保持手段２と制御手段４とを中心とした分解斜視図を示した。ここに示した金属保持手段２はチタンメッシュケース２１であり電着源金属２２となるニッケルの粒２２を保持する。電着源金属２２はニッケルに限定されることなくフェルールの電着に適した他の金属であってもよい。本実施形態におけるニッケル粒２２はコバルト等を含む電解ニッケルに属するものであってもよいし、硫黄を含有するニッケルであってもよい。このニッケル粒２２は使用電気容量を考慮したチタンメッシュケース２１に入れられるが、スライム（電着源金属の不溶解の残さ）が漏れないようにアノードバックを被せることが好ましい。チタンメッシュケース２１は揺動部２３（図１参照）により矢印ａの方向に沿った往復の揺動運動をさせられる。ここでは水平面に沿ってチタンメッシュケース２１を約１０ｍｍ〜約２０ｍｍの往復運動をさせることとした。このチタンメッシュケース２１の揺動により、ニッケル粒２２同士の接触点が固定されることを防止し、チタンメッシュケース２１の全長に渡ってニッケル粒２２を平坦とさせることができ、その結果ニッケルイオンの溶出位置を一定にすることができる。特に、電着の進行に伴ってニッケル粒２２は減少することから、このニッケル粒２２の減少に伴うイオン泳動の開始点の変動、芯材３１へのニッケルイオン到達の条件の変動を防止することができる。このようにニッケルイオンの溶出位置を一定とすることができれば、ニッケルイオンが芯材３１に到達するまでの泳動条件を芯材全長に渡って均等とすることができ、芯材３１へ到着したニッケルイオンの還元も芯材３１の全長に渡って均等とすることができる。その結果、芯材３１の全長に渡って電着条件を均等とすることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
このように構成された金属フェルール製造装置１００の動作を説明する。電解液１１に浸漬されたニッケル粒２２からは、ニッケルを含むイオンが溶出し、電解液１１にはニッケルを含むイオン（以下ニッケルイオンと称する）が含まれている。制御手段４により負極に接続された芯材３１に通電が開始されると、ニッケルイオンが芯材３１へ向かって泳動を開始する。このときチタンメッシュケース２１は芯材３１と平行であり、またチタンメッシュケース２１と芯材３１とは実質的に水平方向に配置されている。よって、チタンメッシュケース２１と芯材３１との距離は芯材３１の全長に渡って実質的に同じとなる。しかもチタンメッシュケース２１は水平方向に揺動しているため、ニッケルイオンの泳動開始点は一定に保たれる。よって、チタンメッシュケース２１内のニッケル粒２２から新たに溶け出したニッケルイオンは、同じ条件の下で芯材３１の表面に至る。他方芯材３１は回転しているため、芯材３１におけるニッケルイオンの結晶化は芯材３１の周囲全体において均等な確率で生じ、電着層の形成は芯材３１の周囲全体において均等に進行する。こうして形成された電着物は、全長に渡って同じ径を有し、しかも中心となる芯材３１の位置は一定である。この電着物から芯材３１を抜き取ると、線径が０．１２６ｍｍ、さらに好ましくは０．０１２５ｍｍの高い同軸性を有する金属フェルールが得られることとなる。本実施形態の金属フェルール製造装置１００により得られる金属フェルールは１ｍｍ〜３ｍｍの外径を有し、同軸度は０．５μm以下の誤差に留められている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
続いて、本実施形態に係る金属フェルール製造装置１００の動作の制御について説明をする。この金属フェルール製造装置１００の芯材への通電を制御するのは図４に示した制御手段４である。この制御手段４は、スイッチング部４１を介して芯材３１の両端の通電用電極４０ａと４０ｂとに働きかける。この２つの通電用電極４０ａ、４０ｂはともに陰極に接続されており、芯材３１の両端から電子が流れ込む。このように芯材３１の両端を陰極に接続させることにより、芯材３１の全長に渡って電流密度ｃをより均等とすることができる。ちなみに、もし芯材３１の一端を陰極に接続させた場合には、芯材３１の抵抗等の種々の要因により、芯材３１を流れる電子と電着原金属の金属イオンの分布密度を芯材３１の全長に渡って厳密に均等とすることはできない。このため、本実施形態では芯材３１の両端に陰極に接続された通電用電極４０ａ、４０ｂとを設けることとした。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
さて、ステップ１３以降の動作の説明に戻る。まず、スイッチング部４１が起動し（ステップ１３）、電力制御部４４を介した通電を停止させ、芯線抵抗検知部４２を起動させる。芯線抵抗検知部４２は抵抗測定器４２ａを介して芯材３１の芯線抵抗を検知する（ステップ１４）。続いて、電着層算出部４３は芯線抵抗検知部４２が検知した芯線抵抗に基づいて、電着層の厚さを算出する。ちなみにこの電着層の厚さの算出は、予め算出回路に実装された芯線抵抗値と電着層の厚さを対応づけた情報に基づき行われる（ステップ１５）。さらに電着層算出部４３は、算出した電着層の厚さが、設定された厚さとなったかを判断し（ステップ１６）、設定された厚さになっていない場合には、スイッチング部４１が起動し、その切り替え指令に従い（ステップ２１）、電流制御部４４が第２の電流値における通電を開始する（ステップ２２）。一方、設定された厚さの電着層が得られたのであれば、芯材３１への通電を終了する（ステップ１７）。このステップ１３におけるスイッチング部４１は予め設定された、異なる（開始から序々に短くなる）時間間隔で起動させることとしたが、等しい時間間隔で起動させてもよい。なお、ステップ１２において、第１の電流値による電着は所定の時間行うこととしたが、第２の電流値による電着のように芯線抵抗検知部４２の検知する芯線抵抗に基づいて電着層の厚さに応じて通電を行うことも可能である。すなわち、ステップ１２に代えて、ステップ１３からステップ１６の処理を行ってもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
次に、図７に示した他の実施形態について説明をする。図７に示した例は図１で示した金属フェルール製造装置１００を横に５列並べ（１００−１〜１００−５）、量産性を向上させた金属フェルール製造装置２００である。この金属フェルール製造装置２００には、５つの電鋳槽１（１−１〜１−５）の電鋳浴を集中的に管理する電鋳浴管理装置５と、これらの電鋳槽１（１−１〜１−５）の電鋳浴の不純物を除去する不純物除去装置６とが併設されている。この電鋳浴管理装置５はヒータや濃度分析機器を備え、電解液１１の温度状態や濃度状態を一定に保つ。また、不純物除去装置６はメッシュフィルタ手段６１や除塵手段６２を備え、電着過程において生じる微細な不純物を除去する。この金属フェルール製造装置２００に含まれる金属フェルール製造装置（１００−１〜１００−５）は、先に説明した金属フェルール製造装置１００と構造において共通する。図７（ｂ）に示すように、図外の芯材支持手段３が通電用電極４０ａ、４０ｂを介して芯材３１を水平に保持し、また、この芯材３１に対向する位置に金属保持手段２が水平に配置されている。この金属保持手段２はワークホルダ１２に保持されて電鋳槽１に水平面に沿って並列に並べられている。揺動部２３はこの揺動枠２３１を揺動させ、金属保持手段２を揺動する。これにより、同軸性の高い金属フェルールをさらに大量に生産することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【符号の説明】
１００、２００…金属フェルール製造装置
１…電鋳槽
１１…電解液
１２…ワークホルダ
１３…攪拌用配管
１４…循環用配管
１５…受け皿
１６…天蓋
２…金属保持手段
２１…チタンメッシュケース
２２…電着源金属、ニッケル粒
２３…揺動部
２３１…揺動枠
３…芯材保持手段
３１…芯材
３２…回転部
４…制御手段
４０…電力供給部
４０ａ、４０ｂ…通電用電極
４１…スイッチング部
４２…芯線抵抗検知部
４２ａ…抵抗測定器
４３…電着層算出部
４４…電流制御部
５…電鋳浴管理装置
６…不純物除去装置
６１…メッシュフィルタ手段
６２…除塵手段
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2003156659.tif 000001