(57)【要約】      （修正有）【課題】電気鋳造法による高精度な金属微細管の製造方法を提供する。【解決手段】製造方法は、陰極回転方式による電気鋳造法であり、電鋳メッキ浴の基本配合は、主成分の単純塩、錯塩またはアミン系塩である金属化合物成分に必要に応じ塩化物成分、ｐＨ緩衝剤成分を組成し、更に所定量の塩を含む有機硫黄化合物成分を添加する事とし、該塩を含む有機硫黄化合物は、電鋳における直流電圧の印加で陰極３である母材芯線５表面に離型効果となる剥離皮膜の形成、または電鋳物に僅かな圧縮の内部応力を与え剥離を促進させる為、前記、電鋳メッキ浴で母材芯線５の両端部を真直に支持し回転させながら該母材芯線５表面に金属電着させた電鋳体は、母材である芯線５を引き抜くか、または押し出す事で容易に除去し微細孔が作製でき高精度な金属微細管が製造される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造方法は、金属電鋳メッキ浴に所定量の塩を含む有機硫黄化合物を添加した、陰極回転方式による電鋳法であり、陰極部である母材導電性芯線の両端を真直に支持し、該芯線を中心軸に回転させ外周部に所望寸法まで金属電着させ、得られた電鋳体の母材である該芯線を引き抜くか、または押し出す事で除去し貫通孔である内径を作製し製造する事を特徴とするの電鋳法による高精度な金属微細管の製造方法。
【請求項２】
前記、製造方法により、母材導電性芯線を、複数本使用し金属電着した電鋳体の、複数の該芯線を引き抜くか、または押し出し除去する事で、必要に応じた複数の貫通孔である内径を作製できる事を特徴とする請求項１記載の電鋳法による高精度な金属微細管の製造方法。
【請求項３】
金属メッキ浴の基本配合は、主成分の単純塩、錯塩またはアミン系塩である金属化合物成分に必要に応じ塩化物成分、ｐＨ緩衝剤成分を組成し、更に所定量の塩を含む有機硫黄化合物成分を添加するが、該塩を含む有機硫黄化合物成分は、直流電圧の印加で母材陰極表面に離型効果となる剥離皮膜を形成または電鋳物に圧縮の内部応力を与える成分である事を特徴とする請求項１、２記載の電鋳法による高精度な金属微細管の製造方法。
【請求項４】
前記、塩を含む有機硫黄化合物成分は、一種または、二種以上の混合組成で添加する事を特徴とする請求項１、２または３記載の電鋳法による高精度な金属微細管の製造方法。
【請求項５】
微細管は、アルミニウム、ニッケル、鉄、銅、コバルト、タングステン及びそれらの合金からなる群からえらばれた一種である事を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電鋳法による高精度な金属微細管の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法により製造された事を特徴とする電鋳法による高精度な金属微細管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、所定量の塩を含む有機硫黄化合物の添加により離型効果を得る金属電鋳メッキ浴を用いた電気鋳造法であり、高精度な金属微細管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】高精度な微細管部品は、光通信に使用される光ファイバ接続部品であるフェルール、メカニカルスプライス、微細孔ではないが高い内径精度が要求され光コネクタ同士を突き合わせ接続する管状部品である接続スリーブ、また、医療器関連においては、注射針、カテーテルなどの製品がある。近年、特に高精度、高品質が要求される光通信部品は、市場での需要が増大化傾向にあるが、微細孔のある円筒形状体（微細管）を切削または研削による機械加工を施し、外径、内径、または同軸度をミクロンオーダー以下の寸法精度で仕上げ製造される為、機械加工を施すうえで、より優位性が高い高精度な微細管が必要であり、また簡易で量産化が可能な微細管の製造方法が要望されている。【０００３】微細管の製造方法としては、金型を使用し高温下での焼成により成型する方法、金属板を絞り製造する方法があり、また本製造方法でもある電鋳法においては、母材である芯線外周部に金属電着させ、得られた電鋳体中の該母材芯線を薬品または加熱により溶解する方法、樹脂である母材芯材の表面に金属被膜を形成し金属被膜を残し、該母材芯材を引き抜く方法、また、予め母材芯材の表面に離型処理し母材である芯線外周部に金属電着させ、得られた電鋳体中の該母材芯線を引き抜きまたは押し出す方法により、母材芯線を除去し貫通孔を作製し微細管を製造する方法がある（特許文献１参照、特許文献２参照、特許文献３参照）。
【特許文献１】特許公開平４−３１１５８９
【特許文献２】特許公開平１１−１９３４８５
【特許文献３】国際公開番号ＷＯ００／３１５７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】微細管である製品は、機械加工では困難である優れた内径精度の微細孔を有し、更には、光通信部品である光フェルールに代表されるように、内径の中心と外径の中心が高精度に一致した高い同心性も要求される。【０００５】微細管の製造方法には、前述したように高温下で焼成し成型する製造方法、金属板を絞る製造方法あるいは電鋳による製造方法があるが、現在、高精度な寸法精度が要求される光通信部品の製造には、高温下での焼成により成型したジルコニアセラミックスに、機械加工を施し製造する方法が主流とされているが、硬質であるがゆえに難加工であり、微細孔の内径加工が必要である為、歩留まりの低下をまねき易く、更に生産工程数の増加、生産性の低下、設備コストがかかるという問題があり、また電鋳法による製造方法では、母材芯線除去の信頼性に問題があった。【０００６】かかる問題を解決する方法としては、金属メッキ浴に所定量の塩を含む有機硫黄化合物を添加した陰極回転方式による電鋳法であり、陰極部である導電性芯線の両端を真直に支持し、該芯線を中心軸に回転させ、所望の外径寸法に均一に金属電着させ電鋳体を作製するが、前記、電鋳体は、母材芯線に直流電圧の印加と同時に、電鋳メッキ浴に配合された塩を含む有機硫黄化合物成分が、該母材芯線外周部に吸着し、剥離皮膜を形成する為、該母材芯線と電鋳物との結合力を低下させる。更には、金属電着させた該電鋳物に僅かな圧縮内部応力を与える為、母材芯線との剥離効果が促進させる。つまり、電気化学的に形成された皮膜と、物理的な金属の圧縮内部応力の相乗効果により、該母材芯線を引き抜くか、または押し出す事で簡単に除去でき内径加工を要せず微細孔が作製でき、更に内径の中心と外径の中心が一致した同心性のある高精度な微細管を容易に製造する事ができる。また、同様な製造方法で複数本の母材芯線を用い電鋳する事で、必要に応じ複数の微細孔を作製する事も可能である。【０００７】本発明は、かかる実情に鑑みされたものであり、その目的は、金属メッキ浴に所定量の塩を含む有機硫黄化合物を添加し陰極回転方式による電鋳法であり、極めて外形形状の優れた母材芯線を電鋳し、該母材芯線を引き抜くか押し出し除去する製造方法により、機械加工するうえで優位性の高い、高精度な微細管の製造方法を提供する事にある。
【発明が解決するための手段】
【０００８】本発明に従えば、電鋳法による金属微細管の製造方法であって、所定量の塩を含む有機硫黄化合物を添加した金属電鋳メッキ浴による陰極回転方式の電鋳により、母材芯線に金属電着させた電鋳体の該母材芯線を引き抜くかまたは押し出す事で除去し製造される高精度な微細管の製造方法が提供される。
【０００９】本発明の製造方法においては、所定量の塩を含む有機硫黄化合物を添加した金属電鋳メッキ浴を用いた陰極回転方式の電鋳法であり、真円性及び外径表面形状精度の優れた母材芯線の両端部を一定の張力で支持し真直させ、該金属電鋳メッキ浴中に浸漬し、該母材芯線を中心軸とし回転させながら均一に金属電着させる事で該母材芯線と相似断面形状である円筒形状の電鋳体が得られ、両端に露出した未電着部である該母材芯線の一端を引き抜く事で除去でき真円性及び内径表面形状精度の優れた母材芯線外形形状の貫通孔を有す微細管が製造でき金属微細管の製造方法とする。
【００１０】前記、電鋳体を長さ調整により切断する場合は、薄刃カッターを使用し所定寸法に切断するが、母材芯線の除去方法は、切断面を研磨加工後に、切断面中心部にある該母材芯線を超硬ピンで押し出す事で除去するか、あるいは押し出しにより他端に突出した芯線を引き抜く事で簡単に除去する事ができる。
【００１１】また、母材である導電性芯線を、一本に限らず複数本使用し金属電着した電鋳体であれば、必要に応じ複数の該芯線を引き抜くか、または押し出し除去する事で、貫通孔である内径を複数作製する事も可能となる。
【００１２】本発明の製造方法による金属電鋳メッキ浴は、基本配合とし、主成分の単純塩、錯塩またはアミン系塩である金属化合物成分に必要に応じ塩化物成分、ｐＨ緩衝剤成分を組成し、所定量の塩を含む有機硫黄化合物成分を添加するが、前記、塩を含む有機硫黄化合物成分は、直流電圧の印加により陰極である母材表面に吸着し剥離皮膜が形成され、該母材芯線と電鋳物との結合力を低下させる。更には、電鋳物は僅かな圧縮の内部応力をもつ為、母材芯線との剥離効果を促進させ、該母材芯線を引き抜くか、または押し出す事で容易に除去でき貫通孔が作製でき高精度な金属微細管の製造が可能となる。
【００１３】前記、塩を含む有機硫黄化合物成分は、一種または、二種以上の混合物質で組成し金属電鋳メッキ浴に金属脆化の起こらない最適量を添加させる事とする。
【００１４】本発明の製造方法では、微細管の内径は芯線の外径で決定され、微細管の内径表面形状精度もまた芯線の外径表面形状精度で決定される為、高精度である外形形状を有する芯線を用いる事により極めて内径精度の高い金属微細管を得る事ができる。
【００１５】母材芯材の材料としては、ピアノ線に用いられる材料、ステンレス、鋼、鋼に諸元素を添加した特殊鋼が好適である。
【発明の効果】
【００１６】本発明の電鋳法による金属微細管の製造方法により、極めて内径寸法精度及び内径表面形状が優れ、内径の中心と外径の中心が高精度に一致した同心性の高い、高精度な金属微細管を製造する事ができた。
【発明の実施するための最良の形態】
【００１７】以下、本発明の製造方法の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１８】最初に、本発明の金属微細管を電鋳により製造する装置について図１．陰極回転方式電鋳装置略図を参照しながら説明する。図１に示した装置は、電鋳浴槽１５と、その槽内に充填された電鋳メッキ浴１、また、電鋳メッキ浴加熱ヒーター１４、陽極２及び陰極３を備える。陽極２は、電鋳浴槽１５の底部に設置されたベース１６上に設置する。陰極３は、後述するように、支治具上に設けられており、支治具の上下端部間に張られた芯線５は、電気的に接続されている。支治具に設置した芯線５は駆動モーター１１及びモーターに連動したシャフト１３が回転する事で、ギヤー１２ａ、１２ｂを介し、芯線５を中心軸とし回転する。また、循環、攪拌には、電鋳メッキ浴１をポンプ１７で引き上げ、濾過塔１７を介し、ベース１６上の噴射用ノズル１０から噴射される。
【００１９】電鋳メッキ浴１は、芯線５の周囲に電鋳しようとする金属の材質に応じて決定され、例えばニッケルまたはその合金、鉄またはその合金、銅またはその合金、コバルトまたはその合金、タングステン合金、微粒子分散金属などの電鋳用金属を用いる事ができ、スルファミン酸ニッケル、塩化ニッケル、硫酸ニッケル、スルファミン酸第一鉄、ホウフッ化第一鉄、ピロリン酸銅、硫酸コバルト、硫酸銅、ホウフッ化銅、ケイフッ化銅、チタンフッ化銅、アリカノールスルフォン酸銅、硫酸コバルト、タングステン酸ナトリウムなどの水溶性を主成分とする液またはこれらの液に炭化ケイ素、炭化タングステン、炭化ホウ素、酸化ジルコニウム、チッ化ケイ素、アルミナ、ダイヤモンドなどの微粉末を分散させた液が使用される。本法に使用する電鋳メッキ浴は、電鋳の容易さ、電鋳物の応力が小さい事、化学的安定性、溶接の容易性などの面で好適であるスルファミン酸ニッケルを主成分とした配合とし、表１に示すような電鋳メッキ浴により電鋳を行った。
【００２０】
【表１】
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【００２１】電鋳メッキ浴１に配合された塩を含む有機硫黄化合物は、金属結晶の微細化により光沢を向上させる為に、通常１０ＣＣ／Ｌ前後配合し使用されるが、本電鋳メッキ浴においては、母材と電鋳物との離型を目的とし、１２〜３５ＣＣ／Ｌ位の範囲で配合する事が可能であり、電鋳物の光沢または脆化の点から１５〜２０ＣＣの配合が好適とされる。
【００２２】電鋳メッキ浴１には、電鋳浴中に濾過精度の高いフェルターを用いて濾過を行い、加温は５０±５℃程度の適正温度範囲に温度コントロールする。また、時々、活性炭処理をして有機不純物を除去する事が好ましい。また、ニッケルメッキした鉄製の波板を陰極、カーボンを陽極にして０．２Ａ／ｄｍ２程度の低電流密度で通電して銅などの金属不純物を、浴中の電鋳メッキ浴１から除去する事が望ましい。
【００２３】陽極２は、電鋳しようとする金属に応じて選択され、ニッケル、鉄、銅、コバルトなどから選定され、板状、球状のものを適宜使用する事ができる。球状の電極を使用する場合は、例えば，チタン製のバスケットに入れ、ポリエステル製の布袋で覆って使用する。
【００２４】支持具について図２．支治具略図を参照しながら詳細を説明する。（ａ）は側面図であり、（ｂ）は下板１５のＢ−Ｂ’方向から見た断面図である。支治具は、上板８と下板９が２本の支柱７を介して連結されており、上板８と下板９は、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセレート樹脂またはポリエチレン樹脂の電気絶縁材料で製造され、支柱７はステンレス、チタンなどの金属またはプラスチックで製造される。上板８及び下板９は、支柱７とそれぞれ、ネジで固定される。上板８の中央には、陰極３としてのステンレスネジが上板８を貫通するように設けられている。ステンレスネジは、上板８の下面にてステンレス製バネ４の一端の４ａを固定している。下板９の中央には、同様にステンレスネジ６が下板９を貫通して下板９の上面に突出するように設けられている。芯線５の一端５ａは、ステンレス製のバネ４の他端４ｂに引っ掛けられ、両芯線を引っ張ってバネ４を伸ばしながら他端５ｂがステンレスネジ６で保持される。このように芯線５を支治具に取り付ける事により芯線は、垂直方向にまっすぐに張った状態で支持される。
【００２５】図１にもどって、電鋳メッキ浴の循環、攪拌には、噴き出しノズルより電鋳メッキ液を噴射、循環し攪拌を行っているが、その他に、プロペラによる攪拌、また特殊な場合として、超音波照射による攪拌も有効である。
【００２６】芯線５は、外径φ０．１ｍｍ、長さ４００ｍｍの、ＳＵＳ３０４芯線を使用するが、前処理として脱脂洗浄を行い電鋳する事とする。
【００２７】図１に示した陰極回転式電鋳装置を用いて微細管を電鋳により形成する操作を説明する。電鋳浴槽１５に電鋳メッキ浴１を充填した後、４〜２０Ａ／ｄｍ２程度の電流密度になるように陽極２、及び陰極３に直流電圧を印加し、芯線５外周部に所定寸法に金属電着させる。
【００２８】電鋳終了後、支持具を電鋳浴槽１５から取り出し、電鋳物が形成されている芯線を支治具から取り外す。
【００２９】上記の陰極回転方式電鋳装置の操作により、図３に示すような外径φ１．３ｍｍ位の電鋳体１８を作製する。
【００３０】得られた電鋳体１８は、図３に示すように、両端に芯線５ａ及び芯線５ｂが露出した状態で円柱状に形成される。芯線５ａ及び芯線５ｂは被覆により挟まれていた為に電着物は形成されていない。
【００３１】次に、電鋳体中の芯線５の除去であるが、図４に示すように、露出した芯線５の一端を引き抜き除去するが、引き抜き力１８Ｎ以下で除去でき、芯線外形形状の微細孔を有す金属微細管１９が製造される。
【００３２】また、芯線を回転させながら金属電着させる為、芯線表面に均一な金属皮膜が形成され、内径及び外径の中心が一致した同心性の高い金属微細管となる。
【００３３】上記工程により、内径寸法及び、同心性がミクロンオーダー以下である高精度な金属微細管を製造する事ができた。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】  陰極回転方式電鋳装置を示した略図である。
【図２】  支治具を示した略図である。  （ａ）側面図  （ｂ）Ｂ−Ｂ’断面図
【図３】  電鋳体を示した図である。
【図４】  芯線除去による微細管作製を示した図である。  （ａ）芯線を引き抜く電鋳体  （ｂ）芯線除去し微細孔を形成した金属微細管
【符号の説明】
【００３５】  １      電鋳メッキ浴
２      陽極
３      陰極
４      ステンレス製バネ
４ａ    ステンレス製バネの一端
４ｂ    ステンレス製バネの他端
５      母材芯線
５ａ    母材芯線の一端
５ｂ    母材芯線の他端
６      ステンレスネジ
７      支柱
８      上板
９      下板
１０      噴射用ノズル
１１      駆動モーター
１２ａ    ギヤー（上部）
１２ｂ    ギヤー（下部）
１３      シャフト
１４      加熱ヒーター
１５      電鋳浴槽
１６      ベース
１７      濾過塔及び循環ポンプ
１８      電鋳体
１９      金属微細管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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