(57)【要約】【課題】内面に銅メッキ層または銅系合金メッキ層を、その上にニッケル層を設けることにより、潤滑性，耐摩粍性に優れたフェルール接続用スリーブの製造方法を提供する。【解決手段】ステンレス線またはステンレス棒の芯材２に印刷またはレジスト処理によって不電導部を形成する。銅メッキ槽または銅系合金メッキ槽に、治具に取り付けた芯材２を浸漬して銅メッキ層１２または銅系合金メッキ層１８を形成する。さらにニッケル槽に浸漬しニッケル電鋳層２２を形成する。メッキ層を形成した芯材を引き上げ、芯材２を引き抜くことによりフェルール接続用スリーブが形成される。【選択図】　　　　図６
2004027341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス線、またはステンレス棒を芯材とし、その表面に金属被膜を電着生成し、形成された電鋳層から芯材を引き抜き、電鋳層を肉厚とする薄肉パイプをフェルール接続用スリーブとして使用するスリーブの製造方法において、
電着金属として２種以上の異種金属を用いて合金メッキを含む積層メッキを構成し、
スリーブに要求される諸機能に異種金属の特性が分担的に対応し得ることを特徴とするフェルール接続用スリーブの製造方法。
【請求項２】
前記２種以上の異種金属は、銅または銅合金とニッケルであることを特徴とする請求項１記載のフェルール接続用スリーブの製造方法。
【請求項３】
前記銅または銅合金の電着層が内側に、前記ニッケルの電着層が外側に生成されることを特徴とする請求項１または２記載のフェルール接続用スリーブの製造方法。
【請求項４】
前記銅または銅合金の電着層は数十μｍの厚さであり、前記ニッケルの電着層は１５０〜３００μｍ程度の厚さであることを特徴とする請求項１，２または３記載のフェルール接続用スリーブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフェルール接続用スリーブの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フェルールおよびフェルール接続用スリーブの材料はジルコニアが主流となっているが、スリーブについてはコスト，生産性，精度など種々の問題改善のため、金属を素材とする多くの加工方法が試みられている。すなわち、金属材料としては、ステンレス，燐青銅，ニッケル等，加工方法としては、塑性加工，旋削加工，電鋳等が行われ、実用分野に進出し始めている。
また、市場に供給されているフェルール外径には、φ１．２５ｍｍとφ２．５ｍｍの２種類があり、これらを所定の偏芯限度で接続する要求に対しては、偏芯量の極めて少ない高精度の異径スリーブが必要であり、電鋳法以外の製造方法で目的を達することはできない。
【０００３】
スリーブについては上述のように金属材料による種々の製造方法によるものが実用に供され始めているが、フェルールはジルコニア製独占の市場の現状であり、そのフェルールとの組み合わせの適合性が金属製スリーブ普及のネックとなっている。
適合性とは、フェルールとスリーブの圧入篏合におけるジルコニアと金属の摩擦に際して発生する物性的問題である。すなわち、ジルコニアに対して、締付圧力を有するスリーブとの篏合の繰り返しを行うことは、軸と軸受の関係と同様であり、従来から重要視されてきた潤滑性と耐摩粍性が軸受に相当するスリーブ側に存在しなければ、著しく耐久性の低いものとなり実用に適しないことになる。現状、この対策が行われていないため、ステンレス，ニッケル等の金属製スリーブの内壁とジルコニアフェルール表面との間にカジリの現象が発生し、スリーブが削りとられ、微細な粉末状の金属がジルコニアに付着し、その後の円滑な圧入篏合ができなくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
フェルール接続用スリーブに金属材料を使用し、要求される諸機能に関して、耐食性，機械的強度，弾性等については前記の製造方法によって充分対応し得るものの、ジルコニアフェルールとの圧入篏合時に相互の間に発生する軸受条件に類する不適合性が解決されなければ、著しく実用性が損なわれる。
本発明は電鋳法による通常のジルコニアフェルール接続用スリーブ，および異径スリーブの製造に際し、内面にフェルールの材質に対して潤滑性，耐摩粍性に優れた銅メッキ層または銅系合金メッキ層を設けることにより、従来の欠点を解決することを目的とする。
【０００５】
【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スリーブの製造には、以下の方法を採用する。
すなわち、ステンレス芯材を用い電鋳法によって良好な内面仕上精度をもつスリーブを製造するには、芯材の表面がそのまま転写されてスリーブの内側となるために寸法精度と仕上面状態の良好な芯材を用意する必要がある。
【０００６】
芯材を真直かつ鉛直に保持し、電解銅メッキ浴あるいは銅系合金メッキ浴に浸漬するのに適した治具に取り付け、上下両端の芯材取付部付近をテープで遮敝する。芯材は治具と共に浴中で回転しながら表面に銅メッキ層あるいは銅系合金メッキ層を生成させるが、メッキ厚の一様化と能率向上のため、浴中に複数の正電極を増設することもある。メッキ厚は数十μｍ以下でフェルール・スリーブ間に発生するカジリ現象を回避できるので、メッキ浴は一般の硫酸銅浴，ピロリン酸塩浴などで目的を達し得るが、ピロリン酸塩浴を用いて７％程度の錫を含む銅−錫の合金（青銅）メッキを行い、青銅のメッキ層を生成すれば、更に良好な結果が得られる。銅メッキ層または青銅メッキ層が所定の厚みに達すれば、治具と共に浴液から引き上げ、純水で洗浄し、スルファミン酸溶液に浸漬した後、スルファミン酸ニッケルメッキ浴に浸漬し、前記メッキ層の上にニッケル電着を行い、フェルール接続用スリーブとしての機械的性質を有する厚み（１５０〜３００μｍ程度）のニッケル電鋳層を生成する。
【０００７】
ニッケル電解槽においても、銅電解槽あるいは銅系合金電解槽同様，電鋳層の厚みの一様化と能率向上のため、治具を浴中で回転し、複数の陽電極を設けることもある。
電鋳層が所定の厚みに達すれば、電解槽より引き上げ、芯材と積層メッキが一体となったものを治具より取り外し、芯材の遮蔽テープを取り除く。外側の積層メッキ部分をバイスで固定し、テープが除かれた芯材の露出部分を工具等で加え、芯材を引き抜けば、内側が良好な寸法精度と仕上面をもつ銅あるいは銅合金，外側はニッケル電鋳層のスリーブを製造することができ、ジルコニアフェルールとニッケルスリーブによる不適合性は銅あるいは銅系合金層がジルコニアに対して潤滑性・耐摩粍性を保ち、所要の機械的性質はニッケル電鋳層により充たすことができる。
【０００８】
【作用】
この製造方法によれば、ジルコニアフェルールに接触するスリーブ内側の部分は銅あるいは銅系合金である。フェルールとスリーブの相対関係は、軸と軸受の間に発生する特有の物性的現象と同様で従来理論よりも実験的に対処されてきたことは広く知られている。
一般に硬度の高い軸に軟らかい材質の軸受の組み合わせが定説となっており、ジルコニアにニッケルの組み合わせは、前記のようにフェルール・スリーブの圧入篏合の繰り返し操作に適しない。
軸受性能に優れる材料としては、銅系合金が古くから用いられ、良好な潤滑性・耐摩粍性を示しているが、本発明によるスリーブ内面の銅あるいは銅系合金メッキ層は、ジルコニアフェルールとの摩擦に際し、軸受専用合金同様の潤滑性・耐摩粍性を有し、篏合・着脱の繰り返し操作に対し摩擦部に変化を生ずることなく滑らかに作動し、ニッケルスリーブ内面が直接ジルコニアに接触するものに比べ、耐久性に格段の向上がみられる。
【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（ａ），（ｂ）は、本発明によるスリーブの製造方法により製造したスリーブの一例で、母線方向に間隙を有する一般的形状のスリーブを示す。（ａ）は母線下部を断面で示した正面図，（ｂ）は側面図である。
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、間隙部Ｓの内側エッジ部分にも面取形状部１ｃが形成されている。これらの面取形状は、電鋳による製造行程中で自然的に生成される特有の現象であるが、フェルールの圧入にあたっては極めて効果的な形状である。
ステンレス芯材としてはベアリング用ニードル級の寸法精度と仕上面の芯材を使用し、スリーブ内周の銅または銅系合金面には芯材表面が転写されるので、図１（ａ）に示された仕上面が得られる。
【００１０】
図２〜図６は本発明による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す。ベアリング用ニードル級に仕上げられたステンレス芯材２の表面に不電導部３ａ，３ｂが印刷またはレジスト処理によって形成されている。母線方向には線巾Ｓの一条の不電導部３ａが設けられ、スリーブ１の軸長の間隔毎に円周方向に多数の線状の不電導部３ｂが形成されて一つの芯材から同時に多数のスリーブを得るよう構成されている。
【００１１】
図３は不電導処理を施した前記芯材２を治具に取り付けた後の銅または銅系合金電解浴に浸漬する直前の状態を示す。
樹脂製治具本体４の上下に芯材取付け用の部材５と８を設ける。８は上端にモータ軸とのジョイント部８ａを有する金属製回転軸で、７は芯材２をそれぞれ５と８に固定するセットネジであり、６は芯材の電着不要部分と浴中に露出している５，７，８の部分を遮蔽しているテープである。
【００１２】
図４（ａ）は芯材を取り付けた治具を銅メッキ用電解浴に浸漬し銅メッキ層を生成している状態を示す。
９ａは電源，１０はメッキ浴中の芯材を治具と共に回転させるためのモータであり、着脱容易な機構のモータ軸ジョイント８’と８を経て回転が伝えられる。１１は銅陽電極で図では複数個設けられている。１３は銅メッキ用浴液，１４は電解槽，１２は芯材表面に生成された銅メッキ層である。
【００１３】
図４（ｂ）は芯材に銅系合金メッキ層を生成する際の一例を示している。
銅系合金としては、銅−亜鉛合金メッキ（黄銅），銅−錫合金メッキ（青銅）などがあり、それらの方法についても種々行われているが、図は、ピロリン酸塩浴を用い、銅陽極と錫陽極にそれぞれ別個の電源と回路で電流制御を行う方法による銅−錫合金メッキ生成の状態を示したものである。
９ａは銅陽極用電源，９ｂは錫陽極用電源であり，１１は銅陽電極，１７は錫陽電極である。１５はピロリン酸塩浴液，１６は電解槽を示す。
【００１４】
図５は図４（ａ），図４（ｂ）によって芯材２の表面に銅メッキ層１２または銅系合金メッキ層１８が所定の厚さに達した後、その上にニッケル電鋳層を生成している状態を示す。
図４（ａ）または図４（ｂ）のメッキ完了後、芯材と治具を一体のまま電解槽１４または１６より引き上げ、純水で洗浄し、一例としてスルファミン酸ニッケル浴によってニッケル電鋳を行う場合は、さらにスルファミン酸溶液に充分に浸漬して、銅または銅系合金メッキとニッケル電鋳との密着を良好にする事前処理が望ましい。９ｃはニッケル陽電極電源，１９はニッケル電鋳用電解槽，２０はニッケル電鋳用浴液，２１はニッケル陽電極で図４（ａ），図４（ｂ）同様複数個設けてある。
【００１５】
芯材が治具と一体にジョイント８，８’を回し、モータ１０によって浴中で回転することは図４（ａ），図４（ｂ）と全く同様である。２２は銅メッキ層１２または銅−錫合金メッキ層１８の上に積層的に生成されたニッケル電鋳層を示す。
ニッケル電鋳層２２が所定の厚さに達すれば、芯材と治具を一体のままニッケル電解槽１９より引き上げ、テープ６を剥がし、セットネジ７を緩めて治具より芯材を取り外す。１２，２２または１８，２２の積層電着部分をバイスで軸方向に固定し、芯材２を引き抜くことにより、図１に示したスリーブが同時に多数得られる。
【００１６】
図６は芯材表面に生成された積層電着の断面形状を示す。
印刷インキまたはレジスト処理によって不電導部３は図６に示すような断面形状，すなわち境界部分は勾配形状となるよう形成される。不導体部３が存在しない部分に電着層１２（１８），２２が形成されるが、不電導部３の端部付近はインキの勾配に沿って一部重なるように電着の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もって形成され、スリーブの両端部と母線方向の間隙の内側の縁部は何れも面取状に形成されフェルールの圧入には極めて適した形状となる。
【００１７】
以上の説明では、銅または銅合金の電着層は数十μｍの厚さ、ニッケルの電着層は１５０〜３００μｍ程度の厚さにすることを示しているが、これらの厚さに限定されるものではなく、銅または銅合金の電着層は数十μｍ以下または以上であっても良い。また、ニッケルの電着層は１５０〜３００μｍ以下または以上であっても良い。なお、銅または銅合金とニッケルの電着層との厚さの比は１０倍程度またはそれ以上にすることが好ましい。
【００１８】
【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）フェルール接続用スリーブとして、ステンレス芯材を用いたニッケル電鋳製スリーブは精度，剛性，耐食性等に関しては実用機能を充たしているものの、フェルールとの圧入篏合に際してジルコニアとニッケル相互間の摩擦の相性に問題があり、ジルコニアによってニッケルが削りとられ微細な粉末となってジルコニアフェルール表面に密着し、円滑な相互の圧入篏合ができなくなることが実験的に確かめられている。
本発明によれば、銅または銅系合金メッキ層がジルコニアと接触するが、これらはジルコニアとの摩擦における相性が良好で、優れた潤滑性・耐摩耗性を示し、前記のようなカジリ現象を発生することなく、円滑な圧入篏合と引き抜き力を維持することができ、ニッケル電鋳製スリーブの他の特徴を全く損なうことなく容易な工程によって課題を解決することができる。
【００１９】
（２）スリーブの材質が、フェルールとの圧入篏合にあたって生ずる相互の摩擦に適しない場合、完成したスリーブの内側に異種金属層などを設け、または潤滑処理を施すことは、工作上からもフェルールに求められる接続の精度上からも不可能である。
本発明によれば、スリーブ本体となるニッケル電鋳の工程の前に、芯材に潤滑・耐摩耗性などの軸受性能良好な銅または銅系合金メッキが施されるので、芯材の寸法精度・表面仕上がそのままこれらに転写され、要求される諸機能を充たすスリーブを容易に完成することができる。
【００２０】
（３）ステンレス芯材を用い、電鋳法によって製造できるフェルール接続用スリーブとしては、芯材と不電導処理法を変更することにより種々の形式のものを製造することができるが、それらの何れについても前記の工程で容易に優れた潤滑油・耐摩耗性を付加することができる。
図７（ａ），（ｂ）は前記以外の形式の例を示したもので、図７（ａ）は母線方向の間隙によって、圧入されたフェルールに締付力を与える代わりに、多数の幾何学的パターンの開口部を設け剛性を低下させることによって、スリーブ全体に弾性領域を与えようとするものである。図７（ｂ）は異なる外径を有する２種のフェルールを接続できる異径スリーブを示したものであり、（ａ），（ｂ）何れも本発明により、内側に銅または銅系合金メッキ層を設けることにより、同様の効果を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスリーブの製造方法により製造したスリーブの一例で、母線方向に間隙を有する一般的形状のスリーブを示し、（ａ）は母線下部を断面で示した正面図，（ｂ）は側面図である。
【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】不電導処理を施した芯材を治具に取り付けた後の銅または銅系合金電解浴に浸漬する直前の状態を示す図である。
【図４】芯材に取り付けた治具を電解浴に浸漬しメッキ層を生成する状態を示す正面断面図で、図４（ａ）は銅メッキ用電解浴に浸漬し銅メッキ層を生成している状態を示し、図４（ｂ）は銅−錫合金メッキ用ピロリン酸塩浴液に浸漬し銅系合金メッキ層を生成している状態を示している。
【図５】図４によって芯材の裏面に銅または銅系合金メッキ層が所定の厚さに達した後、その上にニッケル電鋳層を生成している状態を示す正面断面図である。
【図６】芯材表面に生成された積層電着の断面形状を示す図である。
【図７】スリーブの形状の実施の形態を示す図で、図７（ａ）は多数の幾何学的パターンの開口部を設け剛性を低下させることによって、スリーブ全体に弾性領域を与えたものを、図７（ｂ）は異なる外径を有する２種のフェルールを接続できる異径スリーブを示している。
【符号の説明】
１　スリーブ
２　芯材
３　不電導部
４　芯材電解メッキ用樹脂製治具本体
５　芯材下端取付部
６　遮蔽用テープ
７　芯材セット用ネジ
８　金属製回転軸
８’モータ軸ジョイント
９ａ　銅陽極陽電源
９ｂ　錫陽極用電源
９ｃ　ニッケル陽極用電源
１０　モータ
１１　銅陽電極
１２　銅メッキ層
１３　銅メッキ用浴液
１４　銅メッキ用電解槽
１５　銅−錫合金メッキ用ピロリン酸塩浴液
１６　電解槽
１７　錫陽電極
１８　銅−錫合金メッキ層（銅系合金メッキ層）１８
１９　ニッケル電解槽
２０　ニッケル電鋳用浴液
２１　ニッケル陽電極
２２　ニッケル電鋳層
【図１】
2004027341.tif 000003
【図２】
2004027341.tif 000004
【図３】
2004027341.tif 000005
【図４】
2004027341.tif 000006
【図５】
2004027341.tif 000007
【図６】
2004027341.tif 000008
【図７】
2004027341.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成14年7月4日(2002.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
図４（ａ）は芯材を取り付けた治具を銅メッキ用電解浴に浸漬し銅メッキ層を生成している状態を示す。
９ａは電源，１０はメッキ浴中の芯材を治具と共に回転させるためのモータであり、着脱容易な機構のモータ軸ジョイント８’と８ａを経て回転が伝えられる。１１は銅陽電極で図では複数個設けられている。１３は銅メッキ用浴液，１４は電解槽，１２は芯材表面に生成された銅メッキ層である。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
芯材が治具と一体にモータ１０によって浴中で回転することは図４（ａ），図４（ｂ）と全く同様である。２２は銅メッキ層１２または銅−錫合金メッキ層１８の上に積層的に生成されたニッケル電鋳層を示す。
ニッケル電鋳層２２が所定の厚さに達すれば、芯材と治具を一体のままニッケル電解槽１９より引き上げ、テープ６を剥がし、セットネジ７を緩めて治具より芯材を取り外す。１２，２２または１８，２２の積層電着部分をバイスで軸方向に固定し、芯材２を引き抜くことにより、図１に示したスリーブが同時に多数得られる。


【手続補正３】
【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】
１　スリーブ
２　芯材
３ａ，３ｂ　不電導部
４　芯材電解メッキ用樹脂製治具本体
５　芯材下端取付部
６　遮蔽用テープ
７　芯材セット用ネジ
８　金属製回転軸
８’モータ軸ジョイント
９ａ　銅陽極陽電源
９ｂ　錫陽極用電源
９ｃ　ニッケル陽極用電源
１０　モータ
１１　銅陽電極
１２　銅メッキ層
１３　銅メッキ用浴液
１４　銅メッキ用電解槽
１５　銅−錫合金メッキ用ピロリン酸塩浴液
１６　電解槽
１７　錫陽電極
１８　銅−錫合金メッキ層（銅系合金メッキ層）
１９　ニッケル電解槽
２０　ニッケル電鋳用浴液
２１　ニッケル陽電極
２２　ニッケル電鋳層


【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2004027341.tif 000010
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2004027341.tif 000011