(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電鋳液中に浸漬され、電源の正極側に接続される陽極と、
前記陽極に対向するように前記電鋳液中に浸漬され、前記電源の負極側に接続される陰極とを備え、
前記陽極の金属を前記陰極に電着させる電鋳装置に用いる芯線ホルダーであって、
前記芯線ホルダーは、前記負極となる芯線を回転軸上に保持して回転駆動され、
前記回転軸を中心として放射状に配置される複数の長方形板状広幅支柱を備えたことを特徴とする芯線ホルダー。
【請求項２】
前記幅広支柱は、その数が２〜４個であることを特徴とする請求項１に記載の芯線ホルダー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電鋳槽内に配置して使用される芯線を保持する芯線ホルダーに関し、特に、金属フェルール製造の際に使用する、攪拌効果を有する芯線ホルダーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
細孔を有するパイプは、産業上有用なものである。特に、通信分野で使用されるフェルールは図１に示したように、径が０．１２６ｍｍ程度の細孔を有し、外径が２．５mmで、長さが１２mm程度のパイプである。
【０００３】
このフェルールは、光ファイバー接続用コネクターの構成要素の一員として使用される。光ファイバーは細くて折れやすいため、光ファイバーをコネクタに確実に固定する必要がある。このための光コネクター用部品が、フェルールである。現在、ジルコニア製のフェルールが主流を占めている。
【０００４】
ジルコニア製のフェルールは、製造工程が複雑で、その上、寸法精度が悪いので、１個づつ内径、外径及び同軸度を検査し、その上で別途定めた寸法範囲毎に分別し、寸法精度の高いものを使用するという手間暇を掛けて製造している。本発明者等は、これに代わるものとして、電鋳による金属フェルールに注目している。
【０００５】
電鋳により細径のパイプを製造することは既に知られている。例えば、特開平１１−１９３４８５号公報には、芯材の表面に金属皮膜を形成し、形成された金属皮膜を残して芯材を除去する細孔を有するチューブの製造方法が記載されている。また、特開昭５６−９０９９５号公報、特開平４−３１１５８９号公報には、薬品にて溶解できる芯線の外周面に金属を電鋳メッキし、所定の寸法に切断後、芯線を薬品で溶解除去して細径パイプを製造する方法が記載されている。
【０００６】
一方、光ファイバーの外径は、規格により０．１２５ｍｍと定められており、従って、フェルールの内径は０．１２６ｍｍ程度のものになっている。フェルール自身の長さは１２ｍｍ程度で、外径は２．５ｍｍ程度である。このように、小型のしかも細径のパイプを電鋳で製造するに当たっては、種々の問題に遭遇する。
【０００７】
フェルール用の電鋳体を製造する場合、生産性を如何に高くするかという点が実際上大きな問題である。このためには、長尺の芯線に電鋳を施し、しかる後に、所定の長さに切断する方法が推奨される。同時に、芯線の数を多くし複数個の芯線にまとめて電鋳することが推奨される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、長い芯線を使用し、しかも複数個の芯線を一度に電鋳する場合、均一性の問題がある。フェルールは、高い真円度と同軸性が求められるので、芯線一本一本について、その長さ方向の電着層の厚さが均一であり、同時に、複数の芯線の電着層の厚さが均一でなければならない。
【０００９】
本発明は、真円度、同軸度が高く、均一性の高い長尺の電鋳品を製造するための、芯線ホルダーを提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、電鋳液中に浸漬され、電源の正極側に接続される陽極と、前記陽極に対向するように前記電鋳液中に浸漬され、前記電源の負極側に接続される陰極とを備え、前記陽極の金属を前記陰極に電着させる電鋳装置に用いる芯線ホルダーであって、前記芯線ホルダーは、前記負極となる芯線を回転軸上に保持して回転駆動され、前記回転軸を中心として放射状に配置される複数の長方形板状広幅支柱を備えたことを特徴とする芯線ホルダーである。
【００１４】
請求項５の発明は、前記幅広支柱は、その数が２〜４個であることを特徴とする請求項１に記載の芯線ホルダーである。
【００１５】
真円度、同軸度に優れ、均一性の高い長尺の電鋳品を製造するには、電鋳浴中に於ける芯線及び陽極周辺のイオン濃度を均一にするのがポイントの一つである。
【００１６】
電鋳浴中の金属イオンは、対流等により陰極周辺まで運ばれ、陰極表面の金属イオン濃度と電鋳浴中の金属イオン濃度との濃度差で起こる拡散により陰極表面まで移動する。陰極表面に移動してきた金属イオンは、陰極表面で電荷を失い金属結晶に組み込まれる。陰極周辺は電気二重層が形成され、金属イオン濃度に勾配が生じている。この金属イオン濃度の差を、芯線の長さ方向に沿って、できるだけ小さくし、拡散層の厚みを小さくして、芯線の長さ方向に沿って均一に金属が電着するようにしてやる必要がある。
【００１７】
金属イオン濃度の差を小さくするために、陰極を形成する芯線を芯線ホルダーごと回転するとともに、複数の芯線ホルダーを保持する保持具を回転させて、攪拌効果を高める方策が採られる。本発明は、この際、特に攪拌効果を高めた芯線ホルダーを提供するものである。
【００１８】
即ち、芯線ホルダーの支柱に攪拌効果を持たせようとするのが、本発明の骨子である。通常芯線ホルダーの支柱は、図３に示したように、円柱体や細巾のものが使用される。このような支柱を持つ芯線ホルダーは、芯線ホルダーを回転させても攪拌効果は認められない。これに対して、本発明では、芯線ホルダーに広巾の支柱を設けるのである。広巾の支柱は、芯線ホルダーを回転させる際に、電鋳液の抵抗を受けるので、攪拌効果が生じるのである。
【００１９】
支柱の形状は、基本的には、電鋳液の抵抗を受けるようなものであればよく、一般的な形状である長方形以外に、例えば、円弧形や多角形の支柱、更には、ギザギザを設けたものでもよいし、支柱に凹凸を設けたものでもよいし、小孔を設けてもよい。
【００２０】
攪拌効果を大きくするためには、支柱が芯線ホルダーの外側に向かって張り出していることが好ましい。芯線ホルダーが回転する際に、張り出している部分の受ける電鋳液の抵抗が大きくなり、攪拌効果が大きくなるからである。
【００２１】
また、支柱が、放射状に配置されていることが好ましい。これは、芯線ホルダーが回転するので、支柱が放射状に配置されている場合が、最も攪拌効率が良くなるからである。
【００２２】
更に、支柱が、長方形の板状であることが好ましい。長方形の板状は最もシンプルな形状であるが、攪拌効果は極めて良いからである。
【００２３】
本発明の芯線ホルダーは、支柱に攪拌効果を持たせたところに特徴がある。支柱である以上、支柱の数は２本以上が必要である。支柱の数は、２〜４個が好ましい。それは、５個以上設けても、攪拌効果の大きな向上が期待され難いからである。
【００２４】
本発明は支柱に攪拌効果を持たせる点に特徴がある。特に、長方形の板を放射状に芯線ホルダーから張り出して配置した支柱は、攪拌効果が大きく、かつ、使い勝手も良いものである。
【００２５】
本発明の芯線ホルダーは、芯線ホルダーを回転させた際、電鋳液を効果的に攪拌するので、電鋳液中の金属イオン濃度が均一になり、得られる電鋳体が直径等の形状が均一になるのである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施形態に基づいて説明する。電鋳装置は、図２に示したようなものである。電鋳装置１０は、陽極と陰極とを含む。陽極１５は、電着すべき金属であって、金属板や金属球を入れた導電性の多孔性金属筒である。陽極は電源１１、例えば、電池の陽極に接続される。陰極は、電鋳を施す芯線（図示していない）であり電池の陰極に接続される。芯線は、芯線ホルダー２１に保持されている。芯線は芯線ホルダー２１に支持された状態で、電鋳液１８に浸漬され、モータ１２で回転されながら、電鋳を施される。
【００２７】
通常、芯線ホルダー２１は、例えば、図３（ａ）、同（ｂ）に示したようなものを使用する。図３（ａ）に於いては、上枠３５、３６と下枠３９の間に３本の支柱３１が配置され、全体の形状を保っている。上枠３６及び下枠３９の一部に溝３７と３８がそれぞれ設けられ、芯線１６は固定具３２と３３によって、芯線ホルダー２１に固定されている。更に、モータからの回転を保持具に伝える回転軸３４が設けられている。図３（ｂ）に於いては、芯線ホルダーは、上枠４１、下枠４３及び横枠４２から構成され、芯線１６は、上枠４１と下枠４３に固定具４５、４４により固定されてている。
【００２８】
これに対して、本発明の芯線ホルダーの典型的な例を、図４に示した。図３の芯線ホルダーに対して、支柱が長方形の板状の支柱５４、５５、５６に代えられている。該支柱は、その一部が芯線ホルダーの外側に張り出して配置され、また、支柱は芯線ホルダーの半径方向、即ち、放射状に配置されている。このような支柱の配置を取ることにより、芯線ホルダーを回転したときの攪拌効果が、大きいものになる。支柱は、芯線ホルダーを支える以上支柱全体が芯線ホルダーの外側に張り出すことはない。その面積の２０〜８０％程度を外側に張り出すのがよい。
【００２９】
支柱は、図４では長方形板状であるが、これに限定されるものではない。例えば、突出部にギザギザを設けてもよいし、板に凹凸を設けても良い。また、支柱は、少なくとも２個使用する。通常３個程度使用するのが攪拌効果の観点から好ましい。５個以上設けても、攪拌効果が飛躍的には向上しない。
【００３０】
金属フェルールを電鋳により製造する場合、生産性を高めるため、芯線を複数個使用する。この場合、複数の芯線ホルダーは、円形状に保持具に保持される。図２に於いて、保持具２８は、保持上枠２０、保持下枠２５、回転軸１３、及び回転軸の延長部２２とからなっており、芯線ホルダー２１は、保持上枠２０と保持下枠２５との間に支持・保持される。保持上枠２０には、芯線ホルダーを自転させるデバイスが組み込まれている（図示はしていない）。回転軸延長部２２は必ずしも必要ではないが、保持具２８の回転を安定させるために設けている。回転軸延長部の先端は、電鋳浴の底に設けられた軸受け２３におさまり、保持具２８の安定した回転を助ける。
【００３１】
芯線は芯線ホルダーごと複数個が保持具２８に取り付けられる。できるだけ多数の芯線を取り付けるのがよい。例えば、１００本の芯線を円形をした保持具２８の周辺に並べて芯線ホルダーごと取り付けることができる。保持具２８は、モータ１２により軸１３によって回転する。また、保持上枠２０の部分に芯線ホルダーを個別に回転させるためのデバイスが組み込まれている。電鋳装置の俯瞰図を図５に示した。保持具２８に芯線が芯線ホルダー２１ごと保持され、芯線ホルダー及び保持具がそれぞれが回転する。保持具２８の周辺に、多孔性金属筒５１が複数個円形状に配置されている。
【００３２】
このように、芯線ホルダー２１を回転させると同時に、保持具２８も回転させる際に、支柱５４、５５、５６を備えた芯線ホルダーを使用することにより、電鋳液中の金属イオン濃度が均一になり、均一な電鋳体が得られるのである。
【００３３】
電鋳液１８は、目的とする電鋳金属の種類によって、決まるものである。電鋳金属としては、ニッケル、鉄、銅、コバルト、タングステン又はこれらの合金などの電鋳金属を使用することができる。これらの金属に対応して、それぞれ、電鋳液として、スルフアミン酸ニッケル、塩化ニッケル、硫酸ニッケル、スルフアミン酸第一鉄、ホウフッ化第一鉄、ピロリン酸銅、硫酸銅、ホウフッ化銅、ケイフッ化銅、チタンフッ化銅、アル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液を主成分とする液を使用することができる。
【００３４】
これらのうち、特に、金属としてはニッケル、電鋳液としてはスルフアミン酸ニッケルを主成分とする液が、電鋳作業の容易性、製品の硬度などの物性、化学的安定性、溶接の容易性などの面から好適に使用できる。
【００３５】
直流電流７〜１０Ａ／ｄｍ２程度の電流密度で、 1日間程通電を行うことにより、 直径３mm程度に成長した電鋳体を得る。この電鋳体を所定の長さに切断し、芯線の一部を押し出すと同時に押し出された芯線の先端を把持し引き抜くことによって、芯線を除去する。仕上げ加工を行って、製品とする。
【００３６】
芯線としては、金属線、表面を導電処理したプラスチック線が使用される。電鋳後、芯線を引き抜き等により除去するためには、ステンレス線やリン青銅線のように高張力のものが好ましく、また、電気抵抗の小さいものが好ましい。直径０．１２６ｍｍの断面が円形の線を芯線として使用する。
【００３７】
母型に使用する線としてステンレスを選択し、その表面に厚さ１０μｍ程度の銀、金、銅メッキを施したものを芯線に使用することができる。また、基質が金、銀、アルミニウム、銅又はその合金を使用することもできる。
【００３８】
陽極は、目的とする電鋳金属によりきまるもので、ニッケル、鉄、銅、コバルトなどから選定し、金属の形状も板状、球状のものを適宜使用する。球状のものを使用する場合は、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つて使用する。
【００３９】
【実施例】
以下本発明を、実施例に基づいて説明する。断面が円形で径が０．１２６mmで長さが３５５mmのリン青銅製の芯線を、図４示す芯線ホルダーにセットし、電鋳装置１０に浸漬した。一方、スルフアミン酸ニッケルを主成分とする電鋳浴に、ニッケル金属塊を入れたチタン製の網状多孔性金属筒をセットした。そして、電鋳浴に芯線１６を芯線ホルダー２１ごと浸漬した。芯線は、１００本を円形状に配置した。多孔性金属筒は、金属板が、保持具２８の回転軸方向を向くようにセットした。芯線を陰極、ニッケル塊を収納した多孔性金属筒を陽極にして、１０Ａ／ｄｍ２程度の電流密度で電鋳を１８時間実施した。電鋳により、平均約２．５ｍｍの直径のニッケル電鋳体を得た。電鋳体は、長さ方向に沿って外径は２．５ｍｍ±０．０５mmの範囲内にあり、均一な電鋳体が得られた。また、真円度、同軸性も良好なものであった。尚、電鋳液の攪拌をよくするために、更に、超音波発生装置２６を設けてもよい。
【００４０】
この電鋳体を、ＮＣ自動加工機で、長さ１２ｍｍに切断し、一方の端を中ぐり加工をした。該加工品を縦にして、中ぐり加工していない面を上にして、芯線打ち抜き機にて上から芯線を突起を有するハンマーで叩き、加工品の下からから頭を出した芯線の一部を引き抜くことによって、芯線を除去した。端面を研磨してフェルールとした。
【００４１】
【発明の効果】
電鋳を施す際に、広幅の支柱を備えたとする芯線ホルダーを使用することにより、電鋳液の攪拌が効果的に行われ、その結果として、外径が均一で、真円度、同軸度が高い、そして長尺のフェルール用電鋳体を製造することができる。このようにして得たフェルールは、ジルコニア製フェルールのような１個づつの検査に基づく寸法範囲に従った分類をする必要が無く、抜き取り検査程度で十分対応できるほど、寸法精度の高いものが得られる。
【００４２】
支柱として長方形板状のものを芯線ホルダーから張り出して放射状に配置することにより、効果的に寸法精度の高いフェルール用電鋳体を製造することができ、また、このものはシンプルで使い勝手がよい。支柱の数は、２〜４個が好適に使用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】フェルールを示す図である
【図２】電鋳装置の一例を示す図である
【図３】通常の芯線ホルダーの例を示す図である
【図４】本発明の芯線ホルダーの例を示す図である
【図５】電鋳装置の概念を示す俯瞰図である
【符号の説明】
１                          フェルール
２                          細孔
３                          光ファイバー導入孔
１０                        電鋳装置
１１                        電源
１２                        モータ
１３                        回転軸
１５                        陽極
１６                        芯線
１７                        カップリング
１８                        電鋳浴
２０                        保持上枠
２１                        芯線ホルダー
２２                        回転軸延長部
２３                        軸受け
２５                        保持下枠
２６                        超音波発生装置
２８                        保持具
３１、５４、５５、５６      支柱
３２、３３、４５、４４      固定具
３５、３６、４１            ホルダー上枠
３７、３８                  溝
３９、４３                  ホルダー下枠
４２                        ホルダー横枠
５１                        多孔性金属筒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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