專利名稱：金屬套箍的制造方法及其制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬套箍的制造方法及制造裝置，是用電鑄在芯線的表面形成金屬被膜，再從已形成的金屬被膜中抽出芯線，這樣制成金屬套箍。
背景技術(shù)：
套箍是連接石英類光纖的接頭的構(gòu)成部件之一。光纖連接器是用于將0.125mm左右粗細(xì)的光纖穿到套箍中，固定住，使處于光纖中心的芯位置相互正確對接地連接。
目前使用的套箍，有不銹鋼制、氧化鋯制或塑料制的，以氧化鋯制的占主流。制造氧化鋯制的套箍時，先要將氧化鋯粉末與樹脂混合，用注塑成型或擠壓成型等將其形成為圓筒形，再用500℃左右的溫度加熱該成型物，將樹脂成分分解除去，然后，用1200℃的高溫?zé)Y(jié)。燒結(jié)后，切斷成預(yù)定的長度，將線狀金剛石研磨體穿到圓筒中心部分的孔內(nèi)，進(jìn)行研磨，達(dá)到內(nèi)徑尺寸的精度。該研磨作業(yè)是用手工作業(yè)進(jìn)行的，要求很高的準(zhǔn)確度。然后，進(jìn)行鏜削加工，研磨端面，加工成套箍。另外，為了提高內(nèi)徑與外徑的同軸度精度，用鋼絲無心機進(jìn)行加工。即使進(jìn)行這些加工，內(nèi)徑、外徑以及同軸度也產(chǎn)生偏差，必須一個一個地檢測，進(jìn)行尺寸檢驗。
在氧化鋯制套箍的制造中，需要高價的注塑成型機、擠壓成型機、金屬模具等，另外，成型機、金屬模具的壽命短。由于要用500～1200℃的高溫處理氧化鋯·樹脂的成型物，所以能耗高。為了得到中心部孔的尺寸精度，必須用線狀金剛石研磨體研磨該孔，研磨是由作業(yè)者高度熟練的手工作業(yè)進(jìn)行，所以生產(chǎn)效率低。
本發(fā)明是用電鑄法制造金屬套箍，代替氧化鋯制套箍。用電鑄法制造細(xì)孔管的技術(shù)是公知的技術(shù)。例如，在日本特開平11-193485號公報中，記載了具有細(xì)孔的管的制造方法，該方法是在芯材的表面形成金屬被膜，除去芯材，留下形成的金屬被膜，制成管。另外，在日本特開昭56-90995號公報、特開平4-311589號公報中，記載了細(xì)徑管的制造方法。該方法是把金屬電鑄在能用藥品溶解的芯線的外周面，切斷成預(yù)定的尺寸后，用藥品溶解除去芯線，制成細(xì)徑管。
即，準(zhǔn)備好芯線，對該芯線進(jìn)行電導(dǎo)處理后，用電鑄法使金屬電沉積在芯線周圍，然后用適當(dāng)方法除去芯線，制成具有細(xì)徑的管?；旧?，可利用該方法制造光纖連接用的套箍。
光纖的外徑通常是0.125mm，因此，套箍的內(nèi)徑應(yīng)為0.126mm左右。套箍本身的長度是12mm以下，外徑約為2.5mm。用電鑄法制造該小型且細(xì)徑的管時，存在各種問題，尤其是生產(chǎn)效率和尺寸精度的問題。
為了提高生產(chǎn)效率，被認(rèn)為較好的方法是，使用多根比較長的芯線，同時對這些芯線實施電鑄，然后切斷成預(yù)定的長度。使用長的芯線，并同時對多根芯線實施電鑄時，在均勻性方面有較大的問題。由于套箍要求高的圓度和同軸度，所以，對于每一根芯線，必須使其長度方向的電沉積層厚度均勻，同時，多根芯線的電沉積層厚度也必須均勻。
均勻性的問題，包括套箍的圓度和同軸性。圓度是指套箍的內(nèi)徑和外徑均勻。同軸性是指內(nèi)徑和外徑的軸中心一致。
例如，把不銹鋼制直徑0.125mm的圓形斷面線作為芯線使用，將其作為陰極與電源連接，進(jìn)行電鑄時，如圖3(b)所示，得到上方直徑大、越到下方直徑越小的、電沉積量不均勻的電鑄體。這是因為靠近電源的不銹鋼芯線部分的電流密度大，越遠(yuǎn)離電源的部分由于芯線的電阻使電流密度越小的緣故。金屬的電沉積量與電流密度成正比，所以，越靠近電流密度大的電源的部分，電沉積量越多，越遠(yuǎn)離電源的部分，金屬的電沉積量越少。結(jié)果，越靠近電流密度大的電源的部分，直徑越大，越遠(yuǎn)離電源的部分，直徑越小。
電鑄體的一端外徑大、朝著另一端外徑減小這一電鑄體直徑不均勻的現(xiàn)象，在制造光纖用套箍那樣的小尺寸物體時，是個很大問題。尤其是在為了提高套箍的生產(chǎn)效率，制造長條的管，將其切斷成預(yù)定長度的方法中，更成為問題。
另外，使用金屬球作為陽極時，該金屬球放入具有導(dǎo)電性的網(wǎng)狀筒內(nèi)。對芯線實施電鑄時，電鑄體的形狀在很大程度與收容金屬球的筒的形狀有關(guān)。例如，當(dāng)筒的形狀朝外側(cè)方向鼓出時，電鑄體的與該位置相當(dāng)部分的外徑大，當(dāng)筒的外形朝內(nèi)側(cè)凹入時，電鑄體的該部分的外徑小。
即，如

圖13(a)所示，鈦制的金屬筒61內(nèi)收容著鎳的金屬塊64。金屬筒61的中心部朝內(nèi)朝變細(xì)。使用該金屬筒61進(jìn)行電鑄時，得到的電鑄體如圖13(b)所示，與金屬筒的朝內(nèi)側(cè)凹入部分對應(yīng)的部分變細(xì)。
另外，電鑄體的尺寸不均勻的原因，與芯線的拉伸度有關(guān)。即，作用在芯線上的張力大時，芯線伸張，芯線直徑在其長度方向產(chǎn)生差，隨之得到的電鑄體的外徑也產(chǎn)生差，得不到均勻的、尺寸精度高的套箍。另外，當(dāng)張力小時，芯線松弛，同樣地，得到的電鑄體缺乏均勻性。
本發(fā)明提供套箍的制造方法和制造裝置。本發(fā)明的方法及裝置，用電鑄制造內(nèi)徑約為0.126mm的套箍時，可高效率地生產(chǎn)內(nèi)徑和外徑均勻、具有小的內(nèi)徑、同軸性高的套箍，生產(chǎn)效率高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供制造金屬套箍的方法及制造金屬套箍的裝置。本發(fā)明的金屬套箍的制造方法，用電鑄在芯線的外表面形成金屬被膜，從已形成的金屬被膜中抽出芯線，其特征在于，設(shè)有將多個保持芯線用的芯線架呈圓周狀配置保持著的保持具，在該保持具的周邊設(shè)有多個配置了電鑄所用金屬的夾具，一邊使芯線架自轉(zhuǎn)，一邊使保持具同時自轉(zhuǎn)，進(jìn)行電鑄。
另外，電鑄中用的芯線，其電阻率最好在5×10-6Ωcm以下。
另外，也可以在不銹鋼制或磷青銅制的芯線上電鍍電阻率為5×10-6Ωcm以下的第一金屬薄層，再在其上電鑄第二金屬，直至預(yù)定的直徑。
其第一金屬是金、銀、銅、鋁以及以這些金屬為主體的合金中的任一種，第二金屬是鎳或以鎳為主體的合金。
在芯線的遠(yuǎn)離電源端側(cè)，可以設(shè)置導(dǎo)電性放電體。該導(dǎo)電性放電體的電阻率最好在10×10-6Ωcm以下。導(dǎo)電性放電體的表面積最好是芯線外表面積的10～100倍。
用電鑄制造金屬套箍時，可以使用不銹鋼制或磷青銅制的芯線，進(jìn)行電鑄的金屬可采用鎳或以鎳為主體的合金。
收容要電鑄金屬的夾具，在該夾具的長度方向沿著該夾具的全長從夾具側(cè)面垂直地突出一定寬度的金屬板，該金屬板朝向芯線的方向。該金屬夾具最好是鈦制的網(wǎng)狀筒。
芯線架最好備有使芯線張緊的彈簧、橡膠等的彈性機構(gòu)。該彈性機構(gòu)對芯線賦予的張力最好在芯線的彈性限度以下。
芯線架可以備有伸出向該芯線架外側(cè)的寬支柱。該支柱最好呈放射狀配置。支柱的形狀是長方形。支柱的數(shù)目是2～4個。
本發(fā)明的金屬套箍的制造裝置，其特征在于，在電鑄槽的內(nèi)部設(shè)有將多個保持芯線用的芯線架呈圓周狀配置保持著的保持具，在該保持具的周邊設(shè)有多個配置了電鑄所用金屬的夾具，一邊使芯線架自轉(zhuǎn)，一邊可同時使保持具自轉(zhuǎn)。
該裝置中，收容著要電鑄金屬的夾具呈圓周狀地配置在芯線架的周邊。電鑄槽備有攪拌電鑄液的超聲波發(fā)生裝置。在芯線的遠(yuǎn)離電源端側(cè)保持著導(dǎo)電性放電體。導(dǎo)電性放電體的電阻率最好為10×10-6Ωcm以下。導(dǎo)電性放電體的表面積最好是芯線外表面積的10～100倍。另外，芯線的電阻率為5×10-6Ωcm以下。芯線可以是具有金屬薄層被膜的線，該金屬薄層的電阻率為5×10-6Ωcm以下。
收容要電鑄金屬的夾具，在該夾具的長度方向，沿該夾具的全長，從夾具側(cè)面垂直地突出一定寬度的金屬板，該金屬板朝著芯線的方向。該金屬夾具最好是鈦制網(wǎng)狀筒。
芯線架可以備有使芯線張緊的彈簧、橡膠等的彈性機構(gòu)。該彈性機構(gòu)對芯線賦予的張力最好在芯線的彈性限度以下。
另外，芯線架可以備有伸出于該芯線架外側(cè)的寬支柱。該支柱最好呈放射狀配置。支柱的形狀是長方形。支柱的數(shù)目最好是2～4個。
附圖簡單說明圖1是表示套箍的圖。
圖2是表示本發(fā)明中的電鑄裝置的例子的圖。
圖3是表示電鑄體完成狀態(tài)的圖。
圖4是表示本發(fā)明中的芯線架的圖。
圖5是表示本發(fā)明中芯線架、保持具、收容了金屬的夾具的配列狀態(tài)的圖。
圖6是表示設(shè)有放電體的芯線的圖。
圖7是表示本發(fā)明的另一放電體圖。
圖8是表示本發(fā)明中的、備有寬支柱的芯線架的圖。
圖9是表示本發(fā)明中的、備有彈性機構(gòu)的芯線架的圖。
圖10是表示本發(fā)明中的、備有彈性機構(gòu)的另一芯線架的圖。
圖11是表示本發(fā)明中的、備有金屬板的金屬夾具的圖。
圖12是表示本發(fā)明中的、備有金屬板的金屬夾具的配置狀態(tài)的圖。
圖13是表示金屬夾具和得到的電鑄體的圖。
實施發(fā)明的最佳形態(tài)由于套箍的尺寸極小，其長度至多為12mm、外徑最大為2.5mm，所以，如何提高制造套箍的生產(chǎn)效率是最大的問題。為此，被推薦的方法是，對多根比較長的芯線同時實施電鑄，然后切斷為預(yù)定長度。
使用長的芯線并同時對多根芯線實施電鑄時，其均勻性是較大的問題。由于套箍要求高的圓度和同軸性，所以，對于每一根芯線，要求其長度方向的電沉積層厚度均勻，同時，也要求多根芯線的電沉積層厚度均勻。
為了制造圓度和同軸度高、均勻性好的細(xì)長條形電鑄品，關(guān)鍵之一是要使放在電鑄液中的芯線及陽極周邊的離子濃度均勻。
在實施電鑄時要進(jìn)行攪拌，攪拌的目的是使電極周邊的離子濃度均勻。電鑄液中的金屬離子借助對流等被運送到陰極周邊，借助陰極表面的金屬離子濃度與電鑄液中的金屬離子濃度的濃度差引起的擴(kuò)散移動到陰極表面。移動到了陰極表面的金屬離子，在陰極表面失去電荷組入金屬結(jié)晶內(nèi)。在陰極周邊形成二層電氣層，金屬離子濃度產(chǎn)生坡降。必須沿著芯線的長度方向盡量減小金屬離子濃度的差，減小擴(kuò)散層的厚度，使金屬沿著芯線的長度方向均勻地電沉積。
為了減小金屬離子的濃度差，本發(fā)明中，使形成陰極的芯線連同其支架一起自轉(zhuǎn)，同時，使保持著多個芯線架的保持具自轉(zhuǎn)。由于芯線的直徑非常小，僅0.126mm，所以，芯線放置在芯線架上浸漬到電鑄液中。因此，對多根芯線同時實施電鑄時，把芯線連同其支架一起設(shè)置在芯線架保持具上。在使芯線連同其支架一起自轉(zhuǎn)的同時，使芯線架保持具自轉(zhuǎn)，這樣，可以使芯線周邊的離子濃度均勻。芯線架的自轉(zhuǎn)速度最好為30～100轉(zhuǎn)/分鐘。另外，芯線架保持具的轉(zhuǎn)速，最好為20～80轉(zhuǎn)/分鐘。
如前所述，由于在陰極周邊產(chǎn)生稱為二層電氣層的擴(kuò)散層，所以，如何減小該擴(kuò)散層是攪拌的一個要點。超聲波具有能減小該擴(kuò)散層的效果。使用的超聲波的波長最好是15千赫至60千赫，其能量強度最好是2～4W/cm2。使用具有該范圍的超聲波，具有大的攪拌效果。超聲波的波長如果小于15千赫，則超聲波的利用效果小，如果大于60千赫，同樣地效果也減小。因此，最好把頻率設(shè)置在上述范圍內(nèi)。另外，如果所用的能量強度小，則沒有效果，如果能量強度大，則在電鑄品上容易產(chǎn)生折皺，所以，最好采用上述的能量強度范圍。
圖2表示電鑄裝置。電鑄裝置10包含陽極和陰極。陽極15是要電鍍的金屬，可使用金屬板、金屬球等。使用金屬球時，可以在把金屬球放入具有導(dǎo)電性袋內(nèi)的狀態(tài)下使用。陽極根據(jù)需要可以設(shè)置多個。陽極與電源11連接，例如與電池的陽極連接。陰極是被實施電鑄的芯線16，與電源11連接，例如與電池的陰極連接。芯線16支承在芯線架21上。芯線16在支承在芯線架21上的狀態(tài)下由保持具保持著浸漬到電鑄液18中，實施電鑄。
芯線架21，可采用圖4(a)、(b)所示的芯線架。圖4(a)中，在上框35、36與下框39之間配置了3根支柱31，保持著整體形狀。在上框36和下框39的一部分上分別設(shè)有溝槽37和38，芯線16用固定具32和33固定在芯線架21上。另外，設(shè)有把馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)傳遞給芯線架21的旋轉(zhuǎn)軸34。圖4(b)中，芯線架由上框41、下框43和橫框42構(gòu)成，芯線16用固定具44、45固定在上框41和下框43上。當(dāng)然，芯線架不限于這些形狀，可采用各種適宜的形態(tài)。
多個芯線架21例如呈圓形地保持在保持具上。圖2中，保持具28由保持上框20、保持下框25、旋轉(zhuǎn)軸13及其延長部22構(gòu)成。芯線架21支承保持在保持上框20與保持下框25之間。在保持上框20上組入了使芯線架21自轉(zhuǎn)的設(shè)備。旋轉(zhuǎn)軸延長部22不是必需的，它是為了使保持具28穩(wěn)定地自轉(zhuǎn)而設(shè)置的。
旋轉(zhuǎn)軸延長部的前端，由設(shè)在電鑄槽底的軸承23支承著，有利于保持具28的穩(wěn)定自轉(zhuǎn)。
芯線連同多個支架21一起安裝在保持具28上。最好安裝盡可能多的芯線。例如，可將100根芯線連同其支架一起呈圓形地并列地安裝在保持具28的周邊。保持具28借助馬達(dá)12，通過聯(lián)軸節(jié)17被軸13旋轉(zhuǎn)。另外，在保持上框20的部分組入分別使芯線架21旋轉(zhuǎn)的設(shè)備。
圖2中，在電鑄槽的側(cè)部設(shè)有多個超聲波發(fā)生裝置26。需要時，使超聲波發(fā)生裝置工作，使電鑄液中的離子濃度均勻化。
圖5是從上方看芯線架21、保持具28、收容著金屬的夾具51的配置狀態(tài)的圖。在保持具28的保持上框20與保持下框(圖未示)之間，保持著呈圓周狀排列的多個芯線架21。多個收容金屬的夾具51呈圓周狀排列，并包圍著保持具28。馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)通過保持上框20中的設(shè)備(圖未示)使芯線架21旋轉(zhuǎn)，同時使保持具28旋轉(zhuǎn)。
如前所述，使用長的芯線，并一次地對多個芯線電鑄時，存在著均勻性的問題。例如，如圖3(b)所示，會形成從一端朝著另一端外徑漸漸減小的不均勻電鑄體。本發(fā)明者為了解決該不均勻化的問題，進(jìn)行了各種研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果在芯線的另一端放置導(dǎo)電性放電體，則即使使用長的芯線，也能得到具有均勻外徑的套箍。即，在芯線的另一端設(shè)置放電體，通過適當(dāng)選擇該放電體的電阻率和表面積，流過芯線的電流從該放電體流出，這樣，沿芯線長度方向的電流密度成為一定。結(jié)果，沿芯線長度方向的電沉積量均勻，可得到外徑均勻的套箍。圖6表示將球形放電體19安裝在芯線16前端的狀態(tài)。
該放電體最好由電阻率比較小的材質(zhì)構(gòu)成。這是為了使電流的放電集中在放電體上的緣故。放電體的電阻率最好在10×10-6Ωcm以下。
另外，放電體的表面積起到重要作用，所以，必須慎重決定放電體的表面積。在芯線上設(shè)置放電體進(jìn)行電鑄時，當(dāng)然，在放電體也產(chǎn)生電沉積。這時，如果放電體的面積大，則放電體上的電流密度大，電沉積到該放電體上的金屬量多，從而電鍍到芯線上的金屬量減少。結(jié)果，電鑄所需的時間極長。
反之，如果放電體的表面積小，則芯線的電流密度不均勻，沿芯線長度方向的電沉積量不均勻，得不到具有均勻外徑的電鑄體。因此，為了得到具有均勻外徑的電鑄體，將放電體的表面積設(shè)定為適當(dāng)值是很重要的。
放電體的最適當(dāng)表面積，最好設(shè)定為芯線最初表面積的10～100倍。芯線通過電鑄電沉積金屬，其直徑漸漸增大。隨著芯線直徑的增大，電沉積到芯線上的電沉積量，比電沉積到放電體上的金屬量增多。即，把芯線浸漬到電鑄液中開始電鑄的最初時期，電沉積到放電體上的金屬量比電沉積到芯線上的多，但隨著電沉積到芯線上的金屬量的增加，金屬優(yōu)先地電沉積到芯線上。
放電體19可以是各種形態(tài)。例如，可以是圖6所示的球形，也可以是圖7(a)所示的板狀。另外，如圖7(b)所示，也可以在支承框的下方設(shè)置放電體。
另外，本發(fā)明者研究了芯線的電阻率對直徑不均勻化的影響，發(fā)現(xiàn)把電阻率小于某一定值的金屬作為芯線使用時，即使使用長的芯線，也能得到具有均勻外徑的套箍。
即，通過減小芯線表面的電阻率，可得到尺寸均勻的金屬套箍。芯線表面的電阻率最好在5×10-6Ωcm以下。如果電阻率大于該值，則使用長的芯線實施電鑄時，不容易得到外徑均勻的電鑄品。電阻率在5×10-6Ωcm以下的物質(zhì)，有金、銀、銅、鋁以及以它們?yōu)橹黧w的合金。另外，磷青銅的電阻率也低，并且張力大，比較適合。
芯線的電阻率最好在5×10-6Ωcm以下。為此，可以使用自身電阻率為5×10-6Ωcm以下的芯線；也可以使用在電阻率大的金屬、例如不銹鋼線上電鍍了約10μm厚度的低電阻率金屬簿層的芯線。這時，把最初在芯線上電鍍成為薄層的低電阻率金屬稱為第一金屬，把在電鍍了該低電阻率金屬后而進(jìn)行電鑄的金屬稱為第二金屬。使用這些芯線進(jìn)行電鑄，可以使沿芯線長度方向的電沉積量均勻，可得到外徑均勻的套箍。電阻率低的第一金屬的鍍層厚度可以是數(shù)μm～十?dāng)?shù)μm，只要是能確保良好電傳導(dǎo)性的厚度即可。在該電鍍層上實施電鑄，直到使第二金屬達(dá)到預(yù)定直徑為止。
作為母模所用的線的基材可選擇不銹鋼、磷青銅，并在其表面實施了厚度約10μm銀、金、銅鍍層的材料作為芯線。另外，也可以使用基材為金、銀、鋁、銅或者以它們?yōu)橹黧w的合金。芯線的表面最好是光滑的表面，但往往有微小的凹凸。通過對表面電鍍電阻率低的金屬，也可以使芯線的表面光滑。另外，由于不銹鋼線、磷青銅線的張力高，所以，從套箍中拉出芯線時比較容易拉。
為了使芯線架具有攪拌效果，最好在芯線架上設(shè)置寬的支柱。在芯線架自轉(zhuǎn)時，該寬支柱受到電鑄液的較大阻力，可得到良好的攪拌效果。支柱的形狀，基本上只要是能受到電鑄液的阻力的形狀即可，除了通常的長方形外，也可以是圓弧形、多邊形，另外，也可以是設(shè)置了鋸齒形的形狀，也可以在支柱上設(shè)置凹凸或設(shè)置小孔。為了加大攪拌效果，支柱最好伸出到芯線架的外側(cè)。因為在芯線架旋轉(zhuǎn)時，伸出部分受到的電鑄液的阻力大，攪拌效果加大。另外，支柱最好配置成放射形。這是因為芯線架自轉(zhuǎn)，支柱呈放射形配置時，攪拌效果最好。
另外，支柱最好是長方形的板狀。因為長方形的板狀是最簡單的形狀，攪拌效果極好。本發(fā)明中的芯線架，其特征在于支柱具有攪拌效果。支柱數(shù)目必須在2個以上。支柱的數(shù)目最好為2～4個。即使設(shè)置5個以上的支柱，也難以得到攪拌效果的更大提高。
圖8表示芯線架支柱的一例。該支柱是長方形的板狀支柱54、55、56。該支柱的一部分伸出到芯線架的外側(cè)，支柱呈放射狀地沿芯線架的半徑方向配置。通過采取這樣的支柱配置方式，芯線架旋轉(zhuǎn)時的攪拌效果增大。既然支柱支持著芯線架，所以不是整個支柱伸出到芯線架的外側(cè)，僅其面積的20～80％伸出外側(cè)。在圖8中，支柱是長方形的板狀，但并不限定于此。例如，也可以在突出部上設(shè)置鋸齒，也可以在板上設(shè)置凹凸。另外，支柱最少要有2個。從攪拌效果著眼，通常使用3個支柱。即使設(shè)置5個以上，也不能得到攪拌效果的更大提高。
為了得到均勻厚度的電鑄體，芯線的張力是關(guān)鍵之一。為了制造圓度、同軸度高、均勻性好的長條狀電鑄品，必須對電鑄液中的芯線施加適度的張力，使其成為張緊狀態(tài)。為了對芯線施加適度的張力，可采用備有彈性機構(gòu)的芯線架。彈性機構(gòu)可采用彈簧、橡膠等的彈性體。作用在芯線的上張力的大小最好在不產(chǎn)生永久變形的彈性限度以下。最好是彈性限度的10～50％左右的張力。
圖9表示在芯線架上設(shè)置彈性機構(gòu)的例子。在支架的下部設(shè)有彈性機構(gòu)52和把持彈性機構(gòu)的支架底框53。彈性機構(gòu)52的一端連接在支架下框39上，彈性機構(gòu)的另一端連接在支架底框53上。支架下框39上下移動，控制賦予芯線的張力。
在圖9中，彈性機構(gòu)52是彈簧，但并不限定是彈簧，也可以使用橡膠等本領(lǐng)域人員周知的彈性體。由于彈簧可以被設(shè)定預(yù)定的張力，所以適合于電鑄中使用。根據(jù)所用的芯線，選擇具有與芯線相當(dāng)?shù)膹埩Φ膹椈伞Ｙx予芯線的張力在芯線的彈性限度以下。如果超過了彈性限度，則芯線產(chǎn)生永久變形，得不到均勻的電鑄體。賦予芯線的張力最好是彈性限度的10～50％。
圖10表示彈性機構(gòu)的另一例。芯線16固定在芯線保持部58上。支架底框63用圓筒部57與彈簧保持部59結(jié)合。在圓筒部57上卷繞著彈簧60。彈簧60的一端結(jié)合在彈簧保持部59上，另一端結(jié)合在芯線保持部58上。芯線保持部58可沿圓筒部57上下。芯線保持部58被彈簧60往下方拉，這樣，使芯線張緊。
收容要電鑄金屬的多孔性金屬筒的形狀，對電鑄體的形狀有很大影響。為了解決該問題，在多孔性金屬筒上，沿筒的長度方向，從筒側(cè)面垂直地突出金屬板。該金屬板可以在多孔性金屬筒的長度方向，沿著筒的全長垂直于筒側(cè)面地突出。另外，金屬板要具有一定的寬度。由于在多孔性金屬筒的長度方向沿著筒的全長，從筒側(cè)面垂直地突出一定寬度的金屬板，所以，電流集中地流到該金屬板上，而且，由于金屬板是垂直的，所以，電流也均勻地朝著金屬板的長度方向流動，使電鑄體的形狀均勻這一效果很顯著。結(jié)果，即使多孔性金屬筒的形狀不規(guī)則，也能得到形狀均勻的電鑄體。
設(shè)在多孔性金屬筒上的金屬板最好朝著芯線的方向。電流在多孔性金屬筒的金屬板與芯線之間流過，實施電鑄。因此，為了得到均勻的電鑄體，最好使電流從多孔性金屬筒的金屬板朝著芯線流動。為了不被電鑄液侵蝕。多孔性金屬筒最好采用鈦制的多孔性金屬筒。
例如可采用圖11所示的金屬制網(wǎng)狀筒。在多孔性金屬筒61上，在多孔性金屬筒的長度方向沿筒的全長從筒側(cè)面垂直地突出一定寬度的金屬板62。在多孔性金屬筒61內(nèi)收容著要電鑄的金屬塊64。多孔性金屬筒最好使用金屬制的網(wǎng)狀筒，但并不限定于此，也可以在金屬板形成的筒上設(shè)置多個孔而形成。
電鑄的操作條件是，用7～10A/dm2左右電流密度的直流電流，進(jìn)行一天的通電，得到變成為直徑3mm的套箍。從該套箍中抽出、擠出或用酸、堿等水溶液溶解母模用的線，除去芯線16。根據(jù)所選擇的芯線16的金屬種類，用抽拔等方式除去芯線16。或者，根據(jù)所選擇的芯線16的金屬種類，用抽拔、擠出、酸或堿等溶解芯線。
電鑄液是根據(jù)要電鑄的金屬種類決定。電鑄金屬可以采用鎳或其合金、鐵或其合金、銅或其合金、鈷或其合金、鎢合金等的電鑄金屬。與這些金屬對應(yīng)的電鑄液分別可采用以氨基磺酸鎳、氯化鎳、硫酸鎳、氨基磺酸亞鐵、硼氟化亞鐵、焦磷酸銅、硫酸銅、硼氟化銅、氟硅酸銅、鈦氟化銅、烷醇磺酸銅、硫酸鈷、鎢酸鈉等的水溶液為主要成分的液體。
其中，最好選擇鎳或以鎳為主要成分的合金作為電鑄用的金屬。電鑄鎳時，從電鑄作業(yè)的容易性、產(chǎn)品的硬度等物性、化學(xué)穩(wěn)定性、溶接的容易性等方面考慮，最好采用以氨基磺酸鎳為主要成分的電鑄液。
電鑄液被過濾精度為0.1～2μm的過濾器高速過濾，再被加溫，被控制在±5℃的適性溫度范圍內(nèi)。經(jīng)常進(jìn)行活性碳處理，除去不純有機物，必要時，將鍍鎳的鐵制波形板作為陽極，將碳作為陰極，除去金屬不純物。
陽極根據(jù)要電鑄的金屬決定，可從鎳、鐵、銅、鈷等中選擇，金屬的形狀也可采用板狀、球狀等。使用球狀時，放入鈦制的筐內(nèi)，用聚乙烯制等耐電鑄液的布袋包住使用。
作為母模用的線的材質(zhì)，可使用鋁、銅、鐵、或它們的合金、金、銀等的金屬。用抽出或擠出的方式除去芯線時，可采用不銹鋼線、磷青銅線、以及用其它金屬對它們的表面進(jìn)行了處理后的線。
用電鑄在芯線表面形成了金屬被膜后，將金屬被膜切斷成預(yù)定的尺寸，再從金屬被膜中除去芯線，進(jìn)行精加工，得到套箍。芯線的除去可用抽拔方式進(jìn)行。雖然也可以用藥品溶解除去的方法，但是要溶解直徑很小的芯線，實際上是很困難的。芯線的抽拔可以這樣進(jìn)行把通過電鑄得到的金屬被膜切斷成預(yù)定尺寸后，用工具頂推該金屬被膜塊一端面的芯線端面部分，使芯線從金屬被膜塊的另一端突出，捏住突出的芯線部分，抽拔芯線。這時，使直徑小于芯線直徑的突起體，頂住芯線的中央部，通過張拉出現(xiàn)在相反側(cè)面上的芯線一端，可將芯線拉出。
〔實施例1〕
下面根據(jù)實施例說明本發(fā)明。把斷面為圓形、直徑0.126mm、長度35cm的磷青銅線安裝在芯線架21上。把100個該芯線架放在保持具28上浸漬到電鑄液18中。使芯線架以60轉(zhuǎn)/分鐘的速度自轉(zhuǎn)，使保持具以30轉(zhuǎn)/分鐘的速度自轉(zhuǎn)。電鑄液是以氨基磺酸鎳為主要成分的液體。把50個陽極設(shè)置在保持具的周邊，該陽極是在聚酯制的袋內(nèi)放入鈦制的網(wǎng)，再在該網(wǎng)中放入鎳球而構(gòu)成的。在該狀態(tài)，用9A/dm2的陰極電流密度實施10小時電鑄。通過電鑄，得到平均直徑為2mm的鎳電鑄品。用NC自動加工機將該電鑄體切斷為12mm長，對其一方端部進(jìn)行鏜削加工。將該加工品縱置，將未進(jìn)行鏜削加工的面朝上，借助芯線沖壓機，從上方用具有小突起(該小突起的直徑比直徑為0.126的芯線還小)的錘子叩擊，使芯線從加工品的下方露出頭來，抽拔該露出頭的芯線的一部分，除去芯線。然后，進(jìn)行精加工。得到的產(chǎn)品符合預(yù)定的規(guī)格，是沒有問題的產(chǎn)品。另外，使用3W/cm2強度的30千赫超聲波時，同樣也得到預(yù)定規(guī)格內(nèi)的產(chǎn)品。
〔實施例2〕把斷面為圓形、直徑0.126mm、長度355mm的不銹鋼制芯線，如圖2所示那樣放在電鑄用具上。如圖6所示，在芯線的下部，連接表面積為0.2cm2的銅球，作為放電體。把鎳金屬板放在以氨基磺酸鎳為主要成分的電鑄液中。將芯線浸漬在電鑄液內(nèi)。把不銹鋼芯線作為陰極，把鎳板作為陽極，用10A/dm2的電流密度，進(jìn)行18個小時電鑄。得到平均約為2.5mm直徑的電鑄體。沿長度方向該電鑄體的外徑在2.5±0.05mm的范圍內(nèi)。從該電鑄體得到的套箍，均勻性好，圓度和同軸度也高。
〔實施例3〕在斷面為圓形、直徑0.126mm、長度355mm的不銹鋼線上，電鍍10μm厚的金(電阻率2.05×10-6Ωcm)，得到直徑為0.136mm的芯線。如圖2所示，把該芯線放在電鑄用夾具上。把鎳金屬板放在以氨基磺酸鎳為主要成分的電鑄液中，浸漬在電鑄液內(nèi)。把芯線作為陰極，把鎳板作為陽極，用10A/dm2的電流密度，進(jìn)行18個小時電鑄。通過電鑄，得到平均直徑約為2.5mm的鎳電鑄品。沿長度方向該電鑄體的外徑在2.5±0.05mm的范圍內(nèi)。得到的均勻的電鑄品。從該電鑄品得到的套箍，圓度、同軸度也高。
〔實施例4〕把斷面為圓形、直徑0.126mm、長度355mm的磷青銅制芯線，如圖2所示那樣地放在電鑄裝置上。把收容著鎳金屬塊的鈦制網(wǎng)狀多孔金屬筒放在以氨基磺酸鎳為主要成分的電鑄液中。該多孔性金屬筒，如圖11所示，備有沿筒的整個長度方向突起的金屬板62。金屬板62朝著保持具28的旋轉(zhuǎn)軸方向。把芯線16連同其支架21一起浸漬在電鑄液中。100根芯線配置成圓形。多孔性金屬筒的金屬板，朝著保持具28的旋轉(zhuǎn)軸方向。把芯線作為陰極，把收容著鎳塊的多孔性金屬筒作為陽極，用10A/dm2的電流密度進(jìn)行18個小時電鑄。通過電鑄，得到平均約為2.5mm直徑的鎳電鑄體。沿長度方向該電鑄體的外徑在2.5±0.05mm的范圍內(nèi)，得到均勻的電鑄體。從該電鑄品得到的套箍，圓度和同軸度也高。
〔實施例5〕把斷面為圓形、直徑0.126mm、長度355mm的磷青銅制芯線放在圖8所示的芯線架上，浸漬在電鑄裝置10(圖2)中。把收容著鎳金屬塊的鈦制網(wǎng)狀多孔性金屬筒放在以氨基磺酸鎳為主要成分的電鑄液中。把芯線16連同芯線架21一起浸漬在電鑄液內(nèi)。100根芯線配置成圓形。多孔性金屬筒的金屬板朝向保持具28的旋轉(zhuǎn)軸方向。把芯線作為陰極，把收容著鎳塊的多孔性金屬筒作為陽極，用10A/dm2的電流密度進(jìn)行18個小時電鑄。通過電鑄，得到平均約為2.5mm直徑的鎳電鑄體。該電鑄體外徑沿長度方向在2.5±0.05mm的范圍內(nèi)，得到均勻的電鑄體。從該電鑄品得到的套箍，圓度和同軸度也高。
〔實施例6〕把斷面為圓形、直徑0.126mm、長度355mm的磷青銅制芯線放在圖9所示的芯線架上，浸漬在電鑄裝置10(圖2)中。設(shè)在支架上的彈簧，其荷重設(shè)定為0.15N。把收容著鎳金屬塊的鈦制網(wǎng)狀多孔性金屬筒放在以氨基磺酸鎳為主要成分的電鑄液中。把芯線16連同芯線架21一起浸漬在電鑄液內(nèi)。100根芯線配置成圓形。多孔性金屬筒的金屬板朝向保持具28的旋轉(zhuǎn)軸方向。把芯線作為陰極，把收容著鎳塊的多孔性金屬筒作為陽極，用10A/dm2的電流密度進(jìn)行18個小時電鑄。通過電鑄，得到平均約為2.5mm直徑的鎳電鑄體。沿長度方向該電鑄體的外徑在2.5±0.05mm的范圍內(nèi)，得到均勻的電鑄體。從該電鑄品得到的套箍，圓度和同軸度也高。
〔比較例〕除了使用不銹鋼(電阻率為90×10-6Ωcm)制的、直徑為0.126mm、長度為355mm的線作為芯線外，其余與實施例同樣地進(jìn)行電鑄。得到的電鑄品，其上方直徑大，下方直徑小。即，上方的直徑是2.77mm，下方的直徑是2.42mm。這樣，使用不銹鋼制芯線時，如果不在芯線前端設(shè)置放電體，只能得到不均勻的電鑄品。
工業(yè)實用性對多根長的芯線實施電鑄時，使芯線連同其支架一起在電鑄液中自轉(zhuǎn)，同時使保持著多根芯線架的保持具自轉(zhuǎn)?？傻玫酵鈴骄鶆?、圓度及同軸度高的金屬套箍，并且生產(chǎn)效率高。
本發(fā)明的套箍制造中，不需要高價的成型機、金屬模具，只要低價的電鑄設(shè)備即可。另外，由于沒有高溫?zé)Y(jié)工序，所以能耗低。另外，由于電鑄的電鍍尺寸精度極高，所以，產(chǎn)品尺寸精度高，不必對產(chǎn)品一個一個地作尺寸鑒定。
近年來，隨著光通信的多樣化、多面化，要求光纖用的套箍的外徑在2.5mm以下，特別要求外徑為1.25mm、0.9mm、0.75mm等極細(xì)的尺寸。用氧化鋯等不可能制出外徑為1.25mm以下套箍。用本發(fā)明的制法和裝置制造的金屬套箍，可以做成極細(xì)的尺寸，加工性也好。
權(quán)利要求
1.金屬套箍的制造方法，用電鑄在芯線的外表面形成金屬被膜，從已形成的金屬被膜中抽出芯線，其特征在于，設(shè)有將多個保持芯線用的芯線架呈圓周狀配置保持著的保持具，在該保持具的周邊設(shè)有多個配置了電鑄所用金屬的夾具，一邊使芯線架自轉(zhuǎn)，一邊使保持具自轉(zhuǎn)，進(jìn)行電鑄。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬套箍的制造方法，其特征在于，采用電阻率在5×10-6Ωcm以下的芯線進(jìn)行電鑄。
3.如權(quán)利要求1所述的金屬套箍的制造方法，其特征在于，在不銹鋼制或磷青銅制的芯線上電鍍電阻率為5×10-6Ωcm以下的第一金屬薄層，再在其上電鑄第二金屬，直至規(guī)定的直徑。
4.如權(quán)利要求3所述的金屬套箍的制造方法，其特征在于，第一金屬是金、銀、銅、鋁以及以這些金屬為主體的合金中的任一種，第二金屬是鎳或以鎳為主體的合金。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的金屬套箍的制造方法，其特征在于，在芯線的遠(yuǎn)離電源端側(cè)保持導(dǎo)電性放電體，進(jìn)行電鑄。
6.如權(quán)利要求5所述的金屬套箍的制造方法，其特征在于，導(dǎo)電性放電體的電阻率為10×10-6Ωcm以下。
7.如權(quán)利要求5或6所述的金屬套箍的制造方法，其特征在于，導(dǎo)電性放電體的表面積是芯線外表面積的10～100倍。
8.如權(quán)利要求1、5、6及7中任一項所述的金屬套箍的制造方法，其特征在于，芯線是不銹鋼制或磷青銅制，進(jìn)行電鑄的金屬是鎳或以鎳為主體的合金。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的金屬套箍的制造方法，其特征在于，芯線架備有使芯線張緊的彈簧、橡膠等的彈性機構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述的金屬套箍的制造方法，其特征在于，彈性機構(gòu)傳遞給芯線的張力在芯線的彈性限度以下。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項所述的金屬套箍的制造方法，其特征在于，收容要電鑄金屬的夾具，在該夾具的長度方向，沿著該夾具全長，從夾具的側(cè)面垂直地突出一定寬度的金屬板，該金屬板朝向芯線的方向。
12.如權(quán)利要求10所述的金屬套箍的制造方法，其特征在于，夾具是鈦制的網(wǎng)狀筒。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項所述的金屬套箍的制造方法，其特征在于，芯線架備有朝向該芯線架外側(cè)伸出的寬支柱。
14.如權(quán)利要求13所述的金屬套箍的制造方法，其特征在于，支柱呈放射狀配置。
15.如權(quán)利要求13或14所述的金屬套箍的制造方法，其特征在于，支柱是長方形板狀。
16.如權(quán)利要求13至15中任一項所述的金屬套箍的制造方法，其特征在于，支柱的數(shù)目是2～4個。
17.金屬套箍的制造裝置，其特征在于，在電鑄槽的內(nèi)部設(shè)有將多個保持芯線用的芯線架呈圓周狀保持著的保持具，在該保持具的周邊設(shè)有多個配置了電鑄所用金屬的夾具，一邊使芯線架自轉(zhuǎn)，一邊可同時使保持具自轉(zhuǎn)。
18.如權(quán)利要求17所述的金屬套箍的制造裝置，其特征在于，收容著要電鑄金屬的夾具呈圓周狀地配置在芯線架的周邊。
19.如權(quán)利要求17或18所述的金屬套箍的制造裝置，其特征在于，電鑄槽備有攪拌電鑄液的超聲波發(fā)生裝置。
20.如權(quán)利要求17至19中任一項所述的金屬套箍的制造裝置，其特征在于，在芯線的遠(yuǎn)離電源端側(cè)保持著導(dǎo)電性放電體。
21.如權(quán)利要求20所述的金屬套箍的制造裝置，其特征在于，導(dǎo)電性放電體的電阻率為10×10-6Ωcm以下。
22.如權(quán)利要求20或2 1所述的金屬套箍的制造裝置，其特征在于，導(dǎo)電性放電體的表面積是芯線外表面積的10～100倍。
23.如權(quán)利要求17至22中任一項所述的金屬套箍的制造裝置，其特征在于，芯線的電阻率為5×10-6Ωcm以下。
24.如權(quán)利要求17或22所述的金屬套箍的制造裝置，其特征在于，芯線是采用電鍍了電阻率為5×10-6Ωcm以下的金屬薄層的線。
25.如權(quán)利要求17至24中任一項所述的金屬套箍的制造裝置，其特征在于，芯線架備有使芯線張緊的彈簧、橡膠等的彈性機構(gòu)。
26.如權(quán)利要求25所述的金屬套箍的制造裝置，其特征在于，彈性機構(gòu)對芯線賦予的張力在芯線的彈性限度以下。
27.如權(quán)利要求17至26中任一項所述的金屬套箍的制造裝置，其特征在于，收容要電鑄金屬的夾具在該夾具的長度方向，沿該夾具的全長，從夾具側(cè)面垂直地突出一定寬度的金屬板，該金屬板朝著芯線的方向。
28.如權(quán)利要求27所述的金屬套箍的制造裝置，其特征在于，夾具是鈦制的網(wǎng)狀筒。
29.如權(quán)利要求17至28中任一項所述的金屬套箍的制造裝置，其特征在于，芯線架備有朝向該芯線架外側(cè)伸出的寬支柱。
30.如權(quán)利要求29所述的金屬套箍的制造裝置，其特征在于，支柱呈放射狀配置。
31.如權(quán)利要求29或30所述的金屬套箍的制造裝置，其特征在于，支柱是長方形板狀。
32.如權(quán)利要求29至31中任一項所述的金屬套箍的制造裝置，其特征在于，支柱的數(shù)目是2～4個。
全文摘要
本發(fā)明提供金屬套箍的制造方法及裝置，本發(fā)明的方法中，將多根長芯線排列，生產(chǎn)效率高而且尺寸精度高。在電鑄槽內(nèi)部，配置收容著要電鑄金屬的夾具，在電鑄槽內(nèi)設(shè)置將多個保持芯線用的芯線架呈圓周狀保持著的保持具，使芯線架和保持具分別自轉(zhuǎn)。芯線的電阻率最好在5×10
文檔編號C25D1/00GK1415025SQ00817853
公開日2003年4月30日 申請日期2000年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月28日
發(fā)明者田中鐵男, 河野與志成 申請人:田中鐵男