JP2002129785A - カード錠用カードシリンダー部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産性の向上およぴコストの低減を可能とす
るカード錠用カードシリンダー部品の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 カード錠用カードシリンダー部品の製造
方法において、目的の組成となるように調合された金属
粉末とバインダーとを混練して組成物を生産し、この組
成物を造粒して、組成物に流動性を付与してから、流動
可能な組成物をカード錠用カードシリンダー部品（カー
ドシリンダーフロント部１１、カードシリンダーリア部
１２）の形状の金型に射出して、成形体を成形した後
に、この成形体の中からバインダーを脱脂により除去
し、つぎに、脱脂状態の成形体を焼結することにより、
前記カード錠用カードシリンダー部品（カードシリンダ
ーフロント部１１、カードシリンダーリア部１２）を焼
結体として製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、金属粉末の射出成
形および焼結によるカード錠用カードシリンダー部品の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は、従来の一般的な玄関錠１を示
す。玄関錠１は、箱型のケース２により玄関ドア３に取
り付けられる。玄関錠１の利用者は、レバーハンドル４
の操作によりラッチ５を外し、また、通常の鍵６をシリ
ンダー錠７の鍵孔８に差し入れて回すことにより、デッ
ドボルト９を進退させ、施錠または解錠を行う。

【０００３】図２は、カード錠１０を示す。カード錠１
０は、カード錠用カードシリンダー部品として、カード
シリンダーフロント部１１とカードシリンダーリア部１
２とを組み合わせ、それらの内部に図示しないカード錠
機構を内蔵している。利用者は、カードシリンダーフロ
ント部１１の外周面のカード挿入口１３にカード鍵１４
を差し込み、それを回すことにより、デッドボルト９を
進退させ、施錠または解錠を行う構造となっている。こ
のとき、カード錠機構は、カード錠機構内の記憶磁気コ
ードとカード鍵１４の磁気コードとの照合を行うことに
より、施錠または解錠の判断をする。

【０００４】この種のカード錠１０では、不正な解錠が
非常に困難であり、カード鍵１４の紛失時でも、簡単な
コード変換により、紛失したカード鍵１４を使用できな
くでき、さらに、鍵交換の必要がないことなどから、カ
ード錠１０は、優良防犯部品として、ホテル、マンショ
ン、一般家庭用として広く使用されている。

【０００５】図３は、従来の一般的な玄関錠１のシリン
ダー錠７を取り外し、それに代わるものとしてカード錠
１０を玄関錠１に取り付けた状態を示す。この交換によ
り、従来の一般的な玄関錠１は、カード錠１０付きの玄
関錠となり、ピッキングなど不正解錠のできない優良防
犯錠となる。

【０００６】従来、カード錠用カードシリンダー部品、
特に、カードシリンダーフロント部１１およびカードシ
リンダーリア部１２は、亜鉛合金、アルミ合金、ステン
レス鋼などの金属材料を使用して製造されている。金属
材料が亜鉛合金、アルミ合金等の比較的低融点のもので
あれば、カード錠用カードシリンダー部品は、ダイキャ
スト法で生産できるため、製造コストを低減できる。し
かし、金属材料がステンレス鋼などの融点の高い金属で
あると、ダイキャスト法が適応できないため、カード錠
用カードシリンダー部品は、溶製材を機械加工する切削
加工法や、精密鋳造法で製作されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カード
錠用カードシリンダー部品の様な複雑な形状の部品を製
造する場合、切削加工法では、丸棒や塊状品から切り出
し、所定形状まで多くの加工を行うため、加工コストが
かかり、また、精密鋳造法では、部品の薄肉部や鋭利部
の寸法精度が悪く、鋳造時に大小の気孔が内部に残留す
るなど、鋳造欠陥が生じるという問題があった。

【０００８】したがって、本発明の目的は、上記の事情
に鑑み、生産性の向上およびコストの低減を可能とする
カード錠用カードシリンダー部品の製造方法を提供する
ことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、上記
の目的を達成するために、目的の組成となるように調合
された金属粉末とバインダーとを混練して、組成物を生
産し、この組成物を造粒して、組成物に流動性を付与し
てから、流動可能な組成物をカード錠用カードシリンダ
ー部品の形状の金型に射出して、成形体を成形した後
に、この成形体の中からバインダーを脱脂により除去
し、つぎに、脱脂状態の成形体を焼結することにより、
前記カード錠用カードシリンダー部品を焼結体として製
造するようにしている。

【００１０】

【発明の実施の形態】まず、図４および図５は、本発明
の製造方法の製造対象となるカード錠用カードシリンダ
ー部品の例として、カードシリンダーフロント部１１を
示している。カードシリンダーフロント部１１は、カッ
プ状の焼結体からなり、その内面で、突起１５、段部に
よるカード錠機構の収容部１６、２個の取り付け用のタ
ップ孔１７などを有している。

【００１１】つぎに、図６および図７は、本発明の製造
方法の製造対象となるカード錠用カードシリンダー部品
の例として、カードシリンダーリア部１２を示してい
る。カードシリンダーリア部１２は、円盤状の焼結体か
らなり、中心位置で軸孔１８を有し、その周囲で複数の
取り付け用のタップ孔１９や、複数のコード設定用の孔
２０などを有している。

【００１２】そして、図８は、本発明によるカード錠用
カードシリンダー部品の製造方法の工程を示す。カード
錠用カードシリンダー部品の製造方法は、混練工程→造
粒工程→射出成形工程→脱脂工程→焼結工程からなる。
これらの各工程の具体的な内容は、下記の通りである。
なお、以下の説明は、カード錠用カードシリンダー部品
として図４および図５のカードシリンダーフロント部１
１、図６および図７のカードシリンダーリヤ部１２を製
造する例にもとづいて、記載されている。

【００１３】〔混練工程〕この混練工程は、目的の組成
となるように調合された金属粉末および金属粉末射出成
形用のバインダーを加熱しながら、金属粉末と金属粉末
射出成形用のバインダーとを混練し、均一に混ぜ合わせ
て、それらの組成物を生産する工程である。出発材料で
ある金属粉末は、目的の組成に調整、配合された合金粉
末でも、異なる組成の粉末を目的の組成に調整、配合し
て得られた混合粉末でもよい。出発材料の各種金属粉末
は、平均粒径で２０μｍ以下が好ましい。平均粒径が２
０μｍを越える金属粉末では、特定量に配合してなる金
属粉末とバインダーとからなる組成物の射出成形時の流
動性が低下したり、高密度の焼結体が得られなくなり、
その結果として気孔が多く点在し、製品の外観を損ね、
強度や耐食性も低下する。また、含有酸素量の多い金属
粉末についても、同様に高密度の焼結体が得られなくな
くなるので、含有酸素量は、０．５重量％以下の粉末を
選定することが望ましい。

【００１４】金属粉末射出成形用のバインダーとして、
ポリエチレン、ポリプロピレン、天然ワックスなどが知
られているが、これら公知のバインダーのみでは、カー
ド挿入口１３および薄肉部を有するカードシリンダーフ
ロント部１１、凸状断面形状となっているカードシリン
ダーリヤ部１２の成形性および脱脂時の変形を抑えるこ
とが困難である。バインダー成分としては、成形性を損
なわず、脱脂時の保形性に優れている樹脂成分を添加す
る必要があるが、ビカット軟化点が１００℃以上で、焼
結後の炭素Ｃとして残留しない様な樹脂、例えば、ポリ
スチレン、ポリアセタール等の解重合型樹脂が有効であ
る。

【００１５】また、金属粉末に対するバインダーの配合
量は、５０容量％以下が好ましく、５０容量％を越える
と、焼結後の製品の収縮が大きくなり、寸法コントロー
ルが難しくなる。

【００１６】この混錬工程は、前記のけ通り、金属粉末
とバインダーとを加熱し、均一に混ぜ合わせる工程であ
るが、金属粉末の粒子の一粒一粒がバインダーで包み込
まれる処理ができる様な混練機を選定して混練する。

【００１７】〔造粒工程〕この造粒工程は、金属粉末と
バインダーとを混練した組成物をぺレット状に造粒し
て、造粒状態の組成物に流動性を付与するする工程であ
る。この工程で、粒の大きさが不均一であると、流動性
が安定せず、次の射出成形工程で射出成形を行う際に、
射出成形機内への組成物の供給量が不安定となり、成形
体重量にばらつきが生じ、結果として最終製品の寸法精
度が悪くなるので、可能な限り均一な粒に揃える。

【００１８】〔射出成形工程〕この射出成形工程は、射
出成形機を用いて、造粒状態の組成物を金型に射出成形
することによって、成形体を得る工程である。金型は、
成形対象のカードシリンダーフロント部１１およびカー
ドシリンダーリヤ部１２ごとに用意され、それらの外形
形状を有する。射出成形機および金型については、通常
のプラスチック用の射出成形機、金型で問題ないが、焼
結後の最終製品は、成形体の大きさと比較して１５％以
上は収縮するので、その収縮分を見込んで、金型を設計
する。また、成形体（カードシリンダーフロント部１１
およびカードシリンダーリヤ部１２）は、金属粉末射出
成形法で作製するには大きい形状であるので、ガス逃げ
部を大きくとって、成形体内部のエアの巻き込みを防止
したり、成形体を型内から突き出す時の割れを防ぐた
め、突き出しピンの数を増やす等の工夫をする。

【００１９】〔脱脂工程〕この脱脂工程は、成形体から
バインダーを除去する工程である。この工程では、使用
するバインダーの種類によって、加熱脱脂、溶媒脱脂、
その他の公知の脱脂方法が使用できるが、加熟脱脂装置
は、他の脱脂方法と比較して簡便で、大量に処理できる
利点がある。量産時には、金属粉末の酸化を防止するた
め、非酸化雰囲気中で加熱脱脂する方法が好ましい。

【００２０】〔焼結工程〕この焼結工程は、脱脂後の成
形体の焼結処理を行うことにより、金属粉末を溶着状態
で結合させ、焼結体として最終製品を得る工程である。
この工程で、焼結雰囲気は、金属粉末を酸化しない様な
真空、水素あるいはアルゴンパーシヤル雰囲気などとす
る。

【００２１】

【実施例】次に、本発明のカード錠用カードシリンダー
部品の製造方法による実施例を述べる。

【００２２】〔実施例１〕原料粉末として平均粒径１０
ミクロンのＳＵＳ３１６Ｌ合金粉末を用い、これにバイ
ンダーを４０容量％となるように加え、１６０℃で混練
した後に、ぺレット状に造粒した。このぺレットを射出
成形機を用いて、射出圧８００ｋｇ／ｃｍ２の条件で、
図４および図５に示す最終製品形状となる様に設計した
カード錠用カードシリンダーフロント部１１の金型に射
出し、カード錠用カードシリンダーフロント部１１の成
形体を成形した。

【００２３】射出成形により得られた成形体を３００℃
まで加熱し、この状態を６０分間にわたり保持してバイ
ンダーを除去し、脱脂を行った。この脱脂の後、真空中
で成形体を１３８０℃で２時間の加熱により焼結を行
い、焼結体を得た。この焼結により得られた焼結体につ
いて、外側面のヘアライン研磨およびタップ加工を行っ
て最終製品（カード錠用カードシリンダーフロント部１
１）とした。

【００２４】特許出願人は、最終製品（カード錠用カー
ドシリンダーフロント部１１）の焼結密度、耐食性、お
よび寸法を調べた。焼結密度は、比重計で測定し、耐食
性の評価は、最終製品を３％のＮａＣｌ水溶液中に室温
で２４時間浸漬し、錆の発生を目視の観察により行っ
た。また、寸法については、ノギスにて測定を行った。
焼結密度は、９７．２％と高密度の焼結体となってお
り、耐食性の試験では、錆の発生は見られなかった。ま
た、寸法についても寸法公差を満足していた。目標製品
の例えば外径の寸法公差５８．０±０．３ｍｍに対し
て、最終製品の外径の寸法実測値は、５８．１２ｍｍで
あった。

【００２５】〔実施例２〕図６および図７に示したカー
ド錠用カードシリンダーリヤ部１２をその形状の金型に
て射出成形した以外は、実施例１と同様に最終製品（カ
ード錠用カードシリンダーリヤ部１２）を製造し、特性
を評価した。

【００２６】焼結体密度は、９７．２％と高密度の焼結
体となっており、錆の発生は見られなかった。また、寸
法についても寸法公差を満足していた。目標製品の例え
ば外径の寸法公差５８．９±０．３ｍｍに対して、最終
製品の外径の寸法実測値は、５８．９９ｍｍであった。

【００２７】なお、カード錠用カードシリンダー部品に
は、例示のカード錠用カードシリンダーフロント部品や
カード錠用カードシリンダーリヤ部品に限らず、カード
錠用の他の部品も含まれる。

【００２８】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明に係るカード錠
用カードシリンダー部品の製造方法によれば、金属粉末
とバインダーとを混練してなる組成物の造粒により、組
成物に流動性を付与でき、その結果、目標とする製品の
成形に射出成形法を用いられるため、複雑な形状を有す
る製品でも容易に製造することができ、従来の切削加工
法や精密鋳造法あるいは粉末鍛造成形法と比較して、製
造コストの低減が可能となった。また、成形体中からバ
インダーを除去する脱脂工程の後に、脱脂後の成形体の
焼結処理を行うことにより、高密度で強靱な最終製品が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の一般的な玄関錠の斜面図である。

【図２】本発明の製造対象のカード錠の側面面である。

【図３】従来の一般的な玄関錠にカード錠を取り付けた
状態の斜面図である。

【図４】カード錠用カードシリンダー部品としてのカー
ドシリンダーフロント部の背面図である。

【図５】カード錠用カードシリンダー部品としてのカー
ドシリンダーフロント部の半側面・半断面図である。

【図６】カード錠用カードシリンダー部品としてのカー
ドシリンダーリア部の正面図である。

【図７】図６のＡ−Ａ矢印方向におけるカード錠用カー
ドシリンダー部品としてのカードシリンダーリア部の断
面図である。

【図８】本発明に係るカード錠用カードシリンダー部品
の製造方法の工程図である。

【符号の説明】

１ 玄関錠 ２ ケース ３ 玄関ドア ４ レバーハンドル ５ ラッチ ６ 鍵 ７ シリンダー錠 ８ 鍵孔 ９ デッドボルト １０ カード錠 １１ カードシリンダーフロント部 １２ カードシリンダーリア部 １３ カード挿入口 １４ カード鍵 １５ 突起 １６ 収納部 １７ タップ孔 １８ 軸孔 １９ タップ孔 ２０ 孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目的の組成となるように調合された金属
   粉末とバインダーとを混練して、組成物を生産し、この
   組成物を造粒して、組成物に流動性を付与してから、流
   動可能な組成物をカード錠用カードシリンダー部品の形
   状の金型に射出して、成形体を成形した後に、この成形
   体の中からバインダーを脱脂により除去し、つぎに、脱
   脂状態の成形体を焼結することにより、前記カード錠用
   カードシリンダー部品を焼結体として製造することを特
   徴とするカード錠用カードシリンダー部品の製造方法。