JPH02129307A - 金属粉末成形品およびその結合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発り１の技術分野］ この発明は金属粉末成形品およびその結合方法に関する
。

［従来技術とその問題点］ 近年、一般のプラスチックと同じように金属粉末をプラ
スチ−２り射出成形機で射出成形した後、焼結して製品
に仕−Ｌげる金属粉末の射出成形焼結法が開発されてい
る。

この方法は、粉末冶金法とエンジニャプラスチックの複
合技術であり、金属粉末とバインダ（熟＋Ｔ（ｆｆｊ性
樹脂とワックスとを混合したもの）とを混練して流動性
のある混合物を作り、この混合物を射出成形機で射ｉ１
１成形して成形品を作り、この成形品を加熱してバイン
ダを除去した後、成形品を焼結させることにより、金属
製の部品を作っみＸ′／：で作業の簡素化を図り、生産
性に優れた合金ている。

このような方法は、成形性や寸法精度に優れるだけでな
く、自動化にも対応できるので、最近では、この方法で
腕時計ケースや時計バンドの駒等の金）ｉＩ製の部品を
作ることが検、１・Ｉされている。

しかし、このような方法で、腕時計ケースや時計バンド
の駒等の金属製の部品を製作しても、この部品に他の部
品１例えば腕時計ケースにおいてはベゼルを１時計バン
ドにおいてはピン部材で各駒を結合する必要がある。そ
のため、このような方法で部品を製作しても、その組み
ケてに際しては、従来と同じで、組み立て作業が煩雑で
あり。

生産性が悪いという問題がある。

［発明の目的Ｊ この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、金属粉末よりなる成形品を焼結す
る停の収縮を利用して、その焼結時に他の部品を同時に
結合させることかでさ、１属粉末成形品およびその結合
方法を提供することにある。

［発明の要点］ この発明の金属粉末成形品は、金属粉末と熱ＩＩｒ・ｑ
１性樹脂のバインダとを混練した混合物で係合部を右し
て成形され、上記バインダが除去された成形品の係合部
に焼結による収縮で熱収縮率の小さい他の部品を結合し
たものである。

また、この発ＩＩの結合方法は、金ｋ（ｓ粉末と８１１
ｆ・■性樹脂のバインダとを混練して混合物を作りこの
混合物を成形して係合部を有する成形品を作り、この成
形品を加熱してバインダを除去し、この成形品の係合部
に合わせて熱収縮（ｌの小さい他の部品をセットし、こ
の他の部品がセー２トされた成形品を焼結して成形品の
収縮により他の部品を結合する方法である。

［第１実施例］ 以下、第１図および：ｔＳＺ図を参照して、この発明の
第１実施例を製造工程順に説明する。この場合、第１図
は腕時計ケースの製造工程を示す図、第２図（Ａ）〜（
Ｄ）は各工程における腕時計ケースの拡大断面図である
。

まず、金属粉末成形用材料を用意する。この金属粉末成
形用材料は金属粉末とバインダとからなる。金属粉末と
しては、例えばステンレス（ＳＵＳ）やｔｎｔｊｉ４ｃ
Ｂｓ）ｋｇの粉末であり、ステンレス粉末は銀色を７し
、黄銅粉末は金色を［配するが、この実施例ではステン
レス粉末を使用する。このステンレス粉末は５ＯＳ３０
４Ｌの粉末で、融点が約１２５０℃程度で、平均粒子径
が約８．５給ｍ前後のもである。バインダはステンレス
粉末と混練された際に流動性をもたせるものであり、例
えば、ＥＶＡ　（エチレン酢酸ビニル共重合体）、アク
リル系樹脂、ワックス等を混合したものである。このバ
インダの混合比は、ステンレス粉末と混練された際に流
動性を有し、かつ焼結前に除去し易く、シかも焼結時の
熱収縮率を考慮して、約１５ｚ〜２０％程瓜がｑＨまし
い。

次に、このような金属粉末成形用材料を均一に混練する
。すなわち、金属粉末とバインダとを混練機により均一
な分散状ｊ凡に混練し、適度の流動性を右する混合物を
作る。そして、この混合物を射出成形機で所定の形状に
射出成形して第１図（Ａ）に示す腕時計ケースｌの成形
品を作る。この腕時計ケースｌは後述する完成品より１
回り大きく形成されており、その−Ｆ、部中央にガラス
装着部２が、その上部外周に係合凹部３が環状に、内部
にモジュール収納部４が、下部に″Ａ、５取付部５が形
成されている。なお、射出成形機はプラスチック射出成
形機とほぼ同じであり、混合物（射出原料）は成形機の
シリンダで加熱溶融し、スクリューを介して金型内に充
填されるが、スクリューや、金型のスプル、ランナ、ゲ
ート’Ｉｓはプラスチックのそれよりも若「大きく形成
されている。

このようにして射出成形された腕時計ケース１は、脱パ
インダニ程で腕時計ケースｌ中のバインダを除去する。

この場合には、腕時計ケースｌを酸化雰囲気中において
１５℃／Ｈｒで徐々に２３時時間面加熱して３５０℃程
度まで加熱した後、この状態（３５０℃程度の状Ｊ！ｉ
）でさらに２蒔間程１■加熱する。これにより、腕時計
ケース１中からバインダが溶解して溶出および蒸発し除
去される。この後、バインダが除去された腕時計ケース
ｌに第１図（Ｂ）に示すようにベゼル６をセットする。

このベゼル６は腕時計ケースｌの上部外周に取り付けら
れるリング状のものであり、腕時計ケースｌよりも熱収
縮率が小さく、シかも融点の高い材料、例えば鉄（Ｆｅ
）ｆｆからなる。このベゼル６を腕時計ケースｌにセッ
トする場合には、腕時計ケースｌに形成された係合部３
にベゼル６を係合させる。

次に、このようにベゼル６がセットされた腕時計ケース
ｌを焼結炉内で焼結する。すなわち、真空中において、
　３００℃／Ｈｒで徐々に４．２時間程度加熱してステ
ンレス粉末の融点（１２５０℃）まで加熱した後、この
状ｊＳ（１２５０℃程Ｉｆｆの状！Ｅ）でさらに１時間
程度加熱する。このように腕詩計ケースｌが焼結される
と、この腕時計ケースｌはバインダの含有率に応じて全
体が収縮して小さくなる。

そのため、これに応じて腕時計ケースｌに形成された係
合部３も収縮し、この係合部３に係合してセットされた
ベゼル６は第１図（Ｃ）に示すように挟み付けられて結
合する。これは、腕時計ケースｌの熱収縮率がベゼル６
の熱収縮率よりも大きいからである。

このように焼結されてベゼル６が結合された腕時計ケー
スｌは表面加！、シた後、電解メツキによりベゼル６に
のみメー、＋層７を形成する。この場合には、腕時計ケ
ースｌがステンレス粉末を焼結したものであるから、こ
の腕時計ケースｌにはメツキは付かず、鉄（Ｆｅ）から
なるベゼル６にのみメツキが付着する。これにより、ベ
ゼル６が取り付けられた腕時計ケース１が完成品として
得られる。

したがって、このような腕時計ケースｌおよびその製造
方法によれば、金属粉末と熱可塑性樹脂のバインダとを
混練してなる混合物を射出成形して、保合四部３を有す
る腕時計ケースｌを作り、この腕時計ケースｌを加熱し
てバインダを除去した後、この腕時計ケースｌの係合凹
部３に合わせて熟収１ｌｉｌ率の小さいベゼル６をセッ
トし、このベゼル６がセ−／　）された腕時計ケースｌ
を焼結し、この焼結による腕時計ケースｌの収縮により
ベゼル６を係合凹部３に挟み付けて結合するようにした
ので、腕時計ケースｌの焼結時にベゼル６を同時に結合
させることができる。そのため、結合作業が容易にでき
、組み立て作業の簡素化を図り、生産性の向上を図るこ
とができる。

［第２実施例］ 次に、第３図を参照して、この発明を時計バンドに適用
した場合の第２実施例について説Ｉｌｌする。

この場合にも、まず、金属粉末成形材料を川、αする。

この金属粉末成形材料は、上述した第１実施例と同様に
、ステンレス粉末の金属粉末と熱ＩＩ）・塑性樹脂等の
バインダとからなる。この金属粉末成形材ネ１を混に！
１機で混練して流動性のある混合物を作り、この混合物
を射出成形機で射出成形して第３図（Ａ）に示す時計、
＜ンドの駒（成形品）１０・・・を複数外る。この状態
の駒ＩＯは後述する完成品より１回り大きく形成されて
おり、その形状は「コ」字状部１１の中間に外側へ突出
する突出部１２を一体に有するものであり、「コ」字状
部１１の！ｆいに対向する部分には凹部状の取付穴１３
．１３が形成され、突出部１２にはピン挿通、／Ｌ１４
が形成されている。

このように形成された複数の駒ｌＯ・・・は、脱パイン
ダニ程で各駒１０・・・中のバインダを除去する。この
場合にも、Ｉ−述した第１実施例と同様に、駒１０・・
・を酸化雰囲気中において１５℃／Ｉ（ｒで徐々に２３
時時間面加熱して３５０℃Ｆ１１度に加熱した後、この
状ｆムで（３５０℃程度の状ｆＥ　）でさらに２時間程
度加熱する。これにより駒ＩＯ・・・中からバインダが
溶解して溶出およびｊｋ、完し除去される。このように
バインダが除去されたｐＪｌｏ・・・を第３図（Ａ）に
示すようにピン１５・・・を用いて結合可能な状ｙＥに
配列する。すなわち、各駒１０・・・の突出部１２に形
成されたピン挿通孔１４にピン１５を挿通させて、各突
出部１２を隣接する駒の「コ」字状部１１内に配置し、
各突出部１２に取り付けられたピン１５の両端を「コ」
字状部１１の各取付穴１３．１３に対応させる。この状
態では、ピンＩ５はピン挿通孔１４内にＭ嵌し、その両
端は各取付穴１３．１３内に挿入していない、この場合
、ピン１５は第１実施例と同様に、駒ｉｏよりも熱収縮
率が小さく、シかも融点の高い材料、例えば鉄（Ｆｅ）
等からなる。

次に、このようにピン１５・・・で連結可能な状！息に
配列された各駒ｌＯ・・・を焼結炉内で焼結する。

すなわち、第１実施例と同様に、真空中において、　３
００℃／１１ｒで徐々に４．２時間程度加熱してステン
レス粉末の融点（１２５０℃）まで加熱した後、この状
ｆＬｃ　１２５０℃程度の状ｆム）できらに１時間程度
加熱する。このように各駒１０・・・が焼結されると、
第３図（Ｂ）に示すように、各駒ｌＯ・・・はバインダ
の含イｊ−ｔ’、に応じて全体が収縮して小さくなる。

そのため、この収縮によりピン１５・・・はそれぞれ各
駒１０・・・のピン挿通孔１４内に配置された状態で、
その両端が各取付穴１３．１３内に配置されて抜は出す
ことがない、これにより、各駒ｌＯ・・・はピン１５・
・・により確実に結合される。この場合、ピン１５は駒
１０の取付穴１３およびピン挿通孔１４内に固く締め付
けられる必要はなく、回動ＩＩＦ　濠な状１ムで取り付
けられるのが９！ましい、なお、このように焼結された
各駒１０・・・は表面加［−シて時計バンドの完成品と
なる。

したがって、このような時計バンドおよびその製造方法
によれば、金属粉末と熟１１丁塑性樹脂のバインダとを
混練してなる混合物を射出成形して、取付穴１３および
ピン挿通孔１４を有する駒１０を複数作り、この各駒ｌ
Ｏ・・・を加熱してバインダを除去した後、この各駒１
０・・・の取付穴１３およびピン挿通孔１４に合わせて
熱収縮率の小さいピン１５・・・をセットし、このピン
１５・・・がセットされた各駒ＩＯ・・・を焼結し、こ
の焼結による各駒１０・・・の収縮によりピン１５・・
・を取付穴１３およびピン挿通孔１４に増り付けて結合
するようにしたので、各駒１０・・・の焼結時に各ピン
１５・・・を同時に結合させることができ、組み立て作
業の簡よ化を図り、生産性の向にを図ることができる。

特に、ピン１５・・・は各駒１０・・・の焼結前にセッ
トされるので、そのセット時にピン１５を駒１０に圧入
したりする必要がないので、各駒１０・・・の結合作業
がより一層容易に行なえる。

なお、ト述した実施例では、金属粉末としてステンレス
粉末を用いたが、これに限らず、金色をなす黄銅（Ｏ３
）等の他の金属粉末を用いても良い。

この場合の焼結条件は、用いる金属粉末によってに述し
たステンレス粉末の場合と異なることはｄうまでもない
、また、成形品に結合されるベゼル６やピン１５の他部
品は必ずしも鉄（Ｆｅ）である必要ななく、例えば、金
属粉末の融点と同じかもしくはそれ以」二の融点の金属
粉末の射出成形品であっても良く、要は腕時計ケースｌ
や駒１０等の成形品の焼結時における熱収縮率よりも他
部品の熱収縮率が小さければ良い。

また、この発明は−Ｌ述したような腕時計ケースｌや時
計バンド等に限らず、ブローチやブレスレー２ト等の装
飾品や、管楽泰等の金属部品にも広く適用することがで
きる。

［発ＩＩの効果］ 以１：　、；ｉ細に説明したように、この発ＩＩによれ
ば、金属粉末と熱ｕｆ塑性樹脂のバインダとを混練して
なる混合物を成形して係合部を有する成形品を作り、こ
の成形品を加熱してバインダを除去した後、この成形品
の係合部に合わせて熱収縮率の異なる他の部品をセット
し、この他の部品がセットされた成形品を焼結して成形
品の収縮により他の部品を成形品に結合するようにした
ので、成形品の焼結時に他の部品を同時に結合させるこ
とができ、結合作業が容易にできるとともに、組み立て
作業の簡素化を図り、生産性の向−にを図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発ＩＪ＋の第１実施例を示し
、第１図は腕時計ケースの製造工程を示す図、：ｊＳｚ
図（Ａ）〜（Ｄ）は各工程における腕時計ケースの拡大
断面図、第３図（Ａ）（Ｂ）は第２実施例の時計バンド
の各製造過程における一部破断正面図である。 ｌ・・・・・・腕時計ケース、３・・・・・・係合凹部
、６・・・ベゼル、ｌＯ・・・・・・駒、１３・・・・
・・取付穴、１４・・・・・・ビン挿通孔、１５・・・
・・・ピン。 特 詐 出 願 人 カシオ計算機株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属粉末と熱可塑性樹脂のバインダとを混練した
   混合物で係合部を有して成形され、上記バインダが除去
   された成形品の係合部に焼結による収縮で熱収縮率の小
   さい他の部品を結合したことを特徴とする金属粉末成形
   品。
2. （２）金属粉末と熱可塑性樹脂のバインダとを混練して
   混合物を作る工程と、 この混合物を成形して係合部を有する成形品を作る工程
   と、 この成形品を加熱してバインダを除去する工程と、 成形品の係合部に合わせて熱収縮率の小さい他の部品を
   セットする工程と、 この他の部品がセットされた成形品を焼結してからなる
   金属粉末成形品の結合方法。