JPH0820808A - 焼結体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連結した２以上の成形体を相互に溶着するこ
となく焼結する。 【構成】 金属粉末，有機バインダーから一の成形体を
成形した後、この成形体にセラミックス粉末を分散した
接着剤を塗布し、別の成形体を接着剤を介して接着して
連結体とする。連結体を脱脂後、焼結する。脱脂により
接着剤が分解して消失し、成形体の間にセラミックス粉
末が残存し焼結時における成形体の相互溶着を防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属粉末を所望形状に
成形し焼結することにより焼結体とする焼結体の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属部品、特に複雑形状である金属部品
を多数個製造する方法として、金属粉末とバインダーと
を混練したコンパウンドを射出法で成形し、得られた成
形体（グリーン体）を脱脂してブラウン体とし、このブ
ラウン体を焼結してシンター体とする、いわゆるＭｅｔ
ａｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ（ＭＩＭ）
プロセスがよく用いられる。近年、このＭＩＭのプロセ
スをさらに発展させて、同一形状もしくは異形状の成形
体を複数個連結すると共に、連結された成形体が相互に
可動する可動連続体を、射出成形と同時に得る（組み立
てる）型内組み立て技術が開発されている。

【０００３】このような型内組み立ての従来技術とし
て、特願平４−１６４３４１号の焼結体の製造方法があ
る。図３７はこの方法により製造される可動連続体１０
２を示す。この可動連続体１０２は、図３５に示すよう
に、円筒状の突起１００ａを有したリング状の第１の成
形体１００と、図３６に示すように、この突起１００ａ
に対応した円筒状の凹部１０１ａを有するリング状の第
２の成形体１０１とからなり、第１の成形体１００の突
起を第２の成形体１０１の凹部に嵌め合わせることで、
互いの成形体１００，１０１を可動するように連結して
いる。

【０００４】かかる可動連続体１０２の製造は、第１の
成形体１００の形状が反転されたキャビティを有する第
１の可動側金型（入子）および第１の固定側金型（入
子）より構成される金型により第１の成形体１００を射
出成形して、グリーン体を得る。この成形後、金型を開
き、第１の成形体１００に対してフロリナート等の溶媒
に分散したｃ−ＢＮ等のセラミックス粉末を塗布する。
この溶媒は成形体（グリーン体）１００の構成要素であ
るバインダーを侵すこがないものが使用される。また、
セラミックス粉末は焼結時において、成形体の構成要素
である金属粉末と何等反応しない、化学的に安定なもの
が使用される。

【０００５】次に、第１の固定側金型と、第２の成形体
の形状を反転したキャビティを有する第２の固定側金型
とを交換する。このとき、第１の成形体１００は第１の
可動側金型のキャビティ内に残ったままであり、この第
１の成形体と第２の固定側金型のキャビティとによって
第２の成形体１０１を成形するキャビティが形成され
る。また、第１の成形体１００の突起１００ａが、第２
の成形体１０１の凹部１０１ａを形成するためのキャビ
ティとなる。そして、第２の成形体１０１を射出成形
し、第１の成形体（グリーン体）１００と第２の成形体
（グリーン体）１０１とからなる連続体１０２を成形す
る。この連結体１０２を金型より取り出し、脱脂してブ
ラウン体とし、焼結してシンター体とする。

【０００６】この方法によると、第１の成形体１００と
第２の成形体１０１との間にセラミックス粉末が介在し
ているため、焼結時において、第１の成形体１００と第
２の成形体１０１とが相互に溶着することなく、相互の
可動を行う連続体とすることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の方
法では、グリーン体を相互に組み立てた後に脱脂し、焼
結する場合、グリーン体が脆いため、グリーン体が相互
に動き、これにより組み立てたグリーン体が脱脂工程に
移す間に破損してしまうことがあった。また、グリーン
体が摺動すると、摺動部位に塗布されたセラミックス粉
末がそぎ落されてしまい、焼結時に溶着してしまうこと
があった。

【０００８】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、相互に可動するよう組み立てられたグリ
ーン体を脱脂工程に移す際に、グリーン体相互の可動に
基づいた破損を防止するとともに、成形体同士の溶着を
防止することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用】本発明の焼結
体の製造方法は、金属粉末と有機バインダーとを混練し
たコンパウンドにより成形された成形体にセラミックス
粉末を分散した接着剤を塗布し、前記コンパウンドによ
り成形された新たな成形体を前記接着剤を介して前記成
形体に接着して連結体とし、この連結体を脱脂および焼
結することを特徴とする。

【００１０】この方法においては、接着剤を介した新た
な成形体の接着工程を順次繰り返して２以上の成形体が
連続された連結体を形成し、その後、この連結体を脱脂
および焼結することができる。

【００１１】また別の本発明の焼結体の製造方法は、金
属粉末と有機バインダーとを混練したコンパウンドを射
出成形して成形体を成形した後、この成形体にセラミッ
クス粉末を分散した接着剤を塗布し、この成形体に対し
て前記コンパウンドを射出成形し当該成形体に接着剤を
介して連結される新たな成形体を成形して連結体とし、
この連結体を脱脂および焼結することを特徴とする。

【００１２】この方法においては、射出成形した成形体
に前記接着剤を塗布する工程と、この成形体に対する新
たな成形体の射出成形工程とを順次、繰り返して２以上
の成形体が連結された連結体を成形し、この連結体を脱
脂および焼結することができる。

【００１３】上記それぞれの方法においては、セラミッ
クス粉末を分散した接着剤を介して成形体が相互に接着
された状態となり、脱脂工程への移送時に相互に動くこ
とがなく、破損を防止できる。この接着剤としては、脱
脂工程時の加熱により、略完全に除去されるものを使用
する。これにより焼結の際に、成形体相互の間にセラミ
ックス粉末だけが残留して、焼結時における成形体相互
の溶着を防止する。このため焼結後においては、成形体
が相互に可動することができる。

【００１４】

【実施例１】図１ないし図３は本発明の実施例１により
成形される成形体を示す。本実施例は同一形状の複数の
成形体を相互に可動可能に連結した連結体を製造するも
のである。成形体１は図１に示すように、略リング状を
有しており、一方の端面には円筒状の突起１ａが、ま
た、この突起に対向する位置には突起１ａに対応する円
筒状の凹部１ｂが形成されることにより構成されてい
る。

【００１５】この成形体１は以下のプロセスにより成形
される。まず、平均粒度１０μｍのステンレス鋼（ＳＵ
Ｓ ３１６Ｌ）粉末９１ｗｔ％、有機バインダーとして
ポリスチレン３ｗｔ％、アクリル３ｗｔ％、ワックス２
ｗｔ％、ステアリン酸１ｗｔ％を混練機に投入し、混練
した後に造粒機に投入し、ペレット状に造粒してコンパ
ウンドとする。

【００１６】そして、このコンパウンドを成形体１と同
形状のキャビティが形成された金型内に射出する。これ
により図１に示す成形体（グリーン体）１を複数成形す
る。このグリーン体１は接着剤を介して相互に接着され
る。すなわち図３に示すように、一方のグリーン体１の
凹部１ｂおよび連結するもう一方のグリーン体１と接触
する部位（図３において斜線で図示）に、ディスペンサ
ー２によって接着剤４を塗布する。この接着剤４として
はａ−シアノアクリレート系のいわゆる瞬間接着剤に、
セラミックス粉末であるｃ−ＢＮ粉末（平均粒径１０μ
ｍ）を、重量比１：４で分散させたものが使用される。

【００１７】かかる接着剤の塗布後、凹部１ｂに対応す
るもう一方のグリーン体１の突起部１ａをはめ込み、グ
リーン体１を接着剤を介して相互に接着する。以上の操
作を複数回（連結する成形体１の数の分）繰り返すこと
により、図３に示す連結体３とする。次に、この連結体
３をセラミックス製の皿（セッター）に載置し、このセ
ッターを脱脂炉に投入し、大気雰囲気中、３２５℃の温
度で加熱する。これにより成形体１から有機バインダー
成分を脱脂し、全ての成形体１（すなわち連結体３）を
グリーン体からブラウン体とする。

【００１８】そして、この脱脂後、ブラウン体を焼結炉
に投入し、Ｎ₂ 雰囲気中、１３５０℃の温度で焼結し、
ＳＵＳ ３１６Ｌのシンター体とする。なお、脱脂およ
び焼結における雰囲気および処理温度以外の例えば、昇
温速度、処理時間等の処理条件は、公知であるため、そ
の説明を省略する。焼結終了後、焼結炉よりセッターを
取り出し、シンター体となった連結体３をセッターから
取り出す。

【００１９】本実施例において、ａ−シアノアクリレー
ト系の接着剤は、約８０℃以上の温度に加熱されること
により分解を開始する。これに対し、脱脂を行う脱脂炉
内の雰囲気温度は３２５℃まで上昇するので、接着剤の
成分は、脱脂時において完全に分解される。すなわち、
接着剤は成形体のバインダー成分と同じ様に脱脂され
る。一方、接着剤の中に分解したｃ−ＢＮ粉は成形体１
の接触部に残留するためグリーン体とグリーン体とは、
ｃ−ＢＮによって、非接触な状態のまま脱脂されてブラ
ウン体となり、引き続き非接触のまま焼結されてシンタ
ー体となる。ｃ−ＢＮは、化学的に安定な物質であり、
グリーン体（脱脂後はブラウン体）の構成要素であるＳ
ＵＳ ３１６Ｌと焼結中に反応することがなく、また、
焼結後においても粉末の状態を維持する。このような本
実施例では、グリーン体を相互に連結する際にｃ−ＢＮ
粉を分散させた接着剤によりグリーン体を相互に接着し
て固定するため、グリーン体の相互連結から脱脂までの
間に連結体が破損することがない。また、接着剤の中に
セラミックス粉末を分散させているので、焼結時に成形
体が相互に溶着することもない。

【００２０】

【実施例２】本実施例は図２に示す同一形状の成形体か
らなる連結体３をその成形体を成形する金型内で成形と
同時に連結するものである。図４は本実施例における成
形装置を示し、図５は第１の成形体を成形する金型を示
し、図６および図７は第１の成形体を成形する金型の要
部およびその作用を示す。

【００２１】図８は第２の成形体を成形する金型を示
し、図９、図１０は第２の成形体を成形する金型の要部
およびその作用を示す。図１１は第１の成形体の成形後
における型開きした金型をパーティング面側から示し、
図１２は第１の成形体に接着剤を塗布する工程を示し、
図１３は第２の成形体の成形後における型開き状態を示
す。

【００２２】本実施例における成形体１は、図１に示す
ように、略リング状を有しており一方の端面には円筒状
の突起１ａが、この突起に対向する位置には、突起１ａ
に対応する円筒状の凹部１ｂが形成されている。この成
形体１の突起１ａと凹部１ｂとを、成形と同時に金型内
で交互に連結することにより、図２に示す連結体３を形
成する。

【００２３】本実施例に用いる成形装置は図４に示すよ
うに、加熱筒５を有しており、この加熱筒５は、図示を
省略した射出成形機のノズルに接続されている。加熱筒
５には固定側プラテン６が備えられており、この固定側
プラテン６には、第１の固定側金型７と第２の固定側金
型８とが備えられている。加熱筒５には溶融したコンパ
ウンドを第１および第２の固定側金型７，８へ供給する
ための流路が２系統設けられており、流路の周囲には、
この流路内のコンパウンドの溶融状態を維持するための
ヒータ（図示省略）が配設されている。

【００２４】一方、固定側プラテン６には可動プラテン
９が対向しており、可動プラテン９には、第１の固定側
金型７に対向して第１の可動側金型１０が配設されてい
ると共に、第２の固定側金型８との対向位置にはこの第
１の可動側金型１０と同形状の第２の可動側金型１１が
配設されている。可動プラテン９は、回転軸１２によっ
て金型のパーティング面に対して直角な軸回りに回動自
在となっており、回転軸１２を１８０°回転すること
で、第２の固定側金型８に対して第１の可動側金型１０
を、第１の固定側金型７に対して第２の可動側金型１１
をそれぞれ対向させることができる。

【００２５】尚、本実施例における射出成形機（図示省
略）は、ノズルを２頭備え、このうちの一方のノズルを
選択的に閉鎖することのできるシャットオブノズルが備
えられている。この場合、各ノズルは、上記加熱筒５の
流路に各々接続してある。

【００２６】図５は第１の成形体１を成形する第１の可
動側金型１０および第１の固定側金型７の構成を示す。
第１の固定側金型７は、固定側取付板１３と、固定側板
１３に固定された固定側型板１４と、固定側プラテンと
の位置決めを行うためのロケートリング１５と、固定側
取付板１３および固定側型板１４に固定された第１のマ
ニホールド１６と、固定側型板１４に保持された固定側
入子１７と、固定側入子１７に保持された第２のマニホ
ールド１８とからなる。一方、第１の可動側金型１０
は、可動側取付板１９と、スペーサブロック２０を介し
て可動側取付板１９に固定された可動側型板２１と、可
動側型板２１に保持された可動側入子２２と、可動側入
子２２内の成形体を突き出す突出しロッド２３と、突出
しロッド２３を可動側入子２２に対して摺動するための
突出し板２４とからなる。

【００２７】図６および図７は、第１の固定側金型７と
第１の可動側金型１０を示し、第１の固定側金型７にお
ける第１のマニホールド１６には、溶融したコンパウン
ドの流路１６ａが設けられているとともに、この流路１
６内の溶融したコンパウンドの固化を防ぐためのヒータ
１６ｂを有している。この流路１６ａと連通する流路１
８ａは第１のマニホールド１６と第２のマニホールド１
８とによって形成されると共に、内部のコンパウンドの
固化を防ぐためのヒータ１８ｂをその周囲に有してい
る。

【００２８】固定側入子１７には、図７に示すように、
第１の成形体の突起部１ａおよび凹部１ｂ（図１参照）
を成形するための凹部１７ａおよび突起１７ｂが形成さ
れているとともに、第１の成形体の中心部の孔１ｃ（図
１参照）を成形する凸部１７ｅが形成されている。一
方、可動側入子２２には、第１の成形体１の外形を成形
するための凹部２２ａが形成されている。そして、固定
側入子１７と可動側入子２２とが密着することで、第１
の成形体１を成形するためのキャビティ２５が形成され
る。

【００２９】このキャビティ２５は、図６に示すよう
に、ゲート２６を介して流路１８ａに連通するととも
に、内部のコンパウンドの固化を防ぐためのヒータ１８
ｄをその周囲に配置した流路１８ｃに連通している。
尚、ゲート２６となるキャビティ２５と流路１８ｃとの
境界部分は、型の開く方向に向かって先端が細くなるよ
うなテーパとなっている。

【００３０】図８〜図１０は第１の成形体と同一形状、
同一寸法の第２の成形体１’を成形する第１の可動側金
型１０および第２の固定側金型８を示す。第２の固定側
金型８は、図７および図８に示すように、その構成要素
である固定側入子２７のキャビティ部の形状が第１の固
定側金型７と異なるだけであるため、固定側入子２７以
外の詳細な説明は省略する。固定側入子２７には、図９
および図１０に示すように、第２の成形体１’の中心部
の孔１ｃ（図１参照）を成形する凸部２７ｂ、およびす
でに成形が完了している第１の成形体１の中心部の孔１
ｃにはめ込まれる凸部２７ａが形成されている。そし
て、すでに成形されている第１の成形体１の突起部１ａ
が第２の成形体１’の凹部１′ｂの、またすでに形成さ
れている第１の成形体の凹部１ｂが第２の成形体１′の
突起部１’ａを形成するキャビティとなり、第１の成形
体１と固定側入子２７とによつて第２の成形体の全体を
成形するキャビティ２８が形成される。

【００３１】次に、上記構成からなる成形装置を用いた
連結体の成形について説明する。まず、平均粒度１０μ
ｍのステンレス鋼（ＳＵＳ ３１６Ｌ）粉末９１ｗｔ
％、有機バインダーとしてポリスチレン３ｗｔ％、アク
リル３ｗｔ％、ワックス２ｗｔ％、ステアリン酸１ｗｔ
％を混練機に投入し、混練した後に造粒機に投入し、ペ
レット状に造粒してコンパウンドとする。このコンパウ
ンドを図６に示す第１の固定側金型７と第１の可動側金
型１０とが組合わさった状態で形成されるキャビティ２
５内に射出し、第１の成形体１を成形し、この成形後、
型開きする。このとき、ゲート２６に形成されたテーパ
によって、流路１８ｃ内のコンパウンドはカットされ
る。

【００３２】図１１は金型を開きそれをパーティング面
側より見た図であり、成形された第１の成形体１が第１
の可動側入子２２のキャビティ２５内に残っている。型
開き後、図１２に示すようにスプレーノズルなどの接着
剤塗布手段２９を第１の成形体１に接近させ、第１の成
形体１に対して、接着剤をスプレーする。この接着剤と
しては、ホットメルト型の接着剤２０ｗｔ％にセラミッ
クス粉末として平均粒径１０μｍのｃ−ＢＮ粉８０ｗｔ
％を分散させたものが使用される。なお基材となるホッ
トメルト型の接着剤としては、ポリエチレン系であり、
１８０℃以上の温度に加熱してスプレー可能な粘度に調
整した。ここで、ホットメルト型のセラミックス粉末に
は、ポリエチレン系の他に、ポリアミド系、ポリエステ
ル系、ブチラール系、ポリ酢酸ビニル系、セルロース誘
導体系、ポリメチルメタクリレート系、ポリメチルエー
テル系、ポリウレタン系、ポリカーボネート系の内、い
ずれかのものを用いてもよい。これらのホットメルト型
の接着剤には、溶剤が含まれていないため、成形体の構
成要素であるバインダ樹脂成分を侵すことがない。

【００３３】なお、セラミックス粉末を分散したホット
メルト型の接着剤の塗布方法としては、スプレーが可能
なものはスプレーにより塗布するのが望ましいが、溶融
粘度と加熱温度の関係上、粘度の高くスプレーが不可能
なものは、ノズルタイプのアプリケーションを用いて接
着剤を吐出もしくは滴下して塗布してもよい。また、セ
ラミックス粉末に関しては、成形体を構成する金属粉末
（本実施例においてはＳＵＳ ３１６Ｌ）と、焼結時に
おいて何ら反応せず、また、それ自身も、成形体の焼結
温度では焼結されないような化学的に安定したものであ
ればよく、例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）、酸
化チタン、酸化ジルコニア、カーボン等を単体で、ある
いは、組み合わせて使用してもよい。また、接着剤とセ
ラミックス粉末との配合比も上記のものに限らない。

【００３４】かかる接着剤塗布後、回転軸１２を回転さ
せて第１の固定側金型７と第２の固定側金型８とを交換
し、第２の固定側金型８と第１の可動側金型１０とを閉
める。この型閉め後、第２の成形体１’を射出成形す
る。ここで、ホットメルト型の接着剤は温度が低くなる
とすぐに固化するため、第１の成形体１に塗布した直後
に固化するが、第２の成形体１’が射出される際の温度
によって再び溶融し、その後の第２の成形体１’を構成
するコンパウンドの固化に伴って固化する。これにより
接着剤としての効力を発揮する。第２の成形体１’を成
形後、図１３に示すように、型を開き、突出しロッド２
３によって第１の成形体１および第２の成形体１’より
なる連結体６１を取り出す。以後、この連結体６１を窒
素ガス雰囲気内で３２５℃の温度で脱脂し、その後、窒
素ガス雰囲気内で１３００℃に加熱して焼結する。

【００３５】上記構成において、第１の成形体１を成形
後、第１の成形体１に対してｃ−ＢＮ粉末が分散されて
いる接着剤を塗布した後に第２の成形体１’を成形する
ため、第２の成形体１’の成形後における成形体１，
１’からなる連結体６１を型より取り出す際、第１の成
形体１と第２の成形体１’とは接着剤を介して相互に接
着された状態となる。この接着剤は、脱脂時に分散され
除去されるため、脱脂後の第１の成形体１と第２の成形
体１’との間にはｃ−ＢＮ粉のみが残る。このｃ−ＢＮ
粉は、成形体１，１’の構成要素であるＳＵＳ ３１６
Ｌと何ら反応しない化学的に安定な物質であるため、焼
結時においては、第１の成形体１と第２の成形体１’と
が非接触のまま焼結される。

【００３６】このような本実施例では第１の成形体と第
２の成形体とが接着剤によって固定されているため、型
から取り出す際に、相互に可動することなく、相互可動
に起因した成形体の破損がなくなる。また、焼結時に
は、接着剤に分散したセラミックスの粉末が成形体の間
に存在するため、焼結時に第１の成形体と第２の成形体
とが溶着することもない。

【００３７】なお、本実施例では、セラミックス粉末を
分散した接着剤としてホットメルト型を用いたが、同じ
ように溶剤を含まないエポキシ系の接着剤を用いてもよ
い。このエポキシ系の接着剤は、ホットメルト型の接着
剤と同様に、溶剤を含まないため、成形体を構成するバ
インダー樹脂を侵すことがない。なお、ホットメルト型
の接着剤は冷却されるとともに硬化して接着剤としての
機能を発揮するため、その硬化は成形体の硬化時間にほ
ぼ相当するのに対して、エポキシ系の接着剤を用いる場
合は、その硬化時間が長いために、型開きの時期および
成形体の型からの取り出し時期を、ホットメルト型の接
着剤の場合よりも遅くする必要がある。しかし、エポキ
シ系の接着剤は、ホットメルト型の接着剤と同様、耐熱
性があり、また、ホットメルト型の接着剤に比べて接着
強度が大きいため、特に強い接着力を必要とする場合
に、有効となる。このエポキシ系の接着剤に関しても、
スプレーが可能なものはスプレーによって塗布するのが
望ましいが、スプレーが不可能なものに関しては、滴下
による塗布や、へらによる塗布を行ってもよい。

【００３８】本実施例におけるその他の接着剤として
は、例えばアクリル、スチレン、ポリアミド、セルロー
ス、ポリウレタン等の熱可塑性の合成樹脂系接着剤や、
フェノール、不飽和ポリエステル、アクリル、シリコー
ン、アクリル酸ジエステル等の熱硬化性の合成樹脂系接
着剤や、エポキシーフェノーリック、エポキシ−ポリア
ミド、ナイロン−エポキシ系の混合系接着剤でもよい。
また、本実施例では、成形体を構成するバインダ樹脂成
分を侵す溶剤を含まないホットメルト型の接着剤および
エポキシ系の接着剤を選択したが、接着剤に含まれる溶
剤によって成形体を構成するバインダ樹脂を溶かすこと
により接着力を高めるようなタイプの接着剤を用いても
よい。この場合、成形体相互の接触部位において、成形
体を構成するバインダ成分が溶解するため、成形体の間
のクリアランスが大きくなるが、特に大きなクリアラン
スを必要としている場合には有効である。なお、接着剤
に求められる機能は、成形体の成形後、脱脂工程までに
成形体が可動するのを防止する程度で十分であるところ
から、特に強力な接着力を有した接着剤を選定する必要
はない。

【００３９】

【実施例３】本実施例は、複数の管状構造体からなる湾
曲管を成形と同時に組み立てるものである。管状構造体
３０は、図１４に示すように筒状の胴部３２と、胴部３
２の軸方向にそれぞれ対向して突出した第１の耳部３３
および第２の耳部３４と、第１の耳部３３に形成された
円柱状の突起３５および第２の耳部３４に形成された孔
部３６とからなる。各耳部３３，３４における相互間隔
は図１５に示すように、第１の耳部３３の相互間隔が第
２の耳部３４の相互間隔よりも狭く、第１の耳部３３の
突起３５が第２の耳部３４の孔部３６に挿入されること
により、管状構造体３０が順次連結され、これにより図
１７に示す湾曲管３７を構成する。そして、この湾曲管
３７は、耳部３３，３４の突起３５と孔部３６とが摺動
し合うことにより、図１８の様に湾曲することができ
る。尚、この管状構造体３０を成形金型により成形する
場合、図１６に示す直線Ｌ（パーティングライン）で分
割されるものである。

【００４０】図１９は湾曲管３７を成形しつつ連結状態
となるように組み立てる金型装置３８を示す。この金型
装置３８は一対のスライド型３９，４０と、このスライ
ド型３９，４０の中心に位置するスライドコア４１と、
スライドコア４１に摺動自在に備えられたスリーブ４２
とを備えている。一対のスライド型３９，４０は、管状
構造体３０の外形を成形するキャビティを有し、スライ
ドコア４１は管状構造体３０の内部形状および軸方向の
一方の端面を成形するキャビティ、スリーブ４２はスラ
イドコア４１とは反対側のもう一方の端面を成形するキ
ャビティの作用を行う。スライドコア４１は小径部４３
と大径部４４とが連設されており、大径部４４の一部と
小径部４３とが管状構造体３０の内径形状を成形するた
めのキャビティとなる。このスライドコア４１は図示し
ない駆動手段によって軸方向に進退自在となっており、
スライドコア４１の小径部４３には、その内径がスライ
ドコアの小径部４３と同一で、かつ、その外径がスライ
ドコア４１の大径部４４と同一径であるスリーブ４２が
備えられている。

【００４１】スリーブ４２のスライドコア４１側におけ
る端面と外径の一部分は管状構造体３０を成形するため
のキャビティであり、このスリーブ４２は図示しない駆
動手段によって、スライドコア４１上で進退自在となっ
ている。一方、管状構造体３０の外径を成形するスライ
ド型３９，４０はこのスライドコア４１を挟んだ上下位
置に設けられている。このスライド型３９，４０は、図
示しない駆動手段によってスライドコア４１の軸心に対
して直交する方向に進退する。

【００４２】スライドコア４１とスライド型３９，４０
との間には、管状構造体３０に接着剤を塗布するための
接着剤塗布装置４５が配置されている。この接着剤塗布
装置４５は、図示しない駆動手段により、型３９，４０
が開いた時にはスライドコア４１とスライド型３９，４
０との間に移動し、型が閉じるときには、この型締めを
阻害しないように、他の位置に回避する。

【００４３】図２０〜図２３はスライド型３９，４０を
示し、図２０はスライドコア４１およびスリーブ４２を
所定の位置に移動し、一対のスライド型３９，４０を閉
め、管状構造体３０を成形するためのキャビティを形成
した状態を表している。一方のスライド型３９は溶融し
たコンパウンドが通過する流路４６を有するとともに、
流路４６内のコンパウンドの固化を防ぐヒータ４７を有
したマニホールド４８を備えている。流路４６はキャビ
ティに連通しており、キャビティとの境界であるゲート
４９は、キャビティ側ほど先が細くなるテーパとなって
いる。このスライド型３９のキャビティには、管状構造
体３０の第２の耳部３４を成形するための凹部５０が設
けられているとともに、第１の耳部３３の突起３５を成
形する凹部５１が設けられている。管状構造体３０の第
１の耳部３３を成形するためのキャビティの一部は、ス
リーブ４２によって形成されるものであり、そのため、
スリーブ４２には、図２０、図２１に示すように、管状
構造体３０の第１の耳部３３の外径を成形するキャビテ
ィとしての切り欠き部５３が形成されている。

【００４４】他方のスライド型４０は、コンパウンドを
供給するマニホールド４８を有していない点以外は、ス
ライド型３９の形状と同一であるため、その説明は省略
する。なお、管状構造体３０を相互に可動するように連
結するためには、各々の管状構造体３０の間に図１７に
示すようなクリアランス７０が必要となる。このクリア
ランスを成形するために、スライド型３９，４０には、
クリアランス形成用のスライド５４，５５がそれぞれ備
えられている。

【００４５】図２２〜２４はかかるスライド５４，５５
の構成を示し、図２２はスライド型３９のキャビティ側
からの斜視図（図１９におけるＺ矢視図）であり、スラ
イド型３９には一対のスライド５４が備えられている。
一対のスライド５４は、それぞれがスライドコア４１の
軸心に対して直交する方向に進退自在となっており、そ
の対向する先端は、キャビティの中心で相互に当接して
いる。このスライド５４の先端（キャビティ側）は、ス
ライドコア４１の小径部４３と同一の曲率を有してお
り、スライド５４を前進させたとき、この曲率部位がス
ライドコア４１の小径部４３に当接する。また、このス
ライド５４を前進させたときに、スライド型３９に形成
された凹部５０（管状構造体の耳部３４を成形する）に
かかる部位では平面となっている。

【００４６】図２３は図２０のＸ−Ｘ断面であり、スラ
イド型４０にもスライド型３９のスライド５４と同様の
一対のスライド５５が備えられている。図２４は図２３
で示す状態から各スライド５４，５５を後退させた状態
を示し、各スライド５４，５５はそれぞれのスライド型
３９，４０のキャビティより奥に（管状構造体３０の外
径より奥に）退くことにより、管状構造体３０成形後に
おけるスライドコア４１およびスリーブ４２の後退が可
能になる。

【００４７】次に、上記構成からなる金型装置３８によ
る湾曲管３７の連続成形について説明する。まず、図１
９に示す状態から、スライド型３９，４０を閉じ、スリ
ーブ４２、スライドコア４１、スライド５４，５５を前
進させて、図２０に示す状態となる。すなわち、型閉め
を行い、第１の管状構造体３０を成形するためのキャビ
ティを形成する。続いて、マニホールド４８の流路４６
内にある溶融状態のコンパウンドを、ゲート４９よりキ
ャビティに射出して充填し、図２５に示す状態となる。
本実施例にて使用したコンパウンドは、平均粒度８μｍ
のステンレス鋼（ＳＵＳ ３１６Ｌ）粉末９１ｗｔ％、
有機バインダーとしてポリスチレン３ｗｔ％、ポリエス
テル３ｗｔ％、ワックス２ｗｔ％、ステアリン酸１ｗｔ
％を混練し、この混練物をペレットに造粒したものであ
る。

【００４８】このコンパウンドの充填後、一定時間保持
して、充填したコンパウンドを固化し、この固化後に、
図２６に示すように型を開く。このとき、まず先にスラ
イド５４，５５を後退（図２４参照）した後にスライド
型３９，４０を開く。ここで、第１の管状構造体３０に
は金型の構成上、孔部３６は形成されない。この孔部３
６は第２の管状構造体以降に形成される。次に、接着剤
塗布手段４５を前進し、第１の管状構造体３０に対し
て、セラミックス粉末を分散した接着剤をスプレー等に
より塗布する。塗布する位置は、第２の管状構造体３
０’と接触する部位のみでよい。本実施例の接着剤は管
状構造体の構成要素であるバインダ成分の１つであるポ
リスチレン系の接着剤１０ｗｔ％に、セラミックス粉末
として平均粒径８μｍのアルミナ粉末９０ｗｔ％を分散
したものを使用した。

【００４９】接着剤塗布後、図２７に示すようにスリー
ブ４２およびスライドコア４１を後退するとともに、ス
ライド型３９，４０を閉じる。このとき、スライドコア
４１の後退とともにスリーブ４２を前進させ、スライド
コア４１の後退が完了した後にスリーブ４２を所定の位
置に後退させてもよい。スライドコア４１の後退は管状
構造体３０の１つ分だけとし、スリーブ４２の後退位置
は、図２０に示す位置とする。型閉め後、スライド５
４，５５を前進させ（図２３参照）、図２８に示す様
に、第２の管状構造体３０’を成形するためのキャビテ
ィを形成する。

【００５０】第２の管状構造体３０’のキャビティは、
第１の管状構造体と、スライド５４，５５と、スライド
型３９，４０と、スライドコア４１と、スリーブ４２と
によって形成されるものである。ここで、第１の管状構
造体３０の第１の耳部３３の突起３５が第２の管状構造
体３０’の第２の耳部３４の孔部３６を形成するキャビ
ティとなる。スライド５４，５５を前進した後、図２９
に示す様にキャビティにコンパウンドを射出し、第２の
管状構造体３０’を成形する。この成形後、上記と同様
の手順により型を開く。このとき、スライド５４，５５
によって第１の管状構造体３０と第２の管状構造体３
０’との間には、スライド５４，５５の厚さ分のクリア
ランスが７０が形成される（図１７参照）。このクリア
ランス７０によって、湾曲管３７は図１８に示すように
可動する。

【００５１】以後、上記手順を繰り返し、所定の個数、
管状構造体３０を連結させながら成形した後、スライド
コア４１よりスリーブ４２を抜き、続いてスライドコア
４１から成形した連結体３７を取り出す。成形後の連結
体３７は、図１７に示すような形状となる。そして、こ
の連結体３７を大気雰囲気中、３３０℃で脱脂し、真空
雰囲気中、１３００℃で焼結する。

【００５２】本実施例では第１の管状構造体３０を成形
後、第１の管状構造体３０に対してセラミックス粉末が
分散されている接着剤を塗布し、その後、第２の管状構
造体３０’を成形する。そして、この手順を繰り返して
管状構造体３０の連結体３７を成形し、その後、連結体
３７をスライドコア４１より取り出す。この連結体３７
を構成する各管状構造体３０は接着剤によって相互に接
着された固定状態となり、脱脂工程へ移すときに相互に
動くことがない。

【００５３】本実施例において、アルミナ粉末を分散し
た接着剤は管状構造体の構成要素の１つであるポリスチ
レン系の接着剤である。このため管状構造体相互の接合
は、接着剤中に含まれる溶剤が管状構造体の連結部位を
ごく僅か溶解し、硬化することにより行われる。また、
この接着剤の成分は、脱脂時に分解され除去されるた
め、各管状構造体の間にはアルミナ粉のみが残る。この
アルミナ粉末は、管状構造体の構成要素であるＳＵＳ
３１６Ｌと何ら反応しない化学的に安定な物質であるた
め、焼結時においては、各管状構造体が相互に非接触の
まま焼結される。

【００５４】以上のような本実施例では、連結体を構成
する管状構造体が接着剤によって相互に固定されている
ため、連結体をスライドコアから取り出す際に、相互に
動くことがなく、相互可動に起因した成形体の破損を防
止できる。また、焼結時には、接着剤に分散したセラミ
ックス粉末のみが管状構造体の間に存在するため、焼結
時に、管状構造体が相互に溶着することもない。尚、本
実施例では、２つの管状構造体を連結したが、図１７に
示すように、４つ、あるいはそれ以上の管状構造体を連
結することができる。

【００５５】

【実施例４】本実施例は実施例３と同様の湾曲管３７を
成形するものであるが、成形後の連結体の固定を行う接
着工程と、焼結時における管状構造体相互の溶着を防止
するセラミックス粉末の塗布工程とを別工程で行うもの
である。従って、実施例３と共通する説明は省略し、異
なる部分のみ、図示して説明する。本実施例では、スラ
イド型３９のスライドコア４１側の側面に対して接着剤
のみ（すなわち、セラミックス粉末を分散させていな
い）を滴下するディスペンサー５６を備えた点が実施例
３の金型装置３８と異なり、その他構成は実施例３と同
様である。

【００５６】本実施例において、第１の管状構造体３０
を射出成形するまでは実施例３と同様である。本実施例
では、この第１の管状構造体３０の射出成形後、フロリ
ナートに分散したｃ−ＢＮ粉末を第１の管状構造体３０
に塗布する。塗布後、第２の管状構造体を成形する。
（この状態は、図２９と同様である。）このフロリナー
トは、管状構造体３０の構成要素である有機バインダー
を侵さない性質を有する溶媒である。塗布手段は、実施
例３と同様である。また、塗布する範囲は、実施例３と
同様に、次に成形される第２の管状構造体３０’と第１
の管状構造体３０とが接する部位のみである。

【００５７】図３０に示すように、管状構造体３０を成
形した後、スライドコア４１を後退させることにより、
成形済の管状構造体３０がスライド型３９，４０より排
出される。次の管状構造体３０の成形を行う際、スライ
ドコア４１は所定の位置に停止して待機状態となる。こ
のスライドコア４１が停止した後、ディスペンサー５６
によって、管状構造体３０の連結部位５７、すなわち管
状構造体３０の突起と孔部とがその間隙にｃ−ＢＮ粉末
を介在した状態で嵌め合っている部位に、接着剤を塗布
する。使用する接着剤は、瞬間接着剤と称されるａ−シ
アノアクリレート系の接着剤である。このａ−シアノア
クリレート系の接着剤は、非常に低粘度で浸透性がある
ため、管状構造体３０の連結部位５７の僅かな間隙に浸
透する。

【００５８】図３１〜図３３はこの浸透を示し、先に成
形された管状構造体３０と後に成形された管状構造体３
０との間には、図３１に示すようにｃ−ＢＮ粉層５８が
介在している。この場合、分散剤として使用したフロリ
ナートは、第２の管状構造体を成形する際の熱で気化
し、ｃ−ＢＮ粉のみが残留している。この連結部位５７
にａ−シアノアクリレート系の接着剤５９を滴下する
（図３２参照）と、ａ−シアノアクリレート系の接着剤
は浸透性が高いため、管状構造体と管状構造体との隙間
に位置するｃ−ＢＮ粉の層５８にしみこむ（図３３参
照）。そして、周囲の水分を吸収し、固化する。このよ
うに管状構造体３０の相互の隙間に浸みこんで固化した
ａ−シアノアクリレート系の接着剤５９は管状構造体を
相互に強固に接着して固定する。

【００５９】この操作を、連結する管状構造体の数だけ
行う。所定数を連結した後、実施例３と同様に連結体３
７をスライドコア４１より抜き、この連結体３７を実施
例３と同一条件で脱脂し、焼結する。

【００６０】以上の本実施例では第１の管状構造体３０
を成形後、第１の管状構造体３０に対して、溶媒に分散
したセラミックス粉末を塗布した後に第２の管状構造体
３０’を成形し、この第２の管状構造体３０’の成形
後、金型より排出された連結体の連結部位５７に浸透性
の高い接着剤を塗布することで、管状構造体３０相互の
隙間に介在するセラミックス粉末に接着剤を浸みこま
せ、接着剤を硬化させることで、管状構造体を相互に強
固に固定する。この手順を繰り返して管状構造体３０が
連結された連結体３７を成形するため、連結体３７をス
ライドコア４１から取り出す際、連結体３７を構成する
各管状構造体３０は接着剤によって接着されて固定され
た状態となり、相互に動くことがなく、相対可動による
管状構造体の破損を防止できる。

【００６１】この接着剤の成分は、脱脂時に分解され除
去されるため、管状構造体の間にはセラミックス粉末の
みが残る。このセラミックス粉として用いたｃ−ＢＮ粉
は、管状構造体の構成要素であるＳＵＳ ３１６Ｌと何
ら反応しない化学的に安定な物質であるため、焼結時に
おいて、管状構造体が相互に非接触のまま焼結される。
このため、焼結時には、接着剤に分散したセラミックス
粉末のみが管状構造体の間に存在して、管状構造体相互
の溶着を防止できる。

【００６２】本実施例に用いるａ−シアノアクリレート
系の接着剤は、一般的に熱に弱いが、この方法によれ
ば、成形体が固化した後に接着剤を塗布するため、接着
剤が熱の影響を受けることがない。尚、本実施例におい
ては、粘度が低く浸透性の高い接着剤として、ａ−シア
ノアクリレート系の接着剤を用いたが、これに限らず他
の低粘度の接着剤を用いてもよい。例えば、アセトン，
ベンゼン等の管状構造体の構成要素であるバインダー樹
脂を溶解する溶剤を接着剤として塗布してもよい。この
場合においては、管状構造体の間の隙間にしみこんだ溶
剤は、管状構造体を構成するバインダー樹脂成分、本実
施例ではポリスチレンを溶解する。この溶解されたバイ
ンダー樹脂成分、例えばポリスチレンは、セラミックス
粉末へ浸透する。そして、一定時間経過後、溶剤が揮発
することで固化し、このバインダー樹脂成分の固化によ
り接着剤としての作用を発揮し、管状構造体を相互に固
定する。

【００６３】このようにして得られた管状構造体の連結
体を脱脂して焼結するのに際しても実施例３と同様の効
果が得られるとともに、ａ−シアノアクリレート系の接
着剤特有の効果、すなわち被接着物の白化現象を防ぐこ
とができる。なお、ポリスチレンを溶解する溶剤として
ベンゼン、クロロホルム、四塩化炭素、メタノール、酢
酸メチル、ジエチルケトン、ニトロメタン、アセトニト
リル等があり、これらの溶剤を用いても上記と同様の効
果が得られる。本実施例において溶剤は成形体の構成要
素である複数のバインダー樹脂成分のうち、少なくとも
１つの樹脂成分を溶解するものであれば、任意に選択で
きる。また塗布においては溶剤単体でもよいが、管状構
造体に含まれるバインダー成分、例えばポリスチレンを
少量溶解しておき、これを滴下して塗布することで、セ
ラミックス粉末の層に浸透させてもよい。この場合は、
溶剤単体で使用する場合よりも接着強度が増すメリット
がある。

【００６４】

【実施例５】本実施例は、実施例３，４と同様の湾曲管
３７を成形するものであるが、成形後の連結体３７の固
定を行う接着工程と、焼結時における管状構造体３０相
互の溶着を防止するセラミックス粉末の塗布工程とを別
工程を行うものである。従って、実施例３，４と共通す
る説明は省略し、異なる部分のみ図示して説明する。本
実施例では、管状構造体３０およびこれを連結する金型
装置３８および接着剤塗布手段５６は実施例３と同様で
ある。また、本実施例では、第１の管状構造体３０の射
出成形後、フロリナートに分散したｃ−ＢＮ粉末を第１
の管状構造体３０に塗布するまでは実施例４と同様であ
る。

【００６５】図３０に示すように、管状構造体３０を成
形した後、スライドコア４１を後退させることにより、
成形済の管状構造体３０がスライド型３９，４０から排
出される。次の管状構造体３０の成形を行う際、スライ
ドコア４１は、所定の位置に停止した待機状態となって
いる。そして、管状構造体３０の連結部位５７がディス
ペンサー５６の下に位置した時、この連結部位５７に対
してホットメルト型の接着剤６０を滴下する。このとき
における接着剤６０の塗布は、図３４に示すように、管
状構造体３０の連結部位５７を被うように行う。この操
作を、連結する管状構造体の数だけ行う。そして、所定
数成形後、実施例３と同様、連結体３７をスライドコア
４１より抜き、この連結体３７を脱脂し、焼結する。

【００６６】本実施例において、第１の管状構造体を成
形後、第１の管状構造体に対して、溶媒に分散したセラ
ミックス粉末を塗布し、その後に第２の管状構造体を成
形し、第２の管状構造体の成形後、金型より排出された
連結体の連結部位にホットメルト型の接着剤を塗布して
硬化するため管状構造体が相互に強固に固定される。こ
の手順を繰り返して管状構造体の連結体を成形して行く
ため、所定の数の管状構造体を連結状に成形後、連結体
をスライドコアから取り出す際、連結体を構成する各管
状構造体は接着剤によって接着されて固定された状態と
なる。この接着剤の成分は、脱脂時に分解され除去され
るため、第１の成形体と第２の成形体との間にはセラミ
ックス粉のみが残る。このセラミックス粉として用いた
ｃ−ＢＮ粉は、成形体の構成要素であるＳＵＳ ３１６
Ｌと何ら反応しない化学的に安定な物質であるため、焼
結時においては、第１の成形体と第２の成形体とが非接
触のまま焼結される。

【００６７】実施例４で用いたａ−シアノアクリレート
系の接着剤では、塗布した成形体の周囲を白化する場合
が有り、しかもこの白化した部位が焼結によってシミと
なる場合があり、焼結後の湾曲管の外観品質上、好まし
くない。しかしながら、本実施例で用いるホットメルト
型の接着剤は成形体にこのような影響を与えることがな
いため、特に焼結体の外観品質が問われるものに関して
は、有効である。かかる、ホットメルト型の接着剤を成
形終了後の固化した管状構造体に塗布すると、粘度が急
激に高くなって固化をはじめる。このため、この接着剤
は管状構造体の間の間隙には浸透しない。以上により管
状構造体の相互の接触部位では接着がなされておらず、
管状構造体相互の接触部位には焼結時の溶着を防ぐセラ
ミックス粉末の層のみが存在しているため、上記他の実
施例のように、接触部位に対してセラミックス粉末とと
もに接着剤を介在するよりも、管状構造体相互の接触部
位の隙間を小さくできる。従って、焼結後の連結体のが
たつきが小さくなるメリットがある。

【００６８】

【発明の効果】本発明の製造方法は、セラミックス粉末
を分散させた接着剤により複数の成形体を相互に接着し
て固定するため、塗布されたセラミックス粉末がそぎ落
とされることはない。従って、脱脂工程への移送までの
間に成形体が相互に動くことがなく、成形体の破損を防
止できる。また接着剤に分散しているセラミックス粉末
は焼結時における成形体相互の溶着を防止すると共に、
焼結後においても成形体の間に残るため、成形体が相互
に可動可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１により成形される成形体の斜
視図。

【図２】実施例１により製造される連結体の斜視図。

【図３】接着剤塗布を示す斜視図。

【図４】実施例２の成形装置の側面図。

【図５】第１の成形体を成形する状態の金型の断面図。

【図６】第１の成形体成形時の金型の要部の断面図。

【図７】図６のさらに要部の断面図。

【図８】第２の成形体成形時の金型の断面図。

【図９】第２の成形体成形時の金型の要部の断面図。

【図１０】図９のさらに要部の断面図。

【図１１】第１の成形体成形後の金型のパーティング面
からの正面図。

【図１２】接着剤塗布時の金型の断面図。

【図１３】第２の成形体成形後の型開き状態を示す断面
図。

【図１４】実施例３により成形される管状構造体の斜視
図。

【図１５】管状構造体の側面図。

【図１６】図１５と直交した側からの側面図。

【図１７】実施例３の連結体の斜視図。

【図１８】実施例３の連結体の動きを示す斜視図。

【図１９】実施例３の成形を示す断面図。

【図２０】実施例３の成形を示す断面図。

【図２１】実施例３に用いるスリーブの斜視図。

【図２２】実施例３のスライド型の斜視図。

【図２３】図２０におけるＸ−Ｘ線断面図。

【図２４】図２３に続く状態を示す断面図。

【図２５】実施例３により第１の成形体を成形する金型
の断面図。

【図２６】接着剤塗布を示す断面図。

【図２７】第１の成形体のスライドを示す断面図。

【図２８】スライド後の型閉じ状態の断面図。

【図２９】第２の成形体の成形時の金型の断面図。

【図３０】実施例４における接着剤塗布の断面図。

【図３１】実施例４の接着剤の作用を示す断面図。

【図３２】実施例４の接着剤の作用を示す断面図。

【図３３】実施例４の接着剤の作用を示す断面図。

【図３４】実施例５における接着剤塗布の断面図。

【図３５】従来方法により成形される成形体の斜視図。

【図３６】従来方法により成形される別の成形体の斜視
図。

【図３７】従来方法により成形される連結体の斜視図。

【符号の説明】

１ 成形体 ３ 連結体 ４ 接着剤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属粉末と有機バインダーとを混練した
   コンパウンドにより成形された成形体にセラミックス粉
   末を分散した接着剤を塗布し、 前記コンパウンドにより成形された新たな成形体を前記
   接着剤を介して前記成形体に接着して連結体とし、 この連結体を脱脂および焼結することを特徴とする焼結
   体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記接着剤を介した新たな成形体の接着
   工程を順次繰り返して２以上の成形体が連続された連結
   体を形成し、 その後、この連結体を脱脂および焼結することを特徴と
   する請求項１記載の焼結体の製造方法。
3. 【請求項３】 金属粉末と有機バインダーとを混練した
   コンパウンドを射出成形して成形体を成形した後、この
   成形体にセラミックス粉末を分散した接着剤を塗布し、 この成形体に対して前記コンパウンドを射出成形し当該
   成形体に接着剤を介して連結される新たな成形体を成形
   して連結体とし、 この連結体を脱脂および焼結することを特徴とする焼結
   体の製造方法。
4. 【請求項４】 射出成形した成形体に前記接着剤を塗布
   する工程と、この成形体に対する新たな成形体の射出成
   形工程とを順次、繰り返して２以上の成形体が連結され
   た連結体を成形し、 この連結体を脱脂および焼結することを特徴とする請求
   項３記載の焼結体の製造方法。