(57)【要約】【課題】  低コストで複雑な形状の金属製カラーが得られる製造方法の提供。【解決手段】  金属粉末とバインダーを混合して成形材料を得る工程、前記成形材料を射出成形して一次成形体を得る工程、前記一次成形体を加熱して、得られる二次成形体が保形できる程度のバインダーを残留させ、残りのバインダーを除去して二次成形体を得る工程、前記二次成形体を加熱処理して、最終成形体を得る工程を有する金属製カラーの製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気式点火器を固定するための金属製カラーであり、前記金属製カラーが粉末射出成形法により製造されたものである、金属製カラー。
【請求項２】
電気式点火器を固定するための金属製カラーと前記金属製カラーを除く他のガス発生器用部品とが一体化されたものであり、前記金属製カラーと前記他のガス発生器用部品が粉末射出成形法により一体化されたものである、ガス発生器用部品。
【請求項３】
金属粉末とバインダーを混合して成形材料を得る工程、
前記成形材料を金型内に射出成形して一次成形体を得る工程、
前記一次成形体を脱脂して、得られる二次成形体が保形できる程度のバインダーを残留させ、残りのバインダーを除去して二次成形体を得る工程、
前記二次成形体を加熱焼結して、最終成形体を得る工程
を有する請求項１記載の金属製カラーの製造方法。
【請求項４】
金属粉末とバインダーを混合して成形材料を得る工程、
金型内に金属製カラーを除く他のガス発生器用部品を入れた後、金型内に射出成形して一次成形体を得る工程、
前記一次成形体を脱脂して、得られる二次成形体が保形できる程度のバインダーを残留させ、残りのバインダーを除去して二次成形体を得る工程、
前記二次成形体を加熱焼結して、最終成形体を得る工程
を有する請求項２記載のガス発生器用部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気式点火器を固定するために用いる金属製カラー及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエアバッグシステムに用いるエアバッグ用ガス発生器は、構成部品として電気式点火器を有している。通常、ガス発生器に電気式点火器を取り付けるときは、金属製カラーに電気式点火器を嵌め込んで一つの部材としたのち、ガス発生器のハウジングに設けられた穴に金属製カラーごと電気式点火器を嵌め込んでいる。
【０００３】
この金属製カラーは、ガス発生器のハウジング内に取り付けるものであり、電気式点火器を取り付けるものであるため、その内外形状を所定形状に成形する必要がある。
【特許文献１】ＵＳ６，５４３，８０５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来は、金属製カラーを製造するとき、切削法が使用されていたため、金属製カラーの製造コストが高くなるという問題があり、更に複雑な形状への加工が困難であるという問題もある。
【０００５】
本発明は、低コストで、複雑な形状のものが得られる金属製カラー、前記金属製カラーを含むガス発生器用部品、前記金属製カラーの製造方法、前記ガス発生器用部品の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、課題の解決手段として、電気式点火器を固定するための金属製カラーであり、前記金属製カラーが粉末射出成形法により製造されたものである、金属製カラーを提供する。
【０００７】
本発明は、他の課題の解決手段として、電気式点火器を固定するための金属製カラーと前記金属製カラーを除く他のガス発生器用部品とが一体化されたものであり、前記金属製カラーと前記他のガス発生器用部品が粉末射出成形法により一体化されたものである、ガス発生器用部品を提供する。
【０００８】
粉末射出成形法を適用して、金属製カラー及び金属製カラーと他部品が一体化されたガス発生器用部品を製造することにより、切削加工が不要になる。
【０００９】
本発明は、他の課題の解決手段として、
金属粉末とバインダーを混合して成形材料を得る工程、
前記成形材料を金型内に射出成形して一次成形体を得る工程、
前記一次成形体を脱脂して、得られる二次成形体が保形できる程度のバインダーを残留させ、残りのバインダーを除去して二次成形体を得る工程、
前記二次成形体を加熱焼結して、最終成形体を得る工程
を有する請求項１記載の金属製カラーの製造方法を提供する。
【００１０】
本発明は、他の課題の解決手段として、
金属粉末とバインダーを混合して成形材料を得る工程、
金型内に金属製カラーを除く他のガス発生器用部品を入れた後、金型内に射出成形して一次成形体を得る工程、
前記一次成形体を脱脂して、得られる二次成形体が保形できる程度のバインダーを残留させ、残りのバインダーを除去して二次成形体を得る工程、
前記二次成形体を加熱焼結して、最終成形体を得る工程
を有する請求項２記載のガス発生器用部品の製造方法を提供する。
【００１１】
本発明の製造方法において「脱脂」とは、成形体の形状を維持したまま、バインダーを除くことを意味するものであり、バインダーの除去方法は特に制限されるものではない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の製造方法によれば、切削法を適用した場合と比べ、より低コストで、複雑な形状の金属製カラー及び金属製カラーと一体化されたガス発生器用部品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の電気式点火器を固定するための金属製カラーは、以下において説明する粉末射出成形法により得ることができる。以下、工程ごとに説明するが、各工程は２つ以上の工程を一つにまとめてもよいし、１つの工程を２つ以上に分けてもよい。
【００１４】
（第１工程）
第１工程において、金属粉末とバインダーを混合して成形材料を得る。
【００１５】
金属粉末は、有機バインダーとともに成形体が成形され、焼結部材とされる用途に使用されているものであれば特に制限されるものではないが、粉末粒子形状が球形に近く、かつ平均粒径０．１〜５０μｍ程度のものが好ましく、より好ましくは０．１〜２０μｍ程度、更に好ましくは１〜１２μｍ程度のものである。平均粒径が前記範囲であると、射出成形に適した流動特性を得ることができ、脱脂後の成形体の強度低下を防止できる。
【００１６】
金属粉末としては、純鉄、鉄合金（鉄−ニッケル、鉄−コバルト等）、ステンレス〔ＪＩＳ ＳＵＳ ３０４Ｌ（平均粒径８．９μｍ）、ＪＩＳ ＳＵＳ ３１６Ｌ（平均粒径１０．５μｍ）等〕、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、マグネシウム、マグネシウム合金、コバルト合金、ニッケル−クロム合金、タングステン、チタン、チタン−アルミニウム合金等を用いる。
【００１７】
また、金属粉末は、金属繊維や金属ウィスカーを含有していてもよい。金属繊維や金属ウィスカーとしては、鋼、ステンレス、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、チタン、ベリリウム、タングステン、モリブデン、ボロン等の繊維やウィスカ−等を挙げることができる。
【００１８】
バインダーとしては、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系、アクリル系、スチレン系、アセタール系樹脂等の一般的な粉末射出成形に用いられる熱可塑性樹脂を挙げることができ、更に前記熱可塑性樹脂にパラフィンワックス等のワックスを混合して使用することもできる。
【００１９】
バインダーは、金属粉末と混合できるものであればよく、金属粉末と同程度の粒径のものを用いることができる。
【００２０】
金属粉末とバインダーの割合は、体積比で、金属粉末：バインダー＝６５〜２５：３５〜７５が好ましい。ここでいう体積比は、Ｗ１を金属粉末の重量、Ｄ１を金属粉末の真比重、Ｗ２をバインダーの重量、Ｄ２をバインダーの真比重とした場合、次式：
体積比＝（Ｗ１／Ｄ１）／（Ｗ２／（Ｄ２）により表されるものである。
【００２１】
金属粉末とバインダーは、公知の混練機及び造粒機又は両方の機能を備えた押出機を用いて、加熱混練した後、ペレット状等に成形する。
【００２２】
（第２工程）
次に、第２工程において、第１工程で得られた成形材料を金型内に射出成形して一次成形体を得る。ガス発生器用部品を製造する場合には、金型内に金属製カラーを除く他のガス発生器用部品を入れた後、金型内に射出成形して一次成形体を得る。
【００２３】
射出成形法に用いる射出成形機は、通常の樹脂成形に使用する射出成形機を用いることができる。シリンダ温度、射出温度、金型温度は、成形材料に含まれる金属粉末の融点との関連において設定する。
【００２４】
ガス発生器用部品を製造する場合の金属製カラーを除く他のガス発生器用部品は、ガス発生器を組み立てた場合に金属製カラーと接触配置される部品であり、例えば、特開２０
０５−１９９８６７号公報の図１に示されたガス発生器であれば内筒１５であり、内筒１５を用いない場合には、クロージャシェル１３や遮蔽板６６を金属製カラーと一体化することができる。
【００２５】
（第３工程）
第２工程で得られた一次成形体を脱脂して、得られる二次成形体が保形できる程度のバインダーを残留させ、残りのバインダーを除去して二次成形体を得る。
【００２６】
第３工程の脱脂法としては、加熱脱脂、光脱脂、溶媒脱脂等を適用できるが、加熱脱脂が好ましい。但し、全てのバインダーを除去してしまうと、次工程の処理に移行する際の取り扱いに耐えうる強度が維持できないため、二次成形体が保形できる程度のバインダーを残留させる。
【００２７】
加熱脱脂条件は、バインダーの種類等に応じて適宜設定するものであるが、例えば、一次成形体を脱脂炉（バッチ式炉や連続式分解炉等）に入れ、８０℃程度にて０．５時間維持し（第１段階；室温からの昇温速度１０℃／min）、１５０℃程度にて０．５時間維持し（第２段階；昇温速度１０℃／min）、４００℃程度にて２時間維持する（第３段階；昇温速度１０℃／min）方法を適用できる。但し、二次成形体が保形できる程度のバインダーを残留させる必要があるため、場合により、いずれかの段階の脱脂を省略したり、各段階の脱脂温度を下げたり、脱脂時間を短縮したりすることもできる。
【００２８】
また、バインダーとしてポリアセタールを用いた場合は、一次成形体を脱脂炉に入れ、必要に応じて濃度が９８．５％以上の硝酸ガスを触媒として用い、１００〜１７０℃、好ましくは１００〜１４０℃、より好ましくは１００〜１２０℃にて、二次成形体が保形できる程度のバインダーが残留するように脱脂することができる。
【００２９】
（第４工程）
第４工程においては、第３工程で得られた二次成形体を加熱焼結して、最終成形体を得る。
【００３０】
第３工程の処理終了後、二次成形体内には保形を目的としたバインダーが残留しているため、このバインダーを完全に加熱除去すると共に焼結することで、所望寸法の最終製品を得る。
【００３１】
加熱焼結条件は、金属粉末の種類により異なるが、常温から焼結温度まで、徐々に昇温する。バインダーは、昇温途中で除去されるため、焼結に悪影響を及ぼすおそれはない。
【００３２】
本発明の製造方法を適用することにより、公知のエアバッグ用ガス発生器に使用されている点火器カラー（１又は２つの点火器を固定するための金属製カラー）、例えば、特開２００５−１９９８６７号公報の図１に示されたガス発生器の点火器カラー３３のようなものを製造することができ、より具体的には図１〜図５に示すようなものを製造することができる。
【００３３】
図１（ａ）は、特開２００５−１９９８６７号公報の図１と同様な構造の点火器２１、２２を固定した状態の点火器カラー１０の縦断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）から点火器２１、２２を除いた図面である。粉末射出成形法を適用することにより、図１（ｂ）の空間１１、１２（コネクタが差し込まれる）を有する金属製の点火器カラーを容易に得ることができる。
【００３４】
図２は、粉末射出成形法を適用することにより、点火器カラ―１０と１つの他部材３１（特開２００５−１９９８６７号公報の図１の内筒１５に相当する部材）を一体に成形したものの縦断面図である。
【００３５】
図３は、粉末射出成形法を適用することにより、点火器カラ―１０と１つの他部材４１（特開２００５−１９９８６７号公報の図１のクロージャシェル１３に相当する部材）を一体に成形したものの縦断面図である。
【００３６】
図４は、粉末射出成形法を適用することにより、点火器カラ―１０、２つの他部材３１、４１（特開２００５−１９９８６７号公報の図１の内筒１５とクロージャシェル１３に相当する部材）を一体に成形したものの縦断面図である。
【００３７】
図５は、粉末射出成形法を適用することにより、点火器カラ―１０、３つの他部材（３１、４１、５１特開２００５−１９９８６７号公報の図１の内筒１５、クロージャシェル１３、遮蔽板６６に相当する部材）を一体に成形したものの縦断面図である。
【実施例】
【００３８】
実施例１
特開２００５−１９９８６７号公報の図１に示されたガス発生器で用いられている電気式点火器（図中の番号３１、３２）が取り付けられた金属製カラー（図中の番号３３）を製造した。
【００３９】
（第１工程）
商品名Catamold（BASF社，粒径３μmの鉄粉末とポリアセタールからなるペレット）をペレット状成形材料とした。
【００４０】
（第２工程）
ペレット状成形材料を用い、射出成形機（ウィテック社製）により、射出成形して、一次成形体を得た。
【００４１】
スクリュー回転数：３０ｒｐｍ
シリンダー温度：１８０℃
射出圧力：１０００ｂａｒ
射出速度：１０ｃｍ３／ｓ
（第３工程）
一次成形体をオーブン中に入れ、１１０℃で９０分間保持してバインダーの大部分を除去した。その後、加熱を停止し、常温まで戻して、二次成形体を得た。二次成形体は、機械的又は人為的な移動によって形が崩れることはなかった。
【００４２】
（第４工程）
二次成形体をオーブン中に入れ、６００℃で１０分間保持して残留バインダーを除去した後、１２５０℃に昇温して９０分間保持し、焼結した。その後、加熱を停止し、常温まで戻して、目的とする金属製カラーを得た。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】（ａ）は点火器が固定された状態の金属製カラーの縦断面図、（ｂ）は（ａ）から点火器を除いた状態の金属製カラーの縦断面図。
【図２】金属製カラーと１つの他部材が一体にされた状態の縦断面図。
【図３】金属製カラーと１つの他部材が一体にされた状態の縦断面図。
【図４】金属製カラーと２つの他部材が一体にされた状態の縦断面図。
【図５】金属製カラーと３つの他部材が一体にされた状態の縦断面図。
【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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