JPH04324915A - 押出成形用金型 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂結合型磁石を冷却
固化させて押出成形する押出成形用金型に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、これら樹脂結合型磁石を冷却固化
させて押し出す押出成形用金型は合成樹脂を押出成形す
る金型をそのまま用いていた。合成樹脂の押出成形品は
通常大量に生産されるため、押出成形用金型は各樹脂毎
また各寸法ごと専用の金型を用いる方法が取られている
。例えば円筒状断面を持つチューブを押し出す金型は、
成形品の肉厚の偏りを無くすために外ダイに調整ネジを
取り付けてマンドレルと、外ダイの内部に位置する外径
寸法を決定するダイリップと呼ばれる金型構造物の位置
を樹脂成形品を押出ながら調整する構造になっている。 外径寸法を決定する金型構造物を含めた外ダイとマンド
レルは樹脂溶融物を抵抗なく押し出すことを考えてスム
ーズな曲線であたかも一体の金属材料より造られたがご
とくつなげてある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、樹脂専
用の押出成形金型は一応樹脂に対しての耐摩耗性を考慮
はしているものの樹脂よりもはるかに硬度のある磁石粉
末を混合した溶融物を押し出すようには設計されていな
い。そのため金型の、特に外径寸法を決定するマンドレ
ル部分やダイリップ部分については摩耗が著しい。また
最近多く使用されるようになった希土類永久磁石粉末は
、その粉末形状が球形にはほど遠いかなりゴツゴツした
形をしており、古くは研磨材として用いられていたもの
であるため、金型の摩耗は激しい。特に直接押し出され
た成形品の寸法に影響する前記したマンドレルなどの部
品は耐用数が短かった。そのため特定部分の摩耗により
金型全体が使用できなくなるという問題を有していた。 また最近の押出成形された磁石は、小型モータの多品種
少量生産の需要に応えなければならず、０．５ｍｍ以下
のわずかな寸法の違いにも各サイズの押出成形用金型を
１セットずつ、サイズに合わせて数多く用意しておく必
要があった。また樹脂用の押出成形用金型は成形される
成形品の肉厚の偏り、つまり偏肉調整を外ダイの調整ネ
ジで組立調整した状態で用意しておかなければならない
という問題を有していた。更に樹脂の成形では通常押出
成形用金型を特定部分に分けた細かな温度制御を行なっ
ていない。それは樹脂だけの溶融物を押出成形する場合
は押出成形用金型全体の温度によって粘度の制御を行い
易いためで、金型を特定部分ごとに分けて細かな温度制
御をする必要がないからである。ところが磁石粉末が混
入されるとその混入割合や、更に磁石粉末の温度上昇に
よる劣化を緩和するための添加剤などにより、溶融物の
粘度が微妙に変化し、押し出された成形品の表面状態な
どに影響を与えることから金型を各部分に分けて、その
部分部分で温度を細かく制御する必要がでてくる。 つまり樹脂専用の押出成形用金型では磁石粉末と樹脂と
の溶融物を押出成形するには向いていないという問題点
を有していた。本発明は、以上のような従来の押出成形
用金型の問題点を解決するものであり、その目的とする
ところは、磁石粉末と樹脂との溶融物を冷却固化して押
出成形する樹脂結合型磁石用の、金型の摩耗を考慮した
数少ない金型部品で、金型特定部分の細かな温度制御が
可能な押出成形用金型を提供する。また押出成形される
磁石のサイズが変わっても、数少ない金型部品で対応可
能な押出成形用金型を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の押出成形用金型
の構造は、磁性粉末と樹脂の溶融物を冷却固化させて押
出成形する樹脂結合型磁石の押出成形用金型において、
マンドレルを支えるスパイダー部分から、成形された樹
脂結合型磁石が押出される部分までを少なくとも３部品
の金属性構造物で形成し、金属構造物の間に熱の伝導を
制御する断熱材料を挟み込んだ構造としたものである。

【０００５】

【作用】即ち、本発明は磁性粉末と樹脂の溶融物を冷却
固化させて押出成形する樹脂結合型磁石の押出成形用金
型において、マンドレルを支えるスパイダー部分から、
成形された樹脂結合型磁石が押出される部分までを少な
くとも３部品の金属性構造物で形成したことにより、金
型の摩耗により成形品の寸法に影響する部分のみを交換
することができ、かつ偏肉調整を行わなくともよいもの
である。

【０００６】同様に、押出成形される磁石のサイズが変
わっても、数少ない金型部品で対応可能で偏肉調整を行
わなくともよいものである。

【０００７】また、各々の金属性構造物の間に熱の伝導
を制御する熱絶縁材料を挟み込んだ構造としたことによ
り、金型の温度を結合材である樹脂の硬化温度に合わせ
て各部品毎調整することができる。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図１は本
発明の押出成形用金型の構造を示す。押出成形機本体に
接するダイ後部１とダイ中央部５に挟まれた形でスパイ
ダー３が位置し、スパイダー３の中央部には先端の尖っ
た形のマンドレル２が位置し更にそれに続いて後方が円
錐形状をしたマンドレル前部４が位置している。

【０００９】ダイ中央部５の前方にはマンドレル前部４
を取り囲む形でダイ冷却部６が位置している。マンドレ
ル前部４には押し出された成形品のためのガイド１０を
取り付ける場合もある。なお必要に応じて空気などの冷
却媒体で、金型内部から冷却するための穴がダイ前部１
からスパイダー３を経由してマンドレル２、マンドレル
前部４に抜ける形であけけられる。上記した押出成形金
型部品１から６までは互いに位置決めを行なう切り欠き
部分を有し、金型前部よりネジ止めされ固定され組み立
てられている。押出成形機本体は１軸または２軸スクリ
ュー方式が広く用いられるが、油圧駆動によるラム式の
押出成形機も使用される。押出機本体から押し出された
磁性粉末と樹脂の溶融物はダイ後部１の穴から押出成形
用金型内に流れ込み、マンドレル２との隙間を進みスパ
イダー３の中を流れダイ中央部５とマンドレル前部４に
より絞り込まれながら温度調整され、ダイ冷却部６とマ
ンドレル前部４のストレート部により冷却固化されなが
ら所定の寸法に成形され押出成形金型から外部に押し出
され別設の引き取り装置により除材され所定の長さに切
断され樹脂結合型磁石として使用される。

【００１０】（実施例１）一般にＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系と呼
ばれるネオジュウム・鉄・ボロン系の希土類磁石粉末と
結合剤であるナイロンを予め別の混練機により混練しペ
レット状に成形して樹脂結合型磁石の原料とした。なお
混合比は磁石粉末６０体積パーセントとしたが成形され
る樹脂結合型磁石の磁気特性に合わせ、その混合比を変
える。上記のようにして製造した樹脂結合型希土類磁石
原料のペレットを、今回は１軸のスクリュー押出成形機
に投入して本発明の押出成形用金型を使用して外径１８
×内径１６ｍｍのパイプ状磁石を成形した。本発明の押
出成形用金型は合金工具鋼であるＳＫＤ−６１を焼き入
れ焼き戻し処理を行い使用した。押出成形機本体に接す
るダイ後部１には直径の公差が０．０２から０．０３ｍ
ｍ程度でその内部にスパイダー３が径方向にほとんど遊
びのない状態ではめ込まれ、更にその後部にはダイ中央
部５が同様にはめ込まれている。なおスパイダー３の中
央部にはマンドレル２とマンドレル前部４が、上記した
金型の構成と同様に直径の公差が０．０２から０．０３
ｍｍ程度でネジにより固定されている。またダイ後部１
とダイ中央部５との間には熱の伝導を制御するため厚さ
１．５ｍｍの断熱材７が挟み込まれ、直接の熱の伝導は
スパイダー３を介してのみとしている。更にダイ中央部
５とダイ冷却部６の接合は、ダイ中央部５の前部のエッ
ジ部を機械加工して全周に２ｍｍ角の凹部９を作り他の
結合部と同様に直径の公差が０．０２から０．０３ｍｍ
でダイ冷却部６の、同じく全周に機械加工された凸部に
組み合わせて位置決めしネジ止めした。またその間には
厚さ１．５ｍｍの断熱材８を挟み込み、熱の伝導を制御
できるようにした。断熱材７及び８は３００℃まで連続
して耐えられるポリイミド系の材料を使用した。なお断
熱材７、８の厚さで熱の伝達量を大まかに変えることも
できる。上記のように構成した押出成形用の金型はその
外周に加熱用ヒーターを取り付け、温度コントロールを
行なう。ダイ後部１は押出機本体の温度と同様に投入さ
れたペレットが溶融し、スクリューにより押された前記
した溶融物が抵抗なく流れる温度に設定される。更にダ
イ中央部５の外周部には保温用のヒーターが取り付けら
れ、溶融物が幾分抵抗をもって流れる温度に設定される
。またダイ冷却部６には水冷のジャケットが取り付けら
れ、冷却水の温度をコントロールする事により溶融物の
温度を制御して押し出される樹脂結合型磁石の冷却の程
度を調整する。本実施例ではそれぞれ２４０℃、２００
℃、１７０℃に設定した。以上のようにして押し出され
た樹脂結合型磁石１ｍを、長さ１０ｍｍに切断してその
中から無作意に選んだサンプル１０個の寸法を測定し記
録した。更に外径３２×内径２８ｍｍのパイプ状磁石を
成形するために、前記した本発明の金型と同様な構造を
持つマンドレル前部４、ダイ中央部５、ダイ冷却部６、
断熱材８を交換し、前記した条件と同様にして成形した
樹脂結合型磁石１ｍを長に１０ｍｍに切断した中から同
様に１０個測定した。その結果を表１に示す。サンプル
Ｎｏ１から１０までが外径１８×内径１６ｍｍ、同じく
１１から２０までが外径３２×内径２８ｍｍのサンプル
である。

【００１１】

【表１】

【００１２】外径寸法、内径寸法とも安定しており特に
磁石の偏肉については、金型の偏肉調整を必要とせず最
大でも０．０３ｍｍ以下となり要求仕様を充分満たすも
のであった。また、３部品の構造物を交換することによ
り、押出成形されるパイプ状磁石のサイズが変わっても
対応可能である。

【００１３】（実施例２）一般にＳｍ−Ｃｏ系と呼ばれ
るサマリューム−コバルト２−１７系の希土類磁石粉末
と結合剤であるナイロンを予め別の混練機により混練し
ペレット状に成形して樹脂結合型磁石の原料とした。な
お混合比は磁石粉末６３体積パーセントとした。上記の
ようにして製造した樹脂結合型希土類磁石原料のペレッ
トを、今回は１軸のスクリュー押出成形機に投入して本
発明の押出成形用金型を使用して外径１８×内径１６．
５ｍｍのパイプ状磁石を成形した。図１に示す本発明の
押出成形用金型はＳＫＤ−６１とＳＵＳ−３０３を使用
した。押出成形機本体に接するダイ後部１はＳＫＤ−６
１を用い、直径の公差が０．０２から０．０３ｍｍ程度
でその内部にＳＫＤ−６１よりなるスパイダー３が径方
向にほとんど遊びのない状態ではめ込まれ、更にその前
部にはＳＵＳ−３０３よりなるダイ中央部５が同様には
め込まれている。なおスパイダー３の中央部にはＳＫＤ
−６１よりなるマンドレル２とマンドレル前部４が、上
記した金型の構成と同様に直径の公差が０．０２から０
．０３ｍｍ程度でネジにより固定されている。更にダイ
中央部５とダイ冷却部６の接合は、ダイ中央部５の前部
のエッジ部を機械加工して全周に２ｍｍ角の凹部９を作
り他の結合部と同様に直径の公差が０．０２から０．０
３ｍｍでダイ冷却部６の、同じく全周に渡り機械加工さ
れた凸部に組み合わせて位置決めしネジ止めした。上記
のように構成した押出成形用の金型のダイ後部１はその
外周に加熱用ヒーターを取り付け、温度コントロールを
行なう。ダイ後部１は押出機本体の温度と同様に投入さ
れたペレットが溶融し、スクリューにより押された前記
した溶融物が抵抗なく流れる温度に設定される。またダ
イ冷却部６には水冷のジャケットが取り付けられ、冷却
水の温度をコントロールする事により溶融物の温度を制
御して押し出される樹脂結合型磁石の冷却固化具合いを
調整する。本実施例ではそれぞれ２４０℃、１７０℃に
設定した。以上のようにして押し出された樹脂結合型磁
石１ｍを、長さ１０ｍｍに切断してその中から１０個の
寸法と磁気特性を測定記録した。更に外径１０×内径８
ｍｍのパイプ状磁石を成形するために、前記した本発明
の金型と同様な構造を持つマンドレル前部４、ダイ中央
部５、ダイ冷却部６を交換し、前記した条件と同様にし
て成形した樹脂結合型磁石１ｍを長さ１０ｍｍに切断し
た中から同様に１０個測定した。その結果を表２に示す
。サンプルＮｏ１から１０までが外径１８×内径１６ｍ
ｍ、同じく１１から２０までが外径１０×内径８ｍｍの
サンプルである。

【００１４】

【表２】

【００１５】外径寸法、内径寸法とも安定しており特に
磁石の偏肉については実施例１と同様に金型の偏肉調整
を必要とせず最大でも０．０３ｍｍ以下となり要求仕様
を充分満たすものであった。また、金型の３部品を交換
することにより押出成形されるパイプ状磁石のサイズが
変わっても対応可能である。

【００１６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の押出成形用
金型によれば、次の如き効果を有するものである。

【００１７】（１）マンドレルを支えるスパイダー部分
から、成形された樹脂結合型磁石が押出される部分まで
を少なくとも３部品の金属性構造物で形成したことによ
り、金型の摩耗により成形品の寸法に影響する部分のみ
を交換することができ、かつ偏肉調整を行わなくともよ
い。

【００１８】同様に、押出成形される磁石のサイズが変
わっても、数少ない金型部品で対応可能で、偏肉調整を
行わなくともよいものである。

【００１９】（２）各々の金属性構造物の間に熱の伝導
を制御する熱絶縁材料を挟み込んだ構造としたことによ
り、金型の温度を結合材である樹脂の硬化温度に合わせ
て各部品毎調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１，２における押出成形金型の
構造図。

【符号の説明】

１　　ダイ後部 ２　　マンドレル ３　　スパイダー ４　　マンドレル前部 ５　　ダイ中央部 ６　　ダイ冷却部 ７、８　　断熱材 ９　　凹部 １０　　ガイド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁性粉末と樹脂の溶融物を冷却固化さ
   せて押出成形する樹脂結合型磁石の押出成形用金型の構
   造において、マンドレルを支えるスパイダー部分から、
   成形された樹脂結合型磁石が押出される部分までを少な
   くとも３部品の金属性構造物で形成することを特徴とす
   る押出成形用金型。
2. 【請求項２】　　上記押出成形用金型の構造において各
   々の金属性構造物の間に熱の伝導を制御する断熱材料を
   挟み込むことを特徴とする請求項１記載の押出成形用金
   型。