JPH049123B2

JPH049123B2 -

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Publication number: JPH049123B2
Application number: JP59133844A
Authority: JP
Priority date: 1984-06-28
Filing date: 1984-06-28
Publication date: 1992-02-19
Also published as: JPS6111208A

Description

【発明の詳細な説明】＜発明の目的＞産業上の利用分野本発明は複合フライホイルの製造方法に係り、
詳しくは、熱可塑性樹脂（以下、単に樹脂とい
う）に多量の金属粉末が均一に分散されて配合で
きるため、常法の射出成型法により、慣性力が大
きく小型のフライホイルが量産できる複合フライ
ホイルの製造方法に係る。

なお、ここで、録音再生機器とは一般のテープ
レコーダー、家庭用ステレオ、カーステレオ等の
音響機器のほか、コンピユーターの端末機器等を
示す。

従来の技術従来から、テープレコーダー等の録音再生機器
には磁気テープ等の送給むらの緩和調整のために
フライホイルが用いられている。

このフライホイルとしては一般には比重の大き
な金属の鋳造若しくは鍛造で製造されていたが、
この構造のものは鋳造等の造型工程の後に切削研
摩等のバランス加工が必要で製造工程がきわめて
はん雑であると共に、高価にならざるを得ない。

この点から、本発明者等は先に粉末冶金法によ
つてフライホイルを製造する場合は、上記の如
き、バランス加工が省略できることに着目し、鋳
造組織と相違して金属粉末粒子間に微細なボイド
を提案した（特公昭56−10698号公報参照）。この
フライホイルはボイドの寸法、その配分、占有量
等によつてワウ・フラツタを適切に調整でき、し
かも、粉末冶金法のために、切削研摩等のバラン
ス加工の必要もない。また、このフライホイルは
ワウ・フラツタの値がきわめて小さくなり優れた
ものであるが、全体を全て高価な金属粉末から構
成し、粉末冶金法によつて製造されるために、経
済性が重視される録音再生機器用フライホイルで
は価格の点で大きな問題となつている。

また、近時は、電子技術の発達によつてテープ
レコーダー等の音響機器は小型化しそれに伴つ
て、小型のフライホイルが要求され、この小型化
や、駆動モータの出力増加にともなつて、フライ
ホイルに要求されるワウ・フラツタの許容限度も
相当緩和され、むしろ、小型化のものが成型性が
きわめて良好に低コストで大量にフライホイルが
製造できる方法が望まれている。

すなわち、現在の如く、録音再生機器の小型化
によつてそれに要求されるワウ・フラツタも機器
の仕様により様々であるが、おおむね0.05〜0.5
％であつて、従来のものの如く0.15％以下の厳格
な値が必ずしも必要でなく、粉末冶金法によるも
のを用いないことも多くなつている。換言する
と、最近のモータは小型化する反面、出力が大き
くなり、従来に較べると、フライホイルに対する
ワウ・フラツタの要求が苛酷でなくなり、むし
ろ、最近は、ウオークマンに代表されるようにテ
ープレコーダー等の小型化、軽量化が進み、それ
に伴つてフライホイルに対しても小型化、軽量
化、更に、経済性の要求が一層強まつている。

このところから、熱可塑性樹脂中に金属粉末を
混合して所定の慣性性能を持たせた複合フライホ
イルが提案されている。このフライホイルは例え
ば射出成型によつて複雑な形状がそのまま成型で
き、軽量で経済性の上からも大きな利点を持つて
いるが、熱可塑性樹脂と比重が大巾に相違する金
属粉末を均一に分散させることがきわめてむづか
しく、慣性性能を持たすために必要な金属粉末の
混合率を高めることができない。

また、金属粉末を配合し分散性があると、最も
経済的な成型法の一つの射出成型の利用が成形型
の摩減によつてむづかしくなり、この面からの改
善が求められている。

発明が解決しようとする問題点本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的に
は、熱可塑性樹脂に対し比重が大巾に相違する金
属粉末を多量に配合するのにも拘らず、この金属
粉末を多量に配合するのにも拘らず、この金属粉
末を均一に分散させて混練できるために、常法に
よる射出成型を利用して、ワウ・フラツタ0.05〜
0.5％程度、一層優れたワウ・フラツタ値の小型
複合フライホイルを量産できる方法を提案する。

＜発明の構成＞問題点を解決するための手段ならびにその作用すなわち、本発明方法は、金属粉末95〜70％を
熱可塑性樹脂中に混合し、これを射出成型してフ
ライホイルを製造する際に、前記混合後に再び加
熱溶融して、この際に剪断力とともに衝撃力を与
えて混練し、その後常法により射出成型すること
を特徴とする。

そこで、上記構成ならびにその作用について具
体的に説明すると、次の通りである。

まず、例えば70〜95重量％（以下、単に％とい
う。）の金属粉末と５〜30％の熱可塑性樹脂（以
下、単に樹脂という。）とを混合し、これを加熱
溶融しつつ混練するが、この混練時にスクリユー
その他からの剪断力とともに衝撃力を与えて比重
差の大きい金属粉末を均一に分散させて混練す
る。

一般に、フライホイルとしての慣性力を大きく
するのには、なるべく金属粉末の配合率を高めて
比重を大きくすることが必要であるが、これに併
せて比重の大きい金属粉末の分散性を高めること
が必要である。しかしながら、樹脂中に磁性粉末
等を配合する場合で知られる如く、比重差の大き
い両材料を混合すると、十分に撹拌しても、均一
に分散させて混合することはきわめてむづかし
い。

また、比重差の大きい２つの材料の混合材料
を、例えば、エクストルーダを利用して溶融混練
すると分散性は高められるが、このときには、材
料中に存在する多量の空気が分散性を阻害し、分
散性を高めるのには脱気させる必要があるが、脱
気が円滑に行なわれないと、均質に混練すること
はきわめてむづかしい。均一な混練物が得られな
いと、成型時にフライホイルの表面にシルバーが
多発し、金属粉末の混合率に対応して慣性性能が
高められず、とくに多量の金属粉末を配合する
と、射出成型機の成型型などの摩耗をひき起こし
て好ましくない。

この点について本発明者が詳細に検討、研究を
かさねたところ、本発明法では、比重の大きい金
属粉末を樹脂中に多量に混合させる場合に、単
に、金属粉末と樹脂とを十分に混合撹拌するのみ
にとどまらず、混合後、再び溶融して例えばスク
リユー等によつて剪断力を与えて混練し、しか
も、このときに衝撃力を作用させることがきわめ
て有効であることがわかつた。

すなわち、このように十分に撹拌混合後に、溶
融して混練し、このときに剪断力と同時に衝撃力
を加えて混練すると、樹脂と金属粉末との間には
相当の比重差があつても、金属粉末を均一に分散
させて混練することができ、衝撃力を作用させた
ときに、空気等のガスはきわめて良好にぬき金属
粉末の分散性も高めることができる。

また、このようにエクストルーダ、スクリユー
等の混練機において原料に剪断力と共に衝撃力を
与えて混練するときに、例えば、金属粉末が最大
で95％まで混合するため、シリンダ等の外匣の内
壁面や、スクリユー、ブレイド等の撹拌部分に混
合原料が付着し、金属粉末を均一に分散させて混
練することはできない。更に、樹脂が溶融状態に
あつても、原料中の多量の金属粉末によつて、混
練機のスクリユーや、成形時に使用する射出成型
機の成形型などが激しく摩滅する危険がある。こ
の付着や摩滅は、原料が樹脂のみから成る場合に
はほとんど起こらないが、金属粉末が多量に含ま
れると起こる特有の現象である。このところか
ら、上記の如く衝撃力を与えて混練効果を高める
が、このように混練しても、樹脂に対して金属粉
末の配合量は95重量％どまりである。金属粉末の
配合量を低下させると、その低下に応じて、スク
リユーやブレード等への原料の付着は少なくな
る。しかし、テープレコーダー等に要求される所
定のワウ・フラツタを得るには、金属粉末は樹脂
に対し少なくとも70重量％以上配合しなければな
らない。この点、金属粉末の配合量が樹脂に対し
て95〜70重量％の範囲内であると、原料がシリン
ダ等にあまり付着することなく、金属粉末を均一
に分散させて混練でき、支障なく、常法の射出成
型機により成型できる。

なお、混練時の衝撃力は、混練機そのもので間
欠的に衝撃力を与えられるよう一部に衝撃ゾーン
を設けて与えることもできるが、混練材料に途中
で衝撃力を与えることもできる。

また、熱可塑性樹脂は代表的にはポリオレフイ
ン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアセタール樹脂、
ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂等である
が、これらの各種共重合体および変性体も含まれ
るが、この中で粘性等の点からナイロンが最も好
ましい。

また、金属粉末としては最終製品によるフライ
ホイルの性能の点からFe、Zn、Sn、Pb、Cuお
よびその合金等の粉末が用いられるが、価格の点
からFe粉が最も好ましく、更に、樹脂、金属粉
末のほかに、これらの性質に対応するシランカツ
プリング剤等を添加することもできる。

また、金属粉末の粒子はなるべく細かいものが
好ましいが、あまり細かいとかえつて均一に分散
させることがむづかしくなる。粒子径は10μｍ〜
150μｍ程度が好ましい。

次に、以上の通りに、金属粉末と樹脂とに剪断
力とともに衝撃力を与えて均一に混練し、その
後、通常の射出成型機を用いてフライホイルを射
出成型する。この射出成型では、金属粉末が多量
に含まれているのにも拘らず、均一に分散混練さ
れているため、樹脂の場合と同様に樹脂一般に行
なわれている方法でそのまま支障なく射出成型で
きる。すなわち、常法での射出成型を行なつて
も、金属粉末と樹脂とはすでに分散性が保持され
て混練されているため、樹脂と同様に成型でき、
得られるフライホイル中には金属粉末が均一に分
散され、適正なワウ・フラツタを有するフライホ
イルが得られる。

実施例そこで、実施例１について説明すると、次の通
りである。

まず、ナイロン−６樹脂チツプ20重量％と鉄粉
（平均粒径53μｍ）80重量％と十分に混合撹拌し、
これにシランカツプリング剤Ａ−1100（日東ユニ
カ−製品）１重量％を添加したものをそのまま射
出成型機にかけることなく、エクストルーダ中で
加熱溶融して混練した。この混練の間、混合原料
は、エクストルーダによつて所定の剪断力を与え
て混練されるが、この際、混合原料に対し、一定
の周期で間欠的に衝撃力を与えて、この衝撃効果
を与えつつ、混練した。その後、常法の如く、射
出成形機にかけて、径43.8mm×厚さ6.15mmの円板
状のフライホイルを成形した。このフライホイル
の比重は3.5ｇ／cm²であり、ワウ・フラツタは0.3
程度であり、鉄粉は80重量％も含まれているにも
拘らず、全体にわたつて均一に分散されていた。

なお、比較のために、上記のところと同じ混合
材料を十分に混合撹拌し、その後、更にエクスト
ルーダ中で間欠的に衝撃力を加えることなく加熱
溶融して混練し、その後、上記のところと同様に
射出成型した。得られたフライホイルのワウ・フ
ラツタの値は0.58程度になつて、金属粉末の分散
性がコア部分とリブ部分、とくにリブ部分で悪化
していた。更に、この状態で射出成型を続けたと
ころ、10000個内外の成型したところで、成形型
の一部が局部的に摩減し、成形型を交換しなけれ
ばならなかつた。

＜発明の効果＞以上詳しく説明した通り、本発明方法では、予
め、金属粉末と熱可塑性樹脂とを十分に混合撹拌
し、その後、更に、加熱溶融しかつ衝撃力を加え
て混練し、混練後、射出成型してフライホイルを
製造する。

従つて、多量の金属粉末を均一に充填配合でき
るため、常法によつて射出成型しても、慣性力が
あつて軽量で金属粉末が均一に分散されたフライ
ホイルが大量に製造できる。

また、金属粉末の種類やその配合量を所望に応
じて調整することにより、種々の特性の複合フラ
イホイルが得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

１金属粉末95〜70％を熱可塑性樹脂中に混合
し、これを射出成型してフライホイルを製造する
際に、前記混合後に再び加熱溶融して、この際に
剪断力とともに衝撃力を与えて混練し、その後常
法により射出成型することを特徴とする複合フラ
イホイルの製造方法。