JPH0559828U - 押出金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ランド長を短縮してゴム磁石材料の早期加硫
を防止し、高粘度の材料を効率良く押出成形可能にす
る。 【構成】 少なくとも成形品形状を規定するランド１１
部分を磁性材料で構成しかつ前記ランドの長さＬを５mm
乃至２０mmの範囲の値に設定し、ゴム磁石の押出成形を
磁気特性を損なうことなく効率的に実行可能にした構成
である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、押出成形機を用いてゴム磁石を磁場中で押出成形するための押出金 型の構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

可撓性かつ弾力性をそなえたゴム磁石は、合成ゴム等の高分子物質にフェライ トのような磁性物質の粉末を混合した材料を成形したものを着磁することにより 構成されている。そのゴム磁石の製造方法の一つとして、押出成形が知られてい る。これは、合成ゴム等の成形材料とフェライト磁性粉等の磁性材料を混練しさ らに加硫物質を添加した混合材料を押出成形機に供給し、前記混合材料に熱を加 えることで軟化させ、そして、押出機構により該混合材料を所要の断面形状を有 する押出金型(ダイ)を通して押出し、一定断面の成形品を連続的に成形するもの である。押出成形後に成形品を加熱して加硫を行うことにより、所望の硬度のゴ ム磁石を得る。

【０００３】 なお、磁性材料で構成した押出金型に磁場を印加しておき、磁性粉の配向処理 を、前記混合材料が成形品形状を規定するランド部分から金型出口に押出される 際に行なうようにした磁場押出成形が知られている。すなわち、該押出金型のラ ンド部分に磁場発生用コイルを巻装したヨークを接続して、磁場を金型内部に発 生させ、該磁場中に混合材料を通過させることで配向させるものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記の磁場押出成形には改善すべき問題点があった。その一つに歩 留りの低下があげられるが、歩留りを下げている原因の一つに固まりの発生があ る。これは、押出成形機内部で材料が早期加硫を起こし、金型出口に詰まるため に起こるものである。早期加硫は、材料の粘度が高い混練ロットで発生しやすく 、これは押出時の内圧増加による異常発熱によるものと考えられる。つまり、粘 度が高いとそれだけ高い押出圧力が必要となる結果、金型内の材料の温度が高く なってしまうことになる。この高温による早期加硫は、不均一に発生し成形品の 表面の滑らかさを損なう欠点を持つ。従来は、このような不良発生の問題を、押 出速度を下げることにより対応してきたが、製造能率の向上の障害になっていた 。

【０００５】 一方、従来の金型は成形品の断面積にかかわらず、ランド長を一定の値に設計 してきた。また、固まりは断面積の小さい金型ほど押出抵抗が大きいため発生し やすく、断面積の小さい形状に成形する場合、歩留りが低下してしまう傾向がみ られる。

【０００６】 ハーゲンポアズイユの法則によれば、金型のランド長を短くすることによって 押出成形機内部の圧力を下げることが可能と思われる。しかし磁場押出成形の場 合、ランド長を短くすると材料に加わる磁場の効果が不十分となり、所望の磁気 特性が得られないのではないかという恐れがあった。そこでランド長の異なる金 型を作成し、成形実験を試みた結果、ランド長を短くしても磁気特性には全く変 化はなく、材料の発熱も少なくできることが確かめられた。

【０００７】 本考案は、上記の点に鑑み、ゴム磁石の磁場押出成形による製造において、押 出成形時の材料の異常発熱を防ぎ、成形歩留りの向上を図るとともに製造能率向 上を図った押出金型を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、ゴム磁石を磁場中で押出成形する押出 金型において、少なくとも成形品形状を規定するランド部分を磁性材料で構成し かつ前記ランドの長さ(Ｌ)を５mm乃至２０mmの範囲の値に設定した構成としてい る。

【０００９】

【作用】 本考案の押出金型では、磁場中の押出成形において、成形品の断面形状を規定 するランド部分の長さ、すなわちランド長を短くすることにより押出金型内部の 圧力増加が抑えられ（ハーゲンポアズイユの法則）、材料の異常発熱を防ぐこと により早期加硫を防止し、成形歩留りを向上させることができる。また、従来考 えられていたランド長を短くすることによる磁気特性の低下もなく、ランド長の 短縮により押出し抵抗が低減し、高粘度の材料を効率よく押出成形でき製造能率 の向上が図れ、成形品の断面積を小さくする必要のある形状のゴム磁石も容易に 製造可能である。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案に係る押出金型の実施例を図面に従って説明する。

【００１１】 図１乃至図４は、本考案の第１実施例を示す。これらの図において、ゴム磁石 の製造に用いる押出成形機の例として、最も一般的なスクリュー形押出成形機を 用いる場合を示している。１は円筒状の押出成形機の本体部であり、２は角筒状 の押出金型（ダイ）で、両者は一体に接合されており、ともに連続した空洞部を 有するシリンダー３を構成している。４は螺旋状の溝１３を有するスクリューで あり、前記シリンダー３に挿入されている。該スクリュー４は、矢印の方向に回 転するように後端が本体部１後方に設けられた駆動部に接続されている。本体部 １後方には、ゴム磁石の材料をシリンダー３内に供給するホッパーが設けられて いる。本体部１の外周にはヒーター５が覆設されている。６は磁場発生用コイル であってヨーク１５に巻装され、該ヨーク１５は成形品に所要の磁場を与えるた めに押出金型２に接合されている。

【００１２】 押出金型(ダイ)２は、図２乃至図４の如く円柱状の空洞部７を有する角筒状構 造で、磁性金属の鉄で形成されており、該押出金型２の上面と下面の金型出口側 近傍には、ヨーク１５を接合する際の位置決めのための段差９が設けられている 。前記空洞部７から金型出口８までの間の断面一定で狭くなっている中空部分は ランド１１であり、この断面形状により成形品の形状を規定するものである。そ して、ランド部分の長さＬをランド長という。前記円柱状空洞部７とランド１１ の連結部分はθ＝９０°の円錐面状になっている。また、磁場発生用コイル６を 持つヨーク１５から上下方向に流れる磁束を効率よくランド１１内に集中させる ため、押出金型２のランド１１をはさんだ両側方には非磁性金属の真ちゅう部材 ６２が内設されている。ランド１１と金型出口８は上記のように、成形品の形状 を規定するものであり、本実施例の場合図２に示す如く、偏平な角棒形状に成形 されるように形成されている。

【００１３】 ここで、本実施例の押出成形機によるゴム磁石の製作過程について説明する。 ゴム磁石の材料には、合成ゴム等といった高分子物質の成形材料とフェライト磁 性粉等の磁性材料を混練し、さらに加硫物質を添加した混合材料を粉砕し混練し た粒状混合材料が用いられる。この粒状混合材料は本体部１のホッパーに蓄積さ れており、該ホッパーから本体部１のシリンダー３内に供給され、スクリュー４ の回転により溝１３に沿って押出金型２方向に送り出される。このとき、粒状混 合材料は前記ヒーター５の加熱で押出金型２に接近するにつれ、徐々に軟化する 。軟化溶融した混合材料はスクリュー４の回転により押出金型２方向に押出し圧 力が加えられ、押出金型２の空洞部７からランド１１を通して金型出口８に押出 され、一定断面のゴム磁石の長尺成形品が連続的に成形される。その際、ゴム磁 石としての所要の特性をもたせるために、押出金型２の上面と下面に設けられた 磁場発生用コイル６及びヨーク１５により、ランド１１の位置する上下方向に強 い磁場を発生させる。前記混合材料に含まれる磁性粉はそのランド１１の磁場中 を通過する際に所要の特性を持つように配向される。さらに、その成形品を加熱 することにより、加硫物質によって加硫が行なわれ、任意の硬さに硬化した所望 のゴム磁石を得る。

【００１４】 上記第１実施例では、押出金型２内のランド１１の長さＬであるランド長を１ ０mmに設定した。

【００１５】 また、図５及び図６は押出金型２のランド長Ｌの異なる他の実施例を示してい る。図５の第２実施例ではランド長Ｌが２０mm、図６の第３実施例ではランド長 Ｌが５mmに設定されている。他の構造は前述の第１実施例と同様である。

【００１６】 ところで、従来の押出金型のランド長Ｌは、６０mmというように長く設定され ていた。これは、前述したように磁場押出成形の場合、ランド長Ｌを短くすると 材料に加わる磁場が不十分となり、所望の磁気特性が得られないのではないかと 考えられていたからである。ところが、上述のような第１実施例乃至第３実施例 のようなランド長Ｌの短い５mm（第３実施例）、１０mm（第１実施例）、２０mm （第２実施例）の金型を作成し、成形実験を試みた結果、図７及び図８のグラフ で示すようにランド長を短くしても磁気特性は殆ど変化はなく、材料の発熱も少 なくできることが確かめられた。

【００１７】 図７は、上記の押出成形機による押出時間(作動時間)とシリンダー３内の温度 上昇の関係をそれぞれのランド長Ｌについて示したものである。スクリュー４の 回転数は８０rpm、シリンダー３内の初期温度は８０°Ｃと設定して実験を行っ た。ゴム磁石の混合材料は、１４０°Ｃ以上で加硫が促進されるので、シリンダ ー３内の温度を１２０°Ｃ以下に保たなければならない。同図の如く、各ランド 長Ｌ（５〜２０mm）の場合もシリンダー３内が大体１２０°Ｃ以下に保たれてい ることがわかる。

【００１８】 図８は、押出速度(スクリュー回転数)と押出成形品の磁気特性の関係をそれぞ れのランド長Ｌについて示したものである。同図に示されたように成形品の磁気 特性である残留磁束密度（Ｂr）及び保磁力（iＨc）は、各ランド長Ｌ（５〜２ ０mm）においてあまり差がないことがわかる。

【００１９】 なお、ランド長Ｌが５mm未満の場合、成形性が悪く寸法通りの成形品が得られ ず、また磁場発生用コイル６及びヨーク１５からの磁束の流れが悪く、所望の磁 気特性を得ることができない。ランド長が２０mmより大きい場合は従来と同様に 、押出金型の内圧増加による異常高温が発生し、早期加硫による固まりが押出金 型内にできてしまう。

【００２０】 以上の実験結果より所望の磁気特性を有するゴム磁石を得るには、この場合、 押出金型のランド長Ｌが５mm乃至２０mmの範囲の値が適していることがわかる。

【００２１】 上記各実施例では、金型出口８の形状を偏平な角棒形状としたが、丸棒などの 様々な形状としてよい。また、成形押出機構として、一般的なスクリュー形押出 成形機をあげたが、その他の成形押出機構でもよい。

【００２２】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の押出金型によれば、押出金型内部の圧力の増加 を抑えて材料の異常発熱を防ぐことにより早期加硫を防止し、該早期加硫による 固まりの発生を防ぎ、成形品の表面を平滑にして、成形歩留りを向上させること ができる。また、従来考えられていたランド長を短くすることによる磁気特性の 低下もなく、ランド長の短縮により押出抵抗が低減し、高粘度の材料を効率よく 押出成形でき製造能率の向上が図れ、金型の断面積を小さくする必要のある形状 のゴム磁石も容易に製造可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る押出金型の第１実施例であって押
出成形機に一体化した状態を示す要部側断面図である。

【図２】第１実施例の押出金型の正面図である。

【図３】同平面図である。

【図４】同側断面図である。

【図５】ランド長の異なる押出金型の第２実施例を示す
側断面図である。

【図６】ランド長の異なる押出金型の第３実施例を示す
側断面図である。

【図７】押出成形機による押出時間とシリンダー内の温
度上昇の関係をそれぞれのランド長Ｌについて示したグ
ラフである。

【図８】押出速度(スクリュー回転数)と押出成形品の磁
気特性(残留磁束密度、保磁力)の関係をそれぞれのラン
ド長Ｌについて示したグラフである。

【符号の説明】

１ 本体部 ２ 押出金型 ３ シリンダー ４ スクリュー ５ ヒーター ６ 磁場発生用コイル ７ 空洞部 ８ 金型出口 １１ ランド １５ ヨーク Ｌ ランド長

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴム磁石を磁場中で押出成形する押出金
   型において、少なくとも成形品形状を規定するランド部
   分を磁性材料で構成しかつ前記ランドの長さ(Ｌ)を５mm
   乃至２０mmの範囲の値に設定したことを特徴とする押出
   金型。