JPH049122B2

JPH049122B2 -

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Publication number: JPH049122B2
Application number: JP59133843A
Authority: JP
Priority date: 1984-06-28
Filing date: 1984-06-28
Publication date: 1992-02-19
Also published as: JPS6111207A

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、熱可塑性樹脂中に多量の金属粉末を配
合するのにも拘らず、金属粉末が均一に分散され
て混練でき、更に、ペレツト成型によつて金属粉
末の分散性が高められるため、常法による射出成
形によつて、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、
この製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、本発明社等は先に粉末冶金法によ
つて製造する場合は、鋳造組織と相違して、金属
粉末粒子間に微細なボイドを均一に分散生成させ
ることができ、また、このボイドによつてワウ・
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
いフライホイルを提案した（特公昭56−10698号
公報参照）。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、
全体が高価な金属であり、粉末冶金法によつて製
造されるために、価格の点で問題が残つている。

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
による慣性モーメントの低下が最小限におさえら
れ、しかも、小型化によつて成型性がきわめて良
好なフライホイルが望まれている。

更に、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に
代つて、熱可塑性樹脂を加熱溶融し、射出成型し
た合成樹脂のフライホイルが用いられることが多
くなつている。

すなわち、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。このところから合成樹脂製フライホイルが
用いられつつあるが、このフライホイルは、熱可
塑性樹脂に対し金属粉末を配合して所定の慣性力
を持たせたものである。しかし、金属粉末の比重
は合成樹脂のそれに比べるときわめて大きく、こ
のように比重差の大きい材料を均一に分散させて
混合するのがきわめてむづかしいため、金属粉末
の混合率はせいぜい50wt％か60wt％にとどまつ
ている。このため、フライホイルの性能向上のた
めに、金属粉末の混合率を高めることが要求され
るのにも拘らず、混合率を大巾に高めることがで
きない。

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、熱可塑性樹脂に金属粉末を多量、つまり、70
〜95重量％配合するにも拘らず、多量の金属粉末
を全体にわたつて均一に分散でき、常法の射出成
型によつて、小型でかつワウ・フラツタが0.05〜
0.5％程度、更に、それ以下になる複合フライホ
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70〜95重量
％と熱可塑性樹脂５〜30重量％とを加熱溶融して
衝撃力を加えつつ混練した後、冷却してペレツト
状に成形し、その後、これらペレツトを再び溶融
混練し、常法で射出成形してフライホイルを製造
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。）との混合材料を、スク
リユー等を具える混練機で加熱溶融しつつ混練す
る。この間、混合材料には衝撃力を加えて溶融時
のガス抜けを促進するとともに金属粉末の分散を
促進し、混練後、冷却してペレツト状に成型し、
これによつて金属粉末の分散性を一層高める。

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混合率を高める
ことが必要で、これに併せて、多量の金属粉末の
分散性を高めることが必要になり、分散性を無視
して金属粉末の混合率をいくら高めてもフライホ
イルの性能を向上させることはむづかしい。しか
し、磁性粉と樹脂とから成る複合材料の製造で知
られる如く、比重差の大きい両材料は、加熱溶融
しても均一に分散混合することはきわめてむづか
しく、上記のいずれかの条件が損なわれる。

この点から、本発明では、金属粉末と樹脂との
混練プロセスにおいて、混練機の剪断作用にのみ
依存することなく衝撃力を加えて金属粉末の分散
性を高めると共に、溶融時のガス抜けを促進す
る。この衝撃力はこの混練機の一部に衝撃ゾーン
を設けたり、混練機内の材料に対して上部から与
えることができるが、そのほか、いずれの方法
（従来例）でも与えることができる。また、この
混練材料は冷却破砕してペレルト化し、これらペ
レツトを溶融し再び混練して金属粉末の分散性を
高め、高圧力下で常法によつて射出成型してフラ
イホイルを製造する。

すなわち、比重の大きい金属粉末を多量に樹脂
中に混合する場合、従来例の混練機のスクリユー
等の剪断力にのみ依存すると、過剰の金属粉末が
比重差で偏析し、更に、溶融時のガス抜けが不十
分のため、多量の金属粉末を均一に分散させるこ
とがきわめてむづかしい。従つて、金属粉末を均
一に分散させる上には、ペレツト製造の前にも、
比重によつて金属粉末が分離することなく、溶融
時のガス抜けを良好に行ないつつ、均一に混練さ
せる必要があり、単に、原料を混合溶融するとと
もに、このときに衝撃力を与えて練り上げ、樹脂
と金属粉末とで相当の比重差があつても、金属粉
末を均一に分散させ、更に、このときのガス抜け
を良好にして混練する。

また、金属粉末の混合率が高いと、混練機にお
いて原料が混練しつつ送られるときに、例えば、
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原料が付着し、激しく摩滅す
る危険がある。この付着や摩滅は原料中の金属粉
末が多いほど激しいが、上記の如く、衝撃力を加
えつつ混練すると、金属粉末は95％以下まで配合
できる。金属粉末の比重によつても変化するが、
テープレコーダー等に要求されるワウ・フラツタ
を得るには、金属粉末を70％以上配合しないと、
得られない。

また、ペレツトに成型するのには、原料を混練
後通常３mm程度の線状に押出成型してから冷却
し、その後、これを破砕機で破砕するのが好まし
い。

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。しかし、粒子径が
あまり大きいと、予め、ペレツトをつくつて樹脂
中の金属粒子の分散性を高める意味がなく、実例
例にも示す通り、径３mm程度の如く、適正粒子に
調整するのが好ましい。

次に、以上の通りに所定の粒度に調整されたペ
レツトを、通常の射出成型機を用いて射出成型に
よりフライホイルを成型するが、この場合も、こ
の射出成型機中で再び加熱溶融混練し、金属粉末
の分散性は更に高められる。すなわち、射出成型
法は樹脂一般に行なわれている方法として行なう
ことができるが、このように射出成型しても、多
量の金属粉末が配合されていても、上記の如く、
金属粉末と樹脂とは衝撃力を与えて均一に混合さ
れ、しかも、適正粒度にペレツト化されているた
め、分散性が十分に保持されている。このため、
射出成型における混練の間にガス抜け不良などの
問題がなく、成型時に成型ダイに過剰の摩耗を与
えることもなく、成型されるフライホイル中に金
属粉末が均一に分散され、良好な慣性性能を持つ
フライホイルが得られる。

なお、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。

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。

実施例１樹脂（ナイロン−６）20重量部と鉄粉（平均粒
径53μｍ）80重量部とに対してシランカツプリン
グ剤Ａ−1100（日東ユニカー(株)製）を１重量部を
添加し、これを温度250℃で加熱して溶融して混
練し、この混練の間に所定のインターバルで衝撃
力を与えて混練を行なつた。その後、これを冷却
してから破砕して径３mmφ程度のペレツトに成型
した。また、比較のために、上記のところと同じ
条件で衝撃力を加えることなく、ペレツトを成型
し、両ペレツト内の鉄粉の分散性を顕微鏡でしら
べたところ、比較例のペレツトでは微細な孔〓が
残り、鉄粉が局部的に凝集して分散性が損なわれ
ていた。これに対し、本発明に係るペレツトは鉄
粉は全く凝集することなく、ガス抜けが良好であ
るため、微細孔〓が全く存在しなかつた。

次に、この本発明に係るペレツトを乾燥後、ス
クリユー型射出成型機でシリンダ加熱温度255℃、
金型温度80℃、射出圧力850Kg／cm²で、再び、溶
融混練し、径43.9mmの円板状のフライホイルを射
出成形した。

このフライホイルの比重は3.8ｇ／cm²であつて、
このワウ・フラツタは0.3％程度であり、全体に
わたつて均一に鉄粉が分散されていた。なお、比
較例に係るペレツトでも同様に再び加熱溶融して
射出成型したところ、得られるフライホイルの周
縁部と中心部とに局部的に鉄粉が集まり、ワウ・
フラツタの値が悪化した。

実施例２メルトインデツクス6.0、比重0.95のポリエチ
ン樹脂３〜35重量部に対して鉄粉（平均粒径53μ
ｍ）65〜97重量部およびシランカツプリング剤Ａ
−174（日東ユニカー製品）１重量部を混合し、
154℃で溶融し、実施例１と同様に、衝撃力を加
えつつ混練し、径３mmφ程度のペレツトをつくつ
た。これら各種ペレツトにつき鉄粉の分散性をし
らべたところ、何れのものも良好であつたが、鉄
粉95重量部以上では均一に混練することがむづか
しく、70重量部以下のものは混練時に鉄粉がやや
分離する傾向にあつた。その後、各ペレツトをス
クリユー型射出成型機でシリンダ温度150℃、金
型温度50℃、射出圧力800Kg／cm²で、再び、加熱
溶融し、径43.9mmの円板状フライホイルに成形し
たところ、この比重は2.8〜6.0であつた。

また、この成型時に鉄粉95重量部以上のものは
押出圧力を高めてもやや成型性が劣化し、鉄粉70
重量部以下のものはフライホイルの中心部と周縁
部で鉄粉の分散性がやや異なり、ワウ・フラツタ
が0.45〜0.5％となつた。

＜発明の効果＞以上詳しく説明した通り、本発明方法は、金属
粉末70〜95重量％と熱可塑性樹脂５〜30重量％と
を加熱溶融して混練する間に衝撃力を加えて混練
し、その後、冷却してペレツト化し、このペレツ
トを再び加熱溶融混練して、射出成型により、フ
ライホイルを製造する方法である。従つて、多量
の金属粉末を均一に分散させて高充填でき、とく
に、一次の混練時のガス抜けが良好になり、分散
性を高めることができる。分散性を高めて混練
後、更に、ペレツトをつくり、これを再び溶融混
練して射出成型するため、金属粉末の分散性が高
められ、金属粉末が多量に配合されるにも拘ら
ず、慣性力があるフライホイルを大量にかつ経済
的に製造できる。

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70〜95重量％と熱可塑性樹脂５〜30
重量％とを加熱溶融して衝撃力を加えつつ混練し
た後、冷却してペレツト状に成形し、その後、こ
れらペレツトを再び溶融混練し、常法で射出成形
してフライホイルを製造することを特徴とする複
合フライホイルの製造方法。