JPH0736372B2 - 移動サイジング金型を用いた長尺ボンド磁石の製造方法及びその製造装置 - Google Patents

移動サイジング金型を用いた長尺ボンド磁石の製造方法及びその製造装置

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JPH0736372B2
JPH0736372B2 JP4098642A JP9864292A JPH0736372B2 JP H0736372 B2 JPH0736372 B2 JP H0736372B2 JP 4098642 A JP4098642 A JP 4098642A JP 9864292 A JP9864292 A JP 9864292A JP H0736372 B2 JPH0736372 B2 JP H0736372B2
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magnetic
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秀子 新井
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  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は長尺のプラスチックボン
ド磁石の製造方法、製造装置等に関し、詳しくは複写
機、ファクシミリ及びレーザービームプリンター(LB
P)等の電子写真法による現像装置やクリーニング装置
に用いられるマグネットロールの製造方法、製造装置等
に関する。さらに詳しくは、一本の長尺プラスチックボ
ンド磁石の表面に必要な数の磁極を極異方配向法、もし
くは多極着磁により形成せしめた「多極一体型マグネッ
トロール」の製造方法、製造装置等に関する。
【0002】
【従来の技術】磁場配向押出法は生産性の高い製法とし
て長尺のプラスチックボンド磁石の製造に好適である。
しかし、これの宿命的欠点は、押出物の瞬時冷却が不可
能なため、押出物がダイから出て冷却固化する間に磁
気応力によって変形し、所望形状の製品を得ることが容
易でないこと、ダイ出口部近傍の磁界分布はダイ内部
の磁界分布と異なるため所望配向状態が乱され、望まし
くない磁界パタンを有するボンド磁石が得られ易いこ
と、及び反磁界(自己滅磁界)により冷却固化するま
でに粒子配向度が低下し、従って磁気特性が低下するこ
とである。これらの現象は多極一体型長尺磁石の製造に
おいて特に顕著である。そのため、新製品開発には数多
くの試行錯誤が必要であるうえに、電子複写機、ファク
シミリ及びLBPの高画質化に応えることができる高い
磁気特性を有し、かつ安価であるマグネットロールが作
れない、等の問題が生じている。
【0003】かかる問題を解決するための基本的方法は
押出物を配向を阻害しない磁場中で冷却固化させること
(反磁界消去のため押出物を鉄などの軟磁性体に近接ま
たは接触させて冷却固化することも含む)であり、この
こと自体は既に公知である(例えば特開昭59−127
823号、特開昭63−16608号)。本発明者等も
特開昭62−273707号において、押出物が磁場配
向ダイから出て冷却固化するまでの間、キャタピラー
(エンドレスベルト)状の軟磁性体ブロック及び/又は
他の永久磁石ブロックに接触させつつ、押出物と同期し
て移動させる方法を提案した。しかしこれは多極円筒状
マグネットの製造には適用し難い。
【0004】一方特開昭60−182710号公報に
は、ダイ内では樹脂磁石溶融物を磁場配向させないで、
当該ダイに後続して静置した冷却兼磁場配向用サイジン
グ金型を通過させる途中で樹脂磁石溶融物を磁場配向さ
せる方法が開示されている。しかし、この方法では、樹
脂磁石溶融物が急速に冷やされて粘度が上昇するため、
いかに磁場が印加されているとは言え、磁性粒子の配向
度が高くならないこと、およびサイジング金型が静止し
ているため、その壁と押出物との摩擦により、磁性粒子
の配向が阻害され、その結果高い磁気特性を有するボン
ド磁石が得られない、などの問題がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】磁場配向押出の上記宿命
的問題を解決するためになされた本発明は、磁気異方性
を有する強磁性体粉末をプラスチックに分散混合した素
材からなる長尺ボンド磁石を磁場配向押出法にて製造す
るに際して、溶融した該混合物をダイ内で磁場配向さ
せ、ダイを出た押出物を磁気回路構造を有するサイジン
グ金型に通し、そのサイジング金型を押出物の引取方向
に移動させて押出物を冷却固化させ、その後サイジング
金型は押出物を離し、冷却され、ダイ近くの最初の待機
位置に移動復帰する過程を含むことを要旨としている。
そしてこのような製造方法を実施する製造装置は次の構
成を有している。 磁気異方性を有する強磁性体粉末をプ
ラスチックに分散混合したボンド磁石材料を押し出す押
出装置と、 前記押出装置から押し出された加熱溶融した
ボンド磁石材料を圧入してボンド磁石材料を磁場配向成
形する磁場配向用ダイと、 磁気回路構造を有するサイジ
ング金型であって、前記磁場配向用ダイから押し出され
た押出物を受け取るとともに、受け取った押出物を金型
内に抱持しながら金型自身が押出物の引取方向に移動す
るサイジング金型と、 移動後の押出物を所望長さに切断
するカッター装置と、 切断された押出物をサイジング金
型から離脱させる手段と、 サイジング金型を冷却しつつ
待機位置に移動復帰させる手段と、 を備えている。
【0006】
【作用】本発明にて上記問題が解決できる理由は
次の通りである。まず押出物をサイジング金型で挟んだ
状態で冷却固化するので冷却過程での変形が防げる。ま
たサイジング金型には磁気回路を形成する磁極を設けて
いるので押出物の配向状態が悪化することはなく、また
たとえ押出物がサイジング金型に入る直前ではその配向
状態が悪化していてもサイジング金型内で矯正される。
さらに当サイジング金型は押出物を収納した状態で引取
り方向に移動させるので金型壁と押出物とが摩擦せず、
従って配向状態が乱されない。
【0007】サイジング金型の磁極部は必ずしも自ら磁
場を発生しなくてもよい。押出物との磁気的相互作用に
よって磁極も磁化されて磁場を発生し、それが押出物の
自己減磁界を大幅に打ち消して配向乱れの磁気的要因を
激減させるからである。この場合にはサイジング金型に
は励磁源を設ける必要はない。
【0008】もちろんサイジング金型に励磁源を設けて
磁極部が自ら磁場を発生させるようにしたほうが望まし
い。そのようにすれば配向乱れを矯正する効果が大きい
からである。具体的実施にあたってはサイジング金型内
の磁気回路を、その磁場分布が押出ダイ内の磁場分布と
相似になるように構成するのが最も普通であるが、最終
的に望ましい磁界パタンを得られるならば必ずしも相似
構造にしなくてもよい。また押出ダイとサイジング金型
の両方で磁場配向がなされるため磁場配向のための時間
も延長される。さらにサイジング金型内で一定時間磁場
配向することによって押出物と磁場配向用ダイ壁との摩
擦によって不可避的に生ずる好ましくない配向状態と、
押出物がダイから出てサイジング金型に収納される間に
生ずる配向乱れとの両方を矯正する。これらの効果によ
り長尺円筒マグネットの磁気特性を高めることができ
る。
【0009】マグネットロールの本体部磁石の断面形状
は実質的に円筒状ではあるが、位置決等の便宜のための
カット面を有するものでもよい。またシャフトを貫設さ
せるためにはシャフトと樹脂磁石材料との共押出(イン
サート押出)を利用する。
【0010】ダイから出たばかりの押出物は低粘度状態
にあるため、水平方向押出では自重でダレて湾曲するの
で径が細くなってサイジング金型への収納が困難になる
ことがある。押出物の粘度を高めればダレは低減する
が、磁性粒子の運動が束縛されて配向度が低くなるの
で、低粘度のままサイジングする方が望ましい。そのた
め、クロスヘッドダイ等を利用して、押出物を鉛直方向
に押し出す方がよい。
【0011】ボンド磁石材料の磁性粉としては、六方晶
フェライト、SmCo系合金、NdFeB系合金、Sm
FeN系合金などが挙げられる。特に六方晶フェライト
(バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト)は
安価であるので望ましい。バインダーのプラスチックは
押出成形できるものならばなんでもよく、ポリ塩化ビニ
ルとポリ酢酸ビニルの単独もしくは共重合体、塩素化ポ
リエチレン、及び適当な可塑剤を混合したものが代表的
なバインダーの一例である。
【0012】
【実施例】次に本発明の詳細を、本発明の効果を確かめ
る為に行なった具体的実施例に基づいて述べるが、これ
は本発明を何ら制限するものではない。
【0013】(実施例1)
【表1】 6φの鉄製シャフト(長さ250mm)を貫設した外径
14φの長尺円筒マグネットであって、磁極数が4であ
り、且つ表面磁束密度のラジアル成分(以下単に磁力と
呼ぶ)のピーク間角度が表3の「所望値」になるべき極
異方長尺円筒マグネット(マグネット部長さ220m
m)を、表1の配合物から作ったペレットを用いて以下
の手順により成形した。図1は当該製法に用いた装置構
成の概念図を示し、図中1は長尺円筒マグネット、2は
磁場配向用ダイ、3は磁場配向用磁極、4はサイジング
金型、5は励磁用永久磁石、6は磁場発生用ヨークであ
る。尚、押出機、磁場配向装置は図示していない。また
矢印はサイジング金型の移動方向を意味している。以下
当該装置による長尺円筒マグネットの製法工程を説明す
る。
【0014】(1)両端に縮径した回転軸部7a,7a
を有するシャフト7(図2)と溶融した表1の樹脂磁石
材料をクロスヘッドダイを用いて磁場配向共押出しす
る。シャフトとシャフトの間には図3に示すように15
mmの回転軸部7a,7aがそれぞれ突き合わせられて
合計長さ30mmの縮径した回転軸部7a,7aが存在
し、この回転軸部に当該回転軸部を全長にわたって完全
に内包できる長さのソケット8を外嵌することによって
隣接するシャフトを連結状態となしている。そして、多
数のシャフトを一列につながった状態でダイに連続供給
する。 (2)押出物を、ダイ端面から少なくとも数センチメー
トル離れた位置において80℃以下の温度で開状態で待
機しているサイジング金型4内に導く。(図4) (3)マグネットが所定の位置に来た時、サイジング金
型4を素早く閉じる。(図5) (4)サイジング金型4を図示しない水平移動機構によ
って、マグネットの押出速度とほぼ等しい2.5m/分
の速度で押出方向に移動させる。(図6) (5)マグネット温度が90℃以下になり、切断可能な
硬度を有する様になったところで、カッター装置9によ
りマグネット部をソケット位置で切断して所定長さのマ
グネットロールを得る。(図7) (6)切断の直後にサイジング金型4の上側4aを摘み
上げて開き(図8)、ソケット8をはずして回転軸部7
aを露出させた後(図9)、シャフト7の両端を掴んで
マグネットロール10を取出し、パレットに収納する。
(図10) (7)サイジング金型4は上側を開いたままで、引取方
向と直角な方向に移動させ、引き取り方向とは逆向きの
水平移動機構にセットしてもとの位置に移動復帰させ
る。(図11)
【0015】なお、図示しないが生産効率を向上させる
ためサイジング金型は複数個用い、それらの励磁源には
SmCo系の希土類磁石を用いた。またサイジング金型
の冷却は本実施例では自然冷却で十分であった。磁場配
向のための電磁石に加えた起磁力はN1極とS1極が9
000A・T(アンペア・ターン)、N2極とS2極が
3000A・Tであった。ここで作製した円筒マグネッ
ト断面形状は実質的に真円であり、ほとんど変形してい
ないことが確認された。各極の磁力と変形度(最大直径
/最小直径)を表2に示す。また表3に各極の磁力のピ
ーク値の角度間隔を示す。
【0016】(比較例)サイジング金型を用いず、前記
実施例と同じペレットとシャフトを用いて磁場配向共押
出をしただけのマグネットロールを作製した。これの断
面形状は磁極部分が突出して角張った形に変形した。本
比較例のマグネットロールの各極磁力と変形度も表2に
示す。また表3に各極の磁力のピーク値の角度間隔を示
す。
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】 表2及び表3より明らかなように、本発明製法により作
製された長尺円筒マグネットは、変形が少なく、磁力も
高くかつ磁力間角度も所望値からほとんどずれておら
ず、極めて優れている。
【0019】
【発明の効果】以上のように移動サイジング金型を用い
ることにより、変形が小さく、磁力が高くかつ磁力間角
度が所望値からほとんどずれない長尺円筒マグネットを
生産性の高い押出成形法にて生産することができる。従
って、電子複写機、ファクシミリ及びLBPなど電子写
真法に用いるためのマグネットロールの高性能化と低価
格化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】移動サイジング金型を用いた長尺マグネットの
製法に用いた装置構成の概念図。
【図2】本発明の実施例に用いたシャフトの外形寸法を
示す説明図
【図3】(イ)はシャフトとソケットを示す斜視図であ
り、(ロ)はシャフトをソケットによって連設した状態
を示す部分断面説明図
【図4】〜
【図11】本発明の製造方法の各工程を示す説明図
【符号の説明】
1 長尺円筒マグネット 2 磁場配向用ダイ 3 磁場配向用磁極 4 サイジング金型 5 励磁用永久磁石 6 磁場発生用ヨーク 7 シャフト 7a 回転軸部 8 ソケット 9 カッター装置 10 マグネットロール

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気異方性を有する強磁性体粉末をプラ
    スチックに分散混合した素材を押出装置にて加熱溶融し
    た状態でダイ内に圧入して磁場配向させる工程、ダイか
    ら出た押出物を磁気回路構造を有するサイジング金型内
    に収納して金型と共に引取方向へ移動させる工程、押出
    物を所望長さに切断するとともにサイジング金型から押
    出物を離脱させる工程、当該サイジング金型を冷却しつ
    つ待機位置に移動復帰させる工程、の一連の工程を繰り
    返すことを特徴とする長尺ボンド磁石の製造方法。
  2. 【請求項2】 磁場配向用ダイと実質的に同じ構造の磁
    極を有し、かつ励磁源として永久磁石及び/又は電磁石
    を適宜設けたサイジング金型を用いることを特徴とする
    請求項1記載の長尺ボンド磁石の製造方法。
  3. 【請求項3】 上記サイジング金型が分離可能な2つ以
    上の部分型から構成されていることを特徴とする請求項
    1又は2記載の長尺ボンド磁石の製造方法。
  4. 【請求項4】 磁気異方性を有する強磁性体粉末をプラ
    スチックに分散混合した素材と棒状シャフト材料とを磁
    場配向共押出することを特徴とする請求項1,2又は3
    記載の長尺ボンド磁石の製造方法。
  5. 【請求項5】 上記棒状シャフト材の両端にはシャフト
    本体より縮径した回転軸部を設け、当該シャフトを長手
    方向に連続配置するとともに、隣接するシャフト本体間
    に突き合わせ状態で位置する回転軸部を、当該回転軸部
    を完全に内包しうる長さを有するソケットによって連結
    することでシャフトを連続供給することを特徴とする請
    求項4記載の製造方法。
  6. 【請求項6】 磁気異方性を有する強磁性体粉末をプラ
    スチックに分散混合したボンド磁石材料を押し出す押出
    装置と、 前記押出装置から押し出された加熱溶融したボ
    ンド磁石材料を圧入してボンド磁石材料を磁場配向成形
    する磁場配向用ダイと、 磁気回路構造を有するサイジン
    グ金型であって、前記磁場配向用ダイから押し出された
    押出物を受け取るとともに、受け取った押出物を金型内
    に抱持しながら金型自身が押出物の引取方向に移動する
    サイジング金型と、 移動後の押出物を所望長さに切断す
    るカッター装置と、 切断された押出物をサイジング金型
    から離脱させる手段と、 サイジング金型を冷却しつつ待
    機位置に移動復帰させる手段と、 を備えた長尺ボンド磁
    石の製造装置。
  7. 【請求項7】 磁場配向用ダイと実質的に同じ構造の磁
    極を有し、かつ励磁源として永久磁石及び/又は電磁石
    を適宜設けたサイジング金型を用いることを特徴とする
    請求項6記載の長尺ボンド磁石の製造装置。
  8. 【請求項8】 上記サイジング金型が分離可能な2つ以
    上の部分型から構成されていることを特徴とする請求項
    6又は7記載の長尺ボンド磁石の製造装置。
JP4098642A 1991-12-25 1992-03-24 移動サイジング金型を用いた長尺ボンド磁石の製造方法及びその製造装置 Expired - Lifetime JPH0736372B2 (ja)

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