CN107000265B - 用于制造辊部件的方法、辊部件模具、辊轴、以及辊部件 - Google Patents
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Abstract
将辊轴插入到包括模制部件的模具中并且随后闭合模具,所述模具相应地具有限定辊部分的外周部的第一模具表面以及分别限定辊部分的第一平坦部分和第二平坦部分的第二模具表面和第三模具表面。围绕辊轴注入模制材料以一体地模制辊部分。辊部分包括外周部以及从辊轴向上延伸到外周部的第一平坦部分和第二平坦部分。辊轴在对应于第一平坦部分和第二平坦部分的部分处包括凸缘部分。当围绕辊轴通过注模成型而一体地模制辊部分时,凸缘部分防止模制材料在第一平坦部分和第二平坦部分的外侧漏出。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于通过将模制材料注入到辊轴周围以将辊部分一体地模制到辊轴而制造辊部件的方法,并且涉及一种用于模制辊部件的辊部件模具。
背景技术
在复印机和打印机中的片材(纸,塑料片材和任意其他片材)所用的传送系统中使用辊部件。有时在将例如用合成橡胶材料模制的辊部分压配合到辊轴中的加工步骤中制造该类型的辊部件。该方法可能由于其加工步骤的数量多而导致制造成本的增加。
在将辊部分压配合到辊轴中时用作在轴向方向上将橡胶辊部分定位到辊轴上的对准标记的凸缘部分布置在辊部分的两个端部处,并且微调橡胶辊部分的位置以使得辊部分定位在两个凸缘部分的内侧。然而,这样的制造方法会在压配合加工步骤期间在两个凸缘部分和橡胶辊部分之间形成间隙,导致在轴向方向上的安装位置的精度下降,或者会使橡胶辊部分变形,导致外部形状的精度下降。因此,为了在压配合之后提高辊轴与橡胶辊部分的同轴精度,需要研磨外周部,因此成本增加。此外,因为仅通过压配合进行定位,所以辊部分和辊轴之间的接合强度不足会使辊部分移位。
鉴于上述情况,提出了用于复印机或任何其他机器的片材传送辊部件的双色模制(例如,专利文献1)。辊部件具有围绕辊主体的外周部的摩擦材料。通过双色模制一体地模制摩擦材料和辊主体。在专利文献1中公开的辊部件被模制成使得摩擦材料一体地形成于围绕辊部件的外周部基本上以规则间隔布置的多个分支之间。在专利文献1中公开的双色(双重)模制摩擦材料和辊主体的结构消除了在下游操作中对组装摩擦材料和辊主体的加工步骤的需求。
引用列表
专利文献
专利文献1:日本专利特开平9-202486号公报
发明内容
技术问题
在专利文献1所公开的相关技术中,通过双色模制一体地模制辊主体(辊轴)和围绕外周部的摩擦材料(辊部分)。专利文献1中公开的技术需要在没有间隙的情况下围绕辊主体的外周部模制摩擦材料(例如,热塑性弹性体树脂),但是并未示出模具的配置。然而,用树脂模制的辊主体(第一模制产品)在形状精度方面通常比模具低。这使得很难让整个部分与模具无间隙地接触。这就会导致在辊主体(辊轴)和摩擦材料之间产生间隙,导致树脂流动到间隙中,也就是树脂渗漏。树脂渗漏将导致摩擦材料(辊部分)中的凹痕,造成不良产品。即使是轻微的树脂渗漏也将导致毛刺。这就需要二次加工步骤例如去毛刺作业,导致成本增加。
问题的解决方案
本发明提供了一种用于以低成本容易地制造具有高传送性能的辊部件的方法,其中辊部分具有高形状精度、高位置精度和高接合强度,并且其中摩擦材料被一体地且无树脂渗漏地模制到辊轴。
根据本发明的一方面,提供了一种用于制造辊部件的方法,所述方法用于通过将辊轴插入模具中、通过闭合所述模具、并且通过围绕所述辊轴注入模制材料以将辊部分一体地模制到所述辊轴而制造辊部件,所述模具具有限定所述辊部分的外周部的第一模具表面、限定向上延伸到所述辊部分的外周部的第一平坦部分的第二模具表面、以及限定向上延伸到所述辊部分的外周部的第二平坦部分的第三模具表面。所述方法包括将在分别对应于所述第一平坦部分和第二平坦部分的部分处包括第一凸缘部分和第二凸缘部分的所述辊轴插入所述模具中并且以使所述第二模具表面和第三模具表面分别与所述第一凸缘部分和第二凸缘部分相接触的方式闭合所述模具的步骤,以及将用于所述辊部分的模制材料注入到由所述模具的第一模具表面、第二模具表面和第三模具表面以及所述辊轴限定的型腔中的步骤。
根据本发明的另一方面,提供了一种辊部件,所述辊部件通过将辊轴插入模具中、通过闭合所述模具、并且通过围绕所述辊轴注入模制材料而一体地模制,所述模具具有限定所述辊部分的外周部的第一模具表面、限定向上延伸到所述辊部分的外周部的第一平坦部分的第二模具表面、以及限定向上延伸到所述辊部分的外周部的第二平坦部分的第三模具表面。所述辊部分包括外周部、从所述辊轴向上延伸到所述外周部的第一平坦部分、以及从所述辊轴向上延伸到所述外周部的第二平坦部分。所述辊轴在对应于所述第一平坦部分和第二平坦部分的部分处包括凸缘部分,当围绕所述辊轴通过注模成型而一体地模制所述辊部分时,所述凸缘部分防止模制材料在所述第一平坦部分和第二平坦部分的外侧漏出。
通过上述配置,将用于辊部分的模制材料注入到由第一模具表面至第三模具表面和辊轴限定的型腔中,其中第二模具表面和第三模具表面分别与辊轴的第一凸缘部分和第二凸缘部分紧密接触。这允许以低成本容易地制造具有高传送性能的辊部件,其中辊部分具有高形状精度、高位置精度和高接合强度,并且其中摩擦材料被一体地且无树脂渗漏地模制到辊轴。
参照附图,根据示例性实施例的以下描述,本发明的更多特征将变得显而易见。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例模制的辊部件的截面图,示出了其结构。
图2是根据第一实施例模制的辊部件的透视图,示出了其结构。
图3是根据第一实施例的用于一体地模制辊部件的辊轴的透视图,示出了辊轴的结构。
图4是根据第一实施例的用于模制辊部件的模具的截面图,示出了放置在模具中的辊轴。
图5是根据第一实施例的用于模制辊部件的模具的截面图,示出了模具闭合的状态。
图6是根据第一实施例的模具的截面图,示出了将一体模制材料注入到用于模制辊部件的模具中的状态。
图7是根据第一实施例的用于模制辊部件的模具和模制装置的截面图,概略地示出了处于闭合状态的配置。
图8是根据第一实施例的用于模制辊部件的模具和模制装置的截面图,概略地示出了处于打开状态的配置。
图9是根据本发明的第二实施例模制的辊部件的截面图,示出了其结构。
图10是根据第二实施例的用于模制辊部件的模具的截面图,示出了辊轴放置在模具中的状态。
图11是图10中的用于模制辊部件的模具的截面图,示出了模具闭合的状态。
图12是图10中的模具的截面图,示出了将一体模制材料注入到模具中的状态。
图13是根据本发明的第三实施例模制的辊部件的截面图,示出了其结构。
图14是根据第三实施例的用于模制辊部件的模具的截面图,示出了辊轴放置在模具中的状态。
图15是图14中的用于模制辊部件的模具的截面图,示出了模具闭合的状态。
图16是图14中的模具的截面图,示出了将一体模制材料注入到模具中的状态。
图17是用于例如传送片材的辊部件的配置示例的透视图。
具体实施方式
现在将参照附图描述根据本发明的实施例的辊部件、辊部件模具、辊轴、以及用于制造辊部件的方法。应当理解,以下实施例仅仅是示例;例如,在不脱离本发明的精神的情况下,本领域技术人员可以适当地改变细节的配置。实施例中的数值仅仅是参考值并且不旨在限制本发明。
第一实施例
在第一实施例中,将使用辊部分2被一体地模制在辊轴1上的辊部件来描述用于制造辊部件的辊部件模具和辊轴1(如图17所示)以及用于一体地模制辊部件的方法。在图17中,辊部分2被模制在辊轴1的两个位置上。这样的辊部件可以用于在复印机或打印机中传送片材(例如,纸和塑料片材)。在本说明书中,一体模制是指将树脂注入到在其中放置部件的模具中以将该部件和注入的树脂接合在一起。
图1示出了该实施例的辊部件12的截面结构,其中辊部分2被一体地模制在辊轴1上。图2是图1中的整个辊部件12的透视图。图3是该实施例中的用于一体地模制辊部件12的辊轴1的透视图,示出了辊轴1的结构。在图1中,单点划线指示辊轴1的(旋转)中心(这也适用于其他的截面图)。
如下文所述,图1至图3中的辊轴1和辊部分2独立地由模制材料制成。用能够形成摩擦表面的模制材料围绕辊轴1的外周部一体地模制辊部分2。辊部分2的外周部具有用于传送片材或任何其他材料的摩擦表面。辊部分2的两个端部是向上延伸到辊部分2的外周部的平坦部分3和3(第一平坦部分和第二平坦部分)。
该实施例的辊轴1在对应于辊部分2的平坦部分3和3的位置处包括凸缘部分4和4(第一凸缘部分和第二凸缘部分)。在模制辊轴1时,围绕辊轴1的整个圆周以预定厚度和大于辊轴1的外径的直径一体地模制凸缘部分4和4。凸缘部分4和4具有咬合到一体模制的辊部件12的辊部分2中的咬合部分5和5,如图1所示。
只要凸缘部分具有的直径比辊轴1的外径大0.2mm以上到3mm以下,凸缘部分4和4就具有本发明的有利效果,但是它们的合适范围根据辊轴1的形状和尺寸而有所不同。此外,只要凸缘部分具有0.1mm以上且3mm以下的厚度,凸缘部分4和4就具有本发明的有利效果,但是它们的合适范围根据辊轴1的形状和尺寸而有所不同。
辊轴1具有切口部分6以减小特别是辊轴1的在辊部分2下方的的部分(基部或座部)的厚度(图1和图3)。可以在模制辊轴1时形成切口部分6。切口部分6也可以形成于辊轴1的除了辊部分2以外的部分中(图2、图3和图17)。形成切口部分6之后的剩余部分具有如图所示的肋结构。辊部分2下方的切口部分6用与辊部分2的模制材料相同的模制材料填充以便连接到辊部分2。这允许辊部分2和辊轴1牢固结合,以防止辊部分2在辊轴1上滑动。
该实施例的辊轴1的凸缘部分4和4咬合到辊部分2中以形成单个单元,如图1所示。这样不会形成间隙,导致轴向方向上的高位置精度。此外,辊部件12无间隙地一体模制,并且径向尺寸根据模具而确定。这样就导致径向方向上的高尺寸精度,由此消除了在下游的加工步骤中对研磨操作或类似操作的需求。
此外,当具有如图1和图2所示配置的辊部件12被用作用于传送片材等的普通辊部件时,接触压力作用于辊部分2以使得整个辊部分2在径向方向上被压缩。该接触压力由布置在复印机或打印机中的诸如弹簧这样的推压装置生成。相比之下,该实施例的辊部件12的特征在于,辊部分2的在凸缘部分4和4的咬合部分5和5处沿径向方向的厚度比辊部分2的其他部分的厚度小的量对应于凸缘部分4和4沿径向方向的高度,如图1所示。该配置允许辊部分2的在凸缘部分4和4上的部分(咬合部分5和5)具有的对接触压力的排斥力高于其他部分的排斥力。因此,与没有凸缘部分4和4的已知结构相比,该实施例的辊部件12具有更强的传送所需的夹持力,由此提供更高的传送性能。
只要咬合部分具有0.01mm以上且3mm以下的厚度,咬合部分5和5就具有本发明的有利效果,但是合适的范围根据辊轴1的形状和尺寸而有所不同。
接下来参考图4至图8,将描述用于制造图1和图2所示的辊部件12的辊部件模具以及用于制造辊部件12的方法。图4是该实施例的用于模制辊部件12的模具的截面图。图4示出了打开的模具和放置在模具中的辊轴1。使用另一模具将辊轴1单独地注模成型为如图3所示的形状,其中切口部分6和凸缘部分4和4设置在对应于辊部分2的基部的位置处。
在图4中,第一模制部件7具有限定辊部分2的外周部的第一模具表面;第二模制部件8具有限定辊部分2的一个平坦部分3(第一平坦部分)的第二模具表面;并且第三模制部件9具有限定辊部分2的另一个平坦部分3(第二平坦部分)的第三模具表面。
在该实施例中,模制材料注入口10布置在第二模制部件8中。在图4所示的模具未闭合的状态下,在凸缘部分4和第二模制部件8之间的边界11处以及在凸缘部分4和第三模制部件9之间的边界11处存在间隙。
例如为了便于打开模具或者提取辊部件12,第一模制部件7至第三模制部件9中的任意一个都可以根据需要分割成多个构件(例如,围绕模具中心的两个构件)。图7和图8示出了模制部件7至9的分割结构的示例。
然而,给出第一模制部件7、第二模制部件8或第三模制部件9的上述模具分割结构仅仅是用于举例说明;本领域技术人员可以改变模具分割结构,只要该结构允许辊部分2的注模成型即可。在任何模具分割结构中,该实施例实际上至少需要下述的三个模具表面(结尾的圆括号短语指明与该实施例的第一模制部件7至第三模制部件9的关系):
(1)限定辊部分2的外周部的第一模具表面(第一模制部件7)
(2)限定向上延伸到辊部分2的外周部的第一平坦部分3的第二模具表面(第二模制部件8)
(3)限定向上延伸到辊部分2的外周部的第二平坦部分3的第三模具表面(第三模制部件9)
该实施例的辊部分2的一体模制对应于将辊轴1插入到限定上述的第一模具表面至第三模具表面的模具中、闭合模具、以及将模制材料注入到辊轴1的周围以将辊部分2一体地模制到辊轴1的制造方法。
图5是图4中的模具的截面图,示出了模具闭合的状态,其中模制材料尚未注入。图5中的状态对应于插入辊轴1的加工步骤已完成的状态。
放置在模具中的辊轴1在对应于第一平坦部分3和第二平坦部分3的部分处具有第一凸缘部分4和第二凸缘部分4。由第一模制部件7、第二模制部件8和第三模制部件9限定的型腔(或辊轴1)成形为使得当插入辊轴1且模具闭合时,辊轴1和模具表面形成下述的接触状态。
接触状态是以第二模具表面(第二模制部件8)和第三模具表面(第三模制部件9)与辊轴1的第一凸缘部分4和第二凸缘部分4紧密接触的方式将辊轴1放置在模具中的状态。
此外,可以实现下述的接触状态。也就是说,不仅第二模具表面(第二模制部件8)和第三模具表面(第三模制部件9)与第一凸缘部分4和第二凸缘部分4相接触,而且第一凸缘部分4和第二凸缘部分4被推送以使得第一凸缘部分4和第二凸缘部分4向内弹性地(或塑性地)变形。
当辊轴1被插入模具中并且随后模具闭合时,上述的接触状态可以通过由模具(特别是第二模制部件8和第三模制部件9)限定的型腔的形状并且通过设定辊轴1(特别是第一凸缘部分4和第二凸缘部分4)的尺寸来实现。
在插入和模具闭合期间实现上述的接触状态以允许第二模具表面(第二模制部件8)和第三模具表面(第三模制部件9)分别与第一凸缘部分4和第二凸缘部分4紧密接触。该紧密接触可以完全消除在辊部分2和辊轴1之间的边界11处的间隙。
辊部分2和辊轴1之间的边界11(其对应于辊部分2的平坦部分3和3的基部)可以是通道,模制材料通过所述通道流动到例如辊轴1上的除了辊部分2以外的部分。然而,该实施例配置成分别使辊轴1的第一凸缘部分4和第二凸缘部分4与第二模具表面(第二模制部件8)和第三模具表面(第三模制部件9)紧密接触。该配置在随后描述的模制材料注入期间有效地防止模制材料泄漏到辊轴1上的除了辊部分2以外的部分。
图6以截面图示出了在图5中的插入和模具闭合之后通过注入口10注入辊部分2的模制材料的状态。图6用阴影图案示出了用于辊部分2的模制材料。模制材料通过注入口10注入到由第一模制部件7至第三模制部件9限定的型腔中以填充辊部分2和辊轴1的切口部分6,如图6所示。
在该实施例中,模具中的型腔的形状和辊轴1的各部分的尺寸设定成使得第二模具表面(第二模制部件8)和第三模具表面(第三模制部件9)分别与第一凸缘部分4和第二凸缘部分4紧密接触,如上所述。此外,实现接触状态,其中第二模具表面和第三模具表面(第二模制部件8和第三模制部件9)分别挤压第一凸缘部分4和第二凸缘部分4,以使得第一凸缘部分4和第二凸缘部分4的一部分弹性地(或塑性地)向内变形。这就允许将辊部分2和辊轴1之间的边界11处的间隙完全密封。这就能防止注入的模制材料通过边界11泄漏并且保留成为毛刺,由此允许仅通过一体(注模)成型来提供高质量的辊部件12且无需后处理。
图7和图8是根据一个实施例的用于使用图4至图6所示的辊部件模具将辊部分2一体地(注模)成型在辊轴1上的模制装置100的截面图。
图7和图8所示的配置与图4至图6中的配置的微小区别在于第二模制部件8的注入口10大致为L形以使得可以通过顶部的衬套10a注入模制材料并且在于模制部件7至9的尺寸。
对于图7和图8中的配置,第一模制部件7和第三模制部件9为环形,如图8所示,并且可以通过模制装置100的移动台101一起横向滑动。例如,第一模制部件7和第三模制部件9的环形形状允许一体地无缝模制辊部分2的外周部表面。图7中的第二模制部件8可以被分割成例如上构件和下构件。当模具打开时,可以移除包括注入口10的上半部,如图8所示。
然而,在用于将辊部分2一体地模制在辊轴1上的制造加工步骤方面,图7和图8中的模具和第一模制部件7至第三模制部件9具有与图4至图6中的模具和第一模制部件7至第三模制部件9相同的功能。
图7示出了一种状态,在该状态下第一模制部件7至第三模制部件9打开,在其中放置辊轴1,并且随后闭合第一模制部件7至第三模制部件9,通过注入口10向其中注入模制材料。
图8示出了随后打开模具的状态。在图8中,第一模制部件7和第三模制部件9已通过模制装置100的移动台101沿着辊轴1的轴线在图中向右移动。在第二模制部件8的上半部和下半部中,已经移除了包括注入口10的上半部。如图8所示的模具打开状态允许从模制装置100向上提取在其中将辊部分2一体地模制在辊轴1的预定部分上的辊部件12。提取操作可以由操作者手动地执行或者用机械手或任何其他装置执行。
图7和图8所示的模具和模制装置100的配置允许第一模制部件7和第三模制部件9通过移动台101沿着辊轴1的轴线滑动到任何位置。因此,使用移动台101控制滑动量以允许自由地设定第二模制部件8和第三模制部件9对凸缘部分4和4(咬合部分5和5)的压力取值。上述配置允许例如通过在模具闭合的情况下使用移动台101调节第一模制部件7和第三模制部件9的位置来应对辊部分2周围的泄漏或毛刺。
如上所述,该实施例允许制造辊部件12,其中辊部分2被一体地模制在辊轴1上而不需要常规的辊部分压配合加工步骤等。这就消除了像在下游操作中压配合辊部分的方法中那样的尺寸误差和操作精度的影响,并且防止将非期望的力施加到辊部分2的外周部,允许以高精度保持辊部分2的尺寸和位置。该实施例允许辊轴1和辊部分2牢固地结合,防止辊部分2的滑动和变形,由此允许以高精度传送诸如片材这样的对象。
该实施例的辊轴1在分别对应于辊部分2的第一平坦部分3和第二平坦部分3的部分处具有第一凸缘部分4和第二凸缘部分4。当辊轴1插入模具中并且模具闭合时,第二模具表面和第三模具表面(模制部件8和9)分别与第一凸缘部分4和第二凸缘部分4相接触,或者第二模具表面和第三模具表面被推送以使得凸缘部分4和4的一部分半变形。第一凸缘部分4和第二凸缘部分4与第二模具表面和第三模具表面(模制部件8和9)的该接触或推送状态通过第二模制部件8和第三模制部件9的形状和尺寸或者通过控制模制装置100的模制部件8和9的位置来实现。特别地,可以通过模制装置100微调该接触或推送状态,正如使用图7和图8所描述的那样。
0.01mm以上且3mm以下的压力取值(变形量)允许提供本发明的有利效果,但是合适的范围根据模制部件8和9的形状和尺寸而有所不同。
如上所述,将模制材料注入到模具的型腔中,其中第一凸缘部分4和第二凸缘部分4与第二模具表面和第三模具表面(模制部件8和9)相接触或进行挤压,从而将辊部分2一体地模制到辊轴1。在该实施例中,这就允许在注入期间将辊部分2和辊轴1之间的边界11处的间隙完全密封。这就能防止所注入的模制材料通过边界11泄漏到辊轴1上的非期望部分或者保留成为毛刺,由此允许仅通过一体模制来制造无树脂泄漏和无毛刺的高质量的辊部件12且无需后处理。
此外,根据该实施例制造辊部件12,其中辊轴1的凸缘部分4和4的一部分咬合在辊部分2的平坦部分3和3中。这使辊部分2在平坦部分3和3处的径向厚度减小与凸缘部分4和4相对应的量,提供抵抗压缩的强排斥力。由此,对于通过推压部件使辊部件12与对象形成压力接触的片材传送应用,在辊部分2的两个端部处在平坦部分3和3附近产生大的夹持力。这样就能消除或者减少传送故障。
凸缘部分4和4可以由PET树脂(例如Rynite(商标名))制成。
第二实施例
参考图9至图12,将在下文中描述根据本发明的第二实施例的用于制造辊部件的辊部件模具、辊轴、以及一体模制的方法。图9、图10、图11和图12分别对应于第一实施例的图1、图4、图5和图6。该实施例的模制装置(辊部件制造装置)也可以具有与图7和图8所示相同的配置。在该实施例中,最终制成的辊部件12的外观与图17所示的第一实施例相同。与第一实施例的部件相同或相应的部件被赋予相同的附图标记,并且将省略其详细描述。
图9示出了在该实施例中制造的辊部件12的截面结构。如图所示,辊部件12在凸缘部分4和4的外表面中具有阶梯形凹陷部分13和13。凹陷部分13和13在凸缘部分4和4的厚度方向上凹陷。阶梯形凹陷部分13和13不是通过辊轴1的注模成型而是通过模具的接触压力形成。例如,在模具闭合(夹紧)期间使用分别限定辊部分2的第一平坦部分3和第二平坦部分3的第二模具表面和第三模具表面(第二模制部件8和第三模制部件9)的接触压力形成阶梯形凹陷部分13和13,如图10至图12所示。
阶梯形凹陷部分13和13在辊部分2的平坦部分3和3的基部处保留成为第二模制部件8和第三模制部件9的压痕。
图10是该实施例的用于模制辊部件12的模具的截面图。图10示出了打开的模具和放置在模具中的辊轴1。根据图10和图4之间的比较而显而易见地,模具的整体配置和布置与图4中的模具相同。辊轴1的结构也与第一实施例相同,并且凸缘部分4和4的形状基本上与图4相同。
对于图4的配置,第二模制部件8和第三模制部件9的与辊部分2的第一平坦部分3和第二平坦部分3相对应的部分具有当模具闭合时(图5)允许所述部分与凸缘部分4和4的顶部接触的尺寸和形状。
相比之下,对于图10中的配置,限定辊部分2的第一平坦部分3和第二平坦部分3的第二模制部件8和第三模制部件9的第二模具表面和第三模具表面比图4中的配置更大幅度地突出到型腔中。使用该配置闭合(夹紧)第二模制部件8和第三模制部件9以与凸缘部分4和4相接触,从而在凸缘部分4和4中形成阶梯形凹陷部分13和13。换句话说,凸缘部分4和4的一部分沿着与凸缘部分4和4的顶部形成压力接触的第二模制部件8和第三模制部件9的模具表面部分13a和13a的矩形形状变形,以形成阶梯形凹陷部分13和13。
图11示出了图10中的模具闭合的状态,其中模制材料尚未被注入。当具有上述形状的模具闭合时,第二模制部件8和第三模制部件9的模具表面部分13a和13a(图10)与辊轴1的凸缘部分4和4的咬合部分5和5形成压力接触从而使咬合部分5和5弹性地(或塑性地)变形。这导致在凸缘部分4和4的上部外侧形成阶梯形凹陷部分13和13。凹陷部分13和13的形状由第二模制部件8和第三模制部件9的形状限定。凹陷部分13和13的变形量也可以由模制装置100的移动台101(图7和图8)的接触力进行控制。
图12对应于第一实施例的图6,示出了注入模制材料的状态。在该阶段,在模具闭合(夹紧)的情况下第二模制部件8和第三模制部件9与辊轴1压力接触,使得凸缘部分4和4弹性地(或塑性地)变形以形成凹陷部分13和13。这就使第二模制部件8和第三模制部件9与咬合部分5和5紧密接触,由此完全密封边界11和11处的间隙。因此,即使在该状态下通过注入口10注入模制材料,所注入的模制材料也不会通过边界11和11泄漏或生成毛刺,从而提供质量等于或高于第一实施例的质量的辊部件12。
第三实施例
参考图13至图16,将在下文中描述根据本发明的第三实施例的用于制造辊部件的辊部件模具、辊轴、以及一体模制的方法。在该实施例中,与第二实施例中一样,利用第二模制部件8和第三模制部件9的形状和接触压力在辊轴1的凸缘部分4和4中形成凹陷部分14和14。与第二实施例的区别在于在辊轴1的凸缘部分4和4中形成的凹陷部分14和14的形状;图13至图16所示的辊部件模具、辊轴、以及一体模制的方法与图9至12相同。与第一和第二实施例的部件相同或相应的部件被赋予相同的附图标记,并且将省略其详细描述。
图13示出了在该实施例中制造的辊部件12的截面结构。如图所示,辊部件12在凸缘部分4和4的外表面中具有锥形凹陷部分14和14。凹陷部分14和14在凸缘部分4和4的厚度方向上凹陷。锥形凹陷部分14和14不是通过辊轴1的注模成型而是通过模具的接触压力形成。如图14至图16所示,使用与第二实施例的方法相同的方法形成凹陷部分14和14。也就是说,该实施例的凸缘部分4和4的凹陷部分14和14与第二实施例中一样也是利用第二模制部件8和第三模制部件9的形状形成,或者也是利用模制装置100的移动台101的接触压力形成。与第二实施例的区别仅在于凹陷部分14和14的形状以及与其对应的第二模制部件8和第三模制部件9的形状。
在模具闭合(夹紧)期间使用相应地限定辊部分2的第一平坦部分3和第二平坦部分3的第二模具表面和第三模具表面(第二模制部件8和第三模制部件9)的接触压力形成该实施例的锥形凹陷部分14和14,如图14至16所示。
然而,在该实施例中,第二模制部件8和第三模制部件9的与辊部分2的第一平坦部分3和第二平坦部分3的下表面相对应的模具表面部分14a和14a为锥形,如图14所示。
因此,如图15所示,当第二模制部件8和第三模制部件9闭合(夹紧)时,通过第二模制部件8和第三模制部件9的模具表面部分14a和14a(图14)在凸缘部分4和4的上部外表面上形成锥形凹陷部分14和14。换句话说,当第二模制部件8和第三模制部件9闭合(夹紧)时,如图15所示,第二模制部件8和第三模制部件9的模具表面部分14a和14a(图14)与辊轴1的凸缘部分4和4的咬合部分5和5形成压力接触以形成锥形凹陷部分14和14。凹陷部分14和14的形状由第二模制部件8和第三模制部件9的形状限定,或者凹陷部分14和14的变形量也可以根据模制装置100的移动台101(图7和图8)的接触压力进行控制。
锥形凹陷部分14和14在辊部分2的平坦部分3和3的基部处保留成为第二模制部件8和第三模制部件9的压痕。
图16对应于第一实施例的图6和第二实施例的图12并且示出了注入模制材料的状态。在该阶段,在模具闭合(夹紧)的情况下第二模制部件8和第三模制部件9与辊轴1压力接触,使得凸缘部分4和4弹性地(或塑性地)变形以形成凹陷部分14和14。这样使第二模制部件8和第三模制部件9与咬合部分5和5紧密接触,由此完全密封边界11和11处的间隙。因此,即使在该状态下通过注入口10注入模制材料,所注入的模制材料也不会通过边界11和11泄漏或生成毛刺,从而提供质量等于或高于第一实施例的质量的辊部件12。
在该实施例中,模具表面部分14a和14a(图14)或者凹陷部分14和14具有不包括角部分的锥形形状,凸缘部分4和4的截面面积可以较大。这样就能在模具闭合期间防止凸缘部分4和4破裂或断裂。
将在下文中参照具体尺寸描述辊部件12的一体模制的具体示例。
(辊部件的一体模制的具体示例1)
将描述使用图4至图8所示的辊部件模具和制造方法来模制第一实施例中所述的图1至图3中的辊部件12的具体示例。
辊部件12的形状、模具和模制条件如下所述。例如,辊部件12的辊轴1的直径约为6mm并且长度为70mm。辊轴1的基部(一体模制部分,辊部分2将一体地模制于此)的直径约为10mm。将一体地模制的辊部分2的外径约为14mm、内径为10mm、厚度为2mm、并且长度为10mm。一个辊部分2被一体地模制到一个辊轴1。在辊轴1的基部(辊部分2被一体地模制于此)的两侧,在基本对应于辊部分2的平坦部分3和3的位置处形成宽度为0.4mm且外径为10.6mm的凸缘部分4和4(高度约0.3mm)。例如通过独立于上述的一体模制而使用另一模具进行注模成型来制造辊轴1,如上所述。
在此,不仅第二模制部件8和第三模制部件9与辊轴1的凸缘部分4和4形成接触,而且使用模制装置100的移动台101施加使凸缘部分4和4弹性地(或塑性地)变形的接触压力。例如,使用模制装置100的移动台101在辊轴1的轴向方向上对第二模制部件8和第三模制部件9施加的压力的取值(凸缘部分4和4的变形量)被设定为约0.02mm以用于紧密接触。
使用另一模具例如用PET树脂(例如Rynite(商标名))预先模制辊轴1。辊部分2的材料的示例是苯乙烯弹性体树脂(例如JIS硬度为A60°的Actymer(商标名))。
模制部件概略地具有图4至图6所示的配置,其中采用通过注入口10的单点浇口和冷流道系统。用于模制装置100的模制条件是约200℃的树脂温度、约30℃的模具冷却材料温度、以及60MPa的压力。在该示例中,辊部分2的模制周期约为40秒。
在上述条件下制造的辊部件12是令人满意的,在辊轴1和辊部分2之间的同轴精度为0.05mm以下,辊部分2的外径精度为±0.1mm以下,并且辊部分2的轴向位置精度为±0.05mm以下,辊部件能够稳定地、无树脂渗漏且无毛刺地进行模制。
此外,当在上述条件下制造的辊部件12在接触压力下被用作用于传送片材等的辊部件时,在辊部分2的两个端部处的平坦部分3和3附近的夹持较强。这可能是由于辊部分2的弹性材料的排斥力大于其他部分的排斥力。与没有凸缘部分4和4的配置相比,这会将摩擦力从1.5增加到2.0,由此显著地改善传送片材等的性能。
(辊部件的一体模制的具体示例2)
将描述使用图10至图12所示的辊部件模具和制造方法来模制第二实施例中所述的图9中的辊部件12的具体示例。
辊部件12的形状、模具和模制条件与具体示例1相同并且如下所述。例如,辊轴1的直径约为6mm并且长度为70mm。辊轴1的基部(一体模制部分,辊部分2将一体地模制于此)的直径约为10mm。将一体地模制的辊部分2的外径约为14mm、内径为10mm、厚度为2mm、并且长度为10mm。一个辊部分2被一体地模制到一个辊轴1。在辊轴1的基部(辊部分2被一体地模制于此)的两侧,在基本对应于辊部分2的平坦部分3和3的位置处形成宽度为0.4mm且外径为10.6mm的凸缘部分4和4(高度约0.3mm)。例如通过独立于上述的一体模制而使用另一模具进行注模成型来制造辊轴1,如上所述。
与使用第一实施例的配置相比,使用第二实施例的配置使第二模制部件8和第三模制部件9更牢固地形成压力接触以沿着模具表面部分13a和13a的矩形形状使凸缘部分4和4弹性地(或塑性地)变形。为此,第二模制部件8和第三模制部件9的沿着辊轴1的轴线的压力取值被设定成大于具体示例1中的压力取值。例如,使用模制装置100的移动台101在辊轴1的轴向方向上对第二模制部件8和第三模制部件9施加的压力的取值(凸缘部分4和4的变形量)被设定为约0.05mm以用于紧密接触。
各部件的材料与具体示例1相同。使用另一模具例如用PET树脂(例如Rynite(商标名))预先模制辊轴1。辊部分2的材料的示例是苯乙烯弹性体树脂(例如JIS硬度为A60°的Actymer(商标名))。
模制部件概略地具有图10至图12所示的配置,其中采用通过注入口10的单点浇口和冷流道系统。用于模制装置100的模制条件是约200℃的树脂温度、约30℃的模具冷却材料温度、以及60MPa的压力。在该示例中,辊部分2的模制周期约为40秒。
在上述条件下制造的辊部件12是令人满意的,在辊轴1和辊部分2之间的同轴精度为0.05mm以下,辊部分2的外径精度为±0.1mm以下,并且辊部分2的轴向位置精度为±0.05mm以下,辊部件能够稳定地、无树脂渗漏且无毛刺地进行模制。
此外,在上述条件下的注模成型期间,第二模制部件8和第三模制部件9与暴露于辊部分2的平坦部分3和3的底部的凸缘部分4和4形成压力接触,从而在凸缘部分4和4中形成深度约为0.03mm的阶梯形凹陷部分13和13。这就允许彻底地且稳定地防止模制期间的树脂渗漏。
(辊部件的一体模制的具体示例3)
将描述使用图14至图16所示的辊部件模具和制造方法来模制第三实施例中所述的图13中的辊部件12的具体示例。
辊部件12的形状、模具和模制条件与具体示例1和2相同并且如下所述。例如,辊轴1的直径约为6mm且长度为70mm。辊轴1的基部(一体模制部分,辊部分2将一体地模制于此)的直径约为10mm。将一体地模制的辊部分2的外径约为14mm、内径为10mm、厚度为2mm、并且长度为10mm。一个辊部分2被一体地模制到一个辊轴1。在辊轴1的基部(辊部分2被一体地模制于此)的两侧,在基本对应于辊部分2的平坦部分3和3的位置处形成宽度为0.4mm且外径为10.6mm的凸缘部分4和4(高度约0.3mm)。例如通过独立于上述的一体模制而使用另一模具进行注模成型来制造辊轴1,如上所述。
对于第三实施例的配置,与第二实施例中一样,使第二模制部件8和第三模制部件9更牢固地形成压力接触以沿着模具表面部分14a和14a的锥形形状使凸缘部分4和4弹性地(或塑性地)变形。为此,第二模制部件8和第三模制部件9的沿着辊轴1的轴线的压力取值被设定成大于具体示例1和2中的压力取值。例如,使用模制装置100的移动台101在辊轴1的轴向方向上对第二模制部件8和第三模制部件9施加的压力的取值(凸缘部分4和4的变形量)被设定为约0.1mm以用于紧密接触。
各部件的材料与具体示例1和2相同。使用另一模具例如用PET树脂(例如Rynite(商标名))预先模制辊轴1。辊部分2的材料的示例是苯乙烯弹性体树脂(例如JIS硬度为A60°的Actymer(商标名))。
模制部件概略地具有图14至图16所示的配置,其中采用通过注入口10的单点浇口和冷流道系统。用于模制装置100的模制条件是约200℃的树脂温度、约30℃的模具冷却材料温度、以及60MPa的压力。在该示例中,辊部分2的模制周期约为40秒。
在上述条件下制造的辊部件12是令人满意的,在辊轴1和辊部分2之间的同轴精度为0.05mm以下,辊部分2的外径精度为±0.1mm以下,并且辊部分2的轴向位置精度为±0.05mm以下,辊部件能够稳定地、无树脂渗漏且无毛刺地进行模制。
此外,通过使第二模制部件8和第三模制部件9与辊轴1紧密接触以使得锥形凹陷部分14和14在最深部分处具有约0.1mm的深度而形成在上述条件下制造的辊部件12。注模成型期间的这样的模具夹紧能够更彻底地和更稳定地防止模制期间的树脂渗漏。对于第三实施例的配置,在凸缘部分4和4中形成的凹陷部分14和14(或者模具表面部分14a和14a)为锥形。这样就能防止凸缘部分4和4破裂或断裂,由此大幅度提高生产量。
尽管已经参照示例性实施例描述了本发明,但是应当理解,本发明不局限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应当予以最宽泛的解读,从而涵盖所有这样的变型以及等同的结构和功能。
本申请要求2014年11月26日提交的申请号为2014-238457的日本专利申请的优先权,因此通过全文引用将其并入本文。
Claims (11)
1.一种用于制造辊部件的方法,所述方法用于通过将辊轴插入模具中、通过闭合所述模具、并且通过围绕所述辊轴注入模制材料以将辊部分一体地模制到所述辊轴而制造辊部件,所述模具具有限定所述辊部分的外周部的第一模具表面、限定所述辊部分的第一平坦部分的第二模具表面、以及限定所述辊部分的第二平坦部分的第三模具表面,所述方法包括以下步骤:
将在分别对应于所述第一平坦部分和第二平坦部分的部分处包括第一凸缘部分和第二凸缘部分且具有切口部分的所述辊轴插入所述模具中并且以使所述第二模具表面和第三模具表面分别与所述第一凸缘部分和第二凸缘部分紧密接触并且分别使所述第一凸缘部分和第二凸缘部分变形的方式闭合所述模具;以及
将用于所述辊部分的模制材料注入到由所述模具的第一模具表面、第二模具表面和第三模具表面以及所述辊轴限定的型腔中。
2.根据权利要求1所述的用于制造辊部件的方法,其中所述第一凸缘部分和第二凸缘部分部分地变形0.01mm以上且3mm以下。
3.根据权利要求2所述的用于制造辊部件的方法,其中分别使所述第一凸缘部分和第二凸缘部分的一部分变形的所述第二模具表面的模具表面部分和所述第三模具表面的模具表面部分具有阶梯形状。
4.根据权利要求2所述的用于制造辊部件的方法,其中分别使所述第一凸缘部分和第二凸缘部分的一部分变形的所述第二模具表面的模具表面部分和所述第三模具表面的模具表面部分具有锥形形状。
5.一种辊部件模具,所述辊部件模具用于根据权利要求1至4中任一项所述的用于制造辊部件的方法,所述辊部件模具具有所述第一模具表面、第二模具表面和第三模具表面。
6.一种辊轴,所述辊轴用于根据权利要求1至4中任一项所述的用于制造辊部件的方法,所述辊轴包括所述第一凸缘部分和第二凸缘部分。
7.一种辊部件,所述辊部件通过使用根据权利要求1至4中任一项所述的用于制造辊部件的方法来制造,所述辊部件具有:
辊轴,所述辊轴包括第一外径、大于所述第一外径的第二外径、大于所述第二外径的第三外径、从具有所述第一外径的外周部向上延伸到具有所述第二外径的外周部的第一表面、以及从具有所述第二外径的外周部向上延伸到具有所述第三外径的外周部的第二表面;以及
辊部分,所述辊部分包括外周部和从所述第二表面延伸到所述辊部分的所述外周部的平坦部分,
其中所述第三外径的直径比所述第二外径大0.2mm以上到3mm以下,
其中具有所述第三外径的外周部的宽度为0.1mm以上且3mm以下,并且
所述辊部分形成在切口部分的外周部上,所述切口部分形成在具有所述第二外径的外周部和具有第四外径的外周部之间,所述第四外径小于所述第二外径。
8.根据权利要求7所述的辊部件,其中所述第二表面为阶梯形。
9.根据权利要求7所述的辊部件,其中所述第二表面为锥形。
10.一种复印机,所述复印机包括:
根据权利要求7所述的辊部件。
11.一种打印机,所述打印机包括:
根据权利要求7所述的辊部件。
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