JP2008161860A - 弾性体付き軸のリサイクル方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸に強固に固着された使用済みの弾性体を軸から簡単に抜き取ることができて、コスト的に有利な弾性体付き軸のリサイクル方法及びその装置を提供する。
【解決手段】軸２の外周面２aが磁性体で形成されるかもしくは弾性体３の軸孔３a内周面に磁性体が配置されると共に、軸２と弾性体３との間に介装された接着剤４が熱硬化されることにより弾性体３が軸２に固着された弾性体付き軸のリサイクル装置であって、弾性体付き軸を支持する軸支持手段５と、該軸支持手段で支持された弾性体付き軸の外周面側に配置された加熱コイル７と、該加熱コイル７に高周波電流を供給する高周波発振器８と、前記磁性体を誘導加熱した状態で弾性体３か軸２を軸方向に移動させて弾性体３を軸２から抜き取る抜き取り手段１０と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばプリンタの紙送りローラ等のように表面が弾性体で形成された弾性体付き軸のリサイクル方法及びその装置に関する。

一般的に、金属軸の外周面にスポンジやゴム等の弾性体が嵌挿固着されたローラ等において、弾性体を軸に接着剤によって固着する場合、所定の固着強度と安定した固着強度を得るために、弾性体を軸に接着剤を介して嵌挿させた状態で、高温炉にいれ、所定温度で所定時間加熱することによって接着剤を熱硬化させることで行っている。そして、このような弾性体付き軸を使用後にリサイクルする場合、金属製の軸から弾性体を抜き取る必要があるが、従来、その抜き取り方法としては、例えば特許文献１及び特許文献２に示す方法が知られている。

このうち、特許文献１に開示の抜き取り方法は、軸の外周面と弾性体間に断面円弧状の可撓性を有する薄肉材料からなるリバース部材を介装し、このリバース部材の弾性体から突出した先端部分に軸から剥離した操作用摘みを設け、この摘みを基端側へ引っ張って反転移動させることにより、リバース部材を軸から抜脱させて、弾性体を軸から抜き取る（剥離する）ようにしたものである。また、特許文献２に開示の抜き取り方法は、軸の外周と弾性体間に直線状に線材を伸ばして配置し、その基端を軸の一端側に結んで取付けると共に先端を他端側に向けて伸ばし、この線材を弾性体側に引っ張ることにより、弾性体を切り裂いて弾性体を軸から抜き取る（剥離する）ようにしたものである。
特開平９−２６９２号公報 特開平９−７７２９７号公報

しかしながら、このような抜き取り方法においては、いずれも、軸の外周面と弾性体間に予めリバース部材や線材を介装させる必要があり、弾性体付き軸の部材数が増えて部材コストが嵩むと共に、介装させるための作業が必要となって製造コストもアップする等、コスト的に不利になり易い。また、弾性体と軸の固着面となる軸の外周面にリバース部材や線材が位置するため、これらの部材部分で固着強度が低下し易く、弾性体と軸との間に十分で安定した固着強度を長期に亘り維持することが難しい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、軸に強固に固着された使用済みの弾性体を軸から簡単に抜き取ることができて、コスト的に有利な弾性体付き軸のリサイクル方法及びその装置を提供することにある。

かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載のリサイクル方法は、軸の外周面が磁性体で形成されるかもしくは弾性体の軸孔内周面に磁性体が配置されると共に、軸と弾性体との間に介装された接着剤が熱硬化されることにより弾性体が軸に固着された弾性体付き軸のリサイクル装置であって、前記磁性体を誘導加熱しつつ、弾性体か軸を軸方向に移動させることにより、使用済みの弾性体を軸から抜き取ることを特徴とする。

また、請求項２に記載のリサイクル装置は、軸の外周面が磁性体で形成されるかもしくは弾性体の軸孔内周面に磁性体が配置されると共に、軸と弾性体との間に介装された接着剤が熱硬化されることにより弾性体が軸に固着された弾性体付き軸のリサイクル装置であって、 弾性体付き軸を支持する軸支持手段と、該軸支持手段で支持された弾性体付き軸の外周面側に配置された加熱コイルと、該加熱コイルに高周波電流を供給する高周波発振器と、前記磁性体を誘導加熱した状態で弾性体か軸を軸方向に移動させて弾性体を軸から抜き取る抜き取り手段と、を備えたことを特徴とする。

そして、この場合、前記抜き取り手段は、請求項３に記載の発明のように、軸の外径に対応した内径の筒状の治具を有することが好ましく、また、前記高周波発振器は、請求項４に記載の発明のように、半導体スイッチング素子を使用したインバータ回路と、該インバータ回路の出力側に接続された出力変成器を有することが好ましい。

本発明の請求項１に記載のリサイクル方法明によれば、軸の外周面かこの外周面と弾性体との間に介装された磁性体を誘導加熱しつつ、弾性体か軸を軸方向に移動させることにより、使用済みの弾性体を軸から抜き取るため、熱硬化した接着剤が誘導加熱により効率的に溶融され、使用後の弾性体を軸から簡単に抜き取ることができて、弾性体付き軸のリサイクルを容易かつ安価に行うことができる。

また、請求項２に記載のリサイクル装置は、軸支持手段で支持された弾性体付き軸の外周面側に配置された加熱コイル及びこの加熱コイルに高周波電流を供給する高周波発振器と、磁性体を誘導加熱した状態で弾性体か軸を軸方向に移動させて弾性体を軸から抜き取る抜き取り手段等を備えるため、熱硬化した接着剤が誘導加熱により効率的に溶融され、使用後の弾性体を軸から簡単に抜き取ることができて、弾性体付き軸のリサイクルを容易かつ安価に行うことができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、抜き取り手段が軸の外径に対応した内径の筒状の治具を有するため、治具により硬化した弾性体を軸からスムーズに抜き取りすることができる。

さらに、請求項４に記載の発明によれば、請求項２または３に記載の発明の効果に加え、高周波発振器が半導体スイッチング素子を使用したインバータ回路と、このインバータ回路の出力側に接続された出力変成器を有するため、小型で省エネ化に優れた高周波発振器の使用が可能となり、リサイクルコストを一層低減させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係わる抜き取り装置の一実施例を示している。図において、抜き取り装置１は、その外周面２ａに接着剤４を介して弾性体３の軸孔３ａが嵌挿された軸２を支持する軸支持手段５と、この軸支持手段５に支持された軸２を所定方向に所定の速度で回転させる軸回転手段６と、弾性体３の外周面の外側に所定の間隔を有して配置された加熱コイル７と、この加熱コイル７に高周波電流を供給する高周波発振器８と、これらを制御するシーケンサ、マイコン等からなる制御手段９と、弾性体抜き取り手段１０等を有している。

前記軸２は、例えばステンレススチール材等の磁性体からなる金属棒で形成され、また、前記弾性体３は、例えばスポンジ、ゴム等で形成され、その軸芯位置に前記軸２の外径と略同一か僅かに大きい前記軸孔３ａが形成されている。そして、軸２の外周面２ａと弾性体３の軸孔３ａとの間に所定温度で溶融しつつ硬化する熱硬化性の樹脂からなる接着剤４が介装されている。

前記軸支持装置５は、軸２を例えば水平状態で回転可能に支持し得るように軸方向の両端部を設けられている。前記軸回転装置６は、例えばモータ等で構成され、制御装置９の制御信号により所定の回転速度で可能するようになっている。

また、前記加熱コイル７は、例えば絶縁材で被覆された銅パイプを所定回数巻回することにより外周形状が略円筒形状に形成され、銅パイプの両端部が高周波発振器８の図示しない出力変形器に接続されている。なお、この加熱コイル７は円筒形状に限らず、馬蹄形状や他の適宜の形状に形成することも勿論可能である。

前記高周波発振器８は、ＩＧＢＴ、ＦＥＴ、ＳＩＴ等の半導体スイッチング素子を使用したインバータ回路、及びこのインバータ回路の出力側に接続された出力変性器等を有し、所定周波数で所定出力の高周波電流を前記加熱コイル７に出力するようになっている。

この抜き取り装置１によれば、先ず、嵌挿工程の自動機等により軸２に弾性体３の軸孔３ａを嵌挿させ（以下、これを弾性体付き軸２という）、この弾性体付き軸２を加熱工程位置まで搬送して軸支持手段５上に支持させる。この軸２への弾性体３の嵌挿時に軸２の外周面２ａや軸孔３ａの内周面に接着剤４を直接塗布するかあるいは接着剤４が塗布されたテープ等を軸の外周面２ａに巻回することにより、軸２の外周面２ａと弾性体３の軸孔３ａとの間に接着剤４を介装させる。

そして、この状態で、制御装置９の制御信号により軸回転装置６を作動させて弾性体付き軸２を回転させる。また、この弾性体付き軸２の回転と同時もしくは回転開始の所定時間前後に、制御装置９の制御信号で高周波発振器８を作動させて加熱コイル７に所定周波数の高周波電流を供給する。

加熱コイル７に高周波電流が供給されると、該加熱コイル７から磁束が発生して磁性体からなる軸２の外周面２ａに渦電流が誘起されて、外周面２ａ部分が所定温度まで高速で誘導加熱される。この時、渦電流は磁性体からなる軸２のみに作用し、軸２が局部的に誘導加熱されるため、従来のような弾性体３の直接的な加熱が防止されて、弾性体３の弾性率の変化等が確実に防止されることになる。

軸２の外周面２ａが所定時間誘導加熱されると、軸２の外周面２ａと弾性体３の軸孔３ａとの間に介装されている接着剤４が誘導加熱の熱により溶融しつつ所定温度の熱で硬化する。そして、この接着剤４が熱硬化した弾性体付き軸２を、自然冷却もしくはファン等による強制冷却することにより、接着剤４が完全に硬化して軸２の外周面２ａに弾性体３が強固に接着固定される。つまり、前記抜き取り装置１によりば、弾性体３を軸２に固着する固着装置としても使用できることになる。

このようにして製造された弾性体付き軸２は、誘導加熱の利用により、軸２の所定部位を急速加熱できて加熱時間の短縮が図れると共に、軸２を回転しつつ誘導加熱することから外周面２ａ全域に亘り均一な加熱状態が容易に得られる等、品質的に優れた弾性体付き軸２を低コストで製造することが可能になる。その結果、この弾性体付き軸２を、例えばプリンターの紙送りローラや紙幣印刷用のローラ等として使用しても、長期に亘り安定した品質の元での使用が可能になる。

また、例えばローラの使用により弾性体３が摩耗した場合等には、上記抜き取り装置１により次のようにして弾性体３が軸２から抜き取られる。すなわち、図１に示す前記抜き取り手段１０を、軸２の外周面２ａに沿って移動する筒状の治具で形成する。そして、この治具を、軸２の誘導加熱状態で制御装置９の制御信号で移動させることにより、使用により硬化した弾性体３を軸２から抜き取ることができる。なお、この例では、抜き取り手段１０としての治具を軸方向に移動させて弾性体３を軸２から抜き取ったが、その逆の構成を採用することもできる。

このリサイクル方法によれば、誘導加熱により熱硬化した接着剤４の溶融を固着時と同様に効率的に行うことができて、弾性体３を軸２から簡単に剥離（抜き取り）でき、耐久性に優れ高価な軸２のリサイクル使用が可能となり、結果として弾性体付き軸２のコストを一層低減させることができる。また、抜き取り手段１０としての治具の内径が図１に示すように、軸２の外径に対応した内径を有するため、硬化した弾性体３を治具の使用で軸２からスムーズに抜き取りすることができる。さらに、誘導加熱に使用される高周波発振器８が半導体スイッチング素子を使用したインバータ回路と、このインバータ回路の出力側に接続された出力変成器を有するため、小型で省エネ化に優れた高周波発振器８の使用が可能となり、リサイクルコストを一層低減させること等ができる。

図２は、本発明の抜き取り装置１の他の実施例を示している。なお、上記実施例と同一部位には同一符号を付して説明する。この実施例の抜き取り装置１の特徴は、軸２の誘導加熱を真空状態にして行う点にあり、真空ケース１１内に弾性体付き軸２を支持すると共に、該真空ケース１１を真空装置１２に接続して、制御装置９の制御信号で真空装置１２を作動させることにより真空ケース１１内を真空状態とする。

そして、この真空状態で制御装置９の制御信号で高周波発振器８を作動させて加熱コイル７に高周波電流を供給し、軸２の外周面２ａを誘導加熱して、弾性体３を軸２から抜き取ったりあるいは固着する。この実施例によれば、誘導加熱が真空状態で行われるため、誘導加熱時に軸２の加熱部分にスケール等の発生が無くなると共に、弾性体３の軸孔３ａの内周面の凹凸が引っ張られる状態となって凹凸自体の深さ等が浅くなり、例えば軸２の外周面２ａとの接触面積が大きくなってその接着強度を高めたり、弾性体３を抜き取った後の軸２の外周面の品質を良好に維持することができる。

なお、上記実施例においては、軸２全体が磁性体である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば軸２の外周面２ａ側の一部のみを磁性体で形成したり、弾性体３の軸孔３ａ部分に磁性体が混入された部分を一体（もしくは別体）で形成したり、あるいは接着剤４として磁性体入りの接着剤４を使用することもできる。そして、弾性体３や接着剤４の一部に磁性体を使用した場合は、軸２として高硬度プラスチック等の非磁性体材料を使用できることになり、適用できるローラの範囲が大幅に拡大される。

本発明は、軸の外周面に弾性体が嵌挿された全ての弾性体付き軸に利用できる。

本発明に係わるリサイクル装置の一実施例を示す基本構成図 同他の実施例を示す基本構成図

符号の説明

１・・・抜き取り装置、２・・・軸、２ａ・・・外周面、３・・・弾性体、３ａ・・・軸孔、４・・・接着剤、５・・・軸支持手段、６・・・軸回転手段、７・・・加熱コイル、８・・・高周波発振器、９・・・制御装置、１０・・・抜き取り手段（治具）、１１・・・真空ケース、１２・・・真空装置。

Claims (4)

1. 軸の外周面が磁性体で形成されるかもしくは弾性体の軸孔内周面に磁性体が配置されると共に、軸と弾性体との間に介装された接着剤が熱硬化されることにより弾性体が軸に固着された弾性体付き軸のリサイクル装置であって、
   前記磁性体を誘導加熱しつつ、弾性体か軸を軸方向に移動させることにより、使用済みの弾性体を軸から抜き取ることを特徴とする弾性体付き軸のリサイクル方法。
2. 軸の外周面が磁性体で形成されるかもしくは弾性体の軸孔内周面に磁性体が配置されると共に、軸と弾性体との間に介装された接着剤が熱硬化されることにより弾性体が軸に固着された弾性体付き軸のリサイクル装置であって、
   弾性体付き軸を支持する軸支持手段と、該軸支持手段で支持された弾性体付き軸の外周面側に配置された加熱コイルと、該加熱コイルに高周波電流を供給する高周波発振器と、前記磁性体を誘導加熱した状態で弾性体か軸を軸方向に移動させて弾性体を軸から抜き取る抜き取り手段と、を備えたことを特徴とする弾性体付き軸のリサイクル装置。
3. 前記抜き取り手段は、軸の外径に対応した内径の筒状の治具を有することを特徴とする請求項２に記載の弾性体付き軸のリサイクル装置。
4. 前記高周波発振器は、半導体スイッチング素子を使用したインバータ回路と、該インバータ回路の出力側に接続された出力変成器を有することを特徴とする請求項２または３に記載の弾性体付き軸のリサイクル装置。

Images