JP2016097645A - ローラ部材の製造方法、ローラ部材金型、ローラ軸、およびローラ部材 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラ部の外形および位置精度および接合強度が良好で、樹脂漏れなく摩擦材をローラ軸に対して一体成形でき、また搬送性能に優れたローラ部品を極めて簡単安価に製造できるようにする。
【解決手段】ローラ部２の外周部を画成する第１の金型面を有する金型部材７、ローラ部２の第１、第２の平面部３、３を画成する第２、第３の金型面をそれぞれ有する金型部材８、９の金型中にローラ軸１をインサート、型閉めする。その後、ローラ軸１の周囲に成形材料を注入してローラ部２を一体成形する。ローラ部２は、外周部と、ローラ軸１から外周部へ立ち上る第１、第２の平面部３、３を備える。ローラ軸１は、その周囲にローラ部２を注型により一体形成する際に成形材料が第１および第２の平面部３、３よりも外側に漏出するのを防止するフランジ部４、４を第１および第２の平面部３、３に対応する部位にそれぞれ備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、ローラ軸の周囲に成形材料を注入してローラ部をローラ軸に一体成形するローラ部材の製造方法、このローラ部材の成形に用いられるローラ部材金型に関するものである。

従来、複写機やプリンタなどのシート材（紙、プラスチックシートなど）を取り扱う搬送系にローラ部材が用いられている。この種のローラ部材は、例えば合成ゴム材料で成形加工したローラ部をローラ軸に圧入するという工程で製造されることがある。このような手法は工数が多く製造コストが増大する問題がある。

また、ローラ部をローラ軸に圧入加工する際に、ローラ軸にゴムローラ部を軸方向に位置決めするための目安となるフランジ部をローラ部の両端付近に２か所設け、その２か所のフランジ部の内側にゴムローラ部が位置するように微調整をすることがある。しかしながら、このような製造方法では、圧入工程の際に２か所のフランジ部とゴムローラ部に隙間ができてしまうことがあり、軸方向の取付け位置精度が悪化する、またはゴムローラ部が歪んでしまいその外形精度が悪化するなどという問題があった。その結果、圧入後のローラ軸とゴム部の同軸精度を向上するためにはさらに外周の研磨加工が必要となり、さらなるコストアップの原因になる場合があった。さらには、圧入だけで位置決めされているために、ローラ軸との接合強度が不十分でローラ部がずれてしまう可能性があった。

以上の諸問題に鑑み、従来より、摩擦材がローラ本体の外周に設けられる複写機等などにおけるシート搬送用のローラ部材の摩擦材とローラ本体とを二色成形により一体に形成する手法が提案されている（例えば下記の特許文献１）。特許文献１では、摩擦材がローラ本体の外周にあって略等間隔に設けられた複数の枝部の間に一体に介在するよう成形される。特許文献１の構造によると、摩擦材とローラ本体が二色（２回）成形して作成され、後から摩擦材とローラ本体とを組み付ける作業が不要になる。

特開平９−２０２４８６号公報

特許文献１に示されるような従来技術では、ローラ本体（ローラ軸）、さらにその外周に摩擦材（ローラ部）を二色成形により一体に形成する。同文献では、成形金型の構成については特に図示されていないが、ローラ本体の外周に摩擦材として例えば熱可塑性エラストマー樹脂を成形する際にはキャビティ（空隙）を隙間なく形成する必要がある。しかしながら、一般に樹脂から先に（１色め）成形されているローラ本体は金型に比べて形状精度が悪く、金型との接触部分の全てを隙間なく接触させるのは極めて困難である。その結果、ローラ本体（ローラ軸）と摩擦材との境界に相当する部位に隙間が生じてしまい、そこに樹脂が流入して樹脂漏れが起こるというという問題があった。この樹脂漏れが起こると、摩擦材（ローラ部）にヒケが発生するなどにより不良品となるか、または僅かな樹脂漏れであってもバリとして残るために、バリ取り作業などの２次加工によるコストアップになるという問題があった。

本発明の課題は、ローラ部の外形および位置精度および接合強度が良好で、樹脂漏れなく摩擦材をローラ軸に対して一体成形でき、また搬送性能に優れたローラ部品を極めて簡単安価に製造できるようにすることにある。

上記課題を解決するため、本発明においては、ローラ部の外周部を画成する第１の金型面と、前記ローラ部の前記外周部へ立ち上る第１の平面部を画成する第２の金型面と、前記ローラ部の前記外周部へ立ち上る第２の平面部を画成する第３の金型面と、を備えた金型中にローラ軸をインサート、型閉めし、前記ローラ軸の周囲に成形材料を注入して前記ローラ部を前記ローラ軸に一体成形するローラ部材の製造方法において、前記第１および第２の平面部に対応する部位にそれぞれ第１および第２のフランジ部を備えた前記ローラ軸を前記第１および第２のフランジ部に前記第２および第３の金型面がそれぞれ当接し密着するよう前記金型中にインサートし型閉めするインサート工程と、前記金型の前記第１、第２および第３の金型面、および前記ローラ軸とで画成される空隙に前記ローラ部を形成する成形材料を注入する注入工程を含む構成を採用した。

あるいは、ローラ部の外周部を画成する第１の金型面と、前記ローラ部の前記外周部へ立ち上る第１の平面部を画成する第２の金型面と、前記ローラ部の前記外周部へ立ち上る第２の平面部を画成する第３の金型面と、を備えた金型中にローラ軸をインサート、型閉めし、前記ローラ軸の周囲に成形材料を注入して前記ローラ部を前記ローラ軸に一体成形したローラ部材において、前記ローラ部は、外周部と、前記ローラ軸から前記外周部へ立ち上る第１の平面部と、前記ローラ軸から前記外周部へ立ち上る第２の平面部と、を備え、前記ローラ軸は、その周囲に前記ローラ部を注型により一体成形する際、成形材料が第１および第２の平面部よりも外側に漏出するのを防止するフランジ部を前記第１および第２の平面部に対応する部位にそれぞれ備えた構成を採用した。

上記構成により、本発明によれば、ローラ軸の第１および第２のフランジ部に第２および第３の金型面をそれぞれ当接、密着させた状態で各金型およびローラ軸とで画成される空隙に前記ローラ部を形成する成形材料を注入する。このため、ローラ部の外形および位置精度および接合強度が良好で、樹脂漏れなく摩擦材をローラ軸に対して一体成形でき、また搬送性能に優れたローラ部品を極めて簡単安価に製造できる、という優れた効果がある。

本発明の手法により成形されたローラ部材の構造を示した断面図である。 本発明の手法により成形されたローラ部材の構造を示した斜視図である。 本発明の手法によりローラ部材を成形する場合に用いられるローラ軸の構造を示した斜視図である。 本発明の手法によりローラ部材を成形する場合に用いられるローラ部材金型と、この金型にローラ軸をインサートした状態で示した断面図である。 本発明の手法によりローラ部材を成形する場合に用いられるローラ部材金型を、型閉じ状態で示した断面図である。 本発明の手法によりローラ部材を成形する場合に用いられるローラ部材金型に一体成形用の成形材料を注入した状態で示した断面図である。 本発明の手法によりローラ部材を成形する場合に用いられるローラ部材金型と成形装置の概略構成を型閉じ状態で示した断面図である。 本発明の手法によりローラ部材を成形する場合に用いられるローラ部材金型と成形装置の概略構成を型開き状態で示した断面図である。 本発明の手法により成形された異なるローラ部材の構造を示した断面図である。 図９のローラ部材金型にローラ軸をインサートした状態で示した断面図である。 図９のローラ部材金型を型閉じ状態で示した断面図である。 図９のローラ部材金型に一体成形用の成形材料を注入した状態で示した断面図である。 本発明の手法により成形されたさらに異なるローラ部材の構造を示した断面図である。 図１３のローラ部材金型にローラ軸をインサートした状態で示した断面図である。 図１３のローラ部材金型を型閉じ状態で示した断面図である。 図１３のローラ部材金型に一体成形用の成形材料を注入した状態で示した断面図である。 シート材の搬送などに用いられるローラ部材の構成例を示した斜視図である。

以下、添付図面に示す画像形成装置に関する実施例を参照して本発明を実施するための形態につき説明する。なお、以下に示す実施例はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。

本実施例では、図１７に示すようにローラ軸１上にローラ部２を一体成形したローラ部材を一例とし、このローラ部材を製造するためのローラ部材金型、ローラ軸、あるいは一体成形の手法などにつき説明する。図１７ではローラ軸１上の２個所にローラ部２を一体成形してある。このようなローラ部材は、複写機やプリンタなどのシート材（紙、プラスチックシートなど）を搬送するローラ部材として用いることができる。

図１は、本実施例においてローラ軸１上にローラ部２を一体成形して構成されたローラ部材１２の断面構造を示している。図２は、図１のローラ部材１２の全体を斜視図により示している。また、図３は本発明のローラ部材１２の一体成形に使用するローラ軸１の構造を斜視図により示している。なお、図１において、一点鎖線はローラ軸１の（回転）中心を示している（後述の他の断面図でも同様）。

図１〜図３において、１はローラ軸、２はローラ部でありそれぞれ後述するような成形材料によって構成される。ローラ部２は、後述するような手法でローラ軸１の外周に摩擦材を構成可能な成形材料によって一体成形される。ローラ部２の外周部はシート材などを搬送するための摩擦面を構成し、ローラ部２の両端部はローラ部２の外周部へと立ち上る平面部３、３となっている（第１の平面部および第２の平面部）。

本実施例のローラ軸１では、ローラ部２の平面部３、３に対応する部位にそれぞれフランジ部４、４（第１および第２のフランジ部）を設けている。このフランジ部４、４は、ローラ軸１を成形する際、ローラ軸１の外形よりも大きな直径で、また所定の厚みでローラ軸１の全周にわたってローラ軸１と一体に形成される。このフランジ部４、４は一体成形後のローラ部材１２において、図１に示すようにローラ部２に向かって食い込んでいる食い込み部５、５を形成する。

ローラ軸１には、特にローラ部２の下部（基台ないし台座部分）のローラ軸１の肉厚を薄くするため、肉抜き部６が形成してある（図１、図３）。肉抜き部６は、ローラ軸１の成形時に形成することができる。また、肉抜き部６は、ローラ軸１のローラ部２を除く部分にも形成することができる（図２、図３あるいは図１７）。肉抜き部６を形成することにより残った部分は例えば図示のようなリブ構造となる。ローラ部２の下部の肉抜き部６には、ローラ部２に連続してローラ部２と同じ成形材料が充填される。これによりローラ部２とローラ軸１が堅固に結合され、ローラ部２がローラ軸１上で滑るような問題を回避できる。

また、図１に示すように、本実施例ではローラ軸１のフランジ部４、４がローラ部２に食い込んで（５、５）一体成形されているために隙間がなく、軸方向の位置精度が良いという作用がある。さらには隙間なく一体成形されて径方向の寸法が金型で決まるため精度が良好であり、後加工で研磨などを行う必要がない。

さらに、図１、図２のように構成したローラ部材１２を一般的なシート材などの搬送用のローラ部材として使用する場合、ローラ部２の全体がその直径方向に圧縮されるような圧接力が働く。このような圧接力は、例えば複写機やプリンタなどの内部に配置された例えばスプリングなどを用いた付勢手段により発生される。一方、本実施例のローラ部材１２では、図１に示すように、フランジ部４、４の食い込み部５、５においては、ローラ部の他の部分に比較して直径方向のローラ部２の肉厚がフランジ部４、４の径方向高さ分だけ小さくなっている点にひとつの特徴がある。このような構造によってフランジ部４、４（食い込み部５、５）上部のローラ部２では、上記圧接力に抗する反発力が他の部分よりも大きくなる。このため、本実施例のローラ部材１２では、フランジ部４、４を設けない従来構造に比して搬送に必要なグリップ力が増加し、搬送性能を向上できる、という効果がある。

次に、図１、図２に示したローラ部材１２を製造するためのローラ部材金型、ローラ部材の製造方法などについて図４〜図８を参照して説明する。図４は、本実施例のローラ成形用金型の構成例を断面図形式で示している。図４の状態は、金型を開き、金型内にローラ軸１をインサート（挿入、載置）した状態である。なお、ローラ軸１は、図３に示すような肉抜き部６や、ローラ部（２）の台座に相当する部位に上記のフランジ部４、４を有する形状に別途、他の金型を用いて射出成形されているものとする。

図４において、７はローラ部２の外周部を画成する第１の金型面を備えた第１の金型部材である。また、８はローラ部２の一方の平面部（３：第１の平面部）を画成する第２の金型面を備えた第２の金型部材、９はローラ部２のもう一方の平面部（３：第２の平面部）を画成する第３の金型面を備えた第３の金型部材である。

本実施例では、成形材料の注入口１０は第２の金型部材８に設けてある。図４の型閉めしていない状態では、フランジ部４と第２の金型部材８および第３の金型部材９との間のそれぞれの境界部１１には隙間がある状態となっている。

なお、第１〜第３の金型部材７〜９のうち、任意の金型部材については、型開きやローラ部材１２の取り出しなどの都合で必要に応じて複数の部位に分割できる（例えば金型中心で２分割、など）。後述の図７、図８においては、金型部材７〜９の分割構造の一例を示す。

しかしながら、上記の第１の金型部材７、第２の金型部材８、第３の金型部材９のような金型分割の構造はあくまでも一例で、ローラ部２の射出成形が可能であれば金型分割の構造は当業者が任意に変更してよい。どのような金型分割構造であれ、本実施例において本質的に必要な金型面は、少なくとも以下の３つである（それぞれの箇条書きの最後の括弧書きは本実施例の第１〜第３の金型部材との関係を示す）。

（１）ローラ部２の外周部を画成する第１の金型面（第１の金型部材７）
（２）ローラ部２の外周部へ立ち上る第１の平面部（３）を画成する第２の金型面（第２の金型部材８）
（３）ローラ部２の外周部へ立ち上る第２の平面部（３）を画成する第３の金型面（第３の金型部材９）
本実施例のローラ部２の一体成形は、上記の第１〜第３の金型面を画成する金型中にローラ軸１をインサート、型閉めし、ローラ軸１の周囲に成形材料を注入（注型）してローラ部２をローラ軸１に一体成形する製造方法に相当する。

図５は、図４の金型を型閉めし、成形材料を注入する前の状態を断面図形式で示している。図５の状態は、ローラ軸１のインサート工程が完了した状態に相当する。

上述のように、金型中にインサートされているローラ軸１は、第１および第２の平面部３、３に対応する部位にそれぞれ第１および第２のフランジ部４、４を備えている。そして、第１の金型部材７、第２の金型部材８、第３の金型部材９により画成されるキャビティ形状（ないしローラ軸１の形状）は、ローラ軸１をインサートし型閉めした時、ローラ軸１と金型面が次のような当接状態を形成するよう構成してある。

即ち、この当接状態とは、ローラ軸１の第１および第２のフランジ部４、４に第２の金型面（第２の金型部材８）および第３の金型面（第３の金型部材９）がそれぞれ当接し密着するよう金型中にローラ軸１がインサートされた状態である。

あるいはさらに、次のような当接状態を形成するのがより好適である。即ち、第１および第２のフランジ部４、４に第２の金型面（第２の金型部材８）および第３の金型面（第３の金型部材９）が接触するだけではなく、左右のフランジ部４、４をそれぞれ内側に弾性（あるいは塑性）変形する程度に押し込む当接状態を形成する。

上記金型のインサート、型閉め時に、以上のような当接状態を形成するのは、金型、特に第２の金型部材８、第３の金型部材９により画成されるキャビティ形状と、ローラ軸１、特に第１および第２のフランジ部４、４との寸法設定によって実現できる。

上記金型のインサート、型閉め時に、上記のような当接状態を形成することにより、第１および第２のフランジ部４、４に第２の金型面（第２の金型部材８）および第３の金型面（第３の金型部材９）を密着させることができる。これにより、ローラ部２とローラ軸１の境界部１１の部位における隙間を完全になくすことができる。

ローラ部２の平面部３、３の基部の部位に相当するローラ部２とローラ軸１の境界部１１は、例えばローラ軸１のローラ部２以外の部分へと成形材料が漏れる経路になり得る。しかしながら、本実施例では、ローラ軸１に第１および第２のフランジ部４、４を設けておりに第２の金型面（第２の金型部材８）および第３の金型面（第３の金型部材９）を密着させるよう構成している。このため、後述の成形材料の注入時に成形材料のローラ軸１のローラ部２以外の部分へ成形材料が漏れるのを効果的に防止できる。

図６は、図５のインサート、型閉め終了後、注入口１０からローラ部２を形成する成形材料を注入した状態を断面図形式で示している。図６では、ローラ部２を形成する成形材料はハッチングにより図示してある。注入口１０を介して注入された成形材料は、図６に示すように第１〜第３の金型部材７〜９により画成されたキャビティ（空隙）中に注入され、これによりハッチングにより示すようにローラ部２およびローラ軸の肉抜き部６に充填される。

本実施例では、上記のように金型のキャビティ形状とローラ軸１の各部の寸法設定によって、第１および第２のフランジ部４、４に第２の金型面（第２の金型部材８）および第３の金型面（第３の金型部材９）がそれぞれ当接し密着する状態が形成されている。あるいはさらに、第２、第３の金型面（第２、第３の金型部材８、９）が左右のフランジ部４、４の一部をそれぞれ内側に弾性（あるいは塑性）変形する程度に押し込むような当接状態を形成する。これにより、ローラ部２とローラ軸１の境界部１１の部位の隙間が完全に遮蔽される。従って、充填した成形材料がこの境界部１１から漏れたり、バリとして残ったりすることがなく、後加工などを必要とせずに一体（射出）成形のみによって良質なローラ部材１２を得ることができる。

図７、図８は、図４〜図６に示したローラ部材金型を用いてローラ軸１に対してローラ部２を一体（射出）成形する成形装置１００の構成例を断面図形式で示している。

なお、図７、図８の構成では、第２の金型部材は注入口１０の形状が上部のブッシュ１０ａから成形材料を注入できるよう、ほぼＬ字型となっている点や、各金型部材の寸法は多少、図４〜図６の状態とは異なる。

また、図７、図８の構成では、特に図８に明らかなように第１の金型部材７と第３の金型部材９はリング状とされ、両者は一体として成形装置１００の移動ステージ１０１により左右に摺動できるよう構成されている。例えば第１の金型部材７と第３の金型部材９を円環状に構成することにより、ローラ部２の外周面を継ぎ目などを生じることなく一体成形できる。また、図７の第２の金型部材８は例えば上、下の２分割であって、注入口１０を含む上半分は図８に示すように型開き時に取り外すことができる。

しかしながら、図７、図８の金型、第１〜第３の金型部材７〜９は、ローラ軸１にローラ部２を一体成形する製造工程に関しては依然として図４〜図６のものと機能的に同等である。

図７は、各金型部材を型開きしてローラ軸１をインサートした後、第１〜第３の金型部材７、８、９を型閉めし、成形材料を注入口１０から注入した状態に相当する。

また、図８は、その後、型開きした状態に相当する。図８では、第１の金型部材７、第３の金型部材９が成形装置１００の移動ステージ１０１によってローラ軸１の軸方向に沿って図中右方に移動されている。また、上、下の２分割の第２の金型部材８のうち、注入口１０を含む上半分は取り外されている。図８のような型開き状態を形成することにより、ローラ軸１上の所定部位にローラ部２を一体成形したローラ部材１２を上方に向かって成形装置１００から搬出できる。この搬出操作は、作業者の手動操作によって行ってもよく、またロボットハンドなどを用いて行ってもよい。

また、図７、図８に示した金型および成形装置１００の構成では、移動ステージ１０１によって、ローラ軸１に対して第１の金型部材７、第３の金型部材９の位置をローラ軸１の軸方向に摺動させて、任意に制御できる。従って、移動ステージ１０１によってこの摺動量を調整することで、フランジ部４、４（ないし食い込み部５、５）に対する第２の金型部材８および第３の金型部材９の押し込み量を自由に設定することができる。上記の構成によれば、例えばローラ部２の周囲に漏れやバリなどが生じているような場合においても、移動ステージ１０１によって型閉め時の第１の金型部材７、第３の金型部材９の位置を調節することによって対応することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、旧来のローラ部の圧入工程などを必要とせずローラ軸（１）にローラ部（２）を一体成形したローラ部材（１２）を製造することができる。このため、ローラ部の後付け、圧入方式のように寸法誤差や作業精度に影響されることがなく、また、ローラ外径に不要な力が加わらないために、ローラ部の寸法や位置精度を高精度に保つことができる。また、ローラ軸（１）とローラ部（２）を高い強度で結合することができ、実装後の動作時にローラ部の滑りや変形を生じることなく、高精度にシート材などの対象を搬送することができる。

また、本実施例で用いるローラ軸（１）は、ローラ部（２）の第１および第２の平面部（３、３）に対応する部位にそれぞれ第１および第２のフランジ部（４、４）を備えている。ローラ軸の金型へのインサート、型閉め時には、この第１および第２のフランジ部（４、４）に第２および第３の金型面（金型部材８、９）をそれぞれ当接、あるいはさらに各金型面をフランジ部の一部を半ば変形させる程度まで押し込む。このような第２のフランジ部（４、４）と第２および第３の金型面（金型部材８、９）の当接、ないし押し込み状態は、上記のように各金型部材の形状、寸法によって、また、金型部材を装着する成形装置の型位置の制御によって実現される。特に、図７、図８で説明したように上記の当接、ないし押し込み状態は、成形装置による微調整が可能である。

上記のように第２のフランジ部（４、４）と第２および第３の金型面（金型部材８、９）の当接ないし押し込み状態において、成形材料を金型のキャビティ（空隙）に注入し、ローラ軸にローラ部を一体成形する。このため、本実施例では、注型時にはローラ部（２）とローラ軸（１）の境界部の部位の隙間が完全に遮蔽される。従って、充填した成形材料がこの境界部からローラ軸上の不要な部位に漏れたり、バリとして残ったりすることがなく、後加工などを必要とせず一体成形のみによって樹脂漏れやバリのない良質なローラ部材（１２）を得ることができる。

さらに、本実施例によれば、ローラ部材（１２）は、ローラ部（２）のそれぞれの平面部（３、３）の部分でローラ軸（１）のフランジ部（４、４）の一部が食い込んだ状態で製造される。このため、例えば、平面部（３、３）の部分におけるローラ部（２）の直径方向の厚みがフランジ部の分だけ薄くなり、圧縮に対する反発力が強くなる。このため、シート材搬送などにおいて付勢部材によりローラ部材（１２）を対象物に圧接して用いる用途では、ローラ部（２）両端の平面部（３、３）付近におけるグリップ力が強くなり、結果として搬送不良が起きにくくなる効果がある。

以下、図９〜図１２を参照して、本発明におけるローラ部材を製造するためのローラ部材金型、ローラ軸、あるいは一体成形の手法などに関する異なる実施例２につき説明する。図９、図１０、図１１および図１２は、それぞれ実施例１の図１、図４、図５、および図６に相当する。成形装置（ローラ部材の製造装置）については、本実施例においても図７、図８に示したような構成を利用できる。本実施例において、最終的に製造されるローラ部材（１２）の外観は、実施例１の図１７に示したものと同等である。以下では、上述の実施例１と同一ないし相当する部材には同一の参照符号を用い、その詳細な説明は省略するものとする。

図９は本実施例において、製造されるローラ部材１２の断面構造を示している。図示のようにこのローラ部材１２では、フランジ部４、４の外側の表面にフランジ部の厚み方向に凹んだ段差形状を有する凹部１３、１３が形成されている。この段差形状を有する凹部１３は、ローラ軸１の射出成形時に形成するのではなく、金型の圧接によって形成する。例えば、段差形状を有する凹部１３は、図１０〜図１２に示すようにローラ部２の第１、第２の平面部３、３を画成する第２および第３の金型面（下記の第２の金型部材８、第３の金型部材９）の型閉め（締め）時の圧接力によって形成される。

なお、段差形状を有する凹部１３、１３は、ローラ部２の平面部３、３の基部に第２の金型部材８、第３の金型部材９の当接痕として残ることになる。

図１０は、本実施例のローラ成形用金型の構成例を断面図形式で示している。図１０の状態は、金型を開き、金型内にローラ軸１をインサート（挿入、載置）した状態である。図１０と図４を比較すると明らかなように金型の全体的な構成や配置は図４の金型と同等である。また、ローラ軸１の構造は実施例１と同等であり、フランジ部４、４の形状も図４のものとほぼ同じである。

図４の構成では、第２の金型部材８、第３の金型部材９のローラ部２の第１、第２の平面部３、３に相当する部位は、型閉め時にフランジ部４、４の上部にそれぞれ当接する程度の寸法、形状であった（図５）。

これに対して、図１０の構成では第２の金型部材８、第３の金型部材９のローラ部２の第１、第２の平面部３、３を画成する第２および第３の金型面は図４のものよりそれぞれキャビティ（空隙）の内側方向に大きく突出している。このような第２の金型部材８、第３の金型部材９を型閉め（締め）してフランジ部４、４に当接させることにより、フランジ部４、４に上記の段差形状を有する凹部１３、１３が形成される。すなわち、第２の金型部材８、第３の金型部材９のフランジ部４、４の上部に圧接される金型面部位１３ａ、１３ａの角型の形状に沿ってフランジ部４、４の一部が変形し、段差形状を有する凹部１３、１３が形成される。

図１１は、図１０の金型を型閉めし、成形材料を注入する前の状態である。この段階で、上記のような形状の金型を型閉めすると、ローラ軸１のフランジ部４、４の食い込み部５、５を弾性（あるいは塑性）変形させるよう第２の金型部材８と第３の金型部材９の金型面部位１３ａ、１３ａ（図１０）が当接、圧縮されることになる。これにより、図示のようにフランジ部４、４の上部のそれぞれ外側に段差形状を有する凹部１３、１３が形成される。凹部１３、１３の形状は、第２の金型部材８と第３の金型部材９の形状によって規定されるとともに、あるいはさらに成形装置１００の移動ステージ１０１（図７、図８）の圧接力によっても凹部１３、１３の変形量を調整できる。

図１２は実施例１の図６に相当し、成形材料を注入した状態を示している。この段階では、上記のように、フランジ部４、４を弾性（あるいは塑性）変形させ、凹部１３、１３が形成される程度の型閉め（締め）状態で第２の金型部材８と第３の金型部材９がローラ軸１に対して圧接されている。このため、食い込み部５、５に対して第２の金型部材８および第３の金型部材９が密着し、境界部１１、１１における隙間が完全に遮蔽される。従って、この状態で注入口１０から成形材料を注入してもこの境界部１１、１１から充填した成形材料の漏出やバリが発生せず、実施例１と同等、あるいはそれ以上に良質なローラ部材１２を得ることができる。

以下、図１３〜図１６を参照して、本発明におけるローラ部材を製造するためのローラ部材金型、ローラ軸、あるいは一体成形の手法などに関する異なる実施例３につき説明する。本実施例では、実施例２と同様に第２の金型部材８および第３の金型部材９の形状、ないしはその圧接力によって、ローラ軸１のフランジ部４、４に凹部（１４、１４）を形成する。実施例２と異なるのは、ローラ軸１のフランジ部４、４に形成される凹部（１４、１４）の形状であり、それ以外の図１３〜図１６に示したローラ部材金型、ローラ軸、あるいは一体成形の手法の全体は図９〜図１２のものとそれぞれ同等である。なお、以下では、上述の実施例１ないし２と同一ないし相当する部材には同一の参照符号を用い、その詳細な説明は省略するものとする。

図１３は、本実施例において、製造されるローラ部材１２の断面構造を示している。図示のようにこのローラ部材１２では、フランジ部４、４の外側の表面にフランジ部の厚み方向に凹んだテーパ形状の凹部１４、１４が形成されている。このテーパ形状の凹部１４、１４は、ローラ軸１の射出成形時に形成するのではなく、金型の圧接によって形成する。図１４〜図１６に示すように、凹部１４、１４は、実施例２と同等の手法によって形成される。即ち、本実施例においても、フランジ部４、４の凹部１４、１４は、実施例２と同様、第２の金型部材８、第３の金型部材９の形状、あるいはさらに成形装置１００の移動ステージ１０１の圧接力を利用して形成される。実施例２と異なるのは凹部１４、１４の形状とこれに対応する第２の金型部材８、第３の金型部材９の形状のみである。

本実施例のテーパ形状を有する凹部１４、１４は、図１４〜図１６のようにローラ部２の第１、第２の平面部３、３を画成する第２および第３の金型面（下記の第２の金型部材８、第３の金型部材９）の型閉め（締め）時の圧接力によって形成される。

ただし、本実施例では、図１４に示すように、第２の金型部材８、第３の金型部材９のローラ部２の第１、第２の平面部３、３の下部に相当する金型面部位１４ａ、１４ａはテーパ形状に形成してある。

このため、図１５のように各金型を型閉め（締め）した時に、第２の金型部材８、第３の金型部材９の金型面部位１４ａ、１４ａ（図１４）により、フランジ部４、４の上部のそれぞれ外側にテーパ形状を有する凹部１４、１４が形成される。即ち、図１５のように各金型を型閉め（締め）すると、ローラ軸１のフランジ部４、４の食い込み部５、５に対して第２の金型部材８と第３の金型部材９の金型面部位１４ａ、１４ａ（図１４）が圧接され、テーパ形状の凹部１４、１４が形成される。凹部１４、１４の形状は、第２の金型部材８と第３の金型部材９の形状によって規定されるとともに、あるいはさらに成形装置１００の移動ステージ１０１（図７、図８）の圧接力によっても凹部１４、１４の変形量を調整できる。

なお、テーパ形状を有する凹部１４、１４は、ローラ部２の平面部３、３の基部に第２の金型部材８、第３の金型部材９の当接痕として残ることになる。

図１６は実施例１の図６（あるいは実施例２の図１２）に相当し、成形材料を注入した状態を示している。この段階では、上記のように、フランジ部４、４を弾性（あるいは塑性）変形させ、凹部１４、１４が形成される程度の型閉め（締め）状態で第２の金型部材８と第３の金型部材９がローラ軸１に対して圧接されている。このため、食い込み部５、５に対して第２の金型部材８および第３の金型部材９が密着し、境界部１１、１１における隙間が完全に遮蔽される。従って、この状態で注入口１０から成形材料を注入してもこの境界部１１、１１から充填した成形材料の漏出やバリが発生せず、実施例１と同等、あるいはそれ以上に良質なローラ部材１２を得ることができる。

また、本実施例では、金型面部位１４ａ、１４ａ（図１４）ないし凹部１４、１４の形状に角部のないテーパ形状を採用しているため、フランジ部４、４の断面積を大きくでき、例えば型閉め時のフランジ部４、４の割れや欠けを防止することができる。

以下、具体的な寸法数値などを参照しつつ、ローラ部材の一体成形の具体例をいくつか示す。

（ローラ部材の一体成形の具体例（１））
ここでは、上記実施例１で説明した図１〜図３のローラ部材１２を図４〜８に示したローラ部材金型ないし製造方法によって成形する場合の具体例につき示す。

ローラ部材１２の形状、金型および成形条件などは以下の通りである。例えば、ローラ部材１２のローラ軸１は直径Φ６ｍｍ、長さ７０ｍｍ程度とする。また、ローラ部２を一体成形する一体成形部の直径はΦ１０ｍｍ程度とする。一体成形するローラ部２は外径Φ１４ｍｍ、内径Φ１０ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ１０ｍｍ程度とし、１本のローラ軸に対してローラ部を１個、一体成形するものとした。さらに、ローラ部２を一体成形するローラ軸１の台座部（一体成形部）の両側、ローラ部２の平面部３、３にほぼ相当する位置に幅０．４ｍｍ、外径Φ１０．６ｍｍのフランジ部を２か所に形成した（高さはほぼ０．３ｍｍ）。以上のようなローラ軸１は、上述のように他の金型を用いて一体成形とは別途、射出成形などにより製造する。

ここで、成形装置１００の移動ステージ１０１によって、ローラ軸１に設けたフランジ部４、４に対して、第２の金型部材と第３の金型部材を接触するのみならず、フランジ部４、４を弾性（ないし塑性）変形させる程度の圧接力を印加した。例えば、成形装置１００の移動ステージ１０１によって、第２の金型部材と第３の金型部材のローラ軸１の軸方向の押し込み量がそれぞれ０．０２ｍｍ程度となるように設定して密着させた。

ローラ軸１の材質は例えばＰＥＴ樹脂（例えばライナイト（商標名））とし、あらかじめ別の金型で成形する。ローラ部２の材料は例えばスチレン系エラストマー樹脂（例えばアクティマー（商標名））でＪＩＳ硬度Ａ６０°程度のものを使用した。

金型各部は、図４〜図６に示したような概略構成で、注入口１０からの１点ゲート、コールドランナー方式とした。成形装置１００に設定した成形条件は、樹脂温度設定２００℃、金型冷却媒体温度３０℃程度とし、保圧６０ＭＰａで成形を行った。この実例では、ローラ部２の成形サイクルは約４０秒であった。

上記条件で製造したローラ部材１２ではローラ軸１とローラ部２の同軸精度が０．０５ｍｍ以下、ローラ部の外径精度は±０．１ｍｍ以下、ローラ部の軸方向位置精度は±０．０５ｍｍ以下と良好であり、樹脂漏れやバリがなく安定した成形を行うことができた。

さらに、上記の条件で製造したローラ部材１２をシート材などの搬送用のローラ部材として圧接力を印加して用いた場合、上述のようにローラ部２両端の平面部３、３付近におけるグリップ力が強くなる特性が得られた。これはフランジ部４、４のためにローラ部２の弾性材料の反発力が他の部位よりも大きくなるため、と考えられる。その結果、例えばフランジ部４、４の構造を用いない構成に比して摩擦力値が１．５→２．０と改善し、シート材などの搬送性能を大きく向上することができた。

（ローラ部材の一体成形の具体例（２））
ここでは、上記実施例２で説明した図９のローラ部材１２を図１０〜図１２に示したローラ部材金型ないし製造方法によって成形する場合の具体例につき示す。

ローラ部材１２の形状、金型および成形条件などは上記の具体例（１）と同等で、以下の通りである。例えば、ローラ軸１は直径Φ６ｍｍ、長さ７０ｍｍ程度とする。また、ローラ部２を一体成形する一体成形部の直径はΦ１０ｍｍ程度とする。一体成形するローラ部２は外径Φ１４ｍｍ、内径Φ１０ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ１０ｍｍ程度とし、１本のローラ軸に対してローラ部１個を一体成形するものとした。さらに、ローラ部２を一体成形するローラ軸１の台座部（一体成形部）の両側、ローラ部２の平面部３、３にほぼ相当する位置に幅０．４ｍｍ、外径Φ１０．６ｍｍのフランジ部を２か所に形成した（高さはほぼ０．３ｍｍ）。以上のようなローラ軸１は、上述のように他の金型を用いて一体成形とは別途、射出成形などにより製造する。

実施例１の場合に比べ、実施例２の構成では、より積極的に第２の金型部材８と第３の金型部材９を圧接して金型面部位１３ａ、１３ａの角型の形状に沿ってフランジ部４、４を弾性（ないし塑性）変形させる。このため、第２の金型部材８と第３の金型部材９のローラ軸１の軸方向の押し込み量は上記の具体例（１）よりも大きく取った。例えば、成形装置１００の移動ステージ１０１によって、第２の金型部材８と第３の金型部材９のローラ軸１の軸方向の押し込み量がそれぞれ０．０５ｍｍ程度となるように設定して密着させた。

各部の材質は上記の具体例（１）と同等である。即ち、ローラ軸１の材質は例えばＰＥＴ樹脂（例えばライナイト（商標名））とし、あらかじめ別の金型で成形する。ローラ部２の材料は例えばスチレン系エラストマー樹脂（例えばアクティマー（商標名））でＪＩＳ硬度Ａ６０°程度のものを使用した。

金型各部は、図１０〜図１２に示したような概略構成で、注入口１０からの１点ゲート、コールドランナー方式とした。成形装置１００に設定した成形条件は、樹脂温度設定２００℃、金型冷却媒体温度３０℃程度とし、保圧６０ＭＰａで成形を行った。この実例では、ローラ部２の成形サイクルは約４０秒であった。

上記条件で製造したローラ部材１２ではローラ軸１とローラ部２の同軸精度が０．０５ｍｍ以下、ローラ部の外径精度は±０．１ｍｍ以下、ローラ部の軸方向位置精度は±０．０５ｍｍ以下と良好であり、樹脂漏れやバリがなく安定した成形を行うことができた。

さらに、上記の条件による注型時、ローラ部２の平面部３、３の下部に露出するフランジ部４、４に段差形状の凹部１３、１３が深さ０．０３ｍｍ程度に形成される程度まで第２の金型部材８および第３の金型部材９が圧接される。これによって、成形時の樹脂漏れをより完全にかつ安定して防止することができた。

（ローラ部材の一体成形の具体例（３））
ここでは、上記実施例３で説明した図１３のローラ部材１２を図１４〜図１６に示したローラ部材金型ないし製造方法によって成形する場合の具体例につき示す。

ローラ部材１２の形状、金型および成形条件などは上記の具体例（１）、具体例（２）と同等で、以下の通りである。例えば、ローラ軸１は直径Φ６ｍｍ、長さ７０ｍｍ程度とする。また、ローラ部２を一体成形する一体成形部の直径はΦ１０ｍｍ程度とする。一体成形するローラ部２は外径Φ１４ｍｍ、内径Φ１０ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ１０ｍｍ程度とし、１本のローラ軸に対してローラ部１個を一体成形するものとした。さらに、ローラ部２を一体成形するローラ軸１の台座部（一体成形部）の両側、ローラ部２の平面部３、３にほぼ相当する位置に幅０．４ｍｍ、外径Φ１０．６ｍｍのフランジ部を２か所に形成した（高さはほぼ０．３ｍｍ）。以上のようなローラ軸１は、上述のように他の金型を用いて一体成形とは別途、射出成形などにより製造する。

実施例３の構成では、実施例２と同様、積極的に第２の金型部材８と第３の金型部材９を圧接して金型面部位１４ａ、１４ａの傾斜したテーパ形状に沿ってフランジ部４、４を弾性（ないし塑性）変形させる。このため、第２の金型部材８と第３の金型部材９のローラ軸１の軸方向の押し込み量は上記の具体例（１）、（２）よりも大きく取った。例えば、成形装置１００の移動ステージ１０１によって、第２の金型部材８と第３の金型部材９のローラ軸１の軸方向の押し込み量がそれぞれ０．１ｍｍ程度となるように設定して密着させた。

各部の材質は上記の具体例（１）、（２）と同等である。即ち、ローラ軸１の材質は例えばＰＥＴ樹脂（例えばライナイト（商標名））とし、あらかじめ別の金型で成形する。ローラ部２の材料は例えばスチレン系エラストマー樹脂（例えばアクティマー（商標名））でＪＩＳ硬度Ａ６０°程度のものを使用した。

金型各部は、図１４〜図１６に示したような概略構成で、注入口１０からの１点ゲート、コールドランナー方式とした。成形装置１００に設定した成形条件は、樹脂温度設定２００℃、金型冷却媒体温度３０℃程度とし、保圧６０ＭＰａで成形を行った。この実例では、ローラ部２の成形サイクルは約４０秒であった。

上記条件で製造したローラ部材１２ではローラ軸１とローラ部２の同軸精度が０．０５ｍｍ以下、ローラ部の外径精度は±０．１ｍｍ以下、ローラ部の軸方向位置精度は±０．０５ｍｍ以下と良好であり、樹脂漏れやバリがなく安定した成形を行うことができた。

さらに、上記の条件で製造したローラ部材１２では、第２の金型部材８と第３の金型部材９をより強くローラ軸１に密着させるようにしており、テーパ形状の凹部１４、１４が最深部で深さ約０．１ｍｍ程度に形成される。注型時にこのような型締めを行っているため、成形時の樹脂漏れをより完全にかつ安定して防止することができた。また、実施例３の構成によれば、フランジ部４、４に形成される凹部１４、１４（あるいは金型面部位１４ａ、１４ａ）にテーパ形状を採用しているため、フランジ部４、４が割れたり欠けたりすることがなく、大きな歩留まりの向上を期待できる。

１…ローラ軸、２…ローラ部、３…ローラ部の平面部、４…フランジ部、５…食い込み部、６…肉抜き部、７…第１の金型部材、８…第２の金型部材、９…第３の金型部材、１０…注入口、１１…境界部、１２…ローラ部材、１３…フランジ部厚み方向の凹部、１４…フランジ部厚み方向の斜めの凹部

Claims (8)

1. ローラ部の外周部を画成する第１の金型面と、前記ローラ部の前記外周部へ立ち上る第１の平面部を画成する第２の金型面と、前記ローラ部の前記外周部へ立ち上る第２の平面部を画成する第３の金型面と、を備えた金型中にローラ軸をインサート、型閉めし、前記ローラ軸の周囲に成形材料を注入して前記ローラ部を前記ローラ軸に一体成形するローラ部材の製造方法において、
   前記第１および第２の平面部に対応する部位にそれぞれ第１および第２のフランジ部を備えた前記ローラ軸を前記第１および第２のフランジ部に前記第２および第３の金型面がそれぞれ当接し密着するよう前記金型中にインサートし型閉めするインサート工程と、
   前記金型の前記第１、第２および第３の金型面、および前記ローラ軸とで画成される空隙に前記ローラ部を形成する成形材料を注入する注入工程を含むことを特徴とするローラ部材の製造方法。
2. 請求項１に記載のローラ部材の製造方法において、前記インサート工程において、前記第２の金型面と第３の金型面は、前記ローラ軸を前記第１、第２および第３の金型面の内側にインサートし、型閉めした時、前記第１および第２のフランジ部の一部を変形させる金型面部位をそれぞれ有することを特徴とするローラ部材の製造方法。
3. 請求項２に記載のローラ部材の製造方法において、前記第１および第２のフランジ部の一部を変形させる前記第２の金型面と第３の金型面の金型面部位が段差形状を有することを特徴とするローラ部材の製造方法。
4. 請求項２に記載のローラ部材の製造方法において、前記第１および第２のフランジ部の一部を変形させる前記第２の金型面と第３の金型面の金型面部位がテーパ形状を有することを特徴とするローラ部材の製造方法。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のローラ部材の製造方法において用いられる前記第１、第２および第３の金型面を備えたローラ部材金型。
6. 請求項１から４のいずれか１項に記載のローラ部材の製造方法において用いられる前記第１および第２のフランジ部を備えたローラ軸。
7. ローラ部の外周部を画成する第１の金型面と、前記ローラ部の前記外周部へ立ち上る第１の平面部を画成する第２の金型面と、前記ローラ部の前記外周部へ立ち上る第２の平面部を画成する第３の金型面と、を備えた金型中にローラ軸をインサート、型閉めし、前記ローラ軸の周囲に成形材料を注入して前記ローラ部を前記ローラ軸に一体成形したローラ部材において、
   前記ローラ部は、外周部と、前記ローラ軸から前記外周部へ立ち上る第１の平面部と、前記ローラ軸から前記外周部へ立ち上る第２の平面部と、を備え、
   前記ローラ軸は、その周囲に前記ローラ部を注型により一体成形する際、成形材料が第１および第２の平面部よりも外側に漏出するのを防止するフランジ部を前記第１および第２の平面部に対応する部位にそれぞれ備えたことを特徴とするローラ部材。
8. 請求項７に記載のローラ部材において、前記フランジ部は、前記金型の前記第２または第３の金型面と当接した当接痕を有することを特徴とするローラ部材。

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