JP3620268B2 - マグネットロール成形金型 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の現像装置に用いられるマグネットロールや、その他の用途に用いられるマグネットロールの複数を成形できるようにしたマグネットロール成形金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記マグネットロール成形金型は、従来、複数個のスライド型とこれらスライド型を移動させるための単一のアクチュエータとしての油圧式シリンダとを連結して、油圧式シリンダを伸縮作動させることによって、複数個のスライド型を溶融磁石材料の注入が開始可能な前進位置と、この前進位置から溶融磁石材料の注入が完了する後退位置とに一挙に移動させるようにしている。そして、油圧式シリンダの作動油を絞りながらリークさせることによって、溶融磁石材料の注入に伴って後退する複数個のスライド型に単一の油圧式シリンダで制動力を付与し、各成形空間内に溶融磁石材料を隙間なく充填していくようにしている。
【０００３】
ところで、複数個の成形空間に同時に溶融磁石材料を射出充填した場合、例えば金型内面に多少の凹凸があったり、各金型内面の摺接抵抗の違い等、各樹脂流路の微妙な差により、各成形空間に射出充填される時間が各成形空間毎に異なることがある。しかしなから、上記のように複数個のスライド型と単一の油圧式シリンダとを連結していると、スライド型の後退速度がどのスライド型も同一になるため、射出充填される時間が各成形空間毎に異なる。このため、射出充填される射出速度に対して後退速度が速いスライド型が発生し、成形空間内に溶融磁石材料を隙間なく充填することが難しく、成形空間内に空洞を発生することがあった。その結果、不良品の発生を招いたり、成形中において溶融磁石材料を一方向に配向させるものにおいては、ジェッティングの発生を招いて、成形されたマグネットロールの中にリップル特性が悪化するものが発生していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、不良品の発生やジェッティングの発生等のない良好なマグネットロールを成形することができる成形金型を提供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題解決のために、マグネットロールを成形するための成形空間を複数個有し、、前記各成形空間内にスライド自在に装着され、且つ、該各成形空間内への溶融磁石材料の注入圧で後退側に移動してマグネットロールの一端部を形成するスライド型を備えたマグネットロール成形金型であって、前記複数個の成形空間毎に少なくとも後退時においてスライド型を独立して移動可能に構成し、前記複数のスライド型に制動力を別々に付与するアクチュエータを設け、前記複数個のスライド型を一体的に移動操作する単一の駆動用アクチュエータを設け、この駆動用アクチュエータと複数個のスライド型とを一体的に移動させるために両者を連係した連係状態とこの連係状態を解除した解除状態とに切り換える切換手段を設け、前記スライド型の前進側への移動時には前記連係状態に切り換え、且つ、後退時には解除状態に切り換えることを特徴としている。
従って、スライド型の後退時には、各スライド型は射出充填される溶融磁石材料の注入圧により後退するのであるが、射出速度の遅いものにおいては、その射出速度に合わせてスライド型の後退速度を遅くすることができるとともに、別々に設けたアクチュエータにより所定の制動力を付与した状態で各スライド型を後退させることが可能になり、充填される溶融磁石材料を成形空間内に隙間なく充填することができる。
また、成形空間内への溶融磁石材料の射出充填を行う前進位置にスライド型を移動させる場合には、駆動用アクチュエータと複数個のスライド型とを連係状態にして駆動用アクチュエータを駆動することによって、複数個のスライド型を一挙に前進位置に移動させることができる。又、複数個のスライド型が前進位置に位置している状態で成形空間内への溶融磁石材料の射出充填を行う場合には、前記連係状態を解除することによって、複数個のスライド型を各別に後退移動させることができる。
【０００７】
前記切換手段を、前記スライド型の溶融磁石材料の注入完了位置への移動に伴って、待機位置に位置させた前記駆動用アクチュエータに対して複数のスライド型を連係状態にするラチェットと、前記スライド型の注入完了位置から溶融磁石材料の注入を開始する前進位置への移動に伴って、前記ラチェットに接当して該ラチェットを解除状態に切り換える接当カムとから構成することによって、スライド型を移動させるだけで、駆動用アクチュエータと複数のスライド型との連係状態を確実に切り換えることができる。
【０００８】
前記制動力を付与するアクチュエータが複数個のスライド型に別々に制動力を付与するために設けたゼンマイ式のアクチュエータから構成することによって、例えば油圧式シリンダ等によりアクチュエータを構成する場合に必要となるアクチュエータに対する駆動源やこの駆動源とアクチュエータとの接続、更には切換弁等が不要になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に、マグネットロールを形成するための成形装置を示し、この成形装置は、マグネットロール１を成形するための成形空間２を複数個有したメイン成形型３と、前記各成形空間２内にスライド自在に装着され、且つ、該各成形空間２内への溶融磁石材料の注入圧で後退側に移動してマグネットロール１の一端部を形成するスライド型４とを備えた可動側金型５と、前記各成形空間２内に注入口６からの溶融磁石材料をホットノズル７により射出充填すると共に前記マグネットロール１の他端部を形成するための固定側金型８とからなるマグネットロール成形金型９と、前記可動側金型５等を移動させるための後述の駆動用アクチュエータ等とから構成している。図に示すＨは、前記ホットノズル７内を通過する溶融磁石材料を加熱するためのヒータである。前記マグネットロール１は、図５に示すように断面形状円形のロール本体部１Ａの両端に縮径した軸部１Ｂ，１Ｃを突出形成し、溶融磁石材料を用いて一体成形されている。尚、マグネットロール１として、ロール本体部１Ａが円柱でなく多角柱であるものや、ロール本体部１Ａの軸中心と軸部１Ｂ，１Ｃの軸中心を故意に偏心させたものなどでもよい。又、軸部１Ｂ，１Ｃにおいても円柱だけでなく多角柱であるものや切り欠きを形成したもの等、軸部１Ｂ，１Ｃの形状は自由に変更できる。
【００１０】
マグネットロール１を構成する溶融磁石材料としては、磁性粉末と当該磁性粉末同士を結合させるためのバインダーとを主成分とし、それらの結合を強固にするためのシラン系またはチタネート系のカップリング剤、流動性を良くするための滑剤、バインダーの熱分解を防止する安定剤等を微量配合した混合物であり、必要により難燃剤、補強剤等を配合することも可能で、磁性粉としては、フェライト系、希土類系（ＳｍＣｏ系、ＮｄＦｅＢ系）、ＭｎＡＩＣ系、アルニコ系、ＳｍＦｅＮ系等のものから選択でき、またバインダーとしては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、低融点合金等を用いることができる。
【００１１】
このマグネットロール１は、複写機やファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の現像装置における現像ロールやクリーニングロールとして用いられているものであるが、他の用途にも勿論利用できる。
【００１２】
前記可動側金型５の後端に、２つの型開閉シリンダ１０，１０のピストンロッド１０Ａ，１０Ａの先端をそれぞれ連結して、型開閉シリンダ１０，１０の伸縮作動により可動側金型５を固定側金型８に対して離間及び型締め可能に構成している。図では、可動側金型５に対して２つの型開閉シリンダ１０，１０を設けているが、１つの型開閉シリンダのみ設けて実施してもよいし、３つ以上の型開閉シリンダを設けて実施してもよい。又、型開閉シリンダとしては油圧式、空気圧式等の流体圧シリンダを用いることになるが、この流体圧シリンダに代えて、電動モータ等の各種アクチュエータを用いて実施してもよい。
【００１３】
前記２つのスライド型４，４の後端にそれぞれ、略コ字型の支持部材１１の前板部１１Ａを固定するとともに、これら支持部材１１，１１の後側に突設したピン１２，１２に係合してスライド型４，４とこれを一体的に移動操作するスライド型駆動用シリンダ１４とを連係するラチェット１３，１３を、該スライド型駆動用シリンダ１４のピストンロッド１４Ａの先端に枢支された連結部材１５，１５に取り付けている。前記ピストンロッド１４Ａは、前板部の中央部が開放された略Ｃ字型の支持部１４ａ及びこの支持部１４ａの前板部から前方に突出する棒状部１４ｂ，１４ｂを一体形成して構成されている。
【００１４】
前記ラチェット１３，１３は、前記連結部材１５，１５にピンＰ，Ｐを介して揺動自在で、且つ、図示していないバネにより図２（ロ）に示す姿勢に付勢されている。そして、前記ラチェット１３，１３の前進によりそれの先端テーパー面１３Ａ，１３Ａに接当してラチェット１３，１３を係合解除方向に揺動操作するためのテーパー面１６Ａを備える接当カム１６，１６のそれぞれをメイン成形型３の内面３Ａに固定している。前記ラチェット１３，１３と接当カム１６，１６を以て、スライド型駆動用シリンダ１４とスライド型４，４とを連係状態と連係解除状態とに切り換える切換手段を構成している。従って、図３（ロ）に示す状態から、スライド型駆動用シリンダ１４のピストンロッド１４Ａを伸長作動させることにより、スライド型４，４を一挙に前進させて、図２（イ）に示す前進位置、つまり成形空間２内への溶融磁石材料の射出充填を行う位置に位置させることにより、ラチェット１３，１３の先端テーパー面１３Ａ，１３Ａに接当カム１６，１６のテーパー面１６Ａ，１６Ａが接当し、図示していないバネの付勢力に抗してラチェット１３，１３が係合解除方向に揺動操作され、図２（イ）に示すようにラチェット１３，１３がピン１２，１２から外れた連係解除状態になるのである。この状態になると、前記スライド型駆動用シリンダ１４のピストンロッド１４Ａを短縮作動させることにより、図２（ロ）に示すようにラチェット１３，１３を後方側の待機位置まで移動させる。この後、成形空間２内への溶融磁石材料の射出充填に伴って、後退するスライド型４，４の支持部材１１，１１のピン１２，１２が前記ラチェット１３，１３の先端テーパー面１３Ａ，１３Ａに接当し、ラチェット１３，１３を図示していないバネの付勢力に抗して内側に揺動操作して、図３（イ）に示すように、ラチェット１３，１３とピン１２，１２とが係合し、スライド型４，４とスライド型駆動用シリンダ１４とが連係状態になる。
【００１５】
前記スライド型４，４とスライド型駆動用シリンダ１４とを連係状態にしたり、連係解除状態にすることをラチェット１３，１３及び接当カム１６，１６により行うことによって、電動式のアクチュエータにより構成した場合に、このアクチュエータに対する駆動源やこの駆動源とアクチュエータとの配線、更にはアクチュエータの駆動を制御する制御装置等を不要にすることができる利点があるが、これに代えてスライド型駆動用シリンダ１４側に設けた連結部材を、スライド型４，４側に設けた被連結部材に対して連結状態と連結解除状態とに操作する電動式のアクチュエータ及びこのアクチュエータに対する駆動源及びアクチュエータを駆動操作する制御装置を設けて実施してもよく、スライド型４，４とスライド型駆動用シリンダ１４とを連係状態にしたり、連係解除状態にするための具体構成は、これらのものに限定されるものではない。
【００１６】
前記支持部材１１の前板部１１Ａ，１１Ａそれぞれには、スライド型４，４に制動力を付与するゼンマイ式のアクチュエータ１７に内装されているゼンマイ（渦巻きバネ）に連結されたワイヤー１７Ａの先端がフック１８を介して連結されている。従って、スライド型４を後退するに伴ってワイヤー１７Ａが引き出されることになり、その引き出された分の引っ張り力がスライド型４に作用して、スライド型４に制動力を付与し、成形空間２内に溶融磁石材料を隙間なく充填していくことが可能になる。図１に示す１９，２０は、ワイヤー１７Ａを移動案内するために設けた遊転ローラである。前記スライド型４，４に制動力を付与するアクチュエータとしてゼンマイ（渦巻きバネ）を用いたが、コイルバネや板バネ等でもよい、このようなバネを用いることによって、例えば油圧シリンダ等で制動力を付与する場合に油圧シリンダへの油を供給するためのバルブや油圧ポンプ等を必要とするものに比べて、構成の簡素化を図ることができる利点があるが、油圧シリンダや空気圧シリンダ、電動モータ等によりスライド型４，４に制動力を付与するようにしてもよく、スライド型４，４に制動力を付与するための具体構成は、これらのものに限定されるものではない。
【００１７】
前記スライド型４，４にそれぞれ、成形されたマグネットロール１の軸部１Ｂを長手方向に突き出すための軸部突出ピン２１を移動自在に設けて、マグネットロール１の軸部１Ｂとスライド型４との離型が確実に行えるようにしている。つまり、軸部突出ピン２１，２１の後端に固定した接当部材２２を押圧する押圧部材２３を前記支持部１４ａの内部に支持させた突出ピン駆動用シリンダ２４のピストンロッド２４Ａの先端に取り付け、突出ピン駆動用シリンダ２４のピストンロッド２４Ａを伸長作動させることにより、押圧部材２３が接当部材２２を押し移動させて、軸部突出ピン２１，２１を突出させるようにしている。
【００１８】
次に、前記成形装置を用いてマグネットロール１を製造する工程について説明する。
先ず、図２（イ）に示すように、メイン成形型３に対してスライド型４が前進位置にある状態で、且つ、固定側金型８に対して可動側金型５を型締めした状態からスライド型駆動用シリンダ１４を短縮作動させることにより、図２（ロ）に示すように、ラチェット１３，１３を待機位置まで移動させる。この状態において、射出シリンダ（図示せず）を駆動して注入口６、ホットノズル７を介して固定側金型８の軸部形成用空間とスライド型４，４の軸部形成用空間とで成る成形空間２内に溶融磁石材料を射出注入する。この射出注入に伴い、図３（イ）に示すように、前記成形空間２が拡大するようにスライド型４，４が別々に後退していく。このとき、ゼンマイ式のアクチュエータ１７，１７により、スライド型４，４の後退移動に別々に制動力を付与して、成形空間２内に溶融樹脂材料を隙間なく充填していくのである。前記ゼンマイ式のアクチュエータ１７，１７の場合には、スライド型４，４が後退すればするほど制動力が大きくなるものであるが、スライド型４，４の後退位置に係わらず常に一定した制動力がスライド型４，４に付与されるようにしてもよいし、溶融樹脂材料の射出注入速度に応じてスライド型４，４の後退に与える制動力を変更するようにしてもよい。前記成形空間２内に充填された溶融磁石材料は固化するまでの期間において、磁場配向手段２５により、磁性粒子の方向が揃えられることになる。尚、前記磁場配向手段２５の個数は、何個でもよい。
【００１９】
次に、溶融磁石材料の射出注入が完了し、注入された溶融磁石材料が固化した後は、図３（ロ）に示すように、型開閉シリンダ１０，１０を短縮作動させることによって、固定側金型８から可動側金型５を離間移動させる。このとき、ラチェット１３，１３とピン１２，１２とが連係状態であるため、ゼンマイ式のアクチュエータ１７，１７の引っ張り力によりスライド型４，４が勝手に前進側に移動することを確実に阻止することができるようにしている。この後、図４に示すように、スライド型駆動用シリンダ１４を伸長作動させることにより、ラチェット１３，１３により連係されたスライド型４，４を一体的に前進させて、マグネットロール１，１を金型外部へ押し出した後、図５に示すように、突出ピン駆動用シリンダ２４を伸長作動させることにより、軸部突出ピン２１，２１を前進させて、可動側金型５からマグネットロール１，１を離脱させて取り出すのである。尚、前記マグネットロール１，１を離脱させた後は、前記突出ピン駆動用シリンダ２４を短縮作動させることにより、接当部材２２，２２への押圧力を解除することにより軸部突出ピン２１，２１が図示していないスプリング等の付勢力により後退し、接当部材２２，２２が支持部材１１，１１の内面に接当する所定位置で停止する。この後、前述のように、型開閉用シリンダ１０，１０を伸長作動させることにより、可動側金型５を型締め操作して次の成形を行うことになる。
【００２０】
前記実施例では、軸部１Ｂ，１Ｃとロール本体部１Ａとを一体形成するようにしたが、金属製または合成樹脂製のシャフトをインサートしたシャフトインサート型マグネットロールを形成したものにおいても本発明は適応することができる。又、一台の成形装置で２個のマグネットロールを形成できるように構成したが、一台の成形装置で３個以上のマグネットロールを形成できるように構成してもよい。又、複数のスライド型を単一のスライド型駆動用シリンダ１４により前進位置まで移動させるようにしたが、複数のスライド型を別々に前進位置まで移動させるための駆動用シリンダを同数設けて実施してもよい。この場合、複数の駆動用シリンダとこれと同数のスライド型とを連結して、これら駆動用シリンダによりスライド型の後退移動に別々に制動力を付与するアクチュエータを兼用構成してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１によれば、複数のスライド型を別々に後退移動させることができるから、射出注入速度が異なるような場合でも、その速度に合わせてスライド型を後退させることができるから、従来のように成形空間内に空洞が発生することを回避することができ、その結果、不良品の発生やジェッティングの発生等のない良好なマグネットロールを成形することができる成形金型を提供することができる。
また、駆動用アクチュエータと複数個のスライド型とを連係状態と連係解除状態とに切り換えることができるように構成することによって、複数個のスライド型を一体的に移動操作する駆動用アクチュエータが単一で済ませることができ、複数の駆動用アクチュエータを設ける場合にそれら駆動用アクチュエータに対する制御や配線等構成が複雑になる他、コスト面においても不利になることを解消することができる。
【００２３】
請求項２によれば、ラチェットと接当カムとにより、駆動用アクチュエータと複数個のスライド型とを連係状態と連係解除状態とに切り換える切換手段を構成することによって、電気的に切り換えるものに比べて切り換え動作の信頼性が高くなるとともに、電気式のアクチュエータで構成した場合のアクチュエータに対する駆動源の不要化や電力消費量等のランニングコストの不要化によるコストの低減化を図ることができる。
【００２４】
請求項３によれば、スライド型に制動力を付与するアクチュエータをゼンマイ式のものから構成することによって、例えば油圧式シリンダ等により構成した場合に、必要となるアクチュエータに対する駆動源やこの駆動源とアクチュエータとの接続、更には切換弁等を一切不要にすることができ、構成の簡素化によるコストの低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マグネットロールの成形装置を示す一部切り欠き横断平面図。
【図２】（イ）は成形空間内へ溶融磁石材料を注入する直前の状態を示す成形装置の一部省略の横断平面図、（ロ）はラチェットを待機位置に移動した状態を示す成形装置の一部省略の横断平面図。
【図３】（イ）は成形空間内への溶融磁石材料の注入を完了した状態を示す成形装置の一部省略の横断平面図、（ロ）は可動側金型を固定側金型に対して離間した状態を示す成形装置の一部省略の横断平面図。
【図４】成形されたマグネットロールをスライド型により押し出している状態を示す成形装置の一部省略の横断平面図。
【図５】成形されたマグネットロールを軸部突出ピンにより押し出した状態を示す成形装置の一部省略の横断平面図。
【符号の説明】
１ マグネットロール １Ａ ロール本体部
１Ｂ１Ｃ 軸部 ２ 成形空間
３ メイン成形型 ３Ａ 内面
４ スライド型 ５ 可動側金型
６ 注入口 ７ ホットノズル
８ 固定側金型 ９ マグネットロール成形金型
１０ 型開閉シリンダ １０Ａ ピストンロッド
１１ 支持部材 １１Ａ 前板部
１２ ピン １３ ラチェット（切換手段）
１３Ａ 先端テーパー面 １４ スライド型駆動用シリンダ
１４Ａ ピストンロッド １４ａ 支持部
１４ｂ 棒状部 １５ 連結部材
１６ 接当カム（切換手段） １６Ａ テーパー面
１７ ゼンマイ式のアクチュエータ １７Ａ ワイヤー
１８ フック １９，２０ 遊転ローラ
２１ 軸部突出ピン ２２ 接当部材
２３ 押圧部材 ２４ 突出ピン駆動用シリンダ
２４Ａ ピストンロッド ２５ 磁場配向手段
Ｈ ヒータ Ｐ ピン

Claims (3)

1. マグネットロールを成形するための成形空間を複数個有し、、前記各成形空間内にスライド自在に装着され、且つ、該各成形空間内への溶融磁石材料の注入圧で後退側に移動してマグネットロールの一端部を形成するスライド型を備えたマグネットロール成形金型であって、前記複数個の成形空間毎に少なくとも後退時においてスライド型を独立して移動可能に構成し、前記複数のスライド型に制動力を別々に付与するアクチュエータを設け、前記複数個のスライド型を一体的に移動操作する単一の駆動用アクチュエータを設け、この駆動用アクチュエータと複数個のスライド型とを一体的に移動させるために両者を連係した連係状態とこの連係状態を解除した解除状態とに切り換える切換手段を設け、前記スライド型の前進側への移動時には前記連係状態に切り換え、且つ、後退時には解除状態に切り換えることを特徴とするマグネットロール成形金型。
2. 前記切換手段を、前記スライド型の溶融磁石材料の注入完了位置への移動に伴って、待機位置に位置させた前記駆動用アクチュエータに対して複数のスライド型を連係状態にするラチェットと、前記スライド型の注入完了位置から溶融磁石材料の注入を開始する前進位置への移動に伴って、前記ラチェットに接当して該ラチェットを解除状態に切り換える接当カムとから構成してなる請求項１記載のマグネットロール成形金型。
3. 前記制動力を付与するアクチュエータが複数個のスライド型に別々に制動力を付与するために設けたゼンマイ式のアクチュエータからなる請求項１又は２記載のマグネットロール成形金型。

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