JP3667407B2

JP3667407B2 - 遠心成形機

Info

Publication number: JP3667407B2
Application number: JP30370095A
Authority: JP
Inventors: 欽也谷口; 好典杉浦
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 1995-10-27
Filing date: 1995-10-27
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2015-10-27
Also published as: JPH09123194A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真装置等の転写，搬送などに用いられるエンドレスベルト向け等の環状皮膜を成形する遠心成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置や複写機，プリンタ等の事務機器などには、継ぎ目なしのエンドレスベルトが専ら使われている。
このエンドレスベルト用環状皮膜を造る装置の一つに遠心成形機がある。遠心成形機による製法は、通常、回転駆動軸に取付けられた円筒状の成形型内に液状原料を注入し、その後、該成形型を回転させ、遠心力で成形型内壁に均一な環状皮膜を成形する方法である。
ここで、従来の遠心成形機は、一般に、有底筒状した成形型の底部分を回転駆動軸端に固定して、電動モータで該回転駆動軸を動かし成形型を回転させる構成がとられていた。そして、成形型を加熱炉内に置き、所定温度にコントロールできるようにしていた（特開平５−８２３７号公報等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来の遠心成形機のように回転駆動軸が成形型を片持ち支持する構造では、成形型の回転フレが問題となりやすく、回転駆動軸と成形型を組み付けた状態で回転フレを一定限度以下（通常±０．００５ｍｍ以下）にするのに苦労した。
そして、環状皮膜を成形した後、これを取出す際、成形型が加熱炉内にあるので作業がはかどらず、また、危険でもあった。
更に、成形型を取替える場合、回転駆動軸と一緒に取外し交換しなければならず、手間どっていた。
こうした不具合を改善する遠心成形機として、例えば特公平７−１０５３４号公報記載の開示技術がある。ただ、この技術は、回転駆動軸に成形型たるシリンダが一体化されておらず、シリンダを受ける一対の受けロール、加えて、シリンダを押えるシリンダ押えが前後方向に間隔をおいて複数配設しなければならないなど、構造が複雑であった。また、シリンダが受けロール上を滑動することも考えられ、シリンダの回転速度を精度よくコントロールするには不十分であった。
【０００４】
本発明は前記問題点を解決するもので、継ぎ目なしのエンドレスベルト用環状皮膜の成形で、シンプルな構造にして、成形型の回転フレをなくすのみならず、成形型の取付け，取外しがすこぶる簡単で、更に、環状皮膜を高精度に仕上げられる遠心成形機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本第一発明の要旨は、継ぎ目なしのエンドレスベルト用環状皮膜を成形する遠心成形機において、軸心を互いに一致させ且つ先端に設けた保持具を相対向させてフレーム上にそれぞれ回転可能に軸支される二つのロータ（１，２）と、該ロータの少なくとも一方を回転駆動させるモータ（３）と、前記ロータの少なくとも一方を進退動可能にする移動手段（４）と、該移動手段で前記ロータ間距離を設定して、二つのロータに係る前記保持具に挟着保持される筒状にして筒内面が成形面となる成形型（５）と、前記ロータ内に挿通し、先端の吐出ノズルを、保持具に挟着保持される該成形型内に配設できる液状原料用配管（６）と、該成形型及び前記保持具を収納してフレーム上に載置され、炉内を加温調節できる加熱炉（８）と、を具備し、前記二つのロータ（１，２）が共に筒体で形成され、一方のロータ内へ送り込んだ気体が成形型内を経由して他方のロータ内を通って排出されるようにし、さらに前記成形型の両端にフランジが出っ張り且つ該フランジ面に成形型の筒内に向かって突き出す鍔が設けられる一方、前記両ロータの先端にラッパ状に口を大きく拡開した前記保持具が一体形成されて、該保持具による挟着状況下で保持具が成形型を包み込むようにして支えることを特徴とする遠心成形機にある。
【０００６】
ここで、「吐出ノズル」は液状原料の吐出口を有するものであればよく、液状原料用配管と別体品でも液状原料用配管に兼用させたもののいずれであってもよい。「一方のロータ内へ送り込んだ気体が、成形型内を経由して他方のロータ内を通って排出される」とは、全ての気体が他方のロータ内を通って排出されることまでは要求されず、該気体の半分以上が通過すれば足りる。「液状原料」は、環状皮膜の成形段階で、流動化し成形型に係る型面に展開できるものをいい、注入段階においては液体，固体を問わない。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、移動手段によってロータが進退動し、ロータ先端の保持具で、両サイドから成形型を挟着保持するので、回転フレが起こらない。そして、モータでロータが回転すると、保持具に挟着された成形型も連動して回転するので、その遠心力により成形型内に注入した液状原料を成形型内壁に展開して順当に環状皮膜に成形することができる。更に、環状皮膜の成形後、移動手段を後退させると、成形型が保持具から難なく離れるので、成形型を簡単に加熱炉外へ持ち運びでき、環状皮膜の取外し作業が楽になる。
また、液状原料用配管の吐出ノズルが挟着保持された成形型内に位置するので、成形型の保持具へのセット後、所望の液状原料注入が可能になる。
吐出ノズルを成形型の軸方向に移動可能とすると、その軸方向に液状原料を均等に分配注入できるので、短時間で、成形型内壁に液状原料を展開し易く、膜厚精度の高い環状皮膜を成形できる。
更に、二つのロータを共に筒体で形成し、一方のロータ内へ気体を送り込み、その気体が成形型内を経由して他方のロータ内を通って排出されるようにすると、成形時に発生する樹脂反応ガスを効率よく取除くことができ、製品たる環状皮膜の品質向上に貢献する。また、成形型の加熱，冷却を上記気体を使って効率良く行なえるようにもなる。
一方、成形型を両サイドから保持具で挟着保持するので、回転フレが起こらない。そして、成形型は挟着保持される方法であるので、成形型の取付け，取外しが簡単となる。
成形型及び前記保持具を収納してフレーム上に載置され、炉内を加温調節できる加熱炉を備えると、加熱炉内を所定温度にコントロールして、成形型内に注入した液状原料を成形型回転の遠心力により成形型内壁に展開して環状皮膜に成形できる。さらに、環状皮膜の成形時に樹脂反応ガスが発生し、この樹脂反応ガスが成形段階でそのまま停滞すると、環状皮膜に品質面から悪影響を及ぼすが、二つのロータが共に筒体で形成され、一方のロータ内へ送り込んだ気体が、成形型内を経由して他方のロータ内を通って排出されるようにすると、成形段階で発生した反応ガスを系外へ追い払うように排気できる。樹脂反応ガスは迅速に排除される。
【０００９】
さらに、保持具による挟着状況下で保持具が成形型を包み込むようにして支えると、万一挟着力が弱まっても保持具が成形型５を包み込んでおりこれを落とさない。成形型内壁に展開して環状皮膜を成形することになるが、フランジ面に成形型の筒内に向かって突き出す鍔が設けられると、成形型内に液状原料を注入して、鍔は展開した液状原料が型外へ出るのを阻止し、所定膜厚のある環状皮膜を形成する手助けをする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る遠心成形機および遠心成形方法の実施形態について詳述する。
図１〜図５は本発明の遠心成形機および遠心成形方法の一形態で、図１は遠心成形機の概略構成断面図、図２は図１の部分拡大断面図、図３は図１のVI−VI線矢視図、図４は図１の右側面図、図５は成形型の拡大断面図である。尚、図１は成形型を取外した状態になっているが、図３では成形型を受け治具に載置した図にしている。
【００１１】
（１）遠心成形機の構成
遠心成形機は、ロータ１，２とモータ３と移動手段４と成形型５と液状原料用配管６とを主構成要素とする。符号７１は遠心成形機のフレームで、鋳造等で製造されたものである。このフレーム７１上に成形型５が収納される加熱炉８を載置する（図１）。加熱炉８の内壁には遠赤外線ヒータ等のヒータ８１が取付けられ、炉内を２００℃程度まで加温調節できるようにしている。該加熱炉８は、上蓋８ａが蝶番８２で開閉自在とし、成形型５の収納，取出しを可能にする（図３）。
【００１２】
上記加熱炉８の一側壁に接するようにして支持台７２がフレーム７１上に設置され、ロータ１は、該支持台７２に設けた貫通孔にベアリングＢを介して回転自在に軸支される（図２）。
ロータ１は筒体からなり、後述する液状原料用配管６が該筒体内を通過できるようにしている。ロータ１先端にはラッパ状に口を大きく拡開した保持具１１が一体形成されている。保持具部分は加熱炉８内に配設する。
【００１３】
上記ロータ１（以下、「従ロータ」という。）に対し、互いに軸心を一致させ且つ先端に設けた保持具２１を保持具１１に相対向させた別のロータ２（以下、「主ロータ」という。）が、同じくフレーム７１上に回転可能に設けられる。
具体的には、フレーム７１上にガイドレール７３が敷かれ、該ガイドレール７３に支持台７４が摺動自在な状態で載り、そして、この支持台７４にベアリングＢを介して軸心を従ロータ１に一致させた主ロータ２が軸支される（図１）。主ロータ２も筒体からなり、従ロータ１と同様、ラッパ状に口を大きく拡開した保持具２１がその先端に一体的に設けられている。該保持具部分も加熱炉内に配設されるようにする。
【００１４】
ところで、上記主ロータ２は、基端部が支持台７４の背面側に突き出しており、その端部に歯付きプーリ２２が固着される。支持台７４にはモータ３が載置され、モータ３の軸にも歯付きプーリ３１が固着される（図４）。両歯付きプーリ２２，３１間に歯付きベルトＴを掛けることで、主ロータ２を回転駆動させる。ここでは、モータ３にサーボモータを採用し、更に、主ロータ２へサーボモータ３の回転を正確に伝達できるようにしている。尚、図１，図２では、移動手段４を判り易くするため、モータ３周りの図示を省略する。
【００１５】
一方、上記歯付きプーリ２２を被うようにして、支持台７４にカバー体７５が固着される。そして、図１に示すように、カバー体７５の背面に移動手段４を取付ける。
本実施形態の移動手段４では、該カバー体背面にエアシリンダ４１を取付け、更に、エアシリンダ４１の背面に送りねじ４２を固定し、これに螺合するハンドル４３で主ロータ２を進退動可能にする。送りねじ４２に雌ねじ部４３１が螺合するハンドル４３は、フレーム７１から延設したブラケット７６に支持されており、ハンドル４３を回せば、送りねじ４２が移動し、エアシリンダ４１、更に支持台７４に載った主ロータ２，サーボモータ３も一緒に移動する構成である。ハンドル操作，エアシリンダ４１作動で、支持台７４のスライダ７４１がガイドレール７３上を摺動して、主ロータ２は、従ロータ１の軸心に一致させながら進退動する。
尚、上記移動手段４には、図示を省略するが、ハンドル操作を終えた後にハンドル４３の動きをロックするラチェット機構がある。
移動手段４たるハンドル操作でロータ間距離Ｓを設定して、両保持具１１，２１で成形型５を挟着保持することになるが、ここでは、保持具１１，２１が成形型５を挟着セットした後、更に、エアシリンダ４１を作動させ、ロータ間距離Ｓを挟めようとする付勢力を働かせて成形型保持の確実化を図っている。そのため、成形型５を取り残して主ロータ２だけが空回りするようなことは生じない。
移動手段４は上記構成に限らず、単にエアシリンダ４１等のアクチュエータで主ロータ２を進退動させることもできる。また、前記付勢力を働かせる機構として、バネ等に依存させることも可能である。
【００１６】
成形型５は、図５に示すような両端開放の筒状体である。成形型５の筒内面が成形面となる。成形を終えた環状皮膜Ｒを型面から剥し易いように、成形型内壁５ａには例えばテフロン（登録商標）コーティング等が施されている。
成形型５の両端はフランジ５１が出っ張り、フランジ外縁は図示のごとくテーパカットされている。テーパカットの角度αは、前述したラッパ形状の保持具１１，２１の逆テーパ角度βと等しい（図２，図５）。保持具１１，２１による挟着状況の下、万一挟着力が弱まっても、保持具１１，２１が成形型５を包み込むようにして成形型５を支え、これを落とさないようにする。
符号５３は、フランジ５１面に固着され、筒内に向って突き出した円孔板で造られた鍔を示す。成形型５内に液状原料９を注入して、成形型内壁５ａに展開して環状皮膜Ｒを成形することになるが、鍔５３は展開した液状原料９が型外へ出るのを阻止し、所定膜厚のある環状皮膜Ｒを形成する手助けをする。
成形型５の長さＬは、主ロータ２の進退動で両保持具１１，２１に挟着され得る長さであれば、制限がない。また、成形型５の筒径Ｄはフランジ５１面（具体的には、テーパ面）を保持具１１，２１で挟着でき、且つ、成形型５が加熱炉８内に収納できる範囲内であれば制限がない。
符号７７は、フレーム７１に取付けられて、成形型５の位置セットに使用する受け治具を示す。成形型５が保持具１１，２１に挟着されるに先立ち、受け治具７７が成形型５を受け支える。受け治具７７は支軸７７１のボルトがフレーム７１に固着された止めナット７７２に螺合して高さ調整できる（図３）。尚、成形型５が回転する時、受け治具７７は成形型５から離れた状態になる。
【００１７】
液状原料用配管６は、管内に液状原料９が流れる配管である。ここでは、成形時に、従ロータ１の筒体内を縦通し、保持具１１の口から出て、炉内にその先端の吐出ノズル６１が現われるようにしている。
吐出ノズル６１は、単独部品を構成することなく、液状原料用配管６の先端部に代用させてもよい。該吐出ノズル６１は、液状原料用配管６を進退動させることによって、保持具１１，２１に挟着された成形型５内を軸方向に自在移動できる。
【００１８】
本実施形態では、更に、カバー体７５にエアノズル７８が取付けられ、エアノズル７８の口は主ロータ２の筒体内に向けられている。成形型５を保持具１１，２１で挟着した状態で、エアノズル７８から空気（気体）を吹込めば、大部分の空気が主ロータ２内，成形型５内を通り、更に従ロータ１の筒体内を通って排出される構成である。
環状皮膜Ｒの成形時には一般に樹脂反応ガスが発生するが、斯る構成をとることによって、エアノズル７８から主ロータ２内にフレッシュエアを送り込み、上記樹脂反応ガスを同伴させて効率よく系外へ排出し得るようになる。
ところで、エアノズル７８からの気体はフレッシュエアに限定されず、不活性ガスであってもよい。また、加熱気体にして、ヒータ８１の代りに又は併用で成形時温度を高めるのに役立ててもよいし、或いは、冷却気体として、成形後の冷却促進に役立ててもよい。
【００１９】
（２）遠心成形方法
次に、上記遠心成形機を使用した遠心成形方法について述べる。
まず、加熱炉８の上蓋８ａを開け、受け治具７７上に所定の成形型５を載せる（図３参照）。そして、受け治具７７で成形型５の高さを調整した後、ハンドル４３を回して支持台７４がガイドレール７３上を摺動するようにし、主ロータ２に係る保持具２１を前進させる（図１の鎖線）。保持具２１と従ロータ１の保持具１１とで成形型５を挟着したら、続いて、エアシリンダ４１を作動させ、ロッド４１１が伸長しようとする付勢力で成形型５を押圧保持して、成形型５，主ロータ２，従ロータ１の一体化を図る（図２参照）。上記受け治具７７は、この時点で成形型５から切り離される。
【００２０】
次いで、従ロータ１内に液状原料用配管６を侵入させ、その先端の吐出ノズル６１を成形型５内に配設する。そうして、成形型内壁５ａに吐出ノズル６１から液状原料９を所定量注入する（図２）。液状原料９の注入後は、液状原料用配管６は系外へ戻し、且つ、吐出ノズル周りを洗浄し樹脂硬化を防止する。尚、液状原料用配管６は、初めから成形型内に配されるよう、保持具１１から炉内に突き出し状態とすることもできる。
本発明に使用する液状原料９は、環状皮膜Ｒを成形する段階で、ペースト状，ゾル状態を含め液状化したものであればよい。成形型５内に液状原料９が注入される段階においては、液状に限定されず粉末，塊状の固体であってもよい。液状原料９の成分は、遠心成形ができれば特に制限がなく、ポリウレタン樹脂を初めとする熱硬化性樹脂、或いは、熱可塑性樹脂，ゴム等及びこれらの一又は二以上のものと別化合物とを複合したもの全てが対象になる。
上記液状原料９の注入に際しては、吐出ノズル６１を成形型５の軸方向に対して自動走行させ均等分配すれば、製品の膜厚精度が上がる環状皮膜Ｒを得るので、一層好ましくなる。
【００２１】
続いて、モータ３を起動させる（図４）。歯付きプーリ２２，３１，歯付きベルトＴを介して主ロータ２が回転駆動し、主ロータ２と一体化した成形型５，従ロータ１も連動回転する。
モータ３の回転条件としては、成形される環状皮膜Ｒの外径，膜厚及び長さによって異なるが、本遠心成形機ではモータ３としてＡＣサーボモータを搭載しているので、所定条件に自由に適合させ得る。ＡＣサーボモータ３の最高回転数は４５００ｒｐｍとしている。
【００２２】
前記モータ３の起動と相前後して、ヒータ８１のスイッチを入れ、加熱炉８内を所定温度にコントロールする。コントロール温度は、通常、１５０℃〜１７０℃であるが、液状原料９の種類によっては４０℃〜６０℃程度のものもある。
こうして、成形型５内に注入された液状原料９が、成形型回転の遠心力により成形型内壁５ａに展開して環状皮膜Ｒに成形されていく（図３）。成形に要する回転，加温時間としては、３分〜１０分程度である。
【００２３】
ところで、環状皮膜Ｒの成形時には、一般に樹脂反応ガスが発生する。この樹脂反応ガスが成形段階でそのまま停滞すると、環状皮膜Ｒに品質面から悪影響を及ぼす。
本実施形態では、成形過程で、エアノズル７８からフレッシュエアを送り込んでいる。フレッシュエアは、主ロータ２内を通って成形型５内に入り込み、成形段階で発生した反応ガスを従ロータ１から系外へ追い払うように排気する（図２中の矢印）。
【００２４】
こうして、所定の加熱雰囲気の下、液状原料９を硬化促進を図る。そして、環状皮膜Ｒを成形した段階で、ヒータ８１を切り、降温する。また、モータ３を止め、成形型５を静止させる。
降温に対しては、前記エアノズル７８から冷却風を送ると、熱移動が円滑に進み成形サイクルを短縮でき、より好ましい状態になる。
【００２５】
その後、上蓋８ａを開け、エアシリンダ４１，ハンドル４３を解除し、成形型５を保持具１１から取外す（図３）。しかる後、成形型内壁５ａに成形された所望の環状皮膜Ｒが取出されることになる。
【００２６】
（３）実施形態の効果
上記実施形態の遠心成形機及び遠心成形方法によれば、移動手段４たるエアシリンダ４１，ハンドル４３でもって主ロータ２が前進し、成形型５を両サイドから保持具１１，２１で挟着保持するので、成形型５が回転しても回転フレが起こり難くなる。この回転フレが抑えられることによって、環状皮膜Ｒの膜厚分布が一様になり品質的に優れた製品に仕上がる。
そして、主従ロータ１，２、移動手段４を使って、成形型５をその両サイドで挟着保持する構成であるので、特段の固定具を用せず、シンプルな構造にして成形型５の取付け，取外しが簡単になる。また、成形を終えた後、加熱炉外へ成形型５を出してから、環状皮膜Ｒを剥ぎ取ることができるので、従来の加熱炉内と違って、作業が行ない易く且つ安全でもある。
もちろん、成形型５は、従来のごとく回転駆動軸に固定されているのではなく、主従ロータ１，２に着脱自在であるので、成形型５の種類交換はいとも簡単に達成できる。しかも、駆動モータ３にサーボモータを採用しているので、回転数を変え、様々な環状皮膜Ｒの製造に対応可能となる。こうした型替えの時間短縮も加わって、作業性は格段に向上する。
【００２７】
また、液状原料用配管６は、従ロータ１内を経由して、セットされた成形型内に配設できるので、保持具１１，２１に成形型５が挟着保持された後に液状原料９を成形型内に注入できる。更に、斯る構成であるので、保持具１１，２１に成形型５が挟着保持されたままで、一の液状原料９の成形後、液状原料用配管６から別異の液状原料９を注入し、二層成形等（積層成形）を円滑になし得るなどの優れた効果もある。
そして、吐出ノズル６１を成形型５内で軸方向に移動可能にすれば、成形型５内に液状原料９を均等分配できるので、環状皮膜Ｒの膜厚精度向上を果たす。もちろん、成形型回転の遠心力による液状原料９の展開にかかる所要時間が少なくて済み、成形時間の短縮にも役立つ。
【００２８】
更に、成形時にエアノズル７８から主ロータ２内にフレッシュエアを吹込むようにすれば、成形時に発生する樹脂反応ガスを効率よく取除くことができるので、斯る点からも環状皮膜Ｒの品質向上に貢献する。回転駆動軸の端部で成形型の底部を片持ち支持した従来の遠心成形機にあっては、成形時に開口部から型内にフレッシュエアを送っても、成形型の片面が封鎖されているため、型内の空気置換が容易でなかった。これに対し、本発明では、フレッシュエアがプラークフローのごとく型内を通過していくので、樹脂反応ガスは迅速に排除される。
加えて、前記エアノズル７８からは、成形過程で加熱気体を送り込んだり、或いは、成形後の降温過程で冷却気体を送り込んだりして、熱移動に効果的な働きを担わすこともできるなど有益になっている。
【００２９】
尚、本発明においては、前記実施例に示すものに限られず、目的，用途に応じて本発明の範囲で種々変更できる。従ロータ１，主ロータ２，モータ３，移動手段４，成形型５，液状原料用配管６，加熱炉８の形状，大きさ，材質等は適宜選択できる。例えば、エアノズル７８から成形型５内にフレッシュエアを送り込まなければ、主ロータ２１は筒体にするに及ばず、中実形状を採用できる。保持具１１，２１は成形型５の両サイドを把持する構成にすることもできる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のごとく、本発明の遠心成形機は、簡単な構造ながら、成形型の回転フレを抑制するのみならず、成形型の取付け，取外しが簡単で、しかも、高品質の環状皮膜を製造できるなど、生産性向上，品質向上等に多大な効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態たる遠心成形機の概略構成断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】図１のVI−VI線の縦断面図である。
【図４】図１の右側面図である。
【図５】図１の遠心成形機内に組込まれる成形型の拡大断面図である。
【符号の説明】
１主ロータ（ロータ）
２従ロータ（ロータ）
１１，２１保持具
３サーボモータ（モータ）
４移動手段
５成形型
５ａ内壁
６液状原料用配管
６１吐出ノズル
７１フレーム
８加熱炉
９液状原料
Ｒ環状皮膜
Ｓロータ間距離

Claims

継ぎ目なしのエンドレスベルト用環状皮膜を成形する遠心成形機において、
軸心を互いに一致させ且つ先端に設けた保持具を相対向させてフレーム上にそれぞれ回転可能に軸支される二つのロータ（１，２）と、該ロータの少なくとも一方を回転駆動させるモータ（３）と、前記ロータの少なくとも一方を進退動可能にする移動手段（４）と、該移動手段で前記ロータ間距離を設定して、二つのロータに係る前記保持具に挟着保持される筒状にして筒内面が成形面となる成形型（５）と、前記ロータ内に挿通し、先端の吐出ノズルを、保持具に挟着保持される該成形型内に配設できる液状原料用配管（６）と、該成形型及び前記保持具を収納してフレーム上に載置され、炉内を加温調節できる加熱炉（８）と、を具備し、前記二つのロータ（１，２）が共に筒体で形成され、一方のロータ内へ送り込んだ気体が成形型内を経由して他方のロータ内を通って排出されるようにし、さらに前記成形型の両端にフランジが出っ張り且つ該フランジ面に成形型の筒内に向かって突き出す鍔が設けられる一方、前記両ロータの先端にラッパ状に口を大きく拡開した前記保持具が一体形成されて、該保持具による挟着状況下で保持具が成形型を包み込むようにして支えることを特徴とする遠心成形機。