JP4690142B2 - ゴムローラの製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、成形金型内に液状ゴム材料を注入し、硬化させて成形されるゴムローラの製造装置に関する。

一般に成形金型内にゴム材料を注入して製造されるゴムローラは、円筒状のパイプ型とその両端に取り付ける駒の少なくとも３部材から構成されている。ゴム材料を注入、硬化する際はパイプ型と両端の駒をシリンダやバネやネジ等で上下方向から型締め部材により、型締めする。この時、成型金型の両端面や型締め部材は、平面であるため、成形金型の端面と型締め部材の面の平行度が悪いと、型締め部材と成形金型端面が均一に当たらなくなり、片当たりをして成型金型の軸方向に偏荷重が加わる。この時、成形金型には、曲げモーメントが発生し、成形金型が湾曲するまたは、成形金型のパイプ型と駒での勘合状態が変化する。その結果、成形したゴムローラも曲がった状態となり、振れ精度が悪くなる。この振れの悪化は、電子写真技術におけるローラにおいては電気抵抗のムラや画像不良の原因となっていた。

また、成形金型と型締め部材の平面が均一に当たらないと、この部分に隙間が生じ、最悪の場合材料漏れの問題も生じる。

従来の技術として、球面軸受けを使用し、射出成形機（Ｃ型）による型締めの方法がある（例えば、特許文献１）。しかし、これでは、型締めを行うスライドガイドが球面軸受けと金型の間に配置されているために、球面軸受けの移動量がスライドガイドにより規制されてしまう。
特開平１０−２１７３０２号公報

本発明の目的は、成形金型（駒）に偏荷重が加わることを抑制することで金型の撓みを防止し、振れ精度の良いゴムローラの製造装置の提供をすることである。

本発明に従って、円筒状の金型本体とその両端に嵌合する駒の少なくとも３部材からなる成形金型内部中央に軸体を配置し、該金型本体内に一方の駒から、ゴム材料を注入し、硬化して成形するゴムローラの製造装置において、
該円筒状金型の円筒中心軸線上の注入側と反対側に型締めスライド手段を有し、該型締めスライド手段と他方の該駒との間に、型締め角度調節機構を有しており、
該型締め角度調節機構は、該型締めスライド手段と円筒中心軸線上に可動可能に連結された型締め部材本体と、該型締め本体に配置された球面軸受けと、該球面軸受けを介して、他方の該駒の端面に密着配置されている型締め先端部材とを有することを特徴とするゴムローラの製造装置が提供される。

以上説明してきたように、本発明のゴムローラ製造装置においては、型締め時に型締め先端部材が駒に対して、密着するように角度調整機構を有することにより、成形金型（駒）に偏荷重が加わることを抑えることにより、金型の変形が抑えられるため、振れ精度の良いゴムローラが成形できる。

本発明のゴムローラの製造装置において、該円筒状の金型本体と該駒とを型締めする部材が、該円筒状金型の円筒中心軸線上の注入側とは、反対側に型締めスライド手段を有し、該型締めスライド手段と他方の該駒との間に、型締め角度調節機構を有することを特徴とする。

型締め部材先端が駒と直接当たる部分では、型締め部材側に、成形金型の駒端面から出来るだけ近い位置を中心に角度調整機構を有する。また、金型毎に変化する金型端面にも対応可能である。こうして、成型金型と型締め部材は、平面で均一に当たるため、成形金型端面に偏荷重が加わらず曲げモーメントが発生しない。このため、成形金型は、湾曲せず、従って、中心の芯金も成形したゴムローラも真っ直ぐとなり、振れ精度が良くなる。

本発明の型締め角度調節機構は、型締め部材本体、球面軸受け、型締め先端部材を有し、該型締め部材本体が、該型締めスライド手段と円筒中心軸線上に可動可能に連結され、該球面軸受けが該型締め本体に配置され、該型締め先端部材が、球面軸受けを介して、他方の該駒の端面に密着配置されている。

前記型締めスライド手段は、エアーシリンダ、油圧シリンダ、バネ及びネジのいずれかにより構成され、好ましくはエアーシリンダである。

また、角度調整機構の効果を持たせる方法としては、例えば、成形金型と型締め装置の接触部位をテーパ面と凸球面の組合せにする方法がある。テーパー角度は、テーパ部の中央が、凸球面の接線の接点を為すように構成すればよい。

この場合には、接触部位をテーパ面と凸球面の組合せにするために、成形金型中心軸に対して、法線方向に移動可能な位置スライド調整機構が必要である。位置スライド機構としては、駒と接触する締め付け部材先端部と角度調節可能な該締め付け部本体との連結部に隙間を作り、その隙間に弾性体を用いる方法などが挙げられ、好ましくは、位置調整機構として角度調節機構と位置スライド機構を備えることである。

円筒金型中心軸に対して角度調節機構では、駒の外向き端面と接触する締め付け部材とのあたりが均一にすることが出来、位置スライド機構では、型締め部材先端と金型の接触部の円筒中心軸に対して法線方向の軸ずれを吸収可能となる。

本発明において、円筒金型内にゴム材料を注入することからゴム材料としては液状ゴム材料が好ましい。液状ゴム材料としてはシリコーンゴム、ウレタンゴム及びクロロプレンゴム等が挙げられるが、ローラにした際に良好なセット性が得られるシリコーンゴムが特に好ましい。

本発明のゴムローラの製造装置を電子写真用現像ローラの成形に適用した実施例を図面を参照にして説明する。

実施例１として、内面形状が内径φ１２ｍｍ、長さ２４０ｍｍの円筒形状を有する金型本体２ａと金型本体の両端に嵌合される上駒１及び下駒３の３つの構成部材からなる成形金型を用いた。型締め装置は、駒に対して摺動可能に密着する角度調節式（１と６ｂの当たり）であり、金型との接触部位は、平面である。球面軸受け５を有するにより上駒１に当たりが良好となる。

また、下駒本体には、材料の注入穴として下駒本体にφ１．８ｍｍの穴が円周等配分で８穴、また、タッチ駒には中央部にφ５ｍｍの穴が空いている。なお、成形金型の材質は、全ての構成部材においてプリハードン鋼である。

比較例１としても同様に、内面形状が内径φ１２ｍｍ、長さ２４０ｍｍの円筒形状を有する金型本体２ａと金型本体の両端に嵌合される上駒１及び下駒３の３つの構成部材からなる成形金型を用いた。型締め装置は、固定式であり、金型との接触部位は、平面である。型締め先端部材６ｂ（図4）により上駒１との当たりが金型により変化し、角度θが発生するために、全ての金型で当たりが均一とはならない。また、下駒には、ゴム材料の注入穴として、φ１．８ｍｍの穴が円周等配分で８穴空いている。

実施例１及び比較例１に用いた成形金型内にφ６ｍｍ、長さ２５０ｍｍの軸体４を挿入し、球面軸受け５、固定板６ａ、締め付け先端部材６ｂ、エアーシリンダ６ｃ、シャフト６ｄ、固定板６ｅ、締め付け部材本体６ｆ、から構成される型締め装置にて上駒１、パイプ２ａ、下駒３を固定した。この時、型締め装置の固定板６ａ、可動板６ｂは平面であり、型締め力は、５９０Ｎである。

実施例１、比較例１に用いた成形金型それぞれに、熱硬化性液状シリコーンゴムを注入し、１００℃で１０分間硬化させた後、得られたゴムローラの振れを測定した。成形に用いた液状シリコーンゴムは、２液混合タイプの熱硬化性シリコーンゴムで、粘度１５０Ｐａ・ｓである。また、導電性を持たせるためカーボンブラックが配合されている。

実施例１及び比較例１で成形したゴムローラの振れをゴム両端部から１０ｍｍの点及び中央部の３点においてゴムローラの振れを測定すると、表１に示すとおり実施例１のゴムローラは、比較例１と比較して振れが小さい。特に、比較例１では、中央部の振れが大きく、金型が撓んでいることを表している。なお、振れの測定方法は、レーザ寸法測定器（株式会社キーエンス製）を用いて基準からローラ外径までの隙間を測定し、その値の最大値から最小値を引いた値を振れとして、評価した。

実施例１及び比較例１で用いた金型を示す概略図である。 実施例１で用いた金型及び型締め装置を示す概略図である。 比較例１で用いた金型及び型締め装置を示す概略図である。 比較例１で用いた金型での片当たりの偏荷重を示す概略図である。

符号の説明

１ 上部駒
２ａ 円筒状金型本体
２ｂ 金型中心軸
３ 下部駒
４ 軸体
５ 球面軸受け
６ａ 型締め装置固定板
６ｂ 型締め装置 先端部材
６ｃ 型締め装置エアーシリンダ
６ｄ 型締め装置シャフト
６ｅ 型締め装置固定板
６ｆ 型締め装置本体
８ 型締め装置固定板中心軸
θ 角度

Claims (3)

1. 円筒状の金型本体とその両端に嵌合する駒の少なくとも３部材からなる成形金型内部中央に軸体を配置し、該金型本体内に一方の駒から、ゴム材料を注入し、硬化して成形するゴムローラの製造装置において、
   該円筒状金型の円筒中心軸線上の注入側と反対側に型締めスライド手段を有し、該型締めスライド手段と他方の該駒との間に、型締め角度調節機構を有しており、
   該型締め角度調節機構は、該型締めスライド手段と円筒中心軸線上に可動可能に連結された型締め部材本体と、該型締め本体に配置された球面軸受けと、該球面軸受けを介して、他方の該駒の端面に密着配置されている型締め先端部材とを有することを特徴とするゴムローラの製造装置。
2. 前記型締めスライド手段は、エアーシリンダ、油圧シリンダ、バネ及びネジのいずれかにより構成される請求項１に記載のゴムローラの製造装置。
3. 前記ゴム材料が液状ゴム材料である請求項１に記載のゴムローラの製造装置。

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