JP4693150B2

JP4693150B2 - パイプ金型の加熱方法及び装置

Info

Publication number: JP4693150B2
Application number: JP2004335924A
Authority: JP
Inventors: 健悟中岡
Original assignee: Canon Chemicals Inc
Current assignee: Canon Chemicals Inc
Priority date: 2004-11-19
Filing date: 2004-11-19
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2024-11-19
Also published as: JP2006142650A

Description

本発明はパイプ金型の加熱方法及び加熱装置に関するものであり、詳しくは、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置や静電記録装置に使用される円筒状のゴム材と芯材からなるゴムローラー（以下ゴムローラー）の製造工程で使用されるパイプ金型の加熱方法及び装置に関するものである。

従来より、パイプ金型の接触加熱方法は、円筒形状の穴を有する熱板に該パイプ金型を挿入する、又は半円でくり抜かれた金属片を対に配置し該パイプ金型を挟みこんで加熱する方法を用いている。接触加熱方式は、熱源を直接非加熱物と接触させるため、熱効率が良く、昇温時間の短縮や温度分布精度が良いため、パイプ金型の加熱方法としては通常良く用いられている加熱方式である。

しかしながら上述した方法は、パイプ金型の外径ばらつき、および加熱による該パイプ金型及び熱板の反りの影響により加熱対象であるパイプ金型と熱板との接触面積が小さくなってしまい、効率よく該パイプ金型を加熱することが難しかった。

これを解決するために、該パイプ金型と熱板の接触面に弾性部材を配する等の方法があるが、弾性部材の耐久性に課題があった。（例えば特許文献１参照）
特願平８−１４１５６９号

従って本発明は、上述の問題を解決し、耐久性が良く、効率よくパイプ金型を加熱する、加熱方法及び加熱装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明によれば、パイプ金型を加熱する加熱装置であって、少なくとも２線で該パイプ金型と接する金属片と、該金属片のパイプ金型と接する側の面以外をカバーする母体である２分割の部材と、該部材を加熱するための熱源と、を具備し、該金属片と該部材との間には０．５ｍｍ以下の隙間があり、該隙間にあり、該部材の分割面に直交し且つ該パイプ金型長手中心軸と交わる直線上に配置されたバネの力により、パイプ金型の軸方向及び軸方向に対し垂直方向に、該金属片を可動させてパイプ金型を加熱することを特徴とする、パイプ金型の加熱装置を提供する。

また、少なくとも２線で該パイプ金型と接する金属片と、該金属片のパイプ金型と接する側の面以外をカバーする母体である２分割の部材と、を配置する工程と、該金属片でパイプ金型を固定する工程と、加熱手段を用いて該部材を加熱する工程と、該金属片と該部材の隙間にあり、該部材の分割面に直交し且つ該パイプ金型長手中心軸と交わる直線上に配置されたバネの力により、パイプ金型の軸方向及び軸方向に対し垂直方向に、該金属片を可動させてパイプ金型を加熱する工程と、を含んでなるパイプ金型の加熱方法を提供する。

本発明によれば、以下の効果を奏する。

本発明の加熱装置および加熱方法を用いることにより、パイプの外径ばらつきや加熱による変形の影響を軽減でき、効率良く加熱を行うことができる。従って、本発明の加熱方法を用いて作製したゴムローラーは、振れ寸法精度の点で優れ、安定して成形することができる。

本発明のパイプ金型を加熱する加熱装置は、少なくとも２線で該パイプ金型と接する金属片と、該金属片のパイプ金型と接する側の面以外をカバーする母体である２分割の部材と、該部材を加熱するための熱源と、を具備し、該金属片と該部材との間には０．５ｍｍ以下の隙間があり、該隙間にあり、該部材の分割面に直交し且つ該パイプ金型長手中心軸と交わる直線上に配置されたバネの力により、パイプ金型の軸方向及び軸方向に対し垂直方向に、該金属片を可動させてパイプ金型を加熱することを特徴とする。

また、本発明のパイプ金型を加熱する方法は、少なくとも２線で該パイプ金型と接する金属片と、該金属片のパイプ金型と接する側の面以外をカバーする母体である２分割の部材と、を配置する工程と、該金属片でパイプ金型を固定する工程と、加熱手段を用いて該部材を加熱する工程と、該金属片と該部材の隙間にあり、該部材の分割面に直交し且つ該パイプ金型長手中心軸と交わる直線上に配置されたバネの力により、パイプ金型の軸方向及び軸方向に対し垂直方向に、該金属片を可動させてパイプ金型を加熱する工程と、を含んでなるパイプ金型の加熱方法である。

以下、本発明に係るパイプ金型の加熱装置及びその方法について実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の加熱装置の一例の上面略図である。可動することができる金属片(可動部１)と、金属片のパイプ金型と接する側の面以外をカバーする部材である母体２とで構成され、対となる可動部１でパイプ金型３を挟み込むことでパイプ金型３を加熱する。図２に示すように可動部１と母体２には０．５ｍｍ以下のクリアランスが設けられており、バネ４の力により可動部１はパイプ金型３の軸方向及び軸周り方向に対し垂直方向に可動できる。

可動部１を中心軸方向および中心軸方向に対し垂直方向へ可動させることでパイプ金型３の外径ばらつき又は加熱によるパイプ金型３及び可動部１の反りによる影響を吸収することができ、最適にパイプ金型３と可動部１を接触させ加熱することができる。

さらに詳しく説明する。パイプ金型の外径バラツキに関しては、外径が小さい場合、可動部は常にパイプ金型軸方向に対して垂直方向（中心軸向き）にバネ力が加わっているため、パイプ金型をしっかりと挟み込むことが出来る。逆に外径が大きい場合は、バネが縮むことによって外径増分を吸収し、確実にパイプ金型を挟み込む。パイプ金型や可動部の反りに関しても同様である。ただし、パイプ金型、もしくは可動部が長い場合は可動部を分割して設置し、各々を独立して可動させることで長手方向の変形（反り）を効率的に吸収することが可能である。

図１では、一例として可動に必要な力の供給源をバネとしているが、力の供給源はバネに限定されるものではなく、空油圧、カム機構等を使用することができる。

可動部１とパイプ金型との接触面は、効率よくパイプ金型を加熱するという点から、可動部とパイプ金型との隙間をできるだけ小さくすることが好ましい。例えば、図３に示すように、加熱対象であるパイプ金型３の外径に等しい半円（詳しくは、外形よりも数μｍ〜０．１ｍｍ大きい半円）又は半多角形でくり抜いた形状をとると、該パイプ金型３と少なくとも２線(半多角形では４線)で接触させることができる。ここで言う多角形とは、頂点を偶数個もち、対辺間距離がパイプ金型外径に等しいものである。この時、効率よく該パイプ金型を加熱するために、隙間を小さくし放射熱も利用することが望ましい。可動部１と母体２のクリアランスは熱効率の点から０．１ｍｍ以下が好適である。

可動部１と母体２の材質は特に限定されるものではないが、効率よく母体から可動部に熱が伝導するためには、熱伝導率が良く、また、耐久性の観点から硬度が高いものが好適である。可動部と母体の材質は、それぞれ同じであっても異なっていても良く、例えばクロム銅、アルミニウム(2000系、5000系)等を用いることができるが、クロム銅が特に好ましい。

熱源には電気式ヒーター、温水、水蒸気等が使用でき、母体を熱源により加熱するか、外部から熱源をもった平板で母体を挟み込むことで加熱を行う。

次に本発明の加熱装置および加熱方法を使用して成形したゴムローラーについて説明する。

図５に示すように、ゴムローラーは円筒状のゴム材２０と芯材２１とで構成される。パイプ金型と金型本体の端部に設置し芯金を保持する少なくとも２つの駒とからなる成形金型に芯材２１をセットし、本発明の加熱装置に該成形金型を固定し予熱を行った後、該パイプ金型キャビティ内に該ゴムローラー製造用のゴム材料を充填し、本発明の加熱方法により該パイプ金型を挟みこみ加熱硬化させ、硬化後に該パイプ金型からゴムローラーを脱型し、該ゴムローラーを得る。

上記ゴム材料は、通常のゴムローラーの製造方法と同様なものを使用することができ、例えば、以下の実施例に示す材料を使用することができる。

以下に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

実際に作製したものの模式図を図４に示す。加熱対象のパイプ金型１２は外径φ２６×Ｌ３５０ｍｍを用いた。母体１０、１０'に可動部１１、１１'を組み込んであり、該可動部はバネ１４(図４には図示せず)により可動する。可動部の寸法は長さ(Ｌ)３８０ｍｍ、幅(Ｗ)３５ｍｍであり、可動部及び母体の材質はアルミニウムＡ２０１７を使用した。可動部のパイプ金型と接する部分の形状は、半円タイプである。熱源は平板１３、１３'にカートリッジヒーターを挿入した平板熱板を使用し、母体を該平板熱板で挟み込むことで母体、可動部およびパイプ金型を加熱した。可動部１１、１１'が上記形状を取る結果、パイプ金型１２の形状にならって可動し、最適に該パイプ金型を挟み込み、加熱を行うことができた。

次に具体的に用いたゴムローラーの材料と成形条件、製造の手順を示す。実施にあたり、図５に示す形状をした発泡ゴムローラーを成形した。

材料であるＦＡ−９０８(三洋化成工業株式会社製ポリエーテルポリオール、ＯＨ価＝２４)９０重量部、ＰＯＰ−３１−２８(三井武田ケミカル株式会社製ポリマーポリオール、ＯＨ価＝２８)１０重量部、ＴＯＹＯＣＡＴ−ＥＴ(東ソー株式会社製第３級アミン触媒)０．１重量部、ＴＯＹＯＣＡＴ−ＭＲ(東ソー株式会社製第３級アミン触媒)０．３重量部、水(発泡剤)２重量部、Ｌ５３６６(日本ユニカー株式会社製シリコーン整泡剤)１重量部を予め混合して混合ポリオールとし、その後、コロネート１０２５(日本ポリウレタン工業株式会社製イソシアネート、ＮＣＯ＝４０％)２２重量部とを混合攪拌し、パイプ金型(以下金型)にシリコンオイル離型剤を塗布し、その後金型に芯金をセットして４０〜８０℃に加熱した後、混合攪拌した材料を液受けに吐出し金型と組付けた。その後、自然発泡させ、所定の硬化時間(３〜１５分）、温度制御された本発明の加熱装置内において硬化させ、脱型し、発泡ゴムローラーを得た。

本発明の加熱装置により、効率よく加熱硬化が行えるため、振れ寸法精度の良いゴムローラーを安定して成形することができた。

本発明の加熱装置上面略図である。本発明の加熱装置の可動方向説明図である。本発明の加熱装置の可動部詳細図である。本発明の加熱装置の概略図である。ゴムローラーの概略図である。

符号の説明

１：可動部(１)
１' ：可動部(２)
２：母体(１)
２' ：母体(２)
３：パイプ金型
４：可動用バネ(１)
４' ：可動用バネ(２)
１０：母体(１)
１０' ：母体(２)
１１：可動部(１)
１１' ：可動部(２)
１２：パイプ金型
１３：平板熱板(１)
１３' ：平板熱板(２)
２０：ゴム材
２１：芯材

Claims

パイプ金型を加熱する加熱装置であって、
少なくとも２線で該パイプ金型と接する金属片と、該金属片のパイプ金型と接する側の面以外をカバーする母体である２分割の部材と、該部材を加熱するための熱源と、
を具備し、該金属片と該部材との間には０．５ｍｍ以下の隙間があり、該隙間にあり、該部材の分割面に直交し且つ該パイプ金型長手中心軸と交わる直線上に配置されたバネの力により、パイプ金型の軸方向及び軸方向に対し垂直方向に、該金属片を可動させてパイプ金型を加熱することを特徴とする、パイプ金型の加熱装置。
パイプ金型を加熱する方法であって、
少なくとも２線で該パイプ金型と接する金属片と、該金属片のパイプ金型と接する側の面以外をカバーする母体である２分割の部材と、を配置する工程と、該金属片でパイプ金型を固定する工程と、加熱手段を用いて該部材を加熱する工程と、該金属片と該部材の隙間にあり、該部材の分割面に直交し且つ該パイプ金型長手中心軸と交わる直線上に配置されたバネの力により、パイプ金型の軸方向及び軸方向に対し垂直方向に、該金属片を可動させてパイプ金型を加熱する工程と、
を含んでなるパイプ金型の加熱方法。