この発明に係る固定治具は、軸体の外周面に弾性層を成形するための注型装置及び/又は成形装置に装備される固定治具である。この発明に係る固定治具の一実施例として、例えば、図1に示される固定治具1が挙げられる。
図1に示されるように、固定治具1は、支柱5と、支柱5に装着部材11を介して装着され、成形金型より突出した軸体の両端部をその軸線方向から押圧して、軸体を挟持する軸体挟持手段10と、支柱5に装着部材21を介して装着され、成形金型の両端部をその軸線方向から押圧して、成形金型を挟持する金型挟持手段20とを備えている。
この固定治具1に固定される軸体は、例えば、図8に示されるように、ローラ50の芯金を構成する棒状部材であり、通常、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等で構成される。この軸体51は、その端部における周縁が面取り加工され、C面又はR面とされるのが、軸体挟持手段10によって、軸体51がセンタリングされ、所定の位置に確実に固定される点で、好ましい。これらの面取り加工は、通常の方法で行うことができ、例えば、NC旋盤を用いて行うことができる。軸体51は、通常、長手方向にわたって均一な外径を有しているが、例えば、図4に示されるように、その両端近傍が拡径し、拡径部53が後述する成形金型30における第1の端部金型32及び第2の端部金型33の内側表面と接触するように、形成されていてもよい。
また、この固定治具1に必要に応じて固定される成形金型は、軸体51の両端部が突出するように軸体51を収納し、ローラ50の弾性層52を成形することのできる金型であればよく、成形金型の一実施例として、例えば、図2及び3に示される成形金型30が挙げられる。この成形金型30は、軸体51が内部に挿入される筒状金型31と、筒状金型31の一方の開口部を閉塞する第1の端部金型32と、筒状金型31の他方の開口部を閉塞する第2の端部金型33とを備えている。
図3に示されるように、筒状金型31は、両端に開口部を有する中空円筒体であり、均一な外径及び内径を有している。筒状金型31は、弾性層52を成形する際に、その軸線方向に沿って軸体51が挿入される。筒状金型31は、その内表面の表面粗さが調整されているのがよく、鏡面とされているのが特によい。筒状金型31は、成形する弾性層52に応じて、その外径、内径、軸線長さ等が調整される。
図2及び3に示されるように、第1の端部金型32は、円盤体であり、その略中心に、軸体51の端部近傍が貫通する貫通孔34を有し、また、円盤体の中心から一定距離の円周上に等間隔で4個のベント36を有している。前記貫通孔34は、貫通する軸体51の端部近傍における外径よりもわずかに大きな直径を有し、円盤体を貫通して形成される。前記ベント36は、成形材料が注入される際又は成形材料が硬化される際の気体又は成形材料の排出路として機能し、円盤体を貫通している。ベント36が形成される数は1個でもよく、複数でもよい。
図2及び図3に示されるように、第2の端部金型33は、基本的に、第1の端部金型32と同様に構成されているが、第2の端部金型33は、ベント36の代わりに、成形材料が注入される際の通路として機能するスプルー37を有している。すなわち、第2の端部金型33は、円盤体であり、その略中心に、軸体51の端部近傍が貫通する貫通孔34を有し、また、円盤体の中心から一定距離の円周上に等間隔で複数個、例えば、4個のスプルー37を有している。
筒状金型31、第1の端部金型32及び第2の端部金型33はそれぞれ、ある程度の強度と成形材料を加熱硬化する際の温度における耐熱性を有する材料で作製される。このような材料として、例えば、銅、銅合金、黄銅、青銅、アルミニウム、アルミニウム合金、鋼、各種めっき鉄、鉄合金、ステンレス鋼等の金属等が挙げられる。筒状金型31、第1の端部金型32及び第2の端部金型33は同じ材料で形成されるのが好ましい。
前記固定治具1の支柱5は、後述する軸体挟持手段10及び金型挟持手段20、並びに、これらに固定された軸体51及び成形金型30を支持する。図1に示されるように、この支柱5は好ましくは垂直に床(図1に図示しない。)等に設置され、その材料は特に限定されない。
軸体挟持手段10は、成形金型30より突出した軸体51の両端部をその軸線方向から押圧して、軸体51を挟持する。図1に示されるように、軸体挟持手段10は、後述する第3のスライド部材24上を支柱5の軸線方向に前後進可能にスライドする第1のスライド部材14に装着部材11を介して連結された第1の軸体挟持部材12と、支柱5上をその軸線方向に前後進可能にスライドする第2のスライド部材15に装着部材11を介して連結された第2の軸体挟持部材13とを備えている。
第1の軸体挟持部材12は、前記軸体51の外径よりも大きな径を有する筒状体をなし、その底面から筒状体の中心に向かって径が順次小さくなる錐状の切欠凹部16を有している。すなわち、この切欠凹部16は、筒状体の底面から上面に向かって一点に集中するテーパ状の周側面で形成された錐状凹部である。このように、第1の軸体挟持部材12における切欠凹部16は、錐状凹部の周側面が面取り部となっているから、その周側面、すなわち、面取り部が軸体51の端部に当接して、軸体51をその軸線方向に押圧し、軸体51を固定する。この切欠凹部16における周側面の開き角(すなわち、錐状凹部の中心角)θは、軸体51に当接して固定することができる切欠凹部16となる角度であればよく、例えば、45〜135°に調整されるのが好ましく、75〜105°に調整されるのが特に好ましい。図1に示される固定治具1における第1の軸体挟持部材12は、90°の中心角θを有する円錐状の切欠凹部16がその底面に形成された円筒体に形成されている。第1の軸体挟持部材12が切欠凹部16を有すると、軸体51の端部を軸体51の軸線方向に押圧することにより、押圧力が軸体51における端部の周縁に均一に作用し、切欠凹部16における周側面の同一平面上に軸体51における端部の周縁が当接して、すなわち、軸体51がセンタリングされて、この当接状態が保持される。したがって、第1の軸体挟持部材12によって軸体51を所定の位置及び状態に固定することができる。第1の軸体挟持部材12は、例えば、粉末合金、切削工具用超硬材、焼入れ鋼等の超硬金属等で作製される。
図1に示されるように、第1のスライド部材14は、第3のスライド部材24を介して支柱5上を支柱5の軸線方向に前後進(図1においては上下方向)可能にスライドして、支柱5上、すなわち、第1の軸体挟持部材12の中心線上に沿って第1の軸体挟持部材12を前後進可能にスライドさせる。第1のスライド部材14は、第3のスライド部材24を囲繞するように装着されている。第1のスライド部材14は、例えば、第3のスライド部材24を囲繞する中空の筒体に形成され、第1のスライド部材14と第1の軸体挟持部材12とを連結する装着部材11、例えば、アーム等を備えている。第1のスライド部材14は、その位置を固定する固定具(図1に図示しない。)、例えば、ボルト等を有しているのがよい。第1のスライド部材14及び装着部材11は、金属等で作製される。
このようにして、軸体51の一方の端部を固定する第1の軸体挟持部材12は、その切欠凹部16が後述する第2の軸体挟持部材13側に位置するように、装着部材11及び第1のスライド部材14を介して、支柱5に取付けられている。
第2の軸体挟持部材13は、第1の軸体挟持部材12と基本的に同様に構成されている。すなわち、第2の軸体挟持部材13は、前記軸体51の外径よりも大きな径を有する筒状体をなし、その底面から上面に向かって径が順次小さくなる錐状の切欠凹部17を有している。
図1に示されるように、第2のスライド部材15は、支柱5上をその軸線方向に前後進(図1においては上下方向)可能にスライドして、支柱5上に沿って第2の軸体挟持部材13を前後進可能にスライドさせる。第2のスライド部材15は、支柱5の外周面を囲繞するように、支柱5に装着されている以外は、第1のスライド部材14と基本的に同様に構成されている。
このようにして、軸体51の他方の端部を固定する第2の軸体挟持部材13は、その切欠凹部17が第1の軸体挟持部材12側に位置し、かつ、第1の軸体挟持部材12の軸線と第2の軸体挟持部材13の軸線とが一致するように、装着部材11及び第2のスライド部材15を介して、支柱5に装着されている。したがって、第1の軸体挟持部材12と第2の軸体挟持部材13とで軸体51をその軸線方向に押圧して、挟持すると、切欠凹部16及び切欠凹部17における周側面の同一平面上に軸体51における両端部の周縁がそれぞれ当接して、すなわち、軸体51の両端がセンタリングされて、この当接状態が保持され、軸体51は変位することなく、所定の位置に固定される。
前記金型挟持手段20は、成形金型30の両端部をその軸線方向から押圧して、成形金型30を挟持する。図1に示されるように、金型挟持手段20は、支柱5上をその軸線方向に前後進可能にスライドする第3のスライド部材24に装着部材21を介して連結された第1の金型挟持部材22と、支柱5に装着部材21を介して連結された第2の金型挟持部材23とを備えている。
第1の金型挟持部材22は、筒状金型31の外径よりも大きな径を有する筒状体をなし、その底面から上面に向かって径が順次小さくなる錐台状の切欠凹部26と、切欠凹部26の上部に軸体51の端部等が貫通する貫通孔28とを有している。すなわち、この切欠凹部26は、筒状体の底面から筒状体の所定の位置まで延在するところの、筒状体の中心方向に向かって径が減少するテーパ状の周側面で形成された錐台状凹部である。このように、第1の金型挟持部材22における切欠凹部26は、錐台状凹部の周側面が面取り部となっているから、その周側面、すなわち、面取り部で筒状金型31の端部に当接して、筒状金型31を介して成形金型30をその軸線方向に押圧し、成形金型30を固定する。この切欠凹部26における周側面の開き角(すなわち、錐台状凹部の中心角)は、筒状金型31に当接して固定することができる切欠凹部26となる角度であればよく、例えば、45〜135°に調整されるのが好ましく、75〜115°に調整されるのが特に好ましい。また、切欠凹部26及び貫通孔28の軸線長さは特に限定されず、成形金型30の当接状態等に応じて、切欠凹部26の軸線長さが調整される。図1に示される固定治具1における第1の金型挟持部材22は、90°の中心角を有する円錐台状の切欠凹部26を有する円筒体に形成されている。第1の金型挟持部材22が切欠凹部26を有すると、筒状金型31を成形金型30の軸線方向に押圧することにより、押圧力が筒状金型31における端部の周縁に均一に作用し、切欠凹部26における周側面の同一平面上に筒状金型31における端部の周縁が当接して、すなわち、筒状金型31及び成形金型30がセンタリングされて、この当接状態が保持される。したがって、第1の金型挟持部材22によって成形金型30を所定の位置及び状態に固定することができる。第1の金型挟持部材22は、例えば、粉末合金、切削工具用超硬材、焼入れ鋼等の超硬金属等で作製される。
図1に示されるように、第3のスライド部材24は、支柱5上をその軸線方向に前後進(図1においては上下方向)可能にスライドして、支柱5上の中心線上に沿って第1の金型挟持部材22を前後進可能にスライドさせる。第3のスライド部材24は、支柱5の外周面に装着されている。第3のスライド部材24は、例えば、支柱5を囲繞する中空の筒体に形成され、第3のスライド部材24と第1の金型挟持部材22とを連結する装着部材21、例えば、アーム等を備えている。第3のスライド部材24は、その位置を固定する固定具(図1に図示しない。)、例えば、ボルト等を有しているのがよい。第3のスライド部材24及び装着部材21は、金属等で作製される。
このようにして、成形金型30の一方の端部、すなわち、筒状金型31を固定する第1の金型挟持部材22は、その切欠凹部26が後述する第2の金型挟持部材23側に位置するように、装着部材21及び第3のスライド部材24を介して、支柱5に装着されている。
第2の金型挟持部材23は、第1の金型挟持部材22と基本的に同様に構成されている。すなわち、第2の金型挟持部材23は、前記第2の端部金型33における筒状金型31の外径よりも大きな径を有する筒状体をなし、その底面から上面に向かって径が順次小さくなる錐台状の切欠凹部27と、切欠凹部27の上部に軸体51の端部が貫通する貫通孔29とを有している。図1に示されるように、第2の金型挟持部材23は、支柱5に装着部材21、例えば、アーム等を介して、直接装着されている。
このようにして、成形金型30における筒状金型31を固定する第2の金型挟持部材23は、その切欠凹部27が第1の金型挟持部材22側に位置し、かつ、第1の金型挟持部材22の軸線と第2の金型挟持部材23の軸線とが一致するように、装着部材21を介して支柱5に取付けられている。したがって、第1の金型挟持部材22と第2の金型挟持部材23とで成形金型30をその軸線方向に押圧して、挟持すると、切欠凹部26及び切欠凹部27における周側面の同一平面上に成形金型30における筒状金型31の一端部及び筒状金型31の他端部がそれぞれ当接して、すなわち、成形金型30の両端がセンタリングされて、この当接状態が保持され、成形金型30は変位することなく、所定の位置に固定される。
そして、金型挟持手段20と軸体挟持手段10とは、金型挟持手段20が軸体挟持手段10の内側になるように、換言すると、軸体挟持手段10を構成する第1の軸体挟持手段12及び第2の軸体挟持手段13の間に、金型挟持手段20を構成する第1の金型挟持部材22及び第2の金型挟持部材23が配置されるように、それらの中心が一直線上に、換言すると、それらの軸線が同一に、配置される。このように、金型挟持手段20と軸体挟持手段10とが配置されると、金型挟持手段20に挟持された成形金型30と軸体挟持手段10に挟持された軸体51とはそれぞれ、前記したように、センタリングされ、例えば、図5に示されるように、それらの軸線同士が互いに一致した状態、すなわち、それらが同一の軸線Cを有する状態に、固定される。
次に、この固定治具1の使用方法及び作用等について、説明する。この固定治具1を使用するにあたって、まず、成形金型30と軸体51とを組み立てる。すなわち、図4に示されるように、軸体51の拡径部53が第2の端部金型33の内表面に当接するまで、第2の端部金型33の貫通孔34に軸体51の一方の端部を挿入して、軸体51の一方の端部近傍を第2の端部金型33に貫通させる。次いで、この状態を維持したまま、第2の端部金型33を筒状金型31の一方の開口部内に挿入して、この開口部を閉塞する。さらに、筒状金型31の他方の開口部に、軸体51の他方の端部が第1の端部金型32の貫通孔34に貫通するように、第1の端部金型32を挿入して、筒状金型31の他方の開口部を閉塞する。このようにして、軸体51の両端部が成形金型30から突出した状態に軸体51を内部に収納した成形金型30を組み立てる。なお、この例では、拡径部53を有する軸体5を用いているが、この発明においては、拡径部を有しない、長手方向にわたって均一な外径を有する軸体を用いることができることはいうまでもない。
次いで、このようにして組み立てた、軸体51の両端部が突出した成形金型30における筒状金型31を、軸体51の一方の端部が金型挟持手段20における第2の金型挟持部材23の貫通孔29を貫通するように、金型挟持手段20における第2の金型挟持部材23の切欠凹部27内に配置して、筒状金型31と第2の金型挟持部材23とを当接させる。この当接状態を維持したまま、第3のスライド部材24を支柱5上の第2の金型挟持部材23方向にスライドさせ、軸体51の他方の端部が金型挟持手段20における第1の金型挟持部材22の貫通孔28を貫通するように、第1の金型挟持部材22を筒状金型31の一方の端部に当接させる。この当接状態を維持したまま、第1の金型挟持部材22を支柱5上の第2の金型挟持部材23方向にさらにスライドさせ、成形金型30の両端部をその軸線方向に押圧して、固定具等で第3のスライド部材24を固定する。このように成形金型30を挟持すると、第1の金型挟持部材22と第2の金型挟持部材23とはそれらの軸線が一致するように、支柱5に装着されているから、成形金型30がセンタリングされた垂直状態に固定される。
次いで、第2のスライド部材15を第2の金型挟持部材23方向にスライドさせ、第2の金型挟持部材23の貫通孔29を貫通した軸体51の端部が切欠凹部17の周側面に当接した状態に、第2のスライド部材15を固定する。さらに、第1のスライド部材14を第1の金型挟持部材22方向にスライドさせ、第1の金型挟持部材22の貫通孔28を貫通した軸体51の端部を切欠凹部16の周側面に当接させる。この当接状態を維持したまま、第1のスライド部材14を同方向にさらにスライドさせ、軸体51の両端部をその軸線方向に押圧して、固定具等で第1のスライド部材14を固定する。このように軸体51を挟持すると、図5に示されるように、第1の軸体挟持部材12と第2の軸体挟持部材13とはそれらの軸線が一致するように、支柱5に装着されているから、軸体51がセンタリングされた垂直状態に固定される。さらに、金型挟持手段20と軸体挟持手段10とはそれらの中心が一直線上に配置されているから、垂直状態にセンタリングされた成形金型30及び軸体51は、それらの軸線同士が互いに一致した状態に固定される。
そして、少なくとも軸体51が、所望により軸体51及び成形金型30がこのような状態に固定されると、成形金型30と軸体51とで形成されるキャビティ38に成形材料を注入する時に軸体51の周囲に成形材料が充填されても軸体51が変動することもなく、また、成形材料の加熱時にも軸体51が変動することもないから、成形される弾性層52の軸線は成形金型30及び軸体51の軸線と一致する。その結果、固定治具1を用いると、振れ精度に優れた弾性層52を軸体51の外周面に成形することができる。
また、固定治具1は、成形金型30から突出した軸体51を固定し、所望により軸体51と成形金型30とを別々に固定するように、構成されているから、軸体51の軸線長さ、並びに、成形金型30の軸線長さ及び外径等にかかわらず、使用することができる。
さらに、固定治具1は、成形金型30から突出した軸体51を固定し、所望により軸体51と成形金型30とを別々に固定するように、構成されているから、軸体51を成形金型30内で固定するための特別な機構も、特別な加工等も必要なく、また、軸体51の軸線長さ及び外径に応じて成形金型30の寸法等を変更する必要もなく、成形金型30の小型化及び簡素化を図ることができる。
次に、この発明に係る固定治具の別の一実施例として、例えば、図12に示される固定治具7が挙げられる。図12に示されるように、固定治具7は、支柱6と、支柱6に連結された装着板90に昇降装置91を介して装着された第1の挟持部材100と、支柱6が立設された基盤92に固定された第2の挟持部材101とを備えている。そして、後述するように、第1の挟持部材100は、成形金型30の両端部をその軸線方向から押圧して成形金型30を挟持する金型挟持手段と、この金型挟持手段の内部に成形金型30より突出した軸体51の両端部をその軸線方向から押圧して、軸体51を挟持する軸体挟持手段とを備え、同様に、第2の挟持部材101は、成形金型30の両端部をその軸線方向から押圧して成形金型30を挟持する金型挟持手段と、この金型挟持手段の内部に成形金型30より突出した軸体51の両端部をその軸線方向から押圧して、軸体51を挟持する軸体挟持手段とを備えている。この固定治具7に固定される軸体51及び成形金型30は、前記した通りである。
前記固定治具7の支柱6は、第1の挟持部材100及び第2の挟持部材101、並びに、これらに固定された軸体51及び成形金型30を支持する。図12に示されるように、この支柱6は好ましくは垂直に基盤92に設置され、その材料は特に限定されない。
図13及び図14に示されるように、第1の挟持部材100は、軸体51と成形金型30とを一挙に固定するように構成されており、金型挟持手段の内部に軸体挟持手段が収納されている。具体的には、成形金型30の両端部をその軸線方向から押圧して成形金型30を挟持する金型挟持手段である第1の金型挟持部材110は、筒状金型31の外径よりも大きな径及び底面から半径方向に突出する鍔部112を有する筒状体をなし、その上面から底面に向かって径が順次小さくなる錐台状の切欠凹部111と、鍔部112及び切欠凹部111を貫通し、内部に後述する第1の軸体挟持部材120を収納する貫通孔113とを有している。この切欠凹部111は、筒状体の中心方向に向かって径が減少するテーパ状の周側面で形成された錐状凹部である。また、貫通孔113は、切欠凹部111の近傍でその内径が縮小した、第1の軸体挟持部材120が筒状体から飛び出すことを規制する飛出規制部114を有している。そして、第1の金型挟持部材110における切欠凹部111は、錐状凹部の周側面が面取り部となっているから、その周側面、すなわち、面取り部で筒状金型31の端部に当接して、筒状金型31を介して成形金型30をその軸線方向に押圧し、成形金型30を固定する。この切欠凹部111における周側面の開き角(すなわち、錐台状凹部の中心角)は、前記第1の金型挟持部材22と同様であり、好ましくは45〜135°、特に好ましくは75〜115°に調整され、図13及び図14に示される切欠凹部111は90°の中心角を有する円錐状の切欠凹部とされている。このように第1の金型挟持部材110が切欠凹部111を有すると、前記第1の金型挟持部材22と同様にして、成形金型30を所定の位置及び状態に固定することができる。第1の金型挟持部材110は、例えば、粉末合金、切削工具用超硬材、焼入れ鋼等の超硬金属等で作製される。
図13及び図14に示されるように、第1の金型挟持部材110の内部に収納される軸体挟持手段である第1の軸体挟持部材120は、軸体51の外径よりも大きな径と、外径が拡径し、前記第1の金型挟持部材110における飛出規制部114と係止する底部121を有する筒状体をなし、その上面から底部121に向かって径が順次小さくなる錐状の切欠凹部122を有している。すなわち、この切欠凹部122は、筒状体の上面から底部121に向かって一点に集中するテーパ状の周側面で形成された錐状凹部である。このように、第1の軸体挟持部材110における切欠凹部122は、錐状凹部の周側面が面取り部となっているから、その周側面、すなわち、面取り部が軸体51の端部に当接して、軸体51をその軸線方向に押圧し、軸体51を固定する。この切欠凹部122における周側面の開き角(すなわち、錐状凹部の中心角)θは、前記第1の軸体挟持部材12と同様であり、好ましくは45〜135°、特に好ましくは75〜105°に調整され、図13及び図14に示される切欠凹部122は90°の中心角を有する円錐状の切欠凹部とされている。第1の軸体挟持部材120が切欠凹部122を有すると、前記第1の軸体挟持部材12と同様にして、軸体51を所定の位置及び状態に固定することができる。第1の軸体挟持部材120は、例えば、粉末合金、切削工具用超硬材、焼入れ鋼等の超硬金属等で作製される。
図13及び図14に示されるように、第1の軸体挟持部材120は、第1の金型挟持部材110における貫通孔113の内部に挿入され、次いで、第1の軸体挟持部材120を第1の金型挟持部材110における飛出規制部114側に付勢する付勢部材102が挿入され、閉塞部材115で貫通孔113が閉塞されることによって、第1の金型挟持部材110内に収納されている。そして、第1の軸体挟持部材120の軸線は第1の金型挟持部材110の軸線と一致している。付勢部材102は、例えば、各種スプリング、ゴム等の弾性部材等が挙げられ、この例では弦巻バネが用いられている。このように、第1の挟持部材100は、第1の金型挟持部材110と第1の軸体挟持部材120とを備えることにより、一部材で、軸体51と成形金型30とを独立に固定することができる。
図12に示されるように、このように構成された第1の挟持部材100は、昇降装置91を介して装着板90に取付けられている。この昇降装置91(図12には、昇降装置91の一部のみが示されている。)は第1の挟持部材100をその軸線方向、すなわち、後述する第2の挟持部材101側に前後進可能な構造を有していればよく、このような構造として、例えば、油圧ピストン、ネジ構造等が挙げられる。昇降装置91によって、第1の挟持部材100は、前記方向に前後進(図12においては上下方向)可能にスライドする。装着板90は支柱6に水平に接続され、昇降装置91を装着することができればよい。第1の挟持部材100は、第1の金型挟持部材110における切欠凹部111及び第1の軸体挟持部材120における切欠凹部122が後述する第2の挟持部材101側に位置し、かつ、第1の挟持部材100と第2の挟持部材101との軸線が一致するように、装着板90に取付けられている。
図15及び図16に示されるように、第2の挟持部材101は、軸体51と成形金型30とを一挙に固定するように構成されており、金型挟持手段の内部に軸体挟持手段が収納されている。具体的には、成形金型30の両端部をその軸線方向から押圧して成形金型30を挟持する金型挟持手段である第2の金型挟持部材130は、飛出規制部114が形成されていない以外は、第1の金型挟持部材110と基本的に同様に構成されている。すなわち、第2の金型挟持部材130は、筒状金型31の外径よりも大きな径及び底面から半径方向に突出する鍔部112を有する筒状体をなし、その上面から底面に向かって径が順次小さくなる錐状の切欠凹部111と、鍔部112及び切欠凹部111を貫通する貫通孔131とを有している。第2の金型挟持部材130が切欠凹部111を有すると、前記第2の金型挟持部材23と同様にして、成形金型30を所定の位置及び状態に固定することができる。
図15及び図16に示されるように、第2の金型挟持部材130の内部に収納される軸体挟持手段である第2の軸体挟持部材140は、拡径した底部121が形成されていない以外は、第1の軸体挟持部材120と基本的に同様に構成されている。すなわち、第2の軸体挟持部材140は、軸体51の外径よりも大きな径を有する筒状体をなし、その上面から下面に向かって径が順次小さくなる錐状の切欠凹部122を有している。第2の軸体挟持部材140が切欠凹部122を有すると、前記第2の軸体挟持部材13と同様にして、軸体51を所定の位置及び状態に固定することができる。
図15及び図16に示されるように、第2の軸体挟持部材140は、第2の金型挟持部材130における貫通孔131の内部に挿入され、次いで、第2の軸体挟持部材140における軸線方向の位置を調整可能な位置調整部材103が挿入されることによって、第2の金型挟持部材130内に収納されている。そして、第2の軸体挟持部材140における軸線は第2の金型挟持部材130における軸線と一致している。位置調整部材103は、例えば、貫通孔131に形成された溝と螺合する凸部を有するネジ部材等が挙げられる。このように、第2の挟持部材101は、第2の金型挟持部材130と第2の軸体挟持部材140とを備えることにより、一部材で、軸体51と成形金型30とを独立に固定することができる。
図12に示されるように、第2の挟持部材101は、基盤92に固定されている。したがって、第2の挟持部材101における第2の金型挟持部材130は不動であり、第2の軸体挟持部材140が前記位置調整部材103によって、その軸線方向に前後進(図12においては上下方向)可能に可動する。この保持治具7において、位置調整部材103による第2の軸体挟持部材140の調整は基盤92の下部から行う。第2の挟持部材101は、第2の金型挟持部材130における切欠凹部111及び第2の軸体挟持部材140における切欠凹部122が第1の挟持部材100側に位置し、かつ、第1の挟持部材100と第2の挟持部材101との軸線が一致するように、基盤92に取付けられている。
固定治具7によれば、第1の挟持部材100と第2の挟持部材101とが同一の軸線を共有し、すなわち、第1の金型挟持部材110、第1の軸体挟持部材120、第2の金型挟持部材130及び第2の軸体挟持部材140が同一の軸線を共有して配置されているから、第1の金型挟持部材110及び第2の金型挟持部材130に挟持された成形金型30と、第1の軸体挟持部材120及び第2の軸体挟持部材140に挟持された軸体51とはそれぞれ、センタリングされ、例えば、図17に示されるように、それらの軸線同士が互いに一致した状態、すなわち、それらが同一の軸線Cを有する状態に、固定される。
次に、この固定治具7の使用方法及び作用等について、説明する。この固定治具7を使用するにあたって、まず、前記したようにして、図4に示されるように、成形金型30と軸体51とを組み立てる。
次いで、このようにして組み立てた、軸体51の両端部が突出した成形金型30における軸体51及び筒状金型31をそれぞれ、第2の軸体挟持部材140における切欠凹部122及び第2の金型挟持部材130における切欠凹部111内に配置し、位置調整部材103によって、第2の軸体挟持部材140の位置を調整して、軸体51と第2の軸体挟持部材140とを当接させ、かつ、筒状金型31と第2の金型挟持部材130とを当接させる。この当接状態を維持したまま、成形金型30を略垂直に立てて、昇降装置91を操作し、第1の挟持部材100を第2の挟持部材101側に移動(降下)させる。第1の挟持部材100の移動を続けると、軸体51の自由端に第1の軸体挟持部材120における切欠凹部122が当接し、第1の軸体挟持部材120は、第2の軸体挟持部材140と共に軸体51を固定し、移動が止まる。このように軸体51を挟持すると、図17に示されるように、第1の軸体挟持部材120と第2の軸体挟持部材140とはそれらの軸線が一致しているから、軸体51がセンタリングされた垂直状態に固定される。続いて、第1の挟持部材100の移動を続けると、第1の軸体挟持部材120は第1の金型挟持部材110に対して相対的に逆方向に移動し、第1の金型挟持部材110が引き続き第2の挟持部材101側に移動する。そうすると、筒状金型31の自由端が第1の金型挟持部材110における切欠凹部111に当接して、第1の金型挟持部材110と第2の金型挟持部材130とで成形金型30が固定される。このように成形金型30を挟持すると、図17に示されるように、第1の金型挟持部材110と第2の金型挟持部材130とはそれらの軸線が一致しているから、成形金型30がセンタリングされた垂直状態に固定される。さらに、第1の挟持部材100と第2の挟持部材101とはそれらの中心が一直線上に配置されているから、垂直状態にセンタリングされた成形金型30及び軸体51は、それらの軸線同士が互いに一致した状態に固定される。
そして、少なくとも軸体51が、所望により軸体51及び成形金型30がこのような状態に固定されると、キャビティ内に注入された成形材料を加熱する時にも軸体51及び成形金型30が共に変動することがないから、成形される弾性層52の軸線は成形金型30及び軸体51の軸線と一致する。その結果、固定治具7を用いると、振れ精度に優れた弾性層52を軸体51の外周面に成形することができる。
また、固定治具7は、成形金型30から突出した軸体51を固定し、所望により軸体51と成形金型30とを別々に固定するように、構成されているから、軸体51の軸線長さ、並びに、成形金型30の軸線長さ及び外径等にかかわらず、使用することができる。
さらに、固定治具7は、単一の部材で、成形金型30及び軸体51とを別々に固定するように、構成されているから、軸体51の両端部が突出した状態に組み立てた成形金型30を固定治具7に所望の状態に容易に固定することができる。
この発明に係る固定治具は、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、この発明に金型固定手段は、成形金型における筒状金型を固定することにより、成形金型を固定する金型固定手段であっても、成形金型における端部金型を固定することにより、成形金型を固定する金型固定手段であってもよい。
また、筒状金型31の両端開口部を閉塞する端部金型は、図6に示される端部金型40であってもよい。この端部金型40は、周方向に張り出した薄肉の鍔部42、すなわち、フランジ42を周縁に有する円盤体であり、その略中心に、軸体51の端部近傍が貫通する貫通孔41を有し、また、円盤体の中心から一定距離の円周上に等間隔で4個のベント43を有している。そして、端部金型40の鍔部42は、その外側周縁部45(図6においてその一部を破線で示す。)が面取り加工された鍔部42を有し、C面又はR面の面取り部44が形成されている以外は、基本的に、前記第1の端部金型32と同様に形成されている。例えば、端部金型40は、鍔部42の外径が筒状金型31の外径と一致し、鍔部42おける直径方向の長さが筒状金型31の厚さと一致するように、形成されている。この端部金型40を備えた成形金型39を前記のようにして例えば固定治具1に固定させると、図7に示されるように、端部金型40における鍔部42の面取り部44全体が、例えば、第1の金型挟持部材22における切欠凹部26の周壁面に当接するから、成形金型39のセンタリング効果がより一層高く、成形金型39が高度に安定した垂直状態に固定される。なお、この端部金型40を備えた成形金型39は前記固定治具7に固定させることもできる。
また、前記固定治具1における第2の金型挟持部材23は、支柱5に装着部材21を介して直接装着されているが、第4のスライド部材を介して支柱5に装着されていてもよい。
さらに、前記固定治具7においては、第1の挟持部材100と第2の挟持部材101とを備えているが、この発明においては、異なる挟持部材を備えている必要はなく、同一の挟持部材を備えていてもよい。
次に、この発明に係る注型装置の一実施例として、例えば、図9に示される注型装置2が挙げられる。この注型装置2は、図9に示されるように、この発明に係る固定治具1と、固定治具1における金型挟持手段20で固定された成形金型内に成形材料を注入する注入機60とを備えている。注入機60の注入ノズル61は、金型挟持手段20における第2の金型挟持部23の下方に配置され、固定治具1の軸線方向に前後進可能に注入機本体62に連結されている。注入ノズル61は、固定治具1の軸線方向に前後進(図9において上下方向)して、第2の金型挟持部23の貫通孔29を貫通するように、形成されている。成形材料の注入時には、注入ノズル61は、第2の金型挟持部23の貫通孔29を貫通した状態で、第2の金型挟持部23で固定されている第2の端部金型33のスプルー37に接続して、成形金型30と軸体51とで形成されたキャビティ38に成形材料を注入する。注入機本体62は、注入ノズル61を前後進可能にする駆動手段と成形材料を貯留する貯留槽と成形材料の注入量及び注入圧力等を制御する制御手段とを備えている。この注型装置2において、注型機60は注入装置に通常使用される注型機を採用することができる。
この注型装置2は、この発明に係る固定治具1を備えているから、少なくとも軸体51が、所望により軸体51及び成形金型30が前記した状態に固定され、その結果、成形材料をキャビティ38に注入する時に軸体51の周囲に成形材料が充填されても、少なくとも軸体51が変動することがなく、又は軸体51及び成形金型30が変動することもない。それ故、この注型装置2によれば、振れが防止された弾性層52を軸体51の外周面に形成することができるように、成形材料をキャビティ38に注入することができる。
次に、この発明に係る成形装置の一実施例として、例えば、図10に示される成形装置3が挙げられる。この成形装置3は、図10に示されるように、この発明に係る固定治具1と、固定治具1における金型挟持手段20で固定された成形金型内に成形材料を注入する注入機60と、固定治具1における金型挟持手段20に固定される成形金型を囲繞する位置に設置された加熱手段70とを備えている。注入機60は前記した通りである。加熱手段70は、金型挟持手段20に固定される成形金型を囲繞するオーブン、電熱器等、金型挟持手段20に固定される成形金型を被覆するヒーター等の成形装置に通常使用される加熱手段を採用することができる。
この成形装置3は、この発明に係る固定治具1を備えているから、少なくとも軸体51が、所望により軸体51及び成形金型30が前記した状態に固定され、その結果、成形材料が注入された成形金型を加熱しても、少なくとも軸体51が変動することがなく、又は軸体51及び成形金型30が変動することもない。それ故、この成形装置3によれば、振れが防止された弾性層52を軸体51の外周面に形成することができる。
この発明に係る成形装置の別の一実施例として、例えば、図18に示される成形装置8が挙げられる。この成形装置8は、図18に示されるように、この発明に係る固定治具7と、固定治具7に固定される成形金型を囲繞する位置に設置された加熱手段70とを備えている。加熱手段70は前記した通りである。この成形装置8は、この発明に係る固定治具7を備えているから、軸体51及び成形金型30が前記した状態に固定され、その結果、成形材料が注入された成形金型30を加熱しても、軸体51及び成形金型30が変動することもない。それ故、この成形装置8によれば、振れが防止された弾性層52を軸体51の外周面に形成することができる。
ここで、弾性層の振れについて説明する。弾性層の振れは、弾性層の円周方向における厚さの均一性、すなわち、厚さの振れ(以下、単に、振れと称することがある。)を示す精度である。弾性層の振れは、弾性層52の中心点52Cと軸体51の中心点51Cとの距離に影響される。例えば、図19(a)に示されるように、ローラ50Cは、その弾性層52Bが、軸線方向において、軸体51の軸線51Cとその軸線とがずれて軸体51の外周面に形成され、ローラ50CのA−A線における断面が図19(b)に示されている。図19を参照すると、弾性層52Bの振れは、弾性層52Bの最大厚さ(tmax)と最小厚さ(tmin)との差(tmax−tmin)、換言すると、軸体51の中心点51Cから弾性層52Bの外周面までの最長距離L2と最短距離L1との差(L2−L1)として、算出される。
すなわち、弾性層52の振れは、少なくとも、弾性層52における中央部と両端部近傍との3点における、弾性層52の最大厚さ(tmax)と最小厚さ(tmin)との差(tmax−tmin)を示した値であり、より具体的には、各測定点において、式(tmax−tmin)(mm)で算出される。又は、少なくとも、弾性層52における中央部と両端部近傍との3点における、軸体51の中心点51Cから弾性層52の外周面までの最長距離L2と最短距離L1との差(L2−L1)を示した値であり、より具体的には、各測定点において、式(L2−L1)(mm)で算出される。ここで、弾性層52の振れは、ローラ50Cを軸体51の中心軸を中心として回転させながら、レーザー測長機により、各測定点における、弾性層52の厚さ、又は、軸体51の中心点から弾性層52の外周面までの距離を測定し、測定された最大厚さと最小厚さとから、又は、測定された最長距離と最短距離とから、前記式により算出することができる。
この発明に係る固定治具を用いて軸体の外周面に弾性層を形成すると、弾性層の振れは、通常、0.05mm以下の範囲内に調整される。
この発明に係る製造方法に使用される成形材料は、液状の熱硬化性樹脂又は液状の熱可塑性樹脂であればよく、例えば、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム(エチレンプロピレンジエンゴムを含む。)、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等の液状ゴムが挙げられる。
ゴム組成物は、ゴムに加えて、通常、ゴム組成物に含有される各種添加剤を含有していてもよく、各種添加剤としては、例えば、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、導電性付与剤、分散剤、発泡剤、老化防止剤、酸化防止剤、充填材、顔料、着色剤、加工助剤、軟化剤、可塑剤、乳化剤、硬化剤、耐熱性向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、熱伝導性向上剤、離型剤、溶剤等が挙げられる。これらの各種添加剤は、通常用いられる添加剤であってもよく、用途に応じて特別に用いられる添加剤であってもよい。
ゴム組成物は、成形金型1に容易にかつ均質に注入することができる点で、例えば、25℃において、5〜500Pa・sの粘度を有しているのがよく、10〜200Pa・sの粘度を有しているのが特によい。
このようなゴム組成物として、具体的には、例えば、(A)一分子中にケイ素原子と結合するアルケニル基を少なくとも2個含有するオルガノポリシロキサンと、(B)一分子中にケイ素原子と結合する水素原子を少なくとも2個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、(C)平均粒径が1〜30μmで、嵩密度が0.1〜0.5g/cm3である無機質充填材と、(D)導電性付与剤と、(E)付加反応触媒とを含有する付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物等が挙げられる。