JPH07100961A - 軸一体型樹脂製ローラー - Google Patents

軸一体型樹脂製ローラー

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JPH07100961A
JPH07100961A JP27292093A JP27292093A JPH07100961A JP H07100961 A JPH07100961 A JP H07100961A JP 27292093 A JP27292093 A JP 27292093A JP 27292093 A JP27292093 A JP 27292093A JP H07100961 A JPH07100961 A JP H07100961A
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JP
Japan
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shaft
roller
resin
hollow
diameter
Prior art date
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Withdrawn
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JP27292093A
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English (en)
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Kimihiro Kubo
公弘 久保
Masaaki Kondo
正昭 近藤
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1703Introducing an auxiliary fluid into the mould
    • B29C45/1704Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
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    • B29C45/1704Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles
    • B29C2045/1728Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles injecting fluid from an end of the mould cavity and in the longitudinal direction thereof

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 寸法精度のよい軸一体型樹脂製ローラーを生
産性よく製造できるようにすることを目的とする。 【構成】 中空射出成形法による中空部3を有し、しか
もローラー部1の直径(R)と軸部2の直径(r)の比
(R/r)が1.0〜4.0の一体成形品とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、軸一体型樹脂製ローラ
ーに関する。更に詳しくは、当該ローラーの寸法精度の
向上に関する。
【0002】
【従来の技術】ローラーは、自動車、一般機械、精密機
械、電気・電子機器等の各分野における機構部品として
幅広く用いられている。そして、樹脂が成形性に富み、
軽量で、しかも錆びないという理由から、樹脂製のロー
ラーの利用が拡大してきている。
【0003】ローラーとしては、軸一体型のものが汎用
されており、従来、この軸一体型で樹脂製のローラー
は、軸に金属シャフトを用いたインサート成形、もしく
は樹脂の丸棒等からの切削加工により製造されている。
【0004】上記前者は、ローラー部と軸部を共に樹脂
で一体成形したのでは、成形時の樹脂の収縮によるひけ
が大きくなって寸法精度(円筒度)が悪化することか
ら、軸部を金属シャフトとし、ローラー部である樹脂部
の肉厚が小さくなるようにして、ひけを押えているもの
である。
【0005】また、上記後者は、切削加工によるため、
前者のようなひけの問題を考慮することなく寸法精度の
高い軸一体型樹脂製ローラが得られる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記前
者であるインサート成形では、インサート成形時に金属
シャフトを金型にセットするための手間がかかり、また
上記後者である切削加工では、周囲を少しずつ切削して
行かなければならないので、いずれも生産性に劣る問題
がある。
【0007】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、寸法精度のよい軸一体型樹脂製ローラーを
生産性よく製造できるようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】このために本発
明では、図1に示されるように、ローラー部1の直径
(R)と軸部2の直径(r)の比(R/r)が1.0〜
4.0で、内部に中空部3を有する一体成形品の軸一体
型樹脂製ローラとしているものである。
【0009】本発明における軸部2とは、ローラー部1
が作動する時に、その回転が安定するよう、例えば軸受
部品等の他部品に支持される部分である。
【0010】本発明では、ローラー部1の直径(R)と
軸部2の直径(r)の比(R/r)が1.0〜4.0で
あることが必要で、好ましくは1.0〜3.0である。
この比が大きくなり過ぎると、成形品の形状と中空部3
の形状の差が大きくなる結果、肉厚変動が大きくなっ
て、中空部3を形成したことによるひけ防止が不十分と
なって、寸法精度が悪化する。
【0011】本発明における中空部3は、成形品内に中
空部を生じさせる成形方法によって形成されるもので、
この中空部3は巣(ボイド)や発泡剤による気泡とは相
違するものである。
【0012】成形品内に中空部3を発生させる成形方法
はどのようなものでもよいが、接合部を残すことなく1
回の射出で成形でき、しかもバリの発生が少ないことか
ら、中空射出成形法が好ましい。
【0013】上記中空射出成形法とは、射出成形におい
て、射出した金型キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体
を圧入し、必要な保圧及び冷却後、圧入した加圧流体を
排出することで中空成形品を成形する方法である。
【0014】加圧流体としては、常温常圧でガス状又は
液状のもので、射出成形の温度及び圧力下で、成形に用
いる溶融樹脂と反応又は相溶しないものが使用される。
例えば窒素、炭酸ガス、空気、ヘリウム、グリセリン、
流動パラフィン等であるが、通常ガスが使用され、特に
窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン等の不活性ガスが好
ましい。
【0015】以下、加圧ガスを用いる場合を例に更に説
明する。
【0016】加圧流体として加圧ガスを用いる中空射出
成形は、通常の射出成形機とガス圧入装置の組み合わせ
によって行われる。
【0017】ガス圧入装置は、金型キャビティ内の溶融
樹脂中に加圧ガスを圧入するためのもので、金型キャビ
ティ内の溶融樹脂中に、配管を通して加圧ガスを圧入
し、設定時間このガス圧を保持(保圧)する装置であ
る。
【0018】ガス圧入装置は、予め高圧に圧縮してアキ
ュームレーターに蓄えた加圧ガスを、加圧ガス圧入時に
金型キャビティ内の溶融樹脂中に供給する方式のもので
も、加圧ガス圧入時に、ガスをポンプで金型キャビティ
内の溶融樹脂中に送り込んで加圧して行く方式のもので
もよい。
【0019】加圧ガスの圧入は、射出ノズルに内蔵させ
たガスノズルや金型に設けたガスノズルを介して行うこ
とができる。また、加圧ガスの圧入は、金型キャビティ
に対して直接行う他、スプルーやランナーに対して行っ
てもよい。スプルーやランナーに圧入された加圧ガス
は、ゲートを介して金型キャビティ内の溶融樹脂中へと
圧入されることになる。
【0020】加圧ガス圧入のタイミングは、金型キャビ
ティを満たすに充分な量の溶融樹脂を射出(フルショッ
ト)した後、もしくは、金型キャビティを満たすに足り
ない量の溶融樹脂を射出(ショートショット)した後の
いずれでもよい。特にショートショットの場合、一部の
溶融樹脂の射出後、残りの溶融樹脂の射出と共に加圧ガ
スの圧入を行うこともできる。
【0021】フルショットの場合、樹脂の冷却による収
縮につれて、その収縮量に応じて加圧ガスが圧入される
ことになる。また、ショートショットの場合、溶融樹脂
の未充填容積と樹脂の収縮量に応じた加圧ガスが圧入さ
れることになる。
【0022】即ち、この中空射出成形によると、樹脂の
収縮量に応じて加圧ガスが圧入されることで、収縮によ
るひけの発生が抑えられ、寸法精度が向上する。
【0023】加圧ガスの圧入によって形成される中空部
3の大きさは、中空率が10〜70%となる大きさであ
ることが好ましく、更に好ましくは中空率が20〜60
%となる大きさである。中空率が低過ぎると、樹脂の収
縮抑制が不十分となって、寸法精度が損なわれやすい。
また、中空率を大きくし過ぎると、成形品の形状と中空
部3の形状の差が大きくなる結果、肉厚変動が大きくな
って、中空部3を形成したことによるひけ防止が不十分
となって、寸法精度が悪化する。
【0024】尚、中空率とは次式によって定義される。
【0025】中空率(%)={(V×ρ−M)/(V×
ρ)}×100
【0026】但し、上記式において、Vは得られた中空
の成形品の見掛け上の体積、ρは使用樹脂の比重、Mは
得られた中空の成形品の質量である。
【0027】上述のように、本発明では、成形品の形状
と中空部3の形状ができるだけ相似形で、かつ比較的中
空率が大いことが好ましい。このような成形品の成形を
容易にする上で、金型キャビティに溶融樹脂を射出して
から、一方の軸部2の端面部分から加圧ガスを圧入する
と共に、他方の軸部2の端面部分から、金型キャビティ
内の余剰の溶融樹脂もしくは余剰の溶融樹脂と余剰の加
圧ガスを金型キャビティ外へ流出させることが好まし
い。
【0028】上記成形は、一方の軸部2の端面部分にガ
スノズルを開口させ、他方の軸部2の端面部分に、金型
キャビティ内で余剰となって押し出される溶融樹脂もし
くは溶融樹脂と加圧流体を受け入れる副キャビティを接
続しておくことで容易に行うことができる。副キャビテ
ィとしては、例えば特開平3−121820号公報に記
載されているようなものが知られている。
【0029】図中、4は加圧流体の圧入によって形成さ
れた圧入孔であり、5は余剰の溶融樹脂と共に余剰の加
圧流体が金型キャビティ外(副キャビティ)へ押し出さ
れることで形成された流出孔である。
【0030】上述の中空射出成形法は、熱硬化性樹脂に
対しても適用可能で、本発明に係る軸一体型ローラーを
熱硬化性樹脂で構成することも可能であるが、本発明に
係る軸一体型ローラーを構成する樹脂は通常熱可塑性樹
脂である。
【0031】熱可塑性樹脂としては、通常の射出成形が
可能なものであればよく、例えばポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリスチレン、ABS樹脂、ポリ塩化ビニ
ル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネイト、
変性ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンス
ルフィド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテ
ルイミド、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエー
テルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポ
リマー、ポリテトラフルオロエチレン、熱可塑性エラス
トマー等が挙げられる。
【0032】特にポリアセタール樹脂及びポリアミド樹
脂は耐熱性が高く、機械的物性にも優れ、更には摺動性
にも優れるため、ローラー用の樹脂として汎用されてお
り、本発明においても好適に用いられる。
【0033】本発明では、内部に中空部3を有するの
で、耐熱性、機械的強度等をアップする目的で、必要に
応じて無機及び/又は有機の充填材を樹脂に配合するこ
とができる。
【0034】好適な充填材としては、ガラス繊維、炭素
繊維、金属繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウム、ア
スベスト、炭化ケイ素、セラミック、窒化ケイ素、硫酸
バリウム、硫酸カルシウム、カオリン、クレー、パイロ
フィライト、ベントナイト、セリサイト、ゼオライト、
マイカ、雲母、ネフェリンシナイト、タルク、アタルパ
ルジャイト、ウオラストナイト、PMF、フェライト、
ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、ドロマイト、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化マグネシ
ウム、酸化鉄、二硫化モリブテン、黒鉛、石こう、ガラ
スビーズ、ガラスパウダー、ガラスバルーン、石英、石
英ガラス等の強化充填材を挙げることができる。これら
は中空であってもよく、2種以上を併用することもで
き、必要により、シラン系、チタン系等のカップリング
剤で予備処理して使用することができる。
【0035】
【実施例】
実施例1〜10 全長200mm(ローラー部160mm、両端の軸部各
20mm)で、ローラー部の直径が10、15、20、
30、40mmの5種類、軸部の直径が10mmの軸一
体型ローラーを作製した。
【0036】樹脂としては、ポリアセタール樹脂コポリ
マー(旭化成工業社製「テナック−C4520」:PO
M)もしくはポリアミド樹脂(旭化成工業社製「レオナ
1300S」:PA)を用い、金型温度はいずれも80
℃、シリンダー設定温度は各々200℃、290℃で中
空射出成形を行った。また、樹脂の計量値を変えること
で中空率を変化させた。
【0037】樹脂中に圧入する加圧ガスには窒素ガスを
用い、ガスノズルはシリンダーの射出ノズル内に設け
た。このときシリンダーへの加圧ガスの侵入(金型と反
対方向への侵入)を防止する目的でガスノズルのスクリ
ュー側(ホッパー側)にシャットオフ弁を設けた。
【0038】ガス圧入装置に窒素ガスを導入し、100
kg/cm2 に昇圧してアキュームレーターに蓄え、溶
融樹脂射出後に配管を通して溶融樹脂中に圧入した。加
圧ガスは、射出ノズルからスプルー、ランナーを通っ
て、軸一体型ローラーを成形する金型キャビティ中に導
入された。
【0039】このときの条件は、ガス圧入遅延時間(溶
融樹脂の射出後、加圧ガスを圧入するまでの時間)を
1.0秒、ガス圧入時間(加圧ガス圧入を行う時間)を
5秒、圧力保持時間(加圧ガスの圧入を止め、ガス系を
閉じた状態で保持する時間とガス圧入時間を加えた時
間)を50秒とした。型開きは圧力保持時間終了から5
秒後に行い、成形品を取り出した。
【0040】また、いずれの場合もゲートは一方の軸部
端面部に位置させ、このゲートとは反対側の軸部端面部
に副キャビティを接続して成形を行った。
【0041】得られた軸一体型ローラーのローラー部の
中央部、端部(樹脂の入口側)の平均直径を測定した。
中央部と端部の直径差が小さいほど寸法精度に優れ、正
確に作動するローラーといえる。
【0042】得られた結果を表1及び表2に示す。
【0043】比較例1〜5及び7 実施例1〜7で用いた金型(ローラー部の直径が10、
15、20mmの3種類)を用い、加圧ガスの圧入は行
わず、溶融樹脂の射出、樹脂保圧、冷却といった通常の
射出成形で成形を行った。尚、通常の射出成形であるの
で、副キャビティは使用しなかった。
【0044】シリンダーの設定温度、金型温度等は実施
例と同じで、樹脂保圧は800kg/cm2 、保圧時間
は51秒、冷却時間は5秒とし、実施例とサイクル時間
が同じになるよう設定した。
【0045】得られた結果を表1及び表2に示す。
【0046】比較例6 ローラー部の直径を50mmとした以外は実施例と同様
にして成形を行った。
【0047】得られた結果を表2に示す。
【0048】
【表1】
【0049】
【表2】
【0050】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係る軸一体
型樹脂製ローラーは、ローラー部の中央部と端部の直径
差が小さく、良好な寸法精度を有し、ローラーとして優
れた形状を有するものである。また、中空射出成形法で
容易に成形できるので、製造効率の良い生産性に優れた
ものである。
【0051】従って、自動車、一般機械、精密機械、電
気・電子機器等の各分野の機構部品、例えばファクシミ
リやコピー等の紙送り部品等として有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る軸一体型樹脂製ローラーの一例を
示す断面図である。
【符号の説明】
1 ローラー部 2 軸部 3 中空部 4 圧入孔 5 流出孔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ローラー部の直径(R)と軸部の直径
    (r)の比(R/r)が1.0〜4.0で、内部に中空
    部を有する一体成形品であることを特徴とする軸一体型
    樹脂製ローラ。
  2. 【請求項2】 中空部が、中空射出成形法によって形成
    されたものであることを特徴とする請求項1の軸一体型
    樹脂製ローラー。
JP27292093A 1993-10-06 1993-10-06 軸一体型樹脂製ローラー Withdrawn JPH07100961A (ja)

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JP27292093A JPH07100961A (ja) 1993-10-06 1993-10-06 軸一体型樹脂製ローラー

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JP27292093A JPH07100961A (ja) 1993-10-06 1993-10-06 軸一体型樹脂製ローラー

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JPH07100961A true JPH07100961A (ja) 1995-04-18

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ID=17520603

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011051032A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Taiheiyo Cement Corp ワイヤーソー用ローラー

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011051032A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Taiheiyo Cement Corp ワイヤーソー用ローラー

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Effective date: 20001226