JPH09323336A

JPH09323336A - 複合成形体およびその製造方法

Info

Publication number: JPH09323336A
Application number: JP14554696A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kamiyama; 幸一神山
Original assignee: Fujikura Rubber Ltd
Current assignee: Fujikura Composites Inc
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 1997-12-16

Abstract

(57)【要約】【課題】ゴム状弾性体によって埋設端部が確実に
被覆され、軸部の周面においてバリを有しない複合成形
体の提供。軸部の周面にバリを形成することなく、
ゴム状弾性体によって埋設端部が被覆された複合成形体
を製造することができる複合成形体の製造方法の提供。【解決手段】本発明の複合成形体は、軸部と、ゴ
ム状弾性体によって埋設端部が被覆されてなるフランジ
部と、軸部とフランジ部とを仕切る位置に形成された鍔
状薄片とを有する。本発明の製造方法は、軸部、埋
設端部、鍔状薄片からなる基材を、成形金型に配置して
型締めすることにより、埋設端部の表面および成形金型
の内表面により区画される成形空間を形成する工程Ｉ
と、成形空間と、軸部の表面および成形金型の内表面に
より区画される微小間隙との連通路を、前記鍔状薄片に
より封鎖した状態で、当該成形空間にゴム材料を圧入す
る工程IIとを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂、金属などか
らなる基材と、ゴム状弾性体とが複合化されてなる複合
成形体、および当該複合成形体を製造するための製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴム状弾性体により複合化された複合成
形製品の一例として、ゴム状弾性体で被覆された被覆ロ
ーラを回転軸の両端に設けたローラ製品が知られてい
る。このローラ製品を構成する他の構成材料としては、
金属（軟鉄，磁気ステンレス，アルミニウム，真鍮）、
セラミックなどの無機材料、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹
脂などの有機材料が使用される。

【０００３】図１は、斯かるローラ製品の製造方法の概
略を示す説明用断面図である。同図（１）において、９
１は合成樹脂からなる基材であり、この基材９１は、回
転軸９２と、回転軸９２の両端に形成された埋設端部９
３とにより構成されている。９４は、埋設端部９３の表
面をゴム状弾性体で被覆するための成形金型であり、こ
の成形金型９４は、分割面９５Ａを有する上型９５と、
分割面９６Ａを有する下型９６とにより構成されてい
る。

【０００４】このローラ製品を製造する方法としては、
先ず、下型９６の分割面９６Ａ上に基材９１を載置した
後、上型９５と下型９６との型締めを行う。これによ
り、分割面９５Ａ，９６Ａにより回転軸９２が挟持さ
れ、この状態において、埋設端部９３の表面と、成形金
型９４の内表面とにより成形空間９７が区画形成され
る。次に、圧入ゲート９８から成形空間９７にゴム材料
を圧入して加熱硬化させる。これにより、同図（２）〜
（３）に示すように、基材９１の一部（埋設端部９３の
表面）がゴム状弾性体９９によって被覆されたローラ製
品が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような製造方法においては、成形金型９４の分割面９５
Ａ，９６Ａに挟持される回転軸９２の表面が必ずしも良
好な平滑性を有するものではなく、通常０．０５〜０．
１ｍｍ程度の凹凸が存在する。また、上型９５と下型９
６との型締めが完全に行なわれるよう、成形金型９４に
おける回転軸９２の収容キャビティーは、通常、回転軸
９２よりも僅かに大きく設計されている。このため、回
転軸９２の表面と、成形金型９４の内表面（回転軸９２
の収容キャビティーを区画する内表面）との間には微小
な間隙（図示省略）が形成され、このような状態でゴム
材料の圧入操作を実施すると、成形空間９７に圧入され
たゴム材料の一部が、当該間隙に流入して硬化すること
により、回転軸９２の周面においてバリが形成される。
しかして、複合成形製品に形成されるバリは、材料ロ
ス、寸法誤差、外観不良の原因となり、また、バリを除
去する後処理を行う場合には、生産性の低下および製造
コストの上昇を招く。

【０００６】上記のような問題に対して、ローラ製品に
おけるバリの形成を防止するための成形方法として、下
記〔イ〕〜〔ロ〕に示すような方法が考えられる。〔イ〕図２（１）に示すように、埋設端部９３の端面９
３ａに、成形金型９４の内表面を面接触させることによ
り、微小間隙１００へのゴム材料の流入を防止する方法
（以下「ゼロタッチ法」ともいう）。〔ロ〕図２（２）に示すように、成形金型９４の内表面
に形成した面取部（９５Ｂ，９６Ｂ）を、埋設端部９３
の端縁９３ｂに圧接させることによって当該端縁９３ｂ
を圧潰し、これにより、微小間隙１００へのゴム材料の
流入を防止する方法（以下「端縁圧潰法」ともいう）。

【０００７】しかしながら、ゼロタッチ法および端縁圧
潰法では、埋設端部における軸側の端面（図２における
端面９３ａ）をゴム状弾性体によって被覆することがで
きないために、ローラ製品に要求される仕様を満足する
ことができない場合がある。

【０００８】また、ゼロタッチ法および端縁圧潰法によ
りローラ製品を製造する場合には、基材と当接される金
型表面が損傷を受けやすく、これを回避するためには、
硬質の鋼材（例えば焼入れされたダイス鋼）により構成
される精度の高い成形金型（例えば公差２／１００）を
使用することが必要となる。このため、高価な成形金型
を使用することに伴って製造コストの上昇を招くことに
なる。

【０００９】さらに、端縁圧潰法を採用する場合には、
硬質の鋼材よりなる成形金型を使用することによって
も、圧潰のストレスによる内表面の損傷・疲労を避ける
ことができず、このため、成形当初においてはバリのな
い好適な複合成形製品が得られる場合でも、成形加工を
繰り返すに従って、外観状態および寸法精度が経時的に
低下したり、バリが形成されたりするようになる。

【００１０】本発明は、以上のような事情に基いてなさ
れたものである。本発明の第１の目的は、ゴム状弾性体
によって埋設端部が確実に被覆され、軸部の周面におい
てバリを有しない複合成形体を提供することにある。本
発明の第２の目的は、通常の材質および通常の精度を有
する安価な成形金型を使用する場合であっても、軸部の
周面にバリを形成することなく、ゴム状弾性体によって
埋設端部が被覆された複合成形体を製造することができ
る複合成形体の製造方法を提供することにある。本発明
の第３の目的は、特殊な溝部などを有しない通常の成形
金型を使用する場合であっても、軸部の周面にバリを形
成することなく、ゴム状弾性体によって埋設端部が被覆
された複合成形体を製造することができる複合成形体の
製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の複合成形体は、
軸部（１）と、ゴム状弾性体によって埋設端部（２）が
被覆されてなるフランジ部（３）と、軸部（１）とフラ
ンジ部（３）とを仕切る位置に形成された鍔状薄片
（４）とを有してなることを特徴とする。

【００１２】本発明の複合成形体の製造方法は、下記の
工程Ｉおよび工程IIを含むことを特徴とする。

【００１３】〔工程Ｉ〕：軸部（１）、埋設端部
（２）、および可撓性を有する鍔状薄片（４）からなる
基材（５）を、上型（６）および下型（７）からなる成
形金型（８）に配置して型締めすることにより、埋設端
部（２）の表面および成形金型（８）の内表面により区
画される成形空間（９）を形成する工程。

【００１４】〔工程II〕：前記成形空間（９）と、軸部
（１）の表面および成形金型（８）の内表面により区画
される微小間隙（１０）とを連通する連通路を、前記鍔
状薄片（４）により封鎖した状態で、当該成形空間
（９）にゴム材料を圧入する工程。

【００１５】本発明の複合成形体の製造方法において
は、前記基材（５）が、熱可塑性樹脂により一体的に成
形されていることが好ましい。

【００１６】本発明の製造方法によれば、基材の一部を
構成する可撓性の鍔状薄片により、成形空間（埋設端部
の表面と成形金型の内表面とにより区画される成形空
間）と、微小間隙（軸部の表面と成形金型の内表面とに
より区画される微小間隙）との連通路が封鎖された状態
で、前記成形空間へのゴム材料の圧入が行われるので、
前記微小間隙にゴム材料が流入することはない。このよ
うに、鍔状薄片が、成形空間と微小間隙との間のいわば
隔壁として作用するので、埋設端部がゴム状弾性体によ
って確実に被覆されるとともに、軸部の周面にバリが形
成されることはない。しかも、鍔状薄片は、基材の一部
を構成するものであり、延いては複合成形体の一部を構
成するものとなるので、成形後においてこれを除去する
後処理を行う必要はない。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の製造方法について
詳細に説明する。〔基材〕：図３は、本発明の製造方法に使用される基材
の形状を示す説明図であり、（１）は正面図、（２）は
Ｘ−Ｘ断面図、（３）が部分拡大図（Ｙ部詳細図）であ
る。図３に示す基材５は、アイロン用のローラ製品を得
るための基材であり、軸部１と、軸部１の両端に設けた
埋設端部２，２’と、この埋設端部２，２’の端面２
１，２１’に対向するよう形成された鍔状薄片４，４と
により構成されている。

【００１８】基材５を構成する材料としては、金属、セ
ラミックなどの無機材料、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂
などの有機材料を挙げることができる。

【００１９】これらのうち、熱可塑性樹脂からなる基材
は、その成形加工が容易であることから好ましい。な
お、基材を構成する熱可塑性樹脂は、その融点（Ｔｍ）
または軟化点（Ｔｓｐ）が、ゴム材料の架橋温度よりも
高いことが必要とされる。斯かる観点から、基材の構成
材料として好適な熱可塑性樹脂としては、例えばナイロ
ン６（Ｔｍ＝２１５℃）、ナイロン６６（Ｔｍ＝２５５
℃）、ポリイミド、ポリフェニレンオキシド、ノリル、
ポリスルホン、ＴＰＸ、ポリアセタール、ポリカーボネ
ートなどの耐熱性樹脂が好ましいが、架橋条件を変更す
る（架橋温度を低下させる）ことによって、上記のもの
よりも融点・軟化点の低い熱可塑性樹脂（例えばＡＢ
Ｓ、ＰＥＴ）を使用することも可能である。

【００２０】基材５を構成する鍔状薄片４，４は、可撓
性を有するものとなるように、その材質および形状が規
定される。なお、この明細書において「可撓性を有す
る」とは、ゴム材料の注入圧力によって、鍔状薄片の外
端部分が軸方向（軸部の伸びる方向）に変位することが
可能であることをいうものとする。

【００２１】図３（３）に示すように、鍔状薄片４は、
外方に向かうに従って肉厚が減少するような形状（以下
「テーパー状」という）を有している。テーパー状の鍔
状薄片は、機械加工（研き出し）を行うことにより形成
することができるが、熱可塑性樹脂の射出成形により基
材を成形する場合には、鍔状薄片が自然にテーパー状と
なるので好ましい。

【００２２】図３（３）において、鍔状薄片４の肉厚
（最大肉厚）ｔは、例えば０．１〜０．５ｍｍ、幅ｗ
は、例えば１〜２ｍｍ、テーパー角θ〔ｔａｎ^-1（ｔ／
ｗ）〕は、例えば１〜１０°とされる。鍔状薄片４の肉
厚ｔが過大である場合には、可撓性が損なわれ、成形空
間と微小間隙との隔壁としての機能（封止力）を十分に
発現することができない。一方、鍔状薄片４の肉厚ｔが
過小である場合には、当該鍔状薄片４の強度が不足して
破損しやすくなる。

【００２３】〔工程Ｉ〕：本発明の製造方法は、成形金
型に基材を配置して型締めする工程Ｉを含むものであ
る。以下、この工程Ｉを具体的に説明する。図４（１）
は、上記の基材を成形金型内に配置して型締めした状態
を示す断面図であり、同図（２）は部分拡大図（Ｙ部詳
細図）である。図４（１）において、８は、埋設端部
２，２’の表面をゴム状弾性体で被覆するための成形金
型であり、この成形金型８は、分割面６Ａを有する上型
６と、分割面７Ａを有する下型７とにより構成されてい
る。１１，１１は、ゴム材料の圧入ゲートである。

【００２４】基材５は、これを構成する軸部１が分割面
６Ａ，７Ａによって挟持された状態で、成形金型８内に
配置されている。９，９は、埋設端部２，２の表面と、
成形金型８の内表面とにより区画される成形空間であ
る。

【００２５】図４（２）に示すように、成形金型８の分
割面７Ａと軸部１の表面との間には微小間隙１０が形成
されている。また、鍔状薄片４と内表面７Ｂとは完全に
接触しているものではない。従って、この状態（型締め
状態）においては、ゴム材料が圧入されるべき成形空間
９と、軸部１の周囲における微小間隙１０とが連通して
いる。

【００２６】〔工程II〕：本発明の製造方法は、成形空
間と微小間隙との間の連通路を、鍔状薄片により封鎖し
た状態で、当該成形空間にゴム材料を圧入する工程IIを
含む点に特徴を有するものである。以下、この工程IIを
具体的に説明する。

【００２７】図４（３）は、型締めにより形成された成
形空間にゴム材料を圧入した状態における部分拡大図
（Ｙ部詳細図）である。同図に示すように、成形空間９
へゴム材料１２の圧入を開始すると、当該ゴム材料１２
の注入圧力によって、可撓性の鍔状薄片４が、成形金型
８の内表面７Ｂに対して完全に接触し、これにより、成
形空間９と微小間隙１０との間の連通路が封鎖される。
ここに、ゴム材料１２の注入圧力としては、通常３０〜
２００ｋｇ／ｃｍ²とされ、好ましくは５０〜１００ｋ
ｇ／ｃｍ²とされる。そして、当該連通路が封鎖された
状態でゴム材料の圧入が継続されるので、成形空間９に
圧入されたゴム材料が微小間隙１０に流入することはな
い。

【００２８】成形空間９に圧入されるゴム材料として
は、例えばシリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴ
ム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴムなど特に限
定されるものではない。

【００２９】ゴム材料の圧入後、成形空間に圧入された
ゴム材料の加熱硬化（架橋）を行う。ここに、架橋条件
としては、ゴム材料の種類および架橋系によっても異な
るが、例えばシリコーンゴムの場合において、１６０〜
１７０℃で５〜１５分間とされる。

【００３０】以上のような工程Ｉおよび工程IIを含む本
発明の製造方法により、図５に示すような複合成形体
（埋設端部２，２’がゴム状弾性体１３によって被覆さ
れたフランジ部３，３’を有するローラ製品）が得られ
る。このようにして得られるローラ製品は、その製造過
程（工程II）において、ゴム材料１２が微小間隙１０に
流入されなかったので、軸部１の周面にバリを有するも
のとならない。また、成形空間９と微小間隙１０との間
の隔壁として作用した鍔状薄片４は、得られるローラ製
品の一部を構成するものとなる。従って、これを除去す
るような後処理を行う必要はない。

【００３１】なお、本発明の製造方法は、上記の実施の
形態に限定されるものでなく、下記に示すように種々の
変更が可能である。（１）本発明の製造方法により得られる複合成形体の形
状は、ローラ製品のような回転体に限定されるものでは
なく、軸部の横断面形状およびフランジ部の形状が多角
形のものであってもよい。（２）成形金型に基材を配置
して型締めする工程Ｉの段階（ゴム材料の圧入前）にお
いて、鍔状薄片と成形金型の内表面とが完全に接触して
いてもよい。（３）軸部および埋設端部と、鍔状薄片と
が異なる材料から構成された基材を使用してもよい。
（４）得られた複合成形体から鍔状薄片を除去する工程
を含んでいてもよい。

【００３２】

【実施例】

＜実施例＞図３に示したような基材（ナイロン６よりな
る射出成形体）を使用し、上記の実施の形態に準じて、
図５に示したようなローラ製品（シリコーンゴムによっ
て埋設端部が被覆されたフランジ部を有するローラ製
品）を１００個製造した。ここで、この実施例で使用し
た基材のサイズは下記のとおりであり、シリコーンゴム
の加熱硬化（架橋）条件は１７０℃で１０分間とした。

【００３３】〔基材のサイズ〕全長：３７ｍｍ軸部１の長さ（鍔状薄片４，４の離間距離）：２
７．４ｍｍ軸部１の直径：５．６ｍｍ埋設端部２，２’（円周部分）の直径：１１．６ｍ
ｍ埋設端部２，２’の厚さ：３ｍｍ鍔状薄片４の直径：１１．６ｍｍ鍔状薄片４の肉厚ｔ：０．１ｍｍ鍔状薄片４の幅ｗ：３ｍｍ

【００３４】以上のようにして製造されたローラ製品に
は、軸部の周面におけるバリの発生は認められなかっ
た。

【００３５】＜比較例＞鍔状薄片を有しない基材を使用
したこと以外は実施例と同様にしてローラ製品を製造し
たところ、得られたローラ製品には、軸部の周面全域に
わたってバリの付着が認められ、このバリを除去するこ
とは極めて困難であった。

【００３６】

【発明の効果】

（１）本発明の製造方法によれば、成形空間と微小間隙
との連通路が鍔状薄片により封鎖された状態で、前記成
形空間へのゴム材料の圧入が行われるので、前記微小間
隙にゴム材料が流入することはなく、従って、埋設端部
がゴム状弾性体によって確実に被覆されるとともに、軸
部の周面にバリが形成されることはない。しかも、成形
空間と微小間隙との間の隔壁として作用した鍔状薄片
は、複合成形体の一部を構成するものであるので、成形
後においてこれを除去する後処理を行う必要はなく、生
産効率の観点から極めて有利な方法である。

【００３７】（２）本発明の製造方法によれば、通常の
材質（例えば機械構造用炭素鋼であるＳ５０Ｃ）および
通常の精度（例えば公差１０／１００）を有する安価な
成形金型を使用する場合であっても、軸部の周面にバリ
を形成することなく、ゴム状弾性体によって埋設端部が
被覆された複合成形体を容易に製造することができる。

【００３８】（３）本発明の製造方法によれば、特殊な
溝部などを有しない通常の成形金型を使用する場合であ
っても、軸部の周面にバリを形成することなく、ゴム状
弾性体によって埋設端部が被覆された複合成形体を容易
に製造することができるので、従来使用していた成形金
型をそのまま使用することができる。

【００３９】（４）熱可塑性樹脂により一体的に成形さ
れてなる基材を使用する場合には、当該基材の成形加工
が容易であり、特に、熱可塑性樹脂の射出成形法により
基材を得ることにより、形成される鍔状薄片の形状がテ
ーパー状となって良好な可撓性が発現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】複合成形製品の製造方法の概略を示す説明用断
面図である。

【図２】ローラ製品におけるバリの形成を防止するため
の成形方法の概略を示す説明用断面図である。

【図３】本発明の製造方法に使用される基材の形状を示
す説明図である。

【図４】（１）は、成形金型内に基材を配置して型締め
した状態を示す断面図であり、（２）および（３）は、
（１）の部分拡大図である。

【図５】本発明の製造方法により得られた複合成形体の
形状を示す説明図である。

【符号の説明】

１軸部２埋設端部３フランジ部４鍔状薄片５基材６上型７下型８成形金型９成形空間１０微小間隙１１圧入ゲート１２ゴム材料１３ゴム状弾性体９１基材９２回転軸９３埋設端部９４成形金型９５上型９６下型９８圧入ゲート９９ゴム状弾性体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸部（１）と、ゴム状弾性体によって埋設端部（２）が被覆されてなる
フランジ部（３）と、軸部（１）とフランジ部（３）と
を仕切る位置に形成された鍔状薄片（４）とを有してな
ることを特徴とする複合成形体。
【請求項２】請求項１記載の複合成形体を製造する方
法であって、下記の工程Ｉおよび工程IIを含むことを特
徴とする複合成形体の製造方法。〔工程Ｉ〕軸部（１）、埋設端部（２）、および可撓性
を有する鍔状薄片（４）からなる基材（５）を、上型
（６）および下型（７）からなる成形金型（８）に配置
して型締めすることにより、埋設端部（２）の表面およ
び成形金型（８）の内表面により区画される成形空間
（９）を形成する工程。〔工程II〕前記成形空間（９）と、軸部（１）の表面お
よび成形金型（８）の内表面により区画される微小間隙
（１０）とを連通する連通路を、前記鍔状薄片（４）に
より封鎖した状態で、当該成形空間（９）にゴム材料を
圧入する工程。
【請求項３】基材（５）が、熱可塑性樹脂により一体
的に成形されてなることを特徴とする請求項２記載の複
合成形体の製造方法。