(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮した弾性発泡体に回転する円筒状刃物を押し込んで貫通させることにより穴を開ける際に、前記弾性発泡体を元の厚みに対して３０％〜８０％となるように圧縮すると共に、前記円筒状刃物の後端に空気吸引装置を接続し、前記円筒状刃物の刃付近の空気を前記円筒状刃物内を通して円筒状刃物の後端へ吸引しながら前記円筒状刃物の押し込み及び貫通を行い、
前記弾性発泡体に穴を開けた後、前記圧縮を解除して弾性発泡体を復元させることを特徴とする弾性発泡体の穴開け方法。
【請求項２】
請求項１において、圧縮方向に沿って弾性発泡体に穴を開けることを特徴とする弾性発泡体の穴開け方法。
【請求項３】
請求項２において、圧縮方向と直交する方向の弾性発泡体の側面を枠体で支持して前記圧縮を行なうことを特徴とする弾性発泡体の穴開け方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、弾性発泡体の穴開け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機の供紙ローラ、トナー供給ローラ等には、ウレタンフォーム、ゴムスポンジ等の弾性発泡体に穴を開けた筒状弾性発泡体が用いられている。
【０００３】
従来、前記弾性発泡体の穴開け方法として、円筒状刃物を回転させながら弾性発泡体の端面から内部に押し込むことにより穴開けする方法が知られている。その際、成形予定の穴が長い場合には、弾性発泡体の一方の端面から半分程穴開けした後、反対側端面から同じ円筒状刃物で再び穴開けして、所望長さの穴を形成している。
【０００４】
しかし、前記弾性発泡体は変形容易なため、円筒状刃物を弾性発泡体に押し込む際に弾性発泡体が変形して、正確な穴を開けられないことが多い。
【０００５】
さらに、穴が長くて弾性発泡体の両側端面から穴を開けねばならない場合には、その円筒状刃物の中心線を一致させ難く、穴の中心精度を高くできない問題がある。なお、円筒状刃物を長くして、一度の穴開けで長い穴を開けられるようにすると、その長い円筒状刃物が回転により芯振れを生じ、それにより円筒状刃物にその周囲の弾性発泡体が絡み付き、綺麗な穴を開けられなくなる。
【０００６】
また、前記穴開けに際して、円筒状刃物にあらかじめ潤滑剤を塗布することがある。しかし、前記弾性発泡体は無数の気孔（セル）を有して液体吸収性があるため、円筒状刃物が弾性発泡体と擦れ合っている間に、円筒状刃物の表面から潤滑剤が擦り取られて弾性発泡体内に吸収されてしまう。その結果、円筒状刃物の表面に潤滑剤が存在しなくなり、あるいは少なくなって、弾性発泡体が絡み付くようになり、効率よく穴開けできなくなる問題もある。
【０００７】
なお、複写機の供紙ローラ等に用いられる筒状弾性発泡体を成形する場合には、前記のようにしてシャフト用の長い貫通穴を弾性発泡体に開けた後、その穴の周囲をプレス打抜きしたり、あるいは研磨して円筒形状にしている。しかし、前記プレスによる打ち抜きの場合は、筒状弾性発泡体の側面が中央部でくびれた鼓状になり易く、一方、研磨による場合はその研磨速度が遅い等の問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は前記の問題点を解決するためになされたもので、正確かつ綺麗に穴開けできるのみならず、長い穴でも簡単に穴開けでき、しかも筒状弾性発泡体の成形にも適する穴開け方法を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、圧縮した弾性発泡体に回転する円筒状刃物を押し込んで貫通させることにより穴を開ける際に、前記弾性発泡体を元の厚みに対して３０％〜８０％となるように圧縮すると共に、前記円筒状刃物の後端に空気吸引装置を接続し、前記円筒状刃物の刃付近の空気を前記円筒状刃物内を通して円筒状刃物の後端へ吸引しながら前記円筒状刃物の押し込み及び貫通を行い、前記弾性発泡体に穴を開けた後、前記圧縮を解除して弾性発泡体を復元させることを特徴とする弾性発泡体の穴開け方法に係る。
また、前記穴開けは弾性発泡体の圧縮方向に沿って行なうのが好ましい。さらには、その圧縮方向と直交する方向の弾性発泡体の側面を枠体で支持して前記圧縮を行なうのが好ましい。
【００１０】
【作用】
この発明では、圧縮により薄くなった弾性発泡体に穴を開ければよいため、本来長い穴も、短い穴開けで形成できる。しかも、長い円筒状刃物を用いなくても長い穴を形成できるため、円筒状刃物には芯振れを生じず、弾性発泡体が絡みつくことがない。
【００１１】
さらに、弾性発泡体は圧縮により見掛け密度が大になって硬くなるため、穴開け時の円筒状刃物の押し込みによっても弾性変形し難く、精度よく穴開けを行なうことができる。
加えて、前記圧縮によって弾性発泡体は見掛け密度が大になるとともに、気孔が密着して塞がれるため、円筒状刃物表面に潤滑剤を塗布して穴開けする場合でも、その潤滑剤が弾性発泡体内に吸収されず、効率よく穴開けをすることができる。
【００１２】
また、弾性発泡体の圧縮方向に沿って穴開けする場合には、弾性発泡体の復元が主として穴の中心線方向となるため、圧縮解除前後で穴径変化が殆どなく、正確な穴を開けることができる。さらにその場合に、圧縮方向と直交する方向の弾性発泡体の側面を枠体で支持しておけば、圧縮時に弾性発泡体が穴径方向へ弾性変形するのを確実に防止できる。そのため、穴開け後の弾性発泡体の復元によっても穴径が変化せず、より寸法精度の高い穴になる。
【００１３】
【実施例】
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。
図１はこの発明の一実施例において、枠体に弾性発泡体を収容した状態を示す断面図、図２は同実施例における圧縮状態および第一穴開け時を示す断面図、図３は同実施例における第二穴開け時を示す断面図、図４は同実施例により得られた筒状弾性発泡体の断面図、図５はこの発明の穴開け方法に用いられる装置の一例についてその概略を示す平面図、図６はその縦断面図である。
【００１４】
図１ないし図４に示す実施例は、本発明の穴開け方法を利用して、複写機の供紙ローラ等に用いられる筒状弾性発泡体を成形する例である。
この実施例において、まず、図１に示すように、弾性発泡体１１を枠体２１内に収容する。前記弾性発泡体１１は、ウレタンフォーム、ゴムスポンジ、その他の合成樹脂発泡体の中から、穴開け後の用途に適した材質のものが用いられる。弾性発泡体１１の形状は適宜の形状のものが用いられるが、この実施例では角柱状からなる。また、弾性発泡体１１の長さ（厚み）も適宜の値とされるが、この実施例のように、複写機の供紙ローラ等に用いられる筒状弾性発泡体を成形する場合には、通常、２１０〜２６０ｍｍ程度とされる。
【００１５】
枠体２１は、弾性発泡体１１の側面外周を包囲して弾性発泡体１１を保持するとともに、弾性発泡体１１が圧縮方向と直交する方向へ弾性変形するのを防止するためのもので、弾性発泡体１１の側面外周と略等しい大きさの枠形状からなる。またこの実施例では、枠体２１の上面２２がヒンジ２３により開閉可能にされ、その上面２２の開きにより、枠体２１内に弾性発泡体１１を収容あるいは枠体２１から取り出せるようになっている。
【００１６】
前記枠体２１の一端は、支持板２４で塞がれている。この支持板２４は、弾性発泡体１１の圧縮時に弾性発泡体１１の一端面を支持するためのもので、弾性発泡体１１の穴開け位置と対応する位置に刃物挿入穴２５が形成されている。この刃物挿入穴２５は、弾性発泡体１１に円筒状刃物で穴を開ける際に円筒状刃物が挿入される部分で、用いる円筒状刃物の外径より僅か大きな径からなる。また、この刃物挿入穴２５は、弾性発泡体１１に形成する穴の数と等しくされる。この実施例では形成する筒状弾性発泡体の数と等しくされ、弾性発泡体１１の中心に一つ形成されている。なお、この支持板２４は、枠体２１の端部にネジ止め等により取り付け、穴の数あるいは穴の位置が異なるものと交換できるようにして、所望の数の穴を所望の位置に開けられるようにするのが好ましい。
【００１７】
次いで図２に示すように、支持板２４とは反対側の弾性発泡体１１の端面１２を、押圧体３１により外側から押し、前記弾性発泡体１１を所望量圧縮する。この圧縮により、弾性発泡体１１はその両端面間の厚みが本来の厚みに比べ薄くなり、また、弾性発泡体１１の側面が枠体２１の側面内面に圧着してその後の穴開け時に弾性発泡体１１が回転するのを防止する。圧縮量は、弾性発泡体１１の厚み（長さ）が元の厚み（長さ）に対して３０％〜８０％となるようにするのが好ましい。３０％を越えて圧縮した場合には、形成した穴がその穴開け後の圧縮解除により蛇行した形状になり易く、一方８０％より少ない場合には圧縮による弾性発泡体の厚み減少効果が少なく、この発明の効果が十分に得られなくなる。
【００１８】
前記押圧体３１は、前記枠体２１内に嵌まって前後にスライドし得る大きさの箱体からなり、弾性発泡体１１の端面１２と対向する面が押圧板３２となっている。この押圧板３２は、弾性発泡体１１の端面１２を押すためのもので、弾性発泡体１１の穴開け位置と対応する位置に刃物挿入穴３３が形成されている。その刃物挿入穴３３は、弾性発泡体１１の穴開け時に弾性発泡体１１を貫通した円筒状刃物の先端が通る穴で、円筒状刃物の外径より大に形成されている。この押圧板３２も交換できるようにしておくのが好ましい。
【００１９】
また、この実施例の押圧体３１は、押圧板３２とは反対側に位置する面が蓋体３４を構成し、ヒンジ３５により開閉可能とされている。そして、穴開けにより弾性発泡体１１から押し出されてこの押圧体３１内に溜まった筒状弾性発泡体が取り出せるようになっている。
【００２０】
この圧縮された弾性発泡体１１に、第一の穴開けを行なう。この第一の穴開けは、シャフト挿入用の第一の穴を開けるためのもので、先端に刃４２の形成された第一の円筒状刃物４１を刃物回転装置により回転させながら、前記支持板２４の刃物挿入穴２５に挿入し、先端の刃４２を弾性発泡体１１の一端面側から他端面まで押し込むことにより行なう。
【００２１】
その際、第一の円筒状刃物４１の後端（刃４２と反対側端部）を真空ポンプ等の公知の空気吸引装置（図示せず）に接続しておいて、その空気吸引装置の作動により、第一の円筒状刃物４１の刃４２付近の空気を第一の円筒状刃物４１内を通してその後端へ吸引するのが好ましい。そうすれば、第一の円筒状刃物４１が回転して弾性発泡体１１を円形に切りながら前進する時に、その前進により第一の円筒状刃物４１内に入る棒状の弾性発泡体１１が、前記吸引により保持されて第一の円筒状刃物４１とともに回転するのが押さえられる。その結果、前記棒状弾性発泡体の回転により、その棒状弾性発泡体の基部、すなわち第一の円筒状刃物４１の刃４２付近の弾性発泡体１１が変形するのが抑えられ、一層綺麗な穴を開けることができる。
【００２２】
なお、第一の円筒状刃物４１内には、連通気泡構造のウレタンフォーム等からなるエアーフィルター材Ｆを、第一の円筒状刃物４１先端から前記圧縮状態の弾性発泡体１１の厚み（長さ）以上離して設け、それにより弾性発泡体１１の切削粉が空気吸引装置に吸い込まれるのを防止するのが好ましい。
【００２３】
そして、第一の円筒状刃物４１先端の刃４２が弾性発泡体１１を貫通した後、前記空気吸引装置をエアーコンプレッサーのような公知の空気圧入装置に切り換えて第一の円筒状刃物４１内に圧縮空気を吹き込めば、前記穴開けによりくり抜かれて第一の円筒状刃物４１内に詰まった丸棒状弾性発泡体が第一の円筒状刃物４１から押圧体３１内に押し出され（図示せず）、残った弾性発泡体１１に図３に示す第一の穴１３が形成される。
【００２４】
また、前記第一の穴開けに際し、第一の円筒状刃物４１の刃４２にシリコン系等の潤滑剤を塗布しておけば、この円筒状刃物４１と弾性発泡体１１間の摩擦が少なくなり、より効率的に穴開けできる。なお、用いる円筒状刃物４１は、その長さが圧縮状態の弾性発泡体の厚み（長さ）以上のものとされ、またその外径が筒状弾性発泡体の中心に通されるシャフトの外径と略等しいものとされる。
【００２５】
第一の穴開けに続いて、筒状弾性発泡体の外周を形成するための第二の穴開けを図３に示すように行なう。この第二の穴開けは、弾性発泡体１１を前記圧縮状態の下で、前記第一の円筒状刃物４１に代えて、その外径より大なる内径を有する第二の円筒状刃物４３を用いて行なう。その第二の円筒状刃物４３は、回転しながら前記支持板２４の刃物挿入穴２５に挿入され、先端の刃４４が弾性発泡体１１の一端面側から他端面まで押し込まれる。
【００２６】
この時、第一の穴開けと同様に、第二の円筒状刃物４３先端の刃４４の周囲の空気を第二の円筒状刃物４３内を通して後端へ吸引しながら第二の円筒状刃物４３を弾性発泡体１１に押し込み、また第二の円筒状刃物４３の刃が弾性発泡体１１を貫通した後には、前記吸引に代えて圧縮空気を第二の円筒状刃物４３の後端からその刃物４３内に吹き込むのが好ましい。それにより、弾性発泡体１１の第一の穴１３の周囲に第二の穴が、正確かつ綺麗に貫通形成されるとともに、その第二の穴の内側部分が筒状にくり抜かれて符号１４で示すように押圧体３１内に押し出される。押し出された筒状弾性発泡体１４は、自己の弾性により直ちに復元して弾性発泡体１１の圧縮前の厚み（長さ）と等しくなり、図４に示すような細長いものとなる。なお、前記第二の円筒状刃物４３にも第一の円筒状刃物４１と同様に潤滑剤を塗布し、また内部にエアーフィルターＦを設けておくのが好ましい。
【００２７】
このようにして形成された筒状弾性発泡体１４は、中心に前記第一の穴１３を有し、その第一の穴１３に鎖線で示すシャフト１５が挿入されて複写機等のローラが形成される。なお、得られた筒状弾性発泡体１４の例として、長さ２４０ｍｍ、外径１１．５ｍｍ、第一の穴（シャフト用穴）１３の直径３ｍｍのものを挙げる。
【００２８】
次にこの発明の穴開け方法に好適な装置の例を示す。図５は、その穴開け装置の概略構造を示す平面図、図６はその穴開け装置の縦断面図である。
図示の穴開け装置は、基台５０に、弾性発泡体の圧縮装置５２と、円筒状刃物の回転および移動装置５３が設けられた構造からなる。
【００２９】
圧縮装置５２は、基台５０上方に前記図１ないし図３に示した枠体２１が支持台５４を介して所定高さに取り付けられ、その枠体２１に対して前記押圧体３１が前後にスライド可能に取り付けられている。前記押圧体３１は、枠体の前後方向に沿って支持台５４に敷設されたガイドレール５５にスライド可能に取り付けられるとともに、駆動モータ５６により回転するボールネジ５７と噛み合う歯５１が押圧体３１の底部に設けられていて、そのボールネジ５７の回転により枠体２１に対して前後動する。
【００３０】
円筒状刃物の回転および移動装置５３は、枠体２１に対して円筒状刃物４１，４３を横方向へ位置調整する横位置調整手段と、前進後退させる前進後退手段と、上下方向へ位置調整する上下位置調整手段と、円筒状刃物４１，４３を回転させる回転手段からなる。
【００３１】
横位置調整手段は、枠体２１の横方向に沿って基台５０に敷設されたガイドレール５８と、そのガイドレール５８にスライド可能に取り付けられた横スライド台５９と、前記ガイドレール５８と平行に基台５０に配設されて駆動モータ６０により回転するボールネジ６１と、そのボールネジ６１と噛み合うようにして横スライド台５９の底面に設けられた歯（図示せず）とよりなり、前記ボールネジ６１の回転により横スライド台５９が枠体２１に対し横方向に移動するようになっている。
【００３２】
前進後退手段は、前記横スライド台５９上面に前記枠体２１の前後方向に沿って敷設されたガイドレール６２と、そのガイドレール６２にスライド可能に取り付けられた前進後退スライド台６３と、前記ガイドレール６２と平行に横スライド台５９に配設されて駆動モータ６４により回転するボールネジ６５と、そのボールネジ６５と噛み合うようにして前進後退スライド台６３の底面に設けられた歯６６とよりなり、前記ボールネジ６５の回転により前進後退スライド台６３が枠体２１に対し前進後退するようになっている。
【００３３】
上下位置調節手段は、前記前進後退スライド台６３に立設された垂直板６６と、その垂直板６６に上下方向に敷設されたガイドレール６７と、そのガイドレール６７にスライド可能に取り付けられた上下スライド台６８と、前記ガイドレール６７と平行に垂直板６６に配設されて駆動モータ６９により回転するボールネジ７０と、そのボールネジ７０と噛み合うようにして上下スライド台６８に設けられた歯（図示せず）とよりなり、前記ボールネジ７０の回転により上下スライド台６８が上下するようになっている。
【００３４】
また、前記上下スライド台６８には、円筒状刃物回転用モータ７１と、枠体２１に向かう端部がチャック７２になって前記円筒状刃物回転用モータ７１により回転する回転伝達装置７３が取り付けられている。そして前記チャック７２に円筒状刃物４１，４３が交換可能に取り付けられて、前記円筒状刃物回転用モータ７１により回転するようになっている。
【００３５】
前記回転伝達装置７３は、内部が中空の筒状からなり、その後端にユニバーサルジョイント７４を介してホース７５が接続されている。そのホース７５は、空気吸引装置あるいは空気圧入装置（いずれも図示せず）に接続されて、穴開け時に円筒状刃物４１，４３先端の空気を円筒状刃物４１，４３後端へ吸引して弾性発泡体を吸引保持したり、円筒状刃物４１，４３内に圧縮空気を吹き込んで円筒状刃物４１，４３内に詰まった丸棒状あるいは筒状の弾性発泡体を、円筒状刃物４１，４３先端から押し出すようになっている。なお、前記エアーフィルターＦを、円筒状刃物４１，４３内に代えて回転伝達装置７３内に設けてもよい。
【００３６】
前記穴開け装置によれば、円筒状刃物回転用モータ７１によって回転する円筒状刃物４１または４３を、前記各々の位置調整手段により所望の位置にし、前進後退手段によって枠体２１に向けて前進させることにより、弾性発泡体１１の所望位置に穴開けすることができ、効率的に作業を行なうことができる。特に弾性発泡体に位置を変えて複数の穴を開ける場合には、弾性発泡体を圧縮したまま円筒状刃物の位置を変えられるため、極めて作業性がよい。
もちろん、この発明は前記の穴開け装置による場合に限るものではなく、公知の圧縮方法で弾性発泡体を圧縮して穴開けすればよいものである。
【００３７】
【発明の効果】
以上図示し説明したように、この発明の穴開け方法によれば、弾性発泡体を圧縮して穴開けを行なうため、長い穴を、短い穴開けによって短時間に、かつ簡単、正確に開けることができる。そして、一つの穴を開ける場合のみならず、略同心円の穴を複数開ける場合等にも好適である。
【００３８】
特にこの発明を筒状弾性発泡体の成形に利用すれば、簡単、かつ短時間に所望の筒状弾性発泡体を正確に得ることができ、きわめて好都合である。実際に、同一形状の円筒状弾性発泡体を成形するのに必要な時間を、従来方法、すなわち、非圧縮でシャフト用穴開けを行い、その後に外周研磨により筒状弾性発泡体を成形した場合と、この発明により二度穴開けして行なった場合とを比較したところ、この発明による場合は従来方法の約１０分の１の時間で済み、きわめて作業性に優れていた。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例において、枠体に弾性発泡体を収容した状態を示す断面図である。
【図２】同実施例における圧縮状態および第一穴開け時を示す断面図である。
【図３】同実施例における第二穴開け時を示す断面図である。
【図４】同実施例により得られた筒状弾性発泡体の断面図である。
【図５】この発明の穴開け方法に用いられる装置の一例についてその概略を示す平面図である。
【図６】その縦断面図である。
【符号の説明】
１１  弾性発泡体
２１  枠体
４１  円筒状刃物
４３  円筒状刃物
【図１】
0003594668.tif 000002
【図２】
0003594668.tif 000003
【図３】
0003594668.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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