(57)【要約】【課題】手作業によらず、作業者の肉体的負担を低減させると共に、短時間で確実かつ効率的に芯金の曲がりを矯正して、廃棄される芯金の量を低減させることができる芯金の曲がり矯正技術を提供する。【解決手段】芯金の一端を把持すると共に回転させる芯金把持回転機構と、芯金の回転に合わせて変化する芯金の各位置の高さ方向の変位量を測定して変位量が最大の位置を曲がり部として検出すると共に、回転角度と変位量を記憶する曲がり検出記憶機構と、記憶された芯金の回転角度と変位量に基づいて芯金を回転させた後に固定する芯金回転固定機構と、芯金の曲がり部が打設手段を構成するハンマーの下に位置するように、固定された芯金を芯金把持回転機構と共に水平移動させる芯金移動機構と、ハンマーを上下動させて芯金の曲がり部近傍を上方から打設して芯金の曲がりを矯正する曲がり矯正機構とを備えている芯金の曲がり矯正装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムチューブに挿通される棒状の芯金に生じた曲がりを打設手段により矯正する芯金の曲がり矯正装置であって、
前記芯金の一端を把持すると共に、把持した前記芯金を水平方向に伸びる回転軸を回転中心として回転させる芯金把持回転機構と、
前記芯金の回転に合わせて変化する前記芯金の各位置の高さ方向の変位量を測定して、前記変位量が最大の位置を曲がり部として検出すると共に、前記最大の位置における前記芯金の回転角度と変位量を記憶する曲がり検出記憶機構と、
前記芯金の曲がり部が最上方の位置となるように、前記曲がり検出記憶機構により記憶された前記芯金の回転角度と変位量に基づいて、前記芯金を回転させた後に固定する芯金回転固定機構と、
前記芯金の曲がり部が前記打設手段を構成するハンマーの下に位置するように、前記固定された芯金を、前記芯金把持回転機構と共に水平移動させる芯金移動機構と、
前記ハンマーを上下動させて前記芯金の曲がり部近傍を上方から打設して、前記芯金の曲がりを矯正する曲がり矯正機構とを備えていることを特徴とする芯金の曲がり矯正装置。
【請求項２】
前記芯金把持回転機構が、ステッピングモーターにより前記芯金の回転を制御する制御手段を有していることを特徴とする請求項１に記載の芯金の曲がり矯正装置。
【請求項３】
前記曲がり検出記憶機構が、前記芯金の各位置の高さ方向の変位量を測定する変位計を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の芯金の曲がり矯正装置。
【請求項４】
前記変位計が、レーザセンサであることを特徴とする請求項３に記載の芯金の曲がり矯正装置。
【請求項５】
前記レーザセンサが、ＣＣＤ透過型レーザセンサヘッドであることを特徴とする請求項４に記載の芯金の曲がり矯正装置。
【請求項６】
前記曲がり矯正機構が、モーター駆動により前記ハンマーの上下動を制御する制御手段を有していることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の芯金の曲がり矯正装置。
【請求項７】
前記ハンマーが、ハンマー本体部と前記ハンマー本体部の底面に設けられた打設部とから形成されており、
前記打設部が、前記ハンマー本体部の底面において、中央部から側縁部に向けて設けられ、
前記打設部の中央部側の角部により、前記芯金の曲がり部とその近傍を打設するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の芯金の曲がり矯正装置。
【請求項８】
前記打設部の中央部側の角部の角度が、９０度以下であることを特徴とする請求項７に記載の芯金の曲がり矯正装置。
【請求項９】
前記芯金の打設による衝撃を吸収する衝撃吸収部が上面に設けられた受け台が、前記ハンマーの下方に設けられていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の芯金の曲がり矯正装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の芯金の曲がり矯正装置を用いて、ゴムチューブに挿通される棒状の芯金に生じた曲がりを打設手段により矯正する芯金の曲がり矯正方法であって、
前記芯金の一端を把持すると共に、把持した前記芯金を水平方向に伸びる回転軸を回転中心として回転させる芯金把持回転工程と、
前記芯金の回転に合わせて変化する前記芯金の各位置の高さ方向の変位量を測定して、前記変位量が最大の位置を曲がり部として検出すると共に、前記最大の位置における前記芯金の回転角度と変位量を記憶する曲がり検出記憶工程と、
前記芯金の曲がり部が最上方の位置となるように、前記曲がり検出記憶工程において記憶された前記芯金の回転角度と変位量に基づいて、前記芯金を回転させた後に固定する芯金回転固定工程と、
前記芯金の曲がり部が前記打設手段を構成するハンマーの下に位置するように、前記固定された芯金を、前記芯金把持回転機構と共に水平移動させる芯金移動工程と、
前記ハンマーを上下動させて前記芯金の曲がり部近傍を上方から打設して、前記芯金の曲がりを矯正する曲がり矯正工程とを備えていることを特徴とする芯金の曲がり矯正方法。
【請求項１１】
前記曲がり矯正工程において、前記ハンマーの前記打設部の前記中央部側の角部によって、前記芯金の曲がり部とその近傍を打設することを特徴とする請求項１０に記載の芯金の曲がり矯正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムローラ部品の製造に際して、使用の繰り返しによって曲がりが発生した芯金の曲がりを矯正する芯金の曲がり矯正装置および前記芯金の曲がり矯正装置を用いて行う芯金の曲がり矯正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ等のＯＡ機器には、転写ローラのような種々のゴムローラ部品が使われている。こうしたゴムローラ部品は、チューブ状のゴム部材にローラ芯を挿入することによって製造される。
【０００３】
このゴム部材は、一般的に、押出機によって押出された中空のゴムチューブを３０〜４０ｃｍ程度の一定寸法にカットし、その後、加硫することにより製造されている。この加硫工程において、ゴムチューブが他の部材等と接触するのを避けるために、カットされたゴムチューブに芯金（仮芯）が挿通されて、芯金の両端がトレーによって支持されている。加硫が終了すると、芯金はゴムチューブから抜き取られて回収され、再利用される。
【０００４】
この芯金が何度も再利用されると、加硫中の両端支持の状態が繰り返されることになるため、一定方向に曲がり（たわみ）が発生する。また、芯金挿入機にて芯金をゴムチューブに挿入する際に、挿入不良等が生じた場合も芯金に曲がりが発生する。
【０００５】
曲がりが発生した芯金を再利用すると、芯金挿入機による芯金の挿入時に挿入不良トラブルが発生しやすくなり、製造ラインの停止を招いてしまう。このため、芯金の再利用に際しては、予め、機械を用いて曲がりの発生の有無を測定し、その程度に応じて再利用の可否を選別して、使用不可と判定された芯金の内、矯正可能なものは矯正して再利用し、それ以外は廃棄処分するようにしている。
【０００６】
このような棒状の金属部材の曲がりを矯正する技術として、例えば、特許文献１、２などが提案されている。しかしながら、これらの技術は、いずれも、リールに巻かれた長尺ワイヤーをローラーによって矯正するものであり、芯金の曲がりの矯正に適用できるものではなく、作業者が手作業によりハンマーを用いて曲がりの矯正を行っているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−１６４１５号公報
【特許文献２】特開２０１７−６４７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、手作業による芯金の矯正には長時間を必要とし、作業者にとって大きな肉体的負担となっていた。また、作業が追い付かず処理しきれない芯金が発生することもあり、その場合には、処理しきれなかった芯金を廃棄処分せざるを得なかった。そして、廃棄によって不足した芯金を新規に購入するために新たな費用が発生するという問題もあった。
【０００９】
そこで本発明は、手作業によらず、作業者の肉体的負担を低減させると共に、短時間で確実かつ効率的に芯金の曲がりを矯正して、廃棄される芯金の量を低減させることができる芯金の曲がり矯正技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記の課題を解決するため鋭意検討を行った結果、以下に記載する発明により上記の課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、
ゴムチューブに挿通される棒状の芯金に生じた曲がりを打設手段により矯正する芯金の曲がり矯正装置であって、
前記芯金の一端を把持すると共に、把持した前記芯金を水平方向に伸びる回転軸を回転中心として回転させる芯金把持回転機構と、
前記芯金の回転に合わせて変化する前記芯金の各位置の高さ方向の変位量を測定して、前記変位量が最大の位置を曲がり部として検出すると共に、前記最大の位置における前記芯金の回転角度と変位量を記憶する曲がり検出記憶機構と、
前記芯金の曲がり部が最上方の位置となるように、前記曲がり検出記憶機構により記憶された前記芯金の回転角度と変位量に基づいて、前記芯金を回転させた後に固定する芯金回転固定機構と、
前記芯金の曲がり部が前記打設手段を構成するハンマーの下に位置するように、前記固定された芯金を、前記芯金把持回転機構と共に水平移動させる芯金移動機構と、
前記ハンマーを上下動させて前記芯金の曲がり部近傍を上方から打設して、前記芯金の曲がりを矯正する曲がり矯正機構とを備えていることを特徴とする芯金の曲がり矯正装置である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、
前記芯金把持回転機構が、ステッピングモーターにより前記芯金の回転を制御する制御手段を有していることを特徴とする請求項１に記載の芯金の曲がり矯正装置である。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、
前記曲がり検出記憶機構が、前記芯金の各位置の高さ方向の変位量を測定する変位計を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の芯金の曲がり矯正装置である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、
前記変位計が、レーザセンサであることを特徴とする請求項３に記載の芯金の曲がり矯正装置である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、
前記レーザセンサが、ＣＣＤ透過型レーザセンサヘッドであることを特徴とする請求項４に記載の芯金の曲がり矯正装置である。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、
前記曲がり矯正機構が、モーター駆動により前記ハンマーの上下動を制御する制御手段を有していることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の芯金の曲がり矯正装置である。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、
前記ハンマーが、ハンマー本体部と前記ハンマー本体部の底面に設けられた打設部とから形成されており、
前記打設部が、前記ハンマー本体部の底面において、中央部から側縁部に向けて設けられ、
前記打設部の中央部側の角部により、前記芯金の曲がり部とその近傍を打設するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の芯金の曲がり矯正装置である。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、
前記打設部の中央部側の角部の角度が、９０度以下であることを特徴とする請求項７に記載の芯金の曲がり矯正装置である。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、
前記芯金の打設による衝撃を吸収する衝撃吸収部が上面に設けられた受け台が、前記ハンマーの下方に設けられていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の芯金の曲がり矯正装置である。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の芯金の曲がり矯正装置を用いて、ゴムチューブに挿通される棒状の芯金に生じた曲がりを打設手段により矯正する芯金の曲がり矯正方法であって、
前記芯金の一端を把持すると共に、把持した前記芯金を水平方向に伸びる回転軸を回転中心として回転させる芯金把持回転工程と、
前記芯金の回転に合わせて変化する前記芯金の各位置の高さ方向の変位量を測定して、前記変位量が最大の位置を曲がり部として検出すると共に、前記最大の位置における前記芯金の回転角度と変位量を記憶する曲がり検出記憶工程と、
前記芯金の曲がり部が最上方の位置となるように、前記曲がり検出記憶工程において記憶された前記芯金の回転角度と変位量に基づいて、前記芯金を回転させた後に固定する芯金回転固定工程と、
前記芯金の曲がり部が前記打設手段を構成するハンマーの下に位置するように、前記固定された芯金を、前記芯金把持回転機構と共に水平移動させる芯金移動工程と、
前記ハンマーを上下動させて前記芯金の曲がり部近傍を上方から打設して、前記芯金の曲がりを矯正する曲がり矯正工程とを備えていることを特徴とする芯金の曲がり矯正方法である。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、
前記曲がり矯正工程において、前記ハンマーの前記打設部の前記中央部側の角部によって、前記芯金の曲がり部とその近傍を打設することを特徴とする請求項１０に記載の芯金の曲がり矯正方法である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、手作業によらず、作業者の肉体的負担を低減させると共に、短時間で確実かつ効率的に芯金の曲がりを矯正して、廃棄される芯金の量を低減させることができる芯金の曲がり矯正技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る芯金の曲がり矯正装置の主要な構成部材を示す模式的側面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る芯金の曲がり矯正装置の動作を説明する模式的側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。
【００２５】
１．芯金の曲がり矯正装置
最初に、本実施の形態に係る芯金の曲がり矯正装置について説明する。
【００２６】
（１）全体構成
本実施の形態に係る芯金の曲がり矯正装置は、以下の各機構を備えている点に特徴がある。
（ａ）芯金の一端を把持すると共に、把持した芯金を水平方向に伸びる回転軸を回転中心として回転させる芯金把持回転機構
（ｂ）芯金の回転に合わせて変化する芯金の各位置の高さ方向の変位量を測定して、その変位量が最大の位置を曲がり部として検出すると共に、変位量が最大の位置における芯金の回転角度と変位量を記憶する曲がり検出記憶機構
（ｃ）芯金の曲がり部が最上方の位置となるように、曲がり検出記憶機構により記憶された芯金の回転角度と変位量に基づいて、芯金を回転させた後に固定する芯金回転固定機構
（ｄ）芯金の曲がり部が上下動するハンマーを有する打設手段の下に位置するように、固定された芯金を、芯金把持回転機構と共に水平移動させる芯金移動機構
（ｅ）ハンマーを上下動させて芯金の曲がり部近傍を上方から打設して、芯金の曲がりを矯正する曲がり矯正機構
【００２７】
図１は、上記各機構を備えた本実施の形態に係る芯金の曲がり矯正装置の主要な構成部材を示す模式的側面図である。そして、図２は、本実施の形態に係る芯金の曲がり矯正装置の動作を説明する模式的側面図である。図１、２において、１１は水平方向に伸びる回転軸、１２は芯金Ｃを把持する把持部である。そして、２２は芯金Ｃの回転に合わせて変化する芯金Ｃの各位置の高さ方向の変位量を測定する変位計である。また、３０は上下動により芯金Ｃの曲がり部近傍を上方から打設するハンマーであり、ハンマー３０はハンマー本体部３１および打設部３２を有すると共に、ハンマー本体部３１の背面側にハンマー３０を上下動させる昇降手段３３を有している。また、４０はハンマー３０の上下動を受ける受け台であり、基台４１と、その上面に敷設されてハンマー３０の芯金への打設による衝撃を吸収する衝撃吸収部としてのゴムマット４２とを有している。
【００２８】
（２）具体的な構成
以下、各機構の具体的な構成について説明する。
【００２９】
（ａ）芯金把持回転機構
図１に示すように、芯金把持回転機構において、芯金Ｃの一端を把持する把持部１２と回転制御装置２１とは、水平方向に伸びる回転軸１１を介して連結されており、これにより、把持部１２に一端が把持された芯金Ｃを回転軸１１を回転中心として回転可能に支持することができる。そして、この芯金把持回転機構は、設置台５上を水平移動できるように、台座６上に載置されている。
【００３０】
なお、具体的な把持部１２としては、例えば、電動ドリルのドリル刃の装着などに用いられるチャックなどを用いることができる。そして、回転軸１１を回転させる手段としては、回転角度を精密に制御することができるという観点から、例えば、ステッピングモーター、サーボモーターなどを用いることが好ましい。
【００３１】
（ｂ）曲がり検出記憶機構
曲がり検出記憶機構は、把持部１２に一端が把持された状態で回転する芯金Ｃの各位置の高さ方向の変位量を測定して、その変位量が最大の位置を曲がり部として検出すると共に、変位量が最大の位置における芯金の回転角度と変位量を記憶する。
【００３２】
具体的には、芯金Ｃに曲がりが生じていると、一端を把持して回転させた場合、回転がブレるため、芯金Ｃの両端同士を水平状態に維持して回転させることにより、曲がり部ではこの回転のブレが最も大きく現れ、高さ方向の変位量が最大となる。そして、この変位量の測定は、芯金Ｃを把持させて回転を開始させることにより、自動で行うことができ、変位量が最大の位置における芯金の回転角度と変位量を記憶しておくことにより、その後、曲がり部を特定の位置、具体的には、最上方の位置に容易に芯金を固定させることが可能となる。
【００３３】
変位計としては、レーザーの照射によって精度高く変位量を計測できるレーザセンサが好ましく、特に、ＣＣＤ透過型レーザセンサヘッドが好ましい。
【００３４】
そして、変位量が最大の位置における芯金Ｃの回転角度と変位量を記憶する記憶手段は、例えば、回転制御装置２１に内蔵されていることが好ましい。
【００３５】
（ｃ）芯金回転固定機構
芯金回転固定機構は、上記曲がり検出記憶機構において記憶された変位量が最大の位置における芯金Ｃの回転角度と変位量に基づいて、曲がり検出のために回転させた後の芯金Ｃをさらに回転させて、変位量が最も大きかった回転角度で芯金Ｃを固定する。
【００３６】
このように、変位量が最大の位置における芯金Ｃの回転角度と変位量を記憶させておくことにより、その後、曲がり部を特定の位置、具体的には、最上方の位置に容易に固定させることが可能となり、その後の曲がり矯正を容易かつ確実に行うことができる。
【００３７】
（ｄ）芯金移動機構
芯金移動機構は、上記芯金回転固定機構において固定された芯金Ｃの曲がり部が、打設手段を構成するハンマー３０の下に位置するように、芯金把持回転機構が載置された台座６をハンマー３０に向けて移動させる。
【００３８】
具体的には、図２に示すように、検出された芯金Ｃの曲がりが上方に突出するように把持部１２に把持されて固定された芯金Ｃを、芯金Ｃの曲がり部の頂点ｔが、受け台４０の受け面４０ａの中央付近に位置するように、芯金把持回転機構を水平移動させる。
【００３９】
この水平移動に際して、芯金Ｃの把持されていない側の端部が受け台４０と干渉して衝突することがないように、移動に先立って回転軸１１を少し上昇させて、芯金Ｃを上昇させる。そして、水平移動の後は、回転軸１１を元の位置まで下降させて、芯金Ｃを元の位置に固定する。
【００４０】
（ｅ）曲がり矯正機構
曲がり矯正機構は、曲がり部の頂点ｔが受け台４０の中央付近に位置するように水平移動してきた芯金Ｃを、受け台４０に向けて上下動するハンマー３０を用いて打設することにより、芯金Ｃの曲がりを矯正する。
【００４１】
ハンマー３０は、受け台４０の直上に設置されており、モーター駆動する打設手段により上下動して、芯金Ｃを打設する。ハンマー３０は、例えば、モーター駆動による回転をクランク機構を介してハンマー３０に伝達することにより、上下動させることができる。
【００４２】
ハンマー３０は、ハンマー本体部３１とハンマー本体部３１の底面に設けられた打設部３２とから形成されている。打設部３２は、ハンマー本体部３１の底面において、中央部から側縁部に向けて設けられおり、打設部３２の中央部側に形成された角部により、芯金Ｃの曲がり部とその近傍を打設するように構成されている。
【００４３】
このように、中央部側の角部で芯金Ｃを打設することにより、芯金Ｃに大きな打設力を与えることができるため、曲がりを効果的に塑性変形させて、効率的に矯正することができる。
【００４４】
このとき、打設部３２において、中央部側の角部の角度θは、９０度以下、特に９０度未満の鋭角であることが好ましい。このように角部を鋭利な形状とすることにより、さらに効果的に曲がり部を打設して、曲がりを矯正することができる。
【００４５】
なお、打設部３２の素材としては、芯金Ｃを打設して塑性変形させるという観点から、芯材Ｃよりも軟らかい合成樹脂などではなく、Ｓ４５Ｃ等の一般的な鋼材が好ましく使用される。
【００４６】
受け台４０は、水平移動してきた芯金Ｃを下支えする。このとき、基台４１上にゴムマット４２を配置して基台４１の上面をカバーすることにより、ハンマー３０の打設による衝撃を吸収する衝撃吸収部として機能を発揮させることができ、これにより、ハンマー３０による打設が効率的に芯金Ｃに作用して、曲がり部を効果的に矯正することができる。
【００４７】
２．芯金の曲がり矯正方法
次に、上記した芯金の曲がり矯正装置を用いて行う芯金の曲がり矯正方法について説明する。
【００４８】
本実施の形態においては、以下に示す各工程を経ることにより、芯金の曲がりを矯正する。
【００４９】
（１）芯金把持回転工程
最初に、把持部１２により芯金Ｃの一端を把持する。このとき、後工程における曲がり部の検出を考えて、芯金Ｃの両端同士を水平状態にして把持することが好ましい。そして、把持した芯金Ｃを、回転軸１１を回転中心として回転させる。
【００５０】
（２）曲がり検出記憶工程
次に、芯金Ｃの回転により変化する位置の変位量を変位計２２にて測定する。これにより、高さ方向の変位量が最大となった位置が曲がり部であると検出することができる。そして、曲がり部を検出したときの変位量と回転角度とを記憶しておく。
【００５１】
（３）芯金回転固定工程
次に、曲がり検出のために回転させた後の芯金Ｃをさらに回転させ、前記曲がり検出記憶工程において記憶された回転角度と変位量に基づいて、変位量が最も大きかった回転角度で芯金Ｃを固定する。これにより、曲がり部の頂点ｔ（図２）を最上方の位置に固定して芯金Ｃを把持することができる。
【００５２】
（４）芯金移動工程
次に、曲がり部が最上方の位置に固定された状態の芯金Ｃを、芯金把持回転機構と共に水平移動させて、芯金Ｃの曲がり部の頂点ｔを受け台４０の受け面４０ａの中央付近に位置させる。
【００５３】
（５）曲がり矯正工程
次に、ハンマー３０を上下動させて、ハンマー３０の打設部３２の角部で曲がり部の頂点ｔとその近傍を打設する。これにより、芯金Ｃの曲がり部が塑性変形して、曲がりを矯正することができる。このとき、前記したように、打設部３２の角部を鋭利な角を備えた形状とすることにより、より効果的に曲がりを矯正することができる。
【００５４】
以上のように、本実施の形態によれば、作業者が芯金を任意の角度で芯金把持回転機構に把持させるだけで、その後は、ハンマーを用いた機械的な打設まで自動的に進行させて、芯金を適切に塑性変形させることができるため、手作業によらずより短時間で確実に芯金の曲がりを矯正して、廃棄される芯金の量を低減させることができる。
【００５５】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。
【符号の説明】
【００５６】
５            設置台
６            台座
１１          回転軸
１２          把持部
２１          回転制御装置
２２          変位計
３０          ハンマー
３１          ハンマー本体部
３２          打設部
３３          昇降手段
４０          受け台
４０ａ        受け面
４１          基台
４２          ゴムマット
Ｃ            芯金
ｔ            曲がり部の頂点
θ            角度
【図１】
2019214052.tif 000003
【図２】
2019214052.tif 000004