(57)【要約】【課題】非連続部の両端に係止用柱状部を有する異形ゴムローラ成形品の改良を図る。【解決手段】一部に非連続部を有する一定肉厚で所要長さの円弧部と、該非連続部を介して対向する上記円弧部の両端に断面大径の係止用円柱部を突出させて備え、上記円弧部を芯体に外嵌すると共に該芯体に設けた嵌合凹部に上記係止用円柱部を内周側に屈曲させて内嵌し、外形を略Ｃ形状とする異形ローラの予備成形体であって、上記両端の係止用円柱部を連続する仮連続部を設けて無端状の成形品としており、上記仮連結部は上記芯体に外嵌する前に除去されるものとしている。この異形ローラ用予備成形体はトランスファー・プレス成形し、その金型は上記円弧部、両端の係止用円柱部および上記仮連結部を成形するためのキャビティを環状に連続して設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部に非連続部を有する一定肉厚で所要長さの円弧部と、該非連続部を介して対向する上記円弧部の両端に断面大径の係止用円柱部を突出させて備え、上記円弧部を芯体に外嵌すると共に該芯体に設けた嵌合凹部に上記係止用円柱部を内周側に屈曲させて内嵌し、外形を略Ｃ形状とする異形ローラの予備成形体であって、
上記両端の係止用円柱部を連続する仮連続部を設けて無端状の成形品としており、上記仮連結部は上記芯体に外嵌する前に除去されるものとしている異形ローラ用予備成形体。
【請求項２】
上記円弧部に連続する上記仮連結部の肉厚は円弧部の肉厚よりも薄くし、かつ、その両端は更に薄くして切断用薄肉部としている請求項１に記載の異形ローラ用予備成形体。
【請求項３】
上記係止用円柱部に近接する円弧部の両端外周面に軸線方向の直線状の目印凸部を設け、該目印凸部をゴム歪み確認用兼研磨開始・終了位置確認用としている請求項１または請求項２に記載の異形ローラ用予備成形体。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の異形ローラ用予備成形体をトランスファー・プレス成形するための金型であって、
上記円弧部、両端の係止用円柱部および上記仮連結部を成形するためのキャビティが環状に連続して設けられている成形用金型。
【請求項５】
請求項４に記載の成形用金型のキャビティ内に原料ゴムを充填し、トランスファー・プレス成形で上記予備成形体を成形し、脱型後に、上記仮連結部を切断除去してゴム成形体とし、
ついで、芯体の嵌合凹部に上記係止用円柱部を嵌合すると共に上記円弧部を芯体に外嵌し、
その後、上記目印突部でゴム歪みを確認すると共に、該目印凸部を起点として上記円弧部の外周面を研磨していることを特徴とする異形ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異形ローラ用予備成形体および該成形用金型に関し、詳しくは、一部に非連続部を有する略Ｃ型の異形ローラとする予備成形体をトランスファープレス成形で精度良く成形するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の給紙機構に用いられる給紙ローラ等の各種ローラは、ゴム成形体を用いて構成されるのが一般的である。この種のローラのうち、図４に示すように、芯体１にＣ形状としたゴム成形体２を装着して形成する異形ローラでは、芯体１にゴム成形体２を係止するため、非連続部を有する円弧部２ａの両端に対向して係止用円柱部２ｂ、２ｂを設け、芯体１の嵌合凹部１ａ、１ａに嵌合固定している。
【０００３】
上記ローラ用ゴム成形体は、通常、金型にゴム組成物を注入し、トランスファープレス成形により成形しており、このトランスファー成形によるゴムローラの成形については従来、種々の提案がなされている。
例えば、特開２００２−２４９５９４号公報では、合成ゴムを主体とする未加硫のゴム成分、加硫剤等を配合しトランスファー成形により成形したゴムローラが開示されており、原料を成形筒内に圧力注入して充填し、加硫することにより成形されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２４９５９４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常のトランスファー成形により図４（Ａ）に示す最終製品形状にゴム成形体２を成形する場合、金型内において、薄肉の円弧部２ａとなるキャビティには、原料ゴムが流れこむが、厚肉となる係止用円柱部２ｂ、２ｂのキャビティに十分に原料ゴムが流れこみにくくなる。よって、成形されるゴム成形体２の長さが大である場合、係止用円柱部２ｂ、２ｂには充填不良が生じやすく不良品の発生率が高くなり、よって、長さ方向に制限が生じる問題がある。
さらに、係止用円柱部が良好に成形されず寸法精度が悪いと、芯体にうまく装着できなかったり、ゴム成形体と芯体との間に位置ずれ等も生じやすい問題がある。
【０００６】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、上記係止用円柱部を成形するキャビティ部分にゴムが十分に充填できる金型を用いて、不良品の発生を無くすと共に、精度のよい成形品とすることを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、第一に、一部に非連続部を有する一定肉厚で所要長さの円弧部と、該非連続部を介して対向する上記円弧部の両端に断面大径の係止用円柱部を突出させて備え、上記円弧部を芯体に外嵌すると共に該芯体に設けた嵌合凹部に上記係止用円柱部を内周側に屈曲させて内嵌し、外形を略Ｃ形状とする異形ローラの予備成形体であって、
上記両端の係止用円柱部を連続する仮連続部を設けて無端状の成形品としており、上記仮連結部は上記芯体に外嵌する前に除去されるものとしている異形ローラ用予備成形体を提供している。
【０００８】
上記異形ローラ用予備成形体はトランスファープレスで成形しており、該成形用金型として、本発明は、上記円弧部、該円弧部両端の係止用円柱部および上記仮連結部を成形するためのキャビティが環状に連続して設けられている成形用金型を提供している。
【０００９】
さらに、本発明は、第三に、上記成形用金型のキャビティ内にゴム原料を充填し、トランスファー・プレス成形で上記予備成形体を成形し、脱型後に、上記仮連結部を切断除去してゴム成形体とし、
ついで、芯体の嵌合凹部に上記係止用円柱部を嵌合すると共に上記円弧部を芯体に外嵌し、
その後、ゴム成形体の外周面に軸線方向に設けた目印突部で、ゴム歪みを確認すると共に、該目印突部を起点として上記円弧部の外周面を研磨していることを特徴とする異形ローラの製造方法を提供している。
【００１０】
上記金型では、円弧部両端の係止用円柱部を成形するキャビティ部分に、上記仮連結部を成形するキャビティ部分を連続させ、金型のキャビティを環状に連続させているため、キャビティ中に充填される原料ゴムの流れが係止用円柱部成形用のキャビティ部分で途切れずに流れやすくでき、厚肉化させる係止用円柱部を成形するキャビティ部分のゴム充填不足を解消することができる。
よって、不良品の発生を抑制出来ると共に、長さの大きな予備ゴム成形体を成形できる。
【００１１】
上記円弧部に連続する上記仮連結部の肉厚は円弧部の肉厚よりも薄くし、かつ、その両端はさらに薄くして切断用薄肉部としていることが好ましい。
例えば、円弧部の肉厚が３ｍｍ、仮連結部の肉厚が２ｍｍ、該仮連結部の両端の肉厚を０．８ｍｍ〜１．５ｍｍとし、係止用円柱部の直径を５．０ｍｍとしている。このように、除去される仮連結部の肉厚を薄くしておくと、ゴム材料の無駄を低減することができる。
【００１２】
上記仮連結部が除去されたゴム成形体及び芯体の寸法は、係止用円柱部が嵌合凹部に係止され、芯体の外周面に円弧部が密着して外嵌される寸法に設定しており、接着剤等を用いなくても、ゴムローラとしての使用時に位置ズレ等を生じることがない。
【００１３】
上記金型には、仮連結部の両端近傍の円環部の外周面に軸線方向の直線状の目印突部を設ける溝を設けている。この目印突部をゴム歪み確認用兼研磨開始・終了位置確認用としている。
上記目印突部は、異形ローラを芯体に外嵌した時の歪みが生じていれば、直線状とならないために歪みを検出できる。歪みが生じていれば目印突部を直線とした後に研磨を開始し、この研磨開始時の確認ラインとなる。また、研磨時も歪みが発生しやすいため、目印突部により歪みを検出することができる。
この目印突部は研磨により消失するため、ローラの性能に影響がでない。
なお、上記目印突部に代えて、金型に突起を設けて目印溝としてもよい。
また、芯体に装着時にゴムに生じる歪みを均一化しやすくするために、研磨前にアルコール拭きをしてもよい。
なお、必要に応じて、円弧部の外周面にローレット溝を成形しておいてもよい。
【００１４】
原料ゴムとしては、アクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、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、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、天然ゴム等の従来公知のゴムを１種又は複数種用いることができる。また、原料ゴムには、加硫剤、加硫促進剤、フィラー等の充填剤、加工助剤、老化防止剤等の各種添加剤を配合することもできる。
芯体の材質としては、樹脂が好ましく、従来公知の樹脂を用いることができるが、その他、金属製、金属と樹脂との複合材料等とすることもできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の異形ローラ用予備ゴム成形体を成形するトランスファープレス用の金型１０を示す。
金型１０のキャビティ１１は、軸直角方向において環状に連続させており、半周以上の円弧部１２と、該円弧部１２の周方向両端に連続すると共に円弧部１２の厚みより大きな直径を有する一対の円柱部１３と、一対の円柱部１３同士を連結する連結部１４とからなる。該キャビティ１１は軸線方向に延在させて、所要長さを有するものとしている。
【００１６】
円弧部１２の厚み（幅寸法）は一定とし、連結部１４の厚みは円弧部１２の厚みよりも小さくしている。また、連結部１４と円柱部１３との接合位置の厚みＴ１は、連結部１４の中心位置の厚みＴ２より小さくしいる。
【００１７】
具体的には、連結部１４と柱状部１３との接合位置の厚みＴ１は１．０ｍｍ、柱状部１３の直径Ｄ１は５．０ｍｍ、連結部１４の長さは１５ｍｍ、連結部１４の中心位置の厚みＴ２は２．０ｍｍ、円弧部１２の厚みは３．０ｍｍ、キャビティ１１の長さ４５ｍｍとしている。
【００１８】
円弧部１２は、約４分の３周分の円弧状部分１２Ａを有すると共に、円柱部１３と接合する両端側は内周側へ折れ曲がった直線部分１２Ｂを備えている。
かつ、円柱部１３と隣接する円弧部１２Ａと１２Ｂとの境界位置の外周面には、予備ゴム成形体に軸線方向の目印突部を付設するための溝Ｍを設けている。
【００１９】
上記金型１０を用いて予備成形体２０を成形している。
詳しくは、原料ゴムはＥＰＤＭ、ポリノルボンネン、充填剤、オイル、加硫剤を用い、原料ゴムを混練し、所要粘度とした原料ゴムを、金型１０の一端面に環状方向に所要間隔をあけて設けた注入口より均一な圧力で注入し、その後、約１６０℃で約２０分加熱して成形している。
【００２０】
上記のように、トランスファー・プレス成形された予備成形体２０は図２に示す形状よりなり、キャビティ１１の円弧部１２、円柱部１３、連結部１４の形状と対応する円弧部２２、円柱部２３、および仮連結部２４を備えている。すなわち、一対の柱状部２３を仮連結部２４で連結した無端状の環状となっている。
また、円弧部２２の外周面２２ａには、キャビティ１１の溝起Ｍにより両端部にそれぞれ目印突部Ｌが付設されている。目印突部Ｌは、長さ方向に一直線状に設けられ、円弧部２２の外周面２２ａの研磨部分の始点と終点を示す表示線とすると共に、芯体への装着時のゴム歪みの確認用の表示線となる。
芯体に装着するために、４５ｍｍ長さのゴム成形体２０の長さ方向の両端を各々５ｍｍずつカットし、３５ｍｍの長さとしておく。
【００２１】
図３（Ａ）はゴム成形体が装着される芯体３０を示す。
芯体３０は樹脂製で、外周形状は略円筒状とし、ロール状の外周部３１と、外周部３１を支える支持部３２と、外周部３１と支持部３２に囲まれた空洞部３３と、基体部３４とを有するパイプ状としている。基体部３４にはゴム成形体を係止用の２つの嵌合凹部３５が設け、凹部３５は円柱状で長さ方向に延在させている。
【００２２】
次に、図３（Ｂ）に示すように、予備ゴム成形体２０の仮連結部２４を、薄肉の両端部で切断し、左右の柱状部２３の連結を切り離して、全体として非連続部を有する環状体からなるゴム成形体２０’とする。
上記ゴム成形体２０’を、芯体３０に装着し、図３（Ｃ）に示すように、芯体付き異形ゴムローラ４０を組み立てている。
具体的には、芯体３０の嵌合凹部３５に、円柱部２３を各々嵌合係止した後、円弧部２２を芯体３０の外周部３１の外周面３０ａに被覆し、ゴム成形体２０’を芯体３０に装着する。
【００２３】
ゴム成形体２０’を芯体３０に装着した後、目印突部Ｌに従ってゴム成形体２０’の位置合わせを行う。装着時にゴムに歪みが生じると目印線Ｌが直線状とならず、目印線Ｌが一直線となるようにゴム成形体２０’の位置修正を行いゴムの歪みを修正する。位置修正後、一方の目印突部Ｌより円弧部２２の外周面２２ａを研磨していく。目印突部Ｌにより明確にされた研磨部分を所要量研磨し、最終的には目印線Ｌも研磨し、目印線Ｌは消滅させ、他方の目印突部Ｌまで研磨させて、ゴムローラ４０を完成させる。
【００２４】
本発明の芯体付きゴムローラ４０は、ゴム成形体２０’は上記金型１０を用いて成形しているため、円柱部２２のゴム充填量の不良がなく、かつ、各部の寸法精度が良好で、ゴム成形体２０’と芯体３０とが密着し、位置ズレ等も生じない。よって、安定して所望の性能を発現することができ、画像形成装置の給紙ローラ、その他各種ローラ等として好適に用いることができる。
【００２５】
上記実施形態以外にも、金型のキャビティの円弧部、柱状部、連結部の形状は、所望の形状に適宜設定することができる。
また、上記金型を用いると、長さ方向に長いゴム成形体でも均一なゴムの充填が可能であるため、長さ方向に長いゴム成形体を成形後、長さ方向に所要の長さで分割することで、１つのゴム成形体から複数のゴムローラを製造することもでき、生産効率が高くなり、安価に製造することができる。
【００２６】
以下、本発明の実施例、比較例について詳述する。
実施例では、上記実施形態の金型を用いて予備ゴム成形体を成形した。ゴム成形体の長さを変えて成形したところ、長さが６０ｍｍまでゴムが均一に充填され良好な成形が可能であった。
比較例では、キャビティに連結部が設けられておらず、断面が環状でない金型を用いた。連結部がない事以外は、実施例と同様の条件でゴム成形体を成形した。連結部がないためゴム成形体の長さは３０ｍｍまでしか良好な成形ができなかった。長さが３０ｍｍ以上の成形を行うと不良率が２５％〜５０％と非常に悪かった。
以上より、金型のキャビティに連結部を設けて環状とすることにより、原料ゴムの流れが良くなり、厚肉の円柱部にも十分に原料ゴムを充填でき、長さ方向が大な予備成形体を得ることができることが確認できた。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、異形ローラ用予備成形体を、環状に連続させたキャビティを有する金型で成形し、円弧部の両端の係止用柱状部を芯体への装着時には除去される仮連結部で連結した形状としている。
上記金型では、原料ゴムが充填されにくかった一対の係止用円柱部成形用のキャビティ部分を仮連結部成形用のキャビティ部分を設けて連続させたことにより、キャビティ中で原料ゴムの流れを均一化でき、上記係止用円柱部成形用キャビティ部分にも十分に原料ゴムを充填させることができる。よって、従来生じていた原料ゴムの充填不足を改善することができる。その結果、円弧部、係止用円柱部、仮連結部の周方向・径方向・長さ方向の全てに均一に原料ゴムを充填することができ、厚みや形状が均一でないゴム成形体でも、非常に優れた寸法精度で得ることができる。
【００２８】
また、キャビティ中のゴムの流れが良好であるため、ゴム成形体の不良率が低減され、生産性を向上することができ、特に、長さ方向に十分な長さを有するゴム成形体の成形も可能とすることができる。
【００２９】
さらに、本発明の製造方法によれば、寸法精度が良く成形不良がないゴムローラ部分を備え、かつ芯体との密着性が良好な芯体付きゴムローラを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明のゴム成形装置の金型のキャビティの断面図であり、（Ｂ）は要部拡大図である。
【図２】ゴム成形体の概略斜視図である。
【図３】（Ａ）は樹脂製芯体の正面図、（Ｂ）は連結部を切断したゴム成形体の説明図、（Ｃ）は芯体にゴム成形体を装着したゴムローラの正面図を示す。
【図４】（Ａ）は従来のゴム成形体を示す斜視図、（Ｂ）はゴム成形体を芯体に装着した正面図である。
【符号の説明】
１０  金型
１１  キャビティ
１２  円弧部
１３  円柱部
１４  連結部
２０  予備ゴム成形体
２０’仮連結部を除去したゴム成形体
２２  円弧部
２３  係止用柱状部
２４  仮連結部
３０  芯体
３５  嵌合凹部
４０  芯体付きゴムローラ
Ｍ    溝
Ｌ    目印突部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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