成形金型固定装置、注型装置及び成形装置
【課題】金型固定治具における所定の位置に成形金型を固定する際の作業性及び金型固定治具から成形金型を取り外す際の作業性に優れる成形金型固定装置、並びに、寸法精度に優れたローラを製造することのできる注型装置及び成形装置を、提供すること。
【解決手段】筒状金型の両端開口部を端部金型で閉塞して成る成形金型１００を固定する金型固定治具２０を備えた成形金型固定装置１であって、前記金型固定治具２０は、前記成形金型１００と当接する当接面を少なくとも２面有し、前記当接面が垂直となるように、前記成形金型固定装置１に装着され、かつ、前記金型固定治具２０及び前記筒状金型の少なくとも一方は硬質磁性材料で形成され、他方は硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成されて成る特徴とする成形金型固定装置１、並びに、この成形金型固定装置１を備えた注型装置及び成形装置。
【解決手段】筒状金型の両端開口部を端部金型で閉塞して成る成形金型１００を固定する金型固定治具２０を備えた成形金型固定装置１であって、前記金型固定治具２０は、前記成形金型１００と当接する当接面を少なくとも２面有し、前記当接面が垂直となるように、前記成形金型固定装置１に装着され、かつ、前記金型固定治具２０及び前記筒状金型の少なくとも一方は硬質磁性材料で形成され、他方は硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成されて成る特徴とする成形金型固定装置１、並びに、この成形金型固定装置１を備えた注型装置及び成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形金型固定装置、注型装置及び成形装置に関し、さらに詳しくは、金型固定治具における所定の位置に成形金型を固定する際の作業性及び金型固定治具から成形金型を取り外す際の作業性に優れる成形金型固定装置、及び、この成形金型固定装置を備えた、寸法精度に優れたローラを製造することのできる注型装置及び成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図１３に示されるような、軸体５１の外周面に形成された弾性層５２を備えたローラ５０は、種々の分野で広く用いられている。例えば、レーザープリンター及びビデオプリンター等のプリンター、複写機、ファクシミリ、これらの複合機等には、機能に応じて、現像ローラ、定着ローラ、搬送ローラ等の種々のローラが配設された各種の画像形成装置、例えば、電子写真方式を利用した画像形成装置等が採用されている。
【０００３】
このようなローラは、通常、成形金型を用いて、軸体の外周面に弾性層を成形して成る。弾性層を成形する際に用いられる成形金型としては、例えば、図１１及び図１２に示されるような、筒状金型６１と、筒状金型６１の両端開口部を閉塞する端部金型６２及び６３とを備えた成形金型６０等が挙げられ、このような成形金型６０等を固定する金型固定治具として、例えば、図１４に示されるような、軸線方向に延在する半円状の凹部７５及び７６を有する第１の固定治具７１及び第２の固定治具７２を備え、前記凹部７５及び７６によって成形金型６０を挿入可能な金型挿入孔７７が画成されるように、第１の固定治具７１及び第２の固定治具７２が対向配置されて成る金型固定治具７０等が挙げられる。
【０００４】
この成形金型６０及び金型固定治具７０を用いて、ローラ５０を製造するには、例えば、図１２に示されるように、内部に軸体５１を収納した成形金型６０を組立て、この成形金型６０を金型固定治具７０の金型挿入孔７７に挿入した状態に、第１の固定治具７１と第２の固定治具７２とを対向配置し、次いで、この状態を維持するように、固定具７３等によって金型固定治具７０を固定し、次いで、成形金型６０内のキャビティ６４に成形材料を注入した後に、成形金型６０ごと成形材料を加熱する。所定時間加熱した後に、金型固定治具７０を固定している固定具７３を取り外し、金型固定治具７０から成形金型６０を取り出して、成形金型６０からローラ５０を脱型することによって、ローラ５０が製造される。
【０００５】
このようなローラの製造方法において、成形材料を注入する際等に成形金型６０を固定するには、２つの部材、すなわち、第１の固定治具７１と第２の固定治具７２とを対面配置した後、成形金型６０を画成された金型挿入孔７７に挿入し、さらに、金型固定治具７０を固定具７３で固定するという作業が必要になる。また、弾性層５２を成形した後は、金型固定治具７０から固定具７３を外し、金型固定治具７０を分解するという作業が必要になる。このように、従来の金型固定治具７０においては、成形金型６０の固定作業及び取り外し作業が煩雑であり、成形金型の固定作業及び取り外し作業における作業性の改善が望まれていた。特に、固定具７３に代わりにボルト等が採用されている場合には、作業性は著しく低下するため、作業性の改善が切望されていた。
【０００６】
また、これらの金型固定治具７０は、成形金型６０の挿入及び脱離が容易になるように、金型挿入孔７７は成形金型６０の外径よりも大きめに調整されている。したがって、金型挿入孔７７に成形金型６０が正確に固定されてなく、金型挿入孔７７内で成形金型６０が可動してしまうから、成形金型６０を垂直に固定することができず、その結果、端部金型６３における成形材料の注入経路であるスプルー６５の穿孔位置と注型機におけるノズルの位置との位置精度が低下し、成形金型６０に成形材料を注入する際に、スプルー６５とノズルとの当接部近傍から成形材料が漏れ、及び／又は、注入された成形材料内に気泡等が巻き込まれて、キャビティ６４に成形材料を所望のように注入することができず、所望とするローラ５０の振れ精度及び／又は外径精度を実現することができないことがあった。特に、近年は、ローラの振れ精度及び外径精度は高い精度が要求されており、ローラの振れ精度及び外径精度の向上及び均一性が要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、金型固定治具における所定の位置に成形金型を固定する際の作業性及び金型固定治具から成形金型を取り外す際の作業性に優れる成形金型固定装置を提供することを、目的とする。
【０００８】
また、この発明は、寸法精度に優れたローラを製造することのできる注型装置及び成形装置を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、筒状金型の両端開口部を端部金型で閉塞して成る成形金型を固定する金型固定治具を備えた成形金型固定装置であって、前記金型固定治具は、前記成形金型と当接する当接壁を少なくとも２面有し、前記当接壁が垂直となるように、前記成形金型固定装置に装着され、かつ、前記金型固定治具及び前記筒状金型の少なくとも一方は硬質磁性材料で形成され、他方は硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成されて成ることを特徴とする成形金型固定装置であり、
請求項２は、前記金型固定治具は、前記成形金型の軸線方向に直列配置された上部金型固定治具と下部金型固定治具とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の成形金型固定装置であり、
請求項３は、前記成形金型をその軸線方向に位置決めすることのできる軸線方向規制手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の成形金型固定装置であり、
請求項４は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形金型固定装置を備えた注型装置であり、
請求項５は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形金型固定装置を備えた成形装置である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る成形金型固定装置によれば、成形金型を磁力によって金型固定治具に固定することができるから、金型固定治具に成形金型を容易に装着することができると共に、金型固定治具から成形金型を容易に取り外すことができるうえ、成形金型固定治具に固定される成形金型は所定の位置に垂直に固定される。したがって、この発明によれば、金型固定治具における所定の位置に成形金型を固定する際の作業性及び金型固定治具から成形金型を取り外す際の作業性に優れる成形金型固定装置を提供することができる。
【００１１】
このように、金型固定治具における所定の位置に垂直に成形金型を固定することができると、成形金型に成形材料を注入する際に、成形材料が成形金型内に注入されずに漏出することを防止することができると共に、注入された成形材料内に気泡等を巻き込み、及び／又は、成形材料内に気泡等が発生することを防止することができるから、成形材料を成形金型内（すなわち、キャビティ内）に所望のように注入することができる。したがって、この発明によれば、この発明に係る成形金型固定装置を備えることによって、寸法精度に優れたローラを製造することのできる注型装置及び成形装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明に係る成形金型固定装置は、軸体の外周面に弾性層を備えた各種ローラを成形するための、成形材料注入装置及び／又は成形装置に装着される成形金型固定装置である。この発明に係る成形金型固定装置の一実施例として、例えば、図１に示される成形金型固定装置１が挙げられる。図１に示されるように、成形金型固定装置１は、支柱１０と、支柱１０にアーム２４を介して装着され、成形金型６０を固定する金型固定治具２０と、支柱１０における前記金型固定治具２０の下側にアーム１６を介して装着され、成形金型６０を載置する載置部材１５とを備えている。
【００１３】
支柱１０は、後述する金型固定治具２０及び載置部材１５を支持する。支柱１０は金型固定治具２０及び載置部材１５を支持することができる材料で形成されていればよく、例えば、各種金属等で所定の寸法に形成されている。成形金型固定装置１における支柱１０は垂直に設置されている。
【００１４】
載置部材１５は、成形金型６０を載置することよって、成形金型６０をその軸線方向（図１において上下方向）に位置決めすることのできる軸線方向規制手段として、機能する。図２に示されるように、載置部材１５は、中心部に貫通形成された貫通孔１８と、貫通孔１８の周囲に形成された、成形金型６０における軸線方向の動きを規制する規制穴１７とを備えた円盤体である。貫通孔１８は、載置部材１５の下側から載置部材１５上に載置された成形金型６０に成形材料を注入するために、図８に示す注入機４０の注入ノズル４１が前後進可能な大きさに調整されている。規制穴１７は、その底面に成形金型６０を載置して、成形金型６０における軸線方向の動きを規制すると共に、規制穴１７の周壁によって成形金型６０の軸線方向以外の動き、例えば、水平方向の動き等を規制することができる。規制穴１７の深さはこのような機能を発揮することができれば限定されない。
【００１５】
載置部材１５は、成形金型６０を載置することができる材料で形成されていればよいが、後述する硬質磁性材料以外の材料であるのが、成形金型６０をわずかな力で載置部材１５から取り外すことができる点で好ましい。載置部材１５は、その中心が後述する金型固定治具２０に固定された成形金型６０の軸線と一致するように、前記支柱１０に、例えば、アーム１６等で装着されている。
【００１６】
図３及び４に示されるように、金型固定治具２０は、成形金型の外周面に当接して、成形金型を固定することのできる第１の当接壁２１及び第２の当接壁２２を備えている。第１の当接壁２１及び第２の当接壁２２は、金型固定治具２０における上面２５及び底面２６に対して垂直に形成されている。金型固定治具２０は、図４（ｂ）に明確に示されるように、略長方体の断面においてその長辺（一側面２７）の一部を底辺とする二等辺三角形を上面２５及び底面２６に対して垂直に切り欠いた三角柱状の切欠き凹部２３を有する形状を成している。換言すると、側面２８を底面としたときに、略長方体の一側面２７が、側面２８に平行な略長方体の断面積が順次減少するように、略長方体の一端部（側面２８）近傍から略中心部にかけて内側に傾斜したテーパ状の第１の当接壁２１と、略長方体の前記断面積が順次増加するように、略中心部から他端部近傍にかけて外側に傾斜したテーパ状の第２の当接壁２２とが形成された形状を成している。図３及び４に示されるように、金型固定治具２０において、第１の当接壁２１及び第２の当接壁２２は、平面とされているから、後述する成形金型と線接触して成形金型を固定する。したがって、第１の当接壁２１及び第２の当接壁２２に成形金型を固定するためのクリアランスを設ける必要がなく、後述するように、成形金型６０を所定の位置に位置決めすることができる。
【００１７】
金型固定治具２０における第１の当接壁２１と第２の当接壁２２とが交差して成す中心角θ（図４（ｂ）参照）は特に限定されず、成形金型の外径等に応じて任意に調整される。中心角θは、例えば、３０〜１５０°であるのが好ましく、４５〜１２０°であるのが特に好ましい。
【００１８】
金型固定治具２０は、後述する成形金型の材質に応じて、硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成され、磁力によって成形金型を固定する。このとき、図５に示されるように、成形金型６０の中心から第１の当接壁２１までの最短距離、すなわち、成形金型６０の中心から成形金型６０と第１の当接壁２１との接点までの距離と、成形金型６０の中心から第２の当接壁２２までの最短距離、すなわち、成形金型６０の中心から成形金型６０と第２の当接壁２２との接点までの距離とは同一であり、成形金型６０が金型固定治具２０に固定されることにより、金型固定治具２０に固定された成形金型６０の垂直断面における仮想的なＸＹ座標におけるＹ方向に位置決めされる。そして、Ｙ方向に位置決めされた成形金型６０は、第１の当接壁２１及び第２の当接壁２２と当接し、磁力によりＹ方向に位置決めされているから、前記ＸＹ座標におけるＸ方向にも位置決めされる。すなわち、金型固定治具２０は、成形金型６０を、前記ＸＹ座標におけるＸ方向及びＹ方向に位置決めすることができる。このように、成形金型６０を位置決めすることができ、かつ、後述するように、第１の当接壁２１と第２の当接壁２２とが垂直となるように、支柱１０に金型固定治具２０が装着されているから、成形金型６０の垂直性を確保することができる。
【００１９】
図１に示されるように、金型固定治具２０は、金型固定治具２０に垂直に形成された第１の当接壁２１と第２の当接壁２２とが垂直となるように、支柱１０に固定され、かつ、金型固定治具２０に固定された成形金型６０の軸線が前記載置部材１５の中心に一致するように、すなわち、前記載置部材１５と金型固定治具２０とで固定された成形金型６０が垂直となるように、前記支柱１０に、例えば、アーム２４等で装着されている。
【００２０】
金型固定治具２０を形成する硬質磁性材料は、約１００Ｏｅ以上の保持力を有する材料であり、永久磁石材料である。硬質磁性材料は、例えば、Ｆｅ２Ｏ３、３Ｍ２Ｏ３・５Ｆｅ２Ｏ３及びＭＯ・６Ｆｅ２Ｏ３（Ｍは金属）等のフェライト磁性材料、Ｆｅ-Ｃｏ−Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｎ（アルニコ磁石、鉄・クロム・コバルト磁石）等の合金系材料、並びに、Ｓｍ−Ｃｏ系材料及びＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系材料等の希土類磁石、Ｆｅ−Ｍｎ系・Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系等の塑性加工磁石、Ｐｔ−Ｆｅ−Ｎｄ系のプラチナ磁石等が挙げられる。金型固定治具２０を形成する軟質磁性材料は、約１００Ｏｅ未満の保持力を有する材料である。軟質磁性材料は、例えば、Ｆｅ及びＭＯ・Ｆｅ２Ｏ３（Ｍは金属）等のフェライト磁性材料、Ｓｍ−Ｃｏ系・Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系等が挙げられる。
【００２１】
この発明に係る成形金型固定装置１に固定される成形金型は、特に限定されず、例えば、図１１及び図１２に示されるように、両端開口部を有する筒状金型６１と、筒状金型６１の両端開口部を閉塞すると共に、軸体５１を保持する保持穴６７を有する端部金型６２及び６３とを備えた成形金型６０が挙げられる。成形金型６０をより詳述すると、図１１及び図１２に示されるように、成形金型６０は、両端開口部を有し、内表面が鏡面構造とされた筒状金型６１、軸体５１を保持する保持穴６７と、成形材料を排出可能なベント６６とを備え、筒状金型６１の一方の開口部を閉塞する端部金型６２、並びに、軸体５１を保持する保持穴６７と、成形材料を注入可能なスプルー６５とを備え、筒状金型６１の他方の開口部を閉塞する端部金型６３を備えて成る。筒状金型６１は、前記金型固定治具２０の材料に応じて、金型固定治具２０と磁力により吸着又は固定される材料が選択され、例えば、前記金型固定治具２０が硬質磁性材料で形成されている場合には、硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成され、一方、前記金型固定治具２０が軟質磁性材料で形成されている場合には、硬質磁性材料で形成される。成形金型固定装置１においては、前記金型固定治具２０が硬質磁性材料で形成され、筒状金型６１が硬質磁性材料で形成されるのが好ましい。
【００２２】
この発明に係る成形金型固定装置は、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、成形金型固定装置１においては、第１の当接壁２１と第２の当接壁２２とは金型固定治具２０の上面２５及び底面２６に対して垂直に形成されているが、この発明においては、第１の当接壁と第２の当接壁とは金型固定治具の上面及び底面に対して垂直に形成されていなくてもよく、支柱に金型固定治具が装着されたときに、第１の当接壁と第２の当接壁とが垂直になるように、上面及び底面に対して所定の角度となるように形成されていてもよい。すなわち、この発明においては、上面及び底面に対して垂直に形成された第１の当接壁と第２の当接壁とを有する金型固定治具を支柱に垂直に装着することによって、第１の当接壁と第２の当接壁とが垂直になる態様、上面及び底面に対して所定の角度に形成された第１の当接壁と第２の当接壁とを有する金型固定治具を支柱に対して所定の角度に装着することによって、第１の当接壁と第２の当接壁とが垂直になる態様のいずれであってもよい。
【００２３】
また、成形金型固定装置１においては、金型固定治具２０はその全体が硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成されているが、この発明においては、金型固定治具はその全体が硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成されていなくてもよく、少なくとも第１の当接壁と第２の当接壁とが硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成されていればよい。
【００２４】
さらに、成形金型固定装置１においては、筒状金型６１が硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成されているが、この発明においては、筒状金型に加えて、又は、代えて、端部金型が硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成され、端部金型によって、金型固定治具に成形金型が固定されるようにしてもよい。
【００２５】
また、成形金型固定装置１においては、成形金型を所定の位置に固定することを目的として、第１の当接壁２１及び第２の当接壁２２が平面とされているが、この発明においては、成形金型を所定の位置に固定することができれば、第１の当接壁及び第２の当接壁は平面とされていなくてもよく、曲面とされていてもよい。
【００２６】
また、成形金型固定装置１においては、１つの金型固定治具２０が支柱１０に装着されているが、この発明においては、支柱に装着される金型固定治具は１つに限られず、複数であってもよい。例えば、図６に示される成形金型固定装置２のように、２個の金型固定治具、すなわち、上部金型固定治具２０Ｕ及び下部金型固定治具２０Ｄを、支柱１０の軸線方向に直列に装着してもよく、また、３個以上の金型固定治具を支柱の軸線方向に直列に装着してもよい。なお、これらの場合において、支柱に装着される複数の金型固定治具は、成形金型を固定したときに、成形金型が垂直となるように装着されるのはもちろんである。
【００２７】
さらに、成形金型固定装置１においては、金型固定治具２０は、当接壁を２つ有しているが、この発明においては、金型固定治具が有する当接壁は２つに限られず、複数であってもよい。例えば、３つの当接壁を有する金型固定治具の一例としての金型固定治具３０は、図７に示されるように、断面が四角形の固定溝３１が軸線方向に貫通形成され、成形金型６０に当接し、成形金型６０を固定する第１の当接壁３２、第２の当接壁３３及び第３の当接壁３４を内部に有する断面がコの字の筐体とされている。そして、第１の当接壁３２、第２の当接壁３３及び第３の当接壁３４に当接して、前記固定溝３１の内部に成形金型６０が固定される。なお、第１の当接壁３２、第２の当接壁３３及び第３の当接壁３４はそれぞれ平面とされているから、成形金型と線接触して成形金型を、所定の位置に固定することができる。
【００２８】
次に、この発明に係る注型装置の一実施例として、例えば、図８に示される注型装置３が挙げられる。この注型装置３は、図８に示されるように、この発明に係る成形金型固定装置１と、成形金型固定装置１における金型固定治具２０で固定された成形金型６０内に成形材料を注入する注入機４０とを備えている。注入機４０の注入ノズル４１は、載置部材１５の下方に配置され、成形金型固定装置１の軸線方向に前後進可能に注入機本体４２に連結されている。注入ノズル４１は、成形金型固定装置１の軸線方向に前後進（図８において上下方向）して、載置部材１５の貫通孔１８を貫通するように、形成されている。成形材料の注入時には、注入ノズル４１は、載置部材１５の貫通孔１８を貫通した状態で、金型固定治具２０で固定された成形金型における端部金型６３のスプルー６５に接続して、成形金型６０と軸体５１とで形成されたキャビティ６４に成形材料を注入する。注入機本体４２は、注入ノズル４１を前後進可能にする駆動手段と成形材料を貯留する貯留槽と成形材料の注入量及び注入圧力等を制御する制御手段とを備えている。この注型装置３において、注型機６０は注入装置に通常使用される注型機を採用することができる。
【００２９】
この注型装置３は、この発明に係る成形金型固定装置１を備えているから、成形材料が注入される成形金型６０をいずれの方向にも変位することなく、所定の位置に垂直に固定することができるから、成形材料の注入時に成形金型６０が変位することがなく、成形材料をキャビティ６４内に均一に注入することができる。その結果、成形材料を注入する際に、スプルー６５と注入ノズル４１との当接部近傍から成形材料が漏れることを防止することができると共に、注入された成形材料内に気泡等を巻き込むことも、また、成形材料内に含まれていた気体成分が発泡して気泡が発生することも防止することができる。それ故、成形金型６０に注入された成形材料を加熱硬化すると、成形材料の注入量の変化及び／又は気泡の存在による弾性層５２の変形等を防止することができるから、振れを防止し、かつ、均一な外径を有する弾性層５２を軸体５１の外周面に形成することができる。
【００３０】
次に、この発明に係る成形装置の一実施例として、例えば、図９に示される成形装置４が挙げられる。この成形装置４は、図９に示されるように、この発明に係る成形金型固定装置１と、成形金型固定装置１における金型固定治具２０で固定された成形金型６０内に成形材料を注入する注入機４０と、成形金型固定装置１における金型固定治具２０に固定された成形金型６０を囲繞する位置に設置された加熱手段４５とを備えている。注入機４０は前記した通りである。加熱手段４５は、金型固定治具２０及び載置部材１５に固定される成形金型６０を囲繞するオーブン、電熱器等、金型固定治具２０及び載置部材１５に固定される成形金型６０を被覆するヒーター等の成形装置に通常使用される加熱手段を特に制限されることなく採用することができる。
【００３１】
この成形装置４は、この発明に係る成形金型固定装置１を備えているから、前記したように、振れを防止し、かつ、均一な外径を有する弾性層５２を軸体５１の外周面に形成することができる。
【００３２】
ここで、弾性層５２の外径精度について説明する。弾性層５２の外径精度は、その長手方向に均一で、かつ、所望の外径を有していることを示す精度である。弾性層５２の外径精度は、少なくとも、弾性層５２における中央部と両端部近傍との３点における外径を測定して、測定された外径から求めた弾性層５２の平均外径（ｒａｖ）に対する、各測定点における外径（ｒｘ）と平均外径（ｒａｖ）との外径差（ｒｘ−ｒａｖ）を百分率で示した値であり、具体的には、各測定点において、式［（ｒｘ−ｒａｖ）／ｒａｖ］×１００（％）で算出される。ここで、弾性層５２の外径精度は、定法に従って、弾性層５２の測定点における外径をレーザー測定器で測定し、測定された各外径から、前記式により算出することができる。この発明に係る成形金型固定治具１を用いて軸体５１の外周面に弾性層５２を形成すると、弾性層５２の外径精度は、通常、±０．２５％の範囲内に調整される。
【００３３】
また、弾性層５２の振れ精度について説明する。弾性層５２の振れ精度は、弾性層５２の円周方向における厚さの均一性、すなわち、厚さの振れ（振れと称することがある。）を示す精度である。弾性層５２の振れ精度は、弾性層５２の中心点と軸体５１の中心点との距離に影響される。例えば、図１０（ａ）に示されるように、ローラ５０は、その弾性層５２が、軸線方向において、軸体５１の軸線５１Ｃとその軸線とがずれて軸体５１の外周面に形成され、ローラ５０のＡ−Ａ線における断面が図１０（ｂ）に示されている。図１０を参照すると、弾性層５２の振れ精度は、弾性層５２の最大厚さ（ｔｍａｘ）と最小厚さ（ｔｍｉｎ）との差（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）、換言すると、軸体５１の軸線５１Ｃから弾性層５２の外周面までの最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）を、弾性層５２の平均外径（ｒａｖ）に対する百分率で示された値として、算出される。
【００３４】
すなわち、弾性層５２の振れ精度は、弾性層５２の平均外径（ｒａｖ）に対する、少なくとも、弾性層５２における中央部と両端部近傍との３点における、弾性層５２の最大厚さ（ｔｍａｘ）と最小厚さ（ｔｍｉｎ）との差（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）を、百分率で示した値であり、より具体的には、各測定点において、式［（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）／ｒａｖ］×１００（％）で算出される。又は、弾性層５２の平均外径（ｒａｖ）に対する、少なくとも、弾性層５２における中央部と両端部近傍との３点における、軸体５１の軸線５１Ｃから弾性層５２の外周面までの最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）を、百分率で示した値であり、より具体的には、各測定点において、式［（Ｌ２−Ｌ１）／ｒａｖ］×１００（％）で算出される。ここで、弾性層５２の振れ精度は、ローラ５０を軸体５１の中心軸を中心として回転させながら、レーザー測長機により、各測定点における、弾性層５２の厚さ、又は、軸体５１の中心点から弾性層５２の外周面までの距離を測定し、測定された最大厚さと最小厚さとから、又は、測定された最長距離と最短距離とから、前記式により算出することができる。
【００３５】
この発明に係る成形金型固定治具１を用いて軸体５１の外周面に弾性層５２を形成すると、弾性層５２の振れ精度は、通常、０．５％以下の範囲内に調整される。
【００３６】
この発明に係る製造方法に使用される成形材料は、室温で液状のゴムを含有するゴム組成物であればよく、液状のゴムとして、例えば、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム、ニトリルゴム、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を含む。）、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、天然ゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロールヒドリンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等の液状ゴムが挙げられる。これらのゴムは、付加硬化型であるのが、加熱成形時の寸法精度に優れる点で、好ましい。
【００３７】
ゴム組成物は、ゴムに加えて、通常、ゴム組成物に含有される各種添加剤を含有していてもよく、各種添加剤としては、例えば、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、導電性付与剤、分散剤、発泡剤、老化防止剤、酸化防止剤、充填材、顔料、着色剤、加工助剤、軟化剤、可塑剤、乳化剤、硬化剤、耐熱性向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、熱伝導性向上剤、離型剤、溶剤等が挙げられる。これらの各種添加剤は、通常用いられる添加剤であってもよく、用途に応じて特別に用いられる添加剤であってもよい。
【００３８】
ゴム組成物は、成形金型６０に容易にかつ均質に注入することができる点で、例えば、２５℃において、５〜５００Ｐａ・ｓの粘度を有しているのがよく、１０〜２００Ｐａ・ｓの粘度を有しているのが特によい。
【００３９】
このようなゴム組成物として、具体的には、例えば、（Ａ）一分子中にケイ素原子と結合するアルケニル基を少なくとも２個含有するオルガノポリシロキサンと、（Ｂ）一分子中にケイ素原子と結合する水素原子を少なくとも２個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、（Ｃ）平均粒径が１〜３０μｍで、嵩密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３である無機質充填材と、（Ｄ）導電性付与剤と、（Ｅ）付加反応触媒とを含有する付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物等が挙げられる。
【実施例】
【００４０】
（実施例１）
まず、図１１及び図１２に示される成形金型６０を準備した。筒状金型６１は、ＮＡＫ５５（プラスチック型用鋼、大同特殊鋼株式会社製）を用いて、全長２８４ｍｍ、外径３５ｍｍ及び内径２０．７ｍｍの円筒状に形成した。第１の端部金型６２及び第２の端部金型６３はそれぞれ、Ｓ５０Ｃ（機械構造用炭素鋼、大同アミスター株式会社製）を用いて、鍔部の厚さ２２ｍｍ、外径３５ｍｍ、端部金型本体の長さ４５ｍｍ、保持孔の深さ２１．７５ｍｍ、内径７．５ｍｍに調整した。スプルー６５及びベント６６はそれぞれ、内側開口部の開口径４ｍｍ、外側開口部の開口径２ｍｍ（内側開口部から外側開口部に向かう開き角、すなわち、スプルー及びベントにおける側面の延長線が交わる角度は２．５°）に調整し、鍔部の中心から８ｍｍの円周上に等間隔に４個形成した。なお、筒状金型６１の内表面は、定法に従い、研磨処理した。
【００４１】
次いで、無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体５１（ＳＵＭ２２製、直径７．５ｍｍ、長さ２８１．５ｍｍ）をトルエンで洗浄し、その表面にシリコーン系プライマー（商品名「プライマーＮｏ．１６」、信越化学工業株式会社製）を塗布した。プライマー処理した軸体を、ギヤオーブンを用いて、１５０℃の温度にて１０分焼成処理した後、常温にて３０分以上冷却し、軸体５１の表面にプライマー層を形成した。
【００４２】
さらに、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を以下のようにして調整した。すなわち、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン（Ａ）（重合度３００）１００質量部、ＢＥＴ比表面積が１１０ｍ２／ｇである疎水化処理されたヒュームドシリカ（日本アエロジル株式会社製、Ｒ−９７２）１質量部、平均粒径６μｍ、嵩密度が０．２５ｇ／ｃｍ３である珪藻土（Ｃ）（オプライトＷ−３００５Ｓ、北秋珪藻土株式会社製）４０質量部、及び、アセチレンブラック（Ｄ）（デンカブラックＨＳ−１００、電気化学工業株式会社製）５質量部をプラネタリーミキサーに入れ、３０分撹拌した後、３本ロールに１回通した。これを再度プラネタリーミキサーに戻し、架橋剤として、両末端及び側鎖にＳｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｂ）（重合度１７、Ｓｉ−Ｈ量０．００６０ｍｏｌ／ｇ）２．１質量部、反応制御剤として、エチニルシクロヘキサノール０．１質量部、及び、白金触媒（Ｅ）（Ｐｔ濃度１％）０．１質量部を添加し、１５分撹拌して混練して成る組成物をシリコーンゴム組成物とした。
【００４３】
一方、図９に示される成形装置４を準備した。成形金型固定治具１における支柱１０は、一般構造用鋼（硬質磁性材料、商品名「ＳＳ４００」、新日本製鐵株式会社製）を用いて、全長２９８ｍｍ、直径３５ｍｍの円柱体に形成した。金型固定治具２０は、一般構造用鋼（硬質磁性材料、商品名「ＳＳ４９０」、カネテック株式会社製）を用いて、縦（図３における上面２５の短手方向）４０ｍｍ、横（図３における上面２５の長手方向）７０ｍｍ、高さ（図３における一側面２７の長手方向）５０ｍｍのブロック部材を作製し、このブロック部材から、一側面２７の横方向長さがそれぞれ１７ｍｍとなるように、第１の当接壁２１及び第２の当接壁２２を形成する切欠き部２３（横方向の長さは３６ｍｍであり、第１の当接壁２１と第２の当接壁２２とで形成される開き角θは９０°）を切り出して、形成された。なお、金型固定治具２０の第１の当接壁２１と第２の当接壁２２の表面は、定法に従い、研磨処理した。載置部材１５は、ステンレス鋼（軟質磁性材料、「ＳＵＳ３０４」、神戸製鋼株式会社製）を用いて、直径６５ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円盤状部材に、直径３０ｍｍの貫通孔１８と、直径３５ｍｍ、深さ３ｍｍの規制穴１７とを中心を共有した状態に形成して、作製した。注入機４０は通常用いられる注入機を採用し、加熱手段４５はオーブン式加熱器を採用した。
【００４４】
次いで、作製した成形金型６０の内表面に離型剤（商品名「ダイフリー」、ダイキン工業株式会社製）を塗布して、図１２に示されるように、軸体５１と成形金型６０とを組み立て、成形金型固定治具１の載置部材１５上に成形金型６０を載置し、次いで、筒状金型６１を金型固定治具２０側に傾けて、金型固定治具２０に磁力によって固定した。この状態を維持しつつ、スプルー６５から、シリコーンゴム組成物を、ベント６６から流出し始めるまで、注入した。次いで、成形金型６０の外部から加熱手段４５によって１５０℃に加熱して、同温度で１０分間保持し、シリコーンゴム組成物を加熱成形した。このようにして、ローラを製造した。
【００４５】
次いで、形成された弾性層５２の外径をレーザー測長機で測定した。測定位置は、弾性層５２の各端から１０ｍｍの長さを弾性層５２の全長から除いた範囲を均等に４等分した５点（弾性層５２の円周）とした。５点の平均外径（直径、ｒａｖ）は２０．０２ｍｍであり、この平均外径（ｒａｖ）に対する、各測定点における外径（ｒｘ）と平均外径（ｒａｖ）との外径差（ｒｘ−ｒａｖ）の百分率を前記式により算出したところ、＋０．２５〜−０．２５％の範囲にあり、この弾性層５２の外径精度は、何れも±０．２５％の範囲内にあった。
【００４６】
同様にして、軸体５１の中心軸を中心としてローラを回転させながら、前記レーザー測長機により、前記５点の測定位置における、軸体５１の軸線５１Ｃから弾性層５２の外周面までの最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）を測定した。次いで、最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）が最大であった測定点における前記差（Ｌ２−Ｌ１）は０．０４ｍｍであり、平均外径（ｒａｖ）に対する、前記差（Ｌ２−Ｌ１）の百分率を前記式により算出したところ０．２％であり、この弾性層の振れ精度は、何れも、０．５％以下であった。なお、弾性層５２の振れ精度の最小値は０．０２％であった。
【００４７】
（実施例２）
金型固定治具２０における縦（図３における上面２５の短手方向）の長さを７０ｍｍに変更すると共に、第１の当接壁２１と第２の当接壁２２とで形成される開き角θを３０°に変更した以外は、実施例１と同様にして、ローラを製造した。製造したローラの弾性層における外径精度及び振れ精度を実施例１と同様にして測定した。その結果、弾性層の５点の平均外径（直径、ｒａｖ）は２０．０３ｍｍであり、この平均外径（ｒａｖ）に対する、各測定点における外径（ｒｘ）と平均外径（ｒａｖ）との外径差（ｒｘ−ｒａｖ）の百分率は、＋０．２５〜−０．２５％の範囲にあった。また、最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）が最大であった測定点における前記差（Ｌ２−Ｌ１）は０．０３ｍｍであり、平均外径（ｒａｖ）に対する、前記差（Ｌ２−Ｌ１）の百分率は０．１５％であった。なお、弾性層の振れ精度の最小値は０．０３％であった。
【００４８】
（実施例３）
金型固定治具２０における第１の当接壁２１と第２の当接壁２２とで形成される開き角θを１２０°に変更した以外は、実施例１と同様にして、ローラを製造した。製造したローラの弾性層における外径精度及び振れ精度を実施例１と同様にして測定した。その結果、弾性層の５点の平均外径（直径、ｒａｖ）は２０．０１ｍｍであり、この平均外径（ｒａｖ）に対する、各測定点における外径（ｒｘ）と平均外径（ｒａｖ）との外径差（ｒｘ−ｒａｖ）の百分率は、＋０．２５〜−０．２５％の範囲にあった。また、最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）が最大であった測定点における前記差（Ｌ２−Ｌ１）は０．０４ｍｍであり、平均外径（ｒａｖ）に対する、前記差（Ｌ２−Ｌ１）の百分率は０．２０％であった。なお、弾性層の振れ精度の最小値は０．０２％であった。
【００４９】
（実施例４）
金型固定治具２０をステンレス鋼（軟質磁性材料、「ＳＵＳ３０４」、神戸製鋼株式会社製）で作製した以外は、実施例１と同様にして、ローラを製造した。製造したローラの弾性層における外径精度及び振れ精度を実施例１と同様にして測定した。その結果、弾性層の５点の平均外径（直径、ｒａｖ）は２０．０４ｍｍであり、この平均外径（ｒａｖ）に対する、各測定点における外径（ｒｘ）と平均外径（ｒａｖ）との外径差（ｒｘ−ｒａｖ）の百分率は、＋０．２〜−０．２％の範囲にあった。また、最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）が最大であった測定点における前記差（Ｌ２−Ｌ１）は０．０２ｍｍであり、平均外径（ｒａｖ）に対する、前記差（Ｌ２−Ｌ１）の百分率は０．１％であった。なお、弾性層の振れ精度の最小値は０．０１％であった。
【００５０】
（比較例１）
成形金型固定治具１に代えて、図１４に示される金型固定治具７０を準備した。第１の固定治具７１及び第２の固定治具７２はそれぞれ、アルミ合金（硬質磁性材料、商品名「アルミ合金Ａ２０１７」、神戸製鋼株式会社製）を用いて、縦（図１４において凹部７５及び７６の延在方向）２９５ｍｍ、横（図１４において凹部７５及び７６の延在方向と直交する方向）１０５ｍｍ、高さ（図１４において凹部７５及び７６の深さ方向）４９．５ｍｍのブロック部材に半径１７．５ｍｍの凹部７５、７６を形成して、作製した。固定具７３は、ステンレス鋼（軟質磁性材料、「ＳＵＳ３０４」、神戸製鋼株式会社製）を用いて、縦５０ｍｍ、横１０５ｍｍ、高さ１００ｍｍ、厚さ５ｍｍの帯状に作製した。この金型固定治具７０と実施例１で準備した成形金型６０とを用いて、実施例１と同様にして、ローラを製造した。
【００５１】
製造したローラの弾性層における外径精度及び振れ精度を実施例１と同様にして測定した。その結果、弾性層の５点の平均外径（直径、ｒａｖ）は２０．０７ｍｍであり、この平均外径（ｒａｖ）に対する、各測定点における外径（ｒｘ）と平均外径（ｒａｖ）との外径差（ｒｘ−ｒａｖ）の百分率は、＋０．５〜−０．５％の範囲にあった（＋０．２５〜−０．２５％の範囲を除く）。また、最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）が最大であった測定点における前記差（Ｌ２−Ｌ１）は０．１３ｍｍであり、平均外径（ｒａｖ）に対する、前記差（Ｌ２−Ｌ１）の百分率は、０．６％であった。なお、弾性層の振れ精度の最小値は０．０２％であった。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、この発明における一実施例の成形金型固定装置を示す概略側面である。
【図２】図２は、この発明における一実施例の成形金型固定装置に装着された、一実施例の載置部材を示す概略上面図である。
【図３】図３は、この発明における一実施例の成形金型固定装置に装着された、一実施例の金型固定治具を示す概略斜視図である。
【図４】図４は、この発明における一実施例の成形金型固定装置に装着された、一実施例の金型固定治具を示す概略図であり、図４（ａ）はこの発明における一実施例の成形金型固定装置に装着された、一実施例の金型固定治具を示す概略正面図であり、図４（ｂ）はこの発明における一実施例の成形金型固定装置に装着された、一実施例の金型固定治具を示す概略上面図である。
【図５】図５は、この発明における一実施例の成形金型固定装置に装着された金型固定治具に成形金型が固定された状態を説明する説明図である。
【図６】図６は、この発明における別の一実施例の注型装置を示す概略側面である。
【図７】図７は、この発明における一実施例の成形金型固定装置に装着された、別の一実施例の金型固定治具を示す概略図である。
【図８】図８は、この発明における注型装置の一実施例を示す概略側面図である。
【図９】図９は、この発明における成形装置の一実施例を示す概略側面図である。
【図１０】図１０は、弾性層の振れ精度を説明する説明図であり、図１０（ａ）はローラの正面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図１１】図１１は、この発明における一実施例の成形金型固定装置に固定される、一実施例の成形金型を示す概略斜視図である。
【図１２】図１２は、この発明における一実施例の成形金型固定装置に固定される成形金型に軸体を収納した状態を示す概略断面図である。
【図１３】図１３は、一実施例のローラを示す概略斜視図である。
【図１４】図１４は、従来の成形金型固定装置の一例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
１、２ 成形金型固定装置
３ 注型装置
４ 成形装置
１０ 支柱
１５ 載置部材
１６ アーム
１７ 規制穴
１８ 貫通孔
２０、３０、７０ 金型固定治具
２０Ｕ 上部金型固定治具
２０Ｄ 下部金型固定治具
２１ 第１の当接壁
２２ 第２の当接壁
２３ 切欠き凹部
２４ アーム
２５ 上面
２６ 底面
２７ 一側面
２８ 側面
３１ 固定溝
３２ 第１の当接壁
３３ 第２の当接壁
３４ 第３の当接壁
４０ 注入機
４１ 注入ノズル
４２ 注入機本体
４５ 加熱手段
５０ ローラ
５１ 軸体
５２ 弾性層
６０ 成形金型
６１ 筒状金型
６２、６３ 端部金型
６４ キャビティ
６５ スプルー
６６ ベント
６７ 保持穴
７１ 第１の固定治具
７２ 第２の固定治具
７３ 固定具
７５、７６ 凹部
７７ 金型挿入孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形金型固定装置、注型装置及び成形装置に関し、さらに詳しくは、金型固定治具における所定の位置に成形金型を固定する際の作業性及び金型固定治具から成形金型を取り外す際の作業性に優れる成形金型固定装置、及び、この成形金型固定装置を備えた、寸法精度に優れたローラを製造することのできる注型装置及び成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図１３に示されるような、軸体５１の外周面に形成された弾性層５２を備えたローラ５０は、種々の分野で広く用いられている。例えば、レーザープリンター及びビデオプリンター等のプリンター、複写機、ファクシミリ、これらの複合機等には、機能に応じて、現像ローラ、定着ローラ、搬送ローラ等の種々のローラが配設された各種の画像形成装置、例えば、電子写真方式を利用した画像形成装置等が採用されている。
【０００３】
このようなローラは、通常、成形金型を用いて、軸体の外周面に弾性層を成形して成る。弾性層を成形する際に用いられる成形金型としては、例えば、図１１及び図１２に示されるような、筒状金型６１と、筒状金型６１の両端開口部を閉塞する端部金型６２及び６３とを備えた成形金型６０等が挙げられ、このような成形金型６０等を固定する金型固定治具として、例えば、図１４に示されるような、軸線方向に延在する半円状の凹部７５及び７６を有する第１の固定治具７１及び第２の固定治具７２を備え、前記凹部７５及び７６によって成形金型６０を挿入可能な金型挿入孔７７が画成されるように、第１の固定治具７１及び第２の固定治具７２が対向配置されて成る金型固定治具７０等が挙げられる。
【０００４】
この成形金型６０及び金型固定治具７０を用いて、ローラ５０を製造するには、例えば、図１２に示されるように、内部に軸体５１を収納した成形金型６０を組立て、この成形金型６０を金型固定治具７０の金型挿入孔７７に挿入した状態に、第１の固定治具７１と第２の固定治具７２とを対向配置し、次いで、この状態を維持するように、固定具７３等によって金型固定治具７０を固定し、次いで、成形金型６０内のキャビティ６４に成形材料を注入した後に、成形金型６０ごと成形材料を加熱する。所定時間加熱した後に、金型固定治具７０を固定している固定具７３を取り外し、金型固定治具７０から成形金型６０を取り出して、成形金型６０からローラ５０を脱型することによって、ローラ５０が製造される。
【０００５】
このようなローラの製造方法において、成形材料を注入する際等に成形金型６０を固定するには、２つの部材、すなわち、第１の固定治具７１と第２の固定治具７２とを対面配置した後、成形金型６０を画成された金型挿入孔７７に挿入し、さらに、金型固定治具７０を固定具７３で固定するという作業が必要になる。また、弾性層５２を成形した後は、金型固定治具７０から固定具７３を外し、金型固定治具７０を分解するという作業が必要になる。このように、従来の金型固定治具７０においては、成形金型６０の固定作業及び取り外し作業が煩雑であり、成形金型の固定作業及び取り外し作業における作業性の改善が望まれていた。特に、固定具７３に代わりにボルト等が採用されている場合には、作業性は著しく低下するため、作業性の改善が切望されていた。
【０００６】
また、これらの金型固定治具７０は、成形金型６０の挿入及び脱離が容易になるように、金型挿入孔７７は成形金型６０の外径よりも大きめに調整されている。したがって、金型挿入孔７７に成形金型６０が正確に固定されてなく、金型挿入孔７７内で成形金型６０が可動してしまうから、成形金型６０を垂直に固定することができず、その結果、端部金型６３における成形材料の注入経路であるスプルー６５の穿孔位置と注型機におけるノズルの位置との位置精度が低下し、成形金型６０に成形材料を注入する際に、スプルー６５とノズルとの当接部近傍から成形材料が漏れ、及び／又は、注入された成形材料内に気泡等が巻き込まれて、キャビティ６４に成形材料を所望のように注入することができず、所望とするローラ５０の振れ精度及び／又は外径精度を実現することができないことがあった。特に、近年は、ローラの振れ精度及び外径精度は高い精度が要求されており、ローラの振れ精度及び外径精度の向上及び均一性が要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、金型固定治具における所定の位置に成形金型を固定する際の作業性及び金型固定治具から成形金型を取り外す際の作業性に優れる成形金型固定装置を提供することを、目的とする。
【０００８】
また、この発明は、寸法精度に優れたローラを製造することのできる注型装置及び成形装置を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、筒状金型の両端開口部を端部金型で閉塞して成る成形金型を固定する金型固定治具を備えた成形金型固定装置であって、前記金型固定治具は、前記成形金型と当接する当接壁を少なくとも２面有し、前記当接壁が垂直となるように、前記成形金型固定装置に装着され、かつ、前記金型固定治具及び前記筒状金型の少なくとも一方は硬質磁性材料で形成され、他方は硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成されて成ることを特徴とする成形金型固定装置であり、
請求項２は、前記金型固定治具は、前記成形金型の軸線方向に直列配置された上部金型固定治具と下部金型固定治具とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の成形金型固定装置であり、
請求項３は、前記成形金型をその軸線方向に位置決めすることのできる軸線方向規制手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の成形金型固定装置であり、
請求項４は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形金型固定装置を備えた注型装置であり、
請求項５は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形金型固定装置を備えた成形装置である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る成形金型固定装置によれば、成形金型を磁力によって金型固定治具に固定することができるから、金型固定治具に成形金型を容易に装着することができると共に、金型固定治具から成形金型を容易に取り外すことができるうえ、成形金型固定治具に固定される成形金型は所定の位置に垂直に固定される。したがって、この発明によれば、金型固定治具における所定の位置に成形金型を固定する際の作業性及び金型固定治具から成形金型を取り外す際の作業性に優れる成形金型固定装置を提供することができる。
【００１１】
このように、金型固定治具における所定の位置に垂直に成形金型を固定することができると、成形金型に成形材料を注入する際に、成形材料が成形金型内に注入されずに漏出することを防止することができると共に、注入された成形材料内に気泡等を巻き込み、及び／又は、成形材料内に気泡等が発生することを防止することができるから、成形材料を成形金型内（すなわち、キャビティ内）に所望のように注入することができる。したがって、この発明によれば、この発明に係る成形金型固定装置を備えることによって、寸法精度に優れたローラを製造することのできる注型装置及び成形装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明に係る成形金型固定装置は、軸体の外周面に弾性層を備えた各種ローラを成形するための、成形材料注入装置及び／又は成形装置に装着される成形金型固定装置である。この発明に係る成形金型固定装置の一実施例として、例えば、図１に示される成形金型固定装置１が挙げられる。図１に示されるように、成形金型固定装置１は、支柱１０と、支柱１０にアーム２４を介して装着され、成形金型６０を固定する金型固定治具２０と、支柱１０における前記金型固定治具２０の下側にアーム１６を介して装着され、成形金型６０を載置する載置部材１５とを備えている。
【００１３】
支柱１０は、後述する金型固定治具２０及び載置部材１５を支持する。支柱１０は金型固定治具２０及び載置部材１５を支持することができる材料で形成されていればよく、例えば、各種金属等で所定の寸法に形成されている。成形金型固定装置１における支柱１０は垂直に設置されている。
【００１４】
載置部材１５は、成形金型６０を載置することよって、成形金型６０をその軸線方向（図１において上下方向）に位置決めすることのできる軸線方向規制手段として、機能する。図２に示されるように、載置部材１５は、中心部に貫通形成された貫通孔１８と、貫通孔１８の周囲に形成された、成形金型６０における軸線方向の動きを規制する規制穴１７とを備えた円盤体である。貫通孔１８は、載置部材１５の下側から載置部材１５上に載置された成形金型６０に成形材料を注入するために、図８に示す注入機４０の注入ノズル４１が前後進可能な大きさに調整されている。規制穴１７は、その底面に成形金型６０を載置して、成形金型６０における軸線方向の動きを規制すると共に、規制穴１７の周壁によって成形金型６０の軸線方向以外の動き、例えば、水平方向の動き等を規制することができる。規制穴１７の深さはこのような機能を発揮することができれば限定されない。
【００１５】
載置部材１５は、成形金型６０を載置することができる材料で形成されていればよいが、後述する硬質磁性材料以外の材料であるのが、成形金型６０をわずかな力で載置部材１５から取り外すことができる点で好ましい。載置部材１５は、その中心が後述する金型固定治具２０に固定された成形金型６０の軸線と一致するように、前記支柱１０に、例えば、アーム１６等で装着されている。
【００１６】
図３及び４に示されるように、金型固定治具２０は、成形金型の外周面に当接して、成形金型を固定することのできる第１の当接壁２１及び第２の当接壁２２を備えている。第１の当接壁２１及び第２の当接壁２２は、金型固定治具２０における上面２５及び底面２６に対して垂直に形成されている。金型固定治具２０は、図４（ｂ）に明確に示されるように、略長方体の断面においてその長辺（一側面２７）の一部を底辺とする二等辺三角形を上面２５及び底面２６に対して垂直に切り欠いた三角柱状の切欠き凹部２３を有する形状を成している。換言すると、側面２８を底面としたときに、略長方体の一側面２７が、側面２８に平行な略長方体の断面積が順次減少するように、略長方体の一端部（側面２８）近傍から略中心部にかけて内側に傾斜したテーパ状の第１の当接壁２１と、略長方体の前記断面積が順次増加するように、略中心部から他端部近傍にかけて外側に傾斜したテーパ状の第２の当接壁２２とが形成された形状を成している。図３及び４に示されるように、金型固定治具２０において、第１の当接壁２１及び第２の当接壁２２は、平面とされているから、後述する成形金型と線接触して成形金型を固定する。したがって、第１の当接壁２１及び第２の当接壁２２に成形金型を固定するためのクリアランスを設ける必要がなく、後述するように、成形金型６０を所定の位置に位置決めすることができる。
【００１７】
金型固定治具２０における第１の当接壁２１と第２の当接壁２２とが交差して成す中心角θ（図４（ｂ）参照）は特に限定されず、成形金型の外径等に応じて任意に調整される。中心角θは、例えば、３０〜１５０°であるのが好ましく、４５〜１２０°であるのが特に好ましい。
【００１８】
金型固定治具２０は、後述する成形金型の材質に応じて、硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成され、磁力によって成形金型を固定する。このとき、図５に示されるように、成形金型６０の中心から第１の当接壁２１までの最短距離、すなわち、成形金型６０の中心から成形金型６０と第１の当接壁２１との接点までの距離と、成形金型６０の中心から第２の当接壁２２までの最短距離、すなわち、成形金型６０の中心から成形金型６０と第２の当接壁２２との接点までの距離とは同一であり、成形金型６０が金型固定治具２０に固定されることにより、金型固定治具２０に固定された成形金型６０の垂直断面における仮想的なＸＹ座標におけるＹ方向に位置決めされる。そして、Ｙ方向に位置決めされた成形金型６０は、第１の当接壁２１及び第２の当接壁２２と当接し、磁力によりＹ方向に位置決めされているから、前記ＸＹ座標におけるＸ方向にも位置決めされる。すなわち、金型固定治具２０は、成形金型６０を、前記ＸＹ座標におけるＸ方向及びＹ方向に位置決めすることができる。このように、成形金型６０を位置決めすることができ、かつ、後述するように、第１の当接壁２１と第２の当接壁２２とが垂直となるように、支柱１０に金型固定治具２０が装着されているから、成形金型６０の垂直性を確保することができる。
【００１９】
図１に示されるように、金型固定治具２０は、金型固定治具２０に垂直に形成された第１の当接壁２１と第２の当接壁２２とが垂直となるように、支柱１０に固定され、かつ、金型固定治具２０に固定された成形金型６０の軸線が前記載置部材１５の中心に一致するように、すなわち、前記載置部材１５と金型固定治具２０とで固定された成形金型６０が垂直となるように、前記支柱１０に、例えば、アーム２４等で装着されている。
【００２０】
金型固定治具２０を形成する硬質磁性材料は、約１００Ｏｅ以上の保持力を有する材料であり、永久磁石材料である。硬質磁性材料は、例えば、Ｆｅ２Ｏ３、３Ｍ２Ｏ３・５Ｆｅ２Ｏ３及びＭＯ・６Ｆｅ２Ｏ３（Ｍは金属）等のフェライト磁性材料、Ｆｅ-Ｃｏ−Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｎ（アルニコ磁石、鉄・クロム・コバルト磁石）等の合金系材料、並びに、Ｓｍ−Ｃｏ系材料及びＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系材料等の希土類磁石、Ｆｅ−Ｍｎ系・Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系等の塑性加工磁石、Ｐｔ−Ｆｅ−Ｎｄ系のプラチナ磁石等が挙げられる。金型固定治具２０を形成する軟質磁性材料は、約１００Ｏｅ未満の保持力を有する材料である。軟質磁性材料は、例えば、Ｆｅ及びＭＯ・Ｆｅ２Ｏ３（Ｍは金属）等のフェライト磁性材料、Ｓｍ−Ｃｏ系・Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系等が挙げられる。
【００２１】
この発明に係る成形金型固定装置１に固定される成形金型は、特に限定されず、例えば、図１１及び図１２に示されるように、両端開口部を有する筒状金型６１と、筒状金型６１の両端開口部を閉塞すると共に、軸体５１を保持する保持穴６７を有する端部金型６２及び６３とを備えた成形金型６０が挙げられる。成形金型６０をより詳述すると、図１１及び図１２に示されるように、成形金型６０は、両端開口部を有し、内表面が鏡面構造とされた筒状金型６１、軸体５１を保持する保持穴６７と、成形材料を排出可能なベント６６とを備え、筒状金型６１の一方の開口部を閉塞する端部金型６２、並びに、軸体５１を保持する保持穴６７と、成形材料を注入可能なスプルー６５とを備え、筒状金型６１の他方の開口部を閉塞する端部金型６３を備えて成る。筒状金型６１は、前記金型固定治具２０の材料に応じて、金型固定治具２０と磁力により吸着又は固定される材料が選択され、例えば、前記金型固定治具２０が硬質磁性材料で形成されている場合には、硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成され、一方、前記金型固定治具２０が軟質磁性材料で形成されている場合には、硬質磁性材料で形成される。成形金型固定装置１においては、前記金型固定治具２０が硬質磁性材料で形成され、筒状金型６１が硬質磁性材料で形成されるのが好ましい。
【００２２】
この発明に係る成形金型固定装置は、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、成形金型固定装置１においては、第１の当接壁２１と第２の当接壁２２とは金型固定治具２０の上面２５及び底面２６に対して垂直に形成されているが、この発明においては、第１の当接壁と第２の当接壁とは金型固定治具の上面及び底面に対して垂直に形成されていなくてもよく、支柱に金型固定治具が装着されたときに、第１の当接壁と第２の当接壁とが垂直になるように、上面及び底面に対して所定の角度となるように形成されていてもよい。すなわち、この発明においては、上面及び底面に対して垂直に形成された第１の当接壁と第２の当接壁とを有する金型固定治具を支柱に垂直に装着することによって、第１の当接壁と第２の当接壁とが垂直になる態様、上面及び底面に対して所定の角度に形成された第１の当接壁と第２の当接壁とを有する金型固定治具を支柱に対して所定の角度に装着することによって、第１の当接壁と第２の当接壁とが垂直になる態様のいずれであってもよい。
【００２３】
また、成形金型固定装置１においては、金型固定治具２０はその全体が硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成されているが、この発明においては、金型固定治具はその全体が硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成されていなくてもよく、少なくとも第１の当接壁と第２の当接壁とが硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成されていればよい。
【００２４】
さらに、成形金型固定装置１においては、筒状金型６１が硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成されているが、この発明においては、筒状金型に加えて、又は、代えて、端部金型が硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成され、端部金型によって、金型固定治具に成形金型が固定されるようにしてもよい。
【００２５】
また、成形金型固定装置１においては、成形金型を所定の位置に固定することを目的として、第１の当接壁２１及び第２の当接壁２２が平面とされているが、この発明においては、成形金型を所定の位置に固定することができれば、第１の当接壁及び第２の当接壁は平面とされていなくてもよく、曲面とされていてもよい。
【００２６】
また、成形金型固定装置１においては、１つの金型固定治具２０が支柱１０に装着されているが、この発明においては、支柱に装着される金型固定治具は１つに限られず、複数であってもよい。例えば、図６に示される成形金型固定装置２のように、２個の金型固定治具、すなわち、上部金型固定治具２０Ｕ及び下部金型固定治具２０Ｄを、支柱１０の軸線方向に直列に装着してもよく、また、３個以上の金型固定治具を支柱の軸線方向に直列に装着してもよい。なお、これらの場合において、支柱に装着される複数の金型固定治具は、成形金型を固定したときに、成形金型が垂直となるように装着されるのはもちろんである。
【００２７】
さらに、成形金型固定装置１においては、金型固定治具２０は、当接壁を２つ有しているが、この発明においては、金型固定治具が有する当接壁は２つに限られず、複数であってもよい。例えば、３つの当接壁を有する金型固定治具の一例としての金型固定治具３０は、図７に示されるように、断面が四角形の固定溝３１が軸線方向に貫通形成され、成形金型６０に当接し、成形金型６０を固定する第１の当接壁３２、第２の当接壁３３及び第３の当接壁３４を内部に有する断面がコの字の筐体とされている。そして、第１の当接壁３２、第２の当接壁３３及び第３の当接壁３４に当接して、前記固定溝３１の内部に成形金型６０が固定される。なお、第１の当接壁３２、第２の当接壁３３及び第３の当接壁３４はそれぞれ平面とされているから、成形金型と線接触して成形金型を、所定の位置に固定することができる。
【００２８】
次に、この発明に係る注型装置の一実施例として、例えば、図８に示される注型装置３が挙げられる。この注型装置３は、図８に示されるように、この発明に係る成形金型固定装置１と、成形金型固定装置１における金型固定治具２０で固定された成形金型６０内に成形材料を注入する注入機４０とを備えている。注入機４０の注入ノズル４１は、載置部材１５の下方に配置され、成形金型固定装置１の軸線方向に前後進可能に注入機本体４２に連結されている。注入ノズル４１は、成形金型固定装置１の軸線方向に前後進（図８において上下方向）して、載置部材１５の貫通孔１８を貫通するように、形成されている。成形材料の注入時には、注入ノズル４１は、載置部材１５の貫通孔１８を貫通した状態で、金型固定治具２０で固定された成形金型における端部金型６３のスプルー６５に接続して、成形金型６０と軸体５１とで形成されたキャビティ６４に成形材料を注入する。注入機本体４２は、注入ノズル４１を前後進可能にする駆動手段と成形材料を貯留する貯留槽と成形材料の注入量及び注入圧力等を制御する制御手段とを備えている。この注型装置３において、注型機６０は注入装置に通常使用される注型機を採用することができる。
【００２９】
この注型装置３は、この発明に係る成形金型固定装置１を備えているから、成形材料が注入される成形金型６０をいずれの方向にも変位することなく、所定の位置に垂直に固定することができるから、成形材料の注入時に成形金型６０が変位することがなく、成形材料をキャビティ６４内に均一に注入することができる。その結果、成形材料を注入する際に、スプルー６５と注入ノズル４１との当接部近傍から成形材料が漏れることを防止することができると共に、注入された成形材料内に気泡等を巻き込むことも、また、成形材料内に含まれていた気体成分が発泡して気泡が発生することも防止することができる。それ故、成形金型６０に注入された成形材料を加熱硬化すると、成形材料の注入量の変化及び／又は気泡の存在による弾性層５２の変形等を防止することができるから、振れを防止し、かつ、均一な外径を有する弾性層５２を軸体５１の外周面に形成することができる。
【００３０】
次に、この発明に係る成形装置の一実施例として、例えば、図９に示される成形装置４が挙げられる。この成形装置４は、図９に示されるように、この発明に係る成形金型固定装置１と、成形金型固定装置１における金型固定治具２０で固定された成形金型６０内に成形材料を注入する注入機４０と、成形金型固定装置１における金型固定治具２０に固定された成形金型６０を囲繞する位置に設置された加熱手段４５とを備えている。注入機４０は前記した通りである。加熱手段４５は、金型固定治具２０及び載置部材１５に固定される成形金型６０を囲繞するオーブン、電熱器等、金型固定治具２０及び載置部材１５に固定される成形金型６０を被覆するヒーター等の成形装置に通常使用される加熱手段を特に制限されることなく採用することができる。
【００３１】
この成形装置４は、この発明に係る成形金型固定装置１を備えているから、前記したように、振れを防止し、かつ、均一な外径を有する弾性層５２を軸体５１の外周面に形成することができる。
【００３２】
ここで、弾性層５２の外径精度について説明する。弾性層５２の外径精度は、その長手方向に均一で、かつ、所望の外径を有していることを示す精度である。弾性層５２の外径精度は、少なくとも、弾性層５２における中央部と両端部近傍との３点における外径を測定して、測定された外径から求めた弾性層５２の平均外径（ｒａｖ）に対する、各測定点における外径（ｒｘ）と平均外径（ｒａｖ）との外径差（ｒｘ−ｒａｖ）を百分率で示した値であり、具体的には、各測定点において、式［（ｒｘ−ｒａｖ）／ｒａｖ］×１００（％）で算出される。ここで、弾性層５２の外径精度は、定法に従って、弾性層５２の測定点における外径をレーザー測定器で測定し、測定された各外径から、前記式により算出することができる。この発明に係る成形金型固定治具１を用いて軸体５１の外周面に弾性層５２を形成すると、弾性層５２の外径精度は、通常、±０．２５％の範囲内に調整される。
【００３３】
また、弾性層５２の振れ精度について説明する。弾性層５２の振れ精度は、弾性層５２の円周方向における厚さの均一性、すなわち、厚さの振れ（振れと称することがある。）を示す精度である。弾性層５２の振れ精度は、弾性層５２の中心点と軸体５１の中心点との距離に影響される。例えば、図１０（ａ）に示されるように、ローラ５０は、その弾性層５２が、軸線方向において、軸体５１の軸線５１Ｃとその軸線とがずれて軸体５１の外周面に形成され、ローラ５０のＡ−Ａ線における断面が図１０（ｂ）に示されている。図１０を参照すると、弾性層５２の振れ精度は、弾性層５２の最大厚さ（ｔｍａｘ）と最小厚さ（ｔｍｉｎ）との差（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）、換言すると、軸体５１の軸線５１Ｃから弾性層５２の外周面までの最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）を、弾性層５２の平均外径（ｒａｖ）に対する百分率で示された値として、算出される。
【００３４】
すなわち、弾性層５２の振れ精度は、弾性層５２の平均外径（ｒａｖ）に対する、少なくとも、弾性層５２における中央部と両端部近傍との３点における、弾性層５２の最大厚さ（ｔｍａｘ）と最小厚さ（ｔｍｉｎ）との差（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）を、百分率で示した値であり、より具体的には、各測定点において、式［（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）／ｒａｖ］×１００（％）で算出される。又は、弾性層５２の平均外径（ｒａｖ）に対する、少なくとも、弾性層５２における中央部と両端部近傍との３点における、軸体５１の軸線５１Ｃから弾性層５２の外周面までの最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）を、百分率で示した値であり、より具体的には、各測定点において、式［（Ｌ２−Ｌ１）／ｒａｖ］×１００（％）で算出される。ここで、弾性層５２の振れ精度は、ローラ５０を軸体５１の中心軸を中心として回転させながら、レーザー測長機により、各測定点における、弾性層５２の厚さ、又は、軸体５１の中心点から弾性層５２の外周面までの距離を測定し、測定された最大厚さと最小厚さとから、又は、測定された最長距離と最短距離とから、前記式により算出することができる。
【００３５】
この発明に係る成形金型固定治具１を用いて軸体５１の外周面に弾性層５２を形成すると、弾性層５２の振れ精度は、通常、０．５％以下の範囲内に調整される。
【００３６】
この発明に係る製造方法に使用される成形材料は、室温で液状のゴムを含有するゴム組成物であればよく、液状のゴムとして、例えば、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム、ニトリルゴム、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を含む。）、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、天然ゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロールヒドリンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等の液状ゴムが挙げられる。これらのゴムは、付加硬化型であるのが、加熱成形時の寸法精度に優れる点で、好ましい。
【００３７】
ゴム組成物は、ゴムに加えて、通常、ゴム組成物に含有される各種添加剤を含有していてもよく、各種添加剤としては、例えば、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、導電性付与剤、分散剤、発泡剤、老化防止剤、酸化防止剤、充填材、顔料、着色剤、加工助剤、軟化剤、可塑剤、乳化剤、硬化剤、耐熱性向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、熱伝導性向上剤、離型剤、溶剤等が挙げられる。これらの各種添加剤は、通常用いられる添加剤であってもよく、用途に応じて特別に用いられる添加剤であってもよい。
【００３８】
ゴム組成物は、成形金型６０に容易にかつ均質に注入することができる点で、例えば、２５℃において、５〜５００Ｐａ・ｓの粘度を有しているのがよく、１０〜２００Ｐａ・ｓの粘度を有しているのが特によい。
【００３９】
このようなゴム組成物として、具体的には、例えば、（Ａ）一分子中にケイ素原子と結合するアルケニル基を少なくとも２個含有するオルガノポリシロキサンと、（Ｂ）一分子中にケイ素原子と結合する水素原子を少なくとも２個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、（Ｃ）平均粒径が１〜３０μｍで、嵩密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３である無機質充填材と、（Ｄ）導電性付与剤と、（Ｅ）付加反応触媒とを含有する付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物等が挙げられる。
【実施例】
【００４０】
（実施例１）
まず、図１１及び図１２に示される成形金型６０を準備した。筒状金型６１は、ＮＡＫ５５（プラスチック型用鋼、大同特殊鋼株式会社製）を用いて、全長２８４ｍｍ、外径３５ｍｍ及び内径２０．７ｍｍの円筒状に形成した。第１の端部金型６２及び第２の端部金型６３はそれぞれ、Ｓ５０Ｃ（機械構造用炭素鋼、大同アミスター株式会社製）を用いて、鍔部の厚さ２２ｍｍ、外径３５ｍｍ、端部金型本体の長さ４５ｍｍ、保持孔の深さ２１．７５ｍｍ、内径７．５ｍｍに調整した。スプルー６５及びベント６６はそれぞれ、内側開口部の開口径４ｍｍ、外側開口部の開口径２ｍｍ（内側開口部から外側開口部に向かう開き角、すなわち、スプルー及びベントにおける側面の延長線が交わる角度は２．５°）に調整し、鍔部の中心から８ｍｍの円周上に等間隔に４個形成した。なお、筒状金型６１の内表面は、定法に従い、研磨処理した。
【００４１】
次いで、無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体５１（ＳＵＭ２２製、直径７．５ｍｍ、長さ２８１．５ｍｍ）をトルエンで洗浄し、その表面にシリコーン系プライマー（商品名「プライマーＮｏ．１６」、信越化学工業株式会社製）を塗布した。プライマー処理した軸体を、ギヤオーブンを用いて、１５０℃の温度にて１０分焼成処理した後、常温にて３０分以上冷却し、軸体５１の表面にプライマー層を形成した。
【００４２】
さらに、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を以下のようにして調整した。すなわち、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン（Ａ）（重合度３００）１００質量部、ＢＥＴ比表面積が１１０ｍ２／ｇである疎水化処理されたヒュームドシリカ（日本アエロジル株式会社製、Ｒ−９７２）１質量部、平均粒径６μｍ、嵩密度が０．２５ｇ／ｃｍ３である珪藻土（Ｃ）（オプライトＷ−３００５Ｓ、北秋珪藻土株式会社製）４０質量部、及び、アセチレンブラック（Ｄ）（デンカブラックＨＳ−１００、電気化学工業株式会社製）５質量部をプラネタリーミキサーに入れ、３０分撹拌した後、３本ロールに１回通した。これを再度プラネタリーミキサーに戻し、架橋剤として、両末端及び側鎖にＳｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｂ）（重合度１７、Ｓｉ−Ｈ量０．００６０ｍｏｌ／ｇ）２．１質量部、反応制御剤として、エチニルシクロヘキサノール０．１質量部、及び、白金触媒（Ｅ）（Ｐｔ濃度１％）０．１質量部を添加し、１５分撹拌して混練して成る組成物をシリコーンゴム組成物とした。
【００４３】
一方、図９に示される成形装置４を準備した。成形金型固定治具１における支柱１０は、一般構造用鋼（硬質磁性材料、商品名「ＳＳ４００」、新日本製鐵株式会社製）を用いて、全長２９８ｍｍ、直径３５ｍｍの円柱体に形成した。金型固定治具２０は、一般構造用鋼（硬質磁性材料、商品名「ＳＳ４９０」、カネテック株式会社製）を用いて、縦（図３における上面２５の短手方向）４０ｍｍ、横（図３における上面２５の長手方向）７０ｍｍ、高さ（図３における一側面２７の長手方向）５０ｍｍのブロック部材を作製し、このブロック部材から、一側面２７の横方向長さがそれぞれ１７ｍｍとなるように、第１の当接壁２１及び第２の当接壁２２を形成する切欠き部２３（横方向の長さは３６ｍｍであり、第１の当接壁２１と第２の当接壁２２とで形成される開き角θは９０°）を切り出して、形成された。なお、金型固定治具２０の第１の当接壁２１と第２の当接壁２２の表面は、定法に従い、研磨処理した。載置部材１５は、ステンレス鋼（軟質磁性材料、「ＳＵＳ３０４」、神戸製鋼株式会社製）を用いて、直径６５ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円盤状部材に、直径３０ｍｍの貫通孔１８と、直径３５ｍｍ、深さ３ｍｍの規制穴１７とを中心を共有した状態に形成して、作製した。注入機４０は通常用いられる注入機を採用し、加熱手段４５はオーブン式加熱器を採用した。
【００４４】
次いで、作製した成形金型６０の内表面に離型剤（商品名「ダイフリー」、ダイキン工業株式会社製）を塗布して、図１２に示されるように、軸体５１と成形金型６０とを組み立て、成形金型固定治具１の載置部材１５上に成形金型６０を載置し、次いで、筒状金型６１を金型固定治具２０側に傾けて、金型固定治具２０に磁力によって固定した。この状態を維持しつつ、スプルー６５から、シリコーンゴム組成物を、ベント６６から流出し始めるまで、注入した。次いで、成形金型６０の外部から加熱手段４５によって１５０℃に加熱して、同温度で１０分間保持し、シリコーンゴム組成物を加熱成形した。このようにして、ローラを製造した。
【００４５】
次いで、形成された弾性層５２の外径をレーザー測長機で測定した。測定位置は、弾性層５２の各端から１０ｍｍの長さを弾性層５２の全長から除いた範囲を均等に４等分した５点（弾性層５２の円周）とした。５点の平均外径（直径、ｒａｖ）は２０．０２ｍｍであり、この平均外径（ｒａｖ）に対する、各測定点における外径（ｒｘ）と平均外径（ｒａｖ）との外径差（ｒｘ−ｒａｖ）の百分率を前記式により算出したところ、＋０．２５〜−０．２５％の範囲にあり、この弾性層５２の外径精度は、何れも±０．２５％の範囲内にあった。
【００４６】
同様にして、軸体５１の中心軸を中心としてローラを回転させながら、前記レーザー測長機により、前記５点の測定位置における、軸体５１の軸線５１Ｃから弾性層５２の外周面までの最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）を測定した。次いで、最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）が最大であった測定点における前記差（Ｌ２−Ｌ１）は０．０４ｍｍであり、平均外径（ｒａｖ）に対する、前記差（Ｌ２−Ｌ１）の百分率を前記式により算出したところ０．２％であり、この弾性層の振れ精度は、何れも、０．５％以下であった。なお、弾性層５２の振れ精度の最小値は０．０２％であった。
【００４７】
（実施例２）
金型固定治具２０における縦（図３における上面２５の短手方向）の長さを７０ｍｍに変更すると共に、第１の当接壁２１と第２の当接壁２２とで形成される開き角θを３０°に変更した以外は、実施例１と同様にして、ローラを製造した。製造したローラの弾性層における外径精度及び振れ精度を実施例１と同様にして測定した。その結果、弾性層の５点の平均外径（直径、ｒａｖ）は２０．０３ｍｍであり、この平均外径（ｒａｖ）に対する、各測定点における外径（ｒｘ）と平均外径（ｒａｖ）との外径差（ｒｘ−ｒａｖ）の百分率は、＋０．２５〜−０．２５％の範囲にあった。また、最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）が最大であった測定点における前記差（Ｌ２−Ｌ１）は０．０３ｍｍであり、平均外径（ｒａｖ）に対する、前記差（Ｌ２−Ｌ１）の百分率は０．１５％であった。なお、弾性層の振れ精度の最小値は０．０３％であった。
【００４８】
（実施例３）
金型固定治具２０における第１の当接壁２１と第２の当接壁２２とで形成される開き角θを１２０°に変更した以外は、実施例１と同様にして、ローラを製造した。製造したローラの弾性層における外径精度及び振れ精度を実施例１と同様にして測定した。その結果、弾性層の５点の平均外径（直径、ｒａｖ）は２０．０１ｍｍであり、この平均外径（ｒａｖ）に対する、各測定点における外径（ｒｘ）と平均外径（ｒａｖ）との外径差（ｒｘ−ｒａｖ）の百分率は、＋０．２５〜−０．２５％の範囲にあった。また、最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）が最大であった測定点における前記差（Ｌ２−Ｌ１）は０．０４ｍｍであり、平均外径（ｒａｖ）に対する、前記差（Ｌ２−Ｌ１）の百分率は０．２０％であった。なお、弾性層の振れ精度の最小値は０．０２％であった。
【００４９】
（実施例４）
金型固定治具２０をステンレス鋼（軟質磁性材料、「ＳＵＳ３０４」、神戸製鋼株式会社製）で作製した以外は、実施例１と同様にして、ローラを製造した。製造したローラの弾性層における外径精度及び振れ精度を実施例１と同様にして測定した。その結果、弾性層の５点の平均外径（直径、ｒａｖ）は２０．０４ｍｍであり、この平均外径（ｒａｖ）に対する、各測定点における外径（ｒｘ）と平均外径（ｒａｖ）との外径差（ｒｘ−ｒａｖ）の百分率は、＋０．２〜−０．２％の範囲にあった。また、最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）が最大であった測定点における前記差（Ｌ２−Ｌ１）は０．０２ｍｍであり、平均外径（ｒａｖ）に対する、前記差（Ｌ２−Ｌ１）の百分率は０．１％であった。なお、弾性層の振れ精度の最小値は０．０１％であった。
【００５０】
（比較例１）
成形金型固定治具１に代えて、図１４に示される金型固定治具７０を準備した。第１の固定治具７１及び第２の固定治具７２はそれぞれ、アルミ合金（硬質磁性材料、商品名「アルミ合金Ａ２０１７」、神戸製鋼株式会社製）を用いて、縦（図１４において凹部７５及び７６の延在方向）２９５ｍｍ、横（図１４において凹部７５及び７６の延在方向と直交する方向）１０５ｍｍ、高さ（図１４において凹部７５及び７６の深さ方向）４９．５ｍｍのブロック部材に半径１７．５ｍｍの凹部７５、７６を形成して、作製した。固定具７３は、ステンレス鋼（軟質磁性材料、「ＳＵＳ３０４」、神戸製鋼株式会社製）を用いて、縦５０ｍｍ、横１０５ｍｍ、高さ１００ｍｍ、厚さ５ｍｍの帯状に作製した。この金型固定治具７０と実施例１で準備した成形金型６０とを用いて、実施例１と同様にして、ローラを製造した。
【００５１】
製造したローラの弾性層における外径精度及び振れ精度を実施例１と同様にして測定した。その結果、弾性層の５点の平均外径（直径、ｒａｖ）は２０．０７ｍｍであり、この平均外径（ｒａｖ）に対する、各測定点における外径（ｒｘ）と平均外径（ｒａｖ）との外径差（ｒｘ−ｒａｖ）の百分率は、＋０．５〜−０．５％の範囲にあった（＋０．２５〜−０．２５％の範囲を除く）。また、最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）が最大であった測定点における前記差（Ｌ２−Ｌ１）は０．１３ｍｍであり、平均外径（ｒａｖ）に対する、前記差（Ｌ２−Ｌ１）の百分率は、０．６％であった。なお、弾性層の振れ精度の最小値は０．０２％であった。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、この発明における一実施例の成形金型固定装置を示す概略側面である。
【図２】図２は、この発明における一実施例の成形金型固定装置に装着された、一実施例の載置部材を示す概略上面図である。
【図３】図３は、この発明における一実施例の成形金型固定装置に装着された、一実施例の金型固定治具を示す概略斜視図である。
【図４】図４は、この発明における一実施例の成形金型固定装置に装着された、一実施例の金型固定治具を示す概略図であり、図４（ａ）はこの発明における一実施例の成形金型固定装置に装着された、一実施例の金型固定治具を示す概略正面図であり、図４（ｂ）はこの発明における一実施例の成形金型固定装置に装着された、一実施例の金型固定治具を示す概略上面図である。
【図５】図５は、この発明における一実施例の成形金型固定装置に装着された金型固定治具に成形金型が固定された状態を説明する説明図である。
【図６】図６は、この発明における別の一実施例の注型装置を示す概略側面である。
【図７】図７は、この発明における一実施例の成形金型固定装置に装着された、別の一実施例の金型固定治具を示す概略図である。
【図８】図８は、この発明における注型装置の一実施例を示す概略側面図である。
【図９】図９は、この発明における成形装置の一実施例を示す概略側面図である。
【図１０】図１０は、弾性層の振れ精度を説明する説明図であり、図１０（ａ）はローラの正面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図１１】図１１は、この発明における一実施例の成形金型固定装置に固定される、一実施例の成形金型を示す概略斜視図である。
【図１２】図１２は、この発明における一実施例の成形金型固定装置に固定される成形金型に軸体を収納した状態を示す概略断面図である。
【図１３】図１３は、一実施例のローラを示す概略斜視図である。
【図１４】図１４は、従来の成形金型固定装置の一例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
１、２ 成形金型固定装置
３ 注型装置
４ 成形装置
１０ 支柱
１５ 載置部材
１６ アーム
１７ 規制穴
１８ 貫通孔
２０、３０、７０ 金型固定治具
２０Ｕ 上部金型固定治具
２０Ｄ 下部金型固定治具
２１ 第１の当接壁
２２ 第２の当接壁
２３ 切欠き凹部
２４ アーム
２５ 上面
２６ 底面
２７ 一側面
２８ 側面
３１ 固定溝
３２ 第１の当接壁
３３ 第２の当接壁
３４ 第３の当接壁
４０ 注入機
４１ 注入ノズル
４２ 注入機本体
４５ 加熱手段
５０ ローラ
５１ 軸体
５２ 弾性層
６０ 成形金型
６１ 筒状金型
６２、６３ 端部金型
６４ キャビティ
６５ スプルー
６６ ベント
６７ 保持穴
７１ 第１の固定治具
７２ 第２の固定治具
７３ 固定具
７５、７６ 凹部
７７ 金型挿入孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状金型の両端開口部を端部金型で閉塞して成る成形金型を固定する金型固定治具を備えた成形金型固定装置であって、
前記金型固定治具は、前記成形金型と当接する当接面を少なくとも２面有し、前記当接面が垂直となるように、前記成形金型固定装置に装着され、かつ、
前記金型固定治具及び前記筒状金型の少なくとも一方は硬質磁性材料で形成され、他方は硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成されて成ることを特徴とする成形金型固定装置。
【請求項２】
前記金型固定治具は、前記成形金型の軸線方向に直列配置された上部金型固定治具と下部金型固定治具とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の成形金型固定装置。
【請求項３】
前記成形金型をその軸線方向に位置決めすることのできる軸線方向規制手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の成形金型固定装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形金型固定装置を備えた注型装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形金型固定装置を備えた成形装置。
【請求項１】
筒状金型の両端開口部を端部金型で閉塞して成る成形金型を固定する金型固定治具を備えた成形金型固定装置であって、
前記金型固定治具は、前記成形金型と当接する当接面を少なくとも２面有し、前記当接面が垂直となるように、前記成形金型固定装置に装着され、かつ、
前記金型固定治具及び前記筒状金型の少なくとも一方は硬質磁性材料で形成され、他方は硬質磁性材料又は軟質磁性材料で形成されて成ることを特徴とする成形金型固定装置。
【請求項２】
前記金型固定治具は、前記成形金型の軸線方向に直列配置された上部金型固定治具と下部金型固定治具とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の成形金型固定装置。
【請求項３】
前記成形金型をその軸線方向に位置決めすることのできる軸線方向規制手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の成形金型固定装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形金型固定装置を備えた注型装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形金型固定装置を備えた成形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−２４６９０２（Ｐ２００８−２４６９０２Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９２１４７（Ｐ２００７−９２１４７）
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【復代理人】
【識別番号】１００１１８８０９
【弁理士】
【氏名又は名称】篠田 育男
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【復代理人】
【識別番号】１００１１８８０９
【弁理士】
【氏名又は名称】篠田 育男
【Ｆターム（参考）】
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