JP2010179618A - 遠心成型用金型および遠心成型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、金型本体の保護層の保護が可能な遠心成型装置を提供することにある。
【解決手段】遠心成型装置１０は、樹脂を成型するための遠心成型用金型１２、その遠心成型用金型１２を回転させるローラ１４とを備える。遠心成型用金型１２は、円筒状の胴部１６に外径の大きな凸条部１８を設けたものである。ローラ１４は凸条部１８に接し、胴部１６のメッキ層（保護層）２０には接しない。ローラ１４は凸条部１８にのみ接しており、回転するときに、胴部１６のメッキ層２０が摩耗されることはない。胴部１６のメッキ層２０は摩耗されず、正確な温度測定をおこなえる。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂成形をおこなうための遠心成型用金型および遠心成型装置に関するものである。

従来、電子写真複写機、プリンタなどの画像形成装置に搬送ベルトや転写ベルトなどの機能性ベルトが使用されている。機能性ベルトは、接合部の無いシームレスベルトである。

シームレスベルトの製造は、図５（ａ）、（ｂ）の遠心成型装置３０を使用する。遠心成型装置３０は、円筒状金型１６ｂにローラ１４が接し、ローラ１４が回転することによって円筒状金型１６ｂを回転させるものである。

円筒状金型１６ｂの外面には保護層としてメッキ層２０を有する。メッキ層２０は用途に応じて、ハードクロムメッキ、ニッケルメッキ、亜鉛メッキ等が使用されるが、黒色を有するメッキ層としては、黒クロムメッキ、黒クロメートなどが挙げられる。メッキ層２０によって円筒状金型１６ｂの腐食や摩耗を防止している。メッキ層２０を使用する以外に蒸着などの皮膜処理をおこなう場合もある。

円筒状金型１６ｂの内面に樹脂溶液を塗布し、円筒状金型１６ｂを回転させながら、加熱、成型、焼成させることによりシームレスベルトが製造される。円筒状金型１６ｂの加熱方法としては、遠心成型装置３０をチャンバー内に配置して熱風循環させる方法や円筒状金型１６ｂを電磁誘導コイルによって誘導加熱する方法などがある（下記の特許文献参照）。

円筒状金型１６ｂの温度を所定値にするために、円筒状金型１６ｂの温度を温度計２１で測定し、熱源の出力を調節する。円筒状金型１６ｂが回転するため、温度計２１は非接触で測定できる放射温度計を使用する。温度計２１で円筒状金型１６ｂの温度を測定するために、メッキ層２０は黒色である。黒色であることによって、熱を赤外線エネルギーとして正確に測定することができる。

しかし、円筒状金型１６ｂとローラ１４とが接しながら回転することによってメッキ層２０が摩耗する。メッキ層２０が摩耗すると温度測定に誤差が生じ、正確な温度制御をおこなえなくなる。メッキ層２０が摩耗することによって円筒状金型１６ｂに腐食などが発生する。

また、図５（ｃ）に示すように、円筒状金型１６ｂの端部だけにローラ１４ｃを接触させることが考えられる。しかし、円筒状金型１６ｂの両端にのみローラ１４ｃを配置したとしても、ローラ１４ｃにはある程度の長さが必要であり、かなりの部分のメッキ層２０が摩耗される。温度の測定箇所のメッキ層２０も摩耗されるおそれがある。

特開２００８−２００９３９号公報 特開２００８−１７３８５５号公報 特開２００７−１３０８７０号公報 特許４０１４１５３号公報

本発明の目的は、保護層の保護し、正確な温度制御が可能な遠心成型用金型および遠心成型装置を提供することにある。

本発明の遠心成型用金型は、円筒状の胴部に外径の大きな凸条部を設け、少なくとも胴部の外面に黒色の保護層を有する。

本発明の遠心成型装置は、円筒状の胴部に外径の大きな凸条部を設け、少なくとも胴部の外面に黒色の保護層を有する遠心成型用金型と、前記凸条部に接しながら回転し、遠心成型用金型を回転させるローラと、前記胴部の温度を非接触で測定する温度計とを備える。ローラが回転することによって、遠心成型用金型も回転し、樹脂成形をおこなう。胴部の温度を温度計で測定し、所定の温度になるように監視する。

前記遠心成型用金型を加熱する熱源を備え、温度計が測定した温度値から熱源の出力を制御する。温度値から遠心成型用金型の加熱状況がコントロールされる。

遠心成型装置は、円筒状であり、外面に黒色の保護層を有する遠心成型用金型と、前記遠心成型用金型に接する凸条を有し、遠心成型用金型を回転させるローラと、前記胴部の温度を測定する温度計とを備える。ローラが回転することにより、ローラに設けられた凸条部に接する遠心成型用金型が回転する。

前記遠心成型用金型を加熱する熱源を備え、温度計が測定した温度値から熱源の出力を制御する。

本発明は、ローラが凸条部にのみ接するので、胴部の保護層が摩耗されない。温度測定が正確になる。保護層が摩耗する凸条部の補修のみをおこなえば良く、遠心成型用金型の寿命を延ばすことが容易である。また、ローラに凸条部を設けることにより、遠心成型用金型が凸条部のみと接し、保護層が摩耗される箇所が狭くなる。摩耗されない箇所で温度測定をおこなえば、温度測定が正確になる。

本発明の遠心成型装置の側面図である。 （ａ）は図１におけるＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）は段部を傾斜状にした図であり、（ｂ）は段部を曲面にした図であり、（ｃ）は凸条部に溝を設けた図であり、（ｄ）は凸条部を両端に設けた図である。 ローラに凸条部を設けた遠心成型装置の側面図である。 従来の遠心成型装置であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図であり、（ｃ）はローラを円筒状金型の両端に配置した図である。

本発明の遠心成型用金型および遠心成型装置について図面を使用して説明する。図面は模式的に示しており、実際の大きさとは異なる場合がある。遠心成型装置の被成型品は、無端状のベルトやフィルムなどである。

図１に示す遠心成型装置１０は、樹脂を成型するための遠心成型用金型１２、および遠心成型用金型１２を回転させるローラ１４とを備える。

遠心成型用金型１２は、円筒状の胴部１６に外径の大きな凸条部１８を設けたものである。凸条部１８は胴部１６の外周を１周するリングとなっている。胴部１６と凸条部１８とは一体的に構成されたものである。それらの材料としてはＳ４５Ｃなどの鋼が挙げられる。

遠心成型用金型１２の外面には、保護層２０を有する。保護層２０としてはメッキ層が挙げられ、以下メッキ層２０として説明する。メッキ層２０は表面が黒色である黒クロムメッキを使用する。遠心成型用金型１２を保護しながら温度計２１で温度測定がおこなえる。メッキ層２０によって遠心成型用金型１２の腐食などを防止する。胴部１６のメッキ層２０は凸条部１８よりも外周に突出しないようにする。メッキ層２０以外に、蒸着などの表面処理をおこなって保護層を形成しても良い。

なお、保護層２０を施す以外に、遠心成型用金型１２自体を浸炭、窒化、高周波焼入れなどの表面硬化処理をおこない、遠心成型用金型１２の長寿命化を図ってもよい。

遠心成型用金型１２の一例としては、胴部１６の長手方向の長さが約７００ｍｍの場合、凸条部１８の幅は約１００ｍｍであり、胴部１６と凸条部１８との段差は約３ｍｍである。

なお、胴部１６の内面にもメッキ層を形成し、樹脂成形がおこなえるようにする。また、被成型品を取り出すために、公知の離型処理を施しておく。

ローラ１４の長手方向の長さは、胴部１６の長手方向の長さよりも長い。２本のローラ１４が一定間隔で対向し、２本のローラ１４によって遠心成型用金型１２が支えられる。ローラ１４は凸条部１８に接し（図２（ａ））、胴部１６のメッキ層２０には接しない（図２（ｂ））。２本のローラ１４が同方向に同速度で回転し、ローラ１４と凸条部１８との摩擦によって遠心成型用金型１２が回転する。ローラ１４は凸条部１８にのみ接しており、回転するときに胴部１６のメッキ層２０が摩耗されることはない。

凸条部１８は胴部１６の両端部に設けられる。遠心成型用金型１２がローラ１４に安定して支えられて回転するためである。例えば、凸条部１８は胴部１６の端から約８０ｍｍの箇所に設ける。

遠心成型用金型１２の温度を測定するための温度計２１を備える。温度計２１は放射温度計を使用し、胴部１６から放出される赤外線エネルギーから温度を測定する。正確な赤外線エネルギーを検出するために、胴部１６の表面は黒色のメッキ層２０で覆われている。温度計２１は複数であり、少なくとも胴部１６の中央部と端部を計測する。中央部に比べて端部の温度が低くなりやすく、温度制御をおこなうに当たってそれぞれの温度を測定することが好ましいためである。例えば、中央部と端部の両方の温度が所定温度範囲にはいるように熱源からの出力を制御する。

遠心成型用金型１２の加熱方法は、チャンバー内に遠心成型用金型１２を配置して熱風循環させる方法や遠心成型用金型１２を電磁誘導コイルによって誘導加熱する方法が挙げられる。熱風源や電磁誘導コイルが熱源となる。熱源は温度計２１が測定された温度から、遠心成型用金型１２が所定の温度になるように熱風の温度や磁界の出力が調節される。

その他、ローラ１４の動力源、および胴部１６の内面に樹脂溶液を塗布するためのノズルが適宜設けられて、遠心成型用金型１２などはチャンバー内に配置される。

以上のように、胴部１６に凸条部１８を設けることによって、胴部１６のメッキ層２０が摩耗されない構成になっている。摩耗されないため、温度測定に誤差が生じず、正確な温度制御が可能である。メッキ層２０が摩耗されるのは凸条部１８のみである。胴部１６の腐食などを防止することができ、胴部１６の寿命を延ばすこともできる。凸条部１８のメッキ層２０が摩耗すれば、その箇所のみ補修すれば良く、補修の手間がかかりにくく、遠心成型用金１２の寿命を延ばすことが容易である。すなわち、本発明は遠心成型用金型１２の正確な温度測定をおこないながら、遠心成型用金型１２の長寿命化も達成出来る。

本発明について上述したが、本発明は上述した遠心成型装置１０や遠心成型用金型１２に限定されるものではない。例えば、凸条部１８の形状は図１の形状に限定されるものではなく、図３（ａ）の遠心成型用金型１２ｂのように、傾斜させた段部２２ｂを有する凸条部１８ａであっても良いし、図３（ｂ）の遠心成型用金型１２ｃのように、曲面の段部２２ｃを有する凸条部１８ｂであっても良い。図３（ｃ）の遠心成型用金型１２ｄのように、凸条部１８ｄに複数の溝２４を設けて、凸条部１８ｂのメッキ層２０の摩耗される箇所を狭くしても良い。

凸条部１８は２カ所に限定されることはなく、適宜数を増やしても良い。なお、凸条部１８が１カ所であると、ローラ１４で遠心成型用金型１２を支えられなくなるため、凸条部１８は少なくとも２カ所に設けられる。

凸条部１８は胴部１６の両端部に設けることが好ましいが、遠心成型用金型１２が安定して回転するのであれば、他の位置であっても良い。また、図３（ｄ）の遠心成型用金型１２ｅのように、胴部１６の両端に凸条部１８を設けても良い。

胴部１６に凸条部１８を設ける以外に、図４に示すようにローラ１４ｂに凸条部１８ｅを設けた構成であってもよい。凸条部１８ｅが円筒状金型（遠心成型用金型）１６ｂに接し、ローラ１４ｂが回転して、円筒状金型１６ｂが回転する。円筒状金型１６ｂは、凸条部１８ｅと接する箇所のみメッキ層２０が摩耗し、他の箇所は摩耗しない。温度計２１は円筒状金型１６ｂの中央部と端部において、凸条部１８ｅと接しない箇所の温度を計測する。凸条部１８ｅが接しない箇所のメッキ層２０は摩耗せず、正確な温度測定をおこなうことができる。

なお、円筒状金型１６ｂは回転時に多少の位置ずれが生じるため、温度測定をおこなう箇所は、できるだけ凸条部１８ｅと接する箇所から離れるようにする。

図４の装置１０ｂも、図１の装置１０と同様に熱源を有し、計測された温度に応じて出力を制御する。正確な温度測定によって正確な熱源の出力制御をおこなうことができ、円筒状金型１６ｂを正確に加熱することができる。

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

１０、１０ｂ：遠心成型装置
１２、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ：遠心成型用金型
１４、１４ｂ、１４ｃ：ローラ
１６：胴部
１６ｂ：円筒状金型
１８、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ：凸条部
２０：メッキ層（保護層）
２１：温度計

Claims (5)

1. 遠心成型に使用される遠心成型用金型であって、
   円筒状の胴部に外径の大きな凸条部を設け、少なくとも胴部の外面に黒色の保護層を有する遠心成型用金型。
2. 円筒状の胴部に外径の大きな凸条部を設け、少なくとも胴部の外面に黒色の保護層を有する遠心成型用金型と、
   前記凸条部に接しながら回転し、遠心成型用金型を回転させるローラと、
   前記胴部の温度を測定する温度計と、
   を備えた遠心成型装置。
3. 前記遠心成型用金型を加熱する熱源を備え、温度計が測定した温度値から熱源の出力を制御する請求項２の遠心成型装置。
4. 円筒状であり、外面に黒色の保護層を有する遠心成型用金型と、
   前記遠心成型用金型に接する凸条を有し、遠心成型用金型を回転させるローラと、
   前記胴部の温度を測定する温度計と、
   を備えた遠心成型装置。
5. 前記遠心成型用金型を加熱する熱源を備え、温度計が測定した温度値から熱源の出力を制御する請求項４の遠心成型装置。

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