JP2003154433A - スターホイールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外周部の山部の突端が硬く鋭利なスターホイ
ールの製造方法を提供する。 【解決手段】 周方向に交互に並ぶ山部と谷部を有する
外周部が形成され印刷用紙と転がり接触する輪郭星形の
スターホイールの製造方法であって、金属板の一部を板
厚方向に押しつぶす鍛造工程（ステップＳ２）と、前記
金属板の一部を通る第一切口面であって、山部の突端か
らその両側に隣接する谷部の一方に向かって延びる外周
面に対応する第一切口面を、金属板をせん断して形成す
る第一せん断工程（ステップＳ３）と、前記金属板の一
部で第一切口面に交わる第二切口面であって、山部の突
端からその両側に隣接する谷部の他方に向かって延びる
外周面に対応する第二切口面を、金属板をせん断して形
成する第二せん断工程（ステップＳ４）とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スターホイールの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリンタ、複写機等の印刷装置は
印刷用紙を搬送するための搬送機構を備えている。この
搬送機構を構成する部材の一つに、従動ローラ等の金属
軸の周囲に嵌合されるスターホイールが公知である。一
般にスターホイールは、周方向に交互に並ぶ山部と谷部
を外周部に有する輪郭星形の部材である。スターホイー
ルはそれが嵌合された金属軸とともに回転し印刷用紙に
転がり接触する。スターホイールが印刷用紙と転がり接
触するとき、外周部の山部の突端が印刷用紙に当接す
る。印刷の施された印刷用紙に山部の突端が当接すると
その当接面積に応じた面積分のインクが突端で剥ぎ取ら
れるため、突端は鋭利であればあるほど望ましい。ま
た、山部の突端には応力が集中するので、突端の硬度は
高いことが望ましい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところでスターホイー
ルを製造する方法としては、金属板のエッチングにより
外周部を形成する方法が知られている。しかしこのエッ
チングを利用した方法では、山部の突端をある程度は鋭
利にできるもののそれには限界があった。例えば突端の
肉厚を０．０４５ｍｍ未満にすることはできず、また突
端の曲率半径を０．０４ｍｍ未満にすることはできなか
った。また、エッチングを利用した方法で山部の突端を
硬く形成するには原材料として高硬度の金属板を用いる
必要があり、そのような高硬度の金属板は高価であるた
め製造コストが高くなるという問題があった。本発明
は、上述の問題に鑑みて創作されたものであって、外周
部の突端が硬く鋭利なスターホイールの製造方法を提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るスターホイ
ールの製造方法は、周方向に交互に並ぶ山部と谷部を有
する外周部が形成され印刷用紙と転がり接触する輪郭星
形のスターホイールの製造方法であって、（ａ）金属板
の一部を板厚方向に押しつぶす鍛造工程と、（ｂ）前記
一部を通る第一切口面であって、前記山部の突端からそ
の両側に隣接する前記谷部の一方に向かって延びる外周
面に対応する第一切口面を、前記金属板をせん断して形
成する第一せん断工程と、（ｃ）前記一部で前記第一切
口面に交わる第二切口面であって、前記山部の突端から
その両側に隣接する前記谷部の他方に向かって延びる外
周面に対応する第二切口面を、前記金属板をせん断して
形成する第二せん断工程とを含むことを特徴とする。

【０００５】このスターホイールの製造方法において、
鍛造工程は、スターホイールの山部突端の断面形状を形
成するための工程である。山部の突端は鍛造工程で押し
つぶされるため薄肉かつ高硬度になる。また第一せん断
工程は、山部の突端からその両側に隣接する谷部の一方
に向かって延びる外周面を形成するための工程である。
さらに第二せん断工程は、山部の突端からその両側に隣
接する谷部の他方に向かって延びる外周面を形成するた
めの工程である。すなわち、第一切口面及び第二切口面
で作られる稜角は、スターホイールの山部の突端の平面
形状を形成する。第一切口面をせん断により形成した
後、第一切口面に交わるように第二切口面をせん断によ
り形成することで、第一切口面及び第二切口面で作られ
る稜角を鋭利に形成することができる。したがって本発
明に係るスターホイールの製造方法によると、外周部の
突端が硬く鋭利なスターホイールを製造することができ
る。

【０００６】尚、前記第二せん断工程において、前記第
一切口面と６０度以上の角度で交わる前記第二切口面を
形成することが望ましい。また、前記鍛造工程におい
て、前記山部の突端となる部位の肉厚が０．０２５ｍｍ
以下になるまで前記金属板を押しつぶすことが望まし
い。

【０００７】さらに本発明に係るスターホイールの製造
方法は、前記第二せん断工程の後に前記金属板の表面を
電解研磨する仕上げ工程をさらに含むことを特徴とす
る。この製造方法によると、スターホイールの外周部の
突端を電解研磨によりさらに鋭利に形成することができ
る。

【０００８】さらにまた、本発明に係るスターホイール
の製造方法は、前記鍛造工程において、互いに異形の複
数のパンチで前記金属板を複数回押しつぶすことで、前
記山部の基端に対応する部位から前記山部の突端に対応
する部位に接近するにしたがい前記金属板の肉厚を小さ
くすることを特徴とする。この製造方法によると、外周
部の突端をさらに薄く形成することができる。

【０００９】本発明に係るスターホイールは、周方向に
交互に並ぶ山部と谷部を有する外周部が形成され印刷用
紙と転がり接触する輪郭星形であって、前記山部の突端
は、肉厚が０．０２５ｍｍ以下、ヴィッカース硬度が３
７０Ｈｖ以上、周方向の輪郭線の曲率半径が０．００８
ｍｍ以下であることを特徴とする。このスターホイール
は、上述した本発明に係るスターホイールの製造方法に
より製造することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
一実施例を図面に基づいて説明する。図２及び図３は、
本発明の一実施例によるスターホイール１０を示す平面
図及び断面図である。

【００１１】スターホイール１０は例えばステンレス等
の金属板で形成され、輪郭星形の概ね円盤状を呈する。
スターホイール１０はその外周部１２に山部１４と谷部
１８とを複数備えている。山部１４と谷部１８とはスタ
ーホイール１０の周方向で交互に並んで形成されてい
る。

【００１２】山部１４は図２に示すように、スターホイ
ール１０の中心軸Ｏから離間するにしたがって先細りと
なる平面形状を有する。山部１４の外周面２２，２２
は、それぞれ隣接する谷部１８，１８に向かって延びて
いる。１つの山部１４を形成する外周面２２，２２がな
す稜角の角度θは後述するスターホイール１０の製造上
の理由から６０度以上に設定される。山部１４の外周面
２２はほぼ平面状に形成されているが、曲面状に凹んで
いても膨らんでいてもよい。

【００１３】山部１４は図３に示すように、基端から突
端１６に接近するにしたがって肉厚が薄くなる断面形状
を有する。本実施例ではスターホイール１０の一方の面
２４側のみが凹むように傾斜面を形成して山部１４の肉
厚を変化させているが、スターホイール１０の両面側が
凹むようにして山部１４の肉厚を変化させてもよい。ま
た断面視において山部１４の傾斜面は、中心軸Ｏに近い
部分２５ａでは所定の曲率半径で湾曲する曲面状で、中
心軸Ｏから遠い部分２５ｂではほぼ一定の角度で傾斜す
る平面状であるが、曲面部分と平面部分とを中心軸Ｏか
らの距離に応じ上記とは異なる配置で設けてもよいし、
傾斜面の全体を平面状に構成してもよいし、傾斜面の全
体を曲面状に構成してもよい。

【００１４】突端１６の肉厚ｔは０．０２５ｍｍ以下に
設定される。また突端１６について周方向の輪郭線の曲
率半径Ｒは０．００８ｍｍ以下に設定される。突端１６
の肉厚ｔを０．０２５ｍｍ以下、曲率半径Ｒを０．００
８ｍｍ以下にすることで、印刷の施された印刷用紙に突
端１６が当接するときその当接面積を小さくでき、突端
１６が剥ぎ取るインクの面積を低減できる。突端１６の
硬度は、ヴィッカース硬度単位で３７０Ｈｖ以上に設定
される。突端１６のヴィッカース硬度を３７０Ｈｖ以上
として強度を高めることで、印刷用紙への当接による突
端１６の折れ、曲げ、摩耗等を防止できる。尚、突端１
６の肉厚ｔ、周方向の輪郭線の曲率半径Ｒ、硬度及び前
記稜角の角度θについては適宜設定してもよい。

【００１５】谷部１８は、その両側に隣接する各山部１
４，１４の間を接続している。図２に示すように平面視
において谷部１８は湾曲状に凹んでいるが、中心軸Ｏに
向かってＶ字状に凹んでいてもよい。

【００１６】スターホイール１０の中央部には、面２４
から垂直に突出し中心軸Ｏを軸とする円筒壁部２８が一
体に形成されている。円筒壁部２８の内孔２９には図示
しない印刷機構の金属軸が嵌入される。円筒壁部２８の
周囲は外周部１２よりも円筒壁部２８の突出方向とは反
対側に窪んでいる。この窪み３０の形成によりスターホ
イール１０では図３（ａ）に示すように、外周部１２が
のる仮想平面Ｓの両側に円筒壁部２８が延びている。し
たがってスターホイール１０は、金属軸の回転に伴い安
定して回転する。

【００１７】図１は、本実施例によるスターホイール１
０の製造方法を示すフローチャートである。以下、スタ
ーホイール１０の製造方法について図１に基づき説明す
る。

【００１８】まず図１のステップＳ１では、金属板５０
にせん断加工を施すことで、スターホイール１０の外形
形状より一まわり大きく金属板５０を下抜きする。以下
では、この下抜きした金属板５０を下抜き板５０とい
う。尚、下抜き板５０の形状はスターホイール１０の外
形形状より一まわり大きなものであればよいが、本実施
例ではスターホイール１０と同様な輪郭星形の円盤形状
とされる。

【００１９】次にステップＳ２では、下抜き板５０のう
ちスターホイール１０の各山部１４となる部分（以下、
山部形成部という。）を鍛造により板厚方向に押しつぶ
す。続いてステップＳ３では、下抜き板５０にせん断加
工を施し、山部形成部に第一切口面を形成する。引き続
いてステップＳ４では、下抜き板５０にせん断加工を施
し、山部形成部に第二切口面を形成する。尚、ステップ
Ｓ２、ステップＳ３及びステップＳ４の詳細については
後述する。

【００２０】次にステップＳ５では、せん断加工の施さ
れた金属板５０の表面を電解研磨して仕上げる。電解研
磨は例えば、所定の電解液に浸した金属板５０を陽極と
して直流電流を印加することで、金属板５０の表面を電
気化学的に溶解する。このような電解研磨により金属板
５０の第一及び第二切口面が研磨されて外周面２２，２
２が形成され、より鋭利な突端１６が形成される。尚、
表面仕上げの研磨には、電解研磨法の他にも例えば化学
研磨法等の公知の研磨方法を採用してもよい。

【００２１】尚、スターホイール１０の円筒壁部２８及
び窪み３０は、例えばステップＳ５の実施後において例
えばプレス加工により形成する。以上により、図２及び
図３に示すスターホイール１０が得られる。

【００２２】図４、図５及び図６は、図１のステップＳ
２において下抜き板５０を押しつぶすことで山部１４の
断面形状を形成する様子を示す断面図である。本実施例
のステップＳ２では図４〜図６に示すように、互いに異
形の３つのパンチ５２，５４，５６を用いて下抜き板５
０の各山部形成部１４’を３回に分けて押しつぶす。以
下、ステップＳ２の詳細について図４〜図６を参照しつ
つ説明する。

【００２３】ステップＳ２ではまず図４に示すように、
平金敷５８上に下抜き板５０を載置し、下抜き板５０の
山部形成部１４’に鍛造用第一パンチ５２を打ち付け
る。鍛造用第一パンチ５２は、図４に一点鎖線ハッチン
グで示す部分を押しつぶし、山部１４の曲面部分２５ａ
に対応する曲面を形成する。尚、山部１４の平面部分２
５ｂ（図４に二点鎖線で示す。）に対応する部分につい
ては、平面部分２５ｂよりも肉厚の平坦形状に鍛造用第
一パンチ５２で押しつぶす。

【００２４】次に図５に示すように、鍛造用第一パンチ
５２で押しつぶされた部位に鍛造用第二パンチ５４を打
ち付ける。鍛造用第二パンチ５４は、図５に一点鎖線ハ
ッチングで示す部分を押しつぶし、山部１４の平面部分
２５ｂ（図５に二点鎖線で示す。）に対応する部分に、
平面部分２５ｂよりも緩やかに傾斜する平面を形成す
る。

【００２５】続いて図６に示すように、鍛造用第一パン
チ５２及び鍛造用第二パンチ５４で押しつぶされた部位
に鍛造用第三パンチ５６を打ち付ける。鍛造用第三パン
チ５６は、図６に一点鎖線ハッチングで示す部分を押し
つぶし、山部１４の平面部分２５ｂに対応する斜面を形
成する。

【００２６】このようにステップＳ２では、山部１４に
対応する下抜き板５０の山部形成部１４’を３回に分け
て徐々に押しつぶすことで、山部形成部１４’の突端１
６となる部分の肉厚ｔを０．０２５ｍｍ以下にまで小さ
くできる。さらにステップＳ２では山部形成部１４’を
鍛造により押しつぶすので、ヴィッカース硬度が２００
Ｈｖ以下の安価な材料を金属板５０として用いても、山
部形成部１４’の突端１６となる部分で３７０Ｈｖ以上
のヴィッカース硬度を実現できる。

【００２７】尚、ここまで山部形成部１４’の鍛造を３
回に分けて実施するものとして説明したが、山部１４の
突端１６に求められる肉厚ｔ、硬度等に応じ３回以外の
複数回に分けて鍛造を行ってもよい。また、１回の鍛造
により所望の性状が得られるのであれば１回であっても
よい。

【００２８】図７は、図１のステップＳ３及びステップ
Ｓ４で使用するパンチ６０，７０を示す平面図である。
尚、図７（ａ）ではステップＳ３で使用するせん断用第
一パンチ６０を実線、ステップＳ４で使用するせん断用
第二パンチ７０を二点鎖線で示している。一方、図７
（ｂ）ではステップＳ３で使用するせん断用第一パンチ
６０を二点鎖線、ステップＳ４で使用するせん断用第二
パンチ７０を実線で示している。以下、ステップＳ３及
びステップＳ４の詳細について図７を参照しつつ説明す
る。

【００２９】まずステップＳ３では、金敷として、図７
（ａ）に示すせん断用第一パンチ６０と図示しないせん
断用第一ダイスとを用いる。せん断用第一パンチ６０の
側壁６４には、交互につらなる山形部６５と谷形部６７
とが形成されている。各山形部６５は、スターホイール
１０の周方向で一つおきに並ぶ谷部１８からその両側の
山部１４の突端１６までの外周面２２に対応する第一切
口面を形成する。本実施例ではせん断用第一パンチ６０
を４分割し下抜き板５０の周囲を囲むように配置してい
るが、せん断用第一パンチ６０を４以外の数に分割して
もよい。せん断用第一ダイスは、せん断用第一パンチ６
０が進入可能な穴を備える。せん断用第一ダイスの穴の
内周壁はせん断用第一パンチ６０の側壁６４に対応した
形状を有し、せん断用第一パンチ６０の側壁６４と共同
して下抜き板５０をせん断する。

【００３０】ステップＳ３においてせん断用第一パンチ
６０及びせん断用第一ダイスにより下抜き板５０をせん
断加工するには、まず下抜き板５０をせん断用第一ダイ
ス上に載置し所定位置にセットする。次に、せん断用第
一ダイス上の下抜き板５０にせん断用第一パンチ６０を
打ち付け、下抜き板５０を打ち抜く。このとき、せん断
用第一パンチ６０の各山形部６５とせん断用第一ダイス
の穴の内周壁とで下抜き板５０の各山部形成部１４’を
打ち抜く。それにより、スターホイール１０において各
突端１６両側の外周面２２，２２のいずれか一方となる
第一切口面が形成される。

【００３１】次にステップＳ４では、金敷として、図７
（ｂ）に示すせん断用第二パンチ７０と図示しないせん
断用第二ダイスとを用いる。せん断用第二パンチ７０の
側壁７４はせん断用第一パンチ６０の側壁６４と同様、
交互につらなる山形部７５と谷形部７７とが形成されて
いる。各山形部７５はスターホイール１０の周方向で一
つおきに並ぶ谷部１８からその両側の山部１４の突端１
６までの外周面２２に対応する第二切口面を形成する。
せん断用第二パンチ７０で形成しようとする谷部１８
と、せん断用第一パンチ６０で形成しようとする谷部１
８とは、スターホイール１０の周方向で交互に並ぶもの
である。せん断用第二パンチ７０についてもせん断用第
一パンチ６０と同様に４分割しているが、せん断用第二
パンチ７０の分割数を適宜設定してもよい。せん断用第
二ダイスは、せん断用第二パンチ７０が進入可能な穴を
備える。せん断用第二ダイスの穴の内周壁はせん断用第
二パンチ７０の側壁７４に対応した形状を有し、せん断
用第二パンチ７０の側壁７４と共同して下抜き板５０を
せん断する。

【００３２】ステップＳ４においてせん断用第二パンチ
７０及びせん断用第二ダイスにより下抜き板５０をせん
断加工するには、まず下抜き板５０をせん断用第二ダイ
ス上に載置し所定位置にセットする。次に、せん断用第
二ダイス上の下抜き板５０にせん断用第二パンチ７０を
打ち付け、下抜き板５０を打ち抜く。このとき、せん断
用第二パンチ７０の各山形部７５とせん断用第二ダイス
の穴の内周壁とで下抜き板５０の各山部形成部１４’を
打ち抜く。それにより、山部形成部１４’で第一切口面
に交差する第二切口面が形成される。互いに隣り合う第
一切口面と第二切口面とが作る稜角は、スターホイール
１０の突端１６の平面形状を形成する。第二切口面を第
一切口面に対し６０度以上の角度で交差するように形成
する場合には、第一切口面と第二切口面とで挟まれる稜
角部分が大きくなり、打ち抜きに際しその稜角部分に応
力が集中し難くなるので、スターホイール１０の突端１
６に縒れが発生しなくなる。

【００３３】このように本実施例のステップＳ３及びス
テップＳ４によれば、第一切口面をせん断形成した後、
第一切口面に交わるように第二切口面をせん断形成する
ので、第一及び第二切口面が作る稜角、すなわち突端１
６の平面形状を周方向の輪郭線の曲率半径Ｒが０．００
８ｍｍ以下となる精度で尖鋭化できる。尚、一つのパン
チにより第一及び第二切口面を一挙に形成する場合、第
一及び第二切口面とで作る稜角を本実施例と同精度に尖
鋭化することはできない。なぜならば、高精度に尖った
稜角を与える断面Ｖ字の面をパンチの側壁に形成するこ
とは技術的に難しいからである。

【００３４】以上説明したように、本実施例によるスタ
ーホイール１０の製造方法によれば、山部１４の突端１
６が硬く鋭利なスターホイール１０を比較的簡単な工程
で安価に製造することができる。

【００３５】以上、本発明の一実施例について詳述した
が、これはあくまでも例示であって、本発明はそのよう
な実施例の記載によって何ら限定的に解釈されるもので
はない。例えば本発明方法により製造した２枚のスター
ホイールを重ね合わせて１つの製品を形成することで、
スターホイールの強度を高めてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるスターホイール１０の製
造方法を示すフローチャートである。

【図２】本発明の一実施例によるスターホイールを示す
平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ₂部を拡大し
て示している。

【図３】本発明の一実施例によるスターホイールを示す
断面図であり、（ａ）はスターホイール全体の断面を示
し、（ｂ）は（ａ）におけるＢ₃部を拡大して示してい
る。

【図４】図１のステップＳ２で金属板を複数回に分けて
鍛造する様子を示す断面図であって、一回目の鍛造につ
いて説明するための図である。

【図５】図１のステップＳ２で金属板を複数回に分けて
鍛造する様子を示す断面図であって、二回目の鍛造につ
いて説明するための図である。

【図６】図１のステップＳ２で金属板を複数回に分けて
鍛造する様子を示す断面図であって、三回目の鍛造につ
いて説明するための図である。

【図７】図１のステップＳ３及びステップＳ４で使用す
るパンチを示す平面図である。

【符号の説明】

１０ スターホイール １２ 外周部 １４ 山部 １６ 突端 １８ 谷部 ２２ 外周面 ５０ 金属板（下抜き板） ５２ 鍛造用第一パンチ ５４ 鍛造用第二パンチ ５６ 鍛造用第三パンチ ｔ 肉厚 Ｒ 輪郭線の曲率半径 θ 稜角の角度

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C039 AA02 4E087 BA19 CA17 DB01 DB18 DB22 DB24 HA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周方向に交互に並ぶ山部と谷部を有する
   外周部が形成され印刷用紙と転がり接触する輪郭星形の
   スターホイールの製造方法であって、 金属板の一部を板厚方向に押しつぶす鍛造工程と、 前記一部を通る第一切口面であって、前記山部の突端か
   らその両側に隣接する前記谷部の一方に向かって延びる
   外周面に対応する第一切口面を、前記金属板をせん断し
   て形成する第一せん断工程と、 前記一部で前記第一切口面に交わる第二切口面であっ
   て、前記山部の突端からその両側に隣接する前記谷部の
   他方に向かって延びる外周面に対応する第二切口面を、
   前記金属板をせん断して形成する第二せん断工程と、を
   含むことを特徴とするスターホイールの製造方法。
2. 【請求項２】 前記第二せん断工程の後に前記金属板の
   表面を電解研磨する仕上げ工程をさらに含むことを特徴
   とする請求項１に記載のスターホイールの製造方法。
3. 【請求項３】 前記鍛造工程において、互いに異形の複
   数のパンチで前記金属板を複数回押しつぶすことで、前
   記山部の基端に対応する部位から前記山部の突端に対応
   する部位に接近するにしたがい前記金属板の肉厚を小さ
   くすることを特徴とする請求項１又は２に記載のスター
   ホイールの製造方法。
4. 【請求項４】 前記鍛造工程において、前記山部の突端
   に対応する部位の肉厚が０．０２５ｍｍ以下になるまで
   前記金属板を押しつぶすことを特徴とする請求項１、２
   又は３に記載のスターホイールの製造方法。
5. 【請求項５】 前記第二せん断工程において、前記第一
   切口面と６０度以上の角度で交わる前記第二切口面を形
   成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に
   記載のスターホイールの製造方法。
6. 【請求項６】 周方向に交互に並ぶ山部と谷部を有する
   外周部が形成され印刷用紙と転がり接触する輪郭星形の
   スターホイールであって、前記山部の突端は、肉厚が
   ０．０２５ｍｍ以下、ヴィッカース硬度が３７０Ｈｖ以
   上、周方向の輪郭線の曲率半径が０．００８ｍｍ以下で
   あることを特徴とするスターホイール。