JP2004278590A - ロール用軸体 - Google Patents
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Abstract
【課題】寸法精度が高く、しかも安価なロール用軸体を提供する。
【解決手段】円筒状部材1内に、シャフト2を同軸的に貫通させ、上記円筒状部材1の左右両端部において、円筒状部材1の内周面とシャフト2の外周面との間でつくられる空間または円筒状部材1の外周に、筒状の固定具3をシャフト2に外嵌した状態で嵌合させている。
【選択図】図1
【解決手段】円筒状部材1内に、シャフト2を同軸的に貫通させ、上記円筒状部材1の左右両端部において、円筒状部材1の内周面とシャフト2の外周面との間でつくられる空間または円筒状部材1の外周に、筒状の固定具3をシャフト2に外嵌した状態で嵌合させている。
【選択図】図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機,プリンター,ファクシミリのような電子写真装置等に用いられるロールのロール用軸体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、非接触現像方式の電子写真装置では、現像ロールと感光ドラムとが非接触であるため、現像スピードを上げ易く、複写等の高速化に対応し易くなっている。そして、トナーの現像制御のために、現像ロールと感光ドラムとのギャップ(両者の最表面間の距離)が均一であることが要求されている。そのためには、現像ロールの振れ精度や外径精度等の寸法精度を高める必要がある。
【0003】
ところで、現像ロールは、通常、軸体の外周にゴム層等の被覆層を有しており、その被覆層が温度や湿度等の環境の影響を受け易くなっている。このため、温度等により現像ロールの外径が変動し、その変動が上記感光ドラムとのギャップをばらつかせる要因になっている。そこで、現像ロールでは、その変動を抑制するために、環境による変動が大きい被覆層の厚みを薄くし、軸体を太くしている。また、現像ロールは、回転し易いものでなければならないため、軽量のものが好ましい。このため、上記軸体として、図7に示すように、円筒状部材(金属製パイプ部材)71の両端に軸端部材72を抵抗溶接して作製した中空状のものが用いられている(例えば、特許文献1参照)。上記軸端部材72は、上記円筒状部材71の開口部に内嵌する円柱状の内嵌部72aと、円筒状部材71の外径と同径に形成され円筒状部材71の開口縁に当接する円板状の当接部72bと、円筒状部材71の両端から突出する円柱状の軸部72cとが、同軸に一体形成されている。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−275956号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1における軸体では、軸端部材72を溶接する際に、その両端で軸ずれが生じ易い。軸ずれが生じると、所望の振れ精度が得られない。そこで、軸端部材72を溶接した後、その軸端部材72に対して切削,研磨等の後加工を施すことにより、芯出しする必要がある。しかも、その後加工は、金属加工であるため、加工性が悪い。このため、上記軸体の作製は、加工コストが高くなり、その改善が望まれていた。
【0006】
このような軸体の寸法精度や加工コストの問題は、上記現像ロールだけでなく、帯電ロールや転写ロール等の、複写機等の電子写真装置に用いられる他のロールやそれ以外の様々な装置に用いられるロールについても言えることである。
【0007】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、寸法精度が高く、しかも安価なロール用軸体の提供をその目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のロール用軸体は、円筒状部材内に、シャフトを同軸的に貫通させ、上記円筒状部材の左右両端部において、円筒状部材の内周面とシャフトの外周面との間でつくられる空間または円筒状部材の外周に、筒状の固定具をシャフトに外嵌した状態で嵌合させたという構成をとる。
【0009】
すなわち、本発明のロール用軸体は、シャフトが円筒状部材を同軸的に貫通した状態で、左右両端部の筒状固定具で固定されているため、その固定により自動的に芯出しがなされ、シャフトの両端部において、軸ずれがないかまたは0に近く充分に小さくなっている。また、筒状固定具の嵌合により芯出しができることから後加工が不要になり、コストの低減を実現することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【0011】
図1は、本発明のロール用軸体の第1の実施の形態を示している。このロール用軸体は、円筒状部材1内に1本のシャフト2が同軸的に貫通しており、それら円筒状部材1の内周面とシャフト2の外周面と間に空間が形成されて中空状になっている。そして、上記円筒状部材1の両端部では、円筒状の固定具3が、上記シャフト2に外嵌した状態で、円筒状部材1の左右の端部に内嵌されており、これにより、上記シャフト2は、円筒状部材1と同軸的に固定されている。この固定具3の、円筒状部材1への内嵌は、円筒状部材1と固定具3との相対的空転を防止し、また、固定具3の、シャフト2への外嵌は、シャフト2と固定具3との相対的空転を防止している。
【0012】
このようなロール用軸体では、1本のシャフト2が円筒状部材1を同軸的に貫通した状態で、左右両端部において筒状の固定具3により固定されているため、シャフト2の両端部において自動的に芯出しがなされ、軸ずれがないかまたは0に近く充分に小さくなっている。このため、芯出しするための加工が不要となり、寸法精度を安価に高めることができる。また、上記ロール用軸体は、円筒状部材1に1本のシャフト2が同軸的に貫通した中空状となっているため、軽量性を保持しつつも、高剛性となっており、曲げ強度が強化されたものとなっている。したがって、シャフト2の両端部を軸受で支持し、ロール用軸体を回転させた場合、高い寸法精度のため、円筒状部材1の外周面の振れが小さくなっており、また、軽量性の保持のため、高速回転に容易に対応できるとともに回転駆動の省エネルギー化ができ、さらに、強化された曲げ強度のため、軸に垂直な方向に荷重がかかっても、振れを小さくすることができる。
【0013】
より詳しく説明すると、上記円筒状部材1は、従来と同様のものが用いられ、その形成材料としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム,アルミニウム合金,ステンレス等があげられる。
【0014】
上記シャフト2は、上記円筒状部材1の両端から突出するように、円筒状部材1よりも長いものが用いられる。そして、その形成材料としては、特に限定されないが、例えば、SUMやSTKM12等の鉄,ステンレス,アルミニウム等があげられ、鉄からなるシャフト2には表面にめっきを施してもよい。
【0015】
また、上記シャフト2に対しては、固定具3との相対的空転の防止をより確実にするために、上記シャフト2の外周面のうち固定具3が外嵌される部分に粗面2aを形成することによりシャフト2と固定具3の間に働く摩擦力を増加させる方法等をとってもよい。上記粗面2aの形成方法としては、特に限定されないが、例えば、ローレット加工,研磨,スパッタリング,放電加工,サンドブラスト等があげられる。そして、上記空転防止をさらに向上させるために、上記シャフト2の外周面のうち固定具3が外嵌される部分に接着剤を塗布することによりシャフト2に固定具3を接着させる方法、または上記粗面2aの形成と接着剤の塗布との双方を行う方法等をとってもよい。
【0016】
上記筒状の固定具3は、上記シャフト2を上記円筒状部材1と同軸的に固定できれば、特に限定されないが、好ましくは、図1に示すように、円筒状部材1に内嵌する内嵌部3aと、円筒状部材1の開口縁に当接する、円筒状部材1の外径と同径の環状当接部3bとが一体に同軸形成されていることである。また、図2に示すように、上記環状当接部3b(図1参照)を形成せずに内嵌部3aのみからなる固定具3とし、その固定具3全体を円筒状部材1の端部内に内嵌させるようにしてもよい。さらに、上記円筒状の固定具3は、その先端側から上記円筒状部材1に挿入されて内嵌されるが、その挿入が容易となるように、その先端側は、外周面がテーパ状に面取りされていることが好ましい。また、上記円筒状部材1との相対的空転を防止するために、上記円筒状の固定具3の外周面に接着剤を適宜に塗布してもよい。
【0017】
また、上記固定具3の形成材料は、ロール用軸体の軽量化や製作の容易性等から、樹脂であることが好ましい。なかでも、上記ロール用軸体の外周にゴム層等の被覆層を成形する必要がある場合(例えば、現像ロールや帯電ロール等の軸体となる場合)には、成形の熱に耐える必要があるため、耐熱性樹脂である必要がある。そのような耐熱性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート(PC),ポリアミド(PA),ポリフェニレンサルファイド(PPS),ポリエーテルエーテルケトン(PEEK),ポリイミド,フッ素樹脂等があげられる。特に、上記樹脂として、円筒状部材1よりも、線膨張係数が大きな樹脂を用いると、成形の際に、その熱で、固定具3が円筒状部材1よりも膨張して、より正確に芯出しすることができるようになる。
【0018】
このようなロール用軸体が、複写機等の電子写真装置に用いられる現像ロール,帯電ロール,転写ロール等の導電性ロールの軸体として用いられる場合には、上記円筒状部材1とシャフト2との間を通電可能にする必要があるが、その通電可能方法としては、つぎのような方法があげられる。例えば、上記固定具3の形成材料にカーボン等の導電剤を添加する方法、図3(a)に示すように、円筒状部材1の端縁に環状金属部材(ワッシャ等)4を接触させるとともに、その環状金属部材4の内側孔部をシャフト2の外周面に接触させる方法、図3(b)に示すように、円筒状部材1の端縁からシャフト2の外周面まで半田5を付ける方法、図3(c)に示すように、導電性接着剤6を固定具3の先端部に沿って円筒状部材1の内周面からシャフト2の外周面まで塗布する方法、図3(d)に示すように、固定具3の先端部の周壁にコ字状の金属片7を嵌合させ、その金属片7を円筒状部材1の内周面とシャフト2の外周面とに接触させる方法、図3(e)に示すように、ロール用軸体の外周の被覆層を導電性被覆層8にして、その導電性被覆層8をシャフト2の外周面に接するように形成する方法等である。
【0019】
このようなロール用軸体の作製は、例えば、上記円筒状部材1,シャフト2および固定具3を準備した後、円筒状部材1にシャフト2を挿通させ、その両端から筒状の固定具3を圧入機で圧入することにより、行われる。なお、筒状の固定具3の作製は、その形成材料からなる円柱材またはパイプ材を適宜に、切断、穿孔、切削、研磨等の加工を施して所定の形状に形成されることにより行われる。そして、固定具3が樹脂製である場合には、その作製における各加工が容易となり、複雑な形状でも安価に作製することができる。
【0020】
図4は、本発明のロール用軸体の第2の実施の形態を示している。この実施の形態では、シャフト2にギアGが外嵌される場合に、固定具3が対応できるものとなっており、固定具3とギアGとを棒状のピンPで連結することにより、ギアGの駆動力伝達を固定具3にも持たせるようにし、ギアGの回転精度を確保し易くしたものである。このようにするために、固定具3の端面には、ピンPを内嵌するための穴31が形成されている。固定具3が樹脂製である場合には、上記穴31の形成加工が容易にできるため、シャフト2にギアGを外嵌する場合に有効である。
【0021】
図5は、本発明のロール用軸体の第3の実施の形態を示している。この実施の形態では、固定具3が、樹脂からなり、円筒状部材1の端縁から突出する延設部分32が一体に形成されている。その延設部分32は、他の部品Aとのギャップ調整に用いられる樹脂リングRを回転自在に外嵌させる部分となっている。
【0022】
従来は、上記樹脂リングRを軸部72c(図7参照)に外嵌させていたが、その軸部72cは金属製であるため硬く、また、その表面加工による粗面のため、樹脂リングRの内周面が摩耗していた。そこで、この実施の形態のように、樹脂製固定具3に上記延設部分32を形成すると、その延設部分32に樹脂リングRを外嵌させることができるようになり、硬さが同等の樹脂同士の摺動となるため、樹脂リングRの内周面の摩耗が防止されるようになる。
【0023】
図6は、本発明のロール用軸体の第4の実施の形態を示している。この実施の形態では、円筒状の固定具3に、円筒状部材1の端部に外嵌する外嵌部33が一体に形成されており、内嵌部3a(図1参照)が形成されていない。このように固定具3を円筒状部材1の端部に外嵌させても、同様に、軸ずれをなくしたり、0に近く充分に小さくしたりすることができる。
【0024】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【0025】
【実施例1】
図1に示すロール用軸体を作製した。円筒状部材1は、アルミニウム合金(A5056)製とし、外径を15.0mm、肉厚を0.9mm、長さを240mmとした。シャフト2は、鋼材(SUM)製のものに、無電解ニッケルめっきを施し、外径を6.0mm、長さを293mmとした。固定具3は、PPS製とし、テーパー部を除く内嵌部3aの長さを40mm、環状当接部3bの軸方向の長さ(厚み)を4.5mmとした。なお、シャフト2は、各固定具3の外側端面から同じ長さ(22mm)突出するようにした。
【0026】
【比較例1】
図7に示すロール用軸体を作製した。円筒状部材71は、鉄(STKM)製とし、その寸法は、上記実施例1の円筒状部材1と同様とした。また、その円筒状部材71の両端に軸端部材72を抵抗溶接した。その軸端部材72は、鋼材(SUM)製の円柱材を切削等することにより形成し、その寸法は、内嵌部72aの外径を13.2mm、その長さを40mm、当接部72bの外径を15.0mm、その軸方向の長さ(厚み)を4.5mm、軸部72cの外径を6.0mm、長さを22mmとした。
【0027】
このようにして得られた実施例1および比較例1の各ロール用軸体に対して、軸ずれを測定した。この測定は、各ロール用軸体のシャフト2または軸部72cの根元の外周面を基準にして、その先端の振れを測定することにより行った。
【0028】
その結果、実施例1のロール用軸体では、軸ずれが10μmであった。これに対し、比較例1のロール用軸体では、軸ずれが25μmであった。この結果から、実施例1のロール用軸体は、軸ずれが起こり難いことがわかる。
【0029】
【発明の効果】
以上のように、本発明のロール用軸体によれば、シャフトが円筒状部材を同軸的に貫通した状態で、左右両端部の固定具により固定されているため、シャフトの両端部において、軸ずれがないかまたは0に近く充分に小さくなっている。このため、芯出しするための加工が不要となり、寸法精度を安価に高めることができる。また、上記ロール用軸体は、円筒状部材に1本のシャフトが同軸的に貫通した中空状となっているため、軽量性を保持しつつも、高剛性となっており、曲げ強度が強化されたものとなっている。したがって、シャフトの両端部を軸受で支持し、ロール用軸体を回転させた場合、高い寸法精度のため、円筒状部材の外周面の振れが小さくなっており、また、軽量性の保持のため、高速回転に対応できるとともに省エネルギーに寄与し、さらに、強化された曲げ強度のため、軸に垂直な方向に荷重がかかっても、振れを小さくすることができる。
【0030】
特に、上記固定具の形成材料が、ポリカーボネート,ポリアミド,ポリフェニレンサルファイド,ポリエーテルエーテルケトン,ポリイミドおよびフッ素樹脂からなる群から選ばれるいずれかの樹脂である場合には、耐熱性を有するため、ロール用軸体の外周にゴム層等の被覆層を成形しても、その成形の熱に耐えることができる。
【0031】
また、上記シャフトの外周面のうち、固定具を外嵌させる部分が、粗面に形成されている場合には、シャフトと固定具の間に働く摩擦力を増加させることができ、シャフトと固定具との相対的空転をより確実に防止することができる。
【0032】
さらに、上記シャフトの外周面のうち、固定具を外嵌させる部分に、接着剤が塗布されている場合には、シャフトに固定具が接着するため、シャフトと固定具との相対的空転を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のロール用軸体の第1の実施の形態を示す破断図である。
【図2】上記ロール用軸体の固定具の変形例を示す断面図である。
【図3】(a)〜(e)は、上記ロール用軸体における通電可能方法を示す断面図である。
【図4】本発明のロール用軸体の第2の実施の形態を示す要部断面図である。
【図5】本発明のロール用軸体の第3の実施の形態を示す要部断面図である。
【図6】本発明のロール用軸体の第4の実施の形態を示す要部断面図である。
【図7】従来のロール用軸体を示す破断図である。
【符号の説明】
1 円筒状部材
2 シャフト
3 固定具
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機,プリンター,ファクシミリのような電子写真装置等に用いられるロールのロール用軸体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、非接触現像方式の電子写真装置では、現像ロールと感光ドラムとが非接触であるため、現像スピードを上げ易く、複写等の高速化に対応し易くなっている。そして、トナーの現像制御のために、現像ロールと感光ドラムとのギャップ(両者の最表面間の距離)が均一であることが要求されている。そのためには、現像ロールの振れ精度や外径精度等の寸法精度を高める必要がある。
【0003】
ところで、現像ロールは、通常、軸体の外周にゴム層等の被覆層を有しており、その被覆層が温度や湿度等の環境の影響を受け易くなっている。このため、温度等により現像ロールの外径が変動し、その変動が上記感光ドラムとのギャップをばらつかせる要因になっている。そこで、現像ロールでは、その変動を抑制するために、環境による変動が大きい被覆層の厚みを薄くし、軸体を太くしている。また、現像ロールは、回転し易いものでなければならないため、軽量のものが好ましい。このため、上記軸体として、図7に示すように、円筒状部材(金属製パイプ部材)71の両端に軸端部材72を抵抗溶接して作製した中空状のものが用いられている(例えば、特許文献1参照)。上記軸端部材72は、上記円筒状部材71の開口部に内嵌する円柱状の内嵌部72aと、円筒状部材71の外径と同径に形成され円筒状部材71の開口縁に当接する円板状の当接部72bと、円筒状部材71の両端から突出する円柱状の軸部72cとが、同軸に一体形成されている。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−275956号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1における軸体では、軸端部材72を溶接する際に、その両端で軸ずれが生じ易い。軸ずれが生じると、所望の振れ精度が得られない。そこで、軸端部材72を溶接した後、その軸端部材72に対して切削,研磨等の後加工を施すことにより、芯出しする必要がある。しかも、その後加工は、金属加工であるため、加工性が悪い。このため、上記軸体の作製は、加工コストが高くなり、その改善が望まれていた。
【0006】
このような軸体の寸法精度や加工コストの問題は、上記現像ロールだけでなく、帯電ロールや転写ロール等の、複写機等の電子写真装置に用いられる他のロールやそれ以外の様々な装置に用いられるロールについても言えることである。
【0007】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、寸法精度が高く、しかも安価なロール用軸体の提供をその目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のロール用軸体は、円筒状部材内に、シャフトを同軸的に貫通させ、上記円筒状部材の左右両端部において、円筒状部材の内周面とシャフトの外周面との間でつくられる空間または円筒状部材の外周に、筒状の固定具をシャフトに外嵌した状態で嵌合させたという構成をとる。
【0009】
すなわち、本発明のロール用軸体は、シャフトが円筒状部材を同軸的に貫通した状態で、左右両端部の筒状固定具で固定されているため、その固定により自動的に芯出しがなされ、シャフトの両端部において、軸ずれがないかまたは0に近く充分に小さくなっている。また、筒状固定具の嵌合により芯出しができることから後加工が不要になり、コストの低減を実現することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【0011】
図1は、本発明のロール用軸体の第1の実施の形態を示している。このロール用軸体は、円筒状部材1内に1本のシャフト2が同軸的に貫通しており、それら円筒状部材1の内周面とシャフト2の外周面と間に空間が形成されて中空状になっている。そして、上記円筒状部材1の両端部では、円筒状の固定具3が、上記シャフト2に外嵌した状態で、円筒状部材1の左右の端部に内嵌されており、これにより、上記シャフト2は、円筒状部材1と同軸的に固定されている。この固定具3の、円筒状部材1への内嵌は、円筒状部材1と固定具3との相対的空転を防止し、また、固定具3の、シャフト2への外嵌は、シャフト2と固定具3との相対的空転を防止している。
【0012】
このようなロール用軸体では、1本のシャフト2が円筒状部材1を同軸的に貫通した状態で、左右両端部において筒状の固定具3により固定されているため、シャフト2の両端部において自動的に芯出しがなされ、軸ずれがないかまたは0に近く充分に小さくなっている。このため、芯出しするための加工が不要となり、寸法精度を安価に高めることができる。また、上記ロール用軸体は、円筒状部材1に1本のシャフト2が同軸的に貫通した中空状となっているため、軽量性を保持しつつも、高剛性となっており、曲げ強度が強化されたものとなっている。したがって、シャフト2の両端部を軸受で支持し、ロール用軸体を回転させた場合、高い寸法精度のため、円筒状部材1の外周面の振れが小さくなっており、また、軽量性の保持のため、高速回転に容易に対応できるとともに回転駆動の省エネルギー化ができ、さらに、強化された曲げ強度のため、軸に垂直な方向に荷重がかかっても、振れを小さくすることができる。
【0013】
より詳しく説明すると、上記円筒状部材1は、従来と同様のものが用いられ、その形成材料としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム,アルミニウム合金,ステンレス等があげられる。
【0014】
上記シャフト2は、上記円筒状部材1の両端から突出するように、円筒状部材1よりも長いものが用いられる。そして、その形成材料としては、特に限定されないが、例えば、SUMやSTKM12等の鉄,ステンレス,アルミニウム等があげられ、鉄からなるシャフト2には表面にめっきを施してもよい。
【0015】
また、上記シャフト2に対しては、固定具3との相対的空転の防止をより確実にするために、上記シャフト2の外周面のうち固定具3が外嵌される部分に粗面2aを形成することによりシャフト2と固定具3の間に働く摩擦力を増加させる方法等をとってもよい。上記粗面2aの形成方法としては、特に限定されないが、例えば、ローレット加工,研磨,スパッタリング,放電加工,サンドブラスト等があげられる。そして、上記空転防止をさらに向上させるために、上記シャフト2の外周面のうち固定具3が外嵌される部分に接着剤を塗布することによりシャフト2に固定具3を接着させる方法、または上記粗面2aの形成と接着剤の塗布との双方を行う方法等をとってもよい。
【0016】
上記筒状の固定具3は、上記シャフト2を上記円筒状部材1と同軸的に固定できれば、特に限定されないが、好ましくは、図1に示すように、円筒状部材1に内嵌する内嵌部3aと、円筒状部材1の開口縁に当接する、円筒状部材1の外径と同径の環状当接部3bとが一体に同軸形成されていることである。また、図2に示すように、上記環状当接部3b(図1参照)を形成せずに内嵌部3aのみからなる固定具3とし、その固定具3全体を円筒状部材1の端部内に内嵌させるようにしてもよい。さらに、上記円筒状の固定具3は、その先端側から上記円筒状部材1に挿入されて内嵌されるが、その挿入が容易となるように、その先端側は、外周面がテーパ状に面取りされていることが好ましい。また、上記円筒状部材1との相対的空転を防止するために、上記円筒状の固定具3の外周面に接着剤を適宜に塗布してもよい。
【0017】
また、上記固定具3の形成材料は、ロール用軸体の軽量化や製作の容易性等から、樹脂であることが好ましい。なかでも、上記ロール用軸体の外周にゴム層等の被覆層を成形する必要がある場合(例えば、現像ロールや帯電ロール等の軸体となる場合)には、成形の熱に耐える必要があるため、耐熱性樹脂である必要がある。そのような耐熱性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート(PC),ポリアミド(PA),ポリフェニレンサルファイド(PPS),ポリエーテルエーテルケトン(PEEK),ポリイミド,フッ素樹脂等があげられる。特に、上記樹脂として、円筒状部材1よりも、線膨張係数が大きな樹脂を用いると、成形の際に、その熱で、固定具3が円筒状部材1よりも膨張して、より正確に芯出しすることができるようになる。
【0018】
このようなロール用軸体が、複写機等の電子写真装置に用いられる現像ロール,帯電ロール,転写ロール等の導電性ロールの軸体として用いられる場合には、上記円筒状部材1とシャフト2との間を通電可能にする必要があるが、その通電可能方法としては、つぎのような方法があげられる。例えば、上記固定具3の形成材料にカーボン等の導電剤を添加する方法、図3(a)に示すように、円筒状部材1の端縁に環状金属部材(ワッシャ等)4を接触させるとともに、その環状金属部材4の内側孔部をシャフト2の外周面に接触させる方法、図3(b)に示すように、円筒状部材1の端縁からシャフト2の外周面まで半田5を付ける方法、図3(c)に示すように、導電性接着剤6を固定具3の先端部に沿って円筒状部材1の内周面からシャフト2の外周面まで塗布する方法、図3(d)に示すように、固定具3の先端部の周壁にコ字状の金属片7を嵌合させ、その金属片7を円筒状部材1の内周面とシャフト2の外周面とに接触させる方法、図3(e)に示すように、ロール用軸体の外周の被覆層を導電性被覆層8にして、その導電性被覆層8をシャフト2の外周面に接するように形成する方法等である。
【0019】
このようなロール用軸体の作製は、例えば、上記円筒状部材1,シャフト2および固定具3を準備した後、円筒状部材1にシャフト2を挿通させ、その両端から筒状の固定具3を圧入機で圧入することにより、行われる。なお、筒状の固定具3の作製は、その形成材料からなる円柱材またはパイプ材を適宜に、切断、穿孔、切削、研磨等の加工を施して所定の形状に形成されることにより行われる。そして、固定具3が樹脂製である場合には、その作製における各加工が容易となり、複雑な形状でも安価に作製することができる。
【0020】
図4は、本発明のロール用軸体の第2の実施の形態を示している。この実施の形態では、シャフト2にギアGが外嵌される場合に、固定具3が対応できるものとなっており、固定具3とギアGとを棒状のピンPで連結することにより、ギアGの駆動力伝達を固定具3にも持たせるようにし、ギアGの回転精度を確保し易くしたものである。このようにするために、固定具3の端面には、ピンPを内嵌するための穴31が形成されている。固定具3が樹脂製である場合には、上記穴31の形成加工が容易にできるため、シャフト2にギアGを外嵌する場合に有効である。
【0021】
図5は、本発明のロール用軸体の第3の実施の形態を示している。この実施の形態では、固定具3が、樹脂からなり、円筒状部材1の端縁から突出する延設部分32が一体に形成されている。その延設部分32は、他の部品Aとのギャップ調整に用いられる樹脂リングRを回転自在に外嵌させる部分となっている。
【0022】
従来は、上記樹脂リングRを軸部72c(図7参照)に外嵌させていたが、その軸部72cは金属製であるため硬く、また、その表面加工による粗面のため、樹脂リングRの内周面が摩耗していた。そこで、この実施の形態のように、樹脂製固定具3に上記延設部分32を形成すると、その延設部分32に樹脂リングRを外嵌させることができるようになり、硬さが同等の樹脂同士の摺動となるため、樹脂リングRの内周面の摩耗が防止されるようになる。
【0023】
図6は、本発明のロール用軸体の第4の実施の形態を示している。この実施の形態では、円筒状の固定具3に、円筒状部材1の端部に外嵌する外嵌部33が一体に形成されており、内嵌部3a(図1参照)が形成されていない。このように固定具3を円筒状部材1の端部に外嵌させても、同様に、軸ずれをなくしたり、0に近く充分に小さくしたりすることができる。
【0024】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【0025】
【実施例1】
図1に示すロール用軸体を作製した。円筒状部材1は、アルミニウム合金(A5056)製とし、外径を15.0mm、肉厚を0.9mm、長さを240mmとした。シャフト2は、鋼材(SUM)製のものに、無電解ニッケルめっきを施し、外径を6.0mm、長さを293mmとした。固定具3は、PPS製とし、テーパー部を除く内嵌部3aの長さを40mm、環状当接部3bの軸方向の長さ(厚み)を4.5mmとした。なお、シャフト2は、各固定具3の外側端面から同じ長さ(22mm)突出するようにした。
【0026】
【比較例1】
図7に示すロール用軸体を作製した。円筒状部材71は、鉄(STKM)製とし、その寸法は、上記実施例1の円筒状部材1と同様とした。また、その円筒状部材71の両端に軸端部材72を抵抗溶接した。その軸端部材72は、鋼材(SUM)製の円柱材を切削等することにより形成し、その寸法は、内嵌部72aの外径を13.2mm、その長さを40mm、当接部72bの外径を15.0mm、その軸方向の長さ(厚み)を4.5mm、軸部72cの外径を6.0mm、長さを22mmとした。
【0027】
このようにして得られた実施例1および比較例1の各ロール用軸体に対して、軸ずれを測定した。この測定は、各ロール用軸体のシャフト2または軸部72cの根元の外周面を基準にして、その先端の振れを測定することにより行った。
【0028】
その結果、実施例1のロール用軸体では、軸ずれが10μmであった。これに対し、比較例1のロール用軸体では、軸ずれが25μmであった。この結果から、実施例1のロール用軸体は、軸ずれが起こり難いことがわかる。
【0029】
【発明の効果】
以上のように、本発明のロール用軸体によれば、シャフトが円筒状部材を同軸的に貫通した状態で、左右両端部の固定具により固定されているため、シャフトの両端部において、軸ずれがないかまたは0に近く充分に小さくなっている。このため、芯出しするための加工が不要となり、寸法精度を安価に高めることができる。また、上記ロール用軸体は、円筒状部材に1本のシャフトが同軸的に貫通した中空状となっているため、軽量性を保持しつつも、高剛性となっており、曲げ強度が強化されたものとなっている。したがって、シャフトの両端部を軸受で支持し、ロール用軸体を回転させた場合、高い寸法精度のため、円筒状部材の外周面の振れが小さくなっており、また、軽量性の保持のため、高速回転に対応できるとともに省エネルギーに寄与し、さらに、強化された曲げ強度のため、軸に垂直な方向に荷重がかかっても、振れを小さくすることができる。
【0030】
特に、上記固定具の形成材料が、ポリカーボネート,ポリアミド,ポリフェニレンサルファイド,ポリエーテルエーテルケトン,ポリイミドおよびフッ素樹脂からなる群から選ばれるいずれかの樹脂である場合には、耐熱性を有するため、ロール用軸体の外周にゴム層等の被覆層を成形しても、その成形の熱に耐えることができる。
【0031】
また、上記シャフトの外周面のうち、固定具を外嵌させる部分が、粗面に形成されている場合には、シャフトと固定具の間に働く摩擦力を増加させることができ、シャフトと固定具との相対的空転をより確実に防止することができる。
【0032】
さらに、上記シャフトの外周面のうち、固定具を外嵌させる部分に、接着剤が塗布されている場合には、シャフトに固定具が接着するため、シャフトと固定具との相対的空転を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のロール用軸体の第1の実施の形態を示す破断図である。
【図2】上記ロール用軸体の固定具の変形例を示す断面図である。
【図3】(a)〜(e)は、上記ロール用軸体における通電可能方法を示す断面図である。
【図4】本発明のロール用軸体の第2の実施の形態を示す要部断面図である。
【図5】本発明のロール用軸体の第3の実施の形態を示す要部断面図である。
【図6】本発明のロール用軸体の第4の実施の形態を示す要部断面図である。
【図7】従来のロール用軸体を示す破断図である。
【符号の説明】
1 円筒状部材
2 シャフト
3 固定具
Claims (4)
- 円筒状部材内に、シャフトを同軸的に貫通させ、上記円筒状部材の左右両端部において、円筒状部材の内周面とシャフトの外周面との間でつくられる空間または円筒状部材の外周に、筒状の固定具をシャフトに外嵌した状態で嵌合させたことを特徴とするロール用軸体。
- 上記固定具の形成材料が、ポリカーボネート,ポリアミド,ポリフェニレンサルファイド,ポリエーテルエーテルケトン,ポリイミドおよびフッ素樹脂からなる群から選ばれるいずれかの樹脂である請求項1記載のロール用軸体。
- 上記シャフトの外周面のうち、固定具を外嵌させる部分が、粗面に形成されている請求項1または2記載のロール用軸体。
- 上記シャフトの外周面のうち、固定具を外嵌させる部分に、接着剤が塗布されている請求項1〜3のいずれか一項に記載のロール用軸体。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2003
- 2003-03-13 JP JP2003068490A patent/JP2004278590A/ja active Pending
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