JP2005219164A - ローラ部材の加工方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の対象となるローラ部材は、高い振れ精度が要求されるため、高価な部品を頻繁に交換しなければならず、その製造コストが増大する一因となっている。
【解決手段】 ローラ胴２の外周面をその両側端面から突出する１対の支軸３と同心状に加工する本発明のゴムローラ１の加工装置は、それぞれ支軸３の外周面に当接してこれを支持する１対で１組の受けローラ１１と、これら受けローラ１１とそれぞれ対向して配され、当該受けローラ１１とで支軸３をそれぞれ挟持し得る２つの押圧ローラ１２ａと、これら押圧ローラ１２ａを受けローラ１１との対向方向に沿って往復動させる手段と、押圧ローラ１２ａを駆動回転させる手段と、ローラ胴２の外周面を加工するための研削砥石１３が装着される砥石台３８と、ローラ胴２の外周面に対する研削砥石１３による加工深さを調整する手段とを具える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、円筒状をなすローラ胴と、このローラ胴の両側端面からそれぞれ突出する１対の支軸とを有するローラ部材において、ローラ胴の外周面を加工する方法およびその装置に関する。

円筒状をなすローラ胴と、このローラ胴の両側端面からそれぞれ突出する１対の支軸とを有するローラ部材、例えば電子写真方式の複写機やレーザービームプリンタのみならず、インクジェットプリンタなどのＯＡ機器や各種印刷機に組み込まれる媒体搬送用のゴムローラは、媒体の良好な搬送を行うためにその外周面の振れを例えば０.０１mm以下に抑える必要がある。このため、このようなゴムローラの外周面は、通常、研削砥石などを用いて研削仕上げされる。

市販されているゴムローラ用円筒研削盤の一例（例えば株式会社水口製作所のLEO-BMEシリーズ）を図１０に模式的に示す。この円筒研削盤は、コレットチャック１０１が装着された主軸ヘッド１０２と、心押しセンタ１０３が回転自在に取り付けられた心押し台１０４と、工具である回転砥石１０５が回転自在に取り付けられる工具ヘッド１０６とを具えている。コレットチャック１０１は、主軸駆動モータ１０７により駆動プーリ１０８，駆動ベルト１０９，従動プーリ１１０を介して駆動され、同様に回転砥石１０５も工具駆動モータ１１１によって駆動プーリ１１２，駆動ベルト１１３，従動プーリ１１４を介し駆動される。心押し台１０４の心押しセンタ１０３は、コレットチャック１０１との対向方向に沿って摺動可能であり、工具ヘッド１０６はコレットチャック１０１および心押しセンタ１０３の対向方向と平行な送り方向ならびにこれと直交する切り込み方向にそれぞれ移動可能となっている。

ワークであるゴムローラ１は、ローラ胴２の両端から突出する１対の支軸３（一般的に心金と呼称される）の両端部がコレットチャック１０１と心押しセンタ１０３とに挟持された状態となり、コレットチャック１０１の駆動回転に伴って心押しセンタ１０３と共に連れ回りするようになっている。この状態において、工具ヘッド１０６がゴムローラ１側に移動し、駆動回転する回転砥石１０５の外周面をコレットチャック１０１によって駆動回転されるローラ胴２の外周面側に移動してローラ胴２の外周面に対する研削代を設定し、さらにコレットチャック１０１と心押しセンタ１０３との対向方向と平行な方向に工具ヘッド１０６を送り移動してローラ胴２の外周面全域を研削加工する。

このゴムローラ研削盤で用いられる主軸ヘッド１０２のコレットチャック１０１や心押し台１０４の心押しセンタ１０３の回転振れ精度は、標準的にそれぞれ０.００３mm程度であり、これによってゴムローラ１の軸線に対するローラ胴２の外周面の同軸度が０.０１mm以下となるように、このローラ胴２の外周面を加工することができる。

図１０に示した従来のゴムローラ用円筒研削盤においては、長期に亙る継続的な運転に伴い、主軸ヘッド１０２とコレットチャック１０１との間に組み込まれた図示しない軸受や、心押し台１０４に対して摺動する心押しセンタ１０３などの摩耗が進んで支軸３の回転軸線に対するローラ胴２の外周面の同軸度が次第に劣化し、許容限界である０.０１mmの同軸度を達成できない場合があった。さらに、主軸ヘッド１０２に取り付けられたコレットチャック１０１や心押し台１０４に取り付けられた心押しセンタ１０３が偏摩耗すると、コレットチャック１０１と心押しセンタ１０３とに挟持されるゴムローラ１が曲げ変形を受けてしまい、ローラ胴２の外周面の円筒度が低下してしまうという不具合が発生する。

一方、ローラ胴２の外周面の加工代が多い場合、加工抵抗に対してコレットチャック１０１および心押しセンタ１０３による支軸３の保持力が不足し、支軸３がコレットチャック１０１や心押しセンタ１０３に対してスリップしてこれらの接触面で擦り傷が発生したり、ローラ胴２の外周面の正常な加工ができなくなるという問題がある。このような場合、支軸３に対する心押しセンタ１０３の押圧力を増大させてゴムローラ１に対する保持力を増大させたり、支軸３に対するコレットチャック１０１自体の把持力を増大させることが考えられる。しかしながら、支軸３に対する心押しセンタ１０３の押圧力を増大させると、支軸３が撓んでローラ胴２の振れ精度が低下してしまう可能性がある。また、コレットチャック１０１自体の把持力を増大させた場合、コレットチャック１０１の摺動部の摩耗が増大してコレットチャック１０１の交換頻度が増加してしまう不具合が生ずる。

本発明の対象となるローラ部材は、振れ精度が０.０１mm以下であることが要求されるため、加工後のローラ部材の全数検査を行って品質保証を行うことが要求される。このため、ローラ部材の振れ精度が許容値を越える前に、コレットチャック１０１や、このコレットチャック１０１と主軸ヘッド１０２との間に組み込まれた軸受、あるいは心押しセンタ１０３などを交換する必要があり、高精度なローラ部材を製造する際のコスト増大の一因となっていた。

本発明の第１の形態は、円筒状をなすローラ胴と、このローラ胴の両側端面からそれぞれ突出する１対の支軸とを有するローラ部材の加工方法であって、前記支軸の外周面に３個１組のローラを押し当てて前記１対の支軸をそれぞれ挟持するステップと、２組の前記ローラのうちの少なくとも１つのローラを駆動することによりローラ部材を転動させるステップと、ローラ部材を転動させた状態で前記ローラ胴の外周面に工具を押し当て、前記ローラ胴の外周面を前記１対の支軸と同心状に加工するステップとを具えたことを特徴とするものである。

本発明によると、支軸の外周面に３個１組のローラを押し当てて１対の支軸を挟持し、少なくとも１つのローラを駆動し、摩擦力によってローラ部材を連れ回り回転させ、この状態にてローラ胴の外周面に工具を押し当て、これによってローラ胴の外周面を支軸と同心状に加工する。支軸に対してこれを駆動するローラの押し付け力Ｆは、ローラ胴の直径をｄ₁、このローラ胴の外周面を加工する工具の切削抵抗の接線方向分力をＦ₁、支軸の直径をｄ₂、支軸とローラとの間に発生する摩擦係数をμとすると、次式１の関係を満たす必要がある。
Ｆ＞(Ｆ₁×ｄ₁)／(μ×ｄ₂) （式１）

また、ローラ部材の回転数Ｎは、支軸を駆動するローラの直径をｄ₃、このローラを駆動するためのモータの回転数をＮ₁、このモータと支軸を駆動するローラとの間に組み込まれる減速機の減速比をｎとすると、次式２のように表される。
Ｎ＝(Ｎ₁×ｄ₃)／(ｎ×ｄ₂) （式２）

本発明によるローラ部材の加工方法において、２組のローラ側から工具側へと向かう空気を支軸にそれぞれ吹き付けるステップをさらに具えることができる。

ローラ胴の外周面を１対の支軸と同心状に加工するステップは、ローラ部材の軸線方向に沿ったローラ胴の外周面の全幅を同時に加工するものであってよい。

本発明の第２の形態は、円筒状をなすローラ胴と、このローラ胴の両側端面からそれぞれ突出する１対の支軸とを有するローラ部材における前記ローラ胴の外周面を前記支軸と同心状に加工するための装置であって、相隔てて２組配され、それぞれ前記支軸の外周面に当接してこれを支持する１対で１組の受けローラと、これら２組の受けローラとそれぞれ対向して配され、当該２組の受けローラとで前記支軸をそれぞれ挟持し得る２つの押圧ローラと、これら２つの押圧ローラを前記受けローラとの対向方向に沿って往復動させるローラ移動手段と、前記２つの押圧ローラの少なくとも一方を駆動回転させるローラ回転駆動手段と、前記ローラ胴の外周面を加工するための工具が装着される工具ホルダと、前記ローラ胴の外周面に対する前記工具による加工深さを調整するための加工深さ調整手段とを具えたことを特徴とするものである。

本発明によると、１対の受けローラと、ローラ移動手段により支軸をこれら１対の受けローラ側に押し付ける押圧ローラとで支軸を挟持し、少なくとも１つの押圧ローラをローラ回転駆動手段によって駆動し、この押圧ローラと支軸との間に発生する摩擦力によってローラ部材を連れ回り回転させ、この状態にてローラ胴の外周面に工具ホルダに装着された工具を加工深さ調整手段により押し当て、これによってローラ胴の外周面を支軸と同心状に加工する。

この場合、ローラ胴を貫通する剛性の高い中実丸棒材にて支軸を形成し、その軸線の真直度が０.０３mm以下となるように支軸の外周面を仕上げておくことにより、ローラによって挟持される支軸の曲げ変形を抑制してローラ胴の外周面をより高い同心度にて加工することができる。

本発明の第２の形態によるローラ部材の加工装置において、１対の支軸の両端面に近接状態で対向し、ローラ部材の軸線方向に沿ったローラ部材の変位を規制する１対のストッパをさらに具えることができる。この場合、１対のストッパは、これが支軸の端面に接触した時にローラ部材の回転を阻害することなく、支軸と一体的に回転し得るものであることが好ましい。

工具が研削砥石であり、この研削砥石を駆動回転するための工具回転駆動手段をさらに具えることができる。この場合、研削砥石の加工面は、ローラ部材の軸線方向に沿ったローラ胴の長さ寸法以上の幅寸法を有するものであってよい。

工具をローラ部材の軸線と平行な方向に沿った送りを与える送り駆動手段をさらに具えることができる。

受けローラおよび押圧ローラ側から工具側へと向かう空気を支軸にそれぞれ吹き付ける圧縮空気供給手段をさらに具えることができる。

ローラ部材の軸線と直交する平面において、研削砥石に発生する切削抵抗の方向に対し、押圧ローラの軸線と支軸の軸線とを結ぶ方向がほぼ平行となるように、支軸の外周面に対する受けローラおよび押圧ローラの接触位置を設定することができる。

受けローラは、その軸線方向中央部の外径が最大となる円弧状断面を持った外周面を有するものであってよい。

受けローラや押圧ローラの少なくとも外周面を硬質ウレタン樹脂にて形成することができる。特に、ローラ胴の外周面の加工代が大きい場合や、ローラ胴の外周面の硬度が高い場合、支軸に対する押圧ローラの押圧力を大きく設定しなければならない。この場合、押圧ローラや受けローラの少なくとも外周面を支軸の表面に圧痕が生じない範囲でより硬度の高い金属やセラミックスなどにて形成することが有効である。

本発明のローラ部材の加工方法によると、支軸の外周面に３個１組のローラを押し当てて１対の支軸をそれぞれ挟持し、２組のローラのうちの少なくとも１つのローラを駆動することによりローラ部材を転動させ、この状態にてローラ胴の外周面に工具を押し当て、ローラ胴の外周面を１対の支軸と同心状に加工するようにしたので、可動部分の多い高価なコレットチャックや心押しセンタなどを使用せずとも、ローラ胴の外周面を支軸の回転軸線に対して安定して同心状に加工することができる。

２組のローラ側から工具側へと向かう空気を支軸にそれぞれ吹き付けた場合、ローラ胴の加工に伴って発生する加工屑などが支軸の外周面に付着しないようにすることができる。

ローラ部材の軸線方向に沿ったローラ胴の外周面の全幅を同時に加工する場合、ローラ部材の軸線方向に沿った研削砥石の送りが不要となり、加工効率を向上させることができる。

本発明のローラ部材の加工装置によると、相隔てて２組配され、それぞれ支軸の外周面に当接してこれを支持する１対で１組の受けローラと、これら２組の受けローラとそれぞれ対向して配され、当該２組の受けローラとで支軸をそれぞれ挟持し得る２つの押圧ローラと、これら２つの押圧ローラを受けローラとの対向方向に沿って往復動させるローラ移動手段と、２つの押圧ローラの少なくとも一方を駆動回転させるローラ回転駆動手段と、ローラ胴の外周面を加工するための工具が装着される工具ホルダと、ローラ胴の外周面に対する工具による加工深さを調整するための加工深さ調整手段とを具えているので、可動部分の多い高価なコレットチャックや心押しセンタなどを使用せずとも、ローラ胴の外周面を支軸の回転軸線に対して安定して同心状に加工することができる。

１対の支軸の両端面に近接状態で対向し、ローラ部材の軸線方向に沿ったローラ部材の変位を規制する１対のストッパを設けた場合、ローラ部材の軸線方向に沿った送りを工具に与えたことなどにより、ローラ部材がその軸線と平行な方向にずれた場合であっても、支軸に対する受けローラと押圧ローラとの挟持状態を確実に維持することができる。

工具が研削砥石であって、この研削砥石を駆動回転するための工具回転駆動手段を設けた場合、ローラ胴の外周面を研削加工することができる。特に、研削砥石の加工面の幅寸法をローラ部材の軸線方向に沿ったローラ胴の長さ寸法以上に設定した場合、ローラ部材の軸線方向に沿った研削砥石の送りが不要となり、加工装置の製造コストを削減することができる上、その加工効率を向上させることも可能である。

工具をローラ部材の軸線と平行な方向に沿った送りを与える送り駆動手段を設けた場合、ローラ胴の外周面がローラ部材の軸線方向に沿って長尺であっても、ローラ胴の外周面全域を確実に加工することができる。

受けローラおよび押圧ローラ側から工具側へと向かう空気を支軸にそれぞれ吹き付ける圧縮空気供給手段を具えた場合、ローラ胴の加工に伴って発生する加工屑などが支軸の外周面に付着しないようにすることができる。

ローラ部材の軸線と直交する平面において、研削砥石に発生する切削抵抗の方向に対し、押圧ローラの軸線と支軸の軸線とを結ぶ方向がほぼ平行となるように、支軸の外周面に対する受けローラおよび押圧ローラの接触位置を設定した場合、１対の受けローラの負荷をより均一化させることができる。

受けローラの外周面を、その軸線方向中央部の外径が最大となるような円弧状断面、つまり紡錘状に形成した場合、受けローラの回転軸線がローラ部材の回転軸線に対して正確に平行に設定されていない場合であっても、支軸の外周面に受けローラの一方の外周端縁が片当たりするような不具合を回避することができ、この片当たりによる支軸の外周面の損傷を回避することができる。また、支軸の表面硬度が低かったり、受けローラに対して支軸が強く押し付けられるような場合であっても、支軸の表面に条痕などの明瞭な損傷が形成されるのを防止することができる。

本発明によるローラ部材の加工装置を電子写真複写装置に組み込まれる媒体搬送用のゴムローラに応用した一実施形態について、図１〜図９を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施形態のみに限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の技術にも当然応用することができる。

本実施形態において研削加工されるゴムローラ１は、大径部であるローラ胴２と、このローラ胴２の両端面からそれぞれ突出する１対の小径部である支軸３とを有し、これら１対の支軸３の回転軸線の真直度および円筒度が予め設定した公差範囲内に収まるように、これらの外周面が高精度に機械加工されている。

また、本実施形態における加工装置は、ゴムローラ１の１対の支軸３の外周面をそれぞれ１対の受けローラ１１と１個の駆動回転する押圧ローラ１２ａ，１２ｂにて挟持し、押圧ローラ１２ａ，１２ｂの回転力を支軸３側に伝達してゴムローラ１を回転させる一方、駆動回転する研削砥石１３によってローラ胴２の外周面を支軸３を基準としてこれと同心状に研削加工するものである。

この加工装置の平面形状を図１に破断状態で示し、その正面形状を破断状態で図２に示し、後述する押圧ローラ軸１４の部分を抽出して図３に示し、本実施形態における加工装置の左側面形状を図４に示し、後述する押圧ローラ１２ａ，１２ｂを退避位置に上昇させた状態における加工装置の右側面形状を図５に示す。すなわち、床面１５上に設置されるベースプレート１６には、ワークであるゴムローラ１を保持するためのワークスタンド１７が設けられている。このワークスタンド１７は、ベースプレート１６に固定されたスタンドベース１８と、ゴムローラ１を搭載するための１対のローラホルダ１９ａ，１９ｂと、各ローラホルダ１９ａ，１９ｂに横並び状態でそれぞれ回転軸線が水平となるように回転自在に支持され、ゴムローラ１の支軸３を受ける１対の受けローラ１１と、それぞれブラケット２０を介して回転軸線が鉛直となるように回転自在に支持され、支軸３の端面がそれぞれ当接し得る１対の位置規制ローラ２１ａ，２１ｂと、各ローラホルダ１９ａ，１９ｂに隣接してこれらをそれぞれ挟むように支軸３の外周面に向けて圧縮空気をそれぞれ吹き出す２組の空気吹き出しノズル２２とを具えている。

ローラ胴２の外周面を研削するための後述する研削砥石１３に研削送りを与えた場合、ゴムローラ１にはその軸線方向に沿ったスラスト力が作用し、これによってゴムローラ１がその軸線方向に沿って変位してしまう可能性がある。これら１対の位置規制ローラ２１ａ，２１ｂは、安全上の観点から、研削加工中にゴムローラ１の軸線方向に沿ったその変位を規制する本発明のストッパとして機能する。

空気吹き出しノズル２２は、図示しないコンプレッサに接続し、研削砥石１３による研削加工中に支軸３の外周面からゴムローラ１の中央部側に向けて圧縮空気を吹き出し、研削加工に伴って発生する研削屑が支軸３や受けローラ１１および押圧ローラ１２ａ，１２ｂの外周面に付着しないように配慮し、支軸３や受けローラ１１および押圧ローラ１２ａ，１２ｂの外周面の損傷を未然に防止している。

一方のローラホルダ１９ａは、スタンドベース１８の一端側に一体的に固定されている。他方のローラホルダ１９ｂは、受けローラ１１の回転軸線と平行な方向（図３中、左右方向）に移動可能にスタンドベース１８に取り付けられ、この可動側のローラホルダ１９ｂに取り付けられた位置規制ローラ２１ｂをゴムローラ１の全長の変動に応じて最適な位置に修正することができるようになっている。ちなみに、１対の位置規制ローラ２１ａ，２１ｂを支軸３の両側端面に常時当接状態にしておく必要はなく、全体で０.１〜０.５mm程度の隙間（遊び）があっても何ら問題は生じない。

ベースプレート１６に鉛直に植設された複数本（図示例では４本）の支柱２３の上端は、トッププレート２４により一体的に連結され、このトッププレート２４とベースプレート１６との間には、支柱２３に対してそれぞれ摺動自在に嵌合する摺動ブシュ２５を介して昇降プレート２６が昇降可能に配されている。昇降プレート２６には、トッププレート２４に取り付けられた昇降プレート駆動シリンダ２７から下向きに突出するピストンロッド２８の下端部がブラケット２９を介して連結されており、昇降プレート駆動シリンダ２７には図示しない圧縮空気の供給源が連結されている。

昇降プレート２６には、１対の軸支持ブラケット３０が相隔てて下向きに固定されており、これら１対の軸支持ブラケット３０には受けローラ１１の回転軸線と平行に延在するローラ駆動軸３１の両端部と、ワークスタンド１７の真上に位置してローラ駆動軸３１と平行に延在する押圧ローラ軸１４の両端部とがそれぞれ回転自在に支持されている。ローラ駆動軸３１の一端は、継手３２を介してローラ駆動モータ３３に連結され、このローラ駆動モータ３３はブラケット３４を介して昇降プレート２６の一端側に固定されている。ローラ駆動軸３１の両端部および押圧ローラ軸１４の両端にはそれぞれプーリ３５が固定され、これらプーリ３５には無端ベルト３６がそれぞれ巻掛けられている。本実施例では、無端ベルト３６の弛みを取るため、ローラ駆動軸３１と押圧ローラ軸１４との間にアイドルプーリ３７を軸支持ブラケット３０に回転自在に取り付けている。

押圧ローラ軸１４の一端には、一方の対の受けローラ１１と対向する押圧ローラ１２ａが固定されており、この押圧ローラ軸１４の他端側には、他方の対の受けローラ１１と対向する押圧ローラ１２ｂが取り付けられているが、この押圧ローラ１２ｂは、上述した他方のローラホルダ１９ｂの位置変更に応じて位置を変更し得るようになっている。

昇降プレート駆動シリンダ２７は、押圧ローラ１２ａ，１２ｂを受けローラ１１の上方に引き上げて待機させる退避位置と、受けローラ１１の上に載置されたゴムローラ１の支軸３に当接してこれを所定の圧力で受けローラ１１側に押し付ける作業位置とに昇降プレート２６を昇降し得るようになっている。従って、昇降プレート２６が作業位置に下降した状態においては、押圧ローラ１２ａ，１２ｂによって支軸３が２対の受けローラ１１に押し付けられた状態となり、押圧ローラ１２ａ，１２ｂの駆動回転に伴って発生する摩擦力により、ゴムローラ１が受けローラ１１上で回転するようになっている。

このように、２対の受けローラ１１と２個の押圧ローラ１２ａ，１２ｂとでゴムローラ１の２対の支軸３の外周面を挟持することにより、コレットチャックのような食い付きが起こらず、支軸３の外周面が損傷を受けたとしても極めて軽微なものにすることができる。

ワークスタンド１７の前方には、本発明の工具ホルダとしての砥石台３８が配置されている。この砥石台３８には、ローラ胴２の外周面を研削加工するための研削砥石１３が装着されるスピンドル３９を具えた砥石ヘッド４０と、この砥石ヘッド４０のスピンドル３９を駆動回転するための砥石駆動モータ４１とが搭載されており、砥石駆動モータ４１のと砥石ヘッド４０のスピンドル３９にそれぞれ装着されたプーリ４２の間に無端ベルト４３が巻き掛けられている。スピンドル３９の回転軸線は、受けローラ１１および押圧ローラ１２ａ，１２ｂの回転軸線と平行に設定されており、砥石台３８は、ベースプレート１６に対し、図示しない切り込み機構によってワークスタンド１７との対向方向（図１中、上下方向）と、図示しない送り機構によって砥石ヘッド４０のスピンドル３９の回転軸線と平行な方向（図１中、左右方向）とにそれぞれ独立に移動可能である。

本実施形態では、研削砥石１３の外周部を覆う図示しない砥石カバーの後部に図示しない集塵機に連通する吸引ダクトが設けられており、研削砥石１３による研削加工によって発生する研削屑が集塵機によって吸引排除されるようになっている。

ゴムローラ１に対する１対の受けローラ１１，押圧ローラ１２ａ(１２ｂ)，研削砥石１３の接触状態を図６に示す。すなわち、本実施形態では押圧ローラ１２ａの回転軸線に対して直交する平面において、押圧ローラ１２ａの回転軸線と支軸３の回転軸線とを通る線分が１対の受けローラ１１の対称軸Ｃとなるように、１対の受けローラ１１と押圧ローラ１２ａとの相対位置が規定され、押圧ローラ１２ａによる圧下力が１対の受けローラ１１に均等に負荷するように配慮されている。

同様な観点から、１対の受けローラ１１の回転軸線を通る線分Ｒに対し、支軸３の回転軸線と研削砥石１３の回転軸線とを通る線分Ｗのなす角θが可能な限り、つまり研削砥石１３などがこの加工装置の他の部材に対して干渉しない範囲で大きくなるように、ローラ胴２の外周面に対する研削砥石１３の接触位置を規定すべく、ベースプレート１６からの砥石ヘッド４０の高さが適切に設定されている。換言すると、例えば図７に示すよう１対の受けローラ１１ｎ，１１ｆの回転軸線を通る線分Ｒに対し、支軸３の回転軸線と研削砥石１３の回転軸線とを通る線分Ｗとが平行となるように設定した場合、ローラ胴２の外周面に負荷する研削砥石１３の加工力を研削砥石１３に近い方に位置する受けローラ１１ｎ側でほとんど受けることができず、そのほとんどが研削砥石１３に遠い方に位置する受けローラ１１ｆで受けることとなり、研削砥石１３に遠い方に位置する受けローラ１１ｆの寿命が極端に短くなってしまう不具合が生ずる。そこで、先に説明した図６に示すような加工状態を実現することにより、１対の受けローラ１１ｎ，１１ｆの寿命の相違を少なくすることができる。

また、本実施形態では受けローラ１１を図８に示ような中太の断面形状としている。これは、受けローラ１１を均一な外径の円筒にて形成した場合、この受けローラ１１の外周面とここに載置される支軸３の外周面とが何らかの原因、例えば受けローラ１１の回転軸線と支軸３の回転軸線との平行度が狂っているため、受けローラ１１の両外周端縁の一方が強く支軸３の外周面に押し当たる結果、支軸３の外周面に例えば５から１０μm程度の深さの環状の傷が発生する可能性があり、このような不具合を未然に防止するためのものである。

ゴムローラ１のローラ胴２の外周面の旋削加工を行う場合、まず可動側の位置規制ローラ２１ｂおよび押圧ローラ１２ａ，１２ｂをあらかじめそれらの退避位置に保持しておき、砥石台３８を図１に示す加工開始位置に保持する。

このような初期設定状態における加工装置に対し、加工すべきゴムローラ１の支軸３を２組の受けローラ１１上に載置し、可動側の位置規制ローラ２１ｂを加工位置に固定する。次に、昇降プレート駆動シリンダ２７を駆動して押圧ローラ１２ａ，１２ｂを加工位置に移動し、ゴムローラ１の支軸３を受けローラ１１と押圧ローラ１２ａ，１２ｂとで挟持する。さらに、ローラ駆動モータ３３を駆動して押圧ローラ１２ａ，１２ｂを介しゴムローラ１を受けローラ１１と共に連れ回り回転させると共に砥石駆動モータ４１を駆動して研削砥石１３を駆動回転し、この状態にて加工すべきゴムローラ１のローラ胴２に対する研削砥石１３の加工深さ、つまり切り込み深さが設定通りとなるように砥石台３８をゴムローラ１側に前進させ、研削砥石１３によってローラ胴２の一端側の外周面の研削を開始する。次いで砥石台３８にゴムローラ１の回転軸線と平行な方向に沿った送りを与え、ローラ胴２の外周面を研削砥石１３によってその一端側から他端側にかけて順に支軸３の外周面と同心状に旋削する。

この研削加工中にローラ胴２の表面から研削除去される研削屑は、吸引ダクトを介して集塵機により吸引排除される。また、空気吹き出しノズル２２から噴射された圧縮空気もこの吸引ダクトから吸引排除され、支軸３や受けローラ１１および押圧ローラ１２ａ，１２ｂの外周面に対する研削屑などの付着が阻止される。

ローラ胴２の他端部の研削を終えた時点で、砥石台３８の送り移動を停止すると共に砥石駆動モータ４１の作動を停止する。そして、昇降プレート２６をその上昇端位置まで上昇させ、受けローラ１１に支持されている加工済みのゴムローラ１を取り出すことにより、一連の研削作業を終える。

次に、このような加工装置を用いて１日当たり１５時間の連続操業で２０日間に亙り、実際に１８０００本のゴムローラ１の研削加工を行った結果を図９に示す。これは、ゴムローラ１の研削本数とその加工精度の変化との関係を表したものであり、図中、実線が支軸３とローラ胴２との同軸度を示し、破線が支軸３の回転軸線に対するローラ胴２の外周面の振れの量を示している。ゴムローラ１のローラ胴２の長さ寸法は、Ａ４版の横幅に対応した寸法（約２２０mm）を有し、クロロプレンゴム（ＣＲ）チューブに直径が６・の心金を圧入状態で貫通させたものである。支軸３となる心金は、センタレス研削によって振れの量が予め０.０３mm以下となるように仕上げられている。直径が２００mm，幅が２０mmの研削砥石（ＧＣ＃８０）１３を用いて切り込み深さを２mmとし、研削後のローラ胴２の外径が１２mmとなるようにした。また、ゴムローラ１の回転数を３００mm^-1（周速度が毎分１１.３ｍ）とし、研削砥石１３の回転数を３０００mm^-1（周速度が毎分１８８５ｍ）に設定した。ゴムローラ１の軸線と平行な方向に沿った研削砥石１３の送り速度は毎分７００mmである。ゴムローラ１の支軸３の外周面に対する押圧ローラ１２ａ，１２ｂの押圧力は、両方で約７６４.４Ｎであり、ゴムローラ１本当たりの研削サイクルタイムは６０秒であった。

図９から明らかなように、１８０００本のゴムローラ１の加工精度は極めて安定しており、支軸３とローラ胴２との同軸度および支軸３の回転軸線に対するローラ胴２の外周面の振れの量共に０.０１mm以下であり、しかもこの間は摩耗などによって受けローラ１１や押圧ローラ１２ａ，１２ｂなどを交換する必要が全くなかった。図９において、加工本数が５０００本近傍および１２０００本近傍，１６０００本近傍にて支軸３とローラ胴２との同軸度および支軸３の回転軸線に対するローラ胴２の外周面の振れの量がやや増大し、その後、ゴムローラ１の加工本数の増大に伴ってこれらの値が低下しているけれども、これは受けローラ１１の表面に付着した汚れをエチルアルコールで清掃したことによる影響と考えられる。

上述したゴムチューブの材質として、上述したＣＲの他にエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ），ニトリルゴム（ＮＢＲ），スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ），ウレタン，シリコーンゴムなどを採用しても同じ結果が得られる。

なお、上述した実施形態では研削砥石１３の幅がゴムローラ１のローラ胴２の長さよりも狭い場合について説明したが、研削砥石１３の幅寸法をローラ胴２の長さ以上に設定することも可能である。この場合には、砥石台３８をゴムローラ１の回転軸線と平行な方向に沿って送り移動させる必要がなくなる。つまり、ローラ胴２の外周面の全長に亙って一度に研削砥石１３の外周面が当接するように、研削砥石１３の幅寸法をローラ胴２の長さ寸法に対応させた場合には、砥石台３８をゴムローラ１の回転軸線と平行な方向に沿って送り移動させる機構を組み込む必要がなくなり、その構成を簡略化させることができる。しかも、研削砥石１３の切り込みに伴って発生する加工圧力によるゴムローラ１の局部的な撓みを阻止することが可能となるため、研削砥石１３の外周面の精度に応じた真直度にてローラ胴２の外周面を効率よく研削加工することができる。

本発明によるローラ部材加工装置の一実施形態を模式的に表す平面図である。 図１に示したローラ部材加工装置の正面図である。 図２中の一部を抽出した拡大図である。 図２に示したローラ部材加工装置の左側面図である。 図２に示したローラ部材加工装置の右側面図である。 図１〜図５に示した実施形態におけるローラ部材の加工状態を表す作業概念図である。 ローラ部材の他の加工状態を表す作業概念図である。 図１〜図５に示した実施形態における受けローラの形状を表す断面図である。 図１〜図５に示したローラ部材加工装置を用いてローラ部材を実際に研削加工した場合の加工本数と個々のローラ部材の加工精度との関係を表すグラフである。 従来のゴムローラ研削盤の外観を模式的に表す平面図である。

符号の説明

１ ゴムローラ
２ ローラ胴
３ 支軸
１１，１１ｎ，１１ｆ 受けローラ
１２ａ，１２ｂ 押圧ローラ
１３ 研削砥石
１４ 押圧ローラ軸
１５ 床面
１６ ベースプレート
１７ ワークスタンド
１８ スタンドベース
１９ａ，１９ｂ ローラホルダ
２０ ブラケット
２１ａ，２１ｂ 位置規制ローラ
２２ 空気吹き出しノズル
２３ 支柱
２４ トッププレート
２５ 摺動ブシュ
２６ 昇降プレート
２７ 昇降プレート駆動シリンダ
２８ ピストンロッド
２９ ブラケット
３０ 軸支持ブラケット
３１ ローラ駆動軸
３２ 継手
３３ ローラ駆動モータ
３４ ブラケット
３５ プーリ
３６ 無端ベルト
３７ アイドルプーリ
３８ 砥石台
３９ スピンドル
４０ 砥石ヘッド
４１ 砥石駆動モータ
４２ プーリ
４３ 無端ベルト
Ｃ 対称軸
Ｒ，Ｗ 線分
θ ２つの線分のなす角

Claims (11)

1. 円筒状をなすローラ胴と、このローラ胴の両側端面からそれぞれ突出する１対の支軸とを有するローラ部材の加工方法であって、
   前記支軸の外周面に３個１組のローラを押し当てて前記１対の支軸をそれぞれ挟持するステップと、
   ２組の前記ローラのうちの少なくとも１つのローラを駆動することによりローラ部材を転動させるステップと、
   ローラ部材を転動させた状態で前記ローラ胴の外周面に工具を押し当て、前記ローラ胴の外周面を前記１対の支軸と同心状に加工するステップと
   を具えたことを特徴とするローラ部材の加工方法。
2. ２組の前記ローラ側から前記工具側へと向かう空気を前記支軸にそれぞれ吹き付けるステップをさらに具えたことを特徴する請求項１に記載のローラ部材の加工方法。
3. 前記ローラ胴の外周面を前記１対の支軸と同心状に加工するステップは、ローラ部材の軸線方向に沿った前記ローラ胴の外周面の全幅を同時に加工することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のローラ部材の加工方法。
4. 円筒状をなすローラ胴と、このローラ胴の両側端面からそれぞれ突出する１対の支軸とを有するローラ部材における前記ローラ胴の外周面を前記支軸と同心状に加工するための装置であって、
   相隔てて２組配され、それぞれ前記支軸の外周面に当接してこれを支持する１対で１組の受けローラと、
   これら２組の受けローラとそれぞれ対向して配され、当該２組の受けローラとで前記支軸をそれぞれ挟持し得る２つの押圧ローラと、
   これら２つの押圧ローラを前記受けローラとの対向方向に沿って往復動させるローラ移動手段と、
   前記２つの押圧ローラの少なくとも一方を駆動回転させるローラ回転駆動手段と、
   前記ローラ胴の外周面を加工するための工具が装着される工具ホルダと、
   前記ローラ胴の外周面に対する前記工具による加工深さを調整するための加工深さ調整手段と
   を具えたことを特徴とするローラ部材の加工装置。
5. 前記１対の支軸の両端面に近接状態で対向し、ローラ部材の軸線方向に沿ったローラ部材の変位を規制する１対のストッパをさらに具えたことを特徴とする請求項４に記載のローラ部材の加工装置。
6. 前記工具が研削砥石であり、この研削砥石を駆動回転するための工具回転駆動手段をさらに具えたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のローラ部材の加工装置。
7. 前記研削砥石の加工面は、ローラ部材の軸線方向に沿った前記ローラ胴の長さ寸法以上の幅寸法を有することを特徴とする請求項６に記載のローラ部材の加工装置。
8. 前記工具をローラ部材の軸線と平行な方向に沿った送りを与える送り駆動手段をさらに具えたことを特徴とする請求項４から請求項６の何れかに記載のローラ部材の加工装置。
9. 前記受けローラおよび前記押圧ローラ側から前記工具側へと向かう空気を前記支軸にそれぞれ吹き付ける圧縮空気供給手段をさらに具えたことを特徴する請求項４から請求項８の何れかに記載のローラ部材の加工装置。
10. ローラ部材の軸線と直交する平面において、前記研削砥石に発生する切削抵抗の方向に対し、前記押圧ローラの軸線と前記支軸の軸線とを結ぶ方向がほぼ平行となるように、前記支軸の外周面に対する前記受けローラおよび前記押圧ローラの接触位置が設定されていることを特徴とする請求項４から請求項９の何れかに記載のローラ部材の加工装置。
11. 前記受けローラは、その軸線方向中央部の外径が最大となる円弧状断面を持った外周面を有することを特徴とする請求項４から請求項１０の何れかに記載のローラ部材の加工装置。
    

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