JP2007175743A

JP2007175743A - 金属管の製造方法および製造装置

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Publication number: JP2007175743A
Application number: JP2005378888A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Takashima; 正幸高嶋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-07-12

Abstract

【課題】中空円筒状の溶接金属管から曲がりや捩れのない高品質の中空角筒状の金属管を製造する。
【解決手段】金属帯１１の両端縁を突合せ、溶接してなる中空円筒状の金属管１３を、対向させたローラ対２組を十字状に配置してなるローラダイス１４に通し、中空円筒状の金属管１４を側方４方向より中心に向けて押圧することにより、減面することなく中空角筒状の金属管１５に成形し、成形直後の金属管１５をさらにローラ型矯正装置１６に挿通させて、成形工程で生じた金属管１５の曲がりおよび捩れを矯正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属管の製造方法および製造装置に係り、さらに詳しくは、各種プリンタのプラテンローラの駆動軸などとして使用される事務機器用軸部材に好適な中空角筒状の金属管を製造する方法および装置に関する。

プリンタのプラテンローラをはじめ、ファクシミリや複写機などといった事務機器には、紙送りのためのローラが使用されている。このローラは、一般に、金属製の駆動軸上に複数の短尺のゴム筒体を所定の間隔をおいて嵌着させた構造とされており、紙送り用のモータの動力を駆動軸の一端に伝達し、駆動軸を回転させて紙送りするものである。

従来、このような紙送りローラの駆動軸には、断面が円形で空洞のない金属製の中実材の両端に、Ｄカットなどの回り止め加工を施したもの、あるいは、さらに、中間部分のゴム筒体固定部にもローレット加工などの回り止め加工を施したものなどが使用されている。

しかしながら、このような従来の軸部材では、中実材であるために重量が重く、また回り止め加工などの加工を必要とするために製造コストが高くなるなどの問題があった。

そこで、本発明者はかかる問題を解消するものとして、中空角筒状の金属管からなる軸部材を開発し、先に出願した（例えば、特許文献１参照。）。図７は、そのような軸部材を用いた複写機の紙送り用ローラを示したものであり、中空角筒状の金属管からなる軸部材１に、短尺なゴム製の筒体２、２を複数個、嵌着させた構造となっている。このような軸部材１においては、中空であるため軽量となり、また、角筒状なので、従来のような回り止め加工を行う必要がなくなり、製造コストを低減することができる。さらに、軽量であるため、紙送り用ローラの駆動軸として使用した場合に、その紙送り精度を向上させることができる。

また、本発明者は、上記軸部材１の製造方法として、予め造管加工により製造しておいた中空円筒状の金属管を、対向させたローラ対２組を十字状に配置してなるローラダイスに通し、中空円筒状の金属管を側方４方向より中心に向けて押圧することにより、減面することなく中空角筒状の金属管に成形した後、所定の長さに切断する方法を開発した。この方法によれば、一般的なダイス伸線法を用いる製造方法に比べて、工程数が少ないうえに、寸法精度に優れた金属管を製造することができる。

しかしながら、この従来の製造方法においては、材料となる中空円筒状の金属管として、金属帯を複数のフォーミングローラを通して円筒状に成形した後、その両端縁を突合せて溶接した、いわゆる溶接金属管を使用している。このため、ローラダイスを通過した金属管に、曲がりや捩れが生じることがあった。この曲がりや捩れの発生は、主に溶接部が他より硬くなっていることに起因するものと考えられ、特に、外径が小さくなるほど発生しやすく、また、その曲がりなども顕著になる傾向があった。
特開平６−１６６２２５号公報

本発明は上記従来技術の課題に対処してなされたもので、中空円筒状のいわゆる溶接金属管から、曲がりや捩れのない高品質の中空角筒状の金属管を製造することができ、これを用いて信頼性の高い事務機器用軸部材を得ることができる金属管の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載された発明は、金属帯の両端縁を突合せ、溶接してなる中空円筒状の金属管を、対向させたローラ対２組を十字状に配置してなるローラダイスに通し、前記中空円筒状の金属管を側方４方向より中心に向けて押圧することにより、減面することなく中空角筒状の金属管に成形する工程と、成形直後の前記金属管をさらにローラ型矯正装置に挿通させて、前記成形工程で生じた前記金属管の曲がりおよび捩れを矯正する工程を有することを特徴とする金属管の製造方法である。

請求項２に記載された発明は、請求項１記載の金属管の製造方法において、前記中空角筒状の金属管は、断面形状が正方形もしくはその角部を面取りした形状であって、かつその１辺の長さＬに対する肉厚ｔの割合ｔ／Ｌが１／２５〜１／７であることを特徴とする金属管の製造方法である。

請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載の金属管の製造方法において、前記中空角筒状の金属管の１辺の長さＬが、７ｍｍ以下であることを特徴とする金属管の製造方法である。

請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の金属管の製造方法において、ローラダイスを構成する各ローラは、中央部が外縁部より厚く形成されていることを特徴とする金属管の製造方法である。

請求項５に記載された発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の金属管の製造方法において、金属管は、事務機器用軸部材に用いられる金属管であることを特徴とする金属管の製造方法である。

対向させたローラ対２組を十字状に配置してなるローラダイスを備え、該ローラダイスに、金属帯の両端縁を突合せ、溶接してなる中空円筒状の金属管を通し、前記中空円筒状の金属管を側方４方向より中心に向けて押圧することにより、減面することなく中空角筒状の金属管に成形する成形装置と、前記成形工程で生じた前記金属管の曲がりおよび捩れを矯正するローラ型矯正装置とを備えてなることを特徴とする金属管の製造装置である。

本発明の金属管の製造方法および製造装置によれば、曲がりや捩れのない高品質の中空角筒状の金属管を得ることができる。本発明は、特に、事務機器用軸部材に用いる金属管の製造に有用であり、高品質、高信頼性の事務機器用軸部材の提供が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明の金属管の製造方法および製造装置の一実施形態を説明するための概略構成図である。

図１において、１０は、金属管となる金属帯１１を連続的に送り出す金属帯送出装置である。金属帯１１の材料としては、ステンレス鋼やアルミニウムなどが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。金属帯送出装置１０から送り出された金属帯１１は、図示を省略したフォーミングローラにより、円筒状に成形され、両端縁が突き合わされた後、溶接機１２で、金属帯１１の突合せ部が溶接され、中空円筒状の金属管１３とされる。この中空円筒状金属管１３は、形成すべき中空角筒状の金属管と等しい外周長および肉厚を有している。

中空円筒状金属管１３は、次いで、送りゴムローラ（図示なし）などにより、ローラダイス１４に送り込まれる。本実施形態では、ローラダイス１４は、図２に示すように、その中心に所定の正方形状の成形孔が形成されるように配置された４個のローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄから構成され、各ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの表面は平らで、それぞれ正方形状の成形孔の各１辺を形成している。中空円筒状の金属管１３は、ここを通過する間に、各ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄにより、左右上下４方向より、ほぼ均等な力で押圧されて、所定の正方形状に成形される。なお、ローラダイス１４は、複数、配置するようにしてもよく、寸法精度により優れた成形加工が可能となる。

ローラダイス１４により正方形状に成形された金属管１５は、さらに、ローラ型矯正装置１６へと送られ、前段の成形の際に生じた曲がりおよび捩れが矯正される。本実施形態では、ローラ型矯正装置１６は、金属管１５の進行方向に沿って、ローラダイス１４側より、図３Ａに示すような、正方形状に成形された金属管１５を左右両側より挟み込むように配置された平らな表面を有する２個のローラ１７ａ、１７ｂからなる第１の矯正ローラ部１７、図３Ｂに示すような、正方形状に成形された金属管を上下両側より挟み込むように配置された平らな表面を有する２個のローラ１８ａ、１８ｂからなる第２の矯正ローラ部１８、および、図３（Ｃ）に示すような、正方形状に成形された金属管１５を左右上下４方向より挟み込むように配置された平らな表面を有する４個のローラ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄからなる第３の矯正ローラ部１９を順に配置した構成となっている。

そして、第１の矯正ローラ部１７は、２個のローラ１７ａ、１７ｂをローラ間距離を保持したまま水平方向に移動させることにより、これを通過する金属管１５にその断面形状を変えることなく水平方向の力を加えることができるように構成されており、また、第２の矯正ローラ部１８は、２個のローラ１８ａ、１８ｂをローラ間距離を保持したまま鉛直方向に移動させることにより、これを通過する金属管１５にその断面形状を変えることなく鉛直方向の力を加えることができるように構成されている。さらに、第３の矯正ローラ部１９は、４個のローラ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄをそれらの位置関係を保持したまま周方向に回転させることにより、これを通過する金属管１５に周方向の力を加えることができるように構成されている。

このようなローラ型矯正装置１６においては、成形直後の金属管１５の曲がりおよび捩れに応じて、金属管１５にそれらの曲がりやを打ち消すような水平方向、鉛直方向あるいは周方向の力が作用するように、第１の矯正ローラ部１７、第２の矯正ローラ部１８および第３の矯正ローラ部１９を予め設定しておくことにより、これらに通過させた金属管１５の成形時に生じた曲がりおよび捩れを矯正することができる。

このように曲がりおよび捩れが矯正された断面正方形状の金属管１５は、その後、所定の長さに切断され、事務機器用軸部材などとして使用される。

このようにして得られる中空角筒状の金属管は、曲がりや捩れがなく高い品質を有しており、これを用いて信頼性の高い事務機器用軸部材が提供される。なお、事務機器用軸部材としては、ファクシミリや複写機などにおける紙送り用ローラの軸部材のほか、それらの機器において上部本体と下部本体の開閉状態を保持するための係合爪が固着される軸部材などが例示される。これらはいずれも両端Ｄカットの平行度や外径寸法に高い精度が要求される軸部材である。

本発明は、図４に示すような、断面形状が正方形もしくはその角部を面取りした形状であって、かつその１辺の長さＬに対する肉厚ｔの割合ｔ／Ｌが１／２５〜１／７の範囲にある金属管の製造に有用であり、特に、成形時に曲がりや捩れの発生しやすい、１辺の長さＬが７ｍｍ以下である金属管との製造に有用である。ちなみに、１辺の長さＬに対する肉厚ｔの割合ｔ／Ｌが１／２５〜１／７の範囲にある金属管は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などにおける紙送り用ローラの軸部材のほか、これらの機器における上部本体と下部本体の開閉状態を保持するための係合爪が固着される軸部材などに使用される。

なお、上記実施形態では、平らな表面を有する４個のローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄからなるローラダイス１４が使用されているが、かかるローラダイス１４に代えて、図５に示すような、ローラダイス２０を使用してもよい。すなわち、このローラダイス２０は、上記ローラダイス１４と同様、４個のローラ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄをその中心に所定の正方形状の成形孔が形成されるように配置したものであるが、各ローラ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの表面は、成形すべき正方形の角部に対応する断面がほぼＶ字状に形成されている。このようなローラダイス２０においては、中空円筒状の金属管１３は、ここを通過する間に、各ロ−ラ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄにより側方４方向より、形成される正方形の各対角方向にほぼ均等な力で押圧されて、所定の正方形状に成形される。

また、ローラ型矯正装置１６を構成する第１、第２および第３のローラ矯正部１７、１８、１９も、それぞれ、前述したような機能、すなわち水平方向の曲がりを矯正する機能、鉛直方向の曲がりを矯正する機能、および、捩れを矯正する機能をそれぞれ有するように構成されていれば、用いるローラの種類やその配置方法などは特に限定されるものではない。さらに、上記実施形態では、まず水平方向の曲がりを矯正し、次いで、鉛直方向の曲がりを矯正しているが、まず鉛直方向の曲がりを矯正し、次いで、水平方向の曲がりを矯正するようにしてもよい。また、第１のローラ矯正部１７と第２のローラ矯正部１８を組み合わせるなどして、水平方向および鉛直方向の曲がりを同時に矯正する構成としてもよい。

本発明においては、中央部の厚さが外縁部より厚いローラからなるダイスローラを用いることも可能である。図６は、このようなダイスローラ２１の一例を示したもので、図２に示すローラダイスにおいて、厚さが外縁部より中央部に向けて徐々に厚くなるように形成された紡錘状のローラ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄから構成されている。各ローラ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの表面は平らで、図２に示したローラダイス１４と同様、それぞれ正方形状の成形孔の各１辺を形成している。このようなダイスローラ２１を用いることにより、ローラ個々のがたつきの発生を抑えることができ、その結果、安定した成形が可能となる。すなわち、ローラは厚さが薄くなるほど、つまり、成形する金属管の外径が小さくなるほど、回転の際にがたつきが生じやすくなるが、中央部を厚くしたローラを用いることにより、かかるがたつきの発生を抑えることができる。なお、ローラのがたつきは、ローラ外径を小さくする、つまり、より小径のローラを使用することによっても抑制することができるが、その場合には、ローラダイスを通過する金属管に十分な成形圧を加えることが困難になる。外縁部より中央部の厚いローラを用いることにより、小径化せずにがたつきの発生を抑えることが可能になり、良好かつ安定した成形が可能となる。

同様に、ローラ型矯正装置１６を構成する第１、第２および第３のローラ矯正部１７、１８、１９も、上記のような中央部の厚さを外縁部より厚くしたローラで構成するようにしてもよい。ローラのがたつきが抑制され、安定した矯正を行うことができる。

本発明の金属管の製造方法の一実施形態に使用される製造装置を概略的に示す構成図である。図１の製造装置におけるローラダイスの構成を示す側面図である。図１の製造装置におけるローラ型矯正装置の第１の矯正ローラ部の構成を示す側面図である。図１の製造装置におけるローラ型矯正装置の第２の矯正ローラ部の構成を示す側面図である。図１の製造装置におけるローラ型矯正装置の第３の矯正ローラ部の構成を示す側面図である。本発明により製造される金属管を示す斜視図である。本発明に使用されるローラダイスの他の例を示す側面図である。本発明に使用されるローラダイスのさらに他の例を示す側面図である。従来の軸部材を用いた複写機の紙送り用ローラを示す斜視図である。

符号の説明

１１…金属帯、１２…溶接機、１３…中空円筒状の金属管、１４、２０、２１…ローラダイス、１４ａ〜１４ｄ、１７ａ〜１７ｂ、１８ａ〜１８ｂ、１９ａ〜１９ｄ、２０ａ〜１９ｄ、２１ａ〜２１ｄ…ローラ、１５…断面正方形状の金属管、１６…ローラ型矯正装置、１７…第１の矯正ローラ部、１８…第２の矯正ローラ部、１９…第３の矯正ローラ部

Claims

金属帯の両端縁を突合せ、溶接してなる中空円筒状の金属管を、対向させたローラ対２組を十字状に配置してなるローラダイスに通し、前記中空円筒状の金属管を側方４方向より中心に向けて押圧することにより、減面することなく中空角筒状の金属管に成形する工程と、成形直後の前記金属管をさらにローラ型矯正装置に挿通させて、前記成形工程で生じた前記金属管の曲がりおよび捩れを矯正する工程とを有することを特徴とする金属管の製造方法。
前記中空角筒状の金属管は、断面形状が正方形もしくはその角部を面取りした形状であって、かつその１辺の長さＬに対する肉厚ｔの割合ｔ／Ｌが１／２５〜１／７であることを特徴とする請求項１記載の金属管の製造方法。
前記中空角筒状の金属管の１辺の長さＬが、７ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の金属管の製造方法。
ローラダイスを構成する各ローラは、中央部が外縁部より厚く形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の金属管の製造方法。
金属管は、事務機器用軸部材に用いられる金属管であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の金属管の製造方法。
対向させたローラ対２組を十字状に配置してなるローラダイスを備え、該ローラダイスに、金属帯の両端縁を突合せ、溶接してなる中空円筒状の金属管を通し、前記中空円筒状の金属管を側方４方向より中心に向けて押圧することにより、減面することなく中空角筒状の金属管に成形する成形装置と、前記成形工程で生じた前記金属管の曲がりおよび捩れを矯正するローラ型矯正装置とを備えてなることを特徴とする金属管の製造装置。