JP2012217992A - Method of manufacturing thin wall core metal with rib - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of efficiently manufacturing a thin-wall core metal with ribs having high rigidity.SOLUTION: The ribs on the inner surface of the thin-wall core metal are formed by disposing a core 31, which encloses a hollow cylindrical thin-wall core metal material 62 between a pair of rotating rollers 41 and 51, narrowing the gap between the rotating rollers 41 and 51 while rotating the rollers, and pressing a group of ridges 42 provided to the roller 41 against the thin-wall core metal material 62, thereby transcribing the ridges to the inner surface of the thin-wall core metal material 62. A core 31 is provided with a group of grooves corresponding the group of ridges, and when the group of ridges 42 of the roller are pressed against the thin-wall core metal material 62, the group of grooves of the core 31 is situated to a position corresponding to the group of ridges 42. The operation is repeated required times, and accordingly, the ribs are formed to the inner surface of the thin-wall core metal material at a position corresponding to the grooves of the core 31.

Description

本発明は、内面に補強用リブを備えた薄肉芯金の製造方法に関し、さらに詳しくは、電子写真用定着ロール芯金等の薄肉芯金の効率的な製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a thin cored bar having reinforcing ribs on the inner surface, and more particularly to an efficient method for manufacturing a thin cored bar such as an electrophotographic fixing roll cored bar.

電子写真複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置を用いて印刷又は複写をする場合には、その最終段階において、転写材(記録紙)上の可視像(トナー像)を加熱して溶融させることにより記録紙上に定着させている。例えば、電子写真複写機では、像担持体上に像露光を行って静電潜像を形成する工程、像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて可視像とする工程、像担持体上のトナー像を記録紙上に転写して像担持体から記録紙を分離する工程、及び、記録紙上に転写された未定着のトナー像を加熱して溶融させることにより記録紙上に定着させる工程を順次経て複写が行われている。   When printing or copying using an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a laser printer, or a facsimile, the visible image (toner image) on the transfer material (recording paper) is heated at the final stage. It is fixed on the recording paper by melting. For example, in an electrophotographic copying machine, a process of forming an electrostatic latent image by performing image exposure on an image carrier, a process of forming a visible image by attaching toner to the electrostatic latent image on the image carrier, an image The process of transferring the toner image on the carrier onto the recording paper and separating the recording paper from the image carrier, and fixing the unfixed toner image transferred onto the recording paper on the recording paper by heating and melting. Copying is performed sequentially through the process.

従来、記録紙上に転写された未定着のトナー像は、一般的には、熱定着方式により定着されている。この熱定着方式においては、円筒状芯金の中空部に回転軸に沿ってハロゲンランプ等のヒータを配置して、その輻射熱によって円筒形芯金の内部から加熱するようにした定着ローラが用いられている。未定着のトナー像は記録紙に転写され、その記録紙が定着ローラと加圧ローラの間を通過する間に、転写されたトナーが加熱溶融されて記録紙に圧着され、その結果、トナー像が記録紙に定着される。   Conventionally, an unfixed toner image transferred onto a recording sheet is generally fixed by a thermal fixing method. In this thermal fixing system, a fixing roller is used in which a heater such as a halogen lamp is disposed along the rotation axis in a hollow portion of a cylindrical cored bar and heated from the inside of the cylindrical cored bar by its radiant heat. ing. The unfixed toner image is transferred to the recording paper, and while the recording paper passes between the fixing roller and the pressure roller, the transferred toner is heated and melted and pressed onto the recording paper. As a result, the toner image Is fixed on the recording paper.

このような画像定着方法においては、画像定着に要する時間を短縮することが強く望まれる一方で、エネルギー消費をできるだけ抑制することが要求されている。そのため、定着ローラの肉厚を薄くして、ローラ内部の熱源から表層への熱伝達を早める方策が講じられているが、単純に肉厚を薄くすると、定着ローラの機械的強度が低下して加圧ローラとの接触時に変形を生じやすく、定着ローラと加圧ローラとの接触面にムラが生じ、定着不良を起こす原因となる。そのため、定着ローラの機械的強度を高めるために、従来から、芯金の内面に補強用のリブを設ける方策が講じられている。   In such an image fixing method, while it is strongly desired to shorten the time required for image fixing, it is required to suppress energy consumption as much as possible. For this reason, measures have been taken to reduce the thickness of the fixing roller and accelerate heat transfer from the heat source inside the roller to the surface layer, but simply reducing the thickness reduces the mechanical strength of the fixing roller. Deformation is likely to occur at the time of contact with the pressure roller, and unevenness occurs on the contact surface between the fixing roller and the pressure roller, causing a fixing failure. For this reason, in order to increase the mechanical strength of the fixing roller, conventionally, measures have been taken to provide reinforcing ribs on the inner surface of the core metal.

例えば、特許文献1には、芯金の内面に螺旋状のリブを形成することが記載されており、特許文献2には、円周方向のリブを左右均等に形成することが記載されている。また、特許文献3には、中空円筒状の薄肉芯金の両端を支持しながら該薄肉芯金を回転させて、該薄肉芯金の表面に押し部材を押し当てることにより、前記薄肉芯金の軸方向の複数箇所にリブを形成する方法が記載されている。特許文献3によれば、リブは、リブ幅に対応する押し込み幅を有するスピニングローラ(特許文献3の図13参照)を回転させながら、薄肉芯金の素材に圧接することにより形成されている。このスピニングローラは、先端が一本のリブ幅に相当するものであるため、一度の圧接加工操作で形成できるリブは一つであり、複数のリブを作るためには、必要なリブの数だけ圧接加工操作を繰り返す必要があり、加工操作が煩雑である上に加工に長時間を要するという問題がある。   For example, Patent Document 1 describes that a spiral rib is formed on the inner surface of a core metal, and Patent Document 2 describes that a circumferential rib is formed evenly on the left and right. . Further, Patent Document 3 discloses that the thin core metal is rotated by rotating the thin core metal while supporting both ends of the hollow cylindrical thin core metal and pressing a pressing member against the surface of the thin core metal. A method for forming ribs at a plurality of locations in the axial direction is described. According to Patent Document 3, the rib is formed by pressing a thin cored bar material while rotating a spinning roller (see FIG. 13 of Patent Document 3) having a pressing width corresponding to the rib width. Since this spinning roller has a tip corresponding to the width of one rib, there is only one rib that can be formed by a single press-working operation. There is a problem that it is necessary to repeat the pressing process, which is complicated and requires a long time for the process.

また、特許文献3には、リブ形成工程において発生する素材のたわみ変形を防止するために、バックアップローラをスピニングローラに対向する位置に配置する方法も開示されている(特許文献3の図16参照)。バックアップローラを使用すると、スピニングローラが素材に及ぼす圧力をバックアップローラで受けることができ、素材のたわみ変形を防止することができる。しかし、バックアップローラによるたわみ変形の防止効果は必ずしも十分でなく、とくに素材が薄肉の場合には、成形時における素材の振れが発生し、寸法精度の高いリブを形成することが困難であった。   Patent Document 3 also discloses a method of disposing a backup roller at a position facing the spinning roller in order to prevent the deformation of the material that occurs in the rib forming process (see FIG. 16 of Patent Document 3). ). When the backup roller is used, the pressure exerted on the material by the spinning roller can be received by the backup roller, and the deformation of the material can be prevented. However, the effect of preventing deflection deformation by the backup roller is not always sufficient, and particularly when the material is thin, the material is shaken during molding, and it is difficult to form a rib with high dimensional accuracy.

さらに、特許文献3においては、リブを形成する前に薄肉芯金素材の両端を縮径加工する方法が開示されている。その方法の場合、縮径されたジャーナル部にリブを形成することができないうえ、ジャーナル部の近傍に位置する薄肉芯金素材は、縮径加工によって元の薄肉芯金素材とは機械的強度が異なっており、そのため、薄肉芯金素材の両端に近い部位にリブを形成するには、他の部位にリブを形成する場合とは違った条件を選択しなければならないという問題があった。   Furthermore, Patent Document 3 discloses a method of reducing the diameter of both ends of a thin metal core material before forming a rib. In the case of this method, ribs cannot be formed in the reduced diameter journal portion, and the thin core metal material located in the vicinity of the journal portion has a mechanical strength different from that of the original thin core metal material by the diameter reduction processing. For this reason, in order to form a rib in a portion close to both ends of the thin metal core material, there is a problem that conditions different from those in the case of forming a rib in another portion must be selected.

特開2000−029342号公報JP 2000-029342 A 特開2001−305897号公報JP 2001-305897 A 特開2002−126824号公報JP 2002-126824 A

本発明の解決課題は、従来技術の前記のような問題点を解決して、薄肉芯金の内面に寸法安定性のよい補強用リブを効率よく形成する方法を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and to provide a method for efficiently forming reinforcing ribs having good dimensional stability on the inner surface of a thin metal core.

本発明によれば、第一の発明として、中空円筒状の薄肉芯金素材を中子の存在下に転造加工することにより、その外表面に凹溝を形成するとともに該凹溝に対応する内面にリブを形成したのち、中子を取り除き、次いで、リブ付き薄肉芯金素材の外表面を平坦面に加工するリブ付き薄肉芯金の製造方法であり、前記転造加工は、リブを形成するための複数の凸条から成る凸条群を有する可動性回転ローラと、それに対向する位置に固定して設けられた固定回転ローラを用いて、且つ、前記可動性回転ローラの凸条群に対応する配置で設けられた複数の凹溝からなる凹溝群を少なくとも一か所に備えた中子と、中子とは独立に回転自在な薄肉芯金素材を、前記可動性回転ローラの凸条群と前記中子の凹溝群が対向するように配置し、一対の回転ローラを同一方向に回転させながら前記該薄肉芯金素材の表面に可動性回転ローラの凸条群を押し当てることにより、薄肉芯金素材の内面に前記凸条群を転写したリブ群を形成させ、中子が複数の凹溝群を有する場合には、各凹溝群に対して同様の操作を繰り返すことによって、中子の複数の凹溝群に対応する複数のリブ群を薄肉芯金素材の内面に形成するものであるリブ付き薄肉芯金の製造方法が提供される。   According to the present invention, as a first invention, a hollow cylindrical thin metal core material is rolled in the presence of a core, thereby forming a concave groove on the outer surface and corresponding to the concave groove. After forming the ribs on the inner surface, the core is removed, and then the outer surface of the ribbed thin metal core material is processed into a flat surface. A movable rotating roller having a group of ridges composed of a plurality of ridges, and a fixed rotating roller fixedly provided at a position facing the movable rotating roller, and the protruding group of movable rotating rollers. A core having at least one concave groove group composed of a plurality of concave grooves provided in a corresponding arrangement, and a thin metal core material that is rotatable independently of the core, are formed on the convex of the movable rotary roller. Arranged so that the groove group and the groove group of the core face each other, a pair of rotation A rib group is formed on the inner surface of the thin core metal material by pressing the convex group of movable rotating rollers against the surface of the thin core metal material while rotating the roller in the same direction. When the core has a plurality of groove groups, the same operation is repeated for each groove group, so that a plurality of rib groups corresponding to the plurality of groove groups of the core A method for producing a thin-walled metal core with ribs that is formed on the inner surface of a material is provided.

また、第二の発明として、薄肉芯金素材の転造加工の後に薄肉芯金素材から中子を取り除き、リブ付き薄肉芯金素材の両端にジャーナルを形成した後に、リブ付き薄肉芯金素材の外表面を平坦面に加工するリブ付き薄肉芯金の製造方法が提供される。   Further, as a second invention, after rolling the thin core metal material, the core is removed from the thin core metal material, and journals are formed on both ends of the thin core metal material with ribs. A method of manufacturing a thin-walled metal core with ribs that processes an outer surface into a flat surface is provided.

本発明によれば、可動性回転ローラが複数の凸条からなる凸条群を有しており、且つ、中子に形成された複数の凹溝からなる凹溝群の配置が、可動性回転ローラの凸条群に対応しているため、一度の転造加工操作で複数のリブを寸法安定性よく形成することができる。また、中子を内包する薄肉芯金を軸方向に移動させて、同じ転造加工操作を繰り返すことによって、所望の場所に所望の本数のリブを形成することができる。さらに、薄肉芯金が回転自在に中子に嵌め込まれているため、薄肉芯金の振れを防止することができ、リブの寸法精度の向上に寄与しているほか、従来技術では実現することが困難であった肉厚0.2mm程度のリブ付き薄肉ローラを製造することも可能になる。また、本発明によれば、薄肉芯金素材の両端にも、その他の部位と同様にリブを形成することができる。さらに、ジャーナル部を有する薄肉芯金を作る場合には、ジャーナル部を形成する前にリブを形成するため、その部位にもリブを形成することができる。
According to the present invention, the movable rotating roller has a protruding stripe group consisting of a plurality of protruding stripes, and the arrangement of the concave groove group consisting of a plurality of concave grooves formed in the core is movable rotation. Since it corresponds to the convex group of rollers, a plurality of ribs can be formed with good dimensional stability by a single rolling operation. Moreover, a desired number of ribs can be formed at a desired location by moving the thin metal core containing the core in the axial direction and repeating the same rolling process operation. Furthermore, since the thin cored bar is rotatably fitted into the core, it can prevent the thin cored bar from swinging, contributing to the improvement of the dimensional accuracy of the ribs, and can be realized with the prior art. It was also possible to manufacture a thin roller with ribs having a thickness of about 0.2 mm, which was difficult. Further, according to the present invention, ribs can be formed on both ends of the thin metal core material in the same manner as other parts. Furthermore, when making a thin cored bar having a journal part, the rib is formed before the journal part is formed, and therefore the rib can also be formed at that part.

本発明の第一の実施態様であるリブ付き薄肉芯金を電子写真式の画像形成装置に備える定着ローラのローラ芯金として用いる場合の構成を、模式的に示す一部断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view schematically showing a configuration when the thin-walled metal core with ribs according to the first embodiment of the present invention is used as a roller metal core of a fixing roller provided in an electrophotographic image forming apparatus. リブ付き薄肉芯金の第二の実施態様を模式的に示す一部断面図である。It is a partial cross section figure which shows typically the 2nd embodiment of the thin metal core with a rib. 図1に示すリブ付き薄肉芯金を製造するために使用する、凹溝を設けた中子の構成を模式的に示す正面図、側面図および部分拡大図である。It is the front view, side view, and partial enlarged view which show typically the structure of the core which provided the concave groove used in order to manufacture the thin-walled metal core with a rib shown in FIG. 図1に示す薄肉芯金構造体を製造するために使用する、可動性回転ローラの構成を説明するための正面図および側面図である。It is the front view and side view for demonstrating the structure of the movable rotation roller used in order to manufacture the thin metal core structure shown in FIG. 図1に示す薄肉芯金構造体を製造するために使用する、固定回転ローラの構成を説明するための正面図および側面図である。It is the front view and side view for demonstrating the structure of the fixed rotation roller used in order to manufacture the thin metal core structure shown in FIG. リブ付き薄肉芯金素材を製造するための転造加工装置について、その概要を説明するための側面図である。It is a side view for demonstrating the outline | summary about the rolling processing apparatus for manufacturing the thin core metal material with a rib. 転造加工装置を用いてリブ付き薄肉芯金素材を製造する操作を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating operation which manufactures the thin metal core material with a rib using a rolling processing apparatus.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係わる薄肉芯金の一例として、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真式の画像形成装置に備える定着ローラとして用いるローラ芯金の、回転軸を含む断面を模式的に示す一部断面図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 includes a rotating shaft of a roller core used as a fixing roller provided in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, or a printer as an example of a thin cored bar according to the first embodiment of the present invention. It is a partial sectional view showing a section typically.

図1に示すように、ローラ芯金10は、通紙領域Lより広幅の本体部12と、その両端に一体に形成される本体部12より細径のジャーナル部17、18とを備えている。このローラ芯金10の材質はとくに制限されず、例えば、アルミニウム(アルミニウム合金を含む)および鉄などが例示される。なかでもアルミニウムは軽量で温度特性に優れるので、好ましく用いられる。アルミニウムの具体例としては、STH032、STH034(ともに東洋アルミ株式会社製)が挙げられる。   As shown in FIG. 1, the roller cored bar 10 includes a main body portion 12 wider than the sheet passing region L, and journal portions 17 and 18 having a smaller diameter than the main body portion 12 integrally formed at both ends thereof. . The material of the roller core 10 is not particularly limited, and examples thereof include aluminum (including an aluminum alloy) and iron. Of these, aluminum is preferably used because it is lightweight and has excellent temperature characteristics. Specific examples of aluminum include STH032 and STH034 (both manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.).

前記本体部12は全域にわたって平坦に形成されているが、所望により、鼓形状、すなわち、中央部から両端に向かって外径がやや大きくなる形状に形成されていてもよい。鼓形状にする場合、本体部12の鼓量は、製品性能により適宜設定することができ、例えば0.08mm程度に設定される。なお、鼓量とは、通紙領域Lの外側の外径D2と中央部の外径D1との差分D2−D1のことである。   The main body 12 is formed flat over the entire region, but may be formed into a drum shape, that is, a shape in which the outer diameter slightly increases from the central portion toward both ends, if desired. In the case of the drum shape, the drum amount of the main body 12 can be appropriately set depending on the product performance, and is set to about 0.08 mm, for example. The drum volume is a difference D2-D1 between the outer diameter D2 outside the paper passing area L and the outer diameter D1 at the center.

前記本体部12は、その内部に発熱装置を挿入可能な空間を有し、断面が円形に構成されている。さらに、この本体部12の内周面12bには、剛性を高めるためのリブ群が形成されている。このリブ群は、軸方向の中心領域に設けられている中央リブ群15と、中央リブ群15の軸方向の両外側にそれぞれ配置されている周辺リブ群16、17とを備えている。   The main body 12 has a space in which a heat generating device can be inserted, and has a circular cross section. Furthermore, a rib group for increasing the rigidity is formed on the inner peripheral surface 12b of the main body portion 12. The rib group includes a central rib group 15 provided in a central region in the axial direction, and peripheral rib groups 16 and 17 respectively disposed on both outer sides in the axial direction of the central rib group 15.

中央リブ群15は、軸方向中心に位置する中心リブ15aと、中央リブ群15の軸方向両端部にそれぞれ位置する端部リブ15b、15cとを備え、中心リブ15aと左右一対の端部リブ15b、15cとはそれぞれ等間隔に配置されている。前記周辺リブ群16および17は、中央リブ群15と同一の形状であり、それぞれ芯金素材(ジャーナル部を含まない)の両端の近傍、例えば、端部から約20mmの位置に周辺リブ群のもっとも端部にあるリブがくるように、内周面12aに設けられている。   The central rib group 15 includes a central rib 15a positioned at the axial center and end ribs 15b and 15c positioned at both axial ends of the central rib group 15, respectively. The central rib 15a and a pair of left and right end ribs 15b and 15c are arranged at equal intervals. The peripheral rib groups 16 and 17 have the same shape as the central rib group 15, and are each in the vicinity of both ends of the core metal material (not including the journal portion), for example, at a position of about 20 mm from the end portion. It is provided on the inner peripheral surface 12a so that the rib at the end comes to the end.

リブの形状はとくに限定されるものではなく、円弧状(半円形状を含む)、U字形、台形状などの断面形状とすることができる。好ましくは、円弧状のものである。この実施態様では、中央リブ群、両端部のリブ群のそれぞれが各3本、合計9本のリブを備えている。リブの形状、総数、配置は、製品にとって必要な機械的強度を勘案して適宜決定することができる。通常は、リブの総数が3〜30本、好ましくは6〜20本である。また、一般に、リブの高さは0.2〜1mm、幅は0.5〜3mmであり、好ましくは高さが0.3〜0.7mm、幅が0.7〜2mmである。   The shape of the rib is not particularly limited, and may be a cross-sectional shape such as an arc shape (including a semicircular shape), a U shape, or a trapezoidal shape. Preferably, it has an arc shape. In this embodiment, each of the central rib group and the rib groups at both ends has three ribs, a total of nine ribs. The shape, total number, and arrangement of the ribs can be appropriately determined in consideration of the mechanical strength necessary for the product. Usually, the total number of ribs is 3 to 30, preferably 6 to 20. In general, the rib has a height of 0.2 to 1 mm and a width of 0.5 to 3 mm, preferably a height of 0.3 to 0.7 mm and a width of 0.7 to 2 mm.

このようにローラ芯金の内周面にリブを形成して剛性を高めることにより、ローラ芯金を薄肉化することができる。とくに、加圧ローラ等から圧力が加わるとたわみ変形しやすいローラ芯金の軸方向中央部分にリブを配設すると、少ないリブで高強度を得ることができる。本実施形態では、薄肉芯金素材の外面を切削した後のローラ芯金のフラット面の肉厚を広い範囲で調節できるが、通常は5mm以下、好ましくは1mm以下、さらに好ましくは0.5mm以下であり、下限は0.2mmまで薄肉化しても、定着ローラとして実用に供することができる。   Thus, by forming a rib on the inner peripheral surface of the roller metal core and increasing the rigidity, the roller metal core can be thinned. In particular, if a rib is provided at the central portion in the axial direction of a roller core that is easily deformed when pressure is applied from a pressure roller or the like, high strength can be obtained with a small number of ribs. In this embodiment, the thickness of the flat surface of the roller metal core after cutting the outer surface of the thin metal core material can be adjusted in a wide range, but is usually 5 mm or less, preferably 1 mm or less, more preferably 0.5 mm or less. Even if the lower limit is reduced to 0.2 mm, it can be put to practical use as a fixing roller.

電子写真複写機などの画像形成装置においては、一般に、感光体ドラム面に形成される静電潜像から、現像ローラ上に可視像化したトナー像を形成し、次いで転写ローラで記録紙に転写し、その後、定着ローラでトナー像を定着している。このとき、定着ローラとして、薄肉化したローラ芯金を有する定着ローラを用いると、定着ローラの温度上昇率の向上が図れ、立ち上がり時間を大幅に短縮することができ、省電力化を達成することができる。即ち、ウォームアップ時間と、ハロゲンヒータの点灯時間を共に短縮することができる。   In an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, generally, a toner image visualized on a developing roller is formed from an electrostatic latent image formed on the surface of a photosensitive drum, and then a recording sheet is formed on a recording sheet by a transfer roller. After the transfer, the toner image is fixed by a fixing roller. At this time, if a fixing roller having a thin roller metal core is used as the fixing roller, the temperature increase rate of the fixing roller can be improved, the rise time can be greatly shortened, and power saving can be achieved. Can do. That is, both the warm-up time and the lighting time of the halogen heater can be shortened.

また、リブの配設密度が高くなるとローラ芯金の機械的強度が増加するため、ローラ芯金の径を小さくすることができる。その結果、ローラ芯金内部の体積が小さくなり、熱容量を小さくできるので、熱源による昇温が高速化して省電力化を達成することができる。   Moreover, since the mechanical strength of the roller core increases as the rib density increases, the diameter of the roller core can be reduced. As a result, the volume inside the roller metal core is reduced and the heat capacity can be reduced, so that the temperature rise by the heat source can be increased and power saving can be achieved.

また、ローラ芯金10の本体部12を鼓形状にすると、定着ローラの軸線方向に円周差を設けることができ、これにより回転による定着時の送り量(線速)に差分を設けることができる。このように送り量に差分を設けると、転写紙の両幅方向に向けて張力を作用させることでき、これにより転写紙のヨリ、シワ等を防止することができる。   Further, when the main body portion 12 of the roller metal core 10 is formed into a drum shape, a circumferential difference can be provided in the axial direction of the fixing roller, thereby providing a difference in a feed amount (linear speed) at the time of fixing by rotation. it can. By providing a difference in the feed amount in this way, it is possible to apply tension toward both width directions of the transfer paper, thereby preventing twisting and wrinkling of the transfer paper.

図2は、本発明の第2実施形態に係わる定着ローラのローラ芯金20を模式的に示す一部断面図である。このローラ芯金が図1のローラ芯金10と異なる点は、ローラ芯金20の両端に設けるジャーナル部27、28が本体部22と同一の径を有していることと、リブが本体部22の内周面22aの全長にわたってほぼ均一に形成されていることである。特許文献3に記載された方法では、リブを1本ずつ形成するため、多数のリブを形成するためには煩雑で、且つ、長時間にわたる加工操作が必要になるが、本発明においては、複数のリブを一度の転造加工によって効率よく形成することができるため、その操作を繰り返すことによって、容易に多数のリブを形成することができる。例えば、リブ25a、25b、25cから成るリブ群25を一回の転造加工で形成し、次にリブ26a、26b、26cから成るリブ群26を形成するというように、合計5回の転造加工を繰り返すことにより、15本のリブを形成することができる。   FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing a roller core 20 of a fixing roller according to the second embodiment of the present invention. The roller cored bar is different from the roller cored bar 10 of FIG. 1 in that journal portions 27 and 28 provided at both ends of the roller cored bar 20 have the same diameter as the main body 22 and ribs are the main body. 22 is formed substantially uniformly over the entire length of the inner peripheral surface 22a. In the method described in Patent Document 3, since the ribs are formed one by one, it is troublesome to form a large number of ribs and requires a long processing operation. Since the ribs can be efficiently formed by a single rolling process, a large number of ribs can be easily formed by repeating the operation. For example, the rib group 25 composed of the ribs 25a, 25b, and 25c is formed by a single rolling process, and then the rib group 26 composed of the ribs 26a, 26b, and 26c is formed, so that a total of five rolling operations are performed. By repeating the processing, 15 ribs can be formed.

図1で示した実施態様は3つのリブ群を備えた形態であり、図2で示した実施態様はローラ芯金の全長にわたって等間隔にリブを形成した形態であるが、本発明においては、ローラ芯金の肉厚、径、材質などの仕様に応じて、リブの配置を適宜な形態とすることができる。例えば、中央部のみにリブ群を配置する形態、両端部のみにリブ群を配置する形態、4つ以上のリブ群を配置する形態、ジャーナル部にもリブ群を配置した形態などを挙げることができる。   The embodiment shown in FIG. 1 is a form having three rib groups, and the embodiment shown in FIG. 2 is a form in which ribs are formed at equal intervals over the entire length of the roller core metal. Depending on the specifications such as the thickness, diameter, and material of the roller core bar, the ribs can be arranged in an appropriate form. For example, a mode in which a rib group is arranged only in the central portion, a mode in which a rib group is arranged only in both end portions, a mode in which four or more rib groups are arranged, a mode in which rib groups are arranged in a journal portion, etc. it can.

図3は、本発明で使用する中子の一例を模式的に示す正面図である。中子30は、丸棒状の軸部31に複数の凹溝を形成したものであり、図3の例では、中央部の凹溝群32、両端部の凹溝群33、34を備えている。それぞれの凹溝群は、等間隔に配置した3本の凹溝(凹溝群32の場合は32a、32b、32c)を有しており、両端部の凹溝群33、34についても同様である。それぞれの凹溝群の凹溝の本数は、後述する可動性回転ローラの凸条群の本数と同じであり、凹溝の配置は、各凸条が対応する各凹溝のほぼ中心に来るように設計されている。各凹溝の幅は、凸条の幅よりも広め(例えば、2〜8倍程度)とし、また、その深さは、凸条の高さの0.5〜3倍程度とするのが好ましい。また中子の材質は、薄肉芯金素材よりも強度の高い材質であればよいが、通常は鉄製のものが使用される。   FIG. 3 is a front view schematically showing an example of the core used in the present invention. The core 30 is formed by forming a plurality of concave grooves on a round bar-shaped shaft portion 31. In the example of FIG. 3, the core 30 includes a central concave groove group 32 and concave groove groups 33 and 34 at both ends. . Each groove group has three grooves (32a, 32b, 32c in the case of the groove group 32) arranged at equal intervals, and the same applies to the groove groups 33, 34 at both ends. is there. The number of grooves in each groove group is the same as the number of protrusions of the movable rotating roller described later, and the grooves are arranged so that each protrusion is approximately at the center of the corresponding groove. Designed to. The width of each concave groove is wider (for example, about 2 to 8 times) than the width of the ridges, and the depth is preferably about 0.5 to 3 times the height of the ridges. . The material of the core may be any material that is stronger than the thin-walled core material, but is usually made of iron.

薄肉芯金素材は、中子の軸部31の端部36から嵌め込まれる。軸部31の径Dは、嵌め込む薄肉芯金素材の内径と形成するリブの高さとの関係を考慮して適宜設定されるが、最大でもDmax=[(薄肉芯金素材の内径)−(リブの高さ×2)]にしないと、リブを形成した後に薄肉芯金素材から中子を引き抜くことができなくなる。一方、軸部31の径Dが過度に小さくなると、薄肉芯金素材の振れを防止しつつ複数のリブを寸法安定性よく得ることが難しくなるので、径Dの範囲は、最大値Dmaxの0.8〜1.0、さらには0.9〜1.0の割合で設計することが好ましい。軸部31の先端には、ストッパー部35を設けることが好ましく、それによって中子に嵌めこまれた薄肉芯金素材が中子の先端方向に動くことを防ぐことができる。ストッパー部35は、軸部31の先端の径を薄肉芯金素材の内径よりも大きくすることで形成できるが、必ずしもそのような態様に限定されず、先端に突起を設けるなど適宜な形態とすることができる。   The thin metal core material is fitted from the end 36 of the shaft portion 31 of the core. The diameter D of the shaft portion 31 is appropriately set in consideration of the relationship between the inner diameter of the thin core metal material to be fitted and the height of the rib to be formed, but at most Dmax = [(the inner diameter of the thin core metal material) − ( If the height of the rib is not set to 2)], the core cannot be extracted from the thin metal core material after the rib is formed. On the other hand, if the diameter D of the shaft portion 31 is excessively small, it is difficult to obtain a plurality of ribs with good dimensional stability while preventing the thin core metal material from swinging. Therefore, the range of the diameter D is 0 of the maximum value Dmax. It is preferable to design at a ratio of 0.8 to 1.0, more preferably 0.9 to 1.0. It is preferable to provide a stopper portion 35 at the tip of the shaft portion 31, thereby preventing the thin core metal material fitted in the core from moving in the tip direction of the core. The stopper portion 35 can be formed by making the diameter of the tip of the shaft portion 31 larger than the inner diameter of the thin metal core material. However, the stopper portion 35 is not necessarily limited to such a mode, and has an appropriate form such as providing a protrusion at the tip. be able to.

図4は、本発明で使用する複数の凸条からなる凸条群を有する可動性回転ローラの一例を示す正面図4a、側面図4bおよび凸条の断面形状を示す拡大図4cである。拡大図4cは、正面図4aのAの部分を拡大している。また、側面図4bの44は回転軸である。この例で示す可動性回転ローラ40は、直径150mm、幅60mmの回転ローラ41の表面中央部に、高さ0.4mm、幅1mmの断面が円弧状の凸条3本(42a、42b、42c)が等間隔に配置された凸条群42を備えており、凸条の配置は図2に示す中子30の各凹溝群(32、33、34)における凹溝の配置に対応するようになっている。この例では、凸条の断面形状を拡大図4cの46に示すように円弧状としているが、中子の凹溝と連携して薄肉芯金素材内面のリブ形成に有効な形状であれば、台形状、多角形状など、適宜な形状にすることもできる。可動性回転ローラの材質は、薄肉芯金素材よりも強度の高い材質であればよいが、通常は鉄製のローラが使用される。   FIG. 4 is a front view 4 a, a side view 4 b, and an enlarged view 4 c showing a cross-sectional shape of the ridges, showing an example of a movable rotating roller having a ridge group composed of a plurality of ridges used in the present invention. The enlarged view 4c shows a portion A of the front view 4a. Reference numeral 44 in the side view 4b denotes a rotating shaft. The movable rotating roller 40 shown in this example has three ridges (42a, 42b, 42c) having an arc-shaped cross section having a height of 0.4 mm and a width of 1 mm at the center of the surface of the rotating roller 41 having a diameter of 150 mm and a width of 60 mm. ) Are provided with ridge groups 42 arranged at equal intervals, and the arrangement of the ridges corresponds to the arrangement of the groove in each groove group (32, 33, 34) of the core 30 shown in FIG. It has become. In this example, the cross-sectional shape of the ridge is an arc as shown in 46 of the enlarged view 4c, but if it is a shape effective for rib formation on the inner surface of the thin metal core material in cooperation with the concave groove of the core, An appropriate shape such as a trapezoidal shape or a polygonal shape can also be used. The material of the movable rotating roller may be any material that is stronger than the thin core metal material, but an iron roller is usually used.

図5は、本発明で使用する固定回転ローラの一例を示す正面図5aおよび側面図5bである。回転ローラ51は、可動性回転ローラの回転ローラ41と対をなすものであり、凸条群を備えないことを除き、回転ローラ41と同じ構造をしている。また、固定回転ローラの材質も、可動性回転ローラと同じ範疇のものを使用することができる。   FIG. 5 is a front view 5a and a side view 5b showing an example of a fixed rotating roller used in the present invention. The rotating roller 51 is paired with the rotating roller 41 of the movable rotating roller, and has the same structure as the rotating roller 41 except that the rotating roller 51 is not provided. The material of the fixed rotating roller can be the same as that of the movable rotating roller.

図6は、薄肉芯金素材の内面にリブを形成するための転造装置の一例について、その概要を模式的に説明するための側面図であり、図7はその装置を用いて転造加工する状態を説明するための斜視図である。転造装置61は、可動性回転ローラ41、固定回転ローラ51および加工の対象となる素材を保持する保持具64を備えている。可動性回転ローラ41は図4に示すローラであり、固定回転ローラ51は図5に示すローラである。中子31を内部に挿入した薄金芯金素材62は、二つのローラ41、51の間にある保持具64の上にセットされる。二つの回転ローラは同一方向に回転するように設計されており(例えば、図6の矢印Aで示す方向)、また、可動性回転ローラ41は図6の矢印Bに示すように、固定回転ローラ51の方向に移動可能に設計されている。可動性回転ローラ41は回転しながら徐々に薄肉芯金素材62の方向に移動し、それに伴って可動性回転ローラ41の凸条群42が薄肉芯金素材62の外表面を押しつけることになり、凸条群42に対応する形状の凹溝群が薄肉芯金素材62の外表面に形成され、同時に薄肉芯金素材62の内面に凸条群42を転写した形状のリブ群が形成される。   FIG. 6 is a side view for schematically explaining an outline of an example of a rolling apparatus for forming a rib on the inner surface of a thin metal core material, and FIG. 7 is a rolling process using the apparatus. It is a perspective view for demonstrating the state to do. The rolling device 61 includes a movable rotating roller 41, a fixed rotating roller 51, and a holder 64 that holds a material to be processed. The movable rotating roller 41 is the roller shown in FIG. 4, and the fixed rotating roller 51 is the roller shown in FIG. The thin metal core material 62 having the core 31 inserted therein is set on a holder 64 between the two rollers 41 and 51. The two rotating rollers are designed to rotate in the same direction (for example, the direction shown by arrow A in FIG. 6), and the movable rotating roller 41 is a fixed rotating roller as shown by arrow B in FIG. Designed to move in 51 directions. The movable rotating roller 41 gradually moves in the direction of the thin cored bar material 62 while rotating, and accordingly, the ridges 42 of the movable rotating roller 41 press the outer surface of the thinned cored bar material 62, A groove group having a shape corresponding to the ridge group 42 is formed on the outer surface of the thin core metal material 62, and at the same time, a rib group having a shape obtained by transferring the ridge group 42 to the inner surface of the thin core metal material 62 is formed.

また、中子31は回転可能に設置することもできるが、必ずしも回転させる必要はなく、保持具64の上に薄肉芯金素材62とともにセットするだけでよい。薄肉芯金素材62は、中子31よりも大きな内径を有しているため、中子31が回転しなくても、それとは独立に回転可能であり、可動性回転ローラ41と固定回転ローラ51によって生じる押しつけ力によって、一対の回転ローラとは逆方向に回転する。   Further, the core 31 can be rotatably installed, but it is not always necessary to rotate the core 31. It is only necessary to set the core 31 together with the thin metal core material 62 on the holder 64. Since the thin metal core material 62 has an inner diameter larger than that of the core 31, the thin core metal material 62 can rotate independently of the core 31 without rotating, and the movable rotating roller 41 and the fixed rotating roller 51. Due to the pressing force generated by, the pair of rotating rollers rotate in the opposite direction.

図7は、薄肉芯金素材62の表面に凹溝群72(破線で表示)を形成する状態を模式的に示している。薄肉芯金素材62は、先端にストッパー部35を備えた中子31を包む形で、該ストッパー部35の位置まで嵌め込まれている。凸条群42(42a、42b、42c)を有する可動性回転ローラ41と、固定回転ローラ51を矢印Aの方向に回転させると、薄肉芯金素材62は矢印Bの方向に回転し、可動性回転ローラ41の押しつけ力により薄肉芯金素材62の外面に凹溝が形成される。この図では、このような一回の転造加工操作により薄肉芯金素材の表面に3本の凹溝(破線で表示)が形成されることを示している。また、図示していないが、薄肉芯金素材の内面には、凹溝に対応する位置に3本のリブが形成される。中子31が複数の凹溝群を備える場合には、それぞれの凹溝群の位置が可動性回転ローラ41の凸条群の位置に合致するように、薄肉芯金素材62および中子31の位置を移動させ、そこで上記と同様の転造加工操作を行うことにより、中子31の複数の凹溝群に対応する薄肉芯金素材62の内面に、複数のリブ群を形成することができる。   FIG. 7 schematically shows a state in which the groove group 72 (indicated by a broken line) is formed on the surface of the thin metal core material 62. The thin metal core material 62 is fitted to the position of the stopper portion 35 so as to wrap the core 31 provided with the stopper portion 35 at the tip. When the movable rotating roller 41 having the ridge group 42 (42a, 42b, 42c) and the fixed rotating roller 51 are rotated in the direction of the arrow A, the thin metal core material 62 is rotated in the direction of the arrow B, and is movable. A concave groove is formed on the outer surface of the thin metal core material 62 by the pressing force of the rotating roller 41. In this figure, it is shown that three concave grooves (indicated by broken lines) are formed on the surface of the thin metal core material by such a single rolling process operation. Although not shown, three ribs are formed on the inner surface of the thin metal core material at positions corresponding to the concave grooves. When the core 31 includes a plurality of concave groove groups, the thin core metal material 62 and the core 31 are arranged so that the position of each concave groove group matches the position of the convex stripe group of the movable rotating roller 41. A plurality of rib groups can be formed on the inner surface of the thin metal core material 62 corresponding to the plurality of concave groove groups of the core 31 by moving the position and performing the same rolling process operation as above. .

本発明においては、上記のようなリブを有する薄肉芯金が、以下のようにして製造される。まず、リブ形成工程(I)において、リブを形成するための複数の凸条からなる凸条群を有し、且つ、回転軸に垂直な一方向に移動可能な可動性回転ローラを押し部材として使用し、該可動性回転ローラと、それに対向する位置に固定して設けられた固定回転ローラとの間に、前記可動性回転ローラの凸条群に対応する少なくとも一つの凹溝群を備えた中子を内包させた中空円筒状の薄肉芯金素材を挟置し、可動性回転ローラおよび固定回転ローラを同一方向に回転させて、該薄肉芯金素材の表面に可動性回転ローラの凸条群を押し当てることにより、該薄肉芯金素材の内面で、且つ、中子の凹溝群の少なくとも一部に対応する位置に前記凸条群を転写した形状のリブを形成する。この操作によって、可動性回転ローラの凸条群を転写した形態の一つのリブ群が形成される。中子が複数の凹溝群を有している場合には、必要に応じて、この操作を繰り返すことにより、中子の凹溝群に対応するすべての位置にリブが形成される。たとえば、可動性回転ローラの凸条群が3本の凸条からなり、中子が凹溝3本からなる凹溝群を3つ有する場合には、圧接加工操作を3回繰り返すことにより、合計9本のリブを薄肉芯金素材内面に形成できる。   In the present invention, the thin metal core having the ribs as described above is manufactured as follows. First, in the rib forming step (I), a movable rotating roller having a group of ridges composed of a plurality of ridges for forming a rib and movable in one direction perpendicular to the rotation axis is used as a pressing member. Between the movable rotating roller used and the fixed rotating roller fixedly provided at a position facing the movable rotating roller, at least one groove group corresponding to the protruding strip group of the movable rotating roller is provided. A hollow cylindrical thin cored bar material containing a core is sandwiched, and the movable rotating roller and the fixed rotating roller are rotated in the same direction, so that the ridge of the movable rotating roller is formed on the surface of the thin cored bar material. By pressing the group, a rib having a shape obtained by transferring the ridge group to the inner surface of the thin core metal material and at a position corresponding to at least a part of the groove group of the core is formed. By this operation, one rib group in a form in which the convex strip group of the movable rotating roller is transferred is formed. When the core has a plurality of groove groups, ribs are formed at all positions corresponding to the groove groups of the core by repeating this operation as necessary. For example, in the case where the ridge group of the movable rotating roller is composed of three ridges and the core has three groove groups each composed of three groove grooves, the pressing operation is repeated three times to obtain the total Nine ribs can be formed on the inner surface of the thin metal core material.

この加工法は、いわゆる「寄せ転造」(In Feed転造)と称される加工法であり、一対の回転ローラの間にワーク(加工する対象物であり、本発明の場合は薄肉芯金素材がワークに相当する)を挟み、二つの回転ローラを同一方向に回転させるとともに、ロール間の距離を徐々に狭めることによって、ロールによるワークへの押しつけ力を高め、その押圧力によってワークに所望の形状を付与する方法である。本発明においては、一対の回転ローラのうち、一方の可動性回転ローラにリブを形成するための複数の凸条群を設け、且つ、回転軸の位置がワークの長手方向に対して垂直方向に移動できるようにしている。また、他方の固定回転ローラは、凸条群を備えないことを除いて可動性回転ローラと同じ形状のものであり、この固定回転ローラは回転軸の位置が固定されている。   This processing method is a so-called “rolling rolling” (In Feed rolling), which is a workpiece (object to be processed) between a pair of rotating rollers. The material is equivalent to the workpiece), the two rotating rollers are rotated in the same direction, and the distance between the rolls is gradually reduced to increase the pressing force against the workpiece by the roll, and the desired pressure is applied to the workpiece. It is the method of providing the shape of. In the present invention, of the pair of rotating rollers, one movable rotating roller is provided with a plurality of convex stripe groups for forming ribs, and the position of the rotating shaft is perpendicular to the longitudinal direction of the workpiece. It can be moved. The other fixed rotating roller has the same shape as that of the movable rotating roller except that it does not have a protruding stripe group, and the position of the rotating shaft of this fixed rotating roller is fixed.

本発明においては、ワーク、すなわち、薄肉芯金素材を転造加工する際に、それを単独で使用するのではなく、その内部に、可動性回転ローラの凸条群に対応する凹溝群を備えた中子を配置している。中子の凹溝の少なくとも一部は、可動性回転ローラの凸条群の配置と合致する形で設けられており、凹溝の総本数は、可動性回転ローラの凸条の本数の倍数であることが好ましい。前述のように、その本数は、通常、3〜30本であり、好ましくは6〜20本である。凹溝の総本数が、可動性回転ローラの凸条の本数の倍数でないときには、余分な凹溝の本数に合わせた凸条本数を有する別の可動性回転ローラを使用するなど、煩雑な操作が必要になり、本発明の作用効果を軽減することになる。   In the present invention, when rolling a workpiece, that is, a thin cored bar material, it is not used alone, but a concave groove group corresponding to the convex stripe group of the movable rotating roller is provided therein. The prepared core is arranged. At least a part of the concave groove of the core is provided so as to coincide with the arrangement of the ridges of the movable rotating roller, and the total number of the concave grooves is a multiple of the number of ridges of the movable rotating roller. Preferably there is. As above-mentioned, the number is 3-30 normally, Preferably it is 6-20. When the total number of grooves is not a multiple of the number of ridges of the movable rotating roller, a complicated operation such as using another movable rotating roller having the number of ridges corresponding to the number of extra grooves is required. This is necessary and reduces the effects of the present invention.

中子の径は、薄肉芯金素材の内面にリブを形成した後に、薄肉芯金素材から中子を引き抜くことができる程度の空間を確保できるように設定される。そのため、薄肉芯金素材と中子との間には、形成されるリブの高さと同等以上の間隙が生じ、その結果、薄肉芯金素材は中子の動きとは関係なく回転可能となる。そして、薄肉芯金素材は、可動性回転ローラおよび固定回転ローラの間に挟まっているので、それらが同一方向に回転すると、その回転に伴ってそれらとは逆方向に回転する。前述のように、中子の径は、最大でもDmax=[(薄肉芯金素材の内径)−(リブの高さ×2)]であり、好ましくはDmaxの0.8〜1.0倍、好ましくは0.9〜1.0倍である。中子の径が小さくなるにつれ、転造加工工程における薄肉芯金素材の振れ防止効果が減少する。   The diameter of the core is set so as to ensure a space that allows the core to be pulled out from the thin core metal material after the rib is formed on the inner surface of the thin core metal material. Therefore, a gap equal to or greater than the height of the rib to be formed is generated between the thin metal core material and the core, and as a result, the thin metal core material can be rotated regardless of the movement of the core. Since the thin metal core material is sandwiched between the movable rotating roller and the fixed rotating roller, when they rotate in the same direction, they rotate in the opposite direction with the rotation. As described above, the diameter of the core is at most Dmax = [(the inner diameter of the thin metal core) − (the height of the rib × 2)], preferably 0.8 to 1.0 times Dmax, Preferably it is 0.9 to 1.0 times. As the core diameter decreases, the effect of preventing the thin cored bar material from swinging in the rolling process is reduced.

可動性回転ローラに設ける凸条の形状は、所望のリブの形状を考慮して適宜選択すればよいが、通常は、高さが0.2〜1mmであり、幅が0.5〜3mmである。好ましくは、高さが0.3〜0.6mm、幅が0.7〜2mmのものである。また、凸条の本数は、好ましくは3〜6本である。   The shape of the ridges provided on the movable rotating roller may be appropriately selected in consideration of the desired rib shape, but usually the height is 0.2 to 1 mm and the width is 0.5 to 3 mm. is there. Preferably, the height is 0.3 to 0.6 mm and the width is 0.7 to 2 mm. The number of ridges is preferably 3-6.

一対の回転ローラを同一方向に回転させると、その動きに伴って薄肉芯金素材も回転し、可動性回転ローラの回転軸の移動により可動性回転ローラの凸条群が薄肉芯金素材の外面に押しつけられ、薄肉芯金素材の内面に所望のリブが形成される。本発明においては、凸条群に対応する形で配置された凹溝群を有する中子が素材の内部に存在しているため、転造加工を行う際の押しつけ力を大きくしたり、加工速度を速めても、薄肉芯金素材の振れを抑制することができ、寸法安定性のよいリブを速やかに効率よく形成することができる。例えば、3本のリブを形成する加工時間を15秒程度にまで短縮することができる。一般に、中子の凹溝の本数は、可動性回転ローラの凸条の本数の倍数で設計されているので、可動性回転ローラによる転造加工操作を、薄肉芯金素材の位置を変えて複数回繰り返すことによって、所望本数のリブを形成することができる。   When the pair of rotating rollers are rotated in the same direction, the thin core metal material is also rotated with the movement, and the ridges of the movable rotating roller are moved to the outer surface of the thin core metal material by the movement of the rotating shaft of the movable rotating roller. The desired rib is formed on the inner surface of the thin metal core material. In the present invention, since a core having a groove group arranged in a shape corresponding to the ridge group exists in the material, the pressing force when performing the rolling process is increased, or the processing speed is increased. Even if the speed is increased, the shake of the thin metal core material can be suppressed, and a rib having good dimensional stability can be formed quickly and efficiently. For example, the processing time for forming three ribs can be shortened to about 15 seconds. Generally, the number of concave grooves in the core is designed to be a multiple of the number of ridges on the movable rotating roller, so multiple rolling operations with the movable rotating roller can be performed by changing the position of the thin metal core material. By repeating the process a desired number of ribs can be formed.

用いられる中空円筒状の薄肉芯金素材は、所望の目的物の形状を勘案して適宜選択されるが、通常は、直径が5〜60mm、長さが10〜400cm、肉厚が0.4〜5.5mmであり、好ましくは、直径が10〜30mm、長さが15〜50cm、肉厚が0.4〜1mmである。   The hollow cylindrical thin metal core material to be used is appropriately selected in consideration of the shape of a desired object. Usually, the diameter is 5 to 60 mm, the length is 10 to 400 cm, and the wall thickness is 0.4. The diameter is 10 to 30 mm, the length is 15 to 50 cm, and the wall thickness is 0.4 to 1 mm.

リブの形成が終わると、次いで、薄肉芯金素材から中子を取り除く操作が行われる。薄肉芯金素材は内面にリブを有しているが、中子の外径は、薄肉芯金素材にリブを形成した後に中子を抜き出すことが可能なように設計されているので、容易に中子を抜き出すことができる。   After the formation of the ribs is finished, an operation for removing the core from the thin metal core material is then performed. The thin metal core material has ribs on the inner surface, but the outer diameter of the core is designed so that the core can be extracted after forming the rib on the thin metal core material. The core can be extracted.

この段階で得られるリブ付き薄肉芯金素材は、外面に転造加工により形成された凹溝を有している。そこで、薄肉芯金素材の外表面を少なくとも凹溝の底のレベルまで削ることによって平坦面が形成される。この平坦化加工は、常法に従って行うことができ、例えば切削加工によって次のようにして行われる。薄肉芯金素材の胴部外表面を、先ず粗切削用2本組バイト(粗切削用ダイヤモンドバイト)で粗切削し、その後に仕上げ切削用バイト(仕上げ切削用ダイヤモンドバイト)で仕上げ切削する。粗切削加工は、複数段階、例えば、2段階で実施してもよい。また、縮径したジャーナル部を設ける場合には、ジャーナル部も同様にして切削加工することができる。   The ribbed thin metal core material obtained at this stage has a concave groove formed on the outer surface by rolling. Therefore, a flat surface is formed by cutting the outer surface of the thin metal core material to at least the level of the bottom of the groove. This flattening process can be performed according to a conventional method, for example, by cutting as follows. The outer surface of the body portion of the thin metal core material is first roughly cut with a double cutting tool for rough cutting (rough cutting diamond tool), and then finish-cut with a finishing tool (diamond cutting tool). The rough cutting process may be performed in a plurality of stages, for example, two stages. In the case where a reduced diameter journal part is provided, the journal part can be similarly cut.

本発明のリブ付き薄肉芯金を定着ローラの芯金として使用する場合、画像形成装置に 取り付けるためのジャーナル部が必要になる。このジャーナル部として縮径していることが所望の場合は、薄肉芯金素材から中子を取り除いた後、薄肉芯金素材の両端部を縮径加工することによりジャーナル部が形成される。縮径加工の方法としては、従来からスェージング加工とスピニング加工が知られている(たとえば、特許文献3参照)。スェージング加工では、ストレートパイプの端部を、ダイス(型)に径を縮めて押し込んで、縮径する。また、スピニング加工では、胴部をチャッキングして回しながらローラを突き当てることにより縮径する。この方法によれば、必要な同軸度を出すことが容易になるうえ、洗浄油を使わないので洗浄工程が不要になり、環境対策にもよいという利点がある。本発明においては、これらの公知の方法に従って縮径することができる。縮径したジャーナル部は、薄肉芯金素材の胴部外表面の場合は同様にして切削加工することができる。また、ジャーナル部の縮径が不要の場合は、この縮径加工を省略することができる。   When the ribbed thin cored bar of the present invention is used as the cored bar of the fixing roller, a journal part for attaching to the image forming apparatus is required. When it is desired to reduce the diameter of the journal part, the core part is removed from the thin metal core material, and then the journal part is formed by reducing the diameter of both ends of the thin metal core material. Conventionally, swaging processing and spinning processing are known as methods for diameter reduction processing (see, for example, Patent Document 3). In swaging, the end of the straight pipe is reduced in diameter by pushing it into a die (die). In the spinning process, the diameter is reduced by abutting the roller while chucking and rotating the body portion. According to this method, it is easy to obtain the required concentricity, and since no cleaning oil is used, there is an advantage that a cleaning process is unnecessary and it is good for environmental measures. In the present invention, the diameter can be reduced according to these known methods. The reduced diameter journal portion can be cut in the same manner in the case of the outer surface of the body portion of the thin metal core material. Moreover, when the diameter reduction of the journal part is unnecessary, this diameter reduction processing can be omitted.

ジャーナル部は、必要に応じて端面加工用バイトを用いて長さを揃えたのち、端部に一対の対向する円弧状部分を中心軸と平行に除去する、所謂、小判カットが行われる。また、この小判カットの代わりに片側のみ除去する、所謂、Dカットや、U字形状に切り欠く、所謂、Uカットを行ってもよい。これらの小判カット、Dカット、U字形状切欠は、駆動ギアの回り止めのために形成されている。   The journal part is so-called oval cut, in which the length is adjusted using an end face machining tool as necessary, and then a pair of opposed arcuate parts are removed in parallel with the central axis at the end part. Further, instead of this oval cut, so-called D cut that removes only one side, or so-called U cut that cuts into a U shape may be performed. These oval cuts, D cuts, and U-shaped cutouts are formed to prevent the drive gear from rotating.

前記定着ローラは、ローラ芯金の外周面にフッ素樹脂層からなる離型層をコーティングして表面層を形成してもよい。この表面層は、例えば、10〜30μmの膜厚に形成される。   In the fixing roller, a surface layer may be formed by coating a release layer made of a fluororesin layer on the outer peripheral surface of the roller metal core. This surface layer is formed to a film thickness of 10 to 30 μm, for example.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the main point of this invention, it can deform | transform and implement variously.

薄肉芯金素材として、φ25mm×L350mm×t0.7mmのAL合金材(商品名STH034、東洋アルミ株式会社)製薄肉円筒管を使用し、転造装置を用いて薄肉芯金素材の内面にリブの形成を行う。まず、この薄肉芯金素材を中子の先端まで嵌めこみ、可動性回転ローラと、固定回転ローラの間に設けられた保持具の上に配置する。中子は、φ22.8mm×L360mmで、先端にφ24.8mm×幅2mmのストッパー部を有している。中子は、中央部に幅5mm×深さ1mmの凹溝を10mm間隔で3本(中央部凹溝群)、先端から30mm及び後端から40mmの位置にそれぞれ最端の凹溝が位置するように先端部凹溝群および後端部凹溝群(ともに中央部凹溝群と同じ形状、同じ配置の凹溝群である)を備えている。中子の凹溝の総数は9本である。可動性回転ローラは、φ150mm×L60mmで、表面の中央部に高さ0.4mm、幅1mmの円弧状凸条を10mm間隔で3本設けた鉄製のローラであり、固定回転ローラは、凸条を持たないこと以外は可動性回転ローラと同じものである。   Use a thin cylindrical tube made of AL alloy material (trade name STH034, Toyo Aluminum Co., Ltd.) of φ25mm × L350mm × t0.7mm as a thin core metal material, and use a rolling device to Form. First, the thin metal core material is fitted to the tip of the core and placed on a holder provided between the movable rotating roller and the fixed rotating roller. The core is φ22.8 mm × L360 mm and has a stopper portion of φ24.8 mm × width 2 mm at the tip. The core has three concave grooves having a width of 5 mm and a depth of 1 mm at the central portion at intervals of 10 mm (central concave groove group), and the outermost concave groove is located at a position of 30 mm from the front end and 40 mm from the rear end. Thus, a front end groove group and a rear end groove group (both having the same shape and the same arrangement as the central groove group) are provided. The total number of grooves in the core is nine. The movable rotating roller is an iron roller having a diameter of 150 mm × L 60 mm and three arc-shaped protrusions having a height of 0.4 mm and a width of 1 mm provided at the center of the surface at intervals of 10 mm. It is the same as the movable rotating roller except that it does not have.

最初に、中子を内包する薄肉芯金素材を、中子の先端部凹溝群が可動性回転ロールの凸条群に対応するように配置し、可動性回転ローラと固定回転ローラを時計回りに回転させながら、可動性回転ローラを油圧により対向する固定回転ローラの方向に徐々に移動させる。この転造加工を室温で約15秒間行うことによって、可動性回転ローラに設けた凸条が薄肉芯金素材に転写され、外面には凹溝が形成され、内面にはリブが形成される。かくして、一回の転造加工により先端部のリブ3本が形成される。   First, a thin cored bar material containing the core is placed so that the concave groove group at the tip of the core corresponds to the convex group of the movable rotating roll, and the movable rotating roller and the fixed rotating roller rotate clockwise. The movable rotary roller is gradually moved in the direction of the opposed fixed rotary roller by hydraulic pressure. By performing this rolling process at room temperature for about 15 seconds, the ridges provided on the movable rotating roller are transferred to the thin metal core material, the outer surface is formed with a concave groove, and the inner surface is formed with a rib. Thus, three ribs at the tip are formed by a single rolling process.

次いで、中子を内包する薄肉芯金素材を、中子の中央部凹溝群が可動性回転ローラの凸条群に対応するように配置して同様の転造加工を行うことにより、中央部のリブ3本が形成される。さらに、中子を内包する薄肉芯金素材を、中子の後端部凹溝群が可動性回転ロールの凸条群に対応するように配置して同様の転造加工を行うことにより、後端部のリブ3本が形成される   Next, the thin cored bar material containing the core is arranged so that the central groove group of the core corresponds to the convex stripe group of the movable rotating roller, and the same rolling process is performed, so that the central part The three ribs are formed. Furthermore, by arranging the thin metal core material containing the core so that the rear end concave groove group of the core corresponds to the convex stripe group of the movable rotating roll and performing the same rolling process, Three ribs at the end are formed

リブを形成した後、薄肉芯金素材を中子から取り外す。この段階で、薄肉芯金素材の内面に高さ0.35〜0.4mm、幅約1mmの円弧状のリブが、また、外面には深さ0.35〜0.4mm、幅約1mmの凹溝がそれぞれ9本形成されている。リブの形状はいずれもほぼ同一であり、寸法安定性に優れている。9本のリブの配置は、中子の凹溝の配置に対応しており、リブおよび凹溝の幅方向の中心がほぼ一致している。   After forming the ribs, the thin metal core material is removed from the core. At this stage, arc-shaped ribs having a height of 0.35 to 0.4 mm and a width of about 1 mm are formed on the inner surface of the thin metal core material, and a depth of 0.35 to 0.4 mm and a width of about 1 mm are formed on the outer surface. Nine grooves are formed. The ribs have almost the same shape and are excellent in dimensional stability. The arrangement of the nine ribs corresponds to the arrangement of the concave grooves of the core, and the centers in the width direction of the ribs and the concave grooves substantially coincide.

次いで、このリブ付き薄肉芯金素材の両末端をスピニング加工により縮径して、φ12mm×L20mmのジャーナル部を形成したのち、薄肉芯金素材の外面が平坦になるまで、ノーズR0.4のダイヤモンドバイトを使用して主軸回転数4500rpm、送り量0.1mm/revで外径切削を行う。この結果、表面粗さRzは3〜4μm程度の平坦面が得られる。切削後の肉厚は0.25mmである。かくして、両端に縮径したジャーナル部を有する、寸法安定性が良好な9本のリブを備えた、本体部の肉厚が0.25mmという極めて薄肉な芯金が得られる。
Next, the diameter of both ends of the thin-walled metal core with ribs is reduced by spinning to form a journal portion of φ12 mm × L20 mm. Using a cutting tool, the outer diameter is cut at a spindle speed of 4500 rpm and a feed rate of 0.1 mm / rev. As a result, a flat surface having a surface roughness Rz of about 3 to 4 μm is obtained. The wall thickness after cutting is 0.25 mm. Thus, an extremely thin core metal having nine main ribs having a dimensional stability and having nine ribs having reduced diameter journals at both ends can be obtained.

本発明によれば、電子写真複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の定着ローラ用芯金等に好適な補強リブ付きの薄肉芯金を効率よく製造することができる。また、本発明によれば、薄肉芯金のどの部分にも、さらには縮径されているジャーナル部分にもリブを形成することが可能であり、従来技術では実現困難であった肉厚0.2mm程度の超薄肉の芯金を製造することも可能である。
According to the present invention, it is possible to efficiently manufacture a thin metal core with a reinforcing rib suitable for a core metal for a fixing roller of an electrophotographic copying machine, a laser printer, a facsimile machine or the like. Further, according to the present invention, ribs can be formed in any portion of the thin cored bar and further in the journal portion which is reduced in diameter. It is also possible to manufacture an ultrathin core metal having a thickness of about 2 mm.

10 ローラ芯金(芯金構造体)
12 本体部
12a 内周面
15 中央リブ群
16、17 周辺リブ群
18、19 ジャーナル部
30 中子
31 中子の軸部
32 中央凹溝群
33、34 周辺凹溝群
40 可動性回転ローラ
42 凸条群
50 固定回転ローラ
62 薄肉芯金素材
64 保持具
72 凹溝群
10 Roller core (core metal structure)
12 Main body 12a Inner peripheral surface 15 Central rib group 16, 17 Peripheral rib group 18, 19 Journal part 30 Core 31 Core shaft part 32 Central concave groove group 33, 34 Peripheral concave groove group 40 Movable rotating roller 42 Convex Strip group 50 Fixed rotating roller 62 Thin cored bar material 64 Holder 72 Groove group

Claims (10)

中空円筒状の薄肉芯金素材を中子の存在下に転造加工することにより、その外表面に凹溝を形成するとともに該凹溝に対応する内面にリブを形成したのち、中子を取り除き、次いで、リブ付き薄肉芯金素材の外表面を平坦面に加工するリブ付き薄肉芯金の製造方法であり、
前記転造加工は、リブを形成するための複数の凸条から成る凸条群を有する可動性回転ローラと、それに対向する位置に固定して設けられた固定回転ローラを用いて、
且つ、前記可動性回転ローラの凸条群に対応する配置で設けられた複数の凹溝からなる凹溝群を少なくとも一か所に備えた中子と、中子とは独立に回転自在な薄肉芯金素材を、前記可動性回転ローラの凸条群と前記中子の凹溝群が対向するように配置し、
一対の回転ローラを同一方向に回転させながら前記該薄肉芯金素材の表面に可動性回転ローラの凸条群を押し当てることにより、薄肉芯金素材の内面に前記凸条群を転写したリブ群を形成させ、中子が複数の凹溝群を有する場合には、各凹溝群に対して同様の操作を繰り返すことによって、中子の複数の凹溝群に対応する複数のリブ群を薄肉芯金素材の内面に形成するものであることを特徴とするリブ付き薄肉芯金の製造方法。
By rolling a hollow cylindrical thin metal core material in the presence of the core, a concave groove is formed on the outer surface and a rib is formed on the inner surface corresponding to the concave groove, and then the core is removed. Then, it is a method for manufacturing a thin-walled metal core with ribs, which processes the outer surface of the thin-walled metal core material with ribs into a flat surface,
The rolling process is performed by using a movable rotating roller having a ridge group composed of a plurality of ridges for forming a rib, and a fixed rotating roller fixedly provided at a position facing the movable rotating roller.
A core provided with at least one concave groove group composed of a plurality of concave grooves provided in an arrangement corresponding to the convex stripe group of the movable rotating roller, and a thin wall that is rotatable independently of the core. The metal core material is arranged so that the convex strip group of the movable rotating roller and the concave groove group of the core face each other,
A rib group in which the ridge group is transferred to the inner surface of the thin core metal material by pressing the ridge group of the movable rotary roller against the surface of the thin core metal material while rotating a pair of rotary rollers in the same direction. When the core has a plurality of groove groups, a plurality of rib groups corresponding to the plurality of groove groups of the core are thinned by repeating the same operation for each groove group. A method for producing a thin-walled metal core with ribs, which is formed on the inner surface of a metal core material.
中子の除去に続いて、リブ付き薄肉芯金素材の両端にジャーナルを形成する工程を設けることを特徴とする請求項1記載のリブ付き薄肉芯金の製造方法。   2. The method for producing a thin-walled metal core with ribs according to claim 1, further comprising a step of forming journals at both ends of the thin-wall metal material with ribs after the removal of the core. 可動性回転ローラの凸条の本数が3〜6である請求項1または2に記載のリブ付き薄肉芯金の製造方法。   The manufacturing method of the thin metal core with a rib of Claim 1 or 2 whose number of the protruding item | line of a movable rotating roller is 3-6. 可動性回転ローラの凸条が、高さ0.2〜1mmであり、幅0.5〜3mmである請求項請求項1〜3のいずれかに記載のリブ付き薄肉芯金の製造方法。   The method for producing a thin cored bar with ribs according to any one of claims 1 to 3, wherein the ridges of the movable rotating roller have a height of 0.2 to 1 mm and a width of 0.5 to 3 mm. 中子の凹溝の本数が可動性回転ローラの凸条の本数の倍数である請求項1〜4のいずれかに記載のリブ付き薄肉芯金の製造方法。   The manufacturing method of the thin metal core with a rib in any one of Claims 1-4 whose number of the concave groove | channel of a core is a multiple of the number of the protruding item | line of a movable rotary roller. 中子の凹溝が、凸条の高さの0.5〜3倍の深さと、凸条の幅の2〜8倍の幅を有するものである請求項1〜5のいずれかに記載のリブ付き薄肉芯金の製造方法。   The groove of the core has a depth of 0.5 to 3 times the height of the ridge and a width of 2 to 8 times the width of the ridge. Manufacturing method of thin cored bar with ribs. 中子が、その先端にストッパー部を有するものである請求項1〜6のいずれかに記載のリブ付き薄肉芯金の製造方法。   The manufacturing method of the thin metal core with a rib in any one of Claims 1-6 in which a core has a stopper part in the front-end | tip. リブ付き薄肉芯金の本体部の肉厚が0.2〜1mmである請求項1〜7のいずれかに記載のリブ付き薄肉芯金の製造方法。   The thickness of the main-body part of a thin-wall metal core with a rib is 0.2-1 mm, The manufacturing method of the thin-wall metal core with a rib in any one of Claims 1-7. リブ付き薄肉芯金のリブが、高さ0.2〜1mm、幅0.5〜3mmである請求項1〜8のいずれかに記載のリブ付き薄肉芯金の製造方法。   The manufacturing method of the thin metal core with a rib in any one of Claims 1-8 whose rib of a thin metal core with a rib is 0.2-1 mm in height and 0.5-3 mm in width. 中子の径が、 [(薄肉芯金素材の内径)−(リブの高さ×2)]の0.8〜1.0倍である請求項1〜9のいずれかに記載のリブ付き薄肉芯金の製造方法。   The ribbed thin wall according to any one of claims 1 to 9, wherein the core has a diameter of 0.8 to 1.0 times [(inner diameter of thin core metal material)-(rib height x 2)]. A method for manufacturing a cored bar.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101950471B1 (en) * 2018-05-16 2019-02-20 류동선 Surface processing apparatus for metal parts and surface processing apparatus for two-layered ball stud

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