JP2013001522A - 紙送りローラ - Google Patents

Abstract

【課題】熱可塑性エラストマからなるローラ本体を備え、なおかつ前記ローラ本体とシャフトとを接着によらずに十分強固に固定して空転トルクをこれまでよりも向上できる紙送りローラを提供する。
【解決手段】外周面２からの凹入深さＤが外径ｄ_１の１／６以上である凹部３を備えたシャフト１と、通孔６の内周面７からの突出高さＨが前記凹入深さＤの５０〜１００％である凸部８を備えるとともに、通孔６の内径ｄ_２が前記外径ｄ１よりも小さいローラ本体４とを、前記外径ｄ_１と内径ｄ_２との差に基づく締め代、および前記凹部３と凸部８との嵌め合わせにより互いに直接に固定した。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば静電式複写機や各種プリンタ等において紙送りに用いられる紙送りローラに関するものである。

例えば静電式複写機、レーザープリンタ、普通紙ファクシミリ装置、インクジェットプリンタ、自動現金預払機（ＡＴＭ）等の機器類における紙送り機構には、各種の紙送りローラが組み込まれている。前記紙送りローラとしては、紙（プラスチックフィルム等を含む。以下同様。）と接触しながら回転して摩擦によって紙を搬送する、例えば給紙ローラ、搬送ローラ、プラテンローラ、排紙ローラ等が挙げられる。

紙送りローラは、例えばエンジニアリングプラスチック等の硬質樹脂や、あるいは金属等からなる円柱状のシャフトと、前記シャフトが挿通される通孔を有し、紙と直接に接触して紙送りの機能を担うローラ本体とを、前記シャフトを中心として一体回転できるように互いに固定して構成するのが一般的である。
前記シャフトとローラ本体とを、従来は、例えば接着剤によって接着して互いに固定したり（特許文献１）、通孔の内径をシャフトの外径よりも小さく設定して、両径の差に基づく締め代によって互いに固定したり（特許文献２）、前記締め代に加えて、さらにシャフトの外周面、およびローラ本体の通孔の内周面をそれぞれローレット加工して前記両面に形成された微小な凹凸を互いに嵌め合わせることで前記固定を補強したり（特許文献３）するのが一般的であった。

特許第４２５３２４９号公報 特許第３３８６３４１号公報 実開平５−４９７５３号公報

しかし、シャフトとローラ本体とを接着剤によって接着するのは困難である。すなわち、シャフトの外径とローラ本体の通孔の内径とは、基本的に互いに一致させるか、あるいは前記のように締め代を考慮して内径を外径よりも小さくするのが一般的であるため、シャフトの外周面と通孔の内周面との間に接着剤を介在させること自体が困難である。
例えば外周面に接着剤を塗布したシャフトを通孔に挿入する場合、大部分の接着剤は、ローラ本体の通孔の入口付近でこそげ取られてしまうため、十分な接着力を得ることができない。

のみならず、はみ出した接着剤がシャフトやローラ本体の外周面を汚染したりし易い他、接着剤とその塗布工程が必要となる分、紙送りローラの製造に使用する材料、および製造工程が増加するといった問題もある。
そこで特許文献１においては、前記シャフトとローラ本体とを接着剤を介して確実に固定するべく、接着剤がこそげ取られるのを防止しながらシャフトをローラ本体に挿入するための挿入装置、および挿入方法について検討されているが、接着剤とその塗布工程、さらには前記挿入装置が必要となる分、紙送りローラの製造に使用する材料、および製造工程が増加することには変わりはない。

一方、締め代による固定や、あるいは締め代＋ローレット加工による固定では、接着剤による接着のような問題は生じない。
しかし近時、ローラ本体を、例えばリサイクルを容易にするため、従来のゴムの架橋物からなるものに代えて、熱可塑性エラストマによって形成することが検討されており、その場合、前記締め代のみによる固定では、ローラ本体とシャフトとを十分強固に固定することができない。そして、シャフトとローラ本体とが空転を生じない最大のトルク、すなわち空転トルクが、該当する紙送りローラにおいて必要とする設定値に達しない場合を生じるという問題がある。

この原因は、熱可塑性エラストマのゴム弾性が、ゴムの架橋物ほどには大きくないことにある。例えば同じ締め代を設定した場合、シャフトをローラ本体の通孔に圧入した際にローラ本体に発生するシャフトの締め付け力は、熱可塑性エラストマの場合、ゴムの架橋物に比べて小さくなる傾向がある。そのため、空転トルクが所定値に達しない場合を生じる。

特に、例えばφ６程度のシャフト径の細い紙送りローラでは、シャフトの外周面とローラ本体の通孔の内周面との接触面積が小さいため、空転トルクが小さくなる傾向が大きい。
締め代に加えて、さらにシャフトの外周面、およびローラ本体の通孔の内周面をそれぞれローレット加工して前記両面に形成された、例えばその高低差が０．５ｍｍ未満程度の微小な凹凸を互いに嵌め合わせれば、前記空転トルクをある程度は向上することができる。

ところが、ローラ本体を熱可塑性エラストマによって形成した場合には、ゴムの架橋物からなるものに比べて、前記凹凸による、空転トルクを向上する効果は不十分である。
すなわち、熱可塑性エラストマからなる通孔の内周面の微小な凹凸は、紙送りローラにトルクが加わった際に破壊されたり、あるいはシャフトの外周面の凹凸との嵌め合わせが解除されたりしやすく、これらの問題が生じるとローラ本体をシャフトに固定できなくなって空転を生じてしまうため、空転トルクの向上効果が十分に得られない。

本発明の目的は、熱可塑性エラストマからなるローラ本体を備え、なおかつ前記ローラ本体とシャフトとを接着によらずに十分強固に固定して空転トルクをこれまでよりも向上できる紙送りローラを提供することにある。

本発明は、シャフトと、前記シャフトが挿通される通孔を有する、熱可塑性エラストマからなるローラ本体とを備えた紙送りローラであって、
前記シャフトは、その外周面が円筒状に形成されているとともに、前記外周面の、軸方向の少なくとも一部の、周方向の少なくとも２箇所に、前記外周面から径方向内方へ凹入させた凹部を有しており、
前記ローラ本体は、前記通孔の内周面が円筒状に形成されているとともに、前記通孔の内径ｄ_２が前記シャフトの外径ｄ_１よりも小さく設定され、かつ前記内周面の、前記凹部に対応する位置に、前記内周面から径方向内方へ突出させた、前記凹部と嵌め合わされる凸部を有しており、
前記シャフトの凹部の、前記外周面からの径方向内方への凹入深さＤは、前記シャフトの外径ｄ_１の１／６以上で、かつ前記ローラ本体の凸部の、前記内周面からの径方向内方への突出高さＨは、前記凹部の凹入深さＤの５０％以上、１００％以下であって、
前記シャフトとローラ本体とは、前記シャフトの外径ｄ_１とローラ本体の通孔の内径ｄ_２との差に基づく締め代、および前記凹部と凸部との嵌め合わせにより互いに直接に固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、シャフトに前記所定の凹入深さＤを有する凹部を設けるとともに、ローラ本体には前記所定の突出高さＨを有する凸部を設けており、前記凹部および凸部は、いずれも従来のローレット加工による凹凸に比べて十分に大きいため、紙送りローラにトルクが加わった際に、熱可塑性エラストマからなるローラ本体の凸部が簡単に破壊されたり、あるいはシャフトの外周面の凹部との嵌め合わせが簡単に解除されたりすることがない。

そのため前記凹部および凸部の嵌め合わせ、ならびにシャフトの外径ｄ_１と通孔の内径ｄ_２との差に基づく締め代によって、シャフトとローラ本体とを、接着によらず互いに直接に固定して、空転トルクをこれまでよりも向上することができる。
なお本発明において、凹部の凹入深さＤが前記範囲内に限定されるのは、下記の理由による。

すなわち凹入深さＤがシャフトの外径ｄ_１の１／６未満では、前記外径ｄ_１にもよるが、前記凹部に嵌め合わされる凸部が小さくなって、紙送りローラにトルクが加わった際に破壊されたり、凹部との嵌め合わせが解除されたりし易くなる。そのため空転トルクを向上する効果が十分に得られない場合を生じる。
また本発明において、凸部の突出高さＨが前記範囲内に限定されるのは、下記の理由による。

すなわち、凸部の突出高さＨが凹部の凹入深さＤの５０％未満では、前記凹入深さＤにもよるが、凸部が小さくなって、紙送りローラにトルクが加わった際に破壊されたり、凹部との嵌め合わせが解除されたりし易くなる。そのため空転トルクを向上する効果が十分に得られない場合を生じる。
一方、凸部の突出高さＨが凹部の凹入深さＤの１００％を超える場合には、前記凸部を凹部に嵌め合わせた際に、凸部の、凹部に対する余剰の高さ分によってローラ本体が径方向外方に拡張するように変形されやすくなる。そのため、締め代に基づく両者の固定が不十分になって、却って、空転トルクを向上する効果が十分に得られない場合を生じる。

前記本発明において、シャフトの外径ｄ_１とローラ本体の通孔の内径ｄ_２とから、式(1)：

で求められる締め代は３％以上であるのが好ましく、２０％以下であるのが好ましい。
締め代が前記範囲未満では、当該締め代に基づく両者の固定が不十分になって、空転トルクを向上する効果が十分に得られない場合を生じるおそれがある。
一方、締め代が前記範囲を超える場合には、シャフトをローラ本体の通孔に圧入できなかったり、圧入できたとしても、締め代分のゴム体積の不均一な移動によって、ローラ本体の外観が悪くなったりするおそれがある。

本発明によれば、熱可塑性エラストマからなるローラ本体を備え、なおかつ前記ローラ本体とシャフトとを接着によらずに十分強固に固定して空転トルクをこれまでよりも向上できる紙送りローラを提供することができる。

本発明の紙送りローラの、実施の形態の一例を構成するシャフトの外観を示す斜視図である。 図１のシャフトのうち凹部を設けた領域を拡大した断面図である。 図１のシャフトとともに紙送りローラを構成するローラ本体の外観を示す斜視図である。 図３のローラ本体のうち通孔の部分を拡大した側面図である。 前記通孔のうち凸部を形成した領域をさらに拡大した側面図である。 本発明の紙送りローラの、実施の形態の他の例を構成するシャフトの外観を示す斜視図である。 図６のシャフトのうち凹部を設けた領域を拡大した断面図である。 図６のシャフトとともに紙送りローラを構成するローラ本体の外観を示す斜視図である。 図８のローラ本体のうち通孔の部分を拡大した側面図である。

《紙送りローラ》
〈シャフト〉
図１は、本発明の紙送りローラの、実施の形態の一例を構成するシャフトの外観を示す斜視図である。図２は、前記図１のシャフトのうち凹部を設けた領域を拡大した断面図である。

図１、図２を参照して、シャフト１は、例えばエンジニアリングプラスチック等の硬質樹脂や金属によって、円柱状に一体に形成され、前記シャフト１の外周面２は、その全長に亘って円筒状に形成されている。
前記外周面２の、軸方向の一部の、周方向の４箇所には、前記外周面２から径方向内方へ凹入させて凹部３が形成されている。

前記４つの凹部３は、前記周方向に等間隔に設けられている。すなわち４つの凹部３は、シャフト１の中心軸Ｓ_１を中心として、各々周方向に９０°ずつ回転させた位置に形成されている。
個々の凹部３の内面は、それぞれシャフト１の軸方向と平行で、かつ互いに直交する二平面３ａと、前記シャフトの軸方向、および前記二平面３ａとそれぞれ直交する互いに平行な二平面３ｂとで構成されている。

周方向に隣り合う凹部３の、互いに近接した二平面３ａは、互いに平行でかつ互いに背向させて設けられている。また周方向に隣り合う凹部３の、互いに離間した二平面３ａは同一平面上に設けられている。
さらに、それぞれの凹部３を構成する互いに直交する二平面３ａは、軸方向と直交方向の幅が互いに等しくされている。また前記幅は、４つの凹部３の各平面３ａでいずれも等しくされている。

シャフト１の中心軸Ｓ_１から、前記二平面３ａの交線３ｃを通って前記シャフト１の外周面２に達する直線上の、前記直線と交線３ｃとの交点から前記外周面２までの距離が、凹部３の、前記外周面２からの径方向内方への凹入深さＤとされている。前記凹入深さＤは、各凹部３の、シャフト１の軸方向の全長に亘って等しくされている。また前記凹入深さＤは、４つの凹部３でいずれも等しくされている。

前記凹入深さＤは、シャフト１の外径ｄ_１の１／６以上である必要がある。
凹入深さＤがシャフトの外径ｄ_１の１／６未満では、前記外径ｄ_１にもよるが、前記凹部に嵌め合わされる凸部が小さくなって、紙送りローラにトルクが加わった際に破壊されたり、凹部との嵌め合わせが解除されたりし易くなる。そのため空転トルクを向上する効果が十分に得られない場合を生じる。

なお凹入深さＤは、前記範囲内でもシャフト１の外径ｄ_１の１／２以下であるのが好ましい。凹入深さＤが外径ｄ_１の１／２以上では、シャフト１の、凹部３を形成した部分の強度が不十分になるおそれがある。
それぞれの凹部３の、軸方向の一端側の各平面３ｂは同一平面上に設けられており、また軸方向の他端側の各平面３ｂも同一平面上に設けられている。これにより各凹部３は、シャフト１の外周面２の、軸方向の同一位置に配設されている。また各凹部３は、軸方向の長さが等しくされている。

〈ローラ本体〉
図３は、前記シャフトとともに紙送りローラを構成するローラ本体の外観を示す斜視図である。図４は、前記図３のローラ本体のうち通孔の部分を拡大した側面図である。図５は、前記通孔のうち凸部を形成した領域をさらに拡大した側面図である。
図３〜図５を参照して、ローラ本体４は、全体が熱可塑性エラストマによって一体に形成されている。

紙との接触面であるローラ本体４の外周面５は円筒状に形成されている。
ローラ本体４の中心には、シャフト１が挿通される通孔６が形成されている。前記通孔６の内周面７は、円筒状に形成されている。前記外周面５と内周面７とは、ローラ本体４の中心軸Ｓ_２を中心として同心状に設けられている。
通孔６の内周面７の内径ｄ_２は、シャフト１の外径ｄ_１よりも小さく設定されている。これにより、シャフト１を前記通孔６に圧入した際に、両径の差に基づいて締め代を生じさせる、すなわちローラ本体４にシャフト１の締め付け力を発生させることができる。

前記シャフトの外径ｄ_１と前記ローラ本体の通孔の内径ｄ_２とから、式(1)：

で求められる締め代は任意に設定することができる。
ただし前記締め代は３％以上、中でも５％、好ましくは１０％以上、特に１５％以上であるのが好ましく、２０％以下、特に１８％以下であるのが好ましい。
締め代が前記範囲未満では、当該締め代に基づく両者の固定が不十分になって、空転トルクを向上する効果が十分に得られない場合を生じるおそれがある。

一方、締め代が前記範囲を超える場合には、シャフトをローラ本体の通孔に圧入できなかったり、圧入できたとしても、締め代分のゴム体積の不均一な移動によって、ローラ本体の外観が悪くなったりするおそれがある。
前記内周面７の、周方向の４箇所には、当該内周面７から径方向内方へ突出させて凸部８が形成されている。

前記４つの凸部８は、シャフト１の凹部３に対応させて、前記内周面７の周方向に等間隔に設けられている。すなわち４つの凸部８は、ローラ本体４の中心軸Ｓ_２を中心として、各々周方向に９０°ずつ回転させた位置に形成されている。
ローラ本体４は、その軸方向の長さが、シャフト１の凹部３の、軸方向の長さと等しくされている。また凸部８は、前記ローラ本体４の軸方向の全長に亘って形成されており、同様にその軸方向の長さが、シャフト１の凹部３の、軸方向の長さと等しくされている。

各凸部８は、ローラ本体４の中心軸Ｓ_２に対向する先端面が曲面とされた断面略半円状に形成されている。各凸部８の周方向の幅、先端曲面の半径、および内周面７からの径方向内方への突出高さＨは、いずれもローラ本体４の軸方向の全長に亘って等しくされている。またこれらの寸法は、４つの凸部８でいずれも等しくされている。
ローラ本体４の中心軸Ｓ_２から通孔６の内周面７に達する直線上の、前記直線と凸部８の先端面との交点から前記内周面７までの距離が、凸部８の、前記内周面７からの径方向内方への突出高さＨとされている。

前記突出高さＨは、凹部３の凹入深さＤの５０％以上、１００％以下である必要がある。
突出高さＨが凹部の凹入深さＤの５０％未満では、前記凹入深さＤにもよるが、凸部が小さくなって、紙送りローラにトルクが加わった際に破壊されたり、凹部との嵌め合わせが解除されたりし易くなる。そのため空転トルクを向上する効果が十分に得られない場合を生じる。

一方、突出高さＨが凹部の凹入深さＤの１００％を超える場合には、前記凸部を凹部に嵌め合わせた際に、凸部の、凹部に対する余剰の高さ分によってローラ本体が径方向外方に拡張するように変形されやすくなる。そのため、締め代に基づく両者の固定が不十分になって、却って、空転トルクを向上する効果が十分に得られない場合を生じる。
〈熱可塑性エラストマ〉
ローラ本体４は、種々の熱可塑性エラストマによって形成することができる。

前記熱可塑性エラストマとしては、例えば、マトリクス樹脂としてのスチレン系熱可塑性エラストマ、およびポリプロピレン中で、ジエン系ゴム、およびエチレン−プロピレン−ジエンゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種の架橋性ゴムを動的架橋させた熱可塑性エラストマ組成物等が挙げられる。
（スチレン系熱可塑性エラストマ）
スチレン系熱可塑性エラストマとしては、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマが好ましい。

前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマは、水素添加によって二重結合が飽和されているため低硬度で柔軟性に優れる上、耐久性にも優れている。そのためローラ本体４の、ひいては紙送りローラの耐久性を向上できる。
また、前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマは二重結合を含まないため、架橋性ゴムを動的架橋させる際に前記架橋を阻害するおそれがない上、自身は架橋されないため、動的架橋後の熱可塑性エラストマ組成物、ひいてはローラ本体４に所望の可塑性と柔軟性とを付与できる。

前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマとしては、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン／プロピレン共重合体（ＳＥＰ）、スチレン−エチレン／プロピレン−スチレン共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）、およびスチレン−エチレン−エチレン／プロピレン−スチレン共重合体（ＳＥＥＰＳ）からなる群より選ばれた少なくとも１種のスチレン系熱可塑性エラストマの水素添加物が好ましい。特にＳＥＥＰＳの水素添加物が好ましい。

（ポリプロピレン）
ポリプロピレンとしては、少なくともプロピレンを繰り返し単位として含む任意のポリマ、すなわちプロピレンのホモポリマや、前記プロピレンとエチレン、ブテン−１等とのコポリマなどがいずれも使用可能である。
前記ポリプロピレンは、特に水素添加スチレン系熱可塑性エラストマとの併用系において、熱可塑性エラストマ組成物の成形時等の加工性を向上する働きをする。

（架橋性ゴム）
架橋性ゴムのうちジエン系ゴムとしては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、およびアクロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等の１種または２種以上が挙げられる。

またエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）としては、繰り返し単位としてエチレン、プロピレン、およびジエンを少なくとも含む三元以上の共重合ゴムがいずれも使用可能である。
前記架橋性ゴムとしては、前記ジエン系ゴム、およびＥＰＤＭのうち、特にＥＰＤＭが好ましい。前記ＥＰＤＭは、主鎖が飽和炭化水素からなり二重結合を含まないため、例えば静電式複写機やレーザープリンタの機内等で、高濃度オゾン雰囲気、紫外線を含む光照射等の環境下に長時間曝されても主鎖の切断が起こりにくい。そのためローラ本体４の、ひいては紙送りローラの耐オゾン性、耐紫外線性、耐熱性等を向上できる。

前記架橋性ゴムを動的架橋させるためには、前記各成分にさらに架橋剤（加硫剤）を加えて、加熱下で混練すればよい。これにより、架橋性ゴムがマトリクス樹脂中に微細分散した状態で架橋される。
（架橋性ゴムの架橋剤）
架橋剤としては、架橋性ゴムを架橋反応させることができる種々の架橋剤が使用可能である。前記架橋剤としては、特に樹脂架橋剤が好ましい。

樹脂架橋剤は、加熱によって架橋性ゴムに架橋反応を起こさせることができる合成樹脂であり、通常の硫黄架橋系（硫黄と加硫促進剤等との併用系）のようにブルームを生じない上、架橋性ゴムの架橋後の圧縮永久ひずみや機械的特性の低下を小さくでき、耐久性を向上できるといった利点を有している。
また樹脂架橋剤によれば、硫黄架橋系に比べて架橋時間を短くできる。そのため、例えば熱可塑性エラストマ組成物のもとになる各成分を押出機内で加熱しながら混練して架橋性ゴムを動的架橋させる際に、前記押出機内に滞留している短い時間内で架橋反応を十分に進行させることができる。

樹脂架橋剤としては、フェノール樹脂、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、トリアジン・ホルムアルデヒド縮合物、ヘキサメトキシメチル・メラミン樹脂等の１種または２種以上が挙げられ、特にフェノール樹脂が好ましい。
またフェノール樹脂としては、フェノール、アルキルフェノール、クレゾール、キシレノールもしくはレゾルシン等のフェノール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドもしくはフルフラール等のアルデヒド類との反応により合成される各種フェノール樹脂が好ましい。フェノール樹脂のアルデヒドユニットに少なくとも一個のハロゲン原子が結合したハロゲン化フェノール樹脂を用いることもできる。

特にベンゼンのオルト位またはパラ位にアルキル基が結合したアルキルフェノールとホルムアルデヒドとの反応によって得られるアルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂が、架橋性ゴムとの相溶性に優れるとともに反応性に富み、架橋反応の開始時間を比較的早くできるため好ましい。
アルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂のアルキル基としては炭素数が１〜１０のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基またはブチル基が好ましい。またアルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂のハロゲン化物も好適に用いられる。

さらに硫化−ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールとアルデヒド類とを付加縮合させた変性アルキルフェノール樹脂や、アルキルフェノール・スルフィド樹脂も樹脂架橋剤として使用可能である。
（その他）
熱可塑性エラストマ組成物には、さらに必要に応じて、カーボンブラック、等の充てん剤や、オイル等の軟化剤、発泡剤、老化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、中和剤、造核剤、気泡防止剤等の添加剤を、任意の割合で配合してもよい。

〈紙送りローラ〉
前記ローラ本体４の通孔６にシャフト１を圧入して、前記シャフト１の各凹部３に、ローラ本体４の凸部８を嵌め合わせると、紙送りローラが構成される。
圧入に際しては、前記圧入を容易にするため、ローラ本体４を、例えばエタノール等に浸して膨潤、軟化させた状態とするのが好ましい。

前記紙送りローラにおいては、シャフト１に前記所定の凹入深さＤを有する凹部３を設けるとともに、ローラ本体４には前記所定の突出高さＨを有する凸部８を設けており、前記凹部３および凸部８は、いずれも従来のローレット加工による凹凸に比べて十分に大きいため、紙送りローラにトルクが加わった際に、熱可塑性エラストマからなるローラ本体４の凸部８が簡単に破壊されたり、あるいはシャフト１の凹部３との嵌め合わせが簡単に解除されたりすることがない。

そのため前記凹部３および凸部８の嵌め合わせ、ならびにシャフト１の外径ｄ_１と通孔６の内径ｄ_２との差に基づく締め代によって、シャフト１とローラ本体４とを、接着によらず互いに直接に固定して、空転トルクをこれまでよりも向上することができる。
《紙送りローラの他の例》
〈シャフト〉
図６は、本発明の紙送りローラの、実施の形態の他の例を構成するシャフトの外観を示す斜視図である。図７は、前記図６のシャフトのうち凹部を設けた領域を拡大した断面図である。

図６、図７を参照して、シャフト１は、例えばエンジニアリングプラスチック等の硬質樹脂や金属によって、円柱状に一体に形成され、前記シャフト１の外周面２は、その全長に亘って円筒状に形成されている。
前記外周面２の、軸方向の一部の、周方向の２箇所には、前記外周面２から径方向内方へ凹入させて凹部３が形成されている。

前記２つの凹部３は、前記周方向に等間隔に設けられている。すなわち２つの凹部３は、シャフト１の中心軸Ｓ_１を中心として、各々周方向に１８０°ずつ回転させた位置に形成されている。
個々の凹部３は、それぞれシャフト１の軸方向と平行な一平面３ｄと、前記シャフトの軸方向、および前記一平面３ｄとそれぞれ直交する互いに平行な二平面３ｅとで構成されている。

２つの凹部３の、それぞれの平面３ｄは、互いに平行でかつ互いに背向させて設けられている。また両平面３ｄは、軸方向と直交方向の幅が互いに等しくされている。
シャフト１の中心軸Ｓ_１から、前記平面３ｄと直交して前記シャフト１の外周面２に達する直線上の、前記直線と平面３ｄとの交点から前記外周面２までの距離が、凹部３の、前記外周面２からの径方向内方への凹入深さＤとされている。前記凹入深さＤは、各凹部３の、シャフト１の軸方向の全長に亘って等しくされている。また前記凹入深さＤは、２つの凹部で互いに等しくされている。

前記凹入深さＤは、シャフト１の外径ｄ_１の１／６以上である必要がある。また前記凹入深さＤは、前記外径ｄ_１の１／２以下であるのが好ましい。これらの理由は先に説明したとおりである。
それぞれの凹部３の、軸方向の一端側の二平面３ｅは同一平面上に設けられており、また軸方向の他端側の二平面３ｅも同一平面上に設けられている。これにより両凹部３は、シャフト１の外周面２の、軸方向の同一位置に配設されている。また両凹部３は、軸方向の長さが等しくされている。

〈ローラ本体〉
図８は、前記シャフトとともに紙送りローラを構成するローラ本体の外観を示す斜視図である。図９は、前記図８のローラ本体のうち通孔の部分を拡大した側面図である。
図８、図９を参照して、ローラ本体４は、全体が熱可塑性エラストマによって一体に形成されている。

紙との接触面であるローラ本体４の外周面５は円筒状に形成されている。
ローラ本体４の中心には、シャフト１が挿通される通孔６が形成されている。前記通孔６の内周面７は、円筒ｔを、前記円筒ｔの軸方向と平行で、かつ互いに平行な二平面ｐで区切った断面長孔状に形成されている。前記外周面５と、内周面７を構成する円筒ｔとは、ローラ本体４の中心軸Ｓ_２を中心として同心状に設けられている。

内周面７のうち円筒ｔの内径ｄ_２は、シャフト１の外径ｄ_１よりも小さく設定されている。これにより、シャフト１を前記通孔６に圧入した際に、両径の差に基づいて締め代を生じさせる、すなわちローラ本体４にシャフト１の締め付け力を発生させることができる。
前記シャフトの外径ｄ_１と前記ローラ本体の通孔の内径ｄ_２とから、先の式(1)で求められる締め代は３％以上、中でも５％、好ましくは１０％以上、特に１５％以上であるのが好ましく、２０％以下、特に１８％以下であるのが好ましい。これらの理由は先に説明したとおりである。

前記内周面７のうち、円筒ｔを平面ｐで区切った２つの領域が、前記内周面７から径方向内方へ突出させた凸部８とされている。
前記２つの凸部８は、シャフト１の凹部３に対応させて、前記内周面７の周方向に等間隔に設けられている。すなわち２つの凸部８は、ローラ本体４の中心軸Ｓ_２を中心として、各々周方向に１８０°ずつ回転させた位置に形成されている。

ローラ本体４は、その軸方向の長さが、シャフト１の凹部３の、軸方向の長さと等しくされている。また凸部８は、前記ローラ本体４の軸方向の全長に亘って形成されており、同様にその軸方向の長さが、シャフト１の凹部３の、軸方向の長さと等しくされている。
各凸部８の、内周面７からの径方向内方への突出高さＨは、ローラ本体４の軸方向の全長に亘って等しくされている。また突出高さＨは、２つの凸部８でともに等しくされている。

ローラ本体４の中心軸Ｓ_２から通孔６の内周面７に達する直線上の、前記直線と平面ｐとの交点から前記内周面７までの距離が、凸部８の、前記内周面７からの径方向内方への突出高さＨとされている。
前記突出高さＨは、凹部３の凹入深さＤの５０％以上、１００％以下である必要がある。これらの理由は、先に説明したとおりである。

〈熱可塑性エラストマ〉
ローラ本体４は、先に説明した、マトリクス樹脂としてのスチレン系熱可塑性エラストマ、およびポリプロピレン中で、ジエン系ゴム、およびエチレン−プロピレン−ジエンゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種の架橋性ゴムを動的架橋させたもの等の、種々の熱可塑性エラストマによって形成することができる。

〈紙送りローラ〉
前記ローラ本体４の通孔６にシャフト１を圧入して、前記シャフト１の各凹部３に、ローラ本体４の凸部８を嵌め合わせる、すなわち凹部３の平面３ｄと、通孔６の内周面７のうち平面ｐとを互いに接触させると、紙送りローラが構成される。
圧入に際しては、前記圧入を容易にするため、ローラ本体４を、例えばエタノール等に浸して膨潤、軟化させた状態とするのが好ましい。

前記紙送りローラにおいては、シャフト１に前記所定の凹入深さＤを有する凹部３を設けるとともに、ローラ本体４には前記所定の突出高さＨを有する凸部８を設けており、前記凹部３および凸部８は、いずれも従来のローレット加工による凹凸に比べて十分に大きいため、紙送りローラにトルクが加わった際に、熱可塑性エラストマからなるローラ本体４の凸部８が簡単に破壊されたり、あるいはシャフト１の凹部３との嵌め合わせが簡単に解除されたりすることがない。

そのため前記凹部３および凸部８の嵌め合わせ、ならびにシャフト１の外径ｄ_１と通孔６の内径ｄ_２との差に基づく締め代によって、シャフト１とローラ本体４とを、接着によらず互いに直接に固定して、空転トルクをこれまでよりも向上することができる。
なお本発明の構成は、以上で説明した各図の例のものには限定されない。
例えばシャフト１の凹部３、およびローラ本体４の凸部８は２箇所以上設けられていれば良い。シャフト１とローラ本体４とを、周方向にできるだけ均等に固定することを考慮すると、２箇所以上の凹部３は周方向に等間隔に設けるのが好ましいが、等間隔でなくても構わない。

シャフト１の凹部３は、前記シャフト１の略全長に亘って形成してもよい。またローラ本体４の凸部８は、前記ローラ本体４の全長の一部にのみ形成してもよい。
凹部３、および凸部８は、互いに嵌め合わせることができる種々の形状に形成することができる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を施すことができる。

《実施例１》
〈シャフト１〉
熱可塑性ポリエステル樹脂〔デュポン(株)製のライナイト（登録商標）１９０４５〕を円柱状に成形し、切削加工して、図１、図２に示す形状を有するシャフト１を作製した。
軸方向の長さは５０ｍｍ、外径ｄ_１は６ｍｍ、凹部３の凹入深さＤは１．２３ｍｍ、凹部３の軸方向の長さは１０ｍｍとした。前記凹部３の凹入深さＤは、外径ｄ_１の１／４．９であった。

〈ローラ本体４〉
（熱可塑性エラストマ組成物の調製）
架橋性ゴムとしての２種のＥＰＤＭ〔住友化学(株)製のエスプレン（登録商標）ＥＰＤＭ６７０Ｆ、および同ＥＰＤＭ〕５０５Ａ〕をペレット化したものに、
＊ 水素添加スチレン系熱可塑性エラストマ〔ＳＥＥＰＳの水素添加物、(株)クラレ製のセプトン（登録商標）４０７７〕、
＊ ポリプロピレン〔日本ポリプロ(株)製のノバテック（登録商標）ＰＰ ＢＣ６〕、
＊ 軟化剤としてのパラフィンオイル〔出光興産(株)製のダイアナ（登録商標）プロセスオイルＰＷ−３８０〕、
＊ 樹脂架橋剤〔臭素化アルキルフェノール・ホルムアルデヒド縮合体、３質量％ハロゲン付加、田岡化学工業(株)製のタッキロール（登録商標）２５０−III〕、
＊ 樹脂架橋剤〔アルキルフェノール・ホルムアルデヒド縮合体、非ハロゲン付加、田岡化学工業(株)製のタッキロール２０１〕、
＊ 充填剤としてのカーボンブラック〔東海カーボン(株)製の商品名シースト３〕、および
＊ 架橋促進助剤としての酸化亜鉛〔三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛２種〕
を加えて、タンブラーを用いてドライブレンドした。

次いで前記ブレンド物を、２軸押出機〔(株)アイペック製のＨＴＭ３８〕のスクリュー部内で、回転数２００ｒｐｍ、設定温度２００℃で加熱しながら混練して架橋性ゴムを動的架橋させながらノズル先端から押し出し、連続的に所定の長さにカットしてペレット化した。
（ローラ本体４の作製）
前記熱可塑性エラストマ組成物のペレットを、５０ｔ射出成形機〔住友重機械工業(株)製〕を用いて、樹脂温２００℃で射出成形したのち回転カット機を用いて軸方向の長さが１０ｍｍとなるようにカットして、図３〜図５に示す形状を有するローラ本体４を作製した。

軸方向の長さは１０ｍｍ、外径は１６ｍｍ、通孔６の内径ｄ_２は５ｍｍ、凸部８の突出高さＨは０．６２ｍｍ、凸部８の軸方向の長さは１０ｍｍとした。前記凸部８の突出高さＨは、シャフト１の凹部３の凹入深さＤ（＝１．２３ｍｍ）の５０％であった。またシャフト１の外径ｄ_１（＝６ｍｍ）と、通孔６の内径ｄ_２（＝５ｍｍ）とから、式(1)で求められる締め代は１６．７％であった。

〈紙送りローラの製造〉
前記ローラ本体４をエタノールに浸したのち、その通孔６にシャフト１を圧入して、前記シャフト１の各凹部３に、ローラ本体４の凸部８を嵌め合わせることで、紙送りローラを製造した。
《実施例２》
ローラ本体４の、凸部８の突出高さＨを０．８６ｍｍ、シャフト１の凹部３の凹入深さＤ（＝１．２３ｍｍ）の７０％としたこと以外は実施例１と同様にしてローラ本体を作製し、紙送りローラを製造した。

《実施例３》
ローラ本体４の、凸部８の突出高さＨを１．２３ｍｍ、シャフト１の凹部３の凹入深さＤ（＝１．２３ｍｍ）の１００％としたこと以外は実施例１と同様にしてローラ本体を作製し、紙送りローラを製造した。
《比較例１》
ローラ本体４の、凸部８の突出高さＨを０．２５ｍｍ、シャフト１の凹部３の凹入深さＤ（＝１．２３ｍｍ）の２０％としたこと以外は実施例１と同様にしてローラ本体を作製し、紙送りローラを製造した。

《比較例２》
ローラ本体４の、凸部８の突出高さＨを１．４８ｍｍ、シャフト１の凹部３の凹入深さＤ（＝１．２３ｍｍ）の１２０％としたこと以外は実施例１と同様にしてローラ本体を作製し、紙送りローラを製造した。
《空転トルク測定》
前記実施例、比較例で製造した紙送りローラのシャフト１をトルクゲージ〔(株)東日製作所製のＢＴＧ９０ＣＮ−Ｓ〕に固定した状態で、前記トルクゲージとローラ本体４とを、シャフト１の中心軸Ｓ_１を中心として互いに逆方向に、回転速度３０ｒｐｍでねじった際に、前記シャフト１とローラ本体４との固定が解除されて空転が発生するまでに測定された最大のトルクを、空転トルクとして求めた。そして空転トルクが３０ｃＮ・ｍ以上であったものを合格（○）、それ未満であったものを不合格（×）として評価した。

結果を表１に示す。

表１より、シャフト１の凹部３の凹入深さＤが前記シャフト１の外径ｄ_１の１／６以上で、かつローラ本体４の凸部８の突出高さＨが前記凹部３の凹入深さＤの５０％以上、１００％以下であるとき、前記ローラ本体４とシャフト１とを接着によらずに十分強固に固定して空転トルクを向上できることが判った。
《実施例４》
〈シャフト１〉
熱可塑性ポリエステル樹脂〔デュポン(株)製のライナイト（登録商標）１９０４５〕を円柱状に成形し、切削加工して、図６、図７に示す形状を有するシャフト１を作製した。

軸方向の長さは５０ｍｍ、外径ｄ_１は６ｍｍ、凹部３の凹入深さＤは１．４８ｍｍ、凹部３の軸方向の長さは１０ｍｍとした。前記凹部３の凹入深さＤは、外径ｄ_１の１／４．１であった。
〈ローラ本体４〉
実施例１で調製したのと同じ熱可塑性エラストマ組成物のペレットを、５０ｔ射出成形機〔住友重機械工業(株)製〕を用いて、樹脂温２００℃で射出成形したのち回転カット機を用いて軸方向の長さが１０ｍｍとなるようにカットして、図８、図９に示す形状を有するローラ本体４を作製した。

軸方向の長さは１０ｍｍ、外径は１６ｍｍ、通孔６の内径ｄ_２は５ｍｍ、凸部８の突出高さＨは０．７４ｍｍ、凸部８の軸方向の長さは１０ｍｍとした。前記凸部８の突出高さＨは、シャフト１の凹部３の凹入深さＤ（＝１．４８ｍｍ）の５０％であった。またシャフト１の外径ｄ_１（＝６ｍｍ）と、通孔６の内径ｄ_２（＝５ｍｍ）とから、式(1)で求められる締め代は１６．７％であった。

〈紙送りローラの製造〉
前記ローラ本体４をエタノールに浸したのち、その通孔６にシャフト１を圧入して、前記シャフト１の各凹部３に、ローラ本体４の凸部８を嵌め合わせることで、紙送りローラを製造した。
《実施例５》
ローラ本体４の、凸部８の突出高さＨを１．０４ｍｍ、シャフト１の凹部３の凹入深さＤ（＝１．４８ｍｍ）の７０％としたこと以外は実施例４と同様にしてローラ本体を作製し、紙送りローラを製造した。

《実施例６》
ローラ本体４の、凸部８の突出高さＨを１．４８ｍｍ、シャフト１の凹部３の凹入深さＤ（＝１．４８ｍｍ）の１００％としたこと以外は実施例４と同様にしてローラ本体を作製し、紙送りローラを製造した。
《比較例３》
ローラ本体４の、凸部８の突出高さＨを０．３０ｍｍ、シャフト１の凹部３の凹入深さＤ（＝１．４８ｍｍ）の２０％としたこと以外は実施例４と同様にしてローラ本体を作製し、紙送りローラを製造した。

《比較例４》
ローラ本体４の、凸部８の突出高さＨを１．７８ｍｍ、シャフト１の凹部３の凹入深さＤ（＝１．４８ｍｍ）の１２０％としたこと以外は実施例４と同様にしてローラ本体を作製し、紙送りローラを製造した。
《従来例１》
熱可塑性ポリエステル樹脂〔デュポン(株)製のライナイト（登録商標）１９０４５〕からなり、外周面２に凹部３を有しないシャフト１と、実施例１で調製したのと同じ熱可塑性エラストマ組成物からなり、通孔６の内周面７に凸部８を有しないローラ本体４とを組み合わせて紙送りローラを製造した。

前記実施例、比較例、従来例で製造した紙送りローラの空転トルクを前記と同様にして測定した。結果を表２に示す。

表２より、シャフト１の凹部３の凹入深さＤが前記シャフト１の外径ｄ_１の１／６以上で、かつローラ本体４の凸部８の突出高さＨが前記凹部３の凹入深さＤの５０％以上、１００％以下であるとき、前記ローラ本体４とシャフト１とを接着によらずに十分強固に固定して空転トルクを向上できることが判った。

１ シャフト
２ 外周面
３ 凹部
３ａ 平面
３ｂ 平面
３ｃ 交線
３ｄ 平面
３ｅ 平面
４ ローラ本体
５ 外周面
６ 通孔
７ 内周面
８ 凸部
ｄ_１ 外径
ｄ_２ 内径
ｐ 平面
Ｓ_１ 中心軸
Ｓ_２ 中心軸
ｔ 円筒

Claims (2)

1. シャフトと、前記シャフトが挿通される通孔を有する、熱可塑性エラストマからなるローラ本体とを備えた紙送りローラであって、
   前記シャフトは、その外周面が円筒状に形成されているとともに、前記外周面の、軸方向の少なくとも一部の、周方向の少なくとも２箇所に、前記外周面から径方向内方へ凹入させた凹部を有しており、
   前記ローラ本体は、前記通孔の内周面が円筒状に形成されているとともに、前記通孔の内径ｄ_２が前記シャフトの外径ｄ_１よりも小さく設定され、かつ前記内周面の、前記凹部に対応する位置に、前記内周面から径方向内方へ突出させた、前記凹部と嵌め合わされる凸部を有しており、
   前記シャフトの凹部の、前記外周面からの径方向内方への凹入深さＤは、前記シャフトの外径ｄ_１の１／６以上で、かつ前記ローラ本体の凸部の、前記内周面からの径方向内方への突出高さＨは、前記凹部の凹入深さＤの５０％以上、１００％以下であって、
   前記シャフトとローラ本体とは、前記シャフトの外径ｄ_１とローラ本体の通孔の内径ｄ_２との差に基づく締め代、および前記凹部と凸部との嵌め合わせにより互いに直接に固定されていることを特徴とする紙送りローラ。
2. 前記シャフトの外径ｄ_１と前記ローラ本体の通孔の内径ｄ_２とから、式(1)：
   

   

   で求められる締め代は３％以上、２０％以下である請求項１に記載の紙送りローラ。

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