JP2016099422A

JP2016099422A - ローラ

Info

Publication number: JP2016099422A
Application number: JP2014234667A
Authority: JP
Inventors: 晴康木本; Haruyasu Kimoto; 広瀬　正幸; Masayuki Hirose; 正幸広瀬
Original assignee: Arai Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Arai Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2014-11-19
Filing date: 2014-11-19
Publication date: 2016-05-30
Anticipated expiration: 2034-11-19
Also published as: JP6491462B2

Abstract

【課題】製造が容易なローラを提供する。
【解決手段】金属によりパイプ状に形成された胴部材２０の両端部の内孔に、軸部材３０の嵌合部３２を嵌合するとともに、胴部材に設けた貫通孔２２および軸部材に設けた軸側ピン挿入部３４の両者に、軸部材よりも軟らかい材質で、かつ胴部材よりも軟らかい材質あるいは胴部材と同じ材質により形成された貫通孔および軸側ピン挿入部の両者よりも小径のピン４０を入れてセットしてピンを拡径するように塑性変形させることにより、貫通孔および軸側ピン挿入部の両者をピンの塑性変形体４１により軸部材の一端が胴部材に対して軸線方向および回転方向ともに移動不能に結合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば複写機、プリンタなどの画像形成装置に好適なローラに関する。

従来、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に用いられるローラとして、金属によりパイプ状に形成された胴部材と、金属により形成された軸部材とを別個に形成し、胴部材の両端部のそれぞれに軸部材を圧入した後、胴部材と軸部材との両者をピンにより結合したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１２２０２２号公報

しかしながら、従来のローラにおいては、胴部材の両端部のそれぞれに軸部材を圧入する構成とされているため、少なくとも圧入部における胴部材の内径寸法と軸部材の外径寸法とを高精度とする必要があるし、圧入に際して高い圧力を必要とするので、製造が容易でないという問題点があった。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、容易に製造することのできるローラを提供することを目的とする。

前記の課題を解決するために、本発明のローラは、金属によりパイプ状に形成された胴部材の内孔の両端に、金属により形成された軸部材の一端が配置されているとともに、前記胴部材と前記軸部材とが金属により形成されたピンにより結合されているローラであって、前記胴部材と前記軸部材とは、前記胴部材の内孔の両端に前記軸部材の一端が嵌合されており、前記胴部材の端部には、前記ピンによる結合に用いる貫通孔が形成されており、前記胴部材の内孔に嵌合される前記軸部材の外周面には、前記ピンによる結合に用いる軸側ピン挿入部が形成されており、前記ピンは、前記貫通孔および前記軸側ピン挿入部の両者よりも小径に形成されており、前記ピンは、前記軸部材よりも軟らかい材質であり、前記ピンは、前記胴部材よりも軟らかい材質あるいは前記胴部材と同じ材質であり、前記胴部材と前記端部材とは、前記貫通孔および前記軸側ピン挿入部の両者に前記ピンを入れてセットして少なくとも前記ピンの両端部を拡径するように塑性変形させて塑性変形体とすることにより、前記軸部材の一端が前記胴部材に対して軸線方向および回転方向ともに移動不能に結合されていることを特徴としている。

そして、このような構成を採用したことにより、胴部材の両端部のそれぞれに軸部材を嵌合するので、嵌合部における胴部材の内径寸法と軸部材の外径寸法の精度を従来の胴部材の両端部のそれぞれに軸部材を圧入する構成に比較して高精度とする必要がないし、嵌合に際して高い圧力を必要としない。さらに、ピンが貫通孔および軸側ピン挿入部の両者よりも小径に形成されているので、ピンを貫通孔および軸側ピン挿入部の両者に容易に入れることができる。したがって、製造を容易に行うことができる。

また、本発明において、前記胴部材が前記軸部材よりも軟らかい材質である構成とすることができる。そして、このような構成を採用したことにより、胴部材の内孔に軸部材の一端を容易に嵌合することができる。

さらに、本発明において、前記軸側ピン挿入部が前記貫通孔よりも大径に形成されている構成とすることができる。そして、このような構成を採用したことにより、軸側ピン挿入部に塑性変形体の一部を食い込ませることができるので、胴部材からの軸部材の抜け止めをより確実に行うことができる。

本発明のローラによれば、胴部材の両端部のそれぞれに軸部材を嵌合するので、嵌合部における胴部材の内径寸法と軸部材の外径寸法の精度を高くする必要がないし、嵌合に際して高い圧力を必要としない。さらに、ピンが貫通孔および軸側ピン挿入部の両者よりも小径に形成されているので、ピンを貫通孔および軸側ピン挿入部の両者に容易に入れることができる。したがって、製造を容易に行うことができるなどの優れた効果を奏する。

本発明に係るローラの第１実施形態の要部を示す断面図本発明に係るローラの第２実施形態の要部を示す部分拡大断面図

以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。

図１は、本発明に係るローラの第１実施形態を示すものであり、本実施形態のローラ１０は、金属によりパイプ状に形成された胴部材２０の内孔の両端に、金属により形成された軸部材３０を、金属により形成された短い棒状のピン４０を塑性変形させた塑性変形体４１により一体化して構成されている。

前記胴部材２０の内孔のうちの軸方向両端部は、後述する軸部材３０の一端部たる嵌合部３２が嵌合される嵌合孔２１とされている。また、胴部材２０の軸方向の端部のうちの嵌合孔２１が形成された部位には、胴部材２０と軸部材３０との結合に用いるための径方向に貫通する貫通孔２２が形成されている。本実施形態においては、胴部材２０の軸線を中心にして２つの貫通孔２２が軸対称に配置されている。

前記胴部材２０の材質としては、軸部材３０の材質より軟らかい材質、例えばアルミニウム合金が用いられている。

前記軸部材３０は、軸線方向外側に配置された小径の軸受部３１と、この軸受部３１の内側に配置された大径の嵌合部３２とが段部３３によって接続された段付きに形成されている。この嵌合部３２は、胴部材２０の嵌合孔２１に嵌合される一端部とされている。また、嵌合部３２の外周面には、胴部材２０と軸部材３０との結合に用いるための軸側ピン挿入部としての結合穴３４が形成されている。この結合穴３４は、軸部材３０の中心に向かって凹設されている。本実施形態においては、軸部材３０の軸線を中心にして２つの結合穴３４がその開口を径方向外側に向けて軸対称に配置されている。そして、結合穴３４の内径は、胴部材２０に形成された貫通孔２２の内径と同一サイズに形成されている。なお、本実施形態において、軸側ピン挿入部として有底の結合穴３４としたが、貫通させてもよい。

前記軸部材３０の材質としては、胴部材２０の材質より硬い材質、例えば鉄鋼が用いられている。

前記結合穴３４および貫通孔２２の数としては、設計コンセプトなどの必要に応じて設定すればよい。例えば単数であってもよいし、３以上の複数であってもよい。ここで、結合穴３４および貫通孔２２の数を３以上の複数とする場合における結合穴３４および貫通孔２２の配置としては、軸線から円を等分割するように配置してもよいし、軸方向にずらして配置してもよいし、これらを組み合わせて配置してもよい。但し、ローラ１０の回転バランスがよいという意味で、軸線から円を等分割するように配置するとともに、軸方向中心を対称面として対称に配置することが好ましい。勿論、結合穴３４および貫通孔２２の数は同数とされている。

なお、嵌合孔２１の内面および嵌合部３２の外周面のうちの少なくとも一方に、機械的な抜け止めとなるローレットや、ローラ１０の内部空間と外部とを連通するための空気の流動路などを形成してもよい。

前記胴部材２０と軸部材３０とは、嵌合孔２１に嵌合部３２を嵌合するとともに、貫通孔２２および結合穴３４の両者の内部空間に充満された塑性変形体４１により、軸部材３０が胴部材２０に対して軸線方向および回転方向ともに移動不能に結合されている。この塑性変形体４１は、図１の２点鎖線にて示すように、貫通孔２２および結合穴３４の両者より小径の短い棒状、例えば円柱状に形成されたピン４０をその軸線方向に沿って潰すことで、ピン４０の少なくとも両端部を拡径するように塑性変形させる塑性加工を施すことにより形成されている。

前記ピン４０の材質としては、胴部材２０よりも軟らかい材質であってもよいし、胴部材２０と同じ材質であってもよい。また、ピン４０の材質としては、軸部材３０よりも軟らかい材質が用いられている。本実施形態においては、胴部材２０と同じアルミニウム合金が用いられている。なお、ピン４０の体積を貫通孔２２および結合穴３４の両者の内部空間の体積とほぼ同一、あるいは少なくすることが後加工をする必要がないという意味で好ましい。

ここで、本実施形態のローラ１０の製造方法の実施形態について説明する。

本実施形態のローラ１０の製造方法（以下、単に、製造方法と記す。）は、貫通孔２２が形成された胴部材２０の嵌合孔２１に、結合穴３４が形成された軸部材３０の嵌合部３２を嵌合した（嵌合工程）後、貫通孔２２および結合穴３４の両者にピン４０を入れてセットしてピン４０を塑性変形して塑性変形体４１を形成する（塑性変形工程）ことにより一体化している。

さらに詳しく説明すると、本実施形態の製造方法によれば、まず、胴部材２０の嵌合孔２１に対して、軸部材３０の嵌合部３２を差し込んで嵌合する。このとき、貫通孔２２と結合穴３４との位置合わせを行う。

ついで、貫通孔２２および結合穴３４の両者にピン４０を入れてセットし、ピン４０の先端部に対して、図示しないリベットマシンのマシンヘッドなどに取り付けた加工ヘッドにより軸線方向に沿ってたたき潰すことで、ピン４０の少なくとも貫通孔２２およびこれに隣位する結合穴３４の開口端部が径方向外側に向かって拡径するように塑性変形する。これにより、貫通孔２２および結合穴３４の両者の内部空間に塑性変形体４１を形成することで、軸部材３０が胴部材２０に対して軸線方向および回転方向ともに移動不能に結合した完成品（図１に示すローラ１０）を得ることができる。ここで、塑性変形体４１の形状としては、軸部材３０が胴部材２０に対して軸線方向および回転方向ともに移動不能に結合する形状であればよく、塑性変形体４１と貫通孔２２との相互間、および塑性変形体４１と結合穴３４との相互間とのそれぞれの一部に隙間があってもよい。

なお、ピン４０を潰すのに、図示しないリベットマシンのマシンヘッドに取り付けた加工ヘッドを当接させて軸線方向に沿って押し潰すようにしてもよい。

また、胴部材２０の嵌合孔２１に軸部材３０の嵌合部３２を嵌合した後に貫通孔２２および結合穴３４を形成する場合には、嵌合工程と塑性変形工程との間に、貫通孔２２および結合穴３４を一工程で形成する加工工程を設けることになる。

つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。

本実施形態のローラ１０によれば、胴部材２０の両端部のそれぞれに軸部材３０を嵌合するので、嵌合部３２における胴部材２０の内径寸法と軸部材３０の外径寸法の精度を従来の胴部材の両端部のそれぞれに軸部材を圧入する構成に比較して高精度とする必要がないし、嵌合に際して高い圧力を必要としないし、ピン４０が貫通孔２２および軸側ピン挿入部としての結合穴３４の両者よりも小径に形成されているので、ピン４０を貫通孔２２および軸側ピン挿入部としての結合穴３４の両者に容易に入れることができる。したがって、ローラ１０の製造を容易に行うことができる。

また、本実施形態のローラ１０によれば、少なくともピン４０の両端部を拡径するように塑性変形させて塑性変形体とすることにより、胴部材２０と軸部材３０とを結合させているので、胴部材２０からの軸部材３０の抜け止めを従来より確実かつ容易に行うことができる。

また、本実施形態のローラ１０によれば、胴部材２０が軸部材３０よりも軟らかい材質であるから、胴部材２０の嵌合孔２１に軸部材３０の嵌合部３２を容易に嵌合することができる。

図２は本発明に係るローラの第２実施形態の要部を示すものであり、本実施形態のローラ１０Ａは、結合穴３４Ａの内径を貫通孔２２Ａの内径よりも大径に形成することにより構成されている。

その他の構成については、前述した第１実施形態のローラ１０と同一の構成とされているので、同一の構成部分については同一の符号を付し、その詳しい説明については省略する。

このような構成からなる本実施形態のローラ１０Ａによれば、前述した第１実施形態のローラ１０と同様の効果を奏することができるととともに、結合穴３４Ａの内径が貫通孔２２Ａの内径よりも大径に形成されているから、結合穴３４Ａにピン４０Ａを塑性変形させた塑性変形体４１Ａの一部を食い込ませることができるので、胴部材２０からの軸部材３０の抜け止めをより確実に行うことができる。

本発明のローラは、画像形成装置における各種のローラ、例えば印刷装置における印刷ローラや搬送ローラ、定着器における加圧ローラや加熱ローラ、無端ベルトを用いた搬送装置の搬送ローラ、テンションローラ、駆動ローラなどの多種多様のものに用いることができる。ここで、本発明のローラを画像形成装置の定着器における加圧ローラに用いる場合には、本発明のローラを芯金とし、この芯金のピンの塑性変形体の外部露出部の表面を覆うように胴部材の表面をシリコーンゴムなどからなる弾性体層で被覆するとともに、弾性体層の表面をふっ素樹脂などからなる離型層で被覆する構成とするとよい。これにより、画像形成装置における高温環境下で大きな荷重が繰り返し加わる加熱定着器に用いられる加圧ローラとして、長期間に亘り十分な強度を得ることができる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

１０、１０Ａローラ
２０胴部材
２１嵌合孔
２２、２２Ａ貫通孔
３０軸部材
３１軸受部
３２嵌合部
３３段部
３４、３４Ａ結合穴
４０、４０Ａピン
４１、４１Ａ塑性変形体

Claims

金属によりパイプ状に形成された胴部材の内孔の両端に、金属により形成された軸部材の一端が配置されているとともに、前記胴部材と前記軸部材とが金属により形成されたピンにより結合されているローラであって、
前記胴部材と前記軸部材とは、前記胴部材の内孔の両端に前記軸部材の一端が嵌合されており、
前記胴部材の端部には、前記ピンによる結合に用いる貫通孔が形成されており、
前記胴部材の内孔に嵌合される前記軸部材の外周面には、前記ピンによる結合に用いる軸側ピン挿入部が形成されており、
前記ピンは、前記貫通孔および前記軸側ピン挿入部の両者よりも小径に形成されており、
前記ピンは、前記軸部材よりも軟らかい材質であり、
前記ピンは、前記胴部材よりも軟らかい材質あるいは前記胴部材と同じ材質であり、
前記胴部材と前記端部材とは、前記貫通孔および前記軸側ピン挿入部の両者に前記ピンを入れてセットして前記ピンの少なくとも両端部を拡径するように塑性変形させて塑性変形体とすることにより、前記軸部材の一端が前記胴部材に対して軸線方向および回転方向ともに移動不能に結合されていることを特徴とするローラ。
前記胴部材が前記軸部材よりも軟らかい材質であることを特徴とする請求項１に記載のローラ。
前記軸側ピン挿入部が前記貫通孔よりも大径に形成されてい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。