JP2023124868A - Rotating body device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、円筒状のスリーブの内部に設けられた円柱回転体を有する回転体装置、例えば、磁性現像剤の搬送などに使用されるマグネットロールあるいはスリーブを外部に有する回転子を有する電動機等を製造するための回転体装置の製造方法及び製造装置、並びに回転体装置に関する。 The present invention provides a rotator device having a cylindrical rotator provided inside a cylindrical sleeve, such as a magnet roll used for conveying a magnetic developer or an electric motor having a rotor having an external sleeve. The present invention relates to a manufacturing method and manufacturing apparatus for manufacturing a rotator device, and to a rotator device.
電子写真装置、静電記録装置などにあって、磁性現像剤を搬送する手段、例えば現像ロール、クリーニングロールとしてマグネットロールが使用されている。マグネットロールは、非磁性体のスリーブの内部に、複数の磁極を有するマグネット部材を配置して、マグネット部材及びスリーブが相対的に回転するようにした構成をなしている。そして、従来から種々のマグネットロール、及びその製造方法が提案されている(特許文献1~3など)。
2. Description of the Related Art In electrophotographic apparatuses, electrostatic recording apparatuses, and the like, magnet rolls are used as means for conveying a magnetic developer, such as developing rolls and cleaning rolls. The magnet roll has a configuration in which a magnet member having a plurality of magnetic poles is arranged inside a non-magnetic sleeve so that the magnet member and the sleeve rotate relative to each other. Various magnet rolls and manufacturing methods thereof have been conventionally proposed (
例えば、特許文献1に開示されたマグネットロールは、外周面に軸方向に延びる複数個の磁極を設けてなるマグネット部材と、塑性変形可能な非磁性材料により中空円筒状に形成したスリーブと、これらの両端部に設けられ、スリーブに固着されたフランジとを備えている。スリーブとフランジとの固着により、永久磁石部材及びスリーブの相対的回転を行えるようにしている。
For example, the magnet roll disclosed in
このようなスリーブとフランジとの固着は、特許文献1及び3では機械的な手法によってなされ、特許文献2では化学的な手法によってなされる。
Such fixing between the sleeve and the flange is performed by a mechanical method in
具体的に、特許文献1では、スリーブの端部の内面に設けた環状凹部にフランジを嵌着させ、スリーブの端部を折り曲げて、機械的にスリーブ及びフランジを固着させている。また、特許文献3では、プレス装置に設けた金型によってスリーブの端部をフランジの端部に向けて曲げ変形させてフランジとスリーブとをかしめ固定することにより、機械的にスリーブ及びフランジを固着させている。
Specifically, in
これに対して、特許文献2では、フランジに設けられた環状の溝に接着剤を注入した後、スリーブをフランジ内に挿入させることにより、接着剤の接着力にてスリーブ及びフランジを固着させている。
On the other hand, in
特許文献2に開示されたように接着剤を用いて固着させる場合には、機械的な力が及ぼされないために寸法精度は良いが、接着が完了するまでに長時間を要するために生産効率を高くすることができない。
In the case of fixing using an adhesive as disclosed in
特許文献3に開示された固着手法では、接着法に比べて工程を短縮できる。しかしながら、フランジの軸方向に向かって短い時間に圧力をかける方法でスリーブをかしめるので、スリーブの変形に伴う振れ精度の低下、及び、スリーブ自体の膨らみによる寸法精度の低下が避けられない。また、かしめる強度を高めるためには軸方向に強い圧力をかける必要があり、また、金型全体の軸がスリーブの軸から傾いた場合には、かしめ強度の高い部分とかしめ強度が低い部分とが混在するため、マグネットロール自体の寸法精度が低下する虞がある。以上のことから、特許文献3での固着手法は、高い寸法精度を要求されるマグネットロールには適用できないという問題がある。
The fixing method disclosed in
同様の問題は、円柱回転体をスリーブの内部に支持するためのフランジを当該スリーブの両端部に固着させてなる、その他の回転体装置の製造方法にも発生し得るものである。 A similar problem may also occur in other manufacturing methods of rotating body devices in which flanges for supporting the cylindrical rotating body inside the sleeve are fixed to both ends of the sleeve.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、スリーブの変形を抑えながら、スリーブ及びフランジの強固な固着を実現できる回転体装置の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
一方、マグネットロールはフランジをスリーブに挿入配置し、かつスリーブ内部の段差部でフランジがスリーブ内部へ一定以上入らないように止めている。スリーブの内周面側を研削加工することによって、スリーブの内周面全周にわたる環状の段差が形成されるが、加工に用いる刃(バイト)の形状により、段差部の形状は必然的にR形状となってしまう。
一方、段差部に当接するフランジは機械加工によって作られることから、加工後の端部は鋭利となるため、機械加工等によりC面取が行われている。
このため、フランジをスリーブに挿入しフランジのC面取部とスリーブ内面のR形状の段差部が当接した際にC面取部と当該段差部の当接箇所でフランジの位置が安定せず結果としてフランジの振れが発生していた。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、スリーブとフランジの当接箇所の形状を一致させることで、段差部に対するフランジのR面取部の位置決めが正確にでき、フランジの振れ精度を向上させることができる回転体装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a manufacturing method and manufacturing apparatus for a rotator device capable of achieving strong fixation between a sleeve and a flange while suppressing deformation of the sleeve.
On the other hand, the magnet roll has a flange inserted into the sleeve, and a stepped portion inside the sleeve prevents the flange from entering the sleeve more than a certain amount. By grinding the inner peripheral surface of the sleeve, an annular step is formed over the entire inner peripheral surface of the sleeve. It becomes a shape.
On the other hand, since the flange that abuts on the stepped portion is made by machining, the end of the flange becomes sharp after machining.
Therefore, when the flange is inserted into the sleeve and the C-chamfered portion of the flange abuts against the R-shaped stepped portion on the inner surface of the sleeve, the position of the flange is not stable at the contact point between the C-chamfered portion and the stepped portion. As a result, runout of the flange occurred.
The present invention has been made in view of such circumstances, and by matching the shapes of the abutting portions of the sleeve and the flange, it is possible to accurately position the R chamfered portion of the flange with respect to the stepped portion, thereby improving the runout accuracy of the flange. An object of the present invention is to provide a rotator device capable of improving
本発明に係る製造方法は、円筒状のスリーブと、該スリーブの内部に設けられた円柱回転体と、前記スリーブの端部に固着され、前記円柱回転体を支持するフランジとを備える回転体装置を製造する方法であって、前記スリーブの端部に前記フランジを固着させる際に、前記スリーブの端部に、回転体装置の中心軸に対して外周面を傾斜させて3個一組のローラを接触させ、回転体装置の中心軸方向における前記スリーブに加わる荷重を検出し、検出された荷重を用いた電気的フィードバック制御により、前記スリーブに加わる荷重が増加するように、前記ローラを回転体装置の中心軸回りに回転させながら該ローラを回転体装置の中心軸方向に移動させて、前記スリーブをかしめる。 A manufacturing method according to the present invention is a rotating body device comprising a cylindrical sleeve, a cylindrical rotating body provided inside the sleeve, and a flange fixed to an end of the sleeve for supporting the cylindrical rotating body. wherein, when fixing the flange to the end of the sleeve, a set of three rollers is attached to the end of the sleeve with the outer peripheral surface inclined with respect to the central axis of the rotating body device , the load applied to the sleeve in the central axis direction of the rotating body device is detected, and electrical feedback control using the detected load is performed to increase the load applied to the sleeve by moving the roller to the rotating body While rotating about the central axis of the apparatus, the roller is moved in the direction of the central axis of the rotator apparatus to caulk the sleeve.
本態様にあっては、スリーブの端部に3個一組のローラ面を傾斜接触させ、ローラを回転させながら回転体装置の軸方向に移動させ、スリーブをかしめることにより、スリーブの端部をフランジに固着させる。
よって、かしめ処理にてスリーブ及びフランジの固着を行うため、接着剤は不要で低コストであり、固着処理に要する時間も短い。また、振れ精度が悪い、スリーブに変形(膨れ)が生じ易いというかしめ処理の課題を解消する。即ち、かしめ時のスリーブへの負荷は小さく、スリーブの振れ及びスリーブの変形(膨れ)も少ない。更に、ローラを回転させながら回転体装置の軸方向に移動させるという動作で、スリーブへの負荷を少なくして、回転体装置を製造することができる。
更に、電気的フィードバック制御によって、中心軸方向におけるスリーブに加わる荷重を増加させるため、かしめ時のスリーブへの負荷をより正確に制御でき、スリーブの振れ及びスリーブの変形(膨れ)をより低減させることができる。
In this aspect, a set of three roller surfaces are brought into contact with the end portion of the sleeve at an angle, the rollers are rotated and moved in the axial direction of the rotary device, and the sleeve is crimped to obtain the end portion of the sleeve. to the flange.
Therefore, since the sleeve and the flange are fixed by caulking, no adhesive is required, the cost is low, and the time required for the fixing process is short. In addition, it solves the problem of the caulking process that the deflection accuracy is poor and the sleeve is likely to be deformed (swelled). That is, the load on the sleeve during caulking is small, and the deflection and deformation (bulging) of the sleeve are also small. Furthermore, by moving the roller in the axial direction of the rotating device while rotating, the load on the sleeve can be reduced to manufacture the rotating device.
Furthermore, electrical feedback control increases the load applied to the sleeve in the direction of the central axis, so the load on the sleeve during caulking can be controlled more accurately, further reducing sleeve runout and sleeve deformation (bulging). can be done.
本発明に係る製造方法は、回転体装置の中心軸方向における前記スリーブに加わる荷重が所定値に達した場合、検出される荷重が所定時間、前記所定値で維持されるように前記ローラを回転体装置の中心軸方向へ移動させる力をフィードバック制御する。 In the manufacturing method according to the present invention, when the load applied to the sleeve in the direction of the central axis of the rotary device reaches a predetermined value, the roller is rotated such that the detected load is maintained at the predetermined value for a predetermined time. It feedback-controls the force that moves the body apparatus in the central axis direction.
本態様にあっては、スリーブに加わる荷重を所定値に維持したまま、所定時間、ローラを回転させることによって、スリーブの端部が効率良くかしめられ、強固な固着が得られる。 In this aspect, by rotating the rollers for a predetermined time while maintaining the load applied to the sleeve at a predetermined value, the ends of the sleeve are efficiently crimped and firmly fixed.
本発明に係る製造方法は、前記所定時間は、前記スリーブの端部の縁に沿って前記ローラが、複数回回転するのに要する時間である。 In the manufacturing method according to the present invention, the predetermined time is the time required for the roller to rotate multiple times along the edge of the end of the sleeve.
本態様にあっては、スリーブに加わる荷重を所定値に維持したまま、円筒状であるスリーブの端部の縁に沿ってローラを複数回回転させることができる。従って、スリーブの端部がより効率良くかしめられ、強固な固着が得られる。 In this aspect, the roller can be rotated a plurality of times along the edge of the cylindrical sleeve while maintaining the load applied to the sleeve at a predetermined value. Therefore, the ends of the sleeve are crimped more efficiently and a strong fixation is obtained.
本発明に係る製造方法は、回転体装置の中心軸方向における前記スリーブに加わる荷重が検出された場合、前記ローラの回転を開始させる。 The manufacturing method according to the present invention causes the roller to start rotating when a load applied to the sleeve in the central axis direction of the rotating body device is detected.
本態様にあっては、スリーブの端部にローラが接触した時点、つまりスリーブの端部に負荷がかかる前にローラを回転させることができ、スリーブの振れ及びスリーブの変形(膨れ)を抑えることができる。 In this aspect, the roller can be rotated when the roller comes into contact with the end of the sleeve, that is, before a load is applied to the end of the sleeve. can be done.
本発明に係る製造方法は、前記スリーブの両端部に前記フランジを固着させる際に、前記スリーブの一方の端部及び他方の端部それぞれに、回転体装置の中心軸に対して外周面を傾斜させて3個一組の前記ローラを接触させ、各3個一組の前記ローラそれぞれを回転体装置の中心軸回りに回転させながら該ローラを回転体装置の中心軸方向に移動させて、前記スリーブをかしめる。 In the manufacturing method according to the present invention, when the flanges are fixed to both ends of the sleeve, the outer peripheral surface of each of the one end and the other end of the sleeve is inclined with respect to the central axis of the rotating body device. to bring the set of three rollers into contact with each other, rotate each set of three rollers about the central axis of the rotating body device, and move the rollers in the direction of the central axis of the rotating body device. Crimp the sleeve.
本態様にあっては、スリーブの両端部を同時的にかしめ、当該スリーブの両端部にフランジを固着させることができる。従って、効率的に回転体装置を製造することができる。 In this aspect, both ends of the sleeve can be crimped simultaneously to fix the flanges to both ends of the sleeve. Therefore, the rotator device can be manufactured efficiently.
本発明に係る製造方法は、前記一方の端部に接触する前記ローラを回転体装置の中心軸方向に移動させ、前記他方の端部に接触する前記ローラに加わる荷重を検出することにより、回転体装置の中心軸方向における前記スリーブに加わる荷重を検出する。 In the manufacturing method according to the present invention, the roller in contact with the one end is moved in the central axis direction of the rotating body device, and the load applied to the roller in contact with the other end is detected. A load applied to the sleeve in the central axial direction of the body apparatus is detected.
本態様にあっては、一方の端部に接触するローラを回転体装置の中心軸方向に移動させることによって、スリーブをかしめる力が当該両端部に働き、他方の端部に接触するローラに加わる荷重を検出することによって、中心軸方向におけるスリーブに加わる荷重を検出することができる。例えば、一方の端部のローラ側に、当該ローラを移動させる駆動部を設け、他方の端部に荷重センサを設けることができる。従って、スリーブの両端部を同時的にかしめると共に、中心軸方向におけるスリーブに加わる荷重を検出することができ、ローラの移動量をフィードバック制御することができる。 In this aspect, by moving the roller in contact with one end in the direction of the central axis of the rotating body device, a force for caulking the sleeve acts on the both ends, causing the roller in contact with the other end to move. By detecting the applied load, it is possible to detect the load applied to the sleeve in the central axis direction. For example, a drive unit for moving the roller can be provided at one end on the roller side, and a load sensor can be provided at the other end. Therefore, both ends of the sleeve can be crimped simultaneously, the load applied to the sleeve in the central axis direction can be detected, and the amount of roller movement can be feedback-controlled.
本発明に係る製造方法は、前記スリーブの一方の端部に接触する3個一組の前記ローラの回転方向と、前記スリーブの他方の端部に接触する3個一組の前記ローラの回転方向とが逆である。 In the manufacturing method according to the present invention, the rotation direction of the set of three rollers contacting one end of the sleeve and the rotation direction of the set of three rollers contacting the other end of the sleeve is the opposite.
本態様にあっては、スリーブの一方の端部に接触する3個一組のローラと、スリーブの他方の端部に接触する3個一組のローラとで、回転方向を逆にする。よって、スリーブの中央部での変形(膨れ)を抑制できる。 In this aspect, the set of three rollers in contact with one end of the sleeve and the set of three rollers in contact with the other end of the sleeve rotate in opposite directions. Therefore, deformation (bulging) at the central portion of the sleeve can be suppressed.
本発明に係る製造方法は、前記ローラの外周面は、先端面から後端面に向かって広がる傾斜面と、該傾斜面の後端面側に配された内円弧面とを有する。 In the manufacturing method according to the present invention, the outer peripheral surface of the roller has an inclined surface that widens from the front end surface to the rear end surface, and an inner arc surface arranged on the rear end surface side of the inclined surface.
本態様にあっては、先端面から後端面に向かって広がる傾斜面と、傾斜面の後端面側に配された内円弧面とを含む外周面(加工面)を有するローラを使用する。よって、スリーブの端部が効率良くかしめられ、スリーブの端部が多くフランジに食い込むため、強固な固着が得られる。 In this mode, a roller is used that has an outer peripheral surface (machined surface) that includes an inclined surface that extends from the front end surface to the rear end surface and an inner circular arc surface disposed on the rear end surface side of the inclined surface. Therefore, the ends of the sleeve are crimped efficiently, and a large amount of the ends of the sleeve bite into the flange, so that strong fixation can be obtained.
本発明に係る製造方法は、前記ローラを回転体装置の中心軸方向に移動させる最後に、前記ローラの前記内円弧面を前記スリーブの端部に接触させる。 In the manufacturing method according to the present invention, the inner arcuate surface of the roller is brought into contact with the end of the sleeve at the end of moving the roller in the central axis direction of the rotating body device.
本態様にあっては、ローラを回転体装置の軸方向に移動させる最後の過程で、ローラの内円弧面をスリーブの端部に接触させる。よって、スリーブの端部を更に強固にフランジに食い込ませることができる。 In this aspect, the inner arcuate surface of the roller is brought into contact with the end of the sleeve in the final process of moving the roller in the axial direction of the rotary device. Therefore, the end of the sleeve can be made to bite into the flange more firmly.
本発明に係る製造方法は、前記ローラの中心軸を回転体装置の中心軸に対して傾斜させる。 In the manufacturing method according to the present invention, the central axis of the roller is tilted with respect to the central axis of the rotating body device.
本態様にあっては、ローラの中心軸を回転体装置の中心軸に対して傾斜させており、3個一組のローラの中央の空間へのノックアウト用の筒体(頂套)14bの配置が容易である。 In this embodiment, the central axis of the rollers is inclined with respect to the central axis of the rotating body device, and the knockout cylindrical body (apex) 14b is arranged in the central space of the set of three rollers. is easy.
本発明に係る製造方法は、前記ローラの外周面は、先端面から後端面に向かって広がる水平面と、該水平面の後端面側に配された内円弧面とを有しており、前記ローラの中心軸を回転体装置の中心軸に対して傾斜させる。 In the manufacturing method according to the present invention, the outer peripheral surface of the roller has a horizontal surface that extends from the front end surface toward the rear end surface and an inner arc surface that is arranged on the rear end surface side of the horizontal surface, and the roller The central axis is tilted with respect to the central axis of the rotator device.
本態様にあっては、傾斜面を持たない外周面を有するローラを使用する場合でも、ローラの中心軸を回転体装置の中心軸に対して傾斜させることにより、ローラの外周面を回転体装置の中心軸に対して傾斜させることができる。 In this aspect, even when a roller having an outer peripheral surface without an inclined surface is used, by inclining the central axis of the roller with respect to the central axis of the rotating body device, the outer peripheral surface of the roller can be adjusted to the rotating body device. can be tilted with respect to the central axis of
本発明に係る製造装置は、円筒状のスリーブと、該スリーブの内部に設けられた円柱回転体と、前記スリーブの端部に固着され、前記円柱回転体を支持するフランジとを備える回転体装置を製造する装置であって、前記スリーブの端部に接触する3個のローラを有するかしめ機と、該かしめ機を、回転体装置の中心軸回りに回転させる回転モータと、前記かしめ機を回転体装置の中心軸方向に移動させる駆動部と、前記スリーブの中心軸方向に加わる荷重を検出する荷重センサと、該荷重センサにて検出された荷重を用いた電気的フィードバック制御により、前記ローラを回転体装置の中心軸回りに回転させながら該ローラを回転体装置の中心軸方向に移動させるシーケンサとを備え、前記ローラは、その外周面を回転体装置の中心軸に対して傾斜させて配置してあり、前記シーケンサは、前記スリーブの中心軸方向に加わる荷重が増加するように、前記ローラを回転させながら該ローラを回転体装置の中心軸方向に移動させて、前記スリーブをかしめて前記スリーブ及びフランジを固着させるように構成してある。 A manufacturing apparatus according to the present invention is a rotating body device comprising a cylindrical sleeve, a cylindrical rotating body provided inside the sleeve, and a flange fixed to an end of the sleeve for supporting the cylindrical rotating body. comprising a crimping machine having three rollers in contact with the end of the sleeve, a rotary motor for rotating the crimping machine around the central axis of a rotating body device, and the crimping machine rotating The roller is driven by a drive unit that moves the body apparatus in the central axis direction, a load sensor that detects the load applied in the central axis direction of the sleeve, and electrical feedback control using the load detected by the load sensor. a sequencer for moving the roller in the central axis direction of the rotating body device while rotating about the central axis of the rotating body device, wherein the roller is arranged with its outer peripheral surface inclined with respect to the central axis of the rotating body device The sequencer rotates the roller and moves the roller in the direction of the center axis of the rotating body device so that the load applied in the direction of the center axis of the sleeve increases, and crimps the sleeve to move the roller. It is configured to secure the sleeve and flange.
本態様によれば、上記製造方法と同様、電気的フィードバック制御によって、中心軸方向におけるスリーブに加わる荷重を増加させる構成であるため、かしめ時のスリーブへの負荷をより正確に制御でき、スリーブの振れ及びスリーブの変形(膨れ)をより低減させることができる。 According to this aspect, as in the manufacturing method described above, the load applied to the sleeve in the direction of the central axis is increased by electrical feedback control. Run-out and deformation (bulging) of the sleeve can be further reduced.
本発明に係る回転体装置は、円筒状のスリーブと、該スリーブの内部に設けられた円柱回転体と、前記スリーブの両端部に固着され、前記円柱回転体を支持する円盤状のフランジを備える回転体装置であって、前記スリーブは、挿入されたフランジが嵌り掛かる段差部を備え、前記段差部はR形状を有し、前記フランジが前記段差部に当接する縁部分は当該R形状に倣う形状を有する。 A rotating body device according to the present invention includes a cylindrical sleeve, a cylindrical rotating body provided inside the sleeve, and disk-shaped flanges fixed to both ends of the sleeve and supporting the cylindrical rotating body. In the rotary body device, the sleeve includes a stepped portion into which the inserted flange is fitted, the stepped portion has an R shape, and the edge portion where the flange contacts the stepped portion conforms to the R shape. have a shape.
本発明に係る回転体装置は、円筒状のスリーブと、該スリーブの内部に設けられた円柱回転体と、前記スリーブの両端部にかしめ固定され、前記円柱回転体を支持する円盤状のフランジを備える回転体装置であって、前記スリーブは、挿入されたフランジが嵌り掛かる段差部を備え、前記段差部はR形状を有し、前記フランジが前記段差部に当接する縁部分は当該R形状に倣う形状を有する。 A rotating body device according to the present invention includes a cylindrical sleeve, a cylindrical rotating body provided inside the sleeve, and disk-shaped flanges that are crimped and fixed to both ends of the sleeve to support the cylindrical rotating body. wherein the sleeve has a stepped portion into which an inserted flange is fitted, the stepped portion has an R shape, and an edge portion where the flange contacts the stepped portion has the R shape It has a shape that imitates.
本発明に係る回転体装置は、円筒状のスリーブと、該スリーブの内部に設けられた円柱回転体と、前記スリーブの両端部にかしめ固定され、前記円柱回転体を支持する円盤状のフランジを備える回転体装置であって、前記スリーブは、挿入されたフランジが嵌り掛かる段差部を備え、前記段差部はR形状を有し、前記フランジが前記段差部に当接する縁部分は当該R形状に倣う形状を有するとともに前記段差部と、前記フランジの縁部分とが隙間無く面当接している。 A rotating body device according to the present invention includes a cylindrical sleeve, a cylindrical rotating body provided inside the sleeve, and disk-shaped flanges that are crimped and fixed to both ends of the sleeve to support the cylindrical rotating body. wherein the sleeve has a stepped portion into which an inserted flange is fitted, the stepped portion has an R shape, and an edge portion where the flange contacts the stepped portion has the R shape The stepped portion and the edge portion of the flange are in surface contact without a gap.
本態様によれば、スリーブとフランジの当接箇所の形状を一致させることで、段差部に対するフランジのR面取部の位置決めが正確にでき、フランジの振れ精度を向上させることができる。 According to this aspect, by matching the shapes of the abutting portions of the sleeve and the flange, the R-chamfered portion of the flange can be accurately positioned with respect to the stepped portion, and the deflection accuracy of the flange can be improved.
本態様では、かしめ処理にてスリーブ及びフランジの固着を行っているので、接着処理に比べて、接着剤が不要でコストを低減できる、接着剤の硬化管理が不要であるため作業スペース及び処理時間を低減できるなどの効果を奏する。また、かしめ時のスリーブへの負荷が小さいため、スリーブの変形量が少なくなって、スリーブの振れ精度を高くでき、スリーブの変形(膨れ)も抑えながら、強度な固着を達成することができる。更に、電気的フィードバック制御によってスリーブに加わる荷重を制御することが可能であり、かしめ時のスリーブへの負荷をより正確に制御でき、スリーブの振れ及びスリーブの変形(膨れ)をより低減させることができる。
本態様では、スリーブとフランジの当接箇所の形状を一致させることで、段差部に対するフランジのR面取部の位置決めが正確にでき、フランジの振れ精度を向上させることができる。
In this aspect, since the sleeve and the flange are fixed by caulking, compared to the adhesive process, no adhesive is required, which reduces the cost, and the work space and processing time are unnecessary because the curing management of the adhesive is unnecessary. can be reduced. In addition, since the load on the sleeve during crimping is small, the amount of deformation of the sleeve is reduced, the deflection accuracy of the sleeve can be increased, and strong fixation can be achieved while suppressing deformation (bulging) of the sleeve. Furthermore, it is possible to control the load applied to the sleeve by electrical feedback control, so that the load on the sleeve during crimping can be controlled more accurately, and the runout and deformation (bulging) of the sleeve can be further reduced. can.
In this aspect, by matching the shapes of the abutting portions of the sleeve and the flange, the R-chamfered portion of the flange can be accurately positioned with respect to the stepped portion, and the deflection accuracy of the flange can be improved.
以下、本発明をその実施形態を示す図面に基づいて詳述する。なお以下においては、回転体装置の一例として、マグネットロールの実施形態について詳述する。
図1は、マグネットロール1の構成を示しており、図1Aはその縦断面図、図1Bは図1AのA-A線における横断面図である。マグネットロール(回転体装置)1は、非磁性体からなる円筒状のスリーブ2と、スリーブ2の内部に配置されたマグネット部材3と、スリーブ2の長手方向の両端部の内側に固着されたフランジ4a,4bとを有する。後述するように、各フランジ4a,4bの構成は異なるが、かしめ処理の対象としては同様の部材であるため、区別無くフランジ4a,4bについて言及するときはフランジ4,4と表記して説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the drawings showing its embodiments. In the following, an embodiment of a magnet roll will be described in detail as an example of a rotating device.
FIG. 1 shows the configuration of the
スリーブ2は、例えばアルミニウム合金、非磁性ステンレス鋼などの塑性変形可能な非磁性金属材料で作製されている。マグネット部材3は、その周方向に配列された複数の磁極を備えた円筒状のマグネット5の中心孔に丸棒状のシャフト6が挿入固定された構成をなしている。シャフト6は金属などの高強度材料により構成され、マグネット5と一体化されている。
The
フランジ4,4は、例えばアルミニウム合金、非磁性ステンレス鋼などの非磁性金属材料で作製されている。各フランジ4,4の外周面にはローレット40(外周面に等間隔で形成した溝、平目ローレット)が形成されており、各フランジ4,4の外縁部(ローレット側)は面取りがなされていない。各フランジ4,4の他の縁部(後述のスリーブ2の段差部2bに当接する縁部)には面取りがなされている。フランジ4,4の内部には、軸受(回転軸受け)7,7が嵌装されている。これらの軸受7,7により、シャフト6が支持されている。このような構成により、スリーブ2とマグネット部材3とが相対的に回転できるようになっている。なお、ローレット40についてはアヤ目ローレットも適用可能である。また、スリーブ2とフランジ4,4に用いる材料(非磁性金属材料)については、本発明の効果を奏するように、それぞれに使用する金属の硬度等を考慮し適宜設定すれば良い。
The
図2は、スリーブ2の形状を示しており、図2Aはその平面図、図2Bは図2AのB-B線における横断面図である。スリーブ2の外周面には、所定間隔をおいて軸方向に延びる複数の溝21が形成されている。スリーブ2は感光ドラム(図示せず)と平行に設けられ、スリーブ2の外周に保持されたトナーが感光ドラムの現像部分の静電潜像上に搬送されて、静電潜像に付着される。このときの磁性現像剤の搬送性を向上させるために、前記複数の溝21が設けられている。なお、溝21に変えて、スリーブ2表面に凹凸を設けても良く、ブラスト処理によりスリーブ2表面を荒らしても良い。あるいは、搬送性を向上させるための表面処理等を施しても良い。
2 shows the shape of the
このような構成をなすマグネットロール1の製造工程について簡単に説明する。
まず、マグネット部材3を作製する。例えば、周方向に配列された複数の磁極を備えた円筒状のマグネット5の中心孔に、接着剤を用いてシャフト6を一体化させて、マグネット部材3を作製しても良い。また、シャフト6となる丸棒を圧縮成形装置の金型内に配設し、丸棒の周囲に磁性粉末及び樹脂を混合させた磁性組成物を供給し、加圧成形して、一体化させた後、マグネット5の周方向に複数の磁極を着磁させて、マグネット部材3を作製しても良い。
A manufacturing process of the
First, the
次いで、作製したマグネット部材3をスリーブ2の内部に挿通させ、マグネット部材3のシャフト6の両端部に、軸受7,7を介して、フランジ4a,4bを嵌合させる。スリーブ2は、両端部にフランジ4a,4bが嵌まり掛かる段差部2bを有し、フランジ4a,4bはスリーブ2の両端部に仮止めされる。最後に、後述のかしめ処理によって、スリーブ2の両端部をフランジ4a,4bに固着させる。
フランジ4aはフランジ4aと一体であるフランジ軸部41を有しており、フランジ4aとシャフト6は軸受け7を介して回転自在に接合される。
フランジ4bはシャフト6の軸部6aを貫通させる貫通孔を有し、シャフト6と回転自在に接合される。
このような構造により、スリーブ2とマグネット部材3はそれぞれ、左端の軸部6a及び右端のフランジ軸部41を把持し回転させることで別々に回転可能となっている。
言い換えるとフランジ軸部41を把持し軸部6aを回転させると、スリーブ2を固定したままマグネット部材3を回転させることができ、軸部6aを把持したままフランジ軸部41を回転させるとスリーブ2を回転させることができる。シャフト軸部6aはシャフト6と一体であり、以下シャフト軸部6aをシャフト6の一部として説明する。
なお、上記段差部2bはスリーブ2の内周面に形成された環状の凹部によって形成されている。より詳細には、スリーブ2の両端部を除く部位の内径はフランジ4,4の外径より小さく、当該両端部の内径はフランジ4,4の外径より大きく(スリーブ2の両端部は肉厚が薄く形成されている)、がたつき無くフランジ4,4が嵌まる程度の寸法を有するように形成されており、かかる内径の差によって段差部2bが構成されている。
Next, the manufactured
The
The
With such a structure, the
In other words, when the
The stepped
以下、本発明の特徴である、スリーブ2とフランジ4,4とを固着させるためのかしめ処理について、第1実施形態(ローラ15,15,15の中心軸とマグネットロール1の中心軸とが平行である形態)と、第2実施形態(ローラ15,15,15の中心軸がマグネットロール1の中心軸に対して傾斜している形態)とに分けて詳述する。また、第3実施形態では、本実施形態に係るかしめ処理に好適なスリーブ2及びフランジ4,4の構成について説明する。
Hereinafter, the caulking process for fixing the
(第1実施形態)
図3は、第1実施形態に係る製造装置の構成を示す図である。第1実施形態に係る製造装置は、かしめ処理によりマグネットロール1を製造する装置である。図3において、10はベースであり、11は被かしめ材である。被かしめ材11は、スリーブ2の内部にマグネット部材3を挿通させ、スリーブ2の両端部にフランジ4,4を嵌め込んでなるかしめ対象である。
(First embodiment)
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the manufacturing apparatus according to the first embodiment. The manufacturing apparatus according to the first embodiment is an apparatus for manufacturing the
ベース10上には、直線状のガイドレール10aが敷設され、ガイドレール10aの中央部には被かしめ材11を支持する支持台12が設けられている。支持台12は、ガイドレール10aに沿って移動可能なスライダ12aを下部に有し、ガイドレール10aに沿って移動することができる。支持台12の上方には、支持台12との間で被かしめ材11の中央部を挟めるように、固定具13が設けられている。固定具13はエアプッシャー等の直動機構によって、上下動可能であり、かしめ処理を開始する際、直道機構によって固定具13を下方へ移動させることによって、被かしめ材11を支持台12と固定具13との間に挟み込み、固定することができる。また、支持台12は、被かしめ材11のベース10上での位置を調整するための調整機構(図示せず)を備えている。
なお、支持台12はガイドレール10aの中央部に固定されていても良い。
A linear guide rail 10a is laid on the
Note that the
また、支持台12を挟んでガイドレール10aの両端側には、2台のかしめ機取付け台16,16が設けられている。かしめ機取付け台16,16は、例えば略直方対形状であり、その下部に、ガイドレール10aに沿って移動可能なスライダ16a,16aを有し、ガイドレール10aに沿って移動することができる。2つのかしめ機取付け台16,16の内側面、つまり支持台12の方を向いた側面にかしめ機14,14が取り付けられている。各かしめ機14,14は同じ構成であり、ローラ台座14aに3個のかしめ用のローラ15,15,15が取り付けられた構成を有する。ローラ台座14aは、例えば円盤状であり、支持台12側の円板面にローラ15,15,15が取り付けられている。
Two caulking
図4は3個のローラ15,15,15の配置を示す図である。図4に示すように、3つのローラ15,15,15は、中心線のまわりに120°の位相角をもって周方向に配列されている。各ローラ15,15,15の中心軸は、被かしめ材11の中心軸と平行である。言い換えると、各ローラ15,15,15の中心軸は、ガイドレール10aの長手方向、かしめ機14,14の移動方向と平行である。ローラ台座14a内での3個のローラ15,15,15で囲まれた位置、つまりローラ台座14aの中心に、ノックアウト用の筒体14bが設けられている。
FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of the three
各ローラ台座14aには、かしめ機取付け台16,16を介して、回転モータ17,17が接続されており、回転モータ17,17の駆動により、かしめ機14,14がその中心線を軸にして回転するようになっている。
Rotating
一方のかしめ機取付け台16(例えば、図3中右側のかしめ機取付け台16)には、かしめ機取付け台16をガイドレール10aに沿って直線移動させる駆動部18が設けられている。駆動部18は、例えば、スライダ16aをガイドレール10aに沿って直線移動させるボールネジ等の駆動機構18c、図示しないモータを有し、モータ駆動によりかしめ機取付け台16を移動させる。駆動部18によって、かしめ機取付け台16と共にかしめ機14を被かしめ材11の中心軸方向に水平移動させることができる。
なお、駆動部18の機構は特に限定されるものではなく、リニアモータ、シャフトモータ等、電気的フィードバック制御により、かしめ機14の水平移動を制御できるものであれば良い。
One crimping machine mounting base 16 (for example, the crimping
Note that the mechanism of the
他方のかしめ機取付け台16(例えば、図3中左側のかしめ機取付け台16)には、駆動部18が設けられておらず、ガイドレール10aに沿って受動的に移動するようになっている。ただし、かしめ機取付台16は後述の荷重センサ19に接続されているため、荷重センサ19による荷重検出に必要な範囲で移動する。一方のかしめ機取付け台16が図3中左方向へ移動し、被かしめ材11の一端部に当接して当該被かしめ材11を左側へ移動させ、被かしめ材11の他端部が当該他方のかしめ機取付け台16に当接すると、駆動部18の駆動力によって、両かしめ機14及び被かしめ材11は一体的に図3中左側へ移動することになる。つまり、被かしめ材11に加わる荷重に応じてかしめ機取付け台16がわずかに荷重センサ19側へ移動し、当該荷重が荷重センサ19に加わる。
The other crimping machine mounting base 16 (for example, the crimping
更に、他方のかしめ機取付け台16には回転モータ17を介して、荷重センサ19が設けられている。荷重センサ19は、他方のかしめ機取付け台16のかしめ機14に加わる荷重、特に被かしめ材11の中心軸方向、あるいはかしめ機14及びかしめ機取付け台16の移動方向における荷重を検出する。荷重センサ19は、他方のかしめ機取付け台16に設けられた回転モータ17に当接する箇所、例えば図3中左方に設けられている。より具体的には、図3に示すように、荷重センサ19を支持するセンサ支持部10bが設けられており、荷重センサ19は、センサ面が支持台12側を向き、他方のかしめ機取付け台16に設けられた回転モータ17の中心部に対向する位置及び姿勢でセンサ支持部10bに取り付けられている。
Furthermore, a
図5は、第1実施形態に係る製造装置の構成を示すブロック図である。製造装置は、2つのかしめ機14,14の回転モータ17,17を動作させるモータ制御部17a,17a及びモータアンプ17b,17bと、駆動部18を動作させる駆動制御部18a及び駆動アンプ18bと、荷重センサ19を用いて荷重を検出するためのセンサアンプ19aと、シーケンサ20とを備える。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the manufacturing apparatus according to the first embodiment. The manufacturing apparatus includes motor control units 17a and 17a and motor amplifiers 17b and 17b that operate the
モータアンプ17b,17bは、回転モータ17,17に電流を供給して回転させる。モータ制御部17a,17aは、モータアンプ17b,17bによる電流供給を制御することによって、回転モータ17,17を制御する。
The motor amplifiers 17b, 17b supply electric current to the
駆動アンプ18bは、電流を駆動部18のモータに電流を供給して、一方のかしめ機取付け台16を移動させる。駆動制御部18aは、駆動アンプ18bによる電流供給を制御することによって、一方のかしめ機14をガイドレール10aに沿って直線移動させる。
The
センサアンプ19aは、荷重センサ19が検出した荷重を増幅し、検出された荷重を示す信号をシーケンサ20へ出力する。
The
図6は、かしめ処理開始時の製造装置の構成を示す図である。シーケンサ20は、センサアンプ19aから出力された荷重の信号を受信し、駆動制御部18a及びモータ制御部17a,17aへ制御信号を出力することによって製造装置の動作を制御する。また、固定具13の上下動を制御する。
具体的には、かしめ処理の開始指示が入力されると、シーケンサ20は、駆動制御部18aへ制御信号を出力することによって、一方のかしめ機取付け台16(右側のかしめ機取付け台16)を支持台12の方向へ移動させる。そして、シーケンサ20は、中心軸方向における被かしめ材11に加わる荷重を検出し、図6に示すように被かしめ材11にかしめ機14が当接すると同時に、2つのかしめ機14,14のローラ15,15,15を回転させる。また、シーケンサ20は、被かしめ材11に加わる荷重に応じて、上記一方のかしめ機取付け台16の水平移動を制御することによって、被かしめ材11の両端部に加わる荷重を制御する。かしめ処理を終了すると、シーケンサ20は、かしめ機14,14のローラ15,15,15の回転を停止させ、上記一方のかしめ機取付け台16及びかしめ機14を図6中右方向へ移動させて制御装置を停止させる。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the manufacturing apparatus when starting the caulking process. The
Specifically, when an instruction to start the crimping process is input, the
図7は、第1実施形態に係る製造方法を示す図である。図7は、かしめ処理に必要な構成だけを抜き出して模式的に示したものである。図7に示すように、ローラ15,15,15は、上記したような回転モータ17,17及び駆動部18により、被かしめ材11の軸芯を中心とした回転移動と、被かしめ材11の軸方向(図7の左右方向)の水平移動とが可能である。かしめ処理時には、片側(例えば右側)のかしめ機14は、被かしめ材11の中央側に向かう方向に直線移動し(図7の矢印a参照)、反対方向(逆方向)に回転移動する(図7の矢印b参照)。なお、反対方向(逆方向)に回転移動するとは、図7において被かしめ材11を絞る(ねじる)ように両かしめ機14,14が回転することであって、例えば図7において、左側側面から見た場合、左側のかしめ機14,14は時計回りに回転しており、右側側面から見た場合、右側のかしめ機14,14も時計回りに回転していることをさす。このようなかしめ機14の移動により、かしめ処理時に、一方の3個一組のローラ15,15,15と他方の3個一組のローラ15,15,15とは、互いに逆方向に回転すると同時に、(片側の3個一組のローラが)被かしめ材11の中央側に向かう方向に移動する。また、かしめ処理時には、支持台12と固定具13との挟持により、被かしめ材11の中央部が支持固定される。ここでいう「同時に」とは、ローラ15,15,15が水平方向に移動して被かしめ材11に接触した時点で回転していれば良いことを意味している。言い換えるとローラ15,15,15を回転させつつ、被かしめ材11の中央側に向かう方向に移動させれば良い。つまりローラ15,15,15が被かしめ材11に接触する前であれば回転開始と中央側への移動開始との先後はどちらでも良い。
なお、第1実施形態に係る製造装置の場合、2つのかしめ機14,14はガイドレール10aに沿って移動可能であるため、かしめ機14,14のローラ15,15,15が被かしめ材11に当接する位置及びタイミングを予め正確に知ることができない。このため、シーケンサ20は、荷重センサ19から出力される信号に基づいて、かしめ機14,14のローラ15,15,15が被かしめ材11の先端部に当接したかどうかを検知し、被かしめ材11にローラ15,15,15が当接した時点でローラ15,15,15が回転していない場合、大きな荷重が被かしめ材11に加わる前にローラ15,15,15の回転を開始させると良い。
また、かしめ機14,14を移動させると共にかしめ機14,14のローラ15,15,15の回転を開始させるように構成しても良い。
FIG. 7 is a diagram showing the manufacturing method according to the first embodiment. FIG. 7 schematically shows only the configuration necessary for the caulking process. As shown in FIG. 7 , the
In the case of the manufacturing apparatus according to the first embodiment, the two crimping
Alternatively, the crimping
図8は、第1実施形態に係るローラ15,15,15の断面形状を示す図である。各ローラ15,15,15は同一の形状をなしており、その断面形状を図8に示す。スリーブ2に接触するローラ15,15,15の外周面(加工面)15aは、先端面から後端面に向かって広がる傾斜面15bと、傾斜面15bの後端面側に配された内円弧面15cとを有する。傾斜面15bを有することにより、外周面(加工面)15aを被かしめ材11(マグネットロール1)の中心軸に対して傾斜させて、ローラ15,15,15がスリーブ2に接触する。回転する各ローラ15,15,15の外周面(加工面)15aがスリーブ2の端部に接触し、スリーブ2の端部を押圧してかしめることにより、スリーブ2とフランジ4,4との固着がなされる。
FIG. 8 is a diagram showing cross-sectional shapes of
図9は、かしめ処理におけるスリーブ2の変形の遷移を示す図である。図9Aは、かしめ処理を行う前の状態を示しており、フランジ4,4に変形していないスリーブ2が接触している。なお、図9においてはローレット40は図示していない。
FIG. 9 is a diagram showing transition of deformation of the
図9Bは、かしめ処理の前半の状態を示しており、ローラ15,15,15の外周面15aの傾斜面15bがスリーブ2に当接している。図9Bにおいて、矢印の長さはスリーブ2の端部に加えられる力の大きさを表している。スリーブ2の径方向に加えられる力(矢印d)は、スリーブ2の軸方向に加えられる力(矢印e)より大きく、スリーブ2の端部が少し曲げられる。傾斜面15bの形状(傾斜角度)を調整することにより、このような加えられる力の大小関係を実現できる。
9B shows the first half of the caulking process, in which the
図9Cは、かしめ処理の後半(最後の過程)の状態を示しており、ローラ15,15,15の外周面15aの内円弧面15cがスリーブ2に当接している。図9Cにおいて、矢印の長さはスリーブ2の端部に加えられる力の大きさを表しており、スリーブ2の軸方向に加えられる力(矢印f)は、スリーブ2の径方向に加えられる力(矢印g)より大きく、スリーブ2の端部が更に曲げられてフランジ4,4に食い込む。
FIG. 9C shows the state of the second half (final process) of the caulking process, in which the inner
次に、シーケンサ20による製造装置のフィードバック制御について説明する。
図10は、第1実施形態に係る製造方法の処理手順を示すフローチャート、図11は、第1実施形態に係る荷重制御の一例を示すグラフ、図12は、第1実施形態に係る荷重制御の他の例を示すグラフである。図11及び図12中、横軸は時間、縦軸は被かしめ材11に加わる中心軸方向の荷重を示している。
Next, feedback control of the manufacturing apparatus by the
FIG. 10 is a flowchart showing the processing procedure of the manufacturing method according to the first embodiment, FIG. 11 is a graph showing an example of load control according to the first embodiment, and FIG. 9 is a graph showing another example; 11 and 12, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the load applied to the material 11 to be crimped in the central axis direction.
シーケンサ20は、駆動制御部18aへ制御信号を出力することによって、かしめ機取付け台16及びかしめ機14を支持台12の方向へ移動させる(ステップS11)。次いで、シーケンサ20は、荷重センサ19から出力される信号を取得することによって、被かしめ材11に加わる回転軸方向の荷重を検出する(ステップS12)。
The
次いで、シーケンサ20は、ステップSで取得した荷重に基づいて、かしめ機14のローラ15,15,15が被かしめ材11の端部に接触したか否かを判定する(ステップS13)。ローラ15,15,15が被かしめ材11の端部に接触していないと判定した場合(ステップS13:NO)、シーケンサ20は処理をステップS11へ戻し、かしめ機14の水平移動を継続させる。
Next, the
ローラ15,15,15が被かしめ材11の端部に接触したと判定した場合(ステップS13:YES)、シーケンサ20は、制御信号をモータ制御部17a,17aへ出力することによって、2つのかしめ機14,14のローラ15,15,15の回転を開始させる(ステップS14)。次いで、シーケンサ20は、ステップS12と同様にして被かしめ材11に加わる軸方向の荷重を検出し(ステップS15)、被かしめ材11に加わる荷重が増加させるように、かしめ機取付け台16の移動を制御する(ステップS16)。例えば、シーケンサ20は図11中、矢印(1)でに示すように、被かしめ材11に加わる荷重が直線的に増加するように、駆動部18の動作を制御する。また、シーケンサ20は図12中、矢印(1)で示すように、被かしめ材11に加わる荷重が直線的に増加し、次いで矢印(2)で示すように荷重の増加率が徐々に抑えられるように、駆動部18の動作を制御しても良い。図11及び図12に示した荷重制御は一例である。
If it is determined that the
次いで、シーケンサ20は被かしめ材11の中心軸方向の荷重が所定値未満であるか否かを判定する(ステップS17)。荷重が所定値未満であると判定した場合(ステップS17:YES)、シーケンサ20は処理をステップS15へ戻し、被かしめ材11に加わる荷重を漸増させる処理を継続させる。
Next, the
荷重が所定値以上であると判定した場合(ステップS17:NO)、シーケンサ20は、ステップS15と同様にして被かしめ材11に加わる軸方向の荷重を検出し(ステップS18)、図11中の矢印(2)、図12中の矢印(3)で示すように、被かしめ材11に加わる荷重を所定値に維持するように制御する(ステップS19)。次いで、シーケンサ20は、荷重が所定値になった後、所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS20)。所定時間が経過していないと判定した場合(ステップS20:NO)、シーケンサ20は処理をステップS18へ戻し、所定値の荷重が被かしめ材11の両端部にかかった状態を維持する。
When it is determined that the load is equal to or greater than the predetermined value (step S17: NO), the
所定時間が経過したと判定した場合(ステップS20:YES)、シーケンサ20は停止信号をモータ制御部17a,17aへ出力すると共に、かしめ機取付け台16,16を支持台12から離す方向へ移動させることにより、かしめ処理を停止させ(ステップS21)、処理を終える。
If it is determined that the predetermined time has elapsed (step S20: YES), the
(第2実施形態)
次に、マグネットロール1の中心軸に対してローラ15,15,15の中心軸を傾斜させている第2実施形態について説明する。図13は、第2実施形態に係るかしめ処理を行う装置の構成を示す図であり、図14は、第2実施形態に係るかしめ処理を行っている状態を示す図である。図13及び図14において、図3及び図7と同一部分には同一番号を付している。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment in which the central axes of the
第2実施形態では、第1実施形態と同様に、3個のローラ15,15,15が図4に示すように周方向に120°の位相角をもってローラ台座14aに設置されているが、各ローラ15,15,15は、第1実施形態と異なり、被かしめ材11の中心軸に対してθだけ外側に(中心軸から離れる方向に)傾斜して設けられている。θの大きさは、例えば10°である。他の構成は、前述した第1実施形態と同じであるので、その説明は省略する。
In the second embodiment, as in the first embodiment, three
被かしめ材11(マグネットロール1)の中心軸から外側に中心軸を傾斜させてローラ15,15,15を設けているので、第1実施形態と比べて、3個一組のローラ15,15,15の中央の空間にノックアウト用の筒体14b(頂套)を容易に配置することが可能である。
Since the
第2実施形態でも、第1実施形態と同様に、かしめ処理時には、片側のかしめ機14が、被かしめ材11の中央側に向かう方向に直線移動し(図14の矢印a参照)、反対方向に回転移動する(図14の矢印b参照)ことにより、一方の3個一組のローラ15,15,15と他方の3個一組のローラ15,15,15とが、互いに逆方向に回転すると同時に、(片側の3個一組のローラが)被かしめ材11の中央側に向かう方向に移動する。そして、回転する各ローラ15,15,15の外周面(加工面)15aがスリーブ2の端部に接触し、スリーブ2の端部を押圧してかしめることにより、スリーブ2とフランジ4,4との固着がなされる。
In the second embodiment, as in the first embodiment, during the crimping process, the crimping
図15は、第2実施形態の第1例に係るローラ15,15,15の断面形状を示す図である。このローラ15,15,15の外周面(加工面)15aは、第1実施形態と同様に、先端面から後端面に向かって広がる傾斜面15bと、傾斜面15bの後端面側に配された内円弧面15cとを有する。
FIG. 15 is a diagram showing cross-sectional shapes of
この第1例では、かしめ処理の前半にあって、ローラ15,15,15の外周面15aの傾斜面15bがスリーブ2に当接する(図9B参照)。スリーブ2の径方向に加えられる力(矢印d)がスリーブ2の軸方向に加えられる力(矢印e)より大きくなって、スリーブ2の端部が少し曲げられる。被かしめ材11の中心軸に対するローラ15,15,15の傾斜角度θ及び/又は傾斜面15bの形状(傾斜角度)を調整することにより、このような加えられる力の大小関係を実現できる。かしめ処理の後半にあって、ローラ15,15,15の外周面15aの内円弧面15cがスリーブ2に当接する(図9C参照)。スリーブ2の軸方向に加えられる力(矢印f)が、スリーブ2の径方向に加えられる力(矢印g)より大きくなって、スリーブ2の端部が更に曲げられてフランジ4,4に食い込む。
In this first example, in the first half of the caulking process, the
図16は、第2実施形態の第2例に係るローラ15,15,15の断面形状を示す図である。このローラ15,15,15の外周面(加工面)15aは、第1実施形態及び上記第1例とは異なり、傾斜面を有しておらず、先端面から後端面に向かって広がる水平面15dと、水平面15dの後端面側に配された内円弧面15cとを有している。第2例では、ローラ15,15,15は傾斜面を持たないが、ローラ15,15,15の中心軸を被かしめ材11(マグネットロール1)の中心軸に対して傾斜させているので、第1実施形態及び第1例と同様に、外周面(加工面)15aを被かしめ材11(マグネットロール1)に対して傾斜させて、ローラ15,15,15がスリーブ2に接触する。
FIG. 16 is a diagram showing cross-sectional shapes of
この第2例では、かしめ処理の前半にあって、ローラ15,15,15の外周面15aの水平面15dがスリーブ2に当接する(図9B参照)。スリーブ2の径方向に加えられる力(矢印d)がスリーブ2の軸方向に加えられる力(矢印e)より大きくなって、スリーブ2の端部が少し曲げられる。被かしめ材11の中心軸に対するローラ15,15,15の傾斜角度θを調整することにより、このような加えられる力の大小関係を実現できる。かしめ処理の後半にあって、ローラ15,15,15の外周面15aの内円弧面15cがスリーブ2に当接する(図9C参照)。スリーブ2の軸方向に加えられる力(矢印f)が、スリーブ2の径方向に加えられる力(矢印g)より大きくなって、スリーブ2の端部が更に曲げられてフランジ4,4に食い込む。
In this second example, the
ここで、上記したような本発明(第1実施形態及び第2実施形態)のかしめ手法と従前から行われているかしめ手法との対比について説明する。 Here, a comparison between the crimping method of the present invention (the first embodiment and the second embodiment) and the conventional crimping method will be described.
図17は、従前のかしめ手法によるスリーブ2へのかしめ力の印加を示す模式図である。従前のかしめ手法では、スリーブ2の全周面を一括で曲げるようにかしめ力(図17中の白抜き矢印)をスリーブ2に印加する。一括で曲げるためには大きなかしめ力を印加する必要がある。スリーブ2に形成されている溝21の数を50個とし、スリーブ2に印加される一括かしめ力を750kgfとした場合、一つの山を15kgf(=750kgf÷50)でかしめていることになる。
FIG. 17 is a schematic diagram showing application of a crimping force to the
図18は、本発明のかしめ手法によるスリーブ2へのかしめ力の印加を示す模式図である。1個のローラ15,15,15にてスリーブ2の1つの山をかしめるとした場合、スリーブ2に対する負荷は、15kgf×3=45kgfにしかならない。本発明では、スリーブ2に対する負荷が750kgfである従前のかしめ手法に比べて、スリーブ2への負荷を6%までに低減できており、かしめ処理による振れ悪化を防止できる。実際、本発明では、15kgfのかしめ力にてスリーブ2及びフランジ4,4の十分な固着を実現できていることを、シミュレーション検証にて確認している。
FIG. 18 is a schematic diagram showing application of a crimping force to the
以上のように、本実施形態では、かしめ処理にてスリーブ2及びフランジ4,4の固着を行っている。よって、接着処理にて固着する場合に比べて、接着剤が不要であるのでコストを低減できる。また、接着剤の硬化管理が不要であるため作業スペース及び処理時間を低減できる。一方で、振れ精度が悪い、スリーブ2に変形(膨れ)が生じ易いというようなかしめ処理の課題を解消できる。かしめ時のスリーブ2への負荷が小さいため、スリーブ2の変形量が少なくなって、スリーブ2の振れ精度を高くでき、スリーブ2の変形(膨れ)も抑えながら、強固な固着を達成することができる。
As described above, in this embodiment, the
特に、本実施形態では電気的フィードバック制御によって、スリーブ2に加わる荷重を増加させる構成であるため、かしめ時のスリーブ2への負荷をより正確に制御でき、スリーブ2の振れ及びスリーブ2の変形(膨れ)をより低減させることができる。
具体的には、図11及び図12に示すようにスリーブ2に加わる荷重を漸増させることにより、より効果的にリーブの振れ及びスリーブ2の変形(膨れ)を低減させることができる。
In particular, in this embodiment, since the load applied to the
Specifically, by gradually increasing the load applied to the
また、スリーブ2に加わる荷重を所定値に維持したまま、所定時間、ローラ15,15,15を回転させることによって、スリーブ2の端部が効率良くかしめられ、強固な固着が得られる。
Further, by rotating the
更に、スリーブ2に加わる荷重を所定値に維持したまま、スリーブ2の端部の縁部分に沿ってローラ15,15,15が複数回回転させることができる。従って、スリーブ2の端部がより効率良くかしめられ、強固な固着が得られる。
Further, the
更にまた、スリーブ2の端部にローラ15,15,15が接触した時点、つまりスリーブ2の端部に負荷がかかる前にローラ15,15,15を回転させることができ、スリーブ2の振れ及びスリーブ2の変形(膨れ)を抑えることができる。
Furthermore, the
更にまた、駆動部18を一方のかしめ機14(図3中右側)側に、荷重センサ19を他方のかしめ機14(図3中左側)側に、直線的に配置することにより、効率的な配置構成でスリーブ2の両端部を同時的にかしめると共に、中心軸方向におけるスリーブ2に加わる荷重を検出することができ、ローラ15,15,15の移動量をフィードバック制御することができる。
Furthermore, by linearly arranging the
3個一組のローラ15,15,15を二組設けているため、スリーブ2の両端部に対して同時にかしめ処理を施せるため、固着に要する時間を短縮できる。
Since two sets of three
ローラ15,15,15の外周面(加工面)15aを被かしめ材11の軸方向に対して傾斜させて、しかも、ローラ15,15,15の回転と同時に被かしめ材11の軸方向にローラ15,15,15を移動させるので、スリーブ2の端部は効率良く曲面状にかしめられる。よって、スリーブ2がフランジ4,4に多く食い込むことで、スリーブ2とフランジ4,4との強固な固着が得られることになる。また、スリーブ2の端部にローラ15,15,15が点で接触するので、スリーブ2の端部に圧力を効率良くかけることができる。
The outer peripheral surfaces (processed surfaces) 15a of the
一方の3個一組のローラ15,15,15と他方の3個一組のローラ15,15,15とを、互いに逆方向に回転させながら、軸方向に移動させるので、スリーブ2の端部以外における変形を抑制することができる。
One set of three
かしめ処理の最終的な過程で、ローラ15,15,15の外周面(加工面)15aの内円弧面15cがスリーブ2の端部に接触するので、スリーブ2の端部を更に強固にフランジ4,4に組み込ませることができる。この際、スリーブ2を軸方向に押す力が少なからず発生するが、すでに食い込まれた部分が存在するため、スリーブ2を軽く曲げる程度の力では、スリーブ2の変形にはつながらず、寸法精度の低下は起こらない。
In the final process of the crimping process, the inner
フランジ4,4の端部にローレット40が形成されており、そのフランジ4,4の端部には面取りが施されていないので、このローレット40に対してスリーブ2が曲面でかしめられるため、スリーブ2の食い込みが良好である。また、スリーブ2の外周面に溝21が設けられているため、この溝21以外の出っ張り部分にローラ15,15,15が点で接触するため、スリーブ2の端部が曲がり易くなる。
(第3実施形態)
第3実施形態のマグネットロール1に関する背景、課題、解決策について説明し、最後に具体的な実施形態を説明する。
[背景]
マグネットロール1はフランジ4,4をスリーブ2に挿入配置し、かつスリーブ2内部の段差部2bでフランジ4,4がスリーブ2内部へ一定以上入らないように止めている。スリーブ2の内周面側を研削加工することによって、第1実施形態で説明したようなスリーブ2の内周面全周にわたる環状の段差が形成されるが、加工に用いる刃(バイト)の形状により、段差部2bの形状は必然的にR形状となってしまう。
一方、段差部2bに当接するフランジ4,4は機械加工によって作られることから、加工後の端部は鋭利となるため、機械加工等によりC面取が行われている。
(Third Embodiment)
The background, problems, and solutions regarding the
[background]
The
On the other hand, since the
[課題]
フランジ4,4をスリーブ2に挿入しフランジ4,4のC面取部とスリーブ2内面のR形状の段差部2bが当接した際にC面取部と当該段差部2bの当接箇所でフランジ4,4の位置が安定せず結果としてフランジ4,4の振れが発生していた。
[assignment]
When the
[解決策]
そこで、スリーブ2の段差部2bに合わせて、当該段差部2bに当接するフランジ4,4の縁部分42をR面取とする。
第3実施形態に係る回転体装置は、円筒状のスリーブ2と、該スリーブ2の内部に設けられた円柱回転体と、前記スリーブ2の両端部に固着され、前記円柱回転体を回転可能に支持する円盤状のフランジ4,4とを備える回転体装置であって、前記スリーブ2は、挿入されたフランジ4,4が嵌り掛かる段差部2bを備え、前記段差部2bはR形状を有し、前記フランジ4,4が前記段差部2bに当接する縁部分42はR面取り加工が施されており、前記段差部2b及び前記縁部分42は略同形状である。
また、円盤状のフランジ4,4はスリーブ2の両端部にかしめ固定される構成が好ましい。フランジ4,4をスリーブ2の両端部にかしめ固定する方法は、第1実施形態又は第2実施形態に係るかしめ処理の方法を用いれば良い。また、第1実施形態又は第2実施形態に係る製造装置を用いれば良い。
更に、スリーブ2の両端部にかしめ固定されており、フランジ4,4が段差部2bに当接する縁部分42は当該R形状に倣う形状を有するとともに段差部2bと、フランジ4,4の縁部分42とが隙間無く面当接している構成が好ましい。
回転体装置は、例えばマグネットロール1である。
円柱回転体は、例えばその外周面に軸方向に延びる複数個の磁極を設けてなる永久磁石部材を有する。
スリーブ2は、塑性加工可能な非磁性部材からなり、段差部2bはスリーブ2の内周面全周にわたって形成された環状の段差である。段差部2bは中心軸を含む断面において円弧に倣った断面形状を有する。
フランジ4,4は、円柱回転体を回転可能に支持している。フランジ4,4は、前記スリーブ2の段差部2bに嵌着されると共に、前記スリーブ2の端部が折り曲げ固定されることによって、スリーブ2の両端部にフランジ4,4が固着され、マグネットロール1が構成されている。
[solution]
Therefore, according to the stepped
The rotating body device according to the third embodiment includes a
Moreover, it is preferable that the disk-shaped
Furthermore, the
The rotating body device is, for example, the
The cylindrical rotating body has, for example, a permanent magnet member provided with a plurality of magnetic poles extending in the axial direction on its outer peripheral surface.
The
The
[効果]
当接箇所の形状を一致させることで、段差部2bに対するフランジ4,4のR面取部の位置決めが正確にでき、フランジ4,4の振れ精度が向上する。
特に、段差部2bと、フランジ4,4の縁部分42とが隙間無く面当接し、当該フランジ4,4をスリーブ2の両端部にかしめ固定することにより、フランジ4,4をがたつき無くスリーブ2の両端部に固定することができ、フランジ4,4の振れ精度が向上する。
[effect]
By matching the shapes of the abutting portions, the R-chamfered portions of the
In particular, the stepped
図19は第3実施形態に係るスリーブ2及びフランジ4,4の構成を示す縦断面図、図20は第3実施形態に係るスリーブ2及びフランジ4,4の構成を示す拡大縦断面図である。図19Aはスリーブ2の端部にフランジ4,4を嵌め込む前の状態、図19Bはスリーブ2の端部にフランジ4,4を嵌め込んだ状態、図19Cはかしめ処理がなされた状態を示している。
19 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of the
スリーブ2が円筒状であり塑性変形可能な非磁性金属材料で形成されていること、フランジ4,4が円盤状であり非磁性ステンレス鋼などの非磁性金属材料で形成されている点は主に第1実施形態で説明したマグネットロール1の構成と同様であり、スリーブ2の段差部2bの形状と当該段差部2bに当接するフランジ4,4の縁部分42の形状とが第1実施形態と異なる。
The main points are that the
具体的には、スリーブ2の段差部2bは第1実施形態で説明した通り、スリーブ2の内周面全周にわたる環状の段差であり、R形状を有している。スリーブ2の中心軸を含む縦断面において、段差部2bは円弧に倣った断面形状を有する。
Specifically, as described in the first embodiment, the stepped
フランジ4,4は、スリーブ2の段差部2bに当接する部位、即ち円板面の縁部分42は、段差部2bと同形状のR面取り加工が施されている。フランジ4,4の中心軸を含む縦断面において上記縁部分42は上記円弧に倣った断面形状を有する。上記の例であれば、フランジ4,4の縁部分42もR0.2mmで面取りすれば良い。従って、スリーブ2にフランジ4,4が挿入されて、フランジ4,4の縁部分42がスリーブ2の段差部2bに当接した際、スリーブ2の段差部2bと、フランジ4,4の縁部分42とが隙間無く面接触することになる。
The portions of the
図21は従来のスリーブ2及びフランジ104,104の構成を示す拡大縦断面図である。図21においては、スリーブ2の段差部102bの形状は第3実施形態と同様であるが、フランジ104,104の縁部分142にC面取り加工が施されている点が異なる。スリーブ2にフランジ104,104が挿入され、Rを有する段差部102bにC面取りされたフランジ104,104が当接すると、図21に示すようにスリーブ2に対するフランジ104,104の位置が安定せず、結果としてフランジ104,104の振れが発生してしまう。
FIG. 21 is an enlarged longitudinal sectional view showing the configuration of a
これに対して、第3実施形態に係るスリーブ2及びフランジ104,104の場合、Rを有するスリーブ2の段差部102bにR面取りされたフランジ104,104が当接する構成であるため、段差部102bにフランジ104,104の縁部分142が隙間無く面当接し、スリーブ2に対するフランジ104,104の位置が安定する。
従って、第3実施形態によれば、フランジ104,104の振れを効果的に抑えることができる。
On the other hand, in the case of the
Therefore, according to the third embodiment, deflection of the
なお、開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 It should be noted that the disclosed embodiments should be considered illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the scope and meaning of equivalents of the scope of the claims.
1 マグネットロール
2 スリーブ
2b 段差部
3 マグネット部材
4a(4) フランジ
4b(4) フランジ
5 マグネット
6シャフト
6a シャフト軸部
7 軸受
10 ベース
10a ガイドレール
10b センサ支持部
11 被かしめ材
12 支持台
12a スライダ
13 固定具
14 かしめ機
14a ローラ台座
14b 筒体
15 ローラ
15a 外周面(加工面)
15b 傾斜面
15c 内円弧面
15d 水平面
16 かしめ機取付け台
16a スライダ
17 回転モータ
17a モータ制御部
17b モータアンプ
18 駆動部
18a 駆動制御部
18b 駆動アンプ
18c 駆動機構
19 荷重センサ
19a センサアンプ
20 シーケンサ
21 溝
40 ローレット
41 フランジ軸部
42 縁部分
REFERENCE SIGNS
6a
15b
Claims (3)
前記スリーブは、挿入されたフランジが嵌り掛かる段差部を備え、
前記段差部はR形状を有し、前記フランジが前記段差部に当接する縁部分は当該R形状に倣う形状を有する
回転体装置。 A rotating body device comprising a cylindrical sleeve, a cylindrical rotating body provided inside the sleeve, and disk-shaped flanges fixed to both ends of the sleeve and supporting the cylindrical rotating body,
The sleeve has a stepped portion in which the inserted flange is fitted,
The stepped portion has an R shape, and an edge portion where the flange contacts the stepped portion has a shape following the R shape.
前記スリーブは、挿入されたフランジが嵌り掛かる段差部を備え、
前記段差部はR形状を有し、前記フランジが前記段差部に当接する縁部分は当該R形状に倣う形状を有する
回転体装置。 A rotating body device comprising a cylindrical sleeve, a cylindrical rotating body provided inside the sleeve, and disk-shaped flanges crimped and fixed to both ends of the sleeve to support the cylindrical rotating body,
The sleeve has a stepped portion in which the inserted flange is fitted,
The stepped portion has an R shape, and an edge portion where the flange contacts the stepped portion has a shape following the R shape.
前記スリーブは、挿入されたフランジが嵌り掛かる段差部を備え、
前記段差部はR形状を有し、前記フランジが前記段差部に当接する縁部分は当該R形状に倣う形状を有するとともに前記段差部と、前記フランジの縁部分とが隙間無く面当接している
回転体装置。 A rotating body device comprising a cylindrical sleeve, a cylindrical rotating body provided inside the sleeve, and disk-shaped flanges crimped and fixed to both ends of the sleeve to support the cylindrical rotating body,
The sleeve has a stepped portion in which the inserted flange is fitted,
The stepped portion has an R shape, and the edge portion where the flange contacts the stepped portion has a shape following the R shape, and the stepped portion and the edge portion of the flange are in surface contact without a gap. rotator device.
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