JP3607523B2

JP3607523B2 - ローラーの製造方法

Info

Publication number: JP3607523B2
Application number: JP09923699A
Authority: JP
Inventors: 貞人榎本; 雅基小澤; 昭宏山本
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2019-04-06
Also published as: JP2000291632A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は各種ローラー、例えば現像機、ＯＡ機器等で紙葉類搬送に使用されるローラーの製造方法であって、特に長尺で高トルクのかかるローラーとして好ましいローラーの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のローラーの製造方法として、シャフト上に未加硫ゴムを直接被覆する被覆法と挿入法があり、このうち挿入法は、予め内層に樹脂を使用したシャフト挿通孔を有するパイプを押出機により成形し、所定寸法長さに切断し、シャフトを圧入してローラーとするものである。この方法では、パイプのシャフト挿通孔がシャフトの径よりも小径となるように成形されているため、圧入により精度良くシャフトの所定の位置にパイプを固定することができ、圧入を施してもパイプの内層に樹脂を用いているため、パイプ全体に圧入による変形が及ぶことなくシャフトを挿入することが可能である。
【０００３】
一方、高トルクを必要とするローラーに関しては、パイプとシャフトの密着性の高さが要求されるため、内層が樹脂であるパイプのシャフト挿通孔の径をさらに小さくし、パイプのみシャフト挿通孔が拡径するまで加熱し、熱膨張でシャフト挿通孔の内径がシャフトの外径より大径になる温度で保温を行い、その状態でシャフトを挿入し、冷却することにより収縮させて密着させる方法が取られている。ここで、シャフトを加熱すると、シャフト自体も熱膨張して外径が大きくなり、挿入に支障をきたす恐れがあるため、特にシャフトは加熱しない状態で挿入されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、長尺で高トルクが必要となるローラーを製作しようとすると、シャフトがシャフト挿通孔に簡単に入るようであれば、密着性が悪くなり、高トルクに耐えられず、空回りを引き起こす原因になるため、シャフト挿通孔の内径をシャフトの外径より可能な限り小径として圧入するのが好ましい。しかし、パイプの内層に存在するシャフト挿通孔が樹脂でできており、ゴムなどとは異なり伸縮性に乏しいため、パイプにシャフトを圧入するときには、相当な押圧が必要となり、あまりに押圧が高すぎると長尺パイプの場合には、パイプ自体が折れてしまう場合があった。
【０００５】
また、パイプを加熱することにより、熱膨張でシャフト挿通孔を拡径し、シャフトを挿入する方法をとっても、ローラーが長尺である場合には、シャフトを挿入していくに従って、パイプに与えた熱が次々にシャフトに奪われてしまい、シャフト挿通孔を形成している樹脂が熱膨張により拡径された状態を保てなくなり、挿入が完了しないうちに収縮してしまう。その結果、シャフトの挿入が途中で不可能となってしまうこともあった。
【０００６】
さらに、冷却する前にパイプを所定寸法長さに切断すると、パイプを加熱してシャフトを挿入し、冷却を行った後、パイプの径とシャフト挿通孔の径の設定の度合いにより様々ではあるが、パイプが所定寸法に復元せず、冷却前に切断した所定寸法長さよりも、圧入によるひずみのため、パイプ長が長くなってしまう現象が見られた。その結果、冷却後に再度パイプを所定寸法長さに整える作業が不可欠となる場合があった。
【０００７】
本発明は、これらの問題を解決するものであり、長尺で高トルクが要求されるローラーであっても、パイプとシャフトの密着性が高く、安定したローラーの製造方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決する手段】
即ち、この発明は、上記課題を解決するために、予め成形された樹脂製のパイプに、金属シャフトを挿入してローラーとするローラーの製造方法において、パイプ及び金属シャフトの双方を、パイプ用の樹脂が軟化する温度に保持しつつ、前記金属シャフトを前記パイプに挿入し、次いで前記樹脂が硬化する温度まで冷却した後、前記金属シャフトを被覆している前記パイプを所定長さに切断することを特徴としている。
【０００９】
また、少なくとも前記パイプの最内層が樹脂で形成されていることを特徴としている。
【００１０】
【作用】
本発明によるローラーの製造方法では、パイプだけでなく、パイプと共に金属シャフトも同時に、シャフト挿通孔が拡径し軟化する温度まで加熱、保温した状態でシャフトを挿入することにより、シャフト挿通孔が拡径し、かつ軟化するため、過度な押圧を必要としない。よって、パイプが長尺であっても押圧のかけ過ぎによりパイプが折れてしまうことはなく、また、金属シャフトが熱膨張により拡径しても、樹脂が拡径し、かつ軟化するため、挿入が容易に行える。
【００１１】
また、特に従来法では、長尺のローラーを製作する場合において、パイプの熱がシャフトに奪われやすく、挿入困難になりがちであったが、シャフトに金属シャフトを用い、パイプと金属シャフトの両方を加熱、保温すると、パイプと金属シャフトがほぼ同温となり、かつ、パイプ内に挿入された部分の金属シャフトにも伝熱するため、シャフトを挿入していくに従って、シャフトがパイプの熱を奪って樹脂を硬化させることがなく、樹脂が軟化した状態のまま、挿入完了までスムーズにシャフトを挿入することができる。
【００１２】
さらに、パイプに金属シャフトを挿入し、冷却を行った後、パイプを所定寸法長さに切断するため、再度パイプを所定寸法に整える作業が不要となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明のローラーの製造方法の工程手順を示した図であり、図２は、本発明のローラーの製造方法を用いて製造したローラーの一例である。
【００１４】
図１、図２に示しす、２は樹脂で成形された中空円筒状のパイプであり、３は円筒状の金属シャフトである。説明する実施例では、図２に示すようにパイプ２が、樹脂製の内層部２２を備え、その外周面を覆う外層部２３がゴムである２層構造のパイプを有するローラーとする。
【００１５】
図１に示すように、図１（１）の成形の工程では、パイプ２を図示していない押出機により成形される。パイプ２は、中空円筒状で、その中心には金属シャフト３が挿通するシャフト挿通孔２４が設けられている。シャフト挿通孔２４は、金属シャフト３の所定位置にしっかりとパイプ２が固定できるように、金属シャフト３の外径よりシャフト挿通孔２４の内径が小径となるように成形されるが、その度合いは製作されるローラーの要求トルクによって様々であるが、ケースに応じて適宜決定すればよい。
【００１６】
次にパイプ２に金属シャフト３を挿入する図１（２）の加熱・挿入の工程では、パイプ２および金属シャフト３を図示していない加熱装置を用いて、シャフト挿通孔２４が熱膨張により拡径し、パイプ２の内層２２を形成している樹脂が軟化する温度にまで加熱し、その温度で保温を行う。この場合の軟化の程度は、シャフト挿通孔２４の形状が保てる程度であり、また、シャフト挿通孔２４の内径が加熱されることにより拡径した状態から、さらに金属シャフト３の挿入により金属シャフト３の外径に合わせてシャフト挿通孔２４の内径が変形する程度である。
【００１７】
次いで、パイプ２と金属シャフト３を前記温度に保った状態で挿入を行い、金属シャフト３の所定の位置にパイプ２を位置決めし、図１（３）の冷却・収縮の工程で冷却を行う。冷却を行うと、いままで熱膨張により拡径、軟化し、金属シャフト３の挿入により金属シャフト３の外径に合わせて変形していたシャフト挿通孔２４の内径が、冷却により収縮し、元の状態に復元する。復元するとシャフト挿通孔２４の内径は、金属シャフト３の外径より、小径に設定されているため、圧入状態となり金属シャフト３に強く固着される。また、軟化状態で挿入するため、シャフト挿通孔２４が金属シャフト３の外径形状に合わせて変形することにより、金属シャフト３の外径寸法精度が粗である場合であっても強力に固着できる。
【００１８】
パイプ２を金属シャフト３に固定した後、図１（４）の切断工程で、パイプ２を所定寸法長さに切断を行い、パイプ屑２１を除去し、ローラー１が完成する。また、必要であればパイプ２の外周面に研磨を施してもよい。
【００１９】
以上本発明の一実施例につき説明したが、これに限定されず種々変更可能である。例えば、実施例では図２のように、パイプ２の構造を２層構造としたが、樹脂のみの１層構造としてもよく、また、シャフト挿通孔２４を設ける最内層が樹脂であれば、最内層以外の層に樹脂以外の材質を用いた多層構造としたパイプ２でもよい。さらに、パイプの成形には押出機を用いる例を示したが、これに限定されず、例えばモールドを用いて成形してもよい。
【００２０】
樹脂の材質としては、オレフィン系樹脂、塩素化樹脂、フッ素系樹脂、エンプラ系樹脂等が使用可能で、これらの樹脂に酸化防止剤、老化防止剤、補強剤、充填剤、架橋剤、架橋助剤、架橋促進剤、加工助剤等を配合してもよい。
【００２１】
また、実施例で示したようにパイプの最外層にゴムを用いる場合には、天然ゴム、エチレン・プロピレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、シリコーンゴム、ＥＰＢＭ、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、フッ素ゴム、フッ化シリコーンゴム、アクリルゴム、エチレンアクリルゴムなどのゴム類等が使用可能で、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマー類を用いてもよい。中でも、紙葉類搬送に用いられるローラーでは、シリコーンゴム、ＥＰＢＭ、クロロプレンゴム、熱可塑性エラストマー類が好適である。
【００２２】
金属シャフト３の材質としては、金属であれば特に限定しない。また、高トルクが要求される長尺ローラーでは、パイプ２が密着する金属シャフト３の外周面にローレットなどを設けることにより、パイプ２と金属シャフト３がよりしっかりと固定されるため、より高トルクに耐え得るローラー１となる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明した通りの本発明のローラーの製造方法によれば、パイプだけでなくパイプとシャフトの両方を加熱、保温した状態で挿入を行うため、ローラーが長尺タイプであっても、スムーズに挿入することができ、挿入途中で、シャフトがパイプの熱を奪って、挿入不可能になることはない。
【００２４】
また、加熱、保温状態により、シャフト挿通孔の拡径のみならず、パイプの最内層を形成している樹脂が軟化するため、シャフトの外径に対し、シャフト挿通孔の内径を従来よりもさらに小径にしても、シャフトを挿入することが可能となり、従来以上の圧入効果を期待することができる。よって、パイプとシャフトをより強靭に固定することができ、樹脂の軟化により、樹脂がシャフトの外径形状に沿って変形するため、シャフトの外径精度がよくない場合であっても対応でき、さらに溶着の効果も期待できる。
【００２５】
さらに、パイプを所定寸法長さに切断する工程を冷却工程の後にしているため、一旦加熱前に所定長さに切断し、再度パイプを所定寸法長さに整え直す作業が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のローラーの製造方法の工程を示す図である。
【図２】本発明のローラーの斜視図である。
【符号の説明】
１ローラー
２パイプ
３金属シャフト
２１パイプ屑
２２内層部
２３外層部
２４シャフト挿通孔

Claims

予め成形された樹脂製のパイプに、金属シャフトを挿入してローラーとするローラーの製造方法において、パイプ及び金属シャフトの双方を、パイプ用の樹脂が軟化する温度に保持しつつ、前記金属シャフトを前記パイプに挿入し、次いで前記樹脂が硬化する温度まで冷却した後、前記金属シャフトを被覆している前記パイプを所定長さに切断することを特徴とするローラーの製造方法。
少なくとも前記パイプの最内層が樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１記載のローラーの製造方法。