JP4847944B2

JP4847944B2 - 中空ロール

Info

Publication number: JP4847944B2
Application number: JP2007319810A
Authority: JP
Inventors: 博一久保
Original assignee: Neomax Co Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2007-12-11
Filing date: 2007-12-11
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2027-03-26
Also published as: JP2008241028A

Description

本発明は事務用機器等に用いられる中空ロールに関する。

事務用機器等に用いられる中空ロールは、中空ロール素材管と、前記中空ロール素材管を支承するためにその端部に接合する、ジャーナル軸と嵌合フランジとが一体化したジャーナル部とによって構成されている。

そして、従来における中空ロールは、所要の長さ及び太さの一本の金属棒を切削することによってジャーナル軸と嵌合フランジとが一体化したジャーナル部を成形していた。

しかし、従来のこのように切削による場合には、手間と時間がかかり過ぎて作業能率が悪く、また大量の削り屑が出て、これが無駄になるという問題点があった。

従って、本発明の目的は、ジャーナル部の製作において、ジャーナル軸と嵌合フランジとを別体として製作し、これらジャーナル軸と嵌合フランジとを加圧による金属の塑性変形をもって接合一体化することにより、上記従来の成形手段によるジャーナル部を用いた中空ロールの問題点をことごとく解消した中空ロールを提供することである。

すなわち、本発明の第一の中空ロールは、中空ロール素材管と、前記中空ロール素材管の端部に接合する、金属からなるジャーナル軸とそれより軟質の金属からなる嵌合フランジとが一体化したジャーナル部とからなる中空ロールであって、前記ジャーナル部を、ジャーナル軸と嵌合フランジとを別体となし、嵌合フランジの中心に穴を穿設する一方、ジャーナル軸における嵌合フランジとの接合端に、嵌合フランジの穴より若干大径の加圧フランジ部を形成すると共に、前記加圧フランジ部の中心に前記嵌合フランジの穴より小径となした所要の長さの柱状部を介して前記柱状部より大径のフランジ部を連成し、前記柱状部の外周部に凹凸を形成し、前記ジャーナル軸における柱状部及びフランジ部を前記嵌合フランジの穴に挿入した状態において、嵌合フランジにおける加圧フランジ部との当接部分に塑性変形を生じさせて、ジャーナル軸における前記加圧フランジ部と柱状部とこれに連なるフランジ部との間に存在する空間部に前記嵌合フランジの一部を塑性流動により詰め込み、もってジャーナル軸と嵌合フランジとが一体化したジャーナル部となしたことを特徴とする。

上記第一の中空ロールの構成において、加圧フランジ部の外周部に凹凸を形成するようにしてもよい。

上記凹凸に代えて、加圧フランジ部を多角形となしてもよく、また柱状部を軸断面多角形となしてもよい。また、これらを組み合わせた形となしてもよい。

本発明の第二の中空ロールは、中空ロール素材管と、前記中空ロール素材管の端部に接合する、ジャーナル軸と嵌合フランジとが一体化したジャーナル部とからなる中空ロールであって、前記ジャーナル部を、ジャーナル軸と嵌合フランジとを別体となし、ジャーナル軸の中心に穴を穿設すると共に嵌合フランジとの接合端に加圧フランジ部を形成する一方、嵌合フランジにおけるジャーナル軸との接合端に、前記ジャーナル軸の加圧フランジ部より小径のアンビル部を穿設し、前記アンビル部の中心に前記ジャーナル軸の穴より小径となした所要の長さの柱状部を介して前記柱状部より大径のフランジ部を連成し、前記嵌合フランジにおける柱状部及びフランジ部を前記ジャーナル軸の穴に挿入した状態においてジャーナル軸における加圧フランジ部を外方より加圧し、ジャーナル軸における嵌合フランジのアンビル部との当接部分に塑性変形を生じさせて、嵌合フランジにおけるアンビル部と柱状部とこれに連なるフランジ部との間に存在する空間部に前記ジャーナル軸の一部を塑性流動により詰め込み、もってジャーナル軸と嵌合フランジとが一体化したジャーナル部となしたことを特徴とする。

上記第二の中空ロールの構成において、アンビル部の外周に凹凸を形成するようにしてもよく、また、柱状部の外周部に凹凸を設けるようにしてもよい。また、これらを組み合わせた形となしてもよい。

上記凹凸に代えて、アンビル部を多角形となしてもよく、また柱状部を軸断面多角形となしてもよい。また、これらを組み合わせた形となしてもよい。

本発明は上記の如き構成であり、ジャーナル部の製作において、ジャーナル軸と嵌合フランジとを別体として製作し、これらジャーナル軸と嵌合フランジとを加圧による金属の塑性変形をもって接合一体化するものであるから、従来手段程の手間と時間を要しないものである。また、従来手段の如き削り屑も出ないから、この分の無駄も省けるものである。更にまた、第一の中空ロールの構成において、ジャーナル軸における加圧フランジ部又は柱状部の外周部に凹凸を形成した場合には、加圧フランジ部又は柱状部の凸部が嵌合フランジに食い込むと共に凹部に嵌合フランジの一部が食い込み、また、第二の中空ロールの構成において、アンビル部又は柱状部の外周部に凹凸を形成した場合には、アンビル部又は柱状部の凸部がジャーナル軸に食い込むと共に凹部にジャーナル軸の一部が食い込み、もってジャーナル軸と嵌合フランジとが一体化した状態においてジャーナル軸の円周方向の外力が加わったときに、円周方向へのずれを抑止することができるものである。また、このような効果は、第一の中空ロールの構成において加圧フランジ部を多角形とした場合及び柱状部を軸断面多角形とした場合、また、第二の中空ロールの構成においてアンビル部を多角形とした場合及び柱状部を軸断面多角形とした場合にも同様である。

本発明を実施するための最良の形態は、ジャーナル軸と嵌合フランジとを別体となし、嵌合フランジの中心に穴を穿設する一方、ジャーナル軸における嵌合フランジとの接合端に、嵌合フランジの穴より若干大径の加圧フランジ部を形成すると共に、前記加圧フランジ部の中心に前記嵌合フランジの穴より小径となした所要の長さの柱状部を介して前記柱状部より大径のフランジ部を連成し、前記ジャーナル軸における柱状部及びフランジ部を前記嵌合フランジの穴に挿入した状態においてジャーナル軸における加圧フランジ部を外方より加圧し、嵌合フランジにおける加圧フランジ部との当接部分に塑性変形を生じさせて、ジャーナル軸における前記加圧フランジ部と柱状部とこれに連なるフランジ部との間に存在する空間部に前記嵌合フランジの一部を塑性流動により詰め込み、もってジャーナル軸と嵌合フランジとが一体化したジャーナル部となしたことにある。

本発明の詳細を添付図面により説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。

図１は本発明の第一の中空ロールの要部の拡大断面図、図２〜図４はジャーナル部の製作工程図である。

前記中空ロール１は、金属からなる中空ロール素材管２と、前記中空ロール素材管２を支承するためにその両端に接合する、金属からなるジャーナル軸と嵌合フランジとが一体化したジャーナル部３とによって構成されている。

前記ジャーナル部３は、ジャーナル軸４と、中空ロール素材管２の端部に圧入して嵌合する嵌合フランジ５とを別体として製作している。嵌合フランジ５の中心には穴６を穿設する一方、ジャーナル軸４における嵌合フランジ５との接合端に、嵌合フランジ５の穴６より若干大径の加圧フランジ部4Aを形成すると共に、前記加圧フランジ部4Aの中心に前記嵌合フランジ５の穴６より小径となした所要の長さの柱状部4Bを介して前記柱状部4Bより大径のフランジ部4Cを連成し、前記ジャーナル軸４における柱状部4B及びフランジ部4Cを前記嵌合フランジ５の穴６に挿入した状態においてジャーナル軸４における加圧フランジ部4Aを外方より加圧し（図３）、嵌合フランジ５における加圧フランジ部4Aとの当接部分5Aに塑性変形を生じさせて、ジャーナル軸４における前記加圧フランジ部4Aと柱状部4Bとこれに連なるフランジ部4Cとの間に存在する空間部Sに前記嵌合フランジ５の一部を塑性流動により詰め込み（図４）、もってジャーナル軸４と嵌合フランジ５とが一体化したジャーナル部となしたものである。尚、前記嵌合フランジ５の穴６は、図示したような貫通穴でも、一方側が閉塞された穴（図示せず）でもよい。また、図３に示す加圧時には、その前に予め加熱によって嵌合フランジ５を柔らかくしておくことが望ましい。尚、嵌合フランジ５がジャーナル軸４より軟質の金属材料であればそのようにする必要はない。

ジャーナル軸４における加圧フランジ部4A及び柱状部4Bの外周部には連続した凹凸、例えばローレット4Dが形成されている。これにより、ジャーナル軸４と嵌合フランジ５とが一体化した状態においてジャーナル軸４の円周方向の外力が加わったときに、円周方向へのずれを抑止することができる。また、図示はしないが、加圧フランジ部を多角形となし、又は柱状部を軸断面多角形となしてもよく、この場合にも同様の効果を奏することができる。

次に、図５〜図７に示した第二の中空ロールについて説明する。第二の中空ロールは、ジャーナル部におけるジャーナル軸と嵌合フランジの一体化の工程において第一の中空ロールと相違するものである。即ち、前記ジャーナル部３を、ジャーナル軸４と嵌合フランジ５とを別体となし、ジャーナル軸４の中心に穴７を穿設すると共に嵌合フランジ５との接合端に加圧フランジ部4Aを形成する一方、嵌合フランジ５におけるジャーナル軸４との接合端に、前記ジャーナル軸４の加圧フランジ部4Aより小径のアンビル部８を穿設し、前記アンビル部８の中心に前記ジャーナル軸４の穴７より小径となした所要の長さの柱状部９を介して前記柱状部９より大径のフランジ部10を連成し、前記嵌合フランジ５における柱状部９及びフランジ部10を前記ジャーナル軸４の穴７に挿入した状態においてジャーナル軸４における加圧フランジ部4Aを外方より加圧し（図６）、ジャーナル軸４における嵌合フランジ５のアンビル部８との当接部分4A'に塑性変形を生じさせて、嵌合フランジ５におけるアンビル部８と柱状部９とこれに連なるフランジ部10との間に存在する空間部Sに前記ジャーナル軸４の一部を塑性流動により詰め込み、もってジャーナル軸４と嵌合フランジ５とが一体化したジャーナル部となしたものである。

尚、前記ジャーナル軸４の穴７は、図示したような一方が閉塞された穴でも、また貫通穴（図示せず）でもよい。また、図６に示す加圧時には、その前に予め加熱によってジャーナル軸４を柔らかくしておくことが望ましい。尚、ジャーナル軸４が嵌合フランジ５より軟質の材料であればそのようにする必要はない。

嵌合フランジ５におけるアンビル部８及び柱状部９の外周部には連続した凹凸、例えばローレット8A，9Aが形成されている。これにより、ジャーナル軸４と嵌合フランジ５とが一体化した状態においてジャーナル軸４の円周方向の外力が加わったときに、円周方向へのずれを抑止することができる。また、図示はしないが、嵌合フランジのアンビル部を多角形となし、又は柱状部を軸断面多角形となしてもよく、この場合にも同様の効果を奏することができる。また、その他の点については第一の中空ロールと同様であるから、説明は省略する。

本発明の第一の中空ロールの要部を示す拡大断面図である。第一の中空ロールのジャーナル部の製作工程図であり、接合前の状態を示す図である。第一の中空ロールのジャーナル部の製作工程図であり、接合途中の状態を示す図である。第一の中空ロールのジャーナル部の製作工程図であり、接合完了状態を示す図である。第二の中空ロールのジャーナル部の製作工程図であり、接合前の状態を示す図である。第二の中空ロールのジャーナル部の製作工程図であり、接合途中の状態を示す図である。第二の中空ロールのジャーナル部の製作工程図であり、接合完了状態を示す図である。

符号の説明

１中空ロール
２中空ロール素材管
３ジャーナル部
４ジャーナル軸
4A 加圧フランジ部
4B 柱状部
4C フランジ部
4D ローレット
５嵌合フランジ
６穴
７穴
８アンビル部
8A ローレット
９柱状部
9A ローレット
10 フランジ部

Claims

中空ロール素材管と、前記中空ロール素材管の端部に接合する、金属からなるジャーナル軸とそれより軟質の金属からなる嵌合フランジとが一体化したジャーナル部とからなる中空ロールであって、前記ジャーナル部を、ジャーナル軸と嵌合フランジとを別体となし、嵌合フランジの中心に穴を穿設する一方、ジャーナル軸における嵌合フランジとの接合端に、嵌合フランジの穴より若干大径の加圧フランジ部を形成すると共に、前記加圧フランジ部の中心に前記嵌合フランジの穴より小径となした所要の長さの柱状部を介して前記柱状部より大径のフランジ部を連成し、前記柱状部の外周部に凹凸を形成し、前記ジャーナル軸における柱状部及びフランジ部を前記嵌合フランジの穴に挿入した状態において、嵌合フランジにおける加圧フランジ部との当接部分に塑性変形を生じさせて、ジャーナル軸における前記加圧フランジ部と柱状部とこれに連なるフランジ部との間に存在する空間部に前記嵌合フランジの一部を塑性流動により詰め込み、もってジャーナル軸と嵌合フランジとが一体化したジャーナル部となしたことを特徴とする中空ロール。
請求項１に記載の中空ロールにおいて、前記加圧フランジ部の外周部に凹凸を形成してなることを特徴とする中空ロール。