JP6491462B2 - roller - Google Patents
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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。 The present invention relates to a roller suitable for an image forming apparatus such as a copying machine or a printer.
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)。 Conventionally, as a roller used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, a barrel member formed of a metal and a shaft member formed of metal are separately formed, and both end portions of the barrel member are formed. A shaft member is press-fitted into each of them, and then both a body member and a shaft member are connected by pins (for example, see Patent Document 1).
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。 However, in the conventional roller, since the shaft member is press-fitted into each of both end portions of the body member, at least the inner diameter dimension of the body member and the outer diameter dimension of the shaft member at the press-fit portion are made highly accurate. There is a problem that manufacturing is not easy because it is necessary and a high pressure is required for press-fitting.
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。 The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a roller that can be easily manufactured.
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、前記軸側ピン挿入部が前記貫通孔よりも大径に形成されており、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、前記胴部材と前記軸部材とは、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全体を前記貫通孔および前記軸側ピン挿入部の内部空間の全体において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とともに、前記ピンがピンの軸線方向に移動不能に結合されていることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, the roller of the present invention has one end of a shaft member made of metal disposed at both ends of an inner hole of a body member formed in a pipe shape with metal, and the cylinder. A roller in which a member and the shaft member are joined by a pin formed of metal, and the body member and the shaft member are fitted with one end of the shaft member at both ends of an inner hole of the body member A through hole used for coupling by the pin is formed at the end of the body member, and the outer peripheral surface of the shaft member fitted into the inner hole of the body member is formed by the pin. A shaft-side pin insertion portion used for coupling is formed, the shaft-side pin insertion portion is formed to have a larger diameter than the through-hole, and the pin includes both the through-hole and the shaft-side pin insertion portion. The pin is formed with a smaller diameter than the shaft. The pin is made of a material softer than the body member or the same material as the body member, and the body member and the shaft member include the through hole and the shaft side pin insertion portion. By inserting and setting the pins in both of them and plastically deforming the whole of the pins so as to expand the diameter of the entire interior space of the through hole and the shaft side pin insertion portion, a plastic deformation body is obtained. One end of the member is coupled to the body member so as not to move in the axial direction and the rotational direction, and the pin is coupled so as to be immovable in the axial direction of the pin .
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、前記軸側ピン挿入部が前記貫通孔よりも大径に形成したことにより、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とともに、ピンの軸線方向への抜け止めをより確実に行うことができる。 By adopting such a configuration, the shaft member is fitted to each of the both end portions of the barrel member, so that the accuracy of the inner diameter dimension of the barrel member and the outer diameter dimension of the shaft member at the fitting portion is improved. Compared to the configuration in which the shaft member is press-fitted into each of both end portions of the member, it is not necessary to have high accuracy and high pressure is not required for fitting. Furthermore, since the pin is formed with a smaller diameter than both the through hole and the shaft side pin insertion portion, the pin can be easily inserted into both the through hole and the shaft side pin insertion portion. Therefore, manufacture can be performed easily. In addition, since the shaft-side pin insertion portion is formed to have a diameter larger than that of the through hole, a part of the plastic deformation body can bite into the shaft-side pin insertion portion, so that the shaft member can be removed from the body member. The stopper can be more reliably performed , and the pin can be more reliably prevented from coming off in the axial direction .
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。 In the present invention, the body member may be made of a material softer than the shaft member. And by employ | adopting such a structure, the end of a shaft member can be easily fitted to the inner hole of a trunk | drum member.
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。 According to the roller of the present invention, since the shaft member is fitted to each of both end portions of the body member, it is not necessary to increase the accuracy of the inner diameter dimension of the body member and the outer diameter dimension of the shaft member in the fitting portion. There is no need for high pressure. Furthermore, since the pin is formed to have a smaller diameter than both the through hole and the shaft side pin insertion portion, the pin can be easily inserted into both the through hole and the shaft side pin insertion portion. Therefore, there are excellent effects such as easy manufacture.
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。 The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.
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。
FIG. 1 shows a first embodiment of a roller according to the present invention. The
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。
Both end portions in the axial direction of the inner hole of the
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。
As the material of the
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。
The
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。
As the material of the
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。
What is necessary is just to set as the number of the said
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。
It should be noted that at least one of the inner surface of the
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。
The
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。
The material of the
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。
Here, an embodiment of a method for manufacturing the
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。
The method for manufacturing the
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。
More specifically, according to the manufacturing method of the present embodiment, first, the
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。
Next, the
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。
In order to crush the
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。
In addition, when the through
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。 Next, the operation of the present embodiment having the above-described configuration will be described.
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。
According to the
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。
Further, according to the
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。
Moreover, according to the
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。
FIG. 2 shows an essential part of the second embodiment of the roller according to the present invention. The
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。
Since other configurations are the same as those of the
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。
According to the
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。 The roller of the present invention includes various rollers in an image forming apparatus, such as a printing roller and a conveying roller in a printing apparatus, a pressure roller and a heating roller in a fixing device, a conveying roller, a tension roller, and a driving roller in a conveying apparatus using an endless belt. It can be used for a wide variety of things. Here, when the roller of the present invention is used as a pressure roller in a fixing device of an image forming apparatus, the roller of the present invention is used as a core metal and covers the surface of the externally exposed portion of the plastic deformation body of the pin of the core metal. Thus, the surface of the body member may be covered with an elastic layer made of silicone rubber or the like, and the surface of the elastic body layer may be covered with a release layer made of fluorine resin or the like. As a result, sufficient strength can be obtained over a long period of time as a pressure roller used in a heat fixing device in which a large load is repeatedly applied in a high temperature environment in the image forming apparatus.
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。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change is possible as needed.
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
10,
Claims (2)
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、
前記軸側ピン挿入部が前記貫通孔よりも大径に形成されており、
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、
前記胴部材と前記軸部材とは、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全体を前記貫通孔および前記軸側ピン挿入部の内部空間の全体において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とともに、
前記ピンがピンの軸線方向に移動不能に結合されている
ことを特徴とするローラ。 One end of a shaft member made of metal is disposed at both ends of the inner hole of the body member formed in a pipe shape with metal, and the body member and the shaft member are coupled by a pin formed of metal. The roller that is
One end of the shaft member is fitted to both ends of the inner hole of the body member, the body member and the shaft member,
A through hole used for coupling with the pin is formed at the end of the body member,
A shaft side pin insertion portion used for coupling by the pin is formed on the outer peripheral surface of the shaft member fitted in the inner hole of the body member,
The shaft side pin insertion portion is formed to have a larger diameter than the through hole,
The pin is formed with a smaller diameter than both the through hole and the shaft side pin insertion portion,
The pin is a material softer than the shaft member,
The pin is a softer material than the body member or the same material as the body member,
The body member and the shaft member are set by inserting the pin into both the through hole and the shaft side pin insertion portion, and the entire pin is placed in an internal space of the through hole and the shaft side pin insertion portion. By plastically deforming so as to expand the diameter as a whole and forming a plastic deformed body, one end of the shaft member is coupled to the barrel member so as to be immovable in both the axial direction and the rotational direction ,
A roller characterized in that the pin is coupled so as not to move in the axial direction of the pin .
ローラ。 The roller according to claim 1, wherein the body member is made of a material softer than the shaft member.
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