JPH07259816A - 樹脂ローラにおけるローラ本体と軸端部材の接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特別な設備や材料を用いることなく、簡便に
軸端部材とローラ本体とを接合する。 【構成】 軸端部材を回転しながら、ローラ本体の端部
に圧入する。軸端部材のフランジの端面をローラ本体の
端面に当てた状態で軸端部材を回転させることにより、
回転摩擦熱で接合面同士を溶着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂ローラの製造に利
用されるローラ本体と軸端部材との接合方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】写真プロセサーでは、プリント済み印画
紙，露光済み写真フイルム，又は露光済み感光性平版印
刷版を、現像処理槽，定着処理槽，水洗槽等を順次通過
させることにより、周知の写真処理が行われる。これら
の各処理槽内には、印画紙，写真フイルム，又は露光済
み感光性平版印刷版をニップして搬送するために、搬送
路に沿って小型の樹脂ローラ対が多数配置されている。
これらの小型の樹脂ローラとしては、要求される搬送ト
ルクは比較的小さいが、耐薬品性や軽量性が要求され
る。

【０００３】従来の小型の樹脂ローラは、ローラ本体
と、その両端に接合された一対の軸端部材とから構成さ
れている。このローラ本体は、パイプ状をしており、全
体を樹脂で作ったものと、金属パイプの外周を樹脂で被
覆したものとがある。また、軸端部材は、ローラ本体の
端部に嵌め込まれるボスを備え、このボスにはボスの中
心から外側に突出した軸が一体に形成されている。ここ
で、この軸はローラ本体へ軸端部材が接合されたのち、
ローラ本体を回転可能に支持する回転軸として用いられ
る。この軸端部材をローラ本体に接合する場合に、従来
は、接着剤による接合方法と、超音波溶着による接合方
法と、熱膨張・収縮による接合方法とが用いられてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】接着剤による接合方法
は、接合面に塗布した接着剤を介してローラ本体に軸端
部材を接合するものである。この方法は、特殊な装置を
用いることなく、簡便に接合作業を行うことができると
いう利点がある。しかし、一般に、接着剤は有機溶剤を
含んでいるので、人体の健康及び火災の危険の観点か
ら、取扱及び保管に特別な注意が要求される。また、接
着剤の乾燥に時間がかかるため、樹脂ローラを迅速に製
造することができないという問題もある。

【０００５】超音波溶着による接合方法は、超音波溶着
機を用いて、接合面に微振動を与えてローラ本体及び軸
端部材の両方の接合面を溶着するものである。この接合
方法では、接合面の全てが密着するように、高精度な表
面加工処理を施さなければならず、また高価な超音波溶
着機が必要となる。

【０００６】熱膨張・収縮による接合方法は、ローラ本
体を加熱して体積を膨張させてから、軸端部材のボスを
ローラ本体に圧入したのち、ローラ本体を冷却して元の
体積に収縮させる。これによって、軸端部材をローラ本
体に接合させる。小型ローラの場合には、ローラ本体の
径が小さいために、大きな体積変化を得ることができ
ず、したがって期待するほどの接合強度を得ることがで
きない。

【０００７】本発明は、特殊な設備を必要とすることな
く、また作業上の特別な配慮を要することなく、簡便か
つ迅速にローラ本体と軸端部材とを接合することができ
る接合方法を提供することを目的とするものである。本
発明の別の目的は、高精度の加工処理や、特別な材料を
必要とすることなく、ローラ本体と軸端部材とを充分な
強度で接合することができる接合方法を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、少なくとも側端部分が熱
可塑性樹脂で作られたローラ本体と、このローラ本体の
端部に接合される熱可塑性樹脂の軸端部材とからなる樹
脂ローラにおいて、前記ローラ本体と前記軸端部材の接
合面同士を接触させた状態で相対回転させ、その摩擦熱
で前記それぞれの接合面の熱可塑性樹脂を溶融させ、ロ
ーラ本体と軸端部材とを接合させるようにしたものであ
る。

【０００９】請求項２記載の発明では、前記相対回転中
は、所定の押圧力で前記それぞれの接合面を接触させ、
前記それぞれの接合面の熱可塑性樹脂が溶融した後は前
記相対回転を停止し、熱可塑性樹脂が硬化するまで前記
ローラ本体に前記軸端部材を押しつけた状態に保つよう
にしたものである。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明によれば、接合面同士を突
き当てて、少なくとも一方を回転させ、この回転による
摩擦熱で、ローラ本体と軸端部材のそれぞれの接合面を
構成する熱可塑性樹脂同士を溶着させるものであるか
ら、特殊な設備を要することなく、また簡便かつ迅速に
両者を接合することができる。更に、両者が一体的に溶
着されるから、充分な強度を得ることができる。

【００１１】請求項２記載の発明では、接合面同士を所
定の押圧力で突き当てて、少なくとも一方を回転させ、
この回転による摩擦熱でローラ本体と軸端部材のそれぞ
れの接合面を構成する熱可塑性樹脂が溶融した後回転を
停止して、熱可塑性樹脂が硬化するまでローラ本体に軸
端部材を押しつけた状態に保つから、接合が確実とな
る。

【００１２】

【実施例】図２において、樹脂ローラ２は、ローラ本体
３と、この両端に接合された一対の軸端部材４，５とで
構成されている。図３に詳細に示すように、ローラ本体
３は、強度を高めるために、内パイプ３１と外パイプ３
２とからなる二重構造をしている。この内パイプ３１
は、金属例えばアルミ，ステンレススチール，真鍮等で
作られており、また外パイプ３２は熱可塑性樹脂で作ら
れている。この二重構造は、例えば内パイプ３１の外側
に直接熱可塑性樹脂が押出被覆成形されて外パイプ３２
が形成されることにより作成される。外パイプ３２は、
その両端３３が内パイプ３１から少しはみ出ている。

【００１３】外パイプ３２の素材である熱可塑性樹脂と
しては、塩化ビニル樹脂，塩化ビニリデン樹脂，スチロ
ール樹脂，ガラス繊維入り耐衝撃用スチロール樹脂，Ａ
Ｓ樹脂，ＡＢＳ樹脂，メタクリル樹脂，ポリエチレン，
ポリプロピレン，ガラス繊維入り耐衝撃用ポリプロピレ
ン，三弗化エチレン樹脂，四弗化エチレン樹脂，フェノ
キシ樹脂，塩化エーテル樹脂，ポリアミド（６６ナイロ
ン，６ナイロン，ガラス繊維入り耐衝撃用），アセター
ル樹脂，ポリカーボネート等があり、このいずれも利用
することができる。

【００１４】図４に詳細に示すように、軸端部材４は、
ボス４０と、軸４１とからなり、インサート成形によっ
て軸４１の端部がボス４０に埋め込まれている。ボス４
０の素材としては、前述した熱可塑性樹脂が用いられ
る。ここで、外パイプ３２とボス４０とは、同じ樹脂で
あっても、異なった樹脂であってもよい。軸端部分４を
回転させながらローラ本体３内へ圧入している間に軸４
１がねじ切れないようにするために、軸４１は金属例え
ばステンレススチール，アルミ等で作られている。

【００１５】ボス４０の外周には、複数の環状突部４２
が形成されている。これらの環状突部４２の直径は、内
パイプ３１の内径よりも僅かに大きくなっており、ボス
４０を軸４１を中心にして回転させながら内パイプ３１
に嵌め込んだときに、これらの環状突部４２が回転によ
る内パイプ３１との摩擦熱によって溶融して内パイプ３
１の内面に密着するので、軸端部材４がローラ本体３に
強固に固定される。また、ボス４０には、外パイプ３２
の外径と同じ径のフランジ４３が形成されている。この
フランジ４３の端面４３ａと、外パイプ３２の端面３３
とが接合面であり、これらの接合面同士が突き当てら
れ、ローラ本体３が固定され、軸端部材４が回転するこ
とにより摩擦熱が生じ、フランジ４３の端面４３ａと外
パイプ３２の端面３３が溶着される。

【００１６】次に、ロール本体と軸端部材との接合の手
順について、図１を参照して説明する。まず、ローラ本
体３を垂直な状態で軸端部材挿入装置の治具に固定して
動かないようにする。次に、軸端部材挿入装置の垂直な
回転軸の先端に設けたホルダーに軸４１を固定する。ホ
ルダーを２５００〜３０００ｒｐｍで回転させながら治
具に固定されたローラ本体３に向けて軸端部材４をスラ
イドさせ、フランジ４３の端面４３ａが外パイプ３２の
端面３３に当たるまで、ボス４０をローラ本体３内に押
し込む。端面４３ａと端面３３が当たった後は、所定の
押圧力を軸端部材４に加えた状態でスライドを停止す
る。

【００１７】端面４３ａは、端面３３に対して所定の押
圧力で接触しながら回転しているから、両端面の間に回
転による摩擦熱が発生し、この摩擦熱によって、これら
の表面が溶融する。この溶融状態は、ローラ本体３の端
部を外から見ることで確認することができる。

【００１８】溶融状態の確認後に回転軸の回転を止め、
直ちにローラ本体３に軸端部材４をさらに押しつけて、
表面が溶融状態の端面同士を比較的強い力で接触させ
る。溶融した熱可塑性樹脂が硬化するのに充分な時間が
経過してから、ホルダーから軸４１を外し、また治具か
らローラ本体３を外す。

【００１９】以上の接合作業により、図２に示すよう
に、軸端部材４のボス４０がローラ本体３内に嵌まり込
み、そしてフランジ４３の端面４３ａと、外パイプ３２
の端面３３とが一体的に溶着される。同様にして、他方
の軸端部材５をローラ本体３に接合することにより、樹
脂ローラ２が完成される。

【００２０】この樹脂ローラ２は、写真フイルム，印画
紙，又は感光性平版印刷版などの板状物を搬送するため
に使用することができる。また、ローラ本体３と、軸端
部材４，５との接合面同士の摩擦熱で軸端部材４，５と
外パイプ３２をそれぞれ構成している熱可塑性樹脂同士
が完全に溶着することにより、ローラ本体３の内部が密
封されるから、樹脂ローラ２を薬液内に配置しても、内
部に薬液が浸入せず、したがって金属製の内パイプ３１
が腐食されることがない。

【００２１】次に、実験例について説明する。内パイプ
３１として、内径が２０mm，肉厚が０．８mmのアルミパ
イプを用いた。このアルミパイプの外側に、外径が２
４．６mm，肉厚が１．５mmの塩化ビニル樹脂製の外パイ
プ３２を形成した。軸端部材４のボス４０として、長さ
が３０mm，フランジ４３の厚みが２mmのものをＡＢＳ樹
脂を用いて成形した。また、このボス４０には、インサ
ート成形によってステンレススチール製の直径７mmの軸
４１の端部が埋め込まれている。

【００２２】軸端部材４の回転数を約２７００ｒｐｍと
し、ローラ本体３と軸端部材４との摩擦回転中に、５０
０ｇの押圧力で軸端部材４を内パイプ３１内に圧入し、
フランジ４３の端面４３ａと外パイプ３２の端面３３と
をこの押圧力で接触させた。接合面の溶融後に、軸端部
材４の回転を停止させ、回転が停止している軸端部材４
を５ｋｇの力で３０秒間ローラ本体３に押しつけたとこ
ろ、溶融した接合面の熱可塑製樹脂が硬化した。この接
合面付近を調べたところ、フランジ４３と外パイプ３２
は一体的に溶着されていた。同様にして、他方の軸端部
材５をロール本体３の他端に接合した。

【００２３】ボス４０の環状突部４２は、内パイプ３１
の内径よりも、２mmだけ大きいため、軸端部材４が内パ
イプ３１内に圧入されることになるが、軸端部材４を回
転させたため内パイプ３１の内面との間の摩擦熱で環状
突部４２の表面が溶けて、内パイプ３１と環状突部４２
の両者が完全に密着していた。

【００２４】ローラ本体３と軸端部材４の接合強度を確
認するために、ローラ本体３を固定して５０kg・cmの回
転トルクを軸４１にかけたが、接合部分が破壊されるこ
とがなく、ローラ本体３と軸端部材４の接合部分が充分
な接合強度を持っていることを確認できた。

【００２５】前記実施例は、ローラ本体と軸端部材とを
接合するのに、ローラ本体を固定し、軸端部材を回転す
ることで、両者に相対回転を与えているが、これは逆で
あってもよい。更には、両方を逆方向に回転させてもよ
い。また、ローラ本体の全部を熱可塑性樹脂で作っても
よい。

【００２６】なお、本発明により製造された樹脂ローラ
は、写真プロセサーに限らず薄板状物を搬送する装置に
適用することができる。

【００２７】

【発明の効果】上記構成を有する本発明は、ローラ本体
と軸端部材の接合面同士を接触させた状態で相対回転さ
せ、その摩擦熱で各接合面を一体的に溶着させるもので
あるから、接合作業が簡単で、しかも迅速に行うことが
できる。また、従来の接合方法のように、超音波溶着機
等の特殊の設備や、接着剤が不要となり、製造コストを
安価にすることができる。更に、摩擦熱で接合面を溶着
させるから、接合面の加工精度が悪いために、面が多少
荒れていても支障がない。更にまた、ローラ本体又は軸
端部材の径の寸法精度が悪くても、相対回転によって軸
端部材をローラ本体内にうまく嵌まり込ませることがで
きる。

【００２８】また、ローラ本体と軸端部材の相対回転中
は、所定の押圧力で接合面同士を接触させ、各接合面の
熱可塑性樹脂の溶融後、この相対回転を停止させて更に
押圧力を加えてローラ本体に軸端部材を押しつけ一体的
に結合させるから、充分な接合強度を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を示すフローチャートである。

【図２】本発明の方法で作製した樹脂ローラの正面図で
あり、その一部を断面で表してある。

【図３】ローラ本体の一部断面図である。

【図４】軸端部材の正面図である。

【符号の説明】

２ 樹脂ローラ ３ ローラ本体 ４，５ 軸端部材 ３２ 外パイプ ３３ 端面 ４３ フランジ ４３ａ 端面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも側端部分が熱可塑性樹脂で作
   られたローラ本体と、このローラ本体の端部に接合され
   る熱可塑性樹脂の軸端部材とからなる樹脂ローラにおい
   て、 前記ローラ本体と前記軸端部材の接合面同士を接触させ
   た状態で相対回転させ、その摩擦熱で前記それぞれの接
   合面の熱可塑性樹脂を溶融させて接合することを特徴と
   する樹脂ローラにおけるローラ本体と軸端部材の接合方
   法。
2. 【請求項２】 前記相対回転中は、所定の押圧力で前記
   それぞれの接合面を接触させ、前記それぞれの接合面の
   熱可塑性樹脂が溶融した後は前記相対回転を停止し、熱
   可塑性樹脂が硬化するまで前記ローラ本体に前記軸端部
   材を押しつけた状態に保つことを特徴とする請求項１記
   載の樹脂ローラにおけるローラ本体と軸端部材の接合方
   法。