JP2008151324A - Hollow roller for office automation roller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はOAローラの軸体等、OAローラに用いられる、金属スリーブの両端に樹脂製軸端フランジを配設した中空の回転体に関し、特に、金属スリーブに対して軸端フランジが緩んだり外れたりするのを防止することのできるものに関する。 The present invention relates to a hollow rotating body having a resin shaft end flange disposed on both ends of a metal sleeve, such as a shaft body of an OA roller, and in particular, the shaft end flange is loosened or detached from the metal sleeve. It relates to things that can be prevented.
複写機やプリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、画像形成の各工程で、現像ローラ、帯電ローラ等種々の導電性ローラが用いられており、これらのローラは、導電性の軸体の外側に導電性被覆層を形成して構成されており、このローラを軽量化するため、図1に断面図で示すように、軸体として、芯金93と、その半径方向外側に配置された金属スリーブ91と、この金属スリーブ91を軸方向両端で芯金93に固定するそれぞれの樹脂製軸端フランジ92とを具えてなる中空回転体90で構成されたものが提案されている。また、磁性式の現像ローラにおいても、マグネットローラと外側に、同様の構造の中空回転体が配置され、中空回転体の外側を磁性トナーが移送されるよう構成されている。
In an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine or a printer, various conductive rollers such as a developing roller and a charging roller are used in each step of image formation. These rollers are electrically conductive. A conductive coating layer is formed on the outside of the shaft body, and in order to reduce the weight of the roller, as shown in a sectional view in FIG. There has been proposed one constituted by a hollow rotating body 90 comprising a
このような中空回転体90において、樹脂製軸端フランジ92の金属スリーブ91に対する固定は、接着圧入や、カシメや、切欠等によって行われている。しかし、カシメや、切欠等は確実に締結することができる反面コストが高い。一方、圧入によって樹脂製軸端フランジ92を金属スリーブ91の内側に嵌入する方法は、コスト的に有利なものの、金属スリーブと樹脂部材との熱膨張率が異なることに起因して、外部の温度がすると緩みが発生する場合がある。
In such a hollow rotating body 90, the resin
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、樹脂製軸端フランジが金属スリーブから外れたり緩んだりするのを防止することのできる中空回転体を提供する目的とする。 This invention is made | formed in view of such a problem, and it aims at providing the hollow rotary body which can prevent that a resin-made shaft end flange remove | deviates from a metal sleeve, or loosens.
<1>は、中心軸線上に配置された金属スリーブと、前記金属スリーブの軸方向両端に固定されこの金属スリーブを前記中心軸線上に支持するそれぞれの樹脂製軸端フランジとを具えてなるOAローラ用中空回転体において、
金属スリーブとの熱膨張率の差が前記軸端フランジよりも小さい環状の係止部材を、前記金属スリーブの内側に、直接的に、もしくは、前記樹脂部材を介して間接的に、圧入し、前記軸端フランジを前記係止部材に固定することにより、前記軸端フランジを前記金属スリーブに固定してなるOAローラ用中空回転体である。
<1> is an OA comprising a metal sleeve disposed on a central axis, and respective resin shaft end flanges fixed to both ends of the metal sleeve in the axial direction and supporting the metal sleeve on the central axis. In the hollow rotating body for rollers,
An annular locking member having a smaller difference in thermal expansion coefficient from the metal sleeve than the shaft end flange is press-fitted directly into the metal sleeve or indirectly through the resin member, It is a hollow rotating body for an OA roller formed by fixing the shaft end flange to the metal sleeve by fixing the shaft end flange to the locking member.
<2>は、<1>において、前記係止部材を金属よりなるものとするOAローラ用中空回転体である。 <2> is a hollow rotator for an OA roller in which the locking member is made of metal in <1>.
<3>は、<1>もしくは<2>において、前記軸端フランジの、金属スリーブの内側に位置する部分の少なくとも一部を、芯金の外径よりも大きい内径を有する円筒状に形成するとともに、前記係止部材を、前記軸端フランジの円筒状部分の内側に圧入してなるOAローラ用中空回転体である。 <3> In <1> or <2>, at least a part of a portion of the shaft end flange located inside the metal sleeve is formed in a cylindrical shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the core metal. The OA roller hollow rotator is formed by press-fitting the locking member inside the cylindrical portion of the shaft end flange.
<1>によれば、金属スリーブとの熱膨張率の差が前記軸端フランジよりも小さい環状の係止部材を、金属スリーブの内側に、直接的に、もしくは、前記樹脂部材を介して間接的に、圧入したので、多少の温度変化があっても、係止部材が金属スリーブに対して緩まないようにすることができ、そして、軸端フランジはこの係止部材に固定されているので、多少の温度変化に対しても、軸端フランジが金属スリーブから外れたり緩んだりするのを防止することができる。 According to <1>, the annular locking member whose thermal expansion coefficient difference from the metal sleeve is smaller than that of the shaft end flange is directly inside the metal sleeve or indirectly through the resin member. Since the press-fitting is performed, the locking member can be prevented from loosening with respect to the metal sleeve even if there is a slight temperature change, and the shaft end flange is fixed to the locking member. Even with a slight temperature change, the shaft end flange can be prevented from coming off or loosening from the metal sleeve.
<2>によれば、前記係止部材を金属よりなるものとしたので、金属スリーブと係止部材との熱膨張率の差をさらに小さくすることができ、係止部材と金属スリーブの固定を、温度に依存しない一層強固なものにすることができる。 According to <2>, since the locking member is made of metal, the difference in coefficient of thermal expansion between the metal sleeve and the locking member can be further reduced, and the locking member and the metal sleeve can be fixed. Further, it can be made stronger without depending on the temperature.
<3>によれば、係止部材を、軸端フランジの円筒状部分の内側に圧入したので、係止部材と金属スリーブとの間に、弾性のある樹脂製の軸端フランジを挟んだ構造となり、係止部材の圧入を容易にするとともに、軸端フランジの金属スリーブに対する固定をさらに強固なものにすることができる。 According to <3>, since the locking member is press-fitted inside the cylindrical portion of the shaft end flange, an elastic resin shaft end flange is sandwiched between the locking member and the metal sleeve. As a result, it is possible to facilitate the press-fitting of the locking member and to further secure the shaft end flange to the metal sleeve.
本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図2は、本発明に係る第一の実施形態のOAローラ用中空回転体を示す断面図であり、
中空回転体10は、中心軸線C上に配置された芯金3と、芯金3の周囲に配設された金属スリーブ1と、金属スリーブ1をその軸方向両端位置で芯金3に固定するそれぞれの樹脂製軸端フランジ2A、2Bとを具え、芯金3は、軸端フランジ2A、2Bの内側に圧入により内嵌され、また、軸端フランジ2A、2Bも、金属スリーブ1の内側に圧入により内嵌されており、その結果、金属スリーブ1を中心軸線C上に配置することができるよう構成されている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a hollow rotating body for an OA roller according to the first embodiment of the present invention,
The hollow rotating
軸端フランジ2A、2Bの、金属スリーブ1の内側に位置する部分の少なくとも一部は、芯金3の外径よりも大きい内径を有する円筒状に形成するとともに、軸端フランジ2A、2Bの、この円筒状をなす部分の内側に環状をなす係止部材4が圧入により内嵌される。
At least a part of the portion of the
なお、係止部材4は、その中心部に芯金3が貫通するため、これを環状のものとし、その内径を芯金3の外径より大きくする必要があるが、ワッシャのような板状のものであっても、厚さのある円筒状のものであってもよい。また、係止部材4の内面は真円でなくともよい。
In addition, since the
すなわち、係止部材4は、金属スリーブ1の内側に、軸端フランジ2A、2Bを介して間接的に圧入され、軸端フランジ2A、2Bは、この係止部材4によって金属スリーブ1の内周面との間に挟まれることによって、係止部材4に固定されるとともに金属スリーブ1に対する固定も強化されている。
That is, the
ここで、金属スリーブ1の材料としては、アルミニウムや鉄等が用いられる。また、軸端フランジ2A、2Bに用いられる樹脂材料としては、汎用樹脂やエンジニアリングプラスチックの中から適宜選定すればよく、特に制限されるものではないが、適度の強度を有するとともに、射出成型等により成形可能なものであるのが好ましい。
Here, as a material of the metal sleeve 1, aluminum, iron, or the like is used. In addition, the resin material used for the
軸端フランジの材料として、具体的には、エンジニアリングプラスチックの場合、例えば、ポリアセタール、ポリアミド樹脂(例えば、ポリアミド6、ポリアミド6・6、ポリアミド12、ポリアミド4・6、ポリアミド6・10、ポリアミド6・12、ポリアミド11、ポリアミドMXD6(メタキシレンジアミンとアジピン酸とから得られるポリアミド)等)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレンなどを挙げることができる。また、汎用樹脂としては、ポリプロピレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、ポリスチレン、ポリエチレンなどが挙げられる。その他、メラミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等を用いることもできる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
As the material for the shaft end flange, specifically, in the case of engineering plastics, for example, polyacetal, polyamide resin (for example, polyamide 6, polyamide 6,6, polyamide 12,
上記の中でも、エンジニアリングプラスチックが好ましく、特に、ポリアセタール、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネートなどが、熱可塑性で成形性に優れ、かつ、機械的強度に優れる点で一層好ましい。特に、ポリアミド6・6、ポリアミドMXD6、ポリアミド6・12、ポリブチレンテレフタレート、あるいはこれらの混合樹脂が好適である。なお、熱硬化性樹脂を用いることに差し支えはないが、リサイクル性を考慮すれば熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。 Among these, engineering plastics are preferable, and polyacetal, polyamide resin, polybutylene terephthalate, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polycarbonate, and the like are particularly preferable because they are thermoplastic and have excellent moldability and mechanical strength. In particular, polyamide 6 · 6, polyamide MXD6, polyamide 6 · 12, polybutylene terephthalate, or a mixed resin thereof is preferable. Although there is no problem in using a thermosetting resin, it is preferable to use a thermoplastic resin in consideration of recyclability.
軸端フランジ4に導電性を具えさせる場合の導電剤としては、樹脂材料中に均一に分散することができるものであれば各種のものを使用することが可能であるが、カーボンブラック粉末、グラファイト粉末、カーボンファイバーやアルミニウム、銅、ニッケルなどの金属粉末、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛などの金属酸化物粉末、導電性ガラス粉末などの粉末状導電剤が好ましく用いられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。この導電剤の配合量は、目的とする導電ローラの用途や状況に応じて適当な抵抗値が得られるように選定すればよく、特に制限されるものではないが、通常は材料全体に対して5〜40重量%、特には、5〜20重量%とすることが好ましい。
As the conductive agent for making the
軸端フランジ4の材料中には、必要に応じ補強や増量等を目的として各種導電性または非導電性の繊維状物やウィスカー、フェライトなどを配合することができる。繊維状物としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維などの繊維を挙げることができ、また、ウィスカーとしては、チタン酸カリウムなどの無機ウィスカーを挙げることができる。これらは一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの配合量は、用いる繊維状物やウィスカーの長さおよび径、主体となる樹脂材料の種類や目的とするローラ強度等に応じて適宜選定することができるが、通常は材料全体の5〜70重量%、特には10〜20重量%である。
In the material of the
また、芯金3としては、例えば、硫黄快削鋼やアルミニウム、ステンレス鋼等に、ニッケル、亜鉛めっき等を施したものを用いることができる。
Moreover, as the
ここで、係止部材4として、金属スリーブとの熱膨張率の差が、軸端フランジ2A、2Bより小さい材料を用いることが本発明の特徴であり、その中で、金属よりなるものが好ましく、さらには、金属スリーブ1と同じ金属材料を用いるのが、熱膨張率の差を小さくし、大きな温度変化があっても、金属スリーブ1から係止部材4が外れたり緩んだりするのを防止できるという点で一層好ましい。
Here, it is a feature of the present invention that the
ここで、係止部材4は、金属スリーブ1に軸端フランジ2A、2Bを圧入した後、軸端フランジ2A、2Bの内側に圧入することもできるが、図3に断面図で示すような、予め係止部材4を内側に取り付けた軸端フランジ2A、2Bを、金属スリーブ1の内側に圧入することによって、金属スリーブ1に軸端フランジ2A、2Bを固定することもできる。軸端フランジ2A、2Bの金属スリーブ1内への圧入に先立って、軸端フランジ2A、2Bに係止部材4を取り付ける場合、係止部材4を軸端フランジ2A、2Bを圧入することによって係止部材4の取り付けを行ってもよいが、金型キャビティ内に予め係止部材4を配置したあと、このキャビティ内に樹脂材料を注入して軸端フランジ2A、2Bを成形するインサート成形によってもよい。
Here, the locking
図4は、本発明に係る第二の実施形態の中空回転体を示す断面図であり、中空回転体20は、中空回転体10と同様に、中心軸線C上に配置された芯金3と、芯金3の周囲に配置された金属スリーブ1と、金属スリーブ1をその軸方向両端位置で芯金3に固定するそれぞれの樹脂製軸端フランジ12A、12Bとを具え、芯金3は、軸端フランジ12A、12Bの内側に圧入により内嵌されるとともに、金属スリーブ1の内側に、軸端フランジ12A、12Bが圧入により内嵌されることにより、金属スリーブ1が中心軸線C上に配置される。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the hollow rotator according to the second embodiment of the present invention. The
軸端フランジ12A、12Bの、金属スリーブ1に圧入される外周面の軸方向中央部分に係止部材14を固定する凹部13が環状に形成され、この凹部13に取り付けられた環状の係止部材14は、金属スリーブ1の内側に直接的に圧入されている。
A
そして、この構成により、軸端フランジ12A、12Bは、金属スリーブ1の内側に確実に圧入固定された係止部材4に固定されており、このことによって、金属スリーブ1に対する固定が強化される。
With this configuration, the shaft end flanges 12 </ b> A and 12 </ b> B are fixed to the locking
金属スリーブ1、軸端フランジ12A、12B、芯金3、係止部材14の材料については、第一の実施形態について説明したのと同様であり、説明を省略する。
The materials for the metal sleeve 1, the shaft end flanges 12 </ b> A and 12 </ b> B, the
ここで、係止部材4を金属スリーブ1の内側への圧入は、図5に断面図で示すような、予め係止部材14を外周面上に取り付けた軸端フランジ12A、12Bを、金属スリーブ1の内側に圧入することによればよい。この場合、金型キャビティ内に予め係止部材4を配置したあと、このキャビティ内に樹脂材料を注入して軸端フランジ2A、2Bを成形するインサート成形によればよい。
Here, press-fitting the locking
図6は、第三の実施形態の中空回転体を示す断面図であり、中空回転体30は、金属スリーブ1と、金属スリーブ1の軸方向両端に嵌入されて固定された樹脂製軸端フランジ22A、22Bとを具え、樹脂製軸端フランジ22A、22Bを中心軸線C上に位置させることにより、金属スリーブ1は中心軸線C上に配置される。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the hollow rotator of the third embodiment. The
樹脂製軸端フランジ22A、22Bの、金属スリーブ1の内側に内嵌されている部分の内側には、環状をなす係止部材34が圧入により内嵌される。すなわち、係止部材24は、金属スリーブ1の内側に、軸端フランジ2A、2Bを介して間接的に圧入され、軸端フランジ22A、22Bは、この係止部材24によって金属スリーブ1の内周面との間に挟まれることによって、係止部材24に固定されるとともに金属スリーブ1に対する固定も強化されている。
An
ここで、係止部材24として、金属スリーブ1との熱膨張率の差が、軸端フランジ22A、22Bより小さい材料を用いることが本発明の特徴の一つであり、その中で、金属よりなるものが好ましく、さらには、金属スリーブ1と同じ金属材料を用いるのが、熱膨張率の差を小さくし、大きな温度変化があっても、金属スリーブ1から係止部材4が外れたり緩んだりするのを防止できるという点で一層好ましい。
Here, it is one of the features of the present invention that the engaging
この実施形態の中空回転体30は、第一の実施形態の中空回転体10における芯金3をなくし、代わりに、軸端フランジ22A、22Bに、芯金3の軸端の機能を付加させた点だけが、第一の実施形態と異なり、その他の点については、第一の実施形態と同様である。
In the hollow
図7は、第四の実施形態の中空回転体を示す断面図であり、中空回転体40は、金属スリーブ1と、金属スリーブ1の軸方向両端に嵌入されて固定された樹脂製軸端フランジ32A、32Bとを具え、樹脂製軸端フランジ32A、32Bを中心軸線C上に位置させることにより、金属スリーブ1は中心軸線C上に配置される。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the hollow rotator of the fourth embodiment. The
軸端フランジ32A、32Bの、金属スリーブ1に圧入される外周面の軸方向中央部分に係止部材34を固定する凹部33が環状に形成され、この凹部33に取り付けられた環状の係止部材34は、金属スリーブ1の内側に直接的に圧入されている。
A
そして、この構成により、軸端フランジ32A、32Bは、金属スリーブ1の内側に確実に圧入固定された係止部材34に固定されており、このことによって、金属スリーブ1に対する固定が強化される。
With this configuration, the shaft end flanges 32 </ b> A and 32 </ b> B are fixed to the locking
また、係止部材24として、金属スリーブ1との熱膨張率の差が、軸端フランジ22A、22Bより小さい材料を用いることが本発明の特徴の一つであることは先に述べたとおりである。
Further, as described above, it is one of the features of the present invention that the locking
この実施形態の中空回転体40は、第二の実施形態の中空回転体20における芯金3をなくし、代わりに、軸端フランジ32A、32Bに、芯金3の軸端の機能を付加させた点だけが、第二の実施形態と異なり、その他の点については、第二の実施形態と同様である。
The
図6に示すような構造の中空回転体30を形成し実施例とし、図6における係止部材24を設けない点だけが実施例のものと異なる中空回転体を従来例として、これらの抜け強度を比較した。
The hollow
この実験に用いた部材の諸元を表1に示す。また、抜け強度の測定結果を表2に示す。抜け強度の測定は、中空回転体を、60℃の環境下で3時間放置したあと、−10℃の環境下で3時間放置するサイクルを1サイクルとしてこれを3サイクル繰り返す環境試験を行い、この環境試験の試験前と試験後との両方の時点で、軸端フランジを金属スリーブから引き抜いて、軸端フランジが金属スリーブから外れるときの力を測定した。 Table 1 shows the specifications of the members used in this experiment. Table 2 shows the measurement results of the pull-out strength. For the measurement of the pull-out strength, the hollow rotating body is left for 3 hours in an environment at 60 ° C and then left for 3 hours in an environment at -10 ° C. The shaft end flange was pulled out of the metal sleeve both before and after the environmental test, and the force when the shaft end flange was detached from the metal sleeve was measured.
表2から明らかなように、実施例の中空回転体は、従来例に対比して、環境試験後の抜け強度の低下が極めて小さいことが判る。 As can be seen from Table 2, it can be seen that the hollow rotating body of the example has a very small drop in strength after the environmental test as compared with the conventional example.
1 金属スリーブ
2A、2B 軸端フランジ
3 芯金
4 係止部材
10 中空回転体
12A、12B 軸端フランジ
13 軸端フランジの外周面凹部
14 係止部材
20 中空回転体
22A、22B 軸端フランジ
23 軸端フランジの外周面凹部
24 係止部材
30 中空回転体
32A、32B 軸端フランジ
33 軸端フランジの外周面凹部
34 係止部材
40 中空回転体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
金属スリーブとの熱膨張率の差が前記軸端フランジよりも小さい環状の係止部材を、前記金属スリーブの内側に、直接的に、もしくは、前記樹脂部材を介して間接的に、圧入し、前記軸端フランジを前記係止部材に固定することにより、前記軸端フランジを前記金属スリーブに固定してなるOAローラ用中空回転体。 A hollow rotating body for an OA roller comprising a metal sleeve disposed on a central axis and respective resin shaft end flanges fixed to both ends in the axial direction of the metal sleeve and supporting the metal sleeve on the central axis In
An annular locking member having a smaller difference in thermal expansion coefficient from the metal sleeve than the shaft end flange is press-fitted directly into the metal sleeve or indirectly through the resin member, A hollow rotating body for an OA roller, wherein the shaft end flange is fixed to the metal sleeve by fixing the shaft end flange to the locking member.
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