JP6435802B2

JP6435802B2 - ローラ

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Publication number: JP6435802B2
Application number: JP2014234858A
Authority: JP
Inventors: 中山　一郎; 一郎中山; 岩瀬　和也; 和也岩瀬; 博美船橋; 剛三星; 平山　済; 済平山; 保城戸; 政之清水
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2014-11-19
Filing date: 2014-11-19
Publication date: 2018-12-12
Anticipated expiration: 2034-11-19
Also published as: JP2016098062A; CN105600525A; US20160137440A1; US9896286B2

Description

本発明は、例えば紙幣分離機構に用いられるローラに関する。

紙幣分離機構等にローラが用いられている。このようなローラにおいて、ローラ本体部にゴム部が取り付けられた構造が用いられている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載のローラでは、ゴム部が嵌合されるローラ本体部の切欠部に、切欠部よりも大きな寸法を有するゴム片を圧縮状態で収容することで、接着剤を使用せずに、ローラ本体部にゴム部を保持するようにしている。

特開平１０−１５７８６４号公報

しかし、特許文献１に記載された構造では、ゴム部とローラ本体部とが接する面が切欠部のみであるため、ローラの使用時にゴム部がローラ本体部から脱落してしまうおそれがあった。

本発明の一目的は、ローラ使用時にゴム部がローラ本体部から脱落することが抑制されたローラを提供することである。

本発明の一観点によれば、
ローラ本体部と、
前記ローラ本体部に取り付けられたゴム部と
を有し、
前記ゴム部は、前記ローラ本体部の外周に設けられたゴム本体部と、前記ゴム本体部の側面から前記ローラ本体部の側面上に延在する側面延在部とを有し、
前記ローラ本体部は、前記ローラ本体部の側面に形成され、前記側面延在部が嵌め込まれている凹部を有するローラ
が提供される。

ゴム部の側面延在部が、ローラ本体部側面の凹部に嵌め込まれていることにより、ゴム部のずれや脱落が抑制される。

図１（Ａ）は、本発明の一実施形態によるローラの概略左側面図であり、図１（Ｂ）は、本発明の一実施形態によるローラの概略正面図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）および図１（Ｄ）に示すＡＡ線に沿った概略断面図であり、図１（Ｄ）は、本発明の一実施形態によるローラの概略右側面図であり、図１（Ｅ）は、図１（Ａ）および図１（Ｄ）に示すＢＢ線に沿った概略断面図である。

図１（Ａ）〜図１（Ｅ）を参照して、本発明の一実施形態によるローラ１０について説明する。実施形態によるローラ１０は、例えば、集積された紙幣や有価証券等の紙葉類を１枚ずつ分離して搬送する紙葉類分離機構に好ましく用いられる。ここでは、紙幣分離機構のフィードローラとして用いられるローラ１０を例として、説明を進める。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）、および図１（Ｄ）は、それぞれ、ローラ１０の概略的な左側面図、正面図、および右側面図である。図１（Ｃ）および図１（Ｅ）は、それぞれ、図１（Ａ）、図１（Ｄ）に示すＡＡ線に沿った概略断面図、およびＢＢ線に沿った概略断面図である。

まず、ローラ１０の構造について説明する。ローラ１０は、ローラ本体部（芯金）１００と、ローラ本体部１００に取り付けられたゴム部２００とから構成されている。図示を容易にするため、図１（Ａ）〜図１（Ｅ）において、ローラ本体部１００は左上りのハッチングを付して示し、ゴム部２００は右上りのハッチングを付して示す。

ローラ本体部１００は、例えば金属材料（例えばアルミ合金等）により形成され、概ね円筒形状を有し、中心に、シャフトを貫通させる貫通孔１１０を有する。以下、ローラ本体部１００（またはローラ１０）についての周方向、径方向、厚さ方向を、単に、周方向、径方向、厚さ方向と呼ぶことがある。

ゴム部２００は、ゴム材料（例えばポリウレタン等）により、ローラ本体部１００に嵌め込まれた形状で、全体が一体的に成形されている。ローラ本体部１００とゴム部２００との間は、接着剤で固着されていない。つまり、ローラ本体部１００とゴム部２００とは、接着剤を介さずに接触している。

本明細書において「ローラ本体部１００にゴム部２００が嵌め込まれた」等と表現する場合、「ローラ本体部１００と別体で形成されたゴム部２００をローラ本体部１００に嵌め込んだ」という作製方法を意味するわけではなく、「ローラ本体部１００にゴム部２００が嵌め込まれた形状である」ということを意味する。後に詳しく説明するように、本実施形態のゴム部２００は、金型の一部となるローラ本体部１００上にゴム材料を流し込むことで、ローラ本体部１００に嵌め込まれた形状に成形されている。

ゴム部２００は、ゴム本体部（フィードゴム）２０１と、側面延在部２０３と、外周部２０５とに大別される。ゴム本体部２０１は、ローラ本体部１００の外周の一部に（周方向の一部分に）、ローラ本体部１００の全厚さに亘って設けられている。ゴム本体部２０１は、搬送される紙幣に対してローラ本体部１００よりも高い摩擦係数を有し、ローラ１０の回転に伴い外周で紙幣と接触して、紙幣を送る。ローラ本体部１００の外周の一部に、ゴム本体部２０１に対応した形状の凹部（切欠き部）１０１が形成されており、切欠き部１０１に、ゴム本体部２０１が嵌め込まれている。

ゴム本体部２０１の外周形状は、必要に応じて、凹凸状（歯型状）に成形することができる。ゴム本体部２０１の外周形状を凹凸状とすることにより、ゴム本体部２０１への紙粉の付着が抑制されて、摩擦力低下が抑制される。

ゴム本体部２０１は、ローラ本体部１００の内側（径方向側または周方向側）に突出する突出部２０２を有する。ゴム本体部２０１のうち、突出部２０２以外の部分を、ゴム本体部２０１の主部と呼ぶこととする。切欠き部１０１の内面に、突出部２０２に対応した形状の凹部（穴部）１０２が形成されており、穴部１０２に、突出部２０２が嵌め込まれている。突出部２０２により、ゴム本体部２０１が、径方向外側や厚さ方向にずれにくくなる。このようにして、ローラ本体部１００からゴム本体部２０１がずれたり脱落したりすることを抑制できる効果が得られる。突出部２０２は、好ましくは、ローラ本体部１００の内側（径方向側または周方向側）に向かって太さが太くなるような拡径構造を有する。

ゴム部２００は、ローラ１０の一方の側面上に（本例では図１（Ａ）に示す左側面上に）、ゴム本体部２０１の側面からローラ本体部１００の側面上に延在する側面延在部２０３を有する。ローラ本体部１００の側面に、側面延在部２０３に対応した形状の凹部（溝部）１０３が形成されており、溝部１０３に、側面延在部２０３が嵌め込まれている。側面延在部２０３は、好ましくは、ローラ本体部１００の周に沿うリング状に、閉じた形状で形成されている。

なお、図１（Ａ）において、図示をわかりやすくするために、ゴム本体部２０１と側面延在部２０３との境界線を示しているが、側面延在部２０３はゴム本体部２０１と一体的に成形されており、ゴム本体部２０１と側面延在部２０３との間に継目があるわけではない。

ローラ本体部１００の側面に嵌め込まれた側面延在部２０３により、ゴム本体部２０１が、厚さ方向、特に、側面延在部２０３の形成側と反対側（本例では右側面側）にずれにくくなる。また、側面延在部２０３により、ゴム本体部２０１が、径方向外側にずれにくくなる。このようにして、ローラ本体部１００からゴム本体部２０１がずれたり脱落したりすることを抑制できる効果が得られる。

なお、ゴム本体部２０１の側面からローラ本体部１００の側面上に延在しローラ本体部１００の側面に嵌め込まれた部分として、側面延在部２０３が形成されていれば、側面延在部２０３がリング状でなくとも、上述のような効果は得られる。なお、側面延在部２０３がローラ本体部１００の側面上で延在する方向は、例示のような周方向に限定されるわけではない。側面延在部２０３を、さらに、リング状に形成することで、上述のような効果をより高めることができる。

側面延在部２０３は、ローラ本体部１００の側面側からローラ本体部１００の内側（厚さ方向側）に突出する突出部２０４を有する。側面延在部２０３のうち、突出部２０４以外の部分を、側面延在部２０３の主部と呼ぶこととする。溝部１０３の内面に、突出部２０４に対応した形状の凹部（穴部）１０４が形成されており、穴部１０４に、突出部２０４が嵌め込まれている。突出部２０４により、ゴム本体部２０１が径方向外側や厚さ方向にさらにずれにくくなり、ローラ本体部１００からゴム本体部２０１がずれたり脱落したりすることをさらに抑制できる効果が得られる。

なお、図１（Ａ）および図１（Ｅ）において、図示をわかりやすくするために、側面延在部２０３と突出部２０４との境界線を示しているが、突出部２０４は側面延在部２０３と一体的に成形されており、側面延在部２０３と突出部２０４との間に継目があるわけではない。

ローラ１０は、外径が相対的に大きな大径部１１１，１１３，１１５の間に、外径が相対的に小さな小径部１１２、１１４が挟まれた構造を有し、小径部１１２、１１４が谷部を構成している。大径部１１１の側面が、ローラ１０の一方側の側面（本例では左側面）を構成し、大径部１１５の側面が、ローラ１０の他方側の側面（本例では右側面）を構成している。フィードローラとして例示するローラ１０は、ゲートローラの山部がフィードローラの谷部に配置されるように、ゲートローラと対をなして用いられる。

ゴム部２００は、ゴム本体部２０１の周方向端部から大径部１１５の外周上に延在する外周部２０５を有する。大径部１１１，１１３においては、ゴム本体部２０１の周方向外側がゴム部材で覆われていないのに対し、大径部１１５においては、ゴム本体部２０１の周方向外側が外周部２０５で覆われている。ローラ本体部１００の大径部１１５の外周に、外周部２０５に対応した形状の凹部（例えば切欠き部）１０５が形成されており、凹部１０５に、外周部２０５が嵌め込まれている。

なお、図１（Ｄ）において、図示をわかりやすくするために、ゴム本体部２０１と外周部２０５との境界線を示しているが、外周部２０５はゴム本体部２０１と一体的に成形されており、ゴム本体部２０１と外周部２０５との間に継目があるわけではない。

外周部２０５は、ローラ本体部１００の外周側からローラ本体部１００の内側（径方向側）に突出する突出部２０６を有する。外周部２０５のうち、突出部２０６以外の部分を、外周部２０５の主部と呼ぶこととする。凹部１０５の内面に、突出部２０６に対応した形状の凹部（穴部）１０６が形成されており、穴部１０６に、突出部２０６が嵌め込まれている。突出部２０６により、外周部２０５が径方向外側や厚さ方向にずれにくくなる。結果的に、ゴム本体部２０１が径方向外側や厚さ方向にずれにくくなり、ローラ本体部１００からゴム本体部２０１がずれたり脱落したりすることを抑制できる効果が得られる。

なお、図１（Ｄ）および図１（Ｅ）において、図示をわかりやすくするために、外周部２０５と突出部２０６との境界線を示しているが、突出部２０６は外周部２０５と一体的に成形されており、外周部２０５と突出部２０６との間に継目があるわけではない。

ローラ１０の各部の寸法は、例えば以下のようなものである。ローラ１０の大径部１１１等、小径部１１２等の直径は、それぞれ例えば４５ｍｍ程度、３８ｍｍ程度である。シャフトの貫通孔１１０の直径は、例えば１０ｍｍ程度である。ローラ１０の全体の厚さは、例えば２４ｍｍ程度であり、大径部１１１等、小径部１１２等の厚さは、それぞれ例えば４．５ｍｍ程度、５ｍｍ程度である。

ゴム本体部２０１の厚さ（ローラ径方向の寸法）は、例えば５ｍｍ程度であり、ゴム本体部２０１の長さ（ローラ周方向の寸法）は、例えば２５ｍｍ程度である。側面延在部２０３の厚さ（ローラ厚さ方向の寸法）は、例えば１ｍｍ程度であり、側面延在部２０３の幅（ローラ径方向の寸法）は、例えば３ｍｍ程度である。突出部２０４の側面延在部２０３から突出した深さ（ローラ厚さ方向の寸法）は、例えば３ｍｍ程度であり、突出部２０４の直径（ローラ径方向の寸法）は、例えば３ｍｍ程度である。

外周部２０５の厚さ（ローラ径方向の寸法）は、例えば２ｍｍ程度であり、外周部２０５の幅（ローラ厚さ方向の寸法）は、例えば４ｍｍ程度である。突出部２０６の外周部２０５から突出した深さ（ローラ径方向の寸法）は、例えば３ｍｍ程度であり、突出部２０６の直径（ローラ径方向の寸法）は、例えば３ｍｍ程度である。

次に、ローラ１０の作製方法について説明する。まず、ローラ本体部１００を準備する。ローラ本体部１００は、例えば、アルミ合金等の金属材料を、旋盤やフライス盤等による機械加工で加工することにより形成する。次に、ゴム部２００の外形形状を画定する外型の中に、中子としてローラ本体部（芯金）１００を配置して、ゴム部２００を成形するための金型を準備する。

次に、この金型に、例えばポリウレタン等のゴム材料を流し込み、加硫を行って、ゴム部２００を成形する。このようにして、ローラ本体部１００にゴム部２００が嵌め込まれた構造を有するローラ１０が作製される。ゴム部２００の全体は、つまりゴム部２００のゴム本体部２０１、側面延在部２０３、および外周部２０５は、一体的に成形される。金型からローラ１０を取り出した後、ゴム部２００の外周を研磨する研磨工程や、ローラ１０にシャフトを通してアセンブリを形成する組立工程等の必要な工程を行う。

本実施形態によるローラ１０では、ローラ本体部１００とゴム部２００との間を、接着剤で固着しない。つまり、本実施形態によるローラ１０の作製工程では、ゴム材料を金型に流し込む工程に先立って、ローラ本体部１００のゴム部２００が接触する表面上に、予め接着剤を塗布しておく工程が不要である。

ゴム部をローラ本体部に接着して固定する作製方法を比較形態とする。比較形態ではローラ本体部のゴム部が接触する表面上に接着剤を塗布する工程が必要となる。本実施形態では、このような接着剤塗布工程が不要となるので、ローラの作製工程を簡略化することができる。

本実施形態によるローラ１０では、ゴム部２００とローラ本体部１００とが接着されていないが、上述のように側面延在部２０３等が設けられていることで、ゴム部２００のローラ本体部１００からのずれや脱落を抑制できる。

本実施形態では、ゴム部２００がローラ本体部１００と接着されていないので、成形工程でゴム部２００に不良が発生した場合に、ローラ本体部１００から不良なゴム部２００を簡単に取り外すことができ、ローラ本体部（芯金）１００を再利用することが容易であるという利点もある。

本実施形態では、ゴム部２００のずれや脱落を抑制する側面延在部２０３等を設けるための溝部１０３等の凹部が、ローラ本体部１００に形成される。このような凹部は、ゴム本体部２０１の主部が嵌め込まれる切欠き部１０１等、ローラ本体部１００に元々形成されていた凹部を形成するのと同様な、通常の機械加工で容易に形成することができる。

例えば、外周部２０５の突出部２０６が嵌め込まれる穴部１０６は、外周部２０５の嵌め込まれる凹部１０５の、ローラ外周に沿う内面と連通するように、大径部１１５の側面縁部に、厚さ方向に延在する（円形の）穴をドリル等で形成することで、形成することができる。

なお、このような、大径部１１５の側面縁部に形成され厚さ方向に延在する穴部１０６は、ローラ厚さ方向について見ると、一定太さの穴となるが、ローラ径方向について見ると、内側に向かって太さが太くなるような構造を持つ凹部となる。このため、穴部１０６に嵌め込まれた突出部２０６は、ローラ本体部１００の内側（径方向側）に向かって太さが太くなるような構造を有することとなる。これにより、突出部２０６を径方向外側により抜けにくくすることができる。

以上の説明を概略的にまとめると、本実施形態によるローラ１０において、ゴム部２００は、フィードローラとして動作させるために設けられるゴム本体部２０１の主部および外周部２０５の主部に、ゴム本体部２０１の突出部２０２、側面延在部２０３、および外周部２０５の突出部２０６が、ゴム部２００のずれや脱落、特にゴム本体部２０１のずれや脱落を抑制する構造として付加されたものと捉えることができる。

側面延在部２０３は、主部のみでも、ゴム本体部２０１のずれや脱落を抑制する効果を有するが、突出部２０４をさらに有することで、このような効果を高めることができる。また、側面延在部２０３をリング状に形成することで、このような効果を高めることができる。

なお、外周部２０５は、フィードローラの仕様に応じて、設けられていなくてもよい。外周部２０５が設けられない場合、大径部１１５におけるローラ本体部１００およびゴム部２００の構造は、例えば、大径部１１１と同様な（大径部１１１と対称的な）構造とすることができる。ゴム部２００の側面延在部２０３は、大径部１１１側の側面と同様に、大径部１１５側の側面にも設けることができる。なお、側面延在部２０３は、ローラ１０の両側面とも設けられることが必須ではなく、少なくとも一つの側面に設けられていればよい。

また、外周部２０５は、フィードローラの仕様に応じて、ローラ１０の全周に亘りリング状に設けられていてもよいし、ローラ１０の周方向の一部分に設けられていてもよいし、複数の大径部上に設けられていてもよい。外周部２０５が設けられる場合、外周部２０５の主部自体を、ゴム本体部２０１のずれや脱落を抑制する構造として捉えることもできる。

なお、必要に応じて、外周部２０５が設けられた側のローラ側面上に、側面延在部２０３が形成された構造としてもよい。

なお、本例のように大径部と小径部とが設けられたローラ構造において、側面延在部２０３は、上述の実施形態のようにローラ外側側面上に設ける態様以外に、大径部の内側側面上に設ける態様とすることも可能である。ただし、側面延在部２０３を、ローラ大径部の内側側面上に設けるよりも、ローラの外側側面上に設ける方が、作製が容易である。

なお、ゴム本体部２０１のずれや脱落を抑制する構造として、上述のすべての構造を付加することは必須ではなく、好ましい構造を適宜選択して付加することができる。

なお、上述の実施形態では、ゴム材料をローラ本体部１００上に流し込むことで、ゴム部２００を形成する作製方法例について説明したが、必要に応じて、別体として成形されたゴム部２００を外からローラ本体部１００に嵌め込むような作製方法としてもよい。ただし、ゴム部２００のずれや脱落を抑制する種々の構造を設けることに伴い、既に成形されたゴム部２００を外からローラ本体部１００に嵌め込むことは難しくなる。したがって、ゴム材料をローラ本体部１００上に流し込んでゴム部２００を成形する方法の方が、作製が容易となり好ましい。

なお、上述の実施形態では、紙葉類分離機構に用いられるフィードローラを例示したが、上述の実施形態で説明した、ゴム部のずれや脱落を抑制する技術は、ローラ本体部の外周にゴム部が設けられた構造のローラについて、広く適用することが可能である。例えば、紙葉類分離機構に用いられるピックアップローラ等に適用してもよい。

なお、上述の実施形態では、大径部と小径部とが設けられたローラ構造について例示したが、ローラの仕様に応じて、大径部と小径部とが設けられていない径が一定の構造のローラに、上述のようなゴム部のずれや脱落を抑制する構造を設けることも可能である。

なお、ローラには、仕様に応じて、ローラを良好に機能させるための他の構造（ザグリ部や貫通孔等）が設けられていてもよい。

以上、実施形態に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

１０ローラ
１００ローラ本体部
１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６凹部
１１０貫通孔
１１１，１１３，１１５大径部
１１２，１１４小径部
２００ゴム部
２０１ゴム本体部
２０２，２０４，２０６突出部
２０３側面延在部
２０５外周部

Claims

ローラ本体部と、
前記ローラ本体部に取り付けられたゴム部とを有し、
前記ゴム部は、前記ローラ本体部の外周に設けられたゴム本体部と、前記ゴム本体部の側面から前記ローラ本体部の側面上に延在する側面延在部とを有し、
前記ローラ本体部は、前記ローラ本体部の側面に形成され、前記側面延在部が嵌め込まれている第１凹部を有し、
前記ゴム本体部は、前記ローラ本体部の内側に突出する第１突出部を有し、
前記ローラ本体部は、前記ゴム本体部が嵌め込まれている第２凹部を有し、前記ゴム本体部が嵌め込まれている前記第２凹部の内面に、前記第１突出部が嵌め込まれている第３凹部を有するローラ。
前記側面延在部は、前記ローラ本体部の側面側から前記ローラ本体部の内側に突出する第２突出部を有し、
前記ローラ本体部は、前記側面延在部が嵌め込まれている前記第１凹部の内面に、前記第２突出部が嵌め込まれている第４凹部を有する請求項１に記載のローラ。
前記側面延在部は、リング状に形成されている請求項１または２に記載のローラ。
前記ゴム部は、前記ゴム本体部の周方向端部から前記ローラ本体部の外周上に延在する外周部をさらに有し、
前記ローラ本体部は、前記ローラ本体部の外周に形成され、前記外周部が嵌め込まれている第５凹部をさらに有する請求項１〜３のいずれか１項に記載のローラ。
前記外周部は、前記ローラ本体部の外周側から前記ローラ本体部の内側に突出する第３突出部を有し、
前記ローラ本体部は、前記外周部が嵌め込まれている前記第５凹部の内面に、前記第３突出部が嵌め込まれている第６凹部を有する請求項４に記載のローラ。
前記ローラ本体部と前記ゴム部とは、接着剤を介さずに接触している請求項１〜５のいずれか１項に記載のローラ。