JPH0540020Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、例えば紙送りローラなどに好適な高
摩擦ローラの製造装置に関する。

「従来の技術」 Ｘ−Ｙブロツタ、フアツシミリ、コピーなどの
機械においては、紙を所定の寸法で送り出すため
に紙送りローラが用いられている。

従来、紙送りローラとしては、ゴムピツチロー
ラや、プラスチツクローラなどが一般的に使用さ
れていたが、これらのローラは弾性変形を起こし
たり、紙との間に滑りを生じたりするため、紙を
正確な速度および長さで送り出すことは不可能で
あつた。

特にＸ−Ｙブロツタにおいては、紙の送り方向
と直角な方向に移動するペンを用い、紙を送り方
向に前進後退させつつ、ペンを実質的に紙面上の
Ｘ−Ｙ方向に走らせて作図を行なうため、紙を極
めて正確に移動させる必要があつた。

このような紙送りローラとしては、寸法精度が
高く、弾性変形を起こさず、紙を確実にグリツプ
し、耐摩耗性の高いものが望まれる。

特開昭60−23248号には、ステンレス鋼板の表
面にエツチングによつて微小突起を形成し、この
鋼板をスパイラル状に巻いて接合し、筒状に形成
してなる紙送りローラが開示されている。

しかしながら、この紙送りローラは、表面に微
小突起を形成するため、フオトエツチングなどの
封雑な工程が必要となり、コストが高くつく。ま
た、鋼板を巻いて接合することにより筒状に成形
するので、充分な寸法精度が得られないという問
題点があつた。

また、実開昭61−119549号には、ローラの表面
にアルミナ粒子を付着させた紙送りローラが開示
されている。

しかしながら、この紙送りローラでは、アルミ
ナ粒子による凹凸にむらができやすく、充分な寸
法精度が得られないという問題点があつた。

さらに、ローラの表面にダングステンカーバイ
ドなどを溶射して凹凸をつけたものも知られてい
る。

しかしながら、この紙送りローラにおいても、
表面の凹凸にむらができやすく、充分な寸法精度
が得られないという問題点があつた。

「考案が解決しようとする課題」 このような従来技術の問題を解決するため、本
出願人は、例えばアルミニウム合金の粉末とステ
ンレスのワイヤーカツト粉末とを混合し、この混
合粉末を成形融着して円柱または円筒のローラを
形成し、ステンレスよりもアルニウム合金の方が
腐食されやすい条件でローラの周面をエツチング
してワイヤーカツト粉末を周面から突出させるこ
とにより、ローラを製造する技術を既に提案して
いる。

この方法によれば、予め所定の径となるように
形成された円筒の周面からエツチングによつてワ
イヤカツト粉末を突出させるので、表面の凹凸に
むらの少ない寸法精度の高いローラの製造が可能
となる。

しかしながら、上記の方法では、混合粉末を成
形、融着してローラを形成するときに、ワイヤー
カツト粉末の長手方向が必ずしも周面に向くとは
限らないので、エツチングによつて突出してくる
ワイヤーカツト粉末のうち横倒しとなつているも
のがかなり多く、紙などに対する充分なグリツプ
力が得られないという新たな問題が生じた。

したがつて、本考案の目的は、細長い形状をな
した分散材の長手方向が回動軸に対して垂直な方
向に向くようにして、ローラの周面をエツチング
したときに分散材が効果的に突出して強いグリツ
プ力が得られるようにした高摩擦ローラの製造方
法を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するため、本考案の高摩擦ロー
ラの製造装置は、マトリツクスを形成する金属粉
末と、この金属粉末とは異なる材質からなる細長
い形状をなした分散材とを混合する粉末混合装置
と、この混合粉末を成形、融着して所定形状のロ
ーラ部材を形成する第１成形装置と、このローラ
部材を端面となる方向から押圧して鍛造し、円柱
または円筒に成形する第２成形装置と、この円筒
または円柱の周面を前記マトリツクスを形成する
金属の方が前記分散材よりも腐食しやすい条件で
エツチングするエツチング装置とを含むことを特
徴とする。

「作用」 第１成形装置で形成されたローラ部材は、その
成形方法によつても異なるが、例えば混合粉末を
圧縮成形して焼結させた場合には分散材の長手方
向がランダムに配向しており、また、混合粉末を
熱間押出し成形した場合には分散材の長手方向が
押出し方向、すなわち円柱または円筒の軸方向に
配向している。したがつて、このローラ部材の周
面をそのままデツチングした場合には、分散材の
多くのものが周面上で横倒しになつており、その
状態で分散材が突出しても良好なグリツプ力は得
られない。

ところが、本考案では、第１成形装置で得られ
たローラ部材を、第２成形装置において端面とな
る方向から押圧して鍛造する。この鍛造工程にお
いて、ランダムあるいは軸方向に配向している分
散材が軸方向に対して垂直な方向に配向するよう
になる。したがつて、この状態で円柱または円筒
の周面をエツチングすると、分散材の端部が周面
に対して大きな角度をもつて突出してくる。こう
して得られたローラを用いると、例えば紙の繊維
などに突出した分散材の端部が効果的に食い込む
ので、強いグリツプ力を得ることができる。

「実施例」 第１図には、本考案の高摩擦ローラの製造装置
により高摩擦ローラを製造する前半の工程が示さ
れている。

第１図ａは、マトリツクスを形成する金属粉末
１１と、この金属粉末１１とは異なる材質からな
る細長い形状をなす分散材１２とを混合する混合
工程である。マトリツクスを形成する金属粉末１
１としては、各種の金属粉末が採用できるが、軽
量であることやエツチング工程において腐食され
やすいことなどから、特にアルミニウムまたはア
ルミニウム合金が好ましく採用される。また、分
散材１２としては、例えば棒状、薄片状、不定形
状などの形状であつて、好ましくは長径／短径の
比が３以上のものが採用される。さらに、分散材
は、後のエツチング工程において金属粉末１１よ
りも腐食されにくい材質でなければならない。こ
のような分散材としては、例えば金属のワイヤカ
ツト粉末、金属のアトマイズ粉末、セラミツクス
粉末などが採用できるが、形状が一定しており耐
食性および耐摩耗性に優れている点から特にステ
ンレスのワイヤカツト粉末が好ましい。第３図に
は、このワイヤカツト粉末が示されているが、図
において直径ｄは30〜15μm、長さｌは100〜
2000μmであることが好ましい。なお、混合粉末
中における分散材１２の配合量は３〜30vo1％と
なるようにすることが好ましい。分散材１２の配
合量が上記よりも多くても少なくても充分なグリ
ツプ力が得られなくなる。

第１図ｂ，ｃ，ｄ，ｅは、第１成形装置により
この混合粉末を成形してローラ部材を形成する工
程を示している。このうちｂ，ｃは、第１成形装
置として熱間押出し成形機を採用したものであ
り、ｂに示すように金属粉末１１と分散材１２の
混合粉末を熱間押出し機１３で押出して成形と同
時に圧着一体化させる。こうして得られた円柱状
の素材を適宜長さに切断し、ｃに示すような円柱
状のローラ部材１４を形成する。このローラ部材
１４は、金属粉末１１が圧着したマトリツクス１
５中に分散材１２が分散しており、押出しによつ
て分散材１２の長手方向が円柱の軸方向に配向し
ている。また、ｄ，ｅは、第１成形装置として通
常の圧縮成形機を採用したものであり、ｄに示す
ように圧縮成形機１６内に金属粉末１１と分散材
１２の混合粉末を入れて圧縮し、成形された円柱
を焼成してｅに示すようなローラ部材１４を形成
する。このローラ部材１４は、金属粉末１１が融
着したマトリツクス１５中に分散材１２がランダ
ムに分散している。

第１図ｆは、第２成形装置によりこのローラ部
材１４を端面方向から押圧して鍛造する工程を示
している。ここで鍛造とは、素材を加熱して必要
な形状に加圧成形することを意味し、各種の装置
が採用できるが、この実施例では、ローラ部材１
４を型１６′に入れて図示しない加熱手段で適宜
温度に加熱しながらラム１７によつて押圧するい
わゆる熱間鍛造装置を採用している。この場合、
型１６′の内径ａはローラ部材１４の外形ｂより
も大きくされ、ローラ部材１４を端面方向から押
圧することにより、ローラ部材１４の軸方向長さ
が短くなると共に周方向に拡径されるようになつ
ている。このように周方向に拡径されるように鍛
造すると、分散材１２は、その長手方向を軸方向
に対して垂直な方向、さらには周方向に向けるよ
うに配向する。このような効果を確実に得るた
め、ローラ部材１４の径ａに対する型１６′の内
径ｂの比ｂ／ａは２以上とされていることが好ま
しい。

第２図には、本考案の高摩擦ローラの製造装置
により高摩擦ローラを製造する後半の工程が示さ
れている。

第２図ｇは、上記第２成形装置においてラム１
７を押し込んだ状態を示しており、ローラ部材１
４は拡径された円柱状をなし、分散材１２は、そ
の長手方向を押圧方向（すなわち軸方向）に対し
て垂直な方向、さらには円柱の周方向に向けるよ
うに配向している。なお、ラム１７の押圧方法
は、衝撃的に一度にあるいは繰り返し行なつても
よく、さらには静的に徐々に行なつてもよい。

第２図ｈは、こうして得られた円柱状のローラ
部材１４を加工した状態を示している。すなわ
ち、円柱状のローラ部材１４の中心に図示しない
回転軸を挿通するための軸孔１８を穿設し、この
軸孔１８に対して正確な円周精度が得られるよう
に周面１９を研削または研磨加工している。ロー
ラ部材１４の周面には、マトリツクス１５に分散
する分散材１２が一部露出している。なお、前述
した第１成形工程および第２成形工程において、
ローラ部材１４を予め円筒状に成形することもで
きる。そして、第２成形工程において正確な円周
精度を有するような形状に成形できる場合には、
周面１９を研削または研磨加工する必要はない。

第２図ｉは、上記ローラ部材１４の周面１９を
エツチング装置によりエツチングして分散材１２
を周面１９より突出させた状態を示している。エ
ツチングは、分散材１２よりもマトリツクス１５
の方が腐食しやすい方法、例えば酸、アルカリな
どの溶液を用いて行なわれる。この結果、ローラ
部材１４の周面１９付近に位置する分散材１２が
露出して、それらの端部が周面１９より突出す
る。前述したように、分散材１２は、それらの長
手方向がローラ部材１４の軸方向に対して垂直は
方向、さらには周面１９に向けて配向しているの
で、それらの端部が周面１９より効果的に突出す
る。

第４図には、こうして得られたローラ部材１４
の表面拡大形状が示されている。マトリツクス１
５からなる周面１９より、分散材１２の一方の端
部１２ａが突出し、他方の端部１２ｂはマトリツ
クス１５中に埋設されている。そして、分散材１
２は周面に対して立つように、この例ではほぼ垂
直に突出しており、その結果、分散材１２の端部
が紙などに対して効果的に食い込むようになり、
強いグリツプ力が得られる。なお、実験によれ
ば、周面１９から突出した分散材１２の半数程度
以上が周面１９に対して立つように突出していれ
ば、必要充分なグリツプ力が確保される。

第５図には、本考案で得られた高摩擦ローラを
Ｘ−Ｙプロツタの紙送りローラに応用した例が示
されている。高摩擦ローラ３１は、回転軸３２の
軸方向に３つ配列されており、これらの高摩擦ロ
ーラ３１と対向してゴムローラ３３が配置されて
いる。紙３４は、高摩擦ローラ３１とゴムローラ
３３とに挟まれ、回転軸３２を図示しないモータ
等で回転させることにより、紙３４が高摩擦ロー
ラ３１によりグリツプされながら送り出される。
高摩擦ローラ３１の表面において分散材１２の突
出した部分１２ａが紙３４の繊維に食い込むた
め、紙３４は高摩擦ローラ３１に確実にグリツプ
される。したがつて、紙３４の送り量を正確にコ
ントロールすることができる。

なお、本考案の装置で製造された高摩擦ローラ
は、上記のような紙送りローラだけでなく、Ｘ−
Ｙプロツタ、ロボツト、減速機械などにおる金属
ベルト用の高摩擦プーリとしても利用することが
できる。

「考案の効果」 以上説明したように、本考案によれば、マトリ
ツクスの金属粉末と分散材とを混合装置で混合
し、この混合粉末を第１成形装置で成形、融着し
た後、第２成形装置で端面方向から押圧して鍛造
することにより、分散材の長手方向が軸方向に対
して垂直な方向に配向するので、周面をエツチン
グ装置でエツチングしたときに分散材が周面に対
して立つように効果的に突出する。この結果、分
散材の突出した端部が紙などに対して効果的に食
い込むようになり、強いグリツプ力が得られる。
また、予め正確に形成された周面をエツチングし
て分散材を突出させるので、周面の寸法精度を高
くすることができる。こうして得られた高摩擦ロ
ーラは、Ｘ−Ｙプロツタなどの紙送りローラ、金
属ベルト用のプーリなどとして利用することがで
き、紙やベルトを確実にグリツプして正確な送り
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の高摩擦ローラの製造装置によ
り高摩擦ローラを製造する前半の工程を示す説明
図、第２図は本考案の高摩擦ローラの製造装置に
より高摩擦ローラを製造する後半の工程を示す説
明図、第３図は本考案で使用される分散材の一例
を示す斜視図、第４図は本考案の装置で製造され
た高摩擦ローラの表面拡大形状の一例を示す斜視
図、第５図は本考案の装置で製造された高摩擦ロ
ーラをＸ−Ｙプロツタの紙送りローラに適用した
例を示す斜視図である。 図中、１１はマトリツクスを形成する金属粉
末、１２は分散材、１３は熱間押出し成形機、１
４はローラ部材、１５はマトリツクス、１６は圧
縮成形機、１６′は型、１７はラム、１８は軸孔、
１９は周面である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. マトリツクスを形成する金属粉末と、この金属
   粉末とは異なる材質からなる細長い形状をなした
   分散材とを混合する粉末混合装置と、この混合粉
   末を成形、融着して所定形状のローラ部材を形成
   する第１成形装置と、このローラ部材を端面とな
   る方向から押圧して鍛造し、円柱または円筒に成
   形する第２成形装置と、この円筒または円柱の周
   面を前記マトリツクスを形成する金属の方が前記
   分散材よりも腐食しやすい条件でエツチングする
   エツチング装置とを含むことを特徴とする高摩擦
   ローラの製造装置。