(57)【要約】【課題】軸の外周にスポンジ、シリコンゴムなどを円筒状に装着したものは使用を続けていると表面の磨耗や損傷が生じコンタミが発生し、耐久性が低い。また、外径に金属パイプを使用したものは外径が太くて、適用できるところが少なかった。【解決手段】薄肉金属パイプと、該薄肉金属パイプの軸芯を通り、それより細くて長く中央に軸直角に貫通孔を有する中空軸と、該薄肉金属パイプ両端部の内径と該中空軸との間に設けた二個のシールリングと、該中空軸の一方の端に敷設された気体送気口バルブと、該中空軸の他方の端に敷設した安全弁とで機密空間を構成し、該気体送気口バルブを通して外気から該機密空間に気体またはわずかな液体を含む気体を送気して大気圧以上の圧力で封入封入する弾性ロールを提供する。【選択図】  図１
2011149461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ０.０２〜０.３ｍｍの薄肉金属パイプと、該薄肉金属パイプの軸芯を通り、それより細くて長く中央に軸直角に貫通孔を有する円筒形の中空軸と、該薄肉金属パイプ両端部の内径と該中空軸との間に設けた二個のシールリングと、該中空軸の一方の端に敷設された気体送気口バルブと、該中空軸の他方の端に敷設しためくら栓とで機密空間を構成し、該気体送気口バルブを通して外気から該機密空間に気体またはわずかな液体を含む気体を大気圧以上の圧力で封入することを特徴とする弾性ロール。
【請求項２】
該薄肉金属パイプの端部付近の内径部と該中空軸を接着したリング状弾性体を該シールリングと併設し、弾性ロールが他のローラまたは平面に接触しながら回転するときに生じる該中空軸に対する該薄肉金属パイプの偏芯を抑制したことを特徴とする請求項１に記載の弾性ロール。
【請求項３】
該中空軸は、該薄肉金属パイプ内部で２つの中空軸に分離して形成され、一方の中空軸には雄ねじ、他方の中空軸には雌ねじが切られており、堅く締めこまれて一本の軸の機能を持たせたことを特徴とする請求項１及び請求項２に記載の弾性ロール。
【請求項４】
該めくら栓を取り除き、そこに安全弁を設置して、該安全弁を通して該機密空間の過剰圧力を低下させることを特徴とする請求項１または請求項３のいずれかに記載の弾性ロール。
【請求項５】
該めくら栓を取り除き、そこに安全弁を設置して、該安全弁を通して該機密空間の過剰圧力を低下させることを特徴とする請求項２に記載の弾性ロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂製フイルムや紙の搬送など円筒表面が弾性を要するロールを使用する機械分野に適用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製フイルムの製造工程内の搬送や印刷機・OA機器内の紙の搬送用ロールなど円筒表面が弾性を要するロールは、軸の外周にスポンジ、シリコンゴムなどを円筒状に装着したものがある。
【０００３】
また、特開２００６−２０７７９０には薄肉金属パイプと、該薄肉金属パイプの中心を通り該薄肉金属パイプより長い軸と、該薄肉金属パイプの両端部に該中空軸に固定された２個のフランジと、該フランジ外径部と該薄肉金属パイプの内径との間にシールリングと、該シールリングと併設した該薄肉金属パイプの内径部と該フランジ外径部に接着したリング状弾性体と、該フランジ側面に気体注入口のバルブとからなり内部に少量の粘性の高い液体と、大気圧以上の圧力を封入した弾性ロールがある。
【特許文献１】特開２００６−２０７７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来使用されている軸の外周にスポンジ、シリコンゴムなどを円筒状に装着したものは使用を続けていると表面硬度が低いために表面の磨耗や損傷が生じやすくコンタミが発生する。
これを防ぐため、樹脂の硬度を上げ表面強度を上げると、ロールの半径方向の弾性が硬くなり弾性ロールとしての特性が限定される。また、樹脂材料は熱伝導が低いため押しつけて変形使用するとゴムの内部摩擦によりロール内に熱がこもりやすくこれが耐久性を低めている。
【０００５】
樹脂製フイルムの製造用ロールとして使用する場合は製造するフイルムの種類によりロールの外径表面に鏡面特性を必要性とする場合があるが、軸の外周にスポンジ、シリコンゴムなどを円筒状に装着したものは、その特性を持たせることができない。
【０００６】
これらの特性を補うものとして、特開２００６-２０７７９０があるが、これは表面硬度が高く表面の磨耗や損傷が生なくコンタミの発生も防ぐことができる。また、円筒表面が金属なので硬く耐久性もあり、ロールの外径表面に鏡面特性を適用することもできる。しかしながら、薄肉金属パイプと軸との間にフランジ部と気体注入口のバルブなどがあるため小径化することが困難である。
また、構造が複雑で製造コストが高い課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の弾性ロールは、厚さ０.０２〜０.３ｍｍの薄肉金属パイプと、該薄肉金属パイプの軸芯を通り、それより細くて長く中央に軸直角に貫通孔を有する中空軸と、該薄肉金属パイプ両端部の内径と該中空軸との間に設けた二個のシールリングと、該中空軸の一方の端に敷設された気体送気口バルブと、該中空軸の他方の端に敷設した安全弁とで機密空間を構成し、該気体送気口バルブを通して外気から該機密空間に気体またはわずかな液体を含む気体を大気圧以上の圧力で封入することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明はコンタミの発生を防ぎ、円筒表面を金属としたので硬く耐久性もあり、薄肉金属パイプと軸との間にあったフランジ部を無くし、気体注入口のバルブなどをロールの軸芯部に内蔵したため小径化することができたため製品の適用分野が広がり、また安価な製品とすることが出来た。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を２つの実施例について図面を使って詳細に説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は本発明の断面図で、本発明の側面図２のＡ−Ａ断面を示している。
図１において１は本発明の小型弾性ロールである。２は薄肉金属パイプで材質はステンレスやニッケルなど板厚０.０２〜０.３ｍｍ程度のシームレスシームレスパイプ、またはシームレスパイプ相当の強度を有するもので、薄肉なので極めて柔軟性に富んでいる。
この薄肉金属パイプの外径表面は小型弾性ロール１を適用する機械の要求する特性に合わせ鏡面とすることも出来るし、ブラストなどの手法により凹凸のある面とし搬送が必要とする摩擦係数を向上した仕様とすることもできる。
【００１１】
３は中空軸右で図における左端外径には雄ねじ３aが切られている。４は中空軸左で右端の内径には雌ねじ４aがきられている。この中空軸右３と中空軸左４とのそれぞれにきられた雄ねじ３aと雌ねじ４aはゆるみ防止剤などを塗布しっかりとしめこまれ一本の中空軸となる。この一本となった中空軸の両端の一番細くなったところ３ｂ、４ｂには図示されていないがベアリングが挿入され小型弾性ロール１が適用される機械本体に支持される。
【００１２】
中空軸右３は右端部から貫通孔３ｃが孔設され、その奥にはテーパー雌ねじ３ｄがきられている。該テーパー雌ねじ３ｄには一般に広く市販されている気体送気口バルブ５のテーパー雄ねじ５aが密封を確保するため図示はしてないがシルーテープを間に巻いて６角部分５ｂで締めることにより螺設されている。
【００１３】
６は一般に広く市販されている安全弁で、その左端部近くに追加工により設けられたOリング用溝６aにはめられたゴム製Oリング７により、中空軸左４の内筒部４ｃに締め代を持って外気とは機密を確保できるように挿入されている。
中空軸左４には軸端部から外気との貫通孔４ｄが孔設されており、中央部付近にもセンター部空間８と円筒部空間９とに通ずる孔４eが孔設されている。
【００１４】
安全弁６は所期の圧力より大きな内圧を受けると６ｂの弁が図１において左に移動してセンター部空間８から内部の気体が中空軸左４の貫通孔４ｄを通して大気に放出される。
なお、図１において気体送気口バルブ５と安全弁６の部分は断面ではなく、この部分のみは普通の外見図で示めされている。
【００１５】
１０はシールリングで円筒部空間９の気体の圧力を薄肉金属パイプ２と中空軸右３、中空軸左４との間で保持している。シールリング１０のシールリングリップ１０aは内圧により薄肉金属パイプ２に拡径されるような形で押し付けられており、小型弾性ロール１が図にはない機械に取り付けられ相手のロール或いは平面により変形を受け回転してもそれに柔軟に追従し内部の圧力が漏れない構造となっている。
【００１６】
１１はバックアップリングでシールリング１０が内圧により変形することを防ぐとともに、それに接して設けられているC型止め輪１２により内部に圧送される空気圧によりシールリング１０が外部に外れる事を防いでいる。C型止め輪１２はその内径が中空軸右３、中空軸左４に加工されたC型止め輪用溝３e,４ｆにより軸方向に移動しないように勘合されている。また、バックアップリング１１は金属で出来ており小型弾性ロール１が図にはない機械に取り付けられ相手のロール或いは平面により変形を受けてもバックアップリング１１の外径がストパーの役目をはたしており、薄肉金属パイプ２の過剰な変形を受けることを防いでいる。
【００１７】
１３はリング状弾性体で外径は薄肉金属パイプ２の内径に接着されており、その内径は中空軸右３、中空軸左４の軸部に接着されており薄肉金属パイプ２の軸方向にずれていくことを防いでいる。
１４はスペーサリング、１５はC型止め輪で中空軸右３、中空軸左４の溝３ｆ、４ｇに勘合しておりリング状弾性体１３と中空軸右３、中空軸左４の軸部と軸方向の移動を接着方法と二重の方法で防止している。
なおシールリング１０、バックアップリング１１、C型止め輪１２、リング状弾性体１３、スペーサリング１４、C型止め輪１５はいずれも左右対称に適用されているので、部分的には片側だけの説明に省略されている。
【００１８】
更に、リング状弾性体１３の機能は、両端を図には無いベアリングで支持された、中空軸右３と中空軸左４との一体となった軸芯に対し、薄肉金属パイプ２が外部ロールなどから、力を受けた場合偏芯することを防止し、外部ロールとの接触幅を確保することにある。
【００１９】
即ち、薄肉金属パイプ２は内部から圧力をかけると、より真円になろうとした円筒形状を保とうとする。このためこのロールを別のロールあるいは平面で接触すると、リング状弾性体１３が無い場合、その接触部は薄肉金属パイプ２とシールリング１０が接触部で凹むのではなく、シールリングリップ１０aは、薄肉金属パイプ２に張り付いた状態となり、薄肉金属パイプ２と共に円筒形状を保ちながら、軸に対し偏芯し接触部の幅はそれほど広くはならない。
【００２０】
このため、小型弾性ロールが、別のロールあるいは平面で接触したときの薄肉金属パイプ２の偏芯防止機能に対しては、シールリング１０がその機能を損なわない程度の柔らかいリング状弾性体１３をシールリング１０と並列に設置することにより，薄肉金属パイプ２の偏芯は少なくなり幅広くピークのない面圧分布を有する弾性ロールとなっている。
リング状弾性体１３は薄肉金属パイプ２と中空軸右３と中空軸左４との一体となった軸芯に対し、偏芯が許容され柔らかいロールタッチとしたい場合には無くてよい適用条件がある。
【００２１】
また図には示してないが、本発明のロール内部には体積比で数％の機械油などを封入し、さらに空気などの気体を所期圧力で封入してある。シールリング材はその成分により気体の透過性に差があり、必要に応じて材質を選択するが、気体の透過性をより防ぐためには、気体は分子量が小さいのでゴムなどの分子を通してわずかずつ洩れるため、機械油などをシールリングの内面に膜が出来る程度に封入し気体より分子量が大きい液体で内部気体の漏れを防ぐようにしている。
【実施例２】
【００２２】
図３は本発明の実施例２の小型弾性ロール２０の断面図である。２１は軸でその適用される小型弾性ロール２０の両端２１aの部分が実施例１の場合よりも軸の径が太く、内部に気体送気口バルブ機構と安全弁の機構を内蔵した構造となっている。
【００２３】
以下は気体送気口バルブ機構あるいはチェックバルブ機構とも呼ばれる構造を説明する。軸２１は段差２１ｂがあり気体送気口バルブ機構を組み込んでスナップリング溝２１ｃが切られており、中央に外径部の空間につながる孔２１ｄが孔設されている。
２２は気体送気口バルブで弱い力のスプリング２３でその頭部半球部２３aが弁座リング２４の円錐面２４aに押し付けられて内部空間２５と外部空間とを遮断している。弱い力のスプリング２３の他方はスプリングケース２６で反力を支持しておりこの反力は軸２１の段差２１ｂで止められている。弁座リング２４の外径にはOリング用の溝２４ｃにOリング２７が挿入されており内部空間２５と外気への空気漏れを防止しており、弁座リング２４を挟んでC型留め輪２８で軸２１の溝２１ｃで内部気圧により飛び出すことを防止している。
スプリングケース２６の中央には孔２６aが孔設されており気体送気口バルブ２２の軸部のガイドとなっている。気体送気口バルブ２２の軸部には気体の通路２２ｂがキー溝状に切られており、軸２１の右端からエアが送気されるとエアは弁座リング２４のセンターに孔設された孔２４ｂを通り気体送気口バルブ２２の半球部２２aを押して弱い力のスプリング２３を撓め、弁座リング２４の円錐面２４aとの隙間を通り、スプリング２３の隙間と気体送気口バルブ２２の通路２２ｂを通り内部空間２５に送気される。更にエアは軸２１に孔設された孔２１ｄを通り円筒部空間２９を満たす。
【００２４】
次に安全弁機構を説明する。安全弁機構はセットスプリング３０以外は気体送気口バルブ機構と同じ構造である。セットスプリング３０は小型弾性ロール２０
の要求される圧力特性にセットスプリング３０のセット荷重をセットすることにより実施例１と同様過剰圧力を防ぐ目的を達成することができる。
以上説明した実施例２は上記説明以外の部分は実施例１とおなじなので省略する。
【００２５】
なお、実施例１も実施例２も封入する気体の圧力が、これを封入する容器部分の強度が十分余裕のあり、封入圧力管理の行われた製法で組み立てられた場合、中空軸左４に貫通孔４ｄを孔設しないで、安全弁を省略することもできる。
【００２６】
以上説明してきたように、本発明はロール外径部に薄肉金属パイプを適用しており、表面硬度が高いために表面の磨耗や損傷が生じ難くコンタミが少ない。
また、ロール外径部に薄肉金属パイプを適用しているため耐久性もあり、ロールの外径表面は目的に応じて、鏡面に研磨仕上げとすることも出来るし、ブラスト加工を適応することにより目的に応じた凹凸の梨地肌とすることも出来る。
【００２７】
更に、薄肉金属パイプと、該薄肉金属パイプの中心を通りそれより長い軸と、該薄肉金属パイプの内径両端部に該中空軸との間に設けた２個のシールリングとで機密空間を構成し、特開２００６-２７７９０にはある構成要素のフランジ部を削除し、外部より螺設していた気体送付バルブや安全弁を内蔵した機構としたため、薄肉金属パイプの外径を小さくすることが出来た。また、製品に使われている部品も減らすことが出来るので製品コストを下げることができた。
【００２８】
また、気体送気口バルブと安全弁を軸の内部に設けたため、特開２００６-２７７９０ように気体注入口バルブや安全弁の張出部分が無く、一般に従来から広く使用されている軸の外周にスポンジ、シリコンゴムなどを円筒状に装着したロールと、外形的に軸心の両側に開けられた孔以外はほぼ同じような形状とすることが出来たため、これらのロールに代替適用できる。
【００２９】
本発明のロールは半径方向の剛性を中に封入する気体の圧力により変化させることができるため、求める製品の特性によりロールを変えなくても、中に封入する気体の圧力を変化させることにより多様な製品に対応することができる。
【００３０】
さらに、本発明のロール内部には体積比で数％の機械油など空気より分子量の高い液体を封入したため、シール部が回転のたびに変形を受けても気体の漏れを防げるものとなっている。この封入されている気体により、外部より接触するロールなどとの接触圧をピークのないフラットな特性を得られるものとしている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例１の断面図
【図２】本発明の左からの側面図
【図３】本発明の実施例２断面図
【符号の説明】
【００３２】
１    小型弾性ロール
２    薄肉金属パイプ
３    中空軸右３
４    中空軸左４
５    気体送気口バルブ
６    安全弁
１１  シールリング
１３  リング状弾性体
【図１】
2011149461.tif 000003
【図２】
2011149461.tif 000004
【図３】
2011149461.tif 000005