(57)【要約】【課題】低コストに製造でき、軽量化を図るとともに強度も確保することができる回転部材を提供すること。【解決手段】回転部材１０は、アルカリ性物質との反応を抑える不図示の表面層を有する例えばステンレス鋼といった金属製の筒体１１と、砂（骨材）１２Ａと不図示の水と土壌硬化剤１２Ｂとを含み、筒体１１内に充填される筒体１１よりも比重の小さい混合部材１２と、を備えている。土壌硬化剤１２Ｂは重量の９０％以上をポルトランドセメントの成分である酸化カルシウム、シリカ等が占める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒体と、
該筒体よりも何れも比重の小さい骨材と水と土壌硬化剤とを含んで前記筒体内に充填される混合部材と、
を備え、
前記土壌硬化剤が、ポルトランドセメントの成分を含む回転部材。
【請求項２】
前記混合部材に繊維部材が混入される請求項１に記載の回転部材。
【請求項３】
前記混合部材の前記筒体端部からの流出を規制するフランジが両端に配される請求項１又は２に記載の回転部材。
【請求項４】
前記筒体に外挿された外筒体を備えている請求項１から３の何れか一つに記載の回転部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステンレス鋼などからなる金属製の棒材は、ローラーなどの回転部材として切削加工されることによって、例えば、電子複写機やプリンタなどの電子写真装置が備える、トナー像を紙に移す作像装置や、紙面上のトナーを熱定着する定着装置に配される、現像ロールをはじめとした、転写ロール、定着ロール、加圧ロールなどとして、様々な場面で使用される。
【０００３】
このような中、回転部材表面の耐熱性や断熱性を向上させるため、回転部材の中心から外側に向けて順に、金属製の軸芯、及びセラミックス製の円筒体層からなるセラミックスローラーが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなセラミックスローラーによれば、セラミックス部分が金属部分よりも軽くなるので、ローラー全体の軽量化も図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３００５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、軽量化を目的とする用途に上述のようなセラミックスローラーを使用しようとすると、金属製のものに比べて材料や加工時のコストが高くなってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、低コストに製造でき、軽量化を図るとともに強度も確保することができる回転部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る回転部材は、筒体と、該筒体よりも何れも比重の小さい骨材と水と土壌硬化剤とを含んで前記筒体内に充填される混合部材と、を備え、前記土壌硬化剤が、ポルトランドセメントの成分を含む。
【０００８】
この発明は、混合部材の比重が金属よりも小さいので、同じ体積であっても軽くなる。一方、筒体のみの場合よりも混合部材が筒体の強度を補強して回転部材全体の強度が高くなる。
【０００９】
また、本発明に係る回転部材は、前記混合部材に繊維部材が混入される。
【００１０】
この発明は、繊維部材が骨材と土壌硬化剤との接着性をさらに好適に高める。
【００１１】
また、本発明に係る回転部材は、前記混合部材の前記筒体端部からの流出を規制するフランジが両端に配される。
【００１２】
この発明は、混合部材の両端部がフランジによって塞がれて外部に曝露されないようになっている。
【００１３】
また、本発明に係る回転部材は、前記筒体に外挿された外筒体を備えている。
【００１４】
この発明は、回転部材の表面が他の部材と接触する際に混合部材と直接接触しないようにする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、回転部材を低コストに製造でき、軽量化とともに強度も確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るローラーを示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るローラーの他の例を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るローラーを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
本発明に係る第１の実施形態について、図１を参照して説明する。
本実施形態に係るローラー（回転部材）１０は、筒体１１と、筒体１１内に充填される混合部材１２と、を備えている。
【００１８】
筒体１１は、例えばオーステナイト系ステンレス鋼などの金属材料で形成されている。筒体１１の表面にはアルカリ性物質との反応を抑える不図示の不動態皮膜（表面層）が形成される。
【００１９】
混合部材１２は、何れも筒体１１よりも比重の小さい砂（骨材）１２Ａと不図示の水と土壌硬化剤１２Ｂとを含む。土壌硬化剤１２Ｂは、株式会社松村綜合科学研究所が開発した土壌硬化剤（商品名「シュタイン」）を使用する。この土壌硬化剤１２Ｂの化学成分を表１に示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１に示すように、土壌硬化剤１２Ｂは重量の９０％以上をポルトランドセメントの成分である酸化カルシウム、シリカ等が占める。そのため、筒体１１よりも比重が小さくなる。また、土壌硬化剤１２Ｂの残りの成分が硬化後の収縮性や水和反応によって生じるアルカリ度を弱める。
【００２２】
この混合部材１２には、さらに繊維部材１２Ｃが混入されている。繊維部材１２Ｃは、繊維状に形成されていれば無機系でも有機系でも構わない。例えば、帯電性を付与する場合には、導電性のものが混入される。
【００２３】
筒体１１の両端には、筒体１１からの混合部材１２の流出を規制する円板状のフランジ１３が内挿される。フランジ１３は、筒体１１と同様にオーステナイト系ステンレス鋼などの金属材料からなり、筒体１１の内径と略同一の外径を有する。
【００２４】
ここで、図２に示すように、ローラー１５のフランジ１６に中心軸線Ｃ１方向に伸びる軸部１６Ａが配されていてもよい。
【００２５】
次に、本実施形態に係るローラー１０の製造方法及び作用について説明する。
まず、砂１２Ａと土壌硬化剤１２Ｂとを例えば重量比３対１の割合で水とともに混合するとともに、適量の繊維部材１２Ｃを混入して混合部材１２を作成する。なお、砂１２Ａと土壌硬化剤１２Ｂとの混合重量比は、砂１２Ａが９３％〜７０％、土壌硬化剤１２Ｂが７％〜３０％の範囲であれば構わない。
【００２６】
そして、この混合部材１２を筒体１１の中に挿入する。その後、混合部材１２を硬化させた後、筒体１１の両端部にフランジ１３を配する。
【００２７】
フランジ１６に軸部１６Ａが配されているローラー１５の場合には、さらに軸部１６Ａの芯出しを行う。
【００２８】
このローラー１０によれば、混合部材１２が筒体１１の強度を補強することによって、全体を金属で製造する場合よりも低コストに製造することができ、しかも、ローラー１０全体の軽量化を図りつつ筒体１１のみの場合よりも強度を高めることができる。また、骨材の成分や土壌硬化剤１２Ｂとの混合割合を変化させることによって、軽量化だけでなく使用環境に応じて様々な用途のものを低コストで製造することができる。
【００２９】
特に、単なるポルトランドセメントではなく株式会社松村綜合科学研究所製の土壌硬化剤１２Ｂ（商品名「シュタイン」）を使用するので、単にポルトランドセメントを砂１２Ａや水と混合した場合よりも粘度を高めることができる。また、ポルトランドセメントのみを混入して作成したときのアルカリ性及び収縮性を土壌硬化剤１２Ｂの使用によって弱めることができ、ローラー１０の長寿命化及び精度の維持を図ることができる。
【００３０】
また、混合部材１２に繊維部材１２Ｃを混入することによって、混合部材１２の収縮をさらに緩和するとともに、強度を向上することができる。
【００３１】
さらに、フランジ１３が筒体１１の両端に配されるので、筒体１１の両端部からの混合部材１２の膨れや剥がれなどを好適に抑えることができる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、第２の実施形態について図３を参照して説明する。
なお、上述した第１の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、本実施形態に係るローラー２０には、混合部材１２の外周面に樹脂等の外筒体２１が外挿されているとした点である。
【００３３】
外筒体２１は、例えば、ゴムのようなものでもよく、その他の有機物や無機物でも構わない。ローラー２０は、フランジ２２から中心軸線Ｃ１方向に突出する軸部２２Ａを備えている。
【００３４】
次に、本実施形態に係るローラー２０の製造方法及び作用について説明する。
まず、第１の実施形態と同様に、砂１２Ａと土壌硬化剤１２Ｂとを例えば重量比３対１の割合で水とともに混合する。必要に応じて適量の繊維部材１２Ｃをさらに混入して、混合部材１２とする。
【００３５】
そして、不図示の筒枠の内部に筒体１１よりも長尺のオーステナイト系ステンレス鋼などの金属材料からなる不図示の軸体を貫通するように挿入した後、筒枠と軸体との間に混合部材１２を挿入する。その後、予め中心部に孔２２ａがあけられたフランジ２２の孔２２ａに軸体の端部をそれぞれ通して筒体１１の両端部にフランジ２２を配する。その後、外筒体２１を筒体１１の外表面に嵌着させるとともに、軸体端部を加工して軸部２２Ａを形成する。
【００３６】
ここで、軸体の代わりに第１の実施形態のように予め軸部２２Ａが配されたフランジ２２を使用してもよい。
【００３７】
このローラー２０によれば、混合部材１２の直接接触を抑制するだけでなく、第１の実施形態と同様に、ローラー２０全体の軽量化を図りつつ、軸体を構成する金属のみで全体を製造する場合よりもコストを低くすることができる。
【００３８】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では筒体１１を金属製としているが、これに限らず樹脂やセラミックス等でも構わない。また、骨材として砂１２Ａとしているが、これに限らず、軽量化に寄与できる多孔質性の部材を砂１２Ａのように微細化したものでも構わない。
【符号の説明】
【００３９】
１０，１５，１７，２０  ローラー（回転部材）
１１  筒体
１２  混合部材
１２Ａ  砂（骨材）
１２Ｂ  土壌硬化剤
１２Ｃ  繊維部材
１３，１６，２２  フランジ
２１  外筒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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