JP7682757B2 - 円筒体および機器 - Google Patents

Description

本発明は、円筒体に関する。

金属板を円筒状に成形することで、円筒体を安価に製造することができる。特許文献１には金属板の一対の端面を対向させて円筒状に成形された搬送ローラーの製造方法が開示されている。

特開２０１１－１２１６８２号公報

特許文献１のような円筒体では、強度が十分でないという課題がある。そこで本発明は、円筒体の強度を高めるうえで有利な技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段の第１の円筒体は、第１端面および第２端面を有する金属板の前記第１端面と前記第２端面とが互いに対向するように、前記金属板を円筒形状に成形してなる円筒部材と、前記第１端面と前記第２端面とを接着する非金属の接着部材と、を備え、前記接着部材が、前記第１端面の第１部分と前記第２端面の第２部分との間に設けられており、前記第１部分と前記第２部分とが非平行であることを特徴とする。

上記課題を解決するための手段の第２の円筒体は、第１端面および第２端面を有する金属板の前記第１端面と前記第２端面とが互いに対向するように、前記金属板を円筒形状に成形してなる円筒部材と、前記第１端面と前記第２端面とを接着する非金属の接着部材と、を備え、前記接着部材が前記第１端面の第１部分と前記第２端面の第２部分との間に設けられており、前記第１端面の第３部分と前記第２端面の第４部分とが接触していることを特徴とする。

本発明によれば、円筒体の強度を高めるうえで有利な技術を提供することができる。

円筒体を説明する模式図。 円筒体を説明する模式図。 円筒体を説明する模式図。 円筒体を説明する模式図。 円筒体の製造方法を説明する模式図。 円筒体の製造方法を説明する模式図。 円筒体の製造方法を説明する模式図。 円筒体の製造方法を説明する模式図。 円筒体の製造方法を説明する模式図。 機器を説明する模式図。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。なお、以下の説明および図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。

図１（ａ）を用いて、本実施形態に係る円筒体２を説明する。円筒体２は、端面１０および端面２０を有する金属板１の端面１０と端面２０とが互いに対向するように、金属板１を円筒形状に成形してなる円筒部材３を備える。円筒部材３は、接合部５と内周面６と外周面７と端面４と端面８とを有する。接合部５において、端面１０と端面２０とが互いに対向している。円筒部材３は、端面４と端面８との間に位置する。直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）において、円筒部材３の中心軸に沿った方向（軸方向）をｚ方向とし、ｚ方向に直交する方向をｘ方向およびｙ方向とする。以下、ｚ方向のことを軸方向ｚと称する。端面４と端面８は円筒部材３の軸方向ｚに並んでいる。ここで、２つの対象が或る方向に並ぶことは、２つの対象を結んだ直線が、ある方向に沿うことを意味する。或る方向に並ぶ２つの対象は、隣接していてもよいし離間していてもよい。軸方向ｚに並ぶ端面４と端面８は離間している。

接合部５において、内周面６から外周面７にかけて、端面１０と端面２０が延在する。接合部５は、金属板１を円筒状に曲げて端面１０，２０同士が当接もしくは接着することにより生成される。接合部５には、隙間が無いことが好ましい。

金属板１を円筒形状に成形するとは、簡単に言うと、金属板１を丸めることである。金属板１における端面２０は端面１０に沿っている。金属板１の端面１０の少なくとも一部と端面２０の少なくとも一部が、円筒部材３の接合部５を構成する。ここで、金属板１を丸めてできる円筒部材を切断しなければ、金属板１の端面１０の全部が、円筒部材３の接合部５となり、金属板１の端面２０の全部が、円筒部材３の接合部５となりうる。また、金属板１を丸めてできる円筒部材を切断すれば、金属板１の端面１０の一部が、円筒部材３の接合部５となり、金属板１の端面２０の一部が、円筒部材３の接合部５となりうる。

金属板１は、端面１０、２０の他に、裏面１６および裏面１６に沿った表面１７と、端面１４および端面１４に沿った端面１８を有する。金属板１の裏面１６の少なくとも一部が、円筒部材３の内周面６となり、金属板１の表面１７の少なくとも一部が、円筒部材３の外周面７となる。ここで、金属板１を丸めてできる円筒部材を切断しなければ、金属板１の裏面１６の全部が、円筒部材３の内周面６となり、金属板１の表面１７の全部が、円筒部材３の外周面７となりうる。また、金属板１を丸めてできる円筒部材を切断しなければ、金属板１の端面１４が、円筒部材３の端面４となり、金属板１の端面１８が、円筒部材３の端面８となる。金属板１を丸めてできる円筒部材を切断すれば、金属板１の裏面１６の一部が、円筒部材３の内周面６となり、金属板１の表面１７の一部が、円筒部材３の外周面７となりうる。また、金属板１を丸めてできる円筒部材を切断すれば、円筒部材３の端面４と端面８の少なくとも一方は、金属板１の端面１４と端面１８とは不一致になる。

円筒部材３は、例えば、金属を含む金属含有部を有する。円筒部材３の金属含有部に含まれる金属は、例えば、鉄、銅、マグネシウムまたはアルミニウムのいずれかである。円筒部材３の金属含有部は、合金であってもよく、例えば、鉄合金、銅合金、マグネシウム合金またはアルミニウム合金でありうる。

図１（ａ）には、円筒部材３のｚ方向（軸方向ｚ）における長さＬを示している。長さＬは端面４と端面８との間の距離である。

図１（ｂ）には、ｚ方向（軸方向ｚ）に垂直な面での円筒体２の断面図を示している。図１（ｃ）には、接合部５の近傍の拡大図を示している。円筒座標系（ｒ，ｑ，ｚ）において、円筒部材３の径方向ｒと、周方向ｑと、軸方向ｚとが定義される。円筒部材３の厚さＴは、円筒部材３の外径（外直径）Ｒａと内径（内直径）Ｒｂとの差の半分（Ｔ＝（Ｒａ－Ｒｂ）／２）である。

本実施形態は、軸方向ｚにおける円筒部材３の長さＬ（端面４と端面８との間の距離）が、円筒部材３の外径（外直径Ｒａ）よりも大きい場合（Ｌ＞Ｒａ）に好適である。本実施形態によれば、Ｌ＞Ｒａを満たすような細長い円筒部材３において、中心軸まわりのねじり剛性を高めるうえで有利である。ただし、軸方向ｚにおける円筒部材３の長さＬが、円筒部材３の外径（外直径Ｒａ）と同じである場合（Ｌ＝Ｒａ）や、円筒部材３の外径（外直径Ｒａ）よりも小さい場合（Ｌ＜Ｒａ）にも適用可能である。

円筒体２は、端面１０と端面２０とを接着する非金属の接着部材９を備えている。非金属の接着部材９としては、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤などの樹脂接着剤、アルミナ系接着剤、シリカ系接着剤、ジルコニア系接着剤などの無機接着剤（セラミック接着剤）を用いることができる。

接着部材９は、円筒部材３の金属含有部に接しうる。接着部材９が接する円筒部材３の金属含有部に含まれる金属は、上述のように、鉄、銅、マグネシウムまたはアルミニウムのいずれかでありうる。または、接着部材９は、金属含有部を覆う、金属化合物膜に接しうる。接着部材９が接する金属化合物膜を構成する金属元素とは、金属含有部に含まれる金属と同じでありうる。すなわち、接着部材９が接しうる金属化合物膜は、円筒部材３の金属含有部に含まれる金属の化合物膜でありえ、例えば、鉄化合物膜、銅化合物膜、マグネシウム化合物膜、アルミニウム化合物膜でありうる。接着部材９が接しうる金属化合物膜は、酸化物膜、窒化物膜あるいは炭化物膜でありうる。接着部材９が接しうる金属化合物膜は、典型的には、金属含有部に含まれる金属が自然酸化して形成された、金属酸化物膜（自然酸化膜）である。円筒体２の耐摩耗性や耐食性を向上するために、酸化処理（例えば陽極酸化処理）や窒化処理、炭化処理などを施して、金属化合物膜を形成することもできる。

接着部材９は、端面１０と端面２０との間に位置する中間部分９１と、端面１０と端面２０との間に位置しない非中間部分９２と、を含みうるが、接着部材９は、中間部分９２を含んでいなくてもよい。つまり、接着部材９は端面１０と端面２０との間にのみ存在していてもよい。例えば、中間部分９１と非中間部分９２とを有する接着部材９を形成した後に、非中間部分９２を除去することができる。非中間部分９２は、内周面６および外周面７の少なくとも一方の、全部または一部に接着する。典型的には、非中間部分９２は、内周面６および外周面７のいずれか一方の、一部に接着する。

接着部材９の中間部分９１は、端面１０の接着部分１１と端面２０の接着部分２２との間に設けられている。接着部分１１と接着部分２２は非平行でありうる。接合部５において、接着部分１１と接着部分２２とを非平行にすることで、接合部５の接合強度が高くなる。

非平行な接着部分１１と接着部分２２が対向して、接着部分１１と接着部分２２とが側壁を成すテーパー溝が形成されている。このテーパー溝に接着部材９の中間部分９１が設けられている。

接着部材９は円筒部材３の軸方向ｚにおいて、２か所以上に形成することができる。接着部材９となる接着剤の塗布範囲はテーパー溝内とそれに続く内周面６の一部が望ましく、接合部５から開角±９０°の範囲にあることが望ましい。開角±９０°の範囲への接着剤の塗布で十分なねじり強度を得ることができ、それを超える範囲での接着剤塗布は、接着剤の使用量が増加し、コストが上がりやすくなる。

端面１０の接触部分１３と端面２０の接触部分２４とが接触している。接触部分１３は端面１０のうちで端面２０に接触する部分であり、接触部分２４は端面２０のうちで端面１０に接触する部分である。接合部５において接触部分１３と接触部分２４とが互いに接触した接触領域５８を設けることで接合部５の接合強度が高くなる。

接着部材９を設けることと、接触領域５８を設けることとのそれぞれが、接合強度を高めるうえで有利である。さらに、接着部材９と接触領域５８との組み合わせによると、接触領域５８によって接着部分１１と接着部分２２との間の距離の変化が接触領域５８によって抑制される。そのため、接着部分１１と接着部分２２との間の距離の変化に起因する、接着部材９自体の劣化や、接着界面での接着力の低下が抑制されることで、接合部５の接合強度が高くなるという相乗効果が得られる。

図２には、接合部５の形態のいくつかの例を示している。図２（ａ）は第１例を示し、図２（ｂ）は第２例を示し、図２（ｃ）は第３例を示し、図２（ｃ）は第３例を示し、図２（ｄ）は第４例を示している。図２（ｅ）は第５例を示し、図２（ｆ）は第６例を示し、図２（ｇ）は第７例を示し、図２（ｈ）は第８例を示している。図２（ｉ）は第９例を示し、図２（ｊ）は第１０例を示している。

第１～６例では、接着部分１１と接着部分２２とが非平行であり、第７～９例では、接着部分１１と接着部分２２とが平行である。第１、３、５例では、周方向ｑにおける接着部分１１と接着部分２２との間の距離は、内周面６よりも外周面７に近いほど小さくなる。第２、４、６例では、周方向ｑにおける接着部分１１と接着部分２２との間の距離は、内周面６よりも外周面７に近いほど大きくなる。

図２（ｃ）、（ｄ）および図２（ｉ）には、端面１０と円筒部材３の内周面６との境界と端面２０と円筒部材３の内周面６との境界の間の距離Ｖを示している。また、端面１０と円筒部材３の外周面７との境界と端面２０と円筒部材３の外周面７との境界の間の距離Ｕを示している。第３、５例では、距離Ｖが距離Ｕよりも大きく（Ｖ＞Ｕ）、第４、６例では、距離Ｖが距離Ｕよりも小さい（Ｖ＜Ｕ）。第９例では、距離Ｖと距離Ｕが等しく（Ｖ＝Ｕ）かつ、距離Ｖおよび距離Ｕおよびがゼロより大きい（Ｖ＝Ｕ＞０）。なお、図面の視認性を考慮して、図２（ａ）、（ｂ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）には、距離Ｖと距離Ｕの説明を省略しているが、第１、２、７、８、１０例においても、距離Ｖと距離Ｕとを同様に定義することができる。第１、７例では、距離Ｖが距離Ｕよりも大きく（Ｖ＞Ｕ）であり、かつ、距離Ｕがゼロ（Ｕ＝０）である。第２、８例では、距離Ｖが距離Ｕよりも小さく（Ｖ＜Ｕ）であり、かつ、距離Ｖがゼロ（Ｖ＝０）である。第１０例では、距離Ｖと距離Ｕが等しく（Ｖ＝Ｕ）かつ、距離Ｖおよび距離Ｕおよびがゼロである（Ｖ＝Ｕ＝０）。

第１、２、７、８例では、接合部５において接触部分１３と接触部分２４とが接触している。第１、７例では、接着部材９（中間部分９１）と外周面７との間に接触部分１３と接触部分２４との接触領域５８が位置している。第２、８例では、接着部材９（中間部分９１）と内周面６との間に接触部分１３と接触部分２４との接触領域５８が位置している。第１０例では、径方向ｒにおいては、端面１０と端面２０との間に接着部材９も空隙５９も設けられておらず、内周面６から外周面７まで、端面１０と端面２０とが接触した接触領域５８が設けられている。

第１、３、５、７例では、接着部材９の非中間部分９２が内周面６に接着しており、第２、４、６、８例では、接着部材９の非中間部分９２が外周面７に接着している。

第３、４、５、６例では、端面１０と端面２０とが接触しておらず、接合部５は、接触部分１３、２４を含まない。第３、４例では、端面１０の全体が接着部分１１であり、端面２０の全体が接着部分２２でありうる。

第５、６例では、端面１０と端面２０との間に空隙５９が設けられている。空隙５９は、端面１０の非接合部分１２と端面２０の非接合部分２３との間に設けられている。非接合部分１２は端面２０に接触せず、接着部材９に接着せず、空隙５９に露出しうる。非接合部分２３は端面１０に接触せず、接着部材９に接着せず、空隙５９に露出しうる。第５例では、接着部材９（中間部分９１）と外周面７との間に空隙５９が位置している。第６例では、接着部材９（中間部分９１）と内周面６との間に空隙５９が位置している。

第１、２、７，８例では、円筒部材３の径方向ｒにおいて、接着部材９と、接触領域５８と、が並んでいる。第５、６例では、円筒部材３の径方向ｒにおいて、接着部材９と、空隙５９と、が並んでいる。このほか、円筒部材３の径方向ｒにおいて、接着部材９と、空隙５９と、接触領域５８と、が並んでいてもよい。例えば、径方向ｒにおいて、接着部材９と接触領域５８との間に空隙５９が設けられていてもよい。あるいは、径方向ｒにおいて、空隙５９と接触領域５８との間に接着部材９が設けられていてもよいし、空隙５９と接着部材９との間に接触領域５８が設けられていてもよい。

他の形態では、円筒部材３の軸方向ｚにおいて、接着部材９と、端面１０と端面２０とが互いに接触する接触領域５８と、が並んでいてもよい。また、円筒部材３の軸方向ｚにおいて、接着部材９と、空隙５９と、が並んでいてもよい。例えば、円筒部材３の軸方向ｚにおいて、第３、４、９例のいずれかとなる、接着部材９を含む接合部５と、第１０例となる接触領域５８を含む接合部５とが並んでいてもよい。また、円筒部材３の軸方向ｚにおいて、接着部材９と、空隙５９と、接触領域５８と、が並んでいてもよい。例えば、軸方向ｚにおいて、接着部材９と接触領域５８との間に空隙５９が設けられていてもよい。あるいは、軸方向ｚにおいて、空隙５９と接触領域５８との間に接着部材９が設けられていてもよいし、空隙５９と接着部材９との間に接触領域５８が設けられていてもよい。

接合部５が第１１例の形態のみで構成されるように、接着部材９を用いない場合、ねじり剛性が低くなる。接合部５が第１０例の形態のみで構成されるように、接合部５の善田いで接着部分１１，２１が平行であると、接着部材９と接着面積が小さくなり、ねじり剛性が不足する。また、接触領域５８の面積が極めて小さいと、ねじり剛性が低くなる。金属板１を曲げ成形して円筒部材を成形する場合、外周面７側の周長が不足し、接合部５において、外周面７側に隙間が生じうる。この外周面７側の隙間に接着剤を塗布する場合、接着剤が隙間からはみ出し、外周面７に段差を生じることで外径・真円度の精度に影響する可能性がある。また、外径および真円度の精度を上げるために外周面の仕上げ研削を施すと、外周面の隙間に塗布した接着剤が研削加工によって除去され、必要なねじり強度を得られない可能がある。よって、図２に示した例の中でも第１例（図２（ａ））が、高い精度が求められる部品に好適である。

図３（ａ）を用いて、接合部５近傍における各部の寸法を説明する。図３（ａ）には、径方向ｒにおける接触部分１３と接触部分２４との接触領域５８の長さＣを示している。また、図３（ａ）には、端面１０と端面２０の間での径方向ｒにおける接着部材９の長さＤを示している。端面１０と端面２０の間での接着部材９とは、接着部材９の中間部分９１のことを意味し、長さＤは径方向ｒにおける中間部分９１の長さである。長さＣと長さＤとの和は、厚さＴに等しい（Ｃ＋Ｄ＝Ｔ）か、厚さＴよりも小さい（Ｃ＋Ｄ＜Ｔ）。接合部５に空隙５９（図２（ｅ）、（ｆ）参照）が設けられている場合には、長さＣと長さＤとの和は、厚さＴよりも小さくなる（Ｃ＋Ｄ＜Ｔ）。径方向ｒにおける空隙５９の長さＥを用いると、長さＣと長さＤと長さＥの和は、厚さＴと等しく（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＝Ｔ）なりうる。

接触部分１３と接触部分２４との接触領域５８は、端面１０と端面２０とのズレを抑制することができるため、接触部分１３と接触部分２４との接触領域５８の面積はできるだけ大きいことが好ましい。中間部分９１は、端面１０と端面２０とのズレを抑制することができるため、中間部分９１の体積はできるだけ大きいことが好ましい。接着部分１１と接着部分２２とを非平行にすることで、中間部分９１の体積を大きくすることが可能である。

接触領域５８の長さＣは、厚さＴの１０％以上（Ｃ≧０．１×Ｔ）であることが好ましく、厚さＴの９０％以下（Ｃ≦０．９×Ｔ）であることが好ましく、厚さＴの５０％以上（Ｃ≧０．５×Ｔ）であることも好ましい。接触領域５８の長さＣが極端に大きい（例えばＣ＞０．９×Ｔ）と、長さＤが極端に小さくなり、中間部分９１による接着効果が小さくなる。接触領域５８の長さＣが極端に小さい（例えばＣ＜０．１×Ｔ）と、テーパー溝が深くなることになり、接着部材９となる接着剤が接触領域の近傍まで供給されない可能性が高くなる。そうすると、接着部材９と接触領域５８との間に空隙５９が形成されてしまう。空隙５９の存在は強度向上において有利にはならない可能性がある。これらのことを考慮すると、Ｃ≧０．５×Ｔを満たすのが好ましいといえる。 中間部分９１の長さＤは、厚さＴの１０％以上（Ｄ≧０．１×Ｔ）であることが好ましく、厚さＴの９０％以下（Ｄ≦０．９×Ｔ）であることが好ましく、厚さＴの５０％以下（Ｄ≦０．５×Ｔ）であることも好ましい。中間部分９１の長さＤが極端に小さい（例えばＤ＜０．１×Ｔ）と、中間部分９１による接着効果が小さくなる。

接触領域５８の長さＣは、中間部分９１の長さＤよりも小さくてもよい（Ｃ＜Ｄ）し、中間部分９１の長さＤと等しく（Ｃ＝Ｄ）てもよい。しかし、接触領域５８の長さＣは中間部分９１の長さＤよりも大きいこと（Ｃ＞Ｄ）が好ましい。例えば、接触領域５８の長さＣは、中間部分９１の長さＤの２倍以上であること（Ｃ≧２×Ｄ）が好ましい。長さＣを極端に大きくすると、中間部分９１の長さＤが極端に小さくなり、接着部材９を設ける効果が小さくなる。そのため、接触領域５８の長さＣは、中間部分９１の長さＤの４倍以下であること（Ｃ≦４×Ｄ）も好ましい。Ｃ＋Ｄ＝Ｔを想定してＣ≧２×ＤやＣ≦４×Ｄを満足するには、中間部分９１の長さＤは、厚さＴの１／３以上（Ｄ≧Ｔ／３）であることが好ましく、厚さＴの１／５以下（Ｄ≦Ｔ／５）であることが好ましい。

図３（ａ）には、端面１０と端面２０の間での円筒部材３の周方向ｑにおける接着部材９の幅Ｗを示している。端面１０と端面２０の間での接着部材９とは、接着部材９の中間部分９１のことを意味し、幅Ｗは周方向ｑにおける中間部分９１の長さを意味する。接触領域５８の長さＣは、中間部分９１の幅Ｗよりも小さくてもよい（Ｃ＜Ｗ）し、中間部分９１の幅Ｗと等しくてもよい（Ｃ＝Ｗ）。しかし、接着部材９による接着強度を高めるうえでは、中間部分９１の長さＣは中間部分９１の幅Ｗよりも大きいこと（Ｃ＞Ｗ）が好ましい。例えば、接触領域５８の長さＣは、中間部分９１の幅Ｗの３倍以上であること（Ｃ≧３×Ｗ）が好ましい。長さＣを極端に大きくすると、接着部材９を設ける効果が小さくなる。そのため、接触領域５８の長さＣは、中間部分９１の幅Ｗの９倍以下であること（Ｃ≦９×Ｗ）が好ましく、中間部分９１の幅Ｗの６倍以下であること（Ｃ≦６×Ｗ）がより好ましい。

中間部分９１の幅Ｗは、中間部分９１の長さＤよりも大きくてもよい（Ｗ＞Ｃ）し、中間部分９１の長さＤと等しくてもよい（Ｗ＝Ｄ）。しかし、中間部分９１の幅Ｗは中間部分９１の長さＬよりも小さい（Ｃ＞Ｗ）ことが好ましい。接着部材９による接着強度は、中間部分９１の幅Ｗが小さいほど高くなり、中間部分９１の長さＤが大きいほど高くなりうるからである。

円筒部材３の内径Ｒｂと外径Ｒａとの差は、例えば１ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下でありうる。すなわち、厚さＴは、例えば０．５ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下でありうる。接触領域の長さＣは、例えば、０．５ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下でありうる。接着部材９の長さＤは、例えば０．１ｍｍ以上かつ０．５ｍｍ以下でありうる。接着部材９の幅Ｗは、例えば０．１ｍｍ以上かつ０．５ｍｍ以下でありうる。

図３（ｄ）に示す様に、円筒部材３における端面４および端面８の少なくとも一方には凹凸が設けられていてもよい。図４（ｅ）は、端面４の一例の拡大図である。端面４には、周方向ｑに沿って、凹部４１１、凸部４２１、凹部４１２、凸部４２２がこの順で並んでいる。凹部４１１、４１２と凸部４２１、４２２との間には段差部が設けられている。凹部４１１に接合部５が設けられている。凸部４２１には、凸部４２１よりも周方向ｑにおける幅および径方向ｒにおける幅が小さい凹部４１３が設けられている。凹部４１２には、凹部４１２よりも周方向ｑにおける幅が小さい凸部４２３が設けられている。凸部４２２には、凸部４２２よりも周方向ｑにおける幅および径方向ｒにおける幅が小さい凹部４１４が設けられている。端面４，８における凹部４１１、４１２や凸部４２１、４２２の周方向ｒにおける幅は、典型的には、円筒部材３の厚さＴよりも大きい。

凹部４１３，４１４は、円筒部材３の端面４に、周方向ｑに沿って２か所設けられている。凹部４１３，４１４の位置は、接合部５から開角８０°～１００°の範囲にあることが望ましい。凹部４１３，４１４の深さは金属の円筒部材３の肉厚の５０％以下であることが必要である。凹部４１３，４１４の深さが肉厚の５０％以上となると、凹部４１３，４１４において材料の強度が低下しうるためである。

円筒部材３を金属板１から曲げ変形させて円筒にする際に金属板の長手方向の突出部に凹部４１３，４１４を設けることにより、外径が大きくなりやすい円筒部材３の端部が金型に挟まることを防止する効果がある。

図４を用いて接着部材９の位置について説明する。図４（ａ）の第１１例では、接着部材９は端面１０と端面２０の接合部５に沿って、端面４から端面８まで延在して配置されている。すなわち、接着部材９と端面４との距離や接着部材９と端面８との距離はゼロである。図４（ｂ）の第１２例では、接着部材９は端面４および端面８から離れて配置されている。図４（ｃ）の第１３例では、接着部材９は接着部材９ａと接着部材９ｂに分けて配置されている。接着部材９ａは端面４および端面８から離れて配置されており、接着部材９ｂは端面４および端面８から離れて配置されており、接着部材９ｂは接着部材９ａから離れて配置されている。すなわち、接着部材９ａと接着部材９ｂは不連続である。接着部材９ａおよび接着部材９ｂはともに上述した接着部材９の特徴を備えている。すなわち、接着部材９ａは、円筒部材３における端面１０のうちの端面４に近い接着部分と、円筒部材３における端面２０のうちの端面４に近い接着部分とを接着している。そして、接着部材９ｂは、円筒部材３における端面１０のうちの端面８に近い接着部分と、円筒部材３における端面２０のうちの端面８に近い接着部分とを接着している。端面１０のうちの接着部材９ｂによって接着される部分は、端面１０のうちの接着部材９ａによって接着される接着部分から離れて配置される。端面２０のうちの接着部材９ｂによって接着される接着部分は、端面２０のうちの接着部材９ａによって接着される接着部分から離れて配置される。図示しない第１４例では、接着部材９ａが端面４から延在して配置され、接着部材９ｂが端面８から延在して配置され、接着部材９ａと接着部材９ｂが不連続であってもよい。

円筒部材３の軸方向ｚに接合部５が延在しており、接合部５は円筒部材３の外周面７から内周面６に至る端面１０，２０が円筒部材３の軸方向ｚの全体に存在する。そして、接合部５の内周面６側には内周面６に向かって広がったテーパー溝が存在する。テーパー溝の全て又は一部を埋めるように接着部材９が存在する。テーパー溝は円筒部材３の軸方向ｚ全体に存在し、テーパー溝の深さは円筒部材３の厚さＴの５０％以下であることが望ましい。すなわち、接触領域５８の長さは、厚さＴの５０％以上であることが好ましい。このように、接触領域５８の長さを十分に大きくすることで、を外周面７の仕上げ研削を施した際に、円筒部材３のねじり強度が低下したり、外周面７側に隙間が生じたりする可能性を抑制できる。

図４（ｄ）に示す様に、円筒体２は、円筒部材３の外周面７を覆う付加部材７９を備えうる。付加部材７９は、金属または非金属でありうる。金属の付加部材７９は、例えばメッキ層でありうる。非金属の付加部材７９は、樹脂やゴム、セラミックでありうる。付加部材７９はマトリックス樹脂（バインダー樹脂）の中に金属あるいは非金属の粒子（フィラー）が分散した複合部材であってもよい。非金属の粒子は、酸化物や窒化物等の化合物でありうる。付加部材７９は、径方向ｒにおいて、接着部材９と重なっていてもよい。図４（ｅ）に示す断面図では、円筒部材３の径方向ｒにおいて、接着部材９と付加部材７９との間に端面１０および端面２０が位置する。接着部材９と付加部材７９との間に接触領域５８が設けられているため、接着部材９と付加部材７９との相互作用は抑制されうる。

図３（ｂ）は金属板１の側面図である。図３（ｂ）には、金属板１を円筒成形した際に外周面７となる表面１７の幅Ｊと、内周面６となる裏面１６の幅Ｋと、金属板１の厚さｔ、端面１０、２０のテーパー角θを示している。幅Ｊと幅Ｋと厚さｔとテーパー角θは、式（１）を満たしうる。

図３（ｃ）は金属板１を円筒部材３に成形した際の断面図である。金属板１を円筒曲げ成形した際、金属板１の外周面７側には引張応力、内周面６側には圧縮応力が生じる。引張応力による外周面７側の材料の片側の伸び長さをα、圧縮応力による内周面側の材料の片側の縮み長さをβとする。円筒部材３の外周長Ｇおよび内周長Ｎは、それぞれ式（２）、（３）のように表される。

式（１）、（３）より、式（４）が得られる。

図３（ａ）では、接着部分１１と接着部分２２との最大距離が、接着部材９の中間部分９１の幅Ｗに一致している。幅Ｗは、内周面側に広がるテーパー溝の周方向ｑの長さである。接着部分１１、２２は、それぞれ径方向ｒに対して傾斜している。接着部分１１を仮想的に延長した線と外周面とが交わる位置と、接着部分２２を仮想的に延長した線と外周面とが交わる位置と、の距離を長さＭとする。

円筒部材３の外径（外直径）Ｒａ、内径（内直径）Ｒｂ、幅Ｗ、長さＭ、の関係は、次式（５）、（６）のように表される。

図３（ａ）に示す様に、径方向ｒに対して接着部分１１、１２が成す角度φを定義する。接着部分１１、２２の角度φはテーパー角θに依存し、典型的にはφ＝９０°－θの関係になる。幅Ｗ、長さＭ、長さＣと長さＤとの関係は、幾何学的な関係により、式（７）、（８）のようになる。式（７）、（８）より、式（９）が得られる。

式（９）に式（５）、（６）を代入して、式（１１）が得られる。

式（１１）に、式（２）、（３）、（４）を代入すると、Ｄ≦Ｃを満たす条件は、式（１２）となる。なお、ｔ＝Ｔとしている。

また、式（１１）に式（２）、（３）、（４）およびＣ＝Ｔ－Ｄを代入して、式（１３）が得られる。

式（１３）により、接着に適したテーパー形状、具体的には、接着剤が入り込む溝の深さＤ、溝幅Ｗを得るために必要な円筒成形前の材料の各寸法を特定することが可能である。

式を用いた一例として、Ｔ＝１．２ｍｍ、Ｒａ＝１０ｍｍの円筒芯軸を作成する際の材料の各寸法について記載する。円筒芯軸において、合わせ目への瞬間接着系の接着剤塗布で適切なねじり強度を得るためには、接着剤の浸透試験およびねじり試験の結果より、Ｄ＝０．３ｍｍにすることが良いと分かっている。また実験結果より、α＝１．９０ｍｍ、β＝１．８５ｍｍが得られた。これにより、Ｊ＝２７．８３ｍｍ、θ＝７０°と導出され、円筒成形前の材料の寸法を特定することができる。典型的には、６０°≦θ≦８０°であり、１０°≦φ≦３０°である。接着部分１１と接着部分２２とが成す角度は２φであるから、接着部分１１と接着部分２２とが成す角度は、２０°以上６０°以下でありうる。得られた材料寸法をもとに円筒芯軸を成形し、合わせ目溝部に接着剤を塗布することで必要なねじり強度を備えた所望の円筒芯軸を得ることが可能となる。

円筒体２の製造方法を説明する。略矩形のプリフォーム金属板を曲げ成形し、端面同士を当接させる。詳細には、プリフォーム金属板の一対の端面をテーパー形状に調整する。金属板プリフォームを少なくとも一対の凹型と凸型で挟んで型締めしＵ字状金属板を得る（Ｕ曲げ工程）。Ｕ字状金属板を金属の円筒部材の外周面の形状に対応する円筒形状を有する一対の凹型同志で挟む型締めにより、外周面を円筒形状たらしめる（Ｏ曲げ工程）。Ｏ曲げ成形した金属の円筒部材の内周面側に向かって広がったテーパー内に接着剤を塗布する（塗布工程）。これにより、円筒体を得る。

図５（ａ）は第１の製造方法における工程図であり、図６～８を参照しながらより詳細に説明する。

図５（ａ）の面取り形成工程Ｓ０１では、原料となる金属板に面取りを形成する。図６（ａ）は、プリフォーム金属板１ａを示している。プリフォーム金属板１ａは、接端面１０ａ、２０ａ、端面１４ａ、１８ａ、表面１７および裏面１６を有する薄肉の金属板である。端面１０ａ、２０ａは円筒部材３に成形されたときに、当接して接触領域５８を形成する端面であり、円筒成形後に軸方向ｚに延在する。端面１４ａには、凹部を挟んで凸部４２１、４２２が形成されており、端面１８ａも同様である。プリフォーム金属板１ａの材質はＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）、ステンレス鋼、アルミ合金などのように冷間曲げ変形が可能で所定の強度を有する材料が適用可能であるが、これに限定されることはない。プリフォーム金属板１ａは帯状材料をプレス切断して製造されるが、これに限定されることはなく、ワイヤー放電加工などの機械加工で製造しても良い。

図７（ａ）は面取り形成工程Ｓ０１を示す型と成形品の動作図である。面取り形成用上型２６と面取り形成用下型２５の間にプリフォーム金属板１ａを挟んで型締めする工程を示している。面取り形成用上型２６は成形面に凸条２６１、２６２が金属板１ａの端面１４ａ、１８ａの凸部４２１、４２２の近傍に位置するように配置されている。面取り形成用下型２５の成形面は平面である。面取り形成用上型２６及び面取り形成用下型２５は焼き入れ鋼や超硬合金で作られ、凸条２６１は頂部が尖ったＶ字状もしくは頂部を丸めたＵ字状となっている。面取り形成用上型２６と面取り形成用下型２５の間隔が所定の厚みになるまで型締めしたのち、取りだしたプリフォーム金属板１ｂには、凹部４１４、４１３が形成されている。図６（ｂ）はプリフォーム金属板１ｂの図であり、凹部４１４、４１３が端面１４の凸部４２１（図６（ａ）参照）に形成されている。プリフォーム金属板１ｂの端面１４ｂの幅方向の長さは、円筒曲げ成形する際の材料の伸びを加味して、金属の円筒部材３の外周長の８５～９０％に調整することが望ましい。

図６（ｄ）は図６（ｂ）中のＢ部拡大図である。凹部４１３、４１４は金属板上面から側方端面への傾斜形状とする。凹部４１３の端面２０ａからの距離はｃ、端面からの距離はｄ、凹部４１３の幅はｅ、面取りの深さはｆ、突出部の側方端面への突出量はｇ、突出部の幅はｈ、板厚はｔである。

端面２０ｃからの距離ｃは、プリフォーム金属板１ｂの端面１４ｂの幅方向の長さのおおよそ４分の１の距離であることが好ましい。言い換えると金属の円筒部材３における凹部４１３、４１４の位置は、接合部５から開角８０°～１００°の範囲になるように距離ｃを設定することが望ましい。

また、側方端面からの距離ｄは、突出量ｇ以下、面取りの幅ｅは、突出幅ｈの２分の１以下、面取り深さｆは、板厚ｔの２分の１以下であることが好ましい。の寸法以上の面取りを実施すると、面取り成形により必要以上に材料に内部応力を蓄積することとなり、突出部の曲げ成形が困難となる。また、それにより真円度の悪化にもつながる。

次に図５（ａ）中の端面テーパー形成工程Ｓ０２を説明する。端面テーパー形成工程Ｓ０２は、金属板を円筒形状に成形する前に、一対の型で曲げる方向とは一度反対方向に金属板を反らすように挟み込み、その状態で金属板の端面を切り落とすことで金属板の端面部にテーパー形状を形成する。今回は１工程の事例を示すが、これに限られるものではなく、端面を一対の型で挟圧して形成する方法を行うこともある。

図７（ｂ）は、端面テーパー形成工程Ｓ０２を示す型と成形品の動作図である。テーパー形成用上型２８とテーパー形成用下型２９の間に面取り付きプリフォーム金属板１ｂを挟んで型締めし、曲げる方向と反対方向に反らした状態で、端面を切り落とすことでプリフォーム金属板１ｂの端面にテーパー形状を形成する工程を示している。テーパー形成用上型２８及びテーパー形成用下型２９は焼き入れ鋼や超硬合金で作られ、テーパー形成用上下型にはテーパーが設けられ、このテーパーの角度の調整により、金属の円筒部材３の内周面側のテーパー溝の寸法を調整する。取りだしたプリフォーム金属板１ｃにはテーパーが形成されている。

図６（ｃ）は、図９で端面を切り落としたプリフォーム金属板１ｃを平面にならした図である。テーパーが端面１０ａ、２０ａに形成されている。

このようにして用意したプリフォーム金属板１ｃ（テーパー付きプリフォーム金属板）としての特徴を有する金属板１を成形工程に投入する。

次に図５（ａ）中のＵ曲げ成形工程Ｓ０３を説明する。Ｕ曲げ成形工程Ｓ０３は凹型と凸型で挟み込んだ平板を、段階的に端部を曲げる工程と中央部を曲げる工程によりなる。工程数は端部を曲げる工程が、第１～第３Ｕ曲げ成形工程の３工程、中央部曲げ成形工程が第４Ｕ曲げ成形工程の１工程の事例を示すが、これに限られるものではなく、要求に応じ工程数の増減は可能である。

図８（ａ）～（ｄ）は、目標とする金属の円筒部材３の軸方向に直交する、型と成形品の断面図を利用してＵ曲げ成形工程Ｓ０３を示す図である。端部曲げ成形工程は、金属板１の端部から段階的に曲げ幅が増加するように行われる。これは後工程のＯ曲げ成形工程における、金型への材料挿入を容易にすることを目的としている。

図８（ａ）は第１Ｕ曲げ成形工程の型成形品断面図である。金属板１をＵ曲げ第１上型３１とＵ曲げ第１下型３５で挟んで加圧する工程である。Ｕ曲げ第１上型３１は軸方向の溝を有し、該軸方向の溝の中央には第１上型溝平面部３２が軸方向に延在し、両端部には第１上型溝円筒面部３３が延在している。第１上型溝平面部３２の幅はｍ１とする。ｍ１はＵ曲げ成形工程の工程数によって変動する。第１上型溝円筒面部３３の半径Ｒ１とする。

Ｕ曲げ第１下型３５は軸方向の畝を有し、該軸方向の畝は第１下型畝平面部３６が軸方向に延在し、両端部には第１下型畝円筒面部３７が延在している。第１下型畝平面部３６の幅は上型溝平面部３２と等しくｍ１である。第１下型畝円筒面部３７の半径はＲ１－ｔである。

第１Ｕ曲げ成形工程では、Ｕ曲げ第１上型３１とＵ曲げ第１下型３５間に挟まれた金属板１は端部から曲げられ、Ｕ曲げ第１中間成形品４０が得られる。型から取り出された後のＵ曲げ第１中間成形品４０の端部に形成される円筒面部の半径をｒ１及びｒ１－ｔとする。

図８（ｂ）は第２Ｕ曲げ成形工程を示し、Ｕ曲げ第１中間成形品４０を型交換してＵ曲げ第２上型４１とＵ曲げ第２下型４５で挟んで加圧する工程である。Ｕ曲げ第２上型４１は軸方向の溝を有し、該軸方向の溝の中央には第２上型溝平面部４２が軸方向に延在し、両端部には第２上型溝円筒面部４３が延在している。第２上型溝平面部４２の幅はｍ２とする。ｍ２はＵ曲げ成形工程の工程数によって変動する。第２上型溝円筒面部４３の半径Ｒ２とする。

Ｕ曲げ第２下型４５は軸方向の畝を有し、該軸方向の畝は第２下型畝平面部４６が軸方向に延在し、両端部には第２下型畝円筒面部４７が延在している。第２下型畝平面部４６の幅は第２上型溝平面部４２と等しくｍ２である。第２下型畝円筒面部４７の半径はＲ２－ｔである。

第２Ｕ曲げ成形工程では、Ｕ曲げ第２上型４１とＵ曲げ第２下型４５間に挟まれたＵ曲げＵ曲げ第１中間成形品４０は端部から曲げられ、Ｕ曲げ第２中間成形品５０が得られる。型から取り出された後のＵ曲げ第２中間成形品５０の端部に形成される円筒面部の半径をｒ１及びｒ１－ｔとする。

図８（ｃ）は第３Ｕ曲げ成形工程を示し、Ｕ曲げ第２中間成形品５０を型交換してＵ曲げ第３上型５１とＵ曲げ第３下型５５で挟んで加圧する工程である。Ｕ曲げ第３上型５１は軸方向の溝を有し、該軸方向の溝の中央には第３上型溝平面部５２が軸方向に延在し、両端部には第３上型溝円筒面部５３が延在している。第３上型溝平面部５２の幅はｍ３とする。ｍ３はＵ曲げ成形工程の工程数によって変動する。第３上型溝円筒面部５３の半径Ｒ３とする。

Ｕ曲げ第３下型５５は軸方向の畝を有し、該軸方向の畝は第３下型畝平面部５６が軸方向に延在し、両端部には第３下型畝円筒面部５７が延在している。第３下型畝平面部５６の幅は第３上型溝平面部５２と等しくｍ３である。第３下型畝円筒面部５７の半径はＲ３－ｔである。

第３Ｕ曲げ成形工程では、Ｕ曲げ第３上型５１とＵ曲げ第３下型５５間に挟まれたＵ曲げ第２中間成形品５０は端部から曲げられ、Ｕ曲げ第３中間成形品６０が得られる。型から取り出された後のＵ曲げ第３中間成形品６０の端部に形成される円筒面部の半径をｒ１及びｒ１－ｔとする。

図８（ｄ）は中央部曲げ成形工程である第４Ｕ曲げ成形工程を示し、Ｕ曲げ第３中間成形品６０を型交換してＵ曲げ第４上型６１とＵ曲げ第４下型６５で挟んで加圧する工程である。Ｕ曲げ第４上型６１の中央には第４上型円筒面部６２が軸方向に延在し、第４上型円筒面部６２の半径はＲ４とする。また第４上型円筒面部６２の端部は第４上型面取り部６３として滑らかに面取り加工がされており、Ｕ曲げ第３中間成形品６０への傷付きを防止している。Ｕ曲げ第４下型６５の中央には第４下型凸条円筒面部６６を有する第４下型凸条部６７が軸方向に延在している。第４下型凸条円筒面部６６の半径はＲ４－ｔである。

第４Ｕ曲げ成形工程により、Ｕ曲げ最終成形品７０が得られる。Ｕ曲げ最終成形品７０は端部と中央部が円筒面で、該端部と該中央部の間は平面で構成されている。第４下型凸条部６７の幅ｎは、下限は曲げ変形時に破損しない寸法、上限はＵ曲げ第３中間成形品６０が、曲げ変形に伴って開口部が狭くなったときに、第４下型凸条部の側面に干渉しない寸法の間に設定される。型から取り出された後のＵ曲げ最終成形品７０の中央に形成される円筒面部の半径をｒ４及びｒ４－ｔとする。

次に図５（ａ）中のＯ曲げ成形工程Ｓ０４を説明する。Ｏ曲げ成形工程Ｓ０４は、Ｕ曲げ最終成形品７０を使用して実施する。

図８（ｅ）～（ｉ）は型と成形品の図を利用してＯ曲げ成形工程Ｓ０４を示す図である。

図８（ｅ）は第１Ｏ曲げ成形工程を示し、Ｕ曲げ最終成形品７０をＯ曲げ第１上型７１とＯ曲げ第１下型７５間に配置した状態の図である。Ｏ曲げ第１上型７１の中央にはＯ曲げ第１上型円筒面部７２を有する溝が軸方向に延在する。さらにＯ曲げ第１下型７５の中央にはＯ曲げ第１下型円筒面部を有する溝が軸方向に延在する。Ｏ曲げ第１上型円筒面部７２及びＯ曲げ第１下型円筒面部の端部は、滑らかに面取りされたＯ曲げ第１上型面取り部７３とＯ曲げ第１下型面取り部７７が存在する。Ｏ曲げ第１上型面取り部７３とＯ曲げ第１下型面取り部７７によりＵ曲げ最終成形品７０が変形過程において傷付きを防止できる。

図８（ｆ）も第１Ｏ曲げ成形工程を示し、Ｏ曲げ第１上型７１とＯ曲げ第１下型７５の型締めが完了した状態の図である。Ｏ曲げ第１上型７１とＯ曲げ第１下型７５の半径をＲ５とする。

第１Ｏ曲げ成形工程によりＯ曲げ中間成形品８０が得られる。該Ｏ曲げ中間成形品８０の内周面は隙間がないが、外周面には内外周長差に起因する隙間７８が残存している。またＯ曲げ中間成形品８０がＯ曲げ第１上型面取り部７３とＯ曲げ第１下型面取り部７７に挟まれた空間までは充填されないようにＯ曲げ第１上型７１とＯ曲げ第１下型７５の間隔が調整されている。したがってＯ曲げ中間成形品８０は、円筒形状ではなく縦長の扁平断面形状を呈している。Ｏ曲げ中間成形品８０を型から取り出すと、弾性回復により隙間７８が拡大し、Ｏ曲げ中間成形品８５となる。Ｏ曲げ中間成形品８５の中央に形成される円筒面部の半径をｒ５及びｒ５－ｔとする。

図８（ｇ）は第２Ｏ曲げ成形工程を示し、Ｏ曲げ中間成形品８５を型交換してＯ曲げ第２上型８１とＯ曲げ第２下型８３間に配置した状態の図である。Ｏ曲げ第２上型８１の中央にはＯ曲げ第２上型円筒面部８２を有する溝が軸方向に延在する。さらにＯ曲げ第２下型８３の中央にはＯ曲げ第２下型円筒面部８４を有する溝が軸方向に延在する。

Ｏ曲げ中間成形品８５の幅はＯ曲げ第２上型円筒面部８２及びＯ曲げ第２下型円筒面部８４の開口幅より小さく設定されているので、曲げ成形によってＯ曲げ第２上型８１とＯ曲げ第２下型８３の間にはみ出すことがない。Ｏ曲げ第２上型円筒面部８２及びＯ曲げ第２下型円筒面部８４の半径をＲ６とする。

図８（ｈ）はＯ曲げ第２上型８１とＯ曲げ第２下型８３を型締めし、Ｏ曲げ中間成形品８５の変形が進行し、Ｏ曲げ中間成形品８６となる。この時点で成形品は外周面の隙間がなくなり、内周面にＯ曲げ中間成形品開口部８７を有する状態に到達する。この時Ｏ曲げ第２上型８１とＯ曲げ第２下型８３はまだ当接していない。

図８（ｉ）はＯ曲げ第２上型８１とＯ曲げ第２下型８３が当接した状態である。Ｏ曲げ中間成形品８６はＯ曲げ中間成形品開口部８７が縮小し外周面側には接触領域５８が生成される。第２Ｏ曲げ成形工程によりＯ曲げ最終成形品８８が得られる。Ｏ曲げ最終成形品８８は、型から取り出され、金属の円筒部材３となる。金属の円筒部材３の半径は、弾性回復により搬送ローラーの目標値であるｒ０となる。

弾性回復が発生した場合でも、接触領域５８は離間することがないことが特徴である。その理由はＯ曲げ成形工程により接触領域５８には、圧縮性の残留応力が発生するので、型から取り出した後に接触領域５８が離間することがない。

条件によっては接触領域５８とＯ曲げ第２下型円筒面部８４が交差する位置で、わずかにＯ曲げ最終成形品８８にたわみが発生し、Ｏ曲げ第２下型円筒面部８４とＯ曲げ最終成形品８８が離間する場合がある。その際は、曲げ変形の後に、仕上げ加工として金属の円筒部材３の外周面７を研削仕上げすることもある。

第２Ｏ曲げ成形工程終了後、Ｏ曲げ最終成形品８８が型から取りだされ金属の円筒部材３が得られる。金属の円筒部材３には付加部材７９が被覆され、その後、内周面側に形成したテーパー溝に接着部材９となる接着剤を塗布して、接着剤を硬化することで円筒体２が得られる。図７（ｃ）は接着工程の一例を示している。円筒部材３の一方の開口からノズル９１０を挿入して、ノズル９１０から接着剤を吐出して、接合部５に塗布し、図４（ｃ）に示した接着部材９ａを形成する。また、円筒部材３の他方の開口からノズル９２０を挿入して、ノズル９２０から接着剤を吐出して、接合部５に塗布し、図４（ｃ）に示した接着部材９ｂを形成する。ここでは、２つのノズル９１０，９２０を用いたので、接着部材９ａ、９ｂを同時に形成することができる。１つのノズルで、接着部材９ａ、９ｂを順次形成してもよい。

次にＲ１～Ｒ６，ｒ０～ｒ５の相関関係を示す。まずＲ６は、曲げ成形の弾性回復を考慮し、式１を満たす。
式１ Ｒ６＝ｋ６ｒ０ ただしｋ６≦１

ｋ６は弾性回復量の係数であり、金属の円筒部材３の材質や形状によって変動する。ｋ６はＯ曲げ第２上型円筒面部８２及びＯ曲げ第２下型円筒面部８４と曲げ成形された金属の円筒部材３の半径の比率をあらかじめ求めておくことにより決定する。

次にＯ曲げ中間成形品８５がＯ曲げ第２上型８１とＯ曲げ第２下型８３の間にはみ出すことがないように式２を満たす。
式２ Ｒ６＞ｒ５

次にＲ５は弾性回復を考慮し、式３を満たす。
式３ Ｒ５＝ｋ５ｒ５ ただしｋ５≦１

ｋ５は弾性回復量の係数であり、金属の円筒部材３の材質や形状によって変動する。ｋ５はＯ曲げ第１上型円筒面部７２及びＯ曲げ第１下型円筒面部７６とＯ曲げ中間成形品８５の半径の比率をあらかじめ求めておくことにより決定する。

次にＵ曲げ最終成形品７０がＯ曲げ第１上型７１とＯ曲げ第１下型７５の間にはみ出すことがないように式４を満たす。
式４ Ｒ５＞ｒ４

次にＲ４は弾性回復を考慮し、式５を満たす。
式５ Ｒ４＝ｋ４ｒ４ ただしｋ４≦１

ｋ４は弾性回復量の係数であり、金属の円筒部材３の材質や形状によって変動する。ｋ４はＵ曲げ第４上型６１及びＵ曲げ第４下型６５とＵ曲げ最終成形品７０の半径の比率をあらかじめ求めておくことにより決定する。

次にＵ曲げ第３中間成形品６０がＵ曲げ第４上型６１及び第４下型凸条部の間で、姿勢が安定して配置、曲げが行われるように式６を満たす。
式６ Ｒ４＜ｒ３

次に第１から第３Ｕ曲げ成形工程において次式が満たされている。
式７ Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３
式８ ｒ１＝ｒ２＝ｒ３

次にＲ１は弾性回復を考慮し、式９を満たす。
式９ Ｒ１＝ｋ１ｒ１ ただしｋ１≦１

工程順から式１０が満たされる。
式１０ ｍ１＞ｍ２＞ｍ３

さらに、ｍ１、ｍ２、ｍ３は後工程の第４Ｕ曲げ成形工程においてＵ曲げ第３中間成形品６０の端面１０，２０が、曲げ成形時第４下型凸条部に接触しないように決定される。

以上のように、円筒体２を製造することができる。

図５（ｂ）は第２の製造方法における工程図であり、図９を参照しながら説明する。第２の製造方法では、コイル状にまかれた金属帯材から円筒部材を連続的に製造する。図９は、第２の製造方法の説明のために型と成形装置は省略し、成形品の形状だけを抜き出した概略図であり、金属帯材１０１から金属の円筒部材３が得られるまでの状態を示している。

溝孔形成工程Ｓ１１では、原材料となる連続した金属帯材１０１に位置決め穴１０２や面取り溝１０３を形成する。

プリフォーム金属板打ち抜き工程Ｓ１２では、位置決め穴１０２に対応する位置において、金属帯材１０１に打ち抜き加工を行って、プリフォーム金属板１ｄを得る。プリフォーム金属板１ｄは、後で容易に切断可能な接続部１０５を介して、保持枠１０４とつながっている。また、この打ち抜き工程により、工程Ｓ１１で形成された面取り溝１０３が、プリフォーム金属板１ｄの側方端面に位置するように形成される。

端面テーパー形成工程Ｓ１３では、プリフォーム金属板１ｄの当接側端面にテーパー形状を形成する。１対の型で円筒成形の曲げ方向とは反対方向にプリフォーム金属板１ｄを挟圧しながら当接側端面を切り落とすことで、金属板の端面にテーパー形状を形成する。今回は１工程の事例を示すが、これに限られるものではなく、端面を一対の型で挟圧して形成する方法等も考えられる。以上の様にして、金属板１を形成する。

Ｕ曲げ成形工程Ｓ１４では、３段階の端部曲げ成形工程と１段階の中央部曲げ成形工程により、Ｕ曲げ第１中間成形品４０、Ｕ曲げ第２中間成形品５０，Ｕ曲げ第３中間成形品６０、Ｕ曲げ最終成形品７０を得る。

Ｏ曲げ成形工程Ｓ１５では、２段階のＯ曲げ成形工程により、Ｏ曲げ中間成形品８０、Ｏ曲げ最終成形品８８を得る。

切断工程Ｓ１６では、接続部１０５を切断して、保持枠１０４からＯ曲げ最終成形品８８を切り離して、円筒成形品８９を得る。

研削工程Ｓ１７では、保持枠１０４から切り離された円筒成形品８９の外周面を研削仕上げして、円筒部材３を得る。

被覆工程Ｓ１８では、外周面を研削仕上げした円筒部材３に付加部材７９を被覆する。

接着工程Ｓ１９では、円筒部材３の内周面側のテーパー部に接着剤を塗布する。

以上のように、円筒体２を製造することができる。

円筒体２は、各種の機器に採用することができる。円筒体２を備える機器は、機械部品、光学部品および電子部品の少なくともいずれかと、を備えうる。機械部品は例えばモーターやギアであり、光学部品は例えばレンズやミラー、イメージセンサやディスプレイであり、電子部品は例えばプロセッサやメモリである。各種の機器は、コンピュータなどの電子機器、車両や船舶、航空機などの輸送機器でありうる。また、各種の機器は、放射線診断装置や超音波診断装置、内視鏡などの医療機器、プリンタやスキャナなどの事務機器、半導体製造装置やロボットなどの産業機器などである。本実施形態の円筒体２は、機械部品、光学部品、電子部品などを備える複雑な機器に部品として用いられるだけでなく、衣食住における様々な用途のパイプとしても用いることができる。

図１０（ａ）は、印刷機器１０１０の内部を模式的に示す斜視図である。印刷機器１０１０は、搬送ローラー１０１２を備える。印刷機器１０１０は、モーター１０１４と機械部品１０１５を備える。機械部品１０１５は、モーター１０１４の動力を搬送ローラー１０１２に伝達する伝達機構であり、搬送ローラー１０１２に固定されている。モーター１０１４の回転が機械部品１０１５を介して搬送ローラー１０１２に伝えられ、搬送ローラー１０１２に含まれる円筒部材３の中心軸を回転中心にして搬送ローラー１０１２が回転する。

搬送ローラー１０１２は、円筒部材３の外周に、図４（ｄ）に示したように、付加部材７９が付与されている。本例の付加部材７９は、摩擦係数を高くして記録媒体を搬送しやすくするためのセラミック層である。記録媒体である紙等が搬送ローラー１０１２によって搬送される。インクは、インクヘッド１０１６によって噴射される。

インクを記録媒体である紙等に噴射し、文字や画像等の情報を記録するインクジェット式プリンターにおいては、紙等を搬送するためのローラーが各所に使用されている。中でも搬送ローラーは、回転することで記録紙を所定の印刷位置に正確に搬送するためのローラーであって、給紙ユニットの給紙方向と直交する方向且つ水平方向に延在し、円筒形状である。搬送ローラーは、搬送部に設けられた不図示の略Ｕ字型の一対の軸受けに回転自在に支持され、駆動部の駆動により回転する。搬送ローラーは印刷精度を左右するため、高い外径、真円度、振れ精度と耐久性が求められる。用紙などを搬送する搬送ローラーは、高い位置決め精度で用紙などを搬送する必要がある。そのためには搬送ローラーに高い真円度と、ねじり強度や耐久性が求められる。

それらを満足する材料としてローラーの材料には、金属の丸棒が使用されてきた。しかし、金属の丸棒は重量が重い、かつコストが高いという問題があり、軽量化とコスト削減が検討されている。

搬送ローラー１０１２として、上述した円筒体２を用いることで、ねじり強度や耐久性を確保しつつ、軽量化とコスト削減を実現できる。

ここでは、印刷機器としてのインクジェットプリンターの搬送ローラーに円筒体２を適用する例を挙げたが、印刷機器としてのレーザービームプリンタの各種のローラーやドラムに、円筒体２を適用することもできる。

図１０（ｂ）は、光学機器１０２０と撮像機器１０３０とを備えるカメラシステム１０４０を示している。光学機器１０２０は、例えば、レンズフード１０２３と、レンズ鏡筒１０２２と、不図示のレンズと、を備えうる。レンズフード１０２３やレンズ鏡筒１０２２に、円筒体２を適用することができる。

図１０（ｃ）は、ロボット１０６０と、ロボット１０６０を制御するコントローラ１０８０と、物品を搬送するベルトコンベア１０９０と、を備える生産システム１０５０を示している。ロボット１０６０は、ロボットアーム１０６１と、関節１０６２と、ロボットハンド１０６３とを含む。ロボット１０６０がロボットハンド１０６３でワークＷ２を把持し、ワークＷ２をワークＷ１に組み付けている。ロボットアーム１０６１の外装体として、上述した円筒体２を用いることができる。ベルトコンベア１０９０は、搬送ローラー１０９２とベルト１０９１とを含む。ベルトコンベア１０９０は、ワークＷ１を搬送する。搬送ローラー１０９２に、上述した円筒体２を用いることができる。

以上、説明した実施形態は、技術思想を逸脱しない範囲において適宜変更が可能である。たとえば複数の実施形態を組み合わせることができる。また、少なくとも１つの実施形態の一部の事項の削除あるいは置換を行うことができる。また、少なくとも１つの実施形態に新たな事項の追加を行うことができる。

なお、本明細書の開示内容は、本明細書に明示的に記載したことのみならず、本明細書および本明細書に添付した図面から把握可能な全ての事項を含む。例えば、各記載事項の任意の組み合わせも、本明細書の開示内容である。例えば、「ＡはＢ以上である」という記載と、「ＣはＤ以下である」という記載があれば、「ＡはＢ以上であり、かつ、ＣはＤ以下である」という形態は、本明細書の開示内容である。なお、本明細書における、「ＡはＢ以上である」（Ａは任意の要素、Ｂは任意の指標である）とは、「ＡはＢと等しい、または、ＡはＢよりも大きい」という意味である。「ＣはＤ以下である」（Ｃは任意の要素、Ｄは任意の指標である）とは、「ＣはＤと等しい、または、ＣはＤよりも小さい（Ｃ未満である）」という意味である。さらに、本明細書の開示内容は、本明細書に記載した個別の概念の補集合を含んでいる。すなわち、本明細書に例えば「ＥはＦである」旨の記載があれば、たとえ「ＥはＦではない」場合の記載を省略していたとしても、本明細書は「ＥはＦではない」場合を開示していると云える。なぜなら、「ＥはＦである」旨を記載している場合には、「ＥはＦではない」場合を考慮していることが前提だからである。

１０ 端面
２０ 端面
１ 金属板
３ 円筒部材
９ 接着部材
１１ 接着部分
２２ 接着部分
１３ 接触部分
２４ 接触部分
２ 円筒体

Claims (19)

1. 第１端面および第２端面を有する金属板の前記第１端面と前記第２端面とが互いに対向するように、前記金属板を円筒形状に成形してなる円筒部材と、
   前記第１端面と前記第２端面とを接着する非金属の接着部材と、を備え、
   前記第１端面と前記円筒部材の内周面との境界と前記第２端面と前記円筒部材の内周面との境界の間の距離は、前記第１端面と前記円筒部材の外周面との境界と前記第２端面と前記円筒部材の外周面との境界の間の距離よりも大きく、
   前記接着部材が、前記第１端面の第１部分と前記第２端面の第２部分との間に設けられており、前記第１部分と前記第２部分とが非平行であり、
   前記接着部材は、前記円筒部材の内周面の一部に接着している円筒体。
2. 前記第１端面の第３部分と前記第２端面の第４部分とが接触しており、前記円筒部材の径方向における前記第１端面と前記第２端面とが互いに接触する接触領域の長さは、前記円筒部材の厚さの５０％以上である、請求項１に記載の円筒体。
3. 第１端面および第２端面を有する金属板の前記第１端面と前記第２端面とが互いに対向するように、前記金属板を円筒形状に成形してなる円筒部材と、
   前記第１端面と前記第２端面とを接着する非金属の接着部材と、を備え、
   前記第１端面と前記円筒部材の内周面との境界と前記第２端面と前記円筒部材の内周面との境界の間の距離は、前記第１端面と前記円筒部材の外周面との境界と前記第２端面と前記円筒部材の外周面との境界の間の距離よりも大きく、
   前記接着部材が、前記第１端面の第１部分と前記第２端面の第２部分との間に設けられており、前記接着部材が、前記円筒部材の内周面の一部に接着しており、前記第１端面の第３部分と前記第２端面の第４部分とが接触している円筒体。
4. 前記円筒部材の径方向において、前記接着部材と、前記第１端面と前記第２端面とが互いに接触する接触領域と、が並んでいる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の円筒体。
5. 前記円筒部材の径方向における前記第１端面と前記第２端面とが互いに接触する接触領域の長さは、前記第１端面と前記第２端面の間での前記径方向における前記接着部材の長さよりも大きい、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の円筒体。
6. 前記接触領域の前記長さは、前記接着部材の前記長さの２倍以上かつ４倍以下である、請求項５に記載の円筒体。
7. 前記接触領域の前記長さは、前記円筒部材の周方向における前記第１端面と前記第２端面の間での前記接着部材の幅よりも大きい、請求項５または６に記載の円筒体。
8. 前記円筒部材の周方向における前記第１端面と前記第２端面の間での前記接着部材の幅は、前記円筒部材の径方向における前記第１端面と前記第２端面の間での前記接着部材の長さよりも小さい、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の円筒体。
9. 前記円筒部材の外周面を覆う非金属の付加部材を備え、前記円筒部材の径方向において、前記接着部材と前記付加部材との間に前記第１端面および前記第２端面が位置する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の円筒体。
10. 前記円筒部材の内径と外径との差は１ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下であり、前記接触領域の前記長さは０．５ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下であり、前記接着部材の前記長さは０．１ｍｍ以上かつ０．５ｍｍ以下であり、前記接着部材の前記幅は０．１ｍｍ以上かつ０．５ｍｍ以下である、請求項７に記載の円筒体。
11. 前記接着部材は、硬化した樹脂接着剤または無機接着剤である、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の円筒体。
12. 前記円筒部材は、鉄、銅、マグネシウムまたはアルミニウムのいずれかである金属を含む金属含有部を有し、前記接着部材は、前記金属含有部または前記金属含有部を覆う前記金属の化合物の膜に接している、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の円筒体。
13. 前記円筒部材は、前記円筒部材の軸方向に第３端面および第４端面を有し、
    前記第３端面と前記第４端面との間の距離は、前記円筒部材の外径よりも大きい、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の円筒体。
14. 前記接着部材は、前記第３端面および前記第４端面から離れて配置されている、請求項１３に記載の円筒体。
15. 前記接着部材は、第１接着部材と、第２接着部材と、を含み、
    前記第１接着部材と前記第２接着部材は不連続であり、
    前記第１接着部材は、前記第３端面から離れて配置されており、前記第２接着部材は、前記第４端面から離れて配置されている、請求項１３に記載の円筒体。
16. 前記円筒部材における前記第３端面および前記第４端面の少なくとも一方には凹凸が設けられている、請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の円筒体。
17. 請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の円筒体と、
    機械部品、光学部品および電子部品の少なくともいずれかと、を備える機器。
18. 前記円筒体に固定された機械装置を備え、前記機械装置は、前記円筒部材の軸を回転中心にして前記円筒体が回転するように設けられている、請求項１７に記載の機器。
19. 前記円筒体は、物品を搬送する搬送ローラーである、請求項１７または１８に記載の機器。

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