JP5510139B2 - Manufacturing method of cylindrical shaft - Google Patents
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Description
本発明は、円筒軸の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a cylindrical shaft.
従来、シート状の記録媒体上に情報を印刷する印刷装置が用いられており、この印刷装置には記録媒体を搬送する搬送装置が設けられている。
この搬送装置は、回転することで記録媒体を搬送する搬送ローラーと、当該搬送ローラーに付勢されて当接された従動ローラーとを有しており、搬送ローラーと従動ローラーとで記録媒体を挟持して搬送するようになっている。搬送ローラーには中実の棒状部材が一般的に使用されている。その一方で、中実の材料は重量およびコストが嵩むという課題がある。
ここで、特許文献１には、金属板を曲げ加工して円筒状に成形する技術が記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a printing apparatus that prints information on a sheet-like recording medium has been used, and this printing apparatus is provided with a conveying apparatus that conveys the recording medium.
The conveyance device includes a conveyance roller that conveys a recording medium by rotating, and a driven roller that is urged and brought into contact with the conveyance roller, and the recording medium is sandwiched between the conveyance roller and the driven roller. And is designed to be transported. A solid bar-like member is generally used for the transport roller. On the other hand, solid materials have the problem of increasing weight and cost.
Here,
特許文献１に記載の円筒軸では、金属板を曲げ加工して円筒状に形成する際に、金属板の端面同士を突き合わせるようにする。このため、円筒軸の全長に亘って金属板の一対の端面間に繋ぎ目が形成される。
In the cylindrical shaft described in
しかしながら、上記構成においては、時間の経過と共に円筒軸の形状が変化する可能性があることを本発明者らは見出した。この形状変化は、例えば円筒軸を曲げ加工により形成する際に応力が残留し、当該残留応力が時間の経過と共に緩和することによる影響であると考えられる。 However, the present inventors have found that in the above configuration, the shape of the cylindrical shaft may change over time. This shape change is considered to be the effect of, for example, stress remaining when the cylindrical shaft is formed by bending, and the residual stress is relaxed over time.
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、形状の安定した円筒軸の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a cylindrical shaft having a stable shape.
本発明に係る円筒軸の製造方法は、金属板から円筒軸形成部材をプレス抜きするプレス抜き工程と、前記円筒軸形成部材の一対の端面が近接又は当接するように当該円筒軸形成部材を円筒状に曲げて円筒軸を形成する円筒曲げ工程と、前記円筒軸に外力を加えて前記円筒軸に残留する応力を調整する応力調整工程と、を有し、前記プレス抜き工程又は前記円筒曲げ工程の一方又は両方において、前記一対の端面を含む側部に対して加工を施す際に、当該側部とそれ以外の部位の応力状態が均衡するように加工する応力均衡加工を行うことを特徴とする。 The manufacturing method of a cylindrical shaft according to the present invention includes a pressing step of pressing a cylindrical shaft forming member from a metal plate, and the cylindrical shaft forming member is cylindrical so that a pair of end surfaces of the cylindrical shaft forming member are close to or abut on each other. A cylindrical bending step for forming a cylindrical shaft by bending into a shape, and a stress adjusting step for adjusting a stress remaining in the cylindrical shaft by applying an external force to the cylindrical shaft, and the press punching step or the cylindrical bending step In one or both of the above, when processing the side portion including the pair of end faces, stress balance processing is performed so that the stress state of the side portion and other portions is balanced. To do.
また、前記プレス抜き工程における前記応力均衡加工は、前記円筒軸形成部材の主面に対して前記端面を傾斜させる斜め抜き加工であることを特徴とする。 Further, the stress balancing process in the press punching step is an oblique punching process in which the end face is inclined with respect to the main surface of the cylindrical shaft forming member.
また、前記円筒曲げ工程における前記応力均衡加工は、前記円筒軸形成部材の全体を円筒状に曲げる加工の前に、前記側部を円弧状に曲げる丸め曲げ加工であることを特徴とする。 Further, the stress balancing process in the cylindrical bending step is a round bending process in which the side portion is bent into an arc before the entire cylindrical shaft forming member is bent into a cylindrical shape.
また、前記丸め曲げ加工の際に、前記円筒軸形成部材の中央部を、円筒状に曲げる方向と反対方向に反らせることを特徴とする。 In the rounding and bending process, the central portion of the cylindrical shaft forming member is warped in a direction opposite to the direction in which it is bent into a cylindrical shape.
また、前記応力調整工程は、平行配置された一対の押圧回転ローラーの間に、前記円筒軸を平行に配置し、前記円筒軸を前記一対の押圧回転ローラーで押圧しつつ回転させながら軸方向に移動させるロールレベラー工程であることを特徴とする。 In the stress adjustment step, the cylindrical shaft is disposed in parallel between a pair of press rotating rollers arranged in parallel, and the cylindrical shaft is rotated while being pressed by the pair of press rotating rollers in the axial direction. It is a roll leveler process to be moved.
また、前記応力調整工程の後に、平行配置された２つの回転砥石部材間に前記ローラー本体を配置して外周面を研磨するセンターレス工程を行うことを特徴とする。 Moreover, after the said stress adjustment process, the centerless process which arrange | positions the said roller main body between the two rotating grindstone members arrange | positioned in parallel, and grind | polishes an outer peripheral surface is performed.
また、前記センターレス工程の後に、前記ローラー本体の外表面の少なくとも一部に高摩擦層を形成する高摩擦層形成工程を行うことを特徴とする。 Further, the high friction layer forming step of forming a high friction layer on at least a part of the outer surface of the roller body is performed after the centerless step.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェットプリンターの側断面図である。
図２（ａ）はインクジェットプリンターの搬送ユニットを示す平面図、図２（ｂ）は搬送ユニットの駆動系を示す側面図である。
FIG. 1 is a side sectional view of an ink jet printer according to an embodiment of the present invention.
2A is a plan view showing a transport unit of the ink jet printer, and FIG. 2B is a side view showing a drive system of the transport unit.
図１に示すように、インクジェットプリンター（印刷装置）１は、プリンター本体３と、プリンター本体３の後側上部に設けられた給紙部５と、プリンター本体３の前側に設けられた排紙部７と、を備えている。
As shown in FIG. 1, an ink jet printer (printing apparatus) 1 includes a printer
給紙部５には給紙トレイ１１が設けられており、給紙トレイ１１には複数枚の用紙（媒体、記録媒体、搬送媒体）Ｐが積載されるようになっている。ここで、用紙Ｐとしては、普通紙、コート紙、ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクタ）用シート、光沢紙、光沢フィルム等が用いられる。以下、用紙Ｐの搬送経路において、給紙トレイ１１側を上流側、排紙部７側を下流側という。給紙トレイ１１の下流側には、給紙ローラー１３が設けられている。
A
給紙ローラー１３は、対向する分離パッド（図示せず）との間で給紙トレイ１１の最上部に位置する用紙Ｐを挟圧し、下流側へ送り出すように構成されている。給紙ローラー１３の下流側には、搬送ローラー機構１９が設けられている。
The
搬送ローラー機構１９は、下側に配置された搬送ローラー１５と、上側に配置された従動ローラー１７とを備えている。
The
搬送ローラー１５は、従動ローラー１７との間に用紙Ｐを挟圧し、図２に示す駆動部３０により回転駆動するように設けられている。これにより、搬送ローラー１５は、用紙Ｐを下流側に配置された印字ヘッド（印刷部）２１へ、搬送印刷処理に伴う精密で正確な搬送（紙送り）動作により搬送することができるようになっている。
The
印字ヘッド２１はキャリッジ２３に保持されており、キャリッジ２３は給紙方向（用紙Ｐの搬送方向）と直交する方向に往復移動するよう構成されている。印字ヘッド２１による印字処理（印刷処理）は、制御部ＣＯＮＴによって制御されるようになっている。印字ヘッド２１と対向する位置には、プラテン２４が配設されている。
The
プラテン２４は、キャリッジ２３の移動方向に沿って間隔をあけて配置された、複数のダイヤモンドリブ２５によって構成されている。
The
ダイヤモンドリブ２５は、印字ヘッド２１によって用紙Ｐに印刷を行う際に用紙Ｐを下側から支持するものであり、頂面が支持面として機能するようになっている。ダイヤモンドリブ２５と印字ヘッド２１との距離は、用紙Ｐの厚さに応じて調節可能になっている。
これにより、用紙Ｐはダイヤモンドリブ２５の頂面上を滑らかに通過することが可能となっている。ダイヤモンドリブ２５及び印字ヘッド２１の下流側には、排紙ローラー機構２９が設けられている。
The
As a result, the paper P can smoothly pass over the top surface of the
排紙ローラー機構２９は、下側に配置された排紙ローラー２７と上側に配置された排紙ギザローラー２８とを備え、排紙ローラー２７の回転駆動によって用紙Ｐを引き出し、排出するようになっている。
ここで、搬送ローラー機構１９及び排紙ローラー機構２９の駆動部３０及び搬送ローラー１５、排紙ローラー２７の駆動速度の関係について説明する。
The paper
Here, a description will be given of the relationship among the drive speeds of the driving
プリンター本体３には、図２（ａ），（ｂ）に示すように、制御部ＣＯＮＴの制御下で駆動される搬送モーター３２が設けられている。この搬送モーター３２の駆動軸にはピニオン３３が設けられており、ピニオン３３には搬送駆動ギア３５が歯合しており、搬送駆動ギア３５には搬送ローラー１５が内挿されて連結されている。
このような構成のもとに、搬送モーター３２等は、搬送ローラー１５を回転駆動する駆動部３０となっている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
Under such a configuration, the
また、搬送ローラー１５には、搬送駆動ギア３５と同軸にインナーギア３９が設けられており、このインナーギア３９には中間ギア４１が歯合しており、中間ギア４１には排紙駆動ギア４３が歯合している。排紙駆動ギア４３の回転軸は、図２（ａ）に示すように排紙ローラー２７の軸体４５となっている。
The
このような構成のもとに、搬送ローラー機構１９の搬送ローラー１５と排紙ローラー機構２９の排紙ローラー２７とは、同一の駆動源である搬送モーター３２からの回転駆動力を受け、駆動されるようになっている。
Under such a configuration, the
なお、排紙ローラー２７の回転速度は、各ギアのギア比を調整することにより、搬送ローラー１５の回転速度より速くなるように設定されている。したがって、排紙ローラー機構２９の排紙速度は、搬送ローラー機構１９の搬送速度より増速率だけ速くなっている。
The rotation speed of the
また、搬送ローラー機構１９による用紙Ｐの挟持力（押圧力）は、排紙ローラー機構２９による挟持力（押圧力）よりも大きく設定されている。したがって、搬送ローラー機構１９と排紙ローラー機構２９とが共に用紙Ｐを挟持しているとき、その用紙搬送速度は、排紙ローラー機構２９の排紙速度とは関係なく、搬送ローラー機構１９の搬送速度で規定されるようになっている。
Further, the holding force (pressing force) of the paper P by the
次に、搬送ローラー１５及びこれを備える搬送ローラー機構１９について説明する。
図３（ａ）は搬送ローラー機構１９の概略構成を示す図、図３（ｂ）は軸受の概略構成を示す図である。
Next, the
FIG. 3A is a diagram showing a schematic configuration of the
搬送ローラー１５は、金属板がプレス加工されて円筒状に形成されたローラー本体（円筒軸）１６と、ローラー本体１６の表面の長手方向（軸方向）の一部に形成された高摩擦層（媒体支持領域）５０とを有している。
The
ローラー本体１６は亜鉛メッキ鋼板やステンレス鋼板等の金属板が巻回された鋼板コイルを母材として形成されている。ローラー本体１６は、コイルを巻き戻した金属板をプレス加工（抜き加工、曲げ加工）して形成される。ローラー本体１６は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、曲げ加工されて突き合わ（近接又は当接）された金属板の一対の端面６１ａ，６１ｂ間に形成された繋ぎ目（継ぎ目）８０を有している。
The
高摩擦層５０は、図３（ａ）に示すように、ローラー本体１６の両端部を除く中央部に選択的に形成されている。高摩擦層５０の表面には、無機粒子の鋭く尖った部分が露出した状態で固定され、高い摩擦力を発揮するようになっている。
As shown in FIG. 3A, the
高摩擦層５０は、ローラー本体１６の表面の高摩擦層の形成領域に樹脂粒子を１０μｍ〜３０μｍ程度の均一な膜厚で選択的に塗布して樹脂膜を形成し、その樹脂膜の上に無機粒子を均一に散布した後、焼成することにより形成されている。
樹脂粒子としては、エポキシ系樹脂やポリエステル系樹脂等からなる、直径１０〜２０μｍ程度の微粒子が好適に用いられる。また、無機粒子としては、破砕処理によって所定の粒径分布に調整された酸化アルミニウム（アルミナ；Ａｌ２Ｏ３）や炭化珪素（ＳｉＣ）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）等のセラミックス粒子が好適に用いられる。
The
As the resin particles, fine particles having a diameter of about 10 to 20 μm made of an epoxy resin or a polyester resin are preferably used. Further, as the inorganic particles, ceramic particles such as aluminum oxide (alumina; Al 2 O 3), silicon carbide (SiC), silicon dioxide (SiO 2) and the like adjusted to a predetermined particle size distribution by crushing treatment are preferably used.
搬送ローラー１５は、図３（ａ）に示すように、その両端部がプラテン２４（図１参照）に一体成形された軸受２６に回転可能に保持されている。
図３（ｂ）に示すように、軸受２６は、上方に開口するＵ字形に形成され、このＵ字形部位に搬送ローラー１５を嵌め込むことで、搬送ローラー１５を前後側及び下側の３方向から軸支する。そして、軸受２６と搬送ローラー１５との接触面（搬送ローラー１５の表面）には、グリス等の潤滑油（潤滑液）が供給（塗布）される。
また、搬送ローラー１５の一端又は両端には、インナーギア３９や搬送駆動ギア３５が回転不能に係合し連結するための係合部（図示せず）が形成されている。搬送ローラー１５には、種々の連結部品に連結するため、種々の形態の係合部が形成可能になっている。
As shown in FIG. 3A, both ends of the
As shown in FIG. 3 (b), the
Further, an engaging portion (not shown) for engaging and connecting the
従動ローラー１７は、複数（例えば６個）のローラー１７ａが同軸に配列されて構成されたもので、搬送ローラー１５の高摩擦層５０に対向しかつ当接する位置に配置されたものである。これらローラー１７ａからなる従動ローラー１７には、付勢バネ（図示せず）が取り付けられており、これによって従動ローラー１７は、搬送ローラー１５側に付勢されている。
The driven
したがって、従動ローラー１７は、搬送ローラー１５の高摩擦層５０に所定の押圧力（用紙Ｐに対する挟持力）で接し、搬送ローラー１５の回転動作に従動して回転するようになっている。また、搬送ローラー１５と従動ローラー１７との間で用紙Ｐを挟持する力が大きくなり、用紙Ｐの搬送性がより良好になっている。
Therefore, the driven
なお、この従動ローラー１７の各ローラー１７ａの表面には、高摩擦層５０との摺接による損傷を緩和するため、フッ素樹脂塗装等の低摩耗処理が施されている。
以上の搬送ローラー１５、軸受２６、駆動部３０及び従動ローラー１７等により、インクジェットプリンター１の搬送部（搬送装置）２０が構成されている。
The surface of each
The
次に、インクジェットプリンター１の動作について、図１、図２を参照して説明する。
インクジェットプリンター１は、給紙トレイ１１の最上部に位置する用紙Ｐを給紙ローラー１３によって挟圧して下流側へ送り出す。送り出された用紙Ｐは搬送ローラー機構１９に至る。搬送ローラー機構１９は、用紙Ｐを搬送ローラー１５と従動ローラー１７との間で挟圧し、搬送ローラー１５の回転駆動による紙送り動作で印字ヘッド２１の下方に向けて定速で搬送する。印字ヘッド２１の下方に搬送された用紙Ｐは、ダイヤモンドリブ２５の頂面上を滑らかに通過しつつ、印字ヘッド２１によって高品質に印刷される。印字ヘッド２１で印刷された用紙Ｐは、排紙部７の排紙ローラー２７によって順次排出される。
Next, the operation of the
The
排紙ローラー機構２９の搬送速度は搬送ローラー機構１９の搬送速度より速く設定されているため、用紙Ｐはバックテンションが掛かった状態で搬送される。ただし、搬送ローラー機構１９と排紙ローラー機構２９とが共に用紙Ｐを挟持しているときには、その用紙搬送速度は搬送ローラー機構１９の搬送速度で規定されている。したがって、このように排紙ローラー機構２９と搬送ローラー機構１９とによって排紙と搬送とを同時に行う際にも、その用紙の搬送速度は搬送ローラー機構１９の搬送速度で規定されている。そのため、搬送ムラのない正確で安定した紙送り（搬送）がなされるようになる。
Since the conveyance speed of the paper
そして、ローラー本体１６として中空の円筒軸を採用することで、中実軸を用いる場合と比較して重量を大幅に減少させることができる。また、ローラー本体１６に中実軸を用いる場合と比較して材料の切削性に対する要求が低くなる。したがって、ローラー本体１６の材料として鉛等の有害物質を含まない材料を用いることが可能になり、環境負荷を低減することができる。
Then, by adopting a hollow cylindrical shaft as the
また、搬送ローラー１５には高摩擦層５０が形成されており、従動ローラー１７がこの高摩擦層５０に当接する位置に配置されている。そのため、これら搬送ローラー１５と従動ローラー１７との間で用紙Ｐを挟持する力が大きくなり、用紙Ｐの搬送性がより良好になっている。
In addition, a
また、本実施形態の搬送部２０は、搬送ローラー１５とこれを支持する軸受２６とを備えている。そのため、上述のように高い搬送精度が得られる搬送ローラー１５を軸受２６により支持して回転させ、高摩擦層５０により用紙Ｐを支持して高精度に搬送することができる。また、搬送ローラー１５に中空のローラー本体１６を採用することで、中実軸を用いる場合と比較して搬送部２０の重量を大幅に減少させ、環境負荷を低減することができる。
Moreover, the
また、本実施形態のインクジェットプリンター１は、搬送部２０によって用紙Ｐを高精度に搬送することができ、用紙Ｐに高い印刷精度で印刷処理を行うことできる。また、搬送ローラー１５に中空のローラー本体１６を採用することで、中実軸を用いる場合と比較して装置全体の重量を大幅に減少させることができ、環境負荷を低減することができる。
Further, the
次に、搬送ローラー１５（ローラー本体１６）の詳細構造及び製造方法について、図４〜図１４を用いて説明する。 Next, the detailed structure and manufacturing method of the conveyance roller 15 (roller main body 16) are demonstrated using FIGS.
図４は、ローラー本体の基材としての金属板Ｍを示す平面図である。
搬送ローラー１５を製造するには、図４に示すように、厚さ１ｍｍ程度の冷間圧延鋼板、亜鉛メッキ鋼板又はステンレス鋼板等の金属板Ｍをプレス加工（抜き加工）して、搬送方向に連続する枠部６６と、搬送方向と交差する方向に延びる帯状の平板部（円筒軸形成部材）６０と、枠部６６と平板部６０とを連結する連結部６７とを形成する。
本実施形態では、平板部６０は略長方形であり、短辺６０ａが搬送方向に平行で長辺６０ｂが搬送方向と直交するように型抜きされている。
金属板Ｍを不図示の搬送部によって間欠的に搬送しながら繰り返しプレスを行うことで、平板部６０と連結部６７は、金属板Ｍの搬送方向に等間隔に複数形成される。
FIG. 4 is a plan view showing a metal plate M as a base material of the roller body.
In order to manufacture the
In the present embodiment, the
By repeatedly pressing the metal plate M while being transported intermittently by a transport unit (not shown), a plurality of
図５は、本実施形態に係るプレス抜き工程の一部（応力均衡加工）を示す図である。
金属板Ｍをプレス加工（抜き加工）して、平板部６０を形成する際に、平板部６０の長辺６０ｂ（側部６２ａ，６２ｂ）の抜き加工を斜めに抜き加工にする。
具体的には、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、金属板Ｍは、雄型１２１と雌型１２２を用いたプレスにより抜き加工される。そして、雌型１２２の上面端部（金属板Ｍの搬送方向）は円弧状に丸められている。
このため、図５（ｂ）に示すように、雄型１２１と雌型１２２により金属板Ｍをプレス抜きする際に、平板部６０の両側部６２ａ，６２ｂとなる部位は、雌型１２２の上面端部の形状に倣って湾曲した状態で切断（せん断加工）される。なお、プレス抜き加工の直後には、平板部６０の両側部６２ａ，６２ｂは、その弾性力により平坦な状態に戻る。
これにより、図５（ｃ）に示すように、平板部６０の両側部６２ａ，６２ｂの端面６１ａ，６１ｂは、平板部６０の主面Ｃ１，Ｃ２に対して傾斜するように形成される。すなわち、端面６１ａ，６１ｂは、平板部６０の主面Ｃ１（後述の外周面１６ａ）に対して鋭角、主面Ｃ２（後述の内周面１６ｂ）に対して鈍角となるように、傾斜して形成される。
FIG. 5 is a view showing a part (stress balance machining) of the press punching process according to the present embodiment.
When forming the
Specifically, as shown in FIGS. 5A to 5C, the metal plate M is punched by a press using a
For this reason, as shown in FIG. 5B, when the metal plate M is pressed out by the
Thereby, as shown in FIG. 5C, the end surfaces 61 a and 61 b of the both
そして、平板部６０の両側部６２ａ，６２ｂ（端面６１ａ，６１ｂ）のプレス加工（抜き加工）の際に、両側部６２ａ，６２ｂに対してせん断力を加えるだけなので、両側部６２ａ，６２ｂに過剰な圧縮応力は残留しない。
Then, when pressing both
これに対して、両側部６２ａ，６２ｂを主面Ｃ１，Ｃ２に対して直交するように切断し、その後に、両側部６２ａ，６２ｂに対して押圧力を与えて、両側部６２ａ，６２ｂを主面Ｃ１，Ｃ２に対して傾斜させる場合（面押し加工等）には、両側部６２ａ，６２ｂに高い圧縮応力が残留してしまう。
このように、斜めに抜き加工を用いることで、両側部６２ａ，６２ｂに過剰な圧縮応力が残留することを回避できる。つまり、両側部６２ａ，６２ｂの応力状態が、それ以外の部位（中央部６１ｃ）の応力状態と著しく異なってしまうことがなく、平板部６０の全域において応力状態が均衡した状態（同一又は近似した応力状態）を維持できる。
On the other hand, the both
In this way, by using an oblique punching process, it is possible to avoid excessive compressive stress remaining on the
次いで、平板部６０を、図６〜図８に示すように、円筒状（パイプ状）にプレス加工（曲げ加工）し、その両側（長辺６０ｂ）の端面６１ａ、６１ｂを近接又は当接させる。
なお、図６〜図８においては、各部材を分かりやすくするため、平板部６０と雌型・雄型との間にそれぞれ間隔を開けてこれらの部材を記しているが、この間隔は実際には存在せず、平板部６０と雌型・雄型とはそれぞれの接触部においてほぼ密着している。
Next, as shown in FIGS. 6 to 8, the
6 to 8, these members are shown with a space between the
まず、円筒曲げ工程では、予備工程として、側部丸め曲げ加工（応力均衡加工）を行う。
図６は、本実施形態に係る円筒曲げ工程の予備工程（応力均衡加工）を示す図である。
円筒曲げ工程の予備工程、すなわち側部丸め曲げ加工（応力均衡加工）では、図６（ａ）に示す雌型（曲げダイ）１３１と雄型（曲げパンチ）１３２とで金属板Ｍの両側部６２ａ，６２ｂをプレスし、両側部６２ａ，６２ｂを円弧状（望ましくは略１／４円弧）に曲げる。この際、平板部６０の中央部６１ｃを円筒状に曲げる方向とは逆の方向に反らせる。
この結果、両側部６２ａ，６２ｂを設計値通りの曲率に曲げることができる。なお、平板部６０の中央部６１ｃは、予備工程（応力均衡加工）の後は、図６（ｂ）に示すように、その弾性力により平坦な形状に戻る。
First, in the cylindrical bending process, a side rounding bending process (stress balancing process) is performed as a preliminary process.
FIG. 6 is a diagram showing a preliminary process (stress balancing process) of the cylindrical bending process according to the present embodiment.
In the preliminary step of the cylindrical bending process, that is, the side round bending process (stress balancing process), both sides of the metal plate M are formed by the female mold (bending die) 131 and the male mold (bending punch) 132 shown in FIG. 62a and 62b are pressed, and both
As a result, the
側部丸め曲げ加工（応力均衡加工）においては、両側部６２ａ，６２ｂに対して十分なプレス圧（押圧力）を与えて、スプリングバックが殆ど発生しないようにしている。すなわち、両側部６２ａ，６２ｂを円弧状に曲げる際に、平板部６０の中央部６１ｃを円筒状に曲げる方向とは逆の方向に反らせることで、両側部６２ａ，６２ｂに対して十分なプレス圧（押圧力）を与えている。
言い換えると、両側部６２ａ，６２ｂを円弧状に曲げる際に、平板部６０の中央部６１ｃが平坦（水平）のままの状態では、両側部６２ａ，６２ｂのうち、曲げ力が加わる領域が狭く（短く）なるため、十分なプレス圧（押圧力）が与えられず、プレス開放直後にスプリングバックが発生しやすくなる。また、両側部６２ａ，６２ｂのうち、曲げ力が加わる領域を広く（長く）したとしても、端面６１ａ、６１ｂの近傍ではプレス（押圧）の方向が主面に対して大きく傾斜する（垂直でなくなる）ため、十分なプレス圧（押圧力）が与えらず、プレス開放直後にスプリングバックが発生しやすくなる。
つまり、本実施形態の場合には、図６に示すように、端面６１ａ、６１ｂのうち、曲げ力が加わる領域では、プレス（押圧）の方向が主面に対してほぼ垂直になるので、十分なプレス圧（押圧力）が与えられる。このため、スプリングバックは殆ど発生せず、設計値通りの曲率に曲げることができる。
In the side rounding bending process (stress balancing process), a sufficient pressing pressure (pressing force) is applied to both
In other words, when the
That is, in the case of the present embodiment, as shown in FIG. 6, in the region where the bending force is applied in the end surfaces 61a and 61b, the direction of pressing (pressing) is substantially perpendicular to the main surface. Press pressure (pressing force) is applied. For this reason, the spring back hardly occurs and can be bent to the curvature as designed.
このように、側部丸め曲げ加工（応力均衡加工）を用いることで、両側部６２ａ，６２ｂの応力状態が、中央部６１ｃの応力状態と著しく異なってしまうことがなくなる。つまり、後述する円筒曲げ工程の主工程において、平板部６０の両側部６２ａ，６２ｂと中央部６１ｃに曲げ加工が施されると、平板部６０の全ての領域が同一の曲率になるように曲げられることになる。したがって、平板部６０の全ての領域の応力状態が同一又は近似した応力状態(均衡した状態)になる。
In this way, by using the side rounding bending process (stress balancing process), the stress state of the both
予備工程に続いて、円筒曲げ工程の主工程（全体円筒曲げ加工）を連続して行う。
主工程では、金属板Ｍを一方向に送った後、図７（ａ）に示す第２の雌型（曲げダイ）１４３と第２の雄型（曲げパンチ）１４４とで、平板部６０の短辺方向（曲げ方向）における中央部をプレスする。そして、平板部６０を円弧状（望ましくは略１／４円弧）に曲げる。
Following the preliminary process, the main process of the cylindrical bending process (overall cylindrical bending process) is continuously performed.
In the main process, after the metal plate M is sent in one direction, the second female die (bending die) 143 and the second male die (bending punch) 144 shown in FIG. The center part in the short side direction (bending direction) is pressed. Then, the
次に、金属板Ｍを一方向に送った後、図７（ｂ）に示すように、平板部６０の内側に芯型１４７を配置する。そして、図７（ｂ）に示す上型１４５と下型１４６とを用いて、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、平板部６０の両側部６２ａ，６２ｂの各端面６１ａ，６１ｂを近接させる。
Next, after feeding the metal plate M in one direction, the core die 147 is disposed inside the
ここで、図７（ｂ）および図８（ａ）〜図８（ｃ）に示す芯型１４７の外径は、形成する中空円筒状のローラー本体１６の内径と等しくしてある。また、図７（ｂ）に示すように、下型１４６のプレス面１４６ｃの半径と上型１４５のプレス面１４５ａの半径は、それぞれ、研磨しろを考慮したローラー本体１６の外径の半径と等しくしてある。
また、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように下型１４６は左右一対の割型であり、これら割型１４６ａ，１４６ｂは、それぞれ独立して昇降可能に構成されている。
Here, the outer diameter of the core die 147 shown in FIGS. 7B and 8A to 8C is equal to the inner diameter of the hollow
Further, as shown in FIGS. 8A to 8C, the
すなわち、図７（ｂ）に示す状態から、図８（ａ）に示すように左側の割型１４６ａを上型１４５に近接させ、平板部６０の一方の側をプレス加工し、略半円形状に曲げる。
なお、上型１４５も下型１４６と同様左右一対の割型とし（割面１４５ｂ参照）、この図８（ａ）に示す工程の際に、同じ側の上型を割型１４６ａに近接させてもよい。
That is, from the state shown in FIG. 7 (b), as shown in FIG. 8 (a), the
The
次いで、図８（ｂ）に示すように、芯型１４７を少し（一方の側の端面６１ａと他方の側の端面６１ｂとを近接させることができる程度に）上型１４５側へ移動させるとともに、他方の側の割型１４６ｂを上型１４５に近接させ、平板部６０の他方の側をプレス加工し、略半円形状に曲げる。
Next, as shown in FIG. 8B, the core die 147 is moved to the
その後、図８（ｃ）に示すように、芯型１４７および一対の割型１４６ａ，１４６ｂを共に上型１４５に近接させ、円筒状のローラー本体（中空パイプ）１６を形成する。この状態で、左右両側の端面６１ａ，６１ｂは互いに対向して突き合わされた状態となる。すなわち、この円筒状のローラー本体１６にあっては、基材である金属板Ｍの平板部６０の両側の端面６１ａ，６１ｂが互いに近接して、これらの端面６１ａ，６１ｂ間に繋ぎ目が形成されている。
Thereafter, as shown in FIG. 8C, the
このように、金属板Ｍは、一方向に間欠的に送られながら、プレスにより順次曲げ加工される（順送プレス）。
そして、平板部６０が円筒状に形成された後は、不図示の切断部により連結部６７が切断されて、図９（ａ）に示すように、中空円筒状のローラー本体１６となる。
In this way, the metal plate M is sequentially bent by a press while being fed intermittently in one direction (a progressive press).
Then, after the
ローラー本体１６に形成される繋ぎ目８０の形状は、図９（ｂ）に示すように、端面６１ａ，６１ｂがローラー本体１６の外周面１６ａ側で互いに接している。或いは、端面６１ａ，６１ｂが殆ど隙間なく互いに接している。なお、繋ぎ目８０の形状は、ローラー本体１６の軸方向の全長に亘って同一の形状となっている。
このように、繋ぎ目８０を形成する端面６１ａ，６１ｂが外周面１６ａ側で互いに接しているため、外周面１６ａ側の平滑度が向上している。したがって、ローラー本体１６を搬送ローラー１５として使用する場合には、その外周面が記録紙Ｐと安定して接触するようになり、記録紙Ｐを高い精度で搬送することが可能となる。
As for the shape of the joint 80 formed on the
Thus, since the end surfaces 61a and 61b forming the joint 80 are in contact with each other on the outer
上述したように、平板部６０をプレス加工（曲げ加工）して円筒軸を形成する曲げ加工工程において、平板部６０の全体を曲げ加工する前に、予備工程として側部丸め曲げ加工（応力均衡加工）を行っている。これにより、両側部６２ａ，６２ｂの応力状態が、中央部６１ｃの応力状態と著しく異なってしまうことが回避される。つまり、平板部６０の全域において応力状態が均衡した状態（同一又は近似した応力状態）を維持できる。
As described above, in the bending process in which the
図１０は、円筒曲げ工程後のローラー本体の外周面の応力状態を示す図である。
すなわち、図１０は、円筒曲げ工程後のローラー本体１６に対して、Ｘ線を照射して非接触に応力（残留応力）を測定した結果を示している。ここで、ローラー本体１６の繋ぎ目８０を０°として、円周方向の外周面１６ａの位置（４５°毎の位置）の測定結果を示している。また、図１０において、プラスの値は引張応力を、マイナスの値は圧縮応力を示す（単位はＭＰａ）。そして、図１０（ａ）はローラー本体の外周面の円周方向の応力、図１０（ｂ）はローラー本体の外周面の軸方向の応力を示す。
なお、図１０（ａ），（ｂ）は、ローラー本体１６の軸方向の中央領域における測定結果を示している。軸方向の他の領域（両端側）においても、図１０（ａ），（ｂ）と同様の結果が得られたので、その測定結果は省略している。
FIG. 10 is a diagram illustrating a stress state of the outer peripheral surface of the roller body after the cylindrical bending process.
That is, FIG. 10 shows the result of measuring the stress (residual stress) in a non-contact manner by irradiating the
10A and 10B show the measurement results in the central region of the
図１０（ａ），（ｂ）に示すように、応力均衡加工を行った場合には、ローラー本体１６の円周方向のいずれの位置においても、外周面１６ａには弱い引張応力又は圧縮応力がほぼ均一に残留していることが分かる。（理想的には、外周面１６ａには引張応力が均一に残留するはずであるが、円筒曲げ工程において押圧力を受けるので、上述の結果になると推測される。）なお、ローラー本体１６の内周面１６ｂ側では、ローラー本体１６の円周方向のいずれの位置においても、圧縮応力がほぼ均一に残留していることが推測される。
すなわち、応力均衡加工を行った場合には、図１０（ａ），（ｂ）のグラフ線図（実線）が円形（多角形）となっており、ローラー本体１６の全域において応力状態が均衡した状態となっていることが分かる。
As shown in FIGS. 10A and 10B, when stress balancing is performed, the outer
That is, when the stress balancing process is performed, the graphs (solid lines) in FIGS. 10A and 10B are circular (polygonal), and the stress state is balanced over the entire area of the
つまり、応力均衡加工を行った場合には、ローラー本体１６の外周面１６ａ側には引張応力が、内周面１６ｂ側には圧縮応力が残留する。そして、このような応力状態が、ローラー本体１６の円周方向、軸方向のいずれの場所においても、著しく異なることなく、均衡して存在している。最大で約１００ＭＰａ以下の応力差が生じているにすぎない。
このように、ローラー本体１６の両側部６２ａ，６２ｂの応力状態が、中央部６１ｃの応力状態と均衡した状態（同一又は近似した応力状態）となっている。特に、両側部６２ａ，６２ｂの応力状態が、外周面１６ａ側及び内周面１６ｂ側のいずれも圧縮応力が残留するような応力状態となることが回避されている。
That is, when stress balancing is performed, tensile stress remains on the outer
Thus, the stress state of both
一方、プレス抜き工程と円筒曲げ工程のいずれにおいても応力均衡加工を行わない場合（図１０（ａ），（ｂ）の破線）には、ローラー本体１６の両側部６２ａ，６２ｂでは大きな圧縮応力が残留し、中央部６１ｃでは引張応力が残留したり、残留応力が小さくなったりしている。
具体的には、円周方向の応力（図１０（ａ）参照）は、０°位置（繋ぎ目８０の近傍）で強い圧縮応力が残留し、１８０°位置（繋ぎ目８０の反対側）では強い引張圧応力が残留している。軸方向の応力（図１０（ｂ）参照）は、０°位置（繋ぎ目８０の近傍）で強い圧縮応力が残留し、９０°，２７０°位置では強い引張圧応力が残留している。つまり、両側部６２ａ，６２ｂの応力状態が中央部６１ｃと比べて著しく異なった状態となっている。最小でも約３００ＭＰａ以上の差が生じている。したがって、ローラー本体１６の全域において応力状態が均衡した状態にはなっていないことが分かる。
なお、図１０（ａ），（ｂ）に示す破線のグラフ線図は、ローラー本体１６の両側部６２ａ，６２ｂの端面６１ａ、６１ｂに対して面押し加工を施した場合を示している。
On the other hand, when the stress balancing process is not performed in either the press punching process or the cylindrical bending process (broken lines in FIGS. 10A and 10B), a large compressive stress is applied to both
Specifically, the stress in the circumferential direction (see FIG. 10A) remains strong compressive stress at the 0 ° position (near the joint 80), and at the 180 ° position (opposite the joint 80). Strong tensile pressure stress remains. As for the axial stress (see FIG. 10B), strong compressive stress remains at the 0 ° position (near the joint 80), and strong tensile stress remains at the 90 ° and 270 ° positions. That is, the stress states of both
Note that the broken line graphs shown in FIGS. 10A and 10B show a case where the surface pressing is performed on the end surfaces 61a and 61b of the both
このように、本実施形態に係る円筒軸の製造方法では、プレス抜き工程又は円筒曲げ工程の一方又は両方において応力均衡加工を行っているので、円筒曲げ工程の直後のローラー本体１６は、ローラー本体１６の全域に亘って均衡した応力状態となっている。
このため、後述する経時変形を最小限に抑えることができる。なぜなら、ローラー本体１６に存在する残留応力が時間を経ることにより緩和（開放）されたとしても、ローラー本体１６の全域に亘って均等に緩和するので、ローラー本体１６が変形することが殆どないからである。
Thus, in the cylindrical shaft manufacturing method according to the present embodiment, since the stress balance processing is performed in one or both of the press punching process and the cylindrical bending process, the
For this reason, the temporal deformation described later can be minimized. This is because even if the residual stress existing in the
次に、ローラー本体１６に残留する応力を調整する工程（応力調整工程）を行う。
この応力調整工程では、ローラー本体１６の外周面１６ａのうち少なくとも高摩擦層５０が形成される所定部分に押圧力を加える。本実施形態では、ローラー本体１６の外周面１６ａのほぼ全面に対して押圧力を加える場合を例に挙げて説明する。
応力調整工程としては、具体的には、ロールレベラーを用いて、ローラー本体１６に対して押圧力を加える（ロールレベラー工程）。
Next, a step of adjusting the stress remaining in the roller body 16 (stress adjustment step) is performed.
In this stress adjustment step, a pressing force is applied to at least a predetermined portion of the outer
Specifically, as the stress adjustment step, a pressing force is applied to the
ロールレベラー工程では、複数の押圧ローラーが用いられる。ここでは、図１１に示すように、２つの押圧ローラーＲ１及びＲ２を用いた場合を例に挙げて説明する。
押圧ローラーＲ１は、外周面が凸状（紡錘形）に形成されている。すなわち、軸方向の両端が小径で中央が大径となるように径が漸次変化した円柱に形成されている。
一方、押圧ローラーＲ２は、外周面が凹状（鼓形）に形成されている。すなわち、軸方向の両端が大径で中央が小径となるように径が漸次変化した円柱に形成されている。
In the roll leveler process, a plurality of pressing rollers are used. Here, as shown in FIG. 11, a case where two pressing rollers R1 and R2 are used will be described as an example.
The outer surface of the pressing roller R1 is formed in a convex shape (spindle shape). That is, it is formed in a cylinder whose diameter gradually changes so that both ends in the axial direction have a small diameter and the center has a large diameter.
On the other hand, the pressing roller R2 has an outer peripheral surface formed in a concave shape (a drum shape). That is, it is formed in a cylinder whose diameter gradually changes so that both ends in the axial direction have a large diameter and the center has a small diameter.
２つの押圧ローラーＲ１,Ｒ２は、その回転軸が平行となるように配置される。
そして、この押圧ローラーＲ１,Ｒ２の間に、ローラー本体１６を押圧ローラーＲ１,Ｒ２に対して平行に配置する。つまり、押圧ローラーＲ１,Ｒ２により、ローラー本体１６を挟持する。
そして、押圧ローラーＲ１,Ｒ２の軸間距離を調整することで、挟持したローラー本体１６に対して所望の押圧力を与えることができる。また、ローラー本体１６を挟持した状態で、２つの押圧ローラーＲ１及びＲ２を異なる方向に回転させる。
このように、押圧ローラーＲ１,Ｒ２を異なる方向に回転させることで、押圧ローラーＲ１,Ｒ２の間に挟持されたローラー本体１６は、回転しつつ押圧力を受ける。
The two pressing rollers R1, R2 are arranged so that their rotation axes are parallel.
And between this press roller R1, R2, the roller
And the desired pressing force can be given with respect to the clamped roller
Thus, by rotating the pressing rollers R1 and R2 in different directions, the
また、図１１に示すように、ローラー本体１６の外周面のうち、押圧ローラーＲ１に接している面側には、圧縮力が作用する。一方、ローラー本体１６の外周面のうち、押圧ローラーＲ２に接している面側には、引張力が作用する。そして、ローラー本体１６が回転することにより、ローラー本体１６の外周面には、全体としては押圧力を受けながら、微少に引張力と圧縮力が繰り返し作用することになる。
Moreover, as shown in FIG. 11, a compressive force acts on the surface side in contact with the pressing roller R1 in the outer peripheral surface of the
そして、ローラー本体１６を押圧ローラーＲ１,Ｒ２で押圧しつつ、ローラー本体１６を中心軸の方向に相対的に移動させる。
つまり、押圧ローラーＲ１及びＲ２を固定しておき、ローラー本体１６を押圧ローラーＲ１,Ｒ２の間を回転しながら通過させる。これにより、ローラー本体１６には、第一端部１６ｆから第二端部１６ｓへと順に押圧力が加えられることになる。この押圧力により、ローラー本体１６に残留する応力が調整されることになる。
And the roller
That is, the pressing rollers R1 and R2 are fixed, and the
ロールレベラー工程では、ローラー本体１６に対して、塑性変形が発生するように圧縮力が与えられる。ローラー本体１６の形成材料（金属板Ｍ）として、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を用いた場合には、約０．２％から約０．５％程度の（圧縮）ひずみが発生するように、ロールレベラー加工（押圧ローラーＲ１,Ｒ２の軸間距離）が調整される。
冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）は、約０．１％のひずみが発生すると、塑性変形域に達する（塑性変形が発生する）と言われている。つまり、ロールレベラー工程では、ローラー本体１６に対して、塑性変形が発生し始める外力（ひずみ）の約２倍から約５倍程度の外力（ひずみ）を与える。
これにより、ローラー本体１６は塑性変形（圧縮変形）して、内部応力が均一化されるとともに経時変化も確実に抑制することができる。
In the roll leveler process, a compressive force is applied to the
Cold-rolled steel sheet (SPCC) is said to reach a plastic deformation region (plastic deformation occurs) when a strain of about 0.1% occurs. That is, in the roll leveler process, an external force (strain) of about 2 to about 5 times the external force (strain) at which plastic deformation starts to occur is applied to the
As a result, the
すなわち、ローラー本体１６は、金属板Ｍをプレス加工により曲げ加工することにより、平板部６０の両側部６２ａ，６２ｂの各端面６１ａ，６１ｂを近接又は当接させて成形する。ところが、その後、ローラー本体１６は、時間の経過（数百時間程度）と共にローラー本体１６の形状が変化（反りが発生）する場合があることを本発明者らは見出した（応力均衡加工を行わない場合に特に顕著である）。
プレス加工の際にローラー本体１６の内部に残留した応力（残留応力）が、徐々に開放（緩和）されることによる変形であると考えられる。特に、ローラー本体１６は、後述するメッキ処理工程や高摩擦層形成工程を経る際に加熱されるので、残留応力が開放（緩和）されやすくなると考えられる。そして、ローラー本体１６の残留応力が不均一となると、ローラー本体１６の形状変化が現れると考えられる。
具体的には、時間の経過に伴って、ローラー本体１６は、繋ぎ目８０が湾曲の外側に位置するように湾曲変形（反り）してしまう。つまり、ローラー本体１６の円周方向において繋ぎ目８０を０°とすると、ローラー本体１６は０°方向に膨らむように湾曲してしまう。
なお、本実施形態に係る円筒軸の製造方法では、応力均衡加工を行っているので、応力均衡加工を行わない場合に比べて、時間の経過に伴う湾曲変形（反り）は非常に僅かとなる。
That is, the
It is considered that the stress (residual stress) remaining inside the
Specifically, with the passage of time, the
In addition, in the manufacturing method of the cylindrical shaft which concerns on this embodiment, since the stress balance process is performed, compared with the case where stress balance process is not performed, the curve deformation (warp) with progress of time becomes very slight. .
そこで、上述したように、ローラー本体１６の製造において、応力調整工程（ロールレベラー工程）を経ることで、残留応力の均一化を図り、経時変化を最小限に抑えるようにしている。特に、応力調整工程（ロールレベラー工程）において、ローラー本体１６に対して、塑性変形が発生する外力（ひずみ）の約２．５倍から約５倍程度の外力（ひずみ）を与えることで、経時変化の発生を最小限に抑制することができる。具体的には、時間の経過に伴う、ローラー本体１６の湾曲増加量は、約２μｍ以下となる。
特に、本実施形態に係る円筒軸の製造方法では、応力均衡加工を行っているので、時間の経過に伴うローラー本体１６の湾曲増加量を確実に最小限に抑えることができる。
Thus, as described above, in the manufacture of the
In particular, in the method for manufacturing a cylindrical shaft according to the present embodiment, since stress balance processing is performed, the amount of increase in the curvature of the
なお、応力調整工程としては、上述したロールレベラー工程に限らず、以下の工程を採用してもよい。
図１２（ａ）に示すように、転造工程を用いてもよい。
転造工程は、２つの転造ローラー２０１，２０２を用いた所謂スルーフィード転造（歩み転造、通し転造とも呼ばれている）加工である。
具体的には、図１２（ａ）に示すように、ローラー本体１６を挟むように配置された二つの転造ローラー２０１，２０２をローラー本体１６に対して所定の圧力で押し付けた状態とする。この状態で、二つの転造ローラー２０１，２０２を同方向に回転させる。スルーフィード転造においては、転造ローラー２０１，２０２が回転することにより、ローラー本体１６が転造ローラー２０１，２０２の回転方向とは逆方向に回転しながら、軸方向に移動する。
In addition, as a stress adjustment process, you may employ | adopt not only the roll leveler process mentioned above but the following processes.
As shown in FIG. 12 (a), a rolling process may be used.
The rolling process is so-called through-feed rolling (also called step rolling or through rolling) using two rolling
Specifically, as shown in FIG. 12A, the two rolling
転造ローラー２０１，２０２の表面には、高摩擦層５０を形成するために、螺旋状の凹部２０１ａ，２０２ａが形成されており、凹部２０１ａ，２０２ａがローラー本体１６の表面を変形させることにより、ローラー本体１６の表面には、格子状の凹凸部２０３が形成される。
In order to form the
このように、ローラー本体１６の第一端部１６ｆから第二端部１６ｓへと順に凹凸部２０３が形成されていく。当該凹凸部２０３が形成されることにより、ローラー本体１６に残留する応力が調整されることになる。なお、当該凹凸部２０３の深さ（凹凸の段差）については、５μｍ〜５０μｍの範囲で適宜設定することができる。
Thus, the
なお、転造工程では、転造ローラー２０１、２０２の軸方向の寸法と、ローラー本体１６の軸方向の寸法とを等しくすることにより、ローラー本体１６の全体に押圧力が加えられることになる。この場合であっても、ローラー本体１６に残留する応力が調整されることになる。
In the rolling step, a pressing force is applied to the
また、応力調整工程として、図１２（ｂ），（ｃ）に示すように、回転押圧工程を用いてもよい。
回転押圧工程は、ローラー本体１６に押圧部材を押圧した状態で当該ローラー本体１６を回転させ、押圧部材とローラー本体１６とを当該ローラー本体１６の中心軸方向に相対的に移動させる工程である。
Moreover, as shown in FIGS. 12B and 12C, a rotational pressing process may be used as the stress adjustment process.
The rotation pressing step is a step of rotating the
回転押圧工程としては、図１２（ｂ）に示すように、ローラー本体１６を移動させる例が挙げられる。この場合、テーブルＴＢＬ上に押圧部材Ｒ３、Ｒ４を固定させておく。押圧部材Ｒ３と押圧部材Ｒ４との距離は、ローラー本体１６の径よりもやや小さくなるように設定しておく。
As a rotation press process, as shown in FIG.12 (b), the example which moves the roller
この状態で、ローラー本体１６を回転させつつ、押圧部材Ｒ３と押圧部材Ｒ４との間にローラー本体１６を通過させる。押圧部材Ｒ３及び押圧部材Ｒ４は、ローラー本体１６に対して挟みつけるように押圧する。このため、ローラー本体１６の第一端部１６ｆから第二端部１６ｓへと押圧力が加えられることになる。この押圧力により、ローラー本体１６に残留する応力が調整される。
In this state, the
また、回転押圧工程として、図１２（ｃ）に示すように、ローラー本体１６を移動させずに押圧部材Ｒ５を移動させる例が挙げられる。この場合、ローラー本体１６の位置を固定したまま中心軸を中心として回転させる。この状態で、押圧部材Ｒ５をローラー本体１６に押し当て、押圧部材Ｒ５をローラー本体１６の中心軸に沿って移動させる。
Moreover, as a rotation press process, as shown in FIG.12 (c), the example which moves the press member R5 without moving the roller
このため、ローラー本体１６の第一端部１６ｆから第二端部１６ｓへと押圧力が加えられることになる。この押圧力により、ローラー本体１６に残留する応力が調整される。なお、押圧部材Ｒ５の先端（ローラー本体１６に当接する部分）は、ローラー状に形成されていることが好ましい。
For this reason, a pressing force is applied from the
なお、上述の各応力調整工程において、ローラー本体１６の内部に芯部材（不図示）を挿入した状態で当該ローラー本体１６に押圧力を加えるようにしても構わない。これにより、ローラー本体１６が押圧力によって変形してしまうのを回避することができる。
In each of the stress adjustment steps described above, a pressing force may be applied to the
次いで、本実施形態では、ローラー本体１６の真円度を高め、振れを少なくするべく、センターレス研磨加工を行う。
この研磨工程では、図１３に示すように、円柱状（又は円筒状）に形成された砥石部材ＧＤを用いてローラー本体１６の外周面１６ａを研磨する。研磨工程では、ローラー本体１６の表面から所定の深さ（３０μｍ〜８０μｍ程度の厚さ。以下、「研磨深さ」と表記）の部分が研磨されることになる。
Next, in this embodiment, centerless polishing is performed in order to increase the roundness of the
In this polishing step, as shown in FIG. 13, the outer
ローラー本体１６の外径よりも小さい間隔を空けて配置された２つの砥石部材ＧＤの間に当該ローラー本体１６を配置させ、ローラー本体１６が２つの砥石部材ＧＤの外周部分に接した状態とする。その後、２つの砥石部材ＧＤを同じ方向に回転させる。この２つの砥石部材ＧＤの回転により、各砥石部材ＧＤとローラー本体１６との間に摩擦力が発生する。
The roller
なお、２つの砥石部材ＧＤとしては、ローラー本体１６の長手方向の全体を一度に研磨できるように、長手方向（円柱の高さ方向）の寸法がローラー本体１６よりも大きくなるように形成されたものを用いることが好ましい。また、砥石部材ＧＤの回転時には、ローラー本体１６の長手方向におけるマージンを確保するため、長手方向の全体が２つの砥石部材ＧＤに接触するように、砥石部材ＧＤの長手方向の中央部にローラー本体１６を配置することが好ましい。
The two grindstone members GD are formed so that the dimension in the longitudinal direction (the height direction of the cylinder) is larger than that of the
砥石部材ＧＤの回転によって発生した摩擦力により、ローラー本体１６が当該砥石部材ＧＤの回転方向とは反対方向に回転しつつ、当該ローラー本体１６の外周面１６ａが研磨されることになる。このため、ローラー本体１６の外周面１６ａのほぼ全面が満遍なく研磨され、研磨工程前に比べてローラー本体１６の真円度がより良好になる。
The outer
なお、応力調整工程において転造工程を行っている場合、ローラー本体１６の外周面１６ａに形成される凹凸部２０３が研磨によって除去される。これを踏まえて、転造工程を行う際に、ローラー本体１６のうち高摩擦層５０が形成される部分については、研磨工程での研磨深さよりも深くなるように凹凸部２０３を形成しておく。また、高摩擦層５０が形成されない部分については当該研磨深さよりも浅くなるように凹凸部２０３を形成しておく。
When the rolling process is performed in the stress adjustment process, the
この状態で研磨工程を行うと、ローラー本体１６のうち高摩擦層５０が形成される部分は凹凸部２０３の一部分が残った状態となる。また、ローラー本体１６のうち高摩擦層５０が形成されない部分は、凹凸部２０３が除去された状態となる。したがって、高摩擦層５０を形成する工程においては、当該凹凸部２０３を用いることができるため、製造効率が高まることになる。
If a grinding | polishing process is performed in this state, the part in which the
研磨工程を行った後、真円度が高く、かつ、振れ量の小さいローラー本体１６が得られる。なお、このローラー本体１６にあっては、両端面６１ａ、６１ｂ間がより狭まることで、これら両端面６１ａ、６１ｂ間の隙間がより狭くされた繋ぎ目８０が形成される。
After performing the polishing step, the
以上のようにして、ローラー本体１６を形成したら、このローラー本体１６に表面処理を施す。
まず、ローラー本体１６の形成材料（金属板Ｍ）として、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を用いた場合には、メッキ処理工程を行う。ローラー本体１６に表面にメッキ層を形成することで、防錆性を高めている。
When the
First, when a cold-rolled steel plate (SPCC) is used as a forming material (metal plate M) of the
次に、ローラー本体１６の表面に、図３（ａ）に示すような高摩擦層５０を形成する。
この高摩擦層５０の形成方法としては、乾式法及び湿式法（またはこれらを併用した方法）が採用可能であるが、本実施形態では乾式法が好適に採用される。具体的には、まず、高摩擦層５０の形成材料として、樹脂粒子と無機粒子とを用意する。樹脂粒子としては、エポキシ系樹脂やポリエステル系樹脂等からなる、直径１０μｍ程度の微粒子が好適に用いられる。
Next, a
As a method for forming the
また、無機粒子としては、酸化アルミニウム（アルミナ；Ａｌ２Ｏ３）や炭化珪素（ＳｉＣ）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）等のセラミックス粒子が好適に用いられる。中でもアルミナは、比較的硬度が高く摩擦抵抗を高める機能が良好に発揮され、また、比較的安価であってコストダウンを妨げることもないため、より好適に用いられる。したがって、本実施形態では無機粒子としてアルミナ粒子を用いるものとする。 As inorganic particles, ceramic particles such as aluminum oxide (alumina; Al2O3), silicon carbide (SiC), silicon dioxide (SiO2), etc. are preferably used. Among these, alumina is more preferably used because it has a relatively high hardness and functions well to increase frictional resistance, and is relatively inexpensive and does not hinder cost reduction. Therefore, in this embodiment, alumina particles are used as the inorganic particles.
このアルミナ粒子としては、破砕処理によって所定の粒径分布に調整されたものが用いられる。破砕処理によって製造されることにより、このアルミナ粒子は端部が比較的鋭く尖ったものとなり、この鋭く尖った端部によって高い摩擦力を発揮するようになる。
なお、アルミナ粒子の粒径は、適宜、選択調整することができる。
As the alumina particles, those adjusted to a predetermined particle size distribution by crushing treatment are used. By being produced by crushing treatment, the alumina particles have a sharp end with a relatively sharp end, and the sharp end has a high frictional force.
The particle size of the alumina particles can be appropriately selected and adjusted.
このような樹脂粒子と無機粒子とを用意したら、まず、ローラー本体１６に前述の樹脂粒子を塗布する。すなわち、ローラー本体１６を塗装ブース（図示せず）内に配置し、さらにこのローラー本体１６を単体の状態で−（マイナス）電位にしておく。
When such resin particles and inorganic particles are prepared, first, the above-described resin particles are applied to the
そして、樹脂粒子を、静電塗装装置（図示せず）のトリボガンを用いてローラー本体１６に向けて噴霧（噴出）し吹き付けつつ、この噴霧粒子（樹脂粒子）を＋（プラス）高電位に帯電させる。すると、この帯電された樹脂粒子はローラー本体１６の外周面に吸着され、樹脂膜を形成する。
Then, the spray particles (resin particles) are charged to a + (plus) high potential while spraying (spraying) the resin particles toward the
ここで、樹脂粒子の吹付による樹脂膜の形成は、図３（ａ）に示した高摩擦層５０の形成領域に対応させる。すなわち、ローラー本体１６の全長に亘って行うことなく、その両端部をテープ等でマスキングしておくことにより、図１４（ａ）に示すようにこの両端部を除いた中央部のみに行う。つまり、このローラー本体１６からなる搬送ローラー１５の、少なくとも搬送する用紙（媒体）Ｐに接触する領域となる中央部に対応する領域にのみ、選択的に樹脂膜５１を形成する。
なお、図１４（ａ）及び後述する図１４（ｂ），（ｃ）では、繋ぎ目８０については図示を省略している。
Here, the formation of the resin film by spraying the resin particles corresponds to the formation region of the
In FIG. 14A and FIGS. 14B and 14C described later, the joint 80 is not shown.
樹脂膜５１には、吹付塗装後に＋０．５ＫＶ程度の微弱な静電気が残存する。なお、この吹付塗装に際しては、ローラー本体１６を軸廻りに回転させることにより、その全周に亘って樹脂膜５１をほぼ均一な厚さに形成する。この樹脂膜５１の膜厚については、前述のアルミナ粒子の粉径を勘案して、１０μｍ〜３０μｍ程度に形成する。このような膜厚については、樹脂粒子の噴出量及び噴出時間等によって適宜に調整することができる。
In the
次いで、この樹脂膜５１を形成したローラー本体１６を前述の塗装ブースから取り出し、ハンドリングロボット等によって別の塗装ブース（図示せず）に移す。
そして、ローラー本体１６を中心軸回りに回転させる。ローラー本体１６をその軸廻りに、１００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍ程度の低速でゆっくり回転駆動させる。
Next, the roller
Then, the
そして、塗装ブースの上部に配置したコロナガンから前述のアルミナ粒子９５を噴霧し吹き付けることにより、ローラー本体１６に形成した樹脂膜５１上に、アルミナ粒子９５を選択的に静電吸着させる。アルミナ粒子を樹脂膜５１上に選択的に静電吸着させるには、樹脂膜５１の形成と同様に、ローラー本体１６の両端部をテープ等でマスキングしておくことで行う。
Then, the
すると、前述したように、ローラー本体１６の樹脂膜５１には、静電塗装によって形成されたことで微弱な静電気（約＋０．５ＫＶ）が残存しているため、この静電気によってアルミナ粒子９５が樹脂膜５１の全周にほぼ均一に静電吸着する。このようにして静電吸着したアルミナ粒子９５は、樹脂膜５１表面に当接しさらに一部入り込んだ状態で、この樹脂膜５１をバインダとしてローラー本体１６の外周面に付着する。
Then, as described above, since the weak static electricity (about +0.5 KV) remains in the
特にマスキングされていない樹脂膜５１の表面にアルミナ粒子９５が均一に付着し、これによってローラー本体１６には、図１４（ｂ）に示すようにその中央部の樹脂膜５１中に、アルミナ粒子（無機粒子）９５が分散し露出する。すなわち、アルミナ粒子９５は、静電吸着力によって樹脂膜５１に当接した際、この樹脂膜５１中に一部が入り込み、残部が樹脂膜５１の表面から突き出た状態になる。その際、アルミナ粒子９５はローラー本体１６の表面に対して垂直に立った状態になり易いため、アルミナ粒子９５は均一に分布され、その殆どが鋭く尖った端部（頂部）を外側に向けて付着する。
In particular, the
したがって、アルミナ粒子９５は樹脂膜５１の表面から突き出た端部により、高い摩擦力を発揮するようになる。ここで、アルミナ粒子９５が用紙Ｐに対して必要かつ十分な摩擦力を発揮するには、樹脂膜５１の面積に対して、アルミナ粒子９５の占める面積が２０％〜８０％となるようにするのが好ましい。
Therefore, the
なお、このアルミナ粒子９５の塗布（散布）については、アルミナ粒子９５が鉛直方向下方にゆっくりと散布されるのであれば、静電塗装法による塗布に限定されるものではなく、スプレーガンを用いた塗布（散布）法であってもよい。
The application (spreading) of the
このようにしてアルミナ粒子９５を樹脂膜５１上に散布し付着させたら、このローラー本体１６を１８０℃〜３００℃程度の温度で２０分〜３０分間程度加熱し、樹脂膜５１を焼成し硬化させる。これにより、アルミナ粒子９５をローラー本体１６に固着する。こうして、図１４（ｃ）に示すように樹脂膜５１中にアルミナ粒子（無機粒子）９５が分散し露出してなる高摩擦層５０が形成され、搬送ローラー１５が得られる。
After the
なお、本実施形態では、樹脂粒子の塗布（吹付）とアルミナ粒子（無機粒子）の塗布（吹付）とを別々の塗装ブースで実施したが、同一の塗装ブース内で行ってもよいのはもちろんである。 In the present embodiment, the application (spraying) of the resin particles and the application (spraying) of the alumina particles (inorganic particles) are performed in different painting booths. However, it may be performed in the same painting booth. It is.
以上のように、本実施形態によれば、ローラー本体１６を曲げ加工によって形成した後において、ローラー本体１６の外周面１６ａのうち少なくとも高摩擦層５０が形成される所定部分に押圧力を加え、ローラー本体１６に残留する応力を調整することとしたので、少なくとも当該所定部分において残留応力が均一化される。このため、当該所定部分におけるローラー本体１６の形状変化を抑制することができる。これにより、安定した形状の搬送ローラー１５を製造することができる。
As described above, according to the present embodiment, after the
また、本実施形態によれば、応力調整工程において、ローラー本体１６の外周面１６ａの全面に対して押圧力を加えることとしたので、ローラー本体１６の全面における残留応力が均一に調整されることになる。これにより、搬送ローラー１５全体の形状を安定化させることができる。
Further, according to the present embodiment, in the stress adjustment step, the pressing force is applied to the entire outer
更に、本実施形態では、プレス抜き工程と円筒曲げ工程の両工程において応力均衡加工を行っているので、円筒曲げ工程の直後のローラー本体１６の全域において応力状態が均衡した状態（同一又は近似した応力状態）を実現できる。特に、両側部６２ａ，６２ｂに過剰な圧縮応力が残留し、中央部６１ｃの応力状態と著しく異なってしまうことを回避できる。
このため、ローラー本体１６に存在する残留応力が時間を経ることにより緩和（開放）されたとしても、経時変形が最小限に抑えられる。
よって、このようなローラー本体１６を、インクジェットプリンター１（搬送ローラー機構１９）の搬送ローラー１５に用いた場合には、印刷用の用紙Ｐを高精度に搬送することが可能となり、高精度な印刷を行うことができる。
Furthermore, in this embodiment, since the stress balance processing is performed in both the press punching process and the cylindrical bending process, the stress state is balanced (same or approximate) in the entire area of the
For this reason, even if the residual stress existing in the roller
Therefore, when such a
なお、上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 The various shapes and combinations of the constituent members shown in the above-described embodiments are merely examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
繋ぎ目８０の形状は、図１５（ａ）に示すように、繋ぎ目８０の端面６１ａと外周面１６ａとで形成される角度αは９０°より小さく形成され、端面６１ｂと外周面１６ａとで形成される角度βは９０°以上の大きさで形成してもよい。すなわち、繋ぎ目８０における端面６１ａ，６１ｂが周方向に関して所定の方向に傾いた形状としてもよい。
なお、図１５（ｂ）に示すように、端面６１ａ，６１ｂのいずれか一方を外周面１６ａに対して傾斜させ、他方をほぼ直交させる場合であってもよい。
As shown in FIG. 15A, the shape of the joint 80 is such that the angle α formed by the
In addition, as shown in FIG.15 (b), either the end surfaces 61a and 61b may be made to incline with respect to the outer
また、プレス抜き工程と円筒曲げ工程の両工程において応力均衡加工を行う場合に限らず、プレス抜き工程と円筒曲げ工程のいずれか一方の工程においてのみ応力均衡加工を行う場合であってもよい。
プレス抜き工程において応力均衡加工（斜め抜き加工）を行わず、円筒曲げ工程においてのみ応力均衡加工（側部丸め曲げ加工）を行ってもよい。この場合には、図１５（ｃ）に示すように、端面６１ａ，６１ｂの両方を外周面１６ａに対してほぼ直交する。
また、プレス抜き工程においてのみ応力均衡加工（斜め抜き加工）を行い、円筒曲げ工程において応力均衡加工（側部丸め曲げ加工）を行わない場合であってもよい。
Moreover, it is not limited to the case where the stress balancing process is performed in both the press punching process and the cylindrical bending process, but may be the case where the stress balancing process is performed only in one of the stamping process and the cylindrical bending process.
The stress balancing process (side round bending process) may be performed only in the cylindrical bending process without performing the stress balancing process (oblique punching process) in the press punching process. In this case, as shown in FIG. 15C, both
Moreover, it may be a case where the stress balancing process (oblique punching process) is performed only in the press punching process and the stress balancing process (side round bending process) is not performed in the cylindrical bending process.
また、ローラー本体１６の繋ぎ目８０の形状としては、軸方向に平行な直線形の場合について説明したが、これに限らない。図１６（ａ）〜（ｄ）に示すように、様々な形状を採用することができる。
なお、図１６（ａ）〜（ｄ）に示す繋ぎ目８０の形状を、ローラー本体１６の軸方向の全体又は一部に設ける場合でもよいし、これらの形状を組み合わせる場合であってもよい。
Further, the shape of the joint 80 of the
In addition, the case where the shape of the joint 80 shown to Fig.16 (a)-(d) may be provided in the whole or one part of the axial direction of the roller
上記実施形態においては、ローラー本体１６は、圧延鋼板、亜鉛メッキ鋼板又はステンレス鋼板等の金属板が巻回された鋼板コイルを母材として形成されている構成としたが、これに限られることは無い。
平板状の金属板を母材とし、当該平板金属板から上記平板部６０とほぼ同形同寸法の金属板を形成して、当該金属板を加工することでローラー本体１６を形成しても構わない。したがって、上記説明あるいは以下の記載において、平板部６０を当該金属板に置き換えた場合であっても適用可能である。
In the said embodiment, although the roller
The
１…インクジェットプリンター、 １５…搬送ローラー、 １６…ローラー本体（円筒軸）、 １６ａ…外周面、 ５０…高摩擦層、 ６０…平板部（円筒軸形成部材）、 ６１ａ，６１ｂ…端面、 ６１ｃ…中央部、 ６２ａ，６２ｂ…側部、 １２１…雄型、 １２２…雌型、 １３１…雌型、 １３２…雄型、 Ｍ…金属板、 Ｃ１，Ｃ２…主面、 Ｒ１，Ｒ２…押圧ローラー、 ＧＤ…砥石部材、 Ｐ…用紙
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記円筒軸形成部材の一対の端面が近接又は当接するように当該円筒軸形成部材を円筒状に曲げて円筒軸を形成する円筒曲げ工程と、
前記円筒軸に外力を加えて前記円筒軸に残留する応力を調整する応力調整工程と、
を有し、
前記プレス抜き工程又は前記円筒曲げ工程の一方又は両方において、前記一対の端面を含む側部に対して加工を施す際に、当該側部とそれ以外の部位の応力状態が均衡するように加工する応力均衡加工を行うことを特徴とする円筒軸の製造方法。 A pressing process for pressing the cylindrical shaft forming member from the metal plate;
A cylindrical bending step of bending the cylindrical shaft forming member into a cylindrical shape to form a cylindrical shaft so that a pair of end surfaces of the cylindrical shaft forming member are close to or in contact with each other;
A stress adjustment step of adjusting the stress remaining in the cylindrical shaft by applying an external force to the cylindrical shaft;
Have
In one or both of the press punching process and the cylindrical bending process, when the side part including the pair of end faces is processed, the side part and the other part are processed so that the stress state is balanced. A method of manufacturing a cylindrical shaft, characterized by performing stress balancing.
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