(57)【要約】【課題】金属板の曲げ加工により製造できる製品であって、真円度が高く、縦反りおよび横反りがいずれも少ない直線性に優れた円筒軸を提供する。【解決手段】曲げ加工した金属板１０により形成された円筒軸２０であって、金属板１０の接合された一対の端部１２、１４の一方（１２）から突出して、一方の端部（１２）から離れるほど幅が広くなる部分を含む凸部１６と、一対の端部の他方（１４）に形成され、凸部１６と相補的な形状を有し、凸部１６と嵌合する凹部１８とを備える。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の端部を接合された金属板により形成された円筒軸であって、
前記端部の各々が、前記端部から突出し且つ前記端部から離れるほど幅が広くなる部分を含む凸部と、前記端部から引っ込み且つ前記端部から離れるほど幅が広くなる部分を含む凹部とを備え、
前記端部の一方の前記凸部および前記凹部が、前記端部の他方の凹部および凸部と、それぞれ相互に嵌合する円筒軸。
【請求項２】
前記凸部および凹部の各々の輪郭が、前記端部に対して略直角な直線状部分を前記端部に隣接して有する請求項１に記載の円筒軸。
【請求項３】
前記直線状部分が、前記円筒軸の長手方向について等間隔で配置される請求項２に記載の円筒軸。
【請求項４】
前記直線状部分が、前記円筒軸の長手方向について、前記凸部および前記凹部の同じ側に形成される請求項２または請求項３に記載の円筒軸。
【請求項５】
周方向に延在するノッチを軸方向について複数配した請求項１に記載の円筒軸。
【請求項６】
前記ノッチは、前記凸部および凹部に配される請求項５に記載の円筒軸。
【請求項７】
前記ノッチは、軸方向における前記凸部および凹部間に配される請求項５に記載の円筒軸。
【請求項８】
対向する一対の端部を接合された金属板により形成された円筒軸であって、
周方向に延在し、軸方向に複数配されたノッチを内面に備える円筒軸。
【請求項９】
軸方向に延在し、周方向に複数配されたノッチを更に備える請求項８に記載の円筒軸。
【請求項１０】
金属板を曲げ加工して対向する一対の端部を相互に接合することにより、長手方向に直交する断面の各々の形状が円となる円筒軸を製造する製造方法であって、
前記一対の端部の各々に、前記端部から突出し且つ前記端部から離れるほど幅が広くなる部分を含む凸部と、前記端部から引っ込み且つ前記端部から離れるほど幅が広くなる部分を含む凹部を有する前記金属板を形成する準備工程と、
前記円筒軸の長手方向に直交する断面の各々において、前記凸部を除く前記金属板の両端近傍が円弧をなすように曲げる予備工程と、
前記円筒軸の長手方向に直交する断面の各々において、前記金属板の中央付近の形状が円弧をなすように曲げる中間工程と、
前記円筒軸の長手方向に直交する断面において円をなすように前記金属板を全幅にわたって曲げると共に、前記凸部および前記凹部を相互に嵌め合わせる仕上げ工程と
を順次実行する製造方法。
【請求項１１】
前記仕上げ工程において、前記金属板の一対の端部を相互に接近させた後に、前記凸部および凹部の各々を相互に嵌合させる請求項１０に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒軸に関する。より詳細には、金属板を曲げ加工して製造される円筒軸とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属板を曲げ加工して円筒状の製品を製造する技術は数多くある。下記の特許文献１には、そのうちでも比較的薄い金属板を曲げて小径の管を製造する技術が開示されている。即ち、特許文献１は、目的とする円筒状製品の内径に略等しい芯ロールと、芯ロールに押しつけられて連れ回る一対の押付ロールと、独特な経路で各ロールにかけ渡された案内ベルトによって、金属板を芯ロールに密着させながら成形することを提案している。また、これにより、樽型変形のない成形が行えると記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２４５７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、例えばコストダウンを目的として、切削加工により製造された細径の中実な金属製丸棒材に替えて円筒状製品を使かおうとすると、表面の真円度、軸方向の直線性等の点において満足な品質を有する円筒軸製品はまだ製造されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題の解決を目的として、本発明の第１の形態によると、対向する一対の端部を接合された金属板により形成された円筒軸であって、端部の各々が、端部から突出し且つ端部から離れるほど幅が広くなる部分を含む凸部と、端部から引っ込み且つ端部から離れるほど幅が広くなる部分を含む凹部とを備え、端部の一方の凸部および凹部が、端部の他方の凹部および凸部と、それぞれ相互に嵌合する円筒軸が提供される。これにより、金属板のスプリングバックにより端部が開くことがなく、溶接等の接合工程無しに円筒軸の形状が維持される。また、曲げ加工に供される金属板の展開長が長くして良好な曲げ加工に寄与させることもできる。
【０００５】
また、ひとつの実施形態によると、上記円筒軸において、端部に対して略直角な直線状部分を端部に隣接して有する。これにより、凹部および凸部における輪郭が直線状の部分を密接させて、円筒軸の捩れ剛性を向上させることができる。
【０００６】
また、他の実施形態によると、上記円筒軸において、直線状部分が、円筒軸の長手方向について等間隔で配置される。これにより、円筒軸の物理的な特性を全長にわたって均一にでき、局部的な変形の発生を防止できる。
【０００７】
また、他の実施形態によると、上記円筒軸において、円筒軸の長手方向について、凸部および凹部の同じ側に形成される。これにより、凸部および凹部も等間隔で配置できるので、円筒軸の物理的特性が一層均一になる。これにより、円筒軸の物理的な特性を全長にわたって均一にでき、局部的な変形の発生をさらに有効に防止できる。
【０００８】
また、他の実施形態によると、上記円筒軸において、周方向に走るノッチが軸方向に複数配しされる。これにより、円筒軸の軸方向に生じる応力が緩和されて、円筒軸に反り等の変形が生じにくくなる。
【０００９】
また、他の実施形態によると、上記円筒軸において、ノッチは凸部および凹部に配される。これにより、凹部と凸部との嵌合により生じる応力が緩和され、軸方向の直線性が保たれる。
【００１０】
また、他の実施形態によると、上記円筒軸において、ノッチは、軸方向における凸部および凹部間に配される。これにより、円筒軸全体の残留応力が緩和され、軸方向の直線性が保たれる。
【００１１】
更に、本発明の第２の形態によると、上記円筒軸において、軸方向に複数配された周方向に走るノッチは内面に形成される。これにより、円筒軸表面が平滑になり、中実な丸棒材と同様に取り扱うことができる。
【００１２】
また、他の実施形態によると、上記円筒軸において、軸方向に走るノッチが配される。これにより、円筒軸の周方向の残留応力が緩和され、高い真円度が維持される。
【００１３】
また、本発明の第２の形態として、金属板を曲げ加工して対向する一対の端部を相互に接合することにより、長手方向に直交する断面の各々の形状が円となる円筒軸を製造する製造方法であって、一対の端部の各々に、端部から突出し且つ端部から離れるほど幅が広くなる部分を含む凸部と、端部から引っ込み且つ端部から離れるほど幅が広くなる部分を含む凹部を有する金属板を形成する準備工程と、円筒軸の長手方向に直交する断面の各々において、凸部を除く金属板の両端近傍の形状が円弧をなすように曲げる予備工程と、円筒軸の長手方向に直交する断面の各々において、金属板の中央付近の形状が円弧をなすように曲げる中間工程と、円筒軸の長手方向に直交する断面において円をなすように金属板を全幅にわたって曲げると共に、凸部および凹部を相互に嵌め合わせる仕上げ工程とを順次実行する製造方法が提供される。これにより、幅の変化する凸部および凹部が相互に円滑に嵌まり合い、スプリングバックにより再変形することがなく、溶接等の接合工程無しに形状を維持する円筒軸を製造できる。
【００１４】
更に、ひとつの実施形態によると、上記製造方法において、前記金属板を曲げ加工して前記一対の端部を接合させる過程において、前記金属板の端部を相互に接近させた後に、前記凸部および凹部の各々を相互に嵌合させる。これにより、金属板の端部を接合する過程で凸部の幅が広い部分と凹部の幅が狭い部分とが相互に干渉して、金属板を変形させることが避けられる。
【００１５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１７】
図１は、この発明に係る円筒軸２０の材料となる金属板１０の形状を示す図である。同図に示すように、この金属板１０は、全体としては矩形だが、曲げ加工してその対向する長辺である一対の端部１２、１４を突き合わせることにより、長手方向を軸方向とする円筒軸２０とされる。なお、ここでは、長手方向の寸法が３１４ｍｍ、一方の端部１２から他方の端部１４までの長さが１０ｍｍの金属板１０を用意した。
【００１８】
上記金属板１０の一方の端部１２には、端部１２から突出する凸部１６が間隔をおいて複数形成されている。また、他方の端部１４には、端部１４から端部１２に向かって形成された凹部１８が、間隔をおいて複数形成されている。更に、各凸部１６と各凹部１８とは、金属板１０の長手方向について同じ位置に配置されている。
【００１９】
図２は、上記金属板１０に対するはじめの曲げ加工に使用する金型３０の形状を示す。同図に示すように、金型３０は、互いに相補的な形状の加工面３１、３３を有するダイ３２とパンチ３４とを備えている。ダイ３２およびパンチ３４の加工面は、中央付近が平坦である一方、両端部は約９０度の円弧状断面形状を有する。
【００２０】
また、この金型３０は、上記の断面形状を保ったまま、紙面の奥行き方向に延在している。更に、このダイ３２およびパンチ３４の加工面は、凸部１６および凹部１８を除く金属板１０の幅と同じ幅を有している。以上のような構造の金型３０に対して、前記金属板１０は、その長手方向が図面の奥行き方向と一致するように挿入される。
【００２１】
図３は、図２に示す金型３０で曲げ加工された金属板１０の断面形状を示す図である。同図に示すように、金属板１０の短辺方向の両端は曲げ加工を受け、内角が約９０°の円弧状断面を有する被曲げ加工部２２、２４を形成している。なお、前述の通り、ダイ３２およびパンチ３４の加工面は、金属板１０全体の寸法に対応しているので、凸部１６および凹部１８を形成された端部近傍を除く金属板１０の両端は、円弧状断面を形成するように曲げ加工される。
【００２２】
図４は、図３に示した金属板１０に対する次の曲げ加工に使用する金型４０の形状を示す図である。同図に示すように、この金型４０は、ダイ４２とパンチ４４とを備えている。ここで、ダイ４２は、円弧状の断面を有し、上方に向かって開いた加工面４１を備えている。これに対して、パンチ４４は、円弧状の断面を有する加工面４３を下端に備えている。更に、加工面４３の上方には、曲げ加工によって上昇した金属板１０の端部１４、１２を避けるための逃げ４５が形成されている。
【００２３】
図５は、図４に示した金型４０で曲げ加工された金属板１０の断面形状を示す図である。同図に示すように、金属板１０は、その端部１４から凸部１６の先端までの中央が、金型４０の加工面４１、４３の中心と一致するように装入されて曲げ加工されている。
【００２４】
また、金型３０により円弧状に曲げ加工された被曲げ加工部２２、２４に加え、やはり円弧状に曲げ加工された別の被曲げ加工部２６が形成されている。一方、被曲げ加工部２２および被曲げ加工部２６の間並びに被曲げ加工部２４および被曲げ加工部２６の間には、それぞれ、非曲げ加工部２１、２３が残っている。
【００２５】
図６は、図５に示した金属板１０に対する最後の曲げ加工に使用する金型５０の形状を示す図である。同図に示すように、この金型５０は、ダイ５２およびパンチ５４に加えて、芯型５６を含んで形成されている。ダイ５２は、その上面から僅かに持ち上げられて形成された、円弧状断面形状を有する加工面５１を備えている。これに対して、パンチ５４は、その下端面から上方に退避した位置に、やはり円弧状断面形状を有する加工面５３を備えている。
【００２６】
また、加工面５１の外側の側部と、パンチ５４の加工面５３以外の先端部とは、互いに相補的な形状をしており、パンチ５４を降下させたときに、両者が当接しないようになされている。なお、芯型５６は、最終的に得られる円筒軸２０の内径と略同じ外径を有する丸棒であり、金型４０において曲げ加工された金属板１０の中に入れて用いられる。
【００２７】
上記のような金型５０に対して、金型４０ですでに曲げ加工された金属板１０は、まず、被曲げ加工部２６の外側が加工面５１の内部に当接するように、ダイ５２に装入される。次に、金属板１０の内部に、芯型５６が置かれる。
【００２８】
上記のような状態でパンチ５４を降下させると、金属板１０の端部１４および凸部１６を含む端部１２が互いに近づき、やがて、凸部１６が凹部１８に嵌入する。更に、パンチ５４を圧下すると、凸部１６および凹部１８を含む端部１２、１４の近傍は、パンチ５４の加工面５３と芯型５６との間で、全体で円弧をなすように成形される。
【００２９】
同時に、芯型５６の下側では、芯型５６とダイ５２の加工面５１との間で、非曲げ加工部２１、２３を含む金属板１０が曲げ加工される。従って、金型５０による曲げ加工で、金属板１０は、全体で環状の断面を有する円筒となる。なお、前記した金属板１０を加工して得られた円筒軸２０の外径は約５ｍｍであった。
【００３０】
図７は、図６に示す金型５０で製造された円筒軸２０の断面形状を示す図である。同図に示すように、金型３０、金型４０および金型５０による一連の曲げ加工により、金属板１０は、全体が同じ曲率で曲げられた円筒軸２０となっている。ここで、金属板１０は、その凸部１６を含めて全体が同じ曲率に曲げ加工されているので、真円度の高い円筒軸２０となっている。
【００３１】
なお、金属板１０が図５に示した断面形状から図７に示した断面形状に加工される過程において、凸部１６および凹部１８は相互に嵌まり合う。ここで、凸部１６の幅が広い部分が凹部１８の幅が狭い部分に対して貫入した場合、金属板１０に不整な変形が生じる場合がある。従って、パンチ５４の加工面５３の形状を検討し、凸部１６および凹部１８が円滑に嵌まり合うように配慮すべきである。具体的には、円筒軸２０の長手方向に直交する各断面上で、端部１２、１４に対する接線が相互に交差した状態を維持しつつ端部１２、１４を相互に接近させ、凸部１６の幅が広い部分を、凹部１８の幅が広い部分を通過させる。これにより、加工が円滑になると共に、金属板１０の不整な変形が防止される。
【００３２】
図８は、円筒軸２０を接合部から見た様子を示す図である。同図に示すように、各端部１２、１４は密着している。また、凸部１６と凹部１８は相互に嵌合している。更に、各凸部１６相互の間隔Ｄ１〜ＤＸは、円筒軸２０の全長にわたって一定である。
【００３３】
図９は、図８に示した円筒軸２０における凸部１６と凹部１８との嵌合状態を拡大して示す図である。同図に示すように、凸部１６は、その先端へいくほど幅が広くなる形状を有している。これに対して、凹部１８は、端部１４に近づくほど幅が狭くなっている。これにより、金属板１０の弾性に起因するスプリングバックによって円筒軸２０の周方向に広がる力が作用しても、凸部１６と凹部１８との嵌合が解けることはない。従って、この円筒軸２０は、溶接、接着等の工程なしに、そのまま軸製品として利用できる。
【００３４】
なお、凸部１６と凹部１８との形状は、スプリングバックに抗し得る部分が含まれていれば、任意の形状とすることができる。即ち、例えば、凸部１６の軸長方向の幅が非常に長い場合、凸部１６の軸長方向の座屈によって凸部１６と凹部１８との嵌合が解けてしまう場合がある。このような場合、凸部１６の軸長方向で中央付近を長くして、凸部１６の強度を高めることもできる。また、材料である金属板を鋭く折れ曲がった形状にすると応力集中が生じやすくなるので、全体に滑らかな形状になるようにしてもよい。また、凸部１６はその先端へいくほど幅が広くなる形状を少なくとも一部に有して、凹部１８にその相補的な形状を有していれば、それに他の形状が加えられていてもよい。例えば、凸部１６が略円盤状でその円周の一部と金属板１０本体とを繋ぐ連結部を有する形状であってもよい。
【００３５】
この実施例では、図中に示す通り、凹部１８の端部１４における開口幅を５ｍｍ、凸部１６の高さ（凹部１８の深さ）を１．４ｍｍとした。また、凸部１６の先端（凹部１８の奥）が、その根元よりもそれぞれ０．０５ｍｍずつ広くなるように形成した。
【００３６】
以上説明したように、１回の曲げ加工量を減らした工程を繰り返すことにより、曲げ加工で真円度の高い円筒軸を製造することができる。また、曲げ加工に供する金属板の端部に相補的な凹部と凸部を形成して嵌合させることにより、溶接、接着等の接合工程無しに、曲げ加工だけで円筒状の形状を保たせることができる。
【００３７】
図１０は、上記のような円筒軸２０に生じる反りの概念を模式的に示す図である。同図に示すように、金属板１０の合わせ目２８を上にして、円筒軸２０の軸方向と直交するＸ−Ｙ座標を仮想したとき、円筒軸２０の長さ方向の中心がＹ軸方向に変移する縦反りと、Ｘ方向に変移する横反りとが生じる場合がある。
【００３８】
図１１は、図１０のＡ矢線方向からみた円筒軸２０の断面において、上記縦反りおよび横反りの方向を示す図である。同図に示すように、ここでは、上方、または右方を正の値とするが、反り量は、正負にかかわらず絶対値が小さいことが望ましい。即ち、前記のように円筒軸２０の真円度は高いが、大きな反りがある場合は、特に回転軸としての使用には適さない。
【００３９】
図１２は、上記のような反りのうち、横反りまたは反りの横成分に対応した円筒軸１２０の実施形態を示す図である。同図に示すように、この実施形態では、円筒軸１２０を形成する金属板１２９の各端部１２２、１２４に対して、凸部１２６、１２３と凹部１２８、１２１とがそれぞれ交互に、等間隔で形成されている。これにより、金属板１２９の展開長が長くなると共に、金属板１２９の形状が短辺方向で対称になるので、精度の高い曲げ加工ができた。また、凸部１２６、１２３と凹部１２８、１２１との嵌合部に生じる応力も対称に分散されるので、円筒軸１２０における横反りを低減できた。
【００４０】
図１３は、やはり横反りに対応した円筒軸１３０の他の実施形態を示す図である。同図に示すように、この実施形態では、金属板１３９の一対の端部１３２、１３４に対して、凸部１３６、１３３と凹部１３８、１３１とが、異なる数で形成されている。これは、前記した円筒軸１３０の反りが、円筒軸１３０の長さ方向の両端部において軽微で、中央部において多いときに有効な構造である。これにより、円筒軸１３０が、複雑な横反りを発生するような材料、仕様の場合にも対処できる。
【００４１】
図１４は、横反りに対応した円筒軸１４０の他の実施形態を示す図である。同図に示すように、この円筒軸１４０では、金属板１４９の各端部において、凸部１４３、１４６どうしの間が、そのまま凹部１４１、１４８を形成している。従って、端部相互の形状が対称的になり、横反りが発生しにくい。
【００４２】
図１５は、前記のような反りのうち、縦反りまたは反りの縦成分に対応した円筒軸１５０の実施形態を示す図である。同図に示すように、この実施形態では、円筒軸１５０は、図１２に示した円筒軸１２０と同様に、金属板１５９の各端部１５２、１５４に対して交互に形成された凸部１５６、１５３と凹部１５８、１５１とがそれぞれ交互に形成されている。更に，この円筒軸１５０では、これを形成する金属板１５９において、各凸部１５３、１５６と凹部１５８、１５１との各々が配された位置で、金属板１５９の内側に、その板厚を減じつつ周方向に延在するノッチ１５５を形成されている。
【００４３】
図１６は、図１５に示した円筒軸１５０のＢ矢線断面を示している。同図に示すように、ノッチ１５５は、円筒軸１５０を形成する金属板１５９に形成された溝であり、この部位では、金属板１５９自体の剛性が低下する。このような構成により、凸部１５６、１５３および凹部１５８、１５１が嵌合することにより生じた軸方向応力の作用が緩和され、円筒軸１５０自体の縦反りが低減される。
【００４４】
なお、上記実施形態では、円筒軸１５０の表面の真円度を重視してノッチ１５５を内面に形成した。しかしながら、円筒軸１５０の用途によっては、ノッチ１５５を表面に形成しても差し支え無い場合もある。
【００４５】
図１７は、やはり縦反りに対応した他の実施形態に係る円筒軸１７０におけるノッチ１７５の配置を示す図である。同図に示すように、この円筒軸１７０も、凸部１７６、１７３および凹部１７８、１７１の配置は、図１２に示した実施形態と同じである。それに対して、ノッチ１７５は、凸部１７６、１７３または凹部１７８、１７１の相互の間に配置されている。しかしながら、これによっても、接合部で軸方向に伸張しようとする応力の作用が緩和され、縦反りが低減される。
【００４６】
図１８は、更に他の実施形態に係る円筒軸１８０におけるノッチ１８５、１８７の配置を示す図である。同図に示すように、この円筒軸１８０において、凸部１８６、１８３および凹部１８８、１８１並びに周方向に走るノッチ１８５の配置は、図１７に示した円筒軸１７０と同じであり、これらの構成要素の作用も共通している。ただし、この実施形態では、更に、円筒軸１８０の軸方向に走る複数のノッチ１８７が追加されている。
【００４７】
図１９は、図１８に示した円筒軸１８０を長手方向と直交する面で切った断面図である。同図に示すように、円筒軸１８０の内面には、等間隔でノッチ１８７が形成されている。このノッチ１８７も、ノッチ１８５と同様に、金属板１８９の厚さを減じるように形成されており、金属板１８９における周方向の応力の作用を緩和する。これにより、円筒軸１８０の高い真円度を維持し続ける効果がある。なお、図１５から図１９までに示した円筒軸１５０、１７０、１８０は、例えば、予めノッチを形成した金属板を材料とすることにより製造できる。
【００４８】
図２０は、他の実施形態に係る円筒軸２１０の材料となる金属板２１９の形状を示す図である。なお、図１に示した金属板１０と同様に、金属板２１９も全体としては矩形だが、ここでは、凸部２１１および凹部２１３の形状を判りやすくするために、金属板２１９の一部を拡大して示している。
【００４９】
同図に示すように、金属板２１９の端部２１５、２１７には、凸部２１１および凹部２１３が交互に形成されている。ここで、凸部２１１および凹部２１３は相互に相補的な形状を有する。また、図中の点線により示す通り、一方の端部２１５の凸部２１１および凹部２１３は、他方の端部２１７の凹部２１３および凸部２１１と、金属板２１９の長手方向について対向する位置に形成されている。
【００５０】
また、端部２１５、２１７における凸部２１１および凹部２１３の幅Ｗ１は、端部２１５、２１７から遠ざかるにつれて幅Ｗ２まで拡がっている。ただし、凸部２１１および凹部２１３の端部２１５、２１７に隣接する一対の側端部の一方は、端部２１５、２１７に対して直角をなす直角側端部２１６となる。これに対して、他方の側では、２１５、２１７に対して鋭角を挟む傾斜側端部２１８が形成される。なお、凸部２１１または凹部２１３の各々における直角側端部２１６の配置に着目すると、この実施形態では、一方の端部２１５、２１７において、凸部２１１における直角側端部２１６と、凹部２１３における直角側端部２１６は、金属板２１９の長手方向について互いに反対の側に形成される。
【００５１】
図２１は、図２０に示した金属板２１９を曲げ加工して作製した円筒軸２１０における接合部の一部を拡大して示す図である。なお、図２０と共通の構成要素には同じ参照符号を付して重複する説明は省く。
【００５２】
同図に示すように、端部２１５、２１７が接合された部分においては、凸部２１１および凹部２１３が相互に嵌まり合う。ここで、凸部２１１および凹部２１３は共に、端部２１５、２１７から遠ざかるほど幅が広い。従って、金属板２１９のスプリングバックが作用した場合も、嵌まり合った凸部２１１および凹部２１３によって端部２１５、２１７が離れることはない。
【００５３】
また、各凸部２１１および凹部２１３において、それぞれの直角側端部２１６が互いに長手方向に対向している。この円筒軸２１０がねじれるような応力が作用した場合、図中の接合部に対して接合部上側２１２および接合部下側２１４では、金属板２１９が円筒軸２１０の長手方向について相互に反対の方向に変位しようとする。しかしながら、この円筒軸２１０では、変位の方向に対して直角な直角側端部２１６が相互に密着しているので変位が抑止される。なお、傾斜側端部２１８よりも直角側端部２１６の方が高精度に形成できるので、直角側端部２１６どうしの間隙は小さい。従って、この円筒軸２１０は高い捩れ剛性を有する。
【００５４】
図２２は、他の実施形態に係る円筒軸２２０の接合部を部分的に拡大して示す図である。同図に示すように、この円筒軸２２０において金属板２２９に形成された凸部２２１および凹部２２３の個々の形状は、図２１に示した円筒軸２１０と同じである。ただし、この円筒軸２２０では、全ての凸部２２１および凹部２２３において、直角側端部２１６が図上の右側に形成されている。このため、円筒軸２２０の長手方向について、凸部２２１および凹部２２３が等間隔Ｄで配置され、且つ、直角側端部２１６の間隔も等間隔Ｄで配置される。従って、円筒軸２２０の長手方向について、高い捩れ剛性を均一に有している。
【００５５】
以上詳細に説明した通り、この発明によると、金属板を曲げ加工して製造した中空の円筒軸であって、高い真円度と直線性を有するものが製造できる。この円筒軸は、中実な金属製丸棒材と代替して使用することができる。従って、部品精度の限界から切削加工による中実材を使用せざるを得なかった多くの機械、器具において、材料コストを低減させることができる。また、この円筒軸は中実材よりも軽量なので、これを用いることにより、機器の重量はもちろん、動作時のフリクションロスも低減させることができる。
【００５６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】この発明に係る円筒軸２０の材料となる金属板１０の形状を示す図。
【図２】金属板１０に対するはじめの曲げ加工で使用する金型３０を示す断面図。
【図３】図２に示す金型３０で曲げ加工された金属板１０の断面形状を示す図。
【図４】金属板１０に対する次の曲げ加工に使用する金型４０を示す断面図。
【図５】図４に示す金型４０で曲げ加工された金属板１０の断面形状を示す図。
【図６】金属板１０に対する最後の曲げ加工に使用する金型５０を示す断面図。
【図７】円筒軸２０となった金属板１０の断面形状を示す図。
【図８】円筒軸２０の接合部の状態と、凹部１８および凸部１６の配置を示す図。
【図９】円筒軸２０の接合部を拡大して示す図。
【図１０】円筒軸２０の反りを模式的に示す図。
【図１１】円筒軸２０の反り方向を断面にて示す図。
【図１２】他の実施形態に係る円筒軸１２０の接合部を示す図。
【図１３】他の実施形態に係る円筒軸１３０の接合部を示す図。
【図１４】他の実施形態に係る円筒軸１４０の接合部を示す図。
【図１５】他の実施形態に係る円筒軸１５０におけるノッチ１５５の配置を示す図。
【図１６】図１５に示した円筒軸１５０のＢ矢線断面を示す図。
【図１７】他の実施形態に係る円筒軸１７０におけるノッチ１７５の配置を示す図。
【図１８】他の実施形態に係る円筒軸１８０におけるノッチ１８５、１８７の配置を示す図。
【図１９】図１８に示した円筒軸１８０の断面図。
【図２０】他の実施形態に係る金属板２１９の形状を示す図。
【図２１】金属板２１９を曲げ加工して作製した円筒軸２１０の接合部の一部を拡大して示す図。
【図２２】更に他の実施形態に係る円筒軸２２０の接合部を部分的に拡大して示す図。
【符号の説明】
【００５８】
１０、１２９、１３９、１４９、１５９、１７９、１８９、２１９、２２９  金属板、１２、１４、１２２、１２４、１３２、１３４、１５２、１５４、２１５、２１７、２２５、２２７  端部、１６、１２３、１２６、１３３、１３６、１４３、１４６、１５３、１５６、１７３、１７６、１８３、１８６、２１１、２２１  凸部、１８、１２１、１２８、１３１、１３８、１４１、１４８、１５１、１５８、１７１、１７８、１８１、１８８、２１３、２２３  凹部、２０、１２０、１３０、１４０、１５０、１７０、１８０、２１０、２２０  円筒軸、２１、２３  非曲げ加工部、２２、２４、２６  被曲げ加工部、２８  合わせ目、３０、４０、５０  金型、３２、４２、５２  ダイ、３１、３３、４１、４３、５１、５３  加工面、３４、４４、５４  パンチ、４５  逃げ、５６  芯型、１５５、１７５、１８５、１８７  ノッチ、２１２、２２２  接合部上側、２１４、２２４  接合部下側、２１６、２２６  直角側端部、２１８、２２８  傾斜側端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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