JP7048445B2 - ロールのバランス調整法、及びロール - Google Patents

Description

本発明はロールのバランス調整法、及びロールに関する。

近年、製紙装置やフィルム製造装置等に関して、例えば径寸法の２５倍以上の軸方向長さを有する比較的長尺のゴムロールを使用し、このような長尺のロールを可能な限り高速で回転させて使用し、紙やフィルム等の製造効率向上を図っている。

長尺のロールは、製造時の状態では、重心の歪みを有していることが少なくない。重心の歪みを有するロールを回転させると共振が発生するため、ロールの周方向のバランスを均一にする作業が施されていた。例えば、以下のようなロールのバランスの調整方法がある。軸方向に楔形状をした割溝を有するリング状部材と、この割溝に嵌合可能な楔状部材と、リング状部材の内周面に着脱自在に設けられるウェイトとを備えたバランス調整具をロール内部に取り付け、バランス調整具をロールの軸方向と周方向との少なくとも一方向に摺動させてロールのバランスを調整すべき位置に配置する。その後、リング状部材の割溝に嵌合させた楔状部材を軸方向に移動させてリング状部材を拡径することにより、バランス調整具を固定する（例えば、特許文献１参照）。

特開平９－６２８６号公報

従来技術では、ロール内に入れたバランス調整具をロールの軸方向や周方向に摺動させて調整位置まで移動させる。移動の際には、楔状部材と割溝の嵌合状態が緩くされ、リング状部材は外力を受けた際に、隙間の分だけ縮径可能な状態となる。もっとも、楔状部材と割溝との嵌合状態が緩い場合に、割溝の幅が縮まるようにリング状部材が縮径するのが、ロール内での円滑な移動の観点から好ましい。このリング状部材の縮径に関して、以下のような問題があった。

リング状部材の材料に金属を用いる場合、金属は等方性の材料であるため、縮径効果をリング状部材のみで発現することは難しい。また、リング状部材が金属製であると、リング状部材自体が重くなり、ロール内でのリング状部材の移動に係る作業性が低下するおそれがあった。また、例えば、リング状部材の割溝を跨ぐように引っ張りバネを設け、この引っ張りバネにより割溝の溝幅が強制的に狭められることでリング状部材を縮径させることが考えられる。しかし、バネの採用はリング状部材の構造を複雑化させ、ロール内での作業の煩雑性や困難性を上昇させるおそれがあった。また、リング状部材として、例えば炭素繊維強化樹脂成形体を用いることが考えられる。炭素繊維強化樹脂成形体は金属に比べて軽量であり、バランス調整に用いる金属ウェイトより比重が小さいため、より良い作業性やより良いバランス修正の効果を得ることができると考えられる。しかし、従来では、炭素繊維強化樹脂成形体により形成されたリング状部材自体に縮径作用を持たせるための十分な検討はなされていなかった。

本発明は、ロール内におけるリング状部材の移動作業をより好適に行い、ロールのバランス調整の作業性を向上可能なロールのバランス調整法、及びロールを提供することを目的とする。

本発明は、円筒状のロール内部に調整具を取り付けてそのバランスを調整するロールのバランス調整法およびロールであって、前述した技術的課題を解決するために以下のように構成されている。

（１） 円筒状のロール本体と、前記ロール本体の内部に固定配置可能なバランス調整具とを含むロールのバランス調整法であって、
軸方向に楔形状をした割溝を有するリング状部材と、前記リング状部材の前記割溝に嵌合可能な楔状部材と、前記リング状部材の内周面に着脱自在に設けられるバランス調整用のウェイトとを備えた前記バランス調整具を前記ロール本体の内部に載置し、
前記バランス調整具を前記ロール本体の内部において、前記ロール本体の軸方向及び周方向のいずれか一方向若しくは両方向に摺動させて、前記バランス調整具を前記ロールのバランスを調整すべき位置に配置し、
前記リング状部材の前記割溝に嵌合させた前記楔状部材を前記リング状部材の軸方向に移動させて前記リング状部材を拡径することにより、前記リング状部材の外周面を前記ロール本体の内周面に圧接させて前記バランス調整具を固定する、ことを含み、
前記リング状部材として、強化繊維とマトリクス樹脂とを含み、前記強化繊維の１０体積％以上が前記リング状部材の周方向を９０°とした場合に９０°±１０°以内に配向している繊維強化樹脂成形体を用いる
ことを特徴とするロールのバランス調整法。

（２） 前記強化繊維が炭素繊維である（１）に記載のロールのバランス調整法。
（３） 前記炭素繊維の弾性率が２００ＧＰａ以上である（２）に記載のロールのバランス調整法。
（４） 前記リング状部材の径方向における前記繊維強化樹脂成形体の厚みが３ｍｍ以上である、（１）から（３）のいずれか１項に記載のロールのバランス調整法。

（５） 前記バランス調整具が前記ロール本体の内部に固定された状態において、前記楔状部材を前記リング状部材の軸方向に移動させた際に、前記繊維強化樹脂成形体自体が有する弾性によって前記リング状部材が縮径されて、前記ロール本体の内周面に対する前記リング状部材の外周面の圧接状態が解除され、前記バランス調整具が前記ロール本体の軸方向に摺動可能となるようにした（１）から（４）のいずれか１項に記載のロールのバランス調整法。

（６） 前記バランス調整具は、ほぼ中間部に挿通孔を有し、前記割溝をまたぐとともに前記リング状部材の周方向において前記リング状部材に対する相対移動が可能な状態で前記リング状部材の軸方向端面に取り付けられた平板状部材と、外周面に螺旋溝を有し前記平板状部材の前記挿通孔に挿通させて前記リング状部材の軸方向に設けられる調整ネジとを備え、
前記楔状部材は、前記平板状部材に対向させる一端面から内方に向けて設けられた調整ネジ孔に前記調整ネジを螺合させて前記割溝に配置され、
前記調整ネジを正逆回転させることにより前記楔状部材が前記リング状部材の前記割溝内で軸方向に摺動して前記リング状部材を拡径又は縮径させる
（１）から（５）のいずれか１項に記載のロールのバランス調整法。

（７）円筒状のロール本体と、
前記ロール本体の内部に固定配置可能なバランス調整具と、を含み、
前記バランス調整具は、軸方向に楔形状をした割溝を有するリング状部材と、前記リング状部材の前記割溝に嵌合可能な楔状部材と、前記リング状部材の内周面に着脱自在に設
けられるバランス調整用のウェイトとを備え、
前記リング状部材が、強化繊維とマトリクス樹脂とを含み、前記強化繊維の１０体積％以上が前記リング状部材の周方向を９０°とした場合に９０°±１０°以内に配向している繊維強化樹脂成形体である
ことを特徴とするロール。

（８） 前記強化繊維が炭素繊維である、（７）に記載のロール。
（９） 前記炭素繊維の弾性率が２００ＧＰａ以上である、（８）に記載のロール。
（１０） 前記リング状部材の径方向における前記繊維強化樹脂成形体の厚みが、３ｍｍ以上である、（７）から（９）のいずれか１項に記載のロール。
（１１） 前記ロール本体の外周面がゴム層により形成されている、（７）から（１０）のいずれか１項に記載のロール。

本発明によれば、ロール内におけるリング状部材の移動作業をより好適に行い、ロールのバランス調整の作業性を向上可能となる。

ロールのバランス調整方法の説明図である。 ロールのバランス調整方法の説明図である。 一実施形態におけるロールのバランス調整法に使用するバランス調整具を示す斜視図である。 図３に示したバランス調整具の楔状部材付近を部分的に拡大して示す斜視図である。 図３に示したバランス調整具のウェイト取付け部を部分的に拡大して示す斜視図である。 図３に示したバランス調整具を取り付けた状態のロールを示す軸方向の断面図である。 図３に示したバランス調整具を取り付けたロールを径方向で破断した断面図である。

以下、図面を参照して、実施形態に係るロールのバランス調整法及びロールについて説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。

実施形態に係るロールのバランス調整法は、以下の構成要素を含む。すなわち、本バランス調整法が適用されるロールは、円筒状のロール本体と、ロール本体の内部に固定配置可能なバランス調整具とを含む。
軸方向に楔形状をした割溝を有するリング状部材と、リング状部材の割溝に嵌合可能な楔状部材と、リング状部材の内周面に着脱自在に設けられるバランス調整用のウェイトとを備えたバランス調整具を円筒状のロール本体の内部に載置する。
バランス調整具をロール本体の内部において、ロール本体の軸方向及び周方向のいずれか一方向若しくは両方向に摺動させて、バランス調整具をロールのバランスを調整すべき位置に配置する。
リング状部材の割溝に嵌合させた楔状部材をリング状部材の軸方向に移動させてリング状部材を拡径することにより、リング状部材の外周面をロール本体の内周面に圧接させてバランス調整具を固定する。
リング状部材として、強化繊維とマトリクス樹脂とを含み、強化繊維の１０体積％以上が前記リング状部材の周方向を９０°とした場合に９０°±１０°以内に配向している繊維強化樹脂成形体を用いる。

ロールは、バランス調整具を用いてバランスを調整し得る限りにおいて、その径寸法、軸方向長さまたは材質等の詳細な構成を問わない。ロールは、紙、シート、フィルムなどの製造装置等に使用されるあらゆる種類の産業用ロールを含むことができる。例えば、ロール本体の軸方向長さがロールの径寸法の２５倍以上の長さを有するいわゆる長尺のロールについて用いるのが好ましい。ロールの用途は問わず、フィルムなどの巻き取り用であっても、ガイド用であっても、その他の用途であってもよい。ロールの材質は、例えば、金属（ＳＵＳなど）、樹脂、炭素、炭素繊維やガラス繊維などの強化繊維、或いは強化繊維と樹脂との複合材などである。また、ロールは、一つの円筒状部材の成形によって形成されるものであっても、二以上の円筒状部材を継手となる内管で連結して形成されるものであってもよい。

バランス調整具はロール本体の内部に少なくとも１つ設置される。但し、ロール本体が２以上の円筒状部材を継手となる内管で連結して構成されている場合には、バランス調整具を２以上設置するのが好ましい。バランス調整具の設置数は適宜の数を選択できる。バランス調整具は、リング状部材と、楔状部材と、ウェイトとを含む。

リング状部材は、割溝に嵌合させた楔状部材が軸方向に移動すると、割溝の溝幅が広がるように構成される。楔状部材は、リング状部材の径寸法を拡大させ、バランス調整具をロールのバランスを調整すべき位置に固定状態で取り付ける場ための部材である。また、楔状部材がその重さを利用してロールのバランスを調整することを兼ねている場合は、ロールのバランスを調整可能な重さを付加して形成する。

楔状部材は割溝に嵌合され、軸方向における一方向に移動した際に割溝の溝幅を広げるようにされていればその形状を問わない。また、楔状部材は、リング状部材と別体にされバランス調整具を固定する際に嵌合させるものでも良く、またはリング状部材に取り付けられていても良い。

ウェイトは、ロールのバランスを調整するのに適切な重さをバランス調整具に保持させる。ウェイトの利用により、楔状部材の交換を必要とせず、ウェイトを交換することで適切な重さをバランス調整具に保持させることが可能となる。なお、リング状部材はウェイトの搬送手段として機能する。また、楔状部材は主としてバランス調整具をロール内に固定する手段として機能する。バランス調整具を用いてロールのバランスを調整し得る限りにおいて、リング状部材の内周面にウェイトを取り付ける数や取り付け位置は適宜選択可能である。

実施形態に係るロールのバランス調整法では、バランス調整具をロール本体の内部に置き（載置し）、ロール本体の軸方向及び周方向のいずれか一方向若しくは両方向に摺動させて、バランス調整具をロールのバランスを調整すべき位置に配置する。例えば、ロール本体の一端からバランス調整具をロールの内部に置き、バランス調整具をロール本体の軸方向に摺動させ、必要に応じて周方向に回転させ、ロール本体のバランスを調整すべき位置に配置する。但し、バランス調整具のロール本体の内部への載置方向や配置方法は上記以外でもよい。上記配置後、リング状部材の割溝に嵌合させた楔状部材を軸方向に移動させて、リング状部材の径寸法を拡径する。これにより、リング状部材の外周面がロール本体の内周面に圧接し、バランス調整具がロール内に固定される。固定されたバランス調整具に取り付けられているウェイト又は楔状部材の重さによりロールのバランスが調整される。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、ロールのバランス調整法の説明図である。図１（Ａ）に示すように、ロール３０は、軸方向と周方向とを有する円筒状のロール本体３０Ａを有す
る。ロール本体３０Ａの軸方向及び周方向はロール３０の軸方向及び周方向でもある。このようなロール本体３０Ａの内部に、リング状部材１１と楔状部材１２とを含むバランス調整具１０（ウェイトは図示を省略）を載置する。リング状部材１１には、その軸方向に割溝１１ａが設けられている。バランス調整具１０は、例えば、リング状部材１１の軸方向をロール本体３０Ａの軸方向に一致させてロール本体３０Ａの内部に載置される。バランス調整具１０は、ロール本体３０Ａの軸方向（図１（Ａ）では紙面の左方向）に摺動させることで、ロール３０のバランスを調整すべき位置（調整位置ともいう）に配置される。調整位置にバランス調整具１０を配置すると、図１（Ｂ）に示すように、楔状部材１２をリング状部材１１の軸方向（図１（Ａ）では紙面の左方向）に移動させて、楔状部材１２を割溝１１ａに嵌合させ、さらに楔状部材１２を軸方向（紙面左方向）に移動させる。すると、リング状部材１１が拡径し、リング状部材１１の周方向の面（周面）１１ｂがロール本体３０Ａの内周面３０ａに圧接する。このような状態を維持することで、バランス調整具１０がロール本体３０Ａの内部にて固定され、ロール３０のバランスの調整が図られる。

また、実施形態に係るロールのバランス調整法では、バランス調整具１０に含まれるリング状部材１１として、強化繊維とマトリクス樹脂とを含み、強化繊維の１０体積％以上がリング状部材１１の周方向を９０°とした場合に９０°±１０°以内に配向している繊維強化樹脂成形体を用いる。

上記特徴を、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を用いて説明する。図２（Ａ）において、リング状部材１１（割溝１１ａの図示を省略）は、強化繊維とマトリクス樹脂とを含む繊維強化樹脂複合材を用いて図２（Ｂ）に示すようなリング状に成形された繊維強化樹脂成形体である。「繊維強化樹脂成形体を構成する強化繊維の１０体積％以上がリング状部材１１の周方向を９０°とした場合に９０°±１０°以内に配向している」とは、リング状部材１１の周方向（図２（Ａ）において、破線の仮想線Ｖで示す）を９０°とした場合における９０°±１０°以内の角度範囲Ａ（仮想線Ｖと交わる仮想線Ｄで示す）内に配向している強化繊維が、繊維強化樹脂成形体を構成する強化繊維のうちの１０体積％以上存在することを意味する。換言すれば、１０体積％の強化繊維がほぼ周方向に伸びていることを意味する。なお、図２（Ａ）では角度範囲Ａを誇張して描画している。

繊維強化樹脂成形体が上記特徴を有することで、リング状部材１１は、割溝１１ａに楔状部材１２が嵌合していない状態では、自身の持つ弾性により割溝１１ａの溝幅を縮める方向に収縮する。すなわち、リング状部材１１が好適に縮径する。これにより、ロール３０内でバランス調整具１０を摺動させる作業が容易となる。これに対し、割溝１１ａに楔状部材が嵌め込まれることで、リング状部材１１は拡径する。

上記した角度範囲Ａに収まらない強化繊維の割合が増えると、リング状部材１１自体の弾性による縮径の効果は減少する。角度範囲Ａに収まる（周方向を９０°とした場合に９０°±１０°以内に配向）している強化繊維の割合は、好ましくは、１５体積％以上である。上限は特にないが、成形時の作業性と成形体のクラック発生を抑制するという観点から、３０体積％以下が好ましく、特に好ましくは２５体積％以下である。

強化繊維は、ガラス繊維や炭素繊維を含む。もっとも、繊維強化樹脂成形体は、強化繊維として炭素繊維を用いた炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の成形により形成されるのが好ましい。強化繊維として炭素繊維を用いた繊維強化樹脂成形体を炭素繊維強化樹脂成形体と呼ぶ。炭素繊維強化樹脂成形体を構成する炭素繊維は、弾性率が２００ＧＰａ以上である炭素繊維が好ましい。炭素繊維の弾性率が低すぎる縮径効果がなく、好ましくは３０ＧＰａ以上である。上限は特にないが、材料コストの観点から、通常は６４０ＧＰａ以下、好ましくは３００ＧＰａ以下である。なお、本実施形態において説明する炭素繊
維の弾性率は、ＡＳＴＭＤ４０１８に準拠して測定した値である。

リング状部材１１は、図２（Ｂ）に示すように、周方向及び径方向を有し、径方向において、一定の厚みｄを有するリング状（割溝１１ａ及び外周面１１ｂを有する円筒状）に形成されるのが好ましい。リング状部材１１の厚みｄは、例えば３ｍｍである。厚みｄは、完成品へのバランス修正具取り付け時の作業性の観点から３ｍｍ以上であることが好ましく、特に好ましくは５ｍｍ以上である。厚みｄの上限はリング状部材１１の径方向の大きさにより制限されるが、材料コストの観点から、２０ｍｍ以下が好ましく、１５ｍｍ以下が特に好ましい。

リング状部材１１（炭素繊維強化樹脂成形体）を構成する炭素繊維の原料は問わない。もっとも、ポリアクリロニトリル（以後ＰＡＮと略す。）系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、フェノール系炭素繊維から選ばれる１つ以上の炭素繊維を含むことが好ましく、ＰＡＮ系炭素繊維あるいはピッチ系炭素繊維を含むことがより好ましい。

炭素繊維の平均直径は、３～３０μｍ程度が好ましく、４～２０μｍがより好ましく、４～１４μｍがさらに好ましい。この範囲内であるとリング状に繊維を配向させる際に屈曲しやすいため、成形性に優れる。前記リング状部材（前記炭素繊維強化樹脂成形体）を構成するマトリクス樹脂は、好ましくはエポキシ樹脂である。

上述した繊維強化樹脂成形体や炭素繊維強化樹脂成形体をリング状部材１１として用いることにより、ロールのバランス調整法は、以下のような構成要素を含むことができる。すなわち、バランス調整具１０がロール３０の内部に固定された状態において、楔状部材１２を軸方向に移動させた際に、繊維強化樹脂成形体自体が有する弾性によってリング状部材１１が縮径する。これによって、ロール本体３０Ａの内周面３０ａに対するリング状部材１１の外周面１１ｂの圧接状態が解除され、バランス調整具１０がロール本体３０Ａの軸方向に摺動可能となる。このような構成を備えることで、一旦固定して取り付けたバランス調整具１０を配置変更して再度取り付ける作業が容易となる。

また、ロールのバランス調整法は、以下のような構成要素を付加しても良い。すなわち、バランス調整具１０が、平板状部材と調整ネジとを備える構成とする。平板状部材は、ほぼ中間部に挿通孔を有し、割溝１１ａを跨ぐとともにリング状部材１１の周方向においてリング状部材１１に対する相対移動が可能な状態でリング状部材の軸方向端面に取り付けられる。調整ネジは、外周面に螺旋溝を有し平板状部材の挿通孔に挿通させてリング状部材１１の軸方向に設けられる。この場合、楔状部材１２は、平板状部材に対向させる一端面から内方に向けて設けられた調整ネジ孔に調整ネジを螺合させて割溝１１ａに配置され、調整ネジを正逆回転させることにより楔状部材１２がリング状部材１１の割溝１１ａ内でリング状部材１１の軸方向に摺動してリング状部材１１を拡径又は縮径させる。

このようにすると、調整ネジを正逆回転させることでリング状部材１１の径寸法を拡大または縮小することができ、バランス調整具１０を固定状態あるいは摺動可能状態にすることが可能となる。

また、ロール本体３０Ａの外周面３０ｂがゴム層により形成されている構成を採用可能である。但し、外周面３０ｂは、金属メッキ、金属スリーブ、金属やセラミック等の無機物、或いは樹脂等の有機物の溶射により形成された表面材の層（コート層）を有していてもよい。

以下、図３～図７を用いて、実施形態に係るロールのバランス調整法及びロールを更に詳細に説明する。図３～図５には、一実施形態におけるロールのバランス調整法に用いる
バランス調整具が符号１０で示されている。

バランス調整具１０は、リング状部材１１と、楔状部材１２と、ウェイト２０とを含む。リング状部材１１は、その軸方向に所定幅を有する環状帯であり、所定の位置にはその軸方向に楔形状をした割溝１１ａが形成されている。ここで、「軸方向に楔形状をした割溝１１ａ」とは、軸方向の一端面である正面側から他端面である背面側になるにつれ溝幅が大きくなるように形成された割溝を意味する。

リング状部材１１は、上述した炭素繊維強化樹脂成形体であり、炭素繊維強化樹脂成形体を構成する炭素繊維のうち、１０体積％以上が、リング状部材１１の周方向を９０°とした場合における９０°±１０以内に配向されている。これにより、リング状部材１１は、割溝１１ａの溝幅を一旦広げた後、その広げた力を解除すると、炭素繊維強化樹脂成形体自身が有する弾性による復元力が生じ、割溝１１ａの溝幅が広げる力を加える前の溝幅とほぼ同じ幅まで戻るようにされている。リング状部材１１の径寸法は、割溝１１ａに対する楔状部材１２の嵌合が緩い状態において、ロール本体３０Ａの内径よりもやや小さくなるように形成されている。これにより、バランス調整具１０は、楔状部材１２を軸方向に進退させることで、リング状部材１１の外径寸法を拡大または縮小可能となっている。なお、リング状部材１１の軸方向において、割溝１１ａへ楔状部材を深く食い込ませる（嵌合をきつくする）方向を楔状部材１２の進行方向とし、その逆方向を楔状部材１２の退行方向とする。

リング状部材１１における一方の軸方向端面１１ｃには、図２や図３に示すように、割溝１１ａを跨ぐようにして平板状の押さえ板１３（平板状部材に相当）が設けられている。具体的には、押さえ板１３の両端部には、リング状部材１１の周方向に沿って長孔１４がそれぞれ設けられている。押さえ板１３は各長孔１４をそれぞれ挿通する位置決めネジ１５、１５によりリング状部材１１に取り付けられ（保持され）、リング状部材１１に対してその周方向に相対的な移動が可能となっている。

すなわち、リング状部材１１の外径が拡径する際には、各位置決めネジ１５の位置が長孔１４に沿って押さえ板１３の両端へ向けて移動する。これに対し、リング状部材１１の外径が縮径する際には、各位置決めネジ１５の位置が挿通孔１３ａ側へ長孔１４に沿って移動する。

また、押さえ板１３のほぼ中心（中間部）には挿通孔１３ａが設けられている。挿通孔１３ａには、楔状部材１２と螺合させる調整ネジ１６がリング状部材１１の正面側（押さえ板１３が設けられた軸方向端面側）から挿通した状態で設けられている。この調整ネジ１６は、一端側（楔状部材の進行方向側）にネジ頭が設けられ、他端側の外周面には螺旋溝が形成され、この他端が挿通孔１３ａに挿通している。

楔状部材１２は、一例として、ほぼ四角錐台の楔状にされている。楔状部材１２は、調整ネジ孔１２ａを有している。調整ネジ孔１２ａは、図４に示すように、楔状部材１２の、リング状部材１１の軸方向に配置される一端面から他端面（反対側の面）へ貫通している。但し、他端面へ貫通することを要しない場合もある。調整ネジ孔１２ａには調整ネジ１６の他端が楔状部材１２の一端面側から挿入され、調整ネジ１６と調整ネジ孔１２ａとが螺合して楔状部材１２を割溝１１ａに配置させた状態になっている。

なお、リング状部材１１における割溝１１ａの溝幅は、楔状部材１２を割溝１１ａに嵌合させる前の状態にあっては、リング状部材１１（炭素繊維強化樹脂成形体）自身が有する弾性により、楔状部材１２の幅長さ（リング状部材１１の周方向における長さ）よりも短い長さとなる。楔状部材１２は、割溝１１ａの溝幅を広げるとともに、割溝１１ａをな
すリング状部材１１の周方向両側面を押圧する状態で配置されている。ウェイト２０は、図５に示されるように、リング状部材１１の周方向に沿う複数の摺動孔２１を有する円弧状の板状を有し、リング状部材１１の内周面に取り付けられている。

リング状部材１１の内周面にはウェイト２０を取り付けるためのネジ孔２４が複数設けられている。ウェイト２０は、各摺動孔２１に固定ネジ２２を挿通させ、続いて固定ネジ２２をネジ孔２４に螺合させ、さらに固定ネジ２２と螺合状態にあるナット２３で締め付けることにより取り付けられている。

ウェイト２０の摺動孔２１により、固定ネジ２２に対するウェイト２０の位置が変動可能にされている。なお、ウェイト２０は着脱自在であり、ウェイト２０の取り替えは容易である。重さや、長さの異なる複数のウェイト２０を用いたり、ウェイト２０の取り付け数を変えたりすることで、ウェイト２０の重さの変更を容易に行うことができる。なお、本実施形態では、バランス調整具１０は、ウェイト２０を取り外すと、そのバランス状態がほぼ均一になるように形成されている。但し、これは必須の要件ではない。

バランス調整具１０によると、調整ネジ１６を回転させて割溝１１ａ内に嵌合させた楔状部材１２の配置位置を変更すると、リング状部材１１の外径寸法が変動する。具体的には、割溝１１ａに嵌合させた楔状部材１２が、その他端面とリング状部材１１の背面側端面とをほぼ一致させて配置（このときの位置を「初期位置」と称する。）されている場合には、リング状部材１１の外径がバランス調整具１０を取り付けるロール３０（図６参照）の内径よりも小さい外径寸法になる。このときの径寸法を「初期寸法」と称する。

楔状部材１２が初期位置にある場合において、調整ネジ１６を正方向（楔状部材１２の進行方向）、すなわち締める方向に回転させると、楔状部材１２がリング状部材１１の軸方向正面側に移動する（押さえ板１３に近づく）。このとき、割溝１１ａの溝幅は楔状部材１２によりさらに押し広げられ、リング状部材１１の外径寸法が拡大し、最終的にはロール３０のロール本体３０Ａの内径とほぼ同じ外径寸法になる。このときの径寸法を「最大寸法」と称する。

これに対し、リング状部材１１の外径寸法が最大寸法である状態から、調整ネジ１６を逆方向（楔状部材１２の退行方向）、すなわち緩める方向に回転させると、楔状部材１２がリング状部材１１の軸方向背面側に移動する（押さえ板から遠ざかる）。このとき、割溝１１ａの溝幅は、リング状部材１１（炭素繊維強化樹脂成形体）の復元力（弾性）により狭まり、これに伴いリング状部材１１の外径寸法も縮径し、楔状部材１２が初期位置まで移動するとリング状部材１１の外径寸法は初期寸法に戻る。

このようなバランス調整具１０は、図６に示されるようなロール３０に取り付けられる。ここに、ロール３０の概略を説明すると、ロール３０は、円筒状のロール本体３０Ａと、筒状部材３３及び端部部材３４から構成されている。ロール本体３０Ａは、芯材３１と、ゴム層３２とを含む。芯材３１は二つのＣＦＲＰ製の円筒状部材を内管３６で結合して形成されている。ゴム層３２は、芯材３１の外周面にゴムをライニングすることによって形成され、その表面には切削加工が施されている。また、筒状部材３３は芯材３１の両端部に挿入して取り付けられている。端部部材３４はシャフト３５を有しており、このシャフト３５をロール３０の中心軸線上に配置させて筒状部材３３にそれぞれ取り付けられている。

本実施形態では、二つのバランス調整具１０が、各筒状部材３３と内管３６との間におけるロール本体３０Ａの内部に固定される。バランス調整具１０は、その正面側をロール３０の端部に向け、且つリング状部材１１の外周面１１ｂをロール本体３０Ａ（芯材３１
）の内周面に沿わせ、ロール３０（ロール本体３０Ａ）の軸方向及び周方向に摺動可能に設けられる。なお、各バランス調整具１０の固定設置は、ウェイト２０が取り付けられていない状態で、芯材３１に対するゴムライニング工程及びゴム表面切削工程（ゴム層３２の形成工程）の前に行うのが好ましい。もっとも、ゴム層３２の形成後であってもよい。

例えば、バランス調整具１０は、ゴムライニング工程及びゴム表面切削工程の際には、ウェイト２０を外した状態で固定しておく。すなわち、調整ネジ１６を正方向に回転させて楔状部材１２をリング状部材１１の軸方向正面側に移動させることにより、リング状部材１１の外径寸法を最大寸法まで拡径させる。すると、リング状部材１１の外周面がロール本体３０Ａの内周面に圧接し、バランス調整具１０がロール３０内に固定される。

これに対し、ロール３０のバランスを調整する際には、調整ネジ１６を逆方向に回転させて楔状部材１２をリング状部材１１の軸方向背面側の初期位置まで移動させて、リング状部材１１の外径寸法を初期寸法まで縮径させる。すると、ロール本体３０Ａの内周面に対するリング状部材１１の外周面１１ｂの圧接状態が解除され、リング状部材１１が縮径し、バランス調整具１０がロール３０の軸方向に容易に摺動可能な状態になる。

ゴムライニング工程及びゴム表面切削工程後に、以下のようなロール３０のバランス調整作業を行う。最初に、図示しないバランシングマシンを用いてロール３０のバランス状態を計測する。これにより、芯材３１の撓み等により重心の歪みを発生させている箇所Ｘ（以下、「歪発生箇所Ｘ」と称する。）と調整に必要な重量を特定する。

歪発生箇所Ｘを特定すると、必要な量のウェイト２０を取り付けたバランス調整具１０をロール本体３０Ａの内部に載置してロール本体３０Ａの軸方向に摺動させ、歪発生箇所Ｘからロール３０の内方へ向けた径方向の軸線上にバランス調整具１０を配置する。このとき、バランス調整具１０をロール３０の周方向に回転させる等して、図７に示すように、バランス調整具１０のウェイト２０がロール３０の中心点を挟んで歪発生箇所Ｘのほぼ逆側に位置するように配置する。

このようにして、バランス調整具１０をロール３０のバランスを調整すべき位置に配置すると、調整ネジ１６を正方向に回転させてリング状部材１１の外径寸法を最大寸法に拡大し、その位置にバランス調整具１０を固定する。その後、再びバランシングマシンを用いて歪発生箇所Ｘにおけるバランス状態を計測し、重心の歪みが解消されているか否かを判断する。

未だ重心の歪みが解消されていない場合には、調整ネジ１６を逆方向に回転させてバランス調整具１０を軸方向に摺動可能にし、適宜の位置に配置変更し、さらに図示しないバランシングマシンでバランス状態を計測する。このような作業を、バランス調整具１０が適切な位置に固定されるまで繰り返し行う。このようなバランス調整具１０の位置変更は、リング状部材１１が楔状部材１２を緩めることで自動的に縮径することで、容易に行うことができる。すなわち、ロール３０内におけるリング状部材１１の移動作業をより好適に行い、ロール３０のバランス調整の作業性が向上する。

そして、適切な位置にバランス調整具１０が固定されると、歪発生箇所Ｘにより生じていた重心の歪みがバランス調整具１０におけるウェイト２０の荷重により相殺される。これにより、重心がほぼロール３０の中心軸線上に移動し、ロール３０のバランス状態が調整される。すなわち、ロール３０の回転時における共振の発生が抑えられる状態になる。

このように、バランス調整具１０は、バランス調整用のウェイト２０を取り付けたリング状部材１１をロール３０内の軸方向に摺動させて重心の歪みを調整すべき位置に配置し
、その後リング状部材１１の外径寸法を拡径させることにより固定される。

これにより、重心の歪みを解消するためのウェイト２０を適宜の位置まで搬送し取り付ける作業を、容易且つ適切に行うことが可能となる。特に、長尺のロール３０にウェイト２０を取り付ける場合において、ロール内部の手の届かない位置にウェイトを搬送し取り付ける作業が著しく容易となる。

従って、バランス調整具１０を固定したロール３０は適切なバランス状態を有し、一般的な回転速度でロール３０を回転させた場合のみならず、比較的高速でロール３０を回転させた場合にも共振の発生を適切に抑えることができる。

また、バランス調整具１０は着脱自在にされ、ロール本体３０Ａ内におけるウェイト２０の配置位置が適宜変更可能にされている。従って、ウェイト２０の配置位置の変更は容易であり、かつウェイト２０を適切に取り付けることができる。従って、通常約一年経過毎に行われるゴム層３２の交換作業に伴うロールバランスの再調整作業につき、主としてバランス調整具１０の取り付け位置の変更で対応することが可能になる。

なお、バランス調整具１０からウェイト２０を取り外し、そのウェイト２０の重さを付加した楔状部材１２を用いる場合には、その楔状部材１２を、歪発生箇所Ｘのゴムロール３０中心点を挟んだ逆側に位置させた状態でバランス調整具１０を取り付ける。すると、楔状部材１２の荷重により重心の歪みが相殺され、ゴムロール３０のバランスを調整することができる。

[実施例１]
実施例１に係るバランス調整具１０として、炭素繊維強化プラスチック製のゴムロール用のバランス調整具を製作した。実施例１に係るゴムロールは、炭素繊維強化プラスチックで形成したロール芯の外周面にゴム層を設けたものである。このゴムロールの外径（ゴム層を含んだ外径）寸法は２５０ｍｍであり、ロール芯の外径は２３０ｍｍ、ロール芯の内径は２１０ｍｍで、面長は７０００ｍｍである。

実施例１に係るバランス調整具１０は、図３に示した構成を有し、そのリング状部材１１のベースとなる成形管をフィラメントワインディング方式にて成形した。成形管の寸法は、外径２１０mm、内径１８０mm、長さ３００ｍｍとした。リング状部材１１の材質に用いるマトリクス樹脂としてエポキシ樹脂を使用した。強化繊維として、弾性率が２４０ＧＰａの炭素繊維を使用した。リング状部材１１の周方向を９０°とした場合に、炭素繊維の１６体積％が±５°（８５°～９５°）以内に配向するように積層設計し、常法により成形・硬化させて成形管を得た。成形管の表層を設計寸法まで研磨し、軸方向に楔形状をした割溝１１ａを形成することでリング状部材１１を得た。割溝１１ａの形成によりリング状部材１１の外径は２％縮径した。このようなリング状部材１１を用いたバランス調整具１０によって、上述したゴムロールのロール芯内でその軸方向に摺動可能となり、適切なバランス調整を行うことができた。

[比較例１]
実施例１で説明したゴムロールに関して、比較例１に係るバランス調整具を製作するに当たり、リング状部材のベースとなる成形管をフィラメントワインディング方式にて成形した。成形管の寸法及び材質（エポキシ樹脂及び弾性率が２４０ＧＰａの炭素繊維）は実施例１と同じにした。リング状部材の周方向を９０°とした場合に、炭素繊維の５体積％が±５°（８５°～９５°）以内に配向するように積層設計し、常法により成形・硬化させて成形管を得た。成形管の表層を設計寸法まで研磨し、軸方向に楔形状をした割溝１１ａを形成することでリング状部材１１を得た。成形管の表層を設計寸法まで研磨し、軸方
向に楔形状をした割溝を形成することでリング状部材を得た。割溝の形成によって、その外径は３％拡径した。このようなリング状部材を用いたバランス調整具では、ゴムロールのロール芯内でリング状部材を好適に軸方向に摺動させることができず、適切なバランス調整を行うことができなかった。

１０ バランス調整具
１１ リング状部材
１１ａ 割溝
１１ｂ リング状部材の外周面
１１ｃ リング状部材の軸方向端面
１２ 楔状部材
１２ａ 調整ネジ孔
１３ 押さえ板（平板状部材）
１３ａ 挿通孔
１４ 長孔
１６ 調整ネジ
２０ ウェイト
３０ ロール
３０Ａ ロール本体

Claims (11)

1. 円筒状のロール本体と、前記ロール本体の内部に固定配置可能なバランス調整具とを含むロールのバランス調整法であって、
   軸方向に楔形状をした割溝を有するリング状部材と、前記リング状部材の前記割溝に嵌合可能な楔状部材と、前記リング状部材の内周面に着脱自在に設けられるバランス調整用のウェイトとを備えた前記バランス調整具を前記ロール本体の内部に載置し、
   前記バランス調整具を前記ロール本体の内部において、前記ロール本体の軸方向及び周方向のいずれか一方向若しくは両方向に摺動させて、前記バランス調整具を前記ロールのバランスを調整すべき位置に配置し、
   前記リング状部材の前記割溝に嵌合させた前記楔状部材を前記リング状部材の軸方向に移動させて前記リング状部材を拡径することにより、前記リング状部材の外周面を前記ロール本体の内周面に圧接させて前記バランス調整具を固定する、ことを含み、
   前記リング状部材として、強化繊維とマトリクス樹脂とを含み、前記強化繊維の１０体積％以上が前記リング状部材の周方向を９０°とした場合に９０°±１０°以内に配向している繊維強化樹脂成形体を用いる
   ことを特徴とするロールのバランス調整法。
2. 前記強化繊維が炭素繊維である
   請求項１に記載のロールのバランス調整法。
3. 前記炭素繊維の弾性率が２００ＧＰａ以上である
   請求項２に記載のロールのバランス調整法。
4. 前記リング状部材の径方向における前記繊維強化樹脂成形体の厚みが３ｍｍ以上である、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のロールのバランス調整法。
5. 前記バランス調整具が前記ロール本体の内部に固定された状態において、前記楔状部材を前記リング状部材の軸方向に移動させた際に、前記繊維強化樹脂成形体自体が有する弾性によって前記リング状部材が縮径されて、前記ロール本体の内周面に対する前記リング状部材の外周面の圧接状態が解除され、前記バランス調整具が前記ロール本体の軸方向に摺動可能となるようにした
   請求項１から４のいずれか１項に記載のロールのバランス調整法。
6. 前記バランス調整具は、ほぼ中間部に挿通孔を有し、前記割溝を跨ぐとともに前記リング状部材の周方向において前記リング状部材に対する相対移動が可能な状態で前記リング状部材の軸方向端面に取り付けられた平板状部材と、外周面に螺旋溝を有し前記平板状部材の前記挿通孔に挿通させて前記リング状部材の軸方向に設けられる調整ネジとを備え、
   前記楔状部材は、前記平板状部材に対向させる一端面から内方に向けて設けられた調整ネジ孔に前記調整ネジを螺合させて前記割溝に配置され、
   前記調整ネジを正逆回転させることにより前記楔状部材が前記リング状部材の前記割溝内で軸方向に摺動して前記リング状部材を拡径又は縮径させる
   請求項１から５のいずれか１項に記載のロールのバランス調整法。
7. 円筒状のロール本体と、
   前記ロール本体の内部に固定配置可能なバランス調整具と、を含み、
   前記バランス調整具は、軸方向に楔形状をした割溝を有するリング状部材と、前記リング状部材の前記割溝に嵌合可能な楔状部材と、前記リング状部材の内周面に着脱自在に設
   けられるバランス調整用のウェイトとを備え、
   前記リング状部材が、強化繊維とマトリクス樹脂とを含み、前記強化繊維の１０体積％以上が前記リング状部材の周方向を９０°とした場合に９０°±１０°以内に配向している繊維強化樹脂成形体である
   ことを特徴とするロール。
8. 前記強化繊維が炭素繊維である、
   請求項７に記載のロール。
9. 前記炭素繊維の弾性率が２００ＧＰａ以上である、
   請求項８に記載のロール。
10. 前記リング状部材の径方向における前記繊維強化樹脂成形体の厚みが、３ｍｍ以上である、
    請求項７から９のいずれか１項に記載のロール。
11. 前記ロール本体の外周面がゴム層により形成されている、
    請求項７から１０のいずれか１項に記載のロール。

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