JPH0257325A - 凹溝付き繊維強化複合樹脂管及び回転体並びにその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 −Ｆの１　分 本発明は、一般には長手方向に沿って少なくとも１つの
凹状の溝が成形された凹溝付き＃ａ維強化複合樹脂管及
び該樹脂管の外表面に金属メツキ層或いは金属管の如き
金属層を被覆して構成される凹溝付き繊維強化複合樹脂
回転体に関するものであり、更に詳しく汀えば、特にＩ
Ｊ？動案動軸内軸て使Ｉｆｆ　Ｏｒ能な軒場の溝付中空
軸、更には種々の物５漬のための搬送ローラ、版胴或い
は版保持ドラム等の印刷用ドラム、種々の駆動装置の駆
動軸等として使用されるスプライン軸、又は長尺物を巻
取るための巻取リローラ等に有効に使用し得る凹溝付き
繊維強化複合樹脂管及び回転体並びにその製造法に関す
るものである。

の　　　　　　び　　　　　　べき 従来、例えば紙、布等のウェブ様物品を搬送するための
搬送ローラとしては金属ローラが一般に使用されている
。しかしながら、金属ローラは東１．１が大であり、組
立、保守の際の取扱いが困難で作業性が悪いと共に５回
転始動及び停止が難しく、精密なｌ？ｅ１転制御音制御
うのが困難であるという問題を有していた。

このような問題を解決するために近年、第８図及び第９
図に図示されるような繊維強化複合樹脂回転体１例えば
繊維強化複合樹脂ローラが使用されている。つまり、繊
維強化複合樹脂ローラ１は、連続ａｍを強化繊維として
使用して成形されたｊａ維強化複合樹脂ｅｒＦ２を備え
、該繊維強化複合樹脂管２の外表面に薄肉の金属管３を
嵌装するか或いは外表面にメツキ等により金属メツキ層
３を形成することにより金属層を被覆して構成されてい
る０通常、繊維強化複合樹脂ローラ１は、端板４をｊａ
Ｍ強化複合樹脂管２の両端部内周面に接着剤又は螺合等
の任意の手段により固定し、該端板４に回転軸５を固着
し、回転自在に支持し得るように構成されている。

斯る構成のＭ１維強化複合樹脂ローラ１は軽にであり、
取扱い性がよく、回転始動及び停【にが容易であるとい
う特長を有しているが、Ｊａ維強化複合樹脂ｖ２の外表
面に薄肉の金属管３を嵌装して構成された繊維強化複合
樹脂ローラｌは駆動トルクが大である場合とか、長期間
使用した場合には繊維強化複合樹脂管２と金属管３との
間で滑りが生じ、使用不能となる場合があった。このよ
うな繊維強化複合樹脂管２と金属管３との間の滑りを防
１１−するために両管２．３の間に接着剤を設けること
も提案されたが、金属？ｌ？３に傷が生じた場合に金属
管３を新しい金属管に取替えるのが不可能か或いは極め
て困難となり、好ましいものではなかった。

そのために、第１０図に図示されるように、繊維強化複
合樹脂’ｌｉ’２の外表面に長手方向に沿って少なくと
も１つの凹状の溝６を機械加工により形成し、同時に該
繊維強化複合樹脂管を階って嵌装された金属管６にもａ
ｍ強化複合樹脂管の凹状溝に対応して長手方向に沿って
内周面に凹状の溝７を形成し、ｍＩＡ強化複合樹脂管の
凹状溝と金属管の凹状溝とに係合するようにキ一部材９
を挿入する構造をした繊維強化複合樹脂ローラｌが提案
された。

このような構造の繊維強化複合樹脂ローラｌは、繊維強
化複合樹脂管２と金属管３との間に生じる滑りの問題は
解決することができたが、キーｊ１材９のための凹状溝
を形成する必要があり、そのためにＭ！維強化複合樹脂
管２の外周面近傍の連続繊維から成る強化繊維を切断す
ることとなり、繊維強化複合樹脂管２０強度を著しく低
下せしめた。従って、このような構成の繊維強化複合樹
脂ローラｌは低回転トルク用の搬送ローラとしてしか使
用し得ないという問題があった。

又、繊維強化複合樹脂’）？２の外表面に金属材料をメ
ツキすることにより金属メツキ層３が形成された繊維強
化複合樹脂ローラ１は、メツキ処理装置の設備投資が大
きく、且つメツキ処理り程が複雑であるために製造コス
トが大となった。又、メツキ層は約３０〜１００μｍと
極めて薄いために、特に大径ローラにおいては表面が傷
付き易いといった問題があった。加えて、このような構
成のローラ１においては金属層メツキ３に傷が生じた場
合に該金属メツキ層３を新しい金属メツキ層に取替えた
り、修復するのが不可能か或いは極めて困難であった。

更に、に記構成の繊維強化複合樹脂ローラｌの繊維強化
複合樹脂管２に形成される凹状溝６が大とされる場合に
は、凹状溝６の部分と円弧状の他の部分とを分割して作
製し、各部材を接着剤にて一体に接合することにより製
造される場合があったが、このような製造方法にて製造
された繊維強化複合樹脂管２は製作寸法精度が悪く、軸
方向の曲がり１円周方向のひずみを生じ、且つ強度が苫
しく低ドするという欠点があった。

従って、本発明の目的は、高精度、高強度の凹溝付き繊
維強化複合樹脂管及び回転体並びにその製造方法を提供
することである。

本発明の他の目的は、繊維強化複合樹脂管と金属管との
間に生じる滑りの問題を解決し、汁つ繊維強化複合樹脂
管の強度を低Ｆせしめることがなく、従って、高回転ト
ルク用としても使用することので５る凹溝付き繊維強化
複合樹脂回転体及びその製造法を提供することである。

本発明の更に他の目的は、必要に応じて極めて迅速且つ
容易に金属管の取科えを行なうことができ、保守管理が
容易である凹溝付き繊維強化複合樹脂回転体及びその製
造法を提供することである。

古　　　　るための 」−記［１的は本発明に係る繊維強化複合樹脂ロラ及び
その製造法にて達成される。要約すれば本発明は、長手
方向に沿って少なくとも１つの凹状の溝が成形されて成
る１強化ｍ雄として連続繊維を使用した凹溝付き＆ａ維
強化複合樹脂管である。

斯る凹溝付き繊維強化複合樹脂管はそのまま摺動案内軸
或いはローラ、ドラム等の回転体として使用することも
できるし、更に外表面に金属管を嵌装するか、メ７ギ等
により金属メツキ層を形成してローラ或いはドラム状の
凹溝付き繊維強化複合樹脂回転体として使用される。

金属管を外表面に備えた繊維強化複合樹脂回転体におい
ては、金属管の内周面にはＨ＆維強化複合樹脂管の凹状
溝に対応して長手方向に沿って凹状の溝が形成され、繊
維強化複合樹脂管の凹状溝と金属管の凹状溝とに係合す
るようにキ一部材が挿入される。又、別法として、金属
管の内周面には、繊維強化複合樹脂管の凹状溝に嵌合す
るべく該凹状溝に対応して長「方向に沿って凸状の突起
か形成され、金ｊ４管と繊維強化複合樹脂管との間の相
吋回転連動が防１トされる。

１、記各繊維強化複合樹脂ローラの内、特に繊維強化樹
脂管は、（ａ）収縮拡大自在とされる複数のマンドレル
部材から成り、該マンドレル部材には協働して長−ｆ軸
線方向に凹状溝を少なくとも１つ画成する切欠き部が形
成されたマンドレルを川へする［程、（ｂ）Ｊ−記マン
ドレルを拡大した状態にて該マンドレルＬに、樹脂が含
浸された強化繊維をフィラメントワインディング法にて
所定の厚さまで巻付けるか或いはプリプレグを所定厚さ
に巻付けることにより繊維強化樹脂層を形成する工程、
（Ｃ）繊維強化樹脂層の前記マンドレルに形成された凹
状溝に相当する部分に溝押し冶ルを外方より′８′１接
し１次いで該＃ａ維強化樹脂層を凹状溝内へと押入する
ことにより各マンドレル部材を収縮させると共に該凹状
溝に相当する部分の繊維強化樹脂層を該凹状溝へと成形
する［程、（ｄ）繊維強化樹脂層を固化するＹ二程、（
ｅ）溝押し治具をマンドレルから取外し、そして固化さ
れた繊維強化樹脂層をマンドレルから引抜く工程、を特
徴とする製造法にて好適に！Ｖ潰される。

尺ム遺 次に１本発明に係る繊維強化複合樹脂管及び回転体並び
にその製造法について図面を参照して更に詳しく説明す
る。

第１図には本発明に係る繊維強化複合樹脂回転体の一実
施例が示される０本実施例によると、ローラ形状とぎれ
る繊維強化複合樹脂回転体１０は、　Ｍ＆ｍ強化複合樹
脂？Ｉ？ｘｔと、該Ｈ＆維強化複合樹脂管１１の外表面
に表装された薄肉の金属管１２とを備えており、該繊維
強化複合樹脂管１１の外表面にはｌ＋ｍ線方向に沿って
成形加重により少なくとも１つの１．４：実施例では直
径方向に対向した位δに２つの凹状の溝１３が成形され
る。

又、金属管１２の内周面には、従来と同様に、前記繊維
強化複合樹脂管１１の凹状溝１３に対応した位δに長手
軸線方向に沿って凹状の溝１４が形成される。前記繊維
強化複合樹脂管の前記凹状溝１３と＋ｉｉｊ記金属管の
前記凹状１４１４とにて画成される空間部、つまりキー
溝には両溝部１３．１４に係合するようにしてキ一部材
１５が挿入される。

このようにして製造されたｍ雄強化複合樹脂ローラ１０
の両端部内周面には、従来のａ−ラと［ｉη様にして接
着剤又は螺合等の任意の手段により端板１６が固定され
、該端板１６に回転軸１７が固着され、回転自在に支持
し得るように構成される。

未発明の他の！８様に従えば、繊維強化複合樹脂口〜う
１０は、第２図に図示されるように、金属管１２の内表
面にも長手軸線方向に沿って凸状の突起１８を１＆杉又
は機械加工により形成し、該突起１８が前記繊維強化複
合樹脂管１１の凹状溝１３に適合するように両管１１．
１２を嵌装することにより構成することもできる。斯る
構成によれば先の実施例で必要とされたキ一部材１５は
必要ではない。

１ユ記各実施例にて各ｔｒＦ１１．１２に形成される溝
の形状は矩形であるとして説明したが、他の任意の形状
とすることもできる。

勿論、第２図の構成の繊維強化複合樹脂ローラ１０にお
いて、金属層としては！ａ鮒強化複合樹脂管１１の外表
面には金属管１２を嵌装する代りに金属材料を厚さ３０
〜１００．ａｍにてメツキすることにより金属メツキ層
１２を形成することもできる。

本発明に従って形成される繊維強化複合樹脂管に使用さ
れる強化繊維としては１にＪ繊維、ガラス繊維又は７ラ
ミドｍ＃Ｉが使用され４該強化繊維に含浸される樹脂、
即ちマトリクス樹脂としてはエポキシ、不飽和ポリエス
テル、ウレタンアクリレート、ビニルエステル、フェノ
ール、ポリウレタン等の８６ｐ！化性樹脂及び、ナイロ
ン６、ナイロン６６　ナイロン１２．ＰＢＴ、ＰＥＴ、
ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンス
ルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエテル
スルファイト、ポリフエニレンオキシ−、ノリル、ポリ
プロピレン、ポリ塩化ビニール等の熱ＩＩＴ　ｇ！性樹
脂が好適に使用され、更に耐熱性、耐候性を改良するた
めの添加剤及び着色剤等を添加することもできる。

次に、繊維強化複合樹脂ローラ１０の、特に、第３図に
図示されるように、長手軸線方向に沿って矩形凹状の溝
１３が直径方向に対向して形成された繊維強化複合樹脂
管１１の製造方法について説明する。

第４図及び第５図には、斯る繊維強化複合樹脂／ｆｆ　
１１を製造するマンドレル３０の一実施例が図示される
０本実施例によると、マンドレル３０は、！ｌｉｔ造さ
れる繊維強化複合樹脂管１１の長さよりも長くされ、断
面形状が半円形状とされる一対のマンドレル部材３１（
３１Ａ、３１Ｂ）を有する０本実施例にてマンドレル部
材３ＬＡ、３１Ｂは同じｗ造とされ、同じマンドレル部
材３１Ａ、３１Ｂのｆ面部が対向するように配置するこ
とにより一つのマンドレル３０が形成される。

マンドレル部材３１は、薄肉の金属板、例えば表面にハ
ードクロムメツキを施した炭Ｊ＝鋼板等で半円形状とさ
れたコア３２を有する。唯、該コア３２の自由端縁部は
長手方向に沿って切欠き部３３が形成される。コア３２
の内部には、長手方向に沿って対をなす大径のバネ受は
シリンダ３４と小Ｐｔ　ノバネ受はシリンダ３５とが所
定間隔離間して複数４本実施例では２対配置され、コア
３２の内壁に一体に固着される。第５図にて理解される
ように、木実Ｍ例にて対をなす大径のバネ受はシリンダ
３４と小径のバネ受はシリンダ３５はコア３２の両端部
に設けられる。又、該大径のバネ受はシリンダ３４と小
径のバネ受はシリンダ３５は、第４図、第５図にて理解
されるように、マンドレル部材３１Ａ、３１Ｂがｑ］い
に組合されたとき大径のバネ受はシリンダ３４内に小径
のバネ受はシリンダ３５が嵌合し、！［：いに摺動案内
するようにされる。

本実施例に従えば、マンドレル部材３１Ａ、３１Ｂが！
ｆいに組合されたとき嵌合する大径のバネ受はシリンダ
３４と小径のバネ受はシリンダ３５との間には八木３６
が配設される。これにより、両マンドレル部材３１Ａ、
３１Ｂは、対向配ｌされて画成する円形状から、介いに
外方へと張出され、第４図及び第５図の如くに概略まゆ
形状へと変形される０両マンドレル部材３１Ａ、３１Ｂ
の外方への位置規制は、コア内布に固着された支持板３
７に固定板３８を螺子３９等にて着脱自在に取付けるこ
とによりＬ！成される。

本実施例によると、固定板３８には駆動軸４０が溶接等
により一体に固着されている。従って、ｉ　′ｆ−３９
を外すことによって、後述するように、例えマンドレル
３０に強化繊維が巻付けられた後であっても、マンドレ
ル３０を駆動軸４０から第５図で矢印方向に移動するこ
とによりマンドレル３０を駆動軸４０から取外すことが
可能となる。

次に、１−記構成のマンドレル３０を使用１〜で繊維強
化複合樹脂管１１を製造する方法について説明する。

第５図の如くに組ケられたマンドレル上に、第６図に図
示されるように、樹脂が含浸きれた強化繊維を通常のフ
ィラメントワインディング法により所定厚さとなるよう
に巻付けるか、或いはプリプレグ（一方向プリプレグ、
クロスプリプレグ等）を所定厚さで巻付けてまゆ形状の
ｌａ維強化樹脂層１１ａを形成せしめる。

次いで・螺子３９を取外すことにより固定板３８と支持
板３７とを分離する。これにより、マンドレル３０は駆
動軸４０から第５図で矢印方向に移動することにより取
外すことができる。駆動軸４０から取外されたマンドレ
ル部材３１Ａ、３１Ｂはバネ３６の働きにより外方へと
拡に、Ｓれており、そのためにマンドレル上のｔａ　ｔ
ｌｉ強化樹脂層１１ａはまゆ形状を維持することができ
る。

この状態にて、本実施例では矩形断面形状を有した溝押
し治具４１が外方より、第６図に図示されるように、マ
ンドレル部材３１Ａ、３１Ｂの切欠き部３３を覆ってい
る繊維強化樹脂層１１ｂに当接され、更に抑圧される。

これによって、繊維強化樹脂層１１ｂは切欠き部３３に
て画成される凹状溝４２の力へと押入されて成形され、
同時にマンドレル部材３ＬＡ、３１Ｂはバネ力に抗して
１１、いに接匠するように移動を開始する。最軽的には
溝押し治Ｊ１４１は、第７図に図示されるように、マン
ドレル部材３１Ａ、３１Ｂが当接し円形状となる位ｄま
でマンドレル部材３１Ａ、３１Ｂの切欠き部にて形成さ
れる矩形断面の凹状溝４？内へと嵌入される。これによ
り繊維強化樹脂層ｌｌｂはマンドレルの長手軸線方向に
沿った凹状溝に成形される。

この状態で、即ち溝押し治具４１を凹状溝４２に挿入し
た状態にて２繊維強化樹脂層１１ａは固化（硬化）され
る、繊維強化樹脂Ｎ１１　ａを固化した後溝押し治具４
１を凹状溝４２から外し、１１゜つ固化した繊維強化樹
脂Ｒ１ｌ　＆、つまり繊維強化複合樹脂管１１をマンド
レル３０より抜き取る。

該繊維強化樹脂管１１の両端部をｖＪ断し所望の長さと
された後、第２図に示す如き形状とされた薄肉金属管１
２が嵌装され、ｔａ維強化複合樹脂ローラが製造される
か、又は、第１図に示す如き形状とされた薄肉金属管１
２が嵌装され１次いでキ一部材１３を肉骨にて形成され
るキー溝に挿入され繊維強化複合樹脂ローラが製造され
る。場合によっては、金属層としては金属管の代りに繊
維強化樹脂管１１の外表面に金属材料がメツキ等により
付着され金属メ−／を層１２が形成Ｓれる。

未発Ｉ月に従えば、上記説明にて理解されるように、ｌ
ａ維強化複合樹脂ローラを構成する繊維強化複合樹脂管
に形成されるｐ子軸線方向の門状溝が成形加１゛にて形
成されるために、強化繊維を切断することがなく、その
機械的強度が従来のものに比較すると著しく向トする。

上記ａ　明にてマンドレル３０は２つのマンドレル部材
３１Ａ、３１Ｂから４Ｉｊ成されるものとして説ＩＩ　
したが、これに限定されるものではなく、マンドレル３
０は更に３以上の複数に分割し、収縮拡大自在とされた
マンドレル部材にて構成することもできる。

＆」し１効」 本発明に係る繊維強化複合樹脂管及び回転体は以上の如
くに構成されるために、高精度、高強度の凹溝付き繊維
強化複合樹脂管及び回転体を提供することができ、又、
繊維強化複合樹脂管と金属管との間に生じる滑りの問題
を解決し、且つ繊維強化複合樹脂管に形成される長手軸
線方向の凹状溝が成形加［］にて形成されるために、強
化繊維をνｊ断することがなく、その機械的強度が従来
のものに比し著しく向上し、従って、高回転トルク用と
しても使用することができるという特長を有する。又、
斯る繊維強化複合樹脂ローラは、必要に応じて極めて迅
速はつ容易に金属管の取付えを行なうことができ、保守
管理が容易である。更に、木発す１によると、ヒ述の如
くに収縮拡大自在に分；ｌ、１されたマンドレルを使用
して繊維強化複合樹脂管を極めて好適に製造し得るとい
う特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２１３４は、本発明に係る門構＋１き繊維
強化複合樹脂回転体の実施例の横断面図である。 第３図は、本発明に係る凹溝付き繊維強化複合樹脂管の
斜視図である。 第４図から第７図は１本発明に係る凹溝付き繊維強化複
合樹脂管の製造Ｉ−稈奢説明するマンドレルの横断面１
Δである。 第８図は、従来のｍ＃Ｉ強化複合樹脂管の横断面図であ
る。 第９図は、第８図の繊維強化複合樹脂管の縦断面図であ
る。 第１０図は、従来のギー溝付繊維強化複合樹脂管の横断
面図である。 １１：Ｈ＆維強化複合樹脂管 １２：金属管（金属層） １３．１４：凹状溝 １８；凸状突起 ３０：マンドレル ３ＬＡ、３１Ｂ：マンドレル部材 ３２：コア ３３：切欠き部 ３４．３５：へネ受はシリンダ ３６：バネ ３７：支持板 ３８：固定板 ４０：駆動軸 ４１＋溝押し治具 剪７Ｚ 剪２Ｚ 剪３Ｅ １１、、。 茗６Ｚ Ｈ７１ｇ！ 剪９Ｂ １！”８１；；１ ＪＩ”　７０１ｇ！

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）長手方向に沿って少なくとも１つの凹状の溝が成形
   されて成る、強化繊維として連続繊維を使用した凹溝付
   き繊維強化複合樹脂管。 ２）長手方向に沿って少なくとも１つの凹状の溝が成形
   されて成る、強化繊維として連続繊維を使用した凹溝付
   き繊維強化複合樹脂管と、該繊維強化複合樹脂管の外表
   面に形成された金属層とを有することを特徴とする凹溝
   付き繊維強化複合樹脂回転体。 ３）（ａ）収縮拡大自在とされる複数のマンドレル部材
   から成り、該マンドレル部材には協働して長手軸線方向
   に凹状溝を少なくとも１つ画成する切欠き部が形成され
   たマンドレルを用意する工程、 （ｂ）上記マンドレルを拡大した状態にて該マンドレル
   上に、樹脂が含浸された強化繊維をフィラメントワイン
   ディング法にて所定の厚さまで巻付けるか、或いはプリ
   プレグを所定の厚さに巻付けることにより繊維強化樹脂
   層を形成する工程、 （ｃ）繊維強化樹脂層の前記マンドレルに形成された凹
   状溝に相当する部分に溝押し治具を外方より当接し、次
   いで該繊維強化樹脂層を凹状溝内へと押入することによ
   り各マンドレル部材を収縮させると共に該凹状溝に相当
   する部分の繊維強化樹脂層を該凹状溝へと成形する工程
   、 （ｄ）繊維強化樹脂層を固化する工程、 （ｅ）溝押し治具をマンドレルから取外し、そして固化
   された繊維強化樹脂層をマンドレルから引抜く工程、 を特徴とする長手方向に沿って少なくとも１つの凹状の
   溝が成形された凹溝付き繊維強化複合樹脂管の製造法。