JPH0342254Y2

JPH0342254Y2 -

Info

Publication number: JPH0342254Y2
Application number: JP16364186U
Authority: JP
Priority date: 1986-10-27
Filing date: 1986-10-27
Publication date: 1991-09-04
Also published as: JPS6369812U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野この考案は、たとえば合成樹脂フイルムや金属
箔の製造工程において、あるいは抄紙機、印刷機
など、いろいろな用途に供することができる、金
属と炭素繊維強化プラスチツク（CFRP）との複
合ロールに関する。

従来の技術ロールは、負荷があまりかからないような用途
はともかく、従来、ほとんどが金属で作られてい
る。金属製のロールは、表面を大変平滑にでき、
また必要に応じてクロムメツキなどの表面処理を
容易に施すことができるという利点がある。しか
しながら、一方で、たとえば合成樹脂フイルムの
製造工程で使用される、長さが数メートルにも及
ぶような、いわゆる長尺ロールになると重量が大
変大きくなり、交換等の作業がやつかいであると
いう問題がある。また、重量が大きいということ
は慣性が大きいということでもあり、微妙な速度
制御を必要とするような用途では制御系が大がか
りなものになる。

一方、金属製ロールの上記欠点を解決するもの
として、特公昭59−45843号公報で、金属製の外
筒と、この外筒に直装されたCFRP製の内筒とを
有する複合ロールが提案されている。内筒におい
ては、炭素繊維をロールの回転軸心方向にのみ配
列している。しかして、この複合ロールは、必要
とする強度の大部分をCFRP製内筒に受け持たせ
て軽量化を図るとともに、表面を金属とすること
によつて金属製ロールの特長をも合わせて引き出
そうとするものである。しかしながら、この複合
ロールは、内筒において炭素繊維をロールの回転
軸心方向にのみ配列しているので、内筒によつて
与えられる円環剛性がそれほど高くない。そのた
め、特に長尺ロールでは、曲げモーメントによつ
て円環形状が保てなくなることから断面２次モー
メントが低下し、回転軸心方向の剛性が不足する
ようになる。だから、たわみやすい。そのため、
これを防止するために金属製の外筒を厚くする必
要がでてきて、期待したほどの軽量化は達成でき
ない。また、CFRPは導電性を有するが、上記従
来のロールは、金属製の外筒にCFRP製の内筒を
直装しているので、両者の界面で電蝕が起こると
いう問題もある。

考案が解決しようとする問題点この考案の目的は、従来の複合ロールの上記欠
点を解決し、長尺ロールでもたわみを極めて小さ
くでき、かつ軽量で扱いやすいばかりか、慣性を
小さくでき、しかも電蝕の心配がなく、さらには
金属製ロールの特長をも合わせもつ複合ロールを
提供するにある。

問題点を解決するための手段上記目的を達成するために、この考案において
は、金属製の外筒と、この外筒に圧入された炭素
繊維強化プラスチツク製内筒とを有する複合ロー
ルであつて、前記内筒は前記複合ロールの回転軸
心方向に配列された炭素繊維と円周方向に配列さ
れた炭素繊維とを含み、かつ前記外筒と内筒との
間には電気絶縁層が介在されていることを特徴と
する複合ロールが提供される。

この考案において、外筒は、ステンレス鋼やア
ルミニウム合金などの金属からなつている。必要
に応じてクロムメツキなどの表面処理が施されて
いてもよいことはいうまでもない。しかして、外
筒は、主としてロールに金属製ロールの特長を与
えるものであり、ロールの機械的特性のほとんど
は後述するように内筒が受け持つので薄くてよ
い。材質などによつて異なるものの、通常、0.2
〜３mmにしておく。この0.2〜３mmという厚みは、
外筒に内筒を圧入するという、製造上の理由から
も好ましい範囲である。

内筒は、ロールの曲げ強度や曲げ剛性などの機
械的特性のほとんどを受け持つもので、炭素繊維
で樹脂を強化してなるCFRPからなつている。そ
の厚みは、ロールの直径や長さなどによつて異な
るものの、外筒への圧入を容易にするためもあつ
て、２mm以上、好ましくは５mm以上にしておく。
炭素繊維は、連続繊維の形態でもよく、また織物
の形態でもよい。しかして、そのような炭素繊維
は内筒中に45〜65体積％程度含まれており、しか
も、ロールの回転軸心に対して０〜15゜の方向、
つまり回転軸心方向と、上記軸心に対して80〜
90゜の方向、つまり円周方向の２方向に配列され
ている。これら両層が協同してロールの曲げ強度
や曲げ剛性などの機械的特性を向上させるが、そ
の厚み方向における配置は任意でよい。たとえ
ば、厚み方向において交互に層状をなすように配
置することができる。軸心方向と円周方向の炭素
繊維量は、これもまたロールの直径や長さなどに
よつて異なるが、通常、円周方向繊維量１に対し
て軸心方向繊維量を３〜６程度にする。もつと
も、この考案においては、上記両層に加えて、ロ
ールの主としてねじり強度を向上させる目的の、
回転軸心方向に対して±40〜60゜の方向に配列さ
れた炭素繊維の層をさらに含んでいてもよい。ま
た、少量の、炭素繊維以外の、いわゆる補強繊
維、たとえばガラス繊維やアラミド繊維などを併
用することも可能である。

外筒に対する内筒の圧入、装着は、表面に後述
する電気絶縁層を設けた内筒をまず製作してお
き、一方、その内筒よりもわずかに小さな内径を
もつ、外筒となる金属製の筒を用意し、その筒
に、内筒を、金属の展延性を利用して押し込んで
いくことによつて行う。

さて、上述した外筒と内筒との間には、CFRP
製内筒が導電性を有することによる電蝕の問題を
防止するため、電気絶縁層が介在される。しかし
て、この電気絶縁層は、20〜200μｍ程度の薄い
もので、導電性をもたない、たとえばガラス繊維
やアラミド繊維などを使用した繊維強化プラスチ
ツクや、合成樹脂などにより構成される。

この考案をその一実施態様に基いてさらに詳細
に説明するに、図面において、複合ロールは、金
属製の外筒２と、CFRP製の内筒１とを有してい
る。これら外筒２と内筒１との間には、電気絶縁
層３が介在せしめられている。また、ロール端に
は、たとえば接着によつて金属製のヘツダ４が装
着され、このヘツダ４に、ロール支持軸用のベア
リング５が嵌着されている。ロール端とヘツダ４
との間には、電気絶縁層３と同様の電気絶縁層６
が介在せしめられているが、これは必ずしも必要
なものではない。

考案の効果この考案の複合ロールは、その曲げ強度や曲げ
剛性といつた機械的特性のほとんどを受け持つ炭
素繊維強化プラスチツク製の内筒を有するが、そ
の内筒は複合ロールの回転軸心方向と円周方向に
配列された炭素繊維を含んでいるので、上述した
特性が大きく向上し、たとえ長尺ロールでも、し
かも金属製の外筒を薄くしてもたわみを防止でき
るようになる。したがつてまた、より軽量とな
り、交換作業等が容易になるばかりか、慣性が小
さくなるから速度制御等も容易になる。しかも、
外筒を金属で構成しているから、従来の金属製ロ
ールの特長はいささかも失われない。また、この
考案の複合ロールは、金属製の外筒とCFRP製の
内筒との間に電気絶縁層を介在せしめているか
ら、特公昭59−45843号公報で提案されているも
のの欠点であつた電蝕の心配もない。

【図面の簡単な説明】

図面は、この考案の一実施態様にを示す一部破
断概略正面図である。１：炭素繊維強化プラスチツク製内筒、２：金
属製外筒、３：電気絶縁層、４：金属製ヘツダ、
５：ベアリング、６：電気絶縁層。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

金属製の外筒と、この外筒に圧入された炭素繊
維強化プラスチツク製内筒とを有する複合ロール
であつて、前記内筒は前記複合ロールの回転軸心
方向に配列された炭素繊維と円周方向に配列され
た炭素繊維とを含み、かつ前記外筒と内筒との間
には電気絶縁層が介在されていることを特徴とす
る複合ロール。