(57)【要約】【課題】芯材本体とブッシュとの密着性を向上した芯材を提供する。【解決手段】繊維強化プラスチック製の円筒体であり、その長さ方向両端部分の内周部に接着層３を有する芯材本体２と、接着層３の内周部に接着固定される円筒状のブッシュ４とを有し、ブッシュ４が長さ方向に延びる線状の切り欠き５を有する。接着層３の層厚が芯材本体２の内径寸法とブッシュ４の外径寸法の寸法差を二等分した厚みを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化プラスチック製の円筒体であり、その長さ方向両端部分の内周部に接着層を有する芯材本体と、前記接着層の内周部に固定される円筒状のブッシュとを有し、前記ブッシュが長さ方向に延びる線状の切り欠きを有する芯材。
【請求項２】
前記切り欠きが前記ブッシュの長さ方向全長に形成されている請求項１に記載された芯材。
【請求項３】
前記芯材本体は、長さ方向両端部分の内周部がその長さ方向両端部分以外の内周部よりも表面粗さの大きい粗面部なっている請求項１また２に記載された芯材。
【請求項４】
前記接着層の層厚が前記芯材本体の内径寸法と前記ブッシュの外径寸法の寸法差を二等分した厚みを有する請求項１〜３のいずれか１項に記載された芯材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載された芯材の製作方法であって、樹脂を含浸した強化繊維を芯金に巻回して円筒状の芯材本体を形成する工程と、その芯材本体の長さ方向両端部分の内周部に接着剤を塗布して接着層を形成する工程と、前記接着層の径方向内側に長さ方向に延びる線状の切り欠きを有する円筒状のブッシュを挿入する工程と、前記ブッシュの内周部に沿う断面円弧状の一対の押圧片により前記ブッシュの内周部から直径方向外向きに押圧する工程を備えた、芯材の製作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムやシートなどを巻き取るための円筒状の芯材および芯材の製作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製紙、印刷機械の紙、シート、フィルム等の巻き取りロール等に用いられる芯材は、通常、フィルム等の搬送、巻き取りに伴って高速回転されるものであり、高速回転に耐え得る曲げ強度を備え、回転慣性が小さくなるように軽量であることが要求されている。
【０００３】
このような要求に対応するため、金属製管体と比較して、軽量、高剛性、高強度等の特徴を有する繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製の芯材が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１１７７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、シートやフィルムなどがより薄いものとなり、これを巻き取る際の撓みやしわの発生を防止するために、上記の芯材は、外径寸法を大きくして対応することがある。外径寸法を大きくするには肉厚を大きくすればよいが、重量が増加するおそれがある。
【０００６】
そこで、特許文献１に記載された芯材では、軽量化を図るために、肉厚を変えずに外径寸法を大きくし、その長さ方向両端の内周部に円筒状の樹脂製のブッシュを接着固定して対応していた。
【０００７】
しかしながら、巻き取りに対する偏心を防止するには、樹脂製のブッシュを芯材の長さ方向両端部分の内周部に対して、その径方向位置を高い精度で挿入し接着固定させる必要がある。また、このように挿入された樹脂製のブッシュは、芯材の内周面に対する密着性が不十分となるおそれがある。
【０００８】
密着性が不十分であると、巻き取り機の回転シャフトがブッシュ内に挿し込まれた状態で、芯材の自重あるいは巻き取られたシートやフィルムの重量により、ブッシュの中心軸に対して、芯材の中心軸が下方に偏心するという問題がある。
【０００９】
そこで、この発明の課題としては、芯材本体とブッシュとの密着性を向上した芯材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、この発明は、繊維強化プラスチック製の円筒体であり、その長さ方向両端部分の内周部に接着層を有する芯材本体と、前記接着層の内周部に接着固定される円筒状のブッシュとを有し、前記ブッシュが長さ方向に延びる線状の切り欠きを有する構成を採用することができる。
【００１１】
この構成によると、ブッシュは線状の切り欠きを形成する周方向の両内縁部が周方向に広がることによって、その外周部の全周を接着層の外周部に沿わせることができるので、ブッシュを接着層に対して全周にわたり密着させることが可能となる。
【００１２】
前記構成において、前記切り欠きが前記ブッシュの長さ方向の全長に形成されている構成を採用すると、ブッシュの外周部を接着層に対して全周のみならず、長さ方向の全長にも密着させることができる。
【００１３】
前記芯材本体は、長さ方向両端部分の内周部がその長さ方向両端部分以外の内周部よりも表面粗さの大きい粗面部となっている構成を採用すると、粗面部に接着層が食い込むことで芯材本体とブッシュとの接着強度が向上する。
【００１４】
また、前記接着層の層厚が前記芯材本体の内径寸法と前記ブッシュの外径寸法の寸法差を二等分した厚みを有する構成を採用することができる。この構成によると、接着層にブッシュを固定すると、芯材の中心軸に対するブッシュの中心軸の偏心量を最小限に抑えることができる。
【００１５】
この発明に係る芯材は、樹脂を含浸した強化繊維を芯金に巻回して円筒状の芯材本体を形成する工程と、その芯材本体の長さ方向両端部分の内周部に接着剤を塗布して接着層を形成する工程と、前記接着層の径方向内側に長さ方向に延びる線状の切り欠きを有する円筒状のブッシュを挿入する工程と、前記ブッシュの内周部に沿う断面円弧状の一対の押圧片により前記ブッシュの内周部から直径方向外向きに押圧する工程を備えた製作方法によって製作される。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の芯材は、ブッシュが芯材本体の長さ方向両端部分の内周部に周方向全周にわたって密着した状態で固定されるので、芯材の中心軸に対するブッシュの中心軸の偏心量を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明に係る実施形態の芯材の縦断面図
【図２】同上の芯材の要部拡大縦断面図
【図３】同上のブッシュを示す斜視図
【図４】同上の芯材本体にブッシュを固定する状態を示す説明図
【図５】同上のブッシュの他の形態を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明の実施形態に係る芯材を図１〜３に基づいて説明する。
この実施形態に係る芯材は、製紙、印刷機械の紙、シート、フィルム等を巻き取るために用いられる。
【００１９】
芯材１は、円筒状の芯材本体２と芯材本体２の長さ方向両端部分の内周部に形成された接着層３と、接着層３の内周部に固定されている円筒状のブッシュ４とを有する。
【００２０】
芯材本体２は、所定の外径を有する芯金に樹脂を含浸した繊維を筒状に巻き回すフィラメントワインディング法により成形される繊維強化プラスチック製の円筒体をなしている。この樹脂として、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等のように、ＦＲＰ管の製造に一般的に用いられる樹脂を採用することができる。また、樹脂を含浸する繊維として、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、及びセラミック繊維等が挙げられる。
【００２１】
芯材本体２は、長さ方向両端部分の内周部にその長さ方向両端部分以外の内周部よりも表面粗さが大きい粗面部２ａが全周に形成されている。芯材本体２は、その粗面部２ａの径方向内側に接着剤から構成される接着層３が全周に形成されている。
【００２２】
芯材本体２の内径寸法Ｒ２は、芯材１に対して要求される内径寸法の規格値Ｒ１に対して、接着層３およびブッシュ４の径方向の厚み分だけ大きく設定されている。
【００２３】
また、芯材本体２は、周方向および長さ方向の全域において、上記内径寸法Ｒ２の寸法公差が±０．２５ｍｍとなるように上述のフィラメントワインディング法により成形されている。
【００２４】
なお、芯材本体２の粗面部２ａは、芯材本体２の内周部に対する接着層３のアンカー効果が十分確保できれば、必ずしも形成しなくてもよい。
【００２５】
接着層３は、芯材本体２の長さ方向両端部分の内周部の全周にわたって形成されている。接着層３は、芯材本体２の長さ方向両端縁からブッシュ４の全長よりもわずかに長い範囲に形成されている。接着層３の層厚は、芯材本体２の内径寸法Ｒ２とブッシュ４の外径寸法Ｒ３の寸法差を二等分した厚みとなっている（図２参照）。
【００２６】
接着層３は、紫外線硬化樹脂等の光硬化性樹脂、又は熱硬化性樹脂により構成されている。熱硬化性樹脂には、例えば、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、及びエポキシ樹脂が用いられる。接着層３は、光または熱を受けて、あるいは常温で硬化することにより芯材本体２の内周部にブッシュ４を固定させるものである。
【００２７】
ブッシュ４は、円筒状の樹脂製の部材であって、長さ方向の全長に延びる直線状の切り欠き５を有している（図３参照）。ブッシュ４の内径寸法Ｒ４は、芯材１に対して要求される内径寸法の規格値Ｒ１となるように設定されている。
【００２８】
ブッシュ４は、周方向および長さ方向の全域において、上記内径寸法（Ｒ１）に対して±０．１３ｍｍの範囲内に収まる内径寸法となるように形成されている。また、ブッシュ４の内周面が、芯材本体２の内周面よりも小さい表面粗さを有する。ブッシュ４の素材としては、芯材本体２と同じ素材を適用することができる。
【００２９】
また、この実施形態のブッシュ４は、長さ方向の全長に延びる直線状の切り欠き５を有している。切り欠き５は直線状に限られず、曲線状であってもよいが、ブッシュ４の製作の作業性の観点から、線状であることが好ましい。ここで、直線状の切り欠きとは、そのすき間がブッシュ４の周方向の周長と比較して十分に小さいものであって線状に見えるものをいう。
【００３０】
この実施形態のブッシュ４は、芯材本体２の長さ方向両端部分の内周部の全周にわたって接着層３に密着することが可能であれば、図５に示すように、長さ方向一端縁から他端付近まで長さ方向に延びる直線状の切り欠き６を有するものであってもよい。
【００３１】
この場合、ブッシュ４の切り欠き６の長さは、ブッシュ４の全長に対して７０％以上が好ましい。７０％よりも短いと、ブッシュ４を芯材本体２の長さ方向両端部分の内周部の全周にわたって接着層３に密着させることが難しいためである。
【００３２】
なお、ブッシュ４は切り欠き５を周方向の複数箇所に有するものであってもよく、また、切り欠き６を周方向の複数箇所に有するものであってもよい。
【００３３】
この実施形態の芯材１は以上のように構成され、以下の工程によって製作される。
芯材１の製作の前準備として、樹脂成形等により円筒体を製作する。そして、その円筒体を加工して、その長さ方向の全長にわたって直線状の切り欠き５が形成された内径寸法Ｒ４を有するブッシュ４をあらかじめ製作しておく。
【００３４】
次に、芯材１の製作工程を説明する。まず、液状の樹脂を含浸した繊維を、芯金としてのマンドレルに巻回し、樹脂を硬化させた後、マンドレルを引き抜き、円筒状の芯材本体２を形成する。ここで、マンドレルの外径寸法は、上述した芯材本体２の内径寸法Ｒ２と同径となっている。
【００３５】
続いて、芯材本体２の長さ方向両端部分の内周部の全周にわたってサンドブラスト処理を行い、粗面部２ａを形成する。粗面部２ａは、芯材本体２の長さ方向両端縁からブッシュ４の全長よりもわずかに長い範囲に形成されている。
【００３６】
さらに、芯材本体２の粗面部２ａに接着剤を塗布し接着層３を形成する。そして、接着層３の径方向内側に長さ方向に延びる直線状の切り欠き５を有する円筒状のブッシュ４を挿入する。
【００３７】
接着層３内にブッシュ４を挿入した状態で、図４に示す押圧治具１３によりブッシュ４の内周部から直径方向外向きに押圧する（図４参照）。
【００３８】
ここで、押圧治具１３は、一対の押圧片１０、１１とこれらを反対方向内向きまたは外向きに移動させる伸長可能な軸状部材１２とを備える。押圧片１０、１１は、断面円弧状の板状部材から形成され、芯材本体２の長さ方向の幅がブッシュ４の長さと同じ幅に形成されている。
【００３９】
また、押圧片１０は、その径方向外側の外面１０ａが、ブッシュ４の内周部に沿った断面円弧状である。外面１０ａの曲率半径は、上記規格値Ｒ１の１／２に設定されている。
【００４０】
外面１０ａは、そのブッシュ４の周方向に沿う弧長（円弧の長さ）は、図４に示すように、例えば、ブッシュ４の周長の１／３程度に設定されており、ブッシュ４を芯材本体２に確実に押し付けることができる長さを有していればよい。なお、押圧片１１の径方向外側の外面１１ａも、押圧片１０の外面１０ａと同様に形成される。
【００４１】
軸状部材１２は、二本のねじ棒１２ａが高ナット１２ｂを介して同一直線上にねじ結合したものである。それぞれのねじ棒１２ａの外端部（高ナット１２ｂと反対側の端部）が一対の押圧片１０、１１の径方向内側の内面１０ｂ、１１ｂの中央に接続されている。軸状部材１２により、一対の押圧片１０、１１の外面１０ａ、１１ａが同一円筒面上に位置する状態となっている。
【００４２】
上記押圧治具１３は、ブッシュ４の切り欠き５が押圧片１０により押圧可能な位置で、ブッシュ４の内部に配置されて、この状態でブッシュ４を径方向内側から外向きに押圧する。
【００４３】
押圧治具１３により押圧されるブッシュ４は、全長に形成された切り欠き５のすき間が周方向外向きに広がり、その外周面の全面を芯材本体２の接着層３に密着させることができる。この結果、芯材本体２とブッシュ４との密着性が向上する。
【００４４】
また、接着層３の厚みが芯材本体２の内径寸法Ｒ２とブッシュ４の外径寸法Ｒ３の寸法差を二等分した値となっている。このため、ブッシュ４の外周面の全面を接着層３に密着させると、芯材１の中心軸に対するブッシュ４の中心軸の偏心量を最小限に抑えることができる。
【００４５】
なお、上述の製作方法において、ブッシュ４としては、必要に応じて、上述した長さ方向一端縁から他端付近まで長さ方向に延びる直線状の切り欠き６を有するブッシュ４を用いることができる。この場合、ブッシュ４を芯材本体２の内周部に挿入し易く、その姿勢が安定するので好ましい。
【符号の説明】
【００４６】
１  芯材
２  芯材本体
２ａ  粗面部
３  接着層
４  ブッシュ
５、６  切り欠き
１０、１１  押圧片
１０ａ、１１ａ  外面
１０ｂ、１１ｂ  内面
１２  軸状部材
１２ａ  ねじ棒
１２ｂ  高ナット
１３  押圧治具
Ｒ１  規格値
Ｒ２、Ｒ４  内径寸法
Ｒ３  外径寸法
【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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