JPH08309925A - 金属製円筒体を被覆した繊維強化樹脂円筒体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】長尺、大口径でも高精度な前加工を必要とする
ことなく金属を被覆でき、また、被覆後に熱処理加工し
ても精度劣化を抑さえることが期待できる、金属製円筒
体を被覆した繊維強化樹脂円筒体を提供する。 【構成】縦弾性係数が 7.0×10³ kgf/mm² 〜 7.5×10³
kgf/mm² である金属製円筒体を被覆した繊維強化樹脂円
筒体において、嵌合面直径 dφ、締めしろδの関係が、
3.12d² ×10^-6＋1.53d×10^-3−6.88×10^-3≦δ≦8.47d²
×10^-6＋1.95d×10^-3−9.45×10^-3であることを特徴と
する金属製円筒体を被覆した繊維強化樹脂円筒体、およ
び繊維強化樹脂円筒体を所定の縦弾性係数を有する金属
製円筒体に締め代を規定したうえで挿入し、金属製円筒
体を規定の締め代を得られるように加熱した後に絞り加
工法を用いて被覆を行なう金属製円筒体を被覆した繊維
強化樹脂円筒体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、土木建築分
野における柱、梁、補強材などとして用いられる金属被
覆された繊維強化樹脂円筒体、あるいは合成樹脂フィル
ムの製造装置、印刷装置などの各種産業用ロールとして
使用される、金属被覆された繊維強化樹脂ロールおよび
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、合成樹脂フィルムの製造装置、
印刷装置等の産業用として用いられるロールは、ほとん
どが金属製であったが、繊維強化樹脂の軽量かつ高剛性
の特徴が生かせるロールの需要が伸びている。特に長尺
のロールや大口径の金属製ロールでは、重量の増大によ
るメンテナンス性およびロール回転速度制御の変化が問
題であった。

【０００３】しかしながら金属製ロールは、表面を平滑
にしたりメッキ処理を施すなど表面処理が容易であり、
ロール表面に溝加工を行なうこともできるなどの利点が
ある。

【０００４】金属製ロールが持つ上述の短所を解決し、
利点を生かす方法として、特公昭59-45843号公報や実開
昭63-69812号公報、実開昭63-101324 号公報、特開平3-
286847号公報で繊維強化樹脂円筒体に金属製円筒体を被
せてなる複合ロールが記載されている。例えば、特開平
3-1937号公報では、加熱された薄肉金属短管を繊維強化
複合樹脂棒状成形体の外周面上に配置することが記載さ
れている。上記方法により、上記薄肉金属短管が常温ま
で冷却の後には、締まり嵌めの効果を生じる。しかしな
がら上記製造方法では、あらかじめ上記薄肉金属短管を
上記繊維強化複合樹脂棒状成形体の外周にあわせて高精
度に加工しておく必要がある。さらに、被覆する金属が
短管であることから、長尺の棒状体に被覆しようとする
際には工程数が増大するという問題があった。

【０００５】特開平3-1937号報に限らず、従来の技術に
おいて繊維強化樹脂円筒体に金属製円筒体を被覆する際
に一般的に用いられる方法である焼き嵌め及び圧入にお
いては、双方の円筒体の曲がり及び真円度をあらかじめ
高精度に加工する必要があり、コストアップにつなが
る。また、金属製円筒体に繊維強化樹脂円筒体を挿入す
る途中で金属製円筒体の温度が下がり、熱膨脹寸法が小
さくなってしまうことから、長尺又は大口径のロールに
は対応できない短所がある。対応できるように金属製円
筒体の加熱温度を上げることは、金属製円筒体や内筒た
る繊維強化樹脂円筒体の材質が変化することが考えられ
るので好ましくない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した問
題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところ
は、長尺であり、締めしろを有する一本の金属製円筒体
により被覆した金属被覆繊維強化樹脂円筒体を提供する
にある。また、被覆前に高精度な加工を行なう必要がな
く、長尺、大口径であっても、容易に金属製円筒体を繊
維強化樹脂円筒体に被覆加工を行なうことができ、か
つ、被覆加工後に80℃程度の耐熱性を与える、金属製円
筒体で被覆された繊維強化樹脂円筒体およびその製造方
法を提供することにある。さらには、容易な手段をもっ
て複合管嵌合部にメッキ液等の水分の浸入を防止する金
属被覆繊維強化樹脂円筒体の製造方法を提供するにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下の構成をとる。

【０００８】本発明の金属製円筒体を被覆した繊維強化
樹脂円筒体は、縦弾性係数が 7.0×10³ kgf/mm² 〜 7.5
×10³ kgf/mm² である金属製円筒体を被覆した繊維強化
樹脂円筒体において、嵌合面直径 dφ、締めしろδの関
係が、3.12d² ×10^-6＋1.53d×10^-3−6.88×10^-3≦δ≦
8.47d² ×10^-6＋1.95d×10^-3−9.45×10^-3であることを
特徴とする。

【０００９】ここで、嵌合面直径 dφ、締めしろδの関
係が3.12d² ×10^-6＋1.53d×10^-3−6.88×10^-3≦δ≦8.
47d² ×10^-6＋1.95d×10^-3−9.45×10^-3であっても、縦
弾性係数が 7.0〜 7.5×10³ kgf/mm² の範囲にない場合
は所望の耐熱性を得ることはできず、熱がかかると寸法
精度の劣化を起こす。あるいは、締め付けが強すぎて内
筒たる繊維強化樹脂円筒体を圧縮しすぎる恐れもある。
上記金属製円筒体は、繊維強化樹脂円筒体表面に金属の
性質を与えるためのものなので、機械的強度が要求され
るものではなく、肉厚は0.1〜3mmに仕上げられれば良
い。本発明による金属製円筒体については上記性質を満
足するものを前提としている。

【００１０】上記縦弾性係数の範囲を満たす金属とし
て、例えば、アルミニウム合金がある。

【００１１】繊維強化樹脂円筒体について、強化繊維と
して炭素繊維、ガラス繊維、ポリアラミド繊維などあ
る。マトリクス樹脂としては、一般的にエポキシ、フェ
ノール、不飽和ポリエステルのような熱硬化性樹脂を用
いる。強化繊維の配向については、金属被覆後の使用状
況にも左右される。しかし通常は、繊維強化樹脂円筒体
が金属管の締め付けに耐えるためには、長手方向に対し
て0゜〜15゜ の角度をなす配向と、長手方向に対して 80゜
〜90゜ の角度、つまり円周方向の配向とが共存すること
が望まれる。長手方向繊維と円周方向繊維との体積比は
3:1〜6:1 ほどであるが、配置は任意で良い。繊維強化
樹脂円筒体における強化繊維の体積含有率は45％〜65％
である。上記繊維強化樹脂円筒体の肉厚は、円筒体外径
および使用条件により異なるが、 2mm〜20mmのものをフ
ィラメントワインディング法もしくはプリプレグの積層
で構成する。

【００１２】本発明に係る他の金属製円筒体を被覆した
繊維強化樹脂円筒体は、縦弾性係数が 1.8×10⁴ kgf/mm
² 〜 2.3×10⁴ kgf/mm² である金属製円筒体を被覆した
繊維強化樹脂円筒体において、嵌合面直径 dφ、締めし
ろδの関係が、9.24d²×10^-7＋8.86d×10^-4−7.11×10
^-3≦δ≦2.58d² ×10^-6＋1.34d×10^-3−1.73×10^-2であ
ることを特徴とする。

【００１３】ここで、嵌合面直径 dφ、締めしろδの関
係が9.24d² ×10^-7＋8.86d×10^-4−7.11×10^-3≦δ≦2.
58d² ×10^-6＋1.34d×10^-3−1.73×10^-2であっても、縦
弾性係数が 1.8〜 2.3×10⁴ kgf/mm² の範囲にない場合
は所望の耐熱性を得ることはできず、熱がかかると寸法
精度の劣化を起こす。

【００１４】上記縦弾性係数の範囲を満たす金属として
は、例えば、ステンレス鋼が挙げられる。

【００１５】上記の本発明に係る金属製円筒体を被覆し
た繊維強化樹脂円筒体は、繊維強化樹脂円筒体長さと上
記金属製円筒体を被覆した繊維強化樹脂円筒体直径との
比が５を超えるものであるものに好ましく適用される。

【００１６】本発明の前記金属製円筒体を被覆した繊維
強化樹脂円筒体は、ヘッダを備えた金属製円筒体を被覆
した繊維強化樹脂ロールとすることができる。

【００１７】ロールは、ヘッダを備える。図２の実施例
では繊維強化樹脂円筒体の両端部にヘッダ２ａにさらに
軸部２ｂが取付けられている。

【００１８】上記ヘッダは、通常はエポキシ樹脂等の接
着剤により固定する。ヘッダは炭素鋼、ステンレス鋼、
アルミニウム合金といった金属を用いる。上記ヘッダは
ボスと軸とが別々に加工された後に組み立てられるもの
でも良く、あるいは、一体であっても良い。さらには、
ボスがベアリングなどのためのハウジングであっても良
い。すなわちヘッダは、上記金属製円筒体を被覆した繊
維強化樹脂ロールと外部設備とを係合する役割を果たす
ものである。

【００１９】本発明においては、金属製円筒体とヘッダ
との密着面内に密閉機構を存在せしめることによって密
着面内への水分の侵入を防止する。

【００２０】密閉機構としてはガスケットやＯリングを
用いれば良い。また、Ｖパッキンや石綿布、石綿ジョイ
ントシートなども用いることもできる。ガスケットを用
いる際にはシリコン等の粘性と密閉性を同時に有するも
のを塗布するとより効果的に密閉できる。上記密閉機構
は繊維強化樹脂円筒体外周面に溝を付加し上記溝に埋め
込んでも良いし、金属製円筒体内周面に溝を付加し上記
溝に埋め込むこともできる。

【００２１】本発明に係る金属製円筒体を被覆した繊維
強化樹脂円筒体の製造方法は、被覆する金属製円筒体を
あらかじめ加熱して熱膨張させたまま上記金属製円筒体
の縮径絞り加工を行ない、上記繊維強化樹脂円筒体に密
着させた後に常温冷却して上記金属製円筒体が上記繊維
強化樹脂円筒体に締まり嵌め接合することを特徴とす
る。

【００２２】縮径絞り加工の手段としては、例えば特開
平１−３２０１３７号公報に示されるようなダイスによ
る引き抜き，あるいは磁気成形加工による方法がある。

【００２３】縮径絞り加工により上記金属製円筒体の内
周面を上記繊維強化樹脂円筒体外周面に密着せしめる。
この時金属製円筒体の加熱温度は、縮径絞り加工後に予
定される使用環境温度あるいはメッキ処理等の加熱温度
より高くする必要がある。その理由は、磁気成形加工後
の熱処理時にも金属製円筒体が繊維強化樹脂円筒体を締
め付けた状態を保持するためである。しかし同時に、金
属製円筒体の再結晶温度より低いことが望まれる。さら
に、金属製円筒体を加熱する時は、内筒である繊維強化
樹脂円筒体のマトリクス樹脂がガラス結晶化しないよう
に加熱温度を調整するか、繊維強化樹脂円筒体を冷却す
ることが好ましい。冷却方法は繊維強化樹脂円筒体の内
側に、例えば圧力空気や水等の流体を循環させることに
より、放熱を促進する。

【００２４】また、縮径絞り加工の他の手段として、磁
気成形加工を適用する方法によると、被覆する金属製円
筒体をあらかじめ加熱して熱膨張させたまま上記金属製
円筒体の磁気成形加工による縮径を行ない、上記繊維強
化樹脂円筒体に密着させた後に常温冷却して上記金属製
円筒体が上記繊維強化樹脂円筒体に締まり嵌め接合す
る。

【００２５】この発明で用いる「磁気成形加工法」と
は、被加工物を取り巻くように電磁コイルを設け、上記
電磁コイルに瞬間的に電流を流すことにより強力な磁場
をつくり、そのとき被加工物に誘起される渦電流による
反発磁場を利用して被加工物を変形させるものである。
すなわちこの発明では、加熱部により金属製円筒体を加
熱した後、電磁コイルに電流を流して金属製円筒体を磁
気成形加工により縮径する。

【００２６】本発明の金属製円筒体を被覆した繊維強化
樹脂円筒体の他の好ましい製造方法は、繊維強化樹脂円
筒体外周に金属製円筒体を被覆する方法において、金属
製円筒体を加熱装置内にて昇温し、上記金属製円筒体の
熱膨張を保ったまま、上記加熱装置内にて上記金属製円
筒体内周に繊維強化樹脂円筒体を挿入し、次いで冷却し
て上記金属製円筒体が上記繊維強化樹脂円筒体に締まり
嵌め接合することを特徴とする。

【００２７】一般に焼き嵌めを行なうときには加熱膨脹
させたワークを一旦オーブン等の加熱装置より取り出し
て他ワークに係合する。しかし加熱膨脹させるワークの
熱容量が小さい場合、常温に取り出した際に膨脹状態を
失いやすい。そこで膨脹させるべきワーク、すなわち本
発明においては金属製円筒体を加熱装置に設置したまま
で所望の膨脹代を確保し、内部に繊維強化樹脂円筒体を
すばやく挿入する。加熱装置としては電熱線によるも
の、誘導加熱によるものなどがある。形状として、上記
金属製円筒体全体が入る炉の形状を有するものが良い。

【００２８】本発明に係る前記した金属製円筒体を被覆
した繊維強化樹脂円筒体の製造方法は、ロールの製造方
法に適用できる。

【００２９】

【作用】繊維強化樹脂円筒体に金属製円筒体を被覆する
にあたり、所定の縦弾性係数を有する金属からなる金属
製円筒体を準備し、さらに被覆後の締め代を規定するこ
とにより、従来の金属被覆繊維強化樹脂円筒体に比し
て、円筒体が昇温した際の振れなどの精度劣化が少ない
金属製円筒体を被覆した繊維強化樹脂円筒体を得る。ま
た、上記金属製円筒体を縮径加工する前に加熱して外径
方向に熱膨張させ、熱膨張させたままの金属製円筒体を
縮径して繊維強化樹脂円筒体外周面に金属製円筒体内周
面を密着させる。その後常温まで冷却して繊維強化樹脂
円筒体と金属製円筒体とを締まり嵌めの状態とする。

【００３０】

【実施例】次に、この発明の一実施例を図面を用いて詳
細に説明する。

【００３１】図１は、この発明の一実施例を示す金属製
円筒体を被覆した繊維強化樹脂円筒体の一部断面図であ
る。

【００３２】図２は、この発明の一実施例を示す金属製
円筒体を被覆する前の維強化樹脂円筒ロールの軸方向断
面図である。

【００３３】図３は、この発明の一実施例を示す金属製
円筒体を被覆した繊維強化樹脂円筒ロールの一部断面図
である。

【００３４】図４は、この発明の一実施例を示す金属製
円筒体を被覆した繊維強化樹脂ロールを、加熱後に磁気
成形加工法により縮径する工程を示す斜視図である。

【００３５】図２において、繊維強化樹脂円筒体１は、
マトリクス樹脂としてエポキシ樹脂を用い、強化繊維は
炭素繊維を用いた。この繊維強化樹脂円筒体の両端部に
は、あらかじめ軸部２ｂを有するヘッダ２ａを嵌着して
おく。上記ヘッダ２ａは、エポキシ樹脂接着剤により固
定した。また、軸部２ｂならびに密閉機構３を有するヘ
ッダ２ａを繊維強化樹脂円筒体１の両端部に嵌着したう
えで繊維強化樹脂円筒体１に金属製円筒体４を被覆する
と、上記金属製円筒体４とヘッダ２ａが密着すると同時
に密閉が成立し、メッキ液等液体の浸入が防止できる。
その後、密閉機構３はロール内に残存する。本実施例で
は密閉機構３として、ヘッダ２ａ外周にあらかじめ溝を
加工しておき、上記溝にシリコンゴム製のＯリングを埋
め込んだ。

【００３６】次にヘッダ２を嵌着した繊維強化樹脂円筒
体１に金属製円筒体４を被せる。この状態を示したのが
図２である。上記金属製円筒体４は、ＪＩＳ Ｈ４０８
０に示される記号Ａ５０５２のアルミニウム合金のパイ
プを用いた。繊維強化樹脂円筒体１に金属製円筒体４を
被せる際の隙しろは金属製円筒体４の口径並びに肉厚に
より異なる。本実施例における金属製円筒体は、外径 1
04mm、内径 100mm、円筒体面長1100mmとし、繊維強化樹
脂円筒体１の外径を99mm（＝嵌合面直径 dφ）、内径92
mm、円筒体面長1040mmとした。つまり、直径あたりの隙
間は１mmとした。この場合の繊維強化樹脂円筒体長さと
上記金属製円筒体を被覆した繊維強化樹脂円筒体直径と
の比は1040:99 ＝10.51 である。

【００３７】この発明で用いる「磁気成形加工法」と
は、上述のように、被加工物を取り巻くように電磁コイ
ルを設け、上記電磁コイルに瞬間的に電流を流すことに
より強力な磁場をつくり、そのとき被加工物に誘起され
る渦電流による反発磁場を利用して被加工物を変形させ
るものである。すなわちこの発明では、図４に示すよう
に、加熱部６により金属製円筒体４を加熱した後、電磁
コイル５に電流を流して金属製円筒体４を磁気成形加工
する。この時金属製円筒体４の加熱温度は、磁気成形加
工後に予定されるメッキ処理等の加熱温度より高くする
必要がある。その理由は、磁気成形加工後の熱処理時に
も金属製円筒体４が繊維強化樹脂円筒体１を締め付けた
状態を保持するためである。しかし同時に、金属製円筒
体４の再結晶温度より低いことが望まれる。さらに、金
属製円筒体４を加熱する時は、内筒である繊維強化樹脂
円筒体１のマトリクス樹脂がガラス結晶化しないように
加熱温度を調整するか、繊維強化樹脂円筒体１を冷却す
ることが好ましい。冷却方法は繊維強化樹脂円筒体１の
内側に、例えば圧力空気や水等の流体を循環させること
により、放熱を促進する。本実施例では常温空気により
繊維強化樹脂円筒体１の放熱を促すと同時に、縮径加工
部での金属製円筒４の加熱温度を 119℃とした。

【００３８】加熱後に磁気成形加工されて繊維強化樹脂
円筒体１の外周面に密着した金属製円筒体４は、磁気成
形加工法で密着された上に更に冷却するにつれ繊維強化
樹脂円筒体１を内径方向に締め付けるように収縮するの
で、常温下では締まり嵌め加工の効果を得ることができ
る。この際の締めしろは上記加工温度で設定する。しか
し、金属製円筒体４の内径が100 mmの場合、締めしろが
0.17mm未満では後述のメッキ処理にさらした際に、上記
金属製円筒体４が、内筒たる繊維強化樹脂円筒体１を締
め付ける力が弱まり、内筒と外筒とで軸方向に相互のズ
レを生じた。逆に締めしろ0.28mmを超えると金属製円筒
体４に作用する相互締めつけ応力が材質の降伏応力を超
え、金属製円筒体４が塑性変形することにより期待する
金属組織を損なう虞れがある。本実施例では締めしろは
0.2mmとした。

【００３９】上述のように被覆した後に常温まで冷却し
た金属製円筒体４を被覆した繊維強化樹脂ロールは、常
温冷却後にメッキ処理などを行ない加熱されても、金属
製円筒体４が繊維強化樹脂円筒体１を内径方向に締め付
ける効果が残るので、精度の劣化を防止もしくは軽減す
ることができる。本実施例により製造された金属被覆繊
維強化樹脂円筒体は、この後のメッキ処理において80℃
で２時間のメッキ処理を行なった後の金属製円筒体と繊
維強化樹脂円筒体との軸方向へのすべりは0.06mmであ
り、メッキ後の上記金属被覆繊維強化樹脂円筒体製品と
しての品質に影響なかった。同様の方法で金属製円筒体
との締めしろを0.05mmとしたところ、すべりは1.04mm、
締め代を0.1mmのとした場合は0.81mmであった。

【００４０】図２〜４は、ロールの例を示したが、これ
らの例において、ヘッダ２ａ、軸部２ｂを取り外し、図
１に示すように、単なる円筒体として、土木建築分野に
おける柱、梁、補強材等の製品とすることができる。

【００４１】図５は、本発明に係る他の好ましい金属製
円筒体を被覆する前の繊維強化樹脂ロール断面図であ
る。

【００４２】図５における金属製円筒体を被覆する前の
繊維強化樹脂ロールは、繊維強化樹脂円筒体１と、金属
製ヘッダ２ａとからなる繊維強化樹脂ロールにおいて、
上記金属製ヘッダ２ａが上記繊維強化樹脂円筒体１と嵌
合する面に接着剤充填用の溝７を有し、かつ、繊維強化
樹脂円筒体１について上記金属製ヘッダ溝部７と嵌合す
る位置に少なくとも１組の対向する貫通穴８，９を有す
ることを特徴とする。金属製ヘッダ２ａを繊維強化樹脂
円筒体１に係合する手段として接着剤を用いる場合、接
着層に空気孔（ボイド）の発生を回避する必要がある。
本発明では、あらかじめ上記繊維強化樹脂円筒体１と上
記金属製ヘッダ溝部７とが嵌合する位置に少なくとも１
組の対抗する貫通穴８，９を空けておき、上記貫通穴
８，９が地表に対して垂直となるよう位置を決め、上記
金属製ヘッダをはめ込んだ後に上記下側の貫通穴８から
接着剤を注入する。この方法によれば、上記金属製ヘッ
ダ溝部７に接着剤を塗布しておく方法に比べ、ボイド発
生を防止もしくは軽減できる。

【００４３】図５に示す金属製ヘッダ２ａを接着剤を用
いて繊維強化樹脂円筒体１に係合させた後、繊維強化樹
脂円筒体１外周および金属製ヘッダ２ａ外周に金属製円
筒体４を密着被覆する。

【００４４】図６は、本発明に係るさらに他の金属製円
筒体を被覆した繊維強化樹脂ロール断面図である。

【００４５】図６における金属製円筒体を被覆した繊維
強化樹脂ロールは、繊維強化樹脂円筒体１端部に接合さ
れたヘッダ２ａを有し、上記繊維強化樹脂円筒体１外周
ならびに上記ヘッダ２ａの外周の一部に被覆された金属
製円筒体４を上記ヘッダ２ａの肩部に沿って密着させ、
さらに上記金属製円筒体４外部に密閉機構１０，１１を
有する押さえ板１２を設けることを特徴とする。

【００４６】上記密閉機構１０，１１はガスケットやＯ
リングで実現される。押さえ板１２にガスケットやＯリ
ングを付加し、押さえ板１２における上記密閉機構１
０，１１が露出している面を、金属製ヘッダ２ａと金属
製円筒体４の面に係合させる。押さえ板１２に設けられ
た上記密閉機構１０，１１によって金属製ヘッダ２ａと
金属製円筒体４との間を密閉する。なお上記金属製ヘッ
ダへの係合手段は、ネジ締めや押しつけ機能を有する器
具を用いる。

【００４７】次に本発明の金属製円筒体を加熱装置内に
て昇温し、上記金属製円筒体の熱膨張を保ったまま、上
記加熱装置内にて上記金属製円筒体内周に繊維強化樹脂
円筒体を挿入し、次いで冷却して上記金属製円筒体が上
記繊維強化樹脂円筒体に締まり嵌め接合する装置の一例
について説明する。

【００４８】図７は、本発明の金属製円筒体を繊維強化
樹脂円筒体に締まり嵌め接合する加熱装置の概略図であ
る。

【００４９】図７において、金属製円筒体４を電熱線１
３が埋設された加熱装置１４の金属製円筒体固定台１５
に設置したままで所望の膨脹代を確保し、上方より繊維
強化樹脂円筒体１を金属製円筒体４内部にすばやく挿入
する。この際、金属製円筒体固定台１５に設けられた空
気抜き穴１６から空気が抜けるようになっている。

【００５０】金属製円筒体４内周に繊維強化樹脂円筒体
１を挿入したのちは、加熱装置内を冷却するか、金属製
円筒体が被覆された繊維強化樹脂ロールを加熱装置から
取出して冷却すればよい。

【００５１】

【発明の効果】本発明は、縦弾性係数が 7.0×10³ kgf/
mm² 〜 7.5×10³ kgf/mm² である金属製円筒体を被覆し
た繊維強化樹脂円筒体において、嵌合面直径 dφ、締め
しろδの関係が、3.12d² ×10^-6＋1.53d×10^-3−6.88×
10^-3≦δ≦8.47d² ×10^-6＋1.95d×10^-3−9.45×10^-3で
あるので、80℃程度の高温条件下において使用しても製
造時の精度を損なうことなく、かつ、被覆する金属製円
筒体の降伏応力を超えることがない。

【００５２】また、縦弾性係数が 1.8×10⁴ kgf/mm² 〜
2.3×10⁴ kgf/mm² である金属製円筒体を被覆した繊維
強化樹脂円筒体において、嵌合面直径 dφ、締めしろδ
の関係が、9.24d² ×10^-7＋8.86d×10^-4−7.11×10^-3≦
δ≦2.58d² ×10^-6＋1.34d×10^-3−1.73×10^-2であるの
で、80℃程度の高温条件下において使用しても製造時の
精度を損なうことなく、かつ、被覆する金属製円筒体の
降伏応力を超えることがない。

【００５３】上記の本発明に係る金属製円筒体を被覆し
た繊維強化樹脂円筒体は、繊維強化樹脂円筒体長さと上
記金属製円筒体を被覆した繊維強化樹脂円筒体直径との
比が５を超えるものであるので、長尺の円筒体であって
も従来技術と比べて工程数を低減することができる。

【００５４】本発明においては、繊維強化樹脂円筒体と
金属製円筒体との密着面内に密閉機構を存在せしめるこ
とによって、密着面内に水分が浸入するのを防止でき、
水分による電食を防止できる。

【００５５】本発明の前記金属製円筒体を被覆した繊維
強化樹脂円筒体は、ヘッダあるいはヘッダと軸部を備え
た金属製円筒体を被覆した繊維強化樹脂ロールとするこ
とができ、これらのロールにおいても前記した本発明の
効果を奏することができる。金属製円筒体を被覆した繊
維強化樹脂円筒体と、金属製ヘッダとからなる繊維強化
樹脂ロールにおいて、上記金属製ヘッダが上記繊維強化
樹脂円筒体と嵌合する面に接着剤充填用の溝を有し、か
つ、繊維強化樹脂円筒体について上記金属製ヘッダ溝部
と嵌合する位置に少なくとも１組の対向する貫通穴を有
するので、下側となる貫通穴から接着剤を注入すればボ
イドを生じることなく接着嵌合できる。

【００５６】繊維強化樹脂円筒体と、上記繊維強化樹脂
円筒体端部に接合されたヘッダと、上記繊維強化樹脂円
筒体外周ならびに上記ヘッダの外周の一部に被覆された
金属製円筒体からなる金属製円筒体を被覆した繊維強化
樹脂ロールにおいて、上記金属製円筒体を上記ヘッダ肩
部に沿って密着させ、さらに上記金属製円筒体外部に密
閉機構を有する押さえ板を設けたので、メッキ時などの
仕上げ処理時に上記押さえ板の外部から金属被覆繊維強
化樹脂円筒体内部へのメッキ液などの液体の流入を防止
することができる。

【００５７】繊維強化樹脂円筒体外周に金属円筒体を被
覆する方法において、被覆する金属製円筒体をあらかじ
め加熱して熱膨張させたまま上記金属製円筒体の縮径絞
り加工を行ない、上記繊維強化樹脂円筒体に密着させる
ので、上記金属製円筒体が常温冷却後には締まり嵌めと
なり、メッキ処理等の熱処理を行なっても真円度や振れ
といった形状の劣化を防止もしくは軽減することができ
る。

【００５８】繊維強化樹脂円筒体外周に金属製円筒体を
被覆する方法において、金属製円筒体の絞り加工方法と
して磁気成形加工法を用いることを特徴とするので、あ
らかじめ繊維強化樹脂円筒体並びに金属製円筒体の嵌め
合寸法を高精度に加工調整しておく必要がない。さらに
は、上記金属製円筒体を磁気成形加工法により縮径させ
る前に加熱するので、常温冷却後には締まり嵌めとする
ことができる。

【００５９】繊維強化樹脂円筒体外周に金属を被覆する
方法において、金属製円筒体を加熱装置内にて昇温し、
上記加熱装置内にて上記金属製円筒体内周に繊維強化樹
脂円筒体を挿入することを特徴とするので、上記金属製
円筒体が冷却による内径収縮を起こさず、上記繊維強化
樹脂円筒体がつかえることなく、円滑に挿入できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す金属製円筒体を被覆
した繊維強化樹脂円筒体の一部断面図である。

【図２】この発明の一実施例を示す金属製円筒体を被覆
する前の維強化樹脂円筒ロールの軸方向断面図である。

【図３】この発明の一実施例を示す金属製円筒体を被覆
した繊維強化樹脂ロールの一部断面図である。

【図４】この発明の一実施例を示す金属製円筒体を被覆
した繊維強化樹脂ロールを、加熱後に磁気成形加工法に
より縮径する工程を示す斜視図である。

【図５】本発明に係る他の好ましい金属製円筒体を被覆
する前の繊維強化樹脂ロール断面図である。

【図６】本発明に係るさらに他の金属製円筒体を被覆し
た繊維強化樹脂ロール断面図である。

【図７】本発明の金属製円筒体を繊維強化樹脂円筒体に
締まり嵌め接合する加熱装置の概略図である。

【符号の説明】

１ 繊維強化樹脂円筒体 ２ａ ヘッダ ２ｂ 軸部 ３ 密閉機構 ４ 金属製円筒体 ５ 電磁コイル ６ 加熱部 ７ ヘッダ溝部 ８，９ 貫通穴 １０，１１ 密閉機構 １２ 押さえ板 １４ 加熱装置

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】縦弾性係数が 7.0×10³ kgf/mm² 〜 7.5×
   10³ kgf/mm² である金属製円筒体を被覆した繊維強化樹
   脂円筒体において、嵌合面直径 dφ、締めしろδの関係
   が、3.12d² ×10^-6＋1.53d×10^-3−6.88×10^-3≦δ≦8.
   47d² ×10^-6＋1.95d×10^-3−9.45×10^-3であることを特
   徴とする金属製円筒体を被覆した繊維強化樹脂円筒体。
2. 【請求項２】縦弾性係数が 1.8×10⁴ kgf/mm² 〜 2.3×
   10⁴ kgf/mm² である金属製円筒体を被覆した繊維強化樹
   脂円筒体において、嵌合面直径 dφ、締めしろδの関係
   が、9.24d² ×10^-7＋8.86d×10^-4−7.11×10^-3≦δ≦2.
   58d² ×10^-6＋1.34d×10^-3−1.73×10^-2であることを特
   徴とする金属製円筒体を被覆した繊維強化樹脂円筒体。
3. 【請求項３】繊維強化樹脂円筒体長さと上記金属製円筒
   体を被覆した繊維強化樹脂円筒体直径との比が５を超え
   るものであることを特徴とする請求項１または２に記載
   の金属製円筒体を被覆した繊維強化樹脂円筒体。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の金属製円
   筒体を被覆した繊維強化樹脂円筒体がヘッダを備えたも
   のであることを特徴とする金属製円筒体を被覆した繊維
   強化樹脂ロール。
5. 【請求項５】金属製円筒体とヘッダとの密着面内に密閉
   機構を存在せしめたことを特徴とする請求項４に記載の
   金属製円筒体を被覆した繊維強化樹脂ロール。
6. 【請求項６】金属製円筒体を被覆した繊維強化樹脂円筒
   体と、金属製ヘッダとからなる繊維強化樹脂ロールにお
   いて、上記金属製ヘッダが上記繊維強化樹脂円筒体と嵌
   合する面に接着剤充填用の溝を有し、かつ、繊維強化樹
   脂円筒体について上記金属製ヘッダ溝部と嵌合する位置
   に少なくとも１組の対向する貫通穴を有することを特徴
   とする請求項５に記載の金属製円筒体を被覆した繊維強
   化樹脂ロール。
7. 【請求項７】繊維強化樹脂円筒体と、上記繊維強化樹脂
   円筒体端部に接合されたヘッダと、上記繊維強化樹脂円
   筒体外周ならびに上記ヘッダの外周の一部に被覆された
   金属製円筒体からなる金属製円筒体を被覆した繊維強化
   樹脂ロールにおいて、上記金属製円筒体を上記ヘッダ肩
   部に沿って密着させ、さらに上記金属製円筒体外部に密
   閉機構を有する押さえ板を設けたことを特徴とする金属
   製円筒体を被覆した繊維強化樹脂ロール。
8. 【請求項８】繊維強化樹脂円筒体外周に金属製円筒体を
   被覆する方法において、被覆する金属製円筒体をあらか
   じめ加熱して熱膨張させたまま上記金属製円筒体の縮径
   絞り加工を行ない、上記繊維強化樹脂円筒体に密着させ
   た後に冷却して上記金属製円筒体が上記繊維強化樹脂円
   筒体に締まり嵌め接合することを特徴とする金属製円筒
   体を被覆した繊維強化樹脂円筒体の製造方法。
9. 【請求項９】縮径絞り加工が磁気成形加工であることを
   特徴とする請求項８に記載の金属製円筒体を被覆した繊
   維強化樹脂円筒体の製造方法。
10. 【請求項１０】繊維強化樹脂円筒体外周に金属を被覆す
    る方法において、金属製円筒体を加熱装置内にて昇温
    し、上記加熱装置内にて上記金属製円筒体内周に繊維強
    化樹脂円筒体を挿入し、次いで冷却して上記金属製円筒
    体が上記繊維強化樹脂円筒体に締まり嵌め接合すること
    を特徴とする金属製円筒体を被覆した繊維強化樹脂円筒
    体の製造方法。
11. 【請求項１１】金属製円筒体を被覆した繊維強化樹脂円
    筒体が、繊維強化樹脂円筒体長さと上記金属製円筒体を
    被覆した繊維強化樹脂円筒体直径との比が５を超えるも
    のであることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに
    記載の金属製円筒体を被覆した繊維強化樹脂円筒体の製
    造方法。
12. 【請求項１２】請求項８〜１１のいずれかに記載の金属
    製円筒体を被覆した繊維強化樹脂円筒体の製造方法にお
    いて、製造されるべき金属製円筒体を被覆した繊維強化
    樹脂円筒体がヘッダを備えたものであることを特徴とす
    る金属製円筒体を被覆した繊維強化樹脂ロールの製造方
    法。
13. 【請求項１３】繊維強化樹脂円筒体と、上記繊維強化樹
    脂円筒体端部に接合されたヘッダと、上記繊維強化樹脂
    円筒体外周ならびに上記ヘッダの外周の一部に被覆され
    た金属製円筒体からなり、上記金属製円筒体を上記ヘッ
    ダ肩部に沿って密着させ、さらに上記金属製円筒体外部
    に密閉機構を有する押さえ板を設けた状態で仕上げ処理
    することを特徴とする金属製円筒体を被覆した繊維強化
    樹脂ロールの製造方法。