[发明专利]复合材料辊

说明书

技术领域

本发明涉及用复合材料制作的、自旋转的圆筒状的辊。

背景技术

欲将结构物轻质化时，通常采取的方法是改变材料，改为强度比现有材料高的材料，减小构件的板厚。

在欲将消防云梯车的梯子部和高空作业车的作业臂轻质化时也同样，通常进行设计使得在抑制板厚的同时不产生强度上的问题。特别是，云梯车的梯子部或作业臂为矩形钢管的焊接结构物，由长条的钢管制成的多个相似形状的结构物以相互滑动的方式进行平移伸缩运动，因此，在结构物间设置有能够平滑运动的滑动构件和辊。为了使辊具有耐热性、并且能够耐受高的压缩强度，使用钢合金制的辊。不是云梯车或高空作业车等大型结构物时，作为辊的材质为树脂制的结构物，有日本特开平04-286633号公报中记载的例子。所述例子为在辊的芯材上对用碳纤维加强了的热固性树脂的最外周表面施行金属电镀的结构。

专利文献1：日本特开平04-286633号公报

发明内容

欲将上述云梯车的梯子部和高空作业车的作业臂轻质化时，在现有技术中存在下述问题。为了轻质化而减小构件的板厚，由此在多个构造进行平移伸缩运动时，由设置在结构物间的辊产生的局部的压缩力导致构件发生变形。为了防止由辊产生的凹陷变形而增加构件的板厚，结果通常总质量并不怎么减少。为了防止构件的凹陷，需要使辊的刚性低于钢合金制的辊，减小接触部的最大压应力。将日本特开平04-286633号公报中记载的树脂辊应用在云梯车或高空作业车中时，由于该发明用碳纤维来加强树脂，所以辊自身的刚性没有变小，没有降低接触部的表面压力的效果。

本发明的目的在于提供一种能够降低复合材料辊与结构物间的接触部的表面压力的复合材料辊。

为了解决上述课题，本发明提供了一种自旋转的复合材料辊，具有：圆筒形状的层合体，由多张布层合而成，所述布由纤维编织而成、同时含浸有树脂；片材，由与上述层合体不同的纤维形成，且覆盖上述层合体的旋转面。另外，上述布的纤维的纵向弹性模量小于上述布的树脂的纵向弹性模量。另外，上述布的纤维的硬度值低于上述布的树脂的硬度值。另外，上述片材的纤维为有机纤维。另外，在与上述层合体旋转面不同的面上设置有金属制圆板，所述金属制圆板的外径小于上述层合体的外径。另外，所述复合材料辊具有由用有机纤维加强了的树脂复合材料或石墨形成的轴材，上述层合体的中心轴的周边进行了内螺纹加工，上述轴材被旋入并紧固在上述内螺纹加工的部分中。另外，上述片材是宽度等于或小于上述层合体的旋转面的总宽度的带体，在上述层合体的旋转面上缠绕有多条上述带体。另外，在上述层合体的旋转面上设置有槽，上述槽从上述旋转面的中心部附近向上述层合体的端部延伸。

根据本发明，能够提供一种能降低复合材料辊与结构物间的接触部的表面压力的复合材料辊。

附图说明

[图1]为复合材料辊的立体图。

[图2]为复合材料辊及布的层合体的立体图。

[图3]为将用作辊的基材的布缠绕在轴上的状态的立体图。

[图4]为辊接触部的应力分布图。

[图5]为有机纤维的摩擦系数的变化图。

[图6]为在端面上粘合有保护板的复合材料辊的立体图。

[图7]为具有轴材的复合材料辊的立体图。

[图8]为在辊芯材上缠绕纤维的装置的立体图。

[图9]为在辊芯材上缠绕纤维带体的装置的立体图。

[图10]为进行了槽加工的复合材料辊的立体图。

[图11]为辊成型装置的立体图。

[图12]为消防云梯车的立体图。

[图13]为云梯车梯子部的前端辊部附近的立体图。

[图14]为高空作业车的立体图。

具体实施方式

以下使用附图说明实施例1。

图1为复合材料辊的立体图。图2为复合材料辊及多张布的层合体的立体图。图3为将用作辊的基材的布缠绕在轴上的状态的立体图。图4为辊接触部的应力分布图。图5为有机纤维的摩擦系数的变化图。

在图1中，辊芯材1是由层合有多张布2的层合体通过机械加工被切削成圆筒形状，所述布2为在木棉纤维编织而成的布中含浸酚醛树脂形成。含有树脂的布2在垂直于辊芯材1的轴的方向上层合。