JP2000351429A

JP2000351429A - 平ベルト

Info

Publication number: JP2000351429A
Application number: JP11200761A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kurita; 康史栗田; Minoru Yokosuka; 稔横須賀; Kazuya Okubo; 和也大窪; Shogo Kimoto; 省吾木元
Original assignee: Nitta Corp
Current assignee: Nitta Corp
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2000-12-19

Abstract

(57)【要約】【課題】プーリ間に張設された状態で回転駆動した場
合において、正規な軌道から外れない平ベルトを提供す
ること。【解決手段】クラウンを有する。プーリ２１、２２間
に張設され、駆動側のプーリ２１の回転に伴い回転駆動
されるループ状の平ベルトにおいて、そのミス設定角度
の公差内最大値でも、片寄り力Ｆｚが０となる様、クラ
ウンの有効利用を計るべく、ベルトに埋設されるコード
の幅方向の張力分布態様を管理できる手段を用いて、プ
ーリ２１、２２間に張設して使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、搬送、及
び動力伝達用に用いられる平ベルトに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】平ベルトについては以下の文献がある。
実開昭４８−５３０７６号には、ベルト芯体繊維の強力
利用率を高める為、従来の積層構成の帆布を止め、ベル
トの芯体部に、ベルトの幅方向の中央部分を除く、両側
縁部に対して平行に配列した芯体コードと、前記芯体コ
ードの下部に不織布を配置した。と記載されておりその
効果は、芯体強力利用率が大となり、芯体が少ないの
で、ベルトは軽量となり小さな駆動源で駆動力も少なく
て済むのでベルトを早期に痛めない。とある。又、特開
昭６３−４７２１５号には高温状態でのベルト間の粘
着、低温保持状態でのベルト硬化による過大トルクの防
止と言う課題に対して、ゴムと芯体とを組み合わせてな
るベルトにおいて、長手方向中心を境に左右対称の位置
で、かつ厚み方向の中央に芯線を入れた弾性ベルトと記
載されておりその効果は、温度変化に対してベルトの形
状が変化せず、またベルト同士の接触面圧がベルト長手
方向に均一になるので、低温において硬化せず、かつ高
温においてベルト間の粘着を防止できる。その結果、低
温から高温の広い温度範囲で負荷トルクの変動を小さく
できる。更に、特開平４−１４８７０８号にはベルトの
走行安定を得る構成において、フランジを有する、プー
リに使用されるベルトがフランジ間に等しい長さと同一
に設定されたベルト主体の両側縁部のみに高い抗張性を
有する芯体を埋設してあり、ベルト主体が強く張られた
状態でプーリに張設し、加えてクラウンを有するプーリ
において、平ベルトにおける芯体の幅方向の密度を、中
央部分は粗に両側縁部及びその近傍は密にそれぞれ設定
した。と記載されておりその効果はプーリ回転時におい
て、フランジの内面とベルト主体の両側縁部との摩擦に
よりベルト主体が引き上げるような事態は発生せず、正
規な軌道から外れるようなことはない。

【０００３】しかしながら、上記従来のものでは、平ベ
ルトを利用した搬送装置等、フランジの付かないストレ
ートプーリを用いた場合。図１０の様にプーリのミス設
定角度（β）（駆動プーリと被動プーリとの軸間の非平
行度）にほぼ比例して、片寄り力（Ｆｚ）は大きくな
る。これらの片寄り力（Ｆｚ）を小さくするには、ミス
設定角度（β）を０度にするか、ストレートプーリに凹
溝（逆クラウン効果）又は、クラウンを有するプーリを
用いて、ミス設定角度（β）の公差内で生ずる片寄り力
（Ｆｚ）を吸収出来る程度に平ベルトによりクラウン効
果で最大限活用できるようにベルト幅方向の張力分布を
与える必要が出てきた。ここで、本願発明の背景となる
試験データについて詳述する。

【０００４】図９ベルトコンベアの試験説明についてベルト両側面位置での軸間距離の違い、即ち、軸間にお
けるプーリのミス設定角度（β）、及びクラウン高さ
（Ｈ）、初期張力（ｋｇｆ／Ｎ）を試験変量とし、片寄
り力（Ｆｚ）を測定した。試験条件は以下の通りとし
た。プーリ径：Ｄ＝φ３０ｍｍ（ＳＳ黒染め加工後脱脂
処理）クラウン高さ：Ｈ＝０，０．０７，０．１４，０．２
８ｍｍ）プーリ回転数：ｎ＝２５５ｒｐｍ（周速度Ｖ＝０．４ｍ
／ｓｅｃ）試験環境：恒温恒室環境（２３゜Ｃ，６０％）座標系は図９の斜視図に対して以下の通り定義した。Ｘ：ベルト（２軸プーリ間平行の場合）初期張力の方向Ｙ：ベルト走行面の法線方向Ｚ：ベルトの幅方向本試験機は２軸掛け構造で、被動側が無負荷のベルト走
行試験とし、ベルト両側面位置での軸間距離を調整ネジ
により任意に調整できる構造とした。設定した軸間距離
は試験中一定とし、幅方向の中央位置での設定伸張率
は、０．５，１．０，１．５，２．０％ひずみとした。
走行ベルトの側面には、Ｙ軸回りに滑らかに回転するロ
ーラを取付、その反力、即ち図９のＺ方向のベルトの片
寄り力（Ｆｚ）を測定できるロードセルを、軸間の中央
位置に設置した。ローラのＺ方向の位置は、プーリにミ
ス設定が無く、かつベルトがクラウン中央を走行する際
に両者が接触し始めるような位置にした。図８試験ベルトについてベルトはシームレス構造とし、プーリと接触する走行面
はニトリルゴム、芯体はポリエステルコードとした。共通条件試験ベルトの走行面が、静止摩擦係数μｓ＝０．８０４
５，動摩擦係数μｋ＝０．２８７４。（ベルトのプーリ
接触面と凸状の１０ｍｍＸ１０ｍｍの相手材ＳＵＳ３０
４ＣＰとで測定）なお、摩擦係数測定の際は、接触面圧
ｐ＝０．０２ＭＰａ，相対速度Ｖ＝３００ｍｍ／ｍｉｎ
とし、発生する摩擦力をＮ＝８点平均値で評価した。ベルトの特性値ベルト厚み＝１．２ｍｍベルト幅＝５０ｍｍ内周長Ｌ０＝５００ｍｍベルト剛性：１５ｋｇｆ／ｃｍ幅（ベルトに１．０％引
張伸び歪み付与時）図１０プーリのミス設定角度（β）と片寄り力（Ｆｚ）
について図１０は、片寄り力（Ｆｚ）とミス設定角度（β）との
関係を示す。尚、このとき用いたプーリは、クラウン高
さＨ＝０ｍｍ（ストレートプーリ）で、初期張力Ｔ０
は、ベルトに１．０％ひずみを与えた際に生じる反力に
相当する張力とした。

【０００５】試験結果図１０に、ストレートプーリＨ＝０（ｍｍ）を用いた場
合のプーリの測定結果を示す。図１０において縦軸は片
寄り力Ｆｚ，横軸はプーリのミス設定角度を示す。これ
よりわかるように、片寄り力（Ｆｚ）はミス設定角度
（β）に対しほぼ線形の関係が見られた。そしてこの線
形の関係は、原点を通らない直線で近似され、縦軸を０
とする横軸の切辺は０ではなかった。そこで、以下この
切片をβ０と定義する。β０はミス設定角度を与えても
片寄り力Ｆｚを発生しない最大のミス設定角度の意味で
利用する。図７に、β０とクラウン高さとの関係を示
す。図において横軸はクラウン高さＨ、縦軸は各条件で
の近似値線から算出したβ０であり初張力（Ｔ０）をパ
ラメータにプロットした。図７よりわかるように、β０
はストレートプーリ（Ｈ＝０）の場合ほぼ０であるが、
Ｈの増加と共に急上昇し、その後、緩やかに低下する傾
向が見られた。すなわち本試験では、β０はクラウン高
さＨに対して、Ｈ：０．０８ｍｍ付近にピークがみら
れ、そのピークを示すＨは初期張力Ｔ０の大小には依存
しなかった。

【０００６】前述の通り、β０はプーリにミス設定角度
を与えても、片寄り力Ｆｚを発生しない最大のミス設定
角度の意味がある。従って、ベルトの走行性を維持する
目的では、β０を最大にするクラウン高さＨが、最適ク
ラウン高さであると考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本願の発明で
は、プーリ間に張設された状態で、クラウン効果を最大
限に活かし、かつ現実に発生するミス設定角度公差内で
生ずる片寄り力を吸収出来る平ベルトを提供することを
課題とする。

【課題を解決する為の手段】請求項１の発明では、駆動
プーリ２１、被動プーリ２２間に張設され、駆動プーリ
２１の回転に伴い搬送及び動力伝達に用いられる、平ベ
ルトＢにおいて、弾性部材の中に複数の芯体部材を所望
のピッチにて埋設してなる平ベルト主体１０に、プーリ
クラウン効果をより有効利用出来るように、ベルト幅方
向の張力分布態様を管理できる手段を有することとし
た。請求項２の発明では、平ベルトＢにおいて、弾性部
材の中に複数の芯体部材を所望のピッチにて埋設してな
る平ベルト主体１０に、プーリクラウン効果をより有効
利用出来るように、ベルト幅方向の張力分布態様を管理
できる手段が複数本の芯体部材のベルト成型加工時の張
力管理でなされることとしてある。請求項３の発明で
は、平ベルトＢにおいて、弾性部材の中に複数の芯体部
材を所望のピッチにて埋設してなる平ベルト主体１０
に、プーリクラウン効果をより有効利用出来るように、
ベルト幅方向の張力分布態様を管理できる手段が複数本
の芯体部材のベルト成型加工時の断面積管理でなされる
こととしてある。請求項４の発明では、平ベルトＢにお
いて、弾性部材の中に複数の芯体部材を所望のピッチに
て埋設してなる平ベルト主体１０に、プーリクラウン効
果をより有効利用出来るように、ベルト幅方向の張力分
布態様を管理できる手段が複数本の芯体部材のベルト成
型加工時の弾性率管理でなされることとしてある。請求
項５の発明では、平ベルトＢにおいて、弾性部材の中に
複数の芯体部材を所望のピッチにて埋設してなる平ベル
ト主体１０に、プーリクラウン効果をより有効利用出来
るように、ベルト幅方向の張力分布態様を管理できる手
段が複数本の芯体部材のベルト成型加工時のベルトの幅
方向中心として左右の芯体部材の撚り方向が互いに相反
するものとして、張力管理、断面積管理、弾性率管理、
いずれかを選択したことを有するものとしてある。請求
項６の発明では、前記駆動プーリ及び被動プーリのベル
ト接触面が凹溝の形状を有し、駆動プーリの回転に伴い
搬送及び動力伝達に用いられる、平ベルトＢにおいて、
弾性部材の中に複数の芯体部材を所望のピッチにて埋設
してなる平ベルト主体１０に、プーリクラウン効果をよ
り有効利用出来るように、ベルト幅方向の張力分布態様
を管理できる手段が、複数本の芯体部材のベルト成型加
工時のベルトの幅方向中心として左右の芯体部材の撚り
方向が互いに相反する、ものとして、張力管理、断面積
管理、弾性率管理、いずれかを選択したことを有するも
のとしてある。

【０００８】

【発明の実施形態】以下この出願の構成を試験データを
用いながら理論的背景を図面に従って説明する。図７に
β０とクラウン高さＨとの関係を示す。この図から言え
ることはこの試験ベルトにおいて、クラウン高さは０．
０７ｍｍ、近辺にミス設定角度の最大値が有る。しか
し、ベルトのモジュラスが（２９％）と規定したデータ
である為、（特開昭６３−１７１７０７号公報で、３．
２５〜１５％がよいと開示されている。）よって、未だ
平ベルトの成形条件に考慮しなければならない張力分布
がある。しかしこのモジュラス値はベルト幅方向の構成
が均質（張力及び弾性率）である場合に、そしてクラウ
ン形状が一定曲率の場合のみ適用できた。本願発明にお
いてはベルトのモジュラス値に左右されず、ベルト張力
管理において、プーリのクラウン部の周長以上に伸びな
いベルトの両側縁部を構成する手段を講じている為、ク
ラウン部には伸びやすく張力をベルト周長の１％を、非
クラウン部には伸び難い０．０９％以下で限界伸びに到
達する様に張設した。換言すれば、最適プーリのクラウ
ン高さＨのプーリ選択において、ベルトの蛇行及びプー
リ外れの生じ難いベルトを想定しており、この為の平ベ
ルトは、プーリのミス設定角度β０の範囲外で生ずる片
寄り力Ｆｚを相殺できる様、プーリの両端の軌道を走る
ベルトの芯体は伸び難い芯体を用いることが、必須であ
ることがわかる。即ち、ベルトコンベアの試験説明図、
図９に於いてクラウン頂上部の直径３０．１４とクラウ
ン裾部の直径３０ｍｍの周長差０．４３９６はベルト内
周長５００ｍｍに対して（≒０．０８８％）この値より
クラウン部の軌道を走るベルトの伸びは、伸び難い芯体
を用いる事で、蛇行及びプーリ外れが生じないことが分
かる。以下張力分布形態について述べる。

【０００９】この発明の平ベルトの実施の形態を、図面
に従って説明する。以下実施形態のものは、この出願の
発明の平ベルトをベルトコンベアに採用したものであ
る。基本的には、第１図に示すように、プーリ２１、駆
動プーリ２２相互間にループ状の平ベルトＢを張設して
構成されている。

【００１０】第１の実施の形態この実施例のものは、請求項２と対応するものである。
プーリ２１、２２は、図６に示すように、クラウンを有
するものであり、その幅を３０ｍｍに設定してある。平
ベルトＢは、同図に示すように、その幅を２８ｍｍに設
定してあり、ベルト主体１０内に、芯線３０の中心を両
側縁部より２ｍｍの位置を起点として、これからベルト
幅中央部まで長手方向に３本（４ｍｍ間隔）合計６本埋
設してある。上記状態において、このベルトコンベアを
回転駆動すると、従来のものより中央部の予張力が緩い
為、蛇行分力Ｆｚが少なく、又プーリ両端の予張力が強
い為、（芯体の伸びが無い）蛇行及びプリー２１及び２
２からの外れはない。

【００１１】第２の実施の形態この実施例のものは、請求項３と対応するものである。
プーリ２１、２２は、図５に示すように、クラウンを有
するものであり、その幅を３０ｍｍに設定してある。平
ベルトＢは、同図に示すように、その幅を２８ｍｍに設
定してあり、ベルト主体１０内に、芯線３０の中心を両
側縁部より２ｍｍの位置を起点として、これから中央部
まで長手方向に３本（断面積大中小を４ｍｍ間隔）合計
６本埋設してある。。上記状態において、このベルトコ
ンベアを回転駆動すると、従来のものより中央部の予張
力が緩い為、蛇行分力Ｆｚが少なく、又両端の予張力が
強い為、（芯体の伸びが無い）蛇行及びプリー２１、２
２からの外れはない。

【００１２】第３の実施の形態この実施例のものは、請求項４と対応するものである。
プーリ２１、２２は、図４に示すように、クラウンを有
するものであり、その幅を３０ｍｍに設定してある。平
ベルトＢは、同図に示すように、その幅を２８ｍｍに設
定してあり、ベルト主体１０内に、芯線３０の中心を両
側縁部より２ｍｍの位置を起点として、これから中央部
まで長手方向に３本（ヤング率大中小を４ｍｍ間隔）合
計６本埋設してある。上記状態において、このベルトコ
ンベアを回転駆動すると、従来のものよ中央部の予張力
が緩い為、片寄り力Ｆｚが少なく、又両端の予張力が強
い為、（芯体の伸びが無く）蛇行及びプリー２１及び２
２からの外れはない。

【００１３】第４の実施の形態この実施例のものは、請求項２、３、４に対応するもの
である。図３はベルトに埋設されている、芯体コードの
糸の撚りの方向態様を示す断面を示す。ここで以下記載
の主条件〜までの態様で、芯体コードを幅方向を中
心として、左右の芯体コードの撚り方向が互いに相反す
る組み合わせ（例、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、：Ｓ１、Ｓ２、
Ｓ３）と埋設してある。上記状態において、このベルト
コンベアを回転駆動すると、従来のものより芯体の偏り
が相殺される為、蛇行は更に微小となりプリー２１及び
２２からの外れはない。尚、ここで示した例示は、ベル
ト幅方向を中心線を対称軸として中心との距離に等しく
向かい合う芯体が相反する糸の撚り方向ならば、上記例
にとらわれることはない。ベルトの幅を２８ｍｍに設定してあり、ベルト主体１
内に、芯線３０の中心を両側縁部より２ｍｍの位置を起
点として、これから中央部まで長手方向に３本（４ｍｍ
間隔にて、張力大、中、小）合計６本埋設してある。ベルトの幅を２８ｍｍに設定してあり、ベルト主体１
内に、芯線３０の中心を両側縁部より２ｍｍの位置を起
点として、これから中央部まで長手方向に３本（４ｍｍ
間隔にて、断面積大、中、小）合計６本埋設してある。ベルトの幅を２８ｍｍに設定してあり、ベルト主体１
内に、芯線３０の中心を両側縁部端より２ｍｍの位置を
起点として、これから中央部まで長手方向に３本（４ｍ
ｍ間隔にて、弾性率大、中、小）合計６本埋設してあ
る。

【００１４】第５の実施の形態この実施例のものは、請求項６に対応するものである。
これまでのプーリは、凸状のクラウン効果を利用してい
たが、凹状の逆クラウン効果にも同様の芯体埋設手段が
成立する。即ち、図２ａの如く、プーリ断面が鼓状で
あっても良いし、これらの凹部が図２ｂの如く複数あっ
てもこのベルトコンベアを回転駆動状態にすると、従来
のものより蛇行及びプーリー２１及び２２からの外れは
ない。尚、上記実施例では、この出願の平ベルトを通常
のベルトコンベアに採用したが、実願平１−１０６０６
９号において既に開示した自動販売機内の搬送装置にも
採用できる。この場合、被搬送物である商品の搬送は円
滑なものとなる。又、上記実施例では、この出願の平ベ
ルト（Ｂ）をコンベアベルトとして採用したが、これに
限定されることなくトルク伝達用ベルトとして利用する
こともできる。更に、上記実施例では、芯体（３０）
として、線状のケプラー繊維を採用したが、これに限ら
れず坑張性の優れた金属線やポリエステルコード、ナイ
ロンコード、ガラスコード、等の材料で構成した線状体
を採用してもよく（断面積は、コードのデニール数を変
える。）また、線状のものに限らず帯状等のものを採用
することも可能である。他方、平ベルトにおける芯体
（３０）の幅方向の密度を、中央部分は粗に、両側縁部
及びその近傍は密に、それぞれ設定する構成を採用して
もよく、また、芯体（３０）の幅方向の密度を、中央部
分から両縁部にかけて粗から密となるように設定しても
よい。そして、上記実施例では、一対のプーリ間に平ベ
ルトを張設するものとしたが、多数のプーリにベルトを
張設する、所謂多軸式のものにこの出願の発明の平ベル
トを採用してもよい。

【００１５】

【発明の効果】この出願の発明は、上述の如くの構成を
有するものであるから、次の効果を有する。（請求項１記載の発明の効果）この平ベルトでは、プー
リ２１、２２に張設した場合でも、ベルト主体１０の張
力分布を伸張部と非伸張部に分布させる様、クラウン部
の周長差以内に伸張部を張力分布形態によってを管理す
る手段を有しているから蛇行及び、ベルトが正規な軌道
から外れるようなことはないものとなる。（請求項２記載の発明の効果）この平ベルトでは、プー
リ２１、２２に張設した場合でも、ベルト主体１０の張
力分布を伸張部と非伸張部に分布させる様、クラウン部
の周長差以内に芯体コード張力管理を行っているから蛇
行及び、ベルトが正規な軌道から外れるようなことはな
いものとなる。（請求項３記載の発明の効果）この平ベルトでは、プー
リ２１、２２に張設した場合でも、ベルト主体１０の張
力分布を伸張部と非伸張部に分布させる様、クラウン部
の周長差以内に芯体コード断面積管理を行っているから
蛇行及び、ベルトが正規な軌道から外れるようなことは
ないものとなる。（請求項４記載の発明の効果）この平ベルトでは、プー
リ２１、２２に張設した場合でも、ベルト主体１０の張
力分布を伸張部と非伸張部に分布させる様、クラウン部
の周長差以内に芯体コード弾性率管理を行っているから
蛇行及び、ベルトが正規な軌道から外れるようなことは
ないものとなる。（請求項５記載の発明の効果）この平ベルトでは、前述
の請求項１、２、３、４において、幅方向中心を基準と
して左右の芯体コードの撚り方向が互いに相反すること
としてあるから蛇行及び、ベルトが正規な軌道から外れ
るようなことはないものとなる。（請求項６記載の発明の効果）この平ベルトでは、駆動
プーリ及び被動プーリのベルト接触面が凹溝の形状を有
し、駆動プーリの回転に伴い搬送及び動力伝達に用いら
れる、平ベルトＢにおいて、弾性部材の中に複数の芯体
部材を所望のピッチにて埋設してなる平ベルト主体１０
に、プーリの逆クラウン部の周長差以内に芯体コードの
張力、断面積、弾性率管理を行っているから蛇行及び、
ベルトが正規な軌道から外れるようなことはないものと
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ベルトコンベアの基本構成図

【図２】本願発明の逆クラウン実施態様図

【図３】ベルトに対する糸の撚り方向説明図

【図４】本願発明の実施対応図（弾性率管理）

【図５】本願発明の実施対応図（断面積管理）

【図６】本願発明の実施対応図（張力管理）

【図７】プーリの設定角度とクラウン高さの説明図

【図８】プーリの設定角度と蛇行力の説明図

【図９】試験ベルト説明図

【図１０】ベルトコンベアの試験説明図

【符号の説明】

１０ベルト主体２１駆動プーリ２２被動プーリ３０芯体Ｂベルトｄ断面積ｔ張力ｙ弾性率

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木元省吾奈良県大和郡山市池沢町172ニッタ株式会社奈良工場内Ｆターム(参考） 3F024 CA04 CB03 CB10 CB13 DA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動プーリ２１、被動プーリ２２間に張設
され、駆動プーリ２１の回転に伴い搬送及び動力伝達に
用いられる、平ベルトＢにおいて、弾性部材の中に複数
の芯体部材を所望のピッチにて埋設してなる平ベルト主
体１０に、プーリのクラウン効果をより有効利用出来る
ように、ベルトの幅方向の張力分布態様を管理できる手
段を有することを特徴とする平ベルト。
【請求項２】前記ベルト主体の幅方向の張力分布態様を
管理する手段が複数本の芯体部材のベルト成型加工時の
芯体部材張力管理でなされることを特徴とする平ベル
ト。
【請求項３】前記ベルト主体の幅方向の張力分布態様を
管理する手段が複数本の芯体部材のベルト成型加工時の
断面積管理でなされることを特徴とする請求項２に記載
の平ベルト。
【請求項４】前記ベルト主体の幅方向の張力分布態様を
管理する手段が複数本の芯体部材のベルト成型加工時の
弾性率管理でなされることを特徴とする請求項２に記載
の平ベルト。
【請求項５】前記ベルト主体の幅方向を中心として左右
の芯体部材の撚り方向が互いに相反することを特徴とす
る請求項１、２、３、４のいずれかに記載の平ベルト。
【請求項６】前記駆動プーリ及び被動プーリのベルト接
触面が凹溝の形状を有し、駆動プーリの回転に伴い搬送
及び動力伝達に用いられる、平ベルトＢにおいて、弾性
部材の中に複数の芯体部材を所望のピッチにて埋設して
なる平ベルト主体１０に、プーリの逆クラウン効果をよ
り有効利用出来るように、ベルトの幅方向の張力分布態
様を管理できる手段を有することを特徴とする請求項
２、３、４、５いずれかに記載の平ベルト。