JP2001150564A - 長尺無端歯付ベルトの製造装置と製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ジョイント部の無い長尺無端歯付ベルトを成
形することで強度安全率が高くて耐久性の良い、又、振
動、蛇行、ピッチ誤差が少ない正確な伝動、搬送が可能
で且つ成形工数を低減できる長尺無端歯付ベルトの製造
装置と製造方法を提供する。 【解決手段】 両側部にフランジを有し軸間距離が調整
可能な一対の円筒状歯付モールド１、２の両側に、同期
回転する同径の二対の歯付プーリ３、５、４、６と、そ
の歯付プーリ間に掛架される背面に心線係止部材１１、
１２を有する心線誘導ベルト７、８と、該歯付モールド
の一方の歯付モールド２に水平方向に心線を螺旋状に巻
くスピニング部材１３と、他方の歯付モールド１と転動
可能に配設されたベルト成形用スチールバンド１７と、
該スチールバンドと歯付モールド間に配設された押出機
とから構成されている長尺無端歯付ベルトの製造装置と
その製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は長尺無端歯付ベルト
の製造装置と製造方法に係り、詳しくは動力伝達用及び
搬送用に使用されるジョイント部の無い熱可塑性エラス
トマーからなる長尺無端歯付ベルトの製造装置と製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】歯付ベルトはスリップの無い回転を伝え
る同期伝動方式であるため、一般産業用、精密機器用等
の動力伝動用ベルトとしてゴム製やポリウレタン製の歯
付ベルトが広く使用されているが、このポリウレタン製
の歯付ベルトは通常、心線を巻き付けた所定寸法の円筒
状内型を外型の中に入れ、内型と外型の空隙部にポリウ
レタンを注入し架橋・硬化後、得られた広幅のベルト成
形体を所定幅に切断する方法が取られているが、この方
法では所定寸法（ベルト長さ２３００ｍｍ）以下の無端
歯付ベルトしか得られず、長尺の無端歯付ベルトを得る
には上記モールド法では製造不可能な問題があった。

【０００３】他の製造方法として、押し出し成形法、即
ちダイスから押し出されたシート状の熱可塑性材料を、
整列された心線とともに回転している周辺にフランジを
備える歯付モールド面へ押し出し、該シート状材料が冷
却ゾーンを経て未だ可塑状態にある間に、該シート状の
材料をスチールバンド或いはニップロールで圧搾して一
挙に成形し、所定の長さにジョイント仕上げして歯付ベ
ルトを完成する方法がある。

【０００４】更に、特公昭５４−１５７０１号公報で
は、押し出し成形機より熱可塑性樹脂や熱可塑性エラス
トマーを連続的に押し出し成形して長尺の歯付ベルトを
製造する方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
製造方法は押出機ノズルとキャビティとの間が密閉構造
であるため、キャビティに加圧下のもとで成形固化した
ものは、収縮応力が内部残留応力として残り、ベルト走
行を長期に行なうと、早期クラック等のベルト寿命にと
って悪い影響を及ぼす問題が有る。

【０００６】又、有端歯付ベルトの製造方法で製造され
たベルトは、ジョイント加工が必要なためジョイント強
度が本体強度の半分以下と小さく耐久性に難点があり、
又、ベルトの振動、蛇行、ピッチ誤差等が大きくなり正
確な伝動、搬送が困難であった。

【０００７】本発明はかかる問題に着目し、鋭意研究し
た結果、歯付ベルトの製造装置と製造方法を一部改善す
ることにより、ジョイント部のない長尺無端歯付ベルト
を成形することで強度安全率が高くて耐久性のよい、
又、振動、蛇行、ピッチ誤差等が少ない長尺の無端歯付
ベルトの製造装置と製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】上記した目的を達成すべく
本願の請求項１に係る発明は、両側部にフランジを有し
軸間距離が調整可能な一対の円筒状歯付モールドと、該
一対の歯付モールドの両側に同期回転する同径の二対の
歯付プーリと、該二対の歯付プーリ間に掛架され背面に
心線係止部を有する心線誘導ベルトと、該歯付モールド
の一方の歯付モールドに水平方向に所定のスピニングピ
ッチで心線を螺旋状に巻くスピニング部材と、該歯付モ
ールドの他方の歯付モールドと転動可能に配設されたベ
ルト成形用スチールバンドと、該スチールバンドと歯付
モールド間に配設された押出機とから構成されているこ
とを特徴とする長尺無端歯付ベルトの製造装置にある。

【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
発明に加えて、心線誘導ベルト背面の心線係止部が突
起、ネジ止め又は止め穴のいずれかである長尺無端歯付
ベルトの製造装置にある。

【００１０】又、本願の請求項３に係る発明は、両側部
にフランジを有し軸間距離が調整可能な一対の円筒状歯
付モールドの両側に、同径の同期回転する二対の歯付プ
ーリを組み合わせた後、歯付プーリに所定サイズの背面
突起付歯付ベルトを掛架して軸間距離を設定する第１工
程と、該二対の歯付プーリ間に掛架した心線誘導ベルト
背面の心線係止部にスピニング部材を介して心線を引き
出して係止した後、歯付モールドと歯付プーリ及び心線
誘導ベルトを低速回転させると共にスピニング部材を水
平方向に移動させながら螺旋状に心線を巻き付け所定の
幅までスピニングして心線係止用誘導ベルトの背面係止
部に心線を係止する第２工程と、該心線付き歯付モール
ドを回転させながら他方の歯付モールドと転動可能に配
設されたベルト成形用スチールバンドとの間に、押出機
ノズルより溶融した熱可塑性エラストマーを注入し加圧
した後冷却固化させて無端歯付ベルトを形成する第３工
程と、を包含することを特徴とする長尺無端歯付ベルト
の製造方法にある。

【００１１】請求項４に係る発明は、請求項３に記載の
発明に加えて、心線誘導ベルト背面の心線係止部が突
起、ネジ止め又は止め穴のいずれかである長尺無端歯付
ベルトの製造方法にある。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る熱可塑性の長
尺無端歯付ベルトの製造装置と製造方法を図面に基づい
て詳細に説明する。図３及び図４は長尺無端歯付ベルト
の製造装置の概略を示す平面図と側面図である。

【００１３】これらの図において、１及び２は８０〜２
５０°Ｃに加熱可能な円筒状の回転歯付モールドであっ
て、周囲の周方向に所定のピッチで凹部９と凸部１０と
が交互に形成されて外周部に所定形状のキャビティが形
成され、両側部にフランジが全周にわたって設けられた
一対の円筒状歯付モールドであり、３、４、５、６は歯
付モールド１、２と同径・同タイプの歯付プーリで、
３、４は歯付モールド１の両側に、５、６は歯付モール
ド２の両側にそれぞれ歯付モールド１、２と同一軸にな
るように組み込まれている。

【００１４】これらのプーリ３、５及び４、６には歯付
プーリと同タイプの心線誘導用の歯付ベルト７、８（以
下、心線誘導ベルトと記す）が掛架される。この心線誘
導ベルト７、８はベルト背面に心線を係止する為の係止
部１１、１２、例えば突起やネジ止め又は止め穴が設け
られている。心線誘導ベルト７の係止部１１はスピニン
グ開始時に心線を係止するためのものであり、心線誘導
ベルト８の係止部１２はスピニング終了時に心線を係止
する為のものである。

【００１５】１３は公知のスピニング部材で、歯付モー
ルド２に隣接した状態で配置されており、スピニング開
始時、心線１４がスピニング部材１３を介して心線誘導
ベルト７の背面係止部１１に係止された後、歯付モール
ド１、２と歯付プーリ３、４、５、６と心線誘導ベルト
７、８とが一体になって低速回転すると同時にスピニン
グ部材１３を所定の心線ピッチになるようにボールネジ
１５の回転により水平方向（歯付モールドの軸方向）に
移動させることによって、一対の歯付モールド１、２上
に心線１４が一定張力で所定のスピニングピッチにて必
要幅まで螺旋状に巻き付けられる。

【００１６】尚、このスピニング部材１３には、スピニ
ング時ピッチ乱れが発生したときの対応としてスピニン
グピッチ修正部材１６が取り付けられている。

【００１７】１７はベルト成形用スチールバンドで、こ
のスチールバンド１７は案内ロール１８、１９、２０及
び緊張ロール２１、押圧ロール２２に巻き掛けられ、歯
付モールド１と必要に応じて接触転動するように配置さ
れている。そして緊張ロール２１の左右方向への移動に
より歯付モールドに対し９８〜５８８６ｋＰａに加圧可
能となり歯付モールド１とスチールバンド１７との間で
ベルト厚み調整が可能となるようになっている。

【００１８】又、２４は歯付モールド１とスチールバン
ド１７との間に設置された押出機のノズルであり、この
ノズル２４から１７５〜１９５°Ｃに加熱された熱可塑
性エラストマーが注入される。

【００１９】次に、上述の製造装置を用いた長尺の無端
歯付ベルトの製造方法について説明する。図１〜図４は
長尺無端歯付ベルトの製造方法の製造工程の概略を示す
平面図と側面図であり、図５はこの製造方法によって得
られた歯付ベルトの部分斜視図である。

【００２０】図１と図２は長尺無端歯付ベルトの長さと
なる軸間距離を設定する第１工程及び心線を円筒状歯付
モールド１、２にスピニングする第２工程であり、図に
おいて１及び２は８０〜２５０°Ｃに加熱可能な回転歯
付モールドで、周囲の周方向に所定のピッチで凹部９と
凸部１０とが交互に形成されて外周部に所定形状のキャ
ビティが形成され、両側部にフランジが全周にわたって
設けられた一対の円筒状歯付モールドで、その両側には
歯付モールド１、２と同径・同タイプの同期回転する二
対の歯付プーリ３、５及び４、６には歯付プーリと同タ
イプで製品となる歯付ベルトと同一長さの心線誘導ベル
ト７、８が掛架される。

【００２１】そして掛架に際しては、心線誘導ベルト７
及び８を歯付モールド１、２の間隔を狭めておいて、該
歯付モールドの両側に組み込んで有る歯付プーリ３、５
及び４、６に巻き付け、プーリに掛けた状態で所定の長
さになるように調整して軸間距離を定めた後、歯付モー
ルド１、２を固定する。

【００２２】尚、軸間距離の設定は上記の心線誘導ベル
トを用いる方法を原則とするが、これ以外に所定の長さ
から（歯付モールドの外径＋ＰＬＤ）×π／２を引いて
設定する方法、或いは、所定の長さが歯数のときは、歯
付モールドの端数を所定の長さの端数より引いて２で割
って求めた歯数に歯ピッチを掛けて設定する方法が有
る。

【００２３】次に、第２工程の心線スピニングでは、心
線誘導ベルト７背面の係止部１１にスピニング部材１３
を介して心線１４を引き出し係止する。次いで歯付モー
ルド１、２と歯付プーリ３、５及び４、６と心線誘導ベ
ルト７、８を低速（１〜１０ｍ／ｓ）で回転させると同
時に、スピニング装置１３をボールネジ１５を介して歯
付モールドの軸方向に所定のスピニングピッチとなるよ
うに水平移動させて必要幅まで心線を螺旋状にスピニン
グする。スピニングが終了すると心線の巻き終わりを心
線誘導ベルト８背面の係止部１２に止めて係止する。
尚、スピニングピッチが乱れたときはスピニングピッチ
修正具２３を用いて修正することも可能である。

【００２４】この時、スピニング部材１３の軸方向への
移動速度Ｖは、下記式によって求められる。 Ｖ＝（スピニングピッチ×モールド回転速度）／ベルト
長さ

【００２５】引き続いて第３工程となる熱可塑性エラス
トマー注入工程では、図３及び図４に示す如く所定の長
さに固定されて心線１４が螺旋状に巻かれた一対の歯付
モールド１、２のうち、スピニング部材１３と反対側の
歯付モールド１に対し転動可能に配設されたベルト成形
用スチールバンド１７を取り付け、歯付モールド１、
２、歯付プーリ３、５、４、６、心線誘導ベルト７、８
及びベルト成形用スチールバンド１７を回転させなが
ら、歯付モールド１とベルト成形用スチールバンド１７
との間に押し出し機ノズル２２より１７５〜１９５°Ｃ
に溶融された熱可塑性エラストマー２５を注入する。

【００２６】注入された熱可塑性エラストマー２5は押
さえロール２２により歯付モールドのキャビティに充填
されたのち、スチールバンド１７を緊張ロール２１の右
方向への移動によって歯付モールド１に押し付けて４９
０〜９８０ｋＰａに加圧することによってベルト形状を
形成し、冷却固化して長尺の無端歯付ベルト２６を得
る。

【００２７】尚、ここで用いられる熱可塑性エラストマ
ー２５は主として熱可塑性ウレタンであるが、その他に
ポリエステル系（デュポン商標名：ハイトレル、東洋紡
商標名：ペルプレン等）、ポリアミド系（ダイセル商標
名：ダイアミド−ＰＡＥ）の各熱可塑性樹脂等であって
もよい。心線１４は、スチールコード、アラミド繊維、
ポリエステル繊維又はガラス繊維等からなる低伸度、高
強力のロープが使用される。

【００２８】上記の製造方法によって作られた熱可塑性
の長尺無端歯付ベルト２６は、図５に示すように心線１
４の上側に背厚部２７、下部に一定ピッチの歯部２８が
一体化された熱可塑性無端歯付ベルト２９である。

【００２９】

【実施例】次に、本発明に係る長尺無端歯付ベルトの製
造方法の具体的実施例について説明する。

【００３０】Ｔ１０タイプの両側部にフランジを有した
３００歯からなる一対の円筒状歯付モールドの両側に、
同タイプ・同径の歯付プーリ（３００歯）を組み合わ
せ、この歯付プーリにＴ１０タイプの背面突起付心線誘
導ベルトを掛架して軸間距離３５００ｍｍ、ベルト周長
１００００ｍｍとなるように調整した。

【００３１】次いで、所定の軸間距離に設定された一対
の心線誘導ベルトの背面突起に心線を係止し、一対の歯
付モールドの表面に０．６ｍｍφのスチールコード心線
１４を、スピニングテンション４９Ｎ、スピニングピッ
チ１．０ｍｍ、歯付モールド及び歯付プーリの回転数１
００ｒｐｍ、スピニング部材のボールネジリード１０ｍ
ｍ、ボールネジ回転数３ｒｐｍにて螺旋状に巻き付けて
心線付き歯付モールドを形成した。

【００３２】続いて、心線付き歯付モールド、歯付プー
リ、心線誘導ベルドを同期回転させながら他方の歯付モ
ールドと転動可能に配設されたスチールバンドとの間
に、ノズルより１８０°Ｃに加熱された熱可塑性ウレタ
ンを送り込み、歯付モールドキャビティに充填し６８６
ｋＰａで加圧した後、自然冷却、又は、必要に応じて強
制冷却させながら固化して目的とする無端歯付ベルトが
得られた。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本願の請求項１及び２に係
る発明では、ジョイント部がないので歯付ベルトの振
動、蛇行、ピッチ誤差が少ない正確な伝動、搬送が可能
となり、併せて、強度安全率が従来のジョイントベルト
の２倍以上に向上する。さらに従来の注型タイプでは
２．３ｍ長さが限界であるが、本発明ではスペースが許
す限り長さに制限は無くなる。又、歯付ベルトを心線誘
導ベルトとして使用することによりベルトの長さ設定が
容易で、且つ比較的小規模の設備と小スペースで長尺無
端歯付ベルトが製造できる。

【００３４】本願の請求項３及び４に係る発明は、上記
した効果に加えて歯付モールド、歯付プーリ及び心線誘
導ベルドが一体で回るためスピニング時、モールド、心
線への傷が入りにくく耐久性が向上すると共に、スピニ
ングピッチの調整が容易にできる等の効果が有る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の長尺無端歯付ベルトの製造方法の第１
工程を示す概略平面図である。

【図２】図１の概略側面図である。

【図３】本発明の長尺無端歯付ベルトの製造方法の第２
工程を示す概略平面図である。

【図４】図３の側面図である。

【図５】本発明の無端歯付ベルトの製造方法による歯付
ベルトの部分斜視図である。

【符号の説明】

1、2 歯付モールド ３、４、５、６ 歯付プーリ 7、8 心線誘導ベルト 11、12 背面係止部 13 スピニング部材 17 ベルト成形用スチールバンド 18、19、20 案内ロール 21 伸張ロール 22 押圧ロール 24 押出機のノズル 25 熱可塑性エラストマー 26 長尺無端歯付ベルト 27 背厚部 28 歯部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両側部にフランジを有し軸間距離が調整
   可能な一対の円筒状歯付モールドと、該一対の歯付モー
   ルドの両側に同期回転する同径の二対の歯付プーリと、
   該二対の歯付プーリ間に掛架され背面に心線係止部を有
   する心線誘導ベルトと、該歯付モールドの一方の歯付モ
   ールドに水平方向に所定のスピニングピッチで心線を螺
   旋状に巻くスピニング部材と、該歯付モールドの他方の
   歯付モールドと転動可能に配設されたベルト成形用スチ
   ールバンドと、該スチールバンドと歯付モールド間に配
   設された押出機とから構成されていることを特徴とする
   長尺無端歯付ベルトの製造装置。
2. 【請求項２】 心線誘導ベルト背面の心線係止部が突
   起、ネジ止め又は止め穴のいずれかである請求項１に記
   載の長尺無端歯付ベルトの製造装置。
3. 【請求項３】 両側部にフランジを有し軸間距離が調整
   可能な一対の円筒状歯付モールドの両側に、同径の同期
   回転する二対の歯付プーリを組み合わせた後、歯付プー
   リに所定サイズの背面突起付歯付ベルトを掛架して軸間
   距離を設定する第１工程と、該二対の歯付プーリ間に掛
   架した心線誘導ベルト背面の心線係止部にスピニング部
   材を介して心線を引き出して係止した後、歯付モールド
   と歯付プーリ及び心線誘導ベルトを低速回転させると共
   にスピニング部材を水平方向に移動させながら螺旋状に
   心線を巻き付け所定の幅までスピニングして心線係止用
   誘導ベルトの背面係止部に心線を係止する第２工程と、
   該心線付き歯付モールドを回転させながら他方の歯付モ
   ールドと転動可能に配設されたベルト成形用スチールバ
   ンドとの間に、押出機ノズルより溶融した熱可塑性エラ
   ストマーを注入し加圧した後冷却固化させて無端歯付ベ
   ルトを形成する第３工程と、を包含することを特徴とす
   る長尺無端歯付ベルトの製造方法。
4. 【請求項４】 心線誘導ベルト背面の心線係止部が突
   起、ネジ止め又は止め穴のいずれかである請求項３記載
   の長尺無端歯付ベルトの製造方法。