JP2002011761A - 歯付ベルト成形用金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャビティを完全に充填してウエルドライン
等の発生を阻止し、外型のパーティングラインからの樹
脂漏れによるバリ取り等の後加工を不要とした歯付ベル
ト成形用金型装置を提供する。 【解決手段】 長手方向に延在する凹状部１２と凸状部
１３を周方向に沿って交互に有し、一方の端部に該凹状
部１２と凸状部１３に連結したランナーリング１４を配
した内型３と、パーティングライン４で対面する固定側
外型２ａと可動側外型２ｂからなり、上記内型３を外型
内に設けた少なくとも一つの空所５ａに配置するととも
に、固定側外型２ａ内に設けたスプルー６、ランナー
７、ゲート８と内型３のランナーリング１４とを連通さ
せ、熱可塑性樹脂を内型３のランナーリング１４から凹
状部１２と凸状部１３の長手方向に沿って流すようにし
た歯付ベルト成形用金型装置１にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は歯付ベルト成形用金
型装置に係り、詳しくはキャビティを完全に充填してウ
エルドライン等の不具合部分の発生もなく、外型のパー
ティングラインからの樹脂漏れもなくなってバリ取り等
の後加工が不要になる歯付ベルト成形用金型装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ポリウレタン製歯付ベルトはスリップの
な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広く使用さ
れている。このポリウレタン製歯付ベルトは通常注型方
法によって製造され、具体的には突条のノーズに心線を
巻き付けた円筒状内型を外型に入れ、内型と外型で形成
されたキャビティーに液状ポリウレタンを注型し硬化し
た後、内型から脱型した広幅のベルトスリーブを所定幅
に切断する方法が取られている。このノーズは心線の中
心部とベルト溝底面間の距離であるＰＬＤ値を適度に維
持し、プーリとの噛み合いを最適なものにしている。

【０００３】他の製造方法である射出成形法では、突条
のノーズに心線を巻き付けた円筒状内型を外型に入れた
金型装置を射出成形機に装着し、溶融樹脂を射出成形機
のノーズからスプルー、放射状ランナー、ゲートを経由
して空気抜きをしながらキャビティーに充填した後、内
型からベルトスリーブを脱型し、ベルトスリーブを所定
幅に切断して歯付ベルトを作製していた。

【０００４】また、他の方法としては、予めコードのよ
うな心線を溶融樹脂で固着一体化した補強シートを成形
し、形成するベルトの幅に切断したものを内型に嵌挿
し、この内型を外型に組み合わせた後、熱可塑性樹脂を
型内に射出して充填するもので、心線を溶融樹脂で固着
一体化した補強シートを使用することによって心線の乱
れを阻止することが、特開昭６３−２３７９３４号公報
に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、心線を
ノーズに巻き付ける製造方法では、樹脂がキャビティに
加圧下のもとで成形固化するために、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うと、ベルト
歯元部から亀裂が発生しやすいことがあった。また、ノ
ーズの存在するベルトを走行させると、プーリ上で多角
形に折れた状態になり、応力がノーズ位置に集中して心
線に疲労を与えていた。そして、これを繰り返すこと
で、ノーズ位置の心線が屈曲疲労の限界に達して切断し
てしまうことがあった。しかも、金型のパーティングラ
インからの樹脂漏れが発生し、バリ取りの後加工が必要
であった。

【０００６】特に、ノーズ位置で露出したガラス繊維コ
ードのような心線は、ベルトスリーブの脱型時に内型と
擦れることによって傷つくほか、多角形効果によって動
的疲労を受けやすく、このため心線を巻きつける前に内
型との接着糊を心線にソーキングしたり、心線を巻きつ
けた後で接着糊を塗布する方法も提案された。しかし、
これらの方法ではベルトスリーブの脱型性を損なうほ
か、内型の汚染や表面粗度の増大により射出樹脂の充填
がショートするなどの弊害を招くことがあった。

【０００７】また、内型に巻き付けた心線の並びが射出
圧力によって大きく乱れ、補強機能を発揮できないこと
があった。特開昭６３−２３７９３４号公報に開示され
た方法はこれを改善しているが、予めコードのような心
線を溶融樹脂で固着一体化した補強シートを作製し、こ
の補強シートを成形するベルトの所定幅に切断して内型
に嵌挿する方法であるために、工数がかかりすぎて生産
性が悪く、また製品コストが高くなる問題があった。

【０００８】本発明はかかる問題に着目し、鋭意研究し
た結果、キャビティを完全に充填してウエルドライン等
の不具合部分の発生を阻止し、外型のパーティングライ
ンからの樹脂漏れによるバリ取り等の後加工を不要にし
た歯付ベルト成形用金型装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成すべ
く本願請求項１記載の発明は、心線を長手方向に延在す
るようにベルト背面部に埋設し、ベルト背面部の少なく
とも一方に所定間隔で歯部を設けた熱可塑性樹脂製歯付
ベルトの成形用金型装置において、長手方向に延在する
凹状部と凸状部を周方向に沿って交互に有し、一方の端
部に該凹状部と凸状部に連結したランナーリングを配し
た内型と、パーティングラインで対面する固定側外型と
可動側外型からなり、上記内型を外型内に設けた少なく
とも一つの空所に配置するとともに、固定側外型内に設
けたスプルー、ランナー、ゲートと内型のランナーリン
グとを連通させ、熱可塑性樹脂を内型のランナーリング
から凹状部と凸状部の長手方向に沿って流すようにした
歯付ベルト成形用金型装置にある。

【００１０】上記金型装置では、熱可塑性樹脂を内型の
ランナーリングから凹状部と凸状部の長手方向に沿って
流すようにしたため、キャビティを完全に充填してウエ
ルドライン等の不具合部分の発生もなく、外型のパーテ
ィングラインからの樹脂漏れもなくなってバリ取り等の
後加工が不要になる。

【００１１】本願請求項２記載の発明は、外型に設けた
一方の空所が内型を設置し、キャビティに熱可塑性樹脂
を充満して樹脂層を形成する初期射出工程に使用され、
他方の空所が初期射出工程で得られた樹脂層の表面に心
線を巻き付けた内型を設置しキャビティに熱可塑性樹脂
を充満してベルト背面部を成形する最終射出工程に使用
される歯付ベルト成形用金型装置にあり、１つの外型内
に初期射出工程と最終射出工程を行う内型を設置して射
出成形を行うことができるために、外型を合理的に使用
することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る歯付ベルト成
形用金型装置を図面にもとづいて詳細に説明する。図１
は本発明に係る歯付ベルト成形用金型装置の組み立て
図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は内型の一部切り
欠き正面図、図４は内型を固定側外型と組み合わせた状
態を示す断面図、図４〜図７は本発明の金型装置を使用
した場合の歯付ベルトの製造工程を示す。

【００１３】本発明で使用する金型装置１では、縦型
（竪型）射出成形機に設置された固定側外型２ａと上下
方向に移動する可動側外型２ｂがパーティングライン４
で対面し、このパーティングライン４上に平行に設けた
２つの空所５ａ、５ｂに内型３を収容する。即ち、外型
２に設けた一方の空所５ａが内型３を設置し、キャビテ
ィに熱可塑性樹脂を充満して樹脂層１５を形成する初期
射出工程に使用され、他方の空所５ｂが初期射出工程で
得られた樹脂層１５の表面に心線１６を巻き付けた内型
３を設置しキャビティに熱可塑性樹脂を充満してベルト
背面部１７を成形する最終射出工程に使用される。この
ため、空所５ａ、５ｂの容積は相違している。

【００１４】熱可塑性樹脂は射出成形機のノズル（図示
せず）から固定側外型２ａ内に設けられたスプルー６、
ランナー７、そしてゲート８を経由して外型２と内型３
間のキャビティ９を充填するが、両キャビティ９の容積
が等しい場合には、両方のランナー７を開放して同時に
両キャビティ９へ流すことも可能であり、また両キャビ
ティ９の容積が相違している場合には、一方のランナー
７のみ開放して一方のキャビティ９へ流すこともでき
る。

【００１５】内型３は図３に示すように両端部に支持部
１０を、中央部にベルトスリーブを成形する成形部１１
を有し、成形部１１では長手方向に延在した凹状部１２
と凸状部１３を周方向に沿って交互に配し、成形部１１
と一方の支持部１０の境界部にゲート８に連通したラン
ナーリング１４を備えている。ゲート８から浸入してき
た熱可塑性樹脂はいったんランナーリング１４を充填
し、所定内圧になると長手方向に配した凹状部１２と凸
状部１３に沿って流れることになる。

【００１６】熱可塑性樹脂はランナーリング１４からそ
れぞれの凹状部１２と凸状部１３に沿って長手方向に流
れるために、キャビティ９を完全に充填し、ウエルドラ
イン等の不具合の発生もなく、また外型２ａ、２ｂのパ
ーティングライン４からの樹脂漏れの発生なく、バリ取
り等の後加工が不要になる。

【００１７】本発明の金型装置を用いて歯付ベルトを作
製する場合、外型２に設けた一方の空所５ａに内型３を
設置し、空所５ａと内型３間に形成されるキャビティ９
に熱可塑性樹脂を充満して樹脂層１５を形成する初期射
出工程が行われる。この初期射出工程では、図１と図５
に示すように、内型３を固定側外型２ａの一方の空所５
ａに設置した後、射出成形機のノズルから溶融した熱可
塑性樹脂をスプルー６、ランナー７、ゲート８を経由し
てランナーリング１４に充填した後に長手方向に流し、
キャビティ９を完全に充填し樹脂層１５を形成する。熱
可塑性樹脂はランナーリング１４からそれぞれの凹状部
１２と凸状部１３を長手方向に沿って流れるために、ウ
エルドラインの発生もなくキャビティ９を完全に充填
し、また外型２ａ、２ｂのパーティングライン４から漏
れることもない。

【００１８】この場合の内型３と外型２ａ、２ｂの金型
温度は３０〜９０°Ｃが好ましい。凸状部１３と外型２
ａ、２ｂ間の間隔ｄは心線のＰＬＤを確保する肉厚部で
あり、ベルトのサイズによって設計される。

【００１９】ここで用いられる熱可塑性樹脂は、例えば
スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑
性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポ
リエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可
塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマ
ー、フッ素系熱可塑性エラストマー等があり、伝動ベル
トの用途を考慮すると、ウレタン系熱可塑性エラストマ
ー、ポリアミド系熱可塑性エラストマーが好ましい。

【００２０】スピニング工程では、初期射出工程で樹脂
層１５を形成した内型３を固定側外型２ａから取り出
し、心線のスピニング装置（図示せず）の回転軸に装着
し、スピニング装置のテンションロ−ルを介してガラス
繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、スチールコー
ドからなる低伸度、高強力のロープからなる心線１６を
所定のスピニングピッチで螺旋状に巻き付ける。スピニ
ングテンションは３０〜７０Ｎであり、心線１６が樹脂
層１５に食い込む程度である。

【００２１】尚、このスピニング工程において、心線１
６を樹脂層１５の表面に巻き始めるときの心線１５の末
端固定方法は、例えばランナーリング１４から形成され
た肉厚の端部の表面に切り溝を設け、この中に心線１６
の端部を入れて固定することができる。心線１６は摩擦
係数の大きくフラットな樹脂層１５上に巻かれ、更にテ
ンションにより０．０５〜０．１ｍｍ程度沈み込んで投
錨効果により、樹脂層１５上で確実に固定する。

【００２２】続いて、図６に示すように、心線１６を巻
き付けた内型３を再度固定側外型２ａの他の空所５ｂ
（図１に示す）内に設置した後、可動側外型２ｂを移動
させてパーティングライン４上で固定側外型２ａと合体
させた後、熱可塑性樹脂を射出成形してランナーリング
１４から長手方向に沿って流しキャビティ８を完全に充
満してベルト背面部１７を成形する。

【００２３】可動側外型２ｂを固定側外型２ａから分離
した後、内型３を固定側外型２ａから取り出し、ベルト
スリーブ１８を内型３から脱型する。本発明の場合、内
型３の上にじかに心線１６を巻き付けることがないた
め、予め内型３に離型剤を積極的に塗布できるためベル
トスリーブ１８の脱型性において全く問題のないものと
なる。

【００２４】その後、ベルトスリーブ１８をカット機
（図示せず）の２つのロールに懸架して回転させなが
ら、カッターにより所定幅に切断し、図９に示す歯付ベ
ルト２０を形成することができる。

【００２５】この歯付ベルト２０は、心線１６を長手方
向に延在するようにベルト背面部１７に埋設し、ベルト
背面部１７の下側に所定間隔で歯部１９を有している。
心線１６は配列の乱れがなく、ノーズがないために脱型
時に内型との擦れによる損傷も起っていない。また、心
線１６が埋設しているため動的疲労を受けにくくなり、
ベルトの寿命を延ばすことができる。

【００２６】むろん、初期射出工程と最終射出工程で使
用する熱可塑性樹脂の硬度差を設けることもでき、例え
ば歯部１９は変形の少ない硬い樹脂、ベルト背面部１７
は屈曲性の良いしなやかな樹脂を使用することによって
ベルトの寿命を向上させることもできる。また、ベルト
背面部１７にも歯部を形成することもできる。

【００２７】

【実施例】次に、歯付ベルト成形用金型装置を用いた具
体的実施例を以下に示す。図３に示す内型（Ｓ３Ｍ２１
０、成形部長さ２００ｍｍ）を図１に示す固定側外型の
一方の空所に設置した後、可動側外型を移動させてパー
ティングライン上で固定側外型に合体させ、型温を７０
°Ｃに調節した後、直線状の熱可塑性ポリウレタンのペ
レット（エステル系、平均分子量９．０×１０⁴）を射
出成形機に投入し、溶融樹脂をスプルー、ランナー、そ
して一方のゲートを経由してランナーリングに充填した
後に長手方向に流し、樹脂層を形成して初期射出工程を
終えた。内型の凸状部と外型間の間隔ｄは０．２５ｍｍ
であった。

【００２８】可動側外型を移動させた後、固定側外型か
ら樹脂層付の内型を取り出したが、樹脂層の表面ではパ
ーティングラインから樹脂漏れが見られずバリ取りの後
加工は不要であった。内型をスピニング装置の回転軸に
装着した後、アラミド繊維コード（４００Ｄ／２）を樹
脂層の端部に巻き付けて結ぶ付けた後、スピニングテン
ション５０Ｎ／本で巻き付け、巻き終わり部も樹脂層の
端部に巻き付けて固定した。

【００２９】心線を巻き付けた内型を図１に示す固定側
外型の他方の空所に設置した後、同様にして可動側外型
を移動させてパーティングライン上で固定側外型に合体
させ、型温を７０°Ｃに調節した後、初期射出工程と同
材質の熱可塑性ポリウレタンを用いて厚さｅ０．６ｍｍ
のベルト背面部を成形した。

【００３０】可動側外型を移動させた後、固定側外型か
らベルトスリーブ付の内型を取り出し、内型からベルト
スリーブを脱型した。ベルトスリーブの表面ではパーテ
ィングラインから樹脂漏れが見られずバリ取りの後加工
は不要であった。ベルトスリーブをカット機に取り付け
て、幅６ｍｍの歯付ベルトを得た。歯付ベルトは歯型
（ＳＴＰＤ）、ベルトピッチ長さ２１０ｍｍ、歯部ピッ
チ３ｍｍ、歯数７０であり、心線の配列の乱れはなかっ
た。

【００３１】比較例１内型として実施例１と同様の型
（Ｓ３Ｍ２１０、成形部長さ２００ｍｍ）を用意した。
他方、固定側外型３０ａと可動側外型３０ｂは、図８、
図９に示すように、型内に容積の異なる２つの空所３１
ａ、３１ｂをもち、固定側外型３０ａ内にスプルー３
２、ランナー３３、そして厚み０．５ｍｍでフィルム状
ゲート３４からキャビティへとつながっている。とりわ
け、フィルム状ゲート３４は空所の全長さ方向に配し、
熱可塑性樹脂をフィルム状ゲート３４から内型３５の径
方向に向って射出するようになっている。

【００３２】内型３５を固定側外型３１ａの一方の空所
３１ａに設置した後、可動側外型３１ｂを移動させてパ
ーティングライン３６上で固定側外型３１ａに合体さ
せ、型温を７０°Ｃに調節した後、直線状の熱可塑性ポ
リウレタンのペレット（エステル系、平均分子量９．０
×１０⁴）を射出成形機に投入し、溶融樹脂をスプルー
３２、ランナー３３、そして一方のフィルム状ゲート３
４を経由して内型３５の径方向に向って流し、樹脂層を
形成して初期射出工程を終えた。内型の凸状部と外型間
の間隔ｄは０．２５ｍｍであった。

【００３３】可動側外型３０ｂを移動させた後、固定側
外型３０ａから樹脂層付の内型３を取り出したが、樹脂
層の表面ではフィルム状ゲート３４の樹脂が付着してい
るためにバリ取りを行った。また、パーティングライン
３６上ではウエルドラインが発生していた。その後、内
型３５をスピニング装置の回転軸に装着した後、アラミ
ド繊維コード（４００Ｄ／２）を樹脂層の端部に巻き付
けて結ぶ付けた後、スピニングテンション５０Ｎ／本で
巻き付け、巻き終わり部も樹脂層の端部に巻き付けて固
定した。

【００３４】心線を巻き付けた内型３５を図８に示す固
定側外型３０ａの他方の空所３１ｂに設置した後、同様
にして可動側外型３０ｂを移動させてパーティングライ
ン３６上で固定側外型３０ａに合体させ、型温を７０°
Ｃに調節した後、初期射出工程と同材質の熱可塑性ポリ
ウレタンを用いて厚さｅ０．６ｍｍのベルト背面部を成
形した。

【００３５】可動側外型３０ｂを移動させた後、固定側
外型３０ａからベルトスリーブ付の内型３５を取り出
し、内型２５からベルトスリーブを脱型した。ベルトス
リーブの表面ではパーティングラインでウエルドライン
が発生し、またフィルム状ゲート３４の樹脂が付着して
いるためにバリ取りを行った。ベルトスリーブをカット
機に取り付けて、幅６ｍｍの歯付ベルトを得た。歯付ベ
ルトは歯型（ＳＴＰＤ）、ベルトピッチ長さ２１０ｍ
ｍ、歯部ピッチ３ｍｍ、歯数７０であり、心線の配列の
乱れはなかった。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本願請求項に係る発明で
は、溶融樹脂を内型のランナーリングから凹状部と凸状
部の長手方向に沿って流すようにしたため、溶融樹脂の
衝突もなくキャビティを完全に充填してウエルドライン
等の不具合部分の発生を阻止し、外型のパーティングラ
インからの樹脂漏れもなくなってバリ取り等の後加工が
不要になり、ベルトの形成時間を短縮できる効果があ
る。

【００３７】１つの外型内に初期射出工程と最終射出工
程を行う内型を設置して射出成形を行うことができるた
めに、外型を合理的に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歯付ベルト成形用金型装置の組み
立て図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】内型の一部切り欠き正面図である。

【図４】本発明の金型装置を使用した場合の歯付ベルト
の製造工程であって、初期射出工程を示す金型装置の断
面図である。

【図５】本発明の金型装置を使用した場合の歯付ベルト
の製造工程であって、樹脂層の表面に心線を巻き付けた
内型の断面図である。

【図６】本発明の金型装置を使用した場合の歯付ベルト
の製造工程であって、最終射出工程を示す金型装置の断
面図である。

【図７】本発明の金型装置を用いて得られた熱可塑性樹
脂製歯付ベルトの断面図である。

【図８】従来の歯付ベルト成形用金型装置の組み立て図
である。

【図９】図８のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１ 金型装置 ２ａ 固定側外型 ２ｂ 可動側外型 ３ 内型 ４ パーティングライン ５ａ 空所 ５ｂ 空所 ６ スプルー ７ ランナー ８ ゲート ９ キャビティ １１ 成形部 １２ 凹状部 １３ 凸状部 １４ ランナーリング １５ 樹脂層 １６ 心線 １７ ベルト背面部 １８ ベルトスリーブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F202 AA31 AD04 AD15 AD16 AG17 AG28 AH12 AM33 AM36 CA11 CB01 CB11 CB22 CB29 CK02 CK06 CK12 CK17 CK19 CK25 CK42 CK43 CL02 CL42 CQ05 4F206 AA31 AD04 AD15 AD16 AG17 AG28 AH12 AM33 AM36 JA07 JB11 JB22 JC08 JF05 JL02 JM05 JN12 JN14 JN22 JN25 JN33 JQ06 JQ81

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 心線を長手方向に延在するようにベルト
   背面部に埋設し、ベルト背面部の少なくとも一方に所定
   間隔で歯部を設けた熱可塑性樹脂製歯付ベルトの成形用
   金型装置において、長手方向に延在する凹状部と凸状部
   を周方向に沿って交互に有し、一方の端部に該凹状部と
   凸状部に連結したランナーリングを配した内型と、パー
   ティングラインで対面する固定側外型と可動側外型から
   なり、上記内型を外型内に設けた少なくとも一つの空所
   に配置するとともに、固定側外型内に設けたスプルー、
   ランナー、ゲートと内型のランナーリングとを連通さ
   せ、熱可塑性樹脂を内型のランナーリングから凹状部と
   凸状部の長手方向に沿って流すようにしたことを特徴と
   する歯付ベルト成形用金型装置。
2. 【請求項２】 外型に設けた一方の空所が内型を設置
   し、キャビティに熱可塑性樹脂を充満して樹脂層を形成
   する初期射出工程に使用され、他方の空所が初期射出工
   程で得られた樹脂層の表面に心線を巻き付けた内型を設
   置しキャビティに熱可塑性樹脂を充満してベルト背面部
   を成形する最終射出工程に使用される請求項１記載の歯
   付ベルト成形用金型装置。