JP2003071606A - ベルトスリーブの背面加工方法及び加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２つの超音波カッターによって深く切削し、
またスリーブの表面温度を小さく抑えてゴムの物性に悪
影響を与えることなく、更には精度を高くして表面加工
することができるベルトスリーブの背面加工方法および
背面加工装置を提供することを目的とするものである。 【解決手段】 ベルトに加工されるスリーブ１をロール
２に架装して回転走行させ、ロール２の外周に巻き架け
た部分においてスリーブ１の外周面に第一の超音波カッ
ター３ａを当接させながらロール１と平行に移動させる
ことによってスリーブ１の外周面を荒切削し、次いで他
の第二の超音波カッター３ｂを同様に移動させて切削し
た後のスリーブ１の外周面を仕上げ切削する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、伝動用ベルトなど
のベルトに加工するためのスリーブの背面を研削する方
法及び研削する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】歯付きベルトやＶベルト等の伝動用ベル
トを製造するにあたっては、円筒状の成形型の外周に補
強布や補強コード及び未加硫のゴムシートを巻付け、こ
れを加熱・加圧して加硫することによって、円筒状のス
リーブを作製し、そしてこの円筒状のスリーブを輪切り
状に細く切断加工することによって行なうのが一般的で
ある。

【０００３】上記のように加硫成形して得られる円筒状
のスリーブは、厚みが不均一になっており、このスリー
ブを切断加工して得られるベルトはそのベルト長手方向
において厚み寸法公差が大きくなる。そしてこのように
ベルトの厚み寸法公差が大きいと、走行時のベルト共振
に伴う異音発生などの問題が生じるおそれがある。

【０００４】上記のように円筒状に成形されるスリーブ
の厚みが不均一になる要因は、成形型の外周に巻き付け
セットする未加硫ゴムシートの厚みの不均一、加熱加硫
時にゴムが流動する際に重力が影響することによる厚み
の不均一などが考えられる。また成形型の外周に未加硫
ゴムシートを巻き付ける際に、未加硫ゴムシートの両端
を付き合わせてショイントするが、加硫成形した後のス
リーブにはこのジョイント部にゴムが盛り上がって局所
的にうねった凸部が形成され、この凸部が放置されてベ
ルトの背面に残ると、走行時の異音発生が特に発生し易
くなる。

【０００５】そこでこのようなスリーブの厚みの不均一
をならすと共に凸部を除去し、ベルトの厚み公差を小さ
くするために、スリーブの背面を研磨することが行なわ
れている。すなわち、例えば特開平１１−３３３６９０
号公報にみられるように、スリーブを駆動及び従動の２
本のロール間に掛け渡して架装し、ロールによってスリ
ーブを回転走行させながら、ロールの外周に巻き架けた
部分においてスリーブの外周面に研磨砥石を当接させる
ことによって、スリーブの外周面、つまりスリーブの背
面を研磨するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】研磨砥石はダイヤモン
ド砥粒などの砥粒を電着して形成されており、面として
スリーブの外周面に当接され、一度に広い面積で研磨を
行なうことができる。

【０００７】しかしこの反面、上記のジョイント部のよ
うなゴムが局所的に盛り上がった凸部を研磨砥石で研磨
する場合、研磨砥石の圧力でゴムの凸部が周辺部へ圧縮
変形されて逃げ、研磨砥石による研磨を逃れる現象が生
じ易い。従って、研磨によってスリーブの厚みを均一に
ならす平滑化は可能であるが、局所的な凸部の除去は不
充分であり、ベルトの厚み公差を小さくする効果を高く
得ることはできないものであった。また、研磨時の発熱
によりスリーブの表面温度が上昇して１２０℃以上にな
ると、加硫もどりが発生して変形しやすくなり、これに
よって精度よく研磨できない問題もあった。更には、加
硫もどりによって研磨したゴム屑が砥石に付着するため
に、表面を精度よく加工できない問題もあった。

【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、２つの超音波カッターによって深く切削し、また
スリーブの表面温度を小さく抑えてゴムの物性に悪影響
を与えることなく、更には精度を高くして表面加工する
ことができるベルトスリーブの背面加工方法および背面
加工装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
ベルトスリーブの背面加工方法は、ベルトに加工される
スリーブをロールに架装して回転走行させ、ロールの外
周に巻き架けた部分においてスリーブの外周面に第一の
超音波カッターを当接させながらロールと平行に移動さ
せることによってスリーブの外周面を荒切削し、次いで
他の第二の超音波カッターを同様に移動させて切削した
後のスリーブの外周面を仕上げ切削するベルトスリーブ
の背面加工方法にある。

【００１０】また請求項２の発明は、仕上げ切削した
後、続いて仕上げ砥石でスリーブの外周面を研磨するベ
ルトスリーブの背面加工方法にある。

【００１１】また請求項３の発明は、ベルトに加工され
るスリーブを架装して回転走行させるロールと、ロール
の外周に巻き架けた部分においてスリーブの外周面に当
接され、ロールと平行に移動されることによってスリー
ブの外周面を荒切削する第一の超音波カッターと、第一
の超音波カッターと平行に配置された同様に移動する仕
上げ切削する第二の超音波カッターを具備したベルトス
リーブの背面加工装置にある。

【００１２】本発明の請求項４の発明は、仕上げ切削し
た後、続いて仕上げ砥石でスリーブの外周面を研磨する
ベルトスリーブの背面加工装置である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明に係る加工装置の一例を示すもので
あり、少なくとも１軸のロール２を配設してスリーブ１
を架装できるようになっている。図の例では、駆動ロー
ル２ａと従動ロール２ｂからなる一対のロール２を平行
に配置して２軸構成にしてある。駆動ロール２ａはモー
タ等によって回転駆動されるものであり、また従動ロー
ル２ｂは駆動ロール２ａに近接離間する方向に位置移動
できるようにしてあって、駆動ロール２ａと従動ロール
２ｂの間に懸架したスリーブ１の張力を調整できるよう
にしてある。

【００１４】図１において、１０は駆動ロール２ａの近
傍に配置される移動台であり、この移動台１０は駆動ロ
ール２ａの回転軸と平行に往復移動されるようになって
おり、また移動台１０は駆動ロール２ａに近接離間する
方向にも移動されるようになっている。移動台１０は初
期状態では、駆動ロール２ａに対向しない側方位置に配
置してある。

【００１５】この移動台１０上には、送り方向側の最前
方位置において外周面を荒切削する第一の超音波カッタ
ー３ａと、第一の超音波カッター３ａと平行に配置され
た同様に移動する仕上げ切削する第二の超音波カッター
３ｂがホルダー１８に取り付けられている。

【００１６】この第一の超音波カッター３ａと第二の超
音波カッター３ｂとしてはバイトなどを用いることがで
きるが、例えば図３、図４に示すような薄い細長い平板
の先端に刃を設けて形成される矩形刃物５が超音波振動
子３０に機械的に装着されている。超音波振動を付与す
ることにより加工抵抗が減少し、大きな発熱を伴わずに
スムーズに切削できる。このため、第一の超音波カッタ
ー３ａでスリーブ１表面上に発生した研削筋は第二の超
音波カッター３ｂによって仕上げ研削することができ
る。この超音波振動子３０は、例えばＰＺＴ電歪振動子
であり、周波数２２〜４０ｋHｚ、振幅２０〜１００μ
ｍである。

【００１７】上記刃物５は先端に円形の一部をなすよう
に形成されていればよく、刃先端３１には角度θ₁，θ₂
で二段階にシノギ（鎬）１３を設けて形成してある。

【００１８】第一の超音波カッター３ａと第二の超音波
カッター３ｂは、その構成部材である矩形刃物５や超音
波振動子３０が同じものであるが、使用条件が相違す
る。第一の超音波カッター３ａはスリーブ１の外周面を
荒切削するために、振幅５０〜１００μｍである。一
方、第二の超音波カッター３ｂは仕上げ切削する機能を
有しているために、振幅２０〜４０μｍである。

【００１９】また、必要に応じて、仕上げ砥石４を使用
することもできる。移動台１０にはモータ１２が固定し
てあり、モータ１２の出力軸１２ａには仕上げ砥石４が
取り付けてある。仕上げ砥石４は全体の形状が扁平な円
柱状であって、その外周面にダイヤモンド砥粒などの砥
粒を電着して形成してあり、仕上げ砥石４は円柱の中心
を出力軸１２ａに取り付けるようにしてある。モータ１
２はその出力軸１２ａが駆動ロール２ａの回転軸と平行
になるように配置してあり、仕上げ砥石４の回転面が駆
動ロール２ａの回転軸と直交するようにしてある。

【００２０】この仕上げ砥石４としては、細かい粒子の
砥粒を電着して形成したものである。仕上げ砥石４ａは
粒径が１２０〜２００メッシュの砥粒から形成したもの
を用いるのが好ましい。

【００２１】そしてスリーブ１の背面を研削するにあた
っては、まず駆動ロール２ａと従動ロール２ｂの間にス
リーブ１を架け渡して架装する。スリーブ１は例えば、
外周に軸方向と平行に多数の歯部成形溝を多数設けて形
成される円筒状の成形型の外周に、まず帆布などの補強
布を巻き付け、補強布の上から成形型の外周に補強コー
ドをスパイラル状に巻き付けた後、さらにこの上から成
形型の外周に未加硫のゴムシートを巻付け、これを加熱
・加圧して加硫することによって、図５（ａ）に示すよ
うに作製されるものである。そしてこの円筒状に作製さ
れるスリーブ１を輪切り状に細く切断加工することによ
って、図５（ｂ）に示すような伝動用のベルトＢを得る
ことができるものである。図５（ｂ）において１４はベ
ルトＢの内周側に所定ピッチで形成される歯部、１５は
補強布、１６はベルト長手方向に複数本埋設された補強
コード、１７はベルト背部を形成するゴム層である。

【００２２】次に、移動台１０を図１（ａ）のロ矢印の
ように駆動ロール２ａに近接させる方向に送る制御を行
ない、移動台１０上の荒削り用の第一の超音波カッター
３ａと仕上げ削り用の第二の超音波カッター３ｂが駆動
ロール２ａの外周に巻き架けたスリーブ１の外周表面に
当接可能な位置まで移動させる。この後、移動台１０を
図１（ａ）のイ矢印のように駆動ロール２ａの軸方向と
平行な方向に送る制御を行なう。

【００２３】このように移動台１０をイ矢印方向に送る
と、まず第一の超音波カッター３ａの先端が駆動ロール
２ａの外周に巻き架けたスリーブ１の外周表面に当接
し、スリーブ１の外周表面が０．５〜１．０ｍｍ程度深
く荒切削される。スリーブ１の背面には成形型に未加硫
ゴムシートを巻き付けて加硫する際に両端を突き合わせ
た箇所において局所的な凸部が形成されているが、この
ような局所的な凸部は第一の超音波カッター３ａによっ
て切削されて除去される。そして、同時に第二の超音波
カッター３ｂによって発生した切削筋を仕上げ削りす
る。この場合の仕上げ研削量は深さが０．１〜０．５ｍ
ｍ程度である。

【００２４】第一の超音波カッター３ａと第二の超音波
カッター３ｂはその刃先が点（あるいは線）でスリーブ
１の外周に接して表面層を均一な厚さにかつ低発熱で切
削することができる。このとき図１（ｂ）に示すよう
に、超音波カッター３の下方位置において吸引筒１９を
配置してあり、超音波カッター３による切削で発生する
切削屑を吸引筒１９で吸引することによって、切削屑が
飛散しない。

【００２５】さらに移動台１０を図１（ａ）のイ矢印方
向に送ることによって、スリーブ１の背面は一方の側端
から他方の側端方向へと第一の超音波カッター３ａと第
ニの超音波カッター３ｂで切削処理され、スリーブ１の
外周表面を平滑面に仕上げることができる。このように
移動台１０を図１（ａ）のイ矢印方向に片道で往移動さ
せることによって、スリーブ１の外周表面、すなわちス
リーブの背面は一方の側端から他方の側端方向へと加工
処理することができるものであり、加工処理が終了すれ
ば、移動台１０をロ矢印と反対方向へ戻す制御をして駆
動ロール２ａから離すと共に、移動台１０をイ矢印と反
対方向へ戻す制御をして復帰移動させ、初期の位置に移
動台１０を戻す。この後に、駆動ロール２ａと従動ロー
ル２ｂから背面を加工処理したスリーブ１を取り外し
て、背面を未処理のスリーブ１と交換し、上記の操作を
繰り返してスリーブ１の背面の表面加工を行なうもので
ある。

【００２６】無論、本実施例では、仕上げ砥石４を使用
してもよい。この場合、モータ１２を作動させて仕上げ
砥石４を回転駆動させる。ここで図１（ｂ）に示すよう
に、仕上げ砥石４とスリーブ１の相対向する面が逆方向
に移動するように、仕上げ砥石４はスリーブ１の走行方
向に対してリバース方向に回転駆動する。

【００２７】上記のように、スリーブ１の背面を荒切削
する第一の超音波カッター３ａと、これによって発生し
た研削筋を仕上げ切削する第二の超音波カッター３ｂで
切削することによって、加工抵抗が減少し、大きな発熱
を伴わずにスムーズに切削でき、また必要に応じて仕上
げ研磨することで、スリーブ１の厚みの不均一を小さく
することができ、そしてこのスリーブ１を加工して得ら
れるベルトＢの厚み公差を小さくすることができる。

【００２８】第一の超音波カッター３ａと第二の超音波
カッター３ｂの送り速度、即ち加工速度は、最大１０ｍ
ｍ／秒、好ましくは８ｍｍ／秒であり、１０ｍｍ／秒を
超えると、研削中にスリーブ１が発熱して表面温度が高
くなり、ゴム粕が砥石に詰まりやすくなって、精度よく
研削加工ができなくなる。

【００２９】ここで、超音波カッター３として図３、図
４のように矩形刃５を用いる場合、矩形刃５の取付角度
を図２のように設定して配置するのが好ましい。すなわ
ち、矩形刃５は、駆動ロール２ａの外周に巻き架けられ
て先端の円弧状となった部分でのスリーブ１の外周面と
接点ｐで接している。スリーブ１の円筒状の外周面には
この接点ｐを通る接線ｑと母線（駆動ロール２ａの回転
軸と平行なスリーブ１の外周面上の直線）ｒとが仮想さ
れる。

【００３０】また、矩形刃５にはこの接点ｐを通る接線
ｓと法線ｔ（接点ｐと円形の刃５の中心とを結ぶ線）と
が仮想される。そして接点ｐを通る矩形刃５の接線ｓ
が、スリーブ１の外周面の母線ｒのうち接点ｐより矩形
刃５の送り方向（イ矢印方向）と反対側の部分に対し
て、スリーブ１の走行方向（ハ矢印方向）の側に４０〜
５０°の角度θ₃で傾斜して交差し、且つ接点ｐを通る
矩形刃５の法線ｔが、接点ｐを通るスリーブ１の外周面
の接線ｑのうち接点ｐよりスリーブ１の走行方向（ハ矢
印方向）の側の部分に対して、１５〜２５°の角度θ₄
で交差するように、矩形刃５を傾斜させた取付角度で配
置するのが好ましい。

【００３１】このような角度θ₃，θ₄に取付角度を設定
して矩形刃５を配置することによって、過切削や切削不
足なく、最適な状態で超音波カッター３による切削を行
なうことができるものである。角度θ₃が４０°未満の
場合や角度θ₄が１５°未満の場合には、過切削が生じ
るおそれがあり、角度θ₃が５０°を超える場合や角度
θ₄が２５°を超える場合には、切削不足が生じるおそ
れがある。

【００３２】また、角度θ₃がスリーブ１の走行方向
（ハ矢印方向）と反対側に形成されたり、角度θ₄が接
線ｑのうち矩形刃５の刃先の当接点よりスリーブ１の走
行方向（ハ矢印方向）と反対側の部分との間に形成され
たりするように、矩形刃５が図２の場合と逆の向きに傾
斜して配置されると、矩形刃５で切削された切削屑がス
リーブ１の外周表面に残って巻き付くおそれがある。

【００３３】

【実施例】次に、本発明を実施例によってさらに説明す
る。 （実施例）図１の装置において、駆動ロール２ａとして
ロール面長１４７０ｍｍ、直径１３５ｍｍのもの、従動
ロール２ｂとしてロール面長１２５０ｍｍ、直径１７０
ｍｍのものを用い、駆動ロール２ａを６００ｒｐｍで回
転駆動するようにした。

【００３４】また荒削り用の第一の超音波カッター３ａ
として超音波振動子３０（周波数：２２ｋＨｚ、出力：
２２０Ｗ、振幅：７０μｍ、振動子：ＰＺＴ電歪振動
子）に装着した矩形刃５（矢型、材質ＳＫＨ、厚み１．
５ｍｍ、シノギの角度θ₁＝２０°、θ₂＝１２°）を用
い、これを図２のように角度θ₃＝４５°、θ₄＝２０°
の取付角度で配置した。また、仕上げ削り用の第二の超
音波カッター３ｂは第一の超音波カッター３ａと同じも
のであるが、超音波振動子３０の周波数は２２ｋＨｚ、
出力は２２０Ｗ、振幅３０μｍである。仕上げ砥石４ａ
は使用しない。

【００３５】そしてスリーブ１として、歯数１６３、歯
形Ｓ８Ｍ、最終製品幅２７．４ｍｍ、ベルト長１３０４
ｍｍの歯付ベルトＢを４０本取るための、幅１１００ｍ
ｍのものを用い、これを駆動ロール２ａと従動ロール２
ｂの間に架装し、研磨台１０のイ矢印方向への送り速度
を２．５ｍｍ／秒に設定して、超音波カッター３ａ、３
ｂの順で、スリーブ１の背面である外周面の加工を行な
った。

【００３６】（比較例）仕上げ削り用の第二の超音波カ
ッター３ｂを用いず、荒削り用の第一の超音波カッター
３ａと仕上げ砥石を用いるようにした他は、実施例と同
様にしてスリーブ１の背面である外周面の加工を行なっ
た。上記仕上げ砥石４ａとしては、２００メッシュのダ
イヤモンド砥粒電着ホイール（直径：２５５ｍｍ、砥石
幅：３２ｍｍ）を用い、回転数１７８０ｒｐｍで回転駆
動するようにした。

【００３７】実施例と比較例について、加工中のスリー
ブの表面温度を比較した。その結果を表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】この結果、実施例１では比較例に比べ、２
つの超音波カッターによって深く切削できて租研削で
き、更に発生した研削筋を仕上げ研削することで、スリ
ーブの表面温度を小さく抑えて、精度よく表面加工する
ことができる。

【００４０】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１に係るベ
ルトスリーブの背面加工方法は、ベルトに加工されるス
リーブをロールに架装して回転走行させ、ロールの外周
に巻き架けた部分においてスリーブの外周面に第一の超
音波カッターを当接させながらロールと平行に移動させ
ることによってスリーブの外周面を荒切削し、次いで他
の第二の超音波カッターを同様に移動させて荒切削した
後のスリーブの外周面を仕上げ切削するようにしたの
で、第一の超音波カッターによって深く切削でき、また
これによって発生した研削筋を第二の超音波カッターに
よって仕上げ研削できて、スリーブの表面温度を小さく
抑えてゴムの物性に悪影響を与えることなく、更には精
度を高くして表面加工することができる効果がある。

【００４１】請求項２の発明は、仕上げ切削した後、続
いて仕上げ砥石でスリーブの外周面を研磨するベルトス
リーブの背面加工方法にあり、更に精度を高くして表面
加工することができる効果がある。

【００４２】請求項３の発明は、ベルトに加工されるス
リーブを架装して回転走行させるロールと、ロールの外
周に巻き架けた部分においてスリーブの外周面に当接さ
れ、ロールと平行に移動されることによってスリーブの
外周面を荒切削する第一の超音波カッターと、第一の超
音波カッターと平行に配置された同様に移動する仕上げ
切削する第二の超音波カッターを具備したベルトスリー
ブの背面加工装置にあり、第一の超音波カッターによっ
て深く切削でき、またこれによって発生した研削筋を第
二の超音波カッターによって仕上げ研削できて、スリー
ブの表面温度を小さく抑えてゴムの物性に悪影響を与え
ることなく、更には精度を高くして表面加工することが
できる効果がある。

【００４３】請求項４の発明は、仕上げ切削した後、続
いて仕上げ砥石でスリーブの外周面を研磨するベルトス
リーブの背面加工装置にあり、更に精度を高くして表面
加工することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施の形態の一例を示すものであ
り、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

【図２】同上の超音波カッターの取付角度を示すもので
あり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面
図である。

【図３】同上の超音波カッターの正面図である。

【図４】同上の超音波カッターの矩形刃を示すものであ
り、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。

【図５】（ａ）はスリーブの一例を示す斜視図、（ｂ）
はベルトの一例を示す拡大した一部の斜視図である。

【符号の説明】

１ スリーブ ２ ロール ３ 超音波カッター ３ａ 第一の超音波カッター ３ｂ 第二の超音波カッター ４ 仕上げ砥石 ５ 矩形刃

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C045 AA04 3C049 AA02 AA11 AA18 CA01 CA04 CB01 CB03 3C060 CA03 4F213 AA45 AG17 AH12 WA53 WA62 WB01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベルトに加工されるスリーブをロールに
   架装して回転走行させ、ロールの外周に巻き架けた部分
   においてスリーブの外周面に第一の超音波カッターを当
   接させながらロールと平行に移動させることによってス
   リーブの外周面を荒切削し、次いで他の第二の超音波カ
   ッターを同様に移動させて切削した後のスリーブの外周
   面を仕上げ切削することを特徴とするベルトスリーブの
   背面加工方法。
2. 【請求項２】 仕上げ切削した後、続いて仕上げ砥石で
   スリーブの外周面を研磨する請求項１に記載のベルトス
   リーブの背面加工方法。
3. 【請求項３】 ベルトに加工されるスリーブを架装して
   回転走行させるロールと、ロールの外周に巻き架けた部
   分においてスリーブの外周面に当接され、ロールと平行
   に移動されることによってスリーブの外周面を荒切削す
   る第一の超音波カッターと、第一の超音波カッターと平
   行に配置された同様に移動する仕上げ切削する第二の超
   音波カッターを具備することを特徴とするベルトスリー
   ブの背面加工装置。
4. 【請求項４】 仕上げ切削した後、続いて仕上げ砥石で
   スリーブの外周面を研磨する請求項３記載のベルトスリ
   ーブの背面加工装置。