JP2004017378A

JP2004017378A - 伝動ベルトの成形装置

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Publication number: JP2004017378A
Application number: JP2002173480A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Ochi; 越智　隆昭
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-14
Also published as: JP3908604B2

Abstract

【課題】ベルト成形時に接着ゴムの使用が不要になってベルト成形の合理化を図り、またコードの表面に接着ゴムを被覆してコードの捻じれ癖を無くし、スピニング時におけるコードの配列の乱れも解消できる伝動用ベルトの成形装置を提供する。
【解決手段】接着ゴム１２を被覆したコード１９を円筒状成形型５０にスピニングする伝動ベルトの成形装置１であり、押出機２により混練して押出した接着ゴム１２を、ダイの外周方向に設けたバイパス通路１５、直線状の本通路１６、そして排出通路１７の各ゴム通路を滞留させることなく流動排出させ、同時にコード１９を本通路１６を横断するように移動させながら接着ゴム１２を連続して付着させるゴム被覆手段１と、上記ゴム１２を被覆したコード１９を直接に円筒状成形型１９へ巻き付けるスピニング手段８０とを直結させた構成からなる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は伝動用ベルトの成形装置に係り、詳しくはコードの表面に接着ゴムを被覆した心線を直接スピニングすることによって成形時に接着ゴムの使用を不要にして成形の合理化を図り、またコードの表面に接着ゴムを被覆したことによってコードの捻じれ癖が無くなることからスピニング時におけるコードの配列の乱れも解消できる伝動用ベルトの成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｖベルト、Ｖリブドベルト等の伝動ベルトは、接着ゴム層中に心線を埋設し、接着ゴム層の上部にカバー帆布を積層し、そして接着ゴム層の下部に複数のリブ部を設けた圧縮ゴム層を有している。このベルトは帆布、接着ゴム層、コードからなる心線、そして圧縮ゴム層を加硫により積層一体化したベルトスリーブを作製し、Ｖリブドベルトを作製する場合には圧縮ゴム層にグラインダーホイールによってリブ溝を研削して得たものである。
【０００３】
伝動ベルトの心線としては、ポリエステル繊維、アラミド繊維、あるいはガラス繊維等の繊維材料を素材としたコードが使用されている。このコードはゴム材料との接着性を高めるため、ＲＦＬ処理のみ、またはエポキシまたはイソシアネート化合物で前処理した後にＲＦＬ処理をしたり、ＲＦＬ処理をした後にゴム糊を付着し、種々の接着方法が採用されてきた。
【０００４】
上記コードは、通常、コードデイップ処理機において駆動ロールによって一定の張力を付与しながら連続的にクリールから引き出され、デイップ槽内で接着液を含浸した後、オーブン内に送られて加熱乾燥後、オーブン外で冷却されて第１の処理工程を終了した後、更に第２、第３、第４と同様の処理工程を繰り返し通過し、それぞれの工程ごとに異なった配合による処理液の含浸付着と、異なったオーブン温度条件と張力条件下で加熱延伸処理され、ベルトに最適なコード物性を付与してリールに巻き取られ、デイップ処理を完結していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常のコードデイップ処理機では、走行中のコードをゴム組成物を溶剤に溶かしたゴム糊に浸漬してオーバーコートしても、僅かなゴムをコードに付着する程度であった。処理コードはＳ撚り、Ｚ撚りによる捻じれ癖が残存し、コードを成形ドラム上にスピニングしたとき、成形ドラム上でコードの偏りが発生してコード間の間隙が乱れ、ベルトの振れ等の性能に影響を与えることがあった。
【０００６】
このため、コードに所定量のゴムを付着させることが望まれていたが、伝動ベルトの成形装置、成形方法の技術分野では、このような技術は完成していないが、ゴムクローラ用スチールコードバンドの分野では、特開平８−１０８４９６号公報に、スプールより巻き出されたスチールコードを、ゴム押出機を通過させてスチールコードの全表面にゴムを同芯円状に被覆し、これを周長を所定長さに設定した成型ドラムに順次一定ピッチで巻付け、スチールコードを一直線の列になしたゴムクローラ用スチールコードバンドの製造法が開示されている。しかし、伝動ベルトの成形装置については示唆されていない。
【０００７】
本発明は叙上の如き実状に鑑み、これに対処するもので、ベルト成形時に接着ゴムの使用が不要になってベルト成形の合理化を図り、またコードの表面に接着ゴムを被覆してコードの捻じれ癖を無くし、スピニング時におけるコードの配列の乱れも解消できる伝動用ベルトの成形装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【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、接着ゴムを被覆したコードを円筒状成形型にスピニングする伝動ベルトの成形装置において、
押出機により混練して押出した接着ゴムを、ダイの外周方向に設けたバイパス通路、直線状の本通路、そして排出通路の各ゴム通路を滞留させることなく流動排出させ、同時にコードを本通路を横断するように移動させながらゴムを連続して付着させるゴム被覆手段と、上記ゴムを被覆したコードを直接に円筒状成形型へ巻き付けるスピニング手段とを直結させた伝動ベルトの成形装置にある。
【０００９】
即ち、この成形装置では、接着ゴムをコードに被覆固定することによって、ベルト成形時に接着ゴムの使用が不要になり、また接着ゴムを被覆したコードを乾燥処理せずに直接にスピニングすることによって成形の合理化を図ることができる装置であり、更にコードの表面に接着ゴムを被覆したことによってコードの捻じれ癖が無くなることからスピニング時におけるコードの配列の乱れも解消でき、伝動ベルトの走行時の振れ、発音などの不具合も解消できる。
【００１０】
本願請求項２記載の発明は、ゴム被覆装置が接着ゴムを２本のコードに同時に被覆固定するようになっている伝動ベルトの成形装置にある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る伝動ベルトの成形装置の概略図、図２〜図４はゴムをコードに被覆する装置の断面図を示す。図５は本発明に係る伝動ベルトの製造工程の概略図であって、図１のＣ−Ｃ方向から見た図面に相当し、そして図６は心線の断面図を示す。
【００１２】
本発明に係る伝動ベルトの成形装置７０は、コードを移動させながらゴムを付着させるゴム被覆手段１と、上記ゴムを被覆したコードを直接に円筒状成形型５０へ巻き付けるスピニング手段８０によって構成されている。
【００１３】
ゴム被覆手段１は、図２〜図４に示すように、押出機２と、バイパス通路、本通路、そして排出通路の各ゴム通路を形成する一対のダイ３ａ、３ｂと、一対のダイ中にあって本通路に交差するように設けたコード走行部４と、コードをガイド穴へ通過させ本通路まで案内する案内部材５と、ゴムを付着したコードを貫通路へ通して被覆固着するゴム被覆型６、そして排出通路から排出するゴム量を制御する調節部材７を備えている。
【００１４】
上記押出機２は、シリンダー１０内に押出スクリュー１１を収容し、接着ゴム１２を原料投入口（図示せず）から入れて押出スクリュー１１の回転によりを混練し押出しする。シリンダー１０の温度はゴム種に応じて変更するが、通常４０〜１００°Ｃに調節され、ゴムはミキシングされやすい温度に加熱して熱可塑化し、押出成形しやすい状態にする。また、この場合の混練時間はゴムの加硫が進行しない程度に調節する。
【００１５】
一対のダイ３ａ、３ｂは、中心部で合体するように取付け部材１４を介して該押出機２に固定し、混練した接着ゴム１２をダイの外周方向に設けたバイパス通路１５、直線状の本通路１６、そして排出通路１７へ流動させる各ゴム通路を形成している。即ち、接着ゴム１２は一方のダイ３ｂの外周部に設けた窪み状のバイパス通路１５を１８０度の右回りルートと左回りルートに分流して再度合流して排出通路１７から外部へ排出され、同時に一方のダイ３ｂの中心点を通る直線状の本通路１６を経由して排出通路１７から外部へ排出される。バイパス通路１５は押出された所定量の接着ゴム１２をダイ３中で滞留、固化させないように、常時ゴム通路中を流動させる必要があるために設けられている。一方、本通路１６は入口を広くしてゴムを入れやすくし、後述するようにこれと交差する方向に移動するコード１９に接着ゴム１２を被覆加工する部位になり、この通路１６にもゴム１２を常時流動させている。
尚、取付け部材１４はダイ３の温度を６０〜１５０℃に調節することができる加熱手段を備えている。
【００１６】
コード走行部４は、一対のダイ３ａ、３ｂ中にあって本通路１６に直面するように設けた空間部であり、コード１９を走行させながら本通路１６へ突入させ、ゴム１２を被覆加工する。
【００１７】
案内部材５は、一方のダイ３ａのコード走行部４内に配置され、上記コード１９をガイド穴２１へ通過させ本通路１６まで案内する。上記案内部材５は段差状の円盤体の中心部に２本のコード１２を通す２個のガイド穴２１が設けられ、位置決めピン２２をコード走行部４の内壁に設けたガイド溝２３に嵌め込むことによって、案内部材５を正確に設定している。
【００１８】
一方、ゴム被覆型６は、他方のダイ３ｂのコード走行部４内に配置し、貫通路２５を貫通させてコード１９に接着ゴム１２を被覆させるようになっている。即ち、ゴム被覆型６は円盤体の中心部に出口面積の大きい開放部２６を備えた貫通路２５を有し、円筒状の押え部材２６を差し込むことによってダイ３ｂの底面に設置されている。その際、ゴム被覆型６はこれに挿入した位置決めピン２７をコード走行部４の内壁に設けたガイド溝２８に嵌め込むことによって正確に設置されている。
【００１９】
上記案内部材５とゴム被覆型６を正確に設置すると、コード１９をガイド穴２１から本通路１６、ダイ３ｂの底面に設けたガイド穴、貫通路２５、そして開放部２６から外部へと直線状に走行させ、ゴムを確実に所定量を被覆することができる。
【００２０】
上記調節部材７は排出通路１７から排出するゴム量を制御するものであり、図４に示すように貫通孔３１を軸と直角方向に設けた回転ピン３０が取付け部材１４に挿入され、貫通孔３１を排出通路１７に一致させると通路が全開状態になってゴムの排出量が最も多くなり、回転ピン３０を回転させると貫通孔３１と排出通路１７で形成された弁が小さくなってゴムの排出量を少なくする機構になっている。
【００２１】
ゴムの排出量を少なくすると、本通路１６の内圧が上昇してコード１９への接着ゴム１２の付着を確実にし、またその量を高めることができる。一方、被覆処理していない場合には、通路を全開にして接着ゴム１２の排出量を大きくして、ゴムを残留させることなく主にバイパス通路１５を経由して排出通路１７から外部に配置したタンク３３に収容する。タンク３３に収容したゴムは再利用できる。
【００２２】
上記スピニング手段８０は接着ゴム１２を被覆したコード１９を直接に円筒状成形型５０へ巻き付けるものであり、軸を中心にして円筒状成形型５０の方向へ向かって旋回できる回動アーム７２と、該回動アーム７２と共に移動してコード１９と係合する回転可能なタッチプーリ７３と、そして該タッチプーリ７３の外周面の外方を旋回して円筒状成形型５０を押し付けるプッシュロール７４とを有している。
【００２３】
しかして、コード１９の表面に接着ゴム１２を連続して被覆する場合には、
（１）初期設定として、コード１２をガイド穴２１へ挿入し本通路１６を横断させ、ダイ３ｂの底面に設けたガイド穴、貫通路２５、そして開放部２６から抜き出して走行可能な状態にする。
【００２４】
（２）続いて、ダイの温度を６０〜１２０℃に調節した後、押出スクリューによって混練し押出したゴム１２をダイ３ｂの外周部に設けたバイパス通路１５、直線状の本通路１６、そして排出通路１７を滞留させることなく流動排出させる。ゴム１２はバイパス通路１５を１８０度の右回りルートと左回りルートに分流して再度合流して排出通路１７から外部へ排出され、同時に本通路１６を経由して排出通路１７から外部へ排出される。このとき、調節部材７によって排出通路１７の弁を全開状態にしてゴムの排出量を多くする。
【００２５】
（３）調節部材７によって排出通路１７の弁をやや締めた状態にして本通路１６の内圧を高めると、コード１９を５〜１０ｍ／秒で走行させながらゴムを付着し、ゴム被覆型６の貫通路２５で付着したゴムをコードの表面へ被覆固定する。
【００２６】
尚、ゴム被覆を中止する場合には、コードを抜き取らず、押出機の投入したゴムが無くなるまで排出通路１７の通路を全開状態にして、ゴムの排出量が多くしてゴム流れを良好にする。排出したゴムは再利用できる。
【００２７】
続いて、スピニング手段８０では、回動アーム７２を円筒状成形型５０へ近接する方向へ旋回してタッチプーリ７３を円筒状成形型５０表面の近くまで位置させ、プッシュロール７４を円筒状成形型５０表面に圧接させてコード１９の端部を把持する。続いて、コード１９を円筒状成形型５０にほぼ１周巻付けて、この先端部を円筒状成形型５０のクリップ部に係止した後、スピニングを開始する。この時、プッシュロール７４は円筒状成形型５０から離れた位置にあり、タッチプーリ７３のみが円筒状成形型５０に近接している。
【００２８】
スピニングが完了すると、タッチプーリ７３が筒状成形型５０から離れた位置に移動させる。
【００２９】
そして、図５に示すように、スピニングが完了すると、圧縮ゴムである最外ゴム５５を積層してベルト成形体５６を成形する。即ち、両側壁に回転軸５７を有する円筒状成形型５０を、成形機（図示せず）に設置した後、円筒状成形型５０表面上にポリエステル、ナイロン、アラミド、ビニロンなどの合成繊維あるいは綿などの天然繊維、これらの混妨糸からなる平織り帆布、編物などをミシンジョイントによって筒状にしたカバー布５１、接着ゴム１２をコード１９に被覆固定した心線５４、そして所定長さに切断した短繊維配向ゴムシートを短繊維が軸方向に配向するように配置した圧縮ゴム５５を巻き付けてＶリブドベルト用のベルト成形体５６にする。
尚、接着ゴム１２をコード１９に被覆固定した直後の心線５４は、そのまま円筒状成形型５０面上に巻き付けることができる。
【００３０】
ここで使用する短繊維配向ゴムシートの製造方法は、例えば吐出口に向って徐々に径を拡張させた円錐形の内ダイを外ダイに収容したダイを押出機に連結し、投入した短繊維含有ゴムを円周方向へ引き伸ばして、短繊維を円周方向に配向させた円筒状成形体を押出成形し、この円筒状成形体をカッターによって直線状に切開して得られた短繊維配向ゴムシートを使用する。
無論、上記短繊維配向ゴムシートの製造方法は、この方法に限定される必要はなく、例えばカレンダーで短繊維配向ゴムシートに圧延したものでもよい。
【００３１】
ここで使用する最外ゴム５５のゴムは、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アルキル化クロロスルファン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマー、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレン−プロピレン−ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）からなるエチレン−α−オレフィンエラストマー等のゴム材の単独、またはこれらの混合物が使用される。ジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなどがあげられる。
【００３２】
上記ゴムには、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿等の繊維からなり繊維の長さは繊維の種類によって異なるが、１〜１０ｍｍ程度の短繊維が用いられ、例えばアラミド繊維であると３〜５ｍｍ程度、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿であると５〜１０ｍｍ程度のものが用いられる。その添加量はゴム１００重量部に対して１０〜４０重量部である。更に、本発明のゴムには、軟化剤、カーボンブラックからなる補強剤、充填剤、老化防止剤、加硫促進剤、加硫剤等が添加される。
【００３３】
上記軟化剤としては、一般的なゴム用の可塑剤、例えばジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）等のフタレート系、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）等のアジペート系、ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）等のセバケート系、トリクレジルホスフェート等のホスフェートなど、あるいは一般的な石油系の軟化剤が含まれる。
【００３４】
ここで使用する心線５４は、接着ゴム１２をコード１９に被覆固定したもので、図５に示しているように、２本のコード１９を接着ゴム１２で完全に包囲し、断面形状も正方形、長方形にような矩形、偏平状、あるいは円形であってもよい。しかし、矩形の方が心線５４を隙間なく配列する上で好ましい。勿論、１本のコード１９を接着ゴム１２で被覆したものも使用できるが、２本のコード１９を接着ゴム１２で被覆した心線５４を使用すると、コードの捻じれ癖が無くなることからスピニング時におけるコードの配列の乱れも解消でき、スピニング時間を短縮でき、またＺ撚りとＳ撚りを対で使用すると、成形したベルトの振れ、振動の発生もより少なくなる。
【００３５】
また、心線５４の断面において、接着ゴム１２の占める面積が５０〜８０％であり、この程度のゴム被覆量であれば心線５４を隙間なく配列させることができる。
【００３６】
ここで使用するコード１９には、ポリエチレンテレフタレート繊維、エチレン−２，６−ナフタレートを主たる構成単位とするポリエステル繊維、ポリアミド繊維からなるロープが使用され、ゴムとの接着性を改善する目的で接着処理が施される。このような接着処理としては繊維をレゾルシン−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ液）に浸漬後、加熱乾燥して表面に均一に接着層を形成するのが一般的である。しかし、これに限ることなくエポキシ又はイソシアネート化合物で前処理を行なった後に、ＲＦＬ液で処理する方法等もある。
【００３７】
接着ゴム１２は圧縮ゴム５５のゴム配合物に短繊維を除去したものである。
【００３８】
そして、このようにして得られたＶリブドベルト用のベルト成形体５６を加硫してベルトスリーブを得る。次に、ベルトスリーブを駆動ロールと従動ロールに掛架し、所定の張力下で走行させ、更に回転させた研削ホイールを走行中の加硫スリーブに当接するように移動して加硫スリーブの圧縮ゴム層表面に複数の溝状部を一度に研削する。このようにして得られたベルトスリーブを駆動ロールと従動ロールから取り外し、該ベルトスリーブを他の駆動ロールと従動ロールに掛架して走行させ、カッターによって所定に幅に切断して個々のＶリブドベルトに仕上げる。
【００３９】
得られたＶリブドベルト６０は、図７に示すように、コード１９を接着ゴム１２中に埋設し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層６１を有している。この圧縮ゴム層６１にはベルト長手方向にのびる断面略三角形の複数のリブ部６２が設けられ、またベルト表面には特にゴム付帆布６３を設ける必要はない。
無論、本発明では、Ｖリブドベルト以外にもＶベルトの製造も可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本願請求項に係る伝動ベルトの成形装置では、接着ゴムをコードに被覆固定することによって、ベルト成形時に接着ゴムの使用が不要になり、また接着ゴムを被覆したコードを乾燥処理せずに直接にスピニングすることによって成形の合理化を図ることができ、更にコードの表面に接着ゴムを被覆したことによってコードの捻じれ癖が無くなることからスピニング時におけるコードの配列の乱れも解消でき、伝動ベルトの走行時の振れ、発音などの不具合も解消できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る伝動ベルトの成形装置の概略図である。
【図２】本発明に係る伝動ベルトの成形装置に使用するゴム被覆手段の断面図である。
【図３】図２をＡ−Ａ方向から見た断面図である。
【図４】図２をＢ−Ｂ方向から見た断面図である。
【図５】本発明に係る伝動ベルトの製造工程の概略図であって、図１のＣ−Ｃ方向から見た図面に相当する。
【図６】使用する心線の断面図である。
【図７】得られたＶリブドベルトの断面図である。
【符号の説明】
１　　ゴム被覆手段
２　　押出機
３ａ、３ｂ　　ダイ
４　　コード走行部
５　　案内部材
６　　ゴム被覆型
７　　調節部材
１２　　接着ゴム
１５　　バイパス通路
１６　　本通路
１７　　排出通路
１９　　コード
５０　　円筒状成形型
５１　　カバー布
５４　　心線
５５　　圧縮ゴム
５６　　ベルト成形体
７０　　伝動ベルトの成形装置
８０　　スピニング手段

Claims

接着ゴムを被覆したコードを円筒状成形型にスピニングする伝動ベルトの成形装置において、
押出機により混練して押出した接着ゴムを、ダイの外周方向に設けたバイパス通路、直線状の本通路、そして排出通路の各ゴム通路を滞留させることなく流動排出させ、同時にコードを本通路を横断するように移動させながらゴムを連続して付着させるゴム被覆手段と、上記ゴムを被覆したコードを直接に円筒状成形型へ巻き付けるスピニング手段とを直結させたことを特徴とする伝動ベルトの成形装置。
ゴム被覆装置が接着ゴムを２本のコードに同時に被覆固定するようになっている請求項１記載の伝動ベルトの成形装置。