JP2004347111A

JP2004347111A - 歯付き駆動ベルト

Info

Publication number: JP2004347111A
Application number: JP2004096432A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Hoshino; 英明星野
Original assignee: Hokushin Industries Corp; Hokushin Industry Co Ltd
Current assignee: Hokushin Industries Corp; Hokushin Industry Co Ltd
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】非常に安価に製造できる歯付き駆動ベルトを提供する。
【解決手段】芯体を有さずに熱可塑性エラストマを射出成形してなり、硬度がＪＩＳＡで７０乃至９５°で且つ２％伸長時の張力が２００ｇｆ以上である。
【選択図】なし

Description

本発明は、熱可塑性エラストマからなる歯付き駆動ベルトに関し、無芯体で低伸長率で大きな張力が得られるように工夫したものである。

従来より、加硫ゴムのベルトの両面に歯を設けた両面歯付きベルトが知られている（特許文献１参照）。この両面歯付きベルトは、芯体コードの両側に設けられた歯のピッチが異なり、歯の表面は歯布により覆われているものである。

また、熱可塑性エラストマを用いたベルトの製造方法も提案されている（特許文献２参照）。このベルトは熱可塑性エラストマと熱収縮性を有する繊維にて織布した帆布との積層体を伸縮性が小さく継ぎ目のない離型シートをベルト全面に沿わせて加熱加圧することにより製造するものである。

従来の加硫ゴムの歯付きベルトは芯体と共にプレス成形する工程が必要であり且つ歯の表面に歯布を設けるためのプレス加工が必要となる。一方、熱可塑性エラストマを用いた場合にも、熱可塑性エラストマと帆布との積層体を伸縮性のない離型シートで挟んで加熱加圧する工程と、ベルトに緊張を与えた状態で冷却する工程とを具備し、製造方法が煩雑であった。

特開平１０−１３２０３２号公報特開昭５６−７２９４５号公報

本発明はこのような事情に鑑み、非常に安価に製造できる歯付き駆動ベルトを提供することを課題とする。

前記課題を解決する本発明の第１の態様は、芯体を有さずに熱可塑性エラストマを射出成形してなり、硬度がＪＩＳＡで７０乃至９５°で且つ２％伸長時の張力が２００ｇｆ以上であることを特徴とする歯付き駆動ベルトにある。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、３％伸長時の張力が６００ｇｆ以上であることを特徴とする歯付き駆動ベルトにある。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、外周面にも歯が所定のピッチで形成されていることを特徴とする歯付き駆動ベルトにある。

本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記外周面の歯が内周面の歯と同一ピッチで形成されており、当該ピッチが１〜３ｍｍであり、外周面の歯の高さが１．５〜２．３ｍｍであり、内周面の歯の高さが０．８〜１．３ｍｍであることを特徴とする歯付き駆動ベルトにある。

本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記外周面でトナーを搬送することを特徴とする歯付き駆動ベルトにある。

かかる本発明では、特定の熱可塑性エラストマを用いることにより、芯体を用いることなく射出成形で成形することができると共に所定の駆動トルクを得ることができ、且つ長期に亘って安定して使用できる歯付き駆動ベルトを提供することができる。

本発明で用いる熱可塑性エラストマの材質は、後述する特性を満足するものであれば特に限定されないが、ポリウレタン系熱可塑性エラストマ、ポリエステル系熱可塑性エラストマ、ポリスチレン系熱可塑性エラストマ等を挙げることができる。好ましくは、ポリエステル系熱可塑性エラストマを使用するのがよい。ポリエステル系熱可塑性エラストマを使用すると、後述するように製造時の寸法安定性が向上するからである。かかるポリエステル系熱可塑性エラストマの一例として、下記式（１）に示すようなハードセグメントと下記式（２）に示すようなソフトセグメントとのブロック共重合体を挙げることができる。このブロック共重合体は、広い温度範囲で高強力、ゴム弾性を保持するエンジニアリングエラストマであり、例えば、ハイトレル（登録商標）として市販されている。

本発明の熱可塑性エラストマは、硬度がＪＩＳＡで７０〜９５°のもの、好ましくは８０〜９５°のものを使用する。これより低硬度では２％伸長時に十分な駆動トルクが得られず、安定した駆動ベルトとしては使用できず、一方、これより高硬度だと必要な伸長度が得られないからである。

また、本発明の熱可塑性エラストマからなる歯付き駆動ベルトは、２％伸長時に２００ｇｆ以上、好ましくは３００ｇｆ以上、さらに好ましくは６００ｇｆ以上の張力を有するものである。これにより、十分な駆動トルクが得られるからである。逆に言うと、本発明の熱可塑性エラストマからなる歯付き駆動ベルトは、加硫ゴム製のベルトとは異なり、低伸長で十分な張力を得ることができるので、低伸長状態で十分な駆動トルクが得られるという効果を奏する。また、低伸長状態で十分な駆動トルクが得られるので、駆動系に負担をかけることなく、長期に亘って安定して使用することができるという効果を奏する。

一方、本発明の歯付き駆動ベルトは、内周面のみに所定のピッチで歯を有するいわゆるタイミングベルトであってもよいが、外周面にも所定のピッチで歯を有する両面歯付きベルトであってもよい。

ここで、歯のピッチは特に限定されないが、両面に歯を設ける場合には、両面のピッチを同一とするのが好ましい。ベルトによれ等を発生させないためである。また、内周面の歯と外周面の歯とは、交互になるように配置するのが好ましい。全周に亘って均質なベルトとするためである。

歯の形状も特に限定されないが、台形歯とし、縁部をＲ形状とするのが好ましく、寸法は、例えば、ピッチが１〜３ｍｍの場合、外周面の歯の高さは１．５〜２．３ｍｍであり、内周面の歯の高さが０．８〜１．３ｍｍである。

このような両面歯付きベルトは、例えば電子写真装置等において、外周面の歯でトナー等を搬送するために用いるのに好適である。

本発明の歯付き駆動ベルトは、芯体を用いることなく、熱可塑性エラストマを用いて成形できるので、射出成形により比較的簡便に安価に製造することができる。また、本発明の歯付き駆動ベルトは、２％伸長で２００ｇｆ以上の張力が得られるので、低伸長状態で安定して使用でき、芯体を有さないで全体として均一且つ柔軟であるので、歯飛び等の虞がなく長期に亘って安定して使用できる。

本発明の歯付き駆動ベルトは、芯体を有さずに熱可塑性エラストマを射出成形してなり、硬度がＪＩＳＡで７０乃至９５°で且つ２％伸長時の張力が２００ｇｆ以上であるので、非常に安価に製造でき、且つ長期に亘って安定した駆動トルクで使用できる。

以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。

（実施例１〜４）
各種硬度のポリウレタン系の熱可塑性エラストマを用いて、図１に示す歯付き駆動ベルトを射出成形した。この歯付き駆動ベルト１０は、ベルト本体１１の内外周面にそれぞれ所定ピッチで内歯１２及び外歯１３を有するものであり、内外周のピッチは共に３ｍｍであり、内歯１２は高さが１．１ｍｍであり、外歯１３は高さ１．７ｍｍとした。

ポリウレタン系熱可塑性エラストマで、ＪＩＳＡで７０°、８０°、８５°、９０°の熱可塑性エラストマを用いたものを実施例１〜４の歯付き駆動ベルトとした。

（比較例１，２）
ポリウレタン系エラストマで硬度がＪＩＳＡで５０°、６０°のものを用いて実施例と同様な両面歯付きベルトを製造した。

（試験例１）
実施例１乃至４及び比較例１乃至２のベルトを１％乃至６％の伸長率で使用したときの張力を測定した。この結果を図２に示す。

この結果、硬度がＪＩＳＡで７０°以上の熱可塑性エラストマを用いた場合には、２％伸張状態で２２０ｇｆ以上の張力が得られ、３％以上ではほぼ安定した張力が得られることがわかった。

（試験例２）
実施例３及び実施例４の歯付き駆動ベルトのそれぞれについて、伸張率１〜６％で、それぞれ５本ずつ張力を測定し、張力の安定性を測定した。結果を図３及び図４に示す。

この結果より、実施例３及び４の歯付き駆動ベルトは、ロットぶれが小さく張力が安定し、安定した駆動トルクが得られることがわかった。

（実施例５）
ポリエステル系エラストマであるハイトレル３０４６（登録商標；東レデュポン社製）を用いて、実施例１と同様にして、硬度がＪＩＳＡ８２°の両面歯付きベルトを製造した。

（実施例６）
実施例１と同様なポリウレタン系エラストマを用いて、実施例１と同様に、硬度がＪＩＳＡ８５°の両面歯付きベルトを製造した。

（試験例３）
実施例５及び実施例６のベルトを伸張率が２％で用いたときの使用軸間張力を、それぞれ1５本ずつ測定した。その後、ベルトを展開し、内周長を測定した。この結果を表１および図５に示す。

この結果、実施例６のベルトは、使用軸間張力値、展開時内周長ともにばらつきがみられ、展開時内周長は６２７．０〜６３０．０ｍｍであり、狙い値であった６２３．８〜６２６．９ｍｍの範囲をこえた。一方、実施例５のベルトは、使用軸間張力値、展開時内周長ともに実施例６のベルトと比較してばらつきが少なかった。すなわち、展開時内周長は６２３．８〜６２５．５ｍｍであり、狙い値の範囲内に収まる。また、使用軸間張力値も約６５０〜７００ｇｆの範囲に収まった。これにより、収縮率が安定し、安定した寸法で得られていることがわかった。

本発明の歯付き駆動ベルトの一例の断面図である。試験例１の結果を示すグラフである。試験例２の結果を示すグラフである。試験例２の結果を示すグラフである。試験例３の結果を示すグラフである。

符号の説明

１０歯付き駆動ベルト
１１ベルト本体
１２内歯
１３外歯

Claims

芯体を有さずに熱可塑性エラストマを射出成形してなり、硬度がＪＩＳＡで７０乃至９５°で且つ２％伸長時の張力が２００ｇｆ以上であることを特徴とする歯付き駆動ベルト。
請求項１において、３％伸長時の張力が６００ｇｆ以上であることを特徴とする歯付き駆動ベルト。
請求項１又は２において、外周面にも歯が所定のピッチで形成されていることを特徴とする歯付き駆動ベルト。
請求項３において、前記外周面の歯が内周面の歯と同一ピッチで形成されており、当該ピッチが１〜３ｍｍであり、外周面の歯の高さが１．５〜２．３ｍｍであり、内周面の歯の高さが０．８〜１．３ｍｍであることを特徴とする歯付き駆動ベルト。
請求項４において、前記外周面でトナーを搬送することを特徴とする歯付き駆動ベルト。