JP2005069311A - 歯付ベルトの接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱可塑性樹脂材料からなる歯付ベルトを接合する際に、心線がずれることによってＰＬＤが大きくなりベルトとプーリとのかみ合いがわるくなるのを抑えて、ジャンピングなどの問題が発生するのを防止することができる歯付ベルトの接合方法を提供する。
【解決手段】熱可塑材料中にベルト長手方向に伸びる心線３を埋設するとともに、所定ピッチで歯形を有する歯付ベルト１の端部同士を金型内で突き合わせてプレスすることによって熱可塑性材料を融着して無端状とする歯付ベルトの接合方法において、前記金型は歯付ベルトの歯部とかみ合う凹凸を有しており歯側に当接する第１金型と、背側に当接する第２金型からなり、第１金型には歯付ベルトを嵌め込む溝１１を有しており、第１金型の溝１１は歯付ベルト１の背厚ｔよりも深く、さらに第２金型は第１金型の溝１１に嵌合する凸条部６を有する歯付ベルトの接合方法。
【選択図】図３

Description

本発明は熱可塑性材料からなり内部に心線を埋設した歯付ベルトであって、端部同士を突き合わせて融着接合する歯付ベルトの接合方法に係り、接合する際に発生する心線のズレを調整してＰＬＤの上昇を防ぐことにより歯付ベルトのプーリとの間のかみ合いを改善することができる歯付ベルトの接合方法に関する。

有端の歯付ベルトを必要長さに切断して端部同士を接合することによって無端の歯付ベルトとする、ベルトの周長を用途に応じて自由に変えることのできる歯付ベルトが従来から使用されている。

このようなベルトはベルトを形成する素材としては、熱可塑性ウレタン等の熱可塑性樹脂材料を用いており、その製造方法としては特許文献１及び特許文献２に記載されているとおりであった。又、端部同士の接合は熱溶着によって行われており、この熱溶着による接合は、図１のようにベルトの端部に互い違いの凹凸を形成して嵌め合い、図５に示すような金型を用いて行っていた。具体的な工程としてはベルトの端部同士を嵌め合った状態で歯形を有する下型３０の溝３１にベルト１を歯側から挿入し、上型３２にてプレスすることによりベルトを構成する熱可塑性材料２を溶かして熱融着するといった方法が採られている。
特公平０３−１８８２２号公報 特開平１１−７０５８９号公報

前記のようなベルトの接合を行う際、上型３２によってプレスされることで融解した熱可塑性樹脂材料２は上型３２と下型３０とで形成された空隙内で流動することになる。融解した樹脂は上型３２と下型３０との微小隙間から漏れ出すことから、樹脂の流動の方向はその微小隙間の方向となり、特にベルトの側部においてはベルトの歯側から背側に向かって流動することになる。

このベルトの内部には心線３を埋設しているが、ベルトの接合の際に樹脂の流れに乗って位置ずれが発生する。前述のようにベルトの端部においては歯側から背側に向かって比較的大きな流れが起こっている為に図５に示すように心線３も端部において大きくベルトの背側にズレが発生することになる。心線３がベルトの背側にずれると歯付ベルトの場合はＰＬＤが大きくなってベルトとプーリとのかみ合いが悪くなるといった問題にもなり、ベルト走行中にジャンピングが発生するといった問題にもつながる。

そこで、本発明ではこういった熱可塑性樹脂材料からなる歯付ベルトの接合する際に、心線がずれることによってＰＬＤが大きくなってベルトとプーリとのかみ合いが悪くなるのを抑えて、ジャンピングなどの問題が発生するのを防止することができる歯付ベルトの接合方法の提供を目的とする。

以上のような目的を達成する為に本発明は、熱可塑材料中にベルト長手方向に伸びる心線を埋設するとともに、所定ピッチで歯形を有する歯付ベルトの端部同士を金型内で突き合わせてプレスすることによって熱可塑性材料を融着して無端状とする歯付ベルトの接合方法において、前記金型は歯付ベルトの歯部とかみ合う凹凸を有しており歯側に当接する第１金型と、背側に当接する第２金型からなり、第１金型には歯付ベルトを嵌め込む溝を有しており、第１金型の溝は歯付ベルトの背厚よりも深く、さらに第２金型は第１金型の溝に嵌合する凸条部を有する歯付ベルトの接合方法にある。

請求項２に記載の発明は、前記金型がステンレス又は鉄である請求項１に記載の歯付ベルトの接合方法にある。

本発明の歯付ベルトは、熱可塑材料中にベルト長手方向に伸びる心線を埋設するとともに、所定ピッチで歯形を有する歯付ベルトの端部同士を金型内で突き合わせてプレスすることによって熱可塑性材料を融着して無端状とする歯付ベルトの接合方法において、前記金型は歯付ベルトの歯部とかみ合う凹凸を有しており歯側に当接する第１金型と、背側に当接する第２金型からなり、第１金型には歯付ベルトを嵌め込む溝を有しており、第１金型の溝は歯付ベルトの背厚よりも深く、さらに第２金型は第１金型の溝に嵌合する凸条部を有する歯付ベルトの接合方法とすることにより、歯付ベルトは金型によって完全に囲み込んでしまうことができることから接合の際の熱プレスをかけても溶けた樹脂材料の流動はわずかなものになり、心線のズレも少なくＰＬＤも小さく抑えることができ、ベルトとプーリとのかみ合いも良好なものとすることができる。

請求項２に記載の発明によると、前記金型がステンレス又は鉄である請求項１に記載の歯付ベルトの接合方法であることから、アルミニウムに比べると熱伝導率が小さい為に早期放熱が防げ、短時間でのプレスが可能となる。

以下、本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
図１は、本発明の製造方法に係る歯付ベルトの接合前における状態を示す斜視図であり、図２は端部同士を突き合わせてプレスしているところの断面図である。

本発明の接合方法が適用される歯付ベルト１は、図１に示すような歯付ベルトであり、熱可塑性樹脂材料からなるベルト本体２内に心線３が埋設されており、ベルトの片面には所定ピッチで歯部４と歯溝部５が交互に配置されている。このようなベルトは、図示はしないがベルトと同じピッチで歯部と歯溝部が設けられたプーリとかみ合って走行する。

ベルト本体２を構成する熱可塑性樹脂材料としては、熱可塑性ポリウレタン、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリエステルなどを挙げることができるが、その中でも熱可塑性ポリウレタンを用いることが応力に対する歪み（％）が小さく耐屈曲性に優れることから好ましい。

内部に埋設する心線としては、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、カーボン繊維からなるロープ心線を用いることができる。

以上のような構成からなる長尺のベルトを所望の長さにカットするが、端部において片方は凹形状の刃物を用いて凸部６を形成するようにカットし、他方は凸形状の刃物を用いて凹部７を形成するようにカットする。

続いて図２及び図３に示すようにカットした両端部を突き合わすような状態で、歯付ベルト１のベルトの歯部とかみ合う歯部と歯溝部を有する形状Ｋの下型１０（第１金型）の溝１１内に歯付ベルトの歯部を嵌め込み固定する。次いで、前記溝１１にちょうど嵌まり込む幅の凸条部２３を有する上型１２（第２金型）をセットして下降させ、加熱・加圧する。そのときの加熱温度はベルト本体２を構成する熱可塑性樹脂材料の種類にもよるが、通常１７０〜２００°Ｃの範囲で加熱する。また、加圧力は０.２〜０.５ＭＰａの範囲で加圧する。また前記のような加熱・加圧条件で８００〜９００秒間経過後上型１２を上昇させ、冷却することによって歯付ベルトの接合が完了する。

この場合下型１０の溝１１は歯付ベルトの背厚ｔの厚みよりもやや深い程度の深さを有している。このような金型を用いることによって、歯付ベルトを金型で完全に包囲することができるとともに、上型１２と下型１０との間の隙間もより小さなものとなるので、接合の際にベルトを構成する熱可塑性樹脂材料を加熱して溶かした状態で加圧しても上型１２と下型１０との空隙Ｓからの漏れが少なくなり、溶融樹脂の流動も少なくなるので心線のズレの発生もより小さなものとすることができる。

又、金型の材質としては、ステンレス又は鉄を用いることによって早期放熱が防げ、短時間でのプレスが可能となる。

よって、接合部におけるＰＬＤの変化が少なくより好ましい形態であるということができるものである。

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
（実施例）
実施例としては、ベルト本体を構成する材料が熱可塑性ウレタンからなりベルトの幅が２０.０ｍｍであり、５.０ｍｍピッチで歯部を有するアラミド製の心線を埋設した歯付ベルトを、接合後の周長が１０００ｍｍとなるように切断して、端部は図１に示すように片方の端部を凹形状にカットして他方の端部を前記凹形状と嵌り合う凸形状にカットした。端部同士を突き合わせて図３に示すような下型の溝内に配置して上型を降下させて１８５°Ｃで加熱すると共に０.３ＭＰａにてが他ト津やはり実施例と同様に図１に示すように片方の端部を前記凹形状と嵌まり合う凸形状にカットした。端部同士を突き合わせて図５に示すような下型の溝内に配置して上型を降下させて１９０°Ｃで加熱すると共に０.３ＭＰａにて１５０秒間加圧した後に冷却して上型を上昇させた。

得られた歯付ベルトの接合した部分を含めて３０歯の検査プーリ（歯付プーリ）にかみ合わせてかみ合い歯数を数えた。その結果を表１に示す。

（比較例）
比較例としては、ベルトのサイズや材料は実施例と同じ歯付ベルトを用い、同様に接合後の周長が１０００ｍｍとなるように切断して、端部はやはり実施例と同様に図１に示すように片方の端部を凹形状にカットして他方の端部を前記凹形状と嵌り合う凸形状にカットした。端部同士を突き合わせて図３に示すような下型の溝内に配置して上型を降下させて１９０°Ｃで加熱すると共に０.３ＭＰａにて９００秒間加圧した後に冷却して上型を上昇させた。

得られた歯付ベルトの接合した部分を含めて３０歯の検査プーリ（歯付プーリ）にかみ合わせてかみ合い歯数を数えた。その結果を表１に示す。

表１の結果からわかるように実施例では比較例と比べてかみ合い歯数が２〜４倍近く増えており、本発明の接合方法を採用することによってＰＬＤが大きくなることがなく、ベルトのプーリとのかみ合いに関して良好な結果が得られることが判る。

本発明に用いる歯付ベルトをカットしたところの斜視図である。 歯付ベルトを金型内で接合しているところの断面図である。 歯付ベルトを金型内で接合しているところの側面図である。 従来の接合方法を示す図２に相当する断面図である。 従来方法で接合した後の様子を示す断面図である。

符号の説明

１ 歯付ベルト
２ 熱可塑性樹脂材料
３ 心線
４ 歯部
５ 歯溝部
６ 凸条部
７ 凹部
１０ 下型
１１ 溝
１２ 上型
Ｓ 空隙
ｔ 背厚

Claims (2)

1. 熱可塑材料中にベルト長手方向に伸びる心線を埋設するとともに、所定ピッチで歯形を有する歯付ベルトの端部同士を金型内で突き合わせてプレスすることによって熱可塑性材料を融着して無端状とする歯付ベルトの接合方法において、前記金型は歯付ベルトの歯部とかみ合う凹凸を有しており歯側に当接する第１金型と、背側に当接する第２金型からなり、第１金型には歯付ベルトを嵌め込む溝を有しており、第１金型の溝は歯付ベルトの背厚よりも深く、さらに第２金型は第１金型の溝に嵌合する凸条部を有することを特徴とする歯付ベルトの接合方法。
2. 前記金型がステンレス又は鉄である請求項１に記載の歯付ベルトの接合方法。
   

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