JP2006177546A

JP2006177546A - 歯付ベルト歯面の表面状態測定方法

Info

Publication number: JP2006177546A
Application number: JP2005332419A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Akashiro; 智昭赤代
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2025-11-17
Also published as: JP4749843B2

Abstract

【課題】摩擦係数測定値に誤差が少なく、さらに歯付ベルト歯面の材質や表面状態によって有意差が検出できる歯付ベルト歯面の表面状態測定方法を提供する。
【解決手段】長さ方向に沿って配置した複数の歯部１０と、心線１３を埋設した背部１２とを有し、ベルト長さ方向に等ピッチで歯部１０と歯溝１１が交互に並べて設けられた歯付ベルト歯面の表面状態を測定する方法であって、同一ベルトのベルト歯を互いに対向させ該歯部１０を対向した歯溝１１に嵌合させ、前記歯部１０を歯溝１１に沿って移動させ、移動方向の引張力を測定することによって、重ね合わせた状態でベルト歯面の摩擦力から摩擦係数を算出する歯付ベルト及びウレタン製歯付ベルト歯面の表面状態測定方法である。
【選択図】図６

Description

本発明は、歯付ベルト歯面の表面状態を正確に測定することで、歯付ベルト歯面の摩擦係数をコントロールしてプーリとのかみ合い干渉を低減させる方法に関し、又、特に事務機器等で使用するウレタン製歯付ベルト歯面の摩擦係数をコントロールし、発音の低下や、プーリとのかみ合いを改善し、プリンターでの印字ムラを減少させる方法に関する。

歯付ベルトにおいてはベルトを歯付プーリに懸架して回転走行させるが、ベルトとプーリの嵌合における干渉が原因でベルトが発音する現象が一般的に知られている。この発音現象に関する詳細な検討については諸説があるが、その一つとしてベルト歯面とプーリ間の摩擦力が大きい場合に発音がより顕著になる。

そこで、ベルト歯面の摩擦係数を制御する為にも定量的にベルト歯面の摩擦係数を把握する必要があった。その為、ベルト歯が当接するプーリの材質となる四フッ化ポリエチレン等の樹脂や鉄やアルミニウム等の金属を相手材として、それらの材料でできた板の上に該板に歯付ベルトの歯面が当接するように歯付ベルトを設置し、歯付ベルトの背面に所定荷重の錘を載せ、所定の速度で歯付ベルトを引っ張り、歯付ベルト引張力と荷重との関係からベルト歯面の摩擦係数を算出していた。

しかしこの方法では、相手材がベルトの摩擦力を大きくし易い材質の場合には、歯付ベルトを引っ張ったときにスティックスリップが発生しやすく、ベルトの引張り力が一定値を示さなく、測定誤差が大きくなっていた。一方、相手材がベルトの摩擦力を小さくし易い材料の場合には、ベルトの摩擦係数が極端に小さくなり、どの材質のベルトであっても低摩擦係数で差が特定しにくく、材料の選定が非常に困難であった。

又、従来、表面のみ摩擦係数を低下させたポリウレタンエラストマー成形物の製造方法については、特許第２９９８１０６号に記載されているように、遠心成形によってポリウレタンエラストマー成形物を作成し、成形材料を回転している成形ドラム内に注入した後、成形材料の硬化の初期段階に成形材料の表面に末端水酸基を有するシリコーンオイルを加え、ポリウレタンエラストマーの表面にシロキサン結合を有するポリウレタンエラストマーの薄層を生成させ、ポリウレタンエラストマーが本来有する特性を保持しつつ、その摩擦係数を低減することができた。（例えば、特許文献１）。

特許０２９９８１０６号

特許文献１に記載のポリウレタン成形物は、ポリウレタン成形物を金型から離型する為に、最初に金型に離型剤を塗布する必要があり、さらに成形材料及びシリコーンオイルを別々に投入する必要があり、手間が掛かっていた。さらに特許文献１に記載の方法では、遠心成形を採らざるを得ず、遠心成形するための大型モータ等の設備が必要となっていた。又、金型を高回転にして成形する為に金型が遠心成形機から外れた場合、危険となり、安全性に問題があった。さらに、任意の一面若しくは両面の摩擦係数を低下させることには困難が生じていた。

又、ポリウレタン成形物の配合中に前もって摩擦係数低下剤を添加した場合、ポリウレタン配合全体に分散し、硬度や物性の低下をきたしていた。

そこで、金型を回転する必要が無く静止状態で成形でき、かつベルトの一方の表面摩擦係数を低下できるポリウレタンベルト及びその製造方法を提供することができた。（例えば、特許文献２）。

特願２００３−４０６９２２号

しかし、ベルト歯面の摩擦係数を低下できるポリウレタンベルト及びその製造方法を提供することができたが、その歯面の表面状態を信頼性のある方法で測定することはできていなかった。

従来の測定方法としては、ベルト歯が当接するプーリの材質となる四フッ化ポリエチレン等の樹脂や鉄やアルミニウム等の金属を相手材として、それらの材料でできた板の上に該板に歯付ベルトの歯面が当接するように歯付ベルトを設置し、歯付ベルトの背面に所定荷重の錘を載せ、所定の速度で歯付ベルトを引っ張り、歯付ベルト引張力と荷重との関係からベルト歯面の摩擦係数を算出していた。

しかしこの方法では、相手材がベルトの摩擦力を大きくし易い材質の場合には、歯付ベルトを引っ張ったときにスティックスリップが発生しやすく、ベルトの引張り力が一定値を示さなく、測定誤差が大きくなっていた。一方、相手材がベルトの摩擦力を小さくし易い材料の場合には、ベルトの摩擦係数が極端に小さくなり、どの材質のベルトであっても低摩擦係数で差が発生せず、材料の選定ができなかった。

本発明はこのような問題点を改善するものであり、摩擦係数測定値に誤差が少なく、摩擦係数が一定となり、さらに歯付ベルト歯面の材質や表面状態によって有意差が検出できる歯付ベルト歯面の表面状態測定方法を提供することを目的とする。

本発明は、長さ方向に沿って配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、ベルト長さ方向に等ピッチで歯部と歯溝が交互に並べて設けられた歯付ベルト歯面の表面状態を測定する方法であって、同一ベルトのベルト歯を互いに対向させ該歯部を対向した歯溝に嵌合させることによって、重ね合わせた状態でベルト歯面の摩擦係数を測定する歯付ベルト歯面の表面状態測定方法にある。

請求項２に記載の発明は、長さ方向に沿って配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、ベルト長さ方向に等ピッチで歯部と歯溝が交互に並べて設けられた歯付ベルト歯面の表面状態を測定する方法であって、歯付ベルト歯面の表面状態を測定する相手材として、板状物にベルト歯と略同一形状の歯溝を刻設し、該ベルト歯を前記板状物の歯溝に嵌合し、前記歯部を歯溝に沿って移動させ、移動方向の引張力を測定することによって、ベルト歯面の摩擦力から摩擦係数を算出する歯付ベルト歯面の表面状態測定方法にある。

請求項３に記載の発明は、前記摩擦力が歯付ベルトの歯幅方向に延在する歯圧力面同士の摩擦力である請求項１又は２に記載の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法である。

請求項４に記載の発明は、前記歯付ベルトがベルト歯の延びる方向がベルト幅方向に対して所定角度をなすように形成されたハス歯歯付ベルトである請求項１から３のいずれかに記載の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法である。

請求項５に記載の発明は、前記歯付ベルトの材質がポリウレタンエラストマーである請求項１から４のいずれかに記載の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法である。

請求項６に記載の発明は、前記板状物が歯付ベルトを構成するエラストマーと同一組成物からなる請求項２から５に記載の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法である。

請求項７に記載の発明は、長さ方向に沿って配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、ベルト長さ方向に等ピッチで歯部と歯溝が交互に並べて設けられた歯付ベルトであって、ポリウレタンエラストマーを基材とし、ウレタン弾性体中に抗張体を埋設したウレタンベルトにおいて、ウレタンベルトの歯面にシロキサン結合を含むポリウレタン層を形成したウレタンベルトの表面状態測定方法であって、同一ベルトのベルト歯を互いに対向させ該歯部を対向した歯溝に嵌合させ、前記歯部を歯溝に沿って移動させ、移動方向の引張力を測定することによって、重ね合わせた状態でベルト歯面の摩擦力から摩擦係数を算出するウレタン製歯付ベルト歯面の表面状態測定方法である。

請求項８に記載の発明は、長さ方向に沿って配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、ベルト長さ方向に等ピッチで歯部と歯溝が交互に並べて設けられた歯付ベルトであって、ポリウレタンエラストマーを基材とし、ウレタン弾性体中に抗張体を埋設したウレタンベルトにおいて、ウレタンベルトの歯面にシロキサン結合を含むポリウレタン層を形成したウレタンベルトの表面状態測定方法であって、歯付ベルト歯面の表面状態を測定する相手材として、板状体にベルト歯と略同一形状の歯溝を刻設し、該ベルト歯を前記板状体の歯溝に嵌合し、前記歯部を歯溝に沿って移動させ、移動方向の引張力を測定することによって、ベルト歯面の摩擦力から摩擦係数を算出するウレタン製歯付ベルト歯面の表面状態測定方法である。

請求項９に記載の発明は、前記摩擦力が歯付ベルトの歯幅方向に延在する歯圧力面同士の摩擦力である請求項１又は２に記載のウレタン製歯付ベルト歯面の表面状態測定方法である。

請求項１０に記載の発明は、前記歯付ベルトがベルト歯の延びる方向がベルト幅方向に対して所定角度をなすように形成されたハス歯歯付ベルトである請求項１から３のいずれかに記載の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法である。

請求項１１に記載の発明は、前記板状物が歯付ベルトを構成するポリウレタンエラストマーと同一組成物からなる請求項２から４に記載の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法である。

本発明によると、長さ方向に沿って配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、ベルト長さ方向に等ピッチで歯部と歯溝が交互に並べて設けられた歯付ベルト歯面の表面状態を測定する方法であって、同一ベルトのベルト歯を互いに対向させ該歯部を対向した歯溝に嵌合させ、前記歯部を歯溝に沿って移動させ、移動方向の引張力を測定することによって、重ね合わせた状態でベルト歯面の摩擦力から摩擦係数を算出する歯付ベルト歯面の表面状態測定方法であることから、ベルト歯先の変形が少なくなり、摩擦力測定時にスティックスリップが発生しにくくなり、測定誤差も無く信頼性のある摩擦係数データを得ることができる効果がある。

請求項２に記載の発明によると、長さ方向に沿って配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、ベルト長さ方向に等ピッチで歯部と歯溝が交互に並べて設けられた歯付ベルト歯面の表面状態を測定する方法であって、歯付ベルト歯面の表面状態を測定する相手材として、板状物にベルト歯と略同一形状の歯溝を刻設し、該ベルト歯を前記板状物の歯溝に嵌合し、前記歯部を歯溝に沿って移動させ、移動方向の引張力を測定することによって、ベルト歯面の摩擦力から摩擦係数を算出する歯付ベルト歯面の表面状態測定方法であることから、ベルト歯先の変形が少なくなり、摩擦力測定時にスティックスリップが発生しにくくなり、測定誤差も無く信頼性のある摩擦係数データを得ることができるとともに、相手材が常に同じものとなり、ベルト歯の表面状態が相対的に評価できる。

請求項３に記載の発明によると、前記摩擦力が歯付ベルトの歯幅方向に延在する歯圧力面同士の摩擦力である請求項１に記載の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法であることから、歯先面に圧力が掛からないことより、歯先の変形が起こらずスティックスリップが発生せず、より信頼性のある摩擦係数データを得ることができる効果がある。

請求項４に記載の発明によると、前記歯付ベルトがベルト歯の延びる方向がベルト幅方向に対して所定角度をなすように形成されたハス歯歯付ベルトである請求項１に記載の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法であることから、特にプーリフランジと干渉し易いハス歯歯付ベルトに有効である。

請求項５に記載の発明によると、前記歯付ベルトの材質がポリウレタンエラストマーである請求項１から３のいずれかに記載の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法であることから、特にポリウレタンエラストマーは摩擦係数が高く、フランジとの干渉で発音し易いことから本発明のベルト歯面の表面状態測定方法が有効となる。

請求項６に記載の発明によると、前記板状物が歯付ベルトを構成するエラストマーと同一組成物からなる請求項２から５に記載の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法であることから、歯付ベルトと板状物の摩擦係数がほぼ同じであり、スティックスリップが発生しないとともに、歯付ベルトが板状物上で滑りすぎ、ベルト歯面の摩擦係数測定値が極端に小さくなることはない。

請求項７に記載の発明によると、長さ方向に沿って配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、ベルト長さ方向に等ピッチで歯部と歯溝が交互に並べて設けられた歯付ベルトであって、ポリウレタンエラストマーを基材とし、ウレタン弾性体中に抗張体を埋設したウレタンベルトにおいて、ウレタンベルトの歯面にシロキサン結合を含むポリウレタン層を形成したウレタンベルトの表面状態測定方法であって、同一ベルトのベルト歯を互いに対向させ該歯部を対向した歯溝に嵌合させ、前記歯部を歯溝に沿って移動させ、移動方向の引張力を測定することによって、重ね合わせた状態でベルト歯面の摩擦力から摩擦係数を算出するウレタン製歯付ベルト歯面の表面状態測定方法であることから、ベルト歯先の変形が少なくなり、摩擦力測定時にスティックスリップが発生しにくくなり、測定誤差も無く信頼性のある摩擦係数データを得ることができる効果がある。

請求項８に記載の発明によると、長さ方向に沿って配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、ベルト長さ方向に等ピッチで歯部と歯溝が交互に並べて設けられた歯付ベルトであって、ポリウレタンエラストマーを基材とし、ウレタン弾性体中に抗張体を埋設したウレタンベルトにおいて、ウレタンベルトの歯面にシロキサン結合を含むポリウレタン層を形成したウレタンベルトの表面状態測定方法であって、歯付ベルト歯面の表面状態を測定する相手材として、板状体にベルト歯と略同一形状の歯溝を刻設し、該ベルト歯を前記板状体の歯溝に嵌合し、前記歯部を歯溝に沿って移動させ、移動方向の引張力を測定することによって、ベルト歯面の摩擦力から摩擦係数を算出するウレタン製歯付ベルト歯面の表面状態測定方法であることから、ベルト歯先の変形が少なくなり、摩擦力測定時にスティックスリップが発生しにくくなり、測定誤差も無く信頼性のある摩擦係数データを得ることができるとともに、相手材が常に同じものとなり、ベルト歯の表面状態が相対的に評価できる。

請求項９に記載の発明によると、前記摩擦力が歯付ベルトの歯幅方向に延在する歯圧力面同士の摩擦力である請求項７に記載の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法であることから、歯先面に圧力が掛からないことより、歯先の変形が起こらずスティックスリップが発生せず、より信頼性のある摩擦係数データを得ることができる効果がある。

請求項１０に記載の発明によると、前記歯付ベルトがベルト歯の延びる方向がベルト幅方向に対して所定角度をなすように形成されたハス歯歯付ベルトである請求項７に記載の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法であることから、特にプーリフランジと干渉し易いハス歯歯付ベルトに有効である。

請求項１１に記載の発明によると、前記板状体が歯付ベルトを構成するポリウレタンエラストマーと同一組成物からなる請求項８から１０のいずれかに記載の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法であることから、歯付ベルトと板状体の摩擦係数がほぼ同じであり、スティックスリップが発生しないとともに、歯付ベルトが板状体上で滑りすぎ、ベルト歯面の摩擦係数測定値が極端に小さくなることはない。

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、本発明形態に係る歯付ベルトの全体斜視概略図である。図１は歯付ベルト１であって、ベルト長さ方向に所定ピッチＰ_１でベルトの歯部１０が設けられている。ここで、ベルト本体は、主にポリウレタンエラストマーが用いられる。又、ベルトの歯部１０とベルトの背部１２とにより挟まれるようにして抗張体としての心線１３が、略ベルト長さ方向に延びかつベルト幅方向にピッチを形成して螺旋状に設けられており、心線１３としてはレゾルシン・ホルマリン・ラテックス溶液等による接着処理が施されたガラス繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、スチール素線の撚り糸等が用いられる。

図２は、本発明形態に係る他の歯付ベルトの全体斜視概略図である。図２はハス歯歯付ベルト２であって、ベルト長さ方向に所定ピッチＰ_１でベルトの歯部１０が設けられており、ベルトの歯部１０の延びる方向はベルト幅方向に対して所定の角度αをなしている。ここで、ベルト本体は、主にポリウレタンエラストマーが用いられる。又、ベルトの歯部１０とベルトの背部１２とにより挟まれるようにして抗張体としての心線１３が、略ベルト長さ方向に延びかつベルト幅方向にピッチを形成して螺旋状に設けられており、心線１３としてはレゾルシン・ホルマリン・ラテックス溶液等による接着処理が施されたガラス繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、スチール素線の撚り糸等が用いられる。

ポリウレタンベルトを形成するポリウレタン硬化物は液状のポリウレタン樹脂組成物を注型して加熱・硬化させることによって得られるが、一般に成形法としては、ポリオール触媒、鎖延長剤、顔料等を混合したプレミックス液と、イソシアネート成分を含有する溶液とを混合し、これを注型して硬化反応させるワンショット法と、予めイソシアネートとポリオールを反応させ、イソシアネートの一部をポリオールで変性したプレポリマーを用い、これに触媒を加えて注型し、硬化反応させるプレポリマー法とがある。本発明ではプレポリマー法を好ましく採用する。

イソシアネートとしては限定されるものではないが、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、またそれらの変性体が使用可能である。具体的には、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、メチレンジイソシアネート（ＭＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）そしてイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）などが例示できるが、中でもＴＤＩ及びＭＤＩが好ましく用いられる。

ポリオールとしては、エステル系ポリオール、エーテル系ポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、及びこれらの混合ポリオール等が挙げられる。エーテル系ポリオールとしては、ポリエチレンエーテルグリコール（ＰＰＧ）、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）などが有り、またエステル系ポリオールとしては、ポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）、ポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）、ポリヘキサメチレンアジペート（ＰＨＡ）、ポリ−ε−カプロラクトン（ＰＣＬ）などが例示できる。なかでも、耐湿性や耐水性に優れると共に強靭な物性とヒステリシスロスの小さい特性を有する成形品が得られるポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）が好適に用いられる。

また本発明においてアミン系硬化剤としては、特に限定されるものではないが、１，４−フェニレンジアミン、２，６−ジアミノトルエン、１，５−ナフタレンジアミン、４，４´−ジアミノジフェニルメタン、３，３´−ジクロロ−４，４´−ジアミノジフェニルメタン（ＭＯＣＡ）、３，３´−ジメチル−４，４´−ジアミノジフェニルメタン、１−メチル−３，５−ビス（メチルチオ）−２，６−ジアミノベンゼン、１−メチル−３，５´−ジエチル−２，６−ジアミノベンゼン、４，４´−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）、４，４´−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）、４，４´−メチレン−ビス−（オルト−クロロアニリン）、４，４´−メチレン−ビス−（２，３−ジクロロアニリン）、トリメチレングリコール−ジ―パラ−アミノベンゾエート、４，４´−メチレン−ビス−（２，６−ジエチルアニリン）、４，４´−メチレン−ビス−（２，６−ジイソプロピルアニリン）、４，４´−ジアミノジフェニルスルホンなど、１級アミン、２級アミン、３級アミンのアミン化合物を例示することができる。アミン系硬化剤の配合量は、アミン系硬化剤中のＮＨ_２のモル数とイソシアネート中のＮＣＯのモル数の比であるα値（ＮＨ_２／ＮＣＯ）が１付近になるように、好ましくは０．９０〜１．１０の範囲になるように設定するのがよい。一般にα値は０．９５付近が硬化物の物性が最も良好であり、α値が上記の範囲から外れると、硬化物の物性が低下する傾向が見られる。

本発明は、使用金型表面に均一に末端に活性水素を有するシリコーンオイル、例えば構造式１で示されるようなシリコーンオイルを使用できる。

このようなシリコーンオイルはシリコーンジオールとも呼ばれており、水酸基価２０〜１２０、平均分子量１０００〜６０００程度のものを市販品（例えば、信越化学工業(株)製ＫＦ−６００３）として入手することができる。

以下に、本発明のウレタンベルトの製造方法の一例を示す。
先ず、外型と内型を用意し、外型はフラットなもの等が例示される。又、内型としては、歯付ベルトであれば、金型長手方向にベルトの歯部を形成する溝が刻設されており、さらにはノーズと呼ばれる突出部も長手方向に有している。

図３は本発明のウレタンベルトの製造方法に使用する金型の断面図の一例である。これによると、金型５１は、外型５４と、この外型５４に嵌挿する内型５５からなり、外型５４と内型５５の間には注型エラストマーを充填させる空間部５６を有している。
尚、この内型５５は平坦な外周面を有しているが、軸方向に延びる溝を設けた歯付ベルト用の型であってもよい。
そして、上記で用意した金型５１に使用中に継続して摩擦係数を低下させる必要がある面を形成する金型に上記末端に活性水素を有するシリコーンオイルを含んだ離型剤を塗布する。さらに、外型５４の上方に設置されたスピニング装置（図示せず）に内型５５をネジ等の止め部材によって機械的に固定し、内型５５を回転させながら外周面に心線１３をスパイラルに巻き付ける。このスピニング時には、内型５５はスピニング装置に吊り下げられた状態で、外型５４の真上に位置している。
使用する心線１３としては、パラ系アラミド繊維（商品名：トワロン、ケブラー、テクノーラ）或いはガラス繊維（Ｅガラス、高強度ガラス）、或いはポリエステル繊維のいずれでも良く、その構成、太さ、撚り数等には左右されない。

移動可能な台６５上に設置した外型５４内に予め所定量の液状エラストマーを注入した後、台６５を真上に移動させて外型５４を内型５５に嵌挿して、内型５５を外型５４内に安置し、内型５５をスピニング装置のネジ等の止め部材から分離する。その後、上蓋６６を閉じて型内を密閉して減圧し、液状エラストマー内の気泡を除去した後、液状エラストマーを上方へ流動させる。
尚、外型５４の移動方向が設定されているとともに内型５５が位置固定されている為、外型５４と内型５５の中心位置のずれは少なく、ベルト成形体５８の厚みは均一になる。
また、液状エラストマーを予め外型５４に注型しておく必要は無く、内型５５を外型５４に設置した後、外型５４と内型５５の間の空間部５６に液状エラストマーを注型してもよい。

液状エラストマーが上昇し終わると、上蓋６６を取って型内へ空気を入れて加圧し、所定温度で液状エラストマーを硬化させる。このときの金型温度は８０〜１５０°Ｃに調節されている。金型温度は外型５４内に蒸気、オイル等の熱媒体を通すか、熱媒体を通すジャケットを外型５４の外側に配置することにより調節することができる。

硬化後、図４に示すように外型５４を真下へ移動させてベルト成形体５８を装着した外型５４を内型５５から抜き取り、これが完了した後にベルト成形体５８を外型５４から取り出す。

無端のベルト成形体は所定幅にカットされ、ウレタンベルトとなる。本発明では、図１の歯付ベルトの歯面の表面状態測定方法に関する。

ハス歯歯付ベルトにかみ合う歯付プーリ３は図５に示すように、上記ハス歯歯付ベルトのベルトの歯部１０がかみ合うプーリ溝２１が周縁に所定ピッチＰ_２で設けられており、そのプーリ溝２１の延びる方向はプーリ幅方向に対して所定の角度βをなし、これはベルトの歯部１０の延びる方向がベルト幅方向に対してなす角度と同じとされている。そして、駆動プーリ２の外径は、ベルトの歯部１０のピッチとプーリ溝２１のピッチとが同一となる場合の外径よりも大きく設定されており、その為、ベルトの歯部１０のピッチＰ_１よりも駆動プーリ２のプーリ溝２１のピッチＰ_２の方が若干大きくなっている。

本発明の歯付ベルト歯歯面の測定方法は、図６及び図７に示すように、１本のベルト内で歯面同士を重ね合わせて、測定を行うものである。つまり、同一ベルトのベルト歯を互いに対向させ該歯部１０を対向した歯溝１１に嵌合させ、前記歯部１０を歯溝１１に沿って移動させ、移動方向の引張力を測定することによって、重ね合わせた状態でベルト歯面の摩擦力から摩擦係数を算出する歯付ベルト歯面の表面状態測定方法である。具体的には、歯面同士をかみ合わせたベルトの背面に荷重ＷＮの錘を載せ、一方のベルトをベルト幅方向に一定の速度で引っ張る。このときの引張力ＦＮを求め、Ｆ／Ｗによってベルト歯面の摩擦係数を算出するものである。

他の本発明の実施形態は、図８に示すような板状体４１に歯溝４３を刻設したものを相手材として用い、図９に示すように歯付ベルト１の歯部１０を該板状体４１の歯溝４３に嵌合させて、前記歯部１０を歯溝４３に沿って移動させ、移動方向の引張力を測定することによって、ベルト歯面の摩擦力から摩擦係数を算出する歯付ベルト歯面の表面状態測定方法である。

前記板状体の材質は、前記歯付ベルトの歯面の材質と同じものが好ましく、例えば、前記板状体の材質が歯付ベルトを構成するエラストマーと同一組成物からなること等である。具体的には、例えば歯付ベルトのポリウレタンエラストマーと同じ配合で前記板状体を成形して、歯付ベルトの歯部と略同じ形状の歯溝を板状体に刻設する等である。

実施例１として、歯付ベルト成形用金型として、外周面にベルト歯形成用の溝を金型の長手方向に刻設した内型と、内周面が通常の円周面となっている外型を用い、外型と内型とで形成されるキャビティに液状ポリウレタンを注型することでベルトスリーブを得る、注型法を用いた。
そして、前もって内型に離型剤として成分が、末端に活性水素を有する粘度が９０ｃｐである低粘度であるシリコーンオイルＤと粘度が１×１０³ｃｐのシリコーンオイルＢからなるシリコーンオイルと、フッ素化合物とワックスを含む水系離型剤（ＦＲＸ‐Ｍ５２）を使用した。このとき、シリコーンオイルＢはシリコーンオイルＤよりも少なく配合した。そして前記離型剤を内型に均一に塗布した。次いで、所定のテンションでアラミド繊維から成る心線を内型に螺旋状にスピニングした後、予め所定量の液状ポリウレタン原料（プレポリマー１００質量部、３，３´‐ジシクロ４，４´アミノジフェニルメタンである硬化剤を１２質量部、触媒０．２質量部）を注型した外型を移動させて上記内型へ挿入した。空間部内を上蓋で密閉して減圧して脱泡し、液状ポリウレタンを上昇させた後、１１０°Ｃで２０分間で液状ポリウレタンを硬化させた。その後ウレタンシートを外型から脱型し、雰囲気温度６０°Ｃにて熟成を行ってベルトスリーブを得た。そして、前記ベルトスリーブを５ｍｍ幅でカットしてウレタン製歯付ベルトを作製した。ベルトサイズは、７００ＳＴ１．０であった。そして、ベルトの歯面同士をかみ合わせて東洋精機製作所製摩擦測定機ＴＲ型のスライドテーブルに載置し、下側に位置するベルトを、ベルト幅方向がテーブル移動方向と一致するようにベルト背面に荷重として２００ｇｆの錘を載せ、テーブルに固定した。そして、上側のベルトに荷重測定機と連結したワイヤーをフックで固定し、テーブルを２４ｍｍ／ｍｉｎの速度で移動させた。そして、図６及び図７に示すような方法で、このときのテーブル移動開始時から４０秒間の摩擦力を測定した。また、図１０に示すような動摩擦係数も算出した。

次に実施例２として、末端に活性水素を有さないシリコーン化合物と、フッ素化合物、ワックス、乳化剤、水からなる水系離型剤を用い、前記離型剤を実施例１と同じ内型に均一に塗布した。そして、実施例１と同様の方法で歯付ベルトを作製し、実施例１と同様の条件で摩擦係数を算出した。又、図１０に示すような動摩擦係数も算出した。

次に、従来例１として、図１２に示すような方法で、実施例と同じ摩擦係数測定機のテーブルに４フッ化ポリエチレン板を固定し、実施例１のベルトをベルト歯面側を該板に当接し、かつベルト幅方向がテーブル移動方向と一致するように該板上に長さが５０ｍｍのベルトを載置し、ベルトに荷重変換機と連結したワイヤーをフックにて繋いだ。そして、ベルト背面には錘として１８０ｇの錘を載せ、テーブルに固定した。そして、テーブルを１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で移動させた。このときのテーブル移動開始時から３０秒間の摩擦力を測定した。又、図１１に示すような動摩擦係数も算出した。

次に、従来例２として、実施例と同じ摩擦係数測定機のテーブルに４フッ化ポリエチレン板を固定し、実施例２のベルトを従来例１と同様の条件で摩擦係数を測定した。又、図１１に示すような動摩擦係数も算出した。

図１０及び図１１から実施例１及び２の動摩擦係数には、明らかな違いが発生しているが、従来例１及び従来例２の摩擦係数には動摩擦係数の差が顕著には見られず、実施例１及び２は、ベルトの表面状態を改良した場合の効果が明らかに確認できる。

本発明の測定方法が有効に使用できる歯付ベルトの全体斜視概略図である。本発明の測定方法が有効に使用できるハス歯歯付ベルトの全体斜視概略図である。本発明に係るウレタンベルトの製造方法に使用する金型の断面図の一例である。本発明に係るウレタンベルトの製造方法において内型と外型とを離型している状態を示す断面図である。本発明の測定方法が有効に使用できるハス歯歯付ベルトとかみ合うプーリを示した部分概略図である。本発明の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法を示した概略図である。本発明の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法を示した概略図である。本発明の他の実施形態で使用する相手材を示した概略図である。本発明の他の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法を示した概略図である。本発明の測定方法でベルト歯面の動摩擦係数を測定したグラフである。従来の測定方法でベルト歯面の動摩擦係数を測定したグラフである。従来の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法を示した概略図である。

符号の説明

１歯付ベルト
２ハス歯歯付ベルト
３歯付プーリ
１０歯部
１１歯溝
１２背部
１３心線
２１プーリ溝
３１相手材
３３錘
４１板状体
４３歯溝
Ｆ引張力
Ｐ_１ベルト歯ピッチ
Ｐ_２プーリのプーリ溝ピッチ
α ベルト歯の延びる方向がベルト長さ方向となす角度
β プーリのプーリ溝の延びる方向がプーリ軸方向となす角度

Claims

長さ方向に沿って配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、ベルト長さ方向に等ピッチで歯部と歯溝が交互に並べて設けられた歯付ベルト歯面の表面状態を測定する方法であって、同一ベルトのベルト歯を互いに対向させ該歯部を対向した歯溝に嵌合させ、前記歯部を歯溝に沿って移動させ、移動方向の引張力を測定することによって、重ね合わせた状態でベルト歯面の摩擦力から摩擦係数を算出することを特徴とする歯付ベルト歯面の表面状態測定方法。
長さ方向に沿って配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、ベルト長さ方向に等ピッチで歯部と歯溝が交互に並べて設けられた歯付ベルト歯面の表面状態を測定する方法であって、歯付ベルト歯面の表面状態を測定する相手材として、板状体にベルト歯と略同一形状の歯溝を刻設し、該ベルト歯を前記板状体の歯溝に嵌合し、前記歯部を歯溝に沿って移動させ、移動方向の引張力を測定することによって、ベルト歯面の摩擦力から摩擦係数を算出することを特徴とする歯付ベルト歯面の表面状態測定方法。
前記摩擦力が歯付ベルトの歯幅方向に延在する歯圧力面同士の摩擦力である請求項１又は２に記載の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法。
前記歯付ベルトがベルト歯の延びる方向がベルト幅方向に対して所定角度をなすように形成されたハス歯歯付ベルトである請求項１から３のいずれかに記載の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法。
前記歯付ベルトの材質がポリウレタンエラストマーである請求項１から４のいずれかに記載の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法。
前記板状物が歯付ベルトを構成するエラストマーと同一組成物からなる請求項２から５に記載の歯付ベルト歯面の表面状態測定方法。
長さ方向に沿って配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、ベルト長さ方向に等ピッチで歯部と歯溝が交互に並べて設けられた歯付ベルトであって、ポリウレタンエラストマーを基材とし、ウレタン弾性体中に抗張体を埋設したウレタンベルトにおいて、ウレタンベルトの歯面にシロキサン結合を含むポリウレタン層を形成したウレタンベルトの表面状態測定方法であって、同一ベルトのベルト歯を互いに対向させ該歯部を対向した歯溝に嵌合させ、前記歯部を歯溝に沿って移動させ、移動方向の引張力を測定することによって、重ね合わせた状態でベルト歯面の摩擦力から摩擦係数を算出することを特徴とするウレタン製歯付ベルト歯面の表面状態測定方法。
長さ方向に沿って配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、ベルト長さ方向に等ピッチで歯部と歯溝が交互に並べて設けられた歯付ベルトであって、ポリウレタンエラストマーを基材とし、ウレタン弾性体中に抗張体を埋設したウレタンベルトにおいて、ウレタンベルトの歯面にシロキサン結合を含むポリウレタン層を形成したウレタンベルトの表面状態測定方法であって、歯付ベルト歯面の表面状態を測定する相手材として、板状体にベルト歯と略同一形状の歯溝を刻設し、該ベルト歯を前記板状体の歯溝に嵌合し、前記歯部を歯溝に沿って移動させ、移動方向の引張力を測定することによって、ベルト歯面の摩擦力から摩擦係数を算出することを特徴とするウレタン製歯付ベルト歯面の表面状態測定方法。
前記摩擦力が歯付ベルトの歯幅方向に延在する歯圧力面同士の摩擦力である請求項７又は８に記載のウレタン製歯付ベルト歯面の表面状態測定方法。
前記歯付ベルトがベルト歯の延びる方向がベルト幅方向に対して所定角度をなすように形成されたハス歯歯付ベルトである請求項７から９のいずれかに記載のウレタン製歯付ベルト歯面の表面状態測定方法。
前記板状物が歯付ベルトを構成するポリウレタンエラストマーと同一組成物からなる請求項８から１０のいずれかに記載のウレタン製歯付ベルト歯面の表面状態測定方法。