JP2009083450A - ベルトスリーブ加硫装置、ベルトスリーブの加硫方法、及び、ベルトスリーブの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】心線の並びの乱れを防止することのできるベルトスリーブ加硫装置及びベルトスリーブの加硫方法を提供する。
【解決手段】ベルトスリーブ加硫装置１は、未加硫ゴム層とこの未加硫ゴム層に螺旋状に巻回された心線とを含むベルトスリーブ４０が巻き掛けられる２つのプーリ２、３と、それぞれ加熱用の熱盤９、１０が設けられ、２つのプーリ２、３に巻き掛けられたベルトスリーブを４０挟むように、ベルトスリーブ４０の外側に配置される第１プレス金型７と、ベルトスリーブ４０の内側に配置される第２プレス金型とからなる１対のプレス金型６と、熱遮断手段２０とを備えている。熱遮断手段２０は、第２プレス金型８と、ベルトスリーブ４０の第２プレス金型８に対してそのプレス面８ａと反対側の部分との間に配置されており、第２熱盤１０を含む第２プレス金型８からベルトスリーブ４０への伝熱を遮断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、未加硫ゴム層とこの未加硫ゴム層に螺旋状に巻回された心線とを含むベルトスリーブを加硫するベルトスリーブ加硫装置、ベルトスリーブの加硫方法、及び、ベルトスリーブの製造方法に関する。

従来から、Ｖリブドベルト等のベルトを製造する方法として、未加硫ゴム層とこの未加硫ゴム層に螺旋状に巻回された心線とを有する未加硫ベルトスリーブを、２つのプーリに巻き掛けて、このベルトスリーブを送りながら、一対のプレス金型の間でベルトスリーブを加熱加圧することにより加硫するプレス加硫方式がある。通常、このようなプレス加硫方式では、ほぼ水平に配置された２つのプーリにベルトスリーブを巻き掛け、このベルトスリーブの上下２ヶ所においてプレス加硫を行っている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上述したプレス加硫方式では、２つのプーリによってベルトスリーブを走行させる際に、ベルトスリーブはその幅方向に移動することがあり、その場合には、ベルトスリーブの張力が幅方向に関して不安定となるため、ベルトスリーブのプレスされる部分が、プレス金型のプレス面と平行でない場合がある。この状態でプレス加硫すると、心線の並びが乱れるという問題が生じる。特に２ヶ所でプレスする場合には、プーリの位置や傾きを調整することで、ベルトスリーブの上部分と下部分をそれぞれプレス面と平行にするのは非常に困難である。そのため、本発明の発明者らは、ベルトスリーブの１ヶ所のみをプレスすることとした。

特公昭６３−６６６５０号公報

しかしながら、ベルトスリーブの１ヶ所でプレスした場合、ベルトスリーブの内周側に配置されたプレス金型に、プレスされる部分とはこの金型を挟んだスリーブ部分が近接する。２ヶ所でプレスする場合にはこの部分は加硫されていたため問題が生じなかったが、プレスを１ヶ所にしたことにより、プレス金型からの熱によってある程度加熱されてしまう。このように、本プレス前に予めある程度加熱されてしまうと問題が生じる。即ち、この未加硫部分の未加硫ゴムが熱により可塑化するため、心線が熱収縮しやすくなり、未加硫部分が変形する。その結果、このように局所的に変形した未加硫部分がプレス金型まで送られてプレス加硫されたとき、ゴムがベルトスリーブ幅方向に流動し、このゴムの流れに押されて心線の並びが乱れるという問題が生じる。

そこで、本発明は、心線の並びの乱れを防止することのできるベルトスリーブ加硫装置、ベルトスリーブの加硫方法、及び、ベルトスリーブの製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び発明の効果

請求項１のベルトスリーブ加硫装置は、未加硫ゴム層とこの未加硫ゴム層に螺旋状に巻回された心線とを含むベルトスリーブが巻き掛けられる２つのプーリと、それぞれ加熱用の熱盤が設けられ、前記２つのプーリに巻き掛けられた前記ベルトスリーブを挟むように、一方が前記ベルトスリーブの外側に配置されるとともに、他方が前記ベルトスリーブの内側に配置される、１対のプレス金型と、前記ベルトスリーブの内側に配置される前記他方のプレス金型と、前記ベルトスリーブの、前記他方のプレス金型に対してそのプレス面と反対側の部分との間に配置されて、前記他方のプレス金型から前記ベルトスリーブへの伝熱を遮断する熱遮断手段と、を備えていることを特徴とする。

熱盤によって加熱された１対のプレス金型の間で、２つのプーリに巻き掛けられたベルトスリーブを部分的に加熱加圧し加硫する。また、プーリの回転によりベルトスリーブを移動させることにより、ベルトスリーブの全周に亘って加硫する。さらに、ベルトスリーブの内側に配置される他方のプレス金型と、ベルトスリーブの、他方のプレス金型に対してそのプレス面と反対側の部分との間に配置された熱遮断手段によって、他方のプレス金型からベルトスリーブへの伝熱が遮断される。これにより、ベルトスリーブの未加硫部分がプレス加硫の前に加熱されてしまうことに起因する、未加硫部分の変形が防止され、未加硫部分の幅及び厚みが安定する。従って、この未加硫部分を加硫する際、ゴムがベルトスリーブ幅方向に流れて心線の並びが乱れるのを防止することができる。尚、この熱の伝達は、空気を介しての熱伝達、及び、輻射による伝熱の両方を含んでおり、この両方の伝熱が遮断される。

請求項２のベルトスリーブ加硫装置は、請求項１において、前記熱遮断手段が、前記他方のプレス金型の前記プレス面と反対側の部分に設けられた断熱材を有することを特徴とする。断熱材によって、他方のプレス金型の熱が、プレス面と反対側からベルトスリーブに伝わるのが抑制される。

請求項３のベルトスリーブ加硫装置は、請求項１又は２において、前記熱遮断手段が、少なくとも前記他方のプレス金型と、前記ベルトスリーブの前記プレス面と反対側の部分との間に配置され、冷却液によって冷却される冷却部を有することを特徴とする。冷却部によって、他方のプレス金型の熱でベルトスリーブが加熱されるのが抑制される。

請求項４のベルトスリーブ加硫装置は、請求項３において、前記冷却部は、前記ベルトスリーブの前記プレス面と反対側の部分を取り囲むように配置されることを特徴とする。これにより、ベルトスリーブは熱遮断手段から大きな力を受けることがないため、ベルトスリーブの張力が安定する。そのため、幅及び厚みが安定した加硫ベルトスリーブを製造することができる。

請求項５のベルトスリーブ加硫装置は、請求項１〜４の何れかにおいて、前記２つのプーリのうち、少なくとも一方のプーリのベルトスリーブ幅方向の両端部には、前記ベルトスリーブの幅方向に関する移動を規制する規制部材がそれぞれ形成されていることを特徴とする。これにより、ベルトスリーブを走行させた際、ベルトスリーブが幅方向に移動するのが抑制される。

請求項６のベルトスリーブ加硫装置は、請求項１〜５の何れかにおいて、前記２つのプーリが、それぞれ駆動軸と従動軸に連結されており、前記ベルトスリーブの張り側部分を挟むように前記１対のプレス金型が配置されることを特徴とする。ベルトスリーブの張り側部分は、ベルトスリーブの緩み側部分と比べて張力が安定している。そのため、ベルトスリーブの張り側部分をプレス加硫することにより、心線の並びが乱れにくくなる。

請求項７のベルトスリーブの加硫方法は、未加硫ゴム層とこの未加硫ゴム層に螺旋状に巻回された心線とを含むベルトスリーブを、２つのプーリによって送りつつ、一方が前記ベルトスリーブの外側に配置されるとともに、他方が前記ベルトスリーブの内周側に配置される１対のプレス金型により、前記ベルトスリーブを加熱加圧して加硫する、ベルトスリーブの加硫方法であって、前記ベルトスリーブの内周側に配置される前記他方のプレス金型と、前記ベルトスリーブの、前記他方のプレス金型に対してそのプレス面と反対側の部分との間に、熱遮断手段を設け、前記熱遮断手段により、前記他方のプレス金型から前記ベルトスリーブへの伝熱を遮断しながら、前記１対のプレス金型により前記ベルトスリーブを加熱加圧することを特徴とする。

熱盤によって加熱された１対のプレス金型の間で、ベルトスリーブを部分的に加熱加圧し加硫する際、ベルトスリーブの内側に配置される他方のプレス金型と、ベルトスリーブの、他方のプレス金型に対してそのプレス面と反対側の部分との間に配置された熱遮断手段によって、他方のプレス金型からベルトスリーブへの伝熱が遮断される。これにより、ベルトスリーブの未加硫部分が、プレス加硫の前に加熱されてしまうことに起因する、未加硫部分の変形が防止され、未加硫部分の幅及び厚みが安定する。そのため、プーリによってベルトスリーブを１つのプレス金型まで送って、この未加硫部分を加硫する際、ベルトスリーブ幅方向に関するゴムの流れが生じて心線の並びが乱れるのを防止することができる。

請求項８のベルトスリーブの製造方法は、未加硫ゴム層に心線を螺旋状に巻き付けて未加硫のベルトスリーブを形成する未加硫ベルトスリーブ形成工程と、前記未加硫ゴム層と前記心線との接着力を高めるために、前記未加硫のベルトスリーブを予備的に加熱加圧する予備加熱加圧工程と、請求項７に記載のベルトスリーブの加硫方法によって前記ベルトスリーブを加硫する加硫工程と、を備えることを特徴とする。

未加硫のベルトスリーブは、未加硫ゴム層に心線を巻き付けることで形成されているため、未加硫ゴム層と心線との接着力があまり高くない場合がある。そこで、未加硫のベルトスリーブを予備的に加熱加圧して、未加硫ゴム層と心線との接着力を高め、加硫前に外力などの要因によって未加硫ゴム層と心線とが剥離するのを防止する。そのため、このような剥離に起因する心線の並びの乱れを防止することができる。

請求項９のベルトスリーブの製造方法は、前記未加硫ゴム層が、エチレン−α−オレフィンゴム組成物からなることを特徴とする。

一般的に、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）などのエチレン−α−オレフィンゴムは、粘着性が乏しい。そのため、エチレン−α−オレフィンゴム組成物からなる未加硫ゴム層は、心線にして剥離しやすい。しかし、加硫前に、予備加熱加圧工程を行うことにより、エチレン−α−オレフィンゴム組成物からなる未加硫ゴム層の粘着性を向上させて剥離を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態では、Ｖリブドベルトを製造する際に、未加硫のベルトスリーブを加硫する場合に本発明を適用した例を挙げて説明する。

先ず、本実施形態のベルトスリーブ加硫装置１で加硫されるベルトスリーブについて説明する。

図５に示すように、未加硫のベルトスリーブ４０は、心線４１がベルト長手方向に沿って埋設された未加硫の接着ゴム層４２と、接着ゴム層４２の一方の面に設けられる未加硫の背面ゴム層４３と、接着ゴム層４２の他方の面に設けられる未加硫の圧縮ゴム層４４とから構成されている。即ち、ベルトスリーブ４０は、接着ゴム層４２と背面ゴム層４３と圧縮ゴム層４４とからなる未加硫ゴム層と、この未加硫ゴム層（接着ゴム層４２）に螺旋状に巻回された心線とから構成されている。また、背面ゴム層４３の表面は帆布で被覆されていてもよい。

また、ベルトスリーブ加硫装置によって加硫された後のベルトスリーブ４０は、研削工程によって、圧縮ゴム層４４に複数の溝部が形成された後、所定の幅に切断され、複数のＶリブドベルト４０´に仕上げられる。図６に示すように、Ｖリブドベルト４０´の圧縮ゴム層４４は、ベルト長手方向に延在する複数のリブ部４５を有する。

接着ゴム層４２、背面ゴム層４３及び圧縮ゴム層４４は、ゴム組成物で構成される。ゴム成分としては、例えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、エチレン−α−オレフィンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、天然ゴム等の単独又は混合したものが挙げられる。

エチレン−α−オレフィンゴムとしては、エチレンとα−オレフィン（プロピレン、ブテン、ヘキセン、あるいはオクテン）の共重合体、又は、エチレンと上記α−オレフィンと非共役ジエンの共重合体であって、具体的には、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）からなるゴムをいう。上記ジエン成分としては、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエン、メチレンノルボルネンなどの炭素原子数５〜１５の非共役ジエンが挙げられる。エチレン−α−オレフィンゴムは、粘着性が乏しいが、耐熱性、耐寒性、耐オゾン性に優れ、さらに、環境負荷物質であるハロゲンを含有しない。

また、上記ゴム組成物には、加硫剤、増強剤、充填剤、軟化剤、加工助剤、老化防止剤等が配合される。さらに、背面ゴム層４３及び圧縮ゴム層４４を構成するゴム組成物には、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等の短繊維を含んでもよい。

心線４１は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）繊維、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリアミド繊維、ガラス繊維、またはアラミド繊維などから構成される撚糸コードが用いられる。

また、上記の撚糸コードには、ゴムとの接着性を高めるための接着処理が施される。接着処理としては、例えば、エポキシ系又はイソシアネート系の接着剤で処理した後、さらに、ＲＦＬ（レゾルシン−ホルマリン−ゴムラテックス）液で処理する方法などがある。

次に、本実施形態のベルトスリーブ加硫装置１について説明する。
図１に示すように、本実施形態のベルトスリーブ加硫装置１は、ベルトスリーブ４０が巻き掛けられる駆動プーリ２及び従動プーリ３と、ベルトスリーブ４０の一部分をプレス加硫する１対のプレス金型６と、熱遮断部（熱遮断手段）２０とを備える。尚、以下のベルトスリーブ加硫装置１の説明において、駆動プーリ２及び従動プーリ３の回転によって走行するベルトスリーブ４０の走行方向を前方と定義し、図１の上下方向を上下方向と定義して説明する。

図１に示すように、駆動プーリ２と従動プーリ３は、それぞれベルトスリーブ４０が巻き掛けられる。駆動プーリ２と従動プーリ３は、それぞれ駆動軸４と従動軸５に連結されている。駆動軸４及び従動軸５は、互いにほぼ平行で且つ水平に設置されている。また、駆動軸４と従動軸５は、軸方向（ベルトスリーブ幅方向）に移動可能であって、且つ、前後方向に相対移動可能に構成されている。さらに、駆動軸４と従動軸５は、傾きの微調整が可能に構成されている。駆動軸４は、図示しないモータに連結されており、このモータによって駆動プーリ２は図１に示す矢印の方向に回転駆動される。駆動プーリ２の回転に伴い、ベルトスリーブ４０が図１に示す矢印の方向に走行するとともに、従動軸５に連結された従動プーリ３が回転する。

図４に示すように、駆動プーリ２と従動プーリ３は、同径に形成されている。また、駆動プーリ２と従動プーリ３のベルトスリーブ幅方向の両端部には、ベルトスリーブ４０が接する部分よりも径の大きな鍔部（規制部材）２ａ、３ａがそれぞれ形成されている。これにより、ベルトスリーブ４０を走行させた際、ベルトスリーブ４０の端面がこの鍔部２ａ、３ａに接触することにより、ベルトスリーブ４０が幅方向に移動するのが抑制される。

また、たとえベルトスリーブ４０が幅方向に僅かに移動して、１対のプレス金型６の後述するプレス面７ａ、８ａと、ベルトスリーブ４０の表面が平行でない状態になった場合であっても、駆動プーリ２と従動プーリ３のベルトスリーブ幅方向の両端部の相対的な高さ及び水平方向の位置を微調整することにより、プレス面７ａ、８ａと、ベルトスリーブ４０の表面を平行にすることができる。

図１に示すように、１対のプレス金型６は、走行時に駆動プーリ２によって引張が作用するベルトスリーブ４０の張り側部分４０Ａを挟むように配置されている。１対のプレス金型６間で挟まれるベルトスリーブ４０の張り側部分４０Ａの領域を熱プレス領域４０ａとする。１対のプレス金型６は、ベルトスリーブ４０の外側に配置される第１プレス金型７と、ベルトスリーブ４０の内側に配置される第２プレス金型８とから構成される。

図１及び図２に示すように、第１プレス金型７と第２プレス金型８のそれぞれのプレス面７ａ、８ａは、平坦に形成されている。図２に示すように、プレス面７ａ、８ａのベルトスリーブ幅方向長さは、伸張されていない状態のベルトスリーブ４０の幅とほぼ同じである。また、第１プレス金型７と第２プレス金型８のベルトスリーブ幅方向の両端部には、プレス面７ａ、８ａから突出した耳金部７ｂ、８ｂがそれぞれ形成されている。この耳金部７ｂ、８ｂによって、加硫時のゴムの流出が防止される。

１対のプレス金型６間でベルトスリーブ４０の熱プレス領域４０ａをプレスして加硫する。ベルトスリーブ４０の一部分の加硫が終わると、駆動プーリ２と従動プーリ３によってベルトスリーブ４０を移動させて同様に加硫を行う。これを繰り返すことにより、ベルトスリーブ４０を全周に亘って加硫する。

ベルトスリーブ４０の緩み側部分４０Ｂは、従動プーリ３によって引っ張られるため張力が不安定である。そのため、緩み側部分４０Ｂをプレスした場合、心線はベルトスリーブ幅方向に移動しやすくなる。一方、ベルトスリーブの張り側部分４０Ａは、駆動プーリ２による引張が作用して張力が安定している。そのため、一方、そのため、ベルトスリーブ４０の張り側部分４０Ａをプレスすることにより、緩み側部分４０Ｂをプレスした場合に比べて心線の並びが乱れにくくなる。

図１及び図２に示すように、第１プレス金型７と第２プレス金型８には、加熱用の第１熱盤９と第２熱盤１０がそれぞれ設けられている。第１熱盤９は、第１プレス金型７のプレス面７ａと反対側の面に固定され、第２熱盤１０は、第２プレス金型８のプレス面８ａと反対側の面に固定されている。ベルトスリーブ４０の加硫は、例えば１５０〜１８０℃程度の高温で行われるため、第１熱盤９及び第２熱盤１０は、ほぼ全面が高温となる。

また、図１に示すように、第１プレス金型７の前後方向の両端部には、冷却プレス部１１、１２がそれぞれ連結されている。また、第２プレス金型８の前後方向の両端部には、冷却プレス部１３、１４がそれぞれ連結されている。図３に示すように、冷却プレス部１２及び冷却プレス部１４の前後方向に直交する断面形状は、第１プレス金型７及び第２プレス金型８（図２参照）とそれぞれほぼ同じ形状である。また、冷却プレス部１１、１２は、前後方向が逆向きである以外は同じ形状に形成され、冷却プレス部１３、１４も、同様に同じ形状に形成されている。また、冷却プレス部１１〜１４の内部には、例えば、冷却液が流れる冷却管が設けられている。

１対のプレス金型６間でベルトスリーブ４０の熱プレス領域４０ａをプレスする際、同時に、冷却プレス部１１、１３の間、及び、冷却プレス部１２、１４の間で熱プレス領域４０ａの近傍部分を加圧しつつ冷却する。これにより、熱プレス領域４０ａ及び熱盤９、１０を含む１対のプレス金型６全体からの熱が、ベルトスリーブ４０の張り側部分４０Ａの非プレス部分に伝わるのが防止される。さらに、ベルトスリーブ４０の加硫済部分と未加硫部分との境界部分における気泡の発生や、極端な盛り上り（ボリュームオーバー）現象の発生、加硫済部分から未加硫部分へのゴムの流動を抑制することができる。

次に、本発明の特徴である熱遮断部（熱遮断手段）２０について詳細に説明する。図１及び図２に示すように、熱遮断部２０は、第２熱盤１０の第２プレス金型８と反対側に配置されている。熱遮断部２０は、第２熱盤１０を含む第２プレス金型８全体からベルトスリーブ４０への伝熱を遮断するためのものであり、断熱材２１と冷却部２２とから構成されている。尚、この伝熱は、空気を介しての熱伝達、及び、輻射による伝熱の両方を含んでおり、熱遮断部２０は両方の伝熱を遮断する。

図１及び図２に示すように、断熱材２１は、第２熱盤１０の第２プレス金型８と反対側の表面に設けられている。即ち、断熱材２１は、第２プレス金型８とのプレス面８ａと反対側の部分に設けられていることとなる。断熱材２１としては、例えば、グラスウールやロックウール等の繊維材料や、ポリスチレン、ポリウレタン等の発泡体等が用いられる。図１に示すように、断熱材２１の前後方向長さは、第２熱盤１０とほぼ同じである。また、図２に示すように、断熱材２１のベルトスリーブ幅方向長さは、第２熱盤１０よりも若干小さい。断熱材２１によって、第２熱盤１０を含む第２プレス金型８からの熱が、ベルトスリーブ４０に伝わるのが抑制される。

図１及び図２に示すように、冷却部２２は、断熱材２１の第２熱盤１０と反対側に設けられている。ベルトスリーブ４０の第２プレス金型８に対してプレス面８ａと反対側の部分（以下、熱遮断領域４０ｂという）を取り囲むように配置されている。従って、遮断部２０は、少なくとも第２プレス金型８と、ベルトスリーブ４０の熱遮断領域４０ｂとの間に配置されている。

冷却部２２は、それぞれ冷却液によって冷却される第１冷却プレート２３と、第２冷却プレート２４と、２つの側面冷却プレート２５とから構成されている。第１冷却プレート２３、第２冷却プレート２４及び２つの側面冷却プレート２５は、具体的には、例えば、銅製の板に冷却液が流れる銅製の冷却管が取り付けられている冷却板が用いられる。若しくは、銅製の箱状体の内部に同様の冷却管が配置されているものを用いてもよい。また、これらの場合、冷却液は、水であってもよい。

第１冷却プレート２３は、断熱材２１の下側表面に設けられている。即ち、第１冷却プレート２３は、第２プレス金型８と、ベルトスリーブ４０の熱遮断領域４０ｂとの間に配置されることとなる。第１冷却プレート２３の前後方向長さ及びベルトスリーブ幅方向長さ、断熱材２１とほぼ同じである。

第２冷却プレート２４は、第１冷却プレート２３との間にベルトスリーブ４０の熱遮断領域４０ｂを介在させて、第１冷却プレート２３と対向するように配置されている。第２冷却プレート２４の前後方向長さ及びベルトスリーブ幅方向長さは、第２熱盤１０とほぼ同じである。

２つの側面冷却プレート２５は、ベルトスリーブ４０の熱遮断領域４０ｂの幅方向両端側にそれぞれ配置されている。詳細には、第２冷却プレート２４のベルトスリーブ幅方向の両端部には、それぞれ第１冷却プレート２３側に突出する２つの側板２６が設けられており、２つの側面冷却プレート２５は、これら２つの側板２６のベルトスリーブ側の面にそれぞれ固定されている。つまり、第２冷却プレート２４と２つの側面冷却プレート２５とは一体化されている。

図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２冷却プレート２４と２つの側面冷却プレート２５（及び２つの側板２６）とは、上記のように一体化された状態で、上下に移動可能に構成されている。図２（ｂ）に示すように、第２冷却プレート２４と２つの側面冷却プレート２５とが上方に移動したとき、ベルトスリーブ４０の熱遮断領域４０ｂは、冷却部２２によって取り囲まれる。冷却部２２は、加硫の際、又は、ベルトスリーブ４０が走行する際、ベルトスリーブ４０に多少接触するか、若しくはほぼ接触しないように構成されている。

このような冷却部２２によって、第２プレス金型８及び第２熱盤１０の熱でベルトスリーブ４０が加熱されるのが抑制される。また、ベルトスリーブ４０を冷却部２２で取り囲むことにより、効率的にベルトスリーブ４０を冷却することができる。

また、以上説明したような熱遮断部２０によって、第２プレス金型８からベルトスリーブ４０への伝熱が遮断されることにより、ベルトスリーブ４０の未加硫部分がプレス加硫の前に加熱されてしまうことに起因する、未加硫ゴムの熱可塑化と心線の熱収縮による未加硫部分の変形が防止される。そのため、未加硫部分の幅及び厚みが安定し、この未加硫部分を加硫する際、ゴムがベルトスリーブ幅方向に流れて心線の並びが乱れるのを防止することができる。

また、上述したように、ベルトスリーブ４０は、冷却部２２に多少接触するか、若しくはほぼ接触しない。従って、ベルトスリーブ４０は、冷却部２２（熱遮断部２０）から大きな力を受けることがないため、ベルトスリーブ４０の張力が安定する。そのため、幅及び厚みが安定した加硫ベルトスリーブ４０を製造することができる。

次に、ベルトスリーブ４０の製造方法について説明する。

先ず、ベルトスリーブ加硫装置１で加硫される未加硫のベルトスリーブ４０を形成する方法について説明する。図７に示すように、外径が拡縮可能なマンドレル３０（芯材）を用意する。そして、図８に示すように、拡径した状態のマンドレル３０に、背面ゴム層４３を構成する未加硫ゴムシートと接着ゴム層４２を構成する未加硫ゴムシートとを順に巻き付けてから、その外周面に心線４１を食い込ませながら螺旋状に巻き付ける。さらにその上から圧縮ゴム層４４を構成する未加硫ゴムシートを巻き付けて、未加硫のベルトスリーブ４０を形成する。尚、圧縮ゴム層４４、接着ゴム層４２、心線４１、背面ゴム層４３の順に巻き付けて、未加硫のベルトスリーブ４０を形成してもよい。また、心線４１と接着ゴム層４２との接着性を高めるために、ゴム糊が塗付された心線４１を巻き付けてもよい。

次に、マンドレル３０に装着された状態の未加硫のベルトスリーブ４０を、予備加熱加圧装置３１を用いて、予備的に加熱加圧する方法について説明する。この予備加熱加圧工程は、未加硫ゴム層（接着ゴム層４２）と心線４１、及び、未加硫ゴム層同士（圧縮ゴム層４４と接着ゴム層４２、接着ゴム層４２と背面ゴム層４３）の接着力を高めるために行う。

図９に示すように、予備加熱加圧装置３１は、筒状壁３２と、筒状壁３２の内側に設置されたゴム材料からなる筒状の膨張体３３とを備える。膨張体３３は、両端部が筒状壁３２の内周面に固定されている。筒状壁３２の下部の左右対称となる位置に、２つの導入孔３４が形成されている。また、筒状壁３２の上部の左右対称となる位置に、導入孔３４よりも径の小さい２つの排出孔３５が形成されている。２つの導入孔３４は、筒状壁３２の外周面から突出して設けられた２つの導入管３６にそれぞれ連通している。２つの導入管３６は、筒状壁３２の外側に左右対称に配置された２つの温風発生装置３７にそれぞれ接続されている。温風発生装置３７は、図示しない圧縮空気供給装置に接続されており、供給された圧縮空気を加熱して導入管３６から排出するように構成されている。また、筒状壁３２の外周面にはヒーター３８が取り付けられている。筒状壁３２は、少なくともヒーター３８が取り付けられている部分において熱伝導性の高い金属で形成されている。

ベルトスリーブ４０が巻き付けられた状態のマンドレル３０を、予備加熱加圧装置３１の膨張体３３の内側に設置する。そして、例えば０．１〜１．０ＭＰａの圧縮空気を温風発生装置３７に供給する。この圧縮空気は温風発生装置３７によって例えば１００〜１３０℃に加熱されて、導入管３６及び導入孔３４を介して、筒状壁３２の内周面と膨張体３３の外周面との間に導入される。すると、加熱されて膨張した空気によって、膨張体３３は内側に押し出されて縮径方向に変形し、ベルトスリーブ４０の外周面を押圧する。これにより、ベルトスリーブ４０は、加熱加圧され、未加硫ゴム層と心線４１、及び、未加硫ゴム層同士の接着力が向上する。この予備的な加熱加圧は、例えば１〜５分間程度行う。

この予備的な加熱加圧の際、排気孔３５から少量の空気が排出されているため、導入孔３４から常に加熱された空気を導入することができる。また、筒状壁３２の外周面に設けられたヒーター３８が、筒状壁３２を介して、膨張体３３と筒状壁３２との間の空気を加熱している。そのため、膨張体３３のベルトスリーブ４０に奪われる熱量を補い、筒状壁３２の内周面と膨張体３３の外周面との間の空気の温度をほぼ一定（例えば１００〜１３０℃の範囲内）に保つことができる。従って、ベルトスリーブ４０をほぼ一定の温度で加熱することができる。また、筒状壁３２の左右対称な位置に２つの導入孔３４及び２つの排出孔３５が形成されているため、導入孔３４又は排出孔３５が１つの場合に比べてベルトスリーブ４０を均一に加熱加圧することができル。

予備的な加熱加圧を所定時間行った後、膨張体３３と筒状壁３２との間の空気を排気し、ベルトスリーブ４０をマンドレル３０ごと予備加熱加圧装置３１から取り出す。次に、マンドレル３０を縮径させて、ベルトスリーブ４０をマンドレル３０から取り外す。そして、ベルトスリーブ４０を２つのロールに掛架し、所定の張力下で走行させ、カッターによって所定の幅に切断する。尚、ベルトスリーブ４０を所定の幅に切断する工程は、マンドレル３０に巻き付けられた状態のまま行ってもよい。

ここで、一般的に、未加硫のゴムシートと心線とを芯材に巻き付けることにより形成された未加硫のベルトスリーブは、未加硫ゴム層と心線、及び、未加硫ゴム層同士の接着力があまり高くない場合がある。そのため、未加硫のベルトスリーブを形成してから加硫するまでの間に、外力などの要因によって、未加硫ゴム層と心線、及び、未加硫ゴム層同士が剥離する場合がある。例えば、上述した切断工程において、ベルトスリーブを２つのロールによって走行させる際、ベルトスリーブが幅方向に移動したり、また、ロール間において弦振動が生じることによって剥離が生じる場合がある。また、ベルトスリーブをマンドレル３０から取り外す際や、切断工程で用いる２つのロールやベルトスリーブ加硫装置１のプーリ２、３に巻き掛ける際に、剥離が生じる場合がある。

しかし、本実施形態では、未加硫のベルトスリーブ４０を予備的に加熱加圧して、未加硫ゴム層と心線、及び、未加硫ゴム層同士の接着力を高めているため、このような剥離を防止することができる。また、一般的に、未加硫ゴム層がエチレン−α−オレフィンゴム組成物で構成されている場合、粘着性が乏しく、剥離が生じやすいが、本実施形態では、予備加熱加圧工程によって、エチレン−α−オレフィンゴム組成物からなる未加硫ゴム層の粘着性を向上させて剥離を防止することができる。

次に、以上のようにして得られた未加硫のベルトスリーブ４０を、ベルトスリーブ加硫装置１を用いて加硫する方法について説明する。

先ず、駆動プーリ２と従動プーリ３にベルトスリーブ４０を巻き掛けた後、駆動プーリ２と従動プーリ３と前後方向に相対移動させて、ベルトスリーブ４０に張力を付与する。このときのベルトスリーブ４０の伸張度は、心線４１の材料によって異なるが、例えば０〜５％程度が好ましい。

次に、図１に示すように、駆動軸４及び従動軸５を軸方向（ベルトスリーブ幅方向）に移動させて、１対のプレス金型６の間にベルトスリーブ４０の熱プレス領域４０ａを配置する。そして、第２プレス金型８のプレス面８ａと、ベルトスリーブ４０の熱プレス領域４０ａの内周面とが、ほぼ同一平面上に位置するように、駆動軸４及び従動軸５の高さと傾きを微調整する。

次に、図２に示すように、ベルトスリーブ４０の熱遮断領域４０ｂの下側に配置されている第２冷却プレート２４及び２つの側面冷却プレート２５（及び側板２６）を上方に移動させて、ベルトスリーブ４０を取り囲むように冷却部２２を配置する。第２冷却プレート２４及び側面冷却プレート２５は、ベルトスリーブ４０を全周に亘って加硫するまで、下方に移動させなくてよい。

第１熱盤９を下方に移動させて、１対のプレス金型６の間でベルトスリーブ４０を所定の条件で加熱加圧して加硫を行う。加熱加圧条件は、例えば、温度１５０〜１８０℃（第１プレス金型７及び第２プレス金型８の前後方向中央部の温度）で、圧力１〜３ＭＰａで、１５〜３０分間程度行う。また、同時に、冷却プレス部１１、１３の間、及び、冷却プレス部１２、１４の間でベルトスリーブ４０を加圧しつつ冷却する。また、この加硫は、熱遮断部２０によって、第２熱盤１０を含む第２プレス金型８からベルトスリーブ４０の緩み側部分４０Ｂへの伝熱を遮断しつつ行う。

加硫が終わると、第１熱盤９を上方に移動させてから、駆動プーリ２をモータによって回転させて、ベルトスリーブ４０の所定の長さだけ移動させた後、１回目の加硫と同様に加硫を行う。この作業を順次繰り返して、ベルトスリーブ４０を全周に亘って加硫し、加硫済ベルトスリーブ４０を製造する。

上述したように、加硫前において、未加硫ゴム層と心線の間、及び、未加硫ゴム層間で剥離が生じにくいため、加硫の際、このような剥離に起因する心線の並びの乱れを防止することができる。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。

１］第１冷却プレート２３、第２冷却プレート２４及び２つの側面冷却プレート２５のそれぞれの前後方向長さ及びベルトスリーブ幅方向長さは、前記実施形態のものに限定されるものではない。例えば、第１冷却プレート２３第２冷却プレート２４及び側面冷却プレート２５の前後方向長さは、第２熱盤１０の前後方向長さよりも長くてもよい。

２］第１冷却プレート２３は、断熱材２１の下側表面に設けられているが、この構成に限定されるものではない。例えば、第１冷却プレート２３は、断熱材２１の下側に、断熱材２１の表面との間に隙間をあけて配置されていてもよい。

３］第２冷却プレート２４と２つの側面冷却プレート２５とは、前記実施形態において一体化されているが、別体であってもよい。この場合、例えば、２つの側面冷却プレート２５は、上下方向に移動可能、もしくは、ベルトスリーブ４０の幅方向に移動可能な構成であってもよい。

４］冷却部２２は、第１冷却プレート２３と第２冷却プレート２４と２つの側面冷却プレート２５とから構成されるものに限定されない。例えば、冷却部２２は、第１冷却プレート２３のみで構成されていてもよい。

５］熱遮断部２０は、断熱材２１と冷却部２２とから構成されるものに限定されない。例えば、断熱材２１だけでもよい。

６］第１熱盤９及び第２熱盤１０は、前記実施形態ではそれぞれ１対のプレス金型６のプレス面と反対側の面に設けられているが、この構成に限定されるものではない。例えば、第１熱盤９及び第２熱盤１０は、第１プレス金型７及び第２プレス金型８のベルトスリーブ幅方向の側面にそれぞれ設けられていてもよい。

７］駆動プーリ２と従動プーリ３は、それぞれ駆動軸４と従動軸５に連結されていなくてもよい。例えば、回転速度の調整可能な２つの回転軸にそれぞれ連結されていてもよい。

８］駆動プーリ２と従動プーリ３には、本発明の規制部材に相当するものとして鍔部２ａ、３ａがそれぞれ形成されているが、本発明の規制部材はこの構成に限定されるものではない。例えば、駆動プーリ２と従動プーリ３のベルトスリーブ幅方向の両端部に、周方向に沿って配置された複数の突出部がそれぞれ形成されている構成であってもよい。

９］前記実施形態では、加熱された圧縮空気を利用して加熱加圧を行う予備加熱加圧装置３１を用いて、ベルトスリーブ４０を予備的に加熱加圧しているが、ベルトスリーブ４０を予備的に加熱加圧する手段はこれに限定されるものではなく、ベルトスリーブ４０を均一に加熱加圧できるものであれば、それ以外の別の手段を用いてもよい。

１０］また、ベルトスリーブ４０を加硫前に予備的に加熱加圧する必要は必ずしもない。

１１］前記実施形態では、Ｖリブドベルトを製造する際に、未加硫のベルトスリーブを加硫する場合に本発明を適用した一例について説明したが、本発明の適用対象は、これに限定されるものではない。例えば、Ｖベルトや、平ベルト、コグ付Ｖベルト、歯付ベルトなど他の種類のベルトの製造する際に、本発明のベルトスリーブ加硫装置を適用することも可能である。尚、このようなベルトを製造する場合には何れの場合も、プレス金型としては、溝部が形成されておらず平坦なプレス面を有するものを用いる。

本発明の実施形態に係るベルトスリーブ加硫装置のベルトスリーブ長手方向の断面図である。 （ａ）は図１のII−II線断面図であり、（ｂ）はプレスを行っている状態の断面図である。 図１のIII−III線断面図である。 プーリの側面図である。 ベルトスリーブの断面を斜視的に見た図である。 Ｖリブドベルトの断面を斜視的に見た図である。 マンドレルの断面図であり、(ａ)は縮径した状態を示し、（ｂ）は拡径した状態を示す。 マンドレルに未加硫ベルトスリーブを巻き付けた状態の部分断面図である。 予備加熱加圧装置を用いてベルトスリーブを加熱加圧している状態を示す図である。 図９の部分拡大断面図である。

符号の説明

１ ベルトスリーブ加硫装置
２ 駆動プーリ
２ａ 鍔部（規制部材）
３ 従動プーリ
３ａ 鍔部（規制部材）
４ 駆動軸
５ 従動軸
６ １対のプレス金型
７ 第１プレス金型
７ａ プレス面
８ 第２プレス金型
８ａ プレス面
９ 第１熱盤
１０ 第２熱盤
２０ 熱遮断部（熱遮断手段）
２１ 断熱材
２２ 冷却部
２３ 第１冷却プレート
２４ 第２冷却プレート
２５ 側面冷却プレート
３１ 予備加熱加圧装置
４０ ベルトスリーブ
４０ａ 熱プレス領域
４０ｂ 熱遮断領域
４０´ Ｖリブドベルト
４１ 心線
４２ 接着ゴム層
４３ 背面ゴム層
４４ 圧縮ゴム層
４５ リブ部

Claims (9)

1. 未加硫ゴム層とこの未加硫ゴム層に螺旋状に巻回された心線とを含むベルトスリーブが巻き掛けられる２つのプーリと、
   それぞれ加熱用の熱盤が設けられ、前記２つのプーリに巻き掛けられた前記ベルトスリーブを挟むように、一方が前記ベルトスリーブの外側に配置されるとともに、他方が前記ベルトスリーブの内側に配置される、１対のプレス金型と、
   前記ベルトスリーブの内側に配置される前記他方のプレス金型と、前記ベルトスリーブの、前記他方のプレス金型に対してそのプレス面と反対側の部分との間に配置されて、前記他方のプレス金型から前記ベルトスリーブへの伝熱を遮断する熱遮断手段と、
   を備えていることを特徴とするベルトスリーブ加硫装置。
2. 前記熱遮断手段が、前記他方のプレス金型の前記プレス面と反対側の部分に設けられた断熱材を有することを特徴とする請求項１に記載のベルトスリーブ加硫装置。
3. 前記熱遮断手段が、少なくとも前記他方のプレス金型と、前記ベルトスリーブの前記プレス面と反対側の部分との間に配置され、冷却液によって冷却される冷却部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のベルトスリーブ加硫装置。
4. 前記冷却部は、前記ベルトスリーブの前記プレス面と反対側の部分を取り囲むように配置されることを特徴とする請求項３に記載のベルトスリーブ加硫装置。
5. 前記２つのプーリのうち、少なくとも一方のプーリのベルトスリーブ幅方向の両端部には、前記ベルトスリーブの幅方向に関する移動を規制する規制部材がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のベルトスリーブ加硫装置。
6. 前記２つのプーリが、それぞれ駆動軸と従動軸に連結されており、
   前記ベルトスリーブの張り側部分を挟むように前記１対のプレス金型が配置されることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のベルトスリーブ加硫装置。
7. 未加硫ゴム層とこの未加硫ゴム層に螺旋状に巻回された心線とを含むベルトスリーブを、２つのプーリによって送りつつ、一方が前記ベルトスリーブの外側に配置されるとともに、他方が前記ベルトスリーブの内周側に配置される１対のプレス金型により、前記ベルトスリーブを加熱加圧して加硫する、ベルトスリーブの加硫方法であって、
   前記ベルトスリーブの内周側に配置される前記他方のプレス金型と、前記ベルトスリーブの、前記他方のプレス金型に対してそのプレス面と反対側の部分との間に、熱遮断手段を設け、
   前記熱遮断手段により、前記他方のプレス金型から前記ベルトスリーブへの伝熱を遮断しながら、前記１対のプレス金型により前記ベルトスリーブを加熱加圧することを特徴とするベルトスリーブの加硫方法。
8. 未加硫ゴム層に心線を螺旋状に巻き付けて未加硫のベルトスリーブを形成する未加硫ベルトスリーブ形成工程と、
   前記未加硫ゴム層と前記心線との接着力を高めるために、前記未加硫のベルトスリーブを予備的に加熱加圧する予備加熱加圧工程と、
   請求項７に記載のベルトスリーブの加硫方法によって前記ベルトスリーブを加硫する加硫工程と、
   を備えることを特徴とするベルトスリーブの製造方法。
9. 前記未加硫ゴム層が、エチレン−α−オレフィンゴム組成物からなることを特徴とする請求項８に記載のベルトスリーブ製造方法。

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