JP2009226544A - ベルトスリーブの溝形成方法、及び、ベルトスリーブの溝形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトスリーブの外周面に、所定形状の溝を短時間で形成することが可能な、溝形成方法及び溝形成装置を提供すること。
【解決手段】まず、ロール２１，２２により走行されるベルトスリーブ１の外周面に切削刃物２６を当接させて、外周面にスリーブ周方向に延在する予備溝９を切削形成する。次に、ベルトスリーブ１の外周面に前記予備溝９に対応した形状の凸部２８ａを有する研磨砥石２８を当接させて、予備溝９の内面を含むベルトスリーブ１の外周面を研磨することにより、予備溝９からＶ溝８を形成する。
【選択図】図８

Description

本発明は、ベルトに加工されるベルトスリーブにそのスリーブ周方向に延在する溝を形成する方法、及び、ベルトスリーブに溝を形成する装置に関する。

従来から、ベルトの長手方向に延在する溝によって区切られた、複数のリブを有するベルト（例えば、Ｖリブドベルト）が知られている。このようなリブ付きのベルトは、一般に、心線が埋設されたゴムからなるベルトスリーブの外周面に、スリーブ周方向に延在する溝を複数形成した後、このスリーブを所定幅で切断することによって得られる。

ここで、特許文献１には、Ｖリブドベルトを製造する際に、ベルトスリーブの外周面に、そのスリーブ周方向に延在する溝を形成する方法が開示されている。即ち、二軸のロール間によってベルトスリーブを走行させながら、ベルトスリーブの外周面に、断面Ｖ形状の凸部を有する研削ホイールを所定時間当接させることにより、ベルトスリーブに研削ホイールの凸部に対応した複数のＶ溝を形成する。

特開２００６−７３７５号公報

しかし、従来の方法によれば、研削ホイールによる研磨のみによってベルトスリーブに溝を形成しているため、所定深さを有する溝を形成するのに非常に長い時間がかかり、ベルトの生産効率が低くなる要因となっていた。また、ベルトスリーブの外周面に研削ホイールが接触した状態が長時間続くことから、摩擦熱によりベルトスリーブ外周面の温度が高くなる。すると、溝が形成されるベルトスリーブ外周面のゴムが劣化して、ベルトに加工された後に溝とプーリとの間で発音が発生しやすくなるなど、ベルトスリーブに悪影響が及ぶ虞がある。

本発明の目的は、ベルトスリーブの外周面に、所定形状の溝を短時間で形成することが可能な、溝形成方法及び溝形成装置を提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

第１の発明のベルトスリーブの溝形成方法は、ベルトに加工されるベルトスリーブの外周面に、そのスリーブ周方向に延在するスリーブ溝を形成する、ベルトスリーブの溝形成方法であって、
ロールにより走行される前記ベルトスリーブの外周面に切削手段を当接させて、前記外周面に前記スリーブ周方向に延在する予備溝を切削形成する予備溝切削工程と、前記ベルトスリーブの外周面に前記予備溝に対応した形状の凸部を有する研磨手段を当接させて、前記予備溝の内面を含む前記ベルトスリーブの外周面を研磨することにより、前記予備溝から前記スリーブ溝を形成する研磨工程とを備えていることを特徴とするものである。

本発明においては、ベルトスリーブの外周面を先に切削手段で切削し、ある程度の深さを有する予備溝を形成してから、ベルトスリーブの外周面に予備溝に対応した形状の凸部を有する研磨手段を当接させ、凸部で予備溝の内面を研磨することにより、最終的なスリーブ溝を形成する。この方法によれば、研磨手段の研磨量が少なくて済むため研磨時間が短くなり、スリーブ溝の形成にかかる時間を短縮することができる。

第２の発明のベルトスリーブの溝形成方法は、前記第１の発明において、前記切削手段は、所定角度で交差する少なくとも２枚の刃を有することを特徴とするものである。

このように、所定角度で交差する少なくとも２枚の刃を有する切削手段を用いることにより、断面Ｖ形状の予備溝を形成することができる。

第３の発明のベルトスリーブの溝形成装置は、ベルトに加工されるベルトスリーブの外周面に、そのスリーブ周方向に延在するスリーブ溝を形成する、ベルトスリーブの溝形成装置であって、
前記ベルトスリーブが巻き掛けられて、このベルトスリーブを走行させるロールと、前記ロールにより走行される前記ベルトスリーブの外周面に当接して、前記外周面に前記スリーブ周方向に延在する予備溝を切削形成する切削手段と、前記予備溝に対応した形状の凸部を有するとともに、前記ベルトスリーブの外周面に当接して、前記予備溝の内面を含む前記ベルトスリーブの外周面を研磨することにより、前記予備溝に対応する前記スリーブ溝を形成する研磨手段とを備えていることを特徴とするものである。

本発明の装置によれば、ベルトスリーブの外周面を先に切削手段で切削し、ある程度の深さを有する予備溝を形成してから、ベルトスリーブの外周面に予備溝に対応した凸部を有する研磨手段を当接させて予備溝の内面を研磨することにより、最終的なスリーブ溝を形成することができる。従って、研磨手段の研磨量が少なくて済むため研磨時間が短くなり、スリーブ溝の形成にかかる時間を短縮することができる。

第４の発明のベルトスリーブの溝形成装置は、前記第３の発明において、前記切削手段は、所定角度で交差する少なくとも２枚の刃を有することを特徴とするものである。

このように、切削手段が、所定角度で交差する少なくとも２枚の刃を有することから、断面Ｖ形状の予備溝を形成することができる。

第５の発明のベルトスリーブの溝形成装置は、前記第４の発明において、前記切削手段の前記２枚の刃は、それぞれ、前記ベルトスリーブに対する切込角度を独立して調整可能に構成されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、切削手段の２枚の刃の切込角度を独立して調整することで、任意のＶ形状を有するスリーブ溝を形成することが可能となる。

第６の発明のベルトスリーブの溝形成装置は、前記第４又は第５の発明において、前記切削手段の前記２枚の刃は、それらの離間距離を調整可能に構成されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、切削手段の２枚の刃の離間距離を調整することで、任意のＶ形状を有するスリーブ溝を形成することが可能となる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、ベルト長手方向に延在するＶ溝によって区切られた複数のＶリブを有するＶリブドベルトを製造する際に、ベルトスリーブにＶ溝（スリーブ溝）を形成する方法及び装置に、本発明を適用した一例である。

最初に、Ｖリブドベルトに加工されるベルトスリーブ１の構造を、図１を参照して説明する。図１はベルトスリーブの断面斜視図、図２は図１のベルトスリーブから形成されたＶリブドベルトの断面斜視図である。

このベルトスリーブ１は、円筒形の成形ドラム（図示省略）の外周面に、カバー帆布５を形成する帆布、接着ゴム層３を形成する未加硫ゴムシート、心線２を形成する接着処理された撚りコード、圧縮ゴム層４を形成する未加硫ゴムシートを順に巻き付け、得られた成形体を所定の加硫温度に加熱して加硫することにより得られる。

圧縮ゴム層４としては、例えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）等が用いられる。なお、圧縮ゴム層４には、ナイロン６、ナイロン６６、ポリエステル、綿、アラミド等の短繊維を混入して、耐側圧性を向上させることが望ましい。

心線２を構成するコードには、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維あるいはポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）等の繊維からなる撚りコードが用いられる。カバー帆布５としては、綿、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、アラミド繊維からなる糸を用いて、平織、綾織、朱子織等に製織した布が用いられる。

この図１に示すベルトスリーブ１の外周面（圧縮ゴム層４の表面）に、スリーブ周方向（心線２に沿う方向）に延在する断面Ｖ形状の溝（Ｖ溝８）が複数形成された上で、このベルトスリーブ１が所定幅で切断されることにより、図２に示すような、Ｖ溝８によって区切られた複数のＶリブ７を有するＶリブドベルト１０が得られる。

次に、前述のベルトスリーブ１の外周面にＶ溝８を形成する溝形成装置、及び、溝形成方法について説明する。

図３は溝形成装置の平面図、図４は溝形成装置の側面図である。図３、図４に示すように、溝形成装置２０は、駆動ロール２１及び従動ロール２２と、２枚の切削刃物２６を有する切削機構２３（切削手段）と、研磨砥石を有する研磨機構２４（研磨手段）とを備えている。

駆動ロール２１と従動ロール２２は、機台（図示省略）にそれぞれ回転自在に支持されており、互いに平行に配置されている。また、駆動ロール２１はモータ（図示省略）により回転駆動される。そして、駆動ロール２１と従動ロール２２にベルトスリーブ１が架け渡された状態で、駆動ロール２１がモータによって図４の矢印の方向に回転駆動されることで、ベルトスリーブ１が矢印Ａの方向に走行することになる。尚、従動ロール２２は駆動ロール２１に対して離接可能に構成されており、従動ロール２２の駆動ロール２１に対する離接距離を調整してベルトスリーブ１の張力を適切に設定できるようになっている。

切削機構２３と研磨機構２４は、共に、ベルトスリーブ１の幅方向（ロールの長手方向）に沿って移動可能な移動台２５に搭載されている。即ち、切削機構２３と研磨機構２４は、移動台２５と一体的にベルトスリーブ１の幅方向に移動可能に構成されている。さらに、移動台２５は、駆動ロール２１に近接した近接位置（図３の位置）と、この近接位置よりも駆動ロール２１から離れた退避位置にわたって、駆動ロール２１に対して離接する方向（図３の上下方向）に移動可能に構成されている。

切削機構２３は、２枚の切削刃物２６と、この切削刃物２６を支持する刃物支持台２７とを備えている。図５は、切削刃物２６を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。この図５（ａ），（ｂ）に示すように、切削刃物２６は、薄い円板状の外形形状を有し、その外周部に刃部２６ａを有する。尚、図５においては、切削刃物２６の外周部の全周にわたって刃部２６ａが形成されているが、駆動ロール２１に対向する一部分にのみ刃部２６ａが形成されていてもよい。また、図３に示すように、２枚の切削刃物２６は、駆動ロール２１（ベルトスリーブ１の外周面）に対してそれぞれ反対方向に傾くように刃物支持台２７上に配置され、その結果、２枚の切削刃物２６は所定角度をもって交差している。そして、２枚の切削刃物２６は、ロール２１，２２によって走行駆動されるベルトスリーブ１の外周面に当接することにより、この外周面にベルトスリーブ１の周方向に延在する断面Ｖ形状の溝（予備溝９：図７参照）を切削形成する。

刃物支持台２７は、移動台２５に対して、駆動ロール２１に離接する方向（図３の上下方向）に移動可能に構成されている。また、この刃物支持台２７は、２枚の切削刃物２６の角度（ベルトスリーブ１への切込角度）をそれぞれ独立して調整することが可能に構成されている。例えば、各々の切削刃物２６のベルトスリーブ１の外周面に対する角度を、３０°〜４５°の範囲で調整可能となっている。さらに、刃物支持台２７の、２枚の切削刃物２６をそれぞれ支持する部分が独立してロール長手方向（図３の左右方向）に移動可能に構成されることによって、２枚の切削刃物２６の離間距離も調整可能となっている。

研磨機構２４は、研磨砥石２８と、この研磨砥石２８を回転自在に支持する砥石支持台２９とを備えている。研磨砥石２８は、扁平な円柱状の外形形状を有し、その外周面には、例えば、３０メッシュ程度のダイヤモンドの粒子が電着されている。また、この研磨砥石２８は、モータ（図示省略）によって回転駆動されるようになっている。

図６は、研磨砥石２８の外周部の拡大断面図である。この図６に示すように、研磨砥石２８の外周面には、ベルトスリーブ１の幅方向に並ぶ多数の凸部２８ａが形成されている。各々の凸部２８ａの断面形状は、前述した２枚の切削刃物２６によってベルトスリーブ１の外周面に形成される予備溝９に対応した、断面略Ｖ形状となっている。そして、切削機構２３によってベルトスリーブ１の外周面に形成された予備溝９に、研磨砥石２８の複数の凸部２８ａが当接した状態（図８参照）で、研磨砥石２８がモータにより回転駆動されることで、予備溝９の内面を含むベルトスリーブ１の外周面全体が研磨砥石２８によって研磨される。

また、砥石支持台２９は、刃物支持台２７と同じく、移動台２５に対して、駆動ロール２１に離接する方向（図３の上下方向）に移動可能に構成されている。

次に、上述した溝形成装置２０を用いた溝形成方法について説明する。まず、図３、図４に示すように、駆動ロール２１と従動ロール２２にベルトスリーブ１を巻き掛けた後、従動ロール２２の駆動ロール２１に対する位置（駆動ロール２１との離接距離）を調整して、ベルトスリーブ１に適度の張力が作用するようにする。そして、図４に示すように、図示しないモータにより駆動ロール２１を回転駆動して、ベルトスリーブ１を矢印Ａの方向に走行させる。

次に、切削機構２３と研磨機構２４とが搭載された移動台２５を、退避位置から、駆動ロール２１に近接する近接位置（図３の位置）に移動させる。その状態から、さらに、２枚の切削刃物２６を支持する刃物支持台２７を移動台２５に対して駆動ロール２１側に進出させ、２枚の切削刃物２６の外周部に設けられた刃部２６ａ（図５参照）をベルトスリーブ１の外周面に当接させる。そして、図７に示すように所定角度で交差する２枚の切削刃物２６の刃部２６ａにより、ベルトスリーブ１の外周面が部分的に切削し、スリーブ周方向に延在するＶ形状の予備溝９を形成する（予備溝切削工程）。

尚、この予備溝切削工程を行う前に、所望のＶ溝８に対応したＶ形状の予備溝９を形成することができるように、予め、２枚の切削刃物２６の交差角度、及び、離間距離をそれぞれ調整しておく。

また、１本の予備溝９を形成し終えたら、一旦、刃物支持台２７を移動台２５に対して駆動ロール２１から離れる側に後退させてから、移動台２５をベルトスリーブ１の幅方向に所定ピッチ移動させる。尚、このピッチは任意に変更可能である。その後、再び、刃物支持台２７を進出させ、次の予備溝９を形成する。これを繰り返すことにより、ベルトスリーブ１の外周面にその幅方向に並ぶ複数の予備溝９を形成する。

ある程度の本数の予備溝９が切削機構２３により形成されると、次に、研磨砥石２８を支持する砥石支持台２９を移動台２５に対して駆動ロール２１側に進出させ、図８に示すように、研磨砥石２８の外周面に設けられた複数の凸部２８ａをベルトスリーブ１の外周面に形成された複数の予備溝９に係合させつつ、研磨砥石２８をベルトスリーブ１の外周面に当接させる。そして、研磨砥石２８とベルトスリーブ１の相対向する面が逆方向に移動するように、図示しないモータにより研磨砥石２８を図４の矢印の方向に回転駆動する。

これにより、複数の凸部２８ａを有する研磨砥石２８により、予備溝９の内面を含むベルトスリーブ１の外周面を研磨する（研磨工程）。即ち、凸部２８ａによって予備溝９の内面を研磨して最終的なＶ溝８を形成しつつ、予備溝９以外の平坦面を同時に研磨して、上述したベルトスリーブ１の製造段階で生じるベルトスリーブ１の厚み不均一も解消する。

以上説明したベルトスリーブ１の溝形成装置２０、及び、溝形成方法によれば、次のような効果が得られる。

ベルトスリーブ１の外周面を先に切削刃物２６で切削し、ある程度の深さを有する予備溝９を形成してから、ベルトスリーブ１の外周面に予備溝９に対応した形状の凸部２８ａを有する研磨砥石２８を当接させて予備溝９の内面を研磨することにより、最終的なＶ溝８を形成する。これよれば、研磨砥石２８の研磨量が少なくて済むため研磨時間が短くなり、Ｖ溝８の形成にかかる時間を短縮することができる。

また、断面Ｖ形状の予備溝９を形成する２枚の切削刃物２６は、ベルトスリーブ１に対する切込角度を独立して調整可能に構成されている。さらに、２枚の切削刃物２６は、それらの離間距離を調整可能に構成されている。そのため、２枚の切削刃物２６の切込角度や離間距離を調整することにより、任意のＶ形状を有する予備溝９、ひいては、任意のＶ溝８を形成することが可能である。

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、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

１］前記実施形態では、ベルトスリーブ１が、２軸のロール（駆動ロール２１と従動ロール２２）に架け渡されていたが、１軸ロールにベルトスリーブ１が巻き掛けられた状態でこのロールが回転することにより、ベルトスリーブ１が走行するように構成されてもよい。

２］前記実施形態では、切削機構２３と研磨機構２４が１つの移動台２５に搭載されて、両者が一体的にベルトスリーブ１の幅方向に移動するように構成されているが、切削機構２３と研磨機構２４が独立してベルトスリーブ１の幅方向に移動するように構成されてもよい。

３］ベルトスリーブ１の外周面に予備溝９を形成する切削機構２３の刃物の形状や枚数は、前記実施形態に限られるものではなく、予備溝９の形状に応じて適宜変更可能である。例えば、３枚以上の板状の刃物であってもよいし、断面Ｖ形状に屈曲した１枚の刃物であってもよい。

４］前記実施形態の装置２０は、予備溝９を形成する切削機構２３（切削手段）と、ベルトスリーブ１の外周面を研磨して予備溝９からＶ溝８を形成する研磨機構２４（研磨手段）の両方を備え、この装置２０のみで予備溝切削工程（図７）と研磨工程（図８）の両方を行うように構成されているが、別々の装置を用いて予備溝切削工程と研磨工程を行ってもよい。即ち、切削手段を備えた切削装置にベルトスリーブ１を装着して予備溝９の切削を行った後、このベルトスリーブ１を研磨手段を備えた別の研磨装置に移し替えて仕上げ研磨を行い、Ｖ溝８を形成するようにしてもよい。

５］本発明は、Ｖリブドベルトを製造する場合に限られるものではなく、Ｖ形状以外のリブを有するベルトを製造する場合にも適用できる。言い換えれば、ベルトスリーブの外周面に断面Ｖ形状の溝を形成する場合に限られず、種々の断面形状を有する溝を形成する場合にも本発明を適用可能である。

ベルトスリーブの断面斜視図である。 Ｖリブドベルトの断面斜視図である。 溝形成装置の平面図である。 溝形成装置の側面図である。 切削刃物を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 研磨砥石の外周部の拡大断面図である。 予備溝切削工程を示す図である。 研磨工程を示す図である。

符号の説明

１ ベルトスリーブ
７ Ｖリブ
８ Ｖ溝
９ 予備溝
１０ Ｖリブドベルト
２０ 溝形成装置
２１ 駆動ロール
２２ 従動ロール
２３ 切削機構
２４ 研磨機構
２６ 切削刃物
２８ 研磨砥石
２８ａ 凸部

Claims (6)

1. ベルトに加工されるベルトスリーブの外周面に、そのスリーブ周方向に延在するスリーブ溝を形成する、ベルトスリーブの溝形成方法であって、
   ロールにより走行される前記ベルトスリーブの外周面に切削手段を当接させて、前記外周面に前記スリーブ周方向に延在する予備溝を切削形成する予備溝切削工程と、
   前記ベルトスリーブの外周面に前記予備溝に対応した形状の凸部を有する研磨手段を当接させて、前記予備溝の内面を含む前記ベルトスリーブの外周面を研磨することにより、前記予備溝から前記スリーブ溝を形成する研磨工程と、
   を備えていることを特徴とするベルトスリーブのＶリブ形成方法。
2. 前記切削手段は、所定角度で交差する少なくとも２枚の刃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の溝形成方法。
3. ベルトに加工されるベルトスリーブの外周面に、そのスリーブ周方向に延在するスリーブ溝を形成する、ベルトスリーブの溝形成装置であって、
   前記ベルトスリーブが巻き掛けられて、このベルトスリーブを走行させるロールと、
   前記ロールにより走行される前記ベルトスリーブの外周面に当接して、前記外周面に前記スリーブ周方向に延在する予備溝を切削形成する切削手段と、
   前記予備溝に対応した形状の凸部を有するとともに、前記ベルトスリーブの外周面に当接して、前記予備溝の内面を含む前記ベルトスリーブの外周面を研磨することにより、前記予備溝に対応する前記スリーブ溝を形成する研磨手段と、
   を備えていることを特徴とするベルトスリーブの溝形成装置。
4. 前記切削手段は、所定角度で交差する少なくとも２枚の刃を有することを特徴とする請求項３に記載のベルトスリーブの溝形成装置。
5. 前記切削手段の前記２枚の刃は、それぞれ、前記ベルトスリーブに対する切込角度を独立して調整可能に構成されていることを特徴とする請求項４に記載のベルトスリーブの溝形成装置。
6. 前記切削手段の前記２枚の刃は、それらの離間距離を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載のベルトスリーブの溝形成装置。
   

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