JP2009262330A - はす歯ベルトの製造方法、及び、はす歯ベルトの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成形体の離型時における凹凸パターンの変形を防止可能な、はす歯ベルトの製造方法、及び、はす歯ベルトの製造装置を提供すること。
【解決手段】はす歯ベルトの製造用の外型１２は、その内周面に、周方向に関して局所的に設けられたパターン形成溝１４と、パターン形成溝１４を周方向に挟むように分離して設けられた１対の保持部１５を有する。そのため、その外周面に螺旋溝１３を有する内型１１と前記外型１２との間に注型エラストマーを充填した後、内型１１を外型１２に対して周方向に回転させつつ軸方向に移動させて、内型１１を注型エラストマーの成形体１９から引き抜く際に、保持部１５によって成形体１９の外型１２に対する摺動回転が規制されるため、パターン形成溝１４によって成形体１９の外周面に形成された凹凸パターンの変形が抑制される。
【選択図】図６

Description

本発明は、はす歯ベルトを製造する技術に関する。

従来から、歯付ベルトの１種として、歯すじがベルト幅方向と平行ではなく、幅方向に対して傾斜して延びる、はす歯ベルトが知られている。このようなはす歯ベルトを含む歯付ベルトは、一般に、その外周面において軸方向に沿って延びる歯部形成用の溝が設けられた内型を円筒状の外型内に挿入してから、内型と外型との間に注型エラストマーを充填して硬化させた後、円筒状に成形された注型エラストマーの成形体を内型及び外型から離型し、成形体を所定幅で切断するという、一連の工程を経て製造される（例えば、特許文献１参照）。

ここで、歯すじがベルト幅方向と平行である、一般的な歯付ベルトを製造する場合には、内型の外周面に設けられた歯部形成用の溝は内型の軸方向と平行となっている。そのため、内型を外型に対して軸方向に相対移動させるだけで成形体から内型を引き抜くことができる。しかし、上述したはす歯ベルトを製造する場合には、内型の外周面に設けられた歯部形成用の溝は内型の軸方向に対して傾斜した螺旋状になっている。そのため、内型を成形体から引き抜く際には、内型を外型（成形体）に対して回転させながら軸方向に移動させる必要がある（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−２９６７５３号公報 特開２００３−２３６９４５号公報

ところで、従来から、歯付ベルトの背面（歯部と反対側の面）に、このベルトによって搬送される物品の落下防止や装飾など、種々の目的で凹凸のパターンを形成する場合がある。このような凹凸パターン付きの歯付ベルトを製造する場合には、外型として、その内周面にパターン形成用の凹部が設けられたものを使用し、この凹部によってエラストマー成形体の外周面に凹部形状に対応したパターンを形成する。

しかし、はす歯ベルトを製造する場合には、前述したように、成形体の離型時に、内型を外型に対して回転させる必要がある。このとき、内型との間の摩擦抵抗により成形体が内型と一体的に外型に対して回転しようとするため、成形体の外周面に形成された凹凸パターンに大きなせん断力が作用し、凹凸パターンが変形してしまう。

本発明の目的は、成形体の離型時における凹凸パターンの変形を防止可能な、はす歯ベルトの製造方法、及び、はす歯ベルトの製造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の発明のはす歯ベルトの製造方法は、その内周面に周方向に関して局所的又は離散的に設けられた凹部又は凸部からなるパターン形成部を有する円筒状の外型内に、その外周面において軸方向に対して傾斜して螺旋状に延びる螺旋溝を有する内型を挿入する挿入工程と、前記外型と前記内型との間の空間に注型エラストマーを充填する充填工程と、前記内型を前記外型に対して周方向に回転させつつ軸方向に移動させて、前記内型を前記注型エラストマーの成形体から引き抜く離型工程を経て、その一方の面に前記内型の螺旋溝に対応したはす歯状の歯部を有するとともに、他方の面に前記外型のパターン形成部に対応した凹凸パターンを有する、はす歯ベルトを製造する方法であって、
前記外型の内周面に、前記成形体を保持する１対の凹状又は凸状の保持部が、前記パターン形成部を周方向に関して挟むように分離して設けられていることを特徴とするものである。

このはす歯ベルトの製造方法においては、内型の外周面にはベルト歯部を形成するための螺旋溝が形成されるとともに、外型の内周面にはベルトの背面に凹凸パターンを形成するための凹部又は凸部からなるパターン形成部が周方向に関して局所的又は離散的に形成されている。ここで、「局所的」とは、外型の内周面の周方向一部分にのみパターン形成部が設けられていることを示し、「離散的」とは、外型の内周面に複数のパターン形成部が周方向に間隔を空けて設けられていることを示す。即ち、パターン形成部は、外型の内周面に全周にわたって連続的に設けられるものではない。このような内型と外型との間に注型エラストマーを充填した後、離型して得られる注型エラストマーの成形体は、その内周面に内型の螺旋溝に対応した歯部を有するとともに、その外周面には外型のパターン形成部に対応した凹凸パターンを有するものとなる。

さらに外型の内周面には、１対の凹状又は凸状の保持部が、パターン形成部を周方向に関して挟むように分離して設けられている。そのため、パターン形成部の周方向両側に位置する、１対の保持部によって成形体が外型に確実に保持されることになり、離型工程において内型を外型に対して回転させたときの、成形体の外型に対する摺動回転が規制され、成形体の外周面に形成された凹凸パターンの変形を防止できる。

第２の発明のはす歯ベルトの製造方法は、前記第１の発明において、前記外型の内周面に、複数対の前記保持部が軸方向に関して分離して設けられていることを特徴とするものである。

このように、外型の内周面に、複数対の保持部が軸方向に分離して設けられているため、成形体の軸方向に関する複数箇所が複数対の保持部によって確実に外型に保持されることになり、凹凸パターンの変形をより確実に防止できる。

ここで、少なくとも前記外型の軸方向両端部の内周面に、２対の前記保持部がそれぞれ設けられていることが好ましい（第３の発明）。この場合には、保持部の数を少なくしつつ、成形体の外型に対する摺動を効果的に規制することができる。

さらに、前記外型の軸方向両端部に加えて、前記外型の軸方向中央部の内周面にも、前記保持部が設けられていてもよい（第４の発明）。特に、成形体が軸方向に長い場合には、本発明のように、外型の軸方向中央部にも保持部が設けられていることが好ましい。

第５の発明のはす歯ベルトの製造装置は、その内周面に周方向に関して局所的又は離散的に設けられた凹部又は凸部からなるパターン形成部を有する円筒状の外型と、その外周面において軸方向に対して傾斜して螺旋状に延びる螺旋溝を有し、前記外型内に挿入される内型と、前記内型と前記外型の間の空間に注型エラストマーの成形体が成形された状態で、前記内型を前記外型に対して周方向に回転させつつ軸方向に移動させて、前記内型を前記注型エラストマーの成形体から引き抜く離型手段とを備え、その一方の面に前記内型の螺旋溝に対応したはす歯状の歯部を有するとともに、他方の面に前記外型のパターン形成部に対応した凹凸パターンを有する、はす歯ベルトを製造する装置であって、
前記外型の内周面に、前記成形体を保持する１対の凹状又は凸状の保持部が、前記パターン形成部を周方向に関して挟むように分離して設けられていることを特徴とするものである。

本発明によれば、外型の内周面に、１対の凹状又は凸状の保持部が、パターン形成部を周方向に関して挟むように分離して設けられている。そのため、パターン形成部の周方向両側に位置する、１対の保持部によって成形体が外型に確実に保持されることになり、成形体の離型時に内型が外型に対して回転するときの、成形体の外型に対する摺動回転が規制されるため、成形体の外周面に形成された凹凸パターンの変形を防止できる。

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。まず、はす歯ベルト１について簡単に説明する。図１に示すように、本実施形態のはす歯ベルト１は、エラストマーからなる背部２と複数の歯部３とを有する無端状のベルトであり、ベルト外側に位置する背部２には、ベルト長手方向（図１の左右方向）にそれぞれ延びる複数本の心線４が埋設されている。背部２及び歯部３を構成するエラストマーとしては、例えばクロロプレンゴム（ネオプレン）、スチレンブタジエンゴム、エピクロロヒドリンゴム、ポリウレタンゴム等が挙げることができる。また、心線４としては、アラミド繊維、ガラス繊維、ポリエステル繊維等を挙げることができる。

ベルト内側に位置する複数の歯部３は、それぞれ、歯すじがベルト幅方向に対して所定角度傾斜した方向に延びる、はす歯に形成されている。また、ベルト外側に位置する背部２の表面（ベルト背面）には、ベルト幅方向に延在する複数の凸部５ａからなる凹凸パターン５が、ベルト長さ方向（図１の左右方向）に関して局所的に設けられている。

次に、図１のはす歯ベルト１の製造工程について説明するが、先に、この製造工程で用いる、はす歯ベルト１の製造用金型装置１０について説明する。図２〜図６に示すように、金型装置１０は、円柱状の内型１１と円筒状の外型１２を備えている。

図２は、内型１１の外観斜視図である。図２に示すように、円柱状の内型１１の外周面には、複数のはす歯状の歯部３（図１参照）を形成するための、内型１１の軸方向（図２における上下方向）に対して傾斜して螺旋状に延びる螺旋溝１３が形成されている。

図３は、鉛直面で切断した外型１２の斜視図である。図３に示すように、外型１２の内周面の周方向一部分には、ベルト背面に凹凸パターン５（図１参照）を形成するための、外型１２の軸方向に延びる複数のパターン形成溝１４（パターン形成部）が設けられている。

また、外型１２の内周面には、２つ（１対）の凹状の保持部１５が、複数のパターン形成溝１４を周方向に関して挟むように分離して設けられている。後で詳述するが、この保持部１５は、内型１１と外型１２との間で成形されたエラストマーの成形体１９から、内型１１を離型する際に、成形体１９を外型１２に保持してその外周面に形成された凹凸パターン５が変形するのを防止するためのものである。各保持部１５は、所定の中心角（例えば、３０°程度）の円弧状の溝である。また、保持部１５が設けられている位置は、軸方向に関して１カ所ではなく、図３に示すように、外型１２の上下両端部と、上下方向（軸方向）中央部の３カ所に、計３対（６つ）の保持部１５がそれぞれ設けられている。

また、図４、図６に示すように、内型１１の上方には、この内型１１の上端部と連結された、モータやシリンダ等の駆動手段を含む内型駆動装置１６が配置されている。そして、この内型駆動装置１６（離型手段）は、内型１１を外型１２に対して上下方向に移動（昇降）させることが可能であり、さらに、内型１１を外型１２に対して回転させることも可能となっている。

以上説明した金型装置１０を用いた、はす歯ベルト１の製造工程について図４〜図６を参照して説明する。但し、図４〜図６においては、図面の簡単のため、内型１１の外周面に形成されている螺旋溝１３（図２参照）の図示は省略している。

まず、図４に示すように、内型１１の外周面に心線４をスパイラルに巻き付ける。その後、この内型１１を内型駆動装置１６により下降させて、固定配置された円筒状の外型１２内に挿入する（挿入工程）。

次に、外型１２に上蓋１７を取り付けて、外型１２の内周面と内型１１の外周面との間に形成された筒状の空間１８を密閉し、この密閉空間１８に液状の注型エラストマーを充填する（充填工程）。

尚、内型１１を外型１２内に挿入する前に外型１２内に注型エラストマーを注入し、その後、内型１１を外型１２内に挿入することにより、外型１２と内型１１との間の空間１８に注型エラストマーを充填するようにしてもよい。

そして、外型１２及び内型１１を加熱し、両者の間の空間１８に充填されている注型エラストマーを所定の硬化温度（エラストマーの種類によるが、例えば、１１０℃）まで加熱することにより、注型エラストマーを硬化させて、スリーブ状のエラストマー成形体１９を得る。

次に、上蓋１７を外型１２から取り外した後、内型１１をスリーブ状の成形体１９から引き抜いて離型する（離型工程）。ここで、前述したように、内型１１の外周面に設けられた螺旋溝１３に注型エラストマーが充填されて、成形体１９の外周面には、軸方向に対して傾斜した方向に延びるはす歯（歯部３）が形成されている。そのため、この離型工程においては、図６に矢印で示すように、内型駆動装置１６により、内型１１を外型１２（成形体１９）に対して回転させながら上昇させることにより、内型１１を成形体１９に対して螺旋溝１３の延在方向に移動させながら引き抜く。

このとき、内型１１との間の摩擦抵抗により、内型１１の回転に伴って成形体１９が内型１１と共に外型１２に対して回転しようとし、その際に、外型１２のパターン形成溝１４によって成形体１９の外周面に形成された凹凸パターン５にせん断力が作用して変形してしまう虞がある。しかし、本実施形態においては、図３に示すように、外型１２の内周面において、複数のパターン形成溝１４を周方向に挟むように１対（２つ）の凹状の保持部１５が配置されている。そして、外型１２側の２つの保持部１５と、これら保持部１５内にエラストマーがそれぞれ充填されて得られた成形体１９側の２つの凸部１９ａとが係合することにより、成形体１９が外型１２に保持されるため、凹凸パターン５の成形体１９の外型１２に対する摺動回転が確実に規制されることになり、凹凸パターン５の変形を確実に防止できる。

また、保持部１５は、成形体１９の外型１２に対する回転だけでなく、成形体１９の上方への移動をも規制する。つまり、内型１１の上昇に伴って、成形体１９が外型１２の内周面に対して上方へ摺動することによる、凹凸パターン５の変形をも防止できる。

さらに、本実施形態では、外型１２の内周面に、複数対（３対）の保持部１５が上下方向（軸方向）に分離して設けられている。この場合には、成形体１９の軸方向に関する複数箇所が、それぞれ、複数対の保持部１５によって確実に外型１２に保持されることになり、凹凸パターン５の変形をより確実に防止できる。また、特に、本実施形態では、外型１２の上下両端部（軸方向両端部）に保持部１５が設けられていることで、少ない数の保持部１５で成形体１９の外型１２に対する摺動を効果的に規制することができる。さらに、特に成形体１９が軸方向に長い場合には、図３に示すように、外型１２の上下方向（軸方向）中央部の内周面にも、保持部１５が設けられることが好ましい。

このようにして成形体１９から内型１１を引き抜いた後、成形体１９を外型１２から取り外す。尚、外型１２の凹状の保持部１５によって成形体１９の外周部に形成された凸部１９ａは、離型後に切断等によって除去する。その後、スリーブ状の成形体１９を所定幅で切断することにより、内面にはす歯状の歯部３を有するとともに外面に凹凸パターン５を有する、図１のような無端状のはす歯ベルト１が得られる。

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、固定配置された外型１２に対して、内型駆動装置１６によって内型１１を昇降させたり、回転させたりすることで、内型１１の外型１２への挿入や内型１１の成形体１９からの引き抜きを行っていたが、内型１１を固定的に配置し、この内型１１に対して外型１２を昇降させたり、回転させたりしてもよい。

２］成形体１９の外周面に凹凸パターンを形成するために、外型１２の内周面に設けられるパターン形成部は、前記実施形態のような外型１２の軸方向に延在する複数のパターン形成溝１４からなるものには限られず、成形体１９の任意の凹凸パターンに応じて、パターン形成部の形状を適宜に変更することができる。

例えば、図７に示すように、ベルト背面に、ベルト長手方向及びベルト幅方向に、離散的に配列された複数の凸部５Ａを有するはす歯ベルト１Ａを製造する場合には、図８に示すように、外型１２の内周面に、複数の凸部５Ａを形成するための複数のパターン形成部１４Ａが、周方向及び軸方向（上下方向）に関して間隔を空けて（離散的に）設けられる。このような場合には、複数のパターン形成部１４Ａのそれぞれを周方向に関して挟むように、複数の保持部１５Ａが外型１２の内周面に設けられることになる。

また、パターン形成部が凹状である必要は特になく、パターン形成部が外型１２の内周面よりもさらに内側に突出する凸状であって、成形体１９の外周面に凹部を形成するものであってもよい。

３］外型１２の内周面に設けられる保持部は、前記実施形態のものに限られず、外型１２の内周面の周方向一部分に設けられたパターン形成部を、周方向に関して挟むように配置されるものであれば、その形状、数、位置等を適宜変更することが可能である。例えば、保持部は、９０°以上の中心角を有する円弧溝であってもよい。また、前記実施形態では、外型１２の上下両端部と軸方向中央部にそれぞれ３対の保持部が設けられていたが、軸方向中央部の保持部は省略し、外型１２の上下両端部にのみ保持部が設けられてもよいし、さらには、外型１２の上下方向１カ所にのみ保持部が設けられてもよい。あるいは、逆に、外型１２の内周面に、３対以上の保持部が軸方向に分離して配置されてもよい。

さらに、保持部は、凹状に形成されている必要は必ずしもなく、外型１２の内周面よりもさらに内側に突出する凸状に形成されている場合であっても、凹状の場合と同じ作用効果が得られる。

本実施形態に係るはす歯ベルトの外観斜視図である。 内型の外観斜視図である。 鉛直面で切断した外型の斜視図である。 内型の挿入工程を示す図である。 エラストマーの充填工程を示す図である。 内型の成形体からの引き抜き（離型工程）を示す図である。 変更形態に係るはす歯ベルトの外観斜視図である。 図７に示すはす歯ベルトの製造用外型を、鉛直面で切断したときの斜視図である。

符号の説明

１，１Ａ はす歯ベルト
３ 歯部
５ 凹凸パターン
１０ 金型装置
１１ 内型
１２ 外型
１３ 螺旋溝
１４ パターン形成溝
１４Ａ パターン形成部
１５，１５Ａ 保持部
１６ 内型駆動装置（離型手段）
１８ 空間
１９ 成形体

Claims (5)

1. その内周面に周方向に関して局所的又は離散的に設けられた凹部又は凸部からなるパターン形成部を有する円筒状の外型内に、その外周面において軸方向に対して傾斜して螺旋状に延びる螺旋溝を有する内型を挿入する挿入工程と、
   前記外型と前記内型との間の空間に注型エラストマーを充填する充填工程と、
   前記内型を前記外型に対して周方向に回転させつつ軸方向に移動させて、前記内型を前記注型エラストマーの成形体から引き抜く離型工程を経て、
   その一方の面に前記内型の螺旋溝に対応したはす歯状の歯部を有するとともに、他方の面に前記外型のパターン形成部に対応した凹凸パターンを有する、はす歯ベルトを製造する方法であって、
   前記外型の内周面に、前記成形体を保持する１対の凹状又は凸状の保持部が、前記パターン形成部を周方向に関して挟むように分離して設けられていることを特徴とするはす歯ベルトの製造方法。
2. 前記外型の内周面に、複数対の前記保持部が軸方向に関して分離して設けられていることを特徴とする請求項１に記載のはす歯ベルトの製造方法。
3. 少なくとも前記外型の軸方向両端部の内周面に、２対の前記保持部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２に記載のはす歯ベルトの製造方法。
4. 前記外型の軸方向両端部に加えて、前記外型の軸方向中央部の内周面にも、前記保持部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のはす歯ベルトの製造方法。
5. その内周面に周方向に関して局所的又は離散的に設けられた凹部又は凸部からなるパターン形成部を有する円筒状の外型と、
   その外周面において軸方向に対して傾斜して螺旋状に延びる螺旋溝を有し、前記外型内に挿入される内型と、
   前記内型と前記外型の間の空間に注型エラストマーの成形体が成形された状態で、前記内型を前記外型に対して周方向に回転させつつ軸方向に移動させて、前記内型を前記注型エラストマーの成形体から引き抜く離型手段とを備え、
   その一方の面に前記内型の螺旋溝に対応したはす歯状の歯部を有するとともに、他方の面に前記外型のパターン形成部に対応した凹凸パターンを有する、はす歯ベルトを製造する装置であって、
   前記外型の内周面に、前記成形体を保持する１対の凹状又は凸状の保持部が、前記パターン形成部を周方向に関して挟むように分離して設けられていることを特徴とするはす歯ベルトの製造装置。
   

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