JP2012025528A

JP2012025528A - ベルト伝動システム

Info

Publication number: JP2012025528A
Application number: JP2010165104A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kimura; 孝木村
Original assignee: Gates Unitta Asia Co
Current assignee: Gates Unitta Asia Co
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2012-02-09

Abstract

【課題】歯付ベルトからの発塵および添加物の浸み出しを防止する。
【解決手段】歯部１１と、背部１２との間に、ベルト長手方向に沿って複数の心線１３が埋設された歯付ベルト１０の歯面を歯布１６で被覆する。また、背部１２の背面を背面帆布１８で被覆する。歯布１６および背面帆布１８にレゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス液による処理が施された帆布を用いる。背面帆布１８をベルト加硫時において、ベルト背面に一体的に貼着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば半導体や液晶製品などの搬送に用いられ、発塵や汚れの付着、外気への曝露が問題となる環境で使用される歯付ベルトに関する。

ベルトからの発塵としては、プーリとの噛み合い干渉による歯面からのゴム粉などの飛散や、ベルト背面研磨時に背面に付着した研磨粉の飛散が考えられる。歯付ベルトの背面には張力調整用の背面テンショナが用いられることが多く、このような場合、研磨目に入り込んだ微少な研磨粉がテンショナとの接触により飛散される。また、ベルトの走行速度が速い場合、背面テンショナを用いなくとも粉塵自体への遠心力によりベルトは発塵する。また、ベルトゴム材からは添加物が浸み出すため、これらがプーリに付着し、搬送物や、周囲を汚損することとなる。特に多軸駆動ベルト伝動システムでは特に背面からの発塵や添加物の浸み出しが問題となる。

一方、歯付ベルトにおいて、ベルト歯面やベルト背面と接触するプーリとの間の摩擦を低減するために、ベルト歯面やベルト背面を帆布で被覆した構成が知られている。特にフッ素樹脂を含むレゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス液で処理し、更にグラファイト又はフッ素樹脂を含むゴム糊で処理した背面帆布を背ゴム側に張り合わせたものが提案されている（特許文献１）。

特開２００５−０９８３１３号公報

しかし、引用文献１の歯付ベルトは、あくまでもテンショナとの接触における摩擦係数を低減することを目的としたもので、ベルトからの発塵や添加物の浸み出し、あるいはベルトゴムのオゾン等への曝露を防止することを目的とした物ではなく、十分な効果があるとは言えない。

本発明は、歯付ベルトからの発塵および添加物の浸み出し、ベルトゴムのオゾン等への曝露を防止することを目的としている。

本発明のベルト伝動システムは、複数の歯付プーリと、複数の歯付プーリに掛け回され、歯面を被覆する歯布と背面を被覆する背面帆布とを有する歯付ベルトとを備え、歯付ベルトが複数の歯付プーリに掛け回されるとき、背面帆布の最大伸長率が１０％以下であることを特徴としている。

背面帆布の最大伸長率は、例えば複数の歯付プーリの内の最小径を有するプーリに掛け回される歯付ベルトの背面帆布の伸長率である。

歯付ベルトの歯布と背面帆布に、例えばレゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス液による処理が施された布が用いられる。これにより、目止めによる耐オゾン性、耐磨性、接着性が向上する。また、歯付ベルトにおいて、背面帆布は歯付ベルトの加硫時に背面に一体的に貼着されていることが好ましい。

以上のように本発明によれば、歯付ベルトからの発塵および添加物の浸み出し、ベルトゴムのオゾン等への曝露を防止することができる。

本発明の一実施形態である歯付ベルトの構成を示す部分切断斜視図である。実施例Ｅ１〜Ｅ７と比較例Ｃ１、Ｃ２の亀裂耐久試験装置のレイアウトである。実施例Ｅ８と比較例Ｃ３の歯付ベルトによる発塵試験結果のグラフである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるベルト伝動システムで使用される歯付ベルトの一部を切断して示す斜視図である。

本実施形態のベルト伝動システムで使用される歯付ベルト１０は、ゴム材からなる歯部１１と背部１２とから構成され、歯部１１と背部１２の境界には複数の心線１３が埋設される。心線１３は、鋼材や炭素繊維など抗張力部材からなり、ベルト長手方向に沿ってベルト幅方向に所定間隔で埋設される。

歯部１１には、ベルト幅方向に沿った歯１４が全周に渡って所定のピッチで設けられ、その歯面は歯布１６によって被覆される。一方、背部１２の背面は、背面帆布１８によって被覆される。また、以下の理由から、背面帆布１８は、例えば平織りまたは綾織りのナイロン６や６６が用いられ、歯布１６および背面帆布１８には、ともにレゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス液（ＲＦＬ液）による処理を施した布を用いることが好ましいが、ＲＦＬ液による処理が行われていない布を用いることも可能である。

レゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス液による処理が施された歯布１６および背面帆布１８は、耐摩耗性に優れるのみならず、歯部１１からのゴム粉の飛散や、背面からの研磨粉の飛散を抑える。また、歯部１１、背部１２から浸み出す添加物が歯布１６、背面帆布１８の外側へと浸み出すことを防止する。

また、背面研磨後に背面帆布１８を貼り付けるのに代えて、ベルト加硫時に背面帆布１８を一体的にベルト背面に貼り付ける構成とすることもできる。この場合には、背面の精度は下がるものの、帆布の接着力が高まるとともに、研磨による研磨粉の飛散の問題が解消される。

歯付ベルト１０は、歯付プーリ上を走行する際、その背面側が凸状に曲げられ、背面帆布１８はこのとき伸長される。ベルト伝動装置の運転により背面帆布１８に大きな曲げが繰り返されると、背面帆布１８に亀裂が入り、ゴム本体の背部１２が外気に曝露される。従って、亀裂が発生すると発塵や添加物の浸み出しが防止できず、また外気がオゾンなどの場合、ゴム本体に劣化が発生する。特にＲＦＬ液による処理を施すと布は硬くなるので、このような布を背面帆布１８に使用した場合、この傾向は顕著である。

従って、本実施形態のベルト伝動システムでは、繰り返し曲げによる背面帆布１８の亀裂発生を抑えるため、背面帆布１８の伸長率（元の長さに対して伸びた分の割合）が１０％以下となるように設定される。特に歯付ベルト１０が掛け回される歯付プーリの径と、背面帆布１８の歯付ベルト１０のピッチ線からの距離（あるいはベルト厚さ）によりベルト伝動システムにおける背面帆布１８の最大伸長率が決定される。そして、背面帆布１８の伸長率が１０％以下のときには、それ以外のときに比べ、ＲＦＬ液による処理を行わない場合のみならず、ＲＦＬ液による処理を行った場合においても、亀裂発生までの時間が大幅に延び、耐久性が著しく向上する。

次に図２、および表１〜３の実施例と比較例を参照して、本実施形態における伸長率の効果を示す。

図２は、実施例Ｅ１〜Ｅ７、比較例Ｃ１、Ｃ２の耐久試験に用いられたベルト伝動システムのレイアウトを示す。図２に示されるように歯付ベルトＢは、歯面が３個の歯付プーリＳ１〜Ｓ３に係合され、背面が１個の歯のないプーリＰに係合されるように掛け回され、歯付プーリＳ１が原動プーリ、歯付プーリＳ２、Ｓ３は従動プーリとされた。実施例Ｅ１〜Ｅ７、比較例Ｃ１、Ｃ２の各々では、プーリＳ１〜Ｓ３にはピッチ円直径が等しいプーリが用いられた。また、実施例Ｅ１〜Ｅ７、比較例Ｃ１、Ｃ２において、ベルトのＰＬＤ（０．３８１ｍｍ）および歯高さ（１．１４ｍｍ）には同じ値が用いられ、ベルトの総厚（ベルト厚さ）または歯付プーリの歯数（ピッチ円直径）を変更することで伸長率が変更された。また、各ベルトとも歯ピッチは３ｍｍとされた。

表１は、背面帆布にＲＦＬ液処理が施されていない２×２の平織りの布を用い、ベルトの総厚（ベルト厚さ）を２．８０ｍｍとし、歯付プーリＳ１〜Ｓ３の歯数を２２、２４、３０、３４、３６、４０と変更したときの背面帆布の歯付プーリＳ１〜Ｓ３での伸長率（％）と、背面帆布に亀裂が発生するまでの時間（ｈ）および繰り返し曲げ回数の変化を示したものである。歯数２２、２４が比較例Ｃ１、Ｃ２に対応し、歯数３０、３４、３６、４０が実施例Ｅ１〜Ｅ４にそれぞれ対応する。なお表１には、プーリピッチ径（ピッチ円直径）（ｍｍ）、プーリ外径（歯先円直径）（ｍｍ）、背面ピッチ長さ（ｍｍ）も同時に示され、これは表２、３においても同様である。

表１に示されるように、伸長率が１２．２％、１１．２％となる比較例Ｃ１、Ｃ２のとき亀裂発生までの繰り返し曲げ回数は１０９時間、２３９時間と３桁のオーダであるのに対し、伸長率が８．９％、７．９％、７．４％、６．７％となる実施例Ｅ１〜Ｅ４では、２８８３時間、４２６２時間、６８４７時間、１４４８２時間と４桁のオーダを超え、亀裂発生までの時間は、伸長率が１１．２％と８．９％の間（比較例Ｃ２と実施例１の間）で大きく変化する。また、亀裂が発生するまでの繰り返し曲げ回数においても、比較例Ｃ２と実施例Ｅ１の間で７．０８×１０^６回から１．０７×１０^８回へと大きく変化している。

表２は、表１と同様に、背面帆布にＲＦＬ液処理が施されていない２×２の平織りの布を用いるものの、ベルトの総厚（ベルト厚さ）を２．２７ｍｍとしたときに、歯数を１８、２０と変更したときの背面帆布の歯付プーリＳ１〜Ｓ３での伸長率（％）と、背面帆布に亀裂が発生するまでの時間（ｈ）および繰り返し曲げ回数の変化を示したものである。歯数１８、２０はそれぞれ実施例Ｅ５、Ｅ６に対応する。

すなわち、実施例Ｅ５では伸長率が８．７％となり、実施例Ｅ６では伸長率が７．８％となる。このとき、実施例Ｅ５、Ｅ６においても、亀裂が発生するまでの走行時間（ｈ）は、６８９５時間、１６８７４時間と何れも良好であり、亀裂が発生するまでの繰り返し曲げ回数に関しても、１．５３×１０^８回、４．１７×１０^８回と同様に高い耐久性が得られることが分かる。

表３は、背面帆布にＲＦＬ液処理を施した綾織の布を用い、ベルトの総厚（ベルト厚さ）を表２のときと同様に２．２７ｍｍとし、歯数を１８としたときの背面帆布の歯付プーリＳ１〜Ｓ３での伸長率（％）と、背面帆布に亀裂が発生するまでの時間（ｈ）および繰り返し曲げ回数の変化を示したものであり、実施例Ｅ７に対応する。実施例Ｅ７においても、走行時間（ｈ）は３２４５時間であり、繰り返し曲げ回数は７．２１×１０^７回であって高い耐久性を示す。

以上のように、本実施形態のように、ベルト伝動システムにおける歯付プーリの径（プーリ歯数）と背面帆布のピッチ線からの距離（総厚）を、最小径歯付プーリでの背面帆布の伸長率が１０％以下になるように設定することで、背面帆布の耐亀裂性が大幅に向上される。なお、本発明は、ベルト伝動システムに歯付ベルトが取り付けられた際に、背面帆布の最大伸長率が１０％以下であればよく、プーリやベルトの他の寸法パレメータを調整してこの条件を達成してもよい。

次に図３を参照して、背面帆布による発塵防止効果について説明する。図３には、ＲＦＬ液処理を施した背面帆布を用いた実施例Ｅ８の歯付ベルトの発塵試験と、背面帆布を用いない比較例Ｃ３の歯付ベルトの発塵試験の結果が示される。

図３において、横軸はベルト走行時間であり、縦軸は発塵量（計数された粒子個数）である。実施例の歯付ベルトでは歯布および背面帆布にレゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス（ＲＦＬ）液による処理が施された帆布が用いられる。また、比較例の歯付ベルトでは、歯面のみに帆布（歯布）が張られ、歯布にはレゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス液による処理が施されていない帆布が用いられた。

実施例Ｅ８、比較例Ｃ３の歯付ベルトは１組の原動プーリと従動プーリとに掛け回され、一定の負荷トルク、一定の回転数の下で走行された。また発塵量は、一方のプーリの下で集塵された塵の数を単位時間毎にレーザーパーティクルカウンタで計数したものである。実線で示されるグラフが実施例Ｅ８に対応し、破線が比較例Ｃ３に対応する。

図３のグラフに示されるように、発塵量は、何れの歯付ベルトにおいてもベルト走行時間が経過するに従って減少し、２０時間を超えると略変わらなくなるが、ベルト走行を始めた初期（特に開始から約８時間）においては、実施例Ｅ８の発塵量は比較例Ｃ３の発塵量に比べ顕著に少ない。すなわち、実施例Ｅ８の歯付ベルトでは、発塵が問題となるベルト取付直後の発塵を極めて効果的に抑制していることが分かる。

以上のことから、本実施形態のベルト伝動システムで用いられる歯付ベルトによれば、ベルトを取り替えた直後においても、発塵や添加物の浸み出しに影響されず、直ちに機器の使用を開始でき、従来のベルトのように、エージングのための時間を割く必要がなく、ベルトを使用するシステムの稼働効率を高めることが可能となる。

１０歯付ベルト
１１歯部
１２背部
１３心線
１４歯
１６歯布
１８背面帆布

Claims

複数の歯付プーリと、前記複数の歯付プーリに掛け回され、歯面を被覆する歯布と背面を被覆する背面帆布とを有する歯付ベルトとを備え、前記歯付ベルトが前記複数の歯付プーリに掛け回されるとき、前記背面帆布の最大伸長率が１０％以下であることを特徴とするベルト伝動システム。
前記背面帆布の最大伸長率が、前記複数の歯付プーリの内の最小径を有するプーリに掛け回される前記歯付ベルトの背面帆布の伸長率であることを特徴とする請求項１に記載のベルト伝動システム。
前記歯付ベルトの前記歯布と前記背面帆布にレゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス液による処理が施された布が用いられることを特徴とするベルト伝動システム。
前記歯付ベルトにおいて、前記背面帆布が前記歯付ベルトの加硫時に前記背面に一体的に貼着されていることを特徴とする請求項３に記載のベルト伝動システム。