JP2013050153A - 包装機用フィルム送出しタイミングベルト - Google Patents

Abstract

【課題】摩耗粉が発生することがなく、摺動抵抗を極力小さく抑えて発熱を防止するとともに、駆動源の負荷を小さくすることができるタイミングベルトを提供する。
【解決手段】搬送面３７は平面状を有する。搬送面３７とは反対側にある駆動面３０は、幅方向の中央部には長手方向に沿って延びる平坦面３１を有する。中央部の両外側に、長手方向に沿って一定間隔毎にベルト歯３２を形成する。駆動面３０の全てを帆布３６によって被覆する。
【選択図】図２

Description

本発明は、袋状包装フィルムの中に内容物を供給するための包装機に関し、より詳しくは、筒状に成形されたフィルムを搬送するために用いられる包装機用フィルム送出しタイミングベルトに関する。

従来、このような包装機は、筒状のフィルムを膨らませた状態に維持しつつ搬送する間に、菓子等の内容物を充填するように構成されている。このような搬送のため、筒状フィルムの搬送方向に沿って一対のタイミングベルトが設けられており、これらのタイミングベルトには、筒状フィルムを吸引して膨らませるために負圧を作用させるべく吸引孔が形成されている。吸引孔が設けられたタイミングベルトとしては、特許文献１に開示されたものが従来公知であり、吸引孔は例えば、タイミングベルトの中央部分に形成された、ベルト歯のない平坦な領域に穿設されている。

実開平７−３８０２１号公報

吸引孔を設けるためにタイミングベルトの中央部分に平坦な領域を形成するには、通常、中央部分のベルト歯を削り取る方法が採用される。しかし、このような機械加工によると、平坦領域にゴム、ウレタン等の層や心線が露出する。タイミングベルトにおいて、ベルト歯が設けられる面には、駆動プーリが係合するだけでなく、筒状フィルムを吸引するためのサクションチャンバが摺接する。したがってゴム等が露出した平坦領域では、タイミングベルトの走行においてサクションチャンバとの摩擦によって摩耗粉が発生して包装機を汚染するという問題が生じるだけでなく、摺動抵抗が大きくなって発熱するとともに、駆動源であるモータの負荷が増加して消費電力が増大するという問題も発生する。

本発明は、摩耗粉が発生することがなく、摺動抵抗を極力小さく抑えて発熱を防止するとともに、駆動源の負荷を小さくすることができるタイミングベルトを提供することを目的としている。

本発明に係る第１の包装機用フィルム送出しタイミングベルトは、平面状を有する搬送面と、搬送面とは反対側にあり、幅方向の中央部には長手方向に沿って延びる平坦面が形成され、中央部の両外側には長手方向に沿って一定間隔毎にベルト歯が形成された駆動面と、駆動面の全てを被覆する帆布とを備えることを特徴としている。

好ましくは帆布は、平坦面と、隣り合う２つのベルト歯の間に形成される歯底部と、ベルト歯の頂部と、頂部と歯底部の間にある歯側部と、ベルト歯の平坦面側にある歯端部とを被覆する。

平坦面には、搬送面まで貫通する吸引孔が長手方向に沿って所定間隔毎に穿設されており、これはタイミングベルトによって搬送される筒状フィルムの外表面に負圧を作用させるためである。

本発明に係る第２の包装機用フィルム送出しタイミングベルトは、平面状を有する搬送面と、搬送面とは反対側にあり、幅方向の中央部には長手方向に沿って一定間隔毎にベルト歯が形成され、中央部の両外側には長手方向に沿って延びる平坦面が形成された駆動面と、駆動面の全てを被覆する帆布とを備えることを特徴としている。

本発明に係るタイミングベルト製造用金型は、本発明のタイミングベルトを製造するために用いることができ、筒状を呈し、軸方向に延びる平面によって３つ以上の部分に分解可能な金型本体と、金型本体の軸方向の両端部に取付けられ、金型本体を一体的に固定するための環状固定部材とを備え、金型本体は、平坦面に対応する環状周面と、ベルト歯に対応する凹部と、歯底部に対応する矩形状平面部とを有することを特徴としている。

本発明によれば、袋状包装フィルムを搬送する包装機に用いられたときに、摩耗粉が発生することがなく、摺動抵抗を極力小さく抑えて発熱を防止するとともに、駆動源の負荷を小さくすることができる包装機用フィルム送出しタイミングベルトが得られる。

本発明の一実施形態であるフィルム送出しタイミングベルトが使用される包装機の概略的な構成を示す図である。 タイミングベルトの駆動面を示す斜視図である。 タイミングベルトを搬送面側から見た平面図である。 タイミングベルトの側面図である。 タイミングベルトを駆動面側から見た底面図である。 図４のVI−VIに沿う断面図である。 金型を示す斜視図である。 金型本体の分解構造を示す平面図である。

以下、本発明の一実施形態である包装機用フィルム送出しタイミングベルトを、図面を参照して説明する。

図１は、このタイミングベルトが使用される包装機の概略的な構成を示している。この包装機は、シート状のフィルムＦを筒状に成形しつつ、その中に菓子等の内容物Ａを供給するように構成されている。筒状に成形されたフィルムＦの下端部Ｂはシールされており、この状態で、筒状フィルムＦの中に内容物Ａが供給される。内容物Ａが供給された筒状フィルムの上端部Ｃは包装機の下部においてシールされるとともにカットされ、袋状包装フィルムＤとして次の工程へ搬送される。

包装機の中央には上下方向に延びる円筒状のガイド部材１１が配設され、ガイド部材１１の上端には、上方に広がる切頭円錐状のホッパ１２が設けられている。ガイド部材１１の両側には無端状のタイミングベルト１３、１４が設けられている。タイミングベルト１３、１４は、フィルムＦが通過するのに十分な間隔をあけてガイド部材１１に対向している。タイミングベルト１３はプーリ１５、１６に掛け回され、またタイミングベルト１４はプーリ１７、１８に掛け回されている。プーリ１６、１８はそれぞれ矢印Ｐ、Ｑ方向に回転する。すなわちタイミングベルト１３、１４はガイド部材１１側が図の下方に向かうように回動する。

プーリ１５、１６の間にはサクションチャンバ２１が設けられ、タイミングベルト１３の内周面に接している。同様に、プーリ１７、１８の間にはサクションチャンバ２２が設けられ、タイミングベルト１４の内周面に接している。サクションチャンバ２１、２２は負圧源（図示せず）に連結されている。タイミングベルト１３、１４には吸引孔（図示せず）が形成されており、サクションチャンバ２１、２２に生じた負圧は吸引孔を介してフィルムＦに作用する。

フィルムＦはホッパ１２より上方ではシート状であるが、図示しない成形機によってガイド部材１１の外周面を覆う円筒形に変形され、ガイド部材１１の軸方向に沿う縁部同士が接着されるとともに、下端部Ｂがシールされる。この工程において、フィルムＦの円筒形はサクションチャンバ２１、２２による負圧によって保持される。筒状のフィルムＦはタイミングベルト１３、１４によって下方に移送され、これと同時に、ホッパ１２を介して供給される内容物Ａが筒状のフィルムＦの下方に溜まり、ガイド部材１１よりも下側に移動すると、破線Ｅの位置において上端部Ｃがシールされるとともにカットされる。

図２はタイミングベルト１３、１４の内周面すなわち駆動面３０を示している。タイミングベルト１３、１４の幅方向の中央部には長手方向に沿って延びる平坦面３１が形成され、中央部の両外側には長手方向に沿って一定間隔毎にベルト歯３２が形成されている。平坦面３１には吸引孔３３が設けられている。吸引孔３３は、駆動面３０とは反対側にある搬送面（図示せず）まで貫通し、長手方向に沿って所定間隔毎に穿設されている。ベルト歯３２の頂部３２ａは略平面であり、隣り合うベルト歯３２の間に形成される歯底部３４は頂部３２ａより若干大きい平面である。頂部３２ａと歯底部３４の間にある歯側部３２ｂ、３２ｃは傾斜しているが、ベルト歯３２の平坦面３１側にある歯端部３２ｄは平坦面３１に対して略垂直である。

駆動面３０の全ては帆布３６によって被覆されている。すなわち帆布３６は、駆動面３０において、平坦面３１と、歯底部３４と、ベルト歯３２の頂部３２ａと、歯側部３２ｂ、３２ｃと、歯端部３２ｄとを被覆する。換言すると、タイミングベルト１３、１４の外側面３５と吸引孔３３の円筒状内壁面３３ａは帆布３６によって覆われておらず、ゴムが露出している。

図３はタイミングベルト１３、１４を搬送面側から見た平面図、図４はタイミングベルト１３、１４の側面図、図５はタイミングベルト１３、１４を駆動面側から見た底面図である。これらの図に示されるように、搬送面３７は平面状であるが、吸引孔３３の周囲には小判状の凹陥部３８が形成され、搬送面３７よりも少し凹んでいる。吸引孔３３は円形を有し、凹陥部３８の中央に位置している。

図２、６を参照してタイミングベルト１３、１４の層構造を説明する。タイミングベルト１３、１４の駆動面３０側を構成する歯ゴム４１はＮＢＲゴムであり、硬さは例えば７４ＪＩＳ−Ａである。搬送面３７側を構成する背ゴム４２は軟らかいＮＢＲゴムであり、硬さは例えば６１ＪＩＳ−Ａである。歯ゴム４１と背ゴム４２の間は中間帆布４３によって区画されている。帆布３６は綾織りされたナイロン帆布に対してＲＦＬ処理して得られる。中間帆布４３は綾織りされたナイロン帆布に対してＮＢＲ系のゴム糊処理を施して得られる。

歯ゴム４１の中にはＥガラスから成るガラス心線４４が設けられている。ガラス心線４４はＲＦＬ／ゴム糊溶液でオーバーコート処理され、歯ゴム４１に対する接着性が高められている。ガラス心線４４は歯底部３４および平坦面３１のすぐ近くに位置し、これらの部分において帆布３６により覆われている。吸引孔３３が穿設されているため、心線４４は吸引孔３３の部分には存在しないが、隣り合う吸引孔３３の間の平坦面３１の部分は、帆布３６によって補強されているので強度は十分に確保されている。

本実施形態のタイミングベルトの作用を説明する。フィルムＦの送出しにおいてフィルムＦはタイミングベルト１３、１４によって円筒形を保持しつつ移送される。このときタイミングベルト１３、１４はプーリ１５−１８がベルト歯３２に係合することによって移送され、平坦面３１はサクションチャンバ２１、２２に摺接する。しかし駆動面３０は全体的に帆布３６によって覆われているので、平坦面３１がサクションチャンバ２１、２２との摺接によって摩耗粉を発生することはない。また帆布３６によって、平坦面３１における摺動抵抗が小さく抑えられるので、タイミングベルト１３、１４の駆動源の負荷が小さくなり、消費電力が抑えられる。

帆布３６が被覆する駆動面３０の形状は複雑であり、タイミングベルト１３、１４の長手方向にそって、中央部には平坦面３１があり、両側にはベルト歯３２が一定間隔毎に形成されている。したがって帆布３６は、タイミングベルト１３、１４の製造工程において長手方向に伸びることに加えて、幅方向にも延びることが好ましい。

中間帆布４３は、構成の異なる歯ゴム４１と背ゴム４２の接着性を向上させる効果を奏するが、さらにベルト幅方向でのソリの発生を防止することができる。

背ゴム４２はフィルムＦを搬送するため、大きい摩擦係数を有することが好ましく、また耐摩耗性に優れた材質が好ましい。さらに背ゴム４２の表面はフィルムＦとの接触面積を確保しつつ大きい摩擦力を得るために、面粗度は低い方が望ましい。このため搬送面３７は製造工程において、できるだけ鏡面に近くなるように研磨される。

次に図２、７、８を参照してタイミングベルトを製造するための金型の構成を説明する。
金型本体５０は筒状を呈し、外周面には、軸方向に延びる多数の凹部５１と、円周方向に延びる３つの環状周面５２が形成されている。隣り合う２つの凹部５１の間には、矩形状平面部５３が形成されている。凹部５１はベルト歯３２に対応し、矩形状平面部５３は歯底部３４に対応する。環状周面５２は平坦面３１に対応する。環状周面５２と矩形状平面部５３は金型本体５０の円筒状外周面に一致するが、凹部５１は外周面よりもベルト歯３２の高さ分だけ凹陥している。

本実施形態において金型本体５０は、図８に示すように４つの部分に分解可能である。すなわち金型本体５０は、一対の大湾曲部材６１、６２と一対の小湾曲部材６３、６４とに分解される。一方の大湾曲部材６１の両端面６１ａ、６１ｂは小湾曲部材６３、６４の一方の端面６３ａ、６４ａに密着し、他方の大湾曲部材６２の両端面６２ａ、６２ｂは小湾曲部材６３、６４の他方の端面６３ｂ、６４ｂに密着する。大湾曲部材６１の両端面６１ａ、６１ｂは金型本体５０の円筒の軸心に平行な平面に一致する。同様に、大湾曲部材６２の両端面６２ａ、６２ｂも金型本体５０の円筒の軸心に平行な平面に一致する。これらの平面は互いに平行である。すなわち金型本体５０は、軸方向に延びる２つの平行な平面によって４つの部分に分解可能である。

大湾曲部材６１、６２と小湾曲部材６３、６４が組み合わされた状態で、金型本体５０の上端部は固定部材６５によって、また下端部は固定部材６６によって一体的に固定される。固定部材６５は金型本体５０と同じ径を有する環状の部材であり、ビス６７によって金型本体５０の上端部に取付けられる。同様に、固定部材６６はビス６８によって金型本体５０の下端部に取付けられる。

タイミングベルトの製造工程では、金型本体５０が固定部材６５、６６によって組み立てられた状態において、金型本体５０の外周面に袋状に成形された帆布が被せられる。その上に心線が螺旋状に巻き付けられ、さらに歯ゴムの材料が巻かれる。その上に中間帆布が巻かれ、さらに背ゴムの材料が巻かれた後、円筒状のバッグゴムが被せられる。この状態で金型本体５０は加硫釜の中に入れられ、加熱加圧される。これによりゴムが加硫した後、金型本体５０は加硫釜から取り出される。

冷却後、固定部材６５、６６が金型本体５０から外される。そして、小湾曲部材６３、６４が内周側に変位させて外され、大湾曲部材６１、６２が内側に移動せしめられ、歯型等が成形された筒状のベルトスラブが金型本体５０から離型されて取出される。ベルトスラブは所定の間隔で切断され、無端状のタイミングベルトが得られる。

なお図７、８の例では、金型本体５０は４つに分解されるが、金型本体５０の分解構造はこれに限定されるものではない。すなわちベルトスラブを金型本体５０から取出せる構造であれば、分解の個数は自由であり、例えば大湾曲部材を２つとし、小湾曲部材を１つとしてもよい。

さらに、上記実施形態のタイミングベルトは、中央部に平坦面３１が形成され、中央部の両外側にベルト歯３２が形成されているが、これとは逆に、中央部にベルト歯が形成され、両外側に平坦面が形成されてもよい。

３０ 駆動面
３１ 平坦面
３２ ベルト歯
３６ 帆布
３７ 搬送面

Claims (5)

1. 無端状のタイミングベルトであって、
   平面状を有する搬送面と、
   前記搬送面とは反対側にあり、幅方向の中央部には長手方向に沿って延びる平坦面が形成され、前記中央部の両外側には長手方向に沿って一定間隔毎にベルト歯が形成された駆動面と、
   前記駆動面の全てを被覆する帆布と
   を備えることを特徴とする包装機用フィルム送出しタイミングベルト。
2. 無端状のタイミングベルトであって、
   平面状を有する搬送面と、
   前記搬送面とは反対側にあり、幅方向の中央部には長手方向に沿って一定間隔毎にベルト歯が形成され、前記中央部の両外側には長手方向に沿って延びる平坦面が形成された駆動面と、
   前記駆動面の全てを被覆する帆布と
   を備えることを特徴とする包装機用フィルム送出しタイミングベルト。
3. 前記帆布は、前記平坦面と、隣り合う２つのベルト歯の間に形成される歯底部と、前記ベルト歯の頂部と、前記頂部と前記歯底部の間にある歯側部と、前記ベルト歯の前記平坦面側にある歯端部とを被覆することを特徴とする請求項１または２に記載のタイミングベルト。
4. 前記平坦面には、前記搬送面まで貫通する吸引孔が長手方向に沿って所定間隔毎に穿設されることを特徴とする請求項１または２に記載のタイミングベルト。
5. 請求項１または２に記載のタイミングベルトを製造するための金型であって、
   筒状を呈し、軸方向に延びる平面によって３つ以上の部分に分解可能な金型本体と、
   前記金型本体の軸方向の両端部に取付けられ、前記金型本体を一体的に固定するための環状固定部材とを備え、
   前記金型本体は、前記平坦面に対応する環状周面と、前記ベルト歯に対応する凹部と、前記歯底部に対応する矩形状平面部とを有することを特徴とするタイミングベルト製造用金型。

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