JP2014516848A

JP2014516848A - モジュラー式成形システム

Info

Publication number: JP2014516848A
Application number: JP2014517075A
Authority: JP
Inventors: ディーフェンダーファー，ランドール，アール．; フォスター，ランディ，シー．; カリミアン，エンヤット，オー．
Original assignee: Dayco IP Holdings LLC
Current assignee: Dayco IP Holdings LLC
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2014-07-17
Also published as: US20120319324A1; AR086964A1; MX2013014730A; AU2012273233A1; WO2012177583A1; EP2720857A1; CN103228427A; KR20140045389A; BR112013032747A2; CA2836603A1; EP2720857A4; US8512614B2

Abstract

【構成】発明の一実施態様は、好適な金属か、あるいはその他の比較的剛性の高い材料からなり、すぐれた駆動ベルトを形成できるモジュラー式成形面を提供するものである。本システムがモジュラー特性をもつため、成形面の組立および修理が比較的容易で、コストも低い。より具体的には、本発明は全体として閉ループ形状を取り、複数の放射方向に突出する歯形部を有する部材からなる。この部材の複数の離散的なセグメントを相互連結する。
【選択図】図１

Description

本発明は成形システム（成形機、成形装置）、より具体的には複数のインターロック式セグメントを備えたモジュラー式成形装置に関する

従来の駆動ベルト製造方法では、ベルトおよび対応する構成部品はベルト材料を外側および/または内側成形面にプレスし、ベルト材料の溝および歯形を形成することによって製造できる。従来の一部のベルト成形面の場合、比較的コストが低く、製造が容易なゴムマトリックスやその他の同種の材料から構成する。ところが、例えば、このようなゴム成形面は、表面が金属製の成形部品に比べると、完成した駆動ベルトやその他の構成部品の形状などにバラツキが出やすく、また耐久性に欠けるため、製造サイクルが数回で終わることがある。他方、金属やその他の剛性をもつ材料からなるベルト成形部品は製造コストが高く、修理が難しいことが多い。

従って、本発明の一実施態様では、駆動ベルト製造を改良できる好適な金属か比較的剛性の高い材料から構成できるモジュラー式成形面を実現する。さらに、本発明成形システムがモジュラー式を採用しているため、組み立ておよび修理が比較的容易かつ低コストの成形面を実現できる。より具体的な本発明の一実施態様では、全体として閉ループ形状を取り、複数の放射状に延長する歯形を備えた部材を有する成形システムを実現する。この部材は、複数の離散的なセグメントを連結して構成する。

本発明のマンドレル面の一実施態様を示す正面斜視図である。図１に示したマンドレル面のマンドレルセグメントの正面斜視図である。本発明の別なマンドレル面を示す端面図である。図３のマンドレル面のマンドレルセグメントを示す端面図である。図２のマンドレルセグメントを使用して形成した別なマンドレル面を示す端面図である。マンドレル本体に装着された状態の、図１のマンドレル面を示す正面斜視図である。図６のマンドレルと硬化用スリーブとの間にベルトを設けた状態の、図６のマンドレルを示す端面図である。図７の硬化用スリーブを形成するために使用することができる一連のステップを示す図である。図７の硬化用スリーブを形成する別な方法を示す図である。

図７に示すように、本発明の一実施態様は、内側溝および外側溝を有する全体として円筒形のベルト３２を形成即ち成形する成形システム１１の形態を取る。このベルト３２は、ベルト３２の内側溝を形成するマンドレルシステム即ち成形部材１０と、ベルト３２の外側溝を形成する硬化用スリーブ即ちジャケット３４との間に位置する。このマンドレルシステム１０は全体として円筒形のマンドレル本体１２、および全体として閉ループ状の形成にされ、かつマンドレル本体１２の円周方向全体に延設した全体として円筒形のマンドレル面即ち部材１４を有する。マンドレル面１４には複数の放射方向外向きに突出する突出部/歯形部１６があり、各歯形部１６の間に放射方向内向きの凹部１８が位置する。

マンドレル面１４に複数のマンドレルセグメント２０を開放自在にインターロック（係合、interlock）する。具体的には、図１および図２に示す本発明の一実施態様では、各マンドレルセグメント２０のインターロック部分２２は、開放自在に隣接マンドレルセグメント２０にインターロックする形状に構成する。具体的な図示の実施態様では、各マンドレルセグメント２０は雄部分２４と対応する開口即ち雌部分２６を有し、それぞれ全体として円形か球形である。各マンドレルセグメント２０の各雄部分２４は、隣接するマンドレルセグメント２０の雌部分２６に嵌合（receivable in）し、隣接するマンドレルセグメント２０をインターロックする。雄部分２４および雌部分２６が円形になっているため、対応するマンドレルセグメント２０が相互にシフト/ピボットできる。ただし、これら雄部分２４および雌部分２６は円形以外にも各種の形状を任意に取ることが可能である。

マンドレルセグメント２０からマンドレル面１４を構成するためには、マンドレルセグメント２０が全体として軸方向にアラインメントするまで、軸方向に各雄部分２４を隣接するマンドレルセグメント２０の雌部分２６に滑り嵌合する。次に、図１に示すように、全体として閉ループ形状になるまで、残りのマンドレルセグメント２０を軸方向に配設する。

端面図に見るとおり、マンドレル面１４は全体として円形であり、各インターロック部分２２（雄部分２４/雌部分２６）はその円周方向端面に、あるいはその近くに位置する。このように位置を設定するため、以下に詳しく説明するように、インターロック部分２２がベルト成形プロセスに干渉することはなく、またマンドレル面１４のマンドレル本体１２への装着に干渉することはない。

図１および図２に示す実施態様の場合、各マンドレルセグメント２０の円周方向長さは比較的短く、各マンドレルセグメント２０は一つの独立した外側に突出する歯形部１６を有する。なお、各マンドレルセグメント２０の歯形部１６の個数は任意に選択することができる。例えば、図３および図４に示す実施態様の場合、各マンドレルセグメント２０´は、図１および図２の実施態様よりも円周方向長さが長く、６個の歯形部１６を有する。なお、各マンドレルセグメント２０、２０´の歯形部１６の個数は任意である。さらに、場合にもよるが、一部のマンドレルセグメント２０を比較的短く設定し、歯形部についてはこれを形成しなくてもよい。このようなマンドレルセグメントは、歯形部を備えたマンドレルセグメントを接続するスペーサまたはコネクタとして作用するようにしてもよい。

図から理解できるように、図１は図２のマンドレルセグメント２０を比較的多数使用して構成したマンドレル面１４を示す図である。なお、具体的なマンドレル面１４を構成するマンドレルセグメント２０の個数は、目的に応じて変更することが可能である。例えば、図５に別な実施態様を示すが、この場合より少ない個数のマンドレルセグメント２０を使用してマンドレル面１４を構成し、その半径を図１のマンドレル面１４より小さく設定する。このように、マンドレルセグメント２０がモジュラー構成になっているため、マンドレル面１４のサイズを広い範囲から選択でき、半径も一つの例を挙げると、約１インチから約６インチかそれ以上の範囲から選択することができる。マンドレルセグメント２０の放射方向内縁部３０が相互に結合（bind）し、干渉する事実を考慮すると、マンドレル面１４にはその半径に下限がある。ただし、より大きなマンドレル面１４を形成するためにマンドレルセグメント２０を付加するのに障害はなく、従って目的とする大きな半径をもつマンドレル面１４を形成できる。即ち、マンドレル面１４の直径を変更する場合には、目的に応じてマンドレルセグメント２０の個数を加減するだけでよい。溶接、取り付けブラケットやその他の冶金学的、機械的などの取り付け方法によってマンドレルセグメント２０を連結することによってマンドレル面１４を恒久的に形成することが可能な場合もある。

本発明の一つの実施態様では、各マンドレルセグメント２０の半径方向内側縁部３０は所定の曲率半径を有する。この場合、マンドレル面１４の有効内半径については、各内側縁部３０が隣接する内側縁部３０に滑らかに移行するように内側縁部３０の曲率半径と同じであればよい。なお、以上の説明から明らかなように、マンドレル面１４の有効内径については、内側縁部３０がより多角形になるように対応するマンドレルセグメント２０の曲率半径と異なるように設定することが可能である。

図示の実施態様の場合、各マンドレル面１４は、サイズおよび形状が実質的に同じ複数のマンドレルセグメント２０から構成するが、目的に応じて、図２、図４などに示すマンドレルセグメント２０、２０´を組み合わせたものや、これらセグメントに一致する異なるサイズおよび/または形状のマンドレルセグメント２０を利用して、マンドレル面１４を形成することも可能である。

図示からわかるように、各マンドレルセグメント２０は金属、より具体的にアルミやアルミ合金などの金属材料、あるいはその他の好適な硬質かつ耐久性のある材料から押し出し成形できる。さらに、マンドレル面１４を組み立てるさいに、全体として円筒形にでき、かつその軸方向長さを少なくとも円筒半径とほぼ同じか、あるいは円筒半径の少なくともほぼ１/４に設定でき、従って通常の駆動ベルトに適正な比較的細長い円筒形を構成できる。

目的の形状および特性をもつマンドレル面１４の形成後、図６に示すように、マンドレル面１４をマンドレル本体１２に連結できる。マンドレル面１４は、溶接、接着剤、機械的取り付け、ロック作用リング、保持リング、インターロック取り付けなどの機械的手段やその他の手段などの広範囲な手段のいずれかを使用してマンドレル本体１２に連結できる。図示の実施態様では、マンドレル本体１２は全体として円筒形であり、マンドレル面１４の放射方向内面がマンドレル本体１２に嵌合するか、あるいは支持されるように、マンドレル面１４に密接嵌合する。図示の実施態様の場合、例示を目的として、マンドレル本体１２は独立した一つのモノリシック材の形を取っているが、ゴムおよび/または金属などの材料からなる各種の多層体の形として構成することも可能である。

組立作業完了後、マンドレルシステム１０を使用して駆動ベルトを形成できる。具体的には、ベルトはマンドレル面１４の周囲にゴム、ゴムパイル、積層ゴムパイルなどの材料３２を装着することによって形成できる（図７）。好適なスリーブやジャケットなどの硬化用スリーブ３４をマンドレルシステム１０と同軸構成で材料３２に装着し、材料３２が位置する間隙を両者の間に形成する。図示の実施態様の場合、スリーブ３４の周囲に複数の放射方向内向きに突出する歯形部３６を形成する。次に、外部圧力（または他の適当な力）を作用させた状態で、硬化用スリーブ３４を装着し、これによってスリーブ３４の歯形部３６を材料３２に押し込み、かつマンドレル面１４の歯形部１６に対して材料３２を押し付け、そしてその溝１８中に押し込む。上記材料を円筒形ベルト３２の目的の形状に形成するために、熱および/または付加的な圧力を作用させることも可能である。

十分な熱および圧力を作用させ、ベルト３２を目的の形状に形成した後は、硬化用スリーブ３４を取り外し、マンドレル面１４からベルト３２を軸方向に滑り作用によって取り出す。この結果得られた駆動ベルト３２は全体として円筒形であり、一組の内側の放射方向歯形部/溝がマンドレル面１４によって形成され、かつ一組の外側の放射方向歯形部/溝が硬化用スリーブ３４によって形成されている。なお、本明細書では表面外側に溝をもつベルト３２を説明しているが、ベルト３２は内側にのみ溝を有し、かつ外面は平坦であってもよく、あるいは外側にのみ溝を形成し、かつ内面が平坦でもよく、あるいは説明した以外の構成であってもよい。

図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃおよび図９に示すように、以上説明しかつ添付図面に示したマンドレル面１４、あるいはこれと同等なマンドレル面は、硬化用ジャケット即ち硬化用スリーブ３４、または硬化用スリーブモールド４６を形成するために使用することができる。図８Ａ〜図８Ｃに示す実施態様の場合、プレート/成形システム３８は、既に説明したマンドレルシステム１０と同様な方法で複数のセグメント２０（および/または２０´）から構成する。具体的には、各セグメント２０はインターロック部分２２/雄部分２４/雌部分２６を有し、既に説明したマンドレルセグメントと同じか同様な方法で結合し（couple）、また結合を解除（decouple）できる。

プレート３８を使用してスリーブモールド４４を形成してから、このモールドを使用してスリーブ３４を形成できる。このスリーブモールド４４を形成するためには、スリーブモールド４４を形成するために使用したひもや織布のない非常に大きなゲージのゴムなどの材料をプレート３８に装着し、プレスプレート４０などによってプレート３８にプレス作用によって接触させる。次に、プレート３８、４０からスリーブモールド４４を取り外す。次に、スリーブ３４を形成するために使用した材料をスリーブモールド４４に装着し、プレスプレート４６などによってスリーブモールド４４にプレス作用によって接触させる（図８Ｂ）。次に、成形したスリーブ材料３４を取り外し、図８Ｃに示すように閉ループ形状に形成し、スリーブ３４を形成する。次に、このスリーブ３４を使用して、図７に示すように、ベルト３２に外側溝を形成する。

図９に示すように、本発明の別な実施態様では、マンドレルシステム/成形部材４２によってスリーブ３４を形成する。この場合、スリーブ３４はベルト３２を形成するために図７に示し、かつこれを参照して説明したシステムと同様にマンドレルシステム４２を中心にして円筒形に構成されているが、スリーブ３４の外面には溝/歯形部は形成していない。次に、図９に示したスリーブ３４をマンドレル４２から取り外し、これを使用して、図７に示すように、ベルト３２に外側溝を形成する。

図９に示す成形部材２４はそれぞれが多数の歯形部１６をもつセグメント２０´からなるが、この成形部材は独立した一つの歯形部をもつセグメント２０から構成してもよく、歯形部は一つでもよく、あるいは多数であってもよい。同様に、図８Ａに示す成形部材３８は各種のセグメント２０、２０´から構成できる。ここに示す成形部材の歯形部１６は放射方向外向きに突出しているが、放射方向内向きに突出する歯形部１６を形成した成形部材も目的に応じて形成・利用できる。

即ち、本明細書に開示する成形部材１４/３８/４２は製造が容易であり、組み立ても容易である。モジュラー形状であるため、それぞれが押し出し形状をもち、かつ横断面が比較的小さい複数のセグメント２０、２０´などから成形部材１４/３８/４２を形成でき、従って製造が簡単である。また、成形部材１４/３８/４２がモジュラー特性をもつため、成形部材を広い各種の形態で組み立てることが迅速化し、かつ容易になる。セグメント２０を容易に滑り作用によって引き出すことができ、アクセスおよび/または交換が簡単である事実を考えると、本システムの場合セグメント２０の修理および/または交換が容易であるといえる。最後に、本発明システムの場合成形部材を金属から形成できるため、すぐれた成形結果を実現できる。

以上いくつかの実施態様を参照して本発明を詳しく説明してきたが、本発明の範囲から逸脱しなくても各種の変更などが可能であることはいうまでもない。

１０：マンドレルシステム
１１：成形システム
１２：マンドレル本体
１４：マンドレル面
１６：歯形部
２０，２０’：マンドレルセグメント
２２：インターロック部分
２４：雄部分
２６：雌部分
３０：内側縁部
３２：駆動ベルト
３４：硬化用スリーブ（ジャケット）
３８，４０：プレート
４２：マンドレルシステム
４４：スリーブモールド

Claims

全体として閉ループ形状を取り、かつ複数の放射方向に突出する歯形部をもつ部材であって、複数の離散的なセグメントを連結した部材からなることを特徴とする成形システム。
各セグメントを隣接のセグメントに開放自在にインターロックした請求項１に記載の成形システム。
各セグメントを隣接のセグメントに恒久的に連結した請求項１に記載の成形システム。
前記部材が全体として円筒形である請求項１に記載のシステム。
前期部材の軸方向長さが半径の少なくとも約１/４である請求項４に記載のシステム。
各歯形部が全体として放射方向外向きに突出している請求項１に記載のシステム。
さらに中心本体を有し、前記部材がこの本体の円周方向に突出し、この本体に連結した請求項１に記載のシステム。
各セグメントが少なくとも一つの歯形部を有する請求項１に記載のシステム。
各セグメントがただ一つの歯形部を有する請求項１に記載のシステム。
各セグメントが複数の歯形部を有する請求項１に記載のシステム。
各セグメントが全体として同一のサイズおよび同一の形状を有する請求項１に記載のシステム。
各セグメントがロック作用部分を有し、各セグメントの各ロック作用部分を隣接するセグメントに係合し、これらの隣接セグメントをインターロックした請求項１に記載のシステム。
端面図で見た場合に前記部材が全体として円形形状を取り、各ロック作用部分を対応するセグメントの円周方向端面に、あるいはこれに隣接して位置させた請求項１２に記載のシステム。
各セグメントが雄部分と雌部分とを有し、各セグメントの各雄部分を隣接するセグメントの雌部分に嵌合して、これら隣接セグメントをインターロックする請求項１に記載のシステム。
各セグメント全体を実質的に金属で形成した請求項１に記載のシステム。
各セグメントの放射方向内縁部が所定の曲率半径を有する請求項１に記載のシステム。
前記部材が全体として円筒形であり、その有効内径が前記曲率半径と同じである請求項１６に記載のシステム。
前記部材が全体として円筒形であり、その有効内径が前記曲率半径とは異なっている請求項１６に記載のシステム。
各セグメントが、それ以外の複数のセグメントに対して別な材料片からなる請求項１に記載のシステム。
さらに、全体として閉ループ形状を取り、複数の放射方向に突出した歯形部を有する補完的な部材からなり、この補完的な部材の前記歯形部が前記部材の前記歯形部に対して反対方向に突出し、そして前記部材および前記の補完的な部材が全体として同心であり、その間に間隙を有する請求項１に記載のシステム。
前記部材を他の部材に対して全体として軸方向に滑り作用によって移動させることによって各部材を隣接する部材に対して開放自在にインターロックするか、あるいは取り外せるように構成した請求項１に記載のシステム。
それぞれがロック作用部分を有する複数の離散的なセグメントを備えた成形部材からなり、各セグメントの各ロック作用部分を隣接するセグメントに連結してこれら隣接セグメントをインターロックし、前記複数のセグメントに少なくとも一つの歯形部を形成したことを特徴とする成形システム。
複数のセグメントからなり、各セグメントを別なセグメントに滑り作用可能にインターロックできるように構成し成形部材を形成し、これら複数のセグメントに少なくとも一つの歯形部を形成したことを特徴とする成形システム。
各セグメントを別なセグメントに滑り作用可能にインターロックできるように構成して、全体として閉ループ形状の成形部材を形成した請求項２３に記載のシステム。
前記セグメントをインターロックして前記の全体として閉ループ形状を形成するさいに、全体として放射方向に突出するように各歯形部の位置を設定した請求項２４に記載のシステム。
各セグメントを別なセグメントに滑り作用可能にインターロックして、全体として平坦な形状の成形部材を形成できるように構成した請求項２３に記載のシステム。
各セグメントを主に金属で構成する請求項２３に記載のシステム。
少なくとも一つに歯形部を形成した複数の部材を用意するステップ、および
複数のセグメントをインターロックして、複数の放射方向に突出した歯形部を有する閉ループ形状の部材を形成するステップからなることを特徴とする成形システムの組立方法。
全体として閉ループ形状を取り、複数の放射方向に突出する歯形部を有する部材であって、それぞれのセグメントが隣接セグメントに開放自在にインターロックされた複数のセグメントを有する部材を有する成形システムを用意するステップ、
前記部材に隣接して材料を装着するステップ、および
前記歯形部が前記材料に複数の溝を形成し、ベルトを形成するように前記材料を前記部材の前記歯形部に押し付けるステップを有することを特徴とするベルトの形成方法。
前記成形システムに補完的な部材を前記材料に隣接配置するとともにこの補完的な部材に複数の放射方向に突出する歯形部を形成し、前記部材または前記の補完的な部材のうち一つの前記歯形部を全体的に放射方向外向きに突出させ、前記部材または前記の補完的な部材のうち他方の前記歯形部を全体的に放射方向内向きに突出させ、そして前記部材と前記の補完的な部材との間に前記材料を配置した請求項２９に記載の方法。
前記の補完的な部材が、それぞれが隣接セグメントと開放自在にインターロックした複数のセグメントを有する請求項３０に記載の方法。
全体として閉ループ形状を取り、複数の放射方向に突出する歯形部を有する部材であって、それぞれのセグメントが隣接セグメントに開放自在にインターロックした複数のセグメントを有する部材を有する成形システムを用意するステップ、
前記部材に隣接して材料を装着するステップ、および
前記歯形部が前記材料に複数の溝を形成し、ベルトを形成するように前記材料を前記部材の前記歯形部に押し付けるステップによって形成したことを特徴とするベルト。
前記成形システムに補完的な部材を前記材料に隣接配置するとともにこの補完的な部材に複数の放射方向に突出する歯形部を形成し、前記部材または前記の補完的な部材のうち一方の前記歯形部を全体的に放射方向外向きに突出させ、前記部材または前記の補完的な部材の他方の前記歯形部を全体的に放射方向内向きに突出させ、そして前記部材と前記の補完的な部材との間に前記押し付け時に前記材料を配置した請求項３２に記載のベルト。