JP2016124160A - 伝動ベルトの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】材料のロスを抑制することができると共に、心線の整列状態を良好に保持することができ、かつ、心線の材料やベルト周長等に制約が生じ難い、伝動ベルトの製造方法を提供する。【解決手段】圧縮層１ａ、心線１ｂ、伸長層１ｃ及び被覆層１ｄを含む環状のスリーブ１をドラム１０の外周面１０ｘ上に形成した後、凸部形成部材２０の溝形成面２０ｘをスリーブ１の外周面１ｘに押圧することにより、圧縮層１ａの一方の面に複数の凸部１ｖを形成する。【選択図】図４

Description

本発明は、伝動ベルト（Ｖリブドベルト、コグ付きＶベルト、歯付きベルト等）の製造方法に関する。

伝動ベルトの製造方法としては、例えばＶリブドベルトの場合、圧縮層を含む環状のスリーブを形成し、当該スリーブを加硫した後、スリーブの圧縮層を研削してリブを形成し、ベルト幅に合わせたスリーブの輪切り等を行う。また、研削によりリブを形成する場合は材料のロスが生じるため、材料のロスを抑制すべく、研削によらずにリブを形成する方法も知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、拡縮可能な内型と、内周面にリブを形成するためのリブ溝を有する外型とを用い、圧縮層を含む第１スリーブを内型の外周面に装着し、内型を拡張させて第１スリーブを外型に押し込むことで、リブを形成すること、さらにその後、外型に第１スリーブを保持した状態で、内型の外周面に心線や伸長層を含む第２スリーブを形成し、内型を拡張させて第２スリーブを第１スリーブと一体化させ、加硫を行うことが記載されている。

特許第４２５６２０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、第２スリーブを第１スリーブと一体化させるときに心線を伸ばす構成であるため、心線の整列状態を良好に保持し難く、さらに、心線の材料に高弾性率のものを用い難い等、心線の材料に制約が生じ得る。また、特許文献１に記載の方法において、第１スリーブと第２スリーブとの間隙を小さくして、第２スリーブを第１スリーブと一体化させるときの心線の伸び量を抑えることも考えられる。しかし、第１スリーブに外型からの浮き上がりが生じている場合に、上記間隙が小さいと、第２スリーブを形成するとき第２スリーブが第１スリーブに接触し、スリーブ間の擦れや捲れが生じ得る。上記間隙はベルト周長が短くなるほど小さくなるため、ベルト周長が短くなるほど上記の問題は顕著化する。したがって、特許文献１に記載の方法では、ベルト周長にも制約が生じ得る。

本発明の目的は、材料のロスを抑制することができると共に、心線の整列状態を良好に保持することができ、かつ、心線の材料やベルト周長等に制約が生じ難い、伝動ベルトの製造方法を提供することにある。

本発明の観点によると、一方の面にベルト長手方向又はベルト幅方向に延在する複数の凸部を有する圧縮層と、前記圧縮層における前記一方の面と反対側の他方の面において前記ベルト長手方向に延在する心線とを含む伝動ベルトの製造方法において、前記圧縮層を含む環状のスリーブを形成する、スリーブ形成工程と、前記スリーブ形成工程の後、前記スリーブにおける前記圧縮層の前記一方の面に前記複数の凸部を形成する、凸部形成工程と、前記凸部形成工程の後、前記スリーブを加硫する、加硫工程と、を備え、前記スリーブは、前記心線をさらに含み、前記スリーブ形成工程は、前記圧縮層の前記他方の面に前記心線を配置する、心線配置工程を含み、前記凸部形成工程は、前記複数の凸部に対応する複数の溝が形成された溝形成面を有する凸部形成部材の前記溝形成面を、前記圧縮層の前記一方の面に該当する前記スリーブの外周面に押圧することにより行うことを特徴とする、伝動ベルトの製造方法が提供される。

本発明によれば、研削によらずに凸部形成を行う構成であるため、材料のロスを抑制することができる。また、特許文献１に記載の方法のように第２スリーブを第１スリーブと一体化させるときに心線を伸ばす構成ではないため、心線の整列状態を良好に保持することができ、かつ、心線の材料やベルト周長等に制約が生じ難い。

前記伝動ベルトは、前記圧縮層とで前記心線を挟む伸長層をさらに含むものであり、前記スリーブは、前記伸長層をさらに含み、前記スリーブ形成工程は、前記圧縮層とで前記心線を挟むように前記伸長層を配置する、伸長層配置工程をさらに含んでよい。この場合、心線が伸長層と圧縮層との間に埋没された状態で凸部形成を行うことで、心線の整列状態をより確実に良好に保持することができる。

前記スリーブ形成工程において、円筒状のドラムの外周面上に、前記ドラムの前記外周面と前記圧縮層の前記他方の面とが前記心線を挟んで対向するように、前記スリーブを形成し、前記凸部形成工程は、前記スリーブを前記ドラムの前記外周面に装着した状態で行ってよい。この場合、スリーブ形成工程と凸部形成工程とにおいて工具（ドラム）を共通化したことで、凸部形成用の工具を別途用意する必要がなく製造コストを低減することができると共に、作業効率が向上する。

前記凸部形成工程は、前記スリーブの前記外周面に対する前記溝形成面の押圧位置を変更しながら行ってよい。この場合、比較的小さな凸部形成部材を用いて凸部形成を容易に行うことができる。

前記凸部形成部材は、前記溝形成面に該当する内周面が前記スリーブの前記外周面を包囲する、環状の部材であり、前記凸部形成工程は、前記スリーブの前記外周面を前記内周面で包囲した状態で行ってよい。この場合、凸部形成を容易に行うことができる。

前記凸部形成部材は、少なくとも前記溝の部分がゴムで構成されており、前記ゴムは、前記ベルト幅方向に対応する前記凸部形成部材の軸方向に配向された短繊維を含んでよい。この場合、ゴムの軸方向に関する収縮が抑制され、ベルト幅方向に関する凸部のピッチずれを防止することができる。これにより、加硫工程においてスリーブが装着される部材にスリーブを確実に装着することができ、ひいては、製造される伝動ベルトの寸法精度を向上させることができる。また、ゴムの軸方向に関する経時的な収縮も抑制されるため、寸法精度等の観点から判断される凸部形成部材の使用可能回数が増加し、経済的である。

前記心線がアラミド繊維から構成されてよい。アラミド繊維は、高強度、高弾性率（伸び難い）等の特性を有しており、心線をアラミド繊維で構成することで、伝動ベルトの薄型化、曲げ剛性の低減化等を実現することができ、伝動ベルトを高負荷のシステムに適用することができる。また、アラミド繊維は高弾性率で伸び難いが、本発明は、特許文献１に記載の方法のように第２スリーブを第１スリーブと一体化させるときに心線を伸ばす構成ではないため、心線の材料としてアラミド繊維を好適に用いることができる。

前記伝動ベルトは、前記一方の面において前記複数の凸部を被覆する編布からなる被覆層を有し、前記凸部形成工程は、前記凸部形成部材と前記圧縮層との間に前記被覆層を介在させた状態で、前記凸部形成部材の前記溝形成面を前記スリーブの前記外周面に押圧することにより行ってよい。この場合、被覆層により、通気性が良くなり空気の残留を抑制できるので、エア抜き効果が向上する（真空引きを不要にすることもできる）。また、凸部形成工程後に凸部形成部材をスリーブから容易に剥離することができる。さらに、凸部の形成状態が安定すると共に、凸部表面の摩擦係数が下がるため、加硫工程においてスリーブが装着される部材へのスリーブの装着性が向上する。また、ベルトの表面特性（摩擦係数等）の安定化を実現することができる。

本発明によれば、研削によらずに凸部形成を行う構成であるため、材料のロスを抑制することができる。また、特許文献１に記載の方法のように第２スリーブを第１スリーブと一体化させるときに心線を伸ばす構成ではないため、心線の整列状態を良好に保持することができ、かつ、心線の材料やベルト周長等に制約が生じ難い。

本発明の第１実施形態に係る伝動ベルトの製造方法を示すフロー図である。 本発明の第１実施形態に係る伝動ベルトの製造方法において凸部形成工程で用いられる凸部形成装置を示す斜視図である。 （ａ）は、図２に示す凸部形成装置によって凸部形成が行われている状況を示す平面図である。（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿った断面図である。（ｃ）は、図３（ｂ）の一点鎖線で囲んだ領域ＩＩＩＣの拡大図である。 （ａ）〜（ｃ）は、凸部形成工程を段階的に示す、図３（ｂ）の一点鎖線で囲んだ領域ＩＩＩＣに対応する断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、加硫工程を段階的に示す、図３（ｂ）の一点鎖線で囲んだ領域ＩＩＩＣに対応する断面図である。 （ａ）は、本発明の第２実施形態に係る伝動ベルトの製造方法において凸部形成装置によって凸部形成が行われている状況を示す平面図である。（ｂ）は、図６（ａ）のＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿った断面図である。（ｃ）は、図６（ｂ）の一点鎖線で囲んだ領域ＶＩＣの拡大図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係る伝動ベルトの製造方法で用いられる凸部形成部材の作製過程を段階的に示す部分断面図である。（ｃ）は、本発明の第３実施形態に係る伝動ベルトの製造方法で用いられる凸部形成部材を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る伝動ベルトの製造方法において凸部形成装置によって凸部形成が行われている状況を示す図であり、（ａ）は凸部形成装置の一部切り欠き斜視断面図、（ｂ）は図４（ｂ）に対応する断面図である。 本発明の第４実施形態に係る伝動ベルトの製造方法において凸部形成装置によって凸部形成が行われている状況を示す図であり、（ａ）は凸部形成装置の一部切り欠き斜視断面図、（ｂ）は図４（ｂ）に対応する断面図である。 （ａ）は、本発明の実施例及び比較例の製造条件及び品質評価を示す表である。（ｂ）は、本発明の実施例及び比較例における伸長層用ゴム、圧縮層用ゴム、及び、被覆層の接着処理用ゴムの組成を示す表である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

本発明の第１実施形態に係る製造方法は、一方の面にベルト長手方向にそれぞれ延在する複数のリブ（凸部）を有するＶリブドベルトを製造する方法であって、図１に示すように、スリーブ形成工程Ｓ１と、凸部形成工程Ｓ２と、加硫工程Ｓ３とを含む。

スリーブ形成工程Ｓ１では、凸部形成工程Ｓ２でも用いられるドラム１０を用いて、環状のスリーブ１を形成する。

ドラム１０は、図２に示すように、円筒状であり、溝のない平滑な外周面１０ｘを有する。ドラム１０は、一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００等）や炭素鋼（Ｓ４５Ｃ、Ｓ５５Ｃ等）を機械加工して形成されたものであり、外周面１０ｘはハードクロムメッキ等で保護されてよい。

スリーブ１は、図４に示すように、凸部形成工程Ｓ２において一方の面に複数の凸部１ｖが形成される圧縮層１ａと、圧縮層１ａにおける当該一方の面と反対側の他方の面においてベルト長手方向に延在する心線１ｂと、圧縮層１ａとで心線１ｂを挟む伸長層１ｃと、複数の凸部１ｖを被覆する被覆層１ｄとを含む。圧縮層１ａは、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ミラブルウレタンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、天然ゴム、ブチルゴム等のゴム成分を含むゴム組成物から構成されてよい。心線１ｂは、アラミド繊維から構成されている。伸長層１ｃは、圧縮層１ａと同様、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ミラブルウレタンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、天然ゴム、ブチルゴム等のゴム成分を含むゴム組成物から構成されてよく、さらに繊維補強が施されてよい。被覆層１ｄは、編布からなり、例えば、ポリエステル系複合糸とセルロース系天然紡績糸（例えば綿糸）とで編成されたものであってよい。

スリーブ形成工程Ｓ１では、先ず、図４（ａ）に示すように、ドラム１０の外周面１０ｘに離型紙２（例えば、紙等からなる基材の両面にシリコーン離型剤をコーティングしたもの）を配置し、その上に伸長層１ｃを巻き付け、さらにその上に心線１ｂをドラム１０の周方向（以下、単に「周方向」という場合がある。また、当該「周方向」は、ベルト長手方向に相当する。）に螺旋状にスピニングし、さらにその上に圧縮層１ａと被覆層１ｄとを順次巻き付けて、スリーブ１を形成する。換言すると、スリーブ形成工程Ｓ１は、圧縮層１ａの他方の面に心線１ｂを配置する心線配置工程Ｓ１ａと、圧縮層１ａとで心線１ｂを挟むように伸長層１ｃを配置する伸長層配置工程Ｓ１ｂとを含む。このとき心線１ｂは、加硫時のピッチ周長に一致するように配置される。

スリーブ形成工程Ｓ１の後に行われる凸部形成工程Ｓ２では、ドラム１０の外周面１０ｘにスリーブ１を装着した状態で、ドラム１０を移動させて図２及び図３に示す凸部形成装置１００に組み込み、凸部形成装置１００を用いて、スリーブ１の外周面１ｘ（即ち、スリーブ１における圧縮層１ａの一方の面）に複数の凸部１ｖを形成する。

凸部形成装置１００は、スリーブ形成工程Ｓ１でも用いられるドラム１０と、ドラム１０を支持する支持部１５と、支持部１５がドラム１０を支持しつつ旋回するように駆動する駆動部１６と、複数の凸部１ｖに対応する複数の溝２０ｖが形成された溝形成面２０ｘを有する凸部形成部材２０と、ドラム１０を挟んで凸部形成部材２０と対向するように配置された反力部材３０と、凸部形成部材２０を加熱するヒータ４０と、凸部形成部材２０及び反力部材３０の外側に配置された押圧手段５０と、押圧手段５０を支持する一対のフレーム６０と、上記各構成要素を支持する架台７０とを含む。

支持部１５は、ドラム１０の下面を支持する円盤状のベース１１と、ベース１１の上面中心部から上方に突出した上軸１２と、ベース１１の下面中心部から下方に突出した下軸１３とを含む。上軸１２は、ドラム１０の下壁中央に形成された孔を貫通し、ドラム１０の内部に挿入されている。下軸１３は、架台７０を貫通し、その下端に駆動部１６が設けられている。ベース１１及び下軸１３は、それぞれ支持ロール１１ａ及び軸受け１３ａを介して、架台７０に回転可能に支持されている。

凸部形成部材２０は、ドラム１０の軸方向（以下、単に「軸方向」という場合がある。また、当該「軸方向」は、ベルト幅方向に相当する。）に関してドラム１０と略同じ長さを有すると共に、周方向に関してドラム１０よりも短い、ドラム１０の外周面１０ｘに沿って湾曲した板状の部材である。凸部形成部材２０は、炭素鋼（Ｓ５５Ｃ等）等を機械加工して形成されたものであり、その内周面である溝形成面２０ｘはハードクロムメッキ等で保護されてよい。

反力部材３０は、基部３１と、一対の当接部３２とを含む。基部３１は、軸方向に関してドラム１０と略同じ長さを有すると共に、周方向に関してドラム１０よりも短い、矩形状の平板部材である。一対の当接部３２は、基部３１におけるドラム１０の外周面１０ｘと対向する面の軸方向両端近傍に固定されており、ドラム１０の外周面１０ｘにおける軸方向両端近傍（スリーブ１が配置されていない部分）にそれぞれ当接している。一対の当接部３２の内面（ドラム１０の外周面１０ｘに当接する面）は、平坦であってもよいし、外周面１０ｘに沿って湾曲していてもよい。反力部材３０のうち、一対の当接部３２のみがドラム１０の外周面１０ｘと接触し、基部３１はドラム１０の外周面１０ｘと接触していない。また、反力部材３０の基部３１及び一対の当接部３２はいずれも、スリーブ１と接触していない。基部３１は炭素鋼（例えばＳ５５Ｃ）等から形成され、一対の当接部３２は硬質な樹脂材料（例えばナイロン樹脂）等から形成されてよい。

ヒータ４０は、発熱体（ニクロム線）を絶縁体（マイカ（雲母））で挟み込んだプレートヒータであり、凸部形成部材２０の外周面に配置されている。

押圧手段５０は、凸部形成時に溝形成面２０ｘをスリーブ１の外周面１ｘに押圧するのに用いられるものであり、凸部形成部材２０及び反力部材３０のそれぞれに対して１組ずつ設けられた上下一対のシリンダ（空圧シリンダ、油圧シリンダ、電動シリンダ等）を含む。

一対のフレーム６０は、架台７０上に立設されており、凸部形成部材２０及び反力部材３０それぞれの外側において、押圧手段５０のシリンダを支持している。

凸部形成工程Ｓ２では、先ず、図４（ａ）に示すように、ドラム１０の外周面１０ｘと凸部形成部材２０の溝形成面２０ｘとをスリーブ１を挟んで対向するように配置する。このとき、ドラム１０を挟んで凸部形成部材２０と反対側では、図２及び図３（ａ），（ｂ）に示すように、反力部材３０の一対の当接部３２がドラム１０の外周面１０ｘと当接している。そして、ヒータ４０で加熱された状態の凸部形成部材２０を押圧手段５０で押圧し、図４（ｂ）に示すように、凸部形成部材２０と圧縮層１ａとの間に被覆層１ｄを介在させた状態で、溝形成面２０ｘをスリーブ１の外周面１ｘに押圧する。このとき、ドラム１０を挟んで凸部形成部材２０と反対側では、図２及び図３（ａ），（ｂ）に示すように、押圧力によってドラム１０が移動しないように反力部材３０がドラム１０を支持している。これにより、スリーブ１の外周面１ｘの一部（溝形成面２０ｘで押圧された部分）に凸部１ｖが形成される。

その後、押圧手段５０による押圧を解除し、凸部形成部材２０及び反力部材３０をスリーブ１の外周面１ｘから離隔させる（図４（ｃ）参照）。そして、駆動部１６により支持部１５をドラム１０と共に周方向に所定角度（溝形成面２０ｘに相当する角度）旋回させ、スリーブ１の外周面１ｘにおいて凸部１ｖが未だ形成されていない部分と溝形成面２０ｘとが対向する状態とし、再び溝形成面２０ｘをスリーブ１の外周面１ｘに押圧する。

上記のような動作を繰り返し、スリーブ１の外周面１ｘの全体に凸部１ｖを形成する。即ち、凸部形成工程Ｓ２は、スリーブ１の外周面１ｘに対する溝形成面２０ｘの押圧位置を変更しながら行う。

そして、スリーブ１の外周面１ｘの全体に凸部１ｖが形成された後、ドラム１０からスリーブ１を取り出す。例えば、図４（ｃ）に示すように、スリーブ１を軸方向に移動させることで、スリーブ１を離型紙２と共にドラム１０から引き抜く。或いは、ドラム１０の外周面１０ｘにスリーブ１を押し付けながら、又は、ドラム１０の外周面１０ｘとスリーブ１との間にエアを吹き込みながら、ドラム１０を軸方向に移動させてもよい。このとき、スリーブ１を作業者の手で把持して移動させてもよいし、任意の装置を用いてスリーブ１やドラム１０を移動させてもよい。また、この取出し作業を容易にするため、ドラム１０の外周面１０ｘに予め離型剤を塗布しておいてもよく、離型紙２と離型剤とを併用してもよいし、どちらか一方のみを用いてもよい。

この段階において、スリーブ１は未加硫の状態である。即ち、凸部形成工程Ｓ２では、加硫が行われないように、圧力、温度、時間等を制御する。

凸部形成工程Ｓ２の後に行われる加硫工程Ｓ３では、図５に示す加硫装置１５０を用いて、スリーブ１を加硫する。

加硫装置１５０は、内型１６０及び外型１７０を含む。内型１６０は、円筒状のドラム１６１、円筒状の可撓性ジャケット１６２、上蓋１６３等を含む。外型１７０は、複数の凸部１ｖに対応する複数の溝１７０ｖが内周面に形成された円筒状の加熱用ジャケットである。

加硫工程Ｓ３では、先ず、離型紙２をスリーブ１から剥離した上で、複数の凸部１ｖがそれぞれ複数の溝１７０ｖに収容されるように、スリーブ１を外型１７０に装着する。その後、図５（ａ）に示すように、外型１７０に内型１６０を取り付ける。そして、図５（ｂ）に示すように、内部に蒸気を供給することで外型１７０を加熱し、かつ、可撓性ジャケット１６２を膨張させて、スリーブ１を加硫する。加硫後は、可撓性ジャケット１６２を膨張させた状態で、外型１７０の内部に水を循環させ、スリーブ１を冷却する。そして、図５（ｃ）に示すように、可撓性ジャケット１６２を真空引きにより吸引してスリーブ１から離隔させた後、内型１６０を上方に移動させて外型１７０と分離し、その後、スリーブ１を外型１７０から取り出す。

さらにその後、ベルト幅に合わせたスリーブ１の輪切りを行うことで、Ｖリブドベルトが完成する。

以上に述べたように、本実施形態によれば、研削によらずに凸部形成を行う構成であるため、材料のロスを抑制することができる。また、特許文献１に記載の方法のように第２スリーブを第１スリーブと一体化させるときに心線を伸ばす構成ではないため、心線の整列状態を良好に保持することができ、かつ、心線の材料やベルト周長等に制約が生じ難い。

スリーブ形成工程Ｓ１は、圧縮層１ａとで心線１ｂを挟むように伸長層１ｃを配置する、伸長層配置工程Ｓ１ｂを含む。この場合、心線１ｂが伸長層１ｃと圧縮層１ａとの間に埋没された状態で凸部形成を行うことで、心線１ｂの整列状態をより確実に良好に保持することができる。

スリーブ形成工程Ｓ１において、ドラム１０の外周面１０ｘ上にスリーブ１を形成し、凸部形成工程Ｓ２は、スリーブ１をドラム１０の外周面１０ｘに装着した状態で行う。この場合、スリーブ形成工程Ｓ１と凸部形成工程Ｓ２とにおいて工具（ドラム１０）を共通化したことで、凸部形成用の工具を別途用意する必要がなく製造コストを低減することができると共に、作業効率が向上する。

凸部形成工程Ｓ２は、スリーブ１の外周面１ｘに対する溝形成面２０ｘの押圧位置を変更しながら行う。この場合、比較的小さな凸部形成部材２０を用いて凸部形成を容易に行うことができる。

心線１ｂがアラミド繊維から構成されている。アラミド繊維は、高強度、高弾性率（伸び難い）等の特性を有しており、心線１ｂをアラミド繊維で構成することで、伝動ベルトの薄型化、曲げ剛性の低減化等を実現することができ、伝動ベルトを高負荷のシステムに適用することができる。また、アラミド繊維は高弾性率で伸び難いが、本発明は、特許文献１に記載の方法のように第２スリーブを第１スリーブと一体化させるときに心線を伸ばす構成ではないため、心線１ｂの材料としてアラミド繊維を好適に用いることができる。

凸部形成工程Ｓ２は、凸部形成部材２０と圧縮層１ａとの間に被覆層１ｄを介在させた状態で、凸部形成部材２０の溝形成面２０ｘをスリーブ１の外周面１ｘに押圧することにより行う。この場合、被覆層１ｄにより、通気性が良くなり空気の残留を抑制できるので、エア抜き効果が向上する（真空引きを不要にすることもできる）。また、凸部形成工程Ｓ２後に凸部形成部材２０をスリーブ１から容易に剥離することができる。さらに、凸部１ｖの形成状態が安定すると共に、凸部１ｖ表面の摩擦係数が下がるため、加硫工程Ｓ３においてスリーブ１が装着される部材（外型１７０）へのスリーブ１の装着性が向上する。また、ベルトの表面特性（摩擦係数等）の安定化を実現することができる。

続いて、図６を参照し、本発明の第２実施形態に係る製造方法について説明する。第２実施形態は、凸部形成工程Ｓ２及び当該工程で用いられる凸部形成装置が第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同様である。

第２実施形態では、凸部形成工程Ｓ２において、図３に示す凸部形成装置１００の代わりに、図６に示す凸部形成装置２００を用いる。凸部形成装置２００は、図３（ａ），（ｂ）に示す凸部形成部材２０の代わりに図６（ａ），（ｂ）に示す凸部形成部材２２０を含む点、図３（ａ），（ｂ）に示す反力部材３０の代わりに図６（ａ），（ｂ）に示す反力部材２３０を含む点、及び、ヒータ４０の代わりに、凸部形成部材２２０の内部に熱水（熱媒体）を循環させるように構成されたヒータ（図示略）を含む点において、凸部形成装置１００と異なる。

凸部形成部材２２０は、円筒状であり、溝形成面２２０ｘに該当する外周面に、複数の凸部１ｖに対応する複数の溝２２０ｖが形成されている。凸部形成部材２２０は、ドラム１０の軸方向に沿った軸を中心に回転可能に、基部２２１に支持されている。凸部形成部材２２０は、軸方向に関してドラム１０と略同じ長さを有する。凸部形成部材２２０は、炭素鋼（Ｓ５５Ｃ等）等を機械加工して形成されたものであり、その外周面である溝形成面２２０ｘはハードクロムメッキ等で保護されてよい。

反力部材２３０は、基部２３１と、一対の当接部２３２とを含む。一対の当接部２３２は、それぞれ円柱状であり、基部２３１におけるドラム１０の外周面１０ｘと対向する面の軸方向両端近傍において、ドラム１０の軸方向に沿った軸を中心に回転可能に支持されており、ドラム１０の外周面１０ｘにおける軸方向両端近傍（スリーブ１が配置されていない部分）にそれぞれ当接している。反力部材２３０のうち、一対の当接部２３２のみがドラム１０の外周面１０ｘと接触し、基部２３１はドラム１０の外周面１０ｘと接触していない。また、反力部材２３０の基部２３１及び一対の当接部２３２はいずれも、スリーブ１と接触していない。基部２３１は炭素鋼（例えばＳ５５Ｃ）等から形成され、一対の当接部２３２は硬質な樹脂材料（例えばナイロン樹脂）等から形成されてよい。

第２実施形態の凸部形成工程Ｓ２では、先ず、ドラム１０の外周面１０ｘと凸部形成部材２２０の溝形成面２２０ｘとをスリーブ１を挟んで対向するように配置する。このとき、ドラム１０を挟んで凸部形成部材２２０と反対側では、反力部材２３０の一対の当接部２３２がドラム１０の外周面１０ｘと当接している。そして、ヒータ（図示略）で加熱された状態の凸部形成部材２２０を押圧手段５０で押圧し、図６（ｃ）に示すように、凸部形成部材２２０と圧縮層１ａとの間に被覆層１ｄを介在させた状態で、溝形成面２２０ｘをスリーブ１の外周面１ｘに押圧する。このとき、ドラム１０を挟んで凸部形成部材２２０と反対側では、押圧力によってドラム１０が移動しないように反力部材２３０がドラム１０を支持している。これにより、スリーブ１の外周面１ｘの一部（溝形成面２２０ｘで押圧された部分）に凸部１ｖが形成される。

第２実施形態では、溝形成面２２０ｘをスリーブ１の外周面１ｘに押圧しながら、駆動部１６により支持部１５をドラム１０と共に周方向に旋回させることで、スリーブ１の外周面１ｘの全体に凸部１ｖを形成する。即ち、第２実施形態においても、第１実施形態と同様、凸部形成工程Ｓ２は、スリーブ１の外周面１ｘに対する溝形成面２２０ｘの押圧位置を変更しながら行う。スリーブ１の外周面１ｘの全体に凸部１ｖが形成された後の工程は、第１実施形態と同様である。

続いて、図７及び図８を参照し、本発明の第３実施形態に係る製造方法について説明する。第３実施形態は、凸部形成工程Ｓ２及び当該工程で用いられる凸部形成装置が第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同様である。

第３実施形態では、凸部形成工程Ｓ２において、図３に示す凸部形成装置１００の代わりに、図８に示す凸部形成装置３００を用いる。凸部形成装置３００は、図３（ａ），（ｂ）に示す凸部形成部材２０の代わりに図７（ｃ）に示す凸部形成部材３２０を含む点、図３（ａ），（ｂ）に示す反力部材３０、ヒータ４０及びフレーム６０を含まない点、及び、押圧手段としてシリンダではなく円筒状の可撓性ジャケット３５０を採用した点において、凸部形成装置１００と異なる。

凸部形成部材３２０は、溝形成面３２０ｘに該当する内周面がスリーブ１の外周面１ｘを包囲する、環状の部材である。溝形成面３２０ｘには、複数の凸部１ｖに対応する複数の溝３２０ｖが形成されている。

凸部形成部材３２０の製造方法は、例えば図７（ａ），（ｂ）に示すように、平板状の上板３９１と上面に複数の溝３２０ｖに対応する複数の凸部３９２ｖが形成された下板３９２との間に凸部形成部材３２０となる基材（ゴムマトリックス）３２０ａを挟んでプレス及び加硫を行う工程、当該工程の後、未加硫の端部同士をプレス接合する工程等を含む。なお、凸部形成部材３２０を上板３９１から容易に剥離する観点から、上板３９１と下板３９２とでプレスを行うとき、上板３９１と基材３２０ａとの間に離型紙２を介在させることが好ましい。

凸部形成部材３２０の製造方法は、上記の方法に限定されず、例えばドラムに基材３２０ａを巻き付けて加硫缶で加硫を行う工程を含んでもよい。

凸部形成部材３２０及び可撓性ジャケット３５０は、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ミラブルウレタンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、天然ゴム、ブチルゴム等のゴム成分を含むゴム組成物から構成されてよい。凸部形成部材３２０は、さらに、軸方向に配向された短繊維（例えば、ナイロン、綿（デニム）をＲＦＬ処理したもの）を含む。なお、後述する実施例４で用いた凸部形成部材３２０の基材３２０ａは、ゴム成分としてクロロプレンゴムを含むゴム組成物から構成されたものであり、カット長さ６ｍｍのナイロン及び綿（デニム）をＲＦＬ処理した短繊維をゴム成分１００重量部に対して各々１０重量部（合計２０重量部）の割合で配合し、厚み５ｍｍとなるように作製されたものである。また、後述する実施例４で用いた可撓性ジャケット３５０は、ゴム成分としてブチルゴムを含むゴム組成物から構成された厚み６ｍｍの基材を、公知の方法で加硫（例えば、当該基材をドラムに巻きつけて加硫缶で加硫）して、製造されたものである。

通気性やエア抜き効果向上等の観点から、溝形成面３２０ｘに編布からなる被覆層を設けてもよい。また、凸部形成部材３２０の軸方向に関する収縮抑制等の観点から、凸部形成部材３２０を覆う円筒状の外覆体をさらに設けてもよい。

第３実施形態の凸部形成工程Ｓ２では、図８（ａ），（ｂ）に示すように、ドラム１０の外周面１０ｘと凸部形成部材３２０の溝形成面３２０ｘとをスリーブ１を挟んで対向するように配置し、さらにこれらを可撓性ジャケット３５０内に配置する。その後、ドラム１０及び可撓性ジャケット３５０を上蓋３６０と底板（図示略）とで軸方向に挟んだ状態で、加硫が行われないように圧力、温度、時間等を制御しつつ、可撓性ジャケット３５０の外側から外圧（蒸気圧）をかける。これにより、スリーブ１の外周面１ｘの全体に凸部１ｖが形成される。このように、第３実施形態においては、第１及び第２実施形態と異なり、凸部形成工程Ｓ２は、スリーブ１の外周面１ｘを溝形成面３２０ｘで包囲した状態で行う。

スリーブ１の外周面１ｘの全体に凸部１ｖが形成された後は、上蓋３６０を取り外してから可撓性ジャケット３５０を取り外し、凸部形成部材３２０と共にスリーブ１をドラム１０から取り出した後、スリーブ１を凸部形成部材３２０から取り外す。

以上に述べたように、本実施形態によれば、凸部形成工程Ｓ２は、スリーブ１の外周面１ｘを溝形成面３２０ｘで包囲した状態で行う。これにより、凸部形成を容易に行うことができる。

凸部形成部材３２０は、少なくとも溝３２０ｖの部分がゴムで構成されており、当該ゴムは、ベルト幅方向に対応する凸部形成部材３２０の軸方向に配向された短繊維を含む。この場合、ゴムの軸方向に関する収縮が抑制され、ベルト幅方向に関する凸部１ｖのピッチずれを防止することができる。これにより、加硫工程Ｓ３においてスリーブ１が装着される部材（外型１７０）にスリーブ１を確実に装着することができ、ひいては、製造される伝動ベルトの寸法精度を向上させることができる。また、ゴムの軸方向に関する経時的な収縮も抑制されるため、寸法精度等の観点から判断される凸部形成部材３２０の使用可能回数が増加し、経済的である。

続いて、図９を参照し、本発明の第４実施形態に係る製造方法について説明する。第４実施形態に係る製造方法は、一方の面にベルト幅方向にそれぞれ延在する複数のコグ（凸部）を有するローエッジコグタイプのＶベルト（ローエッジコグベルト）を製造する方法であって、凸部形成工程Ｓ２及び当該工程で用いられる凸部形成装置が第３実施形態と異なり、それ以外は第３実施形態と同様である。なお、第４実施形態に係るスリーブ１における伸長層１ｃは、帆布等で構成される被覆層（図示略）を含む。

第４実施形態では、凸部形成工程Ｓ２において、図８に示す凸部形成装置３００の代わりに、図９に示す凸部形成装置４００を用いる。凸部形成装置４００は、凸部形成部材３２０の代わりに凸部形成部材４２０を含む点において、凸部形成装置３００と異なる。

凸部形成部材４２０は、凸部形成部材３２０と同様、溝形成面４２０ｘに該当する内周面がスリーブ１の外周面１ｘを包囲する環状の部材であり、溝形成面４２０ｘに複数の凸部１ｖに対応する複数の溝４２０ｖが形成されている。ただし、本実施形態では、各凸部１ｖがベルト幅方向に延在することから、各溝４２０ｖがベルト幅方向に延在している。

凸部形成部材４２０の製造方法、凸部形成部材４２０の構成材料等は、凸部形成部材３２０と同様であってよい。また、第４実施形態の凸部形成工程Ｓ２は、第３実施形態と同様であり、押圧手段として可撓性ジャケット３５０を用いて行う。

本発明者は、図１０（ａ）に示すように、特許文献１の製造方法に係る比較例１〜４と、第１実施形態の製造方法に係る実施例１〜３と、第３実施形態の製造方法に係る実施例４とを行い、加硫後のスリーブにおけるリブの外観、及び、加硫後のスリーブにおける心線の配列状態を確認した。

比較例１〜４及び実施例１〜４のスリーブは、それぞれ、図５（ｂ）に示すスリーブ１と同様の構成であり、圧縮層１ａ（厚み２．０ｍｍ）、心線１ｂ（アラミド心線の場合は直径０．７ｍｍ、ポリエステル心線の場合は直径１．０ｍｍ）、伸長層１ｃ（厚み０．８ｍｍ）及び編布からなる被覆層１ｄ（厚み０．８ｍｍ）を有し、加硫前の段階で全厚４．３ｍｍ・幅４００ｍｍ、加硫後の段階で全厚４．１ｍｍ・幅４００ｍｍであり、加硫後のベルト周長ＰＯＣは図１０（ａ）のとおりである。

伸長層１ｃ用のゴム、圧縮層１ａ用のゴム、及び、被覆層１ｄの接着処理用ゴムは、それぞれ比較例１〜４及び実施例１〜４において同じ組成であり、材料及び配合比率は図１０（ｂ）のとおりである。伸長層１ｃ及び圧縮層１ａについては、図１０（ｂ）に示す配合のゴムをバンバリーミキサ等の公知の方法を用いてゴム練りを行い、この練りゴムをカレンダーロールに通して所定の厚みとした。被覆層１ｄについては、図１０（ｂ）に示す配合の接着処理用ゴムを有機溶媒に溶かしてゴム糊とし、当該ゴム糊に被覆層１ｄの編布を浸漬処理した。

被覆層１ｄを構成する編布は、比較例１〜４及び実施例１〜４において同じであり、ベルト表面（摩擦伝動面）側にセルロース系天然紡績糸（綿糸）を用い、圧縮層１ａ側に嵩高加工したポリエステル系複合糸（ＰＴＴ／ＰＥＴコンジュゲート糸：ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）とポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）をコンジュゲートした複合糸）を用いたものである。また、セルロース系複合糸の編成比率を６０質量％とし、親水化処理剤（親水性柔軟剤）として非イオン界面活性剤であるポリエチレングリコール型非イオン界面活性剤を含有・付着させて編布組織を多層とし、嵩高性を３．２ｃｍ³／ｇとした。

心線１ｂについて、比較例１，２及び実施例１では、１１００ｄｔｅｘ／１×３構成（総計３３００ｄｔｅｘ）、諸撚り（上撚り係数３．０、下撚り係数３．０）、引張応力１００Ｎ時の伸度２．０％、引張応力１４０Ｎ時の伸度３．３％の、ポリエステル心線を用いた。比較例３，４及び実施例２〜４では、１６７０ｄｔｅｘ／１×２構成、ラング撚り（上撚り係数４．５、下撚り係数１．０）、引張応力１００Ｎ時の伸度０．９％、引張応力１４０Ｎ時の伸度１．２％の、パラ系アラミド心線を用いた。また、比較例１〜４及び実施例１〜４共に、心線１ｂについて、ゴムとの接着性を高めるため、水溶性エポキシ化合物を添加したレゾルシン−ホルマリン−ラテックス液（ＲＦＬ液）に浸漬処理した。その後、比較例３，４及び実施例２〜４の心線１ｂについては、さらに、ＥＰＤＭを含むゴム組成物を有機溶媒（トルエン）に溶解しポリメリックイソシアネートを添加した処理液でコーティング処理を行った。

先ず、心線１ｂとしてポリエステル心線をそれぞれ用いた比較例１，２と実施例１とについて考察する。比較例１，２は、特許文献１の製造方法（圧縮層を含む第１スリーブと心線や伸長層を含む第２スリーブとを一体化させる際に心線を伸ばす構成）によるものであり、第１スリーブと第２スリーブとの間隙を１．０ｍｍ確保できた比較例１（ベルト周長５００ｍｍ）では、加硫後のスリーブにおけるリブ（凸部）の外観及び心線の配列状態共に問題がなかったが、上記間隙が１．０ｍｍ未満となった比較例２（ベルト周長４５０ｍｍ）では、加硫後のスリーブにおいて、リブの表面（被覆層）に部分的に皺が生じ、また、心線の配列状態にも部分的な乱れが生じた。したがって、特許文献１の製造方法では、ポリエステル心線を採用した場合、伝動ベルトの品質確保の点から上記間隙を１．０ｍｍ以上確保する（即ち、ベルト周長を５００ｍｍ以上とする）必要があることがわかった。一方、実施例１は、ベルト周長が４５０ｍｍであるが、加硫後のスリーブにおけるリブの外観及び心線の配列状態共に問題がなかった。

次に、心線１ｂとしてアラミド心線をそれぞれ用いた比較例３，４と実施例２〜４とについて考察する。比較例３，４は、特許文献１の製造方法（圧縮層を含む第１スリーブと心線や伸長層を含む第２スリーブとを一体化させる際に心線を伸ばす構成）によるものであり、アラミド心線の場合、伸び難い特性を有するため、上撚り係数を増加させて伸び易くしても、第１スリーブと第２スリーブとの間隙をある程度確保する必要があり、比較例３（ベルト周長１１００ｍｍ）では、加硫後のスリーブにおけるリブの外観及び心線の配列状態共に問題がなかったが、比較例４（ベルト周長１０００ｍｍ）では、加硫後のスリーブにおいて、リブの表面（被覆層）に部分的に皺が生じ、また、心線の配列状態にも部分的な乱れが生じた。したがって、特許文献１の製造方法では、アラミド心線を採用した場合、伝動ベルトの品質確保の点からベルト周長を１１００ｍｍ以上とする必要があることがわかった。一方、実施例２はベルト周長が１０００ｍｍであり、実施例３，４は共にベルト周長が４５０ｍｍであるが、加硫後のスリーブにおけるリブの外観及び心線の配列状態共に問題がなかった。

つまり、本発明によれば、心線１ｂとしてポリエステル心線及びアラミド心線のいずれを採用した場合でも、特許文献１の製造方法では品質確保の点から製造し難いベルト周長が比較的短いベルトを好適に製造することができる（換言すると、特許文献１の製造方法に比べ、ベルト周長の制約が生じ難い）ことがわかった。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

・凸部形成部材、ドラム等の構成材料は、特に限定されない。例えば、第１及び第２実施形態において、凸部形成部材は、炭素鋼（Ｓ５５Ｃ等）等を機械加工して形成されたものであるが、硬質な樹脂材料（例えばナイロン樹脂）等から形成されたものであってもよく、また、溝形成面を含む部分が硬質な樹脂材料で形成されかつそれ以外の部分が金属材料で形成されてもよい。
・第１及び第２実施形態では、スリーブ１に対して、ドラム１０を挟んで互いに対向する凸部形成部材２０；２２０と反力部材３０；２３０とを１組配置しているが、スリーブ１に対して、ドラム１０を挟んで互いに対向する凸部形成部材２０；２２０と反力部材３０；２３０とを２組以上配置してもよい。この場合、２以上の凸部形成部材２０；２２０についてのスリーブ１の外周面１ｘに対する押圧タイミングを、同じにしてもよいし、ずらしてもよい。
・第１及び第２実施形態では、ドラム１０が支持部１５によって片持ち支持されているが、ドラム１０が支持部１５によって両持ち支持されてもよい。
・第１及び第２実施形態では、ドラム１０が支持部１５によって片持ち支持されているため、凸部形成部材２０；２２０に対して反力部材３０；２３０を設けることが好ましいが、ドラム１０が支持部１５によって両持ち支持されている等の場合には、反力部材３０；２３０を省略してもよい。
・第１実施形態の凸部形成部材２０は、ドラム１０の外周面１０ｘに沿って湾曲した板状の部材であるが、平坦な板状の部材であってもよい。この場合、凸部形成工程Ｓ２において、溝形成面とスリーブの外周面とが線接触することになり、凸部形成部材２０が湾曲した板状の部材である場合に比べ、凸部形成部材とスリーブとの接触面積が小さくなる分、スリーブに対して大きな押圧力が作用し、凸部を容易に形成することができ、ひいては設備負荷を低減することができる。
・第１実施形態において、ヒータ４０として、凸部形成部材２０の外周面に配置されるものではなく、凸部形成部材２０に内蔵されるタイプのヒータ（カートリッジヒータ等）を用いてもよい。
・押圧手段は、上述した実施形態の構成に限定されない。例えば、第１及び第２実施形態では、凸部形成部材２０；２２０及び反力部材３０；２３０のそれぞれに対して上下一対のシリンダを１組ずつ設けているが、凸部形成部材２０；２２０及び反力部材３０；２３０のそれぞれに対して上下一対のシリンダを複数組設けてもよい。また、第１又は第２実施形態において、反力部材３０；２３０側に設けられるシリンダとして、電動シリンダを採用し、一対の当接部３２；２３２がドラム１０の外周面１０ｘに当接する位置に反力部材３０；２３０が固定されるように、電動シリンダを制御してもよい。この場合、凸部形成時にスリーブに対して大きな押圧力が作用し、凸部を容易に形成することができ、ひいては設備負荷を低減することができる。
・第１及び第２実施形態の反力部材３０；２３０を、ドラム１０の軸方向に沿った軸を中心に回転可能なプーリに置き換えてもよい。第１実施形態に当該構成を採用した場合、凸部形成位置を変更する度に当接部３２を外周面１０ｘから離隔させて再び外周面１０ｘに当接させるという動作が不要になる。
・スリーブ形成工程で積層された各構成要素（圧縮層、心線、伸長層、被覆層等）の圧着を、スリーブ形成工程で行ってもよいし、凸部形成工程で凸部形成と同時に行ってもよい。
・伝動ベルトの各構成要素（圧縮層、心線、伸長層、被覆層等）に、他の要素との接着性を高めるための処理（接着層のコーティング）を行ってよい。
・上述の実施形態では、リブ又はコグが凸部に該当する場合を例示したが、伝動ベルトが歯付きベルトの場合は歯部が凸部に該当する。

１ スリーブ
１ａ 圧縮層
１ｂ 心線
１ｃ 伸長層
１ｄ 被覆層
１ｖ 凸部
１ｘ スリーブの外周面
１０ ドラム
１０ｘ ドラムの外周面
２０；２２０；３２０；４２０ 凸部形成部材
２０ｖ；２２０ｖ；３２０ｖ；４２０ｖ 溝
２０ｘ；２２０ｘ；３２０ｘ；４２０ｘ 溝形成面
１００；２００；３００；４００ 凸部形成装置

Claims (8)

1. 一方の面にベルト長手方向又はベルト幅方向に延在する複数の凸部を有する圧縮層と、前記圧縮層における前記一方の面と反対側の他方の面において前記ベルト長手方向に延在する心線とを含む伝動ベルトの製造方法において、
   前記圧縮層を含む環状のスリーブを形成する、スリーブ形成工程と、
   前記スリーブ形成工程の後、前記スリーブにおける前記圧縮層の前記一方の面に前記複数の凸部を形成する、凸部形成工程と、
   前記凸部形成工程の後、前記スリーブを加硫する、加硫工程と、を備え、
   前記スリーブは、前記心線をさらに含み、
   前記スリーブ形成工程は、前記圧縮層の前記他方の面に前記心線を配置する、心線配置工程を含み、
   前記凸部形成工程は、前記複数の凸部に対応する複数の溝が形成された溝形成面を有する凸部形成部材の前記溝形成面を、前記圧縮層の前記一方の面に該当する前記スリーブの外周面に押圧することにより行うことを特徴とする、伝動ベルトの製造方法。
2. 前記伝動ベルトは、前記圧縮層とで前記心線を挟む伸長層をさらに含むものであり、
   前記スリーブは、前記伸長層をさらに含み、
   前記スリーブ形成工程は、前記圧縮層とで前記心線を挟むように前記伸長層を配置する、伸長層配置工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
3. 前記スリーブ形成工程において、円筒状のドラムの外周面上に、前記ドラムの前記外周面と前記圧縮層の前記他方の面とが前記心線を挟んで対向するように、前記スリーブを形成し、
   前記凸部形成工程は、前記スリーブを前記ドラムの前記外周面に装着した状態で行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載の製造方法。
4. 前記凸部形成工程は、前記スリーブの前記外周面に対する前記溝形成面の押圧位置を変更しながら行うことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
5. 前記凸部形成部材は、前記溝形成面に該当する内周面が前記スリーブの前記外周面を包囲する、環状の部材であり、
   前記凸部形成工程は、前記スリーブの前記外周面を前記内周面で包囲した状態で行うことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
6. 前記凸部形成部材は、少なくとも前記溝の部分がゴムで構成されており、
   前記ゴムは、前記ベルト幅方向に対応する前記凸部形成部材の軸方向に配向された短繊維を含むことを特徴とする、請求項５に記載の製造方法。
7. 前記心線がアラミド繊維から構成されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の製造方法。
8. 前記伝動ベルトは、前記一方の面において前記複数の凸部を被覆する編布からなる被覆層を有し、
   前記凸部形成工程は、前記凸部形成部材と前記圧縮層との間に前記被覆層を介在させた状態で、前記凸部形成部材の前記溝形成面を前記スリーブの前記外周面に押圧することにより行うことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の製造方法。