JP2018183826A - バイアスカット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトをカットする際の丸刃への負荷を低減しつつ、バイアスカット面が平滑なＶベルトを形成可能なバイアスカット装置を提供する。【解決手段】バイアスカット装置２０は、ベルト４０に張力を付与して巻き掛けることが可能な駆動軸２１及び従動軸２２と、駆動軸２１を駆動する原動機と、駆動軸２１と従動軸２２との間に巻き掛けられたベルト４０の外周空間に配置される第１丸刃４１６と、第１丸刃４１６を回転させるモータ４１５と、第１丸刃４１６を、周動するベルト４０の、駆動軸２１に巻き掛けられた部位に対して斜めに進入させる右カッター部４１と、右カッター部４１による第１丸刃４１６のベルト４０への進入距離に応じて算出される、第１丸刃４１６がベルト４０に当接する位置でのベルト周速と、第１丸刃４１６の丸刃周速とが、設定された周速比で維持されるようにモータ４１５の回転数を制御するコンピュータとを備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、ベルトの両端をバイアスにカットするバイアスカット装置に関する。

一般に伝動ベルトであるＶベルトは、ベルトスリーブに成型して加硫した、断面矩形状のベルトの両端を、断面台形状になるように切断する（バイアスにカット）ことによって製造されている。もし、このように製造されたＶベルトの両端のバイアスカット面（傾斜角度）にバラツキやムラがあると、Ｖベルトが、プーリ間を走行する際に振動並びにテンション変動を起こし、機械の振動原因になる場合がある。

このような問題を解決して製品規格に準じた狙いの寸法を確保するために、特許文献１〜４には、矩形状断面のベルトをバイアスにカットしてローエッジＶベルトを製造するバイアスカット装置等が開示されている。これらは、二本の回転軸（駆動軸と従動軸）にベルトを巻き掛けて、回転軸に巻き掛かっていない位置（駆動軸と従動軸との間の位置）でベルトを１枚または２枚のカッター刃を備えたカッターヘッドにより、側面をＶ状にカット（Ｖカット）する方式の装置である。

特公平４−２４２５号公報 特開２００６−２０５３３５号公報 特開２００６−２００７３２号公報 特開２０１６−１７９５３８号公報

上記方式の装置では、二本の回転軸間で固定されずフリーな状態のベルト部位にカッター刃を挿入するため、ベルト背面を押圧するプッシュロールや、側面を挟持するガイドロールなどの、ベルト固定手段が必要になる。さらに、これらの固定手段でベルトを固定した場合でも、カッター刃の切リ込みに対して生じる幅方向へ「逃げる」抵抗力を抑制し切れず、その結果、カット後のベルトのバイアスカット面（カットライン）が内側に反った形状になり、ベルト側面が平滑でなくなる場合がある。このようなＶベルトは、摩擦伝動面である側面がＶプーリと充分に接触できないので、ベルトの伝達効率が低下してしまう場合がある。

更に、上記方式の装置では、カッター刃（丸刃）を一定の回転速度で回転させることによりベルトをバイアスカットしている。このような場合、ベルトの厚みが比較的薄い小型のベルトであれば問題ないが、ベルトの厚みが増した大型のベルトをバイアスカットする場合、ベルトをカットする切り込み量が大きくなり、カッター刃（丸刃）への負荷が増大することにより、カッター刃（丸刃）に過剰な摩擦熱が発生し、ベルトの品質に悪影響を及ぼしたり、カッター刃（丸刃）の駆動装置への過度な負荷が生じ、バイアスカット装置の故障を招いたりするおそれがある。

そこで、本発明は、ベルトをカットする際の丸刃への負荷を低減しつつ、バイアスカット面が平滑なＶベルトを形成可能なバイアスカット装置を提供することを目的とする。

本発明は、ベルトに対して張力を付与しつつ、ベルト周長方向に巻き掛けることが可能な少なくとも２本の軸と、
前記軸の一つを駆動可能な軸駆動部と、
前記軸間に巻き掛けられた前記ベルトの外周空間に配置される丸刃と、
前記丸刃を回転させる丸刃駆動部と、
前記丸刃を、前記軸間を周動する前記ベルトの、前記軸に巻き掛けられた部位に対して、斜めに進入させる方向に移動自在にする移動機構と、
前記移動機構による前記丸刃の前記ベルトへの進入距離に応じて算出される、前記丸刃が前記ベルトに当接する位置でのベルト周速と、前記丸刃の外周部における丸刃周速とが、設定された周速比で維持されるように前記丸刃駆動部の回転数を制御する制御装置と、
を備えていることを特徴とする、バイアスカット装置である。

軸間を周動するベルトの軸に巻き掛けられた部位（円弧状）に対して丸刃を斜めに徐々に進入させて行くと、軸芯から丸刃がベルトに当接する位置までの距離が徐々に短くなって行く。このため、丸刃がベルトに当接する位置でのベルト周速は、見掛け上、下がって行く。このような場合、丸刃周速が一定であれば、ベルト周速と丸刃周速との周速比が変動してしまう。その結果、ベルトのカット面にムラが生じたり、丸刃への負荷が変動することにより、丸刃に過剰な摩擦熱が発生したり、丸刃駆動部への過度な負荷が生じたりする場合がある。
上記構成によれば、制御装置により、丸刃のベルトへの進入距離に応じて変動するベルト周速（丸刃がベルトに当接する位置での周速）に応じて、丸刃周速が設定された周速比で維持されるように丸刃駆動部の回転数を変動させることができる。即ち、丸刃のベルトへの進入距離に応じて変動するベルト周速と丸刃周速との周速比を常に一定の値に維持することができる。
これにより、ベルトのカット面にムラを生じ難くすることができる。また、丸刃への負荷が変動することを防止することにより、丸刃に過剰な摩擦熱が発生するのを防ぎ、丸刃駆動部への過度な負荷が生じることを防止することができる。その結果、丸刃駆動部の駆動電力の軽減により省エネを図ることができる。

また、本発明は、上記バイアスカット装置において、前記移動機構が、前記丸刃の前記ベルトへの進入方向に対する移動を自在にするサーボモータを有し、
前記丸刃の前記ベルトへの前記進入距離は、前記サーボモータの回転角度に基づく位置情報によって算出されることを特徴としている。

上記構成によれば、丸刃のベルトへの進入距離は、サーボモータの回転角度に基づく位置情報によって把握されることから、別個に位置検出器（光学系など）を設けることなく丸刃のベルトへの進入距離を算出することができる。

また、本発明は、上記バイアスカット装置において、前記ベルト周速と前記丸刃周速との周速比は、１．０：１．１〜１．０：０．８の範囲で設定されることを特徴としている。

ベルト周速に対して丸刃周速を大きくし過ぎると、ベルトのカット面のムラは減少し品質は向上するが、丸刃駆動部に過度な負荷が生じる。一方、ベルト周速に対して丸刃周速を小さくし過ぎると、丸刃駆動部への負荷は減少するが、ベルトのカット面にムラが生じ品質が下がってしまう。そこで、ベルト周速と丸刃周速との周速比を、１．０：１．１〜１．０：０．８の範囲に設定することにより、ベルトのカット面のムラを減少させ品質を向上させつつ、丸刃駆動部への負荷を抑制することができる。

ベルトをカットする際の丸刃への負荷を低減しつつ、ベルトのバイアスカット面が平滑なＶベルトを形成可能なバイアスカット装置を提供することができる。

バイアスカット装置で製造されるＶベルトの断面斜視図である。 本実施形態に係るバイアスカット装置の全体的な構成を示した斜視図である。 第１丸刃及び第２丸刃がベルトをバイアスカットする態様を説明した説明図である。 第１丸刃がベルトの厚み方向へ切り込んでいく態様を説明した説明図である。 駆動軸の構成を示す説明図である。 コンピュータを備えたバイアスカット装置のブロック図である。 従来のバイアスカット装置における、残りのベルトの厚みに対する周速比の値、及び、残りのベルトの厚みに対する第１丸刃を駆動するモータの負荷電流値のグラフである。 本実施形態のバイアスカット装置における、残りのベルトの厚みに対する周速比の値、及び、残りのベルトの厚みに対する第１丸刃を駆動するモータの負荷電流値のグラフである。 実施例に係るローエッジコグドＶベルトの外観写真である。

（Ｖベルト１）
先ず、本実施形態のバイアスカット装置２０により製造されるＶベルト１の構成について、図１を参照して説明する。このＶベルト１は、繊維コードからなる心線３が接着ゴム層２内に埋め込まれ、この接着ゴム層２の上部には補強布４を含む伸張ゴム層５が、下部には同様に補強布４を含む圧縮ゴム層６が配置されている。圧縮ゴム層６には、一定ピッチでベルト周長方向に沿ってコグ谷部７とコグ山部８とを交互に配したコグ部９が設けられている。

ベルト側面１０の形状は、伸張ゴム層５の背面１２に対して直角である直角カット面１３と、後述のバイアスカット装置２０で形成されるバイアスカット面１５と、を有するものとなっている。具体的には、伸張ゴム層５の背面１２から心線３の上端Ｐまでの距離をＬとしたとき、伸張ゴム層５の背面１２からＬの９０〜１００％に相当する境界位置Ｕまでの領域が、前記直角カット面１３になっている。一方、上記境界位置Ｕから圧縮ゴム層６の底面１４にかけての領域が、バイアスカット面１５になっている。

心線３としては、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維が使用され、中でも、エチレン−２，６−ナフタレートを主たる構成単位とするポリエステル繊維フィラメント群を寄り合わせた総デニール数が４，０００〜８，０００の接着処理したコードが、ベルトスリップ率を低くでき、ベルト寿命を延長させるために好ましい。本実施形態において、コードの上撚り数は１０〜２３／１０ｃｍであり、また下撚り数は１７〜３８／１０ｃｍである。総デニール数が４，０００未満の場合には、心線のモジュラス、強力が低くなってしまい、また８，０００を超えると、ベルトの厚みが厚くなって、屈曲疲労性が良好でない。

上記圧縮ゴム層６及び伸張ゴム層５に使用するゴムとしては、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、アルキル変性クロロスルフォン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、不飽和カルボン酸金属塩を含む水素化ニトリルゴム、等のゴム材の単独、またはこれらの混合物が使用される。

そして、上記圧縮ゴム層６に使用される短繊維１６としては、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿等の繊維からなり、繊維の長さは繊維の種類によって異なるが１〜１０ｍｍ程度であり、例えばアラミド繊維であると３〜５ｍｍ程度、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿であると５〜１０ｍｍ程度のものが用いられる。そして、上記圧縮ゴム層６中の短繊維１６の方向は、ベルトの周長方向に対して垂直方向を向いているのを９０°としたときに、殆どの短繊維１６が７０〜１１０°の範囲内に配向されていることが好ましい。

伸張ゴム層５には、短繊維１６を含めなくても良い。また、接着ゴム層２には、上記短繊維１６を含めても良いが、含めない方が好ましい。

補強布４は、綿、ポリエステル繊維、ナイロン等からなり、平織、綾織、朱子織等に製織した布で、経糸と緯糸との交差角を９０°〜１２０°程度に広角度化した織布でもよい。補強布４はＲＦＬ処理した後、ゴム組成物のフリクション（すり込み）、積層などの処理をしてゴム付織布とする。ＲＦＬ液はレゾルシンとホルムアルデヒドとの初期縮合物をラテックスに混合したものであり、ここで使用するラテックスとしてはクロロプレンゴム、スチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体、水素化ニトリルゴム、ニトリルゴムなどである。

また、本実施形態では、Ｖベルト１の製造工程において、バイアスカット装置２０によりバイアスカットされるベルト４０は比較的大型であり、そのベルト内周長が１９００〜６０００ｍｍ、幅２５〜１２０ｍｍ、厚み１８〜４０ｍｍのベルトを扱う。

（バイアスカット装置２０）
次に、上記Ｖベルト１を製造するためのバイアスカット装置２０の構成について、図２〜図６を参照しながら説明する。

図２に示すように、このバイアスカット装置２０は、その本体２３に、断面矩形状のベルト４０を張架することが可能な、互いに平行な駆動軸２１と従動軸２２を備えている。この２本の駆動軸２１及び従動軸２２は、本体２３の前面から手前側に向けて突出されている。また、従動軸２２は、駆動軸２１に対して近接または離間する方向に移動可能であり、様々な周長のベルト４０を張架できるようになっている。

駆動軸２１は、本体２３に内蔵されたモータ等の原動機２４（軸駆動部）に連結されており、この原動機２４からの駆動力を受けて回転して、ベルト４０を走行させることができるようになっている。

なお、この矩形断面のベルト４０は、圧縮ゴム層６と伸張ゴム層５との間に心線３を介在させるようにこれらを積層一体化したベルトスリーブを、所定幅に直角にカットして製造される。図２ではベルト４０のコグ部９を図示していないが、ベルト４０はコグ部９を外周側に向けた状態でバイアスカット装置２０にセットされる。

ここで、図５に示すように、駆動軸２１の外周の両端には、ベルト４０を幅方向で挟持するフランジ２１１・２１２が設けられている。更に、駆動軸２１の外周、及び、フランジ２１１の内側（ベルト４０の収容側）には、駆動軸２１の外周に沿ったリング形状のキャストナイロン製のリング２１３（樹脂体）が設けられている。また、フランジ２１２の内側にも、リング形状のキャストナイロン製のリング２１４が設けられている。リング２１３・２１４は、後述する第１丸刃４１６・第２丸刃４２６と駆動軸２１とが直接接触しないように設けるものであり、素材としては樹脂が好ましい（なお、リング２１３・２１４は、交換可能とされている）。これにより、図５に示すように、リング２１３が設けられたフランジ２１１とリング２１４が設けられたフランジ２１２との間にベルト４０を収容することができる。

また、フランジ２１１とフランジ２１２との幅は図示しないエアシリンダによって変更可能（チャッキング可能）に構成されており、これにより、ベルト４０の側面をフランジ２１１とフランジ２１２とで挟持した状態で、駆動軸２１と従動軸２２との間にベルト４０を掛け渡すことが可能になっている。

従動軸２２は、駆動軸２１同様に、その外周の両端に、ベルト４０を幅方向で挟持するフランジ２２１・２２２が設けられている（図２参照）。また、フランジ２２１とフランジ２２２との幅は図示しないエアシリンダによって変更可能（チャッキング可能）に構成されている。また、従動軸２２は、駆動軸２１に対して近接または離間する方向に移動可能にする駆動機構（図示せず）に連結されている。

次に、図２に示すように、駆動軸２１に向かって右斜め下方向には、右カッター部４１が設けられている。また、駆動軸２１に向かって左斜め下方向には、左カッター部４２が設けられている。即ち、右カッター部４１及び左カッター部４２は、駆動軸２１と従動軸２２との間に巻き掛けられたベルト４０の外周空間側に配置されている。右カッター部４１は、ベルト４０の一方端（図２の手前側）をバイアスカット面１５に沿って斜めにカットする役割を果たす。左カッター部４２は、ベルト４０の他端（図２の奥側）をバイアスカット面１５に沿って斜めにカットする役割を果たす。

右カッター部４１（移動機構）は、第１台座４１１と、第１台座４１１上を駆動軸２１に対して平行方向にスライド可能であり、駆動軸２１の水平面に対して４５°の傾斜面４１２ａを有する第２台座４１２と、第２台座４１２の傾斜面４１２ａ上を円弧方向にスライド可能な第３台座４１３と、第３台座４１３上を駆動軸２１の中心方向にスライド可能な第４台座４１４と、第４台座４１４上に配置された、モータ４１５（丸刃駆動部）及びモータ４１５の駆動により回転駆動可能な第１丸刃４１６とを備えている。

第１台座４１１は、第２台座４１２を駆動軸２１に対して平行方向に０．０１ｍｍ単位でスライド可能なサーボ制御器（図示せず）を有している。これにより、第１丸刃４１６のベルト４０の幅方向に対する進入位置を調整することができる。第２台座４１２では、傾斜面４１２ａに設けられた円弧状のレールに配置された第３台座４１３をスライドすることができる（なお、円弧状のレールの旋回中心は第１丸刃４１６の刃の先端に設定している）。これにより、第１丸刃４１６のベルト４０に対する進入角度を調整することができる。第３台座４１３は、第４台座４１４を駆動軸２１の中心方向に０．０１ｍｍ単位でスライド可能なサーボ制御器４１３ａを有している。サーボ制御器４１３ａは、サーボモータを有し、このサーボモータの回転角度に基づく位置情報によって、第１丸刃４１６のベルト４０に対する進入距離（ベルト４０への切り込み量）を把握することができる。これにより、第１丸刃４１６のベルト４０に対する進入距離及び進入速度を調整することができる。

モータ４１５（刃駆動部）は、後述するコンピュータ６０の制御により、回転数（ｒｐｍ）を調整可能としている。これにより、モータ４１５の回転に連動する第１丸刃４１６の回転数（ｒｐｍ）を変動させることができる。また、第１丸刃４１６の回転方向は、ベルト４０の走行方向と同じ方向になるように設定されている。

左カッター部４２は、第１台座４２１と、第１台座４２１上を駆動軸２１に対して平行方向にスライド可能であり、駆動軸２１の水平面に対して４５°の傾斜面４２２ａを有する第２台座４２２と、第２台座４２２の傾斜面４２２ａ上を円弧方向にスライド可能な第３台座４２３と、第３台座４２３上を駆動軸２１の中心方向にスライド可能な第４台座４２４と、第４台座４２４上に配置された、モータ４２５（丸刃駆動部）及びモータ４２５の駆動により回転駆動可能な第２丸刃４２６とを備えている。なお、左カッター部４２の各機構は、右カッター部４１と同様であるため説明を省略する。

本実施形態のバイアスカット装置２０は、図６に示すように、コンピュータ６０（制御装置）を備え、このコンピュータ６０は、入力部６１（操作ボタン、キーボード、タッチパネル等）、ＣＰＵ６２、記憶装置６３を備えており、上記の駆動軸２１の原動機２４、サーボ制御器４１３ａ・４２３ａ等のサーボ制御器やモータ４１５やモータ４２５等は、コンピュータ６０によってプログラム制御され、入力部６１やからの情報入力や記憶装置６３に記憶された情報により駆動制御可能となっている。これにより、バイアスカット装置２０では、右カッター部４１の第１丸刃４１６及び左カッター部４２の第２丸刃４２６のベルト４０に対する、ベルト４０の幅方向への移動制御、ベルト４０に対する進入角度の調整制御、ベルト４０の厚み方向への移動制御（進入距離、進入速度）、が可能になっている。特に、サーボ制御器４１３ａのサーボモータ（サーボ制御器４２３ａのサーボモータ）では、このサーボモータの回転角度に基づく位置情報によって、第１丸刃４１６（第２丸刃４２６）のベルト４０に対する進入距離（ベルト４０への切り込み量）を把握することができる。また、バイアスカット装置２０では、原動機２４の駆動制御も可能として、駆動軸２１の回転速度、駆動軸２１と従動軸２２に巻き掛けられたベルト４０の走行速度も調整可能としている。即ち、駆動軸２１の回転速度、及び、ベルト４０の走行速度も把握することができる。更に、バイアスカット装置２０では、モータ４１５（モータ４２５）の回転駆動制御により、第１丸刃４１６（第２丸刃４２６）の回転数（ｒｐｍ）を変動させることができる。

（Ｖベルト１の製造方法）
次に、バイアスカット装置２０を使用してＶ字状のＶベルト１を製造する方法について説明する。

先ず、矩形断面のベルト４０を、駆動軸２１のフランジ２１１とフランジ２１２との間、及び、従動軸２２のフランジ２２１とフランジ２２２との間に巻き掛ける。ここで、ベルト４０は、コグ部９を外周側に向けた状態で駆動軸２１と従動軸２２との間に巻き掛けられる。

その後、駆動軸２１のエアシリンダを駆動すると、ベルト４０の側面を駆動軸２１のフランジ２１１とフランジ２１２とで挟持する。同様に、従動軸２２のエアシリンダを駆動すると、ベルト４０の側面を従動軸２２のフランジ２２１とフランジ２２２とで挟持する。これにより、ベルト４０を駆動軸２１と従動軸２２との間に張架することができる。また、従動軸２２に連結された駆動機構（図示せず）によって、従動軸２２を上下方向に移動調整させることにより、ベルト４０の周長に合わせたテンション（張力）に設定することができる。

次に、入力部６１によって、ベルト４０の両端に形成するバイアスカット面１５の傾斜角度（進入角度）やベルト４０の幅方向に対する進入位置を入力・選択する。その他、入力部６１からは、ベルト４０の幅、厚み、周長などのベルト４０に関する情報や、駆動軸２１・従動軸２２の径、回転数などの情報や、第１丸刃４１６及び第２丸刃４２６の径、回転数などの情報や、駆動軸２１と従動軸２２との間を走行するベルト４０の走行速度（以下、ベルト周速）や、このベルト４０のベルト周速と第１丸刃４１６（第２丸刃４２６）の回転速度（以下、丸刃周速）との比（以下、周速比）などが入力・選択・設定される。なお、入力された情報は記憶装置６３に記憶される。

その後、入力部６１からのスタート指令により、バイアスカット装置２０は、記憶装置に記憶された情報に基づき、コンピュータ６０によってプログラム制御される。

具体的なプログラム制御として以下の工程を実行する。まず、図２に示すように、原動機で駆動軸２１を回転駆動し、ベルト４０に張力を付与しつつ走行させる。

次に、右カッター部４１に関して、各サーボ制御器により、第１丸刃４１６のベルト４０の幅方向に対する進入位置、及び、ベルト４０に対する進入角度が調整された後、モータ４１５により第１丸刃４１６が回転される。このとき、第１丸刃４１６は、ベルト４０のベルト周速、及び、設定された周速比に基づいた丸刃周速で回転される。そして、図３及び図５に示すように、サーボ制御器４１３ａ（サーボモータ）により、第１丸刃４１６がベルト４０の一方端（図２の手前側）に対して駆動軸２１の中心方向に所定の進入速度で進入する。これにより、ベルト４０の一端側の側面を斜め（入力した進入角度）にカットして、ベルト４０の一端側にバイアスカット面１５を形成する。なお、本実施形態では、第１丸刃４１６を、図３に示すように、駆動軸２１を正面から見て、ベルト４０が巻き掛けられた駆動軸２１の頂点から右に４５°の位置で、ベルト４０に進入させている。

ここで、駆動軸２１と従動軸２２との間を周動するベルト４０の駆動軸２１に巻き掛けられた部位（円弧状：図３参照）に対して第１丸刃４１６を斜めに徐々に進入させて行くと、駆動軸２１の軸芯から第１丸刃４１６がベルト４０に当接する位置までの距離が徐々に短くなって行く。このため、第１丸刃４１６がベルト４０に当接する位置でのベルト４０のベルト周速は、見掛け上、下がって行く。このような場合、仮に第１丸刃４１６の丸刃周速が一定であれば、ベルト周速と丸刃周速との周速比が変動してしまう。その結果、ベルト４０のカット面にムラが生じたり、第１丸刃４１６への負荷が変動することにより、第１丸刃４１６に過剰な摩擦熱が発生したり、モータ４１５への過度な負荷が生じたりする場合がある。具体的には、図７の「残りのベルト４０の厚みに対する周速比の値（丸刃周速／ベルト周速）」、及び、「残りのベルト４０の厚みに対する第１丸刃４１６を駆動するモータ４１５の負荷電流値」のグラフに示すように、横軸の、まだ切り込まれていない残りのベルト４０の厚みが薄くなるように、第１丸刃４１６をベルト４０に徐々に進入させて行くと、周速比の値（丸刃周速／ベルト周速）は上昇する。そうなると、図７のグラフに示すように、第１丸刃４１６を駆動するモータ４１５の負荷電流が増大し、過度な負荷電流が発生する。

そこで、本実施形態のバイアスカット装置２０では、コンピュータ６０が、右カッター部４１のサーボ制御器４１３ａ（サーボモータ）による第１丸刃４１６のベルト４０への進入距離に応じて算出される、第１丸刃４１６がベルト４０に当接する位置でのベルト周速と、第１丸刃４１６の外周部における丸刃周速とが、設定された周速比で維持されるように、モータ４１５の回転数をプログラム制御し、第１丸刃４１６の丸刃周速を調整する。

例えば、駆動軸２１の径（軸芯からベルト４０が巻き掛けられる外周面までの距離）をφ２００ｍｍ、ベルト４０の厚み４０ｍｍとして、ベルト４０のベルト周速を５ｍ／ｓ、第１丸刃４１６の丸刃周速を５ｍ／ｓ、ベルト周速：丸刃周速＝１：１（周速比１：１）と設定してカットする場合、ベルト４０の外周面（図４のＡの位置）でのベルト周速が５ｍ／ｓとなるようにベルト４０を走行させるには、駆動軸２１には次式（１）で求められる回転数（ｒｐｍ）が必要になる。
５０００[mm/s]＝（φ２００＋４０＋４０）×π×回転数[rpm]／６０
回転数＝３４１[rpm] ・・・式（１）

一方で、ベルトの外周面（図４のＡの位置）で当接する、第１丸刃４１６の外周部での丸刃周速も５ｍ／ｓとなるような第１丸刃４１６の回転数を算出すると、第１丸刃４１６の径がφ１００ｍｍの場合、次式（２）で求められる回転数になる。
５０００[mm/s]＝φ１００×π×回転数[rpm]／６０
回転数＝９５５[rpm] ・・・式（２）

従って、コンピュータ６０は、第１丸刃４１６がベルト４０の外周面（図４のＡの位置）にある場合（切り込み開始時）は、駆動軸２１と第１丸刃４１６とはそれぞれ上記の回転数で回転するように制御する。

続いて、第１丸刃４１６は、サーボ制御器４１３ａのサーボモータの回転制御によりベルト４０の厚み方向へ切り込んでいく。このとき、コンピュータ６０は、サーボ制御器４１３ａのサーボモータの回転角度に基づく位置情報によって、第１丸刃４１６のベルト４０に対する進入距離（ベルト４０への切り込み量）を読み取る。これにより、第１丸刃４１６のベルト４０への切り込み位置（切り込んだベルト４０の厚み、まだ切り込まれていない残りのベルト４０の厚み）を算出する。

そして、例えば、第１丸刃４１６のベルト４０に対する進入距離（ベルト４０への切り込み量）が１０ｍｍであると読み取られた場合（切り込んだベルト４０の厚みが１０ｍｍ、まだ切り込まれていない残りのベルト４０の厚みが３０ｍｍ）、その位置（図４のＢの位置）でのベルト周速は、次式（３）のように算出される。
（φ２００＋３０＋３０）×π×３４１[rpm]／６０＝４．６４ｍ／ｓ・・・式（３）

このように、第１丸刃４１６のベルト４０に対する進入距離が１０ｍｍの位置（図４のＢの位置）では、ベルト周速がベルト４０の外周面（図４のＡの位置）に比べて見掛け上、下がったことになるので、周速比１：１が維持されるように、第１丸刃４１６の回転数が次式（４）により算出される。
４６４０[mm/s]＝φ１００×π×回転数[rpm]／６０
回転数＝８８６[rpm] ・・・式（４）

そして、コンピュータ６０は、式（４）で求められた第１丸刃４１６の回転数になるようにモータ４１５の回転数を制御し、第１丸刃４１６の回転数を減速させ（９５５rpmから８８６rpmに減速）、第１丸刃４１６の丸刃周速を調整する。

上記コンピュータ６０のプログラム制御によれば、第１丸刃４１６のベルト４０への進入距離に応じて変動するベルト周速（第１丸刃４１６がベルト４０に当接する位置での周速）に応じて、第１丸刃４１６の丸刃周速が設定された周速比で維持されるようにモータ４１５の回転数を変動させることができる。即ち、第１丸刃４１６のベルト４０への進入距離に応じて変動するベルト周速と丸刃周速との周速比を常に一定の値に維持することができる。

同様に、左カッター部４２に関して、各サーボ制御器により、第２丸刃４２６のベルト４０の幅方向に対する進入位置、及び、ベルト４０に対する進入角度が調整された後、モータ４２５により第２丸刃４２６が回転される。このとき、第２丸刃４２６は、ベルト４０のベルト周速、及び、設定された周速比に基づいた丸刃周速で回転される。そして、図３及び図５に示すように、サーボ制御器４２３ａにより、第２丸刃４２６がベルト４０の他端（図２の奥側）に対して駆動軸２１の中心方向に所定の進入速度で進入する。これにより、ベルト４０の他端側の側面を斜め（入力した進入角度）にカットして、ベルト４０の他端側にバイアスカット面１５を形成する。なお、本実施形態では、第２丸刃４２６を、図３に示すように、駆動軸２１を正面から見て、ベルト４０が巻き掛けられた駆動軸２１の頂点から左に４５°の位置で、ベルト４０に進入させている。

また、左カッター部４２においても右カッター部４１同様に、コンピュータ６０が、左カッター部４２のサーボ制御器４２３ａ（サーボモータ）による第２丸刃４２６のベルト４０への進入距離に応じて算出される、第２丸刃４２６がベルト４０に当接する位置でのベルト周速と、第２丸刃４２６の外周部における丸刃周速とが、設定された周速比で維持されるように、モータ４２５の回転数をプログラム制御し、第２丸刃４２６の丸刃周速を調整する。

上記のように、右カッター部４１及び左カッター部４２は、駆動軸２１に巻き掛けられたベルト４０の外周側から内周側に向けてベルト幅方向の断面幅が広がるように、第１丸刃４１６及び第２丸刃４２６刃を斜め方向に作動させてバイアスカットする（図５参照）。

バイアスカット終了後は、ベルト４０の掛け外しを阻害しない位置まで右カッター部４１及び左カッター部４２を退避させる。

上記動作がプログラム制御により行われた結果、ベルト４０の両端の側面が、それぞれ斜めにカットされ、図１に示すようにベルト４０の両側面にバイアスカット面１５を形成することができる。こうして、断面Ｖ字状のＶベルト１が完成する。

なお、上記バイアスカット装置２０では、第１丸刃４１６（第２丸刃４２６）のベルト４０への進入距離に応じて変動するベルト周速と丸刃周速との周速比を、コンピュータ６０の入力部６１により入力設定した値に維持することができるようにしているが、その周速比は、『ベルト周速：丸刃周速＝１．０：１．１〜１．０：０．８』の範囲で設定されることが望ましい。

ベルト周速に対して丸刃周速を大きくし過ぎると、ベルト４０のバイアスカット面１５のムラは減少し品質は向上するが、第１丸刃４１６（第２丸刃４２６）を駆動するモータ４１５（第２丸刃４２６）に過度な負荷が生じる。一方、ベルト周速に対して丸刃周速を小さくし過ぎると、第１丸刃４１６（第２丸刃４２６）を駆動するモータ４１５（第２丸刃４２６）への負荷は減少するが、ベルト４０のバイアスカット面１５にムラが生じ品質が下がってしまう。そこで、ベルト周速と丸刃周速との周速比を、１．０：１．１〜１．０：０．８の範囲に設定することにより、ベルト４０のバイアスカット面１５のムラを減少させ品質を向上させつつ、第１丸刃４１６（第２丸刃４２６）を駆動するモータ４１５（第２丸刃４２６）への負荷を抑制することができる。

（効果）
上記バイアスカット装置２０によれば、図８の「残りのベルト４０の厚みに対する周速比の値（丸刃周速／ベルト周速）」、及び、「残りのベルト４０の厚みに対する第１丸刃４１６を駆動するモータ４１５の負荷電流値」のグラフに示すように、横軸に示す、まだ切り込まれていない残りのベルト４０の厚みが薄くなるように、第１丸刃４１６（第２丸刃４２６）をベルト４０に徐々に進入させて行ったとしても、周速比の値（丸刃周速／ベルト周速）を一定の値に維持することができる。その結果、図８のグラフに示すように、第１丸刃４１６を駆動するモータ４１５への負荷電流も一定のまま維持することができ、モータ４１５への過度な負荷電流も防止することができる。

これにより、ベルト４０のバイアスカット面１５にムラを生じ難くすることができる。また、第１丸刃４１６・第２丸刃４２６への負荷が変動することを防止することにより、第１丸刃４１６・第２丸刃４２６に過剰な摩擦熱が発生するのを防ぎ、モータ４１５・モータ４２５への過度な負荷が生じることを防止することができる。その結果、モータ４１５・モータ４２５の駆動電力の軽減により省エネを図ることができる。

また、上記バイアスカット装置２０では、第１丸刃４１６（第２丸刃４２６）のベルト４０への進入距離は、サーボ制御器４１３ａ・４２３ａの各サーボモータの回転角度に基づく位置情報によって把握されることから、別個に位置検出器（光学系など）を設けることなく第１丸刃４１６（第２丸刃４２６）のベルト４０への進入距離を算出することができる。

また、上記バイアスカット装置２０によれば、ベルト４０の駆動軸２１に巻き掛けられた部位に対して第１丸刃４１６（第２丸刃４２６）を進入させてバイアスカットすることができる。これによれば、第１丸刃４１６（第２丸刃４２６）が進入するベルト４０の部位は、駆動軸２１の外周により押圧されるため第１丸刃４１６（第２丸刃４２６）の切込（進入）に対して生じるベルト厚み方向への「逃げ」を抑制することができる。また、第１丸刃４１６（第２丸刃４２６）が進入するベルト４０の部位は、駆動軸２１の外周に対して面接触しているため、摩擦力を高めることができ、第１丸刃４１６（第２丸刃４２６）のベルト４０に対する斜めの切込（バイアスカット）に対して生じるベルト幅方向への「逃げ」も抑制することができる。このように、ベルト４０をバイアスカットする際に、ベルト４０が「逃げ」るのを抑制して強固に固定することにより、バイアスカット面１５（カットライン）が内側に反ることを防止して、平滑なベルト側面を有するＶベルト１を形成することができる。更に、平滑なバイアスカット面１５を有するＶベルト１を形成することができることから、Ｖベルト１の伝達効率を高めることができる。

（その他の実施形態）
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、上記の実施形態は更に以下のように変更することができる。

上記実施形態では、バイアスカット装置２０は、駆動軸２１と従動軸２２の２本の軸を備えた構成としたが、これに限らず、例えば３本以上配置しても良い。

また、上記実施形態では、駆動軸２１に巻き掛けられたベルト４０に対して第１丸刃４１６及び第２丸刃４２６を進入させてバイアスカットをしているが、従動軸２２に巻き掛けられたベルト４０に対して第１丸刃４１６及び第２丸刃４２６を進入させてバイアスカットする構成にしてもよい。

また、上記実施形態に係るバイアスカット装置２０では、図２に示すように、駆動軸２１を下側、従動軸２２を上側に配置し、ベルト４０を上下方向に巻き掛ける構成をしている。これは、仮に駆動軸２１と従動軸２２とを水平方向に配置した場合、ベルト４０が長尺の大型であれば、バイアスカット装置２０の水平方向での設置スペースが大きくなってしまうことから、本実施形態のバイアスカット装置２０では、従動軸２２と駆動軸２１とを上下方向に配置している。さらに、作業性やメンテナンスや重心などを考慮し、従動軸２２を上側に配置し、駆動軸２１を下側に配置することにより、右カッター部４１及び左カッター部４２が下側に配置する構成にしている。従って、設置スペースが確保できる場合には、駆動軸２１と従動軸２２とを水平方向に配置し、ベルト４０を水平方向に巻き掛ける構成にしてもよい。

具体的には、駆動軸２１の中心軸及び従動軸２２の中心軸が水平方向に対して垂直になるように配置し、ベルト４０の両側面が上下方向を向くように、ベルト４０を駆動軸２１と従動軸２２との間に巻き掛ける構成や、駆動軸２１の中心軸及び従動軸２２の中心軸が水平方向になるように配置し、ベルト４０の内周側が上下方向を向くように、ベルト４０を駆動軸２１と従動軸２２との間に巻き掛ける構成などが挙げられる。

上記実施形態のバイアスカット装置２０でバイアスカットしたＶベルト（ローエッジコグドＶベルト）に対して、寸法精度、外観、品質の評価を行った。バイアスカットしたローエッジコグドＶベルトは、厚み：３０ｍｍ、幅（上幅）：４０．６ｍｍ、カット角度：２６°、ベルト長さ：周長２６６５ｍｍである。表１に、評価項目、目標、結果、判定結果に示す。

※カット角度、カット上幅は３点／本を測定した平均値。
※平滑性、カット角度は、コントレーサーで測定。

上記実施形態のバイアスカット装置２０によれば、厚みが３０ｍｍの大型のＶベルト（ローエッジコグドＶベルト）であっても、寸法精度、外観、品質など問題なくバイアスカットすることができた。

１ Ｖベルト
３ 心線
５ 伸張ゴム層
６ 圧縮ゴム層
１５ バイアスカット面
２０ バイアスカット装置
２１ 駆動軸
２２ 従動軸
２３ 本体
２４ 原動機
４０ 矩形断面のベルト
４１ 左カッター部
４２ 右カッター部
４１６ 第１丸刃
４２６ 第２丸刃
６０ コンピュータ

Claims (3)

1. ベルトに対して張力を付与しつつ、ベルト周長方向に巻き掛けることが可能な少なくとも２本の軸と、
   前記軸の一つを駆動可能な軸駆動部と、
   前記軸間に巻き掛けられた前記ベルトの外周空間に配置される丸刃と、
   前記丸刃を回転させる丸刃駆動部と、
   前記丸刃を、前記軸間を周動する前記ベルトの、前記軸に巻き掛けられた部位に対して、斜めに進入させる方向に移動自在にする移動機構と、
   前記移動機構による前記丸刃の前記ベルトへの進入距離に応じて算出される、前記丸刃が前記ベルトに当接する位置でのベルト周速と、前記丸刃の外周部における丸刃周速とが、設定された周速比で維持されるように前記丸刃駆動部の回転数を制御する制御装置と、
   を備えていることを特徴とする、バイアスカット装置。
2. 前記移動機構は、前記丸刃の前記ベルトへの進入方向に対する移動を自在にするサーボモータを有し、
   前記丸刃の前記ベルトへの前記進入距離は、前記サーボモータの回転角度に基づく位置情報によって算出されることを特徴とする請求項１に記載のバイアスカット装置。
3. 前記ベルト周速と前記丸刃周速との周速比は、１．０：１．１〜１．０：０．８の範囲で設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のバイアスカット装置。