JP2023165440A - ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明によれば、ベルト基材を平易な方法で環状に接合することが可能なベルトを提供することができる。【解決手段】 実施形態によれば、帯状のベルト基材１の第１端部１０ａと第２端部１０ｂを接合することで形成された環状構造を有するベルト１０が提供される。第１端部１０ａは、ベルト１０の進行方向Ｐに沿って突出する少なくとも１つの第１凸部１０１ａを備える。第２端部１０ｂは、進行方向Ｐに沿って突出する少なくとも１つの第２凸部１０１ｂを備える。第１凸部１０１ａは、進行方向Ｐと交差する第１方向Ｑに沿って設けられた第１貫通孔４ａを備える。第２凸部１０１ｂは、第１方向Ｑに沿って設けられた第２貫通孔４ｂを備える。ベルト１０は、ピン５をさらに備える。第１方向Ｑに沿って互いに連通するように配置された第１貫通孔４ａと第２貫通孔４ｂにピン５が挿入されることで、ベルト基材１の第１端部１０ａと第２端部１０ｂが接合される。【選択図】 図１

Description

ベルト、特に食品等の製造に使用されるベルトに関する。

ヒートシールなど、各種製品を製造する際に用いられるベルトは、例えば、ベルト基材の長さ方向の端部どうしが接合された、無端状あるいは環状をしている。ベルト基材の接合方法として、オーバーラップ接合が知られている。

特開２００５－８３６１号公報 国際公開第２０１１／００４８４８号

オーバーラップ接合を用いて製造されたベルトの一例を図７及び図８に示す。図７及び図８は、環状もしくは無端状のベルト２０が、ロール２に取り付けられた状態を示す。図７は斜視図で、図８は、ベルト２０の進行方向（走行方向ともいう）２２に沿った断面図である。図８の破線で囲まれた領域中の断面図は、ベルト２０の接合部の拡大断面図である。ベルト２０は、ベルト基材の長さ方向の両端部２０ａ，２０ｂが、接合層２３を介して重ね合わされて接合されたものである。

Ｘ軸方向は、進行方向２２と平行な方向である。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向と直交する方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の双方と直交する方向であって、ベルト基材同士が重ね合わされた方向と平行な方向である。

接合は、主に熱融着によって行われる。熱融着は、ベルト基材の両端部２０ａ，２０ｂを、溶融性樹脂を挟み込んで重ね合わせ、溶融性樹脂の融点以上に加熱することにより行う。熱融着により、溶融性樹脂から接合層２３が形成される。接合層２３は、溶融性樹脂によってベルトの両端部２０ａと２０ｂとを接合する層である。

熱融着は、アイロンまたは板状のヒーターを用いて行われている。

しかし、熱融着のような接合作業には、作業者の高い技術が必要となる。そのため、ユーザの設備に取り付ける際は、作業者がアイロン、ヒーターなどを持参し、現地にて接合作業を実施する必要がある。そのため、ユーザ自身でベルトを設備へ取り付けることは困難であった。

よって本発明が解決しようとする課題は、ベルト基材を平易な方法で環状に接合することが可能なベルトを提供することである。

実施形態によれば、耐熱性織布と、耐熱性織布の表面の少なくとも一部を被覆するフッ素樹脂とを含み、かつ第１端部と第２端部を有する帯状のベルト基材を備え、帯状のベルト基材の第１端部と第２端部を接合することで形成された環状構造を有するベルトが提供される。ベルトは、ベルト基材の第１端部に備えられ、ベルトの進行方向に沿って突出する少なくとも１つの第１凸部と、ベルト基材の第２端部に備えられ、進行方向に沿って突出する少なくとも１つの第２凸部とを備える。また、ベルトは、少なくとも１つの第１凸部に進行方向と交差する第１方向に沿って設けられた第１貫通孔と、少なくとも１つの第２凸部に第１方向に沿って設けられた第２貫通孔とを備える。ベルトは、第１貫通孔と第２貫通孔に挿入されるピンをさらに備える。少なくとも１つの第１凸部の第１貫通孔と少なくとも１つの第２凸部の第２貫通孔が第１方向に沿って互いに連通するように配置される。ベルトは、第１貫通孔と第２貫通孔にピンが挿入されることで、ベルト基材の第１端部と第２端部が接合されて形成された環状構造を有する。

本発明によれば、ベルト基材を平易な方法で環状に接合することが可能なベルトを提供することができる。

実施形態に係るベルトの一例を概略的に示す斜視図。 図１のベルトが備える第１端部及び第２端部の斜視図。 図１に示すベルトが備える接合部を概略的に示す平面図。 実施形態に係るベルトが備えるベルト基材の一例を示す概略断面図。 実施形態に係るベルトが備えるベルト基材の他の例を示す断面斜視図。 他の実施形態に係るベルトが備える第１端部及び第２端部の斜視図。 オーバーラップ接合を用いて製造されたベルトの一例の概略を示す図。 図７に示すベルトのベルト基材の進行方向に沿う概略的な断面図。

以下に実施形態が図面を参照して記述される。以下の記述において、略同一の機能および構成を有する構成要素は同一符号を付され、繰り返しの説明は省略される場合がある。図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なり得る。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。また、ある実施形態についての記述は全て、明示的にまたは自明的に排除されない限り、他の実施形態の記述としても当てはまる。各実施形態は、この実施形態の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、実施形態の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定しない。

図１は、実施形態（第１の実施形態）のベルト１０がロール２に装着された状態を示している。図２は、ベルト基材１が備える第１端部１０ａ及び第２端部１０ｂの斜視図である。図３は、ベルト１０が備える接合部６の概略的な平面図である。図３において、Ｘ軸方向は、ベルト基材の進行方向（走行方向ともいう）と平行な方向で、Ｙ軸方向はベルト基材の幅方向と平行な方向で、Ｚ軸方向はベルト基材同士を積層した方向と平行な方向である。なお、ベルトの進行方向は、図１に矢印Ｐで示す方向に限られず、矢印Ｐで示す方向と反対方向であっても良い。

図１に示す通り、ベルト基材１は、互いに対向する２つの長辺部と、互いに対向する２つの短辺部とを有する帯状のシートである。帯状のベルト基材１を、接合部６によって環状に接合したものがベルト１０である。ベルト１０は、ロール２上を進行方向Ｐに沿って走行する。ベルト１０のロール２と接する面が裏面９、裏面の反対側に位置する面を表面８とする。ベルト１０はエンドレスベルトであり得る。ロール２は、駆動ロールであってもよく、従動ロールであってもよい。

図２に示す通り、ベルト基材１における２つの短辺部のうちの一方は、第１端部１０ａであり、他方は、第２端部１０ｂである。

第１端部１０ａ及び第２端部１０ｂは、それぞれ、凹凸構造を有する。第１端部１０ａは、進行方向Ｐに沿って突出している複数の第１凸部１０１ａを備える。複数の第１凸部１０１ａは、互いに間隔を開けて設けられている。複数の第１凸部１０１ａは、それぞれ、進行方向Ｐと交差する第１方向Ｑに沿って折り返され、折り返した先端部がベルト基材の裏面に例えば熱融着で固定されたものである。折り返す際、第１凸部１０１ａが折曲がらないように輪状に折り返す。第１凸部１０１ａを折曲げると、折り曲げた部分の強度が低下するためである。熱融着は、例えば、ベルト基材同士の間に溶融性フッ素樹脂フィルムを挟み込み、これらを熱プレスに供して、溶融性フッ素樹脂の融点以上に加熱することにより行うことができる。溶融性フッ素樹脂の例には、テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）などが挙げられる。上記熱融着によって、各第１凸部１０１ａは、第１方向Ｑに沿って延びた第１貫通孔４ａを備える環構造を有する。第２端部１０ｂは、進行方向Ｐに沿って突出している複数の第２凸部１０１ｂを備える。複数の第２凸部１０１ｂは、互いに間隔を開けて設けられている。複数の第２凸部１０１ｂは、先に説明した第１凸部１０１ａと同様にして形成することができる。これにより、各第２凸部１０１ｂは、第１方向Ｑに沿って延びた第２貫通孔４ｂを備える環構造を有する。

図３を参照して、接合部６について説明する。接合部６は、第１端部１０ａと第２端部１０ｂとを、ピン５によって接合している部分である。接合部６の構成は以下の通りである。

ベルト基材１を環状に折り曲げ、第１端部１０ａの凹凸構造と、第２端部１０ｂの凹凸構造が噛み合うように配置する。具体的には、第１端部１０ａの凹部に第２端部１０ｂの第２凸部１０１ｂを挿入し、第２端部１０ｂの凹部に第１端部１０ａの第１凸部１０１ａを挿入し、第１凸部１０１ａと第２凸部１０１ｂが第１方向Ｑに沿って交互に配置されるようにする。この配置の結果、第１貫通孔４ａと第２貫通孔４ｂは、第１方向Ｑに沿って互いに連通する。換言すると、第１貫通孔４ａと第２貫通孔４ｂによって、第１方向Ｑに沿って延びた１つの貫通孔が形成される。

ピン５は、第１貫通孔４ａと第２貫通孔４ｂに挿入される前は、一方向に延びた棒状のものである。ピン５が第１貫通孔４ａと第２貫通孔４ｂとに挿入されることで第１端部１０ａと第２端部１０ｂとが接合され、環状構造のベルト基材１を備えたベルト１０が得られる。ピン５が第１貫通孔４ａと第２貫通孔４ｂから抜け落ちるのを防止するため、第１貫通孔４ａと第２貫通孔４ｂに挿入後、ピン５の両端部を第１方向Ｑと交差する方向に折り曲げる。ピンの加工方法は、折り曲げに限定されるものではなく、ピンの加工方法は後述する。

以上説明した構成のベルト１０によれば、ベルト基材１の第１端部１０ａと第２端部１０ｂを熱融着ではなく、第１端部１０ａに設けた第１貫通孔４ａと第２端部１０ｂに設けた第２貫通孔４ｂにピン５を挿入することで接合できる。そのため、ベルト１０をロール２等の装置に取り付ける際、高い技術を要する熱融着作業が不要になる。そのため、ユーザが任意のタイミングでベルト１０をロール２等の装置に取り付けることが可能となる。

（ベルト基材）
ベルト基材は、耐熱性織布と、耐熱性織布の表面の少なくとも一部を被覆するフッ素樹脂とを含む。耐熱性織布は、耐熱性繊維を含む。フッ素樹脂は、耐熱性織布の表面を部分的に被覆していてもよく、表面全体を被覆していてもよい。また、ベルト基材は、耐熱性繊維の表面の少なくとも一部をフッ素樹脂で被覆したものを織ったものでもよい。

耐熱性織布は、織り方の違いから、平織織布とメッシュ織布とに分類できる。平織織布は、耐熱性繊維を平織で織った基材である。メッシュ織布は、例えば耐熱性繊維をからみ織り、模紗織りなどの織り方により織った基材であって、織目に糸が存在する部分と、糸が無く目が開いている部分（開口部）を有する。平織織布は、耐熱性繊維が密に織られており、開口部を有さない点でメッシュ織布と異なる。平織織布は、先に説明した第１凸部及び第２凸部の形成における熱融着の際、ベルト基材同士の接触面積を大きくできる。そのため、融着強度を向上できる。したがって、接合部の強度を向上できるため、好ましい。

図４に、平織織布を含むベルト基材の断面図を示す。

ベルト基材１は、例えば、耐熱性織布１１と、耐熱性織布１１の表面の少なくとも一部を被覆するフッ素樹脂１２とを含む。耐熱性織布１１は、耐熱性繊維１３を含む。

ベルト基材１の厚さは、特に制限されるものではないが、例えば０．０７５ｍｍ～１．０ｍｍの範囲内にありうる。

図５に、からみ織りにより織られたメッシュ織布を含むベルト基材の、厚さ方向についての断面斜視図を示す。図５ではからみ織りの例を説明しているが、からみ織りの代わりに模紗織りを用いてもよい。

ベルト基材１は、耐熱性繊維１３と、耐熱性繊維１３の表面の少なくとも一部を被覆するフッ素樹脂１２とを含む。フッ素樹脂１２は、耐熱性繊維１３の表面を部分的に被覆していてもよく、表面全体を被覆していてもよい。

耐熱性織布を構成する耐熱性繊維の例として、ガラス繊維、アラミド繊維、カーボン繊維、及び、ガラス繊維とアラミド繊維とを混合したものなどが挙げられる。ガラス繊維は、不燃性であり、かつ電気絶縁性を有する。一方、アラミド繊維は、強度に優れ、かつ耐薬品性、耐水蒸気性を有する。

特に、アラミド繊維を含む耐熱性織布が好ましい。アラミド繊維を含む耐熱性織布は、耐屈曲疲労性が高い。そのため、ベルト基材を比較的小さな径に屈曲しても（例えばベルト基材１に第１凸部１０１ａと第２凸部１０１ｂを形成する等）強度が低下しづらい。また、アラミド繊維は、耐水蒸気性が高い。そのため、水蒸気を用いる用途にも好適なベルトが得られる。水蒸気を用いる用途には、食品製造における蒸し工程、真空乾燥工程などが挙げられる。

フッ素樹脂の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）などが挙げられる。フッ素樹脂の種類は、１種類または２種類以上にすることができる。

ベルト基材は、充填材を含有していてもよい。充填材は、フッ素樹脂に混合または分散されていることが望ましい。充填材の例として、炭素材料、無機物（酸化チタン、窒化ホウ素、酸化ケイ素、酸化亜鉛など）、各種顔料を挙げることができる。使用する充填材の種類は、１種類または２種類以上にすることができる。充填材の形態は、特に限定されず、粒状、繊維状、針状などにすることができる。

（ピン）
ピンの例としては、金属を含む棒、金属を含むワイヤー、樹脂を含む棒などが挙げられる。ピンの表面は平滑でも良く、又は凹凸があっても良い。金属の例には、ステンレス（Ｓｔｅｅｌ Ｕｓｅ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ、ＳＵＳ）が挙げられる。樹脂の例には、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｅｒ Ｅｔｈｅｒ Ｋｅｔｏｎｅ、ＰＥＥＫ）が挙げられる。特に、樹脂を含むピンであることが好ましい。樹脂を含むピンであると、金属を嫌う用途にも使用できるベルトを製造できる。

ピンは、ベルト基材から露出している両端部が加工されていても良い。ピンが金属を含む棒である場合の加工の例には、ピンの両端部を第１方向と交差する方向に折り曲げる（具体的には、ピンの軸に対して９０度以上１８０度以下の角度で折り曲げる）、ピンの両端部にピンの径方向に沿って突出した突出部を設ける等がある。突出部は、第１貫通孔及び第２貫通孔を通過しない大きさを有する部材であれば良い。突出部の形態の例には、ピンの両端部にテープを巻き付ける、ピンの両端部に圧着端子を取り付ける等がある。樹脂を含むピンの加工の例には、両端部にテープを巻き付ける、両端部に圧着端子を取り付ける等がある。ピンが金属を含むワイヤーである場合の加工の例には、両端部に圧着端子を取り付ける等がある。上記のような加工が施されたピンであると、ピンが貫通孔から脱落しにくい。よって、接合部の強度を向上できる。

＜変形例＞
他の実施形態（第２の実施形態）に係るベルトの例を、図６を参照して説明する。他の実施形態のベルトは、ベルト基材１の第１端部１０ａ及び第２端部１０ｂが異なる以外は、第１の実施形態と同様な構成を有する。よって、図１～図５と同じ部材については、同符号を付して説明を省略する。

図６は、他の実施形態に係るベルト１０が備えるベルト基材１の第１端部１０ａ及び第２端部１０ｂを示す斜視図である。

ベルト基材１の第１端部１０ａ及び第２端部１０ｂは、凹凸構造を持たない短辺部で構成されている。ベルト基材１とは別の基材（以下、第２基材１５ａ、１５ｂと称す）が、ベルト基材１の第１端部１０ａ及び第２端部１０ｂに設けられている。第２基材１５ａ、１５ｂは、それぞれ、凹凸構造を有する。第２基材１５ａが有する凸部が第１凸部１０１ａである。第１凸部１０１ａは、第２基材１５ａが第１方向Ｑに沿って折り返された部分のうち進行方向Ｐに沿って突出した部分である。第１凸部１０１ａは、第１方向Ｑに沿って延びた第１貫通孔４ａを有する環構造を有する。第１凸部１０１ａは第１方向Ｑに沿って互いから間隔を隔てて形成されている。第１凸部１０１ａ間が第１凹部である。第２基材１５ａの折り返された部分と反対側に位置する一方の端部がベルト基材１の一方の面（例えば表面８）上に例えば熱融着によって固定されている。また、他方の端部がベルト基材１の他方の面（例えば裏面９）上に例えば熱融着によって固定されている。第２基材１５ｂが有する凸部が第２凸部１０１ｂである。第２凸部１０１ｂは、第２基材１５ｂが第１方向Ｑに沿って折り返された部分のうち進行方向Ｐに沿って突出した部分である。第２凸部１０１ｂは、第１方向Ｑに沿って延びた第２貫通孔４ｂを有する環構造を有する。第２凸部１０１ｂは第１方向Ｑに沿って互いから間隔を隔てて形成されている。第２凸部１０１ｂ間が第２凹部である。第２基材１５ｂの折り返された部分と反対側に位置する一方の端部がベルト基材１の一方の面（例えば表面８）上に例えば熱融着によって固定されている。また、他方の端部がベルト基材１の他方の面（例えば裏面９）上に例えば熱融着によって固定されている。

熱融着は、第１の実施形態で説明したのと同様にして行うことができる。熱融着に加えて、さらに糸による縫製をしても良い。縫製は、例えば、ベルト基材１と第２基材１５ａまたは第２基材１５ｂが接している領域を縫うことにより行うことができる。また、縫製は、ベルト基材１の幅方向に沿って行うことができる。熱融着に加えて縫製を行うと、ベルト基材１と第２基材１５ａ，１５ｂの融着面積が小さい場合にも強度を向上できるため、好ましい。特に、ベルト基材１としてメッシュ織布を用いる場合に好適である。

他の実施形態に係るベルト１０が備える接合部の構成は以下の通りである。第１端部１０ａに設けられた第２基材１５ａの凹凸構造と、第２端部１０ｂに設けられた第２基材１５ｂの凹凸構造とが噛み合うように、ベルト基材１を環状に折り曲げる。具体的には、第２基材１５ａの凹部に第２基材１５ｂの第２凸部１０１ｂを挿入し、第２基材１５ｂの凹部に第２基材１５ａの第１凸部１０１ａを挿入し、第１凸部１０１ａと第２凸部１０１ｂが第１方向Ｑに沿って交互に配置されるようにする。この配置の結果、第１貫通孔４ａと第２貫通孔４ｂは、第１方向Ｑに沿って互いに連通する。換言すると、第１貫通孔４ａと第２貫通孔４ｂによって、第１方向Ｑに沿って延びた１つの貫通孔が形成される。ピン５が第１貫通孔４ａと第２貫通孔４ｂとに挿入されることで第１端部１０ａと第２端部１０ｂとが接合され、環状構造のベルト基材１を備えたベルト１０が得られる。

第２基材１５ａ、１５ｂの材料としては、第１の実施形態で例示したベルト基材の材料と同様のものを用いることができる。平織織布を含む第２基材は、ベルト基材１と第２基材１５ａ、１５ｂの接合時に、基材同士の融着面積を大きくでき、せん断強度を高めることができるため、好ましい。例えば、メッシュ織布を含むベルト基材と、平織織布を含む第２基材とを含むベルトは、第２基材を含まないベルトと比べて、強度を向上できる。また、第２基材は、屈曲した際の強度保持率が高い耐熱性繊維を含むことが好ましい。例えば、ガラス繊維を含むベルト基材と、ガラス繊維よりも強度が高い耐熱性繊維を含む第２基材とを含むベルトは、第２基材を含まないベルトと比べて、強度を向上できる。ガラス繊維よりも強度が高い耐熱性繊維の例には、アラミド繊維が挙げられる。中でも、アラミド繊維を含む耐熱性織布の少なくとも一部にフッ素樹脂をコーティングした基材を第２基材１５ａ，１５ｂとして用いると、第１凸部１０１ａ及び第２凸部１０１ｂを形成する際に、第２基材の強度低下を抑えることができるため、好ましい。

第２基材１５ａの材料と、第２基材１５ｂの材料は、同じでも良く、又は互いに異なっていても良い。

他の実施形態に係るベルトは、ベルト基材と第２基材とを含むため、ベルト基材と第２基材のそれぞれについて耐熱性織布の種類を選択できる。よって、ベルト基材がガラス繊維、メッシュ織布、及び、ガラス繊維含有メッシュ織布からなる群より選択される少なくとも１種を含む基材である場合にも、接合部の強度を維持できる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１…ベルト基材、２…ロール、５…ピン、６…接合部、８…表面、９…裏面、１０…ベルト、１１…耐熱性織布、１２…フッ素樹脂、１３…耐熱性繊維、２０…ベルト、２２…進行方向、２３…接合層、１０１ａ…第１凸部、１０１ｂ…第２凸部、１０ａ…第１端部、１０ｂ…第２端部、１５ａ、１５ｂ…第２基材、２０ａ、２０ｂ…ベルト基材の両端部、４ａ…第１貫通孔、４ｂ…第２貫通孔、Ｐ…進行方向、Ｑ…第１方向、Ｘ…進行方向、Ｙ…幅方向、Ｚ…厚み方向。

Claims (4)

1. 耐熱性織布と、前記耐熱性織布の表面の少なくとも一部を被覆するフッ素樹脂とを含み、かつ第１端部と第２端部を有する帯状のベルト基材を備え、前記帯状のベルト基材の前記第１端部と前記第２端部を接合することで形成された環状構造を有するベルトであって、
   前記ベルト基材の前記第１端部に備えられ、前記ベルトの進行方向に沿って突出する少なくとも１つの第１凸部と、
   前記ベルト基材の前記第２端部に備えられ、前記進行方向に沿って突出する少なくとも１つの第２凸部と、
   前記少なくとも１つの第１凸部に前記進行方向と交差する第１方向に沿って設けられた第１貫通孔と、
   前記少なくとも１つの第２凸部に前記第１方向に沿って設けられた第２貫通孔と、
   前記第１貫通孔と前記第２貫通孔に挿入されるピンとを備え、
   前記少なくとも１つの第１凸部の前記第１貫通孔と前記少なくとも１つの第２凸部の前記第２貫通孔が前記第１方向に沿って互いに連通するように配置され、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔に前記ピンが挿入されることで、前記ベルト基材の前記第１端部と前記第２端部が接合されて形成された環状構造を有する、ベルト。
2. 前記少なくとも１つの第１凸部及び前記少なくとも１つの第２凸部は、少なくとも一部がフッ素樹脂で被覆されたアラミド繊維を含む織布を輪状に加工したものである、請求項１に記載のベルト。
3. 前記ピンの両端部が前記第１方向と交差する方向に折り曲げられている、請求項１または２に記載のベルト。
4. 前記ピンの両端部に設けられた突出部をさらに備える、請求項１または２に記載のベルト。