JP3682017B2 - Ｖリブドベルトの製造方法とその製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＶリブドベルトの製造方法とその製造装置に係り、詳しくは研削工程が不要で、研削工程で発生するスクラップ粉（ゴム屑）の発生もなく、工数を低減したＶリブドベルトの製造方法とその製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｖリブドベルトは接着ゴム層中に心線を埋設し、該接着ゴム層の上部にはカバー帆布を積層し、そして該接着ゴム層の下部に複数のリブ部を設けている。このＶリブドベルトはＶベルトに代わって自動車のエアーコンプレッサーやオルタネータ等の補機駆動の動力伝動用として広く使用されている。
【０００３】
このベルトは帆布、接着ゴム層、コードからなる心線、そして圧縮ゴム層を加硫により積層一体化したベルトスリーブを作製し、圧縮ゴム層にグラインダーホイールによってリブ溝を研削して得られたもので、圧縮ゴム層のリブ溝表面からアラミド短繊維が突出している。これを自動車のエアーコンプレッサーやオルタネータ等の補機駆動用のプーリに懸架して走行させると、突出したアラミド短繊維がベルトとプーリ間の介在することによってベルト走行時の騒音や異音を防止していた。しかし、この製造方法では、リブ溝を研削したときに発生するスクラップ粉を再利用しなければならない課題が残っていた。
【０００４】
このため、最近では、材料の廃棄量をできるかぎり少なくするベルトの製造方法として、特開平１０−８６２３６号公報に、緩衝層と圧縮層を有するベルトスリーブを作製し、該ベルトスリーブを型内側へ設置し、型内壁へ押圧してリブ部を型付けした後に加硫し、そして露出させるためにリブ部の薄い表面層を除去する方法が開示されている。
【０００５】
また、特開平３−１６７２１号公報には、モールド面にベルト成形体を作製した後、その外側に外型として加硫ゴム製母型を嵌入した後、加熱加圧してリブ部を成型する母型を用いた方法や、また特開昭５８−２５９４８号公報には、円筒ドラムに装着された可撓性ジャケットの上に未加硫ベルトスリーブを巻き付けた後、ジャケットを膨張させてＶ型突起を有する外型に押圧して加硫成形する方法も提案された。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ベルトスリーブを内面に凹状部と凸状部を設けた型内に設置し、加熱加圧してベルトスリーブを型内面へ押圧してリブ部を型付けした後に加硫する方法では、ゴム中に短繊維が含有しているために、通常の温度、圧力条件では、リブ部を充分に型付けできないこともあり、これらの諸条件の水準を高くすることでゴムに大きな熱履歴を与えていた。しかも、この方法では、繊維を露出させるためにリブ部の薄い表面層を除去するために、研削工程を採用していたため、工数を低減するには至っていない。また、ベルトスリーブを型内側に設置し、内圧を与えて型内壁へ押圧するため、成形後のベルトスリーブの脱型が困難であった。しかも、得られたベルトのリブ部では短繊維が湾曲状態で配向しているために、ベルトの耐側圧性に欠けていた。
【０００７】
母型を用いた方法では、研削工程が不要であるが、ゴム中に短繊維が含有しているために、ゴム母型では十分にリブ部を形成できない場合もあった。
【０００８】
本発明は叙上の如き実状に鑑み、これに対処するもので、研削工程が不要で、研削工程で発生するスクラップ粉の発生もなく、工数を低減したＶリブドベルトの製造方法とその製造装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成すべく本願請求項１記載の発明は、ベルト長手方向に沿って心線を埋設した接着ゴム層と、接着ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部を有するＶリブドベルトの製造方法において、
円筒状成形型面上に少なくとも心線と最外層ゴムを含むベルト成形体を成形し、
上記ベルト成形体を装着した円筒状成形型を成形台に回転可能に設置した後、円周方向に沿って凹状部と凸状部を軸方向に交互に設けた少なくとも１つのリブ溝成形型を移動させてベルト成形体の最外層ゴムに当接させ、リブ溝成形型と円筒状成形型を同時に回転しながら加熱加圧してリブ溝を成型するとともにベルト成形体を加硫し、
リブ溝成形型を円筒状成形型から離反した後に、加硫したベルト成形体を円筒状成形型から取り出す、
Ｖリブドベルトの製造方法にある。
【００１０】
この方法では、複数のリブ溝成形型をベルト成形体の最外層ゴムに当接し、そしてこれらを同時に回転しながら加熱加圧してリブ溝を成型しベルト成形体を加硫するものである。即ち、加硫と同時にリブ溝を成形するもので、従来にようにグラインダーホイールなどによってリブ溝を研削する方法でないために、スクラップ粉の発生もなくて作業環境も向上し、そして工数を少なくして合理化が可能になる。
【００１１】
本願請求項２記載の発明は、リブ溝成形型を、ベルト成形体の最外層ゴムに当接させ、リブ溝成形型と円筒状成形型を同時に回転する際に、リブ溝成形型と円筒状成形型の各回転軸を上下動可能なキャップ体に嵌合させるＶリブドベルトの製造方法にあり、リブ溝成形型と円筒状成形型の回転軸を固定することで、リブ溝成形型を常時一定圧でベルト成形体の最外層ゴムを加圧成形することができる。
【００１２】
本願請求項３記載の発明は、リブ溝成形型をベルト成形体の最外層ゴムに徐々に押圧成型し、そしてリブ溝成形型と円筒状成形型を同時に回転しながら加熱加圧してリブ溝を成型するＶリブドベルトの製造方法にあり、リブ溝成形型の移動を徐々に調節することで、内部歪みの発生しない正確なリブ溝を成形することができる。
【００１３】
本願請求項４記載の発明は、円筒状成形型が熱媒体によって温度調節できるＶリブドベルトの製造方法にあり、ベルト成形体の加圧加硫を容易にする。
【００１４】
本願請求項５記載の発明は、リブ溝成形型が熱媒体によって温度調節できるＶリブドベルトの製造方法にあり、ベルト成形体の加圧加硫を容易にする。
【００１５】
本願請求項６記載の発明は、ベルト長手方向に沿って心線を埋設した接着ゴム層と、接着ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部を有するＶリブドベルトの製造装置において、
回転装置によって回転可能に成形台上に設置した円筒状成形型と、
円筒状成形型の温調装置と、
上記円筒状成形型の外周部の成形台上に配置され、円周方向に沿って凹状部と凸状部を軸方向に交互に設けた回転可能な少なくとも１つのリブ溝成形型と、
上記リブ溝成形型を円筒状成形型へ近接そして離反できるように往復動を可能にした移動装置と、
リブ溝成形型の温調装置と、
を備えたＶリブドベルトの製造装置にある。
【００１６】
本装置では、リブ溝成形型をベルト成形体の最外層ゴムに当接し、そしてこれらを同時に回転しながら加熱加圧してリブ溝を成型するとともにベルト成形体を加硫するものであり、研削装置が不要のためにスクラップ粉の発生もなく、作業環境も向上し、そして工数を少なくして合理化が可能になる。
【００１７】
本願請求項７記載の発明は、リブ溝成形型と円筒状成形型を同時に回転する際に、リブ溝成形型と円筒状成形型の各回転軸を嵌合させる上下動可能なキャップ体を有するＶリブドベルトの製造装置であり、請求項２と同様に、筒状成形型の回転軸を固定することで、リブ溝成形型を常時一定圧でベルト成形体のゴム層を正確に形することができる。
【発明の実施の形態】
図１〜図５は本発明に係るＶリブドベルトの製造方法の概略図を示す。
図１は円筒状成形型上に少なくとも心線とゴム層を含むベルト成形体を成形する工程を示す図であり、両側壁２に回転軸３を有する円筒状成形型１を成形機（図示せず）に設置した後、円筒状成形型１表面上にポリエステル、ナイロン、アラミド、ビニロンなどの合成繊維あるいは綿などの天然繊維、これらの混妨糸からなる平織り帆布、編物などをミシンジョイントによって筒状にしたカバー布４、接着ゴムシート５、心線６、そして接着ゴムシート５からなるベルト構成部材７に、最外層ゴム８として所定長さに切断した短繊維配向ゴムシートを巻き付けてＶリブドベルト用のベルト成形体１０にする。
【００１８】
上記短繊維配向ゴムシート１０の製造方法は、例えば吐出口に向って徐々に径を拡張させた円錐形の内ダイを外ダイに収容したダイを押出機に連結し、投入した短繊維含有ゴムを円周方向へ引き伸ばして、短繊維を円周方向に配向させた円筒状成形体を押出成形し、この円筒状成形体をカッターによって直線状に切開して得られた短繊維配向ゴムシートを使用する。
無論、上記短繊維配向ゴムシート１０の製造方法は、この方法に限定される必要はなく、例えばカレンダーによって短繊維配向ゴムシートに圧延したものでもよい。
【００１９】
ここで使用する最外層ゴム８のゴムは、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、アルキル化クロロスルファン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマー、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレン−プロピレン−ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）からなるエチレン−α−オレフィンエラストマー等のゴム材の単独、またはこれらの混合物が使用される。ジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなどがあげられる。
【００２０】
上記ゴムには、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程度の短繊維が用いられ、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。その添加量はゴム１００重量部に対して１０〜４０重量部である。
【００２１】
更に、本発明のゴムには、軟化剤、カーボンブラックからなる補強剤、充填剤、老化防止剤、加硫促進剤、加硫剤等が添加される。
【００２２】
上記軟化剤としては、一般的なゴム用の可塑剤、例えばジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）等のフタレート系、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）等のアジペート系、ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）等のセバケート系、トリクレジルホスフェート等のホスフェートなど、あるいは一般的な石油系の軟化剤が含まれる。
【００２３】
ここで使用する心線６には、ポリエチレンテレフタレート繊維、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、ポリアミド繊維からなるロープが使用され、ゴムとの接着性を改善する目的で接着処理が施される。このような接着処理としては繊維をレゾルシン−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ液）に浸漬後、加熱乾燥して表面に均一に接着層を形成するのが一般的である。しかし、これに限ることなくエポキシ又はイソシアネート化合物で前処理を行なった後に、ＲＦＬ液で処理する方法等もある。
【００２４】
続いて、上記ベルト成形体１０を装着した円筒状成形型１の回転軸３が成形台１１に設けた軸受け１２に嵌合するように、円筒状成形型１を設置する。そして、軸受け１２の外周部と原動機１５との間に懸架された伝動ベルト１６からなる回転装置１４を原動機１５によって作動させ、円筒状成形型１を回転させる。また、円筒状成形型１は内部空間部１７に蒸気、オイル等の熱媒体を導入し排出する配管１８を配し、型の温度を６０〜１７０℃に調節する。
【００２５】
上記円筒状成形型１を成形台１１に設置して回転させ、同時に型内部を加熱すると、円周方向に沿って凹状部２１と凸状部２２を軸方向に交互に設けたリブ溝成形型２０を原動機２３の作動によりボールネジ２４の回転によって成形台１１上を円筒状成形型１へ近接、離反する。図２、３に示す実施例では、リブ溝成形型２０が直線上に２ヶ所設けられている。しかし、十文字状の９０°間隔で４ヶ所設けることもでき、また正三角形状の１２０°間隔で３ヶ所設けることもできる。
【００２６】
リブ溝成形型２０の回転装置２７は、回転軸２５に装着したプーリ２６と原動機２８との間に伝動ベルト２９が懸架し、原動機２８を走行させてリブ溝成形型２０を回転させる。また、また、リブ溝成形型２０は内部に蒸気、オイル等の熱媒体を導入し排出する配管３０を配し、型の温度を６０〜１７０℃に調節する。
【００２７】
しかして、本実施例では、図４に示すように１４０〜１７０℃に温度調節された一対のリブ溝成形型２０を円筒状成形型１へ向って移動してベルト成形体１０の最外層ゴム８に１〜１００ｋｇ／ｃｍ^２圧で接触させ、徐々に押さえ、リブ溝成形型２０と円筒状成形型１を同時に回転速度５０〜３００ｍｍ／分で２〜５回程度回転させながら加熱加圧してリブ溝３２を成型するとともにベルト成形体１０を加硫する。この場合、キャップ体３５を下降させ、凹部３６をリブ溝成形型２０の回転軸２５と円筒状成形型１の回転軸３に嵌合させながら、リブ溝成形型２０と円筒状成形型１を回転させ、これによりリブ溝成形型２０を常時一定圧でベルト成形体１０の最外層ゴム８を加圧成形することができる。
【００２８】
また、リブ溝成形型２０の移動を調節することで、リブ溝成形型２０をベルト成形体１０の最外層ゴム８に徐々に押圧成型することにより、内部歪みの発生しない正確なリブ溝３２を成形することができる。
【００２９】
ベルト成形体１０が加硫した後、キャップ体３６を上昇させて一対のリブ溝成形型２０と円筒状成形型１０とのロックを解放した後、上記一対のリブ溝成形型２０を円筒状成形型１０から離反する方向へ移動し、円筒状成形型１０と一対のリブ溝成形型２０を５０〜８０℃まで冷却媒体で冷却する。そして、図５に示すように、加硫したベルト成形体１０を円筒状成形型１から取り出し、ベルトスリーブ４０に仕上げる。
【００３０】
上記ベルトスリーブ４０を従来の通り所定幅に切断して個々のＶリブドベルトに仕上げる。
【００３１】
得られたＶリブドベルト７０は、図６に示すように、高強度で低伸度のコードよりなる心線７１を接着ゴム層７２中に埋設し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層７４を有している。この圧縮ゴム層７４にはベルト長手方向にのびる断面略三角形の複数のリブ部７５が設けられ、またベルト表面には特にゴム付帆布を設ける必要はない。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本願請求項に係る発明では、複数のリブ溝成形型をベルト成形体の最外層ゴムに当接し、そしてこれらを同時に回転しながら加熱加圧してリブ溝を成型するとともにベルト成形体を加硫するもので、加硫と同時にリブ溝を成形し、従来にようにグラインダーホイールなど研削装置によってリブ溝を研削する方法でないために、スクラップ粉の発生もなくて作業環境も向上し、そして加硫工程では加硫缶やジャケットゴムを使用しないオープン加硫であるために、設備コストを大幅に削減でき、製造コストを低減できる効果がある。
また、リブ溝成形型と円筒状成形型を同時に回転する際に、リブ溝成形型と円筒状成形型の各回転軸を上下動可能なキャップ体に嵌合し、リブ溝成形型と円筒状成形型の回転軸を固定することで、リブ溝成形型を常時一定圧でベルト成形体のゴの最外層ゴムを加圧成形することができる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】円筒状成形型の表面にベルト成形体を成形した状態の一部断面図を示す。
【図２】本発明に係るＶリブドベルトの製造装置の概略正面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ方向から見た平面図である。
【図４】リブ溝成形型によってベルト成形体の最外層ゴムを押圧しながら加硫している状態を示す図である。
【図５】リブ溝成形型を円筒状成形型から離反し、加硫したベルトスリーブを脱型している状態を示す図である。
【図６】本発明方法によって得られたＶリブドベルトの断面図である。
【符号の説明】
１ 円筒状成形型
８ 最外層ゴム
１０ ベルト成形体
２０ リブ溝成形型
２１ 凹状部
２２ 凸状部
３２ リブ溝
３６ キャップ体
４０ ベルトスリーブ

Claims (7)

1. ベルト長手方向に沿って心線を埋設した接着ゴム層と、接着ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部を有するＶリブドベルトの製造方法において、
   円筒状成形型面上に少なくとも心線と最外層ゴムを含むベルト成形体を成形し、
   上記ベルト成形体を装着した円筒状成形型を成形台に回転可能に設置した後、
   円周方向に沿って凹状部と凸状部を軸方向に交互に設けた少なくとも１つのリブ溝成形型を移動させてベルト成形体の最外層ゴムに当接させ、リブ溝成形型と円筒状成形型を同時に回転しながら加熱加圧してリブ溝を成型するとともにベルト成形体を加硫し、
   リブ溝成形型を円筒状成形型から離反した後に、加硫したベルト成形体を円筒状成形型から取り出す、
   ことを特徴とするＶリブドベルトの製造方法。
2. リブ溝成形型を、ベルト成形体の最外層ゴムに当接させ、リブ溝成形型と円筒状成形型を同時に回転する際に、リブ溝成形型と円筒状成形型の各回転軸を上下動可能なキャップ体に嵌合させる請求項１記載のＶリブドベルトの製造方法。
3. リブ溝成形型をベルト成形体の最外層ゴムに徐々に押圧成型し、そしてリブ溝成形型と円筒状成形型を同時に回転しながら加熱加圧してリブ溝を成型する請求項１又は２記載のＶリブドベルトの製造方法。
4. 円筒状成形型は熱媒体によって温度調節できる請求項１〜３の何れかに記載のＶリブドベルトの製造方法。
5. リブ溝成形型は熱媒体によって温度調節できる請求項１〜４の何れかに記載のＶリブドベルトの製造方法。
6. ベルト長手方向に沿って心線を埋設した接着ゴム層と、接着ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部を有するＶリブドベルトの製造装置において、
   回転装置によって回転可能に成形台上に設置した円筒状成形型と、
   円筒状成形型の温調装置と、
   上記円筒状成形型の外周部の成形台上に配置され、円周方向に沿って凹状部と凸状部を軸方向に交互に設けた回転可能な少なくとも１つのリブ溝成形型と、
   上記リブ溝成形型を円筒状成形型へ近接そして離反できるように往復動を可能にした移動装置と、
   リブ溝成形型の温調装置と、
   を備えたことを特徴とするＶリブドベルトの製造装置。
7. リブ溝成形型と円筒状成形型を同時に回転する際に、リブ溝成形型と円筒状成形型の各回転軸を嵌合させる上下動可能なキャップ体を設けた請求項６記載のＶリブドベルトの製造装置。

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