JP4653283B2 - 突起付きベルトのアウトサート成形方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、突起付きベルトのアウトサート成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
歯付ベルト２は、ベルト長手方向に所定間隔で複数の歯１１を設けた内周側の歯部１２と、心線１３が埋設された外周側の背部１４とで形成されている。このような歯付のベルト２は歯付プーリに懸架して走行駆動されるが、このベルト２をカードや紙類などを搬送するために使用する場合、カードや紙類などを係止して送るための突起体４をベルト２に樹脂で成形して設けることが行なわれている。このように突起体４をベルト２に成形するにあたって、ベルト２の内側の歯１１が埋入されるように突起体４を成形すると、ベルト２の歯１１をプーリに噛み合わせることができなくなるので、突起体４はベルト２の背面に成形するのが望ましい。
【０００３】
図３３はベルト２の背面に突起体４を樹脂成形して設けるようにした例を示すものであり、ベルト２はポリウレタン等のエラストマーで歯部１２と背部１４を成形して形成されており、ベルト２の背部１４には支持突部１が一体に突出させて設けてある。そしてこの支持突部１を背面に突設して作製したベルト２を射出成形用の成形金型内にセットして射出成形を行なう。ベルト２は成形金型に設けたキャビティ内に支持突部１が配置されるようにセットされるものであり、ゲートを通して熱可塑性の樹脂をキャビティ内に射出することによって、突起体４を成形することができる。この突起体４はその基部に形成される二股形状の接合部５で支持突部１のベルト長手方向の両面を挟持させた状態でアウトサート成形されるようにしてある。
【０００４】
上記のようにしてベルト２の背部に突設した支持突部１の外側にアウトサート成形することによって、突起体４をベルト２の背面に起立させるように設けることができるものであり、この突起体４にベルト２の内側の歯１１が埋入されるようなことがないので、ベルト２の歯１１をプーリに噛み合わせることができなくなるようなこともないものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、支持突部１にアウトサート成形される突起体４は、その基部の接合部５で支持突部１を挟持させることによって、ベルト２の背面に保持されているだけである。従ってベルト２への突起体４の取付強度は、支持突部１に対する突起体４の密着性に依存することになるが、例えばベルト２をポリウレタンで作製し、突起体４をポリアセタールで作製する場合、両樹脂は密着性が低く、突起体４の取付強度は極めて低くなるおそれがあった。
【０００６】
また、突起体４をアウトサート成形するにあたって、成形金型のキャビティに樹脂を射出する際の射出圧力で、ベルト２の支持突部１に倒れたりする変形が生じるおそれがあり、このように支持突部１が変形した状態で突起体４がアウトサート成形されると、突起体４の起立角度が傾くなど突起体４に変形が発生することになるものであった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、取付強度高く突起体をベルトの支持突部にアウトサート成形することができるようにすることを目的とし、加えて、傾きなどの変形が生じることなく突起体をアウトサート成形することができるようすることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る突起付きベルトのアウトサート成形方法は、背面に支持突部１を一体に突設したベルト２を成形金型３にセットすると共に成形金型３に樹脂を射出し、支持突部１のベルト長手方向での両面を基部の二股状の接合部５で挟んだ状態で突起体４をこの射出樹脂でアウトサート成形することによって、突起体４をベルト２の背面に起立させて一体的に設けるにあたって、支持突部１にベルト長手方向に貫通する貫通孔６を設け、成形金型３に樹脂を射出して支持突部１に突起体４をアウトサート成形する際に、支持突部１のベルト長手方向での両面を挟む二股状に接合部５を成形すると共に、貫通孔６に充填される樹脂で二股状の接合部５を連接一体化することを特徴とするものである。
【０００９】
また請求項２の発明は、ベルト２を成形金型３内にセットすると共に支持突部１の両側端を成形金型３内に固定し、成形金型３に樹脂を射出することによって、支持突部１よりも接合部５の幅寸法が狭い突起体４をアウトサート形成することを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項３の発明は、射出成形プロセスのシミュレーション解析の結果に基づいて、突起体４を射出成形する際のゲート位置及び突起体４の基部の二股の接合部５の肉厚を設定して、上記のアウトサート成形を行なうことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施の形態の一例を示すものであり、ベルト２は、ベルト長手方向（ベルト２の走行方向）に所定間隔で複数の歯１１を設けた内周側の歯部１２と、心線１３が埋設された外周側の背部１４とで形成してあり、歯部１２と背部１４はポリウレタンなどのエラストマーで形成してある。またベルト２の背部１４にはそのベルト長手方向に沿った４箇所に支持突部１が一体に突設してある。この支持突部１は、ベルト長手方向の両面のうち、一方の片面がベルト２の背面と垂直で他の片面が傾斜する傾斜面となったフック用支持突部１ａと、ベルト長手方向の両面がベルト２の背面と垂直なタワー用支持突部１ｂの２種類からなるものであり、フック用支持突部１ａとタワー用支持突部１ｂとで対をなすようにしてある。またこれらのフック用支持突部１ａやタワー用支持突部１ｂには、ベルト長手方向の両面で開口するように貫通する貫通孔６がそれぞれ設けてある。
【００１３】
上記のように形成されるベルト２を成形金型３にセットして射出成形をすることによって、突起体４をアウトサート成形するものであるが、成形金型３を構成する複数の型部１６，１７の各パーティング面には成形用凹所１８が形成してある。この成形金型３にあって、型部１６，１７を開いて成形用凹所１８内にベルト２をセットした後、型部１６，１７を閉じると、図３に示すように支持突部１の部分においてベルト２の背面と成形用凹所１８の間に樹脂が充填可能なキャビティ１９が形成されるようになっている。このキャビティ１９はベルト２に設けた各支持突部１に対応して形成されるものである。
【００１４】
そして、図３のように成形金型３にベルト２をセットした後、射出成形機からポリアセタールなどの熱可塑性の樹脂を成形金型３に射出すると、樹脂は成形金型３に形成したスプルーからランナー２０に分岐し、ゲート７から各キャビティ１９内に流入して充填される。このように各キャビティ１９に充填される樹脂によって、各支持突部１に突起体４をアウトサート成形することができるものである。
【００１５】
このようにして支持突部１にアウトサート成形された突起体４を図２に示す。
突起体４は基部の二股形状の接合部５が支持突部１のベルト長手方向での両面を挟むようしてアウトサート成形されているものであり、またキャビティ１９に樹脂を充填させる際に樹脂の一部は支持突部１の貫通孔６に流入し、貫通孔６に樹脂が流入して成形される貫通成形部２２が、二股の接合部５の各接合片２３ａ，２３ｂと連接一体化されている。このように突起体４の基部の二股の接合部５の接合片２３ａ，２３ｂが支持突部１の貫通孔６を通して連接一体化しているので、突起体４は支持突部１から外れることがなくなり、支持突部１にアウトサート成形した突起体４の取付強度を高く得ることができるものである。
【００１６】
ここで、ベルト２に成形される突起体４としては、フック用支持突部１ａにアウトサート成形されるフック形突起体４ａと、タワー用支持突部１ｂにアウトサート成形されるタワー形突起体４ｂとがある。フック形突起体４ａは本体部２５の基部に二股状の接合部５を、上端部に水平方向へ突出する係止爪２６を設けた形状に形成されるものであり、係止爪２６が突出する方向に前傾する姿勢でベルト２の背面に起立させて設けてある。またタワー形突起体４ａは基部の二股状の接合部５の上に断面逆Ｖ字状の本体部２５を設けた形状に形成してあり、タワー形突起体４ｂはベルト２の背面に垂直に起立させて設けてある。このフック形突起体４ａとタワー形突起体４ｂを対として用いて紙類などの搬送を行なうものであり、例えば紙類の前端をタワー形突起体４ｂで規制しながら後端をフック形突起体４ａで係止して押すようにして、安定して紙類をベルト２で送ることができるようにしてある。
【００１７】
上記の２種類の突起体４のうち、図１（ｂ）に示すように、フック形突起体４ａは接合部５を含め、全体の幅方向の寸法がベルト２の支持突部１の幅方向の寸法と等しく形成するようにしてあるが、図１（ｃ）に示すように、タワー形突起体４ｂはその接合部５の幅寸法をベルト２の支持突部１の幅寸法よりも狭く形成してあり、本体部２５の幅寸法はさらに狭く形成してある。
【００１８】
このように接合部５の幅寸法が支持突部１の突起体４をアウトサート成形するにあたっては、ベルト２を型部１６，１７間の成形用凹所１８にセットすると、図４に示すように、型部１７の成形用凹所１８の対向する内面に形成した嵌合凹部２９にこの支持突部１の両側端部が嵌合するようにしてある。そしてキャビティ１９に樹脂を射出して充填することによって、この支持突部１に突起体４をアウトサート成形することができるが、支持突部１は両側端部が型部１７の嵌合凹部２９に嵌合して成形金型３内で固定されており、樹脂を射出する際の射出圧力で支持突部１に倒れが発生したりする変形が生じたりすることを防ぐことができるものであり、突起体４を正確な起立角度で支持突部１にアウトサート成形することができるものである。
【００１９】
上記のように成形金型３にベルト２をセットして突起体４をアウトサート成形するにあたって、例えばフック形突起体４ａの場合、係止爪２６が変形して水平度にばらつきがあると、紙類等をフック形突起体４ａで正確に搬送できなくなることがあるので、係止爪２６に変形が生じることなくフック形突起体４ａを成形する必要がある。係止爪２６のこのような水平度を左右する要因としては、射出成形樹脂の収縮変形と、射出成形時のキャビティ１９内の圧力分布を外力としたベルト２の変形及び変形からの復元とに大別される。そして、射出成形プロセスをＣＡＥ（Computer Aided Engineering）でシミュレーション解析し、収縮変形予測とベルト２の周囲の圧力分布予測をして、係止爪２６に変形が生じない成形を行なうことができるようにすることが可能である。そこで本発明では、突起体４を射出成形する際のゲート７の位置及び突起体４の基部の接合部５の二股の各接合片２３ａ，２３ｂの肉厚を設定して、突起体４をアウトサート成形するシミュレーション解析を行なった。シミュレーション解析するにあたっての入力データは次の通りである。流動解析するために、形状のデータとして、樹脂の流れる部分の形状をＣＡＤを基に要素の集合体として作成して得られた、厚みのデータ及び金型の形状を表した樹脂の流動場のデータなどを入力し、樹脂の材質のデータとして、使用樹脂であるポリアセタールの粘度、せん断率、密度、比熱、熱伝導率などを入力し、成形条件のデータとして、射出速度、樹脂の溶融温度、保圧時間、冷却時間、保圧と射出の切替ポイントなどを入力した。また変形解析のために、樹脂の弾性率、ポアソン比、線膨張係数、熱伝導率、金型材熱伝導率などを入力した。
【００２０】
図５（ａ）は突起体４（フック形突起体４ａ）の接合部５の二股の接合片２３ａ，２３ｂのうち、係止爪２６が突出する方向の前側の接合片２３ａの厚みを後側の接合片２３ｂの厚みよりも厚くなるようにＣＡＤで設計した図を示すものであり、図５（ｂ）は前側接合片２３ａの厚みと後側接合片２３ｂの厚みができるだけ同じになるように設計した図を示すものである。尚、図５に記載された数値の単位はｍｍである。
【００２１】
また図６（ａ）はゲート７の位置を突起体４の本体部２５の基部の側端面に対応して設けるようにＣＡＤで設計した図を示すものであり、図６（ｂ）はゲート７の位置を支持突部１の貫通孔６の開口に対応して設けるようにＣＡＤで設計した図を示すものである。尚、図６に記載された数字は、ベルト２の支持突部１を囲むようにキャビティ１９に配置された、圧力や温度を検出する仮想のセンサーの設置位置とセンサーの番号を示すものである。
【００２２】
そして図７及び図８は、フック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ａ）のように前側接合片２３ａの厚みを後側接合片２３ｂよりも厚くなるように設定すると共に、ゲート７の位置を図６（ａ）のように突起体４の本体部２５の側面に設定し、この条件で射出成形をシミュレーションして得られた解析結果をディズプレイに表示した図をカラープリントしたものである。
【００２３】
図７は樹脂をスプルー２１及びランナー２０を通してゲート７からキャビティ１９に射出して、射出開始から成形金型３に樹脂が９９％充填されるまでの、樹脂の流れの時間的経緯を示すものである。図の左に表示した縦の多色の帯は射出開始からの経過時間を色で示すものであり、射出開始直後の樹脂の到達位置は赤で示される。そして０．２秒〜０．３秒程度経過すると、黄色で示されようにスプルー２１を通過し、０．３秒〜０．７秒程度経過すると、緑色で示されるようにランナー２０を通って、０．８秒程度経過した時点で、青色で示されるようにキャビティ１９に流入して突起体４が成形され始めることが図７から予測することができる。そしてキャビティ１９内では、突起体４の本体部２５、次いで係止爪２６の部分に樹脂が充填されてから、接合部５の部分に樹脂が充填されることを予測することができる。図７は樹脂が９９％充填された状態であり、茶色が樹脂未充填の部分を示す。この茶色の部分はフック形突起体４ａの接合部５の後側接合片２３ｂであり、従って、フック形突起体４ａの後側接合片２３ｂの部分が最後に成形されることを予測することができる。
【００２４】
図８は樹脂をスプルー２１及びランナー２０を通してゲート７からキャビティ１９に射出して、樹脂を１００％充填完了した時点での圧力分布を示すものである。図の左に表示した縦の多色の帯は圧力と色の関係を示すものであり、図８から、成形金型３内の圧力は、スプルー２１、ランナー２０、タワー形突起体４ｂのキャビティ１９、フック形突起体４ａのキャビティ１９の順に低くなり、フック形突起体４ａを成形するキャビティ１９内では本体部２５や係止爪２６の部分よりも接合部５の部分のほうが圧力が低くなることが予測される。さらにフック形突起体４ａの接合部５では後側接合片２３ｂの部分のほうが前側接合片２３ａの部分よりも圧力が低くなり、０ＭＰａに近くなることが予測される。
【００２５】
図９は、上記の図７と同様にフック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ａ）のように前側接合片２３ａの厚みを後側接合片２３ｂよりも厚くなるように設定すると共に、ゲート７の位置を図６（ａ）のようにフック形突起体４ａの本体部２５の側面に設定したときにおいて、樹脂をゲート７からキャビティ１９に射出注入を開始してからキャビティ１９に樹脂が９４．５％充填されるまでの、樹脂の流れの時間的経緯を示すものである。茶色は樹脂未充填の部分を示すものであり、図９から、フック形突起体４ａは後側接合片２３ｂの先端部分が最後に成形されることを予測することができる。
【００２６】
図１０は、フック形突起体４ａの接合部５の設計とゲート７の位置を図９の場合と同様に設定したときの、樹脂をキャビティ１９に充填完了した時点でのキャビティ１９内の圧力分布を示すものである。フック形突起体４ａを成形するキャビティ１９内では後側接合片２３ｂの部分のほうが前側接合片２３ａの部分よりも圧力が低くなり、０ＭＰａに近くなることが予測される。
【００２７】
また図１１は、図１０と同条件で圧力測定を行なった際の、図６（ａ）に図示した位置のセンサーで測定した圧力と射出成形の時間との関係を示すものであり、ベルト２の支持突部１の回りの圧力の分布、すなわち前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの間の圧力差や、前側接合片２３ａの上下間や後側接合片２３ｂの上下間の圧力差を予測することができる。さらに図１２は、図６（ａ）に図示した位置のセンサーで測定した平均温度と射出成形の時間との関係を示すものであり、ベルト２の支持突部１の回りの温度の分布、すなわち前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの間の温度差や、前側接合片２３ａの上下間や後側接合片２３ｂの上下間の温度差を予測することができる。
【００２８】
図１３は、フック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ｂ）のように前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みをできるだけ同じになるように設定すると共に、ゲート７の位置を図６（ａ）のようにフック形突起体４ａの本体部２５の側面に設定したときにおいて、樹脂をゲート７からキャビティ１９に射出注入を開始してからキャビティ１９に樹脂が９９．５％充填されるまでの、樹脂の流れの時間的経緯を示すものである。茶色は樹脂未充填の部分を示すものであり、図１３から、フック形突起体４ａは後側接合片２３ｂの先端部分が最後に成形されることを予測することができる。
【００２９】
図１４は、フック形突起体４ａの接合部５の設計とゲート７の位置を図１３の場合と同様に設定したときの、樹脂をキャビティ１９に充填完了した時点でのキャビティ１９内の圧力分布を示すものである。フック形突起体４ａを成形するキャビティ１９内では後側接合片２３ｂの部分のほうが前側接合片２３ａの部分よりも圧力が低くなることが予測される。
【００３０】
また図１５は、図１４と同条件で圧力測定を行なった際の、図６（ａ）に図示した位置のセンサーで測定した圧力と射出成形の時間との関係を示すものであり、ベルト２の支持突部１の回りの圧力の分布、すなわち前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの間の圧力差や、前側接合片２３ａの上下間や後側接合片２３ｂの上下間の圧力差を予測することができる。さらに図１６は、図６（ａ）に図示した位置のセンサーで測定した平均温度と射出成形の時間との関係を示すものであり、ベルト２の支持突部１の回りの温度の分布、すなわち前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの間の温度差や、前側接合片２３ａの上下間や後側接合片２３ｂの上下間の温度差を予測することができる。
【００３１】
上記のシミュレーション解析の予測結果から、フック形突起体４ａの接合部５の設計を、図５（ａ）のように前側接合片２３ａの厚みを後側接合片２３ｂよりも厚くなるように設定するよりも、図５（ｂ）のように前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みができるだけ同じになるように設定するようにしたほうが、ベルト２の支持突部１の回りの圧力分布の差を小さくできることが確認される。
【００３２】
図１７は、フック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ａ）のように前側接合片２３ａの厚みを後側接合片２３ｂよりも厚くなるように設定すると共に、ゲート７の位置を図６（ｂ）のように支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定したときにおいて、樹脂をゲート７からキャビティ１９に射出注入を開始してからキャビティ１９に樹脂が１００％充填されるまでの、樹脂の流れの時間的経緯を示すものである。図１７から、フック形突起体４ａは係止爪２６の先端部分が最後に成形されることを予測することができる。
【００３３】
図１８は、フック形突起体４ａの接合部５の設計とゲート７の位置を図１７の場合と同様に設定したときの、樹脂をキャビティ１９に充填完了した時点でのキャビティ１９内の圧力分布を示すものである。フック形突起体４ａを成形するキャビティ１９内では係止爪２６の先端部の圧力が最も低くなり、前側接合片２３ａの部分と後側接合片２３ｂの部分の圧力差は小さくなることが予測される。
【００３４】
また図１９は、図１８と同条件で圧力測定を行なった際の、図６（ｂ）に図示した位置のセンサーで測定した圧力と射出成形の時間との関係を示すものであり、ベルト２の支持突部１の回りの圧力の分布、すなわち前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの間の圧力差や、前側接合片２３ａの上下間や後側接合片２３ｂの上下間の圧力差を予測することができる。さらに図２０は、図６（ｂ）に図示した位置のセンサーで測定した平均温度と射出成形の時間との関係を示すものであり、ベルト２の支持突部１の回りの温度の分布、すなわち前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの間の温度差や、前側接合片２３ａの上下間や後側接合片２３ｂの上下間の温度差を予測することができる。
【００３５】
上記のシミュレーション解析の予測結果から、キャビティ１９のゲート７の位置を、図６（ａ）のようにフック形突起体４ａの本体部２５の側面に設定するよりも、図６（ｂ）のように支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定するようにしたほうが、ベルト２の支持突部１の回りの圧力分布の差を小さくできることが確認される。
【００３６】
図２１は、フック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ｂ）のように前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みをできるだけ同じになるように設定すると共に、ゲート７の位置を図６（ｂ）のように支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定したときにおいて、樹脂をゲート７からキャビティ１９に射出注入を開始してからキャビティ１９に樹脂が１００％充填されるまでの、樹脂の流れの時間的経緯を示すものである。図２１から、フック形突起体４ａは係止爪２６の先端部分が最後に成形されることを予測することができる。
【００３７】
図２２は、フック形突起体４ａの接合部５の設計とゲート７の位置を図２１の場合と同様に設定したときの、樹脂をキャビティ１９に充填完了した時点でのキャビティ１９内の圧力分布を示すものである。フック形突起体４ａを成形するキャビティ１９内では係止爪２６の先端部の圧力が最も低くなり、前側接合片２３ａの部分と後側接合片２３ｂの部分の圧力差は小さくなることが予測される。
【００３８】
また図２３は、図２２と同条件で圧力測定を行なった際の、図６（ｂ）に図示した位置のセンサーで測定した圧力と射出成形の時間との関係を示すものであり、ベルト２の支持突部１の回りの圧力の分布、すなわち前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの間の圧力差や、前側接合片２３ａの上下間や後側接合片２３ｂの上下間の圧力差を予測することができる。さらに図２４は、図６（ｂ）に図示した位置のセンサーで測定した平均温度と射出成形の時間との関係を示すものであり、ベルト２の支持突部１の回りの温度の分布、すなわち前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの間の温度差や、前側接合片２３ａの上下間や後側接合片２３ｂの上下間の温度差を予測することができる。
【００３９】
上記のシミュレーション解析の予測結果から、フック形突起体４ａの接合部５の設計を、図５（ａ）のように前側接合片２３ａの厚みを後側接合片２３ｂよりも厚くなるように設定するよりも、図５（ｂ）のように前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みができるだけ同じになるように設定し、またキャビティ１９のゲート７の位置を、図６（ａ）のようにフック形突起体４ａの本体部２５の側面に設定するよりも、図６（ｂ）のように支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定するようにしたほうが、ベルト２の支持突部１の回りの圧力分布の差を小さくできることが確認される。
【００４０】
次に、フック形突起体４ａの係止爪２６の変形量や接合部５の変形量をシミュレーション解析した結果を、図２５〜図２７に示す。図２５は、係止爪２６の前後方向（ベルト２の長手方向）へのねじれ変形（図２８の「Ｈｏｏｋ１」の矢印の変形）を、図２６は、係止爪２６の上下方向（ベルト２の表裏方向）への倒れ変形（図２８の「Ｈｏｏｋ２」の矢印の変形）を、図２７は接合部５の前後方向（ベルト２の長手方向）への倒れ変形（図２８の「Ｃｒａｍｐ」の矢印の変形）を、それぞれ示すものである。そして図２５〜図２７において、長さの変化から得られる収縮率を棒グラフで、Ｘ，Ｙ，Ｚそれぞれの方向での変形角度から得られる変形角度の平均値（ＲＭＳ）を折れ線で、それぞれ示す。また「ｏｒｇ」はフック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ａ）のように前側接合片２３ａの厚みを後側接合片２３ｂよりも厚くなるように設定し、キャビティ１９のゲート７の位置を図６（ａ）のようにフック形突起体４ａの本体部２５の側面に設定したもの、「ｃｃｔ」はフック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ｂ）のように前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みができるだけ同じになるように設定し、キャビティ１９のゲート７の位置を図６（ａ）のようにフック形突起体４ａの本体部２５の側面に設定したもの、「ｃｐｇ」はフック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ａ）のように前側接合片２３ａの厚みを後側接合片２３ｂよりも厚くなるように設定し、ゲート７の位置を図６（ｂ）のように支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定したもの、「ｃｃｔ＆ｃｐｇ」はフック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ｂ）のように前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みができるだけ同じになるように設定し、ゲート７の位置を図６（ｂ）のように支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定したものであり、「−Ｄ」に続く数値はベルト２の支持突部１に形成した貫通孔６の直径（単位ｍｍ）をあらわす。
【００４１】
図２５〜図２７にみられるように、フック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ｂ）のように前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みができるだけ同じになるように設定すると共にゲート７の位置を図６（ｂ）のように支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定した、「ｃｃｔ＆ｃｐｇ」のものは、変形角度ＲＭＳを小さくすることができることが確認される。
【００４２】
図２８〜図３２は、以上のシミュレーション解析の結果から得られたフック形突起体４ａの変形予測の図を示すものであり、設計形状を灰色で変形形状を緑色表示し、いずれも変形の程度を２倍に拡大して示してある。そして図２８及び図２９はフック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ａ）のように前側接合片２３ａの厚みを後側接合片２３ｂよりも厚くなるように設定し、キャビティ１９のゲート７の位置を図６（ａ）のようにフック形突起体４ａの本体部２５の側面に設定したもの、図３０はフック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ｂ）のように前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みができるだけ同じになるように設定し、キャビティ１９のゲート７の位置を図６（ａ）のようにフック形突起体４ａの本体部２５の側面に設定したもの、図３１はフック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ａ）のように前側接合片２３ａの厚みを後側接合片２３ｂよりも厚くなるように設定し、ゲート７の位置を図６（ｂ）のように支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定したもの、図３２はフック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ｂ）のように前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みができるだけ同じになるように設定し、ゲート７の位置を図６（ｂ）のように支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定したものである。
【００４３】
そして以上のように射出成形プロセスをＣＡＥでシミュレーション解析することによって、突起体４をアウトサート成形する際のゲート７の位置や接合部５の形状として最適なものを得ることができるものであり、本発明ではこの解析結果に基づいて、ゲート７の位置を支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定し、接合部５の設計を前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みができるだけ同じになるように設定して、突起体４のアウトサート成形を行なうようにしている。
【００４４】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る突起付きベルトのアウトサート成形方法は、背面に支持突部を一体に突設したベルトを成形金型にセットすると共に成形金型に樹脂を射出し、支持突部のベルト長手方向での両面を基部の二股状の接合部で挟んだ状態で突起体をこの射出樹脂でアウトサート成形することによって、突起体をベルトの背面に起立させて一体的に設けるにあたって、支持突部にベルト長手方向に貫通する貫通孔を設け、成形金型に樹脂を射出して支持突部に突起体をアウトサート成形する際に、支持突部のベルト長手方向での両面を挟む二股状に接合部を成形すると共に、貫通孔に充填される樹脂で二股状の接合部を連接一体化するようにしたので、突起体の基部の二股状の接合部を支持突部の貫通孔に成形される樹脂によって支持突部と一体化することができ、突起体は支持突部から外れることがなくなるものであって、支持突部にアウトサート成形した突起体の取付強度を高く得ることができるものである。
【００４５】
また請求項２の発明は、ベルトを成形金型内にセットすると共に支持突部の両側端を成形金型内に固定し、成形金型に樹脂を射出することによって、支持突部よりも接合部の幅寸法が狭い突起体をアウトサート形成するようにしたので、射出圧力で支持突部が倒れたりする変形したりするようなことなく、樹脂の射出を行なうことができ、突起体を正確な起立角度で支持突部にアウトサート成形することができるものである。
【００４６】
また請求項３の発明は、射出成形プロセスのシミュレーション解析の結果に基づいて、突起体を射出成形する際のゲート位置及び突起体の基部の二股の接合部の肉厚を設定して、上記のアウトサート成形を行なうようにしたので、最適な条件で成形を行なうことが可能になるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で得られた突起付きベルトの実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）はイ−イ線断面図、（ｃ）はロ−ロ線断面図である。
【図２】同上の一部の拡大した正面断面図である。
【図３】本発明のアウトサート成形に用いる成形金型の実施の形態の一例を示す一部の断面図である。
【図４】同上の成形金型を示すものであり、（ａ）は一部の断面図、（ｂ）はハ−ハ線断面図である。
【図５】フック形突起体の接合部の設計図を示すものであり、（ａ）は前側接合片の厚みを後側接合片の厚みよりも厚肉に設計した図、（ｂ）は前側接合片と後側接合片の厚みをできるだけ等しく設計した図である。
【図６】フック形突起体を成形する際の成形金型のゲート位置とセンサーの設置位置を示すものであり、（ａ）はゲート位置をフック形突起体の本体部に対応して設定するようにした図、（ｂ）はゲート位置をベルトの支持突部に設けた貫通孔の開口に対応して設定するようにした図である。
【図７】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、成形金型内部の樹脂の充填状態を示すものである。
【図８】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、成形金型内部の圧力分布を示すものである。
【図９】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体を成形するキャビティ内部の樹脂の充填状態を示すものである。
【図１０】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体を成形するキャビティ内部の圧力分布を示すものである。
【図１１】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、ベルトの支持突部の周囲のセンサーで測定した圧力と射出経過時間との関係を示すものである。
【図１２】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、ベルトの支持突部の周囲のセンサーで測定した温度と射出経過時間との関係を示すものである。
【図１３】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体を成形するキャビティ内部の樹脂の充填状態を示すものである。
【図１４】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体を成形するキャビティ内部の圧力分布を示すものである。
【図１５】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、ベルトの支持突部の周囲のセンサーで測定した圧力と射出経過時間との関係を示すものである。
【図１６】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、ベルトの支持突部の周囲のセンサーで測定した温度と射出経過時間との関係を示すものである。
【図１７】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体を成形するキャビティ内部の樹脂の充填状態を示すものである。
【図１８】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体を成形するキャビティ内部の圧力分布を示すものである。
【図１９】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、ベルトの支持突部の周囲のセンサーで測定した圧力と射出経過時間との関係を示すものである。
【図２０】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、ベルトの支持突部の周囲のセンサーで測定した温度と射出経過時間との関係を示すものである。
【図２１】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体を成形するキャビティ内部の樹脂の充填状態を示すものである。
【図２２】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体を成形するキャビティ内部の圧力分布を示すものである。
【図２３】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、ベルトの支持突部の周囲のセンサーで測定した圧力と射出経過時間との関係を示すものである。
【図２４】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、ベルトの支持突部の周囲のセンサーで測定した温度と射出経過時間との関係を示すものである。
【図２５】フック形突起体の係止爪のねじれ変形を予測するグラフである。
【図２６】フック形突起体の係止爪の倒れ変形を予測するグラフである。
【図２７】フック形突起体の接合部の倒れ変形を予測するグラフである。
【図２８】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体の変形予測を示すものである。
【図２９】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体の変形予測を示すものである。
【図３０】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体の変形予測を示すものである。
【図３１】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体の変形予測を示すものである。
【図３２】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体の変形予測を示すものである。
【図３３】従来例を示す一部の正面図である。
【符号の説明】
１ 支持突部
２ ベルト
３ 成形金型
４ 突起体
５ 接合部
６ 貫通孔
７ ゲート
【発明の属する技術分野】
本発明は、突起付きベルトのアウトサート成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
歯付ベルト２は、ベルト長手方向に所定間隔で複数の歯１１を設けた内周側の歯部１２と、心線１３が埋設された外周側の背部１４とで形成されている。このような歯付のベルト２は歯付プーリに懸架して走行駆動されるが、このベルト２をカードや紙類などを搬送するために使用する場合、カードや紙類などを係止して送るための突起体４をベルト２に樹脂で成形して設けることが行なわれている。このように突起体４をベルト２に成形するにあたって、ベルト２の内側の歯１１が埋入されるように突起体４を成形すると、ベルト２の歯１１をプーリに噛み合わせることができなくなるので、突起体４はベルト２の背面に成形するのが望ましい。
【０００３】
図３３はベルト２の背面に突起体４を樹脂成形して設けるようにした例を示すものであり、ベルト２はポリウレタン等のエラストマーで歯部１２と背部１４を成形して形成されており、ベルト２の背部１４には支持突部１が一体に突出させて設けてある。そしてこの支持突部１を背面に突設して作製したベルト２を射出成形用の成形金型内にセットして射出成形を行なう。ベルト２は成形金型に設けたキャビティ内に支持突部１が配置されるようにセットされるものであり、ゲートを通して熱可塑性の樹脂をキャビティ内に射出することによって、突起体４を成形することができる。この突起体４はその基部に形成される二股形状の接合部５で支持突部１のベルト長手方向の両面を挟持させた状態でアウトサート成形されるようにしてある。
【０００４】
上記のようにしてベルト２の背部に突設した支持突部１の外側にアウトサート成形することによって、突起体４をベルト２の背面に起立させるように設けることができるものであり、この突起体４にベルト２の内側の歯１１が埋入されるようなことがないので、ベルト２の歯１１をプーリに噛み合わせることができなくなるようなこともないものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、支持突部１にアウトサート成形される突起体４は、その基部の接合部５で支持突部１を挟持させることによって、ベルト２の背面に保持されているだけである。従ってベルト２への突起体４の取付強度は、支持突部１に対する突起体４の密着性に依存することになるが、例えばベルト２をポリウレタンで作製し、突起体４をポリアセタールで作製する場合、両樹脂は密着性が低く、突起体４の取付強度は極めて低くなるおそれがあった。
【０００６】
また、突起体４をアウトサート成形するにあたって、成形金型のキャビティに樹脂を射出する際の射出圧力で、ベルト２の支持突部１に倒れたりする変形が生じるおそれがあり、このように支持突部１が変形した状態で突起体４がアウトサート成形されると、突起体４の起立角度が傾くなど突起体４に変形が発生することになるものであった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、取付強度高く突起体をベルトの支持突部にアウトサート成形することができるようにすることを目的とし、加えて、傾きなどの変形が生じることなく突起体をアウトサート成形することができるようすることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る突起付きベルトのアウトサート成形方法は、背面に支持突部１を一体に突設したベルト２を成形金型３にセットすると共に成形金型３に樹脂を射出し、支持突部１のベルト長手方向での両面を基部の二股状の接合部５で挟んだ状態で突起体４をこの射出樹脂でアウトサート成形することによって、突起体４をベルト２の背面に起立させて一体的に設けるにあたって、支持突部１にベルト長手方向に貫通する貫通孔６を設け、成形金型３に樹脂を射出して支持突部１に突起体４をアウトサート成形する際に、支持突部１のベルト長手方向での両面を挟む二股状に接合部５を成形すると共に、貫通孔６に充填される樹脂で二股状の接合部５を連接一体化することを特徴とするものである。
【０００９】
また請求項２の発明は、ベルト２を成形金型３内にセットすると共に支持突部１の両側端を成形金型３内に固定し、成形金型３に樹脂を射出することによって、支持突部１よりも接合部５の幅寸法が狭い突起体４をアウトサート形成することを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項３の発明は、射出成形プロセスのシミュレーション解析の結果に基づいて、突起体４を射出成形する際のゲート位置及び突起体４の基部の二股の接合部５の肉厚を設定して、上記のアウトサート成形を行なうことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施の形態の一例を示すものであり、ベルト２は、ベルト長手方向（ベルト２の走行方向）に所定間隔で複数の歯１１を設けた内周側の歯部１２と、心線１３が埋設された外周側の背部１４とで形成してあり、歯部１２と背部１４はポリウレタンなどのエラストマーで形成してある。またベルト２の背部１４にはそのベルト長手方向に沿った４箇所に支持突部１が一体に突設してある。この支持突部１は、ベルト長手方向の両面のうち、一方の片面がベルト２の背面と垂直で他の片面が傾斜する傾斜面となったフック用支持突部１ａと、ベルト長手方向の両面がベルト２の背面と垂直なタワー用支持突部１ｂの２種類からなるものであり、フック用支持突部１ａとタワー用支持突部１ｂとで対をなすようにしてある。またこれらのフック用支持突部１ａやタワー用支持突部１ｂには、ベルト長手方向の両面で開口するように貫通する貫通孔６がそれぞれ設けてある。
【００１３】
上記のように形成されるベルト２を成形金型３にセットして射出成形をすることによって、突起体４をアウトサート成形するものであるが、成形金型３を構成する複数の型部１６，１７の各パーティング面には成形用凹所１８が形成してある。この成形金型３にあって、型部１６，１７を開いて成形用凹所１８内にベルト２をセットした後、型部１６，１７を閉じると、図３に示すように支持突部１の部分においてベルト２の背面と成形用凹所１８の間に樹脂が充填可能なキャビティ１９が形成されるようになっている。このキャビティ１９はベルト２に設けた各支持突部１に対応して形成されるものである。
【００１４】
そして、図３のように成形金型３にベルト２をセットした後、射出成形機からポリアセタールなどの熱可塑性の樹脂を成形金型３に射出すると、樹脂は成形金型３に形成したスプルーからランナー２０に分岐し、ゲート７から各キャビティ１９内に流入して充填される。このように各キャビティ１９に充填される樹脂によって、各支持突部１に突起体４をアウトサート成形することができるものである。
【００１５】
このようにして支持突部１にアウトサート成形された突起体４を図２に示す。
突起体４は基部の二股形状の接合部５が支持突部１のベルト長手方向での両面を挟むようしてアウトサート成形されているものであり、またキャビティ１９に樹脂を充填させる際に樹脂の一部は支持突部１の貫通孔６に流入し、貫通孔６に樹脂が流入して成形される貫通成形部２２が、二股の接合部５の各接合片２３ａ，２３ｂと連接一体化されている。このように突起体４の基部の二股の接合部５の接合片２３ａ，２３ｂが支持突部１の貫通孔６を通して連接一体化しているので、突起体４は支持突部１から外れることがなくなり、支持突部１にアウトサート成形した突起体４の取付強度を高く得ることができるものである。
【００１６】
ここで、ベルト２に成形される突起体４としては、フック用支持突部１ａにアウトサート成形されるフック形突起体４ａと、タワー用支持突部１ｂにアウトサート成形されるタワー形突起体４ｂとがある。フック形突起体４ａは本体部２５の基部に二股状の接合部５を、上端部に水平方向へ突出する係止爪２６を設けた形状に形成されるものであり、係止爪２６が突出する方向に前傾する姿勢でベルト２の背面に起立させて設けてある。またタワー形突起体４ａは基部の二股状の接合部５の上に断面逆Ｖ字状の本体部２５を設けた形状に形成してあり、タワー形突起体４ｂはベルト２の背面に垂直に起立させて設けてある。このフック形突起体４ａとタワー形突起体４ｂを対として用いて紙類などの搬送を行なうものであり、例えば紙類の前端をタワー形突起体４ｂで規制しながら後端をフック形突起体４ａで係止して押すようにして、安定して紙類をベルト２で送ることができるようにしてある。
【００１７】
上記の２種類の突起体４のうち、図１（ｂ）に示すように、フック形突起体４ａは接合部５を含め、全体の幅方向の寸法がベルト２の支持突部１の幅方向の寸法と等しく形成するようにしてあるが、図１（ｃ）に示すように、タワー形突起体４ｂはその接合部５の幅寸法をベルト２の支持突部１の幅寸法よりも狭く形成してあり、本体部２５の幅寸法はさらに狭く形成してある。
【００１８】
このように接合部５の幅寸法が支持突部１の突起体４をアウトサート成形するにあたっては、ベルト２を型部１６，１７間の成形用凹所１８にセットすると、図４に示すように、型部１７の成形用凹所１８の対向する内面に形成した嵌合凹部２９にこの支持突部１の両側端部が嵌合するようにしてある。そしてキャビティ１９に樹脂を射出して充填することによって、この支持突部１に突起体４をアウトサート成形することができるが、支持突部１は両側端部が型部１７の嵌合凹部２９に嵌合して成形金型３内で固定されており、樹脂を射出する際の射出圧力で支持突部１に倒れが発生したりする変形が生じたりすることを防ぐことができるものであり、突起体４を正確な起立角度で支持突部１にアウトサート成形することができるものである。
【００１９】
上記のように成形金型３にベルト２をセットして突起体４をアウトサート成形するにあたって、例えばフック形突起体４ａの場合、係止爪２６が変形して水平度にばらつきがあると、紙類等をフック形突起体４ａで正確に搬送できなくなることがあるので、係止爪２６に変形が生じることなくフック形突起体４ａを成形する必要がある。係止爪２６のこのような水平度を左右する要因としては、射出成形樹脂の収縮変形と、射出成形時のキャビティ１９内の圧力分布を外力としたベルト２の変形及び変形からの復元とに大別される。そして、射出成形プロセスをＣＡＥ（Computer Aided Engineering）でシミュレーション解析し、収縮変形予測とベルト２の周囲の圧力分布予測をして、係止爪２６に変形が生じない成形を行なうことができるようにすることが可能である。そこで本発明では、突起体４を射出成形する際のゲート７の位置及び突起体４の基部の接合部５の二股の各接合片２３ａ，２３ｂの肉厚を設定して、突起体４をアウトサート成形するシミュレーション解析を行なった。シミュレーション解析するにあたっての入力データは次の通りである。流動解析するために、形状のデータとして、樹脂の流れる部分の形状をＣＡＤを基に要素の集合体として作成して得られた、厚みのデータ及び金型の形状を表した樹脂の流動場のデータなどを入力し、樹脂の材質のデータとして、使用樹脂であるポリアセタールの粘度、せん断率、密度、比熱、熱伝導率などを入力し、成形条件のデータとして、射出速度、樹脂の溶融温度、保圧時間、冷却時間、保圧と射出の切替ポイントなどを入力した。また変形解析のために、樹脂の弾性率、ポアソン比、線膨張係数、熱伝導率、金型材熱伝導率などを入力した。
【００２０】
図５（ａ）は突起体４（フック形突起体４ａ）の接合部５の二股の接合片２３ａ，２３ｂのうち、係止爪２６が突出する方向の前側の接合片２３ａの厚みを後側の接合片２３ｂの厚みよりも厚くなるようにＣＡＤで設計した図を示すものであり、図５（ｂ）は前側接合片２３ａの厚みと後側接合片２３ｂの厚みができるだけ同じになるように設計した図を示すものである。尚、図５に記載された数値の単位はｍｍである。
【００２１】
また図６（ａ）はゲート７の位置を突起体４の本体部２５の基部の側端面に対応して設けるようにＣＡＤで設計した図を示すものであり、図６（ｂ）はゲート７の位置を支持突部１の貫通孔６の開口に対応して設けるようにＣＡＤで設計した図を示すものである。尚、図６に記載された数字は、ベルト２の支持突部１を囲むようにキャビティ１９に配置された、圧力や温度を検出する仮想のセンサーの設置位置とセンサーの番号を示すものである。
【００２２】
そして図７及び図８は、フック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ａ）のように前側接合片２３ａの厚みを後側接合片２３ｂよりも厚くなるように設定すると共に、ゲート７の位置を図６（ａ）のように突起体４の本体部２５の側面に設定し、この条件で射出成形をシミュレーションして得られた解析結果をディズプレイに表示した図をカラープリントしたものである。
【００２３】
図７は樹脂をスプルー２１及びランナー２０を通してゲート７からキャビティ１９に射出して、射出開始から成形金型３に樹脂が９９％充填されるまでの、樹脂の流れの時間的経緯を示すものである。図の左に表示した縦の多色の帯は射出開始からの経過時間を色で示すものであり、射出開始直後の樹脂の到達位置は赤で示される。そして０．２秒〜０．３秒程度経過すると、黄色で示されようにスプルー２１を通過し、０．３秒〜０．７秒程度経過すると、緑色で示されるようにランナー２０を通って、０．８秒程度経過した時点で、青色で示されるようにキャビティ１９に流入して突起体４が成形され始めることが図７から予測することができる。そしてキャビティ１９内では、突起体４の本体部２５、次いで係止爪２６の部分に樹脂が充填されてから、接合部５の部分に樹脂が充填されることを予測することができる。図７は樹脂が９９％充填された状態であり、茶色が樹脂未充填の部分を示す。この茶色の部分はフック形突起体４ａの接合部５の後側接合片２３ｂであり、従って、フック形突起体４ａの後側接合片２３ｂの部分が最後に成形されることを予測することができる。
【００２４】
図８は樹脂をスプルー２１及びランナー２０を通してゲート７からキャビティ１９に射出して、樹脂を１００％充填完了した時点での圧力分布を示すものである。図の左に表示した縦の多色の帯は圧力と色の関係を示すものであり、図８から、成形金型３内の圧力は、スプルー２１、ランナー２０、タワー形突起体４ｂのキャビティ１９、フック形突起体４ａのキャビティ１９の順に低くなり、フック形突起体４ａを成形するキャビティ１９内では本体部２５や係止爪２６の部分よりも接合部５の部分のほうが圧力が低くなることが予測される。さらにフック形突起体４ａの接合部５では後側接合片２３ｂの部分のほうが前側接合片２３ａの部分よりも圧力が低くなり、０ＭＰａに近くなることが予測される。
【００２５】
図９は、上記の図７と同様にフック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ａ）のように前側接合片２３ａの厚みを後側接合片２３ｂよりも厚くなるように設定すると共に、ゲート７の位置を図６（ａ）のようにフック形突起体４ａの本体部２５の側面に設定したときにおいて、樹脂をゲート７からキャビティ１９に射出注入を開始してからキャビティ１９に樹脂が９４．５％充填されるまでの、樹脂の流れの時間的経緯を示すものである。茶色は樹脂未充填の部分を示すものであり、図９から、フック形突起体４ａは後側接合片２３ｂの先端部分が最後に成形されることを予測することができる。
【００２６】
図１０は、フック形突起体４ａの接合部５の設計とゲート７の位置を図９の場合と同様に設定したときの、樹脂をキャビティ１９に充填完了した時点でのキャビティ１９内の圧力分布を示すものである。フック形突起体４ａを成形するキャビティ１９内では後側接合片２３ｂの部分のほうが前側接合片２３ａの部分よりも圧力が低くなり、０ＭＰａに近くなることが予測される。
【００２７】
また図１１は、図１０と同条件で圧力測定を行なった際の、図６（ａ）に図示した位置のセンサーで測定した圧力と射出成形の時間との関係を示すものであり、ベルト２の支持突部１の回りの圧力の分布、すなわち前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの間の圧力差や、前側接合片２３ａの上下間や後側接合片２３ｂの上下間の圧力差を予測することができる。さらに図１２は、図６（ａ）に図示した位置のセンサーで測定した平均温度と射出成形の時間との関係を示すものであり、ベルト２の支持突部１の回りの温度の分布、すなわち前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの間の温度差や、前側接合片２３ａの上下間や後側接合片２３ｂの上下間の温度差を予測することができる。
【００２８】
図１３は、フック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ｂ）のように前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みをできるだけ同じになるように設定すると共に、ゲート７の位置を図６（ａ）のようにフック形突起体４ａの本体部２５の側面に設定したときにおいて、樹脂をゲート７からキャビティ１９に射出注入を開始してからキャビティ１９に樹脂が９９．５％充填されるまでの、樹脂の流れの時間的経緯を示すものである。茶色は樹脂未充填の部分を示すものであり、図１３から、フック形突起体４ａは後側接合片２３ｂの先端部分が最後に成形されることを予測することができる。
【００２９】
図１４は、フック形突起体４ａの接合部５の設計とゲート７の位置を図１３の場合と同様に設定したときの、樹脂をキャビティ１９に充填完了した時点でのキャビティ１９内の圧力分布を示すものである。フック形突起体４ａを成形するキャビティ１９内では後側接合片２３ｂの部分のほうが前側接合片２３ａの部分よりも圧力が低くなることが予測される。
【００３０】
また図１５は、図１４と同条件で圧力測定を行なった際の、図６（ａ）に図示した位置のセンサーで測定した圧力と射出成形の時間との関係を示すものであり、ベルト２の支持突部１の回りの圧力の分布、すなわち前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの間の圧力差や、前側接合片２３ａの上下間や後側接合片２３ｂの上下間の圧力差を予測することができる。さらに図１６は、図６（ａ）に図示した位置のセンサーで測定した平均温度と射出成形の時間との関係を示すものであり、ベルト２の支持突部１の回りの温度の分布、すなわち前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの間の温度差や、前側接合片２３ａの上下間や後側接合片２３ｂの上下間の温度差を予測することができる。
【００３１】
上記のシミュレーション解析の予測結果から、フック形突起体４ａの接合部５の設計を、図５（ａ）のように前側接合片２３ａの厚みを後側接合片２３ｂよりも厚くなるように設定するよりも、図５（ｂ）のように前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みができるだけ同じになるように設定するようにしたほうが、ベルト２の支持突部１の回りの圧力分布の差を小さくできることが確認される。
【００３２】
図１７は、フック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ａ）のように前側接合片２３ａの厚みを後側接合片２３ｂよりも厚くなるように設定すると共に、ゲート７の位置を図６（ｂ）のように支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定したときにおいて、樹脂をゲート７からキャビティ１９に射出注入を開始してからキャビティ１９に樹脂が１００％充填されるまでの、樹脂の流れの時間的経緯を示すものである。図１７から、フック形突起体４ａは係止爪２６の先端部分が最後に成形されることを予測することができる。
【００３３】
図１８は、フック形突起体４ａの接合部５の設計とゲート７の位置を図１７の場合と同様に設定したときの、樹脂をキャビティ１９に充填完了した時点でのキャビティ１９内の圧力分布を示すものである。フック形突起体４ａを成形するキャビティ１９内では係止爪２６の先端部の圧力が最も低くなり、前側接合片２３ａの部分と後側接合片２３ｂの部分の圧力差は小さくなることが予測される。
【００３４】
また図１９は、図１８と同条件で圧力測定を行なった際の、図６（ｂ）に図示した位置のセンサーで測定した圧力と射出成形の時間との関係を示すものであり、ベルト２の支持突部１の回りの圧力の分布、すなわち前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの間の圧力差や、前側接合片２３ａの上下間や後側接合片２３ｂの上下間の圧力差を予測することができる。さらに図２０は、図６（ｂ）に図示した位置のセンサーで測定した平均温度と射出成形の時間との関係を示すものであり、ベルト２の支持突部１の回りの温度の分布、すなわち前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの間の温度差や、前側接合片２３ａの上下間や後側接合片２３ｂの上下間の温度差を予測することができる。
【００３５】
上記のシミュレーション解析の予測結果から、キャビティ１９のゲート７の位置を、図６（ａ）のようにフック形突起体４ａの本体部２５の側面に設定するよりも、図６（ｂ）のように支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定するようにしたほうが、ベルト２の支持突部１の回りの圧力分布の差を小さくできることが確認される。
【００３６】
図２１は、フック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ｂ）のように前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みをできるだけ同じになるように設定すると共に、ゲート７の位置を図６（ｂ）のように支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定したときにおいて、樹脂をゲート７からキャビティ１９に射出注入を開始してからキャビティ１９に樹脂が１００％充填されるまでの、樹脂の流れの時間的経緯を示すものである。図２１から、フック形突起体４ａは係止爪２６の先端部分が最後に成形されることを予測することができる。
【００３７】
図２２は、フック形突起体４ａの接合部５の設計とゲート７の位置を図２１の場合と同様に設定したときの、樹脂をキャビティ１９に充填完了した時点でのキャビティ１９内の圧力分布を示すものである。フック形突起体４ａを成形するキャビティ１９内では係止爪２６の先端部の圧力が最も低くなり、前側接合片２３ａの部分と後側接合片２３ｂの部分の圧力差は小さくなることが予測される。
【００３８】
また図２３は、図２２と同条件で圧力測定を行なった際の、図６（ｂ）に図示した位置のセンサーで測定した圧力と射出成形の時間との関係を示すものであり、ベルト２の支持突部１の回りの圧力の分布、すなわち前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの間の圧力差や、前側接合片２３ａの上下間や後側接合片２３ｂの上下間の圧力差を予測することができる。さらに図２４は、図６（ｂ）に図示した位置のセンサーで測定した平均温度と射出成形の時間との関係を示すものであり、ベルト２の支持突部１の回りの温度の分布、すなわち前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの間の温度差や、前側接合片２３ａの上下間や後側接合片２３ｂの上下間の温度差を予測することができる。
【００３９】
上記のシミュレーション解析の予測結果から、フック形突起体４ａの接合部５の設計を、図５（ａ）のように前側接合片２３ａの厚みを後側接合片２３ｂよりも厚くなるように設定するよりも、図５（ｂ）のように前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みができるだけ同じになるように設定し、またキャビティ１９のゲート７の位置を、図６（ａ）のようにフック形突起体４ａの本体部２５の側面に設定するよりも、図６（ｂ）のように支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定するようにしたほうが、ベルト２の支持突部１の回りの圧力分布の差を小さくできることが確認される。
【００４０】
次に、フック形突起体４ａの係止爪２６の変形量や接合部５の変形量をシミュレーション解析した結果を、図２５〜図２７に示す。図２５は、係止爪２６の前後方向（ベルト２の長手方向）へのねじれ変形（図２８の「Ｈｏｏｋ１」の矢印の変形）を、図２６は、係止爪２６の上下方向（ベルト２の表裏方向）への倒れ変形（図２８の「Ｈｏｏｋ２」の矢印の変形）を、図２７は接合部５の前後方向（ベルト２の長手方向）への倒れ変形（図２８の「Ｃｒａｍｐ」の矢印の変形）を、それぞれ示すものである。そして図２５〜図２７において、長さの変化から得られる収縮率を棒グラフで、Ｘ，Ｙ，Ｚそれぞれの方向での変形角度から得られる変形角度の平均値（ＲＭＳ）を折れ線で、それぞれ示す。また「ｏｒｇ」はフック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ａ）のように前側接合片２３ａの厚みを後側接合片２３ｂよりも厚くなるように設定し、キャビティ１９のゲート７の位置を図６（ａ）のようにフック形突起体４ａの本体部２５の側面に設定したもの、「ｃｃｔ」はフック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ｂ）のように前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みができるだけ同じになるように設定し、キャビティ１９のゲート７の位置を図６（ａ）のようにフック形突起体４ａの本体部２５の側面に設定したもの、「ｃｐｇ」はフック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ａ）のように前側接合片２３ａの厚みを後側接合片２３ｂよりも厚くなるように設定し、ゲート７の位置を図６（ｂ）のように支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定したもの、「ｃｃｔ＆ｃｐｇ」はフック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ｂ）のように前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みができるだけ同じになるように設定し、ゲート７の位置を図６（ｂ）のように支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定したものであり、「−Ｄ」に続く数値はベルト２の支持突部１に形成した貫通孔６の直径（単位ｍｍ）をあらわす。
【００４１】
図２５〜図２７にみられるように、フック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ｂ）のように前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みができるだけ同じになるように設定すると共にゲート７の位置を図６（ｂ）のように支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定した、「ｃｃｔ＆ｃｐｇ」のものは、変形角度ＲＭＳを小さくすることができることが確認される。
【００４２】
図２８〜図３２は、以上のシミュレーション解析の結果から得られたフック形突起体４ａの変形予測の図を示すものであり、設計形状を灰色で変形形状を緑色表示し、いずれも変形の程度を２倍に拡大して示してある。そして図２８及び図２９はフック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ａ）のように前側接合片２３ａの厚みを後側接合片２３ｂよりも厚くなるように設定し、キャビティ１９のゲート７の位置を図６（ａ）のようにフック形突起体４ａの本体部２５の側面に設定したもの、図３０はフック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ｂ）のように前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みができるだけ同じになるように設定し、キャビティ１９のゲート７の位置を図６（ａ）のようにフック形突起体４ａの本体部２５の側面に設定したもの、図３１はフック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ａ）のように前側接合片２３ａの厚みを後側接合片２３ｂよりも厚くなるように設定し、ゲート７の位置を図６（ｂ）のように支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定したもの、図３２はフック形突起体４ａの接合部５の設計を図５（ｂ）のように前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みができるだけ同じになるように設定し、ゲート７の位置を図６（ｂ）のように支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定したものである。
【００４３】
そして以上のように射出成形プロセスをＣＡＥでシミュレーション解析することによって、突起体４をアウトサート成形する際のゲート７の位置や接合部５の形状として最適なものを得ることができるものであり、本発明ではこの解析結果に基づいて、ゲート７の位置を支持突部１の貫通孔６の開口に対応した位置に設定し、接合部５の設計を前側接合片２３ａと後側接合片２３ｂの厚みができるだけ同じになるように設定して、突起体４のアウトサート成形を行なうようにしている。
【００４４】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る突起付きベルトのアウトサート成形方法は、背面に支持突部を一体に突設したベルトを成形金型にセットすると共に成形金型に樹脂を射出し、支持突部のベルト長手方向での両面を基部の二股状の接合部で挟んだ状態で突起体をこの射出樹脂でアウトサート成形することによって、突起体をベルトの背面に起立させて一体的に設けるにあたって、支持突部にベルト長手方向に貫通する貫通孔を設け、成形金型に樹脂を射出して支持突部に突起体をアウトサート成形する際に、支持突部のベルト長手方向での両面を挟む二股状に接合部を成形すると共に、貫通孔に充填される樹脂で二股状の接合部を連接一体化するようにしたので、突起体の基部の二股状の接合部を支持突部の貫通孔に成形される樹脂によって支持突部と一体化することができ、突起体は支持突部から外れることがなくなるものであって、支持突部にアウトサート成形した突起体の取付強度を高く得ることができるものである。
【００４５】
また請求項２の発明は、ベルトを成形金型内にセットすると共に支持突部の両側端を成形金型内に固定し、成形金型に樹脂を射出することによって、支持突部よりも接合部の幅寸法が狭い突起体をアウトサート形成するようにしたので、射出圧力で支持突部が倒れたりする変形したりするようなことなく、樹脂の射出を行なうことができ、突起体を正確な起立角度で支持突部にアウトサート成形することができるものである。
【００４６】
また請求項３の発明は、射出成形プロセスのシミュレーション解析の結果に基づいて、突起体を射出成形する際のゲート位置及び突起体の基部の二股の接合部の肉厚を設定して、上記のアウトサート成形を行なうようにしたので、最適な条件で成形を行なうことが可能になるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で得られた突起付きベルトの実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）はイ−イ線断面図、（ｃ）はロ−ロ線断面図である。
【図２】同上の一部の拡大した正面断面図である。
【図３】本発明のアウトサート成形に用いる成形金型の実施の形態の一例を示す一部の断面図である。
【図４】同上の成形金型を示すものであり、（ａ）は一部の断面図、（ｂ）はハ−ハ線断面図である。
【図５】フック形突起体の接合部の設計図を示すものであり、（ａ）は前側接合片の厚みを後側接合片の厚みよりも厚肉に設計した図、（ｂ）は前側接合片と後側接合片の厚みをできるだけ等しく設計した図である。
【図６】フック形突起体を成形する際の成形金型のゲート位置とセンサーの設置位置を示すものであり、（ａ）はゲート位置をフック形突起体の本体部に対応して設定するようにした図、（ｂ）はゲート位置をベルトの支持突部に設けた貫通孔の開口に対応して設定するようにした図である。
【図７】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、成形金型内部の樹脂の充填状態を示すものである。
【図８】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、成形金型内部の圧力分布を示すものである。
【図９】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体を成形するキャビティ内部の樹脂の充填状態を示すものである。
【図１０】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体を成形するキャビティ内部の圧力分布を示すものである。
【図１１】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、ベルトの支持突部の周囲のセンサーで測定した圧力と射出経過時間との関係を示すものである。
【図１２】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、ベルトの支持突部の周囲のセンサーで測定した温度と射出経過時間との関係を示すものである。
【図１３】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体を成形するキャビティ内部の樹脂の充填状態を示すものである。
【図１４】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体を成形するキャビティ内部の圧力分布を示すものである。
【図１５】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、ベルトの支持突部の周囲のセンサーで測定した圧力と射出経過時間との関係を示すものである。
【図１６】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、ベルトの支持突部の周囲のセンサーで測定した温度と射出経過時間との関係を示すものである。
【図１７】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体を成形するキャビティ内部の樹脂の充填状態を示すものである。
【図１８】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体を成形するキャビティ内部の圧力分布を示すものである。
【図１９】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、ベルトの支持突部の周囲のセンサーで測定した圧力と射出経過時間との関係を示すものである。
【図２０】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、ベルトの支持突部の周囲のセンサーで測定した温度と射出経過時間との関係を示すものである。
【図２１】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体を成形するキャビティ内部の樹脂の充填状態を示すものである。
【図２２】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体を成形するキャビティ内部の圧力分布を示すものである。
【図２３】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、ベルトの支持突部の周囲のセンサーで測定した圧力と射出経過時間との関係を示すものである。
【図２４】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、ベルトの支持突部の周囲のセンサーで測定した温度と射出経過時間との関係を示すものである。
【図２５】フック形突起体の係止爪のねじれ変形を予測するグラフである。
【図２６】フック形突起体の係止爪の倒れ変形を予測するグラフである。
【図２７】フック形突起体の接合部の倒れ変形を予測するグラフである。
【図２８】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体の変形予測を示すものである。
【図２９】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体の変形予測を示すものである。
【図３０】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体の変形予測を示すものである。
【図３１】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体の変形予測を示すものである。
【図３２】射出成形をシミュレーションして解析された結果をパソコンから出力してカラープリントした図であり、フック形突起体の変形予測を示すものである。
【図３３】従来例を示す一部の正面図である。
【符号の説明】
１ 支持突部
２ ベルト
３ 成形金型
４ 突起体
５ 接合部
６ 貫通孔
７ ゲート
Claims (3)
- 背面に支持突部を一体に突設したベルトを成形金型にセットすると共に成形金型に樹脂を射出し、支持突部のベルト長手方向での両面を基部の二股状の接合部で挟んだ状態で突起体をこの射出樹脂でアウトサート成形することによって、突起体をベルトの背面に起立させて一体的に設けるにあたって、支持突部にベルト長手方向に貫通する貫通孔を設け、成形金型に樹脂を射出して支持突部に突起体をアウトサート成形する際に、支持突部のベルト長手方向での両面を挟む二股状に接合部を成形すると共に、貫通孔に充填される樹脂で二股状の接合部を連接一体化することを特徴とする突起付きベルトのアウトサート成形方法。
- ベルトを成形金型内にセットすると共に支持突部の両側端を成形金型内に固定し、成形金型に樹脂を射出することによって、支持突部よりも接合部の幅寸法が狭い突起体をアウトサート形成することを特徴とする請求項１に記載の突起付きベルトのアウトサート成形方法。
- 射出成形プロセスのシミュレーション解析の結果に基づいて、突起体を射出成形する際のゲート位置及び突起体の基部の二股の接合部の肉厚を設定して、上記のアウトサート成形を行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の突起付きベルトのアウトサート成形方法。
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