JP4701950B2

JP4701950B2 - 歯付ベルト

Info

Publication number: JP4701950B2
Application number: JP2005274565A
Authority: JP
Inventors: 栄作北野
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2025-09-21
Also published as: JP2007085452A

Description

本発明は、歯付ベルトに関するものである。

ポリウレタンなどの屈曲性を有する弾性プラスチックにより構成され、内部に複数の心線を備えた歯付ベルトが知られている。このような歯付ベルトは、例えば、押し出し成形や注型成形により製造される。このような製法により得られる歯付ベルトは、一般的に、歯と歯の間に金型の突起跡が残る（特許文献１〜５参照）。そして、この突起跡においては、心線が部分的に露出された状態となる。心線が露出されたままだと、錆びたり、腐食したり、傷ついたりするなど、耐久性に悪影響が生じてしまう。そのため、一般的には、心線が露出した部分は、ベルト本体と同一又は似た性質を有する材料によって覆われる。図１１を参照して、そのような従来技術の一例を説明する。

図１１は従来例に係る歯付ベルトにおける金型突起跡に樹脂材を溶着する様子を示す模式的断面図である。図示のように、従来例に係る歯付ベルト１００は、複数の歯１０１を備えており、また、内部には心線Ｗが設けられている。そして、歯１０１と歯１０１の間の中間部には、金型突起跡Ｍが残されており、この金型突起跡Ｍにおいては、心線Ｗが露出した状態となっている。

そこで、まず、この金型突起跡Ｍに、ベルト本体と同一又は似た性質を有する材料からなる紐状の埋め込み材１０２ａを嵌め込む。そして、プレス型２００により、この埋め込み材１０２ａを加熱しながら加圧する。これにより、埋め込み材１０２ａは、ベルト本体に溶着される。図中、符号１０２は溶着により形成された埋め込み部を示しており、この埋め込み部１０２によって心線Ｗの露出部が覆われる。

しかしながら、この埋め込み部１０２が設けられた部分は、応力などの負荷が集中する部分であるため、埋め込み部１０２が剥がれてしまうことがあるという問題がある。この点について、図１２を参照して説明する。図１２は歯付ベルトの使用状態の様子を示す模式図である。

一般的に、歯付ベルト１００はプーリにより駆動される。そのため、歯付ベルト１００は、プーリに巻き付けられる位置では、図１２に示すように湾曲した状態となる。そして、歯１０１と歯１０１の間の薄肉の部分に、プーリ側の歯が押し付けられ、かつ、歯１０１と歯１０１の中央（矢印Ｘで示す部分）に曲げによる圧縮応力が集中する。このように、歯１０１と歯１０１の間の中央部は負荷が大きく、上述した埋め込み部１０２が剥がれてしまうことがある。
特公昭６２−１５３５０号公報特公平６−６９６９号公報特開２０００−２８３２４５号公報特開２０００−１０４７２９号公報特開２００４−２５８３２号公報

本発明の目的は、耐久性の向上を図った歯付ベルトを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明は、
内部に複数の心線を有する歯付ベルトにおいて、
部分的に心線が露出される金型突起跡が複数形成されたベルト本体を備え、
該ベルト本体における各金型突起跡の両側には突起が形成されており、
金型突起跡を挟んで設けられた一対の突起間には、金型突起跡を埋め込む埋め込み部が設けられ、
これら一対の突起と埋め込み部によって歯が構成されることを特徴とする。

本発明によれば、金型突起跡を埋め込む埋め込み部は、歯と歯の間の肉厚の薄い部分ではなく、この部分に比べて肉厚の厚い歯に設けられる。従って、歯付ベルトが湾曲した状態であっても、埋め込み部の部分への圧縮応力の集中を緩和することができる。また、プーリに巻き付いた状態においても、埋め込み部は、プーリ側の歯と歯の間に収まった状態となるため、直接的にプーリから力を受けることはない。以上のように、埋め込み部への負荷を軽減でき、埋め込み部が剥がれてしまうことを抑制できる。

以上説明したように、本発明によれば、耐久性の向上を図ることができる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１〜図１０を参照して、本発明の実施例に係る歯付ベルトについて説明する。なお、本実施例においては、歯付ベルトにおける歯が設けられている側の面を歯面，その反対側の面を背面と称する。

＜歯付ベルト＞
特に、図１〜図３を参照して、本発明の実施例に係る歯付ベルトについて説明する。図１は本発明の実施例に係る歯付ベルトの歯面側の平面図の一部である。図２は本発明の実施例に係る歯付ベルトの背面側の平面図の一部である。図３は本発明の実施例に係る歯付ベルトの模式的断面図である。なお、図３は図２におけるＡＡ断面図である。

本実施例に係る歯付ベルト１は、熱可塑性の弾性プラスチック（例えば、ポリウレタン）を材料とする成形品であり、内部に複数の金属製の心線（スチールワイヤー）Ｗが埋め込まれた構成である。心線Ｗは張力に対して抵抗する力を高めることで、歯付ベルト１の伸びを防止するために設けられるものである。図では、点線にて心線Ｗを示している。また、歯付ベルト１には、複数の歯２が一定間隔で設けられている。これらの歯２は例えばプーリの歯に噛み合い、プーリの回転によって駆動されるために設けられるものである。

そして、本実施例に係る歯付ベルト１は、ベルト本体１０と埋め込み部２０から構成される。ベルト本体１０には、心線Ｗが部分的に露出する複数の金型突起跡が残っており、これら金型突起跡の両側にはそれぞれ突起１１，１２が設けられている。そして、これら一対の突起１１，１２の間に、金型突起跡を埋め込むように埋め込み部２０が設けられている。

このように、本実施例では、金型突起跡の両側に設けられた一対の突起１１，１２と、これらの間に埋め込まれる埋め込み部２０によって、歯２が構成される。

＜歯付ベルトの製造手順＞
特に、図４〜図９を参照して、本発明の実施例に係る歯付ベルトの製造手順の一例について説明する。図４は本発明の実施例に係るベルト本体を製造する押し出し成形装置の模式的側面図である。図５は本発明の実施例に係るベルト本体を製造する押し出し成形装置の模式的平面図である。図６は本発明の実施例に係るベルト本体の歯面側の平面図の一部である。図７は本発明の実施例に係るベルト本体の模式的断面図である。なお、図７は図６におけるＢＢ断面図である。図８は本発明の実施例に係る埋め込み部をプレス成形により埋設する場合の様子を示す模式的断面図である。図９は本発明の実施例に係る埋め込み部を注入機により埋設する場合の様子を示す模式的断面図である。

＜＜ベルト本体の製造＞＞
まず、図４及び図５を参照して、ベルト本体１０の製造方法を説明する。このベルト本体１０を製造する押し出し成形装置は、内型となる歯車形状の型車５１と、この型車５１と同形状の歯車５２と、外型を構成するベルト機構６０と、成形材料を吐出するノズル７０とを備えている。

型車５１は、突出量の大きな第１歯部５１ａと突出量の小さな第２歯部５１ｂを交互に備えた歯車形状の部材であり、ベルト本体１０を成形する内型としての役割を担う。歯車５２も、同様に、突出量の大きな第１歯部５２ａと突出量の小さな第２歯部５２ｂを交互に備え、型車５１と同一の形状で構成されている。

ベルト機構６０は、３つのプーリ６１，６２，６３と、これらに巻かれる無端状ベルト６４とを備えており、無端状ベルト６４がベルト本体１０を成形する外型としての役割を担う。つまり、型車５１と無端状ベルト６４との間の隙間が、ベルト本体１０を成形するためのキャビティとなる。

以上のように構成される押し出し成形装置において、まず、型車５１と歯車５２を掛け回すように、複数の心線Ｗを配置する。心線Ｗは、型車５１における突出量の大きな第１歯部５１ａと、歯車５２における突出量の大きな第１歯部５２ａにのみ接触し、第２歯部５１ｂ及び第２歯部５２ｂには接触しない。

そして、型車５１，歯車５２及び無端状ベルト６４を、図中矢印方向にそれぞれ回転させながら、型車５１と無端状ベルト６４との間に形成されるキャビティ内に、ノズル７０より成形材料を吐出していく。これにより、内部に複数の心線Ｗを埋め込むようにして、ベルト本体１０が徐々に成形されていき、無端状のベルト本体１０が製造される。なお、ベルト本体１０の成形された部分は、型車５１と同一形状である歯車５２にも好適に噛み合うことは言うまでもない。

なお、本実施例では、ベルト本体の製造方法として、押し出し成形による方法を説明したが、注型成形など、他の成形方法を用いてベルト本体を製造しても良い。

＜＜ベルト本体＞＞
特に、図６及び図７を参照して、上記のように製造されたベルト本体１０について説明する。上記のように製造されるベルト本体１０においては、心線Ｗと型車５１の第１歯部５１ａが接触する部分には成形材料が入り込まないため、心線Ｗが部分的に露出した金型突起跡Ｎが一定間隔に複数形成される。また、この金型突起跡Ｎの両側に、歯２の一部を構成する突起１１，１２が形成される。

＜＜埋め込み部の埋設方法＞＞
上記の通り、一対の突起１１，１２の間には、金型突起跡Ｎを埋め込むように埋め込み部２０が設けられる。この埋め込み部２０を埋設する方法は特に限定されるものではないが、ここでは、プレス成形による埋設方法と注入機による埋設方法の２通りを説明する。

まず、図８を参照して、プレス成形により埋め込み部２０を埋設する場合の例を説明する。この場合、ベルト本体１０に形成された金型突起跡Ｎに、紐状の埋め込み材２０ａを嵌めておき、歯２の形状の凹部８１を有するプレス型８０によって、埋め込み材２０ａを加熱しながら加圧する。これにより、埋め込み材２０ａは、ベルト本体１０に溶着され、埋め込み部２０が形成される。

次に、図９を参照して、注入機により埋め込み部２０を埋設する場合の例を説明する。この場合、注入機９０によって、ベルト本体１０に形成された金型突起跡Ｎに、埋め込み材２０ｂを直接注入する。そして、適宜、埋め込み材２０ｂの形状を整えていくことで、埋め込み部２０を設けることができる。

なお、埋め込み材２０ａ，２０ｂの素材としては、ベルト本体１０の心線Ｗを除く部分の材料（例えば、ポリウレタン）と同一の材料を用いても良いし、他の材料（似た性質（弾性）を有するものが望ましい）を用いても良い。また、埋め込み材２０ａ，２０ｂの材料としては、加熱かつ加圧されることで硬化する性質を有するものを用いることもできるし、２液を混合することによって硬化するものを用いることもできる。

＜本実施例の優れた点＞
図１０は本発明の実施例に係る歯付ベルトの使用例を示している。上記のように構成される歯付ベルト１は、例えば図１０に示すように、一対のプーリ３１，３２に掛け回されるようにして用いられる。このように用いられる歯付ベルト１においては、プーリ３１，３２に噛み合った部分では、湾曲した形状となる。この湾曲した部分では、曲げ応力が作用し、かつ、プーリ３１，３２の歯３１ａ，３２ａによる押圧力が作用する。

しかし、曲げ応力は特に歯付ベルト１のうち歯２と歯２の間の薄肉部に作用し、歯２の部分では曲げ応力に伴う応力集中は緩和される。また、プーリ３１，３２の歯３１ａ，３２ａによる押圧力も、歯２と歯２の間の薄肉部に作用し、歯２にはあまり作用しない。

このように、本実施例においては、使用時において、あまり負荷を受けない歯２の部分に、埋め込み部２０を設けているので、埋め込み部２０が剥がれてしまうことを抑制することができる。従って、歯付ベルト１の耐久性を向上させることができる。

図１は本発明の実施例に係る歯付ベルトの歯面側の平面図の一部である。図２は本発明の実施例に係る歯付ベルトの背面側の平面図の一部である。図３は本発明の実施例に係る歯付ベルトの模式的断面図である。図４は本発明の実施例に係るベルト本体を製造する押し出し成形装置の模式的側面図である。図５は本発明の実施例に係るベルト本体を製造する押し出し成形装置の模式的平面図である。図６は本発明の実施例に係るベルト本体の歯面側の平面図の一部である。図７は本発明の実施例に係るベルト本体の模式的断面図である。図８は本発明の実施例に係る埋め込み部をプレス成形により埋設する場合の様子を示す模式的断面図である。図９は本発明の実施例に係る埋め込み部を注入機により埋設する場合の様子を示す模式的断面図である。図１０は本発明の実施例に係る歯付ベルトの使用例を示す模式的側面図である。図１１は従来例に係る歯付ベルトにおける金型突起跡に樹脂材を溶着する様子を示す模式的断面図である。図１２は歯付ベルトの使用状態の様子を示す模式図である。

符号の説明

１歯付ベルト
２歯
１０ベルト本体
１１，１２突起
２０埋め込み部
２０ａ，２０ｂ埋め込み材
３１，３２プーリ
３１ａ，３２ａ歯
５１型車
５１ａ第１歯部
５１ｂ第２歯部
５２歯車
５２ａ第１歯部
５２ｂ第２歯部
６０ベルト機構
６１，６２，６３プーリ
６４無端状ベルト
７０ノズル
８０プレス型
８１凹部
９０注入機
Ｎ金型突起跡
Ｗ心線

Claims

内部に複数の心線を有する歯付ベルトにおいて、
部分的に心線が露出される金型突起跡が複数形成されたベルト本体を備え、
該ベルト本体における各金型突起跡の両側には突起が形成されており、
金型突起跡を挟んで設けられた一対の突起間には、金型突起跡を埋め込む埋め込み部が設けられ、
これら一対の突起と埋め込み部によって歯が構成されることを特徴とする歯付ベルト。