JP4727239B2 - バイアスカット装置 - Google Patents

Description

本発明は、伝動ベルト（Ｖベルト）の製造に好適な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ベルトでは、ベルトスリーブに成型して加硫した後、これを台形状に切断することによって製造していた。この場合、製造されたＶベルトは一般に構成材料の熱収縮、心線の位置変位、切削時の加工誤差により、各ベルトの長さ、断面形状に誤差を生じていた。特に、ベルトにおいて断面寸法にバラツキがあると、Ｖベルトがプーリ溝に嵌合した場合にベルトの位置がプーリ軸心に対してラジアル方向へ変動することになり、これによってベルト走行時に振動並びにテンション変動を起こし、機械の振動原因にもなっていた。

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には、ベルトを駆動プーリと案内棒に沿って移動する従動プーリに掛張して回転させるベルト走行部と、ベルト側面を切削する回転可能な切削刃を有するベルト加工部と、加工中のベルト背面を押し付けるプッシュロールとからなる伝動用ベルトの製造装置を開示している。この装置では、ベルトをベルト走行部に掛張して走行させ、プッシュロールをベルト背面に当接させた後、対で配置される切削刃を回転させることによりベルトの両側面を切削し、Ｖベルトを成形している。
特公平４−２４２５号公報

しかし、上記の装置では、回転切削刃をベルトの両側面を挟むようにして互いに対向するように対で設けていたため、回転機構や移動機構を含めた装置が大掛かりなものとなってしまい、装置の重量化、大型化、高コスト化の原因となっていた。

本発明は上記の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、コンパクトで製造コストを低減できる伝動ベルトのバイアスカット装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

◆本発明の観点によれば、以下のように構成する、矩形断面のベルトをバイアスにカットするバイアスカット装置が提供される。前記矩形断面のベルトを張力を付与しつつ掛け渡すことが可能な少なくとも２本の軸と、少なくとも前記２本の軸のうち何れか一方を駆動可能な駆動部と、前記ベルトの張り側と弛み側の少なくとも一方を押圧するプッシュロールと、前記ベルトの内周空間に配置されるカッターヘッドと、前記カッターヘッドを移動させる移動機構と、を備える。前記カッターヘッドは、ベルト幅方向の一端側のバイアスカット面と平行に突設される第１刃と、前記第１刃と逆向きであって、ベルト幅方向の他端側のバイアスカット面と平行に突設される第２刃と、が互いの平行状態を保ったまま互いに移動不能に連結されたものである。前記移動機構は、前記カッターヘッドを移動させることにより、前記第１刃を、対向するベルト内周面の一方向側内面に向かう方向であって、前記一端側の前記バイアスカット面に沿って進入させる向きに移動させることと、前記カッターヘッドを逆向きに移動させることにより、前記第２刃を、対向するベルト内周面の他方向側内面に向かう方向であって、前記他端側の前記バイアスカット面に沿って進入させる向きに移動させることの両方に移動自在である。

これにより、２つの刃を有するカッターヘッドが一方へ移動することにより、ベルトの一側の側面をカットし、他方へ移動することにより他側の側面をカットできる。即ち、カッターヘッドの移動によってベルトの両側の側面をカットできるから、カッターヘッドを対で独立して設ける必要がなく、装置の構成が簡素になり、コンパクト化、低コスト化を実現できる。更に、また、カッターヘッドが２枚の刃を一体的にまとめた構成となっているから、カッターヘッド自体をコンパクトにでき、内周空間が狭い短いベルト長のベルトも容易にカットすることができる。また、カッターヘッドはベルトの内周空間に備えられ、内周側からベルトの両側側面をバイアスにカットする構成となっているから、バイアスカットに必要なカッターヘッドの移動距離を短くでき、作業時間も短縮できる。

◆前記のバイアスカット装置においては、前記カッターヘッドを支持する支持部材は、前記ベルトの内周空間へ差し込まれるアームを含んでおり、このアームは前記第１刃と前記第２刃とで共通とされていることが好ましい。

この構成によれば、２つの刃が共通のアームによって支持される構成となるから、カッターヘッドの支持構成もコンパクトにでき、内周空間が狭い短いベルト長のベルトも容易にカットすることができる。

◆前記のバイアスカット装置においては、前記第１刃及び前記第２刃は、その全周に刃部が形成された同一形状の円形刃に構成されており、同一形状の前記円形刃が互いの平行状態を保ったままずらされて、両刃同士が一部重複するように且つその中心軸同士が互いに異なるように配置されていることが好ましい。

この構成によれば、２枚の刃が偏心配置されていることから、ベルトのカット時には一方の刃だけをベルトへ進入させ、ベルトの側面を適切にバイアスカットすることができる。

◆前記のバイアスカット装置においては、前記第１刃及び前記第２刃のそれぞれは、ベルトのカット時には回転不能とされる一方、メンテナンス時において中心軸まわりに回転させることで、カット時に前記ベルトへ進入する刃部の部位を変更できることが好ましい。

この構成によれば、装置の使用に伴って刃が損耗し、切れ具合が鈍くなっても、単に刃を若干回転させて不損耗部分がベルトに進入するように向けることで、元の切れ味に戻ることになる。よって、メンテナンス作業を簡素化できる。

◆前記のバイアスカット装置においては、前記プッシュロールは、互いにほぼ対向するように対で配置されていることが好ましい。

これにより、プッシュロール同士の距離が短くなるので、ベルトの両側側面をバイアスカットするためのカッターヘッドの移動距離を短くできる。また、２つのプッシュロールをコンパクトなスペースに収めることができるから、装置を小型化できるとともに、短いベルト長のベルトもカットするのが容易になる。

先ず、本実施形態のバイアスカット装置により製造される伝動ベルト１の構成について、図４を参照して説明する。この伝動ベルト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長手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。なお、バイアスカット面１５の角度は２０〜６０°であって、いわゆる広角度ベルトも含まれる。

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、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、ベルトの長手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が９０°〜１２０°程度の広角度帆布でもよい。補強布４はＲＦＬ処理した後、ゴム組成物をフィリクション・コーチングしてゴム付帆布とする。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、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、ＮＢＲなどである。

次に、上記伝動ベルト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１〜図３を参照しながら説明する。図１は本発明の一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、図２はカッターヘッドの移動によるバイアスカットの様子を示す平面断面拡大図である。図３は、カッターヘッド及びその支持構成の斜視図である。

図１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、矩形断面のベルト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本の軸２１・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、この２本の軸２１・２２のうち少なくとも何れか一方は、他方の軸に対して近接または離間する方向に移動可能であり、様々なベルト長のベルト４０を張架できるようになっている。

前記駆動軸２１は、本体２３に内蔵された図示しないモータ等の原動機（駆動部）に連結されており、この原動機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、前記圧縮ゴム層６と前記伸張ゴム層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１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を内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。

駆動軸２１と従動軸２２は何れも、リング状の収容溝２４を備えており、この収容溝２４の部分にベルト４０を収容できるようになっている。収容溝２４の幅は図示しないシリンダ（収容溝の幅変更手段）によって変更可能に構成されており、これにより、ベルト４０の側面を挟持した状態で両軸２１・２２にベルト４０を掛け渡すことが可能になっている。

またバイアスカット装置２０は、図１や図２に示すように、互いに対向して配置された第１支持部４１と第２支持部４２を備えている。これら支持部４１・４２のそれぞれは、ベルト４０の張り側と弛み側で接触しながら回転可能に設けられたプッシュロール４３と、ベルト４０の両側面を挟持しながら回転可能に設けられたガイドロール４４を備えている。

上記の駆動軸２１及び従動軸２２の間であって、２つの支持部４１・４２の間の位置（ベルト４０の内周空間）には、前記ベルト４０の側面をバイアス（斜状）にカットするカッターヘッド５０が配置される。このカッターヘッド５０は、ディスク状の２枚の刃（第１刃５１及び第２刃５２）を備えている。カッターヘッド５０は、ベルト４０の内周空間に差し込まれるように延在する１本のアーム５３の先端に取り付けられている。

バイアスカット装置２０の本体２３は、前記カッターヘッド５０を移動させるための移動機構６０を備えている。この移動機構６０は、第１テーブル６１と、この第１テーブル６１の上に移動可能に設けられたダイアル駆動式の回転台６３と、この回転台６３の上に設けられた第２テーブル６２と、第２テーブル６２上を移動可能な移動体６４と、を備えている。移動体６４には連結部材５４が固定され、この連結部材５４の先端に前記アーム５３の基端部が固定されている。本実施形態では、このアーム５３と連結部材５４とにより、カッターヘッド５０を支持する支持部材が構成されている。

第１テーブル６１及び第２テーブル６２には図示しないサーボモータが備えられており、このサーボモータにより、移動体６４、ひいてはそれに連結部材５４及びアーム５３を介して連結されたカッターヘッド５０を移動させることができる。

カッターヘッド５０の構成を図１〜図３を参照して詳細に説明する。第１刃５１及び第２刃５２は互いに同一の形状とされ、何れも、その全周に刃部が形成された円形刃に構成されている。これらの刃５１・５２は、円柱状の固定部材５５を介して一体的に相互連結される（図２・図３を参照）。固定手段としては、例えば取付ネジ５６が使用される。なお、このとき２枚の刃５１・５２は、図２に示すように、刃の厚み方向でみたときに互いに一部重複（オーバーラップ）するように、かつその中心軸Ｃ１・Ｃ２同士が互いに異なるように偏心させながら平行に配置され、固定部材５５へ取り付けられる。カッターヘッド５０が移動するときは、上記の２枚の刃５１・５２の相対的な位置関係は維持される（即ち、２枚の刃５１・５２は相対的に移動不能に相互連結される）。

第１刃５１及び第２刃５２は、互いに厚み方向に適宜の距離（固定部材５５の長さ分の距離）を形成するように配置されている。従って、２つの刃５１・５２を互いに干渉させずに確実に固定することができる。また、ベルト４０のカット時に２枚の刃５１・５２が衝突したり干渉することがなくなるので、刃５１・５２の耐久性が向上され、メンテナンスの必要頻度を低減できる。また、第１刃５１と第２刃５２によって通常は回転不能に固定されているが、メンテナンス作業時には例えば前記取付ネジ５６を緩めることで、両刃５１・５２を中心軸Ｃ１・Ｃ２まわりに回転させることができる。こうして構成されたカッターヘッド５０が、刃５１・５２を若干傾斜させた状態で、アーム５３の先端に取り付けられている。

次に、この構成のバイアスカット装置２０を使用してＶ字状の伝動ベルト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、両軸２１・２２の収容溝２４の部分に掛ける。その後、図示しない前記シリンダを駆動すると、収容溝２４の側面でベルト４０（特に、図４の前記圧縮ゴム層６）を挟んだ状態で、ベルト４０を２本の軸２１・２２に張架することができる。また、支持部４１・４２においては、ベルト４０の両側部をガイドロール４４・４４で挟持させるとともに、背面をプッシュロール４３で押圧させる。こうしてベルト４０のバイアスカット装置２０へのセットが完了する（図１）。

その後、図略の原動機で駆動軸２１を駆動し、ベルト４０に張力を付与しつつ走行させる。そして移動機構６０を駆動し、カッターヘッド５０の第１刃５１でベルト４０の圧縮ゴム層６の一側の側面を斜めにカットし、第２刃５２で他側の側面を斜めにカットする。

具体的には先ず、カッターヘッド５０を図２の矢印Ｉの方向へ駆動し、第１支持部４１のプッシュロール４３で押されたベルト４０の圧縮ゴム層６に対し、その第１支持部４１側へ突出している第１刃５１を、斜めに進入させる。こうして、ベルト４０の側面にバイアスカット面１５を形成できる。続いて、カッターヘッド５０を矢印IIの方向へ駆動し、第２支持部４２のプッシュロール４３で押されたベルト４０の圧縮ゴム層６に対し、その第２支持部４２側へ突出している第２刃５２を、斜めに進入させる。この結果、ベルト４０の一側の側面を第１刃５１により、他側の側面を第２刃５２により、それぞれ斜めにカットし、図４の如く両側にバイアスカット面１５・１５を形成することができる。なお、カット部４１・４２において、ベルト４０はプッシュロール４３により押圧されるとともに側面をガイドロール４４・４４によって挟持されているので、カッター４５進入時のベルト４０の逃げは防止される。こうして、断面Ｖ字状の伝動ベルト１が完成する。

上述したように、本実施形態では、カッターヘッド５０が、互いに移動不能に連結された第１刃５１と第２刃５２を有しており、このカッターヘッド５０がアーム５３によって支持されるとともに、移動機構６０は、連結部材５４及び前記アーム５３を介して前記カッターヘッド５０を移動させるようになっている。そして、移動機構６０によってカッターヘッド５０を一側へ移動させる（矢印Ｉ）ことにより、前記第１刃５１で前記圧縮ゴム層６の一側の側面をバイアスにカットし、カッターヘッド５０を他側へ移動させる（矢印II）ことにより、前記第２刃５２で前記圧縮ゴム層６の他側の側面をバイアスにカットする。

従って、単一のカッターヘッド５０が矢印Ｉ，IIの双方へ移動することでベルト４０の両側の側面をカットできるから、カッターヘッド５０やその移動機構６０を１つに集約でき、移動機構６０等を含めたコンパクト化、軽量化、低コスト化を図ることができる。また、カッターヘッド５０はベルト４０の内周空間に備えられ、内周側からベルト４０の両側側面をバイアスにカットする構成となっているから、バイアスカットに必要なカッターヘッド５０の移動距離を少なくでき、作業時間も短縮できる。更に、カッターヘッド５０が上述のように２枚の刃５１・５２を一体的にまとめた構成となっているから、カッターヘッド５０自体をコンパクトとでき、内周空間が狭い短いベルト長のベルトもカットすることができる。

また、本実施形態では、前記軸２１・２２に掛け渡されたベルト４０の内周空間へ差し込まれるアーム５３によってカッターヘッド５０が支持されており、このアーム５３は、前記第１刃５１と第２刃５２で共通とされている。従って、カッターヘッド５０の支持構成も簡素に且つコンパクトにでき、内周空間が狭い短いベルト長のベルトをカットすることも容易になる。

また、本実施形態では図２等に示すように、第１刃５１及び第２刃５２は、その全周に刃部が形成された同一形状の円形刃に構成されており、両刃５１・５２同士が一部重複するように且つその中心軸Ｃ１・Ｃ２同士が互いに異なるように配置されている。このような２枚の刃５１・５２の偏心配置により、２つの刃５１・５２のうち一方だけをベルト４０に進入させ、ベルト４０の側面を適切にバイアスカットすることができる。また、両刃５１・５２同士が一部重複して配置されているから、カッターヘッド５０をコンパクトにできる。

本実施形態では、第１刃５１及び第２刃５２のそれぞれは、ベルト４０に対して進入してカットする際には回転不能とされているが、メンテナンス時には取付ネジ５６を緩める等して、各刃５１・５２を中心軸Ｃ１・Ｃ２まわりに回転させ、カット時にベルト４０の圧縮ゴム層６へ進入する刃５１・５２の部位を変更することが可能になっている。こうすることで、装置の使用に伴って刃５１・５２が損耗し、切れ具合が鈍くなっても、単に刃５１・５２を若干回転させて不損耗部分を支持部４１・４２側へ向けることで、元の切れ味に戻ることになる。これは、刃５１・５２の交換頻度を少なくできるとともに、メンテナンス作業も簡素化できることを意味する。

また、本実施形態では、２つの支持部４１・４２のそれぞれのプッシュロール４３が、互いにほぼ対向する位置に対で備えられている。従って、プッシュロール４３同士の距離が短くなるので、ベルト４０の両側側面をバイアスカットするためのカッターヘッド５０の移動距離を短くできる。また、２つの支持部４１・４２をコンパクトなスペースに収めることができるから、装置を小型化できるとともに、短いベルト長のベルトもカットするのが容易になる。

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。

（１）２つの刃５１・５２の向きや中心軸Ｃ１・Ｃ２間の距離（偏心量）については、バイアスカット面１５の角度やベルト４０に対する切込み量等に応じて、適宜変更することができる。

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

（３）支持部４１・４２の構成は上記の実施形態のものに限定されない。例えば、プッシュロール４３やガイドロール４４の個数や配置を変更しても構わない。また、カット部４１・４２のプッシュロール４３は、上記実施形態ではベルト４０の背面を押圧するように配置したが、反対側（コグ部９側）を押圧するように配置しても良い。

（４）また、カッターヘッド５０の移動機構６０の構成についても、上記の実施形態のように複数のテーブル６１・６２を備え、サーボモータで駆動する形式のものに限定されない。

本発明の一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。 カッターヘッドの移動によるバイアスカットの様子を示す平面断面拡大図。 カッターヘッド及びその支持構成の斜視図。 バイアスカット装置で製造される伝動ベルトの一例を示す断面斜視図。

符号の説明

１ 伝動ベルト
３ 心線
５ 伸張ゴム層
６ 圧縮ゴム層
２０ バイアスカット装置
２１ 駆動軸
２２ 従動軸
４０ 矩形断面のベルト
４３ プッシュロール
４４ ガイドロール
５０ カッターヘッド
５１ 第１刃
５２ 第２刃
５３ アーム（支持部材の一部）
６０ 移動機構
Ｃ１・Ｃ２ 中心軸

Claims (5)

1. 矩形断面のベルトをバイアスにカットするバイアスカット装置であって、
   前記矩形断面のベルトを張力を付与しつつ掛け渡すことが可能な少なくとも２本の軸と、
   少なくとも前記２本の軸のうち何れか一方を駆動可能な駆動部と、
   前記ベルトの張り側と弛み側の少なくとも一方を押圧するプッシュロールと、
   前記ベルトの内周空間に配置されるカッターヘッドと、
   前記カッターヘッドを移動させる移動機構と、を備え、
   前記カッターヘッドは、ベルト幅方向の一端側のバイアスカット面と平行に突設される第１刃と、前記第１刃と逆向きであって、ベルト幅方向の他端側のバイアスカット面と平行に突設される第２刃と、が互いの平行状態を保ったまま互いに移動不能に連結されたものであり、
   前記移動機構は、前記カッターヘッドを移動させることにより、前記第１刃を、対向するベルト内周面の一方向側内面に向かう方向であって、前記一端側の前記バイアスカット面に沿って進入させる向きに移動させることと、前記カッターヘッドを逆向きに移動させることにより、前記第２刃を、対向するベルト内周面の他方向側内面に向かう方向であって、前記他端側の前記バイアスカット面に沿って進入させる向きに移動させることの両方に移動自在であることを特徴とする、バイアスカット装置。
2. 請求項１に記載のバイアスカット装置であって、
   前記カッターヘッドを支持する支持部材は、前記ベルトの内周空間へ差し込まれるアームを含んでおり、このアームは前記第１刃と前記第２刃とで共通とされていることを特徴とする、バイアスカット装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のバイアスカット装置であって、
   前記第１刃及び前記第２刃は、その全周に刃部が形成された同一形状の円形刃に構成されており、同一形状の前記円形刃が互いの平行状態を保ったままずらされて、両刃同士が一部重複するように且つその中心軸同士が互いに異なるように配置されていることを特徴とする、バイアスカット装置。
4. 請求項３に記載のバイアスカット装置であって、
   前記第１刃及び前記第２刃のそれぞれは、ベルトのカット時には回転不能とされる一方、メンテナンス時において中心軸まわりに回転させることで、カット時に前記ベルトへ進入する刃部の部位を変更できることを特徴とする、バイアスカット装置。
5. 請求項１から請求項４までの何れか一項に記載のバイアスカット装置であって、
   前記プッシュロールは、互いにほぼ対向するように対で配置されていることを特徴とするバイアスカット装置。

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