JP4813098B2 - 動力伝動用ベルトの製造方法及びバイアスカット装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力伝動用ベルトの製造方法に関し、あるいは、そのような動力伝動用ベルトの製造に好適なバイアスカット装置に関する。

一般に動力伝動用ベルトである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、機械の振動の原因にもなっていた。

このため上記のベルトでは、ベルトスリーブを所定幅にＶ形状にカットした後、製品規格に準じた狙いの寸法を確保するために、カットしたベルトを２つのプーリに懸架して走行させながら側面を研磨するサンディング工程を必要としていた（特許文献１を参照）。

また、他の方法としては、ゴム層を逆成形により加硫されたスリーブをマンドレル上に置き、このマンドレルを回転させつつ砥石板によりＶ型に削り、次いでカッターにより個々のＶベルトに分離する方法が提案されている（特許文献２）。

また、特許文献３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装置を使用し、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、一対の切削刃を回転させることによりＶベルトを成形することが開示されている。

更に、特許文献４には、ベルトスリーブを輪状に切断していく場合において、動力伝動用ベルトの断面形状の広幅部の両エッジ部分をオーバーラップさせた状態で切断し、材料素材の無駄を大幅に省けることが開示されている。
特許第３５５３３７１号公報 米国特許第３８１８５７６号明細書 特公平４−２４２５号公報 特開昭５５−２８８８３号公報

しかし、上記の方法ではいずれも、ベルトスリーブを台形状に切断したり、台形状に切断したベルト側面をサンディングしたり（特許文献１）、ベルトスリーブを回転させつつ砥石によりＶ型に削ったり（特許文献２）、あるいはベルト側面を一対の切削刃によって仕上げ加工していた（特許文献３）ために、リング状のカット屑、切削屑、あるいは研磨屑のスクラップが多量に発生していた。このため、このスクラップを軽減する対策が強く望まれていた。

また、特許文献１のようにベルト表面を研磨したベルトは、補強短繊維の露出面積が大きくなっているために、ベルト表面の摩擦係数が低下して初期走行時の騒音が軽減される効果を有しているが、その反面、摩耗量が多くなり、またベルトスリップによる発熱も高くなる傾向があった。

更には、特許文献４では、動力伝動用ベルトの断面形状の広幅部の両エッジ部分をオーバーラップさせた状態で切断し、材料素材の無駄を省けるとしているが、そのオーバーラップ部は結局はスクラップとなるのであり、スクラップ量の低減という観点からは改善の余地が残されていた。

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、動力伝動用ベルトの製造工程においてスクラップ（カット屑）を少なくし、あるいはスクラップを安定して回収できるようにすることにある。

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。

◇本発明の第１の観点によれば、以下のような、動力伝動用ベルトの製造方法が提供される。圧縮ゴム層と伸張ゴム層との間に心線を介在させるように積層一体化した矩形断面のベルトをバイアスにカットする。小径部の両側に大径部を有する少なくとも２本の軸に、前記大径部の間に前記圧縮ゴム層を挟むようにして、前記矩形断面のベルトを掛け渡す。前記ベルトの張り側と弛み側の少なくとも一方をプッシュロールによって押圧するとともに、そのベルト側面をガイドロールによって挟持する。前記ベルトに張力を付与しつつ走行させながら、前記プッシュロールで押された圧縮ゴム層へ、前記プッシュロールと対向する側からカッターを進入させてバイアスにカットする。

◇また、本発明の第２の観点によれば、以下のように構成する、バイアスカット装置が提供される。圧縮ゴム層と伸張ゴム層との間に心線を介在させるように積層一体化した矩形断面のベルトをバイアスにカットする。それぞれが小径部の両側に大径部を有し、前記大径部の間に前記圧縮ゴム層を挟むようにして、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、前記２本の軸の少なくとも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、前記プッシュロール近傍のベルト側面を挟持するガイドロールと、前記プッシュロールで押された圧縮ゴム層を、前記プッシュロールと対向する側からバイアスにカット可能なカッターと、を備える。

これにより、ガイドロールに挟持され直線状に走行するベルトの圧縮ゴム層へカッターが進入することで、カット精度を良好にでき、動力伝動用ベルトの断面寸法のバラツキを低減できる。また、カットにより発生するリング状のカット屑は、矩形断面のベルトから分離されるとベルトから離れる向きに自然に押されて、大径部の周面に乗った状態となり、適宜の張力の下で動力伝動用ベルトとともに走行するために、暴れることがない。従って、カット屑を安定して回収することができる。

◇前記の製造方法又はバイアスカット装置においては、前記圧縮ゴム層をバイアスにカットする際、当該カッターが前記プッシュロールに接触しないように圧縮ゴム層にカッターを進入させることが好ましい。

これにより、カッターの損耗やプッシュロールの損耗を極めて低減でき、交換などのメンテナンス作業の必要頻度を少なくできる。

◇前記の製造方法又はバイアスカット装置においては、前記軸の前記大径部のうち少なくとも一方が前記軸の軸方向に対してスライド可能に構成されており、このスライドにより、両側の前記大径部の間に前記矩形断面のベルトを挟持可能に構成されていることが好ましい。

これにより、簡単な構成で大径部の間に矩形断面のベルトを挟持することができる。

◇前記の製造方法又はバイアスカット装置においては、前記伸張ゴム層の背面から前記心線の上端までの距離をＬとしたとき、伸張ゴム層の背面からＬの９０〜１００％に相当する境界位置から圧縮ゴム層底面までの側部をバイアスにカットすることが好ましい。

これにより、リング状のカット屑の量を少なくできるとともに、製造される動力伝動用ベルトの動力伝達効率を良好にできる。

◇前記の製造方法又はバイアスカット装置においては、カットにより発生するリング状のカット屑が、前記大径部の周面に乗った状態で走行することが好ましい。

これにより、製造時に発生するリング状のカット屑が弛んで暴れることを防止でき、従って、カット屑を安定して回収することができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。図１は本発明に係る動力伝動用ベルトの製造方法で製造した動力伝動用ベルトの断面斜視図、図２は図１の動力伝動用ベルトのバイアスカット面の拡大図である。

図１に示される動力伝動用ベルト１は、例えばスノーモービル、スクーター及び一般産業用の変速ベルトとして使用されるローエッジコグドベルトである。本実施形態の動力伝動用ベルト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１００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。

図１に図示する動力伝動用ベルト１では、バイアスカット面１５の最頂部としての境界位置Ｕを、心線３の上端Ｐに一致させている（境界位置Ｕが、伸張ゴム層５の背面１２からみて、Ｌの１００％の位置にある）。この形状とすることにより、ベルト心線のピッチラインがプーリに常時接するために、ベルト１の動力伝達効率が維持され、また後述のカット屑の量の低減を図ることができる。

なお、バイアスカット面１５の最頂部としての境界位置Ｕは、上記距離Ｌの９０％以上１００％以下の位置に設定することが好ましい。バイアスカット面１５の境界位置Ｕを心線３の上端Ｐ付近より伸張ゴム層５側へ大きくずらした場合（Ｌの９０％未満とした場合）には、ベルトの動力伝達効率の面では特に問題はないが、後述するカット屑の量が多くなってしまうので好ましくない。また、バイアスカット面１５の境界位置Ｕを心線３の上端Ｐから圧縮ゴム層６側へ移動させた場合（Ｌを超えた場合）には、心線３がプーリ側面から離れることになってベルトの動力伝達効率が低下し、ジャンピングの発生のおそれも生じてしまう。また、境界位置Ｕが圧縮ゴム層６側に寄り過ぎると、後述のカット屑の強度が弱く、走行中に破断して暴れるおそれもある。

また、図２に示すように、圧縮ゴム層６に含有した短繊維１６の端面１７はバイアスカット面１５で切り株状に露出し、しかも該カット面１５と同一面になっている。このため、短繊維１６の露出量が少なくなってバイアスカット面１５の摩擦係数が大きくなるので、初期走行時の摩耗量やベルト発熱温度を抑制でき、耐久性の優れるベルトになる。

短繊維１６の切り株状に露出する端面１７の総面積は、バイアスカット面１５の全面積に対して２０％以上７０％以下で占有していることが好ましい。占有率が２０％未満になると、バイアスカット面１５の摩擦係数が大きくなり、粘着摩耗によって騒音が発生することがあり、また、短繊維１６の量が少ないことになるから圧縮ゴム層６の補強効果が小さくなる。他方、７０％を超えると、短繊維１６の量が多くなって、走行初期の摩耗量が大きくなり、ベルト１がスリップし易くなって発熱を起こし易い。

前記心線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撚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、強力が低くなり過ぎてしまい、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ォン化ポリエチレン、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１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、ゴム組成物をフリクション・コーティ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。

図３には、前記の動力伝動用ベルト１の製造方法の一例であって、モールド上で圧縮ゴム層、心線、伸張ゴム層からなる成形体が作製される様子が示される。この図３に示す製造方法では先ず、歯部２１と溝部２２とを交互に有するモールド２０を準備する。なお、上記のモールド２０に代えて、円周方向に沿って所定の間隔で溝部を設けた内母型を装着したモールドを使用できることは無論である。

また、これとは別に、図４に示す形状のコグパッド３０を用意する。このコグパッド３０は、１〜数枚の補強布と、後に圧縮ゴム層になる未加硫ゴムシートと、後に接着ゴム層になる未加硫ゴムシートとを積層し、歯部と溝部とを交互に配した平坦な金型の上に設置した後に加圧することによって、コグ山部２９とコグ谷部２８を型付けして仕上げられたものである。

図４に示すように、コグパッド３０の一方の切断部３２は、コグ山部２９の頂部３１で角度αが０〜４０°になるようにバイアス状に切断され、更にコグパッド３０を反転させ、他方の切断部３３も同様にコグ山部２９で逆方向へ傾斜するように切断される。こうすることで、コグパッド３０をエンドレスにするときに、両端の切断部３２・３３の切断面が良好に密着する。

そして図３に示すように、図示しない成形機にモールド２０を装着し、このモールド２０の溝部２２にコグパッド３０のコグ山部２９を嵌合させるようにしながら、所定長さのコグパッド３０をモールド２０に一周巻き付けて切断部３２・３３の切断面を面接触させた後、心線３４をスパイラルに巻き付ける。そしてその上に、１〜数枚の補強布３５と、後に伸張ゴム層となる未加硫ゴムシート３６との積層物を巻き付けて、ベルト成形体２５を作製する。

次の工程として、ジャケット（図示せず）を嵌入したベルト成形体２５を加硫缶へ移して、通常の方法で加硫を行う。加硫した後は、ジャケットとベルトスリーブを溝付モールド２０から抜き取る。

また、上記ベルト成形体２５を作製する他の方法として、モールドの溝部に帆布（補強布）をピニオンロール等で型付けし、更にその上にゴムシートを巻き付けて端面を突き合わせてエンドレスにし、このゴムシートを、その外周から加熱加圧して溝状部へ予備圧入して型付けし、上記型付けしたゴム層の表面に少なくとも心線と伸張ゴムシートとを順次巻き付けて成形体を作製することもできる。

上記の方法において、補強布４０をモールドの溝部に型付けする様子が図５に示され、この図５に示すように、ゴム糊であるゴム系接着剤をモールド４１（金型に円筒状母型を装着したもの）の突状部４２及び溝状部４３の表面にスプレー、刷毛、ローラー等で塗布した後、接着処理済みもしくは未処理の補強布４０を引き出して、突状部４２の表面に載置する。そして、ピニオンロール５０を下ろして、その歯部５２がモールド４１の溝状部４３に入っていることを確認した後、モールド４１を回転させて、前方突状部４２ａに位置する補強布４０をピニオンロール５０の底面５１で押圧し、続いてピニオンロール５０の歯部５２をモールド４１の溝状部４３に噛み合わせて歯部先端面４４をモールド４１の溝状部底面４５に当接して押圧変形する。ピニオンロール５０はモールド４１の回転とともに回転する。

そして、隣接する後方突状部４２ｂにある補強布４０をピニオンロール５０の前記底面５１に隣接する他の底面５１で押圧することにより、補強布４０を伸張させずに無理なく１つの溝状部４３に沿って完全に変形させ、これを順次繰り返して補強布４０をモールド４１の全周囲に密着するように型付けする。なお本実施形態では、ピニオンロール５０の１つの歯部５２がモールド４１の溝状部４３に入っているとき、他のピニオンロール５０の１つの歯部５２が補強布４０を押付けしないために、補強布４０が突っ張ってしまったり、浮いたりすることはない。これを繰り返しながらモールド４１の全表面に１〜４プライまで被覆する。そして、補強布４０の終端はカッターにより切断して、モールド４１に貼着する。

ここで使用するゴム系接着剤は、各種のゴム配合物をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエン等の溶剤に溶解し、混合して得られたものであり、モールド４１のモールド面への補強布４０の密着を良くするようにしている。

続いて、図６に示すように、予め圧縮ゴム層を形成する未加硫で所定厚みの圧縮ゴム用シート５５の両端面を厚み方向に傾斜してカット（通常べべカットともいう）したものを、上記補強布４０を型付けしたモールド４１に巻き付けてカット面を突き合わせた後、カット面の表面を加圧治具（図示せず）で軽く押圧してジョイントし、更に加熱プレス（図示せず）を用いて加熱加圧してジョイント部５８を形成する。加熱加圧条件は、温度が８０〜１２０℃、面圧が１〜２ｋｇ／ｃｍ²、時間が１０〜３０秒である。なお、通常は、ジョイント部５８の位置はモールド４１の溝状部４３で行うものとする。突状部４２にジョイントの位置がくると、ベルトコグ谷部にジョイントがくることとなって、割れが発生しやすくなる。

次に、圧縮ゴム用シート５５の表面に、粘着防止剤５６であるポリメチルペンテン或いはポリエチレンテレフタレートからなる耐熱性、離型性に優れる樹脂フィルムを１プライ巻き付けて重ね合わせて接合し、圧縮ゴム用シート５５の型付け工程へ移行する。

ゴムシートの型付け工程は、加硫缶を使用することができる。この場合、粘着防止剤５６の外側に上記遮断材であるゴム製のジャケット５７を被せた後、これを加硫缶へ設置し、温度１６０〜１８０℃、外圧０．８〜０．９ＭＰａのみで５〜１０分程度型付けし、図７に示すように未加硫の圧縮ゴム層６０を形成する。加硫缶で型付けしても、圧縮ゴム層６のジョイント部５８の割れは起こらない。無論、型付けは加硫缶を用いず、圧縮ゴム用シート５５の外側を加圧バンド、プレス方式等で加熱、加圧することもできる。

図８は型付けした圧縮ゴム用シートの表面にベルト成形体を作製した状態を示すものであり、前記のように圧縮ゴム層６０を形成したモールド４１を成形機（図示せず）に装着し、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等のコードからなる心線６１を圧縮ゴム層６０の上にスパイラルに巻き付けた後、接着ゴム層を形成する接着ゴムシート６２、伸張ゴム層を形成する伸張ゴムシート６３、上面補強布６４を順次巻き付けて、ベルト成形体６５を作製する。そして、成形機から取り出したモールド４１を支持台上に設置して、ジャケット（図示せず）を嵌入する。

そして、ベルト成形体６５を加硫缶へ移して通常の方法で加硫を行う。加硫した後は、前記ジャケット、続いて円筒状のベルトスリーブをモールド４１から抜き取る。

次に、ベルトスリーブをマントルに装着し、カッターにより所定幅に直角カットし、図９に示すような矩形断面を持つ単一のベルト７０に仕上げる。そして、この単一のベルト７０を図１０に示すバイアスカット装置１００にセットし、一対のカッター９０・９０によってバイアスにカットして、リング屑を除去して動力伝動用ベルト１に仕上げる。

次に、上記動力伝動用ベルト１を製造するためのバイアスカット装置１００の構成について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。図１０はバイアスカット装置の全体的な構成を示した立面模式図、図１１はバイアス装置において、ベルトを走行させながら側面をバイアスカットする様子を示す図である。

図１０に示すように、このバイアスカット装置１００は、単一の矩形断面の前記ベルト７０を張架することが可能な、互いに平行な駆動軸８０と従動軸８２を上下に並べて備えている。駆動軸８０はモータ等の原動機（駆動部）８１に連結されており、原動機８１からの駆動力を受けて回転して、ベルト７０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７０は前述したとおり、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た、図９に示すような構成とされる。

前記駆動軸８０と従動軸８２は何れも片持ち状に支持されるとともに、その端部側に、大径部（固定側のフランジ）８３ａ及び小径部８４を備える基軸８６と、この基軸８６の前記小径部８４に対し軸方向摺動自在に外嵌され、前記大径部８３ａと等しい外径を有するように構成した大径部（可動側のフランジ）としてのスライド筒８３ｂと、を備えている。即ち、両軸８０・８２は、小径部８４の両側に大径部８３ａ・８３ｂが配置され、大径部８３ａ・８３ｂの間の小径部８４の部分に溝（収容溝）が形成されたような形状になっている。なお、大径部８３ａ・８３ｂと小径部８４との境界部分において、大径部８３ａ・８３ｂの角は若干削り取られ、断面円弧状のフィレットＲが形成されている。

従動軸８２は図１０の矢印で示すように、駆動軸８０側へ近接する方向及び離間する方向へ移動可能に構成されており、ベルト７０に張力を付与するとともにベルト７０の設置や取外しを容易にしている。駆動軸８０及び従動軸８２の大径部８３ａ・８３ｂは互いに相対向する状態で設けており、一方の大径部８３ａは各軸８０・８２に固定され、他方の大径部としてのスライド筒８３ｂは、小径部８４の外周面上を移動して、前記小径部８４の幅（収容溝の間隔）を狭めて、ベルト７０を挟持する。両軸８０・８２のそれぞれのスライド筒（可動フランジ）８３ｂは、例えば圧縮空気や油圧の手段を用いることで、同期して移動させることができる。

なお、ベルト７０を２本の軸８０・８２の小径部８４に設置する際は、前記小径部８４の部分に形成される収容溝にベルト７０の圧縮ゴム層６の部分を収容するように設置するのが良い。ベルト７０を伸張ゴム層５まで収容するように深く設置すると、後のカット工程においてカット屑９１が大径部８３ａ・８３ｂの上に乗り上げにくくなってしまうからである。

図１０に示すように、ベルト７０を駆動軸８０と従動軸８２に設けた小径部（収容溝）８４に設置し、スライド筒８３ｂを移動させてベルト７０を挟持した後、従動軸８２を駆動軸８０から離れる方向に移動してベルト７０に張力を与える。なお、このときのベルト張力は４００〜１，２００Ｎとすることが好ましい。

図１１に示すように、本実施形態のバイアスカット装置１００は、ベルト７０の張り側Ｔと緩み側Ｓにそれぞれカット領域（カット部）８８を形成している。このカット領域８８・８８のそれぞれには、伸張ゴム層５の背面１２を押圧する合成樹脂製のプッシュロール８５と、このプッシュロール８５によって押圧した領域に配置されてベルト側面７１を挟持する２組の回転可能なガイドロール８７と、が備えられている。プッシュロール８５は、ベルト７０の張り側Ｔと緩み側Ｓとで接触しながら回転可能に設けられている。ガイドロール８７は、ベルト７０に対して幅方向一方側で位置が固定されたロール８７ａと、ベルト７０の幅方向他方側に配置されるとともに、前記ロール８７ａに対し近づいたり離れたりする方向に移動可能となるように適宜の移動機構を介して設けられたロール８７ｂにより構成されており、両ロール８７ａ・８７ｂがベルト７０の両側面を挟持しながら回転できるように構成されている。そして、この一対のロール８７ａ・８７ｂの組からなるガイドロール８７がプッシュロール８５の上方及び下方（ベルト走行方向の両側）に１組ずつ、計２組配置されている。

この構成で、プッシュロール８５によって伸張ゴム層５の背面１２を所定圧で押し付け、更に、ガイドロール８７のうち移動可能なロール８７ｂを移動させてベルト７０を挟み込んだ後、原動機８１を可動させて駆動軸８０を回転させる。ベルト７０は前述のとおり大径部８３ａ・８３ｂの間で挟持されるとともにガイドロール８７によっても挟持されているから、ベルト７０の振れもなく直線状に走行するため、精度良くバイアスカットすることができる。なお、上記プッシュロール８５の伸張ゴム層５の背面１２に対する押圧力は、例えば１５〜５０Ｎに調整することとすれば良い。

また、前記カット領域８８には、前記ベルト７０に対して斜めに向けた状態のディスク状のカッター９０が備えられている。このカッター９０は、ベルト７０の走行方向に準じて回転する円盤体に構成されており、ベルト７０の張り側Ｔと緩み側Ｓにそれぞれプッシュロール８５と相対向して移動可能に配置されている。また、このカッター９０は、カット領域８８にあるベルト７０の圧縮ゴム層６０へバイアス状に進入し（図１３及び図１４を参照）、しかもプッシュロール８５に接触させないでベルト側面７１をカットするように構成されている。このため、カッター９０の傷も発生しにくくなり、またプッシュロール８５にも傷が付かないため、部品の長寿命化が可能になり、またカット精度を長時間維持できる。

上記のバイアスカット面１５は、前述のとおり圧縮ゴム層６の底面１４から境界位置Ｕまでである。この境界位置Ｕ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。本実施形態では、境界位置Ｕは上端Ｐ（Ｌの１００％に相当）と一致している。逆に言えば、上記カッター９０は、上記の条件を満たすバイアスカット面１５を形成できるように、その位置が調整されている。また、図１３及び図１４に示すバイアスカット面１５の角度βは、例えば２０〜６０°の範囲内で適宜の角度に設定することができる。

次に、この構成のバイアスカット装置１００を使用してＶ字状の動力伝動用ベルト１を製造する方法について説明する。

最初に図１０に示すように、駆動軸８０及び従動軸８２において、スライド筒８３ｂを大径部８３ａから離れる方向にスライドさせた状態とする。また、ガイドロール８７のうち一側のロール８７ｂを他側から離れる方向に移動させておく。

次に、矩形断面のベルト７０を、両軸８０・８２の小径部８４の部分（収容溝）に掛ける。その後、図１０の矢印に示すように、スライド筒８３ｂを大径部８３ａ側へスライドさせて、ベルト７０の他側の側面に接触させる。こうすることで、２つの大径部８３ａ・８３ｂの間（前記収容溝）にベルト７０（前記圧縮ゴム層６）を挟んだ状態で、ベルト７０を２本の軸８０・８２に張架することができる。またカット領域８８・８８においては、図１０の矢印に示すように一側のロール８７ｂを他側に近づくように移動させて、ベルト７０の両側部を２つのロール８７ａ・８７ｂで挟持する。

このようにしてベルト７０をバイアスカット装置１００へセットした後、図１０のように原動機８１を駆動してベルト７０に張力を付与しつつ走行させるとともに、各カット領域８８・８８において、プッシュロール８５で押されたベルト７０の圧縮ゴム層６に対し、カッター９０を斜めに進入させる（図１３・図１４）。この結果、ベルト７０の一側の側面７１及び他側の側面７１をそれぞれ斜めにカットし、バイアスカット面１５を形成することができる。なお、カット領域８８・８８において、ベルト７０はプッシュロール８５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９０進入時のベルト７０の逃げは防止される。こうして、断面Ｖ字状の動力伝動用ベルト１が完成する。

カッター９０で切り落とされたベルト７０側面の部分は、左右一対の輪状のカット屑９１・９１となってベルト７０から分離されるが、このカット屑９１・９１は分離後すぐに、小径部８４から自然に押し出されて（押圧力の分力によって、或いは、カッター９０先端のクサビ形状によって押し出されると考えられる）、駆動軸８０及び従動軸８２の大径部８３ａ・８３ｂの外周面に乗った状態で倒れ、大径部８３ａ・８３ｂの間に掛けられた状態となる。なお、図１０で説明したように大径部８３ａ・８３ｂの角部にフィレットＲが設けられているので、ベルト７０から分離されたカット屑９１の大径部８３ａ・８３ｂへの移動はスムーズに行われる。このカット屑９１・９１は、図１２や図１５に示すように適宜の張力を付与された状態でベルト７０とともに走行するので、カット屑９１・９１は切断後も弛まず、カット屑９１・９１が暴れて動力伝動用ベルト１に悪影響を及ぼしたりすることがない。また、カット屑９１・９１は大径部８３ａ・８３ｂの上の一定位置で走行を安定的に継続するので、カット屑９１・９１を容易に且つ安定して回収することができる。

カットを終えると、駆動軸８０の回転を停止し、プッシュロール８５、カッター９０、ガイドロール８７のうち可動側のロール８７ｂ、そしてスライド筒８３ｂを元の位置まで戻して、また、従動軸８２を駆動軸８０側へ移動させてベルト張力を開放し、ベルト７０とカット屑９１を取り出して成形を終える。

以上に示すように、上記のバイアスカット装置１００は駆動軸８０及び従動軸８２を備え、駆動軸８０及び従動軸８２のそれぞれが小径部８４の両側に大径部８３ａ・８３ｂを有している。そして、これら２本の軸２１・２２は、大径部８３ａ・８３ｂの間（収容溝）にベルト７０の圧縮ゴム層６を挟むようにしながら、前記矩形断面のベルト７０を張力を付与して掛け渡すことが可能になっている。更にバイアスカット装置１００は、前記駆動軸８０を駆動可能な原動機８１と、ベルト７０の張り側を押圧するプッシュロール８５と、前記プッシュロール８５近傍のベルト７０の側面を挟持するガイドロール８７と、前記プッシュロール８５で押された圧縮ゴム層６をバイアスにカット可能なカッター９０と、を備える。

従って、ガイドロール４４に挟持され直線状に走行するベルト７０の圧縮ゴム層６へカッター９０が進入することで、カット精度を良好にでき、製造される動力伝動用ベルト１の断面寸法のバラツキを低減できる。また、カットによる発生するリング状のカット屑９１・９１は、ベルト７０から切り離されるとベルトから離れる向きに自然に押されて、前記大径部８３ａ・８３ｂの外周面の適宜位置に乗った状態となり、適宜の張力の下で動力伝動用ベルト１とともに走行するため、暴れることがない。従って、カット屑９１・９１を安定して回収することができる。

また、本実施形態のバイアスカット装置１００は、圧縮ゴム層６をバイアスにカットする際、当該カッター９０が前記プッシュロール８５に接触しないように当該圧縮ゴム層６にカッター９０を進入させている。従って、カッター９０の損耗やプッシュロール８５の損耗を極めて低減でき、交換などのメンテナンス作業の必要頻度を少なくすることができている。

また、本実施形態のバイアスカット装置１００は、駆動軸８０及び従動軸８２において、２つの大径部８３ａ・８３ｂのうち一方がスライド可能なスライド筒として構成されており、このスライド筒８３ｂのスライドにより、両側の前記大径部８３ａ・８３ｂの間に前記矩形断面のベルト７０を挟持可能に構成されている。従って、簡単な構成で大径部８３ａ・８３ｂの間に矩形断面のベルト７０を挟持することができる。

また、本実施形態のバイアスカット装置１００は、前記伸張ゴム層５の背面から心線３の上端までの距離をＬとしたとき、伸張ゴム層５の背面からＬの９０〜１００％に相当する境界位置から圧縮ゴム層６底面までの側部をバイアスにカットしている。従って、前述したとおり、カット屑９１・９１の量を少なくできるとともに、製造される動力伝動用ベルト１の動力伝達効率を良好にできる。

以上にバイアスカット装置１００の好適な実施形態を示したが、上記の構成は更に以下のように変更することができる。

前記単一のベルト７０は、圧縮ゴム層６に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を設けたものに限定されることなく、伸張ゴム層５にも同様のコグ部を設けたダブルコグドベルトであっても良い。

カット領域８８・８８のプッシュロール８５は、上記実施形態ではベルト７０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。

バイアスカット装置１００は、上記実施形態では駆動軸８０と従動軸８２の２本の軸を備える構成としたが、これに限定されず、例えば３本以上配置しても良い。特に、矩形断面を持つベルト７０が長尺の場合、３軸若しくは４軸に懸架して張力下で走行させながらバイアスカットすることができる。

駆動軸８０や従動軸においては、一側の大径部をスライド筒８３ｂとして構成することに限らず、両側をスライド筒（即ち、移動可能な構成）とすることも考えられる。また逆に、両側の大径部８３ａ・８３ｂをスライド不可能に構成しても構わない。要は、２つの大径部８３ａ・８３ｂの間にベルト７０の圧縮ゴム層を挟むことができれば良い。

ベルトの一方側に配置したスライド筒８３ｂは、２本の軸８０・８２で同期して移動できるようにしても良いし、両スライド筒８３ｂ・８３ｂの移動するタイミングに時間差が設けられていても良い。

ベルトの張り側Ｔと緩み側Ｓの両方に、プッシュロール８５によって押圧するとともに伸張ゴム層５の背面１２をガイドロール８７によって挟持するカット領域８８・８８を設けたが、これに限らず、ベルトの張り側Ｔと緩み側Ｓの一方のみにカット領域８８・８８を設けても良い。この場合には、ベルト７０の張り側Ｔに設けるほうがベルト７０の振れを抑えることができ、精度良くバイアスカットすることができる。また、プッシュロール８５をベルト７０の背面１２に当接させずにベルト腹面に当接させ、カッター９０をベルトの背面１２側に位置させることもできる。

大径部８３ａ・８３ｂの前記フィレットＲを省略しても良いが、カッター９０での切断後のカット屑９１・９１をスムーズに大径部８３ａ・８３ｂに乗り上げさせる観点から、フィレットＲを形成することが好ましい。また、角部を削り取る形状としては、断面円弧状のフィレットＲの代わりに、例えば面取り加工とすることが考えられる。

一対のカッター９０は同時に圧縮ゴム層６へ進入させても良いし、時間差をおいて進入させることもできる。

バイアスカット装置１００は、コグ部９を省略したローエッジベルトのバイアスカットのために用いられても良い。

心線として、１，５００デニールのアラミド繊維（商品名：トワロン）を上撚り数１９．７回／１０ｃｍ、下撚り数１５．８回／１０ｃｍで上下逆方向に撚糸して２×３の撚り構成とし、トータルデニール９，０００の未処理コードを準備した。次いで、この未処理コードをイソシアネート系接着剤でプレディップした後、約１７０〜１８０℃で乾燥し、ＲＦＬ液に浸漬した後、２００〜２４０℃で延伸熱固定処理を行って処理コードとした。

補強布として、アラミド繊維（商品名：トワロン）とポリエチレンテレフタレート繊維を重量比で５０：５０の混撚糸を使用したワイドアングルの平織帆布を用いた。これらの帆布をＲＦＬ液に浸漬した後、１５０℃で２分間熱処理して処理帆布とした。その後、これらの処理帆布にゴム組成物をフリクション・コーティングしてゴム付帆布とした。

圧縮ゴム層と伸張ゴム層はアラミド短繊維（ゴム１００重量部に対して２５重量部）を含んだクロロプレンゴムからなるゴム組成物を用い、また、接着ゴム層は短繊維を含まないクロロプレンゴムからなるゴム組成物を用いた。

コグパッドとして、１枚の補強布と圧縮ゴム層用シートとの積層物を、歯部と溝部を交互に配した平坦なコグ付き型に設置し、７５℃で加圧することによってコグ部を型付けしたコグパッドに形成し、上記コグパッドの両端をコグ山部の頂部から垂直に切断した。

これらの材料を用意した後、円筒状モールドに装着した内母型（加硫ゴム製）にコグパッドを巻き付けて端面を突き合わせし、更に心線、伸張ゴム層を形成する未加硫ゴムシート、補強布を順次巻き付けて成形体を作製した。その後、ジャケットを被せて円筒状モールドを加硫缶に設置し、加硫してベルトスリーブを得た。

このベルトスリーブをカッターにより所定幅に直角カットして、断面長方形のベルトに仕上げた。そして、図１０〜図１４に示すように、断面長方形の１本のベルトを２軸のプーリに装着して回転させながら、カッターをプッシュロールによって押圧された圧縮ゴム層へ進入させた。なお、心線３の上端Ｐを境界位置Ｕとして、この位置Ｕから圧縮ゴム層底面までの側面を一対のカッターによってバイアスにカットした。こうしてローエッジコグドベルトに仕上げた。

得られたローエッジコグドベルトの対向するバイアスカット面の角度は４２℃であり、短繊維の端面がバイアスカット面で切り株状に露出していることが確認できた。

そして、得られた長さ３００ｍｍのローエッジコグドベルトを、直径９０ｍｍのＶプーリに嵌め込んで角度４５°で巻き掛け、ベルトの一端に荷重２．７Ｎをかけた上で、他端を３０ｍｍ／秒の速度で引っ張るために必要な荷重Ｆを測定して、この荷重Ｆから摩擦係数を求めた。

また、上記ベルトを直径１６７．４ｍｍの駆動プーリと直径１３３．０ｍｍの従動プーリからなる２軸の横型走行試験機に懸架し、従動プーリに荷重３３０ｋｇｆを加え、そして駆動プーリを３，０００ｒｐｍで回転させ、６時間後の時点でのベルト重量を走行前のベルト重量で除することにより、摩耗量を測定した。

この結果、バイアスカットした面をサンディングして表面研磨した従来のベルトの摩擦係数を１とすると、本実施例に係るベルトの摩擦係数は１．４であった。また、６時間後の摩耗量を比較すると、従来のベルトが１であるのに対し、本実施例に係るベルトは０．７であった。更に、１時間走行後の従来のベルトの側面温度が１３５℃であったのに対し、本実施例に係るベルトの側面温度は１２６℃と低くなっていた。このように、本実施例に係るベルトは、走行時のスリップが少なくて初期走行時の摩耗量やベルト発熱温度を抑制できることが判る。

本発明に係る動力伝動用ベルトの製造方法で製造した動力伝動用ベルトの断面斜視図である。 図１の動力伝動用ベルトに係るバイアスカット面の拡大図である。 本実施形態の動力伝動用ベルトの製造方法の一部であって、モールド上で成形体を作製する様子を示す図である。 コグパッドの斜視図である。 補強布の型付け工程を示す図である。 圧縮ゴム用シートを加熱加圧してモールドの突状部と溝状部に密着して型付けする工程を示す図である。 圧縮ゴム用シートを型付けした状態を示す図である。 型付けした圧縮ゴム用シートの表面ベルト成形体を作製した状態を示す図である。 ベルトスリーブをカッターにより所定幅に直角カットして得られた矩形断面を持つベルトの断面図である。 バイアスカット装置の全体的な構成を示した立面模式図である。 バイアス装置において、ベルトを走行させながら側面をバイアスカットする様子を示す図である。 ベルトの両側面がカットされ、ベルト屑が分離された様子を示す立面模式図である。 カッターをベルトへ進入させる様子を示す、図１２のＸ−Ｘ断面矢視に相当する断面図である。 カッターをベルトへ進入させる様子を示す、図１２のＹ−Ｙ断面矢視に相当する断面図である。 カット後にカット屑が駆動軸の大径部に掛けられ、動力伝動用ベルトとともに走行する様子を示す斜視図である。

符号の説明

１ 動力伝動用ベルト
２ 接着ゴム層
３ 心線
５ 伸張ゴム層
６ 圧縮ゴム層
１２ 伸張ゴム層の背面
１３ 直角カット面
１４ 圧縮ゴム層の底面
１５ バイアスカット面
１６ 短繊維
１７ 短繊維の端面
７０ 矩形断面のベルト
７１ ベルトの側面
８０ 駆動軸
８２ 従動軸
８３ａ 大径部
８３ｂ スライド筒（大径部）
８４ 小径部
８５ プッシュロール
８７ ガイドロール
９０ カッター
９１ カット屑
１００ バイアスカット装置

Claims (10)

1. 圧縮ゴム層と伸張ゴム層との間に心線を介在させるように積層一体化した矩形断面のベルトをバイアスにカットする動力伝動用ベルトの製造方法であって、
   小径部の両側に大径部を有する少なくとも２本の軸に、前記大径部の間に前記圧縮ゴム層を挟むようにして、前記矩形断面のベルトを掛け渡し、
   前記ベルトの張り側と弛み側の少なくとも一方をプッシュロールによって押圧するとともに、そのベルト側面をガイドロールによって挟持し、
   前記ベルトに張力を付与しつつ走行させながら、前記プッシュロールで押された圧縮ゴム層へ、前記プッシュロールと対向する側からカッターを進入させてバイアスにカットすることを特徴とする、動力伝動用ベルトの製造方法。
2. 前記圧縮ゴム層をバイアスにカットする際、当該カッターが前記プッシュロールに接触しないように圧縮ゴム層にカッターを進入させることを特徴とする、請求項１に記載の動力伝動用ベルトの製造方法。
3. 前記軸の前記大径部のうち少なくとも一方が軸方向スライド可能に構成されており、このスライドにより、両側の前記大径部の間に前記矩形断面のベルトを挟持可能に構成されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の動力伝動用ベルトの製造方法。
4. 前記伸張ゴム層の背面から前記心線の上端までの距離をＬとしたとき、伸張ゴム層の背面からＬの９０〜１００％に相当する境界位置から圧縮ゴム層底面までの側部をバイアスにカットすることを特徴とする、請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の動力伝動用ベルトの製造方法。
5. カットにより発生するリング状のカット屑が、前記大径部の周面に乗った状態で走行することを特徴とする、請求項１から請求項４までの何れか一項に記載の動力伝動用ベルトの製造方法。
6. 圧縮ゴム層と伸張ゴム層との間に心線を介在させるように積層一体化した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、
   それぞれが小径部の両側に大径部を有し、前記大径部の間に前記圧縮ゴム層を挟むようにして、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、
   前記２本の軸の少なくとも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、
   前記プッシュロール近傍のベルト側面を挟持するガイドロールと、
   前記プッシュロールで押された圧縮ゴム層を、前記プッシュロールと対向する側からバイアスにカット可能なカッターと、
   を備えることを特徴とする、バイアスカット装置。
7. 前記圧縮ゴム層をバイアスにカットする際、当該カッターが前記プッシュロールに接触しないように当該圧縮ゴム層にカッターを進入させることを特徴とする、請求項６に記載のバイアスカット装置。
8. 前記軸の前記大径部のうち少なくとも一方が軸方向スライド可能に構成されており、このスライドにより、両側の前記大径部の間に前記矩形断面のベルトを挟持可能に構成されていることを特徴とする、請求項６又は請求項７に記載のバイアスカット装置。
9. 前記伸張ゴム層の背面から前記心線の上端までの距離をＬとしたとき、伸張ゴム層の背面からＬの９０〜１００％に相当する境界位置から圧縮ゴム層底面までの側部をバイアスにカットすることを特徴とする、請求項６から請求項８までの何れか一項に記載のバイアスカット装置。
10. カットにより発生するリング状のカット屑が前記大径部の周面に乗った状態で走行することを特徴とする、請求項６から請求項９までの何れか一項に記載のバイアスカット装置。

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