JP5296388B2 - 突起付ベルト - Google Patents

Description

本発明は、ベルト背面に突起が設けられた突起付ベルトに関する。この突起は、ベルト背面で物品を搬送する場合の物品間の仕切りとなったり、物品を押して移動させたり等する機能を果たすものである。

ベルト背面に突起を設け、カードや紙葉類などを搬送する用途が多くなっている。突起だけを設けたベルトにおいては、ベルト背面上に突起を支えるものがない為に、前記突起が傾き倒れたり、突起根元部に亀裂が入り、最終的には突起が欠落したり、短寿命となっていた。特に搬送物の重量が多いものや、搬送する紙の枚数が多く、突起の高さが高い場合など前記突起の倒れが発生する割合が顕著であった。

そこで、図１０で表されるように、ベルト４１外周面に突起４３と一体となった突出部４５を設けた。図１０で示された突起付ベルトは、歯付ベルトであり、突出部４５を含んだ突起４３がベルト歯の複数歯に跨ってその背面に設置されている為に、屈曲性が悪くなり、その突起４３の箇所にあるベルト歯がプーリ歯にかみ合うときにプーリに沿って曲げにくくなり、かみ合いが悪くなり、脱調や突起欠け等早期破損が起こっていた。

そこで、これらの課題を解決し、物品の搬送に使用する搬送時の突起の傾き倒れを防止し、突起付ベルトの長寿命化を達成できる突起付ベルトの提供を行う。

本発明は、ベルト背面に立設した突起のベルト周方向での少なくとも一方側に突起支持体を設け、前記突起が前記突起支持体の方向に傾き得る間隔でもって、前記突起と前記突起支持体とが離間しており、前記突起支持体が前記突起の少なくとも半分までの高さである第二突起で、前記第二突起の先端には前記突起側に向かって突出部を有する突起付ベルトにある。

請求項２に記載の発明は、前記突起付ベルトが少なくともその内周面に一定ピッチで歯部と溝部を交互に形成し、少なくともピッチライン位置に心線を埋設せしめた突起付歯付ベルトである請求項１に記載の突起付ベルトにある。

本発明によると、ベルト背面に立設した突起のベルト周方向での少なくとも一方側に突起支持体を設け、前記突起が前記突起支持体の方向に傾き得る間隔でもって、前記突起と前記突起支持体とが離間している突起付ベルトであることから、ベルトの耐屈曲性を損なうことなく、搬送物によって前記突起がある程度傾いた場合でも、前記突起支持体が突起を支えることで極端に傾き倒れないという効果がある。

さらに、前記突起支持体が前記突起の少なくとも半分までの高さである第二突起で、前記第二突起の先端には前記突起側に向かって突出部を有する突起付ベルトにあることから、突出部の大きさを調整することにより、物品を搬送する際に突起に大きな力が掛かった場合でも突起の傾きを極力抑えることができるという効果もある。

請求項２に記載の発明によると、前記突起付ベルトが少なくともその内周面に一定ピッチで歯部と溝部を交互に形成し、少なくともピッチライン位置に心線を埋設せしめた突起付歯付ベルトである請求項１に記載の突起付ベルトであることから、搬送用として頻繁に使用される突起付歯付ベルトに対して本発明の効果は大きい。

図１から図５は本発明の突起付ベルトの実施形態を示す例である。図１〜図４に示す突起付ベルトのベルト本体は歯付ベルトとなっているが、歯付ベルトの他、平ベルト、Ｖベルト等、特に制限はない。図１及び図２の突起付ベルトは、ベルト１本体内に心線３をベルト１長手方向に沿って埋設したゴム又はポリウレタン弾性体からなり、その外周面５には少なくとも一つの突起７を設置している。前記突起７は、ベルト１周方向での少なくとも一方側に前記突起７と離れて突起支持体９が設けられている。前記突起のベルト周方向の一方側は物品搬送面１１となっており、前記ベルト１をプーリに装着する際には、前記物品搬送面１１がベルト１進行前方向に向くようにする。

このベルト１によると、図７に示すように、搬送物によって前記突起７がある程度傾いた場合でも、前記突起支持体９が突起７を支えることで極端に傾くことはない。

図３に示す突起付ベルトは、図２の突起支持体９が前記突起７の少なくとも半分までの高さである第二突起１３であり、前記第二突起１３の先端には前記突起７側に向かって突出部１５を有した突起付ベルトである。

突出部１５の前記突起７へ向かった突出量を調整することで、物品を搬送する際に突起７に大きな力が掛かった場合でも突起７の傾きを極力抑えることができる。

図４に示す突起付ベルトは、ベルト１本体内に心線３をベルト１長手方向に沿って埋設したゴム又はポリウレタン弾性体からなり、その外周面５には少なくとも一つの突起７を設置している。前記突起７のベルト１周方向での少なくとも一方側に前記突起７と一体となった突起支持部１７を設け、該突起支持部１７の底部１９はベルト１が水平状態となったときにベルト外周面５と接触するが、前記底部１９とベルト外周面５とは固着していない。

図４に示す突起付ベルトを使用した場合は、ベルトの耐屈曲性を損なうことなく、前記突起支持部１７の底部１９はベルト１を水平状態にしたときにベルト背面５に接触するので、搬送物搬送時に前記突起７は搬送物によって傾くことがない。

又、ベルトを熱硬化性ウレタンエラストマー製とする場合は、前記突起７は図５に示すようにベルト進行方向に向かって前傾しているほうが好ましい。前傾していると、内外一対の金型を使用して熱硬化性ウレタンエラストマー製の突起付ベルトを製造する際に、前記突起を外型から脱型しやすくなり、生産性が向上する。又、その傾斜角θ´は５度〜２０度が好ましい。傾斜角θ´が５度より小さくなると生産性向上の効果が少なく、２０度より大きくなると、物品搬送面が物品と全面接触しなくなり、搬送能力が落ちることになる。

図６に示す突起付ベルトは、ベルト１本体内に心線３をベルト１長手方向に沿って埋設したゴム又はポリウレタン弾性体からなり、前記ベルト１がその内周面に一定ピッチで歯部２１と溝部２３を交互に形成している。又、前記歯部２１表面を歯布層で覆うこともできる。又、外周面５には物品搬送面１１を有する少なくとも一つの突起７を設置し、ピッチライン２５位置に心線３を埋設せしめた突起付歯付ベルト２７であって、前記突起７が該物品搬送面１１と周方向において反対側に突出部３３を有し、前記突起７の根元部２９に少なくとも一つの切り欠き３１を有し、前記突起７が少なくともベルト１周方向において大きくとも１歯分の幅でベルト１の外周面５と連結されている。

図６に示す突起付ベルトを使用した場合、ベルト１の耐屈曲性を損なうことなく、搬送物品により前記物品搬送面１１に力が掛かった場合でも前記突出部３３の底部３５がベルトの外周面５と接触し、前記突起７の傾きを最小限に抑えることができる。

ここで、本発明の突起付ベルトは歯付ベルトであることが好ましい。該歯付ベルトは、上記の歯付ベルト１がゴムからなる場合は、歯ゴム層４及び背ゴム層６の原料ゴムとして（１）水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、（２）水素化ニトリルゴムと、水素化ニトリルゴムにメタクリル酸亜鉛の添加により補強したゴムをブレンドしたゴム、（３）ＥＰＤＭにメタクリル酸亜鉛の添加により補強したゴムをブレンドしたゴム、及び（４）これらのゴムに短繊維を添加して補強したゴム、或いは極度の高温耐久性が要求されない場合はクロロプレンゴム、クロロプレンゴムに短繊維を添加して補強したゴムが用いられる。

又、背面ゴムに短繊維が添加されたゴムを用いる場合には、背面ゴムの短繊維の配向をベルト幅方向とするとベルト幅方向の背面ゴムの剛性が増しベルト側面の補強効果が得られ、かつ短繊維の添加による背面ゴムのベルト曲げ方向の剛性の増大を抑制できる。

心線３としては、高強度ガラス繊維（ＳＣＧ）、標準ガラス心線、アラミド心線などが用いられるが、材質、構造、接着処理については特に制限されない。

歯布に用いられる帆布の構造は織物であり、綾織り、朱子織りなどからなり、ポリアミド繊維、アラミド繊維などが用いられるが、構造・材質はこれらに制限されない。

歯付ベルト１がポリウレタン弾性体からなる場合、ポリウレタン弾性体としては熱硬化性ポリウレタンエラストマー又は熱可塑性ポリウレタンエラストマーが使用できる。熱硬化性ポリウレタンエラストマーの場合、該ポリウレタンは、イソシアネートとしては、トルエンジイソシアネート及びメチレンジイソシアネート等が、ポリオールとしてはポリテトラメチレングリコール、アジペート系等で構成されている。
熱可塑性ポリウレタンエラストマーの場合は、主として１分子中に２個以上の活性水素を有するポリエステルポリオール、ポリアミドポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール等から選ばれたポリオールの１種又は２種以上の混合物と、多官能イソシアネートとを等モルに近い割合で反応させて得られる直線状の熱可塑性ポリウレタンである。具体的には、ポリエステル系（デュポン商標名：ハイトレル、東洋紡商標名：ペレプレン等）、ポリアミド系（ダイセル商標名：ダイアミド−ＰＡＥ）の各熱可塑性樹脂等であってもよい。又、エチレン−α−オレフィンであってもよい。

熱硬化性ポリウレタンの場合は、イソシアネートと、ポリオールルとを前もって混合したものが、ウレタンプレポリマーであるが、ウレタンプレポリマーに添加する硬化剤としては、ジアミン化合物やポリオール化合物が一般的に使用されるが、特に３，３´−ジクロロ−４，４´−ジアミノジフェニルメタン（ＭＯＣＡ）が使用される。

その他の添加剤としては、反応促進剤、可塑剤、顔料等も混合することができる。この反応促進剤としては、有機カルボン酸化合物やアミン系化合物が用いられる。この有機カルボン酸化合物は、特に限定されるものではないが、オレイン酸、セバシン酸、アジピン酸などの脂肪族カルボン酸化合物や安息香酸やトルイル酸のような芳香族カルボン酸化合物を使用することができ、製造の設備や配合面から室温で液状であるオレイン酸が特に好ましい。

本発明のポリウレタンエラストマーの成形方法は、特に限定されるものでなく、一般的な成形法であるプレポリマー法、擬プレポリマー法、ワンショット法を用いることができる。

本発明の突起付ベルトが熱硬化性ポリウレタンエラストマーからなる場合は、製造方法は特に限定されないが、一例として遠心成形方法が採用される。
先ず原料として、ポリウレタン原料、硬化剤、可塑剤、耐光安定剤等を所定の量準備しておく。そして、前もって歯溝を形成した内型を約１００°Ｃに予熱しておく。又、外型にはベルト成形後突起及び突起から離間した突起支持体を形成する為の溝を有する外型も約１００°Ｃに予熱しておく。そして、内型に心線を螺旋状に巻き、該内型と内型との間でキャビティを形成する約１００°Ｃに予熱された外型とを組み立て、金型組み立て体とし、１２０°Ｃ程度の環境雰囲気下で前記金型組み立て体を所定の回転数にて回転させる。そして、前記原料を全て混合攪拌し、前記金型組み立て体のキャビティに注型し、所定の時間金型組み立て体を回転させながら硬化させる。そして、所定時間経過後前記金型組み立て体の回転を停止し、金型組み立て体を解体してベルトスリーブを取り出し、所定の幅に切断して突起付ベルトが形成される。金型組み立て体を解体する際には、ベルトスリーブは内型からは外れ、外型に残るようにしておくことが好ましい。該突起付ベルトをプーリ間に組み付ける場合は、前記突起の物品搬送面１１が進行方向前側に向くように取り付ける。

請求項２に記載の突起付ベルトも請求項１に記載の突起付ベルトと同様の方法にて製造される。

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
（実施例）
表１に示す配合からなるポリウレタン原料を用意した。ベルト歯形はＳＴＰＤタイプ、歯ピッチは２ｍｍ、ベルト長さは２００ｍｍとなる金型を使用した。そして、オーブン内で１００°Ｃで予熱された内型にアラミド繊維を心線ピッチ０．５ｍｍでスパイラルに巻きつけた。そして、心線を巻きつけた内型を１００°Ｃに余熱され、図１及び図２に示す突起及び突起支持体を形成する為の溝を有した外型を組み付け、金型組み立て体として回転盤を有した架橋オーブン中に入れ、金型組み立て体の中心と回転盤の中心とを合致させて固定した。そして、オーブン内を１２０°Ｃに熱して、密閉し、回転盤を回転させることで金型組み立て体を４，０００ＲＰＭで回転させた。そして、ポリウレタン原料を全て混合攪拌して金型組み立て体内に注型した。そして、回転数と、架橋オーブン内温度を前記値に保持したまま１０分間架橋オーブン内温度と回転盤の回転数を前記値に保持した後、回転を停止し、架橋オーブンの蓋を開け、金型組み立て体を取り出し金型を解体してベルトスリーブを取り出した。そして、そのベルトを４０ｍｍ幅にて切断して歯付ベルトとした。ベルト歯部及び背部の硬度はＪＩＳＡ８５度であった。

そして、該ベルトをＳＴＰＤ１８歯の一対のプーリに懸架して初張力として４００ｇｆの張力を掛けた。そして、該歯付プーリに巻きかけた際の突起根元の応力を有限要素法にて解析した。応力はフォンミーゼスの相当応力を使用した。その結果を図８に示す。また、該歯付プーリを１３．８ｒｐｍで回転させＡ４のＰＰＣ用紙を５０枚前記突起にて搬送したときの突起傾き角度を測定した。その結果を図９に示す。

同様にして、図３で表される突起及び突起支持体を実施例２とし、図４で表される突起を実施例３とした。製造方法は実施例１と同じで、ベルト歯形はＳＴＰＤタイプ、歯ピッチは２ｍｍ、ベルト長さは２００ｍｍとした。又、図１０で示される突起付ベルトを従来例とした。従来例も実施例１と同じ製造方法で、そして、実施例１と同様にベルト歯形はＳＴＰＤタイプ、歯ピッチ２ｍｍ、ベルト長さは２００ｍｍとした。又、図５に示すように突起を前傾させた実施例４の傾斜角θ´を５度とし、参考例の傾斜角θ´は４度とした。そして、実施例２、３及び従来例も実施例と同様にして、ＳＴＰＤ１８歯の一対のプーリに懸架して初張力４００ｇｆの張力を掛けた。そして、該歯付プーリに巻きかけた際の突起根元の応力を有限要素法にて解析した。その結果を図８に示す。又、該歯付プーリを１３．８ｒｐｍで回転させＡ４のＰＰＣ用紙を５０枚前後突起にて搬送したときの突起傾き角度を測定した。その結果を図９に示す。

図８の結果によると、実施例に比べて従来例は突起根元に掛かる応力が大きくなることがわかる。又、図９の結果によると、従来例は実施例に比べて突起傾き角度が大きくなっていることがわかる。

又、実施例４のベルトを外型から脱型するのに要した時間は１分であったが、参考例のベルトを外型から脱型するのに要した時間は５分であった。生産性は、実施例４のベルト歯、参考例と比べて５倍良いことが判る。

本発明は、Ｖベルト、Ｖリブドベルト、歯付ベルト等に背面に突起を有し、物品搬送を行う場合に搬送力向上及び搬送力を向上させたときの突起の耐久性の向上等に利用可能である。

本発明の突起付ベルトの一例を示す斜視図である。 本発明の突起付ベルトの一例を示す概略正面図である。 本発明の突起付ベルトの他の例を示す概略正面図である。 本発明の突起付ベルトの他の例を示す概略正面図である。 本発明の突起付ベルトの他の例を示す概略正面図である。 本発明の突起付ベルトの他の例を示す概略正面図である。 図２の突起付ベルトの突起が最大傾いた例である。 プーリ巻き掛け時の突起根元に掛かる応力を有限要素法により算出したグラフである。 Ａ４のＰＰＣ用紙を５０枚突起付ベルトで搬送したときの突起傾き角度を表したグラフである。 従来の突起付ベルトを示す概略正面図である。

符号の説明

１ ベルト
３ 心線
４ 歯ゴム層
５ 外周面
６ 背ゴム層
７ 突起
９ 突起支持体
１１ 物品搬送面
１３ 第二突起
１５ 突出部
１７ 突起支持部
１９ 底部
２１ 歯部
２３ 溝部
２５ ピッチライン
２７ 突起付歯付ベルト
２９ 根元部
３１ 切り欠き
３３ 突出部
３５ 底部
θ´ 突起の傾斜角

Claims (2)

1. ベルト本体内に心線を長手方向に沿って埋設したゴム又はポリウレタン弾性体からなり、その外周面には少なくとも一つの突起を設置した突起付ベルトにおいて、
   前記突起のベルト周方向での少なくとも一方側に突起支持体を設け、前記突起が前記突起支持体の方向に傾き得る間隔でもって、前記突起と前記突起支持体とが離間しており、
   前記突起支持体が前記突起の少なくとも半分までの高さである第二突起で、
   前記第二突起の先端には前記突起側に向かって突出部を有する、
   ことを特徴とする突起付ベルト。
2. 前記突起付ベルトが少なくともその内周面に一定ピッチで歯部と溝部を交互に形成し、少なくともピッチライン位置に心線を埋設せしめた突起付歯付ベルトである、請求項１に記載の突起付ベルト。

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