JPH03150141A - 両歯歯付ベルトの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば自動車のエンジンに設けられる歯付ベ
ルトの製造方法に関し、特に両面に歯を形成されたベル
トの製造方法に関する。 〔従来の技術〕 歯付ベルトはブーり間の動力伝達能力が高いことから、
種々の分野において使用されており、通常内側のみに歯
を有していた。ところが近年、自動車あるいは一般産業
用機械において、多数の機器を駆動するために、内側だ
けでなく外側すなわち背面にも歯を有する両歯歯付ベル
トが用いられるようになってきている。 この両歯歯付ベルトは、例えば、両面に歯を形成された
長尺の帯状体を所定の長さに切断し、その両端の切断面
どうしを突き合わせて接着させて成形されるか、あるい
は、内側に歯を有する無端体を成形するとともに、背面
に歯を有する長尺の帯状体をその無端体の周囲長に合わ
せて切断し、これを無端体の外周面に接着するとともに
切断面どうしを接着させて成形されている。 〔−発明が解決しようとする課題〕 ところが、このように長尺の帯状体を所定の長さに切断
して両端の切断面どうしを接釡する構成によると、これ
らの切断面の形状が正確には一致していないことがあり
、このような場合、その接合部分において歯形が不揃い
になってピッチに誤差が生じ、また十分に接着させるこ
とが困難になるという問題が生じる。また、長尺の帯状
体を必要な分だけ切断する場合、最後には若干の不要な
部分が生じ、材料歩留りが良くないという問題がある。 本発明はこのような問題を解決するためになされたもの
であり、全周にわたって正確な歯形を有し、製造が容易
であり、しかも材料歩留りの良い両歯歯付ベルトの製造
方法を得ることを目的としてなされたものである。 〔問題を解決するための手段〕 本発明に係る両歯歯付ベルトの製造方法は、外周面に歯
形を有する円筒状金型に、周方向に伸縮性を有する第１
の帆布を被せるとともにこの帆布の外周に第１のゴム層
を壱回する工程と、上記円筒状金型の外周に設けられた
第１の帆布および第１のゴム層を、短時間の間だけ加熱
加圧してベルト歯を予備成形する工程と、上記第１のゴ
ム層の外周に心線を巻付けるとともに第２のゴム層を巻
回して円筒体を成形する工程と、上記円筒体を上記円筒
状金型から離型するとともに、この離型された円筒体の
外周に第２の帆布を被せる工程と、上記第１の帆布、第
１のゴム層、心線、第２のゴム層および第２の帆布から
なる円筒体にプレス加工を施して上記第１および第２の
ゴム層を加硫させてベルト歯を成形する工程とを備えた
ことを特徴としている。 〔実施例〕 以下図示実施例により本発明を説明する。 第２図は両歯歯付ベル）１０を示す、このベルト１０は
無端状に成形され、内側のベルト歯１１と外側のベルト
歯２１は、それぞれ全周にわたって均一なピッチで設け
られる。また、内側のベルト歯１１と外側のベル）！２
１の形状およびピッチは相互に同じである。 第３図は、両歯歯付ベルト１０の断面を拡大して示した
ちのである。この両歯歯付ベルトＩＯは、ベルト歯１１
と歯底部１２から成る内側無端体１３と、ベルト歯２１
と歯底部２２から成る外側無端体２３と、これらの無端
体１３．２３の間に設けられた心線３１とを有する。心
線３１はベルトＩＯの長さ方向すなわち周方向に沿って
延びる。 内側ベルト歯１１および外側ベルト歯２１は同じ位置に
設けられ、すなわち内側の歯底部１２と外側の歯底部２
２は同じ位置に形成される。内側無端体１３の表面には
帆布１４が、また外側無端体２３の表面には帆布２４が
それぞれ被覆される。 次に、両歯歯付ベル）１０の製造方法および製造装置を
説明する。 まず内側無端体１３の製造工程について説明する。 第４図は内側無端体１３の表面に被覆される第１の帆布
１４を示す、この帆布１４は、ベルトの周方向に対して
伸縮性を有する布をミシン等により縫って無端状に成形
される。すなわち、ミシンによる縫製部１５は帆布１４
の幅方向（図中、縦方向）に延び、帆布１４は、この縫
製部１５に沿う方向には伸縮性を有しない、なお、ミシ
ンは通常のものでもよく、また超音波を利用したもので
もよい、図から理解されるように、製造業者名および製
造ロフト番号等の印刷文字１６は帆布１４の内側に位置
する。 帆布１４の材料は、ナイロンからなる合成繊維であり、
耐熱性と強度に優れたものであれば、いかなるものであ
っても良い、また帆布１４の織りについては、平織り、
朱子織り、綾織り、あるいはこれらの変形織りでも良い
。 無端状に成形された帆布１４は、第５図に示すように、
円筒状金型４０に被せられる。この円筒状金型４０は、
その外周面に、軸心方向に延びるとともに相互に等間隔
に形成された多数の歯形溝４１を有し、この歯形溝４１
はベルト歯に対応する。 第６図は帆布１４を円筒状金型４０に被せた杖態を拡大
して示す、この図から理解されるように、帆布１４は円
筒状金型４０と略同径を有し、各溝４１の間に形成され
た隆起部４２の先端面に接する。一方、帆布１４の縫製
部１５は、円筒状金型４０の溝４１に合致させて配置さ
れている。 さて、円筒状金型４０に被せられた帆布１４には、第７
図に示すように、さらに第１のゴム層５１すなわち素材
層が全周にわたって巻付けられる。 このゴム１５１は、円筒状金型４０の溝４１内に充填さ
れるのに十分な厚さを有する。すなわちゴム層５１は、
実質的に内側無端体１３のベルト歯１１となるものであ
る。 ゴム層５１の材料としては、ベルト伝動のために歯形に
剛性を持たせる必要があるので、モジユラスの高いゴム
が望ましい、このようなゴムとしては、クロロプレンゴ
ム、エチレンプロピレンゴム、クロルヒドリンゴム等が
あるが、厳しい使用に耐えるゴムとして例えば水素添加
ニトリルゴムが好ましい。 ゴム層５１が巻回された円筒状金型４０は、第８図に示
すように加硫缶４４内に収納され、予備的な成形が行わ
れる。この予備的な成形は、加硫缶４４内において加熱
加圧を行うものであるが、その処理時間は通常の加硫処
理よりも短く、加硫の程度を抑えたものである。この予
備的な成形の結果、ゴム１５１は円筒状金型４０の溝４
１内に流動し、これにより帆布１４も溝４１に沿う形状
に成形されるとともにゴム層に接着され、内側のベルト
歯がほぼ成形されることなる。 第９図は、第８図に示す予備成形工程において成形され
たベルト歯１１を示す、予備成形工程により、帆布１４
がベルト歯１１の表面に接着され、また、帆布１４の縫
製部１５はベルト歯１１の歯先部の近傍に位置している
。これは、もし縫製部１５が肉厚の薄い歯底部１２に位
置すると、ベルトの使用時に水分が縫製部１５からベル
ト内部に浸入し昌（、この水分によってベルトの耐久性
が損なわれることとなるからである。− 予備成形工程の後円筒状金型４０は加硫缶４４から取り
出され、第１０図に示すように、心線３１を巻付けられ
る。この図から理解されるように、円筒状金型４０の外
周側においてゴム層５１は、はとんど溝４１（第６図）
内に移動しており、隆起部４２（第６図）に対応した部
分には帆布１４が現れている。 心線３１は、周知のように、相互に逆向きに撚る（いわ
ゆるＳ撚りおよび２撚り）ことにより得られる一対の心
線からなる。また心線３１は、本実施例において硝子繊
維から成形されるが、これに限定されるものではなく、
例えばアラミド繊維等の合成繊維でもよく、またアルミ
ニュウム等の金属繊維あるいはカーボン繊維でもよい。 心線３１が円筒状金型４０の外周面の全体にわたって巻
回されると、次に、第１１図に示すように心線３１の外
周側に第２のゴム層５２が巻付けられる。第２のゴム層
５２は、予備成形前の第１のゴム層５１と実質的に同じ
厚さを有し、外側無端体２３（第３図）を構成するもの
である。 第２のゴム層５２は、第１のゴム層５１と同じ種類のゴ
ムから成形されてもよいが、異なる種類のゴムから成形
されてもよい。 第１の帆布１４、第１のゴム層５１、心線３１および第
２のゴム層５２からなる円筒体１７は、第１２図に示す
ように、円筒状金型４０から脱型される。そして、この
円筒体１７の外周には第２の帆布１８が被せられる。こ
の第２の帆布１７は周方向に伸縮性を有し、第１の帆布
１４と同じ材質のものでもよい。 第２の帆布１７が被せられた円筒体１８は、例えば第１
図に示すベルト製造装置に装着され、次に述べるように
相互に圧着されるとともに歯形を成形されて無端状のベ
ルトｌＯとなる。 この製造装置は、内側無端体１３が巻回される一対の歯
付プーリ６１．６２と、第１のプレス金型７１と、第２
のプレス金型７２とを備える。一対の歯付プーリ６１．
６２は所定の間隔を置いて設けられ、これらのプーリ６
１．６２の間において内側無端体１３がほぼ水平になる
ように構成されている。第１のプレス金型７１は、内側
無端体１３の内周側に配設されるとともに昇降自在に設
けられており、また上面には、内側無端体１３のベルト
歯に係合する複数（例えば、１５）の成形溝７３を有す
る。第２のプレス金型７２は、第１のプレス金型７１に
対向して配設されるとともに昇降自在に設けられており
、下面には、第１のプレス金型７１と同形の複数（例え
ば、１５）の成形溝７４を有する。 第２のプレス金型７１は、両端部に設けられた一対の固
定プレス金型部材７５．７６と、中央部に設けられた成
形プレス金型部材７７とを備える。 これらの金型部材７５．７６．７７は、それぞれ独立に
昇降するように構成される。固定プレス金型部材７５．
７６は第１のプレス金型７１の両端部に対向しており、
このプレス金型７１と協働して内側無端体１３と第２の
ゴム層５２を挟持するものである。成形プレス金型部材
７７は、第１のプレス金型７１と協働して、ゴム層５２
を内側無端体２３に圧着するとともにベルトの歯形を成
形するものである。 固定プレス金型部材７５．７６は、例えば内部に形成さ
れた水路に冷却水を通すことにより、常時室温に保持さ
れるように構成される。一方、成形プレス金型部材７７
は、内部に加熱蒸気あるいは電気ヒータ等の加熱機構を
有しており、またその熱容量は中央部はど小さく、両端
に近づ（はど大きく定められている。すなわち、固定プ
レス金型部材７５．７６の近傍において、成形プレス金
型部材７７の熱容量は太きく、これにより成形プレス金
型部材７７の第２のゴム層５２との接触面における温度
が全体にわたり均一になる。 第１のプレス金型７１は、固定プレス金型部材７５．７
６に対応した部位において冷却水等により冷却されて室
温に保持され、また成形プレス金型部材７７に対応した
部位において、両端はど熱容置が大きくなるように加熱
される。すなわち、第１のプレス金型７１の成形プレス
金型部材７７に対応した部分の表面温度は全体にわたり
均一である。 第１のプレス金型７１の両端部に位置する２つの成形溝
７３間の距１１ＷＩは、次の（１）式に従って定められ
る。すなわち、 Ｗ１＝２ＸｇＸ　（ｒ−ＰＬＤ値） Ｘｎ／ＮＸ（１−ｃ）　　　　　・・・（Ｉ）ここで、
ｒ：ベルトを円形にした時における心線３１の半径、 ｎ：成形プレス金型部をｔ７７に係合するベルト歯の数
、 Ｎ：全てのベルト歯の数、 Ｃ：第１のプレス金型７１を構成する 材料の熱膨張係数 である。 またＰＬＤ値は、本実施例の場合、第３図に示すように
心線３１の中心と歯底１２．２２との距離である。 一方、第２のプレス金型７２の両端部に位置する２つの
成形溝７４間の距離Ｗ２は、次のセ）式に従って定めら
れる。すなわち、 Ｗ２＝２ＸｘＸ　（ｒｆＰＬＤ値） ｘｎ／Ｎｘ（１−ｄ）　　　　　　・　・　・セ）ここ
で、ｄ：第２のプレス金型７２を構成する材料の熱膨張
係数 である。 （１）および（２）式から理解されるように、第１およ
び第２のプレス金型７１．７２を同じ金属材料から構成
した場合、ｃ＝ｄであるので、ＷｌとＷ２ば、ＰＬＤ値
の分だけ異なる。つまり、第２のプレス金型７２の両端
の成形溝間距ＨＷ２は、第１のプレス金型７１の両端の
成形溝間距１１１ＷＩよりも長く、その割合は、 Ｗ２／Ｗｌ−（ｒ＋ＰＬＤ値）／（ｒ−ＰＬＤ値）であ
る。 次に第１図および第１３図（ａ）、（ｂ）を参照して、
内側無端体１３と第２のゴ五層５２の圧着および歯形の
成形を行う工程を説明する。 内側無端体１３と帆布１８を被覆された第２のゴム層５
２とからなる円筒体はあらかじめ一対の歯付プーリ６１
．６２に巻回されている。まず第■のプレス金型７１が
上方へ変位してその歯溝７３が内側無端体１３の歯に係
合する。そして第１３図（ａ）に示すように、固定プレ
ス金型部材７５．７６が下降して第２の帆布１８の上か
ら第２のゴムＪ！Ｉ５２を押圧する。ここで、第２のプ
レス金型７２の成形溝間距ｆｉｌｌＷ２は第１のプレス
金型７１よりも長いので、第２のゴム層５２は、固定プ
レス金型部材７５．７６の保合により、第１および第２
のプレス金型７１，７２の成形溝間距離の差に対応する
分だけ伸張せしめられる。 この状態で、第１３図（ｂ）に示すように成形プレス金
型部材７７が下降し、第２のゴム層５２が内側無端体１
３に対して押圧される。しかして第１のプレス金型７１
と成形プレス金型部材７７による加熱および押圧により
、内側無端体１３と第２のゴム層５２のゴムが加硫して
ベルト歯が成形され、また内側無端体１３の第１のゴム
層５１と第２のゴム層５２とが相互に圧着される。この
時、固定プレス金型部材７５．７６により押圧される部
分は、加熱されないのでゴムは加硫せず、ベルト歯の成
形は行われない。 次いで、成形プレス金型部材７７により成形されたベル
ト歯のうち最も右側のベルト歯Ｒが左側の固定プレス金
型部材７５の直下に位置するようにして内側無端体１３
と第２のゴム層５２が移動せしめられる。そして、以下
同様にして、上述のプレス工程が繰り返され、ベルト歯
が成形されるとともに、第２のゴム層５２が第１のゴム
層５１に圧着される。この工程の間、第２のゴム層５２
は少しずつ引き延ばされる。 このようにして、外側無端体２３（第３図）が成形され
、その長さは内側無端体１３よりもＰＬＤ値に対応した
分だけ長くなる。したがって、全周にわたって正確な歯
形を有し、しかも残留歪みを極力抑えられた両歯歯付ベ
ルトが得られる。また、本実施例は従来のように長尺の
帯状体を所定の長さに切断して切断面どうしを接着させ
るものではなく、円筒体に成形したゴム層にプレス加工
を施してベルト歯を形成するものであるから、製造が容
易であり、また材料歩留りもよい。 なお、円筒体にベルト歯を成形するプレス工程は、本実
施例のものに限定されず、従来公知のいかなるプレス工
程を適用してもよい。

【発明の効果】

以上のように本発明によれば、全周にわたって正確な歯
形を有し、製造が容易であり、しかも材料歩留りの良い
両歯歯付ベルトを得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法を実施するための装置の一例
を示す断面図、 第２図は両歯歯付ベルトの概略の構成を示す斜視図、 第３図は両歯歯付ベルトの要部を示す断面図、第４図は
帆布を示す斜視図、 第５図は帆布を円筒状金型に被せる工程を示す斜視図、 第６図は円筒状金型に帆布が被せられた状態を示す断面
図、 第７図は円筒状金型に第１のゴム層を壱回する工程を示
す斜視図、 第８図はゴム層を巻回された円筒状金型を加硫缶に収納
した状態を示す斜視図、 第９図は第８図の工程後におけるゴム層と帆布を示す断
面図、 第１０図は円筒状金型の心線を壱目する工程を示す斜視
図、 第１１図は円筒状金型に第２のゴム層を壱回する工程を
示す斜視図、 第１２図は円筒状金型から内側無端体を取り出すととも
に第２の帆布を被せる工程を示す斜視図、第１３図（ａ
）は成形プレス金型部材が下降する前を示す断面図、 第１３図（ｂ）は成形プレス金型部材が下降した後を示
す断面図である。 １４・・・第１の帆布 １８・・・第２の帆布 ５１・・・第１のゴム層 ５２・・・第２のゴム層 じ′マ 第１図 第２図 第３図 第５図 （／　　　、４］ 第９図 ／　　　４＋Ｆ 第１１図 １４、＼１１ 第１２図 番 第１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周面に歯形を有する円筒状金型に、周方向に伸
   縮性を有する第１の帆布を被せるとともにこの帆布の外
   周に第１のゴム層を巻回する工程と、上記円筒状金型の
   外周に設けられた第１の帆布および第１のゴム層を、短
   時間の間だけ加熱加圧してベルト歯を予備成形する工程
   と、 上記第１のゴム層の外周に心線を巻付けるとともに第２
   のゴム層を巻回して円筒体を成形する工程と、 上記円筒体を上記円筒状金型から離型するとともに、こ
   の離型された円筒体の外周に第２の帆布を被せる工程と
   、 上記第１の帆布、第１のゴム層、心線、第２のゴム層お
   よび第２の帆布からなる円筒体にプレス加工を施して上
   記第１および第２のゴム層を加硫させてベルト歯を成形
   する工程とを備えたことを特徴とする両歯歯付ベルトの
   製造方法。