JPH03236948A - 無端ベルトおよびその製造方法 - 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］ この発明は、伝動ベルトなどに使用するための、モノフ
ィラメント（繊維）によって補強されたゴム、プラスチ
ック等からなる無端ベルトと、その製造方法に関するも
のである。

［従来技術］ 従来、伝動ベルトなどに使用される無端ベルトは、エン
ドレスにするために長尺のベルト材の端部をラップさせ
て接続したり、あるいはベルトをエンドレスにするため
１こ拡張帯（心線）をスパイラル状に巻いて製造したり
していた。

そのほかの先行技術として、例えば特開昭６３−６９６
２６号公報に、合成高分子モノフィラメントを長さ方向
にほぼ直線かつほぼ平行状態に配置して繊維補強したゴ
ム、プラスチック等からなる長尺状ベルトとその製造方
法が記載されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来のように、ベルトの端部を接続して無端
状にすると、その接続部分は、曲げ剛性、厚みが大きく
なるため、ベルトの走行時に応力が接続部分に集中し、
使用中早期に切断に至るおそれがある。また、コードを
拡張帯としてスパイラル状に巻いて無端ベルトを製造す
る場合、拡張帯がスパイラル状に１重しか巻かれていな
いため、走行時にベルトが一方に偏り蛇行するという問
題点がある。

さらに、上記公報ζこ記載の長尺状ベルトで無端ベルト
を形成するには、端部を接続する必要があるために前記
従来例と同様な問題点がある。

この発明は上記に鑑みなされたもので、走行時にベルト
が蛇行せず、軽量・強靭にして加工が容易で、継ぎ目の
ない無端ベルトとその製造方法を提供することを目的と
している。

［課題を解決するための手段」 上記目的を達成するために本発明の無端ベルトは、ａ）
開繊した多数本のモノフィラメントを平行に並べて配置
したうえ、各モノフィラメント間にゴム、プラスチック
ス等の弾性材料を充填したフィラメント層を、順に重ね
合わせて２層以−ヒの偶数層により構成した継ぎ目のな
い無端ベルトであって、ｂ）各フィラメント層を構成す
るモノフィラメントはベルトの長さ方向に対して所定の
傾斜角を有し、Ｃ）重ね合わされた上下のフィラメント
層のモノフィラメントは、交差して各傾斜角が対称であ
る。

］二記無端ベルトを製造するための本発明の方法は、ａ
）開繊した複数本のモノフィラメントを平行に並べて配
置するとともに、各モノフィラメン）・間にゴム、プラ
スチックス等の弾性飼料を溶融状態で含浸させた一定幅
のテープ状フィラメント群を、所定の外径のマンドレル
に所定の傾斜角でスパイラル状に一連に巻き付けてｌＮ
目のフィラメント層を形成した後、ｂ）マンドレルの端
部において前記テープ状フィラメント群を折り返して１
層目のフィラメント層上に互いに交差する対称の傾斜角
を持つように巻き付けて２層目のフィラメント層を形成
して、フィラメント層が偶数層になるように繰り返し積
層した後、Ｃ）前記弾性材料を加熱して硬化させるもの
である。

「作用］ 上記した構成を有する本発明の無端ベルトによれば、ベ
ルトに継ぎ目（接続部）がないので、例えば伝動ベルト
として走行させても、従来のように継ぎ目に応力が集中
することがなく、長期間にわたり安定した使用ができる
。またベルトを構成する各フィラメント層のモノフィラ
メントは、それらの方向がベルトの長さ方向に対して所
定の傾斜角を持ち、−のフィラメント層のモノフィラメ
ントと、この上に重なり合うフィラメント層のモノフィ
ラメントとが互いに交差する対称の傾斜角を持つため、
走行時に応力がベルト全体に均等に作用し、ベルトが蛇
行することがない。さらに各フィラメント層を構成する
多数本のモノフィラメント間にはゴム、プラスチック等
の弾性材料が充填されており、偶数層のフィラメント層
を各層のモノフィラメントが交差するように積層して一
体に形成されているので、軽量なうえに強度があって耐
久性に優れている。

また上記構成を有する本発明の無端ベルトの製造方法に
よれば、継ぎ目のない、軽量で強靭な無端ベルトが簡単
に製造できる。また必要に応じて、製造した無端ベルト
を一定幅で輪切りにすることにより、複数本の無端ベル
トとすることもできる。

［実施例］ 次に、この発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明す
る。

第１図は実施例にかかる無端ベルトの斜視図であり、第
２図（イ）は第１図の部分拡大平面図、第２図（ロ）は
第２図（イ）のローロ線矢視拡犬断面図である。

１は伝動ベルトとして使用するための継ぎ目のない無端
ベルトで、フィラメント層２を２層以上の偶数層に積層
して構成されている。各フィラメント層２は、多数本の
モノフィラメント３を第２図（イ）のようにベルトｌの
長さ方向に対して所定の傾斜角０をもって、それぞれ平
行に傾斜させて配置したうえ、各モノフィラメント３間
に、弾性材料としての樹脂４を充填した構造からなる。

また各モノフィラメント３の間隔は、モノフィラメント
３の平均直径以下にしである。また重ね合わされた」二
下のフィラメント層２を構成するモノフィラメント３は
、互いに交差して傾斜角θが対称をなしている。

各フィラメント層２は、開繊された複数本のモノフィラ
メント３を平行に配置して樹脂４を充填した一定幅のテ
ープ状フィラメント群２゛を一連にスパイラル状に巻き
付けて形成しているが、完成したベルト１には第２図（
イ）および（ロ）の１°、１”のようなテープ状フィラ
メント群２゛の間の接合線は実際にはついていない。

次に、上記した伝動ベルト１の製造方法について詳しく
説明する。

上記したモノフィラメント３に適用される繊維としては
、代表的には、人絹、ポリビニルアルコール繊維、脂肪
族および芳香族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、全
芳香族ポリエステル繊維、炭素繊維、ガラス繊維などを
挙げることができるが、特にそれらの繊維に限定される
ものではない。

すなわち、従来より、ゴム、プラスチックとの接着に用
いられている全ての繊維を適用できる。

最初に、上記したテープ状フィラメント群２′の製造方
法について説明する。製造工程を示した第４図において
、従来例である特開昭６３−６９６２６号公報に記載さ
れているように、複数本（例えば５本）のモノフィラメ
ント３を横一列に平行に並べて引き揃えた状態でローラ
ー１２．１３間に供給する。

ローラー１２．１３に供給した複数本のモノフィラメン
ト３は、歯車１４．１５を経てローラー１６．１７から
ア 樹脂含浸装置１１に送られる。モノフィラメント３は、
例えば０．６〜０．８ｄぐらいが好ましく、またその繊
度としては、通常、１０００〜３００００　Ｄｅぐらい
が適当である。ローラー１２．１３を通過さぜるモノフ
ィラメント３の速度を例えば１０ｍ／ｍｉｎとした場合
に、歯車１４．１５は外周速度が９０ｍ／ｍｉｎ　（こ
の速度はモノフィラメント３の供給速度の２倍、好まし
くは５倍以」二にすると開繊状態がよい）で、モノフィ
ラメント３の進行方向に回転するようにしてあり、従っ
てモノフィラメント３は、ローラー１２．１３で進行方
向に何回も抜かれる。しかも歯車１４の歯先１４°は第
５図のように鋭く仕上げられており、歯車１５の歯先１
５″は丸く仕−ヒげられている。このため、それらの歯
先１４’　、１５’間をモノフィラメント３が通過する
際に、鋭い歯車１４の歯先１４′側でモノフィラメント
３は一定の折れ角で屈折させられるために、第５図のａ
箇所のようにモノフィラメン）・３の片面側は常に弾性
限界を越えて大きく引き伸ばされる。一方、先端の丸い
歯車１５の歯先１５”側ではモノフィラメント３は緩や
かに屈曲させられるために、第５図のｂ箇所のようにモ
ノフィラメント３の反対側の引き伸ばしはほとんどない
。その結果、これらの歯車１４．１５の間を通過するこ
とによってこすられたモノフィラメント３は、常に片面
側だけが強く引き伸ばされたことによる歪が残るので、
このモノフィラメント３の張力を緩めると第６図のよう
に左右の歪の差によりモノフィラメント３はカールする
。第４図の工程ではローラー１２．１３とローラー１６
．１７の間が３％のオーバーフィード状態になっている
ので、歯車１．４．１．．５で抜かれたモノフィラメン
ト３は、歯車１４．１５とローラー１６．１７の間で張
力が弛緩されることにより、第７図の上段に示すように
各モノフィラメント３にそれぞれカールが形成され、そ
のカールが発生する力で他のモノフィラメント３を押し
やり、その結果、モノフィラメント３は厚さに対し横方
向に約２００倍くらいに薄く広がる。但し、そのままの
状態ではモノフィラメント３はカール状で長手方向に伸
縮性があるので、この広がった状態を保ったまま第４図
のローラー１６．１７とローラー１８．１９の間でこれ
を再び３％引伸ばすと、第７図の下段に示すようにスト
レートな状態で横に広がった非常に薄い、一定幅の開繊
フィラメント群２”になる。なお、各モノフィラメント
３の開繊状態はできるだけ均一にして、その厚さの変動
ＣＶ（％）は、０．１ｍｍ間隔で測定して少なくとも３
０％以下、望ましくは１８％以下にする。

次に、上記開繊フィラメント群２”を樹脂含浸装置１１
に通して溶融状態のエポキシ樹脂４を十分に含浸させた
後、ドクターナイフＩＯでこれをしごいて余分な樹脂４
を除去゛し、モノフィラメント３の割合を４０％以上、
できればモノフィラメント３とほぼ等量の樹脂量まで減
らす。そして、開繊フィラメント群２”を一対のローラ
１８、Ｉ９間に通して一定幅・一定厚に成形すれば、テ
ープ状フィラメント群２゛が完成する。このテープ状フ
ィラメント群２°は、モノフィラメント３の複数本分が
平行に並べて配置された、極めて偏平なもので、その幅
は厚みに対し２００倍位にも達し、また強度の高いもの
で、優れたベルトの素材である。

ところで、上記のようにして開繊したモノフィラメント
３に含浸させる樹脂４は、接着性、硬化（架橋）後の寸
法安定性、形態保持性、必要に応じ耐熱性、耐薬品性、
電気絶縁性等、目的に応じ適宜その物性を考慮する必要
がある。ここでいう樹脂４は、プラスチックだけでなく
ゴムなども含む。樹脂４をモノフィラメント３間に十分
に浸透させることが必要であるので、その意味ではエポ
キシ樹脂などが適している。

このほか、例えばフェノール樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ビスマレイミド樹脂、
トリアジン樹脂、ケイ素樹脂などの熱硬化性樹脂などを
用いてもよい。なお、ポリブチレンテレフタレート、飽
和ポリエステル、ポリアセタール、ポリカーボネート、
ナイロン、変成ポリフェニレンオキンド、ポルスルフォ
ン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンスルファ
イド、ボリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテ
ルイミド、ポリエーテルエーテルケトンなどの熱可塑性
樹脂は、溶融粘度が高く、普通はモ１ ２ ノフィラメント３間に浸透しにくいが、上記した方法に
より各モノフィラメント３を十分に開繊しているので用
いることができる。そのほか非熱可塑型のポリイミド、
ポリオキシベンゾエート、フッ素樹脂などを用いること
もできる。

次に、上記のようにして形成したテープ状フィラメント
群２′を、マンドレルＡに巻き付けて無端ベルト１を製
造するものである。

ここで、マンドレルＡへの巻き付は過程を第３図（イ）
〜（ホ）に基づいて詳しく説明する。テープ状フィラメ
ント群２°を、同図（イ）のように所要サイズの円柱状
マンドレルＡに一定の傾斜角θをもって巻き付ける。こ
の傾斜角θはテープ状フィラメント群２゛をラップさせ
ないでマンドレルＡに巻き付けられてスパイラル状にな
るような角度である。そして、マンドレルＡを特定方向
に回転させて、同図（ロ）のようにフィラメント群２°
をラップさせずに、また隙間があかないように巻き付け
ていく。テープ状フィラメント群２°がマンドレルＡの
端部に達した段階で、同図（ハ）および（ニ）のように
テープ状フィラメント群２”を反転させて裏返し、同図
（ホ）のように逆方向にスパイラル角θで巻き付けてい
く。このような作業を偶数回はど繰り返し、テープ状フ
ィラメント群２°からなるフィラメント層２が偶数層に
なるように積層する。その後、図示を省略した熱風装置
や赤外線ヒーターなどの加熱装置で加熱し、モノフィラ
メント３間に含浸させた樹脂（弾性材料）４を硬化させ
る。

なお、ここで硬化させるとは、弾性材料４がゴムの場合
は加硫を指し、プラスチックの場合は架橋を指す。

最後に、樹脂４が硬化して完成した無端ベルトｌをマン
ドレルＡから取り外せば、製造過程が終了する。このよ
うにして製造された無端ベルト１はそのまま、あるいは
必要に応じ所定の幅ずつ輪切りにして使用することがで
きる。また、無端ベルト１の外周面や内周面に他の材料
（帆布など）を接着してもよい。

なお、第１図に示した伝動ベルトｌは、マンドレルＡか
ら取り外した無端ベルトｌを一定幅に輪切りしたもので
ある。

［発明の効果コ 以−に説明したことから明らかなように、この発明の無
端ベルトおよびその製造方法は、下記の効果かある。

（１）従来の一般的な無端ベルトと違って継ぎ目がない
ので、例えば伝動ベルトとじて使用し、走行させた状態
でもベルトの一部に応力が集中せず、また偶数層に積層
された上下のフィラメント層のモノフィラメントは、互
いに交差するように傾斜角が対称であるので、ベルトが
蛇行せず、長期間にわたり安定して使用できる。その上
、ベル）・自身が軽量で、強靭であり、ベルトの厚みや
幅も目出に設定できるので、汎用性に富み、各種ベルト
に適用できる。

（２）本発明の製造方法によれば、本発明にかかる無端
ベルトを容易に１］つ効率よく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の無端ベルトの実施例を示ず斜視図、
第２図（イ）は第１図の無端ベルトの一部を拡大した平
面図、第２図（ロ）は第２図（イ）のローロ線拡大断面
図、第３図（イ）〜（ホ）はそれぞれこの発明の製造方
法の実施例による製造工程を順番に示した正面図である
。第４図はモノフィラメントを開繊してテープ状フィラ
メント群を製造する過程を示ず正面図、第５図はモノフ
ィラメントに歪力を与えてカールさせる状態を示すもの
で、第４図の一部を拡大した正面図、第６図はモノフィ
ラメントのカール状態を示す斜視図、第７図は開繊した
複数本のモノフィラメント状態を平行に配置した状態を
示す正面図である。 １・・無端ベルト、２・・フィラメント層、２テープ状
フイラメント、２”　開繊フィラメント群、３　モノフ
ィラメント、４・樹脂（弾性材料）、Ａ　・マンドレル
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）開繊した多数本のモノフィラメントを平行に並べ
   て配置したうえ、各モノフィラメント間にゴム、プラス
   チックス等の弾性材料を充填したフィラメント層を、順
   に重ね合わせて２層以上の偶数層により構成した継ぎ目
   のない無端ベルトであって、 各フィラメント層を構成するモノフィラメントはベルト
   の長さ方向に対して所定の傾斜角を有し、 重ね合わされた上下のフィラメント層のモノフィラメン
   トは、交差して各傾斜角が対称であることを特徴とする
   無端ベルト。
2. （２）開繊した複数本のモノフィラメントを平行に並べ
   て配置するとともに、各モノフィラメント間にゴム、プ
   ラスチックス等の弾性材料を溶融状態で含浸させた一定
   幅のテープ状フィラメント群を、所定の外径のマンドレ
   ルに所定の傾斜角でスパイラル状に一連に巻き付けて１
   層目のフィラメント層を形成した後、 マンドレルの端部において前記テープ状フィラメント群
   を折り返して１層目のフィラメント層上に互いに交差す
   る対称の傾斜角を持つように巻き付けて２層目のフィラ
   メント層を形成して、フィラメント層が偶数層になるよ
   うに繰り返し積層した後、 前記弾性材料を加熱して硬化させることを特徴とする無
   端ベルトの製造方法。