JPH0784894B2 - 継ぎ目無し金属製ベルト及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は継ぎ目無し金属製ベルト
及びその製造方法に関する。

【０００２】金属製ベルトは、例えば、図１０に示すダ
ブルベルトプレス機１に使用される。

【０００３】金属製ベルト２は、一対ずつの加熱されて
いる加熱ローラ３と冷却されている冷却ローラ４との間
に平行に掛け渡してある。

【０００４】ローラ３，４が回転駆動され、金属製ベル
ト２は矢印Ａ方向に走行される。

【０００５】金属製ベルト２は、加熱ローラ３の周囲を
走行する過程で加熱され、加熱された状態で加熱ローラ
３から繰り出され、冷却ローラ４の部分で冷却される。

【０００６】５は加圧ボックスであり、金属製ベルト２
の内側に配してある。

【０００７】一対の加圧ボックス５内の流体を加圧する
事により、金属製ベルト２の間に通してＰＰシートを挟
んで加圧する。

【０００８】ポリプロピレン（Ｐ．Ｐ．）シート７は、
巻回体８より引き出され、ガイドローラ９を経て金属製
ベルト２との間に挟み込まれ、ここで熱と圧力を加えら
れて処理される。

【０００９】この後、シート７は、金属製ベルト２間に
支持されて搬送され、ローラ４の部分で冷却され、金属
製ベルト２から剥離され、巻取巻回体１０に巻き取られ
る。上記のつや出し機１において、金属製ベルト２は、
第１には、蛇行しないことが必要である。蛇行すると、
ベルト自体を傷めたり、Ｐ．Ｐ．シートがベルトと共に
蛇行して、Ｐ．Ｐ．シートを傷めたり、巻取巻回体１０
に巻きむらが生じてしまうからである。

【００１０】また、第２には、全長に亘って均質である
ことが必要である。不均質な部分は、寿命を短くするか
らである。

【００１１】

【従来の技術】従来の金属ベルト２０は、図１１に示す
ように、帯状のステンレスシート２１を素材とし、これ
を曲げて、この両端２２，２３を突き合わせ、この部分
を電子ビーム溶接２４し、溶接部分を研磨２５し、最後
にメッキ２６して製造したものである。

【００１２】従って、金属製ベルト２０は、継ぎ目２７
を有する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】金属製ベルト２０は、
継ぎ合わせて製造するものであるため、切断、溶接によ
る誤差が生じベルト２０の幅方向上、一端側の長さｌ₁
と他端側の長さｌ₂ とは厳密には同じではなく、両者に
は僅かではあるけれども差がある。

【００１４】このベルト長のベルト幅方向上の僅かの相
違が原因で、金属製ベルト２０は蛇行してしまう。

【００１５】現在は、蛇行をいくらかでも抑えるため
に、ベルト長を長くし、図１０中、ローラ３と４との間
の距離を長く定めている。しかし、蛇行を完全に無くす
ることは出来ていない。

【００１６】また、シートの継ぎ目２７の部分について
みると、表面は平らであるけれども、機械的性質は他の
部分とは異なり、当該他の部分に比べて靱性が低い。

【００１７】このため、ローラ３，４の個所を通って曲
げを繰り返し受けているうちに、継ぎ目２７の個所に、
金属疲労によって、図１２に示すように亀裂３０が生
じ、遂には破断してしまう。

【００１８】そこで、現在は、上記の曲げの程度を抑え
るために、図１０のローラ３，４として出来るだけ大径
のものを使用している。

【００１９】これによって、小径のローラを使用する場
合に比べて、金属製ベルトの寿命を長くすることはでき
るけれども、金属疲労による溶接部の劣化亀裂及び破断
は避けられない。

【００２０】従って、金属製ベルト２０は比較的頻繁に
交換していた。

【００２１】また亀裂はＰ．Ｐシート７に転写され、シ
ート７に傷を付けて、シート７を不良品としてしまう。

【００２２】また、図１０中、ローラ３，４の間隔を広
げ、また、ローラ３，４の径を大とすると、ダブルベル
ト機１が大型となってしまう。

【００２３】そこで、本発明は、上記課題を解決した継
ぎ目無し金属製ベルト及びその製造方法を提供すること
を目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、筒状
の金属製のワークを素材として、該ワークの内周面を削
り込んで仕上げられた内周面及び上記ワークの外周面を
削り込んで仕上げられた外周面を有し、継ぎ目を有しな
い構成としたものである。

【００２５】請求項２の発明は、ベルト長に対応する円
周長さを有する大きさであって、薄肉の筒状の金属製の
ワークの外側に、該ワークの熱膨張係数より大きい熱膨
張係数を有する第１の治具を焼きばめする第１の治具焼
きばめ工程と、焼きばめした上記第１の治具を支持して
上記ワークの内周面を旋盤加工して仕上げる内周仕上げ
加工工程と、上記第１の治具を加熱して、該第１の治具
と上記内周仕上げ加工済ワークとの間に隙間を形成し
て、該内周仕上げ加工済ワークを該第１の治具から抜く
第１の抜き工程と、上記内周仕上げ加工済ワークの内側
に、該ワークの熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有す
る第２の治具を冷やしばめする第２の治具冷しばめ工程
と、冷やしばめした上記第２の治具を支持して上記内周
仕上げ加工済ワークの外周面を旋盤加工して、所定の厚
さに仕上げて継ぎ目無し金属製ベルトを得る外周仕上げ
加工工程と、上記第２の治具を冷却して、該第２の治具
と上記継ぎ目無し金属製ベルトとの間に隙間を形成し
て、該継ぎ目無し金属製ベルトを上記第２の治具から抜
く第２の抜き工程とよりなる構成としたものである。

【００２６】

【作用】請求項１の継ぎ目を有しない構成は、ベルトの
全長に亘って、機械的性質が異質な部分を無くするよう
に作用する。

【００２７】請求項２の第１の治具焼きばめ工程及び第
２の治具冷しばめ工程は、薄肉のワークに対する旋盤加
工を可能とするように作用する。

【００２８】第１の治具及び第２の治具の熱膨張係数が
ワークのそれより大である構成は、治具とワークとの熱
膨張係数の差により、加熱又は冷却させたときに、治具
と加工したワークとの間に隙間を形成させるように作用
する。

【００２９】

【実施例】図１は、本発明の一実施例になる継ぎ目無し
ステンレスベルト４０を示す。

【００３０】このステンレスベルト４０は、以下に説明
する工程を経て製造されたものであり、継ぎ目を有せ
ず、且つ幅ｗ方向上、一端側のベルト長ｌ₃ 及び他端側
のベルト長ｌ₄ は厳密に等しい。

【００３１】第１に、ベルト長ｌ₃ ，ｌ₄ が等しいた
め、ベルト４０を図１０の装置１のローラ３と４との間
に掛け渡して使用し、走行させた場合に、蛇行は生じな
い。

【００３２】このため、ベルト４０自体を傷めたり、製
品であるシート７を傷めたりすることがなく、またシー
ト７は、巻取巻回体１０に巻きむらなく巻き取られる。

【００３３】また、ローラ３と４との距離を短くできる
ため、つや出し機は小型となる。

【００３４】第２に、継ぎ目が無いため、ベルト４０は
全長に亘って組成が均一であり、靱性は全長に亘って高
く、等しい。

【００３５】このため、ベルト４０は、ローラ３，４の
個所を通るときに曲げを繰り返し受けるけれども、曲げ
応力が不均一に作用する場所は無く、曲げ応力は、ベル
ト４０の全長に亘って均一に作用する。

【００３６】この結果、ベルト４０の寿命は半永久的と
なり、交換の間隔は相当に長くなる。

【００３７】また、亀裂も生ぜず、シート７を傷付ける
こともない。

【００３８】また、ローラ３と４とは小径でよく、つや
出し機は、この点からも小型となる。

【００３９】次に、上記のステンレスベルト４０の製造
方法について、図２乃至図９を参照して説明する。

【００４０】図３は、素材であるワーク６０を示す。

【００４１】このワーク６０は、１８−８ステンレスを
遠心鋳造し、これを焼鈍したものであり、薄肉円筒状を
なす。

【００４２】径はＤ₁ であり、厚さｔ₁ は例えば３．４
ｍｍである。

【００４３】本発明は、この薄肉円筒状のワークを削っ
て、ベルトとして機能するまでに薄肉（０．４ｍｍ）と
するものである。ワーク６０の剛性は低く、且つ削り込
むと剛性は更に低下し、旋盤加工に耐えられなくなる。
そこで、本発明は以下に説明する工夫をしている。

【００４４】ステンレスベルト４０は、図２に示すよう
に、第１の治具焼きばめ工程５０→内周仕上げ加工工程
５１→第１の抜き工程５２→第２の治具冷やしばめ工程
５３→外周仕上げ工程５４→第２の抜き工程５５を経て
製造される。

【００４５】第１の治具焼きばめ工程５０（図４） 図４（Ａ）に示す、第１の治具７０を用意する。

【００４６】この治具７０は、筒状であり、上記ワーク
６０の外径に対応する内径Ｄ₁ を有し、厚さｔ₂ は３０
ｍｍと厚く、十分な剛性を有する。

【００４７】また、治具７０はジュラルミン合金製であ
り、その熱膨張係数α₂ は、ワーク６０の材質であるス
テンレスの熱膨張係数α₁ の約３倍と大きい。

【００４８】この第１の治具７０を１５０〜２００℃に
加熱する。

【００４９】この加熱によって、第１の治具７０は、図
４（Ａ）中、二点鎖線で示すように膨張し、内径は（Ｄ
₁ ＋１．５ｍｍ）となる。

【００５０】この状態で、図４（Ｂ）に示すように、ワ
ーク６０を第１の治具７０の内側にスッポリ入れ、その
後、第１の治具７０を自然冷却する。

【００５１】これにより、第１の治具７０が収縮して、
同図（Ｃ）に示すように、第１の治具７０がワーク６０
の外周に焼きばめされた状態となる。

【００５２】内周仕上げ加工工程５１（図５） 図５に示すように、第１の治具７０を旋盤（図示せず）
に固定して回転させ、バイト７１をワーク６０内に入れ
て、ワーク６０の内周面を平らになる程度切削する。

【００５３】ワーク６０は、第１の治具７０によって補
強されており、切削は安定に行われる。

【００５４】これにより、ワーク６０の内周面６１が真
円の円筒面に仕上げられる。６２は仕上げられた内周面
である。Ｄ₂ は仕上げられた内径である。

【００５５】第１の抜き工程５２（図６） 図６（Ａ）は、第１の治具７０を旋盤から取り外した状
態を示す。

【００５６】ワークは内周仕上げ済ワーク６０Ａとなっ
ている。

【００５７】第１の治具７０を１５０〜２００℃に加熱
する。このときワーク６０Ａも同時に加熱される。第１
の治具７０及びワーク６０Ａが共に熱膨張する。

【００５８】熱膨張係数の違いから、第１の治具７０の
方がワーク６０Ａより多く膨張し、図６（Ｂ）に示すよ
うに、ワーク６０Ａと第１の治具７０との間に若干の隙
間７２（ｇ₁ ）が生ずる。

【００５９】この状態で、図６（Ｃ）に示すように、ワ
ーク６０Ａを第１の治具７０より引き抜く。

【００６０】第２の治具冷やしばめ工程５３（図７） 図７（Ａ）に示す、第２の治具８０を用意する。

【００６１】この治具８０は、筒状であり、上記ワーク
６０Ａの仕上げられた内径Ｄ₂ より０．１ｍｍ大きい外
径Ｄ₃ を有し、厚さｔ₃ は３０ｍｍと厚く、十分な剛性
を有する。

【００６２】また、治具８０は前記の治具７０と同じ
く、ジュラルミン合金製である。

【００６３】この治具８０を−４０〜−５０℃に冷却す
る。

【００６４】この冷却によって、治具８０は、図７
（Ａ）中、二点鎖線で示すように収縮し、外径は、（Ｄ
₃ −０．４ｍｍ）となる。

【００６５】この状態で、図７（Ｂ）に示すように、ワ
ーク６０Ａを、治具８０の外側にスッポリ入れ、その
後、放置して、治具８０の温度を常温に戻す。

【００６６】このとき、治具８０が膨張し、同図（Ｃ）
に示すように、治具８０がワーク６０Ａの内周に冷やし
ばめされた状態となる。

【００６７】外周仕上げ加工工程５４（図８） 図８（Ａ）に示すように、第２の治具８０を旋盤（図示
せず）に固定して回転させ、バイト８１によって、ワー
ク６１Ａの外周面を、二点鎖線で示す位置まで切削し、
厚さｔ₃ を０．４ｍｍとする。

【００６８】ワーク６１Ａは治具８０によって補強され
ており、切削は安定に行われる。

【００６９】これにより、ワーク６１Ａは、厚さｔ₃ が
０．４ｍｍである内外周仕上げ済ワーク６１Ｂとなる。

【００７０】次いで、治具８０を旋盤より取り外し、図
８（Ｂ）に示すように、ワーク６１Ｂの外周面にメッキ
をし、メッキ層８２を形成する。

【００７１】これにより、継ぎ目無しステンレスベルト
４０が、製造される。但し、ベルト４０には治具８０が
冷やしばめされた状態にある。

【００７２】第２の抜き工程５５（図９） 図９（Ａ）は、上記のメッキ後の状態を示す。

【００７３】継ぎ目無しステンレスベルト４０に、治具
８０が冷しばめされている。

【００７４】治具８０を−４０〜−５０℃に冷却する。

【００７５】このときベルト４０も同時に冷却される。

【００７６】治具８０及びベルト４０が共に熱収縮す
る。

【００７７】熱膨張係数の違いから、治具８０の方がベ
ルト４０より多く収縮し、図９（Ｂ）に示すように、ベ
ルト４０と治具８０との間に若干の隙間８３（ｇ₂ ）が
生ずる。

【００７８】この状態で、ベルト４０を治具８０より引
き抜く。

【００７９】これにより、図１に示す継ぎ目無しステン
レスベルト４０が製造される。

【００８０】なお、ワーク４０の組成が緻密なものであ
るため、ワーク４０を薄肉として製造されたベルト４０
は、十分な靱性を有する。

【００８１】以上の説明より分かるように、ベルト４０
は継ぎ目の無し構造である。

【００８２】また、ベルト４０の長さは、幅方向上の厳
密に一定となる。

【００８３】このため、ベルト４０は、蛇行を伴わずに
走行し、且つ半永久的な寿命を有する。

【００８４】なお、ワーク６０のサイズを適宜決めるこ
とによって、所定のベルト長のベルトを製造しうる。

【００８５】なお、内周仕上げを最初に行うのは、バイ
トを筒内に入れて加工する内周切削加工によって肉厚を
所定の寸法に追い込むのは困難であるからである。

【００８６】また、ベルトの材質はステンレス以外の金
属でもよい。

【００８７】

【発明の効果】以上説明した様に、請求項１の発明によ
れば、継ぎ目を有しないため、ベルトの全長に亘ってみ
た場合に、機械的性質が異質な部分を有していず、よっ
て継ぎ目有りの金属製ベルトに比べて、大幅に長寿命を
保証出来る。また、筒状の金属製のワークを素材とし
て、この内周面及び外周面を削り込んで、仕上げられた
内周面及び仕上げられた外周面を有する構成であるた
め、寸法精度を良好と出来る。

【００８８】請求項２の発明によれば、ワークを焼きば
め及び冷しばめを利用して支持しているため、柔軟性を
有するワークを堅固に支持することが出来る。よって、
柔軟なワークの内周面及び外周面を安定に旋盤加工する
ことが出来、このため、ベルトの長さを、全幅に亘って
厳密に等しくし得、従って、走行時に蛇行を起こさない
ベルトを製造出来る。また、最初に寸法精度を出しにく
い内周仕上げを行って最後に、寸法精度を出し易い外周
仕上げを行っているため、最初に外周仕上げ、最後に内
周仕上げを行う場合に比べて、ベルトの寸法精度を良好
とし得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例になる継ぎ目無しステンレス
ベルトの斜視図である。

【図２】図１の継ぎ目無しステンレスベルトの製造工程
図である。

【図３】ワークを示す図である。

【図４】図２中、第１の治具焼きばめ工程を説明する図
である。

【図５】図２中、内周仕上げ加工工程を説明する図であ
る。

【図６】図２中、第１の抜き工程を説明する図である。

【図７】図２中、第２の治具冷やしばめ工程を説明する
図である。

【図８】図２中、外周仕上げ加工工程を説明する図であ
る。

【図９】図２中、第２の抜き工程を説明する図である。

【図１０】金属製ベルトが使用される機械の１例を示す
図である。

【図１１】従来の１例の金属製ベルト及びその製造方法
を示す図である。

【図１２】図１１の金属製ベルトの継ぎ目に亀裂が生じ
た状態を示す図である。

【符号の説明】

４０ 継ぎ目無しステンレスベルト ５０ 第１の治具焼きばめ工程 ５１ 内周仕上げ加工工程 ５２ 第１の抜き工程 ５３ 第２の治具冷やしばめ工程 ５４ 外周仕上げ工程 ５５ 第２の抜き工程 ６０ ワーク ６０Ａ 内周仕上げ済ワーク ６０Ｂ 内外周仕上げ済ワーク ６１ 内周面 ６２ 仕上げられた内周面 ７０ 第１の治具 ７１ バイト ７２ 隙間 ８０ 第２の治具 ８１ バイト ８２ メッキ層 ８３ 隙間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベルト長に対応する円周長さを有する大
   きさの筒状の金属製のワークを素材として、該ワークの
   内周面を削り込んで仕上げられた内周面及び上記ワーク
   の外周面を削り込んで仕上げられた外周面を有し、継ぎ
   目を有しない構成としたことを特徴とする継ぎ目無し金
   属製ベルト。
2. 【請求項２】 ベルト長に対応する円周長さを有する大
   きさであって、薄肉の筒状の金属製のワークの外側に、
   該ワークの熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有する第
   １の治具を焼きばめする第１の治具焼きばめ工程（５
   ０）と、 焼きばめした上記第１の治具を支持して上記ワークの内
   周面を旋盤加工して仕上げる内周仕上げ加工工程（５
   １）と、 上記第１の治具を加熱して、該第１の治具と上記内周仕
   上げ加工済ワーク（６０Ａ）との間に隙間（７２）を形
   成して、該内周仕上げ加工済ワークを該第１の治具から
   抜く第１の抜き工程（５２）と、 上記内周仕上げ加工済ワークの内側に、該ワークの熱膨
   張係数より大きい熱膨張係数を有する第２の治具を冷や
   しばめする第２の治具冷しばめ工程（５３）と、 冷やしばめした上記第２の治具を支持して上記内周仕上
   げ加工済ワークの外周面を旋盤加工して、所定の厚さに
   仕上げて継ぎ目無し金属製ベルト（４０）を得る外周仕
   上げ加工工程（５４）と、 上記第２の治具を冷却して、該第２の治具と上記継ぎ目
   無し金属製ベルト（４０）との間に隙間（８３）を形成
   して、該継ぎ目無し金属製ベルトを上記第２の治具から
   抜く第２の抜き工程（５５）とよりなる構成としたこと
   を特徴とする継ぎ目無し金属製ベルトの製造方法。