JPH08231016A - ベルト搬送装置及び搬送用ベルト及び搬送熱処理及び搬送熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種搬送装置に用いられるベルト搬送装置に
おいて、６０℃以下でしか使用できないという耐熱性の
問題を解決し、高温条件でも使用可能なベルト搬送装置
を実現することを目的とする。 【構成】 金属ベルト１８とベルトガイド２０を接合す
る接着層１９の周辺に空隙部２２を設け、搬送時にロー
ラー２１により生じる金属ベルト１８の変形が生じた場
合にも接着層１９への応力の集中を防止する。このた
め、耐熱性が高いが柔軟性の低いエポキシ系接着剤の使
用が可能となり、高温でのベルトでの搬送が可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐久性と耐熱性に優れ
たベルト搬送装置及び搬送用ベルトに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ベルト搬送装置は従来のゴムベル
トに替わって、耐久性や防塵性に優れた金属製ベルトが
実用化されている。ゴムベルトはベルト搬送装置として
は最も一般的であり優れた特性を示すものの、表面硬度
が低いため厳しい耐久性が要求される場合には必ずしも
十分な耐久性を持たない。例えば、塵を防ぐ必要のある
クリーンルーム内で重量物の搬送を行う際には従来のゴ
ム製や樹脂ベルトでは十分な実用信頼性が得られない。

【０００３】このようなゴム製ベルトの欠点を補うベル
ト材料として金属ベルトが実用化された。金属ベルトは
搬送系の表面に露出する材料は金属だけであり、高い実
用信頼性が得られる。

【０００４】以下に従来のベルト搬送装置について説明
する。図８は従来の搬送用ベルトと搬送装置のローラー
の断面図を示すものである。

【０００５】図８（ａ）は搬送方向にたいして垂直な幅
方向断面であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡＡ'断面
である。図８において、１は金属ベルト、２は接着層、
３はベルトガイド、４はローラーである。金属ベルト１
の材料としては機械特性や耐蝕性に優れたステンレスが
最も一般的である。ベルトガイド３の材料としてはブタ
ジエンゴムやクロロプレンが一般的な材料である。接着
層２としては溶剤型接着剤が一般的に用いられる。ロー
ラー４としてはアルミや鉄系の材料を用い、表面にクロ
ムやニッケル系のメッキを施す場合も多い。

【０００６】以上のように構成された搬送用ベルトにつ
いて、以下その動作について説明する。金属ベルト１は
搬送用ベルトを用いる搬送装置のローラー４上を走行す
るが、ローラー４上を蛇行して走行するとローラー４か
ら脱線してしまうので、脱線を防止するためにベルトガ
イド３を用いている。このベルトガイド３は柔軟性の高
い材料を用いないとローラー部分でベルトが曲げられた
ときの変形に対応できない。図８においてはベルトガイ
ド３を２本用いているが、設計上様々な形とすることが
できる。例えば中央部に１本だけのベルトガイド３を用
いるのは最も簡単な構成である。図８（ａ）に示す２本
のベルトガイド３は、ベルトガイド３間にローラー４を
接することにより、金属ベルト１の表面が平坦に保たれ
ると同時に、金属ベルト１の温度制御が容易に可能とな
る。ベルトガイド３と金属ベルト１は接着層２により接
着される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、接着層２の耐熱性の限界から６０℃以上
の高温環境では使用ができない。接着層の耐熱性を改善
した熱硬化性接着剤を用いると、耐熱性は確保されるも
のの、接着剤の硬度が固く、ローラー４上で金属ベルト
１が変形する際に接着層を破壊するので、耐久性が劣化
してしまう。よって熱硬化性接着剤が使えないため、６
０℃以上の高温環境では使用ができないという問題点を
有していた。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、６０℃以上の高温環境で使用可能なベルト搬送装置
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のベルト搬送装置は、金属ベルトと、金属ベル
トの幅方向に幅規制をおこなうガイド押さえと、金属ベ
ルトとガイド押さえの間に金属ベルトの両面を保持する
ベルトガイドを備えるという構成、または、金属ベルト
と、ベルトガイドと、金属ベルトとベルトガイド間に搬
送方向にたいして空隙部を備えるという構成を有してい
る。

【００１０】

【作用】この構成によって、接着層を用いずにベルトガ
イドを介してガイド押さえにより金属ベルトの蛇行を防
止し、接着剤を用いないために接着剤の柔軟性と耐熱性
のバランスの問題から高温で使用できないという問題を
解決するか、または、空隙部において金属ベルトの変形
のストレスを緩和し、耐熱性が高く硬度の高い接着剤を
用いても接着層の変形を防ぐことによって接着層の耐久
性を改善し、６０℃以上の高温環境で使用可能なベルト
搬送装置を提供することができる。

【００１１】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００１２】図１は本発明の第１の実施例のベルト搬送
装置の断面図である。図１において、５は金属ベルト、
６はベルトガイド、７はガイド押さえ、８はローラーで
ある。

【００１３】以上のように構成されたベルトの周長さ１
２メートルのベルト搬送装置と直径１００ミリの２２本
のローラーを用いて、長さ３メートルの搬送系の出入口
を常温とし、８０℃の高温炉を往復させる搬送系を用い
て実用信頼性を確認した。ローラー８の幅は３００ミリ
メートルであり、金属ベルト５の全幅は３４０ミリメー
トルで厚み１００ミクロンのステンレス製である。ベル
トガイド６は厚み２．５ミリメートルのジュラコン製で
ある。ベルトの走行速度は毎分２メートルとした。

【００１４】本実施例によるベルト搬送装置を用いた場
合、上記使用環境においても１０００時間以上の実用信
頼性が確認された。なお、従来例においては接着層の耐
熱性の問題から実使用可能時間は１時間以下であった。
また、参考例としてベルトガイド６を介さずに直接ガイ
ド押さえ７で金属ベルト５の蛇行防止を図った。ガイド
押さえ７を金属製とした場合、金属ベルト５自体のダメ
ージも問題であったが、金属ベルト５とガイド押さえ７
の発生する騒音から全く実用に耐えなかった。また、ガ
イド押さえ７をジュラコン製とした場合、金属ベルト５
の端面の変形のため、実使用可能時間は１０時間以下で
あった。

【００１５】以上のように本実施例によれば、金属ベル
トと、金属ベルトの幅方向に幅規制をおこなうガイド押
さえと、金属ベルトとガイド押さえの間に金属ベルトの
両面を保持するベルトガイドを備えることにより、接着
剤の使用が不必要となり、８０℃の高温炉内での使用に
おいても高い実用信頼性を得ることができる。

【００１６】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図２は本発明の第
２の実施例を示すベルト搬送装置のベルトガイドの構造
図である。図１の構成と異なるのは、搬送方向にたいし
ベルトガイドの金属ベルトの厚み方向からの切り欠きを
持つ点である。図２においてベルトガイドの金属ベルト
の厚み方向の厚みは３ミリメートル、切り欠きは１０ミ
リメートルごとで、それぞれ１ミリメートルの深さであ
り、最も薄い部分は１ミリメートルの厚みとなる。この
切り欠きは成形により形成した。

【００１７】上記のように構成されたベルト搬送装置に
ついて、第１の実施例と同じ方法で実用信頼性を評価し
た。ただし、第１の実施例と異なるのはベルトの搬送速
度を毎分１００メートルとした点である。切り欠きを持
たない第１の実施例で、全厚が１ミリメートルのベルト
の場合実使用可能時間は２４０時間、全厚が３ミリメー
トルのベルトの場合実使用可能時間は１１０時間であっ
た。それにたいして、第２の実施例のベルトの実使用可
能時間は１０００時間以上であった。切り欠きを設ける
ことにより、ローラー部での変形にたいする柔軟性と、
ガイド押さえからの応力によるダメージを両立するもの
と考えられる。

【００１８】以上のように、搬送方向にたいしベルトガ
イドの金属ベルトの厚み方向からの切り欠きを持つこと
により、ベルト搬送装置のローラーによる変形にたいす
る機械特性を改善し、実用信頼性を更に高めることがで
きる。

【００１９】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図３は本発明の第
３の実施例を示すベルト搬送装置のベルトガイドの構造
図である。図３において、ベルトガイドは搬送方向にた
いし不連続な多数の部分から成り立つ。個々のベルトガ
イドの長さは３０ミリメートルであり、ベルトガイドが
外れるのを防止するため、ガイド押さえはローラーだけ
ではなく、ベルトが走行するベルト搬送系全体を連続し
て覆うように固定した。

【００２０】また、図４に本発明の第３の実施例の搬送
熱処理装置の構成を示す。図４において、９は真空槽、
１０はローラー、１１は金属ベルト、１２は蒸発源、１
３は遮蔽板である。図４に示す真空処理装置の場合特徴
的であるのは、大気中と異なり実際の温度の計測や制御
が困難なこと、また、冷却作用が低いため、熱源の使用
と同時に冷却もおこなうことが多い点があげられる。ま
た、ベルトガイドの材質はニトリルゴムとした。

【００２１】上記のように構成された搬送熱処理装置に
おいて、熱源として蒸発源１２のコバルトを８０ｋｗの
出力で電子銃で蒸発させ、厚み５ミクロンのポリエチレ
ンナフタレート基板上に蒸着する。蒸着膜の厚みは１５
０ｎｍで遮蔽板１３により平均入射角７０度で酸素雰囲
気中で反応性蒸着させた。金属ベルト１１の周長さは３
メートルであり、幅は７００ミリメートルである。使用
したローラー１０は直径１５０ミリメートルが２本、直
径３００ミリメートルが１本である。直径３００ミリメ
ートルのローラーは−２０℃の冷媒を蒸着時に流し、金
属ベルトを冷却した。蒸着中の搬送速度は毎分５０メー
トルである。第１の実施例に相当するベルトガイドを用
いた場合の実使用可能時間は３５０時間であったが、第
３の実施例のベルトガイドを用いた場合の実使用可能時
間は１０００時間以上であった。

【００２２】（実施例４）以下本発明の第４の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００２３】図５は本発明の第４の実施例の搬送用ベル
トのベルトガイド部の搬送方向の断面図である。図５に
おいて、１４は金属ベルト、１５は接着層、１６はベル
トガイド、１７は空隙部である。

【００２４】以上のように構成された周長さ１２メート
ルの搬送用ベルトと直径１００ミリの２２本のローラー
を用いて、長さ３メートルの搬送系の出入口を常温と
し、８０℃の高温炉を往復させる搬送系を用いて実用信
頼性を確認した。ローラーの幅は３００ミリメートルで
あり、ローラーの外側に配置される２本のベルトガイド
１６の幅はそれぞれ３０ミリメートル、金属ベルト１４
の全幅は３６０ミリメートルで厚み１００ミクロンのス
テンレス製である。ベルトの走行速度は毎分２メートル
とした。

【００２５】本実施例による搬送用ベルトの特性と従来
の搬送用ベルトの特性を（表１）に比較して示してい
る。

【００２６】

【表１】

【００２７】（表１）において、条件１から７までは接
着層１５はエポキシ系接着剤を用い、ベルトガイド１６
はふっ素ゴムを用いた。従来例の搬送用ベルト溶剤型の
接着剤とふっ素ゴムのベルトガイドを用い、通常環境に
おいては10000時間以上の信頼性を持つものである。こ
の（表１）から明らかなように、本実施例による搬送用
ベルトは、８０℃の高温炉を用いた場合でも熱硬化性の
エポキシ系接着剤の硬化により劣化が少なく使用が可能
となる。空隙部の搬送方向の長さと実使用可能時間の間
には相関が見られないが、実効的に空隙部がなくなるよ
うに搬送方向の接着長さを長くすると実使用可能時間が
短くなる。搬送方向の接着長さは３０ミリメートル以
下、更に望ましくは２０ミリメートル以下で実使用可能
時間は大幅に改善される。

【００２８】以上のように本実施例によれば、金属ベル
トと、ベルトガイドと、金属ベルトとベルトガイド間に
搬送方向にたいして空隙部を備えることにより、熱硬化
性接着剤の使用が可能となり、８０℃の高温炉内での使
用においても高い実用信頼性を得ることができる。

【００２９】（実施例５）以下本発明の第５の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図６は本発明の第
５の実施例を示す搬送用ベルトと搬送熱処理装置のロー
ラーの幅方向断面図である。図６において、１８は金属
ベルト、１９は接着層、２０はベルトガイド、２１はロ
ーラーで、以上は図５の構成と同様なものである。図５
の構成と異なるのは、空隙部２２を設けた点である。こ
の空隙部は搬送方向に存在した図５の空隙部とは異な
り、金属ベルト１８とベルトガイド２０間に搬送方向に
垂直な方向にたいして、ローラー２１と接する部分に存
在する空隙部である。

【００３０】上記のように構成された搬送用ベルトにつ
いて、第４の実施例と同じ方法で実用信頼性を評価した
結果を（表２）に示す。なお（表２）では（表１）で評
価した搬送方向にたいする空隙長さは何れも１０ミリメ
ートル、接着長さは２０ミリメートルとした。

【００３１】

【表２】

【００３２】（表１）での搬送方向の空隙部の長さは実
使用可能時間に影響しなかったが、（表２）での搬送方
向に垂直な方向に、金属ベルト１８とベルトガイド２０
とローラー２１の接する部分の空隙部は、接着層１９へ
の応力を緩和し、破壊を防止する。

【００３３】以上のように、金属ベルトとベルトガイド
間に、搬送方向に垂直方向にたいして、搬送系ローラー
と接する部分に空隙部を備えることにより、金属搬送ベ
ルトの実用信頼性を更に高めることができる。

【００３４】なお、図６では空隙部を正確に制御するた
めに、ベルトガイドを切り欠いているが、このような切
り欠きを設けずに接着層のみに空隙部を設けてもよい。

【００３５】（実施例６）以下本発明の第６の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図７は本発明の第
６の実施例を示す搬送用ベルトと搬送熱処理装置のロー
ラーの幅方向断面図である。図７において、２３は金属
ベルト、２４はベルトガイド、２５はローラー、２７は
接着層で、以上は図６の構成と同様なものである。図６
の構成と異なるのは、ローラー２５側に空隙部２６を設
けた点と、真空装置内での冷却能力向上のためにローラ
ー２５に−２０℃の冷媒を流せるようになっている点で
ある。図７に示した搬送用ベルトと搬送熱処理装置のロ
ーラーを、図４に示した搬送熱処理装置に用いた。図４
に示す真空蒸着装置の場合特徴的であるのは、大気中と
異なり実際の温度の計測や制御が困難なこと、また、冷
却作用が低いため、熱源の使用と同時に冷却もおこなう
ことが多い点があげられる。また、ベルトガイド２４の
材質はニトリルゴムとした。

【００３６】上記のように構成された搬送熱処理装置に
ついて、実用信頼性を評価した結果を（表３）に示す。

【００３７】

【表３】

【００３８】熱源として蒸発源１２のコバルトを８０ｋ
ｗの出力で電子銃で蒸発させ、厚み５ミクロンのポリエ
チレンナフタレート基板上に蒸着した。蒸着膜の厚みは
１５０ｎｍで遮蔽板１３により平均入射角７０度で酸素
雰囲気中で反応性蒸着させた。金属ベルト１１の周長さ
は３メートルであり、幅は７００ミリメートルである。
使用したローラーは直径１５０ミリメートルが２本、直
径３００ミリメートルが１本である。直径３００ミリメ
ートルのローラーは−２０℃の冷媒を蒸着時に流し、金
属ベルト１１を冷却した。なお（表３）では（表１）で
評価した搬送方向にたいする空隙長さは何れも５ミリメ
ートル、接着長さは１０ミリメートルとした。蒸着中の
搬送速度は毎分５０メートルである。

【００３９】条件１１は（表１）の条件２相当の搬送用
ベルトであるが、（表１）では１０００時間以上の耐久
性が確認されたが、（表３）では２３０時間しか耐久性
が得られなかった。この耐久性の差は、高温時よりも低
温条件でベルトガイド２４や接着層２７の柔軟性が低下
した場合の実用信頼性が低下することを示している。こ
のような環境においても十分な実用耐久性を得るには、
第４の実施例の空隙だけではなく、第５および第６の実
施例に示したように、搬送方向に垂直な方向に、金属ベ
ルト２３とベルトガイド２４とローラー２５の接する部
分に空隙部を設け、応力を緩和して接着層２７やベルト
ガイド２４の破壊を防止することが有効である。

【００４０】以上のように、搬送方向にたいし不連続な
多数のベルトガイドを持つ、または、金属ベルトとベル
トガイド間に、搬送方向に垂直方向にたいして、ローラ
ーとベルトガイドと金属ベルトの接触部分に空隙部を持
つことにより、高温と低温を往復する過酷な使用条件に
おいても、ベルト搬送装置の実用信頼性を大幅に高める
ことができる。

【００４１】なお、実施例において金属ベルトの材質は
ステンレス、厚みは１００ミクロンとしたが、目的に応
じて他の金属材料や異なった厚みを含むのは言うまでも
ない。また、ベルト搬送装置として、高温炉と真空蒸着
装置としたが、光などの照射やスパッタ装置やプラズマ
処理装置を含むのは言うまでもない。また、ベルトガイ
ド固定のため、ローラー部分での曲げに耐えうる範囲内
では、金属ベルトの両端を折り曲げたり溶接したりする
ことを含むのも言うまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明は、金属ベルトと、
金属ベルトの幅方向に幅規制をおこなうガイド押さえ
と、金属ベルトとガイド押さえの間に金属ベルトの両面
を保持するベルトガイドを設けること、または、金属ベ
ルトと、ベルトガイドと、金属ベルトとベルトガイド間
に搬送方向にたいして空隙部を設けることにより、６０
℃以上の高温環境で使用可能なベルト搬送装置を実現で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のベルト搬送装置の断面
図

【図２】本発明の第２の実施例を示すベルト搬送装置の
ベルトガイドの構造図

【図３】本発明の第３の実施例を示すベルト搬送装置の
ベルトガイドの構造図

【図４】本発明の第３および第６の実施例を示す搬送熱
処理装置の構造図

【図５】本発明の第４の実施例における搬送用ベルトの
ベルトガイド部の搬送方向の断面図

【図６】本発明の第５の実施例を示す搬送用ベルトと搬
送熱処理装置のローラーの幅方向断面図

【図７】本発明の第６の実施例を示す搬送用ベルトと搬
送熱処理装置のローラーの幅方向断面図

【図８】（ａ）従来の搬送用ベルトと搬送装置のローラ
ーの幅方向断面図 （ｂ）従来の搬送用ベルトのベルトガイド部の搬送方向
の断面図

【符号の説明】

５ 金属ベルト ６ ベルトガイド ７ ガイド押さえ ８ ローラー

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属ベルトと、金属ベルトの幅方向に幅
   規制をおこなうガイド押さえと、金属ベルトとガイド押
   さえの間に金属ベルトの両面を保持するベルトガイドを
   備えたベルト搬送装置。
2. 【請求項２】 搬送方向にたいしベルトガイドの金属ベ
   ルトの厚み方向からの切り欠きを持つベルトガイドを備
   えた請求項１記載のベルト搬送装置。
3. 【請求項３】 搬送方向にたいし不連続な多数のベルト
   ガイドを持つ請求項１記載のベルト搬送装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載のベルト搬送装置を用いた
   搬送熱処理方法。
5. 【請求項５】 請求項１記載のベルト搬送装置を用いた
   搬送熱処理装置。
6. 【請求項６】 金属ベルトと、ベルトガイドと、金属ベ
   ルトとベルトガイド間に搬送方向にたいして空隙部を備
   えた搬送用ベルト。
7. 【請求項７】 金属ベルトとベルトガイドを結合する接
   着層が熱硬化性樹脂からなる請求項６記載の搬送用ベル
   ト。
8. 【請求項８】 金属ベルトとベルトガイド間の空隙部に
   より、金属製ベルトとベルトガイドが長手方向に連続し
   て接着されている長さが３０ミリメートル以下である請
   求項６記載の搬送用ベルト。
9. 【請求項９】 金属ベルトとベルトガイド間に、搬送方
   向に垂直方向にたいして、搬送系ローラーと接する部分
   に空隙部を備えた請求項６記載の搬送用ベルト。
10. 【請求項１０】 請求項６記載の搬送用ベルトを持つ搬
    送熱処理装置。
11. 【請求項１１】 請求項６記載の搬送用ベルトを持つ搬
    送熱処理方法。
12. 【請求項１２】 請求項６記載の搬送用ベルトを支持す
    るローラーを持ち、ローラーとベルトガイドと金属ベル
    トの接触部分に空隙部を持つ搬送熱処理装置。