JPS6050569B2 - 動力伝達ベルトを製造する方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一定長さの抗張部材が弾性ベルト本体中に配備
された、面伝動型或いは確実伝動型の如き動力伝達ベル
トの製造に係る。

通常、動力伝達ベルトは、組立工程中にコードをら旋状
に巻いたものとして適用されるところの挿入埋設される
抗張強化材をゴム又はコム状材料及び／又は織物の層と
交互に組立てドラム上で重畳する事に依つて製造される
。

それにより出来た未硬化ベルトスリーブが組立てドラム
より取り外されそして（１）適当なモールド内で１つの
スリーブとして直接硬化されて、１つ或いはそれ以上の
素肌の即ちバンドのない型式のベルトが形成されるか、
或いは又（２）個々のベルトセグメントに切断されてセ
グメント化された即ちリング型のモールドで硬化され、
（必ずしも必要でないが）特に外被織物カバーを持つた
ベルトが製造されるかである。上記したいずれの製造技
術によつても、抗張強化材の収縮又は膨張特性に注意を
集中しなけれはならない。

ナイロンや綿やポリエステルの様な抗張コード材の熱収
縮又は膨張特性は、その物品をモールドし且つコードの
上及び下の領域を硬化中圧縮状態におくのを助ける様に
一般に用いられる。然し乍ら、この強化材の長さが一定
の状態では、この抗張部材が硬化状態中に著しく伸びた
り縮んだりせず、従つてコードの上又は下のいずれかの
領域がモールド中に充分に圧縮されない事がしばしばあ
る。か）る一定長さの抗張部材は弾性のエア・バッグ又
は嚢がベルトスリーブ（及び心棒）の外側に配置される
様にして心棒型の硬化体を用いた時にはゆがむという不
所望な傾向をも有している。更に、膨張或いは収縮可能
な抗張部材を持つたベルト本体をモールドする公知技術
は硬化中抗張部材を充分に張力下におくことがなく、即
ち所望の裕度内の外周を持つたベルトが出来ない。

本発明は弾性のゴム材がその流体状態乃至は可塑状態に
あるところの硬化工程全体に亘つて抗張部材に張力を与
える様にするため内向き及び外向きの両方の圧力を硬化
中同時に上記ベルト本体に対して加え然もその差圧力を
外向きに上記ベルト本体に対して加えることに依つてこ
れらの問題を主として解消するものである。公知の例は
はＨｕｒｒｙ氏の米国特許第２５７３６４訝、Ｓａｕｅ
ｒ氏の米国特許第２８８３７０１号、ＳａＬｌｅｒ等の
米国特許第３０７８２０５号及びＲｉｃｈｍＯｎｄ氏の
米国特許第３３９８２１８号を含んでいる。簡単に説明
すれば、少くとも１つの一定長さの抗張部材が埋設され
た未硬化ベルト本体から動力伝達ベルトを製造する為の
本発明の方法に於ては、（１）実質的にリング状乃至は
円筒状の内側に配置された金属心棒に隣接してベルト本
体を同心的に組立て、上記金属は少くともほぼ１０×１
０−６／゜Ｆの熱膨張係数を有するものてあり、（２）
上記心棒を加熱して上記ベルト本体に対して膨張せしめ
且つ上記一定長さの抗張部材を張力下に保持させ（３）
上記心棒に向う方向の圧力を上記ベルト本体に受けさせ
、そして（４）上記抗張部材を張力情態に保持しつつ上
記ベルト本体を硬化するという段階が含まれる。

上記方法を達成するための本発明の装置は（１）上記熱
膨張係数を持つた金属て作られた内側に配置される金属
心棒と、（２）該心棒の外側に配置され該心棒に向う方
向に圧力を供給するための手段と、（３）上記心棒と上
記圧力供給手段との間に配置され硬化さるべき上記ベル
ト本体を受け入れる様に用いられる環状空胴と、（４）
上記心棒に熱を供給してこれを外方向に膨張せしめ且つ
上記ベルト本体の硬化中上記一定長さの抗張部材を張力
状態におくための手段とを具備している。

上記方法に依り且つ上記装置を用いて作られたベルトは
色々な形態をとつてもよくしてＶベルトやタイミングベ
ルトの形態で自動車への使用目的を含む種々の使用目的
、例えは農業や娯楽の使用目的或いは又工業用の使用目
的に有用てある。

コンベアベルトの様な平らなベルト並びに当業者にとつ
て明らかてある他の型式のベルトも本発明の方法に依つ
て製造することができる。同じ部分に同じ参照番号を付
した添付図面を参照して以下本発明の或ましい形態を詳
細に説明する。

さて添付図面を参照すれば、本発明のベルト硬化用モー
ルドは一般的に参照番号１０で示されており、そしてベ
ルト本体に外向きの圧力を加えるための一般的に円筒状
の内部組立体１２と、ベルト本体に内向きの圧力を加え
る様に同心的に配置された外部組立体１４とを備えてい
るのが好ましい。

このモールド組立体全体は、バルブ２０に依つて制御さ
れるコンジツト１８を通してスチーム又は他の適当な硬
化媒体が供給されるところのオートクレーブ１６又はこ
れと同様の密封された加硫なべ又は室内に適当に配置さ
れる。外部モールド組立体１４は外側の円筒２２を備え
ており、その両端は上方及び下方の端部リング２４，２
２６に取り付けられている。

各端部リングはネジ３６に依つて一緒に保持された別々
の同心リング２８−３０，３２−３４を備えている。リ
ング２８−３０及び３２−３４の各々は環状のグループ
３８を形成し、該グループ内にはエア・バッグ乃至はダ
イヤフラムという同意語で知られているふくらますこと
のてきる嚢４０縁部分がしつかりと取り付けられている
。従つて嚢４０の両端はその上端及び下端に於いて円筒
２２にシールされ、該シリンダとの間に可変容積圧力室
を形成する。第２図に参照番号４２で示されたこの圧力
室はバルブ４６に依つて調整されるコンジツト４４から
加圧される。コンジツト４４を通して供給された時に室
４２内て得られる圧力はオートクレーブ１６内に存在す
る圧力とは実質上無関係てある。内部モールド組立体１
２は外部組立体１４と同心的てありそして外部組立体内
に重ね入れられる。この内部組立体は主として内部円筒
状金属心棒４８と、上方の間隔取りリング５０と、下方
のキャップリング５２から成り、上記心棒４８は以下で
定める様な大きな熱膨張係数を持つている。・心棒４８
と嚢部材４０との間には、モールドに位置定めされて第
２図及ひ３図に示された円筒状ベルト本体即ち胴体５６
を受け入れる様に用いられる環状部５４が形成される。
本発明のモールド装置に依つて硬化さるべき動）力伝達
ベルトは組立てラサ（１ａｔｈｅ）又はドラムに於いて
通常のやり方て個々に組立てられる。

一般にそうである様に、ゴム及び／又はゴム処理された
織物の層がドラム上に堆積されそして通常は抗張コード
をら旋状に巻くことに依つて抗張部分が種々の層の中間
に与えられる。この抗張層にゴム及ひ／又は別の強化材
の追加層を配置してもよい。それに依つて出来た未硬化
の円筒状ベルト本体である前段階形成体が未硬化のベル
トスリーブとして組立てドラムから外される。このベル
トスリーブ５６の内径は（硬化温度より低い周囲温度に
於いては）心棒４８の外径よりも若干大きい。この未硬
化のベルト本体の抗張コードは、硬化する前は、組立て
ドラム及びモールドの大きさ並びに重ねられたゴム層の
厚みから生じる変動を含んだ通常の製造裕度に依つてほ
ぼ０．０２％まで変わるところのピッチ直径を通常持つ
ている。ベルトスリーブを硬化するための従来の方法は
抗張コードをより大きな或いはより小さなピッチ直径ま
で伸はしたり縮めたりする事に依つてこれらの裕度を受
け入れていた。本発明は本質的に一定長さの抗張コード
を埋設したベルト本体の硬化に主として関するものであ
り、これらコードは硬化温度及び圧力を受けた時に著し
く縮まつたり伸びたりしない。か）る一定長さの抗張コ
ード材料の例はスチールワイヤ、アラマイド（Ａｒａｍ
ｉｄｓ）、ガラスファイバを含んでおり、そして一般的
には硬化中に長さがほぼ０．５０％以上変化しない材料
を含んでいる。本発明に依るベルト本体硬化方法を実施
する際は、内部組立体１２が先ずモールドから取り外さ
れ、上方キャップリング５０が取り外され、そして未硬
化のベルトスリーブが心棒４８のまわりに滑り入れられ
そして同心的に位置定めされる。

或いは又、キャップリングは心棒に取り付けたまま．に
して未硬化スリーブを下方から心棒に装填してもよい。
心棒４８には熱的に増大する性質があるから、本発明に
依れば、ベルトスリーブを装填するための充分な余裕を
与えることができる様にするために心棒はその加熱され
ない状態乃至は室温．状態にされねばならない。心棒の
外周寸法に必要とされる減少は内部組立体１２を冷却水
て冷やすが如きによつてその温度を下げる事により達成
されてもよい。次いて内部組立体１２は、これに装填さ
れたベルト本体と共に、外部モールド組立体・１４内に
再び挿任されそしてこの再挿入の前或いは後にキャップ
リング５０が元の位置に戻される（キャップリングが取
り外された場合）。キャップリンク５０は好ましくは心
棒の膨張を許容するに足る程ゆるく嵌着されねばならな
い。なべ１６は管１８を経てスチームを入れるのに先立
つて密封される。硬化操作はベルト本体５６を加硫又は
他のやり方で硬化するに充分な熱単位を供給するのと、
ベルト本体の各面へ対抗した向きに内方向圧力を付与す
るのとを必要とする。

本発明に依れば、一定長さの抗張部材５７がベルト本体
の硬化工程全体に亘つて張力下に保持される様にするた
めラジアｊル方向外向きの実効差圧力が硬化操作中維持
される。外側に向けられる実効圧力は第３図に仮想線で
示された心棒の初期位置から４『で示されたその外方向
に移動された膨張した位置までの金属心棒４８の膨張即
ち増分゜゜Ｘ゛によつて与えられる。この型式の動力伝
達ベルトを硬化するのに用いられる温度差に対してこの
外向きの増加を達成するためには、心棒４８の金属がこ
れまで用いられていた心棒例えば普通のスチールの特性
よりも非常に大きな熱膨張係数を有する事が重要であ・
る。従つて、心棒の金属は少くともほぼ１０一１０−６
／゜Ｆの、より好ましくは少くともほぼ１３．５Ｘ１０
−６／゜Ｆの、そして最も好ましくは少くともほぼ１６
×１０−６／゜Ｆの熱膨張係数をする様に選択されねば
ならない。この畳件を満足する色々な金属及び合金が有
用である。現在では、経済的並びにその他の理由で、ア
ルミニウム及びその合金が最も好ましい。１４．１×１
０−６／゜Ｆの熱膨張係数を持た型式６０６１のアルミ
ニウムが有用であるとわかつている。

黄銅は本発明に依つて意図された合金の例てある。ベル
ト本体に対してラジアル方向内側に向けられる圧力は内
方向に膨張可能な嚢４０に依つて与えられる。

本発明を実施する１つの態様に於いては、この内方向に
向けられる圧力が心棒４８を（その外向きに増大させる
様に）加熱する前に与えられるが、これはベルト本体の
ゴム材料を流体乃至は可塑体にせしめる前に、従つて硬
化操作を開始する前に達成される。この点に於いては、
スチームの如き熱及び圧力の源がコンジツト４４を経て
供給されてエア・バッグ４０をベルトスラブに対して加
圧し、ベルト本体と心棒４８との間のエアを排除する。
この点に於いては、まだ非可塑性であるコードの下のゴ
ム層５９が抗張部材５７をわずかな程度までではあるが
若干の圧縮状態におく。この実施例に於いては抗張部材
が経験する圧縮は実際上無視できるものである。次いで
室４２は好ましくはほぼ９．８乃至１１．９ｋ９／Ｃｒ
ｌ（１４０乃至７０ｐｓｉ）までスチームによつて加圧
される、嚢の熱伝導性が低いので、嚢を経ての熱伝達は
最初はベルト本体のゴム物質を可塑化するのに不充分で
ある。一般的に嚢４０を加圧する前、又は該加圧と同時
に、或いは又該加圧の後に、熱及び圧力の源、好ましく
はスチーム、が管１８を経て加硫室に入れられそしてモ
ールド１０の外部及び内部を完全に包囲し且つ充満する
様にされる。

このなべの中のスチームは心棒４８の内面と直接接触状
態となりそして熱単位を伝達する。その結果、心棒４８
の円周寸法がその熱膨張係数及びその温度変化に比例し
た割合て増大する。例えば、上記した型式６０６１のア
ルミニウムを心棒の材料として用いると、１０３．８α
（４１．５インチ）の外周の心棒が１２１℃（２５０゜
Ｆ）に温度上昇された後に、ほぼ０．３５ｃｍ（イ）．
１４インチ）の円周の増加を経験した。この円周の増加
は心棒４８の直径に比例的な増加を与え、該直径の増加
は（１）ベルト本体５６と心棒との面間のすき間と、（
２）モールドの外面と抗張コード５７との間の（コード
の上の層５５の）ゴム材の圧縮により生じる係数との和
を上廻るものである。なべに入れられたスチームはほぼ
１６２乃至ほぼ１８２′Ｃ（３２５乃至３６０ほＦ）の
範囲内の温度に対応してほぼ５．８乃至９．８ｋｇ／ｄ
（８３乃至１４０ｐＳｉ）の範囲で加圧されるのが好ま
しいが、これらのパラメータは個々の必要性に応じて変
えてもよい。金属の心棒材料は嚢部材４０よりも急速に
熱を伝えるので、適正な硬化シーケンスの選択が、コー
ドの上の領域５５に於いて優先的に始まつてコードの下
の領域５９へと外側に向つて、ベルト本体に熱単位を供
給する。従つて、必要とされる如く、抗張部材５７はベ
ルトのゴム材の実質的部分が付随的な心棒増大によつて
可塑状態にされた時に硬化工程全体に亘つて張力下に維
持される。次いで室４２内のスチームから供給される連
続的な熱がコードの下の領域５９に於いてベルトに熱単
位を更に供給し、均一な硬化を行なう。この熱勾配を用
いて抗張部材を張力下に維持することが抗張コードのゆ
がみによる上記問題を解消する。本発明の好ましい形態
に於いては、第３図に示された様に、ベルトスリーブが
裏返しされて組立てられている。これは抗張部材の張力
が硬化中保持されることとベルトスリーブの外周に対し
て非常に厳密な寸法制御が維持されることとを含む多数
の効果を与える、更に別の効果は、動力伝達駆動装置に
於いて使用中にコードの下の領域５９が色々な程度の圧
縮状態におかれるので、コードの下の領域のクラックに
対する抵抗が増加したことてある。ベルト本体のコード
の下の領域にノッチ乃至は歯を作ることが所望される場
合には、第１図のモールドを用いて達成することができ
る。

この点に於いては、第４図に示された一体的な嚢部材４
０を用いるのが好都合である。この嚢部部材は連続的な
突起４３を形成する一連の軸方向に続くノッチ４１を有
しており、これは硬化操作中ベルト本体のコードの下の
領域５９に対応的な軸方向に続くノッチを形成する。こ
の一体的なノッチ付き嚢部材はそれと同じ機能を与える
ための公知技術の別々の嚢やマトリクスの使用を不要に
する。硬化が終ると、ベルトスリーブは上記で説明した
様に先ず内部モールド組立体１２を取り外し次いでベル
ト本体５６を心棒４８から外すことに依つてモールドか
ら取り外される。この取り外し段階は心棒４８の金属の
熱特性に依つて容易にされる。この点に於いては心棒が
まだ高温であり且つその膨張された形態にあるので、硬
化されたベルトスリーブは心棒の表面にしつかりと結合
している。心棒を水の様な冷たい流体のタンクに浸漬す
るが如ノきに依つて心棒を急激に冷却することに依りス
リーブを心棒から容易に取り外すことができる。心棒４
８はその温度が下げられた時は収縮し（第３図の位置４
８まて戻り）、硬化されたベルト胴体を心棒から容易に
滑効するに必要な余裕を与え７る。従つて、ベルトスリ
ーブを心棒から吹き出すための圧力源を与えるのに必要
な公知技術は排除される。硬化されたスリーブは次いで
切断されそして良く知られている様な１つ或いはそれ以
上のエンドレスベルト本体に整形される。９ 第５図に
示された本発明の別の形態に於いては、ベルトのスリー
ブではなくて個々のベルトがリング型のセグメント化さ
れたモールドに於いて硬化される。

この場合は、心棒が複数個の入れ子にされ得るリング６
０−６２から成り、それらの面が個々の未硬化ベルトセ
グメント６４を受け入れるためのベルト空胴６３を画成
する。本発明に依れば、リング状の心棒部材６０−６２
は上記した様にアルミニウムの様な熱膨張係数の大きい
物質で形成される。第１図乃至３図に関して説明した実
施例と同様に、リング状のモールド部材６０−６２等の
内面を加熱して心棒全体を第５図の矢印の方向に増大せ
しめるためのスチームの様な熱源が与えられる。

これと同時に、バルブ４６″に依り調整されるコンジツ
ト４４″を経て熱及び圧力源を入れることに依りベルト
本体は心棒に向う方向に圧力を受ける。この熱及び圧力
源は外側のモールド殼２２″と嚢４『との間の室４２に
入りそして嚢４０″をベルト本体のコードの上の領域５
５に対して加圧する。ベルト本体のゴム材が流体及び可
塑体になると、これは次々に入れ子されたモールドリン
グに依つて形成された空胴に適合する様に流れ込む。然
し乍ら、モールドリングに依つて与えられる外向きの圧
力の方が嚢４『に依つて働かノされる内向き圧力に比し
て相当に大きいので、個々の抗張部材５７は硬化中張力
が保持される。加硫した後、心棒のリングモールド素子
６２−６４等はこれらに含まれた出来上つたベルトと共
に次々に取り外される。通常、この型式のリングモ２ー
ルドは外側に織物のカバーを持つたベルトを硬化するの
に良く適している。本発明は離間された抗張部材に関し
て説明した。

然し乍ら、本発明の方法の効果は、心棒及び嚢の各々に
よる互いに逆向きの圧縮力がコードの上の領域と下の領
域とを本質的に別々に圧縮するので、抗張部分の空所間
にゴム材を流し通すことが必ずしも必要ではないという
事である。抗張部分は緻密構成にすることがてきる。本
明細書を読む事により本発明は色々な変更及び修正がで
きるという事が当業者にとつて明らかであろう。

かかる変更及び宗正は本発明の特許請求の範囲内に包含
されるものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は円筒状のモールド装置の部分断面正面図、第２
図は組立てられたベルト本体が硬化位置にある状態で第
１図のモールドの１部を示した部分断面図、第３図は心
棒の外方向の増大を特に示した第２図の拡大部分図、第
４図はノッチ付きベルトを製造するための硬化用嚢の１
形態の１部を示した端面図、第５図は個別化されたベル
トを製造するための別のモールド形態を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少くとも１つの一定長さの抗張部材が埋設された未
   硬化ベルト本体から動力伝達ベルトを製造する方法に於
   いて、内側に配置された金属心棒に隣接して上記ベルト
   本体を同心的に組立て、上記金属は少くともほぼ１０×
   １０＾−＾５／゜Ｆの熱膨張係数を有するものであり、
   上記心棒を加熱して上記ベルト本体に対して膨張せしめ
   且つ上記一定長さの抗張部材を張力下に保持させ、上記
   心棒に向う方向の圧力を上記ベルト本体に受けさせて、
   そして上記ベルト本体が軟化乃至は可塑性になるところ
   の硬化工程全体に亘り、上記心棒から上記ベルト本体に
   向かつて外向きに差圧力を保持しつつ上記ベルト本体を
   硬化する事を特徴とする方法。 ２ 上記心棒は円筒の形態でありそして硬化した後の上
   記ベルト本体は複数個のベルトが裁断されるところのス
   リーブの形態である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 上記心棒は複数個の入れ子にされたリングの形態で
   あつて該リング間に空胴を有しており、そして上記未硬
   化ベルト本体は上記空胴内に含まれる個別化されたベル
   トである特許請求の範囲第１項記載の方法。４ 上記金
   属が少くともほぼ１３．５×１０＾−＾６／゜Ｆの熱膨
   張係数を有している特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 上記金属がアルミニウム又はその合金である特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ６ 上記ベルト本体は上記抗張部材が上記心棒に最も接
   近して位置定めされる様にして裏返えされた状態で硬化
   される特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７ 動力伝達ベルトを製造するための方法に於いて、一
   定長さの抗張部材が埋設された重畳されたゴム層を組立
   てドラム上で重ねることに依つてスリーブベルト前段階
   形成体を作り、該前段階形成体は所与の内周を有してお
   り、周囲環境温度に於いては上記前段階形成体の内周よ
   りも小さいが硬化温度に於いては上記前段階形成体の内
   周よりも大きい様な外周を持つた金属円筒心棒に隣接し
   てその外側に上記ベルト前段階形成体を位置設定し、上
   記金属は少くともほぼ１０×１０＾−＾６／゜Ｆの熱膨
   張係数を有するものであり、上記ベルト前段階形成体の
   外面に隣接して膨張可能な嚢を位置設定し、該嚢はその
   関連室から加圧でき、上記心棒を上記ベルト前段階形成
   体に対して膨張させそして上記一定長さの抗張部材を張
   力下におかせるに十分な程温度を高める様に上記心棒を
   加熱し、熱及び圧力源を上記嚢に与え、そして上記抗張
   部材を圧縮状態におくには不充分な程上記心棒を向いた
   方向に上記ベルト前段階形成体に対して圧力を作用させ
   る様に上記源の圧力を高め、そして上記抗張部材を張力
   状態に保持しつつ上記ベルト前段階形成体を硬化する事
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ８ 上記抗張部材がアラマイドコードの状態である特許
   請求の範囲第７項記載の方法。 ９ 少くとも１つの一定長さの抗張部材がベルト本体に
   埋設された動力伝達ベルトを硬化する為の装置に於いて
   、実質的にリング状又は円筒状の内側に配置された金属
   心棒であつて、上記金属が少くともほぼ１０×１０＾−
   ＾６／゜Ｆの熱膨張係数を有する様な金属心棒と、上記
   心棒の外側に配置され上記心棒を向いた方向に圧力を供
   給するための手段と、上記心棒に熱を供給し、そして上
   記心棒を上記ベルト本体に抗して外向きに膨張せしめて
   上記ベルト本体の硬化中上記一定長さの抗張部材を張力
   下におかせる様に用いられる手段と、上記心棒と上記圧
   力手段との間に配置され、硬化されるべきベルト本体を
   受け入れる様に用いられる環状の空胴とを具備する事を
   特徴とする装置。 １０ 上記金属心棒は中空でありそして少くともほぼ１
   ３．５×１０＾−＾６／゜Ｆの熱膨張係数を有している
   特許請求の範囲第９項記載の装置。 １１ 上記金属がアルミニウム又はその合金であっる特
   許請求の範囲第１０項記載の装置。 １２ 上記圧力手段は加圧室と組合わされた弾性の嚢で
   ある特許請求の範囲第９項記載の装置。 １３ 上記嚢は単１の一体部材で形成された軸方向にノ
   ッチの付いたゴム円筒である特許請求の範囲第１２項記
   載の装置。 １４ 上記熱供給手段はスチーム源が設けられたオート
   クレーブであり、この中に本硬化装置が収容される特許
   請求の範囲第９項記載の装置。