JPWO2016002899A1 - Multifunctional belt - Google Patents
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Abstract
長尺のベルト本体(70)はエラストマーから成る。複数の高強度心線(71)はベルト本体(70)内に埋設され、ベルト本体(70)の長手方向に延び、相互に平行に配列される。導体心線(72、73)はベルト本体(70)内に埋設され、ベルト本体(70)の長手方向に延び、高強度心線(71)と導体心線(72、73)はベルト本体(70)の幅方向に交互に配列される。The long belt body (70) is made of an elastomer. The plurality of high-strength core wires (71) are embedded in the belt body (70), extend in the longitudinal direction of the belt body (70), and are arranged in parallel to each other. The conductor core wires (72, 73) are embedded in the belt body (70) and extend in the longitudinal direction of the belt body (70). The high-strength core wires (71) and the conductor core wires (72, 73) 70) are arranged alternately in the width direction.
Description
本発明は、例えば自動倉庫等において可動式ラックを移動させるために利用可能な多機能ベルトに関する。 The present invention relates to a multifunction belt that can be used to move a movable rack in, for example, an automatic warehouse.
従来、自動倉庫等に設けられる可動式ラックを駆動するための構成として、可動式ラックに搭載された駆動モータと、可動式ラックの外部に設けられた電源とを接続する給電ケーブル等のケーブルを、ケーブルベアに挿通させたものが知られている(特許文献1)。ケーブルベアは、ケーブルを挿通させるための空間が形成された多数のコマ部材を屈曲可能に連結させて構成され、複数本のケーブルを収容可能であり、可動式ラックの移動に追従して変形し、ケーブルを保護する。 Conventionally, as a configuration for driving a movable rack provided in an automatic warehouse or the like, a cable such as a power supply cable for connecting a drive motor mounted on the movable rack and a power source provided outside the movable rack is used. In addition, the one inserted through the cable bear is known (Patent Document 1). The cable bearer is constructed by flexibly connecting a large number of top members formed with spaces for the insertion of cables, can accommodate multiple cables, and deforms following the movement of the movable rack. Protect the cable.
可動式ラックを動力伝達ベルトにより駆動する構成を採用することも可能である。しかし、可動式ラックへの給電・通信は、ケーブルベアに電線やケーブルを挿通させることが必要となり、ベルトおよびケーブルベアの双方を使用することによって、可動式ラックを駆動する装置が大きくなるという問題を生じる。 It is also possible to employ a configuration in which the movable rack is driven by a power transmission belt. However, power supply / communication to the movable rack requires that the cable bearer be inserted with an electric wire or cable, and the use of both the belt and the cable bear increases the device for driving the movable rack. Produce.
本発明は、ケーブルベア等の保護部材を用いることなく、可動式ラック等の可動装置を機械的に移動させ、かつ可動装置に給電・通信することができる多機能ベルトを提供することを目的としている。 It is an object of the present invention to provide a multifunction belt that can mechanically move a movable device such as a movable rack without using a protection member such as a cable bear, and can supply power to and communicate with the movable device. Yes.
本発明に係る多機能ベルトは、エラストマーから成る長尺のベルト本体と、ベルト本体内に埋設され、ベルト本体の長手方向に延び、相互に平行に配列された複数の高強度心線と、ベルト本体に設けられ、ベルト本体の長手方向に延びる導電体とを備えることを特徴としている。 A multifunction belt according to the present invention includes a long belt body made of an elastomer, a plurality of high-strength core wires embedded in the belt body, extending in the longitudinal direction of the belt body, and arranged in parallel to each other, and a belt And a conductor provided in the main body and extending in the longitudinal direction of the belt main body.
好ましくは、導電体はベルト本体内に埋設された複数の導体心線であり、高強度心線と導体心線はベルト本体の幅方向に交互に配列される。この場合、高強度心線と導体心線がベルト本体の横断面において、ベルト本体の表面に平行な直線に接するように配列されることが好ましい。また、高強度心線の間に複数の導体心線が設けられてもよい。さらに、ベルト本体の横断面において、両端に高強度心線が配置されてもよい。また、導体心線が絶縁体によって被覆されてもよい。 Preferably, the conductor is a plurality of conductor core wires embedded in the belt body, and the high-strength core wires and the conductor core wires are alternately arranged in the width direction of the belt body. In this case, it is preferable that the high-strength core wire and the conductor core wire are arranged so as to contact a straight line parallel to the surface of the belt body in the cross section of the belt body. A plurality of conductor core wires may be provided between the high strength core wires. Furthermore, high-strength cores may be disposed at both ends in the cross section of the belt body. Further, the conductor core wire may be covered with an insulator.
導電体がベルト本体に埋設された導体心線であり、複数本の高強度心線が1本の導体心線の外周面を覆うように配設されてもよい。あるいは、導電体がベルト本体に埋設された導体心線であり、複数本の導体心線が1本の高強度心線の外周面を覆うように配設されてもよい。 The conductor may be a conductor core wire embedded in the belt body, and a plurality of high-strength core wires may be disposed so as to cover the outer peripheral surface of one conductor core wire. Alternatively, the conductor may be a conductor core wire embedded in the belt body, and a plurality of conductor core wires may be disposed so as to cover the outer peripheral surface of one high-strength core wire.
導電体はフレキシブルプリント配線板に形成された配線であってもよく、この場合、フレキシブルプリント配線板はベルト本体の表面に貼付される。 The conductor may be a wiring formed on a flexible printed wiring board. In this case, the flexible printed wiring board is attached to the surface of the belt body.
好ましくは、導電体はベルト本体に埋設された複数の導体心線であり、導体心線は高強度心線よりも低い導体抵抗値を有する。これにより高電力の給電が可能になる。導体心線は軟銅線または銅合金線を有することが好ましい。 Preferably, the conductor is a plurality of conductor core wires embedded in the belt body, and the conductor core wires have a conductor resistance value lower than that of the high-strength core wires. As a result, high power can be supplied. The conductor core wire preferably has an annealed copper wire or a copper alloy wire.
また、好ましくは、導体心線はベルト本体のエラストマーに接着しない被膜材により被覆される。この構成によれば、多機能ベルトが屈曲しても、ベルト本体のエラストマーと導体心線の間に相対的な位置ずれが生じるので、導体心線が損傷し難くなり、多機能ベルトの耐久性が向上する。この場合、被膜材はベルト本体のエラストマーよりも融点が高い材質から成ることが好ましい。被膜材は例えばフッ素樹脂から成る。 Preferably, the conductor core wire is covered with a coating material that does not adhere to the elastomer of the belt body. According to this configuration, even if the multifunction belt is bent, a relative displacement occurs between the elastomer of the belt body and the conductor core wire, so that the conductor core wire is hardly damaged, and the durability of the multifunction belt is improved. Will improve. In this case, the coating material is preferably made of a material having a melting point higher than that of the belt body elastomer. The coating material is made of, for example, a fluororesin.
導体心線は例えば、単線、撚線(集合撚り、ロープ撚り)、シールド線、ケーブル、およびシールド付きケーブルのいずれかの構成を有する。より好ましくは、ベルト本体のエラストマーには導電材が付加される。これによれば、導体心線によって複雑な信号通信が可能になり、また信号通信におけるノイズ対策が施されることとなる。 The conductor core wire has, for example, any configuration of a single wire, a twisted wire (collective twist, rope twist), a shielded wire, a cable, and a shielded cable. More preferably, a conductive material is added to the elastomer of the belt body. According to this, complicated signal communication is enabled by the conductor core wire, and noise countermeasures in signal communication are taken.
多機能ベルトの高強度心線は、エラストマーから成るベルト本体内に高強度心線と導体心線を複数本ずつ交互に配置して成るベルトの荷重制御領域におけるベルト伸び変化率が0.2%以下になるようにして設計されることが好ましい。 The high-strength core of the multi-function belt has a belt elongation change rate of 0.2% in the load control region of the belt in which a plurality of high-strength cores and conductor cores are alternately arranged in the belt body made of elastomer. It is preferable that the design is as follows.
ベルト本体のエラストマーの硬さは例えばA80〜A95の範囲である。 The hardness of the elastomer of the belt body is, for example, in the range of A80 to A95.
ベルト本体は例えば歯付きベルト、または平ベルトとして成形される。 The belt body is formed, for example, as a toothed belt or a flat belt.
本発明によれば、ケーブルベア等の保護部材を用いることなく、可動式ラック等の可動装置を機械的に移動させ、かつ可動装置に給電・通信することができる多機能ベルトを得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a multifunction belt capable of mechanically moving a movable device such as a movable rack and feeding and communicating with the movable device without using a protective member such as a cable bear. .
50 多機能ベルト
70 ベルト本体
71 高強度心線
72、73 導体心線50
以下、図示された実施形態を参照して、本発明の多機能ベルトを説明する。図1は本発明の第1実施形態の多機能ベルト50の使用例である自動倉庫の概略的な構成を示している。
Hereinafter, the multifunction belt of the present invention will be described with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows a schematic configuration of an automatic warehouse as an example of use of the
可動式ラック51は多機能ベルト50によって昇降する。可動式ラック51は、1階から5階まで設けられたステージS1〜S5において停止可能であり、各ステージS1〜S5との間においてコンテナCの授受を行う。可動式ラック51には電磁石52が設けられ、各ステージS1〜S5の床の端部には、電磁石52に吸着する連結部材53が設けられる。すなわち可動式ラック51は各ステージS1〜S5において、電磁石52と連結部材53が吸着することにより固定可能である。
The
各ステージS1〜S5には、コンテナCを移動させるためのローラコンベヤ54が設けられ、またローラコンベヤ54を回転駆動するためのモータ55が設けられる。同様に、可動式ラック51にも、コンテナCを移動させるためのローラコンベヤ56とモータ57が設けられる。コンテナCの外壁面には、コンテナCを識別するためにバーコード58が貼付されており、可動式ラック51にはバーコード58を読み取るためのバーコードリーダ59が設けられる。また、可動式ラック51のローラコンベヤ56の一部には、ローラコンベヤ56に載置されたコンテナCの重量を計測するために歪みゲージ式の重量計61が設けられる。
Each stage S1 to S5 is provided with a
可動式ラック51はクランプ62によって多機能ベルト50の一端に連結され、多機能ベルト50の他端は自動倉庫の床面に固定されたクランプ63に連結される。多機能ベルト50は、原動プーリ64と定滑車65、66と動滑車67、68に掛け回される。多機能ベルト50は歯付きベルトである。すなわち原動プーリ64と定滑車65、66は歯付きプーリであり、動滑車67、68は平プーリである。
The
多機能ベルト50には、後述するように高強度心線71と導体心線72、73(図2、3)が埋設され、導体心線72、73は、クランプ63側の端部から突出して制御ユニット74に接続される。制御ユニット74は電源75に接続され、後述するように、導体心線72、73を介して給電と信号通信を行う。また制御ユニット74は原動プーリ64を駆動するためのモータ76にも接続され、モータ76に対して給電・制御する。
As will be described later, a high-
多機能ベルト50のベルト本体70の素材はエラストマーであり、図2に示すように、その両端は除去されて電力用導体心線72と信号用導体心線73が露出している。高強度心線71は1本おきに設けられる。すなわち隣り合う2本の高強度心線71の間には電力用導体心線72または信号用導体心線73が設けられる。
The material of the belt
図3に示すように電力用導体心線72は電磁石52とモータ55、57に接続され、信号用導体心線73はバーコードリーダ59と重量計61に接続される。また全ての導体心線72、73は制御ユニット74を介して電源75に接続される。すなわちモータ55、57へは電力用導体心線72を介して給電され、これによりコンテナCが各ステージS1〜S5と可動式ラック51の間で受け渡され、またコンベヤ54、56上において固定される。電磁石52への給電も電力用導体心線72を介して行われ、可動式ラック51は各ステージS1〜S5の高さ位置において固定される。バーコードリーダ59への給電と信号通信は信号用導体心線73を介して行われ、制御ユニット74によりコンテナCが識別される。重量計61に対する給電と信号通信も信号用導体心線73によって行われ、制御ユニット74によりコンテナCの重量が測定される。
As shown in FIG. 3, the power
図4は第1実施形態に係る多機能ベルト50の横断面図である。多機能ベルト50は、エラストマー(熱可塑性樹脂)から成る長尺のベルト本体70を有する。ベルト本体70を構成する熱可塑性エラストマーとしては、ウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、シリコンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリスチレンエラストマー等が利用可能であるが、ウレタンエラストマーとポリエステルエラストマーが適材である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
ベルト本体70内であってベルト歯77の底面78に近接した部位には、高強度心線71と導体心線72、73が埋設される。なお、多機能ベルト50の製造上の理由により、高強度心線71と導体心線72、73のそれぞれにおいて、一部は底面78において露出する。すなわち、この明細書において「埋設」とは、高強度心線71と導体心線72、73がベルト本体70内に完全に埋め込まれるという意味ではなく、部分的にベルト本体70から露出する場合も含む。
A high-
高強度心線71は例えばスチール線であるが、アラミド心線、カーボン心線、PBO心線、高強度ガラス心線等の高強度・高弾性心線が利用可能である。導体心線72、73は例えば軟銅線あるいは銅合金線である。高強度心線71と導体心線72、73は共に、複数本設けられ、相互に平行に配列される。高強度心線71と導体心線72、73はベルト本体70の幅方向に、等間隔をあけて交互に配列され、隣り合う2本の高強度心線71の間に導体心線72または73が配置される。ベルト本体70の横断面における両端には高強度心線71が配置される。
The high-
高強度心線71と導体心線72、73のベルト歯77の底面78側の面は共通の面上にあり、つまりベルト本体70の横断面において、高強度心線71と導体心線72、73は、ベルト本体70の底面(表面)78に平行な直線に接するように配列される。高強度心線71と導体心線72、73は、ベルト本体70の長手方向に延びてベルト本体70の両端に達している。ベルト本体70の両端は熱可塑性樹脂が除去され、導体心線72、73が露出して、クランプ62、63に設けられた電気部品に接続される。高強度心線71はベルト本体70の両端面から突出していない。
The surface on the
導体心線72、73の素材、外径および本数は、ローラコンベヤ54の駆動用モータ55やローラコンベヤ56の駆動用モータ57に、制御ユニット74を介して供給される電力等を考慮し、所定の電気的特性(導体抵抗値等)を有するように選定される。
The material, outer diameter and number of the
図5は導体心線72、73の拡大断面図である。この導体心線72、73の導体21は後述するように、多数の素線を一定方向に撚ることにより成形され、その外周面は絶縁体層22により被覆されている(図9参照)。すなわち導体心線72、73は集合撚りと呼ばれる構成を有する。導体心線72、73は、絶縁体層22により保護されることにより絶縁性が向上するが、絶縁体層22は省略可能である。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the
本実施形態によれば、可動式ラック51を機械的に昇降駆動するための動力伝達機能と、コンテナCを移動させるためのローラコンベヤを回転駆動するためのモータ等への電力供給機能とを多機能ベルト50に持たせることができる。すなわち給電ケーブルを保護するためのケーブルベア等の保護部材は不要であり、可動式ラック51等の可動装置を機械的に移動させ、かつ可動装置に給電・通信するための構造を簡単かつ小型化することができる。
According to this embodiment, a power transmission function for mechanically driving the
図6は第2実施形態に係る多機能ベルト50の横断面図である。第1実施形態との違いは、高強度心線と導体心線を組み合わせてなるハイブリッド心線31がベルト本体70に埋設されていることである。ハイブリッド心線31は、図7に示されるように撚線(集合撚り)の導体心線32の外周面が絶縁体層33により被覆され、さらに複数本の撚線(集合撚り)の高強度心線34により覆われている。ハイブリッド心線31は、ベルト本体70の幅方向に等間隔毎に配置される。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
第2実施形態によれば、第1実施形態と同様な効果が得られるが、ハイブリッド心線31がベルト本体70の幅方向に均一に分布されるので、第1実施形態よりも多機能ベルト70の強度性能を向上させることができる。
According to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. However, since the
なおハイブリッド心線31の構成として、中心側に高強度心線を配置し、複数本の導体心線を高強度心線の外周面を覆うように設けてもよい。
As a configuration of the
図8は第3実施形態に係る多機能ベルト50の横断面図である。第1および第2実施形態との違いは、導体心線がベルト本体70に埋設されておらず、導電体を有するフレキシブルプリント配線板41がベルト本体70の背面(表面)80に貼付されている点である。すなわちフレキシブルプリント配線板41に形成された配線42はベルト本体70の長手方向に延びる導電体であり、第1および第2実施形態における導体心線72、73と同様に、多機能ベルト50の電気的な作用を果たすが、フレキシブルプリント配線板41はベルト本体70の背面80に貼付されているので、フレキシブルプリント配線板41に作用する引張力と圧縮力の変化は、図2に示す第1実施形態よりも激しく、フレキシブルプリント配線板41には、その変化に追随するだけの柔軟性が必要である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the
第1〜第3実施形態の多機能ベルト50は、ベルト本体70が歯付きベルトとして成形されていたが、本発明は歯付きベルトに限定されるものではなく、ベルト本体が平ベルトとして成形されるものにも適用できる。
In the
図9〜13は導体心線の例を示している。
図9は第1実施形態において用いられる導体心線72、73の第1の例を示す断面図である。この例は、導体81の外周面を絶縁体82で被覆した絶縁被膜の撚線(集合撚り)であり、導体81は、表1に示すような軟銅線あるいは銅合金線の多数の素線を一定方向に撚ることにより成形される。すなわち、軟銅線の場合、例えば直径0.08mmの素線を19本撚り合わせることによって直径0.40mmの導体心線に成形される。銅合金線の場合、例えば直径0.05mmの素線を28本または44本撚り合わせることによって直径0.31mmまたは0.39mmの導体心線に成形される。この軟銅線と銅合金線のJISC3005に基づく導体抵抗値は表1に示すように、例えば直径0.4mmの場合、スチール心線と比べて約10分の1である。したがって軟銅線または銅合金線を用いて成形した導体心線によれば、高電力の給電が可能であり、特に電力用導体心線72において有利である。9 to 13 show examples of conductor core wires.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a first example of the
なお表1において、スチール心線は軟銅線および銅合金線との導体抵抗値の比較のために示している。スチール心線の構成としては、直径0.08mmの素線を3本撚ったストランドを3本合わせて撚る撚線と、直径0.06mmの素線を3本撚ったストランドを7本合わせて撚る撚線と、直径0.08mmの素線を3本撚ったストランドを7本合わせて撚る撚線を示している。すなわち、表1に示すスチール心線は全て撚線(ロープ撚り)により形成される。 In Table 1, the steel core wire is shown for comparison of the conductor resistance value between the annealed copper wire and the copper alloy wire. The steel core wire is composed of three strands of three strands of 0.08 mm diameter twisted together and seven strands of strands of three strands of 0.06 mm diameter twisted. The figure shows a twisted wire twisted by combining seven strands twisted together and three strands of three strands having a diameter of 0.08 mm. That is, all the steel core wires shown in Table 1 are formed by twisted wires (rope twists).
絶縁体82は、ベルト成型時にベルト本体70のエラストマーであるウレタン樹脂に溶融せず、かつ、このウレタン樹脂に接着しないフッ素樹脂(ETFE等)である。すなわち被膜材である絶縁体82は、ウレタン樹脂よりも融点が高い材質から成る。このような絶縁体82を用いることにより、導体心線72、73がベルト本体70から露出した状態であっても、これらの導体心線72、73が短絡することはない。また、絶縁体82がベルト本体70に接着しないので、導体心線72、73はベルト本体70に対して相対的に変位可能である。したがって多機能ベルト50が原動プーリ64、定滑車65、66、動滑車67、68によって屈曲を繰り返しても、導体心線72、73に作用する荷重を抑えることができ、多機能ベルト50の耐久性が向上する。
The
信号用導体心線73では、伝送される信号にノイズが含まれないようにするためノイズ対策が必要である。そこでベルト本体70のエラストマーにはカーボン等の導電材が付加され、ベルト本体70は導電性を付与されている。したがって本実施形態の多機能ベルト50によれば、バーコードリーダ59の読取りや重量計61の測定等において誤差が生じることはない。
In the signal
なお絶縁体82の材料としてはフッ素樹脂が適材であるが、その他の利用可能な材料として、シリコンゴムやポリイミド樹脂が挙げられる。またフッ素樹脂としてはETFE以外にPTFE、PFA、FEP、PVDF等が利用可能である。
Note that a fluororesin is a suitable material for the
図10は導体心線72、73の第2の例であるロープ撚りの撚線を示す断面図である。この例における導体81は、例えば直径0.08mmの素線を7本撚ったストランド83を7本合わせて撚る撚線(ロープ撚り)を有し、導体81の外周面を絶縁体82で被覆している。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a rope twisted stranded wire as a second example of the
図11は導体心線72、73の第3の例であるシールド線を示す断面図である。この例は、表1に示すような軟銅線あるいは銅合金線から成る導体81の外周面を絶縁体82で被覆し、さらに絶縁体82の外側を金属のシールド84で覆い、その外側に絶縁材料のシース85で被覆した構成を有する。すなわち導体81は絶縁体82とシース85によって被覆され、シース85はベルト本体70のエラストマーより融点が高く、ベルト本体のエラストマーに接着しない。このようなシールド線を用いることにより、信号通信におけるノイズ対策がより完全になる。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a shield wire as a third example of the
図12は導体心線72、73の第3の例であるケーブルを示す断面図である。この例は、図9と同じ構成を有する撚線(集合撚り)86を3本撚り合わせ、その外側を紙テープ87で覆うとともに、さらにその外周面を絶縁材料のシース88で覆った構成を有する。このようなケーブルによっても、シールド線と同様に、ノイズ対策を改善できる。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a cable as a third example of the
図13は導体心線72、73の第4の例であるケーブルを示す断面図である。この例は、図9と同じ構成を有する撚線(集合撚り)86を3本撚り合わせ、その外側を紙テープ87で覆うとともに、その外側を金属のシールド84で覆い、さらにその外周面を絶縁材料のシース88で覆った構成を有する。このようなケーブルによっても、シールド線と同様に、ノイズ対策を改善できる。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a cable as a fourth example of the
以上のように第1〜第3実施形態の多機能ベルト50は、導電体としての導体心線72、73あるいは配線42を有するので、多機能ベルト50を介して、種々の駆動機構に給電し、また制御装置に電気信号を伝送することができる。また、ケーブルベア等の保護部材を省略することができ、多機能ベルト50が設けられる装置の小型化を図ることができる。
As described above, the
導体心線72、73が軟銅線または銅合金線を用いて成形されるので、高電力の給電が可能である。したがって、特に可動式ラック51に搭載されるモータ57の高出力化や高速反応が可能になり、倉庫(第1〜第5ステージS1〜S5)内へのコンテナCの出し入れに要する時間を短縮することができる。また、可動式ラック51の電磁石52として高出力のものを用いることができるので、可動式ラック51の固定、コンテナCの固定、電磁力を利用したコンテナCの搬送が可能になる。さらに、照明具やドアの開閉、アーム等の可動等、多彩な機能を採用することができる。
Since the
さらに、複雑な信号通信が可能になることにより、可動式ラック51の動作の制御を微細化でき、またバーコードリーダ59の読取りや重量計61の測定の精度を向上させることができる。また導体心線72、73が絶縁体によって被覆されているので、短絡、感電、火災等の事故の発生を防ぎ、安全性を向上させるとともに、機器保全を改善することができる。また導体心線72、73の端末加工における絶縁作業を簡略することができる。
Furthermore, since complex signal communication is possible, the control of the operation of the
(実施例)
第1実施形態の多機能ベルト50と基本的に同じ構成を有する無端状の多機能ベルトを作成し、一対のプーリに取付けて耐久性試験を行った。原動プーリおよび従動プーリは、歯数が18で、歯ピッチが5mmの台形歯形を有する歯付きプーリである。原動プーリの回転数は4000rpmに定めた。サンプルベルトとしては、歯ピッチが5mmの台形歯を有する歯付きベルトで、周長が600mm、幅が15mmであり、ジョイント加工により無端状に成形されたものを用い、取付け張力は100Nに定めた。(Example)
An endless multi-functional belt having basically the same configuration as the
表2に示すように、サンプルベルト1において導体心線は、銅合金線から成り、直径0.05mmの素線を28本撚り合わせて成形されたもので、その外周面は絶縁体によって被覆されず、ベルト本体のウレタンとの接着のためにイソシアネート接着処理されている。すなわちサンプルベルト1は本発明には含まれず、比較例である。 As shown in Table 2, in the sample belt 1, the conductor core wire is made of a copper alloy wire and formed by twisting 28 strands having a diameter of 0.05 mm, and the outer peripheral surface thereof is covered with an insulator. First, an isocyanate adhesion treatment is performed for adhesion of the belt body with urethane. That is, the sample belt 1 is not included in the present invention and is a comparative example.
サンプルベルト2の導体心線は軟銅線から成り、直径0.08mmの素線を19本撚り合わせて成形され、その外周面はETFEから成る絶縁体によって被覆されている。サンプルベルト3の導体心線はサンプルベルト2と同じであるが、ベルト本体の材料であるウレタン樹脂がサンプルベルト2よりも低硬度のものである。サンプルベルト4の導体心線は銅合金線から成り、直径0.05mmの素線を28本撚り合わせて成形され、その外周面はETFEから成る絶縁体によって被覆されており、ベルト本体のウレタン樹脂はサンプルベルト3と同じである。すなわちサンプルベルト2、3、4は本発明の実施例である。なおサンプルベルト2〜4において、ベルト本体のエラストマーは、JISK6253規格に準拠した試験により測定された硬さがA80〜A95の範囲に含まれる。 The conductor core wire of the sample belt 2 is made of annealed copper wire, formed by twisting 19 strands having a diameter of 0.08 mm, and the outer peripheral surface thereof is covered with an insulator made of ETFE. The conductor core wire of the sample belt 3 is the same as that of the sample belt 2, but the urethane resin, which is the material of the belt body, has a lower hardness than the sample belt 2. The conductor of the sample belt 4 is made of a copper alloy wire, formed by twisting 28 strands having a diameter of 0.05 mm, and its outer peripheral surface is covered with an insulator made of ETFE. Is the same as the sample belt 3. That is, the sample belts 2, 3, and 4 are embodiments of the present invention. In the sample belts 2 to 4, the hardness of the elastomer of the belt body measured by a test based on the JISK6253 standard is included in the range of A80 to A95.
耐久性試験では、導体心線に電流を流し、テスターにより導体心線の切断の有無を検出した。この切断の検出におけるサンプルベルトの屈曲回数は、サンプルベルトが1回転して、原動プーリと従動プーリにおいてそれぞれ半周(180°)ずつ屈曲する毎に1回カウントして得られる数値である。 In the durability test, a current was passed through the conductor core wire, and the presence or absence of cutting of the conductor core wire was detected by a tester. The number of times of bending of the sample belt in this detection of cutting is a numerical value obtained by counting once every time the sample belt rotates once and bends half a turn (180 °) at each of the driving pulley and the driven pulley.
表2に示すように、サンプルベルト1は1万回未満の屈曲により切断した。すなわち、ピップ部と歯元部において導体心線の切断が確認されたが、これは応力集中のためと推測される。サンプルベルト2は200〜500万回未満の屈曲により切断した。これは、ETFEの絶縁体とベルト本体の間において滑りが生じたために応力集中が緩和され、サンプルベルト1よりも耐久性が向上したと考えられる。サンプルベルト3は800〜1500万回未満の屈曲により切断した。これは、サンプルベルト2よりもベルト本体のウレタンの硬度を柔らかくしたことにより、導体心線に作用する応力をさらに緩和したためと考えられる。サンプルベルト4は2000万回まで屈曲しても切断しなかった。これは導体心線を銅合金線にしたために屈曲疲労性が改善されたためと考えられる。 As shown in Table 2, the sample belt 1 was cut by bending less than 10,000 times. That is, the conductor core wire was confirmed to be cut at the pip portion and the tooth root portion, which is presumed to be due to stress concentration. Sample belt 2 was cut by bending less than 2-5 million times. This is probably because the stress concentration was alleviated due to slippage between the ETFE insulator and the belt body, and the durability was improved as compared with the sample belt 1. The sample belt 3 was cut by bending 8 to less than 15 million times. This is presumably because the stress acting on the conductor core wire was further relaxed by making the hardness of the urethane of the belt body softer than that of the sample belt 2. The sample belt 4 was not cut even when bent up to 20 million times. This is probably because the bending fatigue resistance was improved because the conductor core wire was made of a copper alloy wire.
多機能ベルトの高強度心線の設計では、多機能ベルトが伸縮することによる導体心線の疲労破壊を回避するために、多機能ベルトの伸縮率を考慮することが好ましいと考えられる。そこで多機能ベルトの耐荷重試験を行い、サンプルベルトに発生する負荷に対してサンプルベルトの伸び変化率が0.2%以下になるような高強度心線を設計することを試みた。耐荷重試験において用いたサンプルベルトの構成は以下の通りである。
ベルト本体はウレタン樹脂から成り、ベルト幅は15mmであり、ベルト標線間距離は100mmである。
高強度心線の構成は、7本×3本×0.08mmのスチール心線であり、4本のS撚り心線と4本のZ撚りを15mmの幅の中に交互に配置した。
導体心線は以下の2種類のいずれかを用い、導体心線と高強度心線を7本ずつ交互に配置した。
導体心線1:ETFE被膜銅合金心線。直径0.05mmの素線を28本撚った撚線。
導体心線2:ETFE被膜軟銅心線。直径0.08mmの素線を19本撚った撚線。In designing a high-strength core wire of the multifunction belt, it is considered preferable to consider the expansion / contraction rate of the multifunction belt in order to avoid fatigue failure of the conductor core wire due to the expansion / contraction of the multifunction belt. Therefore, a load bearing test was performed on the multifunctional belt, and an attempt was made to design a high-strength core wire in which the rate of change in elongation of the sample belt was 0.2% or less with respect to the load generated on the sample belt. The configuration of the sample belt used in the load bearing test is as follows.
The belt body is made of urethane resin, the belt width is 15 mm, and the distance between the belt markings is 100 mm.
The configuration of the high-strength core wire was a steel core wire of 7 × 3 × 0.08 mm, and four S-strand core wires and four Z-strand wires were alternately arranged in a width of 15 mm.
One of the following two types of conductor core wires was used, and seven conductor core wires and seven high-strength core wires were alternately arranged.
Conductor core wire 1: ETFE coated copper alloy core wire. Twisted strands of 28 strands with a diameter of 0.05mm.
Conductor core wire 2: ETFE-coated annealed copper core wire. 19 twisted strands of 0.08mm diameter strand.
図14を参照して多機能ベルトの耐荷重試験の方法を説明する。サンプルベルトBの両端をクランプ91、92により把持し、クランプ91、92を介してサンプルベルトBに引張荷重をかけた。引張荷重の周期は20Hzとした。一般的にベルト取付け張力は、ベルトに負荷が発生するときにベルト緩み側の張力が常に0N以上になるように設定される。したがって本耐荷重試験では、緩み側の張力が20Nになるように定めた。また荷重の振幅を100Nとし、後述するように荷重の大きさを種々変化させ、サンプルベルトBの両端における電位差をセンサ93によって検知することにより、導体心線が断線したか否かを判断した。
With reference to FIG. 14, the method of the load resistance test of a multifunctional belt is demonstrated. Both ends of the sample belt B were gripped by the
図15を参照して多機能ベルトの耐荷重試験の結果を説明する。荷重制御領域を700N〜20Nにした場合、符号F1で示すように、サンプルベルトBの伸び率は0.60〜0.70%であった。また導体心線1を有するサンプルベルトBでは約10万〜20万サイクルで導体心線1の切断が検出されたが、導体心線2を有するサンプルベルトBでは7千〜35万サイクルで導体心線2の切断が検出された。荷重制御領域を475N〜20Nにした場合、符号F2で示すように、サンプルベルトBの伸び率は0.40〜0.50%であった。また導体心線1を有するサンプルベルトBでは90万〜210万サイクルで導体心線1の切断が検出されたが、導体心線2を有するサンプルベルトBでは20万〜50万サイクルで導体心線2の切断が検出された。 The result of the load resistance test of the multifunction belt will be described with reference to FIG. When the load control region was 700N to 20N, the elongation percentage of the sample belt B was 0.60 to 0.70%, as indicated by reference numeral F1. In the sample belt B having the conductor core wire 1, the cutting of the conductor core wire 1 was detected in about 100,000 to 200,000 cycles, but in the sample belt B having the conductor core wire 2, the conductor core was detected in 7,000 to 350,000 cycles. Line 2 break was detected. When the load control region was 475N to 20N, the elongation percentage of the sample belt B was 0.40 to 0.50% as indicated by reference numeral F2. In the sample belt B having the conductor core wire 1, the cutting of the conductor core wire 1 was detected in 900,000 to 2.1 million cycles. In the sample belt B having the conductor core wire 2, the conductor core wire was detected in 200,000 to 500,000 cycles. Two breaks were detected.
荷重制御領域を350N〜20Nにした場合、符号F3で示すように、サンプルベルトBの伸び率は0.30〜0.40%であった。また導体心線2を有するサンプルベルトBでは約25万〜80万サイクルで導体心線2の切断が検出されたが、導体心線1を有するサンプルベルトBでは300万サイクルで導体心線1の切断が検出されるか、あるいは1500万サイクルを越えても切断しないものもあった。荷重制御領域を220N〜20Nにした場合、符号F4で示すように、サンプルベルトBの伸び率は0.10〜0.20%であった。また導体心線1を有するサンプルベルトBで1500万サイクルを越えても導体心線1の切断が検出されず、導体心線2を有するサンプルベルトBでは1000万サイクルを越えても切断が検出されなかった。 When the load control region was 350N to 20N, the elongation percentage of the sample belt B was 0.30 to 0.40% as indicated by reference numeral F3. In the sample belt B having the conductor core wire 2, the cutting of the conductor core wire 2 was detected in about 250,000 to 800,000 cycles. In the sample belt B having the conductor core wire 1, the conductor core wire 1 was cut in 3 million cycles. Some cuts were detected, or some did not cut even after exceeding 15 million cycles. When the load control region was 220N to 20N, the elongation percentage of the sample belt B was 0.10 to 0.20%, as indicated by reference numeral F4. In addition, the cutting of the conductor core wire 1 is not detected even if the sample belt B having the conductor core wire 1 exceeds 15 million cycles, and the cutting is detected in the sample belt B having the conductor core wire 2 exceeding 10 million cycles. There wasn't.
以上のような耐荷重試験の結果から、エラストマーから成るベルト本体内に高強度心線と導体心線を複数本ずつ交互に配置して成るベルトの荷重制御領域におけるベルト伸び変化率が0.2%以下になるように多機能ベルトの高強度心線を設計することが使用条件における耐久性向上に有効であることが確認された。 From the results of the load resistance test as described above, the belt elongation change rate in the load control region of the belt formed by alternately arranging a plurality of high-strength core wires and conductor core wires in the belt body made of elastomer is 0.2. It has been confirmed that designing a high-strength core wire of a multifunctional belt so as to be less than or equal to% is effective in improving durability under use conditions.
Claims (20)
前記ベルト本体内に埋設され、前記ベルト本体の長手方向に延び、相互に平行に配列された複数の高強度心線と、
前記ベルト本体に設けられ、前記ベルト本体の長手方向に延びる導電体と
を備えることを特徴とする多機能ベルト。A long belt body made of elastomer,
A plurality of high-strength core wires embedded in the belt body, extending in the longitudinal direction of the belt body, and arranged parallel to each other;
A multifunctional belt comprising: a conductor provided on the belt body and extending in a longitudinal direction of the belt body.
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