KR20200009085A

KR20200009085A - 돌기부 벨트

Info

Publication number: KR20200009085A
Application number: KR1020197037856A
Authority: KR
Inventors: 켄타로 아리마치; 아키라 타케나카; 타카히데 오카자와
Original assignee: 미쓰보 시베루토 가부시키 가이샤
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2020-01-29
Also published as: EP3647237B1; TWI725320B; US10870539B2; US20200216267A1; KR102265044B1; CN110799434A; JP2019011861A; CN110799434B; CA3068188A1; EP3647237A1; CA3068188C; TW201904830A; EP3647237A4; JP6824934B2

Abstract

본 발명은 벨트 내면 길이 방향으로 소정의 톱니 피치로 톱니부를 가지고, 등부에 길이 방향으로 연장하고 또한 폭 방향으로 소정의 심선 피치로 배열한 심선을 매설한 벨트 본체와, 상기 벨트 본체 등면에 일체 성형으로 형성된 돌기부를 가지는 돌기부 벨트에 있어서, 상기 심선의 섬도는, 900~1100 데니어이고, 벨트 폭에 대한, 서로 이웃하는 심선과의 간격의 합계의 비율이, 12~45%이고, 상기 돌기부는, 상기 톱니부의 외측에 배치되고, 상기 돌기부의 경도는, 81~91도(JIS K6253 : 2012에 준거, A형 경도계로 측정)이고, 상기 돌기부의 근원 폭은, 상기 톱니 피치보다도 작은 것을 특징으로 하는 돌기부 벨트에 관한 것이다.

Description

돌기부 벨트

본 발명은, 벨트 본체 등면(背面)에 일체 형성된 돌기부(突起部)를 가지는 돌기부(突起付, 돌기 부착) 벨트에 관한 것이다.

종래, 레지스터(register)에 있어서 거스름 돈의 출금 및 맡아둔 돈의 입금을 행하는 금전처리기(거스름돈 처리기) 등에서 사용되는 경화 반송 장치(硬貨搬送裝置)는, 경화 수입구에 투입된 경화를, 평벨트나, 톱니부 벨트의 등면에 태워 반송하는 반송 기구가 이용되고 있다. 등면에 직접 경화를 태우기 때문에, 벨트의 마모, 금속(동, 알루미늄 등)에 의한 벨트를 구성하는 폴리우레탄의 열화, 더러워짐 등에 기인하는 반송력의 저하 등의 문제가 발생하여, 여러가지 개선이 제안되고 있다.

이 제안의 하나로서, 벨트 상에 경화를 태우지 않는 반송 기구가 고려되고 있다. 즉, 병렬한 2 개의 벨트에 가교(架橋)하는 형식으로 배치한 반송 부재(예를 들면, 수지 부재)로 경화를 밀어 이송하는 기구도 제안되고 있다. 이 반송 기구에서는, 병렬한 2본의 벨트의 등면에는, 반송 부재를 감합 고정하기 위한 돌기가 마련되어, 반송 부재를 고정한 상태에서 풀리의 회전과 동기하여 주행한다.

이와 같은 돌기부 벨트로서, 특허문헌1에 개시된 돌기부 벨트를 이용하는 것을 생각할 수 있다.

특허문헌1 : 일본국 특개2001-122415호 공보

병렬한 2본의 돌기부 벨트에 가교하도록 배치한 반송 부재로 경화를 밀어 이송시키는 반송 기구에 대하여, 엄격한 생스페이스(省space)화가 요구된다. 이 생스페이스화를 위해서, 풀리의 소경화(小徑化), 및 벨트의 세폭화(細幅化)가 필요하게 된다. 또, 이 기구에 있어서는, 로크 시(반송 중에 반송물이 막혔을 때 등, 벨트에 급격한 충격이 걸리어 회전이 제지되는 상태)의 하중에 대한 내성도 필요하게 된다.

그러나, 특허문헌1과 같은 돌기부 벨트는, 큰 물품을 반송하기 위한 것이기 때문에, 그대로는 생스페이스화된 반송 기구에 적용할 수 없다는 문제점이 있다.

예를 들면, 이 반송 기구에 있어서는, 풀리를 소경화하면, 굴곡 시에 벨트가 받는 변형 응력이 보다 크게 되기 때문에, 심선(心線)의 굴곡피로에 의한 벨트의 파단이 생기기 쉽게 된다. 더욱이, 벨트의 등면에 돌기를 부착하면 돌기가 부착한 부분이 풀리에 감겨 걸릴 때에, 거의 원호상으로 되지 않기 때문에, 돌기 근원(根元) 부분의 심선의 굴곡 피로에 의한 벨트의 파단이 더욱 생기기 쉽게 된다.

로크 시의 하중에의 내성이라는 관점으로부터는, 강도나 치수가 큰 돌기가 바람직하지만, 그 반면, 심선의 굴곡 피로가 현저하게 된다. 이 경우, 심선을 가는 것으로 하면, 내굴곡피로성은 향상하는 반면, 벨트(심선)의 탄성률이 저하한다. 탄성률이 저하하면, 로크 시의 하중에 끝까지 견디지 못하고, 벨트가 점핑(톱니 날기(齒飛))을 일으키기 쉽게 된다.

그 때문에, 돌기부 벨트를 소경 풀리에 적용하는데는, 배반의 관계에 있는, 내굴곡피로성과, 로크 시의 하중에의 내성(돌기 강도와 내점핑성(耐jumping性))을 양립시킬 수 있는 것이 과제였다.

여기에서, 본 발명의 목적은, 반송 기구의 생스페이스화에 대응하고, 또한 반복되는 반송에 내용(耐用)하기 위한 밸러스가 취해진 돌기부 벨트를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 돌기부 벨트는, 벨트 내면 길이 방향으로 소정의 톱니 피치(齒pitch)로 톱니부(齒部)를 가지고, 등부(背部)에 길이 방향으로 연장하고 또한 폭 방향으로 소정의 심선 피치로 배열한 심선을 매설한 벨트 본체와, 상기 벨트 본체 등면(배면)에 일체 성형(一體成形)으로 형성된 돌기부(突起部)를 가지는 돌기부(突起付) 벨트에 있어서, 상기 심선의 섬도(纖度)는, 900~1100 데니어(denier)이고, 벨트 폭에 대한, 서로 이웃하는 심선과의 간격의 합계의 비율이, 12~45%이고, 상기 돌기부는, 상기 톱니부의 외측에 배치되고, 상기 돌기부의 경도는, 81~91도(JIS K6253: 2012에 준거, A형 경도계로 측정)이고, 상기 돌기부의 근원 폭(根元幅)은, 상기 톱니 피치보다도 작은 것을 특징으로 한다.

상기 심선의 섬도의 가장 바람직한 범위는, 950~1050 데니어이고, 벨트 폭에 대한, 서로 이웃하는 심선과의 간격의 합계의 비율의 가장 바람직한 범위는, 25~35%이다. 또, 상기 돌기부의 경도의 가장 바람직한 범위는, 84~88이다.

상기 구성에 의하면, 심선에 얇은 것(900~1100 데니어, 가장 바람직하게는 950~1050 데니어)를 사용하고, 벨트 폭에 대한, 서로 이웃하는 심선과의 간격의 합계의 비율(12~45%, 가장 바람직하게는 25~35%)를 작게 하는 것에 의해, 심선 배열을 조밀하게 한다. 이것에 의해, 내굴곡피로성과 벨트 강도(내점핑성)와의 밸런스를 확보하여 풀리의 소경화에 대응함과 함께, 벨트의 세폭화에도 대응하는 것이 가능하다.

또, 돌기부의 경도를 소정 범위(81~91, 가장 바람직한 범위는 84~88)로 하는 것, 및 돌기부의 근원폭을 톱니 피치보다도 작게 하는 것에 의해, 내굴곡피로성과, 로크 시의 하중에의 내성(돌기 강도와 내점핑성)과의 밸런스를 확보한다. 더욱이, 벨트를 세폭화한 경우에도, 돌기부가 반송 부재를 충분히 고지(固持)할 수 있는 경도를 확보한다. 이들에 의해, 굴곡피로에 의한 등면 균열 등의 고장 발생을 방지하여 풀리의 소경화에 대응함과 함께, 벨트의 세폭화에도 대응하는 것이 가능하다.

본 발명의 돌기부 벨트에 있어서는, 상기 심선은, 폴리에스테르 섬유로 형성되는 것이 바람직하다. 내굴곡피로성이 높은 폴리에스테르 섬유를 사용하는 것에 의해, 벨트 파손에 대한 내구성이 더욱 향상된다.

본 발명의 돌기부 벨트에 있어서는, 상기 심선의 지름(徑)은, 0.33~0.37mm(가장 바람직하게는 0.34~0.36mm)이고, 상기 심선 피치는, 0.4~0.6mm(가장 바람직하게는 0.45~0.55mm)이고, 서로 이웃하는 상기 심선과의 간격이, 0.05~0.27mm(가장 바람직하게는 0.1~0.2mm)인 것이 바람직하다.

이 구성은, 심선이 가늘고, 심선 배열이 조밀한 것을 다른 관점으로부터 규정하는 것이고, 이 범위에 꼭 들어맞는 것은, 풀리의 소경화에 대응함과 함께, 벨트의 세폭화에 보다 적당하다.

본 발명의 돌기부 벨트에 있어서, 상기 벨트 폭은, 3~5mm이고, 상기 톱니 피치는, 2~3mm인 것이 바람직하다.

이 구성은, 세폭 벨트에 대응할 수 있는 호적한 범위를 나타내고 있다.

본 발명의 돌기부 벨트에 있어서는, 상기 톱니 피치에 대한 상기 근원 폭의 비율은, 66% 이상, 100% 미만(가장 바람직하게는 75~90%)인 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 돌기부의 근원 폭을 톱니 피치보다 작게 하는 것을 구체적으로 하는 것에 의해, 유연성과 내굴곡피로성의 확보를 확실히 한다.

본 발명의 돌기부 벨트는, 예를 들면 이하의 반송 기구에 호적하게 사용될 수 있다.

즉, 반송 기구는, 병렬 배치된 2본 이상의 본 발명의 돌기부 벨트와, 상기 2본 이상의 돌기부 벨트를 가교하도록 상기 돌기부에 감합 고정되는 반송 부재와, 상기 2본 이상의 돌기부 벨트가 감겨 걸리는 풀리를 구비하고, 상기 2본 이상의 돌기부 벨트가 상기 풀리의 회전과 동기하여 주회(周回)하면서 상기 반송 부재가 반송물을 밀어 이송시키는 것이다.

본 발명의 돌기부 벨트를 이용한 반송 기구는, 생스페이스화에 대응할 수 있다.

본 발명의 돌기부 벨트를 이용한 반송 기구에 있어서, 그 지름이 7.6~19.1mm이고, 그 톱니 수가 12~20인 것을 포함하는 것이 바람직하다.

이 구성은, 소경 풀리에 대응할 수 있는 호적한 범위를 나타내고 있다.

본 발명에 의하면, 벨트의 세폭화와 풀리의 소경화가 가능하게 되고, 반송 기구의 생스페이스화에 대응할 수 있다고 하는 효과가 얻어질 수 있다.

[도1] 도1의 (a) 및 도1의 (b)는, 본 발명의 실시 형태에 관계있는 돌기부 벨트가 사용된 반송 기구의 평면도, 정면도이다.
[도2] 도2의 (a), 도2의 (b) 및 도2의 (c)는, 도1의 돌기부 벨트의 정면도, 돌기부의 확대도, 사시단면도이다.
[도3] 도3은 도1의 돌기부 벨트의 돌기부의 확대도이다.
[도4] 도4는 심선의 배열 상태를 나타내는 부분 단면도이다.
[도5] 도5의 (a) 및 도5의 (b)는, 내구성 주행시험의 2축 레이아웃 및 주행 조건을 나타내고 있다.

이하 본 발명의 실시 형태에 관계되는 돌기부 벨트의 일 예에 관하여, 도면을 참조하면서 설명한다.

우선, 본 실시 형태의 돌기부 벨트(1)가, 호적하게 사용되는 반송 기구의 일 예로부터 설명한다. 또한, 본 실시 형태의 병렬하는 돌기부 벨트의 본수는 1본으로 한정되지 않고, 복수 본이라면 좋다. 이하에서는 2본의 돌기부 벨트가 병렬하는 예를 설명한다.

도1에 있어서, 반송 기구는, 병렬 배치된 2본의 돌기부 벨트(1)와, 2본의 돌기부 벨트(1)를 가교하도록 돌기부(1b)에 감합 고정되는 반송 부재(3)와, 2본의 돌기부 벨트(1)가 감겨 걸리는 풀리(6, 6)를 구비한다. 2본의 돌기부 벨트(1)는, 반송대(2)의 양측에 병렬 배치되고, 2개의 풀리(6, 6)에 감겨 걸리도록 구성된다. 따라서, 2본의 돌기부 벨트(1)가 풀리(6, 6)의 회전과 동기하여 주회하면서 반송 부재(3)가 반송대(2) 상의 반송물을 밀어 이송시킨다. 또한, 풀리(6, 6)는 2개에 한정되지 않고 복수개 이용되는 것이어도 좋다. 풀리의 적어도 1개는, 반송 기구의 생스페이스화에 대응할 수 있도록, 그 지름이 7.6~19.1mm이고, 그의 톱니 수가 12~20인 소경 풀리를 포함하는 것이 바람직하다.

[돌기부 벨트의 구성]

돌기부 벨트(1)는, 도2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 무단상(無端狀)(환상)의 벨트 본체(10)와, 벨트 본체(10)의 등면에 일체 성형된 돌기부(1b)를 구비한다.

벨트 본체(10)는, 탄성 재료(예를 들면, 열경화성 폴리우레탄 엘라스토머)로 이루어지고, 주형(注型) 성형 등으로 형성된 톱니 벨트이다.

돌기부 벨트(1)의 내면 길이 방향으로는, 도2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 소정의 톱니 피치 P1으로 복수의 톱니부(1a)가 마련되어 있다. 복수의 톱니부(1a)는, 벨트의 폭 방향으로 각각 연장하고, 또한, 벨트 길이 방향으로 소정의 톱니 피치 P1으로 서로 이격하여 배치된다.

도2의 (c)에 나타낸 바와 같이, 벨트 본체(10)의 등부(10b)에는, 길이 방향으로 연장하고 또한 폭 방향으로 소정의 심선 피치 P2로 배열된 심선(5)이 매설된다.

도2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 벨트 본체(10)의 등면(10a)에는, 복수의 돌기부(1b)가 형성된다. 본 실시 형태에서는, 반송 부재를 감합 고정하기 위한 3개의 돌기부(1b)가, 벨트 길이 방향으로 소정의 간격을 이루어 마련되어 있다. 3개의 돌기부(1b)는, 각각, 벨트 톱니부(1a)의 외측에 배치되고, 1개의 벨트 톱니부(1a)의 간격 떨어져 있다. 또한, 3개의 돌기부(1b)는, 1개의 벨트 톱니부(1a)의 간격 이상 떨어져 있어도 좋지만, 톱니부(1a)의 외측에 배치된다.

돌기부(1b)는, 벨트 본체 등면에 일체 성형으로 마련되어 있고, 벨트 폭 방향에 관하여 벨트 본체와 같은 길이를 가진다. 또, 돌기부(1b)의 수는 3개에 한정되지 않고, 임의의 수를 설정하여도 좋지만, 본 실시 형태에서는 3개의 경우에 대하여 설명한다. 또, 돌기부(1b)의 형상에 대하여도 특별히 한정되지 않고, 임의의 형상이어도 좋다.

다음으로, 심선, 심선 배열, 돌기부, 벨트 본체 등의 실시 형태의 일 예를 설명한다.

[심선]

심선의 소재로서는, 폴리에스테르 섬유, 아라미드 섬유, 나일론 섬유 등이 호적하게 이용된다. 그 중에서도, 심선(5)은, 폴리에스테르 섬유의 연사(撚絲)로 형성되는 것이 바람직하다. 폴리에스테르 섬유는 치수 안정성, 내굴곡피로성 등이 우수하여, 벨트 파손에 대한 내구성이 향상된다.

심선(5)은, 등부(10b)에, 벨트 길이 방향을 따라, 벨트 폭 방향으로 소정의 간격(심선 피치)을 띄워 나선상으로 매설되어 있다. 보다 상세하게는, 심선(5)은, 도4에 나타낸 바와 같이, 등부(10b)의 벨트 폭 방향의 한쪽의 단(端)으로부터 다른 쪽의 단에 걸쳐, 나선상으로 매설된 심선과 심선의 중심간의 거리인 각 심선 피치 P2가, 바람직하게는 0.4mm 이상 0.6mm 이하, 가장 바람직하게는 0.45mm 이상 0.55mm 이하의 범위의 일정 값으로 되도록 배열되어 있다. 또한, 심선이 나선상으로 매설되어 있기 때문에, 1본의 무단상 벨트의 중(中)에서도 부위에 따라, 단면시(斷面視)에서의 심선의 배열은 폭 방향으로 어긋나 있다. 그 때문에, 벨트 폭 방향으로 소정의 피치 P2로 배열된 심선의 단면시에서의 겉보기 상의 수를 「심선의 본수」로서 취급하고 있다. 즉, 나선상으로 매설된 심선의 나선수를 「심선의 본수」로 하고 있다.

벨트의 세폭화에 대응하기 위해, 심선에는 가는(細) 것이 이용된다. 그 때문에, 심선의 섬도로서는, 900~1100 데니어, 가장 바람직하게는 950~1050 데니어의 연사가 이용된다.

가는 심선으로 하기 위해, 심선의 지름으로서, 바람직하게는 0.33~0.37mm, 가장 바람직하게는 0.34~0.36mm의 것을 이용하는 것이 가능하다. 또, 전술한 바와 같이, 심선 피치 P2로서, 바람직하게는 0.4~0.6mm, 가장 바람직하게는 0.45~0.55mm의 것을 이용하는 것이 가능하다.

[심선 배열]

가는 심선으로 하면, 내굴곡피로성이 향상하지만, 탄성률이 저하하여 버린다. 여기에서, 가는 심선을 조밀하게 배열하여 탄성률을 확보한다.

이 조밀 배열의 정도를 나타내는 지표로서, 벨트 폭 W1에 대한, 간격 d의 합계치의 비율을 이용한다(도4 참조). 이 비율은, 하기 식1로 계산할 수 있다. 이 비율이 작을수록 심선 배열이 조밀하다는 것을 나타내고 있다.

[수1]

벨트 폭에 대한 「간격 d의 합계」의 비율

※ 심선 본수

(식1)

이 식1에서 규정되는 비율로서는, 12~45%이고, 가장 바람직한 범위는 25~35%이다.

이 식1에서 규정되는 비율에 더하여, 또는 대신에, 서로 이웃하는 심선과의 간격 d를 이용하는 것도 가능하다. 다만, 이 간격 d는, 같은 숫자이어도 심선의 지름이나 벨트의 폭에 따라 조밀의 정도가 다르다. 그 때문에, 심선의 지름 D나 심선 피치 P2를 합쳐 이용하는 것도 가능하다(도4 참조).

서로 이웃하는 심선과의 간격 d는, 0.05~0.27mm가 바람직하고, 0.1~0.2mm가 가장 바람직하다.

심선의 지름 D로서는, 0.33~0.37mm가 바람직하고, 0.34~0.36mm가 가장 바람직하다.

심선의 피치 P2로서는, 0.4~0.6mm가 바람직하고, 0.45~0.55mm가 가장 바람직하다.

[돌기부]

소경의 풀리(예를 들면 풀리 지름 7.6~19.1mm)에 대응하기 위해, 돌기부의 굴곡성과 유연성이 요구된다. 그 때문에, 돌기부의 경도는, 81~91도(JIS K6253: 2012에 준거, A형 경도계로 측정)이고, 84~88도가 가장 바람직하다.

또, 톱니부(1a)의 외측에 배치되는 돌기부(1b)의 근원 폭은, 톱니 피치 P1보다도 작은 것이 자람직하다(도3 참조). 이것은, 톱니 피치 P1에 대한 근원 폭 W2의 비율로서 정의할 수 있다. 즉, 톱니 피치 P1에 대한 근원 폭 W2의 비율은, 바람직하게는 66% 이상 100% 미만이고, 가장 바람직하게는 75~90%이다.

[벨트의 세폭화]

심선(5)을 가늘게 하고, 심선(5)의 배열을 조밀하게 하면, 내굴곡성과 벨트 강도(내점핑성)과의 밸런스가 취해진다. 이것에 의해, 벨트 폭 W1을 세폭으로 하는 것이 가능하다.

또, 돌기부의 경도를 소정 범위(81~91, 가장 바람직한 범위는 84~88)로 하는 것, 및 돌기부의 근원 폭을 톱니 피치보다도 작게 하는 것에 의해, 내굴곡피로성과, 로크 시의 하중에의 내성(돌기 강도와 내점핑성)과의 밸런스를 확보한다. 더욱이, 벨트를 세폭화한 경우에도, 돌기부가 반송 부재를 충분히 고지할 수 있는 경도를 확보한다. 이들에 의해, 벨트의 세폭화에 대응하는 것이 가능하다.

즉, 예를 들면 벨트 폭 W1이 3~5mm, 톱니 피치 P1이 2~3mm인 벨트의 세폭화에 대응할 수 있다.

[소경 풀리에의 적용]

심선(5)을 가늘게 하고, 심선(5)의 배열을 조밀하게 하면, 내굴곡피로성과 벨트 강도(내점핑성)의 밸런스를 취할 수 있다. 이것에 의해, 풀리의 소경화에 대응하는 것이 가능하다.

또, 돌기부(1b)를, 벨트 톱니부(1a)의 외측에 배치하고, 돌기부(1b)의 근원 폭을 벨트의 톱니 피치 P1보다도 작게 하는 것에 의해, 로크 시의 하중에의 내성(돌기 강도와 내점핑성)과 내굴곡피로성과의 밸런스를 취하도록 된다.

즉, 도1의 반송 기구에 있어서, 생스페이스화를 위해, 풀리(6)의 소경화가 행해지면, 벨트가 굴곡하여 풀리에 감아걸리면서, 한 방향으로 반복하여 회전을 계속할 때, 풀리가 작을수록, 굴곡 시에 벨트가 큰 변형 응력을 받는다. 특히 심선(5)(특히 외주부 부근)이 받는 변형 응력(압축 응력)이 크기 때문에, 심선(5)의 굴곡 피로에 의한 벨트의 파단이 생기기 쉽게 된다. 한편, 돌기부 벨트(10)의 등면에는, 반송 부재(3)를 고정하기 위한 돌기부(1b)가 형성되어 있지만, 로크 시의 하중에 충분히 견딜 수 있는 점에서는, 돌기부(1b)의 치수나 강도가 큰 편이 바람직하다. 그러나, 돌기부(1b)가 형성된 부분은 풀리에 감아 걸릴 때에, 거의 원형상으로 되지 않기 때문에, 돌기부(1b)의 근원 부분의 심선(5)은, 좌굴(挫屈), 파단이 더욱 생기기 쉽게 된다. 이 경향은, 돌기부(1b)가 강직한 경우나 돌기 근원 폭이 큰 경우에 현저하여, 심선(5)의 굴곡 피로가 가속된다.

따라서, 돌기부(1b)를 굴곡성 좋게, 유연한 것으로 하는 것에 의해, 소경의 풀리에 감아 붙이는 것이 가능하다.

즉, 예를 들면 풀리 지름으로 7.6~19.1mm, 풀리 톱니수로 12~20인 소경의 풀리에 감아 걸릴 수 있다.

[실시 형태의 효과]

돌기부 벨트(1)를, 상기 실시 형태로 하는 것으로, 반송 기구의 생스페이스화에 대응하여, 소경 풀리에 적용하고, 또한 벨트 폭을 가늘게 하여도, 내굴곡피로성과, 로크 시의 하중에의 내성(돌기 강도와 내점핑성)을 양립시킬 수 있는 밸런스를 취한 돌기부 벨트가 얻어질 수 있다.

또, 본 실시 형태의 돌기부 벨트(1)에서는, 풀리(6)의 소경화에 의해 반송 기구의 생스페이스화에 대응하도록 했을 때, 돌기부 벨트(1)의 내굴곡피로성이 저하하는 것을 방지할 수 있음과 함께, 로크 시의 하중에의 내성(돌기 강도와 내점핑성)이 저하하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 생스페이스화에 대응하고, 또한 반복되는 반송에 내용하기 위한 밸러스를 취한 벨트의 최적 설계를 한 돌기부 벨트(1)를 제공하는 것이 가능하다.

[열경화성 폴리우레탄 엘라스토머]

벨트 본체 및 돌기부의 경도는, 예를 들면 이하에 서술하는 배합을 조정하는 것에 의해 보다 소망의 것이 얻어질 수 있다.

즉, 돌기부 벨트(1)를 형성하는 열경화성 폴리우레탄 엘라스토머는, 폴리올과 폴리이소시아네이트로부터 얻어지는 프리폴리머와, 경화제를 열경화시키는 것에 의해 얻어질 수 있다. 또는 폴리올과 폴리이소시아네이트와 경화제를 열경화시키는 것에 의해 얻어질 수 있다. 열경화성 폴리우레탄 엘라스토머는, 몰 당량비(mole 當量比)인 NCO인덱스 값(이소시아네이트 기/활성수소 기)가, 0.8~1.0의 범위로 되도록 배합된다. 이소시아네이트 기(基)는, 프리폴리머 또는 폴리이소시아네이트의 이소시아네이트 기이다. 활성수소 기(基)는, 폴리올 및 경화제의 활성수소 기, 폴리올의 활성수소 기, 또는 경화제의 활성수소 기이다.

폴리올은, 분자 중에 수산기를 2개 이상 가지는 것으로 한정되지 않는다. 폴리올은, 예를 들면, 폴리에테르폴리올류(類), 폴리에스테르폴리올류, 폴리락톤계 폴리에스테르폴리올류, 폴리카보네이트폴리올류, 폴리올레핀폴리올류 등을 1종 단독으로, 또는 2종 이상 조합시켜 이용하는 것이 가능하다.

폴리에테르폴리올류는, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜 등이다.

여기에서, 폴리에스테르폴리올류는, 디카본산 화합물과, 폴리올 화합물을 반응시켜 얻어진다. 디카본산 화합물은, 아디핀산, 세바스산, 이타콘산, 무수말레인산, 테레프탈산, 이소프탈산, 프말산, 호박산, 수산(蓚酸), 말론산, 글루타르산, 피메린산, 수베르산, 아젤라인산 등이다. 폴리올 화합물은, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,9-노난디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 트리프로필렌글리콜, 트리메틸올프로판, 글리세린 등이다.

폴리락톤계 폴리에스테르폴리올류는, 폴리카프로락톤폴리올, 폴리-β-메틸-δ-발레로락톤 등이다. 폴리카보네이트폴리올류는, 디올 화합물과 카보네이트 화합물을 반응시켜 얻어진다. 디올 화합물은, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 또는 폴리테트라메틸렌에테르글리콜 등이다. 카보네이트 화합물은, 포스겐, 디알킬카보네이트나 디페닐카보네이트이다.

폴리올레핀폴리올류는, 폴리부타디엔폴리올, 폴리이소프렌폴리올 등이다.

폴리올은, 특히, 폴리에테르폴리올류가 바람직하다. 폴리에테르폴리올류로 형성되는 폴리에테르계 열경화성 우레탄은, 폴리에스테르폴리올류로 형성되는 폴리에스테르계 폴리우레탄과 비교하여, 내가수분해성이 우수하기 때문에, 장기간 사용하여도 경시열화(經時劣化)가 적고 내구성이 우수하다.

또, 폴리올은, 저분자량 폴리올을 병용하여도 좋다. 저분자량 폴리올은, 예를 들면, 에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜(2,2-디메틸-1,3-프로판디올), 2-이소프로필-1,4-부탄디올, 3-메틸-2,4-펜탄디올, 2,4-펜탄디올, 1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 2,4-디메틸-1,5-펜탄디올, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올, 1,5-헥산디올, 1,6-헥산디올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 2-에틸-1,6-헥산디올, 1,7-헵탄디올, 3,5-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 2-메틸-1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올 등의 지방족 디올, 시클로헥산디메탄올(예를 들면 1,4-시클로헥산디메탄올), 시클로헥산디올(예를 들면 1,3-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디올), 2-비스(4-히드록시시클로헥실)-프로판 등의 지환식 디올, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 헥시톨류, 펜티톨류, 글리세린, 폴리글리세린, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 테트라메틸올프로판 등의 3가 이상의 폴리올이다.

폴리이소시아네이트는, 예를 들면, 방향족 이소시아네이트류, 지방족 폴리이소시아네이트류, 지환식 폴리이소시아네이트류, 상기 각 폴리이소시아네이트의 카르보디이미드 변성 폴리이소시아네이트류, 상기 각 폴리이소시아네이트의 이소시아누레이트 변성 폴리이소시아네이트류 등을, 1종 단독으로, 또는 2종 이상을 조합시켜 이용하는 것이 가능하다.

방향족 이소시아네이트류는, 2,4-토릴렌디이소시아네이트(2,4-TDI), 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(4,4'-MDI), 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(2,4'-MDI), 1,4-페닐렌디이소시아네이트, 크실릴렌디이소시아네이트(XDI), 테트라메틸크실릴렌디이소시아네이트(TMXDI), 폴리메틸렌폴리페닐렌폴리이소시아네이트, 톨리딘디이소시아네이트(TODI), 1,5-나프탈렌디이소시아네이트(NDI) 등이다.

지방족 폴리이소시아네이트류는, 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트(TMHDI), 리신디이소시아네이트, 노르보르넨디이소시아네이트메틸(NBDI) 등이다.

지환식 폴리이소시아네이트류는, 트랜스시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 수첨(水添)크실렌디이소시아네이트(H6XDI), 수첨XDI), 디시클로헥실메탄디이소시아네이트(H12MDI, 수첨MDI) 등이다.

경화제는, 열경화성 폴리우레탄 엘라스토머의 성형 시에 통상 사용된다. 경화제의 활성수소 기의 종류는, 예를 들면, 수산기, 아미노기, 이미노기, 카르복실기, 우레탄기, 티올기, 에폭시기 등이다. 구체적으로는, 경화제는, 4,4'-메틸렌비스(o-클로로아닐린)(MOCA), 4,4'-메틸렌디아닐린(MDA) 등을 사용하는 것이 가능하다.

[돌기부 벨트의 제조 방법]

벨트 본체와 일체 성형되는 돌기부란, 예를 들면 이하에 서술하는 주형 성형법에 의해 얻어진다.

즉, 내형과 외형으로 구성되는 주형 금형 장치(금형)에 있어서, 내형에 심선을 감아 붙인 상태에서, 톱니부를 포함하는 벨트 본체 및 돌기부를 형성하는 폴리우레탄의 원료(액상)를 캐비티에 주형한 후에 고화시켜, 톱니부를 포함하는 벨트 본체와 돌기부가 일체화한 슬리브상(狀)의 성형체를 제작하고, 이 성형체를 소정폭으로 절단하여, 돌기부 벨트를 제조한다. 이하 구체적으로 설명한다.

우선, 주형 금형 장치의 구조에 관하여 설명한다. 주형 금형 장치는, 원통상의 외형(外型)과, 외형에 감삽(嵌揷)하는 원주상(圓柱狀)의 내형(內型)으로 이루어지고, 외형과 내형과의 사이에는 액상의 열경화성 폴리우레탄의 원료를 충전시키는 공간부를 가지고 있다. 그리고, 외형의 내주면에는, 외형의 원통축 방향을 따라, 톱니 벨트에 있어서의 벨트부의 등면 측에 마련되는 철부(凸部)를 포함하는 돌기를 형성하는 돌기 형성부가 마련되어 있다. 또, 내형의 외주면에는, 원통축 방향을 따라 벨트부의 배면(腹面) 측에 소정의 피치로 늘어놓는 복수의 톱니부를 형성하는 톱니부 형성부가 요설(凹設)되어 있다.

이어서, 상기 설명한 주형 금형 장치를 사용한 톱니 벨트의 제조 방법에 관하여 설명한다. 우선, 미리 심선을 나선상으로 감아 붙인 내형을 외형에 감삽한다. 다음으로, 액상의 폴리우레탄의 원료를 외형과 내형과의 사이의 공간부에 주형한다. 그리고, 100℃~120℃ 정도의 온도 조건하에서 10~20분의 시간에 걸쳐 가교시킨다. 공간부에 주형한 열경화성 폴리우레탄이 가교에 의해 고화하면 외형과 내형을 분리하고, 주형 금형 장치로부터 벨트 성형체를 탈형(脫型)한다. 그 후, 벨트 성형체를 절단하여, 돌기부 벨트가 제조된다.

이상, 본 발명의 호적한 실시 형태에 관하여 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시의 형태에 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위에 기재한 한에 있어서, 다양한 설계 변경을 행하는 것이 가능한 것이다.

실시 예

(제1 실시 예)

다음으로, 본 발명의 구체적인 실시 예에 관하여 설명한다.

이하에 나타내는 실시 예 1~9 및 비교 예 1~3과 같은 돌기부 벨트를 형성하고, 평가시험에 제공하였다.

실시 예 1~9 및 비교 예 1~3은, 심선의 가늘기에 관계하는 섬도(데니어)를 변량(變量)으로 하고, 더욱이, 심선 배열의 밀도에 관계하는 심선 피치 P2를 변량으로 한 것이다.

구체적으로는, 실시 예 1~3은, 섬도가 900 데니어이고, 심선 피치 P2(mm)를 0.4, 0.5, 0.6으로 변량시킨 것이다. 실시 예 4~6은, 섬도가 1000 데니어이고, 심선 피치 P2(mm)를 0.4, 0.5, 0.6으로 변량시킨 것이다. 실시 예 7~9는, 섬도가 1100 데니어이고, 심선 피치 P2(mm)를 0.45, 0.5, 0.6으로 변량시킨 것이다. 또한, 비교 예 1, 2는, 섬도를 630 데니어로 하향시키고, 비교 예 3은, 심선 피치 P2(mm)를 0.7로 상향시킨 것이다.

그 외 공통 사항으로서, 벨트 본체는,

ㆍ 벨트폭(W1): 4.0mm

ㆍ 벨트 전두께(H1)(돌기부 제외): 1.94mm

ㆍ JIS-A 경도: 85도(돌기부도 동일한 경도를 가진다)

ㆍ 벨트 둘레 길이(周長): 600mm

ㆍ 톱니형: S3M

ㆍ 톱니 피치(P1): 3.0mm

ㆍ 톱니 높이: 1.14mm

ㆍ 구성재료: 에테르계 열경화성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물, 이다

돌기부에 대하여는, 도3을 참조하여,

ㆍ 돌기부 높이(H2): 2.5mm

ㆍ 돌기부 높이(H3): 2.0mm

ㆍ 돌기부 근원폭(W2): 2.5mm, 이다.

또한, 심선의 제원(諸元)은, 표1에 기재한대로 이다.

상기 제조 방법으로, 실시 예 1~9 및 비교 예 1~3의 돌기부 벨트(1)를 제작하고, 이들 돌기부 벨트(1)에 대하여 인장시험 및 내구 주행시험을 행하였다.

[인장 시험]

실시 예 1~9 및 비교 예 1~3의 각 벨트로부터 돌기부를 포함한 폭 4mmㆍ길이 200mm의 시험편을 채취하고, 각 시험편에 대하여, 인장시험기(오토그래프 AG-1)를 이용하여, 분위기 온도 23℃ 하에서, 인장 시험(인장 속도 50mm/min)을 행하고, 돌기 근원부가 파단하기까지의 강력을 측정하였다. 또한, 측정 결과를 내구성 주행시험의 주행 전의 벨트 강력으로서, 표1의 「강력(주행전)」로 나타낸다.

[내구주행 시험]

실시 예 1~9 및 비교 예 1~3의 각 벨트를 이용하여, 내구주행 시험을 도5의 (a)에 나타내는 2축 레이아웃 및, 도5의 (b)에 나타내는 주행 조건으로 행하였다. 주행에 있어서의 각 벨트의 고장을 관찰한 결과를 표1에 나타낸다. 또, 주행 후의 각 벨트를 이용하여, 분위기 온도 23℃ 하에서, 상기 인장 시험을 재차 행하였다. 그 결과를 주행 후의 벨트의 강력으로서, 표1의 「강력(주행후)」로 나타낸다.

표1에서는, 주행 전후의 각 벨트의 강력으로부터 벨트 강력 유지율을 산출하고, 내굴곡피로성 판정으로서 OX로 평가하였다. 강력 유지율이 63% 이상의 것에 대하여는, 실용상 문제 없는 것으로 O, 그것에 미치지 않는 것에 대하여는 X로 하였다. 또, 주행에 있어서의 벨트의 고장에 대하여 관찰하고, 톱니 이지러짐, 돌기 근원부의 갈라짐, 등면의 균열, 점핑 등의 좋지 않은 상태가 생긴 경우를 X로 하였다.

표1에 의하면, 심선의 섬도(가늘기) 900~1100 데니어, 및 심선 피치 P2 (조밀배열) 0.4~0.6mm의 조합에 의한, 「벨트 폭에 대한 「간격 d의 합계치」의 비율」의 적절한 범위 12~45%에 들어가는 실시 예 1~9는, 내굴곡피로성이 우수하고, 고장도 없이 주행하였다.

비교 예 2는 심선이 너무 가늘어 벨트 강력이 부족하고, 주행 중에 약간 늘어난 때문에 맞물림 불량(점핑; 톱니 날기)이 발생하였다.

비교 예 1도 심선이 너무 가늘지만, 비교 예 2보다는 심선을 조밀(심선 피치 0.35mm)하게 했기 때문에, 점핑 불량은 생기지 않았지만, 강력 부족으로 늘어남에 의해 맞물림 불량으로 되고, 톱니 이지러짐이 생겼다.

비교 예 3은, 실시 예 7~9와 같은 굵기의 심선을 이용했지만, 심선 피치 P2가 커(0.7mm), 「벨트 폭에 대한 「간격 d의 합계치」의 비율」이 상한치 45%를 넘어 버려, 벨트 강력 부족에 의한 늘어남으로 맞물림 불량(점핑; 톱니 날기)이 발생하였다.

(제2 실시 예)

다음으로, 본 발명의 구체적인 제2 실시 예에 관하여 설명한다.

표1의 실시 예 1~9 중에서, 거의 중앙치를 나타내는 실시 예 5에 대하여, 경도를 변량시킨 것이다.

구체적으로는, 실시 예 5의 경도 85도에 대하여, 적정 범위 하한의 경도 81도의 것을 실시 예 10으로 하고, 적정 범위 상한의 경도 91도의 것을 실시 예 11로 하였다. 또한, 적정 범위로부터 하향시킨 것을 비교 예 4로 하고, 적정 범위로부터 상향시킨 것을 비교 예 5로 하였다.

이들에 대하여, 같은 인장 시험 및 내구주행 시험을 행한 결과를 표2에 나타낸다.

표2에 의하면, 벨트 본체(톱니부, 등부) 및 돌기부를 구성하는 폴리우레탄 엘라스토머의 경도가 81~91도의 실시 예 10, 11에서는, 내굴곡피로성이 우수하고, 고장도 없이 주행하였다.

한편, 비교 예4는 경도가 너무 작아, 주행 중에 풀리와 접촉하는 톱니부에 있어서, 마모나 톱니 이지러짐이 생겼다. 비교 예 5는, 경도가 너무 커, 벨트 전체가 딱딱하고 굴곡성이 저하했기 때문에, 벨트 등면에 균열이 생겼다.

(제3 실시 예)

다음으로, 본 발명의 구체적인 제3 실시 예에 관하여 설명한다.

표1의 실시 예 1~9 중에서, 거의 중앙치를 나타내는 실시 예 5에 대하여, 돌기부의 근원 폭 W2를 변량시킨 것이다.

구체적으로는, 실시 예5의 근원 폭 W2가 2.5mm에 대하여, 근원 폭 W2가 2.2mm의 것을 실시 예 12로 하였다. 또한, 근원 폭 W2가 3.0mm(톱니 피치 P1이 3.0mm로 같음)의 것을 비교 예 6으로 하고, 더욱이 근원 폭 W2가 3.7mm로 넓은 것을 비교 예 7로 하였다.

이들에 대하여, 같은 인장 시험 및 내구주행 시험을 행한 결과를 표3에 나타낸다.

표3에 의하면, 돌기부의 근원 폭 W2가 톱니 피치 P1(3.0mm)보다 작은 실시 예 2(W2=2.5mm; 83%), 실시 예 3(W2=2.2mm; 73%)에서는, 내굴곡피로성이 우수하고, 고장도 없이 주행하였다.

비교 예 6(W2=3.0mm; 100%), 비교 예 7(W2=3.7mm; 123%)은 근원 폭이 너무 커, 벨트 등면에 큰 변형 응력이 걸리는 것 때문에 등면에 균열이 생겼다.

본 발명을 상세히, 또 특정의 실시 양태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈함이 없이, 다양한 수정이나 변경을 가하는 것이 가능하다는 것은, 당업자에게 있어서 명백하다.

본 출원은, 2017년6월30일 출원의 일본국 특허출원 2017-129812호 및 2018년6월26일 출원의 일본국 특허출원 2018-120775호에 기초한 것이고, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.

1 돌기부 벨트
1a 톱니부
1b 돌기부
3 반송 부재
5 심선
6 풀리
10 벨트 본체

Claims

벨트 내면 길이 방향으로 소정의 톱니 피치로 톱니부를 가지고, 등부에 길이 방향으로 연장하고 또한 폭 방향으로 소정의 심선 피치로 배열한 심선을 매설한 벨트 본체와, 상기 벨트 본체 등면에 일체 성형으로 형성된 돌기부를 가지는 돌기부 벨트에 있어서,
상기 심선의 섬도는, 900~1100 데니어이고, 벨트 폭에 대한, 서로 이웃하는 심선과의 간격의 합계의 비율이, 12~45%이고,
상기 돌기부는, 상기 톱니부의 외측에 배치되고, 상기 돌기부의 경도는, 81~91도(JIS K6253: 2012에 준거, A형 경도계로 측정)이고, 상기 돌기부의 근원 폭은, 상기 톱니 피치보다도 작은 것을 특징으로 하는 돌기부 벨트.
제1항에 있어서, 상기 심선은, 폴리에스테르 섬유로 형성되는, 돌기부 벨트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 심선의 지름은, 0.33~0.37mm이고, 상기 심선 피치는, 0.4~0.6mm이고, 서로 이웃하는 상기 심선과의 간격이, 0.05~0.27mm인, 돌기부 벨트.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벨트 폭은, 3~5mm이고, 상기 톱니 피치는, 2~3mm인, 돌기부 벨트.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 톱니 피치에 대한 상기 근원 폭의 비율은, 66% 이상, 100% 미만인, 돌기부 벨트.
병렬 배치된 2본 이상의 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 돌기부 벨트와,
상기 2본 이상의 돌기부 벨트를 가교하도록 상기 돌기부에 감합 고정되는 반송 부재와,
상기 2본 이상의 돌기부 벨트가 감겨 걸리는 풀리를 구비하고,
상기 2본 이상의 돌기부 벨트가 상기 풀리의 회전과 동기하여 주회하면서 상기 반송 부재가 반송물을 밀어 이송시키는 반송 기구.
제6항에 있어서, 상기 풀리는, 그 지름이 7.6~19.1mm이고, 그 톱니 수가 12~20인 것을 포함하는, 반송 기구.