TW201839291A - 齒形皮帶 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種齒形皮帶，其特徵在於具備皮帶本體，該皮帶本體包含：複數條芯線，其等在皮帶長度方向上各自延伸且在皮帶寬度方向上排列；背面部，其埋設有前述複數條芯線；及複數個齒部，其等與前述背面部在皮帶厚度方向上對向，且在前述皮帶長度方向上彼此分開地配置；且前述背面部與前述複數個齒部由熱塑性彈性體一體成形，每1 mm皮帶寬度之皮帶強度為1.85 kN以上，前述複數個齒部之節距為20 mm以上，前述複數個齒部各者之高度為5 mm以上，前述背面部之厚度為4 mm以上。

Description

齒形皮帶

本發明係關於一種背面部與複數個齒部由熱塑性彈性體一體成形之齒形皮帶。

齒形皮帶作為一般產業機械、農業機械等之動力傳遞用皮帶而被廣泛使用，近年來，業界推行對於大重量之搬送物之應用。為了實現對於大重量之搬送物之應用，與齒形皮帶整體尺寸(特別是齒部之高度)之大型化相比，使耐荷重增大更為有效。然而，為了裝置空間之節省，亦要求小型化，特別是在抑制皮帶寬度下使耐荷重增大為業界所期待。

作為在抑制皮帶寬度下使耐荷重增大之技術，已知有在皮帶厚度方向上排列複數條芯線之技術(參照專利文獻1及2)、在皮帶寬度方向上無間隙地密集排列芯線之技術、增大芯線之直徑之技術等。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2014-142046號公報 [專利文獻2]日本特開2016-211734號公報

[發明所欲解決之問題]

然而，在專利文獻1及2中，未揭示較佳地應用於大重量之搬送物的具體之皮帶強度之大小及齒部之構成(節距、高度)等。

本發明之目的在於提供一種可在抑制皮帶寬度下使耐荷重增大，而較佳地應用於大重量之搬送物的齒形皮帶。 [解決問題之技術手段]

根據本發明可提供一種齒形皮帶，其特徵在於具備皮帶本體，該皮帶本體包含：複數條芯線，其等在皮帶長度方向上各自延伸且在皮帶寬度方向上排列；背面部，其埋設有前述複數條芯線；及複數個齒部，其等與前述背面部在皮帶厚度方向上對向，且在前述皮帶長度方向上彼此分開地配置；且前述背面部與前述複數個齒部由熱塑性彈性體一體成形，每1 mm皮帶寬度之皮帶強度為1.85 kN以上，前述複數個齒部之節距為20 mm以上，前述複數個齒部各者之高度為5 mm以上，前述背面部之厚度為4 mm以上。

根據本發明可提供一種如之後在實施例中所示般，可在抑制皮帶寬度下使耐荷重增大，而較佳地應用於大重量之搬送物的齒形皮帶。

在本發明中，前述複數條芯線之各者可包含鋼絲、芳香族聚醯胺纖維或碳纖維撚合而成之線。 又，前述複數條芯線各者亦可由鋼絲構成，強度可為7～8 kN，直徑可為2.3～2.6 mm。該情形下，藉由將具有低伸長率且高強度此一特長之鋼絲用作芯線，可更佳地實現每單位寬度之皮帶強度之提高。

前述複數條芯線之節距可為3.0～3.7 mm，前述複數條芯線彼此之間隔可為0.4～1.4 mm。該情形下，如之後在實施例中所示般，藉由芯線之節距及間隔適宜之組合，而可更佳地實現每單位寬度之皮帶強度之提高。

前述熱塑性彈性體可為選自由聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體、聚酯系熱塑性彈性體、聚苯乙烯系熱塑性彈性體、聚烯烴系熱塑性彈性體、聚醯胺系熱塑性彈性體、及氯乙烯系熱塑性彈性體所組成之群之至少1種。 前述熱塑性彈性體可為聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體，硬度可為85～95°。該情形下，可獲得在力學特性及耐久性上優異之齒形皮帶。又，由於聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體泛用地使用於傳動皮帶及搬送皮帶，故易於進行齒形皮帶之製造。又，作為構成聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體之聚胺基甲酸酯之種類，可為聚醚型聚胺基甲酸酯、聚酯型聚胺基甲酸酯、或聚碳酸酯型聚胺基甲酸酯。 [發明之效果]

根據本發明，可提供一種可在抑制皮帶寬度下使耐荷重增大，而較佳地應用於大重量之搬送物之齒形皮帶。

本發明之一個實施形態之齒形皮帶10如圖1及圖2所示般，具備包含複數條芯線1、埋設複數條芯線1之背面部2、及複數個齒部3之皮帶本體10a。

本實施形態之芯線1係由鋼絲(撚合鋼纖維之線)構成。複數條芯線1在皮帶長度方向上各自延伸，且在皮帶寬度方向上排列。

複數個齒部3與背面部2在皮帶厚度方向上對向，在皮帶長度方向上彼此分開地配置。背面部2與複數個齒部3係由熱塑性彈性體一體成形。構成背面部2及複數個齒部3之熱塑性彈性體在本實施形態中係聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體，硬度為85～95°(根據JIS K6253：2012，由A型硬度計測定)。作為構成聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體之聚胺基甲酸酯之種類，為聚醚型聚胺基甲酸酯、聚酯型聚胺基甲酸酯、或聚碳酸酯型聚胺基甲酸酯。

齒形皮帶10較佳者係滿足以下之要件。 • 皮帶寬度W=50～150 mm • 皮帶整体厚度H=9～13 mm • 背面部2之厚度h2=4～6 mm • 各齒部3之高度h3=5～8 mm • 齒部3之節距P=20～30 mm • 各芯線1之直徑D=2.3～2.6 mm • 各芯線1之強度=7～8 kN • 芯線1之節距Pt=3.0～3.7 mm • 芯線1之間隔d=0.4～1.4 mm(各間隔d之合計值為皮帶寬度W之13～36%) • 每1 mm皮帶寬度之皮帶強度=1.85 kN以上、2.60 kN以下。

齒形皮帶10例如用於如圖3所示之升降搬送裝置50。

升降搬送裝置50具有：並設於上方之齒形皮帶輪51、53，及並設於下方之齒形皮帶輪52、54。將開放式齒形皮帶10裁斷為特定之寬度及長度，且將皮帶長度方向之兩端以治具等固定而形成之環狀皮帶，分別捲繞於上下對向地配置之一對齒形皮帶輪51、52與一對齒形皮帶輪53，54。於各齒形皮帶10安裝有用於固定載物台57之固定具58。4個齒形皮帶輪51～54之中，1個齒形皮帶輪52被驅動，其餘之齒形皮帶輪51、53，54經由齒形皮帶10而被同步驅動。在將搬送物59載置於載物台57之狀態下，當使齒形皮帶輪52朝正向或反向旋轉時，一對齒形皮帶10移行，搬送物59上下地升降。

齒形皮帶10係較佳地應用於大重量之搬送物者，例如，可在搬送物59之重量為5～11 t、且施加0.20～0.25 kN/mm之最大張力之使用環境下使用。 又，本發明之齒形皮帶可為開放式、環狀之任一者。又，本發明之齒形皮帶並不限定於用於升降搬送裝置，亦可用於任意之裝置。進而，本發明之齒形皮帶可在皮帶本體之外周面及/或內周面設置補強布。

其次，針對齒形皮帶10之製造方法之一例進行說明。

齒形皮帶10例如藉由如圖4所示之製造裝置60而被製造。製造裝置60具有：成形鼓輪61；接近於成形鼓輪61之上下而配置之皮帶輪62、63；與成形鼓輪61在水平方向對向地配置之皮帶輪64；捲繞於皮帶輪62～64之環狀之金屬帶即按壓帶65；擠出熱塑性彈性體之擠出頭66；及芯線供給裝置(省略圖式)。

於成形鼓輪61之外周面在周向以特定之間隔形成用於形成齒部3之槽。皮帶輪64可相對於成形鼓輪61在水平方向移動，而對按壓帶65賦予特定之張力。按壓帶65以捲繞在成形鼓輪61之外周面半周左右之方式配置，藉由被賦予來自皮帶輪64之張力而被按壓於成形鼓輪61之外周面。

擠出頭66將因被加熱而成為熔融之狀態之熱塑性彈性體供給至成形鼓輪61之外周面。芯線供給裝置(省略圖式)將在成形鼓輪61之軸向排列之複數條芯線1供給至成形鼓輪61之外周面。

供給至成形鼓輪61之外周面之熔融狀態之熱塑性彈性體及複數條芯線1伴隨著成形鼓輪61之旋轉而被捲入成形鼓輪61與按壓帶65之間。此時，藉由按壓帶65之按壓力，將熱塑性彈性體填充在形成於成形鼓輪61之外周面之槽內，而在該槽內形成齒部3。又，此時，在成形鼓輪61之外周面與按壓帶65之間，形成埋設有複數條芯線1之背面部2。且，一面藉由按壓帶65之按壓力將熱塑性彈性體朝成形鼓輪61之外周面強力按壓，一面使熱塑性彈性體冷卻並固化。在按壓帶65自成形鼓輪61離開之部分，連續地取出皮帶本體10a。

如以上所述般，根據本實施形態，可提供一種如後述在實施例中所示般，可抑制皮帶寬度W並使耐荷重增大，而較佳地應用於大重量之搬送物之齒形皮帶10。

在本實施形態中，各芯線1係由鋼絲形成，強度為7～8 kN，直徑D為2.3～2.6 mm。該情形下，藉由將具有低伸長率且高強度此一特長之鋼絲用作芯線1，可確實地實現每單位寬度之皮帶強度之提高。

在本實施形態中，芯線1之節距Pt為3.0～3.7 mm，芯線1彼此之間隔d為0.4～1.4 mm。該情形下，如後述在實施例中所示般，藉由芯線1之節距及間隔較佳之組合，而可更確實地實現每單位寬度之皮帶強度之提高。 [實施例]

本發明人以上述之製造方法，使用AT20之齒型(根據ISO17396：2014之齒部之節距為20 mm之齒型)、聚胺基甲酸酯(聚酯型聚胺基甲酸酯)系熱塑性彈性體製造實施例1～9及比較例1～3之齒形皮帶，且針對該等齒形皮帶進行了拉伸試驗及移行試驗。

下述表1～表4顯示實施例1～9及比較例1～3之各齒形皮帶之構成。 又，實施例1～9及比較例1～3之齒形皮帶之皮帶寬度W全部為135 mm。

此處，在表1中，為了比較以齒部3之節距P及每1 mm皮帶寬度之皮帶強度為變量之情形，而記載實施例1～3及比較例1～3之齒形皮帶之構成。又，在表2中，為了比較以芯線1相對於實施例1之齒形皮帶之節距Pt為變量之情形，而記載實施例1、4、5之齒形皮帶之構成。又，在表3中，為了比較以硬度相對於實施例1之齒形皮帶為變量之情形，而記載實施例1、6～8之齒形皮帶之構成。又，在表4中，為了比較相對於實施例1之齒形皮帶而變更聚胺基甲酸酯之種類之情形，而記載實施例1、9之齒形皮帶之構成。

[表1] 表1 (以齒節距P及皮帶強度為變量之比較)

[表2] 表2 (以芯線之節距Pt為變量之比較)

[表3] 表3 (以硬度為變量之比較)

[表4] 表4 (變更聚胺基甲酸酯之種類之比較)

在移行試驗中，自實施例1～9及比較例1～3之各齒形皮帶中，採集寬度20 mm·長度3700 mm之試驗片10x，如圖5所示般，將以接頭20接合各試驗片10x之兩端而形成環狀皮帶者捲繞於升降試驗機70之驅動皮帶輪71及從動皮帶輪72(各皮帶輪71、72之齒數=32)。而後，對各試驗片10x賦予0.25 kN/mm之張力，進行100萬循環(以圖5中以箭頭所示之正向及反向之1個往復為1循環)反覆移行。

而後，藉由拉伸試驗測定各試驗片10x的移行試驗之前後(移行前、移行後)的試驗片10x之強度，進而，算出移行試驗前後之試驗片10x之強度之降低率。將其結果記載於表1～表4之皮帶之移行前之強度及移行後之強度之項目、強度之降低率之項目。

又，在拉伸試驗中，從自實施例1～9及比較例1～3之各齒形皮帶採集之移行前之試驗片10x及移行後之試驗片10x中分別採集寬度20 mm·長度500 mm之拉伸試驗片，對各拉伸試驗片使用阿姆斯勒拉伸試驗機進行拉伸試驗(拉伸速度為50 mm/min)，而測定直至斷裂之強度。

又，觀察移行試驗後之各試驗片10x，在存在「齒缺損」或「齒之磨耗」等之不良狀況時將其狀態記載於表1～表4之「移行後之狀態」之項目，在無特別變化時記載為「無不良狀況」。

又，判定移行試驗前後之各試驗片10x相對於驅動皮帶輪71及從動皮帶輪72有無定位不良。具體而言，如圖5所示般，在移行試驗後，利用與接頭20連結之治具讀取位置偏移。該治具與皮帶(以接頭20接合各試驗片10x之兩端而形成環狀皮帶者)之移行(接頭20之升降)連動而沿著刻度桿升降，治具之刻度讀取位置計測在移行試驗之開始前與結束後所偏移之距離。而且，若偏移之距離未達3 mm則無位置偏移，若為3 mm以上則視為位置偏移，且將存在位置偏移之情形判定為「有」定位不良(表1～表4之「定位不良」之項目)。

自上述移行試驗之結果可知，針對實施例1～9及比較例1～3之各齒形皮帶，根據以下之表5所示之基準進行A～D分級，且記載於表1～表4之「判定」之項目。 [表5] 表5

齒部之節距P為20 mm以上(齒部之節距P比較大，伴隨著齒部之節距P之齒部之尺寸(齒部在皮帶長度方向之長度、及齒部之齒高度h3)為大型)、且高強度(1.85 kN/mm以上)之實施例1～3之齒形皮帶全部為A等級。

比較例1係雖然為高強度，但齒部之節距P為14 mm(齒部之尺寸為較小型)之齒形皮帶。當伴隨著齒部之節距P之齒部之尺寸為小時，與尺寸為大型之齒部相比，由於在對施加於一齒之有效張力(負荷)之耐性上欠缺，故齒部易於大幅變形，由此而言，早期之齒缺損導致壽命變短而為不可實用(D等級)。

比較例2雖然齒部之節距P為20 mm(齒部之尺寸為大型)，但由於使用較實施例1為細徑且強度小之芯線，故皮帶強度未達1.85 kN/mm之齒形皮帶。該情形下，當對齒形皮帶施加大的荷重時，由於芯線為細徑，故對每一條芯線施加極度高之張力，其結果為，齒形皮帶伸長而形成定位不良，而為不可實用(D等級)。

比較例3係齒部之節距P為14 mm(齒部之尺寸為較小型)，且皮帶強度亦未達1.85 kN/mm之齒形皮帶。該情形下，早期產生齒缺損，再者亦形成定位不良而為不可實用(D等級)。

實施例4、5係除了使芯線之節距Pt變化(擴大)且減少埋設於齒形皮帶之芯線之條數以外與實施例1相同之構成的齒部之節距P為20 mm(齒部之尺寸為大型)之齒形皮帶。由於減少了芯線之條數，而與實施例1相比皮帶強度降低，但已確認在移行後仍可維持1.85 kN/mm以上之皮帶強度，且無「齒缺損」及「齒之磨耗」等之不良狀況及定位不良，而為可實用(B等級)。

實施例6～8係除了變更構成齒形皮帶之材料(聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體)之硬度以外，與實施例1相同之構成的齒部之節距P為20 mm(齒部之尺寸為大型)的齒形皮帶。硬度大之實施例8(95°)為A等級，但由於在硬度小之齒形皮帶中因齒部之變形而易於加劇齒部之磨耗，故在實施例7(85°)中為B等級，在實施例6(80°)中為C等級。

實施例9係除了將變更構成齒形皮帶之材料(聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體)之聚胺基甲酸酯之種類以外，與實施例1相同之構成的齒部之節距P為20 mm(齒部之尺寸為大型)的齒形皮帶。該情形下，與實施例1同等地為A等級。

以上，針對本發明之較佳之實施形態進行了說明，但本發明並非限定於上述之實施之形態，只要是在所記載之申請專利範圍內，可進行各種設計變更。

本發明之齒形皮帶可為開放式、環狀之任一者。又，本發明之齒形皮帶並不限定於用於升降搬送裝置，而是可用於任意之裝置。 熱塑性彈性體並不限定於聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體，例如，亦可為聚酯系熱塑性彈性體、聚苯乙烯系熱塑性彈性體、聚烯烴系熱塑性彈性體、聚醯胺系熱塑性彈性體、氯乙烯系熱塑性彈性體等，還可為組合該等之2種以上者。 熱塑性彈性體之硬度並不限定於85～95°，亦可在該等之範圍外。 芯線並不限定於由鋼絲構成，可為由例如將芳香族聚醯胺纖維或碳纖維撚合而成之線構成。 亦可在皮帶本體之外周面及/或內周面設置補強布。

本申請案係基於2017年4月24日申請之日本專利申請案2017-085025號及2018年4月17日申請之日本專利申請案2018-079008號而作成者，且將其內容作為參照而納入本申請案中。

1‧‧‧芯線

2‧‧‧背面部

3‧‧‧齒部

10‧‧‧齒形皮帶

10a‧‧‧皮帶本體

10x‧‧‧試驗片

20‧‧‧接頭

50‧‧‧升降搬送裝置

51‧‧‧齒形皮帶輪

52‧‧‧齒形皮帶輪

53‧‧‧齒形皮帶輪

54‧‧‧齒形皮帶輪

57‧‧‧載物台

58‧‧‧固定具

59‧‧‧搬送物

60‧‧‧製造裝置

61‧‧‧成形鼓輪

62‧‧‧皮帶輪

63‧‧‧皮帶輪

64‧‧‧皮帶輪

65‧‧‧按壓帶

66‧‧‧擠出頭

70‧‧‧升降試驗機

71‧‧‧驅動皮帶輪/皮帶輪

72‧‧‧從動皮帶輪/皮帶輪

d‧‧‧芯線之間隔/間隔

D‧‧‧芯線之直徑/直徑

H‧‧‧整体厚度

h2‧‧‧背面部之厚度/背面之厚度

h3‧‧‧齒部之高度/齒高度

P‧‧‧齒部之節距/齒節距

Pt‧‧‧芯線之節距

W‧‧‧皮带寬度

I-I‧‧‧線

II-II‧‧‧線

圖1係顯示本發明之一個實施形態之齒形皮帶之沿著皮帶寬度方向之(沿著圖2之I-I線)剖視圖。 圖2係顯示本發明之一個實施形態之齒形皮帶之沿著皮帶長度方向之(沿著圖1之II-II線)剖視圖。 圖3係顯示將本發明之一個實施形態之齒形皮帶用於升降搬送裝置之例之概略圖。 圖4係用於說明本發明之一個實施形態之齒形皮帶之製造方法之概略圖。 圖5係顯示在移行試驗中所使用之移行試驗機之概略圖。

Claims (6)

1. 一種齒形皮帶，其特徵在於具備皮帶本體，該皮帶本體包含：複數條芯線，其等在皮帶長度方向上各自延伸且在皮帶寬度方向上排列；背面部，其埋設有前述複數條芯線；及複數個齒部，其等與前述背面部在皮帶厚度方向上對向，且在前述皮帶長度方向上彼此分開地配置；且前述背面部與前述複數個齒部由熱塑性彈性體一體成形， 每1 mm皮帶寬度之皮帶強度為1.85 kN以上， 前述複數個齒部之節距為20 mm以上， 前述複數個齒部各者之高度為5 mm以上， 前述背面部之厚度為4 mm以上。
2. 如請求項1之齒形皮帶，其中前述複數條芯線各者包含將鋼絲、芳香族聚醯胺纖維或碳纖維之至少任一者撚合而成之線。
3. 如請求項1之齒形皮帶，其中前述複數條芯線各者係： 由鋼絲構成， 強度為7～8 kN， 直徑為2.3～2.6 mm。
4. 如請求項1至3中任一項之齒形皮帶，其中前述複數條芯線之節距為3.0～3.7 mm， 前述複數條芯線彼此之間隔為0.4～1.4 mm。
5. 如請求項1至4中任一項之皮帶，其中前述熱塑性彈性體為選自由聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體、聚酯系熱塑性彈性體、聚苯乙烯系熱塑性彈性體、聚烯烴系熱塑性彈性體、聚醯胺系熱塑性彈性體、及氯乙烯系熱塑性彈性體所組成之群之至少1種。
6. 如請求項1至5中任一項之齒形皮帶，其中前述熱塑性彈性體係聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體，且硬度為85～95°。