(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯付ベルトの歯部表面に被覆する繊維材料の端部を溶融切断して所定周長の円筒状に接合する歯付ベルト用繊維材料の接合装置であり、回転可能な溶融切断ローラを含む溶融切断装置と工具ホーンを装着した台車を同時に同方向へ移動させるそれぞれの移動手段と、該溶融切断ローラを含む溶融切断装置と工具ホーンを装着した台車からなり溶融切断ローラと工具ホーンの間に２枚重ねの繊維材料の端部を挟持し、連続的に熱圧着させながらその近傍を溶融切断する加工部を含み、そして該溶融切断ローラが鋭角の先端を有する円盤状のカッターであることを特徴とする歯付ベルト用繊維材料の接合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は歯付ベルト用繊維材料の接合装置に係り、歯付ベルトの歯部表面に被覆する繊維材料を超音波振動により連続して熱圧着させながらその近傍を溶融切断してジョイントし、ジョイント部の強度を高めるとともにジョイント高さを小さくして歯部内にゴムを充分に充填できるようにした歯付ベルト用繊維材料の接合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の歯付ベルトは、クロロプレンを原料ゴムとするゴム配合物を歯部と背部に、ＳＢＲ系のビニルピリジンラテックスをラテックス成分とするＲＦＬ（レゾルシン・ホルマリン・ラテックス）液にて接着処理されたガラス繊維コードもしくはアラミド繊維コードを心線に、そして捲縮加工されたナイロンを緯糸としてベルト長手方向に使用したカバー帆布から構成され、事務機器用駆動用のベルトとして使用されている。
【０００３】
そして、上記のカバー帆布は一般に筒状帆布にするためにジョイント部を有している。このジョイント部は帆布の端部を量ね合わせ、ヒーターにより加熱した先端鋭角の刃物によってホットメルトジョイントし、接合端部の突出量を小さくすることが実公告５７−１１５９号公報に開示され、またジョイント部の強度を高めるためにミシンによりジョイントする方法も採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ホットメルトジョイントの場合には、強度を高めるとともに熱溶着されたジョイント部分に繊維の溶融物を残存させるために、ジョイント代を幅広くとる必要があった。ジョイント部分を歯付ベルトの歯部に位置させると、接合端部の突出量であるジョイント高さが大きくなって歯部容積を大きく占有することになり、とりわけ小ピッチの歯部をもった小型の歯付ベルトにおいてはこれが顕著に出現した。その結果、ベルト成型時に歯部内にゴムが充分に圧入されず、空洞をもった歯部が成型されるいった異常事態が発生した。具体的に、歯ピッチが１ｍｍ程度の非常に小さな歯付ベルトでは、このような問題が起こる可能性があり、早急に解決する必要があった。
【０００５】
また、ホットメルトジョイントの場合には、熱源としてヒーターを使用しているために、作業者に火傷を与える危険性があった。更には、ジョイント高さが加熱温度のバラツキによってジョイント部の強度が変化し、歯付ベルトの品質に大きな影響を与えていた。
【０００６】
一方、ミシンジョイント部の場合には、ホットメルトジョイントに比べてジョイント部の強度が大きくなる特長がある。しかし、ミシン縫いの強さは帆布の剛さや、ミシン縫いする際の帆布表面の状態によってその送り量に変化（スリップ率の変化）が生じたときなどに変わりやすく、これらの状態が変わると、同じミシン縫い条件でもミシン縫いの強さにバラツキが起こることがあった。そして、縫いが強くても、また弱くても、歯付ベルトが不良になっていた。
【０００７】
例えば、縫いが強い円筒状帆布はジョイント部が突き上がった形態になり、これを歯付ベルトの製造に使用すると、ジョイント部の突き上がり部が歯部内に埋設し、この部分から早期の亀裂が発生してベルト走行時における早期のワレ不良の原因になっていた。
【０００８】
一方、縫いが弱くなると、モールドの歯部表面に位置する帆布はコードで押されられているために動かないが、溝部の帆布はゴムの流れにより局部的にミシン糸が伸ばされ、歯付ベルトの製造中の未加硫ゴムがこの部分から溢れ出る、いわゆるパンク不良が発生した。これが発生したベルトはゴムがプーリに接するときに音が発生した。
しかし、ミシンジョイントにより得られた円筒状帆布は、充分な強度を有するためにＯＨＣ駆動用歯付ベルトに適しているが、小型歯付ベルトの作製に使用する場合には、ジョイント部が歯部に位置し、歯部にゴムが圧入しない異常品が発生した。
【０００９】
本発明はこのような問題点を改善するものであり、歯付ベルトの歯部表面に被覆する繊維材料を超音波振動により連続して熱圧着させながらその近傍を溶融切断してジョントし、ジョイント部の強度を高めるとともにジョイント高さを小さくして歯部にゴムを充填させるようにした歯付ベルト用繊維材料の接合装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
即ち、本願の請求項１記載の発明では、歯付ベルトの歯部表面に被覆する繊維材料の端部を溶融切断して所定周長の円筒状に接合する歯付ベルト用繊維材料の接合装置であり、回転可能な溶融切断ローラを含む溶融切断装置と工具ホーンを装着した台車を同時に同方向へ移動させるそれぞれの移動手段と、該溶融切断ローラを含む溶融切断装置と工具ホーンを装着した台車からなり溶融切断ローラと工具ホーンの間に２枚重ねの繊維材料の端部を挟持し、連続的に熱圧着させながらその近傍を溶融切断する加工部を含み、そして該溶融切断ローラが鋭角の先端を有する円盤状のカッターになっている歯付ベルト用繊維材料の接合装置にある。
これにより、繊維材料を超音波振動により連続して熱圧着させながらその近傍を溶融切断してジョントするもので、ジョイント部のジョイント高さが非常に小さくなって歯部にゴムを充分に充填させることができ、またジョイント強度も高く、強度を有する歯部を成型できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る歯付ベルト用繊維材料の接合装置の概略平面図、図２は図１の正面図、図３は図１のＡ−Ａ方向から見た拡大図、図４は工具ホーンの平面図、図５は本発明の接合装置を使用し、繊維材料を連続的に熱圧着させながらその近傍を溶融切断しているところを示すものである。
【００１３】
これによると、本発明の歯付ベルト用繊維材料の接合装置１は、予め所定幅に切断した平面状の繊維材料である帆布３を設置する原反テーブル２と、回転可能な溶融切断ローラ５を含む溶融切断装置６と工具ホーン４を装着した台車１０を同時に同方向へ移動させるそれぞれの移動手段９ａ、９ｂと、回転可能な溶融切断ローラ５を含む溶融切断装置６と超音波発振器である工具ホーン４からなり溶融切断ローラ５と工具ホーン４の間に２枚重ねた帆布３の端部を連続的に熱圧着させながらその近傍を溶融切断する加工部７と、そしてジョントした帆布３を引き出して設置する引っ張りテーブル８を備えている。
【００１４】
加工部７の工具ホーン４は棒状体の超音波発振器で回転自在になり、台車１０に据え付けられ幅方向へ往復動する。一方、上側に位置している溶融切断ローラ５は昇降シリンダー１１によって上下動し、工具ホーン４に接触して超音波振動を発生し、これにより繊維材料を溶着し同時に溶融切断する。
【００１５】
また、溶融切断ローラ５は装着された原動機１２と伝動ベルト（図示せず）によって回転し、鋭角の先端を有する円盤状のカッターと繊維材料を溶着する機能を具備している。溶融切断ローラ５の先端角度は繊維材料の種類により変えることができ、例えば帆布の場合には４０〜６０°が好ましく、不織布であれば６０°がよい。
【００１６】
台車１０の移動手段９ａは、支柱１５の頂部に設置した横移動原動機１６に取付けた伝動ベルト１７によって支持テーブル１４に装着された軸１８を回転させ、該軸１８に挿入した歯車１９の回転をチェーン２０へ伝達し、該チェーン２０に固着した台車１０をガイドレール２１、２１に沿って往復動させる。
【００１７】
一方、溶融切断装置６も台車１０と同時に移動する。この移動手段９ｂでは、溶融切断装置６が移動支持板２３によって横方向へ配置した一対のガイドレール２４、２４に嵌合し、横方向へ移動可能になっている。即ち、この移動手段９ｂとしては、横移動原動機１６の回転が伝動ベルト１７から歯車２６へ、そしてこれに装着したチエーンへ伝達し、溶融切断装置６を往復動させる。
【００１８】
まず、原反テーブル２から２枚に重ねた帆布３を引き出し、その端部２９を加工部７の台車１０にクリップ手段などによって固定する。この場合、図５および図６に示すように、端部２９は超音波発振器である工具ホーン４と溶融切断ローラ５との間に置かれ、溶融切断ローラ５を昇降シリンダー１１の動作によって下降させ、工具ホーン４に当接させる。超音波発振器を作動させ、同時に溶融切断ローラ５を回転させ、台車１０を移動させると、工具ホーン４と溶融切断ローラ５とが同時に移動し、帆布３が連続的に熱圧着させながらその近傍が溶融切断される。尚、端部２９はわずかな量だけスクラップになる。
溶融切断ローラ５の移動速度は２〜１０ｍ／分で、溶融切断ローラ５の振動数は１０〜３０ＫＨｚである。
【００１９】
これが完了すると、溶融切断ローラ５を上昇させて帆布３の他方の端部を同様に配置した後、同様に溶融切断ローラ５を工具ホーン４に回転当接させながら台車１０および移動支持板２３を元の位置へ戻す方向へ移動させ、他方の端部を熱圧着させながらその近傍を溶融切断して所定周長の円筒状帆布に仕上げることができる。
円筒状帆布のジョイント部はジョイント高さが非常に小さくなって歯部にゴムを充分に充填させることができ、またジョイント強度も高いため、歯付ベルトのカバー帆布として好適なものになる。
【００２０】
ここで使用する繊維材料としては、平織物、綾織物、朱子織物等の帆布あるいは不織布であり、帆布の場合にはベルト長手方向の緯糸はアラミド繊維、６ナイロン、６．６ナイロン、１２ナイロン等のポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維等であり特に限定されない。
【００２１】
上記繊維材料はＲＦＬ液、イソシアネート溶液あるいはエポキシ溶液によって予め処理される。ＲＦＬ液はレゾルシンとホルマリンとの初期縮合物をラテックスに混合したものであり、ここで使用するラテックスとしてはスチレン．  ブタジエン．  ビニルピリジン三元共重合体、水素化ニトリルゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、エピクロルヒドリンなどのラテックスである。
【００２２】
上記の円筒状繊維材料を用いた歯付ベルトの製造方法としては、凹状部と凸状部を交互に有するモールドの上に円筒状繊維材料を装着し、その上に心線を形成するガラス繊維コードあるいはアラミド繊維コードをスパイラルに巻き付け、そして歯部及び背部を形成する未加硫ゴムシートを積層した後、これにジャケットを被せて加硫缶中で加硫する。加硫成型中、ゴムの塑性流動によって円筒状繊維材料とともにモールドの凹状部へ流し込み、ベルトスリーブを作製する。
加硫したベルトスリーブをモールドから抜き取った後、これを切断機の２つの軸に取り付け、張力を与えて回転させながら、カッターによって所定幅に切断して歯付ベルトを作製する。
【００２３】
上記の未加硫ゴムシートのゴムとしては水素化ニトリルゴムを始めとして、水素化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸の金属塩を添加したもの、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）、クロロプレンゴムなどの耐熱老化性の改善されたゴムが好ましい。
尚、水素化ニトリルゴムは水素添加率が８０％以上であり、耐熱性及び耐オゾン性の特性を発揮するためには９０％以上が良い。水素添加率８０％未満の水素化ニトリルゴムは、耐熱性及び耐オゾン性は極度に低下する。
【００２４】
図７は上記の円筒状繊維材料を用いて得られた歯付ベルトの側面図であり、歯付ベルト３０はベルト長手方向に沿って複数の歯部３１とガラス繊維コードあるいはアラミド繊維コードからなる心線３２を埋設した背部３３とからなり、上記歯部３１の表面には円筒状帆布３４が貼着され、また歯部３１にある帆布３４のジョイント部３５のジョイント高さが小さくなって歯部内にもゴムが充分に充填し強度を有する歯部３１を形成し、またジョント部３５からベルト外部へのゴム漏れも観測されない。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本願請求項１記載に発明では、歯付ベルトの歯部表面に被覆する繊維材料の端部を溶融切断して所定周長の円筒状に接合する歯付ベルト用繊維材料の接合装置であり、回転可能な溶融切断ローラを含む溶融切断装置と工具ホーンを装着した台車を同時に同方向へ移動させるそれぞれの移動手段と、該溶融切断ローラを含む溶融切断装置と工具ホーンを装着した台車からなり溶融切断ローラと工具ホーンの間に２枚重ねの繊維材料の端部を挟持し、連続的に熱圧着させながらその近傍を溶融切断する加工部を含み、そして該溶融切断ローラが鋭角の先端を有する円盤状のカッターになっており、２枚の繊維材料を重ね合わせた一方の端部を、超音波装置の工具ホーンと回転可能な溶融切断ローラとの間に設置し、該溶融切断ローラを繊維材料に連続的に熱圧着させながらその近傍を溶融切断し、他方の端部も同様に熱圧着させながらその近傍を溶融切断して所定周長の円筒状繊維材料に仕上げるものであり、ジョイント部のジョイント高さが非常に小さくなって歯部にゴムを充分に充填させることができ、またジョイント強度も高く、強度を有する歯部を成型できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る歯付ベルト用繊維材料の接合装置の概略平面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ方向から見た拡大図である。
【図４】工具ホーンの平面図である。
【図５】本発明に係る歯付ベルト用繊維材料の接合装置を用いて繊維材料を連続的に熱圧着させながらその近傍を溶融切断しているところを示す図である。
【図６】図５をＢ−Ｂ方向から見た図である。
【図７】円筒状繊維材料を用いて得られた歯付ベルトの側面図である。
【符号の説明】
１    接合装置
３    帆布
４    工具ホーン
５    溶融切断ローラ
６    溶融切断装置
７    加工部
９ａ  台車の移動手段
９ｂ  溶融切断装置の移動手段
１０  台車
１１  昇降シリンダー
２９  端部
３０  歯付ベルト
３４  円筒状帆布
３５  ジョイント部
【図１】
0003615094.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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