(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トップサイドを有するとともに、その反対側にベルトプロファイルを有するプロファイル層を供給するプロファイル層供給手段と、
前記プロファイル層のトップサイドに貼着または塗布するのに好適な上部層材料を供給する上部層材料供給手段と、
前記プロファイル層と前記上部層の間に敷設するのに好適な複数の抗張コードを供給する抗張コード供給手段と、
前記ベルトプロファイルに相補的なマンドレルプロファイルを有する円筒回転マンドレルと、
前記プロファイル層を前記マンドレルに押圧し、前記マンドレル回転中、前記プロファイル層を前記マンドレルの巻き付け部に巻き付かせるため前記マンドレルに近接して配置される係合ローラと、
前記抗張コードを前記巻き付け部において前記プロファイル層のトップサイドに押し込んで敷設する手段と
を備えることを特徴とするオープンエンド補強積層ベルト製造システム。
【請求項２】
前記マンドレルに近接し、前記係合ローラの反対側に配置され、前記マンドレルの回転中、前記プロファイル層を前記マンドレルの前記巻き付け部から離接させる離脱ローラを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記マンドレルの前記巻き付け部から、生成された補強カーカス部が離接する前に前記コードが前記プロファイル層に確りと付着するように、前記巻き付け部において所定のコード間隔で、前記抗張コードを前記プロファイル層に貼着するため前記マンドレルに近接して配置可能なコードアプリケータと、
前記コードを完全に被覆し、前記ベルトを完成するため前記上部層材料を前記補強カーカスに塗布し付着させる積層装置と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記積層装置が、
前記マンドレルの下流側においてその間にニップを形成し、その中の前記カーカスの上に前記上部層を押圧する２つの積層ローラと、
前記上部層材料と前記カーカスを１つに融合するため、それらの一方または両方の少なくとも１つの面に融解エネルギーを供給するため前記ニップの傍に配置される積層ヒータと
を備えることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記積層装置が、
前記巻き付け部に近接し、前記マンドレルと前記積層ローラの間にニップを形成する積層ローラと、
前記上部層材料と前記カーカスを１つに融合するため、それらの一方または両方の少なくとも１つの面に融解エネルギーを供給するために配置される積層ヒータと
を備えることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記積層装置が、
前記巻き付け部に隣接するモールディングバンドを備え、前記マンドレルと前記モールディングバンドの間に空隙を形成し、
前記上部層材料と前記カーカスが前記空隙に入ってそこで押圧され１つになる前に、それらの一方または両方の少なくとも１つの面に融解エネルギーを供給するために配置される積層ヒータと
を備えることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記コードアプリケータが、
前記プロファイル層に、所定の深さの加熱された溝を少なくとも１つ掘るための前記巻き付け部に隣接する加熱された鍬状部材と、
コードを前記プロファイル層に融合するため、前記加熱された溝に前記コードを敷設するように配置されるコード敷設ガイドと
を備えることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項８】
前記コードアプリケータが、前記コードを前記プロファイル層に完全には埋設しないことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記コードアプリケータが、
前記コードを前記コード間隔で隣り合わせに前記ベルトの全幅に亘り敷設するためのマルチコード敷設ガイドを備え、前記加熱された鍬状部材が前記複数のコードを前記プロファイル層に同時に敷設、融合するための多数の溝を形成するように構成される
ことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ベルトが歯付ベルトであり、前記プロファイル層が複数の歯を備え、前記マンドレルが前記複数の歯にぴったりと噛み合うように構成された複数の溝を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記巻き付け部が、マンドレルの外周の１８０〜３００度を占めることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
トップサイドを有するとともにその反対側にベルトプロファイルを有するプロファイル層を供給し、
前記プロファイル層の巻き付け部を前記ベルトプロファイルに相補的なマンドレルプロファイルを有する回転円筒マンドレルの一部に係合させ、この係合を前記マンドレルに隣接して配置される係合ローラを用いて前記プロファイル層を前記マンドレルに押し当てることで行ない、
複数の抗張コードを供給するとともに、それらを平行に、長手方向に沿った配置で、前記プロファイル層の前記トップサイドへ融合させて補強カーカスを形成し、
上部層材料を供給するとともに、前記上部層材料を前記カーカスの前記トップサイドに貼着または塗布し、それにより前記プロファイル層と前記上部層の間に前記抗張コードを埋設する
ことを特徴とするオープンエンド補強積層ベルトの製造方法。
【請求項１３】
前記マンドレルに近接し、前記係合ローラの反対側に配置される離脱ローラを用いて前記プロファイル層を前記マンドレルの回転中に前記マンドレルの前記巻き付け部から離接させることを特徴とする請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記マンドレルの前記巻き付け部に近接して配置されたコードアプリケータを用い、前記抗張コードを前記プロファイル層に所定のコード間隔で貼着し、前記マンドレルの前記巻き付け部から前記カーカスが離接する前に、前記コードが前記プロファイル層に確りと貼着され、
前記コードを完全に被覆し、前記ベルトを完成するため、積層装置を用いて前記上部層材料を前記補強カーカスに貼着することを特徴とする請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記貼着において、
前記上部層材料の少なくとも一面を融解するために加熱し、
前記積層装置を用いて前記カーカスに前記上部層材料を押圧する
ことを特徴とする請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記貼着において、
第１積層ローラと前記マンドレルであってもよい第２積層ローラの間のニップの近傍において、前記上部層と前記カーカスの少なくとも１つの面を加熱し、
前記上部層と前記カーカスを１つに融合するため前記ニップにおいて前記第１積層ローラで押圧する
ことを特徴とする請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記貼着において、
前記マンドレルの下流側の２つの積層ローラの間のニップにおいて前記上部層を前記カーカスに押圧し、
前記押圧において前記上部層材料と前記カーカスを１つに融合する前に、前記上部層材料と前記カーカスの一方または両方の少なくとも１つの面を融解する
ことを特徴とする請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記貼着において、
前記マンドレルと前記巻き付け部に近接する積層ローラの間のニップにおいて、前記上部層を前記カーカスに押圧し、
前記押圧において前記上部層材料と前記カーカスを１つに融合する前に、前記上部層材料と前記カーカスの一方または両方の少なくとも１つの面を融解する
ことを特徴とする請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記貼着において、
前記マンドレルあるいは積層ローラとモールディングバンドとの間に形成される空隙において前記上部層を前記カーカスに押圧し、
前記上部層材料を融解して前記空隙に計量して投入し、あるいは前記押圧において前記上部層材料と前記カーカスを１つに融合する前に、前記上部層材料と前記カーカスの一方または両方の少なくとも１つの面を融解する
ことを特徴とする請求項１４に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記コードアプリケータが、
前記プロファイル層に、所定深さの加熱された溝を少なくとも１つ掘るための前記巻き付け部に近接する加熱された鍬状部材と、
コードを前記プロファイル層に融合するため、前記加熱された溝に前記コードを敷設するように配置されるコード敷設ガイドと
を備えることを特徴とする請求項１４に記載の製造方法。
【請求項２１】
前記コードアプリケータが、前記コードを前記プロファイル層に完全には埋設しないことを特徴とする請求項１４に記載の製造方法。
【請求項２２】
前記コードアプリケータが、
前記コードを前記コード間隔で隣り合わせに前記ベルトの全幅に亘り敷設するためのマルチコード敷設ガイドを備え、プロファイルブレードが前記複数のコードを前記プロファイル層に同時に敷設、融合するための多数の溝を形成するように構成される
ことを特徴とする請求項１４に記載の製造方法。
【請求項２３】
前記ベルトが歯付ベルトであり、前記プロファイル層が複数の歯を備え、前記マンドレルが前記複数の歯にぴったりと噛み合うように構成された複数の溝を備えることを特徴とする請求項１４に記載の製造方法。
【請求項２４】
前記巻き付け部が、前記係合ローラから前記離脱ローラまで計測されるマンドレルの外周の１８０〜３００度を占めることを特徴とする請求項１３に記載の製造方法。
【請求項２５】
前記アプリケータは、
多数の対となる回転、溝付き、電極ローラを備え、電極ローラは、それらの間に掛け回される各導電抗張コードの部分を電気加熱し、前記導電抗張コードを前記コード間隔で全ベルト幅に亘り前記プロファイル層に敷設、融合するためのものである
ことを特徴とする請求項１４に記載の製造方法。
【請求項２６】
前記プロファイル層が一方の側に複数のベルト歯を備え、前記マンドレルが前記歯にぴったり噛合うように溝が形成され、前記方法は歯付ベルトの形成に用いられることを特徴とする請求項１４に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くはモールドフライト(mold flights)やノーズ(noses)を用いることなく、全体が被包された抗張コード（心線）層で補強されるオープンエンドのベルト材（belting）を製造するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）あるいは熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）からなる補強ベルトのプロファイル（歯形）を連続押出し成型する従来プロセスは、回転モールディングホイールを用い、この回転モールディングホイールには、押し出されるベルト材料とともにコード（心線）が送り込まれるモールディングチャンバを形成するようにモールディングホイールの外周の約半分を覆うモールディングバンド（通常可撓性スチールからなる）が宛がわれる。歯付ベルトを形成するために、モールディングホイールは、モールド歯の上に巻き付けノーズやフライトが設けられた歯を備え、これにより補強コードを保持してベルトのピッチ線距離（ＰＬＤ）を設定する。ノーズやフライトの利用は、完成したベルトの各歯の間のランド領域において、コードを外部に露出させる。露出されるノーズ領域において、プーリ上にコードを支持するものがないと、ベルトが動的な曲げを受けるとき、心体（特にアラミドコードにおいて）の破損にも繋がる。巻き付けノーズを利用した従来のプロセスの１例は、ブレール等(Breher et al.)の米国特許第３，８８０，５５８号明細書に開示されている。
【０００３】
スチール線ワイヤの心体において、コードの露出は、特別な（高額な）耐腐食スチールや、各フィラメントに施される亜鉛コーティングなどのコーティングを必要とする。コードを保護するために、ノーズ領域を付加的な熱可塑性材料で埋める後処理のプロセスを付加することも可能であるが、これは追加的な労力とコストをもたらす。
【０００４】
ノーズ領域を除去する別の方法としては、ブレール等(Breher et al.)の米国特許第３，８８０，５５８号明細書にも開示されるように、コードがその上に至る前に熱可塑性物質の層をモールド歯に配置するように特別にデザインされたデュアル・ノズル押出ダイがある。しかし、この方法ではベルトのＰＬＤの制御が難しくなる。
【０００５】
ノーズ領域を除去する別の方法としては、ブレール(Breher)の米国特許第４，５１５，７４３号明細書に開示されるように、コードがその上に配置される前に歯布をモールドの上に挿入するものもある。この方法では、布のコストが付加され、ベルト面の特性を変化させてしまうが、それは必ずしも望まれるとは限らない。
【０００６】
平坦なベルトを製造するのに適した別の方法は、ゴーザ等(Goser et al.)の米国特許第６，９６６，７６３号明細書に開示され、そこでは２台の個別押出ステーションにより２層の材料が貼着される。
【０００７】
同日に出願され、「無端補強ベルトの製造装置および方法」と題され、２０１１年１２月１４日に出願された仮出願６１／５７０，８１４号の利益を主張する出願人の同時係属中の米国出願番号＿＿＿＿は、その全ての内容がここで援用され組み入れられる。
【０００８】
抗張コードが通り抜けるある種のクロスヘッドダイを利用する従来の押出システムは、幅広のベルト断面の生成に関して実際上の限界を有する。約２フィートよりも広いベルトは、現実的でない。
【０００９】
必要とされているのは、より広いベルト幅が可能な、連続的で、オープンエンドの、補強された熱可塑性材料からなるプロファイル（輪郭部）が与えられたベルト材(profile belting)を作成する改良された方法である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、完全に被包されたコードと正確に制御されたＰＬＤを備え、連続的、オープンエンドの、補強された熱可塑性材料からなるプロファイル（輪郭部）を有するベルト材を提供し、そして極めて幅の広い補強されたベルト材を作成する能力を提供するシステムおよび方法に向けられている。また本発明は、ノーズ領域がなく、改良された耐曲げ疲労性能を備えるシステムと方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、トップサイドを有するとともに、その反対側にベルトプロファイルを有するプロファイル層と、好適な上部層材料と、その間に埋設される抗張コードとを備えるオープンエンドベルトに関する。ベルトは、ベルトプロファイルと相補的なマンドレルプロファイルを有する回転円筒マンドレルと、マンドレルが回転している間、マンドレルの巻き付け部でのプロファイル層の巻き付け係合を誘導し、プロファイル層をマンドレルに押圧するためマンドレルに近接して配置される係合ローラとを含む装置において製造される。装置は、マンドレルが回転する間、プロファイル層をマンドレルの巻き付け部から離接させるため係合ローラに対し略反対側に、マンドレルに近接して配置される離脱ローラを含んでもよい。巻き付け部は、マンドレル周囲の４５〜３１５度、あるいは９０〜３００度、好ましくは１８０〜２７０度を占める。ベルトが歯付ベルトのとき、プロファイル層は複数の歯を有し、マンドレルはこれらの歯にぴったりと噛み合うように調整された溝を有する。
【００１２】
装置は更に、巻き付け部において所定のコード間隔で抗張コードをプロファイル層に貼着するためマンドレルに近接して配置可能なコードアプリケータを備え、形成された補強カーカス部がマンドレルの巻き付け部から離接する前にコードが確りとプロファイル層に取り付けられる。装置は、コードを完全に被覆あるいは被包しベルトを完成するため上部層材料を補強カーカスに塗布し付着させる積層装置も備える。
【００１３】
本発明の一実施形態では、積層装置は、例えばマンドレルの下流に、その間にニップを形成し上部層をその中でカーカスに押圧する２つの積層ローラを備え、積層ヒータが、上部層材料とカーカスを１つに融合するため上部層とカーカスの一方あるいは両方の少なくとも１つの面に融解エネルギーを与えるためにニップの近くに配置されるであろう。
【００１４】
本発明の別の実施形態では、積層装置は、マンドレルの巻き付け部に近接する積層ローラを備えてもよく、マンドレルと積層ローラの間にニップを形成し、積層ヒータが、上部層材料とカーカスの一方あるいは両方の少なくとも１つの面に融解エネルギーを与えるように配置されるであろう。
【００１５】
本発明の別の実施形態では、積層装置は、例えば前述した積層ローラの代わりにモールディングバンドを備え、バンドの一部で他の積層ローラあるいはマンドレルの一部の周りを覆い、それら間に積層用空隙を形成する。この場合もまた、積層ヒータが上部層材料とカーカスが１つに押圧されその中に入る前に上部層材料とカーカスの一方または両方の少なくとも１つの面に融解エネルギーを与えるために配置されるであろう。代わりに、上部層材料は、完全に融解され、あるいは液体として供給されてもよく、計量されて空隙に投入され凝固および／または硬化される。
【００１６】
本発明の別の実施形態では、コードアプリケータは、プロファイル層に所定深さの少なくとも１つの加熱された溝を掘るため、巻き付け部に近接して加熱された鍬状部材と、プロファイル層にコードを融合するため加熱された溝にコードを敷設するように配置されたコード敷設ガイドとを備えてもよい。コードアプリケータは、例えばコードを完全にはプロファイル層に押し込まない。
【００１７】
コードアプリケータは、前記ベルトの全幅に亘り、ある所望のコード間隔で隣り合わせに必要な全てのコードを同時に敷設するため多数のコード敷設ガイドを備えてもよく、プロファイルブレードは、複数のコードをプロファイル層に同時に敷設、融合するための多数の溝を形成するように構成されてもよい。
【００１８】
コードアプリケータは、それらの間に掛け回される導電抗張コードの部分を電気加熱し、前記導電抗張コードを前記プロファイル層に敷設、融合するための対となる回転、溝付き、電極ローラを備えてもよい。コードアプリケータは、それらの間に掛け回される各導電抗張コードの部分を電気加熱し、導電抗張コードを所望のコード間隔で一度にプロファイル層に敷設、融合するための多数の対となる回転、溝付き、電極ローラを備えてもよい。
【００１９】
材料は熱可塑性エラストマーであってもよい。上部層とプロファイル層は、同じ材料、あるいは２つの異なる材料であってもよい。他の実施形態では、積層装置が、液体、硬化性樹脂をキャストして上部層としてもよい。上部層は熱硬化性あるいは熱可塑性材料であってもよい。
【００２０】
また、本発明は、（ｉ）複数の平行な抗張コードを回転する滑らかな円筒マンドレルのマンドレルとモールディングバンドの間に形成される空隙、あるいはマンドレルと積層ローラの間に形成される隙間を含む部分に掛け回すステップと、（ｉｉ）上部層材料をコードに押し出し、それをマンドレルとモールディングバンドの間に形成される空隙、あるいはマンドレルと積層ローラの間に形成される隙間に計量して投入し、それにより上部層材料のフィルムの一方の面に埋設されるコードを備えるカーカスを形成するステップと、（ｉｉｉ）所望のベルトプロファイルに相補的なプロファイルを有するプロファイルが与えられた、回転、円筒マンドレルの一部、すなわちプロファイルが与えられたマンドレルとモールディングバンドの間に形成される空隙、あるいはマンドレルと積層マンドレルの間に形成される隙間を含む部分にカーカスを掛け回し、上記一方の面が、プロファイルが与えられたマンドレルに対面するステップと、（ｉｖ）プロファイル層材料を、プロファイルが与えられたマンドレルの上であって、カーカスとマンドレル表面の間に押し出して空隙あるいは隙間に計量して投入し；それによって上部層材料とプロファイル層材料の間に埋設されたコードを備えるベルトを形成するステップとを備える補強されたオープンエンドの積層ベルトの製造方法に関する。
【００２１】
ここまでは、以下で述べられる本発明の詳細な説明がより良く理解されるように、本発明の特徴及び技術的な利点がやや大ざっぱに概説された。本発明の付加的な特徴と利点は、以下で説明され、本発明の特許請求の範囲の主題をなす。当業者であれば、開示される概念及び特定の実施形態が、本発明と同じ目的を達成するための改変や他の構造を設計する上で、その基礎として容易に利用できることが理解される。また、その様な同等の構造が、添付の特許請求の範囲に記載された発明の範囲内にあることは、当業者において直ちに理解される。本発明の特徴と考えられる新規の特徴、構成及び操作方法の両方に関しては、添付図面と一緒に考察されるとき、以下の説明から更なる目的及び利点とともに、より良く理解されるであろう。しかし、各図は、単に説示及び説明を目的として提供されたのであって、本発明の限界を規定することを意図したものでないことは明確に理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を例示し、詳細な説明とともに、本発明の原理を説明するためのものであり、同一参照番号は同一構成要素を示す。
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態であるベルト製造システムの略図である。
【００２４】
【図２】図１のベルト製造システムのＡ−Ａ断面の略図である。
【００２５】
【図３】図１、２のシステムにより製造されるベルトの一部破断斜視図である。
【００２６】
【図４】本発明の別の実施形態であるベルト製造システムの略図である。
【００２７】
【図５】本発明の別の実施形態であるベルト製造システムの略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明は、心体が長手方向に埋設され、エラストマーマトリクスから形成されるオープンエンドのベルトを製造する方法及び装置を提供する。このようなベルトとしては、歯付ベルト、平ベルト、マルチＶリブベルト、搬送ベルトや、類似の製品が挙げられる。このプロセスは、歯同士の距離、すなわち「ピッチ」の正確な制御が要求される歯付ベルトの製造に特に有用である。エラストマーマトリクスは、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）や、他の如何なる適切な熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）であってもよい。本プロセスはキャスタブル樹脂や熱硬化性樹脂、あるいは加硫ゴムマトリクスにも適用することもできる。マトリクスは、複数の原料を、例えば積層(laminate)や混合して配合したものであってもよい。マトリクス材料は、例えば、抗酸化剤、オゾン劣化防止剤、ＵＶ安定剤、抗菌性添加物、加工助剤、軟化剤、充填剤、摩擦調整剤、発泡剤（foamers）などを含む、所望の成分を幾ら含んでもよい。
【００２９】
心体は、一般的に鋼のコード、ヤーン、ファイバ、あるいはフィラメントから構成されるが、これは、ガラス、アラミド、カーボン、ポリエステル、ポリアミド、バサルトや他の適切な材料、あるいはそれらの混成物であってもよい。ヤーンはファイバ、フィラメントあるいはワイヤの束であり、例えば撚り合わされ、あるいはケーブル状にされている。コードは撚り合わされた、編組された、あるいはケーブル状にされたヤーンやヤーン束であり、接着や取扱い（handling）のための加工処理がなされている。ワイヤおよびケーブルという言葉は、多くの場合金属コードや金属心体について用いられる。ここで、「コード」あるいは「抗張コード」は、あらゆる種類の心体に用いられる。ファブリック層や、他の一般的ではないタイプの抗張補強材は、ヤーン束や、より典型的なコードの代わりに、タイヤコード、目の粗い（open weave）スクリム、織布、不織布などと協同して用いられてもよい。
【００３０】
以下では、本発明の方法と装置を利用して、例えば、心体として鋼コードを用い熱可塑性ポリウレタンから歯付ベルトを製造するものとしてプロセスを説明する。本発明は、これらの一般的な材料やベルトの種類に限定されるものではない。
【００３１】
本発明の一実施形態によれば、図３の歯付ベルト２０は、３つの主要な構成要素：基部層すなわちプロファイル層１、心体７、上部層１０を備える。一方の面あるいは両方の面には、適宜、織布や不織布、プラスチックフィルムを備えていてもよく、あるいは他の表面処理が施されていてもよい。プロファイル層と上部層は、同じ材料であってもよく、２つの異なる熱可塑性材料であってもよい。プロファイル層および／または上部層は、１以上の材料あるいは熱可塑性材料の複数の層を積層したものでもあってもよい。上部層には、コードであれ布であれ、補強材を適用することができる。
【００３２】
プロファイル層１は、例えば、連続した押し出されたＴＰＥやＴＰＵからなり、一方の側に歯、あるいは必要とされる他のベルト形状を備え、反対側に平坦面を備える。プロファイル層は、モールディングホイールと、モールディングホイールの外周の約半分に隣接し、連続成形のためにプロファイル用の原料が押出されるプロファイル成形回転チャンバを形成するモールディングバンドを用いる米国特許第４、２５１，３０６号明細書に開示される方法など、周知の押出フォーミングあるいは押出成形法を用いて成形される。このような成形プロセスは、本発明の目的では埋設コードなしで実行されてもよい。その場合、当該プロファイル層は、コードがその中に埋設されてベルトが成形される先の方法よりも、より迅速かつ効率的に成形することができる。更に、プロファイル層に形成されるベルトの輪郭は、コード支持のためのフライトやノーズが不要なことから、先の方法における従来の陥凹あるいは欠点なしで形成できるであろう。必要であればプロファイル層は、耐摩耗性、音性能の向上、あるいは他の目的のために歯面に布地層やフィルムを備えてもよい。適合する布地には、例えば織布、編布、不織布が挙げられる。プロファイル層の最終厚さは、心体を所定ピッチ線距離（ＰＬＤ）において完全に、あるいは部分的に埋設できる値が選定される。ＰＬＤは、コードライン下のベルトの厚さの寸法であり、図３に示されるように、ランド領域におけるベルト面からコード中心線までの距離として定義される。ランド領域１８は、隣接する任意の２つの歯２１の間に位置するベルトの薄い部分である。
【００３３】
心体７は、一般的には、コード状に撚られた複数の連続フィラメントから作られており、一般的にエラストマーのマトリクス材料に接着するように接着剤コーティングがなされている。心体７は、ベルトエッジに平行である。同時に２つ以上の異なるコードが、隣り合わせにベルト内に配置されてもよい。例えば、一種類のコード、あるいは同一方向の撚り、あるいは逆方向の撚りを有する２以上のコード（すなわちＳ撚りとＺ撚り）を心体として用いてもよい。ベルトがコードの位置で長手方向に切断される場合には、心体はベルトの側面に露出し得る。好ましくは、心体は何れの側面から露出することなくエラストマーのマトリクスに完全に埋設される。適切な如何なる種類のコードが用いられてもよい。接着剤コーティングは、コードの敷設に先立つ独立した作業においてコードに施されてもよく、あるいはコードがエラストマーのマトリクス材料に接触する前に、一体化されたコーティング作業におけるコード敷設作業中にコードあるいはプロファイル層に施されてもよい。
【００３４】
心体７は、以下でより詳細に説明される連続的なコード適用プロセスにおいてプロファイル層１に接着され融合される。得られた補強されたプロファイル層２７は、ここでは「カーカス」あるいは「補強カーカス」と呼ぶ。完成されたベルト２０を作るには上部層１０の付加が必要である。なおプロファイル層へのコードの貼着は、モールディングバンドを使用していない開放されたマンドレルの上で行われる。
【００３５】
上部層１０は、一般的には、プロファイル層と同じ材料あるいは異なる材料あるいは異なる配合組成の何れかの連続的なＴＰＥシートあるいはＴＰＵシートから作られる。例えば、より高い撓曲性のため、異なる摩擦係数のため、および／または騒音の低減のため、および／またはコスト削減のために、上部層は相対的に軟らかい材料からなるが、プロファイル層は、高い歯荷重を担うために相対的により硬い材料で作られる。上部層の厚さは、心体の埋設が完全なものとなるように決められ、ベルトにおいてコードの上に必要な付加材料の量を備える。上部層は好ましくは、プロファイル層と略同じ幅を有する。積層に備えての上部層の処理は、滑らかな上部層を得るために、適切なダイを通しての従来の押出加工を用いたオフライン工程であってもよい。もしベルトの背面に第２のプロファイルあるいはテクスチャが必要な場合は、上部層を形成するために、プロファイル材料に用いられたようなプロセスを代わりに用いてもよい。同様にプロファイル材料に関しては、もしそのようなカバーが外見を修正するため、あるいは摩擦および／または騒音を低減するために完成されたベルトに必要であるならば、成形中に上部層にテクスチャカバーを貼着してもよい。上部層１０は、プロファイル層１と同一であってもよく、例えば、ベルト頂部から突出する歯を取り付け、歯を千鳥状あるいは平行な線状に並べたデュアル歯付ベルトとしてもよい。
【００３６】
積層プロセスは一般的に、所定の熱レートで積層表面に投入される熱を利用して行われ、２つの積層ロールの間のニップラインの少し手前で、補強カーカスの接触面と上部層のみが溶かされ、これらの材料の本体は個体のままでその形状を維持する。良好な結合と接着成果を得るために、３つ全ての材料（積層材、コード、そしてプロファイル材料）に十分な熱を与えることを保証するには、積層ロールの温度管理もマンドレルの回転速度と関連して重要である。積層ロールの間のニップを通るときに、空気が封入されるのを防止し、３つの材料（コード、上部層、そしてプロファイル層）を直接（即時）結合させるため、材料は互いに確りと押圧される。積層装置のニップに入る材料面への熱の入力は、熱と空気の流れを与える熱風送風機、あるいは赤外線放射、あるいはホットナイフ、あるいはレーザ、あるいは加熱手段の組み合わせにより供給される。別の方法としては、積層成形において、２つのローラの間のニップ内で可能な限り層同士を融合するためのより長い期間を提供するため、マンドレルの一部の周りに巻き付け、あるいは配置される圧力バンド、すなわちモールディングバンドを利用してもよい。別の方法では、モールディングバンドを用いる場合において、上部層はカーカスとモールディングバンドの間の隙間に押し出され、あるいは計量して投入される。どの実施形態においても積層ロールは、上部層、すなわちベルトの背面側に、必要とされるテクスチャを与えるために表面テクスチャ、あるいはパターンを備えてもよい。
【００３７】
本発明の実施形態では、製造工程には、図１、２に示される装置を用いた以下のステップが含まれる。
【００３８】
所望のベルト形状を一方の側に有するプロファイル層１が、所望の長さと幅でスプール９から供給される。「ベルトプロファイル」とは、ベルト伝動システムにおけるプーリやスプロケットとの走行関係において、プーリやスプロケットに係合されるように適合されたベルト表面の輪郭のことを意味する。摩擦ベルト伝動システムでは、ベルトプロファイルは例えば平ら、Ｖ字形、マルチＶリブなどであり、同期あるいはポジティブ・ドライブシステムでは、ベルトプロファイルは均等間隔で配置された横方向の歯、傾けられた歯、あるいはハス歯の列である。本発明は、歯付プーリとの適切な噛み合いのために歯の形状、ピッチ、ピッチ長さに精密な公差を必要とするポジティブ・ドライブシステムの歯付ベルトの製造に特に有用である。
【００３９】
そして、プロファイル層１は、図１に示されるように、係合ロール４を廻って、マンドレル２上へと送り出される。これにより、プロファイル層１は、マンドレル２の一部の周りに巻き付けられ、プロファイル層をマンドレルの相補的な鋳型プロファイルに係合させる。２つの滑らかな係合ローラ３、４は、マンドレル回転中にカーカスをモールド（鋳型）プロファイルに係合させておくために例えば用いられる。これらのローラは、「位置決め可能」であり、これは異なる材料の厚さ、異なる圧力要求などに合わせ、それらが必要とされる位置に移動可能であることを意味する。それらはマンドレルに「隣接する」あるいは近くにあり、これは近接する、あるいは更にマンドレルまたはマンドレルに係合されたベルト材料に接触することを意味し、すなわち同期して一緒に回転する。矢印はマンドレル２の回転方向、および他のローラや材料の流れる方向を示す。２つの係合ロールによって画定され、プロファイル層が巻き付けられるマンドレルの部分は、ここではマンドレルの「巻き付け部」あるいは「係合部」と呼ばれる。プロファイル層、カーカスあるいはマンドレルに巻かれたベルトの部分は、同様に、それらの巻き付け部１ａ、あるいは係合部と呼ばれる。図１では、巻き付け部は約７時の位置、係合ロール４の位置から、約２時の位置、係合ロール３の位置までマンドレル２の上を延在する。この位置は単に説明を目的として描かれるのであって、本発明の範囲を逸脱することなく変更可能である。巻き付けの値は、特に限定される訳ではないが、約４５°〜約３１５°、あるいは約９０°〜約３００°、あるいは約１８０°〜約２７０°、あるいはマンドレルの周囲約２７０°の範囲が特に有効である。更なる巻き付けは、一般的により正確なピッチ制御、および／または、より速い装置の作動を可能にする。マンドレル軸の方向は水平なものとして示されるが、それは垂直や、必要とされる他の方向とされてもよい。有利ではあるが、係合ロール３、４は任意であり、巻き付け係合はプロファイル層１に十分な張力を掛けることで維持することも可能である。係合ロールの利点は、プロファイル層スプール９とロール３を超えたマンドレルの下流の双方において張力がクリティカルな値とならないことである。材料の巻き付け部がロール４、３の間に係合しているとき、ロール４の前の張力とロール３の後の張力は、巻き付け部で発生する重要なコード敷設プロセスに影響しない。したがって、張力は離脱ゾーンと、積層および／または巻上げゾーンにおいて、選択可能であり、独立して最適化できる。巻き付け部のコード貼着ゾーンには、モールディングバンドは存在しない。特に、係合ローラ４は、どのモールディングバンド装置の一部でもない。
【００４０】
マンドレルは、マンドレルの巻き付け部におけるコードアプリケータによるコード敷設のための所定速度で回転される。所望の数のコードの全てが同時に、好ましくは、長手方向配列で平行に敷設される。コードの間隔は例えば一様、あるいは要求される他の任意の配置である。図２は、単に代表的な例として、１６本のコード７を示す。コードは、例えば所望の任意の数のスプール８（図１では４つのみが示される）を有するクリール１９から送出され、コードは、例えばガイド２２、２３により案内され、かつ／または、例えば張力ロール２５、および／または２６により張力が与えられ、そして最後にコード貼着ローラ６、２４の間に送り込まれる。示された実施形態では、コード貼着ロール６、２４は共に電極であり、コード区間７ａに電気を供給し、コードがガイドロール６により、ベルトのピッチラインを制御するため必要とされる深さまでプロファイル層に押し込まれる際にプロファイル層表面を溶かすのに適した温度までコードを加熱する。その後材料は素早く冷却され、コードをプロファイル層１ｂに融合し、部分的に埋設されたコード７ｂにより補強されたカーカス２７を形成する。電気加熱は鋼コードやカーボンファイバコードなどの導電コードにおいて特に有用である。他の種類のコード材料では、熱風送風機、放射加熱器などの別の加熱手段が用いられるかもしれない。本発明の一実施形態では、コードアプリケータは、各コードに対して一対の電極を備え、それらは例えばコードがその上を移動する溝付きローラであり、コードを通して各コードを加熱するため十分な電流を供給する。供給された熱は、例えばプロファイル層を溶かすのに十分であり、コードがそれと接触するに従って、コードをプロファイル層内に融合する。好ましくは、各コードの加熱は個別に制御される。電流は、ブラシにより絶縁された溝付きローラ電極に、外側から、あるいは内側から直接供給される。すなわち電極ローラはスリップリング、あるいは固定部から回転体に電気を伝達するスリップリングに類似したものである。別の方法としては、電流はシャフトを通して電極に供給され、各コードに対して十分な回路を備える別々のスリップリング装置により電源と制御源に接続される。別の実施形態では、２つの電極ローラはコードを加熱する電力を伝送するためだけに設計され、コードをプロファイル層に貼着するのには第３ローラが用いられる。このような設計は、例えばもしローラ２４、２６が２つの電極で、ローラ６が貼着ローラであったならば、図１に対応する。
【００４１】
本発明の別の実施形態では、図１にも示されるように、加熱プロファイルブレード５がプロファイル材料の背面に対し配置され、正確な深さ、幅そして温度でプロファイル材料を融かし、溝を形成する。加熱ブレード５は、例えばプロファイル層１ａの背面に溝を形成するプロファイルエッジを備える。その後、心体すなわちコード７がコードクリール１９から供給されるとともに、ガイドロール６に供給され、ガイドロール６ではベルトのピッチラインを制御するのに必要な深さでコードを溝に配置する。溝の幅と深さは、コードの直径と略同じである。加熱されたブレードは、好ましくは融解による溝を形成して、鍬のように作用する。コードガイドロール６は、コード７ａを供給し、溝材料が再固化する前に、それを溝内に案内して押圧する。ブレードとコードガイドロールの間の距離、コード敷設速度、そして温度は、コードが埋設されるまでＴＰＥ材料が融解した状態に維持されるように制御される必要がある。これによりコード７ｂが融合された補強されたプロファイル１ｂ、すなわちカーカス２７が得られる。
【００４２】
本発明の別の実施形態では、例えば上記加熱および／または溝形成方法が組み合わされる。すなわち、溝は加熱されたプロファイルブレードにより形成され、コードは埋設あるいは融合前に加熱される。コードが溝に接触する前に溝が硬化する場合には、プロファイル材料にコードを融合させるため、コードの加熱は溝表面を再融解させるのに十分である必要がある。別の方法としては、コードのプロファイル材料への融合は、コード貼着処理の前あるいはその間にコードに塗布される接着剤によって行ってもよい。
【００４３】
各実施形態では、加熱および／または溝の形成は、例えば、初期ランプアップや他の速度変化に適応するため、例えば変速可能なコード敷設を行えるように制御される。また、融解したプロファイル層のＴＰＥやＴＰＵ材料は、コードがそれに埋設されるに従って、あるいは上述のように埋設する前に急速に冷えるかもしれない。何れにせよ、コードは巻き付け部がマンドレルの係合部に至る前にプロファイル材料に接着される。コードは部分的に埋設されてプロファイル層に融合され、得られた補強カーカスが未だマンドレルに係合されている間に、極めて高精度で歯のピッチを固定する。そしてピッチは、コードの一般的に極めて高い引張弾性率により、カーカスがマンドレルから離脱しても高精度に維持される。加熱されたブレードは、正確なピッチライン制御のために、プロファイル面に対するコードの位置を制御するためマンドレル面から所定距離に配置される。結果として、コードの位置は、プロファイル層の厚さ、すなわち表面のうねりによる凹凸に影響されない。溝の正確な深さとコードの正確な配置は、歯付ベルトにおいて特に要求される正確にコントロールされたピッチラインとＰＬＤをもたらす。コード敷設において、コードは、正しい長さとベルトのピッチを達成するため、あるレベルにまで引張される。すなわちコード送出装置１９は、必要に応じて、１以上のスプールやリール、連動した引張あるいは制動装置などを備えてもよく、そしてこれは図１に示されるように必須ではない。また、湿度を取り除くため、融解と融合効果を調整あるいは安定化させるため、および／または、湿度あるいは温度などの環境条件の影響を最小化するために、コード温度は、コード敷設ゾーンにおいて増大あるいは制御されてもよい。
【００４４】
カーカスが要求されるＰＬＤと張力となるようにコードを融合することで、マンドレルから離れ、積層部を通って前進する補強カーカス２７の部分は、コード間隔、コード位置ベルトピッチ(cord lay belt pitch)、あるいはカーカスの統合性を維持するための特別な張力を全く必要としない。この原理は、カーカスがマンドレルから離接するとカーカスを所与の張力の下で保持する必要性を無くし、プロセスを簡略化し、生産性および寸法精度において極めて有効である。したがって、従来の方法で起こる多くの問題が解消される。ピッチ（歯間隔）を制御するために単独のマンドレルでベルトを製造する際の信頼性は、２以上のプロファイルマンドレルを使ったかもしれない従来の方法に対して明らかなアドバンテージを示し、顕著な低コストを可能にし、よりコンパクトな設備デザイン、より高い材料効率、労働効率、そしてエネルギー効率とともに、より精密な製品寸法、特に長尺の無端、歯付ベルトにおけるピッチ制御、を提供する。有利には、前述したように積層部および巻上部を通したベルトの適正な牽引を保証するため、若干の有用なテンショニングが利用されてもよい。
【００４５】
本方法によれば、コードはプロファイル層により完全に支持される。これは、要求されるＰＬＤを得るためにコードをマンドレル面から持ち上げるため、マンドレルの各歯に小さなフライトや突起、あるいはノーズを必要とする従来の方法に対して明らかなアドバンテージを示す。このようなフライトはコード曲げをもたらし、コードを弱め、あるいは早期の疲労破壊を導きかねない。またこのようなフライトは、完成したベルトのランド領域のフライト跡においてコードを暴露させるが、これは早期のベルト破損の原因となる汚損および／または腐食ポイントにもなり得る。フライトを利用しなくともよいようにしたことは、同じ機械において、様々な種類のコード素材、コード直径、および／またはＰＬＤを有するベルトの製造を可能にもする。フライトを用いる従来の方法は、通常コードの太さの変更に合わせて新しい金型設備を必要とした。また、ガラスファイバなどの特定の心体素材の利用は、製造中およびベルトの運転中にフライトがそのような材料にダメージを与え得るので利用できなかった。本発明は、加熱された溝輪郭形成（プロファイリング）装置の位置をＰＬＤ制御のために調整することで同じ設備で全ての種類の心体の利用を可能にする。「設備」は、マンドレルについて言及するもので、その設備の特定の輪郭を有するベルトを製造することに特化された特別のモールド（実質的に変更されない限り）である。本発明の設備は、従来技術の方法に比べより汎用性がある。
【００４６】
金属コードの電気加熱は、それを熱可塑性樹脂に融合するのに使用され得る。加熱されたブレードを有する本発明は、通常コードの加熱を必要とせず、あらゆる種類の心体部材に適用できる。しかし、コードの加熱は、コード敷設速度の加速を可能にすることができ、またそれがガイドロールに入る前にコードを加熱することで、および／または、ガイドロールを加熱することで簡単に提供できる。加熱は電気的、あるいは任意の適切な種類の外部ヒータにより達成され得る。コードは、例えば約３０％〜１００％、あるいは５０％〜９０％、あるいはその厚さの約２／３、あるいは１．５〜１コード直径の範囲で埋設されるが、これは、要求されるＰＬＤを与えるため、コードとプロファイル層の素材とコード直径に応じて有利に調整されるであろう。
【００４７】
別の幾つかの溝形成方法についても記載することができる。コードを敷設する溝を形成するために、加熱されたナイフの代わりに、レーザ切断、あるいは輪郭（プロファイル）グラインドを利用することもできる。別の実施形態では、機械的なナイフ切断は、レーザ加熱や赤外線加熱、あるいは熱風との組み合わせで利用することもできる。溝は上述したように、コードローラの直前で形成されてもよい。別の実施形態では、溝は、コード敷設に先立ち、全プロファイル層に亘り、別個の処理で形成されてもよい。後者場合、もし溝がライン外(off line)で成形されるのであれば、コードのプロファイル材料への必要な融合を達成するために、溝面はコードが溝に敷設される直前に加熱され融解され、あるいはコードが加熱されて適用され、あるいは溝内にコードを融合するために接着剤を利用することも可能である。
【００４８】
コード敷設作業の完了後、カーカスを積層装置、すなわち積層ゾーンに通すことで、上部層材料１０が補強カーカス２７に貼着される。図１および図２に示される積層装置は、それらの間にニップが形成される圧力ロール１３、１４を備える。上部層１０と補強カーカス２７は、ニップを形成し、それは積層ヒータ１１により部分的に融解された２つの材料が押圧され、一つに結合してベルト２０を形成する。ベルト２０は、スプール１５に巻き取られる。積層速度と熱供給量のプロセスパラメータは、材料が溶け落ち、その形状を失わないように薄皮の融解のみが両面で発生するように調整されるべきである。鋼ロールはより良好な熱伝達を提供するものの、積層ロールの全長に沿った圧力は有利でもあり、エラストマーロールの使用により容易にされ得る。最適な加熱と融解量は、上部層をカーカスとコードに完全に接着させ、ピッチ線とコードの位置を乱すことなく、まだ埋設されていないコードの周りを流動させる。
【００４９】
本発明の一実施形態として、図４はマンドレル２上に一体化された積層装置を示し、この実施形態は全体のスペースを節約する。図４では、マンドレル２と圧力ロール４３は、コード敷設ゾーンは過ぎているものの、未だマンドレル上の巻き付け部内にある何処かで上部層１０を補強カーカスに押圧するニップを形成する。またヒータ４１は、上部層とカーカスとを１つに融合するため表面あるいは両表面を融解するエネルギーを供給する。ベルト自体はその後、係合ローラ３においてマンドレルから離脱され、選択的な仕上げ処理へと進み巻き上げられる（不図示）。
【００５０】
本発明の別の実施形態では、積層装置は、マンドレルの一部に巻き付けられる圧力バンドあるいはモールディングバンドを利用し、これは上部層をカーカスに融合するためのより長い滞在期間を提供する。図５は、コードが当て付けられた後、積層がマンドレルの上で直接行われるモールディングバンドの配置を示す。圧力バンド５２は、ローラ５３、５４、５５の周りに掛け回される。圧力バンドには、例えばテンションローラ５６を用いて張力が維持される。代替的に、もしローラ５５が張力付与能力を有するならば、ローラ５６は不要かもしれない。図４と同様に、プロファイル層１０（不図示）は、圧力ロール５３に位置する圧力バンド５２とマンドレル２の間のニップに挿入されるであろう。図４と丁度同じ様に、熱が加えられるであろう。ローラ５４は、モールディングバンド・システムの一部でもよく、図１あるいは図４の係合ローラ３としての機能を果たす。代替的には、ベルトをマンドレルから離脱させるのに分離ローラ（不図示）を用いてもよい。圧力バンドは、上部層、すなわちベルトの背面に、所望のテクスチャを与えるための表面テクスチャや表面パターンを備えてもよい。
【００５１】
本発明の別の実施形態では、圧力バンドを適正位置おいて、図５にも示されるように、圧力バンド５２ａとマンドレル２の一部の間で規定される空所（キャビティ）において上部層１０を形成するため液体材料５９を注入するために流体計量ノズル５１を用いてもよい。マンドレルの上で直に積層する代わりに、図１における積層装置の配置に類似する仕方で、圧力バンド積層装置が、下流に配置されてもよい。その場合、圧力バンドはマンドレル２の代わりに、第２圧力ロールの周りに巻かれるであろう（図１の圧力ロール１４のように）。何れの場合も、マンドレル２あるいはロール１４の端部に設けられたフランジは、液体材料が流れ出るのを防止するめ対応する成形キャビティの端部を密閉するのに用いられるであろう。液体材料は例えばＴＰＥやＴＰＵ素材などの融解した熱可塑性樹脂である。液体材料５９は、シリコーン樹脂、キャスタブルポリウレタンなどの硬化性液体であってもよい。計量ノズル５１には、熱可塑性樹脂材料に用いられる押出成形機、硬化性液体樹脂に用いられるギヤポンプ、あるいは別の適正な装置や複数の装置が含まれる。カーカスとの適正な接着を提供するのであれば、どのような相応な樹脂が用いられてもよい。上部層の要求される圧縮性や柔軟性を得るために発泡用樹脂が用いられてもよい。カーカスと上部層の間に埋設されるように、布地層を適用することもできる。
【００５２】
レジンキャストのオプションを適用する別の実施形態では、流し込み樹脂は圧力バンドなしでカーカスに適用され、そして外部圧力なしで硬化されてもよい。カーカスとの適正な接着を達成するのであれば、どのような相応の樹脂が用いられてもよい。上部層の要求される圧縮性や柔軟性を得るために、発泡用樹脂が用いられてもよい。マンドレル上の端部フランジが、液体樹脂が硬化される前にマンドレルから流落ちるのを防止するのに有効である。一般的に、その場合表面は、最終的な滑らかな表面と均一の厚さのベルトを得るために、研磨、すなわちトリミングされる必要がある。
【００５３】
１つの処理でコードを貼着し、かつ積層を行う別の方法は、ミニ押出成形機を使用することで提供される。このミニ押出成形機は、ＴＰＵあるいはＴＰＥ素材の中を通してコードをガイドし、これらの材料をその周囲に塗布するのにコード７をコーティングするために設計されたダイを備え、それはコードを敷設すると同時にこの部分に積層材を与えるのに十分な容量および形状を備える。このとき積層材料は、コード敷設作業と同時に供給される。この方法における押出部は、ケーブル引出成形処理に類似し、速さとコード埋設処理を更に向上させる。この方法は、溝切削刃との組み合わせで、あるいはそれなしで適用されてもよい。この方法は、圧力バンドとともに、あるいはそれなしで適用されてもよい。
【００５４】
ベルト製造後、同様のプロセスが背側表面の研磨のため、またそうでなければ、滑らかなあるいは特別にデザインされたパターンを背面に与えるためスリーブを機械で作るために適用され、使用される。随意的に、あるいは付加的に、スリーブの背面を布や、例えば特定の摩擦、摩耗、騒音特性を与えるための説明された方法で被覆することも可能である。最後にベルトは、同様の装置の一形態上を回転している間、あるいはその上に設置されている間、さもなければそれを使用する間に印刷され、あるいはラベルが貼られ、および／または所望のベルト幅に切断される。
【００５５】
この方法と装置は、各々ベルトの間に心体がない十分なスペースを残す多数のベルトに十分な幅を備えるカーカスの上にコードを押し当てることも可能である。このスペースは、ベルトの切断を容易にし、そして切断された端部にコードが露出されていない、すなわち「エッジコード」のないベルトが得られる。積層および切断後には、露出されるエッジコードがなく、かつフライトにより露出されるコードがないオープンエンドベルトが得られる。他の実施形態では、プロファイル（例えば音性能や負荷性能を向上するため）と上部側（例えば摩擦、外観、プロファイルを与えるなどのため）に異なる素材を用いることも可能である。同様に、プロファイルおよび／または背面に、織物あるいは布を使用することもできる。背面は平滑にする代わりに、プロファイルが与えられていてもよい。ベルトはその場合、例えば、両面歯付ベルトや歯付／Ｖベルトの組み合わせ、あるいは一面あるいは両面マルチリブＶベルトであるかもしれない。別の実施形態として、ベルトは、平ベルト、あるいは他の特定のプロファイルあるいは複数のプロファイルを有してもよい。
【００５６】
本発明の装置と方法の自動化のための適当なコントロールを提供できる。例えば、自動制御を、マンドレル、ガイドローラ、積層ローラ、コードガイドローラ、加熱ブレードなどの様々なローラに係合させ、回転させおよび／または離脱させるのに適用できる。自動制御は、加熱ブレード、積層ヒータなどの温度および／またはエネルギー入力の制御に適用することも可能である。自動制御は、研削工程、切削工程、ラベリング工程、切断工程など必要に応じて連携される様々な仕上げ工程に適用することもできる。制御アルゴリズムは、ソフトウエアおよび／またはハードウエアとして実装できる。必要に応じてマニュアルでの中断、あるいはマニュアル操作を行うこともできる。
【００５７】
オープンエンドベルトは、所望の長さに切断されて周知の方法を用いて無端ベルトとなるように接合されてもよく、歯付ベルトの場合、所望の歯数で行われる。端部同士の融合は、例示的には、突合せ継手、フィンガ継手、あるいはそれらの組み合わせを用いた熱処理や超音波溶接による熱融合、直接接着、あるいは薄膜や接着テープ、あるいはクランプである。
【００５８】
本発明の多くの追加の利点を挙げることもできる。フライトとエッジコードを共になくしたことで、ベルトはクリーニング、殺菌などが要求される食品事業やその他の「クリーンベルト」アプリケーションで要求されるであろう意図された使用環境から完全に密閉され得る。また、完全に被包された心体は、腐食と曲げに対してより良好に保護され、使用可能寿命が著しく向上される。したがって、より高価な耐腐食スチールワイヤ（例えば亜鉛コートワイヤ）をより経済的なスチールワイヤ（例えば亜鉛コートなし）に置き換えることが可能である。
【００５９】
プロファイル材料と上部層材料を個別に製造することは、全てが同じ装置で成形され組み立てられた従来の方法に対して多くの利点を有する。個別製造は、プロファイル層材料と上部層材料を、通常コード敷設および／または積層が同時に行われるときに可能な速度よりも速い押出加工に最適な速度で製造することを可能にする。個別製造は、更に図１、図２のベルト製造システムのより簡単なセットアプを可能にし、より簡単な設計とより低い資本コストを可能にする。特に、多数のコード用のクロスヘッドダイを備える複雑な押出成形機と従来のモールディング圧力バンドと、それの連携駆動システムは必要とされない。セットアップ時間は、著しく低減され、コード材料の利用度（utilization）が向上される。
【００６０】
本発明の方法は、係合ロール４を用いたコード敷設の間にプロファイル材料１をマンドレル２にピッタリと嵌め合わせる工程を含む。１つの実施形態では、プロファイル材料の巻き付け部のプロファイル層の歯は、マンドレルの巻き付け部に存在する嵌合溝にピッタリと嵌り込む。マンドレルプロファイルの精密な機械加工に加え、そしてコード位置の制御と相俟って、このピッタリとした嵌合は、出来上がるベルトのピットとピッチ長さの首尾一貫した制御を保証するのを助ける。プロファイル層のピッチがマンドレルの基準ピッチよりも長い場合の圧縮になるよりも、プロファイル層がマンドレルにおいてタイトフィットを維持するように引張されることを保証するには、無端プロファイル層を最終ベルトよりも少し短いピッチに初めにすると有利である。歯付ベルトの最終的なベルトピッチとピッチ長さを制御するのは、マンドレルとコード敷設プロセスである。
【００６１】
なお本発明の方法が平ベルト、あるいは歯付プーリとの同期が予定されていないプロファイルが与えられたベルトの製造に適用される場合、ＰＬＤおよび／またはピッチの公差は、歯付同期ベルトに関してよりも、一般的にそれほどクリティカルではない。更に、この詳細な説明を通して、プロファイル層と上部層の間の区別は任意であり、最終ベルトは正立にされたとも、逆さまにされたとも考えられる。そのため、ここで説明されるプロファイル層は、平であるかもしれず、そして上部層はプロファイルを有するかもしれない。なおもしプロファイル層が平らであれば、マンドレル回転中の巻き付け部へのプロファイル層の巻き付け係合は、基本的に摩擦係合であり、係合ロール４と離脱ロール３により助けられる。
【００６２】
本発明の範囲内における本発明の方法の別の変形例について説明する。１つの変形例においてプロファイル材料は、例えば図５に示された例のように適正位置に配置された圧力バンドとともに、プロファイル材料、すなわちマトリクス材料をマンドレルに押し出し、あるいは計量することで、プロファイルが与えられたマンドレルにおいて直接成形される。別の変形例では、プロファイル層にコードを敷設、融合するために、ここで説明された方法に似通った方法を用いてコードは上部層に適用されてもよい。その場合カーカス（すなわちコードが貼着された平らな上部層）は、プロファイル層に積層されるであろう。この変形例は、ここで説明された様々な実施形態の何れにも適用できる。別の変形例では、場合によっては、コード敷設ステップはプロファイル層あるいは上部層を形成するステップに付加される。その場合積層ステップは、別に実施される。
【００６３】
図６は、５１でプロファイル材料すなわちマトリクス材料をマンドレルの上に押し出し、すなわち計量し、図５に示されたものと同様にロール５３〜５６により周囲に案内される圧力バンド５２を用いて、プロファイル材料１がプロファイルマンドレル２の上で直接成形される方法および装置の例である。コード７’を６’において必要に応じて適用できるものの（破線で示され、図４、５の装置と類似するように）、この場合、コード７は既に上部層１０に固定されており、上部層１０はスプール１２から２つの層とそこに埋設されたコードを融かすためにヒータ４１が使用される積層ロール４３に送らされる。そして完成したベルト２０は、離脱ローラ３においてマンドレルから外れる。
【００６４】
図７と図８は、このプロセスの別の実施形態を説明する。図７に示される第１ステップでは、コード７は滑らかなマンドレル２’に横たえられ、そして押出成形機５１からのマトリクス材料により表面が覆われ、その後、コードが正確に表面に埋設された平らなフィルムであるカーカス７７を形成するため、圧力バンド５２の下で冷却される。コードは、他の実施形態で説明されたように、例えば多数の平行なコードである。押し出しと圧力バンド部も、図５のように、他の実施形態での説明と同様であってもよい。図８に示される第２ステップでは、プロファイルが与えられたベルト２０を作るべく、プロファイルマンドレル２が滑らかなマンドレル２’に置き換わる。もちろん、もし平ベルトが作成されるのであれば、再び滑らかなマンドレルが使用されるであろう。押出成形機と圧力バンド部は、今度はプロファイル層を形成するのに使用され、平らなカーカス７７が圧力バンド部に同時に送り込まれる。すなわち、プロファイル層が成形されるともに抗張コードを含む平らなカーカスがプロファイル層に積層される。コードがまさに埋設されたカーカスの表面は、そこに埋設されたコードを密封するためにプロファイル層に向かって配置されることが好ましい。第１ステップは、コードが滑らかなマンドレルに横たえられることから、コード位置が極めてよくコントロールされた平らなフィルムを提供することが分かっている。得られるベルト２０は、極めて良好にコードがコントロールされており、そしてＰＬＤは圧力バンドの位置決めにより簡単に制御できる。別の変形例では、この２ステッププロセスは、図に示された圧力バンドの代わりに、マンドレル、あるいは成形ロール近くに適宜配置された積層ロールとともに運用されてもよい。
【００６５】
図７の第１ステップでは、コード断面は滑らかなマンドレルの上で多少平らにされてもよい。その場合、コードはマンドレルからカーカスが離された後で元に戻り、コードが完全に埋没したものの代わりに、コードが一方の面から僅かに突出した平らなカーカスとなる。すなわち、コードは殆どカーカス内に埋設されている。完成ベルトにおいても、コードは層の間に埋設される。
【００６６】
したがって、図７、８の実施形態は、以下のステップ：（ｉ）複数の平行な抗張コードを回転する滑らかな円筒マンドレルのマンドレルとモールディングバンドの間に形成される空隙、あるいはマンドレルと積層ローラの間に形成される隙間を含む部分に掛け回すステップと、（ｉｉ）上部層材料をコードに押し出し、それをマンドレルとモールディングバンドの間に形成される空隙、あるいはマンドレルと積層ローラの間に形成される隙間に計量して投入し、それにより上部層材料のフィルムの一方の面に埋設されるコードを備えるカーカスを形成するステップと、（ｉｉｉ）所望のベルトプロファイルに相補的なプロファイルを有するプロファイルが与えられた、回転、円筒マンドレルの一部、すなわちプロファイルが与えられたマンドレルとモールディングバンドの間に形成される空隙、あるいはマンドレルと積層マンドレルの間に形成される隙間を含む部分にカーカスを掛け回し、上記一方の面がプロファイルが与えられたマンドレルに対面するステップと、（ｉｖ）プロファイル層材料を、プロファイルが与えられたマンドレルの上であって、カーカスとマンドレル表面の間に押し出して空隙あるいは隙間に計量して投入し；それによって上部層材料とプロファイル層材料の間に埋設されたコードを備えるベルトを形成するステップとを備える補強されたオープンエンドの積層ベルトの製造方法に関する。
【００６７】
プロセスの別の変形例では、プロファイル層は、平坦な層に歯や他の輪郭形状(profile features)を溶接することで平坦な層から形成されてもよい。これは例えば、独立したステップにおいてオフラインで行われてもよいし、あるいはここで説明された装置において連続的に行われてもよい。代わりに、この変形例あるいは上述された他の多くの変形例は、この装置を通る材料の２つ以上のパスによって達成され得る。例えば、第１のパスは、歯付き、あるいは平坦にせよ、カーカスを作ることができる。第２のパスは、そのカーカスの上に上部層を形成および／または積層することができる。他のパスでは、プーリ上でベルトを駆動する、あるいは他の目的のためのベルト歯、プロファイル、ホルダ、あるいは最終的に、物品あるいは取り扱われる材料などの搬送に使用されるであろう形状などのプロファイル部を溶接、糊付け、あるいは留め付けてもよい。
【００６８】
本発明の様々な実施形態によれば、幅が１０インチから５０インチあるいはそれ以上、好ましくは幅が１８インチよりも大きく、あるいは２４インチよりも大きく、あるいは３６インチよりも大きい長尺のベルト材料を製造することができる。約２４インチよりも幅広なベルトは、例えば複雑なクロスヘッド押出ダイを用いる従来の方法を用いたのでは現実的ではなかった。フライトなしあるいはノーズ領域なしのベルトは、フライトを有する市販のベルトよりも約１０倍優れていることが、デマッチャ式屈曲疲労試験機（DeMattia flex fatigue tester）を用いたＴ１０形ＴＰＵベルトのベルト試験を通して示された。すなわち、本発明の方法によれば、従来のオープンエンドベルト材に対し、性能の顕著な向上が得られるであろう。そのため、コードは完全に被包され、すなわちオープンエンドベルトの端部におけるコード切断端部を除いて露出されない。
【００６９】
ここで説明された本発明のシステムおよび方法は、限定的にではなく、スノーモービル、雪上車や、他の輸送車両、軍用車両、建設車両、ロボットなどを含む様々なタイプの装軌車両（track-driven vehicles）用の軌道駆動システム(track drive systems)の覆帯（track）を作成するのにも用いることができる。そのような無限軌道の例は、キエファイファー（Kiekhaifer）の米国特許第３，３３８，１０７号明細書、ベルメール（Bellemare）の米国特許第８，０３３，６１９号明細書、ソーシー等（Soucy et al.）の米国特許第７，０９０，３１２号明細書に開示されており、その内容はここで援用される。覆帯は、例えば内側駆動突起（internal drive lugs）の列を備え、これはここで説明されるように、歯付ベルトの歯と同様の方法でマンドレルの上で形成され噛み合わされる。同様に、覆帯は外側牽引突起（external traction lugs）の列を備えてもよく、これもまたここで説明されたように、デュアル歯付ベルトの歯と同様の方法で形成されるであろう。覆帯は所望の長さに切断され、無限軌道を形成するように周知の方法で接合される。他の実施形態では、覆帯は例えば、ここで説明された本発明のシステムおよび方法で形成されるベースベルトを備え、内側および／または外側突起は後で留め付けられてもよい。
【００７０】
本発明及びその利点が詳細に説明されたが、様々な変更、置換及び代替が、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱しない限り、ここでなされ得ることが当然に理解されるであろう。更に本出願の範囲は、明細書で述べられたプロセス、機械、生産物、組成物、手段、方法及びステップの特定の実施形態に限定されることを意図したものではない。ここで説明した実施形態と実質的に同一の機能を果たし、あいは実質的に同一の結果をもたらす、既存のあるいは後に開発されるプロセス、機械、生産物、組成物、手段、方法、又はステップを本発明に従って利用できることは、当該技術分野の当業者であるならば本発明の開示内容から容易に理解できる。したがって、添付された特許請求の範囲は、その範囲に、そのようなプロセス、機械、生産物、組成物、手段、方法、又はステップを含むことを意図している。ここで開示された発明は、ここでは特に開示されない構成要素のいかなるものが欠けたとしても適正に実施できる。
【図１】
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【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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【図８】
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