(57)【要約】【課題】プロフィルの形状を自由に設計でき、搬送対象等の形状に限定されず、タイミングベルトに多機能性を持たせることができるプロフィル付きベルトを提供すること。【解決手段】走行面１ａに複数の歯部５を有するベルト本体１を備え、該歯部５の上部で該ベルト本体１の内部に、長手方向に沿って幅方向に平行に埋設された複数の心線２からなる心線層が形成され、該ベルト本体１の背面に、長手方向に沿って所定間隔でプロフィル３が設けられ、前記プロフィル３の下面及び下面近傍に位置する前記心線層内の心線密度を下げることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行面に複数の歯部を有するベルト本体を備え、
該歯部の上部で該ベルト本体の内部に、長手方向に沿って幅方向に平行に埋設された複数の心線からなる心線層が形成され、
該ベルト本体の背面に、長手方向に沿って所定間隔でプロフィルが設けられ、
前記プロフィルの下面及び下面近傍に位置する前記心線層内の心線密度を下げることを特徴とするプロフィル付きベルト。
【請求項２】
前記心線は、前記プロフィルの下面の両側部及び両側部近傍に対応する位置を避けるように、前記心線層内の心線密度を下げることを特徴とする請求項１記載のプロフィル付きベルト。
【請求項３】
前記心線は、前記プロフィルの下面の中央部に対応する位置を避けるように、前記心線層内の心線密度を下げることを特徴とする請求項２記載のプロフィル付きベルト。
【請求項４】
前記心線は、前記プロフィルの下面全体に対応する位置を避けるように前記心線層内の心線密度を下げることを特徴とする請求項１記載のプロフィル付きベルト。
【請求項５】
前記プロフィルの下面に位置する前記心線層内の心線の間隔を均等に広げて前記心線層内の心線密度を下げることを特徴とする請求項１記載のプロフィル付きベルト。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロフィル付きベルトに関し、より詳しくは、プロフィルの取付強度を強固にしながら、プーリへの巻付け時やワークの搬送時等において、プロフィルの取付部及びベルト本体の心線層の早期破損が防止されたプロフィル付きベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
走行面に複数の歯部を有するベルト本体を備えたタイミングベルトに、様々な形状のプロフィル（アタッチメント、突部、突起）を融着して取り付けることで、搬送装置、操縦ないし操作装置等の分野において、そのタイミングベルトに多機能性を持たせている。例えば、ベルトの背面などに設けられた突起により、物品を搬送したりすることができ、また突起をセンサーに検知させるなどすれば、操縦ないし操作装置などとして機能させることができる。
【０００３】
特許文献１には、突起側面とベルト背面とが交差する融着部位に、応力集中を緩和するためのテーパを形成し、融着部位の離脱や破壊を防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１９０２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のように、応力集中を緩和するためにテーパを形成することにより、確かに融着部位への応力集中緩和に寄与する。しかし、突起にテーパを設けたタイミングベルトでは、そのテーパ形状に合致する搬送対象物品でなければ、搬送装置として機能させることができない。そのためタイミングベルトに多機能性を持たせる上で障害となっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、プロフィルの形状を自由に設計でき、搬送対象等の形状に限定されず、タイミングベルトに多機能性を持たせることができるプロフィル付きベルトを提供することを課題とする。
【０００７】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は以下の各発明によって解決される。
【０００９】
（請求項１）
走行面に複数の歯部を有するベルト本体を備え、
該歯部の上部で該ベルト本体の内部に、長手方向に沿って幅方向に平行に埋設された複数の心線からなる心線層が形成され、
該ベルト本体の背面に、長手方向に沿って所定間隔でプロフィルが設けられ、
前記プロフィルの下面又は下面近傍に位置する前記心線層内の心線密度を下げることを特徴とするプロフィル付きベルト。
（請求項２）
前記心線は、前記プロフィルの下面の両側部又は両側部近傍に対応する位置を避けるように、前記心線層内の心線密度を下げることを特徴とする請求項１記載のプロフィル付きベルト。
（請求項３）
前記心線は、前記プロフィルの下面の中央部に対応する位置を避けるように、前記心線層内の心線密度を下げることを特徴とする請求項２記載のプロフィル付きベルト。
（請求項４）
前記心線は、前記プロフィルの下面全体に対応する位置を避けるように、前記心線層内の心線密度を下げることを特徴とする請求項１記載のプロフィル付きベルト。
（請求項５）
前記プロフィルの下面に位置する前記心線層内の心線の間隔を均等に広げて、前記心線層内の心線密度を下げることを特徴とする請求項１記載のプロフィル付きベルト。  
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、プロフィルの形状を自由に設計でき、搬送対象等の形状に限定されず、タイミングベルトに多機能性を持たせることができるプロフィル付きベルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態のプロフィル付きベルトを一部切欠して示す斜視図
【図２】本発明の他の実施形態のプロフィル付きベルトを一部切欠して示す斜視図
【図３】プロフィル付きベルトの接合部における応力分布を示すグラフ
【図４】本発明の第１の実施形態のプロフィル付きベルトの模式的な要部斜視図
【図５】（ａ）本発明の第２実施形態のプロフィル付きベルトの要部平面図、（ｂ）本発明の第２実施形態のプロフィル付きベルトの要部側面図
【図６】（ａ）本発明の第３実施形態のプロフィル付きベルトの要部平面図、（ｂ）本発明の第３実施形態のプロフィル付きベルトの要部側面図
【図７】（ａ）本発明の第４実施形態のプロフィル付きベルトの要部平面図、（ｂ）本発明の第４実施形態のプロフィル付きベルトの要部側面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１３】
はじめに本発明に係るプロフィル付きベルトを適用できる歯付きベルトの例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るプロフィル付きベルトを適用できる歯付きベルトの一例を示す一部切欠斜視図であり、図２は、本発明に係るプロフィル付きベルトを適用できる歯付きベルトの他の例を示す一部切欠斜視図である。
【００１４】
＜図１に示す例＞
この形態は、フレックスベルトの例を示す。
図１に示す無端ベルトには、ベルト本体１の走行面１ａに複数の歯部５が形成されている。
ベルト本体１の走行面１ａは、ベルト本体１の内周面で、プーリと接する面である。
複数の歯部５が形成された歯付きベルトは、プーリの歯と噛み合い伝動を行うので、チェーンや歯車のように正確な同期伝動を行うことができ、タイミングベルトとして機能する。
各歯部５は、例えば断面台形形状に構成されるが、格別限定されるわけではない。なお、プーリの歯が接触する面をインボリュート曲面とすることも好ましい。隣接する２つの歯部５，５同士の間は、歯底面６となる。
【００１５】
ベルト本体１には、歯部５の上部でベルト本体１の内部に、長手方向（図１中矢印Ｒ方向）に沿って幅方向に平行に埋設された複数の心線２，２・・・からなる心線層が形成されている。
ベルト本体１は、背面部（外周面）１ｂから走行面１ａの複数の歯部５までが、心線２を含めて一体化されている。
【００１６】
心線２は、スチールやステンレス等の金属材料の細線や、アラミド繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズオキサゾール）繊維等の繊維材料の細線を用いることができる。
また、心線２は、上記金属材料の細線や繊維材料の細線の何れかを組み合わせた材料を撚り合わせた撚り線等を用いることもできる。
【００１７】
この形態は、ベルト本体１の全周に亘って、１本の心線２が、連続するように螺旋状に巻回されて埋設されている。フレックスベルトは、図1に示すように、１本の心線２が螺旋状に巻かれて心線層内に埋設されている点に特徴がある。
【００１８】
＜図２に示す例＞
この形態は、ジョイントベルトの例を示す。
図２に示す無端ベルトには、ベルト本体１の走行面１ａに複数の歯部５が形成されており、図１に示すフレックスベルトと同様に、タイミングベルトとして機能する。ジョイントベルトは、ベルト本体１内に複数の心線２、２・・・がベルト本体１の全周に亘って連続しておらず、始端及び終端を有する断片状の心線２が心線層内に埋設されている点に特徴がある。
【００１９】
心線２の素材は、フレックスベルトで挙げた繊維材料の細線を用いることができる。
【００２０】
図１に示したフレックスベルトは、図２に示したジョイントベルトに比較して、他の条件が同一であれば、許容張力の強度が高い。
上記ベルトを本発明に係るプロフィル付きベルトに適用するに際しては、強度が必要であれば、フレックスベルトを選択して適用することができ、また強度がそれほど求められない場合には、ジョイントベルトやリニアベルトを選択して適用すればよい。
【００２１】
次に、本発明に係るプロフィル付きベルトの実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００２２】
〔第１の実施形態〕
図３は、本発明の第１の実施形態のプロフィル付きベルトの模式的な要部斜視図である。
図３において、ベルト本体１に、歯部５の上部でベルト本体１の内部に、長手方向（図１中矢印Ｒ方向）に沿って幅方向に平行に埋設された複数の心線２，２・・・からなる心線層２０が形成されている。
そして、プロフィル３は、心線２が埋設された心線層２０の上部に形成されている。
【００２３】
この態様において、プロフィル３の下面に位置する心線層２０内の心線の本数は間引かれている。具体的には、心線層２０内の心線２，２・・・が埋設されているが、そのうち、下面に位置する心線層２０内の心線２ｂの本数の密度（以下、必要に応じて、心線密度という）を下げている。
【００２４】
つまり、ベルト本体１のサイズに応じて、所定本数埋設される心線２及び心線２ｂのうち、プロフィル３の下面に位置する心線層２０内の心線２ｂの部位に埋設されないようにすることで、心線の密度を下げている。
【００２５】
なお、心線２ｂは、プロフィル３の下面に限らず、下面近傍であってもよい。プロフィルにかかる応力を、この下面又は下面近傍に位置する心線の心線密度を下げることによって、緩和させ、接合部３ａの亀裂や破損が生じないようにすることができるからである。詳しくは後述する。
【００２６】
プロフィル３の下面又は下面近傍に位置する心線層２０内の心線密度を下げる手法は、格別限定されないが、フレックスベルト、ジョイントベルト、リニアベルトの種類を問わず、ベルト幅方向の心線間隔を異ならせればよい。このベルトの幅方向は、心線の向かう方向であるベルトの長手方向(ベルトの進行方向)に対して直交する方向である。
【００２７】
図３に示す態様では、心線２は、応力が高くなるプロフィル３の中央部３ｂや両側部４ａ、４ｂ及びその両側部近傍に対応する位置を避けるように埋設されている。すなわち、プロフィル３の中央部３ｂや両側部４ａ、４ｂ及びその両側部近傍に対応する位置には、心線２が埋設されていない。
【００２８】
この態様において、心線密度を下げる部位を決定する際に、本発明者は、プロフィルの接合部（融着部）における応力分布を調べた。その結果を図４に示した。図４は、プロフィルの接合部（融着部）における応力分布を示すグラフである。
【００２９】
図４に示すグラフは、ベルト本体の幅方向（左側部、中央部、右側部）について、プロフィル３の両側部４ａ、４ｂ（「−５」及び「５」の位置）において大きくなっており、また中央部（「０」の位置）においても大きくなっている。このグラフは、ベルト本体の屈曲又はプロフィル３への横荷重による接合部３ａにおける応力変化を示している。
【００３０】
上記心線密度を下げる態様である両側部４ａ、４ｂに対応する位置に心線２が埋設されていないことにより、この位置に応力が集中しても、この位置ではベルト本体１が心線２によって拘束されていないため、ベルト本体１が容易に変形され、応力が分散され、接合部３ａの亀裂や破損が生ずることがない。
【００３１】
このようなベルト本体１の変形は、この位置に心線２がないため、ベルト本体１の背面部１ｂに歪みを発生させず、心線層２０での剥離が生ずることもない。
【００３２】
また、このプロフィル付きベルトにおいては、プーリ径に対して接合部３ａの幅を広くしても、接合部３ａの根元部分から心線層２０に向かう曲げ応力が分散され、接合部３ａの亀裂や破損が生ずることがない。
【００３３】
心線２が螺旋状となされているフレックスベルトにおいては、心線２は、プロフィル付きベルトの製造時において螺旋状に巻回するときに、ベルト本体１の幅方向については所望の位置に偏倚させることができる。したがって、心線２は、プロフィル３の両側部４ａ、４ｂ及びその両側部近傍に対応する位置を避けて、螺旋状にして埋設することができる。
【００３４】
また、心線２が断続的に埋設されているジョイントベルトにおいては、心線２は、プロフィル付きベルトの製造時においてベルト本体１に埋設するときに、ベルト本体１の幅方向及び長手方向（図２中矢印Ｒ方向）について所望の位置のみに埋設することができる。したがって、心線２は、プロフィル３の両側部４ａ、４ｂ及びその両側部近傍に対応する位置を避けて、ベルト本体１に埋設することができる。
【００３５】
本形態においては、心線密度を下げる態様として、心線２は、応力が高くなるプロフィル３の中央部３ｂ（ベルト本体１の幅方向中央部）に対応する位置をも避けて埋設する。
【００３６】
プロフィル３の中央部３ｂに対応する位置に心線２が埋設されていないことにより、この位置の応力が高くなっても、この位置ではベルト本体１が心線２によって拘束されていないため、ベルト本体１が容易に変形され、接合部３ａの亀裂や破損が生ずることがない。
【００３７】
このようなベルト本体１の変形は、この位置に心線２がないため、ベルト本体１の背面部１ｂに歪みを発生させず、心線層２０での剥離が生ずることもない。
【００３８】
このようにプロフィル３の中央部３ｂに対応する位置に心線２を埋設しないことは、前述の両側部４ａ、４ｂと同様に、フレックスベルト及びジョイントベルトのいずれにおいても可能である。
【００３９】
図３に示す態様において、プロフィル３は、突出部、アタッチメントあるいは突起部であり、搬送や操縦等の用に供することができる。プロフィル３は、搬送や操縦等の対象となるワークの形状及び搬送や操縦等の内容（方向）に応じて、直方体形状やその他種々の形状に形成できる。
【００４０】
このプロフィル３は、例えば、ベルト本体１に融着固定されることが好ましい。なお、プロフィル３は、融着固定ではなく、ベルト本体１に接着固定されてもよい。
【００４１】
さらに、プロフィル３は、ベルト本体１に一体的に成形された肉厚部であってもよい。また、厚く形成したベルト本体１の背面部１ｂを所定の厚さまで切削加工し、厚い部分を一部に残し、この厚い部分をプロフィル３としてもよい。
【００４２】
〔第２の実施形態〕
図５は、本発明の第２の実施形態のプロフィル付きベルトを示す図であり、（ａ）は、本発明の第２の実施形態のプロフィル付きベルトの要部平面図、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態のプロフィル付きベルトの要部側面図である。
【００４３】
第２の実施形態のプロフィル付きベルトは、第１の実施形態と同様の構成の部位は、その説明を援用し、説明を省略する。
【００４４】
このプロフィル付きベルトにおける心線密度を下げる態様としては、図５に示すような態様が挙げられる。図５に示す態様は、プロフィル３の接合部３ａ（下面）全体を避けて心線２を埋設して、心線密度を下げている。すなわち、本態様において、プロフィルの下面全体に位置する心線層の心線密度を下げている。
【００４５】
このプロフィル付きベルトにおいては、プロフィル３が柔軟性を有するものである場合に、心線２によってプロフィル３の柔軟性が損なわれることを防止することができるという効果を奏する。すなわち、プロフィル３とともにベルト本体１が変形することによって、プロフィル３の柔軟性が十分に発揮される。
【００４６】
〔第３の実施形態〕
図６は、本発明の第３の実施形態のプロフィル付きベルトを示す図であり、（ａ）は、本発明の第３の実施形態のプロフィル付きベルトの要部平面図、（ｂ）は、本発明の第３の実施形態のプロフィル付きベルトの要部側面図である。
【００４７】
第３の実施形態のプロフィル付きベルトは、第１の実施形態と同様の構成の部位は、その説明を援用し、説明を省略する。
【００４８】
このプロフィル付きベルトは、図６に示すように、プロフィル３が特殊な形状である場合には、その形状に応じた位置を避けて心線２を埋設して構成することができる。プロフィル３の特殊な形状としては、厚み分布が特有であったり、スリット加工や貼付け加工がなされることによって形成されたものが考えられる。
【００４９】
心線２を埋設する位置は、ベルト型式や、プーリ歯数、プロフィル３の接合位置及び個数等に応じて、適宜設定することができる。
【００５０】
図６に示す例では、プロフィル３は、ベルト本体１の長手方向に延在された２個の直方体部分と、これら直方体部分の中央部同士を連結させた補強部分とからなる「Ｈ」字型に形成されている。
【００５１】
このプロフィル３を有するプロフィル付きベルトにおいては、補強部分以外のベルト本体１の長手方向に延在された２個の直方体部分の接合部（下面）及び接合部（下面）近傍に対応する位置を避けて心線２を埋設している。すなわち、本態様においては、プロフィルの中央部、接合部及び接合部近傍に位置する心線層の心線密度を下げている。
これにより、プーリへの巻き付け時を含むベルト本体１を屈曲させるときに、プロフィル３がベルト本体１の屈曲性を阻害することを防止することができる。
【００５２】
〔第４の実施形態〕
図７は、本発明の第４の実施形態のプロフィル付きベルトを示す図であり、（ａ）は、本発明の第４の実施形態のプロフィル付きベルトの要部平面図、（ｂ）は本発明の第４の実施形態のプロフィル付きベルトの要部側面図である。
【００５３】
第４の実施形態のプロフィル付きベルトは、第１の実施形態と同様の構成の部位は、その説明を援用し、説明を省略する。
【００５４】
このプロフィル付きベルトは、図７に示すように、複数のプロフィル３を有し、各プロフィル３がベルト本体１の全幅に亘っている。更に、複数のプロフィル３は、各々が、各歯部５に対応して設けられている。
【００５５】
この場合には、ベルト本体１の全幅に亘って心線２の心線密度（一定幅あたりの心線２の本数）を下げている。すなわち、本態様においては、プロフィルの下面全体に位置する心線層の心線密度を下げている。
これにより、プーリへの巻き付け時を含むベルト本体１を屈曲させるときに、プロフィル３がベルト本体１の屈曲性を阻害することを防止することができる。
【００５６】
前述した各実施形態では、端部を有さない無端ベルトについて説明したが、本発明に係るプロフィル付きベルトはこれに限定されず、端部を有する有端ベルトとして構成してもよい。
【００５７】
プロフィル付きベルトでは、プロフィルに加わる外力とベルト本体の心線（抗張力）の引っ張り合いで、応力集中し、亀裂が進行する。これによりプロフィル融着面での破損、あるいは心線層で心線が剥離するというおそれがある。
【００５８】
プロフィル３の融着幅の寸法が、歯部の長さよりも長い図５に示す形態の場合には、プロフィル３の接合面に、心線が完全に存在しないので、ベルト本体の心線（抗張力）の引っ張り合いで、応力集中し、亀裂が進行するということはない。
【００５９】
図６に示す形態も、プロフィル３の融着幅の寸法が、歯部の長さよりも長い形態であるが、プロフィル３の接合面に、心線が存在する割合が極端に少ないので、ベルト本体の心線（抗張力）の引っ張り合いで、応力集中し、亀裂が進行するということはない。
【符号の説明】
【００６０】
１：ベルト本体
１ａ：走行面
１ｂ：背面部
２：心線
３：プロフィル
３ａ：接合部
３ｂ：中央部
４ａ、４ｂ：両側部
５：歯部
６：歯底面
【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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