(57)【要約】【課題】熱可塑性エラストマーの供給量を少なくして成形を行なうことができる歯付ベルトの製造方法を提供する。【解決手段】外周に所定間隔で歯成形溝４を設けて形成される成形ドラム５と、成形ドラム５の外周に面して配設された押圧バンド６を用いる。そして成形ドラム５を回転させつつ、予め成形した歯部３を成形ドラム５の歯成形溝４にはめ込んで、この上から、平行に配置された複数本の心線２を成形ドラム５の外周に送ると共に押出機の押出ヘッド７より溶融状態の熱可塑性エラストマー８を成形ドラム５の外周に送り出す。次に成形ドラム５の回転により押圧バンド６と成形ドラム５の間に心線２と熱可塑性エラストマー８を巻き込んで、押圧バンド６による押圧力で熱可塑性エラストマー８を成形ドラム５の外周に加圧してベルト本体部１を成形すると共に、ベルト本体部１を成形する熱可塑性エラストマー８と歯成形溝４内の歯部３とを溶融接着させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト長手方向に沿ってベルト本体部に心線が埋設され、且つベルト本体部にベルト長手方向に沿って所定間隔で歯部が形成された歯付ベルトを製造するにあたって、外周に周方向に沿って所定間隔で歯成形溝を設けて形成される成形ドラムと、成形ドラムの外周に面して配設された押圧バンドを用い、この成形ドラムを周方向に回転させつつ、予め成形した歯部を成形ドラムの歯成形溝にはめ込んで、この上から、平行に配置された複数本の心線を成形ドラムの外周に送ると共に押出機の押出ヘッドより溶融状態の熱可塑性エラストマーを成形ドラムの外周に送り出し、成形ドラムの回転により押圧バンドと成形ドラムの間に心線と熱可塑性エラストマーを巻き込んで、押圧バンドによる押圧力で熱可塑性エラストマーを成形ドラムの外周に加圧してベルト本体部を成形すると共に、ベルト本体部を成形する熱可塑性エラストマーと歯成形溝内の歯部とを溶融接着させることを特徴とする歯付ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続工法で長尺に歯付ベルトを製造することができる歯付ベルトの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性エラストマー製の歯付ベルトの成形を連続的に行なうことによって、長尺の歯付ベルトを製造する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
図３はこの歯付ベルト製造の連続工法に用いる装置の一例を示すものであり、成形ドラム５と、押圧バンド６とを備えて形成されている。成形ドラム５の外周には図８のように所定間隔で歯成形溝４が形成してある。また押圧バンド６はプーリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ間に懸架して、成形ドラム５の外周に半周程度巻き付くように配置してあり、プーリ１５ｃによって押圧バンド６にテンションを掛けることによって、成形ドラム５の外周に押圧バンド６を押圧させるようにしてある。
【０００４】
そして、成形ドラム５を図３のイ矢印方向に回転駆動しながら、平行に揃えた多数本の心線２を成形ドラム５の外周に供給し、また同時に、押出機の押出ヘッド７から加熱溶融した熱可塑性エラストマー８を供給すると、成形ドラム５の回転に伴なって、心線２と熱可塑性エラストマー８は成形ドラム５と押圧バンド６の間に巻き込まれ、図８のように押圧バンド６による押圧で熱可塑性エラストマー８が成形ドラム５の歯成形溝４内に押し込まれて充填される。また成形ドラム５の外周面と押圧バンド６の間の熱可塑性エラストマー８に心線２が埋入される。このようにして、成形ドラム５の外周面と押圧バンド６の間の熱可塑性エラストマー８によって、心線２が埋入されたベルト背部を構成するベルト本体部１が成形されるものであり、成形ドラム５の歯成形溝４内に充填された熱可塑性エラストマー８によって、歯部３が成形されるものである。そしてこのように成形しつつ、熱可塑性エラストマー８を冷却固化させることによって、ベルト長手方向に沿ってベルト本体部１に心線２が埋設され、且つベルト本体部１にベルト長手方向に沿って所定間隔で歯部３が形成された図５のような歯付ベルトＡを得ることができるものであり、このように成形された歯付ベルトは、成形ドラム５の回転に伴なって、成形ドラム５と押圧バンド６の間から連続して取り出されるものである。
【０００５】
上記のように成形ドラム５に心線２と熱可塑性エラストマー８を供給して歯付ベルトを成形するにあたって、図３のように押出ヘッド７を心線２の外側に配置して、心線２の上側から成形ドラム５に熱可塑性エラストマー８を供給する場合と、図８のように心線２の内側から成形ドラム５に熱可塑性エラストマー８を直接供給する場合とがある。いずれの場合も、溶融した熱可塑性エラストマー８が、平行に並べた多数本の心線２の間を、外側から内側へと、あるいは内側から外側へと通過することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平６−９４１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、成形ドラム５の歯成形溝４に熱可塑性エラストマー８を充填して歯部３を成形するにあたって、欠損が生じないように歯成形溝４に熱可塑性エラストマー８を完全に充填するには、必要量より多くの熱可塑性エラストマー８を供給する必要がある。歯付ベルトは歯部の容積により歯形が小型、中型、大型に大別されるが、特に大型歯形（１歯当り４００ｃｍ３以上）の場合は、必要量の１．５倍程度の熱可塑性エラストマー８を成形ドラム５に供給する必要がある。
【０００８】
そしてこのように多くの熱可塑性エラストマー８を供給して成形を行なうにあたって、上記のように平行に並べた多数本の心線２の隙間を多量の熱可塑性エラストマー８が通過するため、心線２の並びに乱れが発生するおそれがあるという問題があった。また必要量以上の熱可塑性エラストマー８を供給するために、余分な熱可塑性エラストマー８は成形ドラム５と押圧バンド６の間からはみ出して、材料ロスが多く発生するという問題があり、さらに熱可塑性エラストマー８の供給量が多いため、成形収縮によって、ひけや歯形の変形が生じて品質が安定しなかったり、成形時間が長くなったりする問題が生じるものであった。心線２の外側と内側の両方から熱可塑性エラストマー８を供給することによって、心線２の並びに乱れが生じないようにすることも可能であるが、熱可塑性エラストマー８を多量に供給量する必要があることによるこれらの問題は依然と残るものである。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、熱可塑性エラストマーの供給量を少なくして成形を行なうことができ、上記のような問題が発生することを防ぐことができる歯付ベルトの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る歯付ベルトの製造方法は、ベルト長手方向に沿ってベルト本体部１に心線２が埋設され、且つベルト本体部１にベルト長手方向に沿って所定間隔で歯部３が形成された歯付ベルトを製造するにあたって、外周に周方向に沿って所定間隔で歯成形溝４を設けて形成される成形ドラム５と、成形ドラム５の外周に面して配設された押圧バンド６を用い、この成形ドラム５を周方向に回転させつつ、予め成形した歯部３を成形ドラム５の歯成形溝４にはめ込んで、この上から、平行に配置された複数本の心線２を成形ドラム５の外周に送ると共に押出機の押出ヘッド７より溶融状態の熱可塑性エラストマー８を成形ドラム５の外周に送り出し、成形ドラム５の回転により押圧バンド６と成形ドラム５の間に心線２と熱可塑性エラストマー８を巻き込んで、押圧バンド６による押圧力で熱可塑性エラストマー８を成形ドラム５の外周に加圧してベルト本体部１を成形すると共に、ベルト本体部１を成形する熱可塑性エラストマー８と歯成形溝４内の歯部３とを溶融接着させることを特徴とするものである。
【００１１】
この発明によれば、予め成形した歯部３を成形ドラム５の歯成形溝４にはめ込んで、この上から、心線２と熱可塑性エラストマー８を成形ドラム５の外周に供給するようにしたので、成形ドラム５の歯成形溝４に熱可塑性エラストマー８を充填させる必要がなくなり、成形ドラム５に供給する熱可塑性エラストマー８の量を少なくすることができるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、予め成形した歯部３を成形ドラム５の歯成形溝４にはめ込んで、この上から、心線２と熱可塑性エラストマー８を成形ドラム５の外周に供給するようにしたので、成形ドラム５の歯成形溝４に熱可塑性エラストマー８を充填させる必要がなくなって、成形ドラム５に供給する熱可塑性エラストマー８の量を少なくすることができるものであり、心線２の並びに乱れが生じたり、成形収縮によって品質が安定しなかったり、成形時間が長くなったりすることを、未然に防ぐことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す一部の正面断面図である。
【図２】同上の一部の側面断面図である。
【図３】同上の全体を示す縮小した正面図である。
【図４】同上の心線張力付与装置を示す正面図である。
【図５】同上により製造した歯付ベルトを示す一部破断した斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態の他の一例を示す縮小した正面図である。
【図７】実施例及び比較例で成形した歯付ベルトを示す一部の正面図である。
【図８】従来例を示す一部の正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図３は本発明に用いる成形装置の一例を示すものであり、成形ドラム５と、押圧バンド６とを備えて形成されるものである。
【００１６】
成形ドラム５は円筒形に形成されるものであり、成形ドラム５の外周には図１のように周方向に所定間隔で多数の歯成形溝４が凹設してある。成形ドラム５は図２に示すように、成形筒部１７の両側の外周部にリング状のフランジ部１８を取り付けて形成されるものである。歯成形溝４は成形筒部１７の外周に形成してあり、また成形筒部１７には温調用の熱媒が通される温調用キャビティ２２が形成してある。各フランジ部１８の外周面は成形筒部１７の外周よりも外側へ張り出してあり、各フランジ部１８の内側面と成形筒部１７の外周面との間に、歯付ベルトを成形するための成形キャビティ１９が形成されるようにしてある。また各フランジ部１８の外周面にはキャビティ１９に近い側から一段目のバリ溝２０と、二段目のバリ溝２１が形成してある。
【００１７】
押圧バンド６は無端帯状の金属バンドで形成されるものであり、プーリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃの間に懸架してある。プーリ１５ａは成形ドラム５の上端位置に、プーリ１５ｂは成形ドラム５の下端位置に、プーリ１５ｃはプーリ１５ａ，１５ｂの間の高さ位置において成形ドラム５から離れた箇所に、それぞれ配設してあり、押圧バンド６のうちプーリ１５ａ，１５ｂの間に懸架した部分の外面が成形ドラム５の外周の略半分の範囲に密接するようにしてある。またプーリ１５ｃにはシリンダー装置などでＷ矢印方向に引張力を加えるようにしてあり、押圧バンド６に張力を付与してある。このように押圧バンド６に張力を付与することによって、成形ドラム５の外周に押圧バンド６をその張力で密着させることができるものである。このとき、押圧バンド６は図２のように成形ドラム５のフランジ部１８の外周面に密着するものであり、上記の成形キャビティ１９が両側のフランジ部１８の内側面と成形筒部１７の外周面と押圧バンド６の内周面に囲まれた空間として形成されるものである。成形ドラム５を図３のイ矢印方向に回転駆動すると、成形ドラム５のこの回転に伴なって押圧バンド６はロ矢印方向に走行されるものである。
【００１８】
一方、本発明では、歯付ベルトの歯部３は予め成形して作製しておくものである。この歯部３の材料は、ベルト本体部１を構成する後述の熱可塑性エラストマー８と同じものであっても、異なるものであっても、いずれでもよいが、後述のように溶融して押し出される熱可塑性エラストマー８の熱によって、熱可塑性エラストマー８との接触界面で溶融接着するものを用いるのが望ましい。また歯部３の成形は射出成形など任意の方法で行なうことができる。
【００１９】
また歯付ベルトに埋入される心線２としては、特に限定されるものではないが、スチールコードや、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ガラス繊維等からなる低伸度、高張力のロープなどを用いることができる。
【００２０】
さらに歯付ベルトのベルト本体部１を成形する熱可塑性エラストマーとしては、主としてポリウレタン系エラストマーが用いられるが、特にこれに限定されるものではなく、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマーなど任意のものを用いることができる。
【００２１】
上記のように形成される成形装置の成形ドラム５に心線２と熱可塑性エラストマー８を供給して、歯付ベルトの成形を行なうことができるものである。心線２は多数本を密に平行に引き並べた状態で、図２に示すように、成形ドラム５の成形筒部１７の外周に送られるものである。心線２は、成形ドラム５の押圧バンド６と反対側の上部位置に供給されるものであり、成形ドラム５の回転に伴なって巻き込まれるようになっている。また心線２の配列が乱れないように、張力付与装置２５で張力を与えた状態で成形ドラム５に心線２を送るようにするのが望ましい。
【００２２】
図４は張力付与装置２５の一例を示すものであり、複数の張力ドラム２６ａ、２６ｂ…と、始端の張力ドラム２６ａに制動力を付与する制動機２７と、始端の張力ドラム２６ａにシリンダー２８によって押し付けられる押さえドラム２９とを備えて形成されるものである。心線２は張力ドラム２６ａ、２６ｂ…にそれぞれ巻き渡した後に、成形ドラム５に送られるものであるが、張力ドラム２６ａは回転が制動されており、また張力ドラム２６ａに心線２を押さえドラム２９で押し付けているので、成形ドラム５に巻き込まれる心線２の送りに制動力が作用して、心線２に張力が与えられるものである。
【００２３】
また熱可塑性エラストマー８は、押出機で加熱溶融され、その押出ヘッド７から溶融状態で押し出されて、成形ドラム５に送り出されるものである。この押出ヘッド７は、図３に示すように、成形ドラム５に送られる心線２の外側に配置されるものであり、心線２の上から成形ドラム５に供給されるものである。
【００２４】
上記のように成形を行なうにあたって、本発明では上記のように歯部３を予め成形して作製してあるので、図１のように、成形ドラム５の各歯成形溝４に歯部３をはめ込んで、この歯部３をはめ込んだ上から、心線２を成形ドラム５の外周に送り、また同時に押出ヘッド７より溶融状態の熱可塑性エラストマー８を成形ドラム５の外周に送り出すようにしてある。従って、歯部３をはめ込む歯成形溝４の位置は、心線２や熱可塑性エラストマー８を成形ドラム５に送る位置より、回転方向での手前の位置に設定されるものである。
【００２５】
そして、成形ドラム５を回転駆動しながら上記のように各歯成形溝４に歯部３をはめ込むと共に、心線２と熱可塑性エラストマー８を成形ドラム５に供給すると、成形ドラム５の回転に伴なって、心線２と熱可塑性エラストマー８は成形ドラム５と押圧バンド６の間に巻き込まれ、図１のように押圧バンド６による押圧で熱可塑性エラストマー８が成形ドラム５と押圧バンド６の間の成形キャビティ１９に押し込まれて充填される。成形キャビティ１９に充填されて余った熱可塑性エラストマー８は、成形ドラム５と押圧バンド６の間からはみ出して第１のバリ溝２０や、さらに第２のバリ溝２１に排出される。
【００２６】
このとき、成形ドラム５の各歯成形溝４には予め成形した歯部３がはめ込んであるので、成形ドラム５に供給された熱可塑性エラストマー８は心線２の間を通過して、この歯部３に接触することなる。このように歯部３に溶融状態にある熱可塑性エラストマー８が接触すると、熱可塑性エラストマー８の熱によって歯部３の接触面が溶融して、熱可塑性エラストマー８と溶着して一体化されるものである。そして成形ドラム５の回転に伴なって、各歯成形溝４にはめ込まれた歯部３が、供給されてくる熱可塑性エラストマー８に順次溶着されるものであり、また成形ドラム５と押圧バンド６の間の成形キャビティ１９に充填される熱可塑性エラストマー８によって、心線２が埋入されたベルト本体部１が成形されるものである。このように成形しつつ、熱可塑性エラストマー８を冷却固化させることによって、ベルト長手方向に沿ってベルト本体部１に心線２が埋設され、且つベルト本体部１にベルト長手方向に沿って所定間隔で歯部３が形成された歯付ベルトを得ることができるものである。このようにして、図５に示すような歯付ベルトＡを成形することができるものであり、成形された歯付ベルトＡは成形ドラム５の回転に伴なって、成形ドラム５と押圧バンド６の間から連続して取り出すことができ、長尺のまま巻き取りロール（図示しない）に巻き取られるものである。
【００２７】
ここで、上記のように成形を行なうにあたって、成形ドラム５の各歯成形溝４には予め成形した歯部３がはめ込まれているので、押出ヘッド７から成形ドラム５に供給する熱可塑性エラストマー８の供給量は、ベルト本体部１を成形するのに必要な量だけでよく、熱可塑性エラストマー８の供給量を少ないものにすることができる。このため、多量の熱可塑性エラストマー５を供給して成形する場合に発生し易い成形収縮を抑制することができるものであり、ひけや歯形の変形が生じることを低減して、品質を安定させることができると共に、成形時間を長くすることができるものである。また心線２の間を通過する熱可塑性エラストマー８の量が少なくなって、心線２の並びに乱れが生じることがなくなるものである。特に成形ドラム５の歯成形溝４に充填するために余分な量の熱可塑性エラストマー８を供給する必要がないので、成形ドラム５と押圧バンド６の間からはみ出す材料ロスの発生を低減することができるものであり、また歯付ベルトの歯部３が大型歯形でも、小型歯形や中型歯形と同じ設備で成形することが可能になるものである。
【００２８】
図６は成形装置の他の一例を示すものであり、このものでは４個のプーリ１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇに押圧バンド６を掛け渡すようにしてある。そして成形ドラム５の上端に配置されるプーリ１５ｄはピン３１を中心に揺動自在なアーム３２の先端に取り付けてあり、成形ドラム５の下端部位置に配置されるプーリ１５ｇはシリンダー３３のロッド３４の先端に取り付けてある。このものでは、シリンダー３３のロッド３４を作動させて図６の矢印Ｄ方向にプーリ１５ｇを引いて、押圧バンド６に張力を付与するようにしてある。また押出機の押出ヘッド７の上側（成形ドラム５の回転方向側）に押さえ板３５が配置してある。この押さえ板３５は特に必要なものではないが、押出ヘッド７から押し出された溶融状態の熱可塑性エラストマー８を押さえ板３５で成形ドラム５の外周に押さえ付けることができるものである。
【実施例】
【００２９】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００３０】
ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＢＡＳＦジャパン製「エラストランＥＴ６９０」）を型締力４５ｔ、温調１７０〜２００℃の条件で射出成形することによって、幅１５０ｍｍのＴ１０歯形の歯部３を成形した。
【００３１】
また、心線２として、エポキシ系接着剤で表面処理した直径０．６ｍｍのスチールコードを用い、熱可塑性エラストマー８としてウレタン系熱可塑性エラストマー（ＢＡＳＦジャパン製「エラストランＥＴ６９０」）を用いた。
【００３２】
そして、図１〜図３の成形装置を用い、成形ドラム５を８０℃に温調しながら、心線２に１ｋｇｆ（９．８Ｎ）／本の張力を加えて成形ドラム５に供給し、また押出機を１８０〜２２０℃に温調して押出ヘッド７から溶融した熱可塑性エラストマー８を成形ドラム５に供給し、既述の方法で成形した。このようにして、図７に示す寸法の歯付ベルトＡを得た。
【００３３】
このとき、実施例では、成形ドラム５の歯成形溝４に予め成形した上記の歯部３をはめ込みながら、押出ヘッド７から熱可塑性エラストマー８を５０ｇ／分の吐出量で供給して、成形を行なった。
【００３４】
また比較例では、成形ドラム５の歯成形溝４に歯部３をはめ込まないで、押出ヘッド７から熱可塑性エラストマー８を２５ｇ／分の吐出量で供給して、成形を行なった。
【００３５】
そして実施例では、成形ドラム５の回転周速度を１．０ｍ／分に設定して、成形速度１．０ｍ／分で成形を行なったところ、材料ロスは、押出ヘッド７から供給した熱可塑性エラストマー８の全量に対して２０％であった。
【００３６】
一方、比較例では、成形ドラム５の回転周速度を０．５ｍ／分に設定して、成形速度０．５ｍ／分で成形を行なったところ、材料ロスは、押出ヘッド７から供給した熱可塑性エラストマー８の全量に対して６０％であった。
【符号の説明】
【００３７】
１  ベルト本体部
２  心線
３  歯部
４  歯成形溝
５  成形ドラム
６  押圧バンド
７  押出ヘッド
８  熱可塑性エラストマー
【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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