(57)【要約】【課題】熱融着を用いて両端が接合される無端平ベルトの制震性、耐久性を向上する。【解決手段】熱可塑性樹脂で形成された帯状の平ベルト１０の両端を相補的なフィンガー形状に打ち抜く。両端のフィンガーを突合せプレス台１５の上に載置する。フィンガー状の接合線１６に沿った形状を有するプレス金板１７を接合部に押し当てる。プレス金板１７を加熱し接合部のみに熱を加え融解し、その後冷却して両端部を融着することで帯状のベルトを無端ベルトとする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状のベルトの両端を熱融着により接合するベルト端部接合方法であって、前記ベルトの両端に設けられる接合面をベルト幅方向に沿った面以外の面を含む相補的な形状に成形し、前記相補的な接合面を突合せ、前記接合面に沿った領域のみ熱融解させて前記両端を融着することを特徴とするベルト端部接合方法。
【請求項２】
前記熱融解において、前記接合面に沿った形状のプレス金板を前記両端の接合部に押し当て、前記プレス金板を通して前記ベルトに熱が加えられることを特徴とする請求項１に記載のベルト端部接合方法。
【請求項３】
前記接合面がフィンガー継ぎ手の接合面であることを特徴とする請求項１に記載のベルト端部接合方法。
【請求項４】
帯状のベルトの両端を熱融着により接合して無端ベルトを製造する方法であって、前記ベルトの両端に設けられる接合面をベルト幅方向に沿った面以外の面を含む相補的な形状に成形し、前記相補的な接合面を突合せ、前記接合面に沿った領域のみ熱融解させて融着し、前記無端ベルトを形成することを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【請求項５】
前記熱融解において、前記接合面に沿った形状のプレス金板を前記両端の接合部に押し当て、前記プレス金板を通して前記ベルトに熱が加えられることを特徴とする請求項４に記載の無端ベルトの製造方法。
【請求項６】
前記接合面がフィンガー継ぎ手の接合面であることを特徴とする請求項４に記載の無端ベルトの製造方法。
【請求項７】
前記帯状のベルトの抗張力層が、芯線を溶融押し出しされたポリアミドエラストマ樹脂で被覆することで形成されることを特徴とする請求項５または請求項６の何れか一項に記載の無端ベルトの製造方法。
【請求項８】
前記ポリアミドエラストマ樹脂の押し出し加工中にゴム材を投入し、前記抗張力層の両面にゴム層を形成することを特徴とする請求項７に記載の無端ベルトの製造方法。
【請求項９】
相補的な形状に成形された帯状のベルトの両端を突合せて熱融着により接合した無端ベルトであって、熱融着される接合面がベルト幅方向に沿った面以外の面を含み、前記ベルトの継ぎ手部の表面が、前記接合面に沿って凹みを有することを特徴とする無端平ベルト。
【請求項１０】
芯体に芯線を用いたことを特徴とする請求項９に記載の無端平ベルト。
【請求項１１】
ポリアミドエラストマで前記芯体を被覆して抗張力層を形成することを特徴とする請求項１０に記載の無端平ベルト。
【請求項１２】
前記抗張力層の両面にゴム層が直接形成されたことを特徴とする請求項１１に記載の無端平ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝動用または搬送用ベルトの熱融着による端部接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
伝動用、搬送用平ベルトにおける両端部の接合方法として、ラップ継ぎ手、フィンガー継ぎ手、機械式レーシング継ぎ手などが知られている。このうち、フィンガー継ぎ手は、小プーリでの使用において耐久性が優れ、平坦性においても有利であるため、伝動用、搬送用平ベルトにおいて近年広く利用されている。フィンガー継ぎ手を用いたベルトでは、一般にベルト本体を熱可塑性樹脂で形成し、相補的な形状に打ち抜かれたベルト両端部を噛み合わせ、熱プレス機を用いて熱融着によりベルト両端を接合する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平６−７３９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の熱融着を用いたフィンガー継ぎ手でも、プレスの際、熱可塑性樹脂の熱流動のため、熱プレス機に挿入された継ぎ手部分の厚みが僅かに減少して変曲点が生成され、継ぎ手部分の両端にベルト幅方向に沿った段差が僅かに形成される。これは、ベルトに接触するロータやスピンドルに振動を与えるとともに、ベルト自身にも縞状の磨耗痕跡（ゼブラマーク）を生じさせ、機器およびベルトの損傷を引き起こす原因となる。
【０００５】
本発明は、熱融着を用いて両端が接合される無端平ベルトの制震性、耐久性を向上することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のベルト端部接合方法は、帯状のベルトの両端を熱融着により接合するベルト端部接合方法であって、ベルトの両端に設けられる接合面をベルト幅方向に沿った面以外の面を含む相補的な形状に成形し、相補的な接合面を突合せ、接合面に沿った領域のみ熱融解させて両端を融着することを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の無端ベルトの製造方法は、帯状のベルトの両端を熱融着により接合して無端ベルトを製造する方法であって、ベルトの両端に設けられる接合面をベルト幅方向に沿った面以外の面を含む相補的な形状に成形し、相補的な接合面を突合せ、接合面に沿った領域のみ熱融解させて融着し無端ベルトを形成することを特徴としている。
【０００８】
熱融解においては、接合面に沿った形状のプレス金板を両端の接合部に押し当て、プレス金板を通してベルトに熱が加えられる。また、接合面は、例えばフィンガー継ぎ手の接合面であることが好ましい。
【０００９】
また、帯状のベルトの抗張力層は、例えば芯線を溶融押し出しされたポリアミドエラストマ樹脂で被覆することで形成される。更に、ポリアミドエラストマ樹脂の押し出し加工中にゴム材を投入し、抗張力層の両面にゴム層が形成される。
【００１０】
本発明の無端平ベルトは、相補的な形状に成形された帯状のベルトの両端を突合せて熱融着により接合した無端ベルトであって、熱融着される接合面がベルト幅方向に沿った面以外の面を含み、ベルトの継ぎ手部の表面が、接合面に沿って凹みを有することを特徴としている。
【００１１】
無端平ベルトは、例えば芯体に芯線を用い、例えばポリアミドエラストマで芯体を被覆して抗張力層を形成する。また、抗張力層の両面には、例えばゴム層が直接形成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、熱融着を用いて両端が接合される無端平ベルトの制震性、耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の平ベルトの横断面図である。
【図２】継ぎ手部の部分拡大平面図である。
【図３】本実施形態における熱プレス処理の様子を示す斜視図である。
【図４】変形例の継ぎ手部の部分拡大平面図である。
【図５】第２実施形態の平ベルトの横断面図である。
【図６】振動試験機のレイアウト図である。
【図７】振動試験の結果を示すグラフである。
【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、図面を参照して説明する。図１は、本発明のベルト端部接合方法を用いて製造される第１実施形態の無端平ベルトの構成を示す横断面図である。
【００１５】
平ベルト１０は、例えば繊維機械等のスピンドルやロータへの動力伝達に用いられるタンジェンシャルベルトや、印刷、製本、紙工、郵便などで使用される紙葉類の搬送に用いられる搬送ベルトである。図１に示されるように、平ベルト１０は上下５つの層から構成される。
【００１６】
ベルト断面中央に配置される抗張力層１１には、複数の芯線１２が芯体（抗張力部材）としてベルト長手方向に沿って埋設される。また、芯線１２は、それぞれベルト幅方向に一定の間隔で配置される。抗張力層１１の上下両面には、帆布１３がそれぞれ貼着され、その外側にはそれぞれ表面材としてのゴム層１４が形成される。
【００１７】
芯線１２には、繊維コードが用いられ、例えば、綿などの天然繊維や、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ガラス繊維などの化学繊維、あるいはそれらの組合せなどが用いられる。芯線１２が埋設される抗張力層１１には、ポリアミドエラストマやポリウレタンエラストマなどの熱可塑性樹脂が用いられる。なお、抗張力層１１は、ベルト幅方向に一定の間隔で配列された芯線１２を溶融押出しされた熱可塑性樹脂で被覆することで形成される。また、帆布１３には、ポリアミド繊維などを用いた織布や編布などが用いられ、ゴム層１４には例えばＮＢＲゴムなどが用いられる。
【００１８】
図２は、図１に示される平ベルト１０の両端接合部を拡大して示す模式的な平面図であり、図３は、本実施形態の熱プレス処理に用いられるプレス機の一例を示す斜視図である。図２、３を参照して本実施形態のベルト端部接合方法について説明する。
【００１９】
まず、平ベルト１０の両端に形成される接合面は、ベルト幅方向に沿った面以外の面が含まれる相補的な形状に成形される。すなわち、接合面として打ち抜かれたベルト断面は、ベルト幅方向に沿った単一の平面から構成されるのではなく、ベルト横断面とは異なる向きの平面や曲面、あるいはそれらの組合せを含む断面から構成される。本実施形態では、平ベルト１０の両端はフィンガー形状に打ち抜かれる。フィンガー形状に打ち抜かれたベルトの両端は、図３に示されるようにフィンガー同士が突合せられた（噛み合わせられた）状態でプレス台１５の上に配置される。
【００２０】
本実施形態の熱プレス処理では、噛み合わせられたフィンガー同士の接合線１６に沿ったプレス金板１７が用いられる。すなわち、プレス金板１７は、接合線１６に沿って所定の幅を有する金板部材として形成され、プレス台１５に載置されたベルト両端部に対して接合線１６を覆うように押し当てられる。その後、プレス金板１７は、熱源（図示せず）により所定時間加熱され更に冷却されて、この熱プレス処理は終了する。
【００２１】
すなわち、本熱プレス処理では、図２において斜線で示される接合線１６に沿った加熱領域１７Ａにのみプレス金板１７が押し当てられ熱が加えられるため、ベルトを構成する熱可塑性樹脂もフィンガー接合部に沿ったこの領域でのみ融解される。なお、図３の例では、プレス台に載せられたフィンガー継ぎ手部に、フィンガー形状に沿ったプレス金板を一方から押し当てたが、フィンガー形状に沿った上下１組のプレス金板で継ぎ手部を挟んで熱プレスを行ってもよい。
【００２２】
以上のように、第１実施形態によれば、熱プレス処理の際に熱融解されるのは接合線（接合面）に沿った領域なので、この領域に段差（僅かな凹み）が発生するが、段差のベルト長手方向における位置は、ベルト幅方向に沿って移動する。これにより、熱融着により発生する段差は、継ぎ手部の長手方向全体に分散され、ローラやスピンドルとの接触における段差の影響が低減され、これによる振動を抑えることができる。
【００２３】
また、本実施形態の平ベルトでは、芯体に芯線を用いることで張力設計の自由度を増大させ、かつ柔軟性を持たせながらも、接合線に沿った領域のみを熱融解させることで、熱融着時の芯線の乱れ防止して走行性を維持することができる。なお、本発明は、熱融着により発生する段差（変曲点）がベルト長手方向に分散されればよいので、例えば図４のように、フィンガー継ぎ手を斜めにすることでより効果を得ることができる。
【００２４】
なお、第１実施形態では、芯体に芯線を用いた平ベルトを例に説明を行ったが、本発明は、端部の接合に熱融着が用いられるベルトであれば如何なる構成のベルトにも適用することができ、芯体に延伸フィルムや帆布を用いるベルトや、ゴム層との間に帆布がないベルト、あるいは表面素材（ゴム層）をゴム以外の素材で構成するベルトにも適用することができる。
【００２５】
次に、図５を参照して本発明のベルト端部接合方法を用いて製造される第２実施形態の無端平ベルトについて説明する。
【００２６】
第２実施形態の無端平ベルト２０は、例えば、印刷、製本、紙工、郵便などで使用される紙葉類の搬送に用いられる搬送ベルトである。図５の断面図に示されるように、平ベルト１０は上下３つの層から構成される。
【００２７】
ベルト断面中央に配置される抗張力層２１には、複数の芯線２２が芯体（抗張力部材）としてベルト長手方向に沿って埋設され、芯線２２は、それぞれベルト幅方向に一定の間隔で配置される。また、抗張力層２１の上下両面には、それぞれ表面材としてのゴム層２３が形成される。
【００２８】
芯線２２には、綿などの天然繊維や、ポリアミド系合成繊維、ポリエステル繊維、ガラス繊維などの化学繊維、あるいはそれらの組合せなどが用いられる。芯線２２には、例えばパラ系アラミドコード１１００ｄｔｅｘ／３を使用する。すなわち、パラ系アラミドコード１１００ｄｔｅｘ／３を上撚りＳ、Ｚ交互にベルト幅方向に密度４．５本／ｃｍの等間隔で配列し、これを溶融押し出しされたポリアミドエラストマ樹脂で被覆して厚さ１．５ｍｍの抗張力層２１が形成される。
【００２９】
また第２実施形態の平ベルト２０では、抗張力層２１の両面にＮＢＲなどのゴムが直接接着されゴム層２３が形成される。ゴム層２３の抗張力層２１への接着は、抗張力層２１の形成時、すなわち、ポリアミドエラストマ樹脂の押し出し加工中にＮＢＲゴムを投入することで行われる。
【００３０】
上記工程で形成された長尺のベルト本体は、所定の長さでその両端が相補的な形状となるように打ち抜かれ、第１実施形態で説明した接合方法を用いて熱融着され無端ベルトとされる。
【００３１】
以上のように第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、従来の搬送ベルトでは、必要張力および横剛性を得るため、かつ熱融着による接合を行うために熱可塑性樹脂層を含む帆布３ｐｌｙ計７層の構造が用いられるが、本実施形態の平ベルトでは、芯線を用いることで抗張力を高めるとともにポリアミドエラストマを抗張力層に用い横剛性を維持し、かつ抗張力層に接合用の熱融着材としての機能を持たせているので、その構造が簡略となり製造コストの低減を図ることができる。
【００３２】
また、上記熱プレス機を用いて熱融着を行うことで主な抗張体に芯線を採用しながらも、芯線を乱すことなくピッチ線上に維持することができる。これにより端部の接合に接着剤等を用いることなく、走行性を維持し、曲げ抵抗の増大を抑制して屈曲損失を低減し、かつ高い抗張力を得ることでクリープ損失の低減も図られる。特に第２実施形態では、帆布を用いない３層構造とされているので、構造の簡略化によるコストの削減、屈曲損失の低減に大きな効果がある。
【実施例】
【００３３】
次に、図６、図７を参照して、本発明のベルト端部接合方法によるベルトの振動の低減の具体的な効果を示す。なお、図６は、振動試験に用いられた試験機のレイアウトであり、図７は振動試験の結果を示すグラフである。
【００３４】
試験では、熱可塑性樹脂を主成分として構成された平ベルトの両端を相補的なフィンガー形状に打ち抜き、噛み合わせた両端のフィンガーを第１実施形態で説明した方法により熱融着させ無端ベルトとした実施例１とし、従来の熱プレス処理を行って無端ベルトとした比較例１の振動試験を行った。なお、実施例１、比較例１のベルトはともに幅２５ｍｍ、長さ３１００ｍｍの無端ベルトであり、熱プレス処理以外の構成は全て同じである。
【００３５】
図６に示されるように、実施例１、比較例１の平ベルト３０は、それぞれ直径１５０ｍｍの原動プーリ３１および従動プーリ３２に取付張力８５０Ｎ／２５ｍｍ幅で掛け回され、ベルト速度８．４ｍ／秒で走行された。ベルトの張り側スパンには、直径８ｍｍの３個のローラ３３〜３５と、各ローラ３３〜３５と対となる３個プレッシャーローラ３６〜３８が各々ベルト表面および背面に線接触するように略等間隔で配置され、ローラ３３〜３５は２０，０００ｒｐｍで回転された。計測は、３個のプレッシャーローラ３６〜３８のうちの略スパン中央に位置する真ん中のプレッシャーローラ３７の位置をレーザー変位計で測定することにより行われた。
【００３６】
図７は、プレッシャーローラ３７の釣合い位置からの変位（ｍｍ）を時系列で示したものである。図７において、実施例１の平ベルトを走行したときの変位は曲線Ｅで示され、比較例１の平ベルトを走行したときの変位は曲線Ｃで示される。
【００３７】
図７のグラフで示されるように、比較例１のベルトでは、継ぎ手のローラへの接触に対応して、略０．３６９秒の周期で０．４ｍｍを越える大きな変位が現れるが、実施例１のベルトでは、この変位が略０．１ｍｍのオーダにまで大幅に低減されている（１／４以下）。
【００３８】
以上のように、本発明のベルト端部接合方法によれば、継ぎ手部に形成される段差による振動の発生を大幅に抑えることができる。なお、制震性の効果は特に高速走行されるタンジェンシャルベルトに大きい。
【００３９】
なお、本実施形態では、熱源をプレス金板に当てて融解を行ったが、例えば金型に高周波ウェルダーや超音波ウェルダーを適用しベルトの熱融着を行ってもよい。また、本実施形態で例示したフィンガー形状は直線のみにより形成されているが、フィンガーの形状は曲線や、曲線と直線で構成される形状であってもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１０  平ベルト
１１  抗張力層
１２  芯線
１３  帆布
１４  ゴム層
１６  接合線
１７  プレス金板
１７Ａ  加熱領域
２０  平ベルト
２１  抗張力層
２２  芯線
２３  ゴム層
【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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