(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強材を外周に被せた伝動ベルト成形用の金型と、金型に被せた補強材の外周に接して回転自在で且つ金型の軸方向に沿って移動駆動されるタッチプーリとを備えて成り、金型に被せた補強材の外周に供給される心線をタッチプーリの外周面で押さえながら金型を回転駆動させることによって、心線を補強材の外周にスパイラル状に巻き付けるようにした伝動ベルト成形用心線巻付け装置において、タッチプーリを、補強材の外周に供給されて巻き付けられる心線を押さえる巻付け心線押さえ部と、補強材の外周に巻き付け済みの心線を押さえる巻済み心線押さえ部とから形成すると共に、巻済み心線押さえ部と巻付け心線押さえ部を同軸で相互に独立して回転自在に形成して成ることを特徴とする伝動ベルト成形用心線巻付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯付ベルトなど、心線がベルト長手方向に沿って埋入された伝動ベルトを成形する際に、成形用の金型に心線を巻き付けるために用いられる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
歯付ベルトなどの伝動ベルトを製造するにあたっては、例えば次のようにして行なわれている。すなわち図２（ａ）に示すような、外周に歯部成形用の凹溝１１を軸方向と並行に多数本設けて形成した円筒状の金型２を用い、まずこの金型２の外周に帆布などのシート材を筒状にした補強材１を被せ、次に金型２に被せた補強材１の外周に心線４をスパイラル状に巻き付ける。この後、心線４の上から補強材１の外周に未加硫のゴムシート１２を巻き付け、これを加熱・加圧して加硫することによって、円筒状のスリーブを成形する。そしてこのスリーブを輪切りするように切断することによって、図２（ｂ）に示すような、片面に補強材１で表面が補強された歯部１３が所定ピッチで形成され、複数本の心線４がベルト長手方向に埋入された伝動ベルトＴを得ることができるものである。
【０００３】
ここで、上記のように金型２に被せた補強材１の外周に心線４をスパイラル状に巻き付けるために、特公平６−９２１３３号公報などで提供されているように、タッチプーリ３が使用されている。タッチプーリ３は円柱状に形成されるものであって、軸１５を中心にして回転自在にしてある。このタッチプーリ３は回転駆動される金型２の回転軸１６に軸１５が平行になるように金型２の外周部に配置されるものであり、金型２の軸方向と平行に移動駆動されるようにしてある。
【０００４】
図３及び図４は従来のタッチプーリ３の一例を示すものであり、その軸方向の一方の端部を巻付け心線押さえ部５として、軸方向の他の部分を巻済み心線押さえ部６として一体に形成してある。巻付け心線押さえ部５の外周には心線ガイド溝１７が凹設してある。尚、図のものは、Ｓ撚りとＺ撚りの一対の心線４を同時に巻き付ける２条巻きに用いるために２本の心線ガイド溝１７が凹設してあるが、１条巻の場合には１本の心線ガイド溝１７を凹設したタッチプーリ３を用いる。そしてこのタッチプーリ３にあって、巻付け心線押さえ部５の半径（心線ガイド溝１７の溝底部での半径）ｒ1と、巻済み心線押さえ部６の半径ｒ1とは、等しい寸法に形成してある。
【０００５】
このようなタッチプーリ３を用いて、金型２に被せた補強材１の外周に心線４をスパイラル状に巻き付けるにあたっては、金型２に被せた補強材１の外周に供給される心線４を、タッチプーリ３の巻付け心線押さえ部５の心線ガイド溝１７に嵌合させてガイドしながら、金型２を図４の矢印のように回転駆動することによって、心線ガイド溝１７でガイドして位置決めした状態で補強材１の外周に心線４を巻き付けることができるものであり、同時に図３の矢印のようにタッチプーリ３を金型２の回転軸１６と平行に移動させることによって、心線ガイド溝１７で心線１をガイドする位置を移動させ、スパイラル状に巻き付けることができるものである。
【０００６】
ここで、タッチプーリ３を金型２に被せた補強材１の外周に直接接触させず浮かせた状態で心線４の巻き付けを行なう方法もあるが、この方法では巻き付けられた心線４の並びが悪くなり、得られた伝動ベルトＴに埋入されている心線４の本数にばらつきが生じて、伝動ベルトＴの強度のばらつきが大きくなると共に、心線４同士が接触しているとベルト走行中に心線４間にストレスが生じて切断されるおそれがある。
【０００７】
このために、図３や図４に示すように、タッチプーリ３を金型２に被せた補強材１に押さえ付けた状態で、心線４の巻き付けを行なうようにしている。図３及び図４において、符号４ａは補強材１の外周にこれから巻き付けようとする心線４を示し、符号４ｂは補強材１の外周に既に巻き付けた巻付け済みの心線４を示すものであり、巻き付けようとする心線４ａは巻付け心線押さえ部５の心線ガイド溝１７で押さえ付けられて補強材１の外周に巻き付けられ、また補強材１の外周に巻付け済みの心線４ｂは巻済み心線押さえ部６で押さえられている。このように巻き付けようとする心線４ａと巻付け済みの心線４ｂがそれぞれタッチプーリ３で押さえ付けられた状態で巻き付けが行なわれるので、補強材１の外周での心線４の並びが良くなるのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにタッチプーリ３を金型２に被せた補強材１に押さえ付けることによって、並び良く心線４をスパイラルに巻き付けることができるが、この反面、タッチプーリ３による押圧力の作用で金型２に被せた補強材１にネジレなどのずれが発生し易くなる。補強材１は帆布等を筒状にして付き合わせた端部同士を縫い合わせてあり、この縫い目１４は図２（ｂ）に示すように歯部１３の頂部に位置するように伝動ベルトＴを製造する必要があり、このためには縫い目１４が凹溝１１の位置にくるように補強材１を金型２に被せて、成形を行なう必要があるが、心線４を巻き付ける際に補強材１にずれが生じると、補強材１の縫い目１４が凹溝１１の位置からずれるおそれがあり、縫い目１４が歯部１３の頂部からずれて歯部１３間の谷部などの位置に縫い目１４が存在して、強度の上で問題がある伝動ベルトＴが製造されるおそれがあるのである。
【０００９】
ここで、心線４を巻き付ける際に補強材１にネジレ等のずれが発生する原理を図４に基づいて説明する。
【００１０】
タッチプーリ３は自身では回転駆動されないものであり、図３や図４に示すように、補強材１の外周に既に巻き付けられている巻付け済みの心線４ｂに巻済み心線押さえ部６が圧接していることによって、金型２の回転駆動に従動してタッチプーリ３は図４の矢印のように回転されるものであり、補強材１の外周にこれから巻き付けようとする心線４ａは角度θの範囲で巻付け心線押さえ部５の心線ガイド溝１７に巻き掛けられている。そしてタッチプーリ３の外周のうち金型２に最も近い個所に接する心線４ａ，４ｂの表面上の点をＡ0とし、これから巻き付けようとする心線４ａがタッチプーリ３の巻付け心線押さえ部５の外周に角度θで巻き掛けられている範囲である円弧Ａ0Ｂ0をとり、さらに円弧Ａ0Ｂ0＝円弧Ａ0Ｃ0となるように点Ｃ0を巻付け済み心線４ｂの外側の表面上にプロットする。またタッチプーリ３の軸１５と点Ａ0を結ぶ直線の延長線とこれから巻き付けようとする心線４ａのピッチラインｐとの交点と、金型２の回転軸１６と点Ａ0を結ぶ直線と巻付け済みの心線４ｂのピッチラインｐとの交点は図４において一致するので、それぞれ点Ａ1としてプロットし、さらにタッチプーリ３の軸１５と点Ｂ0を結ぶ直線の延長線とこれから巻き付けようとする心線４ａのピッチラインｐとの交点を点Ｂ1としてプロットすると共に、金型２の回転軸１６と点Ｃ0を結ぶ直線と巻付け済みの心線４ｂのピッチラインｐとの交点をＣ1としてプロットする。尚、心線４のピッチラインｐは心線４のほぼ中心にある。
【００１１】
タッチプーリ３の巻付け心線押さえ部５の半径ｒ1と巻済み心線押さえ部６の半径ｒ1は等しいので、タッチプーリ３と心線４の間で滑りがなければ、金型２の回転駆動に伴って回転される巻付け済み心線４ｂの外側表面の速度とタッチプーリ３の巻付け心線押さえ部５の外周表面の速度は等しくなり、従って巻付け心線押さえ部５に接するこれから巻き付けようとする心線４ａの内側表面の速度と巻付け済み心線４ｂの外側表面の速度は等しくなる。すなわち、［巻き付けようとする心線４ａの内側表面の速度：巻付け済み心線４ｂの外側表面の速度＝円弧Ａ0Ｂ0：円弧Ａ0Ｃ0］であり、円弧Ａ0Ｂ0＝円弧Ａ0Ｃ0である。
【００１２】
ここで、巻き付けようとする心線４ａの速度と巻付け済み心線４ｂの速度を、心線４の真の長さであるピッチラインｐについて比較をすると、［巻き付けようとする心線４ａの速度：巻付け済み心線４ｂの速度＝円弧Ａ1Ｂ1：円弧Ａ1Ｃ1］である。そして心線４の厚み（直径）をｔ、金型２に補強材１の厚みを加えた金型２の中心の回転軸１６から補強材１の外周までの半径をｒ2とすると、円弧Ａ1Ｂ1／円弧Ａ0Ｂ0＝（ｒ1＋０．５ｔ）／ｒ1であり、円弧Ａ1Ｃ1／円弧Ａ0Ｃ0＝（ｒ2＋０．５ｔ）／（ｒ2＋ｔ）である。上記のように円弧Ａ0Ｂ0＝円弧Ａ0Ｃ0であるから、［巻き付けようとする心線４ａの速度：巻付け済み心線４ｂの速度＝円弧Ａ1Ｂ1：円弧Ａ1Ｃ1＝（ｒ1＋０．５ｔ）／ｒ1：（ｒ2＋０．５ｔ）／（ｒ2＋ｔ）］の関係になる。一般にｒ2はｒ1より大であるので、（ｒ1＋０．５ｔ）／ｒ1＞（ｒ2＋０．５ｔ）／（ｒ2＋ｔ）であり、円弧Ａ1Ｂ1＞円弧Ａ1Ｃ1となる。従って、巻き付けようとする心線４ａの速度は巻付け済み心線４ｂの速度より常に速くなる。
【００１３】
このように、巻き付けようとする心線４ａの速度が巻付け済み心線４ｂの速度より速いと、巻付け直後の心線４ａに作用する張力が巻付け済み心線４ｂの張力より大になるので、補強材１の外周に巻き付けられる心線４ａ，４ｂのこの張力の差を解消するように、巻き付けられる心線４ａに補強材１が部分的に引かれて移動し、この結果、金型２の回転方向に補強材１がネジレてずれが発生するのである。
【００１４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、タッチプーリで押さえ付けながら心線を巻き付けるにあたって、補強材がネジレてずれるようなことなく、心線を補強材の外周に巻き付けることができる伝動ベルト成形用心線巻付け装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、補強材１を外周に被せた伝動ベルト成形用の金型２と、金型２に被せた補強材１の外周に接して回転自在で且つ金型２の軸方向に沿って移動駆動されるタッチプーリ３とを備えて成り、金型２に被せた補強材１の外周に供給される心線４をタッチプーリ３の外周面で押さえながら金型２を回転駆動させることによって、心線４を補強材１の外周にスパイラル状に巻き付けるようにした伝動ベルト成形用心線巻付け装置において、タッチプーリ３を、補強材１の外周に供給されて巻き付けられる心線４を押さえる巻付け心線押さえ部５と、補強材１の外周に巻き付け済みの心線４を押さえる巻済み心線押さえ部６とから形成すると共に、巻済み心線押さえ部５と巻付け心線押さえ部６を同軸で相互に独立して回転自在に形成して成ることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態の一例を示すものであり、タッチプーリ３は円柱状（あるいは円筒状）に形成されるものであって、軸１５を中心にして回転自在にしてある。またタッチプーリ３は軸方向に二分割してあって、軸方向の先端部側を巻付け心線押さえ部５として、軸方向の後部側を巻済み心線押さえ部６としてそれぞれ形成してあり、巻付け心線押さえ部５の外周には心線ガイド溝１７が凹設してある。巻付け心線押さえ部５と巻済み心線押さえ部６は共通の軸１５を中心にして回転自在であるが、巻付け心線押さえ部５と巻済み心線押さえ部６は相互に独立して自由に回転できるようにしてある。そしてこのタッチプーリ３において、巻付け心線押さえ部５の半径（心線ガイド溝１７の溝底部での半径）ｒ1と、巻済み心線押さえ部６の半径ｒ1は等しい寸法に形成してある。
【００１８】
また金型２は図２において既述のように、外周に歯部成形用の凹溝１１を軸方向と並行に多数本設けて形成した円筒体（あるいは円柱体）で形成されるものであり、回転軸１６を中心にして回転駆動されるようになっている。タッチプーリ３はこの金型２の外周部に軸１５，１６が平行になるように配置されるものであり、図１の矢印のように、巻付け心線押さえ部５を先頭側にして金型２の軸方向と平行な方向に移動駆動されるようにしてある。
【００１９】
そしてこの金型２の外周には、帆布などのシート材を縫い合わせて筒状にした補強材１が被せられるものであり、金型２に被せたこの補強材１の外周に心線４をスパイラル状に巻き付けるにあたっては、心線４を補強材１の外周に供給し、タッチプーリ３の巻付け心線押さえ部５の心線ガイド溝１７で心線４をガイドしながら、金型２を回転駆動すると共にタッチプーリ３を金型２に対して平行に移動させることによって行なうことができる。また、タッチプーリ３には心線４を金型２に被せた補強材１に押さえ付ける押圧力が与えられており、これから巻き付けようとする心線４ａは巻付け心線押さえ部５の心線ガイド溝１７で押さえ付けられて補強材１の外周に巻き付けられると同時に、補強材１の外周に巻付け済みの心線４ｂは巻済み心線押さえ部６で押さえられているので、補強材１の外周での心線４の並びを良好なものとすることができるものである。
【００２０】
そして従来例の図４において説明したように、タッチプーリ３で押さえ付けながら金型２を回転駆動して心線４を補強材１の外周に巻き付ける際に、巻付け心線押さえ部５で押さえられているこれから巻き付けようとする心線４ａの速度が、巻済み心線押さえ部６で押さえられている巻付け済み心線４ｂの速度より速いと、巻き付けられる心線４ａに補強材１が部分的に引かれて移動し、金型２の回転方向に補強材１がネジレてずれが発生する。従って、これから巻き付けようとする心線４ａの速度と、巻付け済み心線４ｂの速度が等しければ、巻付け直後の心線４ａに作用する張力と巻付け済み心線４ｂの張力は等しくなり、巻き付けられる心線４ａに補強材１が部分的に引かれるようなことがなくなって、補強材１がネジレてずれることを防止することができる。
【００２１】
そこで本発明では、タッチプーリ３の巻付け心線押さえ部５と巻済み心線押さえ部６を相互に独立して自由に回転できるようにしてあり、タッチプーリ３は心線４及び補強材１を介して金型２に押圧されていて金型２の回転駆動に従動して回転されているが、巻済み心線押さえ部６は補強材１の外周に既に巻き付けられている巻付け済みの心線４ｂに圧接していることによってこれに従動して回転し、また巻付け心線押さえ部５は補強材１に巻き付けられる心線４ｂに圧接することによってこれに従動して回転している。従って、図４に示したように巻き付けようとする心線４ａにおける円弧Ａ1Ｂ1が、巻付け済み心線４ｂにおける円弧Ａ1Ｃ1より大きいと、この円弧Ａ1Ｂ1と円弧Ａ1Ｃ1の寸法の差の分だけ、巻付け心線押さえ部５の回転周速度が巻済み心線押さえ部６の回転周速度より遅くなる。
そしてこの巻付け心線押さえ部５と巻済み心線押さえ部６の回転周速度の差で、円弧Ａ1Ｂ1と円弧Ａ1Ｃ1の寸法差が吸収され、これから巻き付けようとする心線４ａの速度が、巻付け済み心線４ｂの速度と等しくなって、心線４を補強材１の外周に巻き付ける際に補強材１がネジレてずれるようなことがなくなるものである。
【００２２】
【発明の効果】
上記のように本発明は、補強材を外周に被せた伝動ベルト成形用の金型と、金型に被せた補強材の外周に接して回転自在で且つ金型の軸方向に沿って移動駆動されるタッチプーリとを備えて成り、金型に被せた補強材の外周に供給される心線をタッチプーリの外周面で押さえながら金型を回転駆動させることによって、心線を補強材の外周にスパイラル状に巻き付けるようにした伝動ベルト成形用心線巻付け装置において、タッチプーリを、補強材の外周に供給されて巻き付けられる心線を押さえる巻付け心線押さえ部と、補強材の外周に巻き付け済みの心線を押さえる巻済み心線押さえ部とから形成するようにしたので、これから巻き付けようとする心線と巻付け済みの心線をそれぞれ押さえた状態で心線を巻き付けることができ、補強材の外周での心線の並びを良好なものとすることができるものである。しかも巻済み心線押さえ部と巻付け心線押さえ部を同軸で相互に独立して回転自在に形成したので、巻付け心線押さえ部と巻済み心線押さえ部の回転周速度の差で、巻付け心線押さえ部で押さえながらこれから巻き付けようとする心線の送り速度と、巻済み心線押さえ部で押さえられている巻付け済み心線の送り速度が等しくなるようにすることができるものであり、巻き付けようとする心線の速度と巻付け済み心線の速度が異なることによって生じる補強材のネジレによるずれを防止しながら、心線を補強材の外周に巻き付けることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す一部の正面図である。
【図２】（ａ）は伝動ベルトの製造の工程の一例を示す側面断面図、（ｂ）は伝動ベルトの一部を示す拡大した斜視図である。
【図３】従来例を示す一部の正面図である。
【図４】同上の一部の側面図である。
【符号の説明】
１  補強材
２  金型
３  タッチプーリ
４  心線
５  巻付け心線押さえ部
６  巻済み心線押さえ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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