(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト表面から延びる歯を有する歯付き駆動ベルト（１０）の製造方法であって、該方法が
一つの内側ドラム鋳型（２４）を組み立てる段階であって、該内側ドラム鋳型が第１のセットの同心鋳型リング（２８）を有し；該第１のセットの鋳型リングが、隣接する右手リングおよび左手リング（３０，３２）を有してなり；該右手リングおよび左手リングに歯形成溝（３４Ａ，３４Ｂ）があり；右手リングおよび左手リングのそれぞれにある該溝が所定のピッチ（Ｐ）で隔てられている段階；
一つの内側ドラム鋳型（２４）周囲に多層ベルトバンド（６０）を形成する段階；
該ベルトバンドを硬化する段階；
該ベルトバンドを該内側ドラム鋳型上に配置したままで、該硬化したベルトバンドをベルト幅部に分割する段階；および
該ベルトバンドをベルト幅部分に分割する該段階の後に該鋳型から該ベルト幅部分を取り出す段階であって、該ベルト幅部分を取り出す段階が該右手リングを第１の方向でベルト幅部分から離れるように滑らせ、かつ該左手リングを第２の方向で該ベルト幅部分から離れるように滑らせることを含むものである段階
の各段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
該右手リングの該溝が長手方向に対して斜めの角度を有し、該左手リングの該溝が該右手リングの該溝に対して反対の方向で傾斜しており、該内側ドラム鋳型組立の段階が、
該右手リングを該左手リングに対して所定の位置に配置して、該右手リングの該溝が該左手リングの該溝から所定の距離だけずれるようにする段階；ならびに
保持手段を使用して、該右手リングを該左手リングに対して該所定の位置で保持する段階
を有してなる請求項１記載の方法。
【請求項３】
該ドラム鋳型周囲の多層ベルトバンド形成の段階が、
該内側ドラム鋳型に対して第１のファブリック層（６２）を載置する段階；
該第１のファブリック層上に長手方向伸長性部材（６４）を配置する段階；
該伸長性部材の上にエラストマー材料（６６）を重ねる段階；ならびに
該エラストマー材料の上に横方向強化部材（６８）を重ねる段階
を有してなる請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、歯付き駆動ベルトおよびタイミングベルトに関するものであり、より具体的には、反対方向にバランスの取れた斜めの角度でベルト表面から延びている２以上の歯トラックを有する歯付き駆動ベルトの製造方法および製造装置に関する。
背景技術
グレッグ（Gregg）らに対する米国特許５２０９７０５号には明瞭に、斜めのオフセット歯を有する歯付き駆動ベルトが開示されている。スクラ（Skura）らに対する米国特許３０７８２０６号には明瞭に、ベルト歯と強化確実駆動ベルトの製造方法が開示されている。英国特許２６００７７５号には明瞭に、動力伝動ベルトの製造および硬化の方法および装置が開示されている。米国特許出願ＧＢ２０８８２７７号には、外部鋳型を用いてヘリングボーンベルト製造のための鋳型であって、数セットの成形リングが内側成形表面を有する鋳型が開示されている。最後に、日本特許５９−１３３０３４号も、歯付き駆動ベルトの製造方法に関するものである。
歯付き駆動ベルトは一般に、複数の高弾性率コードから形成された長手方向伸長性の部材で強化された弾性エラストマーを有してなるものである。そのコードは、ガラス繊維、炭素繊維、スチール、ポリエステル、強力レーヨンまたは好ましくはポリアミド製とすることができる。
ベルトの歯表面は、耐摩耗性ファブリック（例：ナイロン）で強化されていても良い。
エラストマーは、そのようなベルトでの使用に好適であることが公知のもののいずれであっても良く、例えばポリクロロプレン、ポリウレタン、ＮＢＲ、ＩＩＲ、ＩＲ、ＳＢＲ、ＣＳＭ、ＥＰＤＭ、他の熱硬化性樹脂、熱可塑性エラストマーおよび他のポリマーアロイなどがある。
代表的には、歯付き駆動ベルトは、ファブリック、未硬化エラストマーおよびコードをドラム上に巻き付けることで製造される。ドラムは内側鋳型として機能し、その周囲は軸方向に向いて均等なピッチを有する溝からなる。硬化の際にベルトのスラブは、ドラム周囲に対して放射方向で内側方向にスラブを押しつける外部仕切板またはオートクレーブによってかけられる圧力によって成形される。硬化後、ベルトスリーブをドラムまたは鋳型から軸方向に滑らせて外す。次に別の操作で、スリーブを横方向に滑らせて、個々のベルトの中へ入れる。
そうして形成された歯付きベルトは通常、ベルトから直角にベルト周囲に延びる１個の歯トラックを有し、その歯はドラム周囲にある溝と一致した寸法を有する。そのようなベルトの製造では、簡単な溝付きドラムを使用する。
ベルトの方向に対して斜めの角度で互いに反対方向でバランスが取られている２以上の横方向に隣接する歯列を有する歯付きベルトを提供することが、当業界では公知である。そのようなベルト構造の一つが、米国特許５２０９７０５号に開示されており、該開示は引用によって本明細書に含まれるものとする。該特許に開示のベルト構造は、特に騒音に関して一定の利点を提供するものであり、ベルト周囲に対して直角に延長する１個の歯トラックを有するベルトと比較して改善されたものである。
しかしながら、当業界で直面している問題は、内側ドラム鋳型上で複数のベルトセクションを有するバンドの形成および硬化を可能とする方法による、その改良されたベルトを製造する能力である。各ベルトセクション上で互いに逆方向でバランスを取っている斜め角度で延長する２以上の歯トラックがあるため、上記の先行技術の製造方法で行うように、硬化ベルトスリーブをドラム鋳型から軸方向に滑らせて外すことが困難になる。
本明細書に記載の本発明の方法は、互いに逆方向でバランスを取っている斜め角度で延長する２以上の歯トラックを有する歯付きベルトを、簡単かつ効果的な形で有利に製造することができる方法を提供するものである。
発明の開示
本発明によれば、ベルト表面から延びる歯を有する歯付き駆動ベルトの製造方法において、
隣接する右手リングおよび左手リングを有してなり、該右手リングおよび左手リングに歯形成溝があり、右手リングおよび左手リングのそれぞれにある該溝が所定のピッチで隔てられている第１のセットの同心成形リングを有する内側ドラム鋳型を組み立てる段階；
該ドラム鋳型周囲に多層ベルトバンドを形成する段階；
該ベルトバンドを硬化する段階；
硬化ベルトバンドを複数のベルト幅部分に分割する段階；
ベルトバンドを幅部分に分割した後に、該ベルト幅部分を鋳型から取り出す段階
を有してなることを特徴とする方法が提供される。
本発明の別の態様によれば、右手リングの溝が長手方向に対して斜めの角度を有し、左手リングの溝が右手リングの溝に対して反対の方向で傾斜している。その本発明の方法では、内側ドラム鋳型組立の段階は、
右手リングを左手リングに対して所定の位置に配置して、右手リングの溝が左手リングの溝から所定の距離だけずれるようにする段階；ならびに
保持手段を使用して、右手リングを左手リングに対して所定の位置で保持する段階
を有してなる。
本発明の別の態様によれば、ドラム鋳型周囲の多層ベルトバンド形成の段階は、
内側ドラム鋳型に対して第１のファブリック層を載置する段階；
該ファブリック層上に長手方向伸長性部材を配置する段階；
該伸長性部材の上にエラストマー材料を重ねる段階；ならびに
該エラストマー材料の上に横方向強化部材を重ねる段階
を有してなる。
本発明の別の態様によれば、内側ドラム鋳型の組立の段階はさらに、
第１のセットと第２のセットの鋳型リングの間にスペーサリングを配置する段階
を有してなる。
本発明のさらに別の態様によれば、硬化ベルトバンドを複数のベルト幅部分に分割する段階は、
ドラム鋳型組立物を旋盤上に取り付ける段階；ならびに
第１のセットの鋳型リングの両側で該硬化ベルトバンドをカットする段階
を有してなる。
本発明のさらに別の態様によれば、ベルトバンドを幅部分に分割する段階の後に鋳型から該ベルト幅部分を取り出す段階は、
右手リングを第１の方向でベルト幅部分から離れるように滑らせる段階；ならびに
左手リングを第２の方向でベルト幅部分から離れるように滑らせる段階を有してなる。
本発明の一つの利点は、２以上の隣接する斜めに傾斜した歯列を有する歯付きベルトを効率良く製造できるという点である。
本発明の別の利点は、１回の硬化操作で作製する歯付きベルトの数を変えることができるという点である。
本発明のさらに別の利点は、作製されたベルトの斜め歯を精度良く作ることができるという点である。
本発明のさらに別の利点は、操作中に損傷が生じたりあるいは所望の許容誤差を逸脱するようになったドラム部分を交換可能であるという点である。
本発明のさらに別の利点は、従来のベルト形成方法の一部を組み込んで、改良されたベルト構造を作ることができるという点である。
本発明のさらに別の効果および利点は、以下の詳細な説明を読んで理解することで、当業者には明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
本発明は、一定の部分および部分配置において物理的形状を取ることができ、その好ましい実施態様について、以下に本明細書で詳細に説明し、本明細書の一部を構成する添付の図面に示してある。
図１は、本発明の方法によって製造される歯付き駆動ベルトの一部の底面図である。
図２は、一部が図１の２−２線での断面である側面図である。
図３は、本発明の方法に従って使用されるドラム鋳型組立物である。
図４は、図３の４−４線でのドラム鋳型組立物の断面図である。
図５は、本発明の方法に従って使用される鋳型リングの側面図である。
図６は、一部分が図５の６−６線での断面である正面図である。
図７は、本発明の方法に従って使用される右手成形リングの一部の拡大図である。
図８は、本発明の方法に従って使用される左手成形リングの一部の拡大図である。
図９は、本発明の方法に従って形成される未硬化ベルトの断面図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明の好ましい実施態様を図示することのみが目的であって、本発明を制限するものではない図面について説明すると、図１および図２は、本発明の方法に従って製造される種類などのベルト１０を示している。ベルト１０には、２以上の横方向に隣接する歯列１３があり、中心線１３ａおよび１３ｂがある。歯はそのピッチＰによって長手方向に互いに均等に隔てられており、長手方向に対して斜め方向に延びていることで、横方向に隣接する列における歯１３は互いに反対方向でバランスの取れた角度１７で配置されており、中心線１３ａおよび１３ｂは、ピッチＰの１０％〜９０％の距離２１だけ、互いにずれている。至適には、そのズレ距離はピッチＰの５０％である。斜め角度１７は１５°〜４５°の範囲とすることができる。
本発明の方法によれば、ドラム２４を組み立ててベルト１０を形成する。図３〜６について説明すると、ドラム鋳型２４は１以上のリングセット２８を有してなる。各リングセット２８は１個の歯付きベルト１０を形成する。各リングセット２８は右手リング３０および左手リング３２を有してなる。右手および左手とは、リング３０および３２の周囲表面に形成された螺旋状溝３４Ａおよび３４Ｂの方向を指す。右手リング３０上の螺旋状溝３４Ａは、最終品ベルト１０の斜めに延長する歯１３の一方のトラックを形成するものであり、左手リング３２上の螺旋状溝３４Ｂは、最終品ベルト１０の斜めに延長する歯１３の隣接するトラックを形成するものである。溝３４Ａおよび３４Ｂは逆の角度を有しており、それによって歯１３は、この改良されたベルト構造の反対方向でバランスの取れた歯を示している。
ドラム鋳型２４は、複数のリングセット２８を有することができる。連続するリングセット２８は、スペーサとして作用する中央ブランクリング３６によって隔てられていても良い。リングセット２８の最外縁部に隣接して、末端リングブランク３８を配置することができる。最後に、底部および頂部の末端リング４０および４２はそれぞれ、ドラム鋳型２４の末端に配置することができる。底部および頂部の末端リング４０および４２がドラム鋳型２４用のフランジ４４を提供して、ベルト形成工程に役立てることができる。
好ましい実施態様では、好ましいドラム鋳型２４は、３つの中央ブランクリング３６によって互いに隔てられた４個のリングセット２８を有する。連続リングセット２８上の溝３４Ａおよび３４Ｂは、ドラム鋳型２４周囲に一連の山形形状溝を形成している。その好ましい実施態様では、右手リング、左手リング、中央ブランクリングおよび末端ブランクリング３０、３２、３６および３８は、アルミニウム合金を含む。ただし、他の材料を使用することもできる。
右手リング３０の溝３４Ａのそれに対応する左手リング３２の溝３４Ｂに対する位置決めは、最終品ベルト１０の適切な距離２１を維持する上で非常に重要である。従って、ドラム鋳型２４を形成するリング３０、３２、３６、３８、４０および４２は、それらの間の適切な配置を保持するための保持手段を有することができる。例えば、リング３０、３２、３６、３８、４０および４２は、その上側面および下側面に相互に噛み合う溝またはレジスター（register）を有することで（不図示）、それらのリングを積み重ねて、同心性と適切な配置を維持できるようにすることができる。
特に図４について説明すると、ドラム鋳型２４の好ましい実施態様の断面図を示してある。連続するリング３０、３２、３６、３８、４０および４２を中央シャフト４６に取り付けてあり、ドラム鋳型２４を回転させながらベルトバンドをその上に取り付けることができるようになっている。中央シャフト４６があることによって、ドラム鋳型２４を装置上で回転させながら、硬化ベルトバンドをベルト幅部分に分割することもできる。その好ましい実施態様には、内側環状路４７があって、ドラム鋳型２４の蒸気加熱ができるようになっている。
連続リング３０、３２、３６、３８、４０および４２は、１以上のキー溝４８が存在することで、適切な関係に保持される。
図５でより明瞭に示してある通り、ドラム鋳型２４の好ましい実施態様には３つのキー溝４８がある。これらのキー溝４８は、各リングの内側表面５０周囲に等間隔で配置されている。ダボ（不図示）をキー溝４８に挿入することもできる。
図６には、一部平面図および一部断面図にて、右手リング３０を示してある。螺旋状溝３４Ａは斜め角度１７Ａを形成しており、それは最終品ベルト１０の歯１３が形成する斜め角度１７に相当する。左手リングの螺旋状溝（不図示）は、それと反対方向のバランスの取れた斜め角度を形成している。
ここで図７および８について説明すると、キー溝４８と対応する右手リング３０および左手リング３２の溝３４Ａおよび３４Ｂとの関係を示してある。好ましい実施態様では、キー溝４８の中心線５２が、右手リング３０の溝３４Ａの中心線５４Ａと一直線に並んでいる。対応する左手リング３２のキー溝４８の中心線５２は、ドラム鋳型２４を用いて形成されるベルト１０の距離２１を決定する距離Ｄだけ、溝３４Ｂの中心線５４Ｂからずれている。好ましい実施態様では、距離ＤはピッチＰの４０％〜６０％である。キー溝４８が存在するのは、右手リング３０をそれに対応する左手リング３２に対して適切な関係に保持するための保持手段としてのみであって、他の保持手段を用いることが可能であることは明らかである。しかしながら、対応する右手リングおよび左手リング３０および３２の溝３４Ａおよび３４Ｂが所定の距離Ｄでずれていて、最終品ベルト１０のオフセット歯１３を与えることが、本発明の必須要素である。
図９について説明すると、本発明の方法で、内側ドラム鋳型２４周囲にベルトバンド６０を形成する段階がある。本発明の方法は、ドラム鋳型２４の周囲に施したファブリック歯被覆層６２を使用し、その次に長手方向伸長性部材６４およびエラストマー材料６６を設けて、ベルト１０の本体を形成する従来の構築方法を含むことができる。さらに、本発明の１実施態様には、バンド６０の外側に強化部材６８を横方向に重ねる段階がある。その横方向強化部材６８を設けることで、最終品ベルト１０に、２つの歯列１３内で生じる内側横力を吸収させることができる。
バンド６０を形成した後、それを当業界で代表的な手段によって硬化させる。そのような硬化手段の一つとしては、構築した組立物を仕切板を有する缶の中に入れるというものがあり得る。その仕切板に圧力を加え、ベルト６０を加熱することで、材料の成形と硬化を行う。別法として、オートクレーブ中の固定されていない仕切板を用いることが可能である。
硬化後、先行技術の歯付きベルト製造方法で通常行われるように、ドラム鋳型２４からベルトバンド６０を軸方向に滑らせて取り外さない。本発明の方法では、硬化ベルトバンド６０をドラム鋳型２４上に保持する。ドラム鋳型２４を旋盤と類似の装置上に載置し、硬化ベルトバンド６０を別個の幅部分にカットする。それらのカットは、中央ブランクリングまたはスペーサ３６上の硬化ベルトバンド６０に行う。
中央ブランクリング３６と末端リングブランク３８には螺旋状の溝がないことから、滑らせてベルト幅部分から容易に離すことができる。右手リング３０は第１の方向に移動させてベルト幅部分から離し、左手リング３２はそれと反対の第２の方向に移動させてベルト幅部分から離す。そのようにして、右手リング３０を、それによって形成されたベルト歯１３と適合する方向に外し、左手リング３２を、それによって形成されたベルト歯１３と適合する方向に外す。
全てのリング部分を外したら、個々のベルト幅部分の側面縁部を縁取りして、その最終幅とすることができる。
以上、好ましい実施態様について説明したが、上記の方法には、本発明の範囲から逸脱しない限りにおいて、変更および修正を加えることが可能であることは、当業者には明らかであろう。添付の請求の範囲またはそれの均等物の範囲に含まれる限りにおいて、そのような修正および変更は全て本発明に含まれる。
【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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【図９】
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