(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所要の歯形ピッチによる歯形を全周に設けた成形型車およびテンション調整車間に補強芯線を巻回してセットし、成形型車のほぼ半周分の歯形を外側から覆って歯形と歯形との間に空隙による型キャビティを形成し、この型キャビティに順次溶融樹脂を注入しつつ補強芯線をインサート成形してその成形始端部を成形型車の回転方向に送り出し、成形始端部がテンション調整車を経由して１回転だけ回動して成形型車に再び達したとき、成形始端部を成形型車における成形末端部と融合させることにより、１本の無端歯付ベルトを製造する方法において、
注入された溶融樹脂の成形が進む過程で、補強芯線の張力を加減調整することを特徴とする無端歯付ベルトの製造方法。
【請求項２】
成形型車とテンション調整車との軸間距離を可変調整しつつ補強芯線の張力を加減調整する請求項１記載の無端歯付ベルトの製造方法。
【請求項３】
成形型車とテンション調整車との軸間距離を一定に維持した状態で張力調整装置を補強芯線に押し当てることにより、その張力を加減調整する請求項１記載の無端歯付ベルトの製造方法。
【請求項４】
成形型車とテンション調整車との軸間距離を可変調整すると共に、張力調整装置を補強芯線に押し当ててその張力を加減調整する請求項１記載の無端歯付ベルトの製造方法。
【請求項５】
張力調整装置として張力調整ローラが用いられる請求項３または４記載の無端歯付ベルトの製造方法。
【請求項６】
張力を感知しながら張力を加減調整する請求項１記載の無端歯付ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯形ピッチにばらつきがなく、高い位置決め精度での駆動や搬送が要求される場合に好適な無端歯付ベルトの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の無端歯付ベルトの製造方法の従来例としては、例えば特公昭６０−２９７８号公報に記載の技術がある。これを図５〜図８によって概略的に説明するに、装置主要部を構成する成形型車１とテンション調整車２は共に、製造仕様の歯付ベルトの歯形および歯形ピッチの形状に対応する歯形を有している。回転軸が位置不動の成形型車１に対して予めテンション調整車２の位置を可変調整することにより、両車間の軸間距離Ｌを所要に設定可能である。軸間距離Ｌを可変調整することにより、所要のベルト円周長さを有する無端歯付ベルトを製造することができる。そうした両車間にベルト補強芯線としてインサート成形される補強芯線３が螺旋巻きされている。
【０００３】
また、３つの回転ローラ５，５’，５’’間に成形ガイドベルト６を巻回してなる成形ガイド装置が備わっている。この成形ガイド装置は全体一体となって成形型車１に接近および離間が可能であり、成形ガイドベルト６の回動中に成形型車１に臨む一部が、その成形型車１の歯形の歯先円径とほぼ同じ曲率の円弧形状となるよう設定されている。すなわち、成形ガイド装置が図の左方向へ移動して成形型車１に接近し、成形ガイドベルト６が成形型車１のフランジに添うようにすることにより、成形型車１の隣合う歯形と歯形との間の歯間空隙７が外側から成形ガイドベルト６の円弧状回動部で覆われるようになっている。そのように形成される歯間空隙７が型キャビティとなる。
【０００４】
更に、ベルト成形材料の溶融樹脂を注入するノズル８が備わっており、この注入ノズル８の吐出口は成形ガイドベルト６の円弧状回動部で覆われて型キャビティ７となる部分の注入始端側に向けている。
【０００５】
以上の構成の装置によって無端歯付ベルトが次のような工程で製造される。まず、図５に示すように、ベルト成形に臨んで、成形ガイド装置を成形型車１に向かって接近移動させ、図６に示すようにその成形ガイドベルト６の円弧状回動部を成形型車１のフランジに添わせて覆い、それによって成形型車１では幾つかの歯形と歯形との間に型キャビティ７が形成される。
【０００６】
成形型車１とテンション調整車２の回転を図において時計廻り方向へ回転駆動させる。これと同方向へ成形ガイド装置の成形ガイドベルト６も回動させる。また、補強芯線３またそれらの回動に対応して同方向へ送られる。
【０００７】
かかる駆動開始後、注入ノズル８からベルト成形材料の溶融樹脂が型キャビティ７の注入始端側から順次注入される。注入後、成形型車１がおよそ半回転すると、補強芯線３がインサート成形された無端歯付ベルトの成形始端部４が、図７に示すように、成形型車１の下方から送り出されてテンション調整車２に向かう。
【０００８】
テンション調整車２に案内されて半回転した無端歯付ベルトの成形始端部４は、図８に示すように、やがて１回転軌道して成形型車１に到達する。その成形始端部４が成形末端部に接合する位置に達して融合する。融合後は冷却装置または自然冷却によって溶着部を冷却すると、１本の無端歯付ベルトの製造が終了する。
【０００９】
ところで、このような従来の製造方法および装置にあっては、型キャビティ７に樹脂溶融材料を注入する際、その樹脂温度が高熱のために補強芯線３に伸縮が生じて張力変化を起こすようになる。その結果、成形後の無端歯付ベルトの歯形ピッチが変化し、無端状の１本の無端歯付ベルトの全長で部分毎に歯形ピッチのばらついた製品となる不都合がある。そうした歯形ピッチのばらつきは、高い位置決め精度が要求される駆動や搬送に使用される場合、停止位置のばらつきとなって使用性能の低下につながる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、成形型車とテンション車に補強芯線をセットしてインサート成形する無端歯付ベルトの製造方法において、歯形ピッチのばらつきを抑えた高精度の無端歯付ベルトが得られるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る無端歯付ベルトの製造方法は、所要の歯形ピッチによる歯形を全周に設けた成形型車およびテンション調整車間に補強芯線を巻回してセットし、成形型車のほぼ半周分の歯形を外側から覆って歯形と歯形との間に空隙による型キャビティを形成し、この型キャビティに順次溶融樹脂を注入しつつ補強芯線をインサート成形してその成形始端部を成形型車の回転方向に送り出し、成形始端部がテンション調整車を経由して１回転だけ回動して成形型車に再び達したとき、成形始端部を成形型車における成形末端部と融合させることにより、１本の無端歯付ベルトを製造するに際し、注入された溶融樹脂の成形が進む過程で、補強芯線の張力を加減調整することを特徴としており、好ましくは張力を感知しながら張力を加減調整することが行われる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の無端歯付ベルトの製造方法について、図１〜図４の各図を参照しながら詳細に説明する。
図１に示されるように、本装置に用いられる成形型車１０およびテンション調整車１１は共に、製造仕様の歯付ベルトの歯形および歯形ピッチの形状に対応した歯形１０ａ，１１ａを有している。回転軸が位置不動の成形型車１０に対してテンション調整車１１は位置可変であり、両車間の軸間距離Ｌが調整可能である。軸間距離Ｌを可変調整することにより、所要のベルト円周長さを有する無端歯付ベルトを製造することができる。そうした両車間にベルト補強線としてインサート成形される補強芯線１２が螺旋巻きされている。
【００１３】
また、本装置は、たとえば３つの回転ローラ２１，２２，２３間に成形ガイドベルト２４を巻回してなっている成形ガイド装置２０が備わっている。この成形ガイド装置２０は全体が一体となって成形型車１０に接近および離間が可能であり、成形ガイドベルト２４の回動中に成形型車１０に臨む一部が、その成形型車１０の歯形１０ａの歯先円径とほぼ同じ曲率の円弧形状となるよう設定されている。すなわち、成形ガイド装置２０が図の左方向へ移動して成形型車１０に接近し、成形ガイドベルト２４が歯形１０ａの歯先に添わせることにより、隣合う歯形１０ａと歯形１０ａとの間の歯間空隙１０ｂが外側から成形ガイドベルト２４の円弧状回動部で覆われるようになっている。したがって、そのように形成される歯間空隙１０ｂが本発明でいう型キャビティとなる。
【００１４】
更に、本装置には、ベルト成形材料の溶融樹脂を注入するノズル３０が備わっており、この射出ノズル３０の吐出口は成形ガイドベルト２４の円弧状回動部で覆われて型キャビティ１０ｂとなる部分の注入開始始端側に向けている。
【００１５】
このような装置によって無端歯付ベルトが次のような工程で製造される。まず、図１に示すように、ベルト成形に臨んで、成形ガイド装置２０を成形型車１０に向かって接近移動させ、その成形ガイドベルト２４の円弧状回動部を成形型車１０の歯形１０ａの歯先に添わせることによって、幾つかの歯形１０と歯形１０との間に型キャビティ１０ｂが形成される。
【００１６】
次に、成形型車１０とテンション調整車１１の回転を図中時計廻り方向へ回転駆動させる。これと同方向へ成形ガイド装置２０の成形ガイドベルト２４も回動させる。また、補強芯線１２もまたそれらの回動に対応して同方向へ送られる。
【００１７】
駆動開始後、注入ノズル３０からベルト成形材料の溶融樹脂３１が型キャビティ１０ｂの注入始端側に順次注入される。注入後、成形型車１０がおよそ半回転すると、補強芯線１２がインサート成形された無端歯付ベルト４０の成形始端部４１が図１に示すように成形型車１０の下方から送り出され、テンション調整車１１に向かう。
【００１８】
このような成形中、図２に示すように、必要に応じてテンション調整車１１を左右いずれかの方向へ移動させると、成形型車１０との軸間距離ＬがＬ１に変化し、補強芯線１２の所要の張力に加減調整することができる。また、図３に示すように、テンション調整車１１を移動しないまま成形型車との軸間距離Ｌを一定に保持し、別の張力調整装置、一般には張力調整ローラ１３で補強芯線１２を押圧することにより、その補強芯線１２を所要の張力に加減調整することもできる。更には、図４に示すように、テンション調整車１１の移動調整によって軸間距離ＬをＬ１に変更しつつ、同時に上記張力調整ローラ１３で押圧して補強芯線１２を高精度に張力調整することも可能である。このような張力の加減調整は、張力計等によって張力を感知しながら自動的に行われる。
【００１９】
テンション調整車１１に案内されて半回転した無端歯付ベルト４０の成形始端部４１は、図２に示すように、やがて１軌道回動して成形型車１０に到達する。その成形始端部４１が成形末端部に接合する位置に達して融合させることにより、１本の無端状に接続される。融合後は冷却装置または自然冷却によって溶着部を冷却すると、歯形４２と歯形４２とのピッチが無端全長において一定でばらつきのない高精度の１本の無端歯付ベルト４０の製造が終了する。
【００２０】
本製造方法と装置で製造された実施の形態の無端歯付ベルト４０と図５〜図８で示された従来例の無端歯付ベルトについて、歯形ピッチ精度等の比較を行った結果、図９〜図１１の各性能グラフに示す特性が得られた。
【００２１】
具体例として、本発明実施形態と従来例の両無端歯付ベルトをＴ１０型仕様として、長さ寸法が５０００ｍｍで、幅寸法１００ｍｍのものを製造して比較した。溶融材料の樹脂にはポリウレタンを用い、補強芯線（３，１２）の材質にスチールを用いた。このスチール補強芯線を成形型車とテンション調整車に固定後の張力は当初４０００ｇであった。成形始端部と末端部を融着後、スチール補強芯線の張力を計測すると、従来例の無端歯付ベルトの場合、図９のグラフ中ａ線で示すように、２０００ｇ迄低下することが確認された。
【００２２】
これに対して、本発明実施形態による無端歯付ベルト４０では、図９のグラフ中ｂ線で示すように、補強芯線１２の張力が４０００ｇで一定を維持するようにテンション調整車１１を移動させて軸間距離Ｌを調整しつつ成形した。その結果、図１１のグラフ中ｂ線で示すように、成形後の無端歯付ベルト４０の歯形４２の数が２００個当りで、累積値のばらつきは０．８ｍｍであり、同グラフ中ａ線で示す従来例と比較してさほど差異は認められなかった。
【００２３】
しかし、歯形ピッチの精度については、図１０のグラフ中ａ線で示す従来例の場合、成形始端部から成形末端部に向かって漸次大きくなっている。また、図１０のグラフ中ｂ線で示すように、従来例のように張力一定とした場合は、逆に成形始端部から成形末端部に向かって歯形ピッチが漸次小さくなる傾向が認められた。
【００２４】
本発明の目的である歯形ピッチ精度のばらつきを抑えるといった点を考慮すると、歯形ピッチが一定であることが重要である。その主旨に沿って、本発明のように成形中に軸間距離Ｌを調整することで、成形終了して１本の無端歯付ベルト４０が得られた段階での張力が、図９のグラフ中ｃ線で示すように３０００ｇを維持することができた。
【００２５】
すなわち、成形開始時点で４０００ｇに設定した張力が、成形終了時点で３０００ｇになるよう調整しながら成形することにより、図１０のグラフ中ｃ線のように、歯形ピッチが一定のものが得られることが確認された。また、図１１のグラフ中ｃ線で示すように、成終了形後の歯形４２の数が２００個当り（基準長さ１０ｍｍ×２００＝２０００ｍｍ）において、累積値のばらつきを０．４ｍｍ以下に抑えることができ、従来例と比較して倍以上の精度改善に有効であることが確認された。
【００２６】
なお、図１２のように、符号５０で示す従来例の無端歯付ベルトを４つのプーリ５１〜５４によるレイアウトに巻回し、そのうちの駆動プーリ５１を基準にして２０００ｍｍの位置で停止精度を確認したところ、０．８ｍｍだけ停止位置にばらつきを生じることが確認された。仮に、停止位置に０．８ｍｍだけばらつきを生じると、部品の組立ラインなどに使用される場合は組立不良などの発生が懸念され、設備として致命的な欠陥となりかねない場合も考えられるのである。本発明に係る無端歯付ベルト４０にあっては、そうした懸念も払拭される。
【００２７】
【発明の効果】
本発明による無端歯付ベルトの製造方法では、成形中にインサート成形される補強芯線の張力を可変調整することで、溶融樹脂の熱で補強芯線に伸縮が生じて成形終了後の無端歯付ベルトの歯形ピッチに部分的なばらつきを生じる不都合を抑えることができ、高い位置決め精度が要求される駆動や搬送に使用される場合でも、正確な停止位置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無端歯付ベルトの製造方法において、成形始端部が成形型車から送り出された直後を示す説明図である。
【図２】本実施形態において、成形始端部が１回転して成形末端部に達した状態を示す説明図である。
【図３】本実施形態において、成形中に張力調整ローラで補強芯線を押圧して張力を加減調整する状態を示す説明図である。
【図４】本実施形態において、成形型車とテンション調整車の軸間距離を可変調整しつつ張力調整ローラで補強芯線を押圧して張力を加減調整する状態を示す説明図である。
【図５】従来例の無端歯付ベルトの製造装置を示す説明図である。
【図６】従来例の無端歯付ベルトの製造方法における成形開始時を示す説明図である。
【図７】従来例の無端歯付ベルトの製造方法において、成形始端部が成形型車から送り出された直後を示す説明図である。
【図８】従来例の無端歯付ベルトの製造方法において、成形始端部が１回転して成形末端部に達した状態を示す説明図である。
【図９】本発明と従来例のそれぞれ無端歯付ベルトについて比較した成形中の時間と張力との相関を示すグラフである。
【図１０】本発明と従来例のそれぞれ無端歯付ベルトについて比較した成形中の時間と歯形ピッチ誤差との相関を示すグラフである。
【図１１】本発明と従来例のそれぞれ無端歯付ベルトについて比較した成形中の時間とばらつき累積値との相関を示すグラフである。
【図１２】従来例の無端歯付ベルトを４つのプーリレイアウトに巻回して停止位置の精度にばらつきを生じる状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０        成形型車
１０ａ      歯形
１０ｂ      型キャビティ
１１        テンション調整車
１２        スチール補強芯線
１３        張力調整ローラ
２０        成形ガイド装置
２１，２２，２３  回転ローラ
２４        成形ガイドベルト
３０        溶融樹脂注入ノズル
４０        無端歯付ベルト
４１        成形始端部
４２        歯形
【図１】
0004147666.tif 000002
【図２】
0004147666.tif 000003
【図３】
0004147666.tif 000004
【図４】
0004147666.tif 000005
【図５】
0004147666.tif 000006
【図６】
0004147666.tif 000007
【図７】
0004147666.tif 000008
【図８】
0004147666.tif 000009
【図９】
0004147666.tif 000010
【図１０】
0004147666.tif 000011
【図１１】
0004147666.tif 000012
【図１２】
0004147666.tif 000013