JP6860408B2 - プロフィル及びプロフィル付きベルト並びにその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ベルト本体の背面に複数のプロフィルを有するプロフィル及びプロフィル付きベルト並びにその製造方法に関し、詳しくは、プロフィルの取付強度を維持しながら、プーリへの巻付け時やワークの搬送時等において、プロフィルの取付箇所の早期破損を防止できるプロフィル及びプロフィル付きベルト並びにその製造方法に関する。

搬送装置、操縦ないし操作装置等の分野においては、図６に示すように、走行面１０１ａに複数の歯部１０５を有し一対のプーリ１０７、１０８間に架け渡されるベルト本体１０１の背面１０１ｂに、様々な形状のプロフィル１０３（アタッチメント、突部、突起）を取付けたプロフィル付きベルトが用いられている。プロフィル１０３は、ベルト本体１０１の背面１０１ｂから突出するように、熱融着、接着、ねじ止め等によって、ベルト本体１０１に取付けられている。

このプロフィル付きベルトは、プーリ１０７，１０８が回転されれば、板状物や棒状物等のワーク１０９（搬送物品）をプロフィル１０３により押して搬送することができる。また、プロフィル付きベルトは、プロフィル１０３の位置をセンサにより検知すれば、操縦ないし操作装置として機能させることができる。

特許文献１には、ベルト本体の背面に低摩擦係数のシート状物を貼着したプロフィル付きベルトが記載されている。このプロフィル付きベルトは、ベルト本体の背面の滑り性を向上させて、ベルト本体の摩耗を回避するようにしたものである。

実開昭６１−１０５３１３号公報

プロフィル付きベルトにおいては、プーリへの巻付け時やワークの搬送時等に、プロフィルがベルト本体に取付けられた取付箇所（例えば融着部位）に応力が集中し易く、この応力により、プロフィルの取付箇所（プロフィル及びベルト本体）が破損する虞がある。

プロフィルが取付けられた取付箇所においては、プロフィルが大きくは変形しないためにベルト本体の屈曲が困難となっており、ベルト本体が屈曲されようとすると、プロフィルの取付箇所の周縁部分に応力が集中する。

特に、ベルト本体が架け渡されるプーリの径を小さくして装置構成の小型化を図った場合には、ベルト本体は、プーリに掛かかるときに強く屈曲され、プロフィルの取付箇所の周縁部分に応力が集中する。プーリの径を大きくすればベルト本体の屈曲は緩くなり、応力集中は緩和されるが、装置構成が大型化してしまう。

このような応力集中の影響を回避して、プロフィル及びベルト本体の破損を防止するため、プロフィル付きベルトにおいては、図７（ａ）（ｂ）に示すように、プロフィル１０３の取付箇所の面積を小さくすることが行われている。すなわち、プロフィル１０３の形状を、ベルト本体１０１に取付けられる基端面近傍が他の部分よりも横断面積が小さい形状（段付き形状）にして、図７（ｃ）中矢印Ｎで示す取付箇所の面積を小さくしている。

ところが、プロフィル１０３の取付けを融着により行う場合には、プロフィル１０３の基端面近傍及びベルト本体１０１の背面近傍が溶融し、これらが押し潰されるため、これら溶融した材料が側方に押し出されて融着バリ１１０となる。この融着バリ１１０は、冷却されて固化するときに、プロフィル１０３の基端部及びベルト本体１０１に一体化してしまう。

このように融着バリ１１０が一体化したプロフィル１０３及びベルト本体１０１は、図７（ｃ）中矢印Ｗで示す融着バリ１１０も含めた面積において互いに融着されている状態となる。したがって、基端面近傍が他の部分よりも横断面積が小さい形状（段付き形状）のプロフィル１０３を用いても、融着バリ１１０によって融着面積が広くなってしまい、図７（ｃ）に示すように、プーリへの巻付けによりベルト本体１０１が屈曲されたときなどに、取付箇所（融着部位）への応力集中によるプロフィル１０３及びベルト本体１０１の破損を防止することができない。

そこで、本発明は、プロフィルの取付強度を維持しながら、プーリへの巻付け時やワークの搬送時等において、プロフィルの取付箇所の早期破損を防止できるプロフィル及びプロフィル付きベルト並びにその製造方法を提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

１．
プロフィル本体と基端部からなり、該基端部の基端面をベルト本体の背面に融着されるプロフィルであって、
前記基端部が、熱収縮チューブにより密着され、
前記熱収縮チューブが、前記基端面まで延出してなることを特徴とするプロフィル。
２．
前記熱収縮チューブに覆われる前記基端部が、前記プロフィル本体よりも横断面積が小さくなっていることを特徴とする前記１記載のプロフィル。
３．
前記熱収縮チューブは、前記基端部及び前記プロフィル本体に密着されていることを特徴とする前記１又は２記載のプロフィル。
４．
前記１〜３の何れかに記載のプロフィルと、
走行面に複数の歯部を有し、背面に少なくとも１つの前記プロフィルが融着されているベルト本体とを備えたことを特徴とするプロフィル付きベルト。
５．
プロフィル本体と基端部からなるプロフィルの前記基端部の基端面と、ベルト本体の背面の取付箇所とを溶融させ、溶融させた前記基端面を、溶融させた前記取付箇所に融着させるプロフィル付きベルトの製造方法において、
前記プロフィルの前記基端部を、該基端部の基端面より下方に延出している熱収縮チューブにより覆い、
前記基端部を覆う前記熱収縮チューブを加熱収縮により密着させることを特徴とするプロフィル付きベルトの製造方法。
６．
前記熱収縮チューブに覆われる前記基端部が、前記プロフィル本体よりも横断面積が小さくなっていることを特徴とする前記５記載のプロフィル付きベルトの製造方法。
７．
前記プロフィルの前記プロフィル本体及び前記基端部を、該基端部の基端面より下方に延出している前記熱収縮チューブにより覆い、
前記プロフィル本体及び前記基端部を覆う前記熱収縮チューブを加熱収縮により密着させることを特徴とする前記５又は６記載のプロフィル付きベルトの製造方法。
８．
前記熱収縮チューブが、前記基端面と同一平面上の位置となるように切除されることを特徴とする前記５、６又は７記載のプロフィル付きベルトの製造方法。

本発明によれば、プロフィルの取付強度を維持しながら、プーリへの巻付け時やワークの搬送時等において、プロフィルの取付箇所の早期破損を防止できるプロフィル及びプロフィル付きベルト並びにその製造方法を提供することができる。

本発明のプロフィル付きベルトの一例を示す一部切欠斜視図 図１に示すプロフィル付きベルトの要部を示す正面図（ａ）及び側面図（ｂ） 図１に示すプロフィル付きベルトのプーリへの装着状態を示す要部側面図 図１と異なる形状のプロフィルを示す側面図 図１に示すプロフィル付きベルトの製造方法を示す工程図 プロフィル付きベルトを用いた搬送装置を示す斜視図 従来のプロフィル付きベルトの要部を示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）及びプーリへの装着状態を示す要部側面図（ｃ）

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

〔プロフィル付きベルトの構成〕
図１は、本発明のプロフィル付きベルトの一例を示す一部切欠斜視図である。

本発明のプロフィル付きベルトは、図１に示すように、走行面１ａに複数の歯部５を有するベルト本体１と、ベルト本体１の背面１ｂに融着された少なくとも１つの本発明のプロフィル３と、プロフィル３を覆っている熱収縮チューブ４を有して構成されている。

このプロフィル付きベルトは、無端ベルトであり、ベルト本体１は、無端帯状に形成されている。ベルト本体１及びプロフィル３は、例えば、ショアＡ硬度５５〜９９の熱可塑性ポリウレタン材料から形成することが好ましい。

ベルト本体１は、内周面が走行面１ａとなっている。この走行面１ａは、ベルト本体１を送り操作するためのプーリと接する面である。このプロフィル付きベルトは、走行面１ａに複数の歯部５が形成された歯付きベルトとなっている。歯付きベルトは、プーリの歯と噛み合って駆動力伝達がされるので、チェーンや歯車のように正確な同期駆動を行うことができ、タイミングベルトとして機能する。

各歯部５は、例えば断面台形形状に構成されるが、格別限定されるわけではない。なお、プーリの歯が接触する面をインボリュート曲面とすることも好ましい。隣接する２つの歯部５，５同士の間は、歯底面６となる。

ベルト本体１内には、長手方向（図１中矢印Ｒ方向）に沿って幅方向に平行に埋設された複数の心線２，２・・・からなる心線層が形成されている。ベルト本体１は、背面（外周面）１ｂから走行面１ａの複数の歯部５までが、心線２を含めて一体化されている。

心線層は、１本または２本の心線２がベルト本体１の全周に亘って螺旋状に巻回され埋設されて形成されている。

心線２は、スチールやステンレス等の金属材料の細線や、アラミド繊維、ガラス繊維、カーボン繊維等の繊維材料の細線を用いることができる。また、心線２は、上記金属材料の細線や繊維材料の細線の何れかを組み合わせた材料を撚り合わせた撚り線等を用いることもできる。

なお、後述するプロフィル３のベルト本体１への融着を高周波融着で行う場合には、融着時に心線２の周囲の樹脂まで溶融することがあるので、この場合には、心線２は、金属材料の細線や、アラミド繊維、ガラス繊維等の繊維材料の細線を用いることが好ましい。

図２は、図１に示すプロフィル付きベルトの要部を示す正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。

プロフィル３は、基端部３ａと、プロフィル本体３ｂとからなり、基端部３ａはベルト側にあり、プロフィル本体３ｂはベルト本体１と対向する方向に、基端部３ａの上方に延設されている。
プロフィル３は、図２に示すように、アタッチメントあるいは突起部であり、搬送や操縦等の用に供することができる。プロフィル本体３ｂは、搬送や操縦等の対象となるワークの形状及び搬送や操縦等の内容（方向）に応じて、直方体形状やその他種々の形状に形成できる。この実施形態においては、プロフィル本体３ｂは、直方体形状に形成されている。

プロフィル３は、ベルト本体１に融着固定されている。融着は、プロフィル３の基端部３ａの基端面（図２中の下端面）と、ベルト本体１の背面１ｂの取付箇所とを、それぞれ加熱又は高周波により溶融させ、これらを押接させて融合させ、冷却することにより行われる。

プロフィル３は、プロフィル本体３ｂより基端部３ａが、段差状に細くなっており、基端部３ａの横断面積は、プロフィル本体３ｂの横断面積よりも小さくなっている。これは、プロフィル３の取付箇所の面積を小さくすることにより、プロフィル３の取付箇所の周縁部分への応力集中の影響を回避して、プロフィル３及びベルト本体１の破損を防止するためである。

プロフィル３の基端部３ａは、熱収縮チューブ４により覆われている。この熱収縮チューブ４は、収縮される前は円筒状で、基端部３ａの基端面の下方まで延出している。この熱収縮チューブ４は、ベルト本体１に融着される前のプロフィル３の基端部３ａに被せられ、その後に加熱収縮され、プロフィル３の基端部３ａの周面に密着している。この場合、加熱収縮後、密着された熱収縮チューブ４は、プロフィル３の基端部３ａの基端面まで延出していることが好ましい。特に、ベルト本体１に融着される前のプロフィル３の基端部３ａと、熱収縮チューブ４の縁部とは、同一平面上の位置となされていることが好ましい。

本発明において、熱収縮チューブ４は、基端部３ａ及びプロフィル本体３ｂを覆うようにしてもよい。これにより、熱収縮チューブ４に覆われたプロフィル３のプロフィル本体３ｂは、加熱収縮された熱収縮チューブ４で密着されているため、搬送物は、熱収縮チューブ４と接触することになる。このため、プロフィルと搬送物は直接接触せず、搬送物によるプロフィルとの引掛りや擦れをなくすことができる。この結果、ベルトの耐久性向上が図れ、メンテナンスコストの低減が図れる。

熱収縮チューブ４は、例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）又はＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）等のフッ素の樹脂から選択使用できる。また、熱収縮チューブ４は、厚さ３０〜５００μｍ程度の筒状に形成されていることが好ましい。熱収縮チューブ４の材質は、摩擦係数の低い材質であることが好ましい。摩擦係数の低い材質であることにより、熱収縮チューブと搬送物との引掛りや擦れを低減することができる。この結果、ベルトの耐久性向上やメンテナンスコストの低減を、更に図ることができる。

熱収縮チューブ４は、プロフィル３との接着力を上げるためのエッチング処理が予め内周面に施されていることが好ましい。エッチング処理としては、金属ナトリウムとナフタレンとテトラヒドロフランによる処理や、金属ナトリウムと液体アンモニアによる処理や、エキシマレーザーによる処理などが挙げられる。

また、熱収縮チューブ４は、必要に応じて、導電性を持たせて、帯電を防止するようにしてもよい。なお、ベルト本体１にも同様に導電性を持たせて、帯電を防止するようにすることもできる。

図３は、図１に示すプロフィル付きベルトのプーリへの装着状態を示す要部側面図である。

熱収縮チューブ４は、図３に示すように、プロフィル３をベルト本体１に融着させたときに発生する融着バリ１０と、プロフィル３の基端部３ａの周面との間に介在させることができる。つまり、熱収縮チューブ４は、これら融着バリ１０とプロフィル３の基端部３ａの周面とを分離させている。

また、熱収縮チューブ４は、プロフィル３をベルト本体１に融着するときに、プロフィル３の基端部３ａ周辺の熱伝導を抑制するため、融着バリ１０がベルト本体１に融着することも防止している。

プロフィル３をベルト本体１に融着させるときには、プロフィル３の基端面近傍及びベルト本体１の背面近傍を溶融させ、これらを押接させるので、これら溶融した材料が側方に押し出されて融着バリ１０となる。この融着バリ１０とプロフィル３の基端部３ａの周面との間に熱収縮チューブ４が介在しているので、これら融着バリ１０とプロフィル３の基端部３ａの周面とが一体化することはない。熱収縮チューブ４の外周面は、極めて潤滑性が高いので、溶融した融着バリが接触しても接着することはない。

また、熱収縮チューブ４がプロフィル３の基端部３ａ周辺の熱伝導を抑制するので、融着バリ１０がベルト本体１に一体化することもない。

したがって、このプロフィル付きベルトにおいては、融着バリ１０を取り除くバリ取りを行う必要がなく、製造が容易化されている。

本発明において、熱収縮チューブ４は、プロフィル３の基端部３ａのうち、融着バリ１０が接触する可能性のある領域のみに密着されていればよい。

このように融着バリ１０とプロフィル３の基端部３ａの周面とが分離され、また、融着バリ１０がベルト本体１に一体化しないことにより、図３中矢印Ｎで示すように、プロフィル３のベルト本体１への融着面積は、プロフィル３の基端部３ａの基端面の面積よりも拡がることがなく、プーリへの巻付けによりベルト本体１が屈曲されたときなどに、取付箇所（融着部位）への応力集中によるプロフィル３及びベルト本体１の破損を防止することができる。

図４は、図１と異なる形状のプロフィルを示す側面図である。

図４に示すようなに、プロフィル本体３ｂの底面部が極端に拡がった形状のプロフィル３においても、前述したと同様に、基端部３ａの横断面積を小さくして、図４中矢印Ｎで示すように、ベルト本体１への融着面積を小さくすることが好ましい。

このような場合には、熱収縮チューブ４は、プロフィル本体３ｂよりも横断面積の小さい基端部３ａのみを覆うように形成すればよい。

また、このような場合には、融着バリ１０を取り除くことが極めて困難であるが、本発明のプロフィル付きベルトにおいては、融着バリ１０を取り除く必要がない。したがって、本発明は、プロフィル本体３ｂの底面部が、基端部３ａと比較して大きく拡がった形状のプロフィル３を用いる場合に極めて有用である。

〔プロフィル付きベルトの製造方法〕
前述のようなプロフィル付きベルトの製造方法として、プロフィル３をベルト本体１に融着させる工程について説明する。

ベルト本体１及びプロフィル３は、従来公知の方法により、それぞれ所定の形状及び構造を有して作成されている。ベルト本体１及びプロフィル３は、例えば、ショアＡ硬度５５〜９９のウレタン材料から形成することが好ましい。

図５は、図１に示すプロフィル付きベルトの製造方法を示す工程図である。
なお、図５では、直方体形状のプロフィル及び円柱形状のプロフィルを並列して表記している。

プロフィル３は、図５（ａ）に示すように、ベルト本体１に融着させる基端部３ａを、プロフィル本体３ｂよりも、段差状に細くし、基端部３ａの横断面積が、プロフィル本体３ｂの断面積よりを小さくしておくことが好ましい。これは、プロフィル３の取付箇所の面積を小さくして、プロフィル３の取付箇所の周縁部分への応力集中の影響を回避し、プロフィル３及びベルト本体１の破損を防止するためである。

まず、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、プロフィル３の基端部３ａ及びプロフィル本体３ｂを、熱収縮チューブ４により覆う。すなわち、プロフィル３の基端部の周面及びプロフィル本体３ｂの周面に筒状の熱収縮チューブ４を被せる。この場合、プロフィル３の基端部３ａの基端面よりも下方に熱収縮チューブ４が延出する。

次いで、プロフィル３を覆う熱収縮チューブ４は、熱収縮チューブ４を熱収縮させ、プロフィル３のプロフィル本体３ｂ及び基端部３ａに密着させる。ここで、密着された熱収縮チューブ４のプロフィル３の基端部３ａの基端面よりも下方に延出されている部分が、はみ出し部分４ａである。

次いで、はみ出し部分４ａを切除する。これにより、プロフィル３の基端部３ａの基端面と、熱収縮チューブ４の端部とが、同一平面上の位置になる。

本発明において、熱収縮チューブ４が基端部３ａを覆う場合には、少なくとも基端部３ａを覆う分の熱収縮チューブ４を用いればよい。

そして、図２及び図３に示すように、プロフィル３の基端部３ａの基端面を、ベルト本体１の背面１ｂの取付箇所に融着させる。すなわち、まず、基端部３ａの基端面及びベルト本体１の背面１ｂの取付箇所を、それぞれ熱ゴテによる加熱又は高周波により溶融させる。次に、基端部３ａの基端面をベルト本体１の背面１ｂの取付箇所に押接させる。このとき、熱収縮チューブ４を、融着により発生する融着バリ１０とプロフィル３の基端部３ａの周面との間に介在させ、これら融着バリ１０とプロフィル３の基端部３ａの周面とを分離させる。この状態で冷却し、プロフィル３の基端部３ａの基端面を、ベルト本体１の背面１ｂの取付箇所に融着させる。

この融着において、融着バリ１０とプロフィル３の基端部３ａの周面との間に熱収縮チューブ４が介在しているので、これら融着バリ１０とプロフィル３の基端部３ａの周面とが一体化することはない。熱収縮チューブ４の外周面は、極めて潤滑性が高いので、溶融した融着バリ１０が接触しても接着することはない。また、熱収縮チューブ４がプロフィル３の基端部３ａ周辺の熱伝導を抑制するので、融着バリ１０がベルト本体１に一体化することもない。したがって、このプロフィル付きベルトにおいては、融着バリ１０を取り除くバリ取りを行う必要がなく、製造が容易化されている。

なお、熱収縮チューブ４は、融着バリ１０が接触する可能性のある領域のみを覆っていればよい。

このプロフィル付きベルトの製造方法においては、融着バリ１０とプロフィル３の基端部３ａの周面とが分離され、また、融着バリ１０がベルト本体１に一体化しないことにより、プロフィル３のベルト本体１への融着面積は、プロフィル３の基端面の面積よりも拡がることがなく、取付箇所（融着部位）への応力集中によるプロフィル３及びベルト本体１の破損を防止することができる。

１：ベルト本体
１ａ：走行面
１ｂ：背面
２：心線
３：プロフィル
３ａ：基端部
３ｂ：プロフィル本体
４：熱収縮チューブ
４ａ：はみ出し部分
５：歯部
６：歯底面

Claims (8)

1. プロフィル本体と基端部からなり、該基端部の基端面がベルト本体の背面に融着されるプロフィルであって、
   前記基端部が、熱収縮チューブにより密着され、
   前記熱収縮チューブが、前記基端面まで延出してなることを特徴とするプロフィル。
2. 前記熱収縮チューブにより密着される前記基端部が、前記プロフィル本体よりも横断面積が小さくなっていることを特徴とする請求項１記載のプロフィル。
3. 前記熱収縮チューブが、前記基端部及び前記プロフィル本体に密着されてなることを特徴とする請求項１又は２記載のプロフィル。
4. 請求項１〜３の何れかに記載のプロフィルと、
   走行面に複数の歯部を有し、背面に少なくとも１つの前記プロフィルが融着されているベルト本体とを備えたことを特徴とするプロフィル付きベルト。
5. プロフィル本体と基端部からなるプロフィルの前記基端部の基端面と、ベルト本体の背面の取付箇所とを溶融させ、溶融させた前記基端面を、溶融させた前記取付箇所に融着させるプロフィル付きベルトの製造方法において、
   前記プロフィルの前記基端部を、該基端部の基端面より下方に延出している熱収縮チューブにより覆い、
   前記基端部を覆う前記熱収縮チューブを加熱収縮により密着させることを特徴とするプロフィル付きベルトの製造方法。
6. 前記熱収縮チューブに覆われる前記基端部が、前記プロフィル本体よりも横断面積が小さくなっていることを特徴とする請求項５記載のプロフィル付きベルトの製造方法。
7. 前記プロフィルの前記プロフィル本体及び前記基端部を、該基端部の基端面より下方に延出している前記熱収縮チューブにより覆い、
   前記プロフィル本体及び前記基端部を覆う前記熱収縮チューブを加熱収縮により密着させることを特徴とする請求項５又は６記載のプロフィル付きベルトの製造方法。
8. 前記熱収縮チューブが、前記基端面と同一平面上の位置となるように切除されることを特徴とする請求項５、６又は７記載のプロフィル付きベルトの製造方法。

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