JPH02151425A - 歯付き伝導ベルトの射出成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、主として動力伝達部に使用される、抗張体
としてのコードを埋設した歯付き伝導ベルトを、射出成
形法により製造するための金型に関するものである。

［従来の技術］ 従来、歯付きの伝導ゴムベルトは、加硫缶を用いて一般
に製造されている。すなわち、外周面に多数の歯形溝を
有する内金型の周囲に、歯面保護用の帆布及び抗張体の
コードを順に巻き付けた上から、所定厚さの未加硫ゴム
シートを多層に巻き付けて成形したものを、加硫缶内に
挿入した後、高圧蒸気によって加圧・加熱して前記ゴム
シートを架橋させる。それから、金型を加硫缶から取り
出した後、架橋されたベルト成形品を金型から抜き取り
、所定幅に切断して最終製品としての伝導ゴムベルトに
仕上げていた。

ところで、防振ゴムなどの型物の製造に汎用されている
射出成形法は、生産性の高い製造方法であるが、この射
出成形法によるベルトの製造方法としては、特開昭４７
−１１６９２号公報に記載の技術が提案されているに過
ぎない。この製造方法は、■型ゴムベルトの製造に関す
るもので、Ｖ型ベルトの引張り部を構成するゴム体と、
抗張体としてのコードとを、リング状鋳型の凹所内にあ
らかじめ装填しておき、前記凹所内に溶融ゴムを充填し
てＶ型ベルトの圧縮部を射出成形するしのである。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した加硫缶を用いる製造方法では、内金型に巻き付
けるためのゴムシートを、カレンダーロールなどで所定
厚さに圧延するための準備工程と、そのゴムシートを内
金型に多層に巻き付けて成形する工程とに手間がかかっ
ていた。

その上、前記ゴムシートの架橋は、通常、蒸気熱源から
の熱伝達によって行われるが、ゴムは熱伝導性が低いた
めに、架橋にも長時間を要していた。更に、ベルトの歯
形部の成形は、加硫缶内に加圧蒸気を導入することによ
りゴムシートの温度を上昇させ、その粘性が低下して流
動性が良くなったところで、ゴムシートの一部を内金型
の歯形溝に圧入させることによって行われる。したがっ
て、加圧蒸気の圧力を高くすれば、ベルトの歯形部の成
形が良好になるが、実用的な加圧蒸気の圧力には限度が
あるので、流動性の悪いゴムシートの場合は内金型の歯
形溝内へ十分に圧入されず、ベルトの歯形部が成形不良
となる。

上記した射出成形法を用いた従来の製造方法では、Ｖ型
ベルトの引張り部を構成するゴム体や抗張体としてのコ
ードを、鋳型の凹所内にあらかじめ装填しておく必要が
あるために、工程が非常に煩雑となり、生産性を高めら
れない。

また、■型ベルトの製造方法であるので、本発明の対象
とする１約付き伝導ベルトにそのまま適用することは不
可能である。

射出成形は金型内の圧力（成形材料の充填圧）をかなり
高くできることから、この射出成形を歯付きベルトの製
造に用いれば、歯形部の成形が良好に行われることが推
測される。しかし、内金型の周囲にコードを巻き付けた
状態で、成形材料を充填すると、その充填圧によって前
記コードの配列が乱れるおそれがある。コード配列の乱
れたベルトは、蛇行・片寄りといった走行不良を起こす
ので望ましくない。一方、成形材料の充填圧を下げると
、ショートショットを起こすおそれがある。また。射出
成形ではウェルドラインなどの特有の欠陥が生じやすい
。

この発明は上述の点に鑑みなされたもので、射出成形に
よって、コード配列の乱れがなく、しかもショートショ
ットやウェルドラインなどの欠陥のない、高品質の歯付
き伝導ベルトを効率良く安価に製造することができる、
射出成形用金型を提供しようとする乙のである。

［課題を解決するための手段］ 上記した目的を達成するためにこの発明の射出成形用金
型は、一端を開口した円筒状の外金型と、該外金型内に
挿入されて外金型の内周面との間でキャビティを形成す
る、外周面にその軸線方向に多数の歯形溝を設けた円柱
状の内金型とからなり、前記外金型の内周面近傍の軸線
方向に、円周方向に等間隔に複数のランナを穿設し、各
ランナからその全長にわたって外金型の内周面側に開口
するスリット状ゲートを、前記ランナからキャビティ内
に流入する溶融状成形材料の流入量がその上流側より下
流側にかけて漸次減少するように開設している。

また、歯付き伝導ベルトの抗張体としてのコードを、そ
の張力が５００ｇ〜１０００ｇになるように前記内金型
の外周面に巻き付けた状態で、前記ランナのゲートから
成形材料をキャビティ内に流入させる際に、前記コード
に対する成形材料の流れ方向の傾斜角度が、（０，０１
６Ｘコードの張力（ｇ）−１）”以下となるように、前
記外金型の軸線方向に直交する前記ゲートの開口断面を
設定することが好ましい。

更に、前記成形材料としてネオプレンゴムが用いられる
場合には、前記外金型の軸線方向に直交する前記ゲート
の開口断面積をＡとし、前記ランナの同開口断面積をＢ
とすると、７≧Ａ／Ｂ　Ｘ　１００≧４となるよう１こ
、前５己ゲートの開口断面積を設定することが一層好ま
しい。

［作用］ 上記した構成を有するこの発明の金型によれば、内金型
の周囲にコード、又は帆布とコードを巻き付けた状態で
その内金型を外金型内に挿入して密閉し、射出成形機の
ノズルより溶融状の成形材料を、外金型の複数のランナ
よりゲートを介して内外金型１間のキャビティに充填す
る。

成形材料は、第４図のように各ランナのゲートから前記
内金型上のコードに対し所定の小さな傾斜角をもつよう
にキャビティ内に流入し、キャビティ内において各ゲー
トの中間位置で成形材料の流入先端が、上流側より下流
側にかけて次第に接合されていく。これにより、キャビ
ティ内に存在しているエア等は、下流側へ徐々に圧しや
られ、最終的にキャビティの外部へ排出されるので、ウ
ェルドラインは生じない。また、キャビティに成形材料
がスムーズに流入して、キャビティ内が十分な潰の成形
材料で充たされるので、ショートショットも生じない。

更に、コードに対し流入する成形材料の傾斜角は小さく
、しかもコードは一定の張力で内金型上に保持されてい
るので、コードの配列を乱さない。

また、前記ゲートの関口断面積を請求項２に記載のよう
に設定することにより、上記した作用が確実に生じる。

更に、ベルトの成形材料がネオプレンゴムの場合は、前
記ゲートの開口断面積を請求項３に記載のように設定す
ることにより、上記した作用が確実に生じるほか、成形
材料のロス量が少なくなり、金型の機械加工が容易にな
る。

［実施例］ 以下、この発明の射出成形用金型の実施例を図面に基づ
いて説明する。

第１図は金型の全体を示す中央縦断面図、第２図は同平
面図、第３図は第１図の■−■線拡線断大断面図る。

第１図において、円柱状の内金型１は、歯付きベルトＡ
（第８図）の歯形部Ｂに対応する多数の歯形溝２がその
外周面にその軸線方向に沿って形成されている。内金型
！の軸心部には、加熱用蒸気又は冷却用水を流通させる
ためのジャケット３が開設されている。また、内金型ｌ
の上面には、第２図のように等間隔に放射状に複数（本
実施例では６本）の第１ランナ４が形成されている。な
お、ランナ４の本数は、少ない方が成形材料のロス量が
少なくなるが、逆に充填不足（ショートショット）によ
る成形不良を生じ易い。また、ベルトの長さが短くなる
ほどランナ４の本数を少なくできるので、ベルトザイズ
ごとにランナ４の本数を決定するのが望ましい。

外金型５は中空円筒状で、その中空部に前記内金型１が
同心的に挿入される。この状態で、外金型５と内金型ｌ
との間にキャビティ６が形成される。外金型５の内周面
近傍には、その軸線方向に複数（本実施例では６本）の
第２ランナ７が穿設されている。各ランナ７から、その
全長にわたって外金型５の内周面（キャビティ６）側に
０１１０するスリット状ゲート８が、第３図のように開
設されている。各ゲート８の開口端部は、キャビティ６
に向けてテーパー状に拡げである。外金型５の外周面側
には、第１図のように加熱用蒸気のジャケット９が設け
られている。なお、外金型５は下盤ｌＯ上の定位置にボ
ルト１１及び位置決め部材１１ａを介して固定されてお
り、また、内金型ｌも外金型５内に挿入した際、位置決
め部材１２を介して定位置に固定されるようになってい
る。そして、外金型５内の定位置に内金型１が固定され
たときに、内金型ｌの第１ランナ４と外金型５の第２ラ
ンナ７とが、第２図のように連通ずる。

ところで、本発明の金型は、前記ゲート８に以下に説明
する工夫を凝らしである。

外金型５の軸線方向に直交するゲート８の開口断面積を
第２ランナ７のそれに比べて大幅に小さくして、ランナ
７からゲート８を通ってキャビティ６に流出する成形材
料の流れを絞れば、ランナ７の軸方向に沿って均等に、
いいかえれば内金型１の周囲に巻き付けられた後述する
コードＤ（第４図）と直角方向に成形材料がキャビティ
６内に流出した後、キャビティ６内でコードＤと平行に
流れるので、コード配列の乱れかないベルトが成形され
る。しかしながらそのようにすると、キャビティ６内の
エアを完全に外部に排出させることができず、両側のゲ
ート８からキャビティ６内に流出する成形材料の合流部
（接合部）で、ウェルドラインが生じる。

そこで、本発明者は、前記コードは一定の張力を与えら
れた状態で内金型！の周囲に巻き付けられていることか
ら、ゲート８（ランナ７）からキャビティ６内に流出し
た成形材料の流れ方向が、コードに対し傾斜していても
その傾斜角度が特定値以下であれば、コード配列が乱れ
ないことを見い出した。すなわち、実験の結果、第６図
の線図に示すように、コード張力が５００ｇの場合にコ
ードに対する成形材料（ゴム）の流れ方向の傾斜角度θ
が７°以下になり、またコード張力が１０００ｇの場合
にはコードに対する成形材料（ゴム）の流れ方向の傾斜
角度θが１５゜以下になると、コード配列が乱れないこ
とを確認した。

したがって、本発明のゲート８は、コードＤ（第４図）
に対し第６（ｉｌの線図Ｘよりも小さい角度で成形材料
がキャビティ６内に流出するようにゲート８の開口断面
を設定した。いいかえれば、前記コードＤの張力が５０
０ｇ〜１０００ｇの場合に、ゲート８からキャビティ６
内に流入する成形材料のコードＤに対する流れ方向の傾
斜角度θが、 θ≦（ｏ、ｏｒ６ｘコードＤの張力（ｇ）　−１）”と
なるように、ｉＱ記ゲート８の開口断面を設定した。な
お、成形材料が第２ランナ７内をその上端から下端にか
けて流れるときの圧力損失によって、成形材料の流速が
第２ランナ７の上端から下端にかけて徐々に落ちるため
、前記ゲート８の開口断面は、第２ランナ７の全長にわ
たって均一に形成すればよい。

上記のように設定した場合のゲート８からキャビティ６
内に成形材料が流出する状況を、第４図に示している。

そして、この場合には、第２ランナ７からキャビティ６
内に流入する成形材料の流入量が、その上流側より下流
側にかけて漸次減少することになる。この結果、キャビ
ティ６内において、その上部（上流側）から成形材料が
充填されていき、キャビティ６内のエア等は徐々に下部
（下流側）へ圧しやられ、最終的に下盤ｌＯのエア抜き
孔（図示せず）から外部に排出されるので、ウェルドラ
インがなく、コード配列の乱れがないベルトが成形され
た。

ところで、内金型！に巻き付ける際のコードＤの張力を
大きくすればするほど、コードＤに対する成形材料の流
れ方向の傾斜角度θを大きくできるので、前記ゲート８
の設計（主に開口断面の設定）上の許容範囲が拡がる。

しかし、コードＤの張力が大きくなり過ぎると、製品と
してのベルトの長さの経時的変化が大きくなると共に、
内金型１からベルト成形品の抜き取りが難しくなるので
好ましくない。したがって、コードＤの張力は５００ｇ
＝　１０００ｇとするのが望ましい。　次に、上記した
本発明のゲート８の開口断面の具体例を、成形材料にネ
オブレンゴムを用いる場合について示す。

第５図において、外金型５の軸線方向に直交する前記ゲ
ート８の開口断面積をＡとし、前記第２ランナ７の同開
口断面積をＢとすると、Ａ＝ＬＸｔ、Ｂ＝ｙｒ／４Ｘｄ
ｔで表される。

この場合に、７≧Ａ／［（Ｘ　１００となるように、ゲ
ート８の開口断面積Ａを設定すれば、コードＤ（第４図
）に対し第６図の線図Ｘよりら小さい傾斜角度θで成形
材料がキャビティ６内に流出することを確認した。また
、（Ａ／Ｂ　Ｘ　ｔｏｏ）の値が４未満になると、成形
材料のロス量が増えて不経済である上に、ゲート８の機
械加工が難しくなることが判った。したがって、成形材
料のロス量や機械加工の難易度なども考慮して、前記ゲ
ート８の開口断面積Ａを、 ７≧Ａ／ＢＸ１００≧４となるように設定することが望
ましい。なお、前記ネオプレンゴムの粘度は、５０（１
−６００ｐｏｉｓｅ　（キャピロメータによる測定値）
であった。

上記した本発明の金型を用いて、歯付き伝導ゴムベルト
を射出成形により製造する方法を第７図に基づいて説明
する。

最終製品としての歯付き伝導ゴムベルトＡは、第８図に
示すように、歯形部Ｂ、帆布Ｃ１抗張体としてのコード
Ｄを備えている。

第７図において、 ■内金型１の周囲に帆布ＣとコードＤを順に巻き付ける
（芯巻き工程）。

■前記内金型■を外金型５内に挿入して組み合わせる（
型組工程）。

■ジャケット３及び９に蒸気を通して金型ｌ及び５を所
定の温度まで加熱する（予熱工程）。

■公知の射出成形機を用いてノズルから溶融した未加硫
ゴムを射出し、内金型１の第１ランナ及び外金型５の第
２ランナ７を経てゲート８からキャビティ６内に充填し
てベルトを成形しく射出成形工程）、加硫すなわち架橋
反応を行わせる（架橋工程）。なお、架橋に要する時間
は射出時間よりも数倍長いので、射出完了後に１０％程
度架橋が進行したところで、架橋工程へ送って架橋反応
を更に進行させる。

■架橋反応終了後、内金型１を外金型５から抜き取る（
型分解工程）。

■ベルト成形品は内金型蓋の周囲に付着しているので、
成形品の温度が高いと抜き取れないから冷却した（冷却
工程）後、成形品を内金型ｌから抜き取る（型抜き工程
）。

■抜き取ったベルト成形品は、ベルト厚み精度を高める
ためベルト成形品の背面を研削した（研削工程）後、所
定幅に切断すれば（カット工程）、最終製品としての歯
付き伝導ゴムベルトＡが得られる。

ここで、上記実施例に示した本発明の金型を用い上記の
製造方法によって、実際に製造した歯付き伝導ゴムベル
トの成形例について説明する。

内金型Ｉの第１ランナ４は、前記実施例と同様に６本で
、その流路口は幅４ｍｍ、深さ４Ｉｌ１１の矩形からな
っていた。外金型５の第２ランナ７は、直径が５ｍｍの
円形開口断面からなり、またゲート８は、幅ｔが０．５
ｍ−で、長さしが２ｍｍであった。

なお、この場合の、Ａ（ゲート８の開口断面積）／Ｂ（
第２ランナ７の開口断面積）ｘｌＯＯの値は、約５．１
（％）になる。

ｇＡ造した歯付き伝導ゴムベルトは、歯数が３００で、
そのピッチが２．０３２ａｕｓであった。

また、製造条件は次の通りであった。

成形材料：　ネオプレンゴム（粘度：５００〜６００　
ｐｏｉｓｅ） 金型温度：１５０℃（予熱時の温度） 射出速度：　　３０ｃｃ／秒 射出ｆｆｉ：　　３１０ｃｃ 架橋時間＝　２分 コードの張力　：　　　　５００ｇ 上記の条件で、コードＤの配列に乱れがなく、また歯形
部Ｂの成形も良好な、歯付き伝導ゴムベル）Ａ（第８図
参照）が得られた。

なお、本発明の射出成形用金型は、上記したゴムベルト
だけでなく、プラスチック等の高分子化合物を成形材料
として用いたベルトの製造にも使用できるものである。

［発明の効果］ この発明の射出成形用金型は、上記した溝成からなるの
で、下記の効果を奏する。

（１）従来の射出成形によるベルトの製造方法のような
煩雑な工程が不要で、射出成形本来の特徴を生かして、
歯付き伝導ベルトを効率良く、しかも安価に製造するこ
とができる。

（２）コード配列の乱れがなく、しかもショートショッ
トやウェルドラインなどの欠陥のない、高品質の歯付き
伝導ベルトが得られる。

（３）請求項２に記載のようにゲートの開口断面を設定
すれば、上記した（１）及び（２）の効果が確実に得ら
れる。

（４）特に成形材料にネオプレンゴムを用いる場合は、
請求項３に記載のようにゲートの開口断面積を設定すれ
ば、上記した（１）及び（２）の効果の他に、成形材料
のロス量が少なく、金型の機賊加工が容易で、実用性に
富むという効果も奏ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金型の実施例を示す全体中央縦断面図
、第２図は同平面図、第３図は第１図のＩ■−ＩＩＩ線
拡大断面図である。第４図はキャビティ内における成形
材料の流入状態を示す正面図、第５図はランナとゲート
の寸法を示すための第３図に対応する説明図、第６図は
コード張力とコードに対する成形材料の流入角度との関
係を示す線図、第７図は伝導ベルトの製造工程図、第８
図は歯付き伝導ベルトの一例を示す斜視図である。 １・・・内金型、２・・・歯形溝、４・・・第１ランナ
、５・・・外金型、６・・・キャビティ、７・・・第２
ランナ、８・・・ゲート、Ａ・・・歯付き伝導ベルト、
Ｄ・・・コード。 第２図 第１図 ＋　１？＃”、’！ 第３図 α　１２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一端を開口した円筒状の外金型と、該外金型内に挿
   入されて外金型の内周面との間でキャビティを形成する
   、外周面にその軸線方向に多数の歯形溝を設けた円柱状
   の内金型とからなり、前記外金型の内周面近傍の軸線方
   向に、円周方向に等間隔に複数のランナを穿設し、各ラ
   ンナの全長にわたって外金型の内周面側に開口するスリ
   ツト状ゲートを、前記ランナからキャビティ内に流入す
   る溶融状成形材料の流入量がその上流側より下流側にか
   けて漸次減少するように開設したことを特徴とする歯付
   き伝導ベルトの射出成形用金型。 ２、歯付き伝導ベルトの抗張体としてのコードを、その
   張力が５００ｇ〜１０００ｇになるように前記内金型の
   外周面に巻き付けた状態で、前記ランナのゲートから成
   形材料をキャビティ内に流入させる際に、前記コードに
   対する成形材料の流れ方向の傾斜角度が、 （０．０１６×コードの張力（ｇ）−１）°以下となる
   ように、前記外金型の軸線方向に直交する前記ゲートの
   開口断面を設定した請求項１記載の歯付き伝導ベルトの
   射出成形用金型。 ３、前記成形材料としてネオプレンゴムが用いられる場
   合に、前記外金型の軸線方向に直交する前記ゲートの開
   口断面積をＡとし、前記ランナの同開口断面積をＢとす
   ると、 ７≧Ａ／Ｂ×１００≧４となるように、 前記ゲートの開口断面積を設定した請求項１又は２記載
   の歯付き伝導ベルトの射出成形用金型。