歯付ベルトの製造方法
【課題】周方向で均一な強度を有する心線と歯布を形成でき、高強度で信頼性の高い歯付ベルトを製造することのできる歯付ベルトの製造方法を提供する。
【解決手段】円筒状のマンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成し、マンドレルの内部に配置された成形型の周りに歯布を配置する第１の工程と、成形型の周りに歯布を配置した姿勢で歯布とマンドレルを分離する第２の工程と、歯布の周りにブレーディングによって心線を形成する第３の工程と、心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体とする第４の工程からなり、第４の工程において、歯布が成形型側に案内されて歯付ベルトのベルト歯部とベルト溝部の表面に配置される。
【解決手段】円筒状のマンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成し、マンドレルの内部に配置された成形型の周りに歯布を配置する第１の工程と、成形型の周りに歯布を配置した姿勢で歯布とマンドレルを分離する第２の工程と、歯布の周りにブレーディングによって心線を形成する第３の工程と、心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体とする第４の工程からなり、第４の工程において、歯布が成形型側に案内されて歯付ベルトのベルト歯部とベルト溝部の表面に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は歯付ベルトの製造方法に関し、特に繋ぎ目のない心線と歯布によってベルト強度を高めた動力伝達用の歯付ベルトの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、たとえば、自動車用エンジンや工作機械等における二軸間で動力伝達する部材として歯付ベルトが広く採用されている。特に、エンジンで使用される歯付ベルトは「タイミングベルト」とも呼ばれている。
【０００３】
上記する歯付ベルトは一般に合成ゴムやポリウレタン樹脂から形成されており、金属からなるローラーチェーンと比較して軽量であり、柔軟であることから回転時にも低騒音であって、さらに潤滑油等による潤滑作業も不要である。その一方で、歯付ベルトは素材自体の強度が低く、素材の劣化による切れが発生しやすいことから剛性や耐久性に関する課題も含んでいる。
【０００４】
そこで、従来の歯付ベルトにおいては、歯付ベルト内部にたとえばガラス繊維やアラミド繊維からなる心線を埋設するとともに、ベルト歯部表面をナイロン織布からなる歯布で補強し、歯付ベルトの長手方向の伸びを抑制することで、歯付ベルト全体の剛性を向上させている。
【０００５】
ここで、図８を参照して、上記する従来の歯付ベルトの製造方法を説明する。まず、歯布シートから所定寸法の歯布Ｓを裁断し、この歯布Ｓの両端部を縫合（縫合部Ｈ）して環状に形成する。次いで、外周面が歯付ベルトのベルト歯部およびベルト溝部と相補的な形状を有する成形型Ｋの周りに環状の歯布Ｓを装着する。その歯布Ｓの周りにガラス繊維または繊維束からなる心線Ｃを螺旋状に巻き付けて配置し、合成ゴムからなるベルト素材Ｆをその心線Ｃの周りに巻き付ける。そして、高温雰囲気下でベルト素材Ｆを加硫した後、所定温度まで冷却して心線Ｃと歯布Ｓをベルト材Ｇで一体に形成する。これにより、内部に心線Ｃが埋設され、ベルト歯部Ｔとベルト溝部Ｄが交互に形成され、その歯先側の表面が歯布Ｓで覆われた環状のベルトスラブＡが形成される。そして、このベルトスラブＡを成形型Ｋから脱型し、ローラカッターで所定幅に裁断することによって歯付ベルトが作製される。
【０００６】
ところで、上記する歯付ベルトにおいては、環状に形成された歯布Ｓの一部に構造弱部となり得る縫合部Ｈが存在している。
【０００７】
たとえば、図９（ａ）で示すように、動力伝達の際にベルト歯部Ｔに力Ｆが作用すると、ベルト歯部Ｔが力Ｆ方向に倒れるように変形し、ベルト歯部Ｔとベルト溝部Ｄの境界となる歯元の境界部Ｐには矢印Ｘ方向の引張り力が作用するとともに、境界部Ｑにはそれとは反対方向の矢印Ｙ方向の引張り力が作用する。したがって、図示するように構造弱部となり得る縫合部Ｈがベルト溝部Ｄに存在する場合には、この縫合部Ｈに対して引張り応力が作用し、それが所定の応力にまで到達すると縫合部Ｈにおいて歯布Ｓの切れが発生し、それを起点としてベルト材Ｇの内部に向かう剪断破壊が進展して（破線Ｌ）ベルトＢが破断してしまうといった問題がある。また、図９（ｂ）で示すように、縫合部Ｈがベルト歯部Ｔとベルト溝部Ｄの境界となる歯元の境界部Ｐに存在する場合には、上記ベルト歯部Ｔの変形に伴って縫合部Ｈにて応力が集中し、それが所定の応力にまで到達すると縫合部Ｈにおいて歯布Ｓの切れが発生し、それを起点としてベルト材Ｇの内部に向かう剪断破壊が進展して（破線Ｍ）、その上部のベルト歯部Ｔが欠けてしまうといった問題もある。したがって、高負荷条件下においても歯布Ｓの切れを抑制し、歯付ベルトＢの破損を効果的に抑止できる歯付ベルトの開発が望まれている。
【０００８】
上記する問題に対して、ベルト強度を高めることを目的とした歯付ベルトの製造方法が特許文献１〜３に開示されている。
【０００９】
特許文献１に開示されている歯付ベルトの製造方法は、歯型溝群を設けた円筒状の成形型の周りにウレタン不浸透性樹脂層を有する歯布を巻装し、この歯布の周りに心線を螺旋状に巻き付け、歯布と心線をポリウレタンエラストマーからなるベルト材で一体とする方法である。
【００１０】
また、特許文献２に開示されている歯付ベルトの製造方法は、たて糸とよこ糸を織成した帆布と所定の厚みを有する接着剤層を基材層の片面に形成した不浸透性樹脂層を、その基材層が外側に位置するように重ね合わせ、これを加熱押圧して接着剤層を溶融させ、この溶融した接着剤を帆布に食い込ませて歯布を形成し、この歯布を歯部表面に配置して歯付ベルトを作製する方法である。
【００１１】
また、特許文献３に開示されている歯付ベルトの製造方法は、ポリウレタンエラストマーを塗布した歯布を一対の型付盤にて挟持し、これを加熱加圧して歯布の歯型型付けを行い、この歯型型付け後の歯布を成形型に巻装して歯付ベルトを作製する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平６−２１３２８２号公報
【特許文献２】特開平６−２１３２８３号公報
【特許文献３】特開平１−２４６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に開示されている歯付ベルトの製造方法においては、ベルト材として所定の材料からなるプレポリマーに硬化剤を配合してなるポリウレタンエラストマーを使用することで、耐熱性および耐寒性に優れた歯付ベルトを製造することができる。
【００１４】
また、特許文献２に開示されている歯付ベルトの製造方法においては、接着剤層のアンカー効果によって歯布と不浸透性樹脂層を強固に接着することができ、高い作動温度環境下や高負荷条件下においても歯布の磨耗を低減でき、耐久性に優れた歯付ベルトを製造することができる。
【００１５】
また、特許文献３に開示されている歯付ベルトの製造方法においては、予め歯布の型付け作業を行うことによって当該歯布を成形型の正確な位置に配置することができ、歯布のずれやしわつき、折れ曲がり等を抑制して高品質な歯付ベルトを製造することができる。
【００１６】
しかしながら、特許文献１，２に開示されている歯付ベルの製造方法においては、その歯付ベルトで使用される歯布が歯布シートから所定の長さで裁断された後、熱プレスによる接着または溶着等によって筒状にエンドレス加工されており、依然として歯布の一部に構造弱部となり得る接合部が存在する。また、その接合部によって歯布の周方向での強度が不均一となり、これが歯付ベルト全体の強度を不均一とし、使用時に特定の箇所に応力が集中するといった課題がある。
【００１７】
また、特許文献３に開示されている歯付ベルトの製造方法においては、型付け後の歯布を成形型の所定の位置に配置した後、その両端部を軽く押さえ込んで無端状に形成していることから、歯布の端部における強度が他の箇所の強度と相違し、歯布の周方向での強度が不均一となるといった課題がある。また、品質を高めるために予め型付け作業を行う必要があり、製造工数の増加に繋がるといった課題もある。
【００１８】
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、心線と歯布について周方向に構造弱部となり得る繋ぎ目がなく、かつ周方向で均一な強度を備え、もってベルト強度を効果的に高めることができる歯付ベルトの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成すべく、本発明による歯付ベルトの製造方法は、内部に心線が埋設され、ベルト歯部とベルト溝部が交互に形成され、該ベルト歯部とベルト溝部の表面に歯布を備えた環状を呈する歯付ベルトの製造方法であって、前記歯付ベルトの内周面の周長を有する円筒状のマンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成し、該マンドレルの内部に配置された成形型であって、外周面が前記歯付ベルトのベルト歯部およびベルト溝部と相補的な形状を有する成形型の周りに前記歯布を配置する第１の工程と、前記成形型の周りに前記歯布を配置した姿勢で歯布とマンドレルを分離する第２の工程と、前記成形型および前記歯布の周りにブレーディングによって心線を形成する第３の工程と、心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体としてベルト歯部とベルト溝部を形成する第４の工程からなり、前記第４の工程において、前記歯布が前記成形型側に案内され、該歯布が前記歯付ベルトのベルト歯部とベルト溝部の表面に配置されるものである。
【００２０】
ここで、心線は、歯付ベルトの長手方向（周方向）の剛性を保持する高耐熱性かつ高剛性の繊維束からなるものであって、この繊維束を構成する素材としては、たとえば、パラ系アラミド繊維やメタ系アラミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維、超高分子量ポリエステル繊維、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維などを適用することができる。
【００２１】
また、歯布はたとえばナイロン繊維などから構成することができる。
【００２２】
また、ベルト材としては、たとえばクロロプレンゴムや二トリルブタジエンゴムなどの合成ゴムや、合成ゴムよりも剛性の高いポリウレタン樹脂を適用することができる。
【００２３】
なお、上記する心線や歯布は、合成ゴムの加硫温度以上の融点を有する繊維またはポリウレタン樹脂の硬化温度以上の融点を有する繊維から構成されているものである。また、ブレーディングによって形成された心線は溶融したベルト素材を透過させ、ブレーディングによって形成された歯布は溶融したベルト素材を透過させないものであることが好ましい。
【００２４】
上記する製造方法によれば、心線と歯布の双方をブレーディングによって形成することで、歯付ベルトの周方向に繋ぎ目がなく、周方向で均一な剛性を有する心線と歯布を容易に形成することができる。したがって、心線と歯布をベルト材で一体とし、ベルト歯部とベルト溝部を形成して環状の歯付ベルトを作製した際に、歯付ベルト全体の強度を均一化してベルト強度を効果的に高めることができる。また、ブレーディングの繰り返し回数やブレーディングで使用される繊維の種類や交叉角度を適宜変更することで、心線や歯布の厚さや各方向の強度を容易に調整することができ、歯付ベルトの全領域を効果的に強化することができる。
【００２５】
ここで、前記第１の工程においては、円筒状のマンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成した後、該マンドレルの内部に前記成形型を配置してもよいし、円筒状の前記マンドレルの内部に前記成形型を配置した後、該マンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成してもよい。
【００２６】
また、前記第４の工程においては、前記成形型および前記歯布の周りに形成された前記心線の周りにベルト素材を配置し、該ベルト素材を高温雰囲気下で溶融させて心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体としてもよいし、前記成形型および前記歯布の周りに形成された前記心線の周りに別途の成形型を配置し、前記成形型と前記別途の成形型で画定された領域にベルト素材を含浸させて心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体としてもよい。
【００２７】
ここで、ベルト素材を加硫させる場合にはたとえばクロロプレンゴム等の合成ゴムを適用することができる。また、成形型と別途の成形型で画定された領域にベルト素材を含浸させる場合には、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系の熱可塑性エラストマー樹脂や柔軟性熱可塑性樹脂などを適用することができ、特にウレタン系のポリウレタン樹脂などが使用される。
【００２８】
また、上記するようにブレーディングによって形成された歯布がベルト素材を透過しないものであれば、第４の工程においてベルト素材を加硫させる、あるいはベルト素材を含浸させる際に、合成ゴムやポリウレタン樹脂等のベルト素材が流れる際の流体圧によって歯布を確実に歯付ベルトの内周面側へ案内することができる。
【００２９】
本発明の製造方法によって得られた歯付ベルトは、環状を呈する歯付ベルトの周方向に繋ぎ目がなく、周方向で略均一な強度を有する心線と歯布を有することで、優れたベルト強度を備えた歯付ベルトとなる。また、心線と歯布をブレーディングによって作製することで、歯布の端部を縫合する工程が不要となり、心線と歯布の作製が容易となる。また、複数の繊維または繊維束を適宜の交叉角度で組み合わせてなるブレーディングを使用することで、たとえば心線を多層に形成することができるとともに、ブレーディングに使用される繊維の強度や交叉角度を調整して心線や歯布の厚みや強度を容易に調整することができ、歯付ベルトの強度を効果的に高めることができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上の説明から理解できるように、本発明の歯付ベルトの製造方法によれば、歯付ベルトを構成する心線や歯布の作製が容易であり、構造弱部となり得る接合部等の発生を抑制でき、周方向で均一な強度を有する心線や歯布を形成することができ、もって歯付ベルト全体が強化されて破損が抑制された歯付ベルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態１のフロー図である。
【図２】本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態１の第１の工程を説明した図であって、（ａ）はマンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成する工程を説明した図であり、（ｂ）はブレーディングによって形成された歯布を模式的に示した斜視図であり、（ｃ）は図２（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図２で示す第１の工程に続いて、本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態１の第２の工程を説明した図であって、（ａ）は歯布とマンドレルを分離する工程を説明した図であり、（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】図３で示す第２の工程に続いて、本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態１の第３の工程を説明した図であって、（ａ）は歯布の周りにブレーディングによって心線を形成する工程を説明した図であり、（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図５】図４で示す第３の工程に続いて、本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態１の第４の工程を説明した図であって、（ａ）は心線の周りにベルト素材を配置した工程を説明した図であり、（ｂ）は図５（ａ）のＤ−Ｄ矢視図であり、（ｃ）はベルト素材を高温雰囲気下で溶融させて心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体とした歯付ベルトを示した縦断面図である。
【図６】本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態２のフロー図である。
【図７】本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態２の第４の工程を説明した図であって、（ａ）は第３の工程に続いて、心線の周りに別途の成形型を配置した工程を説明した図であり、（ｂ）は図７（ａ）のＥ−Ｅ矢視図であり、（ｃ）は成形型と別途の成形型で画定された領域にベルト素材を含浸させて心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体とした歯付ベルトを示した縦断面図である。
【図８】従来の歯付ベルトの製造方法を説明した図である。
【図９】従来の歯付ベルトを示した縦断面図であって、（ａ）は縫合部がベルト溝部に存在する歯付ベルトを示した図であり、（ｂ）は縫合部がベルト歯部とベルト溝部の境界となる歯元の境界部に存在する歯付ベルトを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態１，２を説明する。
【００３３】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１の歯付ベルトの製造方法のフロー図を示したものである。図示するように、まず、第１の工程において、円筒状のマンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成し、マンドレルの内部に配置された成形型の周りに歯布を配置する（Ｓ１１）。次いで、第２の工程において、成形型の周りに歯布を配置した姿勢で歯布とマンドレルを分離する（Ｓ１２）。次に、第３の工程において、成形型および歯布の周りにブレーディングによって心線を形成する（Ｓ１３）。そして、第４の工程において、心線の周りにベルト素材を配置し、ベルト素材を高温雰囲気下で溶融させて心線と歯布をベルト材で一体とし、歯付ベルトのベルト歯部とベルト溝部を交互に形成する（Ｓ１４）。ここで、第４の工程においては、歯布が成形型側に案内されて歯付ベルトのベルト歯部とベルト溝部の表面に配置されることとなる。
【００３４】
図２〜図５は、本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態１の第１の工程〜第４の工程を具体的に説明した図である。
【００３５】
まず、図２（ａ）で示すように、第１の工程において、円筒状のマンドレル６０の外周面にブレーディングによって歯布６を形成する。また、この第１の工程においては、マンドレル６０の内部に、外周面が歯付ベルト１０のベルト歯部４およびベルト溝部５（図５（ｃ）参照）と相補的な形状を有する成形型５０を配置する。これにより、成形型５０の周りに上記するブレーディングによって形成された歯布６が配置された姿勢となる。
【００３６】
ここで、上記するブレーディングによって形成された歯布６は、図２（ｂ）で示すように、複数の繊維（撚り糸）がそれぞれ固有の交叉角度で組んで編まれた構成となっている。より具体的には、図２（ｂ）で示す円筒状の歯布６は、その軸心方向に対して傾斜した方向の２本の繊維（撚り糸）１Ａ、１Ｂとその軸心方向に延びる繊維（撚り糸）２から構成されており、繊維１Ａと繊維２は交叉角度θＡ、繊維１Ｂと繊維２は交叉角度θＢでそれぞれ交叉して編み込まれている。ここで、歯布６は、編み込まれた繊維間の隙間が極めて小さく、後述する第４の工程において溶融したベルト素材（たとえば、合成ゴム）が透過しないように複数の繊維が密に編み込まれている。なお、繊維同士の交叉角度θＡ，θＢは、歯布６の軸心方向または周方向の伸縮性や必要強度等に応じてたとえば１０°〜８０°の範囲内で適宜設定することができる。また、繊維１Ａ、繊維１Ｂ、および繊維２は同種の繊維から構成してもよいし、それぞれ異なる種類の繊維から構成してもよい。
【００３７】
なお、上記する第１の工程にて形成された歯布６は、後述する第４の工程において歯付ベルト１０のベルト歯部４およびベルト溝部５の表面に配置されるものである。したがって、歯布６が形成されるマンドレル６０の外周面は歯付ベルト１０の内周面の周長、すなわち図２（ｃ）で示す成形型５０の外側表面の周長と同じ周長を有するものである。
【００３８】
次いで、第２の工程においては、図３（ａ）で示すように、成形型５０の周りに歯布６が配置された姿勢で歯布６とマンドレル６０を分離する。なお、歯布６とマンドレル６０を分離する際には、歯布６の端部を把持部（不図示）で把持し、マンドレル６０を歯布６から引き抜くことで、歯布６とマンドレル６０を容易に分離することができる。なお、歯布６とマンドレル６０を分離すると、成形型５０と歯布６との間には図３（ｂ）で示すような空隙が発生することとなる。
【００３９】
このように成形型５０の周りに歯布６を配置した後、図４（ａ）で示すように、第３の工程において、成形型５０および歯布６の周りにブレーディングによって心線３を形成する。この第３の工程においては、図４（ｂ）で示すように心線３の巻き付け力によって歯布６が成形型５０側に押し付けられることで、図３（ｂ）で示す成形型５０と歯布６との間の空隙が解消され、歯布６の一部が成形型５０の溝部５１に入り込んで配置されることとなる。
【００４０】
ここで、上記する心線３は、歯布６と同様ブレーディングによって作製されるものの、歯布６と比較して編み込まれた繊維間の隙間が相対的に大きく、後述する第４の工程において溶融したベルト素材がその隙間を介して心線３を透過できるようになっている。すなわち、この心線３は、歯布６と比較してブレーディングで使用される繊維同士が相対的に疎に編み込まれた構成となっている。一方で、この心線３は、ブレーディングに使用される繊維同士の交叉角度等を適宜設定することで、繊維同士を重ね合わせて積層構造を構成することができ、歯付ベルト１０の伸縮性や強度を適宜調整することができる。
【００４１】
そして、成形型５０の周りに歯布６と心線３を形成した後、第４の工程において、歯布６や心線３の周りにベルト素材８を配置し、ベルト素材８を高温雰囲気下で溶融させ、その後所定温度まで冷却して心線３と歯布６とベルト歯部４とベルト溝部５をベルト材７で一体とする。より具体的には、まず、図５（ａ）および図５（ｂ）で示すように、歯布６や心線３の周りに合成ゴムからなるベルト素材８を巻き付けて配置する。そして、これらを高温雰囲気下に配置し、ベルト素材８を溶融させた後、所定温度まで冷却してベルト素材８を固化させ、図５（ｃ）で示すように、心線３と歯布６とベルト歯部４とベルト溝部５をベルト材７で一体とする。
【００４２】
ここで、上記する加硫工程においては、心線３は溶融したベルト素材８を透過させ、歯布６はベルト素材８を透過させないことから、図５（ｂ）で示すように歯布６や心線３の周りに配置され、高温雰囲気下で溶融したベルト素材８は、心線３の編み込まれた繊維間の隙間を通って成形型５０の方向へ流動し、歯布６はその流れの圧力（流体圧）によって成形型５０側に案内されて、歯付ベルト１０のベルト歯部４とベルト溝部５の表面（成形型側）に配置されることとなる。
【００４３】
なお、既述する歯付ベルト１０の成形品においては、脱型後、その背面を研磨して表面処理し、ロットナンバー等を背面に印刷してロールカッター等で所望の幅に裁断される。
【００４４】
上記する製造方法を用いることで、図５（ｃ）で示すように、歯付ベルト１０の周方向に繋ぎ目のない心線３が内部に埋設され、ベルト歯部４とベルト溝部５が交互に形成され、ベルト歯部４とベルト溝部５の表面に繋ぎ目のない歯布６を備えた歯付ベルト１０が製造されることとなる。このように心線３と歯布６をブレーディングによって作製することで、歯付ベルト１０の周方向（長手方向）で略均一な強度を有する心線３と歯布６を形成することができ、構造弱部の発生を抑制して心線３や歯布６の破損を抑制し、歯付ベルト１０の強度を効果的に高め、歯付ベルト１０の製品信頼性を向上させることができる。したがって、たとえば自動車用エンジンに使用する際にも歯付ベルトの幅を低減することができ、高剛性かつ高品質を維持しながら歯付ベルトおよびエンジン部品等の体格の小型化を実現することができる。
【００４５】
［実施の形態２］
実施の形態２は、実施の形態１の第４の工程における加硫工程に代えて、樹脂含浸工程を適用した歯付ベルトの製造方法である。
【００４６】
図６は、実施の形態２の歯付ベルトの製造方法のフロー図を示したものである。図示するように、まず、第１の工程において、円筒状のマンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成し、マンドレルの内部に配置された成形型の周りに歯布を配置する（Ｓ２１）。次いで、第２の工程において、成形型の周りに歯布を配置した姿勢で歯布とマンドレルを分離する（Ｓ２２）。次に、第３の工程において、成形型および歯布の周りにブレーディングによって心線を形成する（Ｓ２３）。そして、第４の工程において、心線の周りに別途の成形型を配置し、成形型と別途の成形型で画定された領域にベルト素材を含浸させて心線と歯布をベルト材で一体とし、歯付ベルトのベルト歯部とベルト溝部を交互に形成する（Ｓ２４）。ここで、第４の工程においては、歯布が成形型側に案内されて歯付ベルトのベルト歯部とベルト溝部の表面に配置されることとなる。
【００４７】
図７は、本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態２の第４の工程を説明した図であって、図７（ａ）は第３の工程に続いて、心線の周りに別途の成形型を配置した工程を説明した図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＥ−Ｅ矢視図であり、図７（ｃ）は成形型と別途の成形型で画定された領域にベルト素材を含浸させて心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体とした歯付ベルトを示した図である。
【００４８】
なお、実施の形態２における第１の工程〜第３の工程は、図２〜図４で示す実施の形態１の第１の工程〜第３の工程と同様の工程であるため、その詳細な説明を省略する。
【００４９】
この実施の形態２においては、図２〜図４を参照して説明したように、第１の工程〜第３の工程によって成形型７０の周りに歯布１６と心線１３を形成した後、第４の工程において、心線１３の周りに別途の成形型８０を配置し、成形型７０と別途の成形型８０で画定された領域にベルト素材（不図示）を含浸させて心線１３と歯布１６とベルト歯部１４とベルト溝部１５をベルト材１７で一体とする。より具体的には、まず、図７（ａ）および図７（ｂ）で示すように、心線１３の周りに２つの可動型８１，８２からなる別途の成形型８０を配置する。そして、成形型７０と可動型８１および可動型８２で画定された領域にポリウレタン樹脂からなるベルト素材を含浸させた後、所定温度まで冷却してベルト素材を固化させ、図７（ｃ）で示すように、心線１３と歯布１６とベルト歯部１４とベルト溝部１５をベルト材１７で一体とする。
【００５０】
ここで、上記する樹脂含浸工程において、別途の成形型８０の所定の位置に設けられた樹脂注入口（不図示）からベルト素材を注入して充填することで、ベルト素材は心線１３の繊維間の隙間を通って成形型７０側へ流動し、実施の形態１と同様に、歯布１６はその流れに圧力（流体圧）によって成形型７０側へ案内されて、歯付ベルト２０のベルト歯部１４とベルト溝部１５の表面（成形型側）に配置されることとなる。
【００５１】
このようにベルト材１７としてたとえばポリウレタン樹脂を用いて心線１３と歯布１６とベルト歯部１４とベルト溝部１５を一体とすることで、合成ゴムを用いる場合と比較してベルト全体の剛性を高めることができる。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５３】
１Ａ，１Ｂ…軸心方向に対して傾斜した方向の繊維、２…軸心方向の繊維、３…心線、４…ベルト歯部、５…ベルト溝部、６…歯布、７…ベルト材（合成ゴム）、８…ベルト素材、１０…歯付ベルト、５０…成形型、６０…マンドレル
【技術分野】
【０００１】
本発明は歯付ベルトの製造方法に関し、特に繋ぎ目のない心線と歯布によってベルト強度を高めた動力伝達用の歯付ベルトの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、たとえば、自動車用エンジンや工作機械等における二軸間で動力伝達する部材として歯付ベルトが広く採用されている。特に、エンジンで使用される歯付ベルトは「タイミングベルト」とも呼ばれている。
【０００３】
上記する歯付ベルトは一般に合成ゴムやポリウレタン樹脂から形成されており、金属からなるローラーチェーンと比較して軽量であり、柔軟であることから回転時にも低騒音であって、さらに潤滑油等による潤滑作業も不要である。その一方で、歯付ベルトは素材自体の強度が低く、素材の劣化による切れが発生しやすいことから剛性や耐久性に関する課題も含んでいる。
【０００４】
そこで、従来の歯付ベルトにおいては、歯付ベルト内部にたとえばガラス繊維やアラミド繊維からなる心線を埋設するとともに、ベルト歯部表面をナイロン織布からなる歯布で補強し、歯付ベルトの長手方向の伸びを抑制することで、歯付ベルト全体の剛性を向上させている。
【０００５】
ここで、図８を参照して、上記する従来の歯付ベルトの製造方法を説明する。まず、歯布シートから所定寸法の歯布Ｓを裁断し、この歯布Ｓの両端部を縫合（縫合部Ｈ）して環状に形成する。次いで、外周面が歯付ベルトのベルト歯部およびベルト溝部と相補的な形状を有する成形型Ｋの周りに環状の歯布Ｓを装着する。その歯布Ｓの周りにガラス繊維または繊維束からなる心線Ｃを螺旋状に巻き付けて配置し、合成ゴムからなるベルト素材Ｆをその心線Ｃの周りに巻き付ける。そして、高温雰囲気下でベルト素材Ｆを加硫した後、所定温度まで冷却して心線Ｃと歯布Ｓをベルト材Ｇで一体に形成する。これにより、内部に心線Ｃが埋設され、ベルト歯部Ｔとベルト溝部Ｄが交互に形成され、その歯先側の表面が歯布Ｓで覆われた環状のベルトスラブＡが形成される。そして、このベルトスラブＡを成形型Ｋから脱型し、ローラカッターで所定幅に裁断することによって歯付ベルトが作製される。
【０００６】
ところで、上記する歯付ベルトにおいては、環状に形成された歯布Ｓの一部に構造弱部となり得る縫合部Ｈが存在している。
【０００７】
たとえば、図９（ａ）で示すように、動力伝達の際にベルト歯部Ｔに力Ｆが作用すると、ベルト歯部Ｔが力Ｆ方向に倒れるように変形し、ベルト歯部Ｔとベルト溝部Ｄの境界となる歯元の境界部Ｐには矢印Ｘ方向の引張り力が作用するとともに、境界部Ｑにはそれとは反対方向の矢印Ｙ方向の引張り力が作用する。したがって、図示するように構造弱部となり得る縫合部Ｈがベルト溝部Ｄに存在する場合には、この縫合部Ｈに対して引張り応力が作用し、それが所定の応力にまで到達すると縫合部Ｈにおいて歯布Ｓの切れが発生し、それを起点としてベルト材Ｇの内部に向かう剪断破壊が進展して（破線Ｌ）ベルトＢが破断してしまうといった問題がある。また、図９（ｂ）で示すように、縫合部Ｈがベルト歯部Ｔとベルト溝部Ｄの境界となる歯元の境界部Ｐに存在する場合には、上記ベルト歯部Ｔの変形に伴って縫合部Ｈにて応力が集中し、それが所定の応力にまで到達すると縫合部Ｈにおいて歯布Ｓの切れが発生し、それを起点としてベルト材Ｇの内部に向かう剪断破壊が進展して（破線Ｍ）、その上部のベルト歯部Ｔが欠けてしまうといった問題もある。したがって、高負荷条件下においても歯布Ｓの切れを抑制し、歯付ベルトＢの破損を効果的に抑止できる歯付ベルトの開発が望まれている。
【０００８】
上記する問題に対して、ベルト強度を高めることを目的とした歯付ベルトの製造方法が特許文献１〜３に開示されている。
【０００９】
特許文献１に開示されている歯付ベルトの製造方法は、歯型溝群を設けた円筒状の成形型の周りにウレタン不浸透性樹脂層を有する歯布を巻装し、この歯布の周りに心線を螺旋状に巻き付け、歯布と心線をポリウレタンエラストマーからなるベルト材で一体とする方法である。
【００１０】
また、特許文献２に開示されている歯付ベルトの製造方法は、たて糸とよこ糸を織成した帆布と所定の厚みを有する接着剤層を基材層の片面に形成した不浸透性樹脂層を、その基材層が外側に位置するように重ね合わせ、これを加熱押圧して接着剤層を溶融させ、この溶融した接着剤を帆布に食い込ませて歯布を形成し、この歯布を歯部表面に配置して歯付ベルトを作製する方法である。
【００１１】
また、特許文献３に開示されている歯付ベルトの製造方法は、ポリウレタンエラストマーを塗布した歯布を一対の型付盤にて挟持し、これを加熱加圧して歯布の歯型型付けを行い、この歯型型付け後の歯布を成形型に巻装して歯付ベルトを作製する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平６−２１３２８２号公報
【特許文献２】特開平６−２１３２８３号公報
【特許文献３】特開平１−２４６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に開示されている歯付ベルトの製造方法においては、ベルト材として所定の材料からなるプレポリマーに硬化剤を配合してなるポリウレタンエラストマーを使用することで、耐熱性および耐寒性に優れた歯付ベルトを製造することができる。
【００１４】
また、特許文献２に開示されている歯付ベルトの製造方法においては、接着剤層のアンカー効果によって歯布と不浸透性樹脂層を強固に接着することができ、高い作動温度環境下や高負荷条件下においても歯布の磨耗を低減でき、耐久性に優れた歯付ベルトを製造することができる。
【００１５】
また、特許文献３に開示されている歯付ベルトの製造方法においては、予め歯布の型付け作業を行うことによって当該歯布を成形型の正確な位置に配置することができ、歯布のずれやしわつき、折れ曲がり等を抑制して高品質な歯付ベルトを製造することができる。
【００１６】
しかしながら、特許文献１，２に開示されている歯付ベルの製造方法においては、その歯付ベルトで使用される歯布が歯布シートから所定の長さで裁断された後、熱プレスによる接着または溶着等によって筒状にエンドレス加工されており、依然として歯布の一部に構造弱部となり得る接合部が存在する。また、その接合部によって歯布の周方向での強度が不均一となり、これが歯付ベルト全体の強度を不均一とし、使用時に特定の箇所に応力が集中するといった課題がある。
【００１７】
また、特許文献３に開示されている歯付ベルトの製造方法においては、型付け後の歯布を成形型の所定の位置に配置した後、その両端部を軽く押さえ込んで無端状に形成していることから、歯布の端部における強度が他の箇所の強度と相違し、歯布の周方向での強度が不均一となるといった課題がある。また、品質を高めるために予め型付け作業を行う必要があり、製造工数の増加に繋がるといった課題もある。
【００１８】
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、心線と歯布について周方向に構造弱部となり得る繋ぎ目がなく、かつ周方向で均一な強度を備え、もってベルト強度を効果的に高めることができる歯付ベルトの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成すべく、本発明による歯付ベルトの製造方法は、内部に心線が埋設され、ベルト歯部とベルト溝部が交互に形成され、該ベルト歯部とベルト溝部の表面に歯布を備えた環状を呈する歯付ベルトの製造方法であって、前記歯付ベルトの内周面の周長を有する円筒状のマンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成し、該マンドレルの内部に配置された成形型であって、外周面が前記歯付ベルトのベルト歯部およびベルト溝部と相補的な形状を有する成形型の周りに前記歯布を配置する第１の工程と、前記成形型の周りに前記歯布を配置した姿勢で歯布とマンドレルを分離する第２の工程と、前記成形型および前記歯布の周りにブレーディングによって心線を形成する第３の工程と、心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体としてベルト歯部とベルト溝部を形成する第４の工程からなり、前記第４の工程において、前記歯布が前記成形型側に案内され、該歯布が前記歯付ベルトのベルト歯部とベルト溝部の表面に配置されるものである。
【００２０】
ここで、心線は、歯付ベルトの長手方向（周方向）の剛性を保持する高耐熱性かつ高剛性の繊維束からなるものであって、この繊維束を構成する素材としては、たとえば、パラ系アラミド繊維やメタ系アラミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維、超高分子量ポリエステル繊維、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維などを適用することができる。
【００２１】
また、歯布はたとえばナイロン繊維などから構成することができる。
【００２２】
また、ベルト材としては、たとえばクロロプレンゴムや二トリルブタジエンゴムなどの合成ゴムや、合成ゴムよりも剛性の高いポリウレタン樹脂を適用することができる。
【００２３】
なお、上記する心線や歯布は、合成ゴムの加硫温度以上の融点を有する繊維またはポリウレタン樹脂の硬化温度以上の融点を有する繊維から構成されているものである。また、ブレーディングによって形成された心線は溶融したベルト素材を透過させ、ブレーディングによって形成された歯布は溶融したベルト素材を透過させないものであることが好ましい。
【００２４】
上記する製造方法によれば、心線と歯布の双方をブレーディングによって形成することで、歯付ベルトの周方向に繋ぎ目がなく、周方向で均一な剛性を有する心線と歯布を容易に形成することができる。したがって、心線と歯布をベルト材で一体とし、ベルト歯部とベルト溝部を形成して環状の歯付ベルトを作製した際に、歯付ベルト全体の強度を均一化してベルト強度を効果的に高めることができる。また、ブレーディングの繰り返し回数やブレーディングで使用される繊維の種類や交叉角度を適宜変更することで、心線や歯布の厚さや各方向の強度を容易に調整することができ、歯付ベルトの全領域を効果的に強化することができる。
【００２５】
ここで、前記第１の工程においては、円筒状のマンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成した後、該マンドレルの内部に前記成形型を配置してもよいし、円筒状の前記マンドレルの内部に前記成形型を配置した後、該マンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成してもよい。
【００２６】
また、前記第４の工程においては、前記成形型および前記歯布の周りに形成された前記心線の周りにベルト素材を配置し、該ベルト素材を高温雰囲気下で溶融させて心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体としてもよいし、前記成形型および前記歯布の周りに形成された前記心線の周りに別途の成形型を配置し、前記成形型と前記別途の成形型で画定された領域にベルト素材を含浸させて心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体としてもよい。
【００２７】
ここで、ベルト素材を加硫させる場合にはたとえばクロロプレンゴム等の合成ゴムを適用することができる。また、成形型と別途の成形型で画定された領域にベルト素材を含浸させる場合には、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系の熱可塑性エラストマー樹脂や柔軟性熱可塑性樹脂などを適用することができ、特にウレタン系のポリウレタン樹脂などが使用される。
【００２８】
また、上記するようにブレーディングによって形成された歯布がベルト素材を透過しないものであれば、第４の工程においてベルト素材を加硫させる、あるいはベルト素材を含浸させる際に、合成ゴムやポリウレタン樹脂等のベルト素材が流れる際の流体圧によって歯布を確実に歯付ベルトの内周面側へ案内することができる。
【００２９】
本発明の製造方法によって得られた歯付ベルトは、環状を呈する歯付ベルトの周方向に繋ぎ目がなく、周方向で略均一な強度を有する心線と歯布を有することで、優れたベルト強度を備えた歯付ベルトとなる。また、心線と歯布をブレーディングによって作製することで、歯布の端部を縫合する工程が不要となり、心線と歯布の作製が容易となる。また、複数の繊維または繊維束を適宜の交叉角度で組み合わせてなるブレーディングを使用することで、たとえば心線を多層に形成することができるとともに、ブレーディングに使用される繊維の強度や交叉角度を調整して心線や歯布の厚みや強度を容易に調整することができ、歯付ベルトの強度を効果的に高めることができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上の説明から理解できるように、本発明の歯付ベルトの製造方法によれば、歯付ベルトを構成する心線や歯布の作製が容易であり、構造弱部となり得る接合部等の発生を抑制でき、周方向で均一な強度を有する心線や歯布を形成することができ、もって歯付ベルト全体が強化されて破損が抑制された歯付ベルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態１のフロー図である。
【図２】本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態１の第１の工程を説明した図であって、（ａ）はマンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成する工程を説明した図であり、（ｂ）はブレーディングによって形成された歯布を模式的に示した斜視図であり、（ｃ）は図２（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図２で示す第１の工程に続いて、本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態１の第２の工程を説明した図であって、（ａ）は歯布とマンドレルを分離する工程を説明した図であり、（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】図３で示す第２の工程に続いて、本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態１の第３の工程を説明した図であって、（ａ）は歯布の周りにブレーディングによって心線を形成する工程を説明した図であり、（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図５】図４で示す第３の工程に続いて、本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態１の第４の工程を説明した図であって、（ａ）は心線の周りにベルト素材を配置した工程を説明した図であり、（ｂ）は図５（ａ）のＤ−Ｄ矢視図であり、（ｃ）はベルト素材を高温雰囲気下で溶融させて心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体とした歯付ベルトを示した縦断面図である。
【図６】本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態２のフロー図である。
【図７】本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態２の第４の工程を説明した図であって、（ａ）は第３の工程に続いて、心線の周りに別途の成形型を配置した工程を説明した図であり、（ｂ）は図７（ａ）のＥ−Ｅ矢視図であり、（ｃ）は成形型と別途の成形型で画定された領域にベルト素材を含浸させて心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体とした歯付ベルトを示した縦断面図である。
【図８】従来の歯付ベルトの製造方法を説明した図である。
【図９】従来の歯付ベルトを示した縦断面図であって、（ａ）は縫合部がベルト溝部に存在する歯付ベルトを示した図であり、（ｂ）は縫合部がベルト歯部とベルト溝部の境界となる歯元の境界部に存在する歯付ベルトを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態１，２を説明する。
【００３３】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１の歯付ベルトの製造方法のフロー図を示したものである。図示するように、まず、第１の工程において、円筒状のマンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成し、マンドレルの内部に配置された成形型の周りに歯布を配置する（Ｓ１１）。次いで、第２の工程において、成形型の周りに歯布を配置した姿勢で歯布とマンドレルを分離する（Ｓ１２）。次に、第３の工程において、成形型および歯布の周りにブレーディングによって心線を形成する（Ｓ１３）。そして、第４の工程において、心線の周りにベルト素材を配置し、ベルト素材を高温雰囲気下で溶融させて心線と歯布をベルト材で一体とし、歯付ベルトのベルト歯部とベルト溝部を交互に形成する（Ｓ１４）。ここで、第４の工程においては、歯布が成形型側に案内されて歯付ベルトのベルト歯部とベルト溝部の表面に配置されることとなる。
【００３４】
図２〜図５は、本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態１の第１の工程〜第４の工程を具体的に説明した図である。
【００３５】
まず、図２（ａ）で示すように、第１の工程において、円筒状のマンドレル６０の外周面にブレーディングによって歯布６を形成する。また、この第１の工程においては、マンドレル６０の内部に、外周面が歯付ベルト１０のベルト歯部４およびベルト溝部５（図５（ｃ）参照）と相補的な形状を有する成形型５０を配置する。これにより、成形型５０の周りに上記するブレーディングによって形成された歯布６が配置された姿勢となる。
【００３６】
ここで、上記するブレーディングによって形成された歯布６は、図２（ｂ）で示すように、複数の繊維（撚り糸）がそれぞれ固有の交叉角度で組んで編まれた構成となっている。より具体的には、図２（ｂ）で示す円筒状の歯布６は、その軸心方向に対して傾斜した方向の２本の繊維（撚り糸）１Ａ、１Ｂとその軸心方向に延びる繊維（撚り糸）２から構成されており、繊維１Ａと繊維２は交叉角度θＡ、繊維１Ｂと繊維２は交叉角度θＢでそれぞれ交叉して編み込まれている。ここで、歯布６は、編み込まれた繊維間の隙間が極めて小さく、後述する第４の工程において溶融したベルト素材（たとえば、合成ゴム）が透過しないように複数の繊維が密に編み込まれている。なお、繊維同士の交叉角度θＡ，θＢは、歯布６の軸心方向または周方向の伸縮性や必要強度等に応じてたとえば１０°〜８０°の範囲内で適宜設定することができる。また、繊維１Ａ、繊維１Ｂ、および繊維２は同種の繊維から構成してもよいし、それぞれ異なる種類の繊維から構成してもよい。
【００３７】
なお、上記する第１の工程にて形成された歯布６は、後述する第４の工程において歯付ベルト１０のベルト歯部４およびベルト溝部５の表面に配置されるものである。したがって、歯布６が形成されるマンドレル６０の外周面は歯付ベルト１０の内周面の周長、すなわち図２（ｃ）で示す成形型５０の外側表面の周長と同じ周長を有するものである。
【００３８】
次いで、第２の工程においては、図３（ａ）で示すように、成形型５０の周りに歯布６が配置された姿勢で歯布６とマンドレル６０を分離する。なお、歯布６とマンドレル６０を分離する際には、歯布６の端部を把持部（不図示）で把持し、マンドレル６０を歯布６から引き抜くことで、歯布６とマンドレル６０を容易に分離することができる。なお、歯布６とマンドレル６０を分離すると、成形型５０と歯布６との間には図３（ｂ）で示すような空隙が発生することとなる。
【００３９】
このように成形型５０の周りに歯布６を配置した後、図４（ａ）で示すように、第３の工程において、成形型５０および歯布６の周りにブレーディングによって心線３を形成する。この第３の工程においては、図４（ｂ）で示すように心線３の巻き付け力によって歯布６が成形型５０側に押し付けられることで、図３（ｂ）で示す成形型５０と歯布６との間の空隙が解消され、歯布６の一部が成形型５０の溝部５１に入り込んで配置されることとなる。
【００４０】
ここで、上記する心線３は、歯布６と同様ブレーディングによって作製されるものの、歯布６と比較して編み込まれた繊維間の隙間が相対的に大きく、後述する第４の工程において溶融したベルト素材がその隙間を介して心線３を透過できるようになっている。すなわち、この心線３は、歯布６と比較してブレーディングで使用される繊維同士が相対的に疎に編み込まれた構成となっている。一方で、この心線３は、ブレーディングに使用される繊維同士の交叉角度等を適宜設定することで、繊維同士を重ね合わせて積層構造を構成することができ、歯付ベルト１０の伸縮性や強度を適宜調整することができる。
【００４１】
そして、成形型５０の周りに歯布６と心線３を形成した後、第４の工程において、歯布６や心線３の周りにベルト素材８を配置し、ベルト素材８を高温雰囲気下で溶融させ、その後所定温度まで冷却して心線３と歯布６とベルト歯部４とベルト溝部５をベルト材７で一体とする。より具体的には、まず、図５（ａ）および図５（ｂ）で示すように、歯布６や心線３の周りに合成ゴムからなるベルト素材８を巻き付けて配置する。そして、これらを高温雰囲気下に配置し、ベルト素材８を溶融させた後、所定温度まで冷却してベルト素材８を固化させ、図５（ｃ）で示すように、心線３と歯布６とベルト歯部４とベルト溝部５をベルト材７で一体とする。
【００４２】
ここで、上記する加硫工程においては、心線３は溶融したベルト素材８を透過させ、歯布６はベルト素材８を透過させないことから、図５（ｂ）で示すように歯布６や心線３の周りに配置され、高温雰囲気下で溶融したベルト素材８は、心線３の編み込まれた繊維間の隙間を通って成形型５０の方向へ流動し、歯布６はその流れの圧力（流体圧）によって成形型５０側に案内されて、歯付ベルト１０のベルト歯部４とベルト溝部５の表面（成形型側）に配置されることとなる。
【００４３】
なお、既述する歯付ベルト１０の成形品においては、脱型後、その背面を研磨して表面処理し、ロットナンバー等を背面に印刷してロールカッター等で所望の幅に裁断される。
【００４４】
上記する製造方法を用いることで、図５（ｃ）で示すように、歯付ベルト１０の周方向に繋ぎ目のない心線３が内部に埋設され、ベルト歯部４とベルト溝部５が交互に形成され、ベルト歯部４とベルト溝部５の表面に繋ぎ目のない歯布６を備えた歯付ベルト１０が製造されることとなる。このように心線３と歯布６をブレーディングによって作製することで、歯付ベルト１０の周方向（長手方向）で略均一な強度を有する心線３と歯布６を形成することができ、構造弱部の発生を抑制して心線３や歯布６の破損を抑制し、歯付ベルト１０の強度を効果的に高め、歯付ベルト１０の製品信頼性を向上させることができる。したがって、たとえば自動車用エンジンに使用する際にも歯付ベルトの幅を低減することができ、高剛性かつ高品質を維持しながら歯付ベルトおよびエンジン部品等の体格の小型化を実現することができる。
【００４５】
［実施の形態２］
実施の形態２は、実施の形態１の第４の工程における加硫工程に代えて、樹脂含浸工程を適用した歯付ベルトの製造方法である。
【００４６】
図６は、実施の形態２の歯付ベルトの製造方法のフロー図を示したものである。図示するように、まず、第１の工程において、円筒状のマンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成し、マンドレルの内部に配置された成形型の周りに歯布を配置する（Ｓ２１）。次いで、第２の工程において、成形型の周りに歯布を配置した姿勢で歯布とマンドレルを分離する（Ｓ２２）。次に、第３の工程において、成形型および歯布の周りにブレーディングによって心線を形成する（Ｓ２３）。そして、第４の工程において、心線の周りに別途の成形型を配置し、成形型と別途の成形型で画定された領域にベルト素材を含浸させて心線と歯布をベルト材で一体とし、歯付ベルトのベルト歯部とベルト溝部を交互に形成する（Ｓ２４）。ここで、第４の工程においては、歯布が成形型側に案内されて歯付ベルトのベルト歯部とベルト溝部の表面に配置されることとなる。
【００４７】
図７は、本発明の歯付ベルトの製造方法の実施の形態２の第４の工程を説明した図であって、図７（ａ）は第３の工程に続いて、心線の周りに別途の成形型を配置した工程を説明した図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＥ−Ｅ矢視図であり、図７（ｃ）は成形型と別途の成形型で画定された領域にベルト素材を含浸させて心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体とした歯付ベルトを示した図である。
【００４８】
なお、実施の形態２における第１の工程〜第３の工程は、図２〜図４で示す実施の形態１の第１の工程〜第３の工程と同様の工程であるため、その詳細な説明を省略する。
【００４９】
この実施の形態２においては、図２〜図４を参照して説明したように、第１の工程〜第３の工程によって成形型７０の周りに歯布１６と心線１３を形成した後、第４の工程において、心線１３の周りに別途の成形型８０を配置し、成形型７０と別途の成形型８０で画定された領域にベルト素材（不図示）を含浸させて心線１３と歯布１６とベルト歯部１４とベルト溝部１５をベルト材１７で一体とする。より具体的には、まず、図７（ａ）および図７（ｂ）で示すように、心線１３の周りに２つの可動型８１，８２からなる別途の成形型８０を配置する。そして、成形型７０と可動型８１および可動型８２で画定された領域にポリウレタン樹脂からなるベルト素材を含浸させた後、所定温度まで冷却してベルト素材を固化させ、図７（ｃ）で示すように、心線１３と歯布１６とベルト歯部１４とベルト溝部１５をベルト材１７で一体とする。
【００５０】
ここで、上記する樹脂含浸工程において、別途の成形型８０の所定の位置に設けられた樹脂注入口（不図示）からベルト素材を注入して充填することで、ベルト素材は心線１３の繊維間の隙間を通って成形型７０側へ流動し、実施の形態１と同様に、歯布１６はその流れに圧力（流体圧）によって成形型７０側へ案内されて、歯付ベルト２０のベルト歯部１４とベルト溝部１５の表面（成形型側）に配置されることとなる。
【００５１】
このようにベルト材１７としてたとえばポリウレタン樹脂を用いて心線１３と歯布１６とベルト歯部１４とベルト溝部１５を一体とすることで、合成ゴムを用いる場合と比較してベルト全体の剛性を高めることができる。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５３】
１Ａ，１Ｂ…軸心方向に対して傾斜した方向の繊維、２…軸心方向の繊維、３…心線、４…ベルト歯部、５…ベルト溝部、６…歯布、７…ベルト材（合成ゴム）、８…ベルト素材、１０…歯付ベルト、５０…成形型、６０…マンドレル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に心線が埋設され、ベルト歯部とベルト溝部が交互に形成され、該ベルト歯部とベルト溝部の表面に歯布を備えた環状を呈する歯付ベルトの製造方法であって、
前記歯付ベルトの内周面の周長を有する円筒状のマンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成し、該マンドレルの内部に配置され、外周面が前記歯付ベルトのベルト歯部およびベルト溝部と相補的な形状を有する成形型の周りに前記歯布を配置する第１の工程と、
前記成形型の周りに前記歯布を配置した姿勢で歯布とマンドレルを分離する第２の工程と、
前記成形型および前記歯布の周りにブレーディングによって心線を形成する第３の工程と、
心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体としてベルト歯部とベルト溝部を形成する第４の工程からなり、
前記第４の工程において、前記歯布が前記成形型側に案内され、該歯布が前記歯付ベルトのベルト歯部とベルト溝部の表面に配置される歯付ベルトの製造方法。
【請求項２】
前記第１の工程において、円筒状のマンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成した後、該マンドレルの内部に前記成形型を配置する、もしくは、円筒状の前記マンドレルの内部に前記成形型を配置した後、該マンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成する請求項１に記載の歯付ベルトの製造方法。
【請求項３】
前記第４の工程において、前記成形型および前記歯布の周りに形成された前記心線の周りにベルト素材を配置し、該ベルト素材を高温雰囲気下で溶融させて心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体とする請求項１または２に記載の歯付ベルトの製造方法。
【請求項４】
前記ベルト材が合成ゴムからなる請求項３に記載の歯付ベルトの製造方法。
【請求項５】
前記第４の工程において、前記成形型および前記歯布の周りに形成された前記心線の周りに別途の成形型を配置し、前記成形型と前記別途の成形型で画定された領域にベルト素材を含浸させて心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体とする請求項１または２に記載の歯付ベルトの製造方法。
【請求項６】
前記ベルト材がポリウレタン樹脂からなる請求項５に記載の歯付ベルトの製造方法。
【請求項１】
内部に心線が埋設され、ベルト歯部とベルト溝部が交互に形成され、該ベルト歯部とベルト溝部の表面に歯布を備えた環状を呈する歯付ベルトの製造方法であって、
前記歯付ベルトの内周面の周長を有する円筒状のマンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成し、該マンドレルの内部に配置され、外周面が前記歯付ベルトのベルト歯部およびベルト溝部と相補的な形状を有する成形型の周りに前記歯布を配置する第１の工程と、
前記成形型の周りに前記歯布を配置した姿勢で歯布とマンドレルを分離する第２の工程と、
前記成形型および前記歯布の周りにブレーディングによって心線を形成する第３の工程と、
心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体としてベルト歯部とベルト溝部を形成する第４の工程からなり、
前記第４の工程において、前記歯布が前記成形型側に案内され、該歯布が前記歯付ベルトのベルト歯部とベルト溝部の表面に配置される歯付ベルトの製造方法。
【請求項２】
前記第１の工程において、円筒状のマンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成した後、該マンドレルの内部に前記成形型を配置する、もしくは、円筒状の前記マンドレルの内部に前記成形型を配置した後、該マンドレルの外周面にブレーディングによって歯布を形成する請求項１に記載の歯付ベルトの製造方法。
【請求項３】
前記第４の工程において、前記成形型および前記歯布の周りに形成された前記心線の周りにベルト素材を配置し、該ベルト素材を高温雰囲気下で溶融させて心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体とする請求項１または２に記載の歯付ベルトの製造方法。
【請求項４】
前記ベルト材が合成ゴムからなる請求項３に記載の歯付ベルトの製造方法。
【請求項５】
前記第４の工程において、前記成形型および前記歯布の周りに形成された前記心線の周りに別途の成形型を配置し、前記成形型と前記別途の成形型で画定された領域にベルト素材を含浸させて心線と歯布とベルト歯部とベルト溝部をベルト材で一体とする請求項１または２に記載の歯付ベルトの製造方法。
【請求項６】
前記ベルト材がポリウレタン樹脂からなる請求項５に記載の歯付ベルトの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２５０３４９（Ｐ２０１２−２５０３４９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２２０７６（Ｐ２０１１−１２２０７６）
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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