熱可塑性無端ベルトの製造装置、及び、熱可塑性無端ベルトの製造方法
【課題】ベルト用基材をほぼ均一な加熱温度で加熱加圧することのできる熱可塑性無端ベルトの製造装置及び熱可塑性無端ベルトの製造方法を提供する。
【解決手段】熱可塑性無端ベルト製造装置１は、熱可塑性を有するベルト用基材のベルト長さ方向に関する両端部が突き合わされた無端ベルトを製造するための装置である。熱可塑性無端ベルト製造装置１は、相対向して配置され、ベルト用基材２０Ａの突き合わせ部２３Ａを加熱するための１対の熱盤２と、突き合わせ部２３Ａのベルト長さ方向に関する両側部分を冷却する冷却部４、５と、１対の熱盤２の対向面１０、１１にそれぞれ接するように配置され、突き合わせ部２３Ａを加熱しつつ挟持押圧する１対の金型３とを備えている。１対の金型３は、冷却部４、５には接していない。
【解決手段】熱可塑性無端ベルト製造装置１は、熱可塑性を有するベルト用基材のベルト長さ方向に関する両端部が突き合わされた無端ベルトを製造するための装置である。熱可塑性無端ベルト製造装置１は、相対向して配置され、ベルト用基材２０Ａの突き合わせ部２３Ａを加熱するための１対の熱盤２と、突き合わせ部２３Ａのベルト長さ方向に関する両側部分を冷却する冷却部４、５と、１対の熱盤２の対向面１０、１１にそれぞれ接するように配置され、突き合わせ部２３Ａを加熱しつつ挟持押圧する１対の金型３とを備えている。１対の金型３は、冷却部４、５には接していない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性を有するベルト用基材から無端ベルトを製造するための熱可塑性無端ベルトの製造装置、及び、熱可塑性無端ベルトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、無端ベルトの製造方法として、熱可塑性ポリウレタン等の熱可塑性材料のベルト用基材の両端部を突き合わせて接合する方法がある。
【０００３】
このような接合には、例えば、特許文献１に開示されている装置が用いられる。装置４０は、歯付ベルトを製造するための装置である。図４に示すように、装置４０は、対向配置された上下２つの熱盤４２、４１と、２つの熱盤４１、４２の両側に、隙間を介してそれぞれ配置された冷却部４３〜４６とを備えている。熱盤４１及び冷却部４３、４５の下面は、プレスフレーム４９に固定されており、熱盤４２及び冷却部４４、４６の上面は、プレスフレーム５０に固定されている。また、熱盤４１及び冷却部４３、４５の上面には、複数の歯溝５１を有する金型４７が設置され、熱盤４２及び冷却部４４、４６の下面には平板状の金型４８が設置されている。ベルト用基材６０の両端部が突き合わされた突き合わせ部６１は、金型４７、４８の中央部に位置するように設置される。そして、突き合わせ部６１のベルト長さ方向（ベルト用基材６０を無端ベルトにしたときの周方向）に関する両側部分を冷却部４３〜４６によって冷却しつつ、突き合わせ部６１を金型４７、４８の間で加熱加圧して両端部を溶着により接合している。
【０００４】
この装置４０では、冷却部４３〜４６を設けることにより、突き合わせ部６１以外の加熱する必要のない部分が加熱されて変形するのを防止している。また、金型４１、４２を冷却部４３〜４６まで延ばすことにより、たとえ加熱により溶融された材料が冷却部側へはみ出したとしても、ベルト用基材６０の表面に境界線マークが発生するのを防止する、とされる。
【０００５】
また、上述した図４に示す装置４０を用いて、既に無端状に接合された歯付ベルトの歯部の形状の欠陥を修正することもできる。具体的な歯部の形状の欠陥としては、歯欠けや、歯高さの不足などである。例えば、溶融状態の一方の端部と、既に歯部が成形された他方の端部とを突き合わせて接合することで製造された無端ベルトの場合、一方の端部の溶融した材料が歯溝内に充分に行き渡らない等の要因によって、上述したような歯部の欠陥が発生しやすい。具体的な修正方法としては、突き合わせ部の歯部と反対側の面に、ベルト用基材と同一材料からなるシートを載せて、突き合わせ部をシートごと金型４７、４８の間で加熱加圧する。これにより、突き合わせ部とシートを溶融させて、金型４７の歯溝５１内に流し込み、欠陥部分を埋めて歯部の形状を修正する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２９１３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図４に示す装置４０の場合、金型４７、４８は熱盤４１、４２と冷却部４３〜４６の両方に接しているため、金型４７、４８の熱盤４１、４２に接する部分の温度は、ベルト長さ方向に関する中央部から両端側に向けて低下している。そのため、この金型４７、４８により突き合わせ部６１を完全に接合等しようとすると、余分に加熱される部分が生じるため、ベルトの変色や反り等が発生する。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
そこで、本発明は、ベルト用基材をほぼ均一な加熱温度で加熱することのできる熱可塑性無端ベルトの製造装置、及び、熱可塑性無端ベルトの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
請求項１の熱可塑性無端ベルトの製造装置は、熱可塑性を有するベルト用基材のベルト長さ方向に関する両端部が突き合わされた、無端ベルトを製造する装置であって、相対向して配置され、前記ベルト用基材の突き合わせ部を加熱するための１対の熱盤と、前記突き合わせ部の前記ベルト長さ方向に関する両側部分を冷却する冷却部と、前記１対の熱盤の対向面にそれぞれ接するように配置され、前記突き合わせ部を加熱しつつ挟持押圧する１対の金型とを備え、前記金型は、前記熱盤には接しているが、前記冷却部には接していないことを特徴とする。
【００１０】
この構成によると、冷却部によって、突き合わせ部のベルト長さ方向に関する両側部分を冷却することにより、無加圧部分が加熱されて変形するのを防止する。また、金型は冷却部に接していないため、金型温度は冷却部からほとんど影響を受けない。従って、金型の熱盤に接する部分における温度分布は、均一化される。その結果、金型温度のむらに起因する突き合わせ部の周辺の変色等を防止することができる。尚、ベルト長さ方向とは、ベルト用基材を無端ベルトにしたときの周方向（長手方向）のことである。
【００１１】
請求項２の熱可塑性無端ベルトの製造装置は、請求項１において、前記ベルト長さ方向に関して、前記金型の長さは、前記熱盤よりも短いことを特徴とする。この構成によると、金型は、ベルト長さ方向に関して、熱盤の範囲内に配置することができる。そのため、金型温度をさらに均一化することができる。
【００１２】
請求項３の熱可塑性無端ベルトの製造装置は、請求項２において、少なくとも一方の熱盤の前記対向面に、凹部が形成されており、この凹部に、前記一方の熱盤に対応する前記金型が嵌合していることを特徴とする。この構成によると、熱盤の凹部に嵌合された金型は、プレス面と反対側の表面だけでなく、側面からも熱盤によって加熱される。そのため、金型が対向面の平坦な熱盤に設置される場合に比べて、金型の温度をさらに均一化することができる。
【００１３】
請求項４の熱可塑性無端ベルトの製造装置は、請求項３において、前記ベルト用基材は、その一方の面に、前記ベルト長さ方向に所定の間隔で配置された複数の歯部を有するものであり、前記凹部に嵌合された前記金型に、前記ベルト用基材の前記複数の歯部にそれぞれ対応する、複数の歯溝が形成されていることを特徴とする。この構成によると、突き合わせ部において、熱盤温度のむらに起因する変色等のない無端歯付ベルトを製造することができる。
【００１４】
請求項５の熱可塑性無端ベルトの製造方法は、熱可塑性を有するベルト用基材のベルト長さ方向に関する両端部が突き合わされた、無端ベルトを製造する方法であって、前記ベルト用基材の突き合わせ部の前記ベルト長さ方向に関する両側部分を冷却しつつ、前記ベルト用基材の両面側に対向配置された１対の熱盤にそれぞれ接し、且つ、前記ベルト用基材の両側部分を冷却する冷却部には接していない、１対の金型により、前記突き合わせ部を加熱加圧することを特徴とする。
【００１５】
この構成によると、冷却部によって、突き合わせ部のベルト長さ方向に関する両側部分を冷却することにより、無加圧部分が加熱されて変形するのを防止する。また、金型は冷却部に接していないため、金型温度は冷却部からあまり影響を受けない。従って、金型の熱盤に接する部分における温度分布は、均一化される。そのため、金型温度のむらに起因する突き合わせ部の周辺の変色等を防止することができる。
【００１６】
請求項６の熱可塑性無端ベルトの製造方法は、請求項５において、前記１対の金型で前記突き合わせ部を加熱加圧することにより、前記ベルト用基材の前記両端部を接合することを特徴とする。この構成によると、金型温度のむらに起因する変色等の発生を防止しつつ、突き合わせ部の両端部を接合して無端ベルトを製造することができる。
【００１７】
請求項７の熱可塑性無端ベルトの製造方法は、請求項５において、前記ベルト用基材として、その一方の面に、前記ベルト長さ方向に所定の間隔で配置された複数の歯部を有するとともに、前記突き合わせ部が予め接合されたものを用い、前記ベルト用基材の前記一方の面を押圧する一方の金型には、前記複数の歯部にそれぞれ対応する、複数の歯溝が形成されており、前記１対の金型で前記突き合わせ部を加熱加圧することにより、前記突き合わせ部における前記歯部の形状を、前記一方の金型の前記歯溝によって修正することを特徴とする。この構成によると、予め接合された突き合わせ部の歯部において、歯欠けや歯高さが足りないといった欠陥が生じている場合、突き合わせ部を１対の金型で加熱加圧することにより、金型温度のむらに起因する変色等の発生を防止しつつ、突き合わせ部の歯部の形状を修正し、無端ベルトを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
＜第１実施形態＞
本実施形態の熱可塑性無端ベルトの製造装置（以下、ベルト製造装置という）１は、熱可塑性を有するベルト用基材２０Ａから無端ベルトを製造するためのものである。図１に示すように、ベルト製造装置１は、相対向して配置された１対の熱盤２と、この１対の熱盤２の対向面１０、１１にそれぞれ接するように配置された１対の金型３と、冷却部４、５とを備える。
【００１９】
先ず、ベルト製造装置１で用いられるベルト用基材２０Ａについて説明する。ベルト用基材２０Ａは、熱可塑性エラストマーで構成されている。ベルト用基材２０Ａは、無端歯付ベルトを製造するためのものである。尚、ベルト用基材２０Ａを無端ベルトにしたときの周方向（長手方向）をベルト長さ方向とする。図２に示すように、ベルト用基材２０Ａは、一方の面に、ベルト長さ方向に所定の間隔で配置された複数の歯部２１が形成され、他方の面（以下、背面という）２２は平坦に形成されている。ベルト用基材２０Ａのベルト長さ方向に関する両端部は、ベルト長さ方向に直交するように形成されている。ベルト用基材２０Ａの両端部を突き合わせた部分を、突き合わせ部２３Ａする。
【００２０】
熱可塑性エラストマーとしては、主に熱可塑性ポリウレタンが用いられる。また、熱可塑性ポリエステル系エラストマー、熱可塑性ポリアミド系エラストマー、エチレン−α−オレフィンなどの熱可塑性オレフィン系エラストマー等を用いてもよい。熱可塑性ポリウレタンとしては、１分子あたり少なくとも２個以上の活性水素を有するポリエステルポリオール、ポリアミドポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール及びポリエーテルポリオール等から選ばれたポリオールの１種または２種以上の混合物と、多官能イソシアネートとを等モルに近い割合で反応させて得られる直線状の熱可塑性ポリウレタンが用いられる。また、熱可塑性ポリエステル系エラストマーとしては、具体的には、株式会社デュポンの商標名「ハイトレル」や、株式会社東洋紡の商標名「ペルプレン」等が用いられる。また、熱可塑性ポリアミド系エラストマーとしては、具体的には、株式会社ダイセルの商標名「ダイアミドーＰＡＥ」等が用いられる。
【００２１】
図２に示すように、ベルト用基材２０Ａは、ベルト長さ方向が図１及び図２中の左右方向となるように、ベルト製造装置１に設置される。尚、以下のベルト製造装置１の説明において、ベルト製造装置１の上下方向を上下方向、図１及び図２中の左右方向をベルト長さ方向と定義する。
【００２２】
図１に示すように、１対の熱盤２は、ベルト用基材２０Ａの突き合わせ部２３Ａを加熱するためのものである。１対の熱盤２は、相対向して配置された第１熱盤２Ａと第２熱盤２Ｂとから構成される。１対の熱盤２は、その対向面１０、１１と反対側の面がプレスフレーム６、７にそれぞれ固定されている。また、第１熱盤２Ａと第２熱盤２Ｂは、ベルト長さ方向に関する長さがほぼ同じである。また、第１熱盤２Ａの上面（対向面）１０には、凹部１２が形成されており、第２熱盤２Ｂの下面（対向面）１１は、平坦に形成されている。第１熱盤２Ａ及び第２熱盤２Ｂは、例えば、蒸気、電気または高周波などの熱源により加熱されるようにそれぞれ構成されている。
【００２３】
１対の金型３は、ベルト用基材２０Ａの突き合わせ部２３Ａを加熱しつつ挟持押圧するためのものである。１対の金型３は、第１金型３Ａと、第２金型３Ｂとから構成されている。第１金型３Ａ及び第２金型３Ｂは、第１熱盤２Ａの上面１０及び第２熱盤２Ｂの下面１１にそれぞれ接している。
【００２４】
第１金型３Ａには、ベルト用基材２０Ａの複数の歯部２１にそれぞれ対応する、複数の歯溝１３が形成されている。第１金型３Ａは、ベルト長さ方向に関する長さが、第１熱盤２Ａよりも短い。第１金型３Ａは、ベルト長さ方向に関して、第１熱盤２Ａの範囲内に配置されている。詳細には、第１金型３Ａは、第１熱盤２Ａの上面１０に形成された凹部１２に嵌合している。そのため、当然ながら、第１金型３Ａは、第１熱盤２Ａのベルト長さ方向に関する両側に設置された冷却部４、５に接していない。尚、図１及び図２では、第２金型３Ｂの歯溝１３の数は３つとなっているが、これに限定されるものではない。
【００２５】
また、第１金型３Ａの歯溝１３の底面は、第１熱盤２Ａの上面１０の上端よりも上方に位置している。そのため、図２に示すように、ベルト用基材２０Ａの歯部２１が歯溝１３に嵌合するように、ベルト用基材２０Ａが第１金型３Ａに設置されたとき、第１熱盤２Ａの上面１０の上端は、ベルト用基材２０Ａの歯部２１の底面に接しない。
【００２６】
第２金型３Ｂは、平板状に形成されており、第１金型３Ａよりも厚みが薄い。第２金型３Ｂのベルト長さ方向に関する長さは、第２熱盤２Ｂよりも短く、また、第１金型３Ａよりも若干短い。第２金型３Ｂは、ベルト長さ方向に関して第２熱盤２Ｂの範囲内に配置されている。そのため、第２金型３Ｂは、第２熱盤２Ｂのベルト長さ方向に関する両側に設置された冷却部４、５に接していない。さらに、第２金型３Ｂは、第２熱盤２Ｂの範囲内においてベルト長さ方向に関して移動可能に構成されている。
【００２７】
冷却部４、５は、突き合わせ部２３Ａのベルト長さ方向に関する両側部分を冷却するためのものである。冷却部４、５は、第１熱盤２Ａのベルト長さ方向に関する両側に配置された２つの下部冷却部４Ａ、５Ａと、第２熱盤２Ｂのベルト長さ方向に関する両側に配置された２つの上部冷却部４Ｂ、５Ｂとから構成される。冷却部４、５と１対の熱盤２との間には、それぞれ隙間が存在している。下部冷却部４Ａ、５Ａは、プレスフレーム６に固定され、上部冷却部４Ｂ、５Ｂはプレスフレーム７に固定されている。冷却部４、５は、例えば、内部に設けられた冷却管を流れる冷却液によって冷却されている。
【００２８】
下部冷却部４Ａ、５Ａの上面は、第１金型３Ａの歯溝１３の底面とほぼ同一平面上に位置する。そのため、図２に示すように、ベルト用基材２０Ａの突き合わせ部２３Ａが第１金型３Ａに設置され、さらに、突き合わせ部２３Ａの両側部分が下部冷却部４Ａ、５Ａに設置されたとき、ベルト用基材２０Ａはほぼ水平となる。従って、ベルト用基材２０Ａをベルト製造装置１に安定して設置しやすい。
【００２９】
図１に示すように、上部冷却部４Ｂ、５Ｂの下面は、第２金型３Ｂの下面（プレス面）よりも若干上方に位置している。そのため、図２に示すように、１対の金型３によりベルト用基材２０Ａを挟持押圧したとき、上部冷却部４Ｂ、５Ｂはベルト用基材２０Ａに多少接触することとなる。
【００３０】
以上説明した製造装置１によると、第１金型３Ａ及び第２金型３Ｂは、第１熱盤２Ａ及び第２熱盤２Ｂにそれぞれ接しているが、冷却部４、５には接していない。そのため、第１金型３Ａ及び第２金型３Ｂの温度は、冷却部４、５からあまり影響を受けないため、均一化される。従って、金型温度のむらに起因する突き合わせ部２３Ａの周辺の変色等を防止することができる。
【００３１】
また、第１金型３Ａ及び第２金型３Ｂは、ベルト長さ方向に関して、第１熱盤２Ａ及び第２熱盤２Ｂの長さよりもそれぞれ短く、さらに、第１熱盤２Ａ及び第２熱盤２Ｂの範囲内に設置されている。そのため、第１金型３Ａ及び第２金型３Ｂの温度をさらに均一化することができる。
【００３２】
さらに、第１金型３Ａは、第１熱盤２Ａの上面１０に形成された凹部１２に嵌合している。そのため、第１金型３Ａは、プレス面と反対側の面だけでなく、側面からも第１熱盤２Ａによって加熱されている。そのため、第１金型３Ａの温度は、平坦状の熱盤に配置される場合に比べて、さらに均一化される。
【００３３】
また、第２金型３Ｂは、ベルト長さ方向に関して、第１金型３Ａよりも若干短く、第２熱盤２Ｂの範囲内において移動可能に構成されている。そのため、ベルト用基材２０Ａは、第２金型３Ｂが設置された部分のみ加圧される。従って、加熱加圧の必要な部分にのみ集中して加圧することができる。
【００３４】
また、上述したように金型温度が均一化されることにより、加熱加圧時間を短縮化することができる。そのため、加熱により溶融した材料が金型からはみ出して流れ出すのを抑制することができる。
【００３５】
また、冷却部４、５を用いて、突き合わせ部２３Ａのベルト長さ方向に関する両側部分を冷却することにより、無加圧部分に熱が伝わるのを防止している。さらに、上述したように加熱加圧時間が短い。そのため、ベルト用基材２０Ａの無加圧部分が加熱されて変形するのを防止することができる。
【００３６】
次に、ベルト製造装置１を用いて、ベルト用基材２０Ａの突き合わせ部２３Ａを溶着によって接合し、無端ベルトを製造する工程を説明する。
【００３７】
図２示すように、突き合わせ部２３Ａの歯部２１を、第１金型３Ａの歯溝１３に嵌合させつつ、ベルト用基材２０Ａを第１金型３Ａに設置する。このとき、突き合わせ部２３Ａのベルト長さ方向に関する両側部分を、下部冷却部４Ａ、５Ａの上面に設置する。そして、プレスフレーム６、７の間隔を調整し、冷却部４、５によって、突き合わせ部２３Ａのベルト長手方向の両側部分を冷却しつつ、１対の金型３で突き合わせ部２３Ａを加熱加圧する。これにより、突き合わせ部２３Ａの両端部を溶着により接合し、無端歯付ベルトを製造する。
【００３８】
加熱加圧の条件は、例えば、熱盤温度を１４０〜１６０℃、加圧力を０．２ＭＰａとし、１．５分程度行う。尚、この加熱加圧時間は、熱盤が１４０℃に上昇し、１対の金型３によってプレスを開始してからプレスが終了するまでの時間である。
【００３９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。但し、前記第１実施形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００４０】
本実施形態のベルト製造装置１は、前記第１実施形態と同じ構成を有する。
【００４１】
本実施形態のベルト製造装置１で用いられるベルト用基材２０Ｂは、ベルト長さ方向に関する両端部が予め接合されたものである。両端部が突き合わされて接合された部分を、突き合わせ部２３Ｂとする。ベルト用基材２０Ｂは、熱可塑性エラストマーで構成され、内部にベルト長さ方向に沿って心線２４が埋設されている。ベルト用基材２０Ｂは、前記第１実施形態と同様に、一方の面には複数の歯部２１が形成され、背面２２は平坦に形成されている。ベルト用基材２０Ｂは、例えば、特開２００２−２２５１５０号公報（図２）、特開２００１−１５０５６５号公報、特開２００１−２３２６９２号公報に開示されている装置を用いて作製されたものが用いられる。この装置で作製されたベルト用基材２０Ｂは、図３に示すように、突き合わせ部２３Ｂの数歯の歯部２１において、歯高さが足りないなどの欠陥が発生している場合がある。
【００４２】
熱可塑性エラストマーとしては、前記第１実施形態と同様のものが用いられる。また、心線２４としては、スチールコード、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維などが用いられる。
【００４３】
次に、ベルト製造装置１を用いて、ベルト用基材２０Ｂの突き合わせ部２３Ｂの歯部２１の形状を修正し、無端ベルトを製造する工程を説明する。
【００４４】
突き合わせ部２３Ｂの歯部２１を第１金型３Ａの歯溝１３に嵌合させつつ、ベルト用基材２０Ｂを第１金型３Ａに設置する。このとき、突き合わせ部２３Ｂのベルト長さ方向に関する両側部分を、下部冷却部４Ａ、５Ａの上面に設置する。そして、ベルト用基材２０Ｂの背面２２の上に、ベルト用基材２０Ｂと同一の熱可塑性エラストマーからなる樹脂シートを設置する。さらにその上に、ポリテトラフルオロエチレン等の離型紙、ジェラルミン板、ゴム板、アルミニウム板を順に設置する。そして、プレスフレーム６、７の間隔を調整し、冷却部４、５によって、突き合わせ部２３Ｂのベルト長手方向の両側部分を冷却しつつ、１対の金型３でベルト用基材２０Ｂを加熱加圧する。これにより、突き合わせ部２３Ｂと樹脂シートが溶融して、歯溝１３内に流れ込み、歯部２１の形状が修正される。即ち、第１金型３Ａの歯溝１３によって、突き合わせ部２３Ｂの歯部２１の形状が修正されることとなる。また、加熱加圧の条件は、前記第１実施形態と同様とした。
【００４５】
以上、本発明の好適な実施形態として、第１実施形態及び第２実施形態を説明したが、第２熱盤２Ｂの下面１１に凹部が形成されており、この凹部に第２金型３Ｂが嵌合していてもよい。しかしながら、第２金型３Ｂは、厚みが小さいため、ベルト用基材２０Ａ、２０Ｂを１対の金型３で挟持したとき、第２熱盤２Ｂの下面１１が背面２２に近接し、無加圧部分が加熱される虞がある。そのため、第１実施形態及び第２実施形態のように、第２金型３Ｂは平坦状の第２熱盤２Ｂに設置されることが好ましい。
【００４６】
また、第２金型３Ｂは、ベルト長さ方向に関する長さが、第１金型３Ａと同じであってもよい。
【００４７】
また、第１金型３Ａは、上面１０が平坦に形成された第１熱盤２Ａの上面に設置されていてもよい。さらに、この場合、第１金型３Ａ及び第２金型３Ｂは、冷却部４、５に接していなければ、ベルト長さ方向に関する長さが、第１熱盤２Ａ及び第２熱盤２Ｂよりも長くてもよい。
【００４８】
また、本発明の熱可塑性無端ベルト製造装置を用いて製造される無端ベルトは、歯付ベルトに限らず、平ベルト、Ｖベルト、Ｖリブドベルトなど他の種類のベルトにも本発明を適用することができる。Ｖベルトは、ベルト長手方向を直交する断面がＶ字状のベルトであり、Ｖリブドベルトは、長手方向に延びる複数のリブ部を有するベルトである。
【実施例】
【００４９】
以下、具体的な実施例を伴って本発明の効果を検証する。
【００５０】
ベルト用基材は、熱可塑性ポリウレタンで主に構成され、一方の面にベルト長手方向に所定の間隔で配置された複数の歯部を有し、他方の面が平坦なものを用いた。また、ベルト用基材の内部には、ベルト長さ方向に沿ってスチールコードからなる心線が埋設されている。このベルト用基材の歯部の一部を切り取って歯欠けを形成した。
【００５１】
実施例として、前記第１実施形態で述べた図１及び図２に示す熱可塑性無端ベルト製造装置を用いて、ベルト用基材の歯欠けのある歯部の形状を修正した。尚、第１金型３Ａとしては、ベルト長さ方向に関する長さＤ１が、６０ｍｍのものを用いた。
【００５２】
先ず、歯欠けのある歯部を第１金型３Ａの歯溝１３に嵌合させつつ、ベルト用基材を第１金型３Ａに設置した。そして、ベルト用基材の上に、熱可塑性ポリウレタンからなる樹脂シートを設置し、さらにその上に、離型紙、ジェラルミン板、ゴム板、アルミニウム板を順に設置した。そして、プレスフレーム６、７の間隔を調整し、１対の金型３の間でベルト用基材を軽く挟持した後、常温状態の１対の熱盤２を加熱した。１対の熱盤２が設定温度まで上昇した後、プレスフレーム６、７による加圧力を０．２ＭＰａとし、１対の金型３によってベルト用基材を加熱加圧して歯部の形状を修正した。尚、この加熱加圧は、冷却部４、５によって、歯欠け部分のベルト長さ方向に関する両側部分を冷却しつつ行った。
【００５３】
表１に示すように、歯部の形状を適切に修正できる加熱加圧の条件は、１対の熱盤２の設定温度（プレスを開始する際の熱盤温度）が１４０℃であり、プレス時の１対の熱盤２の温度が１４０〜１６０℃であった。また、プレス時間(熱盤温度が設定温度１４０℃まで上昇してからプレスを終了するまでの時間)は、９０秒（１．５分）であり、１対の熱盤２の加熱を開始してからプレスが終了するまでの合計時間は１０分であった。
【００５４】
比較例として、図４に示す従来の装置４０を用いた。装置４０は、相対向して配置された上下２つの熱盤４２、４１と、２つの熱盤４１、４２のベルト長さ方向の両側部分に、隙間を介して、それぞれ配置された冷却部４３〜４６と備える。熱盤４１と冷却部４３、４５の上面には、複数の歯溝５１を有する金型４７が設置され、熱盤４２と冷却部４４、４６の下面には平板状の金型４８が設置されている。熱盤４１と冷却部４３、４５は、プレスフレーム４９に固定され、熱盤４２と冷却部４４、４６は、プレスフレーム５０に固定されている。尚、金型４７としては、ベルト長さ方向に関する長さが３００ｍｍのものを用いた。また、熱盤４１としては、ベルト長さ方向に関する長さＤ２が６０ｍｍのものを用いた。即ち、ベルト長さ方向に関して、金型４７の熱盤４１に接する部分の長さを実施例と同様に６０ｍｍとした。
【００５５】
装置４０を用いて、実施例と同様にベルト用基材の歯部の修正を行った。プレスフレーム６、７による加圧力は実施例と同じく０．２ＭＰａとした。表１に示すように、歯部の形状を適切に修正できる加熱加圧の条件は、熱盤４１、４２の設定温度（プレスを開始する際の熱盤温度）が１８０℃であり、プレス時の熱盤４１、４２の温度は１８０〜２００℃であった。また、プレス時間は、１５分であり、熱盤の加熱を開始してからプレスが終了するまでの合計時間は３０分であった。
【００５６】
【表１】
【００５７】
また、実施例の装置１について、第１熱盤２Ａが設定温度１４０℃まで上昇したときの第１金型３Ａの表面温度を測定した。測定点は、第１金型３Ａの、ベルト長さ方向に関して等間隔に並んだ５点(両端部含む)とした。比較例の装置４０についても、熱盤４１が設定温度１８０℃まで上昇したときの金型４７の表面温度を測定した。測定点は、金型４７の熱盤４１に接する部分における、ベルト長さ方向に関して等間隔に並んだ５点とした。
【００５８】
その結果、図５に示すように、比較例の金型４７の表面温度は、ベルト長さ方向に関して中央から両側に向かって温度が１０℃低下しているのに対し、実施例の第１金型３Ａの表面温度は、ベルト長さ方向に関して均一となった。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態に係る熱可塑性無端ベルトの製造装置の断面図である。
【図２】ベルト用基材を挟持している状態の熱可塑性無端ベルトの製造装置の断面図である。
【図３】ベルト用基材の歯部の形状の欠陥例を示す断面図である。
【図４】従来の装置の断面図である。
【図５】ベルト長さ方向に関する金型の表面温度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１ ベルト製造装置（熱可塑性無端ベルトの製造装置）
２ １対の熱盤
２Ａ 第１熱盤
２Ｂ 第２熱盤
３ １対の金型
３Ａ 第１金型
３Ｂ 第２金型
４、５ 冷却部
４Ａ、５Ａ 下部冷却部
４Ｂ、５Ｂ 上部冷却部
１０ 上面（対向面）
１１ 下面（対向面）
１２ 凹部
１３ 歯溝
２０Ａ、２０Ｂ ベルト用基材
２１ 歯部
２３Ａ、２３Ｂ 突き合わせ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性を有するベルト用基材から無端ベルトを製造するための熱可塑性無端ベルトの製造装置、及び、熱可塑性無端ベルトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、無端ベルトの製造方法として、熱可塑性ポリウレタン等の熱可塑性材料のベルト用基材の両端部を突き合わせて接合する方法がある。
【０００３】
このような接合には、例えば、特許文献１に開示されている装置が用いられる。装置４０は、歯付ベルトを製造するための装置である。図４に示すように、装置４０は、対向配置された上下２つの熱盤４２、４１と、２つの熱盤４１、４２の両側に、隙間を介してそれぞれ配置された冷却部４３〜４６とを備えている。熱盤４１及び冷却部４３、４５の下面は、プレスフレーム４９に固定されており、熱盤４２及び冷却部４４、４６の上面は、プレスフレーム５０に固定されている。また、熱盤４１及び冷却部４３、４５の上面には、複数の歯溝５１を有する金型４７が設置され、熱盤４２及び冷却部４４、４６の下面には平板状の金型４８が設置されている。ベルト用基材６０の両端部が突き合わされた突き合わせ部６１は、金型４７、４８の中央部に位置するように設置される。そして、突き合わせ部６１のベルト長さ方向（ベルト用基材６０を無端ベルトにしたときの周方向）に関する両側部分を冷却部４３〜４６によって冷却しつつ、突き合わせ部６１を金型４７、４８の間で加熱加圧して両端部を溶着により接合している。
【０００４】
この装置４０では、冷却部４３〜４６を設けることにより、突き合わせ部６１以外の加熱する必要のない部分が加熱されて変形するのを防止している。また、金型４１、４２を冷却部４３〜４６まで延ばすことにより、たとえ加熱により溶融された材料が冷却部側へはみ出したとしても、ベルト用基材６０の表面に境界線マークが発生するのを防止する、とされる。
【０００５】
また、上述した図４に示す装置４０を用いて、既に無端状に接合された歯付ベルトの歯部の形状の欠陥を修正することもできる。具体的な歯部の形状の欠陥としては、歯欠けや、歯高さの不足などである。例えば、溶融状態の一方の端部と、既に歯部が成形された他方の端部とを突き合わせて接合することで製造された無端ベルトの場合、一方の端部の溶融した材料が歯溝内に充分に行き渡らない等の要因によって、上述したような歯部の欠陥が発生しやすい。具体的な修正方法としては、突き合わせ部の歯部と反対側の面に、ベルト用基材と同一材料からなるシートを載せて、突き合わせ部をシートごと金型４７、４８の間で加熱加圧する。これにより、突き合わせ部とシートを溶融させて、金型４７の歯溝５１内に流し込み、欠陥部分を埋めて歯部の形状を修正する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２９１３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図４に示す装置４０の場合、金型４７、４８は熱盤４１、４２と冷却部４３〜４６の両方に接しているため、金型４７、４８の熱盤４１、４２に接する部分の温度は、ベルト長さ方向に関する中央部から両端側に向けて低下している。そのため、この金型４７、４８により突き合わせ部６１を完全に接合等しようとすると、余分に加熱される部分が生じるため、ベルトの変色や反り等が発生する。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
そこで、本発明は、ベルト用基材をほぼ均一な加熱温度で加熱することのできる熱可塑性無端ベルトの製造装置、及び、熱可塑性無端ベルトの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
請求項１の熱可塑性無端ベルトの製造装置は、熱可塑性を有するベルト用基材のベルト長さ方向に関する両端部が突き合わされた、無端ベルトを製造する装置であって、相対向して配置され、前記ベルト用基材の突き合わせ部を加熱するための１対の熱盤と、前記突き合わせ部の前記ベルト長さ方向に関する両側部分を冷却する冷却部と、前記１対の熱盤の対向面にそれぞれ接するように配置され、前記突き合わせ部を加熱しつつ挟持押圧する１対の金型とを備え、前記金型は、前記熱盤には接しているが、前記冷却部には接していないことを特徴とする。
【００１０】
この構成によると、冷却部によって、突き合わせ部のベルト長さ方向に関する両側部分を冷却することにより、無加圧部分が加熱されて変形するのを防止する。また、金型は冷却部に接していないため、金型温度は冷却部からほとんど影響を受けない。従って、金型の熱盤に接する部分における温度分布は、均一化される。その結果、金型温度のむらに起因する突き合わせ部の周辺の変色等を防止することができる。尚、ベルト長さ方向とは、ベルト用基材を無端ベルトにしたときの周方向（長手方向）のことである。
【００１１】
請求項２の熱可塑性無端ベルトの製造装置は、請求項１において、前記ベルト長さ方向に関して、前記金型の長さは、前記熱盤よりも短いことを特徴とする。この構成によると、金型は、ベルト長さ方向に関して、熱盤の範囲内に配置することができる。そのため、金型温度をさらに均一化することができる。
【００１２】
請求項３の熱可塑性無端ベルトの製造装置は、請求項２において、少なくとも一方の熱盤の前記対向面に、凹部が形成されており、この凹部に、前記一方の熱盤に対応する前記金型が嵌合していることを特徴とする。この構成によると、熱盤の凹部に嵌合された金型は、プレス面と反対側の表面だけでなく、側面からも熱盤によって加熱される。そのため、金型が対向面の平坦な熱盤に設置される場合に比べて、金型の温度をさらに均一化することができる。
【００１３】
請求項４の熱可塑性無端ベルトの製造装置は、請求項３において、前記ベルト用基材は、その一方の面に、前記ベルト長さ方向に所定の間隔で配置された複数の歯部を有するものであり、前記凹部に嵌合された前記金型に、前記ベルト用基材の前記複数の歯部にそれぞれ対応する、複数の歯溝が形成されていることを特徴とする。この構成によると、突き合わせ部において、熱盤温度のむらに起因する変色等のない無端歯付ベルトを製造することができる。
【００１４】
請求項５の熱可塑性無端ベルトの製造方法は、熱可塑性を有するベルト用基材のベルト長さ方向に関する両端部が突き合わされた、無端ベルトを製造する方法であって、前記ベルト用基材の突き合わせ部の前記ベルト長さ方向に関する両側部分を冷却しつつ、前記ベルト用基材の両面側に対向配置された１対の熱盤にそれぞれ接し、且つ、前記ベルト用基材の両側部分を冷却する冷却部には接していない、１対の金型により、前記突き合わせ部を加熱加圧することを特徴とする。
【００１５】
この構成によると、冷却部によって、突き合わせ部のベルト長さ方向に関する両側部分を冷却することにより、無加圧部分が加熱されて変形するのを防止する。また、金型は冷却部に接していないため、金型温度は冷却部からあまり影響を受けない。従って、金型の熱盤に接する部分における温度分布は、均一化される。そのため、金型温度のむらに起因する突き合わせ部の周辺の変色等を防止することができる。
【００１６】
請求項６の熱可塑性無端ベルトの製造方法は、請求項５において、前記１対の金型で前記突き合わせ部を加熱加圧することにより、前記ベルト用基材の前記両端部を接合することを特徴とする。この構成によると、金型温度のむらに起因する変色等の発生を防止しつつ、突き合わせ部の両端部を接合して無端ベルトを製造することができる。
【００１７】
請求項７の熱可塑性無端ベルトの製造方法は、請求項５において、前記ベルト用基材として、その一方の面に、前記ベルト長さ方向に所定の間隔で配置された複数の歯部を有するとともに、前記突き合わせ部が予め接合されたものを用い、前記ベルト用基材の前記一方の面を押圧する一方の金型には、前記複数の歯部にそれぞれ対応する、複数の歯溝が形成されており、前記１対の金型で前記突き合わせ部を加熱加圧することにより、前記突き合わせ部における前記歯部の形状を、前記一方の金型の前記歯溝によって修正することを特徴とする。この構成によると、予め接合された突き合わせ部の歯部において、歯欠けや歯高さが足りないといった欠陥が生じている場合、突き合わせ部を１対の金型で加熱加圧することにより、金型温度のむらに起因する変色等の発生を防止しつつ、突き合わせ部の歯部の形状を修正し、無端ベルトを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
＜第１実施形態＞
本実施形態の熱可塑性無端ベルトの製造装置（以下、ベルト製造装置という）１は、熱可塑性を有するベルト用基材２０Ａから無端ベルトを製造するためのものである。図１に示すように、ベルト製造装置１は、相対向して配置された１対の熱盤２と、この１対の熱盤２の対向面１０、１１にそれぞれ接するように配置された１対の金型３と、冷却部４、５とを備える。
【００１９】
先ず、ベルト製造装置１で用いられるベルト用基材２０Ａについて説明する。ベルト用基材２０Ａは、熱可塑性エラストマーで構成されている。ベルト用基材２０Ａは、無端歯付ベルトを製造するためのものである。尚、ベルト用基材２０Ａを無端ベルトにしたときの周方向（長手方向）をベルト長さ方向とする。図２に示すように、ベルト用基材２０Ａは、一方の面に、ベルト長さ方向に所定の間隔で配置された複数の歯部２１が形成され、他方の面（以下、背面という）２２は平坦に形成されている。ベルト用基材２０Ａのベルト長さ方向に関する両端部は、ベルト長さ方向に直交するように形成されている。ベルト用基材２０Ａの両端部を突き合わせた部分を、突き合わせ部２３Ａする。
【００２０】
熱可塑性エラストマーとしては、主に熱可塑性ポリウレタンが用いられる。また、熱可塑性ポリエステル系エラストマー、熱可塑性ポリアミド系エラストマー、エチレン−α−オレフィンなどの熱可塑性オレフィン系エラストマー等を用いてもよい。熱可塑性ポリウレタンとしては、１分子あたり少なくとも２個以上の活性水素を有するポリエステルポリオール、ポリアミドポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール及びポリエーテルポリオール等から選ばれたポリオールの１種または２種以上の混合物と、多官能イソシアネートとを等モルに近い割合で反応させて得られる直線状の熱可塑性ポリウレタンが用いられる。また、熱可塑性ポリエステル系エラストマーとしては、具体的には、株式会社デュポンの商標名「ハイトレル」や、株式会社東洋紡の商標名「ペルプレン」等が用いられる。また、熱可塑性ポリアミド系エラストマーとしては、具体的には、株式会社ダイセルの商標名「ダイアミドーＰＡＥ」等が用いられる。
【００２１】
図２に示すように、ベルト用基材２０Ａは、ベルト長さ方向が図１及び図２中の左右方向となるように、ベルト製造装置１に設置される。尚、以下のベルト製造装置１の説明において、ベルト製造装置１の上下方向を上下方向、図１及び図２中の左右方向をベルト長さ方向と定義する。
【００２２】
図１に示すように、１対の熱盤２は、ベルト用基材２０Ａの突き合わせ部２３Ａを加熱するためのものである。１対の熱盤２は、相対向して配置された第１熱盤２Ａと第２熱盤２Ｂとから構成される。１対の熱盤２は、その対向面１０、１１と反対側の面がプレスフレーム６、７にそれぞれ固定されている。また、第１熱盤２Ａと第２熱盤２Ｂは、ベルト長さ方向に関する長さがほぼ同じである。また、第１熱盤２Ａの上面（対向面）１０には、凹部１２が形成されており、第２熱盤２Ｂの下面（対向面）１１は、平坦に形成されている。第１熱盤２Ａ及び第２熱盤２Ｂは、例えば、蒸気、電気または高周波などの熱源により加熱されるようにそれぞれ構成されている。
【００２３】
１対の金型３は、ベルト用基材２０Ａの突き合わせ部２３Ａを加熱しつつ挟持押圧するためのものである。１対の金型３は、第１金型３Ａと、第２金型３Ｂとから構成されている。第１金型３Ａ及び第２金型３Ｂは、第１熱盤２Ａの上面１０及び第２熱盤２Ｂの下面１１にそれぞれ接している。
【００２４】
第１金型３Ａには、ベルト用基材２０Ａの複数の歯部２１にそれぞれ対応する、複数の歯溝１３が形成されている。第１金型３Ａは、ベルト長さ方向に関する長さが、第１熱盤２Ａよりも短い。第１金型３Ａは、ベルト長さ方向に関して、第１熱盤２Ａの範囲内に配置されている。詳細には、第１金型３Ａは、第１熱盤２Ａの上面１０に形成された凹部１２に嵌合している。そのため、当然ながら、第１金型３Ａは、第１熱盤２Ａのベルト長さ方向に関する両側に設置された冷却部４、５に接していない。尚、図１及び図２では、第２金型３Ｂの歯溝１３の数は３つとなっているが、これに限定されるものではない。
【００２５】
また、第１金型３Ａの歯溝１３の底面は、第１熱盤２Ａの上面１０の上端よりも上方に位置している。そのため、図２に示すように、ベルト用基材２０Ａの歯部２１が歯溝１３に嵌合するように、ベルト用基材２０Ａが第１金型３Ａに設置されたとき、第１熱盤２Ａの上面１０の上端は、ベルト用基材２０Ａの歯部２１の底面に接しない。
【００２６】
第２金型３Ｂは、平板状に形成されており、第１金型３Ａよりも厚みが薄い。第２金型３Ｂのベルト長さ方向に関する長さは、第２熱盤２Ｂよりも短く、また、第１金型３Ａよりも若干短い。第２金型３Ｂは、ベルト長さ方向に関して第２熱盤２Ｂの範囲内に配置されている。そのため、第２金型３Ｂは、第２熱盤２Ｂのベルト長さ方向に関する両側に設置された冷却部４、５に接していない。さらに、第２金型３Ｂは、第２熱盤２Ｂの範囲内においてベルト長さ方向に関して移動可能に構成されている。
【００２７】
冷却部４、５は、突き合わせ部２３Ａのベルト長さ方向に関する両側部分を冷却するためのものである。冷却部４、５は、第１熱盤２Ａのベルト長さ方向に関する両側に配置された２つの下部冷却部４Ａ、５Ａと、第２熱盤２Ｂのベルト長さ方向に関する両側に配置された２つの上部冷却部４Ｂ、５Ｂとから構成される。冷却部４、５と１対の熱盤２との間には、それぞれ隙間が存在している。下部冷却部４Ａ、５Ａは、プレスフレーム６に固定され、上部冷却部４Ｂ、５Ｂはプレスフレーム７に固定されている。冷却部４、５は、例えば、内部に設けられた冷却管を流れる冷却液によって冷却されている。
【００２８】
下部冷却部４Ａ、５Ａの上面は、第１金型３Ａの歯溝１３の底面とほぼ同一平面上に位置する。そのため、図２に示すように、ベルト用基材２０Ａの突き合わせ部２３Ａが第１金型３Ａに設置され、さらに、突き合わせ部２３Ａの両側部分が下部冷却部４Ａ、５Ａに設置されたとき、ベルト用基材２０Ａはほぼ水平となる。従って、ベルト用基材２０Ａをベルト製造装置１に安定して設置しやすい。
【００２９】
図１に示すように、上部冷却部４Ｂ、５Ｂの下面は、第２金型３Ｂの下面（プレス面）よりも若干上方に位置している。そのため、図２に示すように、１対の金型３によりベルト用基材２０Ａを挟持押圧したとき、上部冷却部４Ｂ、５Ｂはベルト用基材２０Ａに多少接触することとなる。
【００３０】
以上説明した製造装置１によると、第１金型３Ａ及び第２金型３Ｂは、第１熱盤２Ａ及び第２熱盤２Ｂにそれぞれ接しているが、冷却部４、５には接していない。そのため、第１金型３Ａ及び第２金型３Ｂの温度は、冷却部４、５からあまり影響を受けないため、均一化される。従って、金型温度のむらに起因する突き合わせ部２３Ａの周辺の変色等を防止することができる。
【００３１】
また、第１金型３Ａ及び第２金型３Ｂは、ベルト長さ方向に関して、第１熱盤２Ａ及び第２熱盤２Ｂの長さよりもそれぞれ短く、さらに、第１熱盤２Ａ及び第２熱盤２Ｂの範囲内に設置されている。そのため、第１金型３Ａ及び第２金型３Ｂの温度をさらに均一化することができる。
【００３２】
さらに、第１金型３Ａは、第１熱盤２Ａの上面１０に形成された凹部１２に嵌合している。そのため、第１金型３Ａは、プレス面と反対側の面だけでなく、側面からも第１熱盤２Ａによって加熱されている。そのため、第１金型３Ａの温度は、平坦状の熱盤に配置される場合に比べて、さらに均一化される。
【００３３】
また、第２金型３Ｂは、ベルト長さ方向に関して、第１金型３Ａよりも若干短く、第２熱盤２Ｂの範囲内において移動可能に構成されている。そのため、ベルト用基材２０Ａは、第２金型３Ｂが設置された部分のみ加圧される。従って、加熱加圧の必要な部分にのみ集中して加圧することができる。
【００３４】
また、上述したように金型温度が均一化されることにより、加熱加圧時間を短縮化することができる。そのため、加熱により溶融した材料が金型からはみ出して流れ出すのを抑制することができる。
【００３５】
また、冷却部４、５を用いて、突き合わせ部２３Ａのベルト長さ方向に関する両側部分を冷却することにより、無加圧部分に熱が伝わるのを防止している。さらに、上述したように加熱加圧時間が短い。そのため、ベルト用基材２０Ａの無加圧部分が加熱されて変形するのを防止することができる。
【００３６】
次に、ベルト製造装置１を用いて、ベルト用基材２０Ａの突き合わせ部２３Ａを溶着によって接合し、無端ベルトを製造する工程を説明する。
【００３７】
図２示すように、突き合わせ部２３Ａの歯部２１を、第１金型３Ａの歯溝１３に嵌合させつつ、ベルト用基材２０Ａを第１金型３Ａに設置する。このとき、突き合わせ部２３Ａのベルト長さ方向に関する両側部分を、下部冷却部４Ａ、５Ａの上面に設置する。そして、プレスフレーム６、７の間隔を調整し、冷却部４、５によって、突き合わせ部２３Ａのベルト長手方向の両側部分を冷却しつつ、１対の金型３で突き合わせ部２３Ａを加熱加圧する。これにより、突き合わせ部２３Ａの両端部を溶着により接合し、無端歯付ベルトを製造する。
【００３８】
加熱加圧の条件は、例えば、熱盤温度を１４０〜１６０℃、加圧力を０．２ＭＰａとし、１．５分程度行う。尚、この加熱加圧時間は、熱盤が１４０℃に上昇し、１対の金型３によってプレスを開始してからプレスが終了するまでの時間である。
【００３９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。但し、前記第１実施形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００４０】
本実施形態のベルト製造装置１は、前記第１実施形態と同じ構成を有する。
【００４１】
本実施形態のベルト製造装置１で用いられるベルト用基材２０Ｂは、ベルト長さ方向に関する両端部が予め接合されたものである。両端部が突き合わされて接合された部分を、突き合わせ部２３Ｂとする。ベルト用基材２０Ｂは、熱可塑性エラストマーで構成され、内部にベルト長さ方向に沿って心線２４が埋設されている。ベルト用基材２０Ｂは、前記第１実施形態と同様に、一方の面には複数の歯部２１が形成され、背面２２は平坦に形成されている。ベルト用基材２０Ｂは、例えば、特開２００２−２２５１５０号公報（図２）、特開２００１−１５０５６５号公報、特開２００１−２３２６９２号公報に開示されている装置を用いて作製されたものが用いられる。この装置で作製されたベルト用基材２０Ｂは、図３に示すように、突き合わせ部２３Ｂの数歯の歯部２１において、歯高さが足りないなどの欠陥が発生している場合がある。
【００４２】
熱可塑性エラストマーとしては、前記第１実施形態と同様のものが用いられる。また、心線２４としては、スチールコード、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維などが用いられる。
【００４３】
次に、ベルト製造装置１を用いて、ベルト用基材２０Ｂの突き合わせ部２３Ｂの歯部２１の形状を修正し、無端ベルトを製造する工程を説明する。
【００４４】
突き合わせ部２３Ｂの歯部２１を第１金型３Ａの歯溝１３に嵌合させつつ、ベルト用基材２０Ｂを第１金型３Ａに設置する。このとき、突き合わせ部２３Ｂのベルト長さ方向に関する両側部分を、下部冷却部４Ａ、５Ａの上面に設置する。そして、ベルト用基材２０Ｂの背面２２の上に、ベルト用基材２０Ｂと同一の熱可塑性エラストマーからなる樹脂シートを設置する。さらにその上に、ポリテトラフルオロエチレン等の離型紙、ジェラルミン板、ゴム板、アルミニウム板を順に設置する。そして、プレスフレーム６、７の間隔を調整し、冷却部４、５によって、突き合わせ部２３Ｂのベルト長手方向の両側部分を冷却しつつ、１対の金型３でベルト用基材２０Ｂを加熱加圧する。これにより、突き合わせ部２３Ｂと樹脂シートが溶融して、歯溝１３内に流れ込み、歯部２１の形状が修正される。即ち、第１金型３Ａの歯溝１３によって、突き合わせ部２３Ｂの歯部２１の形状が修正されることとなる。また、加熱加圧の条件は、前記第１実施形態と同様とした。
【００４５】
以上、本発明の好適な実施形態として、第１実施形態及び第２実施形態を説明したが、第２熱盤２Ｂの下面１１に凹部が形成されており、この凹部に第２金型３Ｂが嵌合していてもよい。しかしながら、第２金型３Ｂは、厚みが小さいため、ベルト用基材２０Ａ、２０Ｂを１対の金型３で挟持したとき、第２熱盤２Ｂの下面１１が背面２２に近接し、無加圧部分が加熱される虞がある。そのため、第１実施形態及び第２実施形態のように、第２金型３Ｂは平坦状の第２熱盤２Ｂに設置されることが好ましい。
【００４６】
また、第２金型３Ｂは、ベルト長さ方向に関する長さが、第１金型３Ａと同じであってもよい。
【００４７】
また、第１金型３Ａは、上面１０が平坦に形成された第１熱盤２Ａの上面に設置されていてもよい。さらに、この場合、第１金型３Ａ及び第２金型３Ｂは、冷却部４、５に接していなければ、ベルト長さ方向に関する長さが、第１熱盤２Ａ及び第２熱盤２Ｂよりも長くてもよい。
【００４８】
また、本発明の熱可塑性無端ベルト製造装置を用いて製造される無端ベルトは、歯付ベルトに限らず、平ベルト、Ｖベルト、Ｖリブドベルトなど他の種類のベルトにも本発明を適用することができる。Ｖベルトは、ベルト長手方向を直交する断面がＶ字状のベルトであり、Ｖリブドベルトは、長手方向に延びる複数のリブ部を有するベルトである。
【実施例】
【００４９】
以下、具体的な実施例を伴って本発明の効果を検証する。
【００５０】
ベルト用基材は、熱可塑性ポリウレタンで主に構成され、一方の面にベルト長手方向に所定の間隔で配置された複数の歯部を有し、他方の面が平坦なものを用いた。また、ベルト用基材の内部には、ベルト長さ方向に沿ってスチールコードからなる心線が埋設されている。このベルト用基材の歯部の一部を切り取って歯欠けを形成した。
【００５１】
実施例として、前記第１実施形態で述べた図１及び図２に示す熱可塑性無端ベルト製造装置を用いて、ベルト用基材の歯欠けのある歯部の形状を修正した。尚、第１金型３Ａとしては、ベルト長さ方向に関する長さＤ１が、６０ｍｍのものを用いた。
【００５２】
先ず、歯欠けのある歯部を第１金型３Ａの歯溝１３に嵌合させつつ、ベルト用基材を第１金型３Ａに設置した。そして、ベルト用基材の上に、熱可塑性ポリウレタンからなる樹脂シートを設置し、さらにその上に、離型紙、ジェラルミン板、ゴム板、アルミニウム板を順に設置した。そして、プレスフレーム６、７の間隔を調整し、１対の金型３の間でベルト用基材を軽く挟持した後、常温状態の１対の熱盤２を加熱した。１対の熱盤２が設定温度まで上昇した後、プレスフレーム６、７による加圧力を０．２ＭＰａとし、１対の金型３によってベルト用基材を加熱加圧して歯部の形状を修正した。尚、この加熱加圧は、冷却部４、５によって、歯欠け部分のベルト長さ方向に関する両側部分を冷却しつつ行った。
【００５３】
表１に示すように、歯部の形状を適切に修正できる加熱加圧の条件は、１対の熱盤２の設定温度（プレスを開始する際の熱盤温度）が１４０℃であり、プレス時の１対の熱盤２の温度が１４０〜１６０℃であった。また、プレス時間(熱盤温度が設定温度１４０℃まで上昇してからプレスを終了するまでの時間)は、９０秒（１．５分）であり、１対の熱盤２の加熱を開始してからプレスが終了するまでの合計時間は１０分であった。
【００５４】
比較例として、図４に示す従来の装置４０を用いた。装置４０は、相対向して配置された上下２つの熱盤４２、４１と、２つの熱盤４１、４２のベルト長さ方向の両側部分に、隙間を介して、それぞれ配置された冷却部４３〜４６と備える。熱盤４１と冷却部４３、４５の上面には、複数の歯溝５１を有する金型４７が設置され、熱盤４２と冷却部４４、４６の下面には平板状の金型４８が設置されている。熱盤４１と冷却部４３、４５は、プレスフレーム４９に固定され、熱盤４２と冷却部４４、４６は、プレスフレーム５０に固定されている。尚、金型４７としては、ベルト長さ方向に関する長さが３００ｍｍのものを用いた。また、熱盤４１としては、ベルト長さ方向に関する長さＤ２が６０ｍｍのものを用いた。即ち、ベルト長さ方向に関して、金型４７の熱盤４１に接する部分の長さを実施例と同様に６０ｍｍとした。
【００５５】
装置４０を用いて、実施例と同様にベルト用基材の歯部の修正を行った。プレスフレーム６、７による加圧力は実施例と同じく０．２ＭＰａとした。表１に示すように、歯部の形状を適切に修正できる加熱加圧の条件は、熱盤４１、４２の設定温度（プレスを開始する際の熱盤温度）が１８０℃であり、プレス時の熱盤４１、４２の温度は１８０〜２００℃であった。また、プレス時間は、１５分であり、熱盤の加熱を開始してからプレスが終了するまでの合計時間は３０分であった。
【００５６】
【表１】
【００５７】
また、実施例の装置１について、第１熱盤２Ａが設定温度１４０℃まで上昇したときの第１金型３Ａの表面温度を測定した。測定点は、第１金型３Ａの、ベルト長さ方向に関して等間隔に並んだ５点(両端部含む)とした。比較例の装置４０についても、熱盤４１が設定温度１８０℃まで上昇したときの金型４７の表面温度を測定した。測定点は、金型４７の熱盤４１に接する部分における、ベルト長さ方向に関して等間隔に並んだ５点とした。
【００５８】
その結果、図５に示すように、比較例の金型４７の表面温度は、ベルト長さ方向に関して中央から両側に向かって温度が１０℃低下しているのに対し、実施例の第１金型３Ａの表面温度は、ベルト長さ方向に関して均一となった。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態に係る熱可塑性無端ベルトの製造装置の断面図である。
【図２】ベルト用基材を挟持している状態の熱可塑性無端ベルトの製造装置の断面図である。
【図３】ベルト用基材の歯部の形状の欠陥例を示す断面図である。
【図４】従来の装置の断面図である。
【図５】ベルト長さ方向に関する金型の表面温度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１ ベルト製造装置（熱可塑性無端ベルトの製造装置）
２ １対の熱盤
２Ａ 第１熱盤
２Ｂ 第２熱盤
３ １対の金型
３Ａ 第１金型
３Ｂ 第２金型
４、５ 冷却部
４Ａ、５Ａ 下部冷却部
４Ｂ、５Ｂ 上部冷却部
１０ 上面（対向面）
１１ 下面（対向面）
１２ 凹部
１３ 歯溝
２０Ａ、２０Ｂ ベルト用基材
２１ 歯部
２３Ａ、２３Ｂ 突き合わせ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性を有するベルト用基材のベルト長さ方向に関する両端部が突き合わされた、無端ベルトを製造する装置であって、
相対向して配置され、前記ベルト用基材の突き合わせ部を加熱するための１対の熱盤と、
前記突き合わせ部の前記ベルト長さ方向に関する両側部分を冷却する冷却部と、
前記１対の熱盤の対向面にそれぞれ接するように配置され、前記突き合わせ部を加熱しつつ挟持押圧する１対の金型とを備え、
前記金型は、前記熱盤には接しているが、前記冷却部には接していないことを特徴とする熱可塑性無端ベルトの製造装置。
【請求項２】
前記ベルト長さ方向に関して、前記金型の長さは、前記熱盤よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性無端ベルトの製造装置。
【請求項３】
少なくとも一方の熱盤の前記対向面に、凹部が形成されており、この凹部に、前記一方の熱盤に対応する前記金型が嵌合していることを特徴とする請求項２に記載の熱可塑性無端ベルトの製造装置。
【請求項４】
前記ベルト用基材は、その一方の面に、前記ベルト長さ方向に所定の間隔で配置された複数の歯部を有するものであり、
前記凹部に嵌合された前記金型に、前記ベルト用基材の前記複数の歯部にそれぞれ対応する、複数の歯溝が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の熱可塑性無端ベルトの製造装置。
【請求項５】
熱可塑性を有するベルト用基材のベルト長さ方向に関する両端部が突き合わされた、無端ベルトを製造する方法であって、
前記ベルト用基材の突き合わせ部の前記ベルト長さ方向に関する両側部分を冷却しつつ、
前記ベルト用基材の両面側に対向配置された１対の熱盤にそれぞれ接し、且つ、前記ベルト用基材の両側部分を冷却する冷却部には接していない、１対の金型により、前記突き合わせ部を加熱加圧することを特徴とする熱可塑性無端ベルトの製造方法。
【請求項６】
前記１対の金型で前記突き合わせ部を加熱加圧することにより、前記ベルト用基材の前記両端部を接合することを特徴とする請求項５に記載の熱可塑性無端ベルトの製造方法。
【請求項７】
前記ベルト用基材として、その一方の面に、前記ベルト長さ方向に所定の間隔で配置された複数の歯部を有するとともに、前記突き合わせ部が予め接合されたものを用い、
前記ベルト用基材の前記一方の面を押圧する一方の金型には、前記複数の歯部にそれぞれ対応する、複数の歯溝が形成されており、
前記１対の金型で前記突き合わせ部を加熱加圧することにより、前記突き合わせ部における前記歯部の形状を、前記一方の金型の前記歯溝によって修正することを特徴とする請求項５に記載の熱可塑性無端ベルトの製造方法。
【請求項１】
熱可塑性を有するベルト用基材のベルト長さ方向に関する両端部が突き合わされた、無端ベルトを製造する装置であって、
相対向して配置され、前記ベルト用基材の突き合わせ部を加熱するための１対の熱盤と、
前記突き合わせ部の前記ベルト長さ方向に関する両側部分を冷却する冷却部と、
前記１対の熱盤の対向面にそれぞれ接するように配置され、前記突き合わせ部を加熱しつつ挟持押圧する１対の金型とを備え、
前記金型は、前記熱盤には接しているが、前記冷却部には接していないことを特徴とする熱可塑性無端ベルトの製造装置。
【請求項２】
前記ベルト長さ方向に関して、前記金型の長さは、前記熱盤よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性無端ベルトの製造装置。
【請求項３】
少なくとも一方の熱盤の前記対向面に、凹部が形成されており、この凹部に、前記一方の熱盤に対応する前記金型が嵌合していることを特徴とする請求項２に記載の熱可塑性無端ベルトの製造装置。
【請求項４】
前記ベルト用基材は、その一方の面に、前記ベルト長さ方向に所定の間隔で配置された複数の歯部を有するものであり、
前記凹部に嵌合された前記金型に、前記ベルト用基材の前記複数の歯部にそれぞれ対応する、複数の歯溝が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の熱可塑性無端ベルトの製造装置。
【請求項５】
熱可塑性を有するベルト用基材のベルト長さ方向に関する両端部が突き合わされた、無端ベルトを製造する方法であって、
前記ベルト用基材の突き合わせ部の前記ベルト長さ方向に関する両側部分を冷却しつつ、
前記ベルト用基材の両面側に対向配置された１対の熱盤にそれぞれ接し、且つ、前記ベルト用基材の両側部分を冷却する冷却部には接していない、１対の金型により、前記突き合わせ部を加熱加圧することを特徴とする熱可塑性無端ベルトの製造方法。
【請求項６】
前記１対の金型で前記突き合わせ部を加熱加圧することにより、前記ベルト用基材の前記両端部を接合することを特徴とする請求項５に記載の熱可塑性無端ベルトの製造方法。
【請求項７】
前記ベルト用基材として、その一方の面に、前記ベルト長さ方向に所定の間隔で配置された複数の歯部を有するとともに、前記突き合わせ部が予め接合されたものを用い、
前記ベルト用基材の前記一方の面を押圧する一方の金型には、前記複数の歯部にそれぞれ対応する、複数の歯溝が形成されており、
前記１対の金型で前記突き合わせ部を加熱加圧することにより、前記突き合わせ部における前記歯部の形状を、前記一方の金型の前記歯溝によって修正することを特徴とする請求項５に記載の熱可塑性無端ベルトの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１０７１２４（Ｐ２００９−１０７１２４Ａ）
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７８６８０（Ｐ２００７−２７８６８０）
【出願日】平成１９年１０月２６日（２００７．１０．２６）
【出願人】（０００００６０６８）三ツ星ベルト株式会社 (730)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２６日（２００７．１０．２６）
【出願人】（０００００６０６８）三ツ星ベルト株式会社 (730)
【Ｆターム（参考）】
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