JPH0639136B2 - 複軸式ベルト成形機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、伝導ベルトなどのベルト成形工程におい
て、スラブと称される無端（環状）のベルト材に芯体と
してのコードを巻き付ける、ベルト成形機（ベルト成形
用コード巻機ともいう）に関し、詳しくは、２軸以上の
ロール間に掛け渡してベルト材を回転させる際に発生す
るベルト材の蛇行を規制する手段を備えた、複軸式ベル
ト成形機に関するものである。

［従来の技術］ 上記したベルト成形機では、マントルと呼ばれる大径
の軸上にスラブを取り付けて回転させることによりコー
ド巻きを行う、単軸方式と、２軸以上のロール間にス
ラブを掛け渡して回転させることによりコード巻きを行
う、複軸方式とがある。なお単軸方式の１つに、外周面
が半径方向に拡大・縮小する構造の、特殊なマントルを
用いるものがある。

単軸方式は、マントルとともにスラブが一体となって
回転するため、蛇行が生じないという利点がある反面、
スラブのサイズ（外径）は変わる度に、マントルを交換
しなければならず、しかもマントルの外径が大きいので
装置が大型化し、作業性も悪いという欠点がある。ま
た、拡縮可能なマントルを用いれば、スラブのサイズが
変わっても共通のマントルを使えるという利点がある
が、１つのマントルで適用できるサイズ（スラブ）の範
囲が狭いうえに、マントルの価格が非常に高いという欠
点がある。一方、複軸方式は、複数のロールの軸間距
離を変えることにより各種サイズのスラブに適用でき、
また適用可能なサイズの範囲も広いうえ、装置も小型化
できるという利点がある反面、スラブが蛇行するという
欠点がある。とくに、コードを巻き付ける際は、コード
をスラブの一端から巻き付けていくので、コードの巻き
付け位置や巻き付け量などの変化によってもスラブの蛇
行が促進される。またコードの巻き付け時にスラブが蛇
行すると、コードが所定のピッチで巻き付けられず、し
たがってピッチの精度が低下し、最終製品としてのベル
ト品質に影響する。

そこで、複軸方式のベルト成形機においてその欠点であ
るスラブの蛇行防止を図ることが考えられる。従来、ベ
ルト成形機では、一般に、スラブに接触する角度を変え
ることによって蛇行を規制可能な蛇行調整ロールなどの
蛇行規制手段を備えているが、スラブの蛇行方向や蛇行
量を検出して蛇行規制手段を自動的に制御するものはな
かった。なお、コンベヤベルトの蛇行量を検出する装置
として、コンベヤベルトの一端又は両端に、光電管スイ
ッチ、エアースイッチ、タッチローラなどを配備して、
コンベヤベルトの端縁の変化を検出することにより蛇行
量を検出するものが一般に知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した従来のベルト成形機では、作業者が目視により
スラブの蛇行を検出したうえで、蛇行調整ロールなどを
操作してスラブの蛇行を制御する必要があるので、作業
者はコード巻き作業が終了するまで、成形機から離れる
ことができない。このため、他の作業に従事できず作業
能率が悪かった。また、スラブの蛇行開始時点とその蛇
行制御の時点とにかなりのタイムラグがあるので、その
間はスラブが蛇行し、コードのピッチが乱れるという問
題点があった。

なお、上記したコンベヤベルト用の蛇行量検出装置をベ
ルト成形機に装備する方法があるが、そのような検出装
置では、スラブの環状の端縁を真直ぐ（ロール軸に直
角）に仕上げておく必要がある（端縁が真直ぐでない場
合には、スラブが蛇行していないときに、端縁位置の変
化により蛇行と判断されるからである）。しかし、スラ
ブの接合部はくい違うことが多いので、スラブの端縁が
真直ぐになることは稀である。また、スラブの端をカッ
ターなどで切断して、端縁を真直ぐに揃える方法がある
が、切断工程が増えるうえに、ロス部分も増える。さら
に、前記したタッチローラでは、スラブの蛇行量を検出
するのが困難である。これは、スラブが生ゴムなどの柔
らかい材質からなるため、タッチローラを端縁に押し当
てると、スラブが弾性変形を起こし、品質上も好ましく
ない。

この発明は上述の点に鑑みなされたもので、２軸以上の
ロール間に環状のベルト材を掛け渡して回転させる際に
ベルト材が蛇行を始めたときに、その蛇行方向や蛇行量
を即座に検出して蛇行規制手段を自動的に制御すること
によりベルト材の蛇行が最小限に抑えられて、常に一定
ピッチでコード巻きが行われる、複軸式ベルト成形機を
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］ 上記した目的を達成するためにこの発明の複軸式ベルト
成形機は、a)ベルト材の幅方向に接触する角度を変える
ことによりベルト材の蛇行を規制可能な蛇行調整ロール
などの蛇行規制手段を備えたベルト成形機において、b)
外周面に半径方向に突出する多数の針又は尖状部を突設
したニードルローラを、前記ベルト材に対向させて回動
自在に且つ前記ロールの回転軸と平行に移動自在に設け
て、該ニードルローラの針又は尖状部の先端をベルト材
の一端部に挿入し、c)前記ベルト材の蛇行に伴うニード
ルローラの横移動変位を、ポテンシオメータを介して電
圧の変化値に変換し、この電圧変化値が０になるように
前記蛇行規制手段を制御するように構成している。

［作用］ 上記の構成を有する本発明のベルト成形機によれば、蛇
行検出用のニードルローラの外周の針又は尖状部の先端
が環状のベルト材の端部に挿入されているので、ロール
間に掛け渡されたベルト材が回転するときに、ニードル
ローラがその回転に伴って回転するとともに、ベルト材
が蛇行したときには、その蛇行に伴ってニードルローラ
が横移動する。このとき、ある位置を基準にして横移動
するニードルローラの変位がポテンシオメータで電圧の
変化値として検出される。そして、その電圧の変化値が
０になるように、いいかえればベルト材の蛇行を解消す
る方向に蛇行規制手段が自動的に制御され、ベルト材の
蛇行が抑制される。またニードルローラの外周の針又は
尖状部の先端は尖っているので、ニードルローラをベル
ト材に強い力で押し付けなくても針又は尖状部の先端が
簡単に挿入されるため、ベルト材には負荷がほとんど作
用せず、ニードルローラがベルト材の蛇行に伴って確実
に横移動する。しかも針又は尖状部の先端を突き刺すベ
ルト材の端部（耳部）は後で切除するので、最終製品と
してのベルトの品質には全く悪影響を及ぼさない。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

最初に、本実施例にかかるベルト成形機に装備される蛇
行量検出装置Ｘについて説明する。第１図は蛇行量検出
装置の一部を断面（第２図のＩ−Ｉ線断面）で現した正
面図、第２図は同側面図である。

これらの図において、１はニードルローラで、このロー
ラ１が円盤状ローラ本体1aの外周面に、その半径方向に
突出する多数の針２を円周方向に等間隔に突設したもの
である。ニードルローラ１は、支軸３上の中央にベアリ
ング４を介して回動自在に且つ移動自在に配装されたう
え、ニードルローラ１を定位置（中央）に固定する固定
板５、５で両側から挟持されている。いいかえれば、ニ
ードルローラ１は、支軸３上の中央に回動自在に配装さ
れている。一方、前記支軸３は、階段状の取付フレーム
６の上板6a上の両側に間隔をあけて立設された一対の支
持部材７、７の上部に、スライドベアリング８、８を介
して支軸３の軸方向に移動自在に支承されている。上記
の構造により、ニードルローラ１は、取付フレーム６に
対し回動自在に且つ支軸３の軸方向に相対的に移動自在
に構成される。

支軸３の両端には、相対向する一対のアーム９、９の上
端部がボルト9aでそれぞれ固定されている。10はポテン
シオメータで、これは前記上板6a下の中央部にブラケッ
ト11により固設されている。ポテンシオメータ10の入力
軸（回転軸）10aの先端に、大径のワイヤリール12が固
定されている。なお、ポテンシオメータ10の下端には、
電源の配線用端子10bが装着されている。ワイヤリール1
2には、ワイヤ13が複数回ほど巻き付けられたうえ、前
記アーム９の下端部にそれぞれ配備されたテンションボ
ルト14の先端に、ワイヤ13の両端が止着され、ワイヤ13
が緊張状態に保持されている。

したがって、取付フレーム６を所定の箇所にボルト6bで
固定した状態で、ニードルローラ１が横方向（支軸３の
軸方向）に移動すると、同時に支軸３も取付フレーム６
（支持部材７）に対し移動し、アーム９およびワイヤ13
を介してワイヤリール12および入力軸10aが回転する。
そして、入力軸10aの回転角に基づいて抵抗値が変化す
る。このため、前記端子10bに所定の電圧を印加してお
けば、ニードルローラ１が支軸３上の基準位置から横移
動したときの変位が電圧や電流の変化値として求められ
る。なお、変化値は正負（±）の場合があり、正か負か
でニードルローラ１の変位の方向も同時に検出される。

上記実施例では、支軸３の直線運動をポテンシオメータ
10の入力軸10aの回転運動に変換するため、ワイヤ13と
ワイヤリール12を使用したが、ワイヤ13の代わりにラッ
クを、ワイヤリール12の代わりにピニオンを使用しても
よい。また、ロータリポテンシオメータ10を用いる代わ
りに、リニアポテンシオメータを用いれば、直線運動を
回転運動に変換する手段（ワイヤ13とワイヤリール12）
が不要になる。また、ポテンシオメータ10の代わりに、
エンコーダや差動トランスを用いることもできる。

第３図はニードルローラの他の実施例を示すもので、前
記針２に代えて、同図のように鋸刃状の尖状部２′をロ
ーラ本体１の外周面に突設している。なお、尖状部２′
の形状は、後述する環状のベルト材Ａの材質に合わせて
適宜決定する。

次に、上記実施例の蛇行量検出装置Ｘを装備したベルト
形成機の実施例について説明する。

第４図〜第６図は２軸（ロール）式のベルト成形機を示
す。同図において、ベッド21上の前部に固設した固定フ
レーム22に、駆動ロール23が回動自在に支承されてい
る。この駆動ロール23は、ベッド21下部に設置した駆動
モータ24に減速機構25を介して接続されている。

一方、駆動ロール23と対をなす従動ロール26は、スライ
ドフレーム27に回動自在に支承されている。このスライ
ドフレーム27は、固定フレーム22の後方のベッド21上に
前後方向に敷設されたレール28上に、ガイド部材28aを
介して摺動自在に載置されている。スライドフレーム27
の下面にナット29が固着され、このナット29に螺合する
送りネジ杆30が、ベッド21上の前後方向に回動自在に配
設されている。送りネジ杆30の一端には、ハンドル31が
取着され、このハンドル31を回転させることにより、ス
ライドフレーム27がレール28上を摺動する。これにより
前記従動ロール26は、駆動ロール23に対して接近又は離
間し、両ロール23、26の軸間距離が変わる。すなわち、
ベルト材料である一定幅の生ゴムからなるゴムシートの
両端を接合して環状に形成したスラブ（ベルト材）Ａ
が、第５図のように駆動ロール23と従動ロール26に掛け
渡されるが、この後、スラブＡのサイズに合わせて駆動
ロール23と従動ロール26の軸間距離が調整される。

駆動ロール23と従動ロール26間において、蛇行規制手段
としての蛇行調整ロール35がスラブＡの内周面に接触す
るように配設されている。この蛇行調整ロール35は、第
６図に示すように、一端が軸受部材36により回動自在に
支持され、他端が自在継手37を介して操作シャフト38に
連結されている。操作シャフト38は垂直ピン39により水
平方向に揺動自在に支持され、シャフト38の先端にナッ
ト40が固設されている。そして、ナット40に螺合する送
りネジ杆41が、駆動モータ42に減速（歯車）機構43を介
して接続され、駆動モータ42が回転することにより送り
ネジ杆41が回転し、操作シャフト38が垂直ピン39を支点
として一方向に水平旋回し、操作シャフト38の旋回に伴
って蛇行調整ロール35が水平方向で一方向に揺動するよ
うになっている。したがって、スラブＡが蛇行し始めた
ときには、前記駆動モータ42を正転又は逆転させてその
蛇行を解消する方向に蛇行調整ロール35を水平揺動させ
ればよい。

そこで本実施例のベルト成形機では、蛇行調整ロール35
を制御するためには、上記した蛇行量検出装置Ｘ（第１
図および第２図）とPID制御器（図示せず）とを装備し
ている。後述すると、前記ニードルローラ１の針２の先
端がスラブＡの端部にわずかに挿入されるように（第４
図）、ベッド21上に立設した支持台21a上に検出装置Ｘ
を止ネジ45で取り付けている。こうして、スラブＡの蛇
行量をニードルローラ１を介して前記ポテンシオメータ
10で、電圧の変化値として検出するようにしたうえで、
その検出した電圧変化値が０になるようにPID制御器な
どのフィードバック制御器（図示せず）で蛇行調整ロー
ル35を自動制御する構成にしている。すなわち、ポテン
シオメータ10の電圧変化信号がPID制御器へ送られ、さ
らにこの制御器から蛇行調整ロール35の駆動モータ42へ
フィードバックされる。これにより、駆動モータ42が所
定方向に所定角度回転し、スラブＡの蛇行を抑制する方
向へ必要な角度だけ蛇行調整ロール35を傾斜させる。前
記ポテンシオメータ10からの電圧変化信号は、逐次PID
制御器へ送られ、駆動モータ42へフィードバックされる
ので、スラブＡの蛇行が修正されるにつれて、駆動モー
タ42の回転角度が変化し、蛇行が完全に解消すると、駆
動モータ42は停止する。

50はコード添え巻き方式のコード送り出し装置で、次の
構成からなる。すなわち、固定フレーム22上に固設した
補助フレーム51から、上下一対のガイドバー52、52が前
記駆動ロール23と平行に延設されている。これらのガイ
ドバー52、52に沿ってガイド部材53が揺動自在に配装さ
れ、このガイド部材53に、下端にガイドホイール54を回
転可能に装着したアーム55の中央付近が揺動自在に軸着
されている。なお図示は省略するが、ガイドホール54の
周囲には、スラブＡ上に既に巻かれたコードＢに嵌合す
る溝と、次に巻かれるコードＢをガイドする溝とが形成
されている。また、アーム55の上端がスプリング56によ
り、ガイドホイール54がスラブＡに接触する方向に付勢
されている。さらに、ガイドプーリ57が補助フレーム51
の上端と、ベッド21の後端に立設した支持柱58の上端と
に、それぞれ回転自在に装着され、コード供給源（図示
せず）からコードＢがこれらのガイドプーリ57を介して
ガイドホイール54へ送られ、このガイドホイール54がス
ラブＡの回転に伴って回転することにより、スラブＡの
外周面上にその一端から順にコードＢが巻き付けられ
る。なお、符号59はバランスウエイトで、前記ガイド部
材53がアーム55と共にバランスウエイト59で牽引され、
ウエイトのバランスが図られる。このようなコード送り
出し装置を介してスラブＡ上にコードＢが巻き付けられ
ていく。このとき、スラブＡが蛇行すると、コードＢを
所定のピッチで巻き付けることができなくなるが、本実
施例のベルト成形機では、スラブＡの蛇行が瞬時に抑制
されるので、そのような問題が生じない。

上記実施例では、蛇行規制手段として蛇行調整ロール35
を挙げたが、蛇行調整ロール35を備える代わりに従動ロ
ール26が傾斜してスラブＡの蛇行を規制する構造にして
もよい。この場合、スラブＡの蛇行に伴うポテンシオメ
ータ10の電圧変化信号を、従動ロール26を傾斜するため
の駆動装置（図示せず）へフィードバックさせる。ま
た、２軸式成形機について説明したが、３軸以上の成形
機についても同様に実施できる。

［発明の効果］ 以上説明したことから明らかなように、本発明の複軸式
ベルト成形機は下記の効果がある。

(1)ベルト材（スラブ）の蛇行時にその蛇行量を電圧変
化値に変換して即座に且つ正確に検出できるうえに、そ
の電圧変化値が０になるように蛇行規制手段を制御して
ベルト材の蛇行を抑制するので、ベルト材の蛇行が最小
限に抑えられる。このため、ベルト材上に芯体のコード
を所定のピッチで正確に巻き付けることができ、高品質
のベルトを製造できる。また、ニードルローラの針など
の先端をスラブに挿入して、スラブの蛇行に伴ってニー
ドルローラが横移動することによって検出するので、と
くに加圧すると弾性変形し易いスラブの蛇行量の検出に
好適である。したがって、複軸式のベルト成形機の唯一
の欠点であった蛇行の問題が解消されることにより、複
軸方式のベルト成形機の利点が著しく発揮される。

(2)従来のベルト成形機に違って、作業者が成形機に終
始くっついている必要がないので、作業能率が大幅に向
上すると共に、作業負担の軽減が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のベルト成形機に装備される蛇行量検出
装置の一部を断面（第２図のＩ−Ｉ線断面）で現した正
面図、第２図は同側面図、第３図は他の実施例にかかる
ニードルローラの一部を示す正面図である。第４図〜第
６図は本発明の２軸式ベルト形成機の実施例を示すもの
で、第４図は下部を省略した正面図、第５図は左側面
図、第６図は平面図である。 １……ニードルローラ、1a……ローラ本体、２……針、
2a……尖状部、３……支軸、４、８……ベアリング、５
……固定板、６……取付フレーム、７……支持部材、９
……アーム、10……ポテンシオメータ、12……ワイヤリ
ール、13……ワイヤ、14……テンションボルト、Ａ……
スラブ（ベルト材）、Ｂ……コード、Ｘ……蛇行量検出
装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２軸以上のロール間に掛け渡した環状のベ
   ルト材を回転させながら該ベルト材上に、芯体としての
   コードを一定ピッチで巻き付けるベルト成形機で、前記
   ベルト材の幅方向に接触する角度を変えることによりベ
   ルト材の蛇行を規制可能な蛇行調整ロールなどの蛇行規
   制手段を備えたベルト成形機において、 外周面に半径方向に突出する多数の針又は尖状部を突設
   したニードルローラを、前記ベルト材に対向させて回動
   自在に且つ前記ロールの回転軸と平行に移動自在に設け
   て、該ニードルローラの針又は尖状部の先端をベルト材
   の一端部に挿入し、 前記ベルト材の蛇行に伴うニードルローラの横移動変位
   を、ポテンシオメータを介して電圧の変化値に変換し、
   この電圧変化値が０になるように前記蛇行規制手段を制
   御するように構成したことを特徴とする複軸式ベルト成
   形機。