JPH0672644B2 - ダブルタイミングベルトの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はダブルタイミングベルトの製造方法に関し、
特に上下歯がベルトの表裏面に相対的に配置され、かつ
略均一なPLDを備えた構造からなるダブルタイミングベ
ルトの製造方法に関する。

（従来の技術） ダブルタイミングベルトは抗張体の上下両側で同期伝動
が可能で、また一本のベルトで従動軸の回転方向を自由
に変更できるなどの諸点と密接に関係して装置のコンパ
クト化に大きく貢献する結果、市場のダブルタイミング
ベルトに対する要望は、増々高まる傾向にある。しか
し、上下両歯のPLDを略一定に設定すること、および歯
のピッチを一定に形成することなどは難しく、寸法、性
能などの点で、品質上十分な満足が得られていないのが
現状である。

従来、ダブルタイミングベルトの製造方法としては、
（１）特公昭46−22101号公報記載の如く溝付きの内モ
ールドに帆布、抗張体ロープ、未加硫ゴムシート、帆布
を順次積層捲回し、その外面に円筒状の溝付ゴム製モー
ルドを挿入した後、加圧、加硫してゴム層を内モールド
と母型の溝部へ圧入することにより上下の二重歯を形成
する方法や、（２）特開昭49-135056号公報記載の如く
溝付きの内モールドに予め成形したゴム付帆布をもつ型
付き未加硫ゴムを置き、抗張体ロープをスパイラルに巻
付けると共に、上記と同様なゴム付き帆布をもつ型付き
未加硫ゴムを積層し、溝付き母型を嵌め込んだ後、加硫
する方法や、（３）特開昭53-71181号公報記載の如く、
まず抗張体の背部に薄いゴム層を残した片面歯付ベルト
を半加硫成形し、このベルトを基準として、その背面
に、未加硫ゴムを充填した保護被覆を所定の歯形に形成
した成形保護被覆付歯形を配し、これら両部材をベルト
緊張装置付歯付平板プレスにセットして加熱加圧するこ
とからなる製造方法が示されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記製造方法のうち、（１），（２）の製造
方法は何れも上歯を形成するのに弾性母型を使用してい
るため、上下の歯の位置ずれや周長差による歯形状が不
均一となるばかりでなく、抗張体ロープのピッチライン
が多角形状になり、タイミングプーリとの噛合いが悪く
なり、ダブルタイミングベルトで、最もその品質上要求
される精度の高いPLDを均一化できない問題点があっ
た。また、上記（３）の製造方法は、その製造一工程中
にプレス加硫を含むため、該プレス時のベルト張力のコ
ントロールが微妙に難しく、このことはベルト走行時の
張力低下につながり、ベルトの寿命を短縮する結果とな
り、さらにベルト抗張体の背部に薄いゴム層を残すた
め、上側の帆布の厚さを下側の帆布より薄い部材に替え
る手数と共に、上下両側の帆布を異種部材をもって構成
することにより、ベルトの部分的劣化の原因ともなる。

この発明は、内歯側ベルト部材の内歯部の形成に当っ
て、該部に圧入するゴムのボリュームを故意に少なくし
て、内歯部と抗張体層のゴムのボリュームをある範囲に
制限することにより、また、外歯側ベルト部材の外歯部
の形成時、該外歯部の背部に、かつ外歯部と一体に帯状
隆起部を形成し、内歯側ベルト部材と外歯側ベルト部材
とを背中合せとなし、その折、外歯側ベルト部材に設け
た帯状隆起部をもって、内歯側ベルト部材中のゴムボリ
ューム不足分を充足し、かつその折、併せて内歯部の形
状を整え、ダブルタイミングベルトの重要な構成部であ
る歯形形状、歯寸法（ピッチ）およびPLDの均一性を実
現せしめ、かつ抗張体ロープの乱れもなく、走行時のベ
ルト張力の低下も少なく、製造容易なダブルタイミング
ベルトの製造方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明はつぎのような構
成としている。

すなわち、この発明に係るダブルタイミングベルトの製
造方法は、周面に凹溝群を所定のピッチにて設けた筒状
の内歯成形用金型に、帆布、そして抗張体ロープをスパ
イラルに、さらに容量を規制せしめた未加硫ゴムシート
を巻付けた後、円筒状スリーブを嵌めこんで予備加熱、
加圧して可塑化状態にある内歯側ベルト部材を形成する
第１工程、対面する内壁面にそれぞれ外歯形成用凹溝、
帯状隆起部形成用凹溝を設けた一対の金型間に帆布およ
び未加硫ゴムシートを介在せしめ、予備加熱、加圧によ
る表面を帆布にて被覆された外歯と外歯群を繋ぐ帆布、
および外歯と一体に形成され、この帆布面より反外歯側
に突出する帯状隆起部を予備加熱加圧して、可塑化状態
にある外歯側ベルト部材を形成する第２工程、前記各工
程にて形成された内外両歯側ベルト部材の背部同志（反
歯側）を、内外両歯を外向きに対位せしめ、さらに外歯
側ベルト部材の帯状隆起部を内歯側に対位せしめて、筒
状内側凹溝付き金型と凹溝付き割り型からなる外側金型
間に嵌合して、帯状隆起部の少なくとも一部を内歯側ベ
ルト部材内に押し込むように、加熱加圧してなる広幅の
無端ダブルタイミングベルトを形成する第３工程、広幅
のダブルタイミングベルトを所定幅の長手方向に、即ち
輪切状に裁断して複数本のダブルタイミングベルトを形
成する第４工程からなる。

（実施例） つぎに、この発明に係るダブルタイミングベルトの製造
方法の具体的実施例を図面を用いて説明する。

第１図は抗張体ロープ付き内歯側ベルト部材の成形工程
における成形作業開始時の端面図、第２図は同成形作業
終了時の端面図で、筒状の内歯成形用金型１の全周面に
は一定のピッチをもって金型の軸方向にのびる凹溝２群
が形成されており、該金型１の周面にはナイロン、ポリ
エステル、芳香族ポリアミドなどをもって織成された伸
縮性帆布３が、帆布の伸縮方向を金型の円周方向に一致
せしめ巻装される。帆布３の上には低伸度高強力の、ガ
ラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、
スチールワイヤーなどからなる抗張体ロープ４が、ロー
プ間に所定の間隔を保ってスパイラル状に巻付けられて
いる。さらに抗張体ロープ４の周面には未加硫ゴムシー
ト５が順次積層状に巻付けられ、最後にその外側に円筒
状スリーブ（図示省略）が、かぶせられ、予備的に加
熱、加圧して内歯成形用金型１の凹溝２内に延伸せしめ
た帆布３の一部と未加硫ゴムを圧入、充填せしめ、内歯
７が形成される。

この折、未加硫ゴムシート５は背後より押圧されて、内
歯７部および抗張体層の空隙部に充填される。この未加
硫ゴムシート５の容量は、抗張体層の体積より抗張体ロ
ープ４の体積を差し引いた残り、即ち抗張体層の空隙部
Ｖを基準に考えて、内歯７部を満した残りのゴム量は、
−1.0V〜1.0Vの範囲に、そのゴム量を規制されている。
かくして、表面を帆布をもって被覆された内歯群を、内
歯の谷部にて、前記帆布をもって無端状に繋ぎ、内歯群
の背部にスパイラル状の抗張体ロープを配した広幅の内
歯側ベルト部材６が形成され、この折、内歯部および抗
張体層を一体に満たすゴム材は、最大でも抗張体層以上
には突出することなく、そのゴムボリュームをこれより
減じた量的規制をうけ、かつ可塑化状態にある内歯側ベ
ルト部材が形成される。

未加硫ゴムシート５は帆布３をのばしながら、金型１の
凹溝２部を満し、さらにその一部は抗張体層の各ロープ
間の空隙部を満す。この発明にあって、抗張体層に含ま
れるゴムのボリュームをＶmm³となし、これを基準に考
えた折、内歯側ベルト部材成形時に用いられるゴム量
は、最大量時にあっては、内歯部及び抗張体層を満た
し、それより量的に減じたゴム量に設定されている。即
ち−1.0V〜1.0Vの範囲に設定されることにより、ゴム量
最大時、内歯側ベルト部材６の一部を構成する抗張体ロ
ープ４の空隙部を満し、ロープ４の上には一切未加硫ゴ
ムは存在しないよう構成されている。よって未加硫ゴム
シート５は金型１の凹溝２と抗張体層のロープ空隙部を
略満す構造となる。反対にゴム量最小時には、ゴム不足
により完全なる内歯成形は後程の工程時に持ちこされ
る。

上記、未加硫ゴムシート５の抗張体層内に充填されるゴ
ム量を上記の範囲に設定した根拠を、第３図に示すJASO
の歯付きベルトの歯形および第５図に示すグラフを用い
て説明する。

第３図中にて、斜線を施して示す抗張体層における抗張
体ロープを除く空隙部を満すゴム量をＶmm³とすると、
Ｖは（１）式で表すことができる。

Ｖ＝2px（Ｄ−ａ）｛１−π（Ｄ−ａ）/2t｝…（１） ただし、ｐ＝歯付きベルトのピッチ長さ（mm） Ｄ＝PLD（ピッチラインデファレンス）（mm） ａ＝補強帆布の厚み（mm） ｔ＝抗張体ロープの巻きピッチ（本/mm） ｂ＝抗張体ロープの径（mm） ｘ＝ベルト幅（mm） 上記、（１）式が引き出される根拠は下記のとおりであ
る。

ｂ＝２（Ｄ−ａ）であり、 となる。

以上により、抗張体層のゴムが充填されるべき空隙部Ｖ
は求められる。

未加硫ゴムシート５のゴム量は前記抗張体層の空隙量と
の関係において、内外両歯のPLDを略一致せしめる範囲
として、内歯側ベルト部材６は内歯部に完全に充填さ
れ、その後抗張体層内に充填されるゴム量V¹はV¹＝（−
0.1〜1.0）Ｖの範囲にあることが望ましい。

内歯７形成時に使用する抗張体層中の充填ゴム量V¹とPL
Dの関係は、その一内歯部をもって第４図に示すとおり
となり、（イ）はV¹＝1.0Vの最大量のゴム充填時で、ゴ
ム面は抗張体ロープ面に一致している状態を示し、一方
（ロ）はV¹＝−1.0Vの最小ゴム充填時の状態を観念的に
示したものであり、ゴム量の不足は内歯部にも極くわず
かであるが未充填部が存在することとなる（換言すれ
ば、未だ正確なる内歯部７は形成されていない状況にあ
る）。

なお、V¹が−1.0V以下では、内歯７部を補うためのゴム
量が多量となりすぎ（後述する外歯側ベルト部材の一部
を構成する帯状隆起部が余りに大形化しすぎ）加硫時、
金型の継目でバリが発生しやすく、結果的にこのことは
抗張体のピッチ乱れに繋がる。

一方V¹が1.0V以上では、抗張体ロープ上でのゴムのはみ
出し量が大きくなりすぎ、内外両歯のPLDが一致性が大
きく崩れる結果となる。

抗張体層の空隙部を満たす内歯側ベルト部材形成時のゴ
ム充填量は、ダブルタイミングベルトの内外両歯のPLD
の誤差を拡大せしめる上で大きく作用し、両歯のPLDの
差の許容限界は0.05mmとされている。

第５図は内歯側ベルト部材形成時に使用する抗張体層の
空隙部に充填されるゴムの増減量と内外両歯のPLDの差
の関係をグラフに示したものである。

このグラフより、前記V¹＝（−1.0〜1.0）Ｖの根拠が理
解され得るものである。

つぎに、外歯側ベルト部材の型付け作業を説明する。

第６図は外歯側ベルト部材の成形作業の直前の状態を示
す斜視図で、平板状の下盤金型11の内面側（表面）に
は、ベルトの外歯を形成するための凹溝12群が、前記内
歯側ベルト部材６の成形時に用いられた金型１の凹溝２
と同一の形状およびピッチをもって設けられており、該
下盤金型11上に、前記内歯の成形時に用いたと同様の伸
縮性帆布13がその伸縮方向を凹溝12と直交状に配して敷
設され、その上に未加硫ゴムシート15を配し、さらにそ
の上に上盤金型17が配されている。この上盤金型17の内
面側（裏面）、即ちゴムシート15側には、重ね合せ時前
記下盤金型11の凹溝12との相対的位置に、即ち同一ピッ
チをもって浅溝18が設けられている。

以上、上下一対の金型11,17は、その間に帆布13および
未加硫ゴムシート15を挾持し、予備的に加熱、加圧し
て、表面を帆布13にて被覆された外歯14群と、該外歯14
群を繋ぐ帆布13面以上に突出する帯状隆起部16を設けた
可塑化状態にある外歯側ベルト部材19が形成される（第
７図参照）。

そして、この帯状隆起部16は、前記内歯側ベルト部材６
の内歯７および抗張体層の空隙部を満たす弾性部材とし
て作用し、帯状隆起部16の容量（大きさ）は内歯側ベル
ト部材６を構成する弾性部材の不足容量を充足する量と
略等しく、あるいは心持ち多い目に構成されている。

尚、この帯状隆起部16の隆起量（高さ）は、前記内歯側
ベルト部材６の未加硫ゴムシート５の抗張体層の充填量
の大小に応じて、即ちV₁＝−1.0Vの場合は、その隆起量
は大きく、V₁＝1.0V側に移行するに従い、その隆起量は
小さいものとなる。

内歯成形用金型１とその上にて成形された内歯側ベルト
部材６の外周面に、１対の金型11,17より取外された外
歯側ベルト部材19の内外両歯7,14を抗張体ロープ４を中
心に相対せしめて巻付けて、一対の内外両歯側ベルト部
材6,19は背中合せにて未加硫ベルト成形体が形成され、
さらに外歯側ベルト部材19の外側に、内周面に突条23と
凹溝22を交互に設けた円筒状の割り金型21を配し、その
各凹溝22内に各外歯14を嵌合せしめて装着し、さらにそ
の外周部分にゴムジャケット24を嵌め込み（第８図参
照）、この状態にて、帯状隆起部16は内歯部７を金型１
の凹溝２側に強力に押圧し、帯状隆起部16は内歯側ベル
ト部材６のゴムボリューム不足部分をも充足し、かつ内
歯形状をより正確なものとなしつつ、従来どおりの加
熱、加圧手段にて未加硫ベルト成形体を加硫成形し、広
幅の筒状ダブルタイミングベルトを作成し、最終過程に
てこの広幅ベルトは所定の幅に輪切りされて、所望のダ
ブルタイミングベルトを得る。

つぎに、この発明を実施して完成したダブルタイミング
ベルトの内歯側ベルト部分および外歯側ベルト部分の張
力試験を、従来の片歯タイミングベルトとも比較しなが
ら、以下の条件を備えた走行試験機を用いて実験した。

尚、本実験にて用いたダブルタイミングベルトは83WZA1
9型を、又片歯タイミングベルトは83ZA19型を用い、両
ベルトの取付張力は15kgfであり、ダブルタイミングベ
ルトは内歯側ベルト部材製造時の内歯ゴムのボリューム
を−0.3Vのものを使用し、片歯タイミングベルトとはベ
ルト素材として、同材質のものを用いた。また、走行試
験機は、第９図に示す構成からなり、駆動プーリ（Dr）
は歯数18、従動プーリ（Dn）は歯数36、アイドラープー
リ（Id）は歯数18であり、駆動プーリの回転数は7200rp
m、動力5p/sに設定されている。

そして、実験はダブルタイミングベルトの場合、内歯部
を一対のプーリ（Dr）（Dn）に掛装した正方向走行状態
をもって、また内外両歯部を裏返えして、外歯部を一対
のプーリに掛装した逆方向走行状態をもって実施した。

以上の走行試験の結果は、第10図に示すベルト張力と走
行時間の関係を示すグラフにて実証されている。逆方向
走行、即ちダブルタイミングベルトの外歯側駆動の場
合、内歯側駆動との比較において、張力低下は若干確認
できるも、これとても片歯タイミングベルトとの比較に
おいては大差なく、略同等である結果、内外両歯駆動に
おいて張力低下の懸念は完全に解消された。

（発明の効果） この発明は、予め内歯側ベルト部材と外歯側ベルト部材
を形成せしめておくことにより、内外両歯の歯形形状の
正確性が確保でき、またこの内外両歯側ベルト部材を背
中合せとなし、この未加硫ベルト成形体を内外一対の溝
付金型内に嵌め込み、二段階に亘る加熱加圧の加硫工程
を経ることにより、歯寸法の、すなわち歯ピッチの乱れ
（誤差）の発生が確実に抑制される。また、内歯形ベル
ト部材を外歯側ベルト部材に一体に付設せしめた帯状隆
起部をもって背部より駄目押し的に、内歯成形金型部に
押圧力を作用せしめることにより、内歯の形状は一段と
正確なものとなり、またこの帯状隆起部の一部は、内歯
側ベルト部材内に圧入され、内、外両歯側部材の接合体
はより一層強固なものとなり、また内外両歯のPLDの均
一性は保持されて、抗張体ロープの乱れもなく、これに
よりベルト走行時のベルト張力の低下を抑止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は抗張体ロープ付き内歯側ベルト部材の成形作業
開始時の端面図、第２図は同成形作業終了時の端面図、
第３図は内歯側ベルト部材の一歯部の端面図、第４図は
内歯側ベルト部材成形時における一内歯部の断面図で、
（イ）はゴム最大充填時の概略説明図、（ロ）はゴム最
小充填時の概略観念的説明図、第５図は内歯成形時、抗
張体層の空隙部に充填されるゴムの増減量と内外両歯の
PLDの差の関係を示すグラフ、第６図は外歯側ベルト部
の成形作業開始時の一部の斜視図、第７図は外歯側ベル
ト部材の一部の斜視図、第８図は広幅のダブルタイミン
グベルトの成形作業開始時の一部構成部の端面図、第９
図はこの発明に係るベルトの張力テストを実施するため
のベルト走行試験機の概略説明図、第10図はこの発明に
係るベルトと従来の片歯タイミングベルトの走行試験結
果を示すグラフである。 １……内歯成形用金型 2,12,22……凹溝 3,13……帆布 ４……抗張体ロープ 5,15……未加硫ゴムシート ６……内歯側ベルト部材 ７……内歯 11……下盤金型 14……外歯 16……帯状隆起部 17……上盤金型 18……浅溝 19……外歯側ベルト部材 21……割り金型 24……ゴムジャケット

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（イ）凹溝群を設けた金型に帆布、抗張体
   ロープをスパイラル状に、さらに未加硫ゴムシートを順
   次巻付けるに当り、該ゴムシートは帆布にて被覆された
   内歯部と抗張体層を満しうる量を最大に、その容量をこ
   れより減じた量的制約をかした状態にて積層し、これを
   予備加熱加圧して広幅の内歯側ベルト部材を形成する工
   程、 （ロ）相対的位置に、それぞれ凹溝群を設けた一対の金
   型間に、帆布および未加硫ゴムシートを配し、予備加
   熱、加圧にて帆布をもって被覆された外歯と外歯群を繋
   ぐ帆布面より突出する、外歯と一体に形成された帯状隆
   起部を有する広幅の外歯側ベルト部材を形成する工程、 （ハ）内歯側ベルト部材の外周に、外歯側ベルト部材
   を、内外両歯を外向きに対位せしめて巻付け、その内外
   両面に凹溝付き金型を嵌合配し、外歯側ベルト部材の帯
   状隆起部にて、内歯部を金型に押圧せしめつつ、広幅の
   無端ダブルタイミングベルトを加硫成形する工程、 （ニ）広幅のダブルタイミングベルトを所定幅に輪切に
   して、複数本のダブルタイミングベルトを形成する工
   程、 以上の（イ）〜（ニ）の工程を実施してなるダブルタイ
   ミングベルトの製造方法。
2. 【請求項２】内歯側ベルト部材を形成する工程におい
   て、内歯部および抗張体層を満たす未加硫ゴムシート
   は、内歯部を形成したのちの抗張体層のゴム量をＶとし
   たとき、そのゴム量は−1.0V〜1.0Vの範囲に設定されて
   なる請求項１記載のダブルタイミングベルトの製造方
   法。
3. 【請求項３】内歯側ベルト部材を構成する未加硫ゴムシ
   ートの容量を、量的に減じた分、外歯側ベルト部材を構
   成する帯状隆起部の隆起量が増大する請求項１又は２記
   載のダブルタイミングベルトの製造方法。
4. 【請求項４】つぎの各工程を実施してなるダブルタイミ
   ングベルトの製造方法、 （イ）表面を帆布をもって被覆された内歯群を、内歯の
   谷部にて、前記帆布をもって無端状に繋ぎ、内歯群の背
   部にスパイラル状の抗張体ロープを配した広幅の内歯側
   ベルト部材を形成するに当り、内歯部および抗張体層を
   一体に満たすゴム材は最大でも抗張体層以上に突出する
   ことがなく、その容量をこれより減じた量的規制をう
   け、かつ可塑化状態にある内歯側ベルト部材の形成工
   程、 （ロ）表面を帆布をもって被覆された外歯群を、外歯の
   谷部にて、前記帆布をもって繋ぐと共に、この帆布面よ
   り突出する帯状隆起部を外歯の背部に一体に形成すると
   共に、外歯および帯状隆起部はともに可塑化状態にある
   広幅の外歯側ベルト部材の形成工程、 （ハ）凹溝付き金型に装着された前記内歯側ベルト部材
   の外周面に、前記外歯側ベルト部材を、内外両歯を位置
   的に外向きに対位せしめて巻付け、その外側に円筒状の
   凹溝付き金型を配し、帯状隆起部にて内歯部を金型に押
   圧せしめて広幅の無端ダブルタイミングベルトを加硫成
   形する工程、 （ニ）広幅のダブルタイミングベルトを所定幅に輪切に
   して、複数本のダブルタイミングベルトを形成する工
   程。
5. 【請求項５】内歯側ベルト部材を形成する工程におい
   て、内歯部および抗張体層を満たす未加硫ゴム材は、内
   歯部を形成した後の抗張体層のゴム量をＶとしたとき、
   そのゴム量は−1.0V〜1.0Vの範囲に設定されてなる請求
   項４記載のダブルタイミングベルトの製造方法。
6. 【請求項６】内歯側ベルト部材を構成する未加硫ゴム材
   の容量を量的に減じた分、外歯側ベルト部材を構成する
   帯状隆起部の隆起量が増大する請求項４又５記載のダブ
   ルタイミングベルトの製造方法。