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WO2023243664A1 - 無端ベルト及び無端ベルトの製造方法 - Google Patents

無端ベルト及び無端ベルトの製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2023243664A1
WO2023243664A1 PCT/JP2023/022101 JP2023022101W WO2023243664A1 WO 2023243664 A1 WO2023243664 A1 WO 2023243664A1 JP 2023022101 W JP2023022101 W JP 2023022101W WO 2023243664 A1 WO2023243664 A1 WO 2023243664A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
joint
reinforcing sheet
endless belt
layer
intermediate layer
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/022101
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
広大 永野
佑紀 佐藤
Original Assignee
ニッタ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ニッタ株式会社 filed Critical ニッタ株式会社
Publication of WO2023243664A1 publication Critical patent/WO2023243664A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D29/00—Producing belts or bands
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G1/00—Driving-belts
    • F16G1/14—Driving-belts made of plastics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G3/00—Belt fastenings, e.g. for conveyor belts
    • F16G3/10—Joining belts by sewing, sticking, vulcanising, or the like; Constructional adaptations of the belt ends for this purpose

Definitions

  • the present invention relates to an endless belt and a method for manufacturing an endless belt.
  • An endless belt as a high-speed transmission belt generally uses a belt-like belt provided with a core layer.
  • the endless belt has a joint portion in which both ends of the belt-like belt are bonded together using an adhesive or thermal bonding. Both ends of the strip belt have mutually complementary shapes, for example, finger shapes.
  • the core layer is cut, so the tensile strength is low. Therefore, the endless belt has a problem in that it is easy to break starting from the joint portion.
  • An object of the present invention is to provide an endless belt and a method for manufacturing an endless belt that can further improve the strength in the width direction of a joint part of the endless belt without impairing the flexibility of the joint part in the joint direction. .
  • the endless belt according to the present invention includes a belt-shaped core layer, an intermediate layer made of thermoplastic resin laminated on at least one surface of the core layer, and a surface layer laminated on the surface of the intermediate layer.
  • An endless belt comprising a joint portion to which a first end portion and a second end portion having mutually complementary shapes are joined, a reinforcing sheet being embedded in the intermediate layer astride the joint portion,
  • the reinforcing sheet has voids penetrating through the thickness direction, and is made of a woven fabric woven with a plurality of threads including at least a plurality of warps and a plurality of wefts that straddle the plurality of warps, and the reinforcing sheet
  • the reinforcing sheet is arranged such that the tensile strength is greater in the width direction of the joint portion that straddles the joint direction of the joint portion than in the joint direction of the joint portion.
  • the method for manufacturing an endless belt according to the present invention includes a belt-shaped core layer, an intermediate layer made of thermoplastic resin laminated on at least one surface of the core layer, and a surface layer laminated on the surface of the intermediate layer.
  • a method for producing an endless belt comprising a layer and a joint portion to which a first end portion and a second end portion having mutually complementary shapes are joined, the method comprising: a step of making a cut in the intermediate layer to separate the intermediate layer into a core layer side intermediate section and a surface layer side intermediate section; processing both ends of the endless belt into mutually complementary shapes; forming a reinforcing sheet made of a woven fabric woven with a plurality of warp threads and a plurality of weft threads and having a gap passing through the thickness direction; and arranging the reinforcing sheet on the surface of the core layer side intermediate portion so as to span the second end portion, and covering the reinforcing sheet with the surface layer side intermediate portion and the surface layer, The step of arranging the reinfor
  • the strength in the width direction of the joint can be further improved without impairing the flexibility of the joint in the joint direction. be able to.
  • FIG. 1 is a plan view of an endless belt according to an embodiment.
  • 1b is a cross-sectional view taken along line 1b-1b in FIG. 1a;
  • FIG. FIG. 3 is a plan view of a reinforcing sheet.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a reinforcing sheet according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a partially enlarged sectional view schematically showing a cross section of an endless belt according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing step-by-step a method for manufacturing an endless belt according to an embodiment, before making cuts. It is sectional drawing which shows step by step the manufacturing method of the endless belt based on embodiment, after making a cut.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing step-by-step a method for manufacturing an endless belt according to an embodiment, with a reinforcing sheet installed. It is sectional drawing which shows step by step the manufacturing method of the endless belt based on embodiment, and is the state covered with the separation part.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing how the endless belt according to the embodiment is used.
  • FIG. 7 is a plan view of a reinforcing sheet that is a modification of the embodiment.
  • Figure 7a is a cross-sectional view of the reinforcing sheet of Figure 7a;
  • FIG. 7 is a plan view of a reinforcing sheet that is a modification of the embodiment.
  • Figure 8a is a cross-sectional view of the reinforcing sheet of Figure 8a;
  • FIGS. 1a and 1b show an endless belt 10 according to this embodiment
  • FIG. 1a is a plan view of the endless belt
  • FIG. 1b is a sectional view of the endless belt 10 in the thickness direction.
  • the belt longitudinal direction is referred to as the x direction and is referred to as the "joint direction”
  • the belt width direction that extends orthogonally to the belt longitudinal direction is referred to as the y direction.
  • the z direction is referred to as the "thickness direction.”
  • This endless belt 10 is made by joining the ends of a belt-shaped core layer 12 with a joint portion 15, and includes a core layer 12, a first intermediate layer 14, a second intermediate layer 16, a first surface layer 18, and a second surface layer 20.
  • the thickness of the endless belt 10 is usually 0.5 mm to 10.0 mm, and the width of the joint portion 15 perpendicular to the joint direction is usually 10 mm to 5000 mm.
  • the core layer 12 is made of canvas using polyester fibers, nylon fibers, aramid fibers, or glass fibers as raw materials for warp and weft yarns.
  • the first intermediate layer 14 is laminated on one surface of the core layer 12, and the second intermediate layer 16 is laminated on the other surface of the core layer 12.
  • the first intermediate layer 14 and the second intermediate layer 16 are made of thermoplastic resin.
  • the thermoplastic resin for example, a polyurethane elastomer, a polyamide elastomer, a polyester elastomer, a polyvinyl chloride elastomer, or a polyolefin elastomer can be used.
  • the first surface layer 18 is laminated on the surface of the first intermediate layer 14, and the second surface layer 20 is laminated on the surface of the second intermediate layer 16.
  • the first surface layer 18 and the second surface layer 20 function as protective materials that protect the core layer 12, and are made of rubber, resin, canvas, or synthetic leather.
  • the rubber constituting the first surface layer 18 and the second surface layer 20 includes, for example, millable urethane, nitrile rubber (NBR), hydrogenated nitrile rubber (H-NBR), and ethylene propylene diene rubber (EPDM). ), ethylene propylene rubber (EPM), or chlorosulfonated polyethylene can be used.
  • NBR nitrile rubber
  • H-NBR hydrogenated nitrile rubber
  • EPDM ethylene propylene diene rubber
  • EPM ethylene propylene rubber
  • chlorosulfonated polyethylene can be used.
  • the resin polyurethane elastomer, polyamide elastomer, polyester elastomer, polyvinyl chloride elastomer, or polyolefin elastomer can be used.
  • the canvas for example, a canvas using fibers such as polyester fibers or nylon fibers can be used.
  • the second surface layer 20 may be made of the same material as the first surface layer 18, or may be
  • the endless belt 10 has a joint portion 15.
  • the joint portion 15 is a finger joint.
  • the joint portion 15 has a first end 22 and a second end 24 that are joined together.
  • the first end portion 22 includes a tip of a belt-shaped belt (not shown) in the joint direction.
  • the second end portion 24 includes a proximal end of a belt-shaped belt (not shown) in the joint direction.
  • the endless belt 10 has a first end 22 and a second end 24 joined to form an endless belt.
  • the first end 22 and the second end 24 each have a plurality of recesses 19 and projections 21 that are complementary to each other.
  • the recess 19 is an isosceles triangle and a right triangle recessed inward in the joint direction of the endless belt 10 .
  • the convex portion 21 is an isosceles triangle that protrudes outward in the joint direction.
  • the first end 22 and the second end 24 have a saw blade shape in which a plurality of concave portions 19 and convex portions 21 are formed.
  • the length of the recess 19 and the protrusion 21 in the width direction is 5 mm to 30 mm, and the length of the recess 19 and the protrusion 21 in the joint direction is 5 mm to 250 mm.
  • the first intermediate layer 14 of the endless belt 10 has a reinforcing sheet 26 at a position straddling the boundary between the first end 22 and the second end 24.
  • the reinforcing sheet 26 is arranged in an area wider than the range from the base end 23 of the recess 19 at the first end 22 to the base end 25 of the recess 19 at the second end 24 .
  • the length of the reinforcing sheet 26 in the width direction is approximately +0 mm to ⁇ 1 mm relative to the length of the endless belt 10 in the width direction.
  • the length of the reinforcing sheet 26 in the joint direction is approximately 20 mm larger than the length of the recessed portion 19 or the convex portion 21 in the joint direction, and is approximately 30 mm larger than the length of the joint portion 15.
  • the reinforcing sheet 26 is composed of a plain-woven fabric in which warp threads 261 and weft threads 262 are woven in such a way that they alternately intersect vertically in the thickness direction.
  • a plurality of voids 28 passing through the thickness direction (z direction) of the reinforcing sheet 26 are formed in a region surrounded by the warp threads 261 and the weft threads 262.
  • the warp yarns 261 are arranged so as to extend along the joint direction (x direction) of the joint portion 15.
  • the weft yarn 262 is arranged so as to extend along the width direction (y direction) of the joint portion 15 across the joint direction of the joint portion 15 .
  • the void 28 is formed in each rectangular region surrounded by the warp threads 261 running in parallel and between the weft threads 262 running in parallel.
  • the void 28 is a square area in which the warp 261 and the weft 262 have the same density, and the void 28 is formed at a position where the warp 261 and the weft 262 intersect.
  • the warp yarns 261 polyester fibers, nylon fibers, cotton, etc. with good flexibility are used.
  • the weft yarns 262 may have the same diameter as the warp yarns 261 or may have different diameters, but for example, aramid fibers, glass fibers, etc. with high tensile strength are used, and the tensile strength is greater than that of the warp yarns 261. It is formed like this. Therefore, the reinforcing sheet 26 is arranged with the direction in which the warp threads 261 extend in the joint direction so that the tensile strength in the width direction (y direction) is greater than the tensile strength in the joint direction (x direction) of the joint part 15.
  • the weft yarns 262 which have a higher tensile strength than the warp yarns 261, are buried in the first intermediate layer 14 with the direction in which they extend in the width direction.
  • the warp threads 261 and the weft threads 262 may be single threads, or may be composed of a plurality of threads such as double threads.
  • the first intermediate layer 14 includes a surface layer side intermediate portion 27 disposed on the first surface layer 18 side of the reinforcing sheet 26 and a core layer disposed on the core layer 12 side of the reinforcing sheet 26.
  • the body layer side intermediate portion 29 is provided.
  • the surface layer-side intermediate portion 27 and the core layer-side intermediate portion 29 are connected by the thermoplastic resin forming the first intermediate layer 14 at the void 28 of the reinforcing sheet 26 . That is, the voids 28 of the reinforcing sheet 26 are filled with the thermoplastic resin of the first intermediate layer 14, and the reinforcing sheet 26 is integrated with the first intermediate layer 14.
  • the ratio of voids 28 per unit area of the reinforcing sheet 26 is 35% or more and 70% or less when viewed in the thickness direction. If the proportion of voids 28 is 70% or less, reinforcing sheet 26 has sufficient strength. If the ratio of the voids 28 is 35% or more, the surface layer-side intermediate portion 27 and the core layer-side intermediate portion 29 are sufficiently integrated, and separation of the first intermediate layer 14 and the reinforcing sheet 26 is suppressed. Can be done.
  • the reinforcing sheet 26 has a thickness of about 50% of the thickness of the first intermediate layer 14 when it is embedded in the first intermediate layer 14 . If the thickness of the reinforcing sheet 26 greatly exceeds 50% of the thickness of the first intermediate layer 14, the flexibility of the reinforcing sheet 26 will be impaired, and the reinforcing sheet 26 will separate from the first intermediate layer 14 while the endless belt 10 is being driven. There is a possibility that it will fall off. If the thickness of the reinforcing sheet 26 is much less than 50% of the thickness of the first intermediate layer 14, the effect as a reinforcing material is impaired, and the strength of the endless belt 10 cannot be sufficiently improved.
  • FIG. 4A a notch 32 is formed in the first intermediate layer 14 of the first end 22 and second end 24 before joining by making one incision from the tip toward the joint.
  • FIG. 4a shows the first end 22 as a representative.
  • the cut portion 32 is formed parallel to the joint direction of the joint portion 15.
  • the length of the notch 32 in the joint direction is longer than the length in the longitudinal direction of the recess 19 and the protrusion 21 that will be formed later.
  • the cut portion 32 is preferably formed at the center position of the first intermediate layer 14 in the thickness direction.
  • the first intermediate layer 14 is separated into a surface layer-side intermediate portion 27 that is integrated with the first surface layer 18 and a core layer-side intermediate portion 29 that is integrated with the core layer 12. .
  • a separation portion 33 consisting of the first surface layer 18 and the surface layer side intermediate portion 27 is formed at the first end portion 22 after the cut portion 32 is formed.
  • the separating portion 33 can be folded back in the direction in which the surface layer side intermediate portion 27 and the core layer side intermediate portion 29 are separated.
  • the direction in which the surface layer side intermediate portion 27 and the core layer side intermediate portion 29 are separated is the direction in which the tip of the separating portion 33 is bent toward the surface of the first surface layer 18.
  • a separating portion 33 is similarly formed at the second end portion 24 after the cut portion 32 is formed.
  • the first end 22 and second end 24 are processed using a known tool to form a plurality of recesses 19 and protrusions 21, respectively.
  • the range in the joint direction in which the recess 19 and the protrusion 21 are formed is narrower than the region in which the notch 32 is formed.
  • the reinforcing sheet 26 is placed on the core layer side intermediate part 29 so as to straddle the boundary between the first end part 22 and the second end part 24.
  • the reinforcing sheet 26 is placed beyond the area where the recesses 19 and the protrusions 21 are formed and within the area where the notches 32 are formed.
  • the direction in which the warp threads 261 extend is the joint direction of the joint portion 15, and the direction in which the weft threads 262, which have a higher tensile strength than the warp threads 261 and are disposed orthogonally to the warp threads 261, extend in the reinforcing sheet 26 is , are arranged in the width direction of the joint portion 15.
  • the reinforcing sheet 26 is covered with the separation part 33, and the surface layer side intermediate part 27 is brought into contact with the surface of the reinforcing sheet 26.
  • the concave portions 19 and convex portions 21 of the separation portions 33 are combined and butted against each other.
  • at least the area where the notch 32 is formed is thermally bonded around the first end 22 and the second end 24 while applying pressure in the thickness direction.
  • the thermoplastic resins of the first intermediate layer 14 and the second intermediate layer 16 are melted, and the tips of the first end 22 and the second end 24 are fused together.
  • the molten thermoplastic resins of the surface layer-side intermediate portion 27 and the core layer-side intermediate portion 29 flow through the voids 28 of the reinforcing sheet 26, and are fused to each other via the voids 28.
  • the thermoplastic resin is cooled and solidified, the first intermediate layer 14 and the second intermediate layer 16 become integrated between the first end 22 and the second end 24.
  • the surface layer side intermediate portion 27 and the core layer side intermediate portion 29 are integrated through the gap 28 of the reinforcing sheet 26.
  • the first intermediate layer 14 holds the reinforcing sheet 26 at a position straddling the boundary between the first end 22 and the second end 24.
  • the endless belt 10 in which the reinforcing sheet 26 is embedded in the first intermediate layer 14 can be obtained.
  • the endless belt 10 is wound around the drive pulley 30 so that the second surface layer 20 and the surface of the drive pulley 30 are in contact with each other, and can be used as a transmission belt or a conveyor belt. Since the surface layer side intermediate portion 27 and the core layer side intermediate portion 29 of the first intermediate layer 14 are integrated through the gap 28 of the reinforcing sheet 26, the first intermediate layer 14 is more firmly bonded to the reinforcing sheet 26. There is. Therefore, the endless belt 10 can suppress peeling of the reinforcing sheet 26 and the first intermediate layer 14, and can further improve the strength of the joint portion 15. By setting the ratio of voids 28 per unit area in the thickness direction to 35% or more and 70% or less, the strength of the joint portion 15 can be improved more reliably.
  • the reinforcing sheet 26 is made of a plain-woven fabric woven with a plurality of warps 261 and a plurality of wefts 262 that have a higher tensile strength than the warps 261 and straddle the warps 261. has been done.
  • the tensile strength of the reinforcing sheet 26 can be made different in the direction in which the warp yarns 261 and the weft yarns 262 extend. Therefore, in the endless belt 10, by arranging the reinforcing sheet 26 in the direction in which the tensile strength is large in the width direction of the joint part 15, it is possible to The tensile strength of can be further improved.
  • polyester fiber, nylon fiber, cotton, or the like for the warp threads 261, the flexibility in the joint direction at the joint portion 15 of the endless belt 10 is not impaired.
  • a plurality of weft yarns having a tensile strength higher than that of the warp yarns are arranged in a direction straddling the joint direction of the joint part, and the reinforcing sheet has a tensile strength in the width direction greater than the tensile strength in the joint direction.
  • a plurality of weft yarns 262 having a higher tensile strength than the warp yarns 261 are arranged along the width direction (y direction) orthogonally straddling the joint direction (x direction) of the joint portion 15, and the tensile strength in the width direction is higher than the tensile strength in the joint direction.
  • the present invention is not limited to this.
  • a plurality of weft yarns 262 having a higher tensile strength than the warp yarns 261 are arranged in a direction (y direction) that diagonally straddles the joint direction (x direction) of the joint portion 15 at an acute angle or an obtuse angle.
  • a reinforcing sheet whose tensile strength in the width direction is greater than the tensile strength in the width direction may be used.
  • the warp threads 261 do not need to be arranged along the joint direction of the joint part 15, but are arranged at an acute angle from the joint direction, and the tensile strength in the width direction is higher than the tensile strength in the joint direction.
  • a reinforcing sheet with increased tensile strength may also be used.
  • a reinforcing sheet made of a woven fabric woven with a plurality of threads including at least a plurality of warps and a plurality of wefts straddling the warps a plurality of warps 261 and a plurality of wefts 262 are used.
  • the reinforcing sheet 26 is made of a plain-woven fabric woven with a woven fabric, the present invention is not limited to this.
  • a reinforcing sheet made of woven fabric may also be applied.
  • the reinforcing sheet 40 may be made of a twill woven fabric.
  • the warp threads 401 of the reinforcing sheet 40 are threaded across two weft threads 402 on the lower surface, and then passed across two weft threads 402 on the upper surface, and then passed through a plurality of weft threads 402 perpendicular to the warp threads 401. and repeat. Further, by weaving the weft yarns 402 in the same manner as the warp yarns 401, a twill weave reinforcing sheet 40 can be obtained.
  • the reinforcing sheet 42 may be made of a satin woven fabric.
  • the warp threads 421 of the reinforcing sheet 42 are threaded across four weft threads 422 on the upper surface, and one weft thread 422 on the lower surface. and repeat. Further, by weaving the weft yarns 422 in the same manner as the warp yarns 421, a reinforcing sheet 42 of satin weave can be obtained.
  • reinforcing sheets 40 and 42 similar to the above-described embodiment, a plurality of wefts 402 and 422 having a tensile strength higher than that of the warps 401 and 421 are used to increase the tensile strength in the joint direction. It is possible to realize reinforcing sheets 40 and 42 with increased tensile strength in the width direction, and it is possible to achieve the same effects as the embodiments described above.
  • the density (number) of the warp yarns 261 and the weft yarns 262 of the reinforcing sheet 26 were formed to be the same in the joint direction and the width direction, but the present invention is not limited to this.
  • the density of the weft yarns may be made greater than the density of the warp yarns to further improve the tensile strength in the width direction of the joint portion and further improve the flexibility in the joint direction.
  • the tensile strength in the width direction can be made higher than the tensile strength in the joint direction. It is possible to realize a reinforcing sheet having a similar structure, and it is possible to achieve the same effects as in the embodiment described above.
  • the warp threads 261 and the weft threads 262 of the reinforcing sheet 26 had the same diameter, but the present invention is not limited to this.
  • a woven fabric in which the diameter of the weft yarns 262 is larger than the diameter of the warp yarns 261 may be used as the reinforcing sheet.
  • the tensile strength in the width direction is higher than the tensile strength in the joint direction. It is possible to realize a reinforcing sheet with a larger size, and it is possible to achieve the same effects as in the embodiment described above.
  • the reinforcing sheet 26 was woven in a direction in which the warp threads 261 and the weft threads 262 were perpendicular to each other, but the present invention is not limited to this.
  • a reinforcing sheet may be used in which the weft is woven diagonally across the warp.
  • the specific structure, shape, etc. when implementing the present invention may be changed to other structures within the range that can achieve the purpose of the present invention.
  • Endless belt 12
  • Core layer 14
  • First intermediate layer (intermediate layer) 15
  • Joint part 18
  • First surface layer (surface layer) 19
  • Concave portion 20
  • Second surface layer 21
  • Reinforcement sheet 27
  • Surface layer side intermediate portion 28
  • Gap 29 Core layer side intermediate portion 32 Cut portions 261, 401, 421 Warp threads 262, 402, 422 Weft threads

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Belt Conveyors (AREA)

Abstract

無端ベルトにおける継手部の継手方向の屈曲性を損なうことなく、継手部の幅方向の強度をより向上することができる無端ベルト及び無端ベルトの製造方法を提供する。無端ベルトは、帯状の心体層１２と、心体層１２の少なくとも一方の面に積層される熱可塑性樹脂製の中間層１４と、中間層１４の表面に積層される表面層１８と、互いに相補的な形状を有する第１端部及び第２端部が接合された継手部とを備えた無端ベルトであって、中間層１４には、継手部にまたがって補強シート２６が埋設され、補強シート２６は、厚さ方向に貫通する空隙２８を有し、経糸よりも引張強度が大きい緯糸２６２で織られた織布からなり、補強シート２６の引張強度が、継手部の継手方向よりも継手部の幅方向の方が大きくなるように配置される。

Description

無端ベルト及び無端ベルトの製造方法
　本発明は、無端ベルト及び無端ベルトの製造方法に関する。
　高速伝動ベルトとしての無端ベルトは、一般的に、心体層を備える帯状ベルトを用いる。無端ベルトは、帯状ベルトの両端を、接着剤や熱接着を用いて一体に接着した継手部を有する。帯状ベルトの両端は、互いに相補的な形状、例えば、フィンガー形状である。無端ベルトの継手部は、心体層が切断された状態であるため、引張強度が小さい。したがって、無端ベルトは、継手部を起点として破断しやすいという問題があった。
　このため、従来、心体層と、熱可塑性樹脂を含む中間層と、表面帆布層とを積層した無端ベルトにおいて、厚さ方向に貫通した空隙を有する編布製の補強シートを、継手部の両端にまたがって、中間層内に埋設する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１に記載の技術によれば、熱接着を行うことにより、補強シートを中間層に埋設すると、空隙部分に中間層の熱可塑性樹脂が充填される。従って、無端ベルトの継手部の両端を強固に接続することができるという効果がある。ここで、補強シートには、継手部の継手方向（ベルト長手方向）にある程度の屈曲性を持たせなければ、駆動プーリの回転に滑らかに追従して無端ベルトを駆動できない。
特開２０２１－１０２９７０号公報
　しかしながら、補強シートの継手方向の屈曲性を重視すると、継手部の継手方向に直交する幅方向（ベルト幅方向）の強度を十分に確保することができないという課題がある。
　本発明は、無端ベルトにおける継手部の継手方向の屈曲性を損なうことなく、継手部の幅方向の強度をより向上することができる無端ベルト及び無端ベルトの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明に係る無端ベルトは、帯状の心体層と、前記心体層の少なくとも一方の面に積層される熱可塑性樹脂製の中間層と、前記中間層の表面に積層される表面層と、互いに相補的な形状を有する第１端部及び第２端部が接合される継手部とを備えた無端ベルトであって、前記中間層には、前記継手部にまたがって補強シートが埋設され、前記補強シートは、厚さ方向に貫通する空隙を有し、複数の経糸と、前記複数の経糸をまたぐ複数の緯糸とを少なくとも含む複数の糸で織られた織布からなり、前記補強シートの引張強度が、前記継手部の継手方向よりも、前記継手部の継手方向をまたぐ前記継手部の幅方向の方が大きくなるように、前記補強シートが配置されている。
　本発明に係る無端ベルトの製造方法は、帯状の心体層と、前記心体層の少なくとも一方の面に積層される熱可塑性樹脂製の中間層と、前記中間層の表面に積層される表面層と、互いに相補的な形状を有する第１端部及び第２端部が接合される継手部とを備えた無端ベルトの製造方法であって、前記心体層の帯状の両端部において、前記中間層に切り込みを入れて、前記中間層を心体層側中間部と表面層側中間部とに分離する工程と、前記無端ベルトの両端部を互いに相補的な形状に加工して、前記第1端部及び前記第２端部を形成する工程と、厚さ方向に貫通する空隙を有し、複数の経糸及び複数の緯糸で織られた織布からなる補強シートを、前記第１端部及び前記第２端部にまたがるようにして前記心体層側中間部の表面に配置する工程と、前記補強シートを前記表面層側中間部及び前記表面層で覆い、前記表面層側中間部及び前記心体層側中間部を熱接着し、前記補強シートの空隙に熱可塑性樹脂を充填し、前記補強シートを前記中間層に埋設する工程と、を有し、前記補強シートを配置する工程は、前記補強シートの引張強度が、前記継手部の継手方向よりも、前記継手部の継手方向をまたぐ前記継手部の幅方向の方が大きくなるように、前記補強シートを配置する。
　本発明によれば、補強シートの引張強度が大きい方向を継手部の幅方向に配置させることで、継手部の継手方向の屈曲性を損なうことなく、継手部の幅方向の強度をより向上させることができる。
実施形態に係る無端ベルトの平面図である。 図１ａの１ｂ－１ｂ線における断面図である。 補強シートの平面図である。 実施形態に係る補強シートの断面図である。 実施形態に係る無端ベルトの断面を模式的に示す部分拡大断面図である。 実施形態に係る無端ベルトの製造方法を段階的に示す断面図であり、切り込みを入れる前である。 実施形態に係る無端ベルトの製造方法を段階的に示す断面図であり、切り込みを入れた後である。 実施形態に係る無端ベルトの製造方法を段階的に示す断面図であり、補強シートを設置した状態である。 実施形態に係る無端ベルトの製造方法を段階的に示す断面図であり、分離部をかぶせた状態である。 実施形態に係る無端ベルトの使用状態を示す模式図である。 実施形態の変形となる補強シートの平面図である。 図７ａの補強シートの断面図である。 実施形態の変形となる補強シートの平面図である。 図８ａの補強シートの断面図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態の詳細を説明する。
（全体構成）
　図１ａ、図１ｂには、本実施形態に係る無端ベルト１０が示され、図１ａは無端ベルトの平面図であり、図１ｂは無端ベルト１０の厚さ方向の断面図である。なお、以下の説明では、図１ａ及び図１ｂに示すように、ベルト長手方向をｘ方向として「継手方向」と称し、ベルト長手方向を直交にまたがるベルト幅方向をｙ方向として「幅方向」と称し、ｚ方向を「厚さ方向」と称する。
　この無端ベルト１０は、帯状の心体層１２の端部同士を継手部１５で接合したものであり、心体層１２、第１中間層１４、第２中間層１６、第１表面層１８、及び第２表面層２０を備える。無端ベルト１０の厚さは、通常０．５ｍｍ～１０．０ｍｍであり、継手部１５の継手方向に直交する幅は、通常１０ｍｍ～５０００ｍｍである。
　心体層１２は、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、又はガラス繊維を経糸（たていと）、緯糸（よこいと）の原料として用いた帆布で形成される。
　第１中間層１４は心体層１２の一方の表面に積層され、第２中間層１６は心体層１２の他方の表面に積層される。第１中間層１４及び第２中間層１６は、熱可塑性樹脂で形成される。具体的には、熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリウレタンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリ塩化ビニル系エラストマー、又はポリオレフィン系エラストマーを用いることができる。
　第１表面層１８は第１中間層１４の表面に積層され、第２表面層２０は第２中間層１６の表面に積層されている。第１表面層１８及び第２表面層２０は、心体層１２を保護する保護材として機能し、ゴム、樹脂、帆布、又は合成皮革で形成されている。
　具体的には、第１表面層１８及び第２表面層２０を構成するゴムとしては、例えば、ミラブルウレタン、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ）、又はクロロスルフォン化ポリエチレンを用いることができる。樹脂としては、ポリウレタンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリ塩化ビニル系エラストマー、又はポリオレフィン系エラストマーを用いることができる。帆布としては、例えば、ポリエステル繊維、又はナイロン繊維などの繊維を使用した帆布を用いることができる。尚、第２表面層２０は、第１表面層１８の材質と同じでもよいし、異なっていてもよい。
　無端ベルト１０は、継手部１５を有する。継手部１５はフィンガー継手である。継手部１５は、接合された状態の第１端部２２と第２端部２４とを有する。第１端部２２は、帯状ベルト（図示しない）の継手方向の先端を含む。第２端部２４は、帯状ベルト（図示しない）の継手方向の基端を含む。無端ベルト１０は、第１端部２２と第２端部２４を接合して、無端状とされている。
　第１端部２２及び第２端部２４は、互いに相補的な複数の凹部１９及び凸部２１をそれぞれ有する。凹部１９は、無端ベルト１０の継手方向の内側に凹んだ二等辺三角形及び直角三角形である。凸部２１は、継手方向の外側に突出した二等辺三角形である。第１端部２２及び第２端部２４は、複数の凹部１９及び凸部２１が形成された鋸刃形状である。凹部１９及び凸部２１の幅方向の長さは５ｍｍ～３０ｍｍ、凹部１９及び凸部２１の継手方向の長さは５ｍｍ～２５０ｍｍである。
　無端ベルト１０の第１中間層１４は、第１端部２２と第２端部２４の境界をまたぐ位置に、補強シート２６を有する。補強シート２６は、第１端部２２の凹部１９の基端２３から、第２端部２４の凹部１９の基端２５までの範囲よりも広い領域に配置されている。補強シート２６の幅方向の長さは、無端ベルト１０の幅方向の長さに対して＋０ｍｍから－１ｍｍ程度とされている。補強シート２６の継手方向の長さは、凹部１９又は凸部２１の継手方向の長さよりも２０ｍｍ程度大きく、継手部１５の長さよりも３０ｍｍ程度大きくされている。
　補強シート２６は、図２ａ及び図２ｂに示すように、経糸２６１及び緯糸２６２を厚さ方向で交互に上下に交差させて織り込んだ平織の織布から構成される。経糸２６１及び緯糸２６２で囲まれる領域には、補強シート２６の厚さ方向（ｚ方向）を貫通する空隙２８が複数形成されている。経糸２６１は、継手部１５の継手方向（ｘ方向）に沿って伸びるように配置される。緯糸２６２は、継手部１５の継手方向をまたぐ継手部１５の幅方向（ｙ方向）に沿って伸びるように配置される。空隙２８は、並走する経糸２６１間及び並走する緯糸２６２間で囲まれた矩形状の各領域にそれぞれ形成されている。尚、本実施形態では、経糸２６１及び緯糸２６２の密度を同じとした正方形状の領域が空隙２８とされ、経糸２６１及び緯糸２６２が交わる位置に空隙２８が形成されている。
　経糸２６１としては、屈曲性のよいポリエステル繊維、ナイロン繊維、綿等が用いられる。緯糸２６２としては、経糸２６１と同じ径であってもよく、異なる径であってもよいが、例えば、引張強度が大きいアラミド繊維、ガラス繊維等が用いられ、経糸２６１よりも引張強度が大きくなるように形成されている。このため、補強シート２６は、継手部１５の継手方向（ｘ方向）の引張強度に対して、幅方向（ｙ方向）の引張強度が大きくなるように、経糸２６１が伸びる方向を継手方向に配置し、引張強度が経糸２６１よりも大きい緯糸２６２が伸びる方向を幅方向に配置して、第１中間層１４内に埋設される。なお、経糸２６１及び緯糸２６２は、単糸であってもよく、また、双糸のように複数の糸からなる構成であってもよい。
　第１中間層１４は、図３に示すように、補強シート２６の第１表面層１８側に配置される表面層側中間部２７と、補強シート２６の心体層１２側に配置される心体層側中間部２９とを備える。表面層側中間部２７及び心体層側中間部２９は、補強シート２６の空隙２８で第１中間層１４を構成する熱可塑性樹脂によって接続される。つまり、補強シート２６の空隙２８には、第１中間層１４の熱可塑性樹脂が充填され、補強シート２６は、第１中間層１４と一体化される。
　補強シート２６は、厚さ方向からみた、単位面積当たりの空隙２８の割合が３５％以上７０％以下である。空隙２８の割合が７０％以下であれば、補強シート２６は十分な強度を有する。空隙２８の割合が３５％以上であれば、表面層側中間部２７と、心体層側中間部２９とが十分に一体化され、第１中間層１４と補強シート２６の剥離を抑制することができる。
　また、補強シート２６は、第１中間層１４に埋設された状態で、第１中間層１４の厚さの５０％程度の厚さとされる。補強シート２６の厚さが第１中間層１４の厚さの５０％を大きく超える場合、補強シート２６の屈曲性が損なわれ、無端ベルト１０の駆動中に補強シート２６が第１中間層１４から脱落してしまう可能性がある。補強シート２６の厚さが第１中間層１４の厚さの５０％を大きく下回る場合、補強材としての効果が損なわれ、無端ベルト１０の強度を十分に向上することができない。
（製造方法）
　次に、前述した無端ベルト１０の製造方法について説明する。図４ａに示すように、接合前の第１端部２２と第２端部２４の第１中間層１４に、それぞれ先端から継手方向に１か所切り込みを入れ、切り込み部３２を形成する。図４ａは、代表して第１端部２２について示している。切り込み部３２は、継手部１５の継手方向に平行に形成する。切り込み部３２の継手方向の長さは、後に形成する凹部１９及び凸部２１の長手方向の長さよりも長い。切り込み部３２は、第１中間層１４の厚さ方向の中心位置に形成するのが好ましい。切り込み部３２を形成した後の第１中間層１４は、第１表面層１８と一体の表面層側中間部２７と、心体層１２と一体の心体層側中間部２９とに分離される。
　切り込み部３２を形成した後の第１端部２２には、図４ｂに示すように、第１表面層１８と表面層側中間部２７とからなる分離部３３を形成する。分離部３３は、表面層側中間部２７と心体層側中間部２９が離れる方向に折り返すことができる。表面層側中間部２７と心体層側中間部２９が離れる方向は、第１表面層１８の表面へ向かって、分離部３３の先端を折り曲げる方向である。図示しないが、切り込み部３２を形成した後の第２端部２４にも、同様に、分離部３３を形成する。
　公知の工具を用いて第１端部２２と第２端部２４を加工し、複数の凹部１９及び凸部２１をそれぞれ形成する。凹部１９及び凸部２１を形成する継手方向の範囲は、切り込み部３２が形成された領域より狭い。第１表面層１８を上向きとし、第１端部２２と第２端部２４を、互いの凹部１９と凸部２１を組み合わせて、突き合わせる。
　図５ａに示すように、分離部３３を折り返した状態で、第１端部２２と第２端部２４の境界をまたぐように、心体層側中間部２９上に補強シート２６を配置する。補強シート２６は、凹部１９及び凸部２１が形成された範囲を超え、切り込み部３２が形成された領域内に配置する。また、補強シート２６は、経糸２６１が伸びる方向が、継手部１５の継手方向となり、さらに、経糸２６１よりも引張強度の大きく、かつ当該経糸２６１と直交して配置された緯糸２６２が伸びる方向が、継手部１５の幅方向となるように配置する。
　図５ｂに示すように、補強シート２６を分離部３３で覆い、表面層側中間部２７を補強シート２６の表面に接触させる。分離部３３同士の凹部１９と凸部２１を組み合わせて突き合わせる。この状態で第１端部２２と第２端部２４を中心に、少なくとも切り込み部３２が形成された領域を、厚さ方向に加圧しながら熱接着する。加熱することによって、第１中間層１４及び第２中間層１６の熱可塑性樹脂が溶融し、第１端部２２と第２端部２４の先端同士が融着する。
　第１中間層１４において、表面層側中間部２７と心体層側中間部２９の溶融した熱可塑性樹脂は、補強シート２６の空隙２８を通じて流動し、空隙２８を介して互いに融着する。熱可塑性樹脂が冷却固化することによって、第１中間層１４及び第２中間層１６は、第１端部２２と第２端部２４同士の間で、一体となる。
　表面層側中間部２７と心体層側中間部２９は、補強シート２６の空隙２８を介して一体化される。この結果、第１中間層１４は、第１端部２２と第２端部２４の境界をまたぐ位置で補強シート２６を保持する。上記のようにして、第１中間層１４に補強シート２６が埋設された無端ベルト１０を得ることができる。
（作用及び効果）
　無端ベルト１０は、図６に示すように、第２表面層２０と駆動プーリ３０の表面が接触するように、駆動プーリ３０に巻装され、伝動ベルト又は搬送ベルトとして用いることができる。第１中間層１４の表面層側中間部２７及び心体層側中間部２９は、補強シート２６の空隙２８を通じて一体であるので、第１中間層１４が補強シート２６とより強固に接合している。したがって無端ベルト１０は、補強シート２６と第１中間層１４の剥離を抑制し、継手部１５の強度をより向上することができる。厚さ方向からみた、単位面積当たりの空隙２８の割合が３５％以上７０％以下であることによって、継手部１５の強度をより確実に向上することができる。
　これに加えて、本実施形態に係る補強シート２６は、複数の経糸２６１と、経糸２６１よりも引張強度が大きく、かつ経糸２６１をまたぐ複数の緯糸２６２とで織り込まれた平織の織布から構成されている。これにより、経糸２６１の伸びる方向及び緯糸２６２の伸びる方向における補強シート２６の引張強度を異なるものとすることができる。従って、無端ベルト１０では、補強シート２６の引張強度が大きな方向を、継手部１５の幅方向に配置することにより、継手部１５の継手方向の屈曲性を損なうことなく、継手部１５の幅方向の引張強度をより向上させることができる。特に、経糸２６１にポリエステル繊維、ナイロン繊維、綿等を用いることにより、無端ベルト１０の継手部１５における継手方向の屈曲性が損なわれることもない。
（実施形態の変形）
　なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。前述した実施形態では、継手部にまたがって補強シートが埋設される中間層と、当該中間層の表面に積層される表面層として、図１ｂに示す第１中間層１４と第１表面層１８を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図１ｂに示す第２中間層１６と第２表面層２０を適用してもよい。
　また、前述した実施形態では、経糸よりも引張強度が大きい複数の緯糸を、継手部の継手方向をまたぐ方向に配置し、継手方向の引張強度よりも幅方向の引張強度を大きくした補強シートとして、経糸２６１よりも引張強度が大きい複数の緯糸２６２を、継手部１５の継手方向（ｘ方向）を直交にまたぐ幅方向（ｙ方向）に沿って配置し、継手方向の引張強度よりも幅方向の引張強度を大きくした補強シート２６を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らない。他の実施形態として、例えば、経糸２６１よりも引張強度が大きい複数の緯糸２６２を、継手部１５の継手方向（ｘ方向）を鋭角・鈍角で斜めからまたぐ方向（ｙ方向）に配置し、継手方向の引張強度よりも幅方向の引張強度を大きくした補強シートを適用してもよい。また、他の補強シートとしては、経糸２６１が継手部１５の継手方向に沿って配置されていなくてもよく、経糸を継手方向から鋭角に傾けて配置し、継手方向の引張強度よりも幅方向の引張強度を大きくした補強シートを適用してもよい。
　また、前述の実施形態では、複数の経糸と、当該経糸をまたぐ複数の緯糸とを少なくとも含む複数の糸で織られた織布で構成された補強シートとして、複数の経糸２６１と複数の緯糸２６２とで織られた平織の織布で構成された補強シート２６を適用したが、本発明はこれに限らず、複数の経糸と複数の緯糸を含む複数の糸で種々の編み方で織られた織布で構成された補強シートを適用してもよい。例えば、図７ａ及び図７ｂに示すように、補強シート４０を綾織の織布で構成してもよい。補強シート４０の経糸４０１は、下側の面で緯糸４０２を２本またいだ後上側の面で緯糸４０２を２本またぐようにして通され、これを経糸４０１に直交する複数の緯糸４０２に対して繰り返す。また、緯糸４０２についても経糸４０１と同様に織り込むことにより、綾織の補強シート４０を得ることができる。
　さらに、図８ａ及び図８ｂに示すように、補強シート４２を繻子織の織布で構成してもよい。補強シート４２の経糸４２１は、上側の面で緯糸４２２を４本またいだ後下側の面で緯糸４２２を１本またぐようにして通され、これを経糸４２１に直交する複数の緯糸４２２に対して繰り返す。また、緯糸４２２についても経糸４２１と同様に織り込むことにより、繻子織の補強シート４２を得ることができる。
　このような、補強シート４０，４２であっても、前述した実施形態と同様に、経糸４０１、４２１よりも引張強度が大きい複数の緯糸４０２，４２２などを使用して継手方向の引張強度よりも幅方向の引張強度を大きくした補強シート４０，４２を実現でき、前述した実施形態と同様の効果を奏することができる。
　前述の実施形態では、補強シート２６の経糸２６１及び緯糸２６２の密度（本数）は継手方向及び幅方向において同じに形成されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、緯糸の密度を経糸の密度よりも大きくして、継手部の幅方向の引張強度を一層向上させ、継手方向の屈曲性を一層向上させてもよい。このような構成においては、経糸２６１及び緯糸２６２の引張強度が同じであっても、緯糸の密度を経糸の密度よりも大きくすることで、継手方向の引張強度よりも幅方向の引張強度を大きくした補強シートを実現でき、前述した実施形態と同様の効果を奏することができる。
　前述の実施形態では、補強シート２６の経糸２６１及び緯糸２６２の太さは同一径とされていたが、本発明はこれに限られない。例えば、経糸２６１の径に対して緯糸２６２の径を大きくした織布を補強シートとして用いてもよい。このような構成においては、経糸２６１及び緯糸２６２を同じ材質の糸材で形成しても、緯糸の径を経糸の径よりも大きくすることで、継手方向の引張強度よりも幅方向の引張強度を大きくした補強シートを実現でき、前述した実施形態と同様の効果を奏することができる。
　前述の実施形態では、補強シート２６は、経糸２６１及び緯糸２６２が互いに直交する方向に織られていたが、本発明はこれに限られない。例えば、経糸に対して緯糸が斜めに交差するように織り込んだ補強シートを用いてもよい。その他、本発明の実施の際の具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
１０   無端ベルト
１２   心体層
１４   第１中間層（中間層）
１５   継手部
１８   第１表面層（表面層）
１９   凹部
２０   第２表面層
２１   凸部
２６、４０、４２     補強シート
２７   表面層側中間部
２８   空隙
２９   心体層側中間部
３２   切り込み部
２６１、４０１、４２１      経糸
２６２、４０２、４２２      緯糸

Claims (4)

  1. 　帯状の心体層と、
    　前記心体層の少なくとも一方の面に積層される熱可塑性樹脂製の中間層と、
    　前記中間層の表面に積層される表面層と、
    　互いに相補的な形状を有する第１端部及び第２端部が接合される継手部とを備えた無端ベルトであって、
    　前記中間層には、前記継手部にまたがって補強シートが埋設され、
    　前記補強シートは、厚さ方向に貫通する空隙を有し、複数の経糸と、前記複数の経糸をまたぐ複数の緯糸とを少なくとも含む複数の糸で織られた織布からなり、
    　前記補強シートの引張強度が、前記継手部の継手方向よりも、前記継手部の継手方向をまたぐ前記継手部の幅方向の方が大きくなるように、前記補強シートが配置されている、無端ベルト。
  2. 　前記補強シートは、前記経糸よりも引張強度が大きい前記緯糸が、前記継手部の継手方向をまたぐ方向に配置されている、請求項１に記載の無端ベルト。
  3. 　前記補強シートは、前記複数の経糸が前記継手部の継手方向に配置され、前記経糸よりも引張強度が大きい前記緯糸が、前記継手部の幅方向に複数配置されている、請求項１又は２に記載の無端ベルト。
  4. 　帯状の心体層と、
    　前記心体層の少なくとも一方の面に積層される熱可塑性樹脂製の中間層と、
    　前記中間層の表面に積層される表面層と、
    　互いに相補的な形状を有する第１端部及び第２端部が接合される継手部とを備えた無端ベルトの製造方法であって、
    　前記心体層の帯状の両端部において、前記中間層に切り込みを入れて、前記中間層を心体層側中間部と表面層側中間部とに分離する工程と、
    　前記無端ベルトの両端部を互いに相補的な形状に加工して、前記第１端部及び前記第２端部を形成する工程と、
    　厚さ方向に貫通する空隙を有し、複数の経糸及び複数の緯糸で織られた織布からなる補強シートを、前記第１端部及び前記第２端部にまたがるようにして前記心体層側中間部の表面に配置する工程と、
    　前記補強シートを前記表面層側中間部及び前記表面層で覆い、前記表面層側中間部及び前記心体層側中間部を熱接着し、前記補強シートの空隙に熱可塑性樹脂を充填し、前記補強シートを前記中間層に埋設する工程と、を有し、
    　前記補強シートを配置する工程は、前記補強シートの引張強度が、前記継手部の継手方向よりも、前記継手部の継手方向をまたぐ前記継手部の幅方向の方が大きくなるように、前記補強シートを配置する、無端ベルトの製造方法。
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