JP-2026515061-A - 補強されたベルト接合部

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Abstract

接合されるべき第１及び第２の端縁部を有するベルトにおいて接合部を形成する方法が開示される。この方法は、第１及び第２の縁部を有するアラミド繊維部分（例えば、離散的な片として）を用意することを含む。ベルトの第１の端縁部は、一方の側から繊維部分の第１の縁部に重なるように配置され、ベルトの第２の端縁部は、他方の側から繊維部分の第２の縁部に重なるように配置される。前記配置において、第１及び第２の端縁部は繊維部分に接合され、第１の端縁部と第２の端縁部との間に接合界面を形成し、アラミド繊維部分が接合部を補強する。繊維部分をベルト材料に接合するために接着剤が使用されてもよい。織成されたアラミド繊維部分が使用されてもよい。繊維部分はベルトの複数のプライの間に配置されてもよい。前記方法により接合部が形成された種々のベルトが開示され、スプライス接合を有するベルト、又は機械的接合を有するベルトが含まれる。【選択図】図３

Inventors

スペンサー－スミス、クレイグ

Assignees

エコベルトリミテッド

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20240109
Priority Date: 20230505

Claims (20)

接合されるべき第１の端縁部及び第２の端縁部を有するベルトにおいて接合部を形成する方法であって、第１の縁部及び第２の縁部を有し、アラミド繊維を含む繊維部分を用意することと、前記ベルトの前記第１の端縁部を、前記繊維部分の前記第１の縁部に少なくとも部分的に重なるように配置することと、前記ベルトの前記第２の端縁部を、前記繊維部分の前記第２の縁部に少なくとも部分的に重なるように配置することと、前記第１の端縁部と前記第２の端縁部との間に前記アラミド繊維によって補強された接合界面を形成するように、前記配置において前記第１の端縁部及び前記第２の端縁部を前記繊維部分に接合することとを含む、接合部を形成する方法。
前記繊維部分は、第１の主表面を備え、前記第１の端縁部は、前記第１の主表面に接合される、請求項１に記載の接合部を形成する方法。
前記第２の端縁部は、前記第１の主表面に接合される、請求項１又は請求項２に記載の接合部を形成する方法。
前記繊維部分は、第２の主表面を備え、前記第１の端縁部は、前記第２の主表面にも接合される、請求項２又は請求項３に記載の接合部を形成する方法。
前記ベルトの前記第２の端縁部は、前記第２の主表面にも接合される、請求項４に記載の接合部を形成する方法。
前記ベルトは、複数のプライを備え、前記繊維部分は、前記ベルトの前記第１の端縁部において前記プライの間に挿入又は配置される、請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の接合部を形成する方法。
前記繊維部分は、前記ベルトの前記第２の端縁部においてプライの間に挿入される、請求項６に記載の接合部を形成する方法。
前記プライは、前記繊維部分の挿入に先立って、例えば前記第１の端縁部及び／又は第２の端縁部から予め定めた長手方向距離まで分離される、請求項６又は請求項７に記載の接合部を形成する方法。
前記第１の端縁部及び／又は第２の端縁部は、スプライス構造を画定するように成形されている、請求項１～請求項８のいずれか一項に記載の接合部を形成する方法。
前記スプライス構造は、５０ｍｍ～１５０ｍｍ又は９０ｍｍ～１００ｍｍの長さを有するフィンガを備える、請求項９に記載の接合部を形成する方法。
前記第１の端縁部の前記スプライス構造は、前記第２の端縁部の対向するスプライス構造の間に介在する、請求項１～請求項１０のいずれか一項に記載の接合部を形成する方法。
前記第１の端縁部は、前記本体部分に接合されるときに前記第２の端縁部に当接し、あるいは重なる、請求項１～請求項１１のいずれか一項に記載の接合部を形成する方法。
前記繊維部分は、接着剤でコーティングされた繊維本体部分を備える、請求項１～請求項１２のいずれか一項に記載の接合部を形成する方法。
前記繊維部分は、前記ベルト上に配置されると前記接着剤が溶融されるように処理され、これにより前記第１の端縁部及び前記第２の端縁部を前記本体部分に結合される、請求項１３に記載の接合部を形成する方法。
前記繊維部分は、より大きな繊維部分から切り出される、請求項１３又は請求項１４に記載の接合部を形成する方法。
前記繊維本体部分は、織成された繊維からなる、請求項１３～請求項１５のいずれか一項に記載の接合部を形成する方法。
前記繊維部分は、パラ－アラミド繊維を含む、請求項１～請求項１６のいずれか一項に記載の接合部を形成する方法。
締結具が前記第１の端縁部及び前記第２の端縁部に接合され、好ましくはフック締結具又はクリップあるいはステープルであり、前記締結具は、前記接合界面をまたぐ、請求項１～請求項１７のいずれか一項に記載の接合部を形成する方法。
ベルト本体及び繊維部分を備える補強されたベルトであって、前記繊維部分は、アラミド繊維を含み、前記ベルト本体が閉ループを画定するように前記ベルト本体の対向する第２の端縁部と界面を形成する前記ベルト本体の第１の端縁部の付近に接合され、前記繊維部分は、前記界面の両側で終端するように、前記ベルト本体の長手方向において不連続な長さを有し、前記ベルト本体は、前記繊維部分を越えて前記長手方向に延在する、補強されたベルト。
前記ベルトは、コンベヤベルト又はタイミングベルトである、請求項１９に記載の補強されたベルト。

Description

本出願は、特に接合部において不具合を来しやすいコンベヤベルトについて、ベルトにおける補強された接合部を作製する方法に関する。無端ベルト（endless belts）は、所望の長さのベルト材料をループさせると共に、ベルト材料の第１の端部が対向する第２の端部に接合されるように接合部を形成することによって形成される。一般的な接合方法としては、加硫／スプライス接合、突き合わせ接合、及び機械的締結具が挙げられる。ベルトの対向する端部を、熱融着されるスプライスとして互いに接合することが通常である。スプライス接合の一般的な例は、ベルトの端部にフィンガ状の構造を切断又は打ち抜きによって形成し、各々の端部のフィンガが他方の端部の対向するフィンガの間に収まるように、２つの端部を互いに取り付けることを含む。フィンガは、突き合わされ、熱又は接着剤の使用によって接合される。接続の強度は、フィンガの長さ及び形状の直接的結果である。したがって、ベルトの端部間の界面は、ベルトの幅よりも長くなるように、フィンガに沿って往復しながら延在し、ベルトの長手方向軸から角度をもってオフセットされる。この形式の接合部は、「Ｚスプライス」又は「フィンガスプライス」と呼ばれることがある。接合部は、温度、圧力、及び／又は接着剤にさらされ得る。ベルト材料が複数のプライを含む場合、１つのプライの接合界面が異なるプライの接合界面から横方向及び／又は縦方向にオフセットされるように、異なるプライのフィンガ構造をオフセットさせることができる。これは、「ステップＺスプライス（stepped Z splice）」又は「フィンガ・オーバー・フィンガ・スプライス（finger over finger splice）」と呼ばれることがある。機械的な接合部は、クリップ、ステープル、又はスパイラルレーシング（spiral lacing）などの締結具を用いて、ベルトの２つの対向する端部を互いに機械的に連結する。接続の強度は、締結具によって材料に形成される穿孔の数（frequency）及び形態（nature）に依存する。しかしながら、この方法の制限は、個々の種類の締結具について、対応可能なベルトの厚さ範囲が限られているため、特定の締結具を特定の種類のベルトにしか適用できないことである。界面がベルトにおける不連続部を形成し、さらに、機械的締結具の存在自体が、ベルトの滑らかで／連続的な走行にとって問題となり得る。上記の説明から、ベルトの意図された用途に適合させるために、接合部にはかなりの注意が払われていることが理解され得る。しかしながら、使用される方法にかかわらず、接合部は、常にベルトの潜在的な弱点となり、ベルトの稼働寿命において不具合点となる可能性が最も高い。接合部の引張強度は、汚染物質が蓄積してベルト内及びローラ上に入り込むエンドレスＰＶＣ又はＰＵコンベヤベルトにとって特に問題である。増加した体積により、ローラの直径が大きくなり、これがベルトにより大きな張力を付与し、最終的に（通常は接合部において）不具合を引き起こす。張力下でのベルト不具合の別の例は、ベルトのトラッキングがずれているときに発生し、これは、（多くの場合は周期的に）ベルトの一方の幅方向側が他方よりも大きな張力下に置かれることを意味する。しかしながら、接合部の引張強度は、工学的な考慮事項の１つを構成するにすぎない。例えば、接合部において１つ以上のプライがはがれるなどの層間剥離、及びベルトの穿孔（belt puncture）など、多種多様なベルト不具合の態様が存在する。多くの場合、接合部における小さな初期欠陥が、時間の経過とともに、接合界面に沿って伝播することによって成長する。産業におけるベルト不具合の約８５％が、接合部において発生すると推定される。場合によっては、ベルトは補修されるが、補修のコスト、及びその後のベルト不具合の発生の可能性により、新しいベルトを取り付ける方が、費用対効果が高いことが多い。生産及び流通設備において、重要な運用上の考慮事項は、通常、ベルトの不具合によって引き起こされるラインの停止時間である。この理由から、多くの場合、交換ベルトが現場に保管され、ベルト供給業者は、従来、ベルトの交換にどれほど速く対応できるかで評価される。したがって、現状では、圧倒的多数のベルトは、ベルト材料自体の摩耗によってそれらの自然な寿命の終わりに達するのではなく、むしろ接合部の不具合によって早期に廃棄され、新しいベルトと交換される。さらに、コンベヤベルトは、典型的には、熱融着されてリサイクル不可能であるＰＶＣ又はＰＵ材料から作られており、その結果、埋め立て地へと送られる環境廃棄物を生じさせる。これは、何マイルものコンベヤベルトがセンター内で同時に稼働していることがあり得る物流センターにとって特に問題である。環境に関してより持続可能な解決策を検討すると、廃棄ベルトの問題に対処する必要があることは明らかである。いわゆる無端ベルトが知られているが、それらの製造方法により得られるベルトは、上述の種類の接合ベルトに比べて何倍も高コストとなる。本発明の目的は、上記の問題のうちの１つ以上を軽減又は除去することである。本発明の第１の態様によれば、接合されるべき第１の端縁及び第２の端部を有するベルトにおいて補強された接合部を形成する方法が提供される。本方法は、互いに対向する第１の縁部及び第２の縁部を有する繊維材料部分を用意し、ベルトの第１の端部が繊維材料部分の第１の縁部に少なくとも部分的に重なり、ベルトの第２の端部が繊維材料部分の第２の縁部に少なくとも部分的に重なるように配置することと、第１の端部及び第２の端部を繊維材料部分に接合して、第１の端部及び第２の端部の間に界面を形成し、繊維材料部分が界面をまたぐようにすることと、を含む。本発明の第２の態様によれば、ベルトに補強された接合部を形成する方法が提供される。ベルトは、長手方向に延在し、界面において接合される第１の端部及び第２の端部を備えており、界面に不連続な繊維部分が挿入され、繊維部分は長手方向に延在し、第１の端部及び第２の端部は、繊維部分に接合される。本発明の第３の態様によれば、ベルトに補強された接合部を形成する方法が提供される。ベルトは、長手方向に延在し、界面において接合される第１の端部及び第２の端部を備えており、界面に繊維部分が挿入され、第１の端部及び／又は第２の端部は、繊維部分に接合され、繊維部分の長さは、第１の端部及び第２の端部の両方から長手方向に界面から所定の距離だけ延在するように構成される。本発明の第４の態様によれば、ベルト内に補強された接合部を形成するための請求項１に記載の方法が提供される。本発明のさらなる態様によれば、第１、第２、又は第３の態様のいずれかに係る方法によって得られるベルト又はコンベヤベルトが提供される。結果として得られるベルト及び関連する方法によれば、ベルトの残りの部分よりも大きな強度を有する補強された接合部又は界面領域を形成することができる。具体的には、繊維が界面を通って延在することを確実にすることは、ベルトの第１の端部及び第２の端部（例えば、その端縁部）の間に連続性が存在することを意味する。これらの繊維は、接合される２つの端部の間に力の伝達経路を提供する。繊維部分は、界面をまたいで延在してもよい。繊維部分は、典型的には、界面の両側にて終端し、その結果、不連続な繊維部分は、ベルトの残りの部分全体にわたっては存在しない。繊維部分は、界面の片側又は両側、例えば第１の端部及び／又は第２の端部の方向に存在してもよい。繊維部分は、界面を通って連続的であってもよい。繊維部分は、界面をまたいで延在してもよい。本発明の別の態様によれば、接合部に補強された繊維部分を備えるベルトが提供される。補強された繊維部分は、接合部の一方側を形成するベルトの端部の付近に接合され、繊維部分は、長手方向において限定された長さを有し、ベルトは、長手方向において繊維部分よりも長い。さらなる態様によれば、補強された接合部を有するベルトが提供される。ベルトは、長手方向に延在し、ループを形成するように界面において接合された第１の端縁部及び第２の端縁部を備え、ベルトは、界面に繊維層を備え、繊維層は、界面を通って連続しており、その結果、繊維層は、第１の端縁部から第２の端縁部を連続的に通過し、ベルトの長手方向に界面から離間した位置で終端し、これにより、界面を通って延在する連続的な繊維部分が接合部を補強する。繊維層は、本明細書において繊維部分と呼ばれることもある。繊維層／繊維部分の少なくとも一部の繊維は、ベルトの長手方向からオフセットされた方向に配向されてもよい。少なくとも一部の繊維は、ベルトの幅方向及び／又は斜め方向に（例えば、長手方向及び幅方向の両方から角度をもってオフセットされて）配向されてもよい。繊維層／繊維部分は、例えば織成されたテキスタイル層／部分として、経糸繊維及び緯糸繊維の両方を含んでいてもよい。補強された接合部は、先行技術の接合部よりも、より強く、より堅牢な接合部を提供することができる。接合部を、不具合を来しにくくすることができ、かつ／又はより大きい引張荷重に耐えるようにすることができる。ベルトの繊維補強部分、すなわち接合部の近傍は、ベルトの残りの部分よりも大きな引張強度及び／又は穿刺抵抗を有することができる。補強された接合部は、ベルトの耐用年数及び動作寿命を延ばすことができ、例えば、ベルトの不具合に起因する機械の停止時間及び稼働の停止時間が低減されることを意味し得る。ベルトの動作寿命を延ばすことは、ベルト廃棄物が減ることを意味し得る。繊維部分は、概ね平面であってもよい。繊維部分は本体部分を備えてもよく、本体部分は平坦であってもよい。繊維部分（例えば、その本体部分）は、互いに対向する第１の縁部及び第２の縁部を備えることができ、第１の縁部及び第２の縁部の間に延在する中間縁部／側縁部をさらに有することができる。繊維部分（例えば、その本体部分）は、四角形の形状、例えば正方形、長方形、又は平行四辺形の形状であってよい。繊維部分は、マット又はウェブを含んでいてもよい。繊維部分は、複合構造を備えていてもよい。繊維部分は、マトリックス中に繊維を含んでいてもよい。繊維部分は、繊維層と、例えば繊維層の上方及び／又は下方に配置される１つ以上の追加の層とを備えることができる。追加の層は、支持層、基材、又は結合層を含んでいてもよい。繊維部分は、例えば、繊維層が基材層上に設けられたピース又はパッチの形態で提供されてもよい。繊維部分（例えば、その本体部分）は、ベルト（例えば、その第１の端縁部又は第２の端縁部）又はベルト本体と、実質的に同じ幅、又は幅方向寸法を有することができる。繊維部分は、例えばベルトの互いに対向する側縁部の間で、ベルトの幅方向寸法にわたって延在することができる。繊維部分は、ベルトの側縁部を越えて突出していなくてもよい。いくつかの例において、繊維部分は、ベルトよりも幅が狭くてもよい。繊維部分（例えば、その本体部分）は、その長さ又は長手方向ベルト寸法よりも長い幅又は幅方向ベルト寸法を有していてもよいし、有していなくてもよい。したがって、繊維部分は、挿入されたときに第１の端縁部及び第２の端縁部の間の界面を実質的に横切るように延在することができる。ベルトの長手方向における繊維部分の寸法は、ベルトの長さよりも大幅に小さくてもよく、例えば、少なくとも１桁又は２桁短くてもよい。繊維部分は、少なくとも数メートル又は数十メートルの長さのベルトに対して、わずか数センチメートルの長さであってもよい。繊維部分は、長手方向において界面を越えて１０ｃｍ又は５ｃｍ未満、例えば３ｃｍ又は２ｃｍ未満だけ延在してもよい。繊維部分は、界面の長手方向寸法と実質的に一致してもよい。