JP2002349637A - 動力伝動用ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 、耐屈曲性に優れるとともにコグ谷部からの
早期亀裂の発生を防止してベルト走行寿命を向上させた
高負荷伝動に最適な動力伝動用ベルトの提供を目的とす
る。 【解決手段】 圧縮ゴム層７と伸張ゴム層６にコグ山部
９とコグ谷部８を交互に配したコグ部１１、１２を有
し、心線３を接着ゴム層２内に埋設した動力伝動用ベル
ト１に関するものであり、上記ベルトの厚みをＨとし、
心線のピッチラインＰから圧縮ゴム層のコグ谷部の最深
部までの間隔をＤとしたとき、０．２０≦Ｄ／Ｈ≦０．
２６を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスノーモービル、ス
クーター及び一般産業用の変速ベルトとして使用される
高負荷用の変速ベルトに使用する動力伝動用ベルトに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、スクーター、バギー、雪上車
（スノーモービル）または一般産業用の機械分野の駆動
系においては、駆動プーリと従動プーリに動力伝動用ベ
ルトを懸架し、プーリの有効径を変化させて変速させる
ベルト式変速装置が用いられている。ここで使用されて
いる動力伝動用ベルトは圧縮ゴム層と伸張ゴム層の両層
もしくは圧縮ゴム層のゴム層にコグ山部とコグ谷部を交
互に配したコグ部を有し、心線を接着ゴム層内に埋設し
た構成からなり、ローエッジダブルコグベルトあるいは
ローエッジシングルコグベルトなどのローエッジコグベ
ルトとして知られている。

【０００３】上記のローエッジコグベルトでは、長寿命
化に対する要求が厳しさを増してきている。特に、溝幅
可変プーリに掛架されてプーリへの巻き掛け径を無段階
に変えながら動力を伝達する無段変速ベルトに使用する
場合は、プーリから受ける過大な側圧のため、耐側圧
性、耐屈曲性、耐磨耗性、そして耐熱性等が要求され
る。このために、上コグと下コグの形状、寸法なども検
討されている。

【０００４】また、上記ローエッジコグベルトの製造方
法としては、予め用意したベルト周長よりも長い平面状
の溝付母型の上に未加硫ゴムシートを設置し、プレスに
より加熱加圧してコグ形状に型付けしたコグパッドを作
製する。このコグパッドを成形ドラム上に装着した円筒
状母型の凹条部と凸条部に嵌め込み、コグパッドのカッ
ト面を突き合わせてジョイントした後、心線を巻き付
け、更に他のゴム層、補強布をこの上から巻き付けて成
型を終え、加硫工程へ移行していた。

【０００５】上記コグパッドは、１ないし数プライの補
強布と未加硫ゴムシートとの積層体であって、長さ方向
に一定ピッチでコグ山部とコグ谷部を交互に有してい
る。

【０００６】従来、このコグパッドの切断は、熟練作業
者の手作業によって行われており、作業者は予めベルト
周長に合わせてコグ数を数えて、切断するコグ部にチョ
ークで印をつけた後、一方のコグ山部（コグ部の頂部）
をカッターによって切断し、また他方のコグ山部を同様
に切断していた。この切断作業で最も重要なことは、コ
グ部の頂部であるコグ山部を幅方向に真っ直ぐにしかも
厚さ方向にバイアス状に切断して、切断したコグパッド
の各カット面を幅方向に沿って直線状に突き合わせてジ
ョイントすることにある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のごと
く、近年実機の負荷が増大し、スリップ防止を目的にベ
ルトに対する側圧が大幅に増大してきているため、ベル
トの心線周りに応力が集中し、上コグの剥離及び／また
は接着ゴム層下部の剥離によるベルトの早期欠損が大き
な問題となっている。

【０００８】また、ベルトはＶプーリに係合するときと
かプーリから離れるときに、圧縮ゴム層のコグ谷部が繰
り返し屈曲するために、その最深部が屈曲疲労を受けや
すくなって亀裂が入り易い箇所になっていた。とりわ
け、心線のピッチラインからコグ谷部の最深部までの間
隔がベルトの屈曲性に大きく関係しているために、ベル
トの寿命に多大な影響を与えていた。

【０００９】また、コグ部におけるジョイント部にあ
る。これはコグパッドの両端部を直線状に突き合わせて
ジョイントしても、突き合わせ部に間隙が生じてボリュ
ーム割れが起こり、ジョイント部の接合に欠陥が発生す
ることがあった。その結果、ベルトはベルト走行時の負
荷変動や発熱現象によってジョイント部から亀裂が発生
することがあった。

【００１０】そこで、本発明は上記に関わるような問題
点を解消し、耐屈曲性に優れるとともにコグ谷部からの
早期亀裂の発生を防止してベルト走行寿命を向上させた
高負荷伝動に最適な動力伝動用ベルトの提供を目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願請求項１記載の発明
は、圧縮ゴム層と伸張ゴム層にコグ山部とコグ谷部を交
互に配したコグ部を有し、心線を接着ゴム層内に埋設し
た動力伝動用ベルトにおいて、上記ベルトの厚みをＨと
し、心線のピッチラインＰから圧縮ゴム層のコグ谷部の
最深部までの間隔をＤとしたとき、０．２０≦Ｄ／Ｈ≦
０．２６を満足する動力伝動用ベルトにあり、耐屈曲
性、耐側圧性、そして高負荷伝動を可能にする。

【００１２】本願請求項２記載の発明は、圧縮ゴム層に
配したジョイント部をコグ山部の領域内に存在させた動
力伝動用ベルトであり、ジョイント部をコグ谷部まで浸
入しないようにすることで、請求項１に加えて早期亀裂
発生の核となるコグ谷部の領域への接着ゴム層の侵入を
阻止でき、耐屈曲疲労性を改善することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
に従って説明する。図１は本発明に係る動力伝動用ベル
トの部分正面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は本
発明に係る他の動力伝動用ベルトの部分正面図、そして
図４は従来の動力伝動用ベルトの部分正面図である。

【００１４】本発明の動力伝動用ベルト１は、接着ゴム
層２内にポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維
等のコードからなる心線３が埋め込まれ、接着ゴム層２
の上部、下部にはそれぞれ補強布４とゴム層５を積層し
た伸張ゴム層６、また同様に補強布４とゴム層５を積層
した圧縮ゴム層７がある。伸張ゴム層６および圧縮ゴム
層７には、それぞれ一定ピッチでベルト長手方向に沿っ
てコグ谷部８とコグ山部９とを交互に配した上コグ部１
１、下コグ部１２が設けられている。

【００１５】尚、伸張ゴム層６の両側面はコグ山部９の
頂部からコグ谷部８の最底部にかけて逆Ｖ形に切断され
たカット面１０にしてもよい。これによりプーリ内の側
圧を心線３から下の圧縮ゴム層７に負担させることがで
き、心線３上部の伸張ゴム層６の剥離や欠損を遅延させ
ることができる。

【００１６】更に、本実施例では、ベルトの厚みをＨと
し、心線３のピッチラインＰから圧縮ゴム層７のコグ谷
部９の最深部１７までの間隔をＤとしたとき、下記式
０．２≦Ｄ／Ｈ≦０．２６を満足することが重要にな
る。

【００１７】この値は、ベルトの厚みＨに対して心線３
のピッチラインＰから圧縮ゴム層７のコグ谷部９の最深
部１７までの間隔Ｄの占める割合を示すものであり、
０．２０未満では間隔Ｄが小さくなり過ぎて、ベルトの
耐側圧性が低下により早期寿命に至る。一方、０．２６
を越えると、ベルトの可撓性が低下して耐屈曲性に欠
け、早期にコグ谷部の最深部から亀裂が入りやすくな
る。

【００１８】また、図１に示す下コグ部１２では、ジョ
イント部１４がコグ山部９の領域ａ内に存在し、心線と
の角度が直角になっている。ジョイント部１４が垂直面
であるため、接着ゴム層２のゴムのジョイント部１４へ
の流れ込みが起こり易くなっているが、この流れ込みも
コグ山部９のみで、しかも深くまで侵入していないこと
から、屈曲疲労性に大きな影響を与えない。

【００１９】図３に示す他の動力伝動用ベルト１の下コ
グ部１２では、ジョイント部１４がコグ山部９の領域ａ
内に存在し、心線３との角度θが６０〜９０°、好まし
くは６５〜９０°のバイアスになっており、接着ゴム層
２のゴムはほとんどジョイント部１４へ流れ込むことも
なく、亀裂の発生しやすい個所が少なくなってベルト走
行寿命も向上する。即ち、バイアスのジョイント部１４
は接着ゴム層２の流れ込みを防止する役割を果たしてい
る。

【００２０】一方、図４に示すようにジョイント部１４
の一端がコグ山部９の領域ａを越えてコグ谷部８まで侵
入している場合には、接着ゴム層２のゴムがコグ谷部８
の領域βのジョイント部１４まで侵入し、この結果コグ
谷部８の領域ｂは屈曲疲労を受けやすくなって比較的短
時間に亀裂が発生しやすくなる。

【００２１】無論、上コグ部１１の場合においても、上
記の下コグ部１２と同様にジョイント部１４をコグ谷部
８の領域ｂに侵入させないようにする必要がある。

【００２２】上記圧縮ゴム層６および伸張ゴム層７にな
るゴムは、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエ
ンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴ
ム、アルキル化クロロスルファン化ポリエチレン、水素
化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン
酸金属塩との混合ポリマー等のゴム材の単独、またはこ
れらの混合物が使用される。

【００２３】そして、上記圧縮ゴム層６および伸張ゴム
層７には、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステ
ル繊維、綿等の繊維からなり繊維の長さは繊維の種類に
よって異なるが１〜１０ｍｍ程度の短繊維が用いられ、
例えばアラミド繊維であると３〜５ｍｍ程度、ポリアミ
ド繊維、ポリエステル繊維、綿であると５〜１０ｍｍ程
度のものが用いられる。そして、上記ゴム層中の短繊維
の方向はベルトの長手方向に対して直角方向を向いてい
るのを９０°としたときほとんどの短繊維が７０〜１１
０°の範囲内に配向されていることが望ましい。接着ゴ
ム層２には、上記短繊維を含めてもよいが、好ましくは
含めない。

【００２４】補強布４は綿、ポリエステル繊維、ナイロ
ン等からなり、平織、綾織、朱子織等に製織した布で、
経糸と緯糸との交差角が９０〜１２０°程度の広角度帆
布でもよい。補強布４はＲＦＬ処理した後、ゴム組成物
をフィリクション・コーチングしてゴム付帆布とする。
ＲＦＬ液はレゾルシンとホルマリンとの初期縮合物をラ
テックスに混合したものであり、ここで使用するラテッ
クスとしてはクロロプレン、スチレン・ブタジエン・ビ
ニルピリジン三元共重合体、水素化ニトリル、ＮＢＲな
どである。

【００２５】図５は動力伝動用ベルト１（ダブルコグベ
ルト）の製造方法の一例でモールド上で圧縮ゴム層、心
線、そして伸張ゴム層からなる成形体の作製状態を示す
ところである。まず、歯部２１と溝部２２を交互に有す
るモールド２０を準備する。更に、図６に示すように１
〜数枚の補強布と圧縮ゴム層になる未加硫ゴムシートと
接着ゴム層になる未加硫ゴムシートを積層し、これを別
に準備した歯部と溝部とを交互に配した平坦な金型の上
に設置し、加圧することによってコグ山部２９とコグ谷
部２８を型付けしたコグパッド３０に仕上げる。無論、
本発明では、上記歯部２２と溝部２３を交互に有するモ
ールド２０に代えて、円周方向に沿って所定の間隔で溝
部を設けた内母型を装着したモールドを使用することも
できる。

【００２６】コグパッド３０の一方の切断部３２は、図
６に示すようにコグ山部２８の頂部３１で角度αが０〜
４０°にバイヤス切断され、更にコグパッド３０を反転
させて他方の切断部３３も同様にコグ山部２９で逆方向
へ傾斜するように切断される。上記コグパッド３０をエ
ンドレスにするとき、両切断面が良好に密着する。尚、
バイアス角度αが４０°を越えると、ジョイント部１４
がコグ谷部の領域ｂまで侵入する危険性が出てくる。

【００２７】成形機（図示せず）にモールド２０を装着
し、モールドの溝部２２にコグパッドのコグ山部２８を
嵌合しながら、所定長さのコグパッド３０をモールド２
０に一周巻き付けてカット端部を面接触させた後、心線
３４をスパイラルに巻き付ける。その上に１〜数枚の補
強布３２と伸張ゴム層の未加硫ゴムシート３３の積層物
を巻き付けて、成形体２５を作製する。

【００２８】そして、本実施例では、成形機から取り出
した溝付きモールド４５を支持台上に設置し、円周方向
に沿って所定の間隔で設けた凹状部を有する加硫ゴム製
からなる母型（図示せず）、そしてジャケット（図示せ
ず）を嵌入する。

【００２９】最終工程として、成形体４７を加硫缶へ移
して通常の方法で加硫を行う。加硫した後、ジャケッ
ト、母型、続いて円筒状のスリーブを溝付きモールド４
５から抜き取り、スリーブを所定幅に切断して図１に示
すようなダブルコグベルト１に仕上げる。

【００３０】

【実施例】以下、更に具体的な実験例により本発明の効
果を確認する。 実施例１〜４、比較例１〜２ 心線として、１，５００デニールのアラミド繊維（商品
名：トワロン）を上撚り数１９．７回／１０ｃｍ、下撚
り数１５．８回／１０ｃｍで上下逆方向に撚糸して２×
３の撚り構成とし、トータルデニール９，０００の未処
理コードを準備した。次いで、この未処理コードをイソ
シアネート系接着剤でプレディプした後、約１７０〜１
８０°Ｃで乾燥し，ＲＦＬ液に浸漬した後、２００〜２
４０°Ｃで延伸熱固定処理を行なって処理コードとし
た。

【００３１】補強布として、アラミド繊維（商品名：ト
ワロン）とポリエチレンテレフタレート繊維を重量比で
５０：５０の混撚糸を使用したワイドアングルの平織帆
布を用いた。これらの帆布をＲＦＬ液に浸漬した後、１
５０°Ｃで２分間熱処理して処理帆布とした。その後、
これらの処理帆布にゴム組成物をフリクション・コーチ
ングして、ゴム付帆布とした。

【００３２】圧縮ゴム層と伸張ゴム層はアラミドの短繊
維を含んだクロロプレンゴムからなるゴム組成物を用
い、また接着ゴム層は短繊維を含まないクロロプレンゴ
ムからなるゴム組成物を用いた。

【００３３】コグパッドとして、１枚の補強布と圧縮ゴ
ム層用シートとの積層物を、歯部と溝部を交互に配した
平坦なコグ付き型に設置し、７５°Ｃで加圧することに
よってコグ部を型付けしたコグパッドに形成した。上記
コグパッドの両端をコグ山部の頂部から垂直に切断し
た。

【００３４】これらの材料を用意した後、平坦なモール
ドに装着した内母型にコグパッドを巻き付け、更に心
線、平坦な伸張ゴム層、補強布を順次巻き付けて成形体
を作製した。続いて、モールドを支持台の所定位置に設
置した後、円周方向に沿って所定の間隔で設けた凹状部
を有する加硫ゴム製の母型を挿入した。その後、ジャケ
ットを被せてモールドを加硫缶に設置し、加硫してベル
トスリーブを得た。このスリーブをカッターによってＶ
状に切断してスノーモービル用のローエッジダブルコグ
ベルトに仕上げた。

【００３５】得られた５種類のローエッジダブルコグベ
ルトの厚みＨと、心線のピッチラインから圧縮ゴム層の
コグ谷部の最深部までの間隔Ｄは、表１に示す通りであ
る。厚みＨ、間隔Ｄはベルトを固定始具に設置固定し、
投影機にて測定した。

【００３６】また、各ベルトのコグ山部のジョイント部
はコグ山部の領域内に存在し、心線に対して直角にな
り、接着ゴム層のゴムがジョイント部に侵入していた。

【００３７】上記ベルトを高張力耐久試験で心線のピッ
チラインからコグ谷部の最深部までの間隔Ｄによる耐変
形性の影響を調べ、また高温耐久試験では間隔Ｄによる
耐亀裂性の影響を調べた。その結果を表１に併記する。

【００３８】高張力耐久試験では、上記ベルトを直径１
６７．４ｍｍの駆動プーリと直径１３３．０ｍｍの従動
プーリからなる２軸の横型走行試験機に懸架し、従動プ
ーリに荷重３３０ｋｇｆをかけ、そして駆動プーリを
３，０００ｒｐｍで回転させ、ベルトの走行寿命を確認
した。

【００３９】高温耐久試験では、ベルトを直径１２５．
８ｍｍの駆動プーリと直径８５．８ｍｍの従動プーリか
らなる２軸の横型走行試験機に懸架し、従動プーリに荷
重１００ｋｇｆ、負荷５ｐｓをかけ、そして駆動プーリ
を５，０００ｒｐｍで回転させ、ベルトの走行寿命を確
認した。また、雰囲気温度１２０℃とし、１時間後のベ
ルト温度が１５０〜１６０℃になるように設定した。

【００４０】

【表１】

【００４１】この結果、０．２０≦Ｄ／Ｈ≦０．２６を
満足したベルトは、耐屈曲性、耐側圧性に優れているた
めに高負荷伝動を可能にし、走行寿命が増している。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本願請求項記載の発明で
は、圧縮ゴム層と伸張ゴム層にコグ山部とコグ谷部を交
互に配したコグ部を有し、心線を接着ゴム層内に埋設し
た動力伝動用ベルトにおいて、上記ベルトの厚みをＨと
し、心線のピッチラインＰから圧縮ゴム層のコグ谷部の
最深部までの間隔をＤとしたとき、０．２≦Ｄ／Ｈ≦
０．２６を満足する動力伝動用ベルトにあり、耐屈曲
性、耐側圧性、そして高負荷伝動を可能にできる効果が
ある。また、コグ部に配したゴム層のジョイント部をコ
グ山部の領域内に存在させるようにしたことにより、ジ
ョイント部をコグ谷部まで浸入しないようにし、早期亀
裂発生の核となるコグ谷部の領域への接着ゴム層の侵入
を阻止でき、耐屈曲疲労性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る動力伝動用ベルトの部分正面図で
ある。

【図２】図１のＡ−Ａ方向の断面図である。

【図３】本発明に係る他の動力伝動用ベルトの部分正面
図である。

【図４】従来の動力伝動用ベルトの部分正面図である。

【図５】本発明に係る動力伝動用ベルトをモールド上で
成形体を作製する状態を示す図である

【図６】本発明に係る動力伝動用ベルトの使用するコグ
パッドの斜視図である。

【符号の説明】

１ 動力伝動用ベルト ２ 接着ゴム層 ３ 心線 ４ 補強布 ５ ゴム層 ６ 伸張ゴム層 ７ 圧縮ゴム層 ８ コグ谷部 ９ コグ山部 １０ カット面 １１ 上コグ部 １２ 下コグ部 １４ ジョイント部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年５月３１日（２００１．５．３
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮ゴム層と伸張ゴム層にコグ山部とコ
   グ谷部を交互に配したコグ部を有し、心線を接着ゴム層
   内に埋設した動力伝動用ベルトにおいて、上記ベルトの
   厚みをＨとし、心線のピッチラインＰから圧縮ゴム層の
   コグ谷部の最深部までの間隔をＤとしたとき、０．２０
   ≦Ｄ／Ｈ≦０．２６を満足することを特徴とする動力伝
   動用ベルト。
2. 【請求項２】 圧縮ゴム層に配したジョイント部をコグ
   山部の領域内に存在させた請求項１記載の動力伝動用ベ
   ルト。