JP2005249101A - ウレタンvリブドベルト - Google Patents
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Abstract
【課題】 ベルト磨耗等により伸びが発生した場合も、張力が急激に低下する事がなく、経時的な寸法安定性に優れたウレタンVリブドベルトを提供する。
【解決手段】 ウレタンVリブドベルト1は、内周面にベルト長手方向に延びる複数のリブ2を、そして外周面にはベルト幅方向に延びる複数のコグ4を設けた本体に、繊維コードからなる心線3が埋設された構成を有する。心線3としてポリブチレンテレフタレート繊維フィラメント群を撚り合わせた撚糸コードが用いられる。またウレタンVリブドベルト1を5%伸張させるのに必要な引張力が20〜50N/リブである。
【選択図】 図1
【解決手段】 ウレタンVリブドベルト1は、内周面にベルト長手方向に延びる複数のリブ2を、そして外周面にはベルト幅方向に延びる複数のコグ4を設けた本体に、繊維コードからなる心線3が埋設された構成を有する。心線3としてポリブチレンテレフタレート繊維フィラメント群を撚り合わせた撚糸コードが用いられる。またウレタンVリブドベルト1を5%伸張させるのに必要な引張力が20〜50N/リブである。
【選択図】 図1
Description
本発明は一般産業用機器、OA機器等に装着されるウレタンVリブドベルトに関する。
ウレタンVリブドベルトは、ポリウレタン組成物により形成された本体に補強用心体として繊維コードが埋設されており、内周面には複数のリブが設けられている。この繊維コードとしてはポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維などで構成された撚糸コードが汎用的に利用されている。そして、これらウレタンVリブドベルトの使用レイアウトとしては、ベルトを駆動軸、従動軸に掛架するとともに、張力を一定保持すべくテンショナーを設けることが一般になされている。(例えば特許文献1参照)
特開2001−152009号公報
ところが近年では装置のコンパクト化に伴う設置スペースの減少化、コストダウンによる部品の減数化の要求からテンショナーを設置できず、軸間固定によるレイアウトで使用されるケースが多くなっている。このようなレイアウトではベルトの寸法安定性がなにより求められるが、経時寸法変化が小さくともベルトのモジュラスが高い場合、リブ磨耗などによりベルト伸びが発生した際に、ベルトがプーリに落ち込んで張力が急激に低下することがあった。従来装置においてはテンショナーにより張力を維持できたが、テンショナーが設置されないレイアウトではこの急激な張力低下に対応できないことが問題となっていた。
従来のベルトを検討してみると、ポリエステル繊維コードやアラミド繊維コードを用いた伝動ベルトは、寸法安定性に乏しく、モジュラスが高いといった問題がある。またポリアミド繊維コードを用いた伝動ベルトは、低モジュラスで急激な張力低下を抑制できるものの、吸湿による経時的な寸法変化が大きいという問題があり、何れも未だ充分満足される状態に至っていないのが現状である。
本発明はこのような問題点を改善するものであり、経時的な寸法安定性に優れ、リブゴム磨耗等によりベルト伸びが発生した場合でも、張力が急激に低下することがなく安定した張力を維持できるウレタンVリブドベルトを提供することを目的とする。
即ち、本願請求項1記載の発明は、ポリウレタン組成物により形成され、ベルト長手方向に延びる複数のリブを有する本体部に、ベルト長手方向に沿って心線を埋設したウレタンVリブドベルトであって、前記心線がポリブチレンテレフタレート繊維で構成されていることを特徴とするウレタンVリブドベルトである。
本願請求項2記載の発明は、請求項1記載のウレタンVリブドベルトであって、ウレタンVリブドベルトを5%伸張させるのに必要な引張力が20〜50N/リブであることを特徴とする。
ポリブチレンテレフタレート繊維コードを心線に用いたウレタンVリブドベルトは、経時寸法変化が少なく、しかもモジュラスが低くエラスティックであるため、リブゴム磨耗等によりベルト伸びが発生した場合でも、張力が急激に低下することがなく安定した張力を維持でき、オートテンショナーが設置されない駆動装置においても使用可能である。
以下、添付図面を参照し、本発明の実施例を説明する。図1は本発明に係るウレタンVリブドベルトを示す断面斜視図である。
ウレタンVリブドベルト1は、内周面にベルト長手方向に延びる複数のリブ2を、そして外周面にはベルト幅方向に延びる複数のコグ4を設けた本体に、繊維コードからなる心線3が埋設された構成を有する。
心線3は、ポリブチレンテレフタレート(PBT)繊維で構成される。PBTはテレフタール酸またはそのジメチルエステルなどを出発原料として製造される高分子材料であって、PBTを原料とした繊維はPET繊維と比べて弾性率が非常に小さいといった特徴がある。そのためPBT繊維は優れた弾性回復性、衝撃吸収性を有し、このPBT繊維で構成された心線を用いたベルトは低モジュラスで、エラスティックな性質を示す。
心線3の具体的な構成は、PBT繊維フィラメント群を撚り合わせた総繊度が1,500〜3,500dtexのコードが好適に使用される。このコードの上撚り数は35〜55/10cmであり、また下撚り数は35〜55/10cmであることが望ましい。総繊度が1,500dtex未満の場合には、心線のモジュラス、強力が低くなり過ぎ、また3,500dtexを越えると、ベルトの厚みが厚くなって、屈曲疲労性が悪くなる。
上記心線3は接着処理を施さなくともポリウレタン本体と良複合化するが、所望に応じて公知の接着処理を施すこともできる。また延伸熱固定処理を施すことも可能である。具体的には160〜220℃に温度設定した延伸熱固定処理機に30〜600秒間通して−1〜6%延伸して用いることが望ましい。
心線3は、スピニングピッチ、即ち心線の巻き付けピッチを0.6〜1.2mmにすることが望ましい。0.6mm未満となると、コードが隣接するコードに乗り上げて巻き付けができず、一方、1.2mmを越えると、ベルトのモジュラスが徐々に低下するといった不具合がある。
ここで、ベルト本体はポリウレタン組成物で構成される。ポリウレタン組成物は液状のウレタン原料を注型、加熱することによって得られるが、一般に成形方法としては、ポリオール、触媒、鎖延長剤、顔料等を混合したプレミックス液と、イソシアネート成分を含有する溶液とを混合し、これを注型して硬化反応させるワンショット法と、予めイソシアネートとポリオールを反応させて、イソシアネートの一部をポリオールで変性したプレポリマーと硬化剤を混合して注型し、架橋反応させるプレポリマー法があるが、本発明ではプレポリマー法が好ましく用いられる。
イソシアネートとしては限定されるものではないが、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、またそれらの変性体が使用可能である。具体的には、トルエンジイソシアネート(TDI)、メチレンジイソシアネート(MDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)そしてイソホロンジイソシアネート(IPDI)などが例示できるが、中でもTDI及びMDIが好ましく用いられる。
ポリオールとしては、エステル系ポリオール、エーテル系ポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、及びこれらの混合ポリオール等が挙げられる。エーテル系ポリオールとしては、ポリエチレンエーテルグリコール(PEG)、ポリプロピレンエーテルグリコール(PPG)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)などがあり、またエステル系ポリオールとしては、ポリエチレンアジペート(PEA)、ポリブチレンアジペート(PBA)、ポリヘキサメチレンアジペート(PHA)、ポリ−ε−カプロラクトン(PCL)などが例示できる。
硬化剤としては、1級アミン、2級アミン、3級アミンであるアミン化合物が用いられ、具体的には1,4−フェニレンジアミン、2,6−ジアミノトルエン、1,5−ナフタレンジアミン、4,4´−ジアミノジフェニルメタン、3,3´−ジクロロ−4,4´−ジアミノジフェニルメタン(以下MOCAと記す)、3,3´−ジメチル−4,4´−ジアミノジフェニルメタン、1−メチル−3,5−ビス(メチルチオ)−2,6−ジアミノベンゼン、1−メチル3,5´−ジエチル−2,6−ジアミノベンゼン、4−4´−メチレン−ビス−(3−クロロ−2,6−ジエチルアニリン)、4,4´−メチレン−ビス−(オルト−クロロアニリン)、4,4´−メチレン−ビス―(2,3−ジクロロアニリン)、トリメチレングリコールジ−パラ−アミノベンゾエート、4,4´−メチレン−ビス−(2,6−ジエチルアニリン)、4,4´−メチレン−ビス−(2,6−ジイソプロピルアニリン)、4,4´−メチレン−ビス−(2−メチル−6−イソプロピルアニリン)、4,4´−ジアミノジフェニルスルホンなどが利用できる。
上記各成分以外の他に、可塑剤、顔料、消泡剤、充填材、触媒、安定剤等の添加剤を配合することができる。可塑剤としては、一般にはフタル酸ジオクチル(DOP)、フタル酸ジブチル(DBP)、アジピン酸ジオクチル(DOA)、リン酸トリクレジル(TCP)、塩素系パラフィン、フタル酸ジアルキルなどが利用できる。
また触媒としては、酸触媒である有機カルボン酸化合物が利用され、具体的にはアゼライン酸、オレイン酸、セバシン酸、アジピン酸などの脂肪族カルボン酸、安息香酸、トルイル酸などの芳香族カルボン酸が用いられる。その他に、トリエチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、トリエチレンジアミンに代表されるアミン化合物、スタナスオクトエート、ジブチルチンジラウレート、ジオクチルチンマーカプチドに代表される有機金属化合物が適宜用いられる。
次に、ウレタン原料の準備工程を記す。
前記イソシアネートとポリオールと予め反応させたウレタンプレポリマーに必要に応じて消泡剤、可塑剤などを配合したA液を調整し、50〜85℃にて保管する。また、硬化剤を120°C以上の雰囲気温度下にて完全に溶解させたB液を準備する。尚、触媒をウレタン原料に配合する場合はB液に予め攪拌混合しておくことが好ましい。
前記イソシアネートとポリオールと予め反応させたウレタンプレポリマーに必要に応じて消泡剤、可塑剤などを配合したA液を調整し、50〜85℃にて保管する。また、硬化剤を120°C以上の雰囲気温度下にて完全に溶解させたB液を準備する。尚、触媒をウレタン原料に配合する場合はB液に予め攪拌混合しておくことが好ましい。
ベルト成形方法としては公知の製造方法と同じく、ベルトコグ形状に対応した断面台形状の溝が設けられた内金型に、上記心線を所定ピッチでスパイラルに巻き付ける。この心線を巻き付けた内金型を、ベルトリブ形状に対応した溝が刻設された外金型の中心に設置した後、上記A液、B液を攪拌混合して金型内に注入し、一定条件下で加熱して架橋させることによってベルトスリーブを作製する。得られたベルトスリーブを所定幅にカットした後、それを反転させることによって本発明のウレタンVリブドベルト1を製造することができる。尚、外金型として内周面がフラットなものを用いる場合は、得られたベルトスリーブを所定幅にカットした後、外周面にリブを研削し、それを反転させることによって本発明のウレタンVリブドベルト1を製造する。
得られたウレタンVリブドベルトは5%伸張させるのに必要な引張力が20〜50N/リブ、更に好ましくは25〜35N/リブであり、このような引張力であると、たとえリブゴム磨耗等によりベルト伸びが発生した場合でも、急激な張力低下を引き起こすことなく、安定した張力が維持できる。50N/リブを超えるとベルト伸び時に急激な張力低下が見られ、20N/リブ未満であると心線伸びによるベルト張力低下が大きくなる。
以下に、本発明を具体的な実施例により更に詳細に説明する。
実施例1,2、比較例1,2
心線として、表2に示すように1,100dtexのポリブチレンテレフタレート繊維(PBT)を実施例1では1×2、実施例2では1×3の撚構成で、比較例では940dtexのナイロン6.6繊維(N6.6)、そして1,220デニールのポリエチレンテレフタレート繊維(PET)を1×2の撚構成で、上撚り係数5.0、下撚り係数7.0で緒撚に撚糸した未処理コードを、ヒートセット延伸率が3.0%となるよう200℃で2分間熱延伸固定処理し、この延伸コードを心線として用いた。
実施例1,2、比較例1,2
心線として、表2に示すように1,100dtexのポリブチレンテレフタレート繊維(PBT)を実施例1では1×2、実施例2では1×3の撚構成で、比較例では940dtexのナイロン6.6繊維(N6.6)、そして1,220デニールのポリエチレンテレフタレート繊維(PET)を1×2の撚構成で、上撚り係数5.0、下撚り係数7.0で緒撚に撚糸した未処理コードを、ヒートセット延伸率が3.0%となるよう200℃で2分間熱延伸固定処理し、この延伸コードを心線として用いた。
以下、具体的なウレタンVリブドベルトの作製方法を示す。
ベルト本体を形成するウレタン組成物としては表1に示す配合を用いた。
ベルト本体を形成するウレタン組成物としては表1に示す配合を用いた。
まずA液として、ポリウレタンプレポリマー、D0P、シリコン系消泡剤を攪拌混合したものを60°C温度条件下で保管した。
またB液として、アミン系硬化剤とアゼライン酸を攪拌混合したものを120°C温度条件下で保管した。
ウレタンVリブドベルト成形する為の金型として、外周にコグ部となる溝が刻設された内金型と、内周にリブ部となる溝が刻設されている外金型を準備した。
次に、前記内金型に上記心線を所定の張力下でスピニングした後、外金型内に内金型を挿入した。そして、上記保管していたA液及びB液を混合攪拌し、前記キャビティに注型した。ここで内金型及び外金型は真空室内に載置されてなり、前記ウレタン原料の注型は真空条件下で行われた。
そして、前記金型組立て体をオーブン内に挿入し120°C温度条件下で30分架橋を行い、ベルトスリーブを作製した。
このベルトスリーブを所定幅にカットした後、それを反転させて得られたウレタンVリブドベルトは、長さ457.2mmの4リブドベルトであり、リブピッチ2.34mm、リブ高さ2.29mm、リブ角度40°であった。
次いで、前記ウレタンVリブドベルトの評価を行った。この結果を表2に示す。尚、試験方法は、以下の通りである。
(1)ベルト5.0%伸び時引張力
各ベルトを50mm/分の速度で引っ張って、ベルトを5.0%伸ばすのに必要な引張力を測定し、1リブ(2.34mm)当たりの引張力に換算した。
各ベルトを50mm/分の速度で引っ張って、ベルトを5.0%伸ばすのに必要な引張力を測定し、1リブ(2.34mm)当たりの引張力に換算した。
(2)ベルト経時収縮率
各ベルトをプーリピッチ径30.76mmの2軸検尺機に架掛し、検尺荷重39.2N/4リブを与えて、ベルトを40℃、湿度90%で、10日間放置した後のベルト外周率の変化率を調べた。
各ベルトをプーリピッチ径30.76mmの2軸検尺機に架掛し、検尺荷重39.2N/4リブを与えて、ベルトを40℃、湿度90%で、10日間放置した後のベルト外周率の変化率を調べた。
表2に示す結果より、本発明のウレタンVリブドベルトでは、従来のウレタンVリブドベルトに比べてモジュラスが低く、また湿熱時に保管してもベルト長さの経時収縮が小さく、経時的な寸法安定性に優れることも知見できた。
1 ウレタンVリブドベルト
2 リブ
3 心線
4 コグ
2 リブ
3 心線
4 コグ
Claims (2)
- ポリウレタン組成物により形成され、ベルト長手方向に延びる複数のリブを有する本体部に、ベルト長手方向に沿って心線を埋設したウレタンVリブドベルトであって、前記心線がポリブチレンテレフタレート繊維で構成されていることを特徴とするウレタンVリブドベルト。
- ウレタンVリブドベルトを5%伸張させるのに必要な引張力が20〜50N/リブである請求項1記載のウレタンVリブドベルト。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004061669A JP2005249101A (ja) | 2004-03-05 | 2004-03-05 | ウレタンvリブドベルト |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004061669A JP2005249101A (ja) | 2004-03-05 | 2004-03-05 | ウレタンvリブドベルト |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005249101A true JP2005249101A (ja) | 2005-09-15 |
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ID=35029765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004061669A Pending JP2005249101A (ja) | 2004-03-05 | 2004-03-05 | ウレタンvリブドベルト |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005249101A (ja) |
-
2004
- 2004-03-05 JP JP2004061669A patent/JP2005249101A/ja active Pending
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