JP2006118661A - 伝動ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】伝動ベルトの注水時のスリップによる伝動能力の低下と異音の発生とを有効に防止する。
【解決手段】伝動ベルトであるＶリブドベルトＢの圧縮ゴム層６におけるリブ部８のリブゴム内に、ＲＦＬ処理したゲル化可能なポリビニルアルコール繊維からなる短繊維１０，１０，…を埋設する。ベルトＢの注水時に、リブ部８表面の短繊維１０が吸水によりゲル化して、ベルトＢとプーリとの界面に水層が形成されずに、その界面を水がない状態に保ち、水層に起因するベルトＢの伝動能力の低下とスリップによる異音発生とを抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＶリブドベルトやＶベルト等の伝動ベルトに関し、特に、注水時の伝動能力を確保しかつ異音の発生を防止するための技術に関するものである。

従来より、例えば自動車に搭載されるエンジンの補機駆動システムに用いられるＶリブドベルトとして、その圧縮ゴム層においてプーリと接触するリブ部のリブゴム中に長さ数ｍｍにカットした短繊維を充填して埋め込んだものは知られている。この短繊維の充填によってリブゴムのプーリに対する摩擦係数を下げ、ベルト走行中の異音の発生等を防止するとともに、リブゴムの摩耗を抑制するようにしている。

しかし、ベルトのドライ時には問題がないものの、ベルトに注水されたときには、ベルトとプーリとの界面に発生した水層が原因となるスリップが生じ、このスリップによりベルトの伝動能力が低下するとともに、異音が発生するという問題があった。

このため、例えば特許文献１に示されるように、Ｖリブドベルトに限らず、他のタイプを含む伝動ベルトにおいて、その圧縮ゴム層に水溶性短繊維を圧縮ゴム層のゴム１００質量部に対し１〜２０質量部充填し、その圧縮ゴム層表面にある水溶性短繊維が水の存在により溶解除去されてその跡に凹部が形成されるようにすることにより、注水時には水を凹部に収容して水層を破壊し、ベルトのスリップによる異音の発生を抑制することが提案されている。
特開２００３−３１４６２４号公報

ところが、上記特許文献１のものでは、圧縮ゴム層表面の凹部に水を収容するので、吸水量に限度があり、注水時に多量の水が入ったときに吸水できなくなってしまい、ベルトとプーリとの界面に発生した水層に起因するスリップによる伝動能力の低下と異音の発生とを有効に防止するには不十分であった。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的は、伝動ベルトの圧縮ゴム層に充填される短繊維を特定することで、注水時のスリップによるベルトの伝動能力の低下と異音の発生とを有効に防止できるようにすることにある。

上記の目的を達成すべく、この発明では、短繊維をＲＦＬ処理したゲル化可能なポリビニルアルコール繊維からなるものとした。

具体的には、請求項１の発明では、心線のベルト底面側に圧縮ゴム層が配設された伝動ベルトにおいて、上記圧縮ゴム層に、ＲＦＬ処理したゲル化可能なポリビニルアルコール繊維からなる短繊維が圧縮ゴム層表面に露出するように埋設されていることを特徴とする。

上記の構成によると、圧縮ゴム層に埋設されている短繊維が、ＲＦＬ処理したゲル化可能なポリビニルアルコール繊維であるので、ベルトに注水されたときに、その圧縮ゴム層表面の上記短繊維が吸水してゲル化する。そして、多量の水が入っても、ゲル化した繊維が水の膜を突き破るようになる。これらの作用により、圧縮ゴム層表面に水溶性短繊維の溶解除去による凹部を形成して水を収容する場合に比べ、ベルトとプーリとの界面に水層を形成させない効果が極めて大きく、その界面は水がない状態に保たれる。このことで注水時のベルトの伝動能力を大に確保するとともに、スリップによる異音の発生を低減することができる。

請求項２の発明では、上記短繊維は、圧縮ゴム層のゴム１００質量部に対し１〜３０質量部含まれている構成とする。このことで、上記作用効果を有効に奏することができる短繊維の配合組成比が容易に得られる。

請求項３の発明では、伝動ベルトは、圧縮ゴム層に、ベルト長さ方向に互いに平行に延びる複数のリブ部が形成されているＶリブドベルトとする。また、請求項４の発明では、伝動ベルトは、圧縮ゴム層が断面略Ｖ字状に形成されているＶベルトとする。さらに、請求項５の発明では、伝動ベルトは、ベルト背面に伸縮性布からなる背面布層が形成されている一方、圧縮ゴム層にベルト長さ方向に延びる溝部が形成されていて、該溝部により断面Ｖ字状の複数のＶベルト部がベルト幅方向に並設されている伝動用結合Ｖベルトとする。請求項６の発明では、伝動ベルトは平ベルトとする。これらの発明によれば、注水時のベルトの伝動能力の確保と異音の発生の低減とを達成するのに望ましい伝動ベルトが得られる。

以上説明した如く、請求項１の発明によると、伝動ベルトの圧縮ゴム層に埋設される短繊維を、ＲＦＬ処理したゲル化可能なポリビニルアルコール繊維としたことにより、ベルトの注水時に圧縮ゴム層表面から露出している短繊維の吸水ゲル化より、ベルトとプーリとの界面を水がない状態に保って、ベルトの伝動能力の確保とスリップによる異音発生の低減とを有効に図ることができる。

また、請求項２の発明によると、短繊維の組成比を、圧縮ゴム層のゴム１００質量部に対し１〜３０質量部としたことにより、上記作用効果を奏する短繊維の配合組成比が容易に得られる。

さらに、請求項３の発明では、伝動ベルトはＶリブドベルトとした。また、請求項４の発明では、伝動ベルトはＶベルトとした。さらに、請求項５の発明では、伝動ベルトは、ベルト底面にベルト長さ方向に延びる複数のＶベルト部がベルト幅方向に並設されている伝動用結合Ｖベルトとした。請求項６の発明では、伝動ベルトは平ベルトとした。従って、これらの発明によれば、注水時のベルトの伝動能力の確保と異音の発生の低減とを達成するのに適切な伝動ベルトが得られる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

図１は本発明の実施形態に係る伝動ベルトとしてのＶリブドベルトＢを示し、このベルトＢは、例えば自動車用エンジンの補機駆動システム等に用いられる。ＶリブドベルトＢは、心線１がベルト幅方向に所定のピッチで螺旋状に配置された状態で埋設された接着ゴム層２と、この接着ゴム層２のベルト背面側に配置された伸張ゴム層３と、この伸張ゴム層３のベルト背面側に配置された背面ゴム４と、接着ゴム層２のベルト底面側に配置された圧縮ゴム層６とを積層一体化してなる。尚、上記背面ゴム４に代えて帆布を設けてもよい。また、伸張ゴム層３は省略してもよい。

上記圧縮ゴム層６には、ベルト長さ方向に互いに平行に延びる複数（図示例では３つ）の断面略台形状のリブ部８，８，…がベルト幅方向に一定ピッチをあけて並んだ状態で形成されている。

上記接着ゴム層２には、例えばＥＰＤＭ、カーボンブラック、シリカ、パラフィン系オイル、綿、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、酸化カルシウム、粘着付与剤、硫黄、加硫促進剤等が用いられる。背面ゴム４には、例えばＥＰＤＭ、カーボンブラック、パラフィン系オイル、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、硫黄、加硫促進剤、ナイロン繊維等が用いられる。また、伸張ゴム層３には、例えばＥＰＤＭ、カーボンブラック、シリカ、パラフィン系オイル、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、硫黄、加硫促進剤等が用いられている。さらに、圧縮ゴム層６には、例えばＥＰＤＭ、カーボンブラック、パラフィン系オイル、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、硫黄、ナイロン繊維等が用いられている。

上記心線１は、エチレン−２，６−ナフタレート繊維（ＰＥＮ繊維）やポリエチレンテレフタレート繊維（ＰＥＴ繊維）、ポリビニールアルコール繊維（ＰＶＡ繊維）、アラミド繊維等が用いられている。

上記圧縮ゴム層６のうち、各リブ部８を構成するリブゴムには短繊維１０，１０，…が配合され、この短繊維１０，１０，…は、一部が各リブ部８の表面から露出するようにリブゴム内に例えばベルト幅方向に配向されて埋設されている（尚、短繊維１０の配向方向はランダムであってもよく、圧縮ゴム層６の表面に露出するように埋設されていればよい）。短繊維１０は、ＲＦＬ処理（レゾルシンとホルマリンとの初期縮合体をラテックスに混合したレゾルシン−ホルマリン−ラテックス液に繊維を浸漬して表面に接着層を形成する処理）したゲル化可能なポリビニルアルコール繊維からなり、圧縮ゴム層６のゴム１００質量部に対し１〜３０質量部、つまり１質量部以上でかつ３０質量部以下の範囲で含まれていることが望ましい。

すなわち、上記短繊維１０，１０，…の圧縮ゴム層６のゴム１００質量部に対する組成は、１質量部未満であると、ＲＦＬ処理したポリビニルアルコール繊維の吸水効果が十分に出なくなる一方、３０質量部を越えると、ゴムが硬くなりベルトのクラック発生が早くなるので、１〜３０質量部とされている。

したがって、この実施形態においては、ＶリブドベルトＢの圧縮ゴム層６の一部を構成する各リブ部８のリブゴム内に短繊維１０，１０，…が埋設され、この短繊維１０が、ＲＦＬ処理したゲル化可能なポリビニルアルコール繊維であるので、例えば自動車用エンジンの補機駆動システムに用いられているＶリブドベルトＢが、自動車の雨天走行や洗車等の原因により注水されると、その各リブ部８表面の短繊維１０，１０，…が吸水してゲル化する。そして、多量の水が入ったとしても、ゲル化した繊維が水の膜を突き破るようになり、これらにより、ベルトＢとそれが巻き掛けられているＶリブドプーリ（図示せず）との間の界面に水層が形成されることはなく、その界面は水がない状態に保たれる。その結果、注水時のベルトＢの伝動能力を大に確保できるとともに、スリップによる異音の発生を低減することができる。

（その他の実施形態）
尚、上記実施形態は、本発明をＶリブドベルトＢに適用したものであるが、本発明はその他の周知の伝動ベルトに対しても適用することができる。例えば、圧縮ゴム層が断面略Ｖ字状に形成されているＶベルトや、ベルト背面に接着された伸縮性布からなる背面布層が形成されている一方、圧縮ゴム層にベルト長さ方向に延びる溝部が形成されていて、該溝部により断面Ｖ字状の複数のＶベルト部がベルト幅方向に並設されている伝動用結合Ｖベルト、さらには平ベルトであってもよく、各々の圧縮ゴム層に、ＲＦＬ処理したゲル化可能なポリビニルアルコール繊維からなる短繊維を埋設すればよい。

（実施例１〜５）
次に、具体的に実施した実施例について説明する。上記実施形態と同様の構成を持つＶリブドベルトを作製し、その圧縮ゴム層に充填するＲＦＬ処理したポリビニルアルコール繊維（商品名「クラロンＫ-II」）からなる短繊維の組成比を変えて実施例１〜５とした。

（比較例１〜３）
上記実施例のポリビニルアルコール繊維に代えてナイロン繊維からなる短繊維を用い、その圧縮ゴム層に充填する組成比を変えて比較例１〜３とした。

以上の実施例１〜５及び比較例１〜３の各々において、接着ゴム層、背面ゴム及び伸張ゴム層のゴム組成物を表１に、また圧縮ゴム層のゴム組成物を表２にそれぞれ示す。また、心線は、ポリエチレンテレフタレート繊維をイソシアネートで前処理し、ＲＦＬ液に浸漬した後、加熱乾燥して表面に均一に接着層を形成させたものである。

こうして得られた実施例及び比較例の各々に対し、ベルトの伝達性能及び発音性能の評価を行った。ベルト伝達性能評価では、ドライ時の走行と注水時の走行での２％スリップ状態での負荷を求めた。

一方、発音性能の評価では、注水状態での発音限界張力を試験した。この試験では、図２に示すように、水平方向に離れた直径１２０ｍｍのＶリブドプーリからなる駆動及び従動プーリ１４，１５間に、実施例及び比較例の各Ｖリブドベルト１６を掛け渡し、従動プーリ１５を駆動プーリ１４との軸間距離が離れる方向に５８８Ｎの荷重で付勢してベルト張力を付与した状態で、駆動プーリ１４を３５００ｒｐｍで回転させ、その駆動プーリ１４側に１２０ｍｌ／ｍｉｎの流量で注水しながら、従動プーリ１５の負荷を変えたときの発音限界を測定した。雰囲気温度は２３℃であった。これらの結果を表３に示す。

この表３の結果を見ると、実施例１〜５のドライ時の負荷は、比較例１〜３よりも低いが、互いに略同じである。また、比較例の注水時の負荷はドライ時に対し大きく低下しているのに対し、実施例１〜５の注水時の負荷は、ドライ時からの低下の度合いが比較例１〜３ほど大きくない。また、この実施例１〜５の注水時の負荷は比較例１〜３よりも大きい。よって、実施例１〜５は、注水時にベルトのスリップが生じずに高い伝動能力を確保できていることが判る。

また、実施例１〜５の発音限界張力は、比較例１〜３よりも概ね大きいので、注水時の異音の発生が生じ難いことが判る。すなわち、これらの結果から本発明は実用上有効であることが明らかである。

本発明は、伝動ベルトの注水時の伝動能力の確保と異音の発生の抑制を実現できる実効性が高いので、極めて有用で産業上の利用可能性が高い。

本発明の実施形態に係るＶリブドベルトの要部を示す斜視図である。 発音限界張力の試験装置を概略的に示す図である。

符号の説明

Ｂ Ｖリブドベルト（伝動ベルト）
１ 心線
６ 圧縮ゴム層
８ リブ部
１０ 短繊維

Claims (6)

1. 心線のベルト底面側に圧縮ゴム層が配設された伝動ベルトにおいて、
   上記圧縮ゴム層に、ＲＦＬ処理したゲル化可能なポリビニルアルコール繊維からなる短繊維が圧縮ゴム層表面に露出するように埋設されていることを特徴とする伝動ベルト。
2. 請求項１の伝動ベルトにおいて、
   短繊維は、圧縮ゴム層のゴム１００質量部に対し１〜３０質量部含まれていることを特徴とする伝動ベルト。
3. 圧縮ゴム層に、ベルト長さ方向に互いに平行に延びる複数のリブ部が形成されているＶリブドベルトであることを特徴とする請求項１又は２の伝動ベルト。
4. 圧縮ゴム層が断面略Ｖ字状に形成されているＶベルトであることを特徴とする請求項１又は２の伝動ベルト。
5. ベルト背面に伸縮性布からなる背面布層が形成されている一方、
   圧縮ゴム層にベルト長さ方向に延びる溝部が形成されていて、該溝部により断面Ｖ字状の複数のＶベルト部がベルト幅方向に並設されている伝動用結合Ｖベルトであることを特徴とする請求項１又は２の伝動ベルト。
6. 平ベルトであることを特徴とする請求項１又は２の伝動ベルト。

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