JP2016164455A - 伝動ベルト、伝動ベルトの製造方法、補強布、及び補強布の製造方法 - Google Patents
伝動ベルト、伝動ベルトの製造方法、補強布、及び補強布の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】内周側に設けられた圧縮ゴム層12、少なくとも圧縮ゴム層12に設けられベルト長手方向に沿ってコグ山18aとコグ谷18bとが交互に並んだコグ部18、及びコグ部18の表面を覆う補強布層11、を備えた伝動ベルト1を対象とする。補強布層11は、ベルト長手方向に沿ってコグ山18a及びコグ谷18bの表面に接着されてコグ部18の表面を覆う少なくとも1枚の補強布19を含み、補強布19は、両端部同士がベルト長手方向における少なくとも1つの接合部20のみで接合されていて、接合部20は、コグ山18aに対応する位置のみに配置されている。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施形態に係る伝動ベルト1の全体の形状を示す図である。図2は、伝動ベルト1の一部を示す断面斜視図である。図3は、伝動ベルト1の一部を示す断面図である。図1乃至図3に示す伝動ベルト1は、二輪車或いは一般産業用の機械分野の駆動機構において、動力伝達用の無端状のベルトとして用いられる。例えば、伝動ベルト1は、無段変速装置において使用されるローエッジVベルト(変速ベルト)として、用いられる。
圧縮ゴム層12は、伝動ベルト1における内周側に配置され、伝動ベルト1の周方向であるベルト長手方向に沿って延びるゴム層として設けられている。圧縮ゴム層12を構成するゴム成分としては、加硫又は架橋可能なゴム、例えば、ジエン系ゴム(天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム(ニトリルゴム)、水素化ニトリルゴムなど)、エチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、アクリル系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどが例示でき、これらのゴム成分は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。好ましいゴム成分は、エチレン−α−オレフィンエラストマー(エチレン−プロピレン共重合体(EPM)、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体(EPDM)などのエチレン−α−オレフィン系ゴム)、クロロプレンゴムである。特に好ましいゴム成分は、クロロプレンゴムである。クロロプレンゴムは、硫黄変性タイプであってもよく、非硫黄変性タイプであってもよい。
接着ゴム層13は、ゴム成分を含むゴム組成物で形成されている。接着ゴム層13中には、芯体16がベルト長手方向に延びて埋設され、通常、芯体16となる心線が、ベルト長手方向に平行に(螺旋状に)所定のピッチで並列的に(即ち、ベルト幅方向に所定のピッチで並んで)埋設されている。
伸張ゴム層14は、接着ゴム層13の外周側に配置され、ベルト長手方向に沿って延びるゴム層として設けられている。伸張ゴム層14を構成するゴム成分としては、圧縮ゴム層12の項で記載された種類から選択できる。ゴム成分は、圧縮ゴム層12のゴム成分と同系統又は同種のゴムを使用する場合が多い。
また、伝動ベルト1においては、少なくとも圧縮ゴム層12に設けられたコグ部18が備えられている。コグ部18は、圧縮ゴム層12の内周側の部分として設けられている。そして、コグ部18は、伝動ベルト1の周方向であるベルト長手方向に沿ってコグ山18aとコグ谷18bとが交互に並んで設けられた部分として構成されている。
上面補強布15は、伸張ゴム層14の外周側の表面に接着されて伸張ゴム層14の表面を覆う補強布として設けられている。これにより、上面補強布15は、ベルト長手方向に沿って伝動ベルト1の外周を覆うように設けられている。上面補強布15は、例えば、織布で構成され、織布の材料としては、綿、PET(polyethylene terephthalate)、ナイロン、アラミドなどの繊維が用いられる。なお、上面補強布15は任意要素であり、省略することができる。
補強布層11は、内周側の圧縮ゴム層12の表面に接着されて圧縮ゴム層12の表面を覆う層として設けられている。これにより、補強布層11は、ベルト長手方向に沿って伝動ベルト1の内周を覆うように設けられている。補強布層11は、コグ山18a及びコグ谷18bの表面に接着されている。
次に、上記実施形態に係る、ローエッジVベルトである伝動ベルト1の製造方法について説明する。図5は、伝動ベルト1の製造方法を示すチャート図である。図5に示すように、伝動ベルト1の製造方法は、補強布作製工程S101と、積層体形成工程S102と、ベルト成形体形成工程S103と、加硫工程S104と、Vカット工程S105と、を備えて構成されている。伝動ベルト1の製造の際には、まず、補強布作製工程S101が行われ、次に、積層体形成工程S102が行われ、次に、ベルト成形体形成工程S103が行われ、次に、加硫工程S104が行われ、最後に、Vカット工程S105が行われ、伝動ベルト1が製造される。
図6は、補強布作製工程S101を示すチャート図である。補強布作製工程S101は、継ぎ目のない連続した布で構成された補強布19を作製する工程として構成される。補強布作製工程S101は、図6に示すように、切断工程S201と、接着液浸漬工程S202と、広角処理工程S203と、乾燥工程S204と、を含んで構成されている。
帯状布24は、継ぎ目のない連続した織布として構成される。また、帯状布24は、帯状布24の長手方向に対して経糸22a及び緯糸22bが斜めに延びる織布として構成される。例えば、帯状布24は、経糸22a及び緯糸22bが、帯状布24の長手方向に対して45度の方向に延びる織布として、構成される。すなわち、帯状布24は、経糸22aと緯糸22bとが90度の角度で交差した織布として、構成される。
収縮率={(広角処理前の織布(帯状布24)の長さ方向の寸法−広角処理後の織布(広角織布25)の長さ方向の寸法)/広角処理前の織布(帯状布)の長さ方向の寸法}×100(%)
伸張率=広角織布25の幅寸法÷帯状布24の幅寸法×100(%)
図12乃至図16は、積層体形成工程S102を説明するための図である。そして、図12は、金型33の外周に補強布19が巻き付けられて配置された状態を示す模式図である。図13は、金型33の外周に補強布19を巻き付ける工程を説明するための図である。図14は、金型33の外周の一部と金型33の外周に巻き付けられた補強布19の一部とを模式的に示す断面図である。図15は、補強布19が巻き付けられた金型33の外周に圧縮ゴム層12の素材の未加硫ゴムシート35を配置した状態を模式的に示す図である。図16は、金型33の外周において、補強布19と未加硫ゴムシート35とが積層されるとともに未加硫ゴムシート35にコグ部18が設けられた無端状の積層体37が形成された状態を模式的に示す図である。尚、図15及び図16では、補強布19及び未加硫ゴムシート35については断面を図示し、金型33については外形を図示している。
積層体形成工程S102が終了して積層体37が形成されると、次いで、ベルト成形体形成工程S103が行われる。ベルト成形体形成工程S103は、積層体37の外周側に他の層を積層して未加硫のベルト成形体を形成する工程として構成される。
ベルト成形体形成工程S103が終了すると、次いで、加硫工程S104が行われる。加硫工程S104は、ベルト成形体形成工程S103にて形成されたベルト成形体を加硫する工程として構成される。加硫工程S104においては、上記のベルト成形体が、金型33の外周に配置された状態で、更にその外側に、蒸気遮断材であるゴム製のジャケットが被せられる。そして、ジャケットが被せられたベルト成形体及び金型33は、加硫缶(図示省略)の内部に収容される。そして、加硫缶の内部でベルト成形体の加硫が行われる。
加硫工程S104が終了すると、Vカット工程S105が行われる。加硫工程S104が行われることで、ベルト成形体が加硫され、ベルトスリーブが得られる。Vカット工程S105においては、加硫工程S104にて作製されたベルトスリーブを、カッターなどを用いて、ベルト長手方向に沿って、ベルト長手方向に垂直な断面がV字状(台形状)の断面となるように、所定幅に切断する加工が行われる。このVカット工程S105が完了することで、伝動ベルト1の製造が完了する。
次に、上述した本実施形態の伝動ベルト1の実施例(本発明の実施例)について説明する。本実施形態の伝動ベルト1の実施例として、製造条件を変更して製造した実施例1〜27に係る伝動ベルトを製造した。実施例1〜27に係る伝動ベルトは、上述した本実施形態の製造方法によって製造した。また、実施例1〜27に係る伝動ベルトとの比較のため、比較例1、比較例2、比較例3の3つの比較例に係る伝動ベルトの製造も行った。そして、比較例1、比較例2、比較例3、及び実施例1〜27に係る伝動ベルトについて、後述する性能評価試験を実施した。
実施例4,1,2に係る伝動ベルトは、補強布における経糸と緯糸との交差角が互いに異なる(図17を参照して、実施例4に係る伝動ベルトの交差角は110度、実施例1に係る伝動ベルトの交差角は120度、実施例2に係る伝動ベルトの交差角は130度)点を除き、その他の構成は同じである。コグ谷亀裂発生までの走行時間は、交差角が大きくなるにつれて長くなる結果となった。
実施例1,6,9に係る伝動ベルトは、広角処理前の経糸・緯糸の糸密度が互いに異なる(図17及び図18を参照して、実施例1に係る伝動ベルトの広角処理前の糸密度は45本/5cm、実施例6に係る伝動ベルトの広角処理前の糸密度は55本/5cm、実施例9に係る伝動ベルトの広角処理前の糸密度は65本/5cm)点を除き、その他の構成は同じである。コグ谷亀裂発生までの走行時間は、広角処理前の糸密度が大きくなるにつれて長くなる結果となった。広角処理前の糸密度が大きくなる(すなわち、単位幅あたりの糸の本数が増える)ことで織布の強力が高くなるために、コグ谷亀裂発生までの走行時間が長くなると考えられる。
実施例1,13に係る伝動ベルトは、経糸及び緯糸の太さが互いに異なる(図17及び図18を参照して、実施例1に係る伝動ベルトの経糸・緯糸は綿とPETを混紡した太さ20番手の糸を2本撚りしたもの、実施例13に係る伝動ベルトの経糸・緯糸は綿とPETを混紡した太さ20番手の糸を3本撚りしたもの)点を除き、その他の構成は概ね同じである。同様に、実施例6,14に係る伝動ベルトも、経糸及び緯糸の太さが互いに異なる点を除き、その他の構成は概ね同じである。実施例1と実施例13との比較結果、実施例6と実施例14との比較結果からも分かる通り、糸の太さを太くすることで、コグ谷亀裂発生までの走行時間が長くなることが確認できた。
実施例9,15,16,17,25に係る伝動ベルトは、経糸及び緯糸の材質が互いに異なる点を除き、その他の構成は同じである。具体的には、実施例9に係る伝動ベルトに用いられる糸は綿とPETとの混紡糸であり、実施例15に係る伝動ベルトに用いられる糸は綿の紡糸であり、実施例16に係る伝動ベルトに用いられる糸はPETの紡糸であり、実施例17に係る伝動ベルトに用いられる糸はメタ系アラミドの紡糸であり、実施例25に係る伝動ベルトに用いられる糸はPET紡糸とメタ系アラミド紡糸との混撚り糸である。
以上説明したように、本実施形態によると、ベルト長手方向に沿ってコグ部18の表面を覆う補強布19は、両端部同士がベルト長手方向における1箇所の接合部20のみで接合されている。そして、補強布19に1箇所のみ設けられた接合部20は、1つのコグ山18aに対応する位置に配置されている。このため、補強布19の接合部20は、必ず、コグ山18aに配置され、コグ谷18bに配置されることが無い。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、次のような変形例を実施してもよい。
11 補強布層
12 圧縮ゴム層
18 コグ部
18a コグ山
18b コグ谷
19 補強布
20 接合部
Claims (12)
- 内周側に設けられた圧縮ゴム層、少なくとも前記圧縮ゴム層に設けられ、ベルト長手方向に沿ってコグ山とコグ谷とが交互に並んだコグ部、及び該コグ部の表面を覆う補強布層、を備えた伝動ベルトであって、
前記補強布層は、前記ベルト長手方向に沿って前記コグ山及び前記コグ谷の表面に接着されて前記コグ部の表面を覆う少なくとも1枚の補強布を含み、
前記補強布は、両端部同士が前記ベルト長手方向における少なくとも1つの接合部のみで接合されていて、
前記接合部は、前記コグ山に対応する位置のみに配置されている、伝動ベルト。 - 請求項1に記載の伝動ベルトであって、
前記接合部が1つのみ存在する、伝動ベルト。 - 請求項1又は請求項2に記載の伝動ベルトであって、
前記接合部は、前記ベルト長手方向に対して略直交する方向に沿って略直線状に延びるように設けられている、伝動ベルト。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の伝動ベルトであって、
前記補強布は、前記ベルト長手方向から視た経糸と緯糸との交差角が110度以上130度以下である広角織布であって、前記広角織布は、接着液の硬化物によって前記経糸と前記緯糸とが互いに固定されている、伝動ベルト。 - 内周側に設けられた圧縮ゴム層、少なくとも前記圧縮ゴム層に設けられ、ベルト長手方向に沿ってコグ山とコグ谷とが交互に並んだコグ部、及び該コグ部の表面を覆う補強布層、を備えた伝動ベルトを製造する、伝動ベルトの製造方法であって、
補強布を作製する補強布作製工程と、
少なくとも1枚の前記補強布を含む前記補強布層と前記圧縮ゴム層用の未加硫ゴムシートとが積層されているとともに前記未加硫ゴムシートに前記コグ部が設けられた無端状の積層体を形成する、積層体形成工程と、
前記積層体から未加硫のベルト成形体を形成するベルト成形体形成工程と、
前記ベルト成形体を加硫する加硫工程と、
を備え、
前記積層体形成工程においては、
前記補強布層は、前記積層体において、前記コグ山及び前記コグ谷の表面に接着され、
前記補強布は、前記ベルト長手方向に沿って前記コグ部の表面を覆うように配置され、
前記補強布は、両端部同士が前記ベルト長手方向における少なくとも1つの接合部のみで接合され、
前記接合部は、前記コグ山に対応する位置のみに配置される、伝動ベルトの製造方法。 - 請求項5に記載の伝動ベルトの製造方法であって、
前記接合部が1つのみ存在する、伝動ベルトの製造方法。 - 請求項5又は請求項6に記載の伝動ベルトの製造方法であって、
前記接合部は、前記ベルト長手方向に対して略直交する方向に沿って略直線状に延びるように配置される、伝動ベルトの製造方法。 - 請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の伝動ベルトの製造方法であって、
前記ベルト成形体形成工程において、前記積層体における前記コグ部と反対側に他の層が積層される、伝動ベルトの製造方法。 - 請求項5から請求項8のいずれか1項に記載の伝動ベルトの製造方法であって、
前記補強布作製工程は、切断工程と、接着液浸漬工程と、広角処理工程と、乾燥工程と、を含み、
前記切断工程においては、軸方向に沿って延びる経糸と周方向に沿って延びる緯糸とが織られて構成された袋織布が、前記軸方向に対して螺旋状に切断され、
前記接着液浸漬工程においては、前記袋織布が螺旋状に切断されて作製された継ぎ目のない連続した帯状布が、接着液に浸漬され、
前記広角処理工程においては、前記接着液が付着した前記帯状布が、幅方向に延伸され、
前記乾燥工程においては、前記広角処理工程にて得られた広角織布が乾燥され、前記接着液が硬化する、伝動ベルトの製造方法。 - 請求項9に記載の伝動ベルトの製造方法であって、
前記広角処理工程においては、前記接着液が付着した前記帯状布が、前記ベルト長手方向から視た前記経糸と前記緯糸との交差角が120度以上140度以下となるように広角処理がなされる、伝動ベルトの製造方法。 - 内周側に設けられた圧縮ゴム層、少なくとも前記圧縮ゴム層に設けられ、ベルト長手方向に沿ってコグ山とコグ谷とが交互に並んだコグ部、及び該コグ部の表面を覆う補強布層、を備えた伝動ベルト、における前記補強布層に含まれ、両端部同士が前記ベルト長手方向における少なくとも1つの接合部のみで接合されていて該接合部が前記コグ山に対応する位置のみに配置される補強布であって、
前記ベルト長手方向から視た経糸と緯糸との交差角が110度以上130度以下である広角織布であり、接着液の硬化物によって前記経糸と前記緯糸とが互いに固定されている、補強布。 - 内周側に設けられた圧縮ゴム層、少なくとも前記圧縮ゴム層に設けられ、ベルト長手方向に沿ってコグ山とコグ谷とが交互に並んだコグ部、及び該コグ部の表面を覆う補強布層、を備えた伝動ベルト、における前記補強布層に含まれ、両端部同士が前記ベルト長手方向における少なくとも1つの接合部のみで接合されていて該接合部が前記コグ山に対応する位置のみに配置される補強布の製造方法であって、
切断工程、接着液浸漬工程、広角処理工程、及び乾燥工程を含み、
前記切断工程においては、軸方向に沿って延びる経糸と周方向に沿って延びる緯糸とが織られて構成された袋織布が、前記軸方向に対して螺旋状に切断され、
前記接着液浸漬工程においては、前記袋織布が螺旋状に切断されて作製された帯状布が、接着液に浸漬され、
前記広角処理工程においては、前記接着液が付着した前記帯状布が、幅方向に延伸され、
前記乾燥工程においては、前記広角処理工程にて得られた広角織布が乾燥され、前記接着液が硬化する、補強布の製造方法。
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