JP2885882B2 - 伝動ベルト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ベルト基帯に対し、ベルト長手方向に複数
のリブが並設されてなる伝動ベルトに係り、特にリブ飛
び性能の向上対策に関する。

（従来の技術） 従来より、例えば実開昭54−60144号公報に開示され
る如く、天然繊維、合成繊維等の短繊維を伝動ベルトの
ゴム中でベルト長手方向に配向させることにより、伝動
ベルトの耐屈曲性、耐亀裂性等を高め、ベルトの耐久力
の向上を図ろうとするものは公知の技術である。

また、例えば特開昭60−219034号公報に開示される如
く、ゴム等の弾性体シート中に短繊維をシート長手方向
に配向させるとともに、そのシートを所定角度で裁断し
たものを多数接合することにより、短繊維が厚み方向に
対して所定の角度を持ったシートを作成するようにした
ものも公知の技術である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、ベルト基帯の下方に長手方向に延びる複数
のリブを並設してなるいわゆるＶリブドベルトでは、動
力を伝える芯体層が動力を受けるリブよりも上方に位置
するので、リブゴムと芯体層の間で受ける剪断力が大き
い。そのために、クラックが発生すると、クラックが速
かに成長して芯体層に達し、リブ飛びを生ぜしめるとい
う問題があった。

斯かる問題に対処するためには、リブに加わる面圧を
小さくする必要があり、リブゴムの限界強度に対して約
９倍の余裕を持ったサイズに設計する等の措置を取って
いた。そして、このために、コストの増大が避けられな
かった。

一方、上記従来の技術のように、所定方向に配向した
短繊維をリブゴム中に混入して、リブゴムの比強度を向
上させることにより、リブ飛びの抑制を図ることも考え
られる。

例えば特開昭62−188837号公報に開示される如く、Ｖ
リブドベルトのリブゴム層にベルト幅方向に配向した短
繊維を混入することにより、リブ部の強度強化の補助と
することができる。

しかるに、プーリからＶリブドベルトが受ける剪断力
の方向は、一つのリブに亘って均一ではなく、各部位に
よって異なっている。したがって、上記のように、リブ
ゴム中に混入される短繊維の配向方向が単一の場合、短
繊維の配向方向が部位によっては、必ずしも剪断方向に
対応しているとは限らず、比強度の強化を充分に行うこ
とができなかった。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、リブゴム層中の短繊維の配向方向を剪断力の方
向に対応するよう変化させることにより、リブゴムの剪
断力に耐する強度を有効に維持し、もって、耐リブ飛び
性能の向上を図ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の第１の解決手段は、
芯体層の下側にベルト長手方向に延びる短繊維混入ゴム
からなる複数のリブが並設されてなる伝動ベルトを前提
とする。

そして、上記各リブ中の短繊維の配向方向を、芯体層
からリブ先端に向かうにしたがってベルト長手方向から
徐々にベルト厚み方向に変化させるようにしたものであ
る。

第２の解決手段は、上記第１の解決手段において、各
リブ中の短繊維を、上記芯体層からの距離が上記芯体層
からリブ先端までの高さの３〜30％の領域ではベルト長
手方向に対して０〜45°の傾きを持つよう配向させ、リ
ブ先端からの距離が上記芯体層からリブ先端までの高さ
の３〜90％の領域ではベルト厚み方向に対して０〜60°
の傾きを持つよう配向させたものである。

（作用） 以上の構成により、請求項（１）の発明では、屈曲力
がほとんど作用せずに剪断力が大きく作用する芯体層付
近ではベルト長手方向に近く配向した短繊維の強化作用
により、芯体層から離れた剪断力と屈曲力とが同時に作
用する部位では、配向方向が徐々にベルト厚み方向に変
化する短繊維の強化作用により、それぞれ伝動ベルトに
作用する剪断力と屈曲力双方の変化に対する抵抗力が良
好に維持され、耐リブ飛び性能が向上することになる。

請求項（２）の発明では、上記請求項（１）の発明の
作用において、短繊維の配向方向が芯体層に近い領域で
はベルト長手方向に耐して０〜45°に傾き、リブ先端に
近い領域ではベルト厚み方向に対して０〜60°の傾きを
持つようにそれぞれ限定されるので、伝動ベルトに作用
する剪断力と屈曲力に対する抵抗力が特に良好に維持さ
れ、上記請求項（１）の発明の作用がより顕著に得られ
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、図面に基づき説明す
る。

第１図は、本発明の実施例に係るＶリブドベルト１の
構成を示し、該Ｖリブドベルト１において、２は芯体コ
ード３が接着ゴム４中でベルト幅方向に等ピッチで螺旋
状に埋設されてなる芯体層であって、該芯体層２の下方
には、ベルト長手方向に延びる３山のリブ５〜５が並設
されてなるリブゴム部６が形成されている。そして、該
リブゴム部６中には、ゴム強度補強用の無数の短繊維7,
7,…が混入されている。

なお、８は上記芯体層２の上方に設けられた上帆布層
である。

ここで、上記リブゴム部６の成分は下記第１表のよう
な配合比からなるものである。

ただし、上記第１表において、クロロプレンゴムとし
ては、昭和電工（社）製のネオプレンGSを使用し、老化
防止剤（１）としては、Octilated diphenylamineを使
用し、老化防止剤（２）としては、ｐ−（ｐ−トルエン
スルホニルアミド）−ジフェニルアミンを使用してい
る。

上記短繊維7,7,…は、第２図に示すように、上記芯体
層２からの距離が芯体層２からリブ先端までの高さの３
〜30％好ましくは５〜10％の領域ではベルト長手方向に
対して０〜45°の傾きを持つよう配向されており、その
後リブ先端に向かうにしたがって、その配向が徐々にベ
ルト厚み方向に変化している。そして、リブ先端からの
距離が上記芯体層２からリブ先端までの高さの３〜90％
の範囲では、ベルト厚み方向に対して０〜60°好ましく
は40〜50°の傾きを持つよう配向されている。

すなわち、一般に、ゴム状のシート中で短繊維をシー
トの厚み方向（Ｚ軸方向）に配向させる技術は公知であ
るが、押出し技術の改善により、Ｖリブドベルト１の製
造時、短繊維7,7,…をリブゴム部６中でＺ軸方向に配向
させるよう混入しながら、リブゴム部６とその上方の芯
体層２との間でベルト長手方向に剪断力を作用させてそ
の摩擦力を利用することにより、各短繊維7,7,…を上方
に向かうにしたがってベルト長手方向に配向させたもの
である。

下記第２表は上記リブゴム部２のゴム物性を示す。た
だし、列理方向とは、短繊維7,7,…の配向方向、反列理
方向とは短繊維7,7,…の配向方向に直角方向を示し、表
中Moはモジュラスを意味する。

次に、上記Ｖリブドベルト１に対するベルトリブ欠け
試験を行った結果について説明する。

第３図は、ベルトリブ欠け試験を行うための試験機の
構成を示し、駆動プーリ11（径120mm,回転数4900RPM）
と、従動プーリ12（径120mm）との間にＶリブドベルト
１を掛け渡し、略中間付近で、内側アイドラ13（径45m
m）により、ベルト内側から85kgfのセット荷重を作用さ
せるようにしている。

ここで、雰囲気温度は85℃に、ベルトサイズは３山で
径975mmのものを使用している。

下記第３表は請求項（２）のように短繊維7,7,…を配
向させたＡ（１）,A（２）と、短繊維7,7,…の配向方向
を上記請求項（２）の範囲から外したＢ（１）,B
（２）,B（３）,B（４）とのベルトリブ欠け寿命（時
間）を比較したものである。

ここで、上記Ｃは短繊維7,7,…の配向であって、その
数字はベルト厚み方向に対する傾きを示し、は上記Ｖ
リブドベルト１の芯体層２からの距離が芯体層２からリ
ブ先端までの高さの30％に達するまでの領域、はＶリ
ブドベルト１のリブ先端からの距離が芯体層２からリブ
先端までの距離の30％に達するまでの領域、は上記領
域及びの間の領域を示す。

すなわち、上記第３表からわかるように、請求項
（２）の発明に係る実施例のサンプルＡ（１）,A（２）
のリブ欠け寿命は、比較例サンプルＢ（１）〜Ｂ（４）
のものに比べて長くなっている。特に、サンプルＡ
（１）のごとく、短繊維7,7,…の配向方向を芯体層２の
近くではベルト長手方向に、リブ先端に向かうにしたが
ってベルト厚み方向に変化させるようにしたものでは、
リブ欠け寿命が非常に高くなっているのがわかる。

請求項（１）の発明では、各リブ５中で、短繊維7,7,
…の配向方向が、芯体層２からリブ先端に向かうにした
がってベルト長手方向から徐々にベルト厚み方向に変化
するようになされている。

ここで、Ｖリブドベルト１に加わる剪断方向はリブ先
端から芯体層２に対して斜め方向であり、ベルト１の屈
曲性はベルト長手方向の破断伸びが最も大きくなる方向
がよいことが解っている。

一方、短繊維配合ゴムの強度が最も大きくなる方向は
短繊維7,7,…の配向方向であり、短繊維配合ゴムの破断
延びが最も大きくなる方向では、短繊維7,7,…の配向方
向に対して直角方向ある。したがって、耐剪断力のみ必
要とし、屈曲性を必要としない芯体層２付近では、本発
明のごとく短繊維7,7,…の配向方向をベルト長手方向に
近づけることにより、耐剪断強度を最大限に発揮しう
る。そして、リブ先端に向かうにしたがって、屈曲性が
必要となるが、請求項（１）の発明では、短繊維7,7,…
の配向方向を芯体層２がリブ先端に向かうにしたがって
徐々にベルト長手方向からベルト厚み方向に変化させる
ことにより、リブ先端付近における屈曲性が良好に維持
される。よって、Ｖリブドベルト１の耐剪断力及び耐屈
曲力を有効に発揮させることができ、耐リブ飛び性能の
向上を図ることができるのである。

一方、屈曲力と剪断力とをうけるリブ先端付近では、
短繊維7,7,…の配向方向をベルト厚み方向に対して０〜
45°とすることにより、両者の合成力に対応することが
できる。つまり、屈曲条件が厳しい場合には上記配向角
度を０°とし、比較的剪断力が大きい場合には約45°に
するよう変化させることで、使用条件の違いに対応する
ことができる。

請求項（２）の発明では、短繊維7,7,…の配向方向
が、芯体層２からの距離が芯体層２からリブ先端までの
距離の３〜30％の間では、ベルト長手方向に対して０〜
45°の傾きを持つように、リブ先端からの距離が芯体層
２からリブ先端までの距離の３〜90％の間では、ベルト
厚み方向に対して０〜60°の傾きを持つようになされて
いるので、上述のごとく、各リブ５における剪断力と屈
曲力の方向と大きさの変化に対応することができ、耐リ
ブ飛び性能をより顕著に発揮することができるのであ
る。

そして、以上のようにＶリブドベルトの耐リブ欠け性
能を向上させたことにより、リブゴム部６の許容剪断応
力が向上するので、リブ５の個数の低減を図ることがで
き、例えば各種エンジン等に使用された場合に、そのコ
ンパクト化に寄与することができる。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）の発明によれば、
ベルトの芯体層に対してベルト長手方向に延びる複数の
リブを並設してなる伝動ベルトにおいて、各リブ中に短
繊維を混入し、その配向方向を芯体層からリブ先端に向
かうにしたがってベルト長手方向からベルト厚み方向に
変化させるようにしたので、プーリから伝動ベルトに加
わる剪断力と屈曲力とに対する抵抗力を良好に維持する
ことができ、よって、耐リブ飛び性能の向上を図ること
ができる。

請求項（２）の発明によれば、上記請求項（１）の発
明において、短繊維を芯体層からの距離が芯体層からリ
ブ先端までの高さの３〜30％の領域ではベルト長手方向
に対して０〜45°の角度で傾くように配向させ、リブ先
端からの距離が芯体層からリブ先端までの高さの３〜90
％の領域では、ベルト厚み方向に対して０〜60°の傾き
を持つよう配向させたので、伝動ベルトに加わる剪断力
と屈曲力とに対する抵抗力をさらに高めることができ、
よって、上記請求項（１）の発明の著効を発揮すること
ができる。

【図面の簡単な説明】 図面は実施例を示し、第１図はＶリブドベルトの全体構
造を示す斜視図、第２図はリブゴム部における短繊維の
配向状態を示す第１図のII−II線断面図、第３図はベル
トリブ欠け試験に使用する試験機の構成を模式的に示す
正面図である。 １…Ｖリブドベルト ２…芯体層 ５…リブ ７…短繊維

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−67351（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−188837（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−22434（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−60144（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−173742（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16G 5/00 - 5/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】芯体層の下側にベルト長手方向に延びる短
   繊維混入ゴムからなる複数のリブが並設されてなる伝動
   ベルトにおいて、 上記各リブ中の短繊維の配向方向は、芯体層からリブ先
   端に向かうにしたがってベルト長手方向から徐々にベル
   ト厚み方向に変化していることを特徴とする伝動ベル
   ト。
2. 【請求項２】各リブ中の短繊維は、上記芯体層からの距
   離が上記芯体層からリブ先端までの高さの３〜30％の領
   域ではベルト長手方向に対して０〜45°の傾きを持つよ
   う配向され、リブ先端からの距離が上記芯体層からリブ
   先端までの高さの３〜90％の領域ではベルト厚み方向に
   対して０〜60°の傾きを持つよう配向されている請求項
   （１）記載の伝動ベルト。