JP3721220B2 - 伝動用ベルト - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、VベルトやVリブドベルト等の伝動用ベルトに関し、特に、その耐久性を向上させるようにしたものの技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、VベルトやVリブドベルト等の伝動用ベルトはよく知られている。このベルトは、ポリエステル繊維やアラミド繊維等のロープからなる心線が埋設された接着ゴム層と、その接着ゴム層のベルト底面側に一体に成形された圧縮ゴム層とを備えてなるものである。上記接着ゴム層は、心線との接着性を向上させる目的で用いられているので、ベルトの加硫成形時には加熱により接着ゴム層に流動性が生じて心線と界面で接着することが要求される。このため、配合的には主として軟質ゴムが用いられている。
【0003】
これに対し、圧縮ゴム層は、ベルトの変形防止や伝動能力の向上を図る目的で、弾性率を高くすることが要求される。従って、これらの結果、接着ゴム層と圧縮ゴム層及び心線との界面での弾性率の差が大きくなって、その界面に応力集中が生じ、やがては界面に亀裂が発生してベルトの寿命に至るという問題がある。
【0004】
そこで、このような問題を解決するために、従来、例えば特公昭63−28788号公報に示されるように、接着ゴム層にシランカップリング材、含水珪酸、カーボンブラックで補強したゴム組成物を用いるようにしたものや、特開昭57−204351号公報に示されるように、接着ゴム層と圧縮ゴム層との界面に心線を、その心線に対する各ゴム層の被覆状態が所定の割合になるように配置したものが提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、接着ゴム層と圧縮ゴム層及び心線との界面での弾性率の差を抑えるために、接着ゴム層の弾性率を高くすることが考えられる。しかし、上記前者の従来例のように、接着ゴム層を補強するだけでは、ゴムの粘度が上昇し、しかも、期待するほどの高弾性率は得られない。
【0006】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的は、上記伝動用ベルトにおける接着ゴム層を改良することにより、その接着ゴム層の圧縮ゴム層及び心線との界面での弾性率の差をなくし得るようにして、ベルト寿命を延ばすことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明では、伝動用ベルトにおける接着ゴム層自体を圧縮ゴム層と略同じ弾性率の高弾性ゴム組成物で構成することとした。
【0008】
すなわち、請求項1の発明では、ベルト長さ方向に延びる心線が埋設された接着ゴム層と、該接着ゴム層のベルト底面側に設けられた圧縮ゴム層とを備えてなる伝動用ベルトにおいて、上記接着ゴム層を、短繊維が混入分散されて圧縮ゴム層と略同等の弾性率を有する高弾性ゴム組成物で構成したことを特徴とするものである。
【0009】
上記の構成により、接着ゴム層が圧縮ゴム層と略同等の弾性率の高弾性ゴム層となるので、その接着ゴム層の圧縮ゴム層及び心線との界面での弾性率の差がなくなり、その界面への応力集中が生じ難くなり、界面での亀裂発生を抑制してベルトの寿命を延ばすことができる。
【0010】
請求項2の発明では、上記請求項1の発明の伝動用ベルトにおいて、少なくとも接着ゴム層を、ポリマー製造過程のラテックス状態で短繊維が均一に分散されたゴム組成物で構成する。
【0011】
こうすることで、上記圧縮ゴム層と略同等の弾性率を有する高弾性の接着ゴム層となるゴム組成物を具体的に容易に実現することができる。そのとき、接着ゴム層における短繊維はポリマーのラテックス状態で均一に分散されるので、接着ゴム層内に短繊維が高度に分散して、そのゴムとの接着性も十分となり、応力集中を受け易い接着ゴム層での繊維とゴムとの界面が亀裂発生の核となることを抑制することができる。
【0012】
請求項3の発明では、請求項2の発明の伝動用ベルトにおいて、短繊維は、高弾性率のアラミド繊維、綿繊維及び絹繊維からなるグループから選択されてなる繊維とする。これらの繊維は繊維自体が高弾性率であるので、比較的少量の短繊維を混入してゴムのラテックス状態での流動性を確保しながら、接着ゴム層の弾性率を高めることができる。
【0013】
請求項4の発明では、請求項2又は3の発明の伝動用ベルトにおいて、短繊維はフィブリル化されたものとする。こうすることにより、短繊維の表面積が増大するので、ゴムとの接着性がさらに良好に得られる。
【0014】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1に係る伝動用ベルトとしてのVベルトBを示す。このVベルトBは基本構造が周知のもので、ベルト長さ方向に延びる心線1がスパイラル状に並んで埋設された接着ゴム層2と、該接着ゴム層2のベルト底面側(ベルト内面側)に一体成形された圧縮ゴム層3とを備え、接着ゴム層2の背面側(ベルト外面側)には上帆布4が、また圧縮ゴム層3の底面側には底帆布5がそれぞれ一体に接合されている。
【0015】
そして、本発明の特徴として、上記接着ゴム層2及び圧縮ゴム層3は、そのポリマー製造過程においてラテックス状態にあるときに短繊維6,6,…が混入されて均一に分散されたゴム組成物からなるものである。よって、接着ゴム層2は圧縮ゴム層3と略同等の弾性率の高弾性のゴム組成物で構成されている。上記ポリマーはCRやACSM等が好ましい。
【0016】
上記短繊維6,6,…はベルトBの幅方向に延びるように配向され、そのゴム組成物に対する組成比は例えば1/3とされて、短繊維6,6,…の混入に伴い加硫時に流動性が不足して心線1,1間がポーラスにならない程度に設定されている。また、短繊維6は、ゴムの流動性を考慮して可能な限りミクロのもので、少量で高弾性率が得られるようにするために、それ自身が高弾性率の繊維が使用されている。すなわち、短繊維6は、ケブラーやテクノーラ等のアラミド繊維、綿繊維、絹繊維等の高弾性率の繊維からなる。
【0017】
さらに、短繊維6は高度にフィブリル化されたパルプ状のものが用いられている。短繊維6の長さは1mm以下が望ましく、そのパルプ径を細くし、L/D(繊維長さ/繊維径)を上げることで、高弾性率を得ることができる。
【0018】
したがって、この実施形態では、VベルトBにおける接着ゴム層2及び圧縮ゴム層3が、ポリマー製造過程のラテックス状態で短繊維6,6,…が(混入されて)均一に分散されたゴム組成物で構成されているので、接着ゴム層2として、圧縮ゴム層3と略同等の弾性率を有する高弾性ゴム組成物を具体的に容易に得ることができる。そして、こうして接着ゴム層2及び圧縮ゴム層3が互いに同等の高弾性ゴム組成物であるので、その接着ゴム層2の圧縮ゴム層3及び心線1との界面での弾性率の差が小さくなり、その界面への応力集中が生じ難く、界面での亀裂発生を抑制してベルトの寿命を延ばすことができる。
【0019】
そのとき、接着ゴム層2における短繊維6,6,…はポリマーのラテックス状態で均一に分散されるので、接着ゴム層2内に短繊維6,6,…が高度に分散して、そのゴムとの接着性も十分となり、応力集中を受け易い接着ゴム層2での繊維とゴムとの界面が亀裂発生の核となることを抑制することができ、ベルト寿命の延長にさらに有利となる。
【0020】
また、ゴム組成物に対する短繊維6,6,…の組成比の適正な設定により、短繊維6,6,…の混入に伴って加硫時に流動性が不足し、心線1,1間がポーラスになるのを防ぐことができ、ベルトBの走行時の早期破損を防止することができる。
【0021】
さらに、上記短繊維6はアラミド繊維等の高弾性率の繊維であるので、その短繊維6,6,…の混入量を少量としてゴムのラテックス状態での流動性を確保しながら、接着ゴム層2の弾性率を高めることができる。
【0022】
また、短繊維6はフィブリル化されたパルプ状のものであるので、その表面積が増大したものとなり、短繊維6とゴムとの接着性をさらに向上させることができる。
【0023】
(実施形態2)
図2は実施形態2を示し(尚、図1と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する)、VリブドベルトB′に適用したものである。すなわち、このVリブドベルトB′は、ベルト長さ方向に延びる心線1が埋設された接着ゴム層2と、該接着ゴム層2のベルト底面側に一体成形された圧縮ゴム層3′とを備え、接着ゴム層2の背面側には上帆布4が一体に接合されている。また、圧縮ゴム層3′の底面にはベルト長さ方向に延びる3条のリブ部3a′,3a′,…が形成されている。そして、上記接着ゴム層2及び圧縮ゴム層3′は互いに略同等の弾性率の高弾性ゴム組成物で構成され、このゴム組成物は上記実施形態1と同じ構成のものである。
【0024】
したがって、この実施形態においても、上記実施形態1と同様の作用効果が得られ、VリブドベルトB′の寿命特性を向上させることができる。
【0025】
尚、上記各実施形態では、接着ゴム層2及び圧縮ゴム層3,3′の双方を短繊維6,6,…の均一分散されたポリマーを有するゴム組成物で構成しているが、接着ゴム層2のみを同様のゴム組成物で構成することもできる。
【0026】
【実施例】
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1に係る3種類のVベルト(本発明例1〜3)と、比較のための3種類のVベルト(比較例1〜3)とをそれぞれ作製した。その各々の組成は下記の表1のとおりである。尚、表1中、「ケブラーパルプマスタバッチ」はデュポン社製の商品名「6F723」で、そのパルプ径は10〜12μm、平均繊維長は0.8mmである。
【0027】
【表1】
【0028】
次に、図3に示す如く、各々のプーリ径がいずれも85mmのVプーリからなる駆動及び従動プーリ11,12間に上記作製した各ベルトBを巻き掛け、室温(20〜30℃)の雰囲気中で、従動プーリ12に駆動プーリ11から離れる方向に100kgのデッドウェイトをかけかつ従動プーリ12に所定の伝動負荷をかけた状態で、駆動プーリ11を4900rpmで回転させてベルト走行試験を行い、各ベルトBの接着ゴム層と圧縮ゴム層及び心線との界面での亀裂発生までのセパレーション寿命を測定した。その結果を下記の表2に示す。
【0029】
【表2】
【0030】
この表2から明らかなように、本発明例は比較例に比べ、ベルトのセパレーション寿命が大幅に延びることが判る。尚、比較例3では、粘度が高くなり過ぎて、それ以上カーボンを増量させることができなかったものである。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によると、伝動用ベルトにおいて、心線が埋設された接着ゴム層を、繊維が混入分散されかつ接着ゴム層のベルト底面側に設けられた圧縮ゴム層と略同等の弾性率を有する高弾性ゴム組成物で構成したことにより、接着ゴム層の圧縮ゴム層及び心線との界面での弾性率の差がなくなり、界面での応力集中による亀裂発生を抑制して伝動用ベルトの高寿命化を図ることができる。
【0032】
請求項2の発明によると、上記少なくとも接着ゴム層を、ポリマー製造過程のラテックス状態で短繊維が分散されたゴム組成物で構成したことにより、上記圧縮ゴム層と略同等の弾性率の高弾性の接着ゴム層となるのに好適なゴム組成物を具体的に容易に実現することができる。
【0033】
請求項3の発明によると、短繊維をアラミド繊維、綿繊維、絹繊維等の高弾性率の繊維としたことで、短繊維の混入量を少なくしてゴムのラテックス状態での流動性を確保しながら、接着ゴム層の弾性率を高めることができる。
【0034】
請求項4の発明によると、短繊維はフィブリル化されて表面積の大きいものとしたことにより、短繊維のゴムとの接着性のより一層の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態1に係るVベルトの断面図である。
【図2】 実施形態2に係るVリブドベルトの断面図である。
【図3】 ベルト走行試験装置の概略図である。
【符号の説明】
B Vベルト
B′ Vリブドベルト
1 心線
2 接着ゴム層
3,3′ 圧縮ゴム層
4,5 帆布
6 短繊維
Claims (4)
- ベルト長さ方向に延びる心線が埋設された接着ゴム層と、該接着ゴム層のベルト底面側に設けられた圧縮ゴム層とを備えてなる伝動用ベルトにおいて、
上記接着ゴム層を、短繊維が混入分散されて圧縮ゴム層と略同等の弾性率を有する高弾性ゴム組成物で構成したことを特徴とする伝動用ベルト。 - 請求項1記載の伝動用ベルトにおいて、
少なくとも接着ゴム層が、ポリマー製造過程のラテックス状態で短繊維が均一に分散されたゴム組成物で構成されていることを特徴とする伝動用ベルト。 - 請求項2記載の伝動用ベルトにおいて、
短繊維は、高弾性率のアラミド繊維、綿繊維及び絹繊維からなるグループから選択されてなる繊維であることを特徴とする伝動用ベルト。 - 請求項2又は3記載の伝動用ベルトにおいて、
短繊維は、フィブリル化されたものであることを特徴とする伝動用ベルト。
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