JP4495294B2

JP4495294B2 - ローエッジコグベルト

Info

Publication number: JP4495294B2
Application number: JP2000072388A
Authority: JP
Inventors: 康司北浜
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2020-03-15
Also published as: JP2001263431A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＶ形状の溝を有するプーリに掛架して用いられるコグ部を有するローエッジコグベルトに係り、詳しくはプーリからの側圧によるベルト欠損に至るまでの時間を遅延させたローエッジコグベルトに関わる。
【０００２】
【従来の技術】
二輪車（スクーター）をはじめ、バギー、雪上車（スノーモービル）等にも採用される伝動ベルトのうち、近年大型化が進んできている二輪車に装着される伝動ベルトについて、その長寿命化に対する要求が厳しさを増してきている。特に、溝幅可変プーリに掛架されてプーリへの巻き掛け径を無段階に変えながら動力を伝達する無段変速ベルトとして用いられる伝動ベルトにおいては、プーリから受ける過大な側圧のため、優れた耐磨耗性、耐熱性等が要求される。
【０００３】
上記各種乗り物向けの伝動ベルトとは、具体的には、心線を埋設し、その上部に伸張ゴム層、下部に圧縮ゴム層を有する無端状のローエッジＶベルトであって、従来、耐側圧性を満足させつつ耐屈曲性を付与する目的で、伸張ゴム層及び圧縮ゴム層の両方に、あるいは圧縮ゴム層のみに、ベルト長手方向に連続的に設けた略半円形あるいは矩形の歯部及び溝部からなるコグ部を有するタイプが一般的になっている（以下、伸張ゴム層に設けられるコグ部を上コグ、圧縮ゴム層側に設けられるコグ部を下コグと称する）。コグ部を持たないＶベルトに比較して屈曲性に優れているため、使用時の発熱が小さく、ベルト寿命は長くなる。また、小径プーリへの巻き掛け使用が可能で伝動システムのコンパクト化にも貢献する。
【０００４】
上コグ及び下コグを設けたいわゆるダブルコグタイプのローエッジＶベルトにおいては、特に無段変速ベルト用として用いられるベルトにおいて、両コグ部のうち少なくとも上コグの両側面をベルト全周に渡ってコグ深さ分程度カットして、圧縮ゴム層の側面傾斜角とは逆方向の傾斜面を設ける、つまり圧縮ゴム層の断面Ｖ字形状に対して断面逆Ｖ字形状を形成せしめることが公知となっている。これによって、例えば実開昭６２−５５７５２号公報に開示されているように、ベルト側面とプーリとの当接面積を減少せしめることによるベルト駆動時の騒音抑制効果が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のごとく、近年実機の負荷が増大し、スリップ防止を目的にベルトに対する側圧が大幅に増大してきているため、ベルトの心線周りに応力が集中し、上コグの剥離及び／または接着ゴム層下部の剥離によるベルトの早期欠損が大きな問題となっている。上記公報で開示されているベルト両側面がカットされたベルトにおいても、上コグ剥離の抑止効果はある程度期待できるものの、接着ゴム層がプーリに当接する構成となっており、心線周りからのベルト破壊の問題は解決されていない。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決し、心線周りの故障によるベルト寿命に至る時間を遅延させたローエッジコグベルトを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１記載の発明は、Ｖ形状の溝を有するプーリ間に掛架され、ベルト長手方向に沿って心線を埋設した接着ゴム層の上部に伸張ゴム層を積層し、下部にプーリ当接面を有する圧縮ゴム層を積層し、上記伸張ゴム層及び圧縮ゴム層の両方に、あるいは圧縮ゴム層のみにコグ部を有し、上記伸張ゴム層の両側にベルト全周に渡ってプーリに当接しない傾斜面を有するローエッジコグベルトにおいて、上記傾斜面とプーリ当接面との境界線より上方にピッチラインが存在することを特徴とするローエッジコグベルトである。
【０００８】
本願請求項２記載の発明は、プーリに当接しない傾斜面とプーリ当接面との境界線からピッチラインへのベルト厚み方向の距離ｄが０＜ｄ≦１．５ｍｍの式を満足する請求項１記載のローエッジベルトである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のローエッジコグベルトについて詳しく説明する。
本発明のローエッジコグベルトは、図１に示すように、接着ゴム層５内にベルト長手方向に沿って心線４が埋設され、接着ゴム層５の上部に伸張ゴム層３を積層し、下部に圧縮ゴム層２を積層する基本構造に加えて、上コグ７及び下コグ８を有する。圧縮ゴム層２の下面には補強布６が貼着される。なお、本発明のローエッジコグベルトは下コグのみを有するベルトも含む。
【００１０】
心線４は低伸度かつ高強力のロープが好適であり、例えば、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維等の有機繊維、ガラス繊維等の無機繊維や金属繊維を撚成したロープが用いられる。この心線４は一般にレゾルシン‐ホルマリン‐ラテックス（ＲＦＬ）処理することによって接着ゴムと強く結合する。またＲＦＬ処理した表面にさらにゴム糊を塗布することもある。
【００１１】
接着ゴムとしては、クロロプレンゴム（ＣＲ）、水素添加ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、不飽和カルボン酸金属塩を分散したＨＮＢＲ、クロロスルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、天然ゴム、スチレン‐ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）等の単一材もしくはこれらのブレンド物が挙げられ、耐熱性、耐磨耗性に優れたＣＲ、ＨＮＢＲ、不飽和カルボン酸金属塩を分散したＨＮＢＲが好ましく、中でも不飽和カルボン酸金属塩を分散したＨＮＢＲが特に好ましい。
【００１２】
接着ゴム層５の上面に積層する伸張ゴム層２に使用するゴム及び接着ゴム層５の下面側に積層する圧縮ゴム層３を形成するゴム組成物にも上記接着ゴムと同様の種類のゴムが用いられる。
【００１３】
なお、ベルトの完成品を構成するゴムは、加硫または架橋したゴムであり、通常用いられるカーボンブラック、シリカ等の補強材や炭酸カルシウム、タルク等の充填剤、架橋補助剤、加硫促進剤、可塑剤、安定剤、加工補助剤、老化防止剤、着色剤等の種々の添加剤が配合されていることはいうまでもない。また、圧縮ゴム層と伸張ゴム層にはアラミドの短繊維を含んだゴム組成物を用いてもよい。
【００１４】
圧縮ゴム層に貼着される補強布は、綿、ポリエステル繊維、ナイロン等からなり、平織、綾織、朱子織等に製織した布で、経糸と緯糸との交差角が９０度から１２０度程度の広角度帆布であってもよい。上記補強布６をＲＦＬ処理した後、ゴム組成物をフリクションコーティングしてゴム付帆布とする。
【００１５】
伸張ゴム層及び圧縮ゴム層に設けられるコグ部は、以下に説明するプリフォーム製法あるいはスパンコグ製法として知られる従来のローエッジコグベルトの二つの製造方法によって異なった態様で形成される。
【００１６】
プリフォーム製法においては、補強布と未加硫ゴムシートとを歯部と溝部とを交互に配した平坦な金属型に載置し、加圧することによってコグ形状に型付けしたコグパッドを予め形成し、成型時に上記コグパッドをモールドに装着した円筒状の内側母型に嵌め込み、コグパッドの両端部を突き合わせて無端化する。そして、その上に心線をスパイラルに巻き付けた後に、型付けしていない帆布と未加硫ゴムシートを巻き付け、コグ形状を持った円筒状外側母型に嵌め込み、加硫工程へと移される。
【００１７】
一方、スパンコグ製法においては、モールドに装着した円筒状の内側母型に、型付けしていない補強布と未加硫ゴムシートを巻き付け、心線を大きな張力でスパイラルに巻き付けた後に型付けしていない補強布と未加硫ゴムシートとを巻き付け、コグ形状を持った円筒状の外側母型に嵌め込んで、加硫工程へと移される。
【００１８】
加硫されたゴムスリーブを所定の圧縮ゴム層のＶ角度及び幅に合わせてカットし、個々のローエッジコグベルトを得る。上記公知の方法において、一つのベルトのプーリ当接面を切り出す作業が、同時にゴムスリーブ内で隣接する部分から切り出されるベルトのプーリに当接しない傾斜面を形成する作業となるように調整することにより、上記傾斜面は特別な後工程を必要とすることなく容易に得られる。上記傾斜面はまた、通常のローエッジコグベルトを得た後に別工程での加工で所定の角度に形成されることもある。
【００１９】
ところで、本発明のローエッジコグベルトは、図２に示す様に、ピッチライン１０が、プーリに当接しない傾斜面９とプーリ当接面１２との境界線１３より上方に存在し、さらに具体的には、上記境界線１３を起点にしたピッチライン１０までのベルト厚み方向の距離ｄが０＜ｄ≦１．５ｍｍの式を満足することを特徴とする（上記境界線から上方をプラスとする）。ｄが＋１．５ｍｍを超えると、上コグ７の剥離に対する耐久性は十分得られるものの、圧縮ゴム層２のプーリ当接面１２の面積の減少によって、ベルトの耐磨耗性に悪影響が生じ始める。
【００２０】
ｄが０あるいはマイナス、つまりピッチライン１０が上記境界線１３の下方に存在するベルトでは、ベルト厚み方向に接着ゴム層５の端面の半分以上がプーリ１１と当接することとなるため、上コグ７の剥離及び／または接着ゴム層５の下部からの欠損に対する耐久性が得られない。
【００２１】
なお、プーリに当接しない傾斜面９のプーリからの角度αについては特に限定されるものではないが、５度以上が好ましい。５度未満では、ベルト駆動時に接着ゴム層５及びプーリに当接しない傾斜面９がプーリ１１と十分な距離を確保できないおそれがある。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の変速ベルトを実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
実施例１
まず、心線として、１，１００デニールのパラ系アラミド繊維を上撚り数１１．４回／１０ｃｍ、下撚り数２１．０回／１０ｃｍで上下逆方向に撚糸して２×３の撚り構成とし、トータルデニール６，６００の未処理コードを準備して、この未処理コードをイソシアネート系接着剤に浸漬した後、約１７０〜１８０°Ｃで乾燥、さらにＲＦＬ液に浸漬した後、２００〜２４０°Ｃで延伸熱固定処理を行い、心線用処理コードを作製した。
【００２３】
補強布として、パラ系アラミド繊維及びＰＥＴからなる平織帆布を用いた。ＲＦＬ液に浸漬した後、１５０℃で２分間熱処理して処理帆布とし、続いて不飽和カルボン酸金属塩を分散したＨＮＢＲを主成分とするゴム組成物をフリクションコーティングしてゴム付帆布とした。
【００２４】
１プライの補強布と圧縮ゴム層を形成する不飽和カルボン酸金属塩を分散したＨＮＢＲからなる未加硫ゴムシートと接着ゴム層の未加硫ゴムシートを積層し、歯部と溝部とを交互に配した平坦な金型に設置し、８０℃で加熱することによってコグ部を型付け成形した下コグ用コグパッドを得た。
【００２５】
これらの材料を用意した後、凹状部付のモールドに上記の下コグ用コグパッド、心線、伸張ゴム層を形成する不飽和カルボン酸金属塩を分散したＨＮＢＲからなる平滑なゴムシートを順次巻き付け、続いて内周面に歯部と溝部を交互に有する外母型を嵌挿した。その後、ジャケットを被せて、モールドを加硫缶に設置して加硫することによりゴムスリーブを得た。このゴムスリーブをカットマシーンに装着し、圧縮ゴム層のＶ角度が３０度及び上記ｄ＝＋１.０ｍｍとなるようにカッター刃によってＶ形状に一定間隔で切り込み、個々のローエッジコグベルトを得た。プーリと当接しない傾斜面は、プーリ面からの角度３０度を有するように切り出された。
【００２６】
さらに８０番手のサンドペーパーをベルト側面に当接させながらベルト及びサンドペーパーを回転させることによって、圧縮ゴム層の側面の表面処理を行なった。得られたローエッジコグベルトは、上幅２５ｍｍ、厚み１５ｍｍ、長さ９５０ｍｍ、上コグのピッチ１０ｍｍ、上コグの高さ４ｍｍ、下コグのピッチ１１ｍｍ、下コグの高さ７．５ｍｍであった。
【００２７】
次に得られたベルトの走行試験を行った。駆動側プーリ（φ１３５ｍｍ）と、固定プーリとスプリング力でベルト側面を抑えつける移動プーリとからなる従動側プーリ（φ１２０）との間にベルトを掛架し、９０℃の雰囲気温度で、従動側プーリへ３０ＰＳの負荷及び移動プーリへ１１００Ｎのスプリング力をかけつつ、駆動側プーリを８０００ｒｐｍで回転させ、ベルトの上コグ剥離あるいはコグ谷亀裂の発生に至るまでの時間（寿命）を測定した。得られた結果を表１に示す。
比較例１
ｄ＝−１．０ｍｍとした以外は実施例１と同条件のベルトを作製し（図３に断面図を示す）、同様の試験を行った。結果を表１に併記する。
【００２８】
【表１】

【００２９】
比較例１では早期の上コグ剥離により短寿命に終わったのに対し、実施例１では、上コグ剥離は見られないままゴム硬化によるコグ谷の亀裂発生まで十分に長い寿命を維持することが明らかとなった。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本願各請求項記載の発明によるローエッジコグベルトは、Ｖ形状の溝を有するプーリ間に掛架され、ベルト長手方向に沿って心線を埋設した接着ゴム層の上部に伸張ゴム層を積層し、下部にプーリ当接面を有する圧縮ゴム層を積層し、上記伸張ゴム層及び圧縮ゴム層の両方に、あるいは圧縮ゴム層のみにコグ部を有し、上記伸張ゴム層の両側にベルト全周に渡ってプーリに当接しない傾斜面を有するローエッジコグベルトにおいて、ピッチラインが上記傾斜面とプーリ当接面との境界線より上方に存在することを特徴とするローエッジコグベルトであって、上コグ及び接着ゴム層端面がプーリとの当接から解放され、上コグの剥離及び／または接着ゴム層下部からのベルト欠損に至る時間が著しく遅延される。よって、得られるローエッジコグベルトは、上記欠損の関与なく、伸張ゴム層、圧縮ゴム層及び接着ゴム層の性能向上に伴う耐熱性及び耐磨耗性を十分に発揮した寿命を有するベルトとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のローエッジコグベルトの実施の形態の一例を示す断面斜視図である。
【図２】本発明のローエッジコグベルトの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図３】従来のローエッジコグベルトの断面図である。
【符号の説明】
１ローエッジコグベルト
２圧縮ゴム層
３伸張ゴム層
４心線
５接着ゴム層
６補強布
７上コグ
８下コグ
９プーリに当接しない傾斜面
１０ピッチライン
１１プーリ
１２プーリ当接面
１３境界線

Claims

Ｖ形状の溝を有するプーリ間に掛架され、ベルト長手方向に沿って心線を埋設した接着ゴム層の上部に伸張ゴム層を積層し、下部にプーリ当接面を有する圧縮ゴム層を積層し、上記伸張ゴム層及び圧縮ゴム層の両方に、あるいは圧縮ゴム層のみにコグ部を有し、上記伸張ゴム層の両側にベルト全周に渡ってプーリに当接しない傾斜面を有するローエッジコグベルトにおいて、ピッチラインが上記傾斜面とプーリ当接面との境界線より上方に存在することを特徴とするローエッジコグベルト。
プーリに当接しない傾斜面とプーリ当接面との境界線からピッチラインへのベルト厚み方向の距離ｄが０＜ｄ≦１．５ｍｍの式を満足する請求項１記載のローエッジコグベルト。