JP4566320B2

JP4566320B2 - 動力伝動用ベルトの製造方法

Info

Publication number: JP4566320B2
Application number: JP2000071697A
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: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2020-03-15
Also published as: JP2001263432A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスノーモービル、スクーター及び一般産業用の変速ベルトとして使用される動力伝動用ベルトの製造方法に係り、詳しくは耐熱性にすぐれ、かつベルト走行寿命を向上させた高負荷伝動に最適な動力伝動用ベルトの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、スクーターまたは一般産業用の機械分野の駆動系において、駆動プーリと従動プーリに動力伝動用ベルトを懸架し、プーリの有効径を変化させて変速させるベルト式変速装置が用いられている。ここで使用されている動力伝動用ベルトは圧縮ゴム層と伸張ゴム層の少なくとも一方のゴム層にコグ山部とコグ谷部を交互に配したコグ部を有し、心線を接着ゴム層内に埋設した構成からなり、ローエッジシングルコグベルトあるいはローエッジダブルコグベルトなどのローエッジコグベルトが知られている。
【０００３】
上記ローエッジコグベルトの製造方法のその（１）としては、成形ドラム上に装着した外帆布、伸張ゴム層のゴムシート、心線、圧縮ゴム層のゴムシート、そして内帆布を順次巻き付け、凹条部と凸条部を交互に有する円筒状母型を嵌入した後、加硫するもので、加硫時の圧力により内帆布を収縮させて、圧縮ゴム層のゴムシートを型付けする方法がある。
【０００４】
また、その（２）として、予め用意したベルト周長よりも長い平面状の溝付金型の上に未加硫ゴムシートを設置し、プレスにより加熱加圧してコグ形状に型付けしたコグパッドを作製する。このコグパッドを成形ドラム上に装着した円筒状母型の凹条部と凸条部に嵌め込み、コグパッドのカット面を突き合わせてジョイントした後、心線を巻き付け、更に他のゴム層、補強布をこの上から巻き付けて成型を終え、加硫工程へ移行していた。
【０００５】
更に、その（３）として、平面状の溝付金型の上に置いた帆布をピニオンロールにて型付けし、その後ゴムシートを置いて、プレスによる圧入して、コグ形状に型付けしたコグパッドを作製する。このコグパッドを成形ドラム上に装着した円筒状母型の凹条部と凸条部に嵌め込み、コグパッドのカット面を突き合わせてジョイントした後、心線を巻き付け、更に他のゴム層、補強布をこの上から巻き付けて成型を終え、加硫工程へ移行していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のスクーターを始めとする変速機用の動力伝動用ベルトでは、クロロプレンゴムが主体であったが、最近では更に耐熱性、耐側圧性、耐摩耗性に富んだ伝動ベルトが要求されている。そのため、その（１）の方法では、ベルトの心線に収縮の小さいものを使用した場合、加硫中、圧縮ゴム層のゴムシートと内帆布が圧入された時に、心線が収縮せず、蛇行する不具合があった。
【０００７】
また、（２）と（３）の方法としては、クロロプレン系等は金型との粘着性に富んでいるために成型しやすいが、アルキル化クロロスルファン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、そして水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマーなどの耐熱性に優れるゴムは粘着性に劣るために、このゴムシートおよびこのゴムで処理された補強布とを用いて型付けした場合、補強布とゴムシートとが剥離して、型付け出来なかった。特に、帆布をピニオンロールにて型付けする場合には、補強布が型に沿わずに宙に浮いてしまうことがあった。このようにして成型した伝動ベルトは、高負荷伝動させると、圧縮ゴムのコグ谷部から亀裂が発生しやすかった。
【０００８】
そこで、本発明は上記の問題点を解消し、耐熱性にすぐれ、かつベルト走行寿命を向上させた高負荷伝動に最適な動力伝動用ベルトの製造方法の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１記載の発明は、圧縮ゴム層と伸張ゴム層の少なくとも圧縮ゴム層にコグ山部とコグ谷部を交互に配したコグ部を有し、心線を接着ゴム層内に埋設するように形成した動力伝動用ベルトの製造方法において、
圧縮ゴム層を形成するゴム部材を型付けし、コグ山部とコグ谷部を交互に有するコグパッドを作製する工程、上記コグパッドのコグ山部とコグ谷部の表面に補強布を伸張させないように付着させた補強布付きコグパッドを作製する工程、上記補強布付きコグパッドの両端のコグ山部を切断したものを溝付きモールドに巻き付けて両端コグ山部の切断面を当接させる工程、更に心線と伸張ゴム層を形成する材料を順次巻き付けて成形体を作製後、加硫し、得られた加硫スリーブをＶ状に切断して動力伝動用ベルトを作製する工程を含む動力伝動用ベルトの製造方法にある。
【００１０】
この発明では、圧縮ゴム層を形成するゴム部材を型付けし、コグ山部とコグ谷部を交互に有するコグパッドを作製する工程と、上記コグパッドのコグ山部とコグ谷部の表面に補強布を伸張させないように付着させた補強布付きコグパッドを作製する工程を設けることによって、補強布付きコグパッドの補強布とコグパッドとを密着させ、しかも補強布を伸張させず付着させることができ、補強布とコグパッド間の剥離もなく動力伝動用ベルトを仕上ることができる。また、伸びの小さな補強布をコグ部表面に使用することができ、ベルトの耐亀裂性の向上につながる。
【００１１】
本願請求項２記載の発明は、コグパッドの表面に補強布を設置した後、補強布をコグ山部とコグ谷部の表面に沿わし、更に加圧して補強布を伸張させないように付着させた補強布付きコグパッドを作製する動力伝動用ベルトの製造方法にあり、補強布付きコグパッドの補強布とコグパッドとを密着させ、しかも補強布を伸張させず付着させることができ、補強布とコグパッド間の剥離もなく動力伝動用ベルトを仕上ることができる。
【００１２】
本願請求項３記載の発明は、補強布をピニオンロールによってコグ山部とコグ谷部の表面に沿わす動力伝動用ベルトの製造方法にあり、補強布を確実にコグパッドに付着させることができる。
【００１３】
本願請求項４記載の発明は、接着ゴム層を形成するゴム部材を、圧縮ゴム層を形成するゴム部材と共に積層してコグパッドを作製する動力伝動用ベルトの製造方法にある。
【００１４】
本願請求項５記載の発明は、接着ゴム層を形成するゴム部材を、伸張ゴム層を形成するゴム部材と共に使用する動力伝動用ベルトの製造方法にある。
【００１５】
本願請求項６記載の発明は、圧縮ゴム層のゴム部材がアルキル化クロロスルファン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、そして水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマーから選ばれた少なくとも一種の耐熱性ゴムである動力伝動用ベルトの製造方法にあり、優れた耐熱性を有する動力伝動用ベルトになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。
図１は本発明の動力伝動用ベルトの部分正面図、図２は本発明の他の動力伝動用ベルトの部分正面図、図３は本発明の動力伝動用ベルトの製造方法においてコグパッドを作製する工程を示し、図４は補強布をピニオンロールによってコグパッドのコグ山部とコグ谷部の表面に沿わす工程を示し、図５は図４の工程で得られたコグパッドを加圧成型して補強布付きコグパッドを作製する工程を示し、図６は補強布付きコグパッドの両端部の状態を示し、図７は本発明の動力伝動用ベルトの製造方法においてモールド上で圧縮ゴム層、心線、そして伸張ゴム層からなる成形体の作製状態を示す図である。
【００１７】
これによると、本発明の動力伝動用ベルト１は、接着ゴム層２内にポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等のコードからなる心線３が埋め込まれ、接着ゴム層２の上部、下部にはそれぞれ補強布４とゴム層５を積層した伸張ゴム層６、また同様に補強布４とゴム層５を積層した圧縮ゴム層７がある。伸張ゴム層６および圧縮ゴム層７には、それぞれ一定ピッチでベルト長手方向に沿ってコグ谷部８とコグ山部９とを交互に配した上下コグ部１１、１２が設けられている。
【００１８】
しかして、図１に示す下コグ部１２では、ジョイント部１４がコグ山部の領域ａ内に存在し、心線との角度が直角になっている。ジョイント部１４が垂直面であるため、接着ゴム層２のゴムのジョイント部１４への流れ込みが起こり易くなっているが、この流れ込みもコグ山部９のみで、しかも深くまで侵入していないことから、屈曲疲労性に大きな影響を与えない。
【００１９】
また、他の動力伝動用ベルト１の下コグ部１２では、図２に示すように、ジョイント部１４がコグ山部の領域ａ内に存在し、心線３との角度θが６０〜９０°、好ましくは６５〜９０°のバイアスになっており、接着ゴム層２のゴムもほとんどジョイント部１４へ流れ込むこともなく、亀裂の発生しやすい個所が少なくなってベルト走行寿命も向上する。即ち、バイアスのジョイント部１４は接着ゴム層２の流れ込みを防止する役割を果たしている。
【００２０】
一方、ジョイント部１４の一端がコグ山部の領域ａを越えてコグ谷部ｂまで侵入している場合には、接着ゴム層２のゴムがコグ谷部の領域ｂのジョイント部１４まで侵入し、この結果コグ谷部の領域は屈曲疲労を受けやすくなって短時間に亀裂が発生する。
【００２１】
無論、上コグ部１１の場合においても、上記の下コグ部１２と同様にジョイント部１４をコグ谷部の領域ｂに侵入させないようにする必要がある。
【００２２】
上記動力伝動用ベルト１の製造工程としては、
（１）まず第一工程として、圧縮ゴム層７と接着ゴム層２を形成するゴム部材２０を型付けし、コグ山部２２とコグ谷部２３を交互に有するコグパッド２１を作製する工程からなる。即ち、図３に示すように、凹部２４と凸部２５を交互に有する金型２６に圧縮ゴム層７を形成するゴム部材２０を設置し、プレス板２７によって加圧してコグ山部２２とコグ谷部２３を有するコグパッド２１を作製する。この場合、金型２６とプレス板２７の温度は４０〜１００°Ｃであり、ゴム部材２０の加圧変形を容易にする。
【００２３】
（２）第二工程として、上記コグパッド２１のコグ山部２２とコグ谷部２３の表面に補強布４を伸張させないように付着させた補強布付きコグパッド２１Ａを作製する工程からなる。即ち、図４に示すように、基台２８に設置したコグパッド２１の上に補強布４を置き、ピニオンロール２９を回転させながら補強布４を押し付けてコグ山部２２とコグ谷部２３の表面に沿わして補強布付きコグパッド２１Ａを作製する。この補強布付きコグパッド２１Ａは補強布４がコグパッド２１の完全に付着していない。
ここで使用する補強布４は１〜３枚程度が好ましい。
【００２４】
（３）第三工程として、図５に示すように、上記補強布付きコグパッド２１Ａを前述の金型２６に嵌め込んだ後、プレス板２７によって加圧し、補強布４を密着させた補強布付きコグパッド２１Ａを作製する。
【００２５】
（４）第四工程として、上記補強布付きコグパッド２１Ａの両端部３０を切断する。即ち、図６に示すように、上記コグパッド２１Ａの一方の切断部３０は、コグ山部２２の頂部３１で角度αが０〜４０°にバイヤス切断され、更にコグパッド２１Ａを反転させて他方の切断部３０も同様にコグ山部２２で逆方向へ傾斜するように切断される。上記コグパッド２１Ａをエンドレスにするとき、両切断面が良好に密着する。
尚、バイアス角度αが４０°を越えると、ジョイント部１４がコグ谷部の領域ｂまで侵入する危険性が出てくる。
【００２６】
（５）第五工程として、図７に示すように、成形機（図示せず）にモールド３５を装着し、モールドの溝部３６にコグパッドのコグ山部２２を嵌合しながら、所定長さのコグパッド２１Ａをモールド３５に一周巻き付けてカット端部を面接触させた後、心線３をスパイラルに巻き付ける。その上に１〜数枚の補強布４と伸張ゴム層の未加硫ゴムシート３３の積層物を巻き付けて、成形体３８を作製する。無論、本発明では、上記歯部３７と溝部３６を交互に有するモールド３５に代えて、円周方向に沿って所定の間隔で溝部を設けた内母型を装着したモールドを使用することもできる。
そして、本発明では、成形機から取り出したモールド３５を支持台上に設置し、円周方向に沿って所定の間隔で設けた凹状部を有する、加硫ゴム製からなる母型（図示せず）、そしてジャケット（図示せず）を嵌入する。
【００２７】
（６）第六工程として、成形体３５を加硫缶へ移して通常の方法で加硫を行う。
加硫した後、ジャケット、母型、続いて円筒状のスリーブをモールド３５から抜き取り、スリーブを所定幅に切断して図１あるいは図２に示すようなダブルコグベルト１を作製する。
【００２８】
上記圧縮ゴム層７および伸張ゴム層６になるゴムは、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アルキル化クロロスルファン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマー等のゴム材の単独、またはこれらの混合物が使用されるが、特に耐熱性に優れるアルキル化クロロスルファン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマーが好ましい。
【００２９】
そして、上記圧縮ゴム層７および伸張ゴム層６には、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿等の繊維からなり繊維の長さは繊維の種類によって異なるが１〜１０ｍｍ程度の短繊維が用いられ、例えばアラミド繊維であると３〜５ｍｍ程度、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿であると５〜１０ｍｍ程度のものが用いられる。そして、上記ゴム層中の短繊維の方向はベルトの長手方向に対して直角方向を向いているのを９０°としたときほとんどの短繊維が７０°〜１１０°の範囲内に配向されていることが望ましい。
接着ゴム層２には、上記短繊維を含めてもよいが、好ましくは含めない。
【００３０】
補強布４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９０〜１２０°程度の広角度帆布でもよい。補強布４はＲＦＬ処理した後、ゴム組成物をフィリクション・コーチングしてゴム付帆布とする。ＲＦＬ液はレゾルシンとホルマリンとの初期縮合物をラテックスに混合したものであり、ここで使用するラテックスとしてはクロロプレン、スチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体、水素化ニトリル、ＮＢＲなどである。
【００３１】
【実施例】
以下、更に具体的な実施例により本発明の詳細に説明する。
実施例１
心線として、１，１００デニールのポリエチレンテレフタレート繊維を上撚り数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た。次いで、この未処理コードをイソシアネート系接着剤でプレディプした後、約１７０〜１８０°Ｃで乾燥し，ＲＦＬ液に浸漬した後、２００〜２４０°Ｃで延伸熱固定処理を行なって処理コードとした。
【００３２】
補強布として、綿の紡績糸を使用し平織帆布を用いた。これらの帆布をＲＦＬ液に浸漬した後、１５０°Ｃで２分間熱処理して処理帆布とした。その後、これらの処理帆布にゴム組成物をフリクション・コーチングして、ゴム付帆布とした。
【００３３】
圧縮ゴム層と伸張ゴム層はアラミドの短繊維を含んだＨ−ＮＢＲからなるゴム組成物を用い、また接着ゴム層は短繊維を含まないＨ−ＮＢＲからなるゴム組成物を用いた。
【００３４】
コグパッドは圧縮ゴム層の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、凹部と凸部を交互に有する平坦な金型に設置し、８０°Ｃで加圧することによってコグ部を型付けしたコグパッドを形成し、金型から取り出した。
続いて、コグパッドのコグ部表面に１枚の補強布を設置し、この上からピニオンロールを用いて補強布をコグパッドに付着させた後、再度同じ金型にコグパッドを設置し、プレスにより型付けして、コグパッドを作製した。
そして、上記コグパッドの両端をコグ山部の頂部から垂直に切断した。
【００３５】
これらの材料を用意した後、平坦なモールドに装着した内母型にコグパッドを巻き付け、更に心線、平坦な伸張ゴム層、補強布を順次巻き付けて成形体を作製した。続いて、母型、そしてジャケットを被せてモールドを加硫缶に設置し、加硫してベルトスリーブを得た。このスリーブをカッターによってＶ状に切断してスノーモービル用のローエッジダブルコグベルトに仕上げることができた。
【００３６】
得られたローエッジダブルコグベルトのコグ山部は、ジョイント部がコグ山部の領域内に存在し、心線に対して直角になり、接着ゴム層のゴムがジョイント部に侵入していた。
【００３７】
上記ベルトを直径１２０ｍｍの駆動プーリと直径１２０ｍｍの従動プーリからなるタテ型走行試験機に懸架し、背面に直径５０ｍｍのテンションプーリを当接させてベルトの曲げ角度を１６０°に維持し、従動プーリに荷重１５０ｋｇｆをかけ、そして駆動プーリを３６００ｒｐｍで回転させ、ベルトの走行寿命を確認した。その結果、コグ谷部に亀裂が入るまでのベルト走行時間は１５０時間であった。
【００３８】
比較例１
凹部と凸部を交互に有する平坦な金型に、１枚の補強布と圧縮ゴム層の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、プレスにより８０°Ｃで加圧することによってコグ部を型付けしたコグパッドを形成し、金型から取り出してコグパッドを作製した。このコグパッドを用いて実施例１と同様にローエッジダブルコグベルトを作製し、ベルトの走行寿命を確認した。その結果、コグ谷部に亀裂が入るまでのベルト走行時間は７２時間であった。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本願請求項記載の発明では、圧縮ゴム層を構成するゴム部材を型付けし、コグ山部とコグ谷部を交互に有するコグパッドを作製する工程と、上記コグパッドのコグ山部とコグ谷部の表面に補強布を伸張させないように付着させた補強布付きコグパッドを作製する工程を設けることによって、補強布付きコグパッドの補強布とコグパッドとを密着させ、しかも補強布を伸張させず付着させることができ、補強布とコグパッド間の剥離もなく動力伝動用ベルトを仕上ることができ、また伸びの小さな補強布をコグ部表面に使用することができ、ベルトの耐亀裂性の向上につながる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の動力伝動用ベルトの部分正面図である。
【図２】本発明に係る他の動力伝動用ベルトの部分正面図である。
【図３】本発明の動力伝動用ベルトの製造方法においてコグパッドを作製する工程を示す断面図である。
【図４】補強布をピニオンロールによってコグパッドのコグ山部とコグ谷部の表面に沿わす工程を示す断面図である。
【図５】図３の工程で得られたコグパッドを加圧成型して補強布付きコグパッドを作製する工程を示す断面図である。
【図６】補強布付きコグパッドの両端部の状態を示す断面図である。
【図７】本発明の動力伝動用ベルトの製造方法においてモールド上で圧縮ゴム層、心線、そして伸張ゴム層からなる成形体の作製状態を示す図である。
【符号の説明】
１動力伝動用ベルト
２接着ゴム層
３心線
４補強布
６伸張ゴム層
７圧縮ゴム層
８コグ谷部
９コグ山部
１１上コグ部
１２下コグ部
１４ジョイント部
２０ゴム部材
２１コグパッド
２１Ａ補強布付きコグパッド
２２コグ山部
２３コグ谷部
２６金型
２９ピニオンロール

Claims

圧縮ゴム層と伸張ゴム層の少なくとも圧縮ゴム層にコグ山部とコグ谷部を交互に配したコグ部を有し、心線を接着ゴム層内に埋設するように形成した動力伝動用ベルトの製造方法において、
圧縮ゴム層を形成するゴム部材を型付けし、コグ山部とコグ谷部を交互に有するコグパッドを作製する工程、
上記コグパッドのコグ山部とコグ谷部の表面に補強布を伸張させないように付着させた補強布付きコグパッドを作製する工程、
上記補強布付きコグパッドの両端のコグ山部を切断したものを溝付きモールドに巻き付けて両端コグ山部の切断面を当接させる工程、
更に心線と伸張ゴム層を形成する材料を順次巻き付けて成形体を作製後、加硫し、得られた加硫スリーブをＶ状に切断して動力伝動用ベルトを作製する工程、を含むことを特徴とする動力伝動用ベルトの製造方法。
コグパッドの表面に補強布を設置した後、補強布をコグ山部とコグ谷部の表面に沿わし、更に加圧して補強布を伸張させないように付着させた補強布付きコグパッドを作製する請求項１記載の動力伝動用ベルトの製造方法。
補強布をピニオンロールによってコグ山部とコグ谷部の表面に沿わす請求項２記載の動力伝動用ベルトの製造方法。
接着ゴム層を形成するゴム部材を、圧縮ゴム層を形成するゴム部材と共に積層してコグパッドを作製する請求項１、２、または３記載の動力伝動用ベルトの製造方法。
接着ゴム層を形成するゴム部材を、伸張ゴム層を形成するゴム部材と共に使用する請求項１、２、または３記載の動力伝動用ベルトの製造方法。
圧縮ゴム層のゴム部材がアルキル化クロロスルファン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、そして水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマーから選ばれた少なくとも一種の耐熱性ゴムである請求項１〜５のいずれかに記載の動力伝動用ベルトの製造方法。