CN105980739B - 双齿v型带 - Google Patents

Abstract

双齿V型带具备：具有芯线(112)的、无接头的芯线埋入部(110)；与芯线埋入部(110)一体地设置在芯线埋入部(110)的内周侧的下齿形成部(120)；以及与芯线埋入部(110)一体地设置在芯线埋入部(110)的外周侧的上齿形成部(130)。在以120℃进行1个小时的热处理的情况下，芯线(112)的收缩率在1.2％以上、2.0％以下。构成下齿形成部(120)和上齿形成部(130)的橡胶组合物的硬度小于90度。

Description

双齿V型带

技术领域

本发明涉及一种双齿V型带。

背景技术

由橡胶制成的带用于双轮车(小型摩托车)的无级变速器中。对用于变速器的带而言，要求其具有高耐弯曲性。此外，为了应对降低油耗的需求，还要求其具有高传动效率。

作为能够达到高耐弯曲性和高传动效率这两个方面要求的带，如下所述的双齿V型带(double-cogged V-belt)受到瞩目，在所述双齿V型带的外周面和内周面上相隔一定间距而设置有齿(cog)(例如，参照专利文献1)。通过在带的内周侧形成齿，能够抑制带的抗挠刚度，抑制带本身发热的情况，并且能够减少带的挠曲应变来抑制裂缝的产生。此外，通过在带的外周侧也形成齿，能够防止带的由侧压力引发的压曲变形。因此，双齿V型带能够达到高耐弯曲性、高传动效率这两个方面的要求。

专利文献1：日本公开专利公报特开2004-36855号公报

发明内容

－发明要解决的技术问题－

然而，在现有双齿V型带中，存在如下所述的问题。带会随着使用而磨损。由于带磨损，其卷绕直径会发生变化，因此导致传动比(transmission ratio)发生变化。如果为了抑制带的磨损而提升橡胶的硬度，则传动效率会降低，从而不能发挥作为双齿V型带所具有的特性。对于近年来为了满足小型摩托车的小型化而提出的直径小且宽度也较窄的带而言，该问题特别显著。

本发明的目的在于：能够实现在不使传动效率降低的情况下对传动比的变化进行抑制的双齿V型带。

－用以解决技术问题的技术方案－

本发明一方式中的双齿V型带具备：无接头的芯线埋入部，所述芯线埋入部具有芯线；与芯线埋入部一体地设置在芯线埋入部的内周侧的下齿形成部；以及与芯线埋入部一体地设置在芯线埋入部的外周侧的上齿形成部，在以120℃进行1个小时的热处理的情况下，芯线的收缩率在1.2％以上、2.0％以下，构成下齿形成部和上齿形成部的橡胶组合物的硬度小于90度。

在双齿V型带的一方式中，芯线能够由聚酯纤维形成。

－发明的效果－

根据本发明的双齿V型带，能够在不使传动效率降低的情况下对传动比的变化进行抑制。

附图说明

图1是表示一实施方式所涉及的双齿V型带的立体图。

图2(a)和图2(b)表示一实施方式所涉及的双齿V型带，图2(a)是纵向剖视图，图2(b)是横向剖视图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实施方式的双齿V型带100具有：无接头(endless)的芯线埋入部110；设置在芯线埋入部110的内周侧的下齿形成部120，下齿形成部120与芯线埋入部110是一体的；以及设置在芯线埋入部110的外周侧的上齿形成部130，上齿形成部130与芯线埋入部110是一体的。

芯线埋入部110包括：由橡胶组合物形成的芯线埋入部主体111；以及以形成沿带宽度方向相隔开规定螺距的线圈状的方式埋入到该芯线埋入部主体111内的芯线112。构成芯线埋入部主体111的橡胶组合物的橡胶成分例如可以为：氯丁橡胶(CR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、烃化氯磺化聚乙烯橡胶(ACSM)、或者氢化丁腈橡胶(H-NBR)等。

以120℃对芯线112进行1个小时的热处理之际，该芯线112的收缩率在1.2％以上、2.0％以下。芯线112的材质例如可以是聚酯。例如，作为芯线112可以使用：对粗度在6000dtex以上的聚酯(PET)纤维拈线实施了如下所述的处理而制得的、具有规定外径d(例如，d＝0.8～1.5mm)的制品，该处理是指，将所述拈线浸渍到间苯二酚甲醛胶乳水溶液中后进行干燥的粘接处理。能够通过在实施例中示出的方法来测量芯线112的收缩率。

下齿形成部120包括：由橡胶组合物形成的下齿形成部主体122；以及与该下齿形成部主体122的表面粘接的帆布123。构成下齿形成部120的橡胶组合物的橡胶成分可以为：氯丁橡胶(CR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、烃化氯磺化聚乙烯橡胶(ACSM)、或者氢化丁腈橡胶(H-NBR)等。可以使下齿形成部120的厚度在5.0mm以上、8.0mm以下。

构成下齿形成部120的橡胶组合物包括短纤维121。短纤维121的取向为：其纹理方向与带宽度方向一致。短纤维121混合分散在橡胶组合物中。可以使构成下齿形成部120的橡胶组合物的硬度(JIS-A硬度)在80度以上并且小于90度。

作为短纤维121，能够使用拉伸弹性模量在5GPa以上的纤维。例如能够使用高强度聚乙烯醇(PVA)纤维、对位芳香族聚酰胺纤维、间位芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、或者含杂环的芳香族纤维等。这些纤维中，在向橡胶成分中混炼短纤维之际，对位芳香族聚酰胺纤维(例如，杜邦(Du Pont)公司制，商品名：Kevlar29、Kevlar119；帝人(Teijin)公司制，商品名：Technora)和间位芳香族聚酰胺纤维(例如，帝人公司制，商品名：Conex)由于纤维难以被切断并且用少量纤维就能够提高弹性模量，因而从这样的观点来看，上述对位芳香族聚酰胺纤维和上述间位芳香族聚酰胺纤维是优选的。相对于橡胶成分100质量份，可以使短纤维121的量在15质量份以上、25质量份以下。作为帆布123，可以使用对具有伸展性的织布进行了粘接处理的制品，其中，所述织布由尼龙纤维、棉、棉与尼龙纤维的混合纤维、棉与聚酯纤维的混合纤维、或者芳香族聚酰胺纤维等形成，所述粘接处理是将织布浸渍到橡胶糊中后使织布干燥的处理。

构成上齿形成部130的橡胶组合物能够由氯丁橡胶(CR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、烃化氯磺化聚乙烯橡胶(ACSM)、或者氢化丁腈橡胶(H-NBR)等形成。可以使上齿形成部130的厚度在1.5mm以上、3.5mm以下。构成上齿形成部130的橡胶组合物包括短纤维131。短纤维131的取向为：其纹理方向与带宽度方向一致。短纤维131混合分散在橡胶组合物中。可以使构成上齿形成部130的橡胶组合物的硬度(JIS-A硬度)在80度以上并且小于90度。

作为短纤维131，可以使用拉伸弹性模量在5GPa以上的纤维。例如能够使用高强度聚乙烯醇(PVA)纤维、对位芳香族聚酰胺纤维、间位芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、或者含杂环的芳香族纤维等。这些纤维中，在向橡胶成分中混炼短纤维之际，对位芳香族聚酰胺纤维(例如，杜邦公司制，商品名：Kevlar29、Kevlar119；帝人公司制，商品名：Technora)和间位芳香族聚酰胺纤维(例如，帝人公司制，商品名：Conex)由于纤维难以被切断并且用少量纤维就能够提高弹性模量，因而从这样的观点来看，上述对位芳香族聚酰胺纤维和上述间位芳香族聚酰胺纤维是优选的。相对于橡胶成分100质量份，可以使短纤维131的量在15质量份以上、25质量份以下。通过按照上述方式形成上齿形成部130，能够确保在从带轮受到侧压力的情况下也不压曲的强度，能够实现高传动效率。

本实施方式的双齿V型带100可以为：在以120℃对芯线112进行1个小时的热处理的情况下，该芯线112的收缩率在1.2％以上、2.0％以下。因此，能够使带直径减小，以便补偿带直径因带的磨损而发生的变化。由此，能够使卷绕直径保持大致相等的值，从而能够将传动比的变动抑制得较小。此外，构成下齿形成部120和上齿形成部130的橡胶组合物的硬度(JIS-A硬度)小于90度，硬度被抑制得相比现有双齿V型带还低。由此，能够减少由带的弯曲所导致的能耗，从而能够提高传动效率。

从使带直径充分减小的观点来看，使芯线112的、以120℃进行1个小时热处理所引起的收缩率在1.2％以上，优选在1.5％以上。此外，从避免带因芯线112的收缩而破损的观点来看，使上述收缩率在2.0％以下。能够根据芯线的材质、粗度以及加捻方法等来改变芯线112的收缩率。此外，还能够根据对芯线112实施的粘接处理的条件等来改变芯线112的收缩率。

从将弹性模量抑制得较低、减少由带的弯曲所导致的能耗的观点来看，构成下齿形成部120和上齿形成部130的橡胶组合物的硬度(JIS-A硬度)优选小于90度。从防止带磨损的观点来看，优选上述硬度在80度以上。

下齿形成部120具有沿带长度方向布置的下齿124，下齿124之间隔开一定间距P1(例如，P1＝6mm)，在彼此相邻的下齿124之间形成有沿带宽度方向延伸的凹槽125。下齿124的纵向截面外形可以是齿高度D1为4mm～6mm的近似正弦波形，从而凹槽125的底部形成为半径为R1(例如，R1＝2.0mm)的圆弧状。通过使下齿124的齿高度D1在4mm以上、6mm以下，能够使带的抗挠刚度降低来抑制带发热，并且能够减小带所受的弯曲应变。由此，能够充分地得到抑制裂缝发生这样的效果。此外，能够阻止如下情况，即：在转动情况发生了变动之际下齿124摆动，从而导致对耐久性带来不良影响，所述耐久性是针对张力变动的耐久性。

上齿形成部130具有沿带长度方向布置的上齿134，上齿134之间隔开一定间距P2(例如，P2＝6mm)，在相互相邻的上齿134之间形成有沿带宽度方向延伸的凹槽135。上齿134的纵向截面外形可以是具有规定齿高度D2(例如，D2＝2.2mm)的近似梯形，从而凹槽135的底部形成为半径为R2(例如，R2＝1.2mm)的圆弧状。

能够使下齿124的布置间距P1在上齿134的布置间距P2以下。此外，能够使下齿124的齿高度D1与上齿134的齿高度D2之比D1/D2在1.7以上。而且，能够使带厚度T与距离TC之比T/TC在1.5以上，所述距离TC是下齿形成部120的凹槽125的底部与上齿形成部130的凹槽135的底部之间的距离。其中，TC是距离T1与距离T2之和，所述距离T1是从下齿形成部120的凹槽125的底部到芯线112的中心为止的距离，所述距离T2是从上齿形成部130的凹槽135的底部到芯线112的中心为止的距离。通过满足这些D1/D2、T/TC等形状参数，本实施方式的双齿V型带100能够实现出色的耐侧压性和耐弯曲性。此外，通过使在芯线112的带厚度方向上的中心位置处的带宽度W与带厚度T之比在1.5以上，能够满足作为变速带的长宽比(aspectratio)。而且通过使带宽度W与带厚度T之比在4.0以下，能够将由侧压力引起的、在带宽度方向上的压曲变形抑制得较小，从而能够实现传动效率高的变速带。

实施例

＜橡胶组合物＞

－橡胶组合物1－

向密闭式混合机投入了氯丁橡胶(CR)，并且投入了相对于氯丁橡胶(CR)100质量份而言48质量份的炭黑、5质量份的氧化镁、5质量份的氧化锌、2.5质量份的抗老化剂、9质量份的加工助剂、以及增塑剂，对上述物质进行混炼后进行计量来将上述物质分为多份。接下来，向上述物质进一步投入了相对于氯丁橡胶(CR)100质量份而言3质量份的交联促进剂、20质量份的纤维长度为3mm的间位芳香族聚酰胺短纤维(帝人公司制的Conex)以进行混炼，从而形成了块状橡胶组合物1。橡胶组合物1的硬度(JIS-A硬度)为85度。需要说明的是，硬度是利用JIS-A型硬度计来测量的。

－橡胶组合物2－

除了将短纤维的量改为25质量份以外，其它条件与橡胶组合物1相同。橡胶组合物2的硬度(JIS-A硬度)为90度。

＜芯线＞

－芯线1－

收集两根粗度为1100dtex的聚酯纤维，以初捻捻度系数2.6对它们进行初捻，收集五股已经过上述初捻后的纤维，以终捻捻度系数2.9向与初捻方向相反的方向对它们进行终捻，由此得到合计粗度为11000dtex的芯线，将该芯线用作芯线1。作为芯线1，使用已进行间苯二酚甲醛胶乳(RFL)处理后的芯线。

－芯线2－

收集两根粗度为1650dtex的对位芳香族聚酰胺纤维(帝人公司制，商品名：Technora)，以初捻捻度系数4.3对它们进行初捻，收集三股已经过上述初捻后的纤维，以终捻捻度系数3.6向与初捻方向相反的方向进行终捻，由此得到合计粗度为9900dtex的芯线，将该芯线用作芯线2。

＜带＞

－带1－

利用压延辊对橡胶组合物1进行压延，使其厚度达到0.7mm，从而使短纤维的取向朝向长度方向。接下来，将取向后的橡胶组合物1以规定长度剪断，将剪断后的多个橡胶组合物1连接起来，使得短纤维的取向是朝着宽度方向的。将以短纤维的取向为宽度方向的方式连接在一起的片状橡胶组合物1、芯线1以及具有伸缩性的尼龙帆布设置在圆筒状模具上而形成圆筒状的板料，然后在圆筒模具的外周对上述的圆筒状的板料进行硫化处理，将由此而得的成品按规定宽度切断后，以使带横截面的楔角度达到32°的方式进行剪切并且对其进行研磨，从而制造了带1。对于带1而言，带厚度T为11.5mm、在芯线的厚度方向中心处的带宽度W为20.0mm、下齿的布置间距P1为10.0mm、上齿的布置间距P2为5.7mm。下齿形成部的凹槽底部的截面形状的半径R1为1.5mm，上齿形成部的凹槽底部的截面形状的半径R2为1.0mm。下齿的齿高度D1为4.5mm，上齿的齿高度D2为2.0mm。从下齿形成部的凹槽的底部到芯线的中心为止的距离T1为3.6mm，从上齿形成部的凹槽的底部到芯线的中心为止的距离T2为1.8mm。

－带2－

除了使用橡胶组合物2以外，其它条件与带1相同。

－带3－

除了使用橡胶组合物2和芯线2以外，其它条件与带1相同。

＜评价＞

－收缩率－

在120℃下对埋设了芯线的带进行了1个小时热处理。测量热处理前后的带的外周周长，将热处理前的带的外周周长与热处理后的带的外周周长之差除以热处理前的带的外周周长而得到的值用作芯线的收缩率。

－传动效率－

通过将带架设在主动带轮与从动带轮之间并使主动带轮以转速3000rpm转动，由此测量了传动效率。在测量传动效率之际，使主动带轮与从动带轮的直径相等并且使主动轴扭矩为4Nm，在此条件下使主动带轮转动。测量此时的输入转速N1、输入扭矩Tr1、输出转速N2以及输出扭矩Tr2，利用以下的式(1)计算出传动效率。

传动效率＝(N2×Tr2)/(N1×Tr1)×100···(1)

将各个带的传动效率与带3的传动效率之差除以带3的传动效率而得的值用作标准化效率。

－传动比变化率－

利用以下方式测量了传动比变化率。将带架设在主动带轮与从动带轮之间，使主动带轮的转速为5000rpm，使主动轴扭矩为8Nm，在此条件下使主动带轮转动200小时。对刚开始转动后的输入转速N1和输出转速N2、经过200小时后的输入转速N3和输出转速N4进行测量，利用以下的式(2)计算出传动比变化率。

传动比变化率＝N1/N2((N3/N4)-(N1/N2))/(N1/N2)×100···(2)

将硬度为85的橡胶组合物1、芯线1结合起来而得到的带1，其芯线的收缩率为1.5％。并且，传动比变化率为1.0％，传动比是稳定的，传动比几乎不发生变化。并且，标准化效率为+2％，传动效率相比带3提升。将硬度为90的橡胶组合物2、芯线1结合起来而得到的带2，其芯线的收缩率为1.2％。并且，传动比变化率为1.0％，能够将传动比的变化抑制得较小。但是，标准化效率为-1％，传动效率相比带3降低。组合了硬度为90的橡胶组合物2、芯线2而得的带3，其芯线的收缩率为0％。并且，传动比变化率为2.5％，其传动比的变化较大。

将评价结果综合起来示于表1中。

[表1]

－产业实用性－

本发明的双齿V型带能够在不使传动效率降低的情况下对传动比的变化进行抑制，对中排放量以下的小型摩托车的传动带等来说特别有用。

－符号说明－

100 双齿V型带 110 芯线埋入部

111 芯线埋入部主体 112 芯线

120 下齿形成部 121 短纤维

122 下齿形成部主体 123 帆布

124 下齿 125 凹槽

130 上齿形成部 131 短纤维

134 上齿 135 凹槽

Claims (5)

1.一种双齿V型带，具备：

无接头的芯线埋入部，所述芯线埋入部具有芯线；

与所述芯线埋入部一体地设置在所述芯线埋入部的内周侧的下齿形成部；以及

与所述芯线埋入部一体地设置在所述芯线埋入部的外周侧的上齿形成部，

所述双齿V型带的特征在于：

在以120℃进行1个小时的热处理的情况下，所述芯线的收缩率在1.2％以上、2.0％以下，

构成所述下齿形成部和所述上齿形成部的橡胶组合物包含以纹理方向与带宽度方向一致的方式取向的间位芳香族聚酰胺短纤维，硬度小于90度，

所述芯线由聚酯纤维的粗度在6000dtex以上的拈线构成，所述芯线的外径在0.8mm以上、1.5mm以下，

由下述式1表示的传动比变化率为1.0％，且由下述式2表示的标准化效率为2％，

传动比变化率＝N1/N2(N3/N4－N1/N2)/(N1/N2)×100···式1

其中，在将带架设在主动带轮与从动带轮之间、使主动带轮的转速为5000rpm、使主动轴扭矩为8Nm的条件下使主动带轮转动了200小时的情况下，

N1为在所述条件下刚开始转动后的输入转速，

N2为在所述条件下刚开始转动后的输出转速，

N3为在所述条件下经过200小时后的输入转速，

N4为在所述条件下经过200小时后的输出转速，

标准化效率＝(带的传动效率-基准带的传动效率)/基准带的传动效率···式2

其中，所述基准带是使用了热收缩率为0的芯线来形成的相同形状的双齿V型带，传动效率由下述算式表示，所述算式为(N2×Tr2)/(N1×Tr1)×100，在将带架设在主动带轮与从动带轮之间、使主动带轮的转速为3000rpm、使主动轴扭矩为4Nm的条件下使主动带轮转动了的情况下，

N1为在所述条件下转动时的输入转速，

Tr1为在所述条件下转动时的输入扭矩，

N2为在所述条件下转动时的输出转速，

Tr2为在所述条件下转动时的输出扭矩。

2.根据权利要求1所述的双齿V型带，其特征在于：

所述下齿形成部具有下齿，

所述上齿形成部具有上齿，

所述下齿的布置间距在所述上齿的布置间距以下，

所述下齿的齿高度与所述上齿的齿高度之比在1.7以上，

带厚度与下述距离之比在1.5以上，所述距离是所述下齿形成部的凹槽的底部与所述上齿形成部的凹槽的底部之间的距离。

3.根据权利要求1或2所述的双齿V型带，其特征在于：

芯线的带厚度方向上的中心位置处的带宽度与带厚度之比在1.5以上、4.0以下。

4.根据权利要求1或2所述的双齿V型带，其特征在于：

所述下齿形成部和所述上齿形成部包含短纤维，所述短纤维取向成：其纹理方向与带宽度方向一致。

5.根据权利要求1或2所述的双齿V型带，其特征在于：

所述下齿形成部包括帆布，所述帆布粘接在所述下齿形成部的表面上。