JP2000337450A

JP2000337450A - 伝動ベルト及びその製造方法

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Publication number: JP2000337450A
Application number: JP14361399A
Authority: JP
Inventors: Yoshinaru Kurosei; 美考黒精; Kazuyoshi Tani; 和義谷; Koji Watanabe; 幸二渡辺
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1999-05-24
Filing date: 1999-05-24
Publication date: 2000-12-05
Anticipated expiration: 2019-05-24
Also published as: JP3464939B2

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｖリブ7の表面から短繊維が突出した伝動ベ
ルトにおいて、短繊維の強度を損なうことなくその露出
面積を増大させ、耐摩耗性を向上する。【解決手段】合成繊維38の突出部40を塑性変形させ、
先端に向かって末広がり状の扇形に形成する。合成繊維
38の突出部40は、研削加工時に融点以下の温度にまでし
か加熱されず、非溶融状態に維持されている。合成繊維
38の突出部40はＶリブ7の側面11から起立し、この側面1
1にはミクロな凹凸が形成されている。合成繊維38は、
２０μｍ以上のフィラメント径を有するナイロンによっ
て形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、伝動ベルト及びそ
の製造方法に係り、特に、底ゴム部に短繊維が混入され
たＶリブドベルトやＶベルト等の伝動ベルト及びその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平３−２１９１４
７号公報に開示されているように、ベルトの摩擦伝動部
の耐側圧性及び耐摩耗性を向上すると共にベルト走行時
の異音発生を防止することを目的に、短繊維群をベルト
幅方向への配向性を保った状態で底ゴム部に混入し、当
該短繊維群の一部を底ゴム部の表面から突出させるよう
にした伝動ベルトが知られている。

【０００３】しかし、このような伝動ベルトであって
も、底ゴム部の表面に占める短繊維群の突出部の面積が
小さいと、ゴムとプーリとが直接接する面積が大きくな
るため、耐摩耗性はさほど向上しない。

【０００４】そこで、上記公報に開示された伝動ベルト
では、研削時の加工温度を高め、研削に際しての発熱に
より短繊維の先端を溶融した状態にしている。これによ
り、図１０に示すように、短繊維100の露出部101は花が
咲いたような状態になり、短繊維100の露出面積が増大
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、短繊維を溶融
状態にすると、繊維の分子構造が変化するため、その強
度は低下する。そのため、上記伝動ベルトでは、短繊維
の露出面積が増大しているにもかかわらず、ベルトの耐
摩耗性が十分に向上しているとは言い難かった。

【０００６】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、短繊維の強度を保っ
たままその露出面積を増大させることにより、ベルトの
耐摩耗性を向上させることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、短繊維を塑性変形させて偏平形状に形成
することとした。

【０００８】具体的には、本発明に係る伝動ベルトは、
底ゴム部に短繊維群が所定方向に配向されるように混入
され、該底ゴム部の表面から該短繊維群の一部が突出し
ている伝動ベルトであって、短繊維の突出部は、塑性変
形した状態で偏平に形成されていることとしたものであ
る。

【０００９】上記事項により、短繊維の突出部は溶融し
ていないので、短繊維の本来の強度は維持される。ま
た、短繊維の突出部は外力により塑性変形して偏平に形
成されているので、断面が円形である場合に比べて露出
面積が大きくなる。従って、ベルトの耐摩耗性が向上す
る。

【００１０】短繊維の突出部は、先端に向かって末広が
り状の扇形に形成されていてもよい。

【００１１】上記事項により、露出面積の大きな偏平形
状の具体的構成が得られる。

【００１２】ところで、前記従来のベルトでは、露出し
た短繊維が底ゴム部の表面に向かって倒れやすいため、
異音の防止に効果的と考えられている表面凹凸が形成さ
れにくかった。そのため、異音が発生しやすかった。

【００１３】そこで、短繊維の突出部は、根元が底ゴム
部の表面から起立していることが好ましい。これによ
り、底ゴム部の表面に、起立した突出部を凸部とし、短
繊維の底ゴム部への埋入部分を凹部とするミクロな凹凸
が形成され、異音の発生が防止される。

【００１４】短繊維は、フィラメント径が２０μｍ以上
の合成繊維により構成されていることが好ましい。これ
により、好適な短繊維が得られる。

【００１５】本発明に係る伝動ベルトの製造方法は、底
ゴム部の表面から短繊維群が突出している伝動ベルトの
製造方法であって、短繊維群が所定方向に配向されるよ
うに混入された底ゴム部を、砥粒径の５０％〜９５％が
突出した超砥粒を有する砥石によって研削する工程を含
んでいることとしたものである。

【００１６】上記事項により、短繊維が超砥粒との干渉
によって研削方向に傾斜し、超砥粒との干渉によって繊
維の表面に発生した応力が解放されることによって、繊
維の先端が湾曲し、塑性変形を伴って幅方向に広がりな
がら、その一部が引きちぎられるように除去され、偏平
形状となる。また、超砥粒の突出量が大きいため、砥石
のボンド部とベルトの底ゴム部との接触が防止され、摩
擦熱の発生が抑制される。そのため、研削に際して短繊
維の露出部はあまり加熱されず、その溶融が防止され
る。従って、短繊維の突出部が塑性変形した伝動ベルト
を容易に得ることができる。

【００１７】本発明に係る他の伝動ベルトの製造方法
は、底ゴム部の表面から短繊維群が突出している伝動ベ
ルトの製造方法であって、短繊維群が所定方向に配向さ
れるように混入された底ゴム部を、砥粒密度が３．５％
〜５５％の超砥粒を有する砥石によって研削する工程を
含んでいることとしたものである。

【００１８】上記事項により、超砥粒の砥粒密度が小さ
いためにチップポケットが大きくなり、研削切り粉が排
出されやすくなる。そのため、切り粉による目詰まりが
起こりにくいので、研削に際しての発熱が抑制される。
従って、短繊維の突出部が非溶融状態に維持されるとと
もに塑性変形した伝動ベルトを容易に得ることができ
る。

【００１９】本発明に係る他の伝動ベルトの製造方法
は、底ゴム部の表面から短繊維群が突出している伝動ベ
ルトの製造方法であって、短繊維群が所定方向に配向さ
れるように混入された底ゴム部を、砥粒径の５０％〜９
５％が突出し且つ砥粒密度が３．５％〜５５％の超砥粒
を有する砥石によって研削する工程を含んでいることと
したものである。

【００２０】上記事項により、超砥粒の突出量が大きい
ため、砥石のボンド部とベルトの底ゴム部との接触が防
止され、摩擦熱の発生が抑制される。加えて、超砥粒の
砥粒密度が小さいことからチップポケットが大きくな
り、研削切り粉が排出されやすくなる。そのため、切り
粉による目詰まりが防止され、研削に際しての発熱が抑
制される。従って、短繊維の突出部が非溶融状態に維持
されるとともに塑性変形した伝動ベルトを容易に得るこ
とができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２２】＜実施形態１＞図１は、実施形態１に係る
伝動ベルト10の断面形状を示している。本伝動ベルト10
は、自動車の補機類の駆動装置やその他の一般産業用途
に用いられるＶリブドベルトである。

【００２３】接着ゴム層4には、ベルト長さ方向に延び
る抗張体2が、ベルト幅方向（図１の左右方向）に等間
隔に並んだ状態で埋設されている。接着ゴム層4の上面
側、すなわちベルト外面側には、帆布層5が設けられて
いる。接着ゴム層4の下面側、すなわちベルト内面側に
は、ベルト長さ方向に延びるＶリブ7が、ベルト幅方向
に複数設けられている。なお、このＶリブ7は、本発明
で言うところの「底ゴム部」に対応する。接着ゴム層4
及びＶリブ7は、例えばクロロプレンゴム、Ｈ−ＮＢＲ
ゴム、ＣＳＭゴム、天然ゴム、ＳＢＲゴム、ブタジエン
ゴム、ＥＰＭ、ＥＰＤＭなどから形成することができ
る。

【００２４】Ｖリブ7には、複数の合成繊維38,38,…が
所定方向への配向性を保った状態で埋設されている。具
体的には、合成繊維38,38,…はベルト幅方向への配向性
を保ったまま埋設されている。合成繊維38としては、塑
性変形しやすい繊維、例えば、２０μｍ以上のフィラメ
ント径を有するナイロン、ビニロン、ポリエステル等を
好適に用いることができる。

【００２５】図２及び図３に示すように、Ｖリブ7に埋
設された合成繊維38の一部は、Ｖリブ7の側面11から突
出している。合成繊維38の突出部40は、先端に向かって
末広がり状の扇形に形成され、偏平になっている。この
扇形の角部は丸みを帯びており、滑らかな曲面状に形成
されている。また、合成繊維38の突出部40は、非溶融状
態に維持され、その先端は波形に形成されている。図３
に示すように、合成繊維38の突出部40の根元は、Ｖリブ
7の側面11から起立している。言い換えると、合成繊維3
8は、Ｖリブ7の側面11に対してほぼ直立した状態になっ
ている。これにより、Ｖリブ7の側面11には、起立した
根元部分から先端側を凸部とし、Ｖリブ7への埋入部分
を凹部とするミクロな凹凸が形成されている。なお、突
出部40の長さは、例えば５μｍ〜３０μｍである。

【００２６】−Ｖリブドベルトの製造方法− 次に、このＶリブドベルト10の製造方法を説明する。

【００２７】まず、接着ゴム層4となる未加硫ゴムシー
ト、抗張体2となるコード、及び合成繊維38を混合した
未加硫ゴムシート等を順に積層し、これらを加熱加硫し
て円筒状のベルト成形体を得る。

【００２８】その後、図４に示すように、上記ベルト成
形体19を駆動機構20の主ロール22とテンションロール23
との間に巻き掛け、当該駆動機構20により走行させる。
なお、24Aはガイドロールである。そして、砥石21を回
転駆動しつつ、走行中の上記ベルト成形体19に押しつけ
ることにより、ベルト成形体19の研削加工を行う。これ
により、埋設した合成繊維38の一部は、偏平形状となっ
てＶリブ7の側面11から突出する。具体的には、合成繊
維38が砥粒との干渉によって研削方向に傾斜し、砥粒と
の干渉によって繊維の表面に発生した応力が解放される
ことによって繊維の先端が湾曲し、塑性変形を伴って幅
方向に広がりながら、その一部が引きちぎられるように
除去される。

【００２９】この際、砥石21の種類や砥石21の押しつけ
力等を調節することにより、合成繊維38の突出部40の偏
平の程度や、先端の波形状を調節することが可能であ
る。

【００３０】砥石21としては、円盤状の研削ホイール25
の周面に、ダイヤモンド砥粒24を電気メッキ、ろう付
け、焼き付け等により固定した構造のものを使用するこ
とが好ましい。ただし、砥粒はダイヤモンド砥粒に限定
されるものではなく、ＣＢＮ等の他の超砥粒を用いるこ
とも可能である。図５（ａ）は、研削ホイール25の周面
の一部を垂直方向から投影した図であり、図５（ｂ）は
図５（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。これら図５（ａ）
及び（ｂ）に示すように、研削ホイール25（図４参照）
の周面には、接着剤（メタルボンド、ニッケルボンド
等）が層状に薄く引き伸ばされて塗布され、ボンド部26
が形成されている。

【００３１】ダイヤモンド砥粒24は、ボンド部26の上に
均等に配置され、接着されている。砥粒24の粒径は、＃
３０〜＃２００が好ましく、本実施形態では＃１４０に
設定されている。ボンド部26からの砥粒24の突出量は、
砥粒24の全体高さの５０％〜９５％とすることが好まし
い。なお、本実施形態では砥粒24の突出量は８０％に設
定されている。砥粒24の砥粒密度（研削面に占める砥粒
の表面積の割合）は３．５％〜５５％が好ましく、本実
施形態では４５％に設定されている。

【００３２】研削加工においては、研削ホイール25を５
００〜２０００ｍ／ｍｉｎの周速で回転させることが好
ましく、本実施形態では周速は１０００ｍ／ｍｉｎとし
た。砥石21の周速Ｖｓに対するベルトの周速Ｖｗの比で
ある研削速度比Ｖｓ／Ｖｗは、０．００２〜０．０４が
好ましく、本実施形態では０．００４とした。

【００３３】−本実施形態の効果− 以上のように、本Ｖリブドベルト10では、合成繊維38の
突出部40が偏平形状に形成されているので、Ｖリブ7の
側面11に対する合成繊維38の見かけ上の面積は、突出部
の断面形状が円形である場合に比べて大きい。また、合
成繊維38の突出部40の先端が波形に形成されていること
から、先端が平坦である場合に比べて、合成繊維38の表
面積は更に増大している。従って、本Ｖリブドベルト10
は耐摩耗性が大きい。

【００３４】合成繊維38の突出部40は、塑性変形して非
溶融状態に維持されているので、突出部40において合成
繊維本来の強度が維持されている。従って、合成繊維38
の突出部40は摩耗しにくく、ベルトの耐摩耗性は更に向
上している。

【００３５】合成繊維38の突出部40が丸みを帯びた扇形
に形成されているので、Ｖリブ7の側面11に対する面圧
が大きい場合であっても、また、面圧が不均一な場合で
あっても、安定した摺動抵抗を得ることができる。

【００３６】合成繊維38の突出部40の根元がＶリブ7の
側面11に対して起立しているため、ベルトとプーリとの
間の摺動部に水や油等が混入した場合であっても、それ
らは突出部40の根元の間を伝って容易に排出される。そ
のため、摺動部に水等が混入した場合であっても、摺動
抵抗は安定する。

【００３７】Ｖリブ7の研削加工を、ボンド部26から砥
粒径の５０％〜９５％が突出した超砥粒を用いて行うこ
ととしたので、研削に際してボンド部26とＶリブ7との
接触が起こりにくい。そのため、摩擦による発熱が少な
い。また、砥粒24は比較的熱伝導率の高いダイヤモンド
で形成されているので、研削時に生じる熱は研削ホイー
ル25側に逃げやすい。従って、合成繊維38の突出部40の
温度は溶融する程度（融点）にまでは上昇せず、合成繊
維38の非溶融状態は維持される。

【００３８】また、超砥粒の砥粒密度は、３．５％〜５
５％と比較的粗いので、砥粒の間の隙間、すなわちチッ
プポケットは大きくなる。そのため、研削に際して切り
粉による目詰まりが起こりにくい。従って、目詰まりに
起因する発熱が抑制され、合成繊維38の突出部40の非溶
融状態は維持されやすくなる。

【００３９】−性能比較例− 次に、本実施形態に係るＶリブドベルト10と従来のＶリ
ブドベルトとを比較した性能比較試験について説明す
る。なお、Ｖリブドベルト10の合成繊維38としては、２
０〜２５ｐｈｒのナイロンを用いた。従来のＶリブドベ
ルトとしては、短繊維の露出部を花が咲いたように溶融
状態にしたものを用いた。

【００４０】試験は以下のようにして行った。すなわ
ち、、図６に示すように、試料ベルト32に案内ローラ33
を介して重量Ｗのウエイトを垂下させ、ロードセル31の
ロードセル値を検出することによってベルトの張り側の
張力Ｔ１及び緩み側の張力Ｔ２を検出し、これらの比
（張力比）Ｔ１／Ｔ２の経時変化を算出することにより
行った。なお、張力比Ｔ１／Ｔ２は、摩擦係数μ＝（１
／π）ｌｎ（Ｔ１／Ｔ２）の大小を示すものである。案
内ローラ33の回転数は４３ｒｐｍとし、重量Ｗは１．７
５ｋｇとした。

【００４１】その結果、図７に示すように、本Ｖリブド
ベルト10では、初期状態（新品時）と２４時間連続走行
後の状態（走行劣化時）との間で張力比Ｔ１／Ｔ２はほ
とんど変動せず、従来に比べて変動量が著しく減少する
ことが明らかになった。また、１００℃の高温条件及び
高荷重条件下においても同様の測定を行った結果、従来
のベルトでは、通常条件下の場合に比べて張力比Ｔ１／
Ｔ２が相当大きくなるのに対し、本Ｖリブドベルト10で
は張力比Ｔ１／Ｔ２はあまり増加せず、また、その経時
変化も少ないことが明らかになった。これは、従来のベ
ルトでは、短繊維が溶融部分から急速に摩耗し、その表
面積が著しく減少するのに対し、本Ｖリブドベルト10で
は、合成繊維38の突出部40が非溶融状態にあるので、高
温及び高負荷条件下においても合成繊維38の強度は維持
され、その表面積があまり減少しないことが主な原因で
あると考えられる。

【００４２】図８は、１００℃の高温条件下におけるゴ
ムの屈折率の経時変化を示す。図８より、本Ｖリブドベ
ルト10では、従来のベルトに比べて屈折率の経時変化が
小さいことが分かる。

【００４３】−変形例− なお、本発明の適用対象は、上記Ｖリブドベルト10に限
定されるものではなく、他の種類のＶリブドベルトであ
ってもよい。例えば、図９に示すような結合型Ｖリブド
ベルト10Aであってもよい。また、Ｖベルト等の他の伝
動ベルトであってもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、短繊維
の突出部が塑性変形した状態で偏平に形成されているの
で、短繊維の本来の強度を維持することができると共に
露出面積を大きく確保することができるので、ベルトの
耐摩耗性を向上させることができる。

【００４５】短繊維の突出部を先端に向かって末広がり
状の扇形に形成することにより、短繊維の突出部を露出
面積の大きな偏平形状に形成することができる。

【００４６】短繊維の突出部を、その根元が底ゴム部の
表面から起立するように形成することにより、底ゴム部
の表面にミクロな凹凸を形成することができ、これによ
り異音の発生を防止することができる。

【００４７】短繊維をフィラメント径が２０μｍ以上の
合成繊維で構成することにより、上記効果を奏する好適
な具体的構成を得ることができる。

【００４８】砥粒径の５０％〜９５％が突出した超砥粒
を有する砥石によって、短繊維が混入された底ゴム部を
研削することにより、ボンド部とベルトの底ゴム部との
接触を防止することができ、摩擦熱の発生を抑制するこ
とができる。従って、短繊維を塑性変形させ、非溶融状
態を保ったまま底ゴム部表面から突出させることが容易
になる。

【００４９】短繊維が混入された底ゴム部を、砥粒密度
が３．５％〜５５％の超砥粒を有する砥石によって研削
することにより、切り粉による目詰まりを防止し、研削
に際しての発熱を抑制することができる。従って、短繊
維を塑性変形させ、非溶融状態を保ったまま底ゴム部表
面から突出させることが容易になる。

【００５０】短繊維が混入された底ゴム部を、砥粒径の
５０％〜９５％が突出し且つ砥粒密度が３．５％〜５５
％の超砥粒を有する砥石によって研削することにより、
ボンド部と底ゴム部との摩擦熱及び切り粉の目詰まりに
よる発熱を抑制することができる。従って、短繊維を塑
性変形させ、非溶融状態を保ったまま底ゴム部表面から
突出させることが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係るＶリブドベルトの断面図であ
る。

【図２】Ｖリブの表面の拡大図である。

【図３】Ｖリブの表面近傍の拡大断面図である。

【図４】Ｖリブドベルトの研削加工装置の構成図であ
る。

【図５】（ａ）は研削ホイールの周面の一部を拡大して
示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図で
ある。

【図６】性能比較試験の試験装置の構成図である。

【図７】張力比の変動を示す性能比較図である。

【図８】ゴムの屈折率を示す性能比較図である。

【図９】結合型Ｖリブドベルトの断面図である。

【図１０】従来のベルトの短繊維を示す図である。

【符号の説明】

2 抗張体 4 接着ゴム層 7 Ｖリブ（底ゴム部） 10 Ｖリブドベルト 11 Ｖリブの側面（底ゴム部の表面） 21 砥石 24 砥粒 25 研削ホイール 26 ボンド部 38 合成繊維 40 突出部

フロントページの続き (72)発明者渡辺幸二兵庫県神戸市兵庫区明和通３丁目２番15号バンドー化学株式会社内Ｆターム(参考） 4F213 AA45 AA46 AA47 AB25 AD15 AG17 AH12 WA31 WA54 WA63 WA90 WB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】底ゴム部に短繊維群が所定方向に配向さ
れるように混入され、該底ゴム部の表面から該短繊維群
の一部が突出している伝動ベルトであって、短繊維の突出部は、塑性変形した状態で偏平に形成され
ている伝動ベルト。
【請求項２】短繊維の突出部は、先端に向かって末広
がり状の扇形に形成されている請求項１に記載の伝動ベ
ルト。
【請求項３】短繊維の突出部は、根元が底ゴム部の表
面から起立している請求項１又は２のいずれか一つに記
載の伝動ベルト。
【請求項４】短繊維は、フィラメント径が２０μｍ以
上の合成繊維により構成されている請求項１〜３のいず
れか一つに記載の伝動ベルト。
【請求項５】底ゴム部の表面から短繊維群が突出して
いる伝動ベルトの製造方法であって、短繊維群が所定方向に配向されるように混入された底ゴ
ム部を、砥粒径の５０％〜９５％が突出した超砥粒を有
する砥石によって研削する工程を含んでいる伝動ベルト
の製造方法。
【請求項６】底ゴム部の表面から短繊維群が突出して
いる伝動ベルトの製造方法であって、短繊維群が所定方向に配向されるように混入された底ゴ
ム部を、砥粒密度が３．５％〜５５％の超砥粒を有する
砥石によって研削する工程を含んでいる伝動ベルトの製
造方法。
【請求項７】底ゴム部の表面から短繊維群が突出して
いる伝動ベルトの製造方法であって、短繊維群が所定方向に配向されるように混入された底ゴ
ム部を、砥粒径の５０％〜９５％が突出し且つ砥粒密度
が３．５％〜５５％の超砥粒を有する砥石によって研削
する工程を含んでいる伝動ベルトの製造方法。