JP2002213537A - 伝動ベルト - Google Patents
伝動ベルトInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
- F16G5/00—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section
- F16G5/04—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section made of rubber
- F16G5/06—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section made of rubber with reinforcement bonded by the rubber
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Abstract
い改良された伝動ベルト。 【解決手段】 単一V型溝付きエンドレス伝動ベルトで
あって、該ベルトは、(A)テンション部;(B)クッション
部;及び(C)テンション部とクッション部との間に配置
された負荷部を有し;そして該ベルトが、(1)(a)天然ゴ
ム25〜100重量部;及び(b)ポリクロロプレン、合成ポリ
イソプレン、エピクロロヒドリン、アクリロニトリルゴ
ム、水素化アクリロニトリルゴム、SBR、スチレン−
イソプレンゴム、イソプレン−ブタジエンゴム、SIB
R、1,4-トランス−ポリブタジエン等よりなる群から選
択される第2のゴム 0〜75重量部から誘導されるゴム
100部;(2)無水マレイン酸のポリブタジエン付加物
全ゴム100重量部当たり(phr)1〜30重量部;及び(3)エラ
ストマー組成物全体に分布された繊維 5〜50phrを含む
硫黄硬化エラストマー組成物を含む、エンドレス伝動ベ
ルト。
Description
る。
て、よりコンパクトなエンジン区画でより高いエンジン
出力が得られるようになった。その結果、これらのエン
ジンの伝動ベルトはより高い負荷の下、高いテンション
での操作が必要となってきた。特定の伝動でのそのよう
な高負荷条件下では、ベルトはそれらのプーリーで裏返
しになることがあり、これは非常に望ましくなく、初期
破損につながる。これに対処する要望を満たすには、ベ
ルトの動的剛性を高めることが望ましい。都合の悪いこ
とには、ベルトに用いられるコンパウンドの動的剛性を
高めると、ゴムコンパウンドのタンデルタ値が増加する
傾向がある。従って、工業界の要望を満たす、良好な動
的剛性及び良好なタンデルタ値を示す新しい改良された
ベルトが求められている。
無水マレイン酸のポリブタジエン付加物との混合物を含
有するゴム組成物によって特徴づけられる、単一V型溝
付き伝動ベルトに関する。
きエンドレス伝動ベルトであって、該ベルトは、 (A)テンション(張力)部; (B)クッション部;及び (C)テンション部とクッション部との間に配置された
負荷部 を有し、該ベルトが硫黄硬化エラストマー組成物を含
み、そして該エラストマー組成物が (1)(a)天然ゴム 25〜100重量部;及び
(b)ポリクロロプレン、合成ポリイソプレン、エピク
ロロヒドリン、アクリロニトリルゴム、水素化アクリロ
ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−
イソプレンゴム、イソプレン−ブタジエンゴム、スチレ
ン−イソプレン−ブタジエンゴム、1,4−トランス−
ポリブタジエン、クロロスルホン化ポリエチレン、アル
キル化クロロスルホン化ポリエチレン、トランス−ポリ
オクテナマー及びこれらの混合物よりなる群から選択さ
れる第2のゴム 0〜75重量部から誘導されるゴム
100部; (2)無水マレイン酸のポリブタジエン付加物 全体の
ゴム100重量部当たり(phr)1〜30重量部;及
び (3)エラストマー組成物全体に分布された繊維 5〜
50phrを含む、エンドレス伝動ベルトについて開示
する。
示す本発明のエンドレス伝動ベルト構造またはベルトを
説明する図である。ベルト20は本技術分野で公知の技
術に従って関連溝付きプーリー(sheave)で用いるのに
特に適合する。ベルトは工業的用途に特に適している。
ベルトは特に、ショートセンター伝動装置、エクササイ
ズ装置、自動車用伝動装置、農業用装置、いわゆるトル
ク探知伝動装置、様々なベルト張力の衝撃荷重がベルト
に課される用途、ベルトが様々な速度で操作される用
途、ベルトがその張力制御のためにバネ荷重を受ける用
途等における使用に特に適合する。
ョン部23、及びテンション部21とクッション部23
との間に配置された負荷部25を含む。ベルト20は、
伝動面に付着した内側プライまたは内部布帛層(図示さ
れない)を有していてもよい。図1のベルト20は布帛
裏材料27を有する。布帛裏材料27は、2方向、不織
物、織物または編物布帛でもよい。布帛裏材料27は、
フリクション操作、浸漬、塗布、コーティングまたはラ
ミネートされていてもよい。好ましい布帛層27は織ら
れていたり、またはラミネートされている。
ロン(例えば、ナイロン4,6、ナイロン6,6及びナ
イロン6)、ポリエステル/レーヨン、コットン
(綿)、コットン/レーヨン、ポリエステル、コットン
/ポリエステル、ナイロン/ポリエステル、コットン/
ナイロン、Lycra(登録商標)(セグメントポリウレタ
ン)、アラミド、レーヨン等を含めた一般的な材料から
製造されうる。
よりエラストマークッションまたはマトリックス33に
適当に埋められている負荷コード31またはフィラメン
トの形の負荷手段を有する。コード31またはフィラメ
ントは公知のかつ本技術分野で用いられるどのような適
当な物質でつくられていてもよい。そのような物質の代
表例は、アラミド、ガラス繊維、ナイロン、ポリエステ
ル、コットン、鋼、炭素繊維及びポリベンゾオキサゾー
ルである。
用いられるゴム組成物は同じものでも異なるものでもよ
い。負荷部25及び/またはクッション部23で用いら
れるエラストマー組成物は100部のエラストマーを含
み、そのうちの25〜100重量部は天然ゴムである。
25〜50重量部が天然ゴムであるのが好ましい。天然
ゴムは、リブ付きスモークシート、ペールクレープ、栽
培ブラウンクレープ、コムポ(compo)クレープ、薄い
ブラウンクレープ、厚いブランケットクレープ、フラッ
トバーククレープ及び純粋なスモークブランケットクレ
ープを含めた国際グレードの天然ゴムのいずれでもよ
い。
0〜75重量%である。第2のゴムは、ポリクロロプレ
ン、エピクロロヒドリン、アクリロニトリルゴム、水素
添加アクリロニトリルゴム、合成ポリイソプレン、エマ
ルジョン及び/または溶液重合スチレン−ブタジエンゴ
ム、スチレン−イソプレンゴム、イソプレン−ブタジエ
ンゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエンゴム、1,
4−トランス−ポリブタジエン、クロロスルホン化ポリ
エチレン、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン、
トランス−ポリオクテナマー、及びこれらの混合物より
なる群から選択される。エラストマー全体100重量部
のうちの75〜50重量部が上記の1種以上のゴムであ
るのが好ましい。ゴムはスチレン−ブタジエンゴムであ
るのが好ましい。
水マレイン酸のポリブタジエン付加物を含有する。5〜
15phrで存在するのが好ましい。ポリブタジエン
は、1,4−及び1,2−ブタジエン両単位を含むラン
ダムポリブタジエンコポリマーでもよい。1,2−ビニ
ル結合の量は15〜約90重量%である。20〜70重
量%の1,2−ビニル結合が存在するのが好ましい。好
ましい付加物は、RiconResins社、コロラド州グランド
・ジャンクションのスタートマー部門販売の登録商標Ri
cobondのマレイン酸付加物樹脂である。具体的な例は、
Ricobond1731(分子量Mn 約5100、45℃で
の粘度 約500ポイズ)、Ricobond2031(分子量
Mn 約5300、55℃での粘度 約1000ポイ
ズ)、及びRicobond1756(分子量Mn 約170
0、55℃での粘度 約1400ポイズ)である。
ン酸のポリブタジエン付加物との混合物を含有するゴム
組成物がベルトのクッション部に用いられる。エラスト
マー組成物には全体に繊維またはフロックが分布され
る。これは、図1に示すように、エラストマーがベルト
の負荷部に用いられるときの場合である。エラストマー
混合物全体に分布される繊維またはフロックは適当など
のような物質でもよく、好ましくは、非金属繊維、例え
ば、コットン、またはアラミド、ナイロン、ポリエステ
ル、PTFE、繊維ガラス等のような適当な合成材料で
できた繊維である。各繊維は、直径0.0004〜0.
050インチ(0.01〜1.3mm)及び長さ0.0
01〜0.5インチ(0.025〜12.5mm)であ
る。繊維の長さは直径を越えているのが好ましい。繊維
は5〜50phrの量で用いられる。繊維は15〜30
phrの量で用いられるのが好ましい。
は、本技術分野における当業者に公知の方法で行なうこ
とができる。好ましい態様では、繊維はベルト方向に対
して横断方向に配向させる。
させてもよい。そのようなカーボンブラックは5〜25
0phrの一般的な量で用いられる。カーボンブラック
は20〜100phrの量で用いられるのが好ましい。
用いうるカーボンブラックの代表例は、ASTM表示N
110、N121、N242、N293、N299、S
315、N326、N330、M332、N339、N
343、N347、N351、N358、N375、N
550、N582、N630、N624、N650、N
660、N683、N754、N762、N907、N
908、N990及びN991で知られるものである。
れる方法、例えば、各種成分ゴムを、一般的に用いられ
る各種添加物、例えば硬化助剤及び加工添加物、例えば
油、粘着付与樹脂を含めた樹脂及び可塑剤、充填剤、顔
料、脂肪酸、ワックス、酸化防止剤及びオゾン亀裂防止
剤と混合するような方法によって配合されることは、本
技術分野における当業者には容易に理解されることであ
る。上記の添加物は選択され、そして一般的な量で通常
用いられる。
般的な量は約0.5〜約10phr、通常は約1〜約5
phrである。加工助剤の一般的な量は約1〜約50p
hrである。そのような加工助剤の例は、ポリエチレン
グリコール、ナフテン系及び/またはパラフィン系加工
油である。酸化防止剤の一般的な量は約1〜約5phr
である。代表的な酸化防止剤はトリメチル−ジヒドロキ
ノリンである。ステアリン酸のような脂肪酸を用いるな
らば、それらの一般的な量は約0.5〜約3phrであ
る。ワックスの一般的な量は約1〜約5phrである。
しばしばマイクロクリスタリン及びカルナウバワックス
が用いられる。可塑剤を用いるならば、それらの量は1
〜100phrである。そのような可塑剤の代表例は、
セバシン酸ジオクチル、塩素化パラフィン等である。
は強化剤を加えて、本発明の伝動ベルト製造用ゴム組成
物の強度及び結合性を増加させうる。強化剤の例はシリ
カである。シリカは本組成物中に、重量で、ゴム100
部に基づいて、約0〜80部、好ましくは約10〜50
部の量で用いうる。
ポリブタジエン付加物との混合物に存在させてもよい。
そのような潤滑剤の例は、モリブデンジスルフィド、P
TFE、モリブデンジセレニド、グラファイト、三酸化
アンチモン、タングステンジスルフィド、タルク、雲
母、タングステンジセレニド、及びこれらの混合物であ
る。無機潤滑剤を用いるならば、それらの量は一般に1
〜25phrである。
成物は、硫黄加硫剤を必要とする。適した硫黄加硫剤の
例は、元素硫黄(遊離硫黄)または硫黄供与加硫剤、例
えば二硫化アミン、高分子量ポリスルフィドまたは硫黄
オレフィン付加物である。硫黄加硫剤は元素硫黄である
のが好ましい。硫黄加硫剤の量は、ゴム素材の成分及び
用いられる硫黄加硫剤の個々の種類による。一般に、硫
黄加硫剤の量は約0.1〜約8phrであり、約1.5
〜約6phrが好ましい。
混和させうる。ゴム素材中に一般に用いられる添加物に
は、非カーボンブラック充填剤、可塑剤、硬化剤、加工
油、遅延剤、オゾン亀裂防止剤、酸化防止剤等がある。
用いうる非カーボンブラック充填剤の合計量は約10〜
約80phrである。充填剤には、シリカ、クレー、炭
酸カルシウム、珪酸カルシウム及び二酸化チタンが含ま
れる。好ましい非カーボンブラック充填剤はシリカであ
る。負荷部に用いるとき、可塑剤、油またはそれらの混
合物は一般に約2〜約100phrの量で用いられ、約
5〜約70phrであるのが好ましい。可塑剤の使用量
は望ましい軟化効果により決まる。適した可塑剤の例
は、芳香族エキストラクト油、アスファルテンを含めた
石油軟化剤、飽和及び不飽和炭化水素及び窒素塩基、コ
ールタール生成物、クマロン−インデン樹脂及びエステ
ル、例えばフタル酸ジブチル及びリン酸トリクレシルで
ある。油の例は、高級芳香族プロセス油、プロセス大豆
油及び高級パラフィンプロセス油として一般に公知であ
る。配合の際に用いられる促進剤−活性剤として作用す
る物質には金属酸化物、例えば酸化亜鉛、酸化マグネシ
ウム、及びリサージが含まれ、これらは脂肪酸、例えば
ステアリン酸、オレイン酸、ムラスティック(murasti
c)酸のような酸性物質と共に用いられる。金属酸化物
の量は約1〜約10phrであり、約2〜約8phrの
範囲が好ましい。用いうる脂肪酸の量は約0.25〜約
5.0phrであり、約0.5〜約2phrの範囲が好
ましい。存在させうる他の一般的なゴム添加物は戻り防
止剤である。その例はPerkalink(登録商標)900及
びDuralink(登録商標)HTSである。こられの添加物は
一般に0.25〜10phrの量で存在する。
時間及び/または温度を調整しうる。本技術分野におけ
る当業者には公知のように、単一促進剤を用いてもよ
く、その量は約0.2〜約3.0phrである。あるい
は、一般により多量(0.3〜約3.0phr)に用い
られる第1促進剤及び一般により少量(0.05〜約
1.50phr)で用いられる第2促進剤からなる2種
以上の促進剤の組み合わせを、活性化及びゴム素材の性
質の改善のために用いうる。これらの促進剤の組み合わ
せは最終の性質に相乗効果もたらすことが知られてお
り、いずれかの促進剤単独の使用で得られるものよりい
くらかすぐれている。遅延作用促進剤の使用も公知であ
り、これらは通常の加工温度では影響を受けず、通常の
加硫温度で満足な硬化をもたらす。適したタイプの促進
剤には、アミン類、ジスルフィド類、グアニジン類、チ
オ尿素類、チアゾール類、チウラム類、スルフェンアミ
ド類、ジチオカルバメート類及びキサンテート類が含ま
れる。適した化合物の具体例は、ジエチル−ジチオカル
バミン酸亜鉛、4,4′−ジチオジモルホリン、N,N
−ジメチル−S−t−ブチルスルフェニルジチオカルバ
メート、テトラメチルチウラムジスルフィド、2,2′
−ジベンゾチアジルジスルフィド、ブチルアルデヒドア
ニリンメルカプトベンゾチアゾール、N−オキシジエチ
レン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミドである。
促進剤はスルフェンアミドであるのが好ましい。
質が一般に用いられる。無水フタル酸、サリチル酸、酢
酸ナトリウム及びN−シクロヘキシルチオフタルイミド
が公知の防止剤である。防止剤は一般に、約0.1〜約
0.5phrの量で用いられる。
イプ樹脂をゴム素材に用いてもよく、約1.0〜約5.
0phrの量で一般に存在し、約1.5〜約3.5ph
rが好ましい。
裂防止剤(以後劣化防止剤と呼ぶ)をゴム素材に加え
る。代表的な劣化防止剤は、モノフェノール、ビスフェ
ノール、チオビスフェノール、ポリフェノール、ヒドロ
キノン誘導体、ホスファイト、チオエステル、ナフチル
アミン、ジフェニル−p−フェニレンジアミン、ジフェ
ニルアミン及び他のジアリールアミン誘導体、パラ−フ
ェニレンジアミン、キノリン、及びこれらの混合物であ
る。そのような劣化防止剤の具体例は、The Vanderbilt
Rubber Handbook (1990)、pp.282-286 に開示されてい
る。劣化防止剤は約0.25〜約5.0phrの量で一
般に用いられ、約1.0〜約3.0phrが好ましい。
る当業者に公知の方法で行なうことができる。例えば、
成分は少なくとも2段階、すなわち、少なくとも1つの
ノンプロダクティブ段階、そしてその後のプロダクティ
ブ混合段階によって一般に混合される。硫黄加硫剤を含
めた最終硬化剤は、「プロダクティブ」混合段階と一般
に呼ばれる最終段階で一般に混合され、この段階では、
混合は一般に前のノンプロダクティブ混合段階よりも低
い温度、すなわち最終温度で行なわれる。ゴム及び高分
子量樹脂は1つ以上のノンプロダクティブ混合段階で混
合される。「ノンプロダクティブ」及び「プロダクティ
ブ」混合段階という用語は、ゴム混合分野における当業
者には周知である。
0〜200℃の一般的な温度で一般に行われる。加硫
は、約110〜180℃の温度で行なわれるのが好まし
い。プレスまたは型の中で加熱したり、過熱蒸気もしく
は熱風でまたは塩浴中での加熱のような、どのような有
用な加硫プロセスも用いうる。
に、伝動ベルトはドラム装置上で組み立てうる。まず、
裏材料をドラムにシートとして施す。次に、テンション
部をシートとして施し、そしてドラムにコードまたは引
っ張り部材をらせん状に進め(負荷部)。その後、クッ
ション部、次いで布帛を施す。集成ラミネートまたはス
ラブを次にドラムから取り出し、型の中に置き、本技術
分野における当業者に公知の方法で硬化し、ベルトにカ
ットする。
び成形コンパウンドについて行なった。加硫ゴムの性質
は次の試験プロトコルに従って測定した:ASTM D
5289−95によるMDR;ASTM D2240−
97による硬度;ASTMD297−93による比重;
ASTM D624−98による引裂きダイC強度;A
STM D412−98aによる引張り特性;ベルトの
繊維添加を適応させるためにグリップ分離率が6インチ
/分であるように変更したもの(米国特許第5,61
0,217号参照);及びASTM D5992−96
による動的試験データ。繊維配向は、縦方向の物理的性
質対横方向(縦方向に対して垂直な方向)の物理的性質
の比によって調べた。
ジエン付加物を、ベルトの負荷部に用いるのに特に適し
たゴムコンパウンド中で評価した。
2つの別の添加(混合)段階(すなわち、1つのノンプ
ロダクティブ混合段階及び1つのプロダクティブ混合段
階)を用いて、BRバンバリー(登録商標)ミキサー中
で製造した。
ここでは、試料1及び2は本発明の代表例であり、試料
3は対照である。試料は約30分間、約151℃で硬化
した。動的性質について試験する試料は、さらに15分
間硬化した。
性質を示す。
でグットイヤー・タイヤ&ラバー社から商業的に入手し
うるエマルジョン重合スチレンブタジエンゴム 2 Ricobond1731 3 パラフェニレンジアミンタイプ 4 フレキシス(Flexsys)社から商業的に入手しうるP
erkalink(登録商標)900 5 M81035の名称でビクター・ゲルブ(Victor G
elb)社から商業的に入手しうる.刻んだ4mmポリエス
テル繊維
と、対照試料3の使用に比べて、改善された性質を有す
る単一V型溝付き伝動ベルトが得られることが分かる。
例えば、動的剛性は、この値が高いほど、ベルトがプー
リーで裏返しになるときの抵抗がより高くなるので、よ
り高い値が望ましい。試料1及び2の動的剛性値を見る
と、対照に比べてより高い値が得られることが分かる。
コンパウンドのベルトにおける使用についての評価で重
要な他の性質はタンデルタである。タンデルタは動応力
の際に増大する内部熱の尺度である。都合の悪いことに
は、動的剛性が上昇すると、タンデルタ値は一般に高く
なり、このことは、コンパウンドが動応力の際に熱くな
ることを示す。従って、動的剛性を高めるならば、タン
デルタは同じかまたはより低い値であるのが望ましい。
本発明では、動的剛性値が上昇しても、試料1及び2の
タンデルタ値のほどんどは対照より低い。低い伸びモジ
ュラス値(5〜20%モジュラス値)はベルトの耐久性
を示すと考えられる。対照試料3と比較して本発明でよ
り高いモジュラス値が得られることは、本発明のベルト
の耐久性が改善されたことを示している。
載してきたが、本発明を請求の範囲内で様々に変更及び
実施しうることは無論のことである。
示す部分断面透視図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 単一V型溝付きエンドレス伝動ベルトで
あって、該ベルトは、 (A)テンション部; (B)クッション部;及び (C)テンション部とクッション部との間に配置された
負荷部 を有し、 該ベルトが硫黄加硫エラストマー組成物を含み、そして
該エラストマー組成物が、 (1)(a)天然ゴム 25〜100重量部;及び
(b)ポリクロロプレン、合成ポリイソプレン、エピク
ロロヒドリン、アクリロニトリルゴム、水素化アクリロ
ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−
イソプレンゴム、イソプレン−ブタジエンゴム、スチレ
ン−イソプレン−ブタジエンゴム、1,4−トランス−
ポリブタジエン、クロロスルホン化ポリエチレン、アル
キル化クロロスルホン化ポリエチレン、トランス−ポリ
オクテナマー及びこれらの混合物よりなる群から選択さ
れる第2のゴム 0〜75重量部から誘導されるゴム
100部; (2)無水マレイン酸のポリブタジエン付加物 全ゴム
100重量部当たり1〜30重量部(phr);及び (3)エラストマー組成物全体に分布した繊維 5〜5
0phrを含む、エンドレス伝動ベルト。 - 【請求項2】 無水マレイン酸のポリブタジエン付加物
が1,4−及び1,2−ブタジエン両単位を含み、1,
2−ビニル二重結合の量が15〜90重量%であること
を特徴とする、請求項1に記載のエンドレス伝動ベル
ト。 - 【請求項3】 第2のゴムが75〜50phrの量で存
在する、請求項1に記載の伝動ベルト。
Applications Claiming Priority (2)
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US60/257891 | 2000-12-21 |
Publications (2)
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BR (1) | BR0105922A (ja) |
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