JP2004537690A - 動力伝達ベルト - Google Patents

Abstract

本発明は心線（１０）を有するマルチリブドベルトである。心線は線の長さ方向に沿って反対する撚り部分（５，６）を有する。特に心線はＳ撚り部（５）とＺ撚り部（６）を備える。Ｓ撚り部はＺ撚り部と節（３）で隔てられており、それによって、Ｓ撚り部とＺ撚り部を心線の長さ方向に沿って交互に形成する。それゆえ、本発明のベルトはベルトの幅方向および長さ方向に沿ってＳ撚り部とＺ撚り部が無作為に分布する心線を備える。これはベルト製造において単一の心線だけを使う一方でトラッキングフォースを著しく減らす。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達ベルト、特にＺ撚り部及びＳ撚り部を有する心体を備えた、動力伝達ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
動力伝達ベルトは一般にエラストマ本体及び埋設された心線を備える。心線はストランド、またはヤーンである。ヤーンである場合は、ヤーンを構成するストランドはＳ撚り、またはＺ撚りを有する。ベルト中の心線は、Ｓ撚りヤーンまたはＺ撚りヤーンである。ＳまたはＺの表示はヤーンのかかり手（handedness）を指しており、Ｓ字またはＺ字に似た斜線を有する重なりの斜線形状により特徴付けられている。（図８Ａ、８Ｂ参照）
【０００３】
あるベルトにおいて、心線が２つの別のコードであり、各コードは逆の撚り構造を有する。とりわけＺ撚り構造を有するコードは、Ｓ撚り構造を有するコードに隣接させて配置される。逆の撚りを有するコードを隣接して使用するのはトラッキングフォース（tracking force）により生じる問題を処理するためである。トラッキングフォースとは、ベルトに荷重がかけられるときにコードの撚りのトルクにより生じる力である。過熱の結果、トラッキングフォースはベルトに騒音と早期磨耗を引き起こす。従来技術においては、各々が逆に撚るコードを別々にベルト本体に隣接させて通すことにより、トラッキングフォースは減らされる。
【０００４】
心線は２つの方法の内の１つにより取付けられる。第１の方法では、１つ目の撚り、Ｚ撚りと言う、を有するコードが逆方向の撚りまたはＳ撚りを有する第２のコードの為の間隔を空けながら取付けられる。第２の方法は、別々のスプールと、クリールと、製造ローラ（application rollers）を使用して同時にＺ撚りコードとＳ撚りコードをベルト構成の上に巻付けることである。
【０００５】
ヤーンの技術の代表的なものは、ネギシ（Negishi）等に付与された米国特許第４，４０２，１７８号明細書（１９９５年）がある。これは撚りを有し、多繊維で織込まれたヤーンを開示する。
【０００６】
また、ヤーン技術の代表的なものは、ベッカー（Backer）等に付与された米国特許第３，４３４，２７５号明細書（１９６９）がある。これは接着、溶接、または縺れにより結合されたＳ撚り、Ｚ撚りを有するストランドを開示する。
【０００７】
ベルトについて従来技術は、トラッキングフォースを制御するために反対の撚りを有する2つの別のコードを必要とする。この要求はベルト成形中に２本のコードを操作し、取付けることで、結果的に効率を下げ、製造コストを上げることを意味している。
【０００８】
必要とされるのは、Ｚ撚り部とＳ撚り部を別々に交互に繰り返す単一の心線を有する動力伝達ベルトである。必要とされるのは、ベルトの長さ方向に沿って無作為に分布したＺ撚り部とＳ撚り部を有する心線を備える動力伝達ベルトである。必要とされるのは、ベルトの幅に交差する方向に無作為に分布したＺ撚り部とＳ撚り部を有する心線を備える動力伝達ベルトである。また必要とされるのは、トラッキングフォースを中和するＺ撚り部とＳ撚り部を交互に繰り返す単一の心線を有する動力伝達ベルトである。本発明は、これらの要求を満たすものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の特徴は、Ｚ撚り部とＳ撚り部を別々に交互に繰り返す単一の心線を有するベルトを提供することである。
【００１０】
本発明の別の特徴は、ベルトの長さ方向に沿って無作為に分布したＺ撚り部とＳ撚り部の両方を有する心線を備える動力伝達ベルトを提供することである。
【００１１】
本発明の別の特徴は、ベルトの幅に交差する方向に無作為に分布したＺ撚り部とＳ撚り部の両方を有する心線を備える動力伝達ベルトを提供することである。
【００１２】
本発明の別の特徴は、Ｚ撚り部とＳ撚り部を交互に繰り返す単一の心線を有する動力伝達ベルトを提供することである。
【００１３】
本発明の他の面は、後述する本発明の説明及びそれに伴う図面により指摘され、明確となる。
【００１４】
本発明は、心線を有するマルチリブドベルトである。心線は単一のコードの長さ方向に沿って撚りを交互に繰り返す区域を有する。とりわけＳ撚り部は節によりＺ撚り部と隔てられる。それによって、心線の長さ方向に沿ってＳ撚り部とＺ撚り部を交互に形成している。結果として、本発明のベルトは、ベルトの幅に交差する方向及びベルトの長さ方向に沿って無作為に配されたＺ撚り部とＳ撚り部を有する心線を備えるベルトである。これは、ベルト形成中に単一のコードのみを使用している一方で著しくトラッキングフォースを減じる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は心線の平面図である。このヤーンの撚り形状は、単一の心線に別々のＺ撚り部とＳ撚り部を含む。各々のＺ撚り部は節によりＳ撚り部と隔てられる。これにより、心線にはＳ撚り部とＺ撚り部を交互に形成している。コード１０は、ナイロン、ポリエステル、アラミド、レーヨン、ＰＥＮ、グラスファイバー、カーボンファイバーを含む公知のいかなる心線の材料であってもよい。
【００１６】
コード１０は、撚り重ねられたヤーンを備え、このヤーンはそれぞれ部分５や部分６のように、Ｓ撚り部とＺ撚り部の交互の繰り返しにより構成される。Ｓ撚り、Ｚ撚り部は同一の場所を占めず、反転する節すなわち結合３により隔てられる。反転する節間の間隔は、撚り数／２．５４ｃｍ（inch）で測られる撚りの長さである。Ｚ撚りの長さはＬ１である。Ｓ撚りの長さはＬ２である。
【００１７】
図１において、間隔Ｃは最初のＳ撚り部から次のＳ撚り部までの１周期を表している。Ｌ１はＺ撚りの部分の第１周期を表し、Ｌ２はＳ撚りの部分の第２周期を表している。
【００１８】
Ｓ撚り部、Ｚ撚り部は各々同じ長さでも異なる長さでもよく、各々が好ましい結果を与える。すなわち、
Ｌ１＝Ｌ２
または
Ｌ１≠Ｌ２である。
【００１９】
図２は節の細部である。Ｓ撚り部のひと撚りは１１ａである。Ｚ撚り部のひと撚りは１１ｂである。Ｓ撚り部を有するストランドは１２と１２ａにより示される。節３は、この明細書に組み込まれた米国特許第５，８２９，２４１号明細書および米国特許第４，８７３，８２１号明細書に記載された工程により成形される。ヤーンを構成するストランド（yarn singles strands）はトルクジェット（torque jet）に入る前に巻き出され、調節装置（baffle board）の孔を通り抜け、そしてテンショナを通り抜けさせられる。このヤーンはトルクジェットを出る前にＳ撚りまたはＺ撚りに撚られる。このヤーンは重なり合ってブースタトルクジェットを通過する重ねヤーン（plied yarn strand）となる。このブースタトルクジェットは、わずかに高い撚り重なりが達成可能となるように、単一の撚りを形成する際にトルクジェットを補助するのに使われる。そしてこのヤーンは、各々の節に逆の撚りを加える別のトルクジェットを通過させられる。これにより心線の長さ方向に沿ったＳ撚りとＺ撚りを交互に形成する。本実施形態においては、この重なりヤーンは各々の節において結合機（bonder）を通さずに、単に各節３においてトルクジェットとブースタジェットにより生じる縺れた状態であるか、過重に積み重なった状態（overplying）のままである。本発明のベルトはここで記載された方法により作られたコードを使うことに限定されるわけではない。公知の他の方法により別々で交互にＳ撚り部とＺ撚り部を有する心線を製造することが可能である。この特性を有する各コードは本発明のベルトにおいて満足な結果を生ずる。
【００２０】
図３は図６における３−３線に沿うベルトの断面図である。本発明のベルトはエラストマ本体１００を備える。エラストマ本体１００は、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ＣＲ、ＨＮＢＲ、ＢＲ、ＮＢＲを含む動力伝達ベルト技術において知られたいかなる物質であってもよい。本発明のベルトはマルチリブド形状１０１を備える。このベルトは従来知られた、Ｖベルトや歯付き形状を含むいかなる形状を備えてもよい。Ｓ撚り１０２とＺ撚り１０３を交互に有する心線はエラストマ本体１００に埋設される。
【００２１】
成形加工中、心線は、螺旋状に巻付けるように途切れない形態でベルト本体に取付けられる。例えば、心線は公知のマンドル上のベルト層に巻付けられる。
【００２２】
従来技術と異なり、本発明のベルトは、ここで記載したように、Ｓ撚り部とＺ撚り部を備える単一の心線の巻き枠だけを要する。従来技術は、低いトラッキングフォースのベルトを成形加工する為に、別々のＳ撚りのコードとＺ撚りのコードを同時に取付けることを要する。本発明のベルトにおいては、Ｓ撚り部とＺ撚り部が単一の心線の長さ方向に沿うように無作為に分布するので、Ｓ撚り部とＺ撚り部はベルトの幅と交差する方向およびベルトの長さ方向に沿って無作為に分布する。Ｓ撚り心線とＺ撚り心線を別々に分ける必要なく、Ｓ撚り部とＺ撚り部の無作為の分布がベルトのトラッキングフォースを著しく減らし、中和する。
【００２３】
ベルトに引張荷重がかかるときに、ベルトのトラッキングフォースは心線の作動により引き起こされる。心線の撚りはベルトを偏倚させ、或いはベルトを運転中にベルトの中央線から一方の側に動かすことになる。偏倚（tracking）は過度の騒音、過熱、磨耗を引き起こし、早期故障に導く。トラッキングフォースの低減や中和は、ベルトがプーリを偏倚させることにより生ずる騒音や磨耗を減少させる。これは熱や疲労の減少によりベルトの寿命の増加を生じる。
【００２４】
さらにまた、各々が異なる撚りを有する２つの別の心線である中間製品の代わりに、交互の撚りを有する単一の心線である中間製品を使うことは、ベルト成形加工の工程を簡略化する。それによって、ベルトの製造コストは減少する。
【００２５】
ベルト中のＳ撚り部とＺ撚り部の無作為の分布を示す図が、図６の４−４線に沿うベルト断面図である図４に示されている。図４は図３に表示されているものとは異なった場所での断面図を表している。Ｓ撚り部１０２とＺ撚り部１０３は、図３での分布と異なった分布である。なぜなら、ベルトの心線中のＳ撚り部とＺ撚り部の分布の無作為性のためである。
【００２６】
図５は従来技術における別々にＳ撚りコードとＺ撚りコードを有するベルトの断面図である。このベルトはマルチリブド形状１０１を有している。Ｓ撚りコード１０２とＺ撚りコード１０３は、その各々のＳ撚りコードがＺ撚りコードの側面に並べられ、その逆に各々のZ撚りコードがS撚りコードの側面に並べられる、交互の繰り返しの分布によって示されている。
【００２７】
図６は、本発明のベルトの透視図である。Ｓ撚り部１０２とＺ撚り部１０３がエラストマ本体１００に埋設されて示されている。
【００２８】
図７は、別の実施形態の心線を示す平面図である。基となる糸（base yarn）は３こよりの糸材（a three strand）へ撚られる。各糸材は予め決められた撚り数／２．５４ｃｍであるＳ撚り部を有する。Ｓ撚り部を有する各々の糸材は、１２、１２ａ、１２ｂにより別々に示されている。ここで、３つの別のＳ撚り糸は、予め決められた撚り数／２．５４ｃｍで撚って全体でＺ撚りを有するコードへと撚られる。この実施形態は長さに沿った均質な心線を得る。各Ｓ撚りについてのこれまでの記載において糸材の本数は明らかにされているにも関わらず、その本数は例示的なものであり、心線を構成し得る糸材の数を限定するわけではない。さらに各々別の糸材はＺ撚りを備え、心線全体はＳ撚りを有するものは本発明のベルトと同じ結果を伴う。
【００２９】
図８Ａ、８ＢはＳ撚りとＺ撚りを表示している。
【００３０】
ここにおいては、本発明の一実施形態が記述されたが、本発明の真の精神から離れることなく、構造上、あるいは部品間の関係における変形例が作られることは、当業者にとっては明白である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】心線を示す平面図である。
【図２】節の細部である。
【図３】図６における３−３線に沿うベルトの断面図である。
【図４】図６における４−４線に沿うベルトの断面図である。
【図５】別々にＳ撚りＺ撚りのコードを有する従来技術のベルトの断面図を示す。
【図６】本発明のベルトの透視図である。
【図７】他の実施形態の心線を示す平面図である。
【図８Ａ】Ｓ撚り部を示す。
【図８Ｂ】Ｚ撚り部を示す。

Claims (6)

1. 所定の形状を備えるエラストマ本体と、
   前記エラストマ本体内で無数の方向に埋設された心線とを備え、
   前記心線が前記心線の長さ方向に沿ってＺ撚り部とＳ撚り部を交互に有する
   ベルト。
2. 前記Ｓ撚り部が所定の長さを有し、
   前記Ｚ撚り部が所定の長さを有し、
   前記Ｓ撚り部の部分が前記Ｚ撚り部の部分と同一の場所を占めない
   請求項１に記載のベルト。
3. 前記Ｓ撚り部と前記Ｚ撚り部の各々が、前記ベルトの幅に交差する方向で無作為に分布した
   請求項１に記載のベルト。
4. 前記形状が、マルチリブド形状である請求項１に記載のベルト。
5. 前記Ｓ撚り部と前記Ｚ撚り部の各々が、異なる長さである請求項１に記載のベルト。
6. 前記心線が、少なくとも２本の糸材から構成されているＺ撚りを備え、各糸材がＳ撚り部を有する
   請求項１に記載のベルト。