JP2006112610A - ゴム製ベルト及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】伝達性能に優れ、ベルト背面にマークを転写する領域と転写しない領域の段差を無くし平坦な表面を有するゴム製ベルト及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】ゴムを基材としてベルト長手方向に沿って心線２を埋設したベルトであって、ベルト背面が少なくともゴムのみからなるゴム層であって、前記ベルト背面には背面と面一で段差の無いマーク１５を有しているゴム製ベルトである。
【選択図】図１

Description

本発明は、マークを有するゴム製ベルト及びその製造方法に係り、特にベルト背面に段差のない転写マークを設けたゴム製ベルト及びその製造方法に関する。

従来の動力伝動用ベルトの背面にマークを印刷する方法としては、透明な合成樹脂フィルムからなる基材の上にマークとなる未加硫のカラーゴムを付着させた転写マークを、成形ドラムに貼着した後、ゴム付カバー帆布を嵌挿し、伸張ゴム層、心線そして圧縮ゴム層を巻付け、次いでこれにジャケットを嵌挿して加硫し、加硫したベルトスリーブから転写マークのフィルムを剥ぎ取ることでゴム付カバー帆布の表面にマークを転写していた。このようにして得られたベルトスリーブの圧縮ゴム層をＶ溝状に研磨し、所定幅に切断することで、Ｖリブドベルトを得ていた。

しかし、加硫中、基材及び基材から隆起した転写マークのゴムがベルトスリーブの背面に厚入される為、背面には基材を剥ぎ取った後の段差パターンが形成されてマークのある領域がわずかに窪んだ状態となった。すなわち、ベルト背面にはマークを転写した領域としない領域との間に段差が生まれて平坦な面にならなかった。最近のＶリブドベルトは自動車の補機駆動用として使用され、特に多軸駆動でサーペンタイン状に巻き付けられると共に、ベルト背面にはテンショナーを係合させる為に、このようなベルト背面に凹凸があると前記テンショナー振動し騒音を発していた。そればかりでなく、ベルト背面を使用するベルト背面駆動でも、ベルト駆動時の騒音が大きくなる問題があった。又、合成樹脂フィルムを薄くすると、転写したマークに皺が生じることがあった。

このような問題を改善するものとして、特許文献１においてベルト背面にマークを転写する領域と転写しない領域の段差を無くし平坦な表面を有するＶリブドべるトの製造方法が記載されている。
特公平７−３５１０２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているＶリブドベルトの製造方法によると、ベルト背面には帆布があり、ベルト背面で動力伝達が行われる可能性のあるサーペティンドライブ用として使用する場合には、背面に帆布を使用したＶリブドベルトでは、スリップしやすく背面での動力伝達能力が大きく低下する不具合があった。

本発明はこのような問題点を改善するものであり、伝達性能に優れ、ベルト背面にマークを転写する領域と転写しない領域の段差を無くし平坦な表面を有するゴム製ベルト及びその製造方法を提供することを目的とする。

即ち、本発明１はゴムを基材としてベルト長手方向に沿って心線を埋設したベルトであって、ベルト背面が少なくともゴムのみからなるゴム層であって、前記ベルト背面には背面と面一で段差の無いマークを有しているゴム製ベルトにある。

本発明２は、前記ゴム製ベルトが伸張部とベルト周方向に延びる複数のリブを有する圧縮部との間にベルト長手方向に沿って心線を埋設したＶリブドベルトである請求項１に記載のゴム製ベルトにある。

本発明３は、基材の上にマークを付着させた転写マーク材と未加硫ゴムとを、該マークが未加硫ゴムに面するように重ね合わせ、これを加熱加圧した後に基材を剥離して該マークを未加硫ゴムに転写し、このゴムに転写したマークが成形ドラムの最内側もしくは最外側に位置するように上記ゴム層そして心線等を組み合わせて積層し、これらを一体的に加硫してベルトスリーブを作製する工程を含むゴム製ベルトの製造方法にある。

本発明４は、前記ベルトスリーブを作製後、ベルト長手方向に沿って少なくとも一つのＶ状溝部を設けるとともに所定の幅に切断する請求項３に記載のゴム製ベルトの製造方法にある。

本発明１では、ゴムを基材としてベルト長手方向に沿って心線を埋設したベルトであって、ベルト背面が少なくともゴムのみからなるゴム層であって、前記ベルト背面には背面と面一で段差の無いマークを有しているゴム製ベルトであることから、多軸駆動でサーペンタイン状に巻き付けられると共に、ベルト背面にテンショナーを係合させても、前記テンショナーは振動し騒音を発することはないという効果がある。

本発明２では、前記ゴム製ベルトが伸張部とベルト周方向に延びる複数のリブを有する圧縮部との間にベルト長手方向に沿って心線を埋設したＶリブドベルトである請求項１に記載のゴム製ベルトであることから、多軸駆動でサーペンタイン状に巻き付けられると共に、ベルト背面にテンショナーを係合させる使用方法が多いＶリブドベルトにおいては、本発明１の効果が顕著である。

本発明３では、基材の上にマークを付着させた転写マーク材と未加硫ゴムとを、該マークが未加硫ゴムに面するように重ね合わせ、これを加熱加圧した後に基材を剥離して該マークを未加硫ゴムに転写し、このゴムに転写したマークが成形ドラムの最内側もしくは最外側に位置するように上記ゴム層そして心線等を組み合わせて積層し、これらを一体的に加硫してベルトスリーブを作製する工程を含むゴム製ベルトの製造方法であることから、マークを有する領域と他の領域との間で段差のない平坦な面が形成され、しかも該マークはゴムと強固に接合し、鮮明なパターンを呈する。

本発明４では、前記ベルトスリーブを作製後、ベルト長手方向に沿って少なくとも一つのＶ状溝部を設けるとともに所定の幅に切断する請求項３に記載のゴム製ベルトの製造方法であることから、ゴム製ベルトがＶリブドベルトとなり、多軸駆動でサーペンタイン状に巻き付けられると共に、ベルト背面にテンショナーを係合させる使用方法が多いＶリブドベルトにおいては、前記テンショナーは振動し騒音を発することはないという効果がある。

以下、添付図面を参照し、本発明の実施例を説明する。図１は本発明に係るＶリブドベルトの断面斜視図、図２は本発明に係る他のＶリブドベルトの断面斜視図、図３は本発明に係る更に他のＶリブドベルトの断面斜視図である。

本発明のゴム製ベルトを用いる多軸駆動装置では、エンジンのクランク軸を駆動軸とし、一つの従動軸に例えば大きな回転慣性を有する発電機を、他の従動軸に例えばエアーコンプレッサーを備え、これらの軸にそれぞれプーリを装着し、これらのプーリにゴム製ベルトを懸架し、テンションプーリをＶリブドベルトの背面に当接させている。

図１に示すＶリブドベルト１は、伸張ゴム層４をベルト背面に配置し、ポリエステル繊維、エチレン‐２，６‐ナフタレート（ＰＥＮ）繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等を素材とする高強度で低伸どのコードよりなる心線２を伸張ゴム層４側に配した接着ゴム層３と圧縮ゴム層５中に埋設している。この圧縮ゴム層５にはベルト長手方向に延びる断面略三角形の複数のリブ９が設けられている。尚、ベルト背面にカバー帆布を積層していない。

図２に示すＶリブドベルト６は、伸張ゴム層４をベルト背面に配置し、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等を素材とする高強度で低伸どのコードよりなる心線２を伸張ゴム４と圧縮ゴム層５との間に埋設している。この圧縮ゴム層５にはベルト長手方向に延びる断面略三角形の複数のリブ部９が設けられている。尚、ベルト背面にカバー帆布を積層していない。

図３に示すＶリブドベルト７は、伸張ゴム層４をベルト背面に配置し、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等を素材とする高強度で低伸どのコードよりなる心線２を伸張ゴム４と圧縮ゴム層５との間に埋設している。この圧縮ゴム層５にはベルト長手方向に延びる断面略三角形の複数のリブ部９が設けられている。尚、ベルト背面にカバー帆布を積層していない。

前記伸張ゴム層４と圧縮ゴム層５には、水素化ニトリルゴム(ＨＮＢＲ)、クロロプレンゴム（ＣＲ）、天然ゴム(ＮＲ)、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン‐α‐オレフィンエラストマー（ＥＰＤＭ）が使用され、水素化ニトリルゴムは水素添加率が８０％以上であり、耐熱性及び耐オゾン性の特性を発揮する為に、好ましくは９０％以上が良い。水素添加率８０％未満の水素化ニトリルゴムは、耐熱性及び耐オゾン性は極度に低下する。耐油性及び耐寒性を考慮すると、結合アクリロニトリル量は２０〜４５％の範囲が好ましい。中でも、耐油性と耐寒性を有するエチレン‐α‐オレフィンエラストマーが好ましい。

上記伸張ゴム層４は、ゴム１００質量部に対してナイロン６、ナイロン６６、ポリエステル、綿、ｐ‐アラミド、ｍ−アラミド、ＰＢＯ（ポリペンゾオキサゾール）等からなる補強短繊維の総添加量が０〜３０質量部であり、カバー帆布が存在しない場合に懸念される粘着摩耗の発生や異音の発生を抑制することが可能である。また伸張ゴム層への短繊維配合は、ゴム層に比べ高弾性率となるカバー帆布を取り除いた経緯からも極力少量にすることが望ましく、又耐屈曲疲労性を低下させない為、３０質量部以上の配合は避けることが必要である。

又、圧縮ゴム層５には、ナイロン６、ナイロン６６、ポリエステル、綿、ｐ−アラミド、ｍ−アラミド、ＰＢＯ（ポリベンゾオキサゾール）等からなる補強短繊維を混入して圧縮ゴム層５の耐側圧性を向上させると共に、プーリと接する面になる圧縮ゴム層５の表面をグラインダーによって研磨加工して該短繊維を突出させる。圧縮ゴム層５の表面の摩擦係数は低下して、ベルト走行時の騒音を軽減する。

又、上記伸張ゴム層４と圧縮ゴム層５の各ゴム組成物には、通常使用されるカーボンブラック、その他炭酸カルシウム、シリカ、クレーなど各種充填剤、可塑剤、老化防止剤、加工助剤など特に限定せず配合することができる。前記各成分を混合する方法としては特に制限はなく、例えばバンバリーミキサー、ニーダー等を用い、適宜公知の手段、方法によって混練することができる。

接着ゴム層３を設ける場合には、接着ゴム層３を形成するゴム組成物が硫黄系の架橋を施したものであり、硫黄架橋を用いることで、接着力の低下を極力抑制することができる。接着ゴム層３にもエチレン‐α‐オレフィンエラストマー組成物を使用するが、心線２と良好に接着する為に、パーオキサイドを含まない硫黄加硫を使用する。

本発明で使用する転写マーク材１１は図４に示すように、基材１３の上にマーク１５を付着させたものであり、上記基材１３はナイロン、ポリエステル、アセテート等の透明な合成樹脂フィルム、もしくは離型紙であり、通常０．０１〜０．１ｍｍ程度の厚みを有し、加硫中に熱可塑化或いは熱収縮しないものである。基材１３が熱可塑化或いは熱収縮すると、マークが変形することは明らかである。又、合成樹脂フィルムを０．０１ｍｍ未満にすると、転写したマークに皺が生じる。

一方、マーク１５は通常未加硫のカラーゴム組成物、例えばＮＲ、ＣＲ、ＳＢＲ等のゴムに加硫剤、加硫助剤、顔料等を含んだもの、或いは樹脂組成物である。

上記転写マーク１１は、図５に示すマーキング工程のように、エンドレスにした未加硫のゴムシート１７に重ね合わせて下プレス板１９上に設置され、該マーク１５がゴムシート１７に面するようにする。そして、この重ね合わせ物を１００〜１４０°Ｃ、好ましくは１２０〜１３０°Ｃで１０〜３０秒、好ましくは１５〜２５秒間、２．０〜３．０ｋｇ／ｃｍ^２で上下プレス板１９、２１で挟持して加熱加圧し、該マーク１５をゴムシート１７へ転写する。この加熱加圧工程では、マーク１５に付着したゴムは未加硫の状態にある。

又、さらに、他のマーキング工程としては、図６に示すように未加硫ゴムを切断し、係るゴムシート１７を、下プレス板１９に設置して転写マーク材１１をマーク１５がゴムシート１７に面するように置き、上下プレス板１９、２１に挟持し、前述と同じ条件で加熱加圧し、該マーク１５をゴムシート１７へ転写することもできる。転写後、このゴムシート１７はエンドレスにされる。

これを終えると基材１３を剥離し、該エンドレスのゴムシート１７を成形ドラム２３に嵌挿し、ポリエステル繊維、アラミド繊維コードからなる心線２をスパイラルにスピニングし、更に伸張ゴム層４と同一のゴムにナイロン、ポリエステル、アラミド繊維等の短繊維を幅方向に配列させた圧縮ゴム層５を巻き付けて成形を終える。しかる後、上記成形ドラム２３を通常の方法により加硫缶内に設置してベルトスリーブ２５を加硫する。加硫中、転写したマーク１５は成形ドラム２３へ押圧されてマークのない領域と同一面になって。段差のない平坦な面になる。

上記成形方法は逆成形であるが、正成形であっても良い。即ち、成形ドラム２３に圧縮ゴム層５、心線２、そして前記ゴムシート１７を積層しても良い。この場合、ゴムシート１７に密着したマーク１５は成形ドラム２３の最外側に位置させる。

このようにして得られた加硫ベルトスリーブ２７は、成形ドラムから抜き出される。図１から３に示すような多リブベルト１から７を成形する場合には、逆成形したベルトスリーブを複数本の環状Ｖ型溝に研磨した後、所定幅に切断して個々のベルトに仕上げる。又、ローエッジベルトを成形する場合は、正成形したベルトスリーブを切断機を用いて断面Ｖ形に切断する。

本実施例で製造したＶリブドベルトでは、ポリエステル繊維のロープからなる心線を用い、カバー帆布層を設けず、ベルト背面に伸張ゴム層を、又その逆側に圧縮ゴム層を設け、３個のリブをベルト長手方向に配したものである。その形状を基本として、伸張ゴム層側の接着ゴム層を設けないもの、圧縮ゴム層側の接着ゴム層を設けないもの、全く接着ゴム層の存在しないものの３種類を作製した。

ここで、圧縮ゴム層、伸張ゴム層、接着ゴム層を表１に示すゴム組成物から調製し、バンバリーミキサーで混練後、カレンダーロールで圧延したものを用いた。圧縮ゴム層、伸張ゴム層とともに接着ゴム層には短繊維が含まれベルト幅方向に配向している。

Ｖリブドベルトの製造方法の一例は以下の通りである。まず、表１の配合で未加硫の伸張ゴム層となるゴムシートを所定の長さに切断し、係るゴムシートを下プレス板に設置して転写マーク材をマークがゴムシートに面するように置き、上下プレス板で挟持して加熱加圧し、該マークをゴムシートへ転写する。この加熱加圧工程では、ゴムシートは未加硫の状態にある。

そしてマークの転写を終えると、基材を剥離し、該ゴムシートを成形ドラムにマークが成形ドラムと面するように巻き、その上に接着ゴム層を巻き付けた後、この上にロープからなる心線であるポリエステル心線を螺旋状に巻き付け、さらにその上に圧縮ゴム層を順次巻き付けて積層体を得た後、これを加硫して加硫スリーブを得た。

次に、加硫スリーブを駆動ロールと従動ロールに掛架させ所定の張力下で走行させ、更に回転させた研削ホイールを走行中の加硫スリーブに当接するように移動して加硫スリーブの圧縮ゴム層表面に３〜１００個の複数の溝状部を一度に研削した。

このようにして得られた加硫スリーブを駆動ロールと従動ロールから取り外し、該加硫スリーブを他の駆動ロールと従動ロールに掛架して走行させ、カッターによって所定の幅に切断して６リブで周長が１２００ｍｍであるＶリブドベルトに仕上げた。

このようにして得られたＶリブドベルトの発音試験の結果を表２に示した。

発音試験の評価に用いた走行試験機は、駆動プーリ、従動プーリ（直径１２０ｍｍ）、テンションプーリ（直径４５ｍｍ）アイドラープーリ（直径７５ｍｍ）を順に配置したものであめる。プーリレイアウトを図７に示した。試験機の各プーリにベルトを掛架し、雰囲気温度８５°Ｃ、駆動プーリの回転数が７００ｒｐｍ、ベルト張力が８３４Ｎ／３リブになるように駆動プーリに荷重を付与した後、走行させ、アイドラープーリでのベルト異音の発生状況を確認した。その結果を表２に示す。

次に、マークのゴムシートへの転写を終えた後基材を剥離することなしに、該ゴムシートの上に接着ゴム層を巻き付け、さらにその上に圧縮ゴム層を順次巻き付けて積層体を得た後、これを加硫して加硫スリーブを得た。その後基材を剥離して比較例とした。比較例１はマークの段差が１００μｍとなり、比較例２はマークの段差が４０μｍであった。そして、実施例と同条件にてベルトを走行させ、アイドラープーリでのベルト異音の発生状況を確認した。その結果を表２に示す。

表２の結果から、マーク段差を有す比較例１及び２については、異音が確認された。これに対してマーク段差を無くした実施例では異音が確認されず効果が確認された。又、段差が小さくなると発音レベルも良くなることが確認できた。

本発明のゴム製ベルトは、自動車、一般産業用の伝動ベルトとして幅広く適用できる。

本発明に係るＶリブドベルトの断面斜視図である。 本発明に係る他のＶリブドベルトの断面斜視図である。 本発明に係る更に他のＶリブドベルトの断面斜視図である。 本発明で使用する転写マーク材の斜視図である。 本発明のマーキング工程にあって、転写マーク材とゴムシートとを重ね合わせ、これを加熱加圧する工程を示す図である。 本発明の他のマーキング工程を示す図である。 発音試験の評価に用いた走行試験機のプーリレイアウトを示す。

符号の説明

１ Ｖリブドベルト
２ 心線
３ 接着ゴム層
４ 伸張ゴム層
５ 圧縮ゴム層
６ リブ部
１１ 転写マーク材
１３ 基材
１５ マーク
２３ 成形ドラム

Claims (4)

1. ゴムを基材としてベルト長手方向に沿って心線を埋設したベルトであって、ベルト背面が少なくともゴムのみからなるゴム層であって、前記ベルト背面には背面と面一で段差の無いマークを有していることを特徴とするゴム製ベルト。
2. 前記ゴム製ベルトが伸張部とベルト周方向に延びる複数のリブを有する圧縮部との間にベルト長手方向に沿って心線を埋設したＶリブドベルトである請求項１に記載のゴム製ベルト。
3. 基材の上にマークを付着させた転写マーク材と未加硫ゴムとを、該マークが未加硫ゴムに面するように重ね合わせ、これを加熱加圧した後に基材を剥離して該マークを未加硫ゴムに転写し、このゴムに転写したマークが成形ドラムの最内側もしくは最外側に位置するように上記ゴム層そして心線等を組み合わせて積層し、これらを一体的に加硫してベルトスリーブを作製する工程を含むことを特徴とするゴム製ベルトの製造方法。
4. 前記ベルトスリーブを作製後、ベルト長手方向に沿って少なくとも一つのＶ状溝部を設けるとともに所定の幅に切断する請求項３に記載のゴム製ベルトの製造方法。
   

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