JP2006266494A - Ｖリブドベルト - Google Patents

Abstract

【課題】 ベルト磨耗等により伸びが発生した場合も、張力が急激に低下する事がなく、経時的な寸法安定性に優れ特に多軸駆動装置に好適なＶリブドベルトを提供する。
【解決手段】 エンジンのクランク軸を駆動軸１１とし、少なくとも従動軸１４の一つに大きな回転慣性を有する発電機１３を備え、かつオートテンショナーを装置しない多軸駆動装置１０の駆動プーリ１６と、少なくとも一つの従動プーリ１７、１８に懸架して使用する多軸駆動装置において、Ｖリブドベルト１の心線４は、ポリエステル繊維で構成され、かつ上撚り係数が５．０〜１０．０の撚糸コードであり、Ｖリブドベルトを２％伸張させるのに必要な引張力が１００〜３００Ｎ／リブである。
【選択図】 図１

Description

本発明は駆動装置、特に多軸駆動装置に好適に装着されるＶリブドベルトに関する。

一般に、Ｖリブドベルトは、接着部中に心線を埋設し、該接着部の上部には必要に応じてカバー帆布を積層し、そして該接着部の下部に複数のリブ部を設けている。このＶリブドベルトは、Ｖベルトに代わって自動車のエアコンプレッサーやオルタネータ等の補機駆動に広く使用されてきているが、近年ではエンジンルームのコンパクト化、エンジンの軽量化などに伴い、プーリ径が小さくなるとともにサーペンティン駆動化が図られている。

サーペンティン駆動では、補機に連結された複数のプーリを同一平面状に配置し、これらのプーリに一本のベルトを掛架するものであり、ベルトを大きく曲がりくねった状態に配置するため、ベルトは極めて苛酷な状態で使用されることになり、より高伝動・高性能であることが要求されている。

かかる要求に応えるべく、ベルトモジュラスを高めて伝達性能を向上させたＶリブドベルトが汎用的に用いられている。具体的には、ベルト心線としてポリアミド繊維とポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維を混撚したコードを心線に用いたＶリブドベルトであって、Ｖリブドベルトを２％伸張させるのに必要な引張力が２５０〜３５０Ｎ／リブで、ベルト乾熱時収縮力が１００〜１５０Ｎとしたモジュラスの高いＶリブドベルトが知られている。（特許文献１参照）

しかし、該Ｖリブドベルトの使用において、リブゴムの磨耗などによりベルト伸びが発生した際に、ベルトがプーリに落ち込み、ベルトにかかる張力が急激に低下することがあった。これは心線を構成するポリエチレンテレフタレート繊維の特性、即ち結晶弾性率が高く、分子が変形し難い構造を有することに起因し、従来装置においてはオートテンショナーで張力を調節することにより対応していたが、近年では駆動装置にオートテンショナーが設置されないレイアウトも多く、前述の如きＶリブドベルトではこの張力低下に対応できないことが判明した。

一方、心線をポリアミド６．６繊維で構成することにより、ベルトを低モジュラス化させて、張力低下を抑制したＶリブドベルトが知られている。（特許文献２参照）
特開２００３−１９４１５２号公報 米国特許出願公開第２００２／０１６５０５８号明細書

このような弾性率の低いポリアミド繊維の特性を利用してベルトを低モジュラス化した場合、高モジュラスなベルトで見られたような急激な張力低下は知見されず、オートテンショナーを要さないベルトとして期待された。ところが、ポリアミド繊維は吸湿性が高く、湿度により経時収縮を起こしてベルト寸法を大きく変化させるため、実使用上問題があった。

更に、従来のベルトでは、走行時間と共に張力が徐々に低下し、ベルト張力が安定して維持できないことが判明した。また走行のごく初期段階で急激な張力低下が見られることも問題となっていた。

本発明はこのような問題点を改善するものであり、ベルト磨耗等により伸びが発生した場合も、張力が急激に低下する事がなく、経時的な寸法安定性に優れ特に多軸駆動装置に好適なＶリブドベルトを提供することを目的とする。

即ち、本願請求項１記載の発明は、ベルト長手方向に延びるリブが形成されるとともにベルト長手方向に沿って心線が埋設された弾性体層を有するＶリブドベルトであって、前記心線が、ポリエチレンテレフタレート繊維で構成され、かつ上撚り係数が５．０〜１０．０の撚糸コードであり、Ｖリブドベルトを２％伸張させるのに必要な引張力が１００〜３００Ｎ／リブであることを特徴とする。

また本願発明は、請求項１記載のＶリブドベルトであって、上撚り係数が５．５〜８．５である；ポリエステル繊維がポリエチレンテレフタレート繊維である；撚糸コードの総繊度が４，０００〜１２，０００ｄｔｅｘである；多軸駆動装置に用いられる；撚糸コードの下撚り係数が５．０〜１０．０である；撚糸コードの下撚り係数が５．５〜８．５である、ことを特徴とした発明でもある。

本発明のＶリブドベルトは、モジュラスが低くエラスティックな性質を有し、リブゴム磨耗等によりベルト伸びが発生した場合でも、張力が急激に低下することがなく安定した張力を維持できると共に、強力、耐疲労性、そして経時的な寸法安定性に優れるといった効果がある。また走行初期の張力低下が少なく、しかも経時的に安定した張力を維持できる。

また上撚り係数を５．５〜８．５とすることで、更にモジュラスとベルト強度にバランスがとれた構成となる。そして、心線を特定の繊度とすることで、更にモジュラス、ベルト強度、そして屈曲疲労性に優れたベルト構成とすることができる。更に、本発明のベルトは多軸駆動装置における過酷な条件下においても好適に使用可能である。

そして下撚り係数を５．０〜１０．０とすることで、よりモジュラスを低くすることが可能となる。更に、撚糸コードの下撚り係数を５．５〜８．５とすることで、更にモジュラスとベルト強度にバランスがとれた構成とすることができる。

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リブドベルトを用いた多軸駆動装置を示す概略図、図２はこの多軸駆動装置に使用するＶリブドベルトを示す断面斜視図である。

図１において、ここで用いる多軸駆動装置１０では、エンジンのクランク軸を駆動軸１１とし、一つの従動軸１２に例えば大きな回転慣性を有する発電機１３を、他の従動軸１４に例えばエアーコンプレッサー１５を備え、これらの軸にそれぞれプーリ１６、１７、１８を装着し、これらのプーリ１６、１７、１８にＶリブドベルト１を懸架し、テンションプーリ１９をＶリブドベルト１の背面に当接させている。

ここで使用するＶリブドベルト１は、ベルト長手方向に延びるリブ７が形成されるとともにベルト長手方向に沿って心線４が埋設された弾性体層を有するものとして形成されている。ここで弾性体層は、心線４を埋設した接着部５と、リブ７が設けられた圧縮部で構成され、また接着部５の背面側にはカバー帆布３からなる伸張部２を備えている。そしてリブ７はベルト長手方向に平行に延びて並列状態に配置されている。

前記圧縮部６はゴム組成物で構成され、ゴム成分としては、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマー、エチレン−α−オレフィンゴム等のゴム材の単独、またはこれらの混合物が使用される。

水素化ニトリルゴムは水素添加率８０％以上が好ましく、耐熱性及び耐オゾン性の特性を発揮するためには、９０％以上が望ましい。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。

エチレン・α−オレフィンゴムとしては、エチレンとα−オレフィン（プロピレン、ブテン、ヘキセン、オクテンなど）の共重合体、あるいは、エチレンと上記α−オレフィンと非共役ジエンの共重合体であり、具体的にはエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）やエチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）などのゴムをいう。上記ジエン成分としては、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエン、メチレンノルボルネンなどの炭素原子数５〜１５の非共役ジエンが挙げられる。ＥＰＤＭは耐熱性や耐寒性に優れるという特性を有しており、耐熱・耐寒性能の高い動力伝動ベルトを得ることができる。このＥＰＤＭはヨウ素価が３〜４０のものが好ましく用いられる。ヨウ素価が３未満であると、ゴム組成物の加硫が十分でなく摩耗や粘着の問題が発生し、またヨウ素価が４０を超えると、ゴム組成物のスコーチが短くなって扱い難くなり、耐熱性が悪くなるものである。

上記ゴムの架橋には、硫黄や有機過酸化物が使用される。有機過酸化物としては具体的には、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、１．１−ｔ−ブチルペロキシ−３．３．５−トリメチルシクロヘキサン、２．５−ジ−メチル−２．５−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）ヘキサン、２．５−ジ−メチル−２．５−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）ヘキサン−３、ビス（ｔ−ブチルペロキシジ−イソプロピル）ベンゼン、２．５−ジ−メチル−２．５−ジ（ベンゾイルペロキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルペロキシベンゾアート、ｔ−ブチルペロキシ−２−エチル−ヘキシルカーボネートが挙げられる。この有機過酸化物は、単独もしくは混合物として、ゴム１００重量部に対して１〜８重量部の範囲で好ましく使用される。

また加流促進剤を配合しても良い。加硫促進剤としてはチアゾール系、チウラム系、スルフェンアミド系の加硫促進剤が例示でき、チアゾール系加硫促進剤としては、具体的に２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトチアゾリン、ジベンドチアジル・ジスルフィド、２−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩等があり、チウラム系加硫促進剤としては、具体的にテトラメチルチウラム・モノスルフィド、テトラメチルチウラム・ジスルフィド、テトラエチルチウラム・ジスルフィド、Ｎ，Ｎ’−ジメチル− Ｎ，Ｎ’−ジフェニルチウラム・ジスルフィド等があり、またスルフェンアミド系加硫促進剤としては、具体的にＮ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ’−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド等がある。また、他の加硫促進剤としては、ビスマレイミド、エチレンチオウレアなども使用できる。これら加硫促進剤は単独で使用してもよいし、２種以上の組み合わせで使用してもよい。

また、架橋助剤（ｃｏ−ａｇｅｎｔ）を配合することによって、架橋度を上げて粘着摩耗等の問題を防止することができる。架橋助剤として挙げられるものとしては、ＴＩＡＣ、ＴＡＣ、１，２ポリブタジエン、不飽和カルボン酸の金属塩、オキシム類、グアニジン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、Ｎ−Ｎ‘−ｍ−フェニレンビスマレイミド、硫黄など通常パーオキサイド架橋に用いるものである。

そして、それ以外に必要に応じてシリカ、カーボンブラックのような補強材、炭酸カルシウム、タルクのような充填剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤のような通常のゴム組成物に使用されるものが使用される。

また、上記圧縮部６には、ナイロン６、ナイロン６６、ポリエステル、綿、アラミドなどからなる短繊維を混入してリブ７の耐側圧性を向上させるとともに、プーリと接する面になるリブ７の表面に該短繊維を突出させ、リブ７の摩擦係数を低下させて、ベルト走行時の騒音を軽減させることができる。アラミド繊維は分子構造中に芳香環をもつ、例えば商品名コーネックス、ノーメックス、ケブラー、テクノーラ、トワロン等である。

上記短繊維が前述の効果を充分に発揮するためには、繊維長さは１〜２０ｍｍで、その添加量はゴム１００重量部に対して１〜５０重量部である。尚、短繊維の添加量が１重量部未満の場合には、リブ７のゴムが粘着しやすくなって摩耗する欠点があり、また一方５０重量部を越えると、短繊維がゴム中に均一に分散しなくなるなどの不具合がある。

上記短繊維はリブ７のゴムとの接着を向上させるためにも、該短繊維をエポキシ化合物やイソシアネート化合物から選ばれた処理液によって接着処理されることが好ましい。

接着部４は、圧縮部６と同様のゴム組成物を用いることもできるが、別のゴム組成物で構成してもよい。上述の如きゴム、配合剤を用いることができるが、接着性を考慮すると短繊維は混入しないほうが好ましい。

カバー帆布３は、織物、編物、不織布などから選択される繊維基材である。構成する繊維素材としては、公知公用のものが使用できるが、例えば綿、麻等の天然繊維や、金属繊維、ガラス繊維等の無機繊維、そしてポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリフロルエチレン、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、全芳香族ポリエステル、アラミド等の有機繊維が挙げられる。織物の場合は、これらの糸を平織、綾織、朱子織等することにより製織される。

上記カバー帆布３は、公知技術に従ってＲＦＬ液に浸漬することが好ましい。またＲＦＬ液に浸漬後、未加硫ゴムをカバー帆布に擦り込むフリクションを行ったり、ゴムを溶剤に溶かしたソーキング液に浸漬処理することができる。尚、ＲＦＬ液には適宜カーボンブラック液を混合して処理反を黒染めしたり、公知の界面活性剤を０．１〜５．０重量％加えてもよい。

心線４を構成する繊維材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維で構成される。ＰＥＴ繊維はテレフタール酸とエチレングリコールの縮合重合などによって合成される繊維である。

そして上記心線４は、下記の〔数１〕で定義する上撚り係数が５．０〜１０．０となるよう構成された撚糸コードである。これにより、顕著な低モジュラス効果が得られ、走行後もベルト張力保持率が高く、また耐久性にも優れたＶリブドベルトとすることができる。モジュラスとベルト強度を考慮すると、より好ましくは５．５〜８．５である。上撚り係数が５．０未満だと、充分な低モジュラス化が達成できず、上撚り係数が１０．０を超えると、撚糸コードの強力が極端に乏しくなり、ベルト耐久性が低くなる。

また下撚りを設けることが可能であり、好ましくは前記〔数１〕で定義する下撚り係数が２．０〜１０．０となるよう設定される。尚、撚糸コードがより低モジュラス効果を奏するためには、下撚り係数を好ましくは５．０〜１０．０、更に好ましくは５．５〜８．５に設定することが望ましい。また、上撚りと下撚りの間に中撚りを設けることも可能である。

ここで、撚糸コードの総繊度は４，０００〜１２，０００ｄｔｅｘとすることが好適である。総繊度が４，０００ｄｔｅｘ未満の場合には、心線のモジュラス、強力が低くなり過ぎ、一方、１２，０００ｄｔｅｘを越えると、ベルトの厚みが厚くなって、屈曲疲労性が悪くなる。

上記心線４は接着処理を施されることが望ましく、例えば（１）未処理コードをエポキシ化合物やイソシアネート化合物などを含有する前処理液を入れたタンクに含浸してプレディップした後、（２）１６０〜２００°Ｃに温度設定した乾燥炉に３０〜６００秒間通して乾燥し、（３）続いてＲＦＬ溶液からなる接着液を入れたタンクに浸漬し、（４）２１０〜２５０°Ｃに温度設定した延伸熱固定処理機に３０〜６００秒間通して−１〜３％延伸して延伸処理コードとし、（５）更にゴム糊を入れたタンクに浸漬し、（６）１３０〜１７０°Ｃに温度設定した乾燥炉に１２０〜３００秒間通して乾燥する、方法などがある。尚、（１）〜（６）の全工程を行う必要はなく、所望に応じて（１）〜（４）のみ行うことなども可能である。また撚糸後に接着処理を施したものを心線として用いると、ベルト成形において撚り係数が変化しないといった利点がある。

上記エポキシ化合物としては、例えばエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールや、ポリエチレングリコール等のポリアルキレングリコールとエピクロルヒドリンのようなハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物や、レゾルシン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジメチルメタン、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂等の多価フェノール類やハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物である。

また、イソシアネート化合物としては、例えば４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トルエン２，４−ジイソシアネート、Ｐ−フェニルジイソシアネート、ポリアリールポリイソシアネート等がある。

これらイソシアネート化合物および／またはエポキシ化合物を、例えばトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合したものが、前処理液として使用される。

ＲＦＬ溶液はレゾルシンとホルムアルデヒドの初期縮合物をゴムラテックスと混合したものであり、この場合レゾルシンとホルムアルデヒドのモル比は１：２〜２：１にすることが接着力を高める上で好適である。モル比が１／２未満では、レゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂の三次元化反応が進み過ぎてゲル化し、一方２／１を超えると、逆にレゾルシンとホルムアルデヒドの反応があまり進まないため、接着力が低下する恐れがある。

ゴムラテックスとしては、スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体、水素化ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレン・α−オレフィンゴムなどのラテックスがあげられる。合成ゴムラテックスの製造方法としては、例えば以下の２種類があり、一つは、固形ポリマーを溶剤に溶かした後、相変化させて水に乳化分散させ、ラテックスとする方法で、もう一つは、乳化させたモノマーを重合してそのままラテックスとする方法である。

また、レゾルシン−ホルムアルデヒドの初期縮合物と上記ゴムラテックスの固形分重量比は１：２〜１：８が好ましく、この範囲を維持すれば接着力を高める上で好適である。上記の比が１／２未満の場合には、レゾルシン−ホルムアルデヒドの樹脂分が多くなり、ＲＦＬ皮膜が固くなり動的な接着が悪くなり、他方１／８を超えると、レゾルシン−ホルムアルデヒドの樹脂分が少なくなるため、ＲＦＬ皮膜が柔らかくなり、接着力が低下する。

更に、上記ＲＦＬ溶液には加硫促進剤や加硫剤を添加してもよく、添加する加硫促進剤は、含硫黄加硫促進剤であり、具体的には２−メルカプトベンゾチアゾール（Ｍ）やその塩類（例えば、亜鉛塩、ナトリウム塩、シクロヘキシルアミン塩等）ジベンゾチアジルジスルフィド（ＤＭ）等のチアゾール類、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＣＺ）等のスルフェンアミド類、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＳ）、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＴ）、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＴＲＡ）等のチウラム類、ジ−ｎ−ブチルジチオカルバミン酸ナトリウム（ＴＰ）、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＰＺ）ジエチルジメチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＥＺ）等のジチオカルバミン酸塩類等がある。

また、加硫剤としては、硫黄、金属酸化物（酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化鉛）、過酸化物等があり、上記加硫促進剤と併用する。

オーバーコート処理に用いるゴム糊は、ゴム組成物をトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に溶解した溶液である。

該ゴム糊には所望に応じて配合剤を配合することができる。例えば、硫黄や有機過酸化物などの架橋剤、加硫促進剤、シリカやカーボンブラックといった補強剤、脂肪酸や脂肪酸誘導体などの加工助剤、他にポリ−ｐ−ジニトロソベンゼン、イソシアネート化合物、レゾルシン−ホルムアルデヒドの初期縮合物などを挙げることができる。これらは単独または併用して配合することができる。

そして、心線４は、ベルト幅方向の繊度が２，０００〜５，０００ｄｔｅｘ／ｍｍ、更に好ましくは２，０００〜４，０００ｄｔｅｘ／ｍｍの構成となるよう配置されることが望ましい。２，０００ｄｔｅｘ／ｍｍ未満となると、ベルト強力が低くなりすぎ、ベルトのモジュラスが徐々に低下するといった不具合が起こる恐れがある。一方、５，０００ｄｔｅｘ／ｍｍを越えると、ベルトのモジュラスが高くなりすぎ、張力低下の抑制という目的が達成できない恐れがある。尚、ベルト幅当りの繊度が等しくあっても、細いコードを用いるほうが屈曲による発熱が少なく、また、太いコードを粗く巻くより、細いコードを密に巻く方がベルトの均一性が良くなり、長寿命につながる。更に、コードを粗く巻いた場合、コードのピッチ乱れが発生する可能性もある。

上記の如く構成されたＶリブドベルト１は、Ｖリブドベルトを２％伸張させるのに必要な引張力が１００〜３００Ｎ／リブ、更に好ましくは１５０〜２５０Ｎ／リブであり、このような引張力であると、たとえリブゴム磨耗等によりベルト伸びが発生した場合でも、急激な張力低下を引き起こすことなく、安定した張力が維持できる。３００Ｎ／リブを超えるとベルト伸び時に急激な張力低下が見られ、１００Ｎ／リブ未満であると心線伸びによるベルト張力低下が大きくなる。

更にVリブドベルトに１４７Ｎ／５本コードの初荷重をかけ、１００°Ｃ雰囲気下３０分放置した後に発生したベルト乾熱時収縮力が５０〜１５０Ｎ／５本コードである特性を付与すると、ベルト伸びが発生しても張力を自己調整可能であり、オートテンショナーを設置しなくともベルトスリップ率が小さくてベルト寿命が長いものを得ることができる。ベルト乾熱時収縮力が５０Ｎ未満の場合には、ベルト張力を調整する性能に乏しく、スリップ率が高くなる傾向がある。また、ベルト乾熱時収縮力が１５０Ｎを越える場合には、ベルト長さの経時収縮が大きくなる傾向がある上に、スリップ率が小さくなる効果は小さい。

尚、上記Ｖリブドベルト１は本発明の実施の一形態であって、これに限定されるものではない。例えば接着部を配置しないＶリブドベルトや、伸張部をカバー帆布で構成しないＶリブドベルトなども本発明の技術範囲に属する。

伸張部をカバー帆布で構成しないＶリブドベルトとして例えば、弾性体層が、背面が短繊維を含有するゴム組成物からなる伸張部と、該伸張部の下層に配設された接着部と、更にその下層に排泄された圧縮部で構成されたベルトがある。心線は、ベルト長手方向に沿って本体内に埋設されてなり、具体的には伸張部と接着部との境界領域に心線が存在する、即ち心線の一部が伸張部に接し、残部が接着部に接した状態となっている。そして前記圧縮部はベルト長手方向に伸びる複数のリブが設けられている。ここで、伸張部に含有される短繊維はベルト幅方向に配向しており、また圧縮部に含有される短繊維はリブ形状に沿った流動状態を呈し、表面近傍の短繊維はリブ形状に沿って配向している。

接着部を配置しないＶリブドベルトとして例えば、弾性体層が、背面が短繊維を含有するゴム組成物からなる伸張部と、該伸張部の下層に圧縮部で構成されたベルトがある。心線は、ベルト長手方向に沿って本体内に埋設されてなり、具体的には伸張部と圧縮部との境界領域に心線が存在する、即ち心線の一部が伸張部に接し、残部が圧縮部に接した状態となっている。そして、前記圧縮部にはベルト長手方向に伸びる複数のリブが設けられており、該リブ表面には短繊維が植毛されている。ここで、伸張部に含有される短繊維はベルト幅方向に配向している。

このように伸張部をカバー帆布で構成せず、短繊維を含有するゴム組成物で形成する際は、背面駆動時の異音を抑制すべく、背表面に凹凸パターンを設けることができる。凹凸パターンとしては、編布パターン、織布パターン、スダレ織布パターンなどを挙げることができるが、最も好ましくは織物パターンである。短繊維としては、ポリエステル、アラミド、ナイロン、綿などを所望に応じて配合することができ、好ましくはベルト幅方向に配向させることが望ましい。また背面を研磨面とすることもできる。そして伸張部や圧縮部や接着部を構成するゴム組成物、心線などは上述と同様のものが使用できる。

尚、接着部を配置しない構成の場合、心線は伸張部と圧縮部の境界領域でベルト本体に埋設されることになる。この時、心線２３とベルト本体との接着性を考慮すると、圧縮部は短繊維を含有しないゴム組成物で構成することが望ましい。また圧縮部に含有される短繊維はリブ形状に沿った流動状態を呈していても、短繊維が幅方向に配向した構成としてもかまわない。

次に、これらＶリブドベルトの製造方法を説明する。製造方法としては限定されるものではないが例えば以下のような方法がある。

第１の方法としては、まず、円筒状の成形ドラムの周面に伸張部を構成する部材と接着部を構成する接着ゴムシートとを巻き付けた後、この上にコードからなる心線を螺旋状にスピニングし、更に圧縮部を構成する圧縮ゴムシートを順次巻き付けて未加硫スリーブを形成した後、加硫して加硫スリーブを得る。次に、加硫スリーブを駆動ロールと従動ロールに掛架され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該加硫スリーブに当接するように移動してスリーブの圧縮部表面に３〜１００個の複数の溝状部を一度に研磨して摩擦伝動面を形成する。このようにして得られたスリーブを駆動ロールと従動ロールから取り外し、該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に幅に切断して個々のＶリブドベルトに仕上げる。

第２の方法としては、周面にリブ刻印を設けた円筒状の成形ドラムに、圧縮部を構成する圧縮ゴムシート、接着部を構成する接着ゴムシートを巻き付けた後、心線をスピニングし、伸張部を構成する部材を巻き付けて未加硫スリーブを配置する。その後、該未加硫スリーブを成形ドラムに押圧しながら加硫することで、圧縮部にリブを型付けする。得られた加硫スリーブにはリブが形成されてなるが、必要に応じてリブ表面を研磨し、所定幅に切断して個々のＶリブドベルトとする。

第３の方法としては、円筒状の成形ドラムに装着された可撓性ジャケットの上に伸張部を構成する部材、接着部を構成する接着ゴムシートを巻き、その上に心線をスピニングした後、さらに圧縮部を構成する圧縮ゴムシートを順次無端状に捲き付けて未加硫スリーブを形成する。そして、可撓性ジャケットを膨張させて、未加硫スリーブをリブ部に対応した刻印を有する外型に押圧して加硫成形する。得られた加硫スリーブにはリブが形成されてなるが、必要に応じてリブ表面を研磨し、所定幅に切断して個々のＶリブドベルトとする。

第４の方法としては、円筒状の成形ドラムに装着された可撓性ジャケットの上に圧縮部を構成する圧縮ゴムシートを配置した第１未加硫スリーブを形成した後、可撓性ジャケットを膨張させて、該第１未加硫スリーブをリブ部に対応した刻印を有する外型に押圧して、リブ部を有する予備成型体を作製する。そして、前記予備成型体を密着させた外型から、内型を離間させ、次いで、内型に伸張部を構成する部材、接着部を構成する接着ゴムシートを配置し、心線をスピニングして第２未加硫スリーブを形成する。そして、可撓性ジャケットを膨張させて、前記予備成型体を密着させた外型に、該第２未加硫スリーブを内周側から押圧して予備成型体と一体的に加硫する。得られた加硫ベルトスリーブにはリブが形成されてなるが、必要に応じてリブ表面を研磨し、所定幅に切断して個々のＶリブドベルトとする。

接着部を配置しないＶリブドベルトは、上記方法において接着ゴムシートを配置せずに製造することで得ることができる。また圧縮部に含有される短繊維はリブ形状に沿った流動状態を呈しているＶリブドベルトは、例えば第２の方法、第３の方法、もしくは第４の方法で製造することで得られる。そして、圧縮部に含有される短繊維が幅方向に配向したＶリブドベルトは、例えば第１の方法で製造することで得られる。

以下に、本発明を具体的な実施例のより更に詳細に説明する。
実施例１〜４、比較例１〜３
表３に示す構成の各撚糸コードを、トルエン９０重量％にＰＡＰＩ（化成アップジョン社製ポリイソシアネート化合物）１０重量％からなる接着剤でプレディップした後、２００°Ｃに温度設定した乾燥炉に２分間通して乾燥した。続いて表１に示すＲＦＬ液からなる接着剤に含浸させた後、２３０°Ｃで２分間熱処理を行い、この熱処理時に表３に示すヒートセット延伸率で熱延伸固定した。更に表２に示す配合ゴム組成物を固形分濃度１０％となるよう希釈したゴム糊に各コードを浸漬させた後、１６０°Ｃで４分間熱処理した接着処理コードを心線として用いた。

本実施例におけるＶリブドベルトの製造方法は、以下の通りである。
まず、円筒状モールドに経糸と緯糸とが綿糸からなる平織物にクロロプレンゴムをフリクションしたゴム付帆布を１プライ巻き付けた後、表２に示すクロロプレンゴム組成物からなる接着ゴムシートを巻き、更にその上に上記コードをスピニングし、そして表２に示すクロロプレンゴム組成物に短繊維を分散させたゴムシートを巻き付けて成形を終えた。これを公知の方法で１６０°Ｃ、３０分で加硫して円筒状の加硫ゴムスリーブを得た。尚、圧縮部および接着部を形成するゴムシートに分散させる短繊維は、あらかじめトルエン９０重量部にＰＡＰＩ（化成アップジョン社製ポリイソシアネート化合物）１０重量部からなる処理液１００重量部に浸漬処理した。

上記加硫ゴムスリーブを研磨機の駆動ロールと従動ロールに装着して、張力を付与した後に回転させた。１５０メッシュのダイヤモンドを表面に装着した研磨ホイールを１，６００ｒｐｍで回転させ、これを加硫スリーブに当接させてリブ部を研磨した。研磨機から取り出したスリーブを切断機に設置した後、回転しながら切断した。

作製したＶリブドベルトは、上記各延伸固定処理コードからなる心線が接着部内に埋設され、その上側にゴム付綿帆布を１プライ積層し、他方接着部の下側には圧縮部があって３個のリブがベルト長手方向に有していた。このＶリブドベルトはＲＭＡ規格による長さ１，１００ｍｍのＫ型３リブドベルトであり、リブピッチ３．５６ｍｍ、リブ高さ２．９ｍｍ、リブ角度４０°であった。

次いで、前記Ｖリブドベルトの評価を行った。この結果を表３に示す。尚、試験方法は、以下の通りである。

（１）ベルト２．０％伸び時応力
ベルトを５０ｍｍ／分の速度で引っ張って、ベルトを２．０％伸ばすのに必要な応力を測定し、１リブ（３．５６ｍｍ）当たりの応力に換算した。

（２）ベルト乾熱時収縮応力
ベルトから心線を埋設した接着部を取り出す。接着部の両側から余分のコードを取り除き、コード５本からなる測定試料を作製する。この測定試料に１４７Ｎ／５本コードの初荷重をかけ、１００°Ｃの雰囲気下で３０分間放置した後、発生した収縮応力を求めた。

（３）ベルト強力
ベルトを５０ｍｍ／分の速度で引っ張って、ベルトが切断したときの最大荷重を求めた。

（４）ベルト乾熱収縮率
ベルトを無荷重で１２０°Ｃ雰囲気下で３０分間放置した後、放置前後でのベルト外周長の変化率を求めた。

（５）ベルト張力保持率−１
ベルトに３９１Ｎ／３リブの初張力をかけて図３に示す走行試験を行い、１時間後及び１，０００時間後のベルト張力を測定して、１時間後のベルト張力に対する１，０００時間後のベルト張力保持率を算出した。

（６）ベルト張力保持率−２
ベルトに３６０Ｎ／３リブの初張力をかけて図４に示す走行試験を行い、走行開始直後及び１時間後のベルト張力を測定して、走行開始直後のベルト張力に対する１時間後のベルト張力保持率を算出した。また実施例１，４及び比較例１，２について、走行開始１時間〜５００時間後のベルト張力保持率の推移を調べた。時間−ベルト張力保持率のグラフを図５に示す。

（７）ベルト経時収縮率
ベルトを４０°Ｃ、湿度９０％で、１０日間放置した後のベルト外周長の変化率を調べた。

表３並びに図５に示す結果より、本発明のＶリブドベルトでは、従来のＶリブドベルトに比べてモジュラスが充分に低く、走行後も張力保持率が高く、張力を安定して維持できていることが判った。また湿熱時に保管してもベルト長さの収縮が小さく、経時的な寸法安定性に優れることも知見できた。一方、比較例１はモジュラスが低いものの、湿度によるベルトの経時寸法変化が大きいという問題があった。そして、走行初期の急激な張力低下、並びに経時的な張力低下が観察された。また比較例２では、走行初期に張力低下が多少あり、更に経時的な張力低下が著しいことが知見された。そして比較例３では撚糸コードの取り扱い性が極端に悪く、接着処理時にキンクが発生し、ベルト心線として使用することが不可能であった。

ベルト駆動装置、特に自動車のサーペンティン駆動において好適に用いられるＶリブドベルトであり、ベルトの伸びや張力低下を抑えることでスリップを軽減し、ベルト寿命を延長させる効果が期待できる。

本発明に係るＶリブドベルトを用いた多軸駆動装置を示す概略図である。 本発明の多軸駆動装置に使用するＶリブドベルトを示す断面斜視図である。 ベルト張力保持率−１の評価における走行試験のレイアウトである。 ベルト張力保持率−２の評価における走行試験のレイアウトである。 ベルト張力保持率−２の評価から得られた走行時間−張力保持率の関係を示すグラフである。

符号の説明

１ Ｖリブドベルト
２ 伸張部
３ カバー帆布
４ 心線
５ 接着部
６ 圧縮部
７ リブ
１０ 多軸駆動装置
１１ 駆動軸
１２ 従動軸
１３ 発電機
１４ 従動軸
１６ 駆動プーリ
１７ 従動プーリ
１８ 従動プーリ

Claims (6)

1. ベルト長手方向に延びるリブが形成されるとともにベルト長手方向に沿って心線が埋設された弾性体層を有するＶリブドベルトであって、前記心線が、ポリエチレンテレフタレート繊維で構成され、かつ上撚り係数が５．０〜１０．０の撚糸コードであり、Ｖリブドベルトを２％伸張させるのに必要な引張力が１００〜３００Ｎ／リブであることを特徴とするＶリブドベルト。
2. 上撚り係数が５．５〜８．５である請求項１記載のＶリブドベルト。
3. 撚糸コードの総繊度が４，０００〜１２，０００ｄｔｅｘである請求項１又は２記載のＶリブドベルト。
4. 多軸駆動装置に用いられる請求項１〜３のいずれか１項に記載のＶリブドベルト。
5. 撚糸コードの下撚り係数が５．０〜１０．０である請求項１〜４のいずれか１項に記載のＶリブドベルト。
6. 撚糸コードの下撚り係数が５．５〜８．５である請求項５記載のＶリブドベルト。
   

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