JP2007144714A

JP2007144714A - Ｖベルトの製造方法

Info

Publication number: JP2007144714A
Application number: JP2005340598A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Jonen; 博志常念; Yasutsugu Kunihiro; 康嗣国広; Takeshi Kimura; 武志木村
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】ベルト底面へのゴム滲み出しを防ぎ、走行において異音や駆動力の発生を抑制したＶベルトの製造方法を提供する。
【解決手段】底面を帆布で構成したＶベルトの製造方法であって、（１）帆布１４ａの片面を、１００°Ｃにおけるムーニー粘度が５０〜８０のゴム組成物を用いてコーチング処理することにより、帆布１４ａにゴムシート１４ｂを付着させたゴム付帆布１４を形成する工程、（２）コーチング処理を施した面、即ち、ゴムシート１４ｂが未加硫圧縮ゴムシート１７に貼着するようにゴム付帆布１４を配置した未加硫ベルトスリーブ１１を形成する工程、（３）未加硫ベルトスリーブを加硫して加硫ベルトスリーブを形成する工程、とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は変速装置などの動力伝動に用いられるＶベルトの製造方法に関する。

二輪車、雪上車等の変速装置に用いられるコグドＶベルトは、心線を埋設した接着ゴム層、接着ゴム層の内周側に配設された圧縮ゴム層、そして接着ゴム層の外周側に配設された伸張ゴム層から構成され、圧縮ゴム層及び伸張ゴム層には、繰返しの曲げ応力に耐えられるように、それぞれコグ山及びコグ谷を交互に配してなるものである。そして必要に応じて、前記圧縮ゴム層の表面に帆布が貼着されてなる。

このような変速装置において、エンジンアイドリング時などに、ベルト底面がプーリシャフトと擦れることにより、異音や駆動力が発生するなどの不具合が生じることがあった。このような問題に際して、帆布の一方の面のみに粘着性を有するゴム層を形成する工程と、ゴムシートの少なくとも底面に上記ゴム層を介して帆布を付着することにより帆布付ゴムシートを形成する工程と、底面を内側にした状態で帆布付ゴムシートを筒状の金型の外周面に巻く工程と、巻いた帆布付ゴムシートの一端と他端とをつなぐ工程と、を備えているＶベルトの製造方法が開示されている。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００４−１８８７７６号公報

近年、コグドＶベルトの長寿命化に対する要求が厳しさを増してきている。この要求に対し、圧縮ゴム層に、ナイロン、アラミド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール等の短繊維やカーボンブラックを混入して耐摩耗性、耐久性等を改善させる試みがなされているが、一方で、前記配合により圧縮ゴム配合物の粘度が上昇し、加硫成形後の帆布表面にゴムの滲み出しが生じ、駆動において諸々の不具合をもたらすことが判った。更に研究をすすめたところ、スプレディング処理にてゴムを付着させた帆布を用いた場合、ベルト製造過程において当該ゴムが帆布表面に滲み出すことが判明した。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、異音や駆動力の発生を抑制したＶベルトの製造方法及びこれにより得られたＶベルトを提供することを目的とする。

本願請求項１の発明は、ベルト底面を帆布で構成したＶベルトの製造方法であって、（１）帆布の片面を１００°Ｃにおけるムーニー粘度が５０〜８０のゴム組成物にてコーチング処理する工程、（２）コーチング処理を施した面がベルト本体に貼着するように帆布を配置した未加硫ベルトスリーブを形成する工程、（３）未加硫ベルトスリーブを加硫して加硫ベルトスリーブを形成する工程、とを有することを特徴とするＶベルトの製造方法である。

本願請求項２の発明は、請求項１記載のＶベルトの製造方法において、前記ゴム組成物が、クロロプレンゴム１００重量部に対してカーボンブラック３０〜１００重量部の割合で含有することを特徴とする。

本願請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のＶベルトの製造方法において、ＶベルトがコグドＶベルトであることを特徴とする。

本願請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項により製造されたことを特徴とするＶベルトである。

本発明によれば、ベルト底面となる帆布表面へのゴム滲み出しを抑制し、プーリシャフト等との接触において、異音や駆動力の発生を防止したＶベルトを得ることができる。また、特定のゴム組成物を用いることで、ベルト本体との接着性を確保しつつ、帆布表面へのゴム滲み出しを防止することができるものである。更にコグドＶベルトに適用することで、コグが形成されたベルト底面へのゴム滲み出しを防止し、アイドリング時などにおいても異音や駆動力の発生を防ぐことができる。

本発明のＶベルトの製造方法は、（１）帆布の片面を１００°Ｃにおけるムーニー粘度が５０〜８０のゴム組成物にてコーチング処理する工程、（２）コーチング処理を施した面がベルト本体に貼着するように帆布を配置した未加硫ベルトスリーブを形成する工程、（３）未加硫ベルトスリーブを加硫して加硫ベルトスリーブを形成する工程、とを有することを特徴とする。

まず、（１）帆布の片面を１００°Ｃにおけるムーニー粘度が５０〜８０のゴム組成物にてコーチング処理する工程を説明する。コーチング処理とは、帆布の上にゴムシートを積層して１００〜２００°Ｃ程度の範囲で加熱することによって、ゴムをわずかに帆布中に含浸させつつゴムシートを帆布の表面に一体的に付着させるものである。例えば図１に示すような装置を用いて、ゴム組成物をロールＡ、Ｂの間で所定厚みのゴムシート１４ｂとし、ついで帆布１４ａと併せてロールＢ、Ｃとの間を通過させることによって加圧することができる。ロールＡ、Ｂ、Ｃは６０〜１２０°Ｃに温調されており、ゴムシート１４ｂと帆布１４ａは積層された状態で加熱・加圧されて、ゴム付帆布１４とすることができる。

コーチング処理はゴムシートを積層しているものであり、ゴムに溶剤を加えて流動性を持たせたゴム糊を帆布の上に塗布もしくは流して乾燥させ、帆布上にゴムを付着させるスプレディング処理や、多量の溶剤中にゴムを加えて溶かしたゴム糊中に、帆布を通過させることによって、帆布上にゴムを付着させるソーキング処理などとは異なり、１回の工程でまとまった厚みのゴムを付着させることができる。スプレディング処理を多数回繰り返すことによって付着させるゴムの厚みを増やすことはできるが、コーチング処理では１回で所望の厚みのゴムを付着させることができ、しかもスプレディング処理のように乾燥させる時間をとる必要もない。またスプレディング処理では、コーチング処理に比べて帆布にゴムが含浸してしまう傾向にあり、ひいてはベルト製造過程においてベルト底面となる帆布表面にゴム滲み出しが生じる恐れがある。尚、コーチング処理する前に、ＲＦＬ処理を行うことも可能である。

本発明において、帆布上にコーチングによって積層させるゴム組成物の厚みは０．２〜０．５ｍｍとすることが好ましい。厚みが０．２ｍｍ未満であると、図１に示すようなロール加工が困難であり、帆布が破れるなどの不具合が生じる可能性がある。一方、０．５ｍｍを超えると、ベルト物性に悪影響を及ぼす恐れがある。

本発明において帆布１４ａ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。

ゴムシート１４ｂを構成するゴム組成物、即ち、コーチング処理するゴム組成物は、１００°Ｃにおけるムーニー粘度が５０〜８０のゴム組成物である。ムーニー粘度が５０未満のゴム組成物では、ベルト製造過程において帆布表面へのゴム滲み出しを抑制する効果に乏しい。一方、ムーニー粘度が８０を超えるゴム組成物では、帆布へのコーチング処理が困難であると共に、コーチング処理においてゴム組成物の発熱が大きくなってスコーチするなどの不具合がある。

前記ゴム組成物の主材ゴム及び配合剤としては特に限定されるものではなく、所望に応じて選択することができる。具体的には、クロロプレンゴム１００重量部に対してカーボンブラック３０〜１００重量部配合したゴム組成物を用いると、接着性を確保しつつ、静電防止効果が高く、また加工性も良好なものとすることができるため好ましい。

続いて、（２）コーチング処理を施した面が、ベルト本体に貼着するように帆布を配置した未加硫ベルトスリーブを形成する工程を説明する。まず、歯部と溝部とを交互に配した平坦な金型の上に、ゴム付帆布１４と圧縮ゴム層となる未加硫圧縮ゴムシート１７と接着ゴム層となる未加硫接着ゴムシート１２を積層して配置し、加圧することによってコグ山部１９とコグ谷部を型付けしたコグパッドに仕上げる。このとき、ゴム付帆布１４は、コーチング処理を施した面、即ち、ゴムシート１４ｂが未加硫圧縮ゴムシート１７と接するように配置する。

一方、これとは別に歯部２１と溝部２２を交互に有する円筒モールド２０を準備する。（図２参照。）モールド２０の溝部２２にコグパッドのコグ山部１９を嵌合しながら、所定長さのコグパッドをモールド２０に一周巻き付けてカット端部同士をジョイントさせた後、心線１３をスパイラルに巻き付ける。その上に伸張ゴム層となる未加硫伸張ゴムシート１５と帆布１６の積層物を巻き付けて、未加硫ベルトスリーブ１１を形成する。

尚、未加硫ベルトスリーブの形成において、コグパットを準備することは必須条件ではない。例えば、歯部と溝部を交互に有する円筒モールドに、ゴム付帆布、未加硫圧縮ゴムシート、未加硫接着ゴムシート等を順に巻装して積層体を形成することも可能である。

そして、本発明は（３）未加硫ベルトスリーブを加硫して加硫ベルトスリーブを形成する工程を有する。具体的には、未加硫ベルトスリーブにジャケット（図示せず）を嵌入し、加硫缶へ移して通常の方法で加硫を行うことによって加硫ベルトスリーブを形成する。加硫後、ジャケット、続いて円筒状の加硫ベルトスリーブをモールドから抜き取り、得られた加硫ベルトスリーブを所定幅に切断することにより図３に示すようなコグドＶベルト１に仕上げる。

このようにして得られたコグドＶベルト１は、図３に示すように、心線３を埋設した接着ゴム層２、接着ゴム層２の内周側に配設された圧縮ゴム層７、そして接着ゴム層２の外周側に配設された伸張ゴム層５から構成され、そして、圧縮ゴム層７には、繰返しの曲げ応力に耐えられるように、それぞれコグ山９及びコグ谷８を交互に配してなるものである。そして圧縮ゴム層７及び伸張ゴム層５の表面には帆布４，６が貼着されてなる。本発明の製造方法により得られたコグドＶベルト１は、底面となる帆布４表面へのゴム滲み出しが防止されたものであって、プーリ軸との接触においても、干渉音や駆動力の発生を抑制することができるといった特徴がある。

圧縮ゴム層７、伸張ゴム層５および接着ゴム層２を構成するゴム組成物としては、特に限定されるものではなく、各層で異なる配合のものを用いることも可能である。主材となるゴムは、エチレン・α−オレフィンゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、エチレン・ビニルエステル共重合体、エチレン−α，β−不飽和カルボン酸エステル共重合体などのゴムを挙げることができ、これらは単独もしくは併用して用いることができる。

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、例えばジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、２，５−ジメチル−２，５−（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−モノ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等を挙げることができる。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０．５〜８重量部の範囲で好ましく使用される。

また公知のゴム配合剤を所望に応じて配合できる。具体的には、カーボンブラック、シリカのような増強剤、炭酸カルシウム、タルクのような充填剤、可塑剤、老化防止剤、加工助剤、粘着剤、加硫促進剤、短繊維等を使用することができる。尚、カーボンブラックはゴム１００重量部に対して２０〜７０重量部配合することが望ましい。

また短繊維の繊維素材としては、ＰＢＯ短繊維、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿等の短繊維を挙げることができる。繊維長は繊維種によって異なるが、１〜２０ｍｍの短繊維が適当であり、具体的には、ＰＢＯ短繊維では１〜２０ｍｍ、アラミド繊維では２〜６ｍｍ、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿では５〜１０ｍｍのものを使用することができる。配合量としては、ゴム１００重量部に対して短繊維が５〜５０重量部とすることが望ましい。尚、接着ゴム層２は、心線との接着性などを考慮すると繊維を含有しないほうが好ましい。

心線３としては、ポリエステル繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などを素材とする撚コード等を用いることができる。これらはＲＦＬ溶液等で接着処理したものを使用することが望ましい。

また、必要に応じて、伸張ゴム層５の表面にも帆布６を貼着することができる。この帆布６としては、限定されるものではなく、もちろん前述と同様のものも用いることができる。該帆布６は、公知技術に従ってＲＦＬ液に浸漬後、未加硫ゴムを擦り込むフリクションを行ったり、またＲＦＬ溶液に浸漬後にゴムを溶剤に溶かしたソーキング液に浸漬処理したものを用いることができる。

尚、本発明のＶベルトは、上述したコグドＶベルトの構成に限定されるものではなく、例えば伸張ゴム層にもコグを設けたコグドＶベルトなども本発明の実施形態として挙げることができる。

以下、具体的な実施例を伴って説明する。
表１に示す配合にて調製したゴム組成物のムーニー粘度（１００°Ｃ）をＪＩＳＫ６３００−１に従って測定した。また広角度処理した綿帆布（２０ｓ／２，密度８０本／５ｃｍ）をＲＦＬ処理した後、表１に示す配合にて調整したゴム組成物を０．３ｍｍの厚みになるようコーチング処理により積層し、このゴム付帆布を面圧９．０ｋｇ／ｃｍ^２、１５３°Ｃ、２０分間の条件で加硫した。得られた加硫ゴム付帆布のコーチング未処理面をスキャナーにて画像取得し、モノクロ化した後、しきい値３１で黒色部分をゴム滲み出しとしてその面積割合（％）を算出した。また前記加硫ゴム付帆布の体積固有抵抗値（ＬｏｇΩ・ｃｍ）をＪＩＳＫ７１９４に従ってＬｏｒｅｓｔａにて２点測定した。各結果を表２に示す。

次に、カットエッジタイプのコグドＶベルトを作製した。本実施例で作製したコグドＶベルトは、表面に１プライの帆布を積層した圧縮ゴム層と、表面に１プライの帆布を積層した伸張ゴム層と、両ゴム層間にポリエステル繊維ロープからなる心線を埋設した接着ゴム層を配置した構成からなる。そしてベルト内周面にはコグが形成されており、また圧縮ゴム層、伸張ゴム層には短繊維が含有されてなり、前記短繊維はベルト幅方向に配向している。

ここで伸張ゴム層、圧縮ゴム層を形成するゴムシートを、表３に示すゴム配合にて調製し、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。また接着ゴム層を形成するゴムシートを、表３に示すゴム配合から短繊維をのぞいたゴム配合にて調整し、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。

ベルトの製造方法としては、まず広角度処理した綿帆布（２０ｓ／２，密度８０本／５ｃｍ）帆布に、表１に示す配合にて調整したゴム組成物を０．３ｍｍの厚みになるようコーチング処理により積層したゴム付帆布を準備した。次に、歯部と溝部を交互に配した平坦なコグ付き型に、前記ゴム付帆布をコーチング未処理面が型に接するように配置し、続いて未加硫圧縮ゴムシート、未加硫接着ゴムシートを順に積層して７５°Ｃで加圧することによってコグ部を型付けしたコグパッドに形成した。続いて、所定の間隔で溝部を設けた円筒状ドラムの周面に前記コグパットを巻き付け、この上に心線となるロープを螺旋状にスピニングし、更に未加硫伸張ゴムシート、１プライのゴム付帆布を巻き付けて積層体（未加硫ベルトスリーブ）を形成した後、これを加硫して加硫ベルトスリーブを作製した。得られた加硫ベルトスリーブをカッターによって所定幅に切断し、個々のコグドＶベルトに仕上げた。尚、コグドＶベルトは、幅３０．５ｍｍ、厚み１３．５ｍｍ、ベルト長さ８７５ｍｍ、側面角度２８°のベルトサイズのコグドＶベルト（Ａ）、幅２７．０ｍｍ、厚み１４．５ｍｍ、ベルト長さ９１０ｍｍ、側面角度２４°のベルトサイズのコグドＶベルト（Ｂ）の２種を作製した。

このようにして得られたコグドＶベルト（Ａ）の発音性を評価した。ベルト発音試験では、ベルトクラッチ式ＣＶＴプーリ（アイドル状態駆動：シャフトφ４０従動：巻掛径φ２００）からなる２軸の横型走行試験機に前記ベルトを懸架し、室温雰囲気温度下、駆動プーリを８００ｒｐｍで回転させて、ベルト発音性を評価した。尚、本試験では、ベルト底面が駆動シャフトに接触した状態で走行するように調整されてなる。発音性としては以下の５段階で評価した。発音レベル“５”が最も発音レベルが低い状態を示し、“３”以上を発音が気にならないレベルとして定義した。結果を表２に示す。
５：全く聞こえない。
４：聴診器で聞こえる。
３：微かに聞こえる。
２：聞こえる。
１：はっきりと聞こえる。

次に、コグドＶベルト（Ｂ）のベルト底面の摩擦係数を測定した。底面摩擦係数試験では、前記ベルトを、案内ローラ（直径７０ｍｍ）にＶリブドベルトの巻き付け角度が４５°となるように掛け、コグドＶベルトの片一端に２．０ｋｇのウェイトを垂下させ、他方一端を引張速度３０ｍｍ／ｓｅｃの条件にて引張試験した際のベルト底面の摩擦係数を測定した。結果を表２に併記する。

これらの結果、実施例は、底面となる帆布表面へのゴム滲み出しが改善されており、発音試験においても異音は殆どなく、また摩擦係数を低く維持したコグドＶベルトとすることができた。更に導電性も良好であり、静電防止機能を具備できていることが判る。一方、ムーニー粘度が低い比較例１及び比較例３では、帆布表面へのゴム滲み出しが顕著であり、走行試験において異音の発生が確認されると共に、ベルト底面の摩擦係数が高いという不具合があった。あわせて導電性に乏しいことも知見された。またムーニー粘度が高い比較例２では、帆布へのコーチング処理を達成することができず、更に比較例４では、コーチング用ゴム組成物の混練自体が不可能であった。

本発明にかかるＶベルトは自動車用あるいは一般産業用の駆動装置、変速装置などに装着することができる。

本発明の製造方法において、帆布をコーチング処理する工程を説明する図である。本発明の製造方法において、未加硫ベルトスリーブを形成する工程を説明する図である。本発明の製造方法により得られたコグドＶベルトの断面図である。

符号の説明

１コグドＶベルト
２接着ゴム層
３心線
４ゴム付帆布
５伸張ゴム層
６帆布
７圧縮ゴム層
８コグ谷
９コグ山

Claims

ベルト底面を帆布で構成したＶベルトの製造方法であって、（１）帆布の片面を１００°Ｃにおけるムーニー粘度が５０〜８０のゴム組成物にてコーチング処理する工程、（２）コーチング処理を施した面がベルト本体に貼着するように帆布を配置した未加硫ベルトスリーブを形成する工程、（３）未加硫ベルトスリーブを加硫して加硫ベルトスリーブを形成する工程、とを有することを特徴とするＶベルトの製造方法。
前記ゴム組成物が、クロロプレンゴム１００重量部に対してカーボンブラック３０〜１００重量部の割合で含有する請求項１記載のＶベルトの製造方法。
Ｖベルトが、コグドＶベルトである請求項１又は２に記載のＶベルトの製造方法。
請求項１〜３のいずれか１項により製造されたＶベルト。