JP2007314895A - 糸撚りベルト - Google Patents

Abstract

【課題】糸撚りベルトに発生するベルト厚さ方向の振動を防止する。
【解決手段】糸撚りベルト１０は、糸撚りを行うために糸に当接する表面ゴム層２１と、表面ゴム層２１に積層される補強層２２とを備える。補強層２２は、第１及び第２の基布２４、２５で中間ゴム層２３を挟持して構成する。中間ゴム層２３に、ベルト周長方向に螺旋状に巻いた心線コード３０を埋設する。ベルト幅方向において隣接する心線コード３０間の距離は、心線コード３０の直径より大きい。また、中間ゴム層２３のゴム硬度は、表面ゴム層２１のゴム硬度より低い。
【選択図】図２

Description

本発明は、延伸仮撚装置等に使用され、２本のベルト間に糸をニップして加撚するための撚糸用ベルトに関する。

従来、糸撚りベルトは、糸撚りを行うために糸に当接する表面ゴム層と、表面ゴム層を補強するための補強層が積層されて構成され、補強層が、例えば２枚の基布で、心線コードが埋設された中間ゴム層を挟持して形成されている。この糸撚りベルトでは、中間ゴム層が基布で強固に挟持され、中間ゴム層に作用される力が分散されるので、中間ゴム層が心線コードに沿って割れるのが防止され、糸撚りベルトの寿命を長くすることができる。

上記糸撚りベルトが使用されるとき、一対のベルトが交差するように配設されるとともに、それぞれプーリにより互いに交差走行させられ、これにより、一対のベルトが、互いに対向する面によって糸をニップして、糸を撚ることが一般的である。ここで、糸撚りベルトはその速度が適宜変化させられて使用されるが、特定の速度域では、他の機械や部材と共振し、厚さ方向に振動が生じる場合がある。このような振動が生じると、糸の撚りが不均一になる等、糸の撚り具合に悪影響が及ぼされることがある。

ベルトに生じる振動を低減させる方法としては、特許文献１に記載されるように、ポリノルボルネンを主体とし、ゴム様弾性を示すエラストマーから形成される制振層が、ベルト基体中に設けられることが知られている。
特開２００３−１１９６８６号公報

しかし、特許文献１に開示された制振層はベルト配合が限定的であるため、糸撚りベルトに適した特性を持たせることが難しく、糸撚りベルトに好適に適用することはできない。

本発明は上記問題点に鑑みて成されたものであり、特定の速度域で発生する共振に基づく振動を低減させることができる糸撚りベルトを提供することを目的としたものである。

本発明に係る糸撚りベルトは、糸撚りを行うために糸に当接する表面ゴム層と、表面ゴム層に積層され、かつ第１及び第２の基布で中間ゴム層を挟持して構成される補強層とを備え、中間ゴム層には、ベルト周長方向に巻かれた心線コードが埋設され、ベルト幅方向において隣接する心線コード間の離間距離は、心線コードの直径より大きいことを特徴とする。

中間ゴム層のゴム硬度は、表面ゴム層のゴム硬度より低いことが好ましい。なお、本明細書において、ゴム硬度とは、ＪＩＳ Ｋ６２５３ ＴｙｐｅＡによって測定されたＪＩＳ Ａ硬度をいう。

補強層の表面ゴム層が積層される側とは反対側に、表面ゴム層よりゴム硬度が低い第１のゴム層がさらに積層されることが好ましい。これにより、糸撚りベルトに生じる厚さ方向の振動をさらに低減させることができる。

中間ゴム層は、例えば、心線コードを境に、表面ゴム層とは反対側に位置する第２のゴム層と、表面ゴム層側に位置する第３のゴム層とから形成される。また、心線コードの繊度が９００〜１５００デニールであった方が良い。このように、心線コードに比較的繊度が高い糸を用いれば、心線コードの離間距離を大きくしたことにより発生する周長方向の張力不足を、補うことができる。

本発明に係る糸撚りベルトは、糸撚りを行うために糸に当接する表面ゴム層と、表面ゴム層に積層され、かつ第１及び第２の基布で中間ゴム層を挟持して構成される補強層とを備え、中間ゴム層には、ベルト周長方向に巻かれた心線コードが埋設され、中間ゴム層のゴム硬度は、表面ゴム層のゴム硬度より低いことを特徴とする。

以上のように、本発明においては、心線コード間の離間距離を心線コードの直径より大きくし、又は中間ゴム層の硬度を、表面ゴム層の硬度より低くすることにより、糸撚りベルトに生じる厚さ方向における振動を低減させることができる。

以下、本発明について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る糸撚りベルトが適用されるニップツイスタを示すための斜視図である。

ニップツイスタ５０は、一対の無端状の糸撚りベルト１０、１０と、糸撚りベルト１０それぞれが掛け回される原動プーリ１１、１１及び従動プーリ１２、１２とを備える。一対の糸撚りベルト１０は、両者が交差するように配設され、それぞれ原動プーリ１１により互いに逆方向に走行させられる。

一対の糸撚りベルト１０、１０は互いに交差しかつ対向する対向面Ｐで糸をニップしながら、互いに反対方向に走行することによって、下流側となる矢印方向に糸Ｙを進行させると共に、糸Ｙに施撚作用を付与することにより上流側において糸Ｙを加撚する。なお、上流側で加撚された糸Ｙは、下流側においては解撚させられている。

ニップツイスタ５０において、各ベルトの走行速度を０ｍ／分から所定速度（例えば１３００ｍ／分）まで上昇させると、従動・原動プーリ１１、１２と、糸撚りベルト１０との共振により、特定の速度域で、ベルト厚さ方向に振動が生じる。すなわち、糸撚りベルト１０は、所定の速度域で使用されるとき、振動が生じることとなる。

図２は、糸撚りベルト１０の断面図である。糸撚りベルト１０は、表面ゴム層２１と、表面ゴム層２１の下面側に積層される補強層２２と、補強層２２の下面側（すなわち、表面ゴム層２１が積層される側とは反対側）に積層される第１のゴム層２６とを備える。表面ゴム層２１の上面２１Ｕは、糸撚りベルト１０の外周面を構成し、糸に当接して糸撚りを行うための当接面となる。第１のゴム層２６の下面２６Ｄは、糸撚りベルト１０の内周面を構成し、ベルトがプーリに掛け回されたとき、プーリに当接する。

補強層２２は、中間ゴム層２３と、中間ゴム層２３の下方に積層された第１の基布２４と、中間ゴム層２３の上方に積層された第２の基布２５とを備え、これにより補強層２２は、第１及び第２の基布２４、２５で中間ゴム層２３を挟持して構成される。中間ゴム層２３には、ベルト周長方向に螺旋状に巻かれた心線コード３０が埋設され、すなわち図２に示す断面図では、心線コード３０はベルト幅方向に複数並べられている。

中間ゴム層２３は、心線コード３０を境に、下側（すなわち、表面ゴム層２１とは反対側）に位置する第２のゴム層２７と、上側（すなわち、表面ゴム層２１側）に位置する第３のゴム層２８とによって一体的に形成される。

第１及び第２の基布２４、２５は織布又は編布であって、例えばポリエステル繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維等から構成される。心線コート３０も同様に、例えばポリエステル繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維等から構成される。

後述するように、糸撚りベルト１０は１つの加硫スリーブから複数得られるので、各ベルトに埋設される心線本数はベルトによって異なる場合がある。この心線本数の相違により、各ベルト間には張力差が生じるが、各ベルトに埋設される心線本数が少なくなると、上記張力差が大きくなり、ベルト性能のばらつきが生じやすくなる。したがって、各ベルトに埋設される心線本数は所定の本数以上であることが好ましく、例えば心線コードは、ベルト幅方向において１インチあたり２４本以上並べられることが好ましい。一方、心線コード３０を３２本より多く並べると、後述する心線コード３０の離間距離Ｌを、心線コード３０の直径より大きくすることが難しくなるので、心線コード３０はベルト幅方向において１インチあたり２４〜３２本並べられることが好ましい。

また、心線コード３０は、繊度９００〜１５００デニールの糸から構成され、その直径が０．２８〜０．４０ｍｍになる。これにより、隣接する心線コード間の離間距離Ｌは、心線コード３０の直径より大きく、例えば０．４０〜０．８０ｍｍになり、好ましくは心線コード３０の直径の１．５〜２．３倍になる。

心線の直径及び繊度を上記範囲より小さく設定すると、糸撚りベルト１０において張力不足が発生しやすくなる。一方、上記範囲より大きく設定すると、１インチあたりの心線本数が減少し、上述したように各ベルト間の張力差が大きくなりやすくなるので、心線の直径及び繊度は、上記範囲が好ましい。

表面ゴム層２１のゴム成分としては、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体配合物）、ＥＰＭ（エチレン−プロピレンゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリルゴム）、Ｃ−ＮＢＲ（カルボキシル基含有アクリロニトリルゴム）、水素添加アクリロニトリルゴム、フッ素ゴム等の単体、またはこれらの混合物から選択されたものが使用される。中間ゴム層（第２及び第３のゴム層２７、２８）２３及び第１のゴム層２６のゴム成分も上記表面ゴム層２１に用いられたゴム成分と同様のものが使用される。

表面ゴム層２１のゴム硬度は、例えば６０〜９０°に設定される。表面ゴム層２１のゴム硬度が６０°以上に設定されると、糸が撚られるとき、糸が表面ゴム層２１内に沈み込むことが防止され、糸撚りが安定的に行われるとともに、表面ゴム層２１の耐磨耗性が向上され、糸撚りベルト１０の寿命を長くすることができる。一方、９０°以上に設定されると、ベルト１０の柔軟性が損なわれる。

中間ゴム層（第２及び第３のゴム層２７、２８）２３及び第１のゴム層２６のゴム硬度は５０〜７０°に設定され、中間ゴム層（第２及び第３のゴム層２７、２８）２３及び第１のゴム層２６のゴム硬度は、表面ゴム層２１のゴム硬度より低く設定される。

中間ゴム層の硬度を５０°より低く設定すると、ベルトが柔らかく成りすぎ、ベルトの強度が低下する。また、第１のゴム層２６のゴム硬度を５０°未満にすると、ベルト内周面の耐摩耗性が低下する。また、これらゴム層の硬度を７０°より高くすると、表面ゴム層２１のゴム硬度との差がなくなるので、これらゴム層のゴム硬度は上記範囲が好ましい。

次に、本実施形態の作用を説明する。本実施形態においては、上述したようにベルト中央部（中間ゴム層２３）の硬度を相対的に低くするとともに、ベルト外周面（表面ゴム層２２）の硬度を相対的に高くすることにより、ベルト外周面に対する、ベルト中央部のゴムの柔軟性を相対的に向上させている。このように、ベルト中央部の柔軟性を相対的に向上させると、そのベルト中央部が、上述した共振による振動を吸収するので、本実施形態ではベルトの厚さ方向における振動を低減することができる。また、本実施形態では、ゴム硬度が相対的に低い第１のゴム層２６が、プーリ１１、１２に当接する部分にも設けられるが、このゴム層も振動を吸収するので、上記振動をさらに低減することができる。

さらに、糸撚りベルト１０では、離間距離Ｌを大きくし、ベルト中央部（中間ゴム層２３）の幅方向において、心隣が埋設される部分より、心線が埋設されないゴム部分を多くしているが、このように、心線が埋設されない部分が多くなると、糸撚りベルト１０の厚さ方向における柔軟性が向上する。これにより、糸撚りベルト１０は、ベルト厚さ方向に生じる振動を吸収しやすくなるので、ベルトの厚さ方向の振動はさらに効果的に低減することができる。

なお、中間ゴム層２３に埋設される心線コード３０の離間距離Ｌが大きくなると、ベルトの周長方向における張力不足が懸念されるが、本実施形態では、心線コード３０に径及び繊度が大きい糸が使用されるので、張力不足が生じることはない。

なお、本実施形態においては、補強層２２の下側に第１のゴム層２６が積層されたが、第１のゴム層２６は積層されていなくても良い。この場合、ベルトがプーリ１１、１２に掛け回されたとき、第１の基布２４の下面がプーリ１１、１２に当接する。

次に、糸撚りベルト１０の製造方法を図３を用いて説明する。糸撚りベルト１０の製造においては、まず第１の基布２４’の両面に、ペースト状の未加硫ゴムがコートされ、第１の基布２４’の両面に、第１及び第２の未加硫ゴム層２６’、２７’が形成される。同様に、第２の基布２５’の一方の面に、ペースト状の未加硫ゴムがコートされ、第２の基布２５’上に第３の未加硫ゴム層２８’が形成される。

次いで、円筒形ドラム４０が用意され、その円筒形ドラム４０の外周に第１の基布２４’が、第１の未加硫ゴム層２６’がドラム４０の外周に面するように、巻きつけられる。その後、第２のゴム層２７’の上に、心線コード３０’が周長方向に沿って螺旋状に巻きつけられる。なお、心線コード３０’の巻き付けは、１本のコードがまず時計回りに螺旋状に巻き付けられた後、その螺旋状に巻き付けられた心線間にさらに別のコードが反時計回りに螺旋状に巻き付けられて行われる。心線コード３０’の上には、第３の未流ゴム層２８’が心線３０’に面するように第２の基布２５’が巻きつけられ、その第２の基布２５’の上には、さらに表面ゴムシート２１’が巻き付けられる。

ゴムシート等が巻き付けられた円筒形ドラム４０は、加硫釜（図示せず）内に入れられ、所定の温度、圧力で加圧加熱される。加圧加熱により、心線コード３０’は、第２及び第３の未加硫ゴム層２７’、２８’中に埋設される。そして、加圧加熱により、各ゴムシート、及び未加硫ゴム層は加硫され、第１の未加硫ゴム層２６’、第１の基布２４’、第２の未加硫ゴム層２７’、心線コード３０’、第３の未加硫ゴム層２８’、第２の基布２５’、表面ゴムシート２１’は、一体的に成型され、円筒状の加硫スリーブに形成される。加硫スリーブは、周方向に沿って所定のベルト幅に切断されるとともに、表面ゴム層２１（表面ゴムシート）が研磨され、平ベルト状の糸撚りベルト１０が得られる。なお、第１の未加硫ゴム層２６’、第１の基布２４’、第２の未加硫ゴム層２７’、心線コード３０’、第３の未加硫ゴム層２８’、第２の基布２５’、及び表面ゴムシート２１’は、糸撚りベルト１０において、第１のゴム層２６、第１の基布２４、第２のゴム層２７、心線コード３０、第３のゴム層２８、第２の基布２５、及び表面ゴム層２１にそれぞれ対応する。なお、第１乃至第３未加硫ゴム層２６’〜２８’は、表面ゴムシート２１’と同様にシート状に形成され、円筒形ドラム４０に巻き付けられても良い。

糸撚りベルト１０を上述するように一体成型加工により製造した場合、通常、ベルト幅方向における両端部が外側に反る、いわゆる凹反りが発生する。したがって、図１に示すニップツイスタ５０では、対向面Ｐにおいて、反らされたベルト両端部同士が接触し、その両端部が局所的に磨耗されやすくなる。しかし、本実施形態では、上述したように中間ゴム層は柔軟性を有するので、その反らされた両端部は、接触することにより内周側に凹まされやすい。したがって、対向面Ｐはその全体が接触されやすくなり、ベルトの幅方向における両端部のみが局所的に磨耗されることが防止される。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は以下述べる実施例に限定されるものではない。

以下述べる各実施例、比較例では、表面ゴム層に補強層が積層されるとともに、補強層の表面ゴム層が積層される側とは反対側に、第１のゴム層が積層される糸撚りベルトを、上記製造方法に倣って製造し、そのベルトを用いて振動試験を実施した。ここで、補強層は、第１及び第２の基布で、第２及び第３のゴム層から成る中間ゴム層を挟持して構成され、心線コードが埋設されていた。

［実施例１］
実施例１では、表面ゴム層を、ゴム硬度７５°のＮＢＲで形成し、中間ゴム層（第２及び第３のゴム層）並びに第１のゴム層それぞれを、互いに同一の配合を有するゴム硬度８０°のＣ−ＮＢＲから形成した。第１及び第２の基布としては、ポリエステル繊維によって織られた織布を使用した。心線コードとしては、１０００デニールのポリエステル糸を使用し、ベルト幅方向において、１インチ（２５．４ｍｍ）あたり２８本並べた。心線コードの直径は０．３３ｍｍ、隣接する心線コード間の離間距離Ｌは０．５８ｍｍで、この離間距離Ｌは、心線コードの直径の１．７６倍であった。

糸撚りベルトの周長さは３２２ｍｍ、ベルト幅は８ｍｍ、ベルトの厚さは１．６５ｍｍであった。

なお、実施例１乃至４、及び比較例１の心線コードの直径は、以下の式（１）より計算されたものであった。また、離間距離Ｌは、心線の１インチあたりの本数、及び心線の直径を基に算出した。

ρ×π×（φ／２）^２×９０００＝Ｄ／１０００ ・・・・（１）
ここで、式（１）において、ρは心線コードの密度（ｋｇ／ｍ^３）、φは心線コードの直径（ｍ）、Ｄは心線コードの繊度（デニール）を示す。また、ポリエステル糸の密度は、１３００ｋｇ／ｍ^３として計算した。

［実施例２］
実施例２のベルトは、中間ゴム層（第２及び第３のゴム層）並びに第１のゴム層の構成と、中間ゴム層に埋設される心線コードの構成以外は、実施例１のベルトと同様の構成を有するベルトであった。すなわち、中間ゴム層（第２及び第３のゴム層）並びに第１のゴム層それぞれを、同一の配合を有するゴム硬度６０°のＮＢＲから形成した。また、心線コードとしては、５００デニールのポリエステル糸を使用し、幅方向において１インチ（２５．４ｍｍ）あたり５６本並べた。心線コードの直径は０．２３ｍｍ、隣接する心線コード間の離間距離Ｌは０．２２ｍｍであり、離間距離Ｌは、心線コードの直径より小さかった。

［実施例３］
実施例３のベルトは、中間ゴム層（第２及び第３のゴム層）並びに第１のゴム層の構成以外は、実施例１のベルトと同様の構成を有するベルトであった。すなわち、中間ゴム層（第２及び第３のゴム層）並びに第１のゴム層を、実施例２と同様のゴム配合で構成し、ゴム硬度６０°のＮＢＲから形成した以外は、実施例１と同様の構成を有するベルトであった。

［実施例４］
実施例４のベルトは、ベルト幅方向において、１インチあたりに並べられる心線本数以外は、実施例３のベルトと同様の構成を有するベルトであった。すなわち、実施例４では、心線コードとして、実施例１、３と同様の心線コードを用い、ベルト幅方向において１インチあたり２４本並べた。心線コードの直径は０．３３ｍｍ、隣接する心線コード間の離間距離Ｌは０．７３ｍｍであり、その離間距離Ｌは、心線コードの直径の２．２１倍であった。

［比較例１］
比較例１のベルトは、中間ゴム層に埋設される心線コードの構成以外は、実施例１のベルトと同様の構成を有するベルトであった。すなわち、比較例１においては、心線コードとして、実施例２と同様のものを使用し、１インチ（２５．４ｍｍ）あたり５６本並べた。心線コードの直径は０．２３ｍｍ、隣接する心線コード間の離間距離Ｌは０．２２ｍｍであり、その離間距離Ｌは、心線コードの直径より小さかった。

［振動試験］
上記各実施例及び比較例のベルトを、振動試験により評価した。図４に示すように振動試験では、原動プーリ７１及び従動プーリ７２に、糸撚りベルト１０を掛け、従動プーリ７２には９ｋｇｆの定軸荷重を作用させるとともに、原動プーリ７１を回転させ、糸撚りベルト１０を走行させた。ここで、糸撚りベルト１０は、その速度を０ｍ／分から１３００ｍ／分までを上昇させて走行させた。糸撚りベルト１０には、レーザー変位計７３よりレーザーＬを照射させ、ベルト厚さ方向の位置を測定し、各速度における、ベルト厚さ方向のベルトの振幅値を測定した。なお、レーザーが照射される位置は、ベルトスパンの中間位置、すなわち原動プーリ７２及び従動プーリ７３の中間位置であった。

振幅試験の結果を表１に示す。本試験では、各実施例及び比較例それぞれにおいて、３つの速度域（速度域１（５５０〜６５０ｍ／分付近）、速度域２（８００〜９００ｍ／分付近）、速度域３（１１００〜１２００ｍ／分付近））において共振が発生した。表１では、０〜１３００ｍ／分まで速度を上昇させる間に測定された最大振幅値を記載した。

実施例１及び２から明らかなように、本実施例では、隣接する心線コード間の距離を心線コードの直径より大きくし、又は中間ゴム層の硬度を、表面ゴム層の硬度より低くすることにより、糸撚りプーリで発生する厚さ方向における振動を低減することができた。また、心線コードの離間距離を、心線コードの直径より大きくし、かつ中間ゴム層の硬度を表面ゴム層のゴム硬度より低くした実施例３、４では、厚さ方向における振動をさらに低減することができた。

ニップツイスタを示すための斜視図である。 本実施形態に係る糸撚りベルトを示すための断面図である。 糸撚りベルトの製造方法を示すための模式的な断面図である。 振動試験方法を説明するための模式図である。

符号の説明

１０ 糸撚りベルト
２１ 表面ゴム層
２２ 補強層
２３ 中間ゴム層
２４ 第１の基布
２５ 第２の基布
２６ 第１のゴム層
２７ 第２のゴム層
２８ 第３のゴム層
３０ 心線コード
Ｌ 離間距離

Claims (6)

1. 糸撚りを行うために糸に当接する表面ゴム層と、
   前記表面ゴム層に積層され、かつ第１及び第２の基布で中間ゴム層を挟持して構成される補強層とを備え、
   前記中間ゴム層には、ベルト周長方向に巻かれた心線コードが埋設され、
   ベルト幅方向において隣接する前記心線コード間の離間距離は、前記心線コードの直径より大きいことを特徴とする無端状糸撚りベルト。
2. 前記中間ゴム層のゴム硬度は、前記表面ゴム層のゴム硬度より低いことを特徴とする請求項１に記載の無端状糸撚りベルト。
3. 前記補強層の前記表面ゴム層が積層される側とは反対側に、前記表面ゴム層よりゴム硬度が低い第１のゴム層がさらに積層されることを特徴とする請求項１に記載の無端状糸撚りベルト。
4. 前記中間ゴム層は、前記心線コードを境に、表面ゴム層とは反対側に位置する第２のゴム層と、表面ゴム層側に位置する第３のゴム層とから形成されることを特徴とする請求項１に記載の無端状糸撚りベルト。
5. 前記心線コードの繊度が９００〜１５００デニールであることを特徴とする請求項１に記載の無端状糸撚りベルト。
6. 糸撚りを行うために糸に当接する表面ゴム層と、
   前記表面ゴム層に積層され、かつ第１及び第２の基布で中間ゴム層を挟持して構成される補強層とを備え、
   前記中間ゴム層には、ベルト周長方向に巻かれた心線コードが埋設され、
   前記中間ゴム層のゴム硬度は、前記表面ゴム層のゴム硬度より低いことを特徴とする無端状糸撚りベルト。

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