JP2008111518A - 伝動ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】 伝動面の耐摩耗性が高く、長期耐久性に優れると共に、環境負荷が小さい伝動ベルトを提供することにある。
【解決手段】 Ｖベルト１は、接着ゴム層３内に繊維コードからなる心線２が埋設されてなり、接着ゴム層３の下部には圧縮ゴム層４が設けられている。そして、ベルトはその周囲全体を基布５に被覆されてなり、基布５は竹繊維を含む紡績糸を用いた織編物で構成される。竹繊維は、繊度が１０〜３０番手、平均繊維長が２０〜２００ｍｍのものが好ましく用いられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は伝動ベルトに係り、詳しくは伝動面の耐久性が高く、しかも環境への負荷が小さい伝動ベルトに関する。

動力伝達装置に用いられる伝動ベルトとして、ベルト表面、具体的には伝動面を帆布で被覆した構成が知られている。例えば、洗濯機や家庭用ミシン等の動力伝達機構に組み込まれて使用される伝動ベルトで、断面台形状のＶベルト本体をゴム付帆布からなる帆布層で包み込み、Ｖベルト本体の全表面を被覆したものが知られている。（例えば特許文献１参照）
特開平０７−２２４９０６号公報

上記帆布としては、綿帆布を用いることが一般であるが、強力が充分とは言えず、耐摩耗性に難があることが問題となっていた。これに対して、ポリエステル、アラミドなどの高強力な化学合成繊維で構成した帆布は耐摩耗性が高いが、コスト高になるという問題があった。一方、綿と前記合成繊維を混紡して強力をあげることも考えられたが、混紡に手間がかかるため実用的ではなかった。また環境への負荷低減の観点から、化学合成繊維の含有量はできるだけ少なくすることが好ましいという問題もあった。

上記問題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、本発明を提案するものであり、その目的とするところは、伝動面の耐久性が高く、しかも環境負荷が小さい伝動ベルトを提供することにある。

即ち、本願請求項１記載の発明では、少なくともプーリ接触面の一部が、竹繊維を含む基布で被覆されていることを特徴とする伝動ベルトである。

本願請求項２記載の発明では、請求項１記載の伝動ベルトにあって、竹繊維を含む基布が、竹繊維を含む紡績糸を用いた織編物であることを特徴とする。

本願請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の伝動ベルトにあって、伝動ベルトがＶベルトであって、少なくとも側表面の一部が該基布で被覆されていることを特徴とする。

本願請求項４記載の発明では、請求項１又は２記載の伝動ベルトにあって、伝動ベルトが歯付ベルトであって、少なくとも歯部表面の一部が該基布で被覆されていることを特徴とする。

本願請求項５記載の発明では、請求項１又は２記載の伝動ベルトにあって、伝動ベルトがＶリブドベルトであって、少なくともリブ表面及び／又は背面の一部が該基布で被覆されていることを特徴とする。

本発明によれば、少なくともプーリ接触面の一部を、竹繊維を含む基布で被覆することで、耐久性に優れると共に環境負荷の少ない伝動ベルトを提供することができる。また竹繊維は吸湿性が高いことから、被水時においても優れた伝達性、静音性を維持できるという効果が期待できる。更に基布として特定の構成のものを用いることで、より耐摩耗性に優れた構成となる。また前記構成は、Ｖベルト、歯付ベルト、そしてＶリブドベルトに適用することが可能である。

以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。図１に本発明に係る伝動ベルトの一例としてＶベルト１の断面図を示す。Ｖベルト１は、接着ゴム層３内に繊維コードからなる心線２が埋設されてなり、接着ゴム層３の下部には圧縮ゴム層４が設けられている。そして、ベルトはその周囲全体を基布５に被覆されて構成されている。尚、本発明は、少なくともプーリ接触面の一部が特定の基布で被覆されることを特徴としており、Ｖベルトにおいては側表面が伝動面、即ちプーリ接触面となることから、少なくとも側表面の一部が当該基布で覆われていればよい。

接着ゴム層３、圧縮ゴム層４はゴム組成物で構成されてなり、ゴム組成物としては公知のものを用いることができる。主ポリマーとなるゴムとしては、例えば、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・α−オレフィンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、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等を単独、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、更に好ましくは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。

クロロスルフォン化ポリエチレンは塩素含有量１５〜３５重量％、好ましくは２５〜３２重量％で、かつ硫黄含有量が０．５〜２．５重量％の範囲になるようにクロロスルフォン化した直鎖状低密度ポリエチレンである。

エチレン・α−オレフィンゴムとしては、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレン・プロピレン・ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）などを例示できる。ジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなどがあげられる。

上記ゴムには公知のゴム配合剤、例えば短繊維、カーボンブラック、シリカなどの補強材、クレー、炭酸カルシウムなどの充填剤、可塑剤、軟化剤、加工助剤、老化防止剤、架橋剤、架橋助剤、共架橋剤などを所望に応じて配合することができる。

基布５は、不織布、織物、編物などから選択される繊維基材である。繊維基材を構成する繊維素材としては、本発明では竹繊維を含むことを必須とするが、それ以外に公知の繊維、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、アラミド等の化学合成繊維などを含めることができる。言うまでもなく、他の繊維を併用することなく、竹繊維のみで構成することも可能である。尚、他の繊維を併用する場合、環境負荷の小さい天然繊維を選択することが望ましい。

竹繊維は、竹を原料にした天然繊維であるため、環境への負荷が小さく、また強力が高いことから綿帆布に比べて耐摩耗性に優れるといった効果がある。一方で、竹繊維は高い公定水分率（約１２〜１３％）を有し、吸放湿性に優れるといった特徴がある。水分率（％）とは、２０°Ｃ×６５％ＲＨの条件で自重に対してどれだけ吸湿するかを示す数値であって、繊維そのものが有する吸水性能を表す指標である。この竹繊維の優れた吸湿性を利用し、伝動面の少なくとも一部を竹繊維を含む基布で被覆することで、雨天走行時などにベルトとプーリの間に水が付着した際でも、伝動面に水膜が形成され難く、一方で竹繊維の高い放湿性により、吸水された水のリリースが早く、吸湿性能を持続できるといった効果がある。これにより、通常走行時に限らず、被水時においても優れた伝達性、静音性を呈することが期待できる。

基布５の具体的な構成としては、竹繊維を含む紡績糸を用いて織物、編物とすることが望ましい。紡績糸に含まれる竹繊維は、例えば繊度が１０〜３０番手、平均繊維長が２０〜２００ｍｍのものが好ましく用いられる。竹繊維以外の繊維を含める場合、例えば、竹繊維との混紡により複合化した紡績糸を用いた織編物、竹繊維からなる紡績糸と竹繊維を含まない繊維糸とを用いた織編物などを例示することができる。基布が織物である場合、織り構成としては、平織物、綾織物、朱子織物などを挙げることができる。また下記数１で定義するクロスカバーファクターＫが２０〜４０のものが好ましく用いられる。Ｋが２０未満は基布の強度、耐摩耗製など力学特性に劣り、Ｋが４０より高いと基布の剛性が上がり屈曲疲労性が低下する。またコストアップにも繋がる。クロスカバーファクターとは、タテ糸のカバーファクターとヨコ糸のカバーファクターの和であって、帆布中の糸間の空隙がいかに少ないか、つまり帆布がどの程度に糸で覆われているかを示す係数であり、クロスカバーファクターの数値が大きい程、帆布中の糸間の空隙が少ないということを意味する。

ここで、
Ｋ：クロスカバーファクター
ｎ_１：経糸の糸密度（本／ｉｎｃｈ）
Ｎ_１：経糸の番手
ｎ_２：緯糸の糸密度（本／ｉｎｃｈ）
Ｎ_２：緯糸の番手
また、タテ糸のカバーファクターＫ_１及びヨコ糸のカバーファクターＫ_２は以下の式により算出されるものである。
タテ糸（経糸）のカバーファクター Ｋ_１＝ｎ_１×√Ｎ_１
ヨコ糸（緯糸）のカバーファクター Ｋ_２＝ｎ_２×√Ｎ_２

基布３は、所望に応じてＲＦＬ溶液（レゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス溶液）などの処理液で接着処理が施されていてもよい。またＲＦＬ溶液で接着処理後に、スプレディング、フリクション、コーチングなどの方法で基布の表面（片面／両面）にゴムを付着させることもできる。

ここで使用するＲＦＬ液は、レゾルシンとホルマリンの初期縮合物とゴムラテックスとを混合したものであり、この場合レゾルシンとホルマリンのモル比は１：０．５〜１：３にすることが接着力を高める上で好適である。また、レゾルシンとホルマリンの初期縮合物は、これをラテックスのゴム分１００重量部に対してその樹脂分が１０〜１００重量部になるようにラテックスと混合した上、全固形分濃度が５〜４０％濃度になるように調節されることが望ましい。前記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、クロロスルフォン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、エピクロルヒドリン、天然ゴム、ＳＢＲ、クロロプレンゴム、オレフィン−ビニルエステル共重合体等のラテックスを例示することができる。

更に、上記ＲＦＬ液には加硫促進剤や加硫剤を添加してもよく、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）、有機過酸化物等がある。上記加硫剤と併用される加硫促進剤は、例えば含硫黄加硫促進剤があり、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。

心線２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）繊維、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリアミド繊維、ガラス繊維、またはアラミド繊維などから構成される撚糸コードが使用できる。

次に、別の実施例として、伝動ベルトとして歯付ベルトに適用した例を図２に示す。この歯付ベルト１０はベルト長手方向に沿って複数の歯部１２と心線１３を埋設した背部１４とからなり、上記歯部１２の表面には上記の基布１５が貼着されている。尚、本発明は、少なくともプーリ接触面の一部が特定の基布で被覆されることを特徴としており、歯付ベルトにおいては歯部表面が伝動面、即ちプーリ接触面となることから、少なくとも歯部表面の一部が該基布で覆われていればよい。

ここで、基布１５は上述と同様の基布を用いる。そして、歯部１２及び背部１４はゴム組成物で構成されており、上述したゴムや配合剤を所望に応じて配合できるが、特に制限されるものではない。また上記心線１３も上記と同様のものを用いることができる。

図３は、Ｖリブドベルト２０に適用した例である。Ｖリブドベルト２０は、心線２２を接着ゴム層２３中に埋設し、その下側に圧縮ゴム層２４を有している。この圧縮ゴム層２４にはベルト長手方向に伸びる断面略三角形の複数のリブが設けられ、またベルト表面には基布２７が積層されている。また接着ゴム層２３の上側には基布２５が積層され、ベルト背面を形成している。尚、本発明は、少なくともプーリ接触面の一部が上記基布で被覆されることを特徴としており、Ｖリブドベルトにおいてはリブ表面が伝動面、即ちプーリ接触面となることから、少なくともリブ表面の一部が当該基布で覆われていればよい。更に、背面伝動を行う場合は、背面も伝動面、即ちプーリ接触面となることから、少なくともリブ表面及び／又は背面の一部が該基布で被覆されていればよい。

ここで、基布２５，２７は上述と同様の基布を用いられるが、どちらか一方が竹繊維を含まない基布であっても本発明の技術範囲に属する。そして、接着ゴム層２３及び圧縮ゴム層２４はゴム組成物で構成されており、上述したゴムや配合剤を所望に応じて配合できるが、特に制限されるものではない。また上記心線２２も上記と同様のものを用いることができる。また本実施例では、リブ表面及び背面を該基布で被覆した構成を示したが、例えば片表面のみ該基布で被覆し、他方表面はゴムが露出した構成であってもよい。

尚、上記Ｖベルト、歯付ベルト、Ｖリブドベルト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、上記Ｖベルト１はゴム層が接着ゴム層と圧縮ゴム層の２層からなっているが、伸張ゴム層、接着ゴム層、圧縮ゴム層の３層で構成されていても構わない。

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。
実施例１〜３、比較例１，２
表３に示す構成を有する基布を、表１に示すＲＦＬ溶液に１分間浸漬し、室温下で乾燥させた後、１４０°Ｃで５分間熱処理した。これを更に、表２に示すゴム組成物１００重量部をメチルエチルケトン８８７重量部に溶解させたゴム糊にてソーキング処理し、１００°Ｃで４分間乾燥させたものを準備した。尚、実施例の基布を構成する繊維糸は、竹繊維１００％使いの紡績糸である。

このようにして得られた実施例及び比較例の各帆布の物性を評価した。
（１）破断時伸び（％）
各基布を３００ｍｍ／分の速度で引っ張り試験し、破断時の伸び（％）を測定した。

（２）引張強力（Ｎ/３ｃｍ）
各基布を３００ｍｍ／分の速度で引っ張って、破断時の引張強力（Ｎ）を測定した。

（３）摩耗率（％）
各基布をテーバ摩耗試験（ＪＩＳ Ｌ１０９６）により、摩耗輪Ｈ−１８、荷重１．０ｋｇｆ、摩耗回数１０００回の条件にて試験した後、摩耗試験前後の重量変化により摩耗率（％）を測定した。

この結果、実施例の竹繊維を含有する基布は、耐摩耗性に優れていることが知見できた。一方、比較例１の綿帆布では摩耗率が高く、耐摩耗性に劣ることが確認できた。また比較例２から、綿繊維を主繊維としつつ実施例と同等の強力、耐摩耗性を確保するためには、強力な化学合成繊維（ＰＥＴ繊維）を混紡する必要があることが判る。

本発明に係るＶベルトの断面図である。 本発明に係る歯付ベルトの断面斜視図である。 本発明に係るＶリブドベルトの断面図である。

符号の説明

１ Ｖベルト
２ 心線
３ 接着ゴム層
４ 圧縮ゴム層
５ 基布

Claims (5)

1. 少なくともプーリ接触面の一部が、竹繊維を含む基布で被覆されていることを特徴とする伝動ベルト。
2. 竹繊維を含む基布が、竹繊維を含む紡績糸を用いた織編物である請求項１記載の伝動ベルト。
3. 伝動ベルトがＶベルトであって、少なくとも側表面の一部が該基布で被覆されている請求項１又は２記載の伝動ベルト。
4. 伝動ベルトが歯付ベルトであって、少なくとも歯部表面の一部が該基布で被覆されている請求項１又は２記載の伝動ベルト。
5. 伝動ベルトがＶリブドベルトであって、少なくともリブ表面及び／又は背面の一部が該基布で被覆されている請求項１又は２記載の伝動ベルト。

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