JP2008190714A - 動力伝達ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、動力伝達ベルトに関する。
【解決手段】動力伝達ベルト（１０，３０）は、圧縮部（１６，３６）、張設部（１２，３２）、及び負荷伝達部（１４，３４）を有している。負荷伝達部（１４，３４）は複数の補強コード（２２，４２）を有している。補強コード（２２，４２）は、ポリパラフェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）から形成されている。各補強コード（２２，４２）において、コードは自身の撚り数よりも大きな撚り数を有するヤーンを有し、コードの撚り数はプライの撚り数の四分の一〜二分の一の範囲内とされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、動力伝達ベルトに関する。より詳しくは、本発明は、ＰＢＯ繊維によって補強された動力伝達ベルトに関する。

従来の動力伝達ベルトでは、ベルトは内部圧縮部、外部張設部、及びこれらの中間に位置する中立面を有している。一般に、螺旋状に巻き付けられた補強コードは中立面内に位置しているので、中立面は負荷伝達領域とも呼称される。このようなベルトも、長手方向に延在する溝、短手方向に延在する溝、又はこれらの組み合わせを利用することによって、様々な溝及びリブから成る構成体を有している。溝は、ベルトの内部圧縮部内に位置している。溝は、動力伝達システム内でプーリに係合することを補助する。幾つかのベルトについては、溝及びリブから成る構成体は、外部張設部内にも設けられている場合がある。

負荷伝達領域内の補強コードは、ベルトに引張強度の大部分を付与している。従って、ベルトを形成する材料は重要である。補強コードのために、ポリパラフェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール（poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazole)）を含む高強度材料を利用することが知られている。しかしながら、ＰＢＯヤーン独特の物理的特性を理由として、動力伝達ベルトにおいて既知のポリエステルコードやアラミドコードをＰＢＯヤーンに交換することによって、許容範囲内の性能特性を有しているベルトを製造することができる訳ではない。
米国特許第６，８２４，８７１号明細書

本発明は、動力伝達ベルトに関する。本発明における動力伝達ベルトは、同期駆動ベルトや様々なタイプのポリＶベルトを含むが、これらに限定される訳ではない。動力伝達ベルトは、圧縮部、張設部、及び負荷伝達部を有している。負荷伝達部は、複数の補強コードによって形成されている。補強コードは、ポリパラフェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）から形成されている。各補強コードにおいては、コードはコードの撚り数よりも大きなヤーンの撚り数を有し、コードの撚り数はプライの撚り数の四分の一〜二分の一の範囲内とされる。

本発明の他の実施態様では、補強コードのヤーンの撚り数（twist multiplier）は１．０〜１．５の範囲内とされ、補強コードのプライの撚り数は３．２〜４．３の範囲内とされ、補強コードのコードの撚り数は１．７〜４．１の範囲内とされる。

本発明の他の実施態様では、ＰＢＯから成る補強ヤーンは、１０９０ｄＴｅｘ〜３２７０ｄＴｅｘの範囲内のデニールを有している。

本発明の他の実施態様では、動力伝達ベルトは長手方向を有し、補強コードは動力伝達ベルトの長手方向に対して０°〜３０°の角度で傾斜している。

本発明の他の実施態様では、ＰＢＯから成るコードは１×２、１×２×３、１×４×３及び１×４×５から成るグループから選択される構成を有している。

本発明は、添付図面を参照した上で例として説明される。

以下の説明は、本発明の実施形態を最も良く表わすものである。この説明は、本発明の技術的思想を説明することを目的とし、本発明を限定する訳ではない。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって最も良く表わされている。

図１は、張設部１２、負荷伝達部１４、及び圧縮部１６を有するタイミングベルト１０を表わす。圧縮部１６は、複数の短手方向に延在するリブ１８及び複数の短手方向に延在する溝２０を有している。負荷伝達部１４は、適切な材料２４に埋設された長手方向に延在する補強コード２２を有している。

前記タイミングベルトの張設部１２は、弾性材料から形成されている。この弾性材料は、このようなタイミングベルトでの利用に適していることが知られている材料のうち任意の材料を選択することができる。例えば、ポリクロロプレン、ポリウレタン、ＮＢＲ、ＩＩＲ、ＩＲ、ＳＢＲ、ＣＳＭ、ＥＰＤＭ、他の熱硬化性樹脂、熱可塑性エラストマーや他の高分子合金（polymer alloy）が挙げられる。

圧縮部１６は、弾性材料から形成されている。この弾性材料は、本発明の属する分野において既知の任意の適切な材料とされる。圧縮部１６を形成している前記弾性材料は、張設部１２を形成する弾性材料と同一又は類似している。代替的には、圧縮部１６の弾性材料が、張設部１２の弾性材料とは異なる主材（base compound）とされる。前記弾性材料も、離散された繊維によって補強されている。この繊維は、短手方向に延在し、短手方向に延在しているリブ１８の側面から突出している部分を有していることが望ましい。前記タイミングベルトの最終的な用途（end use）に従って、コード又は繊維から成る連続的な補強層は圧縮部１６の側面に位置している。圧縮部１６の最外面は、タイミングベルト１０の最内面を形成し、タイミングベルト１０の表面特性を変更するために繊維層２６を備えている場合がある。

本発明では、負荷伝達部１４内の補強コード２２は、ポリパラフェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール（“ＰＢＯ”）から成る多数のフィラメントヤーン又はコードとされる。現在、ＡＳタイプ（レギュラー糸）及びＨＭタイプ（高弾性率糸）の２つのタイプのＰＢＯ繊維が存在する。ＰＢＯ−ＡＳヤーンは２７８ｄＴｅｘ〜１６７０ｄＴｅｘの範囲のデニールを有し、ＰＢＯ−ＨＭヤーンは２７３ｄＴｅｘ〜３２７０ｄＴｅｘの範囲のデニールを有している。本発明においては、ＰＢＭ−ＨＭヤーンは１０９０ｄＴｅｘ〜３２７０ｄＴｅｘの範囲のデニールを有していることが望ましい。ＰＢＯヤーンは、撚り合わせてコードとされる。適切なコードの構成としては、１×２、１×２×３、１×４×３や１×４×５が挙げられる。

ＰＢＯコードについて高弾性率特性を維持する一方で理想的な曲げ疲労特性を達成するために、個々のＰＢＯヤーンの撚り数は１．０〜１．５の範囲内とされ、多数のヤーンによって作られたプライの撚り数は３．２〜４．３の範囲内とされ、コードの最終的な撚り数は１．７〜４．１の範囲内とされる。これら要素のうち任意の要素についての撚り数は、撚り数についての一般方程式（universal equation）によって計算される。撚り数は、１メートル当たりの撚り数にｄＴｅｘ単位で計測されたデニールの平方根を乗じ、さらに３０００で除した値に等しい（すなわち、１メートル当たりの撚り数×ｄＴｅｘ^０．５／３０００）。これら理想的な撚り数の範囲では、プライの撚り数は常にヤーンの撚り数よりも大きく、コードの撚り数はヤーン又はプライの撚り数よりも小さい。コードの撚り数は、プライの撚り数の四分の一〜二分の一の範囲内とされることが望ましい。前記理想的な撚り数を有するＰＢＯコードによって、動力伝達ベルトは良好な曲げ疲労特性を有し、高弾性率を維持することができるようになる。撚り数を大きくすることによって、動力伝達ベルトの曲げ疲労特性が僅かに良好となるが、動力伝達ベルトの弾性率は低減される。逆に、撚り数を小さくすることによって、動力伝達ベルトの弾性率が高められるが、動力伝達ベルトにとって重要な特徴である曲げ疲労特性が低減される。ヤーン及びプライが同一方向に撚り合わされる一方で、コードはその反対方向に撚り合わされる。従って、コードの撚り方はＺＺＳ又はＳＳＺのいずれかである。

動力伝達ベルトの幅は、ＰＢＯコードが有する強度を理由として従来のベルトよりも狭くなっている。これによって、動力伝達システムのコストが動力伝達システム及びベルトの寿命に亘って低減される。

補強コード２２は、動力伝達ベルト１０内部で動力伝達ベルトの長手方向に対して０°〜３０°の角度で傾斜している。動力伝達ベルト内における補強コード２２の傾斜角度は、動力伝達ベルトの伸び特性に影響する。補強コード２２が有する高い引張強度を理由として、動力伝達ベルト内部における補強コード２２の傾斜角度が小さくなればなるほど、コードの傾斜角度が大きくなった状態で動力伝達ベルトの伸び特性が小さくなるので、より弾力的なベルトを製造することができる。

ＰＢＯヤーンは、適切な接着剤で被覆されている場合がある。この適切な接着剤としては、エポキシ−ラテックス混合剤の第１のコーティング及びレソシノール−ホルムアルデヒドラテックス混合剤（ＲＦＬ）の第２の接着コーティングから成る二重の接着コーティングが挙げられる。このような二重に被覆されたヤーン（dual dipped yarn）は、特許文献１に開示されている。この特許文献は、参照によって完全に本明細書に組み込まれている。

図２は、ポリＶベルト３０を表わす。ポリＶベルト３０は、張設部３２、負荷伝達部３４、及び圧縮部３６を有している。圧縮部３６は、複数の長手方向に延在するリブ３８及び複数の短手方向に並列された溝４０を有している。負荷伝達部３４は、適切な材料４４に埋設され、長手方向に延在する補強コード４２を有している。図１に表わすベルト１０に類似して、補強コード４２は、上述のＰＢＯヤーン及びコードから形成されている。

本発明における第１の実施例のタイミングベルトである。 本発明における代替的な実施例のベルトである。

符号の説明

１０ タイミングベルト
１２ 張設部
１４ 負荷伝達部
１６ 圧縮部
１８ リブ
２０ 溝
２２ 補強コード
２４ 適切な材料
２６ 繊維層
３０ ポリＶベルト
３２ 張設部
３４ 負荷伝達部
３６ 圧縮部
３８ リブ
４０ 溝
４２ 補強コード
４４ 適切な材料

Claims (8)

1. 圧縮部と、張設部と、ポリパラフェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾールのヤーンから形成される長手方向に延在する補強コードを備えた負荷伝達部とを有しているベルトであって、
   前記補強コードは、コードの撚り数よりも大きなヤーンの撚り数を有し、前記コードの撚り数は、前記補強コードのプライの撚り数の四分の一〜二分の一の範囲内とされることを特徴とするベルト。
2. 前記補強コードの前記ヤーンの撚り数は、１．０〜１．５の範囲内とされることを特徴とする請求項１に記載のベルト。
3. 前記補強コードの前記プライの撚り数は、３．２〜４．３の範囲内とされることを特徴とする請求項１又は２に記載のベルト。
4. 前記補強コードの前記コードの撚り数は、１．７〜４．１の範囲内とされることを特徴とする請求項１又は２に記載のベルト。
5. 補強ヤーンは、１０９０ｄＴｅｘ〜３２７０ｄＴｅｘの範囲内のデニールを有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のベルト。
6. 前記ベルトは、長手方向を有し、
   前記補強コードは、前記ベルトの長手方向に対して０°〜３０°の角度で傾斜していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のベルト。
7. 前記補強コードは、１×２、１×２×３、１×４×３及び１×４×５から成るグループから選択される構成を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のベルト。
8. インナーチューブと駆動ユニットとの間に位置するフィンガーをさらに備え、
   前記フィンガーはホースを案内することを特徴とする請求項１に記載の装置。

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