JP2018009588A - V-ribbed belt and manufacturing method of v-ribbed belt - Google Patents
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Description
本発明は、例えば自動車用エンジンの補機駆動のために用いられるVリブドベルトに関する。 The present invention relates to a V-ribbed belt used for driving an auxiliary machine of an automobile engine, for example.
従来、この種のVリブドベルトとして、リブ面の補強及び走行騒音の低減のためにリブ面を帆布により被覆したものが知られている。このようなVリブドベルトは、リブの表面に帆布を設けるために、いわゆるモールデッド製法により製造される。一方、近年自動車用エンジンの補機駆動の負荷が高くなってきていることにより、Vリブドベルトの張力コードとして、弾性率の高いアラミド繊維を採用する場合が増えている。またVリブドベルトの耐久性を高めるためには、張力コードはベルトのボディ内に設けられ、張力コードの中心線からリブ頂点とリブ/プーリ境界面までの距離を最小とすることが望ましいことが知られている(特許文献1)。 Conventionally, this type of V-ribbed belt is known in which the rib surface is covered with a canvas to reinforce the rib surface and reduce running noise. Such a V-ribbed belt is manufactured by a so-called molding method in order to provide canvas on the surface of the rib. On the other hand, in recent years, the load of driving an auxiliary machine of an automobile engine has increased, and therefore, an aramid fiber having a high elastic modulus is increasingly used as a tension cord for a V-ribbed belt. In order to increase the durability of the V-ribbed belt, it is known that the tension cord is provided in the belt body, and it is desirable to minimize the distance from the center line of the tension cord to the rib apex and the rib / pulley interface. (Patent Document 1).
リブ面が帆布で被覆され、かつアラミド繊維から成る張力コード(アラミド心線)を備えたVリブドベルトを製造するためにはモールデッド製法を採用せざるを得ない。しかしアラミド心線が伸びにくいため、モールデッド製法を用いると、ベルト成形時にアラミド心線よりベルト背面側にセットされた未加硫背面ゴムシートの未加硫ゴムが、加熱により可塑化され、更にモールドバッグによりベルト背面側より押圧されて、ベルト幅方向に一定間隔を空けて整列しベルト長手方向に延びるアラミド心線の間隙を通過してベルトのリブ側に流動することにより、アラミド心線がVリブドベルトのリブ底部から相対的に遠く離れた位置、すなわちベルト背面に近い位置に定められて、Vリブドベルトの耐久性が不十分になるという問題が生じる。 In order to manufacture a V-ribbed belt having a rib surface covered with a canvas and provided with a tension cord (aramid core) made of an aramid fiber, a molding method must be employed. However, since the aramid core wire is difficult to stretch, the unvulcanized rubber of the unvulcanized back rubber sheet set on the back side of the belt from the aramid core wire at the time of belt molding is plasticized by heating. The aramid cords are pressed from the back side of the belt by the mold bag, flow at the rib side of the belt through the gap between the aramid cords extending in the belt longitudinal direction and aligned at a certain interval in the belt width direction. A problem arises in that the durability of the V-ribbed belt becomes insufficient because it is set at a position relatively far from the rib bottom of the V-ribbed belt, that is, a position near the back surface of the belt.
本発明は、モールデッド製法により製造可能であり、アラミド心線がVリブドベルトにおいて、できるだけリブ底部に近い部位に設けられ、アラミド心線とベルト背面の間に所定厚さの背面ゴムが形成されたVリブドベルトを提供することを目的としている。 The present invention can be manufactured by a molding method, and an aramid cord is provided as close to a rib bottom as possible in a V-ribbed belt, and a back rubber having a predetermined thickness is formed between the aramid cord and the back of the belt. The object is to provide a V-ribbed belt.
本発明に係るVリブドベルトは、背面ゴム、中間帆布、接着ゴム、アラミド心線、本体ゴム、表面帆布からなり、本体ゴムにベルト長手方向に延びる複数のV形リブが形成されているVリブドベルトであって、アラミド心線よりもベルト背面側に設けられる中間帆布が、ベルト長手方向に延びる経糸とベルト幅方向に延びる緯糸から成る織布によって構成され、中間帆布の緯糸の打込み密度が20本/cm以上であることを特徴としている。 The V-ribbed belt according to the present invention is a V-ribbed belt comprising a back rubber, an intermediate canvas, an adhesive rubber, an aramid core wire, a main rubber, and a surface canvas, and a plurality of V-shaped ribs extending in the longitudinal direction of the belt are formed on the main rubber. The intermediate canvas provided on the back side of the belt with respect to the aramid cord is composed of a woven fabric composed of warp yarns extending in the belt longitudinal direction and weft yarns extending in the belt width direction, and the weft density of the intermediate canvas is 20 / It is characterized by being cm or more.
中間帆布の緯糸の打込み密度は24本/cm以上であることがより好ましい。また、中間帆布の緯糸の延在する方向の伸び率は例えば100%/2Kgf・2.5cm以上であり、より好ましくは125%/2Kgf・2.5cm以上である。 The weft density of the intermediate canvas is more preferably 24 yarns / cm or more. Further, the elongation ratio of the intermediate canvas in the extending direction of the weft is, for example, 100% / 2 Kgf · 2.5 cm or more, and more preferably 125% / 2 Kgf · 2.5 cm or more.
Vリブドベルトの背面ゴムと中間帆布と接着ゴムから成る背面部材の厚さは例えば1.30mm以上であり、より好ましくは1.55mm以上である。 The thickness of the back member made of the back rubber, intermediate canvas, and adhesive rubber of the V-ribbed belt is, for example, 1.30 mm or more, and more preferably 1.55 mm or more.
Vリブドベルトのアラミド心線の中心位置から背面ゴムの表面までの高さは例えば1.0mm以上である。 The height from the center position of the aramid cord of the V-ribbed belt to the surface of the back rubber is, for example, 1.0 mm or more.
本発明に係るVリブドベルトの製造方法は、内周側から、成形後にベルトの背面ゴム、中間帆布、接着ゴム、アラミド心線、本体ゴム、表面帆布を其々構成する未加硫背面ゴムシート、中間帆布ジャケット、未加硫接着ゴムシート、アラミド心線、未加硫本体ゴムシート、表面帆布ジャケットの順に積層されて成る筒状スラブ中間体を、外金型の内周壁面に表面帆布ジャケットが対向するように配置し、筒状スラブ中間体を内周側から押圧しつつ加熱することにより本体ゴムに、ベルトの長手方向に延びる複数のV形リブが成形されるVリブドベルトの製造方法であって、中間帆布が、アラミド心線よりもベルト背面側に設けられ、筒状スラブ中間体の円周方向に延びる経糸と筒状スラブ中間体の軸方向に延びる緯糸とから成る織布によって構成され、中間帆布の緯糸の打込み密度が20本/cm以上であることを特徴とするVリブドベルトの製造方法であることを特徴としている。 The manufacturing method of the V-ribbed belt according to the present invention includes an unvulcanized back rubber sheet that respectively constitutes the back rubber, intermediate canvas, adhesive rubber, aramid cord, main body rubber, and surface canvas after molding from the inner periphery side, An intermediate canvas jacket, an unvulcanized adhesive rubber sheet, an aramid core, an unvulcanized main body rubber sheet, and a surface canvas jacket are laminated in this order, and the surface canvas jacket is placed on the inner peripheral wall of the outer mold. This is a method for manufacturing a V-ribbed belt in which a plurality of V-shaped ribs extending in the longitudinal direction of the belt are formed on the main rubber by heating the cylindrical slab intermediate body while pressing the cylindrical slab intermediate from the inner peripheral side. The intermediate canvas is provided on the back side of the belt with respect to the aramid cord, and is made of a woven fabric comprising warps extending in the circumferential direction of the cylindrical slab intermediate and wefts extending in the axial direction of the cylindrical slab intermediate. Made which are characterized in that implantation density of the intermediate canvas weft is a manufacturing method of the V-ribbed belt is characterized in that 20 present / cm or more.
本発明によれば、モールデッド製法により製造可能であり、アラミド心線がVリブドベルトのできるだけリブ底部に近い部位に設けられ、アラミド心線とベルト背面の間に所定厚さの背面ゴムが形成されたVリブドベルトが得られる。 According to the present invention, it can be manufactured by a molding method, the aramid cord is provided as close as possible to the bottom of the rib of the V-ribbed belt, and a back rubber having a predetermined thickness is formed between the aramid cord and the back of the belt. V-ribbed belt is obtained.
以下図示された実施形態に基づいて、本発明を説明する。図1において、Vリブドベルト10の本体ゴム21の表面側(図の下側)には、断面がV字状を有し、長手方向に沿って延びるリブ11が形成され、リブ11は表面帆布12によって被覆される。Vリブドベルト10の背面側には平板状の背面ゴム13が設けられる。リブ11と背面ゴム13の間には張力コードであるアラミド心線15と、中間帆布14が埋設される。アラミド心線15はVリブドベルト10の長手方向に延び、横断面では所定間隔を空けて設けられている。横断面において、隣接するアラミド心線15の間は、中間帆布14を心線15とリブ11に接着するための接着ゴム16が充填され、接着ゴム16の一部はリブ11側に膨出している。背面ゴム13と中間帆布14と接着ゴム16はVリブドベルトの背面部材17を構成する。
The present invention will be described below based on the illustrated embodiments. In FIG. 1, a
Vリブドベルト10はモールデッド製法により成形される。
図2を参照して、モールデッド製法によるVリブドベルトの製造方法を説明する。この製造装置は、円筒状の外金型31と、外金型31の内部に同心的に配置された内金型32と、内金型32を覆うようにして設けられたモールドバッグ33とを有する。Vリブドベルト10に成形される前の状態である筒状スラブ中間体20´は、外金型31と内金型32の間の空間内に、これらの金型31、32と同心的に配置される。すなわち筒状スラブ中間体20´の外周面は外金型31に対向し、筒状スラブ中間体20´の内周面はモールドバッグ33に対向する。
The V-ribbed
With reference to FIG. 2, the manufacturing method of the V ribbed belt by a molding method is demonstrated. This manufacturing apparatus includes a cylindrical
筒状スラブ中間体20´は、内周側から、成形後にベルトの背面ゴム13、中間帆布14、接着ゴム16、アラミド心線15、本体ゴム21、表面帆布12を其々構成する未加硫背面ゴムシート13´、中間帆布ジャケット14´、未加硫接着ゴムシート16´、アラミド心線15、未加硫本体ゴムシート21´、表面帆布ジャケット12´の順に積層されて構成され、外金型31の内周壁面に表面帆布ジャケット12´が対向するようにして配置される。モールドバッグ33は、内部に高圧の高温水が供給されて膨張し、筒状スラブ中間体20´を外金型31の内周壁に押圧する。また、このとき外金型31内は高温に加熱される。これにより筒状スラブ中間体20´は内周側から押圧されつつ加硫され、本体ゴム21において、円周方向に延びる複数のV形のリブ11が外周面に成形された筒状スラブが製作される。
The
本実施形態において、中間帆布14は、Vリブドベルトの長手方向(筒状スラブの円周方向)に延びる経糸とVリブドベルトの幅方向(筒状スラブの軸方向)に延びる緯糸とから成る織布であり、平織されてもよく、綾織されてもよい。中間帆布14の厚さは例えば0.75mmである。経糸と緯糸は例えば、共にナイロン66であるが、緯糸と経糸の一方のみをナイロン66としてもよい。経糸の打込み密度は30本/cm以上であり、より好ましくは40本/cm以上である。緯糸の打込み密度は20本/cm以上であり、より好ましくは24本/cm以上である。また中間帆布の緯糸の延在する方向の伸び率は100%/2Kgf・2.5cm以上であり、より好ましくは125%/2Kgf・2.5cm以上である。なお本願における中間帆布の伸び率は、2.5cm幅の短冊状の帆布に2kgfの荷重をかけた時の帆布の伸び率をいう。
In this embodiment, the
背面ゴム13は例えばEPDMゴム、EPMゴム等である。接着ゴム16は例えばEPDMゴム、CRゴム等である。背面ゴム13と中間帆布14と接着ゴム16とから成る背面部材の厚さは例えば1.30mm以上であるが、より好ましくは1.55mm以上である。
The
上述した構成を有する筒状スラブ中間体20´を用いて成形されたVリブドベルト10において、アラミド心線15の中心位置から背面ゴム13の表面までの高さは例えば1.0mm以上であり、より好ましくは1.30mm以上である。
In the V-ribbed
次に表1を参照して、Vリブドベルトの試作結果を説明する。
比較例1、2および実施例において、背面部材の基本的な構成は共通であるが、中間帆布は相互に異なり、その詳細は表1に示す通りである。背面ゴムはEPDMゴムから成り、接着ゴムはEPDMゴムから成る。背面部材の厚みは相互に異なり、表1に示す通りである。
Next, referring to Table 1, the results of trial manufacture of the V-ribbed belt will be described.
In Comparative Examples 1 and 2 and the example, the basic configuration of the back member is common, but the intermediate canvases are different from each other, and the details are as shown in Table 1. The back rubber is made of EPDM rubber, and the adhesive rubber is made of EPDM rubber. The thicknesses of the back members are different from each other and are as shown in Table 1.
表1に示されるように比較例1、2および実施例における構成の基本的な違いは中間帆布にあり、特に緯糸が異なる。すなわち緯糸の打込み密度は、比較例1では1.6本/cm、比較例2では8本/cm、実施例では24本/cmである。また2Kgf/2.5cm幅の荷重をかけたときの中間帆布の緯糸の延在する方向の伸び率は、通常20〜30%(比較例1、2)であるのに対し、実施例では125%以上である。 As shown in Table 1, the basic difference in configuration between Comparative Examples 1 and 2 and Examples is in the intermediate canvas, and the wefts are particularly different. That is, the driving density of the weft is 1.6 / cm in Comparative Example 1, 8 / cm in Comparative Example 2, and 24 / cm in the Example. Further, when the load of 2 Kgf / 2.5 cm width is applied, the elongation ratio in the extending direction of the weft of the intermediate canvas is usually 20 to 30% (Comparative Examples 1 and 2), whereas in the example, it is 125. % Or more.
比較例1の背面部材構成を有するVリブドベルト40は図3(a)に示すように、成形時に背面ゴム43が中間帆布44を通過してアラミド心線45の間に入り込み、接着ゴム46が背面ゴム43に押されてリブ41側にはみ出している。比較例2のVリブドベルト50は、比較例1と比較して、緯糸の打込み密度を高くした中間帆布54を用いているが、図3(b)に示すように、比較例1のVリブドベルト40と同様に、背面ゴム53は中間帆布54を通過してアラミド心線55の間まで入り込んでいる。
As shown in FIG. 3A, the V-ribbed
これに対して実施例の背面部材構成を有するVリブドベルト10は、図3(c)に示すように、背面ゴム13は中間帆布14よりもベルト背面側に位置しており、アラミド心線15の間には接着ゴム16が充填され、中間帆布14は接着ゴム16によってアラミド心線15とリブ11に接着されている。
In contrast, in the V-ribbed
比較例1、2および実施例のVリブドベルト40、50、10において、アラミド心線45、55、15はそれぞれ略等間隔に整列しており、問題はないが、比較例1、2では、中間帆布44、54に接触しており、製品として採用することはできない。なおベルト背面からアラミド心線45、55、15の中心ラインまでの高さHはそれぞれ、0.62mm、0.75mm、1.30mmである。またアラミド心線とリブ底部との位置関係では、実施例のVリブドベルト10のアラミド心線がリブ底部11aに最も近い位置に配置され、比較例1のVリブドベルト40のアラミド心線がリブ底部41aに最も遠い位置に配置され、比較例2のVリブドベルト50のアラミド心線とリブ底部51aの位置関係は実施例と比較例1の中間の位置に配置される。
In the comparative examples 1 and 2 and the V-ribbed
次に、アラミド心線のベルト背面からの高さがVリブドベルトの耐久性に及ぼす影響についての実験結果を説明する。
図4は第1の耐久試験に用いた装置を示し、この試験は常温環境で実施された。この装置は駆動プーリ61と被駆動プーリ62を有し、駆動プーリ61と被駆動プーリ62の直径は共に60mmである。駆動プーリ61の回転数は4900RPMである。
Next, the experimental result about the influence which the height from the belt back surface of an aramid core wire has on the durability of a V-ribbed belt is demonstrated.
FIG. 4 shows the apparatus used for the first endurance test, which was performed in a room temperature environment. This apparatus has a driving
第1の耐久試験は、これらのプーリ61、62に、表2に示すVリブドベルト71、72、73のいずれかを掛け回し、2回ずつ実施された。3本のVリブドベルトにおいて構成の違いはベルト背面からのアラミド心線の高さ位置であり、その他の構成は共通である。アラミド心線の中心位置からベルト背面までの高さに関し、Vリブドベルト71は最も低く0.74mmであり、アラミド心線はベルト背面の近くに位置し、Vリブドベルト73は最も高く1.63mmであり、リブ底部の近くに位置し、Vリブドベルト72は1.20mmであり、Vリブドベルト71とVリブドベルト73の中間に位置する。
The first endurance test was carried out twice with each of the
表2に示すように第1の耐久試験では、3本のVリブドベルト71、72、73とも、アラミド心線とリブの間にセパレーションが発生したが、試験開始から故障が発生するまでの時間は異なり、Vリブドベルト73が最も長く、330時間以上であった。 As shown in Table 2, in the first durability test, separation occurred between the aramid core wire and the ribs in the three V-ribbed belts 71, 72, 73, but the time from the start of the test to the occurrence of the failure was In contrast, the V-ribbed belt 73 was the longest, being 330 hours or longer.
図5は第2の耐久試験に用いた装置を示し、この試験は121℃の高温環境で実施された。この装置は駆動プーリ63と被駆動プーリ64とテンショナ65とアイドラ66とを有し、駆動プーリ63と被駆動プーリ64の直径は共に120.65mm、テンショナ65の直径は44.45mm、アイドラ66の直径は76.2mmである。駆動プーリ63の回転数は4900RPMである。
FIG. 5 shows the apparatus used for the second endurance test, which was conducted in a high temperature environment of 121 ° C. This device has a driving
第2の耐久試験は、第1の耐久試験と同様に、表2に示すVリブドベルト71、72、73のいずれかを掛け回し、2回ずつ実施された。 Similarly to the first durability test, the second durability test was performed twice by applying any of the V-ribbed belts 71, 72, and 73 shown in Table 2.
表2に示すように第2の耐久試験では、3本のVリブドベルト71、72、73とも、リブの先端にクラックが発生したが、試験開始から故障が発生するまでの時間は異なり、Vリブドベルト73が最も長く、147時間以上であった。 As shown in Table 2, in the second endurance test, cracks occurred at the tips of the three V-ribbed belts 71, 72, 73, but the time from the start of the test to the occurrence of the failure was different. 73 was the longest and was 147 hours or longer.
以上のようにアラミド心線のベルト背面からの高さ位置を高くする、換言すればアラミド心線をできるだけリブ底部に近い位置に定めることによりVリブドベルトの耐久性を向上させることができる。このような構成は、上述したように中間帆布の緯糸の打込み密度と伸び率を適切に定めた本発明の実施形態によって達成できる。 As described above, the durability of the V-ribbed belt can be improved by increasing the height position of the aramid core wire from the back of the belt, in other words, by determining the aramid core wire as close to the rib bottom as possible. Such a configuration can be achieved by an embodiment of the present invention in which the weft density and elongation of the intermediate canvas are appropriately determined as described above.
10 Vリブドベルト
11 リブ
12 表面帆布
13 背面ゴム
14 中間帆布
15 アラミド心線
16 接着ゴム
17 背面部材
21 本体ゴム
10 V-ribbed
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