JP2018096538A - 摩擦伝動ベルト - Google Patents
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また、摩擦伝動ベルトの摩擦伝動面が綿等の従来のカバーシートで構成される場合、特に、大型農業機械等のように高負荷及び高張力の条件で使用されると、摩擦伝動面が摩耗しやすい。しかし、本発明の摩擦伝動ベルトの摩擦伝動面は、高強度繊維シートのカバーシートで構成されるため、摩擦伝動面の摩耗を抑制できる。
本実施形態の摩擦伝動ベルト1は、例えば、大型農業機械の変速機構や、大型のコンプレッサー、粉砕機、発電機、ポンプなどに使用される。但し、本発明の摩擦伝動ベルトは、上記以外の産業機械や車両にも適用可能である。図1に示すように、摩擦伝動ベルト1は、V字状の溝101(以下、V溝101という)を有するプーリ100に巻き掛けられて使用される。
接着処理としては、高強度繊維シート10または高強度繊維シート10を構成する繊維を、RFL液に浸漬させるRFL処理、または、樹脂溶液に浸漬させる含浸樹脂処理であってもよい。RFL液は、レゾルシンとホルマリンとの初期縮合物をラテックスに混合したものであり、ここで使用するラテックスとしてはスチレン・ブタジエン・ピリジン三元共重合体、水素化ニトリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、エピクロルヒドリンなどのラテックスである。含浸樹脂処理に用いる樹脂溶液は、例えば、イソシアネート溶液またはエポキシ溶液である。含浸樹脂処理の後、RFL液処理を用いた接着処理を行ってもよい。
また、接着処理として、未加硫のゴム組成物を溶剤に溶かしてゴム糊状にしたものを高強度繊維シート10の表面に塗布した後、溶剤を蒸発させて高強度繊維シート10の表面に未加硫ゴム組成物の膜を形成するゴム糊処理を行ってもよい。ゴム糊処理は、RFL処理または含浸樹脂処理の後で行ってもよい。
また、接着処理として、フリクション処理を行ってもよい。フリクション処理は、カレンダーロールを用い、互いに異なる表面速度で回転するロール間に未加硫のゴム組成物とカバーシート3とを同時に通過させることで、カバーシート3の繊維間にまで未加硫のゴム組成物を擦り込む処理である。
まず、図3に示すように、円柱状の成形ドラムMに、圧縮ゴム層8の一部を構成する未加硫ゴムシート118Aを巻き付ける。次に、高強度繊維シート10の長尺の帯状体116を用意する。帯状体116は、補強シート6となる。帯状体116には、周囲のゴム層と接着力を高めるため、RFL処理、含浸樹脂処理、ゴム糊処理などの接着処理を施してもよい。帯状体116の幅は、未加硫ゴムシート118Aで形成されたスリーブ(筒状体)の全幅よりも小さい。帯状体116の幅は、摩擦伝動ベルト1のベルト幅より大きくても小さくてもよい。この帯状体116を、帯状体116の幅と同じピッチで螺旋状に巻き付ける。つまり、隣り合う帯状体116が重ならないように巻き付ける。帯状体116の第1繊維束10aの方向が、帯状体116の長手方向に一致する場合、補強シート6の第1繊維束10aの方向は、ベルト周方向とほぼ平行となる。帯状体116の第1繊維束10aの方向が、帯状体116の長手方向に対して傾斜する場合、補強シート6の第1繊維束10aの方向は、ベルト周方向に対して傾斜した方向となる。
ベルト本体2の内周面の近傍に、高強度繊維シート10からなる補強シート6が埋設されている。高強度繊維シート10は、高強度繊維の繊維束10a、10bが交差して配置された構造を有する。そのため、補強シート6を構成する繊維束10a、10bの少なくとも一部は、ベルト周方向に平行、または、ベルト周方向に対して傾斜して配置される。したがって、摩擦伝動ベルト1を、大型農業機械のベルト機構のように厳しい屈曲条件で使用しても、ベルト本体2の内周面における亀裂の発生を防止できる。また、たとえベルト本体2の内周面に亀裂が生じても、補強シート6によって亀裂の伝播を阻止できる。また、補強シート6は、高強度繊維で構成されるため、厚みが薄くて済む。そのため、補強シート6が埋設されても、摩擦伝動ベルト1の屈曲性の低下を抑えることができる。このように、摩擦伝動ベルト1は、屈曲性の低下を抑えつつ、厳しい屈曲条件で使用してもベルト内周側の亀裂を防止できる。
しかし、本実施形態の摩擦伝動ベルト1の摩擦伝動面1a、1bは、高強度繊維シート10のカバーシート3で構成されるため、たとえベルトの振れが大きくても、摩擦伝動面1a、1bの摩耗を抑制できる。また、上述したように、ベルト幅方向の剛性を高めたことで座屈変形を防止できるため、摩擦伝動面1a、1bの局所的な摩耗を防止できる。
また、カバーシート3を構成する繊維束10a、10bは、ベルト本体2の内周面上と外周面上において、ベルト幅方向に平行、または、ベルト幅方向に対して傾斜して配置される。そのため、摩擦伝動ベルト1のベルト幅方向の剛性を高めることができる。
そのため、補強シート6およびカバーシート3のゴム層4からの剥離を防止できる。
複数の第1繊維束210aは、全体が、複数の第2繊維束210bの図中の裏面に配置されている。第1補助糸210cは、第1繊維束210aの間に、第1繊維束210aと平行に配置されている。第2補助糸210dは、第2繊維束210bの間に、第2繊維束210bと平行に配置されている。第1補助糸210cおよび第2補助糸210dによって、第1繊維束210aおよび第2繊維束210bは交差する状態で保持されている。補助糸210c、210dは、例えばマルチフィラメント糸である。補助糸は、高強度繊維で形成されている。第1補助糸210cと第2補助糸210dは、同じ繊維で形成されていてもよく、異なる繊維で形成されていてもよい。補助糸210c、210dは、第1繊維束210aおよび第2繊維束210bの少なくとも一方と同じ繊維で形成されていてもよく、繊維束210a、210bと異なる繊維で形成されていてもよい。
複数の第1繊維束310aは、全体が、複数の第2繊維束310bの図中の裏面に配置されている。高強度繊維シート310は、第1補助糸310cと第2補助糸310dを有する。第1補助糸310cおよび第2補助糸310dは、第1繊維束310aと第2繊維束310bの間を通って編まれている。第1補助糸310cおよび第2補助糸310dによって、第1繊維束310aおよび第2繊維束310bは交差する状態で保持されている。補助糸310c、310dは、例えばマルチフィラメント糸である。補助糸310c、310dは、高強度繊維で形成されている。第1補助糸310cと第2補助糸310dは、同じ繊維で形成されていてもよく、異なる繊維で形成されていてもよい。補助糸310c、310dは、第1繊維束310aおよび第2繊維束310bの少なくとも一方と同じ繊維で形成されていてもよく、繊維束310a、310bと異なる繊維で形成されていてもよい。
・クロロプレンゴム:DENKA(株)製「PM−40」
・酸化マグネシウム:協和化学工業(株)製「キョーワマグ30」
・ステアリン酸:日油(株)製「ステアリン酸つばき」
・老化防止剤:精工化学(株)製「ノンフレックスOD−3」
・カーボンブラック:東海カーボン(株)製「シースト3」
・可塑剤:ADEKA(株)製「RS−700」
・加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製「ノクセラーTT」
・酸化亜鉛:正同化学工業(株)製「酸化亜鉛3種」
実施例1〜8および比較例1〜3の摩擦伝動ベルトについて、図9に示す大型動力伝達装置を用いて、耐衝撃性試験を行った。大型動力伝達装置は、外径が245mmの駆動プーリDrと、外径が330mmの従動プーリDnと、外径が80mmのテンションプーリTnを有する。駆動プーリDrおよび従動プーリDnは、V溝を有するVプーリである。テンションプーリTnは、ベルトに接触しない位置と、ベルトに接触して張力を付与する位置とに渡って移動可能となっている。テンションプーリTnがベルトに接触しない位置(ベルトに張力を付与しない位置)にあるとき、駆動プーリDrから従動プーリDnに動力は伝達されない。テンションプーリTnの位置を、ベルトに張力を付与する位置(40秒)と張力を付与しない位置(20秒)に交互に切り換えつつ、駆動プーリDrを回転速度1800rpmで回転させてベルトを走行させた。テンションプーリTnがベルトに張力を付与するときのテンションプーリTnの荷重は17kgとし、駆動プーリDrの負荷は15psとした。
また、実施例8は、比較例2、3に比べて、V溝へのベルトの落ち込みが抑制されるため、ベルト側面のプーリ(駆動プーリDrおよび従動プーリDn)による摩耗を抑制できると推測できる。よって、高強度繊維の補強シートを使用することで、耐亀裂性だけでなく、耐摩耗性も向上できると推測される。
また、実施例1〜7は、実施例8に比べて、V溝へのベルトの落ち込みが抑制されるため、ベルト側面のプーリ(駆動プーリDrおよび従動プーリDn)による摩耗を抑制できると推測できる。よって、高強度繊維のカバーシートを使用することで、耐亀裂性だけでなく、耐摩耗性も向上できると推測される。
1a、1b 摩擦伝動面
2、402 ベルト本体
3 カバーシート
4 ゴム層
5 心線
6、406 補強シート
10、210、310 高強度繊維シート
10a、210a、310a 第1繊維束
10b、210b、310b 第2繊維束
L1、L41 心線の中心からベルト本体の内周面までのベルト厚み方向の最大長さ
L2、L42 心線の中心から補強シートまでのベルト厚み方向の最大長さ
Claims (12)
- ベルト周方向に直交する断面がV字状で、ベルト幅方向の両側に摩擦伝動面を有する環状の摩擦伝動ベルトであって、
ゴム層と、
前記ゴム層に埋設された心線と、
前記心線のベルト内周側において、前記ゴム層に埋設された補強シートと、を備えるベルト本体を有し、
前記ベルト本体の内周面は、前記ゴム層で形成されており、外部に露出するかもしくはカバーシートで覆われており、
前記心線の中心から前記ベルト本体の内周面までのベルト厚み方向の最大長さに対して、前記心線の中心から前記補強シートまでのベルト厚み方向の最大長さの割合が、70%以上98%以下であり、
前記補強シートが、高強度繊維の繊維束が交差して配置された構造を有し、且つ、織り構造または編み構造を有する高強度繊維シートで構成されることを特徴とする摩擦伝動ベルト。 - 前記カバーシートが、前記ベルト本体の全周を覆っており、且つ、前記高強度繊維シートで構成されることを特徴とする請求項1に記載の摩擦伝動ベルト。
- 前記補強シートは、前記繊維束の交差する2方向が、ベルト周方向に対して傾斜した方向となるように配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の摩擦伝動ベルト。
- 前記補強シートは、前記繊維束の交差する2方向が、ベルト周方向とベルト幅方向となるように配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の摩擦伝動ベルト。
- 前記カバーシートは、前記繊維束の交差する2方向が、ベルト周方向に対して傾斜した方向となるように配置されることを特徴とする請求項2に記載の摩擦伝動ベルト。
- 前記カバーシートは、前記繊維束の交差する2方向が、ベルト周方向と前記ベルト周方向に直交する方向となるように配置されることを特徴とする請求項2に記載の摩擦伝動ベルト。
- ベルト幅方向の最大長さが、12〜70mmであって、ベルト厚さが、5〜26mmであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
- 前記高強度繊維シートは、前記繊維束の交差する2方向の引張強度が、2000N/mm2以上であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
- 前記補強シートおよび前記カバーシートの少なくとも一方の前記高強度繊維シートは、アラミド繊維、および、カーボン繊維の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
- 前記高強度繊維シートは、
アラミド繊維の繊維束が交差して配置された構造である場合、目付量が90〜870g/m2であり、
カーボン繊維の繊維束が交差して配置された構造である場合、目付量が200〜300g/m2であることを特徴とする請求項9に記載の摩擦伝動ベルト。 - 前記高強度繊維シートは、
アラミド繊維の繊維束が交差して配置された構造である場合、厚みが0.03〜0.24mmであり、
カーボン繊維の繊維束が交差して配置された構造である場合、厚みが0.05〜0.09mmであることを特徴とする請求項9または10に記載の摩擦伝動ベルト。 - 前記補強シートおよび前記カバーシートの少なくとも一方の前記高強度繊維シートは、前記ゴム層との接着性を高める接着処理が施されていることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
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