JP2022157057A - Vリブドベルト - Google Patents
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Abstract
Description
Vリブ表面が補強布で被覆されたVリブドベルトとして、例えば、特許文献1には、リブ表面が帆布により被覆され、前記帆布が所定の2方向に伸縮自在であり、Vリブドベルトのベルトマトリクスが前記帆布の布目を透過し、前記Vリブドベルトがモールデッド製法を用いて製造され、前記モールデッド製法において、前記リブ表面がベルトマトリクスの外周に配置した前記帆布を、前記ベルトマトリクスとともにシェルの内周面に設けられたマルチリブ形状の型に押圧するとともに前記ベルトマトリクスを加硫することにより成型され、前記帆布が、前記マルチリブド形状に合わせて伸張可能であることを特徴とするVリブドベルト、が提案されている。
この特許文献1は、帆布として織布を採用できることを記載している。
複数のVリブを有するVリブドベルトであって、
上記複数のVリブのそれぞれは、ゴム組成物からなるVリブ本体と、上記Vリブ本体の表面を被覆するリブ側補強布とを有し、
上記リブ側補強布は、第1繊維及び第2繊維を有する織物であり、
上記織物は、上記第1繊維及び上記第2繊維の少なくとも一方が、ベルトの長さ方向及び幅方向に対して傾いている。
また、上記Vリブドベルトはリブ側補強布として織物を用いている。そのため、上記Vリブドベルトは、リブ側補強布として編物を採用した場合に比べてリブプーリと接するリブ側表面の耐摩耗性に優れる。
少なくとも上記第1繊維が、ベルトの長さ方向に対して傾いている、ことが好ましい。
シワを発生させることなく、Vリブ本体の表面をリブ側補強布で被覆するのが容易になる。
また、本発明において、織物を構成する第1繊維及び第2繊維は、第1繊維が経糸であり、第2繊維が緯糸であることが好ましい。
この場合、シワを発生させずに、Vリブ本体の表面を織物製のリブ側補強布で被覆することが更に容易になる。
この場合、リブ側補強布の厚みを確保しつつ、リブ側補強布をリブ形状に沿ってシワなく成形するのにより適している。
セルロース系繊維は給水性能に優れる。そのため、上記Vリブドベルトを被水環境下で使用されるベルトとして好適に使用することができる。
(Vリブドベルト)
図1は、本発明の一実施形態に係るVリブドベルトBの一部を模式的に示す図である。
このVリブドベルトBは、例えば、自動車のエンジンルーム内に設けられる補機駆動ベルト伝動装置に用いられるものであり、ベルト周長が700mm以上3000mm以下、ベルト幅が10mm以上36mm以下、及びベルト厚さが3.5mm以上5.0mm以下である。
背面補強布13の厚さは、例えば0.4mm以上1.2mm以下である。
背面補強布13に代えて、厚さが例えば0.4mm以上0.8mm以下の背面ゴム層が設けられていてもよい。背面ゴム層の表面には、背面駆動時の音発生を抑制する観点から、織物の布目が転写されていてもよい。
圧縮ゴム層11及び接着ゴム層12は、同一のゴム組成物で構成されていてもよいし、異なるゴム組成物で構成されていてもよい。
架橋剤以外のゴム配合剤としては、例えば、カーボンブラックなどの補強材、充填剤、老化防止剤、軟化剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、共架橋剤等が挙げられる。
また、上記原料組成物には短繊維が含まれていてもよいが、接着ゴム層12を形成する原料組成物には、心線16との接着性の点から短繊維が含まれていないことが好ましい。
リブ側補強布14の厚さが0.1mm未満では、強度不足により早期に摩耗する場合がある。一方、上記厚さが0.8mmを超えると、リブ側補強布の成形性が悪くなりリブ形状が歪む場合がある。
Vリブ本体11aの表面におけるリブ側補強布14の厚さは、切断面において、表層からの繊維部分の厚みを顕微鏡を用いて測定する。
図2は、リブ側補強布14を構成する織物114を示す図である。
図3は、VリブドベルトBの内周面の一部を示す部分拡大図である。
なお、図2、図3、及び図5は、織物の構成(経糸及び緯糸の構成)をわかり易くするために誇張して記載している。
図2に示す織物114の組織は平織であり、114aが経糸で、114bが緯糸である。経糸114aは、緯糸114bに比べて伸長し難い糸である。
具体的には、経糸14aの向きAとVリブドベルトBの長さ方向LD(図3中、上下方向)との角度θが、0°<θ<90°となるようにリブ側補強布14がVリブ本体11aの表面を被覆している。このようにリブ側補強布14の経糸14aの向きAを傾けることにより、リブ側補強布14は、VリブドベルトBの長さ方向LD及び幅方向WD(図3中、左右方向)のそれぞれの方向に柔軟性を有し、伸びることができる。
上記θは、10°以上45°以下がより好ましく、10°以上35°以下が更に好ましく、10°以上25°以下が特に好ましい。
そして、リブ側補強布14は、経糸14aと緯糸14bとの角度が90°であるため、経糸14aがベルトの長さ方向LD及び幅方向WDに対して傾いており、緯糸14bもベルトの長さ方向LD及び幅方向WDに対して傾いている。
経糸と緯糸との角度が非90°の織物をリブ側補強布として使用する場合も、経糸の向きと、VリブドベルトBの長さ方向との角度θが5°を超え以上45°以下であることが好ましい。この場合、緯糸は、ベルトの長さ方向及び幅方向の両方に対して傾いていてもよいし、ベルトの長さ方向及び幅方向の一方に対してのみ傾いていてもよい。
上記セルロース系繊維としては、例えば、針葉樹や広葉樹の木材パルプ、竹繊維、サトウキビ繊維、綿繊維やカポックの種子毛繊維、麻やコウゾやミツマタのジン皮繊維、マニラ麻やニュージーランド麻の葉繊維などの天然植物由来のセルロース繊維;ホヤセルロースなどの動物由来のセルロース繊維;バクテリアセルロース繊維;藻類のセルロース繊維;セルロースエステル繊維;レーヨンやキュプラやリヨセルなどの再生セルロース繊維等が挙げられる。
上記セルロース系繊維を含む繊維としては、入手が容易で実用性が高い点から綿繊維を含む繊維が好ましい。
上記織物を構成する繊維に占めるセルロース系繊維の割合は、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、100質量%であってもよい。
上記接着処理としては、例えば、エポキシ樹脂溶液又はイソシアネート樹脂溶液に浸漬して加熱する接着処理、RFL水溶液に浸漬して加熱する接着処理、ゴム糊に浸漬して乾燥させる接着処理、及び圧縮ゴム層11側となる面にゴム糊をコーティングして乾燥させる接着処理、等が挙げられる。これらの接着処理は、単独で採用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
心線16は、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等の撚り糸で構成されている。心線16の直径は例えば0.5mm以上2.5mm以下であり、断面における相互に隣接する心線16の中心間の寸法は例えば0.05mm以上0.20mm以下である。
心線16には、エポキシ樹脂溶液又はイソシアネート樹脂溶液に浸漬して加熱する接着処理、RFL水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理、及びゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理のうちの1種又は2種以上の接着処理が施されていることが好ましい。
図4A及び図4Bは、本実施形態に係るVリブドベルトBの製造で用いる架橋装置40を示す図である。図5(a)及び(b)は、筒状に形成されたリブ側補強布を用意する方法を説明するための図である。図6A~図6Cは、本実施形態に係るVリブドベルトBの製造方法を説明するための図である。
図5(a)及び(b)は、筒状に形成されたリブ側補強布を用意する方法を説明するための図である。
まず、織物114を長方形に裁断し、帯状のリブ側補強布14’とする。このとき、経糸の向きが長辺方向(完成したVリブドベルトにおける長さ方向LD)に対して、所定の角度、例えば、5°を超え45°以下、傾くように裁断する(図5(a)参照)。
その後、帯状のリブ側補強布14’の2つの短辺を突き合わせて縫製し、筒状のリブ側補強布14とする(図5(b)参照)。
このような筒状のリブ側補強布14は、架橋装置40を用いたVリブドベルトBの製造に好適に用いることができる。
また、リブ側補強布を巻き付ける際には、Vリブ形成溝43aの形状に沿いやすいように、予め、リブ側補強布を蛇腹状に成形しておき、このリブ側補強布を未架橋ゴムシート11’の上に巻き付けてもよい。この場合、成形されたベルトスラブSにおいて、リブ側補強布におけるシワの発生の回避がより容易になる。
ここでは、下記のリブ側補強布を用いて、実施例1~4及び比較例1、2のVリブドベルトを作製した。得られたVリブドベルトを評価した。
リブ側補強布として用いる織物として、綿の紡績糸を経糸、弾性糸に綿を巻き付けたカバーリング糸を緯糸に用いた平織の織物Aを用意した。
織物Aは、引張り速度200mm/分で伸長させた時の20N/inch時の緯糸の向きに沿った伸びが77%、経糸の向きに沿った伸びが6パーセントであった。
綿の紡績糸を編糸として形成された編物であって、接着剤に浸漬する接着処理が施されていないものを用意した。
編物Bは、引張り速度200mm/分で伸長させた時の20N/inch時のウェール方向の伸びが183%、コース方向の伸びが191%であった。
EPDMと、硫黄とを含むゴム配合剤を配合した未架橋ゴム組成物を混練後、カレンダーロールで圧延し、圧縮ゴム用の未架橋ゴムシートと、接着ゴム用の未架橋ゴムシートを作製した。
心線としては、ポリエステル繊維の撚り糸を準備し、これをRFL水溶液に浸漬し、その後、加熱乾燥する接着処理を行ったものを用意した。
リブ側補強布として用意した編物Bに、RFL処理を施して背面補強布とした。
上記実施形態と同様の構成を有し、リブ側補強布として織物Aを使用し、圧縮ゴム材料、接着ゴム材料、心線及び背面補強布として上述したものを使用したVリブドベルトを、図4A~図6Cを参照しながら説明した製造方法で作製し、実施例1のVリブドベルトとした。ここでは、Vリブの個数が3個のVリブドベルトを作製した。
本実施例において、リブ側補強布としては、ベルト成型後、経糸の向きとベルトの長さ方向とのなす角度が10°となるように、織物Aを予め筒状に縫製したものを使用した。
リブ側補強布として、ベルト成型後、経糸の向きとベルトの長さ方向とのなす角度が20°となるように、織物Aを予め筒状に縫製したものを使用した以外は、実施例1と同様にしてVリブドベルトを製造した。
リブ側補強布として、ベルト成型後、経糸の向きとベルトの長さ方向とのなす角度が5°となるように、織物Aを予め筒状に縫製したものを使用した以外は、実施例1と同様にしてVリブドベルトを製造した。
リブ側補強布として、ベルト成型後、経糸の向きとベルトの長さ方向とのなす角度が50°となるように、織物Aを予め筒状に縫製したものを使用した以外は、実施例1と同様にしてVリブドベルトを製造した。
リブ側補強布として、ベルト成型後、経糸の向きとベルトの長さ方向とのなす角度が0°となるように(経糸の向きとベルトの長さ方向とが一致するように)、織物Aを予め筒状に縫製したものを使用した以外は、実施例1と同様にしてVリブドベルトを製造した。
リブ側補強布として、編物Bを使用した以外は、実施例1と同様にしてVリブドベルトを製造した。
本比較例では、編物Bのコース方向と、ベルト成型後のベルトの長さ方向とが一致するように、予め筒状に縫製したものをリブ側補強布とした。
リブ側補強布の成形性について、下記に基準で評価した。結果を表1に示した。
A:作業に必要な柔軟性が確保されており問題なく成形できた
B:柔軟性が小さく、扱いに難しさはあるが成形できた。
C:Vリブ本体に形状に沿わず、シワが発生した。
図7は、耐摩耗性試験のベルト走行試験機60のプーリレイアウトを示す。
このベルト走行試験機60は、向かって右側にプーリ径が60mmのリブプーリの駆動プーリ61が設けられ、向かって左側にプーリ径が60mmのリブプーリの従動プーリ62が設けられている。駆動プーリ61は、左右に可動に設けられており、軸荷重を負荷できるように構成されている。従動プーリ62には3.8kW(5.2PS)の回転負荷が与えられている。
実施例1及び比較例2のそれぞれのVリブドベルトBについて、Vリブ側が接触するように、駆動プーリ61及び従動プーリ62に巻き掛けるとともに、駆動プーリ61に右方に1176Nの軸荷重DWをかけてベルト張力を与え、室温下、駆動プーリ61を3500rpmの回転数で回転させて170時間ベルト走行させた。そして、ベルト走行前後の質量変化を求め、それを摩耗減量として摩耗率を算出した。結果を表1に示した。
実施例1、2は、織物がベルトの周方向と幅方向に対して適度な柔軟性を有し、両方向に伸びやすいので成形性に問題は無かった。
実施例3は、織物のベルト周方向に対する柔軟性が小さいので、織物を被せる際の取り回しに難はあったが、織物の張り状態を均一に整えながら被せることでリブ側補強布にシワのないベルトが成形できた。
実施例4は、織物のベルト幅方向の柔軟性が小さいのでリブ形状に対する成型しにくさはあったが、織物の張り状態を均一に整えながら被せることでリブ側補強布にシワのないベルトを作製できた。
比較例1については、織物のベルト周方向に対する柔軟性が極わずかのため、未架橋ゴムシート11’に被せることが非常に困難であった。また、成型した際にベルト周方向に長さが余る部分が発生するためリブ形状に対する織物のフィッティングが悪く、それが成型後にシワとなった。
11 圧縮ゴム層
11a Vリブ本体
12 接着ゴム層
13 背面補強布
14 リブ側補強布
14a、114a 経糸
14b、114b 緯糸
15 Vリブ
16 心線
40 架橋装置
60 走行試験機
11’、12’ 未架橋ゴムシート
114 織物
B Vリブドベルト
Claims (5)
- 複数のVリブを有するVリブドベルトであって、
前記複数のVリブのそれぞれは、ゴム組成物からなるVリブ本体と、前記Vリブ本体の表面を被覆するリブ側補強布とを有し、
前記リブ側補強布は、第1繊維及び第2繊維を有する織物であり、
前記織物は、前記第1繊維及び前記第2繊維の少なくとも一方が、ベルトの長さ方向及び幅方向に対して傾いている、Vリブドベルト。 - 前記第1繊維は、前記第2繊維よりも伸長し難く、
少なくとも前記第1繊維が、ベルトの長さ方向に対して傾いている、請求項1に記載のVリブドベルト。 - 前記第1繊維の向きは、前記ベルトの長さ方向とのなす角度が5°を超え45°以下である、請求項2に記載のVリブドベルト。
- 前記リブ側補強布の厚さは、0.1mm以上0.8mm以下である、請求項1~3のいずれかに記載のVリブドベルト。
- 前記織物は、主な繊維として、セルロース系繊維を含む請求項1~4のいずれかに記載のVリブドベルト。
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