JP3616372B2 - 動力伝達ベルト - Google Patents

Description

【０００１】
この仮出願は、１９９９年１１月１２日に提出された米国仮特許出願第６０／１６５，３８１号、２０００年５月２０日に提出された米国仮特許出願第６０／２０６，１０２号、および２０００年１０月１３日に提出された米国仮特許出願第６０／２４０，５８７号の利益を主張する。
【０００２】
（発明の背景）
この発明はゴムタイプの動力伝達ベルトに関し、特に、背面がアイドラプーリ、テンショナ、ウォータポンプ等のエンジンコンポーネントのような駆動装置に接触して、好ましい摩擦特性を有するベルトに関する。
【０００３】
現在の自動車用フロントエンドアクセサリ駆動システムは、蛇行マルチＶリブドベルトを用いて、エンジンのクランクシャフトと種々のアクセサリ被駆動プーリを連結する。ベルトの背面は、背面側のアイドラプーリおよび／またはテンショニング装置に対して、特徴的に衝突する。同様に、自動車用カムシャフトベルト駆動システムは同期動力伝達ベルトを用い、その背面もまたアイドラプーリおよび／またはテンショナの周りに掛け回される。加えて、多くの工業ベルト駆動の応用において、駆動システムは、マルチＶリブドベルト、同期ベルト、平ベルト、Ｖベルト等の背面が係合する、アイドラあるいは他の装置を有する。前述した全ての自動車および工業の応用において、ベルトの背面が衝突する装置を駆動するために、ベルトは、ベルトと装置の間に望ましくない滑りが生じないような範囲で、最小動摩擦係数を有しなければならない。多くの自動車の適用のために、最小動摩擦係数は製造者によって約０．３５に定められてきた。ベルトの背面に織物を設け、あるいは接着することは、織物を構成するヤーンの比較的低い固有摩擦係数のために、機械的な装置をベルトの背面で走行させるためには不十分であり、また自動車製造者の仕様に合致しない。
【０００４】
一方、タイヤコード、あるいはたて糸とよこ糸がベルトの長手走行方向に対して約９０〜１２０度のヤーン間の角度で斜めに配置された（いわゆる「Ｆｌｅｘ−Ｗｅａｖｅ」織物−商標）、バイアス処理された平織の織物等のオーバコード織物をカレンダ処理することによって、ベルトの背面の摩擦係数を大きくすることができる。カレンダ処理の間に接着されるゴムは、織物の外部ゴム層に存在するとともに、織物の隙間を埋める。摩擦調整された織物とゴムの組合せ構造体は垂直に切断されて再び接合され（バナーテーブル（商標）を用いて）、所望の織物コードが得られる。この織物コードの配置により、ベルトの長手方向における高い可撓性を許容しつつ、最大あるいは最適な横方向強度が得られる。
【０００５】
しかし、カレンダ処理された織物がベルトのオーバコード織物として用いられるならば、外側ゴム層の本質的に低い耐磨耗性に加えて、ほとんどの製造工程は、ベルト組立工程の間と同様に、バンナリング（Ｂａｎｎｅｒｉｎｇ）の後、製造織物を再結合するために重ね合わせ接合を必要とする。これらの重合したカレンダ処理された接合部の継ぎ目は２倍の厚さの領域を生じ、これは、自動車の蛇行（ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ）駆動システムにおいて騒音と振動を発生させることがわかった。ベルトが駆動システムの周りを回動するとき、これらの接合部は背面側のアイドラ、テンショナ等に接触し、これによりベルトが鳴き音を発生し、またベルトと駆動要素が振動する。騒音と振動はまた、背面側のアイドラ、テンショナあるいは他の装置が、典型的にマイラ（Ｍｙｌａｒ）（商標）のポリエステルの裏材から形成されるフィルムが加硫の次にベルトスリーブから剥がされた後にポリマーフィルムの転写ラベルから印画の画像として残る、ベルトの背面の比較的厚いゴム層に残っている凹みに接触するときにも発生する。
【０００６】
ゴムの動力伝達ベルトにおける編まれたオーバーコード織物の使用は米国特許明細書第３，９８１，２０６号（ミランチ等（Ｍｉｒａｎｔｉ ｅｔ ａｌ））によって知られている。この編み織物はナイロンスパンデックスの二重構造のモノフィラメントから形成されるヤーンを用いる。編み織物は適当な接着手段を用いてベルトの緊張部分に接着される。ミランチのベルト構造は、外側の（筒状ではない）編み織物を含む、周囲に巻き付けられた種々の織物層を設けることによってマトリクススリーブを支持する円筒ドラムに積み上げて組立てられる。このような巻き付け工程により継ぎ目あるいは重ね継ぎ部が生じる。
【０００７】
シームレス編み管織物はまた、リキッド注型（ｌｉｑｕｉｄ ｃａｓｔ）（ポリウレタン）型の非ゴムの動力伝達ベルトのオーバーコードにも用いられてきた。１９９５年９月１９日に公開された特開平７−２４３４８３号公報（ブリヂストン）はマルチＶリブドベルトを示し、これは、オーバーコード内の管状編み織物がリキッド注型に先立って直接抗張コードに対して位置決めされる。抗張コードと管状編み織物は、最終的に組立てられたリキッド注型ベルトに直接接触する。
【０００８】
本発明の目的は、ベルトの走行方向における高い可撓性を許容しつつベルトに対して横方向の安定性を与え、かつ最適な摩擦と耐磨耗性を有するベルト背面を得るために、製造工程の間にゴムが流通するのを許容する特殊な開放編み織物構造を用いることによって特徴づけられる、織物により強化されたオーバーコード部を用いた動力伝達ベルトを提供することによって従来技術における欠点を解決することである。
【０００９】
さらなる目的は、ベルトの背面に衝突する背面側アイドラ、テンショナ、あるいは他の機械的装置を用いたベルト駆動において、望ましくない騒音レベルあるいは振動を生じる、ベルトの外面に顕著な隆起あるいは段部がないオーバーコードを用いて前述の事項を達成することである。
【００１０】
（発明の概要）
本発明のこれらおよび他の目的は、ゴムと、ゴムに埋設された抗張部材と、略平らなベルト背面において区切られるオーバーコード部と、アンダーコード部とを備える動力伝達ベルトによって達成される。ベルトは、オーバーコード織物として隣接するヤーンの間に隙間を規定する、織り込まれたヤーンから形成される開放編み織物を用いる。ヤーンは少なくとも部分的に安定剤によって覆われる。覆われた織物は外部ベルト背面に位置し、またゴム層が、覆われた織物に下面において接着され、覆われた織物と抗張部材の間に介在する。ゴム層はまた、開放編み織物内の隙間内とベルト背面にも位置する。開放編み目織物は次の式によって定義される開口係数を有する。
０．２０≦（１／ｘ−ｙ）／（１／ｘ）≦０．９８ （１）
ここでｘ＝ヤーンの本数 /mm（あるいは他の計測長さ）、ｙ＝ヤーンの直径mm（あるいは他の適当な長さ単位）である。
【００１１】
他の特徴において、本発明の動力伝達ベルトは、安定剤によりヤーンを少なくとも部分的に覆うことによって織物を処理し、処理された織物をベルトビルディングドラムの外面の周囲に貼り付け、粘着ゴム層として作用するゴム層を、処理された織物を覆って巻き付け、ゴム層の周囲に抗張コード部材を螺旋状に巻き付け、螺旋状に巻き付けられた抗張コードの外面を覆って、異なるゴム層を貼り付けることによって、加硫可能なベルトスリーブを形成するステップを含む方法によって製造される。このようにして形成された加硫可能なベルトスリーブは、加熱および加圧して加硫することによって、粘着ゴム層の一部が織物の隙間を通過してビルディングドラム側に接触し、ベルトの背面の一部を形成する。そしてベルトスリーブは個々のベルトに切断され、所望の輪郭形状に成形される。
【００１２】
（好ましい実施形態の説明）
図１および図２を参照すると、エンジン補機駆動システムは概略的に１０で示され、エンジン・クランクシャフト・プーリ１４と、４リブドベルト１１によって駆動されるように連結された被駆動プーリ１２とから成る。ベルト１１の上面すなわち外背面１３は、アイドラプーリ１６に接触する。図１の駆動システム１０は、普通の自動車補機駆動システム、工業用駆動、あるいはベルト１１と背面アイドラプーリ１６の間において発生する騒音をセンサ／トランスデューサ１８（デシベルあるいは騒音特性を計測する）を介して測定するためのテスト装置として用いられる。駆動システムの特別な適用およびタイプは、選択されたベルト形状のタイプによって決まる。概略的に、発明の原理はＶベルト、平ベルト、マルチＶリブドベルト、および同期ベルトに適用される。本発明のベルトが用いられる通常の自動車フロントエンド補機駆動システムの例は、米国特許明細書第４，５５１，１２０号に記載、開示されている。それは、エアコン・モータ・プーリに協働的に連結された主駆動プーリと、オルタネータ・プーリと、エンジン・エアポンプ・プーリと、ウォータポンプ・プーリとから成る。これらのプーリに掛け回されたマルチＶリブドベルトは、ベルトの後側に係合する面を有するテンショナを介して適当な張力に保持される。
【００１３】
図２のベルトはゴムから構成される。「ゴム」は、例えば練りロール機において固体で処理可能である、架橋可能な天然あるいは合成ゴムを意味する。このようなゴムは典型的には、未加硫の形態で、適当な添加剤、増量剤、強化材、促進剤、充填材、例えばイオウおよび過酸化物等の加硫剤とともに、ゴム処理技術においてよく知られているＢａｎｂｕｒｙ（商標）ミキサあるいは連続ミキサにおいて、混合される。カレンダ処理されたシートは、強化繊維等とともに多層に重合されるべく準備され、スリーブあるいは他の形態の未処理強化ゴムは加熱加圧下で加硫すなわち架橋される。スリーブの形態で架橋される場合、個々のベルトがスリーブから切り出されてもよい。本発明において有用な典型的な合成ゴムは、ポリクロロプレン、エチレンとプロピレンの共重合体、例えばＥＰＤＭである、エチレンとプロピレンとジエン単量体との三元共重合体、スチレンブタジエンゴム、ＨＮＢＲ、ＣＳＭ、シリコンゴム、フルオロエラストマ、前述のものの混合物、および前述のものまたは公知の固体処理可能なゴムと、適当な熱可塑性プラスチックまたは熱硬化性プラスチックすなわち”ｐｌａｓｔｏｍｅｒｓ”、ポリエチレン、ポリエステル（Ｈｙｔｒｅｌ社の商標）またはＳａｎｔｏｐｒｅｎｅ（Ｍｏｎｓａｎｔｏ社の商標）等の原料と混合された混合物を含む。リキッド注型（ｌｉｑｕｉｄ ｃａｓｔｉｎｇ）によって成形され、ポリウレタンの形態に適用可能な液体処理可能なエラストマ材料はこの定義には含まれず、また本発明には考えられない。
【００１４】
図２のベルトは、ベルトのゴムに埋設された抗張部材２０を用いた４リブドベルトである。それは、図７および８を参照して記載される製造工程に関連してさらに説明されるように、螺旋状に巻き付けることによって配置される。抗張コード部材は、ナイロン、ポリエステル、カーボン、例えばKEVLARまたはTWARON繊維（ともに商標）のアラミド等によって形成される、いかなる典型的な抗張コードあるいは部材であってもよく、典型的には捩じられた撚り糸である。撚り糸は同様に、通常多数の繊維から成る。コードは、例えばＲＦＬ（レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス）によって処理され、ゴムに対する接着を高められる。ベルトのアンダーコードすなわち圧縮部２２は、何も充填されないゴムから成形されてもよいが、典型的には、綿、ポリエステル、あるいはアラミド等の所望の材料から成る離散した強化繊維２４が混合充填された、適当なゴムから成形される。２３、２５、２７、２９で示されるアンダーコード部の多数のリブは、隣接するリブの間における繊維を充填されたゴムを、隣接するリブ間の先端２６まで切削除去するか、あるいは金型成形、フライカッティング（fly cutting）または他の技術によって成形されてもよい。リブの輪郭と形状は、通常実質的に、ベルトが駆動するように連結されたプーリ１２、１４の対応する輪郭に合致する。
【００１５】
２８で示されるベルトのオーバーコード部は、略平らな外部ベルト背面１３と、外部ベルト背面に位置する、開放編み目（ｏｐｅｎ ｍｅｓｈ）織物オーバーコード生地１５と、隣接したコード２０と管状編み織物１５に接着するために選定された、粘着ゴム層１７のような中間ゴム層とを有する。粘着ゴム層１７は、複合ベルト構造との適当な接着力と一体化を高めるためにアンダーコード部２２に用いられるのと、同じまたは同様な（互換性のある）ゴム材料から形成されてもよい。
【００１６】
本発明において用いられる「開放編み目（ｏｐｅｎ ｍｅｓｈ）織物」は、織混ざるヤーンで形成された隣接するヤーン間の隙間（開口）により構成された織物を意味し、上記（１）式によって定義される開口係数を有する。好ましくは、開口係数は上述したように約０．２０と約０．９８の間であり、最も好ましくは約０．７０から約０．９０である。
【００１７】
個々のヤーンは、適当な程度に捩じられた多重・連続フィラメントから成形されるが、典型的には、綿、ポリエステル、ナイロン、アラミド、カーボン、あるいはこれらの混合物または紡績糸等の適当な材料の撚られたステープルファイバの束から成形される。択一的に、ヤーンはステープルまたは特殊加工された織物シースによって覆われた、伸縮性のあるコアフィラメントから構成されてもよい。モノフィラメントから形成されるヤーンは本発明では考えられない。そのようなモノフィラメントは、一般的に幾何学的な形状を維持せず、またベルトを製造する工程の間におけるゴムの流通を高めるために安定化コーティングを付与しても効果がないからである。
【００１８】
ヤーンは典型的には折り込まれて、平織、タイヤコード織物、あるいはたて糸とよこ糸がベルトの長手走行方向に対して斜めに配置された、バイアスされた織物すなわち前述のＦｌｅｘ−Ｗｅａｖｅ（登録商標）織物等の特別な形態の織物を構成する。最も好ましくは、開放編み目織物は径方向に伸縮性のある形態をとり、好ましくは編み織物である。本発明の開放編み目織物は、織られるか編まれた生地あるいは他の形態を有し、織物は、織物をゴムカレンダ内にカレンダ処理することによって、ゴム材料が予め含浸していないことが重要である。カレンダ処理は織物の隙間をゴムによって充填し、カレンダ処理される織布の一方または両面にゴムの摩擦層を形成する。
【００１９】
開放編み目織物の最も好ましい形態は径方向に伸縮し、好ましくは編み織物１５である。それは、解放時の直径Ｄ_１の図９において３０で示されるようなシームレス管の形態である。直径は、典型的には５００％かそれ以上にまで伸縮性を本来有しているので、図示されるように増加した直径Ｄ_２まで伸張される（３０’）かもしれない。通常の直径Ｄ_１は、ビルディングドラムまたはマンドレルの直径に等しいか、好ましくはいくらか小さくなるように選定されるべきであり、管状編み織物の直径Ｄ_１は、ビルディングドラムに伸張した状態で装着された編み管の最終直径の、好ましくは約２０から１００、より好ましくは約３０から８０パーセントである。一般に、伸張の程度と、管状編み織物の隙間３３、３４（図４および５）の対応する開口寸法と、その構成（例えばデニール、繊維の種類と撚り、およびコースとウェールの密度）は、隙間を通る粘着ゴム層１７の流通を与えられ、適用される最適なベルト性能のために選択される摩擦係数を有する最終的なベルト表面を得るように選定される。
【００２０】
編み管３０（図９）はシームレス管の形態に製造される。すなわち管状編み工程は、編み機に用いられる予め選定された装置要素に従って、特定の直径Ｄ_１の管を本来的に製造する。与えられた直径の管３０は、編み管自体の著しい伸縮性を与えられた２以上のベルトサイズに有用であるかもしれないと考えられる。ヤーン３９の一編みのウェールすなわちたて列３５が編み目の表面と背面に交互に表れる、図４に示されるリブニット形状等の異なる編みパターンが採用されてもよい。このタイプのリブニット織物は、特に幅方向に優れた伸縮性を有する。簡単な編み方で作られた管状編み織物から成る、図５に示されるジャージ編みは、本発明が用いられる現在最も好ましい編み織物である。必須ではないが、図５に示される表面が内側（粘着ゴム層１７に向かう）を向くことが好ましい。図４のリブニットと同様に、ウェールすなわち列は、図９の管におけるたて方向と同じように、図においてたて方向に延びる。このような配置により、例えば図２および図３のベルトに適用されるとき、編み目のウェールすなわちたて列は、完成したベルトの長手方向を横切る方向に位置決めされることとなる。ゴムが流動する開口（隙間）を有するシームレスあるいは縫い目付き（例えば縫い合わせ、あるいは接合された）管形状に成形され得る他の編み目すなわち径方向に伸張する構成も考えられる。
【００２１】
本発明ではまた、従来シート状のロールから供給されていた開放編み目織物の使用が考えられ、この織物は、所定の伸張／張力でビルディングマンドレルに装着されて、マンドレルに設けられる所望の開口が選択され、織パターンが形成される。このようなアプローチは図６（ｂ）に示されている。ロールから取り出される編みストリップ３７は円筒編み機によって作られる編み管を切断することによって成形され、あるいは横編機によって作られる横編み織物であってもよい。図６（ｂ）に示されるように、編み織物のストリップすなわちウェブ３７は、必要に応じて伸張されて、ドラム（図２に示されたタイプのベルトの製造のため）の表面に装着され、接合部３９において重ね合わせられる。開放編み目織物が本発明に従って用いられるので、典型的には３ｃｍあるいはそれ未満、編み強化部材の開口のために、より好ましくは１．５ｃｍよりも小さい重なりが、製造中におけるベルトの加硫の間、重なった接合部におけるゴムの流通を妨げないことがわかった。
【００２２】
択一的に、図６（ｂ）に示されるように、編み織物は、編み管の長手軸に対して好ましくは約２５から６５度の鋭角にある、４３、４５で示されているように、連続的な長い編み管（一部のみが示されている）を螺旋状に切断することによって成形されてもよい。この方法において、編み物のウェール３５の方向に対してバイアスして切断された連続ストリップ４７が製造され、これはベルト背面１３に沿って斜めに編み織物を配置することによって効果を示し、ベルト１１の上面１３の横方向の可撓性を高める。ストリップ４７が連続管４９から製造されるとき、ストリップ４７はロール上に集められ、必要に応じて、安定剤を用いて処理されるためにロールから繰り出され、前述したように図６（ｂ）に示されるように重ねられてビルディングドラムに巻き付けられる。
【００２３】
他の実施形態では、正方形の織物５１あるいはたて糸とよこ糸が約９０〜１２０度のヤーンの角度で相互に配置された織物（Ｆｌｅｘ−Ｗｅａｖｅ（登録商標））が図６（ｂ）に示される実施形態と同様に、ドラム３１に縫い目３９と重なり４１を有して装着されてもよい。
【００２４】
連続シームレス編み管あるいは他の径方向伸縮管の補強および重合した編み織物構造に加えて、本発明の開放編み目織物はまた、超音波溶接、裁縫等を含む公知の方法によって織物の端部が突き合わせ接合された状態で、ビルディングドラムに装着されてもよい。
【００２５】
本発明によれば、ヤーンの束を効果的に貫通して固め、処理の間に崩壊したり平らになるのを防止する、形状安定コーティング処理によって織物の個々の織り込まれたヤーンをプレコーティングすることにより、加硫工程の間に粘着ゴム層１７が開放編み目織物の隙間を流通する割合が非常に効果的な程度にまで驚くほど高められることがわかった。加硫の前における、マンドレル３１におけるスリーブの組み立てを示す図１０（ａ）をまず参照する。マンドレル３１上には、通常一緒に捩じられて紡績糸あるいは多重フィラメントヤーンを構成する、ステープルあるいは連続フィラメント繊維の束５７から形成される、織り込まれたヤーン５３、５５を有する、上述した開放編み目織物が設けられる。これらのヤーンはコーティングによって処理され、あるいは、そうでなければ少なくとも部分的に覆われるべきであり、ヤーンの束の隙間内に前述した安定剤５９が充填される。
【００２６】
現在予見される最も好ましい安定剤はＲＦＬ（レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス処理）であり、これは、粘着ゴム層１７との接着を促進する接着剤として作用するのと同様に、処理の間、ヤーンの束を固めて実質的に丸い幾何学形状を維持する効果を示し、また重ね合わせた織物が用いられる場合には、製造の間、重ね合わせ接合４１（図６（ｂ）および６（ｃ））とともに保持するのに十分な接着性を有する。択一的に、ＭＤＩ（メチレン・ジイソシアネート）、ＴＤＩ（トルエン・ジイソシアネート）等のイソシアネートも同様に効果的であることがわかった。２種のポリウレタンとゴムのりが添加剤であり、これは、本発明に従って、加硫の間にゴムの流通を妨げない開放編み目織物の開口の隙間３４を残して、ヤーンの幾何形状を維持する安定剤として使用可能である。図１０（ａ）に示されるように、個々のヤーンが少なくとも部分的に安定剤５９によってコーティングされた開放編み目織物は、まずマンドレル３１の表面に装着され、そして次の粘着ゴム１７の層と、螺旋状に巻かれたコード２０と、アンダーコード２２とがドラムの上に積み重ねられる。
【００２７】
後に詳述されるように、加硫工程は、ベルト材料をマンドレルに向かって押圧させ、強化し、そして高温高圧下での加硫によってゴム架橋し、加硫ベルトスリーブを形成する、加熱加圧工程を含む。図１０（ｂ）に図式的に示されるように、加硫工程の間、ゴム６１から成る外部エアバッグは、モールド３１に向かって径方向内側に押圧され、ベルトのエラストマ要素を加圧する。このベルトエラストマ要素は加熱下で柔らかくなってマンドレル３１に向かって移動し、粘着ゴム層１７を隣接するヤーン５３、５５の間の隙間３４内に流入させ、モールド３１の表面に対して押圧する。加硫の間、安定剤５９は実質的にヤーンの束５３、５５の幾何形状を維持し、ヤーン５３、５５の間の最大開口を維持し、これにより、モールド３１の表面６３に対する粘着ゴム１７の流通を最大にする。しかし、ベルトの上面の外部背面に位置する６５、６７におけるヤーンの先端は、好ましくはベルトのゴムのゴムによって十分に包まれない。すなわち、このようなヤーン先端６５、６７と協働するステープルファイバあるいは繊維とは包み込まれず（しかし安定剤コーティングを保持する）、ベルトの背面に望ましい耐摩耗性織物表面を与える。同時に、十分なゴムが隙間３４を通過して外面６３に存在し、ベルト背面１３の摩擦係数を、プーリ、テンショナおよび他の機械的装置をベルトの背面において走行させるために必要な、望ましいレベルまで、典型的には約０．３５、より好ましくは約０．４３よりも高いレベルまで増加させる。
【００２８】
図１０（ｃ）に示されるように、ヤーンの束５３’、５５’が加硫の間、所望の安定剤によって前処理されない場合、加硫条件でエアバッグ６１が粘着ゴム層１７に対して接着するための圧力を発生し、同様に粘着ゴム層はヤーン５３’、５５’をおおよそ楕円または平らな形状につぶし、この結果、隙間の開口６９の実質的な収縮が起こる。これにより、少しのゴムしか外部ベルト背面まで流動しない。モールドから取り外すとき、不安定なヤーンはまた、その元の平らでない形状まで部分的に戻る傾向にあり、これにより、ゴムはベルト背面から凹んで見えることになる。これらの要因は、外部ベルト背面１３によって発揮される摩擦係数の効果的な低下をもたらす。
【００２９】
本発明は、開放編み目織物がビルディングドラムに対して装着されるようにマンドレル３１に裏返して組み立てられる、図２のＶリブドベルトに関して説明されたが、本発明は前述したように、図３に示される同期すなわちタイミングベルトを含む他のタイプのベルトに適用できる。
【００３０】
図３を参照すると、ベルト４０は抗張コード２０が埋設されたゴム４２から構成される。一連のコグすなわち歯４４は、スプロケットの対応する歯にギアと同様な態様で噛合するように設けられたベルトの下側に配設され、同期して動力を伝達する。図２に関して説明されたマルチＶリブドベルト１１と同様に、ベルト４０は、ベルトの外部背面１３に開放編み目織物１５を有する。粘着ゴムタイプの層１７は、コード２０と外部背面１３の間に介装され、処理の間、ゴムの一部がシームレス管状編み織物１５の隙間３３、３４を通って外側へ滲み出るが、好ましくは編み織物の全体を十分に包み込まず、ヤーン断片が外部背面１３に突出する。図２のＶリブドベルトと同様に、開放編み目織物は択一的に、巻き付けられた、あるいは接合された編み織物、タイヤコード織物、平織あるいはバイアスされた織物すなわちＦｌｅｘ−Ｗｅａｖｅ（登録商標）織物でもよい。全ての場合において、織物は安定剤によって前処理される。
【００３１】
ベルト歯４４は、通常の手段で、歯ゴムに接着される外側耐摩耗性歯布４６を支持する。典型的な適当な材料は、伸縮ナイロン平織あるいは編み織物を含む。歯４４はまた、図示しない横方向強化要素すなわち他の強化部材を含んでもよい。
【００３２】
概して、本発明による動力伝達ベルトの製造方法は図７の連続製造ステップに従い、加硫可能なベルトスリーブが成形され、加硫された後、任意の付加的な切断あるいは研磨処理を受ける。加硫可能なベルトスリーブを成形するために、織物または平らになった連続管の形態にある開放編み目織物８０がロール８１から繰り出され、例えば１０〜約３０重量パーセントのＲＦＬ溶液の安定剤５９を貯留するディップタンク８３を通過させられる。２つのロールの組みが、ディップタンク８３の出口において、制御された圧力で相互に押圧することによって余分の溶液を除去するために用いられてもよい。織物の直線的なスピード、タンク８３内の滞留時間、溶液の重量パーセント、および２つのロールの圧力によって、織物８０上の安定剤の付着量が決定され、所望の値に調整される。安定剤のコーティングを施すために、吹きつけ、ブラッシング、あるいは静電気コーティング等の、他の方法が用いられてもよい。このように処理された織物８２は、釜８５あるいは他の適当な方法で乾燥せしめられ、巻取りロール８７に巻き取られ、組立ステーション８９へ移送される。
【００３３】
図２のベルトを製造するために加硫可能なベルトスリーブを組立て、すなわち成形するため、図８に示される組立て装置が参照される。ビルディングドラム３１の上には、まず、ベルトの背面１３に付与されるべき、例えば製品番号、商標、製造国等の所望のしるしが印刷された細長い転写ラベル７１が選択的に貼付される。この転写ラベルは典型的には、加硫の間マイラー（Ｍｙｌａｒ）基材からベルトの背面１３に転写する感熱感圧インク印刷に耐える、マイラーあるいは他のプラスチック材料の比較的薄いフィルムである。ベルトは裏側から製造されるので、ドラムに張り付けられる次の層は、図６に関して説明された、縫い合わされ、接合され、また重ね合わされた構成を含む本発明の開放編み目織物１５である。しかし、好ましくは、織物は図９の編み織物１３のシームレス管３０から成形され、これはマンドレル３１にわたって引き伸ばされ弾性的に伸張され、挟まれた転写ラベル５１とともにドラム３１の外面に対して、しわを生じることなく把持する。この方法において、ウェール３５はドラムの長手方向すなわちその軸に平行に延びる。単一の管状編み層３０あるいは他の開放編み目織物層３０を用いることが満足であることがわかったが、明らかに適用によっては、２あるいはそれ以上の層が、適用に応じて採用される中間ゴム層とともに、好都合に用いられる。
【００３４】
開放編み目織物１５、好ましくは編み管３０の上は、粘着ゴム１７のようなエラストマの１以上の層によって覆われる。好ましくは、これらの層の端部は突き合わせて接合され、そうでなければ、ベルトの外面１３に突起あるいは隆起として表れるかもしれない重なりが避けられる。このゴム層１７は、択一的に、綿、ポリエステル、アラミド等の適当な強化繊維が充填されるか、あるいはそれ自体が埋設された１以上の織物強化層を含んでいてもよい。ゴム層１７には、典型的な方法で抗張繊維コード２０が螺旋状に巻き付けて設けられる。抗張コードは、必要に応じて、密にあるいは広く間隔をあけて設けられ、図示されるように端部２０ａが固定されて、適当な大きさの巻き付け張力が得られる。最後に、ベルトのアンダーコードとして作用する層２４が螺旋に巻かれたコード２０の上に被せられる。この材料はゴムであってもよく、あるいはリブ２３、２５、２７、２９の引張応力を高めるために離散した繊維２９が充填されていてもよい。
【００３５】
ドラム３１上にスリーブが積み上げ成形されると、その組立体は、スリーブの外面に対して（層２２に対して）径方向内側に押圧する蒸気圧で、従来の方法でスリーブを強化して加硫する（９１）、加硫バッグと釜の中に置かれる。その後、モールドは分解され、スリーブはモールドから取り外される。そしてスリーブは個々のＶリブドベルトに切断され（９３）、これらのＶリブドベルトはスリーブは切削ドラム上に置かれ、リブ２３、２５、２７、２９の輪郭形状（９５）が、リブ間のアンダーコード材料を先端２６まで除去する、相補的な形状を有する研削砥石あるいはフライカッタによって成形される。択一的に、リブが形成された輪郭形状は、ドラム３１上で加硫される間にマトリクスエアバッグ（ｍａｔｒｉｘ ａｉｒｂａｇ）を用いて成形されてもよく、この場合エアバッグの形状はオーバーコード部２４内に押し込められる。択一的に、エアバッグは積層構造体２４を覆って配置されてもよく、この場合スリーブは、シェル内に形成されたリブ２３、２５、２７、２９と対となる形状を有する固い外部シェル部材に対して、加硫の間外側に押圧される。種々の製造方法がこの分野の技術を有する者によって理解されるであろう。
【００３６】
前述の工程はマルチリブドベルトの製造に関して説明されたが、図３の同期ベルトもまた図８と同様な適当な装置によって成形されることが当業者に理解されるであろう。例えば、図３のベルトを成形するために、マンドレルすなわちドラム３１は、典型的には、ベルト歯４４を成形する表面上に長手方向に延びる歯を有する。この方法において、ベルトは裏側からではなく、表側から成形される。貼付されるべき径方向外側の層は、管３０の形態にある開放編み目織物１５または他の所望の形態であり、部分的に成形されたベルトスリーブの上に設けられる。この場合、歯付きモールドマンドレル３１に対して径方向内側にゴム複合材料を押圧するために、外側エアバッグが用いられる。
【００３７】
同様な変更によって図２のベルトは、裏側からではなく、表側からも成形可能である。その場合、最外層は好ましくは開放編み目織物である。
【００３８】
本発明に従って外部開放編み目織物１５を用いて図２または図３のベルトを製造するときに、標準転写ラベル７１が、そうでなければ背面側のテンショナあるいは他の装置に衝撃を与えたときに騒音発生源として作用するであろうベルトの外面１３上に、いかなる著しい不連続を生じることなく用いられてもよい。すなわち、最も外側にあるヤーン繊維６５、６７が図１０（ｂ）に示されるようにゴムマトリクスによって十分に包まれない状態で開放編み目織物がベルト外面１３に配置されるとき、転写ラベル７１が加硫の間外面１３に対して押圧されるとき、印刷内容が略平らな外面（形成される段部は概略的に約０．０３ｍｍよりも小さい）に実質的に影響を与えることなくベルトの背面に転写される。これは、マイラー（Ｍｙｌｅｒ）印刷片の除去の後でさえ生じることが意外にも発見された。このように、外面１３に型押しされる顕著な隆起、不連続部、あるいは段部はない（従来技術のベルト構造では、典型的には約０．０４ｍｍよりも大きい）。これは、ベルトの外面に薄い外部ゴム層を有するカレンダ処理（摩擦処理）されたバナード（Ｂａｎｎｅｒｅｄ）織物を用いた、従来技術のベルトとは対照的である。従来技術のベルトの場合、マイラー転写ラベルがベルトの外面に加硫されるとき、外部ゴム層に対して押圧し、ゴムが熱と圧力のために軟化するときにラベルの縁部を押圧してはみ出る。マイラー片が仕上げられたベルトから除去されるとき、顕著な隆起部あるいは凹部がベルト外面の上に残る。これらの隆起部５７は、アイドラおよびテンショナプーリに対して衝突するときに騒音を生じる。
【００３９】
（実施例）
２組のベルトスリーブＡ、Ｂが次のようにして製造された。本発明によるベルトスリーブＡのため、３．５oz/yard²（１１８．７gm/m²）の重量を有する管状綿ジャージ編み織物が使用され、管状綿ジャージ編み織物は、公称厚さ０．３８mm、ヤーンの本数 /mm は１、ヤーンの公称直径０．２mmであり、２６６dtexの綿繊維紡績糸から成る各ヤーンを有する。編み管はロールから供給され、２０重量パーセントの固体内容物を含んでいるＲＦＬの接着剤槽に浸されてディップタンクを通過せしめられ、ゴムで覆われたロールで圧搾することによって余分の接着剤が除去され、そして１７５度で１分間、釜で乾燥せしめられ、スプールに巻き上げられる。ＲＦＬはビニルピリジンＳＢＲラテックスを基礎としており、レゾルシンホルムアルデヒド対ラテックスの比は１８であった。編み織物に堆積したＲＦＬの乾燥した量は処理された織物の全重量の約１０パーセントであった。ベルトスリーブは、次の層を積み重ねることによって直径３９．０cmを有するスティールマンドレルの上に裏返して製造された。
【００４０】

【００４１】
ゴムはＮｏｒｄｅｌ １１４５ ＥＰＤＭ（米国特許明細書第５，６１０，２１７号参照）であった。ジャージコットン管は、被覆された管の解放時の直径の約３００パーセントまで伸張した。抗張コードはＲＦＬ処理されたＳおよびＺ撚りポリエステルコードであり、アンダーコード本体は繊維が充填された５枚重ねであった（１００部のＮｏｒｄｅｌ １１４５ ＥＰＤＭに、２５部コットンとアラミド繊維を添加）。全組み付け長さ（モールドの外周）は１２２．５０４ｃｍであった。ベルトスリーブは、外部（釜）圧力２００ｐｓｉ（１．３７９Ｍｐａ）を３分間、３８９°Ｆ（１９８℃）で行い、内部（バッグ）圧力５０ｐｓｉ（．３４５Ｍｐａ）を３．５分間行って、１５０ｐｓｉ（１．０３４Ｍｐａ）まで増加させて９．５分間行い、加硫された。加硫は１９．７５分で完了した。
【００４２】
ベルトスリーブＢは、編み管のヤーンがＲＦＬあるいは他の材料で処理されないことを除いてスリーブＡと同じ材料と処理条件で、比較のために製造された。
【００４３】
ベルトスリーブＡ、Ｂは２０．０ｍｍの幅のベルトストリップに切断され、ベルトストリップはダイアモンド研削砥石を用いて外形を成形され、図２に示されるような４リブドベルトを得た。スリーブＡ、Ｂからのベルトは上面１３の摩擦係数を判定するために試験された。試験装置は主に、直径約１５ｃｍで平らな外面を有する被駆動プーリから成り、被駆動プーリに対して、供試ベルトの背面が３５°の角度にわたって巻かれた。加えて、供試ベルトは、直径約１５ｃｍで１８０°の巻付け角の駆動プーリと、駆動および被駆動プーリの間に配置されたテンショナと、供試ベルトが約１８０°にわたって掛け回された第３のプーリに一定の張力を付与する重りとに掛け回された。試験は、ベルト移動に対して反対方向に駆動プーリにトルクを付与することにより、１００パーセントの滑りが得られるまで駆動プーリに対して滑りを引き起こして実施された。次の式を用い、動摩擦係数μが計算される。
【００４４】
【数１】

θはラジアンで表した被駆動プーリの巻付け角度、
τは被駆動プーリに作用するトルク、
Ｔｓはベルトゆるみ側の張力である。
【００４５】
上述した試験装置および方法を利用して、スリーブＡからのベルトは０．５２の計算（式（２））された動摩擦係数を示し、スリーブＢからのベルトは０．３０の計算（式（２））された動摩擦係数を示した。ＥＰＤＭゴムによってカレンダ処理された従来技術の外部織物を有する同じ技術を用い、０．８３の計算された動摩擦係数が得られた。
【００４６】
本発明は、説明の目的のために上記において詳細に記載されたが、このような詳細は単にその目的のためであって、種々の変形例が、請求の範囲によって限定されるような範囲を除いて本発明の精神あるいは範囲から逸脱することなく、当業者によって可能である。ここに例示的に開示された本発明は、ここに特に開示されない、いくつかの要素がなくても適切に実現されるかもしれない。
【図面の簡単な説明】
【図１】簡略化した自動車補機駆動システムである。
【図２】図１のアクセサリ駆動システムに用いられたマルチＶリブドベルトの２−２に沿う横断面図であり、ベルトを斜めに示すために回転している。
【図３】本発明のベルトによって成形された同期（タイミング〜ベルトの部分断面斜視図である。
【図４】本発明のベルトのオーバーコード部に使用可能なリブ付き編み織物の部分平面図である。
【図５】本発明のベルトに使用可能なジャージ編み構造の表面の平面図である。
【図６】織物を切断してベルトビルディングドラムに貼付するための異なる工程を示す。
【図７】図２のベルトを製造するための好ましい段階的な流れ工程のブロック図である。
【図８】本発明に従ってベルトスリーブを構築するためにドラム上に組み付けられた、異なる層要素を示すベルトビルディングドラム（マンドレル）の部分破断を示す。
【図９】解放状態にある本発明のシームレス管状編み織物を、部分的に拡大された状態とともに示す。
【図１０】組立工程の異なる段階を拡大して図式的に示し、ヤーン安定コーティングを用いた本発明のベルトおよび工程とヤーン安定コーティングを用いないベルトおよび工程とを比較する。

Claims (29)

1. ゴムと、前記ゴムに埋設された抗張部材と、略平らなベルト背面において区切られるオーバーコード部と、アンダーコード部とを備えた動力伝達ベルトであって、隣接するヤーン間に隙間を形成し、織り込まれたヤーンから形成される開放編み目織物を備え、前記ヤーンは少なくとも部分的に安定剤によって覆われ、覆われた織物は外部ベルト背面に位置し、前記覆われた織物に下面において接着され、かつ前記覆われた織物と前記抗張部材の間に介在したゴム層を備え、前記ゴム層は前記隙間内と前記ベルト背面にも位置し、かつ前記開放編み目織物が次の式によって定義される開口係数を有する動力伝達ベルト。
   ０．２０≦（１／ｘ−ｙ）／（１／ｘ）≦０．９８
   ここでｘ＝ヤーンの本数 /mm、ｙ＝ヤーンの直径mmである。
2. 前記織物が０．４０以上で、かつ０．９２以下の開口係数を有する請求項１に記載の動力伝達ベルト。
3. 前記織物が０．７０以上で、かつ０．９０以下の開口係数を有する請求項１に記載の動力伝達ベルト。
4. 前記ベルト背面に位置し、覆われたヤーンが、前記ゴムによって部分的に包まれる請求項１に記載の動力伝達ベルト。
5. 前記織物が、前記ベルト背面に位置する繊維が前記ゴムによって部分的に包まれるヤーンから成形されたシームレス管状編み織物である請求項1に記載の動力伝達ベルト。
6. 前記織物が環状のジャージ編み地である請求項１に記載の動力伝達ベルト。
7. 前記織物が、重ね合わせた編み織物、接合された編み織物、重ね合わされた平織物、接合された平織物、およびタイヤコード織物から選択される請求項１に記載の動力伝達ベルト。
8. 安定剤がレゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス（ＲＦＬ）、イソシアネート、ポリウレタン、およびゴムのりから選択される請求項１に記載の動力伝達ベルト。
9. 前記ベルト背面に、実質的な騒音を発生する段部を表面に有しない、印刷された転写ラベルを有する請求項１に記載の動力伝達ベルト。
10. 隣接するヤーン間に隙間を形成し、織り込まれたヤーンから形成される開放編み目織物によって強化された背面を有する動力伝達ベルトを製造する方法であって、
    （ａ）安定剤によりヤーンを少なくとも部分的に覆うことによって織物を処理し、
    前記処理された織物をベルトビルディングドラムの外面の周囲に貼り付け、
    粘着ゴム層として作用するゴム層を、前記処理された織物を覆って巻き付け、
    前記ゴム層の周囲に抗張コード部材を螺旋状に巻き付け、
    前記螺旋状に巻き付けられた抗張コードの外面を覆って、異なるゴム層を貼り付ける
    ことによって加硫可能なベルトスリーブを裏返して成形し、
    （ｂ）前記ベルトスリーブを加熱および加圧して加硫することによって、前記粘着ゴム層の一部が前記隙間を通過して前記ビルディングドラム側に接触し、前記ベルトの背面の一部を形成する
    動力伝達ベルトを製造する方法。
11. しるしを有するフィルム転写ラベルを、前記ビルディングドラムと前記開放編み目織物の間に貼り付け、加硫により、０．０３ mm を超える段部が前記ベルトの背面に形成されない請求項１０に記載の方法。
12. 前記開放編み目織物が次の式によって定義される開口係数を有する請求項１０に記載の方法。
    ０．２０≦（１／ｘ−ｙ）／（１／ｘ）≦０．９８
    ここでｘ＝ヤーンの本数 /mm、ｙ＝ヤーンの直径mmである。
13. 前記織物が安定剤のコーティングバスに浸され、その後乾燥することによって処理される請求項１０に記載の方法。
14. 前記安定剤がレゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス（ＲＦＬ）であり、前記織物に堆積した乾燥ＲＦＬの量が前記処理された織物の全重量の５から２５パーセントである請求項１０に記載の方法。
15. 前記織物がシームレス編み管である請求項１０に記載の方法。
16. 前記織物が、重ね合わせた編み織物、接合された編み織物、重ね合わされた平織物、接合された平織物、およびタイヤコード織物から選択される請求項１０に記載の方法。
17. 前記加硫されたベルトスリーブが個々のベルトに切断される請求項１０に記載の方法。
18. 隣接するヤーン間に隙間を形成し、織り込まれたヤーンから形成される開放編み目織物によって強化された背面を有する歯付き動力伝達ベルトを製造する方法であって、
    （ａ）前記ヤーンを固めて幾何学的形状を実質的に維持する安定剤によりヤーンを少なくとも部分的に覆うことによって織物を処理し、処理済織物を形成し、
    （ｂ）完成された歯付き動力伝達ベルトの歯に対応する形状の表面において長手方向に延びる歯を有するビルディングドラムを準備し、
    ゴム層と螺旋状に巻かれた抗張コードとを積み重ねることによって、前記歯付きドラム上にベルト本体部分を設け、
    ゴムを流通させるための隙間が開口するようにゴム材料によっては埋められない前記処理済織物を、前記ベルト本体部分の外側の表面に貼り付けて、
    加硫可能なベルトスリーブを形成し、
    （ｃ）前記ベルトスリーブを加熱および加圧して加硫することにより、前記ゴムが隙間を通って前記ベルトの背面まで流動して
    歯付きゴム動力伝達ベルトを製造する方法。
19. 前記開放編み目織物が次の式によって定義される開口係数を有する請求項１８に記載の方法。
    ０．２０≦（１／ｘ−ｙ）／（１／ｘ）≦０．９８
    ここでｘ＝ヤーンの本数 /mm、ｙ＝ヤーンの直径mmである。
20. 前記織物が安定剤のコーティングバスに浸され、その後乾燥することによって処理される請求項１８に記載の方法。
21. 前記安定剤がレゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス（ＲＦＬ）であり、前記織物に堆積した乾燥ＲＦＬの量が前記処理済織物の全重量の５から２５パーセントである請求項１８に記載の方法。
22. 前記織物がシームレス編み管である請求項１８に記載の方法。
23. 前記織物が、重ね合わせた編み織物、接合された編み織物、重ね合わされた平織物、接合された平織物、およびタイヤコード織物から選択される請求項１８に記載の方法。
24. 前記加硫されたベルトスリーブが個々のベルトに切断される請求項１８に記載の方法。
25. 前記動力伝達ベルトの前記背面の摩擦係数が０．３５以上であり、かつ前記織り込まれたヤーンが前記動力伝達ベルトの背面に位置するヤーン先端を有し、ヤーン先端は前記粘着ゴム層のゴムによって部分的に包まれる請求項１０に記載の方法。
26. 次の式によって定義される開口係数を有する開放編み目織物材料によって強化された背面を有するＶリブド動力伝達ベルトを製造する方法であり、
    ０．４０≦（１／ｘ−ｙ）／（１／ｘ）≦０．９２
    ここでｘ＝ヤーンの本数 /mm 、ｙ＝ヤーンの直径 mm であり、織り込まれたヤーンから成る前記開放編み目織物材料が隣接するヤーン間に隙間を形成し、前記方法が、
    （ａ）レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス（ＲＦＬ）、イソシアネート、および ２種のポリウレタンから成るグループから選択され、ヤーンの幾何学的形状を実質的に維持する安定剤によりヤーンを少なくとも部分的に覆うことによって織物を処理し、
    前記処理された織物をベルトビルディングドラムの外面の周囲に貼り付け、
    粘着ゴム層として作用するゴム層を、前記処理された織物を覆って巻き付け、
    前記ゴム層の周囲に抗張コード部材を螺旋状に巻き付け、
    前記Ｖリブド動力伝達ベルトのアンダーコードとして作用する異なるゴム層を、前記螺旋状に巻き付けられた抗張コードの外面を覆って貼り付ける
    ことによって加硫可能なベルトスリーブを裏返して成形し、
    （ｂ）前記ベルトスリーブを加熱および加圧して加硫することによって、前記粘着ゴム層の一部が前記隙間を通過して前記ビルディングドラム側に接触し、前記ベルトの背面の一部を形成し、
    （ｃ）切削、フライカッティング、および金型成形のグループから選択された工程により前記アンダーコードにＶリブを成形する
    動力伝達ベルトを製造する方法。
27. 前記開口係数が０．７０から０．９０である請求項２６に記載の方法。
28. 前記ベルトスリーブを加熱および加圧して加硫する前記工程の間、前記処理済織物がゴムによって埋められずに前記隙間が開放を維持することにより、前記粘着ゴム層が前記隙間を通過する請求項２６に記載の方法。
29. 前記動力伝達ベルトの前記背面の摩擦係数が０．３５以上であり、かつ前記織り込まれたヤーンが前記動力伝達ベルトの背面に位置するヤーン先端を有し、ヤーン先端は前記粘着ゴム層のゴムによって部分的に包まれる請求項２６に記載の方法。

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