JP4094976B2 - 伝動用ベルトの製造方法 - Google Patents
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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスノーモービル、スクーター及び一般産業用の変速ベルトとして使用されるコグドベルトである伝動用ベルトの製造方法に係り、詳しくは圧縮ゴム用シートのコグ山部における接合作業を簡略化し、かつ接合の不良率の発生を少なくして低コストのコグドベルトを作製することができる伝動用ベルトの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、スクーターまたは一般産業用の機械分野の駆動系において、駆動プーリと従動プーリに伝動用ベルトを懸架し、プーリの有効径を変化させて変速させるベルト式変速装置が用いられている。ここで使用されている伝動用ベルトは圧縮ゴム層と伸張ゴム層の少なくとも一方のゴム層にコグ山部とコグ谷部を交互に配したコグ部を有し、心線を接着ゴム層内に埋設した構成からなり、ローエッジシングルコグドベルトあるいはローエッジダブルコグドベルトなどのローエッジコグドベルトが知られている。
【０００３】
上記ローエッジコグドベルトの製造方法のその（１）としては、成形金型上に装着した外補強布、伸張ゴム層のゴムシート、心線、圧縮ゴム層のゴムシート、そして内補強布を順次巻き付け、突状部と溝状部を交互に有する円筒状母型を嵌入した後、加硫するもので、加硫時の圧力により内補強布を収縮させて、圧縮ゴム層のゴムシートを型付けする方法がある。（例えば、特許文献１に開示。）
【０００４】
また、その（２）として、予め用意したベルト周長よりも長い平面状の溝付金型の上に未加硫ゴムシートを設置し、プレスにより加熱加圧してコグ形状に型付けしたコグパッドを作製する。このコグパッドを成形ドラム上に装着した円筒状母型の突状部と溝状部に嵌め込み、コグパッドのカット面を突き合わせてジョイントした後、心線を巻き付け、更に他のゴム層、補強布をこの上から巻き付けて成型を終え、加硫工程へ移行していた。（例えば、特許文献２に開示。）
【０００５】
更に、その（３）として、平面状の溝付金型の上に置いた帆布をピニオンロールにて型付けし、その後ゴムシートを置いて、プレスによる圧入して、コグ形状に型付けしたコグパッドを作製する。このコグパッドを成形ドラム上に装着した円筒状母型の突状部と溝状部に嵌め込み、コグパッドのカット面を突き合わせてジョイントした後、心線を巻き付け、更に他のゴム層、補強布をこの上から巻き付けて成型を終え、加硫工程へ移行していた。（例えば、特許文献３に開示。）
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第３４６４８７５号明細書
【特許文献２】
特開２００２−１６９１号公報
【特許文献３】
特開２００２−１８８６９１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のスクーターを始めとする変速機用の伝動用ベルトでは、クロロプレンゴムが主体であったが、最近では更に耐熱性、耐側圧性、耐摩耗性に富んだ伝動ベルトが要求されている。そのため、その（１）の方法では、ベルトの心線に収縮の小さいものを使用した場合、加硫中、圧縮ゴム層のゴムシートと内帆布が圧入された時に、心線が収縮せず、蛇行する不具合があった。
【０００８】
また、（２）の予めコグパッドを作製する方法では、平プレスの上に予め所定長さにカットした未加硫ゴムシートを設置して加熱加圧するために、成形前に未加硫ゴムシートを必要長さにカットする必要があり、また平プレスでは型交換が必要となるために、段取替え等に時間のロスが生じていた。
【０００９】
また、型付けしたコグパッドの切断は、熟練作業者の手作業によって行われており、作業者は予めベルト周長に合わせてコグ数を数えて、切断するコグ谷部にチョークで印をつけた後、一方のコグ山部（コグ部の頂部）をカッターによって切断し、また他方のコグ山部を同様に切断していた。
【００１０】
しかし、この方法で得られた成形体を加硫すると、伝動用ベルトのコグ部では、ジョイント部の位置するゴム分の体積不足によるゴムの流れ等によって、補強布の外側帆布が突っ張るために内側帆布の端部を引付け、その結果内側帆布がコグ谷部でシワを発生させていた。このベルトを走行させると、コグ谷部が繰り返しの屈曲点となり、このシワから早期に亀裂が発生することがあった。これらが成長して本格的なコグ谷部の亀裂になって、ベルトを破損させていた。また、ジョイント部のコグ形状がボリュームが均一でなく、特に大きい場合には、走行屈曲中に応力が集中し、ジョイント部が早期に破損することがあった。
【００１１】
更に、（２）と（３）の方法としては、クロロプレン系等は金型との粘着性に富んでいるために成型しやすいが、アルキル化クロロスルファン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、そして水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマーなどの耐熱性に優れるゴムは粘着性に劣るために、このゴムシートおよびこのゴムで処理された補強布とを用いて型付けした場合、補強布とゴムシートとが剥離して、型付け出来なかった。特に、帆布をピニオンロールにて型付けする場合には、補強布が型に沿わずに宙に浮いてしまうことがあった。このようにして成型した伝動ベルトは、高負荷伝動させると、圧縮ゴムのコグ谷部から亀裂が発生しやすかった。
【００１２】
本発明は上記の問題点を解消し、圧縮ゴム用シートのコグ山部における接合作業を簡略化し、かつ接合作業の不良率の発生を少なくして低コストのコグドベルトを作製することができる伝動用ベルトの製造方法の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１記載の発明は、圧縮ゴム層と伸張ゴム層の少なくとも圧縮ゴム層にコグ山部とコグ谷部を交互に配したコグ部を有し、心線を接着ゴム層内に埋設するように形成した伝動用ベルトの製造方法において、
補強布を、突状部と溝状部を交互に有する成形金型と該突状部と溝状部に噛み合うピニオンロールの間に挟み込み、成形金型とピニオンロールを同期回転しながら型付けし、
圧縮ゴム層を形成する圧縮ゴム用シートを成形金型に巻き付けて、上記圧縮ゴム用シート両端面のカット面を突合せて接合し、
上記圧縮ゴム用シートの表面に粘着防止材を巻き付けた後、上記圧縮ゴム用シートを加熱加圧して成形金型の突状部と溝状部に型付けし、
上記粘着防止材を取り除いた未加硫の圧縮ゴム用シートの表面に少なくとも心線と伸張ゴム層を形成する伸張ゴムシートを順次巻き付けてベルト成形体を作製後、加硫し、得られた加硫スリーブをＶ状に切断して伝動用ベルトを作製する、伝動用ベルトの製造方法にある。
【００１４】
この発明では、補強布を、突状部と溝状部を交互に有する成形金型と該突状部と溝状部に噛み合うピニオンロールの間に挟み込み、成形金型とピニオンロールを同期回転しながら型付けし、圧縮ゴム層を形成する圧縮ゴム用シートを成形金型に巻き付けて、カット面を突合せて接合し、該圧縮ゴム用シートの表面に粘着防止材を巻き付けた後、上記圧縮ゴム用シートを加熱加圧して成形金型の突状部と溝状部に密着して型付けすることにより、熟練作業者によるコグ山部でのゴムおよび補強布のジョイント作業が無くなり、また接合部の位置するゴム分の体積不足による不良発生である亀裂発生や補強布の皺発生も無くなって製品品質の安定化を図ることができ、更には予めコグパッドを作製する必要がないために、仕掛品の低減が可能になり、製造のインライン化が可能になる。
【００１５】
本願請求項２記載の発明では、ゴム系接着剤を成形金型の表面に塗布した後、ピニオンロールと成形金型の突状部と溝状部に噛み合わせて回転させながら、この間に補強布を挟み込んで型付けする伝動用ベルトの製造方法にあり、ゴム系接着剤を用いることによって確実に補強布の型付けが可能になる。
【００１６】
本願請求項３記載の発明では、圧縮ゴム用シートの端部がバイアスカット面で突合せられ、この接合部分を加熱加圧して接合される伝動用ベルトの製造方法にあり、ジョイント部を確実に接合することができる。
【００１７】
本願請求項４記載の発明では、ポリメチルペンテンそしてポリエチレンテレフタレートから選ばれた少なくとも一種の樹脂フィルムである伝動用ベルトの製造方法にあり、耐熱性で離型性に優れたフィルムを使用することができる。
【００１８】
本願請求項５記載の発明では、圧縮ゴム用シートの表面に粘着防止材を巻き付け、ジャケットを被せた成形金型を加硫缶に入れ、上記圧縮ゴム用シートを加熱加圧して成形金型の突状部と溝状部に加圧して型付けする伝動用ベルトの製造方法にあり、公知の加硫缶で加熱加圧して未加硫の圧縮ゴム用シート型付けすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。図１は本発明の製造方法において補強布を成形金型に型付けている工程を示し、図２は圧縮ゴム用シートを成形金型に巻き付けて、カット面を突合せて接合した工程を示し、図３は圧縮ゴム用シートの表面に粘着防止材を巻き付けた工程を示し、図４は圧縮ゴム用シートを加熱加圧して成形金型の突状部と溝状部に密着し型付けした工程を示し、図５は圧縮ゴム用シートを型付けした状態を示す。
【００２０】
まず、図１に示すように、突状部４と溝状部５を交互に有する円筒状母型２を断面真円の型の装着したベース型３を用意し、ゴム系接着剤を突状部４と溝状部５の表面に塗布した後、接着処理済みもしくは未処理の補強布６を引き出してゴム系接着剤を塗布した成形金型１とピニオンロール７との間に挟み込み、成形金型１とピニオンロール７を同期回転させながら補強布６を引き出して突状部４と溝状部５へ押し付けて型付けし、１〜数プライ巻き付けた後、カッターにより補強布６を切断する。この型付け工程は室温もしくは８０℃程度まで成形金型１を加熱した環境下で行なわれる。
【００２１】
ここで使用するゴム系接着剤は、下記に示す圧縮ゴム用シート１０と同種のゴム配合物に配合し、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエン等の溶剤に溶解し、混合して得られたものであり、補強布６の型付けを確実にする。
【００２２】
上記補強布６は綿、ポリエステル繊維、ナイロン等からなり、平織、綾織、朱子織等に製織した布で、経糸と緯糸との交差角が９０〜１２０°程度の広角度帆布でもよい。補強布６はＲＦＬ処理した後、ゴム組成物をフィリクション・コーチングしてゴム付帆布とする。ＲＦＬ液はレゾルシンとホルムアルデヒド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クロロプレン、スチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体、水素化ニトリル、ＮＢＲなどである。
【００２３】
続いて、図２に示すように、予め圧縮ゴム層を形成する未加硫で所定厚みの圧縮ゴム用シート１０の両端面をバイアス状にカットする。この圧縮ゴム用シート１０を上記補強布６を型付けした成形金型１に巻き付けてカット面１１を突合せた後、カット面１１の位置するシート１０の表面に加圧治具（図示せず）で軽く押さえてジョイントした後、加熱プレス１２を用いて加熱加圧してジョイント部１３を形成する。加熱加圧条件は温度が８０〜１２０℃、面圧が１〜２ｋｇ／ｃｍ２、時間が１０〜３０秒である。
【００２４】
ここで使用する圧縮ゴム用シート１０のゴムは、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン・α−オレフィンゴム、アルキル化クロロスルファン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマー等のゴム材の単独、またはこれらの混合物が使用される。
【００２５】
上記圧縮ゴム用シート１０には、ゴム中にアラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿等の繊維からなり繊維の長さは繊維の種類によって異なるが１〜１０ｍｍ程度の短繊維が用いられ、例えばアラミド繊維であると３〜５ｍｍ程度、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿であると５〜１０ｍｍ程度のものが用いられる。そして、上記ゴム層中の短繊維の方向はベルトの長手方向に対して直角方向を向いているのを９０°としたときほとんどの短繊維が７０°〜１１０°の範囲内に配向されていることが望ましい。
【００２６】
図３に示すように、上記圧縮ゴム用シート１０の表面に粘着防止材１５であるポリメチルペンテンあるいはポリエチレンテレフタレートからなる耐熱性、離型性に優れる樹脂フィルムを１プライ巻き付け重ね合わせて接合し、圧縮ゴム用シート１０の型付け工程へ移行する。
【００２７】
型付け工程は加硫缶を使用することができ、図４に示すようにこの場合粘着防止材１５の外側に蒸気遮断材であるゴム製のジャケット１７を被せた後、これを加硫缶へ設置し、温度１６０〜１８０℃、外圧０．８〜０．９ＭP ａのみで５〜１０分程度型付けし、図５に示すように未加硫の圧縮ゴム層２０を形成する。加硫缶で型付けしても、圧縮ゴム層２０のジョイント部１３の割れは起こらない。無論、型付けは加硫缶でなく、圧縮ゴム用シート１０の外側を加圧バンドで当接しながら加熱、加圧することができる。
【００２８】
図６は型付けした圧縮ゴム用シートの表面にベルト成形体を作製した状態を示すものであり、成形金型１を成形機（図示せず）に装着し、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等のコードからなる心線３０をスパイラルに巻き付けた後、接着ゴム層を形成する接着ゴムシート３１、伸張ゴム層を形成する伸張ゴムシート３３、補強布３４を順次巻き付けて、ベルト成形体３５を作製する。そして、成形機から取り出した成形金型１を支持台上に設置してジャケット（図示せず）を嵌入する。
【００２９】
ベルト成形体３５を加硫缶へ移して通常の方法で加硫を行う。加硫した後、ジャケット、続いて円筒状のベルトスリーブを成形金型１の円筒状母型２から抜き取り、ベルトスリーブを所定幅に切断して図７に示すようなコグドベルトである伝動用ベルト４０を作製する。
【００３０】
伸張ゴムシート３３は、圧縮ゴム用シート１０と同じゴム組成物を用い、また接着ゴムシート３１も圧縮ゴム用シート１０と同種であり、上記短繊維を含めてもよいが、好ましくは含めない。
【００３１】
伝動用ベルト４０は、接着ゴム層４１内にポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等のコードからなる心線４２が埋め込まれ、接着ゴム層４１の上部、下部にはそれぞれ補強布４３を含む伸張ゴム層４４、また同様に補強布４３を含む圧縮ゴム層４５を有している。圧縮ゴム層４５には、それぞれ一定ピッチでベルト長手方向に沿ってコグ谷部４６とコグ山部４７とを交互に配したコグ部４８が設けられている。無論、伸張ゴム層４４の表面にもコグ部を設けることができる。
【００３２】
【実施例】
以下、更に具体的な実施例により本発明の効果を確認する。
【００３３】
補強布として、アラミド繊維（商品名：トワロン）とポリエチレンテレフタレート繊維を重量比で５０：５０の混撚糸を使用したワイドアングルの平織帆布を用意し、該帆布をＲＦＬ液に浸漬した後、１５０°Ｃで２分間熱処理し、その後クロロプレンゴム組成物をフリクション・コーチングしてゴム付帆布とした。
【００３４】
圧縮ゴムシートと伸張ゴムシートはアラミド短繊維を含んだクロロプレンゴムからなるゴム組成物を、また接着ゴム層も短繊維を含んだクロロプレンゴムからなるゴム組成物を用意した。圧縮ゴムシートの厚さは６．６ｍｍ、伸張ゴムシートの厚さは３．２ｍｍである。
【００３５】
心線として、１，５００デニールのアラミド繊維（商品名：トワロン）を上撚り数１９．７回／１０ｃｍ、下撚り数１５．８回／１０ｃｍで上下逆方向に撚糸して２×３の撚り構成とし、トータルデニール９，０００の未処理コードを準備した。次いで、この未処理コードをイソシアネート系接着剤でプレディプした後、約１７０〜１８０°Ｃで乾燥してＲＦＬ液に浸漬した後、２００〜２４０°Ｃで延伸熱固定処理して処理コードとした。
【００３６】
突状部と溝状部を交互に有する円筒状母型を断面真円の型の装着した成形金型を支軸に設置し、クロロプレンゴム組成物をメチルエチルケトンで溶かしたゴム糊を突状部と溝状部の表面に吹き付けて塗装した。そして、補強布を成形金型とピニオンロールの間に挟み込み、成形金型とピニオンロールを同期回転しながら型付けしながら２プライ積層した。
【００３７】
続いて、端面をバイアスにカットした圧縮ゴムシートを成形金型の補強布の上に巻き付けては端面を突き合わせ、ジョイント部をステッチャーで軽く接合した後、更に加熱プレス（温度１００℃、面圧１〜２ｋｇ／ｃｍ２、１５秒間）を用いて接着した。
【００３８】
その後、厚さ０．０５ｍｍのポリメチルペンテンフィルムを圧縮ゴムシートの表面に１プライ巻き付け、更にゴム製のジャケットを被せて、その状態で加硫缶に入れ、加熱加圧条件（温度１７０℃、外圧０．８ＭP ａのみで７分程度）によって圧縮ゴムシートを円筒状母型の突状部と溝状部へ型付けした。
【００３９】
更に、心線、接着ゴムシート、伸張ゴムシートを順次巻き付けてベルト成形体を作製し、ジャケットを被せて成形金型を加硫缶に設置し、通常の条件で加硫してベルトスリーブを得た。このスリーブをカッターによってＶ状に切断してスクーター用のローエッジコグドベルトに仕上げた。
【００４０】
得られたローエッジコグドベルトでは、外観上、圧縮ゴム層のジョイント部の位置が特定できず、割れの発生もなく、コグ山部の形状が全周均一な状態で、そして補強布のオーバーラップ部での皺も発生していなかった。本発明方法では、従来方法に比べて圧縮ゴム用シートの型付け時に熱履歴に差があるが、ベルト状態での心線と接着ゴム層との接着力を測定しても、従来のベルトと比べて差が見られなかった。
【発明の効果】
以上のように本願請求項記載の発明では、補強布を、突状部と溝状部を交互に有する成形金型と該突状部と溝状部に噛み合うピニオンロールの間に挟み込み、成形金型とピニオンロールを同期回転しながら型付けし、圧縮ゴム層を形成する圧縮ゴム用シートを成形金型に巻き付けて、カット面を突合せて接合し、該圧縮ゴム用シートの表面に粘着防止材を巻き付けた後、上記圧縮ゴム用シートを加熱加圧して成形金型の突状部と溝状部に密着して型付けすることにより、熟練作業者によるコグ山部でのゴムおよび補強布のジョイント作業が無くなり、また接合部の位置するゴム分の体積不足による不良発生である亀裂発生や補強布の皺発生も無くなって製品品質の安定化を図ることができ、更には予めコグパッドを作製する必要がないために、仕掛品の低減が可能になり、製造のインライン化が可能になるといった優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法において補強布を成形金型に型付けている工程を示す。
【図２】本発明の製造方法において圧縮ゴム用シートを成形金型に巻き付けて、カット面を突合せて接合した工程を示す。
【図３】本発明の製造方法において圧縮ゴム用シートの表面に粘着防止材を巻き付けた工程を示す。
【図４】本発明の製造方法において圧縮ゴム用シートを加熱加圧して成形金型の突状部と溝状部に密着し型付けした工程を示す。
【図５】本発明の製造方法において圧縮ゴム用シートを型付けした状態を示す。
【図６】本発明の製造方法において型付けした圧縮ゴム用シートの表面にベルト成形体を作製した状態を示す。
【図７】本発明の製造方法において得られたコグドベルトの部分正面図である。
【符号の説明】
１ 成形金型
２ 円筒状母型
３ ベース金型
４ 突状部
５ 溝状部
６ 補強布
７ ピニオンロール
１０ 圧縮ゴム用シート
１１ カット面
１２ 加熱プレス
１３ ジョイント部
１５ 粘着防止材
１７ ジャケット
２０ 圧縮ゴム層
３０ 心線
３１ 接着ゴムシート
３４ 補強布
３５ ベルト成形体
【発明の属する技術分野】
本発明はスノーモービル、スクーター及び一般産業用の変速ベルトとして使用されるコグドベルトである伝動用ベルトの製造方法に係り、詳しくは圧縮ゴム用シートのコグ山部における接合作業を簡略化し、かつ接合の不良率の発生を少なくして低コストのコグドベルトを作製することができる伝動用ベルトの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、スクーターまたは一般産業用の機械分野の駆動系において、駆動プーリと従動プーリに伝動用ベルトを懸架し、プーリの有効径を変化させて変速させるベルト式変速装置が用いられている。ここで使用されている伝動用ベルトは圧縮ゴム層と伸張ゴム層の少なくとも一方のゴム層にコグ山部とコグ谷部を交互に配したコグ部を有し、心線を接着ゴム層内に埋設した構成からなり、ローエッジシングルコグドベルトあるいはローエッジダブルコグドベルトなどのローエッジコグドベルトが知られている。
【０００３】
上記ローエッジコグドベルトの製造方法のその（１）としては、成形金型上に装着した外補強布、伸張ゴム層のゴムシート、心線、圧縮ゴム層のゴムシート、そして内補強布を順次巻き付け、突状部と溝状部を交互に有する円筒状母型を嵌入した後、加硫するもので、加硫時の圧力により内補強布を収縮させて、圧縮ゴム層のゴムシートを型付けする方法がある。（例えば、特許文献１に開示。）
【０００４】
また、その（２）として、予め用意したベルト周長よりも長い平面状の溝付金型の上に未加硫ゴムシートを設置し、プレスにより加熱加圧してコグ形状に型付けしたコグパッドを作製する。このコグパッドを成形ドラム上に装着した円筒状母型の突状部と溝状部に嵌め込み、コグパッドのカット面を突き合わせてジョイントした後、心線を巻き付け、更に他のゴム層、補強布をこの上から巻き付けて成型を終え、加硫工程へ移行していた。（例えば、特許文献２に開示。）
【０００５】
更に、その（３）として、平面状の溝付金型の上に置いた帆布をピニオンロールにて型付けし、その後ゴムシートを置いて、プレスによる圧入して、コグ形状に型付けしたコグパッドを作製する。このコグパッドを成形ドラム上に装着した円筒状母型の突状部と溝状部に嵌め込み、コグパッドのカット面を突き合わせてジョイントした後、心線を巻き付け、更に他のゴム層、補強布をこの上から巻き付けて成型を終え、加硫工程へ移行していた。（例えば、特許文献３に開示。）
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第３４６４８７５号明細書
【特許文献２】
特開２００２−１６９１号公報
【特許文献３】
特開２００２−１８８６９１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のスクーターを始めとする変速機用の伝動用ベルトでは、クロロプレンゴムが主体であったが、最近では更に耐熱性、耐側圧性、耐摩耗性に富んだ伝動ベルトが要求されている。そのため、その（１）の方法では、ベルトの心線に収縮の小さいものを使用した場合、加硫中、圧縮ゴム層のゴムシートと内帆布が圧入された時に、心線が収縮せず、蛇行する不具合があった。
【０００８】
また、（２）の予めコグパッドを作製する方法では、平プレスの上に予め所定長さにカットした未加硫ゴムシートを設置して加熱加圧するために、成形前に未加硫ゴムシートを必要長さにカットする必要があり、また平プレスでは型交換が必要となるために、段取替え等に時間のロスが生じていた。
【０００９】
また、型付けしたコグパッドの切断は、熟練作業者の手作業によって行われており、作業者は予めベルト周長に合わせてコグ数を数えて、切断するコグ谷部にチョークで印をつけた後、一方のコグ山部（コグ部の頂部）をカッターによって切断し、また他方のコグ山部を同様に切断していた。
【００１０】
しかし、この方法で得られた成形体を加硫すると、伝動用ベルトのコグ部では、ジョイント部の位置するゴム分の体積不足によるゴムの流れ等によって、補強布の外側帆布が突っ張るために内側帆布の端部を引付け、その結果内側帆布がコグ谷部でシワを発生させていた。このベルトを走行させると、コグ谷部が繰り返しの屈曲点となり、このシワから早期に亀裂が発生することがあった。これらが成長して本格的なコグ谷部の亀裂になって、ベルトを破損させていた。また、ジョイント部のコグ形状がボリュームが均一でなく、特に大きい場合には、走行屈曲中に応力が集中し、ジョイント部が早期に破損することがあった。
【００１１】
更に、（２）と（３）の方法としては、クロロプレン系等は金型との粘着性に富んでいるために成型しやすいが、アルキル化クロロスルファン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、そして水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマーなどの耐熱性に優れるゴムは粘着性に劣るために、このゴムシートおよびこのゴムで処理された補強布とを用いて型付けした場合、補強布とゴムシートとが剥離して、型付け出来なかった。特に、帆布をピニオンロールにて型付けする場合には、補強布が型に沿わずに宙に浮いてしまうことがあった。このようにして成型した伝動ベルトは、高負荷伝動させると、圧縮ゴムのコグ谷部から亀裂が発生しやすかった。
【００１２】
本発明は上記の問題点を解消し、圧縮ゴム用シートのコグ山部における接合作業を簡略化し、かつ接合作業の不良率の発生を少なくして低コストのコグドベルトを作製することができる伝動用ベルトの製造方法の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１記載の発明は、圧縮ゴム層と伸張ゴム層の少なくとも圧縮ゴム層にコグ山部とコグ谷部を交互に配したコグ部を有し、心線を接着ゴム層内に埋設するように形成した伝動用ベルトの製造方法において、
補強布を、突状部と溝状部を交互に有する成形金型と該突状部と溝状部に噛み合うピニオンロールの間に挟み込み、成形金型とピニオンロールを同期回転しながら型付けし、
圧縮ゴム層を形成する圧縮ゴム用シートを成形金型に巻き付けて、上記圧縮ゴム用シート両端面のカット面を突合せて接合し、
上記圧縮ゴム用シートの表面に粘着防止材を巻き付けた後、上記圧縮ゴム用シートを加熱加圧して成形金型の突状部と溝状部に型付けし、
上記粘着防止材を取り除いた未加硫の圧縮ゴム用シートの表面に少なくとも心線と伸張ゴム層を形成する伸張ゴムシートを順次巻き付けてベルト成形体を作製後、加硫し、得られた加硫スリーブをＶ状に切断して伝動用ベルトを作製する、伝動用ベルトの製造方法にある。
【００１４】
この発明では、補強布を、突状部と溝状部を交互に有する成形金型と該突状部と溝状部に噛み合うピニオンロールの間に挟み込み、成形金型とピニオンロールを同期回転しながら型付けし、圧縮ゴム層を形成する圧縮ゴム用シートを成形金型に巻き付けて、カット面を突合せて接合し、該圧縮ゴム用シートの表面に粘着防止材を巻き付けた後、上記圧縮ゴム用シートを加熱加圧して成形金型の突状部と溝状部に密着して型付けすることにより、熟練作業者によるコグ山部でのゴムおよび補強布のジョイント作業が無くなり、また接合部の位置するゴム分の体積不足による不良発生である亀裂発生や補強布の皺発生も無くなって製品品質の安定化を図ることができ、更には予めコグパッドを作製する必要がないために、仕掛品の低減が可能になり、製造のインライン化が可能になる。
【００１５】
本願請求項２記載の発明では、ゴム系接着剤を成形金型の表面に塗布した後、ピニオンロールと成形金型の突状部と溝状部に噛み合わせて回転させながら、この間に補強布を挟み込んで型付けする伝動用ベルトの製造方法にあり、ゴム系接着剤を用いることによって確実に補強布の型付けが可能になる。
【００１６】
本願請求項３記載の発明では、圧縮ゴム用シートの端部がバイアスカット面で突合せられ、この接合部分を加熱加圧して接合される伝動用ベルトの製造方法にあり、ジョイント部を確実に接合することができる。
【００１７】
本願請求項４記載の発明では、ポリメチルペンテンそしてポリエチレンテレフタレートから選ばれた少なくとも一種の樹脂フィルムである伝動用ベルトの製造方法にあり、耐熱性で離型性に優れたフィルムを使用することができる。
【００１８】
本願請求項５記載の発明では、圧縮ゴム用シートの表面に粘着防止材を巻き付け、ジャケットを被せた成形金型を加硫缶に入れ、上記圧縮ゴム用シートを加熱加圧して成形金型の突状部と溝状部に加圧して型付けする伝動用ベルトの製造方法にあり、公知の加硫缶で加熱加圧して未加硫の圧縮ゴム用シート型付けすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。図１は本発明の製造方法において補強布を成形金型に型付けている工程を示し、図２は圧縮ゴム用シートを成形金型に巻き付けて、カット面を突合せて接合した工程を示し、図３は圧縮ゴム用シートの表面に粘着防止材を巻き付けた工程を示し、図４は圧縮ゴム用シートを加熱加圧して成形金型の突状部と溝状部に密着し型付けした工程を示し、図５は圧縮ゴム用シートを型付けした状態を示す。
【００２０】
まず、図１に示すように、突状部４と溝状部５を交互に有する円筒状母型２を断面真円の型の装着したベース型３を用意し、ゴム系接着剤を突状部４と溝状部５の表面に塗布した後、接着処理済みもしくは未処理の補強布６を引き出してゴム系接着剤を塗布した成形金型１とピニオンロール７との間に挟み込み、成形金型１とピニオンロール７を同期回転させながら補強布６を引き出して突状部４と溝状部５へ押し付けて型付けし、１〜数プライ巻き付けた後、カッターにより補強布６を切断する。この型付け工程は室温もしくは８０℃程度まで成形金型１を加熱した環境下で行なわれる。
【００２１】
ここで使用するゴム系接着剤は、下記に示す圧縮ゴム用シート１０と同種のゴム配合物に配合し、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエン等の溶剤に溶解し、混合して得られたものであり、補強布６の型付けを確実にする。
【００２２】
上記補強布６は綿、ポリエステル繊維、ナイロン等からなり、平織、綾織、朱子織等に製織した布で、経糸と緯糸との交差角が９０〜１２０°程度の広角度帆布でもよい。補強布６はＲＦＬ処理した後、ゴム組成物をフィリクション・コーチングしてゴム付帆布とする。ＲＦＬ液はレゾルシンとホルムアルデヒド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クロロプレン、スチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体、水素化ニトリル、ＮＢＲなどである。
【００２３】
続いて、図２に示すように、予め圧縮ゴム層を形成する未加硫で所定厚みの圧縮ゴム用シート１０の両端面をバイアス状にカットする。この圧縮ゴム用シート１０を上記補強布６を型付けした成形金型１に巻き付けてカット面１１を突合せた後、カット面１１の位置するシート１０の表面に加圧治具（図示せず）で軽く押さえてジョイントした後、加熱プレス１２を用いて加熱加圧してジョイント部１３を形成する。加熱加圧条件は温度が８０〜１２０℃、面圧が１〜２ｋｇ／ｃｍ２、時間が１０〜３０秒である。
【００２４】
ここで使用する圧縮ゴム用シート１０のゴムは、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン・α−オレフィンゴム、アルキル化クロロスルファン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマー等のゴム材の単独、またはこれらの混合物が使用される。
【００２５】
上記圧縮ゴム用シート１０には、ゴム中にアラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿等の繊維からなり繊維の長さは繊維の種類によって異なるが１〜１０ｍｍ程度の短繊維が用いられ、例えばアラミド繊維であると３〜５ｍｍ程度、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿であると５〜１０ｍｍ程度のものが用いられる。そして、上記ゴム層中の短繊維の方向はベルトの長手方向に対して直角方向を向いているのを９０°としたときほとんどの短繊維が７０°〜１１０°の範囲内に配向されていることが望ましい。
【００２６】
図３に示すように、上記圧縮ゴム用シート１０の表面に粘着防止材１５であるポリメチルペンテンあるいはポリエチレンテレフタレートからなる耐熱性、離型性に優れる樹脂フィルムを１プライ巻き付け重ね合わせて接合し、圧縮ゴム用シート１０の型付け工程へ移行する。
【００２７】
型付け工程は加硫缶を使用することができ、図４に示すようにこの場合粘着防止材１５の外側に蒸気遮断材であるゴム製のジャケット１７を被せた後、これを加硫缶へ設置し、温度１６０〜１８０℃、外圧０．８〜０．９ＭP ａのみで５〜１０分程度型付けし、図５に示すように未加硫の圧縮ゴム層２０を形成する。加硫缶で型付けしても、圧縮ゴム層２０のジョイント部１３の割れは起こらない。無論、型付けは加硫缶でなく、圧縮ゴム用シート１０の外側を加圧バンドで当接しながら加熱、加圧することができる。
【００２８】
図６は型付けした圧縮ゴム用シートの表面にベルト成形体を作製した状態を示すものであり、成形金型１を成形機（図示せず）に装着し、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等のコードからなる心線３０をスパイラルに巻き付けた後、接着ゴム層を形成する接着ゴムシート３１、伸張ゴム層を形成する伸張ゴムシート３３、補強布３４を順次巻き付けて、ベルト成形体３５を作製する。そして、成形機から取り出した成形金型１を支持台上に設置してジャケット（図示せず）を嵌入する。
【００２９】
ベルト成形体３５を加硫缶へ移して通常の方法で加硫を行う。加硫した後、ジャケット、続いて円筒状のベルトスリーブを成形金型１の円筒状母型２から抜き取り、ベルトスリーブを所定幅に切断して図７に示すようなコグドベルトである伝動用ベルト４０を作製する。
【００３０】
伸張ゴムシート３３は、圧縮ゴム用シート１０と同じゴム組成物を用い、また接着ゴムシート３１も圧縮ゴム用シート１０と同種であり、上記短繊維を含めてもよいが、好ましくは含めない。
【００３１】
伝動用ベルト４０は、接着ゴム層４１内にポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等のコードからなる心線４２が埋め込まれ、接着ゴム層４１の上部、下部にはそれぞれ補強布４３を含む伸張ゴム層４４、また同様に補強布４３を含む圧縮ゴム層４５を有している。圧縮ゴム層４５には、それぞれ一定ピッチでベルト長手方向に沿ってコグ谷部４６とコグ山部４７とを交互に配したコグ部４８が設けられている。無論、伸張ゴム層４４の表面にもコグ部を設けることができる。
【００３２】
【実施例】
以下、更に具体的な実施例により本発明の効果を確認する。
【００３３】
補強布として、アラミド繊維（商品名：トワロン）とポリエチレンテレフタレート繊維を重量比で５０：５０の混撚糸を使用したワイドアングルの平織帆布を用意し、該帆布をＲＦＬ液に浸漬した後、１５０°Ｃで２分間熱処理し、その後クロロプレンゴム組成物をフリクション・コーチングしてゴム付帆布とした。
【００３４】
圧縮ゴムシートと伸張ゴムシートはアラミド短繊維を含んだクロロプレンゴムからなるゴム組成物を、また接着ゴム層も短繊維を含んだクロロプレンゴムからなるゴム組成物を用意した。圧縮ゴムシートの厚さは６．６ｍｍ、伸張ゴムシートの厚さは３．２ｍｍである。
【００３５】
心線として、１，５００デニールのアラミド繊維（商品名：トワロン）を上撚り数１９．７回／１０ｃｍ、下撚り数１５．８回／１０ｃｍで上下逆方向に撚糸して２×３の撚り構成とし、トータルデニール９，０００の未処理コードを準備した。次いで、この未処理コードをイソシアネート系接着剤でプレディプした後、約１７０〜１８０°Ｃで乾燥してＲＦＬ液に浸漬した後、２００〜２４０°Ｃで延伸熱固定処理して処理コードとした。
【００３６】
突状部と溝状部を交互に有する円筒状母型を断面真円の型の装着した成形金型を支軸に設置し、クロロプレンゴム組成物をメチルエチルケトンで溶かしたゴム糊を突状部と溝状部の表面に吹き付けて塗装した。そして、補強布を成形金型とピニオンロールの間に挟み込み、成形金型とピニオンロールを同期回転しながら型付けしながら２プライ積層した。
【００３７】
続いて、端面をバイアスにカットした圧縮ゴムシートを成形金型の補強布の上に巻き付けては端面を突き合わせ、ジョイント部をステッチャーで軽く接合した後、更に加熱プレス（温度１００℃、面圧１〜２ｋｇ／ｃｍ２、１５秒間）を用いて接着した。
【００３８】
その後、厚さ０．０５ｍｍのポリメチルペンテンフィルムを圧縮ゴムシートの表面に１プライ巻き付け、更にゴム製のジャケットを被せて、その状態で加硫缶に入れ、加熱加圧条件（温度１７０℃、外圧０．８ＭP ａのみで７分程度）によって圧縮ゴムシートを円筒状母型の突状部と溝状部へ型付けした。
【００３９】
更に、心線、接着ゴムシート、伸張ゴムシートを順次巻き付けてベルト成形体を作製し、ジャケットを被せて成形金型を加硫缶に設置し、通常の条件で加硫してベルトスリーブを得た。このスリーブをカッターによってＶ状に切断してスクーター用のローエッジコグドベルトに仕上げた。
【００４０】
得られたローエッジコグドベルトでは、外観上、圧縮ゴム層のジョイント部の位置が特定できず、割れの発生もなく、コグ山部の形状が全周均一な状態で、そして補強布のオーバーラップ部での皺も発生していなかった。本発明方法では、従来方法に比べて圧縮ゴム用シートの型付け時に熱履歴に差があるが、ベルト状態での心線と接着ゴム層との接着力を測定しても、従来のベルトと比べて差が見られなかった。
【発明の効果】
以上のように本願請求項記載の発明では、補強布を、突状部と溝状部を交互に有する成形金型と該突状部と溝状部に噛み合うピニオンロールの間に挟み込み、成形金型とピニオンロールを同期回転しながら型付けし、圧縮ゴム層を形成する圧縮ゴム用シートを成形金型に巻き付けて、カット面を突合せて接合し、該圧縮ゴム用シートの表面に粘着防止材を巻き付けた後、上記圧縮ゴム用シートを加熱加圧して成形金型の突状部と溝状部に密着して型付けすることにより、熟練作業者によるコグ山部でのゴムおよび補強布のジョイント作業が無くなり、また接合部の位置するゴム分の体積不足による不良発生である亀裂発生や補強布の皺発生も無くなって製品品質の安定化を図ることができ、更には予めコグパッドを作製する必要がないために、仕掛品の低減が可能になり、製造のインライン化が可能になるといった優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法において補強布を成形金型に型付けている工程を示す。
【図２】本発明の製造方法において圧縮ゴム用シートを成形金型に巻き付けて、カット面を突合せて接合した工程を示す。
【図３】本発明の製造方法において圧縮ゴム用シートの表面に粘着防止材を巻き付けた工程を示す。
【図４】本発明の製造方法において圧縮ゴム用シートを加熱加圧して成形金型の突状部と溝状部に密着し型付けした工程を示す。
【図５】本発明の製造方法において圧縮ゴム用シートを型付けした状態を示す。
【図６】本発明の製造方法において型付けした圧縮ゴム用シートの表面にベルト成形体を作製した状態を示す。
【図７】本発明の製造方法において得られたコグドベルトの部分正面図である。
【符号の説明】
１ 成形金型
２ 円筒状母型
３ ベース金型
４ 突状部
５ 溝状部
６ 補強布
７ ピニオンロール
１０ 圧縮ゴム用シート
１１ カット面
１２ 加熱プレス
１３ ジョイント部
１５ 粘着防止材
１７ ジャケット
２０ 圧縮ゴム層
３０ 心線
３１ 接着ゴムシート
３４ 補強布
３５ ベルト成形体
Claims (5)
- 圧縮ゴム層と伸張ゴム層の少なくとも圧縮ゴム層にコグ山部とコグ谷部を交互に配したコグ部を有し、心線を接着ゴム層内に埋設するように形成した伝動用ベルトの製造方法において、
補強布を、突状部と溝状部を交互に有する成形金型と該突状部と溝状部に噛み合うピニオンロールの間に挟み込み、成形金型とピニオンロールを同期回転しながら型付けし、
圧縮ゴム層を形成する圧縮ゴム用シートを成形金型に巻き付けて、上記圧縮ゴム用シート両端面のカット面を突合せて接合し、
上記圧縮ゴム用シートの表面に粘着防止材を巻き付けた後、上記圧縮ゴム用シートを加熱加圧して成形金型の突状部と溝状部に型付けし、
上記粘着防止材を取り除いた未加硫の圧縮ゴム用シートの表面に少なくとも心線と伸張ゴム層を形成する伸張ゴムシートを順次巻き付けてベルト成形体を作製後、加硫し、得られた加硫スリーブをＶ状に切断して伝動用ベルトを作製する、
ことを特徴とする伝動用ベルトの製造方法。 - ゴム系接着剤を成形金型の表面に塗布した後、ピニオンロールと成形金型の突状部と溝状部に噛み合わせて回転させながら、この間に補強布を挟み込んで型付けする請求項１記載の伝動用ベルトの製造方法。
- 圧縮ゴム用シートの端部がバイアスカット面で突合せられ、この接合部分を加熱加圧して接合される請求項１または２記載の伝動用ベルトの製造方法。
- 粘着防止材がポリメチルペンテンそしてポリエチレンテレフタレートから選ばれた少なくとも一種の樹脂フィルムである請求項１〜３の何れかに記載の伝動用ベルトの製造方法。
- 圧縮ゴム用シートの表面に粘着防止材を巻き付け、ジャケットを被せた成形金型を加硫缶に入れ、上記圧縮ゴム用シートを加熱加圧して成形金型の突状部と溝状部に加圧して型付けする請求項１記載の伝動用ベルトの製造方法。
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