JP4275957B2

JP4275957B2 - Transmission belt and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP4275957B2
Application number: JP2003011828A
Authority: JP
Inventors: 聡司中根; 章浩廣中; 洋村高; 敦松木
Original assignee: Ashimori Industry Co Ltd; Gates Unitta Asia Co
Current assignee: Ashimori Industry Co Ltd; Gates Unitta Asia Co
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2023-01-21
Also published as: JP2004225749A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝動ベルト、例えば低速高トルク駆動用ベルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、低速高トルクが要求される駆動用ベルトとしては、剛性が高く耐摩耗性の良いウレタンベルトが用いられる。ウレタンベルトは、ウレタン樹脂が直接プーリと接するとプーリとの噛み合い摩擦が生じたり異音が発生したりする。したがって、その歯面の表面が補強布によって覆われ、さらに、ウレタン樹脂が表面にしみ出してこないように、その補強布の表面には摩擦係数が小さい不浸透性樹脂フィルムが被覆されることが知られている（例えば特許文献１および特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平１−３５２２２号公報
【特許文献２】
特公昭６０−１４２２３号公報
【０００４】
しかし、不浸透性樹脂フィルムは使用により比較的容易に磨耗するので、ベルトはその磨耗により歯形変形や歯痩せが引き起こされ、プーリとの噛み合い異常を発生しやすくなる。すなわち、ウレタンベルトは長寿命のものを得ることが難しい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、伝動ベルト、特にウレタンベルトに関し、使用時の発熱や異音の発生を防止し、耐久性を向上させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る伝動ベルトは、エラストマーから形成されるベルト本体と、ベルト本体内部に離間して埋設されベルト長手方向に延びる抗張体と、ベルト本体の表面に被覆され、外表面に凹凸を有する帆布と、帆布の外表面に樹脂層とを備える伝動ベルトであって、帆布の外表面の凸部には樹脂層が被覆され、帆布の外表面側の凹部にはエラストマーが充填されている。これにより、プーリと伝動ベルトの接触面において、エラストマーと樹脂層を露出させることができ、エラストマーと樹脂層の効果により、例えばベルトの耐久性を向上させることができる。
【０００７】
帆布は例えば、織物である場合、凸部は畝部として形成され、前記凹部は畝合い部として形成されることが好ましい。
【０００８】
凸部と凹部は所定の間隔で交互に配列されていることが好ましく、さらに好ましくは凸部と凹部は、ベルト本体の長手方向に対して斜め方向に配列されていることが好ましい。
【０００９】
帆布が被覆されるベルト本体の表面側には歯部が形成されることが好ましい。
例えば、樹脂層はエラストマーより摩擦係数が小さい。これにより、樹脂層によって、ベルトが使用されているときの異音や発熱を低減することができる。
【００１０】
例えば、樹脂層はエラストマーより粘着性が低い。例えば、樹脂層は共重合ナイロンである。例えば、エラストマーはウレタンエラストマーである。
【００１１】
エラストマーにシリコンオイルが配合されていることが好ましい。これにより、ベルト使用時の異音、発熱の発生を抑制することができる。
【００１２】
本発明に係る伝動ベルトの製造方法は、外表面に凹凸を有する帆布の外表面に樹脂層を被覆する帆布被覆工程と、樹脂層が被覆された帆布を、伝動ベルトを成型するための金型に、金型内の所定面に樹脂層が面するように取り付ける帆布装着工程と、金型内の帆布の内表面側に注型液を注入する注型液注入工程と、注型液を硬化させエラストマーから形成される伝動ベルトを得るベルト成型工程を備え、帆布被覆工程において、帆布の凸部に被覆される樹脂層の厚さが帆布の凹部に被覆される樹脂層の厚さよりも厚く定められ、帆布の凹部に被覆された樹脂層の一部が破れまたは溶融し帆布の外表面側の凹部に注型液が流入することにより、凹部にエラストマーが充填されること特徴とする。これにより、本発明に係る伝動ベルトを容易に得ることができる。
【００１３】
好ましくは、前記金型の所定面が歯形に形成されている伝動ベルトの製造方法において、前記金型に取り付ける前に、前記樹脂層が破れないように、前記樹脂層が被覆された帆布を前記歯形に沿うように予め成形する工程を備える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施形態である歯付ベルト１０の一部を破断した斜視図を示す。この図において、歯付ベルト１０の上面側には、歯部が形成された歯ゴム層１２が設けられ、背面側には背ゴム層２２が設けられる。歯ゴム層１２と背ゴム層２２はエラストマーから形成されるベルト本体である。歯ゴム層１２と背ゴム層２２の間にはベルト本体内部に離間して複数の抗張体１４が埋設されている。抗張体１４は歯付ベルト１０の長手方向に延ばされている。歯ゴム層１２の表面には、帆布１８が被覆されている。
【００１６】
帆布１８は織物であり、凹凸すなわち凸部１８ａと凹部１８ｂを有し、帆布１８は、綾織によって構成されている。すなわち、凸部１８ａは後述する経糸３８と緯糸３９に対して斜め方向に畝部として形成され、凹部１８ｂは経糸３８と緯糸３９に対して斜め方向に畝合い部として形成されている。ここで、凸部１８ａと凹部１８ｂはそれぞれベルト１０本体の長手方向に対して斜め方向に、所定の間隔で略等間隔に交互に配列されている。
【００１７】
帆布１８によって形成された凸部１８ａの外表面側には、樹脂フィルム（樹脂層）２０が被覆されており、帆布１８によって形成された凹部１８ｂの外表面側には、流入エラストマー層２１が充填されている。これにより、帆布１８が被覆された側の歯付ベルト１０の外表面１０ａ、すなわち歯付ベルト１０の上面は、上方から見ると流入エラストマー層２１と樹脂フィルム２０によって縞状の模様が表されている。
【００１８】
外表面１０ａ付近の拡大図を図２に示す。帆布１８は経糸３８と緯糸３９によって構成されており、経糸３８は歯付ベルト１０の幅方向と平行に、緯糸３９は歯付ベルト１０の長手方向と平行に伸ばされている。経糸と緯糸は例えばナイロン繊維のフィラメントであり、経糸３８は低伸縮性の糸であり、緯糸３９は高伸縮性の糸である。
【００１９】
緯糸３９は２本の経糸３８の下方を通過した後、次の２本の経糸３８の上方を通過するように織り込まれている。これにより、緯糸３９は波形に形成され、緯糸３９が経糸３８の下方を通過する部分では、経糸３８を下面とし、緯糸３９を側面とする凹部１８ｂが形成される。一方、緯糸３９が経糸３８の上方を通過する部分では、緯糸３９を起伏面とする凸部１８ａが形成される。また、経糸３８も同様に２本の経糸３８の下方を通過した後、次の２本の経糸３８の上方を通過するように織り込まれている。これにより、凸部１８ａと凹部１８ｂとは経糸３８および緯糸３９の斜め方向に直線状に形成される。
【００２０】
帆布１８の上面すなわち、凸部１８ａと凹部１８ｂの外表面側には樹脂フィルム２０が被覆されている。凸部１８ａに被覆されている樹脂フィルム２０は、外表面１０ａに露出している。一方、凹部１８ｂに被覆されている樹脂フィルム２０は、その一部が溶解されて孔４１ができており、さらにフィルム２０の上面には流入エラストマー層２１が充填されている。すなわち、凹部１８ｂの外表面側に被覆された樹脂フィルム２０は歯付ベルト１０の製造過程において、その一部が破れまたは溶融されることにより、その破れまたは溶融された部分を通じて歯ゴム層１２から注型液が流入してきて硬化し流入エラストマー層２１が形成されている。歯付ベルト１０の外表面１０ａに露出する流入エラストマー層２１と樹脂フィルム２０は同一平面であり、外表面１０ａは滑らかに形成されている。
【００２１】
以下、歯付ベルト１０の製造方法について説明する。図３〜図６はそれぞれ歯付ベルト１０の製造過程を順に示したもので、それぞれ対応する部分には同符号が記されている。
【００２２】
図３は帆布１８に樹脂フィルム２０を被覆する工程を示す。帆布送りローラ７１から送り出された帆布１８はフィルム送りローラ７２から送り出された樹脂フィルム２０とともに、複数のガイドローラ７３を介して、加圧部７６に送られる。加圧部７６はメタルロール７４とシリコンロール７５から成る。加圧部に送られた帆布１８には、メタルロール７４とシリコンロール７５に加圧されることにより、樹脂フィルム２０が被覆される。このとき、メタルロール７４は所定温度Ｔ_P（例えば１２５℃）で加熱されており、帆布１８のメタルロール７４への接触長は２０ｃｍ程度である。また、帆布１８は毎分約２ｍごとに送られる。樹脂フィルム２０が被覆された帆布１８はロール上に巻き取られる。
【００２３】
なお、ここで使用される樹脂フィルム２０は、エラストマーよりその摩擦係数が小さく、さらには後述する予成型の温度に融点が近い材質のもの（例えば融点が予成形のときの温度より高く、その融点と予成形の温度との差が５０℃以内のもの）である。したがって、樹脂フィルム２０は、例えば融点が１２０〜１４０℃のものであって、その材質は共重合ナイロンが好ましい。また、樹脂フィルム２０の厚さは１５μｍ〜５０μｍであることが好ましく、２５μｍ〜５０μｍであればさらに好ましい。また、樹脂フィルム２０はエラストマーより粘着性が低いことが好ましい。
【００２４】
樹脂フィルム２０が被覆された帆布１８を図４に示す。帆布１８の上面には樹脂フィルムが被覆されており、凸部１８ａに被覆された樹脂フィルム２０の厚さは凹部１８ｂに被覆された樹脂フィルムの厚さよりも厚くなる。先述した加圧部による加圧により、凸部１８ａより陥没している凹部１８ｂに被覆される樹脂フィルム２０は伸ばされるからである。
【００２５】
図５、６に歯付ベルト１０の成型方法を示す。樹脂フィルム２０が被覆された帆布１８は、樹脂フィルム２０が破れないようにほとんど伸ばされずに、後述する歯付ドラム３５の歯形に沿うように予成形される。予成形は７０℃程度の温度でプレスすることにより行われる。予成形された帆布１８は所定のベルト歯数にあわせて裁断され、その端部がつなぎ合わされ、円筒状（図示せず）に形成される。円筒状に形成された帆布１８は、円筒状（図示せず）の歯付ドラム３５に被せて樹脂フィルム２０が歯付ドラム３５の所定面３５’に面するように取り付けられる。歯付ドラム３５に装着された帆布１８は、さらにその上に抗張体１４が歯付ドラム３５の周方向にらせん状に巻きつけられる。なお、帆布１８が歯付ドラム３５に装着されたときには、帆布１８は完全に歯形に沿った形状までは成形されていない。
【００２６】
次に歯付ドラム３５を外型３６に同心状に挿入することにより、注型液Ｘが注入されるための金型４０が組み立てられ、金型４０の上側には上蓋（図示せず）が取り付けられる。金型４０の下側には、注型液Ｘが注入されるための注入口が設けられており、上蓋には注型液Ｘが注入されたときに、金型４０から押し出される空気を逃がすための通気口が設けられている。金型４０は歯付ベルト１０を成型するためのものであり、歯付ドラム３５と外型３６の間隔は、歯付ベルト１０の高さに対応する。金型４０が組み立てられると、その金型４０に所定温度Ｔ₁（９０〜１００℃）で予熱が加えられる。
【００２７】
予熱が加えられた後、図５に示すように金型４０内には後述する注型液Ｘが帆布１８の内表面側に注入される。注型液Ｘは金型４０内を下から上に向かってほぼ平行に上昇する。すなわち、まず硬化後に歯ゴム層１２と背ゴム層２２となる部分のベルト背面、歯筋に沿うように注型液Ｘが充填される。金型４０内に注型液Ｘが充填されると、通気口が閉められ、金型４０内が加圧されることで注型液Ｘは帆布１８に浸透して、帆布１８に被覆された樹脂フィルム２０に接するようになる。ここで、樹脂フィルム２０は、先述の予熱により一部弾性率が大きく低下し溶融状態となる。そのため、フィルム２０の厚みが薄い凹部１８ｂの一部は注型液Ｘの圧力によって破れまたは溶融することにより、注型液Ｘがフィルム２０の外表面に浸み出す。一方、凸部１８ａに被覆されたフィルム２０はその厚みが厚く、樹脂フィルム２０は完全には溶融状態とはなっていないため、フィルム２０の外表面に注型液Ｘは浸み出ない。また、例え溶融状態となっていたとしてもフィルム２０の厚みが厚いため、注型液Ｘの圧力によってはフィルム２０の外表面に注型液Ｘは浸み出ない。したがって、図６に示すように凸部１８ａの外表面側には樹脂フィルムが被覆されそのフィルム２０が所定面３５’に接する一方、凹部１８ｂの外表面側には注型液が充填され所定面３５’には注型液Ｘが接する。なお、注型液の注入が完了したときには、フィルム２０および凹部１８ｂの外表面側に充填された注型液は金型に密接し、歯付ベルト１０の外周面の形状に成形されている。
【００２８】
注型液Ｘの注入が終了すると、その金型を所定温度Ｔ₂（例えば９５℃）で一定時間加熱される。これにより、注入された注型液Ｘは、架橋することにより硬化しエラストマーとなり、金型内には本体部材がエラストマーから形成されるベルトスラブができる。なお、凹部１８ｂの外表面側に充填された注型液Ｘは、流入エラストマー層２１（図１、２参照）となる。このベルトスラブは金型から取り出された後、２次硬化され、所定の幅に裁断されることにより、歯付ベルト１０が得られる（図１参照）。
【００２９】
次に注型液Ｘの配合方法について説明する。注型液Ｘは液体等、流動性のあるものである。注型液Ｘは主剤として第１のプレポリマー、第２のプレポリマーが配合され、さらに黒顔料が配合され一定時間攪拌後、真空脱泡されたものに更に硬化剤が配合され一定時間攪拌して作成される。
【００３０】
第１および第２のプレポリマーはそれぞれウレタンプレポリマーであることが好ましく、その場合第２のプレポリマーは第１のプレポリマーとイソシアネート含有量が異なる。これにより、耐久性の高いウレタンエラストマーから形成されるウレタンベルトを得ることができる。第１および第２のプレポリマーはトルエンジイソシアネートとポリオールを反応させて得られたものであればさらに良い。ポリオールとしては、例えば、ポリカプロラクトンジオール、ポリカーボネートジオールまたはこれらの混合物のいずれが使用される。そして、第１および第２のプレポリマーとして、トルエンジイソシアネートとポリオールを反応させて得られたものを使用する場合、イソシアネート含有量はそれぞれ、５．８〜６．０％、４．２〜４．４％であることが好ましい。また、この場合の硬化剤には、ＭＯＣＡ（３、３’−ジクロロ−４、４’−ジアミノジフェニルメタン）が例えば使用される。さらに、注型液Ｘに、シリコンオイルが配合されればさらに好ましい。
【００３１】
【表１】

【００３２】
〔樹脂フィルムの実施例〕
表１の実施例Ａ〜Ｄは、樹脂フィルム２０の材質、厚さおよび融点、並びに注型液Ｘの配合成分を示す。なお、注型液には、表中に記載されていないが、それぞれ黒顔料２部等も配合されている。
【００３３】
ここで、厚さはフィルムが帆布１８に被覆される前の厚さを示し、ＮＣＯ％は第１および第２のプレポリマーのイソシアネート含有量を示す。また、第１および第２のプレポリマーは、トルエンジイソシアネートとポリカプロラクトンジオールを反応させて得られたものであり、それぞれＰＬＡＣＣＥＬＥＰ１５９５およびＰＬＡＣＣＥＬＥＰ１５００（商品名．ダイセル化学工業株式会社製）である。硬化剤にはＭＯＣＡ（３、３’−ジクロロ−４、４’−ジアミノジフェニルメタン）を使用した。また、シリコンオイルには例えばＫＦ９６３００ＣＳ（商品名．信越化学工業株式会社製）を使用した。なお、表中の−−−はその成分が配合されていないことを示す。
【００３４】
実施例Ａ〜Ｃの歯付ベルトは、表１に示すようにそれぞれ樹脂フィルム２０として、それぞれの融点が１２０℃、１２０℃、１４０℃であり、それぞれの厚さが２５μｍ、５０μｍ、４０μｍである共重合ナイロンフィルムを使用した。実施例Ｄは、実施例Ａの樹脂フィルムを使用しさらにシリコンオイルを添加した。その他の条件については、実施例Ａ〜Ｄは同一であった。
【００３５】
それぞれの歯付ベルトは上記の方法によって製造すると、上記図１に示すような歯付ベルト１０を得た。ここで、歯付ベルトの外表面１０ａが共重合ナイロンフィルム（樹脂フィルム２０）とウレタンエラストマー（流入エラストマー層２１）が交互に縞状に形成されていることは、電子顕微鏡で確認することができた。なお、実施例Ｃは、樹脂フィルム２０の融点に鑑み、予成形における所定温度Ｔ₁を実施例Ａ，ＢおよびＤに比べて高く設定した。
【００３６】
比較例の歯付ベルトにおいて、樹脂フィルム２０は、融点が１２０℃、厚さが７０μｍの熱可塑性ウレタンフィルムを使用した。その他の条件を実施例Ａと同様の方法で歯付ベルトを製造すると、歯付ベルトの外表面が熱可塑性ウレタンフィルムとウレタンエラストマーが交互に縞状に形成された歯付ベルトは得られず、その外表面一面を熱可塑性ウレタンフィルムで被覆された歯付ベルトを得た。
【００３７】
〔走行ベルト寿命の試験方法とその評価〕
実施例Ａ、Ｄおよび比較例の歯付ベルトを使って、走行試験を行った。本走行試験は、１４インチの自転車の前後輪において、歯数が２０および６９の２つのプーリに歯付ベルトを掛け回して行った。その結果を図７に示す。なお、走行試験は比較例では２度、実施例Ａでは６度、実施例Ｄでは１度行った。
【００３８】
グラフに示すように、比較例では、踏力９５ｋｇｆ程度のとき、例えば走行距離３００ｋｍでフィルムの磨耗粉がベルト歯底やプーリ歯先に堆積してベルト歯とプーリ歯の噛み合い異常を生じさせ、また歯飛び（ジャンピング）異常が発生した。それに対して、実施例Ａでは７００〜３０００ｋｍ程度までベルト異常が発生しなかった。また、シリコンオイルを添加した実施例Ｄでは走行距離４０００ｋｍ以上ベルトに異常が発生しなかった。また、踏力７５ｋｇｆ程度で試験を行った場合にも、比較例が走行距離３０００ｋｍ程度でフィルムの磨耗粉がベルト歯底やプーリ歯先に堆積してベルト歯とプーリ歯の噛み合い異常を生じさせ、また歯飛び（ジャンピング）異常が発生した。それに対して、実施例Ａでは６０００ｋｍ以上ベルトに異常が発生しなかった。また、グラフ中には示さないが、実施例Ａ，Ｄにおいては、フィルムの磨耗粉の発生が比較例に比べて抑制することができた。
【００３９】
以上試験結果から明らかなように、本実施形態にかかる歯付ベルト１０は、歯付ベルトの外表面１０ａが共重合ナイロンフィルムとウレタンエラストマーによって交互に縞状に形成されることにより、耐久性が向上しさらにはフィルムの磨耗粉の発生が抑制されることがわかった。これは、歯付ベルトの外表面１０ａにウレタエラストマー層と共重合ナイロンフィルムの層の両方が露出することにより、耐摩耗性の悪いフィルムの磨耗を耐摩耗性の良いウレタンエラストマー層が防止しているためである。
【００４０】
すなわち、共重合ナイロンフィルム層の磨耗をウレタンエラストマー層により防止しているため、歯やせ等による歯形変形、張力変化等が抑制でき、結果的に伝動ベルトの寿命を長くすることができる。また、磨耗したフィルムが歯底に堆積しないため、ジャンピングの発生も防止できる。さらに、摩擦係数が高いウレタンベルトの露出面積は少ないので、発熱や異音の発生も抑制できる。
【００４１】
また、実施例Ｄでは、ウレタンエラストマーにシリコンオイルを添加したことにより、実施例Ａに比べ、異音の発生および発熱の発生が更に抑制された。また、耐久性についても実施例Ａに比べ向上した。これは、歯付ベルトとプーリとの接触によりウレタン表面に潤滑性のあるシリコンオイルが歯付ベルトの外表面１０ａのウレタンエラストマー層表面から、ブリーディングしたためである。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る伝動ベルトは、帆布の外表面の凸部には樹脂フィルムが被覆され、帆布の外表面側の凹部にはエラストマーが充填されることにより、伝動ベルトとプーリとの接触面において、異なる性質を有する樹脂フィルムとエラストマーの両方を露出させることができる。これにより、フィルムの磨耗等を予防することができるので、伝動ベルトの寿命を長くすることができる。また、エラストマーのプーリとの接触面積を減らすことができるので、エラストマーの接触による異音や発熱等も低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である歯付ベルトの斜視図を示す。
【図２】歯付ベルトの外表面の拡大図を示す。
【図３】帆布に樹脂フィルムを被覆する工程を示す。
【図４】樹脂フィルムが被膜された帆布を示す。
【図５】歯付ベルトの製造工程において、金型内に注型液を注入する工程を示す。
【図６】歯付ベルトの製造工程において、注型液を注入した後の金型内を示す。
【図７】走行試験の結果を表わしたグラフを示す。
【符号の説明】
１０歯付ベルト
１０ａ外表面
１８帆布
１８ａ凸部
１８ｂ凹部
２０樹脂フィルム
２１流入エラストマー層
３５’ 所定面
４０金型
Ｘウレタン注型液[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission belt, for example, a low speed high torque driving belt.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a driving belt requiring low speed and high torque, a urethane belt having high rigidity and good wear resistance is used. When the urethane resin is in direct contact with the pulley, the urethane belt generates meshing friction with the pulley or generates abnormal noise. Therefore, the surface of the tooth surface is covered with the reinforcing cloth, and further, the surface of the reinforcing cloth may be coated with an impermeable resin film having a small friction coefficient so that the urethane resin does not ooze out to the surface. Known (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 1-32222 [Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 60-14223 [0004]
However, since the impervious resin film is relatively easily worn by use, the belt is likely to be deformed and thinned by the wear, and easily engages with the pulley. That is, it is difficult to obtain a long-life urethane belt.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and relates to a transmission belt, particularly a urethane belt, and an object thereof is to prevent generation of heat and noise during use and to improve durability.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The transmission belt according to the present invention includes a belt main body formed of an elastomer, a tensile body that is embedded in the belt main body so as to be spaced apart and extends in the belt longitudinal direction, and is coated on the surface of the belt main body and has irregularities on the outer surface. A transmission belt having a canvas and a resin layer on the outer surface of the canvas, the convex portion on the outer surface of the canvas is covered with a resin layer, and the concave portion on the outer surface side of the canvas is filled with an elastomer. Thereby, the elastomer and the resin layer can be exposed at the contact surface between the pulley and the transmission belt, and the durability of the belt can be improved by the effect of the elastomer and the resin layer, for example.
[0007]
For example, when the canvas is a woven fabric, it is preferable that the convex portion is formed as a collar portion and the concave portion is formed as a mating portion.
[0008]
The convex portions and the concave portions are preferably arranged alternately at a predetermined interval, and more preferably, the convex portions and the concave portions are arranged obliquely with respect to the longitudinal direction of the belt body.
[0009]
It is preferable that a tooth portion is formed on the surface side of the belt body covered with the canvas.
For example, the resin layer has a smaller coefficient of friction than the elastomer. Thereby, the noise and heat generation when the belt is used can be reduced by the resin layer.
[0010]
For example, the resin layer is less sticky than the elastomer. For example, the resin layer is copolymer nylon. For example, the elastomer is a urethane elastomer.
[0011]
Silicone oil is preferably blended with the elastomer. Thereby, generation | occurrence | production of the abnormal noise at the time of belt use and heat_generation | fever can be suppressed.
[0012]
A method of manufacturing a transmission belt according to the present invention includes a canvas coating step of coating a resin layer on the outer surface of a canvas having irregularities on the outer surface, and a mold for molding the transmission belt of the canvas coated with the resin layer. In addition, a canvas mounting process for attaching the resin layer to a predetermined surface in the mold, a casting liquid injection process for injecting the casting liquid into the inner surface of the canvas in the mold, and curing the casting liquid And a belt molding process for obtaining a transmission belt formed of elastomer, and in the canvas coating process, the thickness of the resin layer coated on the convex part of the canvas is determined to be greater than the thickness of the resin layer coated on the concave part of the canvas. In addition, a part of the resin layer coated on the concave portion of the canvas is torn or melted and the casting liquid flows into the concave portion on the outer surface side of the canvas, whereby the concave portion is filled with the elastomer. Thereby, the transmission belt which concerns on this invention can be obtained easily.
[0013]
Preferably, in the method for manufacturing a transmission belt in which the predetermined surface of the mold is formed in a tooth shape, the canvas coated with the resin layer is attached to the mold so that the resin layer is not torn before being attached to the mold. A step of forming in advance so as to follow the tooth profile is provided.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a perspective view in which a part of a toothed belt 10 according to an embodiment of the present invention is broken. In this figure, a tooth rubber layer 12 having tooth portions is provided on the upper surface side of the toothed belt 10, and a back rubber layer 22 is provided on the back surface side. The tooth rubber layer 12 and the back rubber layer 22 are belt bodies formed of an elastomer. A plurality of tensile bodies 14 are embedded between the tooth rubber layer 12 and the back rubber layer 22 so as to be spaced apart from each other inside the belt main body. The tensile body 14 is extended in the longitudinal direction of the toothed belt 10. The surface of the tooth rubber layer 12 is covered with a canvas 18.
[0016]
The canvas 18 is a woven fabric and has irregularities, that is, convex portions 18a and concave portions 18b, and the canvas 18 is constituted by a twill weave. That is, the convex portion 18 a is formed as a heel portion in an oblique direction with respect to the warp yarn 38 and the weft yarn 39 described later, and the concave portion 18 b is formed as a mating portion in an oblique direction with respect to the warp yarn 38 and the weft yarn 39. Here, the convex portions 18a and the concave portions 18b are alternately arranged at substantially equal intervals at predetermined intervals in an oblique direction with respect to the longitudinal direction of the belt 10 main body.
[0017]
A resin film (resin layer) 20 is coated on the outer surface side of the convex portion 18 a formed by the canvas 18, and an inflow elastomer layer 21 is filled on the outer surface side of the concave portion 18 b formed by the canvas 18. Has been. As a result, the outer surface 10a of the toothed belt 10 on the side covered with the canvas 18, that is, the upper surface of the toothed belt 10 has a striped pattern represented by the inflow elastomer layer 21 and the resin film 20 when viewed from above. Yes.
[0018]
An enlarged view of the vicinity of the outer surface 10a is shown in FIG. The canvas 18 is composed of a warp 38 and a weft 39, and the warp 38 is extended in parallel with the width direction of the toothed belt 10, and the weft 39 is extended in parallel with the longitudinal direction of the toothed belt 10. The warp and weft are, for example, nylon fiber filaments, the warp 38 is a low stretch yarn, and the weft 39 is a high stretch yarn.
[0019]
The weft 39 is woven so that it passes below the two warps 38 and then passes above the next two warps 38. As a result, the weft 39 is formed in a waveform, and in the portion where the weft 39 passes below the warp 38, a recess 18b is formed with the warp 38 as the lower surface and the weft 39 as the side surface. On the other hand, in the portion where the weft 39 passes over the warp 38, a convex portion 18a having the weft 39 as an undulating surface is formed. Similarly, the warp 38 is woven so that it passes below the two warps 38 and then passes above the next two warps 38. Thereby, the convex part 18a and the recessed part 18b are linearly formed in the diagonal direction of the warp 38 and the weft 39.
[0020]
A resin film 20 is coated on the upper surface of the canvas 18, that is, on the outer surface side of the convex portions 18a and the concave portions 18b. The resin film 20 covered with the convex portion 18a is exposed on the outer surface 10a. On the other hand, a part of the resin film 20 covered with the recess 18 b is dissolved to form a hole 41, and the upper surface of the film 20 is filled with the inflow elastomer layer 21. That is, the resin film 20 coated on the outer surface side of the concave portion 18b is partly torn or melted in the manufacturing process of the toothed belt 10, so that the resin film 20 is separated from the tooth rubber layer 12 through the torn or melted part. The casting liquid flows in and cures to form an inflow elastomer layer 21. The inflow elastomer layer 21 and the resin film 20 exposed on the outer surface 10a of the toothed belt 10 are on the same plane, and the outer surface 10a is formed smoothly.
[0021]
Hereinafter, a method for manufacturing the toothed belt 10 will be described. 3 to 6 show the manufacturing process of the toothed belt 10 in order, and the corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
[0022]
FIG. 3 shows a process of covering the canvas 18 with the resin film 20. The canvas 18 sent out from the canvas feed roller 71 is sent to the pressure unit 76 through the plurality of guide rollers 73 together with the resin film 20 sent out from the film feed roller 72. The pressure unit 76 includes a metal roll 74 and a silicon roll 75. The canvas 18 sent to the pressure unit is covered with the resin film 20 by being pressed by the metal roll 74 and the silicon roll 75. At this time, the metal roll 74 is heated at a predetermined temperature T _P (for example, 125 ° C.), and the contact length of the canvas 18 to the metal roll 74 is about 20 cm. In addition, the canvas 18 is sent about every 2 m. The canvas 18 covered with the resin film 20 is wound on a roll.
[0023]
The resin film 20 used here has a smaller coefficient of friction than that of an elastomer, and is further made of a material having a melting point close to a preforming temperature to be described later (for example, the melting point is higher than the temperature at the time of preforming and the melting point thereof). And the difference between the preforming temperature and the temperature within 50 ° C.). Therefore, the resin film 20 has a melting point of 120 to 140 ° C., for example, and the material thereof is preferably copolymer nylon. The thickness of the resin film 20 is preferably 15 μm to 50 μm, more preferably 25 μm to 50 μm. Moreover, it is preferable that the resin film 20 has lower adhesiveness than an elastomer.
[0024]
The canvas 18 coated with the resin film 20 is shown in FIG. The upper surface of the canvas 18 is covered with a resin film, and the thickness of the resin film 20 covered with the convex portions 18a is larger than the thickness of the resin film covered with the concave portions 18b. This is because the resin film 20 covered with the concave portion 18b recessed from the convex portion 18a is stretched by the pressurization by the pressure portion described above.
[0025]
5 and 6 show a method for forming the toothed belt 10. The canvas 18 covered with the resin film 20 is preformed so as to follow a tooth profile of a toothed drum 35 to be described later without being stretched so that the resin film 20 is not torn. Pre-forming is performed by pressing at a temperature of about 70 ° C. The preformed canvas 18 is cut according to a predetermined number of belt teeth, and ends thereof are joined to form a cylindrical shape (not shown). The canvas 18 formed in a cylindrical shape is attached to a cylindrical (not shown) toothed drum 35 so that the resin film 20 faces a predetermined surface 35 ′ of the toothed drum 35. On the canvas 18 mounted on the toothed drum 35, the tensile body 14 is further spirally wound in the circumferential direction of the toothed drum 35. When the canvas 18 is attached to the toothed drum 35, the canvas 18 is not formed to a shape that is completely in line with the tooth profile.
[0026]
Next, by inserting the toothed drum 35 concentrically into the outer mold 36, a mold 40 for injecting the casting liquid X is assembled, and an upper lid (not shown) is provided above the mold 40. It is attached. An injection port for injecting the casting liquid X is provided on the lower side of the mold 40, and the air pushed out from the mold 40 is released when the casting liquid X is injected into the upper lid. Ventilation holes are provided. The mold 40 is for molding the toothed belt 10, and the interval between the toothed drum 35 and the outer mold 36 corresponds to the height of the toothed belt 10. When the mold 40 is assembled, preheating is applied to the mold 40 at a predetermined temperature T ₁ (90 to 100 ° C.).
[0027]
After the preheating, as shown in FIG. 5, a casting liquid X, which will be described later, is injected into the mold 40 on the inner surface side of the canvas 18. The casting liquid X rises in the mold 40 almost in parallel from the bottom to the top. That is, the casting liquid X is first filled along the back surface of the belt and the tooth traces of the portions that become the tooth rubber layer 12 and the back rubber layer 22 after curing. When the casting liquid X is filled in the mold 40, the vent is closed and the molding liquid X penetrates into the canvas 18 and is covered with the canvas 18 by pressurizing the mold 40. It comes in contact with the resin film 20. Here, the resin film 20 is partly reduced in elastic modulus due to the above-described preheating and becomes a molten state. Therefore, a part of the concave portion 18 b where the thickness of the film 20 is thin is torn or melted by the pressure of the casting liquid X, so that the casting liquid X oozes out on the outer surface of the film 20. On the other hand, since the film 20 covered with the convex portion 18a is thick and the resin film 20 is not completely melted, the casting liquid X does not ooze out on the outer surface of the film 20. Further, even if the film 20 is in a molten state, the casting liquid X does not ooze out on the outer surface of the film 20 depending on the pressure of the casting liquid X because the film 20 is thick. Therefore, as shown in FIG. 6, the outer surface side of the convex portion 18a is coated with a resin film, and the film 20 is in contact with the predetermined surface 35 ', while the outer surface side of the concave portion 18b is filled with the casting liquid and the predetermined surface. The casting solution X is in contact with 35 '. When the injection of the casting liquid is completed, the casting liquid filled on the outer surface side of the film 20 and the recess 18b is in close contact with the mold and formed into the shape of the outer peripheral surface of the toothed belt 10.
[0028]
When the injection of the casting solution X is completed, the mold is heated at a predetermined temperature T ₂ (for example, 95 ° C.) for a predetermined time. Thus, the injected casting solution X is cured by cross-linking to become an elastomer, and a belt slab in which the main body member is formed of the elastomer is formed in the mold. In addition, the casting liquid X with which the outer surface side of the recessed part 18b was filled becomes the inflow elastomer layer 21 (refer FIG. 1, 2). The belt slab is taken out from the mold, and then secondarily cured and cut into a predetermined width, whereby the toothed belt 10 is obtained (see FIG. 1).
[0029]
Next, the blending method of the casting solution X will be described. The casting liquid X is a fluid such as a liquid. The casting liquid X contains the first prepolymer and the second prepolymer as the main ingredients, and further mixed with black pigment and stirred for a certain period of time. Created.
[0030]
Each of the first and second prepolymers is preferably a urethane prepolymer, in which case the second prepolymer has a different isocyanate content than the first prepolymer. Thereby, the urethane belt formed from a highly durable urethane elastomer can be obtained. The first and second prepolymers are even better if they are obtained by reacting toluene diisocyanate and polyol. As the polyol, for example, any of polycaprolactone diol, polycarbonate diol, or a mixture thereof is used. And when using what was obtained by making toluene diisocyanate and a polyol react as a 1st and 2nd prepolymer, isocyanate content is 5.8-6.0%, 4.2-4. 4% is preferred. In this case, MOCA (3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane) is used as the curing agent, for example. Furthermore, it is more preferable if silicon oil is blended in the casting liquid X.
[0031]
[Table 1]

[0032]
[Examples of resin film]
Examples A to D in Table 1 show the material, thickness and melting point of the resin film 20 and the components of the casting solution X. In addition, although not described in the table | surface, 2 parts of black pigments etc. are each mix | blended with the casting liquid.
[0033]
Here, the thickness indicates the thickness before the film is coated on the canvas 18, and NCO% indicates the isocyanate content of the first and second prepolymers. The first and second prepolymers are obtained by reacting toluene diisocyanate and polycaprolactone diol, and are respectively PLACEL EP1595 and PLACEL EP1500 (trade name, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.). MOCA (3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane) was used as the curing agent. For example, KF96 300CS (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as the silicone oil. In addition, --- in a table | surface shows that the component is not mix | blended.
[0034]
As shown in Table 1, each of the toothed belts of Examples A to C has a melting point of 120 ° C., 120 ° C., and 140 ° C., and a thickness of 25 μm, 50 μm, and 40 μm. A copolymer nylon film was used. In Example D, the resin film of Example A was used, and silicone oil was further added. Regarding other conditions, Examples A to D were the same.
[0035]
When each toothed belt was manufactured by the above method, a toothed belt 10 as shown in FIG. 1 was obtained. Here, it can be confirmed with an electron microscope that the outer surface 10a of the toothed belt is alternately formed with a copolymer nylon film (resin film 20) and a urethane elastomer (inflow elastomer layer 21) in a striped pattern. It was. In Examples C, in view of the melting point of the resin film 20, implementing the predetermined temperatures T ₁ in preforming Example A, it was set higher than the B and D.
[0036]
In the toothed belt of the comparative example, the resin film 20 was a thermoplastic urethane film having a melting point of 120 ° C. and a thickness of 70 μm. When other conditions are manufactured by the same method as in Example A, a toothed belt in which the outer surface of the toothed belt is alternately formed with a thermoplastic urethane film and a urethane elastomer cannot be obtained. A toothed belt whose outer surface was covered with a thermoplastic urethane film was obtained.
[0037]
[Testing method and evaluation of running belt life]
A running test was performed using the toothed belts of Examples A and D and the comparative example. This running test was conducted by using a toothed belt around two pulleys with 20 and 69 teeth on the front and rear wheels of a 14-inch bicycle. The result is shown in FIG. The running test was performed twice in the comparative example, 6 degrees in the example A, and once in the example D.
[0038]
As shown in the graph, in the comparative example, when the treading force is about 95 kgf, for example, at a travel distance of 300 km, film abrasion powder accumulates on the belt tooth bottom and the pulley tooth tip, causing an abnormal meshing between the belt tooth and the pulley tooth. Tooth skipping (jumping) abnormality occurred. On the other hand, in Example A, no belt abnormality occurred up to about 700 to 3000 km. Further, in Example D to which silicon oil was added, no abnormality occurred in the belt for a traveling distance of 4000 km or more. In addition, even when the test is performed with a pedaling force of about 75 kgf, the comparative example has a traveling distance of about 3000 km, and film abrasion powder accumulates on the belt tooth bottom and the pulley tooth tip, causing the belt teeth and the pulley teeth to mesh abnormally, In addition, tooth jumping (jumping) abnormality occurred. On the other hand, in Example A, no abnormality occurred in the belt of 6000 km or more. Moreover, although not shown in the graph, in Examples A and D, the generation of abrasion powder on the film could be suppressed as compared with the comparative example.
[0039]
As is clear from the test results, the toothed belt 10 according to the present embodiment has durability due to the outer surface 10a of the toothed belt being alternately formed by a copolymer nylon film and a urethane elastomer. It was found that the generation of abrasion powder on the film was further suppressed. This is because both the urethane elastomer layer and the copolymer nylon film layer are exposed on the outer surface 10a of the toothed belt, thereby preventing the wear of the film having poor abrasion resistance from being caused by the urethane elastomer layer having good abrasion resistance. Because it is.
[0040]
That is, since the abrasion of the copolymer nylon film layer is prevented by the urethane elastomer layer, tooth profile deformation, tension change and the like due to tooth thinning can be suppressed, and as a result, the life of the transmission belt can be extended. Further, since the worn film does not accumulate on the tooth bottom, jumping can be prevented from occurring. Furthermore, since the exposed area of the urethane belt having a high friction coefficient is small, the generation of heat and abnormal noise can be suppressed.
[0041]
In Example D, the addition of silicone oil to the urethane elastomer further suppressed the generation of abnormal noise and the generation of heat compared to Example A. Further, durability was improved as compared with Example A. This is because silicon oil having lubricity on the urethane surface bleeds from the urethane elastomer layer surface of the outer surface 10a of the toothed belt due to contact between the toothed belt and the pulley.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, in the transmission belt according to the present invention, the convex portion on the outer surface of the canvas is coated with the resin film, and the concave portion on the outer surface side of the canvas is filled with the elastomer. Both the resin film and the elastomer having different properties can be exposed at the contact surface. Thereby, since abrasion of a film etc. can be prevented, the lifetime of a transmission belt can be lengthened. In addition, since the contact area with the elastomer pulley can be reduced, abnormal noise and heat generation due to the contact of the elastomer can also be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a toothed belt according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows an enlarged view of the outer surface of the toothed belt.
FIG. 3 shows a process of coating a canvas with a resin film.
FIG. 4 shows a canvas coated with a resin film.
FIG. 5 shows a process of injecting a casting solution into a mold in a manufacturing process of a toothed belt.
FIG. 6 shows the inside of a mold after injecting a casting solution in a manufacturing process of a toothed belt.
FIG. 7 is a graph showing the results of a running test.
[Explanation of symbols]
10 Toothed belt 10a Outer surface 18 Canvas 18a Convex part 18b Concave part 20 Resin film 21 Inflow elastomer layer 35 'Predetermined surface 40 Mold X Urethane casting liquid

Claims

Is formed from an elastomer, the belt body which toothing Ru formed on the surface,
A tensile body embedded in the belt body so as to be spaced apart and extending in the longitudinal direction of the belt body;
A canvas that is coated on the surface of the belt body and has irregularities on the outer surface;
A power transmission belt comprising a resin layer coated on the outer surface of the canvas,
The convex portions and concave portions on the outer surface of the canvas are alternately arranged in an oblique direction with respect to the longitudinal direction of the belt body,
Rutotomoni the resin layer is coated on the convex portion of the outer surface of the canvas, by Rukoto said elastomer is filled into the recess of the external surface surface of the canvas, the surface of the belt body in the longitudinal direction of the belt body The resin layer and the elastomer layer are alternately arranged in an oblique direction with respect to, and are formed in a stripe shape,
A power transmission belt, wherein the resin layer has a smaller coefficient of friction than the elastomer .

The power transmission belt according to claim 1, wherein the canvas is a woven fabric.

The power transmission belt according to claim 2, wherein the convex portion is formed as a flange portion, and the concave portion is formed as a mating portion.

The resin layer covered with the recess has a hole, and an elastomer for forming the belt body flows into the recess through the hole, and the recess is filled with the elastomer. The power transmission belt according to claim 1.

The power transmission belt according to claim 1, wherein a surface of the belt main body in which the resin layer and the elastomer layer are formed in a stripe shape is a smooth surface.

The power transmission belt according to claim 1, wherein the resin layer has lower adhesiveness than the elastomer.

The power transmission belt according to claim 1, wherein the resin layer is a copolymer nylon.

The power transmission belt according to claim 1, wherein the elastomer is a urethane elastomer.

2. The transmission belt according to claim 1, wherein silicone oil is blended in the elastomer.

A canvas coating step of coating a resin layer on the outer surface of the canvas having irregularities on the outer surface;
A canvas mounting step of attaching the canvas coated with the resin layer to a mold for molding a transmission belt so that the resin layer faces a predetermined surface in the mold;
A casting liquid injection step of injecting a casting liquid into the inner surface side of the canvas in the mold;
A belt molding step of obtaining a power transmission belt formed of an elastomer by curing the casting solution by heating the inside of the mold;
In the canvas covering step, by heating and pressurizing the resin layer stacked on the canvas, the resin layer on the concave portion of the canvas is stretched, and the resin layer is coated on the outer surface of the canvas, The thickness of the resin layer coated on the convex portion of the canvas is determined to be thicker than the thickness of the resin layer coated on the concave portion of the canvas,
A part of the resin layer that is covered in the concave portion of the canvas and is stretched in the canvas covering step has its elastic modulus lowered by being heated in the mold, and the casting liquid. The manufacturing method of a transmission belt, wherein the elastomer is filled in the recess when the casting liquid flows into the recess on the outer surface side of the canvas by being pushed or torn.

In the manufacturing method of the transmission belt in which the predetermined surface of the mold is formed in a tooth shape,
The transmission according to claim 10 , further comprising a step of pre-molding a canvas covered with the resin layer along the tooth shape so that the resin layer is not torn before being attached to the mold. A method for manufacturing a belt.

In the canvas covering step, the resin layer is overlapped with the canvas 2 The method for manufacturing a transmission belt according to claim 10, wherein the belt is fed between two rollers, pressed and heated between the rollers, and coated on the outer surface of the canvas.

On the surface of the belt body of the transmission belt formed from the elastomer, teeth are formed and the canvas is covered,
The resin layer has a smaller coefficient of friction than the elastomer,
The convex portions and the concave portions are arranged in an oblique direction with respect to the longitudinal direction of the belt body, and are alternately arranged at predetermined intervals.
11. The surface of the belt main body is formed in a striped pattern in which the resin layers and the elastomer layers are alternately arranged in an oblique direction with respect to the longitudinal direction of the belt main body. A method for manufacturing a transmission belt.