JP6031383B2 - 伝動ベルトの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は伝動ベルトの製造方法に関する。

自動車の補機駆動用のベルト伝動装置では、例えば、クランクシャフトプーリ、パワーステアリングプーリ、エアコンプーリ、ウォーターポンププーリ、及びＡＣジェネレータプーリ等にＶリブドベルトが巻き掛けられ、そして、Ｖリブドベルトにはオートテンショナにより一定のベルト張力が付与されるように構成されている（例えば特許文献１）。

特開２０１２−４１９７３号公報

ところで、オートテンショナ等のテンショナプーリを含まないプーリレイアウトで使用されるＶリブドベルトでは、常に適当な張力が付与されるように、所定の安定時張力を有するように作り込む必要である。

本発明の課題は、伝動ベルトの安定時張力を調整することである。

本発明は、ゴム製のベルト本体に有機繊維で構成された心線が埋設されたエンドレスの伝動ベルトの製造方法であって、
心線の乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度を、ＪＩＳ Ｌ１０１７に基づいて測定する心線検査工程と、
前記心線検査工程で乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度を測定した心線を、円筒型の外周上に一定の張力を付与して螺旋状に巻き付け、さらにその上に未架橋ゴム組成物を巻き付ける材料セット工程と、
前記材料セット工程で円筒型上にセットした心線及び未架橋ゴム組成物を加熱及び加圧して円筒状のベルトスラブに加硫成型する加硫成型工程と、
を備えた伝動ベルトの製造方法であって、
前記心線検査工程において測定した心線の乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度に基づいて、前記材料セット工程において円筒型の外周上に螺旋状に巻き付ける際に心線に付与する張力の設定を変更するものである。
本発明は、ゴム製のベルト本体に有機繊維で構成された心線が埋設されたエンドレスの伝動ベルトの製造方法であって、
心線の乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度を、ＪＩＳ Ｌ１０１７に基づいて測定する心線検査工程と、
前記心線検査工程で乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度を測定した心線を、円筒型の外周上に一定の張力を付与して螺旋状に巻き付け、さらにその上に未架橋ゴム組成物を巻き付ける材料セット工程と、
前記材料セット工程で円筒型上にセットした心線及び未架橋ゴム組成物を加熱及び加圧して円筒状のベルトスラブに加硫成型する加硫成型工程と、
前記加硫成型工程で加硫成型したベルトスラブの外周面を研削する研削工程と、
を備えた伝動ベルトの製造方法であって、
前記心線検査工程において測定した心線の乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度に基づいて、前記研削工程におけるベルトスラブの研削量の設定を変更するものである。

本願発明によれば、心線の乾熱時収縮応力及び中間時伸度が製造される伝動ベルトの安定時張力との相関関係が認められることから、心線検査工程において測定した心線の乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度に基づいて、製造される伝動ベルトの安定時張力に影響を及ぼす製造条件の設定を変更することにより、伝動ベルトの安定時張力を調整することができる。

実施形態に係るＶリブドベルトの斜視図である。 実施形態に係るＶリブドベルトを用いた自動車の補機駆動ベルト伝動装置のプーリレイアウトを示す図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの製造方法１を示す第１の説明図である。 心線に付与する張力Ｆと製造されるＶリブドベルトの安定時張力Ｔとの関係を示すグラフである。 （ａ）は、心線の乾熱時収縮応力と製造されるＶリブドベルトの安定時張力Ｔとの関係を示すグラフであり、（ｂ）は、心線の中間時伸度と製造されるＶリブドベルトの安定時張力Ｔとの関係を示すグラフである。 （ａ）は、心線の乾熱時収縮応力に基づく心線に付与する張力Ｆの設定変更についての説明図であり、（ｂ）は、心線の中間時伸度に基づく心線に付与する張力Ｆの設定変更についての説明図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの製造方法１を示す第２の説明図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの製造方法１を示す第３の説明図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの製造方法１を示す第４の説明図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの製造方法１を示す第５の説明図である。 ベルトスラブの研削量Ｇと製造されるＶリブドベルトの安定時張力Ｔとの関係を示すグラフである。 （ａ）は、心線の乾熱時収縮応力に基づくベルトスラブの研削量Ｇの設定変更についての説明図であり、（ｂ）は、心線の中間時伸度に基づくベルトスラブの研削量Ｇの設定変更についての説明図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの製造方法１の安定時張力検査工程で用いる安定時張力測定装置の正面図である。 Ｖリブドベルトの型抜き後の経過時間とベルト長さとの関係を示すグラフである。 実施形態に係るＶリブドベルトの製造方法２を示す第１の説明図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの製造方法２の加硫成型工程で用いるベルト成形型の縦断面図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの製造方法２の加硫成型工程で用いるベルト成形型の一部分の縦断面図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの製造方法２を示す第２の説明図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの製造方法２を示す第３の説明図である。

以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。

（ＶリブドベルトＢ）
図１は、実施形態に係るＶリブドベルトＢ（伝動ベルト）を示す。実施形態に係る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用のベルト伝動装置等に用いられるエンドレスのものである。実施形態に係るＶリブドベルトＢは、例えば、ベルト長さが７００〜３０００ｍｍ、ベルト幅が１０〜３６ｍｍ、及びベルト厚さが４．０〜５．０ｍｍである。なお、本実施形態では、ＶリブドベルトＢを伝動ベルトの例とするが、特にこれに限定されるものではなく、平ベルトやＶベルトや歯付ベルトであってもよい。

実施形態に係るＶリブドベルトＢは、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成する圧縮ゴム層１１と中間の接着ゴム層１２とベルト外周側の背面ゴム層１３との三重層に構成されたゴム製のＶリブドベルト本体１０を備えており、接着ゴム層１２には、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配された心線１４が埋設されている。

圧縮ゴム層１１は、複数のＶリブ１５がベルト内周側に垂下するように設けられている。複数のＶリブ１５は、各々がベルト長さ方向に延びる断面略逆三角形の突条に形成されていると共に、ベルト幅方向に並設されている。各Ｖリブ１５は、例えば、リブ高さが２．０〜３．０ｍｍ、基端間の幅が１．０〜３．６ｍｍである。また、リブ数は、例えば、３〜６個である（図１では３個）。

接着ゴム層１２は、断面横長矩形の帯状に構成されており、厚さが例えば１．０〜２．５ｍｍである。

背面ゴム層１３も、断面横長矩形の帯状に構成されており、厚さが例えば０．４〜０．８ｍｍである。背面ゴム層１３の表面は、ベルト背面が接触する平プーリとの間で生じる音を抑制する観点から、織布の布目が転写された形態に形成されていることが好ましい。

圧縮ゴム層１１、接着ゴム層１２、及び背面ゴム層１３は、ゴム成分に種々の配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物を加熱及び加圧して架橋剤により架橋させたゴム組成物で形成されている。このゴム組成物は、硫黄を架橋剤として架橋したものであってもよく、また、有機過酸化物を架橋剤として架橋したものであってもよい。

圧縮ゴム層１１、接着ゴム層１２、及び背面ゴム層１３は、別配合のゴム組成物で形成されていてもよく、また、同じ配合のゴム組成物で形成されていてもよい。ベルト背面が接触する平プーリとの接触で粘着が生じるのを抑制する観点からは、背面ゴム層１３は、接着ゴム層１２よりもやや硬めのゴム組成物で形成されていることが好ましい。

圧縮ゴム層１１、接着ゴム層１２、及び背面ゴム層１３を形成するゴム組成物のゴム成分としては、例えば、エチレン−α−オレフィンエラストマー（ＥＰＤＭ、ＥＰＲなど）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）等が挙げられる。配合剤としては、補強剤、充填剤、老化防止剤、軟化剤、架橋剤、加硫促進剤等が挙げられる。なお、圧縮ゴム層１１と接着ゴム層１２とでＶリブドベルト本体１０を構成し、背面ゴム層１３の代わりに、例えば、綿、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等の糸で形成された織布、編物、不織布等で構成された補強布が設けられた構成であってもよい。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物には、ナイロン短繊維等の短繊維が配合されていてもよい。その場合、短繊維が圧縮ゴム層１１にベルト幅方向に配向するように含まれていることが好ましく、また、短繊維が圧縮ゴム層１１の表面から突出するように設けられていることが好ましい。なお、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物に短繊維を配合した構成ではなく、圧縮ゴム層１１の表面に短繊維を付着させた構成であってもよい。

心線１４は、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配されているが、その螺旋のピッチは例えば０．８〜１．５ｍｍである。

心線１４は有機繊維のフィラメント糸で構成されている。心線１４を構成する有機繊維としては、例えば、脂肪族ポリアミド繊維（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート繊維（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ）、ビニロン繊維（ＰＶＡ）等が挙げられる。これらのうち、ＶリブドベルトＢをストレッチタイプとする観点から、脂肪族ポリアミド繊維（ＰＡ）が好ましい。脂肪族ポリアミド繊維としては、例えば、ナイロン６６繊維、ナイロン６繊維、ナイロン４６繊維、ナイロン６１０繊維、ナイロン１２繊維、ナイロン６１１繊維、ナイロン６１２繊維等が挙げられる。

心線１４を構成する有機繊維のガラス転移点は、例えば、脂肪族ポリアミド繊維（ＰＡ）では、ナイロン６６繊維が５０℃、ナイロン６繊維が５０℃、ナイロン４６繊維が６０℃であり、ポリエチレンテレフタレート繊維（ＰＥＴ）が６７℃であり、ポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ）が１１３℃であり、ビニロン繊維（ＰＶＡ）が約８５℃である。ここで、ガラス転移点は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ：Differential scanning calorimetry）によるものである。

心線１４は、単一種の有機繊維で構成されていてもよく、また、複数種の有機繊維が混在して構成されていてもよい。心線１４を構成する有機繊維のフィラメント糸の繊度は例えば２〜６ｄｔｅｘであり、フィラメント径は例えば１４〜２５μｍである。

心線１４を構成する有機繊維のトータル繊度は、ＶリブドベルトＢの適切な安定時張力を得る観点から、好ましくは２５００ｄｔｅｘ以上であり、より好ましくは４０００ｄｔｅｘであり、また、好ましくは１００００ｄｔｅｘ以下であり、より好ましくは８０００ｄｔｅｘ以下である。心線１４の外径は、好ましくはφ０．５〜１．５ｍｍであり、より好ましくはφ０．７〜１．１ｍｍである。ここで、本出願における「安定時張力」とは、初期伸び、つまり、伝動によってほぼ安定するまでの初期に生ずる伸びの後におけるベルト張力をいう。

心線１４の糸構成としては、例えば、片撚り糸、諸撚り糸、ラング撚り糸、組紐が挙げられる。これらのうち片撚り糸及び諸撚り糸が好ましい。

心線１４が片撚り糸の場合、撚り数は、ＶリブドベルトＢの適切な安定時張力を得る観点から、好ましくは３Ｔ／１０ｃｍ以上であり、より好ましくは６Ｔ／１０ｃｍ以上であり、また、好ましくは２０Ｔ／１０ｃｍ以下であり、より好ましくは１５Ｔ／１０ｃｍ以下である。片撚り糸の心線１４は、Ｓ撚り糸であってもよく、また、Ｚ撚り糸であってもよく、さらに、Ｓ撚り糸及びＺ撚り糸の両方を、それらで二重螺旋を形成するように設けてもよい。

心線１４が諸撚り糸の場合、下撚り糸の繊度は、ＶリブドベルトＢの適切な安定時張力を得る観点から、好ましくは１００ｄｔｅｘ以上であり、より好ましくは４００ｄｔｅｘであり、また、好ましくは１５００ｄｔｅｘ以下であり、より好ましくは１０００ｄｔｅｘ以下である。下撚り数は、ＶリブドベルトＢの適切な安定時張力を得る観点から、好ましくは６Ｔ／１０ｃｍ以上であり、より好ましくは１２Ｔ／１０ｃｍ以上であり、また、好ましくは３５Ｔ／１０ｃｍ以下であり、より好ましくは２５Ｔ／１０ｃｍ以下である。下撚り糸の本数は、好ましくは２〜７本であり、より好ましくは３〜５本である。上撚り数は、ＶリブドベルトＢの適切な安定時張力を得る観点から、好ましくは３Ｔ／１０ｃｍ以上であり、より好ましくは６Ｔ／１０ｃｍ以上であり、また、好ましくは２０Ｔ／１０ｃｍ以下であり、より好ましくは１５Ｔ／１０ｃｍ以下である。諸撚り糸の心線１４は、上撚りがＳ撚りであるＳ撚り糸であってもよく、また、上撚りがＺ撚りであるＺ撚り糸であってもよく、さらに、Ｓ撚り糸及びＺ撚り糸の両方を、それらで二重螺旋を形成するように設けてもよい。

図２は、実施形態に係るＶリブドベルトＢを用いた自動車の補機駆動ベルト伝動装置２０のプーリレイアウトを示す。

この補機駆動ベルト伝動装置２０は、クランクシャフトプーリ２１と、その右斜め上方に配置されたウォーターポンププーリ２２とを備えている。クランクシャフトプーリ２１及びウォーターポンププーリ２２のいずれもリブプーリであり、例えば、金属のプレス加工品や鋳物、ナイロン樹脂、フェノール樹脂などの樹脂成形品で構成されている。クランクシャフトプーリ２１のプーリ径は例えばφ１２０〜１７０ｍｍであり、ウォーターポンププーリ２２のプーリ径は例えばφ８０〜１２０ｍｍである。そして、この補機駆動ベルト伝動装置２０では、ＶリブドベルトＢは、Ｖリブ１５側が接触するようにクランクシャフトプーリ２１及びウォーターポンププーリ２２のそれぞれに巻き掛けられている。クランクシャフトプーリ２１及びウォーターポンププーリ２２に巻き掛けられたＶリブドベルトＢの安定時張力は、１Ｖリブ１５当たり好ましくは８０Ｎ以上であり、より好ましくは９０Ｎ以上であり、また、１Ｖリブ１５当たり好ましくは１２０Ｎ以下であり、より好ましくは１１０Ｎ以下である。

なお、補機駆動ベルト伝動装置２０としては、プーリ数が３個以上のプーリレイアウトであってもよい。

（ＶリブドベルトＢの製造方法）
次に、実施形態に係るＶリブドベルトＢの製造方法１及び２について説明する。

［製造方法１］
製造方法１は、材料準備工程、材料セット工程、加硫成型工程、研削工程、幅切り工程、及び安定時張力検査工程を有し、ＶリブドベルトＢのＶリブ１５を研削工程における研削により形成する方法である。

＜材料準備工程＞
まず、ゴム成分に各配合物を配合し、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機で混練し、得られた未架橋ゴム組成物をカレンダー成形等によってシート状に成形して圧縮ゴム層１１用の未架橋ゴムシート１１’を作製する。圧縮ゴム層１１に短繊維を含める場合には、この未架橋ゴムシート１１’に短繊維を配合すればよい。同様に、接着ゴム層１２用及び背面ゴム層１３用の未架橋ゴムシート１２’，１３’も作製する。

また、心線１４’である撚り糸をＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱する接着処理を施す。

ここで、ＲＦＬ水溶液は、レゾルシンとホルムアルデヒドとの初期縮合物にラテックスを混合したものである。ＲＦＬ水溶液の液温は例えば２０〜３０℃である。ＲＦＬ水溶液の固形分は例えば３０質量％以下である。レゾルシン（Ｒ）とホルマリン（Ｆ）とのモル比は例えばＲ／Ｆ＝１／１〜１／２である。ラテックスとしては、例えば、ビニルピリジンスチレンブタジエンゴムラテックス（Ｖｐ・ＳＢＲ）、クロロプレンゴムラテックス（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴムラテックス（ＣＳＭ）等が挙げられる。レゾルシンとホルムアルデヒドとの初期縮合物（ＲＦ）とラテックス（Ｌ）の質量比は例えばＲＦ／Ｌ＝１／５〜１／２０である。

心線１４’のＲＦＬ水溶液への浸漬時間は例えば１〜３秒である。ＲＦＬ水溶液への浸漬後の加熱温度（炉温度）は例えば２００〜２５０℃である。加熱時間（炉内滞在時間）は例えば１〜３分である。ＲＦＬ水溶液による接着処理時に心線１４’にヒートセットのために付与する張力は、ＶリブドベルトＢの適切な安定時張力を得る観点から、好ましくは０．０００９Ｎ／ｄｔｅｘ以上であり、より好ましくは０．００１７Ｎ／ｄｔｅｘ以上であり、また、好ましくは０．０１７Ｎ／ｄｔｅｘ以下であり、より好ましくは０．００５２Ｎ／ｄｔｅｘ以下である。心線１４’のＲＦＬ水溶液による接着処理回数は、１回のみであってもよく、また、２回以上であってもよい。心線１４’にはＲＦＬ被膜が付着するが、その付着量（目付量）は、心線１４’を構成する有機繊維の質量を基準として例えば２〜５質量％である。

心線１４’には、ＲＦＬ水溶液による接着処理の前に、エポキシやイソシアネート（ブロックイソシアネート）をトルエン等の溶剤に溶解させた、或いは、水に分散させたプライマー溶液に浸漬して加熱する接着処理を施してもよい。プライマー溶液の液温は例えば２０〜３０℃である。プライマー溶液の固形分は例えば２０質量％以下である。

心線１４’のプライマー溶液への浸漬時間は例えば１〜３秒である。プライマー溶液への浸漬後の加熱温度（炉温度）は例えば２００〜２５０℃である。加熱時間（炉内滞在時間）は例えば１〜３分である。プライマー溶液による接着処理時に心線１４’に付与する張力は、ＶリブドベルトＢの適切な安定時張力を得る観点から、好ましくは０．０００９Ｎ／ｄｔｅｘ以上であり、より好ましくは０．００１７Ｎ／ｄｔｅｘ以上であり、また、好ましくは０．０１７Ｎ／ｄｔｅｘ以下であり、より好ましくは０．００５２Ｎ／ｄｔｅｘ以下である。心線１４’のプライマー溶液による接着処理回数は、１回のみであってもよく、また、２回以上であってもよい。心線１４’には樹脂被膜が付着するが、その付着量（目付量）は、心線１４’を構成する有機繊維の質量を基準として例えば２〜５質量％である。

心線１４’には、ＲＦＬ水溶液による接着処理の後に、未加硫ゴム組成物をトルエン等の溶剤に溶解させたゴム糊に浸漬して乾燥させる接着処理を施してもよい。ゴム糊の液温は例えば２０〜３０℃である。ゴム糊の固形分は例えば２０質量％以下である。

心線１４’のゴム糊への浸漬時間は例えば１〜３秒である。ゴム糊への浸漬後の乾燥温度（炉温度）は例えば５０〜１００℃である。乾燥時間（炉内滞在時間）は例えば１〜３分である。ゴム糊による接着処理時に心線１４’に付与する張力は、ＶリブドベルトＢの適切な安定時張力を得る観点から、好ましくは０．０００９Ｎ／ｄｔｅｘ以上であり、より好ましくは０．００１７Ｎ／ｄｔｅｘ以上であり、また、好ましくは０．０１７Ｎ／ｄｔｅｘ以下であり、より好ましくは０．００５２Ｎ／ｄｔｅｘ以下である。心線１４’のゴム糊による接着処理回数は、１回のみであってもよく、また、２回以上であってもよい。心線１４’には糊ゴム被膜が付着するが、その付着量（目付量）は、心線１４’を構成する有機繊維の質量を基準として例えば２〜５質量％である。

接着処理後の心線１４’の乾熱時収縮応力は、ＶリブドベルトＢの適切な安定時張力を得る観点から、好ましくは５Ｎ／ｄｔｅｘ以上であり、より好ましくは１０Ｎ／ｄｔｅｘ以上であり、また、好ましくは３０Ｎ／ｄｔｅｘ以下であり、より好ましくは２５Ｎ／ｄｔｅｘ以下である。接着処理後の心線１４’の中間時伸度は、ＶリブドベルトＢの適切な安定時張力を得る観点から、好ましくは１％以上であり、より好ましくは３％以上であり、また、好ましくは８％以下であり、より好ましくは６％以下である。ここで、乾熱時収縮応力及び中間時伸度は、ＪＩＳ Ｌ１０１７に基づいて測定される値である。

＜材料検査工程（心線検査工程）＞
次いで、材料準備工程で準備した未架橋ゴムシート１１’１２’，１３’及び心線１４’の物性を検査する。

未架橋ゴムシート１１’１２’，１３’については、ＪＩＳ Ｋ６３０１等に基づいて引張り強さ及び伸び等を測定する。

心線１４’については、ＪＩＳ Ｌ１０１７に基づいて、乾熱時収縮応力、並びに引張強さ、伸び率、及び中間時伸度等を測定する。

具体的には、乾熱時収縮応力の測定では、材料万能引張試験機のチャンバー内を１５０±１℃に調温して最低３０分温度を安定させ、そこに接着処理後１２時間以上が経過した検査用の心線１４’を入れ、引っ張りながらその両端をチャッキングする。このとき、ＪＩＳ１級直尺（３００ｍｍ）により測定してチャック間距離を３００ｍｍに設定し、初荷重を心線１４’の総デニール数の２０分の１に設定する。なお、チャッキング後の初荷重の設定は困難なため、クロスヘッドを０．５ｍｍ以内で移動させることにより行う。そして、チャンバー内に検査用の心線１４’をセットする際、一時的にチャンバー内の温度は低下するが、チャンバーを閉じて温度が上昇して１４９℃に達した時点でチャートの駆動スイッチを入れ、そのチャートの移動量により３分経過した時点での収縮力を乾熱時収縮応力とする。このとき、チャートスピードは１０ｍｍ／ｍｉｎとする。

中間時伸度の測定では、室温下（２５±１℃）で、材料万能引張試験機に、検査用の心線１４’を引っ張りながら、その両端をチャッキングする。このとき、チャック間距離を５００ｍｍに設定し、初荷重を心線１４’の総デニール数の２０分の１に設定する。そして、検査用の心線１４’の引張試験を行い、得られる「荷重−伸び」曲線における総デニールの２ｇ／ｄｅ時の伸びを中間時伸びとする。このとき、クロスヘッドスピードは２５０ｍｍ／ｍｉｎとする。

＜材料セット工程＞
次いで、図３に示すように、円筒型３１の外周上に、背面ゴム層１３用の未架橋ゴムシート１３’、及び接着ゴム層１２用の未架橋ゴムシート１２’を順に巻き付けて積層し、その上に心線１４’を円筒型３１に対して螺旋状に一定の張力を付与して巻き付け、さらにその上に接着ゴム層１２用の未架橋ゴムシート１２’及び圧縮ゴム層１１用の未架橋ゴムシート１１’を順に巻き付けて積層することによりベルト形成用成形体Ｂ’を成形する。

このとき、心線１４’を巻き付ける際には心線１４’に一定の張力を付与するが、その張力は、適切な安定時張力、つまり、適切なベルト長さを得る観点から、好ましくは０．０００９Ｎ／ｄｔｅｘ以上であり、より好ましくは０．００１７Ｎ／ｄｔｅｘ以上であり、また、好ましくは０．００５２Ｎ／ｄｔｅｘ以下であり、より好ましくは０．００３５Ｎ／ｄｔｅｘ以下である。

ここで、図４に示すように、この心線１４’に付与する張力Ｆと製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔとは相関関係、つまり、心線１４’に付与する張力Ｆが高くなると製造されるＶリブドベルトＢのベルト長さは短くなり、安定時張力Ｔが高くなる関係を有する。

また、心線１４’に付与する張力Ｆを一定とすると、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、心線１４’の乾熱時収縮応力及び中間時伸度と製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔとは相関関係、つまり、心線１４’の乾熱時収縮応力が高くなると製造されるＶリブドベルトＢのベルト長さは短くなり、安定時張力Ｔが高くなる関係、及び心線１４’の中間時伸度が高くなると製造されるＶリブドベルトＢのベルト長さが長くなり、安定時張力Ｔが低くなる関係を有する。

以上の関係から、材料検査工程において測定した心線１４’の乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度に基づいて、心線１４’に付与する張力Ｆの設定を変更し、製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔを調整してもよい。

具体的には、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、心線１４’に付与する張力Ｆを一定とすると、心線１４’の乾熱時収縮応力と安定時張力Ｔ、及び心線１４’の中間時伸度と安定時張力Ｔは、それぞれ相関関係を有することから、心線１４’の乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度の測定値が分かると、予定されている心線１４’に付与する張力Ｆを張力Ｆ_０としたとき、製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔを予測することができる。そして、その予測された安定時張力Ｔが公差の上限Ｔ_ｍａｘに近い或いは上限Ｔ_ｍａｘを超える場合には、矢印Ｘに示すように、予測される安定時張力Ｔが公差範囲（Ｔ_ｍｉｎ〜Ｔ_ｍａｘ）に収まるように心線１４’に付与する張力Ｆの設定を張力Ｆ_０から張力Ｆ_１に下げる。逆に、予測された安定時張力Ｔが公差の下限Ｔ_ｍｉｎに近い或いは下限Ｔ_ｍｉｎを下回る場合には、矢印Ｘ’に示すように、予測される安定時張力Ｔが公差範囲（Ｔ_ｍｉｎ〜Ｔ_ｍａｘ）に収まるように心線１４’に付与する張力Ｆの設定を張力Ｆ_０’から張力Ｆ_１’に上げる。

このように心線１４’の乾熱時収縮応力及び中間時伸度は製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔとの相関関係が認められるので、材料検査工程において測定した心線１４’の乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度に基づいて、上記のように材料セット工程において心線１４’に付与する張力Ｆの設定を変更することにより、製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔを調整することができる。

＜加硫成型工程＞
次いで、図７に示すように、ベルト形成用成形体Ｂ’にゴムスリーブ３２を被せ、それを加硫缶内に配置して密閉すると共に、加硫缶内に高温及び高圧の蒸気を充填して所定の成型時間だけ保持する。このとき、図８に示すように、未架橋ゴムシート１１’，１２’，１３’の架橋が進行して一体化すると共に心線１４’と複合化し、最終的に、円筒状のベルトスラブＳが成型される。

ここで、ベルトスラブＳの成型温度は例えば１００〜１８０℃、成型圧力は例えば０．５〜２．０ＭＰａ、成型時間は例えば１０〜６０分である。

＜研削工程＞
続いて、加硫缶内から蒸気を排出して密閉を解き、円筒型３１上に成型されたベルトスラブＳを型抜きし、図９に示すように、ベルトスラブＳを一対のスラブ掛け渡し軸３３間に掛け渡すと共に、ベルトスラブＳの外周面に対し、周方向に延びるＶリブ形状溝が外周面の軸方向に連設された研削砥石３４を回転させながら当接させ、また、ベルトスラブＳも一対のスラブ掛け渡し軸３３間で回転させることにより、その外周面を全周に渡って研削する。このとき、図１０に示すように、ベルトスラブＳの外周面にはＶリブ１５が形成される。なお、ベルトスラブＳは、必要に応じて長さ方向に分割して研削を行ってもよい。

ここで、図１１に示すように、ベルトスラブＳの研削量Ｇと製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔとは相関関係、つまり、ベルトスラブＳの研削量Ｇが多くなると製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔが小さくなる関係を有する。

また、上述したとおり、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、心線１４’の乾熱時収縮応力及び中間時伸度と製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔとは相関関係、つまり、心線１４’の乾熱時収縮応力が高くなると製造されるＶリブドベルトＢのベルト長さが短くなり、安定時張力Ｔが大きくなる関係、及び心線１４’の中間時伸度が高くなると製造されるＶリブドベルトＢのベルト長さが長くなり、安定時張力が小さくなる関係を有する。

以上の関係から、材料検査工程において測定した心線１４’の乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度に基づいて、ベルトスラブＳの研削量の設定を変更し、製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔを調整してもよい。

具体的には、図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、ベルトスラブＳの研削量Ｇを一定とすると、心線１４’の乾熱時収縮応力と安定時張力Ｔ、及び心線１４’の中間時伸度と安定時張力Ｔは、それぞれ相関関係を有することから、心線１４’の乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度の測定値が分かると、予定されているベルトスラブＳの研削量Ｇを研削量Ｇ_０としたとき、製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔを予測することができる。そして、その予測された安定時張力Ｔが公差の上限Ｔ_ｍａｘに近い或いは上限Ｔ_ｍａｘを超える場合には、矢印Ｙに示すように、予測される安定時張力Ｔが公差範囲（Ｔ_ｍｉｎ〜Ｔ_ｍａｘ）に収まるようにベルトスラブＳの研削量Ｇの設定を張力Ｇ_０から張力Ｇ_１に下げる。逆に、予測された安定時張力Ｔが公差の下限Ｔ_ｍｉｎに近い或いは下限Ｔ_ｍｉｎを下回る場合には、矢印Ｙ’に示すように、予測される安定時張力Ｔが公差範囲（Ｔ_ｍｉｎ〜Ｔ_ｍａｘ）に収まるようにベルトスラブＳの研削量Ｇの設定を張力Ｇ_０’から張力Ｇ_１’に上げる。

このように心線１４’の乾熱時収縮応力及び中間時伸度は製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔとの相関関係が認められるので、材料検査工程において測定した心線１４’の乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度に基づいて、上記のように研削工程におけるベルトスラブＳの研削量Ｇの設定を変更することにより、製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔを調整することができる。

＜幅切り工程＞
そして、研削によりＶリブ１５を形成したベルトスラブＳを所定幅に幅切りして表裏を裏返すことによりＶリブドベルトＢが得られる。

＜寸法精度検査工程＞
最後に、幅切り工程で得たＶリブドベルトＢの安定時張力を測定してベルト長さの寸法精度を検査する。

図１３は、ＶリブドベルトＢの安定時張力を測定するのに用いられる安定時張力測定装置６０を示す。

この安定時張力測定装置６０は、縦長の加熱槽６１とその加熱槽６１内にＶリブドベルトＢが巻き掛けられるように上下にそれぞれ設けられた駆動プーリ６２及び従動プーリ６３とを備えている。

加熱槽６１には、前面に開閉扉６１ａが設けられており、この開閉扉６１ａを開けて検査対象のＶリブドベルトＢの駆動プーリ６２及び従動プーリ６３への取り付け及び取り外しを行い、また、この開閉扉６１ａを閉じてＶリブドベルトＢの安定時張力の測定を行うように構成されている。

加熱槽６１には、上部に給気管６４及び下部に排気管６５がそれぞれ接続されており、それらの給気管６４及び排気管６５は温調空気循環ポンプに接続されている。そして、これらの給気管６４及び排気管６５並びに温調空気循環ポンプは、加熱槽６１に付帯された温調機構を構成し、温調した空気を循環させて加熱槽６１内に温調した空気を連続供給及び排出するように構成されている。なお、加熱槽６１内又は加熱槽６１外に設けたヒータによって温調機構を構成してもよい。

駆動プーリ６２は、加熱槽６１内の上部に軸回転可能に固設され、図示しない駆動源に接続されている。駆動プーリ６２はリブプーリである。駆動プーリ６２のプーリ径は、好ましくはφ４５ｍｍ以上であり、より好ましくはφ７０ｍｍ以上であり、また、好ましくはφ１５０ｍｍ以下であり、より好ましくはφ１２０ｍｍ以下である。

従動プーリ６３は、駆動プーリ６２の下方に軸回転可能で且つ上下可動に設けられている。従動プーリ６３は、駆動プーリ６２との間に任意の一定の軸間距離が保持可能なように構成されており、また、軸荷重検知用の図示しないロードセルが設けられている。そして、このロードセルによって検知される軸荷重からＶリブドベルトＢのベルト張力を算出することができ、従って、このロードセルがＶリブドベルトＢのベルト張力を検出するベルト張力検出手段を構成する。従動プーリ６３もリブプーリである。従動プーリ６３のプーリ径は、好ましくはφ４５ｍｍ以上であり、より好ましくはφ７０ｍｍ以上であり、また、好ましくはφ１５０ｍｍ以下であり、より好ましくはφ１２０ｍｍ以下である。従動プーリ６３のプーリ径は、駆動プーリ６２のプーリ径と同一であることが好ましく、その場合、ロードセルで検知される軸荷重の２分の１がベルト張力となる。

なお、安定時張力測定装置６０のプーリ数は、駆動プーリ６２及び従動プーリ６３の２個の場合に限定されず、３個以上であってもよく、その場合、そこにリブプーリ以外のＶリブドベルトＢの背面に接触して押圧する平プーリが含まれていてもよい。

この安定時張力測定装置６０を用いた安定時張力の検査では、まず、加熱槽６１の開閉扉６１ａを開き、駆動プーリ６２及び従動プーリ６３にＶリブドベルトＢを巻き掛けると共に、従動プーリ６３を下方に移動させ、駆動プーリ６２との間が所定の軸間距離となった位置で移動を停止して固定する。このとき、ＶリブドベルトＢは伸張されてベルト張力が付与される。ここで、駆動プーリ６２及び従動プーリ６３の軸間距離は、駆動プーリ６２及び従動プーリ６３に巻き掛けられたＶリブドベルトＢのベルト長さが、実際に使用されるプーリレイアウトに巻き掛けられたＶリブドベルトＢのベルト長さに一致するように設定する。

次いで、加熱槽６１の開閉扉６１ａを閉じ、加熱槽６１に給気管６４から温風を送り込み、加熱槽６１内を高温度雰囲気とし、それによってＶリブドベルトＢを、心線１４を構成する有機繊維のガラス転移点よりも高いベルト温度に昇温させる。ＶリブドベルトＢのベルト温度は、心線１４を構成する有機繊維のガラス転移点よりも１０〜５０℃高いことが好ましく、２０〜４０℃高いことがより好ましい。ＶリブドベルトＢのベルト温度は、非接触型温度計等により測定することができる。なお、ＶリブドベルトＢのベルト温度を所定のベルト温度まで昇温させるには、加熱槽６１内の雰囲気温度を、その所定のベルト温度よりも２０℃程度高くすることが好ましい。

そして、その後、ロードセルによって検知される軸荷重に基づいて駆動プーリ６２及び従動プーリ６３に巻き掛けた状態のＶリブドベルトＢのベルト張力を安定時張力として測定する。

安定時張力の測定は、ＶリブドベルトＢが心線１４を構成する有機繊維のガラス転移点よりも高いベルト温度となったとき、ＶリブドベルトＢを走行させることなく、駆動プーリ６２及び従動プーリ６３に巻き掛けた状態で行ってもよい。

安定時張力の測定は、駆動プーリ６２を駆動源により回転させることにより、心線１４を構成する有機繊維のガラス転移点よりも高いベルト温度となったＶリブドベルトＢを駆動プーリ６２及び従動プーリ６３に巻き掛けた状態で所定時間走行させ、その走行中又は走行後に行ってもよい。

この場合、駆動プーリ６２の回転数は、好ましくは５００ｒｐｍ以上であり、より好ましくは２０００ｒｐｍ以上であり、また、好ましくは６０００ｒｐｍ以下であり、より好ましくは４０００ｒｐｍ以下である。

ＶリブドベルトＢの走行時間は、好ましくは０．５分以上であり、より好ましくは１分以上であり、また、好ましくは５分以下であり、より好ましくは３分以下である。

安定時張力の測定は、ＶリブドベルトＢの走行直後に行ってもよく、また、走行後所定時間経過（例えば０．５〜３分）した後に行ってもよく、さらに、走行させて冷却した後に行ってもよい。ＶリブドベルトＢを冷却する場合、加熱槽６１に給気管６４から冷風を送り込み、加熱槽６１内を低温度雰囲気とすればよい。冷却後のＶリブドベルトＢのベルト温度は、好ましくは１０℃以上であり、より好ましくは２０℃以上であり、また、好ましくは４０℃以下であり、より好ましくは３０℃以下である。

安定時張力を工程検査する方法としては、ＶリブドベルトＢを実際に連続走行させて安定時張力を測定することが考えられる。ところが、ＶリブドベルトＢが常温雰囲気下で安定時張力を示すまで走行させるには長時間を要するため、検査に時間がかかりすぎるという問題がある。また、安定時張力はベルト長さに大きく依存することから、安定時張力を工程検査する方法として、代用特性としてベルト長さを測定して安定時張力を検査することが考えられる。ところが、ベルト長さは、図１４に示すように、ベルトスラブＳの型抜き後、時間の経過に伴って大きく変化する一方、その型抜き後から検査時までの時間を一定にすることは実質的に不可能であるため、ベルト長さの測定によって安定時張力の検査を高精度に行うことはできないという問題がある。なお、図１４は、周長８６２ｍｍの円筒型を用いて製造したＶリブドベルトＢのベルト長さのベルトスラブＳの型抜き後からの経時変化を示す。

しかしながら、上記のようにすれば、駆動プーリ６２及び従動プーリ６３に巻き掛けた状態のＶリブドベルトＢを、心線１４を構成する有機繊維のガラス転移点よりも高いベルト温度とすることにより、安定時張力を簡易で且つ高精度に検査することができる。これは、ＶリブドベルトＢの初期クリープによるベルト張力の低下が加速され、そして、その低下分のベルト張力が短時間で除去されてベルト張力が安定化するためであると考えられる。

［製造方法２］
製造方法２は、材料準備工程、材料セット工程、加硫成型工程、幅切り工程、及び安定時張力検査工程を有し、ＶリブドベルトＢのＶリブ１５を加硫成型工程における成型により形成する方法である。上記工程のうち材料準備工程及び幅切り工程以降の各工程は製造方法１と同一であるので説明を省略し、以下、材料セット工程及び加硫成型工程についてのみ説明する。

＜材料セット工程＞
材料セット工程では、図１５に示すように、表面が平滑な円筒ドラム４１上にゴムスリーブ４２を被せ、その上に、材料準備工程で準備した背面ゴム層１３用の未架橋ゴムシート１３’、及び接着ゴム層１２用の未架橋ゴムシート１２’を順に巻き付けて積層し、その上から心線１４’を円筒状の内型５１に対して螺旋状に巻き付け、さらにその上から接着ゴム層１２用の未架橋ゴムシート１２’及び圧縮ゴム層１１用の未架橋ゴムシート１１’を順に巻き付けて積層することによりベルト形成用成形体Ｂ’を成形する。圧縮ゴム層１１の表面に短繊維を付着させる場合には、このベルト形成用成形体Ｂ’の最外層の未架橋ゴムシート１１’の表面に短繊維を付着させればよい。

このとき、心線１４’を巻き付ける際には心線１４’に一定の張力を付与するが、その張力は、適切な安定時張力、つまり、適切なベルト長さを得る観点から、好ましくは０．０００９Ｎ／ｄｔｅｘ以上であり、より好ましくは０．００１７Ｎ／ｄｔｅｘ以上であり、また、好ましくは０．００５２Ｎ／ｄｔｅｘ以下であり、より好ましくは０．００３５Ｎ／ｄｔｅｘ以下である。

ここで、図４に示すように、この心線１４’に付与する張力Ｆと製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔとは相関関係、つまり、心線１４’に付与する張力Ｆが高くなると製造されるＶリブドベルトＢのベルト長さは短くなり、安定時張力Ｔが高くなる関係を有する。

また、心線１４’に付与する張力Ｆを一定とすると、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、心線１４’の乾熱時収縮応力及び中間時伸度と製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔとは相関関係、つまり、心線１４’の乾熱時収縮応力が高くなると製造されるＶリブドベルトＢのベルト長さは短くなり、安定時張力Ｔが高くなる関係、及び心線１４’の中間時伸度が高くなると製造されるＶリブドベルトＢのベルト長さが長くなり、安定時張力Ｔが低くなる関係を有する。

以上の関係から、材料検査工程において測定した心線１４’の乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度に基づいて、心線１４’に付与する張力Ｆの設定を変更し、製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔを調整してもよい。

具体的には、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、心線１４’に付与する張力Ｆを一定とすると、心線１４’の乾熱時収縮応力と安定時張力Ｔ、及び心線１４’の中間時伸度と安定時張力Ｔは、それぞれ相関関係を有することから、心線１４’の乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度の測定値が分かると、予定されている心線１４’に付与する張力Ｆを張力Ｆ_０としたとき、製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔを予測することができる。そして、その予測された安定時張力Ｔが公差の上限Ｔ_ｍａｘに近い或いは上限Ｔ_ｍａｘを超える場合には、矢印Ｘに示すように、予測される安定時張力Ｔが公差範囲（Ｔ_ｍｉｎ〜Ｔ_ｍａｘ）に収まるように心線１４’に付与する張力Ｆの設定を張力Ｆ_０から張力Ｆ_１に下げる。逆に、予測された安定時張力Ｔが公差の下限Ｔ_ｍｉｎに近い或いは下限Ｔ_ｍｉｎを下回る場合には、矢印Ｘ’に示すように、予測される安定時張力Ｔが公差範囲（Ｔ_ｍｉｎ〜Ｔ_ｍａｘ）に収まるように心線１４’に付与する張力Ｆの設定を張力Ｆ_０’から張力Ｆ_１’に上げる。

このように心線１４’の乾熱時収縮応力及び中間時伸度は製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔとの相関関係が認められるので、材料検査工程において測定した心線１４’の乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度に基づいて、上記のように材料セット工程において心線１４’に付与する張力Ｆの設定を変更することにより、製造されるＶリブドベルトＢの安定時張力Ｔを調整することができる。

＜加硫成型工程＞
図１６及び１７は、この製造方法２の加硫成型工程で用いるベルト成形型５０を示す。

このベルト成形型５０は、同心状に設けられた、可撓性の円筒状の内型５１及び外型５２を有する。内型５１は、ゴム等の可撓性材料で形成されている。内型５１の外周面は成型面に構成されており、その内型５１の外周面には、織布の布目形成模様等が設けられている。外型５２は、金属等の剛性材料で形成されている。外型５２の内周面は成型面に構成されており、その外型５２の内周面には、Ｖリブ形成面５３が構成されている。また、外型５２には、水蒸気等の熱媒体や水等の冷媒体を流通させて温調する温調機構が設けられている。そして、このベルト成形型５０には、内型５１を内部から加圧膨張させるための加圧手段が設けられている。

材料セット工程に次いで、図１８に示すように、ベルト形成用成形体Ｂ’を設けたゴムスリーブ４２を円筒ドラム４１から外し、それを上記ベルト成形型５０の外型５２の中に位置付け、また、内型５１を外型５２にセットされたゴムスリーブ４２内に位置付けて密閉する。

続いて、外型５２を、所定の成型温度に加熱すると共に、内型５１の密封された内部に高圧空気等を注入して加圧し、その状態を所定の成型時間だけ保持する。このとき、図１９に示すように、内型５１が膨張し、外型５２の成型面に、ベルト形成用成形体Ｂ’が圧接し、そして、未架橋ゴムシート１１’，１２’，１３’の架橋が進行して一体化すると共に心線１４’と複合化し、最終的に、Ｖリブ１５が外周側に形成された円筒状のベルトスラブＳが成型される。

ここで、ベルトスラブＳの成型温度は例えば１００〜１８０℃、成型圧力は例えば０．５〜２．０ＭＰａ、成型時間は例えば１０〜６０分である。

本発明は伝動ベルトの製造方法について有用である。

Ｂ Ｖリブドベルト（伝動ベルト）
Ｂ’ ベルト形成用成形体
Ｓ ベルトスラブ
１０ Ｖリブドベルト本体
１１ 圧縮ゴム層
１１’，１２’，１３’ 未架橋ゴムシート
１２ 接着ゴム層
１３ 背面ゴム層
１４，１４’ 心線
１５ Ｖリブ
２０ 補機駆動ベルト伝動装置
２１ クランクシャフトプーリ
２２ ウォーターポンププーリ
３１ 円筒型
３２ ゴムスリーブ
３３ スラブ掛け渡し軸
３４ 研削砥石
４１ 円筒ドラム
４２ ゴムスリーブ
５０ ベルト成形型
５１ 内型
５２ 外型
５３ Ｖリブ形成面
６０ 安定時張力測定装置
６１ 加熱槽
６１ａ 開閉扉
６２ 駆動プーリ
６３ 従動プーリ
６４ 給気管
６５ 排気管

Claims (3)

1. ゴム製のベルト本体に有機繊維で構成された心線が埋設されたエンドレスの伝動ベルトの製造方法であって、
   心線の乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度を、ＪＩＳ Ｌ１０１７に基づいて測定する心線検査工程と、
   前記心線検査工程で乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度を測定した心線を、円筒型の外周上に一定の張力を付与して螺旋状に巻き付け、さらにその上に未架橋ゴム組成物を巻き付ける材料セット工程と、
   前記材料セット工程で円筒型上にセットした心線及び未架橋ゴム組成物を加熱及び加圧して円筒状のベルトスラブに加硫成型する加硫成型工程と、
   を備えた伝動ベルトの製造方法であって、
   前記心線検査工程において測定した心線の乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度に基づいて、前記材料セット工程において円筒型の外周上に螺旋状に巻き付ける際に心線に付与する張力の設定を変更する伝動ベルトの製造方法。
2. ゴム製のベルト本体に有機繊維で構成された心線が埋設されたエンドレスの伝動ベルトの製造方法であって、
   心線の乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度を、ＪＩＳ Ｌ１０１７に基づいて測定する心線検査工程と、
   前記心線検査工程で乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度を測定した心線を、円筒型の外周上に一定の張力を付与して螺旋状に巻き付け、さらにその上に未架橋ゴム組成物を巻き付ける材料セット工程と、
   前記材料セット工程で円筒型上にセットした心線及び未架橋ゴム組成物を加熱及び加圧して円筒状のベルトスラブに加硫成型する加硫成型工程と、
   前記加硫成型工程で加硫成型したベルトスラブの外周面を研削する研削工程と、
   を備えた伝動ベルトの製造方法であって、
   前記心線検査工程において測定した心線の乾熱時収縮応力及び／又は中間時伸度に基づいて、前記研削工程におけるベルトスラブの研削量の設定を変更する伝動ベルトの製造方法。
3. 請求項１又は２に記載された伝動ベルトの製造方法において、
   前記心線を構成する有機繊維が脂肪族ポリアミド繊維を含む伝動ベルトの製造方法。

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