JP6043589B2 - 伝動用ｖベルト - Google Patents

Description

本発明は、周囲をカバー帆布で被覆した伝動用Ｖベルトに関する。

一般産業機械や農業機械等のベルト伝動装置には、ラップドＶベルトと呼ばれる伝動用Ｖベルトが広く一般的に用いられている。このラップドＶベルトは、内周側の圧縮ゴム層と外周側の伸張ゴム層との間に心線を埋設した無端状のベルト本体のＶ字状断面の周囲を、ベルト周長方向の全長に渡ってカバー帆布で被覆したものであり、カバー帆布としては、経糸と緯糸を９０°または９０°を超える交差角度で平織り、綾織り、朱子織り等によって織製した布帛が用いられている。

一般的に伝動用Ｖベルトは、Ｖ溝プーリに嵌めたときに、Ｖ字状断面の左右の両側面がＶ溝の内壁面と接触する摩擦伝動面となり、この摩擦伝動面での摩擦力を利用して動力を伝達する。通常、摩擦伝動面ではスリップが発生し、このスリップが大きいほどベルト伝動装置の伝動効率は低下する。

近年、省エネルギの要求の高まりに伴って、伝動用Ｖベルトには、摩擦伝動面でのスリップを抑制して伝動効率を向上させ、ベルト伝動装置の消費電力を少なくすることが求められている。ラップドＶベルトのスリップを抑制する手段としては、心線にポリエステル繊維フィラメント群を撚り合せた総デニール数８０００〜４００００の撚糸を使用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−１３２０３４号公報

特許文献１に記載されたラップドＶベルトのスリップ抑制手段は、スリップが発生する摩擦伝動面での摩擦力を増大させる直接的手段ではないので、十分にスリップを抑制できない問題があった。

そこで、本発明の課題は、ラップドＶベルトの摩擦伝動面での摩擦力を増大させて、スリップを十分に抑制できるようにすることである。

上記の課題を解決するために、本発明は、内周側の圧縮ゴム層と外周側の伸張ゴム層との間に心線を埋設した無端状でＶ字状断面のベルト本体と、前記ベルト本体のＶ字状断面の周囲をベルト周長方向の全長に渡って被覆するカバー帆布とからなり、前記カバー帆布で被覆されたＶ字状断面の左右の両側面が摩擦伝動面とされた伝動用Ｖベルトにおいて、前記両側面の摩擦伝動面に、前記ベルト周長方向と傾斜して延びる複数の突条をベルト周長方向に間隔を開けて設け、前記複数の突条は、前記カバー帆布を織製する経糸または緯糸の少なくともいずれかを、他の平坦な部位より突出させることにより形成された構成を採用した。

すなわち、両側面の摩擦伝動面に、ベルト周長方向と傾斜して延びる複数の突条をベルト周長方向に間隔を開けて設け、前記複数の突条は、前記カバー帆布を織製する経糸または緯糸の少なくともいずれかを、他の平坦な部位より突出させることにより形成されることにより、摩擦伝動面の突条がＶ溝プーリのＶ溝の内壁面をグリップする作用によって摩擦伝動面での摩擦力を増大させ、スリップを十分に抑制できるようにした。

前記複数の突条を、前記カバー帆布を織製する経糸または緯糸の少なくともいずれかに、他の部位を織製する糸よりも太い糸を用いて形成することにより、ベルト本体の製造工程を変えることなく、すなわち、ベルト本体を成形する高価な金型を変更したりすることなく、安価で簡単な手段で複数の突条を形成することができる。

前記複数の突条を、前記カバー帆布を織製する経糸または緯糸の少なくともいずれかを、他の部位を織製する糸よりも高密度に織り込んで形成することによっても、ベルト本体の製造工程を変えることなく、安価で簡単な手段で複数の突条を形成することができる。

この高密度織りによって突条を形成するには、他の平坦な部位に対するカバーファクターの比が５〜３０程度となるような密度で織り込んだ状態が好ましい。このカバーファクターの比が５未満では、後述するように、突条が形成されない。なお、カバーファクターとは、織物を構成する糸の太さと密度によって定められる織物の粗密度を表す指標であり、次式であらわされる。
ここに、糸本数とは、（基本糸の撚り本数×引き揃え本数）である。

前記突条の突出高さは０．２〜２．０ｍｍとするのが好ましい。突出高さが０．２ｍｍ未満では、突条がＶ溝の内壁面をグリップする作用が不足する恐れがあり、２．０ｍｍを超えると、突条以外の部分がＶ溝の内壁面から浮き上がって、Ｖ溝の内壁面との接触圧力が突条部分に過剰に集中し、突条部分を起点とする亀裂が生じて、ベルト寿命が低下する恐れがある。

前記突条のベルト周長方向に対する傾斜角度は３０°以上とするのが好ましい。傾斜角度が３０°未満では、ベルトが走行するベルト周長方向に対する突条のグリップ力が小さくなって、スリップの抑制が不十分となる恐れがある。なお、傾斜角度はベルト走行方向に対して、どちら向きに傾斜させてもよい。通常のラップドＶベルトのカバー帆布は、経糸と緯糸の交差角度を９０°として織製し、後述するバイアスカット加工により、ベルト周長方向に対する経糸と緯糸の傾斜角度が略４５°となるようにベルト本体に巻き付けられている。これは、ベルト周長方向への屈曲に対して伸縮性を確保するための手段である。したがって、ベルトに必要な屈曲性を確保し、かつ従来のラップドＶベルトの製造工程を変えずに製造できることを考慮すると、突条のベルト周長方向に対する傾斜角度は略４５°とするのが好ましい。

前記複数の突条間の間隔は５〜１５ｍｍの範囲とするのが好ましい。間隔が５ｍｍ未満では、摩擦伝動面に占める突条部分の割合が過大となって、グリップ力が却って小さくなる恐れがあり、１５ｍｍを超えると、Ｖ溝の内壁面と接触する突条が少なくなり過ぎるか存在しなくなって、グリップ作用が不足するか、一時的にグリップ作用がなくなる恐れがある。なお、この突条間の間隔は、一定の間隔であっても、規則的または不規則的に変化する間隔であってもよい。

前記内周側の圧縮ゴム層に複数のコグを設けることにより、ベルトの屈曲性を向上させることができるとともに、ベルトの屈曲抵抗による伝動損失を低減することができる。

本発明に係る伝動用Ｖベルトは、両側面の摩擦伝動面に、ベルト周長方向と傾斜して延びる複数の突条をベルト周長方向に所定のピッチで設けたので、摩擦伝動面での摩擦力を増大させてスリップを十分に抑制し、ベルト伝動装置の伝動効率を向上させて消費電力を少なくすることができる。

第１の実施形態の伝動用Ｖベルトを示す切欠き斜視図 （ａ）は図１の伝動用Ｖベルトの横断面図、（ｂ）は（ａ）の側面図 （ａ）、（ｂ）は、それぞれ図１のカバー帆布の第１の実施例と第２の実施例の織構造を模式的に示す断面図 （ａ）〜（ｅ）は図１のカバー帆布を製造する工程の一例を示す概念図 図４（ｃ）のバイアスカットした帆布を示す平面図 図１の伝動用Ｖベルトの摩擦伝動面を撮影した写真 伝動用Ｖベルトの摩擦測定試験を説明する概念図 伝動用Ｖベルトの走行試験を説明する概念図 第２の実施形態の伝動用Ｖベルトを示す切欠き斜視図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１および図２（ａ）、（ｂ）は、第１の実施形態の伝動用Ｖベルトを示す。この伝動用ＶベルトはラップドＶベルト１であり、内周側の圧縮ゴム層２と外周側の伸張ゴム層３の間の接着ゴム層４に心線５を埋設した無端状でＶ字状断面のベルト本体６と、ベルト本体６のＶ字状断面の周囲をベルト周長方向の全長に渡って被覆するカバー帆布７とからなる、カバー帆布７で被覆されたＶ字状断面の左右の両側面が、Ｖ溝プーリ１０のＶ溝１０ａの内壁面と接触する摩擦伝動面８とされている。

前記カバー帆布７には、後述する製造工程で形成された突条７ａが設けられ、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、この突条７ａが摩擦伝動面８を含むベルト全周の表面から突出高さＨで突出して、ベルト周長方向に対して傾斜角度θで傾斜して旋回するように一定の間隔Ｄで延びている。

前記圧縮ゴム層２と伸張ゴム層３を形成するゴム組成物は、同じものであっても、異なるものであってもよい。これらのゴム組成物を構成するゴム成分としては、加硫または架橋可能なゴム、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、水素化ニトリルゴム等のジエン系ゴム、エチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、アクリル系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素化ゴム等が挙げられる。これらのゴム成分は、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。これらのうち、クロロプレンゴムとエチレン−α−オレフィンエラストマー（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ等）が好ましく、クロロプレンゴムが最も好ましい。クロロプレンゴムは硫黄変性タイプでも非硫黄変性タイプでもよい。

前記ゴム組成物には、必要に応じて、加硫剤または架橋剤、共架橋剤、加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤、金属酸化物（酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化チタン、酸化アルミニウム等）、増強剤（カーボンブラック、含水シリカ等の酸化ケイ素等）、短繊維、充填剤（クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等）、軟化剤（パラフィンオイル、ナフテン系オイル等のオイル類等）、加工剤または加工助剤（ステアリン酸、ステアリン酸金属塩、ワックス、パラフィン等）、老化防止剤（酸化防止剤、熱老化防止剤、屈曲亀裂防止剤、オゾン劣化防止剤等）、着色剤、粘着付与剤、可塑剤、カップリング剤（シランカップリング剤等）、安定剤（紫外線吸収剤、熱安定剤等）、難燃剤、帯電防止剤等を配合してもよい。なお、金属酸化物は架橋剤として配合してもよい。

前記加硫剤または架橋剤としては、ゴム成分の種類に応じて慣用のものを使用でき、例えば、金属酸化物（酸化マグネシウム、酸化亜鉛等）、有機過酸化物（ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、ジアルキルパーオキサイド等）、硫黄系加硫剤等が挙げられる。硫黄系加硫剤としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄、塩化硫黄（一塩化硫黄、二塩化硫黄等）等が挙げられる。これらの加硫剤または架橋剤は、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用してもよい。ゴム成分がクロロプレンゴムである場合は、加硫剤または架橋剤として金属酸化物（酸化マグネシウム、酸化亜鉛等）を使用してもよい。また、金属酸化物は他の加硫剤（硫黄系加硫剤等）と組み合わせて使用してもよく、金属酸化物と硫黄系加硫剤は、単独でまたは加硫促進剤と組み合わせて使用してもよい。

前記加硫剤の配合量は、加硫剤およびゴム成分の種類に応じて、ゴム成分１００質量部に対して、１〜２０質量部程度の範囲とするとよい。例えば、加硫剤を有機過酸化物とする場合は、その配合量を１〜８質量部、好ましくは１．５〜５質量部、さらに好ましくは２〜４．５質量部とするとよい。また、加硫剤を金属酸化物とする場合は、その配合量を１〜２０質量部、好ましくは３〜１７質量部、さらに好ましくは７〜１３質量部とするとよい。

前記共架橋剤（架橋助剤または共加硫剤co-agent）としては、公知の架橋助剤、例えば、多官能（イソ）シアヌレート（トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート等）、ポリジエン（１，２−ポリブタジエン等）、不飽和カルボン酸の金属塩（（メタ）アクリル酸亜鉛、（メタ）アクリル酸マグネシウム等）、オキシム類（キノンジオキシム等）、グアニジン類（ジフェニルグアニジン等）、多官能（メタ）アクリレート（エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等）、ビスマレイミド類（脂肪族ビスマレイミド、アレーンビスマレイミド、芳香族ビスマレイミド等）等が挙げられる。これらの共架橋剤は、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。これらのうち、ビスマレイミド類が好ましく、ビスマレイミド類の添加により架橋度を高め、粘着摩耗等を防止することができる。脂肪族ビスマレイミドとしては、Ｎ，Ｎ’−１，２−エチレンビスマレイミド、１，６’− ビスマレイミド−（２，２，４−トリメチル）シクロヘキサン等が挙げられ、アレーンビスマレイミドまたは芳香族ビスマレイミドとしては、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、４−メチル−１，３−フェニレンビスマレイミド、４，４’−ジフェニルメタンビスマレイミド、２，２−ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル〕プロパン、４，４’− ジフェニルエーテルビスマレイミド、４，４’− ジフェニルスルフォンビスマレイミド、１，３−ビス（３−マレイミドフェノキシ）ベンゼン等が挙げられる。これらのビスマレイミド類のうち、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド等のアレーンビスマレイミドまたは芳香族ビスマレイミドが好ましい。

前記共架橋剤（架橋助剤）の配合量は、固形分換算で、ゴム成分１００質量部に対して、０．０１〜１０質量部程度の範囲とするとよく、好ましくは０．１〜５質量部、さらに好ましくは０．５〜３質量部とするとよい。

前記加硫促進剤としては、チウラム系促進剤（テトラメチルチウラム・モノスルフィド、テトラメチルチウラム・ジスルフィド（ＴＭＴＤ）、テトラエチルチウラム・ジスルフィド、テトラブチルチウラム・ジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＤＰＴＴ）、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルチウラム・ジスルフィド等）、チアゾール系促進剤（２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、２−メルカプトチアゾリン、ジベンゾチアジル・ジスルフィド、２−（４’−モルホリノジチオ）ベンゾチアゾール等）、スルフェンアミド系促進剤（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド等）、ビスマレイミド系促進剤（Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−１，２−エチレンビスマレイミド等）、グアニジン類（ジフェニルグアニジン、ジｏ−トリルグアニジン等）、ウレア系またはチオウレア系促進剤（エチレンチオウレア等）、ジチオカルバミン酸塩類、キサントゲン酸塩類等が挙げられる。これらの加硫促進剤は、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。これらのうち、ＴＭＴＤ、ＤＰＴＴ、ＣＢＳ等が汎用される。

前記加硫促進剤の配合量は、固形分換算で、ゴム成分１００質量部に対して、０．１〜１５質量部程度の範囲とするとよく、好ましくは０．３〜１０質量部、さらに好ましくは０．５〜５質量部とするとよい。

前記増強剤（カーボンブラック、酸化ケイ素等）の配合量は、ゴム組成物の総量１００質量部に対して、１０〜１００質量部程度の範囲とするとよく、好ましくは２０〜８０質量部、さらに好ましくは３０〜７０質量部とするとよい。また、軟化剤（ナフテン系オイル等のオイル類）の配合量は、ゴム組成物の総量１００質量部に対して、１〜３０質量部程度の範囲とするとよく、好ましくは３〜２０質量部、さらに好ましくは５〜１０質量部とするとよい。老化防止剤の配合量は、ゴム組成物の総量１００質量部に対して、０．５〜１５質量部程度の範囲とするとよく、好ましくは１〜１０質量部、さらに好ましくは３〜７質量部とするとよい。

前記短繊維としては、ポリオレフィン系繊維（ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等）、ポリアミド系繊維（ポリアミド６繊維、ポリアミド６６繊維、ポリアミド４６繊維、アラミド繊維等）、ポリアルキレンアリレート系繊維（ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維等のＣ_２−４アルキレンＣ_６−１４アリレート系繊維等）、ビニロン繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維等の合成繊維、綿、麻、羊毛等の天然繊維、炭素繊維等の無機繊維が使用される。これらの短繊維は、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。短繊維の長さは、１〜２０ｍｍ程度の範囲とするとよく、好ましくは２〜１５ｍｍ、より好ましくは３〜１０ｍｍとするとよい。また、短繊維の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して、５〜５０質量部程度の範囲とするとよい。

前記接着ゴム層４を形成するゴム組成物は、圧縮ゴム層１や伸張ゴム層２のゴム組成物と同様に、ゴム成分（クロロプレンゴム等）に、加硫剤または架橋剤（酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の金属酸化物、粉末硫黄等の硫黄系加硫剤等）、共架橋剤（Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミド等のマレイミド系架橋剤等）、加硫促進剤（ＴＭＴＤ、ＤＰＴＴ、ＣＢＳ等）、増強剤（カーボンブラック、酸化ケイ素等）、充填剤（クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等）、軟化剤（ナフテン系オイル等のオイル類）、加工剤または加工助剤（ステアリン酸、ステアリン酸金属塩、ワックス、パラフィン等）、老化防止剤、着色剤、粘着付与剤、可塑剤、カップリング剤（シランカップリング剤等）、安定剤（紫外線吸収剤、熱安定剤等）、難燃剤、帯電防止剤等を配合してもよく、さらに接着性改良剤を配合してもよい。

前記接着性改良剤としては、レゾルシン−ホルムアルデヒド共縮合物、窒素含有環状化合物とホルムアルデヒドとの縮合物であるアミノ樹脂、これらの共縮合物（レゾルシン−メラミン−ホルムアルデヒド共縮合物等）等が挙げられる。窒素含有環状化合物とホルムアルデヒドとの縮合物としては、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサアルコキシメチルメラミン（ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメブトキシメチルメラミン等）等のメラミン樹脂、メチロール尿素等の尿素樹脂、メチロールベンゾグアナミン等のベンゾグアナミン樹脂等が挙げられる。アミノ樹脂およびレゾルシン−ホルムアルデヒド共縮合物は、レゾルシンやメラミン等の窒素含有環状化合物とホルムアルデヒドとの初期縮合物（プレポリマ）であってもよい。

前記心線５を構成する繊維としては、高モジュラスの点から、エチレンテレフタレート、エチレン−２，６−ナフタレート等のＣ_２−４アルキレンアリレートを主たる構成単位とするポリエステル繊維（ポリアルキレンアリレート系繊維、ポリエチレンテレフタレート系繊維、エチレンナフタレート系繊維等）、アラミド繊維等の合成繊維、炭素繊維等の無機繊維が使用され、ポリエステル繊維やアラミド繊維が好ましい。これらの繊維はマルチフィラメント糸であってもよい。マルチフィラメント糸の繊度は２０００〜１００００デニールとするとよく、好ましくは４０００〜８０００デニールとするとよい。

前記心線５としては、マルチフィラメント糸を使用した撚りコード（諸撚り、片撚り、ランク撚り等）を使用することが多く、心線４の平均線径（撚りコードの繊維径）は、０．５〜３ｍｍとするとよく、好ましくは０．６〜２ｍｍ、さらに好ましくは０．７〜１．５ｍｍとするとよい。心線５はベルト周長方向に延びるように、ベルト幅方向に一定の間隔を開けて埋設される。この実施形態では、１本で連なる心線５をベルト周長方向にスパイラル状に巻き付けて埋設しているが、複数本の心線５をベルト周長方向に並列的に巻き付けて埋設してもよい。

また、前記ゴム層と心線５との接着性を高める目的で、心線５にＲＦＬ処理等の接着処理を施してもよい。ＲＦＬ処理では、心線５を構成する繊維をレゾルシン−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ）液に浸漬後、加熱乾燥することにより、繊維の表面に接着層を均一に形成することができる。ＲＦＬ液のラテックスは、ジエン系ゴム（天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体、アクリロニトリルブタジエンゴム、水素化ニトリルゴム等）、エチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレンゴム等とすることができる。これらのラテックスは、単独または２種以上を組み合わせてもよい。ＲＦＬ処理前にエポキシ化合物、イソシアネート化合物等の反応性化合物による前処理（プレディップ）や、ＲＦＬ処理後にゴム糊処理（オーバーコーティング）等を行った後で、心線５をゴム層に埋設してもよい。

前記カバー帆布７は、ポリエステル、ポリアミド、アラミド、ビニロン等の合成繊維や、綿等の天然繊維の糸、またはこれらの混紡糸とした経糸と緯糸を、９０°または９０°を超える交差角度で平織り、綾織り、朱子織り等によって織製することにより得られる。使用する繊維は、用途に応じて選択されるが、コスト、汎用性、吸水性の面から一般的には綿が最も好ましい。

図３（ａ）は、前記カバー帆布７の第１の実施例の織構造を示す。このカバー帆布７は、経糸７ｂと緯糸７ｃを用いて平織りで織製され、経糸７ｂの一部に他の大部分の部位を織製する基本糸よりも太い糸７ｂａを用いることにより、前記突条７ａが形成されている。この太い糸は基本糸と同じ材質であっても、異なる材質であってもよい。太い糸７ｂａは、糸の番手を小さくしたり（番手が１／２になると太さは２倍になる）、糸の撚り本数を増やしたりすることにより得られ、その太さは基本糸の３〜２０倍程度とするとよい。

図３（ｂ）は、前記カバー帆布７の第２の実施例の織構造を示す。このカバー帆布７も平織りで織製され、経糸７ｂの一部を他の部位よりも高密度に織り込むことにより、前記突条７ａが形成されている。すなわち、経糸７ｂの一部を複数本の基本糸を引き揃えたものとして織り込むことにより、引き揃えられた複数本の基本糸が隙間なく寄り集まって、密度の高い高密度基本糸７ｂｂとなり、突条７ａが形成されている。この突条７ａを形成する部位の他の平坦な部位に対するカバーファクターの比は５〜３０程度とするとよい。

前記カバー帆布７でベルト本体６を被覆したときに、前記摩擦伝動面８で突条７ａが突出する突出高さＨは、０．２〜２．０ｍｍとするとよく、好ましくは０．２〜１．０ｍｍ、さらに好ましくは０．２〜０．４ｍｍとするとよい。また、突条７ａ間の間隔Ｄは５〜１５ｍｍの範囲とするとよい。

前記摩擦伝動面８における突条７ａのベルト周長方向に対する傾斜角度θは３０°以上とするとよい。この傾斜角度θは、ベルトに必要な屈曲性を確保し、かつ従来のラップドＶベルトの製造工程を変えずに製造可能とした上で、十分なグリップ力を確保できるように、４５°とするのが最も好ましい。傾斜角度θはベルト走行方向に対して、どちら向きに傾斜させてもよい。傾斜角度θは、後述するバイアスカットの角度αを変更する方法のほかに、カバー帆布７の織製時、または織製後にカバー帆布７を広角化処理して経糸と緯糸の交差角度を変更する方法や、カバー帆布７のベルト本体６への巻き付け角度を変更する方法によっても調整することができる。

図４は、前記カバー帆布７を製造する工程の一例を示す。なお、図４（ａ）〜（ｅ）の各図では、分かりやすくするために、模式的に織目を粗く示すとともに、突条７ａの間隔Ｄも広く開けて示す。この例では、まず、図４（ａ）に示すように、経糸７ｂと緯糸７ｃの交差角度を９０°として、経糸７ｂの一部に一定間隔で太い糸７ｂａまたは高密度基本糸７ｂｂを用い、幅方向に一定間隔Ｄで長手方向に延びる突条７ａが形成された帆布７’を織製する。織製された帆布７’は、ＲＦＬ液に浸漬されたのち、１５０〜２５０℃で１〜５分間加熱乾燥される。このＲＦＬ液のラテックスとしては、前記心線５のＲＦＬ処理に用いたものと同様のものを使用することができる。

前記ＲＦＬ処理された帆布７’は、ゴム層との接着性を高める目的で、コーティング（糊引き）、フリクション、ソーキング、シート状未加硫ゴムの積層等の処理により、未加硫ゴムを付着させたゴム付き帆布としてもよい。この未加硫ゴムは、カバー帆布７とされたときに少なくともベルト本体６に向けられる内面側に付着させればよい。

図４（ｂ）は、前記フリクション処理を行う場合の例を示すものであり、カレンダロール１１間に帆布７’を未加硫ゴムと一緒に通過させ、帆布７’の繊維間まで未加硫ゴムをすり込む。図示は省略するが、ソーキングは、希薄なゴム糊を入れた浸漬層の中に帆布７’を通し、付着した過剰の糊を２本のロール間に通して除去することにより、糊を帆布７’の繊維内部に浸透させる処理である。

つぎに、図４（ｃ）に示すように、前記帆布７’を巻き出しながら、バイアスカット角度αでバイアスカットし、バイアスカットした複数枚の帆布７’を幅方向に斜めに接続して巻き取る。図５に拡大して示すように、このようなバイアスカット加工を施された帆布７’には、接続される長手方向と角度β（β＝９０−α）で傾斜する突条７ａが形成される。この例では、バイアスカット角度αが４５°とされ、後の図４（ｅ）に示すカバー帆布７とされて、長手方向をベルト本体６の周長方向に沿わせてその断面周囲を被覆したときに、突条７ａのベルト周長方向に対する傾斜角度θとなる角度βが４５°とされている。

例えば、前記バイアスカット角度αを６０°とすれば、角度βすなわち突条７ａのベルト周長方向に対する傾斜角度θは３０°となる。また、バイアスカット角度αを０°、すなわち、図４（ｃ）のバイアスカット加工を省略すれば、突条７ａのベルト周長方向に対する傾斜角度θは９０°となる。

こののち、図４（ｄ）に示すように、前記バイアスカット加工して接続された帆布７’は、１本のベルト本体６の断面周長にラップ代を見込んだ幅に幅切り切断され、最後に、図４（ｅ）に示すように、ベルト本体６の周長に合わせて長手方向で長さ切断されてカバー帆布７とされる。

このように製造されたカバー帆布７は、ベルト本体６となる無端状の未加硫ベルト成形体を被覆するように巻き付けられる。カバー帆布７は、長手方向を未加硫ベルト成形体の周長方向に沿わせて、未加硫ベルト成形体の断面周囲を被覆するように巻き付けられる。カバー帆布７で被覆された未加硫ベルト成形体は、金型内で加熱加圧されて加硫成形され、製品としてのラップドＶベルト１となる。

図６に示すように、このラップドＶベルト１の摩擦伝動面８には、ベルト周長方向に対する傾斜角度θが４５°とされて連続的に延びる複数の突条７ａが一定の間隔Ｄで形成されている。

前記ラップドＶベルトの第１の実施例として、ベルト本体を、圧縮ゴム層と伸張ゴム層が表１に示すクロロプレンゴム組成物で、接着ゴム層が表２に示すクロロプレンゴム組成物で形成され、心線がポリエチレンテレフタレート系繊維で形成されたものとし、カバー帆布を、経糸と緯糸の基本糸に２０番手の綿の紡績糸を３本撚りしたものを使用して、１０番手の綿の紡績糸を５本撚りした太い糸を経糸の一部に５ｍｍ間隔で用い、経糸と緯糸の交差角度を９０°として、密度７５本／５ｃｍの平織りで織製し、ＲＦＬ処理後に、表３に示す配合の未加硫ゴム組成物でフリクション処理したものとして、摩擦伝動面を含むベルト全周の表面から突出する突条の突出高さＨを０．２ｍｍ、突条のベルト周長方向に対する傾斜角度θを４５°、突条間の間隔Ｄを５ｍｍとしたもの（実施例１）を用意した。また、実施例１と他の部分は同じで、突条間の間隔Ｄを１０ｍｍとしたもの（実施例２）と、突条間の間隔Ｄを１５ｍｍとしたもの（実施例３）、実施例１と他の部分は同じで、経糸の太い糸を１０番手の綿の紡績糸を８本撚りしたものとして、突条の突出高さＨを０．４ｍｍとしたもの（実施例４）と、経糸の太い糸を１０番手の綿の紡績糸を１６本撚りしたものとして、突条の突出高さＨを０．８ｍｍとしたもの（実施例５）、実施例４と他の部分は同じで、バイアスカット角度αを６０°として、突条のベルト周長方向に対する傾斜角度θを３０°としたもの（実施例６）と、バイアスカット加工をなくして突条のベルト周長方向に対する傾斜角度θを９０°としたもの（実施例７）、および、実施例２と他の部分は同じで、経糸の太い糸を１０番手の綿の紡績糸を３０本撚りしたものとして、突条の突出高さＨを２．０ｍｍとしたもの（実施例８）も用意した。さらに、実施例２と他の部分は同じで、経糸の太い糸に１０番手のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の紡績糸を９本撚りしたものを用い、突条の突出高さＨを０．４ｍｍとしたもの（実施例９）と、実施例９と他の部分は同じで、経糸の太い糸としてフィラメント太さが５５００ｄｔｅｘのＰＥＴの紡績糸を織り込んだもの（実施例１０）も用意した。これらの比較例として、実施例１と他の部分は同じで、経糸に太い糸を用いず、突条を形成しない従来のラップドＶベルト（比較例１）と、経糸の太い糸を１０番手の綿の紡績糸を３本撚りしたものとして、突条がほとんど突出しなかったもの（比較例２）も用意した。

表４に、上記第１の実施例の実施例１〜１０および比較例１、２のラップドＶベルトの仕様をまとめて示す。これらの各ラップドＶベルトは、いずれもＪＩＳ Ｋ６３２３に準拠する呼称がＢ−６０のものとした。

前記ラップドＶベルトの第２の実施例として、実施例２と他の部分は同じで、カバー帆布の経糸と緯糸の基本糸に１０番手３本撚りの綿の紡績糸を使用して、経糸の太い糸に相当する部分に、基本糸を３本引き揃えて織り込み、突条の突出高さＨを０．２ｍｍとしたもの（実施例１１）、基本糸を４本引き揃えて織り込み、突条の突出高さＨを０．４ｍｍとしたもの（実施例１２）、および、基本糸を６本引き揃えて織り込み、突条の突出高さＨを０．６ｍｍとしたもの（実施例１３）を用意した。また、カバー帆布の経糸と緯糸の基本糸に２０番手３本撚りの綿の紡績糸を使用して、経糸の太い糸に相当する部分に、基本糸を４本引き揃えて織り込み、突条の突出高さＨを０．２ｍｍとしたもの（実施例１４）、および基本糸を１２本引き揃えて織り込み、突条の突出高さＨを０．８ｍｍとしたもの（実施例１５）も用意した。さらに、カバー帆布の経糸と緯糸の基本糸に４０番手３本撚りの綿の紡績糸を使用して、経糸の太い糸に相当する部分に、基本糸を５本引き揃えて織り込み、突条の突出高さＨを０．２ｍｍとしたもの（実施例１６）、基本糸を６本引き揃えて織り込み、突条の突出高さＨを０．３ｍｍとしたもの（実施例１７）、および、基本糸を１２本引き揃えて織り込み、突条の突出高さＨを０．７ｍｍとしたもの（実施例１８）も用意した。これらの比較例として、経糸の太い糸に相当する部分に、実施例１１と他の部分は同じで、基本糸を２本引き揃えて織り込んだもの（比較例３）、実施例１４と他の部分は同じで、基本糸を３本引き揃えて織り込んだもの（比較例４）、および、実施例１６と他の部分は同じで、基本糸を４本引き揃えて織り込んだもの（比較例５）も用意した。

表５に、上記第２の実施例の実施例１１〜１８および比較例３〜５のラップドＶベルトの仕様をまとめて示す。実施例１１〜１８のものは、突条が形成された部位の他の平坦な部位に対するカバーファクターの比が５以上となっている。これに対して、比較例３〜５のものは、このカバーファクターの比が３．７以下となっており、突条が形成されていない。なお、これらの各ラップドＶベルトも、いずれもＪＩＳ Ｋ６３２３に準拠する呼称がＢ−６０のものとした。

上述した実施例１〜１８と比較例１〜５の各ラップドＶベルトについて、摩擦伝動面の摩擦係数を測定する摩擦測定試験と、試験用ベルト伝動装置を用いて消費電力を測定する走行試験とを行った。

図７は、前記摩擦測定試験の方法を示す。この摩擦測定試験では、切開したラップドＶベルト１の一端側を固定部１２のロードセル１２ａに接続して固定し、他端側に錘１３を吊り下げてＶ溝プーリ１４に巻き付き角γ（ラジアン）をπ／２（＝９０°）として巻き掛ける。こののち、図中に矢印で示す方向に、Ｖ溝プーリ１４を低速で回転駆動し、このときの固定部１２とＶ溝プーリ１４間のベルト張力をロードセル１２ａで測定して、張り側張力Ｔ_１とする。また、錘１３が吊り下がる側の張力を弛み側張力Ｔ_２とする。これらの張り側張力Ｔ_１、弛み側張力Ｔ_２および巻き付き角γを公知の（１）式に代入して、摩擦伝動面の摩擦係数μを求めた。
μ＝ｌｎ（Ｔ_１／Ｔ_２）／γ （１）
試験条件はつぎの通りである。
・プーリ径：６５ｍｍ
・プーリ回転速度：３５ｒｐｍ
・錘：３．８ｋｇｆ
・測定時間：４０秒
・雰囲気：温度２３℃、湿度５０％

表４および表５に、上記摩擦測定試験の結果を併せて示す。突出高さＨが０．２ｍｍ以上の突条を形成した各実施例のものは、いずれも突条のない比較例１のものよりも３０％以上高い摩擦係数が得られている。これに対して、突条がほとんど突出しない比較例２〜５のものは摩擦係数の増加率がいずれも１５％未満と低い。突条の突出高さＨの影響については、第１の実施例において突条の間隔Ｄが５ｍｍで突出高さＨが順に高くなる実施例１、４、５、および、突条の間隔が１０ｍｍで突出高さＨが順に高くなる実施例２、８、並びに第２の実施例において突条の間隔が１０ｍｍで突出高さＨが順に高くなる実施例１１〜１３、実施例１４〜１５および実施例１６〜１８の各組についてそれぞれ比較すると、突出高さＨが高くなるほど摩擦係数が高くなる傾向が認められる。また、突条のベルト周長方向に対する傾斜角度θの影響については、傾斜角度θが順に大きくなる実施例６、４、７を比較すると、傾斜角度θが大きくなるほど摩擦係数が高くなっている。なお、経糸の太い糸にＰＥＴの紡績糸を使用した実施例９、１０は、突条の形態が同じで綿の紡績糸を使用した実施例１２と同程度の摩擦係数となっている。

図８は、前記走行試験の方法を示す。この走行試験は、試験用ベルト伝動装置の駆動側Ｖ溝プーリ１４ａと従動側Ｖ溝プーリ１４ｂとにラップドＶベルト１を巻回し、従動側Ｖ溝プーリ１３ｂの回転に一定の負荷を付与して、駆動側Ｖ溝プーリ１４ａを駆動する消費電力を測定した。試験条件はつぎの通りである。
・プーリ径：１１８ｍｍ（駆動側、従動側とも）
・駆動側プーリの回転速度：２０００ｒｐｍ
・従動側プーリの負荷：０．５ｋＷ、１．０ｋＷ（２レベル）
・ベルト張力：３００Ｎ
・測定時間：１０分
・雰囲気：温度２３℃、湿度５０％

表４および表５に、上記走行試験の結果を併せて示す。第１の実施例の各実施例１〜１０および第２の実施例の各実施例１１〜１８は、いずれも突条のない比較例１のものよりも消費電力が６〜１２％程度低減されている。消費電力は突条の突出高さＨを０．４ｍｍとした実施例４のもので最も少なくなっており、突出高さＨを２．０ｍｍとした実施例８のものは、実施例４のものよりも消費電力が多くなっている。これは、実施例８の摩擦係数がかなり大きいことによる摩擦損失のためと考えられる。

上述した摩擦測定試験と走行試験の結果より、摩擦伝動面にベルト周長方向と傾斜して延びる複数の突条をベルト周長方向に間隔を開けて設けた本発明に係る伝動用Ｖベルトは、摩擦伝動面での摩擦力を増大させてスリップを抑制し、ベルト伝動装置の伝動効率を向上させて消費電力を少なくできることが確認された。

図９は、第２の実施形態の伝動用Ｖベルトを示す。この伝動用ＶベルトもラップドＶベルト１であり、内周側の圧縮ゴム層２に複数のコグ９が設けられている点が第１の実施形態のものと異なる。このラップドＶベルト１は、屈曲性をさらに向上させることができるとともに、ベルトの屈曲抵抗による伝動損失を低減することができる。

前記コグ９は、ベルト本体６をカバー帆布７で被覆して加硫成形したのちに、圧縮ゴム層２の一部をカバー帆布７と一緒に機械加工で幅方向に打ち抜くことにより形成されている。その他の部分は第１の実施形態のものと同じであり、カバー帆布７に形成された突条７ａが摩擦伝動面８を含むベルト全周の表面から突出して、ベルト周長方向に傾斜して旋回するように一定の間隔で延びている。

上述した各実施形態では、摩擦伝動面から突出して連続的に延びる複数の突条を、カバー帆布の経糸の一部に太い糸を用いるか、経糸の一部を高密度に織り込むことにより形成したが、これらの突条は、カバー帆布の緯糸または緯糸と経糸の両方に太い糸を部分的に用いるか、これらの一部を高密度に織り込むかして形成することもできる。また、カバー帆布には突条を形成せずに、ベルト本体の摩擦伝動面に相当する両側面に突条を成形し、被覆されるカバー帆布を介して突条を摩擦伝動面から突出させることもでき、突条を断続的に延びるものとすることもできる。

上述した各実施形態では、心線を圧縮ゴム層と伸張ゴム層との間に設けた接着ゴム層に埋設したが、接着ゴム層を省略して、心線を圧縮ゴム層と伸張ゴム層の間に埋設することもできる。

１ ラップドＶベルト
２ 圧縮ゴム層
３ 伸長ゴム層
４ 接着ゴム層
５ 心線
６ ベルト本体
７ カバー帆布
７ａ 突条
７ｂ 経糸
７ｂａ 太い糸
７ｂｂ 高密度基本糸
７ｃ 緯糸
８ 摩擦伝動面
９ コグ
１０ Ｖ溝プーリ
１０ａ Ｖ溝
１１ カレンダーロール
１２ 固定部
１２ａ ロードセル
１３ 錘
１４、１４ａ、１４ｂ Ｖ溝プーリ

Claims (7)

1. 内周側の圧縮ゴム層と外周側の伸張ゴム層との間に心線を埋設した無端状でＶ字状断面のベルト本体と、前記ベルト本体のＶ字状断面の周囲をベルト周長方向の全長に渡って被覆するカバー帆布とからなり、前記カバー帆布で被覆されたＶ字状断面の左右の両側面が摩擦伝動面とされた伝動用Ｖベルトにおいて、前記両側面の摩擦伝動面に、前記ベルト周長方向と傾斜して延びる複数の突条をベルト周長方向に間隔を開けて設け、前記複数の突条は、前記カバー帆布を織製する経糸または緯糸の少なくともいずれかを、他の平坦な部位より突出させることにより形成されたことを特徴とする伝動用Ｖベルト。
2. 前記複数の突条を、前記カバー帆布を織製する経糸または緯糸の少なくともいずれかに、他の部位を織製する糸よりも太い糸を用いて形成した請求項１に記載の伝動用Ｖベルト。
3. 前記複数の突条を、前記カバー帆布を織製する経糸または緯糸の少なくともいずれかを、他の部位を織製する糸よりも高密度に織り込んで形成した請求項１に記載の伝動用Ｖベルト。
4. 前記突条の突出高さを０．２〜２．０ｍｍとした請求項１乃至３のいずれかに記載の伝動用Ｖベルト。
5. 前記突条のベルト周長方向に対する傾斜角度を３０°以上とした請求項１乃至４のいずれかに記載の伝動用Ｖベルト。
6. 前記複数の突条間の間隔を５〜１５ｍｍの範囲とした請求項１乃至５のいずれかに記載の伝動用Ｖベルト。
7. 前記内周側の圧縮ゴム層に複数のコグを設けた請求項１乃至６のいずれかに記載の伝動用Ｖベルト。