JP6603350B2

JP6603350B2 - ローエッジｖベルト

Info

Publication number: JP6603350B2
Application number: JP2018068458A
Authority: JP
Inventors: 秀之加藤; 通雄阿隅; 広一小室
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2019-11-06
Anticipated expiration: 2038-03-30
Also published as: WO2019188701A1; EP3760896A4; EP3760896B1; CN111919048A; JP2019178739A; EP3760896A1; CN111919048B

Description

本発明は、変速用のローエッジＶベルトに関する。

２輪車の変速装置には、変速用の動力伝達部材としてゴム製のローエッジＶベルトが用いられている。例えば、特許文献１には、かかる変速用のローエッジＶベルトの一種のダブルコグドＶベルトであって、経時的なトランスミッションレシオの変化を抑えることを目的として、１２０℃で１時間の熱処理を行ったときの収縮率が１．２％以上２．０％以下である心線を埋設したものが開示されている。

ＷＯ２０１５／１２１９０７

本発明の課題は、変速用のローエッジＶベルトについて、経時的なトランスミッションレシオの変化を従来よりもさらに効果的に抑えることである。

本発明は、ベルト幅方向の両側にプーリ接触面が構成されたゴム製のＶベルト本体と、前記Ｖベルト本体に、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように埋設された心線とを備えた変速用のローエッジＶベルトであって、前記心線は、各々、２０００ｄｔｅｘ以上３０００ｄｔｅｘ以下のポリエステル繊維のフィラメント束が一方向に下撚りされた複数本の下撚り糸が引き揃えられ、前記複数本の下撚り糸が前記下撚りとは逆方向に上撚りされた諸撚り糸で構成されており、１２０℃の温度雰囲気に１時間保持したときに、ベルト長さ３００ｍｍ当たりに発生する前記心線を形成するポリエステル繊維１ｄｔｅｘ当たりの収縮力が０．００１５Ｎ以上である。

本発明によれば、変速用のローエッジＶベルトについて、１２０℃の温度雰囲気に１時間保持したときに、ベルト長さ３００ｍｍ当たりに発生する心線を形成するポリエステル繊維１ｄｔｅｘ当たりの収縮力が０．００１５Ｎ以上であることにより、経時的なトランスミッションレシオの変化を従来よりもさらに効果的に抑えることができる。

実施形態に係るダブルコグドＶベルトの一片の斜視図である。実施形態に係るダブルコグドＶベルトのベルト幅方向に沿った断面図である。実施形態に係るダブルコグドＶベルトのベルト長さ方向に沿った断面図である。心線を形成するポリエステル繊維１ｄｔｅｘ当たりの収縮力とレシオ変化率との関係を示すグラフである。

以下、実施形態について詳細に説明する。

図１〜３は、実施形態に係るダブルコグドＶベルトＢ（ローエッジＶベルト）を示す。実施形態に係るダブルコグドＶベルトＢは、例えば、２輪車の変速装置における変速用の動力伝達部材として用いられるゴム製のエンドレスベルトである。実施形態に係るダブルコグドＶベルトＢは、例えば、ベルト長さが５００ｍｍ以上１２００ｍｍ以下、ベルト最大幅が１６ｍｍ以上３０ｍｍ以下、及びベルト最大厚さが８．０ｍｍ以上１２．０ｍｍ以下である。

実施形態に係るダブルコグドＶベルトＢは、ゴム製のＶベルト本体１０と、心線２０と、補強布３０とを備える。

Ｖベルト本体１０は、ベルト幅方向に沿った断面形状が、内周側の等脚台形と外周側の横長矩形とが積層されるように組み合わされた形状に形成されている。Ｖベルト本体１０の両側のそれぞれの側面は、等脚台形の斜辺に対応するベルト厚さ方向に対して内側に傾斜して延びる傾斜面１０ａと、横長矩形の短辺に対応するベルト厚さ方向に延びる縦面１０ｂとを有する。これらのうち傾斜面１０ａがプーリ接触面に構成されている。両側のプーリ接触面を構成する傾斜面１０ａのなす角度θは、例えば２４°以上３６°以下である。

Ｖベルト本体１０は、ベルト厚さの中間部に設けられた平帯状の接着ゴム層１１と、接着ゴム層１１の内周側に設けられた圧縮ゴム層１２と、接着ゴム層１１の外周側に設けられた伸張ゴム層１３とを有する。プーリ接触面の傾斜面１０ａは、接着ゴム層１１、圧縮ゴム層１２、及び伸張ゴム層１３の内周側の一部分の側面で構成され、縦面１０ｂは、伸張ゴム層１３の残りの部分の側面で構成されている。圧縮ゴム層１２の内周には、ベルト長さ方向に沿った断面形状がサインカーブ状に形成された下コグ形成部１２ａが一定ピッチで配設されている。伸張ゴム層１３の外周には、ベルト長さ方向に沿った断面形状が矩形状に形成された上コグ１４が一定ピッチで配設されている。上コグ１４は、例えば、高さが１．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、幅が２．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下、及び配設ピッチが４．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下である。

接着ゴム層１１、圧縮ゴム層１２、及び伸張ゴム層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が加熱及び加圧されて架橋剤により架橋したゴム組成物で形成されている。ゴム成分としては、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）、エチレン−α−オレフィンエラストマー（ＥＰＤＭ、ＥＰＲなど）等が挙げられる。これらのうちクロロプレンゴムが好ましい。配合剤としては、補強材、充填剤、老化防止剤、軟化剤、架橋剤、加硫促進剤、加硫促進助剤等が挙げられる。接着ゴム層１１、圧縮ゴム層１２、及び伸張ゴム層１３は、同一のゴム組成物で形成されていても、また、異なるゴム組成物で形成されていても、どちらでもよい。圧縮ゴム層１２及び伸張ゴム層１３を形成するゴム組成物には、ベルト幅方向の剛性を高めるために、補強材として、短繊維がベルト幅方向に配向するように含有されていてもよい。圧縮ゴム層１２及び伸張ゴム層１３を形成するゴム組成物のＪＩＳＫ６２５３−３：２０１２に基づいてタイプＡデュロメータで測定される硬さは、Ａ８０以上Ａ９０未満であることが好ましい。

心線２０は、Ｖベルト本体１０の接着ゴム層１１の厚さ方向の中間部に、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように埋設されている。心線２０のベルト幅方向の外径ｄは、好ましくは０．７ｍｍ以上１．３ｍｍ以下、より好ましくは０．９ｍｍ以上１．１ｍｍ以下である。心線２０のベルト幅方向の配設ピッチＰは、好ましくは１．３０ｍｍ以下、より好ましくは１．２５ｍｍ以下、更に好ましくは１．２０ｍｍ以下である。

心線２０は、各々、２０００ｄｔｅｘ以上３０００ｄｔｅｘ以下のポリエステル繊維のフィラメント束が一方向に下撚りされた複数本の下撚り糸が引き揃えられ、それらの複数本の下撚り糸が下撚りとは逆方向に上撚りされた諸撚り糸で構成されている。下撚り糸の本数は、好ましくは２本以上４本以下、より好ましくは３本である。

心線２０の下撚り糸の繊度は、好ましくは２０００ｄｔｅｘ以上２５００ｄｔｅｘ以下、より好ましくは２１００ｄｔｅｘ以上２３００ｄｔｅｘ以下、更に好ましくは２２００ｄｔｅｘである。下記式に基づいて算出される心線２０の下撚り係数は、好ましくは２．０以上３．０以下、より好ましくは２．４以上２．８以下である。なお、複数本の下撚り糸の繊度及び下撚り係数は同一であることが好ましい。

心線２０の繊度は、好ましくは６０００ｄｔｅｘ以上７５００ｄｔｅｘ以下、より好ましくは６３００ｄｔｅｘ以上６９００ｄｔｅｘ以下、更に好ましくは６６００ｄｔｅｘである。上記式に基づいて算出される心線２０の上撚り係数は、好ましくは２．３以上３．５以下、より好ましくは２．７以上３．１以下である。上撚り係数は、下撚り係数よりも大きいことが好ましい。上撚り係数の下撚り係数に対する比（上撚り係数／下撚り係数）は、好ましくは０．８以上１．８以下、より好ましくは１．０以上１．３以下である。

心線２０には、Ｖベルト本体１０の接着ゴム層１１に対する接着性を付与するために、成形加工前に、エポキシ化合物又はイソシアネート化合物を含有する下地処理剤に浸漬した後に加熱する接着処理、ＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理、及びゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理のうちの１つ又は２つ以上が施されていることが好ましい。

補強布３０は、Ｖベルト本体１０の圧縮ゴム層１２の内周面を被覆するように設けられている。この補強布３０で圧縮ゴム層１２の下コグ形成部１２ａが被覆されて下コグ１５が構成されている。下コグ１５は、例えば、高さが３．４ｍｍ以上５．０ｍｍ以下、幅が３．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下、及び配設ピッチが７．０ｍｍ以上１１．０ｍｍ以下である。

補強布３０の厚さは、例えば０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。補強布３０は、例えば、織布や編布で構成されている。補強布３０を形成する繊維材料としては、例えば、脂肪族ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、綿等が挙げられる。

補強布３０には、Ｖベルト本体１０の圧縮ゴム層１２に対する接着性を付与するために、成形加工前に、エポキシ化合物又はイソシアネート化合物を含有する下地処理剤に浸漬した後に加熱する接着処理、ＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理、ゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理、及びＶベルト本体１０側となる面上に高粘度のゴム糊をコーティングして乾燥させる接着処理のうちの１つ又は２つ以上が施されていることが好ましい。

実施形態に係るダブルコグドＶベルトＢのベルト強度は、好ましくは５０００Ｎ以上、より好ましくは６０００Ｎ以上である。

実施形態に係るダブルコグドＶベルトＢは、１２０℃の温度雰囲気に１時間保持したときに、ベルト長さ３００ｍｍ当たりに発生する心線２０を形成するポリエステル繊維１ｄｔｅｘ当たりの収縮力が０．００１５Ｎ以上である。この収縮力は、好ましくは０．００１６Ｎ以上、より好ましくは０．００１７Ｎ以上である。なお、この収縮力は、好ましくは０．００３０Ｎ以下である。この収縮力は、実施形態に係るダブルコグドＶベルトＢを１２０℃の温度雰囲気に１時間保持したときにベルト長さ３００ｍｍ当たりに発生するベルト収縮力を、ベルト幅当たりの心線２０を形成するポリエステル繊維の総繊度で除したものである。ベルト幅当たりの心線２０を形成するポリエステル繊維の総繊度は、心線埋設位置におけるベルト幅Ｗ（ベルトピッチ幅）を心線２０の配設ピッチＰで除して算出される心線２０の本数に、１本の心線２０を形成するポリエステル繊維の繊度を乗じて求められる。

本発明らは、レシオ固定であるＶリブドベルト等に比べて、経時的なトランスミッションレシオの変化を抑えることが求められる変速用のローエッジＶベルト、特にダブルコグドＶベルトにおいて、種々検討した結果、かかる経時的なトランスミッションレシオの変化に対して支配的な影響を及ぼす寄与因子が、ベルトを高温度雰囲気下に保持した際に発生する心線２０を形成するポリエステル繊維１ｄｔｅｘ当たりの収縮力の大きさであり、この１ｄｔｅｘ当たりの収縮力がこのレシオ変化率の抑制に支配的な要素であることを見出した。このことより、実施形態に係るトランスミッションレシオ変化（を行う）用のダブルコグドＶベルトＢ、あるいは、その他のトランスミッションレシオ変化（を行う）用のローエッジＶベルトによれば、１２０℃の温度雰囲気に１時間保持したときに、ベルト長さ３００ｍｍ当たりに発生する心線２０を形成するポリエステル繊維１ｄｔｅｘ当たりの収縮力が０．００１５Ｎ以上であることにより、図４に示すように、経時的なトランスミッションレシオの変化を抑えることができる。

以上の実施形態に係るダブルコグドＶベルトＢは、公知の方法によって製造することができる。

なお、上記実施形態では、ダブルコグドＶベルトＢとしたが、特にこれに限定されるものではなく、シングルコグドＶベルトであってもよく、また、コグを有さないローエッジＶベルトであってもよい。

上記実施形態では、圧縮ゴム層１２の内周面のみを補強布３０で被覆した構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、伸張ゴム層１３の外周面のみを補強布で被覆した構成であってもよく、また、圧縮ゴム層１２の内周面及び伸張ゴム層１３の外周面のいずれも補強布で被覆した構成であってもよく、さらに、圧縮ゴム層１２の内周面及び伸張ゴム層１３の外周面のいずれも補強布で被覆されていない構成であってもよい。

（ダブルコグドＶベルト）
＜実施例＞
補強布を用いずにゴムの下コグ形成部で下コグとしたことを除いて上記実施形態と同様の構成のダブルコグドＶベルトであって、各々、１１００ｄｔｅｘのポリエステル繊維のフィラメント束を２本束ねた２２００ｄｔｅｘのポリエステル繊維のフィラメント束をＳ方向に下撚り係数を２．６として下撚りした３本の下撚り糸を引き揃え、それらの３本の下撚り糸をＺ方向に上撚り係数を２．９として上撚りした繊度が６６００ｄｔｅｘの諸撚り糸（１１００／２×３）を心線とし、心線の配設ピッチを１．１５ｍｍとしたものを実施例とした。

なお、実施例のダブルコグドＶベルトは、ベルト長さが８００ｍｍ、ベルト最大幅が２１ｍｍ、ベルト最大厚さが１０ｍｍ、両側のプーリ接触面を構成する傾斜面のなす角度が３２°であった。接着ゴム層、圧縮ゴム層、及び伸張ゴム層は、クロロプレンゴム（ＣＲ）をゴム成分とするゴム組成物で形成した。圧縮ゴム層及び伸張ゴム層を形成するゴム組成物には、ベルト幅方向に配向するようにメタ系アラミド短繊維を含有させ、そのＪＩＳＫ６２５３−３：２０１２に基づいてタイプＡデュロメータで測定される硬さはＡ８５であった。下コグは、高さが４．０ｍｍ、幅が５．０ｍｍ、及び配設ピッチが７．５ｍｍであり、上コグは、高さが２．０ｍｍ、幅が３．０ｍｍ、及び配設ピッチが５．７ｍｍであった。心線のベルト幅方向の外径は１．０ｍｍであった。心線には、イソシアネート化合物を含有する下地処理剤に浸漬した後に加熱する接着処理、ＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理、及びゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理を施した。

＜比較例＞
各々、１１００ｄｔｅｘのポリエステル繊維のフィラメント束を２本束ねた２２００ｄｔｅｘのポリエステル繊維のフィラメント束をＳ方向に下撚り係数を２．６として下撚りした５本の下撚り糸を引き揃え、それらの５本の下撚り糸をＺ方向に上撚り係数を２．９として上撚りした繊度が１１０００ｄｔｅｘの諸撚り糸（１１００ｄｔｅｘ／２×５）を心線とし、心線の配設ピッチを１．５０ｍｍとしたことを除いて実施例と同一の構成のダブルコグドＶベルトを比較例とした。比較例のダブルコグドＶベルトでは、心線のベルト幅方向の外径は１．２ｍｍであった。なお、この比較例のダブルコグドＶベルトは、特許文献１に開示された実施例におけるベルト１と同一構成を有するものである。

（試験方法）
＜収縮率＞
実施例及び比較例のそれぞれについて、炉内温度を１２０℃に設定した加熱炉に入れ、その状態で１時間保持した。そして、加熱前後のベルト長さの差の加熱前のベルト長さに対する百分率である収縮率を算出した。

＜収縮力＞
実施例及び比較例のそれぞれについて、短冊状の試験片を作製した。チャンバー付き引張試験機を用い、チャンバー内の雰囲気温度を１２０℃に設定するとともに、チャンバー内のチャック間距離を３００ｍｍに設定した後、そのチャック間に試験片をセットして４５Ｎの初荷重を負荷し、その状態で１時間保持した。そして、１時間後にロードセルで計測されたベルト収縮力を、ベルト幅当たりの心線を形成するポリエステル繊維の総繊度で除して収縮力を算出した。なお、ベルト幅当たりの心線を形成するポリエステル繊維の総繊度は、ベルトピッチ幅を心線の配設ピッチで除して算出される心線の本数に、１本の心線を形成するポリエステル繊維の繊度を乗じて求めた。

＜伝動効率＞
実施例及び比較例のそれぞれについて、各々、巻き掛け径が可変である駆動プーリ及び従動プーリに巻き掛け、駆動軸トルクを４Ｎ・ｍとして駆動プーリを３０００ｒｍｐで回転させてベルト走行させ、駆動プーリ及び従動プーリへの巻き掛け径が同一のときの入力回転数（Ｎ_１）、入力トルク（Ｔｒ_１）、出力回転数（Ｎ_２）及び出力トルク（Ｔｒ_２）を測定し、次式（１）に基づいて伝動効率を算出した。そして、実施例及び比較例の伝動効率を、後者の伝動効率を１００として相対評価した。

＜レシオ変化率＞
実施例及び比較例のそれぞれについて、各々、巻き掛け径が可変である駆動プーリ及び従動プーリに巻き掛け、駆動軸トルクを８Ｎ・ｍとして駆動プーリを５０００ｒｍｐで回転させて２００時間ベルト走行させ、駆動プーリ及び従動プーリへの巻き掛け径が同一のときのベルト走行開始直後の入力回転数（Ｎ_１）及び出力回転数（Ｎ_２）と、２００時間ベルト走行後の入力回転数（Ｎ_１’）及び出力回転数（Ｎ_２’）とを測定し、次式（２）に基づいてトランスミッションレシオの変化率（レシオ変化率）を算出した。そして、実施例及び比較例のトランスミッションレシオの変化率（レシオ変化率）を、後者のレシオ変化率を１００として相対評価した。

（試験結果）
試験結果を表１に示す。

表１によれば、実施例及び比較例は、高温度雰囲気下に保持した際の収縮率がほぼ同水準であることが分かる。しかしながら、実施例は、比較例と対比すると、高温度雰囲気下に保持した際に発生する心線を形成するポリエステル繊維１ｄｔｅｘ当たりの収縮力が８０％程度高いことが分かる。そして、その収縮力の高い実施例は、比較例と対比すると、伝動効率が１１％高く、レシオ変化率が７１％である、すなわち、伝動効率が高いことに加え、経時的なトランスミッションレシオの変化が非常に小さいことが分かる。

本発明は、ローエッジＶベルトの技術分野について有用である。

ＢダブルコグドＶベルト
１０Ｖベルト本体
１０ａ傾斜面（プーリ接触面）
１０ｂ縦面
１１接着ゴム層
１２圧縮ゴム層
１２ａ下コグ形成部
１３伸張ゴム層
１４上コグ
１５下コグ
２０心線
３０補強布

Claims

ベルト幅方向の両側にプーリ接触面が構成されたゴム製のＶベルト本体と、
前記Ｖベルト本体に、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように埋設された心線と、
を備えた変速用のローエッジＶベルトであって、
前記心線は、各々、２０００ｄｔｅｘ以上３０００ｄｔｅｘ以下のポリエステル繊維のフィラメント束が一方向に下撚りされた複数本の下撚り糸が引き揃えられ、前記複数本の下撚り糸が前記下撚りとは逆方向に上撚りされた諸撚り糸で構成されており、
１２０℃の温度雰囲気に１時間保持したときに、ベルト長さ３００ｍｍ当たりに発生する前記心線を形成するポリエステル繊維１ｄｔｅｘ当たりの収縮力が０．００１５Ｎ以上であるローエッジＶベルト。
請求項１に記載されたローエッジＶベルトにおいて、
前記下撚り糸の本数が２本以上４本以下であるローエッジＶベルト。
請求項１又は２に記載されたローエッジＶベルトにおいて、
前記心線のベルト幅方向の配設ピッチが１．３０ｍｍ以下であるローエッジＶベルト。
請求項１乃至３のいずれかに記載されたローエッジＶベルトにおいて、
前記心線のベルト幅方向の外径が０．７ｍｍ以上１．３ｍｍ以下であるローエッジＶベルト。
請求項１乃至４のいずれかに記載されたローエッジＶベルトにおいて、
前記心線の下撚り係数が２．０以上３．０以下であるローエッジＶベルト。
請求項１乃至５のいずれかに記載されたローエッジＶベルトにおいて、
前記心線の上撚り係数が２．３以上３．５以下であるローエッジＶベルト。
請求項１乃至６のいずれかに記載されたローエッジＶベルトにおいて、
前記心線の上撚り係数の下撚り係数に対する比が０．８以上１．８以下であるローエッジＶベルト。
請求項１乃至６のいずれかに記載されたローエッジＶベルトにおいて、
前記心線は、上撚り係数が下撚り係数よりも大きいローエッジＶベルト。