JP6697297B2 - Industrial belt - Google Patents
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本発明は、工業用ベルトに関し、詳しくは、ベルト製造時の工程数を何ら増加させずに製造でき、心線の初期伸びの抑制と耐屈曲性の向上とを両立できる工業用ベルトに関する。 The present invention relates to an industrial belt, and more particularly to an industrial belt that can be manufactured without increasing the number of steps in manufacturing the belt, and that can suppress initial elongation of a core wire and improve flex resistance at the same time.
動力伝達用ベルトや搬送用ベルト等の工業用ベルトには、ベルト強度と抗張力を付与するため、ベルト本体の長さ方向に延びる複数本の心線が埋設されている。 Industrial belts, such as power transmission belts and conveyor belts, have a plurality of core wires extending in the longitudinal direction of the belt body embedded therein in order to impart belt strength and tensile strength.
例えば、スチールコードからなる心線を用いて構成された工業用ベルトが提案されている(特許文献1)。 For example, an industrial belt configured by using a core cord made of a steel cord has been proposed (Patent Document 1).
このような工業用ベルトは、使用時にベルトが弛まないように最初に張力を付与するが、この張力付与により、使用開始後数日の間に心線に初期伸びが発生する。初期伸びとは、心線に初期段階で生じる永久伸びのことである。心線は複数本の素線が撚られて構成されているため、ベルトに付与された張力によって素線同士の間隙が締まり、密着状態に至る過程で心線に伸びが生じ、初期伸びが生ずる。 In such an industrial belt, tension is first applied to prevent the belt from slacking during use, but this tension application causes an initial elongation of the core wire within a few days after the start of use. The initial elongation is a permanent elongation that occurs in the core wire at an initial stage. Since the core wire is composed of multiple strands twisted together, the tension applied to the belt closes the gap between the core wires, and the core wire is stretched in the process of reaching a close contact state, resulting in initial elongation. ..
初期伸びが発生するとベルト張力が低下するため、初期伸びが問題となる用途の場合、初期伸びが収束した後に、ユーザーにてベルトの張力を張り直す手間を必要としている。 Since the belt tension decreases when the initial elongation occurs, in applications where the initial elongation becomes a problem, it is necessary for the user to re-tension the belt tension after the initial elongation converges.
一般に、初期伸びを抑えるためには、心線を構成する素線径を小さくすることにより素線同士の間隔を小さくしたり、心線の撚り回数を減らすことにより、張力を付与した後の心線締まりによる影響を小さくしている。このような心線締まりによる影響を小さくするには、スチールコードのような金属系心線よりも、繊維系心線のほうが、心線素線径を小さくでき、且つ素線間を密にすることができるため適している。 Generally, in order to suppress the initial elongation, the spacing between the strands is reduced by reducing the diameter of the strands that make up the strands, or the number of twists of the strands is reduced to reduce the number of strands after tension is applied. The influence of wire tightening is reduced. In order to reduce the influence of such core wire tightening, the fiber core wire can reduce the core wire diameter and make the wires denser than the metal core wire such as steel cord. Suitable because it can.
例えば、化学繊維や無機繊維からなる心線を用いて構成された工業用ベルトが提案されている(特許文献2)。 For example, an industrial belt configured by using a core made of chemical fiber or inorganic fiber has been proposed (Patent Document 2).
ところで、心線として繊維系心線を使用した工業用ベルトは、局所的に屈曲した場合に屈曲疲労を起こす虞がある。これは、繊維系心線は金属系心線に比べて折り曲げ強度が低いことが原因であると考えられる。 By the way, an industrial belt using a fiber-type core wire as a core wire may cause bending fatigue when locally bent. It is considered that this is because the fiber-based core wire has a lower bending strength than the metal-based core wire.
そこで、本発明は、心線の初期伸びの抑制と耐屈曲性の向上とを両立できる工業用ベルトを提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide an industrial belt that can both suppress the initial elongation of the core wire and improve flex resistance.
本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。 Other problems of the present invention will be clarified by the following description.
上記課題は、以下の各発明によって解決される。 The above problems can be solved by the following inventions.
1.ベルト本体の内部に、複数本の繊維系心線と複数本の金属系心線とが、前記ベルト本体の幅方向に混在するように配置されていることを特徴とする工業用ベルト。
2.前記複数本の繊維系心線全体の重心位置と前記複数本の金属系心線全体の重心位置との距離は、前記ベルト本体の全幅の40%以下であることを特徴とする前記1記載の工業用ベルト。
3.前記繊維系心線と前記金属系心線との本数の比率は、繊維系心線:金属系心線=0.75:1〜1:0.75であることを特徴とする前記1又は2記載の工業用ベルト。
4.前記繊維系心線と前記金属系心線とは、前記ベルト本体の幅方向の中心を基準にして対称に配置されていることを特徴とする前記1〜3の何れかに記載の工業用ベルト。
5.前記複数本の繊維系心線と前記複数本の金属系心線のうち、前記ベルト本体の両側最外縁に配置される心線は、前記金属系心線であることを特徴とする前記1〜4の何れかに記載の工業用ベルト。
6.前記ベルト本体に複数の歯部が設けられた歯付きベルトであることを特徴とする前記1〜5の何れかに記載の工業用ベルト。
1. An industrial belt, wherein a plurality of fiber-based core wires and a plurality of metal-based core wires are arranged inside the belt body so as to be mixed in the width direction of the belt body.
2. The distance between the barycentric position of the entire plurality of fiber-based cords and the barycentric position of the entire plurality of metal-based cords is 40% or less of the total width of the belt main body. Industrial belt.
3. The ratio of the number of the fiber-based core wires to the number of the metal-based core wires is as follows: fiber-based core wire: metal-based core wire = 0.75: 1 to 1: 0.75. Industrial belt as described.
4. The industrial belt according to any one of 1 to 3, wherein the fiber-based core wire and the metal-based core wire are arranged symmetrically with respect to a center of the belt body in the width direction. ..
5. Of the plurality of fiber-based cores and the plurality of metal-based cores, the cores arranged at the outermost edges on both sides of the belt body are the metal-based cores. The industrial belt according to any one of 4 above.
6. 6. The industrial belt according to any one of 1 to 5 above, which is a toothed belt in which a plurality of tooth portions are provided on the belt body.
本発明によれば、心線の初期伸びの抑制と耐屈曲性の向上とを両立できる工業用ベルトを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an industrial belt that can achieve both suppression of initial elongation of a core wire and improvement of bending resistance.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る工業用ベルトの部分断面図、図2は、図1中の(ii)−(ii)線に沿う断面図である。また、図3は、本発明に係る工業用ベルトにおける心線の他の配置態様によって重心位置を説明する図1中の(ii)−(ii)線に沿う断面図である。 1 is a partial sectional view of an industrial belt according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line (ii)-(ii) in FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along the line (ii)-(ii) in FIG. 1 for explaining the position of the center of gravity according to another arrangement mode of the core wires in the industrial belt according to the present invention.
本実施形態に示す工業用ベルト1は、ベルト本体2の下面に複数の歯部3が設けられた歯付きベルトであり、全体が例えばポリウレタン等のゴム状弾性材によって形成されている。
The
ベルト本体2の内部には、該ベルト本体2の長さ方向(図1中の左右方向)に沿って延びる複数本の心線4が、ベルト本体2の幅方向(図2の左右方向)に間隔をおいて設けられている。図1中の符号5は心線押え溝である。心線押え溝5は、工業用ベルト1の製造時に、心線4をベルト本体2内の所定位置に支持するための成形型の突部が転写されたものである。心線4は、この心線押え溝5の部位において露出している。
Inside the
心線4は、複数本の繊維系心線41と複数本の金属系心線42とからなり、これらがベルト本体2の幅方向に混在するように配置されている。ここで「幅方向に混在する」とは、ベルト本体2の幅方向について、繊維系心線41と金属系心線42とが偏りなく配置されていることを意味している。例えば、繊維系心線41と金属系心線42との全体本数が互いに等しく、これら繊維系心線41及び金属系心線42が同本数おきに交互に配置されている状態は、偏りなく配置されていると言える。
The core wire 4 is composed of a plurality of
また、繊維系心線41と金属系心線42との全体本数が異なっていてもよく、例えば、2本の繊維系心線41と3本の金属系心線42とが交互に配置されている状態も、偏りなく配置されていると言える。さらに、1本の繊維系心線41と4本の金属系心線42とが交互に配置されている状態も、偏りなく配置されていると言え、本発明の目的を達成することができる状態である。このように、1本以上の繊維系心線41と1本以上の金属系心線42とを交互に配置する場合においては、隣接する繊維系心線41と金属系心線42との本数の差を3本以下とすることが好ましく、2本以下とすることがより好ましい。
Further, the total number of the fiber-based
さらに、図3に示すように、複数本の繊維系心線41全体の重心位置Gaと複数本の金属系心線42全体の重心位置Gbとの距離Lが、0に近いほど好ましい。この距離Lは、ベルト本体2の全幅Wの40%以下とすることが好ましい。このような状態は、繊維系心線41及び金属系心線42の本数や太さに依らず、これら繊維系心線41及び金属系心線42の偏りは小さく、本発明の目的を達成することができる状態である。
Furthermore, as shown in FIG. 3, it is preferable that the distance L between the center of gravity Ga of the entire plurality of fiber-based
ベルト本体2の内部に配置される繊維系心線41と金属系心線42とは、図2に示すように、幅方向に段差なく並設されるものに限らず、図示しないが、幅方向に段違いに(千鳥状に)配列されるものとしてもよい。
As shown in FIG. 2, the fiber-based
繊維系心線41を構成する素線としては、ガラス繊維(グラスファイバー)、アラミド繊維、炭素繊維、ポリエステル繊維等の化学繊維からなる非金属の線が使用される。
As the elemental wire constituting the fiber-
金属系心線42を構成する素線としては、スチールやステンレス等の線が使用される。
As an element wire forming the metal-based
図4は、心線の概略構成を示す拡大断面図である。
繊維系心線41及び金属系心線42は、図4に概略構成を示すように、何れも複数本の素線40が撚られることによって構成される。素線40は、上記の化学繊維や金属からなる線40aを複数本束ねることによって構成される。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the schematic configuration of the core wire.
Each of the fiber-based
一般に、心線4の初期伸びを抑えるためには、これら素線40の径を小さくして隣接する素線40、40間の間隙Xを小さくすることが効果的である。この観点からは、金属系心線42よりも、繊維系心線41の方が、素線40の径を小さくでき且つ素線40、40間を密にできるため適している。しかし、繊維系心線41は金属系心線42に比べて折り曲げ強度が低いことから、繊維系心線41だけでは、ベルトの耐屈曲性が低下する可能性がある。特に、本実施形態に示す工業用ベルト1のように心線押え溝5を有する場合、心線押え溝5の部位は厚みが薄くてベルト剛性が低い上に、心線が露出するため、ベルトが心線押え溝5の部位で局所的に屈曲し易く、心線が屈曲疲労を起こす可能性がある。
In general, in order to suppress the initial elongation of the core wire 4, it is effective to reduce the diameter of the
しかし、本発明によれば、ベルト本体2の内部に繊維系心線41と金属系心線42の両方を配置しているため、初期伸びの抑制と耐屈曲性の両性能を発揮することができ、繊維系心線41を使用した工業用ベルト1の耐屈曲性の低下を抑制することができる。
However, according to the present invention, since both the fiber-based
すなわち、初期伸びについては、初期伸びが起きにくい繊維系心線41が支配的に働き、工業用ベルト1全体の初期伸びの発生を抑制する。一方、耐屈曲性については、高い曲げ剛性及び耐屈曲性能を有する金属系心線42が支配的に働き、ベルトに局所的な屈曲が発生した場合でも、金属系心線42が繊維系心線41の過度の屈曲を抑制するようにサポートし、工業用ベルト1の耐屈曲性の低下を抑える。繊維系心線41と金属系心線42は、ベルト本体2の幅方向に混在するように配置されているため、初期伸び抑制及び耐屈曲性の向上とを工業用ベルト1の全体で両立させることができる。
That is, with respect to the initial elongation, the fiber-
しかも、この工業用ベルト1は、心線4として繊維系心線41と金属系心線42とを混在させて使用するだけでよいため、従来のベルト製造工程を何ら変更する必要はなく、製造工程数が増加することはない。
Moreover, since the
本発明において、ベルト本体2の内部に並設される繊維系心線41と金属系心線42の本数の比率は、繊維系心線:金属系心線=0.75:1〜1:0.75の条件を満たすことが好ましい。この場合、ベルト本体2の全体で見た場合、何れかの心線の本数が極端に偏ることがないため、後述する実施例と同等の効果を類推でき、初期伸び抑制及び耐屈曲性の向上を工業用ベルト1の全体で両立させる上記効果を発揮することができる。なお、繊維系心線:金属系心線=0.5:1〜2:1の条件を満たすことによっても、後述する実施例には劣るものの、初期伸び抑制及び耐屈曲性の向上を工業用ベルト1の全体で両立させる上記効果を発揮することができる。
In the present invention, the ratio of the number of the fiber-based
図2に示す例では、ベルト本体2の内部に7本の繊維系心線41と8本の金属系心線42からなる15本の心線4(繊維系心線:金属系心線=0.875:1)を混在させて並設している。中央に3本の繊維系心線41が配置され、その両側にそれぞれ2本ずつの繊維系心線41と金属系心線42が交互となるように配列され、全体としてベルト本体2の幅方向に繊維系心線41と金属系心線42とが偏りなく配置されている。しかし、繊維系心線41と金属系心線42の配置態様は何らこれに限定されない。
In the example shown in FIG. 2, fifteen core wires 4 (fiber core wires: metal core wires = 0, which are composed of seven
例えば図5(a)に示すように、図2の配置態様における繊維系心線41と金属系心線42とを入れ替えたものとすることもできる。
For example, as shown in FIG. 5A, the fiber
また、図5(b)に示すように、繊維系心線41と金属系心線42とをそれぞれ8本ずつの同数(繊維系心線:金属系心線=1:1)とすることもできる。図5(b)では、ベルト本体2の幅方向の両端部に1本ずつの金属系心線42を配置させると共に、その間に繊維系心線41と金属系心線42を2本ずつ交互に配置させている。
Further, as shown in FIG. 5B, the number of the fiber-based
図5(a)(b)に示す態様においても、繊維系心線41と金属系心線42とはベルト本体2の幅方向に混在するように並設されるので、図2の態様と同様の効果を得ることができる。
In the embodiment shown in FIGS. 5A and 5B as well, the fiber-based
上記何れの配置態様も、繊維系心線41と金属系心線42はベルト本体2の幅方向の中心を基準にして左右対称となるように配置されており、本発明において好ましい態様である。繊維系心線41と金属系心線42とでは、ベルト走行時の片寄りや自転性等の特性が異なるため、左右対称に配置することで、走行時のベルトの片寄りを効果的に防止できる。
In any of the above arrangement modes, the fiber-
ところで、ベルト走行時に幅方向の両端部がプーリのフランジ部やガイドレール等に干渉することでせり上がりが発生すると、両端部に局部的に屈曲させる力が働く。このようなベルト走行時のプーリのフランジ部やガイドレール等との干渉が懸念される場合には、図2、図5(b)に示すように、複数本の心線4のうち、ベルト本体2の両側最外縁に配置される心線4を、金属系心線42とすることが好ましい。金属系心線42は、繊維系心線41に比べて曲げ剛性が高く、局部的な折り曲げに強いため、せり上がり時に作用する屈曲力に対する耐久性を向上させることができる。
By the way, when the belt runs, both ends in the width direction interfere with the flange part of the pulley, the guide rails, and the like, so that a rising occurs, and a force for locally bending the both ends acts. When there is a concern about interference with the flange portion of the pulley, the guide rail, or the like when the belt is running, as shown in FIGS. 2 and 5B, the belt main body among the plurality of core wires 4 is used. It is preferable that the core wires 4 arranged at the outermost edges on both sides of 2 are the
以上の実施形態は、ベルト本体2の内部に合計15本又は16本の心線4を配置させたものを例示したが、心線4の合計本数は何ら限定されず、各心線41、42の径、ベルト本体2の幅寸法等に応じて適宜増減することができる。
In the above embodiment, a total of 15 or 16 cores 4 are arranged inside the
また、より広幅の工業用ベルトとする場合は、例えば図2、図5(a)(b)に示した構成の工業用ベルト1を幅方向に複数個接合するようにしてもよい。
In the case of a wider industrial belt, for example, a plurality of
以上の実施形態は、歯部3を有する歯付きベルトを例に挙げて説明したが、本発明は歯部の有無にかかわらず、ベルト本体内部に心線を有する動力伝達用途や搬送用途の工業用ベルトに広く適用できる。
Although the above embodiment has been described by taking the toothed belt having the
以下、本発明の効果を実施例によって例証する。 Hereinafter, the effects of the present invention will be illustrated by examples.
(実施例1)
ポリウレタン製の有端状の歯付きベルト(幅:25mm)のベルト本体内部に、繊維系心線として7本のグラスファイバー心線と、金属系心線として8本のスチール心線とを、図2と同様の配置態様で配置した。
(Example 1)
In the belt main body of the endless belt made of polyurethane (width: 25 mm), 7 glass fiber cores as fiber cores and 8 steel cores as metal cores are illustrated. It was arranged in the same manner as in 2.
グラスファイバー心線は、直径7μmのグラスファイバーを200本束ねたものをベースとし、それを3本に束ね、さらにそれを11セット撚り合わせることによって形成した。 The glass fiber core wire was formed by bundling 200 glass fibers having a diameter of 7 μm as a base, bundling them into 3 pieces, and further twisting them 11 sets.
スチール心線は、直径0.1mmのスチールコードを7本束ねて素線とし、この素線を7本撚り合わせることによって形成した。 The steel core wire was formed by bundling seven steel cords each having a diameter of 0.1 mm into an element wire and twisting the seven element wires together.
この実施例においては、7本の繊維系心線全体の重心位置Gaと8本の金属系心線全体の重心位置Gbとの距離Lは、ベルト本体の全幅Wの40%以下となっている。 In this embodiment, the distance L between the center of gravity Ga of the seven fiber-based cores and the center of gravity Gb of the eight metal-based cores is 40% or less of the total width W of the belt body. ..
(実施例2)
8本のグラスファイバー心線と7本のスチール心線とを、図5(a)と同様の配置態様で配置した以外は実施例1と同一とした。
(Example 2)
Example 1 was the same as Example 1 except that 8 glass fiber core wires and 7 steel fiber core wires were arranged in the same arrangement as in FIG. 5 (a).
この実施例においては、8本の繊維系心線全体の重心位置Gaと7本の金属系心線全体の重心位置Gbとの距離Lは、ベルト本体の全幅Wの40%以下となっている。 In this embodiment, the distance L between the center of gravity Ga of the entire eight fiber-based cores and the center of gravity Gb of the seven metal-based cores is 40% or less of the total width W of the belt body. ..
(比較例1)
15本の心線を全てグラスファイバー心線とした以外は、実施例1と同一とした。
(Comparative Example 1)
Example 1 was the same as Example 1 except that all 15 core wires were made of glass fiber.
(比較例2)
15本の心線を全てスチール心線とした以外は、実施例1と同一とした。
(Comparative example 2)
Same as Example 1 except that all 15 core wires were steel core wires.
<初期伸びによる張力低下確認試験>
図6に示す2軸試験機のプーリ間(軸間距離:900mm)に歯付きベルトを架け渡して端部同士をクランプで接合した。静止状態のまま初張力として500Nの張力をかけた後、所定時間経過毎に張力を測定した。その結果を図7に示す。
<Tension drop confirmation test due to initial elongation>
The toothed belt was spanned between the pulleys (interaxial distance: 900 mm) of the biaxial tester shown in FIG. 6, and the ends were joined together by clamps. After applying a tension of 500 N as an initial tension in a stationary state, the tension was measured every predetermined time. The result is shown in FIG. 7.
また、初期伸びが収束したと想定される168時間経過後の張力と、そのときの初張力に対する張力保持率を求めた。その結果を表1に示す。
<耐屈曲性試験>
1.折り曲げ試験
実施例1、2及び比較例1、2の各歯付きベルトについてそれぞれ10個ずつの試料を作製した。各試料を、直径(折り曲げ径):16mm、20mm、30mm、40mmの丸棒に図8に示すように巻き付け、そのまま10sec保持した後、解放した。
<Flex resistance test>
1. Bending Test Ten samples were prepared for each of the toothed belts of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2. Each sample was wound around a round bar having a diameter (bending diameter) of 16 mm, 20 mm, 30 mm, and 40 mm as shown in FIG. 8, held for 10 seconds as it was, and then released.
解放後の各試料について、心線押え溝から内部の心線を目視観察することにより損傷(心線折れ)の有無を評価した。10個の試料中に1箇所でも心線の損傷が認められた場合は「×」、全く損傷が認められない場合は「○」とした。その結果を表2に示す。
2.破断試験
各試料を丸棒に巻き付けて折り曲げ試験を実施する前(折り曲げ無し)の各試料と、折り曲げ試験を実施した解放後の各試料について、引張り試験機(TENSION UTA-50KN)を用いて、引張速度:50mm/minで引張り試験を行い、試料が破断したときの強度をそれぞれ測定し、10個の試料の平均値を求めた。その結果を図9に示す。
2. Breaking test For each sample before performing the bending test by winding each sample on a round bar (without bending) and for each sample after releasing the bending test, using a tensile tester (TENSION UTA-50KN), Tensile speed: A tensile test was performed at 50 mm / min, the strengths when the samples were broken were measured, and the average value of 10 samples was obtained. The result is shown in FIG.
以上の通り、実施例1、2共に、スチール心線のみを使用する比較例2に比べて初期伸びが大幅に改善し、グラスファイバー心線のみを使用する比較例1と比べて全く遜色のない程度の初期伸び抑制効果が得られた。 As described above, in both Examples 1 and 2, the initial elongation was significantly improved as compared with Comparative Example 2 using only the steel core wire, and was comparable to Comparative Example 1 using only the glass fiber core wire. The effect of suppressing the initial elongation to some extent was obtained.
また、折り曲げ試験でも、実施例1、2共に、スチール心線のみを使用する比較例2と同様に心線の損傷は認められず、破断強度はグラスファイバー心線のみを使用する比較例1に比べて大幅に向上した。 Also in the bending test, in both Examples 1 and 2, no damage to the core wire was observed as in Comparative Example 2 using only the steel core wire, and the breaking strength was the same as Comparative Example 1 using only the glass fiber core wire. It has improved significantly.
上記実施例において、グラスファイバー心線を、カーボン繊維からなる繊維系心線、アラミド繊維からなる繊維系心線に代えても、耐屈曲性効果が得られた。 In the above examples, the bending resistance effect was obtained even if the glass fiber core wire was replaced with a fiber core wire made of carbon fiber or a fiber core wire made of aramid fiber.
従って、本発明によれば、心線の初期伸びの抑制と耐屈曲性の向上とを両立させることができた。 Therefore, according to the present invention, it is possible to achieve both suppression of the initial elongation of the core wire and improvement of the bending resistance.
1:工業用ベルト
2:ベルト本体
3:歯部
4:心線
40:素線
40a:線
41:繊維系心線
42:金属系心線
5:心線押え溝
X:間隙
1: Industrial belt 2: Belt body 3: Tooth part 4: Core wire 40:
Claims (6)
前記繊維系心線を構成する素線が、ガラス繊維からなる非金属性の線であり、前記金属系心線を構成する素線よりも直径が小さいことにより、前記繊維系心線の方が前記金属系心線よりも素線間の間隙が小さいことを特徴とする工業用ベルト。 Inside the belt body, a plurality of fiber-based core wires and a plurality of metal-based core wires are arranged so as to be mixed in the width direction of the belt body ,
Strands constituting the fiber-based core wire is a non-metallic wire made of glass fiber, the diameter is smaller than the strands constituting the metal-based core wire, the fiber-based core wire is An industrial belt characterized in that a gap between strands is smaller than that of the metal-based core .
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