JP6883505B2 - 有端なｖベルト、及び、その製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、全長にわたり継手用縦孔を適当な間隔で設け、必要に応じた長さに切断して接合するようにした、動力伝達に使用が可能な有端なＶベルトに関する。

本発明のＶベルトは、例えば、突然Ｖベルトが切断して設備が稼動しなくなった場合に、応急的に復旧させうることが可能なVベルトである。取替品が手元になく、すぐに入手が困難な場合、長尺の有端なＶベルトを必要な長さに切断して、図３に示すように、Ｖベルトの両端に設けられた継手用縦孔を継手金具によってジョイントし、無端のＶベルトとして応急用に使用される。

このような有端なＶベルトの先行技術文献としては、例えば、特許文献１に開示された構成の有端なＶ型ベルトがある。この有端なＶ型ベルトは、必要に応じた長さに切断して接合されて使用される。その実施例は、図１２に示すように、中心層（１）、外部層（２）、カバーゴム（３）を備え、Ｖ型ベルトを縦に貫通する継手孔（４）をＶ型ベルトの全長にわたり間隔をおいて設けたＶ型ベルトにおいて、伸びの小さい帆布を渦形に巻いた中心層（１）をその帆布より伸びの大きな帆布を渦形に巻いた外部層（２）で包み込んだことを特徴とするＶ型ベルトである（ただし、ゴム組成物をフリクション又は積層した布帛のみで構成され、芯体（心線）はない）。

上記のＶ型ベルトの製造方法としては、紙縒り（こより）の要領で連続した布帛を巻き続けていくが、巻き付け後の長手方向は布帛のバイアス方向となる。巻き付け直後の未加硫ベルトの断面は円形である。未加硫のベルトは、加硫時に嵌め込む金型によってＶ型に成形する。その後、加硫後のＶベルトに外周面から内周面に所定の間隔で継手孔（貫通穴）を開ける（図１参照）。使用する際に、Ｖベルトを必要な長さにカットして、Ｖベルトの両端に設けられた継手用縦孔を継手金具（図２参照）によってジョイントし、無端のＶベルトに加工する（図３参照）。

実公昭４０−５０７２号公報

しかしながら、上記のような有端Ｖベルトは継手孔を形成することから、Ｖベルトの長手方向に沿って設けられる芯体がないので、芯体のあるＶベルトに比べ、走行伸びが大きくなってしまう傾向にある。また、走行伸びが大きくなると、Ｖベルトによる動力伝達能力が低くなってしまう。また、Ｖベルトの両端に設けられた継手用縦孔に継手金具を取り付けたジョイント部分は曲げ難く耐屈曲性が劣ってしまう。また、ベルト部分に比べて継手金具を取り付けたジョイント部分の強力は低くなってしまう。また、ジョイント部分の強力は低くなってしまうと、スリップや、振れが大きくなってしまう。また、破損の多くはジョイント部分の継手金具が、巻きつけられた布帛を突き破ることによって生じる（図４参照）。即ち、ジョイント部分の耐久性は低く、寿命は通常のエンドレスベルトに比べ短くなる。

そこで、本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、継手用縦孔を有する有端のＶベルトについて、走行時の伸びを小さくし、張力の低下も小さくし、継手用縦孔から破断するＶベルトの破断現象を防止し、Ｖベルトの寿命を延ばし、更に、そのＶベルトの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための発明の一つは、動力伝達に使用される有端なＶベルトであって、
アラミドシート又はカーボンシートが巻かれて形成された第１芯体層を備え、
当該Ｖベルトの厚み方向に貫通する継手孔が、当該Ｖベルトの長手方向にわたり間隔をおいて複数形成されていることを特徴としている。

上記構成によれば、アラミドシートは、破断強力・柔軟性が高く、アラミド繊維が折れにくいなどの特長をもつことから、継手孔にジョイント金具のビスが装着されて使用された場合に、継手孔から破断するＶベルトの破断現象を防止し、Ｖベルトの寿命を高めることができる。即ち、走行耐久性を向上させることができる。
また、カーボンシートも、破断強力（継手孔の引張強さ）が高く、カーボン繊維が折れにくいなどの特長をもつことから、継手孔にジョイント金具のビスが装着されて使用された場合に、継手孔から破断するＶベルトの破断現象を防止し、Ｖベルトの寿命を高めることができる。即ち、走行耐久性を向上させることができる。
更に、従来の第１芯体層に綿帆布を使用した場合に比べ、第１芯体層にアラミドシート又はカーボンシートを使用した場合、中間伸び・切断伸びを小さくすることができる。これにより、走行時の伸びを小さくし、張力の低下も小さくすることができる。従って、Ｖベルト走行途中の張力調整のメンテナンスを減らすことができる。

また、本発明の一つは、上記Ｖベルトにおいて、前記第１芯体層の外側に、綿製のシートが巻かれて形成された第２芯体層を有することを特徴としている。

上記構成によれば、第１芯体層の外側に綿製のシートを巻いた第２芯体層を設けることにより、綿の柔軟性により、Ｖベルトの屈曲性を高め、Ｖベルトが巻き掛けられるプーリともなじみやすくすることができる。これにより、より小径のプーリを使用した場合でもＶベルトの伝達性能を保持することができる。

また、本発明の一つは、上記Ｖベルトにおいて、前記第１芯体層及び前記第２芯体層における、当該Ｖベルトの幅方向に占める割合が、１〜１．５：１の範囲内であることを特徴としている。

上記構成によれば、Ｖベルトの両端に形成された継手孔にジョイント金具を装着させた無端のＶベルトを最小プーリ（当該Ｖベルトが使用可能な最小プーリ径：Ｖベルトの仕様に応じて最小プーリ径が設定されている）に巻き掛け走行させた場合、その最小プーリにも対応する、屈曲性、及び、破断強力（継手孔の引張強さ）を保持させることができる。

また、本発明の一つは、上記Ｖベルトにおいて、前記アラミドシートは、アラミド繊維束が一方向に配列されており、
前記カーボンシートは、カーボン繊維束が一方向に配列されていることを特徴としている。

上記構成によれば、Ｖベルトにおいて、繊維束（アラミド繊維束、カーボン繊維束）が配列された方向に対する強度を高めることができる。

また、本発明の一つは、上記Ｖベルトにおいて、前記アラミドシートのアラミド繊維束の配列方向、又は、前記カーボンシートのカーボン繊維束の配列方向が、当該Ｖベルト長手方向に対して垂直になるように配列されていることを特徴としている。

上記構成によれば、Ｖベルト長手方向に対して垂直方向の強度を高めることができる。

また、本発明の一つは、上記Ｖベルトにおいて、前記アラミドシートは、目付量が２３０〜８３０ｇ／ｍ²、引張強度が２０６０Ｎ／ｍｍ²以上、厚みが０．１６〜０．６０ｍｍの条件を満たし、
前記カーボンシートは、目付量が２００〜４５０ｇ／ｍ²、引張強度が２９００Ｎ／ｍｍ²以上、厚みが０．１１〜０．３５ｍｍの条件を満たすことを特徴としている。

上記構成によれば、破断強力（継手孔の引張強さ）をより高くしたＶベルトにすることができる。

また、本発明の一つは、上記Ｖベルトにおいて、前記アラミドシートは、二方向のアラミド繊維束が交差するように配列されており、
前記カーボンシートは、二方向のカーボン繊維束が交差するように配列されていることを特徴としている。

上記構成によれば、Ｖベルトにおいて、繊維束（アラミド繊維束、カーボン繊維束）が配列された二方向に対する強度を高めることができる。

また、本発明の一つは、上記Ｖベルトにおいて、前記アラミドシートのアラミド繊維束の二つの配列方向、又は、前記カーボンシートのカーボン繊維束の二つの配列方向がともに、Ｖベルト長手方向に対して傾斜角度を有するように配列されていることを特徴としている。

上記構成のように、繊維束の二つの配列方向がともにＶベルト長手方向に対して傾斜角度を有するように配列することにより、傾斜角度を有しない場合に比べて、Ｖベルトの強度を高め、屈曲性を保持し、屈曲疲労による早期クラック、及び、切断による寿命の低下を防ぐことができる。

また、本発明の一つは、上記Ｖベルトにおいて、前記アラミドシートは、目付量が９０〜８７０ｇ／ｍ²、引張強度が２０６０Ｎ／ｍｍ²以上、厚みが０．０３〜０．２４ｍｍの条件を満たし、
前記カーボンシートは、目付量が２００〜３００ｇ／ｍ²、引張強度が２９００Ｎ／ｍｍ²以上、厚みが０．０５〜０．０９ｍｍの条件を満たすことを特徴としている。

上記構成によれば、破断強力（継手孔の引張強さ）をより高くしたＶベルトにすることができる。

また、本発明の一つは、動力伝達に使用される有端なＶベルトの製造方法であって、
アラミドシート又はカーボンシートを、ロール状に巻き回して第１芯体層を形成する第１芯体層形成工程と、
前記第１芯体層の外周に、カバー層を巻くカバー層形成工程と、
前記第１芯体層の外周に前記カバー層が巻かれたベルトの原型を、Ｖ形状の金型に嵌め込み加熱成形する加熱成形工程と、
加熱成形されたＶベルトに対して、厚み方向に貫通する継手孔を、当該Ｖベルトの長手方向にわたり間隔をおいて複数形成する継手孔形成工程と、を含むことを特徴としている。

上記方法によれば、アラミドシートが、破断強力・柔軟性が高く、アラミド繊維が折れにくいなどの特長をもつことから、継手孔にジョイント金具のビスが装着されて使用された場合に、継手孔から破断するＶベルトの破断現象を防止可能で、Ｖベルトの寿命を高めたＶベルトを製造することができる。即ち、走行耐久性を向上させたＶベルトを製造することができる。
また、カーボンシートも、破断強力（継手孔の引張強さ）が高く、カーボン繊維が折れにくいなどの特長をもつことから、継手孔にジョイント金具のビスが装着されて使用された場合に、継手孔から破断するＶベルトの破断現象を防止で、Ｖベルトの寿命を高めたＶベルトを製造することができる。即ち、走行耐久性を向上させたＶベルトを製造することができる。
更に、従来の第１芯体層に綿帆布を使用した場合に比べ、第１芯体層にアラミドシート又はカーボンシートを使用した場合、中間伸び・切断伸びを小さくしたＶベルトを製造することができる。これにより、走行時の伸びを小さくし、張力の低下も小さくしたＶベルトを製造することができる。従って、製造したＶベルトでは、Ｖベルト走行途中の張力調整のメンテナンスを減らすことができる。

また、本発明の一つは、動力伝達に使用される有端なＶベルトの製造方法であって、
アラミドシート又はカーボンシートを、ロール状に巻き回して第１芯体層を形成する第１芯体層形成工程と、
前記第１芯体層の外側に、綿製のシートをロール状に巻き回して第２芯体層を形成する第２芯体層形成工程と、
前記第２芯体層の外周に、カバー層を巻くカバー層形成工程と、
前記第１芯体層及び前記第２芯体層の外周に前記カバー層が巻かれたベルトの原型を、Ｖ形状の金型に嵌め込み加熱成形する加熱成形工程と、
加熱成形されたＶベルトに対して、厚み方向に貫通する継手孔を、当該Ｖベルトの長手方向にわたり間隔をおいて複数形成する継手孔形成工程と、を含むことを特徴としている。

上記方法によれば、第２芯体層形成工程を経て、第１芯体層の外側に綿製のシートを巻いた第２芯体層を設けることにより、綿の柔軟性により、屈曲性を高め、巻き掛けられるプーリともなじみやすいＶベルトを製造することができる。これにより、より小径のプーリを使用した場合でも、伝達性能を保持することができるＶベルトを製造することができる。

また、本発明の一つは、上記Ｖベルトの製造方法の、前記第１芯体層形成工程、及び、前記第２芯体層形成工程において、
前記第１芯体層及び前記第２芯体層における、当該Ｖベルトの幅方向に占める割合を、１〜１．５：１の範囲内にすることを特徴としている。

上記方法により製造したＶベルトの両端に形成された継手孔にジョイント金具を装着させた無端のＶベルトを、最小プーリ（当該Ｖベルトが使用可能な最小プーリ径：Ｖベルトの仕様に応じて最小プーリ径が設定されている）に巻き掛け走行させた場合、その最小プーリにも対応する、屈曲性、及び、破断強力（継手孔の引張強さ）を保持させることができる。

また、本発明の一つは、上記Ｖベルトの製造方法の、前記第１芯体層形成工程において、
アラミド繊維束が一方向に配列された前記アラミドシート、又は、カーボン繊維束が一方向に配列された前記カーボンシートを使用し、
前記アラミドシート又は前記カーボンシートをロール状に巻き回す際に、前記繊維束の配列方向に巻き回すことにより、前記繊維束の配列方向が、Ｖベルト長手方向に対して垂直になるように配列させることを特徴としている。

上記方法によれば、Ｖベルト長手方向に対して垂直方向の強度を高めたＶベルトを製造することができる。

また、本発明の一つは、上記Ｖベルトの製造方法において、前記アラミドシートは、目付量が２３０〜８３０ｇ／ｍ²、引張強度が２０６０Ｎ／ｍｍ²以上、厚みが０．１６〜０．６０ｍｍの条件を満たし、
前記カーボンシートは、目付量が２００〜４５０ｇ／ｍ²、引張強度が２９００Ｎ／ｍｍ²以上、厚みが０．１１〜０．３５ｍｍの条件を満たすことを特徴としている。

上記方法によれば、破断強力（継手孔の引張強さ）をより高くしたＶベルトを製造することができる。

また、本発明の一つは、上記Ｖベルトの製造方法の、前記第１芯体層形成工程において、
二方向のアラミド繊維束が交差するように配列された前記アラミドシート、又は、カーボン繊維束が交差するように配列された前記カーボンシートを使用し、
前記アラミドシート又は前記カーボンシートをロール状に巻き回す際に、前記繊維束の二つの配列方向がともにＶベルト長手方向に対して傾斜角度を有するように巻き回すことにより、前記繊維束の二つの配列方向が、Ｖベルト長手方向に対して傾斜角度を有するように配列させることを特徴としている。

上記方法のように、繊維束の二つの配列方向がともにＶベルト長手方向に対して傾斜角度を有するように配列させることにより、傾斜角度を有しない場合に比べて、Ｖベルトの強度を高め、屈曲性を保持し、屈曲疲労による早期クラック、及び、切断による寿命の低下を防止可能なＶベルトを製造することができる。

また、本発明の一つは、上記Ｖベルトの製造方法において、前記アラミドシートは、目付量が９０〜８７０ｇ／ｍ²、引張強度が２０６０Ｎ／ｍｍ²以上、厚みが０．０３〜０．２４ｍｍの条件を満たし、
前記カーボンシートは、目付量が２００〜３００ｇ／ｍ²、引張強度が２９００Ｎ／ｍｍ²以上、厚みが０．０５〜０．０９ｍｍの条件を満たすことを特徴としている。

上記方法によれば、破断強力（継手孔の引張強さ）をより高くしたＶベルトを製造することができる。

継手用縦孔を有する有端のＶベルトについて、走行時の伸びを小さくし、張力の低下も小さくし、継手用縦孔から破断するＶベルトの破断現象を防止し、Ｖベルトの寿命を延ばし、更に、そのＶベルトの製造方法を提供することができる。

本実施形態に係るＶベルトの斜視図である。 継手金具の説明図である。 本実施形態に係るＶベルトの使用態様の説明図である。 Ｖベルトに形成された継手孔の破断現象の説明図である。 本実施形態に係るＶベルトの説明図である。 本実施形態に係るアラミドシートの説明図である。 本実施形態に係るＶベルトの製造方法の説明図である。 第１芯体層に一方向シートを使用する場合の繊維束の配列方向の説明図である。 本実施形態に係るＶベルトの製造方法の説明図である。 第１芯体層に二方向シートを使用する場合の繊維束の配列方向の説明図である。 本実施形態に係るＶベルトの製造方法の説明図である。 先行技術文献に係るＶ型ベルトの説明図である。 第１芯体層及び第２芯体層のＶベルトの幅方向に占める割合の説明図である。 実施例の走行試験で使用する縦型の走行試験機の説明図である。

（実施形態）
以下、図面を参照しつつ、本願発明に係るＶベルト１、及び、Ｖベルト１の製造方法について説明する。Ｖベルト１は、両端部があるオープンエンドベルト（有端Ｖベルト）である（図１参照）。このＶベルト１は、必要な長さに切断されて、図３に示すように、切断されたＶベルト１の両端に設けられた継手孔１５を継手金具２（図２参照）によってジョイントすることにより、輪状のＶベルト１（無端Ｖベルト）として使用される。例えば、このような輪状のＶベルト１は、応急的にプーリ間に巻き掛けられ、動力を伝達するために使用される。

（Ｖベルト１）
Ｖベルト１は、図５のＶベルト１ＡやＶベルト１Ｂに示すように、断面視台形状をした、Ｖ型のベルトである。

（Ｖベルト１Ａ）
Ｖベルト１Ａは、図５に示すように、心線１１にアラミドシート又はカーボンシートが巻かれて形成された第１芯体層１２と、第１芯体層１２の外側に綿製のシートが巻かれて形成された第２芯体層１３と、第２芯体層１３の外周に設けられた綿製のカバー層１４によって構成されている。そして、図５に示すように、Ｖベルト１Ａの厚み方向に貫通する継手孔１５が、Ｖベルト１Ａの長手方向にわたり所定の間隔をおいて所定数形成されている（図１参照）。

（心線１１）
心線１１は、第１芯体層１２の中心に配置され、アラミドシート又はカーボンシートを巻き付ける芯になっている。心線１１には、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、ＰＢＯ繊維などで形成された、撚りコードを１本使用している。この心線１１は、アラミドシート又はカーボンシートを巻く為の芯（中芯）であり、Ｖベルト１Ａ自体の強度を上げるために配置される芯体ではないため、心線１１自体は無い構成でもよい。

（第１芯体層１２：アラミドシート）
第１芯体層１２に使用されるアラミドシートは、図６に示すように、アラミド繊維束を一方向に配列させた高強度繊維シート（一方向シート）、又は、二方向のアラミド繊維束が交差するように配列させた高強度繊維シート（二方向シート）である。一方向シートは、アラミド繊維束を一方向（経または緯）に編んだり、アラミド繊維束をバインダ等で結合させて配列したシートなどである。また、二方向シートは、アラミド繊維束が二方向（経と緯）に交差して織られた（又は編まれた）シートなどである。

アラミドシートは、破断強力・柔軟性が高く、アラミド繊維が折れにくいなどの特長をもつことから、継手孔１５に継手金具２のビスが装着されて使用された場合に、継手孔１５から破断するＶベルト１Ａの破断現象を防止し、Ｖベルト１Ａの寿命を高めることができる。即ち、走行耐久性を向上させることができる。

また、アラミド繊維束を一方向に配列させた一方向シートを使用した場合、アラミド繊維束が配列された方向に対する強度を高めることができる。また、二方向のアラミド繊維束が交差するように配列させた二方向シートを使用した場合、アラミド繊維束が配列された二方向に対する強度を高めることができる。

また、アラミドシートの一方向シートとしては、目付量が２３０〜８３０ｇ／ｍ²、引張強度が２０６０Ｎ／ｍｍ²以上、厚みが０．１６〜０．６０ｍｍの条件を満たしていることが望ましい。これにより、破断強力（継手孔１５の引張強さ）をより高くしたＶベルト１Ａにすることができる。

また、アラミドシートの二方向シートとしては、目付量が９０〜８７０ｇ／ｍ²、引張強度が２０６０Ｎ／ｍｍ²以上、厚みが０．０３〜０．２４ｍｍの条件を満たしていることが望ましい。これにより、破断強力（継手孔１５の引張強さ）をより高くしたＶベルト１Ａにすることができる。

例えば、アラミドシートの一方向シートとしては、表１に示す、ファイベックス製、前田工繊製のものが挙がられる。また、アラミドシートの二方向シートとしては、表２に示す、ファイベックス製、前田工繊製のものが挙がられる。

（表１）
（アラミドシート：一方向シート）

（表２）
（アラミドシート：二方向シート）

また、アラミドシートの一方向シートを巻いて第１芯体層１２を形成する場合、図８に示すように、アラミド繊維束の配列方向は、Ｖベルト１の長手方向に対して側面視で垂直になるように配列することが望ましい。これにより、Ｖベルト１Ａの長手方向に対して垂直方向の強度を高めることができる。

また、アラミドシートの二方向シートを巻いて第１芯体層１２を形成する場合、図１０に示すように、アラミド繊維束の二つの配列方向がともに、Ｖベルト１の長手方向に対して側面視で傾斜角度を有するように配列することが望ましい。これにより、傾斜角度を有しない場合に比べて、Ｖベルト１Ａの強度を高め、屈曲性を保持し、屈曲疲労による早期クラック、及び、切断による寿命の低下を防ぐことができる。

（第１芯体層１２：カーボンシート）
第１芯体層１２に使用されるカーボンシートは、カーボン繊維束を一方向に配列させた高強度繊維シート（一方向シート）、又は、二方向のカーボン繊維束が交差するように配列させた高強度繊維シート（二方向シート）である。一方向シートは、カーボン繊維束を一方向（経または緯）に編んだり、カーボン繊維束をバインダ等で結合させて配列したシートなどである。また、二方向シートは、カーボン繊維束が二方向（経と緯）に交差して織られた（又は編まれた）シートなどである。

カーボンシートは、破断強力（継手孔の引張強さ）が高く、カーボン繊維が折れにくいなどの特長をもつことから、継手孔１５に継手金具２のビスが装着されて使用された場合に、継手孔１５から破断するＶベルト１Ａの破断現象を防止し、Ｖベルト１Ａの寿命を高めることができる。即ち、走行耐久性を向上させることができる。

また、カーボン繊維束を一方向に配列させた一方向シートを使用した場合、カーボン繊維束が配列された方向に対する強度を高めることができる。また、二方向のカーボン繊維束が交差するように配列させた二方向シートを使用した場合、カーボン繊維束が配列された二方向に対する強度を高めることができる。

また、カーボンシートの一方向シートとしては、目付量が２００〜４５０ｇ／ｍ²、引張強度が２９００Ｎ／ｍｍ²以上、厚みが０．１１〜０．３５ｍｍの条件を満たしていることが望ましい。これにより、破断強力（継手孔１５の引張強さ）をより高くしたＶベルト１Ａにすることができる。

また、カーボンシートの二方向シートとしては、目付量が２００〜３００ｇ／ｍ²、引張強度が２９００Ｎ／ｍｍ²以上、厚みが０．０５〜０．０９ｍｍの条件を満たしていることが望ましい。これにより、破断強力（継手孔１５の引張強さ）をより高くしたＶベルト１Ａにすることができる。

例えば、カーボンシートの一方向シートとしては、表３に示す、前田工繊製のものが挙がられる。また、カーボンシートの二方向シートとしては、表４に示す、前田工繊製のものが挙がられる。

（表３）
（カーボンシート：一方向シート）

（表４）
（カーボンシート：二方向シート）

また、カーボンシートの一方向シートを巻いて第１芯体層１２を形成する場合、図８に示すように、カーボン繊維束の配列方向は、Ｖベルト１の長手方向に対して側面視で垂直になるように配列することが望ましい。これにより、Ｖベルト１Ａの長手方向に対して垂直方向の強度を高めることができる。

また、カーボンシートの二方向シートを巻いて第１芯体層１２を形成する場合、図１０に示すように、カーボン繊維束の二つの配列方向がともに、Ｖベルト１の長手方向に対して側面視で傾斜角度を有するように配列することが望ましい。これにより、傾斜角度を有しない場合に比べて、Ｖベルト１Ａの強度を高め、屈曲性を保持し、屈曲疲労による早期クラック、及び、切断による寿命の低下を防ぐことができる。

（第２芯体層１３）
第２芯体層１３として使用される綿製のシートは、綿製の帆布素材により構成される織布のシートなどである。第１芯体層１２の外側に綿製のシートを巻いた第２芯体層１３を設けることにより、綿の柔軟性により、Ｖベルト１Ａの屈曲性を高め、Ｖベルト１Ａが巻き掛けられるプーリともなじみやすくすることができる。これにより、より小径のプーリを使用した場合でもＶベルト１Ａの伝達性能を保持することができる。

ここで、第１芯体層１２及び第２芯体層１３における、Ｖベルト１Ａの幅方向に占める割合は、１〜１．５：１の範囲内であることが望ましい（図５参照）。このような範囲内にすることにより、Ｖベルト１Ａの両端に形成された継手孔１５に継手金具２を装着させた無端のＶベルト１Ａを最小プーリ（当該Ｖベルト１Ａが使用可能な最小プーリ径：Ｖベルト１Ａの仕様に応じて最小プーリ径が設定されている）に巻き掛け走行させた場合、その最小プーリにも対応する、屈曲性、及び、破断強力（継手孔の引張強さ）を保持させることができる。

（カバー層１４）
カバー層１４には、綿帆布を使用している。カバー層１４には、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維などのからなる織布を使用してもよい。

なお、第１芯体層１２、第２芯体層１３、及び、カバー層１４は、公知のＲＦＬ液、ゴム糊、含浸樹脂などの接着剤（バインダ）により、それぞれの層同士が接着されている。

（Ｖベルト１Ｂ）
Ｖベルト１Ｂは、図５に示すように、心線１１にアラミドシート又はカーボンシートが巻かれて形成された第１芯体層１２と、第１芯体層１２の外周に設けられた綿製のカバー層１４によって構成されている。そして、Ｖベルト１Ｂの厚み方向に貫通する継手孔１５が、Ｖベルト１Ｂの長手方向にわたり所定の間隔をおいて複数形成されている。即ち、Ｖベルト１Ｂは、Ｖベルト１Ａに比べて、第２芯体層１３を有さず、カバー層１４の下層を第１芯体層１２のみの構成としている。その他の構成は、Ｖベルト１Ａと同様である。

（Ｖベルト１の製造方法）
次に、Ｖベルト１（Ｖベルト１Ａ、Ｖベルト１Ｂ）の製造方法について説明する。

（Ｖベルト１Ａの製造方法）
まず、第１芯体層１２を構成するアラミドシート又はカーボンシートに一方向シートを使用する場合、図７に示すように、心線１１にアラミドシート又はカーボンシートの角部分から紙縒りの要領でロール状に巻き付ける（第１芯体層形成工程）。この際、図７に示すように、繊維束（アラミド繊維束、カーボン繊維束）の配列方向に沿って巻き回すことにより、繊維束の配列方向が、Ｖベルト１Ａの長手方向に対して側面視で垂直になるように配列させる。これにより、アラミドシート又はカーボンシートに一方向シートを使用した、ロール状の第１芯体層１２を形成する。

一方、第１芯体層１２を構成するアラミドシート又はカーボンシートに二方向シートを使用する場合、図９に示すように、心線１１にアラミドシート又はカーボンシートの角部分からロール状に巻き付ける（第１芯体層形成工程）。この際、図９に示すように、繊維束（アラミド繊維束、カーボン繊維束）の二つの配列方向がともにＶベルト１Ａの長手方向に対して側面視で傾斜角度を有するように巻き回すことにより、繊維束の二つの配列方向が、Ｖベルト１Ａの長手方向に対して傾斜角度を有するように配列させる。これにより、アラミドシート又はカーボンシートに二方向シートを使用した、ロール状の第１芯体層１２を形成する。

なお、第１芯体層１２には、第２芯体層１３との接着性を向上させるため、未加硫ゴム組成物を溶剤に溶かした液状ゴム（ゴム糊）を塗布後、溶剤を蒸発させシートの表面に未加硫ゴム組成物の膜を形成する処理を行う。

次に、図１１に示すように、ロール状の第１芯体層１２に、綿製のシートをロール状に巻き回して、第１芯体層１２の外側に第２芯体層１３を形成する（第２芯体層形成工程）。

ここで、第１芯体層形成工程、及び、第２芯体層形成工程において、第１芯体層１２及び第２芯体層１３における、Ｖベルト１Ａの幅方向に占める割合は、１〜１．５：１の範囲内になるようにすることが望ましい。

なお、第２芯体層１３には、カバー層１４との接着性を向上させるため、カレンダーロールを用い表面速度の異なるロール間に未加硫ゴム組成物と綿製シートを同時に通過させ、シートの繊維間にまで未加硫ゴム組成物を擦り込むフリクション処理や、シート状の未加硫ゴム組成物（所定の厚さの未加硫ゴム)を同じ表面速度で回転するロール間に通して被着する積層処理などを行う。

次に、第２芯体層１３の外周に、シート状の綿帆布をロール状に巻き回して、第２芯体層１３の外周にカバー層１４を形成する（カバー層形成工程）。

次に、第１芯体層１２及び第２芯体層１３の外周にカバー層１４が巻かれたロール状のベルトの原型を、Ｖ形状（断面視台形状）の金型に嵌め込み加熱成形する（加熱成形工程）。これにより、ロール状のベルトの原型が断面視台形状のＶ形状のベルトに成形されるとともに、各層の接着剤に含まれるゴム成分や樹脂成分が結合して、それぞれの層同士がより強固に接着される。

次に、加熱成形されたＶ形状のベルトに対して、厚み方向に貫通する継手孔１５を、ドリルなどを使用して、Ｖベルト１Ａの長手方向にわたり所定の間隔をおいて所定数形成する（継手孔形成工程）。

上記工程を経ることにより、Ｖベルト１Ａを成形する。なお、一方向シート・二方向シートの選択や、巻き付け幅などは要求されるＶベルト１Ａの物性（強伸度）や走行条件（張力、負荷、回転数、プーリ径など）により設定される。

（Ｖベルト１Ｂの製造方法）
まず、Ｖベルト１Ａの製造方法と同様に、第１芯体層１２を構成するアラミドシート又はカーボンシートに一方向シートを使用する場合、図７に示すように、心線１１にアラミドシート又はカーボンシートの角部分から紙縒りの要領でロール状に巻き付ける（第１芯体層形成工程）。この際、図７に示すように、繊維束（アラミド繊維束、カーボン繊維束）の配列方向に沿って巻き回すことにより、繊維束の配列方向が、Ｖベルト１Ｂの長手方向に対して側面視で垂直になるように配列させる。これにより、アラミドシート又はカーボンシートに一方向シートを使用した、ロール状の第１芯体層１２を形成する。

また、第１芯体層１２を構成するアラミドシート又はカーボンシートに二方向シートを使用する場合、図９に示すように、心線１１にアラミドシート又はカーボンシートの角部分からロール状に巻き付ける（第１芯体層形成工程）。この際、図９に示すように、繊維束（アラミド繊維束、カーボン繊維束）の二つの配列方向がともにＶベルト１Ｂの長手方向に対して側面視で傾斜角度を有するように巻き回すことにより、繊維束の二つの配列方向が、Ｖベルト１Ｂの長手方向に対して傾斜角度を有するように配列させる。これにより、アラミドシート又はカーボンシートに二方向シートを使用した、ロール状の第１芯体層１２を形成する。

なお、第１芯体層１２には、カバー層１４との接着性を向上させるため、カレンダーロールを用い表面速度の異なるロール間に未加硫ゴム組成物と綿製シートを同時に通過させ、シートの繊維間にまで未加硫ゴム組成物を擦り込むフリクション処理や、シート状の未加硫ゴム組成物（所定の厚さの未加硫ゴム)を同じ表面速度で回転するロール間に通して被着する積層処理などを行う。

次に、第１芯体層１２の外周に、シート状の綿帆布をロール状に巻き回して、第１芯体層１２の外周にカバー層１４を形成する（カバー層形成工程）。

次に、第１芯体層１２の外周にカバー層１４が巻かれたロール状のベルトの原型を、Ｖ形状（断面視台形状）の金型に嵌め込み加熱成形する（加熱成形工程）。これにより、ロール状のベルトの原型が断面視台形状のＶ形状のベルトに成形されるとともに、各層の接着剤に含まれるゴム成分や樹脂成分が結合して、それぞれの層同士がより強固に接着される。

次に、加熱成形されたＶ形状のベルトに対して、厚み方向に貫通する継手孔１５を、ドリルなどを使用して、Ｖベルト１Ｂの長手方向にわたり所定の間隔をおいて所定数形成する（継手孔形成工程）。

上記工程を経ることにより、Ｖベルト１Ｂを成形する。

（実施例１〜１２に係るＶベルト１Ａと比較例に係るＶベルトの引張試験）
次に、実施例１〜１２に係るＶベルト１Ａ及び比較例に係る従来のＶベルトに対して、ＪＩＳ Ｋ ６３２３による引張試験を行い、破断強力等（継手引張り強さ）を測定した。なお、比較例に係る従来のＶベルトは、図５の従来の項目に記載したＶベルトであり、心線１１に綿製のシートが巻かれて形成された第２芯体層１３と、第２芯体層１３の外周に設けられた綿製のカバー層１４によって構成されている（アラミドシート、カーボンシートを使用していない構成）。

具体的には、表５の材料構成に基づき、実施例１〜１２に係るＶベルト１Ａ、及び、比較例に係る従来のＶベルトを作成した。そして、引張試験機によって、２４０ｋｇの力を加えた時の各Ｖベルトの伸び（中間伸び：％）、各Ｖベルトに力を加え切断された時の各Ｖベルトの伸び（切断時の伸び：％）、各Ｖベルトの両端を引っ張った際の最大引張強さ（引張り強さ：ｋｇｆ）、及び、各Ｖベルトの継手部分を引っ張った際の最大引張強さ（継手引張り強さ：ｋｇｆ）を測定した。引張試験の結果を表５に示す。

（表５）
（Ｖベルトの材料構成及び引張試験結果）

※１ 表５において、第１芯体層及び第２芯体層の、Ｖベルト１Ａの幅方向に占める割合は、図１３に示す、第１芯体層幅（Ｗ１）と第２芯体層幅（Ｗ２Ａ＋Ｗ２Ｂ）との比率を指標としている。故に、（第１芯体層）：（第２芯体層）＝（Ｗ１）：（Ｗ２Ａ＋Ｗ２Ｂ）としている。例えば、実施例１〜１２で使用したＢ形のラップドＶベルトの場合、カバー層を除くとＷ１＋（Ｗ２Ａ＋Ｗ２Ｂ）＝１４．０ｍｍになる。
※２ 表５の積層処理では、シート状の未加硫ゴム組成物（所定の厚さの未加硫ゴム）を同じ表面速度で回転するロール間に通して被着した。なお、ゴムシートの積層面は片側１面とした。
※３ 引張試験では、１本の試料（実施例１〜１２及び比較例のＶベルト）から試験片を採り、引張試験機によって、２４０ｋｇの力を加えた時（表８のベルト形「Ｂ形」参照）の各Ｖベルトの伸び（中間伸び：％）、各Ｖベルトに力を加え切断された時の各Ｖベルトの伸び（切断時の伸び：％）、各Ｖベルトの両端を引っ張った際の最大引張強さ（引張り強さ：ｋｇｆ）、及び、各Ｖベルトの継手部分を引っ張った際の最大引張強さ（継手引張り強さ：ｋｇｆ）を測定した。
※４ 図４に示す継手金具でジョイントされた各Ｖベルトを引っ張った際の最大引張強さ（継手引張り強さ）を測定した。

（表６）
（フリクションでの配合物）

（表７）
（積層処理での配合物）

（表８）
（伸び測定時に加える力-単位（ｋＮ））

（実施例１〜１２に係るＶベルト１Ａと比較例に係るＶベルトの走行試験）
走行試験では、実施例１〜１２に係るＶベルト１Ａと比較例に係るＶベルトを、図１４に示す縦型の走行試験機に巻き掛け、表９に示す走行試験（加速）条件で走行させ、各Ｖベルトが切断されるまでの時間を計測した。なお、実施例１〜１２に係るＶベルト１Ａと比較例に係るＶベルトについて、それぞれ２回の走行試験を行った。走行試験の結果を表１０に示す。

（表９）
（走行試験（加速）条件）

（表１０）
（走行試験結果）

※５ 切断は、図４に示す通り、継手金具のジョイント部分がＶベルトを突き破り切断する破断現象である。

表５の引張試験結果によれば、実施例１〜１２に係るＶベルト１Ａは、比較例に係るＶベルトに比べ、中間伸び・切断時の伸びを小さくすることができることが分かる。これにより、Ｖベルト１Ａの走行時の伸びを小さくし、張力の低下も小さくすることができる。従って、Ｖベルト１Ａ走行途中の張力調整のメンテナンスを減らすことができる。

また、実施例１〜１２に係るＶベルト１Ａは、比較例に係るＶベルトに比べ、引張り強さ、及び、継手引張り強さを大きくすることができることが分かる。これにより、Ｖベルト１Ａの破断強力・柔軟性を高くすることができる。また、継手孔１５に継手金具２のビスが装着されて使用された場合であっても、継手孔１５から破断するＶベルト１Ａの破断現象を防止し、Ｖベルト１Ａの寿命を高めることができる。即ち、Ｖベルト１Ａの走行耐久性を向上させることが可能となる。

表１０の走行試験結果の実施例１〜４によれば、第１芯体層のＶベルトの幅方向に占める割合が高くなると、クラックの発生が遅れ、切断までの時間が長くなることが分かる。

また、実施例５〜１２によれば、第１芯体層に使用される高強力繊維シートの材質では、「カーボンシート」を使用した方が「アラミドシート」を使用した場合に比べてクラックの発生が遅れ、切断までの時間が長くなることが分かる。更に、「カーボンシート」及び「アラミドシート」に関して、「二方向シート」を使用した方が「一方向シート」を使用した場合に比べ、クラックの発生が遅れ、切断までの時間が長くなることが分かる。

上記のように、第１芯体層に、高強力繊維シート（アラミドシート/カーボンシート）を巻き付けて芯とする本発明は、一方向シートの場合は周長に垂直、二方向シートの場合はバイアスで巻き付けることによりＶベルトの破断強度が向上する。よって、継手金具のジョイント部分がＶベルトを突き破り切断する破断現象に対抗する破断強力も向上する。即ち、破断現象を寿命とするＶベルとの耐久性は向上する。

また、第１芯体層に組み込まれる高強力繊維シート（アラミドシート/カーボンシート）の屈曲耐久性により、屈曲疲労が原因のクラックの発生が遅れ寿命の低下を防ぐことができる。

上記のような耐久性を有する、有端なＶベルトの両端に設けられた継手孔に継手金具をジョイントした輪状のＶベルトは、従来の無端のＶベルト（継手がないエンドレスベルト）に近似の耐久性を有する。したがって、例えば、駆動装置等のプーリ間に巻きかけられた、無端のＶベルトが突然切断して設備が稼動しなくなった場合に、本発明に係る有端なＶベルトを必要な長さに切断して、Ｖベルトの両端に設けられた継手孔に継手金具をジョイントして輪状のＶベルトにすることによって、設備を応急的に復旧させたとしても充分な耐久性を持たせることができる。

（その他の実施形態）
上記実施形態における第１芯体層１２には、アラミド繊維束により構成されたアラミドシート、又は、カーボン繊維束により構成されたカーボンシートを使用しているが、アラミド繊維及びカーボン繊維を混合した併用繊維束により構成された繊維シートを使用してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。

１（１Ａ、１Ｂ） Ｖベルト
２ 継手金具
１１ 心線
１２ 第１芯体層
１３ 第２芯体層
１４ カバー層
１５ 継手孔

Claims (8)

1. 動力伝達に使用される有端なＶベルトであって、
   アラミドシート又はカーボンシートが巻かれて形成された第１芯体層と、
   前記第１芯体層の外側に、綿製のシートが巻かれて形成された第２芯体層とを備え、
   前記第１芯体層及び前記第２芯体層における、当該Ｖベルトの幅方向に占める割合は、１〜１．５：１の範囲内であり、
   当該Ｖベルトの厚み方向に貫通する継手孔が、当該Ｖベルトの長手方向にわたり間隔をおいて複数形成されていることを特徴とするＶベルト。
2. 動力伝達に使用される有端なＶベルトであって、
   アラミド繊維束が一方向に配列されたアラミドシート又はカーボン繊維束が一方向に配列されたカーボンシートが巻かれて形成された第１芯体層を備え、
   前記アラミドシートのアラミド繊維束の配列方向、又は、前記カーボンシートのカーボン繊維束の配列方向は、当該Ｖベルト長手方向に対して垂直になるように配列されており、
   当該Ｖベルトの厚み方向に貫通する継手孔が、当該Ｖベルトの長手方向にわたり間隔をおいて複数形成されていることを特徴とするＶベルト。
3. 動力伝達に使用される有端なＶベルトであって、
   アラミド繊維束が一方向に配列されたアラミドシート又はカーボン繊維束が一方向に配列されたカーボンシートが巻かれて形成された第１芯体層を備え、
   前記アラミドシートは、目付量が２３０〜８３０ｇ／ｍ ² 、引張強度が２０６０Ｎ／ｍｍ ² 以上、厚みが０．１６〜０．６０ｍｍの条件を満たし、
   前記カーボンシートは、目付量が２００〜４５０ｇ／ｍ ² 、引張強度が２９００Ｎ／ｍｍ ² 以上、厚みが０．１１〜０．３５ｍｍの条件を満たし、
   当該Ｖベルトの厚み方向に貫通する継手孔が、当該Ｖベルトの長手方向にわたり間隔をおいて複数形成されていることを特徴とするＶベルト。
4. 動力伝達に使用される有端なＶベルトであって、
   二方向のアラミド繊維束が交差するように配列されたアラミドシート又は二方向のカーボン繊維束が交差するように配列されたカーボンシートが巻かれて形成された第１芯体層を備え、
   前記アラミドシートは、目付量が９０〜８７０ｇ／ｍ ² 、引張強度が２０６０Ｎ／ｍｍ ² 以上、厚みが０．０３〜０．２４ｍｍの条件を満たし、
   前記カーボンシートは、目付量が２００〜３００ｇ／ｍ ² 、引張強度が２９００Ｎ／ｍｍ ² 以上、厚みが０．０５〜０．０９ｍｍの条件を満たし、
   当該Ｖベルトの厚み方向に貫通する継手孔が、当該Ｖベルトの長手方向にわたり間隔をおいて複数形成されていることを特徴とするＶベルト。
5. 前記アラミドシートのアラミド繊維束の二つの配列方向、又は、前記カーボンシートのカーボン繊維束の二つの配列方向がともに、Ｖベルト長手方向に対して傾斜角度を有するように配列されていることを特徴とする、請求項４に記載のＶベルト。
6. 動力伝達に使用される有端なＶベルトの製造方法であって、
   アラミドシート又はカーボンシートを、ロール状に巻き回して第１芯体層を形成する第１芯体層形成工程と、
   前記第１芯体層の外側に、綿製のシートをロール状に巻き回して第２芯体層を形成する第２芯体層形成工程と、
   前記第２芯体層の外周に、カバー層を巻くカバー層形成工程と、
   前記第１芯体層及び前記第２芯体層の外周に前記カバー層が巻かれたベルトの原型を、Ｖ形状の金型に嵌め込み加熱成形する加熱成形工程と、
   加熱成形されたＶベルトに対して、厚み方向に貫通する継手孔を、当該Ｖベルトの長手方向にわたり間隔をおいて複数形成する継手孔形成工程と、を含み、
   前記第１芯体層形成工程、及び、前記第２芯体層形成工程において、
   前記第１芯体層及び前記第２芯体層における、当該Ｖベルトの幅方向に占める割合を、１〜１．５：１の範囲内にすることを特徴とする、Ｖベルトの製造方法。
7. 動力伝達に使用される有端なＶベルトの製造方法であって、
   アラミドシート又はカーボンシートを、ロール状に巻き回して第１芯体層を形成する第１芯体層形成工程と、
   前記第１芯体層の外周に、カバー層を巻くカバー層形成工程と、
   前記第１芯体層の外周に前記カバー層が巻かれたベルトの原型を、Ｖ形状の金型に嵌め込み加熱成形する加熱成形工程と、
   加熱成形されたＶベルトに対して、厚み方向に貫通する継手孔を、当該Ｖベルトの長手方向にわたり間隔をおいて複数形成する継手孔形成工程と、を含み、
   前記第１芯体層形成工程において、
   アラミド繊維束が一方向に配列され、目付量が２３０〜８３０ｇ／ｍ ² 、引張強度が２０６０Ｎ／ｍｍ ² 以上、厚みが０．１６〜０．６０ｍｍの条件を満たす、前記アラミドシート、又は、カーボン繊維束が一方向に配列され、目付量が２００〜４５０ｇ／ｍ ² 、引張強度が２９００Ｎ／ｍｍ ² 以上、厚みが０．１１〜０．３５ｍｍの条件を満たす、前記カーボンシートを使用し、
   前記アラミドシート又は前記カーボンシートをロール状に巻き回す際に、前記繊維束の配列方向に巻き回すことにより、前記繊維束の配列方向が、Ｖベルト長手方向に対して垂直になるように配列させることを特徴とする、Ｖベルトの製造方法。
8. 動力伝達に使用される有端なＶベルトの製造方法であって、
   アラミドシート又はカーボンシートを、ロール状に巻き回して第１芯体層を形成する第１芯体層形成工程と、
   前記第１芯体層の外周に、カバー層を巻くカバー層形成工程と、
   前記第１芯体層の外周に前記カバー層が巻かれたベルトの原型を、Ｖ形状の金型に嵌め込み加熱成形する加熱成形工程と、
   加熱成形されたＶベルトに対して、厚み方向に貫通する継手孔を、当該Ｖベルトの長手方向にわたり間隔をおいて複数形成する継手孔形成工程と、を含み、
   前記第１芯体層形成工程において、
   二方向のアラミド繊維束が交差するように配列され、目付量が９０〜８７０ｇ／ｍ ² 、引張強度が２０６０Ｎ／ｍｍ ² 以上、厚みが０．０３〜０．２４ｍｍの条件を満たす、前記アラミドシート、又は、目付量が２００〜３００ｇ／ｍ ² 、引張強度が２９００Ｎ／ｍｍ ² 以上、厚みが０．０５〜０．０９ｍｍの条件を満たすカーボン繊維束が交差するように配列された前記カーボンシートを使用し、
   前記アラミドシート又は前記カーボンシートをロール状に巻き回す際に、前記繊維束の二つの配列方向がともにＶベルト長手方向に対して傾斜角度を有するように巻き回すことにより、前記繊維束の二つの配列方向が、Ｖベルト長手方向に対して傾斜角度を有するように配列させることを特徴とする、Ｖベルトの製造方法。
   

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