JP6949794B2 - Friction transmission belt - Google Patents
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Description
本発明は、摩擦伝動ベルトに関する。 The present invention relates to a friction transmission belt.
摩擦伝動により動力を伝達する摩擦伝動ベルトとしては、断面V字状のVベルトが一般的に知られている。このVベルトは、摩擦伝動面(V字状側面)がV角度で形成され、駆動プーリと従動プーリとの間に張力をかけて巻き掛けられ、V字状側面がプーリのV溝と接触した状態で二軸間を回転走行する。 As a friction transmission belt that transmits power by friction transmission, a V-belt having a V-shaped cross section is generally known. In this V-belt, the friction transmission surface (V-shaped side surface) is formed at a V angle, and tension is applied between the drive pulley and the driven pulley, and the V-shaped side surface comes into contact with the V groove of the pulley. Rotate between the two axes in this state.
Vベルトは、自動車及び産業機械等の幅広い分野で使用され、伝動容量の増大やレイアウトのコンパクト化などにより、その使用環境及び使用条件はますます過酷になってきている。例えば、小径プーリでのレイアウトや、機能の多様化に対応した複数のプーリに巻きかけられ正曲げと逆曲げが連続的に繰り返されるレイアウトにおいて、屈曲条件が厳しくなっているために耐屈曲疲労性の向上が要求されている。 V-belts are used in a wide range of fields such as automobiles and industrial machines, and their usage environment and conditions are becoming more and more severe due to an increase in transmission capacity and a compact layout. For example, in a layout with a small diameter pulley or a layout in which forward bending and reverse bending are continuously repeated by being wound around a plurality of pulleys corresponding to diversification of functions, bending fatigue resistance due to strict bending conditions. Is required to be improved.
従来、これらの要求を満足するために種々の方法が提案されている。例えば曲げ応力を小さくするために断面寸法の厚みが薄く設定されたものや、ベルトの内周側の全周にコグ(凹凸)が設けられたものなどがある(例えば、特許文献1、2参照)。また、屈曲疲労によるベルト底部の亀裂の発生を抑止するために、組成として経糸、緯糸を平織り、広角織りに、材質として綿、ポリエステル混紡で構成された織物が補強布として組み込まれてきた。 Conventionally, various methods have been proposed to satisfy these requirements. For example, there are those in which the thickness of the cross-sectional dimension is set thin in order to reduce the bending stress, and those in which cogs (unevenness) are provided on the entire inner circumference side of the belt (see, for example, Patent Documents 1 and 2). ). Further, in order to suppress the occurrence of cracks at the bottom of the belt due to bending fatigue, a woven fabric composed of warp and weft as a plain weave and a wide angle weave, and a cotton and polyester blend as a material has been incorporated as a reinforcing cloth.
上述した従来構成のベルトは、主に、国内の中型・小型向けの農業機械等に使用されているが、近年、さらに、より厳しい屈曲条件においても耐久性を確保できる、耐屈曲疲労性に優れたベルトの開発が求められている。例えば、欧米で稼働している大型農業機械に取り付けられる場合、高度な伝動能力に相応して断面積が大きく、かつ剛性の高い摩擦伝動ベルトが使用される。また、農業機械に限らず、使用条件が同様に厳しい、大型のコンプレッサー、クラッシャー(粉砕機)、発電機、ポンプなどでも同様である。このような摩擦伝動ベルトは、構造的に屈曲させにくいにも関わらず、複数のプーリに巻きかけられ正曲げと逆曲げが連続的に繰り返される厳しい屈曲条件や、高負荷、高張力、長時間走行、逆曲げプーリの接触角度が大きく逆曲げが厳しい屈曲条件の下で使用される。このような過酷な条件で使用した場合、従来構成のベルトでは十分な耐久性を有していない。特に、逆曲げに起因する屈曲疲労に充分に耐えうる構成は充分に検討されてはいない。 The belt with the above-mentioned conventional configuration is mainly used for domestic medium-sized and small-sized agricultural machines, but in recent years, it has excellent bending fatigue resistance, which can ensure durability even under more severe bending conditions. Development of a belt is required. For example, when attached to a large agricultural machine operating in Europe and the United States, a friction transmission belt having a large cross-sectional area and high rigidity corresponding to a high transmission ability is used. The same applies not only to agricultural machinery but also to large compressors, crushers (crushers), generators, pumps, etc., whose usage conditions are similarly strict. Although such a friction transmission belt is structurally difficult to bend, it is wound around a plurality of pulleys and is subjected to severe bending conditions in which forward bending and reverse bending are continuously repeated, high load, high tension, and long time. It is used under bending conditions where the contact angle of the running and reverse bending pulleys is large and reverse bending is severe. When used under such harsh conditions, the belt of the conventional configuration does not have sufficient durability. In particular, a configuration that can sufficiently withstand bending fatigue caused by reverse bending has not been sufficiently studied.
そこで、本発明は、耐屈曲疲労性に優れ、より厳しい屈曲条件で使用した場合でも亀裂が発生しにくい、耐久性に優れた摩擦伝動ベルトを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a friction transmission belt having excellent bending fatigue resistance, which is less likely to cause cracks even when used under stricter bending conditions, and which has excellent durability.
本発明の摩擦伝動ベルトは、エンドレスの摩擦伝動ベルトであって、ゴム組成物で形成されたゴム層と、ベルト周方向に沿って、ゴム層に埋設された芯体層と、を含み、当該摩擦伝動ベルトの外周面に、前記ベルト周方向に沿った凹形状の溝を有する。なお、本発明において「ベルトの外周面」とは、プーリに接触する内周面とは反対側の面、つまり、ベルト背面のことを指す。 The friction transmission belt of the present invention is an endless friction transmission belt, which includes a rubber layer formed of a rubber composition and a core layer embedded in the rubber layer along the circumferential direction of the belt. The outer peripheral surface of the friction transmission belt has a concave groove along the circumferential direction of the belt. In the present invention, the "outer peripheral surface of the belt" refers to the surface opposite to the inner peripheral surface in contact with the pulley, that is, the back surface of the belt.
上記の構成によれば、ベルトの外周面に、ベルト周方向に沿って凹状の溝が延びていることから、プーリに巻きかけられた際にベルトに生じる曲げ応力が緩和され、ベルトの屈曲疲労を抑制でき、耐久性が向上する。これにより、屈曲による自己発熱に起因するベルトの温度上昇が抑制され、ゴムが劣化することが防止され、亀裂が発生しにくくなる。従って、厳しい屈曲条件の下でも亀裂が生じにくい、耐久性に優れた摩擦伝動ベルトを得ることができる。 According to the above configuration, since the concave groove extends along the circumferential direction of the belt on the outer peripheral surface of the belt, the bending stress generated in the belt when wound around the pulley is relaxed, and the bending fatigue of the belt is relaxed. Can be suppressed and durability is improved. As a result, the temperature rise of the belt due to self-heating due to bending is suppressed, the deterioration of the rubber is prevented, and cracks are less likely to occur. Therefore, it is possible to obtain a friction transmission belt having excellent durability, which is less likely to crack even under severe bending conditions.
本発明の摩擦伝動ベルトは、当該摩擦伝動ベルトのベルト幅方向を含む断面における、前記溝の形状が、半円形又は半楕円形であることが好ましい。 The friction transmission belt of the present invention preferably has a semicircular or semi-elliptical shape of the groove in the cross section including the belt width direction of the friction transmission belt.
上記の構成によれば、溝の内面において角がなく、応力分散に優れているため、ベルトの耐屈曲疲労性が良い。また、単純な形状であるため、生産時に溝の加工が容易である。 According to the above configuration, there are no angles on the inner surface of the groove and the stress distribution is excellent, so that the belt has good bending fatigue resistance. Further, since it has a simple shape, it is easy to process a groove at the time of production.
本発明の摩擦伝動ベルトは、前記溝の幅は、ベルト幅の50%〜70%であることが好ましい。 In the friction transmission belt of the present invention, the width of the groove is preferably 50% to 70% of the belt width.
本発明の摩擦伝動ベルトは、前記溝の深さは、ベルト厚みの5%〜20%であることが好ましい。 In the friction transmission belt of the present invention, the groove depth is preferably 5% to 20% of the belt thickness.
本発明の摩擦伝動ベルトは、前記芯体層が、2方向に延びる繊維束が交差した構造を有する高強度繊維シートで構成される。 The friction transmission belt of the present invention is composed of a high-strength fiber sheet having a structure in which the core body layer intersects fiber bundles extending in two directions.
上記構成によれば、芯体層が高強度の繊維から構成されることと、芯体層が2方向に延びる繊維束が交差した構造を有することにより、強い衝撃を受けても衝撃を分散することから、ベルト幅方向とベルト周方向共に強度が高まり、摩擦伝動ベルトの耐衝撃性が向上する。また、プーリのV溝から受ける側圧に対しての、摩擦伝動ベルトの耐性も向上する。これにより、高い伝達能力を得るためにベルトの張力を高めたときに、ベルトがプーリ内に落ち込んでも、ベルトの両側に大幅な変形が生じにくく、耐久性も向上する。また、高強度繊維シートは従来の心線に比べかなり薄いため、薄い芯体層を得ることができる。これにより、摩擦伝動ベルトの屈曲性が良くなる。 According to the above configuration, the core layer is composed of high-strength fibers and the core layer has a structure in which fiber bundles extending in two directions intersect, so that the impact is dispersed even if a strong impact is received. Therefore, the strength is increased in both the belt width direction and the belt circumferential direction, and the impact resistance of the friction transmission belt is improved. In addition, the resistance of the friction transmission belt to the lateral pressure received from the V groove of the pulley is also improved. As a result, when the tension of the belt is increased in order to obtain a high transmission ability, even if the belt falls into the pulley, the belt is less likely to be significantly deformed on both sides, and the durability is also improved. Further, since the high-strength fiber sheet is considerably thinner than the conventional core wire, a thin core body layer can be obtained. This improves the flexibility of the friction transmission belt.
本発明の摩擦伝動ベルトは、少なくとも前記外周面が、外被布で被覆される。 In the friction transmission belt of the present invention, at least the outer peripheral surface thereof is covered with an outer cover cloth.
上記構成によれば、摩擦伝動ベルトの、外被布で被覆されている面の周辺の破損を防止することができ、特に溝の端の周辺が破損するのを防止することができる。 According to the above configuration, it is possible to prevent damage to the periphery of the surface of the friction transmission belt covered with the outer cover, and in particular, it is possible to prevent damage to the periphery of the end of the groove.
本発明の摩擦伝動ベルトの前記ベルト幅は、24.4mm〜50.8mmであり、本発明の摩擦伝動ベルトの前記ベルト厚みは、12.7mm〜22.2mmであることが好ましい。 The belt width of the friction transmission belt of the present invention is preferably 24.4 mm to 50.8 mm, and the belt thickness of the friction transmission belt of the present invention is preferably 12.7 mm to 22.2 mm.
以上の説明に述べたように、本発明によれば、耐屈曲疲労性に優れ、より厳しい屈曲条件で使用した場合でも亀裂が発生しにくい、耐久性に優れた摩擦伝動ベルトを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a friction transmission belt having excellent bending fatigue resistance, which is less likely to crack even when used under stricter bending conditions, and which has excellent durability. can.
次に、図1〜5を参照して本発明の実施形態に係る摩擦伝動ベルト2について説明する。図1に、本発明の摩擦伝動ベルト2を用いた動力伝達システム1の概略構成を示す。この動力伝達システム1は、例えば、アメリカやヨーロッパで使用される大型農業機械の動力伝達システムである。摩擦伝動ベルト2は、駆動プーリ3と従動プーリ4に巻き掛けられている。摩擦伝動ベルト2は、駆動プーリ3の動力を従動プーリ4に伝達する。また、駆動プーリ3と従動プーリ4の間にテンションプーリ5が配置され、このテンションプーリ5は摩擦伝動ベルト2の外周面9(背面)に当接してベルトを外側から逆曲げの形態で押しつけて張力を与えている。
Next, the
[摩擦伝動ベルト2の構成]
次に、図2〜図5を参照して、摩擦伝動ベルト2について説明する。摩擦伝動ベルト2は、エンドレスのVベルトであり、ゴム層6と、ゴム層6に埋設された芯体層7と、ゴム層6を被覆する外被布8を有する。なお、アメリカやヨーロッパで使用される大型農業機械用のVベルトのサイズは、例えば、図3に示すように、ASAE規格(アメリカ農業工学会)などで定められている。図3によると、アメリカやヨーロッパで使用される大型農業機械用のVベルトの規格のサイズは、ベルト幅が24.4mm〜50.8mmであり、ベルト厚みが12.7mm〜22.2mmである。本実施形態の摩擦伝動ベルト2も、ベルト幅が24.4mm〜50.8mmであり、ベルト厚みが12.7mm〜22.2mmであることが好ましい。
[Structure of friction transmission belt 2]
Next, the
[ゴム層6の詳細]
図2に示すように、ゴム層6のベルト外周側の表面には、ベルト周方向に沿って、ベルト全周にわたって連続的に延びる凹形状の1本の溝10が形成されている。
[Details of rubber layer 6]
As shown in FIG. 2, on the surface of the
ベルト幅方向を含む断面における、凹形状の溝10の断面形状は、図4に示すように、半楕円形であるのが好ましい。溝10の断面形状が半楕円形の場合は、溝10の内面において角がなく、応力分散に優れているため、ベルトの耐屈曲疲労性が良い。また、単純な形状であるため、生産時に溝10の加工が容易である。
As shown in FIG. 4, the cross-sectional shape of the
図4に示すように、溝10の幅をW1とし、ベルト幅をW2としたとき、W1はW2の50%〜70%であることが、適度な耐屈曲疲労性及び破損の防止の観点から好ましい。また、溝10の深さをT1とし、摩擦伝動ベルト2のベルト厚みをT2としたとき、T1はT2の5%〜20%であることが、適度な耐屈曲疲労性及び破損の防止の観点から好ましい。
As shown in FIG. 4, when the width of the
ゴム層6を形成するゴム組成物のゴム成分としては、加硫又は架橋可能なゴム、例えば、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(SBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(ニトリルゴム)、水素化ニトリルゴムなど)、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、フッ素ゴムなどが例示できる。これらのゴム成分は単独で又は二種以上組み合わせて使用してもよい。好ましいゴム成分は、エチレン−α−オレフィンエラストマー(エチレン−プロピレン共重合体(EPM)、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体(EPDM)などのエチレン−α−オレフィン系ゴム)、クロロプレンゴムである。EPDMのジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、1,4−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなどを挙げることができる。特に好ましいゴム成分は、性能と加工性との両面から、そのバランスに優れるクロロプレンゴムである。
As the rubber component of the rubber composition forming the
また、ゴム層6を形成するゴム組成物には、さらに必要に応じて、ゴムに通常配合される、硫黄、有機過酸化物等の架橋剤、N,N´−m−フェニレンジマレイミド、キノンジオキシム類等の共架橋剤、加硫促進剤、炭酸カルシウム、タルク等の充填剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤、短繊維等を配合してもよい。短繊維としては、綿、ポリエステル(PET、PENなど)、ナイロン(6ナイロン、66ナイロン、46ナイロンなど)、アラミド(p−アラミド、m−アラミド)、ビニロン、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)繊維などを用いることができる。これらの短繊維は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
Further, in the rubber composition forming the
[芯体層7の詳細]
芯体層7は、ゴム層6に埋設されている。図4に示すように、芯体層7が溝10の底とも、摩擦伝動ベルト2の内周面12とも離れていて、ゴム層6の中央に位置していてもよい。図4に示すように、芯体層7の上端(ベルト外周側の端)と溝10の底までの距離をL1とすると、特に、L1/T2は5〜25%であることが好ましい。
[Details of core layer 7]
The
芯体層7は、2方向に延びる繊維束が交差した構造を有する高強度繊維シート11で構成されていることが好ましい。芯体層7は、1枚の高強度繊維シート11で構成されていても、複数枚の高強度繊維シート11で構成されていてもよい。図4に示すように、芯体層7の厚みをL2すると、L2/T2は10%以下が好ましい。
The
図5に示すように、高強度繊維シート11は、複数の第1繊維束11aと、第1繊維束11aに直交する複数の第2繊維束11bとで織られている。なお、第1繊維束11aと、第2繊維束11bは直交していなくてもよい。繊維束は、例えば、アラミド繊維、カーボン繊維などの高強度繊維で構成されている。第1繊維束11aと第2繊維束11bを構成する繊維は、材質が同じである。各繊維束は、複数のフィラメント(長繊維)を引き揃えた構成である。高強度繊維シート11の第1繊維束11aの配向方向および第2繊維束11bの配向方向の引っ張り強度は、例えば2000N/mm2以上が好ましい。繊維束がアラミド繊維である場合、例えば2060N/mm2以上であり、繊維束がカーボン繊維である場合、例えば2900N/mm2以上である。高強度繊維シート11の目付量は、繊維束がアラミド繊維である場合、例えば90〜870g/m2であり、繊維束がカーボン繊維である場合、例えば200〜300g/m2である。高強度繊維シート11の厚みは、繊維束がアラミド繊維である場合、例えば0.03〜0.24mmであって、繊維束がカーボン繊維である場合、例えば0.05〜0.09mmである。第1繊維束11aと第2繊維束11bを構成する繊維は、材質が異なっていてもよい。
As shown in FIG. 5, the high-
高強度繊維シート11は、第1繊維束11aと第2繊維束11bが、ベルト周方向に対して傾斜するように配置されているのが好ましい。例えば、高強度繊維シート11は、第1繊維束11aと第2繊維束11bが、ベルト周方向に対して45°傾斜するように配置されているのが好ましい。この構成によると、高強度繊維の繊維束がベルト周方向又はベルト幅方向に沿って配置されないため、摩擦伝動ベルト2は屈曲性がよくなる。高強度繊維シート11は、直交する第1繊維束11aと第2繊維束11bが、ベルト周方向とベルト幅方向に沿うように配置されていてもよい。
In the high-
[外被布8の詳細]
外被布8は、ゴム層6の周囲をベルト周方向の全周に渡って被覆する。外被布8は2回積層することが好ましい。ゴム層6の、外被布8で被覆される面の周辺部分の破損をより確実に防止することができ、特に、ゴム層6の、溝10の端の周辺部分が破損するのをより確実に防止することができる。また、ベルトの両側面の摩耗による挟持力の低下をより確実に防止することができる。なお、外被布8の積層数は2回以上でもよい。
[Details of outer cover 8]
The
外被布8を構成する繊維としては、例えば、ポリオレフィン系繊維のポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維など、ポリアミド繊維のポリアミド6繊維、ポリアミド66繊維、ポリアミド46繊維、アラミド繊維など、ポリアルキレンアリレート系繊維のポリエチレンテレフタレート(PET)繊維、ポリエチレンナフタレート(PEN)繊維などのポリC2−4アルキレンC6−14アリレート系繊維など、ビニルアルコール系繊維の、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体の繊維、ビニロン繊維など、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)繊維などの合成繊維、セルロース系繊維、羊毛などの天然繊維、炭素繊維などの無機繊維が汎用される。外被布8を構成する繊維は、これらの繊維を、単独で使用した単独糸であってもよく、2種以上を組み合わせた混紡糸であってもよい。
Examples of the fibers constituting the
外被布8は、経糸と緯糸との交差角が直角である平織布であってもよい。また、経糸と緯糸との交差角が90°より大きく120°以下程度の広角度である平織布(広角度帆布)であってもよい。他にも、外被布8の布の種類として、綾織、朱子織などの形態で製織した織布、編布(緯編布、経編布)、不織布などが挙げられる。
The
外被布8の経糸及び緯糸の密度は、例えば60〜100本/50mm、好ましくは70〜90本/50mm、さらに好ましくは75〜85本/50mm程度である。また、外被布8の厚みは、例えば0.4〜2mm、好ましくは0.5〜1.4mm、さらに好ましくは0.6〜1.2mmである。
The density of the warp and weft of the
[作用効果]
ベルトが正曲げされる状態では、ベルト幅方向の両側面に対して外向きの応力(伸張応力)がベルト外周側に生じる。ベルトが逆曲げされる状態では、ベルト幅方向の両側面に対して内向きの応力(圧縮応力)がベルト外周側に生じる。本実施形態の摩擦伝動ベルト2は、ベルトの外周面9に、ベルト周方向に沿って凹状の溝10が延びていることから、正曲げされる状態では、ベルト外周側において、ベルト幅方向における両側が両側面に対して内向きに変形することで両側面に対して外向きの応力を逃がし、ベルトに生じる応力が緩和される。逆曲げされる状態では、ベルト外周側において、ベルト幅方向における両側が両側面に対して外向きに変形することで両側面に対して内向きの応力を逃がし、ベルトに生じる応力が緩和される。以上より、ベルトの外周面9に、ベルト周方向に沿って凹状の溝10が延びていることで、動力伝達システム1において、プーリに巻きかけられた際の摩擦伝動ベルト2に生じる曲げ応力が緩和され、ベルトの屈曲疲労を抑制でき、耐久性が向上する。これにより、屈曲による自己発熱に起因するベルトの温度上昇が抑制され、ゴムが劣化することが防止され、亀裂が発生しにくくなる。従って、摩擦伝動ベルト2は厳しい屈曲条件の下でも亀裂が生じにくく、耐久性に優れている。
[Action effect]
When the belt is bent forward, outward stress (extension stress) is generated on the outer peripheral side of the belt with respect to both side surfaces in the belt width direction. When the belt is reversely bent, inward stress (compressive stress) is generated on the outer peripheral side of the belt with respect to both side surfaces in the belt width direction. In the
本実施形態の摩擦伝動ベルト2は、芯体層7が高強度の繊維から構成されることと、芯体層7が2方向に延びる繊維束が交差した構造を有することにより、強い衝撃を受けても衝撃を分散することから、ベルト幅方向とベルト周方向共に強度が高まり、摩擦伝動ベルト2の耐衝撃性が向上する。また、プーリのV溝10から受ける側圧に対しての、摩擦伝動ベルト2の耐性も向上する。これにより、高い伝達能力を得るためにベルトの張力を高めたときに、ベルトがプーリ内に落ち込んでも、ベルトの両側に大幅な変形が生じにくく、耐久性も向上する。また、高強度繊維シート11は従来の心線に比べかなり薄いため、薄い芯体層7を得ることができる。これにより、摩擦伝動ベルト2の屈曲性が良くなる。
The
(変形例)
以下に、本発明の変形例を記載する。(1) 前記実施形態では、摩擦伝動ベルト2の、ベルト幅方向を含む断面における、凹形状の溝10の断面形状は、半楕円形であるが、摩擦伝動ベルト22aの溝30aの断面形状は、図6(a)に示すように、円形であってもよい。摩擦伝動ベルト22bの溝30bの断面形状は、図6(b)に示すように、三角形であってもよい。摩擦伝動ベルト22cの溝30cの断面形状は、図6(c)に示すように、四角形であってもよい。
(Modification example)
A modification of the present invention will be described below. (1) In the above embodiment, the cross-sectional shape of the
(2) 前記実施形態では、摩擦伝動ベルト2の外周面9に、ベルト周方向に沿って延びている凹状の溝10は1本だが、複数でもよい。
(2) In the above embodiment, the outer peripheral surface 9 of the
(3)前記実施形態では、外被布8は、ゴム層6の周囲をベルト周方向の全周に渡って被覆するが、溝の保護という観点から言えば、外被布は、溝が形成されたベルトの外周面のみを覆っていてもよい。
(3) In the above embodiment, the
(4)前記実施形態では、図4に示すように、芯体層7が溝10の底とも、摩擦伝動ベルト2の内周面12とも離れていて、ゴム層6の中央に位置しているが、図7に示すように、芯体層37が摩擦伝動ベルト32の内周面33近くに位置していてもよい。
(4) In the above embodiment, as shown in FIG. 4, the
(5)摩擦伝動ベルト42は、図8に示すように、複数のVベルトがベルト幅方向に連結されたような形状を有していてもよい。この実施形態の摩擦伝動ベルト42は、それぞれのV状突部43が、エンドレスであって、ゴム組成物で形成されたゴム層46と、ベルト周方向に沿ってゴム層46に埋設された芯体層47と外被布48とを含み、外周面49に、ベルト周方向に沿った凹形状の溝50を有する。複数のV状突部43は、ゴム層46と外被布48から構成される連結部44によって連結される。
(5) As shown in FIG. 8, the
(6)前記実施形態では、図1に示すように、摩擦伝動ベルト2は駆動プーリ3と従動プーリ4とテンションプーリ5に巻きかけられるが、もっと多数のプーリに巻きかけられてもよい。このとき、摩擦伝動ベルトは正曲げされる状態と逆曲げされる状態が連続的に繰り返される厳しい屈曲条件の下で使用されてもよい。ベルトの外周面に、ベルト周方向に沿って凹状の溝が延びていることから、ベルトが正曲げされる状態と逆曲げされる状態が連続的に繰り返される厳しい屈曲条件の下で使用されても、ベルトの屈曲疲労は抑制され、亀裂が生じにくい。
(6) In the above embodiment, as shown in FIG. 1, the
図4に示す摩擦伝動ベルトの各所寸法を様々に変更した、表5〜表14に示す実施例1−1〜実施例3−15、及び、比較例1〜3の摩擦伝動ベルトを作製した。そして、作製した各摩擦伝動ベルトに対して、2軸走行試験にて実機相当の負荷を掛けた耐久評価を行った。具体的には、作製した各摩擦伝動ベルトを、駆動プーリ(Dr)と従動プーリ(Dn)との間に巻き掛け、実機相当の負荷を掛けた状態で走行させ、ゴム層の亀裂(クラック)発生までの時間を測定し、耐久評価(寿命の判定)を行った。 The friction transmission belts of Examples 1-1 to 3-15 and Comparative Examples 1 to 3 shown in Tables 5 to 14 were produced in which the dimensions of the friction transmission belts shown in FIG. 4 were variously changed. Then, the durability of each friction transmission belt produced was evaluated by applying a load equivalent to that of an actual machine in a two-axis running test. Specifically, each of the produced friction transmission belts is wound between the drive pulley (Dr) and the driven pulley (Dn), and is run with a load equivalent to that of the actual machine, resulting in cracks in the rubber layer. The time until occurrence was measured, and durability evaluation (judgment of life) was performed.
実施例1−1〜実施例3−15(凹形状の溝有り)、及び、比較例1〜3(凹形状の溝無し)の摩擦伝動ベルトの構成について説明する。 The configurations of the friction transmission belts of Examples 1-1 to 3-15 (with concave grooves) and Comparative Examples 1 to 3 (without concave grooves) will be described.
各摩擦伝動ベルトの芯体層と外周面との間に配置されるゴム層には、表1に示すゴム組成物1を使用し、芯体層と内周面との間に配置されるゴム層(圧縮ゴム層)には、表1に示すゴム組成物1を使用した。 The rubber composition 1 shown in Table 1 is used as the rubber layer arranged between the core body layer and the outer peripheral surface of each friction transmission belt, and the rubber arranged between the core body layer and the inner peripheral surface is used. As the layer (compressed rubber layer), the rubber composition 1 shown in Table 1 was used.
また、外被布には、綿の織布(平織り、繊度は10番手の経糸と10番手の緯糸とで構成、経糸及び緯糸の糸密度35本/50mm、目付け320g/m2)を用いた。外被布の積層数(被覆数)は2回とした。また、積層した外被布には、表1のゴム組成物2を使用してフリクション処理を行った。
As the outer cover, a cotton woven fabric (plain weave, fineness composed of 10th warp and 10th weft, warp and weft density of 35 yarns / 50 mm, basis weight 320 g / m 2 ) was used. The number of layers of the outer cover (number of coatings) was set to 2 times. Further, the laminated outer coat was subjected to a friction treatment using the
また、芯体層には、表2に示す、アラミドシート(AK−50/50)(高強度繊維シート)を複数枚積層したものを用いた。なお、実施例1−1〜実施例1−17及び比較例1のHI2800の摩擦伝動ベルトの芯体層では3枚のアラミドシートを積層させている。また、実施例2−1〜実施例2−15及び比較例2のHK3200の摩擦伝動ベルトの芯体層では4枚のアラミドシートを積層させている。また、実施例3−1〜実施例3−15及び比較例3のHM4000の摩擦伝動ベルトの芯体層では5枚のアラミドシートを積層させている。 As the core layer, a plurality of aramid sheets (AK-50 / 50) (high-strength fiber sheets) shown in Table 2 were laminated. In the core layer of the friction transmission belt of HI2800 of Examples 1-1 to 1-17 and Comparative Example 1, three aramid sheets are laminated. Further, four aramid sheets are laminated on the core layer of the friction transmission belt of HK3200 of Examples 2-1 to 2-15 and Comparative Example 2. Further, five aramid sheets are laminated on the core layer of the friction transmission belt of HM4000 of Examples 3-1 to 3-15 and Comparative Example 3.
実施例1−1〜実施例1−17及び比較例1では、表3に示す、大型農業機械用VベルトASABE規格(アメリカ農業工学会)のHI形のHI2800の寸法(幅、厚み)の摩擦伝動ベルトを使用した。
実施例2−1〜実施例2−15及び比較例2では、表3に示す、大型農業機械用VベルトASABE規格(アメリカ農業工学会)のHK形のHK3200の寸法(幅、厚み)の摩擦伝動ベルトを使用した。
実施例3−1〜実施例3−15及び比較例3では、表3に示す、大型農業機械用VベルトASABE規格(アメリカ農業工学会)のHM形のHM4000の寸法(幅、厚み)の摩擦伝動ベルトを使用した。
In Examples 1-1 to 1-17 and Comparative Example 1, the friction of the dimensions (width, thickness) of the HI type HI2800 of the V-belt ASABE standard for large agricultural machinery (American Society of Agricultural Engineering) shown in Table 3. A transmission belt was used.
In Examples 2-1 to 2-15 and Comparative Example 2, the friction of the dimensions (width, thickness) of the HK type HK3200 of the V-belt ASABE standard for large agricultural machinery (American Society of Agricultural Engineering) shown in Table 3. A transmission belt was used.
In Examples 3-1 to 3-15 and Comparative Example 3, the friction of the dimensions (width, thickness) of the HM type HM4000 of the V-belt ASABE standard for large agricultural machinery (American Society of Agricultural Engineering) shown in Table 3. A transmission belt was used.
また、実施例1−1〜実施例1−17及び比較例1のHI2800の摩擦伝動ベルト、実施例2−1〜実施例2−15及び比較例2のHK3200の摩擦伝動ベルト、及び、実施例3−1〜実施例3−15及び比較例3のHM4000の摩擦伝動ベルトに対する2軸走行試験で使用する、駆動プーリ(Dr)と従動プーリ(Dn)の寸法、および、走行条件を表4に示す。 Further, the friction transmission belts of HI2800 of Examples 1-1 to 1-17 and Comparative Example 1, the friction transmission belts of HK3200 of Examples 2-1 to 2-15 and Comparative Example 2, and Examples. Table 4 shows the dimensions and running conditions of the drive pulley (Dr) and driven pulley (Dn) used in the biaxial running test for the friction transmission belt of HM4000 of Examples 3-15 and Comparative Example 3 from 3-1 to 3. show.
作製した各摩擦伝動ベルトに対する、2軸走行試験の結果及び耐久評価を表5〜表14に示す。表5〜表8には、実施例1−1〜実施例1−17及び比較例1のHI2800の摩擦伝動ベルトに対する、2軸走行試験の結果及び耐久評価を記載した。表9〜表11には、実施例2−1〜実施例2−15及び比較例2のHK3200の摩擦伝動ベルトに対する、2軸走行試験の結果及び耐久評価を記載した。表12〜表14には、実施例3−1〜実施例3−15及び比較例3のHM4000の摩擦伝動ベルトに対する、2軸走行試験の結果及び耐久評価を記載した。なお、耐久評価(寿命の判定)としては、2軸走行試験の結果、ゴム層の亀裂(クラック)発生までの時間が、220時間以上であれば「◎」と判定し、180時間以上220時間未満であれば「○」と判定し、180時間未満であれば「×」と判定した。 Tables 5 to 14 show the results and durability evaluations of the two-axis running test for each of the produced friction transmission belts. Tables 5 to 8 show the results and durability evaluations of the two-axis running test for the friction transmission belts of HI2800 of Examples 1-1 to 1-17 and Comparative Example 1. Tables 9 to 11 show the results and durability evaluations of the two-axis running test for the friction transmission belts of HK3200 of Examples 2-1 to 2-15 and Comparative Example 2. Tables 12 to 14 show the results and durability evaluations of the two-axis running test for the friction transmission belts of HM4000 of Examples 3-1 to 3-15 and Comparative Example 3. As for the durability evaluation (judgment of life), as a result of the two-axis running test, if the time until the cracks of the rubber layer occur is 220 hours or more, it is judged as "◎" and 180 hours or more and 220 hours. If it was less than 180 hours, it was judged as "◯", and if it was less than 180 hours, it was judged as "x".
(HI2800:W1/W2=70%:溝の深さ(T1)を変量した場合)
表5には、HI2800の摩擦伝動ベルトに関して、W1/W2=70%の条件で、芯体層の厚み方向の位置を一定にして、溝の深さ(T1)を変量した、実施例1−1〜実施例1−5及び比較例1に係る各摩擦伝動ベルトに対して、2軸走行試験を行った結果、及び、その耐久評価を記載した。
In Table 5, with respect to the friction transmission belt of HI2800, the groove depth (T1) was varied by keeping the position of the core layer in the thickness direction constant under the condition of W1 / W2 = 70%. The results of performing a two-axis running test on each friction transmission belt according to Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 and the durability evaluation thereof are described.
(HI2800:W1/W2=50%:溝の深さ(T1)を変量した場合)
表6には、HI2800の摩擦伝動ベルトに関して、W1/W2=50%の条件で、芯体層の厚み方向の位置を一定にして、溝の深さ(T1)を変量した、実施例1−6〜実施例1−10に係る各摩擦伝動ベルトに対して、2軸走行試験を行った結果、及び、その耐久評価を記載した。
In Table 6, with respect to the friction transmission belt of HI2800, the groove depth (T1) was varied by keeping the position of the core layer in the thickness direction constant under the condition of W1 / W2 = 50%. The results of the two-axis running test and the durability evaluation thereof are described for each friction transmission belt according to 6 to 1-10.
(HI2800:W1/W2=60%:芯体層の厚み方向の位置を変量した場合)
表7には、HI2800の摩擦伝動ベルトに関して、W1/W2=60%の条件で、溝の深さ(T1)を一定にして、芯体層の厚み方向の位置を変量した、実施例1−11〜実施例1−15に係る各摩擦伝動ベルトに対して、2軸走行試験を行った結果、及び、その耐久評価を記載した。
In Table 7, with respect to the friction transmission belt of HI2800, the position of the core layer in the thickness direction was varied by keeping the groove depth (T1) constant under the condition of W1 / W2 = 60%. The results of the two-axis running test and the durability evaluation thereof are described for each friction transmission belt according to 11 to 1-15.
(HI2800:W1/W2の値を変量した場合(W1の値を変量した場合))
表8には、HI2800の摩擦伝動ベルトに関して、ベルト幅W2を一定にして、溝の幅W1を変量して、W1/W2の値を変量させた、実施例1−16(W1/W2=40%)、実施例1−8(W1/W2=50%)、実施例1−3(W1/W2=70%)、実施例1−17(W1/W2=80%)に係る各摩擦伝動ベルトに対して、2軸走行試験を行った結果、及び、その耐久評価を記載した。
In Table 8, regarding the friction transmission belt of HI2800, the belt width W2 was kept constant, the groove width W1 was variable, and the value of W1 / W2 was variable. Example 1-16 (W1 / W2 = 40). %), Each friction transmission belt according to Example 1-8 (W1 / W2 = 50%), Example 1-3 (W1 / W2 = 70%), and Example 1-17 (W1 / W2 = 80%). The results of the two-axis running test and the durability evaluation thereof are described.
(HK3200:W1/W2=70%:溝の深さ(T1)を変量した場合)
表9には、HK3200の摩擦伝動ベルトに関して、W1/W2=70%の条件で、芯体層の厚み方向の位置を一定にして、溝の深さ(T1)を変量した、実施例2−1〜実施例2−5及び比較例2に係る各摩擦伝動ベルトに対して、2軸走行試験を行った結果、及び、その耐久評価を記載した。
In Table 9, with respect to the friction transmission belt of HK3200, the groove depth (T1) was varied by keeping the position of the core layer in the thickness direction constant under the condition of W1 / W2 = 70%. The results of performing a two-axis running test on each friction transmission belt according to Examples 1 to 2-5 and Comparative Example 2 and the durability evaluation thereof are described.
(HK3200:W1/W2=50%:溝の深さ(T1)を変量した場合)
表10には、HK3200の摩擦伝動ベルトに関して、W1/W2=50%の条件で、芯体層の厚み方向の位置を一定にして、溝の深さ(T1)を変量した、実施例2−6〜実施例2−10に係る各摩擦伝動ベルトに対して、2軸走行試験を行った結果、及び、その耐久評価を記載した。
In Table 10, with respect to the friction transmission belt of HK3200, the groove depth (T1) was varied by keeping the position of the core layer in the thickness direction constant under the condition of W1 / W2 = 50%. The results of the two-axis running test and the durability evaluation thereof are described for each friction transmission belt according to Examples 6 to 2-10.
(HK3200:W1/W2=60%:芯体層の厚み方向の位置を変量した場合)
表11には、HK3200の摩擦伝動ベルトに関して、W1/W2=60%の条件で、溝の深さ(T1)を一定にして、芯体層の厚み方向の位置を変量した、実施例2−11〜実施例2−15に係る各摩擦伝動ベルトに対して、2軸走行試験を行った結果、及び、その耐久評価を記載した。
In Table 11, with respect to the friction transmission belt of HK3200, the position of the core layer in the thickness direction was varied by keeping the groove depth (T1) constant under the condition of W1 / W2 = 60%. The results of the two-axis running test and the durability evaluation thereof are described for each friction transmission belt according to 11 to 2-15.
(HM4000:W1/W2=70%:溝の深さ(T1)を変量した場合)
表12には、HM4000の摩擦伝動ベルトに関して、W1/W2=70%の条件で、芯体層の厚み方向の位置を一定にして、溝の深さ(T1)を変量した、実施例3−1〜実施例3−5及び比較例3に係る各摩擦伝動ベルトに対して、2軸走行試験を行った結果、及び、その耐久評価を記載した。
In Table 12, with respect to the friction transmission belt of HM4000, the groove depth (T1) was varied by keeping the position of the core layer in the thickness direction constant under the condition of W1 / W2 = 70%. The results of performing a two-axis running test on each friction transmission belt according to Examples 1 to 3-5 and Comparative Example 3 and the durability evaluation thereof are described.
(HM4000:W1/W2=50%:溝の深さ(T1)を変量した場合)
表13には、HM4000の摩擦伝動ベルトに関して、W1/W2=50%の条件で、芯体層の厚み方向の位置を一定にして、溝の深さ(T1)を変量した、実施例3−6〜実施例3−10に係る各摩擦伝動ベルトに対して、2軸走行試験を行った結果、及び、その耐久評価を記載した。
In Table 13, with respect to the friction transmission belt of HM4000, the groove depth (T1) was varied by keeping the position of the core layer in the thickness direction constant under the condition of W1 / W2 = 50%. The results of the two-axis running test and the durability evaluation thereof are described for each friction transmission belt according to Examples 6 to 3-10.
(HM4000:W1/W2=60%:芯体層の厚み方向の位置を変量した場合)
表14には、HM4000の摩擦伝動ベルトに関して、W1/W2=60%の条件で、溝の深さ(T1)を一定にして、芯体層の厚み方向の位置を変量した、実施例3−11〜実施例3−15に係る各摩擦伝動ベルトに対して、2軸走行試験を行った結果、及び、その耐久評価を記載した。
In Table 14, with respect to the friction transmission belt of HM4000, the position of the core layer in the thickness direction was varied by keeping the groove depth (T1) constant under the condition of W1 / W2 = 60%. The results of the two-axis running test and the durability evaluation thereof are described for each friction transmission belt according to 11 to 3-15.
上記2軸走行試験の結果より、摩擦伝動ベルトのベルト外周側の表面に凹形状の溝を設けることにより(実施例1−1〜実施例3−15)、溝を設けない摩擦伝動ベルト(比較例1〜3)に比べて、屈曲疲労を抑制でき、耐久性(特に芯体層と内周面との間に配置されるゴム層(圧縮ゴム層)の耐久性)を向上させることができることが確認できた。 From the results of the above-mentioned two-axis running test, by providing a concave groove on the surface of the friction transmission belt on the outer peripheral side of the belt (Examples 1-1 to 3-15), a friction transmission belt without a groove (comparison). Compared with Examples 1 to 3), bending fatigue can be suppressed and durability (particularly, durability of the rubber layer (compressed rubber layer) arranged between the core body layer and the inner peripheral surface) can be improved. Was confirmed.
また、表8に示すように、実施例1−8(W1/W2=50%)よりも溝の幅W1が小さい実施例1−16(W1/W2=40%)は、2軸走行試験の結果、屈曲性が不足するため実施例1−8よりも早期にクラックが生じた(判定「○」)。また、実施例1−3(W1/W2=70%)よりも溝の幅W1が大きい実施例1−17(W1/W2=80%)は、2軸走行試験の結果、屈曲時に溝付近の連続的な変形(ベルト幅方向に拡がったり元に戻る変形)が大きいために実施例1−3よりも早期にクラックが生じた(判定「○」)。これにより、「W1(溝の幅)/W2(ベルト幅)=50%〜70%」にすることにより、摩擦伝動ベルトの耐久性を、より向上させることができることを確認できた。 Further, as shown in Table 8, Example 1-16 (W1 / W2 = 40%) having a groove width W1 smaller than that of Example 1-8 (W1 / W2 = 50%) is a two-axis running test. As a result, cracks occurred earlier than in Examples 1-8 due to insufficient flexibility (determination "○"). Further, in Example 1-17 (W1 / W2 = 80%) in which the groove width W1 is larger than that of Example 1-3 (W1 / W2 = 70%), as a result of the biaxial running test, the vicinity of the groove at the time of bending is obtained. Since the continuous deformation (deformation that expands in the belt width direction or returns to the original shape) is large, cracks occur earlier than in Examples 1-3 (determination “◯”). As a result, it was confirmed that the durability of the friction transmission belt can be further improved by setting "W1 (groove width) / W2 (belt width) = 50% to 70%".
更には、「T1(溝の深さ)/T2(ベルトの厚み)=5%〜20%」にすることにより、摩擦伝動ベルトの耐久性を、より向上させることができることを確認できた(実施例1−1〜実施例1−10、実施例2−1〜実施例2−10、実施例3−1〜実施例3−10参照)。 Furthermore, it was confirmed that the durability of the friction transmission belt can be further improved by setting "T1 (groove depth) / T2 (belt thickness) = 5% to 20%" (implementation). See Examples 1-1-1 to Example 1-10, Examples 2-1 to 2-10, and Examples 3-1 to 3-10).
1 動力伝達システム
2 摩擦伝動ベルト
3 駆動プーリ
4 従動プーリ
5 テンションプーリ
6 ゴム層
7 芯体層
8 外被布
9 外周面
10 溝
11 高強度繊維シート
12 内周面
1
Claims (6)
ゴム組成物で形成されたゴム層と、
ベルト周方向に沿って、ゴム層に埋設された芯体層と、を含み、
当該摩擦伝動ベルトの外周面に、前記ベルト周方向に沿った凹形状の溝を有し、
当該摩擦伝動ベルトのベルト幅方向を含む断面における、前記溝の形状は、半円形又は半楕円形であることを特徴とする、摩擦伝動ベルト。 An endless friction transmission belt with a rubber layer made of a rubber composition,
Includes a core layer embedded in the rubber layer along the belt circumferential direction,
The outer peripheral surface of the friction transmission belt, have a concave groove along the circumferential direction of the belt,
A friction transmission belt, characterized in that the shape of the groove in a cross section including the belt width direction of the friction transmission belt is semicircular or semi-elliptical.
当該摩擦伝動ベルトの前記ベルト厚みは、12.7mm〜22.2mmであることを特徴とする、請求項1乃至5の何れか1項に記載の摩擦伝動ベルト。
The belt width of the friction transmission belt is 24.4 mm to 50.8 mm.
The friction transmission belt according to any one of claims 1 to 5 , wherein the belt thickness of the friction transmission belt is 12.7 mm to 22.2 mm.
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