JP7088819B2 - Vリブドベルト及びその製造方法 - Google Patents
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本発明のVリブドベルトは、ベルト背面を形成する伸張層と、この伸張層の一方の面に形成され、かつベルト幅方向に並んだ複数のリブ部を有する圧縮ゴム層と、前記伸張層と前記圧縮ゴム層との間に埋設される芯体とを備えたVリブドベルトであって、前記リブ部に、間隔をおいて複数の吸水性糸が埋設されている。前記芯体は、ベルト長手方向に沿って延び、ベルト幅方向に間隔をおいて埋設された複数の心線であってもよい。本発明のVリブドベルトでは、芯体と伸張層又は圧縮ゴム層との接着性を向上させるために、必要に応じて圧縮ゴム層と伸張層との間に接着層を設けてもよい。接着層を設ける形態としては、接着層中に芯体を埋設する形態であってもよく、圧縮ゴム層と接着層との間又は接着層と伸張層との間に芯体を埋設する形態であってもよい。
圧縮ゴム層のリブ部に含まれる吸水性糸は、ベルト厚み方向に略垂直な面方向において、リブ部の一方の側面から対向する他方の側面に向かって、ベルト幅方向に対して傾斜した方向に延び、かつベルト幅方向に貫通して、各吸水性糸の両端部が各側面で露出していればよい。
芯体としては、特に限定されないが、通常、ベルト幅方向に所定間隔で配列した心線(撚りコード)を使用できる。
伸張層は、圧縮ゴム層と同様の加硫ゴム組成物で形成してもよく、帆布などの布帛(補強布)で形成してもよい。また、伸張層は、ゴム組成物と布帛との組み合わせであってもよい。
接着層は、前記の通り、必ずしも必要ではない。接着層(接着ゴム層)は、例えば、前記圧縮ゴム層と同様の加硫ゴム組成物(エチレン-α-オレフィンエラストマーなどのゴム成分を含む加硫ゴム組成物)で構成できる。接着層の加硫ゴム組成物は、さらに接着性改善剤(レゾルシン-ホルムアルデヒド共縮合物、アミノ樹脂など)を含んでいてもよい。
本発明のVリブドベルトは、円筒状ドラムに、伸張層を形成するためのシート(伸張層用シート)と、芯体と、圧縮ゴム層を形成するためのシート(圧縮ゴム層用シート)とを順次巻き付ける巻付工程、巻き付けられた積層シートを金型に押し付けて前記未加硫ゴムシートを加硫成形する加硫成形工程を経て製造される。
先ず、表面が平滑な円筒状の成形モールドに伸張層用シートを巻きつけ、このシート上に心線(処理ロープなど)を螺旋状にスピニングし、さらに接着層用シート、第1及び第2の圧縮ゴム層用シートを順次巻き付けて成形体を作製する。その後、加硫用ジャケットを成形体の上から被せて金型(成形型)を加硫缶内に収容し、所定の加硫条件で加硫した後、成形型から脱型して筒状の加硫ゴムスリーブを得る。そして、この加硫ゴムスリーブの外表面(圧縮層)を研削ホイールにより研磨して複数のリブを形成した後、カッターを用いてこの加硫ゴムスリーブをベルト長手方向に所定の幅にカットしてVリブドベルトに仕上げる。なお、カットしたベルトを反転させることにより、内周面にリブ部を有する圧縮層を備えたVリブドベルトが得られる。
先ず、内型として外周面に可撓性ジャケットを装着した円筒状内型を用い、外周面の可撓性ジャケットに未加硫の伸張層用シートを巻きつけ、このシート上に心線を螺旋状にスピニングし、さらに第1及び第2の圧縮ゴム層用シートを巻き付けて積層体を作製する。次に、前記内型に装着可能な外型として、内周面に複数のリブ型が刻設された筒状外型を用い、この外型内に、前記積層体が巻き付けられた内型を、同心円状に設置する。その後、可撓性ジャケットを外型の内周面(リブ型)に向かって膨張させて積層体(圧縮層)をリブ型に圧入し、加硫する。そして、外型より内型を抜き取り、複数のリブを有する加硫ゴムスリーブを外型から脱型した後、カッターを用いて、加硫ゴムスリーブをベルト長手方向に所定の幅にカットし、最終的にリブ部側面を研磨することにより吸水性糸を露出させてVリブドベルトに仕上げる。この第2の製造方法では、伸張層、心線、圧縮ゴム層を備えた積層体を一度に膨張させて複数のリブを有するスリーブ(又はVリブドベルト)に仕上げることができる。
第2の製造方法に関連して、例えば、特開2004-82702号公報に開示される方法(第1及び第2の圧縮ゴム層のみを膨張させて予備成形体(半加硫状態)とし、次いで伸張層と心線とを膨張させて前記予備成形体に圧着し、加硫一体化してVリブドベルトに仕上げる方法)を採用してもよい。
EPDM:三井化学(株)製「EPT2060M」
綿短繊維:デニム(平均繊維径13μm、平均繊維長6mm)
ナイロン短繊維:66ナイロン(平均繊維径27μm、平均繊維長3mm)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製「ノクラックMB」
加硫剤:大内新興化学工業(株)製「バルノックDMG」
カーボンブラックHAF:東海カーボン(株)製「シースト3」
カーボンブラックGPF:東海カーボン(株)製「シーストV」
有機過酸化物:日油(株)製「パークミルD-40」
酸化亜鉛:正同化学工業(株)製「酸化亜鉛3種」
吸水性糸:綿ミシン糸、フジボウ(株)製「日の出カタン」、糸径0.1~1mm
フッ素繊維:テフロン(登録商標)糸、東レ(株)製「トヨフロン」、繊維径0.3mm
心線:アラミド繊維撚りコード、帝人(株)製「トワロン」、心線径0.73mm。
実施例及び比較例で使用した圧縮ゴム層、伸縮層及び接着層用ゴム組成物を表1に示す。
伸張層用シート及び接着層用シートには、表1に示すゴム組成物Aを用い、圧縮ゴム層用シートには、表1に示すゴム組成物Bを用いた。これらのゴム組成物を混練し、練りゴムをカレンダーロールに通して所定の厚みに圧延して、各ゴムシートを作製した。なお、圧縮ゴム層用シートについては、吸水性糸の埋設位置がリブ部の中央部(リブ中央部)に位置するように、所定厚みの半分の厚さで作製した。
第1及び第2の圧縮ゴム層用シート間に吸水性糸を仮固定した圧縮ゴム層用シートの代わりに、圧縮ゴム層用シートを吸水性の綿短繊維を含むゴム組成物(表1のゴム組成物C)を用いた1枚のシートとした以外は、実施例1に準じた方法で、幅方向のリブ数が3個、周長が1100mmのVリブドベルトを作製した。
第1及び第2の圧縮ゴム層用シート間に仮固定する吸水性糸をベルト幅方向に対して平行(角度を付けない)に配置すること以外は、実施例1に準じた方法で、幅方向のリブ数が3個、周長が1100mmのVリブドベルトを作製した。
第1及び第2の圧縮ゴム層用シート間に仮固定する糸として、吸水性糸の代わりに、吸水能を有さないフッ素繊維を用いる以外は、実施例1に準じた方法で、幅方向のリブ数が3個、周長が1100mmのVリブドベルトを作製した。
ゴム組成物Bを用いて、圧縮ゴム層用シートとして吸水性糸を含まない1枚のシートを使用する以外は、実施例1に準じた方法で、幅方向のリブ数が3個、周長が1100mmのVリブドベルトを作製した。このベルトの圧縮層に、錐を用いて(実施例1の吸水性糸の経路と同じ要領で)50°の角度で、5mm間隔の貫通孔を開けることで、複数の水抜き孔を有するVリブドベルトを得た。
比較例4と同一の方法で、幅方向のリブ数が3個、周長が1100mmのVリブドベルトを作製した。このベルトの各リブ溝において、特許文献6の図5に準じた構造を形成するため、溝の底部からベルト背面に向かって、錐を用いてベルト長手方向に5mm間隔で貫通孔を開けることで、複数の水抜き孔を有するVリブドベルトを得た。
試験は、表2に示す試験条件において、図5に示すレイアウトにて、各プーリにVリブドベルトを掛架し、ベルト1本当たり150Nまたは180Nの張力を付与して、駆動プーリ(Dr.)を1000rpmで回転させた。そして、従動プーリ(Dn.)に徐々に負荷をかけていき、(図5に示す矢印付近より)300ml/minの注水を行い、ベルトのスリップ率が2%に達したときの伝達トルクを測定した。この伝達トルクの値が大きい程、スリップしにくく伝達性能が優れることを表す。
図6に示すように、直径120mmの駆動プーリ(Dr)、直径85mmのアイドラープーリ(ID)、直径120mmの従動プーリ(Dn)、直径45mmのテンションプーリ(Ten)を順に配置した試験機を用いた。すなわち、この試験機の各プーリにVリブドベルトを掛架し、駆動プーリの回転数を4900rpm、アイドラープーリ及びテンションプーリへのベルト巻き付け角度を、それぞれ120°、90°、従動プーリ負荷を8.8kWとし、軸荷重559Nを付与して、雰囲気温度120℃で、時計回り方向にベルトを200時間連続走行させた。このような耐久走行試験において、クラックが発生せずに200時間完走できたか否かについて評価した結果を表3~7に示す。
吸水性糸のベルト幅方向に対する配置角度を50°から、10°、30°又は80°に変更する以外は実施例1と同様にしてVリブドベルトを製造し、注水伝達性能試験及び耐久走行試験に供した結果を表4に示す。実施例1の結果も併せて示す。
吸水性糸の配置間隔を5mmから、3mm、10mm又は13mmに変更する以外は実施例1と同様にしてVリブドベルトを製造し、注水伝達性能試験及び耐久走行試験に供した結果を表5に示す。実施例1の結果も併せて示す。
吸水性糸の平均繊維径を0.3mmから、0.1mm、0.5mm又は1mmに変更する以外は実施例1と同様にしてVリブドベルトを製造し、注水伝達性能試験及び耐久走行試験に供した結果を表6に示す。実施例1の結果も併せて示す。
吸水性糸の埋設位置をリブ中央部からリブ上部(中央部より背面側)又はリブ下部(中央部より内周面側)に変更する以外は実施例1と同様にしてVリブドベルトを製造し、注水伝達性能試験及び耐久走行試験に供した結果を表7に示す。実施例1の結果も併せて示す。なお、吸水性糸の埋設位置は、圧縮ゴム層用シートの厚み比を調整し、リブ上部(リブ部の上部)は背面からリブ部の厚みの1/4程度の深さに埋設し、リブ下部(リブ部の下部)は内周面からリブ部の厚みの1/4程度の深さに埋設した。
1a…リブ部
2…吸水性糸
3…接着層
4…心線
5…伸張層
Claims (9)
- ベルト背面を形成する伸張層と、
この伸張層の一方の面に形成され、かつベルト幅方向に並んだ複数のリブ部を有する圧縮ゴム層と、
前記伸張層と前記圧縮ゴム層との間に埋設される芯体とを備えたVリブドベルトであって、
前記リブ部が、対向する2つの側面でプーリと接して摩擦係合し、かつベルト長手方向に間隔をおいて埋設された複数の吸水性糸を含み、
各吸水性糸が、ベルト厚み方向に略垂直な面方向において、リブ部の一方の側面から対向する他方の側面に向かって、ベルト幅方向に対して傾斜した方向に延び、かつベルト幅方向に貫通して、各吸水性糸の両端部がリブ部の各側面で露出しているVリブドベルト。 - 複数の吸水性糸の間隔が2~15mmである請求項1記載のVリブドベルト。
- ベルト厚み方向におけるリブ部の中央領域に吸水性糸を含む請求項1又は2記載のVリブドベルト。
- ベルト幅方向に対する吸水性糸の角度が5~85°である請求項1~3のいずれかに記載のVリブドベルト。
- 吸水性糸の平均繊維径が0.1~1mmである請求項1~4のいずれかに記載のVリブドベルト。
- 吸水性糸が、単繊維の平均繊維径8μm以下であるマルチフィラメント糸である請求項1~5のいずれかに記載のVリブドベルト。
- 吸水性糸が、セルロース系繊維、ポリアミド繊維及びポリエステル繊維からなる群より選択された少なくとも1種である請求項1~6のいずれかに記載のVリブドベルト。
- 円筒状ドラムに、伸張層を形成するためのシートと、芯体と、圧縮ゴム層を形成するためのシートとを順次巻き付ける巻付工程、巻き付けられた積層シートを金型に押し付けて前記積層シート中の未加硫ゴムシートを加硫成形する加硫成形工程を含む請求項1~7のいずれかに記載のVリブドベルトの製造方法。
- 圧縮ゴム層を形成するためのシートを巻き付ける方法が、圧縮ゴム層を形成するための第1の未加硫ゴムシート及び圧縮ゴム層を形成するための第2の未加硫ゴムシートの間にシートの長さ方向に対して所定の角度で間隔をおいて仮固定した吸水性糸を介在させた積層シートを巻き付ける方法、シートの長さ方向に対して所定の角度で間隔をおいて吸水性糸を仮固定した圧縮ゴム層を形成するための第1の未加硫ゴムシートと、圧縮ゴム層を形成するための第2の未加硫ゴムシートとを順次巻き付ける方法、又は第1の圧縮ゴム層用シートと、シートの長さ方向に対して所定の角度で間隔をおいて吸水性糸を仮固定した第2の圧縮ゴム層用シートとを順次巻き付ける方法である請求項8記載の製造方法。
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