JPH01164839A - 動力伝達ベルトおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無端状動力伝達ベルトに関し、より詳しくは
、対向摩擦駆動面がエラストマ本体に形成され、かつ横
方向に配置された繊維材料が内部に散在せしめられた、
「粗面ｊベルトという工業用語で表現されるものに関す
る。

〔従来の技術〕

不連続繊維が散在せしめられ、かつエラストマ体内に横
方向に配置された、層の一部としてｒ粗面Ｊ摩擦駆動面
を形成されたいくつかのベルト形状がある。エラストマ
体内に散在せしめられた繊維を用いる結合ベルトの例は
、米国特許第１．７７７．８６４号明細書に示されてい
る。

エラストマ体内に散在せしめられた不連続繊維を用いる
ｒ粗面ｊ■ベルトの例は、米国特許第３．４１６，３８
３号明細書に示されている。繊維は９０゜から変化する
角度で横方向に向けられている。

リブ型ベルトはまた、「粗面」構造を有し、エラストマ
本体内において横方向に向けられた不連続繊維を有する
層構造を有することもある。米国特許第４，３３０，２
８７号明細書はこのような構造を開示する。

上記特許明細書の全ては、散在せしめられた繊維の端部
が途切れ、対向摩擦駆動面において切断される構造を開
示している。しかし、上記゛３８３号特許明細書はさら
に、「粗面」の部分が、埋設構造層よりも速いが、繊維
が埋設されている部分の表面よりは速くない割合で摩耗
するかもしれないことを示す。

上記全てのベルトの駆動面の摩擦性能は、繊維が駆動面
のエラストマ部分から明らかに突出して延びる構造によ
って改善される。米国特許第３．８７１，２４０号明細
書のファイルヒストリには、繊維の端部がベルトの対向
摩擦駆動面において露出することを示すマイクロフィル
ムが含まれている。

上記゛２４０号特許明細書にさらに説明されているよう
に、体積で２０％の割合の繊維が好ましいが、５％の低
い割合でも使用可能かもしれない。この特許明細書はま
た、繊維は、好ましい割合でエラストマ内に充填される
時、最良の結果を示さないことを述べている。

米国特許第３，８７１，２４０号明細書における好まし
い構成は、摩擦駆動面の相対高さのために、全てのベル
ト構造にとって適当な改良とはならないのかもしれない
。例えば、繊維の使用は多重リブ型ベルトにとって、相
対的に低いリブ高さのために望ましい結果とはならない
。

摩擦駆動面における繊維の他の使用は、米国特許第３．
１９０．１３７号明細書に示されている。繊維は埋め込
まれ、もし突出する繊維があれば、非常に少量だけ残し
て対向駆動面の外周面内に加硫される・　　　　　　　
　　　　　　　　　　以下余白〔発明の概要〕 ■ベルト、結合■ベルトおよび多重リブ型ベル１へのよ
うに対向摩擦駆動面を有する種々のベルト形状に適用で
きるベルト構造が提供される。本発明の動力伝達ベルト
は、内部に不連続繊維が散在せしめられたエラストマ本
体を有する「粗面」型のものであり、その不連続繊維は
ベルトの長手軸に対して横方向に配置される。繊維の一
部は、駆動面において本体から突出するとともに繊維の
横側面を露出させるように折り曲げられ、その側面部は
摩擦駆動面の一部を形成する。

本発明の利点は、従来技術において開示されたものより
も、繊維の側面部が突出する繊維の端部よりも大きい面
積を有することである。したがって、体積割合で少ない
充填量の繊維が、対向駆動面の摩擦性能を変えるために
用いられる。

他の利点は、本発明の多重リブ型ベルトが、約２０ＨＺ
の低い角振動数で、かつ高い角加速度（例えば、３００
０　ｒａｄ　／　５ｅｃ２までの角加速度）にさらされ
る時、表れる。本発明は、低い振動数において側面の肌
あれを実質的に防止する有益な結果を奏″　する。した
がって、本発明によりベルトの寿命がが改善される。

本発明の方法によれば、高い強度と耐摩耗性を有する繊
維が本体を形成するエラストマ体内に散在せしめられる
。散在せしめられた繊維を有するエラストマ体は、湿気
をあたえる液体の存在下で随意研削され、対向摩擦駆動
面が形成される。繊維は、研削工程の間にエラストマと
の境界面において切断あるいは切削されたりすることを
防止するよう、十分な引張係数を有する。繊維は、駆動
面および横側面に沿って折り曲げられる。

本発明の目的は、駆動面の摩擦性能を制御するために不
連続繊維が効果的に用いられるベルト構造を提供するこ
とにある。本発明の効果は、不連続繊維が、繊維の端部
が露出する従来技術に示される好ましいものに対しほぼ
半分の充填体積で用いられることである。

本発明の他の利点および目的は、図面と好ましい実施例
の記載を参照して、後述される。本発明は、−船釣に動
力伝達ベルトに適用されるが、多重リブ型ベルＩ・が説
明のために示される。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

図面を参照すると、本発明に係る多重リブ型動力伝達ベ
ルト１０は、多重溝プーリ１２　、１４に巻回され、背
面アイドラ１６によって張力を付与される。このベルト
は、公知の技術を用いて製造され、引張部材１８、すな
わち荷重支持部を有する。

荷重支持部は、ベルトの上面部２２を形成する第１層２
０と、複数の周囲リブ２６を形成された第２層２４との
間に挟持される。引張部材としては、綿、レイヨン、ナ
イロン、ポリエステル、アラミド、鋼等の糸、あるいは
荷重支持のために設けられる不連続繊維のような、いか
なる材料も用いられる。適当な弾性材料が、第１および
第２層を構成するのに用いられる。例えば、合成ゴム、
天然ゴム、これらの合成物、すなわちポリウレタン等の
塑性成型可能なエラストマが、用いられる。織物材料か
ら成る１またはそれ以上の層２８　、３０は、第１層の
上部に設けられ、駆動系の背面アイドラあるいはプーリ
に係合するような耐摩耗表面を形成する。

不連続繊維３２は、第２層のうち、少なくとも、対向摩
擦駆動面３６　、３８を有する本体部３４を形成する部
分の主要部に散在して設けられる。その繊維は、好まし
くは、約０．０４インチ（１ｍｍ）から約０．４フイン
チ（１２ｍｍ）の範囲の長さを有するが、より好ましく
は、繊維は約０．１６インチ（４ｍｍ）から約０．２８
インチ（７ｍｍ）の長さを有し、最も好ましくは約０，
１６インチ（４ｍｎ＋）から約０．２４インチ（６ｍｍ
）である。

対向面を成型する研削工程（本発明方法に関連して後述
される）の間、繊維が、エラストマと繊維の境界面で切
断されるのを防止するのに十分なグレイグ（ｇｒｅｉｇ
ｅ）引張弾性率を有することが重要である。繊維は、ベ
ルトを使用する間、実質的に摩耗しないよう、良好な耐
摩耗性を有していなければならない。適当な引張弾性率
と耐摩耗性を有する繊維の例としては、デュポン社（ｄ
ｕ　Ｐｏｎｔｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　＆　Ｃｏｍｐａｎ
ｙ）のＫＥＶＬＡＲ（商品名）で販売されるもの、日本
の音大により販売されるＴＥＣＩＩＮＯＲＡ　（商品名
）、およびオランダのエンカ社（Ｅｎｋａ）により販売
されるＴｗａｒｏｎ　（商品名）［これらは全て、少な
くとも約９　ｘ　１０６ｐｓｉ　（６３３３ｋｇ／ｍｍ
２）のグレイ々゛引張係数を有する］のようなアラミド
繊維である。

エラストマの本体部は、好ましくは、体積で約０．５か
ら約２０％、さらに好ましくは、体積で約１から約６％
の繊維を埋設される。最も好ましくは、繊維の埋設量は
、本体部（すなわち、対向駆動面を有する本体部）の約
３％の体積である。

対向摩擦駆動面３６　、３８は、繊維の一部を対向摩擦
駆動面においてエラストマから突出させるようにして成
形される。繊維のほとんどは、約０．００４インチ（０
，１ｍｍ）から約０．０１２インチ（０，３ｍｍ）だけ
エラストマの本体部から突出する。これとは異なり、従
来の綿繊維を用いたベルトは、約０．００２６インチ（
０，０６５ｍｍ）から約０．００５インチ（０，１３ｍ
ｍ）の突出部分を有する。しかして、本発明のベルトは
、従来公知のベルトの約２倍の突出量を有する。

突出する繊維部分は、摩擦駆動面の一部を形成する側面
部４２に露出し、本体部に対して折れ曲がった折曲部４
０である。第４図に明確に示されるように、繊維部分の
ほとんどは、ベルトの駆動面に対してほぼ長手方向４４
に向けられて、実質的に同じ方向に折り曲げられる。側
面部における繊維部分は、繊維埋設量が体積で約１．７
％から約６％である場合において、駆動面の面積の約１
５％から約５２％に及ぶ。

上述したように、散在する繊維を有するエラストマの本
体部は、研削されて、対向摩擦面を形成される。散在す
る不連続繊維を有するエラストマ層を研削することによ
り対向摩擦面を形成することは、既に知られている。こ
のような研削工程の一例は、米国特許第３，８３９，１
１６号明細書に開示されている。しかしながらこのよう
な公知の工程は、繊維をエラストマの本体部において切
断すなわち途切れさせており、これにより、実質的に繊
維の端部のみが露出する。

既に述べたように、研削工程の間にエラストマと繊維の
境界面で繊維が切断するのを防止するため、十分高いグ
レイグ引張弾性率の繊維を有することが重要である。本
発明によれば、アラミド繊維のような不連続繊維が公知
のようにしてエラストマ層内に散在せしめられ、ベルト
の横方向に向けられる。本体部は、水溶性油あるいは水
のような湿気のある液体の存在下で研削される。湿気の
ある液体は、繊維を潤滑し、繊維がエラストマと繊維の
境界面で切断するのを防止すると、信じられる。また研
削工程により、繊維は、折り曲げられるとともに側面部
分から露出することにより、駆動面に沿ってほぼ長手方
向に向けられる。

研削工程は、第５図に示されるように■ヘルｉ・４６の
対向摩擦駆動面４４を、あるいは第６図に示されるよう
な結合ベルト５０の対向摩擦駆動面４８を形成するのに
用いられる。

使用において、本発明の多重リブ型ベルトは、ディーゼ
ルエンジン前端部の蛇行した駆動部に使用される。エン
ジンの運転の間、このような装置において、約２５ＨＺ
の低角振動数が約３０００　ｒａｄ／ｓｅｃ２の高い角
加速度とともに現れる。本発明のベルトは、約１％だけ
の重量損失が測定されただけで、目立った肌あれを生じ
ることなく５０時間稼働し、また突出する繊維は実質的
にもとのままであった。比較として、不連続綿繊維（綿
くず）を有する従来のベルトがおなしエンジンにおいて
５０時間稼働され、約９．７％のベルト重量損失が測定
されるとともに重大な肌あれが生じた。突出する綿繊維
の部分は、エラストマの本体部まで摩耗した。

多重リブ型ベルトが有する特有の問題は、隣接するリブ
間におけるｒ肌あれの発達Ｊであり、そこでは玉状エラ
ストマが増えて、保持される。このため、ｒ重量損失」
は必ずしも全体的に正確な測定とはならない。それにも
がかわらず、本発明のベルトは実質的に「肌あれの発達
」を示さず、従来のベルトは実質的な重量損失を伴う「
肌あれの発達Ｊを示した。

本発明のベルトの改良された性能は、摩擦駆動面の一部
を形成する、繊維が露出する側面部に起因する。体積で
約５．２％の繊維埋設量として、繊維の側面部分は摩擦
駆動面の約４５％にわたり、これは、実質的に同じ綿繊
維の埋設量を有する従来のベルトよりも約３倍大きい。

上述した詳細な記載は、ただ説明のために行われただけ
であり、特許請求の範囲により規定される本発明の範囲
を限定することを意図するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、溝付きプーリに巻回されるとともに背面アイ
ドラによって張力を付与された、本発明の多重リブ型ベ
ルトを示す概略図、 第２図は、フリースパン状態にあるベルトを示す第１図
の２−２線に沿って示す拡大部分断面図、第３図は、第
２図のほぼ３−３線に沿って示す拡大図で、摩擦駆動面
をさらに示すために部分的な等角図でベルトの一部を示
し、 第４図は、第３図の４−４線に沿って示し、突出する繊
維が折り曲げられて摩擦駆動面において繊維の側面部を
さらすことを示す拡大図、第５図は、本発明のＶベルト
を示し、第２図と同様な図、 第６図は、本発明の結合Ｖベルトを示し、第２図と同様
な図である。 ３２・・・不連続繊維 ３４・・・本体部 ３６　、３８・・・対向摩擦駆動面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対向摩擦駆動面を有し、不連続繊維が内部に散在す
   るとともにエラストマ本体部分の横方向に向けられた粗
   面型動力伝達ベルトであって、上記駆動面が、この駆動
   面において上記本体部分から突出する繊維部分を備え、
   該繊維部分が、上記摩擦駆動面の一部を形成する繊維の
   側面部を露出させるようにして、上記本体に対して折り
   曲げられることを特徴とする動力伝達ベルト。 ２、上記駆動面が研削されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の動力伝達ベルト。 ３、上記繊維が上記エラストマ本体の約１から約６％の
   体積を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の動力伝達ベルト。 ４、大多数の繊維が約４から約６ｍｍの長さを有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の動力伝達ベ
   ルト。 ５、上記本体部分から突出する繊維部分の大多数が、約
   ０．００４インチ（０．１ｍｍ）から約０．２４インチ
   （６ｍｍ）の長さを有することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の動力伝達ベルト。 ６、上記繊維の側面部の大多数が、上記駆動面のほぼ長
   手方向に向けられることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の動力伝達ベルト。 ７、上記突出する繊維の大多数が、各駆動面において同
   一方向に折り曲げられることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の動力伝達ベルト。 ８、上記繊維がアラミドであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の動力伝達ベルト。 ９、上記繊維がＫＥＶＬＡＲ、ＴＥＣＨＮＯＲＡおよび
   ＴＷＡＲＯＮからなる商品名で販売されるものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の動力伝達ベ
   ルト。 １０、上記突出する繊維が、約２０ＨＺの低い摩擦駆動
   振動数、かつ約３０００ｒａｄ／ｓｅｃ＾２の高い角加
   速度において上記エラストマの肌あれを防止する手段を
   形成することを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載
   の動力伝達ベルト。 １１、対向摩擦駆動面を有し、不連続繊維が内部に散在
   するとともにエラストマ本体部分の横方向に向けられた
   粗面型動力伝達ベルトであって、上記エラストマ本体部
   分の約１から約６％の体積と上記駆動面において上記本
   体から突出する繊維部分とを有するアラミド繊維を備え
   、上記突出する繊維の大多数が、約０．００４インチ（
   ０．１ｍｍ）から約０．０１２インチ（０．３ｍｍ）の
   長さを有し、かつ上記摩擦駆動面の一部を形成する繊維
   の側面部分を露出させるようにして上記本体に対して折
   り曲げられることを特徴とする動力伝達ベルト。 １２、上記突出する繊維の大多数が、同一方向に折り曲
   げられることを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載
   の動力伝達ベルト。 １３、上記繊維がＫＥＶＬＡＲ、ＴＥＣＨＮＯＲＡおよ
   びＴＷＡＲＯＮからなる商品名で販売されるアラミドで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の動
   力伝達ベルト。 １４、上記繊維が少なくとも約９ｘ１０＾６ｐｓｉ（６
   ３３３ｋｇ／ｍｍ＾２）のグレイグ引張係数を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の動力伝達
   ベルト。 １５、上記駆動面が研削されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１１項記載の動力伝達ベルト。 １６、上記駆動面が多重リブ型ベルトの形状に研削され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の動力
   伝達ベルト。 １７、上記駆動面がＶベルトの形状に研削されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の動力伝達ベル
   ト。 １８、上記駆動面が結合Ｖベルトの形状に研削されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の動力伝達
   ベルト。 １９、荷重支持部と、エラストマ層を研削することによ
   りベルトの横方向に向けられた散在不連続繊維を有する
   とともに対向摩擦駆動面を形成するエラストマ層とを備
   えたエラストマ動力伝達ベルトを製造する方法であって
   、 上記エラストマ層内に、約１から約６％の体積の繊維含
   有率となるよう不連続繊維を散在させ、かつ該繊維が研
   削工程の間に切断するのを防止するに十分なグレイグ引
   張係数を有するような、散在工程と、 エラストマを研削して除去し、かつ上記対向摩擦駆動面
   から繊維の一部を突出させた状態で、対向摩擦駆動面を
   形成する工程と、 上記突出する繊維の一部を折り曲げるとともに繊維の側
   面部分を露出させ、上記繊維の側面部分を有する摩擦駆
   動面の一部を定める工程とを備えることを特徴とするエ
   ラストマ動力伝達ベルトの製造方法。 ２０、エラストマ層内に、不連続アラミド繊維を散在さ
   せることを特徴とする特許請求の範囲第１９項記載の動
   力伝達ベルトの製造方法。 ２１、エラストマ内に、ＫＥＶＬＡＲ、ＴＥＣＨＮＯＲ
   ＡおよびＴＷＡＲＯＮの商品名で販売される不連続アラ
   ミド繊維を散在させることを特徴とする特許請求の範囲
   第１９項記載の動力伝達ベルトの製造方法。 ２２、多重リブ型ベルトを成型する間、対向摩擦面を研
   削することを特徴とする特許請求の範囲第１９項記載の
   動力伝達ベルトの製造方法。 ２３、Ｖベルトを成形する間、対向摩擦面を研削するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１９項記載の動力伝達
   ベルトの製造方法。 ２４、結合Ｖベルトを成形する間、対向摩擦面を研削す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１９項記載の動力
   伝達ベルトの製造方法。 ２５、プーリのひとつが２０ＨＺの低い角振動数と３０
   ００ｒａｄ／ｓｅｃ＾２の高い角加速度を有する多重溝
   プーリと協同する多重リブ型動力伝達ベルトの肌あれを
   、対向駆動面において露出する不連続繊維を有するベル
   トのエラストマ本体によって防止する方法であって、 不連続アラミド繊維の一部を少なくとも１．７から６％
   の体積の繊維含有率でエラストマ本体から突出させ、 上記繊維の一部をほぼ同一方向に折り曲げるとともに、
   上記駆動面の約１５から約５２％を覆いつつ上記駆動面
   において上記繊維の側面部を露出させ、 上記多重溝プーリにおいて、肌あれ防止手段として上記
   折り曲げられた繊維の部分を露出させることを特徴とす
   る多重リブ型動力伝達ベルトの肌あれ防止方法。