JPH01303338A - 伝動ベルト及びその製造方法 - 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、底ゴムに短繊維が３次元的に配列された伝動
ベルト及びその製造方法に関するものであり、平ベルト
、変速ベルト、Ｖリブドベルト、ラップトＶベルト及び
ローエツジベルト等に用いることができる。

（従来の技術） 従来より、■ベルト等の伝動ベルトにおいて、短繊維を
ベルト幅方向に配列し、耐側圧性を高めたものは知られ
ている（例えば特公昭５８〜１０６１１号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） ところが、第９図に示すように、ベルトの側面は傾斜し
ており、該傾斜面がプーリのプーリ面に接触している。

そのため、ベルト走行時にはベルトはプーリ面に直交す
る方向の力Ｐ　（力Ｐはベルト幅方向の力ｐｔとベルト
上下方向の力Ｐ２とに分解される）を受けるので、上述
したごときベルトの補強がベルト幅方向にのみ集中して
なされていると、ベルト上下方向の力Ｐ２のよってプー
リ半径方向の中心側にベルトが変形して沈むおそれがあ
る。

そのため、そのプーリ半径方向に対応するベルト上下方
向の補強も同時にする必要がある。

しかして、その程度はブーり角が例えば４０度の場合、 ＰＩ／Ｐ２−Ｌａｎ２０°−０，２６４−２６，７／７
３．３である。

しかしながら、実際には、そのような値に近付けること
は困難であるが、そのような値に近付ける程セパレーシ
ョン（ベルトのプーリよりの脱落）などに対する抵抗性
が上昇する。また、ベルト上下方向に短繊維を配列する
と、上下方向に補強効果が生じ、それによって亀裂に対
する抵抗性も生じる。

さらに、ベルト長手方向の配列はベルト幅方向の配列と
交叉させることにより、側圧剛性が向上し、いわゆるベ
ルトの反りを防止できる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、短繊維を３
次元的に配列することで、耐側圧性だけでなく、耐亀裂
性、ベルト幅方向の反りの防止も併せて向上させること
ができる伝動ベルト及びそのような伝動ベルトを容易に
製造することができる伝動ベルトの製造方法を提供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、短繊維で補強さ
れた底ゴムを有し、該底ゴム中に短繊維が３次元的に配
列されている。その場合、ベルト幅方向の配向率が６０
〜９０パーセントで、ベルト長手方向及び上下方向に配
列される残余の短繊維のうち上下方向に配列される短繊
維の配向率が３５パーセント以上を占めることが望まし
い。

上記ベルトを製造するには、短繊維を主としてシート幅
方向に配列すると共にシート面と直交するシート上下方
向及びシート長手方向にも短繊維を配列したいわゆる３
次元的配列のゴムシートを作り、これをシート長手方向
において所望の長さとなるように裁断してベルト体を作
り、該ベルト体の幅方向をマンドレルの軸線方向に一致
させて該マンドレルに巻き付け、それを底ゴムとして用
いる。

その場合、ゴムシートは、シート幅方向の短繊維の配向
率が６０〜９０パーセントであり、シート面と直交する
方向またはシート出し方向に配列される残余の短繊維の
うちシート面と直交する方向に配列される短繊維の配向
率が少なくとも３５パーセント以上であることが望まし
い。

（作用） ベルト幅方向の短繊維によって側圧性が高まり、ベルト
上下方向の短繊維によって亀裂が防止され、さらにベル
ト長手方向の短繊維も加わることによって、ベルト幅方
向及びベルト長手方向の短繊維の相乗効果により側圧剛
性が高まり、ベルトの反りが防止される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に説明する。

なお、以下の説明において、Ｘ方向はベルト長手方向、
Ｙ方向はベルト幅方向、Ｚ方向はベルト上下方向を示す
ものとする。

本発明を適用したＶベルトを示す第１図において、１は
Ｖベルトで、上側から、上側帆布層２、高張力体層３、
底ゴム層４及び下側帆布層５が順に積層されている。上
記抗張力体層３は、６体コード６が接着ゴム７中に埋設
されている。

上記底ゴム層４は、３次元的に配列されている短繊維で
補強されている。その底ゴム層４におけるベルト幅方向
の短繊維の配向率が６０〜９０パーセントで、残余のベ
ルト長手方向及び上下方向の短繊維のうち上下方向の短
繊維の配列率が３５パーセント以上を占めている。

また、第２図に本発明を適用したＶリブドベルト１１を
示す。この■ラブドベルト１１は、上側から、上側帆酊
層１２、高張力体層１３及びリブゴム層１４が順に積層
されてなる。而して、底ゴムに対応するリブゴム層１４
において、短繊維が３次元的に配列されている。

また、上述したほか、第３図乃至第５図に示すラップト
Ｖベルト２１の底ゴム層２１ａ５平ベルト２２の高張力
体２２ａの上下に位置する底ゴム層２２ｂ１コグ付Ｖベ
ルト２３の底ゴム層２３ａに対しても、また、図示して
いないが歯付ベルトに対しても、短繊維を３次元的に配
向することで、本発明の効果が得られる。

しかして、上記Ｖベルト１を製造するには、第６図に示
す拡張ダイ３１（温度１００度）が取付けられた押出機
（押出口直径２７０　ｍ　ｍ、スクリュー回転数１　Ｏ
ｒ　ｐｍ）にて、筒状のゴムシー！・を押出すことで、
短繊維が３次元的配列に配列された筒状のゴムシートが
得られるので、それを用いることにより容易に製造でき
る。尚、第６図において、Ｒｏ／Ｒ１−６，５、Ｗｃ／
Ｗｉ　＞１、Ｗｏ／Ｗｃ≦１、α＝１５’である。

そのような短繊維が３次元的に配列されたゴムシートを
製造するには、先ず、次のゴム配合のものを混練する。

ゴム配合（重量部） ネオプレンゴム　Ｇタイプ　　　　　　１００カーボン
ブラツク　　　　　　　　　　　４０ナイロン短繊維　
　　　　　　　　　　　３５（アスペクト比５０〜２０
０） 加硫剤、老防、軟化剤などの添加剤　　　２５計２００ 上記混線後、上記拡張ダイ３１を取付けた押出機で押出
せば、ゴムマトリックス中の短繊維の配向がランダムま
たは押出方向にあるが、拡張ダイ３１に入ると、該拡張
ダイ３１の流路３２の人口部分３２ａにてＸ方向に対応
する軸方向の短繊維の配列が制御され、その人口部分３
２ａに繋がる中間部分３２ｂに拡大空間部３２ｄが設け
られているので、ゴムマトリックスは入口部分３２ａか
ら中間部分３２ｂに移るところで座屈を起こし、その拡
大の度合に応じてシート状のゴムマトリックスが積層状
となって、その結果軸方向からＺ方向に対応する半径方
向へと短繊維の配列の変換が行われる。

その後、中間部分３２ｂにおいて、半径が拡大して出口
部分３２ｃに近ずくにつれて、通路面積の拡大によりＹ
方向に対応する円周方向のゴムの流れが生じ、短繊維の
配列が円周方向に変化し、半径方向と円周方向の短繊維
の配列が制御され、出口部分３２ｃで再び短繊維が軸方
向に配列され、軸方向の短繊維の配列が制御され、これ
らの総合な制御によって短繊維が３次元的に配列される
。

しかして、拡張ダイ３１の出口部分３２ｃから出た筒状
体を該筒状体の軸線方向に沿って例えば筒状体の上部で
連続的に切り開くと、短繊維が主としてシート幅方向に
配列されると共にシート面と直交する方向であるシート
上下方向またはシート出し方向であるシート長手方向に
も短繊維が配列されたいわゆる３次元的配列の平板状の
ゴムシートが得られる。

これをシート長手方向において所望の長さとなるように
裁断して未加硫のベルト体を作り、直ちにシート幅方向
をマンドレルの軸線方向に一致させてマンドレルにその
まま底ゴムシートとして巻き付けることで底ゴムとし、
その他必要な要素を巻き付けることにより周知の方法で
ベルトを成形加硫することができる。

この場合には、シート幅方向の短繊維の配向率が６０〜
９０パーセントであり、残余分のうち、シート上下方向
の短繊維の配向率が少なくとも３５パーセント以上であ
ることが望ましい。

このように製造すれば、従来のカレンダ加工による場合
には得られなかった短繊維が３次元的に配列されたゴム
シートが得られるだけでなく、■従来のカレンダー加工
では短繊維の配列は主としてシート出し方向になるので
、底ゴムに使用するために、これを成形幅で長平方向に
カットし、それをジヨイントして方向を変える作業が必
要であり、工数が多くなるが、本発明の場合は方向を変
える必要がなく、 ■カレンダー加工で短繊維を配列するにはシート厚さが
専制され、薄く押さえることが必要であり、所望厚さを
得るために多数枚のシートの積層が必要であるが、１枚
のシート厚さは一定ではなく、またジヨイント部の厚さ
も一定ではなく、厚さの制御が難しいが、上記方法によ
ればそのようなことはなく、 ■カレンダー加工による場合には設備没前が大きくなり
、能力が大きいが、少量生産のときには無駄が多くなる
が、そのような不具合もないという利点を有する。

続いて、第１図に示すＶベルト１（総厚さ７ｍｍ１上幅
１０．５ｍｍ、底ゴム層の厚さ２．１ｒｎｍ１ベルト周
長９７５ｍｍ）及び第２図に示す３つのリブ山を有する
Ｖリッドベルト１１（総厚さ５．８ｍｍ、上幅１０．７
ｍｍ、底ゴム層の厚さ４．０ｍｍ、ベルト周長９７５ｍ
ｍ）を製造し、それらに対して行った試験について説明
する。

走行試験Ａ 第７図に示すように、駆動プーリ４１（直径１２０ｍｍ
、回転数４５００ｒｐｍ）及び従動ブー９４２（直径１
２０ｍｍ、１２ＰＳ）　、中間プーリ４３（直径４５ｍ
ｍ）に対してベルト４４を巻き掛け、中間プーリ４３を
Ｓ１方向に８５ｋｇの力で引張って、室温２５±７℃の
状態で走行させた。

なお、θ−４５°である。

走行試験Ｂ 図示していないが、一対のプーリ（直径はいずれも６５
ｍｍ）にベルトを巻き掛け、一方のプーリ１．：８０ｋ
ｇの荷重を加え、４８００　ｒ　ｐｍで走行させた。

走行試験Ｃ 第８図に示すように、駆動プーリ５１（直径６０ｍｍ、
５１００ｒｐｍ）及び従動プーリ５２（直径６０ｍｍ）
　、中間プーリ５３（直径６０ｍｍ）、アイドルプーリ
５４，５５　（直径５０ｍｍ）に対してベルト５６を巻
き掛け、従動プーリ５２をＳ２方向に引張って走行させ
た。

なお、上記走行試験において、走行試験Ａ、　　Ｂでは
コード部分でのセパレーションまでの時間、走行試験Ｃ
では底ゴム部での亀裂の発生までの時間でもって、ベル
ト寿命とした。

試験結果 次表に示す通りである。すなわち、Ｖベルトは、３次元
的に配列することで、いずれの場合も良い結果が出てい
る。Ｖリブドベルトは、Ｙ方向の短繊維の配向率が６０
パーセント以上、残りの４０パーセントのうち少なくと
もＺ方向の短繊維の配向率が３５パーセント以上である
のが良く　［これは（Ｚ／Ｚ＋Ｘ）　ｘｌｏｏで表され
る］、この条件であれば、Ｖベルトに対しても良い結果
が得られている。

また、配向率は、押出されたゴム−シートを加硫して、
そこから直径３７ｍｍの試験片を打ち抜き、常温で５０
時間トルエン中に浸漬して３次元方向の膨潤度を測定し
、その逆数の百分率をとって配向率とした。

Ｍ、Ｎ、０をそれぞれｘ、　ｙ、　　ｚ方向の配向率と
し、Ａ、Ｂ、Ｃをｘ、　ｙ、　　ｚ方向の膨潤度とすれ
ば、次式により配向率は求まる。

Ｍ−１００八＾−１）ル Ｎ−１００／（Ｂ−１）ル ０−１００／（Ｃ−１）ル Ｌ−１バＡ−１）＋１／（Ｂ−１）＋１／（Ｃ−１）（
発明の効果） 本発明ベルトは、上記のように構成したから、ベルト幅
方向の短繊維によって側圧性が高まり、ベルト上下方向
の短繊維によって亀裂が防止され、さらにベルト長手方
向の短繊維も加わることによってベルト幅方向の短繊維
との相乗効果により側圧剛性が高まり、いわゆるベルト
の反りが防止される。

本発明製造方法によれば、上述した効果を発揮するベル
トを容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はローエツジＶベ
ルトの断面図、第２図はＶリブドベルトの断面図、第３
図はラップトＶベルトの斜視図、第４図は平ベルトの斜
視図、第５図はコグ付Ｖベルトの斜視図、第６図は拡張
ダイの説明図、第７図及び第８図は試験装置の説明図、
第９図はベルトに作用する力の説明図である。 １・・・Ｖベルト、４ａ、２１ａ、２２ａ、２３ａ・・
・底ゴム層、１１・・・Ｖリブドベルト、２１・・・ラ
ップトＶベルト、２２・・・平ベルト、２３・・・コグ
付Ｖベルト、３１・・・拡張ダイ 特許出願人　バンド−化学株式会社 代　理　人　弁理士　前１）弘 代　理　人　弁理士　消波　知明 ＦＩＧ、７　　　　　　　ＦＩＧ、８

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）短繊維で補強された底ゴムを有し、該底ゴム中に
   短繊維が３次元的に配列されていることを特徴とする伝
   動ベルト。
2. （２）ベルト幅方向の配向率が６０〜９０パーセントで
   、ベルト長手方向及び上下方向に配列される残余の短繊
   維のうち上下方向に配列される短繊維の配向率が３５パ
   ーセント以上を占めるところの請求項（１）に記載の伝
   動ベルト。
3. （３）短繊維を主としてシート幅方向に配列すると共に
   シート上下方向及びシート長手方向にも短繊維を配列し
   たいわゆる３次元的配列のゴムシートを作り、これをシ
   ート長手方向において所望の長さとなるように裁断して
   ベルト体を作り、該ベルト体の幅方向をマンドレルの軸
   線方向に一致させて該マンドレルに巻き付け、それを底
   ゴムとすることを特徴とする伝動ベルトの製造方法。
4. （４）ゴムシートは、シート幅方向の短繊維の配向率が
   ６０〜９０パーセントであり、シート面と直交する方向
   またはシート出し方向に配列される残余の短繊維のうち
   シート面と直交する方向に配列される短繊維の配向率が
   少なくとも３５パーセント以上であるところの請求項（
   ３）に記載の伝動ベルトの製造方法。