JPH11159580A - 伝動ベルト用心線及びこれを用いた伝動ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベルト走行後のコードあるいはベルトの残存
強力や強力保持率を高めこれらの屈曲疲労性を改善した
伝動ベルト用心線及びこれを用いた伝動ベルトを提供す
る。 【解決手段】 心線４として、エチレン−２，６−ナフ
タレートを主たる構成単位とするポリエステル繊維フィ
ラメントからなる、１束が５００〜１, ５００デニール
のマルチフィラメント群を下撚りして子縄とし、該子縄
を５〜８本束ね下撚り方向と逆方向に上撚りしてト−タ
ルデニール数を３，０００〜１０，０００デニールとし
た諸撚コードを使用したＶリブドベルト１のような伝動
ベルトである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は伝動ベルト用心線
及びこれを用いた伝動ベルトに係り、詳しくはベルト走
行後のコードあるいはベルトの残存強力や強力保持率を
高めこれらの屈曲疲労性を改善した伝動ベルト用心線及
びこれを用いた伝動ベルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】伝動ベルトは、伸張部と、ベルト長手方
向に沿って心線を埋設したクッションゴム層と、クッシ
ョンゴム層に隣接して配置した圧縮部によって構成され
ている。また最近では、Ｖベルトに代わって、クッショ
ンゴム層中に心線を埋設し、該クッションゴム層の上部
には必要に応じてカバー帆布を積層し、そして該クッシ
ョンゴム層の下部に複数のリブ部を設けたＶリブドベル
トが、Ｖベルトに代わって自動車のエアーコンディショ
ナーやオルタネータ等の補機駆動の動力伝動用として広
く用いられている。

【０００３】現在、上記心線としてポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）繊維のコードが一般に使用されてい
る。それは、ＰＥＴ繊維が強力、弾性率、耐疲労性など
のバランスが他の繊維よりも優れているためである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ベルト走行中
の張力低下を小さくするため、ベルトの熱収縮応力を大
きくすると、経時寸法安定性が悪くなるという問題点が
あった。この経時寸法安定性を改善するため、ポリエチ
レン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）繊維を使用した
耐熱性、寸法安定性の良好なゴム補強材が特開昭５０−
１６７３９号公報に開示されている。しかし、ＰＥＴ繊
維に比べて屈曲疲労性が悪いという問題点があった。

【０００５】更に、屈曲疲労性を改善するために、ＰＥ
Ｎ繊維製心線のフィラメント角度を１５〜２５度にする
方法（特開平５−３１２２３７号公報）やＰＥＮフィラ
メントとＰＥＴフィラメントとを混撚する方法（特開平
７−１２７６９０号公報）等も提案されている。しか
し、その場合にも、ＰＥＮ繊維を用いた心線の特徴の一
つであるモジュラスが低下すると言った不具合が発生し
た。

【０００６】本発明はこのような問題点を改善するもの
であり、これに対処するものでベルト走行後のコードあ
るいはベルトの残存強力や強力保持率を高めこれらの屈
曲疲労性を改善した伝動ベルト用心線及びこれを用いた
伝動ベルトを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本願請求項１記載
の発明は、伝動ベルトに使用する心線であり、エチレン
−２，６−ナフタレートを主たる構成単位とするポリエ
ステル繊維フィラメントからなる、１束が５００〜１,
５００デニールのマルチフィラメント群を下撚りして子
縄とし、該子縄を５〜８本束ね下撚り方向と逆方向に上
撚りしてト−タルデニール数を３，０００〜１０，００
０デニールとした諸撚コードからなり、１束のマルチフ
ィラメント群を下撚りした子縄として使用しているた
め、作製されたコードが柔軟性に富み、ベルト走行後の
コード残存強力や強力保持率を高めその屈曲疲労性を改
善する一つの要因になっている。

【０００８】本願請求項２記載の発明は、伸張部と、ベ
ルト長手方向に沿って心線を埋設したクッションゴム層
と、クッションゴム層に隣接して配置した圧縮部とから
なる伝動ベルトにおいて、上記心線がエチレン−２，６
−ナフタレートを主たる構成単位とするポリエステル繊
維フィラメントからなる、１束が５００〜１, ５００デ
ニールのマルチフィラメント群を下撚りして子縄とし、
該子縄を５〜８本束ね下撚り方向と逆方向に上撚りして
ト−タルデニール数を３，０００〜１０，０００デニー
ルとした諸撚コードである伝動ベルトにあり、上記心線
を使用しているためにベルトの可撓性が良好になり、走
行後のベルト残存強力や強力保持率を高めその屈曲疲労
性を改善する一つの要因になっている。

【０００９】本願請求項３記載の発明は、伝動ベルト
が、伸張部と、ベルト長手方向に沿って心線を埋設した
クッションゴム層と、クッションゴム層に隣接してベル
トの周方向に延びる複数のリブを有する圧縮部とからな
るＶリブドベルトであり、走行後のベルト残存強力や強
力保持率を高めその屈曲疲労性を改善することができ、
自動車のエアーコンディショナーやオルタネータ等の補
機駆動の動力伝動用として使用することができる。

【００１０】本願請求項４記載の発明は、ベルト強力が
１．２０〜１．３０ｋＮ／リブ、ベルト残存強力が０．
８〜０．９５ｋＮ／リブ、しかもベルト強力保持率が６
５〜８０％であり、ベルトの屈曲疲労性を改善すること
ができ、その寿命も向上する。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るＶリブドベル
トについて、添付図面に基づき具体的に説明する。図１
に示すＶリブドベルト１は、カバー帆布３からなる伸張
部２と、コードよりなる心線４を埋設したクッションゴ
ム層５と、その下側に弾性体層である圧縮部６からなっ
ている。この圧縮部６は、ベルト長手方向に延びる断面
略三角形である台形の複数のリブ７を有している。

【００１２】前記リブ７には、水素化ニトリルゴム、水
素化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸金属塩を添加した
もの、クロロプレンゴム、天然ゴム、ＣＳＭ、ＡＣＳ
Ｍ、ＳＢＲ、エチレン−アルファ−オレフィンエラスト
マーが使用される。水素化ニトリルゴムは水素添加率８
０％以上で、耐熱性及び耐オゾン性の特性を発揮するた
めに、好ましくは９０％以上が良い。水素添加率８０％
未満の水素化ニトリルゴムは、耐熱性及び耐オゾン性は
極度に低下する。耐油性及び耐寒性を考慮すると、結合
アクリロニトリル量は２０〜４５％の範囲が好ましい。

【００１３】また、エチレン−アルファ−オレフィンエ
ラストマーの代表的なものとしては、ＥＰＤＭがあり、
これはエチレン−プロピレン−ジエンモノマーよりなる
ゴムをいう。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
どがあげられる。無論、エチレン−プロピレン系ゴム
（ＥＰＲ）も使用可能である。

【００１４】また、上記リブ７には、ナイロン６、ナイ
ロン６６、ポリエステル、綿、アラミドからなる短繊維
を混入してリブ７の耐側圧性を向上させるとともに、プ
ーリと接する面になるリブ７の表面に該短繊維を突出さ
せ、リブ７の摩擦係数を低下させて、ベルト走行時の騒
音を軽減させる。これらの短繊維のうち、剛直で強度を
有し、しかも耐摩耗性を有するアラミド繊維とそれ以外
の繊維を併用することが望ましい。

【００１５】上記アラミド短繊維が前述の効果を充分に
発揮するためには、アラミド繊維の繊維長さは１〜２０
ｍｍで、その添加量はゴム１００重量部に対して１〜３
０重量部である。このアラミド繊維は分子構造中に芳香
環をもつ、例えば商品名コーネックス、ノーメックス、
ケブラー、テクノーラ、トワロン等である。尚、アラミ
ド短繊維の添加量が１重量部未満の場合には、リブ７の
ゴムが粘着しやすくなって摩耗する欠点があり、また一
方３０重量部を越えると、短繊維がゴム中に均一に分散
しなくなる。

【００１６】また、上記アラミド短繊維はリブ７のゴム
との接着を向上させるためにも、該短繊維をエポキシ化
合物やイソシアネート化合物から選ばれた処理液あるい
はＲＦＬ液、または両方の処理液によって接着処理され
る。

【００１７】また、上記心線４としては、エチレン−
２，６−ナフタレートを主たる構成単位とするポリエス
テル繊維フィラメントからなる、１束が５００〜１, ５
００デニールのマルチフィラメント群を下撚りして子縄
とし、該子縄を５〜８本束ね下撚り方向と逆方向に上撚
りしてト−タルデニール数を３，０００〜１０，０００
デニールとした諸撚コードである。このコードの上撚り
数は７〜１８／１０ｃｍであり、また下撚り数は２０〜
４０／１０ｃｍである。図２は１×６のコード構成をも
つ心線４を示すものであり、中心に右方向へ下撚りした
１束の子縄１０を置き、その周囲に同様の子縄１０を５
本配置したものを、逆方向へ上撚りしたものである。総
デニールが３，０００未満の場合には、心線のモジュラ
ス、強力が低くなり過ぎ、また１０，０００を越える
と、ベルトの厚みが増し、屈曲疲労性が悪くなる。

【００１８】また、コードのトータルデニール数が同じ
であって構成を１×Ｎにした場合、Ｎが５未満になる
と、コード強力が高い水準にあるが、ベルト走行後のコ
ードの残存強力や強力保持率が低下する傾向にあり、ま
たＮが８を越えると、コード強力が低下し、またベルト
走行後のコードの残存強力も減少する傾向にある。

【００１９】本発明で使用するエチレン−２，６−ナフ
タレートは、通常ナフタレン−２，６−ジカルボン酸ま
たはそのエステル形成性誘導体を触媒の存在下に適当な
条件のもとにエチレングリコールと縮重合させることに
よって合成させる。このとき、エチレン−２，６−ナフ
タレートの重合完結前に適当な１種または２種以上の第
３成分を添加すれば、共重合体ポリエステルが合成され
る。

【００２０】上記心線４の接着処理工程は、まず（１）
未処理コードをエポキシ化合物やイソシアネート化合物
から選ばれた処理液を入れたタンクに含浸してプレディ
ップした後、（２）１６０〜２００°Ｃに温度設定した
乾燥炉に３０〜６００秒間通して乾燥し、（３）続いて
ＲＦＬ液からなる接着液を入れたタンクに浸漬し、
（４）２１０〜２６０°Ｃに温度設定した延伸熱固定処
理機に３０〜６００秒間通して−１〜２％延伸して延伸
処理コードとする。

【００２１】上記エポキシ化合物としては、例えばエチ
レングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等
の多価アルコールや、ポリエチレングリコール等のポリ
アルキレングリコールとエピクロルヒドリンのようなハ
ロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物や、レゾルシ
ン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジメチルメタン、
フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン・ホル
ムアルデヒド樹脂等の多価フェノール類やハロゲン含有
エポキシ化合物との反応生成物である。このエポキシ化
合物はトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混
合して使用される。

【００２２】また、イソシアネート化合物としては、例
えば４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ト
ルエン２，４−ジイソシアネート、Ｐ−フェニルジイソ
シアネート、ポリアリールポリイソシアネート等があ
る。このイソシアネート化合物もトルエン、メチルエチ
ルケトン等の有機溶剤に混合して使用される。

【００２３】ＲＦＬ液はレゾルシンとホルマリンとの初
期縮合体をラテックスに混合したものであり、ここで使
用するラテックスとしてはクロロプレン、スチレン・ブ
タジエン・ビニルピリジン三元共重合体、水素化ニトリ
ル、ＮＢＲ等である。

【００２４】上記延伸熱固定処理されたコードは、スピ
ニングピッチ、即ち心線の巻き付けピッチを０．８〜
１．３ｍｍにすることで、モジュラスの高いベルトに仕
上げることができる。もし０．８ｍｍ未満になると、コ
ードが隣接するコードに乗り上げて巻き付けができず、
一方１．３ｍｍを越えると、ベルトのモジュラスが徐々
に低くなる。

【００２５】上記カバー帆布３は綿、ポリアミド、ポリ
エチレンテレフタレート、アラミド繊維からなる糸を用
いて、平織、綾織、朱子織等に製織した布である。

【００２６】上記心線４を用いたＶリブドベルトは、ベ
ルト強力が１．２０〜１．３０ｋＮ／リブ、ベルト残存
強力が０．８〜０．９５ｋＮ／リブであり、しかもベル
ト強力保持率が６５〜８０％になると、走行後のベルト
残存強力や強力保持率を高めその屈曲疲労性を改善する
ことできる。

【００２７】尚、アラミド繊維を使用した場合には、ベ
ルトのモジュラスを高めることができるが、熱収縮がな
いために別途オートテンショナーが必要になり、伝達機
構が複雑になる欠点がある。しかし、エチレン−２，６
−ナフタレートを主たる構成単位とするポリエステル繊
維を用いた心線は、熱収縮を起こすため、オートテンシ
ョナーを使用しなくてもよい。

【００２８】Ｖリブドベルトの製造方法の一例は以下の
通りである。まず、円筒状の成形ドラムの周面に１〜複
数枚のカバー帆布と接着ゴム層とを巻き付けた後、この
上にロープからなる心線を螺旋状にスピニングし、更に
圧縮ゴム層を順次巻き付けて積層体を得た後、これを加
硫して加硫スリーブを得る。次に、加硫スリーブを駆動
ロールと従動ロールに掛架され所定の張力下で走行さ
せ、更に回転させた研削ホイールを走行中の加硫スリー
ブに当接するように移動して加硫スリーブの圧縮ゴム層
表面に３〜１００個の複数の溝状部を一度に研磨する。
このようにして得られた加硫スリーブを駆動ロールと従
動ロールから取り外し、該加硫スリーブを他の駆動ロー
ルと従動ロールに掛架して走行させ、カッターによって
所定に幅に切断して個々のＶリブドベルトに仕上げる。

【００２９】また、本発明においては、上記のＶリブド
ベルト以外にも、図３に示すようにベルトの上下表面に
のみカバー帆布３を付着したＶベルト８も含む。このＶ
ベルト８は、心線４をクッションゴム層５中に埋設し、
その下側に短繊維を幅方向に配向した弾性体層である圧
縮部６を有している。この圧縮部６には、コグを長手方
向に沿って所定間隔で設けてもよい。

【００３０】

【実施例】以下に、本発明を具体的な実施例のより更に
詳細に説明する。 実施例１〜３、比較例１〜４ 心線として、１束が各々６００デニール、７５０デニー
ル、１，０００デニール、１，２００デニール、１，５
００デニールのエチレン−２，６−ナフタレート繊維
（ＰＥＮ繊維）と、１束が１，１００デニールのポリエ
チレンテレフタレート繊維（ＰＥＴ繊維）を用いて、表
１に示す構成、撚り数のコードを作製した後、各未処置
コードをトルエン９０ｇにＰＡＰＩ（化成アップジョン
社製ポリイソシアネート化合物）１０ｇからなる接着剤
でプレディップした後、約１７０〜１９０°Ｃの温度設
定した乾燥炉に１０〜３００秒間通して乾燥し、続いて
ＲＦＬ液（クロロプレンラテックス１００重量部、レゾ
ルシン１４．６重量部、ホルマリン９．２重量部、苛性
ソーダ１．５重量部、水２６２．５重量部）からなる接
着剤に含浸させ、表１に示す処理条件で熱延伸固定処理
を行って処理コードとした。

【００３１】

【表１】

【００３２】次に、上記コードを使用してＶリブドベル
ト（３ＰＫ１１００）を作製した。このベルトの製造方
法は、以下の通りである。まず、円筒状モールドに経糸
と緯糸とが綿糸からなる平織物にクロロプレンゴムをフ
リクションしたゴム付帆布を１プライ巻き付けた後、表
２に示すクロロプレンゴム組成物からなる接着ゴムシー
トを巻き、更にその上に上記コードをスピニングし、そ
して表２に示すクロロプレンゴム組成物からなるゴム層
を巻き付け成形を終えた。これを公知の方法で１６０°
Ｃ、３０分で加硫して円筒状の加硫ゴムスリーブを得
た。

【００３３】上記加硫ゴムスリーブを研磨機の駆動ロー
ルと従動ロールに装着して、張力を付与した後に回転さ
せた。１５０メッシュのダイヤモンドを表面に装着した
研磨ホイールを１，６００ｒｐｍで回転させ、これを加
硫スリーブに当接させてリブ部を研磨した。研磨機から
取り出したスリーブを切断機に設置した後、回転しなが
ら切断した。

【００３４】作製したＶリブドベルトは、上記各延伸固
定処理コードからなる心線がクッションゴム層内に埋設
され、その上側にゴム付綿帆布を１プライ積層し、他方
クッションゴム層の下側には圧縮部があって３個のリブ
がベルト長手方向に有していた。このＶリブドベルトは
ＲＭＡ規格による長さ１，１００ｍｍのＫ型３リブドベ
ルトであり、リブピッチ３．５６ｍｍ、リブ高さ２．０
ｍｍ、リブ角度４０°、ベルト厚さ４．３ｍｍを有する
ものであった。

【００３５】ここで圧縮部およびクッションゴム層を、
それぞれ表２に示すゴム組成物から調製し、バンバリー
ミキサーで混練後、カレンダーで圧延したものを用い
た。圧縮部には、短繊維が含まれ、ベルト幅方向に配向
している。尚、該短繊維はあらかじめ上記ＲＦＬ液で接
着処置した。

【００３６】

【表２】

【００３７】次いで、前記Ｖリブドベルトの静的および
動的性能の評価を行った。この結果を表１に併記する。
また、図４には、ＰＥＮ繊維のコード構成（トータルデ
ニール数を６，０００）とコード強力、ベルト残存強
力、ベルト強力保持率の関係を示す図である。尚、コー
ドおよびベルトの試験方法は、以下の通りである。

【００３８】（１）ベルト中間伸度 ベルトを５０ｍｍ／分の速度で引っ張って、ベルトに１
リブ当たり２４５Ｎの応力が掛かった時の伸び率を測定
した。

【００３９】（２）ベルト切断伸度 ベルトを５０ｍｍ／分の速度で引っ張って、ベルトが切
断したときの伸び率を測定した。

【００４０】（３）ベルト（コード）強力 ベルト（コード）を５０ｍｍ／分の速度で引っ張って、
ベルト（コード）が切断したときの最大荷重をリブ数で
除して求めた。

【００４１】（４）ベルト残存強力 直径１２０ｍｍの駆動プーリ、直径１２０ｍｍの従動プ
ーリ、そして直径４５ｍｍの従動プーリを備えた走行試
験機にベルトを掛架し、直径１２０ｍｍの従動プーリに
１０２ｋｇｆの荷重を掛けてベルトに張力を付与した
後、室温雰囲気下で駆動プーリを４８００ｒｐｍで回転
させて、１，０００時間ベルトを走行させた後、上記
（３）の方法でベルト強力を測定した。

【００４２】（５）ベルト強力保持率 ベルト残存強力をベルト強力で除して求めた。

【００４３】このように１束のエチレン−２，６−ナフ
タレートを主たる構成単位とするポリエステル繊維フィ
ラメント群を下撚りして子縄とし、該子縄を５〜８本束
ねて下撚り方向と逆方向に上撚りして心線とすることに
より、ベルト走行後のコード残存強力や強力保持率を高
めて屈曲疲労性を大きく改善できることが判る。上撚り
本数が５未満の場合には、屈曲疲労性の改善効果が小さ
くなり、一方上撚り本数が８を越えると、各子縄の引き
揃えが悪くなり、初期強力が低くなる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、本願請求項１記載の発明
では、エチレン−２，６−ナフタレートを主たる構成単
位とするポリエステル繊維フィラメントからなる、１束
が５００〜１, ５００デニールのマルチフィラメント群
を下撚りして子縄とし、該子縄を５〜８本束ね下撚り方
向と逆方向に上撚りしてト−タルデニール数を３，００
０〜１０，０００デニールとした諸撚コードを伝動ベル
ト用心線と使用することにより、作製されたコードが柔
軟性に富み、ベルト走行後のコード残存強力や強力保持
率を高めてその屈曲疲労性を大きくを改善できる効果が
ある。

【００４５】本願請求項２記載の発明では、上記請求項
１記載の心線を用いた伝動ベルトであり、上記心線を使
用しているためにベルトの可撓性が良好になり、走行後
のベルト残存強力や強力保持率を高めてその屈曲疲労性
を大きく改善できる効果がある。

【００４６】本願請求項３記載の発明では、上記請求項
１記載の心線を用いたＶリブドベルトであり、走行後の
ベルト残存強力や強力保持率を高めてその屈曲疲労性を
大きく改善することができ、自動車のエアーコンディシ
ョナーやオルタネータ等の補機駆動の動力伝動用として
使用することができる。

【００４７】本願請求項４記載の発明では、ベルト強力
が１．２０〜１．３０ｋＮ／リブ、ベルト残存強力が
０．８〜０．９５ｋＮ／リブ、しかもベルト強力保持率
が６５〜８０％の特性を有するＶリブドベルトであり、
ベルトの屈曲疲労性を改善することができ、その寿命も
向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＶリブドベルトの断面斜視図であ
る。

【図２】本発明に係る伝動ベルト用心線の断面図であ
る。

【図３】本発明に係るＶベルトの断面斜視図である。

【図４】ＰＥＮ繊維のコード構成とコード強力、ベルト
残存強力、ベルト強力保持率の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ Ｖリブドベルト ２ 伸張部 ３ カバー帆布 ４ 心線 ５ クッションゴム層 ６ 圧縮部 ７ リブ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝動ベルトに使用する心線であり、エチ
   レン−２，６−ナフタレートを主たる構成単位とするポ
   リエステル繊維フィラメントからなる、１束が５００〜
   １, ５００デニールのマルチフィラメント群を下撚りし
   て子縄とし、該子縄を５〜８本束ね下撚り方向と逆方向
   に上撚りしてト−タルデニール数を３，０００〜１０，
   ０００デニールとした諸撚コードであることを特徴とす
   る伝動ベルト用心線。
2. 【請求項２】 伸張部と、ベルト長手方向に沿って心線
   を埋設したクッションゴム層と、クッションゴム層に隣
   接して配置した圧縮部とからなる伝動ベルトにおいて、
   上記心線がエチレン−２，６−ナフタレートを主たる構
   成単位とするポリエステル繊維フィラメントからなる、
   １束が５００〜１, ５００デニールのマルチフィラメン
   ト群を下撚りして子縄とし、該子縄を５〜８本束ね下撚
   り方向と逆方向に上撚りしてト−タルデニール数を３，
   ０００〜１０，０００デニールとした諸撚コードである
   ことを特徴とする伝動ベルト。
3. 【請求項３】 伝動ベルトが、伸張部と、ベルト長手方
   向に沿って心線を埋設したクッションゴム層と、クッシ
   ョンゴム層に隣接してベルトの周方向に延びる複数のリ
   ブを有する圧縮部とからなるＶリブドベルトである請求
   項２記載の伝動ベルト。
4. 【請求項４】 ベルト強力が１．２０〜１．３０ｋＮ／
   リブ、ベルト残存強力が０．８〜０．９５ｋＮ／リブ、
   しかもベルト強力保持率が６５〜８０％である請求項３
   記載の伝動ベルト。