TW201441505A - 傳動皮帶 - Google Patents

Abstract

本發明的目的在於實現一種傳動皮帶，該傳動皮帶的使用範圍廣泛，在使用中亦能夠對該傳動皮帶進行磨損檢測。本發明提供一種傳動皮帶，其繞掛在帶輪上來傳遞動力，該傳動皮帶具備：配置在帶輪接觸側的底部橡膠層11、至少將帶輪接觸側表面補強的補強布15。底部橡膠層11含有發光劑。

Description

傳動皮帶

本發明關於一種傳動皮帶。

作為傳遞用於各種機械裝置、汽車等之發動機、電動機等的旋轉動力之部件，一般而言使用V型多溝皮帶或V型皮帶等傳動皮帶。傳動皮帶會因為傳遞旋轉動力時承受的負荷而逐漸地磨損，並發生例如裂紋等損傷。磨損、損傷後的傳動皮帶無法正確地傳遞動力，並且有可能在裝置運轉中斷裂。因此，有必要將一定程度磨損後的傳動皮帶、出現了裂紋的傳動皮帶等進行更換。

以往，藉由目測及/或檢查張力等來對傳動皮帶之磨損、損傷進行檢測。在專利文獻1中提出了這樣的技術：在V型皮帶的底面設置著色層，藉由監視該著色層的剩餘量來判斷磨損狀況。在專利文獻2中提出了這樣的技術：在齒形帶的與帶輪接觸的接觸面上形成導電層，藉由測定電阻來判斷皮帶的磨損狀況。

〔專利文獻〕

[專利文獻1]日本特開2009-281780號公報

[專利文獻2]日本特開2005-201408號公報

為了通過目測或檢查來確認皮帶的磨損狀況，必須將使用 皮帶的裝置停止或取下皮帶，這些作業費力費時。

專利文獻1中的發明是以V型皮帶為前提，對V型皮帶的側面或V形皮帶輪的側面磨損而導致設在V型皮帶的底面的著色層與帶輪接觸後剝落這樣的狀況進行監視。是以，無法直接應用於其他形式的皮帶。

就專利文獻2的發明來說，能夠一邊讓使用皮帶之裝置運轉一邊確認皮帶的磨損狀況。然而，為了使用該發明的皮帶，裝置必須具備用來測定皮帶導電層之電阻的測定器、CPU等，這成為通用性降低、裝置的成本上升之原因。

有鑑於此，本發明的目的在於實現一種傳動皮帶，該傳動皮帶更為簡易且使用範圍更廣泛，在使用中亦能夠對該傳動皮帶進行磨損檢測。

為達成上述目的，本發明的傳動皮帶係一種繞掛在帶輪上來傳遞動力的傳動皮帶，該傳動皮帶具備：配置在帶輪接觸側的底部橡膠層、至少將帶輪接觸側表面補強的補強布，底部橡膠層含有發光劑。

根據這樣的傳動皮帶，能夠藉由監視發光劑的發光狀況來檢測出傳動皮帶的劣化。亦即，在底部橡膠層被補強布覆蓋的狀態下，底部橡膠層的發光劑不發光，而在補強布磨損後，例如在補強布上出現裂紋之情況下，底部橡膠層的發光劑發光。或者是，在底部橡膠層被補強布覆蓋的狀態下，即使發光劑發光了，也因為被補強布覆蓋而不會被檢測出來，相對於此，在補強布磨損後，例如在補強布上出現裂紋之情況下，能夠檢測出發光劑發出的光。由此，能夠藉由對傳動皮帶是否發光或發光的強度進行監視來確認補強布的磨損等傳動皮帶的狀態。

由於能夠一邊使用傳動皮帶一邊對發光狀況進行監視，故 能夠省去使裝置停止、從裝置上取下傳動皮帶等作業。只要是使用補強布的傳動皮帶，例如V型皮帶、平皮帶、V型多溝皮帶(V-ribbed belt)、齒形帶等，不論種類都能夠應用本發明的技術。

此外，發光劑可以是被紫外線照射而發光的發光劑。

發光劑有許多種類，作為一例可以使用受紫外線的照射而發光的發光劑。在該情況下，只要照射紫外線來對傳動皮帶是否發光及發光強度進行調查，即可確認傳動皮帶的狀態(例如預先調查好必須更換傳動皮帶之時的發光強度，當確認到該強度的光時就更換皮帶)。

此外，發光劑還可以是與氧接觸而發光的發光劑。

一般情況下，補強布不會阻隔氧，因此即使在未使用的狀態下，傳動皮帶的底部橡膠層也會發光。然而，覆蓋底部橡膠層的補強布遮蔽住發出的光，從外表上來觀看時，發出的光減弱。使用這樣的傳動皮帶，當補強布磨損或補強布上出現裂紋，那麼就能夠容易的看見底部橡膠層發出的光。因此，能夠藉由對傳動皮帶是否發光或發光強度進行監視來檢測出補強布的磨損、裂紋等。

此外，補強布也可以覆蓋住傳動皮帶整體。

如此一來，例如能夠針對皮帶的各個面(底面、側面等)進行補強布的劣化檢測。

根據本發明的傳動皮帶，能夠一邊使用傳動皮帶一邊檢測該傳動皮帶的劣化。並且能夠廣泛地應用於各種傳動皮帶。

10‧‧‧皮帶主體

11‧‧‧底部橡膠層

12‧‧‧黏著橡膠層

13‧‧‧背面橡膠層

14‧‧‧芯線

15‧‧‧補強布

20‧‧‧疊層構造體

21‧‧‧套筒

22‧‧‧橡膠片

23‧‧‧圓筒模具

25‧‧‧皮帶形成用布

第一圖係示例出本發明一實施方式中的傳動皮帶的圖。

第二圖(a)~第二圖(g)係說明第一圖中的傳動皮帶之製造方法的圖。

以下，參照圖式對本發明的一實施方式進行說明。

第一圖係示出作為例子之本實施方式的V型皮帶B(傳動皮帶)的圖。該V型皮帶B例如使用於農業機械、產業機械。V型皮帶B的尺寸沒有特別的限制，例如皮帶周長為700~5000mm、皮帶寬度為16~17mm、皮帶厚度為8~10mm。

V型皮帶B具備皮帶主體10，該皮帶主體10構成為具有皮帶內周側(帶輪接觸側)的底部橡膠層11、中間的黏著橡膠層12、皮帶外周側的背面橡膠層13這三個疊合的層。在黏著橡膠層12中埋設有芯線14，該芯線14配置為形成在皮帶寬度方向上具有螺距的螺旋。

皮帶主體10整體被補強布15覆蓋，V型皮帶B成為包布型皮帶。

形成底部橡膠層11之橡膠組成物的橡膠成分沒有特別的限制，例如能舉出乙烯-α-烯烴彈性體(ethylene-α-olefin elastomer)、氯丁二烯橡膠(CR)、氯磺化聚乙烯橡膠(CSM)、氫化丁腈橡膠(H-NBR)等。橡膠成分能夠由單一種類構成，也能夠由複數種類調合構成。

形成底部橡膠層11的橡膠成分含有發光劑。

發光劑沒有特別的限制，可以是有機系、無機系中的任一種，作為發光劑能夠使用發出螢光或磷光的物質、與氧接觸而發光的物質等。例如，使用受紫外線照射而發光的香豆素(coumarin)化合物，相對於橡膠組成物100質量份配合5~30質量份的該香豆素化合物，較佳為相對於橡膠組成物100質量份配合10~20質量份左右的該香豆素化合物。若配合量太少，則無法充分地發光，反之，若配合量太多，則會導致皮帶的耐久 性等性能劣化，故以配合此範圍的量為佳。

此外，也可以使用例如即氧化鋁系氧化物的磷光劑、二苯乙烯(distyryl)系發光劑、苝(perylene)等。

還可以使用即磷光劑的N夜光(根本特殊化學股份有限公司；鋁酸鹽化合物系)。在該情況下，也能夠藉由照射可見光而發光。

發光劑還可以是DCJTB(4-(二氰基亞甲基)-2-第三丁基-6-(1,1,7,7,-四甲基久洛尼定-9-烯基)-4H-哌喃))(4-(dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran。

作為其他配合劑能舉出碳黑等補強材料、硫化加速劑、交聯劑、抗老化劑、軟化劑等。

作為補強材料，就碳黑來說，例如能舉出：槽黑；SAF、ISAF、N-339、HAF、N-351、MAF、FEF、SRF、GPF、ECF、N-234等爐黑；FT、MT等熱碳黑；以及乙炔黑。作為補強材料還能舉出二氧化矽。補強材料能夠由單一種類構成，也能夠由複數種類構成。從耐磨損性及耐彎曲性良好地平衡之觀點來看，相對於橡膠組成物100質量份，補強材料的配合量較佳為30~80質量份。

作為硫化加速劑，能夠舉出：氧化鎂、氧化鋅(鋅華)等金屬氧化物；金屬碳酸鹽(metal carbonate)；以及硬脂酸等脂肪酸及脂肪酸衍生物等。硫化加速劑能夠由單一種類構成，也能夠由複數種類構成。相對於橡膠組成物100質量份，硫化加速劑的配合量例如為0.5~8質量份。

作為交聯劑，例如能舉出硫黃、有機過氧化物。交聯劑可以是使用硫黃之交聯劑，也可以是使用有機過氧化物之交聯 劑，還可以是併用該兩者之交聯劑。使用硫黃之情況下，相對於橡膠組成物100質量份，交聯劑的配合量較佳為0.5~4.0質量份，使用有機過氧化物之情況下，相對於橡膠組成物100質量份，交聯劑的配合量例如為0.5~8質量份。

作為抗老化劑，能舉出胺系、喹啉系、氫醌衍生物、酚系、亞磷酸酯系的抗老化劑。抗老化劑能夠由單一種類構成，也能夠由複數種類構成。相對於橡膠組成物100質量份，抗老化劑的配合量例如為0~8質量份。

作為軟化劑，例如能舉出：石油系軟化劑；石蠟等礦物油系軟化劑；以及蓖麻油、棉籽油、亞麻仁油、菜籽油、大豆油、棕櫚油、椰子油、花生油、植物蠟、松香、松油等植物油系軟化劑。軟化劑能夠由單一種類構成，也能夠由複數種類構成。相對於橡膠組成物100質量份，石油系軟化劑以外的軟化劑之配合量例如為2~30質量份。

此外，作為配合劑也可以含有膨潤石族、蛭石族、高嶺土族等層狀矽酸鹽。

底部橡膠層11也可以含有降低摩擦系數材料。降低摩擦系數材料例如舉出：尼龍短纖維、維尼綸短纖維、芳香族聚醯胺短纖維、聚酯短纖維、棉短纖維等短纖維；以及超高分子量聚乙烯樹脂等。

黏著橡膠層12及背面橡膠層13構成為截面呈橫向長度較長的矩形帶狀。黏著橡膠層12及背面橡膠層13由橡膠組成物形成，該橡膠組成物係對在橡膠成分中配合各種配合劑後經過混練而成的未交聯橡膠組成物進行加熱及加壓而透過交聯劑使未交聯橡膠組成物交聯來獲得。

作為形成黏著橡膠層12及背面橡膠層13之橡膠組成物的 橡膠成分，例如能舉出乙烯-α-烯烴彈性體、氯丁二烯橡膠(CR)、氯磺化聚乙烯橡膠(CSM)、氫化丁腈橡膠(H-NBR)等。黏著橡膠層12及背面橡膠層13的橡膠成分較佳為與底部橡膠層11的橡膠成分相同。

作為配合劑，與底部橡膠層11同樣地，例如能舉出碳黑等補強材料、硫化加速劑、交聯劑、抗老化劑、軟化劑。

底部橡膠層11、黏著橡膠層12及背面橡膠層13能夠由不同配合之橡膠組成物形成，也能夠由相同配合之橡膠組成物形成。

芯線14由聚酯纖維(PET等)、聚萘二甲酸乙二酯纖維(PEN)、芳香族聚醯胺纖維(aramid fiber)、維尼綸纖維等製成的撚紗(twist yarn)構成。為了賦予芯線14相對於皮帶主體10之黏著性，在成形加工前，對芯線14施行了以下的處理，即：浸泡於間苯二酚甲醛乳膠(RFL)水溶液之後進行加熱之黏著處理及/或在浸泡於橡膠膠合劑之後使該橡膠膠合劑乾燥之黏著處理。

補強布15例如由以棉、聚醯胺纖維、聚酯纖維、芳香族聚醯胺纖維等製成的線形成的織布、針織物(knitted fabric)、不織布等構成。為了賦予補強布15相對於皮帶主體10之黏著性，在成形加工前，對補強布15施行了以下的處理，即：浸泡於間苯二酚甲醛乳膠(RFL)水溶液之後進行加熱之黏著處理及/或在補強布15上的面向皮帶主體10的一側表面上塗布橡膠膠合劑後使該橡膠膠合劑乾燥之黏著處理。

(傳動皮帶的製造方法)

以下，參照第二圖(a)~第二圖(g)對即包布V型皮帶(wrapped V belt)的V型皮帶B之製造方法進行說明。

首先，如第二圖(a)所示，將壓縮橡膠層用的、由氯丁二烯 橡膠組成物等製成之橡膠片22在套筒(mantle)21上卷繞數次，再於其上卷繞黏著橡膠層用的橡膠片22。如第二圖(b)所示，進一步於其上螺旋狀地卷繞附著有黏著劑之聚酯線(polyester cord)等製成的芯線14。如第二圖(c)所示，在其上卷繞黏著橡膠層用以及背面橡膠層用的橡膠片22，製作出圓筒狀的疊層構造體20。

接著，如第二圖(d)所示，在套筒21上將圓筒狀疊層構造體20按規定寬度切成圓片後，將它們從套筒21取下。

接著，如第二圖(e)所示，以橡膠層較厚的一側作為外側，將環狀疊層構造體20繞掛在一對帶輪之間，一邊使環狀疊層構造體20旋轉一邊傾斜地切割兩個邊，將環狀疊層構造體20刮削(skiving)加工成為V形。

隨後，如第二圖(f)所示，以作為補強布15之皮帶形成用布25進行包覆，將刮削加工成為V形後的環狀疊層構造體20之外周包起來。

然後，如第二圖(g)所示，將包覆後的環狀疊層構造體20嵌入圓筒模具23，連同圓筒模具23一起置入硫化器內進行加熱及加壓。此時，環狀疊層構造體20的橡膠成分交聯而一體化，從而皮帶形成用布25成為補強布15，由此製造出即包布V型皮帶的V型皮帶B。

需要說明的是，可以使用含有發光劑的橡膠片作為所有的橡膠片22，也可以是僅有成為底部橡膠層11的橡膠片22含有發光劑。還可以是僅有底部橡膠層11中靠近底面的部份使用含有發光劑的橡膠片22(例如在第二圖(a)中僅有靠近套筒21的幾個層為含有發光劑的橡膠片22)。

只要在底部橡膠層11(甚至是底部橡膠層11的底面側)中含 有發光劑，就能夠檢測出V型皮帶B底面部分的補強布15已經損傷這樣的情況。為了抑制發光劑的成本，較佳為其他的部份(背面橡膠層13等)使用不含發光劑的橡膠。由於橡膠的特性有可能因為配合發光劑而改變(劣化)，在這樣的情況下，較佳為僅在必須發光之部份使用含有發光劑的橡膠。但是，也能夠在背面橡膠層13使用含有發光劑的橡膠，由此來對背面側補強布的損傷進行檢測。

在如上述那樣製造出的V型皮帶B中，在製造時皮帶主體10被補強布15覆蓋。因此，例如以含有受紫外線照射而發光之發光劑的橡膠來形成底部橡膠層11之情況下，即使照射紫外線，紫外線也不會到達底部橡膠層11，故不會觀測到發光現象(惟當補強布15較薄、布眼較大的情況下有可能觀測到些微的發光現象)。

相對於此，當持續使用V型皮帶B後，補強布15發生磨損或發生裂紋、剝落等損傷，使得底部橡膠層11外露。其結果是，若對V型皮帶B照射紫外線，則底部橡膠層11接觸紫外線，從而配合的發光劑發光。能夠藉由檢測出像這樣的發光狀況(或者是檢測出發光強度增加)來發現補強布15的損傷。在使用V型皮帶B的裝置進行運轉中的狀態下，也能夠像上述那樣發現損傷。亦即，在使V型皮帶B運行的狀態下，照射紫外線來觀測是否發光(或者強度)即可。

在使用與氧接觸而發光的發光劑之情況下，也會因為補強布15損傷而使得底部橡膠層11發出的光容易被看見。因此，能夠藉由檢測發光狀況(或發光強度的增加)來發現補強布15的損傷。

需要說明的是，雖然上述中以V型皮帶為例，並且以由橡 膠組成物構成的皮帶主體整體被補強布包覆之包布型皮帶為例，本發明但不限於此。例如，平皮帶、V型多溝皮帶、齒形帶等亦能夠藉由檢測底部橡膠層的發光狀況來對補強布的損傷進行檢測。此外，皮帶也可以是在帶輪接觸面上具有補強布，但是在側面及/或背面不具有補強布的皮帶。在該情況下，當帶輪接觸面上的補強布損傷，則能夠從帶輪接觸面上觀測到發出的光，因此能夠發現補強布的損傷。

〔產業上的可利用性〕

根據本發明的傳動皮帶，能夠在傳動皮帶運行中檢測出各種皮帶的補強布的損傷，其作為傳遞各種機械裝置等的旋轉動力之部件係有用的。

10‧‧‧皮帶主體

11‧‧‧底部橡膠層

12‧‧‧黏著橡膠層

13‧‧‧背面橡膠層

14‧‧‧芯線

15‧‧‧補強布

B‧‧‧V型皮帶

Claims (10)

1. 一種傳動皮帶，其繞掛在帶輪上來傳遞動力，其中：該傳動皮帶具備：配置在帶輪接觸側的底部橡膠層、至少將帶輪接觸側表面補強的補強布，所述底部橡膠層含有發光劑。
2. 如申請專利範圍第1項所述的傳動皮帶，其中：所述發光劑受紫外線的照射而發光。
3. 如申請專利範圍第1項所述的傳動皮帶，其中：所述發光劑與氧接觸而發光。
4. 如申請專利範圍第1項所述的傳動皮帶，其中：所述發光劑係發出螢光或磷光的物質。
5. 如申請專利範圍第1項所述的傳動皮帶，其中：所述發光劑係香豆素化合物，在所述底部橡膠層中，相對於構成該底部橡膠層的橡膠組成物100重量份，含有5~30質量份的該發光劑。
6. 如申請專利範圍第1項所述的傳動皮帶，其中：所述發光劑係香豆素化合物、氧化鋁系氧化物磷光劑、二苯乙烯系發光劑、苝、鋁酸鹽化合物系磷光劑以及DCJTB中的至少一種。
7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的傳動皮帶，其中：所述補強布覆蓋住所述傳動皮帶整體。
8. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的傳動皮帶，其中：所述底部橡膠層具有由複數橡膠片構成的疊層構造，所述複數橡膠片中包含含有所述發光劑的橡膠片， 至少最靠近帶輪接觸側的橡膠片係含有所述發光劑的橡膠片。
9. 如申請專利範圍第8項所述的傳動皮帶，其中：所述複數橡膠片中包含不含有所述發光劑的橡膠片。
10. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的傳動皮帶，其中：所述傳動皮帶具備：位於帶輪接觸側之相反側的背面橡膠層、夾在所述背面橡膠層與所述底部橡膠層之間且含有至少一根芯線的黏著橡膠層，所述背面橡膠層含有所述發光劑。