WO2006123610A1 - 伝動用平ベルト - Google Patents

Abstract

　ベルト表面のクラックの発生を抑えて、カバーゴム層の寿命を延ばすようにし、ひいては、ベルト全体の寿命を向上させるようにした伝動用平ベルトを提供する。 　本発明は、第一のカバーゴム層と、該第一のカバーゴム層の反対面に形成された第二のカバーゴム層とを備えてなり、駆動プーリ及び従動プーリの間に掛け回されて使用される伝動用平ベルトであって、前記第一のカバーゴム層及び前記第二のカバーゴム層は、配合割合の異なる同一種類のゴム材料から構成され、接する駆動プーリ及び従動プーリの数が少ない第一のカバーゴム層の伸長率が、接する駆動プーリ及び従動プーリの数が多い第二のカバーゴム層の伸長率よりも高く構成されてなるようにした。

Description

明 細 書

伝動用平ベルト

技術分野

[0001] 本発明は、伝動用平ベルトに関し、特に、複数の軸に屈曲するように掛け渡され、 両面駆動に使用可能な伝動用平ベルトに関する。

背景技術

[0002] 伝動ベルトには、 Vリブドベルト、平ベルトなどがあり、それらは、自動車、一般産業 機械、電気、 OA機器など種々の用途に使用されている。

[0003] Vリブドベルトは、ベルト内面の長手方向に対して垂直方向に複数のリブ溝を形成 し、該リブ溝にそれぞれ係合するように設けられたリブ部を有する軸 (プーリ）に巻き 掛けられて、該プーリとの間で高い動力が伝動されるようにしたものである。

[0004] それに対し、平ベルトは、ベルトの内面及び外面に同じ材料力 なるゴムが接着さ れ、何れの面も平面に形成されているので、複数のプーリにベルトの内面及び外面 を接するように掛け渡すことができるため、プーリの数が多く配置が複雑である場合 に使い勝手が良い。また、平ベルトは、 Vリブドベルトのように、リブ溝が形成されてい ないので、当該ベルトを掛け渡すプーリにもリブ部が不要で、安価である。

[0005] このような伝動用平ベルトを車載エンジン用として使用した場合の一例として、図 2 に一般的な全体構成の概略図を示す。図 2に示すように、伝動用平ベルト 10は、クラ ンクプーリ 21から時計回りに、テンションプーリ 31,オルタネータプーリ 22, 23,オイ ルポンププーリ 24,アイドラプーリ 32,パワステプーリ 25,アイドラプーリ 33,エアコン プーリ 26及びウォータポンププーリ 34の各軸上に掛け渡されている。

[0006] クランクプーリ 21は、車載エンジンの出力軸であるクランク軸上に取り付けられ、所 定の回転力をもって、時計回り方向に回転している。テンションプーリ 31は、伝動用 平ベルト 10の張力を調整するオートテンショナに設けられている。オルタネータブー リ 22, 23はオルタネータの入力軸に取り付けられている。オイルポンププーリ 24は、 オイルポンプの入力軸に取り付けられている。パワステプーリ 25は、自動車のパワー ステアリング装置用ポンプの入力軸に取り付けられている。エアコンプーリ 26は、自 動車のエアコン用コンプレッサの入力軸に取り付けられている。ウォータポンププーリ

34は、ウォータポンプの入力軸に取り付けられている。

[0007] 上記プーリのうち、クランクプーリ 21は、伝動用平ベルト 10を回動させる駆動プーリ である。また、オルタネータプーリ 22, 23,オイルポンププーリ 24,パワステプーリ 25 、エアコンプーリ 26及びウォータポンププーリ 34は、クランクプーリ 21により回動され た伝動用平ベルト 10の回転力を受けて、それぞれの入力軸に動力を伝える従動プ ーリである。

[0008] このように、伝動用平ベルト 10はテンションプーリ 31により引っ張られて巻き付けら れているので、全体的に引っ張り応力を受けている。また、伝動用平ベルト 10は、各 プーリによって内側又は外側に曲げられているので、ベルトが伝動されると、各プーリ を経由して動くベルトの内面及び外面は圧縮と伸長とが繰り返されることとなる。よつ て従来の平ベルトは、その表裏両面が、引っ張り応力と伸縮とに耐えうるような同一 特性を備えたものとして構成されて 、た。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] しかしながら、図 2に示すような多軸のレイアウトに使用された平ベルトは、ベルト面 にクラックが発生しやすぐ一方のベルト面が十分使用に耐え得る強度を保持してい るにもかかわらず、ベルト全体としては使用することができな ヽと 、う問題が生じて ヽ た。

[0010] 本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、ベルト表面のクラックの発生を抑え て、カバーゴム層の寿命を延ばすようにし、ひいては、ベルト全体の寿命を向上させ るようにした伝動用平ベルトを提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

[0011] 上記の問題で解決すベぐ本発明者らが鋭意検討したところ、同一の特性が要求さ れるように思われる多軸のレイアウトにおいても、そのプーリの配置によってベルトの 表裏両面に求められる特性が異なることを見出した。

[0012] 即ち、本発明に係る伝動用平ベルトは、第一のカバーゴム層と、該第一のカバーゴ ム層の反対面に形成された第二のカバーゴム層とを備えてなり、駆動プーリ及び従 動プーリの間に掛け回されて使用される伝動用平ベルトであって、前記第一のカバ 一ゴム層及び前記第二のカバーゴム層は、配合割合の異なる同一種類のゴム材料 から構成され、接する駆動プーリ及び従動プーリの数が少な 、第一のカバーゴム層 の伸長率が、接する駆動プーリ及び従動プーリの数が多い第二のカバーゴム層の伸 長率よりも高く構成されてなることを特徴とする。

[0013] 上記伝動用平ベルトによれば、第一のカバーゴム層を高伸長にすべくベルトの表 裏両面のカバーゴム層に配合されるゴム材料は、配合割合の異なる同一種類のゴム 材料カゝら構成されるようにしたので、ベルト表面にカゝかる応力を緩和させて、ベルト表 面のクラックの発生を抑えて、カバーゴム層の寿命を延ばすことができる。従って、ベ ルト全体の寿命を向上させることができる。

[0014] また、前記ゴム材料は短繊維を含み、該短繊維の含有量が、前記第二のカバーゴ ム層よりも前記第一のカバーゴム層の方を少なくすることが好ましい。あるいは、前記 ゴム材料は充填剤を含み、該充填剤の含有量が、前記第二のカバーゴム層よりも前 記第一のカバーゴム層の方を少なくすることが好ましい。これにより、第一のカバーゴ ム層を第二のカバーゴム層よりも高伸長にすることができ、クラックの発生を抑制する ことができる。従って、ベルト全体の寿命を向上させることができる。

[0015] また、前記第一のカバーゴム層は、前記第二のカバーゴム層よりもゴムの硬度が小 さいことが好ましい。あるいは、前記第一のカバーゴム層は、前記第二のカバーゴム 層よりもゴムの弾性率が小さいことが好ましい。このように、ゴムの力学的性質を表面 と裏面とで変化させて、第一のカバーゴム層を伸び性の良いゴムの配合とすることに より、クラックの発生を抑制することができる。従って、ベルト全体の寿命を向上させる ことができる。

[0016] また、 JIS K6253のゴムの硬さ試験において、前記第二のカバーゴム層のゴムの 硬さが 70〜98であり、前記第一のカバーゴム層のゴムの硬さ力 前記第二のカバー ゴム層のゴムの硬さよりも 3〜10小さいことが好ましい。内力バーゴム層と外力バーゴ ム層とのゴムの硬さの差が 10を超えると、外力バーゴム層の面で異音が発生すること があり、また、外力バーゴム層とプーリが接するときに抵抗が大きくなり、応力歪みが 発生して外力バーゴム層が剥離する場合がある。一方、内力バーゴム層と外力バーゴ ム層とのゴムの硬さの差が 3未満では、伸長率が低くなり、クラックが発生しやすくなる

発明の効果

[0017] 本発明に係る伝動用平ベルトは、第一のカバーゴム層を高い伸長率を有すべぐ 第一のカバーゴム層及び第二のカバーゴム層は、配合割合の異なる同一種類のゴ ム材料力 構成されるようにしたので、ベルト外面のクラックの発生を抑えて、第一の カバーゴム層の寿命を延ばすようにし、ひいては、ベルト全体の寿命を向上させるこ とがでさる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]本発明の実施形態に係る伝動用平ベルトの部分断面図を示す。

[図 2]伝動用平ベルトを車載エンジン用として使用した場合の一般的な全体構成の 概略図を示す。

符号の説明

[0019] 10…伝動用平ベルト

11…心材

12· ··接着ゴム層

13· ··内力バーゴム層

14…外力バーゴム層

発明を実施するための最良の形態

[0020] 以下、本発明の一実施形態について図面を参酌しつつ説明する。

[0021] <実施形態 >

図 1は、本発明の実施形態に係る伝動用平ベルトの部分断面図である。 図 1に示すように、伝動用平ベルト 10は、ベルトの長手方向に複数の心線 11が埋 設された接着ゴム層 12と、該接着ゴム層 12の外面に沿って接着された外力バーゴム 層 14 (第一のカバーゴム層）と、接着ゴム層 12の内面に沿って接着された内力バー ゴム層 13 (第二のカバーゴム層）とが層状に積層されて構成されて 、る。

[0022] このように構成された伝動用平ベルト 10の製造方法を以下に説明する。まず、外力 バーゴム層 14,内力バーゴム層 13及び一対の層力 なる接着ゴム層 12の各層をそ れぞれ帯状に形成する。そして、内力バーゴム層 13の上面に一方の接着ゴム層 12 を配置し、その上面に複数の心線 11をベルトの長手方向に等間隔に配置し、その上 面に他方の接着ゴム層 12を配置する。そして、他方の接着ゴム層 12の上面に外力 バーゴム層 14を配置する。次いで、プレスにて加圧加熱して、心線 11を埋設した接 着ゴム層 12と、外力バーゴム層 14と、内力バーゴム層 13とを一体的に接着させる。こ のようにして、本発明に係る伝動用平ベルト 10を作製することができる。

[0023] ここで、心線 11の材料としては、特に限定されるものではな 、が、ポリエステル繊維 、ァラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレンナフタレート、高強度ポリビュルアルコー ルなどが挙げられる。

[0024] 接着ゴム層 12のゴム材料としては、特に限定されるものではないが、クロロプレンゴ ム（CR)、エチレンプロピレンジェンモノマー（EPDM)、水素化-トリルゴム（H— NB R)、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン (ACSM)などが挙げられ、これらを 一種又は二種以上を混合したものを用いることができる。

[0025] 外力バーゴム層 14及び内力バーゴム層 13のゴム材料としては、特に限定されるも のではないが、クロロプレンゴム（CR) ,エチレンプロピレンジェンモノマー（EPDM) ,水素化-トリルゴム（H— NBR)、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン (ACS M)などが挙げられ、これらを一種又は二種以上を混合したものを用いることができる

[0026] また、上記外力バーゴム層 14及び内力バーゴム層 13には、上記ゴム材料以外にも 、短繊維や充填剤などの添加剤が適宜含有されている。

短繊維としては、ポリエステル短繊維、ポリアミド系短繊維、ァラミド短繊維、セル口 ース短繊維などの有機高分子繊維や、炭化ケィ素、チタン酸カリウムなどの無機繊維 が例示でき、これらを一種又は二種以上を混合したものを用いることができる。

なお、本発明の伝動用平ベルトに含有される短繊維とは、繊維径が 5〜40 mで あり、繊維長が 0. l〜10mmのものをいう。

[0027] 上記充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウムなどが挙げられ、こ れらを一種又は二種以上を混合したものを用いることができる。 [0028] 本発明の伝動用平ベルトは、外力バーゴム層 14及び内力バーゴム層 13の両面が 複数のプーリに掛け渡されたときに、外力バーゴム層 14が高い伸長率を有すべぐ 上記ゴム材料の含有量が異なるように調整されて!、る。

[0029] 例えば、外力バーゴム層 14及び内力バーゴム層 13のそれぞれに添加される短繊 維の量を調整することができる。詳しくは、外力バーゴム層 14に含有される短繊維の 含有量を内力バーゴム層 13に含有される短繊維の含有量よりも少なくすることが好ま しい。短繊維の含有量が少ないと、ベルトの伸長率は高くなる力 外力バーゴム層 14 の面で異音が発生することがある。一方、短繊維の含有量が多いと、伸長率が低くな り、クラックが発生しやすくなる。

[0030] また、上述した短繊維の量を調整する以外にも、外力バーゴム層 14及び内力バー ゴム層 13のそれぞれに添加される充填剤の量を調整することができる。詳しくは、外 カバーゴム層 14に含有される充填剤の含有量を内力バーゴム層 13に含有される充 填剤の含有量よりも少なくすることが好ましい。充填剤の含有量が少ないと、ベルトの 伸長率は高くなるが、補強性が低くなる問題が発生する。一方、充填剤の含有量が 多いと、伸長率が低くなり、クラックが発生しやすくなる。

[0031] また、上述した短繊維や充填剤の量を調整する以外にも、外力バーゴム層 14及び 内力バーゴム層 13のそれぞれのゴムの硬度を調整することもできる。詳しくは、外力 バーゴム層 14のゴムの強度を、内力バーゴム層 13のゴムの硬度よりも小さくすること が好ましい。さらに、 JIS K6253に規定された加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの硬さ試 験方法により測定されたゴムの硬さ力 内力バーゴム層 13では、 70〜98であることが 好ましぐ外力バーゴム層 14では、内力バーゴム層 13のゴムの硬さの値よりも、 3〜1 0小さ!/、ことが好まし!/、。内力バーゴム層 13と外力バーゴム層 14とのゴムの硬さの差 が 10を超えると、ベルトの伸長率が高くなる力 外力バーゴム層 14の面で異音が発 生することがある。また、外力バーゴム層 14とプーリが接するときに抵抗が大きくなり、 応力歪みが発生して外力バーゴム層 14が剥離する場合がある。一方、内力バーゴム 層 13と外力バーゴム層 14とのゴムの硬さの差が 3未満では、伸長率が低くなり、クラ ックが発生しやすくなる。なお、ゴムの硬度の調整は、例えば、短繊維や充填剤等の 添加剤の配合を変えることにより調節することができる。 [0032] また、外力バーゴム層 14と内力バーゴム層 13と力 それぞれ上述したゴムの硬度を 有するとき、 JIS K6251に規定された加硫ゴム及び熱可塑性ゴム—引張特性の求 め方により測定されたゴムの弾性率力 外力バーゴム層 14では、 0. 5〜2. 5MPaと なり、内カノく一ゴム層 13では、 0. 55〜7MPaとなる。

[0033] このように本実施形態に係る伝動用平ベルトは、配合割合の異なる同一種類のゴ ム材料から構成するようにした内力バーゴム層 13及び外力バーゴム層 14を備えるよ うにした。このような伝動用平ベルトを、図 2に示す一般的な多軸の伝動装置に使用 した場合、外力バーゴム層 14に受ける引っ張り応力を緩和することができるので、ベ ルト外面に起きるクラックの発生を防止することができる。従って、ベルト全体の寿命 を向上させることができる。

[0034] なお、本発明の伝動用平ベルトによれば、短繊維又は充填剤の含有量、あるいは 、ゴムの硬度又は弾性率のうち、いずれかの値を変えるようにした力 これに限るもの ではなぐ二種以上の値を変えるようにしても良い。

Claims

請求の範囲

[1] 第一のカバーゴム層と、該第一のカバーゴム層の反対面に形成された第二のカバ 一ゴム層とを備えてなり、駆動プーリ及び従動プーリの間に掛け回されて使用される 伝動用平ベルトであって、前記第一のカバーゴム層及び前記第二のカバーゴム層は 、配合割合の異なる同一種類のゴム材料から構成され、接する駆動プーリ及び従動 プーリの数が少ない第一のカバーゴム層の伸長率が、接する駆動プーリ及び従動プ ーリの数が多い第二のカバーゴム層の伸長率よりも高く構成されてなることを特徴と する伝動用平ベルト。

[2] 前記ゴム材料は短繊維を含み、該短繊維の含有量が、前記第二のカバーゴム層よ りも前記第一のカバーゴム層の方が少ないことを特徴とする請求項 1記載の伝動用 平べノレト。

[3] 前記ゴム材料は充填剤を含み、該充填剤の含有量が、前記第二のカバーゴム層よ りも前記第一のカバーゴム層の方が少ないことを特徴とする請求項 1又は 2に記載の 伝動用平ベルト。

[4] 前記第一のカバーゴム層は、前記第二のカバーゴム層よりもゴムの硬度が小さいこ とを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれかに記載の伝動用平ベルト。

[5] JIS K6253のゴムの硬さ試験において、前記第二のカバーゴム層のゴムの硬さが 70〜98であり、前記第一のカバーゴム層のゴムの硬さ力 前記第二のカバーゴム層 のゴムの硬さよりも 3〜10小さいことを特徴とする請求項 4に記載の伝動用平ベルト。

[6] 前記第一のカバーゴム層は、前記第二のカバーゴム層よりもゴムの弾性率が小さい ことを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれかに記載の伝動用平ベルト。