JP2018009588A - Ｖリブドベルトおよびｖリブドベルトの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モールデッド製法により製造可能であり、アラミド心線ができるだけリブ底部に近い部位に設けられ、アラミド心線とベルト背面の間に所定厚さの背面ゴムが形成されたＶリブドベルトを提供する。【解決手段】背面ゴム、中間帆布、接着ゴム、アラミド心線、本体ゴム、表面帆布からなり、本体ゴムにベルト長手方向に延びる複数のＶ形リブが形成されているＶリブドベルトであって、中間帆布が、アラミド心線よりもベルト背面側に設けられ、ベルト長手方向に延びる経糸とベルト幅方向に延びる緯糸から成る織布によって構成され、緯糸の打込み密度が２０本／ｃｍ以上である。【選択図】なし

Description

本発明は、例えば自動車用エンジンの補機駆動のために用いられるＶリブドベルトに関する。

従来、この種のＶリブドベルトとして、リブ面の補強及び走行騒音の低減のためにリブ面を帆布により被覆したものが知られている。このようなＶリブドベルトは、リブの表面に帆布を設けるために、いわゆるモールデッド製法により製造される。一方、近年自動車用エンジンの補機駆動の負荷が高くなってきていることにより、Ｖリブドベルトの張力コードとして、弾性率の高いアラミド繊維を採用する場合が増えている。またＶリブドベルトの耐久性を高めるためには、張力コードはベルトのボディ内に設けられ、張力コードの中心線からリブ頂点とリブ/プーリ境界面までの距離を最小とすることが望ましいことが知られている（特許文献１）。

特表２００５−５１６７９０号公報

リブ面が帆布で被覆され、かつアラミド繊維から成る張力コード（アラミド心線）を備えたＶリブドベルトを製造するためにはモールデッド製法を採用せざるを得ない。しかしアラミド心線が伸びにくいため、モールデッド製法を用いると、ベルト成形時にアラミド心線よりベルト背面側にセットされた未加硫背面ゴムシートの未加硫ゴムが、加熱により可塑化され、更にモールドバッグによりベルト背面側より押圧されて、ベルト幅方向に一定間隔を空けて整列しベルト長手方向に延びるアラミド心線の間隙を通過してベルトのリブ側に流動することにより、アラミド心線がＶリブドベルトのリブ底部から相対的に遠く離れた位置、すなわちベルト背面に近い位置に定められて、Ｖリブドベルトの耐久性が不十分になるという問題が生じる。

本発明は、モールデッド製法により製造可能であり、アラミド心線がＶリブドベルトにおいて、できるだけリブ底部に近い部位に設けられ、アラミド心線とベルト背面の間に所定厚さの背面ゴムが形成されたＶリブドベルトを提供することを目的としている。

本発明に係るＶリブドベルトは、背面ゴム、中間帆布、接着ゴム、アラミド心線、本体ゴム、表面帆布からなり、本体ゴムにベルト長手方向に延びる複数のＶ形リブが形成されているＶリブドベルトであって、アラミド心線よりもベルト背面側に設けられる中間帆布が、ベルト長手方向に延びる経糸とベルト幅方向に延びる緯糸から成る織布によって構成され、中間帆布の緯糸の打込み密度が２０本／ｃｍ以上であることを特徴としている。

中間帆布の緯糸の打込み密度は２４本／ｃｍ以上であることがより好ましい。また、中間帆布の緯糸の延在する方向の伸び率は例えば１００％／２Ｋｇｆ・２．５ｃｍ以上であり、より好ましくは１２５％／２Ｋｇｆ・２．５ｃｍ以上である。

Ｖリブドベルトの背面ゴムと中間帆布と接着ゴムから成る背面部材の厚さは例えば１．３０ｍｍ以上であり、より好ましくは１．５５ｍｍ以上である。

Ｖリブドベルトのアラミド心線の中心位置から背面ゴムの表面までの高さは例えば１．０ｍｍ以上である。

本発明に係るＶリブドベルトの製造方法は、内周側から、成形後にベルトの背面ゴム、中間帆布、接着ゴム、アラミド心線、本体ゴム、表面帆布を其々構成する未加硫背面ゴムシート、中間帆布ジャケット、未加硫接着ゴムシート、アラミド心線、未加硫本体ゴムシート、表面帆布ジャケットの順に積層されて成る筒状スラブ中間体を、外金型の内周壁面に表面帆布ジャケットが対向するように配置し、筒状スラブ中間体を内周側から押圧しつつ加熱することにより本体ゴムに、ベルトの長手方向に延びる複数のＶ形リブが成形されるＶリブドベルトの製造方法であって、中間帆布が、アラミド心線よりもベルト背面側に設けられ、筒状スラブ中間体の円周方向に延びる経糸と筒状スラブ中間体の軸方向に延びる緯糸とから成る織布によって構成され、中間帆布の緯糸の打込み密度が２０本／ｃｍ以上であることを特徴とするＶリブドベルトの製造方法であることを特徴としている。

本発明によれば、モールデッド製法により製造可能であり、アラミド心線がＶリブドベルトのできるだけリブ底部に近い部位に設けられ、アラミド心線とベルト背面の間に所定厚さの背面ゴムが形成されたＶリブドベルトが得られる。

本発明の一実施形態であるＶリブドベルトを示す斜視図である。 モールデッド製法によるＶリブドベルトの製造方法を説明するための図である。 比較例と実施例のＶリブドベルトの構成を示す断面図である。 第１の耐久試験を実施するための装置の構成を示す図である。 第２の耐久試験を実施するための装置の構成を示す図である。

以下図示された実施形態に基づいて、本発明を説明する。図１において、Ｖリブドベルト１０の本体ゴム２１の表面側（図の下側）には、断面がＶ字状を有し、長手方向に沿って延びるリブ１１が形成され、リブ１１は表面帆布１２によって被覆される。Ｖリブドベルト１０の背面側には平板状の背面ゴム１３が設けられる。リブ１１と背面ゴム１３の間には張力コードであるアラミド心線１５と、中間帆布１４が埋設される。アラミド心線１５はＶリブドベルト１０の長手方向に延び、横断面では所定間隔を空けて設けられている。横断面において、隣接するアラミド心線１５の間は、中間帆布１４を心線１５とリブ１１に接着するための接着ゴム１６が充填され、接着ゴム１６の一部はリブ１１側に膨出している。背面ゴム１３と中間帆布１４と接着ゴム１６はＶリブドベルトの背面部材１７を構成する。

Ｖリブドベルト１０はモールデッド製法により成形される。
図２を参照して、モールデッド製法によるＶリブドベルトの製造方法を説明する。この製造装置は、円筒状の外金型３１と、外金型３１の内部に同心的に配置された内金型３２と、内金型３２を覆うようにして設けられたモールドバッグ３３とを有する。Ｖリブドベルト１０に成形される前の状態である筒状スラブ中間体２０´は、外金型３１と内金型３２の間の空間内に、これらの金型３１、３２と同心的に配置される。すなわち筒状スラブ中間体２０´の外周面は外金型３１に対向し、筒状スラブ中間体２０´の内周面はモールドバッグ３３に対向する。

筒状スラブ中間体２０´は、内周側から、成形後にベルトの背面ゴム１３、中間帆布１４、接着ゴム１６、アラミド心線１５、本体ゴム２１、表面帆布１２を其々構成する未加硫背面ゴムシート１３´、中間帆布ジャケット１４´、未加硫接着ゴムシート１６´、アラミド心線１５、未加硫本体ゴムシート２１´、表面帆布ジャケット１２´の順に積層されて構成され、外金型３１の内周壁面に表面帆布ジャケット１２´が対向するようにして配置される。モールドバッグ３３は、内部に高圧の高温水が供給されて膨張し、筒状スラブ中間体２０´を外金型３１の内周壁に押圧する。また、このとき外金型３１内は高温に加熱される。これにより筒状スラブ中間体２０´は内周側から押圧されつつ加硫され、本体ゴム２１において、円周方向に延びる複数のＶ形のリブ１１が外周面に成形された筒状スラブが製作される。

本実施形態において、中間帆布１４は、Ｖリブドベルトの長手方向（筒状スラブの円周方向）に延びる経糸とＶリブドベルトの幅方向（筒状スラブの軸方向）に延びる緯糸とから成る織布であり、平織されてもよく、綾織されてもよい。中間帆布１４の厚さは例えば０．７５ｍｍである。経糸と緯糸は例えば、共にナイロン６６であるが、緯糸と経糸の一方のみをナイロン６６としてもよい。経糸の打込み密度は３０本／ｃｍ以上であり、より好ましくは４０本／ｃｍ以上である。緯糸の打込み密度は２０本／ｃｍ以上であり、より好ましくは２４本／ｃｍ以上である。また中間帆布の緯糸の延在する方向の伸び率は１００％／２Ｋｇｆ・２．５ｃｍ以上であり、より好ましくは１２５％／２Ｋｇｆ・２．５ｃｍ以上である。なお本願における中間帆布の伸び率は、２．５ｃｍ幅の短冊状の帆布に２ｋｇｆの荷重をかけた時の帆布の伸び率をいう。

背面ゴム１３は例えばＥＰＤＭゴム、ＥＰＭゴム等である。接着ゴム１６は例えばＥＰＤＭゴム、ＣＲゴム等である。背面ゴム１３と中間帆布１４と接着ゴム１６とから成る背面部材の厚さは例えば１．３０ｍｍ以上であるが、より好ましくは１．５５ｍｍ以上である。

上述した構成を有する筒状スラブ中間体２０´を用いて成形されたＶリブドベルト１０において、アラミド心線１５の中心位置から背面ゴム１３の表面までの高さは例えば１．０ｍｍ以上であり、より好ましくは１．３０ｍｍ以上である。

次に表１を参照して、Ｖリブドベルトの試作結果を説明する。
比較例１、２および実施例において、背面部材の基本的な構成は共通であるが、中間帆布は相互に異なり、その詳細は表１に示す通りである。背面ゴムはＥＰＤＭゴムから成り、接着ゴムはＥＰＤＭゴムから成る。背面部材の厚みは相互に異なり、表１に示す通りである。

表１に示されるように比較例１、２および実施例における構成の基本的な違いは中間帆布にあり、特に緯糸が異なる。すなわち緯糸の打込み密度は、比較例１では１．６本／ｃｍ、比較例２では８本／ｃｍ、実施例では２４本／ｃｍである。また２Ｋｇｆ／２．５ｃｍ幅の荷重をかけたときの中間帆布の緯糸の延在する方向の伸び率は、通常２０〜３０％（比較例１、２）であるのに対し、実施例では１２５％以上である。

比較例１の背面部材構成を有するＶリブドベルト４０は図３（ａ）に示すように、成形時に背面ゴム４３が中間帆布４４を通過してアラミド心線４５の間に入り込み、接着ゴム４６が背面ゴム４３に押されてリブ４１側にはみ出している。比較例２のＶリブドベルト５０は、比較例１と比較して、緯糸の打込み密度を高くした中間帆布５４を用いているが、図３（ｂ）に示すように、比較例１のＶリブドベルト４０と同様に、背面ゴム５３は中間帆布５４を通過してアラミド心線５５の間まで入り込んでいる。

これに対して実施例の背面部材構成を有するＶリブドベルト１０は、図３（ｃ）に示すように、背面ゴム１３は中間帆布１４よりもベルト背面側に位置しており、アラミド心線１５の間には接着ゴム１６が充填され、中間帆布１４は接着ゴム１６によってアラミド心線１５とリブ１１に接着されている。

比較例１、２および実施例のＶリブドベルト４０、５０、１０において、アラミド心線４５、５５、１５はそれぞれ略等間隔に整列しており、問題はないが、比較例１、２では、中間帆布４４、５４に接触しており、製品として採用することはできない。なおベルト背面からアラミド心線４５、５５、１５の中心ラインまでの高さＨはそれぞれ、０．６２ｍｍ、０．７５ｍｍ、１．３０ｍｍである。またアラミド心線とリブ底部との位置関係では、実施例のＶリブドベルト１０のアラミド心線がリブ底部１１ａに最も近い位置に配置され、比較例１のＶリブドベルト４０のアラミド心線がリブ底部４１ａに最も遠い位置に配置され、比較例２のＶリブドベルト５０のアラミド心線とリブ底部５１ａの位置関係は実施例と比較例１の中間の位置に配置される。

次に、アラミド心線のベルト背面からの高さがＶリブドベルトの耐久性に及ぼす影響についての実験結果を説明する。
図４は第１の耐久試験に用いた装置を示し、この試験は常温環境で実施された。この装置は駆動プーリ６１と被駆動プーリ６２を有し、駆動プーリ６１と被駆動プーリ６２の直径は共に６０ｍｍである。駆動プーリ６１の回転数は４９００ＲＰＭである。

第１の耐久試験は、これらのプーリ６１、６２に、表２に示すＶリブドベルト７１、７２、７３のいずれかを掛け回し、２回ずつ実施された。３本のＶリブドベルトにおいて構成の違いはベルト背面からのアラミド心線の高さ位置であり、その他の構成は共通である。アラミド心線の中心位置からベルト背面までの高さに関し、Ｖリブドベルト７１は最も低く０．７４ｍｍであり、アラミド心線はベルト背面の近くに位置し、Ｖリブドベルト７３は最も高く１．６３ｍｍであり、リブ底部の近くに位置し、Ｖリブドベルト７２は１．２０ｍｍであり、Ｖリブドベルト７１とＶリブドベルト７３の中間に位置する。

表２に示すように第１の耐久試験では、３本のＶリブドベルト７１、７２、７３とも、アラミド心線とリブの間にセパレーションが発生したが、試験開始から故障が発生するまでの時間は異なり、Ｖリブドベルト７３が最も長く、３３０時間以上であった。

図５は第２の耐久試験に用いた装置を示し、この試験は１２１℃の高温環境で実施された。この装置は駆動プーリ６３と被駆動プーリ６４とテンショナ６５とアイドラ６６とを有し、駆動プーリ６３と被駆動プーリ６４の直径は共に１２０．６５ｍｍ、テンショナ６５の直径は４４．４５ｍｍ、アイドラ６６の直径は７６．２ｍｍである。駆動プーリ６３の回転数は４９００ＲＰＭである。

第２の耐久試験は、第１の耐久試験と同様に、表２に示すＶリブドベルト７１、７２、７３のいずれかを掛け回し、２回ずつ実施された。

表２に示すように第２の耐久試験では、３本のＶリブドベルト７１、７２、７３とも、リブの先端にクラックが発生したが、試験開始から故障が発生するまでの時間は異なり、Ｖリブドベルト７３が最も長く、１４７時間以上であった。

以上のようにアラミド心線のベルト背面からの高さ位置を高くする、換言すればアラミド心線をできるだけリブ底部に近い位置に定めることによりＶリブドベルトの耐久性を向上させることができる。このような構成は、上述したように中間帆布の緯糸の打込み密度と伸び率を適切に定めた本発明の実施形態によって達成できる。

１０ Ｖリブドベルト
１１ リブ
１２ 表面帆布
１３ 背面ゴム
１４ 中間帆布
１５ アラミド心線
１６ 接着ゴム
１７ 背面部材
２１ 本体ゴム

Claims (8)

1. 背面ゴム、中間帆布、接着ゴム、アラミド心線、本体ゴム、表面帆布からなり、本体ゴムにベルト長手方向に延びる複数のＶ形リブが形成されているＶリブドベルトであって、前記アラミド心線よりもベルト背面側に設けられる前記中間帆布が、ベルト長手方向に延びる経糸とベルト幅方向に延びる緯糸から成る織布によって構成され、前記中間帆布の前記緯糸の打込み密度が２０本／ｃｍ以上であることを特徴とするＶリブドベルト。
2. 前記中間帆布の前記緯糸の打込み密度が２４本／ｃｍ以上である特徴とする請求項１に記載のＶリブドベルト。
3. 前記中間帆布の前記緯糸の延在する方向の伸び率が１００％／２Ｋｇｆ・２．５ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のＶリブドベルト。
4. 前記中間帆布の前記緯糸の延在する方向の伸び率が１２５％／２Ｋｇｆ・２．５ｃｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載のＶリブドベルト。
5. 前記背面ゴムと前記中間帆布と前記接着ゴムから成る背面部材の厚さが１．３０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のＶリブドベルト。
6. 前記背面部材の厚さが１．５５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項５に記載のＶリブドベルト。
7. 前記アラミド心線の中心位置から前記背面ゴムの表面までの高さが１．０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のＶリブドベルト。
8. Ｖリブドベルトの製造方法であって、内周側から、成形後にベルトの背面ゴム、中間帆布、接着ゴム、アラミド心線、本体ゴム、表面帆布を其々構成する未加硫背面ゴムシート、中間帆布ジャケット、未加硫接着ゴムシート、アラミド心線、未加硫本体ゴムシート、表面帆布ジャケットの順に積層されて成る筒状スラブ中間体を、外金型の内周壁面に表面帆布ジャケットが対向するように配置し、筒状スラブ中間体を内周側から押圧しつつ加熱することにより本体ゴムに、ベルトの長手方向に延びる複数のＶ形リブが成形されるＶリブドベルトの製造方法であって、中間帆布が、アラミド心線よりもベルト背面側に設けられ、筒状スラブ中間体の円周方向に延びる経糸と筒状スラブ中間体の軸方向に延びる緯糸とから成る織布によって構成され、緯糸の打込み密度が２０本／ｃｍ以上であることを特徴とするＶリブドベルトの製造方法。

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