(57)【要約】【課題】圧縮ゴム層におけるジョイント部を含むコグ山部を正確に成形し、このジョイント部の耐屈曲疲労性を改善してベルト寿命を向上させた伝動用ベルトの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】心線３を埋設した接着ゴム層６に隣接して圧縮ゴム層７と伸張ゴム層６を配し、圧縮ゴム層７がコグ山部９ａ、９ｂとコグ谷部８を交互に配したコグ部１２を有している伝動用ベルトの製造方法であり、圧縮ゴム層７のジョイント部１４ａ、３５ａをコグ山部９ａの領域内に存在させるとともに、少なくともジョイント部１４ａを含むコグ山部９ａの１つを硬質型２０ｂで成形し、他のコグ山部９ｂをゴム製型２０ａで成形する。【選択図】図３
2006150612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心線を埋設した接着ゴム層に隣接して圧縮ゴム層と伸張ゴム層を配し、圧縮ゴム層がコグ山部とコグ谷部を交互に配したコグ部を有している伝動用ベルトの製造方法であり、該圧縮ゴム層のジョイント部をコグ山部の領域内に存在させるとともに、少なくともジョイント部を含むコグ山部の１つを硬質型で成形し、他のコグ山部をゴム製型で成形したことを特徴とする伝動用ベルトの製造方法。
【請求項２】
硬質型が金属製、ゴム製、そして樹脂製から選ばれた型である請求項１記載の伝動用ベルトの製造方法。
【請求項３】
硬質型で成形されるジョイント部を含むコグ山部の数は１〜４である請求項１または２記載の伝動用ベルトの製造方法。
【請求項４】
伸張ゴム層はコグ山部とコグ谷部を交互に配したコグ部を有している請求項１乃至３の何れかに記載の伝動用ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は伝動用ベルトの製造方法に係り、スノーモービル、スクーター及び一般産業用のベルトとして使用される高負荷用の変速ベルトであって圧縮ゴム層のジョイント部の位置するコグ山部の形状を安定させてジョイント部の耐屈曲疲労性を有する伝動用ベルトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、スクーター、バギー、雪上車（スノーモービル）または一般産業用の機械分野の駆動系においては、駆動プーリと従動プーリに伝動用ベルトを懸架し、プーリの有効径を変化させて変速させるベルト式変速装置が用いられている。ここで使用されている伝動用ベルトは圧縮ゴム層と伸張ゴム層の両層もしくは圧縮ゴム層のゴム層にコグ山部とコグ谷部を交互に配したコグ部を有し、心線を接着ゴム層内に埋設した構成からなり、ローエッジダブルコグドベルトあるいはローエッジシングルコグドベルトなどのローエッジコグドベルトとして知られている。
【０００３】
上記のローエッジコグドベルトでは、長寿命化に対する要求が厳しさを増してきている。特に、溝幅可変プーリに掛架されてプーリへの巻き掛け径を無段階に変えながら動力を伝達する無段変速ベルトに使用する場合は、プーリから受ける過大な側圧のため、耐側圧性、耐屈曲性、耐磨耗性、そして耐熱性等が要求される。このために、上コグ部と下コグ部の形状、寸法なども検討されている。
【０００４】
また、上記ローエッジコグドベルトの製造方法としては、予め用意したベルト周長よりも長い平面状の溝付母型の上に未加硫ゴムシートを設置し、プレスにより加熱加圧してコグ形状に型付けしたコグパッドを作製する。このコグパッドを成形ドラム上に装着した円筒状母型の凹条部と凸条部に嵌め込み、コグパッドのカット面を突き合わせてジョイントした後、心線を巻き付け、更に他のゴム層、補強布をこの上から巻き付けて成型を終え、加硫工程へ移行していた。（例えば、特許文献１）
【０００５】
上記コグパッドは、１ないし数プライの補強布と未加硫ゴムシートとの積層体であって、長さ方向に一定ピッチでコグ山部とコグ谷部を交互に有している。
【特許文献１】特開２００１−３１７５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、厚みの厚いシートを円筒状母型に嵌め込んで直線状に突き合わせてジョイントした場合には、ゴムシートの内周と外周の差が大きいために、ジョイントの成形作業性が悪くなり、またジョイント部の母型が加硫中に変形して、正確な形状のジョイント部を成形できず、ベルト走行中にジョイント部を含むコグ部が変形しやすくなって疲労し、早期にジョイント部から亀裂が発生することがあった。更には、補強布がジョイント部へ侵入してジョイント部の接着不良が発生してここから割れが発生するといった不良や、突き合わせ部に間隙が生じてボリューム割れが起こり、ジョイント部の接合に欠陥が発生し、その結果ベルト走行時の負荷変動や発熱現象によってジョイント部から亀裂が発生することがあった。
【０００７】
本発明はかかる問題に着目し、鋭意研究した結果、圧縮ゴム層におけるジョイント部を含むコグ山部を正確に成形し、このジョイント部の耐屈曲疲労性を改善してベルト寿命を向上させた伝動用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】
【０００８】
上記した目的を達成すべく本願請求項記載の伝動用ベルトの製造方法では、心線を埋設した接着ゴム層に隣接して圧縮ゴム層と伸張ゴム層を配し、圧縮ゴム層がコグ山部とコグ谷部を交互に配したコグ部を有している伝動用ベルトの製造方法であり、該圧縮ゴム層のジョイント部をコグ山部の領域内に存在させるとともに、少なくともジョイント部を含むコグ山部の１つを硬質型で成形し、他のコグ山部をゴム製型で成形するものであり、硬質型が金属製、ゴム製、そして樹脂製から選ばれた型である場合、硬質型で成形されるジョイント部を含むコグ山部の数が１〜４である場合、そして伸張ゴム層コグ山部とコグ谷部を交互に配したコグ部を有している場合を含んでいる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る伝動用ベルトの製造方法では、ジョイント部を含むコグ山部の形状を精度よく成形し、ベルト走行中にジョイント部を含むコグ山部の繰り返しの変形を阻止し、それによる疲労を回避することによって、ジョイント部からの亀裂を低減してベルト寿命を向上させることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。図１は本発明に係る伝動用ベルトの部分正面図、そして図２は本発明に係る他の伝動用ベルトの部分正面図である。
【００１１】
本発明の伝動用ベルト１は、接着ゴム層２内にポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等のコードからなる心線３が埋め込まれ、接着ゴム層２の上部、下部にはそれぞれ補強布４とゴム層５を積層した伸張ゴム層６と、また同様に補強布４とゴム層５を積層した圧縮ゴム層７がある。圧縮ゴム層７には、それぞれ一定ピッチでベルト長手方向に沿ってコグ谷部８とコグ山部９とを交互に配した下コグ部１２が設けられている。
【００１２】
本実施例では、伸張ゴム層６にはコグ部が存在せず、また両側面はコグ山部９の頂部からコグ谷部８の最底部にかけて逆Ｖ形に切断されたカット面にしてもよい。これによりプーリ内の側圧を心線３から圧縮ゴム層７に負担させることができ、心線３上部の伸張ゴム層６の剥離や欠損を遅延させることができる。
【００１３】
また本実施例では、ベルトの厚みをＨとし、心線３のピッチラインから圧縮ゴム層７のコグ谷部９の最深部までの間隔をＤとしたとき、０．２≦Ｄ／Ｈ≦０．２６を満足している。この値は、ベルトの厚みＨに対して心線３のピッチラインから圧縮ゴム層７のコグ谷部９の最深部までの間隔Ｄの占める割合を示すものであり、０．２０未満では間隔Ｄが小さくなり過ぎて、ベルトの耐側圧性が低下により早期寿命に至る。一方、０．２６を越えると、ベルトの可撓性が低下して耐屈曲性に欠け、早期にコグ谷部の最深部から亀裂が入りやすくなる。
【００１４】
更に、図１に示す圧縮ゴム層７では、ジョイント部１４ａがコグ山部９の領域内に存在し、ジョイント部１４ａを含むコグ山部９ａの領域（本実施例では２山強で交差した斜線を有する領域）は、硬質型で成形されているために変形することなく、コグ形状が精度よく成形され、ベルト走行中にジョイント部を含むコグ山部の繰り返しの変形を阻止し、それによる疲労を回避することによって、ジョイント部からの亀裂を低減できる。硬質型で成形した領域のコグ山部の数は１〜４であり、特に４を超えると成形型のコストが高くなる。
【００１５】
図２に示す他の伝動用ベルト１では、伸張ゴム層６がコグ山部９とコグ谷部８を交互に配した上コグ部１１を有している。伸張ゴム層６に設けたジョイント部１４ｂは上コグ部１１のコグ山部９の領域（本実施例では２山強で交差した斜線を有する領域）に存在し、しかも心線３に対して直角にすることが好ましい。これは接着ゴム層６のゴムがジョイント部１４ｂへ侵入しても表面まで侵入させないためである。ジョイント部１４ｂの位置はジョイント部１４ａと相違させることが応力集中を避け亀裂を阻止する上で好ましい。
【００１６】
上記圧縮ゴム層６および伸張ゴム層７になるゴムは、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アルキル化クロロスルファン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマー等のゴム材の単独、またはこれらの混合物が使用される。
【００１７】
そして、上記圧縮ゴム層６および伸張ゴム層７には、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿等の繊維からなり繊維の長さは繊維の種類によって異なるが１〜１０ｍｍ程度の短繊維が用いられ、例えばアラミド繊維であると３〜５ｍｍ程度、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿であると５〜１０ｍｍ程度のものが用いられる。そして、上記ゴム層中の短繊維の方向はベルトの長手方向に対して直角方向を向いているのを９０°としたときほとんどの短繊維が７０〜１１０°の範囲内に配向されていることが望ましい。接着ゴム層２には、上記短繊維を含めてもよいが、好ましくは含めない。
【００１８】
補強布４は綿、ポリエステル繊維、ナイロン等からなり、平織、綾織、朱子織等に製織した布で、経糸と緯糸との交差角が９０〜１２０°程度の広角度帆布でもよい。補強布４はＲＦＬ処理した後、ゴム組成物をフィリクション・コーチングしてゴム付帆布とする。ＲＦＬ液はレゾルシンとホルマリンとの初期縮合物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などである。
【００１９】
図３は図１に示す伝動用ベルト１（コグドベルト）の製造方法の一例であって型上で圧縮ゴム層、心線、そして伸張ゴム層からなる成形体の作製状態を示すところである。まず、歯部２１と溝部２２を交互に有する成形型２０を真円型１９上に装着する。この成形型２０は加硫ゴム製のゴム製型２０ａと金属製、硬度の高いゴム製、そしてフェノール、ポリアセタールのような熱硬化性樹脂製から選ばれた硬質型２０ｂとを接合して円筒状にしたものである。ゴム製型２０ａと硬質型２０ｂの接合は、架橋型接着剤を界面に塗布し、加熱することによって行う。また、ゴム製型２０ａと硬質型２０ｂの内面に跨って補強布を貼り付けることもできる。
【００２０】
図４に示すように１〜数枚の補強布と圧縮ゴム層になる未加硫ゴムシートを積層し、これを別に準備した歯部と溝部とを交互に配した平坦な金型の上に設置し、加圧することによってコグ山部２９とコグ谷部２８を型付けしたコグパッド３０に仕上げる。
【００２１】
コグパッド３０の一方の切断部３２は、図４に示すようにコグ山部２８の頂部３１で角度αが０〜１０°に切断され、更にコグパッド３０を反転させて他方の切断部３３も同様にコグ山部２９で逆方向へ傾斜するように切断される。上記コグパッド３０をエンドレスにするとき、切断面が良好に密着する。
【００２２】
成形機（図示せず）に成形型２０を装着し、モールドの溝部２２にコグパッドのコグ山部２９を嵌合しながら、所定長さのコグパッド３０をモールド２０に一周巻き付けてカット端部を面接触させてジョイント部３５ａを形成する。このジョイント部３５ａは成形型２０の金属製の硬質型２０ｂの溝部２２に位置させる。そして、接着ゴム層になる未加硫ゴムシート４０を巻き付けた後、心線４１をスパイラルに巻き付け、その上に１〜数枚の補強布４２と伸張ゴム層の未加硫ゴムシート４３の積層物を巻き付けて該カット端部を面接触させてジョイント部３５ｂを形成し、成形体２５を作製する。
【００２３】
本実施例では、成形機から取り出した溝付きモールド２０を支持台上に設置し、加硫ゴム製の円筒状母型、そしてジャケット（図示せず）を嵌入する。
【００２４】
最終工程として、成形体を加硫缶へ移して通常の方法で加硫を行う。加硫した後、ジャケット、母型、続いて円筒状のスリーブを成形型２０から抜き取り、スリーブを所定幅に切断して図１に示すようなコグドベルト１に仕上げる。このようにして金属製の硬質型２０ｂで成形したジョイント部３５ａを含むコグ山部は、コグ形状が精度よく成形され、ジョイント部３５ａを含むコグ山部を正確に成形し、このジョイント部３５ａの耐屈曲疲労性が改善する。
【実施例】
【００２５】
以下、更に具体的な実験例により本発明の効果を確認する。
実施例１、比較例１
心線として１，５００デニールのアラミド繊維（商品名：トワロン）を上撚り数１９．７回／１０ｃｍ、下撚り数１５．８回／１０ｃｍで上下逆方向に撚糸して２×３の撚り構成とし、トータルデニール９，０００の未処理コードを準備した。次いで、この未処理コードをイソシアネート系接着剤でプレディップした後、約１７０〜１８０°Ｃで乾燥し，ＲＦＬ液に浸漬した後、２００〜２４０°Ｃで延伸熱固定処理を行ない処理コードにした。
【００２６】
補強布として、アラミド繊維（商品名：トワロン）とポリエチレンテレフタレート繊維を重量比で５０：５０の混撚糸を使用したワイドアングルの平織帆布を用いた。これらの帆布をＲＦＬ液に浸漬した後、１５０°Ｃで２分間熱処理して処理帆布とした。その後、これらの処理帆布にゴム組成物をフリクション・コーチングして、ゴム付帆布とした。
【００２７】
圧縮ゴム層と伸張ゴム層はアラミドの短繊維を含んだクロロプレンゴムからなるゴム組成物を用い、また接着ゴム層は短繊維を含まないクロロプレンゴムからなるゴム組成物を用いた。
【００２８】
コグパッドとして、１枚の補強布と所定厚みの圧縮ゴム層用シートとの積層物を、歯部と溝部を交互に配した平坦なコグ付き型に設置し、７５°Ｃで加圧することによってコグ部を型付けしたコグパッドに形成した。上記コグパッドの両端をコグ山部の頂部から垂直に切断した。
【００２９】
成形型として、加硫ゴム製の軟質型とコグ山部の数２個のステンレス製の硬質型とを接合して円筒状に作製した。
【００３０】
これらの材料と型を用意した後、上記成形型にコグパッドを巻き付けてジョイント部を硬質型の溝部に配置させた後、接着ゴム用シート、心線、平坦な伸張ゴム層、補強布を順次巻き付けて成形体を作製した。続いて、モールドを支持台の所定位置に設置した後、内周面に一定間隔で溝部と突部を有する加硫ゴム製の円筒状母型を挿入した。その後、ジャケットを被せてモールドを加硫缶に設置し、加硫してベルトスリーブを得た。このスリーブをカッターによってＶ状に切断してダブルコグドベルトである変速ベルト（サイズ：上幅２９．８ｍｍ、厚さ１６．４ｍｍ、外周長８６６ｍｍ）に仕上げた。
【００３１】
得られたベルトのジョイント部を含み、かつこれを直角に位置し心線と平行する圧縮ゴム層のカットサンプル（長さ１００ｍｍ×幅５ｍｍ×厚さ２ｍｍ）を採取し、このサンプルを１００℃の高温度室に３０分放置後、ストログラフにて引張試験を実施して引張り強さ（Ｎ＝４）を測定し、破損位置を確認した。その結果、引張り強さは４．９ＭＰａであり、ジョイント部の切断箇所は２５％であった。
【００３２】
比較例１
成形型として、加硫ゴム製の軟質型を使用し、成形型に巻付けたコグパッドのジョイント部を配置させた。それ以外は実施例１と同様にしてダブルコグドベルトを作製した。
得られたベルトのジョイント部を含むサンプルの引張り強さ（Ｎ＝４）は３．５ＭＰａであり、ジョイント部の切断箇所は１００％であった。
この結果、実施例のジョイント部の強度は比較例に比べて確実に向上していることが判った。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の伝動ベルトは、スノーモービル、スクーター及び一般産業用の変速ベルトに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は本発明に係る伝動用ベルトの部分正面図である。
【図２】図２は本発明に係る他の伝動用ベルトの部分正面図である。
【図３】本発明に係る伝動用ベルトをモールド上で成形体を作製する状態を示す図である。
【図４】本発明に係る伝動用ベルトの使用するコグパッドの斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    伝動用ベルト
２    接着ゴム層
３    心線
４    補強布
５    ゴム層
６    伸張ゴム層
７    圧縮ゴム層
８    コグ谷部
９ａ  コグ山部
９ｂ  コグ山部
１１    上コグ部
１２    下コグ部
１４ａ  ジョイント部
３５ａ  ジョイント部
２０ａ  ゴム製型
２０ｂ  硬質型
【図１】
2006150612.tif 000003
【図２】
2006150612.tif 000004
【図３】
2006150612.tif 000005
【図４】
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