(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯カバーを備えた歯付伝動ベルトであって、
前記歯カバーは、６０ｍＪ／ｍｍ2あるいは８０ｍＪ／ｍｍ2より大きい、横糸伸度と横糸強度の積の１／２（すなわち、ここで定義される布引張強靭度）をもつ織布であることを特徴とする歯付伝動ベルト。
【請求項２】
横糸が、０．０３〜０．０４９Ｎ／ｄｔｅｘの範囲の破断強度をもつ、もしくは中間のテナシティをもつナイロン６６である場合、横糸方向の布引張強靭度が、６０ｍＪ／ｍｍ2以上であり、
あるいは、横糸が、０．０５Ｎ／ｄｔｅｘを超える破断強度をもつ、もしくは高テナシティのナイロン６６である場合、横糸方向の布引張強靭度は、およそ８０ｍＪ／ｍｍ2を超えることを特徴とする請求項１に記載の歯付伝動ベルト。
【請求項３】
歯ピッチが、概して１４ｍｍであることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の歯付伝動ベルト。
【請求項４】
注型ポリウレタンを備えたベルト本体をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の歯付伝動ベルト。
【請求項５】
カーボンファイバの心線を備えることを特徴とする請求項４に記載の歯付伝動ベルト。
【請求項６】
前記布が、ジグザグの斜文織を有することを特徴とする請求項３に記載の歯付伝動ベルト。
【請求項７】
前記布が、４×２の斜文織を有することを特徴とする請求項６に記載の歯付伝動ベルト。
【請求項８】
前記布が、２層の織物構造を有することを特徴とする請求項３に記載の歯付伝動ベルト。
【請求項９】
注型ポリウレタンのベルト本体と、
前記ベルト本体に埋め込まれたカーボンファイバ心線と、
明細書の表１に示した実施例２の特性をもつ歯布と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の歯付伝動ベルト。
【請求項１０】
注型ポリウレタンのベルト本体と、
前記ベルト本体に埋め込まれたカーボンファイバ心線と、
明細書の表１に示した実施例３の特性をもつ歯布と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の歯付伝動ベルト。
【請求項１１】
注型ポリウレタンのベルト本体と、
前記ベルト本体に埋め込まれたカーボンファイバ心線と、
明細書の表２に示した実施例５、実施例６もしくは実施例７の特性をもつ歯布と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の歯付伝動ベルト。
【請求項１２】
エラストマーベルト本体と、
前記ベルト本体に埋め込まれた心線と、
明細書の表１に示した実施例２もしくは実施例３の特性をもつ歯布、または明細書の表２に示した実施例５、実施例６もしくは実施例７の特性をもつ歯布と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の歯付伝動ベルト。
【請求項１３】
前記エラストマーベルト本体が、硫化ゴム、熱可塑性エラストマーまたは注型エラストマーであることを特徴とする請求項１２に記載の歯付伝動ベルト。
【請求項１４】
歯付ベルトの形で平ベルト、マルチＶベルトまたはＶベルトであることを特徴とする請求項１２に記載の歯付伝動ベルト。
【請求項１５】
前記布の横糸方向が、ベルト長手方向に配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の歯付伝動ベルト。
【請求項１６】
前記布が、縦糸に対する横糸の比が５．２より大きく、そして、相対的により高度にテクスチャード加工された横糸と、相対的に軽くテクスチャード加工された、あるいはまったくテクスチャード加工されていない縦糸とを有することを特徴とする請求項１に記載の歯付伝動ベルト。
【請求項１７】
歯カバーを有する歯付伝動ベルトの改良方法であって、
従来の歯布と比べてより大きな布引張強靭度をもつ異なった布を選択し、
最も高い布引張強靭度の方向がベルト長手方向を向くように、前記異なった布を向けることを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記異なった布の布引張強靭度が、６０ｍＪ／ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、より強靭な外被布デザインの使用を通じた同期ベルト／歯付ベルトの改良に関し、特に、ベルト長手方向に沿った高い伸長性と耐久性の両方を兼ね備えた布の使用に関し、より詳細には、本明細書で定義される、優れた「布引張強靭度（Fabric Tensile Toughness）」を備えた布の使用に関する。
【０００２】
同期ベルトは、少なくとも一方の側面に歯を備え、確実な係合と同期化された動きあるいは動力伝達のための溝プーリーと噛み合っている。このような歯付ベルトは、一般的に、テンションのかかる状況で歯のピッチを一定に維持するため、高い引張強度とモジュラスをもつ心線を埋め込んだエラストマーベルト本体を備えている。歯表面は、対摩耗性を高める、あるいは心線を保護するため、布（fabric）あるいはフィルムで覆われる。米国特許第２，５０７，８５２号明細書に記載されたような初期の歯付ベルトは、堅くて重いダック（Duck）の平織物を利用していた。強度に制約のあるダックあるいはその他の布は、性能の良い歯の形状を必要とした。伸長可能な布は、米国特許第３，０７８，２０６号明細書に紹介されていて、ゴムが心線ラインに沿って力を受け、布表面を押し付ける成形溝に押される過程で布が歯形に適合するフロースルー成形を可能にする。高い引張強度をベースにした伸長可能な布である縮れナイロンが、例えば米国特許第４，８２６，４７２号明細書に開示されている。縮れ方式あるいはテクスチャード加工は、誤った捻じり方法によるものであった。
【０００３】
特別な布が、必要に応じて特有のベルトに対し開発された。米国特許第３，９６４，３２８号明細書は、ポリエチレンラミネートを備えた外被布を開示し、低い摩擦係数を提供するととともに、低粘性の注型エラストマーがベルト表面に浸透するのを防ぐ。米国特許第５，３６２，２８１号明細書は、２セットの縦横糸が単層で結ばれた二重織の布を開示し、１４ｍｍピッチの丸型歯付ベルトに対して役立つことが明らかとなっており、明細書を参照することによってその内容が本明細書に組み込まれる。
【０００４】
米国特許第５，５２９，５４５号明細書は、アラミド繊維を取り入れた伸長する布を開示している。アラミド糸はテクスチャード加工によって伸長可能にするのが難しいため、伸長可能な糸は、アラミドおよびナイロンで覆われたエラストマー糸から形成されている。
【０００５】
米国特許第８，９３２，１６５号明細書は、耐久性が増した歯付ベルトにおいて相対的に薄い布の使用を開示し、明細書を参照することによってその内容は本明細書に組み込まれる。
【０００６】
欧州特許出願公開第２，０７２，８５７号明細書は、縦糸に対する横糸の質量割合が３．００〜５．１７の範囲にある布を開示している。公開公報はまた、全横糸の少なくとも６０％が縦糸を覆い、歯側のベルト外側面を向いていることを開示している。ここでは、歯付ベルトのノイズを改善することが報告されている。
【０００７】
欧州特許出願公開第２，５７０，５２９号明細書は、リブベルトの動力伝達面で使用可能な布を開示している。その布は、熱可塑性ポリマーで、テクスチャード加工された糸で織られたものであり、荷重２Ｋｇの力で縦糸を伸ばしたときにサンプルの５〜６０％が２５ｍｍ幅で伸び、荷重２Ｋｇの力で横糸を伸ばしたときにサンプルの４０〜２５０％が２５ｍｍ幅で伸びる。布は、容積大のテクスチャード加工された縦横糸を備えていればよく、このましくは、低モジュラスで、伸長性が高く、低通気性であるのがよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
同期ベルト技術をより高いレベルのパフォーマンスへ前進させる布の構成を改善することが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、同期ベルトに対する新しい布の構成を提供するとともに、改善された同期ベルトのパフォーマンスを提供するような布の構成の選択方法を提供するシステムおよび方法に向けられている。
【００１０】
本発明の一態様は、歯付伝動ベルト用の知られた歯布を改善する方法であって、従来知られた布よりも布引張強靭度の高い異なる布を選択し、布引張強靭度が最も高い方向がベルト長手方向となるように、その異なった布を向ける。異なった布の布引張強靭度は、６０Ｎ／ｍｍ以上、８０Ｎ／ｍｍ以上、あるいは９０Ｎ／ｍｍ以上である。
【００１１】
本発明のいくつかの態様は、エラストマーベルト本体と、そこに埋め込まれた心線と、布引張強靭度が６０Ｎ／ｍｍ以上、８０Ｎ／ｍｍ以上、あるいは９０Ｎ／ｍｍ以上である歯布を備えたベルトに関する。歯布は、表１に示す実施例２もしくは実施例３の特性をもつことが可能であり、あるいは表２の実施例５、実施例６もしくは実施例７の特性をもつことが可能である。エラストマーベルト本体は、硫化ゴム、熱可塑性エラストマー、またはポリウレタンのような注型エラストマーで構成可能である。心線は、カーボンファイバによって構成可能である。ベルトは、歯付ベルトの形にすることが可能であり、平ベルト、マルチＶベルトあるいはＶベルトで構成可能である。歯付ベルトは、８ｍｍ、９．５２５ｍｍ、１１ｍｍ、１４ｍｍあるいはそれ以外の歯ピッチをもつことが可能である。布の横糸方向をベルト長手方向に向けることができる。
【００１２】
少なくとも一方向に関して２倍の強靭性をもつ布を利用すると、歯付ベルトの負荷寿命は３倍に伸び、負荷容量もおよそ１５パーセント増加する。これは、従来のデザインよりもベルト寿命が長くなることを意味し、あるいは、同じ寿命期間の場合、ベルト幅を狭くすることでよりコンパクトで軽いベルト／スプロケットを提供することが可能であることを意味する。この改善によって、ベルトによって提供可能な今現在のアプリケーションよりもより高負荷のアプリケーションを含む潜在的市場を大きくすることができる。加えて、布のデザインは、今現在のスプロケットおよびベルト断面形状とベルトとの適切な一致を維持し、布は今現在の布、ジャケットそしてベルト製造方法に使用可能である。
【００１３】
布は、糊処理、接着処理、もしくはラミネートフィルムまたはゴムのコーティング、あるいはこれらの組み合わせによる処理が施される。そのように処理された布は、ここでは「ジャケット」と呼ぶ。
【００１４】
Ｖベルト、平ベルト、マルチＶベルトを含む他の種類の伝動ベルトは、１つもしくは複数の面、特にプーリー接触面を覆う布をたいてい含む。そのような布は、様々なアプリケーションにおいて耐摩耗性を増加させ、ベルト本体内のゴムにクラックが発生するのを防止あるいは抑制し、ベルト強度および負荷容量を向上させ、外部環境への耐性を提供し、ベルトのノイズレベルに影響を与え、あるいは製造方法の選択に影響を与える。そのようなベルトはまた、ここに開示された方法および布から利益を得る。
【００１５】
前述したものは、本発明の特徴および技術的アドバンテージを広く概説したものであり、以下に続く本発明の詳細な記述によって本発明がより理解される。本発明の付加的な特徴およびアドバンテージは、以下記載されており、本発明のクレーム対象を形成する。発明の概念および開示された実施形態は、本発明と同じ目的を実行するための他の構成を修正、あるいはデザインするための基礎として、容易に利用可能であることは、当業者に認識されるべきである。また、それと等価な構成がクレームに記載された発明の範囲から離れないことは当業者に理解されるべきである。構成および処理の方法両方に関して本発明の特徴となるべき新規な特徴は、さらなる対象および利点とともに、添付図面と関連づけて考慮される以下の記述からよりよく理解されるであろう。しかしながら、各図は単に例示および記述の目的で提供されるのであって、本発明の権利範囲を定める意図がないことは、明確に理解されるべきことである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
添付図面は、明細書の一部を形成するように組み込まれており、本発明の好ましい実施形態を例示し、明細書とともに本発明の原理を説明するのに役立つ。
【００１７】
図１は、部分的に抽出された本発明の実施形態である歯付きベルトの側面図である。
【００１８】
図２は、本発明の実施形態である布織物の概略的表示である。
【００１９】
図３は、３つの実施例ベルトに対する負荷寿命テストデータのグラフである。
【００２０】
図４は、本発明の実施形態である他の布織物の概略的表示である。
【００２１】
図５は、本発明の実施形態である他の布織物の概略的表示である。
【００２２】
図６は、本発明の実施形態である他の布織物の概略的表示である。
【００２３】
図７は、本発明の実施形態である他の布織物の概略的表示である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１を参照すると、本発明の一態様であるベルト１０は、注型ウレタンベルト材料で構成可能な本体１２を有し、本体１２は、本体を形成するとともに所定ピッチＰの間隔で離れているベルト歯１４を備えている。ベルト歯は、ベルト歯の外周面に沿って配置された耐摩耗性の布１６に覆われている。渦巻き螺旋状のコードである心体１８は、ベルト本体に埋設されている。適宜、横断方向に沿った複数の溝２０がベルトの外側の層に形成される。溝２０は必須の構成ではないが、ベルト自重を低減し、ベルトの柔軟性を高める。
【００２５】
従来の同期ベルト布を改良するアプローチは、より高いパフォーマンスを得る布材料を試みること、あるいは布の重量もしくは密度を増すことなど、一度に１つの特徴を改善することに基づいていた。本発明では、複数の設計変数を同時に考慮することを発案し、特に歯付ベルトの長手方向の“布引張強靭度（Fabric Tensile Toughness）”と呼ばれるパラメータを最適化することによって、ベルト寿命が劇的に改善されることを見出した。ここでは、布の横糸方向がベルト長手方向として使用され、布の縦糸方向がベルト横断方向として使用される。なお、当然ながら、必要に応じて織り方に従って縦糸、横糸の方向を逆にしてもよい。
【００２６】
ここでは、布引張強靭度は、糸の材料特性、糸の構成および布の構成の関数としてモデル化されている。モデルは、基本的に、布の２つの織り方向各々に対する５つのパラメータモデルによって構成される。５つのパラメータは、糸の線密度（linear density）、糸の極限伸び(ultimate elongation)、糸の強度(strength)、糸の織り比(weave ratio)、そして糸の充填密度(packing density)である。
【００２７】
糸の線密度「ｌｄ」は、デシテックス（ｄｔｅｘ）単位，すなわちｇ／１０，０００ｍで測定することができる。糸の極限伸度「ε」は、ここでは直状にされた糸に基づいて測定される、すなわち、最初にテクスチャード加工糸が最小限加重で真っ直ぐに引っ張られ、従来の引張試験機によって伸長テストが行われる。正規化された糸の強度τ＝ｆ／ｌｄは、糸の材料の特徴としてモデルに使用されている。糸の破断加重「ｆ」は、極限伸びのときと同じときに適当な引張試験機によって同様に測定可能である（ｆの単位はＮ／ｅｎｄで表すことができる）。糸の織り比「η」は、フラットで力が加えられていない織物の単位長さに対する糸を真っ直ぐにしたときの長さ、すなわち、布の単位長さ（あるいは幅）を生産するのに必要な直状糸の量として定義される。これにより、織り比η＝（真っ直ぐにした糸の長さ／糸の方向の布範囲）であり、無次元である。糸の充填密度「ｎ」は、布の単位長さもしくは幅に対する糸の端の数であり、ｅｎｄｓ／２５ｍｍと表すことができる。
【００２８】
これらの糸のパラメータは、以下のモデルに従って布特性を推定することに使用することができる。糸の全重量、すなわち、布の横糸方向、縦糸方向いずれかのエリア密度ＡＤは、ＡＤ＝ｌｄ・ｎ・η／２５０と推定される。係数となる２５０は、単位、すなわちデシテックスで１０と、糸充填密度での２５による。Ｎ／２５ｍｍの単位で所定方向（縦糸方向あるいは横方向）に沿った布引張強度Ｆは、Ｆ＝τ・ｌｄ・ｎとして推定される。
布の極限伸長εｕは、εｕ＝（ε＋１）η−１として推定される。
【００２９】
そして、布引張強靭度Ｔは、布が引っ張られたときに線形的なふるまいをすると仮定し、単位エリア布を破断するに必要なエネルギー（ｍＪ／ｍｍ2もしくはＮ／ｍｍ の単位をもつ）として定義することが可能である。これにより、Ｔ＝（１／２）・Ｆ・εｕとなる。これは、応力−ひずみ曲線の端点に基づく三角エリア式（triangle area formula）を表す。糸のパラメータで表すと、最終的に５つのパラメータを含んだモデル式が提供される。
【００３０】
Ｔ＝τ・ｌｄ・ｎ・［（ε＋１）η−１］／５０
【００３１】
ここで、係数の５０には、充填密度ｎの単位に含まれた２５−ｍｍを含む。Ｆ、εｕ、そしてＴは、布で直接計測することが可能である。一方、エリアは、布を直接図るときの応力−歪み曲線を積分することによって決定することができる。これにより、糸の特性から形成される布の強靭性と、実際に測定される布の強靭性とを縦糸方向、横糸方向に関して比較することによって、モデルをテストすることが可能である。この比較は、重量３５９ｇ／ｍｍ２〜５３５ｇ／ｍｍ２の範囲にある４つの異なったタイミングベルト布を使用して実行された。糸の特性から計算される布重量は、測定された布重量から４％〜１１％の範囲で異なった。糸の特性から計算された布の横糸強度は、測定された横糸強度から１％〜８％の範囲で異なった。糸の特性から計算された布の縦糸強度は、測定された縦糸強度から１８％〜２２％の範囲で異なった。横糸方向の布伸びは、糸の特性から計算された値と１０％〜１７％の範囲で異なった。
【００３２】
糸の特性に基づいた布強靭度モデルが、直接求められる布の値と実質的に一致している認められるため、どちらのアプローチも、布引張強靭度を特徴づけるとともに本発明を記述するのに使用可能と考えられる。
【００３３】
布モデルの５つのパラメータは、未染色布（greige-fabric）から決定する、あるいは未染色布を分解することによって測定するのが最も容易である。未染色布から測定するのと比べて難しいけれども、パラメータおよび布特性を最終ベルト製品から抽出された布で測定することも可能である。パラメータは、繊維処理、ベルト製造および抽出の間、布の取り扱いによっていくらか変更される。ここでは、繊維もしくは糸の状態は、重要な部分で同定される。概して、クレームあるいは明細書のパラメータの範囲は、特段言及しない限り、そのような取扱いの影響がある可能性を含む意味合いがあり、したがって、ベルトから見出されるあるいは抽出されるものとして、未染色布もしくは糸と、布もしくは糸両方に適用される。
【００３４】
モデルの５つのパラメータは、好ましい布引張強靭度を達成するため、様々な方法で操作することができる。糸の線密度ｌｄは、意図するものを選択し、あるいは利用可能な糸のサイズから選択すればよい。糸の極限密度εおよび正規化された糸の強度τは、主に糸の材料の選択によって決定される。それと比べて影響の小さい範囲では、糸の構成（捩じり、混成、複合化など）もまた、ε、τに影響を与える。既知であるように、適当な繊維材料を糸に組み入れることが可能であり、伸びおよび強度は、モデルへの使用によって決まる。織り比ηは、糸の処理に大きく影響され、特にテクスチャード加工の使用に影響される。より高度なテクスチャード加工は、より高い織り比をもつ。織り方のパラメータおよび布の後処理はまた、布の収縮、糸の曲りなどによって織り比に影響を与える。充填密度ｎは、糸のサイズ、布厚さ、織り方の制限などに関連する多数の現実的制限の中で、意図して選ばれる。
【００３５】
様々な実施形態によれば、上述した布引張強靭度ができる限り大きくなるように、歯付ベルトに対してベルト長手方向に沿った糸および布のパラメータを選択することが、アドバンテージとなる。布に対するパラメータ選択を制限する他の制約、すなわちベルトおよび布上での幾何学的な制約が存在する。例えば、布の厚さは、ベルト、プーリーおよびベルトが適用されるシステムにおいて望ましいピッチ径によって制約される。このような次元の関係および制約は従来よく知られている。布の厚さおよびピッチ径のさらなる議論については、例えば米国特許第８，９３２，１６５明細書を参照されたく、そして、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【００３６】
これによれば、従来の１４ｍｍピッチの歯付ベルトシステムの構成に対し、縦糸および横糸の１方向あるいは両方向における布引張強靭度が、６０ｍＪ／ｍｍ２以上または８０Ｎ／ｍｍ以上、あるいは９０ｍＪ／ｍｍ２以上の範囲であることが、アドバンテージとなる。布引張強靭度の目標レベルは、縦糸あるいは横糸の繊維材料に依存する。例えば、０．０５０Ｎ／ｄｔｅｘよりも大きな糸引張強度をもつ高テナシティ（high tenacity）の材料については、布引張強靭度が８０Ｎ／ｍｍ以上、あるいは９０ｍＪ／ｍｍ２以上の範囲にあることが有利である。およそ０．０３０〜０．０４９Ｎ／ｄｔｅｘの糸引張強度をもつ中テナシティ(medium tenacity)の材料については、布引張強靭度が６０Ｎ／ｍｍ以上、あるいは７０ｍＪ／ｍｍ２以上あるいは８０ｍＪ／ｍｍ２以上の範囲にあることが有利である。
【００３７】
５つのパラメータがあるため、この目標を満たす多くの布の構成が存在する。以下の例は、目標を満たす幾つかの例示を提供する。
【００３８】
表１は、１４ｍｍピッチのタイミングベルトに対する２つの改良したベルト布を提供するモデルの使用例を示す。比較例（Com.Ex.1）は、中テナシティのナイロン６６でテクスチャード加工された横糸をもつ従来の１４ｍｍピッチベルト用布を表す。本実施例（Ex.2）は、横糸に高テナシティのナイロン６６を利用し、糸の単位引張強度が４５％増加した。織り比（Yarn weave ratio）と充填密度（Yarn packing density）もまた増加しており、線密度（Yarn linear density）と極限伸び（Yarn ultimate elongation）の減少分よりも３つのパラメータ値が大きく増加し、これによって横糸方向の布引張強靭度が劇的に１０６％増加した。本実施例３（Ex.3）は、比較例１（Ex.1）と同じ材料および同じ織物を利用しているが、横糸密度がより大きい。
【００３９】
本実施例２は、縦糸の線密度が減じているが、縦糸方向の布特性が低下していることが主な理由である。１４ｍｍピッチの歯付ベルトの場合、適切なピッチラインあるいはベルト上での心線位置を維持するため、この減少は、必要に応じて布厚さのつり合いを許容する。これにより、いくつかのベルトアプリケーションに対し、縦糸に対する横糸の重量比（AD ratio）を５．２あるいは５．５よりも大きくなるように選択することが、アドバンテージとなる。また、いくつかのベルトアプリケーションに対し、横糸を非常にテクスチャード加工する一方で、縦糸をあまりテクスチャード加工しない、あるいはまったくしないことが、アドバンテージとなる。
【００４０】
（米国特許第５，８０７，１９４号明細書、Ｋｎｕｓｔｓｏｎ  ａｎｄ  Ｄｏｄｓｏｎに開示されているような）カーボン心線付のＧＴ（登録商標）歯型を備えた、１４ｍｍピッチの注型ポリエチレン歯付ベルトが作成され、負荷寿命テストを実施した。表１の３つの布が使用された。各布は、（米国特許第３，９６４，３２８号、Ｒｅｄｍｏｎｄ，  Ｊｒ．の明細書に開示されているような低摩擦係数を提供する）ポリエチレンラミネートを備えた型プロファイルに適合するように、予備成形し、その結果、布はベルト内において事前の伸びがなかった。言い換えると、ここで定義される織り比は、最終的なベルトでみられる布と同様に、平坦で力の掛かっていない布と、同じ織り比である。比較例１の布の織物は、米国特許第５，３６２，２８１号明細書、Ｄｕｔｔｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｎｌｅｙに開示されているように、２層で、ナイロン製の平織である。本実施例２のモデルのパラメータは、シェブロン柄、あるいはジグザグで４×２のくずれた斜文織／綾織（twill pattern）と考えることもできるドビー（dobby）柄の単層布に使われている。本実施例２の織物パターンは、図２に例示されており、横糸方向が水平方向、縦糸方向が垂直方向になっている。
【００４１】
１４ｍｍピッチの付加寿命テストが、２接点テスターで実行される。被駆動プーリーおよび駆動プーリーは、３２の溝を備えている。テスターは、１７５０ｒｐｍで回転し、７３ＨＰの負荷が与えられる。ベルト歯の数は任意であるが、１４０および１２５の歯数のベルトでテストが行われた。ベルト幅は任意であるが、２０ｍｍ、１６ｍｍ、１４ｍｍの幅のベルトでテストが行われた。これにより、３つのレベルの負荷が、２．６６、３．４２、３．９１ｋｇ／ｍｍ／歯としてそれぞれ実現された。結果を図３のグラフに示している。
【００４２】
図３の最終結果を見ると、より強靭な布を利用すれば、ベルトの負荷寿命は３−５倍増加し、負荷容量もまたおよそ１５〜２５％増加している。これは、より強靭な布を備えたベルトは、従来のベルト構成よりも寿命がとても長くなることを意味する。これはまた、同じ寿命でありながら、ベルト幅を狭くして、よりコンパクトで軽いベルト／スプロケットの構成を提供することができることを意味する。これは、今現在はチェーンのみ使用されているより高負荷なベルトアプリケーションを含む潜在的なベルトアプリケーション市場を大きくする。加えて、布の構成は、今現在あるスプロケットおよびベルト断面に対するベルトの適切な噛み合いを維持し、今現在の布、ジャケットおよびベルト製造プロセスに使用可能である。
【００４３】
モデルの５つのパラメータに合わせるという点において、実施例２にマッチする多くの布の構成が存在することは注目すべきことである。図４〜７は、様々な代わりとなる織物を例示し、すべて、ジグザである４×２の斜文織パターンのバリエーションである。加えて、他の斜文織パターンも、モデル内の同じ糸パラメータに適用可能であり、ターゲットとなる布引張強靭度を達成する。例えば、５×２、２×２、３×２、３×１、２×１などのパターン、また、ヘリンボン、ジグザグ、くずし、シェブロンのような関連する派生的な斜文パターンがある。つまり、目標を満たすことができる斜文織布の構成が数多く存在する。同様に、ターゲットとなる布引張強靭度を使用可能な多くの他の布の構成が存在する。これらのなかには、平織、サテン織物およびオックスフォード、バスケット、ベッドフォードコード、ピケ（pique）などの派生織物、裏地布、２重、３重および多重布、レノ（leno）布などがある。裏地布は、第２の縦糸あるいは横糸一式を有し、一方、２重、３重そして多重布は、それぞれ２つ、３つそして多数の縦糸および横糸両方一式を有する。
【００４４】
本実施例３は、同期ベルトの布の改良に対するモデルの他の適用例を提供している。実施例３の布は、比較例１と同じ２層の織物構造であって、同じ中テナシティのナイロン６６横糸材料を有するが、横糸方向に布引張強靭度を３６パーセント増加させるため、横糸の織物密度および糸のサイズが調整されている。布の変数の変化（％）および比較例１を超える実施例３の特性が、表１に示されている。実施例３の布を備えたベルトは、実施例２と同じ方法で製造され、同じ方法でテストされた。その結果も図３に示している。実施例３のパフォーマンスは、実施例２のパフォーマンスからやや改善され、比較例１から大きく改善されている。これは、布引張強靭度が多少改善されただけでも（具体的には３６パーセント）、ベルトのパフォーマンスが非常に劇的に改善される（３倍）ことを示す。他の要因も同様にベルトパフォーマンスに影響を与えることは言及すべきことであり、本モデルは、必ずしもそのような要因すべてに対して説明するものでもない。そのような要因には、布の織り方、布の厚さなどが含まれる。例えば本実施例２、３を比較すると、２つの間には織物のタイプに関して重大な違いがあり、実施例２は、崩しあるいはジグザグ斜文織であるのに対し、実施例３は、二層の平織布である。加えて、実施例３は、実施例２よりもより布が厚い傾向があり、これは米国特許第８，９３２，１６５号明細書に記載されているような好ましい効果をもたらす。にもかかわらず、布引張強靭度を考慮することで、ベルト使用に対し本モデルに従って布を改善することができ、他の事もすべて同様に改善される。
【００４５】
【表１】
0006513283.tif 000002
【００４６】
他のベルトアプリケーションにおいても、本アプローチが横糸方向および縦糸方向の両方の布強靭性が改善できることは特筆すべきことである。歯付ベルト（同期ベルト）のパフォーマンスは、横糸方向（すなわち、ベルト長手方向を向く方向）に支配され、縦糸方向の特性は上記実施例２のようにトレードオフとなり、これによって布の厚さといった他の制約が維持される。横糸および縦糸両方を改善する必要があるベルトアプリケーションに対し、本モデルは両方を改善する方法を提供する。
【００４７】
表２は、８ｍｍピッチおよび９．５２５ｍｍピッチの同期ベルトで使用される布を改善するモデルの適用を例示する。比較例４は、高テナシティのナイロン６６糸で横方向にテクスチャード加工された２×２の斜文織布である。実施例５−７は、計算モデルをベースにした改良布の構成を例示した。実施例５は、同じナイロン６６の素材を使って横方向に沿った布引張強靭度が２倍以上に達しているが、織り比および充填密度も増加し、これによって引張強度および伸びが増加している。実施例６は、横糸の素材強度が多少増加するとともに、充填密度および織比が幾分増加していることによって、横糸方向の布引張強靭度が同じように増加している。実施例７は、もっぱら横糸の素材強度を増加させる、すなわち材料を変えることによって、横糸方向の布引張強靭度が同じように増加している。これにより、本モデルは、一方向もしくは両方向の布引張強靭度を増加させることによって、同期ベルト用の外被布を改善する案内および複数のアプローチを提供する。
【００４８】
これによって、８ｍｍもしくは９．５２５ｍｍピッチの従来型システム構成の歯付ベルトに関しては、縦糸方向および横糸方向の一方もしくは両方向に沿った布引張強靭度が、６０ｍＪ／ｍｍ２以上もしくは８０Ｎ／ｍｍ以上、あるいは９０ｍＪ／ｍｍ２以上の範囲にすることが、アドバンテージとなる。布引張強靭度の目標レベルは、縦糸もしくは横糸の布材料に依存する。例えば、およそ０．０５０Ｎ／ｄｔｅｘより大きな糸の引張強度をもつ高テナシティ材料については、布引張強靭度が８０Ｎ／ｍｍ以上、または９０ｍＪ／ｍｍ２以上の範囲にあることが、アドバンテージとなる。およそ０．０３０〜０．０４９Ｎ／ｄｔｅｘより大きな糸の引張強度をもつ中テナシティ材料については、布引張強靭度が６０Ｎ／ｍｍ以上、または６０Ｎ／ｍｍ以上、あるいは７０あるいは８０ｍＪ／ｍｍ２以上の範囲にあることが、有利となる。
【００４９】
【表２】
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【００５０】
ここに記載される布は、糊処理、接着処理、またはラミネートフィルムもしくはゴムのコーティング、あるいはそれらの組み合わせによる処理が施される。そのように処理された布は、ここでは「ジャケット」と呼ぶ。一般的にジャケットは、ポリウレタンベルト使用のために熱可塑性ラミネートをベルト外表面に含む。一般的にジャケットは、ゴムあるいは硫化エラストマーベルトを使用するため、接着漬浸コーティングおよびラバーコーティングをベルト内側面に含む。
【００５１】
Ｖベルト、平ベルト、マルチＶベルトを含む他の種類の伝動ベルトは、１つもしくは複数の面、特にプーリー接触面を覆う布をたいてい含む。そのような布は、様々なアプリケーションにおいて耐摩耗性を増加させ、ベルト本体内のゴムにクラックが発生するのを防止あるいは抑制し、ベルト強度および負荷容量を向上させ、外部環境への耐性を提供し、ベルトのノイズレベルに影響を与え、あるいは製造方法の選択に影響を与える。そのようなベルトはまた、ここに開示された方法および布から利益を得る。
【００５２】
本発明のベルトは、ここに開示された強靭なベルトを利用する製造業者において知られたベルト製造方法によって作成可能である。適切な心線あるいはエラストマーベルト本体の構成が使用可能である。
【００５３】
本発明およびその利点が詳細に記載されたが、附随したクレームによって定義される本発明の権利範囲から離れることなく、様々な変形、代用、交換が可能であることは理解されるべきことである。さらに、本アプリケーションの範囲は、明細書に記載された特定の実施形態の処理、装置、製造、組成、手段、方法およびステップに限定されることを意図していない。当業者は本発明の開示を容易に理解するため、今現在あるもしくは後に開発される実質的に同じ機能を実行するあるいはここに記載されている対応した実施形態と実質的に同じ結果をもたらす処理、装置、製造、組成、手段、方法、ステップは、本発明に従って容易に利用可能である。これに従い、付随したクレームは、そのような処理、装置、製造、組成、手段、方法、ステップの範囲内に含むことを意図している。ここに開示された発明は、詳細に開示されていない要素がなくても、適切に実施可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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