(57)【要約】【課題】本発明の動力伝達用ベルトは、ベルトの伸び、芯材、磨耗、及び耐久性に関して、改良された特性を提供する複合物を備えている。【解決手段】ベルト（１０）は、圧縮部（１６）、引張部（１２）、及び圧縮部（１６）と引張部（１２）との間に配置された負荷担持部（１４）を有している。ベルトはエラストマー／熱可塑性材料を有しており、エラストマー／熱可塑性材料は５０〜９０％のエラストマー物質及び１０〜５０％の熱可塑性物質を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮部、引張部、及び圧縮部と引張部との間に配置された負荷担持部を有しているベルトであって、該ベルトはエラストマー／熱可塑性材料を備えており、該エラストマー／熱可塑性材料は５０〜９０％のエラストマー物質及び１０〜５０％の熱可塑性物質を備えているベルト。
【請求項２】
前記エラストマー／熱可塑性材料は６０〜８０％のエラストマー物質、及び２０〜４０％の熱可塑性物質を備える請求項１に記載のベルト。
【請求項３】
前記エラストマー／熱可塑性材料のエラストマー物質は、天然ゴム、ポリクロロプレン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリイソプレン、水素化ニトリルブタジエンエラストマーをグラフトした不飽和カルボン酸エステルの亜鉛塩、スチレン−ブタジエンゴム、ポリブタジエン、エチレン・プロピレン・ジエン・モノマーゴム、水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリウレタン、及びエチレン−アクリリックエラストマーから成るグループから選択される請求項１に記載のベルト。
【請求項４】
前記エラストマー／熱可塑性材料のエラストマー物質は、ブタジエン共重合体である請求項１に記載のベルト。
【請求項５】
前記エラストマー／熱可塑性材料の熱可塑性物質は、熱可塑性ポリオレフィン樹脂、熱可塑性ポリアミド樹脂、及びビニル樹脂から成るグループから選択される請求項１に記載のベルト。
【請求項６】
前記エラストマー／熱可塑性材料の熱可塑性物質は、ビニル樹脂である請求項１に記載のベルト。
【請求項７】
前記エラストマー／熱可塑性材料は、前記ベルト内に絶縁層を形成し、該絶縁層は前記ベルトの前記圧縮部に配置されている請求項１に記載のベルト。
【請求項８】
前記ベルトは少なくとも１つの駆動面を有しており、該駆動面は前記ベルトの外面に接着された織物層を有し、前記エラストマー／熱可塑性材料が前記織物層に含浸されている請求項１に記載のベルト。
【請求項９】
前記負荷担持部は材料内に埋め込まれている強化用紐を備えており、埋め込み材料は前記エラストマー／熱可塑性材料である請求項１に記載のベルト。
【請求項１０】
圧縮部、引張部、及び圧縮部と引張部との間に配置された負荷担持部を有しているベルトであって、該ベルトはエラストマー／熱可塑性材料を備えており、該エラストマー／熱可塑性材料は５０〜９０％のエラストマー物質及び１０〜５０％の熱可塑性物質を備えており、前記エラストマー物質はブタジエン共重合体であり、前記熱可塑性物質はビニル樹脂であるベルト。
【請求項１１】
前記エラストマー／熱可塑性材料は６０〜８０％のエラストマー物質及び２０〜４０％の熱可塑性物質を備える請求項１０に記載のベルト。
【請求項１２】
前記エラストマー／熱可塑性材料は前記ベルト内に絶縁層を形成し、該絶縁層は前記ベルトの前記圧縮部に配置されている請求項１０に記載のベルト。
【請求項１３】
前記ベルトは少なくとも１つの駆動面を有しており、該駆動面は前記ベルトの外面に接着された織物層を有し、前記エラストマー／熱可塑性材料が前記織物層に含浸されている請求項１０に記載のベルト。
【請求項１４】
前記負荷担持部は材料内に埋め込まれている強化用紐を備えており、埋め込み材料は前記エラストマー／熱可塑性材料である請求項１０に記載のベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達用ベルトを対象とする。更に具体的には、本発明は、混合ゴム及び熱可塑性成分の使用によって達成される改良された特徴を有する、動力伝達用ベルトを対象とする。
【背景技術】
【０００２】
従来の動力伝達用ベルトにおいては、ベルトは、内部圧縮部、外側引張部、及び中間中立面（intermediate neutral plane）を有している。典型的には、らせん巻の強化用紐が中立面内に配置されており、これにより、中立面は負荷担持領域とも呼ばれる。このようなベルトは、縦方向又は横方向の溝、若しくは両方の組み合わせを使用した、様々な溝及びリブの形状を更に有している。溝はベルトの内側圧縮部内に配置される。溝は、動力伝達用システム内においてプーリの係合を補助している。いくつかのベルトのため、溝及びリブの形状は、外側引張部にも形成することができる。
【０００３】
自動車産業における発展によって、よりコンパクトなエンジン室で、より高いエンジン出力が実現している。この結果、これらのエンジンに使用される動力伝達用ベルトは、ベルト幅が減少しているにもかかわらず、高負荷、高張力及び高温のもとでの運用が要求されている。このような事情により、これら厳しい状況に耐えることができる高品質のベルトが求められている。このようなベルトの特性を改良するための方法の１つは、ベルトを作る材料を改良することである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は動力伝達用ベルトを対象とする。ベルトは、ベルトの伸び、芯材、磨耗、及び耐久性に関する改良された特性をベルトに提供する複合物を備えている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
開示されているのは、圧縮部、引張部、及び圧縮部と引張部との間に配置された負荷担持部を有するベルトである。ベルトはエラストマー／熱可塑性材料を有しており、エラストマー／熱可塑性材料は５０〜９０％のエラストマー物質及び１０〜５０％の熱可塑性物質を有している。あるいは、エラストマー／熱可塑性材料は６０〜８０％のエラストマー物質及び２０〜４０％の熱可塑性物質を備えている。
【０００６】
本発明の１つの特徴においては、エラストマー／熱可塑性材料のエラストマー物質は、天然ゴム、ポリクロロプレン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリイソプレン、水素化ニトリルブタジエンエラストマーをグラフトした不飽和カルボン酸エステルの亜鉛塩、スチレン−ブタジエンゴム、ポリブタジエン、エチレン・プロピレン・ジエン・モノマーゴム、水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリウレタン、及びエチレン−アクリリックエラストマーから成るグループ選択される。
【０００７】
本発明の別の特徴においては、エラストマー／熱可塑性材料のエラストマー物質は、ブタジエン共重合体である。
【０００８】
本発明の別の特徴においては、エラストマー／熱可塑性材料の熱可塑性物質は、熱可塑性ポリオレフィン樹脂、熱可塑性ポリアミド樹脂、及びビニル樹脂から成るグループから選択される。あるいは、エラストマー／熱可塑性材料の熱可塑性物質は、ビニル樹脂である。
【０００９】
本発明の別の特徴においては、エラストマー／熱可塑性材料はベルト内の絶縁層を形成し、絶縁層はベルトの圧縮部に配置されている。
【００１０】
本発明の別の特徴においては、ベルトは少なくとも１つの駆動面を有している。駆動面はベルトの外面に接着された織物層を有し、エラストマー／熱可塑性材料が織物層に含浸されている。
【００１１】
本発明の別の特徴においては、ベルトの負荷担持部はその中に強化用紐を有している。紐状材は材料の中に埋め込まれており、埋め込まれる材料はエラストマー／熱可塑性材料である。
【００１２】
本発明は、例示による方法で、添付図面を参照して説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下の記述は、本発明を実施するための現時点での最良の一の形態又は複数の形態である。この記述は、本発明の一般的原理を説明することを目的になされたものであって、趣旨を制限して理解されるべきではない。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲を参照することによって、最も良く規定される。図面に示されている参照符号は、明細書内に引用されている参照符号と同一である。
【００１４】
図１は無端動力伝達用ベルト１０を示す図である。ベルト１０は特に、当該技術分野で周知の技術に従った滑車に関連して使用されるよう構成されている。ベルトは特に、同期駆動用途における使用に適している。ベルト１０は、トルク感知駆動体（torque sensing drives）と呼ばれる、変化するベルト張力による衝撃荷重がベルト上にかけられる用途、ベルトが様々な速度で作動される用途、ベルトの張力及びそれに類する力を制御するよう、ベルトにバネの負荷がかけられる用途に使用されるよう構成されている。
【００１５】
ベルト１０は、引張部又は背部１２、クッション部又は圧縮部１６、引張部１２とクッション部１６との間に配置される負荷担持部１４、及び駆動面２０に接着された織物層１８を備えている。クッション部１６からのゴムが、織物層１８を通して駆動面２０へ浸透するのを防ぐ又は浸透を減少させるために、ベルトは、クッション部１６と織物層１８との間に設置される絶縁層２２を有すことができる。
【００１６】
本発明のベルトには、外面に接着された織物層１８を有する少なくとも１つの駆動面２０が存在する。図１に示された実施形態においては、織物層１８を有する、１つの駆動面２０が存在する。他の実施例に従うと、ベルト１０は２又はそれ以上の多数の駆動面を有することができる。織物層は、はベルトの非駆動外面上に更に存在させることもできる。織物層１８は、織布、不織布、又はニット織で作ることができる。本発明で使用される織物は、ナイロン（例えばナイロン４，６、ナイロン６，６及びナイロン６）、綿、ポリエステル、綿／ポリエステル、ナイロン／ポリエステル、綿／ナイロン、Ｌｙｃｒａ（登録商標、セグメント化ポリウレタン）、アラミド、レーヨン及びそれに類する材料を含む、従来の材料で作られる。好適には、織物はナイロン６，６で作られる。
【００１７】
負荷担持部１４は、負荷フィラメント又は紐状材２４が複合物２６内に埋め込まれた形の、負荷を負う手段を有している。紐状材はベルトの長手方向に対して横断方向又は平行であり得る。紐状材２４又はフィラメントは、任意の適宜の材料で作ることができる；例えば、アラミド、繊維ガラス、ナイロン、ポリエステル、綿、鋼鉄、カーボン繊維及びポリベンゾオキサゾール(polybenzoxazole)を含む材料である。
【００１８】
図１のベルト１０の駆動面２０は同期用である。他の実施形態に従うと、本発明のベルトは、ベルトの駆動面が平坦、単独のＶ字溝、及び複数のＶ字溝であるベルトを含んでいる。同期ベルトの代表的な例は、台形又は曲線をなす歯を有するベルトを含んでいる。
【００１９】
引張部１２及び圧縮部１６で使用されるエラストマーは、同一であっても異なってもよい。これらの部位の一方、又は両方で使用することができる従来のエラストマーは、天然ゴム、ポリクロロプレン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、ポリイソプレン、水素化ニトリルブタジエンエラストマーをグラフトした不飽和カルボン酸エステルの亜鉛塩、スチレン−ブタジエンゴム、ポリブタジエン、エチレン・プロピレン・ジエン・モノマーゴム（ＥＰＤＭ）、水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＨＮＢＲ）、ポリウレタン、及びエチレン−アクリリックエラストマーを含んでいる。
【００２０】
ベルト１０において、絶縁層２２はエラストマーと熱可塑性物質の混成物である。複合物２６は５０〜９０％のエラストマー物質及び１０〜５０％の熱可塑性物質を有する。好適な配分は、６０〜８０％のエラストマー物質及び２０〜４０％の熱可塑性物質である。ここで、エラストマーという用語は、通常は材料の加熱又は放熱によって生じる架橋反応によって、加熱時に凝固する又は不可逆性を示す、熱硬化性の高重合体と同一である。ほとんどのエラストマーは、解放時に、ほぼ元の長さに素早く伸縮する能力を有している。ここで、熱可塑性物質という用語は、熱にさらされたとき軟化し、室温まで冷却されるとき元の状態に戻る、高重合体の類と同一である。
【００２１】
絶縁層２２のエラストマー成分は、ベルトの製造に使用される従来のエラストマーから選択される、及び、限定はしないが、ベルト１０の引張部１２及び圧縮部１６に使用するエラストマーの検討においては、上に示されたエラストマーのリストを含む。好適なエラストマーは、ポリブタジエン、ＮＢＲ、及びＨＮＢＲのような、ブタジエン共重合体である。
【００２２】
熱可塑性成分は：高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、及び熱可塑性エチレン・プロピレン共重合体樹脂のような熱可塑性ポリオレフィン樹脂；ナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン４６（Ｎ４６）、ナイロン１１（ＮＩ１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ナイロン６１０（Ｎ６１０）、ナイロン６１２（Ｎ６１２）、ナイロン６／６６共重合体（Ｎ６／６６）、ナイロン６／６６／６１０共重合体（Ｎ６／６６／６１０）、ナイロンＭＸＤ６（ＭｘＤ６）、ナイロン６Ｔ、ナイロン６／６Ｔ共重合体、ナイロン６６／ＰＰ共重合体、及びナイロン６６／ＰＰＳ共重合体のような熱可塑性ポリアミド樹脂；又は、酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ビニルアルコール／エチレン共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩化ビニル／ビニリデン共重合体、及び塩化ビニリデン／アクリル酸メチル共重合体のようなビニル樹脂、であり得る。好適な熱可塑性物質は、熱可塑性ビニル樹脂である。
【００２３】
エラストマー物質及び熱可塑性物質の成分に加えて、複合物は更に硬化剤を含んでいる。本発明の成分内に用いることができる硬化剤は、例えば、過酸化ジクミル、過酸化ベンゾイル、２，４−過酸化ジクロロベンゾール、過酸化ｔ−ブチル−クミル、ｔ−ブチル・ペルベンゾアート、過酸化ｔ−ブチル、ｔ−ブチルペルオキシ（２−ヘキサン酸エチル）、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルペルオキシ）−ヘキサン、過酸化ベンゾイル、２，５−ジメチル−２，５−（ｔ−ブチルペルオキシ）−ヘキサン、１，１−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ−３，３，５−トリメチル・シクロヘキサン、吉草酸４，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシｎ−ブチル、及び吉草酸ｎ−ブチル４，４−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）を含んでいる。用いることができる追加の硬化剤は、ａ，ａ’−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）−イソプロピルベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、過酸化ジ−ｔ−ブチル、２，５−ジメチル−２，５−ジ−（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３、過酸化ラウロイル、ｔ−ブチル・ヒドロペルオキシド、ｔ−アミル・ヒドロペルオキシド、クメン・ヒドロペルオキシド、ｔ−ブチル・ペルベンゾアート、過酸化ｔ−ブチル、ｔ−ブチルペルオキシ（２−ヘキサン酸エチル）、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルペルオキシ）−ヘキサン、及び過酸化ベンゾイルのような過酸化ジアシル又はジアルキルを含んでいる。上記全ての硬化剤は市販されている。硬化剤の量は変化する場合があり、通常０．１〜１０重量部（ｐｈｒ）の範囲で変動する。
【００２４】
複合物は、カーボンブラックのような強化材料を更に含む。カーボンブラックの量は１５〜７５重量部ゴム（ｐｈｒ  ｒｕｂｂｅｒ）の範囲で変化する。カーボンブラックの部分には、ベルト１０内に発生する静電気を減少させるために、特別に導電性の処理を施すことができる。
【００２５】
複合物の典型的な配分は以下のようになる。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
図１に示されているタイプの構造を有するベルトが製造された。強化用紐状材２４は典型的なアラミドの構造である。上記の表で特定したような配分を有するエラストマー／熱可塑性複合物は、絶縁層２２を形成するために使用される。このベルトは、類似の構造の対照ベルトと比較して試験された。対照ベルトは、その内部にエラストマー／熱可塑性複合物を有していない。ベルトは、湿度チャンバー（１００％ｒｈ，室温）に１４日間置かれていた。１５日後、試験ベルトが０．１５ｍｍ以下の長さの減少（対照ベルトの半分以下の長さの減少）であったのに対し、対照ベルトには約０．４０ｍｍの長さの減少が見られた。
【００２８】
エラストマーは一般的に、空気に対し不透過性を有するが、いくつかのエラストマーは他のエラストマーよりもより強い不透過性の性質を有している。典型的には、ベルトの構造内には、維持される分離された空気チャンバーがないため、より高い不透過性の性質を持つエラストマーは、動力伝達用ベルトを作るための標準的な選択肢ではない。空気がベルト内に入る際には、空気がベルト内に水蒸気を運ぶ場合があり、紐状材２４によって吸収される。紐状材が水蒸気を吸収する材料によって形成されている場合、紐状材が膨張し、ベルトの収縮をもたらす。このような収縮は、ベルトの円周方向又は横断方向のいずれかに発生し得る。エラストマーの中へ熱可塑性物質を混合することにより、空気及び水蒸気のベルトへの移動は減少する―つまり、紐状材による水蒸気の吸収が減少し、ベルトの寿命は改善される。水蒸気はベルトのどの層からも吸収され得るので、負荷紐状材２４への水蒸気の移動を防止するため、開示されているエラストマー／熱可塑性の複合物は埋め込み材料２６のような他の区画でも使用され得る。絶縁層にこの複合物が使用されるときは、エラストマー／熱可塑性複合物はまた、織物に浸透し得る複合物としてベルトの耐磨耗性に寄与する。エラストマー／熱可塑性複合物は更に、ベルトの様々な層及び要素の間の接着性を向上させる。
【００２９】
図２はＰｏｌｙ−Ｖベルト３０を示す図である。ベルト３０は引張部３２、負荷担持部３４、及び圧縮部３６を有している。圧縮部３６は複数の横溝４０を備えた複数の縦リブ３８を有している。負荷担持部３４は、最適材料４４に埋め込まれた縦強化用紐４２を有している。
【００３０】
エラストマー／熱可塑性材料は、縦紐状材強化用紐４２が埋め込まれている材料４４として使用することができる。あるいは、圧縮部はエラストマー／熱可塑性材料で作られた追加の層と共に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】同期駆動ベルトの斜視図である。
【図２】タイミングＶベルトの斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  動力伝達用ベルト
１２  引張部
１４  負荷担持部
１６  クッション部
１８  織物層
２０  駆動面
２２  絶縁層
２４  紐状材
２６  複合物
３０  Ｐｏｌｙ−Ｖベルト
３２  引張部
３４  負荷担持部
３６  圧縮部
３８  縦リブ
４０  横溝
４２  縦強化用紐
４４  最適材料
【図１】
2008185210.tif 000004
【図２】
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【外国語明細書】
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2008185210.tif 000008
2008185210.tif 000009
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2008185210.tif 000011
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2008185210.tif 000013
2008185210.tif 000014
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