(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
抗張材が埋設されたベルト本体と、
前記ベルト本体に少なくとも１つ埋設され、内部に空間を有する部材とを備え、
前記空間を有する部材は、前記ベルト本体の厚さ方向について前記抗張材の一方又は両方に、前記抗張材に接するように設けられ、且つ、前記ベルト本体の幅方向の端部において露出していることを特徴とするベルト。
【請求項２】
請求項１において、
前記空間を有する部材は、撚糸であることを特徴とするベルト。
【請求項３】
請求項２において、前記撚糸はゴム処理がされていないことを特徴とするベルト。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つにおいて、
前記空間を有する部材は、前記ベルト本体の長さ方向について５ｍｍ以上で且つ５００ｍｍ以下の間隔をあけて配置されていることを特徴とするベルト。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つにおいて、
ベルト本体は、外部帆布を備えないことを特徴とするベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
伝動用又は搬送用のベルトとして、抗張材がベルト本体内に埋設されたベルトが広く用いられている。例えば、特許文献１には、ベルト本体の少なくとも片面側に埋設された三次元編み目構造体と、ベルト本体内に埋設されたコード心線とを備え、コード心線が編み目構造体に接しているベルトが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１１０７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
外部帆布を備えないベルトをプレス加硫にて製造すると、積層部の接着不良が発生しやすい。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、外部帆布を備えないベルトをプレス加硫により製造する場合に、積層部の接着不良を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明者は、外部帆布を備えないベルトをプレス加硫にて製造すると積層部の接着不良が増加する原因に関し、次の点に着目した。つまり、加硫の際に、抗張材層に滞留した気体が放出されずに残留すると、膨張して積層部の接着不良を発生させる原因となる。ここで、外部帆布を備えたベルトの場合、抗張材と帆布とが接触し、帆布が経路となって気体は放出される。また、外部帆布が無いベルトであっても、金型（モールド）を用いて加硫を行う場合、一般にスパイラルに巻かれる抗張材を経路として利用し、気体を放出させることができる。これに対し、外部帆布の無いベルトをプレス加硫により製造する場合、気体の放出経路が無いので、加硫の際に気体が残留してしまう。
【０００７】
このことに基づいて、前記課題を解決するために、本発明のベルトは、抗張材が埋設されたベルト本体と、ベルト本体に少なくとも１つ埋設され、内部に空間を有する部材とを備え、空間を有する部材は、ベルト本体の厚さ方向について抗張材の一方又は両方に隣接して設けられ、且つ、ベルト本体の幅方向の端部において露出している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、内部に空間を有する部材が抗張材から気体を放出させる経路となるので、抗張材層に気体が残留することによって生じる接着不良等を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本開示の例示的平ベルトＢを模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１の平ベルトＢの一部を切り開いて示す図である。
【図３】図３は、本開示の他の例示的平ベルトを模式的に示す図である。
【図４】図４は、本開示の例示的平ベルトＢの製造方法を説明する図である。
【図５】図５は、本開示の実施例の平ベルトＢの断面を示す写真である。
【図６】図６は、本開示の比較例の平ベルトＲ１の断面を示す写真である。
【図７】図７は、ベルトの寿命を測定するための試験装置におけるプーリレイアウトを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態の平ベルトＢを模式的に示す。本実施形態の平ベルトＢは、例えば、送風機やコンプレッサーや発電機などの駆動伝達用途、自動車の補機駆動用途等の用途で用いられる動力伝達部材である。平ベルトＢは、例えば、ベルト長さが６００〜１００００ｍｍ、ベルト幅が１０〜１００ｍｍ、及びベルト厚さが２〜５ｍｍである。
【００１２】
本実施形態の平ベルトＢは、ゴム層からなるベルト本体１と、抗張材２と、内部に空間を有する気体経路部材３とを含む。抗張材２は、ベルト本体１の長さ方向に伸びるように、且つ、厚さ方向の中央付近に位置するように、ベルト本体１に埋設されている。また、抗張材２は、ベルト本体１の幅方向に並んで複数（図１では７本）設けられている。気体経路部材３は、ベルト本体１の幅方向に伸びるように、且つ、抗張材２に接するように、ベルト本体１に埋設されている。更に、気体経路部材３は、ベルト本体１の幅方向の端部において露出している。
【００１３】
平ベルトＢは、ベルト本体１の外面を覆う帆布・補強布等を備えないベルトである。
【００１４】
図２は、本願実施形態の平ベルトＢについて、ベルト本体１の一部を除去して示す図である。図２において、平ベルトＢの長さ方向に伸びる複数の抗張材２と、平ベルトＢの幅方向に伸び且つ抗張材２に隣接する気体経路部材３とが示されている。気体経路部材３は、平ベルトＢの幅方向の両端部に達しており、当該両端部において露出している。
【００１５】
尚、図１及び図２では、気体経路部材３は、ベルト本体１の厚さ方向に関して抗張材２の一方にのみ隣接するように配置されている。しかしながら、図３に示すように、ベルト本体１の厚さ方向について抗張材２に両方それぞれに隣接するように気体経路部材３が配置されていても良い。
【００１６】
ベルト本体１は、断面横長矩形の帯状に形成されており、ゴム成分に種々の配合剤が配合されて混練された未加硫ゴム組成物が加熱及び加圧されることにより架橋剤により架橋されたゴム組成物で形成されている。
【００１７】
ベルト本体１形成するゴム組成物のゴム成分としては、例えば、エチレン・プロピレンコポリマー（ＥＰＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、エチレン・オクテンコポリマー、エチレン・ブテンコポリマーなどのエチレン−α−オレフィンエラストマー；クロロプレンゴム（ＣＲ）；クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）；水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）等が挙げられる。ゴム成分は、これらのうち１種又は２種以上のブレンドゴムであることが好ましい。ゴム組成物は、このようなゴム成分と、後述するゴム配合剤を含有する。
【００１８】
抗張材２は、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等で形成された撚り糸で構成されている。また、ガラス繊維、炭素繊維等により抗張材２を構成しても良い。抗張材２の直径は例えば０．５〜２．５ｍｍであり、断面における相互に隣接する抗張材２中心間の寸法は例えば０．０５〜０．２０ｍｍである。抗張材２には、ベルト本体１に対する接着性を付与するための接着処理が施されている。具体的には、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液（以下「ＲＦＬ水溶液」という。）に浸漬して加熱するＲＦＬ接着処理、及びゴム糊に浸漬して乾燥させるゴム糊接着処理が順に施されている。
【００１９】
気体経路部材３は、内部に空間を有し、気体が通過する経路となる部材であり、例えば、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等で形成された撚り糸であっても良い。更に、これらの撚り糸について、ゴム処理を施すこと無しに用い、より確実に内部に空間を有するようにすることが望ましい。一例としては、工業用ミシン糸を用いても良い。
【００２０】
このような気体経路部材３が抗張材２に接するように、且つ、ベルト本体１の幅方向の端部に達して露出するように設けられている。これにより、平ベルトＢの製造工程、特にプレス加硫の工程において、気体経路部材３を放出経路として、気体を抗張材２からベルト本体１の外部に放出させることができる。
【００２１】
このような気体は、仮にプレス加硫の工程において放出されずに残留すると、加硫時の熱により膨張し、ベルトの層の接着不良の原因となる。これに対し、気体経路部材３により気体は放出されるので、上記接着不良を抑制することができる。
【００２２】
尚、図２に示すように気体経路部材３がベルト本体１の幅方向に伸びていると、気体が放出される経路として短くなるので望ましい。しかしながら、このことは必須ではなく、ベルト本体１の幅方向に対して斜めになっていても良い。
【００２３】
ベルト本体１を構成するゴム組成物に配合されるゴム配合剤としては、補強材、プロセスオイル、加工助剤、加硫促進助剤、架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤等が挙げられる。
【００２４】
補強材としては、カーボンブラックでは、例えば、チャネルブラック；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、Ｎ−３３９、ＨＡＦ、Ｎ−３５１、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＥＣＦ、Ｎ−２３４などのファーネスブラック；ＦＴ、ＭＴなどのサーマルブラック；アセチレンブラック等が挙げられる。補強材としてはシリカも挙げられる。補強材は、これらのうち１種又は２種以上であることが好ましい。補強材の含有量は、ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対して５０〜９０質量部であることが好ましい。
【００２５】
オイルとしては、例えば、石油系軟化剤、パラフィンワックスなどの鉱物油系オイル、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落下生油、木ろう、ロジン、パインオイルなどの植物油系オイル等が挙げられる。オイルは、これらのうち１種又は２種以上であることが好ましい。オイルの含有量は、ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対して例えば１０〜３０質量部である。
【００２６】
加工助剤としては、例えば、ステアリン酸、ポリエチレンワックス、脂肪酸の金属塩等が挙げられる。加工助剤は、これらのうち１種又は２種以上であることが好ましい。加工助剤の含有量は、ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対して例えば０．５〜２質量部である。
【００２７】
加硫促進助剤としては、例えば、酸化マグネシウムや酸化亜鉛（亜鉛華）などの金属酸化物、金属炭酸塩、脂肪酸及びその誘導体等が挙げられる。加硫促進助剤は、これらのうち１種又は２種以上であることが好ましい。加硫促進助剤の含有量は、ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対して例えば３〜７質量部である。
【００２８】
架橋剤としては、硫黄及び有機過酸化物が挙げられる。架橋剤として、硫黄が配合されていてもよく、また、有機過酸化物が配合されていてもよく、更には、それらの両方が併用されていてもよい。架橋剤の配合量は、硫黄の場合、ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対して例えば１〜５質量部であり、有機過酸化物の場合、ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対して例えば１〜５質量部である。
【００２９】
共架橋剤としては、例えば、マレイミド系、ＴＡＩＣ、１，２−ポリブタジエン、オキシム類、グアニジン、トリメチロールプロパントリメタクリレートのもの、及び液状ゴム等が挙げられる。共架橋剤は、これらのうちの１種又は２種以上であることが好ましい。共架橋剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば０．５〜３０質量部である。
【００３０】
加硫促進剤としては、例えば、チウラム系（例えばＴＥＴＤ、ＴＴ、ＴＲＡなど）、チアゾール系（例えばＭＢＴ、ＭＢＴＳなど）、スルフェンアミド系（例えばＣＺなど）、ジチオカルバミン酸塩系（例えばＢＺ−Ｐなど）のもの等が挙げられる。加硫促進剤は、これらのうち１種又は２種以上であることが好ましい。加硫促進剤の含有量は、ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対して例えば１〜３質量部である。
【００３１】
老化防止剤としては、例えば、ベンズイミダゾール系老化防止剤、アミン−ケトン系老化防止剤、ジアミン系老化防止剤、フェノール系老化防止剤等が挙げられる。老化防止剤は、これらのうち１種又は２種以上であることが好ましい。老化防止剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば０．１〜５質量部である。
【００３２】
（平ベルトＢの製造方法）
本実施形態に係る平ベルトＢの製造方法につて、図４等を参照して説明する。
＜材料の準備＞
−ベルト本体１用の未加硫ゴムシートの作成−
ゴム成分を素練りしながら各種のゴム配合剤を配合し、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機で混練し、得られた未加硫ゴム組成物をカレンダー成形等によってシート状に成形する。
【００３３】
−抗張材２の準備−
抗張材２に対して接着処理を施す。具体的には、抗張材２に、ＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱するＲＦＬ接着処理を施す。また、ＲＦＬ接着処理前に下地接着処理液に浸漬して加熱する下地接着処理を施してもよい。更に、ＲＦＬ接着処理前にゴム糊に浸漬して乾燥させるゴム糊接着処理を施してもよい。
【００３４】
−気体経路部材３の準備−
気体経路部材３として、例えばアラミド繊維の撚糸を準備する。当該撚糸については、接着処理（ゴム処理、ＲＦＬ処理等）を施すこと無く用いる。
＜成形工程＞
−未加硫ベルト積層体の作成−
所定の本数の抗張材２を平行に並べ、気体経路部材３を配置し、これらの抗張材２及び気体経路部材３を両側から未加硫ゴムシートにて挟んだ構造の未加硫ベルト積層体１１を作成する。気体経路部材３は、抗張材２と未加硫ゴムシートとの間に、未加硫ベルト積層体１１の幅方向の両端に達するように配置する。また、気体経路部材３は、未加硫ベルト積層体１１の厚さ方向について、抗張材２の一方に配置しても良いし（この場合、図１に示す構造となる）、両方に配置しても良い（この場合、図２に示す構造となる）。
【００３５】
また、気体経路部材３は、未加硫ベルト積層体１１の幅方向の両端部から突き出すように配置し、両端部を切断して所定の幅としても良い。このようにすると、気体経路部材３を幅方向の両端部に確実に露出させ、且つ、両端部から突き出さないようにすることができる。
【００３６】
−加硫−
図４に、上下のプレス盤１２及び１３（上側プレス盤１２及び下側プレス盤１３）を有するプレス加硫機１４を模式的に示す。プレス盤１２及び１３の間に、未加硫ベルト積層体１１を導入する（図４では、プレス盤１２及び１３に対して左側から未加硫ベルト積層体１１を導入している）。次に、プレス盤１２及び１３によって未加硫ベルト積層体１１を挟んでプレスし、所定の熱及び圧力を一定時間加えることにより加硫を行う。例えば、１５０℃〜２００℃の温度で２０〜８０ｋｇ／ｃｍ２の圧力を５分〜１５分間かける。これにより、未加硫ベルト積層体１１は部分的に加硫される。
【００３７】
この際、気体経路部材３は内部に空間を有するので、未加硫ベルト積層体１１内部、特に抗張材２の層から気体経路部材３を通じて、抗張材と未加硫ゴムシートとの間に滞留していた気体が放出される。これにより、帆布（補強布）を備えないベルトをプレス加硫により製造する場合にも、未加硫ベルト積層体１１内に気体が残留した場合に生じる接着不良等の不具合を抑制することができる。
【００３８】
ここで、プレス盤１２及び１３の長さＬ１（未加硫ベルト積層体１１の長さ方向の寸法）は、気体経路部材３の配置されている間隔Ｌ２（未加硫ベルト積層体１１の長さ方向の間隔）よりも大きいようにする。通常はプレス盤１２及び１３の長さＬ１は予め決まっているから、未加硫ベルト積層体１１を作成する際に、気体経路部材３の配置間隔Ｌ２をＬ１よりも小さく設定すれば良い。プレス盤１２及び１３に挟まれる部分の未加硫ベルト積層体１１に複数の気体経路部材３が配置されていると、気体の放出がより確実になる。この点から、配置間隔Ｌ２は比較的小さいことが望ましい。しかしＬ２が小さすぎると気体経路部材３のコストが増し、また、気体経路部材３の存在により、抗張材とゴムシートとの接着力が低下し、製造される平ベルトＢの特性を劣化させる可能性もある。
【００３９】
以上から、平ベルトＢの長さ方向についての気体経路部材３の配置間隔Ｌ２は、例えば、５００ｍｍ以下であることが好ましい。また、Ｌ２は、５ｍｍ以上であることが好ましい。また、配置間隔Ｌ２は、プレス盤の長さＬ１を基準とすると、Ｌ１の五分の一以上で且つ二分の一以下であることが好ましく、三分の一程度であることがより好ましい。
【００４０】
一回の加硫工程が終了すると、プレス盤１２及び１３を開き、加硫済部分１１’を、先の導入方向とは反対側に（図４では右側に）取り出す。これと共に、加硫済部分１１’に続く部分の未加硫ベルト積層体１１をプレス盤１２及び１３の間に導入し、当該部分について加硫を行う。このような工程を繰り返すことにより、平ベルトＢが製造される。
【００４１】
尚、ここでは予め未加硫ベルト積層体１１を作成し、これをプレス加硫機１４により加硫するものとして説明した。しかしながら、例えば、抗張材２及び気体経路部材３を未加硫ゴムシートにより挟んで積層構造とした後、連続的にプレス加硫機１４に導入して加硫を行うのであっても良い。
【００４２】
また、以上では平ベルトを例として説明したが、本開示の技術は、Ｖベルト、Ｖリブドベルト等の他の種類のベルトにも適用することができる。
【実施例】
【００４３】
ベルト本体１を構成する未架橋ゴム組成物を作成した。具体的には、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＪＳＲ社製  商品名：ＥＰ３３、以下「ＥＰＤＭ」という。）を素練りすると共に、ＥＰＤＭ１００質量部に対し、ＨＡＦカーボンブラック（三菱化学社製  商品名：ダイヤブラックＨ）を４０質量部、プロセスオイル（サン石油社製  商品名：サンパー２２８０）を５質量部、加工助剤としてのステアリン酸（新日本理化社製  商品名：ステアリン酸５０Ｓ）を０．５質量部、加硫促進助剤としての酸化亜鉛（堺化学社製  商品名：酸化亜鉛３種）を５質量部、ベンズイミダゾール系老化防止剤（大内新興化学工業社製  商品名：ノクラックＭＢ）を２質量部、及び架橋剤としての有機過酸化物（日油社製  商品名：ペロキシモンＦ−４０  純度４０質量％）を６質量部それぞれ投入して混練を継続することにより未架橋ゴム組成物を作製した。
【００４４】
また、抗張材２として、接着処理を施したアラミド繊維製の撚り糸を準備した。
【００４５】
更に、気体経路部材３として、工業用ミシン糸を準備した。当該工業用ミシン糸は、６６ナイロン製であり、５０番手、構成は７８dtexの１×３（３コード）である。また、気体経路部材３は、ゴム処理を施すこと無しに使用する。
【００４６】
以上のような未架橋ゴム組成物、抗張材２及び気体経路部材３を用いて、先に説明したようにして平ベルトを作成した。
【００４７】
ここで、平ベルトの長さ方向について、気体経路部材３の配置間隔Ｌ２は３００ｍｍとした。用いたプレス加硫機におけるプレス盤の長さは１０００ｍｍである。従って、プレス盤に挟まれ、一度に加硫される部分の未加硫ベルト積層体において、３本程度の気体経路部材３が配置されている。
【００４８】
加硫の条件としては、１７０℃の温度で７０ｋｇ／ｃｍ２の圧力を９分間かけた。
【００４９】
＜比較例＞
気体経路部材３を用いず、その他の点については上記の実施例の平ベルトと同様にして、比較例の平ベルトＲ１を作製した。また、モールド製法により作成した平ベルトを準備し、比較例の平ベルトＲ２とした。
【００５０】
（評価）
＜断面の観測＞
図５及び図６に、実施例の平ベルトＢ及び比較例の平ベルトＲ１の断面写真を示す。図５及び図６において、ベルト本体１（ベルト全厚と示している部分）と、これに埋め込まれた抗張材２とが示されている。尚、図５において、気体経路部材３は当該断面には現れていない。
【００５１】
図６に示す通り、気体経路部材３の無い平ベルトＲ１の場合、抗張材２の周囲等に空間４が生じていることが分かる。このような空間４は、プレス盤による加硫の際に、ベルト本体１と抗張材２との間などに気体が残留することが原因で生じたものである。これに対し、図５に示す通り、気体経路部材３を備える実施例の平ベルトＢの場合、空間は生じていない。これは、プレス盤による加硫の際に、気体経路部材３を通じて気体が放出され、空間の発生が抑制されたことを示している。
【００５２】
＜ベルト寿命試験＞
図７は、ベルトの寿命時間を測定するための試験装置２０のプーリレイアウトを示す。試験装置２０は、直径１００ｍｍの第１プーリ２１と、その水平方向に所定の距離をあけて配置された直径１００ｍｍの第２プーリ２２とを備え、第１プーリ２１及び第２プーリ２２に試験対象となるベルトを巻き掛ける。また、第１プーリ２１及び第２プーリ２２の中間の位置において、上方からベルトの背面側に直径７５ｍｍの蛇行制御プーリ２３を押し当てる。これにより、ベルトが走行する際の蛇行が抑制され、また、第１プーリ２１及び第２プーリ２２の両方において、ベルトは走行の向きを反転（１８０°回転）よりも更に１０°変えるようになっている。図７における１９０°との表示は、このことを示している。
【００５３】
また、第１プーリ２１に対して３０４０Ｎのデッドウェイトを掛け、４９Ｎ・ｍの負荷において、２６０ｒｐｍにてプーリを回転させてベルトを走行させる。
【００５４】
このような条件においてベルトの走行試験を行い、ベルトの寿命時間を測定した。
【００５５】
実施例の平ベルトＢ及び比較例の平ベルトＲ２（モールド製法による従来の平ベルト）の寿命は、屈曲回数にて示すと、いずれも１．３５×１０６程度であった。
【００５６】
つまり、プレス加硫による実施例の平ベルトＢについて、モールド製法による平ベルトＲ２と同程度の寿命時間となっている。
【００５７】
これに対し、気体経路部材３を有しない比較例の平ベルトＲ１の場合、屈曲回数は１．２×１０５程度であり、実施例の平ベルトＢに比べて一桁以上小さい。これは、加硫時に気体が放出されず、ベルト内部に空間が発生して接着不良を起こしたことから、寿命が短くなったものと考えられる。
【００５８】
このように、プレス加硫時に抗張材から気体が放出される経路となる気体経路部材（例えば工業用ミシン糸）を備える本実施例の平ベルトは、接着不良を抑制して製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、ベルトの分野において有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１      ベルト本体
２      抗張材
３      気体経路部材
４      空間
１１    未加硫ベルト積層体
１１’  加硫済部分
１２    プレス盤
１３    プレス盤
１４    プレス加硫機
２０    ベルト寿命試験装置２０
２１    第１プーリ
２２    第２プーリ
２３    蛇行制御プーリ
【図１】
0006635753.tif 000002
【図２】
0006635753.tif 000003
【図３】
0006635753.tif 000004
【図４】
0006635753.tif 000005
【図５】
0006635753.tif 000006
【図６】
0006635753.tif 000007
【図７】
0006635753.tif 000008