(57)【要約】【課題】ベルト曲げ剛性の低い伝動ベルトを提供する。【解決手段】伝動ベルト１０は、ベルト本体１１に略ベルト長手方向に延びるように心線１３が埋設されている。上記心線１３は、太幅部分１３ａと細幅部分１３ｂとが長手方向に交互に配列した側面投影形状を有し、ベルト曲げ変形を受けたときに細幅部分１３ｂが心線１３に生じる曲げ応力を開放するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト本体に略ベルト長手方向に延びるように心線が埋設された伝動ベルトであって、
上記心線は、太幅部分と細幅部分とが長手方向に交互に配列した側面投影形状を有し、ベルト曲げ変形を受けたときに該細幅部分が該心線に生じる曲げ応力を開放するように構成されていることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項２】
請求項１に記載された伝動ベルトにおいて、
上記心線は、各々の断面形状が略楕円である複数のストランドを撚り合わせてなることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項３】
請求項２に記載された伝動ベルトにおいて、
上記心線のストランドは、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液に浸漬された後に加熱処理されたガラス繊維束で構成されていることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項４】
請求項３に記載された伝動ベルトにおいて、
上記ガラス繊維束は、それを構成するガラス繊維の直径が９μｍよりも小さいことを特徴とする伝動ベルト。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一に記載された伝動ベルトにおいて、
上記ベルト本体は、エチレン・プロピレンゴムで形成されていることを特徴とする伝動ベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、略ベルト長手方向に延びるように心線がベルト本体に埋設された伝動ベルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＡ（オフィスオートメーション）機器を含む精密機器では、その省電力化を図ることが望まれている。そのため、かかる精密機器に用いられる小ピッチ歯付ベルトとしては、起動時のトルクが小さくなるようにベルト曲げ剛性の低いものが要求される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本出願の課題は、ベルト曲げ剛性の低い伝動ベルトを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ベルト本体に埋設された心線を、太幅部分と細幅部分とが長手方向に交互に配列した側面投影形状を有するものとしたものである。
【０００５】
具体的には、本発明は、ベルト本体に略ベルト長手方向に延びるように心線が埋設された伝動ベルトを前提とし、上記心線は、太幅部分と細幅部分とが長手方向に交互に配列した側面投影形状を有し、ベルト曲げ変形を受けたときに該細幅部分が該心線に生じる曲げ応力を開放するように構成されていることを特徴とする。
【０００６】
上記の構成によれば、心線の側面投影形状が太幅部分と細幅部分とを長手方向に交互に配列したものであり、ベルト曲げ変形を受けたときでも細幅部分が心線に生じる曲げ応力を開放するので、心線曲げ剛性は、側面投影形状が均等幅である従来の同等のものに比較して低くなる。従って、かかる心線が埋設された伝動ベルトでは、心線曲げ剛性によるベルト曲げ剛性への影響が小さく抑えられるので、ベルト曲げ剛性もまた側面投影形状が均等幅である心線を用いた従来の同等の伝動ベルトのものに比較して低いものとなる。
【０００７】
また、心線の側面投影形状が均等幅である従来の同等のものに比較して心線とベルト本体との接触面積が広くなるので、それらの間の密着力が高いものとなる。
【０００８】
上記のような側面投影形状を有する心線は、各々の断面形状が略楕円である複数のストランドを撚り合わせることにより得ることができる。そのような心線は、任意の心線断面形状も略楕円に形成され、しかも、長手方向に沿ってその略楕円の長軸又は短軸が螺旋状の軌跡を形成するように心線断面が変化し、それによって心線の側面投影形状が太幅部分と細幅部分とを長手方向に交互に配列したものとなる。
【０００９】
上記心線のストランドは、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液（以後「ＲＦＬ水溶液」という）に浸漬された後に加熱処理（以後「ＲＦＬ処理」という）されたガラス繊維束で構成されているものが好ましい。かかる構成によれば、上記のような構成の心線を簡単に得ることができる。つまり、繊維束の形態保持性能はＲＦＬ処理が施されることにより向上するが、ベルト用心線として広く使用されているアラミド繊維心線やポリエステル繊維心線では、一般的に撚糸後にＲＦＬ処理が施されるため、ストランドの断面形状を略楕円に保持したまま撚糸することが困難である。これに対し、歯付ベルトの心線として一般的に使用されるガラス繊維心線は、ガラス繊維束に対してＲＦＬ処理を施してストランドを形成した後に撚糸がなされるので、ストランドの断面形状を略楕円に保持したまま撚糸することが比較的容易だからである。
【００１０】
上記ガラス繊維束は、それを構成するガラス繊維の直径が９μｍよりも小さいことが好ましい。ガラス繊維の直径が９μｍよりも小さいと、断面形状が略楕円であるストランドの製造が容易となるからである。これは、ガラス繊維の直径が９μｍ以上ではガラス繊維束の充填率が低いためにガラス繊維束の採りうる形態の自由度も低くなるのに対し、ガラス繊維の直径が９μｍより小さければガラス繊維束の充填率が高まるためにガラス繊維束の採りうる形態の自由度も高くなるためではないかと推測される。
【００１１】
上記ベルト本体は、エチレン・プロピレンゴムで形成されているものであってもよい。ベルト用ゴム材料として近年エチレン・プロピレンゴムが使用され始めているが、これは、従来から広く使用されてきたクロロプレンゴム（ＣＲ）に比較して接着性が乏しい。ＲＦＬ処理用のＲＦＬ水溶液のラテックスとしてエチレン・グリシジルメタクリレートラテックス等を用いれば、その接着性は改善されるものの心線曲げ剛性が高くなり、それによってベルト曲げ剛性が高くなってしまう。従って、このように、ベルト本体がエチレン・プロピレンゴムで形成されている場合に本発明が特に有効となる。ここで、エチレン・プロピレンゴムとは、エチレンプロピレンコポリマー（ＥＰＲ）やエチレン・プロピレン・ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）のいずれかを意味する。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、心線曲げ剛性によるベルト曲げ剛性への影響が小さく抑えられるので、側面投影形状が均等幅である心線を用いた従来の同等の伝動ベルトに比較してベルト曲げ剛性を低くすることができる。
【００１３】
また、心線の側面投影形状が均等幅である従来の同等のものに比較して心線とベルト本体との接触面積が広くなるので、それらの間の密着力を従来よりも高めることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る歯付ベルト（伝動ベルト）１０を示す。この歯付ベルト１０は、精密機器に組み込まれるベルト幅５ｍｍ程度及びベルト周長２５０ｍｍ程度の小型のものである。
【００１６】
この歯付ベルト１０は、そのベルト本体が歯付ベルト本体１１である。この歯付ベルト本体１１は、ベルト内側に長手方向に所定ピッチで設けられたベルト歯を形成する歯ゴム部１１ａと、ベルト外側の背ゴム部１１ｂと、が一体となって構成されている。また、歯付ベルト本体１１のベルト内側には、その表面を被覆する補強布１２が設けられている。さらに、歯付ベルト本体１１の歯ゴム部１１ａと背ゴム部１１ｂとの間には、心線１３が略ベルト長手方向に延びるようにベルト幅方向にピッチを形成して螺旋状に設けられている。
【００１７】
歯付ベルト本体１１は、カーボンブラック等のゴム薬品が混合されたエチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ、ＥＤＤＭ）で形成されている。
【００１８】
補強布１２は、６，６−ナイロン等の織布に、接着処理としてレゾルシン・ホルマリン水溶液（ＲＦ水溶液）に浸漬して加熱する処理やＲＦＬ処理を施し、歯付ベルト本体１１側となる面にゴム糊がコートされたもので構成されている。
【００１９】
心線１３は、直径が９μｍよりも小さい（例えば６μｍ）ガラス繊維を２００〜４００本収束させて構成されたガラス繊維束を接着処理としてＲＦＬ処理（エチレン・グリシジルメタクリレートラテックス使用）してなる断面形状が略楕円のストランドを複数本（例えば３本）集め、それらを撚り合わせたもので構成されている。この心線１３は、任意の心線断面形状も略楕円に形成され、しかも、長手方向に沿ってその略楕円の長軸又は短軸が螺旋状の軌跡を形成するように心線断面が変化し、図２に示すように、それによって心線１３の側面投影形状が太幅部分１３ａと細幅部分１３ｂとを長手方向に交互に配列したものとなっている。つまり、図３（ａ）に示すように、心線１３を一の方向から観察したときの太幅部分１３ａの断面形状が縦長の略楕円であるのに対して、図３（ｂ）に示すように、細幅部分１３ｂの断面形状が横長の略楕円となっている。そして、図２（ａ）は心線１３を一の方向から観察した場合の心線１３の側面形態を示すが、この一の方向から観察した場合の太幅部分１３ａと細幅部分１３ｂとに対応した各部分を一の方向に直交するから観察した場合、図２（ｂ）に示すように、一の方向からの観察で太幅部分１３ａであった部分が細幅部分１３ｂに、細幅部分１３ｂであった部分が太幅部分１３ａにそれぞれ観察される。
【００２０】
上記構成の歯付ベルト１０によれば、心線１３の側面投影形状が太幅部分１３ａと細幅部分１３ｂとを長手方向に交互に配列したものであり（太幅部分１３ａ及び細幅部分１３ｂのそれぞれのピッチは約５ｍｍ程度）、ベルト曲げ変形を受けたときでも細幅部分１３ｂが心線１３に生じる曲げ応力を開放するので、心線曲げ剛性は、側面投影形状が均等幅である従来の同等のものに比較して低くなる。従って、かかる心線１３が埋設された歯付ベルト１０では、心線曲げ剛性によるベルト曲げ剛性への影響が小さく抑えられるので、ベルト曲げ剛性もまた側面投影形状が均等幅である心線１３を用いた従来の同等の歯付ベルトのものに比較して低いものとなる。しかも、歯付ベルト本体１１がエチレン・プロピレンゴムで形成され、心線１３のＲＦＬ処理用のＲＦＬ水溶液としてエチレン・プロピレンゴムとの接着性が優れるエチレン・グリシジルメタクリレートラテックスのものが使用されており、これらは心線曲げ剛性を高める要因であるだけに上記効果は特に顕著である。ここで、ベルト曲げ変形を受けたときに心線１３に生じる曲げ応力を開放するのは、歯付ベルト１０を側面方向から見た際に観察される細幅部分１３ｂである。
【００２１】
また、心線１３の側面投影形状が均等幅である従来の同等のものに比較して心線１３と歯付ベルト本体１１との接触面積が広くなるので、それらの間の密着力が高いものとなる。
【００２２】
さらに、心線１３のストランドがＲＦＬ処理されたガラス繊維束で構成されているので、撚糸の際にストランドの断面形状を略楕円に保持することが比較的容易であり、ストランドの断面形状が略楕円であるという構成の心線１３を簡単に得ることができる。
【００２３】
また、心線１３のストランドのガラス繊維束を構成するガラス繊維の直径が９μｍよりも小さいので、断面形状が略楕円であるストランドの製造が容易である。
【００２４】
なお、上記実施形態では、歯付ベルト１０としたが、特にこれに限定されるものではなく、Ｖベルト、Ｖリブドベルト等の他の種類の伝動ベルトであってもよい。
【００２５】
また、上記実施形態では、歯付ベルト本体１１をエチレン・プロピレンゴムで形成したが、特にこれに限定されるものではなく、クロロプレンゴム（ＣＲ）等で形成してもよい。
【００２６】
また、上記実施形態では、心線１３をガラス繊維で構成されたものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、太幅部分と細幅部分とが長手方向に交互に配列した側面投影形状を有するものであれば、アラミド繊維心線やポリエステル繊維心線であってもよい。
【００２７】
【実施例】
（試験用歯付ベルト）
以下の例１〜３の試験用歯付ベルトを作成した。また、各歯付ベルトの構成を表１に示す。
【００２８】
＜例１＞
直径９μｍのＥガラスのガラス繊維２００本のガラス繊維束を接着処理としてＲＦＬ処理（ビニルピリジン系ラテックス使用）したストランドを３本集め、撚り数を１０ｃｍ当たり１５回として撚り合わせた心線を用い、歯付ベルト本体をクロロプレンゴム（ＣＲ）で形成した歯付ベルトを例１とした。ベルト寸法は、ベルト幅４ｍｍ、歯ピッチ２ｍｍ、ベルト周長２６０ｍｍ、歯高さ０．７６ｍｍ及びベルト総厚１．３１ｍｍとした。
【００２９】
＜例２＞
ＲＦＬ処理で用いたＲＦＬ水溶液のラテックスとして例１と異なるもの（エチレン・グリシジルメタクリレートラテックス使用）を用い、歯付ベルト本体をエチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）で形成したことを除いて例１と同一構成の歯付ベルトを例２とした。なお、ＲＦＬ水溶液のラテックスをエチレン・グリシジルメタクリレートラテックスとしたのは、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）との接着性を考慮したものである。
【００３０】
＜例３＞
直径６μｍのＥガラスのガラス繊維４００本のガラス繊維束を接着処理としてＲＦＬ処理した断面形状が略楕円のストランドを３本集め、撚り数を１０ｃｍ当たり１５回として撚り合わせた心線を用いたことを除いて例２と同一構成の歯付ベルトを例３とした。例３の心線は、太幅部分と細幅部分とが長手方向に交互に配列した側面投影形状を有する。なお、例３の心線のガラス断面積（０．０３３９ｍｍ２）は例１及び２のもの（０．０３８２ｍｍ２）とほぼ等しく、構成として全て同等と考えることができる。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
（試験方法）
例１〜３の各歯付ベルトについて、曲げ試験機を用いてベルト曲げ試験を実施した。
【００３３】
（試験結果）
試験結果を図４に示す。
【００３４】
図４によれば、例１よりも例２の方がベルト曲げ剛性が大きいことが分かる。これは、例１の心線がビニルピリジン系ラテックスのＲＦＬ水溶液でＲＦＬ処理されたものであるのに対し、例２の心線がエチレン・グリシジルメタクリレートラテックスのものでＲＦＬ処理されたものであり、後者の心線の方が前者の心線よりも心線曲げ剛性が高いためであると考えられる。つまり、歯付ベルト本体を形成するゴム材料をクロロプレンゴム（ＣＲ）からエチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）に変更すると、心線の歯付ベルト本体への接着性を改善する必要があることから、心線をエチレン・グリシジルメタクリレートラテックスのＲＦＬ水溶液でＲＦＬ処理することとなる。しかしながら、心線をエチレン・グリシジルメタクリレートラテックスのＲＦＬ水溶液でＲＦＬ処理すると、心線曲げ剛性が高くなり、それによってベルト曲げ剛性も高くなってしまうということである。
【００３５】
また、例２よりも例３の方がベルト曲げ剛性が小さく、例１と例３とが同等のベルト曲げ剛性であることが分かる。これは、例３の心線がエチレン・グリシジルメタクリレートラテックスのＲＦＬ水溶液でＲＦＬ処理されたものであるにもかかわらず、その側面投影形状が太幅部分と細幅部分とが長手方向に交互に配列したものであり、ベルト曲げ変形を受けたときに細幅部分が心線に生じる曲げ応力を開放するためであると考えられる。つまり、歯付ベルト本体をエチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）で形成し、そのために心線をエチレン・グリシジルメタクリレートラテックスのＲＦＬ水溶液でＲＦＬ処理すると、心線曲げ剛性が高くなり、それによってベルト曲げ剛性も高くなるが、心線の構造改良によって心線曲げ剛性を低くし、それによってベルト曲げ剛性を低くすることができるということである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る歯付ベルトの側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る歯付ベルトに埋設された心線の正面図である。
【図３】図２（ａ）におけるＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ断面図及びＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ断面図である。
【図４】実施例の各歯付ベルトのベルト曲げ剛性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０　歯付ベルト（伝動ベルト）
１１　ベルト本体
１１ａ　歯ゴム
１１ｂ　背ゴム
１２　補強布
１３　心線
１３ａ　太幅部分
１３ｂ　細幅部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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