(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮ゴム層と伸張ゴム層の少なくとも圧縮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、そして少なくとも圧縮ゴム層のコグ部表面に補強布を積層した動力伝動用ベルトにおいて、上記補強布の端部を重ねたオーバーラップ部における内側帆布の末端をコグ山部の一方の側壁面に設け、また外側帆布の末端を同じコグ山部の他方の側壁面に設けたことを特徴とする動力伝動用ベルト。
【請求項２】
コグ部に配したゴム層のジョイント部が補強布の端部を重ねたオーバーラップ部の存在するコグ山部に隣接したコグ山部の領域内に存在する請求項１記載の動力伝動用ベルト。
【請求項３】
圧縮ゴム層と伸張ゴム層の少なくとも圧縮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、そして少なくとも圧縮ゴム層のコグ部表面に補強布を積層した動力伝動用ベルトの製造方法において、
凹条部と凸条部を交互に有する平坦なコグ付き型に補強布と未加硫ゴムシートを積層するとともに一方の端部の補強布と未加硫ゴムシートとが剥離可能な状態で加圧形成して型付けしてコグ山部とコグ谷部を有するコグパッドを作製する工程、
上記コグパッドの一方の端部における補強布を剥離して未加硫ゴムシートを露出させ、他方の端部における補強布を未加硫ゴムシートの切断面から突出するように末端加工する工程、
該コグパッドを溝付きモールドに巻き付けて切断面を当接させ、かつ補強布の端部を重ねたオーバーラップ部における内側帆布の末端をコグ山部の一方の側壁面に設け、また外側帆布の末端を同じコグ山部の他方の側壁面に設ける工程、
心線と伸張ゴム層を構成する材料を順次巻き付けて成形体を作製した後、加硫し、得られた加硫スリーブをＶ状に切断して動力伝動用ベルトを作製する工程、からなることを特徴とする動力伝動用ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスノーモービル、スクーター及び一般産業用の変速ベルトとして使用される動力伝動用ベルトとその製造方法に係り、詳しくは補強布を重ねたオーバーラップ部から発生する内側帆布の末端のシワ発生を阻止するとともに早期の亀裂発生を抑制し、ベルト走行寿命を向上させた高負荷伝動に最適な動力伝動用ベルトとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、スクーターまたは一般産業用の機械分野の駆動系において、駆動プーリと従動プーリに動力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動力伝動用ベルトは圧縮ゴム層と伸張ゴム層の少なくとも一方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、ローエッジシングルコグベルトあるいはローエッジダブルコグベルトなどのローエッジコグベルトとして知られている。
【０００３】
上記ローエッジコグ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ゴク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。
【０００４】
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。
【０００５】
従来、このコグパッドの切断は、熟練作業者の手作業によって行われており、作業者は予めベルト周長に合わせてコグ数を数えて、切断するコグ谷部にチョークで印をつけた後、一方のコグ山部（コグ部の頂部）をカッターによって切断し、また他方のコグ山部を同様に切断していた。
【０００６】
そして、上記コグパッドの一方の端部において補強布の末端部を除去して未加硫ゴムシートを露出させ、他方の端部において補強布を未加硫ゴムシートの切断面から突出するように切断加工した後、該コグパッドを溝付きモールドに巻き付けて切断面を当接させ、かつ補強布の末端を重ねてオーバーラップジョイントを行っていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法で得られた成形体を加硫すると、図７に示すようにベルト動力伝動用ベルトのコグ部５０では、加硫時において補強布の外側帆布５１が突っ張るために内側帆布５２を引き付け、その結果内側帆布５２がコグ谷部５３でシワ５４を発生させていた。このベルトを走行させると、コグ谷部５３が繰り返しの屈曲点となり、このシワ５４から早期に亀裂が発生することがあった。これらが成長して本格的な亀裂になって、ベルトを破損させていた。
【０００８】
そこで、本発明は上記に関わるような問題点を解消し、補強布の端部を重ねたオーバーラップ部から発生する内側帆布の末端付近のシワ発生を阻止するとともに早期の亀裂発生を抑制し、ベルト走行寿命を向上させた高負荷伝動に最適な動力伝動用ベルトとその製造方法の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１記載の発明は、圧縮ゴム層と伸張ゴム層の少なくとも圧縮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、そして少なくとも圧縮ゴム層のコグ部表面に補強布を積層した動力伝動用ベルトにおいて、上記補強布の端部を重ねたオーバーラップ部における内側帆布の末端をコグ山部の一方の側壁面に設け、また外側帆布の末端を同じコグ山部の他方の側壁面に設けた動力伝動用ベルトにある。
即ち、本発明の動力伝動用ベルトでは、補強布の端部を重ねたオーバーラップ部における内側帆布の末端をコグ山部の一方の側壁面に設け、また外側帆布の末端を同じコグ山部の他方の側壁面に設けたことによって、内側帆布の端部にはシワが発生せず、コグ谷部から早期に亀裂が発生しなくなり、またオーバーラップ部の重ね代も十分とることができてこの部分からの剥離も起こりにくくなる。
【００１０】
本願請求項２記載の発明は、コグ部に配したゴム層のジョイント部が補強布の端部を重ねたオーバーラップ部の存在するコグ山部に隣接したコグ山部の領域内に存在する動力伝動用ベルトであり、これによってジョイント部からの亀裂も発生しにくくなる。
【００１１】
本願請求項３記載の発明は、圧縮ゴム層と伸張ゴム層の少なくとも圧縮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、そして少なくとも圧縮ゴム層のコグ部表面に補強布を積層した動力伝動用ベルトの製造方法において、
凹条部と凸条部を交互に有する平坦なコグ付き型に補強布と未加硫ゴムシートを積層するとともに一方の端部の補強布と未加硫ゴムシートとが剥離可能な状態で加圧形成して型付けしてコグ山部とコグ谷部を有するコグパッドを作製する工程、
上記コグパッドの一方の端部における補強布を剥離して未加硫ゴムシートを露出させ、他方の端部における補強布を未加硫ゴムシートの切断面から突出するように末端加工する工程、
該コグパッドを溝付きモールドに巻き付けて切断面を当接させ、かつ補強布の端部を重ねたオーバーラップ部における内側帆布の末端をコグ山部の一方の側壁面に設け、また外側帆布の末端を同じコグ山部の他方の側壁面に設ける工程、
心線と伸張ゴム層を構成する材料を順次巻き付けて成形体を作製した後、加硫し、得られた加硫スリーブをＶ状に切断して動力伝動用ベルトを作製する工程、からなる動力伝動用ベルトの製造方法にある。
【００１２】
この発明では、補強布の端部を重ねたオーバーラップ部における内側帆布の末端をコグ山部の一方の側壁面に設け、また外側帆布の末端を同じコグ山部の他方の側壁面に設けたことによって、加硫中に外側帆布の端部が内側帆布を引張る力も小さいために内側帆布の端部にはシワが発生せず、コグ谷部から早期に亀裂が発生しなくなり、またオーバーラップ部の重ね代も十分とることができてこの部分からの剥離も起こりにくくなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。
図１は本発明に係る動力伝動用ベルトの部分正面図である。
本発明の動力伝動用ベルト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、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。伸張ゴム層６および圧縮ゴム層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とを交互に配した上下コグ部１１、１２が設けられている。
【００１４】
上記下コグ部１２では、ジョイント部１４がコグ山部の領域ａ内に存在し、心線３との角度θが６０〜９０°、好ましくは６５〜９０°のバイアスであり、接着ゴム層２のゴムもほとんどジョイント部１４へ流れ込むこともなく、亀裂の発生しやすい個所が少なくなってベルト走行寿命も向上する。即ち、バイアスのジョイント部１４は接着ゴム層２の流れ込みを防止する役割を果たしている。
【００１５】
一方、ジョイント部１４の一端がコグ山部９の領域ａを越えてコグ谷部８まで侵入する場合には、接着ゴム層２のゴムがコグ谷部８の領域のジョイント部１４まで侵入し、この結果コグ谷部８の領域は屈曲疲労を受けやすくなって短時間に亀裂が発生する。
【００１６】
また、下コグ部１２のジョイント部１４がコグ山部９の領域ａ内に存在し、心線３との角度が直角であってもよい（図示せず）。ジョイント部１４が垂直面であるため、接着ゴム層２のゴムのジョイント部１４への流れ込みが起こり易くなっているが、この流れ込みもコグ山部９のみで、しかも深くまで侵入していないことから、屈曲疲労性に大きな影響を与えない。
【００１７】
しかして、上記補強布４の端部を重ねたオーバーラップ部１７では、内側帆布１８の末端１９がコグ谷部８の最底部２０を超えることなくコグ山部９の側壁面２１ａにあり、他方外側帆布２３の末端２４も同じコグ山部９の他方の側壁面２１ｂにあり、オーバーラップ部１７の量ね代を十分にとることができる。これによって内側帆布１８の末端１９にはシワが発生せず、コグ谷部８から早期に亀裂が発生しなくなる。
【００１８】
上記コグ山部の側壁面２１ａ、２１ｂは、比較的平坦な側面とコグ山部の最頂部２５を含む側壁であり、コグ谷部８の最底部２０とこの付近の底面を含まなければよい。
【００１９】
上記圧縮ゴム層７および伸張ゴム層６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。
【００２０】
そして、上記圧縮ゴム層７および伸張ゴム層６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。
【００２１】
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、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、ＮＢＲなどである。
【００２２】
以下に、上記の動力伝動用ベルトの一種であるダブルコグベルトの製造方法を詳述する。
（１）第一工程はコグパッド３０を作製する工程である。図２はコグパッド３０の作製状態を示す図であり、凹条部３１と凸条部３２を交互に有する平坦なコグ付き型３３を用意し、このコグ付き型３３に補強布４と未加硫ゴムシート３４を積層し、樹脂フィルム、離型紙等の離型部材３５を一方の端部領域３６ａにある補強布４と未加硫ゴムシート３４との間に介在させた後、４０〜１００°Ｃの所定温度に設定した条件下でプレス板により加圧成形し、型付けして図３に示すコグ山部３７とコグ谷部３８を有するコグパッド３０を作製する。
上記未加硫ゴムシート３４は圧縮ゴム層７と接着ゴム層２を形成するゴムシートを積層して使用することができる。
【００２３】
（２）第二工程はコグパッドの末端加工工程である。図３はこのコグ付き型３３からコグパッド３０を取り出して、補強布４を上面においた状態のコグパッドの正面図を示す。まず、一方の端部領域３６ａにある補強布４と未加硫ゴムシート３４とを剥離し、この間に介在していた離型部材３５を除去した後、未加硫ゴムシート３４を幅方向に沿ってコグ山部３７の頂部をカッターで切断し、また補強布４をハサミ、カッター等で切断する。そして、補強布４の末端部３９を未加硫ゴムシート３４の切断面４０から２コグ分以内の長さに突出させる。
【００２４】
他方の端部領域３６ｂでは、補強布４と未加硫ゴムシート３４を幅方向に沿ってコグ山部３７の頂部をカッターで切断し、更に未加硫ゴムシートの切断面４０から１ゴク分程度の長さだけ後退した位置にある補強布４に幅方向に沿って切れ目４１を入れた後、端部の補強布４を除去して未加硫ゴムシート３４を露出させる。このように末端加工したコグパッド３０の正面図を図４に示す。
【００２５】
（３）第三工程は補強布のオーバーラップ部に係る処理工程である。図５に示すように、成形機（図示せず）に歯部４３と溝部４４を交互に有するた溝付きモールド４５を装着し、該溝部４４にコグ山部３７を嵌合しながら上記の末端加工したコグパッド３０を、切断面４０が当接してジョイント部４５となるように溝付きモールド４５に巻き付け、かつ補強布４の内側帆布１８の末端１９がコグ谷部８の最底部２０を超えることなくコグ山部３７の側壁面２１ａにあり、他方外側帆布２３の末端２４も同じコグ山部３７の他方の側壁面２１ｂにあり、オーバーラップ部１７の量ね代が十分にとられている。
【００２６】
（４）第四工程は成形工程であり、図６に示すように、心線３をスパイラルに巻き付け、その上に伸張ゴム層の未加硫ゴムシート４６と１〜数枚の補強布４の積層物を巻き付けて、成形体４７を作製する。
無論、本実施例では、上記歯部４３と溝部４４を交互に有する溝付きモールド４５に代えて、円周方向に沿って所定の間隔で溝部を設けた加硫ゴム製の内母型を装着したモールドを使用することもできる。
そして、本実施例では、成形機から取り出した溝付きモールド４５を支持台上に設置し、円周方向に沿って所定の間隔で設けた凹状部を有する、加硫ゴム製からなる母型（図示せず）、そしてジャケット（図示せず）を嵌入する。
【００２７】
（５）第五工程として、成形体４７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溝付きモールド４５から抜き取り、スリーブを所定幅に切断して図１に示すようなダブルコグベルト１に仕上げる。
【００２８】
【実施例】
以下、更に具体的な実施例により本発明の効果を確認する。
実施例１
心線として、１，１００デニールのポリエチレンテレフタレート繊維を上撚り数１１．４回／１０ｃｍ、下撚り数２１．０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６，６００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った処理コードを用いた。
【００２９】
補強布として、綿の紡績糸を使用し平織帆布を用いた。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・コーチングしたゴム付帆布を用いた。
【００３０】
圧縮ゴム層と伸張ゴム層に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未加硫ゴムシートを用い、また接着ゴム層には短繊維を含まないクロロプレンゴムからなる未加硫ゴムシートを用いた。また、圧縮ゴム層と接着ゴム層の未加硫ゴムシートを予め積層したものを用意した。
【００３１】
コグパッドとして、１枚の補強布と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、８０°Ｃで加圧することによってコグ部を型付けした。
【００３２】
上記コグパッドの末端加工工程としては、上記コグパッドの一端に介在したポリエチレンフィルムを除去した後、未加硫ゴムシートを幅方向に沿ってコグ山部の頂部をカッターで約６０度のバイアスに切断し、また補強布をハサミで切断し、補強布の末端を未加硫ゴムシートの切断面から約１コグ分の長さ突出させた。
他方の端部領域では、補強布と未加硫ゴムシートを幅方向に沿ってコグ山部の頂部をカッターで約６０度のバイアスに切断し、更に未加硫ゴムシートの切断面から半ゴク分だけ後退した位置にある補強布に幅方向に沿って切れ目を入れた後、補強布を剥離して未加硫ゴムシートを露出させた。
【００３３】
続いて、末端加工したコグパッドを円筒状モールドに装着した内母型に巻き付けて、切断面を当接し、かつ補強布の内側帆布の末端をコグ谷部の一方の側壁面に設け、また外側帆布の末端を同じコグ山部の他方の側壁面に設けるようにオーバーラップ部を形成した。
【００３４】
更に、心線、伸張ゴム層の未加硫ゴムシート、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、６本のガイド棒を一定間隔で装着し、母型をガイド棒に沿って挿入した。
【００３５】
上記全てのガイド棒を除去した後、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状に切断してスノーモービル用のローエッジダブルコグベルトに仕上げた。
【００３６】
得られたローエッジダブルコグベルトの補強布のオーバーラップ部では、内側帆布の末端と外側帆布の末端が同じコグ山部の側壁面に位置し、内側帆布の末端部分にはシワが発生していなかった。
【００３７】
比較例１
本比較例のコグパッドの末端処理では、実施例１と同様に行って、補強布の末端を未加硫ゴムシートの切断面から１ゴク分強だけ突出させた。また、他方の端部領域では、１ゴク分弱の補強布を除去して未加硫ゴムシートを露出させた。
続いて、円筒状モールドに装着した内母型に、末端処理したコグパッドを巻き付けて切断面を当接し、かつ補強布の内側帆布の末端がコグ谷部の最底部を超えた位置に、また外側帆布の末端をコグ山部の最頂部を超えた位置に配置するように重ね代を大きくとったオーバーラップ部を形成した。
【００３８】
このような状態で実施例１と同様に成形加硫して得られたローエッジダブルコグベルトの補強布のオーバーラップ部では、内側帆布の末端部分にはシワが発生した。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本願請求項記載の発明では、補強布の端部を重ねたオーバーラップ部における内側帆布の末端をコグ谷部の一方の側壁面に設け、また外側帆布の末端を同じコグ山部の他方の側壁面に設けたことによって、加硫中に外側帆布の端部が内側帆布を引張る力も小さいために内側帆布にはシワが発生せず、コグ谷部から早期に亀裂が発生しなくなり、またオーバーラップ部の重ね代も十分とることができてこの部分からの剥離も起こりにくくなる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る動力伝動用ベルトの部分正面図である。
【図２】本発明に係る動力伝動用ベルトの製造方法において、コグパッドの作製状態を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る動力伝動用ベルトの製造方法において、コグ付き型から取り出したコグパッドの正面図を示す。
【図４】末端加工したコグパッドの正面図を示す。
【図５】本発明に係る動力伝動用ベルトの製造方法において、補強布のオーバーラップ部の拡大正面図である。
【図６】本発明に係る動力伝動用ベルトの製造方法において、ベルト成形体を作製している図である。
【図７】従来の動力伝動用ベルトの部分正面図である。
【符号の説明】
１      動力伝動用ベルト
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
９      コグ山部
１１      上コグ部
１２      下コグ部
１７      オーバーラップ部
１８      内側帆布
１９      末端
２０      コグ谷部の最底部
２１ａ    コグ山部の側壁面
２１ｂ    コグ山部の側壁面
２３      外側帆布
２４      末端
２５      コグ山部の最頂部
３０      コグパッド
３３      コグ付き型
３４      未加硫ゴムシート
３５      離型部材
３７      コグ山部
３８      コグ谷部
３９      補強布の末端部
【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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