(57)【要約】      （修正有）【課題】  初期周長のバラツキや周長の経時的変化を抑制でき、メンテナンスの手間を抑制させ得る伝動ベルトを提供する。【解決手段】  ポリエチレン−２，６ナフタレート繊維が用いられた心線が周方向に埋設された伝動ベルトであって、前記心線は、１０００デニールあたりに３Ｎ以下の張力でＲＦＬ処理が実施されたものであることを特徴とする伝動ベルトを提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレン−２，６ナフタレート繊維が用いられた心線が周方向に埋設された伝動ベルトであって、前記心線は、１０００デニールあたりに３Ｎ以下となる張力でＲＦＬ処理が実施されたものであることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項２】
前記伝動ベルトがＶリブドベルトである請求項１に記載の伝動ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝動ベルトに関し、より詳しくは、ＲＦＬ処理された心線が周方向に埋設された伝動ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、伝動ベルトはエンジンやモーターなどと組み合わされて種々の装置に組み込まれて使用されている。例えばこのような伝動ベルトは、近年、自動車用などにも広く用いられている。この自動車では、サーペンタインベルトなどと呼ばれる２ｍ程度の周長を有する伝動ベルトをオルタネータープーリー、エアコンプーリー、パワーステアリングプーリー、ウォータポンププーリーなどの複数のプーリーに掛け渡し、これらのプーリーにクランクシャフトプーリーから駆動力が伝動されたりしている。
ところで、このような伝動ベルトは、加硫ゴムからなる弾性体により形成されベルトの張力をベルトとプーリーとの当接力に転化させることによりベルトとプーリーとの間に強い摩擦力を発生させて伝動が行われている。そのため、伝動ベルトのゴム中には、伝動ベルトに抗張力を付与すべくゴムよりも抗張力の高い心線がベルト周方向に埋設されている。
【０００３】
この心線には、従来、ポリエチレンテレフタレート（以下「ＰＥＴ」ともいう）やポリエチレン−２，６ナフタレート（以下「ＰＥＮ」ともいう）などのポリエステルの繊維が用いられている（特許文献１）。
また、この心線には、通常、埋設されるゴムとの接着性を高めるためにレゾルシノールホルムアルデヒドラテックス処理（以下「ＲＦＬ処理」ともいう）と呼ばれる処理が施されている。このＲＦＬ処理には、通常、水酸化ナトリウム、レゾルシン、ホルマリンなどを水に分散させたＲＦと呼ばれるものとラテックスとが配合されたＲＦＬ処理液を貯留する槽と、このＲＦＬ処理液に浸漬されたポリエステル繊維を通過させてポリエステル繊維にラテックスを焼付ける数ｍ程度の炉長を有する焼付け炉とが用いられている。そして、前記ポリエステル繊維は、通常、ＲＦＬ処理液に浸漬された後に、前記焼付け炉内を張り渡された状態で通過して表面にラテックスが焼付けられている。
そして伝動ベルトは、例えば、このようなＲＦＬ処理された心線と、未加硫ゴムシートとを円筒形の金型外周面に所定の順序および仕上がり厚さとなるよう積層し、さらにこの積層した形成材料の外側にクロロプレンゴムやエチレン−αオレフィンエラストマーなどでできた柔軟な円筒体を被せて、金型と円筒体との間を減圧しつつ、円筒体の外部から加圧して加熱するいわゆる缶加硫と呼ばれる成形方法などにより製造されている。
【０００４】
このように製造される伝動ベルトは、通常、その製造ロットなどによりベルト周長に、例えば、１％以下の僅かなバラツキを生じさせている。このように伝動ベルトの周長にバラツキが生じると、プーリー間に掛け渡されて伝動ベルトが使用される際に伝動ベルトごとに張力が変化することとなる。伝動ベルトの張力が所望の値に保たれていない場合には、振動が生じて騒音の原因となったり、伝動ベルトあるいは装置の寿命を短縮させてしまったりするおそれを有している。そのため、伝動ベルトが設備に装着される際には、伝動ベルトを所望の張力となるように張力調整が行われている。しかし、この伝動ベルトの張力は、使用期間中にも変化してしまうことから、定期的に張力を調整するメンテナンス作業が必要とされている。このことに対して、伝動ベルトの周長のバラツキを抑制し、使用期間中に張力が変化することを抑制させることで伝動ベルトの初期調整や定期的な張力調整などのメンテナンスの手間を低減させ得ることができるが、これまで伝動ベルトの周長のバラツキや使用期間中に張力が変化することを抑制させる方法については殆ど検討されていない。したがって、その手法も確立されていない。
すなわち、従来の伝動ベルトは、メンテナンスの手間を抑制させることが困難であるという問題を有している。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１２７６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みメンテナンスの手間を抑制させ得る伝動ベルトの提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、伝動ベルトが経時的に周長を変化させることおよびそのことが使用期間中に張力を変化させる一因となっていることを見出し、さらに、ＲＦＬ処理が所定の条件で実施された心線を伝動ベルトに用いることで伝動ベルトに初期周長のバラツキが生じることを抑制させることができ、経時的に周長が変化することを抑制し得ることを見出し本発明の完成に到ったのである。
すなわち本発明は、ポリエチレン−２，６ナフタレート繊維が用いられた心線が周方向に埋設された伝動ベルトであって、前記心線は、１０００デニールあたりに３Ｎ以下となる張力でＲＦＬ処理が実施されたものであることを特徴とする伝動ベルトを提供する。
なお、１０００デニールあたりに３Ｎ以下の張力でＲＦＬ処理が実施されているとは、ＲＦＬ処理中の焼付け時の心線張力の最大値が１０００デニールあたりに３Ｎ以下となっていることを意図しており、ＲＦＬ処理中の焼付け以外の工程で発生する張力について意図したものではない。また、この心線にかかる張力は、一般的なロードセルを用いて、例えば、ＲＦＬ処理の焼付け炉出口付近における心線全体に加わる張力を測定して求めることができ、この測定値を心線の太さ（デニール数）で除して計算することにより１０００デニールあたりの張力を求めることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、伝動ベルトにポリエチレン−２，６ナフタレート繊維が用いられてなる心線が用いられ、該心線が１０００デニールあたり３Ｎ以下の張力でＲＦＬ処理が実施されたものであることから伝動ベルトの初期周長のバラツキを抑制し得る。したがって、伝動ベルトが装置に組み込まれる際の初期張力調整を簡略化させ得る。また、伝動ベルトの経時的に周長が変化することも抑制し得ることから定期的な張力調整の作業を簡略化させ得る。すなわち、初期張力調整や定期的な張力調整の作業を簡略化させることができメンテナンスの手間を抑制させ得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の好ましい実施の形態について図１に示すＶリブドベルトを例に説明する。
本実施形態のＶリブドベルト１は、無端状ベルト形状を有し、外周面側にカバー層２が配され、内周面側に圧縮層５が配されており、このカバー層２と圧縮層５とを接着する接着層３がカバー層２と圧縮層５との間に配されている。
また、この圧縮層５は、伝動ベルトの周方向に複数のリブ６を延在させるように内表面側にＶ溝が形成されている。
また、前記接着層３には、ＰＥＮ繊維が用いられた心線４がＶリブドベルトの幅方向に一定の間隔を設けて周方向に複数本埋設されている。
【００１０】
この圧縮層５や接着層３を形成するゴム組成物には、カーボンブラックの配合されたゴム組成物が用いられている。さらに、この圧縮層５や接着層３のゴム組成物には、通常、短繊維や無機充填剤などの補強剤や共架橋剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤など一般的なゴム薬が適宜配合されそれぞれ所望の特性となるよう配合されている。
これらに用いられるゴムとしては、エチレン−α−オレフィン共重合ゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、クロロプレンゴム、水素化ニトリル−ブタジエンゴム、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン、イソプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、アクリルゴムなどを単独または複数混合して用いることができる。
【００１１】
前記心線４は、通常、繊度５００〜２０００デニールのＰＥＮフィラメントを１０〜３０ターン／１０ｃｍ下撚りした上に、さらに、５〜２０ターン／１０ｃｍの上撚りを撚り掛けたものを用いることができ、この上撚りと下撚りとは撚り方向を逆転させていることが好ましい。
また、撚りピッチは、上撚りも下撚りの方が短く（撚り回数が多く）なるよう撚られていることが好ましい。
【００１２】
また、この心線４は、上記のように拠られたＰＥＮフィラメントをＲＦＬ処理が施され用いられている。
このＲＦＬ処理においては、通常、ポリイソシアネートなどの前処理液に心線を浸漬して乾燥させる前処理と、この前処理された心線をＲＦＬ液に浸漬して焼付けを行うＲＦＬ液焼付け処理とが実施される。
このＲＦＬ処理液としては、例えば、水酸化ナトリウム、レゾルシン、ホルマリンが水に分散されたＲＦとラテックスとが混合されたものを用いることができる。
また、このラテックスとしては、クロロプレン、ビニルピリジン、クロロスルホン化ポリエチレン、２，３−ジクロロブタジエン、ブタジエンアクリロニトリル共重合体などを用いることができる。
このＲＦＬ処理液には、通常、レゾルシンが１〜６質量％、ホルマリンが０．５〜２．０質量％、ラテックスが１０〜２２質量％含有されている。
また、この前処理では、通常、ＰＥＮフィラメントを前処理液が貯留された槽に浸漬させ、絞りを実施された後に、２００〜２４５℃の炉内を３０〜７５秒かけて通過する浸漬、乾燥が１回実施される。
また、このＲＦＬ液焼付け処理では、通常、前処理されたＰＥＮフィラメントをＲＦＬ液が貯留された槽に浸漬させ、絞りを実施された後に、２００〜２４５℃の炉内を３０〜７５秒かけて通過する浸漬、焼付けが１〜２回実施される。
また、要すれば、ＲＦＬ処理液の種類を異ならせたり温度条件を異ならせたりして、同様の処理を複数回実施することも可能である。
ただし、いずれのＲＦＬ処理の場合でも、心線に加わる張力は１０００デニールあたりに３Ｎ以下とされる。この心線に加わる張力が１０００デニールあたりに３Ｎを超えた場合には、伝動ベルトに初期周長のバラツキ抑制と経時的周長変化の抑制効果を得ることができない。
【００１３】
前記カバー層２は、ゴムコート帆布などにより形成されている。
【００１４】
次いで、このようなＶリブドベルトの製造方法について説明する。
このようなＶリブドベルトを製造するための設備としては、例えば、内側から外側に向け、カバー層用ゴムコート帆布／接着層用未加硫ゴムシート／ＲＦＬ処理心線／圧縮層用未加硫ゴムシートの順に積層され、例えば、１〜２ｍ長さの円筒状の予備成形体を製造するための予備成形体製造設備と、この予備成形体の表面を研削してＶ溝を形成させる研削設備と、Ｖ溝形成後の予備成形体を所定溝数で切り出してＶリブドベルトの形状を完成させる切断設備とを用いる。
【００１５】
前記予備成形体製造設備には、製造するＶリブドベルトの長さと略同周長（例えば約１ｍ）となる外径と１〜２ｍ程度の長さを有する円筒金型と、この円筒金型と略同長で前記円筒形状金型の外径よりも大きな内径を有するクロロプレンゴムなどの円筒体と、この円筒体に前記円筒形状金型を内包させた状態で円筒体と円筒形状金型とを収容して、円筒体と円筒形状金型との間の空気を吸引して減圧しつつ、円筒体の外部から高温水蒸気により加圧し得るように形成された加硫缶とが備えられている。
【００１６】
前記研削設備には、円板状の研削砥石と予備成形体を周方向に回転させる駆動ロールが備えられ、該駆動ロールにより予備成形体を回転させつつ、回転する予備成形体表面に前記研削砥石の外端縁を当接させてＶ溝を形成させ得るよう構成されている。
【００１７】
また、前記切断設備には、Ｖ溝が形成された予備成形体を周動させつつその外周面側から内周面側に貫通するまで切り込みをいれて、所定溝数の幅で切断してＶリブドベルトを輪切りの状態で切り出しうるように、駆動ロールと切り出し刃物が備えられている。
【００１８】
次にこのような設備を用いてＶリブドベルトを製造する製造方法について説明する。
まず、円筒金型の外周面にカバー層用ゴムコート帆布を巻き付け、さらに接着ゴム層よう未加硫ゴムシートを積層する。次いで、この金型に巻きつけられた接着ゴム層用未加硫ゴムシートの上に前記ＲＦＬ処理が施された心線を所定の間隔を設けつつスパイラル状に巻きつける。さらに、この心線の上に圧縮層用未加硫ゴムシートを巻きつけて円筒金型上にカバー層用ゴムコート帆布／接着層用未加硫ゴムシート／ＲＦＬ処理心線／圧縮層用未加硫ゴムシートの積層状態を形成させる。
その後、この積層状体を維持させたまま、円筒体に挿入して、この円筒体と円筒金型とを加硫缶に導入する。この加硫缶では、円筒金型と円筒体との間の空気を吸引して減圧しつつ、円筒体の外部から高圧水蒸気により加圧して加熱することで、前述の積層物を加硫一体化させ、円筒形状のベルト予備成形体を形成させる。
【００１９】
その後、前記研削設備でＶ溝を形成し、前記切断設備で所定幅に切断してＶリブドベルトを完成させる。
なお、本実施形態においては、平ベルトなどに比べて周長の変化がプーリーと伝動ベルトとの当接力に与える影響が大きく、本発明の効果がより顕著となる点においてＶリブドベルトを例に説明したが、本発明においては、伝動ベルトをＶリブドベルトに限定するものではない。また、Ｖリブドベルトの中でも２ｍ以上の周長を有するベルトにおいては、本発明の効果をさらに顕著なものとし得る。
【実施例】
【００２０】
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１〜４、比較例１〜３）
（ＲＦＬ処理液の調整）
各実施例、比較例に用いるＲＦＬ処理液は、まず表１示す配合にてＲＦ液を作成し、１．５時間熟成の後、この熟成させたＲＦ液を用いて、表２のごとくＲＦＬ処理液を配合した。なお心線のＲＦＬ処理には、このＲＦＬ処理液を８時間以上熟成させて用いた。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
【表２】
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【００２３】
（心線ＲＦＬ処理条件）
（前処理）
各実施例、比較例に用いる心線をイソシアネート系前処理剤（ポリエチレンポリフェニルイソシアネート）に浸漬後、所定の温度、時間、張力で乾燥処理を実施した。
（ＲＦＬ液焼付け処理）
前記前処理後の心線を前述のごとく調整したＲＦＬ処理液に浸漬させた後、所定の線速で３０〜７５秒の時間で焼付け炉を通過させＲＦＬ液焼付け処理を実施した。
なお、このＲＦＬ液焼付け処理はＲＦＬ処理液への浸漬、焼付けを合計２度繰り返して実施している。
これら前処理ならびに２回のＲＦＬ液焼付け処理の温度、時間、張力などの条件は、表３、表４に示す通りである。
なお、温度については、焼付け炉の中央部に配された熱電対による測定結果である
また、張力については、焼付け炉の出口付近に設けられたロードセルにより測定した値である。
【００２４】
【表３】
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【００２５】
【表４】
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【００２６】
（伝動ベルトの製造）
周長２．２６ｍの金型を用いて、下記のような材料、工程によりＶリブドベルトを製造した。
カバー層  ：０．７ｍｍ厚さゴムコート帆布
接着ゴム層：ＥＰＤＭベースゴム未加硫シートにより０．４ｍｍ厚さに成形。
圧縮層    ：ＥＰＤＭベースゴム未加硫シートにより３．０ｍｍ厚さに成形後、
研削設備により３．５６ｍｍピッチでＶ溝形成。
心線      ：ベルト幅方向に１．１５ｍｍピッチで接着ゴム層に埋設。
加硫条件  ：１６０℃×２０分間
ベルト化  ：切断設備にて、リブ６個分の幅（２１．３６ｍｍ）に切断。
【００２７】
（評価）
各実施例、比較例の伝動ベルトを以下のように評価した。
（仕上がりバラツキ）
各実施例、比較例の伝動ベルトについて、製造直後のベルト長さのバラツキを測定した。具体的にはそれぞれ複数ロットで製造されたものの中から無造作に１０本のベルトを選出し、２つのプーリー間に掛け渡し、該プーリーの軸間長さの測定値の最小値と最大値との差を仕上がりバラツキとして判定した。各実施例、比較例の評価結果を表５に示す。
（３０日後寸法変化率）
上記「仕上がりバラツキ」を測定した試料を常温、無負荷の状態で３０日間放置した後、上記「仕上がりバラツキ」と同様にベルト長さ（プーリーの軸間長さ）を測定して、製造直後のベルト長さを１００％として３０日間放置後のベルト長さの変化を３０日後寸法変化率として計算により求めた。
各実施例、比較例の評価結果を表５に示す。
【００２８】
（心線評価）
各実施例、比較例の伝動ベルトからカバー層と圧縮ゴム層とをスライスして心線を取り出し、ＪＩＳ  Ｌ  １０１７に準じて乾熱時収縮応力と加熱後乾熱収縮率（Ｂ法）との測定を実施した。
なお、乾熱時収縮応力については、心線２本分を試料として、１５０℃の乾燥機に入れ３分間放置した後に生じた力の最大値を測定した。また、各実施例、比較例ともＮ数＝１にて実施した。
また、加熱後乾熱収縮率（Ｂ法）については、伝動ベルトから取り出した心線を１０００ｍｍ長さに切断して試料とした。また、無荷重状態での加熱条件としては１５０℃×３０分とした。さらに、各実施例、比較例ともＮ数＝３にて測定しその平均値を算出した。
これら乾熱時収縮応力と加熱後乾熱収縮率（Ｂ法）との測定値も併せて表５に示す。
【００２９】
【表５】
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【００３０】
この表５から、伝動ベルトにポリエチレン−２，６ナフタレート繊維が用いられてなる心線が用いられ、該心線が１０００デニールあたりに３Ｎ以下の張力でＲＦＬ処理が実施されることで伝動ベルトの初期周長のバラツキと経時的に周長が変化することとを抑制することができ、伝動ベルトが装置に組み込まれる際の初期張力調整を簡略化させ且つ定期的な張力調整の作業を簡略化させて、メンテナンスの手間を抑制させ得ることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】一実施形態のＶリブドベルトを示す幅方向断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１：Ｖリブドベルト、２：カバー層、３：接着層、４：心線、５：圧縮層、６：リブ
【図１】
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