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WO2004029477A1 - 摩擦伝動ベルト - Google Patents

摩擦伝動ベルト Download PDF

Info

Publication number
WO2004029477A1
WO2004029477A1 PCT/JP2003/012180 JP0312180W WO2004029477A1 WO 2004029477 A1 WO2004029477 A1 WO 2004029477A1 JP 0312180 W JP0312180 W JP 0312180W WO 2004029477 A1 WO2004029477 A1 WO 2004029477A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
belt
pulley
short fibers
angle
width direction
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/012180
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takehiro Hayashi
Original Assignee
Bando Chemical Industries, Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bando Chemical Industries, Ltd. filed Critical Bando Chemical Industries, Ltd.
Priority to EP03798469A priority Critical patent/EP1443241A4/en
Priority to KR10-2004-7009354A priority patent/KR20040073482A/ko
Priority to US10/497,245 priority patent/US20050003918A1/en
Publication of WO2004029477A1 publication Critical patent/WO2004029477A1/ja

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16GBELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G5/00V-belts, i.e. belts of tapered cross-section
    • F16G5/04V-belts, i.e. belts of tapered cross-section made of rubber
    • F16G5/06V-belts, i.e. belts of tapered cross-section made of rubber with reinforcement bonded by the rubber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16GBELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G5/00V-belts, i.e. belts of tapered cross-section
    • F16G5/20V-belts, i.e. belts of tapered cross-section with a contact surface of special shape, e.g. toothed

Definitions

  • the present invention relates to a friction transmission belt.
  • V-ribbed pelts are widely used in automobiles to drive auxiliary equipment such as fans, air conditioners, orchestras, and power steering.
  • JP 10-93344A includes a plain woven canvas made of cotton fiber and synthetic fiber, and the center line of the intersection angle between the warp and the weft without any wide-angle treatment, and the belt longitudinal direction.
  • a belt is disposed and attached to the back of the belt.
  • the back canvas is not subjected to a wide-angle treatment, and the same pelt resistant as that of the case where the back canvas is applied is provided. It has a tearing property.
  • an auto-tensioner configured so that the tensioner pulley presses the back of the belt to keep the belt tension constant is used, as shown in Figs.8A and B.
  • the belt D is biased in the belt width direction by the tensioner pulley 63, which is a flat pulley provided between the pair of rib pulleys 61, 62, so-called belt deviation may occur.
  • the tensioner pulley 63 which is a flat pulley provided between the pair of rib pulleys 61, 62, so-called belt deviation may occur.
  • the belt span length is shortened as described above, the alignment angle between the running direction of the belt and the direction perpendicular to the pulley axis becomes large due to the belt deviation, which causes abnormal noise. There is.
  • the belt deviation is caused by the deviation of the alignment of the front and rear pulleys, the deviation of the alignment of the tensioner pulley, the pulley shape, the looseness of the pairing, the external factors of the belt, and the deviation of the belt inside the biased pelt. Clarified that the belt shift occurs due to the relevant factors and. The inventor has also clarified that, among the misalignments of the tensioner pulley, the misalignment of the tensioner pulley is caused by the inclination of the tensioner pulley due to running deterioration, and this is greatly involved in the belt misalignment.
  • An object of the present invention is to provide a friction transmission belt capable of correcting a belt shift due to an external factor.
  • the present invention provides a friction transmission belt having a bias in a belt width direction so as to offset a Pelt shift caused by an external factor.
  • the present invention presupposes a friction transmission belt in which the back surface of the belt is reinforced by short fiber-containing rubber mixed with short fibers oriented in one direction.
  • the short fiber-containing rubber is characterized in that it is integrally provided on the back of the belt such that the orientation direction of the short fibers is at an angle to the belt width direction.
  • the belt has a directivity in which the belt tries to run in the direction of the short fiber orientation of the short fiber-containing rubber, and therefore, the belt is likely to be offset when the belt runs. Belt deviation due to external factors can be corrected by offsetting the belt deviation.
  • the angle between the orientation direction of the short fibers of the rubber containing short fibers and the width direction of the belt is 10 ° or more and 45 ° or less.
  • belt deviation can be effectively suppressed. That is, if this angle is smaller than 10 °, the effect of correcting the belt misalignment may be diminished, while if this angle is larger than 45 °, the bias of the belt itself becomes large and the correction is performed. The effect may be excessive. From this viewpoint, it is more preferable that the angle be in the range of 10 ° to 30 °, as will be described later in Examples.
  • a single staple fiber-containing rubber is prepared and the direction in which the warp of the blind woven fabric extends or the orientation direction of the staple fiber of the unvulcanized rubber containing the staple fiber is set for each belt type. Since it is only necessary to change the material, there is no need to prepare individual materials as in the improvement of the core wire, and the cost increase can be suppressed accordingly.
  • the belt body may be a V-ribbed belt body.
  • INDUSTRIAL APPLICABILITY The friction transmission belt of the present invention is suitable for driving auxiliary equipment of an automobile. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. 1 is a perspective view of a V-ribbed belt A according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a layout of a drive mechanism for a surveillance in which the V-ribbed belt A is wound around according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a state in which the V-ripped belt A according to the embodiment of the present invention is wound around a bully.
  • FIG. 4 is a perspective view of a V-ribbed belt B of a reference example.
  • FIG. 5 is a diagram showing a state in which the V-ribbed belt B of the reference example is wound around a pulley.
  • FIG. 6 is a diagram showing a layout of a belt durability evaluation tester.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the angle formed by the short fiber orientation direction with respect to the belt width direction and the belt shift.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams showing the deviation of the V-ribbed belt at the tensioner pulley. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 shows a V-ribbed belt A according to an embodiment of the present invention.
  • the V-ribbed belt A has a belt body formed of a V-ribbed belt body, and is bonded to an adhesive rubber layer 1 and a back rubber layer 12 integrally provided on the upper surface side of the adhesive rubber layer 1, that is, on the back side of the belt.
  • the rib rubber layer 3 integrally provided on the lower surface side of the rubber layer 1, that is, the inside of the belt, and the center of the adhesive rubber layer 1 in the belt thickness direction extend substantially in the belt longitudinal direction and have a predetermined pitch in the belt width direction.
  • a core wire 4 embedded in a spiral is a core wire 4 embedded in a spiral.
  • the adhesive rubber layer 1 is formed in a flat belt shape extending in the belt longitudinal direction, and is made of a rubber composition such as black rubber (CR), ethylene propylene diene monomer (EPDM), hydrogenated nitrile rubber (H-NBR). .
  • the adhesive rubber layer 1 functions as a rubber layer that forms the belt main body and holds the core wire 4.
  • the back rubber layer 12 is made of a rubber composition such as chloroprene rubber (CR), ethylene propylene diene monomer (EPDM), hydrogenated nitrile rubber (H-NBR), and is unidirectionally oriented nylon fiber, aramide. Short fibers 12a, 12a,... such as fibers are mixed.
  • the short fiber 12a of the back rubber layer 12 has an orientation angle of 10 ° to 45 ° (preferably 10 ° to 30 °) with respect to the pelt width direction.
  • the back rubber layer 12 serves as one end of power transmission when the back of the belt runs around the flat pulley.
  • the rib rubber layer 3 is made of a rubber composition such as chloroprene rubber (CR), ethylene propylene monomer (EPDM), or hydrogenated nitrile rubber (H-NBR) similarly to the adhesive rubber layer 1, and has an elastic modulus in the belt width direction.
  • Short fibers 3b, 3b,... Such as nylon fibers and aramide fibers oriented in the belt width direction are mixed to improve.
  • six ribs 3a, 3a,... Formed in ridges extending in the belt longitudinal direction are provided at a predetermined pitch in the belt width direction.
  • the rib rubber layer 3 becomes a main body of power transmission when the belt runs around the rib pulley and runs.
  • the cord 4 may be, for example, a twisted yarn formed of polyethylene terephthalate (PET) fiber, polyethylene naphthalate (PEN) fiber or polyvinyl alcohol (PVA) fiber, and resorcinol / formalin / latex prior to belt forming. (RFL) liquid etc.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PVA polyvinyl alcohol
  • RTL resorcinol / formalin / latex prior to belt forming.
  • RTL resorcinol / formalin / latex prior to belt forming.
  • stretch heat setting It consists of what was done.
  • the core 4 plays a role of imparting strength and tensile strength to the belt A.
  • the V-ribbed belt A can be manufactured by using a rubber sheet containing unvulcanized short fibers instead of the back reinforcing cloth in a known belt manufacturing method.
  • Fig. 2 shows the layout of pulleys for driving the serpentine-in accessory of an automobile engine equipped with a V-ribbed belt A.
  • the pulley layout for driving the auxiliary pentane auxiliary machine includes a topmost steering wheel pulley 21, an AC generator pulley 22 disposed below the power steering pulley 21, and a power steering pulley 21.
  • an air conditioner pulley 26 disposed below and to the right of the crankshaft pulley 25.
  • all are rib pulleys except for the tensioner pulleys 23 and the pumps 24 which are flat pulleys.
  • the V-ribbed belt A is wound around the power steering pulley 21 so that the rib side comes into contact, and then wound around the tensioner pulley 23 so that the back side of the belt comes into contact.
  • the pulley is wound around the pulley 25 and the air conditioner pulley 26 in this order, and is further wound around the pump pulley 24 so that the back of the belt contacts, and the AC generator pulley 2 contacts the rib side. 2 and is provided so as to return to the power steering pulley 21 at last.
  • the V-ribbed belt A is oriented such that the short fibers 12a of the back rubber layer 12 are inclined from the engine E side to the opposite side along the belt running direction.
  • the pulley P Around the pulley P.
  • the V-ribbed belt A is driven by a crank shaft pulley 25 and travels clockwise to drive auxiliary pulleys such as a power steering pulley 21.
  • auxiliary pulleys such as a power steering pulley 21.
  • the alignment is shifted due to the tilting of the tensioner pulley 23 due to running deterioration, and as shown in FIG. 3, the action of causing the Pelt shift of the V-ribbed belt A to the engine side is caused. appear.
  • the belt A has a directivity in which the belt A runs in the direction of the orientation of the short fibers 12 a of the back rubber layer 12 when the belt is running.
  • the belt A tends to shift, so that the belt A shifts in the opposite direction to the direction in which the belt shift occurs due to an external factor due to a shift in the alignment of the tensioner 23 as described above.
  • the pelt deviation due to an external factor can be corrected by offsetting the offset of the belt A, thereby suppressing the generation of abnormal noise. it can.
  • Improving the core wire 4 can also force the belt A to be biased, but for example, if the number of twists of the core wire 4 is optimized, the belt strength and elongation characteristics etc. If the spiral pitch of the core wire spirally provided in the belt is constant, the spiral angle differs for each belt length, so that various types of belts have a predetermined bias.
  • the friction transmission belt is V-ribbed pelt A.
  • the invention is not limited to this, and another type of friction transmission belt such as a V belt may be used.
  • FIG. 4 shows a V-ribbed belt B of a reference example.
  • the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the V-ribbed belt B is composed of an adhesive rubber layer 1, an adhesive rubber layer 1 on the upper surface side, that is, a back reinforcing cloth 2 integrally attached to the belt back side, and an adhesive rubber layer 1 on the lower surface side, that is, the inside of the belt.
  • a belt rubber layer 3 provided integrally with the belt, and a belt thickness of the adhesive rubber layer 1; a center wire 4 extending substantially in the longitudinal direction of the belt and spirally provided at a predetermined pitch in the belt width direction; Become.
  • the back reinforcing cloth 2 is made of a blind woven cloth made of a warp yarn 2a and a weft yarn 2b of nylon, cotton, or the like, and subjected to an adhesive treatment with a rubber paste obtained by dissolving rubber in a solvent.
  • Blinds The woven fabric is a woven fabric in which the warp yarn 2a is relatively thick and has a large number of driving yarns, while the weft yarn 2b is relatively thin and has a small number of driving yarns so that the warp yarn 2a is not disturbed.
  • the angle between the direction in which the warp yarn 2a extends and the direction in which the warp yarn 2a extends is 10 ° or more and 45 ° or less.
  • the back reinforcing cloth 2 serves as one end of power transmission when the belt is run with the back of the belt wound around a flat pulley.
  • V-lipped pelt B can be produced by a known pelt production method.
  • the V-ripped belt B is wrapped around the pulley of the serpentine accessory drive layout as shown in Fig. 2, the V-ribbed belt B is, as shown in Fig. 5, a back reinforcing cloth 2 provided on the back of the belt.
  • the warp yarn 2a of the blind woven fabric is wound around the pulley P so as to extend in a direction inclined from the engine E side toward the opposite side along the belt running direction.
  • the belt B has a directivity in which the belt B runs in a direction in which the warp yarn 2a of the blind fabric extends when the belt is running.
  • the belt B is wound around the pulley so that the belt B is offset in the direction opposite to the direction in which the belt shifts due to an external factor due to the deviation of the tensioner pulley alignment, because the belt B shifts.
  • Belt misalignment due to external factors can be compensated for by offsetting the belt B offset, thereby suppressing the generation of abnormal noise.
  • V-ribbed belts of the following examples were prepared as test evaluation belts.
  • the direction in which the bisector of the crossing angle of the warp and weft yarns of the woven fabric reinforcing cloth in the belt width direction extends forms an angle with the belt width direction or the orientation direction of the short fibers forms with the belt width direction.
  • the angle in the counterclockwise direction with respect to the belt width direction is positive, and the angle in the clockwise direction is negative.
  • Example 1 is a V-ripped belt in which a plain-woven reinforcing cloth is provided on the back of the pelt so as to match the width direction.
  • the V-ribbed pelt in Example 1 has no directivity in the direction of the pelt width.
  • the number of ribs was 3, and the belt length was 900 mm.
  • Example 2 Except for the fact that a plain woven reinforcing cloth is provided on the back of the belt so that the angle 6 ° formed by the direction of the bisector of the crossing angle between the warp and the weft, which is orthogonal to each other, is ⁇ 10 ° with respect to the width of the pelt.
  • a V-ripped belt having the same configuration as in Example 1 was used.
  • the V-rib belt of Example 2 has directivity in the direction in which the bisector of the intersection angle between the warp and the weft extends.
  • Example 3 is a V-ribbed belt provided on the back of the belt.
  • the V-ribbed belt of Example 3 does not have directivity in the belt width direction.
  • the number of ribs was 3, and the belt length was 900 mm.
  • Example 4 was used.
  • the V-ripped belt of Example 4 has directivity in the short fiber orientation direction.
  • Example 5 was used.
  • the V-ribbed belt in Example 5 has directivity in the short fiber orientation direction. It has.
  • Example 6 was used.
  • the V-ribbed belt of Example 6 has directivity in the short fiber orientation direction.
  • Example 7 was used.
  • the V-ribbed belt of Example 7 has directivity in the short fiber orientation direction.
  • each of the V-ribbed belts C in Examples 1 to 7 was wound around pulleys 21 to 26, and the belt C was run clockwise to measure the belt shift on the tensioner pulley 23.
  • the belt shift to the engine side (back side of the paper in Fig. 2) is "10", and the belt shift to the opposite side (front side of the paper) is "-".
  • the belt C is arranged such that the bisector of the intersection angle between the warp and the weft of the back reinforcing cloth extends in a direction inclined toward the engine along the belt running direction. Wound on a pulley.
  • the orientation of the short fibers of the back rubber layer was inclined from the engine E side to the opposite side along the direction of the pelt running. Pelt C was wound around the pulley so that
  • This belt durability tester is composed of a large-diameter rib pulley 4 1 and 4 2 with a pulley diameter of 120 mm arranged vertically and a small-diameter rib pulley 4 5 mm with a pulley diameter of 45 mm arranged on the right in the middle in the vertical direction. 4 consists of 3.
  • Example 17 Each of the V-ripped belts C of example 7 is wound around three rib pulleys 41, 42, 43 so that the ribs are in contact with each other, and the rib pulley 43 is smaller than the small diameter rib pulley 43. To the belt C by applying a set weight of 500 N to the belt C, and rotate the lower rib pulley 42 at a rotation speed of 490 rpm to rotate the belt C for 100 hours. After running, the damaged state of the back surface of each belt C was observed.
  • FIG. 7 shows the relationship between the angle 0 formed by the orientation direction of the short fibers with respect to the belt width direction and the belt deviation in Example 37.
  • the belt deviations of Examples 1 and 3 having no directivity in the belt width direction are 0.35 mm and 0.30 mm, respectively. This is probably because the alignment of the tensioner pulleys 23 was shifted, which caused the belt to shift to the engine side (the back side of the paper in FIG. 2).
  • Examples 2 and 47 having directivity in the belt width direction correct the belt misalignment of Examples 1 and 3. This is because the belt C has the directivity to run in the direction of the orientation of the short fibers of the back rubber layer. W
  • the angle between the orientation direction of the short fibers and the belt width direction is 10 ° or more.
  • the angle can be suppressed within 0.20 mm in absolute value.
  • the angle can be 15 ° or more and 25 ° or less, the belt deviation can be suppressed to an absolute value of about 0.10 mm or less.
  • Example 2 longitudinal tear damage on the back of the belt was observed only in Example 2. This is because in Example 1, the direction in which the warp and weft yarns of the reinforcing cloth extend is at the same angle with respect to the belt width direction, whereas in Example 2, the bisector of the intersection angle of the warp and weft yarns is This is because the extending direction is set at an angle of 110 ° to the belt width direction, so that any of the yarns extends in the direction close to the belt width direction, and the belt longitudinal tear resistance is reduced. it is conceivable that. In Examples 3 to 7, in which the back of the belt was reinforced with rubber containing short fibers, no damage was observed. Therefore, it is considered that there is a sufficient reinforcing effect regardless of the arrangement. Industrial applicability
  • the present invention is useful for a friction transmission belt.

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Abstract

 一方向に配向した短繊維が混入された短繊維入りゴム(12)によりベルト背面が補強された摩擦伝動ベルトAにおいて、短繊維入りゴム(12)は、短繊維の配向方向がベルト幅方向に対して角度をなすようにベルト背面に一体に設けられている。

Description

明 細 書 摩擦伝動ベルト 技術分野
本発明は、 摩擦伝動ベルトに関する。
背景技術
自動車において、 ファン、 エアコン、 オル夕ネー夕、 パワーステアリング等の 補機を駆動するために Vリブドペルトが広く用いられている。
かかる Vリブドベルトとして、 J P 1 0 - 9 3 4 4 Aには、 綿繊維と合成 繊維とからなる平織帆布を、 全く広角度処理を施さずに縦糸及び横糸の交差角の 中央線をベルト長手方向にバイァス状に配してベルト背面に貼着したものが開示 されており、 かかる構成によれば、 背面帆布に広角度処理を施すことなく、 それ を施したものの場合と同等のペルトの耐夕テ裂き性を有する、 との内容が記載さ れている。
ところで、 近年、 複数の補機を 1本の摩擦伝動ペルトで駆動するサ一ペンタイ ン化が進んでいる。 また、 かかるサーペン夕イン補機駆動においては、 エンジン ルームの省スペース化の影響によってプーリ間隔が狭くなり、 プーリ間のベルト スパン長さが短くなってきている。
一方、 一般に、 サ一ペン夕イン補機駆動では、 テンショナプーリがベルト背面 を押圧してベルト張力を一定に保つように構成されたオートテンショナが用いら れるが、 第 8 A及び B図に示すように、 一対のリブプーリ 6 1, 6 2間に設けら れたフラヅ トプーリであるテンショナプーリ 6 3でベルト Dがベルト幅方向に片 寄る、 いわゆる、 ベルトずれが発生する場合がある。 そして、 上記のようにベル トスパン長さが短くなると、 このベルトずれによりペルト走行方向とプーリ軸に 垂直な方向とがなすァライメント角度が大きくなり、 それが原因となって異音が 発生するという問題がある。 発明の開示 本発明者は、 ベルトずれが、 前後のプーリのァライメントのずれ、 テンショナ プーリのァライメントのずれ、 プーリ形状、 ペアリングのがたつき、 のベルト外 的因子と、 ベルトの有する片寄り性のペルト内的因子と、 が関与してベルトずれ が発生することを解明した。 また、 本発明者は、 これらのうちテンショナプーリ のァライメントのずれについて、 テンショナプーリが走行劣化によって傾くこと によってそのずれが生じ、 これがベルトずれに大きく関与していることをも解明 した。
本発明の目的は、 外的因子によるベルトずれを矯正しうる摩擦伝動ベルトを提 供することである。
本発明は、 上記目的を達成するために、 摩擦伝動ベルトにおいて、 外的因子に より生じるペルトずれを相殺しうるように、 ベルト幅方向への片寄り性を有する ようにしたものである。
具体的には、 本発明は、 一方向に配向した短繊維が混入された短繊維入りゴム によりベルト背面が補強された摩擦伝動ベルトを前提とする。 そして、 上記短繊 維入りゴムは、 短繊維の配向方向がベルト幅方向に対して角度をなすようにベル ト背面に一体に設けられていることを特徴とする。
上記の構成によれば、 ペルトが短繊維入りゴムの短繊維の配向の向きに向かつ て走行しょうとする指向性を有し、 従って、 ペルト走行時にベルトが片寄りを生 じょうとするので、 外的因子によるベルトずれをベルトの片寄りにより相殺して 矯正することが可能となる。
本発明では、 上記短繊維入りゴムの短繊維の配向方向がベルト幅方向に対して なす角度が 1 0 ° 以上 4 5 ° 以下であることが好ましい。 このようにすることに よって、 ベルトずれを有効に抑制することができるからである。 すなわち、 この 角度が 1 0 ° よりも小さい場合、 ベルトずれの矯正効果が希薄となる虞がある一 方、 この角度が 4 5 ° よりも大きい場合、 ベルト自体の片寄り性が大きくなつて 矯正効果が過大となる虞がある。 かかる観点より、 後に実施例でも示すように、 上記角度が 1 0 ° 以上 3 0 ° 以下であることがより好ましい。
ここで、 摩擦伝動ベルトに埋設される心線の改良によってもベルトに片寄り性 を強制的に付与することができるが、 例えば、 心線の撚り数の適正化を図った場 合、 それによつてベルト強度や伸び特性等が大きな影響を受け、 また、 ベルト内 に螺旋状に設けられる心線の螺旋ピッチを一定とするとその螺旋角度がベルト長 さ毎に異なることとなるので、 各種ペルトに所定の片寄り性を付与するためには ペルト種毎に個別の心線材料を揃える必要があり、その分のコスト上昇が生じる。 これに対して、 本発明によれば、 単一の短繊維入りゴムを準備してベルト種毎に すだれ織布の縦糸の延びる方向又は短繊維入り未加硫ゴムの短繊維の配向方向の 設定を変えるだけでよいので、 心線の改良のように個別の材料を揃える必要がな く、 その分のコスト上昇が抑えられる。
本発明の摩擦伝動ベルトは、ベルト本体が Vリブドベルト本体であってもよい。 本発明の摩擦伝動ベルトは、 自動車の補機駆動用に好適である。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の実施形態に係る Vリブドベルト Aの斜視図である。
第 2図は、 本発明の実施形態に係る Vリブドベルト Aが巻き掛けられたサーぺ ン夕イン補機駆動レイアウトを示す図である。
第 3図は、 本発明の実施形態に係る Vリプドベルト Aのブーリへの巻き掛け状 態を示す図である。
第 4図は、 参考例の Vリブドベルト Bの斜視図である。
第 5図は、 参考例の Vリブドベルト Bのプ一リへの巻き掛け状態を示す図であ る。
第 6図は、 ベルト耐久評価試験機のレイァゥトを示す図である。
第 7図は、 短繊維の配向方向がベルト幅方向に対してなす角度とベルトずれと の関係を示すグラフである。
第 8 A及び B図は、 テンショナプーリでの Vリブドベルトのベルトずれを示す 図である。 発明を実施するための最良の形態
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。
第 1図は、 本発明の実施形態に係る Vリブドベルト Aを示す。 この Vリブドベルト Aは、ベルト本体が Vリブドベルト本体で形成されており、 接着ゴム層 1と、 接着ゴム層 1上面側、 すなわち、 ベルト背面側に一体に設けら れた背面ゴム層 12と、 接着ゴム層 1下面側、 すなわち、 ベルト内側に一体に設 けられたリブゴム層 3と、 接着ゴム層 1のベルト厚さ方向中心に、 略ベルト長手 方向に延び且つベルト幅方向に所定ピッチをおくように螺旋状に埋設された心線 4と、 からなる。
接着ゴム層 1は、 ベルト長手方向に延びる平板帯状に形成されており、 クロ口 プレンゴム (CR)、 エチレンプロピレンジェンモノマー (EPDM)、 水素化二 トリルゴム (H— NBR)等のゴム組成物からなる。 この接着ゴム層 1は、 ベル ト本体部をなすと共に心線 4を保持するゴム層としての役割を担う。
背面ゴム層 12は、 クロロプレンゴム (CR)、 エチレンプロピレンジェンモノ マ一 (E PDM)、 水素化二トリルゴム (H— NBR)等のゴム組成物からなり、 一方向に配向したナイロン繊維、 ァラミ ド繊維等の短繊維 12 a, 12 a, …が 混入されている。 そして、 この背面ゴム層 12の短繊維 12 aは、 その配向方向 がペルト幅方向に対してなす角度が 10° 以上 45° 以下 (好ましくは、 10° 以上 30° 以下) となっている。 この背面ゴム層 12は、 ベルト背面がフラッ ト プーリに巻き掛けられて走行した際の動力伝達の一端を担う。
リブゴム層 3は、 接着ゴム層 1同様にクロロプレンゴム (CR)、 エチレンプロ ピレンジェンモノマー (EPDM)、 水素化二トリルゴム (H— NBR)等のゴム 組成物からなり、 ベルト幅方向の弾性率を向上させるベくベルト幅方向に配向し たナイロン繊維、 ァラミ ド繊維等の短繊維 3 b, 3b, …が混入されている。 リ プゴム層 3のベルト内側にはベルト長手方向に延びる突条に形成された 6つのリ ブ 3 a, 3 a, …がベルト幅方向に所定ピッチで設けられている。 このリブゴム 層 3は、 ベルトがリブプーリに卷き掛けられて走行した際の動力伝達の主体とな る。
心線 4は、 例えば、 ポリエチレンテレフ夕レート (PET) 繊維、 ポリェチレ ンナフタレート (PEN) 繊維またはポリビニルアルコール (PVA) 繊維で形 成された撚り糸に、 ベルト成形に先立って、 レゾルシン ·ホルマリン · ラテック ス (RFL) 液等による.接着処理が施されているとともに、 延伸熱固定処理が施 されたものからなる。 この心線 4は、 ベルト Aに強度及ぴ抗張力を付与する役割 を担う。
Vリブドベルト Aは、 公知のベルト製造方法において、 背面補強布の代わりに 未加硫短繊維入りゴムシートを用いることにより製造することができる。
第 2図は、 Vリブドベルト Aを配した自動車エンジンのサーペン夕イン補機駆 動のためのプーリレイアウトを示す。
このサ一ペンタイン補機駆動のためのプーリレイァゥトは、 最上位置のパヮ一 ステアリングプーリ 2 1と、 そのパワーステアリングプーリ 2 1の下方に配置さ れた A Cジェネレータプーリ 2 2と、 パワーステアリングプーリ 2 1の左下方に 配置されたテンショナプーリ 2 3と、 そのテンショナプーリ 2 3の下方に配置さ れたウォー夕一ポンププーリ 2 4と、 テンショナプーリ 2 3の左下方に配置され たクランクシャフトプーリ 2 5と、 そのクランクシャフ トプーリ 2 5の右下方に 配置されたエアコンプーリ 2 6と、 により構成されている。 これらのうち、 フラ ヅ トプーリであるテンショナプーリ 2 3及びウォー夕一ポンププーリ 2 4以外は 全てリブプーリである。 そして、 Vリブドベルト Aは、 リブ側が接触するように パワーステアリングプーリ 2 1に巻き掛けられ、 次いで、 ベルト背面が接触する ようにテンショナプーリ 2 3に巻き掛けられた後、 リブ側が接触するようにクラ ンクシャフ トプーリ 2 5及びエアコンプーリ 2 6に順に卷き掛けられ、 さらに、 ペルト背面が接触するようにウォー夕一ポンププーリ 2 4に卷き掛けられ、 そし て、 リブ側が接触するように A Cジェネレータプーリ 2 2に卷き掛けられ、 最後 にパワーステアリングプーリ 2 1に戻るように設けられている。 また、 Vリブド ペルト Aは、 第 3図に示すように、 背面ゴム層 1 2の短繊維 1 2 aがベルト走行 の向きに沿ってエンジン E側からその反対側に向かって傾斜した向きに配向する ようにプーリ Pに巻き掛けられている。 この Vリブドベルト Aは、 クランクシャ フ トプーリ 2 5により駆動されて時計回りに走行することによりパワーステアリ ングプーリ 2 1等の補機プーリを駆動する。 一方、 この自動車エンジンでは、 テ ンショナプーリ 2 3が走行劣化により傾くことによってァライメントにずれが生 じており、 第 3図に示すように、 エンジン側への Vリブドベルト Aのペルトずれ を生じさせる作用が発生する。 上記構成の Vリブドベルト Aによれば、 ベルト走行時、 ベルト Aが背面ゴム層 1 2の短繊維 1 2 aの配向の向きに向かって走行しょうとする指向性を有し、 従 つて、 ベルト走行時にベルト Aが片寄りを生じようとするので、 上記のようにテ ンショナブ一リ 2 3のァライメントのずれによる外的因子によりベルトずれが生 じる向きと反対向きにベルト Aが片寄りするようにプーリ 2 1〜2 6にベルト A を巻き掛けることにより、 外的因子によるペルトずれをベルト Aの片寄りにより 相殺して矯正することができ、それによつて異音の発生を抑止することができる。 心線 4の改良によってもベルト Aに片寄り性を強制的に付与することができる が、 例えば、 心線 4の撚り数の適正化を図った場合、 それによつてベルト強度や 伸び特性等が大きな影響を受け、 また、 ベルト内に螺旋状に設けられる心線の螺 旋ピッチを一定とするとその螺旋角度がベルト長さ毎に異なるので、 各種ベルト に所定の片寄り性を付与するためにはベルト種毎に個別の心線材料を揃える必要 があり、 その分のコスト上昇が生じる。これに対して、上記構成のようにすれば、 単一の未加硫背面ゴム用シ一トを準備してベルト種毎にその短繊維 1 2 aの配向 方向の設定を変えるだけでよいので、 心線 4の改良のように個別の材料を揃える 必要がなく、 その分のコスト上昇を抑えることができる。
なお、 上記実施形態では、 摩擦伝動ベルトを Vリブドペルト Aとしたが、 特に これに限定されるものではなく、 Vベルト等、 他の種類の摩擦伝動ベルトであつ てもよい。
—参考例—
第 4図は、 参考例の Vリブドベルト Bを示す。 なお、 実施形態 1と同一部分は 同一符号で示す。
この Vリブドベルト Bは、 接着ゴム層 1と、 接着ゴム層 1上面側、 すなわち、 ベルト背面側に貼付されて一体に設けられた背面補強布 2と、 接着ゴム層 1下面 側、 すなわち、 ベルト内側に一体に設けられたリブゴム層 3と、 接着ゴム層 1の ベルト厚.さ方向中心に、 略ペルト長手方向に延び且つベルト幅方向に所定ピッチ で螺旋状に設けられた心線 4と、 からなる。
背面補強布 2は、 ナイロン、 綿等の縦糸 2 a及び横糸 2 bからなるすだれ織布 にゴムを溶剤に溶かしたゴム糊による接着処理が施されたものからなる。 すだれ 織布とは、 縦糸 2 aは相対的に太く且つ打ち込み本数も多い一方、 横糸 2 bは縦 糸 2 aが乱れない程度に相対的に細く且つ打ち込み本数も少ない織布である。 そ して、 この背面補強布 2のすだれ織布は、 その縦糸 2 aの延びる方向がペルト幅 方向に対してなす角度が 1 0 ° 以上 4 5 ° 以下となっている。 この背面補強布 2 は、 ベルト背面がフラットプーリに巻き掛けられて走行した際の動力伝達の一端 を担う。
その他の構成は、 実施形態と同一である。
Vリプドペルト Bは、 公知のペルト製造方法により製造することができる。 また、 第 2図に示すようなサーペンタイン補機駆動レイァゥトのプーリに Vリ プドベルト Bを巻き掛ける場合、 Vリブドペルト Bは、 第 5図に示すように、 ベ ルト背面に設けられた背面補強布 2のすだれ織布の縦糸 2 aがベルト走行の向き に沿ってエンジン E側からその反対側に向かって傾斜した向きに延びるようにプ ーリ Pに巻き掛けられる。
上記構成の Vリブドベルト: Bによれば、 ベルト走行時、 ペルト Bがすだれ織布 の縦糸 2 aの延びる向きに向かって走行しょうとする指向性を有し、 従って、 ベ ルト走行時にベルト Bが片寄りを生じようとするので、 テンショナプーリのァラ ィメントのずれによる外的因子によりベルトずれが生じる向きと反対向きにベル ト Bが片寄りするようにプーリにベルト Bを巻き掛けることにより、 外的因子に よるベルトずれをベルト Bの片寄りにより相殺して矯正することができ、 それに よって異音の発生を抑止することができる。
また、 単一のすだれ織布を準備してベルト種毎にすだれ織布の縦糸 2 aの延び る方向の設定を変えるだけでよいので、 心線 4の改良のように個別の材料を揃え る必要がなく、 その分のコスト上昇を抑えることができる。
一試験評価一
(試験評価用ベルト)
試験評価用ベルトとして、 以下の各例の Vリブドベルトを準備した。 ここで、 織布補強布の縦糸及び横糸のベルト幅方向側交差角の 2等分線の延びる方向がベ ルト幅方向に対してなす角度又は短繊維の配向方向がベルト幅方向に対してなす 角度は、 ペルト背面を正面から見たとき、 その 2等分線又は短繊維の配向方向が ベルト幅方向に対して逆時計回り方向になす角度を正、 時計回り方向になす角度 を負とした角度である。
<例 1 >
相互に直交する縦糸及び横糸の交差角の 2等分線の延びる方向がペルト幅方向 に対してなす角度 0が 0 ° となるように、 すなわち、 交差角の 2等分線の延びる 方向がベルト幅方向に一致するように平織補強布をペルト背面に設けた Vリプド ベルトを例 1とした。 例 1の Vリブドペルトは、 ペルト幅方向への指向性を有し ないものである。 なお、 リブ数を 3で、 ベルト長を 9 0 0 mmとした。
<例 2 >
相互に直交する縦糸及び横糸の交差角の 2等分線の延びる方向がペルト幅方向 に対してなす角度 6»がー 1 0 ° となるように平織補強布をベルト背面に設けたこ とを除いては例 1と同一構成の Vリプドベルトを例 2とした。 例 2の Vリブドぺ ルトは、 縦糸及び横糸の交差角の 2等分線の延びる方向に指向性を有するもので ある。
<例 3 >
短繊維の配向方向がベルト幅方向に対してなす角度 0が 0 ° となるように、 す なわち、 短繊維の配向方向がベルト幅方向に一致するように短繊維入りの背面ゴ ム層をベルト背面に設けた Vリブドベルトを例 3とした。 例 3の Vリブドベルト は、 ベルト幅方向への指向性を有しないものである。 なお、 リブ数を 3で、 ベル ト長を 9 0 0 mmとした。
<例 4 >
短繊維の配向方向がペルト幅方向に対してなす角度 0が 1 0 ° となるように短 繊維入りの背面ゴム層をベルト背面に設けたことを除いて例 3と同一構成の Vリ ブドベルトを例 4とした。 例 4の Vリプドベルトは、 短繊維の配向方向に指向性 を有するものである。
<例 5 >
短繊維の配向方向がベルト幅方向に対してなす角度 Θが 2 0 ° となるように短 繊維入りの背面ゴム層をベルト背面に設けたことを除いて例 3と同一構成の Vリ プドベルトを例 5とした。 例 5の Vリブドベルトは、 短繊維の配向方向に指向性 を有するものである。
<例 6 >
短繊維の配向方向がベルト幅方向に対してなす角度 0が 3 0 ° となるように短 繊維入りの背面ゴム層をベルト背面に設けたことを除いて例 3と同一構成の Vリ ブドベルトを例 6とした。 例 6の Vリブドベルトは、 短繊維の配向方向に指向性 を有するものである。
<例 7 >
短繊維の配向方向がベルト幅方向に対してなす角度 0が 4 0 ° となるように短 繊維入りの背面ゴム層をベルト背面に設けたことを除いて例 3と同一構成の Vリ ブドベルトを例 7とした。 例 7の Vリブドベルトは、 短繊維の配向方向に指向性 を有するものである。
(試験評価方法)
<ベルトずれ >
第 2図に示すサ一ペン夕イン補機駆動レイァゥトを有する自動車エンジンを用 いて例 1〜7の各例の Vリブドベルト Cのベルトずれについて試験評価した。 こ の自動車エンジンでは、 テンショナプーリ 2 3が走行劣化により傾くことによつ てァライメントにずれが生じており、 エンジン側 (第 2図の紙面奥側) へのベル トずれを生じさせる作用が発生する。
例 1〜 7の各例の Vリブドベルト Cのそれそれをプーリ 2 1〜 2 6に巻き掛 け、 ベルト Cを時計回りに走行させてテンショナプーリ 2 3上でのベルトずれを 計測した。 なお、 エンジン側 (第 2図の紙面奥側) へのベルトずれを 「十」、 その 反対側 (紙面手前側) へのベルトずれを 「―」 とした。 ここで、 例 2のものにつ いては、 背面補強布の縦糸及び横糸の交差角の 2等分線がベルト走行方向に沿つ てエンジン側に向かって傾斜する向きに延びるようにベルト Cをプーリに巻き掛 けた。 また、 例 3〜7のものについては、 第 3図に示すように、 背面ゴム層の短 繊維の配向の向きがペルト走行の向きに沿ってエンジン E側からその反対側に傾 斜する向きとなるようにペルト Cをプーリに卷き掛けた。
<ベルト耐久性 >
第 6図に示すベルト耐久評価試験機を用いて例 1〜 7の各例の Vリブドベルト cの耐久性について試験評価した。 このベルト耐久評価試験機は、 上下に配され たプーリ径 1 2 0 mmの大径のリブプーリ 4 1 4 2とそれらの上下方向中間の 右方に配されたプーリ径 4 5 mmの小径のリブプーリ 4 3とからなる。
例 1 7の各例の Vリプドベルト Cのそれそれをリブ側が接触するように 3つ のリブプ—リ 4 1 , 4 2 , 4 3に卷き掛けると共に小径のリブプ一リ 4 3に対し て側方に 5 0 0 Nのセットウヱイ トを負荷してベルト Cに張力を与え、 4 9 0 0 r p mの回転数で下側のリブプーリ 4 2を回転させてベルト Cを 1 0 0 0時間時 計回りに走行させた後、 各ベルト Cのベルト背面の損傷状態を観察した。
(試験評価結果)
両試験評価結果を表 1に示す。 また、 例 3 7について、 短繊維の配向方向が ベルト幅方向に対してなす角度 0とベルトずれとの関係を第 7図に示す。
Figure imgf000012_0001
表 1によれば、 ベルト幅方向に指向性を有しない例 1及び 3のベルトずれがそ れそれ 0 . 3 5 m m及び 0 . 3 0 m mとなっている。 これは、 テンショナプーリ 2 3のァライメントにずれが生じており、 エンジン側 (第 2図の紙面奥側) への ベルトずれを生じさせる作用が発生したためであると考えられる。
また、 ベルト幅方向に指向性を有する例 2及び例 4 7は例 1及び 3のベルト ずれを矯正するということが分かる。 これは、 ベルト Cが背面ゴム層の短繊維の 配向の向きに向かって走行しょうとする指向性を有し、 ベルト走行時にベルト C W
11 が片寄りを生じようとするので、 テンショナプーリ 2 3のァライメントのずれに よるベルトずれが生じる向きと反対向きにベルト Cが片寄りするようにプーリ 2 1〜2 6にベルト Cを卷き掛けたことにより、 テンショナプーリ 2 3のァライメ ントのずれによるベルトずれがベルト Cの片寄りにより相殺されたためであると 考えられる。
第 7図によれば、 短繊維の配向方向とベルト幅方向とのなす角度が 0 ° 以上 1 8 ° 以下までは、 その角度が大きくなるに従ってベルトずれが小さくなつている —方、 1 8 ° よりも大きくなると角度が大きくなるに従って反対向きのペルトず れが大きくなつているのが分かる。 これは、 テンショナプーリ 2 3のァライメン トのずれによるベルトずれ作用及びベルト Cの片寄り作用の大小関係によるもの と考えられる。すなわち、 トータルのベルトずれは両作用の和となって現れるが、 前者が後者よりも大きい場合、 ペルトずれは 「十」 となる一方、 前者が後者より も小さい場合、 ベルトずれは 「一」 となるということである。 従って、 テンショ ナプーリ 2 3のァライメントのずれによるベルトずれ作用がエンジンの種類によ らずほぼ同程度であるとすると、 短繊維の配向方向とベルト幅方向とのなす角度 を 1 0 ° 以上 3 0 ° 以下とすることによってベルトずれを絶対値で 0 . 2 0 mm 以内に抑えることができる。 また、 その角度を 1 5 ° 以上 2 5 ° 以下とすること によってベルトずれを絶対値で約 0 . 1 0 mm以内に抑えることができる。
表 1によれば、 例 2のみにベルト背面の縦裂き損傷が観察された。 これは、 例 1では補強布の縦糸及び横糸の延びる方向がいずれもベルト幅方向に対して同一 の角度をなしているのに対し、 例 2では縦糸及び横糸の交差角の 2等分線の延び る方向がベルト幅方向に対して一 1 0 ° の角度をなすようにしたのでいずれかの 糸の延びる方向がベルト幅方向に近いものとなって耐ベルト縦裂き性が低下した ためであると考えられる。 なお、 ベルト背面を短繊維入りゴムで補強した例 3〜 7については損傷が観察されなかったことから、 その配設状態に関わらず十分な 補強効果があるものと考えられる。 産業上の利用可能性
以上説明したように、 本発明は、 摩擦伝動ベルトについて有用である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 一方向に配向した短繊維が混入された短繊維入りゴムによりベルト背面が補 強された摩擦伝動ベルトであって、
上記短繊維入りゴムは、 短繊維の配向方向がベルト幅方向に対して角度をなす ようにベルト背面に一体に設けられている。
2 . 請求の範囲第 1項に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
上記短繊維入りゴムの短繊維の配向方向がベルト幅方向に対してなす角度が 1 0 ° 以上 4 5 ° 以下である。
3 . 請求の範囲第 2項に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
上記短繊維入りゴムの短繊維の配向方向がベルト幅方向に対してなす角度が 1 0 ° 以上 3 0 0 以下である。
4 請求の範囲第 1項に記載された摩擦伝動ペルトにおいて、
ベルト本体が Vリプドベルト本体である。
5 請求の範囲第 1項に記載された摩擦伝動ペルトにおいて、
自動車の補機駆動用である。
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