JP2019019980A - ラップドｖベルト - Google Patents

Abstract

【課題】亀裂が発生しにくい、耐久性に優れたラップドＶベルトを提供すること。【解決手段】ラップドＶベルトは、エンドレスのラップドＶベルトであり、図７に示すように、エンドレスのゴム層５と、ゴム層５の全体を覆う外被布３と高強度繊維シート４を有する。ゴム層５には、ゴム層５の周方向と外被布３の長手方向が一致するように、１枚の外被布３が巻き付けられている。外被布３の境界部分には、高強度繊維シート４が巻き付けられている。【選択図】図７

Description

本発明は、摩擦伝動面が外被布で覆われたラップドＶベルトに関する。

断面Ｖ字状で、摩擦伝動により動力を伝達する摩擦伝動ベルトには、ベルト幅方向の両側の摩擦伝動面が露出したゴム層であるローエッジ（Raw-Edge）Ｖベルトと、摩擦伝動面がカバー布で覆われたラップド（Wrapped）Ｖベルトとがあり、摩擦伝動面の表面性状（摩擦係数）の違いから用途に応じて使い分けられている。これらの摩擦伝動ベルトは、自動車及び産業機械等の幅広い分野で使用されている。

特許文献１には、外被布でゴム層が覆われたラップドＶベルトが開示されている。なお、特許文献１には特に記載はないが、図８、図９に示すように、一般的なエンドレスのラップドＶベルト１０１においては、ゴム層１０５の周方向と外被布１０３の長手方向が一致するように、１枚の外被布１０３が巻き付けられて、外被布１０３によってエンドレスのゴム層１０５の全体が覆われている。また、ゴム層１０５を確実にカバーするため、外被布１０３の巻き始めの端部１１３ａと巻き終わりの端部１１３ｂをベルト周方向に重ねて配置する。

特開２０１０−１２５７２５号公報

図８、図９に示す従来のラップドＶベルト１０１には、１枚の外被布１０３の巻き始めの端部１１３ａと巻き終わりの端部１１３ｂがベルト周方向に重なりあう重ね合わせ部分１１１が存在する。外被布１０３の巻き始めの端部１１３ａと巻き終わりの端部１１３ｂがベルト周方向に重なり合って巻かれている対象が、立体であるゴム層１０５であるため、この重ね合わせ部分１１１において特に、外被布１０３の巻き付けを精度よく行うのが難しく、ベルトの厚みが局所的に厚くなる。そのため、この部分では、ベルトが曲げにくくなり、曲げ応力が高い。従って、外被布１０３が重なっている部分において、屈曲による自己発熱に起因してゴム層１０５の温度が上昇しやすくなる。その結果、ゴム層１０５は弾性を失って硬くなり、亀裂が発生しやすいという問題がある。この亀裂が心線付近まで進行したり、あるいは、複数の亀裂が合わさって大きな亀裂に成長したりすると、ゴム層１０５が心線から剥離するおそれもある。また、ゴム層１０５に亀裂が生じた部分において、外被布１０３にも亀裂が発生することもある。また、外被布１０３の重ね合わせ部分１１１において、ゴム層１０５よりも先に外被布１０３に亀裂が生じることもある。そして、外被布１０３の重ね合わせ部分１１１においてゴム層１０５や外被布１０３に亀裂が発生しやすいことは、ベルトの耐久性（寿命）の観点から好ましくない。

特に、近年、プーリの小径化や機能の多様化により、ラップドＶベルトは従動軸の増加、高負荷、高張力、長時間走行、逆曲げプーリの接触角度が大きく逆曲げが厳しい屈曲条件の下でも使用されることが増えている。よって、厳しい屈曲条件の下でも亀裂が生じにくいラップドＶベルトがより一層必要となってきている。

そこで、本発明は、亀裂が発生しにくい、耐久性に優れたラップドＶベルトを提供することを目的とする。

エンドレスのゴム層と、前記ゴム層に埋設された心線と、前記ゴム層を覆う１枚の外被布とを備えたエンドレスのラップドＶベルトであって、前記ゴム層の周方向と前記外被布の長手方向が一致するように、前記外被布が前記ゴム層の全体に巻き付けられ、前記外被布の前記ベルト周方向に隣接する巻き始めの端部と巻き終わりの端部の境界部分に、２方向に延びる繊維束が交差した構造を有する高強度繊維シートが、前記外被布の前記巻き始めの端部と前記巻き終わりの端部とを共通に覆うように巻き付けられている。なお、本願発明において、「外被布の境界部分」とは、外被布の巻き始めの端部と巻き終わりの端部とが重なっている場合と、外被布の巻き始めの端部と巻き終わりの端部が間隙を空けて配置されている場合の、両方を含む。

上記の構成によれば、外被布の境界部分全体が覆われるように、ゴム層に高強度繊維シートが巻きつけられているため、この境界部分においてゴム層や外被布に亀裂が生じにくい。また仮にゴム層に亀裂が生じても、外被布が高強度繊維シートで補強されているため、外被布が破れにくい。従って、ベルトの耐久性が向上する。

前記外被布の前記巻き始めの端部と前記巻き終わりの端部は、ベルト周方向において互いに重なることなく間隙を空けて配置され、前記境界部分において、前記高強度繊維シートは、前記外被布の前記巻き始めの端部と前記巻き終わりの端部とそれぞれ重なった状態で、前記間隙を覆っている。

上記の構成によれば、外被布の巻き始めの端部と巻き終わりの端部とは重なり合っていない。そのため、境界部分におけるベルト厚みは、それほど分厚くはならないことから、境界部分で亀裂が発生しにくくなる。

本発明においては、前記高強度繊維シートは、前記外被布よりも薄いことが好ましい。

高強度繊維シートは、外被布よりも薄いため、外被布の境界部分に高強度繊維シートが重ねられても、ベルト厚みの増加量はわずかとなる。そのため、高強度繊維シートを重ねることによって、境界部分に亀裂が発生しやすくなることはない。一方で、薄くて強い高強度繊維シートによって境界部分が補強されるため、境界部分における亀裂の発生を確実に抑制できる。

本発明においては、前記高強度繊維シートは、アラミド繊維から成ることが好ましい。

本発明において、前記高強度繊維シートがアラミド繊維から成る場合、高強度繊維シートの目付量は９０〜８７０ｇ／ｍ²であることが好ましい。

本発明において、前記高強度繊維シートがアラミド繊維から成る場合、前記高強度繊維シートの引っ張り強度は２０６０Ｎ／ｍｍ²以上であることが好ましい。

本発明において、前記高強度繊維シートがアラミド繊維から成る場合、前記高強度繊維シートの厚みは０．０３〜０．２４ｍｍであることが好ましい。

本発明においては、前記高強度繊維シートは、カーボン繊維から成ることが好ましい。

本発明において、前記高強度繊維シートがカーボン繊維から成る場合、前記高強度繊維シートの目付量は２００〜３００ｇ／ｍ²であることが好ましい。

本発明において、前記高強度繊維シートがカーボン繊維から成る場合、前記高強度繊維シートの引っ張り強度は２９００Ｎ／ｍｍ²以上であることが好ましい。

本発明において、前記高強度繊維シートがカーボン繊維から成る場合、前記高強度繊維シートの厚みは０．０５〜０．０９ｍｍであることが好ましい。

本発明においては、前記高強度繊維シートは、前記繊維束の交差する２方向が、ベルト周方向とベルト幅方向に対して傾斜した方向となるように配置されている。

上記の構成によれば、境界部分においてラップドＶベルトが曲げやすくなり、境界部分においてベルトに亀裂が発生するのを抑制でき、耐久性をより高めることができる。

本発明においては、前記ゴム層は、圧縮ゴム層と、伸張ゴム層と、圧縮ゴム層と伸張ゴム層の間に配置された接着ゴム層と、接着ゴム層に埋設された心線と、を有していてもよい。

本発明においては、前記高強度繊維シートの前記ゴム層側の面には、前記ゴム層との接着性を高めるための接着処理が施されていることが好ましい。

本発明においては、ベルト幅が１３〜７０ｍｍであり、ベルト厚みが、５〜２５ｍｍであることが好ましい。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、亀裂が発生しにくい、耐久性に優れたラップドＶベルトを提供することができる。

本発明の実施形態に係るラップドＶベルトの全体図である。 本発明の実施形態に係るラップドＶベルトの境界部分の斜視図である。 高強度繊維シートが巻き付けられる前のラップドＶベルトの境界部分の斜視図である。 カット前の外被布の平面図である。 カット後の巻き付ける前の外被布の平面図である。 カット前の高強度繊維シートの平面図である。 本発明の変形例に係るラップドＶベルトの境界部分の斜視図である。 従来のラップドＶベルトにおいて、外被布が巻き付けられる状態の境界部分を示す斜視図である。 外被布が巻き付けられた従来のラップドＶベルトの境界部分を示す斜視図である。 実施例１〜４のラップドＶベルトの説明図である。 比較例のラップドＶベルトの説明図である。 実施例及び比較例のベルトシステムの概略構成図である。

[ラップドＶベルト１の構成]
次に、図１〜６を参照して本発明の実施形態に係るラップドＶベルト１について説明する。ラップドＶベルト１は、図２に示すように、エンドレスのベルト本体２と、ベルト本体２の全体を覆う外被布３と、高強度繊維シート４を有する。

[ベルト本体２の詳細]
エンドレスのベルト本体２は、エンドレスのゴム層５と、ゴム層５に埋設された心線６とを有する。ゴム層５は、ベルト内側の圧縮ゴム層８と、ベルト外側の伸張ゴム層９と、圧縮ゴム層８と伸張ゴム層９の間に設けられた接着ゴム層７とを有する。接着ゴム層７の中には心線６が埋設されている。圧縮ゴム層８は、プーリに巻き掛けて走行させた際に、ベルト周方向に圧縮される。伸張ゴム層９は、プーリに巻き掛けて走行させた際に、ベルト周方向に伸張される。圧縮ゴム層８の厚みは、伸張ゴム層９の厚みよりも大きい。

接着ゴム層７、圧縮ゴム層８、伸張ゴム層９は、ゴム組成物で構成される。接着ゴム層７を構成するゴム組成物は、圧縮ゴム層８を構成するゴム組成物、および、伸張ゴム層９を構成するゴム組成物と異なる。接着ゴム層７を構成するゴム組成物は、圧縮ゴム層８を構成するゴム組成物および伸張ゴム層９を構成するゴム組成物に比べて、心線６に対する接着性が高い。伸張ゴム層９を構成するゴム組成物と、圧縮ゴム層８を構成するゴム組成物は、同じであっても異なっていてもよい。

ゴム組成物のゴム成分としては、加硫又は架橋可能なゴムが用いられる。具体的には、例えば、ジエン系ゴム（天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、水素化ニトリルゴム等）、エチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、アクリル系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素化ゴム等が挙げられる。これらのゴム成分は、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。

ゴム組成物には、必要に応じて、加硫剤又は架橋剤、共架橋剤、加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤、金属酸化物（酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化チタン、酸化アルミニウム等）、増強剤（カーボンブラック、含水シリカ等の酸化ケイ素等）、短繊維、充填剤（クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等）、軟化剤（パラフィンオイル、ナフテン系オイル等のオイル類等）、加工剤又は加工助剤（ステアリン酸、ステアリン酸金属塩、ワックス、パラフィン等）、老化防止剤（酸化防止剤、熱老化防止剤、屈曲亀裂防止剤、オゾン劣化防止剤等）、着色剤、粘着付与剤、可塑剤、カップリング剤（シランカップリング剤等）、安定剤（紫外線吸収剤、熱安定剤等）、難燃剤、帯電防止剤等を配合してよい。なお、金属酸化物は架橋剤として配合してもよい。

伸張ゴム層９および圧縮ゴム層８を構成するゴム組成物は、短繊維を含んでいてもよい。接着ゴム層７を構成するゴム組成物は、短繊維を含まない。

心線６は、ベルト周方向に延びており、ベルト幅方向に一定の間隔を開けて埋設されている。心線６は、マルチフィラメント糸を使用した撚りコード（諸撚り、片撚り、ランク撚り等）からなる。心線６の材質は、例えば、アラミド繊維等の合成繊維、または、炭素繊維等の無機繊維である。心線６は、接着ゴム層７との接着性を高める目的で、ＲＦＬ液等による接着処理が施されていてもよい。

[外被布３の詳細]
外被布３を構成する繊維としては、例えば、ポリオレフィン系繊維のポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維など、ポリアミド繊維のポリアミド６繊維、ポリアミド６６繊維、ポリアミド４６繊維、アラミド繊維など、ポリアルキレンアリレート系繊維のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維などのポリＣ２−４アルキレンＣ６−１４アリレート系繊維など、ビニルアルコール系繊維の、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体の繊維、ビニロン繊維など、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維などの合成繊維、セルロース系繊維、羊毛などの天然繊維、炭素繊維などの無機繊維が汎用される。外被布３を構成する繊維は、これらの繊維を、単独で使用した単独糸であってもよく、２種以上を組み合わせた混紡糸であってもよい。

外被布３は、経糸と緯糸との交差角が直角である平織布である。経糸と緯糸との交差角が９０°より大きく１２０°以下程度の広角度である平織布（広角度帆布）であってもよい。他にも、外被布３の布の種類として、綾織、朱子織などの形態で製織した織布、編布（緯編布、経編布）、不織布などが挙げられる。

外被布３の経糸及び緯糸の密度は、例えば６０〜１００本／５０ｍｍ、好ましくは７０〜９０本／５０ｍｍ、さらに好ましくは７５〜８５本／５０ｍｍ程度である。また、外被布の厚みは、例えば０．４〜２ｍｍ、好ましくは０．５〜１．４ｍｍ、さらに好ましくは０．６〜１．２ｍｍである。

図４に示すように、経糸と緯糸との交差角が直角である平織布から成る外被布３を、経糸及び緯糸に対して、好ましくは４５°斜めに、カット線１４に沿って複数か所カットする。ベルト本体２を被覆するのに適当な長さになるように、必要があれば、カットされてできた複数の平行四辺形状の外被布３をつなぎ合わせ、大切りの外被布３を作製する。その後、大切りの外被布３を、ベルト本体２を被覆するのに適当な幅になるように、外被布３の長手方向に平行にカットすることで複数の外被布３が得られる。この複数の外被布３のうち１つを図５に示す。図３に示すように、ゴム層５の周方向と外被布３の長手方向が一致するように、１枚の外被布３がベルト本体２に巻き付けられる。外被布３はベルト内側の面である底面で重ねられる。外被布３のベルト周方向に隣接する巻き始めの端部１３ａと巻き終わりの端部１３ｂが、互いに重なることのないように、間隙１２を空けて外被布３は巻き付けられる。なお、以下の説明においては、外被布３のベルト周方向に隣接する巻き始めの端部１３ａと巻き終わりの端部１３ｂと間隙１２を含む部分を、外被布３の境界部分１０と呼ぶ。なお、外被布３は、経糸がベルト周方向となす角度と緯糸がベルト幅方向となす角度が、共に４５°となるように巻き付けられる。外被布３は、経糸がベルト周方向となす角度と緯糸がベルト幅方向となす角度が、共に４５°以外の角度になるように巻き付けられてもよい。

[高強度繊維シート４の詳細]
高強度繊維シート４は２方向に延びる繊維束が交差した構造を有している。図６に示すように、高強度繊維シート４は、複数の第１繊維束４ａと、第１繊維束４ａに直交する複数の第２繊維束４ｂとで織られている。なお、第１繊維束４ａと、第２繊維束４ｂは直交していなくてもよい。

繊維束は、例えば、アラミド繊維、カーボン繊維などの高強度繊維で構成されている。第１繊維束４ａと第２繊維束４ｂを構成する繊維は、材質が同じである。各繊維束は、複数のフィラメント（長繊維）を引き揃えた構成である。高強度繊維シート４の第１繊維束４ａの配向方向および第２繊維束４ｂの配向方向の引っ張り強度は、例えば２０００Ｎ／ｍｍ²以上が好ましい。繊維束がアラミド繊維である場合、例えば２０６０Ｎ／ｍｍ²以上であり、繊維束がカーボン繊維である場合、例えば２９００Ｎ／ｍｍ²以上である。高強度繊維シート４の目付量は、繊維束がアラミド繊維である場合、例えば９０〜８７０ｇ／ｍ²であり、繊維束がカーボン繊維である場合、例えば２００〜３００ｇ／ｍ²である。高強度繊維シート４の厚みは、外被布３の厚みより薄い。外被布３よりも薄い高強度繊維シート４を使うことで、外被布３の境界部分１０に高強度繊維シート４が重ねられても、ベルト厚みの増加量はわずかとなる。そのため、高強度繊維シート４を重ねることによって、境界部分１０に亀裂が発生しやすくなることはない。高強度繊維シート４の厚みは、繊維束がアラミド繊維である場合、例えば０．０３〜０．２４ｍｍであって、繊維束がカーボン繊維である場合、例えば０．０５〜０．０９ｍｍである。第１繊維束４ａと第２繊維束４ｂを構成する繊維は、材質が異なっていてもよい。

高強度繊維シート４は、ゴム層５と外被布３との接着性を高めるための接着処理が施されていてもよい。接着処理としては、高強度繊維シート４または高強度繊維シート４を構成する繊維を、ＲＦＬ液に浸漬させるＲＦＬ処理、または、樹脂溶液に浸漬させる含浸樹脂処理であってもよい。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スチレン・ブタジエン・ピリジン三元共重合体、水素化ニトリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、エピクロルヒドリンなどのラテックスである。含浸樹脂処理に用いる樹脂溶液は、例えば、イソシアネート溶液またはエポキシ溶液である。含浸樹脂処理の後、ＲＦＬ液処理を用いた接着処理を行ってもよい。また、接着処理として、未加硫のゴム組成物を溶剤に溶かしてゴム糊状にしたものを高強度繊維シート４の表面に塗布した後、溶剤を蒸発させて高強度繊維シート４の表面に未加硫ゴム組成物の膜を形成するゴム糊処理を行ってもよい。また、ＲＦＬ液を用いた接着処理の後、ゴム糊処理を行ってもよい。

高強度繊維シート４を、第１繊維束４ａ及び第２繊維束４ｂに対して４５°斜めにカットするのが好ましい。ここで、ベルト周方向の間隙１２の幅をＷ１、ベルト周方向の高強度繊維シート４の幅をＷ２、ベルト周方向の、外被布３と高強度繊維シート４が重なった部分の幅をＷ３としておく。Ｗ３がＷ２の１２．５％〜３７．５％の範囲に入るように、高強度繊維シート４をカットする。これにより、ベルトの屈曲に支障を出さずに、高強度繊維シート４と外被布３を十分に接着させることができる。図１、図２に示すように、高強度繊維シート４は、外被布３の境界部分１０の全体を覆うように、巻き付けられる。つまり、高強度繊維シート４が、外被布３のベルト周方向に隣接する巻き始めの端部１３ａと巻き終わりの端部１３ｂとを共通に覆うように巻き付けられる。この際、高強度繊維シート４と外被布３の巻き始めの端部１３ａが重なる面積と、高強度繊維シート４と外被布３の巻き終わりの端部１３ｂが重なる面積が同じになるように、巻き付けられる。なお、高強度繊維シート４は、第１繊維束４ａがベルト周方向となす角度、第２繊維束４ｂがベルト幅方向となす角度が、共に４５°となるように巻き付けられるのが好ましい。このとき、外被布３の経糸と緯糸は、高強度繊維シート４の第１繊維束４ａと第２繊維束４ｂの方向と同じである。高強度繊維シート４は、第１繊維束４ａがベルト周方向となす角度、第２繊維束４ｂがベルト幅方向となす角度が、共に４５°以外の角度になるように巻き付けられてもよい。

上述したラップドＶベルト１は、例えば、次のようにして製造される。まず、上記で説明した通り、外被布３を経糸及び緯糸に対して斜めにカットする。そして、図３に示すように、ゴム層５の周方向と外被布３の長手方向が一致するように、１枚の外被布３をゴム層５と心線６とからなるベルト本体２に巻き付ける。外被布３はベルト内側の面である底面で重ねる。この際、外被布３のベルト周方向に隣接する巻き始めの端部１３ａと巻き終わりの端部１３ｂが、互いに重なることのないように、間隙１２を空けて外被布３を巻き付ける。なお、外被布３は、経糸がベルト周方向となす角度、緯糸がベルト幅方向となす角度が、共に４５°となるように巻き付ける。外被布３は、経糸がベルト周方向となす角度と緯糸がベルト幅方向となす角度が、共に４５°以外の角度になるように巻き付けられてもよい。

次に、高強度繊維シート４を、上記で説明した通り、高強度繊維の布材を第１繊維束４ａ及び第２繊維束４ｂに対して斜めにカットする。図１、図２に示すように、高強度繊維シート４は、外被布３の境界部分１０の全体を覆うように、巻き付ける。つまり、高強度繊維シート４が、外被布３のベルト周方向に隣接する巻き始めの端部１３ａと巻き終わりの端部１３ｂとを共通に覆うように巻き付ける。この際、高強度繊維シート４と外被布３の巻き始めの端部１３ａが重なる面積と、高強度繊維シート４と外被布３の巻き終わりの端部１３ｂが重なる面積が同じになるように、巻き付ける。なお、高強度繊維シート４は、第１繊維束４ａがベルト周方向となす角度、第２繊維束４ｂがベルト幅方向となす角度が、共に４５°となるように巻き付ける。つまり、外被布３の経糸と緯糸は、高強度繊維シート４の第１繊維束４ａと第２繊維束４ｂの方向と同じである。高強度繊維シート４は、第１繊維束４ａがベルト周方向となす角度、第２繊維束４ｂがベルト幅方向となす角度が、共に４５°以外の角度になるように巻き付けられてもよい。

外被布３の境界部分の全体が覆われるように、ゴム層５に高強度繊維シート４が巻きつけられているため、この境界部分においてゴム層５や外被布３に亀裂が生じにくい。また仮にゴム層５に亀裂が生じても、外被布３が高強度繊維シート４で補強されているため、外被布３が破れにくい。従って、ベルトの耐久性が向上する。

外被布３の境界部分１０において外被布３の巻き始めの端部１３ａと巻き終わりの端部１３ｂとは重なり合っていないため、境界部分１０におけるベルト厚みは、それほど分厚くはならないことから、境界部分１０で亀裂が発生しにくくなる。

高強度繊維シート４は、外被布３よりも薄いため、外被布３の境界部分１０に高強度繊維シート４が重ねられても、ベルト厚みの増加量はわずかとなる。そのため、高強度繊維シート４を重ねることによって、境界部分１０に亀裂が発生しやすくなることはない。一方で、薄くて強い高強度繊維シート４によって境界部分１０が補強されるため、境界部分１０における亀裂の発生を確実に抑制できる。

高強度繊維シート４は、アラミド繊維から成ることが好ましい。

高強度繊維シート４がアラミド繊維から成る場合、高強度繊維シート４の目付量は９０〜８７０ｇ／ｍ²であることが好ましい。

高強度繊維シート４がアラミド繊維から成る場合、高強度繊維シート４の引っ張り強度は２０６０Ｎ／ｍｍ²以上であることが好ましい。

高強度繊維シート４がアラミド繊維から成る場合、高強度繊維シート４の厚みは０．０３〜０．２４ｍｍであることが好ましい。

高強度繊維シート４は、カーボン繊維から成ることが好ましい。

高強度繊維シート４がカーボン繊維から成る場合、高強度繊維シート４の目付量は２００〜３００ｇ／ｍ²であることが好ましい。

高強度繊維シート４がカーボン繊維から成る場合、高強度繊維シート４の引っ張り強度は２９００Ｎ／ｍｍ²以上であることが好ましい。

高強度繊維シート４がカーボン繊維から成る場合、高強度繊維シート４の厚みは０．０５〜０．０９ｍｍであることが好ましい。

高強度繊維シート４は、繊維束の交差する２方向が、ベルト周方向とベルト幅方向に対して傾斜した方向となるように配置されている。境界部分１０においてラップドＶベルト１が曲げやすくなり、境界部分１０においてベルトに亀裂が発生するのを抑制でき、耐久性をより高めることができる。

ゴム層５は、圧縮ゴム層８と、伸張ゴム層９と、圧縮ゴム層８と伸張ゴム層９の間に配置された接着ゴム層７と、接着ゴム層７に埋設された心線６と、を有していてもよい。

高強度繊維シート４のゴム層５側の面には、ゴム層５との接着性を高めるための接着処理が施されていることが好ましい。

ベルト幅が１３〜７０ｍｍであり、ベルト厚みが、５〜２５ｍｍであることが好ましい。

（実施例及び比較例）
次に、実施例１〜４及び比較例のラップドＶベルトを作製した。実施例１〜４のベルトは、上記実施形態のラップドＶベルト１である。比較例のベルトは、従来例のラップドＶベルト１０１である。実施例１〜４と、比較例のラップドＶベルトは、ベルト本体のゴム層、心線は同じものを使用している。また、外被布についても、仕様は同じである。

（ラップドＶベルトの仕様）
実施例１〜４及び比較例のベルトのゴム層に使用されるゴム組成物を、下記表１に示す。なお、フリクションゴムとは、後述する外被布のフリクション加工用のゴム組成物である。

クロロプレンゴムとしてＤＥＮＫＡ（株）製のＰＭ−４０を、酸化マグネシウムとして協和化学工業（株）製のキョーワマグ３０を、ステアリン酸として日油（株）製のステアリン酸つばきを、老化防止剤として精工化学（株）製のノンフレックスＯＤ−３を、カーボンブラックとして東海カーボン（株）製のシースト３を、可塑剤としてＡＤＥＫＡ（株）製のＲＳ−７００を、加硫促進剤として大内新興化学工業（株）製のノクセラーＴＴを、酸化亜鉛として正同化学工業（株）製の酸化亜鉛３種を使用した。

心線は、ポリエステル繊維の撚りコードで、その平均線径は１．５１８ｍｍである。

外被布は、平織の綿の織布である。経糸及び緯糸の繊度は共に２０番手であり、経糸及び緯糸の糸密度は共に７５本／５０ｍｍである。外被布の目付けは２８０ｇ／ｍ²である。外被布には、表面及び裏面に対してそれぞれ１回ずつフリクション加工が施されており、外被布の繊維間にはフリクションゴムが擦り込まれている。なお、フリクション加工とは、カレンダーロールを用い、表面速度の異なるロール間にフリクションゴムと布帛を同時に通過させ、布帛の繊維間にフリクションゴムを擦り込む加工である。

図１０Ａに示すように、実施例１〜４のラップドＶベルト１では、外被布３の巻き始めの端部１３ａと巻き終わりの端部１３ｂとの間に間隙１２を設け、この間隙１２と巻き始めの端部１３ａと巻き終わりの端部１３ｂを含む境界部分１０を覆うようにアラミド繊維あるいはカーボン繊維などの高強度繊維で形成されている高強度繊維シート４を巻き付ける。一方、図１０Ｂに示すように、比較例のラップドＶベルト１０１では、外被布１０３を、巻き始めの端部１１３ａと巻き終わりの端部１１３ｂが重なり合うように巻き付ける。また、比較例のベルト１０１では、外被布１０３の重ね合わせ部分１１１は高強度繊維シートでは覆われていない。

実施例１〜４で、異なる仕様の高強度繊維シート４を使用した。下記表２に、実施例１〜４の高強度繊維シート４の仕様を示す。

下記表３に、実施例１〜４及び比較例のラップドＶベルトの寸法を示す。なお、図１０Ｂに示すように、Ｗ４は、比較例のラップドＶベルト１０１における、重ね合わせ部分１１１のベルト周方向の幅である。

（耐久性試験）
次に、実施例１〜４及び比較例のラップドＶベルトの耐久性試験を行った。特に、テンションプーリによる逆曲げ条件での耐衝撃性を検証した。図１１に示すように、ラップドＶベルトと、駆動プーリ１７（Ｄｒ）と、従動プーリ１８（Ｄｎ）と、テンションプーリ１９（Ｔｅｎ）から構成されるベルトシステム１６で耐久性試験を行った。駆動プーリ１７と、従動プーリ１８には、ラップドＶベルトと係合可能なＶ溝が形成されている。駆動プーリ１７及び従動プーリ１８の各Ｖ溝がラップドＶベルトの側面と接触するように、ラップドＶベルトは、駆動プーリ１７及び従動プーリ１８に巻きかけられている。テンションプーリ１９は平プーリであり、ラップドＶベルトの外周面と接触可能である。テンションプーリ１９は、ベルトシステム１６においてクラッチとして機能する。テンションプーリ１９がベルトに張力を加えることで動力の伝達が開始され（クラッチＯＮの状態）、ベルト張力を緩めることで動力の伝達が遮断される（クラッチＯＦＦの状態）。

耐久性試験の試験条件を下記表４に示す。なお、「負荷」は駆動プーリ１７にかかる負荷トルクであり、駆動プーリ１７の半径に、ラップドＶベルトから駆動プーリ１７に伝達される動力を乗じることにより、算出される。また、Ｔｅｎの荷重は、クラッチＯＮのときラップドＶベルトがテンションプーリ１９から受ける力のことである。

耐久性試験において、実施例１〜４のベルト１では、図１０Ａに示すように、高強度繊維シート４と外被布３の重ね合わせ部分１５に亀裂が発生した。一方、図１０Ｂに示すように、比較例のベルト１０１では、外被布１０３の重ね合わせ部分１１１に亀裂が発生した。それぞれの亀裂発生までの時間を測定した結果を表５に示す。

上記耐久性試験では、テンションプーリ１９によってラップドＶベルトが逆曲げされた状態で、さらに、テンションプーリ１９を断続的にベルトに対して接近・離間させることで、ベルトに衝撃を加えている。このような厳しい走行条件下において、比較例のベルト１０１では、３２時間の走行時間で外被布１０３の重ね合わせ部分１１１に亀裂が発生した。これに対して、高強度繊維シート４を用いた実施例１〜４のベルト１では、亀裂が発生するまでの走行時間は、比較例のベルト１０１の５倍〜１０倍となった。これにより、実施例１〜４のベルト１は、逆曲げ条件下での耐衝撃性に優れることがわかった。

（１）前記実施形態では、高強度繊維シート４は、高強度繊維シート４は、第１繊維束４ａがベルト周方向となす角度、第２繊維束４ｂがベルト幅方向となす角度が、共に４５°となるように巻き付けられているが、第１繊維束４ａがベルト周方向となす角度、第２繊維束４ｂがベルト幅方向となす角度が、共に６０°となるように巻き付けられていてもよい。この方が、ラップドＶベルトへの、亀裂発生を効果的に抑制できる場合がある。

（２）前記実施形態では、外被布３のベルト周方向に隣接する巻き始めの端部１３ａと巻き終わりの端部１３ｂが、互いに重なることのないように、間隙１２を空けて配置されているが、図７に示すように、外被布３のベルト周方向に隣接する巻き始めの端部１３ａと巻き終わりの端部１３ｂが重なっている重ね合わせ部分１１があってもよい。これにより、境界部分におけるベルト厚みは、前記実施形態と比べると大きくなる。しかし、この場合でも、境界部分に高強度繊維シート４が重ねられているため、境界部分における亀裂の発生は抑制される。

１ ラップドＶベルト
２ ベルト本体
３ 外被布
４ 高強度繊維シート
５ ゴム層
６ 心線
７ 接着ゴム層
８ 圧縮ゴム層
９ 伸張ゴム層
１０ 境界部分
１２ 間隙
１３ａ 巻き始めの端部
１３ｂ 巻き終わりの端部

Claims (15)

1. エンドレスのゴム層と、前記ゴム層に埋設された心線と、前記ゴム層を覆う１枚の外被布とを備えたエンドレスのラップドＶベルトであって、
   前記ゴム層の周方向と前記外被布の長手方向が一致するように、前記外被布が前記ゴム層の全体に巻き付けられ、
   前記外被布の前記ベルト周方向に隣接する巻き始めの端部と巻き終わりの端部の境界部分に、２方向に延びる繊維束が交差した構造を有する高強度繊維シートが、前記外被布の前記巻き始めの端部と前記巻き終わりの端部とを共通に覆うように巻き付けられていることを特徴とするラップドＶベルト。
2. 前記外被布の前記巻き始めの端部と前記巻き終わりの端部は、ベルト周方向において互いに重なることなく間隙を空けて配置され、
   前記境界部分において、前記高強度繊維シートは、前記外被布の前記巻き始めの端部と前記巻き終わりの端部とそれぞれ重なった状態で、前記間隙を覆っていることを特徴とする請求項１に記載のラップドＶベルト。
3. 前記高強度繊維シートは、前記外被布よりも薄いことを特徴とする請求項１又は２に記載のラップドＶベルト。
4. 前記高強度繊維シートは、アラミド繊維から成ることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のラップドＶベルト。
5. 前記高強度繊維シートの目付量は９０〜８７０ｇ／ｍ²であることを特徴とする請求項４に記載のラップドＶベルト。
6. 前記高強度繊維シートの引っ張り強度は２０６０Ｎ／ｍｍ²以上であることを特徴とする請求項４又は５に記載のラップドＶベルト。
7. 前記高強度繊維シートの厚みは０．０３〜０．２４ｍｍであることを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載のラップドＶベルト。
8. 前記高強度繊維シートは、カーボン繊維から成ることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のラップドＶベルト。
9. 前記高強度繊維シートの目付量は２００〜３００ｇ／ｍ²であることを特徴とする請求項８に記載のラップドＶベルト。
10. 前記高強度繊維シートの引っ張り強度は２９００Ｎ／ｍｍ²以上であることを特徴とする請求項８又は９に記載のラップドＶベルト。
11. 前記高強度繊維シートの厚みは０．０５〜０．０９ｍｍであることを特徴とする請求項８乃至１０の何れか１項に記載のラップドＶベルト。
12. 前記高強度繊維シートは、前記繊維束の交差する２方向が、ベルト周方向とベルト幅方向に対して傾斜した方向となるように配置されていることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載のラップドＶベルト。
13. 前記ゴム層は、
    圧縮ゴム層と、伸張ゴム層と、圧縮ゴム層と伸張ゴム層の間に配置された接着ゴム層と、接着ゴム層に埋設された心線と、を有することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載のラップドＶベルト。
14. 前記高強度繊維シートの前記ゴム層側の面には、前記ゴム層との接着性を高めるための接着処理が施されていることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載のラップドＶベルト。
15. ベルト幅が１３〜７０ｍｍであり、
    ベルト厚みが、５〜２５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載のラップドＶベルト。

Images