JPH02167730A - 歯付無端ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〉 本発明は歯部表面に補強布が装着されてなる注型用エラ
ストマーによって成形された歯付無端ベルトに関する。

（従来の技術） 従来、抗張体を芯として注型用ポリウレタン等の注型用
エラストマーによって成形された歯付無端ベルトは、そ
の素材の持つ特性から、ゴム屑等による汚れをきらう動
力伝達系や搬送系におけるタイ貴ングベルト等として使
用されている。

近年、騒音の低下や耐久性の向上のため、注型用エラス
トマーによって形成された歯部表面に補強布を配し、か
つ注型用エラストマーの加圧注入によるベルト成形特に
同時に補強布を伸長させて歯形に底形するため、補強布
と歯部との間に不浸透性エラストマーによって緩衝層を
形成した歯付無端ベルトが知られている。このベルトは
、本出願人が特開昭６３−２１４５３８号公報によって
提案したものである。

（発明が解決しようとする課Ｂ） 前記補強布および緩衝層が設けられた歯付ベルトによっ
て、底形の容易化および騒音の低下が図られたものの、
補強布の損傷が著−しく、十分な耐久性が得られていな
いのが実情である。

本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、注型用エ
ラストマーによって底形されかつ補強布が設けられた歯
付無端ベルトに対し、耐久性を飛躍的に向上させること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためになされた本発明の歯付無端ベ
ルトは、注型用エラストマーから戒りかつ内部に抗張体
６が埋込まれたベルト本体ｌと、このベルト本体１に前
記注型用エラストマーにより一体形成された歯部３とを
有し、この歯部３の表面に不浸透性エラストマーから成
る緩衝層７を介して補強布４が装着されてなる歯付無端
ベルトにおいて、 前記補強布４は耐久性向上のためのエラストマーが含浸
されていることを発明の構成とするものである。

この際、補強布は、軟質のエラストマーを含浸しかつ含
浸された補強布の織糸に硬質のエラストマーを被覆する
のがよい。また、補強布の表面層に硬質のエラストマー
を含浸させ、緩衝層側の裏面層に軟質のエラストマーを
含浸させてもよい。

この場合、補強布の表面層に含浸させるエラストマーと
して、摩擦係数を低下させる物質を含有したもの又は該
物質によって変成したものを使用してもよい。

（作　　用） 本発明の歯付無端ベルトの補強布は耐久性のあるエラス
トマーが含浸されており、従来の補強布のように糸状繊
維がそのままの状態で表面に露呈することがないので、
本発明に係る補強布は損傷し難く、ひいてはベルトの耐
久性、寿命が向上する。

補強布に含浸するエラストマーとしては、摩擦係数の低
下による騒音の軽減や耐久性向上の見地からモジュラス
の大きい硬質のものの方がよいが、硬質のエラストマー
のみで含浸すると補強布の伸長による歯形成形が困難と
なる。これに対し、第６図に示すように、補強布にモジ
ュラスの小さい軟質のエラストマーＡを含浸させ、更に
硬質のエラストマーＢを含浸された補強布の織糸４ａに
被覆すると、成形性と物性とを共に向上させることがで
きる。

また、第７図のように補強布の表面層に硬質のエラスト
マーＢを含浸させ、緩衝層７側の裏面層に軟質のエラス
トマーＡを含浸させても、成形性と物性とを共に向上さ
せることができて好適である。

この際、表面層のエラストマーの摩擦係数を低下させ、
騒音を軽減させるには、表面層に含浸させるエラストマ
ーとして、フッ素樹脂やケイ素樹脂等の摩擦係数を低下
させる物質を含有したもの、あるいは該物質で変成させ
たもの（例えば、シリコーン変成ポリウレタン）を使用
すればよい。このようなエラストマーは接着性が悪いの
が通例であるが、本発明では補強布に含浸させて使用す
るため、繊維の埋入により物理的に補強布に強固に固定
される。また、補強布の裏面層には前記物質を含有せず
かつ該物質によって変成されていないナチュラルなエラ
ストマーが含浸されているため、含浸処理された補強布
４と緩衝層７との接着性も良好である。

（実施例） 以下、本発明に係る歯付無端ベルトをその製造方法と共
に説明する。

第１図は、ベルト本体ｌの内周面側にランド部２を介し
て歯部３が周方向に等間隔おきに一体形成され、その歯
部３及びランド部２の表面に所定のエラストマーが含浸
された補強布４が設けられた無端ベルト５を示す。ベル
ト本体１及び歯部３は注型用ポリウレタン等の注型用エ
ラストマー材料から威り、そのベルト本体ｌ内には抗張
体６が螺旋状に埋込まれている。歯部３と補強布４との
間には、第２図に示すように熱可塑性ポリウレタン等の
不浸透性エラストマー材料から成る緩衝層７が全面にわ
たって略均−な厚さで設けられている。

第３図は無端ベルト５の製造に使用する金型装置を示す
。即ち、第３図において、８は内金型、９は外金型で、
これら内外金型８．９は所定の空間１０を形成すべく同
心状に設けられ、かつ分離自在である。内外金型８．９
の上下両端には上蓋１１と下１ｆｌ１２とが着脱自在に
設けられており、この上下蓋１１．１２により内外金型
８，９間の空間１０を密閉するようになっている。また
上蓋１１には空間ｌＯに連通ずるように脱気孔１３が形
成され、その脱気孔１３には着脱自在に開閉ネジ１４が
螺着されている。１５は液状注型用エラストマー材料１
６を入れた注型用容器で、注入管１７を介して外金型９
側に取付けられ、ピストン１８を加圧することによりエ
ラストマー材料１６を管１７から内外金型８，９の空間
１０に注型できるようになっている。内金型８の外周に
は、第４図及び第５図に示すように、無端ベルト５の歯
部３を成形するための凹凸部１９が全周にわたって設け
られている。

前記無端ベルト５を製造するには、まず、補強布に耐久
性向上のためのエラストマーを含浸する。

補強布は、ナイロンやポリエステル等の合成繊維糸、ゴ
ム糸等によって形成された伸縮性の大きい織物、編物お
よび同繊維によって形成された不織布を利用することが
できる。織糸（編糸を含む。

）としては単糸、双糸、より糸のほか捲縮加工糸も使用
することができる。織物としては平織、綾織、朱子織等
積々のものが使用される。

前記補強布に含浸するエラストマーとしては、摩擦係数
が低く、耐摩耗性の良好なものほどよい。

すなわちモジュラスが大きく硬質のものがよい。

しかし、含浸後の補強布４の成形性を考慮する必要があ
り、一種類のエラストマーを含浸する場合、１００％モ
ジュラスが１０〜３５０　　ｋｇｆ　／ｃｒＡ　（望ま
しくは３０〜２５Ｑｋｇｆ　／　ａりのポリウレタン等
のエラストマーが使用される。含浸の方法としては、通
常、樹脂を溶剤に溶かして粘度調整（望ましくは５００
００ｃｐｓ以下）した処理液に浸漬することによって行
われる。

この場合、１次処理として補強布を軟質のエラストマー
を溶かした処理液に浸漬し乾燥した後、２次処理として
硬質のエラストマーを溶かした処理液に浸漬し、第６図
に示すように、軟質のエラストマーＡが含浸された織糸
４ａの表面に硬質のエラストマーＢを被覆することによ
り、摩擦係数が低く、耐摩耗性が良好でかつ成形性の良
好な補強布４が得られる。前記軟質エラストマーとして
は、■００％モジュラスが１０〜２５０　　ｋｇｆ　／
　ｃｄ　（望ましくはｌＯ〜１５０　ｋｇｆ／ａｊ）の
ポリウレタン、硬質エラストマーとＬＴハ２０〜３５０
　　ｋｇｆ／ｃｎｌ　（ｕマＬ　＜　ハｌＯＯ〜３５０
ｋｇｆ　／　ｃ４　）のポリウレタンを例示することが
でき、例示のポリウレタンを使用する場合、１次処理液
の粘度は１００００ｃｐｓ以下、２次処理液の粘度は２
００００ｃｐｓ以下に調製するのがよい。

また、優れた物性と成形性とを兼備させるには、補強布
の表面層に硬質のエラストマーを溶かした塗布液を塗布
して乾燥した後、緩衝層側の裏面層に軟質のエラストマ
ーを溶かした塗布液を塗布してもよい。かかる塗布処理
により、第７図に示すように、表面層に硬質のエラスト
マーＢが含浸され、裏面層に軟質のエラストマーＡが含
浸された補強布４が得られる。尚、塗布処理する場合の
塗布液は浸漬処理する場合より高粘度でもよく、軟質エ
ラストマー含浸用の塗布液は２００００ｃｐｓ以下、硬
質エラストマー含浸用の塗布液は５００００ｃｐｓ以下
程度に調製される。

この際、表面層の摩擦係数を下げて騒音のより一層の軽
減を図るには、硬質のエラストマーＢとして、摩擦係数
を下げる物質を含有したもの（例えばフッ素樹脂やケイ
素樹脂を含有したポリウレタン）や同物質により変性し
たもの（例えばシリコーン変性ポリウレタン）を用いれ
ばよい。この場合、フッ素樹脂等を多量に含有させると
耐摩耗性を低下させるため、５０重量％以下に止めてお
くのがよい。

所定の含浸処理がなされた補強布４は、次に、目止め処
理（織目の空間に所定のエラストマーを充填し、空間を
塞ぐこと）および所定厚さの緩衝層７を形成する。目止
め処理材や緩衝層７の材質としては、製品にしたときの
硬さがデュロメータＡ２０−Ｄ８０　（好ましくはＪ■
５−Ａ４ｏ〜デュロメータＤ６０）のポリウレタン等の
エラストマーが使用される。エラストマーは、熱可塑性
、熱硬化性のいずれでもよく、粘度５００００ｃｐｓ以
下に調製したものを数回塗布する（乾燥時、塗布ｆｌＯ
〜２０００ｇｆ／ボ程度）ことにより、目止め処理等が
行われる。

尚、緩衝層７の厚みは０．０１〜２．００ｍｍ程度とさ
れる。

目止め処理や緩衝層７の形成は、エラストマー含有処理
液の塗布によるほか、前記エラストマーによって形成さ
れたシート材を補強布４に熱圧着してもよい。この場合
、熱圧着温度はシート材の軟化点以下の温度で行われ、
簡単な操作で目止めを完全に行うことができる。しかも
、補強布４は所定の含浸処理がされているため、シート
材との接着性も良好である。

尚、熱圧着するシート材として、軟化温度の異なるエラ
ストマーによって２層に形成されたものを用い、低軟化
点側の層を補強布４に当接させ、低軟化点以上、高軟化
点未満の温度で熱圧着するとよい。低軟化点のエラスト
マーが織目に埋入した状態となり、耐久性の向上に資す
ることができるからである。この場合、軟化温度の差は
作業性から５層Ｃ以上取るのがよい。

次に、この補強布４を裁断し、果シンによる縫着、熱プ
レスによる接着や融着等によって筒状にエンドレス加工
した後、金型装置の内金型８に外嵌状に装着し、その補
強布４の外側から内金型８に抗張体６を螺旋状に巻着す
る。抗張体６は、芳香族ボリアごド、ナイロン、ポリエ
ステル等の合成繊維ロープ、スチールワイヤー等が用い
られる。

内金型８に対する補強布４、抗張体６の装着が完了すれ
ば、この内金型８を外金型９内に挿入して内外金型８，
９を所定の空間１０ができるように組合わせる。この時
、補強布４の幅方向の両端部を内金型８の上下両端から
中心側に折曲げておき、この内金型８と上下１ｉ１１．
１２との間で補強布４の両端部を挟込んで固定する。

そして、内外金型８．９全体をエラストマーの硬化温度
に加熱した後、注型用容器１５内の液状エラ・ストマー
材料１６をピストン１８で圧力Ｐ　（２ｋｇｆ／ｄ以下
）により加圧し、注入管１７を経て内外金型８．９間の
空間１０に充填する。液状エラストマー材料１６として
は、製品にしたときの硬さがデュロメークＡ２０〜Ｄ８
０（好ましくはＪ　Ｉ　Ｓ　　Ａ７０〜１００　”）の
ものがよく、例えばポリウレタンポリマーと硬化剤とが
混合されたものが使用される。粘度は２０００〜４００
０　ｃｐｓ程度に調製される。

空間１０にエラストマー材料１６を充填して行くと、そ
れが上蓋１１の脱気孔１３から流出するので、その流出
した時点で脱気孔１３に開閉ネジ１４を螺着し、脱気孔
１３を密閉する。そして、この密閉後、１０〜３０　ｋ
ｇｆ／ａｆｌの加圧成形によりエラストマー材料１６を
介して補強布４に圧力を加える。補強布４は緩衝層７で
目止めされており、エラストマー材料１６が浸透しない
ので、圧力によって緩衝層７と共に伸張しながら内金型
８外周の凹凸部１９の形状に沿って変形し、内金型８の
外周面に間隙なく確実に密着する。この加圧時にも、補
強布４の両端部を内金型８と上下１ｉ１１．１２との間
で固定しているので、加圧によって補強布４が動いたり
ずれたりすることはない。

尚、補強布４および緩衝層７は、ベルトの加圧成形の際
、伸び率（伸び７元の長さ）を１．４（好ましくは０．
８）以下に止めるのがよい。変形量が過大になると補強
布等が破損し易くなり、また目止めが取れるおそれがあ
るからである。

エラストマー材料１６が硬化すれば、上下蓋１１．１２
を外し内外金型８．９を分離した後、成形品を脱型し、
その成形品を所定の製品幅に輪切りすることによって、
無端ベルト５を製造できる。

無端ベルトの構造、形状は第１図のものに限定されず、
ベルト本体１の側面に補強布４を有するものであれば、
その製造に広く採用できる。例えは、第８図はベルト本
体１の内外周面に対称に歯部３，２５を備えた対称型、
第９図は内外の歯部３．２５が周方向にずれた非対称型
の無端ベルト２６を夫々示す。また、第１０図はベルト
本体１の内周面に歯部３、外周面に７字状の突条部２９
を夫々一体形成した無端ベルト３０を示す。これらの場
合にも歯部３．２５及び突条部２９の表面を補強布４，
２７．３１でおおうようにしている。

補強布４．２７．３１の表面に薄いシリコン、フッ素等
の合成樹脂又はエラストマーの層を設けることも可能で
ある。このようにすれば、補強布４，２７．３１表面の
摩擦係数を任意に変えることができ、ベルトの利用分野
が広がる。

次に具体的実施例を掲げて説明する。

（１）ナイロン繊維の織布を補強布として用い、下記の
含浸処理を施した。浸漬後の補強布の厚さは各実施例と
も約０．６ｍｍであった。

・実施例１ 浸漬処理により１００％モジュラス１５０　ｋｇｆ／ｃ
ＩＩＮのポリウレタンを含浸させた。浸漬用処理液の粘
度は３０００　ｃｐｓとした。

・実施例２ 第６図のように、１次浸漬処理（処理液粘度２０００　
ｃｐｓ　）により織布に１００　　ｋｇｆ　／　ｃ＋ｉ
ｌのポリウレタンを含浸させ、乾燥後２次浸漬処理（処
理液粘度５０００　ｃｐｓ　）により、１次含浸された
織糸に１００％モジュラス２００　ｋｇｆ　／　ａ＋１
のポリウレタンを被覆した。

・実施例３ 第７図のように、補強布の裏面層に塗布処理（塗布液粘
度５０００　ｃｐｓ）により、１００％モジュラス１０
０　ｋｇｆ／ｃ１ａのポリウレタンを含浸させ、一方、
表面層には同処理（塗布液粘度１００００ｃｐｓ　）に
より１００％モジュラス２００　ｋｇｆ／ｃｆｆｌのフ
ッ素樹脂含有（３０重量％）のポリウレタンを含浸させ
た。

（２）実施例１〜３の含浸処理した補強布の裏面に厚さ
０．４　ｍｍのポリウレタンシート　（硬さＪＩＳＡ８
５、軟化温度１５０’Ｃ）を１２０°Ｃで熱圧着し緩衝
層を形成した。このとき、従来例として、実施例と同様
の補強布で含浸処理をしていないものに対しても同様に
して緩衝層を形成した。

（３）実施例１〜３および従来例の緩衝層を有する補強
布を筒状にエンドレス加工した後、第３図〜第５図のよ
うに、内金型に装着し、その外側から芳香族ポリアミド
の繊維ロープを螺旋状に巻着した後、外金型に挿入して
成形用金型を構成した。

該金型を約１１０’Ｃに加熱した後、硬化後の硬さがＪ
ＩＳＡ８５となる注型用液状ポリウレタン（硬化剤を含
む。粘度２０００〜４０００ｃｐｓ）を注型し、密閉後
、１１０°Ｃ１２Ｃ１２Ｏ／ｃ這の成形条件で加圧成形
し、この状態で６０分間保持した。

成形完了後、成形品を脱型し、所定幅に裁断し、歯付無
端ベルトを得た。

（４）実施例１〜３および従来例のベルトを用いて下記
の要領でベルト性能を調べた。

■　摩擦係数μの測定 ベルトより一定長さの試料片を採取し、鋼板（材質５Ｓ
４１、表面粗さＲ，、、２５Ｓ　）に歯部表面が接当す
るように載置し、ベルト片に一定の荷重Ｗをかけて引張
り、１ｃ＋ｎ／秒の速度で移動させるときに要する力Ｆ
を求め、μ−Ｆ／Ｗを求めた。

■　耐摩耗性評価 一対の駆動側プーリと負荷側プーリとに標準取付張力を
与えてベルトを架は渡し、一定の負荷（ブレーキ）をか
けて駆動プーリを３００Ｏｒｐｍ　（ベルト周速２．６
ｍ／秒）で回転し、一定時間経過後、ベルトの重量を測
り、当初との差（減量）を求め、評価基準とした。以下
の試験についても該ベルト試験機を用いた。

■　ジャンピングトルクの測定 ベルト張力を標準取付張力の１７２としてベルトを走行
させ、負荷を変化させてジャピングする直前の伝達トル
ク（ジャンピングトルク）を測定した。

■　最大伝達トルクの測定 標準取付張力を与えてベルトを走行させ、負荷を変化さ
せて伝達可能な最大トルクを測定した。

■　耐久性評価 標準取付張力を与え、ジャンピングトルク近くの負荷で
ベルトを一定時間走行させた後、ベルト歯部の摩耗によ
る損傷（欠損）状態を調べ、これを評価基準とした。

■　騒音の測定 標準取付張力を与え、一定負荷でベルトを走行させ、ベ
ルト走行面に対向して、該走行面より３ｏｃｍａした位
置に騒音計を設け、走行時の騒音を測定した。

（５）測定結果を第１表に示す。同表の数字は、実施例
１のベルトを基準（指数１００）として、指数表示した
ものである。

次　　　　　　　　葉 第１表 第１表により、実施例１〜３は従来例に比べて摩擦係数
が２倍程度と上昇し、その結果騒音については２倍程度
に増大したが、耐摩耗性、耐久性については１０倍以上
と飛躍的な向上が図られた。また、実施例においても、
補強布の織糸を２層被覆し、表層側に硬質ポリウレタン
を配した実施例２および表面層側にフッ素樹脂を含有し
た硬質ポリウレタンを含浸させた実施例３は実施例１に
比べて耐久性の向上、騒音の抑制が良好である。

（発明の効果） 以上説明した通り、本発明の歯付無端ベルトは、補強布
に耐久性向上のためのエラストマーを含浸したので、騒
音がやや増大するものの、従来のベルトに比べて耐久性
が１０倍以上と飛躍的に向上させることができた。

また、補強布に軟質のエラストマーを含浸し、かつ含浸
された補強布の織糸に硬質のエラストマーを被覆するこ
とにより、又は補強布の表面層に硬質のエラストマーを
含浸し、裏面層に軟質めエラストマーを含浸することに
より、成形性を損うことなく、騒音を軽減して、耐久性
をより一層向上させることができる。

更に、補強布の表面層に含浸するエラストマーとして摩
擦係数を低下させる物質が含有され又は該物質によって
変性されたものを用い、裏面層に含浸する軟質のエラス
トマーとしては、前記物質を含まずかつ該物質によって
変性しないものを用いることにより、補強布と緩衝層と
の接着性ひいては耐久性を損うことなく１．騒音の軽減
をより一層図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すベルトの斜視図、第２図
は同ベルトの断面図、第３図は同金型装置の断面図、第
４図は同金型の要部断面図、第５図は同断面平面図、第
６図は１次および２次浸漬処理により含浸処理された補
強布の織糸の拡大横断面図、第７図は表面層および裏面
層に異なった含浸処理がなされた補強布の部分断面図、
第８図〜第１０図は他の実施例を示すベルトの斜視図で
ある。 １・・・ベルト本体、２・・・ランド部、３．２５・・
・歯部、４．２７．３１・・・補強布、５，２６．３０
・・・無端ベルト、６・・・抗張体、７・・・緩衝層、
８・・・内金型、９・・・外金型、１０・・・空間、１
１・・・上蓋、１２・・・下蓋、１６・・・液状注型材
料、１９・・・凹凸部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）注型用エラストマーから成りかつ内部に抗張体（
   ６）が埋込まれたベルト本体（１）と、このベルト本体
   （１）に前記注型用エラストマーにより一体形成された
   歯部（３）とを有し、この歯部（３）の表面に不浸透性
   エラストマーから成る緩衝層（７）を介して補強布（４
   ）が装着されてなる歯付無端ベルトにおいて、 前記補強布（４）は耐久性向上のためのエラストマーが
   含浸されていることを特徴とする歯付無端ベルト。
2. （２）補強布（４）は軟質のエラストマーが含浸されか
   つ含浸された補強布の織糸が硬質のエラストマーによっ
   て被覆されている請求項（１）の歯付無端ベルト。
3. （３）補強布（４）はその表面層に硬質のエラストマー
   が含浸されかつ緩衝層（７）側の裏面層に軟質のエラス
   トマーが含浸されている請求項（１）の歯付無端ベルト
   。
4. （４）補強布（４）の表面層には摩擦係数を低下させる
   物質が含有され又は該物質によって変性されたエラスト
   マーが含浸され、緩衝層（７）側の裏面層には該物質を
   含有せずかつ該物質によって変性されたものでないエラ
   ストマーが含浸されている請求項（１）の歯付無端ベル
   ト。