JPH0419444A - 工業用ベルト - 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、工業用ベルトに関し、特に、そのベルト本体
内に長さ方向に沿って埋設される補強体（抗張体）の改
良に関する。

（従来の技術） 従来より、例えば歯付ベルト、■ヘルド、平ベルト、リ
ブ付ヘルド等の伝動ベルトや、運搬用ベルト等の工業用
ベルトにおいては、高強力、高弾性率、高寸法安定性や
、高接着性等の特性が要求されることから、これらの特
性を満たすべく、ベルト本体に繊維からなる補強用心体
又は布状物等の補強体が埋設されている。

上記補強用の６体としては、ポリエステル繊維、芳香族
ポリアミド繊維、ガラス繊維、カーボン繊維等の高モジ
ュラスで引張強度の高い繊維を集束してなる繊維束を用
い、その繊維束を多数本引き揃えたもの（コード）が一
般に使用されている。

ところで、上記繊維束として全く加熱されていない無撚
のものを用いると、高いモジュラス及び引張強度が得ら
れて上記繊維の物性を良好に発現することができるので
好ましいが、反面、繊維束の取扱いが困難になるととも
に、ベルトの屈曲走行等により繊維束の特に表層部分が
内部に比較して屈曲疲労してフィラメント切れを生じ易
くなる。

このことから、通常はラング撚り、片撚り、諸撚り等の
撚りを付与して使用することが行われている。このため
、加熱された繊維束により、ベルトの走行時−にモジュ
ラスが低くて、繊維束の断面積当りの強力も低くなり、
耐久性が低いという問題が生じる。

そこで、こうした無撚繊維束及び加熱繊維束の双方によ
る背反する問題点を解消するために、従来、実開昭６３
−８４５３号公報に開示されるものが提案されている。

このものは、第７図に示すように、ベルト心体として無
撚繊維束ａの周囲にポリアミド合成繊維等の接着の容易
な繊維束すを螺旋状に巻回したコードを用いるものであ
る。

（発明か解決しようとする課題） しかし、この提案のものでは、コードの巻回する繊維束
すか内側の繊維束ａに対し１／１０〜１／１５の比の繊
維量で極めて少なく、しかも周囲の繊維束すが螺旋状に
巻回されているので、中心部の繊維束ａが部分的に外部
に露出した構造である。このため、外周に繊維束すが巻
き付けられた部分とその繊維束すのない部分とでは心体
のコード径か異なり、コード径の長さ方向の均一性がな
い。その結果、例えばベルトが多角に屈曲されるシンク
ロベルト等として使用された場合、そのベルト屈曲部に
対応して心体に応力集中する部分が生じ、ベルトの早期
破損に繋がる虞れかあり、耐久性の点で今一つ不十分で
ある。

そこで、本出願人は、特願平１−６９５７０号の明細書
及び図面において、アラミド繊維やボリアリレート系繊
維等の高強度高弾性率繊維の無撚繊維束からなるコア部
と、該コア部の外周を被覆し、コア部よりも撚り角度の
大きい加熱繊維束からなるシェル部との二重構造のコー
ドを提案した。

この提案のものによると、コードの高モジユラス化、高
引張強度化を得、しかもコードの屈曲時に応力集中を回
避することができ、ベルトの耐久性を向上させることか
できる。

ところが、本発明者等による鋭意研究の結果、上記提案
のものではさらに改良の余地が残されていることが判明
した。すなわち、コードのコア部か無撚であることから
、従来の加熱コードに比べ、フィラメントが密に詰まる
。このため、フィラメント同士の接触面積が大きくなり
、ベルト走行中にフィラメント同士の接触摩擦による疲
労が大きくなる。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもので、その目的
は、上記ベルト心体を構成する繊維束の構造にさらに改
良を加えることにより、そのベルト屈曲時における心体
コア部の摩擦や摩耗による疲労を抑えてベルトの耐久性
をより一層高めようとすることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的の達成のために、請求項（１）に係る発明ては
、エンドレスの補強体におけるコア部を、アラミド繊維
やボリアリレート系繊維等の高強度高弾性率繊維と、ナ
イロン、テトロン、ポリエステル等の耐摩耗性に優れた
化繊とをフィラメント単位て混繊（ｃｏｎ＋ｍｉｎｇｌ
ｅ　）　した無撚繊維束で構成する。

すなわち、この発明は、工業用ベルトのベルト本体に埋
設される繊維からなる補強体か、アラミド繊維やボリア
リレート系繊維等の高強度でかつ高弾性率の第１の繊維
、及びナイロン、テトロン、ポリエステル等の耐摩耗性
に優れた化繊からなる第２の繊維をフィラメント単位で
混繊した無撚繊維束からなるコア部と、該コア部の外周
をコア部に対し撚り角度をつけて被覆するアラミド繊維
やボリアリレート系繊維等の高強度高弾性率繊維の加熱
繊維束からなるシェル部との二重構造に構成されている
ことを特徴とする。ここで、上記コア部の混繊した無撚
繊維束は、紡糸後の加熱を行わない原糸をいい、通常は
ごく僅か（１ｍ当り１〜１０回程度）の自然の撚りがか
かったものをいう。

請求項（２に係る発明では、上記構成のコア部において
、その第２の繊維のトータルデニール数をコア部全体の
デニール数の２０〜４０％の比率とする。

請求項（３）に係る発明では、コア部における第２の繊
維のフィラメント径を第１の繊維のフィラメント径以下
とする。

（作用） 上記構成により、請求項（１）に係る発明では、補強体
のコア部が高強度高弾性率の第１の繊維と、耐摩耗性に
優れた化繊からなる第２の繊維とをフィラメント単位で
混繊した無撚繊維束で構成されているので、そのフィラ
メント同士の接触摩擦による疲労を低減させることがで
きる。この結果、ベルト走行時の補強体全体としての耐
疲労性を良好にして、ベルトの耐久性を高めることがで
きる。

請求項（２Ｊに係る発明では、補強体のコア部には耐摩
耗性に優れた第２の繊維が２０％以上含まれているので
、摩耗による疲労を有効に軽減でき、走行後のベルトの
強力保持率を上昇させることかできる。一方、同繊維の
比率は４０％未満であるので、高強度高弾性率の第１の
繊維は６０％以上含まれることとなり、第１の繊維に集
中する応力もさほど大きくならず、補強体の高モジユラ
ス化、高引張強度化を十分に達成できる。

また、請求項（３）に係る発明では、第２の繊維のフィ
ラメント径が第１の繊維以下であるため、第２の繊維か
第１の繊維のフィラメント間にうまく入り込むこととな
り、摩耗による疲労を効果的に軽減できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図は本発明の実施例に係る工業用ベルトとしての歯
付ベルトＢを示す。図中、１はベルト本体としてのゴム
構造体で、その底部には多数の歯部２，２．・・・が長
さ方向に並んで形成されており、この歯部２，２．・・
・を歯付プーリ（図示せず）の外周歯部に噛合させるこ
とで、プーリとの間で回転を同期して動力を伝達するよ
うにしている。上記ゴム構造体１は、クロロブレンゴム
（ネオプレン）、スチレンブタジェンゴム、エビクロロ
ヒドリンゴム、ポリウレタンゴム、水素添加アクリロニ
トリルブタジェンゴム等からなるもので、ベルトＢの使
用目的に適した公知のゴム配合物により形成される。

上記ゴム構造体１の歯部２，２．・・・の表面（歯面）
には歯帆布３が被覆されている。この歯帆布３は、６ナ
イロン、６６ナイロン、４６ナイロン、芳香族ポリエス
テル、テトロン、綿、レーヨン、テフロン系等からなる
糸又は混紡糸を単独又は組み合わせて使用し、ベルト歯
帆布として要求される耐摩耗性、摩擦係数を満たすよう
に織成される。

また、上記ゴム構造体１の内部にはエンドレスの複数本
の８体４，４．・・・（補強体）かベルト幅方向に一定
ピッチをあけて並列にかつ各々ベルト長さ方向に対し傾
斜して螺旋状に埋設されている。

この各８体４は、第２図に拡大詳示するように、無撚繊
維束からなるコア部５と、該コア部５の外周を被覆し、
コア部５に対し撚り角度をっけた加熱繊維束からなるシ
ェル部６との二重構造とされている。

そして、上記コア部５は、第１図に拡大詳示するように
、アラミド繊維（芳香族ポリアミド繊維）やボリアリレ
ート繊維等、高強度でかつ高弾性率の第１の繊維５ａ、
５ａ、・・・と、ナイロン、テトロン、ポリエステル等
の耐摩耗性に優れた化繊からなる第２の繊維５ｂ、５ｂ
、　・・・とをフィラメント単位で混繊した無撚繊維束
からなる。一方、シェル部６はアラミド繊維やボリアリ
レート系繊維等の高強度高弾性率繊維の加熱繊維束から
なる。

また、コア部５における第２の繊維５ｂ、、５ｂ。

・・・は、コア部５の全体（例えば３０００デニール）
に対しデニール数て２０〜４０％の比率とされ、その第
２の繊維５ｂ、　　５ｂ、・・・のフィラメント径は、
例えば９μｍで第１の繊維５ａ、　　５ａ、・・・のフ
ィラメント径（例えば１２μｍ）以下に構成されている
。

また、上記各８体４のコード径に対するコア部５の断面
積比率は６０〜９０％の範囲とされ、かつ、シェル部６
における繊維束の繊維軸と直角方向の撚り角度θは２５
〜５０″の範囲とされている。

したがって、上記実施例においては、ベルトＢの各６体
４が無撚繊維束からなるコア部５及びその周囲の加熱繊
維束からなるシェル部６とで構成されており、上記コア
部５により高モジュラス及び高引張強度という物性を得
ることができる。また、６体４（ベル）Ｂ）の屈曲時、
６体４の見掛上の歪み（伸長、圧縮）が少なくなるので
、その応力集中がなく、ベルト走行時の６体４の耐疲労
性を全体として良好に維持でき、よってベルトＢの耐久
性を高めることかできる。

また、６体４の外周シェル部６が加熱繊維束であるので
、無撚繊維束の場合と異なり、加熱繊維束のみと同様に
高次加工が容易となる。しかも、６体４が無撚繊維束の
みで構成されている場合には、６体４の径が細くなり、
歯付ブーりの歯部に対する噛合いが悪くなるが、この実
施例では、コア部５外周のシェル部６により６体４のコ
ード径を設定どおりの値とできるので、ベルトＢの歯部
２．２．・・・のプーリとの噛合いを良好に確保できる
。

さらに、各６体４のコード径に対するコア部５の断面積
比率が６０％以上であるので、コア部５による繊維の高
モジュラス及び高引張強度を良好に発現することができ
る。しかも、上記比率の上限か９０％であるので、シェ
ル部６の繊維束によりコア部５を均一にカバーでき、ミ
クロ的にみた場合、６体４のコード径をベルト長さ方向
で均一にしてベルト屈曲時の応力集中を防ぎ得、よって
ベルト走行により６体４を疲労させた後のコード強力を
大に保つことができる。

加えて、各６体４のシェル部６における繊維束の繊維軸
と直角方向の撚り角度θが２５〜５０゜であるので、上
記と同様に６体４の疲労後のコート強力を大に保つこと
ができる。

また、シェル部６が加熱繊維束で構成されているので、
６体４とゴム構造体１との接着性を良好に保つことがで
きる。

上記各６体４のコア部５が高強度高弾性率の第１の繊維
５ａ、　　５ａ、・・・と、耐摩耗性に優れた化繊から
なる第２の繊維５ｂ、５ｂ、・・・とをフィラメント単
位で混繊した無撚繊維束で構成されているので、そのフ
ィラメント同士の接触摩擦による疲労を低減させること
ができ、ベルト走行時の補強体全体としての耐疲労性を
良好にして、ベルトＢの耐久性をさらに高めることがで
きる。

また、各６体４のコア部５には耐摩耗性に優れた第２の
繊維５ｂ、５ｂ、・・・か２０％以上含まれているので
、摩耗による疲労を有効に軽減でき、走行後のベルトＢ
の強力保持率を上昇させることかできる。一方、同繊維
５ｂ、　　５ｂ、・・・の比率は４０％未満であるので
、高強度高弾性率の第１の繊維５ａ、　　５ａ、・・・
は６０％以上含まれることとなり、第１の繊維５ａ、５
ａ、・・・に集中する応力もさほど大きくならず、各６
体４の高モジユラス化、高引張強度化を達成することが
できる。

さらに、第２の繊維５ｂ、５ｂ、・・・のフィラメント
径が第１の繊維５ａ、５ａ、・・・以下であるため、第
２の繊維５ｂ、５ｂ、・・・か第１の繊維５ａ。

５ａ、　・・・のフィラメント間にうまく入り込むこと
となり、摩耗による疲労を効果的に軽減することができ
る。

尚、上記実施例は、本発明を歯付ベルトＢに適用した場
合であるが、本発明をその他の工業用ベルト、例えばＶ
ベルト、平ベルト、リブ付ベルト等の伝動ヘルドや運搬
用ベルト等にも適用できるのは勿論である。

ここで、具体的に、上記実施例の構成を有する歯付ベル
トＢを製作し、その６体の強度を評価した試験結果を説
明する。製作した歯付ベルトＢは幅が１９ｍｍ、歯部の
ピッチが８．０關、６体間のピンチが１．５＋＋＋＋ｓ
、周長が４０インチであった。

そのゴム構造体はクロロブレンゴムを用いたゴム配合物
であり、歯帆布は６６ナイロンからなるウーリー帆布を
用いた。６体のコア部は、第１の繊維としてのフィラメ
ント径１２μｍのアラミド繊維と、第２の繊維としての
フィラメント径９μｍのナイロン繊維とを混繊したもの
を用いた。また、シェル部には３０００デニール（フィ
ラメント２０００本）のアラミド繊維を用い、その繊維
束の繊維軸と直角方向の撚り角度θはθ−４５°とした
。

このようにして製作された歯付ベルトＢを屈曲走行させ
る試験機は、第６図に示すように、各々水平方向の回転
中心を有する４つの歯付プーリ１０〜１３（いずれも歯
数２４）及び４つのテンションプーリ１４〜１７を有す
る。上記４つの歯付プーリ１０〜１３は対となって鉛直
面内で上下方向及び水平方向に対向配置されており、こ
の歯付プーリ１０〜１３に試験しようとするベルトＢか
掛けられる。また、テンションプーリ１４〜１７は歯付
プーリ１０〜１３間に配置されており、ベルＩ−Ｂの背
面をリバースベンド状態で押圧して該ベルトＢに所定の
張力を付与するものである。そして、最下部の歯付プー
リ１０を駆動プーリとして所定回転数で回転させること
て、ベルトＢを屈曲させながら走行させるようにしてい
る。

この走行試験後のベルトＢからそれぞれ６体を取り出し
てその強力保持係数Ａを測定した。そして、上記コア部
において、アラミド繊維のデニル数り、とナイロン繊維
のデニール数ＤＮとの合計である全体のトータルデニー
ル数（Ｄ、＋ＤＮ）はＤ−十〇Ｎ−３０００デニールに
保ち、その中のナイロン繊維のデニール数の比率ＤＮ／
（Ｄ−＋　Ｄ　Ｎ　）を０〜６０％に変量したときの強
力保持率Ａを求めたところ、第４図に示すような試験結
果か得られた。尚、上記比率ＤＮ　／　（Ｄ、　＋ＤＮ
　）か６０％を越えると、走行時のベルトの伸びが大き
くなって歯が噛み合わなくなり、歯付ベルトとしての機
能かなくなる。

第４図によれば、コア部の３０００デニールのうち、そ
の２０％にナイロン繊維のデニール数が達すると摩耗低
減の効果が現れ、ベルト走行後の強力保持率Ａは８５％
以上に上昇する。しかし、その上昇はナイロン繊維の比
率が４０％までで、それを越えると、アラミド繊維に集
中する応力が増大するので、却って強力保持率Ａが低下
する。

従って、コア部に２０〜４０％の比率で耐摩耗性の高い
ナイロン繊維を含んだ場合、ベルトＢの耐久性が向上す
ることか裏付けられた。

次に、ナイロン繊維のフィラメント径をアラミド繊維よ
りも大きい２６μｍとして同様の試験を行った。その結
果を第５図に示す。この第５図を第４図と比較すると、
アラミド繊維とナイロン繊維とを混繊した効果か余り見
られない。これは、ナイロン繊維のフィラメント径かア
ラミド繊維よりも大きくなったので、ナイロン繊維のフ
ィラメントがアラミド繊維の間に効果的に入り込めなく
なったためであると考えられる。従って、ナイロン繊維
のフィラメント径はアラミド繊維のフィラメント径以下
であることが望ましく、その二とて本発明の効果が得ら
れることか判る。

（発明の効果） 以上の如く、請求項（１）に係る発明によると、工業用
ベルトにおける補強体を無撚繊維束からなるコア部と、
該コア部の外周を被覆し、コア部に対し撚り角度をつけ
た加熱繊維束からなるシェル部との二重構造とし、上記
コア部に高強度高弾性率繊維と耐摩耗性に優れた化繊と
のコミングルヤーンを使用するようにしたことにより、
ベルト走行時のフィラメント同士の摩耗による疲労を大
幅に低減でき、ベルトの耐久性を有効に高めることがで
きる。

また、請求項（２）に係る発明によれば、補強体のコア
部に耐摩耗性に優れた化繊を２０％以上含んでいるので
、摩耗による疲労を有効に軽減して、走行後のベルトの
強力保持率を上昇させることかできるとともに、同繊維
の比率は４０９０未満であるので、高強度高弾性率の繊
維に集中する応力を低く保ちつつ、補強体の高モジユラ
ス化、高引張強度化を達成できる。

また、請求項（３）に係る発明によると、耐摩耗性の良
い化繊のフィラメント径が高強度高弾性率繊維のフィラ
メント径以下であるため、化繊のフィラメントか高強度
高弾性率繊維のフィラメント間に入り込んで、フィラメ
ント同士の摩耗による疲労をより一層効果的に軽減でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の実施例を示し、第１図は心体
コア部の拡大断面図、第２図はベルト心体の拡大斜視図
、第３図はベルトの長さ方向に沿った断面図、第４図は
心体コア部のナイロン繊維のフィラメント径がアラミド
繊維よりも小さいときにおけるナイロン繊維の混繊比率
の変化に伴うベルトの強力保持率を示す特性図、第５図
は同様にナイロン繊維のフィラメント径がアラミド繊維
よりも大きいときの同特性を示す第４図相当図、第６図
はベルトの屈曲走行試験を行う試験機の概略図であ−る
。第７図は従来のベルト心体の斜視図である。 Ａ・・・歯付ベルト ド・・ゴム構造体（ベルト本体） ４・・・心体（補強体） ５・・・コア部 ５ａ・・・第１の繊維 ５ｂ・・・第２の繊維 ６・・・シェル部 θ・・・シェル部の撚り角度 ＤＮ　／　（ＤＣ＋　＋　ＤＮ） 第４ 図 ＤＮ／　（Ｄａ　士ＤＮ 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ベルト本体に繊維からなる補強体が埋設された工
   業用ベルトであって、 上記補強体は、高強度でかつ高弾性率の第１の繊維と耐
   摩耗性に優れた化繊からなる第２の繊維とをフィラメン
   ト単位で混繊した無撚繊維束からなるコア部と、 上記コア部の外周をコア部に対し撚り角度をもって被覆
   する加熱繊維束からなるシェル部との二重構造に構成さ
   れていることを特徴とする工業用ベルト。
2. （２）コア部における第２の繊維は、デニール数で２０
   〜４０％の比率で第１の繊維と混繊されていることを特
   徴とする請求項（１）記載の工業用ベルト。
3. （３）コア部における第２の繊維のフィラメント径は、
   第１の繊維のフィラメント径以下であることを特徴とす
   る請求項（１）又は（２）記載の工業用ベルト。