JPS597859B2 - コグつきｖベルト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐側圧、耐屈曲性の高いコグつき■ベルトに関
する。

伝導ベルトとしてコグつきＶベルトは近年になり自動車
、産業用機械等に汎用され、使用条件が苛酷になってい
る。

即ち、高負荷のためベルトがプーりの溝に沈下し易く、
耐側圧性の犬なるものが要求され、また、高速において
はプーりが小径になり、スリップが大きく高熱が生じ易
く、コグの谷部において亀裂が生じ、かつ、その亀裂が
成長して圧縮部ゴムが切断してベルトが横転したり、亀
裂が抗張体に達する程に成長して抗張体の切断を招き寿
命が短かいという問題がある。

すなわち、亀裂の発生状況について説明すると、先ず、
第１１図ａに示すように、ベルトａ底部の谷部にベルト
幅方向にすだれが割れ出し、亀裂ｂが発生し、第１１図
ｂに示すように、亀裂ｂがベルト側面にまで成長し、該
側面より厚さ方向に進行している状況により亀装ｂは徐
々に深くなり、第１１図Ｃに示すように、側面亀裂ｂが
ますます大きくなり、抗張帯層へ近づいて行くという問
題がある。

この問題の解決のために採用された従来の対策および欠
点は次のようなものである。

（ａ） ベルトの底ゴムに短繊維を多量に練り込む：
耐側圧性は良いが、加工性および屑曲性が悪くなる。

（ｂ） ベルトを厚くする：耐側圧性は良いが屈曲性
が悪くなる。

（ｃ） ベルトの圧縮部に帆布を埋め込む：耐側圧性
はやや改善されるが充分でなく、コスト高になる。

（ｄ） ベルトの圧縮部底部に伸長性ゴムを埋め込む
：耐側圧性は改善されず、底割れにやや効果があるが充
分でない。

（ｅ） ベルトの圧縮部にすだれコードをバイヤスに
埋め込む：耐側圧性は良いがベルトが硬くなる。

（ｆ） ベルトの底部にすだれコードを長手力向に対
して直角に埋め込む：耐側圧性は良いが、底割れが発生
するとその成長が早い。

上記（ａ）〜（ｆ）の対策において、（ａ）〜（ｆ）の
何れも底割れには効果が殆んどないか、不充分である。

つまり耐側圧性を改善すると概して屈曲性が低下すると
いう互に相反する傾向があり、従来の対策では充分な改
良ができないという問題があった。

本発明は従来のかかる問題点に鑑み、ベルトの側圧性を
良好にするとともに、屈曲性を低下せずかつ、コグの落
込み附近に発生する亀裂（底割れ）をも防止した耐高側
圧性、耐高負荷性のコグつきベルトを得ることを目的と
するものである。

本発明は、上述した目的を達成するために、圧縮部と、
伸長部と、該両部間に埋め込んだベルト長手方向の抗張
体層とを有するコグつきＶベルトの圧縮部において、前
記抗張体層とコグ最下面との間をほぼ２分する部位を通
りかつコグ波形と同周期で該コグ波形の高低に同調した
波線上に少なくとも１層の横すだれコードがベルト幅方
向に埋設されるとともに、コグ最下面付近にコグ波形に
沿って少なくとも２層の斜すだれコードが、各層が相互
に近接しかつ各層のコード交叉角がｌＯＯ°〜１７０°
となるように埋設されていることを特徴とするものであ
る。

上記の構成によってなる本発明のベルトは一般にローエ
ツジコグつき■ベルトと云われるものでベルト側面の摺
動面に外被帆布を有さす、底部にコグを形成しており、
自動車のファンベルト、変速ベルトとして用いることが
できる。

以下、本発明の実施例について図面に基いて説明する。

１は本発明のコグつき■ベルト、２は伸長部、３は圧縮
部、４は抗張体層、５は圧縮部の下底部に形成されたコ
グである。

伸長部２および圧縮部３はＣＲ，ＮＲ，ＳＢＲ，ＮＢＲ
その他ウレタン等のゴムにベルトの用途に応じて適宜薬
剤を加えた配合ゴムからなるゴム弾性体で形成されてい
る。

抗張体層４は伸長部２と圧縮部３の前記ゴム弾性体中に
平面的に埋設された複数のコードによってなっている。

該コードはポリエステル、ポリアミド、アラミツド、硝
子等の繊維を撚ってベルトの用途に応じて適当なコード
に形成し、熱延伸処理および表面に接着剤処理等を施し
たもので■ベルトの長手力向Ｘにほほ１，２〜１．７闘
の間隔をもって平行に埋設されている。

圧縮部３を形成するゴム弾性体は耐側圧性の高いものを
必要とする場合は、該ゴム弾性体に木綿、レーヨン、ナ
イロン、ポリエステル、アラミツド等の単繊維から選ん
だ所定量の繊維を練り込んだ、所謂、スチフレックスゴ
ムを用いる。

この圧縮部３には更に横すだれコード６を図示の如く波
線７上にコードの方向を長手力向Ｘに対して直角方向す
なわち■ベルトの幅方向に配して埋設している。

横すだれコード６は従来から■ベルトに使用されるもの
で、ポリアミド、ポリエステル、レーヨン、アラミツド
などの繊維を撚ったコードを一定間隔に並べ、細糸で連
結したうえ、接着剤処理をしている。

前記波線７は抗張体層４とコグ最下面８の間をほぼ２分
する部位を通るコグ波形９に対して同周期で、かつ、波
の山１０と谷１１がコグ波形の高低と同調した軌跡線で
ある。

なお、耐側圧性を更に大きくする必要がある場合には第
２図に鎖線で示す如く、波線７の上層の波線１４上に横
すだれコード６と同様の横すだれコードを配して埋設す
る。

上記の構成によって耐側圧性のコグつき■ベルトが得ら
れるが、高熱条件で使用される場合はコグ取下面、例え
ばコグ波形９の落込み１２附近で亀裂（底割れ）が発生
し易いために、これを防止する斜すだれコード１５．１
６を互に交叉角を１００°〜１７０°に交叉せしめてバ
イヤスに配し、コグ波形９に沿ってコグ最下面付近に埋
設する。

すなわち、コグつきＶベルトを金型で成形する際、コグ
波形９を成形する金型のコグ波形に沿って、斜すだれコ
ード１５．１６を第４図に示す如くコードの交叉角θを
１００°〜１７０°に交叉せしめて配置しておき、ゴム
弾性体の加熱加圧によって圧縮部３のコグ最下面付近に
埋設され、コード１５，１６はコグ波形９に沿って第３
図に一部の状態を示す如く、湾曲されて固定される。

第３図は、圧縮部３のゴム弾性体および横すだれコード
の一部を切除し、コード１５を表わし、更にコード１５
の一部を切除してコード１６を表わしている。

前記交叉角θを１００°〜１７０°としたのは、１００
０よりも小さい角度では耐側圧性が低下し、１７０°よ
りも大きい角度では耐側圧性は良好であるが屈曲性が害
されるからである。

更にこの交叉角θは１２０°〜１５０°が効果的である
。

前記コグつきＶベルト１の実施例においては該■ベルト
の最上面に帆布１７を埋設したものを示したが、これを
有しない場合もある。

以下に本発明形と従来形の■ベルトの比較試験結果につ
いて説明する。

（Ｉ） 耐側圧性および耐屈曲性試験 従来、耐側圧性を高くする手段としてベルト圧縮部にす
だれコードあるいは帆布を抗張体層と平行に埋設してい
たが、その構造では耐側圧性が高くなるとともにベルト
の長さ方向の屈曲性が大きく低下する。

そこで本発明形と従来形のコグつき■ベルトの比較試験
を行って耐側圧性指数および耐屈曲性指数で表わした第
５図および第６図に示す結果を得た。

試料 （ａ） 本発明形■ベルト（前記実施例参照）（１）
土幅Ａ−−−−・− １ ７ ｍｍ（２）厚さＢ・・・
・・・ｌ２ｒｎｍ （３）ベルト角度Ｃ・・・・・・３０° （４） コグ深さＤ・・・・・・４．２朋（５）横す
だれコード６の波形の振幅Ｅ・・・・・・±２ｍ７ｎ （６）横すだれコード６の材質等・・・・・・８４０ｄ
／／２６６ナイロン、７０本／５ＣｒｒＬの密度で長手
力向Ｘに対して９０°に波形７に沿って１〜３層を配置 （７）斜すだれコードの材質等・・・・・・１０００ｄ
／１の６ナイロン、８５本／５ＣｒｒＬの密度で実施例
に示したように斜すだれコード１５， １６を交叉角θが１５０°で配置 （８）ベルトのゴム弾性体の材質・・・・・・ＣＲゴム
（ｂ） 従来形Ｖベルト 上記本発明形■ベルトと比較して前記（ａ）の（６）が
異り、本発明形■ベルトの横すだれコード６の波形７の
振幅の中心位置に平面的に横すだれコードの１〜３層を
埋設したものであり、その他は両者同じ。

測定方法 耐側圧性指数：圧縮弾性モジュラスによる方法で、一般
的な伸張圧縮試験機（例えばアムースラ一式試験機）の
田ンドの先端にスペーサーをセットし、ベルト側面をベ
ルト上部ニ対し直角に一定応力で加圧する。

その時のベルトの歪量を、すだれ層なしのものの歪量を
基準として、指数で表わしたものである。

耐屈曲性指数：ベルト走行試験機に供試ベルトを懸架し
、底割れの亀裂が抗張帯層に達するまでの時間、あるい
は各部機間の剥離が只の深さまで達するまでの時間を測
定し、オリジナルのベルトを基準に指数で表わしたもの
。

ベルト走行試験・・・２軸走行試験機 １駆動プーリ・・・直径１ ０ ０ ｍａｎ， ５
０ ０ ０ ｒｐｍ従動プーリ・・・直径７０ｍｒｎ 負荷・・・無負荷 初期張力・・・１１０Ｋ９（デッドウェイト）（ＩＩ）
負荷一スリップ試験 本発明形の従来形のＶベルトについて負荷とスリップ率
との関係の試験を行って第７図に示す結果を得た。

試料 （ａ） 本発明形■ベルト （１）十幅Ａ・・・・・・１７ｍｍ （２）厚さＢ・・・・・・ｌ２ｒｎｍ （３）ベルト角度Ｃ・・・・・・３０° （４）コダの高さＤ・・・・・・４， ２ｒａｍ（５）
横すだれコード６の波形の振幅Ｅ・・・・・・±２ｍｍ （６）横すだれコード６の材質等・・・・・・８４０ｄ
／ ２、６６ナイロン、７０本／５ＣｒｆＬの密度の
もの１層を長手力向Ｘに対して直角方向に波形７に沿っ
て配置 （７）斜すだれコードの材質等・・・・・・１０００ｄ
／ ｌの６ナイロン、８５本／５ＣｒｒＬの密度で実
施例に示したように縦すだれコード １５．１６を交叉角１５０°として配置 （８）ベルトのゴム弾性体の材質・・・・・・ＣＲゴム
（９）ベルトの外周長さ・・・・・・９１０ｍｍ（ｂ）
従来形■ベルト 上記本発明形■ベルトと比較して前記（ａ）の（６）が
異なり、本発明形Ｖベルトの横すだれコード６の波形７
の振幅の中心位置に平面的に横すだれコードを１層埋設
したものであり、かつ、前記（ａ）の（力の斜すだれコ
ード１５．１６の代りに伸縮性帆布を一層埋設した。

その他は本発明形ベルトと同じ。

測定方法 駆動側プーり直径１ ４ ０ ｉｉＷ，同回転速度１
０ ０ ０ ｒｐｍ，従動側プーり直径１００！ｉ！の
負荷−スリップ特性測定用走行試験機で、室温２５℃、
初張力７０即として行った。

スリップ率の測定は、負荷がＯの時の駆動側および従動
側プーりの回転数を基準にして、所定負荷時の回転数か
ら求めた。

（ｆｆｌ） 耐亀裂性試験 従動側プーり直径を変えて、ベルトのコグ底部に亀裂が
発生するまでの時間を測定して、第８図に示す結果を得
１こ。

試料 （ａ） 本発明形Ｖベルト 前記（ＩＩ）の負荷−スリップ試験に用いたものにおい
て、横すだれコード６が１層であったが、これを２層と
し、斜すだれコードは１５，１６の２層であったがこれ
を１５．１６．１５の３層とした。

その他は同じ。（ｂ） 従来形■ベルト 前記（ｎ）のスリップ試験に用いたものにおいて、横す
だれコードが１層であったが、これを２層としたが、そ
の他は同じ。

測定方法 駆動側プーり直径１００１７１、同回転速度５ ０ ０
０ ｒｐｍｓ従動側プーり直径を８０ ． ９０ ，
ｔｏｏｍｉの３種とし、２軸走行試験機で負荷５Ｗ１室
温２５℃、初張力７０Ｋ７として、斜すだれコードに毛
羽立ちが認められた時までの時間を亀裂発生時間として
測定した。

（Ｖｌ） 耐久性試験 ベルト厚さを変えた場合の本発明形と従来形のＶベルト
のベルト寿命の比較試験を行って、第９図に示す結果を
得た。

試料 （ａ） 本発明形ベルト 前記（ＩＩ）の負荷−スリップ試験に用いた本発明形ベ
ルトと同じものであるが、（ａ）の（２）のベルト厚さ
Ｂは１ １ ，１２，１３ ，１４１ｍの４種類のもの
を製作して用いた。

その他は同上ベルトと同じ。

（ｂ） 従来形Ｖベルト 前記（１）の負荷−スリップ試験に用いたＶベルトと同
じものであるが、ベルト厚さＢは１１，１２，１３，１
４朋の４種のものを製作して用いた。

測定方法 駆動側プーり直径ｌＯＯＩＩＩ、同回転速度５ ０ ０
０ ｒｐｍ、従動側プーり直径１３０ｍ＋１！とし、
耐久走行試験機で負荷５ＩＰ、雰囲気温度８５℃で試験
を行った。

ベルト寿命は、ベルトコグ底部１３に亀裂が発生し、そ
れが抗張体層まで成長した時の時間とした。

上記の試験結果から、本発明形■ベルトは、耐側圧性、
耐屈曲性、耐スリップ性．耐亀裂性および耐久性の各試
験において従来形ベルトに比して倒れも優れていること
が判明した。

即ち、同条件であれば耐久性においてほぼ２倍の性能を
有し、他の試験結果からも、本発明形■ベルトは従来形
Ｖベルトに対して一段と苛酷な条件に耐えることが判る
。

続いて、横すだれコード１層で、かつ、斜すだれコード
２層で交叉角１５０度のものを基準として、（イ）成形
、加硫後のコグ深さ、（口）耐屈曲性指数、（ハ）耐側
圧指数を、交叉角を変化させて求めた試験結果である第
１０図を参照すると（試験方法は前述したものと同じで
ある）、斜すだれコードの交叉角１００°〜１７０°、
特に１２０°〜１５０°であることが望ましいことがわ
かる。

また、斜すだれコードが２層の場合、ベルト両端でなす
角度、左右対称性から等しいことが望ましいが、両者の
差が１５°以内であれば実用上差支えない。

すなわち、ｌα−βｌ≦１５°（第３図参照）。

本発明は上記の構成によるから、横すだれコードによっ
て耐側圧性および耐屈曲性が改善される。

この横すだれコードが抗張体層とコグ最下面との中間部
に波形線上に配置されていることによって、圧縮部の中
間部を波形の振幅Ｅの幅に亘って側圧を担持するもので
、従来の平面的に配置された横すだれコード層に対して
、少数のすだれコードで有効に作用し、その反面耐屈曲
性を害することがない。

従って、高負荷に対する伝動能力が向上し、スリップお
よび摩耗が少ないので、耐久性が向上し、また、ベルト
厚さを薄くすることができ、小径プーりでの使用が可能
となる。

それとともに、少なくとも２層の斜すだれコードによっ
て耐亀裂性が改善される。

この斜すだれコードがコグ最下面付近にコグ波形に沿っ
て埋設され、しかも各層が相互に近接しかつ各層のコー
ド交叉角が１００°〜１７０°であるので、耐屈曲性を
損ねることなく、斜すだれコードが有効に作用し、耐亀
裂性が向上し、この点からも、耐久性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示し、第１図は■ベルトの
一部断面斜視図、第２図は正面図、第３図は第１図の左
端部分について一部を切除して縦すだれコードの状態を
表わした図、第４図は縦すだれコードを平面的に展開し
た平面図、第５図乃至第１０図は試験結果を表わす図、
第１１図ａ〜Ｃは亀裂の発生状況を示す説明図である。 １・・・・・・コグつき■ベルト、２・・・・・・伸長
部、３・・・・・・圧縮部、４・・・・・・抗張対層、
５・・・・・・コグ、６・・・・・・横すだれコード、
７・・・・・・波線、１４・・・・・・波線、１５・・
・・・・斜すだれコード、１６・・・・・・斜すだれコ
ード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮部と、伸長部と、該両部間に埋め込んだベルト
   長手方向の抗張体層とを有するコグつき■ベルトの圧縮
   部において、前記抗張体層とコグ最下面との間をほぼ２
   分する部位を通りかつコグ波形と同周期で該コグ波形の
   高低に同調した波線上に少なくとも一層の横すだれコー
   ドがベルト幅方向に埋設されるとともに、コグ最下面付
   近にコグ波形に沿って少なくとも２層の斜すだれコード
   が、各層が相互に近接しかつ各層のコード交叉角が１０
   ０°〜１７０°となるように埋設されていることを特徴
   とするコグつき■ベルト。