JP2514568B2

JP2514568B2 - 歯付ベルト

Info

Publication number: JP2514568B2
Application number: JP5116519A
Authority: JP
Inventors: 信隆大迫; 武史村上; 秦典中井
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1993-04-19
Filing date: 1993-04-19
Publication date: 1996-07-10
Anticipated expiration: 2011-07-10
Also published as: US5417618A; DE4413540A1; JPH06307500A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は歯付ベルトに係り、高温
高張力下および高温高負荷下での走行においても耐摩耗
性および耐歯欠け性を改善した歯付ベルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の歯付ベルトは、クロロプレンを原
料ゴムとするゴム配合物を歯部と背部に、ＳＢＲ系のビ
ニルピリジンラテックスをラテックス成分とするＲＦＬ
（レゾルシン・ホルマリン・ラテックス）液にて接着処
理されたガラス繊維コードもしくはアラミド繊維コード
を心線に、そして捲縮加工されたナイロンを緯糸として
ベルト長手方向に使用された歯布から構成され、自動車
用ＯＨＣ駆動（オーバーヘッドカム駆動）用のベルトと
して使用されている。

【０００３】このＯＨＣ駆動用歯付ベルトは、エンジン
ルームのコンパクト化やＦＦ化によって使用する環境温
度が高温となり、従来のクロロプレンを原料ゴムとする
歯付ベルトでは、背部や歯元部のクラックから歯欠けに
至る現象、又は高温下での屈曲によるガラス心線の劣化
によってベルトが切断しやすかった。そこで、近年特に
自動車用歯付ベルトの長寿命化の要求に対して、クロロ
スルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）やアクリロニトリ
ル−ブタジエン共重合体を水素添加して得られる水素化
ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）がゴム配合物の原料ゴムとし
て使用されるようになってきた。これについては、例え
ば、特開昭６２−１５９８２７号公報に開示されてい
る。

【０００４】一方、ゴム配合物中の原料ゴムの改善だ
けでなく、心線や歯布の改善も数多くなされている。そ
のうち、歯布の場合には、例えば経糸あるいは緯糸の一
方の糸をポリエステル糸、アラミド繊維とし、他の糸を
６ナイロン、６．６ナイロンとする帆布を用いて、耐熱
性を向上させることが、特開昭５５−３６６４２号公報
に開示されている。また、実開昭６２−１８３１４７号
公報には、歯布としてベルト長手方向の緯糸に少なくと
もアラミド繊維のウーリー加工糸とウレタン弾性糸を用
いることが提示されている。更には、本出願人も耐摩耗
性および耐歯欠け性を改善することを目的として、歯布
としてベルト長手方向の緯糸にアラミド繊維の紡績糸と
ウレタン弾性糸との混撚糸を用い、かつ経糸に脂肪族あ
るいはアラミド繊維のフィラメント糸を用いた帆布を使
用することを提案した。これは特開平４−８９４８号公
報に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のアラミ
ド繊維のウーリー加工糸を用いた歯布は、該ウーリー加
工糸が加工温度の調節が困難で均一な仮撚りができずに
ランダムな太さになり、また繊維自身が高い剛性を有し
ているために、タオルのような凹凸表面になって平滑な
帆布にならなかった。このような帆布を用いた歯付ベル
トは、ＰＬＤ値（心線の中心線となるピッチラインとベ
ルト歯底面間の距離）がばらつき、また同じモールドで
成型したベルトの長さも不均一になるといった不具合が
発生した。

【０００６】また、アラミド繊維の紡績糸とウレタン弾
性糸との混撚糸をベルト長手方向の緯糸に用いた歯布
は、このような問題点を改善した。しかし、歯付ベルト
が高負荷で使用され、かつベルト幅が狭い場合や、また
ディーゼルエンジンのように負荷変動が大きい場合に
は、とりわけ歯部の表面の摩耗が大きくて、これにより
ベルト歯元部の亀裂や歯欠けが発生しやすく、しかもベ
ルト歯元部の応力集中によってベルト歯元部の亀裂や歯
欠けが発生しやすかった。本発明はこのような問題点を
改善するものであり、高温高張力や高温高負荷のような
極めて過酷な条件下での走行でも耐摩耗性、耐歯欠け性
を維持し、走行寿命の長い歯付ベルトを提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の特徴は長
さ方向に沿って配置した複数の歯ゴムと、心線を埋設し
た背ゴムとを有し、上記歯ゴムの表面に歯布を被覆した
歯付ベルトにおいて、前記歯布のベルト長手方向の緯糸
が、少なくとも０．３〜１．２デニールのパラ系アラミ
ド繊維のフィラメント原糸を収束したマルチフィラメン
ト糸とウレタン弾性糸を含む歯付ベルトにある。また、
歯布は緯糸にパラ系アラミド繊維のマルチフィラメント
糸、メタ系アラミド繊維、そしてウレタン弾性糸からな
る糸とを含んでいる。また、メタ系アラミド繊維からな
る糸は紡績糸を含んでいる。更に、歯布の経糸がパラ系
アラミド繊維あるいはメタ系アラミド繊維からなってい
る。

【０００８】第１図は本発明に係る歯付ベルトの断面斜
視図であり、歯付ベルト１はベルト長手方向（図中矢
印）に沿って複数の歯部２とガラス繊維コードあるいは
アラミド繊維コードからなる心線３を埋設した背部４と
からなり、上記歯部２の表面には歯布５が貼着されてい
る。前記歯部２及び背部４に使用される原料ゴムは、水
素化ニトリルゴムを始めとして、クロロスルホン化ポリ
エチレン（ＣＳＭ）、アルキル化クロロスルホン化ポリ
エチレン（ＡＣＳＭ）、クロロプレンゴムなどの耐熱老
化性の改善されたゴムが好ましい。尚、水素化ニトリル
ゴムは水素添加率が８０％以上であり、耐熱性及び耐オ
ゾン性の特性を発揮するためには９０％以上が良い。水
素添加率８０％未満の水素化ニトリルゴムは、耐熱性及
び耐オゾン性は極度に低下する。

【０００９】負荷とともに張力の大きい条件下で歯付ベ
ルト１を使用すると、従来の歯付ベルトの歯布が異常に
摩耗を起こし、比較的早く歯元部にクラックが生じ、や
がて歯欠けによる寿命となるため、１００〜１４０°Ｃ
の高温度で高負荷、また高温度で高張力の条件下ではさ
らに歯部２の補強が必要である。本発明者等は歯布５と
して用いられる帆布を下記のものとすることにより耐摩
耗性及び耐歯欠け性を向上させることを見出した。

【００１０】歯布５として用いられる帆布は、平織物、
綾織物、朱子織物などからなり、少なくともベルト長手
方向の緯糸６に０．３〜１．２デニールのパラ系アラミ
ド繊維のフィラメント原糸を収束したマルチフィラメン
ト糸と伸縮性に富んだウレタン弾性糸を含み、そのうち
パラ系アラミド繊維はベルト長手方向の緯糸全量の２０
〜８０重量％含んでいる。具体的な緯糸６の構成は、パ
ラ系アラミド繊維のマルチフィラメント糸、メタ系アラ
ミド繊維からなる紡績糸、そしてウレタン弾性糸の３種
の糸を合撚したものである。また、他の具体的な緯糸６
構成は、パラ系アラミド繊維のマルチフィラメント糸、
脂肪族繊維糸（６ナイロン、６６ナイロン、ポリエステ
ル、ポリビニルアルコール等）、そしてウレタン弾性糸
の３種の糸を合撚したものであってもよい。

【００１１】上記パラ系アラミド繊維のマルチフィラメ
ント糸は、０．３〜１．２デニールのフィラメント原糸
を複数収束したものを複数本寄せ集めたマルチフィラメ
ント糸、あるいは０．３〜１．２デニールのフィラメン
ト原糸を複数収束したマルチフィラメント糸であり、例
えば商品名ケブラー、テクノーラ、トワロンからなって
いる。このフィラメント原糸の太さが０．３デニール未
満であると、ベルト長手方向の歯布の引張強さが低下
し、またプーリとの接触による耐摩耗性に劣ってくる。
一方、フィラメント原糸の太さが１．２デニールを越え
ると、製織後において歯布として接着処理をする際に、
その過程でパラ系アラミド繊維のマルチフィラメント糸
を打込んだ方向の糸の剛性が過大になるため、帆布とし
ての経糸と緯糸のバランスが取れなくなって、布厚みの
不均一でシワが発生した状態となり、均一なＰＬＤ値が
要求される歯付ベルトには使用できない。

【００１２】また、ベルト長手方向の緯糸全量の２０〜
８０重量％がパラ系アラミド繊維のマルチフィラメント
糸である。この理由として、２０重量％未満ではベルト
長手方向の歯布の引張強さが低下し、高負荷でのベルト
走行時に歯欠けが発生しやすくなり、また一方８０重量
％を越えると、パラ系アラミド繊維のマルチフィラメン
ト糸の打込み方向の剛性が前記理由と同じく過大になる
ため、均一な厚みの帆布を得ることできなくなるためで
ある。

【００１３】緯糸６として前記パラ系アラミド繊維のマ
ルチフィラメント糸と併用することができるメタ系アラ
ミド繊維からなる糸は、例えば商品名ノーメックス、コ
ーネックスを素材とするもので、紡績糸が好ましい。ベ
ルト長手方向のパラ系アラミド繊維のマルチフィラメン
ト糸の使用量２０〜８０重量％に対し、メタ系アラミド
繊維からなる糸を８０〜２０重量％用いる。これは、引
張強さ及びモジュラスの高いパラ系アラミド繊維のマル
チフィラメント糸が高温高負荷下の走行でも、また高温
高張力下の走行でも充分耐え、歯部表面の摩耗に有効で
ある。また、パラ系アラミド繊維のマルチフィラメン
ト糸の占める割合と、メタ系アラミド繊維からなる糸の
占める割合を調節して、厚さの均一な歯布にする効果も
ある。尚、従来の歯布には６ナイロン、６．６ナイロン
糸が用いられてきたが、ベルトの高温（１００〜１４０
°Ｃ）下における長時間走行では、歯布の摩耗によりナ
イロンの摩耗粉がプーリ表面に固着し、これがベルト歯
部の摩耗を加速的に促進させ、歯欠けを発生させてい
た。ここで、歯布に明確な融点のないアラミド繊維を使
用すると、摩耗粉がプーリ表面に固着することがないた
め、このような問題は起こりにくい。

【００１４】また、歯布５の経糸７としては、パラ系
アラミド繊維、メタ系アラミド繊維からなるアラミド繊
維のフィラメント糸、６ナイロン、６．６ナイロン、１
２ナイロン等のポリアミド、ポリビニルアルコール、ポ
リエステル等のフィラメント糸からなる。好ましくは、
アラミド繊維のフィラメント糸が緯糸６にパラ系アラミ
ド繊維のフィラメント原糸を収束したマルチフィラメン
ト糸を使用すれば、剛性のバランスが取れ、均一な厚み
の歯布になる。

【００１５】上記歯布５は、ＲＦＬ液、イソシアネート
溶液あるいはエポキシ溶液によって処理される。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．ビニルピリジン三元共
重合体、水素化ニトリルゴム、クロロスルフォン化ポリ
エチレン、エピクロルヒドリンなどのラテックスであ
る。

【００１６】

【作用】高負荷走行におけるベルト耐久性は、応力集中
を受けているベルト歯元部の補強性に大きく左右され
る。また、高張力下走行におけるベルに耐久性は、ベル
ト歯底部の歯布の摩耗に大きく左右される。この歯布の
摩耗が大きくなると、応力集中を受けているベルト歯元
部の補強性が弱まって、ベルト歯元部が早期に歯欠けす
る。本発明の歯付ベルトでは、ベルト長手方向の緯糸に
少なくとも０．３〜１．２デニールのパラ系アラミド繊
維のフィラメント原糸を収束したマルチフィラメント糸
と伸縮性に富んだウレタン弾性糸を含めているため、上
記高張力下あるいは高負荷走行下でもベルト歯底部の歯
布の摩耗が阻止され、これによってベルト歯元部を長時
間補強するために、耐歯欠け性に優れる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例にて詳細に説明する。実施例１〜４、比較例１〜２歯布用の経糸に１．５デニールのパラ系アラミド繊維の
フィラメント原糸を収束した２００デニールのフィラメ
ント糸と、そして緯糸に表１に示す構成からなる合撚糸
を使用し、織時組織（経１１０本／５ｃｍ、緯１２０本
／５ｃｍ）からなる２／２綾織帆布を製織した。製織
後、帆布を水中にて振動を与えて製織時の幅の約１／２
幅まで収縮させた後、表２のゴム配合物をメチルエチル
ケトン中に溶解し、イソシアネートを添加した処理液に
浸漬、乾燥し０．９ｍｍの歯布用処理帆布とした。上記
帆布は緯糸方向をベルトの長手方向に使用した。

【００１８】

【表１】

【００１９】尚、緯糸に１．５デニールのパラ系アラミ
ド繊維のフィラメント原糸を使用すると、帆布を水中に
て振動を与えて製織時に均一に収縮せずにシワ状の不均
一な厚さのものになり、歯付ベルトとして不適なものに
なった。

【００２０】

【表２】

【００２１】また、心線として、溶融紡糸され、シラン
カップリング剤で表面処理された素線径約９μｍのガラ
ス繊維フィラメント約２００本を束ねてストランドと
し、３本のストランドを引き揃えて表３の各ＲＦＬ液中
に浸漬し、１３０℃で２分間乾燥、２５０〜３００℃で
２分間ベーキング後、下撚りを約１２回／１０ｃｍにて
Ｓ方向に撚った下撚り糸と、同回数Ｚ方向に撚った下撚
り糸を準備した。

【００２２】

【表３】

【００２３】次にＳ方向の下撚り糸を１３本引き揃え、
上撚りを約８回／１０ｃｍの割合でＺ方向に撚られたガ
ラス繊維コードとし、また同様にＺ撚り下撚り糸を同様
に１３本引き揃え、Ｓ方向に８回／１０ｃｍの撚り数の
ガラス繊維コードとし、各ＲＦＬ液に対し、上撚り方向
がＳ、Ｚの各一対のＲＦＬ処理ガラス繊維コードとし
た。そして、各ＲＦＬ処理ガラス繊維コードを背部、歯
部そして歯布に接着させるために、更にゴム組成物を溶
剤に溶解させ、イソシアネートを添加したオーバーコー
ト液に浸漬、乾燥させて心線となるガラス繊維コードを
作製した。

【００２４】歯付ベルトの作製では、前記表１の組成か
らなる歯布をモールドに巻き付け、この上に前記ガラス
繊維コードをスピニングした後、更に表２のゴム配合物
からなるゴムシートを巻き付けた。続いて、これを加硫
して、得られた加硫スリーブを所定の幅に切断して個々
のベルトを得た。ベルトのサイズは１０５Ｓ８Ｍ１９
（ベルトの歯型：ＳＴＰＤタイプ、歯数：１０５、ベル
ト幅：１９．１ｍｍ、歯ピッチ：８ｍｍ）であった。

【００２５】各ベルトを高温高張力下で走行させ、歯欠
けに至る走行時間を測定した。ここで使用する走行試験
機は、図２に示すように、駆動プーリ８（歯数２１）と
従動プーリ９（歯数４２）間に歯付ベルト１を巻き付
け、この歯付ベルトの背面にテンションプーリ１０直径
５２ｍｍ）を当接したものであり、該ベルトを雰囲気温
度１２０℃、駆動プーリの回転数７，２００ｒｐｍ、従
動プーリの負荷５馬力、ベルトの初張力３０ｋｇｆにて
走行させ、歯面の摩耗による歯欠けに至る走行時間を測
定した。その結果を表４に示す。

【００２６】また、前記各ベルトを高負荷走行での歯欠
けに至る走行時間を測定した。ここで使用する走行試験
機は、図３に示すように、駆動プーリ８（歯数２１）、
従動プーリ９（歯数２１）、そしてアイドラープーリ１
１（歯数２１）の３軸からなり、これらのプーリに歯付
ベルト１巻き付け、従動プーリ９との噛み合い歯数を６
歯に設定した。このようにしてベルト１を雰囲気温度１
２０℃、駆動プーリの回転数６，０００ｒｐｍ、従動プ
ーリの負荷７馬力での歯欠けに至る走行時間を測定し
た。その結果を表４に示す。

【００２７】

【表４】

【００２８】この結果より、本実施例の歯付ベルトの高
温高張力下での歯欠けに時間は従来の歯布を使用した
ベルトに比べて格段に長くなり、また高温高負荷走行で
の歯欠け時間も長くなっていることが判る。特に、比較
例１の歯付ベルトは高温高張力下での耐久性が最も優れ
ているが、反面高温高負荷走行での耐久性が最も悪い結
果になっている。これは、比較例１の歯布の緯糸が強力
に劣るメタ系アラミド繊維の紡績糸であって、優れた強
力を有するパラ系アラミド繊維のフィラメント糸を含ん
でいないため、ベルト歯元部が応力集中を受けて変形し
やすく早期に歯欠けに至るためである。また、実施例１
及び実施例２の歯付ベルトは、実施例３及び実施例４に
比べて高温高張力下の走行及び高温高負荷下のでの耐久
性が最も優れている。これは、歯布の緯糸にパラ系アラ
ミド繊維とメタ系アラミド繊維とを含み、ナイロンを含
んでいないために、耐摩耗性が向上したためである。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明歯付ベルトでは、歯
布としてベルト長手方向の緯糸が、少なくとも０．３〜
１．２デニールのパラ系アラミド繊維のフィラメント原
糸を収束したマルチフィラメント糸と伸縮性に富んだウ
レタン弾性糸を含んでいるため、歯布が高温高張力下で
の走行や高温高負荷での走行において充分な耐摩耗性を
有し、これにより応力集中を受け変形しやすいベルト歯
元部が長時間補強されるため、歯欠け時間が大きく改善
され、耐久性に優れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歯付ベルトの斜視図である。

【図２】歯付ベルトを高温高張力下で走行させ、歯欠け
に至る走行時間の測定に使用した走行試験機の概略図で
ある。

【図３】歯付ベルトを高温高負荷で走行させ、歯欠けに
至る走行時間の測定に使用した走行試験機の概略図であ
る。

【符号の説明】

１歯付ベルト２歯部３心線４背部５歯布６緯糸７経糸

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】長さ方向に沿って配置した複数の歯部
と、心線を埋設した背部とを有し、上記歯部の表面に歯
布を被覆した歯付ベルトにおいて、前記歯布のベルト長
手方向の緯糸が、少なくとも０．３〜１．２デニールの
パラ系アラミド繊維のフィラメント原糸を収束したマル
チフィラメント糸とウレタン弾性糸を含むことを特徴と
する歯付ベルト。
【請求項２】歯布の緯糸がパラ系アラミド繊維のマル
チフィラメント糸、メタ系アラミド繊維、そしてウレタ
ン弾性糸を含んでいる請求項１記載の歯付ベルト。
【請求項３】メタ系アラミド繊維からなる糸が紡績糸
からなる請求項２記載の歯付ベルト。
【請求項４】歯布の経糸がパラ系アラミド繊維あるい
はメタ系アラミド繊維からなっている請求項１記載の歯
付ベルト。