JP3307265B2 - Toothed belt canvas - Google Patents
Toothed belt canvasInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、タイミングベルト
等の歯付ベルト用の帆布に関する。より詳細には、本発
明は、耐磨耗性と耐水性を共に向上させた歯付ベルト用
の帆布に関する。The present invention relates to a canvas for a toothed belt such as a timing belt. More specifically, the present invention relates to a toothed belt canvas having improved abrasion resistance and water resistance.
【0002】[0002]
【従来の技術】タイミングベルトのような動力伝達用の
歯付ベルトは、図1に示すように、背ゴム1、心線2、
歯ゴム3、及び帆布4より構成されている。心線は動力
を伝達するための張力を支え、背ゴム及び歯ゴムはプー
リと心線の間の力の伝達を担い、そして帆布は保護材・
補強材として機能している。図1に示すように、帆布は
歯付ベルトの歯のある側を覆っており、大きな負荷が加
わるため、歯欠けを防ぐためにその耐磨耗性を向上させ
る手段が様々提案されている。例えば、特開昭61−6593
7 号公報では、帆布に潤滑性合成樹脂を含有させること
により耐磨耗性を向上させることが開示されている。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 1, a toothed belt for power transmission such as a timing belt has a backing rubber 1, a core wire 2,
It is composed of tooth rubber 3 and canvas 4. The core wire supports the tension for transmitting power, the back rubber and the tooth rubber support the transmission of force between the pulley and the core wire, and the canvas protects
Functions as a reinforcement. As shown in FIG. 1, the canvas covers the toothed side of the toothed belt, and a large load is applied. Therefore, various means for improving the wear resistance of the toothed belt to prevent chipping have been proposed. For example, JP-A-61-6593
No. 7 discloses that abrasion resistance is improved by incorporating a lubricating synthetic resin into canvas.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】一方、このような歯欠
けの問題のほかに、歯付ベルトには切断の問題もある。
図1に示す心線は、図2に示すように、複数のガラス繊
維をバインダであるレゾルシンホルムアルデヒド(RF
L)によって互いに接着した集成体であり、各ガラス繊
維はRFLとの接着性を高めるために表面処理剤(シラ
ンカップリング剤)が被覆されている。ところが、帆布
内に水が侵入すると、この侵入した水がベルトの補強材
である心線の処理剤、すなわちシランカップリング剤を
著しく劣化させてしまい、この結果としてベルトが切断
してしまうのである。On the other hand, besides the problem of tooth missing, the toothed belt also has a problem of cutting.
As shown in FIG. 2, the core wire shown in FIG. 1 is obtained by combining a plurality of glass fibers with resorcinol formaldehyde (RF) as a binder.
L), and each glass fiber is coated with a surface treatment agent (silane coupling agent) in order to enhance the adhesion to RFL. However, when water invades into the canvas, the invading water significantly degrades the treatment agent for the core wire, that is, the silane coupling agent, which is a reinforcing material for the belt, and as a result, the belt is cut. .
【0004】この問題を解決するために防水ゴムを被覆
することも考えられるが、ゴムによる被覆では十分な耐
磨耗性が得られない。このように、従来の方法では耐磨
耗性と耐水性を共に向上させることはできないといった
問題があった。[0004] In order to solve this problem, it is conceivable to coat with waterproof rubber, but sufficient wear resistance cannot be obtained by coating with rubber. As described above, there is a problem that the conventional method cannot improve both the wear resistance and the water resistance.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに1番目の発明によれば、歯付ベルト用帆布の表面に
ダイヤモンド状カーボンの薄膜が被覆されている。ま
た、2番目の発明では、1番目の発明において、前記ダ
イヤモンド状カーボンの薄膜の膜厚が2〜5μmにされ
ている。また、3番目の発明では、上記歯付ベルト用帆
布の製造方法において、編織された帆布を当初の寸法か
ら30〜50%伸長させた状態において、炭素源をプラズマ
溶射することにより帆布の表面にダイヤモンド状カーボ
ンの薄膜を形成している。According to the first aspect of the present invention, the surface of a toothed belt canvas is coated with a thin film of diamond-like carbon. In a second aspect, in the first aspect, the diamond-like carbon thin film has a thickness of 2 to 5 μm. According to a third aspect of the present invention, in the method for producing a toothed belt canvas, a carbon source is plasma-sprayed on the surface of the canvas by extending the woven canvas by 30 to 50% from its original size. A thin film of diamond-like carbon is formed.
【0006】ダイヤモンド状カーボンは硬度が高いた
め、このようなダイヤモンド状カーボンの薄膜を表面に
被覆することにより歯付ベルト用帆布の耐磨耗性が向上
する。さらに、ダイヤモンド状カーボンは疎水性を有す
るため、この薄膜を設けることにより歯付ベルト用帆布
に疎水性が付与され、その結果、耐水性も向上する。Since diamond-like carbon has a high hardness, the wear resistance of a toothed belt canvas is improved by coating the surface with such a diamond-like carbon thin film. Furthermore, since diamond-like carbon has hydrophobicity, the provision of this thin film imparts hydrophobicity to the toothed belt canvas, thereby improving the water resistance.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】上記のように、本発明は、図1に
示すような歯付ベルト用の帆布において、その表面がダ
イヤモンド状カーボンの薄膜で被覆されていることを特
徴とする。このダイヤモンド状カーボンの薄膜を付与す
る基布は通常歯付ベルトに用いられているものであり、
綿、ナイロン、ポリエステル、ポリアミド等の合成繊
維、もしくはこれらの混紡糸より編織されたものを用い
ることができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As described above, the present invention is characterized in that the surface of a canvas for a toothed belt as shown in FIG. 1 is coated with a thin film of diamond-like carbon. The base fabric for applying the thin film of diamond-like carbon is usually used for a toothed belt,
Synthetic fibers such as cotton, nylon, polyester, and polyamide, or those woven from a blended yarn thereof can be used.
【0008】本発明において、ダイヤモンド状カーボン
とは、炭素−炭素間の結合の70%以上がsp3 混成軌道に
よる結合であるダイヤモンドの結晶構造を有するものを
いう。このダイヤモンド状カーボンの薄膜は各種の薄膜
形成方法、例えば化学気相(CVD)法,プラズマCV
D法、真空蒸着法(イオンビーム蒸着法、レーザ蒸着
法)、電解メッキ法等を用いることができる。[0008] In the present invention, the diamond-like carbon has a diamond crystal structure in which 70% or more of carbon-carbon bonds are bonds by sp 3 hybrid orbitals. This diamond-like carbon thin film can be formed by various thin film forming methods such as a chemical vapor deposition (CVD) method and a plasma CV method.
D method, vacuum evaporation method (ion beam evaporation method, laser evaporation method), electrolytic plating method and the like can be used.
【0009】すなわち、例えば、炭素源として、従来の
ダイヤモンドの合成に用いられている炭化水素、例えば
メタン、エタン、アセチレン、ベンゼン等を用い、水素
中においてこの炭素源をプラズマにより活性化して反応
させる。このプラズマは直流電源、ラジオ波、マイクロ
波等の電磁波等により励起される。また、レーザー光を
パルス化して照射してプラズマを発生させてもよい。こ
うして発生させたプラズマ中の炭素イオンを基布に定着
・結晶化させてダイヤモンド状カーボンの薄膜を形成す
る。That is, for example, a hydrocarbon used in conventional synthesis of diamond, such as methane, ethane, acetylene, benzene, etc., is used as a carbon source, and the carbon source is activated by plasma in hydrogen and reacted. . This plasma is excited by a DC power supply, electromagnetic waves such as radio waves and microwaves, and the like. Alternatively, a laser beam may be pulsed and irradiated to generate plasma. The carbon ions in the plasma thus generated are fixed and crystallized on the base fabric to form a diamond-like carbon thin film.
【0010】このダイヤモンド状カーボンの薄膜の厚さ
は2〜5μmであることが好ましい。2μm未満では目
的とする効果、すなわち耐磨耗性及び耐水性の向上が得
られず、5μmより厚くしてもさらなる効果の向上は得
られず、薄膜形成工程の間の基布のダメージが大きくな
り、かえって劣化してしまうことがあるからである。The thickness of the diamond-like carbon thin film is preferably 2 to 5 μm. If the thickness is less than 2 μm, the desired effects, that is, the improvement of abrasion resistance and water resistance, cannot be obtained, and if the thickness is more than 5 μm, no further improvement can be obtained. This is because, on the contrary, it may deteriorate.
【0011】また、このダイヤモンド状カーボンの薄膜
を形成する場合に、基布を30〜50%伸長させた状態にお
いて炭素源をプラズマ溶射することが好ましい。このよ
うに基布を30%以上伸長させた状態において薄膜を形成
することにより、基布を構成する糸の1本1本にダイヤ
モンド状カーボンの薄膜を形成することができ、基布の
より内部にまでダイヤモンド状カーボンの薄膜を形成す
ることができ、さらに形成されるダイヤモンド状カーボ
ンの薄膜を不連続なものとし、この薄膜の割れを抑制す
ることができるからである。一方、基布を50%より大き
く伸長させた状態で被膜を形成すると、基布に付着せず
通過してしまう炭素イオンが多くなり、効率的でなく好
ましくない。従って、基布はポリアミド等の弾性糸から
編織されたものであることが好ましい。When forming the diamond-like carbon thin film, it is preferable that the carbon source is plasma-sprayed while the base cloth is stretched by 30 to 50%. By forming the thin film in a state where the base cloth is stretched by 30% or more, a thin film of diamond-like carbon can be formed on each of the yarns constituting the base cloth, and the inside of the base cloth can be formed. This is because a diamond-like carbon thin film can be formed up to and the diamond-like carbon thin film to be formed can be made discontinuous and cracking of this thin film can be suppressed. On the other hand, if the coating is formed in a state where the base fabric is stretched by more than 50%, carbon ions that pass through without attaching to the base fabric increase, which is not efficient and is not preferable. Therefore, it is preferable that the base fabric is woven from elastic yarn such as polyamide.
【0012】[0012]
【実施例】図3に示すようにしてダイヤモンド状カーボ
ンの薄膜を被覆する帆布を製造した。すなわち、工業用
ポリアミド製の心糸8にウーリー糸9及びカバーリング
糸10を巻き付けて、伸縮可能な縦糸11を形成した。
この縦糸11と工業用ポリアミド製の横糸12とにより
編織して帆布13を製造した。尚、この帆布を構成する
各フィラメントの径は約40μm(44デニール)であった。EXAMPLE A canvas coated with a diamond-like carbon thin film was manufactured as shown in FIG. That is, the wooly yarn 9 and the covering yarn 10 were wound around a core yarn 8 made of industrial polyamide to form a stretchable warp yarn 11.
The warp yarn 11 and the weft yarn 12 made of industrial polyamide were knitted to produce a canvas 13. The diameter of each filament constituting this canvas was about 40 μm (44 denier).
【0013】こうして製造した帆布を45%伸長させた状
態において、チャンバー中真空度1×10-4Torrにて、炭
素源としてメタンを用い、DC電圧500V、DC電流2.0A
の条件で45分間プラズマ溶射を行い、厚さ5.0 μm のダ
イヤモンド状カーボンの薄膜を形成した。In a state where the canvas thus manufactured is stretched by 45%, methane is used as a carbon source in a chamber at a degree of vacuum of 1 × 10 −4 Torr, a DC voltage of 500 V and a DC current of 2.0 A.
Plasma spraying was performed for 45 minutes under the conditions described above to form a diamond-like carbon thin film having a thickness of 5.0 μm.
【0014】こうして得られた本発明の帆布について、
図4に示すようにしてその耐磨耗性を測定した。すなわ
ち、台座14上に、ダイヤモンド状カーボンの薄膜を被
覆した上記の本発明の帆布15をのせ、この帆布上にス
チール製のピン16をのせた。このピン16に8Nの負
荷をかけ、台座14を100rpmで回転させた。ピン16に
より帆布15から削り取られた量(体積)を測定し、磨
耗量とした。比較として、ダイヤモンド状カーボンの薄
膜を被覆していない帆布(基布)についても同様にして
測定した。この結果を図5に示す。図5の結果より明ら
かなように、ダイヤモンド状カーボンの薄膜を被覆する
ことにより、帆布の耐磨耗性は大きく向上した。With respect to the canvas of the present invention thus obtained,
The abrasion resistance was measured as shown in FIG. That is, the above-mentioned canvas 15 of the present invention coated with a diamond-like carbon thin film was placed on the pedestal 14, and the steel pins 16 were placed on this canvas. An 8N load was applied to the pin 16, and the pedestal 14 was rotated at 100 rpm. The amount (volume) scraped off from the canvas 15 by the pin 16 was measured and defined as the amount of wear. For comparison, the same measurement was performed on a canvas (base fabric) not coated with a diamond-like carbon thin film. The result is shown in FIG. As is clear from the results of FIG. 5, the wear resistance of the canvas was greatly improved by coating the diamond-like carbon thin film.
【0015】次に、本発明の帆布の耐水性について、図
6に示すようにして測定した。すなわち、円筒形の容器
17の下部に本発明の帆布15(直径30mm) を押さえ板
(メッシュ)18で固定し、80℃において容器17に水
を500ml 入れた。容器17の下部から滴下する水19を
10分間集め、透水量とした。比較として、上記と同様に
ダイヤモンド状カーボンの薄膜を被覆していない帆布
(基布)についても同様にして測定した。この結果を図
7に示す。図7の結果より明らかなように、ダイヤモン
ド状カーボンの薄膜を被覆することにより、帆布の耐水
性は大きく向上した。Next, the water resistance of the canvas of the present invention was measured as shown in FIG. That is, the canvas 15 (30 mm in diameter) of the present invention was fixed to the lower part of the cylindrical container 17 with a holding plate (mesh) 18, and 500 ml of water was put into the container 17 at 80 ° C. Water 19 dripping from the lower part of the container 17
Collected for 10 minutes and allowed to pass. For comparison, a canvas (base fabric) which was not coated with a diamond-like carbon thin film in the same manner as above was measured in the same manner. The result is shown in FIG. As is clear from the results of FIG. 7, the water resistance of the canvas was greatly improved by coating the diamond-like carbon thin film.
【0016】[0016]
【発明の効果】帆布の表面にダイヤモンド状カーボンの
薄膜を被覆することにより、耐磨耗性が向上すると共
に、疎水性が付与され、その結果、水が帆布を通して内
部の心線まで透過することを抑制し、帆布の耐水性が向
上する。By coating the surface of the canvas with a thin film of diamond-like carbon, the abrasion resistance is improved and the hydrophobic property is imparted. As a result, water permeates through the canvas to the inner core wire. And water resistance of the canvas is improved.
【図1】歯付ベルトの構造を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a toothed belt.
【図2】心線の構造を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structure of a cord.
【図3】帆布の構造を示す略図である。FIG. 3 is a schematic view showing a structure of a canvas.
【図4】帆布の耐磨耗性試験の略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a wear resistance test of a canvas.
【図5】耐磨耗性試験の結果を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the results of a wear resistance test.
【図6】帆布の耐水性試験の略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a water resistance test of a canvas.
【図7】耐水性試験の結果を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the results of a water resistance test.
1…背ゴム 2…心線 3…歯ゴム 4…帆布 5…ガラス繊維 6…シランカップリング剤 7…RFL 8…心線 9…ウーリー糸 10…カバーリング糸 11…縦糸 12…横糸 13…帆布 14…台座 15…帆布 16…ピン 17…容器 18…押さえ板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Back rubber 2 ... Core wire 3 ... Tooth rubber 4 ... Canvas 5 ... Glass fiber 6 ... Silane coupling agent 7 ... RFL 8 ... Core wire 9 ... Woolly thread 10 ... Covering thread 11 ... Warp thread 12 ... Weft thread 13 ... Canvas 14 ... pedestal 15 ... canvas 16 ... pin 17 ... container 18 ... holding plate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16G 1/00 - 9/04 D03D 1/00 - 27/18 H01L 21/312 - 21/475 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F16G 1/00-9/04 D03D 1/00-27/18 H01L 21/312-21/475
Claims (3)
被覆されていることを特徴とする歯付ベルト用帆布。1. A toothed belt canvas having a surface coated with a diamond-like carbon thin film.
厚が2〜5μmであることを特徴とする、請求項1記載
の歯付ベルト用帆布。2. The toothed belt canvas according to claim 1, wherein the diamond-like carbon thin film has a thickness of 2 to 5 μm.
%伸長させた状態において、炭素源をプラズマ溶射する
ことにより帆布の表面にダイヤモンド状カーボンの薄膜
を形成することを特徴とする、請求項1記載の歯付ベル
ト用帆布の製造方法。3. The woven canvas is reduced by 30 to 50 from its original size.
2. The method for producing a toothed belt canvas according to claim 1, wherein a diamond-like carbon thin film is formed on the surface of the canvas by plasma spraying a carbon source in a state in which the carbon fiber is stretched in a% ratio.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP07202997A JP3307265B2 (en) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | Toothed belt canvas |
Applications Claiming Priority (1)
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JP07202997A JP3307265B2 (en) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | Toothed belt canvas |
Publications (2)
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JPH10267087A JPH10267087A (en) | 1998-10-06 |
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JP07202997A Expired - Fee Related JP3307265B2 (en) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | Toothed belt canvas |
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Families Citing this family (1)
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US6409621B1 (en) * | 2000-05-12 | 2002-06-25 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Power transmission belt |
-
1997
- 1997-03-25 JP JP07202997A patent/JP3307265B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH10267087A (en) | 1998-10-06 |
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