JPH018759Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、歯部が歯付プーリの溝部と噛合つた
ときに、該溝部の溝面に圧接する歯付ベルトに関
するものである。

（従来技術） 一般に、歯付ベルトにおいて、その歯部が歯付
プーリの溝部と噛合つたときに、該溝部の溝面に
圧接し、圧縮力を受けるものは知られている。

そのような歯付ベルトとしては、従来、例えば
特公昭56−29141号公報に記載されるように、張
力部材によつて補強された、天然ゴム又は合成ゴ
ム等の如き高分子材料製の動力伝達ベルトと、少
なくとも一対のプーリーとを有し、前記ベルトの
交互に配置された歯及び溝が前記プーリーの交互
に配置された歯及び溝に噛み合うよう構成された
可撓性歯付きベルト駆動装置において、前記ベル
トは前記プーリーに圧縮係合するようにされ、即
ち、前記一対のプーリー間の前記ベルトの長手方
向範囲内での該ベルトの歯の高さが、前記プーリ
ーの溝の深さよりも大きく、また、前記ベルトが
前記プーリーのまわりを走行する際該プーリーに
対向している前記ベルトの歯の半径方向内側端部
分が該プーリーの溝の底部を画定する該プーリー
の歯間の部分に接触し、同時に前記ベルトの歯は
圧縮されてそれらの高さを減じ、もつて前記プー
リーの歯の半径方向外側に面した最外端部分が前
記ベルトの溝の底部を画定する該ベルトの歯間の
部分に接触するよう構成し、歯付ベルトに円運動
を行わせて、騒音の低減、耐屈曲疲労性の向上等
を図るものが知られている。

ところが、このような歯付ベルトでは、その歯
部は歯部高さ方向に１〜20％程度弾性圧縮される
ので、使用により永久圧縮歪が生成され、それに
よつて歯付ベルトが円運動を行わなくなり、上述
した効果が消滅し、また、隣合う歯部の間の歯谷
部に過大な圧力が作用し、早期に摩耗してクラツ
クが発生し、ベルト寿命が短いという不具合があ
る。このような不具合は、特に自動車等の高温雰
囲気条件下において促進されるので問題である。

ところで、歯付ベルトにおいて、補強のために
短繊維を利用することは知られている。例えば、
実開昭53−162256号公報には、低伸度高強力の抗
張体の上面に主体ゴムを密着し、抗張体の下面に
は歯形ゴムを一定ピツチで設けると共に、抗張体
の下面ならびに歯形ゴムの外面にベルト幅方向に
短繊維を配向した保護層を貼着し、更にその外面
をゴムを附着せしめた帆布で被覆している歯付伝
動ベルトが開示されている。特開昭55−68735号
公報には、上記帆布に代えて不織布を用い、歯部
表面に短繊維を混在させた歯付ベルトが記載され
ている。また、特開昭55−57741号公報には、抗
張体の一面に設けられた硬質弾性材から成る歯体
と前記抗張体の他面に設けられた弾性材から成る
裏打層とから成り、前記硬質弾性材と裏打層が前
記抗張体を中心とする波状の界面をなして接し、
前記歯体の表面が隣接する歯体間の谷部分を含め
て織布層で被われ、前記硬質弾性材が補強繊維を
含有する歯付ベルトが記載され、米国特許第
4235119号明細書には、歯部表面を被覆する帆布
の内側にベルト長手方向に配向された短繊維が設
けられた歯付ベルトが記載されている。

しかしながら、上記ベルトは何れも歯部の剛性
は向上するが、歯部高さ方向の補強は十分でない
ため、前述した如き歯部を歯部高さ方向に弾性圧
縮させて用いる場合には、早期にベルト寿命に至
るという問題がある。

また、実開昭54−150052号公報には、ゴム状弾
性基材に短繊維材料を均一に混入し、これらに低
伸度高強力の撚成ロープを抗張体としてベルトの
長手方向に並列埋設し成形加工してなる歯付ベル
トが記載され、実開昭55−68735号公報には、耐
熱性ゴム基材に抗張体を並列埋設すると共に、歯
部のみの前記ゴム基材中に耐熱性短繊維材料を混
入し、歯部表面に耐熱耐摩耗性帆布を貼着し成形
加工した歯付ベルトが記載され、さらに米国特許
第3535946号明細書には、歯部に短繊維を無規則
に混入した歯付ベルトが記載されている。

ところが、上記ベルトは前述した如き歯部を歯
部高さ方向に弾性圧縮させて用いた場合ある程度
の剛性を示すと考えられるが、短繊維を無規則に
均一に分散させることは現実には不可能で、部分
的に塊が形成され圧縮歪が不均一となり、クラツ
クが発生し、やはり早期にベルト寿命に至るとい
う問題がある。

（考案の目的） 本考案は、上述した如き歯付ベルトにおいて、
歯部の弾性圧縮変形による永久歪の発生を抑制
し、ベルト寿命の向上を図ることを主目的とする
ものである。

（考案の構成） 本考案は、上述した如き歯付ベルトにおいて、
歯部には、該歯部が圧接される歯付プーリの溝部
の溝面より力を受ける方向にすなわち最も圧縮力
を受ける方向に短繊維が配列されていることを特
徴とするものである。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に沿つて説明す
る。

第１図に示す歯部１ａを有し歯先面１ｂが歯付
プーリの溝部の下部溝面に弾性的に圧接される歯
付ベルト１において、２は伝動を受け持つグラ
ス、スチール、芳香族ポリアミド等の低伸度の材
料からなる抗張体であるコード、３及び４はベル
ト形状を形成するネオプレンゴム等のような弾性
材料を用いた上部ゴム層及び歯部ゴム層、５は歯
部表面を保護するナイロン等の低摩擦係数の帆布
からなる補強帆布層である。

上部ゴム層３及び歯部ゴム層４には、綿、ポリ
エステル、ポリアミド、アラミツド等からなり１
〜10mmの範囲にカツトされた短繊維６がゴム成分
100重量部に対し５〜50重量部だけ混入されてい
る。上記短繊維６は、上部ゴム層３では略ベルト
幅方向S₁に、歯部ゴム層４では略歯部高さ方向S₂
に配列されている。

また、第２図に示す歯部１１ａを有し歯先面１
１ｂが歯付プーリの溝部の下部溝面に圧接される
歯付ベルト１１は、上部ゴム層１２に短繊維が混
入されておらず、この上部ゴム層１２を用途に応
じて耐熱性、耐寒性、耐オゾン性等の優れた均一
エラストマー材としたものである。この歯付ベル
ト１１は、第１図に示す歯付ベルト１と同様の歯
部ゴム層４で伝動能力の向上とそれの維持を、上
部ゴム層１２で用途に応じた耐環境特性の向上を
それぞれ図つている。

次いで、第１図に示す歯付ベルト１１の製造方
法の一例を、第３図に基づいて説明する。

先ず、外表面に一様断面形状の溝２１ａを軸方
向に有する円筒状金型２１に、周方向において伸
縮性を有し予め接着処理を施した少なくとも１層
以上の円筒状の帆布２２を外嵌する。

その上に、抗張体となるグラス、スチール、芳
香族ポリアミド等の伸度の低い材料で構成された
コード２をスパイラル状に巻付け、それから、歯
部ゴム層４を形成する未加硫ゴムシート２３を所
定厚さだけ巻付ける。なお、このゴムシート２３
は、周知のゴム配合物例えばネオプレンゴム100
重量部に対し、接着処理が必要に応じて施された
短繊維６（１〜10mm）５〜50重量部が混入されて
いる。

上記ゴムシート23を巻付けた後、周知の加硫器
で加圧加硫する。加硫完了後、金型２１より、内
周に歯部が形成された円筒状加硫物を取外し、こ
れを用途に応じて所定幅に切断すると、所定の歯
付ベルトが得られる。なお、加硫中において、ゴ
ムがコード２間を通じて金型２１の溝２１ａ内へ
流入する際、その流入によつて短繊維６が歯部高
さ方向に再配列される。

上記歯付ベルト１，１１では、短繊維６が歯部
高さ方向S₂に配列され、該方向の耐圧縮性を高め
ているので、歯付プーリとの噛合時に歯付ベルト
１，１１の歯部１ａ，１１ａが歯部高さ方向S₂に
圧縮されても、変形の絶対量が少なくなり、歯部
１ａ，１１ａの歯先付近における永久歪の発生を
抑制することができる。その結果、歯部１ａ，１
１ａが長期に亘つて弾性的に圧縮変形することと
なり、 走行音が低く、 コード２の屈曲疲労が少なく、 耐寒、耐熱、耐オゾン特性が高まり、上部ゴ
ム層３，１２にクラツクが発生しにくく、 歯部剪断抵抗力が高まり、 隣合う歯部１ａ又は１１ａの間の歯谷部（以
下ランド部という）の摩耗が少なくなる などの優れた特性を示す。

続いて、第２図に示す本考案形の歯付ベルト
（ベルト呼称 190S8M896、周長896mm、幅19mm
歯数112）と、従来形の歯付ベルト（短繊維が歯
部に混入されていない点を除けば、本考案形と同
一）とについて行つた比較試験の結果について説
明する。

試 料 本考案形の歯付ベルトの歯部は、ネオプレンゴ
ム配合物100重量部に対し、RFL処理された短繊
維（３デニールの66ナイロンを２mmに切断したも
の）８重量部を混入してなる。短繊維６の配向角
度は、歯部の中央付近で、歯部高さ方向に対しベ
ルト幅方向の角度α、ベルト長さ方向の角度βが
５度以内となるように設定されている（第４図及
び第５図参照）。なお、l₁は鉛直線、l₂は短繊維６
の配列方向と一致した線である。

試験方法 試料ベルト３１を、第６図に示す自動車のカム
シヤフトドライブのシユミレータを用いて、走行
試験した。すなわち、クランクシヤフトプーリ３
２（24歯、6000rpm）と、カムシヤフトプーリ３
３（48歯）との間に試料ベルト３１を巻回し、テ
ンシヨンプーリ３４（直径60mm）で押圧し、室温
80℃の条件下で走行試験を行つた。

評価方法 歯部永久圧縮歪は、第７図に示すように、歯
部１１ａの歯先の永久圧縮歪量△t₁で評価し
た。

ランド部摩耗は、第８図に示すように、ラン
ド部の摩耗深さ△t₂で評価した。

抗張体の耐屈曲疲労性は、走行前の従来形
（又は本考案形）の抗張力を100とした抗張力保
持率でもつて評価した。

歯部の耐剪断疲労性は、走行前の従来形（又
は本考案形）の歯部剪断力を100をした歯部剪
断力保持率でもつて評価した。

走行音は、カムシヤフトプーリ３３より10mm
離隔した位置にマイクロホンを配置して近接騒
音を測定し、それでもつて評価した。

試験結果 第９図乃至第１３図に示す通りである。すなわ
ち、本考案形は、従来形よりも、歯部永久圧縮歪
の発生量が少なく（第９図参照）、ランド部の摩
耗量が少なく（第１０図参照）、抗張体であるコ
ードの耐屈曲疲労性に優れ（第１１図参照）、歯
部の耐剪断疲労性にも優れている（第１２図参
照）ことが判り、ベルト寿命が向上している。そ
れに加えて、本考案形は、従来形よりも、走行音
が小さく（第１３図参照）、騒音の点においても
優れる。

上記実施例のほか、第１４図及び第１５図に示
すように、歯付ベルト３１の台形歯形の歯部３１
ａのフランク面３１ｂが歯付プーリ３２の溝部３
２ａの側部溝面３２ｂに圧接され、圧縮力を受け
る歯付ベルト３１の場合には、短繊維３３を、歯
部３１ａにおいて最も大きい剪断力が作用する歯
部３１ａのフランク面３１ｂに対し略直交する方
向に配列することにより、上記実施例と同様に、
歯部の変形、永久圧縮歪の発生を抑制できる。

上記歯付ベルト３１を製造するには、先ず、外
表面に一様断面形状の溝を軸方向に有する円筒状
金型に、予め接着処理又はゴム被覆処理された織
布を上記溝に合致するように型付けしつつ、周方
向に一層以上巻付ける。それから、上記金型の各
溝空隙部に、短繊維が混入された棒状ゴムを該短
繊維が歯部フランク面に略直交するように充填す
る。充填終了後、その上に、薄い未加硫の接着ゴ
ムシートを１層巻付け、次いで抗張体となるコー
ドをスパイラル状に巻付ける。それから、必要に
応じて未加硫の接着ゴムシートを巻き、その上に
上部ゴム層となる未加硫ゴムシートを巻付け、そ
の後加硫用スリーブを外嵌し、周知の加硫器で加
圧加硫し、前述した実施例の場合と同様にして、
所定の歯付ベルトを得る。

さらに、台形歯形のベルトに適用した例とし
て、前述の短繊維を略鉛直方向に配列することに
より得られる歯部剪断力の向上の効果も合せて得
ることができるように、第１６図に示す構造の歯
付ベルト４１とすることもできる。すなわち、歯
部４１ａにおいては短繊維４２をフランク面４１
ｂに対し略直交する方向に配列し、抗張体である
コード４３の上下において短繊維４４を略歯部高
さ方向に配列している。

（考案の効果） 本考案は上記のように構成したから、歯部にお
ける永久圧縮歪の生成が抑制され、ベルト寿命が
延びるとともにその他の種々の優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は一実施
例である歯付ベルトの斜視図、第２図は他の実施
例の斜視図、第３図は第１図の歯付ベルトの製造
方法の説明図、第４図及び第５図は歯部における
短繊維の配向角度の説明図、第６図は試験システ
ムの概略構成図、第７図及び第８図は試験におけ
る評価方法の説明図、第９図乃至第１３図は試験
結果を示すグラフ、第１４図乃至第１６図は変形
例の説明図である。 １，１１……歯付ベルト、１ａ，１１ａ……歯
部、６……短繊維、３１……歯付ベルト、３１ａ
……歯部、３１ｂ……フランク面、３３……短繊
維。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 歯部が歯付プーリの溝部と噛合つたときに該
   溝部の溝面に圧接する歯付ベルトであつて、前
   記歯部は前記圧接する溝部の溝面より力を受け
   る方向に短繊維が配列されていることを特徴と
   する歯付ベルト。 (2) 歯部は、歯先面が歯付プーリの溝部の下部溝
   面に圧接し、略歯部高さ方向に短繊維が配列さ
   れているところの実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の歯付ベルト。 (3) 歯部は、台形歯形で、フランク面が歯付プー
   リの溝部の側部溝面に圧接し、該フランク面に
   対し略直交する方向に短繊維が配列されている
   ところの実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   歯付ベルト。