JPH0242230A - 歯付ベルト - 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、高負荷伝動用の歯付ベルト、特にアラミド繊
維原糸に下撚りをかけた後、該下撚りされた糸を複数本
引揃えて上記下撚り方向とは逆方向の上撚りをかけてな
る双撚糸の心体コードを有し、該心体コードが３０００
デニール以上である歯付ベルトに関するものである。

（従来の技術） 歯付ベルトには、機能や用途により歯形状、材料構成等
にいろいろなものがあるが、近年の要求機能の多様化に
より、屈曲疲労性及び高負荷伝動性が要求されるものが
増加しつつある。例えば自動車において、オルタネータ
、パワーステアリング装置、空調装置、ウォータポンプ
等の多数のブーりを１本のベルトで駆動するサーペンタ
インのレイアウトの場合には、一般の場合よりも高い屈
曲疲労性及び高負荷伝動性が要求される。

そこで、例えば特公昭５７−３１０１８号公報に記載さ
れるように、屈曲疲労性を改善するために、複数のヤー
ンを撚り合わせて形成される心体コードの撚り指標を、 ＴＭ−ｔＪＴ／Ｋ　　　　　　　　　（１）ＴＭ：撚り
指標 ｔ：長さ１インチ当りの巻き数で 表わされるコードの撚り数 ｄ：コードのデニール に：コードを構成するのに使用さ れた特定の素材の定数（例え ばナイロン、ポリエステル・・・ ７３、アラミド・・・６８．ガラ ス・・・９０） の式を用いて、４〜８の数値範囲にすることが提案され
ている。

そのほか、高負荷伝動のためにアラミド繊維からなるコ
ードを用い、撚り係数を特定の範囲とすることで、屈曲
疲労性を改善するものが、特開昭４−１３５９５４号公
報、特開昭５６−１０５１３５号公報などに記載されて
いる。

（発明が解決しようとする課題） そこで、発明者は、屈曲疲労性の改善について研究を重
ねたところ、屈曲疲労性は、上撚り係数の影響を受ける
ものと確認されたが、特定範囲の撚り係数としても、引
張り弾性係数が高いアラミド繊維からなる心体コードの
場合には十分な屈曲疲労性が得られない、 つまり、そのような心体コードは引張り弾性率が高く、
捩り剛性が高ことから、カテナリー（引揃え率）を悪く
しており、そのカテナリーの悪化により屈曲疲労性の向
上が十分に期待できないのである。

ところで、心体コードの太さが変化すると、第８図に示
すように、３０００デニールまではそれほどでないが、
３０００デニールを越えると、強力変動係数Ｒ１すなわ
ち Ｒ＝ｏ／ｘｃサンプル数ｒ−１００） σ：標準偏差 又：平均値 の増加傾向が急激に大きくなる。これが、強力のバラツ
キだけでなく、屈曲疲労性のバラツキの原因ともなる。

なお、第８図においては、強力変動係数は１５００デニ
ールの場合を１として、指数表示している。この場合、
上撚り係数と下撚り係数との比は１である。

高負荷伝動するためにはある程度のコード太さが必要で
あり、そのため、このような３０００デニール以上のコ
ードが一般に歯付ベルトで高負荷用として用いられてい
るが、このようなベルトは、上述したごとく上記強力変
動係数の増加傾向が大きく、屈曲疲労性が特に問題とな
る、 請求項（１）の発明はかかる点に鑑みてなされてもので
、アラミド繊維からなる心体コードを有し、該心体コー
ドが３０００デニール以上である高負荷伝動用の歯付ベ
ルトにおいて、屈曲疲労性を改善することを目的とする
。

また、請求項（２）の発明は、屈曲疲労性が改善される
だけでなく、蛇行も小さくなる歯付ベルトを提供するこ
とも目的とする。

（課題を解決するための手段） 請求項（１）の発明は、アラミド繊維原糸に下撚りをか
けた後、該下撚りされた糸を複数本引揃えて上記下撚り
方向とは逆方向の上撚りをかけてなる心体コードを有し
、該心体コードが３０００デニール以上である歯付ベル
トを前提として、上記目的を達成するために、上記心体
コードは、上撚り係数が３．５〜５．７で、かつカテナ
リーが０゜８％以下であることを特徴とするものである
。

なお、心体コードは３０００デニール以上であるが、実
用上４００００デニール程度まで用いられる。

請求項（′２Ｊの発明は、さらに、上撚り係数と下撚り
係数との比にが、 ０．７≦Ｋ≦１．２ である。

（作用） 請求項（１）の発明は、上撚り係数だけでなく、カテナ
リーも、屈曲疲労性が向上するように特定の数値範囲と
されているので１．高負荷伝動において、屈曲疲労性が
改善される。

請求項（２の発明は、さらに上撚り係数と下撚り係数と
の比が特定されているので、屈曲疲労性の改善だけでな
く、蛇行運動量も小さくなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に説明する。

ベルトの断面構成を示す第１図において、１は高負荷伝
動用の歯付ベルト、２は歯付ベルト１の背部１ａと歯部
１ｂとを形成する弾性体としてのゴム構造体、３はゴム
構造体２にベルト長さ方向に対して傾斜してスパイラル
状に埋設された８体コード、４は歯部１ｂの表面に被覆
された歯帆布で、歯面を構成している。

上記コム構造体２は、クロロプレンゴム、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、水素添加のアクリロニトリロブタジェンゴム等から
なり、ベルトの使用目的に適した周知のゴム配合物で形
成される。

上記８体コード３は、アラミド繊維の撚糸コードからな
り、そのコード構成は１５００　ｄ　ｅ　／　２×３、
すなわち１５００デニールのストランドを２本集めて下
撚りを行い、これを３本集めて下撚り方向とは逆方向に
上撚りしたものである。

上記歯帆布４は、６ナイロン、６６ナイロン、芳香族ポ
リエステル、テトロン、綿、レーヨン、テフロン等の材
質の糸若しくは混紡糸を単独又は組合わせて使用し、ベ
ルト歯帆布として要求される耐摩耗性、摩擦係数を満足
するように構成されたものである。なお、緯糸に巻縮糸
を用いたウーリー帆布の使用が望ましい。

上記歯付ベルト１を製造するには、まず、所望の綾角度
を有する歯帆布４（ウーリー帆布）を用意し、この歯帆
布４にＲＦＬ、エポキシ系、イソシアネート系などの周
知の接着剤を塗布して接着処理し、必要に応じてゴム糊
等をさらに塗布し、周面に歯部１ｂに対応した凹凸形状
を有する加硫金型に接着する。

その際、ウーリー帆布からなる歯帆布４は、帆布幅方向
をベルト長さ方向とし、周知の方法で筒状に接合し、加
硫金型に接着する。なお、ウーリー帆布を歯帆布として
用いないときには、接着処理を施した歯帆布４を金型の
凹凸形状に沿わせて装着する。

それから、上記加硫金型に装着された歯帆布４の上に８
体コード３をスパイラル状に巻き付ける。

この８体コード３には、予め周知の方法にて接着処理が
施されている。

続いて、その上に、背部１ａ及び歯部１ｂのゴム構造体
２を構成する所定のゴム配合の未加硫ゴムシートを巻く
。

このようにして形成された未加硫ベルト素材を金型と共
に加硫装置内に装入し、所定の温度で所定時間の間、加
圧加硫を行う（例えば１６０℃、３０〜６０分）。しか
して、加硫が完了すると、加硫装置より取り出し、加硫
成形品を加硫金型より取り外して、それを所定ベルト幅
に切断して歯付ベルト１を得る。

続いて、上記歯付ベルト１について行った試験について
説明する。

試料 ベルト寸法は、ベルト幅１．９ｍｍ、歯部のピッチ８．
０ｍｍ、コードピッチ１．５ｍｍ、ベルト長さ４０イン
チである。８体コードとしてはアラミド繊維（デュポン
社製、商品名ケブラー）からなる撚糸コードを用いた。

そのコード構成は、１５００　ｄ　ｅ　／　２　Ｘ　３
である。

試験方法 屈曲疲労試験は、第２図に示すように、４つの歯付プー
リ２１，２２．２３．　２４　（いずれも歯部２４個）
と、４つのテンションプーリ２５，２６、　２７．２８
　（直径３２ｍｍ）に１本の試料ベルト２９を巻回し、
張力２Ｔｏ−４０Ｋｇ　ｆの状態で２×１０７サイクル
走行させた。なお、１つの歯付プーリ２１を駆動プーリ
（回転数５５７０ｒｐｍ）とした。

しかして、走行完了後に試料ベルト２９から８体コード
を取り出し、引張り残存強力を測定し、初期強力との比
でもって強力保持率を算出した。

なお、引張り試験は東洋ボールドウィン製テンシロンを
用い、試料（ゲージ長）５００ｍｍでもって、伸長速度
６０％／ｍｉｎ、初期荷重１／２０ｇ　／　ｄ　ｅの条
件で行った。

また、屈曲疲労により発生した伸び率は、走行前後のベ
ルト長さから算出した。

また、撚糸コード（８体コード）を解撚して、下撚り糸
に分解し、各々の長さを測定し、一番長いものをＡ、一
番短いものをＣとし、それらを用いて次式によりカテナ
リーＷ（引揃え率）を算出した。

Ｗ寵　（Ｃ−Ａ）　　÷Ａｘ１００　　　（％）蛇行指
数は、心体コードを、円筒の金型に巻き付けた際にその
転がり具合を指数で表したもので、心体コードをコード
径の１．１倍のピッチで５０回スパイラル状に巻き付け
、その５０本の各々の間隙を測定してそのピッチのバラ
ツキを表示したものである。上下撚り係数の比Ｋが１の
ものを基準として算出した。

試験結果 （１）上撚り係数と、屈曲疲労後の強力保持率、発生伸
び率及びオリジナル強力との関係１５００ｄｅ／’２ｘ
３のアラミドコードで下撚り数は２０回／　１０　ｃ　
ｍに固定し、上撚り係数のみ変量して試験した結果を第
３図及び第４図に示す。なお、上撚り係数及び下撚り係
数は、前述した式（１）により計算される。本試験にお
いては下撚り係数は４．２（固定）、カテナリーは１％
（固定）である。コードのオリジナル強力指数は、上撚
り係数３．５のものを１００として指数表示した。

上撚り係数の増加と共に屈曲疲労性は向上するが、屈曲
している間に心体コードが伸びる。それらの関係は、屈
曲疲労性と相関がある。

一般に、ベルトは走行中に、０．２５％伸びると、噛合
い不良を生じ、実際の負荷走行では破損する。したがっ
て、上撚り係数は、少なくとも３゜５以上必要である。

また、上撚り係数の増加と共に、オリジナル強力が低下
し、特定値を越えると、その低下が著しい。したがって
、上撚り係数は、５．７以下であることが必要である。

（２）カテナリーと屈曲疲労後の強力保持率との関係 ま験結果は第５図に示す通りである。なお、本試験にお
いては、上撚り係数は３．５（固定）、下撚り係数は４
．２（固定）である。

上記結果より、カテナリーが０，８を越えると、強力保
持率が急激に低下することが判るしたがって、カテナリ
ーは、ｏ、８以下であることが必要である。

（３）下撚り係数とカテナリーとの関係試験結果は第６
図に示す通りである。なお、本試験においては、上撚り
係数は３．５（固定）である。

上記結果より、下撚り係数が２．１を越えると、カテナ
リーが小さくなることが判る。

なお、カテナリーは引揃え率で、これを改善するために
は撚糸機の機構を大幅に変える必要があるが、上記試験
結果より、下撚り係数を変量することでカテナリーの改
善が図れることが判る。

（４）撚糸コードの上下撚り係数の比と蛇行との関係 試験結果は第７図に示す通りである。

上記結果より、上撚り係数と下撚り係数との比率は０，
７〜１．２の範囲にあると蛇行が少ないことが判る。

よって、蛇行運動量を小さくするには、上記比率を０．
７〜１．２の範囲にする必要がある。

（発明の効果） 上記のように構成したから、請求項（１）の発明は、上
撚り係数とカテナリーとが屈曲疲労性に優れる特定の数
値範囲となるので、高負荷伝動において、屈曲疲労性が
向上し、ベルトの疲労寿命が大幅に延びる。

請求項（２）の発明は、さらに上撚り係数と下撚り係数
との比も特定の数値範囲としたので、屈曲疲労性が向上
するだけでなく、さらに蛇行運動量も小さくなり、優れ
た歯付ベルト性能を発揮する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は歯付ベルトの構
成を示す断面図、第２図は試験装置の概略図、第３図乃
至第８図は試験結果を示す図である。 １・・・歯付ベルト、１ａ・・・背部、１ｂ・・・歯部
、２・・・ゴム構造体、３・・・心体コード、４・・・
歯帆布第１図 ７７示す’ｌ　−（’／、） 第５図 下Ｔ照り一１ボ叙 第６図 二１照り係数 第３図 Ｊ：　び烹　“）イ全手知 慾１ｊ餅数昆に 第７９ コードの↑毘↑′ニール も８図 手続補正書 昭和６３年９月　ｒ日 １、事件の表示 昭和６３年特許願第１９３０８０号 ２、発明の名称 歯付ベルト ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　兵庫県神戸市兵庫区明和通３丁目２番１５号名称
　　（５０６）バンド−化学株式会社代表者　雀部　昌
吾 ４、代理人 ６、補正の対象 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 （２）図面 （３）代理権を証する書面 ７６補正の内容 （１）明細書第２頁第１８行の「指標」を「係数」に訂
正する。 （２）明細書第２頁第１９行及び第３頁第４行のｒＫＪ
を「ｋ」に訂正する。 （３）明細書第３頁第１行の「巻き数」を「撚り数」に
訂正する。 （４）明細書第３頁第１３行〜第１４行の［特開昭４−
１３５９５４号公報」を「特開昭５４−１３５９５４号
公報」に訂正する。 （５）明細書第４頁第１２行〜第１４行の「Ｒ−・・・
・・・・・・平均値」を次のように訂正する。 ｒ　　　Ｒ−σ／ヌ σ：標準偏差 え：平均値 （サンプル数ｒ−１００） （６）明細書第１１頁第２行の「Ａ、一番短いものをＣ
」を「Ｃ５一番短いものをＡ」に訂正する。 （７）第１図、第３図及び第４図を別紙の通りに補正す
る。 （８）委任状を補充する。 ８、添付書類の目録 （１）補正図面　　　　　　　　　　　　１通（２）委
任状　　　　　　　　　　　　　　１通晃１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）アラミド繊維原糸に下撚りをかけた後、該下撚り
   された糸を複数本引揃えて上記下撚り方向とは逆方向の
   上撚りをかけてなる心体コードを有し、該心体コードが
   ３０００デニール以上である歯付ベルトにおいて、上記
   心体コードは、上撚り係数が３．５〜５．７で、かつカ
   テナリーが０．８％以下であることを特徴とする歯付ベ
   ルト。 （２）心体コードの上撚り係数と下撚り係数との比にが
   、 ０．７≦Ｋ≦１．２ であるところの請求項（１）記載の歯付ベルト。