JPH0553977B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、長手方向に一定ピツチで成形された
複数の歯部歯面が補強帆布層で被覆された歯付ベ
ルトの製造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来の歯付ベルト、特に標準的な台形歯形の歯
付ベルトは、ベルト強度に比べて歯部の強度が不
足しているために、通常の使用状態の下では、ベ
ルトの寿命形態が殆ど歯部破損となり、抗張体す
なわちベルト自体が破損することは極めて少ない
ものであり、寿命を短縮する原因となつている。

この点に鑑み、歯部の強度を向上する手段とし
ては、歯部剛性を向上して剪断疲労強さの向上
を図ること、歯部の耐摩耗生を向上して歯部摩
耗の減少による強度向上を図ること、歯部にお
ける歯形状を改善し応力を分散均一化して応力集
中を阻止し耐疲労性の向上を図ることなどが考え
られる。

しかるに、上記については、歯部が弾性体で
成形されることから、歯部形状を特定しても、そ
の形状は荷重に応じて変化し、十分なる改善効果
を得ることは困難である。

そこで、従来、上記の点に着目し、歯部の耐
摩耗性を改善し歯部強度を向上する技術として、
特公昭48−41176号公報に示されるように、自己
潤滑性を有する耐摩耗性帆布を用いた歯付ベル
ト、つまり、帆布の歯面側表面の織溝にグラフア
イト等の潤滑剤を添加したゴム混和物を充填して
なる帆布を用いた歯付ベルトが記載されている。
この歯付ベルトは、走行中プーリとの接触により
帆布が摩擦を受けると、帆布の織溝にゴムととも
にすり込まれているグラフアイト等の潤滑剤が接
触面に供給され、この接触面の摩擦係数を低い水
準に保とうとする作用により、帆布の摩耗を阻止
しているものである。

ところで、上記歯付ベルトは、前記の歯部の
耐摩耗性を向上する構造ではあるが、の歯部の
剛性については向上効果を有しておらず、また、
特に潤滑剤としてグラフアイトを用いた場合、そ
の高温安定性が低下するため、高温雰囲気（80℃
以上）では潤滑作用がやや低下し、耐摩耗性の向
上効果が十分に得られない問題がある。さらに、
帆布は織構を多数有することが要求されるため、
織構成が限定され使用できる帆布は限られてい
る。また、潤滑剤を含むゴム糊を予め帆布にすり
込んでいるため、帆布の伸びが抑制されることと
なり、圧入方式による成形には適さない。

そこで、本願出願人は、歯部の耐摩耗性を向上
するとともに歯部の剛性をも向上して歯部の強度
を改善し、ベルトの耐久性を向上させるために、
歯部の歯面を覆う補強帆布層の帆布内および外表
面に、高硬度もしくは高弾性を有する耐摩耗性の
補強材を混在させ、さらに補強帆布層の内面に補
強材を混在した補強接着ゴムを配設してなる歯付
ベルトを開発し、先に出願した（特開昭59−
65644号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記技術ではベルトの耐久性の向上
に十分な効果が得られるが、耐摩耗性の補強材は
一般に高価であり、製造する工数も増加するた
め、コストアツプを招来するという問題がある。

一方、特公昭57−28813号公報には、交互に配
置された歯およびランド部分に沿つて密接に適合
され、これらの部分に対する表面カバーを形成す
る耐摩耗性布層の外側表面にエラストマ不浸透性
材料を接着し、該エラストマ不浸透性材料に、使
用したエラストマの摩擦係数より著しく小さい摩
擦係数のものを用いることが記載されている。

しかしながら、上記技術では、エラストマ不浸
透層は潤滑作用を呈するが、この不浸透層は摩擦
係数の高いウレタンの帆布外表面への滲出の防止
を目的とするものであり、走行初期に消失してし
まい、効果の維持が期待できない。しかも、エラ
ストマ不浸透層を帆布に予め接着して製造してい
るため、帆布は伸びず、成形金型の溝に沿つて１
つ１つ型付けして金型に帆布を沿わせる必要があ
り、非能率的でコストアツプとなるという問題が
ある。

本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、歯部の耐摩耗性を
向上させ、歯部摩耗の減少による強度向上を図
り、さらに歯部の剛性を向上させ、それによつて
耐久性を大幅に改善した歯付ベルトを簡単に得ん
とすることにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明は、長手方
向に一定ピツチで成形された複数の歯部歯面が補
強帆布層で被覆された歯付ベルトの製造方法を対
象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、本発明の第１の解決手段は、まず、
型軸線方向に延びる複数の歯部成形用凹状溝が型
外周面に一定ピツチで形成された金型に、該金型
の周長に対応して形成した未接着処理帆布を装着
する。次いで、該帆布の外側に少なくとも一層以
上の融点が180℃以下の熱可塑性樹脂シート、接
着処理を施した抗張体及び未加硫ゴムシートを順
に巻き付ける。その後、この巻付体にスリーブを
外嵌して加圧加硫することにより円筒状の成形体
を成形する。しかる後、該成形体を上記金型から
脱型してその軸線方向に所定ピツチで切断するこ
とにより、上記熱可塑性樹脂シートを構成する熱
可塑性樹脂が上記帆布に歯部歯面との接合面から
外表面に亘つて含浸せしめられてなる補強帆布層
で複数の歯部歯面が被覆された歯付ベルトを得る
ことを特徴とする。

本発明の第２の解決手段は、上記の場合におい
て、熱可塑性樹脂シートを構成する熱可塑性樹脂
に、モリブデン、グラフアイト、金属粉、フツ素
繊維、カーボン繊維、アラミツド繊維等よりなる
潤滑剤を10〜50重量％混入していることを特徴と
する。

（作用） 上記の構成により、本発明の第１の解決手段で
は、加圧加硫により、熱可塑性樹脂シートが軟化
溶融してその熱可塑性樹脂が帆布の織目に流れ込
み、該熱可塑性樹脂が上記帆布に歯部歯面との接
合面から外表面に亘つて含浸せしめられてなる補
強帆布層で複数の歯部歯面が被覆された歯付ベル
トが得られる。

このことから、ベルト走行時に、歯付ベルトが
プーリと接触してある程度のなじみ摩耗を受ける
と、上記帆布に含浸している熱可塑性樹脂がベル
ト走行時の熱によつて溶融して補強帆布層から歯
部のプーリとの接触面に滲出し、歯部の摩耗が大
幅に抑制される。

また、上記補強帆布層により複合体としての歯
部の剛性が向上し、しかもプーリとの噛合い時に
おける変形が小さくなつて剪断疲労強度が向上し
耐久性が良くなる。

本発明の第２の解決手段では、ベルト走行時
に、熱可塑性樹脂に混入されている潤滑剤が溶融
した熱可塑性樹脂と共に補強帆布層から歯部のプ
ーリとの接触面に滲出し、歯部の摩耗がより一層
抑制される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に沿つて説明す
る。

本発明方法を説明する前に、本発明方法により
得られた標準台形歯形の歯部１ａを有する歯付ベ
ルト１の構造を第１図に基づいて説明するに、同
図中、２は伝動を受け持つ抗張体で、グラスフア
イバ、鋼線の如き高弾性係数を有するものからな
る。３は上部ゴム層、４は歯部１ａを構成する歯
部ゴム層で、これら上部ゴム層３および歯部ゴム
層４は、抗張体２を保護しベルト形状を構成する
クロロプレンゴムなどのような弾性材料で成形さ
れている。５は補強帆布層で、第２図に示すよう
に、該補強帆布層５は、歯部１ａ歯面を保護する
ナイロン等のような低摩擦係数の糸（経糸および
緯糸）５ａ，５ａ，……を用いて織成された未接
着処理帆布１４に熱可塑性樹脂６が含浸せしめら
れて構成されている。

第２図には、熱可塑性樹脂６が歯部ゴム層４に
接し帆布１４の織目内に存在する状態が示されて
おり、補強帆布層５は、歯部１ａ歯面との接合面
５ｂから外表面５ｃに亘つて熱可塑性樹脂６が一
様に含浸せしめられている。

上記熱可塑性樹脂６は、融点が180℃以下であ
る例えばポリエチレン（融点137℃）、ポリプロピ
レン（融点176℃）、共重合又は変性ナイロン等の
合成樹脂が用途に応じて適宜採用される。さら
に、潤滑性を良くするために、熱可塑性樹脂６に
は、グラフアイト、モリブデン、カーボン、金属
粉、フツ素繊維、カーボン繊維、アラミツド繊
維、超硬質金属等の潤滑剤であつて短繊維状又は
粒子状にしたものを混入して用いる。短繊維状の
ものを用いる場合には、そのフイラメント径が１
〜10μm、アスペクト比（長さ／直径）が３〜15
のものが、また、粒子径のものを用いる場合に
は、その粒子径が５〜50μmのものが望ましい。
また、いずれの形状であつても熱可塑性樹脂６に
対する混在率は、重量比で、10〜50％の範囲内で
行う必要がある。

また、上記熱可塑性樹脂６は、歯部ゴム層４の
弾性材料及び補強帆布層５の帆布１４に対し接着
性を有しており、歯部ゴム層４と帆布１４との間
に存在しても問題はないが、それらとの接着性を
高めるために、熱可塑性樹脂６中に例えばレジル
シンホルマリン縮合低重合樹脂若しくはブロツク
イソシアネート（例えばHylene Mp，デユポン
社製）を練り込むか、又はベルト成形前の潤滑性
合成樹脂シート表面にPEL接着剤、イソシアネ
ート系接着剤を塗布するようにしてもよい。

なお、補強帆布層５においては表面に存在する
熱可塑性樹脂６は、その表面全体を完全に覆うか
あるいは部分的に覆うようになるが、耐摩耗性の
改善の点からは全面を覆うようにすることが望ま
しい。

次に、上述の如く構成された歯付ベルト１の製
造要領について第３図に基づいて説明する。

まず、一方向に伸縮性を有する未接着処理帆布
１４を、型軸線方向に延びる複数の歯部成形用凹
状溝１１ａが型外周面に一定ピツチで形成された
金型１１の周長に対応して筒状に仕上げ該金型１
１の外側に挿入するか、又はこの金型１１の型外
周面に上記帆布１４を巻き付けて接着剤等で帆布
１４両端を固定することにより、帆布１４を金型
１１に装着する。

次いで、その上に、例えば上記帆布１４より薄
くかつ融点が180℃以下の熱可塑性樹脂シート
（例えばポリエチレンシート）１３を少なくとも
１層以上巻き付け、その端部を熱融着する。この
際、上記熱可塑性樹脂シート１３を構成する熱可
塑性樹脂６に、グラフアイト、モリブデン、カー
ボン、金属粉、フツ素繊維、カーボン繊維、アラ
ミツド繊維、超硬質金属等よりなる短繊維状又は
粒子状の潤滑剤を10〜50重量％混入している。

さらに、その上にグラスフアイバ、鋼線、芳香
族ポリアミド等よりなり、かつ接着処理を施した
抗張体２を１〜２本掛けによりスパイラル状に巻
き付ける。その巻付けピツチは、コード径の1.1
〜2.0 倍程度の密なピツチが採用される。

さらにまた、上記抗張体２の上に、歯部ゴム層
４及び上部ゴム層３を構成することとなる未加硫
ゴムシート１２を１層又は２層巻き付ける。

その後、この巻付体の外側に加硫用スリーブ
（図示せず）を外嵌し、周知の加硫缶を用いて所
定条件で加圧加硫処理して円筒状の成形体を成形
する。

しかる後、この成形体を金型１１から引き抜い
て脱型しその軸線方向に所定ピツチで切断するこ
とにより、上記熱可塑性樹脂シート１３を構成す
る熱可塑性樹脂６が上記帆布１４に歯部１ａ歯面
との接合面５ｂから外表面５ｃに亘つて含浸せし
められてなる補強帆布層５で複数の歯部１ａ歯面
が被覆された歯付ベルト１を得る。

なお、上記加硫処理においては、第３図ａ〜ｄ
に示す状態が起こつていると考えられる。すなわ
ち、第３図ａに示す如く、歯部成形用凹状溝１１
ａを有する金型１１の型外周面にベルト構成材料
が巻き付けられた状態で、加圧加硫されると、未
加硫ゴムシート１２が軟化溶融してそれを構成す
る熱可塑性樹脂６が加圧により金型１１側へ押圧
され、スパイラル状の抗張体２の隙間より移動
し、すでに軟化溶融している熱可塑性樹脂シート
１３及び帆布１４を金型１１の歯部成形用凹状溝
１１ａ内へ移動させる（第３図ｂ参照）。

さらに進行すると、帆布１４は歯部成形用凹状
溝１１ａに沿う形状となり（第３図ｃ参照）、熱
可塑性樹脂シート１３は加硫温度（140〜160℃）
で軟化溶融して流動可能な状態となつているの
で、未加硫ゴムシート１２に押されて帆布１４の
経糸５ａと緯糸５ａとの織目の中へ流入する。
（第３図ｄ参照）。その後、帆布１４は元の状態に
対し30〜50％伸長されているので、上記織目を満
たすだけでなく、帆布１４の外表面をも被覆する
場合がある。

このようにして、歯形状の形成が完了した後に
未加硫ゴムシート１２のゴムの加硫が始まり、長
手方向に一定ピツチで成形された複数の歯部１ａ
歯面が補強帆布層５で被覆された歯付ベルト１が
得られるのである（第１図参照）。

したがつて、熱可塑性樹脂シート１３として
は、加硫温度で軟化溶融し、この溶融した熱可塑
性樹脂６が加硫圧力で帆布１４の織目に流れ込む
必要があることから、前述した如く融点が180℃
以下の熱可塑性樹脂６を用いることが望ましい。

また、加硫条件及び熱可塑性樹脂６の使用量に
より、第４図ａに示すように、補強帆布層５内へ
歯部ゴム部４を構成するゴムが流入する場合、第
４図ｂに示すように、熱可塑性樹脂６が補強帆布
層５の歯部１ａ歯面との接合面５ｂより内方にま
で存在する場合、第４図ｃに示すように、熱可塑
性樹脂６が補強帆布層５の外表面５ｃを被覆する
場合、第４図ｄに示すように、補強帆布層５内へ
歯部ゴム部４のゴムが流入しかつ帆布層５の外表
面５ｃが熱可塑性樹脂６で被覆されている場合、
第４図ｅに示すように、熱可塑性樹脂シート６が
補強帆布層５の歯部１ａ歯面との接合面５ｂより
内方にまで存在しかつ外表面５ｃを被覆している
場合等があるが、何れの場合も同様な効果を奏す
る。

したがつて、上記実施例では、歯付ベルト１の
歯部１ａ歯面を覆う補強帆布層５により、プーリ
との滑り接触又は噛合い上での干渉で歯部１ａが
摩耗するのを保護することができ、特にこの帆布
１４材質として６−６ナイロンを用いると幾分潤
滑効果がある。これに加えて、補強帆布層５の帆
布１４に熱可塑性樹脂６が含浸せしめられている
ことから、歯付ベルト１がプーリと接触してある
程度のなじみ摩耗を受けると、ベルト走行時の熱
によつて熱可塑性樹脂６が溶融して補強帆布層５
から歯部１ａのプーリとの接触面に滲出し、歯部
１ａ歯面の摩耗を大幅に抑制することができる。

また、上記実施例では、補強帆布層５により複
合体としての歯部１ａの剛性が向上し、しかも歯
部１ａがプーリと噛み合つた際、プーリから受け
る曲げ及び剪断による変形を小さくすることがで
き、剪断疲労強度が向上して耐久性を改善するこ
とができる。

さらに、上記実施例では、特別な成形装置を用
いずに通常の成形要領にて簡単に歯付ベルトを成
形することができる。

次いで、本発明の効果を確認した試験結果につ
いて説明する。

試験 １ 本発明形の歯付ベルトと従来形の歯付ベルトと
を、 ベルト歯形，ピツチ： ZA形，9.525mm ベルト幅，歯数 ： 19.0mm，95歯 雰囲気温度 ：80℃ 従動軸負荷動力 ：2.5ps 駆動軸回転数 ：6000rpm ベルト初張力 ：25kgf という試験条件で、歯部帆布摩擦試験を実施した
比較結果を第５図に示す。なお、従来形とは補強
帆布層に熱可塑性樹脂が含浸させていないもの、
本発明形１とは補強帆布層に熱可塑性樹脂として
ポリエチレンを含浸させたもの、本発明形２とは
20重量％のグラフアイトを混在させたポリエチレ
ン補強帆布層に含浸させたものである。また、ベ
ルト歯面帆布摩耗残存率とは、ベルト走行後にお
ける歯面帆布厚さの走行前の歯面帆布厚さに対す
る比率を示し、帆布厚さは工業用顕微鏡によつて
測定してものである。

第５図から明らかなように、本発明形１，２の
歯付ベルトは、従来形の歯付ベルトに比して、耐
摩耗性は４〜６倍に向上している。

なお、熱可塑性樹脂に接着性をさらに高めるた
めに、例えばポリエチレンにレゾルシンホルマリ
ン樹脂を２重量％を混入させたシートを用いて製
造した歯付ベルトでは、ベルト歯面帆布摩耗残存
率にほとんど影響を与えることなく、接着力は約
20％ほど向上することが確認されている。

試験 ２ 第６図には、歯部剪断疲労強度について、歯付
ベルトの負荷耐久試験を、前記歯部帆布摩耗試験
と同様の走行条件で、その負荷動力を変化させて
行つた比較試験結果を示している。なお、耐久寿
命とは、歯付ベルトの歯部が剪断により破損する
までの走行時間である。

第６図より明らかなように、本発明形（試験に
おける本発明形１）の歯付ベルトは、従来形の歯
付ベルトに比べて、耐久寿命は1.5〜2.0倍に向上
している。

なお、上記実施例においては、標準台形歯形の
歯付ベルトについて説明したが、円弧形歯形の歯
付ベルトにも適用することができるのは言うまで
もない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明方法によれば、補
強帆布層の帆布に融点が180℃以下の熱可塑性樹
脂を含浸させているので、歯部の耐摩耗性が向上
し、歯部摩耗の減少による強度向上を図り、さら
に歯部の剛性を向上させ、それによつて耐久性が
大幅に向上した歯付ベルトを簡単に製造すること
ができる。また、熱可塑性樹脂に潤滑剤を混入す
れば、熱可塑性樹脂との相乗効果によつて歯部の
摩耗をより一層抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
歯付ベルトの縦断面図、第２図は第１図のＡ部拡
大図、第３図ａ〜ｄは歯付ベルトの成形工程図、
第４図ａ〜ｅは補強帆布層における熱可塑性樹脂
の状態を示す断面図、第５図は歯部帆布摩耗試験
の結果を示すグラフ、第６図は歯部剪断疲労試験
の結果を示すグラフである。 １……歯付ベルト、１ａ……歯部、２……抗張
体、５……補強帆布層、５ｂ……接合面、５ｃ…
…外表面、６……熱可塑性樹脂、１１……金型、
１１ａ……歯部成形用凹状溝、１２……未加硫ゴ
ムシート、１３……熱可塑性樹脂シート、１４…
…帆布。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長手方向に一定ピツチで成形された複数の歯
   部歯面が補強帆布層で被覆された歯付ベルトの製
   造方法であつて、型軸線方向に延びる複数の歯部
   成形用凹状溝が型外周面に一定ピツチで形成され
   た金型に、該金型の周長に対応して形成した未接
   着処理帆布を装着し、次いで、該帆布の外側に少
   なくとも一層以上の融点が180℃以下の熱可塑性
   樹脂シート、接着処理を施した抗張体及び未加硫
   ゴムシートを順に巻き付け、その後、この巻付体
   にスリーブを外嵌して加圧加硫することにより円
   筒状の成形体を成形し、しかる後、該成形体を上
   記金型から脱型してその軸線方向に所定ピツチで
   切断することにより、上記熱可塑性樹脂シートを
   構成する熱可塑性樹脂が上記帆布に歯部歯面との
   接合面から外表面に亘つて含浸せしめられてなる
   補強帆布層で複数の歯部歯面が被覆された歯付ベ
   ルトを得ることを特徴とする歯付ベルトの製造方
   法。 ２ 熱可塑性樹脂シートを構成する熱可塑性樹脂
   には、モリブデン、グラフアイト、金属粉、フツ
   素繊維、カーボン繊維、アラミツド繊維等よりな
   る潤滑剤が10〜50重量％混入されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の歯付ベルト
   の製造方法。