JPH06323367A - 歯付ベルト - Google Patents

歯付ベルト

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JPH06323367A
JPH06323367A JP13399693A JP13399693A JPH06323367A JP H06323367 A JPH06323367 A JP H06323367A JP 13399693 A JP13399693 A JP 13399693A JP 13399693 A JP13399693 A JP 13399693A JP H06323367 A JPH06323367 A JP H06323367A
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JP
Japan
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tooth
belt
tooth cloth
toothed belt
cloth
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Pending
Application number
JP13399693A
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English (en)
Inventor
Satoshi Murakami
聡 村上
Yoshiki Matsuura
佳樹 松浦
Yasutsugu Kunihiro
康嗣 国広
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsuboshi Belting Ltd
Original Assignee
Mitsuboshi Belting Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 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、
長い走行寿命を有する歯付ベルトを提供する。 【構成】 長さ方向に沿って配置した複数の歯部2と、
心線3を埋設した背部4とを有し、上記歯部2の表面に
歯布5を被覆した歯付ベルトであり、前記歯布5のベル
ト長手方向の緯糸6は少なくともアラミド繊維を含んで
おり、かつ歯布5に付着させた接着処理剤の固形分12
の付着量は歯布5の体積1に対して0.1〜0.8の体
積分を有している。

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。
【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
成型したベルト長さも不均一になるといった不具合が発
生した。しかも、従来の歯布では、接着処理剤としてR
FL液やゴム糊等を使用していたが、接着処理剤の付着
量が低下すると、織物組織が容易に変形し、これによっ
て経糸と緯糸との交差部の摩耗が激しくなって、ベルト
の耐摩耗性を大きく低下させていた。
【0006】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、長
い走行寿命を有する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
に少なくともアラミド繊維を使用し、かつ歯布に付着さ
せた接着処理剤の固形分の付着量として歯布の体積1に
対して0.1〜0.8の体積分を有する歯付ベルトにあ
る。
【0008】図1は本発明に係る歯付ベルトの断面斜視
図であり、図2は図1に示す歯付ベルトの横断面図を示
す。これによると、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。
【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にアラミド繊維をベルト長手方向の緯糸全
量の20〜80重量%含んでいる。即ち、緯糸6は少な
くともアラミド繊維を含んだ糸であり、具体的な緯糸の
構成は、パラ系アラミド繊維のマルチフィラメント糸と
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、また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、あるいは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2種の糸を合撚したものであってもよ
い。
【0011】上記の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、トワロン等のパラ系アラ
ミド繊維やノーメックス、コーネックス等のメタ系アラ
ミド繊維からなっている。
【0012】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。
【0013】また、ベルト長手方向の緯糸全量の20〜
80重量%が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、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。
【0014】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。
【0015】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、12
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5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。
【0016】上記歯布5は、ゴム組成物をイソシアネー
ト物と溶剤に溶かしたゴム糊からなる接着処理剤を付着
してオーバーコート処理され、60〜120°Cで予備
乾燥され、続いて200〜240°Cでベーキング処理
される。あるいは、RFL液で処理した後、上記ゴム糊
によってオーバーコート処理してもよい。ここで使用す
るゴム糊のゴムは、水素化ニトリルゴム、クロロスルフ
ォン化ポリエチレン、クロロプレン等の比較的耐熱性を
有するものが好ましく、歯部2のゴムと同類のものが歯
部2と歯布5との接着力を高める上で好ましい。
【0017】歯布5に付着させた接着処理剤の固形分1
2であるゴム分あるいはゴム分や樹脂分の付着量は、歯
布の体積1に対して0.1〜0.8の体積分を有してい
る。固形分12の付着量の調節方法としては、歯布5を
接着処理剤に浸漬し、ロールで絞って乾燥させる工程に
おいて、歯布5の絞り圧力を調節する方法、あるいは接
着処理剤の濃度を調節する方法、あるいはこれらの工程
を繰り返す方法等がある。尚、上記固形分の付着量の測
定は、歯布5の重量を測定し、体積に換算する方法がと
られる。つまり、歯布5の接着処理前後の重量を測定し
てその差より接着処理剤の重量を算出し、そして歯布
5、接着処理剤のそれぞれの比重より体積に換算する。
この場合、接着処理剤の比重は溶剤を考慮しない。
【0018】この程度の付着量であれば、経糸と緯糸と
の交差部の接着力が良好で、歯布の組織が容易に変形し
にくくなってベルトの耐摩耗性が改善され、かつ付着し
た固形分の硬化があってもそれはベルトの寿命に大きな
影響を与えない。もし、0.1未満の場合には、固形分
が充分に付着していないために、経糸と緯糸との交差部
の接着力が弱くて、歯布の組織が容易に変形しやすくな
り経糸と緯糸との交差部の摩耗が激しくなり、ベルトの
耐摩耗性を大きく低下させる。一方、0.8を越える
と、ベルトの耐摩耗性は大きく低下しないが、付着した
固形分が硬化して応力集中を受けるベルト歯元部に亀裂
が発生しやすくなる。
【0019】
【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ト耐久性は、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。しかも、歯布に付着させ
た接着処理剤の固形分の付着量を調整することによっ
て、経糸と緯糸との交差部の接着力を良好にして歯布組
織を変形しにくくすることによって、経糸と緯糸間の摩
耗を阻止し、また接着処理剤の付着量を制限することに
よって、付着したゴムの硬化による影響を小さくし、応
力集中を受ける歯元部に亀裂が発生を防止することがで
きる。
【0020】
【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210デニールの6ナイロンフィラメン
ト糸、そして緯糸にコーネックス20番手2本と140
デニールのウレタン弾性糸を引き伸ばして合撚したもの
を使用し、織時組織(経80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1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
して乾燥し、表2の体積比を有する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。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】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。
【0024】次にS方向の下撚り糸を11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11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。
【0025】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3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。
【0026】
【表3】
【0027】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3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。
【0028】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4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。
【0029】
【表4】
【0030】この結果よると、接着処理剤の固形分の付
着量が少なくなると、歯布が摩耗しやすくなる傾向があ
り、ベルト寿命も低下する。一方、接着処理剤の固形分
の付着量が多くなってくると、歯布が摩耗しにくくなる
が、ベルト寿命も低下する傾向があり、固形分に熱劣化
によりベルト歯元部に亀裂が発生しやすくなる。
【0031】
【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、少なくともアラミド
繊維を含んでおり、かつ歯布に適量の接着処理剤の固形
分が付着しているため、歯布の材質のみならず、歯布の
歯布組織を変形しにくくして、さらにベルトの耐摩耗性
を大きく改善し、また接着処理剤の固形分の付着量を制
限することによって、付着したゴムの硬化による影響を
小さくしているため、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】図1に示す歯付ベルトの横断面図である。
【図3】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4】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 12 固形分

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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
    手方向の緯糸に少なくともアラミド繊維を使用し、かつ
    歯布に付着させた接着処理剤の固形分の付着量として歯
    布の体積1に対して0.1〜0.8の体積分を有するこ
    とを特徴とする歯付ベルト。
JP13399693A 1993-05-11 1993-05-11 歯付ベルト Pending JPH06323367A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5833849B2 (ja) * 1975-02-04 1983-07-22 帝人株式会社 フホウワエステルノセイゾウホウ
JPH03255246A (ja) * 1990-03-01 1991-11-14 Unitta Co Ltd ベルト用帆布の処理方法

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