JPH07110052A

JPH07110052A - 歯付ベルト

Info

Publication number: JPH07110052A
Application number: JP5280420A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Osako; 信隆大迫; Kazutoshi Ishida; 和利石田; Taisuke Nakai; 泰典中井; Takeshi Murakami; 武史村上
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1993-10-13
Filing date: 1993-10-13
Publication date: 1995-04-25
Also published as: DE4436703A1; US5531649A

Abstract

(57)【要約】【目的】心線を保護してその損傷を軽減して、ベルト
の耐屈曲疲労性を向上させるとともに走行寿命を延長さ
せた歯付ベルトを提供することを目的とする。【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、そして歯部２表面および歯
底部７の表面を被覆した歯布５とからなる歯付ベルトで
あり、上記ベルト歯底部７にてベルト長さ方向と直角に
切断した断面での歯底面９から心線３までの距離が０．
３０〜０．５０ｍｍであり、また歯底面９から心線３の
中心までの距離が０．７３〜０．８５ｍｍである。

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、耐屈
曲疲労性が良好で走行寿命を延長させてなる歯付ベルト
に関する。

【０００２】

【従来の技術】歯部ピッチが８．０ｍｍや９．２５ｍｍ
の歯付ベルトは、主に自動車のオーバーヘッドカムシャ
フト駆動用に使用されている。近年の技術進歩によりエ
ンジンの高出力化やエンジンルームのコンパクト化に伴
って、べルトにかかる負荷や張力が増大し、またベルト
走行時の雰囲気温度も上昇しているところから、それら
に対応できる高品質の歯付ベルトが要求されている。

【０００３】そこでこの対策に一つとして歯付ベルトの
構成材料を改善する方法が志向されている。例えば、歯
部や背部のゴムには、従来のクロロプレンに代わって水
素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）やクロロスルフォン化
ポリエチレン（ＣＳＭ）等が使用され、また心線も従来
のＥガラスから高強度ガラスやアラミド繊維へ移行され
ている。例えば、水素化ニトリルゴムとＫガラスの心線
をを使用した歯付ベルトは、例えば実開平１−１１１８
４８号公報に開示され、水素化ニトリルゴムとアラミド
繊維の心線を用いた歯付ベルトは、例えば特開平５−２
１５１８６号公報に開示されている。

【０００４】また、歯布も従来の６ナイロン、６６ナイ
ロンに代えてアラミド繊維を使用することが検討されて
いる。この歯布を使用した歯付ベルトは、例えば特開平
４−８９４８号公報に開示されている。このようにゴム
弾性体、歯布、そして心線等の材料改良により、ベルト
の耐熱性、耐摩耗性、耐歯欠け性は大きく改善された
が、しかしこれにも限度があり、ベルトの形状も併せて
検討されつつある。

【０００５】従来の自動車歯付ベルトの形状では、所定
の張力を受けて走行している時の仮想ピッチライン上で
８．０ｍｍと９．２５ｍｍの長さの歯部ピッチを有して
いる。その時の仮想ピッチラインとは、ベルト歯部とプ
ーリ溝部とが噛み合った状態で、ベルト歯底面からピッ
チラインまでの距離（ＰＬＤ値）が０．６８６ｍｍに設
定された仮想の距離である。そこで、ベルトの断面寸法
では、歯底面から心線中心までの距離が走行時に０．６
８６ｍｍになるように設定されるが通常で、歯付ベルト
の静的状態における歯底面から心線中心までの距離は、
０．６８〜０．７２ｍｍである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の歯付ベ
ルトを走行させると、ベルト歯底面がプーリ歯頂部に当
接あるいは衝突し、ベルト歯底面が摩擦、摩耗を引き起
こし、また心線が摩擦時の発熱の影響よって機械的な損
傷や熱劣化を受けていた。特に、歯底面から心線までの
距離が小さくなると、心線の受ける影響は大きく、例え
ば心線の引張強さの低下が大きく、やがてベルト切断に
至ることもあった。本発明はこのような問題点を改善す
るものであり、心線を保護してその損傷を軽減して、ベ
ルトの耐屈曲疲労性を向上させるとともに走行寿命を延
長させた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、本発明は、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、そして歯部表面および歯底部の表面を被覆した歯布
とからなる歯付ベルトにおいて、上記ベルト歯底部にて
ベルト長さ方向と直角に切断した断面での歯底面から心
線までの距離が０．３０〜０．５０ｍｍであって、かつ
歯底面から心線の中心までの距離が０．７３〜０．８５
ｍｍである歯付ベルトにあり、また心線の直径が０．６
〜１．１ｍｍである歯付ベルトも含む。

【０００８】第１図は本発明に係る歯付ベルトの側面図
であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。歯付ベルト
１はベルト長手方向に沿って複数の歯部２と、心線３を
埋設した背部４、そして歯部表面６および歯底部７の表
面を被覆した歯布５とからなっている。そして、心線３
と歯布５との間には、薄いゴム層８が介在し、歯底面９
から心線３までの距離Ｌと歯底面９から心線３の中心ま
での距離Ｄを調節している。

【０００９】前記歯部２及び背部４に使用されるゴム
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。上記ゴムの中に
は配合剤として、カーボンブラック、亜鉛華、ステアリ
ン酸、可塑剤、老化防止剤等が添加され、また加硫剤と
して硫黄、有機過酸化物があるが、これらの配合剤や加
硫剤は、特に制限されない。

【００１０】上記心線３としては、Ｅガラスまたは高強
度ガラスの５〜９μｍのフィラメントを撚り合わせたも
のを、ゴムコンパウンドからなる保護剤あるいは接着剤
であるＲＦＬ液等で処理されたものである。また、有機
繊維としては応力に対して伸びが小さく、引張強度が大
きいパラ系アラミド繊維（商品名：ケブラー、テクノー
ラ）の０．５〜２．５デニールのフィラメントを撚り合
わせ、ＲＦＬ液、エポキシ溶液、イソシアネート溶液と
ゴムコンパウンドとの接着剤で処理された撚りコードが
使用される。しかし、本発明ではこれらに限定されるこ
とはない。上記心線３の直径は、０．６〜１．１０ｍｍ
の範囲設定されるが、０．６ｍｍ未満では心線３の引張
強さが低く、高負荷伝動に耐えることができない。一
方、１．１０ｍｍを越えると、ベルト寸法上成立しな
い。

【００１１】歯布５として用いられる帆布は、６ナイロ
ン、６６ナイロン、ポリエステル、アラミド繊維等であ
って、単独あるいは混合されたものであってもよい。歯
布５の経糸（ベルト幅方向）や緯糸（ベルト長さ方向）
の構成も前記繊維のフィラメント糸または紡績糸であ
り、織構成も平織物、綾織物、朱子織物でいずれでもよ
い。なお、緯糸には伸縮性を有するウレタン弾性糸を一
部使用するのが好ましい。

【００１２】上記歯布５は、ＲＦＬ液、イソシアネート
溶液あるいはエポキシ溶液によって処理される。ＲＦＬ
液は、レゾルシンとホルマリンとの初期縮合物をラテッ
クスに混合したものであり、ここで使用するラテックス
としてはスチレン．ブタジエン．ビニルピリジン三元共
重合体、水素化ニトリルゴム、クロロスルフォン化ポリ
エチレン、エピクロルヒドリンなどのラテックスであ
る。

【００１３】しかして、本発明の歯付ベルトにおいて
は、ベルト歯底面９から心線３までの距離Ｌが０．３０
〜０．５０ｍｍであることが重要な構成要件になる。
０．３０ｍｍ未満では、ベルトとプーリとの噛み合い時
の衝撃によって心線３の機械的な損傷が発生しやすく、
またベルトとプーリとの噛み合い時のベルトの摩擦、摩
耗等によって心線３の熱劣化を防止する効果が少ない。
一方、０．５０ｍｍを越えると、ベルト寸法上成立しな
い。

【００１４】また、ベルト歯底面９から心線３の中心ま
での距離Ｄは、心線径に関係する寸法である。従来のＰ
ＬＤ値は０．６８〜０．７２ｍｍの範囲に設定されいた
寸法であるのに対して、本発明では０．７３〜０．８５
ｍｍの範囲にあって、従来より大きく設定されているの
が特徴である。もし、このベルト歯底面９から心線３の
中心までの距離Ｄが０．７３ｍｍ未満であれば、従来の
歯付ベルトの寸法であり、また０．８５ｍｍを越える
と、ベルトとプーリとの噛み合い時による衝撃によっ
て、歯欠けが生じやすくなる。

【００１５】尚、歯付ベルトの噛み合い伝達の際におけ
る最も重要な要素の一つとして、プーリ寸法とベルト寸
法との関係がある範囲内にあることである。通常、自動
車用歯付ベルトのプーリでは、プーリ外周面より０．６
８６ｍｍ外側にベルトのピッチラインが存在するように
設定されている。そのため、従来の歯付ベルトはＰＬＤ
値が０．６８〜０．７２ｍｍに設定されていて、ベルト
長さもＩＳＯ、ＪＡＳＯ等に規定されているようにベル
ト幅および歯形に応じた一定の荷重を与えた時のベルト
歯数に歯ピッチを乗じた長さを基準値として一定範囲に
設定されている。しかし、本発明の歯付ベルトの場合に
は、ベルト長さを従来のような方法で設計するとプーリ
との噛み合い不良を起こすために、その対策としてベル
ト長さの基準値をより大きく設定するか、あるいはプー
リ外径をＰＬＤ値に対応して変更することにより、噛み
合い不良を修正することができる。

【００１６】

【作用】このように本発明では、ベルト歯底部から心線
までの距離Ｌを０．３０〜０．５０ｍｍの範囲に設定
し、かつ歯底部から心線の中心までの距離Ｄを０．７３
〜０．８５ｍｍの範囲に設定することによって、心線を
歯布とゴム層によって十分に保護し、ベルトとプーリと
の噛み合い時の衝撃等による心線の機械的な損傷や、ベ
ルトとプーリとの噛み合い時のベルトの摩擦、摩耗等に
より発生する心線の熱劣化を防止することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例にて詳細に説明する。実施例１〜１０表１および表２に示す経糸、緯糸からなる織物を製織し
た後、織物を水中で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４に示すゴム糊に浸漬、乾燥
し、更に表３に示す厚さ０．２０〜０．５０ｍｍのゴム
コンパウンドシートを上記織物に圧着して歯布とした。
尚、それぞれの歯布単体の厚みは表１に示している。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】次に、心線として表５の組成、素線径のフ
ィラメントを所定本数引き揃えて、保護剤および接着剤
であるＲＦＬ液に浸漬し、乾燥後、下撚りを行って子縄
とし、その子縄を所定本数引き揃えて下撚りとは逆方向
に上撚りを施してＳ、Ｚ一対の撚りコードを作製した。

【００２１】

【表３】

【００２２】

【表４】

【００２３】

【表５】

【００２４】表１および表２の各歯布をエンドレス状の
筒状体に仕上げ、これを金型にセットした。その上から
表５に示すＳ、Ｚ一対のコードを表６に示す心線ピッチ
と張力で交互に巻き付け、その上に表３のゴムコンパウ
ンドの圧延シートを巻き付け、通常の圧入による加硫方
法によって加硫後、加硫スリーブを所定の幅に切断して
個々のベルトを作製した。ベルトサイズは、歯数：１０
５、ベルト幅：１９．１ｍｍ、歯ピッチ：８ｍｍで、ベ
ルトの歯型はＳＴＰＤであった。

【００２５】次に、ベルトを図３に示す３軸耐熱走行試
験に取り付けて走行し、走行後のベルトの引張強さを測
定した。この３軸耐熱走行試験１０は、駆動プーリ１１
（歯数２１）と、従動プーリ１２（歯数４２）、そして
テンションプーリ１３（プーリ径５２ｍｍφ）からな
る。ベルト１を駆動プーリ１１と、従動プーリ１２に巻
き付け、そしてベルト背面をテンションプーリ１３に係
合し、１２０°Ｃの雰囲気環境温度で駆動プーリ１１の
回転数７，２００ｒｐｍ、従動プーリ１２に負荷５ｐ
ｓ、ベルト初張力１５ｋｇで走行させた。そして、５０
０時間、１０００時間、１５００時間走行後のベルトの
引張強さを測定した。その結果を表５に示す。また、図
５〜図８にベルトに使用した心線ごとにベルトの走行時
間と引張強さの関係を図示する。

【００２６】この結果よると、本実施例のベルトは、３
軸耐熱走行後の引張強さの低下が小さく、耐屈曲疲労性
に優れていることが判る。

【００２７】更に、上記実施例で作製した各ベルトの幅
を１２．７ｍｍに切断し、これらのベルトを図４に示す
多軸屈曲走行試験機に装着して走行させ、各ベルトの寿
命に達するまでの時間とその故障形態を調べた。その結
果を表６に示す。また、図９に走行したベルトの歯底部
から心線までの距離Ｌと走行後の引張強さの関係を示
し、図１０に歯底部から心線の中心までの距離Ｄと走行
後の引張強さの関係をそれぞれ同一のベルトについて示
した。

【００２８】上記多軸屈曲走行試験機１５は、駆動プー
リ１６（歯数２４）と、２つの固定した従動プーリ１
７、１８（各歯数２４）と１つの移動可能な従動プーリ
１９（歯数２４）を相対向して配置し、各プーリ間にプ
ーリ径３２ｍｍφのアイラープーリ２０、２１、２２、
２３を置いたものである。そして、走行条件としては、
雰囲気環境温度１００°Ｃ、軸荷重６０ｋｇｆ、駆動プ
ーリ１６の回転数５５００ｒｐｍである。

【００２９】

【表６】

【００３０】この結果より、本実施例のベルトは、３軸
耐熱走行後の引張強さの低下量が小さく、耐屈曲疲労性
に優れており、また多軸屈曲走行後の引張強さの低下量
が小さく走行寿命時間も優れていることが判る。

【００３１】比較例１〜８比較例として、表７に示す歯布、心線、心線の巻きピッ
チ、心線の巻き張力によって前記実施例と同様の方法で
ベルトを作製し、３軸耐熱走行および多軸屈曲走行試験
を行った。その結果を表７および図５〜図１０に示す。

【００３２】

【表７】

【００３３】この結果よりと、比較例のベルトは、本実
施例のベルトに比べて耐屈曲疲労性と走行寿命時間も短
くなっている。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明では、ベルト歯底部
から心線までの距離Ｌを０．３０〜０．５０ｍｍの範囲
に設定し、かつ歯底部から心線の中心までの距離Ｄを
０．７３〜０．８５ｍｍの範囲に設定することによっ
て、心線を歯布とゴム層によって十分に保護し、ベルト
とプーリとの噛み合い時の衝撃等による心線の機械的な
損傷や、ベルトとプーリとの噛み合い時のベルトの摩
擦、摩耗等により発生する心線の熱劣化を防止すること
ができ、耐屈曲疲労性に優れ、また走行寿命時間も延長
することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歯付ベルトの側面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】３軸耐熱走行試験の概略図である。

【図４】多軸屈曲走行試験機の概略図である。

【図５】実施例１と比較例１、２に係る歯付ベルトの走
行時間とベルト引張強さの関係を示す図である。

【図６】実施例２、３と比較例３、４、５に係る歯付ベ
ルトの走行時間とベルト引張強さの関係を示す図であ
る。

【図７】実施例４、５、６と比較例６に係る歯付ベルト
の走行時間とベルト引張強さの関係を示す図である。

【図８】実施例９、１０と比較例７、８に係る歯付ベル
トの走行時間とベルト引張強さの関係を示す図である。

【図９】各実施例と各比較例に係る歯付ベルトのベルト
歯底部から心線までの距離と寿命時間の関係を示す図で
ある。

【図１０】各実施例と各比較例に係る歯付ベルトのベル
ト歯底部から心線の中心までの距離と寿命時間の関係を
示す図である。

【符号の説明】

１歯付ベルト２歯部３心線４背部５歯布７歯底部８ゴム層９歯底面

フロントページの続き (72)発明者村上武史神戸市長田区浜添通４丁目１番21号三ツ星ベルト株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【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、そして歯部表面および歯底
部の表面を被覆した歯布とからなる歯付ベルトにおい
て、上記ベルト歯底部にてベルト長さ方向と直角に切断
した断面での歯底面から心線までの距離が０．３０〜
０．５０ｍｍであって、かつ歯底面から心線の中心まで
の距離が０．７３〜０．８５ｍｍであることを特徴とす
る歯付ベルト。
【請求項２】心線の直径が０．６〜１．１ｍｍである
請求項１記載の歯付ベルト。
【請求項３】歯布と心線との間にゴム層が介在してい
る請求項１記載の歯付ベルト。