JPH0953688A

JPH0953688A - 歯付ベルト

Info

Publication number: JPH0953688A
Application number: JP22753895A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Osako; 信隆大迫; Akihiro Ueno; 明宏上野; Taisuke Nakai; 泰典中井; Takeshi Murakami; 武史村上
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1995-08-10
Filing date: 1995-08-10
Publication date: 1997-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】ベルト張力によって歯布の厚みを変化させ目
的とするＰＬＤに維持し、かつベルト走行後も歯布の摩
耗を押さえてＰＬＤの変化量を小さくし、ベルトの耐屈
曲疲労性の向上と走行寿命を延長させた歯付ベルトを提
供する。【解決手段】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、歯部表面および歯底部
の表面を被覆した歯布５からなる歯付ベルト１であり、
上記歯布５におけるベルト幅方向に配置された経糸とベ
ルト長手方向に配置された緯糸の少なくとも一方の糸が
紡績糸を全繊維重量の１０〜６０重量％含んでおり、ベ
ルトが張力を受けない場合において、ベルトのＰＬＤ
が、噛み合わせるプーリ外径を設定する時に使用するＰ
ＬＤの設定値よりも５〜３０％大きな値にし、しかもベ
ルトがプーリに噛み合って張力を受けた場合において、
ベルトのＰＬＤが減少する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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９．５２５ｍ
ｍ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
らに対応できるような耐屈曲性、耐熱性、そして耐歯欠
け性に加えて静寂性を満足す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して
いる。例えば、水素化ニトリルゴムとＫガラスの心線を
使用した歯付ベルトは、例えば実開平１−１１１８４８
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５−２１５
１８６号公報に開示されている。

【０００４】また、歯布も歯ゴムとの接着性が容易であ
ってプーリより受ける応力に耐える材料として、従来の
６ナイロン、６６ナイロン等のポリアミド繊維のマルチ
フィラメントの捲縮加工糸がベルト長手方向に配置され
た緯糸にベルト幅方向に配置された経糸にもポリアミド
繊維のマルチフィラメント糸が使用されている。更に、
最近では経糸にアラミド繊維のマルチフィラメント糸を
用いており、また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。歯布
の緯糸に、アラミド繊維の紡績糸とウレタン弾性糸を用
いたものについては、特公平１−１０５４号公報に開示
されている。このようなゴム弾性体、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】また、従来の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９．５２５ｍｍ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．
６８６ｍｍになるように設定されるが通常で、無張力下
ではベルト歯底面から心線中心までの距離は、０．６８
〜０．７２ｍｍであった。

【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。また、ベルトがプーリに噛み
合って所定の張力を受けた場合には、ベルトのＰＬＤが
減少するが、その減少量は小さくて０．６８６ｍｍに至
っておらず、ベルトの耐屈曲疲労性が向上しなかった。
この原因の一つに、歯布の厚みが変化しにくいためであ
る。また、歯布と心線との間にゴム層を介在させた場合
には、ベルト張力の大きさに比例してＰＬＤが減少する
ため、張力の大きさを調整する必要があった。本発明は
このような問題点を改善するものであり、ベルト張力に
よって歯布の厚みを変化させて目的とするＰＬＤに維持
し、かつベルト走行後も歯布の摩耗を押さえてＰＬＤの
変化量を小さくし、ベルトの耐屈曲疲労性の向上と走行
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、歯部表面および歯底部の表面を被覆した歯布からな
る歯付ベルトにおいて、上記歯布におけるベルト幅方向
に配置された経糸とベルト長手方向に配置された緯糸の
少なくとも一方の糸が紡績糸を全繊維重量の１０〜６０
重量％含んでおり、ベルトが張力を受けない場合におい
て、ベルトの歯底面から心線の中心に至るベルトのＰＬ
Ｄが、噛み合わせるプーリ外径を設定する時に使用する
ＰＬＤの設定値よりも５〜３０％大きな値にし、しかも
ベルトがプーリに噛み合って張力を受けた場合におい
て、ベルトのＰＬＤが減少する歯付ベルトにある。

【０００８】また、本発明は、ベルトのＰＬＤが０．７
３〜０．８５ｍｍである場合や、ベルトのＰＬＤが１０
〜３０ｋｇｆのベルト張力を受けた場合において、プー
リ外径を設定する時に使用するＰＬＤの設定値まで減少
する場合や、紡績糸がアラミド繊維を素材とした歯付ベ
ルトも含む。

【０００９】

【発明の実施の形態】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を有している。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】歯布５として用いられる帆布は、経糸（ベ
ルト幅方向）と緯糸（ベルト長さ方向）の少なくとも一
方の糸として紡績糸を全繊維重量の１０〜６０重量％含
んでいる。そして、紡績糸もポリアミド繊維、ポリエス
テル繊維、アラミド繊維を素材としたものであり、好ま
しくは耐摩耗性に優れるアラミド繊維である。このアラ
ミド繊維としては、商品名としてコーネックス、テクノ
−ラ、トワロン、ケブラーがある。

【００１３】紡績糸の含有量が全繊維重量の１０重量％
未満になると、ベルトがプーリに噛み合って１０〜３０
ｋｇｆのベルト張力を受けた場合においても、プーリ外
径を設定する時に使用するＰＬＤの設定値まで減少しに
くくなって、歯布の異常摩耗が発生しやすくなる。ま
た、６０重量％を超えると、ベルト張力が大きくなる
と、ベルトのＰＬＤも変化しやすくなって、プーリ外径
を設定する時に使用するＰＬＤの設定値以下まで減少
し、同様に歯布の異常摩耗が発生しやすくなる。

【００１４】上記紡績糸以外の繊維としては、６ナイロ
ン、６６ナイロン、ポリエステル、アラミド繊維等のモ
ノフィラメントやマルチフィラメントである。歯布５の
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
用してもよい。

【００１５】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。

【００１６】しかして、本発明の歯付ベルトにおいて
は、ベルトの歯底面９から心線３の中心までのＰＬＤ
は、ベルトが張力を受けない場合において、噛み合わせ
るプーリ外径を設定する時に使用するＰＬＤの設定値よ
りも５〜３０％大きな値になっている。ＰＬＤの設定値
が０．６８６ｍｍであれば、ベルトのＰＬＤ値は０．７
３〜０．８５ｍｍの範囲にある。もし、ベルトのＰＬＤ
が５％未満であると、従来の歯付ベルトの寸法であり、
また３０％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。そし
て、ベルトがプーリに噛み合って１０〜３０ｋｇｆの張
力を受けた場合において、歯布５の厚みの減少によりベ
ルトのＰＬＤが減少して、ＰＬＤの設定値である０．６
８６ｍｍに近づく。そのためにも、歯布５において経糸
と緯糸の少なくとも一方の糸に紡績糸を全繊維重量の１
０〜６０重量％含み、これが歯布５の厚みを適当に減少
させている。

【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１〜６、比較例１表１からなる組成の帆布をＲＦＬ処理液〔レゾルシン１
１．０重量部、ホルマリン（３７％）８．０重量部、苛
性ソーダ０．２重量部、スチレン．ブタジエン．ビニル
ピリジンの三元共重合体（４０％）８４．０重量部、ク
ロルスルフォン化ポリエチレンゴムラテックス（４０
％）５６．０重量部、水１２１．５重量部〕に浸し、乾
燥した後、２００°Ｃで３分間熱処理し、更にゴム糊
（表２に示すゴム配合物１００重量部にメチルエチルケ
トン６８０重量部、ＰＡＰＩ−１３５２０重量部）に浸
漬、風乾して歯布とした。

【００１８】

【表１】

【００１９】次に、心線としてＥＣＧ１５０のガラス繊
維を３本引き揃えて上記ＲＦＬ処理液に浸し、風乾後、
２８０°Ｃで１．５分間熱処理したものを、Ｓ方向、Ｚ
方向にそれぞれ別々に１２回／１０ｃｍの割合で下撚り
として撚られた子縄を１１本ずつ用意し、下撚りがＳ方
向の子縄をＺ方向に、下撚りがＺ方向の子縄をＳ方向に
それぞれ８回／１０ｃｍの割合で上撚りしたガラスコー
ドを心線とした。また、背ゴム、歯ゴムの材料として
は、表２からなるゴム配合物を３．０ｍｍのシートにし
て用いた。

【００２０】

【表２】

【００２１】表１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。その上から一対のＳ、
Ｚ撚りガラス心線を交互に約１０ｋｇ／本の巻き張力で
１．３ｍｍピッチでスパイラルに巻き付け、その上から
３．０ｍｍのゴムシートを貼り合わせ、従来の圧入法に
よる加硫方法によって加硫スリーブを成形した後、これ
を所定の幅に輪切り状に切断して個々のベルトを作製し
た。作製したベルトサイズは、１０５Ｓ８Ｍ１９（歯
数：１０５、ベルト幅：１９．１ｍｍ、歯ピッチ：８ｍ
ｍで、ベルトの歯型：ＳＴＰＤ）であった。

【００２２】作製した後のベルトのＰＬＤ値を測定する
ため、ベルトを切断してベルト断面の歯底面から心線の
中心までの距離を投影機によって求めた。更に、ベルト
を駆動プーリ（歯数２１）と、従動プーリ（歯数４２）
に巻き付け、そしてベルト背面をテンションプーリ（プ
ーリ径５２ｍｍφ）に係合し、１２０°Ｃの雰囲気環境
温度で駆動プーリの回転数７，２００ｒｐｍ、従動プー
リに負荷５ｐｓ、ベルト初張力１５ｋｇｆで走行させ
た。そして、１，０００時間走行後のベルトの外観と歯
底部の歯布の厚さを投影機によって求めた。この結果か
ら、走行前後の歯布の厚さの差を走行前の歯布の厚さで
徐して歯布厚残存率を求めた。また、ベルトの長さは上
記ベルトをプーリに掛けて張力を付与した時に軸間距離
であり、表３における長さは基準値からの変動値を示
す。更に、ベルト走行時の静粛性の評価を前記走行試験
機において駆動プーリの回転数が３，０００ｒｐｍの時
の音圧を駆動プーリの直前１００ｃｍの位置で測定し
た。その結果を表３に示す。

【００２３】

【表３】

【００２４】この結果より、歯布に紡績糸を使用した本
実施例は、ベルト長さがほぼ同じにもかかわらずＰＬＤ
が大きな値であるが、走行後のベルト外観に見られるよ
うに走行中の噛み合いは良好であると推定される。通
常、フィラメント糸だけからなる歯布を使用したベルト
が、同一長さでかつＰＬＤが５％以上異なると、同じ噛
み合い性が得られずに異常摩耗等を発生するが、本実施
例のように紡績糸を使用した歯布を使用すると、ＰＬＤ
が５％以上異なってもベルトのＰＬＤが張力を受けて減
少するために異常摩耗等が発生しないと思われる。しか
も、走行中の発音試験の結果、本実施例のベルトは発音
性が低く、静粛性にも優れている。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明では、ベルトが張力
を受けない場合において、ベルトのＰＬＤが、噛み合わ
せるプーリ外径を設定する時に使用するＰＬＤの設定値
よりも５〜３０％大きな値に設定されており、しかも歯
布の糸には紡績糸を含んでいるために、ベルトが張力を
受けない場合において、ベルトのＰＬＤが減少して設定
値に近づくことになり、ベルトとプーリとの噛み合いが
良好になり、更には紡績糸にアラミド繊維を使用してい
るために耐摩耗性が良くてベルトのＰＬＤの変化が少な
く、ベルトの耐屈曲疲労性を向上させて走行寿命を延長
させることができる。

【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。

【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、歯部表面および歯底部の表
面を被覆した歯布からなる歯付ベルトにおいて、上記歯
布におけるベルト幅方向に配置された経糸とベルト長手
方向に配置された緯糸の少なくとも一方の糸が紡績糸を
全繊維重量の１０〜６０重量％含んでおり、ベルトが張
力を受けない場合において、ベルトの歯底面から心線の
中心に至る距離であるベルトのＰＬＤが、噛み合わせる
プーリ外径を設定する時に使用するＰＬＤの設定値より
も５〜３０％大きな値にし、しかもベルトがプーリに噛
み合って張力を受けた場合において、ベルトのＰＬＤが
減少することを特徴とする歯付ベルト。
【請求項２】ベルトのＰＬＤが０．７３〜０．８５ｍ
ｍである請求項１記載の歯付ベルト。
【請求項３】ベルトのＰＬＤが１０〜３０ｋｇｆのベ
ルト張力を受けた場合において、プーリ外径を設定する
時に使用するＰＬＤの設定値まで減少する請求項１記載
の歯付ベルト。
【請求項４】紡績糸がアラミド繊維を素材としている
請求項１、２または３記載の歯付ベルト。