JPH10153239A - 歯付ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高負荷及び高温雰囲気下で使用される自動車
用歯付ベルトにおいて、背面のクラック及び粘着摩耗を
発生させず、長時間の寿命が得られる歯付ベルトを提供
する。 【解決手段】 長さ方向に沿って配置した複数の歯部
と、心線を埋設した背面部と歯部表面及び歯底部の表面
を被覆した歯布からなる歯付ベルトにおいて、歯部及び
背面部を構成するエラストマーを２層構造とし、歯部及
び背面部で歯部の上部に位置する部分を高硬度のエラス
トマーで形成し、その他の背面部を耐熱性エラストマー
で形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車エンジン駆動
装置用の歯付ベルトに係り、詳しくはアイドラープーリ
及び背面テンショナーを使用し、特にエンジンルーム等
の高温雰囲気下で使用されるＯＨＣ駆動用歯付ベルト等
に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジン駆動装置用の歯付ベルト
は一般にベルトの背面部及び歯部は同一のエラストマー
で形成されている。自動車エンジンを駆動させる為、ベ
ルトには高負荷が掛かるが、高負荷を伝達する為には歯
部は充分な剛性を必要とし高硬度のエラストマーが要求
される。背面部は繰り返し曲げ応力に対して充分な耐屈
曲亀裂性を保持する必要がある。このように、ベルト背
面部とベルト歯部とは必要な物理的特性が相違するの
で、これらを同一のエラストマーにて形成するよりは、
それぞれに適する別材種のエラストマーで形成する方が
有利であることがある。

【０００３】また、自動車エンジン駆動装置用の歯付ベ
ルトは高温雰囲気下で多用されるが、高温雰囲気はゴム
を老化させて亀裂が入りやすくする。前記老化はオゾン
性雰囲気によっても起こり、また通常の空気中でも長期
間の間には起こるものである。従って老化し易い部位に
耐熱性に富むエラストマーを用いて使用寿命が長い歯付
ベルトが得られれば好都合である。その要求を満たすた
め、特開昭５７−１２１４５号公報には、ベルト背面部
の少なくとも抗張体より背面寄りの部分を耐熱性の良い
ヒドリンゴムにて形成し、その他のベルト背面部及びベ
ルト歯部を合成ゴムＮＢＲ又はＣＲ又はＳＢＲ又は天然
ゴムで形成した歯付ベルトが記載されている。また、背
面部は低硬度エラストマー中に補強短繊維を含有させた
エラストマーを使用し、歯部は高硬度エラストマー中に
補強短繊維を含有させた例もあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、背面部に耐熱
性のエラストマーを使用した場合、歯部の上部に位置す
る背面部にも硬度の低い耐熱性のエラストマーを使用し
ていた為、逆曲げによりアイドラープーリ上でベルト背
面が接触し、また歯部上部の背面が強くプーリと接触す
る為に背面粘着摩耗が発生していた。一方、背部として
低硬度エラストマー中に補強短繊維を含有させたエラス
トマーを使用した場合は、たとえ低硬度のエラストマー
を使用してもエンジンルーム等の高温雰囲気下に長時間
さらされると、エラストマーの硬度が上昇し、短繊維の
拘束性及びそれが核になり背面クラックが発生してい
た。

【０００５】本発明はこのような問題点を改善するもの
であり、高負荷及び高温雰囲気下で使用される自動車用
歯付ベルトにおいて、背面のクラック及び粘着摩耗を発
生させず、長時間の寿命が得られる歯付ベルトを提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、上記発明に適合す
る本発明の特徴は長さ方向に沿って配置した複数の歯部
と、心線を埋設した背面部と、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、歯部及び背面部を構
成するエラストマーを２層構造とし、歯部及び背面部で
歯部の上部に位置する部分を高硬度のエラストマーで形
成し、歯部上部以外の背面部を耐熱性エラストマーで形
成した歯付ベルトにある。請求項１に掛かる発明では、
ベルトの歯部及び背面部を構成するエラストマーを２層
構造とし、歯部及び歯部上部の背面部を高硬度のエラス
トマーで形成したことより、歯部上部に位置する背面部
が粘着摩耗を起こすことが無い。また、その他の背面部
を耐熱性エラストマーで形成したことで高温雰囲気下で
背面アイドラー及びテンショナープーリによる背面曲げ
が発生しても、背面クラックが入りにくくなる。

【０００７】また、本発明は前記高硬度エラストマーと
耐熱性エラストマーが同じ種類のエラストマーからなる
ことも特徴である。この高硬度エラストマーと耐熱性エ
ラストマーを同じ種類のエラストマーとしたことによ
り、１層目と２層目の接着力が向上し、１層目と２層目
とで界面剥離を起こすことはない。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。図１は、本発明の歯付ベルトの１
例を示す断面斜視図であり、歯付ベルトはベルト長手方
向に沿って複数の歯部２と、心線３を複数本配置して埋
設した歯部上部に位置する背面部４及びその他の背面部
６、そして歯部表面８及び歯底部の表面を被覆した歯布
５とからなっている。

【０００９】ここで、歯部２及びその上部の背面部４を
高硬度のエラストマーで形成し、その他の背面部６を耐
熱性エラストマーにて形成する。また、背面部４で、背
面に露出している部分が歯部２の歯元幅の半分から同じ
幅迄が好ましい。ここで、背面部４の背面に露出してい
る部分が歯部２の歯元幅の半分よりも小さくなると、低
硬度のエラストマーからなるその他の背面部６が、背面
テンションに強く当たる様になり、背面部６で粘着摩耗
が発生し易くなり、逆に背面部４の背面に露出している
部分が歯部２の歯元幅よりも大きくなるとプーリ曲率と
多角形化の影響で歯元上の背面ゴムにクラックが発生し
易くなる。

【００１０】前記歯部２及び歯部上部に位置する背面部
４に使用されるエラストマーは、水素化ニトリルゴム、
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
レンゴムなどのゴムが使用される。また、背面部６の耐
熱性エラストマーとして使用されるエラストマーは、水
素化ニトリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン（Ｃ
ＳＭ）、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン（Ａ
ＣＳＭ）、クロロプレンゴム、アクリルゴム等の耐熱老
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。本発明では高硬度エラ
ストマーと耐熱性エラストマーとを同じ種類のエラスト
マーを使用することが好ましい。

【００１１】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、軟化剤、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。

【００１２】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
囲に設定されるが、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。

【００１３】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ーリーナイロンや
ウレタン弾性糸を一部使用するのが好ましい。

【００１４】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
してはスチレンーブタジエンー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。

【００１５】

【実施例】以下、更に本発明を実施例にて詳細に説明す
る。 実施例１、２ 先ず、表１に示す配合により歯付ベルトのゴム配合物を
作り、シート状とした。

【００１６】

【表１】

【００１７】そして、一方、下カバー布として４０デニ
ールのウーリー６ナイロンを５本撚り合わせたものから
なる緯糸と２１０デニールの６ナイロンからなる経糸
で、経糸密度８４（本／３ｃｍ）で緯糸密度１１８（本
／３ｃｍ）、経糸と緯糸を合わせた総デニール数４１４
８０デニール／３ｃｍ² で綾織帆布で製織した後、ＲＦ
Ｌ液〔レゾルシン１１．０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１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、ＰＡＰＩ２０重
量部）に浸漬、風乾して歯布とした。

【００１８】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
として得られた子縄を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、歯部２及び背面部４の材料とし
ては、表１からなるゴム配合物を１．８ｍｍのシートに
して用いた。

【００１９】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１．３ｍ
ｍピッチでスパイラルに巻きつけ、その上から１．８ｍ
ｍのゴムシートを貼り合わせ、図３で示す半円状の凹状
部を有するジャケットの中に上記金型をジャケットの半
円状の凹状部と金型の歯溝部が合致するように挿入し、
加硫し、プリフォームを行う。次に金型を加硫缶から取
り出し、表２からなる耐熱性のゴム配合物を１．０ｍｍ
のシートとし、プリフォームが終わった金型に貼り合わ
せ、再度加硫缶に入れ加硫を行った。

【００２０】次に加硫の終わった金型を取り出し、研磨
を行いベルト背面に高硬度のゴムが現れ、高硬度のゴム
のベルト背面への露出部分が一定の量以上になる迄研磨
を行った。その後、これを所定の幅に切断して個々のベ
ルトを作成した。得られたベルトは、ベルトの歯型：Ｚ
Ａ、歯数：８８、ベルト幅：１９ｍｍ及び１３ｍｍ、歯
ピッチ：９．５２５ｍｍであった。

【００２１】実施例２は、心線、歯布、及び歯部２と背
面部４を構成するゴムは同じで、その他の背面部６を構
成する耐熱性エラストマーを表３に示すアクリルゴム配
合物に変更しただけのものとした。

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】比較例 比較例１としては表２に示す耐熱性ゴムの１層のみでベ
ルトを作成した。心線及び歯布に関しては実施例１及び
２と同じ材料を使用し、通常の方法で加硫を行い、ベル
トを作成し、所定の厚みになる迄研磨を行ったあと所定
の幅に切断して個々のベルトを作成した。比較例２とし
ては表１に示す高硬度のゴム１層のみでベルトを作成し
た。心線及び歯布に関しては実施例１及び２と同じ材料
を使用し、通常の方法で加硫を行い、ベルトを作成し、
所定の厚みになる迄研磨を行った後所定の幅に切断して
個々のベルトを作成した。

【００２５】次に、ベルトを駆動プーリ（歯数１６）と
従動プーリ（歯数３２）と背面テンショナー（径φ５２
ｍｍ）からなる２軸走行試験機に取り付け、条件１とし
てはベルト幅を１９ｍｍ、雰囲気環境温度１２０°Ｃで
駆動プーリの回転数７，２００ｒｐｍ、従動プーリに負
荷３．７ＫＷを与え、ベルト初張力を１５０Ｎとした。
次に条件２としてベルト幅を１３ｍｍ、雰囲気環境温度
８０°Ｃで駆動プーリの回転数７，２００ｒｐｍ、従動
プーリに負荷５．１ＫＷを与え、ベルト初張力を１５０
Ｎとした。ベルトを条件１及び２で寿命迄走らせ、又条
件２の試験では走行後のベルトの背面の粘着摩耗の有無
の調査を行った。その結果を表４に示す。

【００２６】

【表４】

【００２７】この結果より実施例１及び２は共に比較例
１に比べると、背ゴムの粘着摩耗が少なく、比較例２に
比べると高温雰囲気下での寿命が長くなっている。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よるとベルトの歯部及び背面部を構成するエラストマー
を２層構造とし、歯部及び歯部上部の背面部を高硬度の
エラストマーで形成したことより、歯部上部に位置する
背面部が粘着摩耗を起こすことがない。また、その他の
背面部を耐熱性エラストマーで形成したことで高温雰囲
気下で背面アイドラー及びテンショナープーリによる背
面曲げが発生しても、背面クラックが入りにくくなる。

【００２９】また請求項２の発明は、前記高硬度エラス
トマーと耐熱性エラストマーを同じ種類のエラストマー
としたことで、１層目と２層目の接着力が向上し、１層
目と２層目とで界面剥離を起こすことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の歯付ベルトの斜視図である。

【図２】本発明の歯付ベルトのエラストマー層のみを表
した断面図である。

【図３】本発明の歯付ベルトを製造する為のジャケット
の斜視図である。

【図４】本発明の他の歯付ベルトのエラストマー層のみ
を表した断面図である。

【符号の説明】

１ 歯付ベルト ２ 歯部 ３ 心線 ４ 背部 ５ 歯布 ６ その他の背部 ９ ジャケット １０ 凹状部 １１ 凸状部

Claims (2)

【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、心線を埋設した背面部と、歯部表面及び歯底部の表
   面を被覆した歯布からなる歯付ベルトにおいて、歯部及
   び背面部を構成するエラストマーを２層構造とし、歯部
   と背面部で歯部の上部に位置する部分を高硬度のエラス
   トマーで形成し、その他の背面部を耐熱性エラストマー
   で形成したことを特徴とする歯付ベルト。
2. 【請求項２】 前記高硬度エラストマーと耐熱性エラス
   トマーが同じ種類のエラストマーからなる請求項１記載
   の歯付ベルト。