JPS62159827A - 歯付きベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は１例えば自動車のオーバーへソドカム軸の駆動
に用いられる歯付きベルトに関し、特に耐久性に優れ、
苛酷な条件下での高寿命化を可能とした歯付きベルトに
関する。

（従来の技術） 歯付きベルトは、平ベルト・■ベルト等とは異なり、滑
りがないために伝動効率が高く、さらには、ギヤ・チェ
ーン等の伝動装置に比べると、騒音がきわめて小さいと
いう利点を有している。このため、歯付きベルトは、最
近では自動車のオーハーヘソドカム（０１（Ｃ）軸の同
期駆動用に用いられる等、その利用が拡大されつつある
。

通常、歯付きベルトは、第１図に示すように。

ゴム等の弾性体を用いた背面部１および歯部２と。

プーリとの摩擦による摩耗を防止すべく、歯部２および
相隣する歯部２間の歯底部５表面を覆う歯部３と、該歯
部３と接触するように背面部１内に長手方向に挿通され
た複数の心線４，４．・・・とにより構成される。

このような構成の歯付きベルトは３例えば自動車のＯＨ
Ｃ軸の同期駆動に用いられる。ＯＨＣ軸駆動のために用
いられる歯付きベルトは、高温下において、高負荷・高
速にて走行される。多数のプーリが用いられているとき
は、多屈曲状態でなされる。ＯＨＣ軸駆動用の歯付きベ
ルトは、高温下で使用されるため、背面部１および歯部
２を構成するゴム等の弾性体は老化が激しくクランクが
発生しやすい。高負荷・高速回転であるためプーリと接
触する山雀３は摩耗が激しく、クラック・せん断等が発
生しやすい。また、ブーりと噛合する歯部２には、大き
な力が加わり、クラック・せん断等が発生しやすく、損
傷のおそれがある。また、多数のプーリを用いた屈曲に
より、心線４と、背面部１および歯部２を構成するゴム
弾性体との摩擦により内部発熱を生じ、心線およびゴム
弾性体の老化を促進する等の問題があった。このため、
　ＯＨＣ軸駆動用の歯付きベルトは長時間走行ができな
かった。

従来、歯付きベルトの背面部１および歯部２としては、
クロロプレンゴム（ＣＲ）等の汎用ゴムが用いられてい
たが、苛酷な条件下での耐久性を向上させるために、耐
熱性に優れたゴムとして、エピクロルヒドリンゴム（Ｃ
ＩＩＲ）、　　クロロスルホン化ポリエチレンゴム（Ｃ
ＳＭ）　、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）
等が挙げられる。しかし、　ＣＩＩＲは熱軟化性・耐寒
性に問題がある。ＣＳＭは内部発熱が大きくまた耐寒性
・耐油性にも問題がある。

さらに、　ＥＰＤＭは耐油性に問題がある。

背面部１・歯部２を構成するゴム等の弾性体と。

プーリとの摩擦による摩耗を防止するための山雀３は、
従来は、衣料用ナイロン原糸にて構成されていた。衣料
用ナイロン原糸は、単繊維の繊度が２〜３デニール程度
と細く、また硫酸相対粘度も２．５０前後であるために
、高温下での高速・高負荷回転という苛酷な条件では、
摩耗が激しい。山雀が摩耗破損すると、歯部２のゴムあ
るいは歯底部５の内部側にある心線４がプーリと直接接
触するおそれがあり、歯部２等を十分に保護することが
できず２歯付きベルトの耐久性を損なう。

心線４は、従来、ガラス繊維フィラメントを束ねて撚り
合わせたものが用いられている。各心線４には、歯付き
ベルトに加わる負荷が、それぞれに分散して加えられ、
またベルトの伸びを防止するが、背面部１あるいは歯部
２との摩擦による内部発熱の原因ともなる。内部発熱は
、背面部１あるいは歯部２を構成する弾性体の老化を促
進し。

さらには２弾性体に接着している山雀３との接着力を低
下させる原因となる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記従来の問題を解決するものであり、その
目的は、耐久性に優れ、高温下での高負荷・高速回転と
いう苛酷な条件下でも長時間にわたる使用が可能である
歯付きベルトを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者は、実験の結果、歯付きベルトの背面部１およ
び歯部２を構成する弾性体としては、水素添加率が８０
％以上のアクリロニトリル−ブタジェン共重合体（ＮＢ
Ｒ）が、耐久性に優れ、苛酷な条件下でも歯付きベルト
の長時間走行が可能であることを見出した。また歯付き
ベルトの山雀３は。

従来の衣料用ナイロン原糸とは異なる産業資材用のナイ
ロン原糸を用いて構成すると３弾性体として用いられる
水素添加率８０％以上のＮＢＲとの接着性もよく、歯付
きベルトの耐久性が向上することを見出した。さらには
９弾性体として、水素添加率が８０％以上のＮＢＲ，お
よび山雀として、産業資材用ナイロン原糸を用いた場合
において、ガラス繊維フィラメントを撚り合わせた心線
４を、その下撚り数・上撚り数が所定の範囲内であり、
また心線の直径が所定の範囲内にあれば、歯付きベルト
の耐久性が飛躍的に向上することを見出した。

本発明は、このような背景のもとになされたものである
。本発明の歯付きベルトは、水素添加率が８０％以上の
アクリロニトリル−ブタジェン共重合体（ＮＢＲ）にて
構成される背面部および歯部と。

硫酸相対粘度が２．６〜２．８．引張強度が５グラム／
デニール以上、かつ単繊維の繊度が５デニール以下の産
業資材用ナイロン原糸にて構成され、歯部および歯底部
表面を覆う山雀と、ガラス繊維フィラメントを、下撚り
数が１．７〜２．６回／インチ。

上撚り数が１．８〜２．３回／インチの範囲で撚り合わ
せ、その直径が、０．９〜ｌ　、　ｌ　龍の範囲内にあ
り。

かつ心線直径／前記画布の厚みの値が１．８〜５．０の
範囲内にある心線と、を具備してなり、そのことにより
上記目的が達成される。

本発明をさらに詳述する。本発明の歯付きベルトは、従
来の歯付きベルトと同様、第１図に示す外観を有し、背
面部ｌおよび歯部２と、歯部２および歯底部５の表面を
覆う画布３と、背面部１内に挿通される複数の心線４．
４．・・・とを有する。

各心線４は画布３にも接している。

背面部ｌおよび歯部２を構成する弾性体は、前述の従来
ＯＣＲ等には見られない優れた性質を有する。水素添加
率が８０％以上のアクリロニトリル−ブタジェン共重合
体（ＮＢＲ）が用いられる。水素添加率が８０％未満の
ＮＢＲは、耐オゾン性に欠けるが、水素添加率が８０％
以上のＮＢＲになると、耐熱性・耐オゾン性等が改善さ
れ、また、耐熱硬化性・耐内部発熱性・耐寒性・耐油性
にも優れている。

従って、水素添加率が８０％以上のＮ［ｌＲは、歯付き
ベルトの背面部Ｉおよび歯部２を構成する弾性体として
好適である。

画布３は、産業資材用ナイロン原糸にて構成される。こ
の産業資材用ナイロン原糸は、硫酸相対粘度が２．６〜
２．８程度であり、耐熱性に優れている。該産業資材用
ナイロン原糸の引張強度は、単繊維の繊度が衣料用ナイ
ロン原糸と同程度であれば、５グラム／デニール以上に
なり、従来の衣料用ナイロン原糸よりも高強度である。

さらに、単繊維の繊度が５デニール以下の細径な産業資
材用ナイロン原糸を用いて製造される布は、その表面が
きわめて柔らかり、シなやかでかつ耐摩耗性に優れてい
る。従って、５デニール以下の細径の産業資材用ナイロ
ン原糸を用いた画布は、優れた引張強度・耐熱性・耐摩
耗性を有する。また、このような画布３は背面部ｌおよ
び歯部２を構成する水素添加ＮＢＲとは接着性がよく、
さらには、走行時における屈曲による歯部２の歯元部に
おける画布３のクランクの発生を抑制し得る等の利点を
有し、歯付きベルトの画布としては好適である。

心線４，４．・・・は、従来の心線と同様、ガラス繊維
フィラメントを束ねて下撚りした後に上撚りして得られ
る。ガラス繊維フィラメントは１例えばＪＩＳ　Ｒ３４
１３で規定されるＥＣＧ−１５０のフィラメントが用い
られる。また、フィラメントは、水素添加ＮＢＲとの接
着性を増進させるために、レゾルシン−ホルマリンを縮
合反応させた樹脂にゴムラテックスを混合したレゾルシ
ン−ホルマリン・ラテックス（ＲＦＬと略称される）に
て処理される。

本発明における心線４は、背面部１および歯部２を構成
する。水素添加率が８０％以上のＮＢＲと。

産業資材用ナイロン原糸にて形成された画布３と加硫接
着されている。この心ＶＡ４の屈曲による内部発熱量は
、心線４におけるガラス繊維フィラメントの下１然り数
、上撚り数および心線４の直径により変化し、下撚り数
および上撚り数が所定の範囲内にあり、かつ心線の直径
が所定の範囲内にあれば、小さくなる。すなわち１下撚
り数１．７〜２．６回／インチ、上撚り数が１．８〜２
．３回／インチの範囲にあり、心線の直径が、水素添加
ＮＢＲおよび画布と接触した状Ｂ（歯付きベルトとして
成形された状態）で、０．９〜１．１鶴、好ましくは０
．９５〜１．０５ｍの範囲内であれば、内部発熱量は抑
制される。

また、水素添加ＮＢＲにて形成された背面部１あるいは
歯部２と産業資材用ナイロン原糸にて形成された画布３
とに心線４が接触した状態での心線の直径と画布の厚さ
との比が所定の範囲内であれ。

ば、心線の早期屈曲疲労、歯欠け（歯部２の脱落）およ
び走行時のジャンピング発生を防止し得る。

すなわち、心線４の直径と画布３の厚さとの比が歯付き
ベルトに成形された状態で、■、８以下になれば走行時
にジャンピングが発生しゃすく９反対に、５．０以上に
なるとジャンピング抵抗力の低下と共に、歯の耐久性が
急激に低下する。従って。

心線４の直径と画布３の厚さの比が１．８〜５．０の範
囲、好ましくは２．０〜４．２の範囲であれば、心線の
早期屈曲疲労・歯欠け・走行時のジャンピング等は防止
される。

（実施例） 表１に示すように、水素添加率を異ならせたＮＢＲ。

直径・下撚り数・上撚り数をそれぞれ異ならせた心線、
および厚さを異ならせた画布を用いて、歯数が９２．歯
形がＺＢ（ＪＡＳＯＥ１０５−８１　（自動車ベルト）
およびＥ１０６−８１　（プーリ）の規格）の９本発明
に係る歯付きベルトを、９個製造し、第２図に示す３軸
走行試験に供した。また３表１の番号４，６゜８と等し
い条件で、歯数が９６．歯形がＺＡの１本発明に係る歯
付きベルトを３個製造し、第３図に示す多屈曲走行試験
に供した。各歯付きベルトは。

モールド内に画布・心線・未加硫の水素添加ＮＢＲを順
に装入し、その後に加硫する方法にて製造した。３軸走
行試験は、駆動用の歯付きプーリ１２が２０ＺＢ　（Ｊ
ＡＳＯＥ１０５−８１．　Ｅ１０６−８１）、被動用の
歯付きプーリ１１が４０ＺＢのものを用い、駆動ブー！
Ｊ１２を６００Ｏｒｐｍにて回転させた。歯付きベルト
（１９ｗ幅）の初期張力を１５ｋｇ−ｆとし、１０馬力
にて走行させた。この場合の環境温度は９０℃である。

歯付きベルトが破損するまでの時間を計測し、その結果
を表１に併記した。また、水素添加ＮＢＲの硬さが９０
（ＪＩＳ　Ａ）程度になるまでの走行時間を表１に併記
した。歯付きベルトの内部発熱により背面部のゴムの硬
度は増加するので、硬度の増加量が内部発熱量の指標に
なる。

第３図に示す多屈曲走行試験に用いる歯付きプーリ２１
．２３．２５．２７は１４ＺＡの規格のものであり。

他のプーリ２２．２４．２６は直径が５２＋ｎの平プー
リである。歯付きベル）　（１９ｍ■幅）の初期張力は
、１３ｋｇ−ｆであり、プーリ２５を４５０Ｏｒｐｍに
て回転させ。

室温下において無負荷で走行させた。このような走行条
件で歯付きベルトが破損するまでの時間を計測し、その
結果を表１に併記した。

また、比較例として２表２に示す条件で、歯付き味ルト
を１０個製造し、３軸走行試験および多屈曲走行試験に
供した。歯付きベルトの歯数・歯形。

走行条件等は２表１の場合と同様である。各歯付きベル
トの破損までの時間を計測し、その結果を表２に併記し
た。また、ゴムの硬さが９０　（ＪＩＳ　Ａ）になるま
での走行時間も表２に併記した。なお。

表２中、ゴムの種類におけるＣＲはクロロプレンゴム、
そしてＨＮＢＲは水素添加ＮＢＲを示し、　ＨＮＢＲに
併記された（　）内の数字は水素添加率（％）を示す。

また、山雀材料におけるＡは、産業資材用ナイロン原糸
、Ｂは衣料用ナイロン原糸をそれぞれ示す。＊印は本発
明の歯付きベルトの構成要件の条件を満足していること
を示す。

表１および表２を比較すると２表１に示す本発明の歯付
きベルトの破損までの走行時間は１表２に示す歯付きベ
ルトの破損までの走行時間に比べて２〜６倍以上になっ
ており、耐久性は飛躍的に向上している。ゴム硬さが９
０程度になる走行時間は歯付きベルトが破損するまでの
走行時間にほぼ近似し１本発明の歯付きベルトは１表２
の歯付きベルトに比べて、内部発熱量が非常に少なくな
っていることがわかる。

（以下余白） （発明の効果） 本発明は、このように、背面部および歯部を。

水素添加率が８０％以上のＮＢＲにて構成し、画布を産
業資材用ナイロン原糸にて構成し、さらには。

所定の下撚り数および上撚り数、所定の直径を有する心
線を用いているので、王者は強固に接着され、また内部
発熱量も抑制されて、耐久性は著しく向上する。従って
１本発明の歯付きベルトは。

高温下での高負荷・高速走行というような苛酷な条件下
においても長時間走行が可能となり、自動車の０ＩＩＣ
軸駆動用等、広範囲に使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は歯付きベルトの部分断面図、第２図は三輪走行
試験の説明図、第３図は多屈曲走行試験の説明図である
。 １・・・背面部、２・・・歯部、３・・・画布、４・・
・心線。 ５・・・歯底部。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水素添加率が８０％以上のアクリロニトリル−ブタ
   ジエン共重合体（ＮＢＲ）にて構成される背面部および
   歯部と、 硫酸相対粘度が２．６〜２．８、引張強度が５グラム／
   デニール以上、かつ単繊維の繊度が５デニール以下の産
   業資材用ナイロン原糸にて構成され、歯部および歯底部
   表面を覆う歯部と、 ガラス繊維フィラメントを、下撚り数が１．７〜２．６
   回／インチ、上撚り数が１．８〜２．３回／インチの範
   囲で撚り合わせ、その直径が、０．９〜１．１ｍｍの範
   囲内にあり、かつ心線直径／前記歯部の厚みの値が１．
   ８〜５．０の範囲内にある心線と、を具備する歯付きベ
   ルト。