CN106170641A - 齿形带 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种齿形带，具备背部、齿部、及埋设于所述背部的芯线，其中，所述背部及齿部包含聚氨酯树脂组成物，所述芯线是由玻璃纤维丝组构成的绞线或者由聚芳酯纤维丝组构成的绞线，在所述芯线是由玻璃纤维丝组构成的绞线的情况下，所述齿部的间距为0.45～0.60mm，所述玻璃纤维丝的直径为6～9微米，所述芯线的线径为0.14～0.20mm，在所述芯线是由聚芳酯纤维丝组构成的绞线的情况下，所述齿部的间距为0.45～0.71mm，所述芯线的线径为0.14～0.28mm。

Description

齿形带

技术领域

本发明涉及打印机等的OA设备、其他一般产业用所使用的能够进行滑轮间的同步传动的齿形带(toothed belt)。

背景技术

以往，在以喷墨打印机为代表的滑架驱动或促动器那样的伴随着工件的往复动作的精密驱动中要求高定位精度，因此使用能够进行同步传动的齿形带。尤其是在打印机中，近年来，高品质的彩色印刷或其高速处理应对的产品化急速发展。并且，为了进行高精度的定位以避免引起印字不匀等，要求减小啮合周期的带速度变动(速度不匀)。

作为减小带速度变动(速度不匀)的技术，公开了芯线使用玻璃芯线的齿距0.65～0.85mm的齿形带(专利文献1)。在专利文献1中公开了如下内容：通过设为使用了利用细玻璃纤维而搓捻成细线径的玻璃芯线的小齿距的齿形带，能够实现尺寸稳定性的确保和充分的弯折应对，并且能够抑制带速度变动，因此由于能够使用于小径滑轮而能够实现电动机的小型化，有助于装置的小型·轻量化及省电力化。

在此，当滑轮小型化时，滑轮具有的齿数减少，齿形带的齿与滑轮的齿的啮合减少。这样的话，齿形带在滑轮间移动时的齿形带的移动线(带节线)容易上下移动，带速度变动增大。因此，要求减小齿形带的齿与齿之间的距离即齿距而增多齿形带的齿与滑轮的齿的啮合。

另外，最近由于需求的多样化，存在进一步的装置的小型·轻量化及省电力化的要求，而且要求对于小型的电动机(例如，打印机滑架用驱动电动机)能够使用的齿形带。

如上所述伴随着驱动电动机的小型化·省电力化的要求而存在驱动电动机使用低输出的类型的情况。在此，向低输出的驱动电动机轴附加驱动滑轮而提高在驱动滑轮与从动滑轮之间卷挂齿形带时的带安装张力(轴载荷、张力)时，驱动电动机的初动转矩增大或轴载荷增大，因此在使用低输出的驱动电动机时不适合。因此，驱动滑轮·从动滑轮需要采用小径滑轮，并且需要将带安装张力(轴载荷、张力)设定得更低。需要说明的是，在专利文献1中，虽然存在向小径滑轮的应对的记载，但是没有记载由驱动电动机的小型化·低输出化产生的带安装张力(轴载荷、张力)。

另一方面，当降低带安装张力(轴载荷、张力)时，齿形带与滑轮的齿的啮合程度减弱，存在带速度变动增大的情况。

关于这一点，如专利文献2公开所示，在带齿部向滑轮齿槽部的啮合未顺畅地进行时，即，在带齿部与滑轮齿槽部到达完全的啮合位置之前，在带齿顶部与滑轮齿侧面部接触的情况下，啮合时伴随着带节线的压起，会导致带节线的上下移动。带节线的上下移动会直接导致啮合引起的速度不匀，即，啮合周期的带速度变动。由此，已知通过有效地抑制带齿部与滑轮齿槽部的啮合时的干涉而啮合变得顺畅的齿形状的最佳的设计，能在一定程度上抑制带速度变动。

另外，作为带速度变动的要因的带节线的上下移动主要受到基于带的芯线的规格的带的尺寸稳定性或带的弯曲性的好坏的影响。带的尺寸稳定性的良好与否直接关系到带的啮合精度的良好与否，直接关系到基于啮合的带速度变动。因此，需要选定芯线的弹性率高且由吸湿等引起的经时性的尺寸变化少的材质构成的芯线。而且，带的弯曲性是将带卷挂于滑轮时的带的柔软的性质，首先，受到芯线自身是否柔软，即，芯线的材质、纤维及芯线的线径、搓捻等芯线的结构的影响，而且，也受到带的厚度方向的尺寸尤其是背厚的大小的影响。关于背厚的设定，在聚氨酯树脂制齿形带尤其是小齿距的结构的情况下，设定为能同时实现(基于浇铸成型法的)制造上的观点(浇铸成型的容易性)和材料成本上的观点(越薄壁则越有利)这两者的所需最小限度的厚度。因此，只要能够提高带的尺寸稳定性或带的弯曲性即可，即使在带安装张力低的情况下，在更小径的滑轮上也能没有间距错动且顺畅地容易卷挂带，因此能够抑制带节线的上下移动，能够减小由啮合引起的带速度变动。

关于这一点，在专利文献3中公开了一种齿形带，使用聚芳酯纤维软线作为芯线，由此，为高强度·高模数，并且确保经时性的尺寸稳定性，且弯曲性(进而耐久性)优异，也能够抑制对电动机的负载(起动转矩)，尤其是使用于高精密设备的动力传动有效。不过，未看到着眼于带速度变动的记载。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2011-133022号公报

专利文献2：日本国特开2002-98202号公报

专利文献3：日本国特开2002-349636号公报

发明内容

发明要解决的课题

因此，本发明目的在于提供一种即使带安装张力(轴载荷、张力)设定得较低(低张力时)，也具有经时性的尺寸稳定性、弯曲性、耐久性，并且能够抑制带速度变动的齿形带。

用于解决课题的方案

用于解决上述课题的本发明的一方案涉及一种齿形带，具备背部、齿部、及埋设于所述背部的芯线，其中，

所述背部及齿部包含聚氨酯树脂组成物，

所述芯线是由玻璃纤维丝组构成的绞线或者由聚芳酯纤维丝组构成的绞线，

在所述芯线是由玻璃纤维丝组构成的绞线的情况下，

所述齿部的间距为0.45～0.60mm，

所述玻璃纤维丝的直径为6～9微米，

所述芯线的线径为0.14～0.20mm，

在所述芯线是由聚芳酯纤维丝组构成的绞线的情况下，

所述齿部的间距为0.45～0.71mm，

所述芯线的线径为0.14～0.28mm。

根据上述结构，在芯线是由玻璃纤维丝组构成的绞线的情况下，将齿部的间距设定为0.45～0.60mm，因此与齿部的间距大于0.60mm的情况相比能够增加齿形带的齿数。由此，在小径的滑轮上卷齿形带时，能够使由于齿形带的齿与滑轮的齿的啮合而产生的多边形形状更接近于圆形。由此，能抑制齿形带在滑轮间移动时的齿形带的移动线(带节线)的上下移动，能够减小齿形带的移动时的带速度变动(速度不匀)。

另外，通过使芯线成为由玻璃纤维丝组(丝的直径为6～9微米)构成的线径0.14～0.20mm的绞线，与线径大于0.20mm的情况相比能够提高齿形带的弯曲性。由此，能够将齿形带以更低的张力卷挂于小径的滑轮间。

此外，由于减小芯线的线径，因此能够使齿形带的背部减薄。由此，也能够提高齿形带的弯曲性。

另外，通过芯线使用玻璃纤维丝组，能够确保经性时的·环境性的齿形带的尺寸稳定性。

并且，通过提高齿形带的尺寸稳定性·弯曲性，即使在将齿形带以低张力卷挂于小径的滑轮间的情况下，也能够减小齿形带的移动时的带速度变动。

另外，在芯线是由聚芳酯纤维丝组构成的绞线的情况下，由于将齿部的间距设定为0.45～0.71mm，因此与齿部的间距大于0.71mm的情况相比能够增加齿形带的齿数。由此，在小径的滑轮上卷挂齿形带时，能够使由于齿形带的齿与滑轮的齿的啮合而产生的多边形形状更接近圆形。由此，能够抑制齿形带在滑轮间移动时的齿形带的移动线(带节线)的上下移动，能够减小齿形带的移动时的带速度变动(速度不匀)。

另外，通过将芯线形成为由聚芳酯纤维丝组构成的线径0.14～0.28mm的绞线，与线径大于0.28mm的情况相比能够提高齿形带的弯曲性。由此，能够将齿形带以更低的张力卷挂在小径的滑轮间。

此外，由于减小芯线的线径，因此能够使齿形带的背部减薄。由此，也能够提高齿形带的弯曲性。

另外，通过芯线使用聚芳酯纤维丝组，能够确保经时性的·环境性的齿形带的尺寸稳定性。

并且，通过提高齿形带的尺寸稳定性·弯曲性，即使在将齿形带以低张力卷挂于小径的滑轮间的情况下，也能够减小齿形带的移动时的带速度变动。

另外，通过提高齿形带的尺寸稳定性·弯曲性，能够降低(安装于驱动滑轮的轴上的驱动电动机的)起动转矩，能够提高起动时的动力传递性。

另外，上述齿形带优选在通过带张力而卷挂于滑轮间时的作用于该滑轮的轴的载荷即轴载荷成为5～15N的条件下使用。

根据上述结构，齿形带通过带张力而卷挂于滑轮间时的轴载荷设定为比较低的5～15N，由此能够对于滑轮的轴的负担。若能够降低对于滑轮的轴负担，则例如安装于滑轮的驱动电动机可以使用低输出·小型的类型的结构，因此能够实现驱动电动机的小型化·省电力化。

另外，由于将轴载荷设定成比较低的5～15N，因此也能够提高齿形带的耐久性(寿命)。

需要说明的是，作为轴载荷在5～15N下使用的理由，可列举下述理由。首先，轴载荷小于5N的话，带张力过弱，无法将齿形带架设于滑轮间，无法充分发挥滑轮间的同步传动性能。另一方面，15N设为将低输出·小型类型的电动机能采用在装置的驱动用中的轴载荷的最大值，若轴载荷大于15N，则在低输出·小型类型的电动机轴上作用有过剩的负载，无法充分发挥电动机的转矩性能。

发明效果

能够提供一种即使带安装张力(轴载荷、张力)设定得较低，也具有经时性的尺寸稳定性、弯曲性、耐久性并能够抑制带速度变动的齿形带。

附图说明

图1是第一实施方式的齿形带的概略说明图。

图2是第一实施方式的齿形带的剖视立体图及侧视图，图2(A)是剖视立体图，图2(B)是侧视图。

图3是速度变动率试验的说明图。

图4是耐久移动试验的说明图。

图5是表示速度变动率试验中的轴载荷与带速度变动率的关系的坐标图。

图6是表示速度变动率试验中的齿距与带速度变动率的关系的坐标图。

图7是表示第一实施例的实施例4的齿形带的经过天数与轴间距离变化率的关系的坐标图。

图8是关于第一实施例的比较例7及实施例4的齿形带而表示轴载荷与起动转矩的关系的坐标图。

图9是表示速度变动率试验中的轴载荷与带速度变动率的关系的坐标图。

图10是表示速度变动率试验中的齿距与带速度变动率的关系的坐标图。

图11是表示第二实施例的比较例1及实施例3的齿形带的经过天数与轴间距离变化率的关系的坐标图。

图12是表示第二实施例的带弯曲性试验中的轴载荷与起动转矩的关系的坐标图。

具体实施方式

以下，按照附图来说明本发明的实施方式。图1及图2示出本发明的实施方式的齿形带1。

(第一实施方式)

如图1所示，第一实施方式的齿形带1卷挂于驱动滑轮5与从动滑轮6之间来使用。由此，在驱动滑轮5与从动滑轮6之间能够进行同步传动。

齿形带1由沿着带长度方向的多个齿部2、在齿形带1的带节线上作为加强用心体的芯线3、埋设有该芯线3的背部4构成。而且，图2的(B)所示的齿部2与齿部2之间的距离即齿距成为0.45～0.60mm。作为齿部2的形状而设为圆齿形状，但是并不局限于此，可以从截面梯形形状或截面三角形形状等中任意选择。

齿形带1的齿部2及背部4由聚氨酯树脂组成物构成。聚氨酯树脂组成物通过对液状的聚氨酯原料进行浇铸成型并加热而得到，但是通常作为成形方法而存在：将混合有多元醇、催化剂、链延长剂、颜料等的预混合液与含有异氰酸酯成分的溶液混合，对其进行浇铸成型而使其固化反应的一次法；预先使异氰酸酯与多元醇反应，将通过多元醇对异氰酸酯的一部分进行了改性的预聚物与固化剂混合进行浇铸成型，使其交联反应的预聚法，在本发明中优选使用预聚法。

作为异氰酸酯，虽然没有限定，可以使用芳香族聚异氰酸酯、脂肪族聚异氰酸酯、脂环式聚异氰酸酯、或者它们的改性体。具体而言，可以例示甲苯二异氰酸酯(TDI)、亚甲基二异氰酸酯(MDI)、亚二甲苯二异氰酸酯(XDI)、萘二异氰酸酯(NDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、以及异弗尔酮二异氰酸酯(IPDI)等，其中优选使用TDI及MDI。

作为多元醇，可列举酯系多元醇、醚系多元醇、丙烯多元醇、聚丁二烯多元醇、及它们的混合多元醇等。作为醚系多元醇，存在聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)等，而且作为酯系多元醇，可例示聚醚胺(PEA)、聚丙烯酸丁酯(PBA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚-ε-己内酯(PCL)等。

作为固化剂，可以使用作为一级胺、二级胺、三级胺的胺化合物。具体而言，可以利用1,4-苯二胺、2,6-二氨基甲苯、1,5-萘二胺、4,4′-二氨基二苯基甲烷、3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(以下记为MOCA)、3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二苯基甲烷、1-甲基-3,5-双(甲硫基)-2,6-苯二胺、1-甲基3,5′-二乙基-2,6-苯二胺、4-4′-亚甲基-双-(3-氯-2,6-二乙基苯胺)、4,4′-亚甲基-双-(正-氯苯胺)、4,4′-亚甲基-双―(2,3-二氯苯胺)、三亚甲基乙二醇二-副-氨基苯甲酸酯、4,4′-亚甲基-双-(2,6-二乙基苯胺)、4,4′-亚甲基-双-(2,6-二异丙基苯胺)、4,4′-亚甲基-双-(2-甲基-6-异丙基苯胺)、4,4′-二氨基二苯砜等。

除了上述各成分以外，可以混合增塑剂、颜料、消泡剂、填充材料、催化剂、稳定剂等添加剂。作为增塑剂，通常可以利用邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、己二酸二辛酯(DOA)、磷酸三甲苯酯(TCP)、氯系石蜡、邻苯二甲酸二烷基酯等。

另外，作为催化剂，可以利用作为酸催化剂的有机羧酸化合物。具体而言，使用壬二酸、油酸、癸二酸、己二酸等脂肪族羧酸、安息香酸、甲苯酸等芳香族羧酸。此外，可适当使用以三乙基胺、N,N-二甲基环己基胺、三亚乙基二胺为代表的胺化合物、以辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二辛基硫醇锡为代表的有机金属化合物。

接下来，记载聚氨酯原料的准备工序的例子。调整根据需要向与所述异氰酸酯和多元醇预先反应的聚氨酯预聚物混合了消泡剂、增塑剂的A液，以50～85℃进行保管。而且，准备使固化剂在120℃以上的气氛温度下完全溶解的B液。需要说明的是，在将催化剂混合于聚氨酯原料的情况下，优选预先向B液进行搅拌混合。

作为带成形方法，可以应用以往的制造方法。即，在将芯线向模具卷缠成螺旋形的状态下，将上述A液、B液搅拌混合而注入到模具内，在一定条件下进行加热使其交联，由此制作带套筒，然后切断成规定宽度，从而能够制造齿形带。

芯线3是将玻璃纤维丝组捻合的绞线，对于将直径6～9微米(丝径)的玻璃纤维丝例如捆束约200根而并线的单丝(原纱)进行了聚氨酯浸渍处理之后，施加规定次数的搓捻，将线径调整成为0.14～0.20mm。例如，向将直径6～9微米的玻璃纤维丝捆束约200根而并线的单丝进行了聚氨酯浸渍处理之后，实际搓捻数17次/10cm的搓捻，形成为线径0.17mm的绞线等，适当调整搓捻数，将芯线3的线径调整成为0.14～0.20mm。

(第二实施方式)

以下，说明本发明的第二实施方式。需要说明的是，关于与第一实施方式同样的要素，适当省略其说明。即，关于以下未具体说明的要素，应用与在上述第一实施方式中对应的要素同样的说明。

第二实施方式的齿形带1包括沿着带长度方向的多个齿部2、齿形带1的带节线上的作为加强用心体的芯线3、埋设有该芯线3的背部4。而且，图2(B)所示的齿部2与齿部2之间的距离即齿距成为0.45～0.71mm。

芯线3是将聚芳酯纤维丝组捻合而成的绞线，例如对于纤度5.5dtex的聚芳酯纤维丝(丝纤度)捆束20根而并线的总计110dtex的单丝(原纱)施加规定次数的搓捻，将线径调整成为0.14～0.28mm(以下，称为聚芳酯芯线)。例如，向将纤度5.5dtex的聚芳酯纤维丝捆束20根而并线的总计110dtex的单丝施加搓捻数43次/10cm的搓捻，形成为线径0.17mm的绞线等，适当地调整搓捻数，将芯线3的线径调整成为0.14～0.28mm。需要说明的是，聚芳酯芯线可以不实施粘结处理。聚芳酯纤维是苯二甲酸或异苯二酸与双苯酚缩合的全芳香族聚酯纤维，分类成例如聚对苯撑苯并二噁唑等的异环刚直性高分子纤维、及正芳族聚酰胺、副芳族聚酰胺等全芳香族聚酯纤维这样的刚直性纤维组。通常刚直性纤维与橡胶的粘结力低，但是在本发明中，通过聚氨酯组成物构成带主体(齿部2及背部4)，由此不对聚芳酯纤维软线实施粘结处理而能够实现齿形带1主体与芯线3的复合化。

实施例

接下来，以具备本发明的各实施方式的结构的齿形带为实施例，以不具备各实施方式的结构的齿形带为比较例，进行了1.速度变动率试验、2.耐久移动试验、3.带尺寸稳定性试验、4.带弯曲性试验。

(1.速度变动率试验)

在速度变动率试验中，利用激光多普勒仪测定以图3所示的双轴布局使齿形带1移动时的速度不匀，通过频率分析，求出了啮合1次频率下的带速度变动率(％)。

具体而言，如图3所示，在驱动滑轮5与从动滑轮6之间架设齿形带1(驱动滑轮5及从动滑轮6是齿数、齿距、节圆直径相同的齿形滑轮)，为了向齿形带1施加规定的张力，使从动滑轮6移动，施加规定的轴载荷(在本试验中为5N、10N、15N、20N)进行固定。接下来，使驱动滑轮5以1200rpm旋转。并且，在轴载荷以规定的数值稳定之后，利用激光多普勒仪测定齿形带1的速度不匀，算出了带速度变动率(％)。

需要说明的是，激光多普勒仪是利用了激光的多普勒效果的非接触类型的测定器。而且，将通过带张力向卷挂于滑轮间(驱动滑轮5与从动滑轮6)时的滑轮(从动滑轮6，此外，也可以是驱动滑轮5)的轴施加的载荷作为轴载荷。而且，带速度变动率(有时也简称为速度变动率)作为旋转速度相对于平均的旋转速度V0的变动量ΔV的百分率而由下式来定义。

带速度变动率＝(ΔV/V0)×100(％)

(2.耐久移动试验)

在耐久移动试验中，以图4所示的双轴布局向齿形带1装配设想了打印机滑架等的工件(重物)，反复进行齿形带1的往复动作，评价了齿形带1的功能特性(缺齿、齿根裂纹、磨损、切断等的有无、带张力强度的残存率)。

具体而言，如图4所示，在驱动滑轮5与从动滑轮6之间架设装配有350g的工件(重物)的齿形带1，为了向齿形带1施加规定的张力，使从动滑轮6移动，施加15N的轴载荷进行固定。接下来，使驱动滑轮5以600rpm旋转，在工件移动距离到达140mm时，使驱动滑轮5以600rpm反向旋转，由此使装配有工件的齿形带1往复动作。并且，将该往复动作进行100万次(200万通过)，评价了齿形带1的功能特性(缺齿、齿根裂纹、磨损、切断等的有无、带拉伸强度的残存率)。需要说明的是，使用的驱动滑轮5的齿数、齿距、节圆直径记载在表4及11中。而且，从动滑轮6使用了正滑轮(φ10mm)。作为评价基准，若齿形带存在缺齿、齿根裂纹、异常的磨损、切断等，则评价为不良(×)，而且，在齿形带没有缺齿、齿根裂纹、异常的磨损、切断等的情况下，测定带拉伸强度的残存率(对于耐久移动试验前的齿形带的残存率)，若为85％以上，则评价为最良好(◎)，若为80％以上且小于85％，则评价为良好(〇)，若小于80％，则评价为不良(×)。

(3.带尺寸稳定性试验)

在带尺寸稳定性试验中，将比较例及实施例的齿形带1在室温40℃、湿度90％的环境下保管为自由的状态，测定了经过天数和带的尺寸变化率。

作为具体的尺寸变化率的测定，在与保管时相同的环境下，向2个齿形滑轮架设齿形带1，施加轴载荷12N而测定滑轮的轴间距离，并测定了与当初的滑轮的轴间距离进行了比较的轴间距离变化率。而且，作为评价基准，将经过天数10天而轴间距离变化率(绝对值)为0.02％以下的情况作为良好(〇)，将超过了0.02％的情况作为不良(×)。

(4.带弯曲性试验)

在带弯曲性试验中，作为齿形带1的弯曲性及起动的容易度(起动时的动力传递性)的取代试验而测定了起动转矩。

具体而言，如图3所示，在驱动滑轮5与从动滑轮6之间架设齿形带1(驱动滑轮5及从动滑轮6是齿数、齿距、节圆直径相同的齿形滑轮)，为了向齿形带1施加规定的张力而使从动滑轮6移动，向齿形带1施加规定的轴载荷(在本试验中为5N、10N、20N、30N)。然后，向驱动滑轮5卷挂线，对装配在线的前端的负载传感器进行拉拽。此时，测定了从动滑轮6开始旋转时的转矩值(起动转矩N·m)。而且，作为评价基准，与轴载荷为10N时的比较例(第一实施例及第二实施例均为比较例7)的起动转矩的水准进行比较，在同等的情况下评价为可以(△)，在比该水准低的情况下评价为良好(○)(需要说明的是，若显著降低，则评价为最良好(◎))。

(第一实施例)

将具备本发明的第一实施方式的结构的齿形带1作为第一实施例，进行了评价。

第一实施例的各试验中使用的齿形带1由聚氨酯组成物(混合A：100质量部的NCO含有率4.1％的聚氨酯预聚物、约12质量部的胺系固化剂(MOCA)、约20质量部的增塑剂(邻苯二甲酸二烷基酯)、0.2质量部的催化剂(壬二酸))构成。该混合A从对于芯线3的粘结性的观点出发优选。而且，芯线3是将玻璃纤维丝组捻合而成的绞线，对将玻璃纤维丝捆束约200根而并线的单丝(原纱)进行了聚氨酯浸渍处理之后，施加规定次数的搓捻，形成为规定的芯线直径(参照表1)。而且，齿形带1通过上述的方法制造。

并且，对上述齿形带1，使用通过各试验改变条件(齿距的长度、芯线直径、丝径等)而作成的实施例及比较例的齿形带进行了各试验。需要说明的是，实施例1～6及比较例1～9的齿形带的结构条件如表1所示。

另外，将1.速度变动率试验、2.耐久移动试验、3.带尺寸稳定性试验及4.带弯曲性试验的试验结果汇总记载在表1中。而且，关于一部分的实施例及比较例，1.速度变动率试验的试验结果如表2及表3所示，2.耐久移动试验的试验结果如表4所示，3.带尺寸稳定性试验的试验结果如表5所示，4.带弯曲性试验的试验结果如表6及表7所示，详细地进行了比较研究。

[表1]

在速度变动率试验中，如表2所示，对于实施例4、实施例6、比较例1、比较例7、比较例8及比较例9的齿形带，算出将轴载荷设定为5N、10N、15N、20N时的带速度变动率，并进行了评价。而且，作为评价基准，将带速度变动率为0.40％以下的情况作为良好(〇)，将超过了0.40％的情况作为不良(×)。在此，作为评价基准，将带速度变动率为0.40％以下的情况判断为良好是因为，以低输出·小型类型的电动机的使用为前提的打印机滑架驱动等使用齿形带时，在带速度变动率为0.40％以下的情况下，关于打印机滑架驱动，能够确保高精度的定位，不会引起印字不匀。表2示出将速度变动率试验的结果汇总的表。而且，图5示出将速度变动率试验中的实施例及比较例的齿形带的轴载荷与带速度变动率的关系进行了坐标化的图。

[表2]

表2

根据上述速度变动率试验，在实施例4、实施例6、比较例1、比较例7、比较例8及比较例9的试验结果中可知，齿形带的移动时的轴载荷越减少，则带速度变动率越增加(参照图5)。

并且，如表2及图5所示，在将齿距设定为0.400mm(比较例1)、0.508mm(实施例4)、0.600mm(实施例6)的情况下，无论将轴载荷设定为5N、10N、15N、20N中的哪个值时，带速度变动率都成为0.40％以下，评价为良好(〇)。另一方面，在将齿距设定为0.706mm(比较例7)、0.800mm(比较例8)、0.850mm(比较例9)的情况下，无论将轴载荷设定为5N、10N、15N、20N中的哪个值时，带速度变动率都超过0.40％，评价为不良(×)。

另外，在速度变动率试验中，如表1所示，对于比较例1～9及实施例1～6的齿形带，算出将轴载荷设定为5N时的带速度变动率，并进行了评价。此外，对于比较例1、实施例1、实施例4、实施例6、比较例6、比较例7、比较例8及比较例9的齿形带，算出将轴载荷设定为5N时的带速度变动率，评价的结果记载在在表3中。而且，图6示出将表3的实施例及比较例的齿形带的齿距与带速度变动率的关系进行了坐标化的图。

[表3]

表3

根据表3及图6的速度变动率试验，齿距越小，则带速度变动率越减少。并且，在将齿距设定为0.400mm(比较例1)、0.450(实施例1)、0.508mm(实施例4)、0.600mm(实施例6)的情况下，带速度变动率成为0.40％以下，评价为良好(〇)。

根据上述速度变动率试验，通过将齿距设定为至少0.400mm～0.600mm的范围，即使在轴载荷为5N～20N的情况下，带速度变动率也成为0.40％以下，能够使评价为良好(〇)。

在此，轴载荷小于5N的话，带张力过弱，无法将齿形带1架设于滑轮间，无法充分地发挥滑轮间的同步传动性能。另一方面，15N设为将低输出·小型类型的电动机能采用于装置的驱动用的轴载荷的最大值，若轴载荷大于15N，则过剩的负载作用于低输出·小型类型的电动机轴，无法充分发挥电动机的转矩性能。

因此，实施例的齿形带1即使在轴载荷为5N～15N的情况下也能够使带速度变动率的评价为良好(〇)，由此产生例如安装于驱动滑轮5的驱动电动机容易采用低输出·小型类型的结构这样的优点。

需要说明的是，在将齿距设为0.400mm(比较例1)的情况下，带速度变动率的评价为良好(〇)，但是在后述的耐久移动试验中，产生齿根裂纹，因此综合判定成为不良(×)。

在耐久移动试验中，如表1所示，对于比较例1～9及实施例1～6的齿形带进行了试验。表4示出对于比较例2(芯线直径0.12mm)、实施例2(芯线直径0.14mm)、实施例4(芯线直径0.17mm)、实施例5(芯线直径0.20mm)、比较例5(芯线直径0.22mm)的齿形带进行的耐久移动试验的试验结果。

[表4]

根据上述耐久移动试验，在实施例2(芯线直径0.14mm)、实施例4(芯线直径0.17mm)、实施例5(芯线直径0.20mm)中，评价成为最良好(◎)。另一方面，在比较例2(芯线直径0.12mm)中，齿形带1切断，耐久性成为差的结果(×)。而且，在比较例5(芯线直径0.22mm)中，齿形带1的带拉伸强度的残存率成为69.4％，芯线的弯折疲劳增大，评价成为不良(×)。

如上所述可知，只要玻璃芯线的线径至少处于0.14mm～0.20mm的范围，即使在齿距比较小的情况下也能够确保耐久性。

另外，如表1所示，在将构成芯线的玻璃纤维丝的丝径分别设定为比较例3(5μm)、实施例3(6μm)、实施例4(9μm)、比较例4(10μm)的情况下，在实施例3(6μm)、实施例4(9μm)中，耐久移动试验的评价为最良好(◎)。另一方面，在比较例3(5μm)中，成为缺齿的状态，成为耐久性差的结果(×)。而且，在比较例4(10μm)中，齿形带1的带拉伸强度的残存率成为75.6％，芯线的弯折疲劳增大，评价成为不良(×)。

如上所述可知，构成芯线的玻璃纤维丝的丝径(直径)只要至少处于6～9微米的范围，就能够确保齿形带1的耐久性。

另外，如表1所示，在对于比较例1(齿距：0.400mm)的齿形带1的耐久移动试验中，产生齿根裂纹，耐久性成为差的评价(×)。这推测是因为，若齿距过小，则无法确保相对于滑轮的齿与齿形带的齿的啮合负载的、齿部的每一个所需的刚性。

表5示出实施例4的齿形带1的带尺寸稳定性试验结果。而且，图7示出实施例4的齿形带1的经过天数与轴间距离变化率的关系。

[表5]

表5

根据上述带尺寸稳定性试验，无论在比较例1～9及实施例1～6的哪个齿形带1中，经过天数10天的轴间距离变化率(绝对值)都为0.02％以下而评价为良好(〇)。由此可知，即使齿形带1采用线径为0.14～0.20mm的比较细径的芯线3的情况下，轴间距离变化率也几乎不变化，能充分确保齿形带1的尺寸稳定性。

表6示出关于比较例7及实施例4的齿形带而测定了使轴载荷为5N、10N、20N、30N时的起动转矩的结果。而且，表7示出关于比较例7及实施例4的齿形带而汇总了带结构、轴载荷为10N时的起动转矩、及评价的表。而且，图8示出关于比较例7及实施例4的齿形带而将轴载荷与起动转矩的关系进行了坐标化的图。

[表6]

表6

[表7]

表7

如表6、表7及图8所示，将实施例4(芯线直径0.17mm)与比较例7(芯线直径0.24mm)比较的话，可知齿形带1采用比较细径的芯线3的起动转矩更低。在此，可知在齿形带1的起动转矩低的情况下，齿形带1的弯曲性高，即，起动转矩低的齿形带1的起动时的动力传递性能优异。因此可知，芯线3细径的齿形带1的弯曲性高，柔软且起动时的动力传递性能优异。

另外，若齿形带1的弯曲性高，则即使在轴载荷为5N～15N(低张力)的情况下，起动转矩也处于降低的倾向。

因此，弯曲性优异且起动转矩低的带容易(使安装于驱动滑轮5的轴上的驱动电动机)起动，起动时的动力传递性优异，并且能够有助于更小型且低输出的驱动电动机的采用、甚至是驱动电动机的小型·轻量化、省电力化。

(综合判定)

若将上述1.速度变动率试验、2.耐久移动试验、3.带尺寸稳定性试验、及4.带弯曲性试验的结果是速度变动率试验中的带速度变动率的评价为良好(〇)、耐久移动试验中的评价为最良好(◎)、带尺寸稳定性试验的结果为良好(○)、带弯曲性试验中评价为良好(○)的齿形带1的条件进行汇总，则可知齿部与齿部之间的间距为0.45～0.60mm，芯线3为由玻璃纤维丝组构成的绞线，丝的直径为6～9微米，芯线3的线径为0.14～0.20mm。

根据上述结构，由于将齿部2与齿部2之间的间距设定为0.45～0.60mm，因此与齿部2的间距大于0.60mm的结构相比能够增加齿形带1的齿数。由此，在小径的滑轮上卷挂有齿形带1时，能够使由于齿形带1的齿部2与滑轮的齿的啮合而产生的多边形形状更接近于圆形。由此，能够抑制齿形带1在滑轮间移动时的齿形带1的移动线(带节线)的上下移动，能够减小齿形带1的移动时的带速度变动(速度不匀)。

另外，通过使芯线3成为由玻璃纤维丝组(丝的直径为6～9微米)构成的线径0.14～0.20mm的绞线，与线径大于0.20mm的结构相比，能够提高齿形带1的弯曲性。由此，能够将齿形带1以低张力卷挂在更小径的滑轮间。

此外，由于减小芯线3的线径，因此能够使齿形带1的背部4减薄。由此，也能够提高齿形带1的弯曲性。

另外，通过芯线3使用玻璃纤维丝组，能够确保经时性的·环境性的齿形带1的尺寸稳定性。

并且，通过提高齿形带1的尺寸稳定性·弯曲性，即使在将齿形带1以低张力卷挂于小径的滑轮间的情况下，也能够减小齿形带1的移动时的带速度变动。

另外，齿形带1通过带张力而卷挂于滑轮间时的轴载荷设定为比较低的5～15N，由此能够降低对于滑轮的轴的负担。若能够降低对于滑轮的轴的负担，在例如安装于滑轮的驱动电动机能够使用低输出·小型的类型的结构，因此能够实现驱动电动机的小型化·省电力化。

此外，通过在以喷墨打印机为代表的滑架驱动或者伴随着促动器那样的工件的往复动作的精密驱动中使用上述齿形带1，能够减小带速度变动(速度不匀)，能够进行高精度的定位，以避免引起印字不匀等。而且，上述齿形带1即使将带安装张力(轴载荷、张力)设定得较低(即使在低张力时)，也具有经时性的尺寸稳定性、弯曲性、耐久性，因此安装于滑轮的驱动电动机可以使用低输出·小型的类型的结构，能够实现驱动电动机的小型化·省电力化，进而能够实现以喷墨打印机为代表的滑架驱动装置或促动器自身的小型化·省电力化。

(第二实施例)

将具备本发明的第二实施方式的结构的齿形带1作为第二实施例，进行了评价。

在第二实施例的各试验中使用的齿形带1由聚氨酯组成物(混合A：100质量部的NCO含有率4.1％的聚氨酯预聚物、约12质量部的胺系固化剂(MOCA)、约20质量部的增塑剂(邻苯二甲酸二烷基酯)、0.2质量部的催化剂(壬二酸))构成。而且，比较例2～6及实施例1～7使用的芯线3是将聚芳酯纤维丝组捻合的绞线，向将纤度5.5dtex的聚芳酯纤维丝(丝纤度)捆束20根而并线的总计110dtex的单丝(原纱)施加规定次数的搓捻，形成为规定的芯线直径(参照表8)。而且，比较例1及比较例7中使用的芯线3是将玻璃纤维丝组捻合而成的绞线，对于将玻璃纤维丝(丝径为9微米)捆束约200根而并线的单丝(原纱)进行了聚氨酯浸渍处理之后，施加规定次数的搓捻，形成为规定的芯线直径(例如，施加搓捻数17次/10cm的搓捻而形成为线径0.17mm的芯线直径等。以下，称为玻璃芯线)。而且，各比较例及各实施例的齿形带1通过上述的方法制造。

并且，对于上述齿形带1，使用通过各试验改变条件(齿距的长度、芯线直径、芯线的种类等)而作成的实施例及比较例的齿形带进行了各试验。需要说明的是，实施例1～7及比较例1～7的齿形带的结构条件如表8所示。

另外，将1.速度变动率试验、2.耐久移动试验、3.带尺寸稳定性试验及4.带弯曲性试验的试验结果汇总记载在表8中。而且，关于一部分的实施例及比较例，1.速度变动率试验的试验结果如表9及表10所示，2.耐久移动试验的试验结果如表11所示，3.带尺寸稳定性试验的试验结果如表12所示，4.带弯曲性试验的试验结果如表13及表14所示，详细地进行了比较研究。

[表8]

在速度变动率试验中，如表9所示，对于比较例1、比较例2、实施例3、实施例4、实施例6、比较例5及比较例6的齿形带，算出将轴载荷设定为5N、10N、15N、20N时的带速度变动率，并进行了评价。而且，作为评价基准，将带速度变动率为0.40％以下的情况作为良好(〇)，将超过0.40％的情况作为不良(×)。在此，作为评价基准，将带速度变动率为0.40％以下的情况判断为良好是因为，在以低输出·小型类型的电动机的使用为前提的打印机滑架驱动等使用齿形带时，在带速度变动率为0.40％以下的情况下，关于打印机滑架驱动能够确保高精度的定位，避免引起印字不匀。表9示出将速度变动率试验的结果汇总的表。而且，图9示出将速度变动率试验的实施例及比较例的齿形带1的轴载荷与带速度变动率的关系进行了坐标化的图。

[表9]

表9

根据上述速度变动率试验可知，在任意的比较例及实施例的试验结果中(与芯线3的种类、齿距的大小无关)，都是齿形带1的移动时的轴载荷越减少，则带速度变动率越增加(参照图9)。

另外，如表9及图9所示，关于比较例1和实施例3，使齿距0.508mm及芯线直径0.17mm为相同条件，将芯线3的种类设为玻璃芯线(比较例1)和聚芳酯芯线(实施例3)。将比较例1与实施例3进行比较可知，聚芳酯芯线(实施例3)在任意的轴载荷(5N、10N、15N、20N)下，带速度变动率都比玻璃芯线(比较例1)小。因此，即使在低张力区域(5～15N)中，采用聚芳酯芯线的情况也比采用玻璃芯线的情况更能够抑制带速度变动率。这从后述的带弯曲性试验的结果可知，可认为是采用了聚芳酯芯线的齿形带1比采用了玻璃芯线的齿形带1的弯曲性(柔软)优异的缘故。

另外，在速度变动率试验中，如表8所示，对于比较例1～7及实施例1～7的齿形带1，算出将轴载荷设定为5N时的带速度变动率，并进行了评价。需要说明的是，对于比较例2、实施例1、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6、比较例5及比较例6的采用了聚芳酯芯线的齿形带1，算出将轴载荷设定为5N时的带速度变动率，并将评价的结果汇总记载在表10中。而且，图10示出作为将表10的实施例及比较例的采用了聚芳酯芯线的齿形带1的齿距与带速度变动率的关系进行了坐标化的图。

[表10]

根据表10及图10的速度变动率试验，齿距越小，则带速度变动率越减少。并且，在将齿距设定为0.400mm(比较例2)、0.450(实施例1)、0.508mm(实施例3)、0.600mm(实施例4)、0.650mm(实施例5)、0.706mm(实施例6)的情况下，将轴载荷设定为5N时的带速度变动率成为0.40％以下，评价为良好(〇)。

根据上述速度变动率试验，通过将齿距设定为至少0.400mm～0.710mm的范围(参照图10)，即使轴载荷为5N～20N的情况下，带速度变动率也成为0.40％以下，能够使评价良好(〇)。

在此，轴载荷小于5N的话，带张力过弱，无法将齿形带1架设于滑轮间，无法充分发挥滑轮间的同步传动性能。另一方面，15N设为将低输出·小型类型的电动机能采用在装置的驱动用中的轴载荷的最大值，若轴载荷大于15N，则过剩的负载作用于低输出·小型类型的电动机轴，无法充分地发挥电动机的转矩性能。

因此，实施例的齿形带1即使在轴载荷为5N～15N的情况下，也能够使带速度变动率的评价为良好(〇)，由此产生例如安装于驱动滑轮5的驱动电动机容易采用低输出·小型类型的结构这样的优点。

需要说明的是，在齿距为0.400mm(比较例2)的情况下，带速度变动率的评价为良好(〇)，但是在后述的耐久移动试验中，产生齿根裂纹，因此综合判定成为不良(×)。

在耐久移动试验中，如表8所示，对于比较例1～7及实施例1～7的齿形带进行了试验。表11示出对于比较例3(芯线直径0.12mm)、实施例2(芯线直径0.14mm)、实施例3(芯线直径0.17mm)、实施例6(芯线直径0.24mm)、实施例7(芯线直径0.28mm)、比较例4(芯线直径0.30mm)的齿形带1进行的耐久移动试验的试验结果。

[表11]

根据上述耐久移动试验，在实施例2(芯线直径0.14mm)、实施例3(芯线直径0.17mm)、实施例6(芯线直径0.24mm)、实施例7(芯线直径0.28mm)中，评价成为最良好(◎)。另一方面，在比较例3(芯线直径0.12mm)中，齿形带1的齿部2缺欠，耐久性成为差的结果(×)。而且，在比较例4(芯线直径0.30mm)中，齿形带1的带拉伸强度的残存率成为73.5％，芯线的弯折疲劳增大，评价成为不良(×)。

根据上述可知，聚芳酯芯线的线径只要至少处于0.14mm～0.28mm的范围，即使在齿距比较小的情况下也能够确保耐久性。

另外，如表8所示，在对于比较例2(齿距：0.400mm)的齿形带1的耐久移动试验中，产生齿根裂纹，耐久性成为差的评价(×)。这推测是因为，若齿距过小，则无法确保相对于滑轮的齿与齿形带的齿的啮合负载的、齿部的每一个所需的刚性的缘故。

表12示出比较例1(玻璃芯线)的齿形带1、实施例3(聚芳酯芯线)的齿形带1的带尺寸稳定性试验结果。而且，图11示出比较例1及实施例3的齿形带1的经过天数与轴间距离变化率的关系。

[表12]

表12

根据上述带尺寸稳定性试验，无论在比较例1～7及实施例1～7的哪个齿形带1中，经过天数10天的轴间距离变化率(绝对值)都为0.02％以下而评价为良好(〇)。由此可知，即使在齿形带1采用了线径为0.14～0.28mm的比较细径的聚芳酯芯线的情况下，轴间距离变化率也几乎不变化，能充分地确保齿形带1的尺寸稳定性。而且，根据表12及图11可知，即使在芯线3使用了聚芳酯芯线的情况下，也能确保与芯线3使用了玻璃芯线的情况同等的尺寸稳定性。

表13示出关于比较例7、比较例1及实施例3的齿形带1，测定了使轴载荷为5N、10N、20N、30N时的起动转矩的结果。而且，表14示出关于比较例7、比较例1及实施例3的齿形带1而汇总了带结构、轴载荷为10N时的起动转矩及评价的表。而且，图12示出关于比较例7、比较例1及实施例3的齿形带而将轴载荷与起动转矩的关系进行了坐标化的图。

[表13]

表13

[表14]

表14

如表13、表14及图12所示，在比较例7与比较例1的玻璃芯线间的比较中，芯线3为细径的情况即使在低张力区域(5～15N)中起动转矩也低。这表示芯线3为细径的情况的带的弯曲性高而柔软。

另外，将比较例1(玻璃芯线)与实施例3(聚芳酯芯线)进行比较可知，使用了聚芳酯芯线的齿形带1比使用了玻璃芯线的齿形带1的起动转矩显著降低。在此可知，在齿形带1的起动转矩低的情况下，齿形带1的弯曲性高，即，使用了起动转矩低的聚芳酯芯线的齿形带1的起动时的动力传递性能优异。因此可知，与芯线3使用了玻璃芯线的齿形带1相比，芯线3使用了聚芳酯芯线的齿形带1的弯曲性高，柔软且起动时的动力传递性能优异。

另外，若齿形带1的弯曲性高，则即使在轴载荷为5N～15N(低张力)的情况下，起动转矩也处于降低的倾向。

因此，弯曲性优异且起动转矩低的带容易(使安装于驱动滑轮5的轴上的驱动电动机)起动，起动时的动力传递性优异，并且能够有助于更小型且低输出的驱动电动机的采用，甚至是驱动电动机的小型·轻量化、省电力化。

(综合判定)

若将上述1.速度变动率试验、2.耐久移动试验、3.带尺寸稳定性试验及4.带弯曲性试验的结果是速度变动率试验中的带速度变动率的评价为良好(〇)、耐久移动试验中的评价为最良好(◎)、带尺寸稳定性试验的结果为良好(○)、在带弯曲性试验中评价为良好(○)的齿形带1的条件进行总结，则可知齿部与齿部之间的间距为0.45～0.71mm，芯线3设为由聚芳酯纤维丝组构成的绞线，芯线3的线径为0.14～0.28mm。

根据上述结构，由于将齿部2与齿部2之间的间距设定为0.45～0.71mm，因此与齿部2的间距大于0.71mm的情况相比能够增加齿形带1的齿数。由此，在向小径的滑轮卷挂齿形带1时，能够使由于齿形带1的齿部2与滑轮的齿的啮合而产生的多边形形状更接近圆形。由此，能够抑制齿形带1在滑轮间移动时的齿形带1的移动线(带节线)的上下移动，能够减小齿形带1的移动时的带速度变动(速度不匀)。

另外，通过将芯线3设为由聚芳酯纤维丝组构成的线径0.14～0.28mm的绞线，与大于线径0.28mm的结构相比，能够提高齿形带的弯曲性。由此，能够以低张力将齿形带1卷挂于更小径的滑轮间。

此外，由于减小芯线3的线径，因此能够使齿形带1的背部4减薄。由此，也能够提高齿形带1的弯曲性。

另外，通过芯线3使用聚芳酯纤维丝组，能够确保经时性的·环境性的齿形带1的尺寸稳定性。

并且，通过提高齿形带1的尺寸稳定性·弯曲性，即使在将齿形带1以低张力卷挂于小径的滑轮间的情况下，也能够减小齿形带1的移动时的带速度变动。

另外，通过提高齿形带1的尺寸稳定性·弯曲性，能够降低(安装于驱动滑轮的轴上的驱动电动机的)起动转矩，能够提高起动时的动力传递性。

另外，齿形带1通过带张力卷挂于滑轮间时的轴载荷设定为比较低的5～15N，由此能够降低对于滑轮的轴的负担。若能够降低对于滑轮的轴的负担，则例如安装于滑轮的驱动电动机能够使用低输出·小型的类型的结构，因此能够实现驱动电动机的小型化·省电力化。

此外，通过在以喷墨打印机为代表的滑架驱动或者伴随着促动器那样的工件的往复动作的精密驱动中使用上述齿形带1，能够减小带速度变动(速度不匀)，能够进行高精度的定位，以避免引起印字不匀等。而且，上述齿形带1即使将带安装张力(轴载荷、张力)设定得较低(即使在低张力时)，也具有经时性的尺寸稳定性、弯曲性、耐久性，因此安装于滑轮的驱动电动机可以使用低输出·小型的类型的结构，能够实现驱动电动机的小型化·省电力化，甚至是以喷墨打印机为代表的滑架驱动装置或促动器自身的小型化·省电力化。

虽然详细地而且参照特定的实施形态地说明了本发明，但是不脱离本发明的主旨和范围而能够施加各种变更或修正的情况对于本领域技术人员来说不言自明。

本申请基于在2014年3月31日提出申请的日本专利申请2014-072464、2014年3月31日提出申请的日本专利申请2014-072467及2015年2月25日提出申请的日本专利申请2015-035113，其内容作为参照而援引于此。

标号说明

1 齿形带

2 齿部

3 芯线

4 背部

5 驱动滑轮

6 从动滑轮

Claims (2)

1.一种齿形带，具备背部、齿部、及埋设于所述背部的芯线，其中，

所述背部及齿部包含聚氨酯树脂组成物，

所述芯线是由玻璃纤维丝组构成的绞线或者由聚芳酯纤维丝组构成的绞线，

在所述芯线是由玻璃纤维丝组构成的绞线的情况下，

所述齿部的间距为0.45～0.60mm，

所述玻璃纤维丝的直径为6～9微米，

所述芯线的线径为0.14～0.20mm，

在所述芯线是由聚芳酯纤维丝组构成的绞线的情况下，

所述齿部的间距为0.45～0.71mm，

所述芯线的线径为0.14～0.28mm。

2.根据权利要求1所述的齿形带，其中，

所述齿形带在通过带张力而卷挂于滑轮间时的作用于该滑轮的轴的载荷即轴载荷成为5～15N的条件下使用。