CN108779831A - 斜齿带及带传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种斜齿带，具有：背部，埋设有芯线；以及多个齿部，沿带长方向以规定间隔设置于所述背部的一个表面，分别相对于带宽方向倾斜，所述齿部的表面及所述背部的所述一个表面的一部分由齿布构成，所述背部的另一表面由背布构成，所述多个齿部的齿距为2mm以上且5mm以下，在所述多个齿部的齿距为2mm以上且小于3mm的情况下，所述背部的厚度为0.6mm以上且1.3mm以下，在所述多个齿部的齿距为3mm以上且小于4mm的情况下，所述背部的厚度为0.6mm以上且1.5mm以下，在所述多个齿部的齿距为4mm以上且5mm以下的情况下，所述背部的厚度为1.2mm以上且2.0mm以下，所述芯线是包含高强度玻璃纤维或碳纤维且直径为0.2mm以上且0.6mm以下的捻线。

Description

斜齿带及带传动装置
技术领域
本发明涉及斜齿带，尤其涉及应用于以高负荷或高速旋转驱动的带传动装置的斜齿带及带传动装置。
背景技术
例如，在电动助力转向装置的减速装置那样以高负荷或高速旋转驱动的带传动装置中，若使用具有与带宽方向平行地延伸的齿部的直齿带，则在齿部与带轮的齿部啮合的开始时及结束时，会产生大的噪音、振动。作为该问题的对策，使用齿部配置成相对于带宽方向倾斜的斜齿带。斜齿带从齿部的一端向另一端依次进行齿部与带轮的齿部的啮合。因此，与使用直齿带的带传动装置相比，能够降低噪音及振动。
但是，即使使用斜齿带，也并非必然能充分降低噪音及振动。相对于此，例如专利文献1及2提出在使用了斜齿带的、以高负荷或高速旋转驱动的带传动装置中，进一步降低噪音及振动的技术。
在专利文献1中，将齿距设为Pt，将带宽设为W，齿向角度θ设定为满足-0.2≤1-W·tanθ/Pt≤0.75的值。而且，斜齿带的齿部与带轮的齿部之间的齿隙(间隙)设定为齿距Pt的1.6％～3％。
在专利文献2中，将齿向角度θ形成为7度以上且10度以下。而且，背部的厚度设为tb，齿部的齿高设为hb，厚度tb与齿高hb的比(100Btb/hb)设定为120％以上且240％以下。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2004-308702号公报
专利文献2：国际公开第2014/024377号
发明内容
发明解决的问题
近年来，汽车的安静化正在推进。因此，要求例如电动助力转向装置的减速装置等带传动装置进一步降低噪音。
但是，在专利文献1及2的技术中，不能将噪音降低到能够满足的等级。
因此，本发明的目的在于，提供在使用于以高负荷或高速旋转驱动的带传动装置的情况下能够进一步降低噪音及振动的斜齿带。
用于解决问题的手段
上述的专利文献1及2通过发现斜齿带的齿向角度、齿形状、厚度等构造性的参数的最合适条件，而谋求了噪音及振动的降低。但是，认为了仅通过这样构造上的办法，难以再进一步降低噪音及振动。因此，本申请的发明人考虑了对在此之前未充分验证的斜齿带的构成材料上想办法。
本发明的斜齿带，具有：背部，埋设有芯线；以及多个齿部，沿带长方向以规定间隔设置于所述背部的一个表面，分别相对于带宽方向倾斜，所述齿部的表面及所述背部的所述一个表面的一部分由齿布构成，所述背部的另一表面由背布构成，所述多个齿部的齿距为2mm以上且5mm以下，在所述多个齿部的齿距为2mm以上且小于3mm的情况下，所述背部的厚度为0.6mm以上且1.3mm以下，在所述多个齿部的齿距为3mm以上且小于4mm的情况下，所述背部的厚度为0.6mm以上且1.5mm以下，在所述多个齿部的齿距为4mm以上且5mm以下的情况下，所述背部的厚度为1.2mm以上且2.0mm以下，所述芯线是包含高强度玻璃纤维或碳纤维且直径为0.2mm以上且0.6mm以下的捻线。
根据该结构，背部的齿部侧的表面的一部分由齿布构成，背部的另一面由背布构成。因此，背部被齿布及背布加强从而刚性提高。而且，埋设于背部的芯线由包含作为高强度(高弹性模量)的纤维材料的高强度玻璃纤维或碳纤维的捻线构成。并且，捻线的直径为0.2mm以上且0.6mm以下。因此，能够确保背部的弯曲性，并且通过芯线进一步提高背部的刚性。
通过这样提高背部的刚性，即使斜齿带在以高负荷或高速旋转驱动的带传动装置中使用，也能够抑制在齿部与带轮的齿部啮合时产生的、以斜齿带的芯线为中心的振动(弦振动)。由此，能够降低因该振动产生的噪音。
另外，在齿距为2mm以上且小于3mm的情况下，背部的厚度为0.6mm以上且1.3mm以下。在齿距为3mm以上且小于4mm的情况下，背部的厚度为0.6mm以上且1.5mm以下。在齿距为4mm以上且5mm以下的情况下，背部的厚度为1.2mm以上且2.0mm以下。这些厚度与例如在汽车用的电动助力转向装置的减速装置中使用的以往的斜齿带的背部的厚度为相同程度。本发明的斜齿带能够在不增大背部的厚度的情况下提高背部的刚性。因此，能够充分确保抗疲劳性，并且更抑制振动及噪音。
本发明的斜齿带优选在所述多个齿部的齿距为2mm以上且小于3mm的情况下，所述齿部的齿高为0.7mm以上且2.0mm以下，在所述多个齿部的齿距为3mm以上且小于4mm的情况下，所述齿部的齿高为1.0mm以上且2.3mm以下，在所述多个齿部的齿距为4mm以上且5mm以下的情况下，所述齿部的齿高为1.5mm以上且2.3mm以下。
本发明的斜齿带优选所述背部包含橡胶成分，该橡胶成分包含乙烯-丙烯-二烯三元共聚物或氢化丁晴橡胶。
本发明的斜齿带优选，所述齿布由包括经纱及纬纱的织布构成，经纱或纬纱配置成在带长方向上延伸，配置成在该带长方向上延伸的经纱或纬纱包含具有伸缩性的弹性纱。
本发明的斜齿带优选，构成所述齿布的纤维包含从包括尼龙、芳纶、聚酯、聚苯并恶唑及棉的组中选择的至少一种纤维。
本发明的斜齿带优选，构成所述背布的纤维包含从包括尼龙、芳纶及聚酯的组中选择的至少一种纤维。
本发明的带传动装置的特征在于，具备：驱动带轮，被驱动源旋转驱动；从动带轮；以及卷挂在所述驱动带轮及所述从动带轮的权利要求1～6中任一项所述的斜齿带。
本发明的带传动装置，所述驱动带轮的旋转速度可以为1000rpm以上且4000rpm以下。根据该结构，在以高速旋转驱动的带传动装置中，能够充分地降低噪音及振动。
本发明的带传动装置，所述从动带轮的负荷可以为0.5kW以上且3kW以下。根据该结构，在以高负荷驱动的带传动装置中，能够充分降低噪音及振动。
本发明的带传动装置优选，所述从动带轮的外径比所述驱动带轮的外径大，所述带传动装置是汽车用的电动助力转向装置的减速装置。根据该结构，在汽车用的电动助力转向装置的减速装置中，能够充分地降低噪音及振动。
发明效果
在本发明中，背部通过背布和齿布被加强，并且通过由高强度玻璃纤维或碳纤维的捻线构成的芯线而加强。由此，背部在不增大厚度的情况下提高刚性，因此在以高负荷或高速旋转驱动的带传动装置上使用的情况下，能够进一步降低噪音及振动。
附图说明
图1是示出应用本实施方式的斜齿带的电动助力转向装置的概略结构的示意图。
图2是电动助力转向装置的减速装置的侧视图。
图3是斜齿带的局部立体图。
图4是从内周侧观察斜齿带的图。
具体实施方式
下面，对本发明的实施方式进行说明。本实施方式的斜齿带30例如使用于图1所示的汽车用的电动助力转向装置1的减速装置20。
〔电动助力转向装置的结构〕
电力转向(EPS)装置1具有：转向轴3，连结于转向轮2；中间轴4，连结于转向轴3；以及操舵机构5，连结于中间轴4，与转向轮2的旋转连动地对车轮9进行操舵。
操舵机构5包括与中间轴4连结的小齿轮轴6和与小齿轮轴6啮合的齿条轴7。齿条轴7沿车辆的左右方向延伸。在齿条轴7的轴向的途中部形成有与设置于小齿轮轴6的小齿轮6a啮合的齿条7a。在齿条轴7的两端部经由拉杆8及转向节臂(未图示)连结有车轮9。转向轮2的旋转经由转向轴3及中间轴4传递至小齿轮轴6。小齿轮轴6的旋转变换为齿条轴7向轴向的移动。由此，车轮9被转向。
电动助力转向装置1形成为，根据施加于转向轮2的操舵扭矩获得操舵辅助力。作为为此的手段，电动助力转向装置1包括检测操舵扭矩的扭矩传感器13、控制装置14、操舵辅助用的电动马达15(驱动源)和将电动马达15的驱动力向操舵机构5传递的作为传动装置的减速装置20。
为了通过扭矩传感器13检测操舵扭矩，转向轴3具有输入轴10、扭力杆11和输出轴12。当操作转向轮2，向输入轴10输入操舵扭矩时，扭力杆11扭转变形，输入轴10与输出轴12相对旋转。扭矩传感器13基于输入轴10与输出轴12的相对旋转位移量，对输入转向轮2的操舵扭矩进行检测。扭矩传感器13的检测结果输入控制装置14。控制装置14基于由扭矩传感器13检测到的操舵扭矩等控制电动马达15。
减速装置20具有驱动带轮21、从动带轮22和卷挂在带轮21及22上的斜齿带30。从动带轮22的外径比驱动带轮21大。驱动带轮21固定于电动马达15的旋转轴。从动带轮22固定于小齿轮轴6。如图2所示，在驱动带轮21的外周面形成有多个斜齿21a。在从动带轮22的外周面形成有多个斜齿22a。驱动带轮21的旋转速度例如为1000rpm以上且4000rpm以下。从动带轮22的负荷例如为0.5kW以上且3kW以下。
当操作转向轮2时，由扭矩传感器13检测操舵扭矩，控制装置14驱动电动马达15。当电动马达15使驱动带轮21旋转时，斜齿带30运行，从动带轮22及小齿轮轴6进行旋转。电动马达15的旋转力被减速装置2减速，并向小齿轮轴6传递。另外，如上所述，转向轮2的旋转经由转向轴3及中间轴4向小齿轮轴6传递。并且，小齿轮轴6的旋转变换为齿条轴7的轴向移动，由此，车轮9被操舵。这样，通过电动马达15辅助小齿轮轴6的旋转，从而辅助驾驶员的操舵。
此外，能够应用本发明的斜齿带的电动助力转向装置的结构不限于图1所示的结构。例如，减速装置20的从动带轮22可以固定于中间轴4或转向轴3。另外，例如，减速装置20的从动带轮22可以经由变换机构与齿条轴7连结。变换机构例如是滚珠丝杠机构或轴承螺钉机构，将从动带轮22的旋转力变换为齿条轴7的轴向的力并传递至齿条轴7。
〔斜齿带的结构〕
如图3所示，斜齿带30具有：背部31，埋设有芯线33；和多个齿部32，沿带长方向以规定间隔设置于背部31的内周面。如图4所示，齿部32相对于带宽方向倾斜地延伸。齿部32设置于斜齿带30的内周面。斜齿带30具有由橡胶组成物形成的带主体34、埋设于带主体34的芯线33、覆盖带主体34的内周面的齿布35和覆盖带主体34的外周面的背布36。齿部32由带主体34的一部分和齿布35的一部分构成，背部31由带主体34的一部分、背布36以及齿布35的一部分构成。也就是说，齿部32的表面及背部31的内周面的一部分由齿布35构成，背部31的外周面由背布36构成。
斜齿带30的周长例如是150～400mm。此外，本说明书中，用“X～Y”表示的数值范围意味X以上且Y以下。斜齿带30的宽度W(参照图4)例如为4～30mm。齿部32的齿距P(参照图3)为2～5mm。在齿距P为2mm以上且小于3mm的情况下，背部31的厚度tb(参照图3)为0.6～1.3mm，优选为0.6mm以上且0.9mm以下。在齿距P为3mm以上且小于4mm的情况下，背部31的厚度tb为0.6～1.5mm，优选为0.8mm以上且1.2mm以下。在齿距P为4mm以上且5mm以下的情况下，背部31的厚度tb为1.2～2.0mm，优选为1.3mm以上且1.8mm以下。在齿距P为2mm以上且小于3mm的情况下，齿部32的齿高hb(参照图3)例如为0.7～2.0mm，优选为0.8mm以上且1.0mm以下。在齿距P为3mm以上且小于4mm的情况下，齿部32的齿高hb例如为1.0～2.3mm，优选为1.1mm以上且2.0mm以下。在齿距P为4mm以上且5mm以下的情况下，齿部32的齿高hb例如为1.5～2.3mm，优选是1.7mm以上且2.0mm以下。斜齿带30的总厚(最大厚度)t(参照图3)是背部31的厚度tb与齿高hb的合计。齿部32相对于带宽方向的倾斜角度θ(参照图4)例如为2～7°，优选为2～6°。
〔带主体〕
作为构成带主体34的橡胶组成物的橡胶成分，使用氯丁橡胶(CR)、丁晴橡胶、氢化丁晴橡胶(HNBR)、乙烯丙烯共聚物(EPM)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、丁苯橡胶、丁基橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶等。尤其优选的橡胶成分是乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)，也适宜使用氯丁橡胶、氢化丁晴橡胶(HNBR)。带主体34中的构成齿部32的部分和构成背部31的部分可以由相同的橡胶组成物形成，也可以由不同的橡胶组成物形成。
构成带主体34的橡胶组成物根据需要可以包括常用的各种添加剂(或配合剂)。作为添加剂，能够例示硫化剂或交联剂(例如，肟类(醌二肟等)、胍类(二苯胍等)、金属氧化物(氧化镁、氧化锌等))、硫化助剂、硫化促进剂、硫化阻燃剂、增强剂(炭黑、含水二氧化硅等氧化硅等)、金属氧化物(例如，氧化锌、氧化镁、氧化钙、氧化钡、氧化铁、氧化铜、氧化钛、氧化铝等)、膨胀剂(黏土、碳酸钙、滑石、云母等)、增塑剂、软化剂(石蜡油、环烷油等油类等)、加工剂或加工助剂(硬脂酸、硬脂酸金属盐、蜡、石蜡等)、抗老化剂(芳香胺类、苯并咪唑类抗老化剂等)、稳定剂(抗氧化剂、紫外线吸收剂、热稳定剂等)、润滑剂、阻燃剂、抗静电剂等。这些添加剂能够单独或组合使用，能够根据橡胶成分的种类、用途、性能等选择。
〔芯线〕
芯线33沿带长方向埋设于带主体34。芯线33在带宽方向上空开间隔地呈螺旋状埋设。芯线33由搓合多根股线而形成的捻线构成。1根股线可以通过将长丝(长纤维)捆扎对齐来形成。芯线33的直径为0.2～0.6mm。形成捻线的长丝的粗度、长丝的捆扎根数、股线的根数及搓捻方式等搓捻结构不特别限制。长丝的材质是高强度玻璃纤维或碳纤维。高强度玻璃纤维及碳纤维都是高强度且低伸缩度，适于作为芯线33的材质，但从低成本的观点来说，更优选高强度玻璃纤维。
作为高强度玻璃纤维例如拉伸强度为300kg/cm2以上，尤其能够适宜使用Si成分比无碱玻璃纤维(E玻璃纤维)更多的下述表1所示的玻璃纤维。此外，在下述表1中，为了比较，也记载有E玻璃纤维的组成。作为这样的高强度玻璃纤维列举K玻璃纤维、U玻璃纤维(都为日本硝子纤维公司制)、T玻璃纤维(日东纺织公司制)、R玻璃纤维(Vetrotex公司制)、S玻璃纤维、S-2玻璃纤维、超高强(ZENTRON)玻璃纤维(都为Owens Corning Fiberglass公司制)等。
[表1]
对作为芯线31使用的捻线实施粘接处理，以提高与带主体34的粘接性。作为粘接处理例如采用将捻线浸渍于间苯二酚-甲醛-乳胶处理液(RFL处理液)后，加热干燥，来在表面均匀地形成粘接层的方法。RFL处理液是将间苯二酚和甲醛的初始缩聚物混合于乳胶而成的，作为在此使用的乳胶列举氯丁、苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶三元共聚物(VP乳胶)、氢化腈、NBR(nitrile butadiene rubber：丁腈橡胶)等。此外，作为粘接处理也具有在利用环氧或异氰酸酯化合物进行了预处理之后，通过RFL处理液进行处理的方法等。
〔齿布〕
齿布35优选由使经纱和纬纱按照一定的规则纵横交错而织成的织布构成。织布的织成方法可以是斜纹织、缎纹织等任意的织成方法。经纱及纬纱的形态可以是将长丝(长纤维)对齐或撮捻而成的复丝纱、作为1根长纤维的单丝纱、撮捻短纤维而成的短纱(纺纱)中的任意纱。在经纱或纬纱是复丝纱或短纱的情况下，可以是使用多种纤维的混捻纱或混纺纱。纬纱优选包括具有伸缩性的弹性纱。作为弹性纱例如使用由聚氨酯构成的斯潘德克斯弹性纤维那样材质本身具有伸缩性的弹性纱或者对纤维进行伸缩加工(例如仿毛加工、起皱加工等)而成的加工纱。通常，经纱不使用弹性纱。因此，织造变得容易。并且，作为齿布35优选配置为使织布的经纱在带宽方向上延伸，使纬纱在带长方向上延伸。由此，能够确保齿布35的带长方向的伸缩性。此外，齿布35也可以配置为使织布的纬纱在带宽方向上延伸，使经纱在带长方向上延伸。这种情况下，作为经纱可以使用具有伸缩性的弹性纱。作为构成齿布35的纤维的材质能够采用尼龙、芳纶、聚酯、聚苯并恶唑(Polybenzoxazoles)、棉等任一种或它们的组合。
作为齿布35使用的织布可以实施粘接处理，以提高与带主体34的粘接性。作为粘接处理，将织布浸渍于间苯二酚-甲醛-乳胶(RFL液)后，加热干燥来在表面均匀地形成粘接层的方法是通常的。但是，不限于此，除了在利用环氧或异氰酸酯化合物进行了预处理后，利用RFL液进行处理的方法之外，还能够采用将橡胶组成物溶解于甲基乙基酮、甲苯、二甲苯等有机溶媒形成橡胶糊，在该橡胶糊中对织布进行浸渍处理，来含浸附着橡胶组成物的方法。上述的方法能够单独或组合进行，处理顺序和处理次数不特别限定。
〔背布〕
背布36优选由用编纱编成的编布或使经纱和纬纱按照一定的规则纵横交错而织成的织布构成。
编布是具有1根或2根以上的编纱形成网眼(圈)并在该圈中挂下一纱来连续地形成新的圈而编成的构造的布。即，在编布中，不使纱呈直线状地交错，而通过形成圈来形成。在背布36使用编布的情况下，编布(或编布的编成)可以是纬编(或通过纬编而编成的编布)、经编(或通过经编而编成的编布)中的任意一种。作为编布的形状不限制于平面形状、圆筒形状(圆筒形针织)等，另外针织物的正面线圈和背面线圈中的哪个成为带主体的覆盖面都可以。作为纬编(或纬编的编组织)例如列举平编(天竺编)、罗纹编、凸纹编、圆联锁编(circular interlock knitting)、提花编等。另外，作为经编(或经编的编组织)例如列举单针、单绳、特里科(tricot)、经绒-经平(Half tricot)等。
在背布36使用织布的情况下，织布的织成方法可以是平纹织、斜纹织、缎纹织等的任一种。从确保斜齿带30的弯曲性的观点，为了在带长方向易于弯曲，优选形成为织成结构或编成结构在带长方向上易于伸缩的形态。因此，优选使用纬纱包括具有伸缩性的弹性纱的织布，配置成织布的经纱在带宽方向上延伸，纬纱在带长方向上延伸。编布的编纱或织布的经纱及纬纱的形态可以是将长丝(长纤维)对齐或撮捻而成的复丝纱、作为1根长纤维的单丝纱、将短纤维撮捻而成的短纱(织纱)中的任一种。在经纱或纬纱是复丝纱或短纱的情况下，可以是使用多种纤维的混捻纱或混纺纱。作为构成背布36的纤维的材质能够采用尼龙、芳纶、聚酯等任一种或这些材质的组合。
作为背布36使用的织布或编布可以实施粘接处理，以提高与带主体34的粘接性。作为粘接处理，与齿布35的情况同样，优选将布浸渍于间苯二酚-甲醛-乳胶(RFL液)后加热干燥来在表面均匀地形成粘接层。但是，不限于此，除了在利用环氧或异氰酸酯化合物进行预处理后，利用RFL液进行处理的方法之外，还能够采用将橡胶组成物溶解于甲基乙基酮、甲苯、二甲苯等有机溶媒形成橡胶糊，将布浸渍于该橡胶糊进行处理，使布含浸附着橡胶组成物的方法。上述的方法能够单独或组合进行，处理顺序和处理次数不特别限定。此外，背布36是编布的情况下，在后述的斜齿带30的制造方法中，通过加热加压工序卷绕在编布上的未硫化橡胶片被编布含浸，所以也可以不实施粘接处理。
〔斜齿带的制造方法〕
斜齿带30例如以以下的顺序制造。
首先，在具有与斜齿带30的多个齿部32对应的多个槽部的圆筒状模(未图示)卷绕形成齿布35的实施了粘接处理的织布。接着，在被卷绕的织布的外周面将构成芯线33的捻线纺成螺旋状。然后，在其外周侧卷绕用于形成带主体34的未硫化的橡胶片，最后卷绕形成背布36的编布或织布，形成未硫化的带成形体。在作为背布36使用织布的情况下，在卷绕之前，预先对织布实施粘接处理。另一方面，在背布36使用编布的情况下，可以不实施粘接处理。并且，该带成形体以配置于圆筒状模的外周的状态下进一步在其外侧覆盖作为蒸气隔断构件的橡胶制的外套。接着，覆盖有外套的带成形体及圆筒状模收容于硫化罐的内部。然后，在硫化罐的内部对带成形体进行加热加压，来对橡胶片进行硫化。由此，橡胶片的橡胶组成物被压入模的槽部，从而形成齿部32。然后，将脱模了的套筒状的成形体切断为规定的宽度，由此获得多个斜齿带30。
本实施方式的斜齿带30具有以下的特征。
背部31的齿部32侧的表面的一部分由齿布35构成，背部31的另一面由背布36构成。因此，背部31通过齿布35及背布36加强，刚性提高。而且，埋设于背部31的芯线33由包含作为高强度(高弹性模量)的纤维材料的高强度玻璃纤维或碳纤维的捻线构成。并且，捻线的直径为0.2mm以上且0.6mm以下。因此，能够一边确保背部31的弯曲性，一边通过芯线33进一步提高背部31的刚性。
通过这样提高背部31的刚性，即使斜齿带30在减速装置20那样的以高负荷或高速旋转驱动的带传动装置中使用，也能够抑制在齿部32与带轮21、22的斜齿21a、22a啮合时产生的、斜齿带30(尤其是背部31的芯线33部位)在厚度方向上的振动(弦振动)。由此，能够降低因该振动产生的噪音。
另外，在齿距P为2mm以上且小于3mm的情况下，背部31的厚度tb是0.6mm以上且1.3mm以下。在齿距P为3mm以上且小于4mm的情况下，背部31的厚度tb为0.6mm以上且1.5mm以下。在齿距P为4mm以上且5mm以下的情况下，背部31的厚度tb为1.2mm以上且2.0mm以下。这些厚度例如与汽车用的电动助力转向装置的减速装置上使用的以往的斜齿带的背部的厚度同等程度。本实施方式的斜齿带30能够在不增大背部31的厚度的情况下提高背部31的刚性。因此，能够充分确保抗疲劳性，并且抑制振动及噪音。
以上，针对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式，只要在权利要求书记载的范围内能够进行各种变更。
实施例
下面，针对本发明的具体的实施例进行说明。
作为实施例1～12及比较例1～6的斜齿带的芯线制成下述表2所示的结构的A1～A4的捻线。
A1的捻线以下面的顺序制成。将JIS R 3413(2012)中记载的称号KCG150的玻璃纤维的长丝捆扎对齐，形成3根股线。将该3根股线浸渍于下述表3所示的RFL液之后，以200～280℃加热干燥，在表面均匀地形成粘接层。在该粘接处理之后，将3根股线以初捻数为12次/10cm进行初捻，制成直径为0.35mm的捻线。不进行复捻，形成为单捻。A2及A3的捻线除了将玻璃纤维变更为UCG150及ECG150以外，与A1同样地制成。
另外，A4的捻线以下面的顺序制成。将碳纤维的长丝捆扎对齐，形成1根股线。之后的顺序与A1～A3的芯线相同。捻线的直径形成为0.53mm。
[表2]
A1 A2 A3 A4
材质 K玻璃纤维 U玻璃纤维 E玻璃纤维 碳素纤维
长丝直径(μm) 9 9 9 7
股线构成 KCG150-3/0 UCG150-3/0 ECG150-3/0 3K-1/0
初捻数(次/10cm) 12 12 12 12
撮捻方法 单捻 单捻 单捻 单捻
捻线直径(mm) 0.35 0.35 0.35 0.53
[表3]
质量部
间苯二酚 1.35
甲醛(固体物浓度：37％) 1
乳胶(固体物浓度：40％) 130
水 50
在实施例1～12及比较例1～6的斜齿带上使用的齿布为一种。齿布使用斜纹织的织布，并配置为织布的经纱在带宽方向上延伸，纬纱在带长方向上延伸。作为织布的纬纱使用尼龙66的纤度155dtex的复丝纱和斯潘德克斯弹性纤维(聚氨酯弹性纤维)的纤度122dtex的复丝纱。织布的经纱使用纤度为155dtex的尼龙66的复丝纱。此外，dtex(分特)是以克为单位表示10000米的纱的质量的单位。
在实施例1～12及比较例1～6的斜齿带上使用的背布为3种。
背布B1及B2使用圆筒形针织的编布。作为背布B1及B2的编纱使用纤度84dtex的聚酯黑染色纱(帝人公司制”E300S”)和纤度28dtex的聚酯黑染色纱(龙尼吉可纤维公司制造”MIII”)。针对背布B1，设为10cm的撮捻数为15.3次，30mm的线圈数为30，30mm的线圈密度为42段而进行了织造，针对背布B2，设为10cm的撮捻数为15.3次，30mm的线圈数为40，30mm的线圈密度为52段而进行了织造。背布B3使用斜纹织的织布，配置为织布的经纱在带宽方向上延伸，纬纱在带长方向上延伸。作为背布B3的纬纱使用尼龙6的纤度235dtex的复丝纱的仿毛加工纱。作为背布B3的经纱使用尼龙6的纤度155dtex的复丝纱。
对在齿布及背布B3上使用的织布实施如下的粘接处理，在浸渍于表3所示的RFL液之后加热干燥，来在表面均匀地形成粘接层。
作为形成实施例1～12及比较例1～6的斜齿带的带主体的未硫化橡胶片制作下述表4所示的组成C1～C3的未硫化橡胶片。
[表4]
※1三井化学公司制“EPT”
※2电化公司制“PM-40”
※3日本瑞翁公司制“Zetpole2021”
※4大内新兴化学工业公司制“NOCRAK MB”
※5大内新兴化学工业公司制“N-环己－2苯并噻唑亚磺酰胺”
※6东海碳公司制“SEAST 3”
※7正同化学工业公司制“氧化锌3种”
使用捻线(芯线)A1～A4、齿布、背布B1～B3及组成C1～C3的未硫化橡胶片以上述实施方式中记载的顺序制作了实施例1～12及比较例1～6的斜齿带。硫化以161℃进行25分钟。实施例1～12的斜齿带的结构示出于下述表5，比较例1～6的斜齿带的结构示出于下述表6。实施例1～12及比较例1～6的斜齿带的带宽都形成为25mm，齿部相对于带宽方向的倾斜角度都形成为5°。
[表5]
[表6]
(音压测定试验)
针对实施例1～12及比较例1～6的斜齿带进行音压测定试验，对带运行中的噪音进行了评价。在试验中使用两轴运行试验机。该两轴运行试验机与图2所示的减速装置20同样，形成为具有驱动带轮、直径比驱动带轮更大的从动带轮的结构。驱动带轮使用齿数为41的带轮，从动带轮使用齿数为117的带轮。在2个带轮上卷挂斜齿带，调整带轮的轴间距离以使带张力为100N，使驱动带轮以旋转速度2000rpm旋转，来使带运行。从动带轮的负荷为无负荷。气体环境温度为23℃。并且，通过噪音计的收音麦克M测定音压(噪音等级)。此外，为了说明收音麦克M的位置，在图2所示的减速装置20上表示收音麦克M。收音麦克M配置在距离斜齿带的拉伸侧部分的中间位置100mm的位置。将通过收音麦克M测定的测定结果示出于表5、6。在音压为80dBA以下的情况下，作为带的实际使用没有问题的噪音等级，评价为合格。
(耐寒耐久运行试验)
若背部的刚性提高，则带的弯曲性降低，带轮上的弯曲疲劳增加，因此在背面(外周面)易于发生裂缝(龟裂)。尤其是，在低温环境下，易于显著地产生背面裂缝。因此，针对实施例1～12及比较例1～6的斜齿带进行耐寒耐久运行试验，观察背面(外周面)的裂缝的发生。耐寒耐久运行试验使用具有驱动带轮和直径与驱动带轮相同的从动带轮的两轴运行试验。驱动带轮及从动带轮使用齿数为41的带轮。气体环境温度形成为-40℃。在2个带轮上卷挂斜齿带，调整带轮的轴间距离以使带张力形成为130N，使驱动带轮正转3秒钟后反转3秒钟，然后停止10分钟的一循环反复500循环。驱动带轮正转时及反转时的旋转速度形成为2000rpm。从动带轮的负荷为无负荷。目视确认实施了500循环后的斜齿带的背面(外周面)的状态。以下述的3阶段评价背面的裂缝的有无和裂缝的程度。
S：无裂缝
A：产生裂缝，但实际使用上没有问题的程度
B：裂缝进入整个背面，实际使用上有问题
比较例1是使用背布B1，但是使用了不是高强度玻璃纤维的E玻璃纤维的芯线A3的例子，音压为85dBA，超过判定基准。
比较例2是不使用背布而使用不是高强度玻璃纤维的E玻璃纤维的芯线A3的例子，音压为95dBA，在比较例中最大。
比较例3是不设置背布并使用作为高强度玻璃纤维的K玻璃纤维的芯线A1的例子，音压比比较例2小，但是比判定基准(80dBA)大。
比较例4是以与比较例3相同的结构使背部的厚度比比较例3大的例子。在比较例4中，虽然音压比比较例3稍小，但是比判定基准(80dBA)大。另外，在比较例4中，弯曲性比比较例3低，但是在耐寒耐久运行试验中，以带的实际使用上没有问题的程度产生裂缝。根据比较例3、4的结果可知，即使背部的厚度变大，若没有背布，则噪音的降低效果也小。
在实施例1～12中，音压都为作为判定基准的80dBA以下。
实施例2、3仅背布的种类与实施例1不同，实施例4、5仅构成芯线的纤维的种类与实施例1不同，实施例6、7仅橡胶成分与实施例1不同。实施例1～7的音压没有发现大的差。在橡胶成分为EPDM(C1)的实施例1～5中，在耐寒耐久运行试验中没有产生裂缝。在橡胶成分为H-NBR(C3)的实施例6和橡胶成分为CR(C2)的实施例7中，与EPDM相比，弯曲性降低，在耐寒耐久运行试验中产生裂缝。尤其是实施例7，产生了实际使用上有问题的裂缝。
实施例8、9是与实施例1相同的结构，背部的厚度比实施例1大的例子。实施例10是与实施例1相同的结构，背部的厚度比实施例1小的例子。实施例8～9的音压都为判定基准(80dBA)以下。在实施例8、9中，弯曲性降低背部的厚度增加引起的弯曲性降低量，在耐寒运行试验中虽然稍微产生裂缝，但是实际使用上没有问题的程度。根据实施例8～10的结果能够确认，在齿距为2mm的情况下，背部的厚度在0.60～1.3mm的范围内能够在不损害弯曲性的情况下抑制噪音。
比较例5、6是与实施例1相同的结构，使背部的厚度比实施例8、9更大的例子。在背部的厚度为1.5mm以上的比较例5、6中，虽然音压变低，但是在耐寒耐久运行试验中，产生实际使用上有问题的程度的裂缝，损害弯曲性。
实施例11、12是齿距比实施例1大的例子。根据实施例1、11、12的结果发现当齿距(齿尺寸)变大时音压变大的趋势，但是都在判定基准(80dBA)以下，所以能够确认由齿距2～5mm的斜齿带具有噪音抑制效果。
本申请基于2016年3月25日申请的日本专利申请2016-061393及2017年2月17日申请的日本专利申请2017-027635，其内容引入于此作为参照。
标号说明
1 电动助力转向装置
15 电动马达(驱动源)
20 减速装置(带传动装置)
21 驱动带轮
22 从动带轮
30 斜齿带
31 背部
32 齿部
33 芯线
34 带主体
35 齿布
36 背布。

Claims (10)

1.一种斜齿带，具有：
背部，埋设有芯线；以及
多个齿部，沿带长方向以规定间隔设置于所述背部的一个表面，分别相对于带宽方向倾斜，
其中，
所述齿部的表面及所述背部的所述一个表面的一部分由齿布构成，
所述背部的另一表面由背布构成，
所述多个齿部的齿距为2mm以上且5mm以下，
在所述多个齿部的齿距为2mm以上且小于3mm的情况下，所述背部的厚度为0.6mm以上且1.3mm以下，
在所述多个齿部的齿距为3mm以上且小于4mm的情况下，所述背部的厚度为0.6mm以上且1.5mm以下，
在所述多个齿部的齿距为4mm以上且5mm以下的情况下，所述背部的厚度为1.2mm以上且2.0mm以下，
所述芯线是包含高强度玻璃纤维或碳纤维且直径为0.2mm以上且0.6mm以下的捻线。
2.根据权利要求1所述的斜齿带，其中，
在所述多个齿部的齿距为2mm以上且小于3mm的情况下，所述齿部的齿高为0.7mm以上且2.0mm以下，
在所述多个齿部的齿距为3mm以上且小于4mm的情况下，所述齿部的齿高为1.0mm以上且2.3mm以下，
在所述多个齿部的齿距为4mm以上且5mm以下的情况下，所述齿部的齿高为1.5mm以上且2.3mm以下。
3.根据权利要求1或2所述的斜齿带，其中，
所述背部包含橡胶成分，该橡胶成分包含乙烯-丙烯-二烯三元共聚物或氢化丁晴橡胶。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的斜齿带，其中，
所述齿布由包括经纱及纬纱的织布构成，经纱或纬纱配置成在带长方向上延伸，配置成在该带长方向上延伸的经纱或纬纱包含具有伸缩性的弹性纱。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的斜齿带，其中，
构成所述齿布的纤维包含从包括尼龙、芳纶、聚酯、聚苯并恶唑及棉的组中选择的至少一种纤维。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的斜齿带，其中，
构成所述背布的纤维包含从包括尼龙、芳纶及聚酯的组中选择的至少一种纤维。
7.一种带传动装置，具备：
驱动带轮，通过驱动源而被旋转驱动；
从动带轮；以及
卷挂于所述驱动带轮及所述从动带轮的权利要求1～6中任一项所述的斜齿带。
8.根据权利要求7所述的带传动装置，其中，
所述驱动带轮的旋转速度为1000rpm以上且4000rpm以下。
9.根据权利要求7或8所述的带传动装置，其中，
所述从动带轮的负荷为0.5kW以上且3kW以下。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的带传动装置，其中，
所述从动带轮的外径比所述驱动带轮的外径大，
所述带传动装置是汽车用的电动助力转向装置的减速装置。
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