JP2000240730A - 歯付ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温高張力や高温高負荷のような極めて過酷
な条件下での走行でも耐摩耗性、耐歯欠け性を維持して
走行寿命の長い歯付ベルトを提供することを目的とす
る。 【解決手段】 長さ方向に沿って所定間隔で配置した複
数の歯部２と、心線３を埋設した背部４とを有し、歯部
２の表面に歯布５を被覆した歯付ベルト１であり、前記
歯布５が歯部に使用したゴムと同種のゴムにフッ素ゴム
を混合したゴム組成物を含浸付着させ加硫したゴム付き
帆布を使用する。

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、
高温高張力下および高温高負荷下での走行においても耐
摩耗性および耐歯欠け性を改善した歯付ベルトに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の歯付ベルトは、クロロプレンを原
料ゴムとするゴム配合物を歯部と背部に、ＳＢＲ系のビ
ニルピリジンラテックスをラテックス成分とするＲＦＬ
（レゾルシン・ホルマリン・ラテックス）液にて接着処
理されたガラス繊維コードもしくはアラミド繊維コード
を心線に、そして捲縮加工されたナイロンを緯糸として
ベルト長手方向に使用された歯布から構成され、自動車
用ＯＨＣ駆動（オーバーヘッドカム駆動）用のベルトと
して使用されている。

【０００３】このＯＨＣ駆動用歯付ベルトは、エンジン
ルームのコンパクト化やＦＦ化によって使用する環境温
度が高温となり、従来のクロロプレンを原料ゴムとする
歯付ベルトでは、背部や歯元部のクラックから歯欠けに
至る現象、又は高温下での屈曲によるガラス心線の劣化
によってベルトが切断しやすかった。そこで、近年特に
自動車用歯付ベルトの長寿命化の要求に対して、クロロ
スルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）やアクリロニトリ
ル−ブタジエン共重合体を水素添加して得られる水素化
ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）がゴム配合物の原料ゴムと
して使用されるようになってきた。これについては、例
えば、特開昭６２−１５９８２７号公報に開示されてい
る。

【０００４】一方、ゴム配合物中の原料ゴムだけでな
く、心線や歯布の改善もされている。そのうち、歯布の
場合には、例えば経糸あるいは緯糸の一方の糸をポリエ
ステル糸、アラミド繊維とし、他の糸を６ナイロン、
６．６ナイロンとする帆布を用いて、耐熱性を向上させ
ることが、特開昭５５−３６６４２号公報に開示されて
いる。また、実開昭６２−１８３１４７号公報には、歯
布としてベルト長手方向の緯糸に少なくともアラミド繊
維のウーリー加工糸とウレタン弾性糸を用いることが提
示されている。

【０００５】また、耐摩耗性および耐歯欠け性を改善す
ることを目的として、本出願人は歯布としてベルト長手
方向の緯糸にアラミド繊維の紡績糸とウレタン弾性糸と
の混撚糸を用い、かつ経糸に脂肪族あるいはアラミド繊
維のフィラメント糸を用いた帆布を使用することを提案
した。これは特開平４−８９４８号公報に開示されてい
る。

【０００６】更に、最近では、歯布表面にテフロンなど
の摺動剤粒子を付着担持させ、歯布表面の摩擦係数を低
下させ、耐摩耗性を改善したものも提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の歯布で
は、ウーリー加工糸が加工温度の調節が困難で均一な仮
撚りができずにランダムな太さになり、また繊維自身が
高い剛性を有しているために、タオルのような凹凸表面
になって平滑な帆布にならなかった。このような帆布を
用いた歯付ベルトは、ＰＬＤ値（心線の中心線となるピ
ッチラインとベルト歯底面間の距離）がばらつき、また
同じモールドで成型したベルトの長さも不均一になると
いった不具合が発生した。

【０００８】また、アラミド繊維の紡績糸とウレタン弾
性糸との混撚糸をベルト長手方向の緯糸に用いた歯布
は、この問題点を改善した。しかし、歯付ベルトを高負
荷でかつ狭いベルト幅で使用する場合や、またディーゼ
ルエンジンのように負荷変動が大きくなると、歯布表面
の摩耗が大きくなって、ベルト歯元部の亀裂や歯欠けが
起こり、またベルト歯元部の応力集中によってベルト歯
元部の亀裂や歯欠けが発生しやすかった。

【０００９】更に、歯布表面にテフロンなどの摺動剤粒
子を担持させた場合には、歯部と歯布との接着性が低下
することがあり、また摺動剤粒子の欠落、歯部形状の精
密性に欠けるなどの問題があった。

【００１０】本発明はこのような問題点を改善するもの
であり、高温高張力や高温高負荷のような極めて過酷な
条件下での走行でも耐摩耗性、耐歯欠け性を維持して走
行寿命の長い歯付ベルトを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち、本願の請求項１記
載の発明では、長さ方向に沿って所定間隔で配置した複
数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、上記歯部の
表面に歯布を被覆した歯付ベルトにおいて、前記歯布が
歯部に使用したゴムと同種のゴムにフッ素ゴムを混合し
たゴム組成物を溶剤によって溶解したゴム糊組成物を含
浸付着させ加硫したゴム付き帆布を使用した歯付ベルト
にあり、歯布に歯部に使用したゴムと同種のゴムにフッ
素ゴムを混合したゴム組成物を付着することによって、
歯布表面の摩擦係数を下げてプーリ表面との滑りを良好
にして歯布の耐摩耗性を向上させ、また歯布と歯部の接
着性を高め、耐歯欠け性や走行寿命を高めることができ
る。

【００１２】本願の請求項２記載の発明では、ゴム付き
帆布がゴム組成物を溶剤によって溶解したゴム糊で含浸
付着させ加硫した歯付ベルトにある。

【００１３】本願の請求項３記載の発明では、歯部と同
種のゴムとフッ素ゴムのブレンド比率が２：８〜８：２
である歯付ベルトにある。

【００１４】本願の請求項４記載の発明では、歯部と同
種のゴムが水素化ニトリルゴムである歯付ベルトにあ
り、水素化ニトリルゴムを使用することによって耐熱性
を向上させることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る歯付ベルトの
断面斜視図であり、歯付ベルト１はベルト長手方向（図
中矢印）に沿って複数の歯部２と、ガラス繊維コードあ
るいはアラミド繊維コードからなる心線３を埋設した背
部４からなり、上記歯部２の表面には歯布５が貼着され
ている。

【００１６】前記歯部２及び背部４に使用される原料ゴ
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
熱性や耐オゾン性が極度に低下する。

【００１７】負荷とともに張力の大きい条件下で歯付ベ
ルト１を使用すると、従来の歯付ベルトの歯布が異常に
摩耗を起こし、比較的早く歯元部にクラックが生じて歯
欠けによる寿命となるため、１００〜１４０°Ｃの高温
度で高負荷、また高温度で高張力の条件下ではさらに歯
部２の補強が必要である。

【００１８】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から選ばれる。

【００１９】上記ＲＦＬ処理した歯布は、歯部に使用し
たゴムと同種のベースゴムにフッ素ゴムを混合したゴム
組成物を含浸付着させ加硫したゴム付き帆布である。具
体的には歯部に使用したゴムと同種のゴムである例えば
水素化ニトリルゴムにカーボンブラック、シリカなどの
補強剤、硫黄あるいは有機過酸化物から選ばれる加硫
剤、加硫促進剤などを配合したゴム組成物と、フッ素ゴ
ムにカーボンブラック、シリカなどの補強剤、硫黄ある
いは有機過酸化物から選ばれる加硫剤、加硫促進剤など
を配合したゴム組成物とを溶剤によって溶解したゴム糊
を作製した後、これを含浸付着させ、そして乾燥させた
後に加硫してゴム付き帆布にする。また、必要に応じて
ニッケルジブチル−ジチオカルバメイト（ＮｉDBC）を
添加することもできる。

【００２０】上記有機過酸化物としては、通常、ゴム、
樹脂の架橋に使用されているジアシルパーオキサイド、
パーオキシエステル、ジアリルパーオキサイド、ジ−ｔ
−ブジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミル
パーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチル
クミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、２・
５−ジメチル−２・５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−
ヘキサン−３，１・３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−
イソプロピル）ベンゼン、１・１−ジ−ブチルパーオキ
シ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン等があり、
熱分解による１分間の半減期が１５０〜２５０°Ｃのも
のが好ましい。その添加量はフッ素ゴム１００重量部に
対して約１〜８重量部であり、好ましくは１．５〜４重
量部である。

【００２１】歯部に使用したゴムと同種のベースゴムが
他の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
ロプレンゴムになると、これに応じてゴム付き帆布のゴ
ムも代え、ゴム付き帆布と歯部との接着力を向上させる
必要がある。

【００２２】むろん、水素化ニトリルゴムとフッ素ゴム
にカーボンブラック、シリカなどの補強剤、硫黄あるい
は有機過酸化物から選ばれる加硫剤、加硫促進剤などを
同時に混合配合したゴム組成物とを溶剤によって溶解し
たゴム糊を使用することもできる。

【００２３】上記フッ素ゴムは、具体的にはフッ化ビニ
リデンと六フッ化プロピレンの共重合体、フッ化ビニリ
デンと六フッ化プロピレンと四フッ化エチレンの三元共
重合体、フッ化ビニリデンと四フッ化エチレンとパーフ
ロロメチルビニルエーテルの三元共重合体、四フッ化エ
チレンとプロピレンの共重合体などが挙げられる。ベー
スゴムとフッ素ゴムのブレンド比は２：８〜８：２であ
り、フッ素ゴムの添加量は２未満になると、動摩擦係数
が大きくなって耐摩耗性の効果が発揮されず、一方８を
越えると歯部ゴムとの接着性が低下するため、ベルト寿
命が低下するなる不具合が生じる。

【００２４】得られたフッ素ゴムを混合したゴム組成物
はメチルエチルケトン、ジメチルスルホキシド、ジメチ
ルホルムアミド、クロロホルムなどから選ばれた溶剤に
溶解してゴム糊にした後、該ゴム糊を歯布に塗布、吹き
付け等によって含浸付着させ加硫したものである。

【００２５】歯布５として用いられる帆布は平織物、綾
織物、朱子織物などからなる。これらの織物のベルト長
手方向に配置される緯糸６としては、例えば少なくとも
０．３〜１．２デニールのパラ系アラミド繊維のフィラ
メント原糸を収束したマルチフィラメント糸をベルト長
手方向の緯糸全量の２０〜８０重量％含んだものが好ま
しい。

【００２６】即ち、緯糸６は少なくともパラ系アラミド
繊維のマルチフィラメント糸を含んだ糸であり、このパ
ラ系アラミド繊維のマルチフィラメント糸にメタ系アラ
ミド繊維からなる糸とを含めることができる。具体的な
緯糸の構成は、パラ系アラミド繊維のマルチフィラメン
ト糸、メタ系アラミド繊維からなる紡績糸、そしてウレ
タン弾性糸の３種の糸を合撚したものである。また、他
の具体的な緯糸６構成は、パラ系アラミド繊維のマルチ
フィラメント糸、脂肪族繊維糸（６ナイロン、６６ナイ
ロン、ポリエステル、ポリビニルアルコール等）、そし
てウレタン弾性糸の３種の糸を合撚したものであっても
よい。

【００２７】また、ベルト長手方向の緯糸全量の２０〜
８０重量％がパラ系アラミド繊維のマルチフィラメント
糸である。この理由として、２０重量％未満ではベルト
長手方向の歯布の引張強さが低下し、高負荷でのベルト
走行時に歯欠けが発生しやすくなり、また一方８０重量
％を越えると、パラ系アラミド繊維のマルチフィラメン
ト糸の打込み方向の剛性が前記理由と同じく過大になる
ため、均一な厚みの帆布を得ることできなくなるためで
ある。

【００２８】歯布５の経糸７としては、パラ系アラミド
繊維、メタ系アラミド繊維からなるアラミド繊維のフィ
ラメント糸、６ナイロン、６．６ナイロン、１２ナイロ
ン等のポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリエステ
ル等のフィラメント糸からなる。好ましくは、アラミド
繊維のフィラメント糸が緯糸５にパラ系アラミド繊維の
フィラメント原糸を収束したマルチフィラメント糸を使
用すれば、剛性のバランスが取れ、均一な厚みの歯布に
なる。しかし、上記経糸と緯糸の材質はこれらに限定さ
れるものではない。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を実施例にて詳細に説明する。 実施例１〜３、比較例１〜２ 経糸に１．５デニールのパラ系アラミド繊維のフィラメ
ント原糸を収束した２００デニールのフィラメント糸
と、そして緯糸にテクノーラ（２００D／２本、コーネ
ックス３０番手／１本（紡績糸）、スパンデックス１４
０D／１本からなる合撚糸を使用し、織時組織（経１１
０本／５ｃｍ、緯１２０本／５ｃｍ）からなる２／２綾
織帆布を製織した。製織後、帆布を水中にて振動を与え
て製織時の幅の約１／２幅まで収縮させた後、表１のH
−NBRゴム配合物（ベースゴム配合）と表２のフッ素ゴ
ム配合物を所定比率でメチルエチルケトン中に溶解して
得たゴム糊に浸漬、乾燥した後、１５３°Cで３０分間
加硫して０．９ｍｍの処理帆布を得た。

【００３０】また、同時に表１のH−NBRゴム配合物と表
２のフッ素ゴム配合物を所定比率でメチルエチルケトン
中に溶解して得たゴム糊の塗布し、乾燥し、１５３°C
で３０分間加熱して加硫シートを得た。

【００３１】上記帆布と加硫シートの表面動摩擦係数を
測定した。その結果を表３に示す。上記の表面動摩擦係
数の測定方法はサンプルを移動台上に固定し、サンプル
の上に垂直荷重１００ｇ重と２００ｇ重のステンレスか
らなる重りを置き、移動台を４００ｍｍ／秒で移動させ
た場合の摩擦力をロードセルでそれぞれの荷重での測定
し、F＝μWに基づいてμ（動摩擦係数）を算出して平均
値を求めた。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】上記の綾織帆布に表１のH−NBRゴム配合物
と表２のフッ素ゴム配合物を所定比率で混合して得られ
たゴム糊を付着処理した処理帆布を歯布として用いた。
この場合、上記帆布は緯糸方向をベルトの長手方向に使
用した。また、心線として溶融紡糸され、シランカップ
リング剤で表面処理された素線径約９μｍのガラス繊維
フィラメント約２００本を束ねてストランドとし、３本
のストランドを引き揃えて表４の各ＲＦＬ液中に浸漬
し、１３０℃で２分間乾燥、２５０〜３００℃で２分間
ベーキング後、下撚りを約１２回／１０ｃｍにてＳ方向
に撚った下撚り糸と、同回数Ｚ方向に撚った下撚り糸を
準備した。

【００３６】

【表４】

【００３７】次にＳ方向の下撚り糸を１３本引き揃え、
上撚りを約８回／１０ｃｍの割合でＺ方向に撚られたガ
ラス繊維コードとし、また同様にＺ撚り下撚り糸を同様
に１３本引き揃え、Ｓ方向に８回／１０ｃｍの撚り数の
ガラス繊維コードとし、各ＲＦＬ液に対し、上撚り方向
がＳ、Ｚの各一対のＲＦＬ処理ガラス繊維コードとし
た。そして、各ＲＦＬ処理ガラス繊維コードを背部、歯
部そして歯布に接着させるために、更にゴム組成物を溶
剤に溶解させ、イソシアネートを添加したオーバーコー
ト液に浸漬、乾燥させて心線となるガラス繊維コードを
作製した。

【００３８】歯付ベルトの作製では、前記の歯布をモー
ルドに巻き付け、この上に前記ガラス繊維コードをスピ
ニングした後、更に表１のH−NBRゴム配合物からなるゴ
ムシートを巻き付けた。続いて、これを加硫して、得ら
れた加硫スリーブを所定の幅に切断して個々のベルトを
得た。ベルトのサイズは１０５Ｓ８Ｍ１９（ベルトの歯
型：ＳＴＰＤタイプ、歯数：１０５、ベルト幅：１９．
１ｍｍ、歯ピッチ：８ｍｍ）であった。

【００３９】各ベルトを高温高張力下で走行させ、歯欠
けに至る走行時間を測定した。ここで使用する走行試験
機は駆動プーリ８（歯数２１）と従動プーリ９（歯数４
２）間に歯付ベルト１を巻き付け、この歯付ベルトの背
面にテンションプーリ１０直径５２ｍｍ）を当接したも
のであり、該ベルトを雰囲気温度１２０℃、駆動プーリ
の回転数７，２００ｒｐｍ、従動プーリの負荷５馬力、
ベルトの初張力３０ｋｇｆにて走行させ、歯面の摩耗に
よる歯欠けに至る走行時間を測定した。その結果を表３
に併記する。

【００４０】また、前記各ベルトを高負荷走行での歯欠
けに至る走行時間を測定した。ここで使用する走行試験
機は駆動プーリ８（歯数２１）、従動プーリ９（歯数２
１）、そしてアイドラープーリ１１（歯数２１）の３軸
からなり、これらのプーリに歯付ベルト１巻き付け、従
動プーリ９との噛み合い歯数を６歯に設定した。このよ
うにしてベルト１を雰囲気温度１２０℃、駆動プーリの
回転数６，０００ｒｐｍ、従動プーリの負荷７馬力での
歯欠けに至る走行時間を測定した。その結果を表３に併
記する。

【００４１】この結果より、本実施例では、処理帆布の
摩擦係数が減少し、また歯付ベルトの高温高張力下での
歯欠けに時間も従来の歯布を使用したベルトに比べて格
段に長くなり、また高温高負荷走行での歯欠け時間も長
くなっていることが判る。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本願請求項記載の発明で
は、歯布が歯部に使用したゴムと同種のゴムにフッ素ゴ
ムを混合したゴム組成物を溶剤によって溶解したゴム糊
組成物を含浸付着させ加硫したゴム付き帆布を使用した
歯付ベルトにあり、歯布に歯部に使用したゴムと同種の
ゴムにフッ素ゴムを混合したゴム組成物を付着すること
によって、歯布表面の摩擦係数を下げてプーリ表面との
滑りを良好にして歯布の耐摩耗性を向上させ、そして歯
布と歯部の接着性を高めることもできて、耐歯欠け性や
走行寿命を高めることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歯付ベルトの斜視図である。

【符号の説明】

１ 歯付ベルト ２ 歯部 ３ 心線 ４ 背部 ５ 歯布 ６ 緯糸 ７ 経糸

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長さ方向に沿って所定間隔で配置した複
   数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、上記歯部の
   表面に歯布を被覆した歯付ベルトにおいて、前記歯布が
   歯部に使用したゴムと同種のゴムにフッ素ゴムを混合し
   たゴム組成物を含浸付着させ加硫したゴム付き帆布を使
   用したことを特徴とする歯付ベルト。
2. 【請求項２】 ゴム付き帆布がゴム組成物を溶剤によっ
   て溶解したゴム糊で含浸付着させ加硫した請求項１記載
   の歯付ベルト。
3. 【請求項３】 歯部と同種のゴムとフッ素ゴムのブレン
   ド比率は、２：８〜８：２である請求項１記載の歯付ベ
   ルト。
4. 【請求項４】 歯部と同種のゴムが水素化ニトリルゴム
   である請求項１または２記載の歯付ベルト。