JP2002155998A

JP2002155998A - 歯付ベルト

Info

Publication number: JP2002155998A
Application number: JP2000350868A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Osako; 信隆大迫; Akihiro Ueno; 明宏上野; Taisuke Nakai; 泰典中井; Masakuni Yoshida; 正邦吉田
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2000-11-17
Publication date: 2002-05-31

Abstract

(57)【要約】【課題】歯付ベルトの最外側面に摩擦係数低減作用の
あるゴム層を設けることにより、ベルト最外側が走行時
に接触するアイドラープーリ、テンショナープーリとの
摩擦係数を低減し、ベルト側面の摩耗及び損傷を防止す
る歯付ベルトを提供する。【解決手段】長手方向に沿って所定間隔で配置した複
数の歯部３と、心線１を埋設した背部２を有し、前記歯
部３の表面に繊維材料からなる歯布４を被覆した歯付ベ
ルトにおいて、背部２を構成するゴム層９を２層構造１
５，１６に形成し、前記２層構造１５，１６の外側のゴ
ム層１６に、補強用の短繊維１７及び減摩材１８のいず
れか一方若しくは両方を配合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車用
エンジンのカム軸又はカム軸とインジェクションポンプ
の駆動用、一般産業用機械の同期伝動用等に使用される
歯布被覆の歯付ベルトに関し、特に、耐摩耗性及び耐歯
欠け性を維持しつつ、特にベルト側面の耐摩耗性及び耐
損傷性が向上した高負荷用ベルトとして用いられる歯付
ベルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用エンジンのカム軸、インジェク
ションポンプ、オイルポンプ、ウォーターポンプ等の駆
動する歯付ベルトは、エンジンの高出力化に伴うベルト
負荷の増大及び、エンジンルームのコンパクト化に伴い
使用条件が従来より一層厳しくなり、更なる耐久性の向
上が要求されている。また、一般産業用機械の同期伝動
を必要とする動力伝達用歯付ベルト、小型機械に用いら
れる正確な位置決め精度を要求される搬送用歯付ベルト
においては、ベルトの取り替え周期の延長が要求される
ようになっている。

【０００３】このような歯付ベルトの故障形態は、心線
の屈曲疲労及びゴムの耐熱性不足による亀裂発生からの
ベルト切断と過負荷や歯布及び歯ゴムの耐熱性不足、歯
布の摩耗による歯欠けに大別される。心線の屈曲疲労及
びゴムの耐熱性不足によるベルト切断に対しては、アラ
ミド心線や高強度ガラスの細径心線の使用、耐熱性に優
れる水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）組成物の使用な
どにより切断故障の発生は減少している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ベルト
に高負荷が掛かるエンジン又は産業用駆動装置を駆動す
る歯付ベルトについては、高負荷のためプーリ軸が撓
み、ベルトの片寄り走行が発生し、プーリフランジ等と
の摩擦によるベルト側面の異常摩耗及び側面の損傷によ
る切断、歯欠けが発生し易い。

【０００５】このベルトの側面摩耗及び歯欠け等の損傷
に対し、プーリ歯と噛み合う歯付ベルト表面の歯布材料
に摩擦係数低減作用のあるフッ素樹脂や層状のグラファ
イト等を添加した処理を施すことが実施されている。ま
た、例えば、実開平１−８７５９号公報に記載されてい
るように、歯部に短繊維を配列させることで、歯部の強
度を高める方法等も実施されているが、未だに充分な改
良策が見出されていない。

【０００６】本発明は、前記問題に鑑みてなされたもの
であり、歯付ベルトの最外側面に摩擦係数低減作用のあ
るゴム層を設けることにより、ベルト最外側が走行時に
接触するアイドラープーリ、テンショナープーリとの摩
擦係数を低減し、ベルト側面の摩耗及び損傷を防止する
歯付ベルトを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、歯付ベルトの
背面側の最外層のゴム層に短繊維及び減摩材のいずれか
一方若しくは両方を練り込んだゴム層を設けることによ
り、ベルトレイアウト上でベルト背面と接触するアイド
ラー又はテンショナープーリ表面との摩擦係数を低減さ
せ、ベルト側面と走行中接触するプーリフランジとの摩
擦時の応力を緩和させ、ベルト側面の摩耗、損傷を防ぐ
ことができるという知見を得て完成されたものである。

【０００８】すなわち、本発明の請求項１に記載の歯付
ベルトは、長手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を有し、前記歯部の表面に
繊維材料からなる歯布を被覆した歯付ベルトにおいて、
背部を構成するゴム層を２層構造に形成し、前記２層構
造の外側のゴム層に、補強用の短繊維及び減摩材のいず
れか一方若しくは両方が配合されているものである。歯
付ベルトの背面側の最外層のゴム層に短繊維及び減摩材
のいずれか一方若しくは両方を練り込んだゴム層を設け
ることにより、ベルトレイアウト上でベルト背面と接触
するアイドラー又はテンショナープーリ表面との摩擦係
数を低減させ、ベルト側面と走行中接触するプーリフラ
ンジとの摩擦時の応力を緩和させ、側面の摩耗、損傷を
防ぐことができる。ここで、最外層に練り込む短繊維の
種類は特に限定されないが、摩擦時に低温で溶融しにく
い高融点又は融点を持たない綿、ビニロン、アラミド、
無機繊維等が好ましい。その長さは、５ｍｍ以下である
ことが好ましい。繊維長が５ｍｍを越える場合は、ゴム
をカレンダー又は押し出し機等で圧延シート状にする時
に、配向し易く、ベルトになった場合に、屈曲により早
期にクラックが発生し易い。また、短繊維の配向方向
は、ベルト幅方向が好ましいが、ベルト長さ方向の配向
であってもよい。また、ゴム層の厚さは、０．５ｍｍ以
上であることが好ましい。０．５ｍｍ未満では、摩耗し
た場合にその効果が持続しない。また、短繊維を外側の
ゴム層にのみ配合することで、歯ゴムを含むベルト全体
のゴム層中に配合する場合に比べて、噛み合い時の衝撃
吸収性が向上し、歯欠けの防止及び噛み合い時の異音の
発生を抑制できる。

【０００９】請求項２に記載の歯付ベルトは、請求項１
において、前記短繊維は、ゴム１００質量部に対して１
〜１５質量部配合され、前記減摩材がフッ素樹脂であ
り、ゴム１００質量部に対して１〜２０質量部配合され
ていることを特徴とするものである。短繊維の配合量
が、ゴム１００質量部に対して１質量部よりも少ない場
合は、短繊維を配合する効果が小さく、１５質量部を越
えて配合すると、ベルト背面の摩擦係数が高くなるため
好ましくない。また、減摩材に用いられるフッ素樹脂に
は、ポリテトラフッ化エチレン（以下、ＰＴＦＥとい
う。）及びその誘導体のフッ素原子を含む樹脂であれば
よく、特に、フッ素含有量が最も多いＰＴＦＥが好まし
い。このフッ素樹脂の形状は特に限定されないが、５〜
５００μｍの粉末状のものが好ましい。また、その配合
量は、ゴム１００質量部に対して１〜２０質量部が好ま
しい。これによって、ベルト背面の摩擦係数が著しく低
下し、ベルト側面の摩耗及び損傷を抑制する効果が増大
する。

【００１０】請求項３に記載の歯付ベルトは、請求項１
又は２において、前記２層のゴム層が同一ゴムから形成
されているものである。２層のゴム層が同一成分のゴム
で形成されているため、各ゴム層間での剥離が生じな
い。

【００１１】請求項４に記載の歯付ベルトは、請求項１
乃至３のいずれかにおいて、前記外側のゴム層が、前記
心線と接触していないことを特徴とするものである。短
繊維等が配合された外側のゴム層が心線と接触してない
ために、短繊維によるゴム層と心線との接着性が阻害さ
れず、ゴム層と心線が強固に接着する。

【００１２】請求項５に記載の歯付ベルトは、請求項１
乃至４のいずれかにおいて、前記歯付ベルトの背面硬度
が８０度（ＪＩＳＡ型硬度計）以上であるものである。
背面硬度が８０度（ＪＩＳＡ型硬度計）以上、好ましく
は８５度以上であるため、応力が負荷された場合であっ
ても、ゴムの変形を抑制することができる。このため、
ベルト走行時の発熱が抑制されるとともに、摩擦時の抵
抗も小さくできる。これによって、ベルト走行時のベル
ト側面の摩耗及び損傷を小さくすることができる。

【００１３】請求項６に記載の歯付ベルトは、請求項１
乃至５のいずれかにおいて、前記歯布の表裏面及び繊維
間に、少なくともフッ素樹脂粉末を含む粉末状減摩材が
集束するように、樹脂系接着成分と、ゴム成分と、前記
フッ素樹脂粉末を含む粉末状減摩材とが前記繊維材料の
表裏面及び繊維間に含浸付着されているものである。歯
布の表裏面及び内部が互いに連通状態になるように含浸
被覆されたゴム成分と樹脂系接着成分とを、繊維材料を
構成する各繊維に絡ませるとともに、フッ素樹脂粉末を
繊維材料及びそれを構成する各繊維の表裏面に集束させ
ることができ、これらゴム成分と樹脂系接着成分の中に
大量のフッ素樹脂粉末を含有させることができる。ここ
で、繊維材料とは、不織布や、編布や、繊維から構成さ
れる糸を織成して形成された織物など、繊維からなるも
のをいう。これによって、歯布側の摩擦係数を低減する
ことが可能となり、ベルト側面の摩耗及び損傷を抑制す
る効果が増大する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る歯付ベルトの
実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形
態に係る歯付ベルトの全体斜視概略図である。図１にお
いて、歯付ベルトＡは、長手方向に沿って所定間隔で配
置した複数の歯部３と、歯部３と連続する背部２と、背
部２に埋設された心線１と、歯部３の表面に被覆された
歯布４とを有する構造である。背部２と歯部３は、ゴム
層９で形成されたベルト本体を構成する。また、歯布４
は、ベルトの長手方向に延在する緯糸７と、ベルトの幅
方向に延在する経糸８とを織成して成る繊維材料を基材
として構成される。

【００１５】背部２及び歯部３を形成するゴム層９は、
背部２側で、内側ゴム層１５と外側ゴム層１６との２層
構造になっている。このゴム層９の材質は特に制限は無
く、使用条件に応じて適切なものが適宜選択される。例
えば、自動車用及び各種エンジン用歯付ベルトの場合、
耐熱性と耐油性を備えたＨ−ＮＢＲ、ＣＲ、ＣＳＭ等が
使用される。一般産業用機械に用いる歯付ベルトには、
同様に、Ｈ−ＮＢＲ、ＣＲ、ＣＳＭ等が使用される。ま
た、一般産業用機械に用いる歯付ベルトには、Ｈ−ＮＢ
Ｒ、ＣＲ、ＣＳＭ以外に、ＮＢＲ、エチレンプロピレン
ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、エチレンプロピレン共重
合体（ＥＰＲ）、ＳＢＲ、イソプレンゴム（ＩＲ）、天
然ゴム（ＮＲ）、フッ素ゴム、シリコンゴム等いずれで
あっても使用可能である。

【００１６】外側ゴム層１６には、この外側ゴム層１６
を構成するゴム１００質量部に対して１〜１５質量部の
短繊維１７が配合されている。さらに、これら短繊維１
７に加えて、減摩材となるフッ素樹脂が、ゴム１００質
量部に対して１〜２５質量部配合されている。ここで、
短繊維１７には、摩擦時に低温で溶融しにくい高融点又
は融点を持たない綿、ビニロン、アラミド、無機繊維等
が好ましい。その長さは、５ｍｍ以下であることが好ま
しい。繊維長が５ｍｍを越える場合は、ゴムをカレンダ
ー又は押し出し機等で圧延シート状にする時に、配向し
易く、ベルトになった場合に、屈曲により早期にクラッ
クが発生し易い。また、短繊維の配向方向は、ベルト幅
方向が好ましいが、ベルト長さ方向の配向であってもよ
い。また、ゴム層の厚さは、０．５ｍｍ以上であること
が好ましい。０．５ｍｍ未満では、摩耗した場合にその
効果が持続しない。また、短繊維を外側のゴム層にのみ
配合することで、歯ゴムを含むベルト全体のゴム層中に
配合する場合に比べて、噛み合い時の衝撃吸収性が向上
し、歯欠けの防止及び噛み合い時の異音の発生を抑制で
きる。また、フッ素樹脂には、ポリテトラフッ化エチレ
ン（以下、ＰＴＦＥという。）及びその誘導体のフッ素
原子を含む樹脂であればよく、特に、フッ素含有量が最
も多いＰＴＦＥが好ましい。このフッ素樹脂の形状は特
に限定されないが、５〜５００μｍの粉末状のものが好
ましい。また、その配合量は、ゴム１００質量部に対し
て１〜２０質量部が好ましい。このように、短繊維１７
に加えてフッ素樹脂１８が配合されているため、背面硬
度が８０度（ＪＩＳＡ型硬度計）以上、好ましくは８５
度以上と高くなる。このため、ベルト走行時に容易に変
形することがなく、ベルト走行時の発熱も抑制される。
さらに、ベルト走行時の摩擦係数の上昇が抑制されるた
め、ベルト側面の摩耗及び損傷を防ぐことが可能とな
る。

【００１７】内側ゴム層１５は、心線１が埋設されて、
歯部３が連続して形成されている。この内側ゴム層１５
は、外側ゴム層１６と同一成分のゴムで形成されてい
る。このため、内側ゴム層１５と外側ゴム層１６との境
界部では、両者のゴム層が連続的に接合し、両者間で剥
離が発生することがない。また、短繊維１８が配合され
ていないため、心線１の接着力を阻害することがなく、
心線１が強固に接着される。

【００１８】歯布４は、図２にその断面を拡大して示す
ように、緯糸７と経糸８とを織成してなる繊維材料の表
面と裏面と繊維間にフッ素樹脂粉末が集束するように、
ゴム成分２１と、樹脂系接着成分２２と、フッ素樹脂粉
末２３とからなる混合物２４が含浸形成され、好ましく
は第１層として第１ゴム層５が更に形成され、より好ま
しくは第２層として第２ゴム層６が更に形成されてな
る。

【００１９】ゴム成分２１は乳化重合で得られたゴムラ
テックスを加熱し乾燥して得られたゴム固形物であり、
樹脂系接着成分２２はレゾルシンとホルマリンの初期縮
合物である。前記ゴム成分２１と樹脂系接着成分２２
は、レゾルシン−ホルマリン−ゴムラテックス（ＲＦ
Ｌ）処理液を乾燥、加熱した後に残る固形分である。

【００２０】樹脂系接着成分２２は緯糸７及び経糸８の
繊維に接着している。また、ゴム成分２１と樹脂系接着
成分２２とで構成されるマトリックス中にはフッ素樹脂
粉末２３が分散して混合されている。そして、フッ素樹
脂粉末２３とゴム成分２１及び樹脂系接着成分２２とは
結合されておらず、フッ素樹脂粉末２３の周囲の全部又
は一部に隙間が形成されている。

【００２１】歯布４の緯糸７、経糸８等を形成する繊維
材料の材質としては、それぞれナイロン、アラミド、ポ
リエステル、ポリベンゾオキサゾール、綿等の何れか又
はこれらの組み合わせが採用できる。繊維の形態は、フ
ィラメント糸及び紡績糸の何れでも良く、単独組成の撚
糸又は混撚糸、混紡糸の何れであっても良い。混合物２
４のフッ素樹脂粉末２３、ゴム成分２１や樹脂系接着成
分２２が各繊維の間にまで含浸できる程度の太さのもの
が集まった繊維が好ましい。歯付ベルトの場合、使用環
境と要求寿命により、ナイロン、アラミド等が使用され
る。ＶベルトやＶリブドベルトの場合、通常綿糸、綿と
ポリエステルの混紡糸が使用されるが、特に高い使用温
度又は及び高負荷である場合には、ポリベンゾオキサゾ
ール繊維、ポリエチレンナフタレート等も使用される。

【００２２】また、織成構成は綾織り、繻子織り、平織
り等何れでもフッ素樹脂粉末２３を大量に含ませること
ができる。フッ素樹脂粉末２３が分散した混合物２４が
繊維材料の表裏面及び内部に効果的に含浸付着するため
には、混合物２４が繊維材料の表裏面及び内部で互いに
連通状態になる程度に、糸の太さや密度を選択する。

【００２３】ゴム成分２１と樹脂系接着成分２２とフッ
素樹脂２３とからなる混合物２４は、レゾルシン−ホル
マリン−ゴムラテックス（以下、ＲＦＬと略記する）処
理液に、フッ素樹脂粉末を分散混合したものを、繊維材
料を浸漬し、乾燥後加熱することにより形成することが
好ましい。

【００２４】この場合に用いられるＲＦＬ処理液は、レ
ゾルシンとホルマリンの初期縮合物とゴムラテックスと
を混合したものであり、この場合レゾルシンとホルマリ
ンのモル比は３／１〜１／３にすることが接着力を高め
るうえで好適である。また、レゾルシンとホルマリンの
初期縮合物は、これをゴムラテックスのゴム分１００質
量部に対してその樹脂分が５〜５０質量部になるように
ゴムラテックスと混合したうえ、フッ素樹脂粉末を含む
全固形濃度を１０〜４０％濃度に調節する。

【００２５】ゴム成分２１を形成するゴムラテックスと
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（ＶＰ）、スチレンブタジエン共重合体（ＳＢ
Ｒ）、クロロプレン（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジ
エン共重合体（ＮＢＲ）、水素添加ＮＢＲ（Ｈ−ＮＢ
Ｒ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、天然
ゴム等の一種又は二種以上のブレンド物が使用される。

【００２６】自動車用歯付きベルトであって、使用環境
が１００℃以上の高温で、１５０，０００ｋｍ以上の長
寿命を要求される場合、ベルト本体にＨ−ＮＢＲが使用
されるが、歯布に含浸付着されるＲＦＬ処理液には、Ｈ
−ＮＢＲとＣＳＭのラテックスと、ＶＰラテックスとの
通常のブレンド物を使用すると、長寿命を達成できる。

【００２７】前述したゴム成分２１や樹脂系接着成分２
２とも結合しないフッ素樹脂粉末２３は、ポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリトリフルオロエチレン、テトラフ
ルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、
テトラフルオロエチレン−パ−フルオロアルコキシエチ
レン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重
合体の一種以上である。フッ素樹脂粉末２３中のフッ素
原子数の割合が多い程、摩擦係数低減効果は大きい。そ
のため、同量の繊維材料への付着量を前提とした場合、
上記フッ素樹脂粉末２３の中ではポリテトラフルオロエ
チレンが最も摩擦係数低減の効果が大きく歯欠け寿命が
長い。しかし、他のフッ素樹脂粉末も分子内のフッ素原
子数の割合にほぼ比例してその効果がある。

【００２８】このようなフッ素樹脂粉末２３は、前記Ｒ
ＦＬ処理液中のゴム成分１００質量部に対して３０〜２
００質量部（より好ましくは５０〜２００質量部）添加
し、均一に分散させた処理液とすることが好ましい。ま
た、処理液に繊維材料を浸漬、乾燥させ、浸漬前の繊維
材料の重量に対して、フッ素樹脂粉末を含む固形の混合
物２４が５〜４０％の付着量となるように調整すること
が好ましい。３０質量部未満又は５％未満のフッ素樹脂
粉末であると、繊維材料に絡むフッ素樹脂粉末の総量が
少なく、摩擦係数低減効果が認められにくくなる。３０
０質量部を越える又は４０％を越えるフッ素樹脂粉末で
あると、繊維材料に絡むフッ素樹脂粉末の総量が多す
ぎ、繊維材料のベルト本体等への接着性が低下し、ベル
ト性能の低下を来す。

【００２９】また、前記ＲＦＬ処理液中には、フッ素樹
脂粉末以外の粉末状減摩材も同時に使用してもよい。前
記粉末状減摩材としては、層状構造のグラファイト、二
硫化モリブデン、ガラスビーズ、セラミック粉末、球状
フェノール樹脂粉末及びアラミド、ポリアミド、ポリエ
ステル、ポリベンゾオキサゾール、繊維のカット糸又は
粉末の一種以上が例示できる。特にグラファイトはゴム
成分との馴染みもよく、ベルトの耐久性をより向上させ
る。そして、前記粉末状減摩材は、前記ＲＦＬ処理液中
のゴム成分１００質量部に対して３０〜２００質量部で
あり、フッ素樹脂粉末の添加量を多くすることが好まし
い。しかし、フッ素樹脂粉末と粉末状減摩材の混合比率
には、特に制限はない。

【００３０】前記混合物の繊維材料への付着量を測定す
る方法は、浸漬処理前の繊維材料の質量を秤量し質量
（Ｗ１）を計り、次にフッ素樹脂粉末を分散させたＲＦ
Ｌ処理液に繊維材料を浸漬し、その後繊維材料をオーブ
ンに入れ質量が一定になる迄乾燥を続け、最終質量（Ｗ
２）を計り、式（（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１）×１００
（％）で算出する方法である。

【００３１】繊維材料の内部まで大量のフッ素樹脂粉末
２３を絡ませるためには、粉砕又は造粒により粉粒状と
なったフッ素樹脂粉末を用い、その平均粒子径が１００
μｍ以下（より好ましくは１０μｍ以下）になったもの
を用いることが好ましい。１００μｍを越えると、ＲＦ
Ｌ処理液中にフッ素樹脂粉末が沈降し均一に分散しにく
くなり、更に混合物内におけるフッ素樹脂粉末の表面積
が減少して摩擦係数低減効果が少なくなるからである。
このような観点から、フッ素樹脂粉末は出来るだけ小さ
い粒径のもの例えば１０μｍ以下のものが好ましい。

【００３２】フッ素樹脂粉末を分散させたＲＦＬ液にて
処理された繊維材料の表面に対して、必要に応じてゴム
糊を付着させることができる。図２の例では、イソシア
ネート化合物を含んだゴム配合物の第１ゴム糊を第１ゴ
ム層５として付着させ、更にフッ素樹脂粉末又はフッ素
樹脂粉末以外の減摩材を配合したゴム配合物の第２ゴム
糊を第２ゴム層６として付着させている。なお、前記第
１ゴム層５は省略可能であり、第２ゴム層６をフッ素樹
脂粉末を含むＲＦＬ処理液で処理された繊維材料の表面
に形成することもできる。或いは第２ゴム糊としてイソ
シアネート化合物さらにはフッ素樹脂粉末又はフッ素樹
脂粉末以外の減摩材を配合したゴム配合物の第２ゴム層
６をフッ素樹脂粉末を含むＲＦＬ処理液で処理された繊
維材料の表面に形成することもできる。

【００３３】第１ゴム層５は、接着力を高める中間層と
して機能し、イソシアネート化合物が接着成分として作
用する。そのため、ベルト本体と同種のゴム成分を有す
る第１ゴム糊を採用できる。この第１ゴム糊は、ベルト
本体と同種のゴム配合物をメチルエチルケトン（ＭＥ
Ｋ）、トルエン等の溶剤に溶解させ、イソシアネート化
合物を添加して処理液とし、この処理液を塗布した後乾
燥固化することにより形成される。前記処理液で使用す
るイソシアネート化合物としては、例えば４，４’−ジ
フェニルメタンジイソシアネート、トリレン２，４−ジ
イソシアネート、ポリメチレンポリフェニルジイソシア
ネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ポリアリー
ルポリイソシアネート（例えば商品名としてＰＡＰＩが
ある）等がある。このイソシアネート化合物もトルエ
ン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合して使用さ
れる。また、上記イソシアネート化合物にフェノール
類、第３級アルコール類、第２級アルコール類等のブロ
ック化剤を反応させてポリイソシアネートのイソシアネ
ート基をブロック化したブロック化ポリイソシアネート
も使用可能である。

【００３４】第２ゴム層６は、摩擦係数低減効果を有す
る表層として機能し、フッ素樹脂粉末又はフッ素樹脂粉
末以外の減摩材が配合されている。この第２ゴム層６
は、第１ゴム層５と同様に、ベルト本体と同種のゴム配
合物をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエン等の溶
剤に溶解させ、フッ素樹脂粉末又はフッ素樹脂粉末以外
の減摩材を添加して処理液とし、この処理液を塗布した
後乾燥固化することにより形成される。フッ素樹脂粉末
以外の減摩材としては、層状構造のグラファイト、二硫
化モリブデン、ガラスビーズ、セラミック粉末、球状フ
ェノール樹脂粉末及びアラミド、ポリアミド、ポリエス
テル、ポリベンゾオキサゾール、繊維のカット糸又は粉
末の一種以上が例示できる。特にグラファイトはゴム成
分との馴染みもよく、耐久性を有した減摩材として有効
である。

【００３５】図１に戻り、ゴム層９の背部２に埋設され
る心線１に制限はなく、一般にはガラス心線及びアラミ
ド心線が使用される。また、ポリベンゾオキサゾール、
ポリパラフェニレンナフタレート、ポリエステル、アク
リル、カーボン、スチールを組成とする撚コードの何れ
でも使用できる。ガラス心線の組成はＥガラス、Ｓガラ
ス（高強度ガラス）何れでも良く、フィラメントの太さ
及びフィラメントの収束本数及びストランド本数に制限
されない。また、接着処理剤及び屈曲時のガラスフィラ
メントの保護材として使用されるサイジング剤、ＲＦ
Ｌ、オーバーコート剤等にも制限されない。一方、アラ
ミド心線においても、材質の分子構造の違いや心線構成
及びフィラメントの大きさや接着処理剤の違いによって
も制限されない。他の組成からなる心線の撚コードにつ
いても同様に特別の制限はない。

【００３６】前述した構成を有する歯付ベルトは、ベル
ト背部２を構成するゴム層２を２層構造１５、１６と
し、その外側ゴム層１６に短繊維１７及び減摩材１８の
何れか一方若しくは両方を配合することによって、ベル
ト背部２の強度を高めるとともに、摩擦係数を適切な値
に保つことが可能となる。このため、ベルト側面の摩耗
及び損傷を小さくすることができる。さらに、本発明に
係る歯付ベルトは、ベルトの歯面に被覆される繊維材料
からなる歯布に、ゴム成分、樹脂系接着成分及びこれら
と結合しないフッ素樹脂粉末を繊維材料の表裏面及び内
部の繊維に極近い位置に位置させることにより、大量の
フッ素樹脂粉末を繊維材料に分散させているため、ベル
ト走行時の歯部の噛み合い時の摩擦係数等を適切に保つ
ことができ、ベルト側面の摩耗や損傷、歯欠け等を防止
する効果をより一層高めることができる。

【００３７】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
く、目的を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【００３８】（実施例１〜６，比較例１、２）表１に示
す配合からなるゴムを通常の方法で混練し、カレンダー
ロールにて所定の厚さのゴムシートＡ−１〜Ａ−７を調
整した。また、歯布は、表２に示す繊維を用いて、表２
に示す処理を行いＢ−１、Ｂ−２を得た。表２における
ＲＦＬ処理は、表３に示すＣ−１の配合からなるＲＦＬ
処理液に、歯布を浸漬し、１２０℃にて乾燥後１８０℃
にて２分間熱処理したものである。また、表２における
ゴム糊処理は、表３に示すＣ−２〜Ｃ−４のゴム配合物
を、ＭＥＫ、トルエンに溶かした後にイソシアネート化
合物としてポリアリールポリイソシアネート（商品名Ｐ
ＡＰＩ）を添加した処理液に、適宜、ノクラックＮＢＣ
（老化防止剤）や、フッ素樹脂粉末又はグラファイト、
二硫化モリブデン等の減摩材を添加混合した処理液に歯
布を浸漬し乾燥したものである。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】

【表３】

【００４２】次に、ベルト作製用のＳ８Ｍ歯型１６０歯
数の金型に上記の歯布を巻き付け、ＳＺ撚一対のＲＦＬ
及びイソシアネートにて接着処理された心線（ガラス繊
維、ＥＣＧ１５０−３／１１）を一定ピッチ（２．６ｍ
ｍ）でスパイラルに一定張力（１００Ｎ／本）で巻き付
けた。この心線の上に、内側ゴム層、外側ゴム層の順と
なるように表１のゴムシートを貼り付けた。更に、加硫
缶に投入して通常の圧入方式により歯形を形成させた後
１６０℃にて３０分加圧加硫して、ベルト背面を一定厚
さに研磨し一定幅（２５ｍｍ）にカットして走行用歯付
きベルトを得た。各ベルトの背面硬度、摩擦係数は表４
に示す。

【００４３】作製したベルトのサイズは、ベルト幅２５
ｍｍ、ベルト歯形Ｓ８Ｍ、歯数１６０であり、通常１６
０Ｓ８Ｍ２５と表示される。走行試験装置として、図３
に示す駆動プーリ歯数２１、従動プーリ歯数４２にて駆
動プーリ回転数４０００ｒｐｍでベルトにかかる有効張
力を２０００Ｎとし、初張力を３００Ｎ、雰囲気温度を
１００℃に設定した高負荷、高張力、高温条件での耐久
走行試験を実施した。その耐久試験における寿命時間と
故障形態をベルトの構成と共に表４に示す。

【００４４】

【表４】

【００４５】表４に示す通り、実施例１〜３の背部の外
側ゴム層に短繊維のみを配合し、歯布にＲＦＬ処置等施
したベルトは、背部ゴム層に何も配合せず、歯布にもＲ
ＦＬ処理を施さなかった比較例１のベルトや、従来のベ
ルトのように歯布にのみＲＦＬ処理等を施した比較例２
のベルトに比べてベルト寿命が大幅に延長されたことが
判る。また、実施例４の背部の外側ゴム層にフッ素樹脂
のみを配合し、歯布にＲＦＬ処置等施したベルトも比較
例１、２に比べて寿命が延長されている。さらに、実施
例５、６のように背部の外側ゴム層に短繊維及びフッ素
樹脂の両方を配合し、歯布にＲＦＬ処置等施したベルト
も同様に寿命が大幅に延長されている。従来のベルトの
ように、歯布の表面に摩擦係数低減作用のあるフッ素樹
脂や層状のグラファイト等を添加した処理を施すことに
加えて、背部側の外側ゴム層にのみ短繊維及びフッ素樹
脂のいずれか一方若しくは両方を配合することで、ベル
ト寿命を大幅に増加させることができる。

【００４６】

【発明の効果】上記構成の本件発明によると、背部のゴ
ム層を２層構造とし、心線と接触しないように外側ゴム
層にのみ短繊維及び減摩材のいずれか一方若しくは両方
を配合することによって、心線との接着性を損なうこと
無く、ベルト背面の硬度を高めるとともに、摩擦係数を
低減することができ、ベルト側面の損傷及び摩耗等が抑
制され、ベルト寿命を延長させることができる。これに
加えて、歯布の表裏面及び繊維間にフッ素樹脂粉末を集
束させたので、樹脂系接着成分と、ゴム成分と、前記接
着成分及び前記ゴム成分と結合しないフッ素樹脂粉末と
の混合物が含浸付着すると、繊維材料の内部迄大量のフ
ッ素樹脂粉末を含んだゴム成分及び樹脂系接着成分を位
置させることができ、ベルト走行中の歯布側の摩擦係数
も走行中継続して低減させることができ、ベルト寿命を
より一層延長できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の歯付ベルトの全体構造を示す斜視図で
ある。

【図２】本発明の歯付ベルトの歯布部の構造を示す拡大
断面図である。

【図３】歯付ベルトの耐久性能測定装置を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１心線２背部３歯部４歯布５第１ゴム層６第２ゴム層７緯糸８経糸９ゴム層１５内側ゴム層１６外側ゴム層１７短繊維１８減摩材２１ゴム成分２２樹脂系接着成分２３フッ素樹脂２４混合物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中井泰典兵庫県神戸市長田区浜添通４丁目１番21号三ツ星ベルト株式会社内 (72)発明者吉田正邦兵庫県神戸市長田区浜添通４丁目１番21号三ツ星ベルト株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長手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を有し、前記歯部の表
面に繊維材料からなる歯布を被覆した歯付ベルトにおい
て、背部を構成するゴム層を２層構造に形成し、前記２
層構造の外側のゴム層に、補強用の短繊維及び減摩材の
いずれか一方若しくは両方が配合されている歯付ベル
ト。
【請求項２】前記短繊維は、ゴム１００質量部に対し
て１〜１５質量部配合され、前記減摩材がフッ素樹脂で
あり、ゴム１００質量部に対して１〜２０質量部配合さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の歯付ベル
ト。
【請求項３】前記２層のゴム層が同一ゴムから形成さ
れている請求項１又は２に記載の歯付ベルト。
【請求項４】前記外側のゴム層が、前記心線と接触し
ていないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
記載の歯付ベルト。
【請求項５】前記歯付ベルトの背面硬度が８０度（Ｊ
ＩＳＡ型硬度計）以上である請求項１乃至４のいずれか
に記載の歯付ベルト。
【請求項６】前記歯布の表裏面及び繊維間に、少なく
ともフッ素樹脂粉末を含む粉末状減摩材が集束するよう
に、樹脂系接着成分と、ゴム成分と、前記フッ素樹脂粉
末を含む粉末状減摩材とが前記繊維材料の表裏面及び繊
維間に含浸付着されている請求項１乃至５のいずれかに
記載の歯付ベルト。