JP2003343656A

JP2003343656A - 動力伝動用ベルト

Info

Publication number: JP2003343656A
Application number: JP2002155001A
Authority: JP
Inventors: Akira Kawaguchi; 彰川口
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2003-12-03

Abstract

(57)【要約】【課題】弾性率の異なる心線を同時に２種類以上使用
し、異なる弾性率の心線の各特性を有した広範囲の用途
で使用できる動力伝動用ベルトを提供することを目的と
する。【解決手段】ベルト長手方向に沿って心線１，１０を
埋設した動力伝動用ベルトであって、前記心線１，１０
に弾性率の異なる少なくとも２種以上の心線１，１０を
使用していることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｖリブドベルト、
平ベルト、歯付ベルト等の一般産業用機械に用いられる
動力伝動用ベルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のベルトは、通常、１種類の材質で
形成される心線を使用して形成されている。そのため、
ベルトの弾性率は、使用されている心線の寸法や物性等
の特性に支配されている。また、実質的に弾性率は線形
として扱われている。

【０００３】このため、ベルトの弾性率を高める際は、
弾性率の高い心線が使用されていた。ところが、弾性率
の高いベルトはわずかな摩耗等により、ベルトが伸びた
場合、張力が大きく低下する。また、わずかな軸間距離
の変化により張力が大きく変化するため、張力設定が行
いにくいといった問題がある。

【０００４】逆に、弾性率の低い心線は、負荷がかかり
大きな張力がかかると、ベルトが大きく伸びる傾向にあ
る。このため、例えば、タイミングベルトではプーリと
のピッチ誤差につながり、使用が困難であった。また、
タイミングベルト以外のベルトであっても、周長方向の
振動が発生したり、大きな張力で摩擦力を発生させる摩
擦伝動用ベルトにも適していない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点に鑑みてなされたものであり、弾性率の異なる心
線を同時に２種類以上使用し、異なる弾性率の心線の各
特性を有した広範囲の用途で使用できる動力伝動用ベル
トを提供することを目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の動力伝動用ベルトは、ベルト長手方向に沿っ
て心線を埋設した動力伝動用ベルトであって、前記心線
に弾性率の異なる少なくとも２種以上の心線を使用して
いることを特徴とするものである。弾性率の異なる心線
を使用することによって、ベルトの弾性率がベルトに作
用する張力に合わせて段階的に変化するようになる。こ
のため、張力設定が容易になる。また、初張力を低く設
定することができるので、軸受け等を小型化することが
可能となる。

【０００７】また、本発明の動力伝動用ベルトは、請求
項１において、前記弾性率の異なる心線が、ベルト幅方
向に交互に配置されているものである。弾性率の異なる
心線が、ベルト幅方向に交互に配置されることによっ
て、ベルト全体の弾性率を偏らせることなく、均等なも
のとすることができる。

【０００８】また、本発明の動力伝動用ベルトは、請求
項１又は２において、前記弾性率の異なる各心線の中心
位置が同じ位置になるように配置されているものであ
る。弾性率の異なる心線の中心位置が同じ位置になるよ
うに配置されることによって、ベルト全体の弾性率を偏
らせることなく、均等なものとすることができる。

【０００９】また、本発明の動力伝動用ベルトは、請求
項１又は２において、前記弾性率の異なる心線が、プー
リに巻きかけられた際に弾性率の低い心線の中心位置が
弾性率の高い心線の中心位置よりも前記プーリ側に位置
するように配置されているものである。弾性率の低い心
線がプーリに巻きかけられた際に、まず、弾性率の低い
心線にベルトの張力が作用するようになる。そして、ベ
ルト張力が大きくなってくると、今度は弾性率の高い心
線が作用するようになる。これによって、ベルトの弾性
率をより確実にベルト張力にあわせて設定することが容
易になる。

【００１０】また、本発明の動力伝動用ベルトは、請求
項１〜４のいずれかにおいて、前記弾性率の高い心線の
弾性率が、５０００〜５００００Ｎ／ｍｍ²であり、前
記弾性率の低い心線の弾性率が同一ベルト内で使用する
前記弾性率の高い心線の弾性率の１／１０〜１／２であ
るものである。心線の弾性率をこの範囲に設定すること
によって、一般的に用いられている心線を使用すること
ができる。

【００１１】また、本発明の動力伝動用ベルトは、請求
項１〜５のいずれかにおいて、前記ベルトが、Ｖリブド
ベルト、平ベルト、歯付ベルトのうちのいずれかである
ものである。Ｖリブドベルト、平ベルト、歯付ベルトの
うちのいずれかに使用した場合であっても、取り付け張
力を低くすることができるため、寿命の延命効果があ
る。また、ベルトが摩耗した場合であっても、張力低下
が少ないため、ベルトの張力の張り直しが不要であるた
め、寿命の延命効果とともに、メンテナンスの必要性が
なくなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る動力伝動用ベ
ルトの実施の形態の一例を説明する。

【００１３】図１は、本実施形態に係る動力伝動用ベル
トの一例である歯付ベルトＡ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
間隔で配置したゴム９を基材とした複数の歯部３と、歯
部３と連続する背部２と、背部２に埋設され、それぞれ
異なる弾性率を有する心線１、１０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。そして、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とを織成してなる繊維材料を基
材として構成される。また、心線１、１０はベルト幅方
向に交互に配置されている。なお、歯布４の表面には図
示していないが、樹脂フィルム等が積層される場合もあ
る。

【００１４】歯部３及び背部２の基材となるゴム９の材
質には特に制限はなく、使用条件に応じて適切なものが
適宜選択される。自動車エンジン用及び各種エンジン用
歯付ベルトの場合には、耐熱性と耐油性を備えたＨ−Ｎ
ＢＲ、ＣＲ、ＣＳＭ等を使用できる。また、一般産業用
機械に用いられる場合には、Ｈ−ＮＢＲ、ＣＲ、ＣＳＭ
以外に、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、エチレンプロピレン共重合
体（ＥＰＲ）、ＳＢＲ、イソプロピレンゴム（ＩＲ）、
天然ゴム（ＮＲ）、フッ素ゴム、シリコンゴム等いずれ
のゴムも使用可能である。

【００１５】歯布４を構成する緯糸７と、経糸８として
は、いずれか一方に、ＵＨＭＷ−ＰＥ繊維、アラミド繊
維、ポリエステル繊維を使用し、他方にナイロン、ポリ
ベンゾオキサゾール、綿、ポリオレフィン等の何れか又
はこれらの組み合わせを採用できる。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。また、織
成構成は綾織り、繻手織り、平織り等何れであっても良
い。

【００１６】ゴム９を基材として構成される背部２に、
ベルト幅方向に交互に配置された異なった弾性率を有す
る心線１、１０には、ナイロン繊維、ガラス繊維及びア
ラミド繊維等が使用される。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、スチール等を組成とする撚コ
ードのいずれでも使用できる。ガラス繊維の組成は、Ｅ
ガラス、Ｓガラス（高強度ガラス）のいずれでもよく、
フィラメントの太さ及びフィラメントの集束本数及びス
トランド本数に制限されない。

【００１７】心線１、１０の弾性率の違いは、心線の材
質、寸法等の心線自身の特性によって調整する。例え
ば、同一材質の心線を使用する場合は、心線の径を変え
ることによって、弾性率を調整する。

【００１８】異なる材質からなる心線の組合せとして
は、例えば、高弾性率の心線１０にガラス心線を使用
し、低弾性率の心線１にＰＥＴ心線あるいはナイロン心
線を使用する。また、高弾性率の心線１０にアラミド心
線を使用し、低弾性率の心線１にＰＥＴ心線あるいはナ
イロン心線を使用することもできる。

【００１９】また、図２に示すように、同一材質であっ
ても径の太い心線と細い心線を交互に配置することで、
高弾性率の心線１０と低弾性率の心線１を交互に配置す
ることになる。図２（ａ）は、高弾性率の心線１０と低
弾性率の心線１の各心線の中心位置が同じ位置になるよ
うに配置されているものである。図２（ｂ）は、低弾性
率の心線１がプーリに巻きかけられた際にその中心位置
が高弾性率の心線１０の中心位置よりもプーリ側に位置
するように配置されており、それぞれの心線１、１０の
下部位置が同じになるように配置されているものであ
る。図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示す場合よりも低弾性
率の心線１がさらにプーリ側に位置するように配置され
ているものである。なお、材質の異なる心線を使用した
場合であっても、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、低
弾性率の心線をプーリ側に配置するようにすることが好
ましい。また、ベルト幅方向に交互に弾性率の異なる心
線を配置することによって、ベルト全体を均等な弾性率
とすることができる。

【００２０】以上のようにして異なる弾性率の心線１、
１０をそれぞれベルト幅方向に交互に配置する際には、
高弾性率の心線１０には、弾性率が５０００〜５０００
０Ｎ／ｍｍ²、好ましくは２５０００〜５００００Ｎ／
ｍｍ²を使用し、低弾性率の心線１には、この高弾性率
の心線１０の弾性率の１／１０〜１／２、好ましくは１
／１０〜１／５のものを使用することが好ましい。これ
によって、ベルトにこれら弾性率の異なる心線の特性を
併せ持たせることができる。

【００２１】さらに、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すよう
に、プーリに巻きかけられた際に低弾性率の心線１がプ
ーリ側になるように配置する。このようにして配置する
と、ベルトをプーリに巻きかけて張力を与えた時に、ま
ず、ピッチ周長が短い内側になるこれら低弾性率の心線
１が主に伸ばされる。この段階では、ベルト自身の弾性
率としては、低弾性率の心線１の影響のみを受けてお
り、低い状態である。そして、ベルトにさらに張力を与
えると、次に高弾性率の心線が伸ばされるようになり、
これに伴ってベルト自身の弾性率も高くなる。このよう
に、プーリに巻きかけたときにプーリ側に低弾性率の心
線１となるように配置することによって、ベルトの弾性
率は、従来の単一の心線が用いられていたベルトのよう
に線形的に変化するのではなく、各心線１、１０の特性
をそれぞれ段階的に発現するようになる。

【００２２】このように、ベルトに段階的に変化する弾
性率を持たせることによって、その弾性率の変曲点以下
となるようにベルトの初張力を設計するようにすれば良
くなるため、ベルトの張力設定が容易となる。また、初
張力を必要最小限に設定することができるため、軸受け
等を小型化することができる。また、ベルトの初期なじ
みによる張力低下を少なくすることができるため、ベル
トの取り付け張力を低く設定することができ、ベルトの
長寿命につながる。さらに、ベルトが摩耗しても、大き
な張力低下を起こさないため、張力の張り直しが不要と
なる。このため、ベルトの長寿命化とともに、メンテナ
ンスフリーのベルトとすることができる。加えて、ベル
トの緩み側に高張力の心線１０が配置されているため、
ベルと緩み側ではベルトが縮む方向に力が作用するた
め、ベルトのたるみを小さくすることができる。これに
よって、タイミングベルト等に使用した場合は、ジャン
ピングトルクを高くすることができるようになる。

【００２３】なお、本実施形態例では、歯付ベルトを例
にあげて、その形態例を説明したが、本発明に係る動力
伝動用ベルトは、この歯付ベルトに限定されるものでは
なく、Ｖリブドベルト、平ベルト等であっても良い。

【００２４】

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。（実施例１）ウレタンエラストマーで形成されたベルト
サイズがＳ８Ｍ１１２０で、ベルト幅が１５ｍｍのベル
トに、高弾性率の心線としてガラス心線を使用し、低弾
性率の心線としてポリエステル心線を使用し、これらを
交互に、心線ピッチが１．４５ｍｍとなるように配置し
た。そしてこのベルトをプーリに巻きかけて、張力を負
荷していき、そのときの各荷重における伸びを測定し
た。

【００２５】（比較例１）実施例１のベルト心線として
ガラス心線のみを使用した以外は実施例１と同様にして
ベルトを作製し、このベルトをプーリに巻きかけて、張
力を負荷していき、そのときの各荷重における伸びを測
定した。

【００２６】（比較例２）実施例１のベルト心線として
ポリエステル心線のみを使用した以外は実施例１と同様
にしてベルトを作製し、このベルトをプーリに巻きかけ
て、張力を負荷していき、そのときの各荷重における伸
びを測定した。

【００２７】これら実施例１及び比較例１，２のベルト
の荷重−伸び曲線を図３に示す。

【００２８】図３に示すように、高弾性率の心線と低弾
性率の心線を使用した実施例１のベルトは、比較例１及
び比較例２の単一の心線を使用しているベルトのよう
に、その弾性率は線形的に変化せずに、各ベルトの荷重
−伸び線の交差点付近において、荷重−伸び曲線が変曲
点を有している。このことから、実施例１のベルトは、
高弾性率の心線と低弾性率の心線の２本の心線を使用す
ることによって、両者の特性を有したベルトとできるこ
とがわかる。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係る動力伝動用ベルトは、以上
のように構成されており、心線に高弾性率の心線と低弾
性率の心線をベルト幅方向に交互に配置することによっ
て、両者の特性を有したベルトとすることが可能とな
り、広範囲の用途で使用できる動力伝動用ベルトとする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る動力伝動用ベルトの一例である歯
付ベルトの概略斜視図である。

【図２】本発明に係る動力伝動用ベルトの心線の配置例
を示す図である。

【図３】実施例に係る各ベルトの荷重−伸び曲線を示す
図である。

【符号の説明】

Ａ歯付ベルト１、１０心線２背部３歯部４歯布７緯糸８経糸９ゴム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベルト長手方向に沿って心線を埋設した
動力伝動用ベルトであって、前記心線に弾性率の異なる
少なくとも２種以上の心線を使用していることを特徴と
する動力伝動用ベルト。
【請求項２】前記弾性率の異なる心線が、ベルト幅方
向に交互に配置されている請求項１に記載の動力伝動用
ベルト。
【請求項３】前記弾性率の異なる各心線の中心位置が
同じ位置になるように配置されている請求項１又は２に
記載の動力伝動用ベルト。
【請求項４】前記弾性率の異なる心線が、プーリに巻
きかけられた際に弾性率の低い心線の中心位置が弾性率
の高い心線の中心位置よりも前記プーリ側に位置するよ
うに配置されている請求項１又は２に記載の動力伝動用
ベルト。
【請求項５】前記弾性率の高い心線の弾性率が、５０
００〜５００００Ｎ／ｍｍ²であり、前記弾性率の低い
心線の弾性率が同一ベルト内で使用する前記弾性率の高
い心線の弾性率の１／１０〜１／２である請求項１〜４
のいずれかに記載の動力伝動用ベルト。
【請求項６】前記ベルトが、Ｖリブドベルト、平ベル
ト、歯付ベルトのうちのいずれかである請求項１〜５の
いずれかに記載の動力伝動用ベルト。