JP2012172824A

JP2012172824A - Toothed belt

Info

Publication number: JP2012172824A
Application number: JP2011038394A
Authority: JP
Inventors: Keiji Sakamoto; 圭司阪本; Shinji Naikegashima; 真二内ヶ島; Masanao Sakamoto; 正直阪本
Original assignee: Gates Unitta Asia Co
Current assignee: Gates Unitta Asia Co
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2012-09-10
Anticipated expiration: 2031-02-24
Also published as: JP5602056B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toothed belt having favorable durability even under a high temperature, high load environments and oil-contacting environments.SOLUTION: The toothed belt 10 is provided with a belt body 13 composed of a tooth rubber section 11, and a back rubber section 12. The surface of the tooth rubber section 11 is covered with a tooth fabric 20. The tooth fabric 20 is RFL treated and the outer surface 21 thereof is covered with a cured product of an epoxy resin. The softening point of the cured product of the epoxy resin is, for example, at least 110°C, and the epoxy equivalent weight of the epoxy resin is, for example, 100 to 1,500 g/eq.

Description

本発明は、歯付きベルトに関し、特に高温、高負荷環境下や油に接触する環境下で使用される歯付きベルトに関する。 The present invention relates to a toothed belt, and more particularly to a toothed belt that is used in a high temperature, high load environment or in an environment in contact with oil.

従来、内燃機関等において、動力伝達のために歯付きベルトが使用される。歯付きベルトは、耐摩耗性を向上させるために、ベルトの歯面にＲＦＬやゴム糊等の処理剤で含浸処理された歯布が接着される。 Conventionally, a toothed belt is used for power transmission in an internal combustion engine or the like. In the toothed belt, a tooth cloth impregnated with a treatment agent such as RFL or rubber paste is bonded to the tooth surface of the belt in order to improve wear resistance.

近年、歯付きベルトは、エンジンルームのコンパクト化等により、使用環境の高温化や小型化が進み、高温・高負荷環境下で使用されることが多くなりつつなる。また、歯付きベルトは、その用途が広がってきており、油に接触する環境下で使用される場合もある。 In recent years, toothed belts are increasingly used in high-temperature and high-load environments due to the increasing use environment and downsizing due to downsizing of engine rooms and the like. In addition, the use of the toothed belt has been widened, and there are cases where it is used in an environment in contact with oil.

しかし、歯付きベルトは、高温・高負荷環境下で使用されると、ＲＦＬ等の歯布処理剤が早期に摩耗されるため、歯布にクラック等が生じやすくなり、その寿命が短くなるおそれがある。また、歯付きベルトは、上記した歯布処理剤が十分な耐油性を有していないため、油接触環境下で使用される場合も寿命が短くなりやすい傾向にある。 However, when a toothed belt is used under a high temperature and high load environment, the tooth cloth treating agent such as RFL is worn at an early stage, so that the tooth cloth is likely to be cracked and the life thereof may be shortened. There is. Further, in the toothed belt, since the above-described tooth cloth treating agent does not have sufficient oil resistance, the life tends to be shortened even when used in an oil contact environment.

特許文献１には、歯布がＲＦＬ処理された後、さらにエポキシ化合物等が添加されたゴム糊によって含浸処理が行われることが開示されている。しかし、特許文献１におけるエポキシ化合物は、歯布とベルト本体との接着性を改善するために使用されており、歯布表面に被覆を形成するために使用されるわけではない。そのため引用文献１では、エポキシ化合物によって、耐摩耗性や耐油性が向上されるわけではない。 Patent Document 1 discloses that after a tooth cloth is subjected to RFL treatment, impregnation treatment is performed with rubber paste to which an epoxy compound or the like is further added. However, the epoxy compound in Patent Document 1 is used to improve the adhesion between the tooth cloth and the belt body, and is not used to form a coating on the surface of the tooth cloth. Therefore, in Cited Document 1, the wear resistance and oil resistance are not improved by the epoxy compound.

また、ベルト本体のゴムに、耐油性向上のためにフッ素ゴムが使用されることもあるが、フッ素ゴムは、油の種類によっては膨潤する可能性があるため、ベルト本体をフッ素ゴムにしただけでは、耐油性能が十分でない場合がある。 In addition, fluororubber may be used for the rubber of the belt body to improve oil resistance. However, since fluororubber may swell depending on the type of oil, only the belt body is made of fluororubber. Then, the oil resistance may not be sufficient.

特開２００４−３２４８３２号公報JP 2004-324832 A

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、歯布の耐摩耗性や耐油性を向上させて、高温、高負荷環境下や油接触環境下で使用されても、耐久性が良好に維持される歯付きベルトを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and improves the wear resistance and oil resistance of the tooth cloth, and is durable even when used under high temperature, high load environment or oil contact environment. An object of the present invention is to provide a toothed belt in which the toner is maintained well.

本発明に係る歯付きベルトは、一方の面側に長手方向に沿って歯部と歯底部が交互に設けられたベルト本体と、そのベルト本体の一方の面に設けられ、かつ外表面がエポキシ樹脂の硬化物によって被覆された歯布とを備えることを特徴とする。 The toothed belt according to the present invention includes a belt main body in which tooth portions and tooth bottom portions are alternately provided along the longitudinal direction on one surface side, and is provided on one surface of the belt main body, and the outer surface is epoxy. And a tooth cloth covered with a cured resin.

エポキシ樹脂の硬化物の軟化点は、１１０℃以上であったほうが良い。エポキシ樹脂のエポキシ当量は、１５０〜１５００であることが好ましい。また、エポキシ樹脂の硬化物は、ＲＦＬ処理された歯布に被覆されていることが好ましい。 The softening point of the cured epoxy resin is preferably 110 ° C. or higher. It is preferable that the epoxy equivalent of an epoxy resin is 150-1500. Moreover, it is preferable that the hardened | cured material of an epoxy resin is coat | covered with the tooth cloth by which RFL process was carried out.

エポキシ樹脂は、硬化剤によって硬化され、硬化剤は例えば、アミン類の硬化剤、酸無水物系硬化剤、フェノールノボラック系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、及びジシアンジアミド系硬化剤から成る群から選択される少なくとも１つの硬化剤を含む。硬化剤は、好ましくはイミダゾール系硬化剤である。 The epoxy resin is cured by a curing agent, and the curing agent is selected from the group consisting of, for example, amine curing agents, acid anhydride curing agents, phenol novolac curing agents, imidazole curing agents, and dicyandiamide curing agents. At least one curing agent. The curing agent is preferably an imidazole curing agent.

エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、及び長鎖脂肪族エポキシ樹脂から成る群から選択される少なくとも１つのエポキシ樹脂を含むことが好ましい。 The epoxy resin is at least one epoxy resin selected from the group consisting of bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolac type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, phenoxy type epoxy resin, and long chain aliphatic epoxy resin. It is preferable to contain.

本発明に係る歯付きベルトの製造方法は、歯布の一方の面にエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂液をコートし、歯布の他方の面側に配置されたゴムを加硫することにより歯布とゴムを一体化させ、歯布にコートされたエポキシ樹脂を硬化させることを特徴とする。 The method for manufacturing a toothed belt according to the present invention includes coating an epoxy resin solution containing an epoxy resin on one surface of a tooth cloth, and vulcanizing rubber disposed on the other surface side of the tooth cloth. And rubber are integrated, and the epoxy resin coated on the tooth cloth is cured.

本発明においては、歯布表面がエポキシ樹脂によって被覆されたことにより歯布の耐摩耗性や耐油性が向上し、高温・高負荷環境下や油接触環境下で使用されても、歯付きベルトの耐久性が良好なものとなる。 In the present invention, since the tooth cloth surface is coated with an epoxy resin, the wear resistance and oil resistance of the tooth cloth are improved, and even when used in a high temperature / high load environment or an oil contact environment, the toothed belt The durability of the is good.

本発明の一実施形態に係る歯付きベルトの断面図である。It is sectional drawing of the toothed belt which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る歯付きベルトの製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the toothed belt which concerns on one Embodiment of this invention. 実施例及び比較例のベルトの動摩擦係数を示すグラフである。It is a graph which shows the dynamic friction coefficient of the belt of an Example and a comparative example. 走行試験のレイアウトを示す概略図である。It is the schematic which shows the layout of a running test. 走行試験におけるベルトの耐久時間を示すグラフである。It is a graph which shows the durable time of the belt in a running test. サーボパルサー試験機を示す概略図である。It is the schematic which shows a servo pulser testing machine. サーボパルサー試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of a servo pulsar test. 実施例１及び比較例１のベルトの応力−歪み曲線を示すグラフである。3 is a graph showing stress-strain curves of belts of Example 1 and Comparative Example 1.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態における歯付きベルトを示す。歯付きベルト１０は、無端状に形成されて、例えば内燃機関等において、従動及び原動プーリ（不図示）に掛け回されて使用されるものである。歯付きベルト１０は、原動プーリのトルク（駆動力）を、噛み合い伝動により従動プーリに伝動させるタイミングベルトである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a toothed belt according to an embodiment of the present invention. The toothed belt 10 is formed in an endless shape and is used by being wound around a driven pulley and a driving pulley (not shown) in, for example, an internal combustion engine. The toothed belt 10 is a timing belt that transmits the torque (driving force) of the driving pulley to the driven pulley by meshing transmission.

歯付きベルト１０は、一方の面側に設けられた歯ゴム部１１と、他方の面側に設けられた背ゴム部１２により一体的に形成されたベルト本体１３と、歯ゴム部１１と背ゴム部１２との境界部分において、スパイラル状に巻かれ、ベルトの長手方向に延在して埋設される心線１４とを備える。 The toothed belt 10 includes a belt main body 13 integrally formed by a tooth rubber portion 11 provided on one surface side, a back rubber portion 12 provided on the other surface side, a tooth rubber portion 11 and a back surface. At the boundary with the rubber part 12, a core wire 14 is provided which is wound in a spiral shape and extends in the longitudinal direction of the belt.

歯ゴム部１１は、ベルト本体１３の一方の面側に、ベルトの長手方向に沿って歯部１５と歯底部１６を交互に形成するものである。歯ゴム部１１は、歯部１５の大部分を占めるとともに背ゴム部１２の上に積層され、歯部１５の形状に沿って形成された芯ゴム部１７と、その芯ゴム部１７の上に積層される薄厚の歯表面ゴム部１８とを備える。歯表面ゴム部１８の表面（すなわち、ベルト本体１３の一方の面）には、歯ゴム部１１を被覆する歯布２０が接着される。 The tooth rubber portion 11 is formed by alternately forming the tooth portions 15 and the tooth bottom portions 16 along the longitudinal direction of the belt on one surface side of the belt main body 13. The tooth rubber part 11 occupies most of the tooth part 15 and is laminated on the back rubber part 12, and the core rubber part 17 formed along the shape of the tooth part 15 and the core rubber part 17. And a thin tooth surface rubber portion 18 to be laminated. A tooth cloth 20 that covers the tooth rubber portion 11 is bonded to the surface of the tooth surface rubber portion 18 (that is, one surface of the belt main body 13).

芯ゴム部１７には、ナイロン繊維、アラミド繊維等から成る短繊維が混入される一方、歯表面ゴム部１８及び背ゴム部１２には、短繊維が混入されていない。そのため、芯ゴム部１７のモジュラスは、歯表面ゴム部１８及び背ゴム部１２のモジュラスよりも高くなる。 The core rubber portion 17 is mixed with short fibers made of nylon fiber, aramid fiber or the like, while the tooth surface rubber portion 18 and the back rubber portion 12 are not mixed with short fibers. Therefore, the modulus of the core rubber portion 17 is higher than that of the tooth surface rubber portion 18 and the back rubber portion 12.

ベルト本体１３を構成する背ゴム部１２、芯ゴム部１７及び歯表面ゴム部１８のゴム成分には、水素添加ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、フッ素ゴム、又はこれらの混合物等が使用されるが、耐熱性や耐久性等の観点からＨＮＢＲが好ましい。ゴム部１２、１７、１８は、互いに同一のゴム成分が使用されても良いが、異なるゴム成分が使用されても良い。 The rubber components of the back rubber part 12, the core rubber part 17 and the tooth surface rubber part 18 constituting the belt body 13 include hydrogenated nitrile rubber (HNBR), nitrile rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), ethylene-propylene. -Diene rubber (EPDM), fluororubber, or a mixture thereof is used, and HNBR is preferable from the viewpoint of heat resistance and durability. The rubber parts 12, 17, and 18 may use the same rubber component, but may use different rubber components.

本実施形態において歯布２０は、ＲＦＬ（レゾルシン−ホルマリン−ラテックス）処理が施され、さらに、その外側の面である外表面２１（すなわち、ベルト本体１３に接着されない側の面）が、エポキシ樹脂の硬化物によって被覆されたものである。 In the present embodiment, the tooth cloth 20 is subjected to RFL (resorcin-formalin-latex) treatment, and the outer surface 21 which is the outer surface (that is, the surface not bonded to the belt body 13) is an epoxy resin. It was coated with a cured product.

歯布２０は、特に限定されないが、ベルトの長手方向に沿って延びる第１の糸（例えば緯糸）と、ベルトの幅方向に沿って延びる第２の糸（例えば経糸）とが織られて構成された織物である。歯布２０は、例えば、第１の糸が伸縮性糸、第２の糸が非伸縮性糸で構成され、ベルトの長手方向に伸縮性を有する。 The tooth cloth 20 is not particularly limited, and is configured by weaving a first thread (for example, weft) extending along the longitudinal direction of the belt and a second thread (for example, warp) extending along the width of the belt. Woven fabric. In the tooth cloth 20, for example, the first thread is composed of a stretchable thread and the second thread is composed of a non-stretchable thread, and has stretchability in the longitudinal direction of the belt.

歯布２０に施されるＲＦＬ処理は、歯布２０がＲＦＬ処理液に浸漬された後、加熱乾燥される含浸処理により行われる。ＲＦＬ処理液は、ラテックスとレゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物とを含み、これらが例えば水等によって希釈されたものである。ラテックスとしては、上記したゴム成分等のラテックスが使用されるが、好ましくはＨＮＢＲラテックスが使用される。また、歯布２０へのＲＦＬの付着量（固形分）は、４０〜８０ｇ／ｍ^２程度である。 The RFL process applied to the tooth cloth 20 is performed by an impregnation process in which the tooth cloth 20 is immersed in an RFL treatment solution and then dried by heating. The RFL treatment liquid contains latex and a resorcin / formaldehyde condensate, which are diluted with, for example, water. As the latex, latex such as the rubber component described above is used, and preferably HNBR latex is used. Moreover, the adhesion amount (solid content) of RFL to the tooth cloth 20 is about 40 to 80 g / m ² .

本実施形態において、エポキシ樹脂の硬化物による被覆は、エポキシ樹脂及び硬化剤が溶剤等で希釈されたエポキシ樹脂液が、ＲＦＬ処理された歯布２０の一方の面にコートされた後、後述するゴム加硫時の加熱によりエポキシ樹脂が硬化されて形成される。歯布２０にコートされたエポキシ樹脂液に含まれる溶剤は、加硫前に自然乾燥等によって揮発されることが好ましい。 In the present embodiment, the coating with the cured epoxy resin is described later after the epoxy resin liquid in which the epoxy resin and the curing agent are diluted with a solvent is coated on one surface of the RFL-treated tooth cloth 20. The epoxy resin is cured and formed by heating during rubber vulcanization. The solvent contained in the epoxy resin liquid coated on the tooth cloth 20 is preferably volatilized by natural drying or the like before vulcanization.

エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、長鎖脂肪族エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは単独で使用されても良いが、２種以上が使用されても良い。エポキシ樹脂としては、これらの中でもビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、又はノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。 Examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolac type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, phenoxy type epoxy resin, long chain aliphatic epoxy resin, etc., and these are used alone. However, two or more kinds may be used. Among these, bisphenol A type epoxy resin or novolac type epoxy resin is preferable as the epoxy resin.

エポキシ樹脂は、その融点が常温（２５℃）より高いいわゆる固体タイプであることが好ましい。固体タイプが使用されると、歯布２０にコートされた硬化前のエポキシ樹脂液は、溶剤が揮発されるとべたつきが発生しにくく、取り扱い性が良好になる。ただし、エポキシ樹脂は、溶融されないと硬化されにくいため、その融点は、後述する加硫時の加熱温度よりも低いほうが良い。 The epoxy resin is preferably a so-called solid type whose melting point is higher than normal temperature (25 ° C.). When the solid type is used, the epoxy resin liquid before curing coated on the tooth cloth 20 is less likely to be sticky when the solvent is volatilized, and the handleability is improved. However, since the epoxy resin is difficult to be cured unless it is melted, its melting point is preferably lower than the heating temperature during vulcanization described later.

また、エポキシ樹脂の硬化物の耐熱性を良好にするために、ＪＩＳＫ７２３６に基づくエポキシ樹脂のエポキシ当量は、比較的低いことが好ましく、例えば１００〜１５００ｇ／ｅｑであることが好ましく、１５０〜１０００ｇ／ｅｑであることがより好ましい。 In order to improve the heat resistance of the cured epoxy resin, the epoxy equivalent of the epoxy resin based on JIS K7236 is preferably relatively low, for example, preferably 100 to 1500 g / eq, and 150 to 1000 g. More preferably, it is / eq.

エポキシ樹脂は、硬化剤によって硬化されるものであって、その硬化剤としては、アミン類の硬化剤、酸無水物系硬化剤、フェノールノボラック系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、ジシアンジアミド系硬化剤等が挙げられ、これらは単独で使用されても良いが、２種以上が使用されても良い。 The epoxy resin is cured by a curing agent, and examples of the curing agent include amine curing agents, acid anhydride curing agents, phenol novolac curing agents, imidazole curing agents, dicyandiamide curing agents, and the like. These may be used alone, or two or more of them may be used.

硬化剤としては、これらの中でも触媒系硬化剤であるイミダゾール系硬化剤が好ましい。触媒系硬化剤であるイミダゾール系硬化剤は、触媒的にエポキシ環同士を直接反応させて、エポキシ樹脂を重合させるため、硬化物の硬度を高めやすく、これにより、歯布２０の外表面２１の摩擦係数を下げやすくなる。また、その添加量が少なくて済むため、歯布２０にコートされた硬化前のエポキシ樹脂液は、溶剤が揮発されると、べたつきにくく取り扱い性に優れる。 Among these, an imidazole-based curing agent that is a catalyst-based curing agent is preferable among these. The imidazole-based curing agent that is a catalyst-based curing agent causes the epoxy rings to directly react with each other to polymerize the epoxy resin, so that it is easy to increase the hardness of the cured product. It becomes easy to lower the friction coefficient. Moreover, since the addition amount may be small, the epoxy resin liquid before curing coated on the tooth cloth 20 is less sticky and excellent in handleability when the solvent is volatilized.

エポキシ樹脂の硬化物は、特に限定されるわけではないが、高温下でも高い硬度を維持して歯表面に良好な摩擦係数を与えることにより、歯布２０の耐摩耗性を良好にするために、比較的高い軟化点を有することが好ましく、具体的には、軟化点は１１０℃以上であることが好ましい。なお、軟化点は、熱機械分析装置「ＴＭＡ／ＳＳ１２０Ｕ」（エスアイアイ・ナノテクノロジー社製）を用いて、測定温度範囲：３０℃〜３５０℃、荷重１００ｍＮ，昇温５℃／分の条件で測定されるものである。 A cured product of the epoxy resin is not particularly limited, but in order to improve the wear resistance of the tooth cloth 20 by maintaining a high hardness even at a high temperature and giving a good friction coefficient to the tooth surface. It is preferable to have a relatively high softening point. Specifically, the softening point is preferably 110 ° C. or higher. The softening point was measured using a thermomechanical analyzer “TMA / SS120U” (manufactured by SII Nanotechnology) under the conditions of measurement temperature range: 30 ° C. to 350 ° C., load 100 mN, temperature increase 5 ° C./min. It is to be measured.

エポキシ樹脂の硬化物は、厚くしすぎると、割れ等が生じ、歯欠けの起点となるおそれがある。そのため、歯布２０へのエポキシ樹脂液（すなわち、エポキシ樹脂の硬化物）の付着量（固形分）は、比較的少ないほうが良く、例えば１０〜５０ｇ／ｍ^２程度であって、ＲＦＬの付着量（固形分）の１／２より少ないほうが好ましい。また、歯布２０は通常織布であるためその表面に織目による凹凸があるが、上記付着量は、硬化物によって被覆された後もその凹凸が表面（外表面２１）に残るような量であることが好ましい。エポキシ樹脂の硬化物で被覆された外表面２１に、織目の凹凸に基づく凹凸があると、特にベルト（歯布２０）が油に接触しない状態で使用される場合に、異音の発生が抑制されやすくなる。 If the cured epoxy resin is too thick, cracks and the like may occur, which may become a starting point for tooth chipping. Therefore, the adhesion amount (solid content) of the epoxy resin liquid (that is, a cured product of epoxy resin) to the tooth cloth 20 should be relatively small, for example, about 10 to 50 g / m ² , and the adhesion amount of RFL. Less than 1/2 of (solid content) is preferable. Further, since the tooth cloth 20 is usually a woven cloth, the surface has unevenness due to the texture, but the amount of adhesion is such that the unevenness remains on the surface (outer surface 21) even after being covered with the cured product. It is preferable that If the outer surface 21 covered with the cured epoxy resin has irregularities based on the irregularities of the texture, the generation of abnormal noise occurs particularly when the belt (tooth cloth 20) is used without being in contact with oil. It becomes easy to be suppressed.

次に、図２を用いて本実施形態における歯付きベルト１０の製造方法を説明する。上記したように、ＲＦＬ処理され、かつ歯布２０の一方の面２１’（外表面２１となる面）にエポキシ樹脂液がコートされた歯布２０は、まず、従来公知の方法により、歯部２３及び歯底部２４を交互に有するコルゲート状に予成形される。 Next, the manufacturing method of the toothed belt 10 in this embodiment is demonstrated using FIG. As described above, the tooth cloth 20 that is RFL-treated and coated with the epoxy resin liquid on one surface 21 ′ (surface that becomes the outer surface 21) of the tooth cloth 20 is first subjected to a tooth portion by a conventionally known method. 23 and a root portion 24 are alternately formed into a corrugated shape.

次いで、コルゲート状の歯布２０の他方の面２２’の上に、歯表面ゴムシート１８’及び芯ゴムシート１７’がこの順に圧着され、ゴム付き歯布２５が得られる。このとき、歯表面ゴムシート１８’及び芯ゴムシート１７’は、歯布２０に向けて押圧されることにより、歯部２３上に相対的に厚く圧着される一方、歯底部２４上に相対的に薄く圧着される。 Next, the tooth surface rubber sheet 18 ′ and the core rubber sheet 17 ′ are pressure-bonded in this order on the other surface 22 ′ of the corrugated tooth cloth 20, so that the rubber tooth cloth 25 is obtained. At this time, the tooth surface rubber sheet 18 ′ and the core rubber sheet 17 ′ are pressed against the tooth cloth 20, so that the tooth surface rubber sheet 18 ′ and the core rubber sheet 17 ′ are relatively thickly crimped on the tooth portion 23, while relatively on the tooth bottom portion 24. It is thinly crimped.

その後、歯付きモールド３０に、ゴム付き歯布２５が巻き付けられる。歯付きモールド３０は、円筒形状を有し、その外周面に凹部３１と凸部３２が周方向に沿って交互に設けられたものであって、ゴム付き歯布２５の各歯部２３は、各凹部３１の内部に配置される。なお、ゴム付き歯布２５の各歯部２３は、通常、凹部３１に完全に一致した形状となっておらず、歯部２５と凹部３１の間には隙間がある。 Thereafter, the toothed mold 25 is wound around the toothed mold 30. The toothed mold 30 has a cylindrical shape, and concave portions 31 and convex portions 32 are alternately provided on the outer peripheral surface thereof along the circumferential direction, and each tooth portion 23 of the rubberized tooth cloth 25 is: Arranged inside each recess 31. In addition, each tooth part 23 of the tooth cloth 25 with rubber | gum is not normally the shape which corresponded completely to the recessed part 31, and there exists a clearance gap between the tooth part 25 and the recessed part 31. FIG.

次いで、芯ゴムシート１７’の上に心線１４が螺旋状に巻き付けられ、心線１４の上にさらに背ゴムシート１２’が巻き付けられる。その後、歯付きモールド３０は、加硫釜（不図示）内に収容される。なお、背ゴムシート１２’、芯ゴムシート１７’及び歯表面ゴムシート１８’は、加硫成型後に、背ゴム部１２、芯ゴム部１７及び歯表面ゴム部１８となる未加硫ゴムシートである。 Next, the core wire 14 is spirally wound on the core rubber sheet 17 ′, and the back rubber sheet 12 ′ is further wound on the core wire 14. Thereafter, the toothed mold 30 is accommodated in a vulcanizer (not shown). The back rubber sheet 12 ′, the core rubber sheet 17 ′, and the tooth surface rubber sheet 18 ′ are unvulcanized rubber sheets that become the back rubber part 12, the core rubber part 17, and the tooth surface rubber part 18 after vulcanization molding. is there.

加硫釜内において、歯付きモールド３０上に巻き付けられた予成型ゴム付き歯布２５等は、例えばスチームにより加熱され、加硫釜内に設けられた加硫バッグ等によって外側から内側に向けて加圧される。この加圧・加熱により、凹部３１内部の隙間は完全になくなり、また、ゴムシート１２’、１７’、１８’等が加硫されることにより、歯布２０、ゴムシート１２’、１７’、１８’及び心線１４が一体化され、ベルトスラブが得られる。また、この加熱により、歯布２０の一方の面２１’では、コートされていたエポキシ樹脂が硬化剤によって硬化され、エポキシ樹脂の硬化物による被覆が形成される。ベルトスラブは、歯付きモールド３０から取り外され、適宜研磨等された後、所定幅に裁断されることにより、歯付きベルト１０（図１参照）となる。 In the vulcanizing pot, the pre-formed rubber tooth cloth 25 or the like wound around the toothed mold 30 is heated by, for example, steam and is directed from the outside to the inside by a vulcanizing bag or the like provided in the vulcanizing pot. Pressurized. By this pressurization / heating, the gaps in the recess 31 are completely eliminated, and the rubber sheets 12 ′, 17 ′, 18 ′ and the like are vulcanized, whereby the tooth cloth 20, the rubber sheets 12 ′, 17 ′, 18 'and the core wire 14 are integrated, and a belt slab is obtained. Also, by this heating, the coated epoxy resin is cured by the curing agent on one surface 21 ′ of the tooth cloth 20, and a coating with a cured product of the epoxy resin is formed. The belt slab is removed from the toothed mold 30, appropriately polished, and then cut into a predetermined width, thereby forming the toothed belt 10 (see FIG. 1).

以上のように本実施形態では、歯布２０の外表面２１がエポキシ樹脂の硬化物によって被覆されたことにより、外表面２１の摩擦係数が高温環境下でも良好となるため、高温環境下における歯布２０の耐摩耗性を向上させることができる。さらに、歯布２０はエポキシ樹脂の硬化物によって被覆されることにより、歯布２０の強度が向上されて、歯部１５の変形に伴う内部発熱も抑制される。したがって、ベルト寿命、特に高温、高負荷環境下におけるベルト寿命を良好にすることが可能になる。 As described above, in the present embodiment, since the outer surface 21 of the tooth cloth 20 is coated with the cured epoxy resin, the friction coefficient of the outer surface 21 becomes good even in a high temperature environment. The abrasion resistance of the cloth 20 can be improved. Further, the tooth cloth 20 is covered with a cured epoxy resin, whereby the strength of the tooth cloth 20 is improved and internal heat generation due to the deformation of the tooth portion 15 is also suppressed. Therefore, it is possible to improve the belt life, particularly in the high temperature and high load environment.

また、外表面２１にエポキシ樹脂の硬化物が被覆されたことにより、ベルトの耐油性も向上するため、ベルト１０が油に接触する用途で使用される場合もベルト寿命を良好にすることができる。さらに、歯布２０は、ベルト本体１３に接着される内表面側には、エポキシ樹脂の硬化物が被覆されないので、エポキシ樹脂の硬化物によって、ベルト本体１３と歯布２０の接着性が低下することはない。 Further, since the outer surface 21 is coated with the cured epoxy resin, the oil resistance of the belt is also improved, so that the belt life can be improved even when the belt 10 is used in contact with oil. . Further, since the inner surface side of the tooth cloth 20 bonded to the belt main body 13 is not covered with the cured epoxy resin, the adhesive between the belt main body 13 and the tooth cloth 20 is lowered by the cured epoxy resin. There is nothing.

なお、本実施形態において歯布２０は、ＲＦＬ処理の代わりに、ゴム糊による含浸処理が施されても良い。ただし、エポキシ樹脂との接着性を考慮すると、歯布２０はＲＦＬ処理されることが好ましい。 In the present embodiment, the tooth cloth 20 may be subjected to an impregnation process with rubber paste instead of the RFL process. However, considering the adhesiveness with the epoxy resin, the tooth cloth 20 is preferably RFL-treated.

また、エポキシ樹脂液は、歯布２０がコルゲート状に予成形される前に歯布２０にコートされたが、予成形された後（例えば、ゴムシートが歯布に圧着された後）にコートされても良い。 In addition, the epoxy resin liquid is coated on the tooth cloth 20 before the tooth cloth 20 is preformed into a corrugated shape, but is coated after the preform is molded (for example, after a rubber sheet is pressed onto the tooth cloth). May be.

さらに、歯付きベルトは、図１の構成に限定されず、例えば歯表面ゴム部１８が省略されても良いし、芯ゴム部１７と背ゴム部１２の間に、心線１４を内部に埋設する接着ゴム部等が設けられても良い。また、歯布２０は予成形されなくても良い。ただし、歯布２０が予成形されると、加硫成形時の歯布の伸び量が少なくなるので、エポキシ樹脂の硬化物が歯布２０に均一に被覆されやすくなる。 Further, the toothed belt is not limited to the configuration shown in FIG. 1. For example, the tooth surface rubber portion 18 may be omitted, and the core wire 14 is embedded between the core rubber portion 17 and the back rubber portion 12. An adhesive rubber portion or the like may be provided. Further, the tooth cloth 20 may not be preformed. However, when the tooth cloth 20 is preformed, the amount of elongation of the tooth cloth at the time of vulcanization molding is reduced, so that the cured product of the epoxy resin is easily coated on the tooth cloth 20 uniformly.

以下、本発明の具体的な例として実施例を示すが、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。 Examples are shown below as specific examples of the present invention, but the present invention is not limited to the following examples.

［実施例１］
まず、歯布として経糸と緯糸が２／２の綾織で織られた織布を用意した。経糸は、１１０ｄｔｅｘのナイロンのフィラメント糸から構成される非伸縮性糸であるとともに、緯糸は、４７０ｄｔｅｘのウレタン弾性糸から成る芯糸の周りに、２２０ｄｔｅｘのパラアラミド繊維糸（商品名．テクノーラ）から成る中間糸を巻き回し、その中間糸の周りにさらに１１０ｄｔｅｘのナイロン繊維から成るカバー糸を巻き回した複合糸から構成される伸縮性糸であった。後述する工程で、経糸は、ベルトの幅方向に沿って延在させ、緯糸はベルトの長手方向に沿って延在させた。 [Example 1]
First, a woven fabric woven with a twill weaving of warp and weft 2/2 was prepared as a tooth cloth. The warp is a non-stretchable yarn composed of a 110 dtex nylon filament yarn, and the weft is composed of a 220 dtex para-aramid fiber yarn (trade name: Technora) around a core yarn composed of a 470 dtex urethane elastic yarn. The elastic yarn was composed of a composite yarn in which an intermediate yarn was wound and a cover yarn made of 110 dtex nylon fiber was further wound around the intermediate yarn. In the process described later, the warp was extended along the width direction of the belt, and the weft was extended along the longitudinal direction of the belt.

上記歯布を、ＲＦＬ処理液［ＲＦ／ラテックス（重量比）＝１／６、ラテックス成分：ＨＮＢＲラテックス］に浸漬後、乾燥（温度１６０℃、５分間）させて、ＲＦＬ処理を行った。歯布へのＲＦＬ付着量（固形分）は、８０ｇ／ｍ^２であった。 The above-mentioned tooth cloth was immersed in an RFL treatment solution [RF / latex (weight ratio) = 1/6, latex component: HNBR latex] and then dried (temperature 160 ° C., 5 minutes) to perform RFL treatment. The RFL adhesion amount (solid content) to the tooth cloth was 80 g / m ² .

次に、ノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２１０ｇ／ｅｑ）１００重量部を、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）５００重量部で希釈したものに、さらに硬化剤としてイミダゾール系硬化剤３重量部を添加して、エポキシ樹脂液を用意した。このエポキシ樹脂液を、ＲＦＬ処理した歯布の一方の面に、付着量（固形分）が２０ｇ／ｍ^２となるように、エアスプレーコーティングによりコートした。その後、常温（２５℃）にて歯布を放置することによりＭＥＫを揮発させた。 Next, 3 parts by weight of an imidazole-based curing agent as a curing agent is further added to 100 parts by weight of a novolak-type epoxy resin (epoxy equivalent 210 g / eq) diluted with 500 parts by weight of MEK (methyl ethyl ketone). A liquid was prepared. This epoxy resin solution was coated on one surface of the RFL-treated tooth cloth by air spray coating so that the adhesion amount (solid content) was 20 g / m ² . Then, MEK was volatilized by leaving a tooth cloth at normal temperature (25 degreeC).

次いで、歯表面ゴムシート及び背ゴムシートとして、短繊維が混入されていないＨＮＢＲから形成された未加硫ゴムシートを用意するとともに、芯ゴムシートとして、ゴム成分１００重量部に対してアラミド短繊維が４重量部混入されたＨＮＢＲから形成された未加硫ゴムを用意した。そして、歯布をコルゲート状に予成形した後に、歯表面ゴムシート及び芯ゴムシートをこの順に、エポキシ樹脂液がコートされていない歯布の他方の面に圧着して、ゴム付き予成形歯布を得た。 Next, as the tooth surface rubber sheet and the back rubber sheet, an unvulcanized rubber sheet formed from HNBR in which short fibers are not mixed is prepared, and as the core rubber sheet, aramid short fibers are used with respect to 100 parts by weight of the rubber component. An unvulcanized rubber formed from HNBR mixed with 4 parts by weight of was prepared. And after pre-molding the tooth cloth into a corrugated shape, the tooth surface rubber sheet and the core rubber sheet are pressure-bonded in this order to the other surface of the tooth cloth not coated with the epoxy resin liquid, and the pre-formed tooth cloth with rubber Got.

その後、歯付きモールドに、ゴム付き予成形歯布、ガラスコードから成る心線、及び背ゴムシートを巻き付けて、これらを加硫釜内で温度１５０℃、所定圧力下で２０分間、加硫成型してＲＵ歯型のベルトスラブを得た。実施例１では、歯布の一方の面（外表面）に被覆されるエポキシ樹脂の硬化物は、軟化点が１５０℃であった。 Then, a pre-formed tooth cloth with rubber, a cord made of glass cord, and a back rubber sheet are wound around the tooth mold, and these are vulcanized and molded in a vulcanizer at a temperature of 150 ° C. under a predetermined pressure for 20 minutes. Thus, an RU tooth type belt slab was obtained. In Example 1, the cured product of the epoxy resin coated on one surface (outer surface) of the tooth cloth had a softening point of 150 ° C.

［実施例２］
エポキシ樹脂液として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量９００ｇ／ｅｑ）１００重量部を、溶剤であるＭＥＫ５００重量部で希釈したものに、さらに硬化剤としてイミダゾール系硬化剤３重量部を添加して得たものを使用した点を除いて実施例１と同様に実施した。実施例２では、歯布の一方の面（外表面）に被覆されたエポキシ樹脂の硬化物は、軟化点が１００℃であった。 [Example 2]
An epoxy resin solution obtained by adding 100 parts by weight of a bisphenol A type epoxy resin (epoxy equivalent 900 g / eq) with 500 parts by weight of MEK as a solvent and further adding 3 parts by weight of an imidazole curing agent as a curing agent. This was carried out in the same manner as in Example 1 except that the above was used. In Example 2, the cured product of the epoxy resin coated on one surface (outer surface) of the tooth cloth had a softening point of 100 ° C.

［比較例１］
歯布にエポキシ樹脂液をコートしなかった点を除いて実施例１と同様に実施した。 [Comparative Example 1]
The same procedure as in Example 1 was performed except that the epoxy resin liquid was not coated on the tooth cloth.

［ベルト歯面摩擦係数］
各実施例、比較例において、幅１９ｍｍのベルトを１歯分切り出したものを、ＳＵＳ摩擦材の上に、歯頂部が摩擦材に接するように配置した。そして、その１歯分のベルトに５００ｇの荷重を負荷した状態で、摩擦材を１０ｍｍ／秒の速度でベルトの長手方向に３０ｍｍ移動させて、動摩擦係数を測定した。動摩擦係数は、摩擦係数測定機［ＨＥＩＤＯＮＴｙｐｅ：１４ＦＷ（新東科学社製）］によって、２５℃雰囲気下（常態）と１２０℃雰囲気下（熱間）で測定した。測定結果を図３に示す。 [Belt tooth surface friction coefficient]
In each of the examples and comparative examples, a 19 mm wide belt cut out for one tooth was placed on a SUS friction material so that the top of the tooth was in contact with the friction material. Then, with a load of 500 g applied to the belt for one tooth, the friction material was moved 30 mm in the longitudinal direction of the belt at a speed of 10 mm / second, and the dynamic friction coefficient was measured. The dynamic friction coefficient was measured with a friction coefficient measuring machine [HEIDONType: 14FW (manufactured by Shinto Kagaku Co.)] in a 25 ° C. atmosphere (normal state) and a 120 ° C. atmosphere (hot). The measurement results are shown in FIG.

［走行試験］
図４は、内燃機関に使用される伝動システムの一例を示すレイアウトである。実施例、比較例のベルトスラブから得られた幅１６ｍｍの歯付きベルトについて、この伝動システムを用いて耐久試験を実施した。伝動システム４０は、クランクシャフトに連結される２０歯・直径６０ｍｍの原動歯付きプーリ４１と、カムシャフトに連結される４０歯・直径１２１ｍｍの従動歯付きプーリ４２、４３と、直径８０ｍｍの平テンショナプーリ４４を有する。歯付きベルト１０を、プーリ４１〜４３に架設し、ベルトの緩み側でテンショナプーリ４４によって外周側から張力を付与した状態で、１歯当りに作用される荷重を８．４Ｎ／ｍｍとして４０００ｒｐｍで運転した。試験は１２０℃雰囲気下で行い、ベルトが破損されるまでの運転時間を耐久時間として測定した。測定結果を図５に示す。 [Running test]
FIG. 4 is a layout showing an example of a transmission system used in an internal combustion engine. A durability test was carried out on the toothed belt having a width of 16 mm obtained from the belt slabs of Examples and Comparative Examples using this transmission system. The transmission system 40 includes a pulley 41 with a driving tooth of 20 teeth and a diameter of 60 mm connected to a crankshaft, pulleys 42 and 43 with a tooth of 40 teeth and a diameter of 121 mm connected to a camshaft, and a flat tensioner having a diameter of 80 mm. It has a pulley 44. In a state where the toothed belt 10 is installed on the pulleys 41 to 43 and tension is applied from the outer peripheral side by the tensioner pulley 44 on the loose side of the belt, the load applied per tooth is set to 8.4 N / mm at 4000 rpm. Drove. The test was performed in an atmosphere of 120 ° C., and the operation time until the belt was damaged was measured as the durability time. The measurement results are shown in FIG.

［サーボパルサー試験］
実施例１、比較例１については、サーボパルサー試験によっても耐久性を評価した。サーボパルサー試験は、図６に示すサーボパルサー試験機７４を用いて行った。サーボパルサー試験機７４は、歯付きベルトの歯形に対応する凹凸形状を有する金属製チップ７５と、クランプ７７を備える。評価試験には、ベルトスラブから、幅２０ｍｍの歯付きベルトを１０歯分採取した試験片７６を用いた。試験片７６を上下方向に延在するように配置し、上端を固定するとともに、試験片７６の下端の１歯７６ａを金属製チップ７５に噛み合わせた。そして、金属製チップ７５と試験片７６の下端を、クランプ７７によって左右から動かないように挟み込んだ。 [Servo pulser test]
For Example 1 and Comparative Example 1, durability was also evaluated by a servo pulser test. The servo pulser test was performed using a servo pulser tester 74 shown in FIG. The servo pulsar tester 74 includes a metal tip 75 having a concavo-convex shape corresponding to the tooth profile of a toothed belt, and a clamp 77. For the evaluation test, a test piece 76 obtained by collecting 10 toothed belts having a width of 20 mm from a belt slab was used. The test piece 76 was arranged so as to extend in the vertical direction, the upper end was fixed, and one tooth 76 a at the lower end of the test piece 76 was engaged with the metal tip 75. Then, the lower ends of the metal tip 75 and the test piece 76 were sandwiched by the clamp 77 so as not to move from the left and right.

金属製チップ７５と試験片７６を挟み込んだクランプ７７には、下方向に周期的に０から所定荷重まで正弦波の荷重を負荷した。正弦波の周波数は１Ｈｚであった。本試験では、１２０℃の雰囲気下で、１歯７６ａの破断までの正弦波の周期回数（サイクル数）を測定した。１歯７６ａの破断までの荷重サイクル数及びそのときの時間を横軸に、所定荷重を縦軸にした試験結果を図７に示す。 A sine wave load from 0 to a predetermined load was periodically applied to the clamp 77 sandwiching the metal tip 75 and the test piece 76. The frequency of the sine wave was 1 Hz. In this test, the number of cycles (number of cycles) of the sine wave until the one tooth 76a was broken was measured in an atmosphere of 120 ° C. FIG. 7 shows the test results with the horizontal axis representing the number of load cycles until the one tooth 76a breaks and the time at that time, and the vertical axis representing the predetermined load.

［ヒステリシスロス］
実施例１、比較例１については、サーボパルサー試験と同様にして、１２０℃環境下、１時間（３６００サイクル）周期的に０から１３Ｎ／ｍｍまでの正弦波の荷重を負荷した後、１サイクルにおける応力及び歪みを測定した。そのときのヒステリシスロスを表す応力−歪み曲線を図８に示す。 [Hysteresis loss]
For Example 1 and Comparative Example 1, similarly to the servo pulser test, after applying a sine wave load from 0 to 13 N / mm periodically in an environment of 120 ° C. for 1 hour (3600 cycles), 1 cycle The stress and strain at were measured. FIG. 8 shows a stress-strain curve representing the hysteresis loss at that time.

以上の結果から明らかなように、比較例１における摩擦係数は、常温においては比較的低く良好な値となるが、高温環境下においては高くなり、良好な値に維持されなかった。それに対して、実施例１、２は、摩擦係数が常温のみならず高温環境下でも比較的低くなり、比較例１に比べて耐摩耗性が向上すると考えられる。また、実施例１は、高温環境下におけるヒステリシスロスが、比較例１よりも小さく、歯の変形に伴う発熱等が抑えられることが理解できる。そして、実施例１、２のベルトは、サーボパルサー試験や耐久性試験の結果から明らかなように、高温、高負荷環境下において高い耐久性を有していた。 As is clear from the above results, the friction coefficient in Comparative Example 1 was relatively low and good value at room temperature, but was high in a high temperature environment and was not maintained at a good value. On the other hand, in Examples 1 and 2, the friction coefficient is relatively low not only at room temperature but also in a high temperature environment, and it is considered that the wear resistance is improved as compared with Comparative Example 1. In addition, it can be understood that Example 1 has a smaller hysteresis loss in a high-temperature environment than Comparative Example 1 and can suppress heat generation or the like accompanying tooth deformation. The belts of Examples 1 and 2 had high durability under a high temperature and high load environment, as is apparent from the results of the servo pulser test and the durability test.

［シート浸漬試験］
ＪＩＳＫ６２５８に準拠して、実施例１のエポキシ樹脂液の硬化物（１５０℃、２０分間で硬化）のシートを、１４０℃のオイル（ＩＲＭ９０３）に７２時間浸漬したところ、その硬化物の体積変化率は＋０．３％であった。なお、比較のために、ＨＮＢＲゴム、フッ素ゴムについても同様に試験を行ったところ、その体積変化率はそれぞれ＋８％、＋１％であり、実施例１のエポキシ樹脂の硬化物は油で膨潤しにくく、耐油性が良好であることが理解できる。 [Sheet immersion test]
According to JIS K6258, a cured product of the epoxy resin liquid of Example 1 (cured at 150 ° C. for 20 minutes) was immersed in 140 ° C. oil (IRM903) for 72 hours. The rate was + 0.3%. For comparison, HNBR rubber and fluororubber were also tested in the same manner. As a result, the volume changes were + 8% and + 1%, respectively, and the cured product of the epoxy resin of Example 1 was swollen with oil. It is difficult to understand that the oil resistance is good.

１０歯付きベルト
１３ベルト本体
２０歯布
２１外表面 10 Toothed belt 13 Belt body 20 Tooth cloth 21 Outer surface

Claims

A belt body in which tooth portions and tooth bottom portions are alternately provided along the longitudinal direction on one surface side, and a tooth which is provided on one surface of the belt body and whose outer surface is covered with a cured epoxy resin A toothed belt comprising a cloth.

The toothed belt according to claim 1, wherein a softening point of the cured epoxy resin is 110 ° C. or higher.

The toothed belt according to claim 1, wherein an epoxy equivalent of the epoxy resin is 100 to 1500 g / eq.

The toothed belt according to claim 1, wherein the cured product of the epoxy resin is coated on the tooth cloth subjected to RFL treatment.

The toothed belt according to claim 1, wherein the epoxy resin is cured by a curing agent.

The curing agent includes at least one curing agent selected from the group consisting of amine curing agents, acid anhydride curing agents, phenol novolac curing agents, imidazole curing agents, and dicyandiamide curing agents. The toothed belt according to claim 5, wherein the toothed belt is provided.

The toothed belt according to claim 6, wherein the curing agent is an imidazole curing agent.

The epoxy resin is at least one epoxy selected from the group consisting of bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, novolac type epoxy resins, biphenyl type epoxy resins, phenoxy type epoxy resins, and long chain aliphatic epoxy resins. The toothed belt according to claim 1, comprising a resin.

One surface of the tooth cloth is coated with an epoxy resin liquid containing an epoxy resin, and the tooth cloth and the rubber are integrated by vulcanizing a rubber disposed on the other surface side of the tooth cloth. A method for producing a toothed belt, comprising: curing an epoxy resin coated on the surface of the toothed belt.