JP2014001777A

JP2014001777A - 伝動ベルト用カバー布および歯付ベルト

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Publication number: JP2014001777A
Application number: JP2012136724A
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Inventors: Akihiko Motozaki; 昭彦本崎; Akira Takenaka; 章竹中
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
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Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2012-06-18
Publication date: 2014-01-09
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Abstract

【課題】伝動ベルトの伝動面でのカバー布の摩擦係数を低減して耐摩耗性を向上させるとともに、ベルト走行時に接着処理液の接着成分が飛散しないようにすることである。
【解決手段】接着処理された織物のカバー布１１を形成する緯糸１３に摩擦係数の低いフッ素系繊維を含ませ、このフッ素系繊維をスリットヤーンで構成することにより、伝動ベルト１の伝動面でのカバー布１１の摩擦係数を低減して耐摩耗性を高め、ベルトの耐久性を向上させるとともに、ベルト走行時に接着処理液の接着成分Ｓが飛散しないようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、伝動ベルトを被覆する伝動ベルト用カバー布と、このカバー布を用いた歯付ベルトに関する。

プーリに巻き掛けられる無端状の伝動ベルトには、接触するプーリ面との摩擦力によって動力を伝達するＶベルト（ラップドベルト、ローエッジベルト、ローエッジコグドベルト等）、Ｖリブドベルト、平ベルト等と、プーリの歯型との係合によって動力を伝達する歯付ベルトとがある。これらの伝動ベルトは、駆動プーリからの動力を従動プーリへ伝達したり、ゴム製のベルト本体を補強したりするために、周長方向に延びる心線を埋設するとともに、プーリと接触または係合する伝動面を帆布等のカバー布で被覆したものが多い。伝動面を含むベルト本体の全周をカバー布で被覆したものもある。歯付ベルトは、ベルト本体の周長方向にプーリの歯と係合する歯部を所定間隔で設け、その背部側で周長方向に連なる背部に心線を埋設したものである。

前記歯付ベルトは、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、ウォータポンプ等を駆動するベルト駆動機構に多く使用されており、近年のエンジンの高出力化に伴ってベルトへの負荷が増大するとともに、エンジンルームのコンパクト化に伴う雰囲気温度の上昇等によって、使用環境も厳しくなってきている。また、大型の二輪車についても、近年、チェーン駆動やシャフト駆動から歯付ベルトを用いたベルト駆動への移行が進んでいる。このため、車両用に使用される歯付ベルトは、さらなる耐久性の向上が要望されている。さらに、一般産業機械に使用される歯付ベルトについても、射出成形機等の高負荷用途のもので取替え周期の延長を要求され、耐久性の向上が望まれている。

前記歯付ベルトの損傷形態は、心線の屈曲疲労やゴムの耐熱性不足に起因する亀裂発生によるベルト切断と、歯部を被覆するカバー布（歯布）の摩耗に起因する歯欠けとに大別される。心線の屈曲疲労によるベルト切断に対しては、ベルト幅方向での心線の占有率や、心線の撚り数と太さ（繊度）で定義される撚係数を適正化することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、ゴムの耐熱性不足によるベルト切断に対しては、不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムをマトリックスゴムとし、耐熱性短繊維等を添加することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。さらに、歯布の摩耗に起因する歯欠けに対しては、歯布の緯糸に摩擦係数の低いフッ素系繊維を用いることが提案されている（例えば、特許文献３参照）。歯布の経糸や緯糸には、複数のフィラメントを収束させたマルチフィラメント糸が一般的に用いられている。

前記ゴム製のベルト本体の少なくとも一部を被覆するカバー布は、ゴムとの接着性を高めるために、イソシアネート等の樹脂系処理、レゾルシン−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ）処理、ゴム糊処理等の接着処理が一般的に行われている。このような接着処理を行うことにより、カバー布を形成する糸の表面や、糸を構成するフィラメント間に接着処理液が含浸して付着し、付着した接着成分が乾燥後に定着される。

特開２００９−２５７３４４号公報特開２００８−２９１２０５号公報特開２００５−２４０８６２号公報

特許文献３に記載された歯布の緯糸にフッ素系繊維を用いた歯付ベルトは、伝動面の摩擦係数を低くして歯布の摩耗に起因する歯欠けを防止できるが、フッ素系繊維は接着処理液との馴染みが悪く、濡れ性が低いので、外見上は接着成分が歯布に定着しているように見えるが、ベルトを走行させると、プーリの歯と係合する歯布の表面から接着成分が飛散することが分かった。この飛散した接着成分は、フッ素系繊維のマルチフィラメント糸の表面やフィラメント間に存在していたものであり、走行するベルトの負荷が高くなるほど飛散量が増加する。

このようにベルト走行時に接着処理液の接着成分が飛散して発塵すると、環境が汚染されるのみでなく、飛散した接着成分がベルト駆動装置や周辺機器に付着して故障の原因となる問題がある。また、製造ラインに配設されるベルト駆動装置では、飛散した接着成分が製品に付着したり、混入したりする問題もある。

そこで、本発明の課題は、伝動ベルトの伝動面でのカバー布の摩擦係数を低減して耐摩耗性を向上させるとともに、ベルト走行時に接着処理液の接着成分が飛散しないようにすることである。

上記の課題を解決するために、本発明は、プーリと接触または係合して動力を伝達する伝動ベルトの伝動面の少なくとも一部を被覆する伝動ベルト用カバー布において、前記カバー布が接着処理されており、前記カバー布を形成する糸が少なくともフッ素系繊維を含み、前記フッ素系繊維が少なくとも１本のスリットヤーンで構成されている構成を採用した。

すなわち、接着処理されたカバー布を形成する糸に摩擦係数の低いフッ素系繊維を含ませることにより、伝動ベルトの伝動面でのカバー布の摩擦係数を低減して耐摩耗性を向上させるとともに、フッ素系繊維を少なくとも１本のスリットヤーンで構成することにより、平滑な表面形態とされたスリットヤーンの表面に、接着処理時に付着する接着処理液の接着成分が残らないようにして、ベルト走行時に接着処理液の接着成分が飛散しないようにした。

前記スリットヤーンは、フィルム等のシートを、例えば１〜５ｍｍ程度の幅で細長く切断し、熱延伸する等して糸状にしたものであり、一般の合成繊維に比べて製造工程が短縮されることから製造コストが低く、その断面形状は、モノフィラメント糸のような円形状ではなく、扁平状となっている。また、スリットヤーンはマルチフィラメント糸とは異なり、複数のフィラメントが存在せず、表面も毛羽立ちのない平滑な形態とされている。このため、接着処理液が内部に含浸することはなく、フッ素系繊維の接着処理液に対する濡れ性の低さと相俟って、接着処理液の接着成分が表面に残ることはほとんどない。また、マルチフィラメント糸のようなベルト走行時のフィラメントの解れや切断も発生しないので、伝動面の摩擦係数を長期間低く維持することができ、ベルトの耐久性を一層向上させることができる。

前記フッ素系繊維としては、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシレン共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等が挙げられる。

前記カバー布の形態も特に限定されず、織物、編物、不織布等が挙げられ、特に歯付ベルトにおいては織物、編物が好ましく、織物が最も好ましい。

前記接着処理は少なくともレゾルシン−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ）処理を含むものとするとよい。ＲＦＬ液は水系処理液であり、フッ素系繊維とは特に馴染みが悪く、濡れ性が低いので、フッ素系繊維の表面ではじかれやすく、接着成分が表面により残らないようにすることができる。また、フッ素系繊維以外のポリアミド繊維、ポリエステル繊維等に対しては、接着剤として有効に作用するので、カバー布とゴム製のベルト本体との接着性を高めることができる。

また、本発明は、ベルト周長方向に沿って所定間隔で配置された複数の歯部、および心線が埋設された背部を含むベルト本体と、前記複数の歯部の表面を被覆する歯布とを有する歯付ベルトにおいて、前記歯布が、ベルト周長方向に配置される緯糸とベルト幅方向に配置される経糸とで織製され、接着処理された織布であり、前記緯糸が少なくともフッ素系繊維を含み、前記フッ素系繊維が少なくとも１本のスリットヤーンで構成されている構成を採用した。

すなわち、ベルト周長方向に配置される緯糸とベルト幅方向に配置される経糸とで織製した織物とされ、接着処理された歯布の緯糸に摩擦係数の低いフッ素系繊維を含ませることにより、歯付ベルトの歯部での歯布の摩擦係数を低減して耐摩耗性を向上させるとともに、フッ素系繊維を少なくとも１本のスリットヤーンで構成することにより、スリットヤーンの表面に接着処理液の接着成分が残らないようにして、ベルト走行時に接着処理液の接着成分が飛散しないようにした。

前記織物は、経糸と緯糸を一定の規則によって縦横に交錯させ、平面状に仕上げたものであり、織物の組織は特に限定されず、綾織り（斜文織り）、朱子織り、平織り等が挙げられる。一般的に、織物の長手方向に織り込まれる糸が経糸、幅方向に織り込まれる糸が緯糸と呼ばれるが、ここでは、ベルト周長方向（長手方向）に緯糸を配置し、ベルト幅方向に経糸を配置し、緯糸に少なくとも１本のスリットヤーンで構成したフッ素系繊維を含ませている。

前記スリットヤーンのフッ素系繊維を含む緯糸は、少なくとも１種の他の繊維を組み合わせて構成してもよい。この組み合わせ方としては、スリットヤーンのフッ素系繊維と他の繊維とを混撚りしたり、平行に引き揃えたりすることができる。また、ポリウレタン弾性糸、ウーリ加工した伸縮加工糸等の弾性糸を用いる場合には、弾性糸とフッ素系繊維を延伸させながら平行に引き揃えてコア繊維とし、このコア繊維の周囲に他の繊維をカバーリングしたカバーリング糸とすることもできる。

前記他の繊維としては、綿、麻、絹等の天然繊維、レーヨン等の再生繊維、脂肪族ポリアミド繊維（６ナイロン、６６ナイロン、４６ナイロン等）、ポリエステル繊維（ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタタレート等）、ポリエチレン繊維、ポリアクリル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、芳香族ポリアミド繊維（ｐ−アラミド、ｍ−アラミド）等の有機繊維、カーボン繊維、ガラス繊維等の無機繊維が挙げられる。

また、前記他の繊維として、ゴムの加硫温度以下で軟化または融解する低融点繊維をフッ素系繊維の周囲に配してもよい。この場合は、ゴムの加硫時に低融点繊維をフッ素系繊維とゴムとのバインダとして作用させ、ゴムとの接着性に劣るフッ素系繊維とゴムとの密着性を高めて、ベルト走行時のフッ素系繊維の切断をより抑制することができる。

前記ゴムの加硫温度や加硫時間の加硫条件は特に限定されることはなく、ベルト本体のゴム組成物中に含まれる加硫剤や加硫促進剤等の薬品の種類や加硫手段を考慮して決定される。通常は、ムーニー粘度計やその他の加硫挙動測定機を用いて測定した加硫曲線を参照して決定される。このようにして決定される一般的な加硫条件は、加硫温度１００〜２００℃、加硫時間１分〜５時間程度である。必要により二次加硫を行ってもよい。

前記低融点繊維は上記加硫温度で軟化または融解するものが選択され、例えば、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維およびオレフィン系繊維のうちの１種、または２種以上を組み合わせて使用することができる。

前記ポリアミド系繊維としては、Ｗ−アミノカルボン酸成分またはジカルボン酸成分とジアミンとの組み合わせからなる共重合ポリアミド類のものが挙げられる。この種の繊維としては、例えば、融点が１３５℃のフロールＭ（商品名、ユニチカ株式会社製）がある。

前記ポリエステル系繊維は、芯成分の融点が加硫温度よりも高く、鞘成分の融点が加硫温度よりも低い芯鞘型複合繊維が好ましい。融点が加硫温度よりも高い芯成分のポリエステル系ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートおよびこれらの共重合体が挙げられる。融点が加硫温度よりも低い鞘成分の共重合体ポリエステルは、二塩基酸とジオールの重縮合反応で得られる。重縮合反応させる二塩基酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸等が挙げられ、ジオールとしては、ジエチレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール等が挙げられる。これらの組み合わせと共重合率により融点を調整することができる。この種の繊維としては、例えば、芯成分の融点が２５６℃、鞘成分の融点が１６０℃とされたコルネッタ（商品名、ユニチカ株式会社製）がある。なお、芯成分を省略して、加硫温度よりも融点が低い鞘成分のみを単独で使用することも可能である。

前記オレフィン系繊維としては、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維（高密度ポリエチレン繊維、中密度ポリエチレン繊維、低密度ポリエチレン繊維、直鎖状低密度ポリエチレン繊維、超高分子量ポリエチレン繊維）等が挙げられる。この種の繊維としては、例えば、融点が１４０℃のダイニーマ（商品名、東洋紡績株式会社製）がある。

上述した低融点繊維は上記材質や構成のものに限定されることはなく、ベルト本体の加硫温度で軟化または融解する繊維であればよい。また、これらの低融点繊維の表面に、接着処理剤との親和性を上げることを目的として、プラズマ処理等を施してもよい。

前記経糸は、特に限定されることはなく、緯糸で例示したものと同じ繊維を単独または組み合わせて使用することができる。これらのうち、ゴムとの接着性が高い繊維が好ましく、特に脂肪族ポリアミド繊維が好ましい。

前記経糸と緯糸に使用される繊維の形態は、緯糸に使用されるスリットヤーンのフッ素系繊維を除いて、特に限定されることはなく、フィラメント糸（モノフィラメント、マルチフィラメント）、紡績糸（スパン糸）、スリットヤーン等を単独または組み合わせて使用することができる。なお、緯糸に使用されるフッ素系繊維は、スリットヤーンのほかにフィラメント糸等を一部含有してもよい。

前記接着処理は、前述したように、ベルト本体のゴムとカバー布としての歯布との接着性を高める目的で行われる。このような接着処理としては、エポキシまたはイソイアネートを有機溶媒（トルエン、キシレン、メチルエチルケトン等）に溶解させた樹脂系処理液に歯布を浸漬処理する方法や、ＲＦＬ液等の水系処理液に歯布を浸漬処理する方法のほかに、ゴム組成物を上記有機溶媒に溶かしてゴム糊とし、このゴム糊に歯布を浸漬処理して、歯布にゴム組成物を含浸、付着させる方法も採用することができる。これらの３種類の方法は、単独または組み合わせて行うこともでき、処理順序や処理回数は特に限定されない。また、接着処理した歯布とゴムとの接着性をより高めるために、歯布とゴム組成物とをカレンダロールに通して歯布にゴム組成物を刷り込むフリクション処理や、歯布の歯部との接着面側にゴム組成物を積層するコーティング処理を施してもよい。

前記歯布を経糸と少なくとも２種類の緯糸とで織製された多重織構造とし、前記経糸を脂肪族ポリアミド繊維とし、前記少なくとも２種類の緯糸のうち、前記歯布の最表面側（プーリ側）に位置する緯糸を前記フッ素系繊維とすることにより、歯布表面の摩擦係数を低くして、歯布の耐摩耗性を向上させることができるとともに、ベルトの歯部とプーリの歯との噛み合い時や噛み抜け時の音の発生を抑制することができる。また、歯部と接着される歯布の裏面側に位置する緯糸にフッ素系繊維以外の繊維を用い、経糸に接着性の高い脂肪族ポリアミド繊維を用いれば、歯布と歯部との接着性をより高めることができる。

前記接着処理は少なくともレゾルシン−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ）処理を含むものとするとよい。ＲＦＬ液はフッ素系繊維とは特に馴染みが悪く、濡れ性が低いので、フッ素系繊維の表面ではじかれやすく、接着成分が表面により残らないようにすることができる。また、フッ素系繊維以外のポリアミド繊維、ポリエステル繊維等に対しては、接着剤として有効に作用するので、歯布と歯部との接着性を高めることができる。

本発明に係る伝動ベルト用カバー布は、接着処理されたカバー布を形成する糸に摩擦係数の低いフッ素系繊維を含ませ、フッ素系繊維を少なくとも１本のスリットヤーンで構成したので、伝動ベルトの伝動面でのカバー布の摩擦係数を低減して耐摩耗性を高め、ベルトの耐久性を向上させることができるとともに、ベルト走行時に接着処理液の接着成分が飛散しないようにすることができる。

また、本発明に係る歯付ベルトは、歯布がベルト周長方向に配置される緯糸とベルト幅方向に配置される経糸とで織製した織物とされ、接着処理された歯布の緯糸に摩擦係数の低いフッ素系繊維を含ませ、フッ素系繊維を少なくとも１本のスリットヤーンで構成したので、歯付ベルトの歯部での歯布の摩擦係数を低減して耐摩耗性を高め、ベルトの耐久性を向上させることができるとともに、ベルト走行時に接着処理液の接着成分が飛散しないようにして、環境汚染や、接着成分のベルト駆動装置や周辺機器への付着による故障を防止することができ、製造ラインに配設されるベルト駆動装置では、接着成分の製品への付着や混入も防止することができる。

（ａ）は本発明に係る伝動ベルト用カバー布を説明する模式的縦断面図、（ｂ）は従来の伝動ベルト用カバー布を説明する模式的縦断面図歯付ベルトの実施形態を示す切欠き斜視図図２の歯付ベルトの変形例を示す切欠き斜視図接着処理後の実施例と比較例の歯布の表面（プーリ側）を撮影した写真ベルト走行試験を説明する概念図図５のベルト走行試験で飛散した実施例と比較例の厚紙上の接着成分の発塵物質を撮影した写真

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１（ａ）は本発明に係る伝動ベルト用カバー布１１を、図１（ｂ）は従来の伝動ベルト用カバー布５１を示す。いずれのカバー布１１、５１も、上段の図に示すように、それぞれ経糸１２、５２と緯糸１３、５３で織製した織物とされ、中段の図に示すように、ＲＦＬ液で接着処理されたのち、下段の図に示すように、伝動ベルト１の伝動面を被覆するようにゴム製のベルト本体２に接着される。

前記各カバー布１１、５１の織物は、綾織り、朱子織り、平織り等で織製され、２種類以上の緯糸１３、５３を用いて多重織構造とされることもあるが、ここでは以下の説明を分かりやすくするために、平織りの１重織構造のものとして模式的に断面表示する。各図は、左右方向がベルト周長方向であり、各経糸１２、５２はベルト幅方向に延びるように配置され、各緯糸１３、５３はベルト周長方向に延びるように配置されている。

本発明に係るカバー布１１と従来のカバー布５１とでは、従来のカバー布５１の緯糸５３がフッ素系繊維のマルチフィラメント糸で構成されているのに対して、本発明に係るカバー布１１の緯糸１３がフッ素系繊維のスリットヤーンで構成されている点が異なる。その他の部分は同じであり、各経糸１２、５２は、いずれもナイロン繊維で構成されている。

前記接着処理後の中段の図に示すように、フッ素系繊維のマルチフィラメント糸で構成された緯糸５３の表面には、ＲＦＬ液の接着成分Ｓが付着して残るのに対して、フッ素系繊維のスリットヤーンで構成された緯糸１３の表面には、ＲＦＬ液の接着成分Ｓが残らない。図示は省略するが、マルチフィラメント糸で構成された緯糸５３には、フィラメント間にも接着成分Ｓが残る。これは、前述したように、フッ素系繊維はＲＦＬ液との馴染みが特に悪く、ＲＦＬ液は表面ではじかれやすいが、マルチフィラメント糸で構成された緯糸５３は、表面に毛羽立ちが認められるので、この表面とフィラメント間に接着成分Ｓが、強固に定着されることなく付着して残る。これに対して、スリットヤーンで構成された緯糸１３は、複数のフィラメントが存在せず、表面も毛羽立ちのない平滑な形態となるので、接着成分Ｓが付着して残ることはない。なお、ＲＦＬ液との馴染みがよい脂肪族ポリアミド繊維で構成された各経糸１２、５２の表面には、接着成分Ｓが強固に定着される。

前記ベルト本体２に接着後の下段の図に示すように、緯糸５３がマルチフィラメント糸で構成された従来のカバー布５１は、ベルト走行時に伝動面がプーリ（図示省略）と接触または係合すると、緯糸５３の伝動面側に付着していた接着成分Ｓが、発塵物質Ｄとして飛散する。これに対して、緯糸１３がスリットヤーンで構成された本発明に係るカバー布１１は、緯糸１３の表面に接着成分Ｓが残っていないので、このような発塵物質Ｄが飛散することはない。

図示は省略するが、本発明に係るカバー布１１を、緯糸１３に２種類以上の繊維を用いた多重織構造の織物とする場合は、伝動面の最表面側（プーリ側）に位置する緯糸をフッ素系繊維のスリットヤーンで構成し、内面側に位置する緯糸を脂肪族ポリアミド繊維等の他の繊維で構成するとよい。この場合も、プーリと接触または係合する伝動面の最表面側に位置するスリットヤーンで構成された緯糸の表面には接着成分Ｓが残らないので、発塵物質Ｄが飛散することはない。また、内面側に位置する他の繊維で構成された緯糸には接着成分Ｓが定着されるので、カバー布１１をベルト本体２により強固に接着することができる。

図２は、伝動ベルトとしての歯付ベルト１の実施形態を示す。この歯付ベルト１は、ゴム製のベルト本体２の周長方向にプーリの歯型と係合する歯部２ａが所定間隔で設けられ、その背部側で周長方向に連なる背部２ｂに心線３が埋設されており、伝動面となる歯部２ａ全体の表面が、上述した緯糸１３がフッ素系繊維のスリットヤーンで構成されたカバー布としての歯布１１で被覆されている。歯布１１の経糸１２はベルト幅方向に配置され、緯糸１３はベルト周長方向に配置されている。

前記ベルト本体２に使用されるゴム成分としては、加硫または架橋可能なゴム、例えば、天然ゴム、ジエン系ゴム（イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、水素化ニトリルゴム等）、エチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、アクリル系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素化ゴム等が挙げられる。これらのゴム成分は、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。これらのうち、水素化ニトリルゴム（特に、カルボン酸金属塩を分散させたもの）、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、クロロプレンゴムが耐熱老化性の優れたものとして好ましい。

前記心線３を構成する繊維としては、高モジュラスの点から、エチレンテレフタレート、エチレン−２，６−ナフタレート等のＣ_２−４アルキレンアリレートを主たる構成単位とするポリエステル繊維（ポリアルキレンアリレート系繊維、ポリエチレンテレフタレート系繊維、エチレンナフタレート系繊維等）、芳香族ポリアミド繊維等の合成繊維、ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維が使用され、これらのうち、ガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維が好ましく、炭素繊維が最も好ましい。これらの繊維はマルチフィラメント糸であってもよい。

前記ベルト本体２のゴム組成物には、必要に応じて、加硫剤または架橋剤、共架橋剤、加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤、金属酸化物（酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化チタン、酸化アルミニウム等）、増強剤（カーボンブラック、含水シリカ等の酸化ケイ素等）、短繊維、充填剤（クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等）、軟化剤（パラフィンオイル、ナフテン系オイル等のオイル類等）、加工剤または加工助剤（ステアリン酸、ステアリン酸金属塩、ワックス、パラフィン、脂肪酸アマイド等）、老化防止剤（酸化防止剤、熱老化防止剤、屈曲亀裂防止剤、オゾン劣化防止剤等）、着色剤、粘着付与剤、可塑剤、カップリング剤（シランカップリング剤等）、安定剤（紫外線吸収剤、熱安定剤等）、難燃剤、帯電防止剤等を配合してもよい。

前記ゴム組成物に配合する短繊維としては、ポリオレフィン系繊維（ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等）、ポリアミド系繊維（６ナイロン繊維、６６ナイロン繊維、４６ナイロン繊維、アラミド繊維等）、ポリアルキレンアリレート系繊維（ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維等のＣ_２−４アルキレンＣ_６−１４アリレート系繊維等）、ビニロン繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維等の合成繊維、綿、麻、羊毛等の天然繊維、炭素繊維等の無機繊維が使用される。これらの短繊維を歯部２ａを形成するゴム組成物に配合する場合は、短繊維を加硫時にゴム成分と一緒に流動させて、歯部２ａの表面近傍では、歯部２ａの外形に沿って配向させ、心線３に接近するにつれて、心線３とほぼ平行に配向させるようにしてもよい。

前記歯付ベルト１は、以下の公知の方法で製造される。まず、製造される歯付ベルト１の歯部２ａに対応する複数の溝部が外周に形成された円筒状の金型に、ＲＦＬ液で接着処理された歯布１１を巻き付け、この外周に心線３を螺旋状にスピニングして、さらにその外周に、ベルト本体２の歯部２ａと背部２ｂを形成する未加硫のゴムシートを巻き付けるように組み付けた組み付け体を作製する。こののち、加硫用ジャケットを組み付け体の外周側から被せて、加硫用ジャケットを被せた金型を加硫缶内に設置し、所定条件下で加熱、加圧することにより、流動化したゴムが心線３間の隙間を通して金型の溝部に圧入されるとともに、歯布１１が溝部に押し当てられ、歯部２ａが歯布１１で被覆され、背部２ｂに心線３が埋設されたスリーブ状の加硫成形体が得られる。得られた加硫成形体は、所定の製品幅に輪切り切断され、個々の歯付ベルト１が製造される。

図３は、前記歯付ベルト１の変形例を示す。この変形例は、前記ベルト本体２の歯部２ａと背部２ｂの間に接着層４が設けられ、歯部２ａと接する部分の接着層４が背部２ｂ側へ膨らんでいる。接着層４は歯部２ａ側へ膨らむようにしてもよい。その他の部分は、実施形態のものと同じであり、歯部２ａを被覆する歯布１１の緯糸１３はフッ素系繊維のスリットヤーンで構成されている。また、歯布１１の経糸１２はベルト幅方向に配置され、緯糸１３はベルト周長方向に配置されている。

前記変形例の歯付ベルト１は、以下の方法で製造される。この製造方法は予備成型工法と呼ばれ、まず、複数の溝部が外周に形成された円筒状の金型によって、歯部２ａと歯部２ａを被覆する歯布１１を予備成型する。予備成型で得られる予備成型体は、完全には加硫されておらず、半加硫状態にある。こののち、予備成型体の外周に心線３を螺旋状にスピニングして、さらにその外周に、ベルト本体２の背部２ｂを形成する未加硫ゴムシートを巻き付けたのち、全体を加硫缶内で加熱、加硫して、スリーブ状の加硫成形体を得る。得られた加硫成形体は、実施形態のものと同様に、所定の製品幅に輪切り切断される。

前記予備成型工法の製造方法は、汎用されている前記公知の方法のように、加硫時に流動化したゴムを心線３間の隙間を通して歯部２ａを形成する必要がないので、心線３間の距離（ピッチ）を狭くすることができる。したがって、高モジュラスの歯付ベルト１を製造する場合には、予備成型工法は、ベルト幅方向の心線ピッチをほぼ心線径まで狭くすることができ、好適である。なお、予備成型工法は、図３に示したような接着層４を設けることは必須ではなく、図２に示した形態の歯付ベルト１にも適用することができる。

表１に示すように、実施例として、図１（ａ）に模式的に示したように、表面側の緯糸１３をフッ素系繊維のスリットヤーンで構成した歯布１１で歯部２ａを被覆した歯付ベルトを用意した。また、比較例として、図１（ｂ）に模式的に示したように、表面側の緯糸５３をフッ素系繊維のマルチフィラメント糸で構成した歯布５１で歯部２ａを被覆した同様の歯付ベルトも用意した。実施例と比較例の各歯布１１、５１は、図示は省略するが、いずれも各緯糸１３、５３に２種類の繊維を用いた綾織りの２重織構造（織組織として、表面側は１／３綾、内面側は２／２綾）のものとし、表面側（プーリ側）の緯糸は、前記スリットヤーンまたはマルチフィラメント糸と平行にポリウレタン弾性糸を引き揃えたものをコア繊維とし、このコア繊維の周囲に低融点繊維を配したカバーリング糸とした。また、内面側（ゴム接着側）の緯糸は、いずれも６６ナイロン繊維にポリウレタン弾性糸を引き揃えたものとした。なお、各経糸１２、５２には、いずれも６６ナイロン繊維を用いた。

前記実施例と比較例の各歯付ベルトは、前記公知の方法で製造した図２と同じものとし、加硫条件は、加硫温度１６５℃、加硫時間３０分とした。各歯付ベルトの仕様は、歯型がＳ１４Ｍ、ベルト歯数が１００歯、ベルト周長が１４００ｍｍ、ベルト幅が２５ｍｍとした。

前記実施例と比較例の各歯布１１、５１は同じＲＦＬ液で接着処理されたのち、同じゴム組成のコーティング処理用ゴムを介してベルト本体２に接着されている。表２は、接着処理に用いたＲＦＬ液の組成を、表３は、コーティング処理用ゴムのゴム組成を示す。

図４は、前記接着処理後の実施例と比較例の各歯布１１、５１の表面（プーリ側の面）をマイクロスコープを介して撮影した写真である。比較例の歯布５１の表面は全体が黒ずんでおり、ＲＦＬ液の黒色系の接着成分Ｓが多量に付着しているのに対して、実施例の歯布１１は白い部分が多く、表面側の緯糸としたフッ素系繊維のスリットヤーンに接着成分Ｓがほとんど付着せず、白色のフッ素系繊維が露出していることが分かる。なお、実施例の歯布１１で黒ずんで見える部分は、経糸１２等の他の繊維に付着したＲＦＬ液の接着成分Ｓである。

上述した実施例と比較例の各歯付ベルトを耐久寿命まで走行させるベルト走行試験を行い、各歯付ベルトの耐久性を評価するとともに、走行時に飛散する接着成分Ｓの発塵物質Ｄを観察した。

図５は、上記ベルト走行試験に用いた２軸走行試験機３０を示す。この２軸走行試験機３０は、外周面に歯型を形成した駆動プーリ３１と従動プーリ３２とに歯付ベルト１を巻回して、駆動プーリ３１を回転駆動するとともに、従動プーリ３２で歯付ベルト１に負荷を付与するものである。ベルト走行試験では、従動プーリ３２の下方に飛散する発塵物質Ｄを受け止める厚紙３３を敷き、厚紙３３の上面には、受け止められた発塵物質Ｄを固着するために両面テープ（図示省略）を貼り付けた。試験条件は、以下の通りである。
・プーリ歯数：２８歯（駆動プーリ、従動プーリとも）
・ベルト取付張力：８００Ｎ
・駆動プーリ回転数：１８００ｒｐｍ
・従動プーリ負荷：１５０Ｎｍ

表１に、上記ベルト走行試験での実施例と比較例の各歯付ベルトの耐久寿命を併せて示す。比較例の耐久寿命が７０時間であるのに対して、実施例の耐久寿命は２倍以上の１５３時間となっている。耐久寿命を律したベルトの損傷形態は、いずれも歯底部からの歯欠けであった。この結果より、本発明に係る伝動ベルト用カバー布としての歯布は、歯付ベルトの耐久性を著しく向上させることができることが確認された。

図６は、上記ベルト走行試験で厚紙３３の上面に受け止められた発塵物質Ｄを撮影した写真である。この写真撮影は、実施例と比較例の場合について、それぞれ走行初期（走行開始４時間後）と耐久寿命時とに行った。これらの写真より、比較例の場合は、発塵物質Ｄが多く、その大きさも大きいのに対して、実施例の場合は、発塵物質Ｄがほとんど認められず、その大きさも小さいことが分かる。これらの写真観察結果より、本発明に係る伝動ベルト用カバー布は、ベルト走行時の接着成分Ｓの飛散を効果的に抑制できることが確認された。

上記実施例と比較例の発塵物質Ｄをそれぞれ試験後に採取して、赤外分光法（ＩＲ）によって成分を分析した。この分析の結果、比較例の発塵物質Ｄからは、接着成分Ｓ以外にフッ素系繊維が検出された。一方、実施例の発塵物質Ｄからはフッ素系繊維は検出されなかった。このことから、スリットヤーンを用いた実施例の歯布は、フッ素系繊維が切断されずに歯面に残っているものと思われ、実施例の耐久寿命が長かったのは、フッ素系繊維が切断されずに歯面の摩擦係数を低く維持できたためと考えられる。

上述した実施形態では、伝動ベルト用カバー布を織物として、歯付ベルトの伝動面となる歯部を被覆するようにしたが、本発明に係る伝動ベルト用カバー布は、編物や不織布等とすることもでき、Ｖベルト、Ｖリブドベルト、平ベルト等の他の伝動ベルトの伝動面を被覆するのに使用することもできる。また、伝動ベルトの背面で動力を伝達する場合は、歯付ベルトを含むこれらの伝動ベルトの背面側も被覆するようにしてもよい。

上述した実施形態では、歯付ベルトの歯部の全体を、本発明に係る伝動ベルト用カバー布としての歯布で被覆したが、例えば、歯部の幅方向中央部や両端部等、歯部の一部を歯布で被覆することもできる。

１伝動ベルト、歯付ベルト
２ベルト本体
２ａ歯部
２ｂ背部
３心線
４接着層
１１カバー布、歯布
１２経糸
１３緯糸
３０２軸走行試験機
３１駆動プーリ
３２従動プーリ
３３厚紙

Claims

プーリと接触または係合して動力を伝達する伝動ベルトの伝動面の少なくとも一部を被覆する伝動ベルト用カバー布において、前記カバー布が接着処理されており、前記カバー布を形成する糸が少なくともフッ素系繊維を含み、前記フッ素系繊維が少なくとも１本のスリットヤーンで構成されていることを特徴とする伝動ベルト用カバー布。
前記接着処理が少なくともレゾルシン−ホルマリン−ラテックス処理を含む請求項１に記載の伝動ベルト用カバー布。
ベルト周長方向に沿って所定間隔で配置された複数の歯部、および心線が埋設された背部を含むベルト本体と、前記複数の歯部の表面を被覆する歯布とを有する歯付ベルトにおいて、前記歯布が、ベルト周長方向に配置される緯糸とベルト幅方向に配置される経糸とで織製され、接着処理された織布であり、前記緯糸が少なくともフッ素系繊維を含み、前記フッ素系繊維が少なくとも１本のスリットヤーンで構成されていることを特徴とする歯付ベルト。
前記歯布が経糸と少なくとも２種類の緯糸とで織製された多重織構造とされ、前記経糸が脂肪族ポリアミド繊維とされ、前記少なくとも２種類の緯糸のうち、前記歯布の最表面側に位置する緯糸が前記フッ素系繊維とされた請求項３に記載の歯付ベルト。
前記接着処理が少なくともレゾルシン−ホルマリン−ラテックス処理を含む請求項３または４に記載の歯付ベルト。