JP2022013158A - 歯付ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】高負荷伝動での耐久性が優れる歯付ベルトを提供する。【解決手段】歯付ベルトＢは、エラストマー製の歯付ベルト本体１１と、それに埋設されるとともにベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように設けられた心線１２と、歯付ベルト本体１１におけるベルト厚さ方向の心線１２の埋設位置よりも内周側に、歯付ベルト本体１１を形成する材料を含んでベルト長さ方向に沿うと共に歯部において歯先側へ膨出するように配されて埋設された帆布１１３と、を備える。歯付ベルト本体１１の歯底から歯先までを歯高さｈとしたときに、高さが０以上０．２ｈ以下の歯元Ｒ付近の帆布１１３の厚みｔ１が０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下で、高さが０．８ｈ以上ｈ以下の歯先付近の帆布１１３の厚みｔ２が０．４５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、歯付ベルトに関する。

工作機械、印刷機械、繊維機械、射出成形機等の高トルク伝動用途において、ポリウレタン樹脂製の歯付ベルトが用いられている。

特許文献１～４には、ポリウレタン樹脂で形成されたエンドレスの歯付ベルト本体に、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配された心線が埋設されていると共に、その心線の埋設位置よりも内周側に不織布が埋設された歯付ベルトが開示されている。

特許文献５には、ポリウレタン樹脂で形成されたエンドレスの歯付ベルト本体における歯部を有する内周側表面を被覆するように帆布が設けられた歯付ベルトが開示されている。

特公平５－６２６５７号公報 特許第２９６５４０３号公報 特開２００６－１１２５７４号公報 特開２０１０－９６２２９号公報 特許第２９５４５５４号公報

本発明の課題は、耐久性及び耐騒音性が優れる歯付ベルトを提供することである。

本発明は、エラストマー製の歯付ベルト本体と、前記歯付ベルト本体に埋設されるとともにベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように設けられた心線と、前記歯付ベルト本体におけるベルト厚さ方向の前記心線の埋設位置よりも内周側に、前記歯付ベルト本体を形成する材料を含んでベルト長さ方向に沿うと共に歯部において歯先側へ膨出するように配されて埋設された帆布と、を備えた歯付ベルトであって、前記歯付ベルト本体の歯底から歯先までを歯高さｈとしたときに、高さが０以上０．２ｈ以下の歯元Ｒ付近の上記帆布の厚みｔ１が０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下で、高さが０．８ｈ以上ｈ以下の歯元Ｒ付近の上記帆布の厚みｔ２が０．４５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である。

前記歯付ベルトでは、前記ｔ１と前記ｔ２の比ｔ１／ｔ２が、０．８５以下となるのが好ましい。

前記歯付ベルト本体は、好ましくは、熱硬化性エラストマーで形成され、より好ましくは熱硬化性ポリウレタン樹脂で形成されている。

前記帆布の織り構造が、平織り又は綾織りであると好ましい。

前記帆布のベルト周方向の緯糸が、ウーリー糸であるのと好ましい。

前記心線を構成する繊維材料が、カーボン繊維であると好ましい。

本発明によれば、歯元Ｒ付近の帆布の厚みｔ１を０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下とし、歯先付近の上記帆布の厚みｔ２を０．４５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下としたことにより、歯先部はクッション性があり、歯元部は圧縮された帆布が存在することによって、耐久性及び耐騒音性が優れる歯付ベルトを得ることができる。また、ｔ１／ｔ２の値を０．８５以下と小さくすることで、上記効果が更に発揮される。さらに、伸縮性の高いウーリー糸を帆布の緯糸に使用することで、上記効果が更に発揮される。

実施形態に係る歯付ベルトの一片を示す斜視図である。 実施形態に係る歯付ベルトの一部分を示す縦断面図である。 実施形態に係る歯付ベルトの製造方法を示す第１の説明図である。 実施形態に係る歯付ベルトの製造方法を示す第２の説明図である。 実施形態に係る歯付ベルトの製造方法を示す第３の説明図である。 負荷耐久試験用のベルト走行試験機のプーリレイアウト図である。 騒音試験用のベルト走行試験機のプーリレイアウト図である。 実施例１及び比較例１～３の歯付ベルトの構成を示す図である。 ２／２綾織りを拡大して示し、（ａ）が組織図で、（ｂ）が平面図で、（ｃ）が断面図である。 平織りを拡大して示し、（ａ）が組織図で、（ｂ）が平面図で、（ｃ）が断面図である。

以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。

図１及び図２は、実施形態に係る歯付ベルトＢを示す。実施形態に係る歯付ベルトＢは、噛み合い歯付ベルトであり、例えば、工作機械、印刷機械、繊維機械、射出成形機等の高負荷伝動用途に好適に用いられる。実施形態に係る歯付ベルトＢのベルト長さは、例えば５００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下である。ベルト幅は、例えば１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。ベルト厚さ（最大）は、例えば３ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。

実施形態に係る歯付ベルトＢは、ポリウレタン樹脂で形成されたエラストマー製のエンドレスの歯付ベルト本体１１を備える。歯付ベルト本体１１は、断面横長矩形の平帯部１１１と、その内周側に一体に設けられた複数の歯部１１２とを有する。複数の歯部１１２は、ベルト長さ方向に一定ピッチで間隔をおいて設けられている。

歯部１１２の側面視の歯形としては、例えば、両側が外側に円弧状に膨出したＳＴＳ歯形や台形歯形等が挙げられる。歯部１１２の歯数は、例えば３０個以上４００個以下である。歯幅（ベルト長さ方向の最大寸法）は、例えば２ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。歯高さは、例えば２ｍｍ以上８ｍｍ以下である。配設ピッチは、例えば８ｍｍ以上１４ｍｍ以下である。

歯付ベルト本体１１を形成する材料は、熱硬化性エラストマーが好ましい。より好ましくは、熱硬化性ポリウレタン樹脂である。このポリウレタン樹脂は、ウレタンプレポリマーに、硬化剤、可塑剤等の配合剤が配合されたウレタン組成物が加熱及び加圧されて硬化したものである。

ウレタンプレポリマーは、イソシアネート成分とポリオール成分との反応により得られる末端に複数のＮＣＯ基を有する比較的低分子量のウレタン化合物である。イソシアネート成分としては、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）等が挙げられる。ポリオール成分としては、例えばポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）等が挙げられる。ウレタンプレポリマーは、単一のウレタン化合物で構成されていても、複数のウレタン化合物が混合されて構成されていても、どちらでもよい。

硬化剤としては、例えば、１，４－フェニレンジアミン、２，６－ジアミノトルエン、１，５－ナフタレンジアミン、４，４’－ジアミノジフェニルメタン、３，３’－ジクロロ－４，４’－ジアミノジフェニルメタン（ＭＯＣＡ）などのアミン化合物等が挙げられる。硬化剤は、これらのうちの１種又は２種以上を含むことが好ましい。アミン化合物の硬化剤は、硬化剤中のＮＨ_２基のモル数のウレタンプレポリマー中のＮＣＯ基のモル数に対する比であるα値（ＮＨ_２基／ＮＣＯ基）が０．７０以上１．１０以下となるように配合されていることが好ましい。

可塑剤としては、例えば、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）やジオクチルフタレート（ＤＯＰ）などのジアルキルフタレート；ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）などのジアルキルアジペート；ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）などのジアルキルセバケート等が挙げられる。可塑剤は、これらのうちの１種又は２種以上を含むことが好ましい。可塑剤の配合量は、ウレタンプレポリマー１００質量部に対して例えば３質量部以上２０質量部以下である。

なお、その他の配合剤としては、例えば、着色剤、消泡剤、安定剤等が挙げられる。

歯付ベルト本体１１を形成するポリウレタン樹脂の硬度は、８９°以上１００°以下である。このポリウレタン樹脂の硬度は、ＪＩＳ Ｋ７３１２：１９９６（デュロメータＡタイプ）に基づいて測定される。

実施形態に係る歯付ベルトＢは、歯付ベルト本体１１の平帯部１１１に埋設されたカーボン繊維製の心線１２を備える。心線１２の外径は、高負荷伝動での優れた耐久性を得る観点から、好ましくは０．６ｍｍ以上２．２ｍｍ以下、より好ましくは０．８ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である。

心線１２を構成するカーボン繊維は、高負荷伝動での優れた耐久性を得る観点から、ＰＡＮ系カーボン繊維であることが好ましい。カーボン繊維のフィラメント径は、同様の観点から、好ましくは４μｍ以上９μｍ以下、より好ましくは６μｍ以上８μｍ以下である。

心線１２を構成するカーボン繊維の総フィラメント本数は、高負荷伝動での優れた耐久性を得る観点から、好ましくは６０００本（６Ｋ）以上４８０００本（４８Ｋ）以下、より好ましくは９０００本（９Ｋ）以上１８０００本（１８Ｋ）、更に好ましくは１２０００本（１２Ｋ）である。心線１２を構成するカーボン繊維の繊度は、同様の観点から、好ましくは４００ｔｅｘ以上３２００ｔｅｘ以下、より好ましくは６００ｔｅｘ以上１２００ｔｅｘ以下、更に好ましくは８００ｔｅｘである。

心線１２は、高負荷伝動での優れた耐久性を得る観点から、撚り糸であることが好ましい。心線１２を構成する撚り糸としては、片撚り糸、諸撚り糸、及びラング撚り糸が挙げられる。撚り糸の心線１２は、同様の観点から、カーボン繊維のフィラメント束を一方向に撚った片撚り糸であることが好ましい。片撚り糸の心線１２の撚り数は、同様の観点から、好ましくは４回／１０ｃｍ以上１２回／１０ｃｍ以下、より好ましくは６回／１０ｃｍ以上１０回／１０ｃｍ以下である。片撚り糸の心線１２には、Ｓ撚り糸が用いられても、Ｚ撚り糸が用いられても、それらの両方が用いられても、いずれでもよい。

心線１２は、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように設けられている。心線１２は、Ｓ撚り糸及びＺ撚り糸の２本で構成され、それらが二重螺旋を形成するように設けられていてもよい。心線１２は、ベルト幅方向に間隔をおいて並行に延びるように配置されることとなるが、このとき、心線１２のベルト幅１０ｍｍ当たりの本数は、高負荷伝動での優れた耐久性を得る観点から、好ましくは６本／１０ｍｍ以上１０本／１０ｍｍ以下、より好ましくは７本／１０ｍｍ以上９本／１０ｍｍ以下である。

心線１２には、成形前に予め液状の接着剤に浸漬した後に乾燥させる等の接着処理が施されていることが好ましい。

実施形態に係る歯付ベルトＢは、歯付ベルト本体１１におけるベルト厚さ方向の心線１２の埋設位置よりも内周側にベルト長さ方向に沿って埋設された不織布１５を備える。不織布１５は、一枚で構成されていても、複数枚で構成されていても、どちらでもよい。

不織布１５は、歯付ベルト本体１１を形成するポリウレタン樹脂を含んで、側面視において層を形成するように設けられている。不織布１５の歯部１１２に対応する部分は、側面視において内周側に膨出するように歯部１１２に入り込んでベルト厚さ方向に厚く広がっている。不織布１５の歯部１１２間に対応する部分は、心線１２に接触してベルト厚さ方向に薄く圧縮されている。

不織布１５を構成する繊維材料としては、例えば、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリケトン繊維、カーボン繊維等が挙げられる。不織布１５は、単一種の繊維で形成されていても、また、複数種の繊維で形成されていても、どちらでもよい。

不織布１５には、成形前に予め液状の接着剤に浸漬した後に乾燥させる等の接着処理が施されていることが好ましい。

歯付ベルト本体１１におけるベルト厚さ方向の不織布１５の埋設位置よりも内周側には、帆布１１３がベルト長さ方向に沿うと共に歯部１１２において歯先側へ膨出するように配されて一体に設けられている。帆布１１３は、一枚で構成されていても、また、複数枚で構成されていても、どちらでもよい。

帆布１１３は、歯付ベルト本体１１を形成するポリウレタン樹脂を含んで、側面視において凹凸のある連続する層を形成するように設けられている。

帆布１１３の歯底部１３に対応する部分は、不織布１５に接触してベルト厚さ方向に圧縮されている。帆布１１３の歯底部１３に対応する部分の厚さは、歯付ベルト本体１１の歯底から歯先までを歯高さｈとしたときに、高さが０以上０．２ｈ以下の歯元Ｒ付近の帆布１６の厚みｔ１が０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である（０．３ｍｍ≦ｔ１≦０．６ｍｍ）。帆布１１３の歯底部１３に対応する部分は、ポリウレタン樹脂を含むものの、不織布１５が存在するためにその含浸度合いが低く、その結果、歯底部１３には、帆布１１３の織目に起因して形成された凹凸面が構成されている。歯底部１３には、帆布１１３が表面に露出していても、また、帆布１１３が表層に埋設されていても、どちらでもよい。

従来のポリウレタン樹脂製の歯付ベルトは、特許文献１～４に開示された歯付ベルト本体に不織布が埋設された構成であっても、また、特許文献５に開示された歯付ベルト本体における歯部を有する内周側表面を被覆するように帆布が設けられた構成であっても、歯部間の歯底部では、製造時に未硬化のポリウレタン樹脂が不織布又は帆布に含浸して染み出す結果、不織布又は帆布が歯付ベルト本体の表層に埋設された形態となり、表面に硬いポリウレタン樹脂が露出することとなる。そのため、ベルト走行時において、硬い歯部がプーリに接触する際に発生する打撃音に、硬い歯底部がプーリに接触する際に発生する打撃音が重畳して大きな騒音を発するという問題がある。なお、歯付ベルトを設けた部分をカバーで覆って騒音を遮蔽する対策も考えられるが、その場合、ベルト温度の上昇により歯付ベルト本体を形成するポリウレタン樹脂が劣化してベルト寿命が短くなってしまう虞がある。

しかしながら、実施形態に係る歯付ベルトＢによれば、このように歯底部１３に帆布１１３の織目に起因して形成された凹凸面が構成されているので、この歯底部１３の凹凸面がクッションとなり、歯底部１３がプーリに接触する際の打撃音を抑制することができる。また、歯底部１３の凹凸面があるので、歯部１１２のプーリへの噛み合い時に歯付ベルトＢとプーリとの隙間で生じる共鳴音（気柱共鳴音）を低減することもできる。なお、心線１２の撚り戻りやベルト走行初期の伸びを低く抑えるために、後述の製造時において、心線１２を巻き付ける際に心線１２に付与する張力を例えば４９～２９４Ｎの範囲で非常に高く設定する場合であっても、心線１２と帆布１１３との間に不織布１５が介設されるので、心線１２による圧縮が緩和され、帆布１１３の凹凸が潰されてしまうことはない。つまり、心線１２の撚り戻りやベルト走行初期の伸びを低く抑えて耐久性を高めつつ、歯底部１３がプーリに接触する際の打撃音の抑制効果及び歯部１１２のプーリへの噛み合い時の共鳴音の低減効果を得ることができる。

歯底部１３の凹凸面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、好ましくは５～２５μｍ、より好ましくは１０～２５μｍである。凹凸面における平面視における凸部及び凹部の大きさ（最大径）は、好ましくは０．３～１．２ｍｍ、より好ましくは０．５～１．０ｍｍである。ここで、算術平均粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ０６０１に基づいて測定される値である。

帆布１１３の歯部１１２に対応する部分は、両側の歯部１１２に対応する部分に連続して、側面視において、不織布１５の外郭に沿った軌跡を形成している。帆布１１３の歯部１１２に対応する部分の、高さが０．８ｈ以上１．０ｈ以下の歯元Ｒ付近の上記帆布の厚みｔ２が０．４５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である（０．４５ｍｍ≦ｔ１≦１．２ｍｍ）。前記ｔ１とｔ２の比ｔ１／ｔ２が、０．８５以下（ｔ１／ｔ２≦０．８５）となるのが好ましい。帆布１１３の歯部１１２に対応する部分は不織布１５と非接触、つまり、帆布１１３の歯部１１２に対応する部分と不織布１５との間にはポリウレタン樹脂の層が存在することが好ましい。また、帆布１１３の歯部１１２に対応する部分は、歯部１１２の表面に露出せずに埋設されていることが好ましい。帆布１１３の歯部１１２に対応する部分は、歯部１１２の補強効果を高める観点から、歯部１１２側の最先端の位置が平均して歯部高さＨの好ましくは６０％以上の位置、より好ましくは８０％以上の位置であることが好ましい（（Ｈ"／Ｈ）×１００）。

帆布１１３は、例えば、図７に示すような経糸１６ａ及び緯糸１６ｂで形成された２／２綾織り帆布、図８に示すような経糸１６ａ及び緯糸１６ｂで形成された平織り帆布、図示しない朱子織り帆布等で構成されている。経糸１６ａ及び緯糸１６ｂの繊度は、好ましくは４４～９３３ｄｔｅｘ、より好ましくは４４～２３５ｄｔｅｘである。経糸１６ａ及び緯糸１６ｂの糸密度は、好ましくは７４～４３０本／５ｃｍ幅、より好ましくは１３２～１７４本／５ｃｍ幅である。帆布１１３の目付量は、好ましくは９０～６００ｇ／ｍ２、より好ましくは３００～４５０ｇ／ｍ２である。帆布１１３の目付量は、歯部１１２及び歯元部１４の補強効果を高める観点から、不織布１５の目付量の好ましくは３０～１７０％、より好ましくは７０～１３０％であり、更に好ましくは１００％である。つまり、不織布１５の目付量と同一であってもよい。

帆布１１３は、例えば、経糸１６ａ又は緯糸１６ｂがベルト長さ方向に一致するように設けられていることが好ましい。緯糸１６ｂが仮撚り加工糸等の伸縮加工糸で構成されている場合には、帆布１１３は、伸縮特性について異方性を有することとなるが、ベルト長さ方向に伸縮特性が高くなるように、緯糸１６ｂがベルト長さ方向に一致するように設けられることが好ましい。

帆布１１３を構成する繊維材料としては、例えば、ナイロン６，６繊維、ナイロン４，６、ナイロン６などのナイロン繊維、ポリケトン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維等の化学繊維や綿等の天然繊維が挙げられる。帆布１１３は、単一種の繊維で構成されていても、また、複数種の繊維で構成されていても、どちらでもよい。帆布１１３を構成する繊維材料は、歯部１１２及び歯元部１４の補強効果を高める観点から、不織布１５を構成する繊維材料と同一であってもよい。帆布のベルト周方向の緯糸が、ウーリー糸であってもよい。ウーリー糸は伸縮性に優れるからである。帆布１１３には、成形前に予め例えばエポキシ系接着剤に浸漬した後に乾燥させる等の接着処理が施されていてもよい。

以上の構成の実施形態１に係る歯付ベルトＢによれば、不織布１５がポリウレタン樹脂を含んで歯元部１４自体を広範囲で高弾性化すると共に、帆布１１３が歯元部１４の表面乃至表面に近い位置においてクラックの発生及び進展を規制することから、それらの不織布１５及び帆布１１３の積層構造によって歯元部１４が補強されるので、耐歯欠け寿命を著しく改善することができる。

実施形態に係る歯付ベルトＢは、例えば一対のプーリに巻き掛けられ、駆動源からの動力を従動側に伝達する。ここで、プーリの外径は例えば２０～７００ｍｍである。また、ベルト走行速度は例えば１０～２０００ｍ／ｍｉｎであり、伝達容量は例えば０．１～６００ＫＷである。

次に、実施形態に係る歯付ベルトＢの製造方法について説明する。

まず、図３Ａに示すように、円柱状の内金型３１に筒状に加工した帆布１１３及び不織布１５を順に被せ、その上から心線１２を螺旋状に巻き付ける。内金型３１の外周には、断面が歯部１１２に対応した形状の軸方向に延びる凹溝３２が周方向に間隔をおいて一定ピッチで設けられている。このとき、帆布１１３として、内金型３１の周長よりも長いものを用い、帆布１１３を各凹溝３２内で歯先側に向かって膨出するように設けることが好ましい。また、不織布１５として、帆布１１３の上から被せた際に周方向にやや張力が付与される程度の長さのものを用いることが好ましい。

次いで、図３Ｂに示すように、内金型３１を円筒状の外金型３４の中に収容する。このとき、内金型３１と外金型３４との間に歯付ベルト本体成形用のキャビティＣが構成される。

続いて、図３Ｃに示すように、密閉したキャビティＣにウレタンプレポリマーに配合剤を配合したウレタン組成物を注入して充填すると共に加熱する。このとき、ウレタン組成物が流動して硬化することにより、凹溝３２において歯部１１２及び凸条３３において歯底部１３がそれぞれ形成されることにより歯付ベルト本体１１が構成される。また、ウレタン組成物が不織布１５に含浸して硬化することにより、不織布１５は、ポリウレタン樹脂を含んでベルト長さ方向に沿うように配されて歯付ベルト本体１１に埋設される。更に、ウレタン組成物が帆布１１３に含まれて硬化することにより、帆布１１３は、ポリウレタン樹脂を含んでベルト長さ方向に沿うと共に歯部１１２において歯先側へ膨出するように配されて歯付ベルト本体１１に一体に設けられる。歯底部１３では、帆布１１３は、ポリウレタン樹脂を含むものの、不織布１５が存在するためにその含浸度合いが低く、その結果、帆布１１３の織目に起因して形成された凹凸面が構成される。歯部１１２においては、帆布１１３は、不織布１５が膨らんでいるのと同様に、歯先側へ膨出する。帆布１１３からウレタン樹脂がしみこんでくるので、帆布１１３は、ポリウレタン樹脂に埋設されている。以上のようにして、歯付ベルト本体１１、心線１２、不織布１５、及び帆布１１３が一体化して円筒状のスラブが成形される。なお、成形条件は、例えば、成形温度が１７０℃、成形圧力１２ＭＰａ及び成形時間が２０分である。

最後に、内金型３１及び外金型３４からスラブを脱型し、それを輪切りすることにより実施形態１に係る歯付ベルトＢを得ることができる。

（歯付ベルト）
実施例１及び比較例１～３の歯付ベルトを作製した。それぞれの構成は図６に示す。

＜実施例１＞
上記実施形態と同様の構成のＳＴＳ歯形の歯付ベルトを実施例１とした。

実施例１の歯付ベルトは、ベルト長さが８００ｍｍ、ベルト厚さ（最大）が４．８ｍｍで、ベルト幅が８ｍｍのものと１０ｍｍのものを用意した。歯部は、ＩＳＯ１３０５０：２０１４（Ｅ）で規定されるＳ８Ｍで、配設ピッチが８ｍｍであった。

歯付ベルト本体を形成するためのウレタン組成物には、ウレタンプレポリマー１００質量部に対して、硬化剤の３，３’－ジクロロ－４，４’－ジアミノジフェニルメタン１３質量部及び可塑剤のジオクチルフタレート１０質量部を配合したものを用いた。歯付ベルト本体を形成するポリウレタン樹脂のＪＩＳ Ｋ７３１２に基づいて測定したＪＩＳ－Ａ硬度は９０°であった。

心線には、フィラメント本数が１２０００本のカーボン繊維（Ｔｅｎａｘ-Ｊ ＵＴＳ５０ Ｆ２２ 帝人社製、１２Ｋ、８００ｔｅｘ、フィラメント径：７．０μｍ）のフィラメント束を、長さ１０ｃｍ当たりの撚り数を６回／１０ｃｍとして一方向に撚った片撚り糸を用いた。片撚り糸の心線は、Ｓ撚り糸及びＺ撚り糸を準備し、それらには、接着剤に浸漬した後に乾燥させる接着処理を施した。Ｓ撚り糸及びＺ撚り糸の片撚り糸の心線は、それらがベルト幅方向に交互に並んで二重螺旋を形成するように設けた。心線のベルト幅１０ｍｍ当たりの本数は８本とした。心線の外径は０．９０ｍｍで、ＣＬＤは、０．８５あった。なお、ＣＬＤとはセンターラインデファレンシャルのことで、ベルト断面から計測した心線中央からベルト歯底までの距離を意味する。但し、測定方法はベルト歯底断面から心線径(縦方向)：ｄと心線下からベルト歯底までの距離：Ｌを測定し、ＣＬＤ＝ｄ／２＋Ｌである。

不織布として、ニードルパンチ法により無加圧で製造されたナイロン繊維製のものを用いた。不織布には、接着処理を施さなかった。

帆布として、繊度が太さ２３５ｄｔｅｘのナイロン繊維の繊維束１本の緯糸に対し、繊度が同じく太さ２３５ｄｔｅｘの繊維束３本の経糸で形成された２／２綾織り帆布（図７参照）を用い、緯糸がベルト長さ方向に一致するように設けた。帆布には、接着処理を施さなかった。帆布は、厚さが１．２ｍｍ、経糸の糸密度が１１３本／５ｃｍ幅、緯糸の糸密度が１２０本／５ｃｍ幅、並びに目付量が３８５ｇ／ｍ２であった。帆布の歯部に対応する部分は、歯部側の最先端の位置が平均して歯部高さＨの８０％の位置であった（（Ｈ"／Ｈ）×１００）。従って、帆布の歯部に対応する部分は、不織布と非接触であり、また、歯部の表面に露出せずに歯部に埋設されていた。歯元Ｒ付近の帆布の厚みｔ１が０．３５ｍｍで、歯先付近の帆布の厚みｔ２が０．５３ｍｍで、ｔ１／ｔ２が０．６６である。

＜比較例１＞
比較例１の歯付ベルトは、帆布が異なること及びＣＬＤが０．７０であること以外の構成は上記実施例１と同じである。

帆布として、繊度が太さ２３５ｄｔｅｘのナイロン繊維の繊維束１本の緯糸に対し、繊度が同じく太さ２３５ｄｔｅｘの繊維束２本の経糸で形成された２／２綾織り帆布を用い、緯糸がベルト長さ方向に一致するように設けた。帆布には、接着処理を施さなかった。帆布は、厚さが１．０ｍｍ、経糸の糸密度が１６５本／５ｃｍ幅、緯糸の糸密度が１３２本／５ｃｍ幅、並びに目付量が３３３ｇ／ｍ２であった。歯元Ｒ付近の帆布の厚みｔ１が０．２ｍｍで、歯先付近の帆布の厚みｔ２が０．４ｍｍで、ｔ１／ｔ２が０．５である。

＜比較例２＞
比較例２の歯付ベルトは、帆布が異なること及びＣＬＤが１．００であること以外の構成は上記実施例１と同じである。

帆布として、繊度が太さ７５６ｄｔｅｘのナイロン繊維の繊維束１本の緯糸に対し、繊度が同じく太さ１４０ｄｔｅｘの繊維束２本を撚り合わせ、その繊維束を３本合わせた経糸で形成された２／２綾織り帆布を用い、緯糸がベルト長さ方向に一致するように設けた。帆布には、接着処理を施さなかった。帆布は、厚さが１．４ｍｍ、経糸の糸密度が７４本／５ｃｍ幅、緯糸の糸密度が７０本／５ｃｍ幅、並びに目付量が４１６ｇ／ｍ２であった。歯元Ｒ付近の帆布の厚みｔ１が０．７ｍｍで、歯先付近の帆布の厚みｔ２が１．３ｍｍで、ｔ１／ｔ２が０．５４である。

＜比較例３＞
比較例３の歯付ベルトは、帆布が異なること及びＣＬＤが０．９０であること以外の構成は上記実施例１と同じである。

帆布として、繊度が太さ２００ｄｔｅｘのナイロン繊維の繊維束１本の緯糸に対し、繊度が同じく太さ１１００ｄｔｅｘの繊維束２本の経糸で形成された平織り帆布（図８参照）を用い、緯糸がベルト長さ方向に一致するように設けた。帆布には、接着処理を施さなかった。帆布は、厚さが１．２ｍｍ、経糸の糸密度が５２本／５ｃｍ幅、緯糸の糸密度が７８本／５ｃｍ幅、並びに目付量が３９８ｇ／ｍ２であった。歯元Ｒ付近の帆布の厚みｔ１が０．４５ｍｍで、歯先付近の帆布の厚みｔ２が０．５ｍｍで、ｔ１／ｔ２が０．９である。

（試験評価方法）
＜負荷耐久試験＞
図４は、負荷耐久試験用のベルト走行試験機のプーリレイアウト２０を示す。

このベルト走行試験機２０は、歯数が２２で且つ外径が５４．６５ｍｍの駆動プーリ２１及び歯数が３３で且つ外径が８２．６６ｍｍの従動プーリ２２が横方向に間隔をおいて配設されており、従動プーリ２２には、側方に軸荷重（ＳＷ）を負荷できるように構成されている。

実施例１並びに比較例１～３のそれぞれのベルト幅８ｍｍの歯付ベルトについて、上記ベルト走行試験機２０の駆動プーリ２１及び従動プーリ２２に巻き掛け、従動プーリ２２に６０８Ｎの軸荷重（ＳＷ）と共に３４．２４Ｎ・ｍのトルクを負荷した。軸荷重（ＳＷ）は、ロードセルによる軸荷重で設定した。設定時は、目標張力に設定後、プーリを手回しでベルト３周回し、再度目標張力に合わせて設定した。そして、雰囲気温度６０°で、駆動プーリ２１を回転数４２１２ｒｐｍ、従動プーリ２２を回転する２８０８ｒｐｍで回転させてベルト走行させた。そして、定期的にベルト走行を停止して目視観察しながら、歯部欠けや歯部摩耗の故障が生じるまでベルト走行を継続した。

＜騒音試験＞
図５は、騒音試験用のベルト走行試験機のプーリレイアウト４０を示す。

このベルト走行試験機４０は、各々、歯数が２４で且つ外径が５９．７４ｍの駆動プーリ４１及び従動プーリ４２が横方向に間隔をおいて配設されており、従動プーリ４２には、側方に軸荷重（ＳＷ）を負荷できるように構成されている。マイクは、駆動プーリ４１の中央から手前５０ｍｍ、右に５０ｍｍ、高さはプーリ中央と同じ位置に配置した。

実施例１並びに比較例１～３のそれぞれのベルト幅１０ｍｍの歯付ベルトについて、上記ベルト走行試験機４０の駆動プーリ４１及び従動プーリ４２に巻き掛け、従動プーリ４２に３００Ｎの軸荷重（ＳＷ）を負荷した。そして、常温下、３０秒間で駆動プーリ４１の回転数を２００ｒｐｍから５０００ｒｐｍまで立ち上げてベルト走行させ、トラッキングにて測定し、３０００ｒｐｍのオーバーオール値（ｄＢ（Ａ））を読み取った。ベルト無しでの騒音は、５６ｄＢ（Ａ）であった。

（試験評価結果）
図６に負荷耐久試験及び騒音試験の結果を示す。

実施例１は、帆布１１３の厚みが適正であることから、負荷耐久時間が２３１ｈと耐久性が高く、騒音レベルが７３ｄＢ（Ａ）と、騒音も小さかったことがわかる。

比較例１は帆布が薄すぎ、負荷耐久時間が１２１ｈで、騒音レベルが８０ｄＢ（Ａ）と、耐久性及び耐騒音性が実施例１に比べて悪くなった。

比較例２では、帆布が厚すぎ、噛み合いが悪化し、負荷耐久時間が６０ｈで、騒音レベルが８５ｄＢ（Ａ）と、耐久性及び耐騒音性が実施例１に比べて悪化した。

比較例３では、帆布の厚みが均一に近く、歯先部で圧縮された堅い帆布が存在することになり、負荷耐久時間は２０２時間と高いが、プーリと歯先の打撃音が発生し、騒音レベルが８２ｄＢ（Ａ）となって、実施例１に比べて耐騒音性が悪化した。

なお、上記実施形態では、帆布１１３は、歯付ベルト本体１１に埋設されているが、帆布１１３は歯付ベルト本体１１の表面に設置（露出）されてもよく、不織布１５は無くてもよい。

Ｂ 歯付ベルト
Ｃ キャビティ
Ｓ ベルトスラブ
１１ 歯付ベルト本体
１２ 心線
１３ 歯底部
１４ 歯元部
１５ 不織布
１６ 帆布
１６ａ 経糸
１６ｂ 緯糸
２０ ベルト走行試験機
２１ 駆動プーリ
２２ 従動プーリ
３１ 内金型
３２ 凹溝
３３ 凸条
３４ 外金型
４０ ベルト走行試験機
４１ 駆動プーリ
４２ 従動プーリ
１１１ 平帯部
１１２ 歯部
１１３ 帆布

Claims (7)

1. エラストマー製の歯付ベルト本体と、前記歯付ベルト本体に埋設されるとともにベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように設けられた心線と、
   前記歯付ベルト本体におけるベルト厚さ方向の前記心線の埋設位置よりも内周側に、前記歯付ベルト本体を形成する材料を含んでベルト長さ方向に沿うと共に歯部において歯先側へ膨出するように配されて埋設された帆布と、を備えた歯付ベルトであって、
   前記歯付ベルト本体の歯底から歯先までを歯高さｈとしたときに、高さが０以上０．２ｈ以下の歯元Ｒ付近の上記帆布の厚みｔ１が０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下で、高さが０．８ｈ以上ｈ以下の歯先付近の上記帆布の厚みｔ２が０．４５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である歯付ベルト。
2. 請求項１に記載された歯付ベルトにおいて、
   前記ｔ１と前記ｔ２の比ｔ１／ｔ２が、０．８５以下となる歯付ベルト。
3. 請求項１又は２に記載された歯付ベルトにおいて、
   前記歯付ベルト本体が、熱硬化性エラストマーで形成されている歯付ベルト。
4. 請求項３に記載された歯付ベルトにおいて、
   前記歯付ベルト本体が、熱硬化性ポリウレタン樹脂で形成されている歯付ベルト。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載された歯付ベルトにおいて、
   前記帆布の織り構造が、平織り又は綾織りである歯付ベルト。
6. 請求項５に記載された歯付ベルトにおいて、
   前記帆布のベルト周方向の緯糸が、ウーリー糸である歯付ベルト。
7. 請求項１から６のいずれか１つに記載された歯付ベルトにおいて、
   前記心線を構成する繊維材料が、カーボン繊維である歯付ベルト。

Images