JP2584263Y2

JP2584263Y2 - 歯欠け寿命を向上させた歯付きベルト

Info

Publication number: JP2584263Y2
Application number: JP1993064520U
Authority: JP
Inventors: 透藤原; 嘉則伊藤
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 1993-11-09
Filing date: 1993-11-09
Publication date: 1998-10-30
Anticipated expiration: 2008-10-30
Also published as: JPH0729347U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、動力伝動用歯付ベル
ト、特に、自動車用エンジンのカム軸駆動用歯付ベルト
に関する。

【０００２】

【従来の技術】歯付ベルトは、抗張体を埋設した歯ゴム
と、この歯ゴムの片面又は両面に歯布が被覆されたもの
である。歯布は、緯方向の繊維（以下、緯糸という。）
と経方向の繊維（以下、経糸という。）からなり、エラ
ストマーによって固化されている。なお、緯方向とは歯
付ベルトの長手方向を、経方向とは歯付ベルトの幅方向
を意味する。歯付ベルトに利用されている現在の繊維
は、専ら、衣料用及び産業資材用のナイロン６又はナイ
ロン６６のポリアミド繊維である。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】昨今、自動車の高性能
化、高級化が進むにつれ、自動車エンジンの高性能化が
要求され、歯付きベルトが使用される環境温度の上昇、
カムシャフトドライブの高負荷化が生じている。従来の
ように、歯布にナイロン６又はナイロン６６のポリアミ
ド繊維を使用した歯付きベルトでは、充分な寿命を確保
することができなくなってきた。また、自動車の安全性
向上及びメンテナンスフリー化が社会的に要望されてお
り、現在の歯付きベルトはこの要望に充分対応できてい
ない。

【０００４】本考案の目的は、歯布の構成を改良するこ
とによって、歯付ベルトの歯欠け寿命を向上させること
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案は、抗張体を埋設
した歯ゴムと、該歯ゴムの少なくとも片面に歯布が被覆
された歯付ベルトにおいて、前記歯布の少なくとも緯糸
が融点２９０〜３００℃、繊度２〜１０Ｄ、単繊維の強
度９.２〜９.５gf/dのナイロン４６からなり、歯ゴムに
固着される前の前記歯布の緯糸が緯方向に１kgf/cmで引
っ張られたときに７０％以上の伸び率となるようにウー
リー加工されており、百分率で表示した前記緯糸の伸び
率（％）と該緯糸の切断時の強さ（kgf/3cm）との積が
１７,０００以上である歯付ベルトにより前記課題を解
決した。

【０００６】

【作用】少なくとも緯糸を融点２９０〜３００℃、繊度
２〜１０Ｄ、単繊維の強度９.２〜９.５gf/dのナイロン
４６にすることで、歯欠け寿命の向上を図ることができ
る。この効果は以下の実験例によって明らかになる。

【０００７】しかし、材料を変更しただけでは充分な寿
命を確保することができない。歯欠けの要因を分析し、
その要因に対処しなければならない。この歯欠けについ
ては、歯布の浮き上がりと歯布の切断が関与していると
考えられる。

【０００８】歯布の浮き上がりとは、歯布から歯ゴムが
剥離する現象であり、過大負荷、歯ゴム剛性不足、歯布
接着不良及び歯布の伸び残不足が考えられる。本考案
は、歯布の伸び残不足を解消することで、歯布の浮き上
がりに対処する。歯布の製造においては、歯布が、ま
ず、歯付きプーリの歯型に適合する金型の間を通され
る。金型を通過する歯布はその凹凸に倣って緯方向に伸
びなければならない。そのため、緯糸には、通常、ウー
リー加工が施されている。現在使用されている歯付きプ
ーリの歯形状によると、歯布は成形時に約５０〜６０％
伸びることになる。これによって、歯布は緯方向の伸び
の能力を一部失うことになる。もし、伸びの能力を全て
奪われた歯布があると仮定すると、歯付ベルトに負荷が
作用して歯が変形したとき、歯布は歯底において歯ゴム
から浮き上がり現象を生じる。従って、歯付ベルトの成
形後においても、歯布に伸びの能力を残しておくことが
望ましい。伸びは、歯布の成形前を基準にして少なくと
も１０％以上残すことが望ましい。

【０００９】１kgf/cmで引っ張られたときの緯方向の伸
びを７０％以上としたのは、歯布を歯付ベルトに接着し
た後に少なくとも１０％の伸び残を確保するためであ
る。こうすることにより、歯変形時においても歯布は伸
びることができ、歯布の伸び残不足による歯布の浮き上
がりが防止できるとともに、歯布の緯方向の引っ張り応
力をも低減することができる。

【００１０】なお、伸びの値は、１kgf/cmで引っ張られ
たときの値であり、歯布の切断時の値ではない。これ
は、歯布が僅かな力で伸びることができれば、それだけ
で歯布の浮き上がりを防止できるからである。

【００１１】歯布の切断の要因としては、負荷の一点集
中及び歯布のフィラメントの強さ不足が考えられる。ま
た、歯欠けには、切断時における緯糸の引っ張り強さも
大きく関与している。伸びの能力を残すことにより、歯
布に作用する引っ張り応力が低くなることは前述の通り
であるが、歯布の切断については、歯布の引っ張り強さ
も関係してくる。本考案では、伸びの能力が残ってお
り、しかも切断時の引っ張り強さが大きければ、歯付ベ
ルトに良好な耐久性を与えることができることを見出
し、従って、百分率で表示した緯糸の伸び率（％）と緯
糸の切断時の強さ(kgf／3cm)との積を１７，０００以上
とした。すなわち、伸びを確保して歯布に作用する引っ
張り応力を低減し、且つ、切断時の引っ張り強さを向上
させることによって、歯付ベルトの耐久性を高めること
ができる。

【００１２】

【実施例】以下、具体的に本考案による歯付ベルトを説
明する。歯付ベルト１０は、図１に示されるように、抗
張体１２を埋設した歯ゴム１４と、歯ゴム１４の片面に
歯布１６が被覆されたものである。歯付ベルトは、歯が
両面に形成され、表裏の歯に歯布が被覆されたものもあ
る。本考案による歯付ベルト１０は、歯布１６の材質及
びその構成に特徴があり、これにより、歯欠け寿命を向
上させたものである。

【００１３】本考案による歯付きベルトの歯布は、少な
くとも緯糸が、

【化１】で表わされ、融点が２９０℃乃至３００℃のナイロン４
６であり、

【表１】の実施例１乃至３に示す構成を有する。表１には、従来
例及び比較例を併せて掲載し、本考案による歯付きベル
トと比較できるようにした。下欄は、後述の条件下で行
なった試験結果である。

【００１４】歯布は、上記緯糸及び経糸を使用して、イ
ソシアネートを含有したゴム糊やＲＦＬ（レゾルシノー
ルとホルマリンを反応させて得られるＲＦ樹脂の水溶液
にラテックスを混合した溶液）等を含浸させて得られ
る。また、ＲＦＬを含浸させた後、ゴム糊を被覆する場
合もある。歯付ベルトは、上記構成の歯布をベルト歯の
形状を有する金型に巻付け、その上に抗張体を巻付け、
さらにその上に歯ゴム及び背ゴムとなる未加硫ゴム配合
シートを巻付け、加圧下で成形加硫した後、一定の幅に
裁断して環状の歯付ベルトに成形される。抗張体は、ガ
ラス繊維、アラミド繊維、金属繊維等を撚糸し、ＲＦＬ
を必要に応じて含浸させた心線の表面にゴム糊等をオー
バーコーティングしたものである。また、歯ゴム及び背
ゴムには、ＣＲ、ＮＢＲ、ＨＳＮ、ＢＲ、ＥＰＤＭ、Ｅ
ＰＲ、ＣＳＭ、エピクロルヒドリンゴム、ウレタン等の
単一又は混合物からなるゴムが利用できる。

【００１５】次に、歯布における各数値は以下の意味を
有する。

【００１６】単繊維の繊度は、フィラメントの強度、伸
びと応力の関係の双方に関与する。すなわち、繊度が低
い場合、フィラメント切れが発生しやすく、歯布の切断
につながる。一方、繊度が高いと伸びの増加に対する応
力の増加が著しく、歯の変形時において歯布の伸びが劣
る。従って、単繊維の繊度は、２〜１０ｄの範囲にする
ことが必要である。

【００１７】単繊維の強さが小さいと歯付ベルトに衝撃
的な剪断力が作用したときに歯布の切断が生じやすくな
る。単繊維の強さが大きいと曲げ剛性が高くなり、従っ
て歯布が引っ張られたときの応力上昇が著しくなり、１
kgf/cmの力で引っ張られたときの伸びの能力を損わせ
る。そのため、単繊維の強さは、９.２〜９.５gf/dの範
囲にすることが必要である。

【００１８】成形前の歯布を１kgf/cmで引っ張ったとき
の伸びを７０％以上としたのは、歯布が成形後において
歯付ベルトに接着された後においても、少なくとも１０
％の伸びの能力を残すためである。これは、現在使用さ
れている歯付プーリの歯形状を考慮したとき、歯布は成
形時に５０〜６０％の伸びを失うことに基づく。１kgf/
cmの比較的小さい力は、初期伸びを考慮したためであ
り、歯布は僅かな力で伸びが生じることを意味する。

【００１９】歯布は、伸びの能力が残っていると、歯が
変形したときに歯ゴムに沿って伸び、これにより歯布は
歯ゴムからの浮き上がりが防止される。また、歯が変形
したときにも、歯布は応力の増加を抑えられ、歯の変形
によって直ちに引っ張り強さの上限に達することがな
い。

【００２０】1kgf/cmの力で引っ張られたときの緯方向
の伸び(％)と緯方向の引っ張り強さ(kgf/3cm)の積を１
７，０００以上としたのは、歯付ベルトの歯欠けには、
切断時における緯糸の引っ張り強さも大きく関与してい
ることに基づく。歯布に伸びの能力を残すだけでは不十
分であり、伸びの能力が失われた後において歯布がある
程度の強度を有するものでなければならない。積にした
のは、歯布の強度だけでは歯欠けを有効に防止できず、
歯布の伸びの能力があって且つ強度を有するものでなけ
ればならないからである。

【００２１】原糸デニール×本数と密度は、現在使用さ
れている歯付ベルトのＰ．Ｌ．Ｄ．(Pitch Line Defere
ntial)を考慮して定められている。

【００２２】次に、実験を行い本考案による歯付ベルト
の歯欠け寿命を測定した。実験は、歯布の歯面の摩耗
量、歯欠け寿命について行った。

【００２３】図２は、歯布の歯面の摩耗量を測定するた
めの試験機の概略を示す。図３は、歯付きベルトの歯に
緯方向の力を加え、歯欠けまでの時間を測定する試験機
の概略を示す。図４は、歯付きベルトに張力を与えて歯
欠け寿命を測定する試験機を示す。試験結果は、表１の
下欄に示されている。また、比較例及び従来例と比較す
るために、図５乃至図８に、それぞれの試験結果を図示
した。

【００２４】試験結果を考察する。 (1) 比較例４と従来例７との比較により、経糸にナイロ
ン４６を使用しただけでは、歯面の摩耗量及び歯欠け寿
命の双方とも飛躍的な改善は見られないことがわかる。 (2) 比較例５からわかるように、緯糸をナイロン４６に
しても、緯糸の伸び率（％）と緯糸の切断時の強さ(kgf
／3cm)との積が低いときは、歯面の摩耗量及び歯欠け寿
命の双方とも改善は見られない。 (3) 実施例２と、従来例７との比較により、緯糸にナイ
ロン４６を使用すれば、歯面の摩耗量及び歯欠け寿命の
双方とも改善されたことがわかる。 (4) 実施例２と、比較例５との比較により、緯糸の伸び
率（％）と緯糸の切断時の強さ(kgf／3cm)との積が高く
なると、歯面の摩耗量及び歯欠け寿命の双方とも改善さ
れたことがわかる。

【００２５】

【考案の効果】本考案では、少なくとも緯糸にナイロン
４６を使用したことにより、歯付きベルトの歯面の摩耗
を低減できるとともに、負荷下における歯欠け寿命を向
上させることができた。

【００２６】また、本考案では、成形前の歯布が１kgf/
cmで引っ張られたときの緯方向の伸びを７０％以上と
し、歯付ベルトの成形後においても少なくとも１０％の
伸び残を確保するようにしたことから、歯布の伸び残不
足によって歯ゴムから歯布が浮き上がることを防止する
ことができるとともに、歯布の緯方向の引っ張り応力を
も低減することができる。

【００２７】そして、歯欠けには、歯布を構成する緯糸
の強さも大きく関与していることから、百分率で表示し
た緯糸の伸び率（％）と緯糸の切断時の強さ(kgf／3cm)
との積を１７，０００以上とし、伸びを確保して歯布に
作用する引っ張り応力を低減し、且つ、切断時の引っ張
り強さを向上させることによって、歯付ベルトの耐久性
を高め、歯欠け寿命を向上させている。

【図面の簡単な説明】

【図１】歯付ベルトの断面図である。

【図２】摩耗量測定用試験機の概略図である。

【図３】歯欠け寿命測定用試験機の概略図である。

【図４】歯欠け寿命測定用試験機の概略図である。

【図５】実施例１乃至３、比較例４及び５、並びに従来
例６乃至８について、図２の試験機に基づいて行われた
摩耗量を示すグラフである。

【図６】実施例１乃至３、比較例４及び５、並びに従来
例６乃至８について、図３の試験機に基づいて行われた
歯欠け寿命を示すグラフである。

【図７】実施例１乃至３、比較例４及び５、並びに従来
例６乃至８について、図４の試験機に基づいて行われた
歯欠け寿命を示すグラフである。

【図８】実施例１乃至３、比較例４及び５、並びに従来
例６乃至８について、図４の試験機に基づいて行われた
歯欠け寿命を示すグラフである。

【符号の説明】

１０歯付ベルト１２抗張体１４歯ゴム１６歯布

フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−62933（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−222639（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−318344（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−204059（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−10482（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16G 1/00 - 5/20

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】抗張体を埋設した歯ゴムと、該歯ゴムの
少なくとも片面に歯布が被覆された歯付ベルトにおい
て、前記歯布の少なくとも緯糸が融点２９０〜３００℃、繊
度２〜１０Ｄ、単繊維の強度９.２〜９．５gf/dのナイ
ロン４６からなり、歯ゴムに固着される前の前記歯布の緯糸が緯方向に１kg
f/cmで引っ張られたときに７０％以上の伸び率となるよ
うにウーリー加工されており、百分率で表示した前記緯
糸の伸び率（％）と該緯糸の切断時の強さ（kgf/3cm）
との積が１７,０００以上であることを特徴とする、歯付ベルト。