JP4138020B2 - 歯付きベルト - Google Patents

Description

技術分野
本発明は歯付きベルトに関するものであって、特にその噛合面に基布を貼着した歯付きベルトにおける、基布の改良に関するものである。
さらに本発明は歯付きベルトの基布として用いられる、改良された織布に関する。
背景技術
噛合面に表面保護のための基布が貼着されている歯付きベルトとしては、実開昭６２−２０４０５９号などに記載されているが、その基布における歯付きベルトの長さ方向に延びるよこ糸として、合成繊維の捲縮加工糸が使用されている。これは、歯付きベルトが、図２に示すように、表面に凹凸を有する金型１の上に、基布２、抗張体３及び未加硫ゴム４を配置し、加熱加圧して未加硫ゴム４を加硫することにより成型され、図３に示すように、金型１の凹部に沿ってその噛合面５にベルト歯６が形成されることに起因する。即ち、前記基布２は、この成型時にほぼ平坦な状態から金型１の凹凸に沿った状態にまで伸長されなければならず、低荷重で数十％も伸長し得るものであることが要求されるからである。従って、この基布２における歯付きベルトの長さ方向に延びるよこ糸は、合成繊維の捲縮加工糸が使用され、その捲縮が延ばされることにより容易に伸長し得るようになっている。
ところで従来の歯付きベルトの基布においては、２／２の両面綾織組織で織成されており、その両面の糸の露出状態が均等となるように、仮撚り方向の異なる仮撚り加工糸を引き揃えた糸条をよこ糸として使用していた。
歯付きベルトは、プーリーに掛け廻されて高速で回転駆動されるので、繰り返し屈曲されることにより基布をベルトの噛合面から剥がそうとする力が作用し、長時間の使用により基布が剥がれることがあり、十分な耐久性が要求される。また歯付きベルトの駆動時には、歯付きベルトの歯形とプーリーの歯形とが噛み合うことにより動力を伝達するので、歯形が噛み合うときの歯面の衝突、回転中の歯面の摩擦、歯付きベルトがプーリーから離れるときの摩擦などにより発音し、さらに歯形の噛合時や離脱時において急速に空気の流れが生じ、それらが騒音となって喧しく感じる。
前記従来の歯付きベルトにおいても、これらの問題は殆ど解決されておらず、耐久性が不十分で長期間の使用に耐えず、また駆動時に相当の騒音が生じる。
発明の開示
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、従来のものに較べて耐久性に優れ、かつ駆動時の騒音が少ない歯付きベルトを提供することを目的とする。
本発明者は、かかる目的を達成すべく鋭意研究を重ねる中で、糸条が同一の仮撚り方向に仮撚りされた複数の仮撚り加工糸からなる糸条をよこ糸として織成した織布を歯付きベルトの基布として用いることにより、前記の課題を一挙に解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち本発明は、噛合面に沿って基布を貼着した歯付きベルトにおいて、前記基布の歯付きベルトの長さ方向に延びる糸条が、同一の仮撚り方向に仮撚りされた複数の仮撚り加工糸からなり、該糸条とこれに交差する糸条とを両面綾織組織で織成して基布を形成し、当該基布における前記仮撚り加工糸がより少なく露出した面が表面に露出するように噛合面に貼着したことを特徴とする歯付きベルトに関する。
また本発明は、歯付きベルトの噛合面に沿って貼着される歯付きベルトの長さ方向に延びるよこ糸を有する織布において、同一の仮撚り方向に仮撚りされた複数の仮撚り加工糸からなる糸条と、該糸条とこれに交差する糸条とを両面綾織組織で織成した表裏面で糸の露出状態が異なることを特徴とする、前記織布にも関する。
本発明における織布は、表裏面で糸の露出状態が異なる織布であって、一方の面は、仮撚りにより捲縮した繊維が偏って露出しており、ゴムとの接着力向上に寄与するものであり、他方の面は捲縮した繊維の露出量は少ないものの、凹凸のある明瞭な綾筋が現れ、プーリーとの接触時における騒音低下に寄与する。
本発明において、歯付きベルトの長さ方向に延びる糸条としては、同一の仮撚り方向に仮撚りされた複数の仮撚り加工糸からなるものであればよく、その態様としては、例えば該複数仮撚り加工糸を引き揃えた糸条、その仮撚り加工糸の仮撚り方向と同一の方向に合撚した糸条、あるいはその仮撚り方向とは逆方向に合撚した糸条のいずれでもよいが、仮撚り加工糸の仮撚り方向とは逆方向に合撚した糸条は、仮撚りの撚り戻り（解撚）によって繊維は一層激しく捲縮して嵩高となるので、より好ましい。
なお一般に前記基布は、通常の合成繊維よりなる経糸と前記捲縮加工糸よりなる緯糸とで織成した織布を縫製等により筒状となし、これを前記金型１に嵌合して歯付きベルトを成型することが多い。従ってこの明細書において「たて糸」及び「よこ糸」の語は、歯付きベルトの長さ方向に延びる糸を「よこ糸」と言い、それと交差する方向に延びる糸を「たて糸」と称することとするが、基布織成時における製織技術上の経糸及び緯糸とは、必ずしも一致するものではなく、逆になる場合もあり得る。
【図面の簡単な説明】
図１ 本発明の歯付きベルトの斜視図。
図２ 本発明の歯付きベルトを成型する準備段階を示す縦断面図。
図３ 本発明の歯付きベルトを成型した状態を示す縦断面図。
図４ 歯付きベルトの走行耐久性試験機の斜視図。
図５ａ 実施例１の基布のプーリー側表面形状写真。
図５ｂ 実施例１の基布のゴム側表面形状写真。
図６ａ 実施例２の基布のプーリー側表面形状写真。
図６ｂ 実施例２の基布のゴム側表面形状写真。
図７ａ 背景技術で説明した従来の基布のプーリー側表面形状写真。
図７ｂ 背景技術で説明した従来の基布のゴム側表面形状写真。
符号の説明
１・・金型 ２・・基布 ３・・拡張体 ４・・未加硫ゴム ５・・噛合面 ６・・ベルト歯 ７・・原動プーリー ８・・被動プーリー ９・・アイドラープーリー １０・・ボックス １４・・歯付きベルト
発明の実施の形態
以下、本発明を図面に基づいて説明する。なお、以下の態様は本発明をより具体的に説明することを目的とするものであり、これにより本発明が限定されるものでないことは言うまでもない。
図１は本発明の歯付きベルトであって、ゴム４内に抗張体３が埋入され、その片面にベルト歯６が形成され、その噛合面５には基布２が貼着されている。
この歯付きベルトの基布２におけるよこ糸は、ナイロンなどの合成繊維よりなり、同一の仮撚り方向に仮撚りされた仮撚り加工糸複数本からなる。本発明においては、これを単に引き揃えて用いてもよいし、また仮撚り加工糸の仮撚り方向と同一方向に合撚した糸条を用いてもよい。たて糸には、ナイロンなどの通常の合成繊維糸又はこれを適宜合撚した糸条が使用され、たて糸とよこ糸とを２／２綾織などの両面綾織組織で織成して基布２を形成している。このようにして構成された基布２においては、よこ糸を構成する仮撚り加工糸が、基布２の片面に偏って露出する傾向にある。例えば仮撚り加工糸の仮撚り方向がＳ撚りである場合には、基布２の綾織組織における綾筋が右上りとなる面により多く露出し、逆に仮撚りがＺ撚りである場合には、綾筋が左上りとなる面により多く露出する傾向にある。
本来、両面綾織組織は綾筋の方向を除いて表裏は同一の組織であり、たて糸もよこ糸も表裏に均等に露出する。従ってよこ糸が多く露出する面と言う概念は存在しないが、本発明のように仮撚り方向が同一の仮撚り加工糸を合撚した糸条をよこ糸として使用した場合には、その仮撚り加工糸が基布２の片面に偏って露出し、仮撚りにより捲縮した繊維が基布２の片面に偏って突出し、逆の面には捲縮した繊維が殆ど突出せず、凹凸のある明瞭な綾筋が現れて、表裏がはっきりと異なる外観を示す。
なお、図５ａ、図５ｂ（実施例１）及び図６ａ、図６ｂ（実施例２）は、本願発明の歯付きベルトの基布の表裏面の形状を示す写真であるが、各図において表裏面の違いがはっきり現われている。即ち、一方の面（図５ｂ、図６ｂ）では、捲縮した繊維が突出し、他方の面（図５ａ、図６ａ）では、捲縮した繊維は殆ど突出せず、凹凸のある明瞭な綾筋が現われている。実施例１ではその傾向がより顕著である。これに対し、図７ａ、図７ｂは背景技術で説明した従来の歯付きベルトの基布、即ち、仮撚り方向の異なる複数の仮撚り加工糸をよこ糸として用いた基布の表裏面の形状を示す写真であるが、表裏の違いははっきりと現われていない。
本願発明における基布が前記のような状態となる理由は必ずしも明確ではないが、よこ糸を構成する仮撚り加工糸の仮撚り方向が一方のみであるため、仮撚り方向に戻ろうとするトルクが発生すること等により、そこに生じた力とたて糸とよこ糸との配列との関係に基づいて、基布２の片面にのみ仮撚り加工糸が露出するのではないかと考えられる。
この基布２を使用して歯付きベルトを成型するに際して、当該基布２における前記仮撚り加工糸がより多く露出した面がゴム４に接触するように配置し、仮撚り加工糸がより少なく露出した面が噛合面５の表面に露出するように貼着する。歯付きベルトの噛合面５に基布２を貼着するには、図２及び図３について説明したと同様の方法をとることができる。
本発明においては、基布２を構成するよこ糸として、同一の仮撚り方向に仮撚りされた複数の仮撚り加工糸を引き揃えるか、又は合撚した糸条を使用し、これと適宜のたて糸とで両面綾織組織で織成して基布２を形成しているので、前述のようによこ糸を構成する仮撚り加工糸が片面に偏って露出し、その面に捲縮した繊維が多く突出する。そして当該仮撚り加工糸が多く露出した面をゴム４に接着させるので、多くの捲縮繊維がゴム４との絡みを生じる。さらに仮撚り加工糸をその仮撚り方向とは逆方向に合撚している場合には、仮撚りの撚り戻りによって繊維はさらに激しく捲縮して嵩高となっている。そのため基布２とゴム４とは強いアンカー効果により接合し、接着力が向上することとなり、屈曲により基布２が噛合面５から剥がれることがなく、歯付きベルトの耐久性が大幅に向上する。
また基布２の外部に露出した面には、捲縮繊維が殆ど突出することがなく、明瞭な綾筋が現れて凹凸が形成される。そのため歯付きベルトの噛合面５には基布２の凹凸がそのまま現れることとなり、プーリーと接触したときにはそのプーリーと歯付きベルトとの間に挟まれた空気が凹凸を通じて逃げ、また歯付きベルトがプーリーから離脱するときには凹凸を通じて空気が供給されるため、噛合や離脱に際しての騒音が低下する。
産業上の利用の可能性
本発明によれば、基布２とゴム４とは強いアンカー効果により接合して接着力が向上し、屈曲により基布２が噛合面５から剥がれるようなことがなく、歯付きベルトの耐久性が大幅に向上する。また本発明によれば、歯付きベルトの噛合面に形成される凹凸により、駆動時に歯付きベルトの歯とプーリーの歯との間で生じる騒音が大幅に低減され、静粛に駆動することが可能となる。
従って本発明による歯付ベルトは耐久性、静粛性が要求される自動車用エンジン等の用途において極めて有用である。
実施例
［実施例１］
基布のたて糸としては、ナイロン６６の２１０ｄ／３５ｆのマルチフィラメント糸を使用した。
また基布のよこ糸としては、ナイロン６６の７０ｄ／３４ｆのマルチフィラメント糸を、２３０℃に加熱しつつＳ方向に２７００Ｔ／ｍの仮撚りを施した仮撚り加工糸を２本引揃え、これを３組合わせてＺ方向に１００Ｔ／ｍの撚りを施した糸条を使用した。
以上のたて糸及びよこ糸を使用して、たて糸密度＝８６本／inch、よこ糸密度＝８５本／inchで、２／２綾織組織で織成して基布を形成した。この基布は仮撚り加工糸が基布の片面に偏って露出し、その面から多数の捲縮繊維が突出しており、その逆の面には捲縮繊維が殆ど突出しておらず、綾筋の方向に明瞭な凹凸が現れていた。
この基布に接着剤処理を施し、その仮撚り加工糸が露出した面がゴムに接するように配置して、歯ピッチ９．５２５mm、歯数９２、幅１９mmの歯付きベルトを成型した。
［実施例２］
前記実施例におけるよこ糸の構成において、合撚の撚り方向をＳ方向とした以外は実施例と同様に操作して、歯付きベルトを成型した。
［比較例１］
前記実施例１において形成した基布を、実施例とは表裏逆になるように配置して歯付きベルトを成型した。
［比較例２］
前記実施例におけるよこ糸の構成において、仮撚り加工糸の仮撚り方向を、Ｓ方向のものとＺ方向のものとを２本引揃えた以外は、実施例１と同様に操作して歯付きベルトを成型した。
［試験方法］
以上の各実施例及び比較例の歯付きベルトについて、基布２と噛合面５との接着力、歯付きベルトの走行耐久性及び、歯付きベルト走行時の騒音レベルについて試験した。
接着力：各実施例及び比較例の歯付きベルトについて、ショッパー式引張り試験機により、基布２とゴム４とを歯付きベルトの長さ方向に剥離し、その剥離強度を測定した。
走行耐久性：各実施例及び比較例の歯付きベルトを図４に示す試験機に装着して駆動し、その噛合面の表面状態を観察して、歯付きベルトの耐久時間を測定した。耐久走行の停止条件は、クラックの発生又は噛合面の異常摩耗をもって停止した。
図４に示す試験機は、歯数２０の原動プーリー７と、歯数４０の被動プーリー８とが、２８５mmの間隔を隔てて配置されており、その両プーリー７，８間に歯付きベルト１４を掛渡し、その歯付きベルト１４の背面にアイドラープーリー９により一定のテンションを加えつつ、原動プーリー７を６０００rpmで回転するようになっている。そしてこの試験機はボックス１０内に収納され、熱風を吹込んでボックス１０内を１００℃に加熱し、加熱雰囲気中で促進試験を行うことができるようになっている。
騒音レベル：ファイアリングエンジンに歯付きベルトを取り付け、張力が２０〜２５kgfとなるように装着し、騒音計をプーリー噛出部前方５０mmに設置して、エンジンの回転数３０００rpmで駆動しつつ、騒音を測定した。
試験の結果を表１に示す。

以上の試験結果からも判るように、本発明の歯付きベルト（実施例１及び実施例２）は耐久性に優れており、かつ騒音レベルが低く、長時間に亘って静粛に駆動することができる。これに対し従来の歯付きベルトは比較例２に示されるように、基布とゴムとの接着力が低く、走行試験でもクラックは微小ではあるが多数発生して本発明のものに較べて耐久性が劣っており、また騒音レベルも高い。さらに本発明と同じ基布を使用した場合においても、表裏を本発明と逆にした場合においては、比較例１に示すように、耐久性、騒音レベル共に大幅に劣ったものとなる。
すなわち、本発明の構成によりはじめて、耐久性、騒音レベル共に優れた歯付きベルトを得ることができる。

Claims (4)

1. 噛合面（５）に沿って基布（２）を貼着した歯付きベルトにおいて、基布（２）の歯付きベルトの長さ方向に延びる糸条が、同一の仮撚り方向に仮撚りされた複数の仮撚り加工糸を、その仮撚り方向とは逆方向に合撚したものであり、該糸条とこれに交差する糸条とを両面綾織組織で織成して基布（２）を形成し、該基布（２）における前記仮撚り加工糸がより少なく露出した面が表面に露出するようにしたことを特徴とする、前記歯付きベルト（但し、歯付きベルトの長さ方向に延びる糸条が、１９０回／ｍ以上の撚り回数で合撚したものである基布を貼着した歯付きベルトを除く）。
2. 噛合面（５）に沿って基布（２）を貼着した歯付きベルトにおいて、基布（２）の歯付きベルトの長さ方向に延びる糸条が、同一の仮撚り方向に仮撚りされた複数の仮撚り加工糸を、引き揃えたものであり、該糸条とこれに交差する糸条とを両面綾織組織で織成して基布（２）を形成し、該基布（２）における前記仮撚り加工糸がより少なく露出した面が表面に露出するようにしたことを特徴とする、前記歯付きベルト。
3. 歯付きベルトの噛合面に沿って貼着される歯付きベルトの長さ方向に延びるよこ糸を有する織布において、同一の仮撚り方向に仮撚りされた複数の仮撚り加工糸を、その仮撚り方向とは逆方向に合撚した糸条と、該糸条とこれに交差する糸条とを両面綾織組織で織成した、表裏面で糸の露出状態が異なり、前記仮撚り加工糸がより少なく露出した面が表面に露出するように用いることを特徴とする、前記織布（但し、歯付きベルトの長さ方向に延びる糸条が、１９０回／ｍ以上の撚り回数で合撚したものである織布を除く）。
4. 歯付きベルトの噛合面に沿って貼着される歯付きベルトの長さ方向に延びるよこ糸を有する織布において、同一の仮撚り方向に仮撚りされた複数の仮撚り加工糸を、引き揃えた糸条と、該糸条とこれに交差する糸条とを両面綾織組織で織成した、表裏面で糸の露出状態が異なり、前記仮撚り加工糸がより少なく露出した面が表面に露出するように用いることを特徴とする、前記織布。

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