JP4398083B2

JP4398083B2 - Toothed belt

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Publication number: JP4398083B2
Application number: JP2000363925A
Authority: JP
Inventors: 正邦吉田
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: JP2002168301A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車の内燃機関のオーバーヘッドカムシャフトの駆動に用いられる歯付ベルトに関し、特に高負荷伝達性と耐屈曲疲労性、しかも耐摩耗性及び耐熱性に優れた歯付ベルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エンジンのカム軸及びインジェクションポンプの駆動用歯付ベルト（タイミングベルト）においては、エンジンの高出力化やエンジンルームのコンパクト化に伴い使用条件が従来より一層厳しくなり、更なる耐久性の向上が要求されてきている。また、一般産業用機械の同期伝動を必要とする動力伝達用歯付ベルト、小型機械に用いられる正確な位置決め精度を要求される搬送用歯付ベルトにおいては、ベルトの取り替え周期の延長が要求されるようになっている。
【０００３】
このような歯付ベルトの故障形態は、心線の疲労によるベルトの切断と過負荷や歯布摩耗による歯欠けに大別される。心線の疲労による切断に対しては、アラミド心線や高強度ガラスの細径心線の使用、耐熱性に優れる水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）組成物の使用、エンジン側の改良としてベルト張力を始動時及び走行時共に一定に保つオートテンショナーの使用などにより改良され、切断故障の発生は減少している。
【０００４】
しかし、歯欠けの発生については、高強力タイプのナイロン６−６、アラミド繊維を使用した歯布の使用などの対策が施されているものの、未だ十分ではない。そこで、歯布を被覆した歯付ベルトの耐歯欠け性を更に向上させるために、歯布表面の低摩擦係数化を図ることが有力視されている。ＥＰ０６６２５７１Ｂ１には、歯布の織物層の外側にフッ素樹脂を含むポリマーマトリックス層を吹き付け又は塗布によりコーティングする歯付ベルトが提案されている。このフッ素樹脂は、特殊なポリマーマトリックス内に境界層無しに結合されている。そして、このポリマーマトリックスを歯布に結合させる。しかしながら、フッ素樹脂がポリマーマトリックスに強固に結合されているため、フッ素樹脂がマトリックスに囲われたままになって、フッ素樹脂による摩擦係数低減作用が十分発揮できなくなるという問題点があった。また、ポリマーマトリックスの材質的制限から、含有できるフッ素樹脂量が少なく、ポリマーマトリックス層の厚みも薄くなり、フッ素樹脂による耐歯欠け性の向上が十分ではないという問題点があった。
【０００５】
また、特開平７−１５１１９０号には、歯布の表面及び内部に繊維化したフッ素樹脂を含むゴム混合物を含浸させ、歯布の裏面を接着層を介してベルト本体のゴム層に結合する歯付ベルトが提案されている。ゴム混合物中のフッ素樹脂を混練工程等により繊維化するのは、ゴム混合物中のフッ素樹脂が異物化してゴム混合物の強度を低下させないためである。しかし、ゴム混合物中で繊維化したフッ素樹脂は、摩擦面に露出する機会が少なく、フッ素樹脂による摩擦係数低減作用が十分ではなくなるという問題点があった。また、フッ素樹脂を繊維化して異物化させずに強度を維持するために、歯布に含浸させるゴム１００質量部に対して１〜３０質量部程度のフッ素樹脂しか含有させることができず、耐歯欠け性の向上が十分ではないという問題点があった。
【０００６】
また、ＯＨＣ軸駆動用の歯付ベルトは、自動車のエンジンルームという高温下において、高速でかつ高負荷で走行される。しかも、内燃機関の高性能化に伴い、歯付ベルトは、狭小なスペースに配置され、小径のプーリに巻き掛けられて走行されている。歯付ベルト内には、通常、幅方向に所定の間隔をあけて、心線が配設されているが、プーリ径が小さくなると、該心線はプーリに沿うように屈曲されて走行される為、十分な可撓性及び柔軟性を有していないと短時間の走行により破断するおそれがある。従来、歯付ベルトの心線は、例えば特開昭６２−１５９８２７号公報に開示されているように、Ｅガラス繊維（汎用性無アルカリガラス繊維）フィラメントを束ねて撚り合わせて使用されている。従来の心線は通常、直径９μｍのＥガラス繊維フィラメントを、通常、レゾルシン・ホルマリン樹脂ラテックス混合物（以下ＲＦＬという）にて含浸処理して得たストランドを、撚り合わせ条件３／１３（ガラス繊維フィラメントを束ねたストランド３本を下撚りして子縄を形成し、１３本の子縄を上撚りすること）で撚り合わせたもの等が使用されている。
【０００７】
このような従来の心線を用いた歯付ベルトでは、近年の内燃機関の高性能化による厳しい条件に対応できなくなりつつあり、歯付ベルトの寿命が短くなる傾向にある。このため、近時、内燃機関自体の性能が向上し、寿命も長くなりつつあるのに対し、歯付ベルトは寿命がそれほど向上せず、例えばＯＨＣ駆動用に用いられる歯付ベルトの取り替えは従来よりも頻繁に行わなければならない。また、歯付ベルトを高温下で、径が小さいプーリの外径に沿って高速回転させれば、心線を構成する繊維同士の摩擦による発熱が歯付ベルト内部に蓄積し、帆布とゴムの接着、帆布自体への悪影響、ゴム自体への悪影響を与える為、歯付ベルトの寿命を著しく低下させるという問題もある。
【０００８】
そこで、実公平５−４４６０７にあるように、直径６〜８μｍの直径の高強度ガラス繊維フィラメントをＥガラス繊維と同様にＲＦＬ処理した後、束ねてストランドを形成し、所定本のストランドを７．２〜８．８回／１０ｃｍの撚り数にて上撚りしてなる心線を有する歯付ベルトが見出された。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、近年内燃機関がより高性能となり、さらに高負荷となるとともに歯付ベルトはより狭小なスペースに配置されるようになってきた。このことより上記６〜８μｍの直径の高強度ガラス繊維フィラメントを束ねてストランドを形成した後、所定本のストランドを７．２〜８．８回／１０ｃｍの撚数にて下撚りして５００〜８００本のフィラメントを有する子縄を形成し該子縄９〜１２本を逆方向へ７．２〜８．８回／１０ｃｍの撚り数にて上撚りしてなる心線を用いた歯付ベルトを使用しても、高負荷で使用された場合心線の伸びが発生し、ベルトが伸びることでプーリとのかみ合いが悪くなり、ベルト歯の異常摩耗により早期歯欠けが発生した。さらに通常の負荷でもベルト幅を細くした場合、単位幅当りに掛かる負荷が大きくなり、同様に早期歯欠けが発生した。
さらに、歯布として従来ナイロン製の歯布を使用していたが、高負荷で使用する場合、ベルトの初張力を高張力で設定するためにナイロン製では耐摩耗性が不足し、早期に歯底摩耗が発生し、やがて歯欠けによるベルト寿命となっていた。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、長手方向に沿って所定間隔で配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部を有し、上記歯部の表面に繊維材料からなる歯布を被覆した歯付ベルトにおいて、前記繊維材料に、フッ素樹脂粉末又はフッ素樹脂粉末以外の減摩材を摩擦係数低減作用が発揮されやすい形態にして大量に含有させ、前記繊維材料の摩擦抵抗を長期にわたって低減させる歯付ベルトを提供することを目的とする。
また、ベルトに高負荷がかかる場合、又、エンジンルームのコンパクト化の為にベルト幅を小さくする場合等に、ベルトの歯とプーリの歯溝がかみ合い不良を起こさず、耐久性の優れた歯付ベルトを提供することも目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ベルト本体に被覆される繊維材料に、樹脂系接着成分と、ゴム成分と、フッ素樹脂粉末を含む粉末減摩材との混合物を含浸付着させて、フッ素樹脂粉末を前記繊維材料の表裏面及び繊維間に集束させ、多量のフッ素樹脂粉末を含有させることができるとともに、フッ素樹脂粉末が摩擦面に対して露出する機会が増大し、フッ素樹脂粉末による摩擦係数低減作用を確実に発揮できる、という知見を得て完成されたものである。
【００１２】
すなわち、本件発明は、長手方向に沿って所定間隔で配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部を有し、上記歯部の表面に繊維材料からなる歯布を被覆した歯付ベルトにおいて、前記繊維材料の表裏面及び繊維間に、少なくともフッ素樹脂粉末を含む粉末状減摩材が集束するように、樹脂系接着成分と、ゴム成分と、前記フッ素樹脂粉末を含む粉末状減摩材とが前記繊維材料の表裏面及び繊維間に含浸付着されており、前記繊維材料の表面にイソシアネート化合物を含んだゴム配合物を第１ゴム層として形成し、更にその表面にフッ素樹脂粉末又はフッ素樹脂粉末以外の減摩材を配合した第２ゴム層を形成し、そして前記心線が直径５〜１０μｍの高強度ガラス繊維フィラメントを束ねてストランドを形成し、ストランドを集めて下撚した子縄を形成したのち、該子縄を集めて逆方向へ所定の撚数にて上撚してなる直径が１．１〜１．５ｍｍである心線を有することを特徴とする歯付ベルトである。
【００１３】
請求項１に記載された発明によると、前記繊維材料の表裏面及び繊維間に、少なくともフッ素樹脂粉末を含む粉末状減摩材が集束するように、樹脂系接着成分と、ゴム成分と、前記フッ素樹脂粉末を含む粉末状減摩材とが前記繊維材料の表裏面及び繊維間に含浸付着されており、さらに前記心線が直径５〜１０μｍの高強度ガラス繊維フィラメントを束ねてストランドを形成し、ストランドを集めて下撚した子縄を形成したのち、該子縄を集めて逆方向へ所定の撚数にて上撚してなる直径が１．１〜１．５ｍｍである心線を有する歯付ベルトとすることによって、前記歯布の繊維材料の内部迄大量のフッ素樹脂粉末を含んだゴム成分及び樹脂系接着成分を位置させることができ、ベルト走行中の摩擦係数を走行中継続して低減させることができ、さらにベルトの引張り強さ及びベルトの引張弾性率が上昇し高負荷又はベルト幅に対して過剰な負荷で走行させてもベルト伸びが発生することなく、長時間走行してもベルトとプーリの良好なかみ合いを保ち、早期寿命となることはない。
【００２１】
更に、請求項１に記載の発明によると、前記第１ゴム層を含浸形成した前記繊維材料に、さらにフッ素樹脂粉末又はフッ素樹脂粉末以外の減摩材を配合した第２ゴム層を形成させた歯付ベルトであることから、第２ゴム層は摩擦係数低減効果を有する表層として機能する。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、前記減摩材がグラファイトである請求項１に記載の歯付ベルトにある。
【００２３】
請求項２に記載の発明によると、前記減摩材としてグラファイトを使用することにより、グラファイトはゴム成分との馴染みも良く、耐久性を有した減摩材として有効である。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、前記第１ゴム層及び前記第２ゴム層のゴム成分が、前記ベルト本体の前記ゴム配合物と同種である請求項１または２に記載の歯付ベルトにある。
【００２５】
請求項３に記載の発明によると、前記第１ゴム層及び前記第２ゴム層のゴム成分が、前記ベルト歯部の前記ゴム配合物と同種であることから、第１ゴム層と第２ゴム層間の接着性が良く、剥離等を起こさない。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、ベルトの歯底面から心線の中心に到る距離であるＰＬＤが０．７５〜１．００ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載の歯付ベルトである。
【００２７】
請求項４に記載の発明によると、ＰＬＤを０．７５〜１．００ｍｍに保つことによって心線の直径が大きくなった場合でも歯布の厚みを薄くする必要が無く、歯布が早期に摩滅するという不具合は発生しない。
【００２８】
請求項５に記載の発明は、上記歯布が少なくとも緯糸中にアラミド繊維を含んだ請求項１〜４のいずれかに記載の歯付ベルトにある。
【００２９】
請求項５に記載の発明によると、上記歯布が少なくとも緯糸中にアラミド繊維を含んだ歯付ベルトにあることから、歯布が早期に摩滅することはなく、早期寿命となることはない。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、歯付ベルトの歯面に被覆された繊維材料（歯布）の拡大断面図であり、図２は、歯付ベルトの構造を示す斜視図であり、図３は歯付ベルトの歯面に被覆された繊維材料（歯布）の断面の拡大写真を示す図である。
【００３３】
図２において、歯付ベルトＡは、長手方向に沿って所定間隔で配置した複数の歯部３と、歯部３と連続する背部２と、背部２に埋設された心線１と、歯部２の表面に被覆された歯布４とを有する構造である。背部２と歯部３は、ゴム配合物９で形成されたベルト本体を構成する。また、歯布４は、ベルトの長手方向に延在する緯糸７と、ベルトの幅方向に延在する経糸８とを織成して成る繊維材料を基材として構成される。
【００３４】
図１に示されるように、歯付ベルトに於ける歯布４は、緯糸７と経糸８とを織成してなる繊維材料の表面と裏面と繊維間にフッ素樹脂粉末が集束するように、ゴム成分２１と、樹脂系接着成分２２と、フッ素樹脂粉末２３とからなる混合物２４が含浸形成され、好ましくは第１層として第１ゴム層５が更に形成され、より好ましくは第２層として第２ゴム層６が更に形成されてなる。
【００３５】
心線１は、従来使用されているＥガラス繊維フィラメント（汎用性無アルカリガラス繊維フィラメント）に替えて、高強度ガラス繊維フィラメントを所定条件に撚り合わせて使用される。高強度ガラス繊維は、Ｅガラス繊維に比べ、ＳｉＯ₂成分、Ａｌ₂Ｏ₃成分、ＭｇＯ成分の含有割合を増加させて、ＣａＯ成分、Ｂ₂Ｏ₃成分の含有割合を減少させたガラス繊維である。その成分表は表１に示す。その結果、表２に示すように、Ｅガラス繊維に比べて、引張り強さ、引張り弾性率が著しく向上する。このようなガラス繊維を高強度ガラス繊維という。高強度ガラス繊維としては、Ｕガラス繊維（日本硝子(株)）、Ｔガラス繊維（日東紡績(株)）、Ｒガラス繊維（ＶｅｔｒｏｔｅｘＳａｉｎｔＧｏｂａｉｎ社）、Ｓガラス繊維（ＯｗｅｎｓＣｏｒｎｉｎｇＦｉｂｅｒｇｌａｓｓ社）等が挙げられる。
【００３６】
【表１】

【００３７】
【表２】

【００３８】
本発明の歯付ベルトにおける心線１は、このような高強度ガラス繊維を用いた比較的細径である直径５〜１０μｍ、好ましくは７μｍのフィラメントを５００〜８００本程度束ねて６〜１６回／１０ｃｍで下撚りすることにより子縄を製造した後、このようにして得られた子縄を、１５〜２５本束ねて、５〜１０回／１０ｃｍの撚り数にて上撚りして直径１．１〜１．５ｍｍの心線が形成される。上撚り数は、下撚り数の０〜１０％減が好ましい。
ここで、高強度ガラス繊維のフィラメント径が５μｍ未満では紡糸や接着処理をしにくく工数が増える。一方上記フィラメント径が１０μｍを越えるとベルト走行時に耐屈曲疲労性が極端に低下する。
上記下撚り数が６回／１０ｃｍ未満ではガラス繊維間に水が入り易くなる為耐水性が劣り、一方１６回／１０ｃｍを越えると心線強力が低下する。
上撚り回数は、５回／１０ｃｍ未満ではベルトの耐屈曲疲労性に劣り、１０回／１０ｃｍを越えると高負荷で走行させた場合、心線の伸びが大きくなる為、プーリとのかみ合いが悪くなり、歯欠けを起こし易くなる。一方、心線径が１．５ｍｍを越えると、プーリのＰＬＤに比べてベルトのＰＬＤが大きくなりすぎベルトのかみ合い状態が多角形となりベルトの耐屈曲疲労性が低下し、ベルト寿命が短くなる。
【００３９】
また、自動車用歯付ベルトでは所定の張力を受けて走行している時の仮想ピッチライン上で通常８．０ｍｍと９．５２５ｍｍの長さの歯部ピッチを有している。そのときの仮想ピッチラインとは、ベルト歯部とプーリ溝部とがかみ合った状態で、ベルト歯底面からピッチライン迄の距離（ＰＬＤ値）が０．６８６ｍｍに設定された仮想の距離である。
【００４０】
ここで、ＰＬＤは下記のように測定される。
ベルトを幅方向に歯と平行にかつ歯底部の中央に沿って鋭利な刃物でカットして投影機等により拡大して歯底面からの心線の下端と上端までの距離を求め次式によりＰＬＤを求める。

ベルトの幅方向に打ち込まれている全ての心線（両端の部分的にカットされている心線を除く）の位置にて測定し、その平均値をそのベルトの測定位置でのＰＬＤとする。さらにベルトの長さ方向でベルト１本の中のＰＬＤの値に差がある場合を考慮すると、少なくとも等分に分割される３箇所を同様に測定して総平均値で測定するベルトのＰＬＤとすることが望ましい。
【００４１】
そこで、ベルトの断面寸法では、ＰＬＤである歯底面から心線中心迄の距離が走行時に０．６８６ｍｍになるように設定されるのが通常で、無張力下では上記ＰＬＤは０．６８〜０．７２ｍｍであった。
【００４２】
しかし、本発明における直径が１．１〜１．５ｍｍの高強度ガラス心線を使用すると、上記のようにＰＬＤ値を０．６８〜０．７２ｍｍに設定するよりもさらにＰＬＤ値を０．７５〜１．００ｍｍに設定する方が歯布の厚みが薄くなることがない為に歯布が摩滅しにくくなり歯付ベルトの寿命も延びる。ここで、ＰＬＤ値が０．７５ｍｍよりも小さい場合は、歯布が薄くなり歯布摩滅が起こり歯付ベルトの寿命が短くなる可能性がある。一方、ＰＬＤ値が１．００ｍｍを越えると、ベルト歯とプーリ溝とのかみ合いが悪くなり、歯欠け或いは歯部亀裂等の不具合が発生する。
【００４３】
ゴム成分２１は乳化重合で得られたゴムラテックスを加熱し乾燥して得られたゴム固形物であり、樹脂系接着成分２２はレゾルシンとホルマリンの初期縮合物である。前記ゴム成分２１と樹脂系接着成分２２は、レゾルシン−ホルマリン−ゴムラテックス（ＲＦＬ）処理液を乾燥、加熱した後に残る固形分である。
【００４４】
樹脂系接着成分２２は緯糸７及び経糸８の繊維に接着している。また、ゴム成分２１と樹脂系接着成分２２とで構成されるマトリックス中にはフッ素樹脂粉末２３が分散して混合されている。そして、フッ素樹脂粉末２３とゴム成分２１及び樹脂系接着成分２２とは結合されておらず、フッ素樹脂粉末２３の周囲の全部又は一部に隙間が形成されている。
【００４５】
図３は、本発明の歯付ベルトの歯布の一部の拡大写真を示す図である。この図３により、フッ素樹脂粉末が各繊維の回りに集束している状態を詳細に説明する。図３より、フッ素樹脂粉末２３を含むゴム成分２１と樹脂系接着成分２２とからなる混合物２４が各繊維の表面に付着しているのが判る。この結果、フッ素樹脂粉末２３が繊維材料の表裏面及び繊維間に集束することができ、歯布４の摩擦係数を低減させることができる。なお、符号５は第１ゴム層を示す。
【００４６】
歯布４の緯糸７、経糸８等を形成する繊維材料の材質としては、それぞれナイロン、アラミド、ポリエステル、ポリベンゾオキサゾール、綿等の何れか又はこれらの組み合わせが採用できる。繊維の形態は、フィラメント糸及び紡績糸の何れでも良く、単独組成の撚糸又は混撚糸、混紡糸の何れであっても良い。混合物２４のフッ素樹脂粉末２３、ゴム成分２１や樹脂系接着成分２２が各繊維の間にまで含浸できる程度の太さのものが集まった繊維が好ましい。歯付ベルトの場合、使用環境と要求寿命により、ナイロン、アラミド等が使用される。ＶベルトやＶリブドベルトの場合、通常綿糸、綿とポリエステルの混紡糸が使用されるが、特に高い使用温度又は及び高負荷である場合には、ポリベンゾオキサゾール繊維、ポリエチレンナフタレート等も使用される。
【００４７】
また、織成構成は綾織り、繻子織り、平織り等何れでもフッ素樹脂粉末２３を大量に含ませることができる。フッ素樹脂粉末２３が分散した混合物２４が繊維材料の表裏面及び内部に効果的に含浸付着するためには、混合物２４が繊維材料の表裏面及び内部で互いに連通状態になる程度に、糸の太さや密度を選択する。
【００４８】
ゴム成分２１と樹脂系接着成分２２とフッ素樹脂２３とからなる混合物２４は、レゾルシン−ホルマリン−ゴムラテックス（以下、ＲＦＬと略記する）処理液に、フッ素樹脂粉末を分散混合したものを、繊維材料を浸漬し、乾燥後加熱することにより形成することが好ましい。
【００４９】
前記ＲＦＬ処理液は、レゾルシンとホルマリンの初期縮合物とゴムラテックスとを混合したものであり、この場合レゾルシンとホルマリンのモル比は３／１〜１／３にすることが接着力を高めるうえで好適である。また、レゾルシンとホルマリンの初期縮合物は、これをゴムラテックスのゴム分１００重量部に対してその樹脂分が５〜５０重量部になるようにゴムラテックスと混合したうえ、フッ素樹脂粉末を含む全固形濃度を１０〜４０％濃度に調節する。
【００５０】
ゴム成分２１を形成するゴムラテックスとしては、スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体（ＶＰ）、スチレンブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、クロロプレン（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、水素添加ＮＢＲ（Ｈ−ＮＢＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、天然ゴム等の一種又は二種以上のブレンド物が使用される。
【００５１】
自動車用歯付きベルトであって、使用環境が１００℃以上の高温で、１５０，０００ｋｍ以上の長寿命を要求される場合、ベルト本体にＨ−ＮＢＲが使用されるが、歯布に含浸付着されるＲＦＬ処理液には、Ｈ−ＮＢＲとＣＳＭのラテックスと、ＶＰラテックスとの通常のブレンド物を使用すると、長寿命を達成できる。一方、一般産業用Ｖベルトであって、ベルト本体に天然ゴム及びＳＢＲを使用している場合、ベルト背面を被覆する背布に含浸被覆されるＲＦＬ処理液には、ＶＰラテックス、ＳＢＲラテックス及びこれらのブレンド物を使用することができる。
【００５２】
前述したゴム成分２１や樹脂系接着成分２２とも結合しないフッ素樹脂粉末２３は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリトリフルオロエチレン、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、テトラフルオロエチレン−パ−フルオロアルコキシエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体の一種以上である。フッ素樹脂粉末２３中のフッ素原子数の割合が多い程、摩擦係数低減効果は大きい。そのため、同量の繊維材料への付着量を前提とした場合、上記フッ素樹脂粉末２３の中ではポリテトラフルオロエチレンが最も摩擦係数低減の効果が大きく歯欠け寿命が長い。しかし、他のフッ素樹脂粉末も分子内のフッ素原子数の割合にほぼ比例してその効果がある。
【００５３】
このようなフッ素樹脂粉末２３は、前記ＲＦＬ処理液中のゴム成分１００重量部に対して３０〜２００重量部（より好ましくは５０〜２００重量部）添加し、均一に分散させた処理液とすることが好ましい。また、処理液に繊維材料を浸漬し乾燥させ、浸漬前の繊維材料の重量に対して、フッ素樹脂粉末を含む固形の混合物２４が５〜４０％の付着量となるように調整することが好ましい。３０重量部未満又は５％未満のフッ素樹脂粉末であると、繊維材料に絡むフッ素樹脂粉末の総量が少なく、摩擦係数低減効果が認められにくくなる。３００重量部を越える又は４０％を越えるフッ素樹脂粉末であると、繊維材料に絡むフッ素樹脂粉末の総量が多すぎ、繊維材料のベルト本体等への接着性が低下し、ベルト性能の低下を来す。
【００５４】
また、前記ＲＦＬ処理液中には、フッ素樹脂粉末以外の粉末状減摩材も同時に使用してもよい。前記粉末状減摩材としては、層状構造のグラファイト、二硫化モリブデン、ガラスビーズ、セラミック粉末、球状フェノール樹脂粉末及びアラミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリベンゾオキサゾール、繊維のカット糸又は粉末の一種以上が例示できる。特にグラファイトはゴム成分との馴染みもよく、ベルトの耐久性をより向上させる。
そして、前記粉末状減摩材は、前記ＲＦＬ処理液中のゴム成分１００重量部に対して３０〜２００重量部であり、フッ素樹脂粉末の添加量を多くすることが好ましい。しかし、フッ素樹脂粉末と粉末状減摩材の混合比率には、特に制限はない。
【００５５】
前記混合物の繊維材料への付着量を測定する方法は、浸漬処理前の繊維材料の質量を秤量し質量（Ｗ１）を計り、次にフッ素樹脂粉末を分散させたＲＦＬ処理液に繊維材料を浸漬し、その後繊維材料をオーブンに入れ質量が一定になる迄乾燥を続け、最終質量（Ｗ２）を計り、式（（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１）×１００（％）で算出する方法である。
【００５６】
繊維材料の内部まで大量のフッ素樹脂粉末２３を絡ませるためには、粉砕又は造粒により粉粒状となったフッ素樹脂粉末を用い、その平均粒子径が１００μｍ以下（より好ましくは１０μｍ以下）になったものを用いることが好ましい。１００μｍを越えると、ＲＦＬ処理液中にフッ素樹脂粉末が沈降し均一に分散しにくくなり、更に混合物内におけるフッ素樹脂粉末の表面積が減少して摩擦係数低減効果が少なくなるからである。このような観点から、フッ素樹脂粉末は出来るだけ小さい粒径のもの例えば１０μｍ以下のものが好ましい。
【００５７】
フッ素樹脂粉末を分散させたＲＦＬ液にて処理された繊維材料の表面に対して、必要に応じてゴム糊を付着させることができる。図１の例では、イソシアネート化合物を含んだゴム配合物の第１ゴム糊を第１ゴム層５として付着させ、更にフッ素樹脂粉末又はフッ素樹脂粉末以外の減摩材を配合したゴム配合物の第２ゴム糊を第２ゴム層６として付着させている。なお、前記第１ゴム層５は省略可能であり、第２ゴム層６をフッ素樹脂粉末を含むＲＦＬ処理液で処理された繊維材料の表面に形成することもできる。
或いは第２ゴム糊としてイソシアネート化合物さらにはフッ素樹脂粉末又はフッ素樹脂粉末以外の減摩材を配合したゴム配合物の第２ゴム層６をフッ素樹脂粉末を含むＲＦＬ処理液で処理された繊維材料の表面に形成することもできる。
【００５８】
第１ゴム層５は、接着力を高める中間層として機能し、イソシアネート化合物が接着成分として作用する。そのため、ベルト本体と同種のゴム成分を有する第１ゴム糊を採用できる。この第１ゴム糊は、ベルト本体と同種のゴム配合物をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエン等の溶剤に溶解させ、イソシアネート化合物を添加して処理液とし、この処理液を塗布した後乾燥固化することにより形成される。前記処理液で使用するイソシアネート化合物としては、例えば４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレン２，４−ジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ポリアリールポリイソシアネート（例えば商品名としてＰＡＰＩがある）等がある。このイソシアネート化合物もトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合して使用される。また、上記イソシアネート化合物にフェノール類、第３級アルコール類、第２級アルコール類等のブロック化剤を反応させてポリイソシアネートのイソシアネート基をブロック化したブロック化ポリイソシアネートも使用可能である。
【００５９】
第２ゴム層６は、摩擦係数低減効果を有する表層として機能し、フッ素樹脂粉末又はフッ素樹脂粉末以外の減摩材が配合されている。この第２ゴム層６は、第１ゴム層５と同様に、ベルト本体と同種のゴム配合物をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエン等の溶剤に溶解させ、フッ素樹脂粉末又はフッ素樹脂粉末以外の減摩材を添加して処理液とし、この処理液を塗布した後乾燥固化することにより形成される。フッ素樹脂粉末以外の減摩材としては、層状構造のグラファイト、二硫化モリブデン、ガラスビーズ、セラミック粉末、球状フェノール樹脂粉末及びアラミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリベンゾオキサゾール、繊維のカット糸又は粉末の一種以上が例示できる。特にグラファイトはゴム成分との馴染みもよく、耐久性を有した減摩材として有効である。
【００６０】
なお、ベルト本体を形成するゴム配合物の材質には特に制限はなく、使用条件に応じて適切なものが適宜選択される。自動車エンジン用及び各種エンジン用歯付ベルトの場合、耐熱性と耐油性を備えたＨ−ＮＢＲ、ＣＲ、ＣＳＭ等が使用される。一般産業用機械に用いる歯付ベルトには、Ｈ−ＮＢＲ、ＣＲ、ＣＳＭ以外に、ＮＢＲ、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、エチレンプロピレン共重合体（ＥＰＲ）、ＳＢＲ、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、フッ素ゴム、シリコンゴム等何れの場合も使用可能である。このような歯付ベルトの場合、図１で説明した歯布の使用が有効である。
【００６１】
また、一般産業用、自動車用のＶベルト、Ｖリブドベルトには、ＣＲ、Ｈ−ＮＢＲ、ＣＳＭ、ＮＲ、ＳＢＲ等のゴム配合物が使用される。このようなＶベルト又はＶリブドベルトでは、背面に背布が被覆される。この背布は、歯布と同様のＲＦＬ含浸付着処理を経た後、更にその表面にゴム糊にて処理、又はゴム用カレンダーロールで表面処理用ゴムをすり込むかコートすることにより作製される。その効果は、ベルト背面が駆動されるプーリ又はアイドラプーリと接触することによる磨耗性の改良による寿命の延長、更にベルト背面がプーリと接触するときの摩擦力が低減されることによる異音の低減である。
【００６２】
また、ベルト本体の内部に埋設される心線１に制限はなく、一般にはガラス心線及びアラミド心線が使用される。また、ポリベンゾオキサゾール、ポリパラフェニレンナフタレート、ポリエステル、アクリル、カーボン、スチールを組成とする撚コードの何れでも使用できる。ガラス心線の組成はＥガラス、Ｓガラス（高強度ガラス）何れでも良く、フィラメントの太さ及びフィラメントの収束本数及びストランド本数に制限されない。また、接着処理剤及び屈曲時のガラスフィラメントの保護材として使用されるサイジング剤、ＲＦＬ、オーバーコート剤等にも制限されない。一方、アラミド心線においても、材質の分子構造の違いや心線構成及びフィラメントの大きさや接着処理剤の違いによっても制限されない。他の組成からなる心線の撚コードについても同様に特別の制限はない。
【００６３】
上述した構成を有するベルトは、ベルトの歯面又は及び背面に被覆される繊維材料に、ゴム成分、樹脂系接着成分及びこれらと結合しないフッ素樹脂粉末を繊維材料の表裏面及び内部の繊維に極近い位置に位置させることにより、大量のフッ素樹脂粉末を繊維材料に分散させることができる。また、繊維材料中の樹脂系接着成分は、ベルト本体等の接着性を向上させるとともに、ゴム成分及び樹脂系接着成分と結合しないフッ素樹脂粉末の保持を確実にするという作用を有する。そのため、繊維材料に含浸付着させるゴム成分は、ベルト本体と同種である必要がなく、それぞれ使用条件に応じて適切なものに選択できる。
【００６４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、目的を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００６５】
表３に示す組成と構成の被覆用繊維材料として準備した。また表４に示すゴム配合物を混練した。また、表５に示すＲＦＬ処理液を調合した。また、表６に示すゴム糊の溶液を調合した。
【００６６】
【表３】

【００６７】
【表４】

【００６８】
【表５】

【００６９】
【表６】

【００７０】
実施例Ａ
表１の繊維材料を、フッ素樹脂粉末を含むＲＦＬ処理液に浸漬し、１２０℃にて乾燥後１８０℃にて２分間熱処理した。次に、表４のゴム配合物を、ＭＥＫ、トルエンに溶かした後にイソシアネート化合物としてポリアリールポリイソシアネート（商品名ＰＡＰＩ）を添加した処理液に、ＲＦＬ処理後の繊維材料を浸漬し、第１ゴム層を形成した。更に、表６の処理液配合表に従って、表４のゴム配合物にゴム配合物１００に対してノクラックＮＢＣ（老化防止剤）を２０重量部加え、ＭＥＫ、トルエンに前記ゴム配合物とノクラックＮＢＣとが前記混合液に対して約１５％となるような処理液とした上に、フッ素樹脂粉末又はグラファイト、二硫化モリブデン等を添加混合した処理液とした。この処理液に第１ゴム層を形成した繊維材料を浸漬し乾燥して第２ゴム層を形成してベルト本体被覆用の歯布とした。
【００７１】
次に、ベルト作製用金型に上記の歯布を巻き付け、表７のＳＺ撚一対のＲＦＬ及びイソシアネートにて接着処理された心線（ガラス繊維）を一定ピッチ（１．４ｍｍ）でスパイラルに一定張力で巻き付け、その上に表４の配合からなる２．５ｍｍのゴムシートを貼り付けた。更に、加硫缶に投入して通常の圧入方式により歯形を形成させた後１６０℃にて３０分加圧加硫して、ベルト背面を一定厚さに研磨し一定幅にカットして走行用歯付きベルトを得た。
【００７２】
【表７】

【００７３】
作製したベルトのサイズは、ベルト幅１５ｍｍ、ベルト歯形Ｙ（８．０ｍｍピッチ）、歯数１０５であり、通常１０５Ｙ１５と表示される。走行試験装置として、図４に示す駆動プーリ歯数１９、従動プーリ歯数３８にて駆動プーリ回転数７２００ｒｐｍ、従動プーリ負荷７．５ｋＷとし、初張力を３５０Ｎ、雰囲気温度を１３０℃に設定した高負荷、高張力、高温条件での耐久走行試験を実施した。その耐久試験における寿命時間と故障形態をベルトの構成と共に表８〜１０に示す。
【００７４】
【表８】

【００７５】
【表９】

【００７６】
【表１０】

【００７７】
【表１１】

【００７８】
実施例１〜３と比較例１とにおいて、ナイロン織物をＨ−ＮＢＲラテックスを使用しフッ素樹脂粉末（商品名フルオンＡＤ１）を添加したＲＦＬ処理液にて処理した場合、高負荷走行寿命時間が大幅に延びていることが判る。また、実施例１〜３において、繊維材料中のゴム成分１００重量部に対しフッ素樹脂粉末を３０〜２００重量部添加した場合、効果が顕著である。また、実施例１〜５、実施例１６と比較例１において、ＲＦＬ処理液に添加されるフッ素樹脂粉末の粒径は小さいものほど効果が大きく、実施例１６のように３５０μｍになると、何も添加しない比較例１よりも若干の効果が見られるが、ＲＦＬ処理液の分散が不十分となってその効果が粒径の小さい実施例１〜５に比べると小さくなる。また、実施例９と実施例１５において、フッ素樹脂粉末を含むＲＦＬ処理液の濃度を下げて含浸被覆、乾燥、熱処理後の歯布重量を処理前歯布の重量と比較して得られる付着量を６％及び４％に調整したが、６％では顕著な効果が得られるが、４％では若干の効果に留まることから、５％以上が好ましいことが判る。
【００７９】
実施例６〜８は、ＲＦＬ処理液のゴム成分を変更したものである。歯布のゴム成分がＶＰ、ＣＲ、ＣＳＭの何れであっても、効果が認められる。実施例１０〜１３は、フッ素樹脂粉末を含む歯布に更に、Ｈ−ＮＢＲ配合のゴム糊中に添加剤としてフッ素樹脂粉末とその他の減摩材を添加したゴム糊処理を施したものの効果を確認したものである。ゴム糊の添加物として、フッ素樹脂粉末、二流化モリブデン、グラファイト、アラミド繊維粉末を添加したものは、更にベルト寿命向上の効果がある。実施例１４〜１６と比較例２〜４については、歯布用織物の組成はアラミド、ポリエステル、ＰＢＯの何れの織物も、フッ素樹脂粉末を含むＲＦＬ処理液を含浸付着させたものは効果がある。また、ベルト本体のゴム配合物のゴム成分は、ＣＲ、ＣＳＭ、ＥＰＴの何れのゴム配合物でも効果が認められる。
【００８０】
また、心線径が大きい比較例５では心線劣化による切断が発生し、子縄数の少ない心線を用いた比較例６では心線の伸びが発生し、ベルト伸びからプーリとのかみ合いが悪くなり、異常摩耗が発生した。比較例７は子縄数が少なく、さらに心線径が小さい心線を使用した為に心線が伸び、さらにベルト伸びが発生しプーリとのかみ合いの悪さからベルトの異常摩耗、さらには歯欠けに到った。
【００８１】
【発明の効果】
上記構成の本件発明によると、前記繊維材料の表裏面及び繊維間に、少なくともフッ素樹脂粉末を含む粉末状減摩材が集束するように、樹脂系接着成分と、ゴム成分と、前記フッ素樹脂粉末を含む粉末状減摩材とが前記繊維材料の表裏面及び繊維間に含浸付着されており、さらに前記心線が直径５〜１０μｍの高強度ガラス繊維フィラメントを束ねてストランドを形成し、ストランドを集めて下撚した子縄を形成したのち、該子縄を集めて逆方向へ所定の撚数にて上撚してなる直径が１．１〜１．５ｍｍである心線を有する歯付ベルトとすることによって、前記歯布の繊維材料の内部迄大量のフッ素樹脂粉末を含んだゴム成分及び樹脂系接着成分を位置させることができ、ベルト走行中の摩擦係数を走行中継続して低減させることができ、さらにベルトの引張り強さ及びベルトの引張弾性率が上昇し高負荷又はベルト幅に対して過剰な負荷で走行させてもベルト伸びが発生することなく、長時間走行してもベルトとプーリの良好なかみ合いを保ち、早期寿命となることはないという効果が有る。
【００８５】
更に、請求項１に記載の発明によると、前記第１ゴム層を含浸形成した前記繊維材料に、さらにフッ素樹脂粉末又はフッ素樹脂粉末以外の減摩材を配合した第２ゴム層を形成させた請求項５に記載の歯付ベルトであることから、第２ゴム層は摩擦係数低減効果を有する表層として機能するという効果が有る。
【００８６】
請求項２に記載の発明によると、前記減摩材としてグラファイトを使用することにより、グラファイトはゴム成分との馴染みも良く、耐久性を有した減摩材として有効である。
【００８７】
請求項３に記載の発明によると、前記第１ゴム層及び前記第２ゴム層のゴム成分が、前記ベルト歯部の前記ゴム配合物と同種である請求項６又は７に記載の歯付ベルトであることから、第１ゴム層と第２ゴム層間の接着性が良く、剥離等を起こさないという効果が有る。
【００８８】
請求項４に記載の発明によると、ＰＬＤを０．７５〜１．００ｍｍに保つことによって心線の直径が大きくなった場合でも歯布の厚みを薄くする必要が無く、歯布が早期に摩滅するという不具合は発生しないという効果が有る。
【００８９】
請求項５に記載の発明によると、上記歯布が少なくとも緯糸中にアラミド繊維を含んだ歯付ベルトにあることから、歯布が早期に摩滅することはなく、早期寿命となることはないという効果が有る。
【００９１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の歯付ベルトの要部の構造を示す拡大断面図である。
【図２】本発明の歯付ベルトの全体構造を示す斜視図である。
【図３】本発明の歯付ベルトの歯布の一部の拡大写真を示す図である。
【図４】歯付ベルトの耐久性能測定装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１心線
２背部
３歯部
４歯布
５第１ゴム層
６第２ゴム層
７緯糸
８経糸
９ゴム配合物
１１，１２境界面
１５心線
２１ゴム成分
２２樹脂系接着成分
２３フッ素樹脂
２４混合物[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toothed belt used, for example, for driving an overhead camshaft of an internal combustion engine of an automobile, and more particularly to a toothed belt excellent in high load transmission, bending fatigue resistance, wear resistance and heat resistance.
[0002]
[Prior art]
With regard to camshafts for automobile engines and toothed belts (timing belts) for driving injection pumps, the use conditions have become more severe than before due to higher engine output and smaller engine rooms, and further improved durability. Has been required. In addition, for toothed belts for power transmission that require synchronous transmission of general industrial machines, and for toothed belts for conveyance that require accurate positioning accuracy used in small machines, extension of the belt replacement cycle is required. It has become so.
[0003]
Such a failure mode of the toothed belt is roughly classified into a belt cutting due to fatigue of the core wire and a tooth chipping due to overload and tooth wear. For cutting due to fatigue of the core wire, use of aramid core wire or high-strength glass thin core wire, use of hydrogenated nitrile rubber (H-NBR) composition with excellent heat resistance, improvement of engine side belt The use of an auto tensioner that keeps the tension constant at both starting and running has been improved, and the occurrence of cutting failures has been reduced.
[0004]
However, although measures such as the use of toothpaste using high-strength type nylon 6-6 and aramid fibers have been taken for the occurrence of missing teeth, it is still not sufficient. Therefore, in order to further improve the tooth chip resistance of the toothed belt coated with the tooth cloth, it is considered promising to reduce the friction coefficient of the tooth cloth surface. EP 0 625 571 B1 proposes a toothed belt in which a polymer matrix layer containing a fluororesin is coated on the outside of a fabric layer of a tooth cloth by spraying or coating. This fluororesin is bonded without a boundary layer in a special polymer matrix. This polymer matrix is then bonded to the tooth cloth. However, since the fluororesin is firmly bonded to the polymer matrix, the fluororesin remains surrounded by the matrix, and there is a problem that the effect of reducing the friction coefficient by the fluororesin cannot be sufficiently exhibited. Further, due to the material limitation of the polymer matrix, the amount of the fluororesin that can be contained is small, the thickness of the polymer matrix layer is reduced, and there is a problem that the anti-tooth chipping resistance is not sufficiently improved by the fluororesin.
[0005]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-151190 discloses a tooth which is impregnated with a rubber mixture containing a fluororesin fiberized on the surface and inside of the tooth cloth, and the back surface of the tooth cloth is bonded to the rubber layer of the belt body through an adhesive layer. An attached belt has been proposed. The reason why the fluororesin in the rubber mixture is fiberized by a kneading process or the like is that the fluororesin in the rubber mixture does not become a foreign substance and does not reduce the strength of the rubber mixture. However, the fluororesin fiberized in the rubber mixture has a problem that there is little opportunity to be exposed to the friction surface, and the effect of reducing the friction coefficient by the fluororesin is not sufficient. In addition, in order to maintain the strength without making the fluororesin into a foreign material, the fluororesin can contain only about 1 to 30 parts by mass of the fluororesin with respect to 100 parts by mass of the rubber impregnated in the tooth cloth. There was a problem that the improvement of the chipping property was not sufficient.
[0006]
Further, the toothed belt for driving the OHC shaft runs at a high speed and a high load under a high temperature of an automobile engine room. In addition, with the improvement in performance of the internal combustion engine, the toothed belt is disposed in a narrow space and is run around a pulley having a small diameter. In the toothed belt, a core wire is usually disposed at a predetermined interval in the width direction, but when the pulley diameter is reduced, the core wire is bent along the pulley and travels. For this reason, there is a possibility of breaking by running for a short time unless sufficient flexibility and flexibility are provided. Conventionally, a core wire of a toothed belt is used by bundling and twisting E glass fiber (general-purpose non-alkali glass fiber) filaments as disclosed in, for example, JP-A-62-159827. A conventional core wire usually has a strand obtained by impregnating an E glass fiber filament having a diameter of 9 μm with a resorcin / formalin resin latex mixture (hereinafter referred to as RFL), and a stranding condition of 3/13 (glass fiber filament). The strands obtained by twisting three strands bundled together to form a strand and twisting the top of 13 strands are used.
[0007]
Such a conventional toothed belt using a core wire is becoming unable to cope with severe conditions due to the recent high performance of internal combustion engines, and the life of the toothed belt tends to be shortened. For this reason, recently, the performance of the internal combustion engine itself has been improved and the life has been extended, whereas the life of the toothed belt has not been improved so much. For example, replacement of a toothed belt used for OHC driving has been conventionally performed. Must be done more often. In addition, if the toothed belt is rotated at high speed along the outer diameter of a pulley having a small diameter at high temperature, heat generated by friction between fibers constituting the core wire accumulates inside the toothed belt, and the canvas and rubber There is also a problem that the life of the toothed belt is remarkably reduced because it adversely affects the adhesion, the canvas itself, and the rubber itself.
[0008]
Therefore, as shown in Japanese Utility Model Publication No. 5-44607, high-strength glass fiber filaments having a diameter of 6 to 8 μm are treated with RFL in the same manner as E glass fibers, and then bundled to form strands. A toothed belt having a cord formed by twisting at a twist number of 2 to 8.8 times / 10 cm was found.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, internal combustion engines have become more powerful and have a higher load, and the toothed belt has been arranged in a narrower space. From this, the above-mentioned high-strength glass fiber filaments having a diameter of 6 to 8 μm are bundled to form a strand, and then a predetermined number of strands are twisted at a twist number of 7.2 to 8.8 times / 10 cm and 500 to A toothed belt using a cord formed by forming a strand having 800 filaments and twisting 9 to 12 strands in the reverse direction at a twist number of 7.2 to 8.8 times / 10 cm Even when used under high load, the core wire was stretched, the belt was stretched and the meshing with the pulley was deteriorated, and early tooth chipping occurred due to abnormal wear of the belt teeth. Furthermore, when the belt width was reduced even under normal load, the load applied per unit width increased, and early tooth chipping occurred similarly.
In addition, a nylon tooth cloth was conventionally used as the tooth cloth, but when it is used at a high load, the initial tension of the belt is set at a high tension. Bottom wear occurred, and the belt life was eventually due to chipping.
[0010]
The present invention has been made in view of the above problem, and has a plurality of tooth portions arranged at predetermined intervals along the longitudinal direction and a back portion in which a core wire is embedded, and a fiber material on the surface of the tooth portion. In the toothed belt coated with the tooth cloth, the fiber material contains a large amount of a fluororesin powder or an antifriction material other than the fluororesin powder in a form in which an effect of reducing the friction coefficient is easily exerted. An object of the present invention is to provide a toothed belt that can reduce frictional resistance over a long period of time.
In addition, when a high load is applied to the belt, or when the belt width is reduced to make the engine room more compact, the tooth of the belt and the tooth space of the pulley do not cause poor meshing, and the tooth has excellent durability. Another object of the present invention is to provide an attached belt.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a fiber material to be coated on a belt body is impregnated with a mixture of a resin-based adhesive component, a rubber component, and a powder lubricant containing a fluororesin powder. A large amount of fluororesin powder can be contained by focusing between the front and back surfaces and fibers, and the chance of fluororesin powder being exposed to the friction surface is increased, and the friction coefficient reduction effect of fluororesin powder is reliably exhibited. It was completed with the knowledge that it was possible.
[0012]
That is, the present invention has a toothed belt having a plurality of tooth portions arranged at predetermined intervals along the longitudinal direction and a back portion in which a core wire is embedded, and a tooth cloth made of a fiber material is coated on the surface of the tooth portion. A powder-type anti-friction material containing a resin-based adhesive component, a rubber component, and the fluoro-resin powder so that a powder-type anti-friction material containing at least the fluoro-resin powder is concentrated between the front and back surfaces of the fiber material and the fibers. The material is impregnated and attached between the front and back surfaces of the fiber material and the fiber, Forming a rubber compound containing an isocyanate compound on the surface of the fiber material as a first rubber layer, and further forming a second rubber layer on the surface of the rubber material or a lubricant material other than the fluororesin powder; And The core wire bundles high-strength glass fiber filaments having a diameter of 5 to 10 μm to form a strand, and after collecting the strands to form a twisted strand, the strand is collected to a predetermined twist number in the reverse direction. A toothed belt having a core wire having a diameter of 1.1 to 1.5 mm.
[0013]
According to the invention described in claim 1, the resin-based adhesive component, the rubber component, and the above so that the powdered antifriction material containing at least fluororesin powder is concentrated between the front and back surfaces of the fiber material and the fibers. A powdered antifriction material containing fluororesin powder is impregnated and adhered between the front and back surfaces of the fiber material and between the fibers, and the core wire bundles high-strength glass fiber filaments having a diameter of 5 to 10 μm to form a strand. After the strands are gathered to form a twisted strand, the strands are gathered and twisted in the reverse direction with a predetermined number of twists and have a core diameter of 1.1 to 1.5 mm. By using a toothed belt, a rubber component and a resin-based adhesive component containing a large amount of fluororesin powder can be located up to the inside of the fiber material of the tooth cloth, and the friction coefficient during belt running can be continued while running. Can be reduced In addition, the belt tensile strength and the belt's tensile elastic modulus are increased, and even if the belt is run at a high load or an excessive load with respect to the belt width, belt elongation does not occur. Good engagement and no early life.
[0021]
Further claim 1 According to the invention, the toothed belt is formed by forming a second rubber layer in which the fiber material impregnated with the first rubber layer is further blended with a fluororesin powder or an antifriction material other than the fluororesin powder. For this reason, the second rubber layer functions as a surface layer having a friction coefficient reducing effect.
[0022]
Claim 2 In the invention described in Item 3, the antifriction material is graphite. Claim 1 It is in the toothed belt of description.
[0023]
Claim 2 According to the invention described in (4), by using graphite as the antifriction material, the graphite has good compatibility with the rubber component and is effective as a durable antifriction material.
[0024]
Claim 3 The invention described in 1 is a rubber component of the first rubber layer and the second rubber layer. But 2. The same kind as the rubber compound of the belt body. Or 2 It is in the toothed belt of description.
[0025]
Claim 3 According to the invention described in the item 1, the rubber components of the first rubber layer and the second rubber layer are the same type as the rubber compound of the belt tooth portion. From The adhesiveness between the first rubber layer and the second rubber layer is good and does not cause peeling.
[0026]
Claim 4 In the invention according to claim 1, the PLD which is a distance from the tooth bottom surface of the belt to the center of the core wire is 0.75 to 1.00 mm. 3 The toothed belt according to any one of the above.
[0027]
Claim 4 According to the invention described in, there is no need to reduce the thickness of the tooth cloth even when the diameter of the core wire is increased by keeping the PLD at 0.75 to 1.00 mm, and the tooth cloth is worn out at an early stage. Does not occur.
[0028]
Claim 5 The invention according to claim 1, wherein the tooth cloth includes at least aramid fiber in the weft. 4 The toothed belt according to any one of the above.
[0029]
Claim 5 According to the invention described in (1), since the tooth cloth is in the toothed belt including at least the aramid fiber in the weft, the tooth cloth is not worn out early and does not have an early life.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a fiber material (tooth cloth) coated on the tooth surface of a toothed belt, FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the toothed belt, and FIG. It is a figure which shows the enlarged photograph of the cross section of the fiber material (tooth cloth) coat | covered on the tooth surface.
[0033]
In FIG. 2, the toothed belt A includes a plurality of tooth portions 3 arranged at predetermined intervals along the longitudinal direction, a back portion 2 continuous with the tooth portions 3, a core wire 1 embedded in the back portion 2, and a tooth portion. 2 is a structure having a tooth cloth 4 coated on the surface of 2. The back portion 2 and the tooth portion 3 constitute a belt main body formed of the rubber compound 9. Further, the tooth cloth 4 is constituted by using a fiber material formed by weaving weft yarns 7 extending in the longitudinal direction of the belt and warp yarns 8 extending in the width direction of the belt as a base material.
[0034]
As shown in FIG. 1, the tooth cloth 4 in the toothed belt has a rubber component so that the fluororesin powder is concentrated between the front and back surfaces of the fiber material formed by weaving the weft yarns 7 and the warp yarns 8 and the fibers. 21, a resin-based adhesive component 22 and a fluororesin powder 23 are impregnated and formed, preferably the first rubber layer 5 is further formed as the first layer, and more preferably the second rubber is the second layer. A layer 6 is further formed.
[0035]
The core wire 1 is used by twisting a high-strength glass fiber filament under predetermined conditions instead of the conventionally used E glass fiber filament (general-purpose non-alkali glass fiber filament). High-strength glass fiber is more SiO than E glass fiber. ₂ Ingredient, Al ₂ O _Three Increasing the content ratio of the component and MgO component, CaO component, B ₂ O _Three It is the glass fiber which reduced the content rate of the component. The composition table is shown in Table 1. As a result, as shown in Table 2, the tensile strength and the tensile elastic modulus are remarkably improved as compared with E glass fiber. Such glass fiber is called high-strength glass fiber. Examples of the high-strength glass fiber include U glass fiber (Nippon Glass Co., Ltd.), T glass fiber (Nitto Boseki Co., Ltd.), R glass fiber (Vetrotex Saint Gobain), S glass fiber (Owens Corning Fiberglass), etc. Can be mentioned.
[0036]
[Table 1]

[0037]
[Table 2]

[0038]
The core wire 1 in the toothed belt of the present invention is a bundle of about 500 to 800 filaments having a relatively small diameter of 5 to 10 μm, preferably 7 μm using such a high-strength glass fiber, and 6 to 16 times. After producing the strands by twisting at / 10 cm, 15 to 25 strands thus obtained were bundled and twisted at a twist number of 5 to 10 times / 10 cm to obtain a diameter of 1 A core wire of 1 to 1.5 mm is formed. The number of upper twists is preferably 0 to 10% less than the number of lower twists.
Here, if the filament diameter of the high-strength glass fiber is less than 5 μm, it is difficult to perform spinning and adhesion treatment, and the number of man-hours increases. On the other hand, if the filament diameter exceeds 10 μm, the bending fatigue resistance is extremely lowered during running of the belt.
When the number of lower twists is less than 6 times / 10 cm, water easily enters between the glass fibers, resulting in poor water resistance. On the other hand, when the number of twists exceeds 16 times / 10 cm, the core strength is reduced.
When the number of upper twists is less than 5 times / 10 cm, the bending fatigue resistance of the belt is inferior. It becomes easy to cause tooth loss. On the other hand, if the core wire diameter exceeds 1.5 mm, the PLD of the belt becomes too large compared to the PLD of the pulley, the meshing state of the belt becomes polygonal, the bending fatigue resistance of the belt decreases, and the belt life is shortened.
[0039]
Further, a toothed belt for automobiles has a tooth pitch of 8.0 mm and 9.525 mm in length on a virtual pitch line when traveling under a predetermined tension. The virtual pitch line at this time is a virtual distance in which the distance (PLD value) from the belt tooth bottom surface to the pitch line is set to 0.686 mm in a state where the belt tooth portion and the pulley groove portion are engaged with each other.
[0040]
Here, the PLD is measured as follows.
Cut the belt parallel to the teeth in the width direction and along the center of the root with a sharp blade and enlarge it with a projector, etc. to obtain the distance from the bottom of the core to the lower and upper ends of the core line, using the following formula: PLD Ask for.

Measurement is performed at the positions of all the core wires (except for the core wires partially cut at both ends) driven in the width direction of the belt, and the average value is defined as PLD at the measurement position of the belt. Furthermore, considering the case where there is a difference in the PLD value in one belt in the length direction of the belt, the belt PLD which measures the total average value by measuring at least three equally divided portions It is desirable to do.
[0041]
Therefore, the cross-sectional dimension of the belt is usually set such that the distance from the root surface of the PLD to the center of the core is 0.686 mm during running, and the PLD is 0.68 to 0 under no tension. 72 mm.
[0042]
However, when a high-strength glass core wire having a diameter of 1.1 to 1.5 mm in the present invention is used, the PLD value is set to 0.75 more than setting the PLD value to 0.68 to 0.72 mm as described above. When the thickness is set to ˜1.00 mm, the thickness of the tooth cloth is not reduced, so that the tooth cloth is hard to be worn out and the life of the toothed belt is extended. Here, when the PLD value is smaller than 0.75 mm, the tooth cloth becomes thin, and the tooth cloth is worn out, which may shorten the life of the toothed belt. On the other hand, when the PLD value exceeds 1.00 mm, the meshing between the belt teeth and the pulley groove is deteriorated, and defects such as missing teeth or cracks in the tooth portion occur.
[0043]
The rubber component 21 is a rubber solid obtained by heating and drying a rubber latex obtained by emulsion polymerization, and the resin adhesive component 22 is an initial condensate of resorcin and formalin. The rubber component 21 and the resin-based adhesive component 22 are solid contents remaining after the resorcin-formalin-rubber latex (RFL) treatment liquid is dried and heated.
[0044]
The resin-based adhesive component 22 is bonded to the fibers of the weft 7 and the warp 8. Further, a fluororesin powder 23 is dispersed and mixed in a matrix composed of the rubber component 21 and the resin-based adhesive component 22. The fluororesin powder 23, the rubber component 21, and the resin-based adhesive component 22 are not bonded, and a gap is formed in all or part of the periphery of the fluororesin powder 23.
[0045]
FIG. 3 is an enlarged photograph of a part of the tooth cloth of the toothed belt of the present invention. The state in which the fluororesin powder is concentrated around each fiber will be described in detail with reference to FIG. From FIG. 3, it can be seen that a mixture 24 composed of the rubber component 21 containing the fluororesin powder 23 and the resin-based adhesive component 22 is attached to the surface of each fiber. As a result, the fluororesin powder 23 can be focused between the front and back surfaces of the fiber material and the fibers, and the friction coefficient of the tooth cloth 4 can be reduced. Reference numeral 5 denotes a first rubber layer.
[0046]
As the material of the fiber material forming the weft 7 and the warp 8 of the tooth cloth 4, any of nylon, aramid, polyester, polybenzoxazole, cotton, etc., or a combination thereof can be adopted. The form of the fiber may be either a filament yarn or a spun yarn, and may be any one of a single composition twisted yarn, a mixed twisted yarn, or a blended yarn. Fibers having a thickness that allows the fluororesin powder 23, the rubber component 21, and the resin-based adhesive component 22 of the mixture 24 to be impregnated between the fibers are preferable. For toothed belts, nylon, aramid, etc. are used depending on the usage environment and required life. In the case of V-belts and V-ribbed belts, usually cotton yarns and cotton-polyester blended yarns are used, but polybenzoxazole fibers, polyethylene naphthalate, etc. are also used particularly at high operating temperatures or high loads. .
[0047]
In addition, the weave structure can contain a large amount of the fluororesin powder 23 in any of twill weave, satin weave, plain weave and the like. In order for the mixture 24 in which the fluororesin powder 23 is dispersed to be effectively impregnated and adhered to the front and back surfaces and the inside of the fiber material, the thickness of the yarn is increased so that the mixture 24 is in communication with each other on the front and back surfaces and inside of the fiber material. Select pod density.
[0048]
A mixture 24 comprising a rubber component 21, a resin-based adhesive component 22, and a fluororesin 23 is a fiber material obtained by dispersing and mixing fluororesin powder in a resorcin-formalin-rubber latex (hereinafter abbreviated as RFL) treatment liquid. It is preferable to form the film by immersing and heating after drying.
[0049]
The RFL treatment liquid is a mixture of an initial condensate of resorcin and formalin and a rubber latex. In this case, the molar ratio of resorcin and formalin is 3/1 to 1/3 in order to increase the adhesive force. Is preferred. In addition, the initial condensate of resorcin and formalin is mixed with rubber latex so that the resin content is 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of rubber latex, and all the fluororesin powder is contained. Adjust solid concentration to 10-40% concentration.
[0050]
Examples of the rubber latex forming the rubber component 21 include styrene-butadiene-vinylpyridine terpolymer (VP), styrene butadiene copolymer (SBR), chloroprene (CR), acrylonitrile butadiene copolymer (NBR), hydrogen. One kind or a blend of two or more kinds of added NBR (H-NBR), chlorosulfonated polyethylene (CSM), natural rubber and the like is used.
[0051]
When the usage environment is a high temperature of 100 ° C or higher and a long life of 150,000 km or more is required, H-NBR is used for the belt body. For the RFL processing solution, a long life can be achieved by using a normal blend of H-NBR and CSM latex and VP latex. On the other hand, in the case of a general industrial V-belt using natural rubber and SBR for the belt body, the RFL treatment liquid impregnated on the back cloth covering the back of the belt includes VP latex, SBR latex and these Can be used.
[0052]
The fluororesin powder 23 that does not bind to the rubber component 21 or the resin-based adhesive component 22 is polytetrafluoroethylene, polytrifluoroethylene, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene. It is one or more of a copolymer and a tetrafluoroethylene-ethylene copolymer. The greater the ratio of the number of fluorine atoms in the fluororesin powder 23, the greater the friction coefficient reducing effect. Therefore, assuming that the amount of adhesion to the same amount of fiber material is assumed, among the fluororesin powders 23, polytetrafluoroethylene has the greatest effect of reducing the friction coefficient and has a long chipping life. However, other fluororesin powders are also effective in proportion to the proportion of the number of fluorine atoms in the molecule.
[0053]
Such a fluororesin powder 23 is added in an amount of 30 to 200 parts by weight (more preferably 50 to 200 parts by weight) with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the RFL treatment liquid to obtain a uniformly dispersed treatment liquid. It is preferable. Further, it is preferable that the fiber material is immersed in the treatment liquid and dried, and adjusted so that the solid mixture 24 containing the fluororesin powder has an adhesion amount of 5 to 40% with respect to the weight of the fiber material before immersion. . When the fluororesin powder is less than 30 parts by weight or less than 5%, the total amount of fluororesin powder entangled with the fiber material is small, and the effect of reducing the friction coefficient is hardly recognized. If the fluororesin powder exceeds 300 parts by weight or exceeds 40%, the total amount of fluororesin powder entangled with the fiber material is too large, and the adhesion of the fiber material to the belt body, etc., decreases, resulting in a decrease in belt performance. The
[0054]
In the RFL treatment liquid, a powdery antifriction material other than the fluororesin powder may be used at the same time. Examples of the powder-like antifriction material include layered graphite, molybdenum disulfide, glass beads, ceramic powder, spherical phenol resin powder and aramid, polyamide, polyester, polybenzoxazole, one or more types of fiber cut yarn or powder. it can. In particular, graphite is familiar with the rubber component and further improves the durability of the belt.
And the said powder-form antifriction material is 30-200 weight part with respect to 100 weight part of rubber components in the said RFL process liquid, It is preferable to increase the addition amount of a fluororesin powder. However, the mixing ratio of the fluororesin powder and the powdered antifriction material is not particularly limited.
[0055]
The method of measuring the amount of the mixture adhering to the fiber material is to weigh the mass of the fiber material before the immersion treatment, measure the mass (W1), and then immerse the fiber material in the RFL treatment liquid in which the fluororesin powder is dispersed. Then, the fiber material is put into an oven, and drying is continued until the mass becomes constant, and the final mass (W2) is measured and calculated by the formula ((W2-W1) / W1) × 100 (%).
[0056]
In order to entangle a large amount of the fluororesin powder 23 to the inside of the fiber material, a fluororesin powder that has been pulverized by pulverization or granulation is used, and its average particle size is 100 μm or less (more preferably 10 μm or less). It is preferable to use the same. If the thickness exceeds 100 μm, the fluororesin powder settles in the RFL treatment solution and becomes difficult to disperse uniformly. Further, the surface area of the fluororesin powder in the mixture decreases, and the effect of reducing the friction coefficient decreases. From such a viewpoint, the fluororesin powder preferably has a particle size as small as possible, for example, 10 μm or less.
[0057]
If necessary, rubber paste can be attached to the surface of the fiber material treated with the RFL liquid in which the fluororesin powder is dispersed. In the example of FIG. 1, the first rubber paste of a rubber compound containing an isocyanate compound is attached as the first rubber layer 5, and a rubber compound containing a fluorine resin powder or an antifriction material other than the fluorine resin powder is used. Two rubber pastes are adhered as the second rubber layer 6. The first rubber layer 5 can be omitted, and the second rubber layer 6 can be formed on the surface of the fiber material treated with the RFL treatment liquid containing fluororesin powder.
Alternatively, the second rubber layer 6 of a rubber compound containing an isocyanate compound as a second rubber paste and further containing a fluororesin powder or an antifriction material other than the fluororesin powder is made of a fiber material treated with an RFL treatment liquid containing the fluororesin powder. It can also be formed on the surface.
[0058]
The first rubber layer 5 functions as an intermediate layer that increases the adhesive force, and an isocyanate compound acts as an adhesive component. Therefore, the 1st rubber paste which has the same kind of rubber component as a belt main part can be adopted. This first rubber paste is prepared by dissolving a rubber compound of the same type as the belt body in a solvent such as methyl ethyl ketone (MEK), toluene, etc., adding an isocyanate compound as a treatment liquid, applying this treatment liquid, and then solidifying it by drying. It is formed by. Examples of the isocyanate compound used in the treatment liquid include 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, tolylene 2,4-diisocyanate, polymethylene polyphenyl diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and polyaryl polyisocyanate (for example, PAPI is a trade name). Etc. This isocyanate compound is also used by mixing with an organic solvent such as toluene or methyl ethyl ketone. In addition, blocked polyisocyanates in which the isocyanate group of the polyisocyanate is blocked by reacting the isocyanate compound with a blocking agent such as phenols, tertiary alcohols, and secondary alcohols can also be used.
[0059]
The second rubber layer 6 functions as a surface layer having a friction coefficient reducing effect, and is blended with a fluororesin powder or an antifriction material other than the fluororesin powder. As with the first rubber layer 5, the second rubber layer 6 is prepared by dissolving a rubber compound of the same type as the belt main body in a solvent such as methyl ethyl ketone (MEK) and toluene, and reducing the friction of the fluororesin powder or the fluororesin powder other than the fluororesin powder. It is formed by adding a material to obtain a treatment liquid, applying the treatment liquid and then drying and solidifying. Antifriction materials other than fluororesin powder include layered graphite, molybdenum disulfide, glass beads, ceramic powder, spherical phenol resin powder and aramid, polyamide, polyester, polybenzoxazole, one or more types of fiber cut yarn or powder Can be illustrated. In particular, graphite has good compatibility with rubber components and is effective as a durable anti-friction material.
[0060]
In addition, there is no restriction | limiting in particular in the material of the rubber compound which forms a belt main body, A suitable thing is suitably selected according to use conditions. In the case of toothed belts for automobile engines and various engines, H-NBR, CR, CSM, etc. having heat resistance and oil resistance are used. In addition to H-NBR, CR, and CSM, toothed belts used for general industrial machinery include NBR, ethylene propylene diene monomer (EPDM), ethylene propylene copolymer (EPR), SBR, isoprene rubber (IR), natural Any of rubber (NR), fluorine rubber, silicon rubber and the like can be used. In the case of such a toothed belt, the use of the tooth cloth described in FIG. 1 is effective.
[0061]
In addition, rubber compounds such as CR, H-NBR, CSM, NR, and SBR are used for general industrial and automotive V-belts and V-ribbed belts. In such a V-belt or V-ribbed belt, the back is covered with a back cloth. This back cloth is produced by performing the same RFL impregnation and adhesion treatment as that of the tooth cloth, and further treating the surface with rubber glue or rubbing or coating the surface treatment rubber with a rubber calender roll. The effect is to extend the life by improving the wear by contacting the pulley or idler pulley that the belt back is driven, and to reduce the noise by reducing the frictional force when the belt back contacts the pulley. It is.
[0062]
Moreover, there is no restriction | limiting in the core wire 1 embed | buried inside a belt main body, Generally a glass core wire and an aramid core wire are used. Further, any twisted cord composed of polybenzoxazole, polyparaphenylene naphthalate, polyester, acrylic, carbon, and steel can be used. The composition of the glass core wire may be either E glass or S glass (high strength glass), and is not limited by the thickness of the filament, the number of converged filaments and the number of strands. Further, it is not limited to a sizing agent, RFL, overcoat agent or the like used as an adhesive treatment agent or a protective material for a glass filament during bending. On the other hand, the aramid core is not limited by the difference in the molecular structure of the material, the configuration of the core, the size of the filament, or the difference in the adhesive treatment agent. Similarly, there are no special restrictions on the twisted cords of the cords having other compositions.
[0063]
In the belt having the above-described configuration, a rubber component, a resin-based adhesive component, and a fluororesin powder that is not bonded to the rubber material are coated on the front and back surfaces of the fiber material and the internal fibers. A large amount of fluororesin powder can be dispersed in the fiber material by being positioned at a close position. In addition, the resin-based adhesive component in the fiber material has an effect of improving the adhesiveness of the belt body and the like and ensuring the retention of the fluororesin powder that is not bonded to the rubber component and the resin-based adhesive component. Therefore, the rubber component impregnated and adhered to the fiber material does not need to be the same type as that of the belt body, and can be selected appropriately depending on the use conditions.
[0064]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to this Example, It can change suitably in the range which does not deviate from the objective.
[0065]
It was prepared as a covering fiber material having the composition and configuration shown in Table 3. The rubber compound shown in Table 4 was kneaded. Moreover, the RFL process liquid shown in Table 5 was prepared. Further, a rubber paste solution shown in Table 6 was prepared.
[0066]
[Table 3]

[0067]
[Table 4]

[0068]
[Table 5]

[0069]
[Table 6]

[0070]
Example A
The fiber material shown in Table 1 was immersed in an RFL treatment solution containing fluororesin powder, dried at 120 ° C. and then heat treated at 180 ° C. for 2 minutes. Next, the fiber material after the RFL treatment is immersed in a treatment liquid in which the rubber compound shown in Table 4 is dissolved in MEK and toluene and then a polyaryl polyisocyanate (trade name PAPI) is added as an isocyanate compound. A layer was formed. Further, in accordance with the treatment liquid composition table of Table 6, 20 parts by weight of NOCRACK NBC (anti-aging agent) is added to the rubber composition of Table 4 with respect to the rubber composition 100, and the rubber composition and NOCRACK NBC are added to MEK and toluene. In addition to a treatment solution that is about 15% of the mixed solution, a treatment solution is prepared by adding and mixing fluororesin powder, graphite, molybdenum disulfide, or the like. The fiber material on which the first rubber layer was formed was dipped in this treatment liquid and dried to form a second rubber layer, thereby forming a tooth cloth for covering the belt body.
[0071]
Next, the above-mentioned tooth cloth is wound around the belt mold, and the core wire (glass fiber) bonded with the pair of SZ twisted RFL and isocyanate shown in Table 7 is spirally constant at a constant pitch (1.4 mm). Wrapped with tension, a 2.5 mm rubber sheet having the composition shown in Table 4 was pasted thereon. Furthermore, after being put into a vulcanizing can and forming a tooth profile by a normal press-fitting method, pressure vulcanization is performed at 160 ° C. for 30 minutes, and the back of the belt is polished to a certain thickness and cut to a certain width for running. A toothed belt was obtained.
[0072]
[Table 7]

[0073]
The produced belt has a belt width of 15 mm, a belt tooth profile Y (8.0 mm pitch), and a number of teeth of 105, and is normally displayed as 105Y15. As a running test device, the number of driving pulley teeth shown in FIG. 4 and the number of driven pulley teeth of 38, the driving pulley rotation speed of 7200 rpm, the driven pulley load of 7.5 kW, the initial tension was set to 350 N, and the ambient temperature was set to 130 ° C. Durability running tests were conducted under load, high tension and high temperature conditions. Tables 8 to 10 show the lifetime and failure modes in the durability test together with the belt configuration.
[0074]
[Table 8]

[0075]
[Table 9]

[0076]
[Table 10]

[0077]
[Table 11]

[0078]
In Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, when the nylon fabric was treated with an RFL treatment liquid using H-NBR latex and a fluororesin powder (trade name Fullon AD1) added, the high load running life time was greatly increased. It can be seen that Moreover, in Examples 1-3, when 30-200 weight part of fluororesin powder is added with respect to 100 weight part of rubber components in a fiber material, an effect is remarkable. In Examples 1 to 5, Example 16 and Comparative Example 1, the smaller the particle size of the fluororesin powder added to the RFL treatment solution, the greater the effect. When the particle size is 350 μm as in Example 16, nothing is achieved. Although a little effect is seen rather than the comparative example 1 which does not add, dispersion | distribution of RFL process liquid becomes inadequate and the effect becomes small compared with Examples 1-5 with a small particle size. In Example 9 and Example 15, the amount of adhesion obtained by lowering the concentration of the RFL treatment liquid containing fluororesin powder and comparing the weight of the tooth cloth after impregnation coating, drying and heat treatment with the weight of the tooth cloth before treatment Although adjusted to 6% and 4%, a remarkable effect is obtained at 6%, but a slight effect is obtained at 4%, so it is understood that 5% or more is preferable.
[0079]
In Examples 6 to 8, the rubber component of the RFL treatment liquid is changed. The effect is recognized regardless of whether the rubber component of the tooth cloth is VP, CR or CSM. Examples 10 to 13 show the effects of a rubber paste treated with a fluororesin powder and other antifriction material added to a toothpaste containing fluororesin powder as an additive in a rubber paste containing H-NBR. It has been confirmed. Addition of fluororesin powder, diverted molybdenum, graphite, and aramid fiber powder as an additive for rubber paste has the effect of further improving the belt life. For Examples 14 to 16 and Comparative Examples 2 to 4, the composition of the woven fabric for the tooth cloth is effective if any of the aramid, polyester and PBO woven fabrics is impregnated with an RFL treatment liquid containing fluororesin powder. . In addition, the rubber component of the rubber compound of the belt main body is effective in any rubber compound of CR, CSM, and EPT.
[0080]
Further, in Comparative Example 5 in which the core wire diameter is large, cutting due to the core wire occurs, and in Comparative Example 6 using a core wire having a small number of strands, the core wire is stretched, and the belt is engaged with the pulley from the belt stretch. It worsened and abnormal wear occurred. In Comparative Example 7, the number of the strands is small and the core wire has a smaller core diameter, so that the core wire is stretched. Further, the belt is stretched, and the belt is not properly engaged. I reached.
[0081]
【The invention's effect】
According to the present invention having the above-described configuration, the resin-based adhesive component, the rubber component, and the fluororesin powder so that the powder-like antifriction material containing at least the fluororesin powder is concentrated between the front and back surfaces of the fiber material and the fibers. A powder-like antifriction material containing the fiber material is impregnated between the front and back surfaces of the fiber material and between the fibers, and the strands are bundled with high-strength glass fiber filaments having a diameter of 5 to 10 μm to form strands. A toothed belt having a core wire having a diameter of 1.1 to 1.5 mm, which is formed by collecting and forming a twisted strand and then twisting the strand and twisting in a reverse direction with a predetermined number of twists By doing so, it is possible to locate a rubber component and a resin-based adhesive component containing a large amount of fluororesin powder up to the inside of the fiber material of the tooth cloth, and continuously reduce the friction coefficient during running of the belt. Can be The belt's tensile strength and belt's tensile elastic modulus are increased, and even if it is run at a high load or an excessive load with respect to the belt width, belt elongation does not occur, and the belt and pulley are good even when running for a long time. There is an effect of maintaining the relationship and not having an early life.
[0085]
Further claim 1 According to the invention described in claim 6, the second rubber layer in which the fiber material impregnated with the first rubber layer is further blended with a fluororesin powder or an antifriction material other than the fluororesin powder is formed. Therefore, the second rubber layer has an effect of functioning as a surface layer having a friction coefficient reducing effect.
[0086]
Claim 2 According to the invention described in (4), by using graphite as the antifriction material, the graphite has good compatibility with the rubber component and is effective as a durable antifriction material.
[0087]
Claim 3 8. The toothed belt according to claim 6, wherein the rubber components of the first rubber layer and the second rubber layer are the same type as the rubber compound of the belt tooth portion. Therefore, the adhesiveness between the first rubber layer and the second rubber layer is good, and there is an effect that peeling or the like does not occur.
[0088]
Claim 4 According to the invention described in, there is no need to reduce the thickness of the tooth cloth even when the diameter of the core wire is increased by keeping the PLD at 0.75 to 1.00 mm, and the tooth cloth is worn out at an early stage. Has the effect of not occurring.
[0089]
Claim 5 According to the invention described in, since the tooth cloth is in a toothed belt containing at least aramid fibers in the weft, there is an effect that the tooth cloth does not wear out early and does not have an early life. .
[0091]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged sectional view showing a structure of a main part of a toothed belt according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an overall structure of a toothed belt according to the present invention.
FIG. 3 is a view showing an enlarged photograph of a part of the tooth cloth of the toothed belt of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing a device for measuring the durability of a toothed belt.
[Explanation of symbols]
1 core
2 back
3 teeth
4 Tooth cloth
5 First rubber layer
6 Second rubber layer
7 Weft
8 Warp
9 Rubber compound
11,12 Interface
15 core
21 Rubber component
22 Resin adhesive components
23 Fluororesin
24 Mixture

Claims

In a toothed belt having a plurality of tooth portions arranged at predetermined intervals along the longitudinal direction and a back portion in which a core wire is embedded, and a tooth cloth made of a fiber material coated on the surface of the tooth portion, the fiber material The fiber material includes a resin-based adhesive component, a rubber component, and a powdered antifriction material containing the fluororesin powder so that a powdery antifriction material containing at least the fluororesin powder is concentrated between the front and back surfaces and the fibers. A rubber compound containing an isocyanate compound is formed as a first rubber layer on the surface of the fiber material and impregnated between the front and back surfaces of the fiber and the surface of the fiber material. After forming a second rubber layer blended with an abrasive, and forming a strand by bundling high-strength glass fiber filaments having a diameter of 5 to 10 μm and collecting the strands to form a twisted strand The Toothed belts collect rope in the opposite direction is then twisted upper diameter at a predetermined twist number, characterized in that it has a core which is 1.1～1.5Mm.

The toothed belt according to claim 1 , wherein the antifriction material is graphite.

The toothed belt according to claim 1 or 2 , wherein rubber components of the first rubber layer and the second rubber layer are the same type as the rubber compound of the belt body.

The toothed belt according to any one of claims 1 to 3 , wherein a PLD which is a distance from the tooth bottom surface of the belt to the center of the core wire is 0.75 to 1.00 mm.

The toothed belt according to any one of claims 1 to 4 , wherein the tooth cloth includes an aramid fiber in at least the weft.