JP6719385B2 - 伝動ベルトおよび関連する伝動システム - Google Patents

Description

本発明は、伝動ベルトおよび関連する伝動システムに関し、具体的には、歯付き伝動ベルトに関する。

伝動ベルト、特に歯付きの伝動ベルトは、概して、コードとも呼ばれる複数の長手方向の撚り糸状の耐久性の高い挿入体が埋め込まれている、エラストマ材料から作られた本体と、被覆布によって覆われた複数の歯とを備えている。

ベルトの各々の構成要素は、ベルト破断の危険性を低減すると共に固有の伝動能力を増大するために、機械的抵抗の点で性能を高めることに寄与している。

具体的には、コードは、ベルトの必要な機械的特性を確保することに寄与し、ベルトの弾性率を決定することへの本質的な寄与を行い、具体的には、時間に伴う安定した性能を確保する。コードは、概して、高弾性繊維を何回か巻くことによって得られる。

コードは、通常、コードを包囲する本体コンパウンドとの繊維の親和性を高めるために、適切なコンパウンドで処理される。

本体コンパウンドは、様々な前述の要素を結合することを可能にし、それらの要素が、ベルトの最終的な性能に相乗的な形で寄与することを確保する。

本体コンパウンドは、１つまたは複数のエラストマ材料を主成分としており、好ましくは、硬さを増加させるために繊維で強化される。

最後に、ベルトの被覆布は耐摩滅性を高める役割を持っており、したがって、ベルトの歯の側面および傾斜部と、ベルトが相互作用する溝およびプーリの側面および喉部との間の摩擦による摩耗から、ベルトの作用面を保護する。

また、被覆布は、作用面の摩擦係数を低減し、歯の変形を低減し、そして何よりも歯の根元を強化し、それによって歯の破損を回避する。

しかしながら、性能が大幅に高まっている最近のエンジンでは、通常「乾式」で使用される歯付きベルトは高温に曝され、この高温が、ベルトの様々な構成要素を形成する材料のより速い劣化をもたらし、歯付きベルトは、より長い平均耐用期間を有するために、より優れた機械的特性を備えていなければならない。

「乾式」の使用とは、ベルトがエンジンブロックの外部にあり、エンジンオイルとの接触が偶発的なものだけであり、概して、燃料と混合されたオイルまたは他のオイルの汚染と接触していないことを意味する。

さらに、チェーンが同じ作動環境おいて歯付きベルトに置き換えられたタイミング伝動システムを備える動力車向けのエンジンが、近年開発されている。

この種類のシステムは、例えば特許文献１など、本出願人による特許で示されている。

そのような伝動システムでは、ベルトは、「油浴ベルト」または「湿式ベルト」として知られており、同等のチェーンまたは乾式ベルトの伝動システムと同じ寿命要件を満たすことができなければならない。

本発明の範囲内では、「油浴ベルト」または「湿式ベルト」は、停止中および／または運転中にオイルに少なくとも部分的に浸されている伝動システム、または、ベルトが連続的にオイルと接触している伝動システム、例えば、特別に提供されたノズルを介して、もしくはベルトおよびプーリの作用による振動によって、例えばスプレーとしてオイルがベルトに供給されるシステムで使用される歯付きベルトであると理解される。

具体的には、そのような伝動システムでは、エンジンを潤滑するオイルと伝動システムとの間に分離の手段がない。

そのような伝動システムは、いわゆる乾式歯付きベルトが用いられ、エンジンの様々な部品を潤滑し、歯付きベルトの表面に偶発的にのみ接触する可能性があるエンジンオイルから歯付き伝動ベルトを分離する分離手段または分離構成要素がある、従来の伝動システムとは異なっている。

そのため、湿式ベルトは、エンジン運転の間、高温のオイルとの連続的な接触に耐えなければならず、高い運転温度または非常に低い温度のいずれにおいても損傷を受けないようにしなければならない。

チェーン伝動に対して、ベルト伝動は、概して、コストがより低く、摩擦損失がはるかに低く、より費用が掛からない。また、ベルト伝動はより静かであり、ベルトの伸びは、最大でチェーンの伸びの４分の１であり、これは、内燃エンジンの弁の制御をはるかにより正確にすることができ、燃料の節約ももたらす。

概して、ベルトがチェーンを代用する伝動システムの基本的な問題は、少なくとも２４０，０００ｋｍまたは１５０，０００マイル持ちこたえる歯付きベルトを作ること、あるいは、通常の運転条件の下で、車両の実用的な寿命全体にわたって歯付きベルトを交換する必要がないことを確保することである。

そのために、ベルトは、現在市場にあるものより優れた機械的特性を有しなければならない。

歯付きベルトがオイルで濡れる、および／または、連続的にオイル中で作動する伝動システムは、概して、運動伝達にチェーンが使用される伝動システムと非常に似ている。しばしば、ベルトが移動する区画は、エンジンクランクケースの表面から得られる。

オイル中で使用する場合、例えば、織られた撚り糸、より厳密には、ポリアミドの繊維、または芯としての弾性撚り糸と弾性撚り糸の周りに巻かれた一対の複合撚り糸とによって各々形成された複合構造を持ち、使用中にベルトの長手方向に延びる撚り糸によって構成される構造を持つ被覆布を、歯付きベルトの歯部分に使用することが現在知られている。

しかしながら、この解決策は、布が簡単に劣化して相当の数の破損箇所を引き起こすため、特に、高温条件、およびベルトがオイルと連続的に接触して作動するシステムにおいては、特に不利である。

オイル中で歯付きベルトを使用する場合と、歯付きベルトを乾式で使用する場合との両方で、最も頻発する破損の原因は、実際のところ、特にプーリと歯が係合する領域における応力による歯の破損である。この領域における改善された機械的特性を有する歯付きベルトを有することが望ましい。

耐摩耗性を大きくするために、被覆として使用される布を熱可塑性材料の層に置き換えることも提案されている。これらの層は、例えば１００ミクロンなど、概して薄く、布と同じ機能を発揮する。これらの層は、概してフィルムの形態であり、摩耗の問題を完全には解決しないだけでなく、機械的特性の改善に大きく寄与することもないことが、実験的に判定されている。具体的には、ベルトがオイル中で使用され、そのため交換されるべきでないとき、薄い層では、車の耐用期間にわたって持ちこたえることを可能にする全般的な機械的特性を実現させることができない。

そのため、既知のベルトに対して機械的特性を向上することを可能にする乾式ベルトと湿式ベルトとの両方について、代替の解決策が捜し求められている。

国際公開第２００５／０８０８２０号 国際公開第２００４／０５７０９９号

本発明の第１の目的は、伝動ベルトを得ることであって、特に乾式であるとき、そして特にオイルと接触して連続的に使用されるとき、またはオイルに部分的に浸されているときであっても、高温に耐え、同時に、製造が容易で費用の掛からない、優れた機械的特性を伴う歯付きベルトを得ることである。

本発明のさらなる目的は、伝動ベルトを得ることであって、特に、長い耐用年数を有し、そのため接着および噛み合い精度に関して優れた機械的特性を有する歯付きベルトを得ることである。

本発明のさらなる目的は、歯付きベルトと、運転の間、歯付きベルトをオイルと連続的に接触させたままにするか、または、歯付きベルトをオイルに部分的に浸したままにすらする手段とを備え、歯付きベルトが高温において高い耐摩耗性を有する伝動システムを得ることである。

本発明によれば、これらの目的は、請求項１による伝動ベルトによって得られる。

本発明によれば、請求項２０による伝動システムも提供される。

ここで、本発明のより良い理解のために、本発明が添付の図を参照して説明される。

本発明による歯付きベルトの一部分の側面図である。 本発明による歯付きベルトの第１の実施形態の一部分の部分的な斜視図である。 本発明による歯付きベルトの第２の実施形態の一部分の部分的な斜視図である。 本発明による第１の歯付きベルトを用いる第１のタイミング制御システムの図である。 本発明による第２の歯付きベルトを用いる第２のタイミング制御システムの図である。 本発明による第３の歯付きベルトを用いる第３のタイミング制御システムの図である。

図１〜図３は、全体が符号１で示される歯付きベルトを示している。ベルト１は、複数の長手方向の撚り糸状の耐久性の高い挿入体３が埋め込まれている第１のエラストマ材料を含む本体２と、使用中に作用面５、すなわち伝動システムの対応するプーリと噛み合う面を構成する複数の歯から成る歯部分４とを備えている。

歯付きベルトは、作用面５の反対側にある背部７も備えている。

好ましくは、本体２は、１つまたは複数のエラストマ材料と多数の添加物とを含むコンパウンドから作られる。便宜のために、エラストマ材料は、以後、まとめて「第１のエラストマ材料」と指し示される。

ベルトの本体は、有利には、天然ゴム（ＮＲ）、ポリクロロプレン（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエン（ＮＢＲ）、および水素化アクリロニトリルブタジエン（ＨＮＢＲ）として知られる関連する水素化エラストマまたは不飽和カルボン酸のエステルで継ぎ合わされた水素化アクリロニトリルブタジエンの亜鉛塩、ポリイソプレン、スチレンブタジエンゴム、エチレン−α−オレフィンエラストマ、ＥＰＤＭ、ポリウレタン、フルオロエラストマ、エチレンアクリルエラストマ（ＡＥＭ）、ブロモブチル、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）またはクロロスルホン化アルキル、塩素化ポリエチレン、エポキシ化天然ゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲカルボキシレート、ＨＮＢＲカルボキシレート、ＡＣＭ、およびこれらのコンパウンドの混合物によって構成される群から選択される第１のエラストマ材料における主エラストマとしてエラストマを含む。

「主エラストマ」は、コンパウンド中のすべてのエラストマの総重量で計算され、そのためベルトのすべての他の非エラストマ成分を除外した、本体を構成するコンパウンドに５０重量％超で存在することが意図される。

本体は、好ましくは、ポリオレフィン、または、第１のエラストマ材料もしくはさらなるエラストマ材料としてアクリロニトリル単位を含むゴムの少なくとも１つの共重合体を含む。

より有利には、本体コンパウンドとして使用される共重合体は、ニトリルゴムであり、有利には、ＮＢＲとして知られるアクリロニトリルブタジエンゴムである。さらにより有利には、共重合体は、水素化アクリロニトリルブタジエンすなわちＨＮＢＲ、または、さらにはＸＨＮＢＲ、つまり、水素化カルボキシ化アクリロニトリルブタジエンである。

有利には、ベルトが部分的に油浴にあるか、またはオイルおよび不純物と直接的に接触している伝動システムを作るために使用されるＨＮＢＲは、高レベルの水素添加を有し、例えば、いわゆる完全に飽和したＨＮＢＲが使用でき、これらは、最大で０．９％の残留二重結合の百分率を有するが、例えば、４％または５．５％の飽和レベルを有するいわゆる部分的に飽和されたＨＮＢＲなど、不飽和のより低いレベルのＨＮＢＲも代わりに使用できる。

本体コンパウンドで使用できるが、歯付きベルトを形成する様々な要素の異なる処理においても使用できるＨＮＢＲの一部の共重合体の例には、３４％のニトリル群および最大で０．９％の水素添加レベルを伴うテルバン（ＴＨＥＲＢＡＮ）（登録商標）３４０７、３４％のニトリル群および最大で０．９％の不飽和レベルを伴うテルバン（登録商標）３４０６、３６％のニトリル群および最大で０．９％の不飽和レベルを伴うテルバン（登録商標）３６０７、３４％のニトリル群および最大で４％の不飽和レベルを伴うテルバン（登録商標）３４４６、３４％のニトリル群および最大で５．５％の不飽和レベルを伴うテルバン（登録商標）３４４７、３６％のニトリル群および最大で２％の不飽和レベルを伴うテルバン（登録商標）３６２７、３６％のニトリル群および最大で２％の不飽和レベルを伴うテルバン（登録商標）３６２９、ならびに、３９％のニトリル群および最大で０．９％の不飽和レベルを伴うテルバン（登録商標）３９０７など、ランクセス（Lanxess）社によって作られるテルバン（登録商標）の仲間に属する共重合体がある。

代替で、日本ゼオンによって作られるゼットポール（ＺＥＴＰＯＬ）（登録商標）の名称のＨＮＢＲを使用することも可能である。具体的には、３６％のニトリル群および最大で０．９％の不飽和レベルを伴うゼットポール（登録商標）２０００、３６％のニトリル群および最大で０．９％の不飽和レベルを伴うゼットポール（登録商標）２０００Ｌ、３６％のニトリル群および最大で４％の不飽和レベルを伴うゼットポール（登録商標）２０１０、３６％のニトリル群および最大で４％の不飽和レベルを伴うゼットポール（登録商標）２０１０Ｌ、３６％のニトリル群および最大で４％の不飽和レベルを伴うゼットポール（登録商標）２０１０Ｈ、３６％のニトリル群および最大で５．５％の不飽和レベルを伴うゼットポール（登録商標）２０２０、ならびに、３６％のニトリル群および最大で５．５％の不飽和レベルを伴うゼットポール（登録商標）２０２０Ｌである。

より有利には、オイル中での用途のためのエラストマにおけるアクリロニトリル単位は、例えば５０重量％など、３３重量％から５１重量％の間であり、一方、乾式の用途については、アクリロニトリル単位は、例えば２１重量％など、１５重量％から２５重量％の間である。

さらにより有利には、１つまたは複数の共重合体の混合物によって形成され、不飽和カルボン酸の酸または塩がこれらの共重合体のうちの１つまたは複数に添加されるニトリル群を含むジエン単量体および単量体から始まって得られるポリマが、第１のポリマと組み合わされて使用される。より有利には、不飽和カルボン酸はメタクリル酸またはアクリル酸であり、前記塩はメタクリル酸またはアクリル酸の亜鉛塩である。さらにより有利には、メタクリル酸の亜鉛塩が使用される。さらにより有利には、メタクリル酸の亜鉛塩は、１０ｐｈｒから６０ｐｈｒの間の範囲にある量で添加される。

例えば、以下の名称、すなわち、ＺＳＣ１２９５、ＺＳＣ２０９５、ＺＳＣ２１９５、ＺＳＣ２２９５、ＺＳＣ２２９５Ｌ、ＺＳＣ２２９５Ｒ、およびＺＳＣ２３９５でゼオンにより販売されているエラストマが、有利に使用され得る。

具体的には、先に記載したＨＮＢＲ、つまり、不飽和カルボン酸と酸化亜鉛とを含むＺＳＣ、および／または、不飽和カルボン酸塩を含むテルバン（登録商標）ＡＲＴを伴うゼットポール（登録商標）および／またはテルバン（登録商標）を、部分的に、または全体を置き換えることが可能である。

ポリオレフィンと、アクリロニトリル単位を含むゴムとの混合されたコンパウンドも好ましく、より好ましくは、ＮＢＲもしくはＨＮＢＲ、または前述の変性ＨＮＢＲを伴うエチレンの共重合体を含むコンパウンドである。例えば、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエン単量体）またはＥＰＭ（エチレンプロピレン単量体）を含むゴムが、好ましくは１％から３０％の間の範囲の量でアクリロニトリル単位を含むポリマに添加され得る。

エラストマ材料に加えて、本体コンパウンドは、例えば、強化剤、増量剤、顔料、ステアリン酸、促進剤、加硫剤、酸化防止剤、活性剤、開始剤、可塑剤、ワックス、早期加硫阻害剤、劣化防止剤、プロセス油、および同様のものなど、従来の添加物を含むことができる。

有利には、カーボンブラックを増量剤として用いることができ、有利には０ｐｈｒから８０ｐｈｒの間の範囲の量で添加され、より有利には約４０ｐｈｒの量で添加される。有利には、タルク、炭酸カルシウム、シリカ、およびケイ酸塩などの明色強化増量剤が、有利には０ｐｈｒから８０ｐｈｒの間の範囲の量で添加され、有利には約４０ｐｈｒの量で添加される。シランを０ｐｈｒから５ｐｈｒの間の範囲の量で有利に使用することも可能である。

有利には、酸化亜鉛および酸化マグネシウムが、０ｐｈｒから１５ｐｈｒの間の範囲の量で添加される。

有利には、トリメリテートまたはエチルエステルなどのエステル可塑剤が、有利には０ｐｈｒから２０ｐｈｒの間の範囲の量で添加される。

有利には、シアヌル酸トリアリルなどの早期加硫助剤、および、金属塩などの有機または無機のメタクリル樹脂が、有利には０ｐｈｒから２０ｐｈｒの間の範囲の量で添加されるか、または、イソプロピルベンゼン過酸化物などの有機過酸化物が、例えば、有利には０ｐｈｒから１５ｐｈｒの間の範囲の量で添加される。

有利には、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維、およびＰＢＯ繊維から成る群から選択される材料から作られる、コードとも呼ばれる耐久性の高い挿入体３を使用することが可能であり、さらに、いわゆる「ハイブリッド」式のコード、つまり、先に言及したものから有利に選択される異なる材料のフィラメントを含むコードを使用することも可能である。

好ましくは、コードを形成する繊維は、日本板硝子の名前で特許文献２に示される手順を用いて、水溶性過酸化物で加硫されたＨＮＢＲラテックスで処理される。

図１〜図３に示されるような本発明の一態様では、ベルトの作用面の少なくとも一部分と、好ましくは、ベルトの歯または歯部分の少なくとも一部とが、非エラストマ材料を含む被覆８によって被覆されている。

好ましくは、非エラストマ材料は、プラスチック材料、熱可塑性材料、熱硬化性材料、および金属材料から成る群から選択される。

好ましくは、被覆８は均質材料から作られる。

本発明の範囲内では、均質材料は、不連続性を呈さない材料として意図され、不連続性は、歯付きベルトの歯部分を被覆するために一般に用いられるすべての材料と同様に、糸であるか糸でないかに係わらず、布、不織布、および繊維を主成分とする材料などの材料で一般的である。

均質材料は、必ずしも単一の材料によって構成されず、２つ以上の材料によって形成できるか、または、例えば、繊維が充填された熱可塑性材料など、繊維を含む材料によって形成できる。

明確であるように、材料は、歯を被覆するために使用される材料の量と大きさが近い試料が考えられるときに均質となる。

具体的には、均質材料は、歯の被覆のために使用される材料の量に近い量の試料が考えられるときに、すべての領域において同様の密度を有することになり、そのため、同じ機械的特性を有することになる。

歯部分の被覆８は、熱可塑性の膜、または歯付きベルトの作用面の被覆としても使用される布もしくは不織布と熱可塑性膜とが組み合わされる解決法とも異なる。これは、被覆は歯の一部を形成し、具体的には歯の根元の一部を形成し、したがってベルト自体の一部を形成し、歯の剛性全体とベルトの他の機械的特性とを変えるのに対して、膜は概して薄く、約１００ミクロンの厚さであり、ベルトの作用面だけを保護するが、それでもなお急速な摩耗に曝され、何よりも、機械的特性における大幅な向上を提供することができないためである。

本発明の範囲内において、ベルトのピッチは、２つの隣接する歯の２つの対応する点の間のベルトの平坦な長さにおいて測定される距離として意図され、測定は、静止した引っ張りのない状態で行われ、そのため、ピッチ円において計算される公称ピッチと異なる。

図１における歯付きベルト１の側面図にも示されるように、ベルトの断面は、下方部においては本体コンパウンド２およびコード３だけによって占められ、上方部、具体的には歯の領域においては、本体コンパウンドに加えて被覆８によって占められる。熱可塑性材料の薄い膜が使用される既知のベルトと異なり、外側の被覆８は、図１〜図３に示された実施形態における歯の一部を形成する。

本発明の好ましい態様では、外側の被覆８が単位長手方向断面の実質的な表面を占めている場合、それが前述の問題の解決を可能にすることが見出されている。

本発明の範囲内では、図１を参照すると、コードの中立軸をつなぐ平面によって定められる、または、コード３の中立軸を結合することによって形成される平面Ｃの表面と、歯部分４の作用面５と、２つの隣接する歯の中央横断面Ｐ１、Ｐ２との間の領域Ａが、「単位長手方向断面」として定められる。図における領域Ａの周囲は、より太い線でも描かれている。

単位長手方向断面が計算されなければならない区域はベルトの外側だけでなく、ベルトの方向と平行な任意の区域でもあり得ることは、明らかである。

コード３の中立軸によって形成される平面、または、コード３の中立軸を結合することによって形成される平面とは、コード３の中心を通過する軸をつなぐことによって得られる平面を意味する。

本発明の代替の実施形態では、布、熱可塑性材料の膜、または、布と熱可塑性材料の膜との組み合わせが、ベルトの本体２の上方に配置され、被覆８は布または熱可塑性材料の膜の上方に配置され得る。

本発明の代替の実施形態では、布、熱可塑性材料の膜、または、布と熱可塑性材料の膜との組み合わせが、被覆８の上方に配置されてもよく、この場合、被覆８はもはや外側ではないことになる。

本発明の好ましい態様では、非エラストマ材料から作られた被覆８が、単位長手方向断面の少なくとも２５％を占める。

より好ましくは、被覆８は、単位長手方向断面の２５％から１００％の間を占める。より好ましくは、被覆８は、単位長手方向断面の２５％から８５％の間を占める。

被覆８が単位長手方向断面の３０％から８０％の間を占める実施形態は、特に好ましいことが分かっている。

被覆８が単位長手方向断面の４０％から７０％の間を占める実施形態は、さらにより特別に好ましいことが分かっている。

好ましくは、非エラストマ材料は均質材料である。

プラスチック材料は、熱可塑性ポリマ材料または熱硬化性ポリマ材料を意味するが、いわゆる熱可塑性エラストマ、または、１つもしくは複数のエラストマ材料と混合される熱可塑性材料もしくは熱硬化性材料も意味する。

好ましくは、被覆８は、連続的であってよく、そのため、歯付きベルトの作用面全体を被覆しているか、または、非連続的であり、そのため歯付きベルトの作用面の特定の領域のみを被覆する。

被覆８が連続的である実施形態では、被覆８は適切な層を形成できるが、層は、好ましくは、異なる厚さを有することができ、具体的には、より大きい応力がある部位でより大きい厚さを有することができる。

被覆が連続的でない実施形態では、被覆は、好ましくは少なくとも歯の根元を被覆し、より好ましくは、図１〜図３に示されている実施形態のように、根元と歯の先端とを被覆する。

被覆８が連続的でない実施形態では、被覆８は、好ましくは、図２に示されているように、作用面からコード３まで延びるか、または代替で、図３に示されている実施形態のように、コードが、本体コンパウンド２によって全体的に包囲され得る。

被覆８が連続的でない実施形態では、非連続性は、好ましくは、２つの隣接する歯の間の根元の領域に存在できる。結果として、被覆は、好ましくは、歯と歯の根元の一部とを被覆する別々のキャップまたは単に部分的につながれたキャップを形成する。

有利には、歯の上方の単一の被覆またはキャップは、被覆８が作用面５の全体は被覆しない場合であっても単一のキャップが互いと結合されるように、材料の断片によってつながれ得る。

好ましくは、被覆８は非エラストマ材料から作られる。

より好ましくは、外側の被覆８は、熱可塑性材料、熱硬化性材料、または金属材料を含む。

より好ましくは、外側の被覆８は、均質な熱可塑性材料、熱硬化性材料、または金属材料から作られる。

さらにより好ましくは、被覆８は、ポリオレフィン高分子、または、芳香環、カルボン酸基、もしくはハロゲン化物イオンが単量体に存在する高分子を含む。

さらにより好ましくは、被覆８は、ポリオレフィン高分子、または、芳香環、カルボン酸基、もしくはハロゲン化物イオンが単量体に存在する高分子から作られる。

被覆８が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＭＩ、ＰＭＭＡ、ポリアミド、ＰＡＩ、ＰＡＮ、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＰＥ、ＰＰＯ、ＰＰＳ、ＰＩ、ＰＥＩ、ＰＡＩ、ＰＥＫ、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＰＵＲ、およびＰＥＮによって構成される群から選択される少なくとも１つの材料を含む実施形態が、特に好ましい。

ＤＩＮ規格（standards）７７２８および１６７８０（同じく、ＩＳＯ１０４３／１）によれば、コードは、それを特異的に識別する各々の材料と関連付けられる。

被覆８が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＭＩ、ＰＭＭＡ、ポリアミド、ＰＡＩ、ＰＡＮ、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＰＥ、ＰＰＯ、ＰＰＳ、ＰＩ、ＰＥＩ、ＰＡＩ、ＰＥＫ、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＰＵＲ、およびＰＥＮによって構成される群から選択される少なくとも１つの材料から作られる実施形態が、特に好ましい。

機械的特性をさらに向上するために、被覆８を強化することも有利である。好ましくは０．１ｍｍから１０ｍｍの間の範囲の長さを有する繊維を１％から５０％の間の範囲の量で加えることが、好ましくは可能である。

好ましくは、繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、ＰＴＦＥ繊維、およびアラミド繊維によって構成される群から選択される材料を含む。

例えば、被覆は、ポリアミドを含むか、または主としてポリアミドから作られ、より厳密には５０％超についてポリアミドによって作られる可能性がある。

被覆は、一体に混合された何種類かのプラスチックも含み、それらのプラスチックによって形成され得ることが明らかである。

代替で、被覆８は、例えば均質材料の２つ以上の層を形成する、２つ以上の材料によって形成されてもよい。

例えば、金属材料または先に列記した材料の組み合わせの層によって被覆された熱可塑性材料の層を用いることが可能であるか、または、図２および図３における実施形態に示されるように、個々の歯に被覆を作り、金属材料によって被覆された熱可塑性材料で被覆の各部分を提供することが可能である。

好ましくは、外側の被覆８の厚さが０．３ｍｍから５ｍｍの間の範囲にあるが、これは、明らかに、歯付きベルト１の歯の大きさに応じて変わる。

好ましくは、歯付きベルトのピッチは５ｍｍから１０ｍｍの間である。

本発明の歯付きベルトは、特に、車両の伝動システム内での使用に適応されている。

より具体的には、本発明による歯付きベルトは、使用中に歯付きベルトがオイルと直接的に接触しているか、またはオイルに部分的に浸される伝動システムで使用されるのにも特に適している。

具体的には、ベルトをオイルと連続的に接触させておくか、または必要な場合は油浴に部分的に浸される手段に、ベルトがその全体の実用的な寿命にわたって曝されるシステムである、クランクケース内部の従来の歯車またはチェーンのシステムの代替品としてベルトが使用される場合に、優れた結果が得られている。

本発明によるベルト１は、例えば、図４に描写される種類の動力車のためのタイミング制御システムにおいて、有利に用いられる。図でタイミング制御システムは全体が符号１１で指し示されており、図示されていない駆動シャフトにしっかりと留め付けられた駆動プーリ１２と、第１の被駆動プーリ１３ａと、第２の被駆動プーリ１３ｂと、歯付きベルトを張るためのテンショナ１４とを備えている。

図５に示される第２の代替の実施形態によれば、本発明による歯付きベルトが符号１で示されており、このベルトは、両面に歯部分を有しており、そのため、歯部分の一方または両方に被覆８を有している。

歯付きベルト１は、例えば、図５に描写される種類の動力車のためのタイミング制御システムにおいても用いることができる。図でタイミング制御システムは全体が符号２１で指し示されており、図示されていない駆動シャフトにしっかりと留め付けられた駆動プーリ２２と、第１の被駆動プーリ２３ａと、第２の被駆動プーリ２３ｂと、第３の被駆動プーリ２４とを備えている。

図６に示される本発明の第３の実施形態によれば、本発明による歯付きベルト１は、図で全体が符号３１で指し示されているタイミング制御システムで有利に使用でき、タイミング制御システム３１は、図示されていない駆動シャフトにしっかりと留め付けられた駆動プーリ３２と、第１の被駆動プーリ３３ａと、第２の被駆動プーリ３３ｂと、シューテンショナ３４と、シュー３５とを備えている。

具体的には、本発明の伝動ベルトは、バランスシャフトとして一般的に知られている伝動システムで使用されるときに、特に効果的であることが分かっている。

使用中、制御システム１１および３１におけるそれぞれの歯付きベルト１は、オイルと直接接触している。

図４〜図６は、バランスカウンターシャフトの動作に関連する制御システムを参照しているが、本発明によるベルトが、いわゆるカムツーカム（cam-to-cam）システムにおいて、またはオイルポンプを駆動するために使用できることは、明らかである。これらの場合には、ベルトは、運転の間、部分的に油浴に浸されることになる。

さらに、カムを駆動するための主要な伝動、および、ディーゼルエンジンにおける噴射ポンプをも駆動するための主要な伝動において、本発明のベルトを使用することも可能である。

代替で、本発明によるベルトは、乾式タイミングベルトとして使用されてもよい。

本発明により製作されるベルトの特性の試験から、そのベルトで達成され得る利点は明らかである。

本発明による歯付きベルトの使用は、延長された耐用年数を有することを可能にすることが実験的に立証されている。それは、作用面の少なくとも一部にわたって延びるプラスチックまたは金属材料から作られる被覆８が、被覆として布が使用されている歯付きベルトと比較して、また熱可塑性材料の膜が使用されている歯付きベルトと比較して、機械的特性の相当の向上を確保することを可能にするためである。

この方法では、本発明による歯付きベルトは、歯付きベルトが車両の全体の実用的な寿命全体にわたって交換される必要がないことを確実にすることを可能にする。

本発明による歯付きベルトは、高温においても効果的な耐油性を達成することも可能にし、結果として、動力車において使用するために歯付きベルトに行われる耐久試験を合格し、そのため、オイルと連続的に接触して使用されるときのすべてのベルトの問題、具体的には、機械的特性の低下、接着の低下、噛み合いの悪化、および耐摩耗性の低下を回避することも立証されている。

さらに、本発明のベルトが、１３０℃を超える温度として意図される高い運転温度のタイミングシステムにおいて、乾式ベルトとして使用できることも立証されている。

１ 歯付きベルト
２ 本体
３ 挿入体
４ 歯部分
５ 作用面
７ 背部
８ 被覆
１１ タイミング制御システム
１２ 駆動プーリ
１３ａ 第１の被駆動プーリ
１３ｂ 第２の被駆動プーリ
１４ テンショナ
２１ タイミング制御システム
２２ 駆動プーリ
２３ａ 第１の被駆動プーリ
２３ｂ 第２の被駆動プーリ
２４ 第３の被駆動プーリ
３１ タイミング制御システム
３２ 駆動プーリ
３３ａ 第１の被駆動プーリ
３３ｂ 第２の被駆動プーリ
３４ シューテンショナ
３５ シュー
Ａ 領域
Ｃ 平面
Ｐ１、Ｐ２ 中央横断面

Claims (16)

1. 第１のエラストマ材料から作られた本体（２）と、複数の歯（４）と、伝動ベルト（１）の前記本体および背部（７）に埋め込まれた複数のコード（３）と、を備え、前記伝動ベルト（１）が、前記歯に対応している作用面（５）を有し、かつ前記作用面が、非エラストマ材料の被覆（８）によって少なくとも部分的に被覆されている、伝動ベルト（１）において、前記コードの中立軸をつなぐ平面（Ｃ）と、前記作用面と、２つの隣接する歯の中央横断面（Ｐ１、Ｐ２）との間の領域（Ａ）に属する長手方向断面を単位長手方向断面として定めるとき、前記被覆（８）が、前記単位長手方向断面の少なくとも２５％を占め、前記被覆（８）が均質材料から作られ、前記伝動ベルトの断面が、下方部において、前記第１のエラストマ材料の前記本体(２)及び前記複数のコード(３)によって占められ、かつ、上方部及び前記歯の領域において、前記第１のエラストマ材料の前記本体(２)及び前記被覆（８）によって占められており、
   外側の前記被覆（８）が、非連続的であり、
   前記被覆（８）が、布ではない厚みのあるプラスチック層であり、すべての領域において同様の密度を有することを特徴とする伝動ベルト。
2. 前記被覆（８）が、前記単位長手方向断面の２５％から８５％を占めることを特徴とする、請求項１に記載の伝動ベルト。
3. 前記被覆（８）が、前記単位長手方向断面の３０％から８０％を占めることを特徴とする、請求項１に記載の伝動ベルト。
4. 前記伝動ベルトのピッチが、５ｍｍから１０ｍｍの間の範囲にあることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の伝動ベルト。
5. 前記被覆（８）が、より大きい厚さの領域と、より小さい厚さの領域と、を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の伝動ベルト。
6. 前記被覆（８）が、前記歯の根元に、より大きい厚さの領域を有することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の伝動ベルト。
7. 前記被覆（８）が、熱可塑性材料、および熱硬化性材料によって構成される群から選択される少なくとも１つの材料を含むことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の伝動ベルト。
8. 前記被覆（８）が、ポリオレフィン高分子、または、芳香環、カルボン酸基、もしくはハロゲン化物イオンが単量体に存在する高分子によって構成される少なくとも１つの材料を含むことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の伝動ベルト。
9. 前記被覆（８）が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＭＩ、ＰＭＭＡ、ポリアミド、ＰＡＩ、ＰＡＮ、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＰＥ、ＰＰＯ、ＰＰＳ、ＰＩ、ＰＥＩ、ＰＡＩ、ＰＥＫ、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＰＵＲ、およびＰＥＮによって構成される群から選択される少なくとも１つの材料を含むことを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の伝動ベルト。
10. 前記材料に、非エラストマ材料全体の１重量％から５０重量％の間の量で繊維が加えられることを特徴とする、請求項８または９に記載の伝動ベルト。
11. 前記被覆（８）が、前記コード（３）を少なくとも部分的に包囲するところまで拡がることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の伝動ベルト。
12. 前記コードが、本体コンパウンドによって完全に包囲されることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の伝動ベルト。
13. 前記第１のエラストマ材料が、アクリロニトリル単位を含むポリマを、コンパウンドのエラストマの総重量で計算して、５０重量％超含むことを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の伝動ベルト。
14. 歯付きベルトであることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の伝動ベルト。
15. 請求項１から１４のいずれか一項に記載の伝動ベルトを備えることを特徴とする伝動システム。
16. 請求項１から１４のいずれか一項に記載の伝動ベルトを備え、前記伝動ベルトをオイルと連続的に接触させる手段を備えることを特徴とする伝動システム。

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