JP7614935B2 - 歯付ベルト - Google Patents

Description

本発明は、歯付ベルトに関する。

従来、歯付ベルトとしては、ゴムベルトや注型ウレタンベルトが知られている。これらのベルトは、いずれも背ゴム部と、この背ゴム部にベルト長手方向に所定のピッチで一体に設けられた多数の歯ゴム部と、上記背ゴム部と歯ゴム部との間にベルト長手方向に延びるようにかつベルト幅方向に所定のピッチで埋設された心線とを備える。両者は、背ゴム部と歯ゴム部とを加硫ゴムで成形するか、注型ウレタンで成形するかの点で相違する。

これらのベルトは、製造過程に加硫工程や後加硫工程が必要であるため、生産性が低い。また、これらのベルトは、加硫ゴムや注型ウレタンの性質上、ベルト成形後の形状付与等の後処理が難しく、更にはリサイクルも難しいという課題もある。

このような課題を解消しえる歯付ベルトとして、背ゴム部及び歯ゴム部を熱可塑性エラストマーで形成した歯付ベルトも提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特開平７－２７１７８号公報 特開平１０－２３７９号公報

背ゴム部及び歯ゴム部の形成に熱可塑性エラストマーが用いられた歯付ベルトは、ベルトに掛る負荷が大きくなると、ベルト歯が変形しやすい、という課題があった。更に、ベルトをかけたプーリの回転速度が上がると、ベルトが発熱し、この場合もベルト歯が変形しやすい、という課題があった。

カーボン繊維には、クリープによる変形が有機繊維に比べて生じにくい。そのため、カーボン繊維からなるヤーンを心線として採用することで、歯付ベルトは使用による張力の低下を抑制できる。この歯付ベルトには、長期に亘って使用できる見込みがある。
上述の特許文献２では、カーボン繊維からなるフィラメント（以下、カーボンフィラメント）を含むヤーンが心線として採用されている。
この特許文献２では、撚りが施される前に、ヤーンに含まれるフィラメントに対して、背ゴム部及び歯ゴム部と同じ熱可塑性エラストマーで接着処理が施されるが、ヤーンに対して接着処理は施されない。そのため、ヤーンがベルト本体から剥離し、長期に亘って高負荷伝動に適する状態を歯付ベルトが維持できない恐れがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、高負荷伝動に適した、歯付ベルトを提供することを目的とする。

（１）本発明の歯付ベルトは、平帯状の背ゴム部と、上記背ゴム部の内周側に配設されて各々が上記背ゴム部に一体に設けられてベルト歯を構成する複数の歯ゴム部とを有し、上記背ゴム部及び上記歯ゴム部がともに熱可塑性エラストマー組成物からなるベルト本体と、上記背ゴム部の内周側の部分にベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配されて埋設された心線と、上記ベルト本体の内周側に設けられた上記複数の歯ゴム部を被覆する歯部被覆材と、を備え、上記熱可塑性エラストマー組成物のエラストマー成分がポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ）、又はポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）であり、上記背ゴム部を構成する熱可塑性エラストマー組成物の硬さが２５～７０であり、上記歯ゴム部を構成する熱可塑性エラストマー組成物の硬さが４０～７０であり、かつ上記背ゴム部を構成する熱可塑性エラストマー組成物の硬さ以上であり、上記心線は、接着剤からなる接着被覆層で被覆されるヤーンを備え、上記ヤーンは多数のフィラメントを含み、上記多数のフィラメントはカーボン繊維からなるカーボンフィラメントを含む。

上記歯付ベルトでは、背ゴム部及び歯ゴム部が、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ）、又はポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）をエラストマー成分とする組成物で構成されている。そのため、製造過程において、加硫工程や後加硫工程が必要無く、この歯付ベルトは生産性に優れる。また、上記エラストマー成分は熱に強く、ベルトを高負荷や高回転速度で駆動させた際の発熱温度でも弾性率の低下が小さい。そのため、ベルト駆動時に変形が生じにくく、歯ゴム部が変形することによって生じる歯飛び等の不具合が発生しにくい。この歯付ベルトは高負荷伝動に適する。

上記歯付ベルトではさらに、背ゴム部及び歯ゴム部を構成する熱可塑エラストマー組成物が、それぞれ特定の硬さを有する。そのため、ベルトが柔らかすぎて動力を受けた際に変形して歯が欠けたり、ベルトが硬すぎてプーリに巻き付けた際に破損したり、駆動時にベルト背面にクラックが発生したり、することが抑制される。
上記歯付ベルトでは、心線を構成するヤーンはカーボンフィラメントを含む。カーボンフィラメントの弾性率は高いので、歯付ベルトに高い負荷をかけても変形が生じにくく、プーリとの噛み合いがずれにくい。そのため、ベルトとプーリとの噛み合いがずれてベルトがプーリに乗り上げたり、ベルトに局所的な力が掛ってベルト歯が欠けてしまったりすることを回避することができる。加えて、カーボンフィラメントには、有機繊維からなるフィラメントのようなクリープ特性が無いため、歯付ベルトは非常に伸びにくく、この歯付ベルトには張力低下が発生しにくい。
ヤーンは、接着被覆層で被覆されるので、この接着被覆層を介して背ゴム部及び歯ゴム部（すなわち、ベルト本体）と強固に接着する。ベルト駆動時にヤーンとベルト本体との境界部分に歪が生じても、ヤーンがベルト本体から剥離することが防止される。
接着被覆層はヤーンに含まれるフィラメントを拘束するので、フィラメントの動きが抑制される。カーボンフィラメントの擦れが抑えられるので、カーボンフィラメントの摩耗による、心線の強度低下が防止される。
この歯付ベルトでは、長期に亘って高負荷伝動に適する状態が維持される。

（２）上記歯付ベルトにおいて、上記熱可塑性エラストマー組成物のエラストマー成分は、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ）であることが好ましい。ＴＰＡＥは、動的な変形に対するエネルギー損失が小さく、屈曲による発熱が少ない点、耐薬品性に優れる点で、歯付ベルトの歯ゴム部及び背ゴム部を構成する材料として適している。

（３）上記歯付ベルトにおいて、上記接着剤は、エポキシ基含有化合物と硬化剤とを含有し、固形分比率が８０質量％以上であることが好ましい。この場合、ヤーンが接着被覆層を介してベルト本体と強固に接着するので、ヤーンの、ベルト本体からの剥離が防止される。フィラメントの動きが抑制されるので、カーボンフィラメントの摩耗による、心線の強度低下が防止される。

（４）上記歯付ベルトにおいて、上記硬化剤はラジカル開始剤であることが好ましい。この場合、硬化剤が、ヤーンとベルト本体との接着性を高める。特に、熱可塑性エラストマー組成物のエラストマー成分がＴＰＡＥである場合、カーボンフィラメントとＴＰＡＥとの反応が促され、ヤーンとベルト本体との接着強度が飛躍的に向上する。この歯付ベルトでは、ヤーンの、ベルト本体からの剥離が防止される。フィラメントの動きが抑制されるので、カーボンフィラメントの摩耗による、心線の強度低下が防止される。

（５）上記歯付ベルトにおいて、上記接着剤は、レゾルシンとホルムアルデヒドとを含有し、固形分比率が８０質量％以上であることもできる。この場合においても、ヤーンが接着被覆層を介してベルト本体と強固に接着するので、ヤーンの、ベルト本体からの剥離が防止される。フィラメントの動きが抑制されるので、カーボンフィラメントの摩耗による、心線の強度低下が防止される。エポキシ基含有化合物及び硬化剤を含む溶液を接着剤として用いた場合に比べて、軟質な接着被覆層が構成されるので、心線は曲がりやすい。そのため、大きな歪が心線に生じる、プーリ径が小さいプーリに、この歯付ベルトを使用しても、心線に切断は生じにくい。

（６）上記歯付ベルトにおいて、前記ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ）のソフトセグメントは、ポリエーテル構造であることが好ましい。この場合、このＴＰＡＥは、常温でゴム弾性を呈しやすい。そのため、プーリに巻き付けた際に破損したり、駆動時にベルト背面にクラックが発生したり、することが抑制される。
この歯付ベルトでは、高負荷伝動に適する状態が長期に亘って維持される。

本発明によれば、高負荷伝動に適した、歯付ベルトが得られる。

本発明の一実施形態に係る歯付ベルトの一部を模式的に示す斜視図である。 図１における矢視Ｘの正面図である。 図１のＡ－Ａ線端面図である。 ヤーンの一例を示す断面図である。 歯付ベルトの製造に使用するベルト成形型の部分断面図である。 歯付ベルトの製造工程を説明する図である。 歯付ベルトの製造工程を説明する図である。 歯付ベルトの製造工程を説明する図である。 第１の走行試験におけるプーリレイアウトを示す図である。 第２の走行試験におけるプーリレイアウトを示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。
図１は、本発明の実施形態に係る歯付ベルト１０の一部を示す斜視図である。図２は、図１における矢視Ｘの正面図である。図３は、図１のＡ－Ａ線端面図である。

＜歯付ベルト＞
歯付ベルト１０は、エンドレスの噛み合い伝動ベルトである。
図１には、歯付ベルト１０の一部を示す。
歯付ベルト１０は、図１に示すように、ベルト本体１１、心線１３及び歯部被覆材としての補強布１４を備える。

歯付ベルト１０の寸法は特に限定されず、設計に応じて選択することができる。
歯付ベルト１０の寸法は、例えば、ベルト周長（ベルトピッチラインＢＬにおけるベルト長さ）を５４ｍｍ以上６６００ｍｍ以下、ベルト幅を３ｍｍ以上３４０ｍｍ以下、ベルト最大厚さを１．３ｍｍ以上１３．２ｍｍ以下とすることができる。

歯付ベルト１０の内周側には、所定ピッチで間隔をおいて複数のベルト歯１２が配設されている。ベルト歯１２の歯形は、Ｓ歯形である。
本発明の実施形態において、ベルト歯１２の歯形はＳ歯形に限定されるわけではなく、Ｓ歯形以外の円弧歯形であってもよいし、台形歯形であってもよいし、その他の歯形であってもよい。

歯付ベルト１０において、ベルト歯１２は、ベルト幅方向に対して平行に延びる直歯である。本発明の実施形態において、ベルト歯１２は、ベルト幅方向に対して傾斜する方向に延びるハス歯であってもよい。

歯付ベルト１０において、ベルト歯１２の歯ピッチＰ（図３中、Ｐ参照）は、例えば２ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。
ベルト歯１２の歯高さは、ベルト長さ方向に相互に隣接する一対のベルト歯１２間の歯底部１５からベルト歯１２の先端までの寸法（図３中、Ｈ参照）で規定され、例えば０．７６ｍｍ以上８．４ｍｍ以下である。
また、歯付ベルト１０は、歯数が、例えば２７以上５６０以下、歯幅（ベルト長さ方向の寸法）が、例えば１．３ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下、ＰＬＤが、例えば０．２５４ｍｍ以上２．１５９ｍｍ以下である。
これらのベルト歯の寸法は例示であり、これらの範囲に限定されるわけではない。

＜ベルト本体＞
ベルト本体１１は、エンドレスの平帯状の背ゴム部１１ａと、複数の歯ゴム部１１ｂとを有する。複数の歯ゴム部１１ｂは、ベルト本体１１の内周側に設けられている。詳細には、複数の歯ゴム部１１ｂは、背ゴム部１１ａの一方側である内周側にベルト長さ方向に 間隔をおいて一体に設けられている。
ベルト本体１１では、背ゴム部１１ａ及び歯ゴム部１１ｂのそれぞれが熱可塑性エラストマー組成物で構成されている。背ゴム部１１ａを構成する熱可塑性エラストマー組成物と、歯ゴム部１１ｂを構成する熱可塑エラストマー組成物とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。

本発明において、熱可塑性エラストマー組成物とは、熱可塑性のエラストマー成分を必須成分とし、上記エラストマー成分以外の各種添加剤を必要に応じて含有可能な任意成分とする組成物をいう。
上記熱可塑性エラストマー組成物は、エラストマー成分のみを含有していてよい。

ベルト本体１１を構成する熱可塑性エラストマー組成物のエラストマー成分は、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ）、又はポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）である。
ＴＰＡＥ及びＴＰＣは、オレフィン系、スチレン系、ウレタン系などの他の熱可塑性エラストマーに比べて、熱に強く、高負荷駆動時や高速回転駆動時のベルト温度でも弾性率の低下が小さい。そのため、高負荷駆動時や高速回転駆動時にベルトの発熱による歯ゴム部１１ｂの変形が発生しにくい。

上記エラストマー成分としては、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ）が好ましい。
ＴＰＡＥは、ＴＰＣに比べて、動的な変形に対するエネルギー損失が小さく、屈曲による発熱が少ない。そのため、駆動時のベルト温度が相対的に低く、高負荷や高速での動力伝達に適している。
また、ＴＰＡＥは、耐薬品性にも優れる。そのため、薬品との接触が想定される用途、例えば、油圧装置を備えた産業用機械、二輪自動車の駆動部、乗用車の電動シートで使用する歯付ベルト用として好適である。

上記ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）は、ハードセグメントとしてポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル構造を採用し、ソフトセグメントとしてポリエーテル、ポリエステル、又はポリカーボネートを採用したブロック共重合体である。

上記ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ）は、ポリアミド（ナイロン）をハードセグメントとし、ポリオールをソフトセグメントとするブロック共重合体である。
上記ポリアミド（ナイロン）としては、例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１２１２等が挙げられる。これらのなかでは、アミド結合の含有量が少なく、寸法変化を起こしにくい点から、ナイロン１１及びナイロン１２が好ましい。

上記ポリオールとしては、ポリエステルポリオ―ル及びポリエーテルポリオ―ルの、一方又は両方が採用できる。
ポリエステルポリオ―ルとポリエーテルポリオ―ルとを比較すると、可塑剤を配合しなくても常温でゴム弾性を呈しやすく、ベルトを屈曲させて際にクラックを発生しにくい点から、ポリエーテルポリオ―ルの方が好ましい。この場合、ソフトセグメントはポリエーテル構造となる。
また、ＴＰＡＥのポリオール成分として、ポリエーテルポリオ―ルを採用した場合には、可塑剤を配合しなくてもよく、可塑剤を含有しない熱可塑性エラストマー組成物で歯ゴム部１１ｂや背ゴム部１１ａが構成された歯付ベルト１０は、可塑剤が揮発し、設備や製品に付着することがない。よって、このような歯付ベルト１０は、クリーンルームで好適に使用することができる。

上記ポリエステルポリオ―ルとしては、例えば、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート等が挙げられる。
上記ポリエーテルポリオ―ルとしては、例えば、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリオキシプロピレングリコール等が挙げられる。

上記ポリエステル系熱可塑性エラストマー及び上記ポリアミド系熱可塑性エラストマーは、それぞれ市販品を使用することもできる。
上記ポリエステル系熱可塑性エラストマーの市販品としては、例えば、東レ・デュポン社製のハイトレル（登録商標）シリーズが例示できる。
上記ポリアミド系熱可塑性エラストマーの市販品としては、例えば、アルケマ社製のＰＥＢＡＸ（登録商標）シリーズ、ダイセル・エボニック社製のベスタミド（登録商標）シリーズ及びダイアミド（登録商標）シリーズ、並びに、ＥＭＳ社製のグリルフレックス（登録商標）シリーズが例示できる。

背ゴム部１１ａ及び歯ゴム部１１ｂを構成する熱可塑性エラストマー組成物には、ＴＰＡＥやＴＰＣのエラストマー成分以外に、必要に応じて、短繊維、ウィスカー、充填剤、着色剤、帯電防止剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、加水分解防止剤、可塑剤、滑剤、防腐剤、防かび剤、固体潤滑剤、潤滑油、及びグリース等の添加剤が含まれていてもよい。

一方、これらの添加剤を含有する場合、これらの添加剤は、背ゴム部１１ａや歯ゴム部１１ｂから離脱して使用環境を汚染することがある。そのため、歯付ベルト１０が、例えばクリーンルームで使用される歯付ベルトの場合は、上記熱可塑性エラストマー組成物は、上記添加剤を含有せず、エラストマー成分のみで構成されていることが好ましい。

ベルト本体１１において、背ゴム部１１ａを構成する熱可塑性エラストマー組成物の硬さは、２５～７０である。歯ゴム部１１ｂを構成する熱可塑性エラストマー組成物の硬さは、４０～７０である。歯ゴム部１１ｂを構成する熱可塑性エラストマー組成物の硬さは、背ゴム部１１ａを構成する熱可塑性エラストマー組成物の硬さ以上である。

上記熱可塑性エラストマー組成物の硬さは、ＪＩＳ Ｋ６２５３－３の規定に準拠してタイプＤデュロメータを用いて２３℃で測定する。この硬さはショアＤ硬さともいう。

以下、本明細書においては、背ゴム部１１ａを構成する熱可塑性エラストマー組成物の硬さを、単に「背ゴム部硬さ」ともいい、歯ゴム部１１ｂを構成する熱可塑性エラストマー組成物の硬さを、単に「歯ゴム部硬さ」ともいう。

このような構成を有する歯付ベルトでは、背ゴム部硬さが上記範囲にあり、かつ歯ゴム部硬さ以下であるため、プーリに巻き付けた際に破損したり、駆動時にベルト背面にクラックが発生したり、することが抑制される。また、歯ゴム部硬さが背ゴム部硬さ以上で、かつ上記範囲にあるため、使用時にベルト歯の摩耗しにくく、ベルト歯の変形が発生しにくい。
背ゴム部１１ａを構成する熱可塑性エラストマー組成物の硬さは、歯ゴム部１１ｂを構成する熱可塑性エラストマー組成物の硬さより小さくてもよい。

上記歯ゴム部硬さと背ゴム部硬さとの差は、５以上であることが好ましく、１０以上であることがより好ましい。背面クラックの発生を抑制するのに、より好適である。

歯付ベルト１０においては、背ゴム部硬さが２５～５０であり、歯ゴム部硬さが４５～６５であることも好ましい。この場合、背面クラックの発生抑制と、ベルト歯の変形抑制を両立するのに好適である。

上記背ゴム部硬さは、背ゴム部１１ａを構成する熱可塑性エラストマー組成物に含まれるエラスマー成分の分子量、ハードセグメントとソフトセグメントとの比率、熱可塑性エラストマー組成物に含まれるエラスマー成分以外の添加剤の種類や量などを調整することが制御することができる。
上記歯ゴム部硬さも同様に、歯ゴム部１１ｂを構成する熱可塑性エラストマー組成物に含まれるエラスマー成分やエラスマー成分以外の添加剤によって制御することができる。

＜補強布＞
補強布１４は、ベルト本体１１の複数の歯ゴム部１１ｂが設けられた内周側の表面を被覆するように貼設されている。従って、各ベルト歯１２の歯ゴム部１１ｂは補強布１４で被覆されている。
これにより、歯ゴム部１１ｂを構成する熱可塑性エラストマー組成物とプーリとが直接接触することが防止される。そのため、歯ゴム部１１ｂの摩耗を抑制することができる。
補強布１４の厚さは、例えば０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。

補強布１４は、織布、編物、不織布などの繊維部材、樹脂フィルム等からなる。
上記繊維部材を形成するための糸としては、例えば、ナイロン繊維（ポリアミド繊維）、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、綿等が挙げられる。
上記樹脂フィルムの材質としては、例えば、ナイロン（ポリアミド）、ポリエステル等が挙げられる。

これらのなかでは、ナイロン繊維を主成分として形成された繊維部材や、ナイロンフィルム（以下、両者を合わせて、ナイロン製補強布ともいう）が好ましい。
ここで、ナイロン繊維を主成分とするとは、全繊維中に含まれるナイロン繊維の量が５０質量％以上であることを意味する。
上記ナイロン製補強布は、摩擦係数が低いため、摩擦エネルギーが小さく、摩耗しにくい。
また、上記ナイロン製補強布は、融点が高いので、プーリとの接触部の温度が上がっても、ナイロン製補強布が溶融することによる急激な摩耗を生じにくい。
補強布１４は、例えば、緯糸にウーリー加工等が施された織布のように伸縮性を有する物でもよい。

補強布１４には、上記ベルト本体１１との接着力を高めるための接着処理として、例えば、ＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱するＲＦＬ処理が施される。
補強布１４は、上記接着処理の前に、エポキシ溶液又はイソシアネート溶液に浸漬した後に加熱する下地処理が施されていてもよい。

補強布１４は、その表面や内部に、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）粒子、超高分子量ポリエチレン粒子（例えば、平均分子量が１００万以上）等の、粒状の摩耗改質剤を含有していてもよい。
補強布１４が摩耗改質剤を含有すると、歯ゴム部１１ｂの摩耗による変形がより抑制されることになる。

上記摩耗改質剤は、上述したＲＦＬ水溶液に予め分散させておき、このＲＦＬ水溶液を用いた処理を行うことによって、補強布１４に含有させればよい。

また、補強布１４が樹脂フィルムからなる場合は、予め樹脂フィルム中に上記摩耗改質剤を分散させておくことで、補強布１４に上記摩耗改質剤を含有させてもよい。

＜心線＞
心線１３は、ベルト本体１１の背ゴム部１１ａの内周側の部分に、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配されて埋設されている。
心線１３の外径は、例えば０．４５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。
心線１３のピッチ（ベルト幅方向の配設ピッチ）は、例えば０．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。
この歯付ベルト１０の心線１３はヤーン１６を備える。

図４は、ヤーン１６の一例を示す断面図である。ヤーン１６は多数のフィラメント１８を含む。この歯付ベルト１０では、ヤーン１８に含まれるフィラメント１８の全て又は一部がカーボン繊維からなるカーボンフィラメントである。ヤーン１８を構成する多数のフィラメント１８は、カーボンフィラメントを含む。
カーボンフィラメントのフィラメント径は、例えば５μｍ以上７μｍ以下である。ヤーン１６に含まれるカーボンフィラメントの本数は、例えば３０００本以上である。上記フィラメントの本数の上限は特に限定されず、例えば９６０００本である。

カーボンフィラメントとしては、例えば、ＰＡＮ系のカーボンフィラメントと、ピッチ系のカーボンフィラメントとが挙げられる。柔軟である点から、カーボンフィラメントとしては、ＰＡＮ系のカーボンフィラメントが好ましい。

上述したように、心線１３を構成するヤーン１６はカーボンフィラメントを含む。カーボンフィラメントの弾性率は高いので、歯付ベルト１０に高い負荷をかけても変形が生じにくく、プーリとの噛み合いがずれにくい。そのため、歯付ベルト１０とプーリとの噛み合いがずれて歯付ベルト１０がプーリに乗り上げたり、歯付ベルト１０に局所的な力が掛ってベルト歯１２が欠けてしまったりすることを回避することができる。加えて、カーボンフィラメントには、有機繊維からなるフィラメント１８のようなクリープ特性が無いため、歯付ベルト１０は非常に伸びにくく、この歯付ベルト１０には張力低下が発生しにくい。

図４に示されたヤーン１６は、５本のストランド１７を含み、それぞれのストランド１７は多数のフィラメント１８を含む。このヤーン１６では、ストランド１７に含まれるフィラメント１８の全て又は一部がカーボンフィラメントである。
このヤーン１６の作製では、多数のフィラメント１８を撚り合わせてストランド１７が形成される。５本のストランド１７を撚り合わせて、ヤーン１６が形成される。このヤーン１６は、下撚り及び上撚りからなる２つの撚り階層を有する。
図示されないが、ヤーン１６が、下撚り、中撚り及び上撚りからなる３つの撚り階層を有するように構成されてもよい。このヤーン１６が、多数のフィラメント１８を片撚りして得られる、片撚りヤーンであってもよい。

この歯付ベルト１０では、心線１３は、２以上の撚り階層を有するヤーン１６を備えることができる。この場合、ヤーン１６が２以上の撚り階層を有するので、同じ撚りの強さであっても、上述の、単一の撚り階層を有する片撚りヤーンに比べてフィラメント１８に生じる歪は小さい。ヤーン１６表面の圧縮歪みが小さく抑えられるので、ヤーン１６を屈曲させてもフィラメント１８は折れにくい。カーボンフィラメントが切断しにくいので、この歯付ベルト１０では、屈曲疲労による心線１３の切断が防止される。この観点から、心線１３は、２以上の撚り階層を有するヤーン１６を備えることが好ましい。

ヤーン１６が２つの撚り階層を有する場合、多数のフィラメント１８を一方向（Ｓ撚りの方向又はＺ撚りの方向）に下撚りして得られるストランド１７を複数本集めて、これらを下撚りの方向と逆方向に上撚りする、いわゆる諸撚りで、ヤーン１６が撚られていてもよく、多数のフィラメント１８を一方向（Ｓ撚りの方向又はＺ撚りの方向）に下撚りして得られるストランド１７を複数本集めて、これらを下撚りの方向と同じ方向に上撚りする、いわゆるラング撚りで、ヤーン１６が撚られていてもよい。

ヤーン１６が２以上の撚り階層を有する場合、ヤーン１６においては、各撚り階層における撚り係数の合計（例えば、図４に示されたヤーン１６ａでは、下撚りの撚り係数と上撚りの撚り係数との合計）は、３０より大きく１２０以下であることが好ましい。ヤーン１６が片撚りヤーンである場合は、その撚り係数が３０以上１２０以下であることが好ましい。

撚り係数の合計が３０より大きく設定されることにより、ヤーン１６の強度が高められる。このヤーン１６を含む心線１３は適度な強度を有し、高負荷伝動に効果的に貢献できる。
撚り係数の合計が１２０以下に設定されることにより、撚りによってフィラメント１８に生じる歪が低減される。撚りが強すぎることによるカーボンフィラメントの切断が防止される。そのため、屈曲疲労による心線１３の切断が生じにくい。

２つ以上の撚り階層を有するヤーン１６においては、上撚りの撚り係数は１００以下であることが好ましい。この場合、撚りが強すぎることによるカーボンフィラメントの切断が防止される。そのため、屈曲疲労による心線１３の切断が生じにくい。この観点から、上撚りの撚り係数は６０以下であることがより好ましい。心線１３が適度な強度を有し、高負荷伝動に効果的に貢献できる観点から、上撚りの撚り係数は３０以上であることが好ましい。

図４に示されるように、ヤーン１６が２つの撚り階層を有する場合は、下撚りの撚り係数は上撚りの撚り係数と同じであってもよく、下撚りの撚り係数が上撚りの撚り係数と異なっていてもよい。

ヤーン１６が３つの撚り階層を有する場合は、下撚りの撚り係数及び中撚りの撚り係数の合計（以下、下撚り及び中撚りの合計撚り係数）が上撚りの撚り係数と同じであってもよく、下撚り及び中撚りの合計撚り係数が上撚りの撚り係数と異なっていてもよい。
この３つの撚り階層を有するヤーン１６においては、撚りによりフィラメント１８に生じる歪を効果的に低減できる観点から、下撚り及び中撚りの合計撚り係数に対する下撚りの撚り係数の比率は、５％以上３０％以下であることが好ましい。

上記撚り係数は、撚り係数をＫとし、単位長さあたりの撚り数をＴ（回／ｍ）とし、撚りの対象である繊維束（ヤーン１６又はストランド１７）の繊度をＤ（ｄｔｅｘ）としたとき、次の式（１）で表される。
Ｋ＝Ｔ×√Ｄ／１００ （１）
例えば、ヤーン１６が２つの撚り階層を有する場合、下撚りの撚り係数Ｋの算出には、下撚りによって得られるストランド１７の繊度が撚りの対象である繊維束の繊度Ｄとして用いられる。上撚りの撚り係数Ｋの算出には、上撚りによって得られるヤーン１６の繊度が撚りの対象である繊維束の繊度Ｄとして用いられる。

この歯付ベルト１０では、図２に示されるように、心線１３に含まれるヤーン１６の表面は、接着剤からなる接着被覆層２１で被覆される。この心線１３は、ヤーン１６と、このヤーン１６を被覆する接着被覆層２１とを備える。

ヤーン１６は接着被覆層２１で被覆される。このヤーン１６は、接着被覆層２１を介して背ゴム部１１ａ及び歯ゴム部１１ｂ（すなわち、ベルト本体１０）と強固に接着する。そのため、ベルト駆動時にヤーン１６とベルト本体１０との境界部分に歪が生じても、ヤーン１６がベルト本体１０から剥離することが防止される。
接着被覆層２１がヤーン１６に含まれるフィラメント１８を拘束するので、フィラメント１８の動きが抑制される。カーボンフィラメントの擦れが抑えられるので、カーボンフィラメントの摩耗による、心線１３の強度低下が防止される。
この歯付ベルト１０では、長期に亘って高負荷伝動に適する状態が維持される。

この歯付ベルト１０では、接着被覆層２１のための接着剤として、エポキシ基含有化合物及び硬化剤を水に分散させたエマルジョンを用いることができる。

この歯付ベルト１０では、接着被覆層２１のための接着剤は、主剤として、エポキシ基含有化合物と硬化剤とを含有し、この主剤の固形分比率は８０質量％以上であることが好ましい。これにより、ヤーン１６が接着被覆層２１を介してベルト本体１０と強固に接着するので、ヤーン１６の、ベルト本体１０からの剥離が防止される。フィラメント１８の動きが抑えられるので、カーボンフィラメントの摩耗による、心線１３の強度低下が防止される。なお、主剤の固形分比率は、接着剤を乾燥させて得られる固形分全質量に対する主剤の質量の比率で表される。後で説明する収束剤における主剤の固形分比率も同様である。

エポキシ基含有化合物としては、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、ポリグリセロールポリグリシジルエーテルが好ましい。

硬化剤としては、例えば、ラジカル開始剤、イソシアネート系硬化剤、アミン系硬化剤等が挙げられる。
ラジカル開始剤としては、例えば、２，２’－アゾビス（イソブチロニトリル）（ＡＩＢＮ）、２，２’－アゾビス（４－メトキシ－２，４－ジメチルバレロニトリル）（Ｖ－７０）、２，２’－アゾビス（２，４－ジメチルバレロニトリル）（Ｖ－６５）、１，１’－アゾビス（シクロヘキサン－１－カルボニトリル）（Ｖ－４０）等のアゾニトリル化合物、２，２’－アゾビス［２－（２－イミダゾリン－２－イル）プロパン］（ＶＡ－０６１）等のアゾアミジン化合物、２，２’－アゾビス［２－メチル－Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］（ＶＡ－０８６）、２，２’－アゾビス（Ｎ－ブチル－２－メチルプロピオンアミド）（ＶＡｍ－１１０）等のアゾアミド化合物、４，４’－アゾビス（４－シアノ吉草酸）等のアゾ基を含むアゾ重合開始剤；過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩；過酸化水素等の無機過酸化物；ｔ－ブチルパーオキシネオへプタノエート、ｔ－ヘキシルパーオキシネオへプタノエート、ジ－ｔ－ブチルパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、クメンハイドロパーオキシド、ｔ－ブチルハイドロパーオキシド等の有機過酸化物；有機過酸化物に亜硫酸ナトリウム、ロンガリット、アスコルビン酸等の還元剤を組み合わせたレドックス系の重合開始剤等が挙げられる。
イソシアネート系硬化剤としては、例えば、ナフタレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、トルエン－２，４－ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、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等が挙げられる。
アミン系硬化剤としては、例えば、イミダゾール系化合物、ジアミン化合物、オキサゾール環を有する化合物等が挙げられる。

この歯付ベルト１０では、接着剤の硬化剤はラジカル開始剤であることが好ましい。この場合、硬化剤が、ヤーン１６（詳細には、フィラメント１８）とベルト本体１１との接着性を高める。特に、熱可塑性エラストマー組成物のエラストマー成分がＴＰＡＥである場合、カーボンフィラメントとＴＰＡＥとの反応が促され、ヤーン１６とベルト本体１０との接着強度が飛躍的に向上する。この歯付ベルト１０では、ヤーン１６の、ベルト本体１１からの剥離が防止される。フィラメント１８の動きが抑制されるので、カーボンフィラメントの摩耗による、心線１３の強度低下が防止される。

接着被覆層２１を介してベルト本体１１とヤーン１６とが強固に接着される観点から、硬化剤は、ラジカル開始剤の中でもアゾ重合開始剤であることがより好ましい。この場合、接着性とフィラメント１８の拘束とに接着被覆層２１が効果的に貢献できる観点から、硬化剤の量は、エポキシ基含有化合物１００質量部に対して、１質量部以上１０質量部以下であることがさらに好ましい。

この歯付ベルト１０は、上述の接着剤として、エポキシ基含有化合物及び硬化剤を含むエマルジョンに換えて、例えば、レゾルシンとホルムアルデヒドとを含有し、固形分比率が８０質量％以上である水溶液を用いることができる。
この水溶液は、ＲＦ液とも称され、主剤の固形分比率は、レゾルシン及びホルムアルデヒドの初期縮合物の固形分比率で表される。
ＲＦ液中のレゾルシン（Ｒ）及びホルムアルデヒド（Ｆ）の初期縮合物（ＲＦ）について、レゾルシン（Ｒ）のホルムアルデヒド（Ｆ）に対するモル比（Ｒ／Ｆ）は、例えば１／３～１／０．５である。
接着剤として、ＲＦ液を用いても、ヤーン１６は接着被覆層２１を介してベルト本体１０と強固に接着するので、ヤーン１６の、ベルト本体１０からの剥離が防止される。フィラメント１８の動きが抑制されるので、カーボンフィラメントの摩耗による、心線の強度低下が防止される。さらにこの場合、上述の、エポキシ基含有化合物及び硬化剤を含む溶液を接着剤として用いた場合に比べて、軟質な接着被覆層２１が構成される。心線１３が曲がりやすいので、大きな歪が心線１３に生じる、プーリ径が小さいプーリに、この歯付ベルト１０を使用しても、心線１３に切断は生じにくい。

この歯付ベルト１０では、接着剤としてのＲＦ液は、機能を損なわない範囲で、ラテックス等の薬品を含むことができる。
このラテックスとしては、例えば、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンゴムラテックス（ＶＰ・ＳＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴムラテックス（ＳＢＲ）、天然ゴムラテックス（ＮＲ）、クロロプレンゴムラテックス（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴムラテックス（ＣＳＭ）、２，３－ジクロロブタジエンゴムラテックス（２，３－ＤＣＢ）、水素化ニトリルゴムラテックス（Ｈ－ＮＢＲ）、カルボキシル化水素化ニトリルゴムラテックス、ブタジエンゴムラテックス（ＢＲ）、ニトリルゴムラテックス（ＮＢＲ）等が挙げられる。上記接着剤は、これらのうちの１種又は２種以上を含むことができる。

接着剤が、レゾルシン及びホルムアルデヒドの初期縮合物と、上述のラテックスとを含む水溶液である場合、この収束剤はＲＦＬ水溶液とも称される。この場合、ＲＦＬ水溶液におけるレゾルシン及びホルムアルデヒドの初期縮合物の含有量と、ラテックス由来固形分の含有量とを合わせた固形分比率は、例えば１０質量％以上３０質量％以下である。
ＲＦＬ水溶液中のレゾルシン（Ｒ）及びホルムアルデヒド（Ｆ）の初期縮合物（ＲＦ）について、レゾルシン（Ｒ）のホルムアルデヒド（Ｆ）に対するモル比（Ｒ／Ｆ）は、例えば１／３～１／０．５である。ＲＦＬ水溶液中のレゾルシン（Ｒ）及びホルムアルデヒド（Ｆ）の初期縮合物（ＲＦ）のラテックス由来固形分（Ｌ）に対する質量比（ＲＦ／Ｌ）は、例えば１／１０～１／０であり、好ましくは１／６前後である。

この歯付ベルト１０では、図４に示されるように、ストランド１７に含まれる各フィラメント１８は収束剤からなる収束被覆層２０で被覆される。ストランド１７は多数のフィラメント１８を撚り合わせてなる。この歯付ベルト１０では、フィラメント１８間に収束被覆層２０が存在する。このストランド１７を含むヤーン１６は、多数のフィラメント１８と、各フィラメント１８を被覆する収束被覆層２０とを備える。

この歯付ベルト１０では、フィラメント１８間に収束被覆層２０が存在するので、フィラメント１８同士が直接擦れ合うことが防止される。収束被覆層２０及び接着被覆層２１によってフィラメント１８がベルト本体１１（詳細には、背ゴム部１１ａ）と強固に接着する。ベルト駆動時にヤーン１６とベルト本体１０との境界部分に歪が生じても、ヤーン１６がベルト本体１０から剥離することが防止される。
この歯付ベルト１０では、収束被覆層２０及び接着被覆層２１がフィラメント１８を効果的に拘束するので、フィラメント１８の動きが抑制される。カーボンフィラメントの擦れが抑えられるので、カーボンフィラメントの摩耗による、心線１３の強度低下が防止される。
この歯付ベルト１０では、高負荷伝動に適する状態が長期に亘って維持される。この観点から、この歯付ベルト１０では、ヤーン１６に含まれる各フィラメント１８は、収束剤からなる収束被覆層２０で被覆されることが好ましい。ヤーンが２本以上のストランド１７を含み、それぞれのストランド１７が多数のフィラメント１８を撚り合わせてなる場合は、このストランド１７における各フィラメント１８が、収束剤からなる収束被覆層２０で被覆されることが好ましい。

この歯付ベルト１０では、収束被覆材２０のための収束剤として、例えば、エポキシ基含有化合物及び硬化剤を水に分散させたエマルジョンを用いることができる。この場合、歯付ベルト１０において収束被覆層２０が高負荷伝動に適する状態の維持に効果的に貢献できる観点から、収束剤は、主剤として、エポキシ基含有化合物と硬化剤とを含有し、この主剤の固形分比率が８０質量％以上であるエマルジョンであることが好ましい。
この収束剤に含まれるエポキシ基含有化合物としては、例えば、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、ポリグリセロールポリグリシジルエーテルが好ましい。
硬化剤としては、例えば、イソシアネート系硬化剤、アミン系硬化剤等が挙げられる。この歯付ベルト１０では、これらのうちのいずれかが単独で使用されてもよく、二種以上が併用されてもよい。
イソシアネート系硬化剤として、例えば、ナフタレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、トルエン－２，４－ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、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等が挙げられる。これらの中でも、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネートが好ましい。
イソシアネート系硬化剤として、市販品を使用することもできる。イソシアネート系硬化剤の市販品としては、例えば、ＥＭＳ社製の「Ｇｒｉｌｂｏｎｄ ＩＬ－６」が挙げられる。
アミン系硬化剤としては、例えば、イミダゾール系化合物、ジアミン化合物、オキサゾール環を有する化合物等が挙げられる。これらの中でも、イミダゾール系化合物が好ましい。
アミン系硬化剤として、市販品を使用することができる。このアミン系硬化剤の市販品としては、例えば、四国化成社製の「キュアゾール」が挙げられる。

この歯付ベルト１０は、収束剤として、上述のＲＦ液も用いることができる。この場合、エポキシ基含有化合物及び硬化剤を含むエマルジョンを収束剤として用いた場合に得られる収束被覆層２０よりも、軟質な収束被覆層２０が得られる。軟質な収束被覆層２０はフィラメント１８の動きを拘束するものの、フィラメント１８は僅かに動くことができる。フィラメント１８が曲がりやすいので、この歯付ベルト１０はヤーン１６の接着剤処理を行いやすい。この歯付ベルト１０では、ヤーン１６はベルト本体１１と強固に接着する。そのため、この歯付ベルト１０に高い負荷が作用しても、ヤーン１６はベルト本体１１から剥離しにくい。軟質な収束被覆層２０はヤーン１６に生じる歪を効果的に緩和する。そのため、プーリ径が小さいプーリにこの歯付ベルト１０を使用しても、心線１３に切断は生じにくい。
この歯付ベルト１０では、高負荷伝動に適する状態が長期に亘って維持される。この観点から、ＲＦ液を収束剤として用いることが好ましい。

この歯付ベルト１０では、収束剤は、その機能を損なわない範囲で、ラテックス等の薬品を含むことができる。
このラテックスとしては、例えば、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンゴムラテックス（ＶＰ・ＳＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴムラテックス（ＳＢＲ）、天然ゴムラテックス（ＮＲ）、クロロプレンゴムラテックス（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴムラテックス（ＣＳＭ）、２，３－ジクロロブタジエンゴムラテックス（２，３－ＤＣＢ）、水素化ニトリルゴムラテックス（Ｈ－ＮＢＲ）、カルボキシル化水素化ニトリルゴムラテックス、ブタジエンゴムラテックス（ＢＲ）、ニトリルゴムラテックス（ＮＢＲ）等が挙げられる。上記収束剤は、これらのうちの１種又は２種以上を含むことができる。

この歯付ベルト１０では、背ゴム部１１ａと歯ゴム部１１ｂとの境界付近には、構造上、剪断歪みが生じやすい。特に、上述したように、背面クラックの発生を抑制する観点から、背ゴム部１１ａが軟質な熱可塑性エラストマー組成物で構成され、歯ゴム部１１ｂが背ゴム部１１ａに比して硬質な熱可塑性エラストマー組成物で構成された場合には、剛性差も加味されてこの境界付近は剪断歪みの影響を受けやすい状況にある。
この歯付ベルト１０の心線１３は、背ゴム部１１ａの内周側の部分に配置される。言い換えれば、この心線１３は背ゴム部１１ａと歯ゴム部１１ｂとの境界付近に位置する。そのため、この心線１３と背ゴム部１１ａとの界面は、この剪断歪みの影響を受けやすい状況にある。しかし、心線１３に含まれるヤーン１６は、上述した接着剤からなる接着被覆層２１で被覆される。このヤーン１６に含まれるフィラメント１８は、好ましくは、上述した収束剤からなる収束被覆層で被覆される。この心線１３は、上述の剪断歪みによる作用を効果的に緩和できる。この歯付ベルト１０では、高負荷伝動に適する状態が長期に亘って維持される。

（製造方法）
本製造方法を図５～図８を参照しながら説明する。
図５は、歯付ベルトの製造方法で使用するベルト成形型の部分断面図である。図６～８は、製造方法の製造工程を説明する図である。
製造方法は、材料準備工程、積層工程、成形工程、及び仕上げ工程を有する。

＜材料準備工程＞
≪エラストマーシート≫
背ゴム部用の熱可塑性エラストマーシートと、歯ゴム部用の熱可塑性エラストマーシートとを用意する。各エラストマーシートは、例えば、エラストマー成分であるＴＰＡＥ又はＴＰＣと、必要な添加剤とを含む熱可塑性エラストマー組成物を調製し、これを押出成形等でシート状に成形することで得られる。
また、背ゴム部用の熱可塑性エラストマーシートと、歯ゴム部用の熱可塑性エラストマーシートとは、共押出で成形してもよい。この場合、背ゴム部用の熱可塑性エラストマーシートと、歯ゴム部用の熱可塑性エラストマーシートとの積層体が得られる。
本工程で成形したエラストマーシートは、一旦、巻取ってもよいし、そのまま次工程に供給してもよい。

≪補強布≫
ベルト歯１２の形状に対応した歯形を有する補強布（歯部被覆材）を準備する。
ベルトの歯形と同形状の凹部を有し、加熱された型に、補強布を沿わせ、当該型と反対側から軟らかい弾性体を押付けることで、補強布を歯形が付いた形状に成形する。
その後、歯形の付いた補強布は筒状に成形してもよい。必要に応じて、補強布に対しては、ＲＦＬ処理のような接着処理を行うことができる。

≪心線≫
カーボンフィラメントに所定の撚りや、接着処理等を加えて心線１３を用意する。ここでは、Ｓ撚りの心線とＺ撚りの心線とを一対の心線として用意することが好ましい。
フィラメント１８の束を撚り合わせてストランド１７を構成する。収束被覆層２０で各フィラメント１８を被覆する場合は、フィラメント１８の束を収束剤を含む溶液中に浸漬して各フィラメント１８の表面全体に収束剤を塗布した後、この束を撚り合わせてストランド１７を構成する。これにより、収束剤がフィラメント１８間に含侵したストランド１７が得られる。その後、ストランド１７を加熱し、収束剤に含まれる分散媒を揮発させ、収束剤を乾燥させる。これにより、収束剤からなる収束被覆層２０（厚さ＝０．０５～０．３５μｍ）で被覆されたフィラメント１８を含むストランド１７が得られる。収束剤処理における加熱温度としては、例えば１８０℃以上２５０℃以下に設定される。加熱時間としては、例えば３分以上１０分以下に設定される。

複数本のストランド１７を撚り合わせてヤーン１６を構成する。接着被覆層２１でヤーン１６を被覆する場合は、このヤーン１６を接着剤を含む溶液中に浸漬して、ストランド１７の表面全体に接着剤を塗布する。これにより、ヤーン１６の表面には接着剤からなる塗布層が形成される。その後、塗布層を加熱し、塗布層に含まれる分散媒を揮発させ、この塗布層を乾燥させる。これにより、ヤーン１６の表面に、接着剤からなる接着被覆層２１（厚さ＝０．１５～０．８μｍ）が形成された心線１３が得られる。接着剤処理における加熱温度としては、例えば１８０℃以上２５０℃以下に設定される。加熱時間としては、例えば３分以上１０分以下に設定される。

ヤーン１６に含まれるフィラメント１８にポリアミドフィラメントが含まれる場合、心線１３に対して加熱処理が行われる。この加熱処理により、溶融したポリアミドフィラメントがカーボンフィラメント間に入り込み、溶融したポリアミドフィラメントを含む心線１３が得られる。この加熱処理が、接着剤処理における乾燥において行われてもよい。この場合、乾燥時の加熱温度及び時間には、この加熱処理における加熱温度及び時間が考慮される。

＜積層工程＞
図５は、ベルト成形型３０の一部を示す部分断面図である。
ベルト成形型３０は、円筒状であって、各々、軸方向に延びるように形成された複数の歯部形成溝３１が周方向に間隔をおいて配設された外周面を有する。

図６に示すように、ベルト成形型３０の外周面上に歯形を付けた筒状の補強布１４を被せ、その上から一対の心線１３を螺旋状に巻き付ける。
そして、その上に歯ゴム部用の熱可塑性エラストマーシート１１ｂ’と、背ゴム部用の熱可塑性エラストマーシート１１ａ’とをこの順に巻き付ける。巻き付けられた各シートの層数は、作製するベルトの寸法に応じて、１層でもよいし、２層以上でもよい。
更に、必要に応じて離型紙又は離型フィルム（図示せず）を巻き付ける。
これにより、ベルト成形型３０上に積層体Ｓ’を成形する。

＜成形工程＞
ゴムスリーブ３２を内面に持ち、スリーブ３２と本体との間に密閉した空間をもつジャケットを、積層体Ｓ’に被せる。これにより、図７に示すように、ベルト成形型３０上の積層体Ｓ’にゴムスリーブ３２が被せられる。
積層体Ｓ’を巻いた成形型３０の内部とジャケットの空間に高圧蒸気を入れて加熱・圧縮する。これにより、熱可塑性エラストマーシート１１ａ’、１１ｂ’を構成する熱可塑性エラストマーを心線間の隙間を通過させて歯部形成溝３１にして流し込み、図８に示すように、ベルト歯１２を形成する。
このとき、高圧蒸気の温度は、熱可塑性エラストマーが流動する温度以上の温度とする。なお、熱可塑性エラストマーシートのエラストマー成分が、ＴＰＡＥの場合には、高圧蒸気の温度を１７０℃以上にする。

ベルト歯１２を形成した後は、ジャケットや成形型３０を水などで冷却して、エラストマーの温度を１００℃以下に下げた後、ジャケットから成形型３０と成形体Ｓを取出す。さらに、成形体Ｓの温度が４０℃以上の場合は、さらに冷却し、成形体Ｓの温度が４０℃より下がったら、成形体Ｓを成形型３０から抜き取る。

＜仕上げ工程＞
取出した成形体Ｓを規定の幅に切って分離することで、歯付ベルト１０となる。
このような工程を経ることにより、ベルト本体１１が熱可塑性エラストマー組成物で構成される歯付ベルト１０を製造することができる。

＜その他＞
なお、歯ゴム用の熱可塑性エラストマーシート１１ｂ’と、背ゴム用の熱可塑性エラストマーシート１１ａ’との硬さが異なる場合には、ベルト成形型３０の外周面上に、補強布１４、心線１３、及び歯ゴム用の熱可塑性エラストマーシート１１ｂ’の積層を行った後、上述した高圧蒸気による加熱・圧縮を行ってベルト歯を形成し、一旦冷却した後、背ゴム用の熱可塑性エラストマーシート１１ａ’を巻き付けて、再度、高圧蒸気による加熱・圧縮を行い、その後、再度冷却し、最後に仕上げ工程を行って、歯付ベルトを製造すればよい。

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

ここでは、歯型の種類がＳ８Ｍの歯付ベルトを作製し、その性能を評価した。
各例の歯付ベルトは、既に説明した上述の製造方法を用いて作製した。
ベルト本体（背ゴム部及び歯ゴム部）を形成するための熱可塑性エラストマー組成物、心線、及び補強布は下記の通り準備した。

（熱可塑性エラストマー組成物）
下記の熱可塑性エラストマー組成物（ＴＰＥ）を用意した。いずれの熱可塑性エラストマー組成物も市販品である。

ＴＰＡＥ：ポリアミド系熱可塑性エラストマー組成物
（Ａ１）アルケマ社製のＰＥＢＡＸ（登録商標） ４０３３ＳＰ－０１を使用した。この熱可塑性エラストマー組成物の硬さは４２である。
ＰＥＢＡＸは、ポリエーテルをソフトセグメントとする。
（Ａ２）Ｔ＆Ｋ ＴＯＫＡ社製のＴＰＡＥ－１０を使用した。この熱可塑性エラストマー組成物の硬さは４１である。
ＴＰＡＥ－１０は、ポリエーテルエステルをソフトセグメントとする。
（Ａ３）アルケマ社製のＰＥＢＡＸ（登録商標） ２５３３ＳＰ－０１を使用した。この熱可塑性エラストマー組成物の硬さは２７である。

ＴＰＯ：ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー組成物
ＪＳＲ社製のＥＸＣＥＬＩＮＫ（登録商標） １３０３Ｂを使用した。この熱可塑性エラストマー組成物の硬さは３８である。この硬さは、タイプＤデュロメータでなく、タイプＡデュロメータにて測定される。

ＴＰＵ：ポリウレタン系熱可塑性エラストマー組成物
日本ミラクトラン社製のミラクトラン（登録商標） Ｅ５９０を使用した。この熱可塑性エラストマー組成物の硬さは４２である。

（補強布）
補強布として、ＲＦＬ処理されたナイロン帆布を準備した。
ここでは、経糸が６，６－ナイロン繊維で、緯糸が６，６－ナイロン繊維のウーリー加工糸のナイロン帆布を用意した。

（心線）
カーボンフィラメント（帝人テナックス社製、フィラメント径７μｍ）を用いて、図４に示された構成（１×５）を有する、諸撚りタイプのヤーンを含む心線を準備した。ストランドに含まれるカーボンフィラメントの本数は３０００本に設定された。

（収束剤及び接着剤）
収束被覆層及び接着被覆層形成のために、次のＡ～Ｇの処理液を準備した。
・処理液Ａ
ナガセケムテック社製の「デナコール ＥＸ－５２１」を用い、主剤としてエポキシ基含有化合物を含む処理液Ａを準備した。この処理液Ａにおける、主剤の固形分比率は１００質量％であった。
・処理液Ｂ
ナガセケムテック社製の「デナコール ＥＸ－５２１」と、四国化成社製の「キュアゾール ２Ｅ４ＭＺ－ＣＮ」とを用い、主剤として、エポキシ基含有化合物及びアミン系硬化剤を含む処理液Ｂを準備した。この処理液Ｂにおける、主剤の固形分比率は１００質量％であった。アミン系硬化剤の量は、エポキシ基含有化合物１００質量部に対して、９．５質量部であった。
・処理液Ｃ
ナガセケムテック社製の「デナコール ＥＸ－５２１」と、四国化成社製の「キュアゾール ２Ｅ４ＭＺ－ＣＮ」と、ＪＳＲ社製の「ＶＰラテックス ０６５０」とを用い、主剤として、主剤としてのエポキシ基含有化合物及びアミン系硬化剤と、不純物としてのラテックスとを含む処理液Ｃを準備した。この処理液Ｃにおける、主剤の固形分比率は７０質量％であった。アミン系硬化剤の量は、エポキシ基含有化合物１００質量部に対して、９．５質量部であった。
・処理液Ｄ
ナガセケムテック社製の「デナコールＥＸ－５２１」と、和光純薬社製の「水溶性アゾ重合開始剤 ＶＡ－０８６」とを用い、主剤として、エポキシ基含有化合物及びラジカル開始剤を含む処理液Ｄを準備した。この処理液Ｄにおける、主剤の固形分比率は１００質量％であった。ラジカル開始剤の量は、エポキシ基含有化合物１００質量部に対して、５質量部であった。
・処理液Ｅ
ナガセケムテック社製の「デナコールＥＸ－５２１」と、和光純薬社製の「水溶性アゾ重合開始剤 ＶＡ－０８６」と、ＪＳＲ社製の「ＶＰラテックス ０６５０」とを用い、主剤としてのエポキシ基含有化合物及びラジカル開始剤と、不純物としてのラテックスとを含む処理液Ｅを準備した。この処理液Ｅにおける、主剤の固形分比率は７０質量％であった。ラジカル開始剤の量は、エポキシ基含有化合物１００質量部に対して、５質量部であった。
・処理液Ｆ
処理液Ｆとして、ＲＦ液を準備した。レゾルシン及びホルムアルデヒドの初期縮合物の固形分比率は１００質量％であった。レゾルシン（Ｒ）のホルマリン（Ｆ）に対するモル比（Ｒ／Ｆ）を１／１．５とした。
・処理液Ｇ
処理液Ｇとして、ＲＦＬ水溶液（ラテックスは、ＪＳＲ社製の「ＶＰラテックス ０６５０」）を用意した。このＲＦＬ水溶液は、レゾルシン及びホルムアルデヒドの初期縮合物の固形分比率は７０質量％であった。レゾルシン（Ｒ）のホルマリン（Ｆ）に対するモル比（Ｒ／Ｆ）を１／１．５とし、レゾルシン（Ｒ）及びホルムアルデヒド（Ｆ）の初期縮合物（ＲＦ）のラテックス由来固形分（Ｌ）に対する質量比（ＲＦ／Ｌ）を１／６とした。

［実施例１］
背ゴム部及び歯ゴム部に上記ＴＰＡＥ（Ａ１）を使用し、補強布として上記ナイロン帆布を使用し、上記カーボンフィラメントを含む心線を使用して、上述した製造方法（図６～図９参照）で、歯型の種類がＳ８Ｍの歯付ベルトを製造した。ベルト幅は８ｍｍ、ベルト長は１２００ｍｍとした。
心線については、図４に示されるタイプのヤーン、具体的には、下撚り及び上撚りからなる２つの撚り階層を有する、諸撚りタイプのヤーンを準備した。
ヤーンに含まれる各ストランドに含まれるフィラメントの本数は３０００本に設定した。フィラメントの全てをカーボンフィラメントで構成した。
フィラメントの束を収束剤としての処理液Ｆに浸漬した後、このフィラメントの束を下撚りして、ストランドを構成した。このストランドに対して、１８０℃の温度で５分間の加熱処理を行った。これにより、ストランドのフィラメント間を充填する収束被覆層を形成した。下撚りの撚り係数は４０に設定した。
収束被覆層を形成したストランドを５本準備し、これらを上撚りして、ヤーンを構成した。上撚りの撚り係数は４０に設定した。
接着剤に処理液Ｆを用い、ヤーンの接着剤処理を行い、ヤーンの表面に接着被覆層を形成した。この処理における加熱温度は２２０℃、加熱時間は１０分に設定された。

［比較例１］
収束被覆層及び接着被覆層を形成しなかった他は実施例１と同様にして、比較例１の歯付ベルトを得た。

［比較例２～３］
背ゴム部及び歯ゴム部の熱可塑性エラストマー組成物を下記の表１に示される通りとし、収束剤に処理液Ａを用い、接着剤に処理液Ｄを用いた他は実施例１と同様にして、比較例１の歯付ベルトを得た。

［実施例２］
接着剤に処理液Ｄを用いた他は実施例１と同様にして、実施例２の歯付ベルトを得た。

［実施例３］
背ゴム部及び歯ゴム部の熱可塑性エラストマー組成物に上記ＴＰＡＥ（Ａ２）を用い、収束剤に処理液Ｂを用い、接着剤に処理液Ｄを用いた他は実施例１と同様にして、実施例３の歯付ベルトを得た。

［実施例４～６］
収束剤及び接着剤を下記の表２に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例４～６の歯付ベルトを得た。

［実施例７］
背ゴム部に上記ＴＰＡＥ（Ａ３）を使用し、歯ゴム部に上記ＴＰＡＥ（Ａ１）を使用した他は実施例１と同様にして、実施例７の歯付ベルトを得た。

（評価方法）
実施例及び比較例で製造した歯付ベルトについて、耐久性を評価するための耐久試験１～２を行った。結果は、表１に示した。

＜耐久試験１＞
耐久試験１は、標準的な走行条件で耐久性を評価する試験である。実施例１～７及び比較例１～３で製造した歯付ベルトについて行った。
図９は、耐久試験１で使用したベルト走行試験機８０を示す。
ベルト走行試験機８０は、歯数２２歯、歯形８Ｍの駆動プーリ８１と、その右側方に設けられた歯数３３歯、歯形８Ｍの従動プーリ８２とを備える。従動プーリ８２は、軸荷重（デッドウェイト）を負荷できるように左右に移動可能に設けられている。

実施例１～７及び比較例１～３のそれぞれで製造した歯付ベルト１１０について、ベルト走行試験機８０の駆動プーリ８１及び従動プーリ８２間に巻き掛けると共に、従動プーリ８２に対して右側方に６０８Ｎの軸荷重を負荷してベルト張力を与え、且つ従動プーリ８２に３４．２Ｎ・ｍの回転負荷を与え、室温下において駆動プーリ８１を１分間に４２００回の回転速度で回転させてベルト走行させた。そして、定期的にベルト走行を停止して背ゴムの背面におけるクラック、心線切断、心線飛出等の故障の発生の有無を目視確認し、故障の発生が確認されるまでのベルト走行時間を測定した。なお、ベルト走行時間の最長を１０００時間とした。
また、故障の発生に至らなくても歯飛びが発生した場合には、その時点で試験を終了した。

＜耐久試験２＞
耐久試験２は、高負荷条件下での耐久性を評価する試験である。実施例１及び３、並びに、比較例１～３で製造した歯付ベルトについて行った。
図１０は、耐久試験２で使用したベルト走行試験機９０を示す。
ベルト走行試験機９０は、歯数２４歯、歯形８Ｍの駆動プーリ９１と、その右側方に設けられた歯数３６歯、歯形８Ｍの従動プーリ９２とを備える。従動プーリ９２は、軸荷重（デッドウェイト）を負荷できるように左右に移動可能に設けられている。

実施例１及び３、並びに、比較例１～３のそれぞれで製造した歯付ベルト１２０について、ベルト走行試験機９０の駆動プーリ９１及び従動プーリ９２間に巻き掛けると共に、従動プーリ９２に対して右側方に５２０Ｎの軸荷重を負荷してベルト張力を与え、且つ従動プーリ９２に３９．２Ｎ・ｍの回転負荷を与え、室温下において駆動プーリ９１を１分間に３０００回の回転速度で回転させてベルト走行させた。そして、定期的にベルト走行を停止して歯欠け、心線切断、心線飛出し等の故障の有無を目視確認し、故障の発生が確認されるまでのベルト走行時間を測定した。
なお、クラックの発生に至らなくても歯飛びが発生した場合には、その時点で試験を終了した。

表１－２に示した通り、本発明の実施形態に係る歯付ベルトによれば、高負荷伝動に適する状態が長期に亘って維持される。この歯付ベルトは、耐屈曲疲労性に優れ、高負荷伝動に適する。

本発明は、説可塑性エラストマー組成物を歯ゴム部及び背ゴム部の材料に用いた歯付ベルトの技術分野において有用である。

１０、１１０、１２０ 歯付ベルト
１１ ベルト本体
１１ａ 背ゴム部
１１ｂ 歯ゴム部
１２ ベルト歯
１３ 心線
１４ 補強布（歯部被覆材）
１５ 歯底部
１６ ヤーン
１７ ストランド
１８ フィラメント
１９ 仮ストランド
２０ 収束被覆層
２１ 接着被覆層
３０ ベルト成形型
３１ 歯部形成溝
３２ ゴムスリーブ
８０、９０ ベルト試験機
８１、９１ 駆動プーリ
８２、９２ 従動プーリ

Claims (6)

1. 平帯状の背ゴム部と、前記背ゴム部の内周側に配設されて各々が前記背ゴム部に一体に設けられてベルト歯を構成する複数の歯ゴム部とを有し、前記背ゴム部及び前記歯ゴム部がともに熱可塑性エラストマー組成物からなるベルト本体と、
   前記背ゴム部の内周側の部分にベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配されて埋設された心線と、
   前記ベルト本体の内周側に設けられた前記複数の歯ゴム部を被覆する歯部被覆材と、
   を備え、
   前記熱可塑性エラストマー組成物のエラストマー成分がポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ）、又はポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）であり、
   前記背ゴム部を構成する熱可塑性エラストマー組成物の硬さが２５～７０であり、
   前記歯ゴム部を構成する熱可塑性エラストマー組成物の硬さが４０～７０であり、かつ前記背ゴム部を構成する熱可塑性エラストマー組成物の硬さ以上であり、
   前記心線は、接着剤からなる接着被覆層で被覆されるヤーンを備え、
   前記ヤーンは多数のフィラメントを含み、前記多数のフィラメントはカーボン繊維からなるカーボンフィラメントを含み、
   前記接着剤は、エポキシ基含有化合物と硬化剤とを含有し、固形分比率が８０質量％以上である、歯付ベルト。
2. 前記熱可塑性エラストマー組成物のエラストマー成分は、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ）である請求項１に記載の歯付ベルト。
3. 前記硬化剤は、ラジカル開始剤である、請求項１又は２に記載の歯付ベルト。
4. 平帯状の背ゴム部と、前記背ゴム部の内周側に配設されて各々が前記背ゴム部に一体に設けられてベルト歯を構成する複数の歯ゴム部とを有し、前記背ゴム部及び前記歯ゴム部がともに熱可塑性エラストマー組成物からなるベルト本体と、
   前記背ゴム部の内周側の部分にベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配されて埋設された心線と、
   前記ベルト本体の内周側に設けられた前記複数の歯ゴム部を被覆する歯部被覆材と、
   を備え、
   前記熱可塑性エラストマー組成物のエラストマー成分がポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ）、又はポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）であり、
   前記背ゴム部を構成する熱可塑性エラストマー組成物の硬さが２５～７０であり、
   前記歯ゴム部を構成する熱可塑性エラストマー組成物の硬さが４０～７０であり、かつ前記背ゴム部を構成する熱可塑性エラストマー組成物の硬さ以上であり、
   前記心線は、接着剤からなる接着被覆層で被覆されるヤーンを備え、
   前記ヤーンは多数のフィラメントを含み、前記多数のフィラメントはカーボン繊維からなるカーボンフィラメントを含み、
   前記接着剤は、レゾルシンとホルムアルデヒドとを含有し、固形分比率が８０質量％以上である、歯付ベルト。
5. 前記熱可塑性エラストマー組成物のエラストマー成分は、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ）である、請求項４に記載の歯付ベルト。
6. 前記ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ）のソフトセグメントは、ポリエーテル構造である、請求項１から５のいずれかに記載の歯付ベルト。
   

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