JPH03186638A - 両歯歯付無端ベルトおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば自動車のエンジンに設けられる歯付無
端ベルトおよびその製造方法に関し、特に両面に歯が形
成された無端ベルトおよびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

歯付無端ベルトはプーリ間の動力伝達能力が高いことか
ら、種々の分野において使用されており、通常内側のみ
に歯を有していた。ところが近年、自動車あるいは一船
産業用機械において、多数の機器を駆動するために、内
側だけでなく外側すなわち背面にも歯を有する両歯歯付
無端ベルトが用いられるようになってきている。

この両歯歯付無端ベルトは、内側のベルト歯と歯底部か
ら成る内側無端体と、外側のベルト歯と歯底部から成る
外側無端体を具備し、内側無端体および外側無端体の表
面には帆布が夫々被覆されている。

従来の両歯歯付無端ベルトにおいては、帯状の帆布の両
端を縫製して無端状に形成した帆布を内側無端体および
外側無端体の表面に夫々接着するか、外側無端体の表面
に接着される帆布については帯状の帆布の両端を縫製す
ることなく単に合わせた状態で外側無端体に接着するよ
うにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このように帯状の帆布の両端を縫製し、また
は単に合わせるようにした両歯歯付無端ベルトでは、帆
布の縫製部または合わせ部がゴム層の肉厚の薄い歯底部
に位置する場合、縫製部または合わせ部の磨耗劣化によ
って縫製部または合わせ部から水分がベルト内部に浸入
し易く、この水分によってベルトの耐久性が損なわれる
という問題がある。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもの
であり、耐久性の向上した両歯歯付無端ベルトを提供す
るとと共に、このような両歯歯付無端ベルトを容易に製
造することのできる製造方法を提供することを目的とし
ている。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、第１の発明は、無端ベルト
の内周面上および外周面上に夫々内側のベルト歯および
外側のベルト歯が形成された両歯歯付無端ベルトにおい
て、無端ベルトの内周面および外周面が夫々袋織の帆布
によって被覆されていることを特徴としている。

また第２の発明は、外周面に歯形を有する円筒状金型に
、周方向に伸縮性を有する第１の袋織の帆布を被せる工
程と、第１の袋織の帆布の外周に心線を巻き付けるとと
もにゴム層を巻回して円筒体を形成する工程と、ゴム層
を短時間の間だけ加熱加圧してゴム層を部分的に加硫せ
しめる工程と、円筒体を円筒状金型から離型するととも
に、この離型された円筒体の外周に第２の袋織の帆布を
被せる工程と、第１の袋織の帆布、心線、ゴム層および
第２の袋織の帆布からなる円筒体にプレス加工を施して
ゴム層を加硫させてベルト歯を成形する工程とを備えた
ことを特徴としている。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

第２図は両歯歯付無端ベル）１０を示す。このベルト１
０は無端状に成形され、内側のベルト歯１１と外側のベ
ルト歯２１は、それぞれ全周にわたって均一なピッチで
設けられる。また、内側のベルト歯１１と外側のベルト
歯２１の形状およびピッチは相互に同じである。

第１図は、両歯歯付無端ベルト１０の断面を拡大して示
したものである。この両歯歯付無端ベルト１０は、ベル
ト歯１１と歯底部１２から成る内側無端体１３と、ベル
ト歯２１と歯底部２２から戒る外側無端体２３と、これ
らの無端体１３．２３の間に設けられた心線３１とを有
する。心線３１はベル）１０の長さ方向すなわち周方向
に沿って延びる。内側ベルト歯１１および外側ベルト歯
２１は同じ位置に設けられ、すなわち内側の歯底部１２
と外側の歯底部２２は同じ位置に形成される。内側無端
体１３の表面には継目のない袋織の帆布１４が、また外
側無端体２３の表面には継目のない袋織の帆布２４がそ
れぞれ被覆される。

次に、両歯歯付無端ベルト１０の製造方法および製造装
置を説明する。

第３図は内側無端体１３の表面に被覆される第１の袋織
の帆布１４を示す。この袋織の帆布１４は、ベルトの周
方向に対して伸縮性を有する布であり、継目のない無端
状に成形されている。図から理解されるように、製造業
者名および製造ロフト番号等の印刷文字１６は袋織の帆
布１４の内側に位置する。

袋織の帆布１４の材料は、ナイロン、例えばナイロン６
またはナイロン６６からなる合成繊維であり、耐熱性と
強度に優れたものであれば、いかなるもの、例えばポリ
エステルであっても良い。

また袋織の帆布１４の織りについては、平織り、朱子織
り、綾織り、あるいはこれらの変形織りでも良い。

無端状に成形された袋織の帆布１４は、第４図に示すよ
うに、円筒状金型４０に被せられる。この円筒状金型４
０は、その外周面に、軸心方向に延びるとともに相互に
等間隔に形成された多数の歯形溝４１を有し、この歯形
！！４１はベルト歯に対応する。

第５図は袋織の帆布１４を円筒状金型４０に被せた状態
を拡大して示す。この図から理解されるように、袋織の
帆布１４は円筒状金型４０と略同径を有し、谷溝４１の
間に形成された隆起８４２の先端面に接する。

次いで第６図に示されるように袋織の帆布１４の外周面
上に心線３１が巻付けられる。

心線３１は、周知のように、相互に逆向きに撚る（いわ
ゆるＳ撚りおよびＺ撚り）ことにより得られる一対の心
線からなる。また心線３１は、本実施例において硝子繊
維から成形されるが、これに限定されるものではなく、
例えばアラミド繊維等の合成繊維でもよく、またアルミ
ニュウム等の金属繊維あるいはカーボン繊維でもよい。

心！ｉ！３１が円筒状金型４０の外周面の全体にわたっ
て巻回されると、次に、第７図に示すように心線３１の
外周側にゴム層５２が巻付けられる。

ゴム層５２は、内側のベルト歯１１および外側のベルト
歯２１　（第１図）を形成し、さらに心線３１の間を満
たすのに充分な厚さを有する。すなわちゴム層５２は内
側無端体１３のベルト歯１１および外側無端体２３のベ
ルト歯２１となるものである。

ゴム層５２の材料としては、ベルト伝動のために歯形に
剛性を持たせる必要があるので１．モジュラスの高いゴ
ムが望ましい。このようなゴムとしては、クロロブレン
ゴム、エチレンプロピレンゴム、クロルヒドリンゴム等
があるが、厳しい使用に耐えるゴムとして例えば水素添
加ニトリルゴムが好ましい。

ゴム層５２が巻回された円筒状金型４０は、第８図に示
すように加硫缶４４内に収納され、予備的な成形が行わ
れる。この予備的な成形は、加硫缶４４内において加熱
加圧を行うものであるが、その処理時間は通常の加硫処
理よりも短く、部分的に加硫せしめる程度のものである
。この予備的な成形の結果、ゴム層５２の一部は心線３
１の隙間から円筒状金型４０の溝４１内に流動し、これ
により袋織の帆布１４も溝４１に沿う形状に成形される
とともにゴム層に接着され、内側のベルト歯がほぼ成形
されることとなる。また、ゴム層５２の外周面も部分的
に加硫され、かくしてゴム層５２の外周面の摩擦係数が
低下せしめられる。

第９図は、第８図に示す予備成形工程において成形され
たベルト歯１１を示す。予備成形工程により、袋織の帆
布１４がベルト歯１１の表面に接着される。

予備成形工程の後円筒状金型４０は加硫缶４４から取り
出され、第１の袋織の帆布１４、心線３Ｉおよびゴム層
５２からなる円筒体１７は、第１Ｏ図に示すように、円
筒状金型４０から脱型される。そして、この円筒体１７
の外周には第２の袋織の帆布２４が被せられる。この第
２の帆布２４は第１の袋織の帆布１４と同様に継目のな
い無端状に成形されており、周方向に伸縮性を有する。

この第２の袋織の帆布２４は第１の袋織の帆布１４と同
じ材質のものでもよい。

第２の袋織の帆布２４の周長りは次の（１）式に従って
定められる。

Ｌ＝２π（（Ｒ＋ＰＬＤ値ｘ２）２＋ＳＸＴ／　π）”
・（１） ここで、Ｒ：円筒状金型４０の半径 Ｓ：外側のベルト歯２１の一歯あたり の面積（ベルトランドラインから 歯先間の面積） Ｔ：外側のベルト歯２１の歯数 である。

またＰＬＤ値は、本実施例の場合、第１図に示すように
心線３１の中心と歯底１２．２２との距離である。

第２の袋織の帆布２４の周長りはゴム層５２の外周長に
略等しい。従来、ゴム層５２の外周面が加硫されていな
い場合においてはゴム層５２の外周面の摩擦抵抗が非常
に大きいため周長りの袋織の帆布２４をゴム層５２の外
周に被せることは非常に困難であった。これに対し本実
施例においては、前述のようにゴム層５２を部分的に加
硫しているためゴム層５２の摩擦抵抗は非常に低下して
おり、このため第２の袋織の帆布２４をゴム層５２の外
周に容易に被せることが可能である。

また、第２の袋織の帆布２４の周長りを（１）式によっ
て求められる長さ、すなわちゴム層５２の外周長と等し
くすることによって次のような問題の発生を防止するこ
とができる。すなわち、第２の袋織の帆布２４の周長が
ゴム層５２の外周長よりも短かすぎると、以後に行われ
るベルト歯の成形の際に帆布２４が伸長し、このため加
熱加圧下でゴム層５２が流動性を帯びたときに伸張され
た帆布２４の布目からゴムが浸み出すこととなる。

この浸み出したゴムは、ベルトの使用時においてプーリ
との噛合いの際、騒音発生の原因となる。

一方、第２の袋織の帆布２４の周長がゴム層５２の外周
長よりも長すぎると、以後に実行されるベルト歯の成形
において余分の帆布２４が折れ曲がる現象が生じたり、
ベルト歯の歯形を正確に成形できないという問題を生ず
る。

第２の袋織の帆布２４が被せられた円筒体１７は、例え
ば第１１図に示すベルト製造装置に装着され、次に述べ
るように相互に圧着されるとともに歯形を成形されて無
端状のベル）１０となる。

この製造装置は、内側無端体１３が巻回される一対の歯
付ブーＵ６１，６２と、第１のプレス金型７１と、第２
のプレス金型７２とを備える。

対の歯付プーリ６１．６２は所定の間隔を置いて設けら
れ、これらのプーリ６１．６２の間においてベルトがほ
ぼ水平になるように構成されている。

第１のプレス金型７１は、内側無端体１３の内周側に配
設されるとともに昇降自在に設けられており、また上面
には、内側無端体１３のベルト歯に係合する複数（例え
ば、１５〉の成形溝７３を有する。第２のプレス金型７
２は、第１のプレス金型７１に対向して配設されるとと
もに昇降自在に設けられており、下面には、第１のプレ
ス金型７１と同形の複数（例えば、１５）の成形溝７４
を有する。

第２のプレス金型７２は、両端部に設けられた一対の固
定プレス金型部材７５．７６と、中央部に設けられた成
形プレス金型部材７７とを備える。

これらの金型部材７５．７６．７７は、それぞれ独立に
昇降するように構成される。固定プレス金型部材７５．
７６は第１のプレス金型７１の両端部に対向しており、
このプレス金型７１と協働してゴム層５２を挟持するも
のである。成形プレス金型部材７７は、第１のプレス金
型７１と協働して、ベルトの歯形を成形するものである
。

固定プレス金型部材７５．７６は、例えば内部に形式さ
れた水路に冷却水を通すことにより、常時室温に保持さ
れるように構成される。一方、成形ブレス金型部材７７
は、内部に加熱蒸気あるいは電気ヒータ等の加熱機構を
有しており、またその熱容量は中央部はど小さく、両端
に近づくほど大きく定められている。すなわち、固定プ
レス金型部材７５．７６の近傍において、成形ブレス金
型部材７７の熱容量は大きく、これにより成形ブレス金
型部材７７のゴム層５２との接触面における温度が全体
にわたり均一になる。

第１のプレス金型７１は、固定プレス金型部材７５．７
６に対応した部位において冷却水等により冷却されて室
温に保持され、また成形ブレス金型部材７７に対応した
部位において、両端はど熱容量が大きくなるように加熱
される。すなわち、第１のプレス金型７１の成形プレス
金型部材７７に対応した部分の表面温度は全体にわたり
均一である。

第１のプレス金型７１の両端部に位置する２つの成形溝
７３間の距離Ｗ１は、次の（２）式に従って定められる
。すなわち、 Ｗ１＝２ｘｙｒＸ　（ｒ−ＰＬＤ値） ｘｎ／Ｎｘ　（１−ｃ）　　　　　・・・（２）ここで
、ｒ：ベルトを円形にした時における心線３１の半径、 ｎ：成形ブレス金型部材７７に係合す るベルト歯の数、 Ｎ：全てのベルト歯の数、 Ｃ：第１のプレス金型７１を構成する 材料の熱膨張係数 である。

またＰＬＤ値は、前述と同様、第１図に示すように心線
３１の中心と歯底１２．２２との距離である。

一方、第２のプレス金型７２の両端部に位置する２つの
成形溝７４間の距離Ｗ２は、次の（３）式に従って定め
られる。すなわち、 Ｗ２＝２ｘｚｒｘ　（ｒ＋ＰＬＤ値） ×ｎ／ＮＸ（１−ｄ）　　　　・・・（３）ここで、ｄ
：第２のプレス金型７２を構成する材料の熱膨張係数 である。

（２）および（３）式から理解されるように、第１およ
び第２のプレス金型７１．７２を同じ金属材料から構成
した場合、ｃ＝ｄであるので、ＷｌとＷ２は、ＰＬＤ値
の分だけ異なる。つまり、第２のプレス金型７２の両端
の成形溝間距離Ｗ２は、第１のプレス金型７１の両端の
成形溝間距離ｗ１よりも長く、その割合は、 Ｗ２／Ｗｌ＝ｂ＋ＰＬＤ値）／（ｒ−ＰＬＤ値）である
。

次に第１１図および第１２図（ａ）、（ｂ）を参照して
、歯形の成形を行う工程を説明する。

第２の袋織の帆布２４が被覆された円筒体１７はあらか
じめ一対の歯付プーリ６１．６２に巻回されている。ま
ず第１のプレス金型７１が上方へ変位してその歯溝７３
が内側無端体１３の歯に係合する。そして第１３図（ａ
）に示すように、固定プレス金型部材７５．７６が下降
して第２の袋織の帆布２４の上からゴム層５２を押圧す
る。ここで、第２のプレス金型７２の成形溝間距離ｗ２
は第１のプレス金型７１よりも長いので、ゴム層５２は
、固定プレス金型部材７５．７６の係合により、第１お
よび第２のプレス金型７１．７２の成形溝間距離の差に
対応する分だけ伸張せしめられる。

この状態で、第１２図（ｂ）に示すように成形プレス金
型部材７７が下降し、ゴム層５２が内側無端体１３に対
して押圧される。しかして第１のプレス金型７１と成形
プレス金型部材７７による加熱および押圧により、内側
無端体１３とゴム層５２のゴムが加硫してベルト歯が成
形される。この時、固定プレス金型部材７５．７６によ
り押圧される部分は、加熱されないのでゴムは加硫せず
、ベルト歯の成形は行われない。

次いで、成形プレス金型部材７７により成形されたベル
ト歯のうち最も右側のベルト歯ＴＲが左側の固定プレス
金型部材７５の直下に位置するようにしてゴム層５２が
移動せしめられる。そして、以下同様にして、上述のプ
レス工程が繰り返され、ベルト歯が成形される。この工
程の間、ゴム層５２は少しずつ引き延ばされる。

このようにして、外側無端体２３（第１図）が成形され
、その長さは内側無端体１３よりもＰＬＤ値に対応した
分だけ長くなる。したがって、全周にわたって正確な歯
形を有し、しかも残留歪みを極力抑えられた両歯歯付ベ
ルトが得られる。また、本実施例は円筒体に成形したゴ
ム層にプレス加工を施してベルト歯を形成するものであ
るから、製造が容易であり、また材料歩留りもよい。

また、従来のように内側無端体１３または外側無端体２
３の表面が縫製部または合わせ部を有する帆布によって
被覆されている両歯歯付無端ベルトでは、帆布の縫製部
または合わせ部では磨耗劣化が起こり易く、このため帆
布の縫製部または合わせ部がゴム層の肉厚の薄い歯底部
に位置する場合この縫製部または合わせ部から水分がベ
ルト内部に浸入し易く、この水分によってベルトの耐久
性が損なわれるという問題がある。

そこで本実施例の両歯歯付無端ベルトでは、内側無端体
１３および外側無端体２３の表面は継ぎ目のない袋織の
帆布によって被覆されているため、従来のように帆布が
局部的に劣化するおそれがなく、かくして両歯歯付無端
ベルトの耐久性を向上させることができる。

なお、円筒体にベルト歯を成形するプレス工程は、本実
施例のものに限定されず従来公知のいかなるプレス工程
を適用してもよい。

〔発明の効果〕

辺上のように第１の発明によれば、帆布の局和的な劣化
を防止することができ、かくして両歯曽付無端ベルトの
耐久性を向上することができる。

また、第２の発明によれば第１の発明の両歯沫付無端ベ
ルトを容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は両歯歯付無端ベルトの要部を示す断１図、 第２図は両歯歯付無端ベルトの概略の構成を汗す斜視図
、 第３図は袋織の帆布を示す斜視図、 第４図は袋織の帆布を円筒状金型に被せる工１ｓを示す
斜視図、 第５図は円筒状金型に袋織の帆布が被せられた状態を示
す断面図、 第６図は円筒状金型の心線を巻回する工程を示す斜視図
、 第７図は円筒状金型にゴム層を巻回する工程を示す斜視
図、 第８図はゴム層を巻回された円筒状金型を加硫缶に収納
した状態を示す斜視図、 第９図は第８図の工程後におけるゴム層、袋織の帆布、
および心線を示す断面図、 第１０図は円筒状金型から円筒体を取り出すとともに第
２の袋織の帆布を被せる工程を示す斜視図、 第１１図は本発明の製造方法を実施するための装置の一
例を示す断面図、 第１２図（ａ）は成形プレス金型部材が下降する前を示
す断面図、 第１２図（ｂ）は成形プレス金型部材が下降した後を示
す断面図である。 内側のベルト歯 第１の袋織の帆布 外側のベルト歯 第２の袋織の帆布 ゴム層 第 図 第 ６ 図 第 図 第１１図 ７７ ２ 番 第 １２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）無端ベルトの内周面上および外周面上に、夫々内
   側のベルト歯および外側のベルト歯が形成された両歯歯
   付無端ベルトにおいて、上記無端ベルトの内周面および
   外周面が夫々袋織の帆布によって被覆されていることを
   特徴とする両歯歯付無端ベルト。
2. （２）外周面に歯形を有する円筒状金型に、周方向に伸
   縮性を有する第１の袋織の帆布を被せる工程と、上記第
   １の袋織の帆布の外周に心線を巻き付けるとともにゴム
   層を巻回して円筒体を形成する工程と、 上記ゴム層を短時間の間だけ加熱加圧して上記ゴム層を
   部分的に加硫せしめる工程と、 上記円筒体を上記円筒状金型から離型するとともに、こ
   の離型された円筒体の外周に第２の袋織の帆布を被せる
   工程と、 上記第１の袋織の帆布、心線、ゴム層および第２の袋織
   の帆布からなる円筒体にプレス加工を施して上記ゴム層
   を加硫させてベルト歯を成形する工程と を備えたことを特徴とする両歯歯付無端ベルトの製造方
   法。