JPH048948A - 歯付ベルト - 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、耐熱性、耐摩耗性、耐歯欠は性を改良した歯
付ベルトに関するものである。

（従来技術） 従来の歯付ベルトのカバー帆布は、−船釣に６ナイロン
、６．６ナイロンのフィラメント糸を捲縮加工したウー
リー加工糸またはこのフィラメント糸とウレタン弾性糸
との混撚糸を緯糸に用い、また６ナイロンまたは６．６
ナイロンのフィラメント糸を縦糸に用いた綾織帆布が使
用されてきた。

近年特に、自動車のカム駆動に用いられる歯付ベルトは
、エンジンルーム内の高温化またカム及び補機駆動によ
る負荷の増大により寿命が短かくなる傾向にあり、高温
下での走行寿命の延長が要求されてきている。

そのため、背ゴム、歯ゴムに用いるゴム組成物として、
従来のクロロブレンゴム（ＣＲ）から、クロロスルホン
化ポリエチレンゴム（Ｃ５Ｍ）、または水素化アクリロ
ニトリル−ブタジェンゴム（水素化ＮＢＲ）等の耐熱老
化性の良好な原料ゴムが採用されてきている。

また、抗張体も従来のクロロブレンゴム用に接着処理さ
れたガラス心線から耐熱老化性の良好なＣ５Ｍ用、水素
化ＮＢＲ用に処理されたガラス心線が用いられ、従来の
ＣＲ用ギガラス心線り耐熱老化性及び耐熱屈曲性が改良
されてきている。

一方、それに対してベルト歯部表面を被覆するカバー帆
布は、ゴム組成物や抗張体の改良に比較し、ブーりとの
噛み合い時に生じる摩擦熱によってエンジンルーム内の
温度以上に発熱して熱的に厳しい条件にさらされる。そ
れにもかかわらずカバー帆布は、６ナイロン、または６
．６ナイロンの材質からなる織物が使用され、処理剤が
若干改良されたとはいえ、耐熱老化性については要求値
を満足していない。熱的に厳しくて負荷が増大する走行
条件下では、歯付ベルトは歯底部および歯元部に位置し
ているナイロン帆布の早期摩耗に起因して短時間に歯欠
けすることがあった。

そこで、かかる問題を解消するため、脂肪族ポリアミド
繊維及びポリエステル繊維等の通常糸とウレタン弾性糸
とを混撚した織布の利用が提案された。しかし、このカ
バー帆布はベルト歯部との接着に欠け、また帆布に塗布
する糊ゴムが繊維内に侵入しにくい問題があった。これ
は、ブーりとの繰り返し接触により糊ゴムの早期飛散に
より、帆布が摩耗しやすく、ベルトの寿命を低下させて
いた。

そして、最近では実開昭６２−１８３１４７号公報に開
示されているようにベルトのカバー帆布としてベルト長
手方向に位置する緯糸に少なくとも芳香族ポリアミド繊
維のウーリー加工糸とウレタン弾性糸とを用いるものが
提案された。

（発明が解決しようとする！１！題） しかし、前記芳香族ポリアミド繊維のウーリー加工糸で
は、本来融点をもたないポリマーであるため、加工温度
の調節が困難で均一な仮撚りができずランダムな太さの
加工糸になり、また繊維自身が高い剛性を有しているた
めに、これを用いた帆布はタオルのような凹凸表面にな
って平滑な織物にならなかった。

このため、このような帆布を用いた歯付ベルトは、ＰＬ
Ｄ値（心線の中心線となるピッチラインとベルト歯底部
間の距離）がばらつき、また同じモールドで成型したベ
ルトの長さも不均一になるという不具合が発生した。Ｐ
ＬＤ値のばらついた歯付ベルトを走行させると、短時間
にベルト歯部がブーり溝部側壁に干渉し、ベルト歯元部
では応力集中を受けて早期にクラックが発生することが
あった。

本発明は上記問題点を解決するものであり、熱的に厳し
い条件下でもベルト歯元部のクラックや歯欠けの起こり
にくい耐久性を有する歯付ベルトを提供することを目的
とする。

（課題を解決するための手段） 即ち、本発明の特徴とするところはベルト長手方向に一
定ピッチをおいて多数の歯部を配置したベルト本体と、
ベルト長手方向に沿って心線を埋設した背ゴム層とを有
し、上記歯部表面にカバー帆布を被覆した歯付ベルトに
おいて、上記カバー帆布のベルト長手方向の緯糸として
芳香族ポリアミド繊維の紡績糸とウレタン弾性糸との混
撚糸を使用し、かつ経糸として太さ１０〜５０デニール
の脂肪族繊維のモノフィラメントを少なくとも１本以上
集束して撚り合わせた撚糸、もしくは芳香族ポリアミド
のマルチフィラメントの撚糸を使用する点にある。

芳香族ポリアミド繊維の紡績糸は芳香族ポリアミド繊維
が少なくとも４０重量％以上含んでいる。

前記経糸は１０〜５０デニールのモノフィラメントを３
〜２５本引き揃えたものを５〜３０回／ｌＱｃｍに撚っ
た構成とする。

また、緯糸の撚り数は８回〜４０回／ｌＱｃｍである。

第１図は本発明に係る歯付ベルトの断面斜視図であり、
歯付ベルト１はベルト長手方向に一定ピッチで歯部２と
溝部３とを交互に有するベルト本体４と、ベルトピッチ
ライン上にガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、カーボ
ン繊維等からなるローブ状の心１５を埋設した背ゴム層
６とからなり、歯部２及び溝部３の表面にはカバー帆布
７が貼着されている。

上記ベルト本体に使用するゴム配合物は、耐熱老化性が
従来のジエン系ゴム、例えば天然ゴム、スチレン−ブタ
ジェンゴム、アクリロニドルーブタジェンゴム、クロロ
ブレンに比較して良好な原料ゴムであり、例えばクロロ
スルホン化ポリエチレンゴム（Ｃ５Ｍ）、アルキル化ク
ロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＡＣ５Ｍ）またはア
クリロニトリル−ブタジェンゴムの２重結合部分に水素
添加した水素化アクリロニトリル−ブタジェンゴム（水
素化ＮＢＲ）であり、耐熱老化性の改良されたゴムであ
る。

なお、前記アルキル化クロロスルホン化ポリエレンゴム
は、直鎖状分子構造の低密度ポリエチレンを、塩素含有
量が１５〜４５重量％で硫黄含有量が０．５〜２．５重
量％の範囲になるようにクロロスルフォン化したクロロ
スルフォン化ポリエチレン（ＡＣ５Ｍと記す）ゴムであ
る。このＡＣ５Ｍはアルキル側鎖を有しているため、主
鎖のポリエチレンの結晶化度が低下し、ゴム的な性質を
有している。また、低温領域（−１０℃以下）でも結晶
化が起こりにくいため、ゴム弾性を維持し、耐寒性に優
れる。

ここで使用するカバー帆布７は、緯糸方向（ベルト長手
方向）に伸縮性を有する平織物、綾織物、朱子織物等を
使用することができる。

なかでも平織帆布の場合は、緯糸７ａと経糸７ｂとが上
下に交互に交差積層しているため、緯糸７ａと経糸７ｂ
の波形状交差点が緯、経方向に連続して形成される。一
方、綾織、朱子織帆布を使用した場合には、緯糸と経糸
が夫々複数本おきに波形状に交差点を形成し、通常の平
織帆布より波形状交差点が少なく、かつゴムが糸間のみ
ならず交差点間まで充分浸透する。これをベルト歯部に
使用した場合には、ベルト屈曲性における緯糸と経糸の
糸同志による直接接触を回避し、ベルトライフを向上す
ることができるため好ましい。

これに対応して伸縮性を更に増大するために、前記平織
帆布、綾織帆布、朱子織帆布に他の低配向ポリエステル
合成繊維糸を編成して編布として被覆するようにしても
よい。

上記カバー帆布７は、先ず織物を構成する緯糸７　ａ　
、経糸７ｂの表面にＲＦＬ液、イソシアネート溶液ある
いはエポキシ溶液の硬化物からなる接着層が被覆される
。

ここで使用するＲＦＬ液はレゾルシンとホルマリンの初
期縮合物をラテックスに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１：０．５〜３にす
ることが接着力を高めるうえでよい。

また、レゾルシンとホルマリンの初期縮合物は、これを
ラテックスのゴム分１００重量部に対してその樹脂分が
２〜３０重量部になるようにラテックスと混合したうえ
、全固形濃度を５〜４０％濃度に調節される。

前記ラテックスはスチレン・ブタジェン・ビニルピリジ
ン三元共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、水素
化ＮＢＲ、エピクロルヒドリン、天然ゴム、ＳＢＲ、ク
ロロプレンゴム、オレフィン−ビニルエステル共重合体
等のラテックスである。

前記カバー帆布の緯糸７ａは芳香族ポリアミド繊維を少
なくとも４０重量％以上、好ましくは５０重量％以上含
む紡績糸とウレタン弾性糸との混撚糸であり、芳香族ポ
リアミド繊維の紡績糸は繊維の分子構造の主鎖中に芳香
環をもつポリアミド繊維、例えば商品名コーネックス、
ノーメックス、う°ブ′ラー・、テクノーラ等不・主Ｕ
”：用いた紡「（糸′Ｃイちる。勿論、とｔｈらの芳右
族ポリアミド繊岸、１；才仙の織締との混紡糸、’ｊｊ
：　Ｌ、’、ｌ：芳匹族ポリアミド静維の紡績糸と他の
繊維片いでつ１、／り′ン弾性糸４・含イ゛ン合評な糸
も含オオ７、る。　芳毘−へλポリフフミド繊紺の緯糸
全体に対する割合は、少：ｊ、’、（：　＜ど・“ｔｒ
　４０重置％以１−６、好まｌ〕＜ｒ、よ５０重置％以
丁二でなけわ１ば、耐婢ｆ３儒゛及Ｃデ耐摩粍ｆ１ミが
改良六号７、ない。１ウレタ］ン弾１メト糸は必要な伸
びと帆布にＩ′ｉ４Ａ″、るノ５ビめ乙、て伊Ａ月ノで
いる。即ち、歯１≦１ベルト庖二作成すζ）過程ｂ−お
いて圧に方式にτベル）−歯部を加硫前Ｉ；−：型付け
するｊ２τめ、帆に５の伸びが少なくとも約７０％以１
−なければならづ゛、つ１／タン弾性糸１．！こ臼、イ
、・イＩ−″ｉ持し必要な伸び＄？川用布に′ｊ・λて
いる５、このブこｈｌ）、つ１．／タン弾着糸不で製織
時Ｌ“：伸長病で−ｊ、　Ｊ−；／？：状凱で混撚糸中
Ｕ゛含ま・１−シ１１：）’グイ−１ノ、製織後、収縮
さヤ”る。

才力”−力、経糸７りは脂肪族繊縛、例λｌ、、　１４
’：リエステル、Ｇナイｒ１ン、６．６ナイロ、ン、４
゜０夕°ｆ１．Ｔン、１２ナイロン等のポリ′アミド、
Δぐりじ丁′、ルアル５プ”−ル、ポリエチレン、ポリ
プロピ）ノン等のフィラメ、？ノド糸Ｃど・′する１、
（−のフィシン２（５ニット糸の構成は１４ダが１０−
・５０ア゛゛−１−ルの丁・〕７／ｒジメント・を３・
・・２５（ダ引ぎ揃λて、５・・：３０回１．・・′１
０ｃｍの撚り庖・Ｆ；ツ：　ｉ（、：　Ａ’、Ａ、Ｚ方
向Ｌ″リーλで経糸どし、・〕こ４’ｉのである。ある
いは、経糸７１）と１ノで１　・〔；）′“ニ、−・ル
の芳香２ｉ欠ボリア・ミドのフでラメ゛／　）　ｔ　１
．　（’）０−＝−２００杢簗４、Ｉ：し、・ｂし・く
は鳴これ６イ・、・扛）り合わびｊ’：マルチフィフメ
ント糸を用いるＣ〕と、ｙ　−ｐ　Ｍ、乙。

このよ５な経糸７１７を用いるのＭ：、緯糸７ｏに剛性
の高い２′香７１７＜　４りり”アミド繊維の紡ぎ１糸
ｅ用いτ′いごｉ　ｆ＞Ｍ）、、−緯糸７ａと経糸７Ｉ
車のバラ］：ノスイ・どイ腎：＊）でｉ・）る。歯拐ベ
ルト夕・圧入法（灰て作ｔ、す゛るｐ・）合（，１て１
，１孝；、綿糸方向＆：ｉｌソ縮を論ヤ４）ノＪ・Ｖ）
　ｔ、；−綿糸４メ“ｉ向のＩｌｌ、イｆｉの伸（Ｊ鎌
・秘保１）’＋でｊ・月７゜ば・：Ｃらないが、斜糸７
゛ｌ）の剛’ｆｊＥが低い場合、収縮、′智キ゛る際に
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らない。’ｌｊｒ　１．、ｙ厚さの］〈均・な帆イアｉ
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−１，！、　２６．１−とはできない３、−・ブハ５ｏ
デニールを′越λると弓き揃える本数の関係じ：より帆
布厚さが過大となりＰ　１．、１Ｆ値の飼節が胚ドｔで
イ１゛用でない、１づ；六′、理外゛揃λ、るモノフィ
ラメント本数は３−２５本゛Ｃあるが、２本では撚り４
゛′午えた場合には、帆布の１ｙ：！′５が均一になら
ない。１本の場合には経糸ｊｊ向の耐屈曲性に欠ける５
、 緯糸７　ａ、の撚り数は５〜４０回／１０（罰が良く、
好ま１）くけ１．０　＝３０回／］、Ｏｅｍが良い。５
回１．／］、Ｑｅｍ未満で１よ、芳重族ポリアミドの紡
績糸どつＬ・タン弾４ｆ（：糸とのなじみが悪くて緯糸
の太１５が乱れ、帆布の厚さも不均一となる。　′方、
４，８０回／１ＯｒＩｙｌｔがλ、た撚り数にすると、
帆布の緯糸方向の強力が低↑“ｔ、／、ベルト走行時の
負荷に′耐オら机ない１、即ち、カバー・帆布はペルｉ
−・歯元部を充６）ｋ′１１１１強できないため、す期
に歯元部ではクラックが発生ｌムやがて歯欠が起こる。

（実施例） 以下、本発明を実施例ＩＸ、より更り′詳細に説明すィ
、カイ、イ＼発ｖｙｒ、１１．；い：４１、らのｉｙ　
Ｍｌ’！マろ・１１　ｉ、、：　、す・）１川Ｑｌｊｌ
退−１９：＼れるもので１．、虚ない。

実施例１ 経糸と１ノて６．６づ゛イ嘔コ７シ、：う０ア：一・ル
の（゛ノフイラメ：ント′＄ニア本弓１き揃Ａゾｉ二２
１（］］ア、−゛、ルの壬・ノマルチ糸Ｕ・＝１５回／
　１　ＯｃＩｌｌの割合でｙ５ツノ向Ｉｒ撚糸１５ノ、
才か緯糸と１ノで第１表のイ・イ質及び太さからなる紡
績糸と２ｏ〇−・・４．０倍に撚糸時＋；′：伸長され
たつ１ノクン弾性糸どイ、・１５回／１ｏ（・ＩｉＴの
割合でＳ方向に合撚１）、（”−幻、らを２ノ２％ゑ■
１υで１）て製織１ノ、ｆ４′！バさセ′力６帆イｙｊ
４でウィ、ンスＸ【〉るい１．３；、・す−・→１′−
□フ、う・・マシンによりに幅の４０−・５５％（ｆ、
収縮ざヤ゛た。てｌ）で、接着処理剤と１ノて従才イ（
すｆ］さね。

て１ハるＲ、　Ｆ　ｆｆ、液（！／ゾ刀ノシンーンｊ＜
ルマリ；ン　ラ・テ・ングス接着処理淫０にて処理し、
Ｎ２　ｔ、７．’　ＩＪＨ山ベル！・の本体と同一σ月
ｒム組成’４３Ａ’ｊ：溶剤に溶が１．ツカ・”λ°）
＼９すｊを含・を費ｉタヤ”、中７．燥さセｊこ後、（
“’、、ａ’？：付ｌ弓・ぺ刀、１＝のカバー・帆布と
１）で用いｔｒ、。なお、従来例のカバーＭ布（綾織）
の構成を第２表に示ず５゜心線ｃ　ｔｙ　Ｙ、構成Ｅ　
Ｃ：　Ｇ　１５０−３　、ｙ’　１．　＋３　ｆ心線径
的１．２ｍａ＋の接着処理されたガラスコードを使用し
た。

そして、ベルト本体と背ゴム層は第３表からなる水素化
ＮＢＲを原料ゴムとして用いたゴム組成物を使用した。

これらの材料を用いて、従来の圧入法にて加硫して歯付
ベルトを得た。作製したベルトを走行テスト１．２にて
走行させ、歯欠は寿命時間及び帆布の摩耗状態を観察し
た。その結果を第４表に示す。

なお、作製したベルトは歯ピッチ９．５２５ｍｍ、歯型
ＺＡ、歯数１０５歯、輻０．７５インチ（１９，１ｍｍ
）である。

（１）走行テスト１ 本装置は駆動プーリ（歯数１８）と１つの従動プーリ（
歯数３６）とからなり、両ブーり間にテンションプーリ
（直径５２ｍｍ）を有している。

走行条件１−１は環境温度１２０℃、駆動プーリの回転
数７２００ｒｐｍ、負荷８馬力、初張力１５ｋｇｆであ
る。

走行条件１−２は環境温度８０℃、駆動プーリの回転数
７２００ｒｐｍ、負荷８馬力、初張力１５ｋｇｆである
。

（２）走行テスト２ 本テスト装置では駆動プーリ（歯数２０）と３つの従動
プーリ（いずれも歯数２０）が相対向するように上下左
ぢに配列され、各プーリ間にはアイドラープーリ（直径
３２閣）が設けられている。

歯付ベルトは前記４つのブーりに巻掛けられ、１つの従
動ブーりに与えられた荷重（８０ｋｇ）により張力を受
けている。走行条件は駆動ブーりの回転数５，５００ｒ
ｐｍ、環境温度１２０℃、走行時間約３００時間であり
、３００時間時間後のベルト歯底部にあるカバー帆布の
厚さの保持率を求めた。

以　　下　　余　　白 第　　１ 表 第３表 第２表 ゼットボール２０２０（日本ゼオン社製）トイソフロピ
ルーＮ゛−７エニルーＰ−フェニレンジアミンジオクチ
ルセバケート テトラメチルチウラムジスルフィド トシク０へキシル−２−ペンゾチアジルスルフェンアミ
ド第 表 上記の結果によると、走行条件１−１．１−２における
歯付ベルトの歯欠けに至るまでの寿命は、芳香族ポリア
ミド繊維の紡績糸を緯糸に用いることにより延長され、
特に高温側でその効果が顕著である。また、走行条件２
において高張力における高温走行での歯底部分の摩耗性
を比較しても、芳香族ポリアミド繊維の紡績糸を緯糸に
用いた歯付ベルトは、耐摩耗性に優れることが確認され
た。

実施例２ カバー帆布の緯糸に用いる芳香族ポリアミドの紡績糸と
ウレタン弾性糸との合撚時の撚り数を第５表の通り変量
し、実施例１と同じ方法にて、カ第 表 バー帆布を製織後、幅収縮させ、接着処理を行なって実
施例１と同様のベルトを作製し、走行条件１−１．１−
２によって歯欠けまでの走行時間を求めた。その結果を
第６表に示す。

以　　下　　余　　白 第 表 実施例２の結果では、緯糸の撚り数が４回／１０ｃｍと
少ない場合、芳香族ポリアミド繊維の紡績糸とウレタン
弾性糸とのなじみが悪くて収縮時に均一な厚さの帆布と
ならなかった。従って、作製したベルトは走行して各異
常な噛み合い状態となり、その結果異常な摩耗を起こし
、早期に寿命となった。

一方、撚り数が５０回／１０ｃｍと多い場合、帆布の外
観及び厚さは均一であるが、緯糸方向の強力が低い。こ
れは、走行時の負荷により、ベルト歯元部に集中応力を
与えて、早期にクラックを発生させ、ベルト寿命を短か
くさせた。

（効果） 以上のように本発明の歯付ベルトによれば、カバー帆布
として芳香族ポリアミド繊維を少なくとも４０重量％以
上含む紡績糸とウレタン弾性糸との混撚糸をベルト長手
方向の緯糸とし、太さ１０〜５０デニールの脂肪族繊維
のモノフィラメントを少なくとも１本以上集束して撚り
合わせた撚糸、もしくは芳香族ポリアミドのマルチフィ
ラメントの撚糸を経糸とする帆布を使用しているように
、緯糸に剛性の高い糸を用いているために、経糸もこれ
に応じて剛性の高い糸が使用され、緯糸と経糸とのバラ
ンスをとって均一な厚さの帆布になっている。しかも、
芳香族ポリアミド繊維の紡績糸とウレタン弾性糸とはな
じみがよくて、帆布の厚さをより均一にしている。これ
により、得られたベルトはＰＬＤ値が均一となり、ベル
ト寿命も向上し、カバー帆布も耐摩耗性及び充分な強度
を有するために、歯部を充分に保護して歯元部の早期ク
ラック、歯欠けの発生を阻止している。

しかも、緯糸の撚り数を８〜４０回／１０８Ｅ１１に限
定すると、芳香族ポリアミド繊維の紡績糸とウレタン弾
性糸とはなじみがよくて平滑で均一な厚さの帆布を形成
し、しかも緯糸方向の強力が維持されてベルトの耐久性
を一段と向上させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る歯付ベルトの斜視図であ
る。 １・・・歯付ベルト ２・・・歯部 ３・・・溝部 ４・・・ベルト本体 ５・・・心線 ６・・・背ゴム層 ７・・・カバー帆布 ７ａ・・・緯糸 ７ｂ・・・経糸

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ベルト長手方向に一定ピッチをおいて多数の歯部を
   配置したベルト本体と、同方向に沿つて心線を埋設した
   背ゴム層とを有し、上記歯部表面にカバー帆布を被覆し
   た歯付ベルトにおいて、前記カバー帆布のベルト長手方
   向の緯糸として芳香族ポリアミド繊維の紡績糸とウレタ
   ン弾性糸との混撚糸を用い、かつ経糸として太さ１０〜
   ５０デニールの脂肪族繊維のモノフィラメントを少なく
   とも１本以上集束して撚り合わせた撚糸を用いることを
   特徴とする歯付ベルト。 ２、芳香族ポリアミド繊維の紡績糸は芳香族ポリアミド
   繊維が少なくとも４０重量％以上含んでいる請求項１記
   載の歯付ベルト。 ３、経糸は１０〜５０デニールのモノフィラメントを３
   〜２５本引き揃えたものを５〜３０回／１０ｃｍに撚っ
   た糸である請求項１記載の歯付ベルト。 ４、緯糸の撚り数が８〜４０回／１０ｃｍである請求項
   １記載の歯付ベルト。 ５、ベルト長手方向に一定ピッチをおいて多数の歯部を
   配置したベルト本体と、同方向に沿って心線を埋設した
   背ゴム層とを有し、上記歯部表面にカバー帆布を被覆し
   た歯付ベルトにおいて、前記カバー帆布のベルト長手方
   向の緯糸として芳香族ポリアミド繊維の紡績糸とウレタ
   ン弾性体との混撚糸を用い、かつ経糸として太さ１〜６
   デニールの芳香族ポリアミドのフィラメントを数複本集
   束し、もしくはこれらを撚り合わせた糸を用いることを
   特徴とする歯付ベルト。