JPH05106690A - High load transmitting toothed belt - Google Patents

High load transmitting toothed belt

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JPH05106690A
JPH05106690A JP26775591A JP26775591A JPH05106690A JP H05106690 A JPH05106690 A JP H05106690A JP 26775591 A JP26775591 A JP 26775591A JP 26775591 A JP26775591 A JP 26775591A JP H05106690 A JPH05106690 A JP H05106690A
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JP
Japan
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belt
tooth
twisted
denier
twist
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Withdrawn
Application number
JP26775591A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Kawahara
英昭 川原
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Bando Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Bando Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve a life by burying an alamide fiber core material along a bottom part of a belt main unit of polyurethane resin having a tooth part on an internal surface, forming a reinforcing layer on the tooth part, and specifying the alamide fiber core material. CONSTITUTION:An alamide fiber core material 3 serving as a tensile material is buried along a tooth bottom part of a belt main unit 1 of polyurethane resin, having tooth parts 2 of equal pitch on an internal surface, to form a reinforcing layer 4 of fabric, knitted cloth, etc. The alamide fiber core material 3 filament- bundled from several hundreds to several thousands, so that a filament of denier 0.9 to 1.6de obtains a denier number (d) of 16.3P<2d<24.5P<2> relating to a tooth pitch P, is first twisted by first twist coefficients 1.2 to 4.2 to form a first twist thread, and by drawing to arrange the seven first twist threads to perform a ply twist in 3.2 to 4.2 by a ply twist coefficient in a reverse direction to the first twist direction, a core material total denier number D is set to 82P<2D<122P<2> to provide a core material occupation rate 75 to 95% relating to a belt width. By the above, lives for tooth part shear and belt breaking can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ポリウレタン樹脂製
のベルト本体に抗張体としてアラミド繊維心体を埋設し
てなる高負荷伝動用歯付ベルトの改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improved high-load transmission toothed belt in which a core body of aramid fiber is embedded as a tensile body in a belt body made of polyurethane resin.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、工作機械や成形機等の大型加
工機の駆動用として高負荷伝動用歯付ベルトが用いられ
ている。従来は、ゴム中に抗張体としてのガラス繊維心
体を埋設し、歯部表面をナイロン織布で補強した構造の
歯付ベルトが使用されていた。ところが、近年、さらに
高負荷条件で使用できる歯付ベルトの要求が高まってき
ており、これを受けてゴムよりも強度のあるポリウレタ
ン樹脂を用い、そのポリウレタン樹脂のベルト本体中に
アラミド繊維の心体を埋設し、さらに歯部を織布や不織
布で補強することにより、高負荷条件に対応させる試み
がなされている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a high-load transmission toothed belt has been used for driving a large-scale processing machine such as a machine tool or a molding machine. Conventionally, a toothed belt having a structure in which a glass fiber core body as a tensile body is embedded in rubber and the tooth surface is reinforced with a nylon woven cloth has been used. However, in recent years, there has been an increasing demand for toothed belts that can be used under higher load conditions, and in response to this, polyurethane resin, which is stronger than rubber, is used, and the core body of aramid fiber is used in the belt body of the polyurethane resin. Attempts have been made to cope with high load conditions by burying the inner part and further reinforcing the tooth part with a woven or non-woven fabric.

【0003】ところで、歯付ベルトが寿命に至る破損モ
ードは大きく分けて2つあり、歯部剪断及びベルト切断
である。前者の歯部剪断寿命を向上させるには、負荷が
加わってもベルト歯のピッチを正確に保てるようベルト
引張弾性率を高くすることが重要であり、かつ荷重を受
ける歯部の疲労強度を高くすることが必要である。ま
た、後者のベルト切断寿命を向上させるには、小径のプ
ーリに巻き掛けられてベルトが繰返しの屈曲を受けたと
きの心体疲労を小さくすることが必要とされる。
By the way, there are roughly two damage modes that lead to the life of a toothed belt, namely, tooth shearing and belt cutting. In order to improve the shearing life of the former tooth, it is important to increase the belt tensile modulus so that the pitch of the belt teeth can be accurately maintained even when a load is applied, and the fatigue strength of the tooth that receives the load is increased. It is necessary to. Further, in order to improve the latter belt cutting life, it is necessary to reduce the body fatigue when the belt is repeatedly wound around a small-diameter pulley and repeatedly bent.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のポリウレタン樹
脂製歯付ベルトに関しては、抗張体を構成する心体がガ
ラス繊維から高弾性率のアラミド繊維に変えられ、ベル
ト本体のゴムがポリウレタン樹脂とされることによっ
て、ベルト引張弾性率及び歯部疲労強度は従来に比べ大
幅に改善され、この結果、歯部剪断寿命を飛躍的に向上
させることができる。
With regard to the above-mentioned polyurethane resin toothed belt, the core constituting the tensile body is changed from glass fiber to aramid fiber having a high elastic modulus, and the rubber of the belt main body is made of polyurethane resin. As a result, the belt tensile elastic modulus and the tooth fatigue strength are significantly improved as compared with the conventional ones, and as a result, the tooth shear life can be significantly improved.

【0005】しかし、反面では、心体を高弾性率にした
ことで、心体の屈曲疲労は従来よりも若干悪くなる問題
が生じる。従って、高負荷ポリウレタン樹脂製歯付ベル
トの使用範囲として、小プーリではあまり使用でき
ず、また高速では屈曲の繰返し数が多くなるので使用
できない等、使用範囲が限定されているのが現状であ
る。特に小プーリで使用できないという制約は大型の加
工機では大きな欠点であり、プーリが大きくならざるを
得ないことで、ベルト伝動系で大きなスペースをとって
しまい、装置自体が大きくなるという問題がある。
On the other hand, however, since the core body has a high elastic modulus, the bending fatigue of the core body becomes slightly worse than in the conventional case. Therefore, the use range of the high-load polyurethane resin toothed belt is limited so that it cannot be used with a small pulley and cannot be used because the number of repeated bendings increases at high speeds. .. In particular, the restriction that it can not be used with a small pulley is a big drawback in a large processing machine, and since the pulley has to be large, there is a problem that it takes up a large space in the belt transmission system and the device itself becomes large. ..

【0006】例えば、ベルト伝動系では1/8程度の減
速比が要求されることもあり、その場合、小プーリが1
T のときには大プーリ側は144T にもなってしま
い、非常に大きなスペースを要する。従って、小スペー
ス化のために、18T よりもさらに小さい16T や14
T で使用できる高負荷伝動が可能な歯付ベルトの要求が
高まっている。
For example, a belt transmission system may require a reduction ratio of about ⅛, and in that case, the small pulley is 1
At 8 T , the large pulley side also reaches 144 T , which requires a very large space. Therefore, in order to reduce the space, 16 T or 14 smaller than 18 T
There is an increasing demand for toothed belts that can be used in T and that are capable of high load transmission.

【0007】この発明はこれらの問題を解決するために
なされたもので、その目的は、上記アラミド繊維心体の
構成を改良することで、ポリウレタン樹脂製歯付ベルト
の歯部剪断寿命を向上させつつ、ベルト切断寿命をも向
上させて、例えば18T よりも小さい小プーリや高回転
でも使用できるようにすることにある。
The present invention has been made to solve these problems, and its purpose is to improve the shear life of the tooth portion of a polyurethane resin toothed belt by improving the structure of the aramid fiber core body. At the same time, it is intended to improve the belt cutting life so that it can be used even with a small pulley smaller than 18 T or high rotation.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明では、ベルトヤング率を増大させる
ことで、歯部の剪断寿命が延びることを見出だし、この
ベルトヤング率の増大と屈曲疲労性とを両立させるため
に、ポリウレタン樹脂製歯付ベルトに埋設されるアラミ
ド繊維心体のフィラメントデニール、総デニール数、心
体上撚り本数、下撚り係数、上撚り係数、ベルト幅に対
する心体占有率を特定するようにした。
In order to achieve the above object, it was found in the invention of claim 1 that the shearing life of the teeth is extended by increasing the belt Young's modulus. A filament denier of the aramid fiber core embedded in the toothed belt made of polyurethane resin, the total denier, the number of core twists, the core twist coefficient, the core twist coefficient, and the belt width in order to achieve both increase and flex fatigue. The occupancy rate of the body was specified.

【0009】すなわち、この発明では、内面に等ピッチ
間隔の歯部を有するポリウレタン樹脂からなるベルト本
体に、上記歯底部に沿って抗張体としてのアラミド繊維
心体が埋設され、歯部に織布、編布、不織布等の補強材
層が形成された高負荷伝動用歯付ベルトにおいて、フィ
ラメントデニールが0.9de〜1.6deであるフィ
ラメントを、ベルト歯ピッチP(単位mm)に対して1
6.3P2 <d<24.5P2 のデニール数dとなるよ
うに数百から数千本束ねたフィラメント束が下撚り係数
1.2〜4.2で下撚りされてなる下撚り糸を、7本引
き揃えて下撚り方向とは逆方向に上撚り係数で3.2〜
4.2で上撚りすることで、心体総デニール数Dが82
2 <D<122P2 とし、かつベルト幅に対する心体
占有率75〜95%で歯底部に沿って埋設する。
That is, according to the present invention, an aramid fiber core body as a tensile body is embedded along the above-mentioned tooth bottom portion in a belt main body made of polyurethane resin having tooth portions at equal pitch intervals on the inner surface, and the tooth portion is woven. In a high-load transmission toothed belt on which a reinforcing material layer such as cloth, knitted fabric, or non-woven fabric is formed, a filament having a filament denier of 0.9 de to 1.6 de is used for a belt tooth pitch P (unit: mm). 1
A ply-twisted yarn obtained by plying several hundreds to thousands of filament bundles with a plying factor of 1.2 to 4.2 to obtain a denier number d of 6.3P 2 <d <24.5P 2 , The seven twists are aligned and the upper twist coefficient is 3.2 to the opposite direction to the lower twist direction.
By twisting at 4.2, the total number of core denier D is 82.
P 2 <a D <122P 2, and embedded along the tooth bottom portion is 75% to 95% Traction occupancy for the belt width.

【0010】請求項2の発明では、上記アラミド繊維心
体は、束ねられた7本の下撚り糸の1本に他の6本より
も高い張力を付与して上撚りすることで、高い張力の中
心の下撚り糸の1本の周りに他の6本の下撚り糸が撚ら
れた構成とする。
According to the second aspect of the present invention, the aramid fiber core has a high tensile strength by imparting a higher tension to one of the seven twisted lower twisted yarns than the other six twisted twisted yarns. Six other ply-twisted yarns are twisted around one of the center ply-twisted yarns.

【0011】請求項3の発明では、上記ベルト歯高さh
(単位mm)をプーリ溝深さH(単位mm)に対し1.00
H<h<1.02Hとする。
In the invention of claim 3, the belt tooth height h is
(Unit: mm) is 1.00 for pulley groove depth H (Unit: mm)
H <h <1.02H.

【0012】請求項4の発明では、上記アラミド繊維心
体を、加熱延伸により結晶の配向角度が約9°とされた
アラミド繊維で構成する。
[0012] In the invention of claim 4, the aramid fiber core is made of aramid fiber having a crystal orientation angle of about 9 ° by heat drawing.

【0013】[0013]

【作用】請求項1の発明では、アラミド繊維心体は、フ
ィラメントデニールが0.9de〜1.6deであるフ
ィラメントが数百から数千本束ねられて下撚りされてな
る下撚り糸を下撚り方向と逆方向に上撚りしてなり、下
撚り糸の上撚り係数が3.2〜4.2であるので、ベル
トのヤング率と屈曲疲労性とを両立させることができ
る。
According to the first aspect of the present invention, the aramid fiber core has a ply-twisted yarn obtained by bundling hundreds to thousands of filaments having a filament denier of 0.9 de to 1.6 de and ply-twisted. Since the upper twist coefficient of the lower twist yarn is 3.2 to 4.2, the Young's modulus of the belt and the bending fatigue resistance can be made compatible with each other.

【0014】そのとき、下撚り糸の下撚り係数は1.2
〜4.2であるので、心体自身の捩れのバランスの悪化
によるベルトの蛇行を招くことがないとともに、下撚り
係数が大きくなることによるベルトヤング率の低下を防
止できる。
At this time, the ply twist coefficient of the ply twisted yarn is 1.2.
Therefore, it is possible to prevent the belt from meandering due to the deterioration of the balance of the twisting of the core itself and to prevent the decrease of the belt Young's modulus due to the increase of the lower twist coefficient.

【0015】また、下撚り糸が7本引き揃えられて上撚
りされているので、ベルトヤング率を確保しつつ、屈曲
疲労性を向上させることができる。また、ベルト歯部の
ピッチPに関し、アラミド繊維心体における下撚り糸デ
ニール数dが16.3P2 <d<24.5P2 であり、
心体総デニール数Dが82P2 <D<122P2 である
ので、これら限定によってもベルトヤング率と屈曲疲労
性とを両立させることができる。
Further, since seven lower twisted yarns are aligned and twisted first, it is possible to improve bending fatigue while securing the belt Young's modulus. Further, regarding the pitch P of the belt tooth portion, the number d of denier of the lower twisted yarn in the aramid fiber core is 16.3P 2 <d <24.5P 2 ,
Since the total number of core denier D is 82P 2 <D <122P 2 , the belt Young's modulus and the bending fatigue property can be compatible with each other by these limits.

【0016】また、ベルト幅に対する心体占有率が75
〜95%であるので、十分な弾性率が得られ、かつ歯部
と抗張体層との間で層間剥離を起こし難くなり、歯部剪
断寿命を長くすることができる。
Further, the core body occupancy ratio to the belt width is 75
Since it is ˜95%, a sufficient elastic modulus can be obtained, delamination is less likely to occur between the tooth portion and the tensile body layer, and the shearing life of the tooth portion can be extended.

【0017】以上により、ベルトヤング率の増大により
歯部の剪断寿命の向上と屈曲疲労性の向上とが両立で
き、ポリウレタン製の高負荷伝動用歯付ベルトにおける
歯部剪断寿命を向上させつつ、ベルト切断寿命を向上さ
せて小プーリや高回転での使用を可能とすることができ
る。
As described above, by increasing the belt Young's modulus, it is possible to improve both the shearing life of the tooth portion and the bending fatigue resistance, and to improve the shearing life of the tooth portion in the high load transmission toothed belt made of polyurethane, The belt cutting life can be improved to enable use with a small pulley or high rotation.

【0018】請求項2の発明では、上記アラミド繊維心
体は、束ねられた7本の下撚り糸の1本に他の6本より
も高い張力を付与して上撚りしてなるものであるので、
その張力の高い1本の下撚り糸が常に心体中心に位置
し、その周りに他の6本の下撚り糸が均一に撚られるこ
となる。このため、心体の形状が安定し、強力に関して
は周囲の6本の下撚り糸が引揃え良く撚られることとな
り、強力の低下やばらつきが小さくなる。しかも、中心
の1本の下撚り糸が真直になっているので、弾性率を高
くし、かつ伸びを抑えることができる。
According to the second aspect of the present invention, the aramid fiber core is formed by twisting one of the bundled seven twisted yarns to give a higher tension than the other six twisted yarns. ,
The one undertwisted yarn having a high tension is always located at the center of the core body, and the other six undertwisted yarns are uniformly twisted around it. As a result, the shape of the core is stable, and the six surrounding ply-twisted yarns are twisted in good alignment with respect to the strength, and the deterioration or variation in the strength is reduced. Moreover, since one central plied yarn is straight, the elastic modulus can be increased and the elongation can be suppressed.

【0019】請求項3の発明では、上記ベルト歯高さh
がプーリ溝深さHに対し1.00H<h<1.02Hで
あるので、ベルトに初張力を与えた状態で、ベルト歯底
部がプーリ歯頂部に接触し、正規な噛合状態を得ること
ができ、屈曲疲労性を向上させることができる。
In the invention of claim 3, the belt tooth height h is
Is 1.00H <h <1.02H with respect to the pulley groove depth H, it is possible to obtain a normal meshing state by contacting the belt tooth bottom with the pulley tooth top with initial tension being applied to the belt. Therefore, the bending fatigue property can be improved.

【0020】請求項4の発明では、上記心体におけるア
ラミド繊維の結晶の配向角度が約9°とされているの
で、上記各効果が有効に得られる。
In the invention of claim 4, since the orientation angle of the crystal of the aramid fiber in the core body is about 9 °, the above respective effects can be effectively obtained.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の一実施例に係る高負荷伝動用の歯
付ベルトBを示し、このベルトBは、基本的には従来の
歯付ベルトと同様の構成で、内面にピッチPの間隔の歯
部2,2,…を有するベルト本体1を備え、そのベルト
本体1の各歯部2の底部に沿って抗張体としての心体3
が埋設されている。ベルト本体1はJIS/A硬度85
°〜93°のポリウレタン樹脂からなり、心体3はアラ
ミド繊維である。また、各歯部2には織布、編布、不織
布等からなる補強材層4が形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a toothed belt B for high load transmission according to an embodiment of the present invention. This belt B has basically the same structure as a conventional toothed belt and has a pitch P on the inner surface. A belt body 1 having tooth portions 2, 2, ... Is provided, and a core body 3 as a tensile body is provided along the bottom portion of each tooth portion 2 of the belt body 1.
Is buried. Belt body 1 has JIS / A hardness of 85
The core body 3 is aramid fiber, which is made of polyurethane resin having a temperature of 90 ° to 93 °. A reinforcing material layer 4 made of woven cloth, knitted cloth, non-woven cloth or the like is formed on each tooth 2.

【0022】そして、本発明の特徴とするところは、上
記抗張体を構成するアラミド繊維心体3の構成にある。
すなわち、上記アラミド繊維心体3の総デニール数D
(デニール)は、歯付ベルトBの歯ピッチP(単位mm)
に関し、82P2 <D<122P2 の範囲である。ま
た、フィラメント束デニール数d(単位デニール)は、
同様に16.4P2 <d<24.4P2 の範囲である。
このフィラメント束を下撚り係数1.2〜4.2で下撚
りして下撚り糸3aを形成し、さらに、この下撚り糸3
aを図3及び図4に示すように7本引き揃えて下撚りと
は逆方向に上撚り係数3.2〜4.2で上撚りし、総デ
ニール数Dが上記範囲の心体3とする。この心体3を占
有率75〜95%で歯部2の底部に沿って埋設した構成
である。
The feature of the present invention lies in the structure of the aramid fiber core body 3 which constitutes the above-mentioned tensile body.
That is, the total denier number D of the aramid fiber core body 3
(Denier) is the tooth pitch P of the toothed belt B (unit: mm)
, 82P 2 <D <122P 2 . The filament bundle denier number d (unit denier) is
Similarly, the range is 16.4P 2 <d <24.4P 2 .
This filament bundle is ply-twisted with a ply-twist coefficient of 1.2 to 4.2 to form a ply-twisted yarn 3a.
As shown in FIGS. 3 and 4, 7 pieces of a are aligned and twisted in the opposite direction to the lower twist with an upper twist coefficient of 3.2 to 4.2, and the total denier number D is within the above range. To do. The core body 3 is embedded along the bottom of the tooth portion 2 at an occupation rate of 75 to 95%.

【0023】また、アラミド繊維心体3は、束ねられた
7本の下撚り糸3a,3a,…の1本に他の6本よりも
高い張力が付与されて上撚りされており、このことで、
図4に示す如く、高い張力の中心の1本の下撚り糸3a
の周りに他の6本の下撚り糸3a,3a,…が撚られた
構成となっている。
In the aramid fiber core body 3, one of the seven twisted lower twisted yarns 3a, 3a, ... Is given a higher tension than the other six twisted yarns and is twisted upward. ,
As shown in FIG. 4, one under-twisted yarn 3a with a high tension center
The other six ply-twisted yarns 3a, 3a, ... Are twisted around.

【0024】さらに、図2は上記歯付ベルトBが巻き掛
けられる歯付プーリ11を示し、このプーリ11は外周
に等ピッチ間隔の歯部12,12,…を有し、この歯部
12,12間にベルト歯部2が噛み合わされる溝部13
が形成されている。そして、このプーリ11の溝深さH
(単位mm)に対し、上記ベルトBの歯部2の高さh(単
位mm)は1.00H<h<1.02Hに設定されてい
る。
FIG. 2 shows a toothed pulley 11 around which the toothed belt B is wound. The pulley 11 has tooth portions 12, 12, ... Groove portion 13 in which the belt tooth portion 2 is meshed between 12
Are formed. And the groove depth H of this pulley 11
With respect to (unit mm), the height h (unit mm) of the tooth portion 2 of the belt B is set to 1.00H <h <1.02H.

【0025】また、より好ましくは、上記アラミド繊維
は加熱延伸により、結晶の配向角度を約9°としたもの
を用いる。
Further, more preferably, the aramid fiber used has a crystal orientation angle of about 9 ° by heat drawing.

【0026】以下に、上記数値限定した理由についてそ
れぞれ順に詳細に説明する。まず、ベルト本体1を構成
するポリウレタン樹脂の硬度は85°〜93°で構成す
る。高負荷条件において、ベルトBの耐久寿命を高める
には、ポリウレタン樹脂には十分な強度が要求される。
しかし、硬度93°を越える硬さでは、小プーリへの巻
付きを繰り返すことにより、ベルト背面部に割れが生じ
易く、割れの進展によりベルト切断の危険性がある。ま
た、硬度85°を下回る硬さでは歯部の強度不足であ
り、耐久寿命が短くなる。よってポリウレタン樹脂の硬
度は85°〜93°とする必要がある。
The reasons for limiting the above numerical values will be described in detail below in order. First, the hardness of the polyurethane resin forming the belt body 1 is set to 85 ° to 93 °. In order to extend the durable life of the belt B under high load conditions, the polyurethane resin is required to have sufficient strength.
However, if the hardness exceeds 93 °, the belt is likely to be cracked on the back surface of the belt due to repeated winding around the small pulley, and there is a risk of belt breakage due to the progress of the crack. Further, when the hardness is less than 85 °, the strength of the tooth portion is insufficient and the durable life is shortened. Therefore, the hardness of the polyurethane resin needs to be 85 ° to 93 °.

【0027】また、心体3はアラミド繊維を用いる。ア
ラミド繊維はガラス繊維よりも弾性率が高いので、負荷
が加わったとき、ベルト歯のピッチをより正確に保つこ
とができる。
The core body 3 uses aramid fiber. Since the aramid fiber has a higher elastic modulus than the glass fiber, the pitch of the belt teeth can be more accurately maintained when a load is applied.

【0028】さらに、ベルト歯部2には織布、編布、不
織布等の補強材層4を設けることによって、歯部2の疲
労強度を高くすることができる。
Further, the fatigue strength of the tooth portion 2 can be increased by providing the belt tooth portion 2 with the reinforcing material layer 4 such as a woven fabric, a knitted fabric or a non-woven fabric.

【0029】ここで、図6にベルトヤング率を変えるこ
とによる負荷耐久性評価結果を示す。試験装置は図5の
構成であり、1対の歯付プーリ11,11間に歯付ベル
トBを巻き掛けたものである。ベルトBは、歯部2のピ
ッチPがP=14mm、ベルト本体1のポリウレタン樹脂
の硬度が90°、歯部2が不織布で補強され、歯部2の
形状が円弧歯形であり、歯高さhがh=4.65mm、ア
ラミド繊維心体3を有し、歯数100T のものを使用し
た。また、各プーリ11は28T −28T で、歯溝深さ
HがH=4.95mmのものを用いた。また、プーリ回転
数は1900rpm 、負荷トルクは15kgfmで、ベルト幅
が15mm及び12mmの2種類について行った。ベルトヤ
ング率の変量は上記アラミド繊維心体の総デニール数、
撚り係数、加熱延伸処理により行った。心体のピッチは
全て2.5mmである。撚り係数TMは次式で表される。
FIG. 6 shows the load durability evaluation results by changing the belt Young's modulus. The test apparatus has the configuration shown in FIG. 5, in which a toothed belt B is wound between a pair of toothed pulleys 11, 11. In the belt B, the pitch P of the tooth portions 2 is P = 14 mm, the hardness of the polyurethane resin of the belt body 1 is 90 °, the tooth portions 2 are reinforced with a non-woven fabric, and the tooth portions 2 have an arcuate tooth shape. An h having a h = 4.65 mm, an aramid fiber core 3 and a tooth number of 100 T was used. Further, each pulley 11 is 28 T −28 T and has a tooth groove depth H of H = 4.95 mm. The pulley rotation speed was 1900 rpm, the load torque was 15 kgfm, and the belt width was 15 mm and 12 mm. The belt Young's modulus variable is the total denier of the aramid fiber core body,
The twisting coefficient and the heat drawing treatment were used. All body pitches are 2.5 mm. The twisting coefficient TM is expressed by the following equation.

【0030】TM=t・d1/2 /K 但し、t:1インチ当りの撚り回数 d:コードのデニール K:素材定数(アラミド繊維は68) アラミド繊維はPPTA(ポリパラフェニレンテレフタ
ルアミド繊維)で結晶の配向角度OAが約15°のもの
と、これを約5%加熱延伸して配向角度OAを約9°に
したものとの2種類を用いた。ベルトヤング率は、引張
試験機に28T −28T プーリを装着し、ベルトBを巻
き掛けて引張速度50mm/min で測定した。尚、ベルト
Bは断面が一様材料でないので、便宜上、弾性率Eに断
面積Aを掛けた値AEをベルトヤング率とした。心体3
はフィラメントデニール1.4deのものと2.25d
eのものとの2種類を用いた。心体3の構成は、上記フ
ィラメントを束ねたフィラメント束を上記の撚り係数T
Mにて下撚りし、さらに、この下撚り糸を数本引き揃え
て下撚りとは逆方向に下撚り係数と同じ撚り係数TMに
て上撚りしたものを用いた。図6に示されるとおり、ベ
ルト耐久寿命は、ヤング率を高くすることで飛躍的に向
上する。
TM = t · d 1/2 / K where t: the number of twists per inch d: Denier of cord K: Material constant (68 for aramid fiber) PPTA (polyparaphenylene terephthalamide fiber) for aramid fiber The crystal orientation angle OA is about 15 ° and the crystal orientation angle OA is about 9 ° by heating and stretching the crystal at about 5 °. The belt Young's modulus was measured by attaching a 28 T- 28 T pulley to a tensile tester, winding the belt B around the pulley, and pulling at a speed of 50 mm / min. Since the belt B does not have a uniform cross-section, for convenience sake, the value AE obtained by multiplying the elastic modulus E by the cross-sectional area A is defined as the belt Young's modulus. Body 3
Are filament denier 1.4de and 2.25d
Two types were used, the one of e. The structure of the core body 3 is such that the filament bundle obtained by bundling the above filaments has the above twist coefficient T
An undertwist was used in M, and several of these undertwisted yarns were aligned and twisted in the opposite direction to the undertwist with the same twist coefficient TM as the undertwist coefficient. As shown in FIG. 6, the belt endurance life is dramatically improved by increasing the Young's modulus.

【0031】次に、図7に屈曲疲労性評価結果を示す。
このときの試験装置は基本的に図5のものと同様で、両
プーリ11,11を上下に配置し、一方のプーリ11に
80Kgf の重量を加えてベルト張力を付与する。プーリ
11は18T −18T 、ベルト幅は15mm、プーリ回転
数3600rpm で、無負荷走行とした。その他は図6の
試験時と同じで、心体撚り係数TM=3.4,4.8の
2種類のものについて行った。図6のとおり、屈曲後の
強力は屈曲回数107 付近より急激な低下傾向を示す。
市場での使用条件は様々であるが、およそ108 〜2×
108 回程度が目安とされる。従って、ベルトBが切断
することなく走行するためには、108 回で約50%の
強力保持率を有していれば問題はない。図7に示す屈曲
疲労性の低下傾向より、2×107 回で約80%の強力
保持率を有していれば、108 回で50%の強力保持率
が推定できる。よって2×107 回で80%の強力保持
率を1つの指標と考える。
Next, FIG. 7 shows the results of evaluation of bending fatigue.
The test apparatus at this time is basically the same as that shown in FIG. 5, in which both pulleys 11 and 11 are arranged vertically and a belt tension is applied by applying a weight of 80 kgf to one pulley 11. The pulley 11 was 18 T- 18 T , the belt width was 15 mm, the pulley rotation speed was 3600 rpm, and the vehicle was run without load. Others are the same as those in the test of FIG. 6, and two types of core body twisting coefficient TM = 3.4 and 4.8 were performed. As shown in FIG. 6, the strength after bending shows a sharp tendency to decrease from around 10 7 times of bending.
There are various usage conditions in the market, but about 10 8 to 2 ×
About 10 8 times is a standard. Therefore, in order for the belt B to travel without being cut, there is no problem as long as it has a strong holding ratio of about 50% at 10 8 times. From the decreasing tendency of the bending fatigue property shown in FIG. 7, if the strength retention of about 80% is obtained at 2 × 10 7 times, the strength retention of 50% can be estimated at 10 8 times. Therefore, a strong retention rate of 80% at 2 × 10 7 times is considered as one index.

【0032】この考えに基づくと、撚り係数TM=4.
8のものは、18T プーリでも使用できる。しかしなが
ら、図6に示すとおり、撚り係数TM=4.8では、ベ
ルトヤング率が不十分であるので歯部剪断寿命が低い。
このようにベルト寿命を向上させつつ、小プーリで使用
するには、適切な心体の仕様を選定することにより、ベ
ルトヤング率と屈曲疲労性とを両立させなければならな
いことが判る。
Based on this idea, the twisting coefficient TM = 4.
8 can also be used with 18 T pulleys. However, as shown in FIG. 6, when the twisting coefficient TM = 4.8, the belt Young's modulus is insufficient, and thus the shearing life of the tooth portion is low.
Thus, it is understood that the belt Young's modulus and the bending fatigue property must be made compatible by selecting an appropriate core body specification in order to use the small pulley while improving the belt life.

【0033】ベルトヤング率と屈曲疲労性とを両立させ
るために、心体の上撚り係数をTM=3.2〜4.2と
している。図8に撚り係数の変化によるベルトヤング率
及び屈曲疲労性の変化を示す。図8に示すとおり、撚り
係数TM=2.0ではヤング率は高いが、屈曲疲労性は
非常に低い。また、撚り係数TM=4.8では屈曲疲労
性は高いが、ヤング率が低くなる。ヤング率と屈曲疲労
性とを両立させるためには、撚り係数はTM=3.2〜
4.2の範囲であることが必要である。図8に示す試験
は、上撚りと下撚りとを逆方向に撚り係数を同じにして
行った。ゴムベルトの場合、下撚り糸間の摩耗が強力低
下に大きく影響するため、上撚りと下撚りとを逆方向に
撚ると、下撚り糸間のフィラメントの交差角度が大きく
なり、より摩耗し易くなるという問題があるが、ポリウ
レタン樹脂ベルトの場合には、下撚り糸間にポリウレタ
ン樹脂が十分に充填しており、下撚り糸同士の摩耗によ
る強力低下は殆ど起きないので、下撚り係数はベルト屈
曲疲労性にあまり影響しない。一例として、下撚り糸デ
ニール数4500デニール、上撚り本数5、上撚り係数
TM=3.4で下撚りなしとして、図8と同条件にて屈
曲疲労性を調べたところ、強力保持率は58%であっ
た。図8に示す上下撚り係数TM=3.4のものが強力
保持率60%であったので、殆ど下撚り係数が影響して
いないことが判る。但し、下撚り係数は、大きくなるほ
どベルトヤング率が下がる傾向にあるので、最大でも上
撚り係数と同じまでとする。また、あまり小さいと、心
体自身の捩れのバランスが悪くなるので、ベルトの蛇行
を引き起こす虞れがある。従って下撚り係数はTM=
1.2〜4.2の間で設定している。
In order to achieve both the belt Young's modulus and bending fatigue resistance, the twisting coefficient of the core is set to TM = 3.2 to 4.2. FIG. 8 shows changes in the belt Young's modulus and bending fatigue resistance due to changes in the twist coefficient. As shown in FIG. 8, when the twist coefficient TM = 2.0, the Young's modulus is high, but the bending fatigue resistance is very low. Further, when the twisting coefficient TM = 4.8, the bending fatigue resistance is high, but the Young's modulus is low. In order to achieve both Young's modulus and bending fatigue resistance, the twist coefficient is TM = 3.2.
It must be in the range of 4.2. In the test shown in FIG. 8, the upper twist and the lower twist were performed in opposite directions with the same twist coefficient. In the case of rubber belts, the wear between the lower twisted yarns has a large effect on the decrease in strength.Therefore, if the upper and lower twists are twisted in the opposite directions, the crossing angle of the filaments between the lower twisted yarns will increase and it will be more easily worn. Although there is a problem, in the case of a polyurethane resin belt, the polyurethane resin is sufficiently filled between the ply-twisted yarns, and the strength decrease due to the wear of the ply-twisted yarns hardly occurs. Does not affect much. As an example, when the lower twisted yarn denier number is 4500 denier, the upper twisted number is 5, the upper twisted coefficient TM = 3.4 and the lower twisted state is not used, and the bending fatigue property is examined under the same conditions as in FIG. Met. The vertical twisting coefficient TM = 3.4 shown in FIG. 8 had a tenacity retention of 60%, so it can be seen that the lower twisting coefficient has little effect. However, the larger the lower twist coefficient, the lower the belt Young's modulus tends to be. Therefore, the maximum twist coefficient should be the same as the maximum twist coefficient. On the other hand, if it is too small, the balance of the twist of the core itself becomes unbalanced, which may cause the belt to meander. Therefore, the lower twist factor is TM =
It is set between 1.2 and 4.2.

【0034】次に、心体上撚り本数を7本とした理由に
ついて説明する。図9に心体上撚り本数の変化に対する
ベルトヤング率及び屈曲疲労性の変化特性のグラフを示
す。他の要因を取り除くために、総デニール数を284
00〜29820デニールと略一定にし、撚り係数をT
M=3.4に固定し、フィラメントデニールを1.4d
eに固定して、上撚り本数と下撚り糸デニール数(フィ
ラメント数)との比率を変えることにより、上撚り本数
を変更した。一般に、アラミド繊維の伝動ベルト用撚り
心体としては上撚り3本が最も多く用いられている。こ
れは、下撚り糸にとって最も安定した構成であるので、
下撚り糸の引揃えがよく、この結果、強力や弾性率の変
動が小さくて信頼性に優れる理由による。この次に安定
した本数は5本撚りである。この5本撚りは、3本撚り
ほどではないがかなり安定した構成であるので、一部に
用いられている。さらに、6本撚りやこれ以上の本数に
ついては、従来、コードのすわりが悪いので、極めて不
安定で下撚り糸の引揃えが悪く、強力の低下やばらつ
き、伸びが大きくて信頼性に劣り、歯付ベルト用の抗張
体には適さないと考えられていた。しかし、本発明者に
よると、実際には7本撚りだけは例外で、これら問題が
ないばかりでなく、5本撚り以内に比べ著しく屈曲疲労
性が良いことを発見した。すなわち、図3に示すよう
に、7本撚りは断面形状が安定しており、コードのすわ
りは極めて良い。但し、そのとき、5本撚り以内の場合
のように、下撚り糸3a,3a,…全ての引揃えを良く
しようとして、7本の下撚り糸3a,3a,…に同じ張
力を付与して上撚りを行うと、最も安定した中心の下撚
り糸3aが外部に出入移動して逆に不安定となり、強力
低下等の問題が生じる虞れがある。そこで、この実施例
では、7本の下撚り糸3aのうち、6本については同じ
張力を付与して引揃えを良くする一方、残りの1本の下
撚り糸3aについては他の6本よりも張力を大きくし、
その状態で上撚りを行う。こうすることで、図4に示す
如く、高い張力が与えられた1本の下撚り糸3aは常に
心体の中心に位置し、その周りに6本の下撚り糸3a,
3a,…が均一に撚られることとなる。その結果、心体
の形状は安定し、周囲の6本の下撚り糸3a,3a,…
が引揃え良く撚られるので、強力の低下やばらつきが小
さくなる。また、中心の1本の下撚り糸が真直になるの
で、弾性率を高くし、かつ伸びを抑えることができる。
図9では、7本撚りの場合、7本の下撚り糸3a,3
a,…の全てを同じ張力で引き揃えた場合(図で実線に
て示す)と、6本を同じ張力で引き揃え、残り1本の下
撚り糸3aに他のものの2倍の張力を付与した場合(同
破線にて示す)とを示しており、後者のものは前者に比
べ弾性率が高く、しかも屈曲疲労性も良い。
Next, the reason why the number of twists on the core is set to 7 will be described. FIG. 9 is a graph showing the change characteristics of the belt Young's modulus and bending fatigue resistance with respect to the change in the number of twists in the core. 284 total denier to remove other factors
The twist coefficient is T
Fixing M = 3.4, filament denier 1.4d
The number of ply-twisted yarns was changed by fixing to e and changing the ratio of the number of ply-twisted yarns and the number of denier of the ply-twisted yarn (filament number). In general, three twisted strands are most often used as a twisted core body for an aramid fiber transmission belt. This is the most stable construction for undertwisted yarns,
This is because the twisted yarn is well aligned, and as a result, the strength and the fluctuation of the elastic modulus are small and the reliability is excellent. The next most stable number is 5 twists. This five-ply twist has a fairly stable structure, though not so much as a three-ply twist, and is therefore used in part. Furthermore, with regard to 6-strands and more, the conventional cords are not comfortable to sit in, so they are extremely unstable and the alignment of the lower twisted yarns is poor. It was thought that it was not suitable as a tension member for a belt. However, according to the present inventor, in reality, only 7-ply twist is an exception, and it is found that not only these problems do not occur, but also bending fatigue resistance is significantly better than that within 5 ply twist. That is, as shown in FIG. 3, the 7-strand has a stable cross-sectional shape, and the sitting of the cord is extremely good. However, at that time, as in the case of less than 5 twists, in order to improve the alignment of all the lower twisted yarns 3a, 3a, ..., the same tension is applied to the 7 lower twisted yarns 3a, 3a ,. If this is done, the most stable center plied yarn 3a moves in and out to the outside, and becomes unstable on the contrary, which may cause a problem such as a decrease in strength. Therefore, in this embodiment, of the seven undertwisted yarns 3a, the same tension is applied to six yarns to improve the alignment, while the remaining one undertwisted yarn 3a has a higher tension than the other six yarns. To increase
Twisting is performed in that state. By doing so, as shown in FIG. 4, one ply-twisted yarn 3a to which high tension is applied is always located at the center of the core body, and six ply-twisted yarns 3a,
3a, ... Are twisted uniformly. As a result, the shape of the core body is stable, and the six surrounding twisted yarns 3a, 3a, ...
Since they are twisted in a well-aligned manner, the decrease in strength and variation are reduced. Further, since one central plied yarn is straight, the elastic modulus can be increased and the elongation can be suppressed.
In FIG. 9, in the case of 7 twists, 7 lower twisted yarns 3a, 3
When all of a, ... Are aligned with the same tension (shown by the solid line in the figure), six are aligned with the same tension, and the remaining one plied yarn 3a is given twice the tension of the other. (Indicated by the same broken line), the latter one has a higher elastic modulus than the former and also has a good bending fatigue property.

【0035】次に、図10にフィラメントデニールの変
化によるベルトヤング率及び屈曲疲労性の変化特性のグ
ラフを示す。他の要因を取り除くために、総デニール数
Dを28400デニールに固定して、撚り係数TMをT
M=3.4、上撚り本数を5本と一定にし、下撚りフィ
ラメント数の変更により、下撚り糸デニール数を揃えて
フィラメントデニールを変量させた。図10のとおり、
フィラメントデニールが1.4deのものは同2.1d
eのものに比べ12%も保持率が高い。図10によりフ
ィラメントデニールは1.6de以下がよいことが判
る。但し、フィラメントデニールが0.9deを下回る
ものは、繊維の製造上、安定したデニールが得られず、
信頼性に欠けるため、実質的には使用できない。従っ
て、フィラメントデニールは0.9〜1.6deが選定
される。
Next, FIG. 10 shows a graph of the change characteristics of the belt Young's modulus and bending fatigue resistance due to the change of filament denier. In order to remove other factors, the total denier number D is fixed at 28400 denier, and the twist coefficient TM is T.
M = 3.4, the number of upper twists was fixed at 5, and the number of lower twist filaments was changed to make the number of lower twist yarn denier uniform so that the filament denier was varied. As shown in Figure 10,
2.1d for filament denier of 1.4de
The retention rate is as high as 12% compared to that of e. It can be seen from FIG. 10 that the filament denier is preferably 1.6 de or less. However, when the filament denier is less than 0.9 de, a stable denier cannot be obtained in the production of fibers,
Practically unusable due to lack of reliability. Therefore, the filament denier is selected to be 0.9 to 1.6 de.

【0036】次に、図11にベルト歯高さの変化による
屈曲疲労性の変化特性のグラフを示す。このとき、心体
の仕様はフィラメントデニール1.4de、下撚り糸デ
ニール数5680de、下撚り係数TM=3.4、上撚
り本数5、撚り係数TM=3.4に固定し、ベルト歯高
さのみ変量した。図11のように歯高さhに対し6%の
隙間のあく設計に対し、±0%では12%保持率が良く
なる。さらに1%圧縮させれば8%良くなる。ベルト歯
高さをプーリ溝深さよりも高くすると、静的にベルトB
をプーリ11に巻き付けた状態では歯先当りとなり、ベ
ルト歯底部はプーリ歯頂部より浮き上がった状態となる
が、圧縮率2%以内であれば、初張力を与えることで沈
み込んで接触し、正規な噛合いとなる。しかし、ベルト
歯高さを2%以上大きくすると、初張力を与えても浮き
上がった状態となってしまい、PLD(ピッチラインデ
ィフレンス)が合わないために、ベルトとプーリとが噛
合い不良となってしまう。従って、ベルト歯高さhはプ
ーリ溝深さHに対し、1.00H<h<1.02Hの範
囲とすることが好ましい。これまでポリウレタン樹脂歯
付ベルトは、その殆どがH>hで設定されていたが、上
記の範囲とすることにより、屈曲疲労性を向上させるこ
とができる。
Next, FIG. 11 shows a graph of change characteristics of bending fatigue property due to change of belt tooth height. At this time, the specifications of the core are fixed to filament denier 1.4 de, lower twist yarn denier number 5680 de, lower twist coefficient TM = 3.4, upper twist number 5, twist coefficient TM = 3.4, and only belt tooth height. It was a variable. In contrast to the design in which there is a gap of 6% with respect to the tooth height h as shown in FIG. 11, the retention rate of 12% is improved at ± 0%. If it is further compressed by 1%, it will be improved by 8%. When the belt tooth height is made higher than the pulley groove depth, the belt B is statically
When the belt is wound around the pulley 11, the tooth tip contact occurs and the belt tooth bottom part floats up from the pulley tooth top part. However, if the compression ratio is within 2%, the initial tension is applied to cause the belt to sink and come into contact. It will be a good mesh. However, if the belt tooth height is increased by 2% or more, the belt will be in a floating state even if the initial tension is applied, and the PLD (pitch line difference) will not match, resulting in poor meshing between the belt and the pulley. Will end up. Therefore, the belt tooth height h is preferably in the range of 1.00H <h <1.02H with respect to the pulley groove depth H. Up to now, most of the polyurethane resin toothed belts have been set to H> h, but by setting the above range, the bending fatigue property can be improved.

【0037】次に、図12に心体総デニール数Dの変化
によるベルトヤング率及び屈曲疲労性のグラフを示す。
他の要因を取り除くために、フィラメントデニール1.
4de、上撚り本数5本、撚り係数TM=3.4、ベル
ト歯高さを5.00mmに固定して、下撚り糸デニール数
dを変えることにより、心体総デニール数Dを変量させ
た。また、心体総デニール数Dを小さくすれば、単位幅
当り多くの心体を埋設できるということを考慮して、心
体の占有率を約85%に固定した。上記占有率とは、ベ
ルト幅に対して心体部分の占める割合で、 占有率(%)=(Cp/Cd)×100 但し、Cp:心体ピッチ Cd:心体径(mm) で算出される。上記心体径Cdは、 Cd=2{16×D/(π3 ×9×103 ×S)}1/2 但し、D:総デニール数 S:比重(PPTAは1.44〜1.47) で算出される。この心体占有率は75〜95%に設定す
る。つまり、75%以下の占有率では、十分な弾性率が
得られない一方、95%を越えると、歯部2と抗張体層
との間で層間剥離を起こし易く、逆に歯部剪断寿命が短
くなってしまうからである。
Next, FIG. 12 shows a graph of the belt Young's modulus and flex fatigue due to changes in the total denier number D of the body.
To remove other factors, filament denier 1.
The core total denier number D was changed by changing the number of denier of the lower twisted yarn denier by fixing 4 de, the number of upper twists 5, the twist coefficient TM = 3.4, the belt tooth height to 5.00 mm. Further, considering that a large number of core bodies can be embedded per unit width by reducing the total number D of core bodies, the occupation rate of the core body is fixed to about 85%. The occupancy ratio is a ratio of the core body portion to the belt width, and the occupancy ratio (%) = (Cp / Cd) × 100 where Cp: core body pitch Cd: core body diameter (mm) It The core body diameter Cd is Cd = 2 {16 × D / (π 3 × 9 × 10 3 × S)} 1/2, where D: total denier S: specific gravity (1.44 to 1.47 for PPTA) ) Is calculated. This occupancy rate of the body is set to 75 to 95%. That is, when the occupancy rate is 75% or less, a sufficient elastic modulus cannot be obtained, while when the occupancy rate is more than 95%, delamination is likely to occur between the tooth portion 2 and the tensile body layer, and conversely the tooth portion shear life is increased. Is shortened.

【0038】再び図12に戻り、ベルトヤング率につい
ては、総デニール数Dが16000デニール以上有れ
ば、ヤング率7500kgf /15幅以上は保持できるの
で、高い歯部剪断寿命を保つことができる。逆に、屈曲
疲労性については、総デニール数Dが24000以下で
あれば、強力保持率は80%程度あるので、108 回の
屈曲でも50%の保持率が推定できる。従って、14mm
ピッチの歯付ベルトでは、心体総デニール数DはD=1
6000〜24000デニールの範囲で設定される。さ
らに、上撚り本数が5本であるため、下撚り糸デニール
数dはd=3200〜4800の範囲で設定される。
Returning again to FIG. 12, regarding the belt Young's modulus, if the total denier number D is 16,000 denier or more, the Young's modulus can be maintained at 7500 kgf / 15 width or more, so that a high tooth shear life can be maintained. On the contrary, regarding the bending fatigue property, if the total denier number D is 24000 or less, the strength retention is about 80%, so that a retention of 50% can be estimated even after 10 8 times of bending. Therefore, 14mm
With a pitched toothed belt, the total number of core denier D is D = 1
It is set in the range of 6000 to 24000 denier. Further, since the number of upper twisted yarns is 5, the denier number d of the lower twisted yarn is set in the range of d = 3200 to 4800.

【0039】ここで、歯付ベルトは同タイプでも負荷ト
ルクに応じて異なる幾つかの歯ピッチがある。例えば歯
ピッチは上記14mmの他に11mm、8mm、5mm、3mm等
が工業化されている。歯付ベルト心体の改良をする場
合、上記の撚り係数に関してはどのピッチにも適用でき
るものであるが、上記総デニール数Dや下撚り糸デニー
ル数dについては各ピッチに応じて設定されるものであ
る。本発明は、14mmピッチの歯付ベルトだけを対象に
したものではなく、どのピッチにおいてもベルトヤング
率を高くしつつ屈曲疲労性を向上させることで、より小
プーリで使用できるようにした改良である。一般に、同
タイプの歯付ベルトでピッチが異なる場合、ベルト形状
はピッチに比例して略相似的に変化している。よって、
総デニール数Dや下撚り糸デニール数dは、ベルトピッ
チPの2乗×定数によって一般化できる。
Even if the toothed belt is of the same type, there are several tooth pitches which differ depending on the load torque. For example, tooth pitches of 11 mm, 8 mm, 5 mm, 3 mm, etc. have been industrialized in addition to the above 14 mm. In the case of improving the toothed belt core body, the above-mentioned twisting coefficient can be applied to any pitch, but the above-mentioned total denier number D and lower twist yarn denier number d are set according to each pitch. Is. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is not intended only for a toothed belt having a pitch of 14 mm, but is improved by increasing the belt Young's modulus and improving the bending fatigue property at any pitch so that the belt can be used in a smaller pulley. is there. In general, when the pitches of the same type of toothed belt are different, the belt shape changes in a substantially similar manner in proportion to the pitch. Therefore,
The total denier number D and the lower twisted yarn denier number d can be generalized by the square of the belt pitch P × a constant.

【0040】したがって、総デニール数Dは、上記の如
く14mmピッチの歯付ベルトにおいて、D=16000
〜24000デニールにより一般化して、82P2 <D
<122P2 の範囲で設定される。同様に、下撚り糸デ
ニール数dは14mmピッチでd=3200〜4800d
eにより一般化して、16.3P2 <d<24.5P2
の範囲で設定される。
Therefore, the total number of denier D is D = 16000 for the 14 mm pitch toothed belt as described above.
Generalized by ~ 24000 denier, 82P 2 <D
It is set within the range of <122P 2 . Similarly, the number of denier of the lower twisted yarn is 14 mm pitch and d = 3200 to 4800d.
generalized by e, 16.3P 2 <d <24.5P 2
It is set in the range of.

【0041】例えば、8mmピッチの歯付ベルトの場合、
総デニール数DはD=5200〜7800de、下撚り
糸デニール数dはd=1050〜1560デニールの間
で設定される。
For example, in the case of a toothed belt having a pitch of 8 mm,
The total denier number D is set to D = 5200 to 7800 de, and the lower twist yarn denier number d is set to d = 1050 to 1560 denier.

【0042】以上のように構成された歯付ベルトBで
は、ベルトヤング率の増大により歯部2の剪断寿命の向
上と屈曲疲労性の向上とが両立でき、ベルトにおける歯
部剪断寿命を向上させつつ、切断寿命を向上させて小プ
ーリや高回転での使用を可能とすることができる。
In the toothed belt B configured as described above, it is possible to improve both the shearing life of the tooth portion 2 and the bending fatigue resistance by increasing the belt Young's modulus, and to improve the shearing life of the tooth portion of the belt. At the same time, it is possible to improve the cutting life and enable use with a small pulley or high rotation.

【0043】(具体例)この発明が非常に有効であるこ
とを説明するために、本発明例及び従来例を含む幾つか
の比較例について、負荷耐久性及び屈曲疲労性の評価結
果を示す。負荷耐久性の評価試験では、図6と同条件で
ベルト幅を変量して行った。屈曲疲労性の評価試験で
は、プーリ歯数を18T −18T 、22T −22T 、2
T −28T と変量させ、その他の条件は図8と同一で
行った。
(Specific Examples) In order to explain that the present invention is very effective, the evaluation results of load durability and bending fatigue resistance are shown for several comparative examples including the present invention example and the conventional example. In the load durability evaluation test, the belt width was varied under the same conditions as in FIG. In the bending fatigue evaluation test, the number of pulley teeth was 18 T- 18 T , 22 T- 22 T , 2
The variable was 8 T- 28 T, and the other conditions were the same as those in FIG.

【0044】ベルトは全て14mmピッチの歯付ベルト
で、その歯数は100T 、歯形は円弧状歯形とした。本
発明例及び比較例1〜3はポリウレタン樹脂製ベルト
で、その硬度は全て90°であり、心体がアラミド繊維
である。
All the belts were toothed belts having a pitch of 14 mm, the number of teeth was 100 T , and the tooth profile was an arcuate tooth profile. Inventive Examples and Comparative Examples 1 to 3 are polyurethane resin belts, all of which have a hardness of 90 °, and the core body is aramid fiber.

【0045】本発明例の心体はPPTAで、結晶の配向
角度OA=約15°の原糸を約5%加熱延伸すること
で、配向角度OAを約9°としたアラミド繊維を使用し
た(これは、東レ・デュポンケブラー社より「ケブラー
49」という商品名で市販されている)。フィラメント
デニールは1.4デニールのもので、下撚り糸デニール
数dはd=4560デニールとした(市販の原糸デニー
ル数1140deのものを4本束ねて使用した)。これ
を下撚り係数TM=3.4で下撚りし、上撚り本数5本
でTM=3.4で上撚りしたものを用いた。心体ピッチ
は2.2mmで占有率88%とした。
The core of the present invention is made of PPTA, and aramid fibers having an orientation angle OA of about 9 ° are used by heating and stretching about 5% of a raw yarn having a crystal orientation angle OA = about 15 °. This is marketed under the trade name of "Kevlar 49" by Toray Dupont Kevlar.) The filament denier was 1.4 denier, and the number d of denier of the lower twisted yarn was d = 4560 denier (four commercially available yarns having a denier of 1140 de were bundled and used). This was twisted under with a twisting coefficient of TM = 3.4, and twisted with 5 twists and TM = 3.4. The core pitch was 2.2 mm and the occupation rate was 88%.

【0046】比較例1の心体は、結晶配向角度OAが本
発明例と同じ9°のアラミド繊維で、そのフィラメント
デニールは1.4de、下撚り糸デニール数d=568
0de(1420de×4本)、上撚り本数5、撚り係
数TM=3.4、心体ピッチCp=2.5mmで占有率8
5%とした。比較例2の心体は、結晶配向角度OA=1
5°のアラミド繊維(東レ・デュポンケブラー社製の商
品名「ケブラー29」)で、フィラメントデニール2.
25de、下撚り糸デニール数d=4500de(22
50de×2本)、上撚り本数5、撚り係数TM=4.
8、心体ピッチCp=2.5mm、占有率76%である。
比較例3の心体は、原糸デニール数1140デニール、
下撚り本数4、上撚り本数5、撚り係数TM=3.4、
心体ピッチCp=2.2mmで占有率86%とした。
The core of Comparative Example 1 is an aramid fiber having a crystal orientation angle OA of 9 °, which is the same as that of the present invention. Its filament denier is 1.4 de, and the number of denier of the twisted yarn is d = 568.
0 de (1420 de × 4), number of twists 5, twist coefficient TM = 3.4, core pitch Cp = 2.5 mm, occupancy 8
It was set to 5%. The core of Comparative Example 2 has a crystal orientation angle OA = 1.
1. Filament denier with 5 ° aramid fiber (trade name “Kevlar 29” manufactured by Toray-Dupont Kevlar).
25 de, number of denier of twisted yarn d = 4500 de (22
50 de × 2), the number of twists is 5, the twist coefficient TM = 4.
8, core pitch Cp = 2.5 mm, occupancy rate is 76%.
The core of Comparative Example 3 has a yarn denier of 1140 denier,
Number of lower twists 4, Number of upper twists 5, Twisting coefficient TM = 3.4,
Occupancy rate was 86% at the core pitch Cp = 2.2 mm.

【0047】また、比較例4はゴム製ベルトで、心体は
ガラス繊維であり、これは広く一般に使用されている。
Comparative Example 4 is a rubber belt, and the core is glass fiber, which is widely and generally used.

【0048】図13に各ベルトの幅変量時の負荷耐久性
のグラフを示す。図13に示すとおり、市販されている
比較例4のゴムベルトに対し、本発明例及び比較例1〜
3では非常に耐久寿命が長くなっている。これはベルト
主体を疲労強度の高いポリウレタン樹脂とし、さらに歯
部を繊維補強したためである。さらに、本発明例及び比
較例2では、比較例4に比べ耐久寿命が数倍上昇してい
る。これはベルトヤング率を大幅に増大させたことによ
る。また、本発明例は、比較例1には若干劣るが、それ
と略同等の耐久性を示している。尚、本発明例及び比較
例2はヤング率が互いに近く、このことにより耐久寿命
も近いところにある。
FIG. 13 shows a graph of load durability when the width of each belt varies. As shown in FIG. 13, in comparison with the commercially available rubber belt of Comparative Example 4, the present invention example and Comparative Examples 1 to 1
No. 3 has a very long durable life. This is because the belt main body is made of polyurethane resin having high fatigue strength, and the teeth are fiber-reinforced. Furthermore, in the example of the present invention and the comparative example 2, the durable life is several times longer than that of the comparative example 4. This is because the belt Young's modulus was significantly increased. Further, the example of the present invention is slightly inferior to the comparative example 1, but exhibits substantially the same durability. The inventive example and the comparative example 2 have Young's moduli close to each other, and as a result, endurance life is also near.

【0049】図14に各ベルトのプーリ歯数変量による
屈曲疲労性のグラフを示す。図14に示すとおり、本発
明例は14T プーリでも2×107 回で強力保持率が8
0%以上あるので、108 回でも50%程度が推定さ
れ、14T の小プーリでも支障なく使用できる。
FIG. 14 is a graph showing the bending fatigue resistance of each belt due to the variable number of pulley teeth. As shown in FIG. 14, in the example of the present invention, even with the 14 T pulley, the strength retention is 8 at 2 × 10 7 times.
Since it is 0% or more, about 50% is estimated even at 10 8 times, and even a small 14 T pulley can be used without any problems.

【0050】したがって、このように、本発明例のみが
歯部剪断の耐久寿命も長く、かつ屈曲疲労性も良いの
で、14T 以下の小プーリでかつ高負荷条件で使用する
ことができることが裏付けられた。
Thus, since only the example of the present invention has a long endurance life of shearing teeth and good bending fatigue, it is proved that it can be used with a small pulley of 14 T or less and under a high load condition. Was given.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よると、ポリウレタン樹脂からなるベルト本体に、その
歯底部に沿って抗張体としてのアラミド繊維心体が埋設
され、歯部に織布等の補強材層を有する高負荷伝動用歯
付ベルトにおいて、フィラメントデニールが0.9de
〜1.6deであるフィラメントを、ベルト歯ピッチP
(単位mm)に対して16.3P2 <d<24.5P2
デニール数dとなるように数百から数千本束ねたフィラ
メント束が下撚り係数1.2〜4.2で下撚りされてな
る下撚り糸を、7本引き揃えて下撚り方向とは逆方向に
上撚り係数で3.2〜4.2で上撚りすることで、心体
総デニール数Dが82P2 <D<122P2 であるアラ
ミド繊維心体を構成し、そのアラミド繊維心体をベルト
幅に対する心体占有率75〜95%で歯底部に沿って埋
設したものであるので、ベルトヤング率の増大により歯
部の剪断寿命の向上と屈曲疲労性の向上とを両立し、歯
部剪断寿命が長く、しかも屈曲疲労性が高くて14T
小プーリや高回転でも好適に使用できるポリウレタン製
の高負荷伝動用歯付ベルトが実現できる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the aramid fiber core body as a tensile body is embedded along the tooth bottom portion in the belt main body made of polyurethane resin, and the tooth portion is woven. In a high load transmission toothed belt having a reinforcement layer such as cloth, the filament denier is 0.9 de
A belt tooth pitch P
A filament bundle in which hundreds to thousands are bundled so that the denier number d is 16.3P 2 <d <24.5P 2 with respect to (unit mm) is twisted with a twisting factor of 1.2 to 4.2. The total number of denier D of the core body is 82P 2 <D <by arranging 7 of the obtained ply-twisted yarns and plying them in a direction opposite to the ply-twisting direction with a ply-twisting coefficient of 3.2 to 4.2. Since the aramid fiber core body of 122P 2 is formed and the aramid fiber core body is embedded along the tooth root portion at a core body occupation ratio of 75 to 95% with respect to the belt width, the tooth portion is increased by increasing the belt Young's modulus. For both high load transmission made of polyurethane that has both improved shear life and improved flex fatigue, has a long tooth shear life, and has high flex fatigue, and can be suitably used even for small pulleys of 14 T and high rotation. A toothed belt can be realized.

【0052】また、請求項2の発明によると、上記アラ
ミド繊維心体を、束ねられた7本の下撚り糸の1本に他
の6本よりも高い張力を付与して上撚りして、張力の高
い1本の下撚り糸の周りに他の6本の下撚り糸を撚るよ
うにしたので、心体の形状を安定させ、周囲の6本の下
撚り糸を引揃え良く撚って強力の低下やばらつきを低減
できるとともに、中心の1本の下撚り糸を真直に保って
弾性率を高くし、かつ伸びを抑えることができる。
According to the second aspect of the present invention, the aramid fiber core is twisted by twisting one of the seven twisted plied yarns having a higher tension than the other six plied yarns, Since the other 6 ply-twisted yarns are twisted around one high ply-twisted yarn, the shape of the core is stabilized and the 6 ply-twisted yarns around the core are aligned well and the strength is reduced. It is possible to reduce unevenness and variation, and to keep one ply-twisted yarn at the center straight to increase elastic modulus and suppress elongation.

【0053】さらに、請求項3の発明によれば、上記ベ
ルト歯高さhをプーリ溝深さHに対し1.00H<h<
1.02Hとしたので、ベルト溝部とプーリ歯部との正
規な噛合状態を得ることができ、屈曲疲労性をさらに向
上させることができる。
Further, according to the invention of claim 3, the belt tooth height h is 1.00H <h <with respect to the pulley groove depth H.
Since it is 1.02H, it is possible to obtain a normal meshing state between the belt groove portion and the pulley tooth portion, and it is possible to further improve the bending fatigue property.

【0054】また、請求項4の発明によれば、上記心体
におけるアラミド繊維の結晶の配向角度を約9°とした
ので、上記効果が有効に得られる。
Further, according to the invention of claim 4, the orientation angle of the crystal of the aramid fiber in the core body is set to about 9 °, so that the above effect can be effectively obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例に係る歯付ベルトを部分的に示
す正面図である。
FIG. 1 is a front view partially showing a toothed belt according to an embodiment of the present invention.

【図2】プーリの一部を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing a part of a pulley.

【図3】7本撚りの心体を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a 7-strand core body.

【図4】7本撚りの心体を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a 7-strand core body.

【図5】ベルト試験機の概略図である。FIG. 5 is a schematic view of a belt tester.

【図6】ベルトのヤング率の変化と耐久性との関係を示
す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a change in Young's modulus of a belt and durability.

【図7】屈曲疲労性の評価を示す特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing evaluation of bending fatigue resistance.

【図8】心体の撚り係数の変化とベルトヤング率及び屈
曲疲労性との関係を示す特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the change in the twisting coefficient of the core and the belt Young's modulus and bending fatigue resistance.

【図9】心体の上撚り本数の変化とベルトヤング率及び
屈曲疲労性との関係を示す特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the change in the number of twists in the core and the belt Young's modulus and bending fatigue resistance.

【図10】心体フィラメントデニールの変化とベルトヤ
ング率及び屈曲疲労性との関係を示す特性図である。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between the change in core filament denier and the belt Young's modulus and flex fatigue.

【図11】ベルト歯高さの変化と屈曲疲労性との関係を
示す特性図である。
FIG. 11 is a characteristic diagram showing a relationship between changes in belt tooth height and bending fatigue resistance.

【図12】心体総デニール数の変化とベルトヤング率及
び屈曲疲労性との関係を示す特性図である。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing the relationship between changes in the total denier of the body and belt Young's modulus and flex fatigue.

【図13】本発明の具体例におけるベルト幅の変化と負
荷耐久性との関係を示す特性図である。
FIG. 13 is a characteristic diagram showing a relationship between changes in belt width and load durability in a specific example of the present invention.

【図14】本発明の具体例におけるプーリ歯数の変化と
屈曲疲労性との関係を示す特性図である。
FIG. 14 is a characteristic diagram showing a relationship between changes in the number of pulley teeth and bending fatigue resistance in a specific example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

B 歯付ベルト 1 ベルト本体 2 歯部 3 心体 3a 下撚り糸 4 補強材層 11 歯付プーリ P 歯部のピッチ d 下撚り糸デニール数 D 心体総デニール数 h ベルト歯高さ H プーリ溝深さ B Toothed belt 1 Belt body 2 Tooth portion 3 Core body 3a Twisted yarn 4 Reinforcement layer 11 Toothed pulley P Pitch of tooth portion d Number of lower twisted yarn denier D Total number of core denier h Belt tooth height H Pulley groove depth

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内面に等ピッチ間隔の歯部を有するポリ
ウレタン樹脂からなるベルト本体に、上記歯底部に沿っ
て抗張体としてのアラミド繊維心体が埋設され、歯部に
織布、編布、不織布等の補強材層をが形成された高負荷
伝動用歯付ベルトにおいて、 上記アラミド繊維心体は、フィラメントデニールが0.
9de〜1.6deであるフィラメントを、ベルト歯ピ
ッチP(単位mm)に対して16.3P2 <d<24.5
2 のデニール数dとなるように数百から数千本束ねた
フィラメント束が下撚り係数1.2〜4.2で下撚りさ
れてなる下撚り糸を、7本引き揃えて下撚り方向とは逆
方向に上撚り係数で3.2〜4.2で上撚りすること
で、心体総デニール数Dが82P2 <D<122P2
されており、かつベルト幅に対する心体占有率75〜9
5%で歯底部に沿って埋設されていることを特徴とする
高負荷伝動用歯付ベルト。
1. A aramid fiber core body as a tensile body is embedded along a root portion of a belt body made of a polyurethane resin having tooth portions at equal pitch intervals on its inner surface, and the tooth portion is woven or knitted cloth. In a toothed belt for high load transmission having a reinforcing material layer such as a non-woven fabric, the aramid fiber core has a filament denier of 0.
A filament having a size of 9 de to 1.6 de is applied to a belt tooth pitch P (unit: mm) of 16.3 P 2 <d <24.5.
The ply-twisted yarn obtained by plying several hundred to several thousand filament bundles having a denier number d of P 2 with a ply-twisting factor of 1.2 to 4.2 is aligned with the ply-twisting direction. Is twisted in the opposite direction with a twisting coefficient of 3.2 to 4.2, so that the total denier number D of the core body is 82P 2 <D <122P 2 and the core body occupancy ratio to the belt width is 75 ~ 9
A toothed belt for high load transmission, which is buried at 5% along the tooth bottom.
【請求項2】 アラミド繊維心体は、束ねられた7本の
下撚り糸の1本に他の6本よりも高い張力を付与して上
撚りすることで、高い張力の中心の1本の下撚り糸の周
りに他の6本の下撚り糸が撚られた構成である請求項1
記載の高負荷伝動用歯付ベルト。
2. An aramid fiber core is obtained by applying a higher tension to one of the seven twisted plied yarns than the other six twisted yarns and twisting the yarn under the center of the high tensioned yarn. 6. A structure in which six other twist yarns are twisted around a twist yarn.
Toothed belt for high load transmission described.
【請求項3】 ベルト歯高さh(単位mm)がプーリ溝深
さH(単位mm)に対し1.00H<h<1.02Hとさ
れていることを特徴とする請求項1又は2記載の高負荷
伝動用歯付ベルト。
3. The belt tooth height h (unit: mm) is 1.00H <h <1.02H with respect to the pulley groove depth H (unit: mm). High-load transmission toothed belt.
【請求項4】 アラミド繊維心体は、加熱延伸により結
晶の配向角度が約9°とされたアラミド繊維からなるこ
とを特徴とする請求項1、2又は3記載の高負荷伝動用
歯付ベルト。
4. The toothed belt for high load transmission according to claim 1, 2 or 3, wherein the aramid fiber core is made of aramid fiber whose crystal orientation angle is about 9 ° by heat drawing. ..
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012511670A (en) * 2008-11-13 2012-05-24 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Fiber reinforced thermoplastic pipe
US8979690B2 (en) 2010-05-26 2015-03-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Toothed belt and method of manufacturing the same

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