JPH0660667B2

JPH0660667B2 - タイミングベルト

Info

Publication number: JPH0660667B2
Application number: JP6764390A
Authority: JP
Inventors: 宏松岡; 勧尾上
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1990-03-15
Filing date: 1990-03-15
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: JPH03265739A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、心体が螺旋状に埋設されたベルト基帯の下側
に歯部と歯谷部とがベルト長手方向に交互に配列され、
歯部と歯谷部とが歯帆布にて被覆されてなるタイミング
ベルト、特に成形金型に対し歯帆布素材、中間帆布素
材、心体素材及び未加硫ゴムシートを順に積層し、その
状態で加熱加圧して加硫成形するタイミングベルトに関
するものである。

（従来の技術）一般に、タイミングベルトは、同期回転が必要な用途に
適しており、自動車のエンジンのクランク軸とカムとを
同期伝動するためのベルトとして使用されるほか、カメ
ラ、コンピュータ、複写機などの精密機械、一般産業用
機械などの同期伝動が必要な全てのベルト伝動系に使用
されている。特に、近年、自動車は、高出力、低騒音及
び低振動を目的として、多バルブ、Ｖ型エンジンの搭載
が多くなっているため、カムの同期駆動に使用されるタ
イミングベルトは、屈曲回数の増加、ベルト速度の増
大、小プーリ化などにより、非常に厳しい条件下で使用
されるようになっている。

ところで、タイミングベルトは、歯部を補強するために
歯部の表面に歯帆布が装着されているのが通例である
（例えば実開昭５８−１８１０４２号公報、実開昭６１
−５４３号公報、実開昭６２−１３６６４９号公報参
照）。また、そのようなタイミングベルトは、成形金型
に対し、歯帆布素材、中間帆布素材、心体素材及び未加
硫ゴムシートを順に積層し、その状態で加熱加圧して加
硫成形され、それから所定の幅に切断して形成されるも
のがあるが、この加硫成形時に歯帆布素材が成形金型の
歯部及び歯谷部の表面に沿うように伸びる必要があると
いう製造上の制約から、従来、歯帆布素材にはベルト長
手方向に非常に大きな伸びを有するストレッチャブルヤ
ーンを使用しており、この伸びを利用して、加硫時圧入
により歯帆布素材を歯型形状に沿わせるようになってい
る。

（発明が解決しようとする課題）ところが、ストレッチャブルヤーンは一度紡糸、製糸さ
れた後通常熱を加え伸縮性を付与するようにしているた
め、元々のヤーンと比べて強度が低く、屈曲疲労性が悪
くなるという欠点を有している。そのため、タイミング
ベルトの歯部には、歯部剪断力が繰返し加わり、歯部が
揺すぶられることにより歯部の歯元部の歯帆布に亀裂が
発生し、また、タイミングベルトの歯谷部には、プーリ
（の歯部）との滑りの繰返しにより歯帆布が摩耗するこ
とにより、タイミングベルトが寿命となっている。

本発明は、強度の弱いストレッチャブルヤーンを用いる
ことなく、ベルト寿命の向上を図ったタイミングベルト
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）本発明は、心体が螺旋状に埋設されたベルト基帯の下側
に歯部と歯谷部とがベルト長手方向に交互に配列され、
歯部と歯谷部とが歯帆布にて被覆されてなるものであっ
て、成形金型に対し歯帆布素材、中間帆布素材、心体素
材及び未加硫ゴムシートを順に積層し、その状態で加熱
加圧して加硫成形されるタイミングベルトを前提とする
ものである。

上記目的を達成するために、請求項(1)の発明は、上記
歯帆布は、耐摩耗性に優れた一方向不織布で構成され歯
部よりも歯谷部の方が繊維密度が大きくなっており、さ
らに上記歯部の内部及び歯谷部の歯帆布と心体との間に
耐疲労性に優れた高張力バイアス帆布で構成される中間
帆布が連続して配設されている構成とする。

請求項(2)の発明は、一方向不織布が、メタ系アラミッ
ド繊維、ポリフェニレンサルファイト繊維、ポリエステ
ルエーテルケトン繊維またはパラ系アラミット繊維で構
成される。

請求項(3)の発明は、高張力バイアス帆布が、高強力ナ
イロン繊維、高強力テトロン繊維、高強力ビニロン繊維
またはパラ系アラミッド繊維で構成される。

（作用）請求項(1)ないし請求項(3)の発明によれば、一方向不織
布からなる歯帆布の繊維密度が歯谷部に高くなるように
配置されることにより、歯谷部の耐摩耗性が向上する。
また、歯部の中央及び歯谷部の歯帆布の心体との間には
中間帆布が連続して位置することとなり、歯部特に歯元
部の剛性が高められ、歯元部の亀裂の発生が抑制され
る。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に説明する。

全体構成を示す第１図において、１はエンドレスのタイ
ミングベルトで、ベルト基帯２の下側に歯部３が所定ピ
ッチ間隔で持ってベルト長手方向に配設され、それによ
って歯部３と歯谷部４（ランド部）とが交互に配置され
るように構成されている。

上記ベルト基帯２の下部には螺旋状に心体５が埋設さ
れ、ベルト下面には歯部３及び歯谷部４を覆う歯帆布６
が装着されている。また、上記心体５と歯帆布６の間に
は中間帆布７が埋設され、該中間帆布７は、歯部３に対
応する部位においては歯部３内に侵入し、歯谷部４に対
応する部位では心体５と歯帆布６とに接触するように構
成されている。

上記歯帆布６は、繊維フィラメント６ａを一方向に並べ
た一方向不織布（第２図参照）で構成されており、歯谷
部４の方が歯部３よりも繊維密度が高くなっている。し
かして、第２図に示すように、一方向不織布のフィラメ
ントの方向が歯谷部ではベルト幅方向に、歯部ではベル
ト長手方向に配向されている。一方、中間帆布７は、縦
糸７ａと横糸７ｂとがベルト長手方向に対して傾斜し、
両糸７ａ，７ｂが所定角度θをなす空間率の高いバイア
ス状の高張力織布（第４図参照）で構成されている。

本発明を、ＺＢ型タイミングベルト（歯数１２５）に適
用した場合の具体的な構成は次の通りである。

歯帆布６２デニールのメタ系アラミッド繊維（コーネックス、帝
人（株）製）よりなる一方向不織布（目付量１００ｇ／
m²）を、エチレン製不飽和ニトリル−共役ジエン系高飽
和共重合ゴムを主成分とする通常のゴム配合物でコーテ
ィング処理したものを、ベルト長さ方向に直交させた方
向に繊維フィラメントが向くように不織布を装着してい
る。

中間帆布７高強力ナイロン４２０デニールからなる撚り糸を、１イ
ンチ当たり２５本入れた平織り織布を用いて、通常の方
法でバイアス角度１２０度のバイアス帆布を作り、フェ
ノール系接着剤の入った上記のゴム配合物をコーティ
ング処理したものを歯部中央部及び、歯谷部にあっては
心体と不織布の間に配設した。

心体並びにベルト基帯及び歯部のゴム心体としては接着処理されたガラス繊維（ＥＣＧ１５０
3/11）の燃り糸を用い、ベルト基帯及び歯部のゴムとし
ては上記のゴム配合物を使用した。

上記タイミングベルト１を製造するには、第５図乃至第
７図に示すように、歯部２１ａと歯谷部２１ｂとが交互
に配設されてなる成形金型２１に対し、歯帆布となる歯
帆布素材２２（一方向不織布）、中間帆布となる中間帆
布素材２３（高張力バイアス帆布）、心体素材２４及び
未加硫ゴムシート２５を下側から順に積層し、その状態
で加熱加圧して加硫される。

この加熱加圧により、未加硫ゴムシート２５の未加硫ゴ
ムが中間帆布素材２３の空間を通じて歯帆布素材２２側
へ流れ出る。歯帆布素材２２は繊維フィラメントが並べ
られていない反繊維方向を伸ばすと容易に伸びる一方向
不織布で構成されているので、流れ出した未加硫ゴムに
よって押圧され、成形金型２１の歯谷部２１ｂにある歯
帆布素材２２は、心体素材２４により中間帆布素材２３
と共に成形金型２１（歯谷部２１ｂ）に対して押え付け
られていることから、加硫成形時に、タイミングベルト
１の歯谷部４となる部位は変化せず、その他の部位が伸
ばされ、成形金型２１の歯谷部２１ｂの内表面に沿うよ
うに伸長する。

このように、タイミングベルト１の歯谷部４となる歯帆
布素材２２（不織布）は、心体素材２４により中間帆布
素材２３と共に押え付けられていることから、加硫成形
時にタイミングベルト１の歯谷部４となる部位の歯帆布
素材２２は変化せず、その他の部分だけが伸ばされるこ
とになるので、最も摩耗が問題となるタイミングベルト
１の歯谷部４における歯帆布素材２２（不織布）の密度
が高くなり、耐摩耗性の点で有利となる。

また、帆布素材２２は一方向織布であるので、フィラメ
ント同士が完全に分離していれば配向が変化することは
ないが、実際にはフィラメント同士が複雑に絡んでいる
ので、加硫成形時に互いに引張り合いい配向方向が逆転
する傾向にある。すなわち、歯谷部ではフィラメントの
配向がベルト幅方向となっているが、歯部では不織布が
伸長されることによりフィラメントの配向がベルト長手
方向へと変化するようになる（第２図参照）。この結
果、歯部においてベルト長手方向の強度が高まるように
なる。ただし、不織布は織布ほどの強度はないので、中
間帆布によって強度の必要な部位は補強されている。

それに加えて、加硫成形時には、中間帆布素材２３は、
バイアス状であるため、心体素材２４で押圧されている
部位以外は上記未加硫ゴムの流出に伴って伸ばされ、成
形金型２１の歯谷部２１ｂ内へ入り込むようになってい
る。

したがって、歯帆布素材２２は、従来周知のストレチャ
ブルヤーンを用いる必要はなく、耐摩耗性を考慮した繊
維の選択が可能となるばかりか、タイミングベルト１の
歯元部４では中間帆布素材２３が加硫成形時（圧入時）
に伸ばされることにより、最終製品であるタイミングベ
ルト１においては中間帆布７が歯部３（歯元部）内に位
置するようになり、より高強力な歯部３となる。

続いて、上記タイミングベルトに対して行った摩耗評価
試験（２軸負荷走行試験）について説明する。

２つのプーリ（１８Ｓ８Ｍ）にベルトを巻回し、一定負
荷５ＰＳを加えた状態で環境温度１４０℃で走行させ、
歯部の歯元部に亀裂が発生するまでの時間すなわちベル
ト寿命Ｔ及び１００時間走行後の歯帆布の摩耗率Ｕを測
定した。なお、比較例としては、ストレッチャブルヤー
ンを使用した周知のナイロン帆布を歯帆布として使用
し、その他の条件は本発明例を同一としたものを用い
た。歯帆布の摩耗率Ｕは、走行前と走行後のベルト断面
を電子顕微鏡で観察し、それぞれの帆布厚さｌ１，ｌ２
を測定し、次の式に基づいて計算した。

Ｕ＝｛（ｌ１−ｌ２）／ｌ１｝×１００試験結果を次の表に示す通り、本発明例は、ベルト寿命
の点においても、磨耗率の点においても優れる。

（発明の効果）請求項(1)ないし請求項(3)の発明によれば、一方向不織
布からなる歯帆布の繊維密度が歯谷部において高くなる
ように配置されているので、歯谷部の耐摩耗性が向上す
る。また、歯部の中央及び歯元部心体と歯帆布との間に
は耐疲労性に優れた高張力バイアス帆布で構成される中
間帆布が連続して位置するので、歯部特に歯元部の剛性
が高められ、歯元部における亀裂の発生が抑制される。
したがって、耐摩耗性及び耐亀裂性の向上により、ベル
ト寿命が延びる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はタイミングベル
トの全体構成図、第２図は歯帆布の説明図、第３図はタ
イミングベルトの一方向不織布の繊維の配列方向の説明
図、第４図は中間帆布の説明図、第５図乃至第７図は製
造方法の説明図である。１……タイミングベルト２……ベルト基帯３……歯部４……歯谷部５……心体６……歯帆布７……中間帆布２１……成形金型２２……歯帆布素材２３……心体素材２４……中間帆布素材２５……未加硫ゴムシート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】心体が螺旋状に埋設されたベルト基帯の下
側に歯部と歯谷部とがベルト長手方向に交互に配列さ
れ、歯部と歯谷部とが歯帆布にて被覆されてなるもので
あって、成形金型に対し歯帆布素材、中間帆布素材、心体素材及
び未加硫ゴムシートを順に積層し、その状態で加熱加圧
して加硫成形されるタイミングベルトにおいて、上記歯帆布は、耐摩耗性に優れた一方向不織布で構成さ
れ歯部よりも歯谷部の方が繊維密度が大きくなってお
り、さらに上記歯部の内部及び歯谷部の歯帆布と心体との間
に耐疲労性に優れた高張力バイアス帆布で構成される中
間帆布が連続して配設されていることを特徴とするタイ
ミングベルト。
【請求項２】歯帆布を構成する一方向不織布は、メタ系
アラミッド繊維、ポリフェニレンサルファイト繊維、ポ
リエステルエーテルケトン繊維またはパラ系アラミット
繊維で構成されるところの請求項(1)記載のタイミング
ベルト。
【請求項３】中間帆布を構成する高張力バイアス帆布
は、高強力ナイロン繊維、高強力テトロン繊維、高強力
ビニロン繊維またはパラ系アラミッド繊維で構成される
ところの請求項(1)又は請求項(2)記載のタイミングベル
ト。