JPH07151190A - 歯付ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱走行寿命を維持しつつ、歯帆布表面の耐
摩耗性を高める。 【構成】 歯部を被覆する歯帆布層の歯帆布８の被覆ゴ
ム９は、水素化ニトリルゴム１００重量部に対し、繊維
化した弗素樹脂１〜３０重量部、有機過酸化物０．００
２モル〜０．０２５モル、硫黄又は含硫黄架橋剤０．１
〜１．０重量部を含有するゴム組成物からなる。歯帆布
８の被覆ゴム９は、さらに、水素化ニトリルゴム１００
重量部に対し、レゾルシン系樹脂形成成分２〜３０重量
部含有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用エンジ
ンのタイミングベルト等として用いられる歯付ベルトに
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用エンジンのタイミングベルトと
して用いられている歯付ベルトでは、エンジンの高出力
化や細幅化に伴い、さらなる耐久性の向上が要求される
ようになりつつある。このためには、特に歯ゴム部の耐
久性を向上させることが必要とされる。

【０００３】歯ゴム部の耐久性をよくする手段の１つと
してはゴム部の耐摩耗性を高める方法があり、これには
ベルト本体の歯ゴム部側表面を被覆する歯帆布表面の低
摩擦係数化（低μ化）を図ることが有力である。そのた
め、従来は歯帆布を被覆するゴム層に種々の低μ物質が
加えられている。その一例として、例えば実開昭６２−
１７９４４７号公報に記載されるように、ガラス繊維粉
末、ガラスビーズ、カーボン繊維粉末、アラミド繊維粉
末をゴム層に混入する技術が知られている。

【０００４】一方、弗素樹脂をエラストマー中に複合す
ることも知られている（例えば特開平５−３９３８４号
公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
摩擦係数を低下させる目的として混入する添加剤は、ゴ
ムとの弾性率が極端に異なるため、単にゴム中に混入し
ただけではゴム層が屈曲疲労を受けたときに、両者の界
面に応力が集中して亀裂開始点となり、ここからゴム層
の亀裂が成長するために、混入量を増加したほどには摩
擦係数の低下が図れず、実際には歯ゴム部の耐摩耗性を
十分に高めることは困難である。

【０００６】また、従来、摩擦係数を低下させる目的で
混入していた添加剤は、ゴム層中で異物化し易く、この
異物化により歯帆布とベルト本体との接着性が阻害さ
れ、混入量を増加すると、歯ゴム部の剪断疲労寿命が一
層短くなるような傾向もみられる。

【０００７】そこで、発明者は研究を重ねた結果、添加
剤として繊維化可能な弗素樹脂を使用すれば、その弗素
樹脂は微細な繊維となってゴム層中に存在し、異物化し
ないことから、歯帆布とベルト本体との接着性を阻害し
ないと共に、レゾルシン系樹脂形成成分が弗素樹脂と接
着ゴム及び歯帆布と接着ゴムとの接着を強固にすること
から、耐摩耗性の向上、耐久寿命の向上に有効であるこ
とを見出して、本発明をするに至ったものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、背ゴム層、心
線層、歯ゴム層及び歯帆布層が上側から順に積層され、
上記歯帆布層の一部に歯帆布の被覆ゴムが含浸されてい
る歯付ベルトを前提とする。

【０００９】請求項１の発明は、上記被覆ゴムが、水素
化ニトリルゴム１００重量部に対し、繊維化した弗素樹
脂を１〜３０重量部、有機過酸化物を０．００２モル〜
０．０２５モル、硫黄又は含硫黄架橋剤を０．１〜１．
０重量部をそれぞれ含有するゴム組成物である構成とす
る。

【００１０】請求項２の発明においては、歯帆布の被覆
ゴムは、さらに、水素化ニトリルゴム１００重量部に対
し、レゾルシン系樹脂形成成分を２〜３０重量部含有す
るものである。

【００１１】ところで、本発明において用いる水素化ニ
トリルゴムは、ニトリルゴムが含有する二重結合を水素
添加して、熱老化における硫黄の再結合反応を起りにく
くすることによって、硫黄の再結合反応に基づくゴム弾
性の低下を防止し、かくして、ニトリルゴムの利点であ
る耐油性を保持しつつ、耐熱性を改善したゴムであっ
て、本発明においては、水素添加率が８０％以上の水素
化ニトリルゴムが好適に用いられる。水素添加率が８０
％よりも少ないときは、得られる歯付ベルトが耐熱性に
劣ることになるからである。

【００１２】本発明においては、歯帆布の被覆ゴムにつ
いては、架橋剤として、例えばジクミルパーオキサイ
ド、2,5 −ジメチル−2,5 ージ（ｔ−ブチルパーオキ
シ）ヘキサン、2,5 −ジメチル−2,5 −ジ（ｔ−ブチル
パーオキシ）ヘキシン−3 、ベンゾイルパーオキサイ
ド、2,4 −ジクロルジベンゾイルパーオキサイド、クメ
ンハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベン
ゾエート、2,5 −ジメチル−2,5 −ジ（ベンゾイルパー
オキシ）ヘキサン等の過酸化物が用いられる。

【００１３】また、硫黄又は含硫黄架橋剤は、共架橋剤
として用いられ、硫黄のほか、例えば4,4'−ジチオビス
モルホリン、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テ
トラメチチルチウラムジスルフィド、2 −（4 −モルホ
リノジチオ）ベンゾチアゾール等が用いられる。

【００１４】本発明に使用する繊維化した弗素樹脂（繊
維化可能な弗素樹脂）としては、ゴムと共に混練して微
細な繊維状になる弗素樹脂であれば、どのようなもので
もよいが、特にポリテトラフルオロエチレンやポリトリ
フルオロエチレン等が好ましく用いられる。

【００１５】また、本発明に使用されるレゾルシン系樹
脂形成成分としては、いわゆるＨＲＨ配合を構成するた
めの所要の添加剤からなり、メチレン受容体１〜１５重
量部及びメチレン供与体１〜１５重量部が用いられる。
かかるメチレン受容体及びメチレン供与体としては、従
来より知られているものが任意に用いられるが、代表的
には、例えばメチレン受容体としてはレゾルシノールや
その誘導体、メチレン供与体としてはヘキサメチレンテ
トラミンやその誘導体が用いられる。また、必要によ
り、シリカ等を添加することもできる。

【００１６】特に、本発明の如く、歯帆布の被覆ゴム
が、水素化ニトリルゴム１００重量部当たりに、有機過
酸化物を０．００２〜０．０２５モル、繊維化した弗素
樹脂を１〜３０重量部、及び架橋剤として硫黄又は含硫
黄架橋剤を０．１〜１重量部をそれぞれ含有するとき
に、低い摩擦係数を示すと共に、優れた耐摩耗性を示
す。

【００１７】ここで、有機過酸化物の含有量を、水素化
ニトリルゴム１００重量部当たりに０．００２〜０．０
２５モルとしているのは、有機過酸化物量が０．００２
モルに満たないと、架橋反応が十分でなく、ベルトとし
ては弾性率が低くなるために負荷寿命が悪く、ほとんど
実用化できない一方、有機過酸化物量が０．０２５モル
を越えると、ベルトの弾性率が高すぎて伸びが小さく、
耐熱寿命が悪くなるからである。

【００１８】また、繊維化した弗素樹脂の含有量を、水
素化ニトリルゴム１００重量部当たりに１〜３０重量部
としているのは、繊維化した弗素樹脂が１重量部に満た
ないと、摩擦係数を下げる効果が現れないために耐摩耗
性の向上が図れないからであり、３０重量部を越える
と、歯帆布表面に塗布したときには帆布の隙間に入り込
まず、異物となって存在するために歯ゴムと歯帆布の接
着性を妨げ、耐久疲労寿命を低下させてしまうからであ
る。

【００１９】さらに、架橋剤として添加する硫黄又は含
硫黄架橋剤の含有量を、水素化ニトリルゴム１００重量
部当たりに０．１〜１重量部としているのは、０．１重
量部に満たないと、負荷特性が悪く、１重量部を越える
と、有機過酸化物の分解により生成されたラジカルが架
橋として使用されずに硫黄に取込まれるために、架橋密
度が低下し、結果として耐摩耗性に劣ることとなるから
である。

【００２０】歯帆布の被覆ゴムとして用いられるゴム組
成物は、通常、ゴムの混練機として用いられるバンバリ
ーやロール等で混練し、添加した弗素樹脂を繊維化した
後、溶剤に溶解させて糊ゴムとして使用される。

【００２１】有機溶剤としては、例えばトルエン、メチ
ルエチルケトンが好ましく用いられるが、これらに限定
されるものではない。

【００２２】溶剤は、ゴム組成物１００重量部に対し、
通常、６００〜９００重量部の範囲で用いられるが、こ
の溶剤量も特に限定されるものではなく、得られる接着
剤組成物の粘度が最適になるように選ばれる。溶剤量が
あまりに少ないときは、得られる糊ゴムの粘度が高すぎ
て作業性が悪くなる一方、溶剤量があまりにも多いとき
は、ゴム糊の粘度が低すぎて帆布を処理したときに帆布
への付着量が少なく、帆布とはゴムとの間に強固な接着
を得ることができないからである。

【００２３】さらに、接着ゴムは、必要に応じて、充填
剤、軟化剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、加工助
剤等の添加剤を適宜含有させることができる。

【００２４】また、本発明における歯帆布としては、例
えばナイロン、アラミド等からなるものが用いられ、ま
た、心線としては、例えばガラス、ナイロン、アラミ
ド、ポリエステル等よりなるものが用いられるが、歯帆
布及び心線共にこれらに限定されるものではない。

【００２５】本発明に係る歯付ベルトは、従来より知ら
れている通常の方法で製造される。即ち、歯帆布に、前
述した被覆ゴムを塗布した後、接着ゴムを塗布し、乾燥
させた歯帆布を、ベルトの歯溝形状を有する金型に巻き
掛け、その上に心線と歯ゴム及び背ゴムの未加硫シート
を巻き付け、圧力窯内で加圧成形加硫処理した後、輪切
りすることによって歯付ベルトが得られる。

【００２６】

【作用】請求項１の発明によれば、歯帆布の被覆ゴム
が、水素化ニトリルゴム１００重量部に対し、繊維化し
た弗素樹脂を１〜３０重量部、有機過酸化物を０．００
２モル〜０．０２５モル、硫黄又は含硫黄架橋剤を０．
１〜１．０重量部をそれぞれ含有するゴム組成物、即ち
繊維化した弗素樹脂を含む水素化ニトリルゴムの過酸化
物架橋系ゴム組成物で構成されていることから、優れた
耐熱走行寿命を維持しつつ歯帆布表面の耐摩耗性が高め
られることとなり、耐久寿命が著しく向上する。

【００２７】請求項２の発明によれば、さらに、水素化
ニトリルゴム１００重量部に対し、レゾルシン系樹脂形
成成分を２〜３０重量部含有するので、レゾルシン系樹
脂形成成分によってゴム／弗素樹脂、ゴム／歯帆布間の
接着力がより高められる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に沿って説明す
る。

【００２９】概略構成を図１に示すように、歯付ベルト
１は、背ゴム層２、心線３を有する心線層４、歯ゴム層
５及び歯帆布層６が上側から順に積層されている。歯帆
布層６は、図２に拡大して示すように、接着ゴム７を介
して歯ゴム層５に接着されており、上記歯帆布層６の一
部（下層部）に歯帆布８の被覆ゴム９が含浸されてい
る。そして、被覆ゴム９が、繊維化された弗素樹脂１０
を含有している。

【００３０】上記被覆ゴム９は、水素化ニトリルゴム１
００重量部に対し、繊維化した弗素樹脂１〜３０重量
部、有機過酸化物０．００２モル〜０．０２５モル、硫
黄又は含硫黄架橋剤０．１〜１．０重量部を含有するゴ
ム組成物からなる。歯帆布８の被覆ゴム９は、さらに、
水素化ニトリルゴム１００重量部に対し、レゾルシン系
樹脂形成成分２〜３０重量部含有している。

【００３１】まず、表１に本発明例及び比較例に用いる
未加硫ゴム成分組成を示す。

【００３２】

【表１】 上記ゴム成分組成を混練し、トルエンに溶解し、ナイロ
ン帆布に塗布した後、接着ゴムを塗布し、乾燥後、前述
したように、この帆布をベルトの歯溝形状を有する金型
に巻き付け、その上に心線であるガラスコードと背ゴム
及び歯ゴムとなる未加硫ゴムシートとを巻き付け、圧力
窯内にて加硫した後、輪切りすることにより歯付ベルト
を作成した。

【００３３】この歯付ベルトを用いて負荷耐久試験及び
耐熱走行試験を行った。

【００３４】負荷耐久試験は、駆動プーリと従動プーリ
との間に１０mm幅の試験ベルトを巻回し、駆動プーリ回
転数６０００rpm 、ベルト初期張力２０kgf とし、負荷
４ＰＳの下で雰囲気温度１００±３℃でベルトを走行さ
せ、走行開始時から背ゴム又は歯ゴムにクラックが発生
するまでの時間にて評価した。

【００３５】耐熱走行試験は、駆動プーリと従動プーリ
との間にアイドラ・プーリを介在させて１９mm幅の試験
ベルトを巻回し、駆動プーリ回転数３０００rpm 、ベル
ト初期張力１５kgf とし、無負荷下で雰囲気温度１３０
±３℃でベルトを走行させ、走行開始時から背ゴム又は
歯ゴムにクラックが発生するまでの時間にて評価した。
これらの試験の結果は、表２に示す。

【００３６】

【表２】 上記表２において、比較例３は、ＰＴＦＥ粉末が多量に
添加されているために歯ゴムと歯帆布の接着が十分でな
く、早期に剥離したものである。比較例５は、架橋が十
分でないため、ベルトとして走行させることができなか
った。比較例６は、ＰＴＦＥ粉末の添加により優れた耐
久寿命を示すが、過酸化物が０．０３モル添加されてい
るため、耐熱性に劣っている。比較例８は、共架橋剤と
して添加した硫黄が多量であるため、歯帆布の被覆ゴム
の架橋密度が低下し、耐摩耗性が劣るために早期には帆
布の摩耗により歯欠けとなった。

【００３７】

【発明の効果】請求項１の発明は、上記のように、歯帆
布の被覆ゴムを、水素化ニトリルゴム１００重量部に対
し、繊維化した弗素樹脂を１〜３０重量部、有機過酸化
物を０．００２モル〜０．０２５モル、硫黄又は含硫黄
架橋剤を０．１〜１．０重量部をそれぞれ含有するゴム
組成物、即ち繊維化した弗素樹脂を含む水素化ニトリル
ゴムの過酸化物架橋系ゴム組成物としたので、優れた耐
熱走行寿命を維持しつつ、歯帆布表面の耐摩耗性が向上
し、耐久寿命が著しく向上する。

【００３８】請求項２の発明は、さらに、水素化ニトリ
ルゴム１００重量部に対し、レゾルシン系樹脂形成成分
を２〜３０重量部含有するようにしているので、レゾル
シン系樹脂形成成分によって、ゴム／弗素樹脂、ゴム／
歯帆布間の接着がより強固となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】歯付ベルトの概略構成図である。

【図２】歯帆布層付近の詳細図である。

【符号の説明】

1 歯付ベルト 2 背ゴム層 3 心線 4 心線層 5 歯歯ゴム層 6 歯帆布層 7 接着ゴム 8 歯帆布 9 被覆ゴム 10 弗素樹脂

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 背ゴム層、心線層、歯ゴム層及び歯帆布
   層が上側から順に積層され、上記歯帆布層の一部に歯帆
   布の被覆ゴムが含浸されている歯付ベルトにおいて、 上記被覆ゴムが、水素化ニトリルゴム１００重量部に対
   し、繊維化した弗素樹脂を１〜３０重量部、有機過酸化
   物を０．００２モル〜０．０２５モル、硫黄又は含硫黄
   架橋剤を０．１〜１．０重量部をそれぞれ含有するゴム
   組成物であることを特徴とする歯付ベルト。
2. 【請求項２】 歯帆布の被覆ゴムは、さらに、水素化ニ
   トリルゴム１００重量部に対し、レゾルシン系樹脂形成
   成分を２〜３０重量部含有するところの請求項１記載の
   歯付ベルト。