JPH07190148A - ベルトの抗張体 - Google Patents

ベルトの抗張体

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JPH07190148A
JPH07190148A JP5331224A JP33122493A JPH07190148A JP H07190148 A JPH07190148 A JP H07190148A JP 5331224 A JP5331224 A JP 5331224A JP 33122493 A JP33122493 A JP 33122493A JP H07190148 A JPH07190148 A JP H07190148A
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JP
Japan
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cord
belt
twisted
diameter
metal
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Pending
Application number
JP5331224A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Takeuchi
祐二 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bando Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Bando Chemical Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH07190148A publication Critical patent/JPH07190148A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/06Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
    • D07B1/0606Reinforcing cords for rubber or plastic articles

Landscapes

  • Ropes Or Cables (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベルト強力を高め、耐屈曲疲労性を向上させ
る。 【構成】 金属繊維の素線2を多数、適宜使用するベル
トに応じて選定し引き揃えて下撚りを加えた下撚り糸と
する。3本の下撚り糸3をさらに上撚りして、下の式を
満足するコード1を構成する。 aD2 +bN2 +cD+dN+eDN+f≧0.90 ここで、Dはコードの径(mm)、Nは1cm当たりの撚
り回数(回/cm)で、a=−0.3488,b=−
0.0432,c=0.5379,d=0.1510,
e=0.0074,f=0.6470である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、歯付ベルト、Vベル
ト、平ベルト、変速用ベルト等の各種ベルトに埋設して
用いられるベルトの抗張体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、歯付ベルト、Vベルト、平ベ
ルト、変速用ベルト等の各種ベルトは、高強力、高弾性
率、高寸法安定性等の特性が要求されることから、これ
らの要求を満たすべく、一般には、ベルト本体に、繊維
からなる補強用コード、布状物等の抗張体が埋設されて
いる。
【0003】ところで、近年、殊に機械設備のコンパク
ト化、安全性の向上等の面から、ベルトに対し、メンテ
ナンスフリー、長寿命化等の要求が高まっている。
【0004】また、機械設備のコンパクト化に伴い、駆
動形式が、従来採用されていた、1つの従動軸を駆動す
る2軸駆動のものから、多くの従動軸を1つのベルトで
同時に駆動する多軸駆動のものに移行しつつあり、ま
た、小径プーリ化の傾向もあるため、ベルトの抗張体は
多軸駆動により激しい屈曲作用を受けることになり、前
述した特性に加えて、耐屈曲疲労性も強く要求されてい
る。
【0005】さらに、無段変速機用ベルト等の高性能ベ
ルトは、高温、高負荷の条件下で使用されるため、上記
特性に加えて、高強度、耐熱性も要求される。
【0006】ところで、現在、自動車用タイミングベル
ト等の抗張体には、噛合い等の問題から、一般に弾性率
の大きいガラスコードあるいはアラミドコードが用いら
れている。
【0007】ガラスコードは線膨張係数が大きいため、
抗張体として用いた場合、エンジン、プーリ等の熱膨張
に対するベルトの追随性は優れるが、耐屈曲疲労性に関
しては十分とはいえなかった。
【0008】また、アラミドコードは、耐屈曲疲労性に
は優れるが、熱収縮を起こすという性質を有するため、
抗張体として用いた場合、エンジンの暖機昇温時に、エ
ンジン、プーリ等が熱膨張するのに対しベルトが熱収縮
を起こし、それに伴い、ベルトの張力が増大するので、
抗張体の屈曲疲労を早めることとなり、また、ベルトの
張力の増大は歯部の破損の原因ともなり易く、伝動装置
自体を破損に至らしめる場合もある。一方、冷間地にあ
っては、熱収縮は起こらず、逆にベルトの張力が低下す
るため、エンジンの始動時に噛合い不良でジャンピング
現象を起こし、ベルトの寿命を短くする。
【0009】そこで、そのような不具合を解消するため
に、ベルトの抗張体として線膨張係数が大きく耐屈曲疲
労性に優れる材料である金属繊維を撚り合わせたコード
を用いることが提案されている(例えば特開昭61−2
44938号公報参照)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うなコードに用いる金属素線は素線自体の強度が小さ
く、素線径が小さい金属素線を用いてコード断面積当た
りの繊維の占有率が高いコードを作成しても、金属素線
の引き揃えが不十分となったり、整線が得られない等の
理由から、コード断面積当たりの強力利用率が低いコー
ドとなる。
【0011】また、素線径の大きい金属素線を用いてコ
ードを作成すると、整線され強力利用率の高いコードが
得られるが、コード断面積当たりの繊維の占有率が低く
なるため、コード断面積当たりの強力は低く、さらに金
属素線に加わる屈曲歪が大きくなり、屈曲疲労寿命は短
くなる。
【0012】従って、従来の、金属素線を用いたコード
は高負荷あるいは多屈曲の条件下で用いるベルトの抗張
体としては不十分なものであった。
【0013】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、強度が高く、屈曲疲労性にも優れるベルトの抗張体
を提供するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属素線より
なるコードで構成される、ベルトの抗張体であって、上
記金属素線は、組成がC:0.05〜0.2%、Si:
0.1〜1.0%、Mn:0.7〜2.0%、残部Fe
の金属微細結晶繊維で構成され、上記金属素線の多数本
を引き揃えて加撚されてコードとされ、又は金属素線を
多数本引き揃えて下撚りされ、この下撚り糸をさらに適
宜数集めて加撚されてコードとされ、該コードの径と撚
り回数とが次の関係式を満足する構成とする。
【0015】 aD2 +bN2 +cD+dN+eDN+f≧0.90 ここで、 D:コードの径(mm) N:1cm当たりの撚り回数(回/cm) a=−0.3488 b=−0.0432 c= 0.5379 d= 0.1510 e= 0.0074 f= 0.6470 ところで、ベルトの抗張体となるコードの径が小さい
と、コードの屈曲で生じる歪は小さくなり、耐屈曲疲労
性の面では有利に作用するが、強度はコード径の二乗に
比例して大きくなるため、コードの径が小さいと、高強
度のコードが得られない。また、コードの径を大きくす
ると、高強度のコードが得られるが、屈曲変形時におい
てコードの最外層にかかる歪は、コード径に比例して大
きくなるので、耐屈曲疲労性が劣ることになる。
【0016】また、コードの撚り回数が少ないと、金属
素線とコードの軸線とがなす角度が小さくなるため、コ
ードの寸法が安定する。しかしながら、撚りをかけるこ
とによる引き揃えの効果が小さくなるため、素線総数か
らみた強度利用率は低くなる。一方、撚り回数を多くす
ると、金属素線が引き揃えられ、強度利用率が高くな
り、またコードの剛性が小さくなるため、耐屈曲疲労性
の面では有利に作用するが、コードの寸法安定性が劣る
ことになる。
【0017】従って、一定のコード径、撚り回数の組合
せをとることによって、即ち以下の式を満足するコード
径、撚り回数の組合せをとることによって、強度が強
く、耐屈曲疲労性に優れるコードを得ることができる。
【0018】 aD2 +bN2 +cD+dN+eDN+f≧0.90 ここで、 D:コードの径(mm) N:1cm当たりの撚り回数(回/cm) a=−0.3488 b=−0.0432 c= 0.5379 d= 0.1510 e= 0.0074 f= 0.6470
【0019】
【作用】組成がC:0.05〜0.2%、Si:0.1
〜1.0%、Mn:0.7〜2.0%、残部Feの金属
微細結晶繊維で構成される金属素線の多数本を引き揃え
て加撚されてコードとされ、又は金属素線を多数本引き
揃えて下撚りされ、この下撚り糸をさらに適宜数集めて
加撚されてコードとされ、該コードの径と撚り回数とが
次の関係式を満足するようにしたから、ベルト強度が高
くなり、耐屈曲疲労性が大幅に向上する。
【0020】 aD2 +bN2 +cD+dN+eDN+f≧0.90 ここで、 D:コードの径(mm) N:1cm当たりの撚り回数(回/cm) a=−0.3488 b=−0.0432 c= 0.5379 d= 0.1510 e= 0.0074 f= 0.6470
【0021】
【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。
【0022】ベルトの抗張体の一実施例を示す図1にお
いて、1は歯付ベルトの抗張体であるコードで、2は金
属繊維の素線、3は金属繊維の素線2を多数、適宜使用
するベルトに応じて選定し引き揃えて下撚りを加えた下
撚り糸であって、上記抗張体1は、3本の下撚り糸3を
さらに上撚りして構成されている。
【0023】歯付ベルトに適用した例を示す図2におい
て、11は歯付ベルトであって、伸張部ゴム層12と、
該伸張部ゴム層12にスパイラル状に埋設され金属素線
を多数本引き揃えて下撚りし、この下撚り糸3をさらに
適宜数集めて加撚してなるコード13(抗張体)と、上
記伸張部ゴム層12の片側(図2において下側)に伸張
部ゴム層12と同一材質のゴムにて一体形成された複数
の歯部14,…とを備える。歯部14,…の表面には、
補強帆布15が一体的に装着されている。
【0024】上記金属素線2は、組成がC:0.05〜
0.2%、Si:0.1〜1.0%、Mn:0.7〜
2.0%、残部Feの金属微細結晶繊維であり、該コー
ド1の径と撚り回数とが次の関係式を満足する。
【0025】 aD2 +bN2 +cD+dN+eDN+f≧0.90 ここで、 D:コードの径(mm) N:1cm当たりの撚り回数(回/cm) a=−0.3488 b=−0.0432 c=0.5379 d=0.1510 e=0.0074 f=0.6470 尚、ベルトに用いられるゴム材料は、特に限定されない
が、一般にゴム製品に用いられる天然ゴム、SBR、N
BR、H−NBR、CR、CSM、アルキル化CSM、
EPDM、EP、BR、IR、フッソゴム等が挙げられ
る。
【0026】また、上述の金属コードは、ゴム層に埋設
される前段階で、例えばエポキシ樹脂、イソシアネート
化合物、エチレン尿素化合物及びレゾルシン・ホルマリ
ン・ラテックス(RFL)、塩化ゴム、フェノール樹脂
等からなる接着剤の組合せによる接着剤処理が施され
る。接着剤処理方法としては、接着剤をコードに均一に
付着させる必要上、浸漬法が望ましい。
【0027】上記実施例においては、金属素線2を多数
本引き揃えて下撚りし、この下撚り糸3をさらに適宜数
集めて加撚してコードとしているものに適用した例であ
るが、単に金属素線の多数本を引き揃えて加撚してコー
ドとするものにも適用することができる。
【0028】続いて、上述した如く構成された本発明ベ
ルトについて行った屈曲疲労試験について説明する。
【0029】本発明例1のベルト C:0.15%、Si:0.8%、Mn:1.5%、残
部Feの金属微細結晶繊維で構成される金属素線(ニッ
ケルメッキされたサイファ(商品名)、神戸製鋼(株)
製、素線径50μm)を15本、1.81回/cmでも
って下撚りしたものを集め、さらにそれらを下撚りとは
逆の方向に1.81回/cmでもって上撚りをかけ、コ
ードの径を0.63mmとしたものを抗張体として用い
た。この際、下撚りがZ撚り、上撚りがS撚りとしたコ
ードと、下撚りがS撚り、上撚りがZ撚りとしたコード
との2種類のコードを準備した。
【0030】この抗張体を、まず、イソシアネート化合
物の接着剤に浸漬してサブコート層を形成し、次いで、
レゾルシン・ホルマリン・ラテックス(RFL)の接着
剤に浸漬してセカンドコート層を形成し、しかる後、緊
張下熱処理を施した。この処理済みの複数本の抗張体を
ゴムコーティングされた歯帆布の上に、上述した如く準
備した上撚りがS撚りのコードとZ撚りのコードが交互
に並ぶようにスパイラル状に配列し、その上にCRシー
トを接着し、加圧、圧入加硫することにより、上記複数
本のコードがベルト本体に埋設された歯付ベルトを得
た。
【0031】比較例1のベルト 金属素線をステンレス鋼で形成した点を除き、本発明例
1と同じである。
【0032】本発明例2〜5のベルト、比較例2〜3の
ベルト 組成がC:0.05〜0.2%、Si:0.1〜1.0
%、Mn:0.7〜2.0%、残部Feの金属微細結晶
繊維で構成される金属素線として、サイファ(商品名、
神戸製鋼(株)製)を用いた。コード径と撚り回数を表
1に示すようにしたほかは、本発明例1と同じである。
【0033】
【表1】 試験要領 本発明例1のベルトと比較例1のベルトについては、1
9mm幅のベルトについて強力及び、強力維持率に基づ
き屈曲疲労性を調べ、本発明例2〜5のベルト、比較例
2〜3のベルトについては、強力維持率に基づき屈曲疲
労性を調べた。屈曲疲労性は図3に示す屈曲疲労試験機
を用いて調べた。即ち、4つの大径プーリ21,…と、
それらの間に配設された4つの小径プーリ22,…とを
備えるベルト屈曲疲労試験機を用意し、歯付ベルト23
を該ベルト屈曲試験機の大径及び小径プーリ21,…,
22,…に巻き掛け、ウェイト24によって歯付ベルト
23に所定のテンションを掛けた状態で走行させ、歯付
ベルト23が一巡して上記4つの小径プーリ22,…を
各々1回ずつ通過すること、つまり、各小径プーリ2
2,…によるベルト屈曲回数4回をもって4サイクルと
した。尚、上記各小径プーリ22,…の直径は30mmで
ある。
【0034】試験結果 ベルト強力については表2に、屈曲疲労性については表
3及び表4に示す通りである。尚、表4において、本発
明例2〜5及び比較例2〜3共に、強度維持率は走行前
の強力を基準として、1×108 回の屈曲走行後のもの
を百分率(%)で示している。
【0035】
【表2】
【表3】
【表4】 表3及び表4に示す結果より、本発明例は、比較例1に
比べて、ベルト強力および屈曲疲労性(ベルト強力維持
率)共に優れる。
【0036】表4に示す結果から、強度維持率を次の
式で表わし、の係数を用いると、本発明例2〜5及び
比較例2,3の結果を説明できることが、図4から判
る。
【0037】 強力維持率=aD2 +bN2 +cD+dN+eDN+f (D:コードの径(mm)、N:1cm当たりの撚り回数
(回/cm)) a=−0.3488 b=−0.0432 c= 0.5379 d= 0.1510 e= 0.0074 f= 0.6470 また、図4より、次の式で規定される範囲を外れる
と、急速に屈曲疲労性(強力維持率)が低下することが
判る。
【0038】 aD2 +bN2 +cD+dN+eDN+f≧0.90 ここで、 D:コードの径(mm) N:1cm当たりの撚り回数(回/cm) a=−0.3488 b=−0.0432 c= 0.5379 d= 0.1510 e= 0.0074 f= 0.6470 従って、上記式を満たすコード径及び撚り回数を選択
することによって、強度が高く、屈曲疲労性に優れたベ
ルトを得ることができる。図4において本発明例2〜5
をP2 〜P5 で、比較例2,3をQ2 〜Q3 で表わす。
【0039】上記実施例では、歯付ベルトに適用した例
について説明したが、これに限定されるものではなく、
そのほか、Vベルト、平ベルト、Vリブドベルト、変速
用ベルト等の伝動ベルト、搬送ベルトであっても適用す
ることができる。
【0040】
【発明の効果】本発明は、上記のように、金属素線は、
組成がC:0.05〜0.2%、Si:0.1〜1.0
%、Mn:0.7〜2.0%、残部Feの金属微細結晶
繊維であり、上記金属素線の多数本を引き揃えて加撚さ
れてコードとされ、又は金属素線を多数本引き揃えて下
撚りされ、この下撚り糸をさらに適宜数集めて加撚され
てコードとし、 aD2 +bN2 +cD+dN+eDN+f≧0.90 ここで、 D:コードの径(mm) N:1cm当たりの撚り回数(回/cm) a=−0.3488 b=−0.0432 c= 0.5379 d= 0.1510 e= 0.0074 f= 0.6470 という関係式を満たすように構成したから、強度が高く
なり、耐屈曲疲労性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ベルトの抗張体の一例を示す概略構成図であ
る。
【図2】歯付ベルトの縱断面図である。
【図3】ベルト屈曲疲労試験機の概略構成図である。
【図4】横軸にコード径、縦軸に1cm当たりの撚り回
数をとり、両者の組合せと屈曲疲労後の強度維持率の関
係を示す図である。
【符号の説明】
1 抗張体 2 金属素線 3 下撚り糸
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年1月19日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0037
【補正方法】変更
【補正内容】
【0037】 強力維持率=aD2 +bN2 +cD+dN+eDN+f)×100 (D:コードの径(mm)、N:1cm当たりの撚り回数
(回/cm)) a=−0.3488 b=−0.0432 c= 0.5379 d= 0.1510 e= 0.0074 f= 0.6470 また、図4より、次の式で規定される範囲を外れる
と、急速に屈曲疲労性(強力維持率)が低下することが
判る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属素線よりなるコードで構成される、
    ベルトの抗張体であって、 上記金属素線は、組成がC:0.05〜0.2%、S
    i:0.1〜1.0%、Mn:0.7〜2.0%、残部
    Feの金属微細結晶繊維で構成され、 上記金属素線の多数本を引き揃えて加撚されてコードと
    され、又は金属素線を多数本引き揃えて下撚りされ、こ
    の下撚り糸をさらに適宜数集めて加撚されてコードとさ
    れ、該コードの径と撚り回数とが次の関係式を満足する
    ことを特徴とするベルトの抗張体。 aD2 +bN2 +cD+dN+eDN+f≧0.90 ここで、 D:コードの径(mm) N:1cm当たりの撚り回数(回/cm) a=−0.3488 b=−0.0432 c= 0.5379 d= 0.1510 e= 0.0074 f= 0.6470
JP5331224A 1993-12-27 1993-12-27 ベルトの抗張体 Pending JPH07190148A (ja)

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Effective date: 20030218