JPH0729347U - 歯欠け寿命を向上させた歯付きベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 歯欠け寿命を向上させた歯付ベルトの提供。 【構成】 歯付ベルト１０は、抗張体１２を埋設した歯
ゴム１４と、歯ゴム１４の片面に歯布１６が被覆されて
なる。歯布の少なくとも緯糸は、ナイロン４６からな
る。歯ゴムに固着される前の歯布の緯糸は、緯方向に１
kgf/cmで引っ張られたときに７０％以上の伸び率となる
ようにウーリー加工されており、且つ、百分率で表示し
た前記緯糸の伸び率（％）と該緯糸の切断時の強さ(kgf
／3cm)との積が１７，０００以上となっている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、動力伝動用歯付ベルト、特に、自動車用エンジンのカム軸駆動用歯 付ベルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】

歯付ベルトは、抗張体を埋設した歯ゴムと、この歯ゴムの片面又は両面に歯布 が被覆されたものである。歯布は、緯方向の繊維（以下、緯糸という。）と経方 向の繊維（以下、経糸という。）からなり、エラストマーによって固化されてい る。なお、緯方向とは歯付ベルトの長手方向を、経方向とは歯付ベルトの幅方向 を意味する。歯付ベルトに利用されている現在の繊維は、専ら、衣料用及び産業 資材用のナイロン６又はナイロン６６のポリアミド繊維である。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

昨今、自動車の高性能化、高級化が進むにつれ、自動車エンジンの高性能化が 要求され、歯付きベルトが使用される環境温度の上昇、カムシャフトドライブの 高負荷化が生じている。従来のように、歯布にナイロン６又はナイロン６６のポ リアミド繊維を使用した歯付きベルトでは、充分な寿命を確保することができな くなってきた。また、自動車の安全性向上及びメンテナンスフリー化が社会的に 要望されており、現在の歯付きベルトはこの要望に充分対応できていない。

【０００４】 本考案の目的は、歯布の構成を改良することによって、歯付ベルトの歯欠け寿 命を向上させることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、抗張体を埋設した歯ゴムと、該歯ゴムの少なくとも片面に歯布が被 覆された歯付ベルトにおいて、前記歯布の少なくとも緯糸がナイロン４６からな り、歯ゴムに固着される前の前記歯布の緯糸が緯方向に１kgf/cmで引っ張られた ときに７０％以上の伸び率となるようにウーリー加工されており、百分率で表示 した前記緯糸の伸び率（％）と該緯糸の切断時の強さ(kgf／3cm)との積が１７， ０００以上である歯付ベルトにより前記課題を解決した。

【０００６】

【作用】

少なくとも緯糸をナイロン４６にすることで、歯欠け寿命の向上を図ることが できる。この効果は以下の実験例によって明らかになる。

【０００７】 しかし、材料を変更しただけでは充分な寿命を確保することができない。歯欠 けの要因を分析し、その要因に対処しなければならない。この歯欠けについては 、歯布の浮き上がりと歯布の切断が関与していると考えられる。

【０００８】 歯布の浮き上がりとは、歯布から歯ゴムが剥離する現象であり、過大負荷、歯 ゴム剛性不足、歯布接着不良及び歯布の伸び残不足が考えられる。本考案は、歯 布の伸び残不足を解消することで、歯布の浮き上がりに対処する。 歯布の製造においては、歯布が、まず、歯付きプーリの歯型に適合する金型の 間を通される。金型を通過する歯布はその凹凸に倣って緯方向に伸びなければな らない。そのため、緯糸には、通常、ウーリー加工が施されている。現在使用さ れている歯付きプーリの歯形状によると、歯布は成形時に約５０〜６０％伸びる ことになる。これによって、歯布は緯方向の伸びの能力を一部失うことになる。 もし、伸びの能力を全て奪われた歯布があると仮定すると、歯付ベルトに負荷が 作用して歯が変形したとき、歯布は歯底において歯ゴムから浮き上がり現象を生 じる。従って、歯付ベルトの成形後においても、歯布に伸びの能力を残しておく ことが望ましい。伸びは、歯布の成形前を基準にして少なくとも１０％以上残す ことが望ましい。

【０００９】 １kgf/cmで引っ張られたときの緯方向の伸びを７０％以上としたのは、歯布を 歯付ベルトに接着した後に少なくとも１０％の伸び残を確保するためである。こ うすることにより、歯変形時においても歯布は伸びることができ、歯布の伸び残 不足による歯布の浮き上がりが防止できるとともに、歯布の緯方向の引っ張り応 力をも低減することができる。

【００１０】 なお、伸びの値は、１kgf/cmで引っ張られたときの値であり、歯布の切断時の 値ではない。これは、歯布が僅かな力で伸びることができれば、それだけで歯布 の浮き上がりを防止できるからである。

【００１１】 歯布の切断の要因としては、負荷の一点集中及び歯布のフィラメントの強さ不 足が考えられる。また、歯欠けには、切断時における緯糸の引っ張り強さも大き く関与している。伸びの能力を残すことにより、歯布に作用する引っ張り応力が 低くなることは前述の通りであるが、歯布の切断については、歯布の引っ張り強 さも関係してくる。本考案では、伸びの能力が残っており、しかも切断時の引っ 張り強さが大きければ、歯付ベルトに良好な耐久性を与えることができることを 見出し、従って、百分率で表示した緯糸の伸び率（％）と緯糸の切断時の強さ(k gf／3cm)との積を１７，０００以上とした。すなわち、伸びを確保して歯布に作 用する引っ張り応力を低減し、且つ、切断時の引っ張り強さを向上させることに よって、歯付ベルトの耐久性を高めることができる。

【００１２】

【実施例】

以下、具体的に本考案による歯付ベルトを説明する。歯付ベルト１０は、図１ に示されるように、抗張体１２を埋設した歯ゴム１４と、歯ゴム１４の片面に歯 布１６が被覆されたものである。歯付ベルトは、歯が両面に形成され、表裏の歯 に歯布が被覆されたものもある。本考案による歯付ベルト１０は、歯布１６の材 質及びその構成に特徴があり、これにより、歯欠け寿命を向上させたものである 。

【００１３】 本考案による歯付きベルトの歯布は、少なくとも緯糸が、

【化１】 で表わされ、融点が２９０℃乃至３００℃のナイロン４６であり、

【表１】 の実施例１乃至３に示す構成を有する。表１には、従来例及び比較例を併せて掲 載し、本考案による歯付きベルトと比較できるようにした。下欄は、後述の条件 下で行なった試験結果である。

【００１４】 歯布は、上記緯糸及び経糸を使用して、イソシアネートを含有したゴム糊やＲ ＦＬ（レゾルシノールとホルマリンを反応させて得られるＲＦ樹脂の水溶液にラ テックスを混合した溶液）等を含浸させて得られる。また、ＲＦＬを含浸させた 後、ゴム糊を被覆する場合もある。 歯付ベルトは、上記構成の歯布をベルト歯の形状を有する金型に巻付け、その 上に抗張体を巻付け、さらにその上に歯ゴム及び背ゴムとなる未加硫ゴム配合シ ートを巻付け、加圧下で成形加硫した後、一定の幅に裁断して環状の歯付ベルト に成形される。 抗張体は、ガラス繊維、アラミド繊維、金属繊維等を撚糸し、ＲＦＬを必要に 応じて含浸させた心線の表面にゴム糊等をオーバーコーティングしたものである 。また、歯ゴム及び背ゴムには、ＣＲ、ＮＢＲ、ＨＳＮ、ＢＲ、ＥＰＤＭ、ＥＰ Ｒ、ＣＳＭ、エピクロルヒドリンゴム、ウレタン等の単一又は混合物からなるゴ ムが利用できる。

【００１５】 次に、歯布における各数値は以下の意味を有する。

【００１６】 単繊維の繊度は、フィラメントの強度、伸びと応力の関係の双方に関与する。 すなわち、繊度が低い場合、フィラメント切れが発生しやすく、歯布の切断につ ながる。一方、繊度が高いと伸びの増加に対する応力の増加が著しく、歯の変形 時において歯布の伸びが劣る。従って、単繊維の繊度は、２〜１０ｄの範囲にあ ることが望ましい。

【００１７】 単繊維の強さが小さいと歯付ベルトに衝撃的な剪断力が作用したときに歯布の 切断が生じやすくなる。単繊維の強さが大きいと曲げ剛性が高くなり、従って歯 布が引っ張られたときの応力上昇が著しくなり、1kgf/cmの力で引っ張られたと きの伸びの能力を損わせる。そのため、単繊維の強さは、９．２〜９．５gf/dの 範囲にあることが望ましい。

【００１８】 成形前の歯布を１kgf/cmで引っ張ったときの伸びを７０％以上としたのは、歯 布が成形後において歯付ベルトに接着された後においても、少なくとも１０％の 伸びの能力を残すためである。これは、現在使用されている歯付プーリの歯形状 を考慮したとき、歯布は成形時に５０〜６０％の伸びを失うことに基づく。１kg f/cmの比較的小さい力は、初期伸びを考慮したためであり、歯布は僅かな力で伸 びが生じることを意味する。

【００１９】 歯布は、伸びの能力が残っていると、歯が変形したときに歯ゴムに沿って伸び 、これにより歯布は歯ゴムからの浮き上がりが防止される。また、歯が変形した ときにも、歯布は応力の増加を抑えられ、歯の変形によって直ちに引っ張り強さ の上限に達することがない。

【００２０】 1kgf/cmの力で引っ張られたときの緯方向の伸び(％)と緯方向の引っ張り強さ( kgf/3cm)の積を１７，０００以上としたのは、歯付ベルトの歯欠けには、切断時 における緯糸の引っ張り強さも大きく関与していることに基づく。歯布に伸びの 能力を残すだけでは不十分であり、伸びの能力が失われた後において歯布がある 程度の強度を有するものでなければならない。積にしたのは、歯布の強度だけで は歯欠けを有効に防止できず、歯布の伸びの能力があって且つ強度を有するもの でなければならないからである。

【００２１】 原糸デニール×本数と密度は、現在使用されている歯付ベルトのＰ．Ｌ．Ｄ． (Pitch Line Deferential)を考慮して定められている。

【００２２】 次に、実験を行い本考案による歯付ベルトの歯欠け寿命を測定した。実験は、 歯布の歯面の摩耗量、歯欠け寿命について行った。

【００２３】 図２は、歯布の歯面の摩耗量を測定するための試験機の概略を示す。図３は、 歯付きベルトの歯に緯方向の力を加え、歯欠けまでの時間を測定する試験機の概 略を示す。図４は、歯付きベルトに張力を与えて歯欠け寿命を測定する試験機を 示す。試験結果は、表１の下欄に示されている。また、比較例及び従来例と比較 するために、図５乃至図８に、それぞれの試験結果を図示した。

【００２４】 試験結果を考察する。 (1) 比較例４と従来例７との比較により、経糸にナイロン４６を使用しただけ では、歯面の摩耗量及び歯欠け寿命の双方とも飛躍的な改善は見られないことが わかる。 (2) 比較例５からわかるように、緯糸をナイロン４６にしても、緯糸の伸び率 （％）と緯糸の切断時の強さ(kgf／3cm)との積が低いときは、歯面の摩耗量及び 歯欠け寿命の双方とも改善は見られない。 (3) 実施例２と、従来例７との比較により、緯糸にナイロン４６を使用すれば 、歯面の摩耗量及び歯欠け寿命の双方とも改善されたことがわかる。 (4) 実施例２と、比較例５との比較により、緯糸の伸び率（％）と緯糸の切断 時の強さ(kgf／3cm)との積が高くなると、歯面の摩耗量及び歯欠け寿命の双方と も改善されたことがわかる。

【００２５】

【考案の効果】

本考案では、少なくとも緯糸にナイロン４６を使用したことにより、歯付きベ ルトの歯面の摩耗を低減できるとともに、負荷下における歯欠け寿命を向上させ ることができた。

【００２６】 また、本考案では、成形前の歯布が１kgf/cmで引っ張られたときの緯方向の伸 びを７０％以上とし、歯付ベルトの成形後においても少なくとも１０％の伸び残 を確保するようにしたことから、歯布の伸び残不足によって歯ゴムから歯布が浮 き上がることを防止することができるとともに、歯布の緯方向の引っ張り応力を も低減することができる。

【００２７】 そして、歯欠けには、歯布を構成する緯糸の強さも大きく関与していることか ら、百分率で表示した緯糸の伸び率（％）と緯糸の切断時の強さ(kgf／3cm)との 積を１７，０００以上とし、伸びを確保して歯布に作用する引っ張り応力を低減 し、且つ、切断時の引っ張り強さを向上させることによって、歯付ベルトの耐久 性を高め、歯欠け寿命を向上させている。

【図面の簡単な説明】

【図１】歯付ベルトの断面図である。

【図２】摩耗量測定用試験機の概略図である。

【図３】歯欠け寿命測定用試験機の概略図である。

【図４】歯欠け寿命測定用試験機の概略図である。

【図５】実施例１乃至３、比較例４及び５、並びに従来
例６乃至８について、図２の試験機に基づいて行われた
摩耗量を示すグラフである。

【図６】実施例１乃至３、比較例４及び５、並びに従来
例６乃至８について、図３の試験機に基づいて行われた
歯欠け寿命を示すグラフである。

【図７】実施例１乃至３、比較例４及び５、並びに従来
例６乃至８について、図４の試験機に基づいて行われた
歯欠け寿命を示すグラフである。

【図８】実施例１乃至３、比較例４及び５、並びに従来
例６乃至８について、図４の試験機に基づいて行われた
歯欠け寿命を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ 歯付ベルト １２ 抗張体 １４ 歯ゴム １６ 歯布

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 抗張体を埋設した歯ゴムと、該歯ゴムの
   少なくとも片面に歯布が被覆された歯付ベルトにおい
   て、 前記歯布の少なくとも緯糸がナイロン４６からなり、 歯ゴムに固着される前の前記歯布の緯糸が緯方向に１kg
   f/cmで引っ張られたときに７０％以上の伸び率となるよ
   うにウーリー加工されており、 百分率で表示した前記緯糸の伸び率（％）と該緯糸の切
   断時の強さ(kgf／3cm)との積が１７，０００以上である
   ことを特徴とする、 歯付ベルト。