JPH07301284A - ベルトの抗張体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐屈曲疲労性をあまり低下させることなく、
ベルトの抗張体としてのコードの強力を高める。 【構成】 組成がＣ：０．０５〜０．２％、Ｓｉ：０．
１〜１．０％、Ｍｎ：０．７〜２．０％残部Ｆe で、素
線径が３６μｍ〜１００μｍの金属微結晶繊維の素線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
下撚りを加えて下撚り糸３を形成する。この下撚り糸３
を３本さらに上撚りして歯付ベルトの抗張体であるコー
ド１を構成する。コード１の径が０．５ｍｍ〜０．９ｍ
ｍ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つの従動軸だけを駆
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、無段変速機に用いられる変速用ベ
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、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
れているが、ガラスコードは線膨張係数が大きいため、
それを抗張体として用いた場合には、エンジン、プーリ
等の熱膨張に対するベルトの追随性には優れるが、耐屈
曲疲労性については十分とはいえなかった。また、アラ
ミドコードは耐屈曲疲労性に優れるのであるが、熱収縮
を起こすという性質を有するため、それを抗張体として
用いた場合には、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は熱収縮を起こ
し、その結果、ベルトの張力が増大して抗張体の屈曲疲
労を早めることとなる。また、そのようなベルトの張力
の増大は歯部の破損にも結びつきやすく、ひいては伝動
装置自体をも破損に至らしめる場合もある。一方、冷間
地にあっては、熱収縮を起こさないので、逆にベルトの
張力が低下し、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という問
題がある。

【０００７】そこで、そのような問題が発生しないよう
にするために、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、金属素線を撚り
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６１−２４４９３８号公報参照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな金属素線を撚り合わせた、従来のコードでは素線径
が小さく素線自体の強度が小さいので、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素線の占有率
が高いコードを作成しても、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。

【０００９】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、結果として疲労寿
命は短くなる。

【００１０】従って、従来の金属コードは、高負荷又は
多屈曲の条件で用いるベルトの抗張体としては十分なも
のであるとはいえなかった。

【００１１】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
で、ベルト強力が高く、耐屈曲疲労性に優れるベルトの
抗張体を提供することを目的とする。

【００１２】

【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、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 で、素線径が３６μｍ〜１００μｍである金属微
結晶繊維で形成され、上記コードの径が０．５ｍｍ〜
０．９ｍｍである構成とする。

【００１３】金属素線の素線径を３６μｍ〜１００μｍ
としているのは、３６μｍよりも小さいと、コードの曲
げに対する素線当たりの屈曲歪は小さくなるが、コード
が整線されず、引き揃えも不十分となり、強力利用率が
低くコスト高となるからであり、また、１００μｍを越
えると、整線され強度利用率が高いコードとなるが、コ
ード断面積当たりの金属素線の占有率が低くなり、コー
ド断面積当たりの強度が低くなるからである。

【００１４】また、コードの径を０．５ｍｍ〜０．９ｍ
ｍとしているのは、０．５ｍｍよりも小さいと十分な強
度が得られないからであり、０．９ｍｍを越えると、強
度はコード径の二乗に比例して大きくなるので、強度の
面においては優れるが、屈曲変形時においてコードの最
外層にかかる歪もコード径に比例して大きくなるので、
屈曲疲労寿命が短くなるからである。

【００１５】

【作用】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 で、素線径が３６μｍ〜１００μｍである金属微
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
されてコードとされ、コード径が０．５ｍｍ〜０．９ｍ
ｍであるので、ベルト強度が高くなり、耐屈曲疲労性が
大幅に向上する。

【００１６】

【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。

【００１７】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、２は組成
がＣ：０．０５〜０．２％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、
Ｍｎ：０．７〜２．０％、残部Ｆe の金属微結晶繊維か
らなる金属素線、３は金属素線２を適宜使用するベルト
に応じて多数本選定し引き揃えて下撚りを加えた下撚り
糸であって、上記コード１は、３本の下撚り糸３を集め
てさらに上撚りして構成され、コード径が０．５ｍｍ〜
０．９ｍｍとなるようにされている。尚、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 で、素線径が３
６μｍ〜１００μｍの金属微結晶繊維で形成されてい
る。

【００１８】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。

【００１９】上記歯付ベルト１１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、ＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲ、ＣＲ、ＣＳＭ、
アルキル化ＣＳＭ、ＥＰＤＭ、ＥＰ、ＢＲ、ＩＲ、弗素
ゴム等が用いられる。

【００２０】また、上述のコード１３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。

【００２１】上記実施例では、金属素線を多数本引き揃
えて下撚りし、この下撚り糸をさらに適宜数集めて加撚
してコードとされるものについて適用した例であるが、
金属素線の多数本を引き揃えて加撚してコードとされる
ものについても適用することができる。

【００２２】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強度評価及び屈曲疲労試験について
説明する。

【００２３】本発明例１のベルト 組成がＣ：０．１５％、Ｓｉ：０．８％、Ｍｎ：１．５
％、残部Ｆe の金属微結晶繊維で形成される金属素線
（商品名サイファ、神戸製鋼（株）製、素線径５０μ
ｍ）を１５本用いて０．８回／ｃｍでもって下撚りした
下撚り糸を１０本集め、さらにそれら下撚り糸を下撚り
方向とは逆の方向に０．８回／ｃｍでもって上撚りをか
け、コード径を０．８７ｍｍとしたものを抗張体として
用いた。そして、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。

【００２４】このコードを、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部の上に、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。

【００２５】比較例１のベルト 金属素線がステンレス鋼で構成される点を除き、本発明
例１と同じである。

【００２６】本発明例２〜７、比較例２〜１３のベルト 組成がＣ：０．１５％、Ｓｉ：０．８％、Ｍｎ：１．５
％、残部Ｆe の金属微結晶繊維で形成される金属素線
（商品名サイファ、神戸製鋼（株）製）を用い、その素
線径とコード径を、表１に示すように設定したほかは、
本発明例１と同様とする歯付ベルトを得た。

【００２７】

【表１】 試験要領 図３に示すように、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，…，２
２，…に巻き掛け、ウェイト２４によって歯付ベルト２
３に所定のテンションを掛けた状態で走行させた。尚、
上記各小径プーリ２２，…の直径は３０ｍｍである。ま
た、歯付ベルト２３が一巡して上記４つの小径プーリ２
２，…を各々１回ずつ通過すること、つまり、各小径プ
ーリ２２，…によるベルト屈曲回数４回をもって４サイ
クルとした。

【００２８】試験結果 表２〜表４に示す通りである。尚、表２は１９ｍｍ幅の
ベルトの強度を示す。また、表３はベルト強力維持率で
もって屈曲疲労性を示す。表４の実施例２〜７及び比較
例２〜１３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。

【００２９】

【表２】

【表３】

【表４】 表２に示す結果より、本発明例１は、ベルト強力におい
て比較例１よりも優れている。

【００３０】また、表３に示す結果より、本発明例１
は、比較例１よりもベルト強力維持率において優れる。

【００３１】さらに、表４及び図４、図５より、本発明
例２〜７は、本発明例２〜１３よりもベルト強力維持率
において優れる。尚、図４において、Ａはコード径０．
６５±０．０２ｍｍ、Ｂはコード径０．８８±０．０２
ｍｍ、Ｃはコード径１．０５±０．０２ｍｍ、Ｄはコー
ド径０．４５±０．０２ｍｍのものを示し、図５におい
て、Ｅは素線径２０μｍ、Ｆは素線径３０μｍ、Ｇは素
線径３６μｍ、Ｈは素線径５０μｍ、Ｉは素線径１００
μｍ、Ｊは素線径１１５μｍのものを示す。

【００３２】上記実施例は、歯付ベルトに適用した例で
あるが、これに限定されず、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は
勿論、搬送用ベルトに対しても適用することができる。

【００３３】

【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 で、素線径が３
６μｍ〜１００μｍの金属微結晶繊維で形成され、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、コード径が０．５〜０．９ｍｍとなるようにしてい
るので、ベルト強度が高くなり、耐屈曲疲労性を大幅に
向上させることができる。

【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】素線径と屈曲疲労後の強度維持率の関係を示す
図である。

【図５】コード径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

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、 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 で、素線径が３６μｍ〜１００μｍである金属微結
   晶繊維で形成され、上記コードの径が０．５ｍｍ〜０．
   ９ｍｍであることを特徴とするベルトの抗張体。