JPH0811974B2

JPH0811974B2 - 歯付ベルト

Info

Publication number: JPH0811974B2
Application number: JP4225038A
Authority: JP
Inventors: 高秀水野; 信隆大迫; 武史村上; 恭典中井
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1991-10-09
Filing date: 1992-07-31
Publication date: 1996-02-07
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPH05215186A

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に係り、耐熱
性、耐屈曲性そして耐摩耗性をともに改善した歯付ベル
トに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の歯付ベルトは、クロロプレンを原
料ゴムとするゴム配合物を歯ゴムと背ゴムに、ＳＢＲ系
のビニルピリジンラテックスをラテックス成分とするＲ
ＦＬ（レゾルシン・ホルマリン・ラテックス）液にて接
着処理されたガラス繊維コードもしくはアラミド繊維コ
ードを心線に、そして捲縮加工されたナイロンを緯糸と
してベルト長手方向に使用された歯布から構成されてい
る。

【０００３】自動車用ＯＨＣ駆動（オーバーヘッドカム
駆動）の歯付ベルトは、エンジンルームのコンパクト化
やＦＦ化によって使用する環境温度が高温となり、従来
のクロロプレンを原料ゴムとする歯付ベルトでは、背ゴ
ムや歯元部のクラックから歯欠けに至る現象、又は高温
下での屈曲によるガラス心線の劣化によってベルトが切
断しやすかった。そこで、近年特に自動車用歯付ベルト
の長寿命化の要求に対して、クロロスルフォン化ポリエ
チレン（ＣＳＭ）やアクリロニトリル−ブタジエン共重
合体を水素添加して得られる水素化ニトリルゴム（ＨＮ
ＢＲ）がゴム配合物の原料ゴムとして使用されるように
なってきた。例えば、特開昭６２−１５９８２７号公報
に開示されている。

【０００４】一方、心線としては一部アラミド繊維が使
用されているが、依然としてガラス繊維コードが主に使
用され、歯布としてはクロロプレンの歯付ベルトと同様
にナイロン帆布が使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、歯付ベルトの
走行寿命は、背ゴムや歯ゴムのゴム組成物、心線である
ガラス繊維コードもしくはアラミド繊維コードの接着
層、そして歯布の材質等がそれぞれ密接な関係にあって
互いに相互作用している。例えば、歯付ベルトを高温環
境下で走行させた場合、たとえ耐熱性を有する水素化ニ
トリルゴムやクロロスルフォン化ポリエチレンゴムから
なるゴム組成物を背ゴムや歯ゴムに使用しても、ガラス
繊維コードもしくはアラミド繊維コードに付着したレゾ
ルシン・ホルマリン・ラテックス液の固型物が熱老化
し、ガラス繊維コードと該ゴム組成物間は接着力の低下
によって剥離した。更に、ベルトの耐屈曲性も大きく低
下した。

【０００６】また、このような走行条件下では、プーリ
歯部と接するベルト歯底の歯布も早期に摩耗して、ベル
ト歯部を充分に保護できず、ベルト歯元部からクラック
を発生させる要因となっていた。本発明はこのような問
題点を改善するものであり、高温環境したの走行でも耐
熱性、耐屈曲性、耐摩耗性を維持して走行寿命の長い歯
付ベルトを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の特徴は長
さ方向に沿って配置した複数の歯ゴムと、心線を埋設し
た背ゴムとを有し、上記歯ゴムの表面に歯布を被覆した
歯付ベルトであり、前記歯ゴムと背ゴムが、アクリロニ
トリル−ブタジエン共重合体の分子中の２重結合が８０
％以上水素添加された水素化ニトリルゴムあるいはクロ
ロスルフォン化ポリエチレンゴムを原料ゴムとする有機
過酸化物によって架橋されたゴム弾性体であり、また心
線がレゾルシン−ホルマリン−ラテックス液を付着させ
たガラス繊維コードあるいはアラミド繊維コードであっ
て、上記レゾルシン−ホルマリン−ラテックス液のラテ
ックス成分の固型分として少なくとも６０重量％がアク
リロニトリル−ブタジエン共重合体の分子中の２重結合
のうち８０％以上が水素添加された水素化ニトリルある
いはクロロスルフォン化ポリエチレンのラテックスであ
る。また、歯布としてはベルト長手方向にアラミド繊維
を５０ｖｏｌ％以上を含む糸からなる帆布を用いる。

【０００８】第１図は本発明に係る歯付ベルトの断面斜
視図であり、歯付ベルト１はベルト長手方向に沿って複
数の歯ゴム２とガラス繊維コードあるいはアラミド繊維
コードからなる心線３を埋設した背ゴム４とからなり、
上記歯ゴム２の表面には歯布５が貼着されている。前記
歯ゴム２及び背ゴム４に使用される原料ゴムの水素化ニ
トリルゴムは、水素添加率が８０％以上であり、耐熱性
及び耐オゾン性の特性を発揮するために好ましくは９０
％以上が良い。水素添加率８０％未満の水素化ニトリル
ゴムは、耐熱性及び耐オゾン性は極度に低下する。

【０００９】水素化ニトリルゴムあるいはクロロスルフ
ォン化ポリエチレンゴムを架橋するのに使用する有機過
酸化物は、加工時の温度で架橋反応が極度に進行しない
ものであればいずれでも良く、好ましくは半減期が１０
時間で分解温度が８０℃以上であるジアルキルパーオキ
サイドが良い。例えば、ジ−ｔ−ブチル−パーオキサイ
ド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオ
キサイド、２．５−ジメチル−２．５ジ（ｔ−ブチルパ
ーオキシ）ヘキサン、ベンゾイル−パーオキサイド、
α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）
ベンゼン等が挙げられる。

【００１０】有機過酸化物の配合量は原料ゴム１００重
量部に対し、１／１０〜１／１０００モルが通常使用さ
れる。又、ゴム組成物の他の配合剤としては有機過酸化
物の反応を極度に抑制しない老化防止剤や、補強剤とし
てカーボンブラック可塑剤、及び共架橋剤等が配合され
る。

【００１１】ガラス繊維コードあるいはアラミド繊維コ
ードの処理に用いるＲＦＬ液は、従来そのラテックス成
分がビニルピリジン−スチレン−ブタジエン３元共重合
体を乳化したラテックスを主にその他ブタジエン−スチ
レン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体
等をブレンドして用いられてきた。しかし、これらのビ
ニルピリジンラテックスを主とするラテックスを使用し
たＲＦＬ液で処理されたガラス繊維コードあるいはアラ
ミド繊維コードは、ゴム組成物中に埋設された場合、ゴ
ム組成物中の有機過酸化物の分解の際に発生するラジカ
ルによって架橋反応が極度に進行し、ガラス繊維コード
あるいはアラミド繊維コードのフィラメントの周りに付
着されたＲＦＬ液がベルト加硫時に硬化し、コードの柔
軟性が失われる。このためベルトが使用により屈曲され
ると、フィラメントが切損し、引っ張り強さの低下を引
き起こし、早期にベルトが切断する現象が見られた。特
に、ガラスフィラメントは元来柔軟性に欠けるため、屈
曲疲労しやすい。

【００１２】これに対し、水素化ニトリルゴム及びクロ
ロスルフォン化ポリエチレンのラテックスを使用したＲ
ＦＬ液ににて処理されたガラス繊維コードあるいはアラ
ミド繊維コードは、ベルト加硫時の硬化が起こりにくく
耐屈曲性も優れることが見出された。この原因として
は、ラテックス成分のポリマー種による有機過酸化物に
対する架橋効率の差のためであると考えられる。つま
り、ゴム配合物の原料ゴムである水素化ニトリルゴムあ
るいはクロロスルフォン化ポリエチレンゴムの架橋を行
うための有機過酸化物の量では、通常のガラス繊維コー
ドあるいはアラミド繊維コードのＲＦＬ液のラテックス
種として用いられるビニルピリジン、ＳＢＲ等は架橋効
率が高いため架橋による３次元構造が極度に進行し、む
しろ架橋により樹脂化が進行するものと考えられる。架
橋効率がベルト本体の原料ゴムと同等以下のポリマーと
しては、ＣＲ、ＮＲ、ＩＲ、ＮＢＲが考えられるが、こ
れらのポリマーのラテックスは耐熱性が悪いため、歯付
ベルトの実使用に対して意味がない。そのため、架橋効
率の低い水素化ニトリルゴム及びクロロスルフォン化ポ
リエチレンのラテックスを使用すれば、接着層の硬化が
小さい。

【００１３】以上の架橋効率及び耐熱性の両面から、使
用しうるラテックスとしては、８０％以上水素添加され
た水素化ニトリルゴム、又はクロロスルフォン化ポリエ
チレンラテックスが少なくともラテックス全量のうち６
０重量％あるＲＦＬ液である必要がある。６０重量％未
満では他のポリマーラテックスの硬化により、極度に繊
維コードの耐屈曲性が低下する。歯付ベルトの長寿命化
はゴム弾性体として有機過酸化物架橋される水素化ニト
リルゴムあるいはクロロスルフォン化ポリエチレンゴム
を使用し、且つガラス繊維コードあるいはアラミド繊維
コードの処理剤であるＲＦＬ液のラテックス成分の６０
重量％以上を水素化ニトリルゴム又はクロロスルフォン
化ポリエチレンのラテックスとすることにより、耐熱性
と耐屈曲性に優れる歯付ベルトが得られる。

【００１４】ベルト使用の際において負荷とともに張力
の大きい条件下では、歯付ベルトの歯布５が異常に摩耗
を起こし、歯元部にクラックが生じ、やがて歯欠けによ
る寿命となる場合がある。高負荷、高張力の条件下では
さらに歯布５の補強が必要である。そのため本発明者等
は歯布５として用いられる帆布の組成及び構成を下記の
ものとすることにより耐摩耗性及び耐歯欠け性を向上さ
せることを見出した。

【００１５】歯布５として用いられる帆布の組成は、従
来の６．６ナイロンに代わってアラミド繊維をベルト長
手方向に少なくとも５０ｖｏｌ％含む糸を打ち込むこと
によって達成された。アラミド繊維はパラ系繊維のフィ
ラメント糸（例えば、商品名ケブラー、テクノーラ、ト
ワロン）のマルチ糸、又はメタ系繊維（例えば、商品名
ノーメックス、コーネックス等）の紡績糸のいずれでも
良い。ベルト長手方向に使用する糸の構成として、上記
のアラミド繊維を帆布に打ち込む方法は、アラミド糸単
独又は他の繊維との合撚糸の使用、あるいはアラミド糸
及び他の繊維との交互打ち込み等のいずれでも良く、ベ
ルト長手方向のアラミド繊維の割合が５０ｖｏｌ％以上
であれば打ち込み方法に制限がない。

【００１６】上記のベルト長手方向に５０ｖｏｌ％以上
のアラミド糸を含む帆布を、有機過酸化物架橋された水
素化ニトリルゴム組成物あるいはクロロスルフォン化ポ
リエチレンゴム組成物、及び水素化ニトリルゴムあるい
はクロロスルフォン化ポリエチレンラテックスを使用し
たＲＦＬ液にて処理されたガラス繊維コードあるいはア
ラミド繊維コードと接着させるために、同様の水素化ニ
トリルゴムをラテックス成分として用いるＲＦＬ液で処
理又はイソシアネート、エポキシにて処理する。

【００１７】

【作用】本発明の歯付ベルトでは、歯ゴムと背ゴムがア
クリロニトリル−ブタジエン共重合体の分子中の２重結
合が８０％以上の水素添加された水素化ニトリルゴムあ
るいはクロロスルフォン化ポリエチレンであって有機過
酸化物によって架橋されたゴム弾性体であり、且つ心線
としてＲＦＬ液のラテックス成分として少なくとも６０
重量％が前記同様の水素化ニトリルあるいはクロロスル
フォン化ポリエチレンのラテックスを組み合わせて使用
することで、心線に付着した接着層が硬化しにくくて柔
軟性を保持し、これによって高温雰囲気下でしかも多軸
走行させても走行前のベルトの引張強さはもちろん、走
行後のベルトの引張強さ、引張強さの保持率、更にベル
ト耐熱性、耐屈曲性において優れている。

【００１８】

【実施例】以下実施例にて詳細に説明する。実施例１〜８、比較例１〜６溶融紡糸され、シランカップリング剤で表面処理された
素線径約９ｍｍのガラス繊維フィラメント約２００本を
束ねてストランドとし、３本のストランドを引き揃えて
表１の各ＲＦＬ液中に浸漬し、１３０℃で２分間乾燥、
２５０〜３００℃で２分間ベーキング後、下撚りを約１
２回／１０ｃｍにてＳ方向に撚った下撚り糸と、同回数
Ｚ方向に撚った下撚り糸を準備した。

【００１９】

【表１】

【００２０】次にＳ方向の下撚り糸を１３本引き揃え、
上撚りを約８回／１０ｃｍの割合でＺ方向に撚られたガ
ラス繊維コードとし、また同様にＺ撚り下撚り糸を同様
に１３本引き揃え、Ｓ方向に８回／１０ｃｍの撚り数の
ガラス繊維コードとし、各ＲＦＬ液に対し、上撚り方向
がＳ、Ｚの各一対のＲＦＬ処理ガラス繊維コードとし
た。そして、各ＲＦＬ処理ガラス繊維コードを背ゴム、
歯ゴムそして歯布に接着させるために、更にゴム組成物
を溶剤に溶解させ、イソシアネートを添加したオーバー
コート液に浸漬、乾燥させてベルト用心線となるガラス
繊維コードを作製した。

【００２１】歯布として、経糸に２１０デニールの６．
６ナイロン、緯糸に１４０デニールの６．６ナイロンを
２本と、１４０デニールのウレタン弾性糸を引き伸ばし
て合撚したものを使用し、構成は６．６ナイロン〔２１
０^D／１×（６．６ナイロン１４０^D／２＋ウレタン１
４０^D／１）／１〕／〔１２０本／５ｃｍ×１３０本／
５ｃｍ〕の２／２綾織帆布を製織した。製織後、帆布を
水中にて振動を与えて製織時の幅の１／２幅まで収縮さ
せた後、表２のゴム配合物（ａ）をメチルエチルケトン
中に溶解し、イソシアネートを添加した処理液に浸漬、
乾燥し０．９ｍｍの歯布用処理帆布とした。上記帆布は
緯糸方向をベルトの長手方向に使用される。

【００２２】

【表２】

【００２３】走行試験用ベルトの作成は、歯布として前
記の６．６ナイロン処理帆布を、背ゴム、歯ゴムのゴム
配合物として表２の有機過酸化物架橋される水素化ニト
リルゴム配合物（ａ）と表３の硫黄架橋される水素化ニ
トリルゴム配合物（ｂ）を、心線として表１の各ＲＦＬ
処理液により処理されたガラス繊維コードとを組み合わ
せることにより、従来の圧入法によって得た。ベルトの
サイズは８８ＺＡ１９（ベルトの歯型：ＺＡタイプ、歯
数：８８、ベルト幅：１９．１ｍｍ、歯ピッチ：９．５
２５ｍｍ）であった。

【００２４】

【表３】

【００２５】各ベルトを多軸走行試験機にて雰囲気温度
１００℃、駆動プーリの回転数５，５００ｒｐｍ、軸荷
重５０ｋｇにて５００時間走行させた後のベルトの引張
強さを測定した結果を表４に示す。上記多軸走行試験機
では、駆動プーリ（歯数２０）と３つの従動プーリ（い
ずれも歯数２０）が相対向するように上下左右に配列さ
れ、各プーリ間にはアイドラープーリ（直径３０ｍｍ）
が設けられている。歯付ベルトは前記４つのプーリに巻
き掛けられ、１つの従動プーリに与えられた荷重（５０
ｋｇ）により張力を受ける。

【００２６】

【表４】

【００２７】ゴム配合物が有機過酸化物にて架橋された
場合でしかもＲＦＬ液のラテックス成分の固型分として
水素化ニトリルゴムあるいはクロロスルフォン化ポリエ
チレンゴムが６０％未満の場合（比較例１〜４）には、
極端に走行後の引張強さが低下している。また、比較例
５、６の硫黄加硫系ゴム配合物を使用したベルトの引張
強さの保持率が非常に低下していることにより、特に有
機過酸化物架橋されるゴム配合物を使用した場合は、水
素化ニトリル及びクロロスルフォン化ポリエチレンのラ
テックスの使用は効果があることが判る。

【００２８】実施例９〜１１、比較例７〜１１実施例１〜８で作成したベルトの一部を３軸走行試験機
のレイアウトにて、雰囲気温度１２０℃、駆動プーリの
回転数７，２００ｒｐｍ、従動プーリの負荷５ｐｓ、初
張力１５ｋｇｆにて１，０００時間走行後のベルト引張
強さ測定した結果を表５に示す。尚、３軸走行試験機は
駆動プーリ（歯数１８）と１つの従動プーリ（歯数３
６）とからなり、両プーリ間にテンションプーリ（直径
５２ｍｍ）を有している。

【００２９】

【表５】

【００３０】実施例１〜８と同様に１，０００時間、３
軸走行後のベルト引張強さも、有機過酸化物架橋される
ゴム配合物を使用したベルトは、ガラス心線のＲＦＬ液
のラテックス成分の固型分の成分として水素化ニトリル
又はクロロスルフォン化ポリエチレンが６０％未満の場
合に極端に引張強さが低下する。

【００３１】実施例１２〜１５、比較例１２〜１４実施例１〜８で使用した歯布用帆布の材質及び構成を表
６の通りとして、実施例１〜８と同一の接着処理を施
し、表７の各部材からなるベルトＮｏ．Ｂ−１５〜Ｂ−
２１までのベルトを実施例１〜８と同一サイズのベルト
を作成した。高温雰囲気中で高負荷条件下でのベルトの
耐歯欠け性及び歯布の耐摩耗性を測定するため、ベルト
を駆動プーリ（歯数１８）と２つの従動プーリ（いずれ
も歯数１８）に１２０°で巻き掛け、１２０℃雰囲気
中、駆動プーリの回転数６，０００ｒｐｍ、従動プーリ
の負荷７ｐｓ、従動プーリの噛み合い歯数６歯として、
歯欠け寿命時間のそ測定と、ベルトの寿命時外観を観測
した結果を表７に示す。

【００３２】

【表６】

【００３３】

【表７】

【００３４】表７の結果より、歯布の長手方向の糸の組
成が５０ｖｏｌ％以上のアラミド糸からなる帆布を使用
したベルトの歯欠けに至る寿命は，アラミド糸が５０ｖ
ｏｌ％以下及び脂肪族ポリアミドからなる帆布を使用し
たベルトより長く、又歯布の摩耗も少ないことが明らか
である。

【００３５】実施例１６〜２６、比較例１５〜２５アラミド繊維（商品名テクノーラ：帝人社製）１５００
デニールを２本引き揃えたストランドを１５回／１０ｃ
ｍの割合でＳ方向又はＺ方向に撚りをかけて、Ｓ、Ｚ各
一対のアラミド繊維コードを作製し、Ｓ、Ｚアラミド繊
維コードを表１の各ＲＦＬ液中に浸漬し、１３０°Ｃで
２０分間乾燥し、２００〜２５０°Ｃで２分間ベーキン
グ後、更に実施例１〜８と同様に表２あるいは表３に示
すゴム組成物を溶剤に溶解させ、イソシアネートを添加
したオーバーコート液に浸漬、乾燥させてベルト用心線
となるアラミド繊維コードを作製した。上記アラミド繊
維コードを用いて、実施例１〜８と同様に歯付ベルトを
作製するとともに、走行試験を行った。その結果を表８
に示す。

【００３６】

【表８】

【００３７】また、この歯付ベルトを実施例９〜１１と
同様の試験方法でベルト引張強さ測定した結果を表９に
示す。

【００３８】

【表９】

【００３９】これらの結果より、アラミド繊維コードを
使用した場合も、ガラス繊維コードと同様に水素化ニト
リル及びクロロスルフォン化ポリエチレンのラテックス
を使用した場合の効果がある。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明の歯付ベルトでは、
歯ゴムと背ゴムがアクリロニトリル−ブタジエン共重合
体の分子中の２重結合が８０％以上の水素添加された水
素化ニトリルゴムあるいはクロロスルフォン化ポリエチ
レンであって有機過酸化物によって架橋されたゴム弾性
体であり、且つ心線としてＲＦＬ液のラテックス成分と
して少なくとも６０重量％が前記同様の水素化ニトリル
あるいはクロロスルフォン化ポリエチレンのラテックス
を使用することにより、高温雰囲気下でしかも多軸走行
させても走行前のベルトの引張強さはもちろん、走行後
のベルトの引張強さ、そして引張強さの保持率が優れて
おり、更にベルト耐熱性、耐屈曲性において優れてい
る。

【００４１】しかも、歯布としてベルト長手方向の糸に
アラミド繊維を５０ｖｏｌ％以上含めたものを使用する
ことにより、ベルト歯元部のクラックが起こりにくく耐
久性に優れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歯付ベルトの斜視図である。

【符号の説明】

１歯付ベルト２歯ゴム３心線４背ゴム５歯布

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長さ方向に沿って配置した複数の歯ゴム
と、心線を埋設した背ゴムとを有し、上記歯ゴムの表面
に歯布を被覆した歯付ベルトにおいて、前記歯ゴムと背
ゴムが、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体の分子
中の２重結合が８０％以上水素添加された水素化ニトリ
ルゴムあるいはクロロスルフォン化ポリエチレンゴムを
原料ゴムとする有機過酸化物によって架橋されたゴム弾
性体であり、また心線がレゾルシン−ホルマリン−ラテ
ックス液を付着させたガラス繊維コードもしくはアラミ
ド繊維コードであって、上記レゾルシン−ホルマリン−
ラテックス液のラテックス成分の固型分として少なくと
も６０重量％がアクリロニトリル−ブタジエン共重合体
の分子中の２重結合のうち８０％以上が水素添加された
水素化ニトリルあるいはクロロスルフォン化ポリエチレ
ンのラテックスであることを特徴とする歯付ベルト。
【請求項２】歯布の構成がベルト長手方向にアラミド
繊維を５０ｖｏｌ％以上含む糸からなる請求項１記載の
歯付ベルト。