JPH09100879A - 歯付きベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 噛合面に帆布５を貼着した歯付きベルト１に
おいて、前記帆布５における歯付きベルト１の長さ方向
に延びるたて糸９が、合成繊維の捲縮加工糸よりなる芯
糸１６の周囲に、高強度高耐熱性繊維糸よりなる中間糸
１７を巻回し、さらにその周囲に通常の合成繊維糸より
なる被覆糸１８を巻回してなる、複合糸条１５である。 【効果】 歯付きベルト１におけるゴムは複合糸条１５
の芯糸１６及び被覆糸１８に対して良好に接着し、且つ
その両糸１６，１８は、歯付きベルト１使用初期に熱劣
化により分解することがない。また帆布５の強度は高強
度高耐熱性繊維糸よりなる中間糸１７が負担するので、
強度が大きく且つ耐熱性にも優れており、歯付きベルト
１として耐摩耗性に優れ、噛合面における帆布５の剥が
れが生じにくく、使用により歯が欠けたりすることがな
く、耐久性の優れたものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動力伝達用の歯付きベ
ルトに関するものである。

【０００２】一般に歯付きベルト１は、図１に示される
ように、ゴム製の本体部分２の片面に噛合歯３が形成さ
れており、本体部分２にはその長さ方向に抗張体４が埋
入されている。そして歯付きベルト１の噛合面には、歯
形の表面に沿って帆布５が貼付けられている。

【０００３】歯付きベルト１を製造する際には、図２
（ａ）に示すように、表面に噛合歯３の雌型６を刻設し
た円筒状の金型７の外周に、ＲＦＬなどの接着処理を施
した筒状の帆布５を嵌合し、その外側に抗張体４を巻回
し、さらにその外側にゴム生地８を配置する。

【０００４】そしてゴム生地８を加熱加圧することによ
り、図２（ｂ）に示すように、ゴム生地８は抗張体４の
間隔を通して雌型６に押込まれて加硫され、噛合歯３を
成型する。このとき帆布５は、ゴム生地８と共に雌型６
に押込まれ、噛合歯３の表面に沿って貼着されて、歯付
きベルト１の噛合面を形成する。

【０００５】而して帆布５は図１に示すように、歯付き
ベルト１の長さ方向に延びるたて糸９と、これに交差す
るよこ糸１０とよりなっており、最初は歯付きベルト１
の周長にほぼ一致する長さを有しているが、噛合歯３の
成型時には歯付きベルト１の歯形に沿った長さを有する
ものとなる。そのためこの帆布５を構成するたて糸９
は、歯付きベルト１の長さ方向に向かって、容易に伸長
するものであることが必要とされる。

【０００６】

【従来の技術】従来、歯付きベルトの噛合面に貼着した
帆布としては、例えば、実開昭６２−２０４０５９号公
報に示されるように、歯付きベルト長さ方向に延びるた
て糸９としてナイロン繊維を捲縮加工したものが使用さ
れていた。

【０００７】この種の歯付きベルトは、自動車エンジン
のカム駆動用などとして広く使用されているが、近年自
動車エンジンの高性能化に伴い、歯付きベルトの高負荷
化とエンジンルームの高温化のため、帆布の耐久性をよ
り向上させる必要があり、前記たて糸９として高強度高
耐熱性の芳香族ポリアミド繊維糸を使用することが検討
されている。

【０００８】しかしながら、この芳香族ポリアミド繊維
糸は、捲縮加工が非常に困難であるため、前記従来の歯
付きベルトの構造において、帆布５のたて糸９としての
ナイロン繊維の捲縮加工糸を、そのまま芳香族ポリアミ
ド繊維の捲縮加工糸に置換えることが困難であった。

【０００９】そのため特公昭６３−１５６２８号公報に
は、帆布の歯付きベルト長さ方向に延びるたて糸９とし
て、ポリウレタン弾性糸の周囲に芳香族ポリアミド繊維
糸を巻回した複合糸条を使用することが示されている。

【００１０】しかしながらこの複合糸条においては、ポ
リウレタン弾性糸と芳香族ポリアミド繊維糸とが滑りや
すく、また芳香族ポリアミド繊維糸は剛直な糸であるた
め、この複合糸条をたて糸９とした帆布５においては、
ポリウレタン弾性糸が収縮した状態において、その周囲
に巻回された芳香族ポリアミド繊維糸が、周囲にループ
状に突出し、不均一な外観を有した厚いものとなる。ま
たループ状に突出した芳香族ポリアミド繊維糸が歯底部
においてプーリー歯と接触し、局部的な摩耗を受けるた
め歯付きベルトの耐久性が低下する。

【００１１】そのため特開平５−１１８３８８号公報に
記載された発明では、帆布の歯付きベルト長さ方向に延
びるたて糸９として、ポリウレタン弾性糸の周囲にパラ
系芳香族ポリアミド繊維の紡績糸を巻回し、さらにその
上に合成繊維の捲縮糸を巻回した複合糸条を使用するこ
とが示されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この複
合糸条をたて糸９とした帆布５は、歯付きベルト成型時
に伸長され、この複合糸条も伸長されるが、伸長された
複合糸条は、図３に示すように、最外層の合成繊維の捲
縮糸１３の巻回している間隔が広がり、ポリウレタン弾
性糸１１とパラ系芳香族ポリアミド繊維の紡績糸１２と
が、複合糸条１４の表面に露出する状態となり、これら
がゴム本体との接着面と歯付きベルト表面とに露出する
ことになる。

【００１３】歯付きベルト表面にパラ系芳香族ポリアミ
ド繊維の紡績糸１２が露出すると、プーリーの歯との接
触により、特に歯底において摩耗されるため、歯付きベ
ルトの耐久性が低下する。

【００１４】またポリウレタン弾性糸はゴムとの接着性
が非常に悪いため、複合糸条１４の表面にポリウレタン
弾性糸１１が露出すると、帆布５とゴム本体８との接着
が著しく低いものとなる。

【００１５】さらにポリウレタン弾性糸は耐熱性に劣る
ため、歯付きベルト使用時においてポリウレタン弾性糸
１１が早期に熱劣化し分解してしまうため、帆布５とゴ
ム本体８との接着が著しく低下する。

【００１６】歯付きベルトは、その噛合面がプーリーと
噛み込み離脱する時に、歯付きベルトの歯底部から歯元
部にかけて、その表面に貼着された帆布を剥がす力が加
わる。そのため帆布と本体ゴムとの接着が低いと歯付き
ベルト歯底部から歯元部にかけて帆布が剥離し、噛合歯
が補強されず亀裂が生じ歯欠けがおこり歯付きベルトの
耐久性が著しく低下するのである。

【００１７】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、帆布５とゴム生地８との接着性に優れ、プーリ
ーとの噛合に伴う耐摩耗性に優れており且つ、優れた耐
熱性を有し、自動車のカム駆動用ベルトなどとして高い
耐久性を有する歯付きベルトを提供することを目的とす
るものである。

【００１８】

【課題を解決する手段】而して本発明は、噛合面に帆布
を貼着した歯付きベルトにおいて、前記帆布における歯
付きベルトの長さ方向に延びるたて糸が、合成繊維の捲
縮加工糸よりなる芯糸の周囲に、高強度高耐熱性繊維糸
よりなる中間糸を巻回し、さらにその周囲に通常の合成
繊維糸よりなる被覆糸を巻回してなる、複合糸条である
ことを特徴とするものである。

【００１９】本発明においては、前記芯糸が、ナイロン
繊維又はポリエステル繊維の捲縮加工糸であることが好
ましい。

【００２０】また本発明における前記中間糸としては、
通常の合成繊維糸より大巾に強度が大きく且つ耐熱性に
優れた高強度高耐熱性繊維糸が使用され、かかる高強度
高耐熱性繊維糸としては、芳香族ポリアミド繊維糸が適
当である。

【００２１】またこの高強度高耐熱性繊維糸としては、
芳香族ポリアミド繊維糸の他、全芳香族ポリエステル繊
維、金属繊維、炭素繊維、ガラス繊維などの糸を使用す
ることもできる。またこれらの高強度高耐熱性繊維糸を
使用する中間糸としては、紡績糸又は嵩高加工糸を使用
するのが好ましい。

【００２２】また前記被覆糸は、ナイロン繊維又はポリ
エステル繊維の嵩高加工糸であることが好ましく、特に
これらの繊維に捲縮加工を施して伸縮性を付与した捲縮
加工糸であることが好ましい。

【００２３】また前記中間糸の周囲に前記被覆糸を巻回
するに当っては、前記中間糸を芯糸に巻回する際の巻回
方向とは、逆方向に巻回することが好ましい。

【００２４】図４は本発明において使用する複合糸条１
５を示すものである。この複合糸条１５において、１６
は芯糸であって、ナイロン繊維又はポリエステル繊維の
仮撚加工糸やスプリング糸などの捲縮加工糸よりなって
いる。

【００２５】１７は高強度高耐熱性繊維糸としての芳香
族ポリアミド繊維の紡績糸よりなる中間糸であって、前
記芯糸１６の周囲に螺旋状に巻回されている。なお、前
記芯糸１６は嵩高いものであるので、芳香族ポリアミド
繊維の紡績糸よりなる中間糸１７を芯糸１６の周囲に巻
回することにより、その中間糸１７は芯糸１６の中に埋
没する。

【００２６】１８は通常の合成繊維糸としてのナイロン
繊維又はポリエステル繊維などの捲縮加工糸よりなる被
覆糸であって、前記芯糸１６に中間糸１７を巻回した巻
回糸１９の周囲に、中間糸１７の芯糸１６に対する巻回
方向とは逆方向に、螺旋状に巻回されている。なお、被
覆糸１８は、無撚状態のものがよい。

【００２７】また歯付きベルト１を成型する際に帆布５
が伸長したときに中間糸１７が表面に露出することがな
いように、複合糸条１５が伸長した状態においても、中
間糸１７が被覆糸１８でほぼ完全に覆われている構成を
とるのが好ましい。そのためには、被覆糸１８の巻回数
を、次の数１に示される式により算出した密度で巻回す
るのが好ましい。

【００２８】

【数１】 Ｔ ＝ １０００√｛１−（Ｌ／πＤ）² ｝／Ｌ Ｔ： 伸長された巻回糸１９に被覆糸１８を巻回する回数 （回／ｍ） Ｌ： 巻回糸１９に被覆糸１８が巻回された状態での糸幅 （mm） Ｄ： 巻回糸１９の直径 （mm）

【００２９】而してこの複合糸条１５を、歯付きベルト
１の長さ方向に延びるたて糸９とし、任意の糸をよこ糸
１０として、帆布５を織成する。なおよこ糸１０の素材
としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維又は芳香族
ポリアミド繊維などの合成繊維を使用することができ
る。

【００３０】なおこの明細書においては、帆布５におけ
る歯付きベルト１の長さ方向に延びる糸を「たて糸」と
称し、これに交差する糸を「よこ糸」と称するが、この
「たて糸」と「よこ糸」との関係は、織物構造学におけ
る「経糸」及び「緯糸」とは必ずしも一致するものでは
なく、帆布５を織成する際の緯糸がたて糸９となり、経
糸がよこ糸１０となることもあり得る。

【００３１】また図面においては片面にのみ歯形を有す
るものが示されているが、本発明の歯付きベルト１はか
かる構造のものに限られるものではなく、両面に歯形を
有するものについても適用することができる。

【００３２】

【作用】而して本発明においては、高強度高耐熱性繊維
糸の中間糸１７が芯糸１６の周囲に螺旋状に巻回されて
いるので、その中間糸１７自体は伸縮性を有しないにも
拘らず、その螺旋が伸びることにより複合糸条１５は大
きな伸縮性を有し、帆布５は歯付きベルト１の長さ方向
に向かって大きな伸長性を有し、容易に歯付きベルト１
を成型することができる。

【００３３】そして芯糸１６を構成する捲縮加工糸の捲
縮によって、複合糸条１５に収縮力が作用し、複合糸条
１５は伸縮性を有する。そして収縮した状態においては
巻回糸１９における中間糸１７は芯糸１６に巻回した状
態であるが、それを伸長したときには、中間糸１７の螺
旋状が解けることにより芯糸１６と中間糸１７とが撚り
合わされた状態となり、主として強度の大きい中間糸１
７が複合糸条１５の強度を負担することとなる。

【００３４】

【発明の効果】従って本発明によれば、芯糸１６が合成
繊維の捲縮加工糸よりなるので複合糸条１５が伸縮性を
有しており、それに伴って当該複合糸条１５をたて糸９
として使用した帆布５は、歯付きベルト１の長さ方向の
伸縮性を有し、歯付きベルト１の成型時にその噛合面に
沿って貼着されることができる。

【００３５】またその帆布５が引伸ばされて歯付きベル
ト１の噛合面に貼着された状態においては、複合糸条１
５における中間糸１７が芯糸１６に埋没しており、高強
度高耐熱性繊維糸よりなる中間糸１７が複合糸条１５の
表面に露出することがなく、複合糸条１５の表面には合
成繊維の捲縮加工糸よりなる芯糸１６と通常の合成繊維
糸よりなる被覆糸１８とが露出し、これらが歯付きベル
ト１を構成するゴムと良好に接着し、高い接着力が得ら
れるのである。

【００３６】また帆布５を歯付きベルト１の噛合面に貼
着した状態においては、主として強度の大きい中間糸１
７が帆布５の長さ方向の強度を負担し、またその中間糸
１７は耐熱性に優れているので、帆布５の強度が大き
く、且つ加熱雰囲気下においても高い強度を維持するこ
とができるのである。

【００３７】また芯糸１６を構成する合成繊維の捲縮加
工糸は、ポリウレタン弾性糸とは異り、歯付きベルト１
の使用初期に熱劣化による分解を起こさないので、接着
力の著しい低下を来たすことがない。

【００３８】また本発明では、中間糸１７を芯糸１６に
巻回することにより、複合糸条１５を伸長時した状態に
おいては、その中間糸１７が芯糸１６の捲縮加工糸に埋
没するような状態となるので、高強度高耐熱性繊維糸よ
りなる中間糸１７が複合糸条１５から突出することな
く、芯糸１６の捲縮加工糸と通常の合成繊維糸とで保護
される。それ故歯付きベルト１表面、特に歯底におい
て、プーリーの歯との接触により中間糸１７が摩耗を受
けることがなく、長期間に亙って強度を維持することが
できる。

【００３９】従って本発明によれば、歯付きベルト１に
おけるゴムは複合糸条１５の芯糸１６及び被覆糸１８に
対して良好に接着し、且つその両糸１６，１８は、歯付
きベルト１使用初期に熱劣化により分解することがな
い。また帆布５の強度は高強度高耐熱性繊維糸よりなる
中間糸１７が負担するので、強度が大きく且つ耐熱性に
も優れており、歯付きベルト１として耐摩耗性に優れ、
噛合面における帆布５の剥がれが生じにくく、使用によ
り歯が欠けたりすることがなく、耐久性の優れたものと
なるのである。

【００４０】また請求項４の発明によれば、前記中間糸
１７として、高強度高耐熱性繊維糸の紡績糸または嵩高
加工糸を使用するので、かかる糸条は柔軟であって剛性
が小さく、且つ被覆糸１８を構成する合成繊維糸と絡み
易いため、中間糸１７が複合糸条１５の表面により露出
しにくくなる。

【００４１】また請求項５の発明によれば、前記被覆糸
１８として、通常の合成繊維糸の嵩高加工糸又は捲縮加
工糸を使用しているので、ＲＦＬなどの接着処理を施し
たときにその処理剤が被覆糸１８の繊維間に浸透し易
く、処理剤の付着量を多くできるので、ゴムとの接着性
をさらに向上させることができ、歯付きベルト１の耐久
性がさらに向上する。また被覆糸１８に対する処理剤の
浸透性が良いため、帆布５の全体としての剛性を高める
ことができ、歯付きベルト１の歯の耐久性及び耐磨耗性
が向上する。

【００４２】また被覆糸１８として伸縮性を有する捲縮
加工糸を使用することにより、巻回糸１９に対する巻回
が容易になり、巻回後に芯糸１６が収縮しても過度の弛
みを生じることがない。

【００４３】また被覆糸１８を、複合糸条１５が伸長さ
れた状態においても、その表面を完全に覆うように密に
巻回することにより、中間糸１７が表面に露出するのを
より確実に阻止することができる。

【００４４】また請求項６の発明によれば、前記被覆糸
１８を中間糸１７の巻回方向とは逆方向に巻回している
ので、中間糸１７を芯糸１６に巻回した外側から被覆糸
１８が締付けることとなり、芯糸１６と被覆糸１８とで
中間糸１７を拘束し、中間糸１７の露出をさらに防止で
きる。

【００４５】

【実施例】以下の各実施例及び比較例の構成で、帆布５
を織成した。

【００４６】［実施例］ たて糸：複合糸条 芯糸 ：ナイロン６６糸 ４２０ｄ捲縮加工糸 中間糸：芳香族ポリアミド繊維糸 ２００ｄ紡績糸 巻回方向：Ｓ方向、巻回数：４５０回／ｍ 被覆糸：ナイロン６６糸 １００ｄ捲縮加工糸 巻回方向：Ｚ方向、巻回数：４５０回／ｍ （芯糸の捲縮加工糸を伸長して単糸が直線上に引揃った状態で、芳香族 ポリアミド繊維糸及び合成繊維糸を上記の通り巻回し、巻回後は捲縮 加工糸の捲縮性を発現させる） よこ糸：ナイロン６６糸 ２１０ｄフィラメント糸 織組織：２／２綾織り 糸密度：たて糸 ６５本／２５ｍｍ よこ糸 ８２本／２５ｍｍ

【００４７】［比較例１］ たて糸：複合糸条 芯糸 ：ポリウレタン弾性糸 ４２０ｄ 被覆糸：芳香族ポリアミド繊維糸 ２００ｄフィラメント糸 巻回方向：Ｓ方向、巻回数：４５０回／ｍ （芯糸を１．７倍に伸長した状態で芳香族ポリアミド繊維糸を上記の通 り巻回し巻回後はほぼ芯糸の原長まで復帰させる） よこ糸：ナイロン６６糸 ２１０Ｄフィラメント糸 織組織：２／２綾織り 糸密度：たて糸 ６５本／２５ｍｍ よこ糸 ８２本／２５ｍｍ

【００４８】［比較例２］ たて糸：複合糸条 芯糸 ：ポリウレタン弾性糸 ４２０ｄ 中間糸：芳香族ポリアミド繊維糸 ２００ｄ紡績糸 巻回方向：Ｓ方向、巻回数：４５０回／ｍ 被覆糸：ナイロン６６糸 １００ｄ捲縮加工糸 巻回方向：Ｚ方向、巻回数：４５０回／ｍ （芯糸を１．７倍に伸長した状態で芳香族ポリアミド繊維糸及び合成繊 維糸を上記の通り巻回し、巻回後はほぼ芯糸の原長まで復帰させる） よこ糸：ナイロン６６糸 ２１０Ｄフィラメント糸 織組織：２／２綾織り 糸密度：たて糸 ６５本／２５ｍｍ よこ糸 ８２本／２５ｍｍ

【００４９】［歯付きベルトの製作］上記各実施例及び
比較例の帆布を使用して、当該帆布を歯形の噛合面に貼
着した歯付きベルトを成型した。当該歯付きベルトは、
ベルト幅１９．１mm、歯数９２、歯ピッチ９．５２５mm
である。

【００５０】［帆布物性］上記各実施例及び比較例より
得られた歯付きベルトにおける、帆布の厚さ、強度及び
接着力は、表１に示す通りであった。

【００５１】

【表１】

【００５２】［駆動試験］前記各実施例及び比較例の歯
付きベルトを、図５に示す試験機２０にかけて、駆動試
験を行った。

【００５３】この試験機２０は、原動プーリー２１（歯
数２０）と従動プーリー２２（歯数４０）とに歯付きベ
ルト１を掛渡し、アイドルプーリー２３でベルトのテン
ションを調節し、これを加熱ボックス２４内に収容する
ものであって、加熱ボックス２４内を所定の温度条件に
設定した状態で、原動プーリー２１で歯付きベルト１を
回転駆動し、その耐久性を測定するものである。

【００５４】試験条件としては、加熱ボックス２４内の
温度を１２０℃及び１４０℃とし、換気装置２１の駆動
回転数を６０００rpmに設定し、歯付きベルト１が損耗
するまでの時間を測定した。

【００５５】また１４０℃で２８０時間駆動した後の、
帆布の接着力をも測定した。

【００５６】駆動試験の結果は次の表２の通りであっ
た。

【００５７】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】 歯付きベルトの一部の斜視図

【図２】 歯付きベルトを成型する状態を示す主要部の
断面図

【図３】 従来の歯付きベルトにおけるたて糸となる複
合繊維の正面図

【図４】 本発明の歯付きベルトにおけるたて糸となる
複合繊維の正面図

【図５】 駆動試験用の試験機の斜視図

【符号の説明】 １ 歯付きベルト ５ 帆布 ９ たて糸 １０ よこ糸 １５ 複合糸条 １６ 芯糸 １７ 中間糸 １８ 被覆糸 １９ 巻回糸

フロントページの続き (72)発明者 一色 重洋 奈良県大和郡山市池沢町172番地 ユニッ タ株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 噛合面に帆布（５）を貼着した歯付きベ
   ルト（１）において、前記帆布（５）における歯付きベ
   ルト（１）の長さ方向に延びるたて糸（９）が、合成繊
   維の捲縮加工糸よりなる芯糸（１６）の周囲に、高強度
   高耐熱性繊維糸よりなる中間糸（１７）を巻回し、さら
   にその周囲に通常の合成繊維糸よりなる被覆糸（１８）
   を巻回してなる、複合糸条（１５）であることを特徴と
   する、歯付きベルト
2. 【請求項２】 前記芯糸（１６）が、ナイロン繊維又は
   ポリエステル繊維の捲縮加工糸であることを特徴とす
   る、請求項１に記載の歯付きベルト
3. 【請求項３】 前記中間糸（１７）が、芳香族ポリアミ
   ド繊維糸よりなることを特徴とする、請求項１又は２に
   記載の歯付きベルト
4. 【請求項４】 前記中間糸（１７）が、高強度高耐熱性
   繊維糸の紡績糸又は嵩高加工糸であることを特徴とす
   る、請求項１、２又は３に記載の歯付きベルト
5. 【請求項５】 前記被覆糸（１８）が、ナイロン繊維又
   はポリエステル繊維の嵩高加工糸又は捲縮加工糸である
   ことを特徴とする、請求項１、２、３又は４に記載の歯
   付きベルト
6. 【請求項６】 前記被覆糸（１８）を、前記中間糸（１
   ７）の巻回方向とは、逆方向に巻回したことを特徴とす
   る、請求項１、２、３、４又は５に記載の歯付きベルト