JPH09119483A - 歯付ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】歯付ベルトの耐熱性を向上させる。 【解決手段】歯布２のベルト長手方向に延びる糸６に、
ナイロンのウーリー糸を芯糸としそのまわりにアラミド
系牽切紡績糸が鞘糸としてコイル状に巻き付けられたカ
バーリング糸を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歯付ベルトに関
し、特に該歯付ベルトの歯布の改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】歯付ベルトにはナイロン製の歯布が一般
に用いられ、該歯布のベルト長手方向に延びる糸にはウ
ーリー糸が用いられているのが通常である。歯付ベルト
は、自動車のエンジンに使用されているが、近年のエン
ジンルーム内の高温化により、耐熱性の向上が望まれて
いる。これに対して、歯付ベルトのゴム部材に関しては
Ｈ−ＮＢＲ等の耐熱性を有するものの採用により要求特
性を満足させることができているが、歯布に関しては従
来のナイロン製では不充分であることから、耐熱性の高
いアラミド繊維の採用が検討されているのが現状であ
る。

【０００３】すなわち、特開昭５９−９２３９号公報に
は、ポリウレタン系弾性糸と芳香族ポリアミド（アラミ
ド）系フィラメント糸とを混撚りしたものを歯布のたて
糸として用いることが記載されている。また、特開昭６
３−１９４４３号公報には、ポリウレタン系弾性糸を芯
糸としそのまわりにアラミド系の鞘糸をコイル状に巻い
たカバーリング糸を歯布に用いることが記載されてい
る。これらの場合、ポリウレタン弾性糸は、歯布に大き
な伸びを付与するために採用されている。

【０００４】すなわち、歯付ベルトは、一般には歯型部
を有する金型に歯布用の帆布を巻いてその上から抗張体
及びゴム材を巻き付け、該ゴム材の一部を抗張体の隙間
から歯型の底に加圧充填するとともに、該ゴム材を加硫
させることによって成形されている。その際、上記帆布
は、歯型部の底に加圧充填されるゴム材に押されて伸び
ることによって上記歯型形状に沿うように成形されるこ
とになる。従って、この帆布には歯型形状に成形するた
めに５０％前後の伸びを生ずることが要求され、また歯
付ベルトの使用中における歯ゴムの変形に追従し得るよ
うに、さらに３０％前後の伸びを生ずる余裕が必要であ
る。このような８０％前後の大きな伸びを得るために上
記ウレタン弾性糸が歯布に採用されているものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、アラミド繊維
は確かに耐熱性が高い繊維ではあるが、従来の上記混撚
り糸やカバーリング糸を用いて歯布を織成し、これを実
際に歯付ベルトに採用しても、上記耐熱性の高いアラミ
ド繊維を使用したものでありながら、該歯付ベルトの耐
熱性、従ってベルト寿命が期待するほどには伸びなかっ
た。

【０００６】この点につき、本発明者は、種々の実験・
検討を加えた結果、上記歯付ベルトの耐熱性がそれほど
高くならない原因は、上記アラミド繊維に組み合わせた
ポリウレタン弾性糸にあり、このポリウレタン弾性糸の
耐熱性が低い結果、期待する耐熱効果が得られなかった
ことを見出だしたものである。すなわち、高温雰囲気下
で使用した歯付ベルトの表面を細かく観察する、その歯
布部分に微小粉が付いていることがある。これは上記ポ
リウレタン弾性糸が熱劣化を生じた結果、歯布からボロ
ボロになって脱落したものである。そして、ポリウレタ
ン弾性糸が脱落する結果、歯布と歯ゴムとの接着力が低
下し、歯付プーリとの噛合い時に生ずる歯ゴムの変形に
歯布が追従することができずに剥離し、さらには歯欠け
を生ずることになる。

【０００７】そして、従来は、歯布にアラミド繊維を使
用した結果、このアラミド繊維自体が有する優れた特性
によってある程度の耐熱性の向上が見られるために、上
記ポリウレタン弾性糸についての上記問題が見落とさ
れ、また、歯布にはその製造工程で大きな伸びを生ずる
ことが要求され、そのためにポリウレタン弾性糸が必須
の材料である、という固定観念のために、該ポリウレタ
ン弾性糸についての上記問題が見落とされていたものと
考えられる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
対して、これを解決すべくさらに実験・検討を加えた結
果、上記従来技術においてポリウレタン弾性糸が用いら
れているのは、歯付ベルト製造段階で歯布に大きな伸び
を生ずることを要求するためであり、製品としての歯付
ベルトの歯布は伝動時の歯ゴムの変形に追従することが
できればよく、該歯布が大きな伸びを有することは必ず
しも要求されないこと、そして、上記ポリウレタン弾性
糸に代えてナイロンのウーリー糸を用い、これとアラミ
ド系の牽切紡績糸とを組み合わせれば、耐熱性が高く且
つ歯ゴムの変形に対する追従性も良好な歯布を得ること
ができることを見出だし、本発明を完成するに至ったも
のである。

【０００９】すなわち、請求項１に係る発明は、歯布を
有する歯付ベルトにおいて、上記歯布のベルト長手方向
の糸が、ナイロンのウーリー糸を芯糸としそのまわりに
アラミド系牽切紡績糸が鞘糸としてコイル状に巻き付け
られてなるカバーリング糸によって構成されていること
を特徴とする。

【００１０】当該発明の場合、芯糸がナイロンのウーリ
ー糸であるから、従来のポリウレタン弾性糸を用いた場
合に比べて、歯布の耐熱性が飛躍的に高まり、また、歯
ゴムとの接着力も高まり、その結果、歯付ベルトの耐久
性が大きく向上する。

【００１１】すなわち、上記ナイロンウーリー糸による
芯糸はベルトの加硫成形時の熱ではポルウレタン弾性糸
のような劣化・脱落をすることがない。また、歯布には
通常は接着剤処理及び糊引きが行なわれ、その際に接着
剤や糊ゴムが当該カバーリング糸内部まで含浸するが、
ナイロンウーリー糸はポリウレタン弾性糸よりも接着剤
や糊ゴムの付きが良好であるから、カバーリング糸全体
（複合体）としての一体性、歯布としての一体性が高く
なり、強固なものになる。しかも、上述の如く成形時に
おける芯糸の熱劣化が避けられるため、上記一体性が成
形後も維持され、歯布と歯ゴムとの接着力が高いものに
なり、歯ゴムに大きな力が作用しても、歯布の剥離や歯
欠けを生じないようになる。

【００１２】ここで、上記ナイロンウーリー糸は、収縮
率が小さく又伸びはクリンプ率分しかないため、そのこ
との歯付ベルト製造に及ぼす影響が問題になるが、歯布
の織成を適切なものにすることによって必要な伸びを確
保することは可能であり、また、歯付ベルトを製造する
際に歯布を予め金型の歯型部の形状に沿わせて設け、し
かる後に歯型部への歯ゴムの充填を行なうようにすれ
ば、該製造工程において歯布に大きな伸びを要求する必
要がなく、ナイロンウーリー糸を用いることに特に問題
はない。

【００１３】ベルト幅方向に延びる糸については、アラ
ミド系のものやナイロンなど種々のものを採用すること
ができる。

【００１４】請求項２に係る発明は、上記請求項１に記
載されている歯付ベルトにおいて、上記カバーリング糸
は、ナイロンウーリー糸に対するアラミド系牽切紡績糸
の巻数が７５０〜８５０回／ｍであることを特徴とす
る。

【００１５】請求項３に係る発明は、請求項１または請
求項２に記載されている歯付ベルトにおいて、上記歯布
のベルト長手方向に配向する糸の密度が１００〜１１０
本／５ｃｍであることを特徴とする。

【００１６】上記請求項２又は請求項３に係る発明にお
いて、上記巻数を７５０〜８５０回／ｍとし、あるいは
上記糸密度を１００〜１１０本／５ｃｍとするのは歯布
の収縮と伸びを良好なものにしつつ、ナイロンウーリー
糸とアラミド系牽切紡績糸とのバランスをとって強力を
最大限に引き出すためである。すなわち、上記巻数が８
５０回／ｍを越えると、伸びが大きくなっても強力が得
られず、７５０回／ｍ未満になると、十分な伸びを確保
することが難しくなる。また上記糸密度が１１０本／５
ｃｍを越えると、精練または収縮加工において収縮が不
充分になる。

【００１７】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、歯付ベル
トの歯布が、ナイロンのウーリー糸を芯糸としそのまわ
りにアラミド系牽切紡績糸がコイル状に巻き付けられた
カバーリング糸をベルト長手方向に配向する糸として織
成されているから、歯布の耐熱性、ひいては歯付ベルト
の耐久性が大きく向上する。

【００１８】請求項２に係る発明によれば、上記カバー
リング糸のアラミド系牽切紡績糸の巻数を７５０〜８５
０回／ｍとしたから、歯布に必要な伸びを確保しながら
その強度を高めて、歯付ベルトの耐久性を向上させるこ
とができる。

【００１９】請求項３に係る発明によれば、上記歯布の
ベルト長手方向に配向する糸の密度を１００〜１１０本
／５ｃｍとしたから、歯布の収縮と伸びを良好なものに
して歯付ベルト耐久性を向上させることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】

＜歯付ベルトの構造＞図１に示す歯付ベルトにおいて、
１はベルト本体、２は該ベルト本体１の内周側（歯面
側）に全周にわたって設けられた歯布である。ベルト本
体１は、ベルト長手方向に伸びる抗張体５、該抗張体５
の外周側に全周にわたって設けられた背ゴム３、及び該
抗張体５の内周側にベルト長手方向に一定のピッチで設
けられた歯ゴム４を備えてなる。上記歯布２は綾織り布
であり、そのよこ糸６がベルト長手方向に配向され、た
て糸７がベルト幅方向に配向されている。

【００２１】図２は上記よこ糸６を示しており、これは
ナイロンのウーリー糸８を芯糸としそのまわりにアラミ
ド系牽切紡績糸９が鞘糸としてコイル状に巻き付けられ
てなるシングルのカバーリング糸である。

【００２２】＜歯付ベルトの製造方法＞上記よこ糸６と
たて糸７とによって帆布（綾織り）を織成し、該綾織り
布に仕上げ加工、接着剤処理、糊引き加工を施した後、
上記歯付ベルトの歯形状に倣った波形形状になるように
予備成形する。そして、この予備成形した歯布２を、図
３に示すように、外周面に歯型部を有する円筒状の金型
１１に対して、該歯型部の形状に沿うように嵌め込む。
この歯布２の上から抗張体５をスパイラルに巻き、さら
にその上から未加硫ゴムシート１２を巻く。そして、外
側から未加硫ゴムシート１２を加圧することによって該
未加硫ゴムシート１２を上記抗張体５の隙間から金型１
１の歯型部に充填し、加熱して加硫させる。しかる後に
成形品の脱型を行ない、これを所定の幅で輪切りにする
ことによって図１に記載されている歯付ベルトを得る。

【００２３】＜よこ糸（カバーリング糸）の巻数とＳ−
Ｓ特性との関係＞芯糸（ナイロンウーリー糸）に対する
鞘糸（アラミド系牽切紡績糸）の巻数等が異なる４種類
のよこ糸を準備し（表１参照）、これらを用いて歯布用
の帆布（２／２綾織り，帆布幅３cm）を織成し、引張ス
ピード３００mm／分で、その応力−伸び特性を調べた。
上記鞘糸（アラミド系牽切紡績糸）としては帝人株式会
社製テクノーラＴ４００を用いた。また、たて糸には帝
人株式会社製コーネックス（３０’ｓ／２）を使用し、
よこ糸密度は１１０本／５cm、たて糸密度は１００本／
５cmとした。結果は図４に示されている。

【００２４】

【表１】

【００２５】図４によれば、上記巻数が多くなると小さ
い応力でも大きな伸びが得られるようになるが、巻数が
５７０回／ｍ以上であれば、応力の大きな上昇を伴わず
に３０％前後の伸びが得られ、上記歯付ベルトの製造方
法において、未加硫ゴムが金型１１の歯型部に充填され
た際に歯布２が歯型部の成形面に密着すること、そし
て、得られた歯付ベルトの歯ゴム４が歯付プーリとの噛
み合い時等において必要な変形を行なっても歯布２が該
変形に抵抗なく追従し該歯布２の剥離を生じないことが
わかる。しかし、上記巻数が１０７０回／ｍになると強
力が低下する。従って、上記巻数は１０７０回／ｍ以
下、特に７５０〜８５０回／ｍが好ましい。

【００２６】＜よこ糸密度と帆布幅との関係＞帆布のよ
こ糸密度が帆布の伸びに及ぼす影響を調べた。すなわ
ち、ナイロンウーリー糸（１４０デニール／２）を芯糸
とし、アラミド系牽切紡績糸（テクノーラＴ４００）を
鞘糸とする巻数８０２回／ｍのカバーリング糸を準備
し、これを用いてよこ糸密度が異なる複数の歯布用の帆
布（２／２綾織り，帆布幅１２０cm）を織成した。そし
て、これらの帆布について、仕上げ加工（収縮加工）後
の帆布幅を測定することによって、各帆布の伸び能力を
比較した。結果は図５に示されている。

【００２７】同図によれば、よこ糸密度が低くなるに従
って帆布幅が狭くなっている。生機幅が１２０cmである
から、歯布としての伸びを確保するためには仕上げ加工
後の帆布幅が１１０cm以下であることが望ましく、従っ
て、同図からよこ糸密度を１１０本以下にすることが好
適であることがわかる。

【００２８】＜歯布の耐熱性について＞ナイロンウーリ
ー糸（１４０デニール／２）を芯糸とし、アラミド系牽
切紡績糸（テクノーラＴ４００）を鞘糸としたカバーリ
ング糸を用いた歯布を有する本発明の歯付ベルトと、ポ
リウレタン弾性糸とアラミド繊維とよりなるカバーリン
グ糸を歯布のベルト長手方向に延びる糸として用いた比
較ベルト（アラミド仕様）と、ナイロンウーリー糸を歯
布のベルト長手方向に延びる糸として用いた比較ベルト
（ナイロン仕様）とについて、耐熱性（ないしは耐久
性）の評価テストを行なった。

【００２９】（３軸負荷走行テスト）図６に示すよう
に、歯数２１の歯付駆動プーリ２１と、歯数４２の歯付
従動プーリ２２とに供試ベルト２３を巻き掛け且つ該供
試ベルト２３に直径５２ｍｍのアイドラ２４を当接させ
て、駆動プーリ２１を６０００ｒｐｍで回転駆動し、ベ
ルト走行寿命を測定した。雰囲気温度は１００℃、負荷
は３ｋｇ・ｍ、ベルト幅は１０ｍｍである。テスト結果
は表２に示されている。

【００３０】

【表２】

【００３１】同表によれば、本発明ベルトの走行寿命
は、ナイロン仕様の比較ベルトの１０倍以上、アラミド
仕様の比較ベルトの２倍以上になっている。

【００３２】（歯部加振耐久テスト）図７に示すよう
に、供試ベルトの歯部２３ａに嵌まる凹部を有する加振
器２５を、歯部２３ａのベルト長手方向前後の面に２３
ｋｇｆの荷重が交互にかかるように振動させ、歯布が剥
離し歯欠けを生ずるまでの時間を調べた。振動数は２０
Ｈｚ、雰囲気温度は１００℃である。テスト結果は表３
に示されている。

【００３３】

【表３】

【００３４】同表によれば、本発明ベルトの寿命は、ナ
イロン仕様の比較ベルトの６倍以上、アラミド仕様の比
較ベルトの３倍以上になっている。

【００３５】上記二つのテスト結果から、本発明によれ
ば歯布の耐熱性が従来に比べて飛躍的に向上すること、
そして、歯布と歯ゴムとの接着性が向上することがわか
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】歯付ベルトの一部を示す斜視図。

【図２】カバーリング糸の斜視図。

【図３】歯付ベルトの製造の態様を示す斜視図。

【図４】カバーリング糸の巻数が帆布のＳ−Ｓ特性に及
ぼす影響を示すグラフ図

【図５】よこ糸密度が仕上げ加工による帆布幅の減少に
及ぼす影響を示すグラフ図。

【図６】歯付ベルトの３軸負荷走行テストの態様を示す
図

【図７】歯付ベルトの歯部加振耐久テストの態様を示す
図

【符号の説明】

１ ベルト本体 ２ 歯布 ３ 背ゴム ４ 歯ゴム ５ 抗張体 ６ よこ糸 ７ たて糸 ８ ナイロンウーリー糸 ９ アラミド系牽切紡績糸 １１ 金型 １２ 未加硫ゴムシート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歯布を有する歯付ベルトにおいて、 上記歯布のベルト長手方向の糸が、ナイロンのウーリー
   糸を芯糸としそのまわりにアラミド系牽切紡績糸が鞘糸
   としてコイル状に巻き付けられてなるカバーリング糸に
   よって構成されていることを特徴とする歯付ベルト。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されている歯付ベルトに
   おいて、 上記カバーリング糸は、ナイロンウーリー糸に対するア
   ラミド系牽切紡績糸の巻数が７５０〜８５０回／ｍであ
   ることを特徴とする歯付ベルト。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載されてい
   る歯付ベルトにおいて、 上記歯布のベルト長手方向に配向する糸の密度が１００
   〜１１０本／５ｃｍであることを特徴とする歯付ベル
   ト。