WO2021241660A1 - 歯付ベルト伝動装置 - Google Patents

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WO2021241660A1
WO2021241660A1 PCT/JP2021/020100 JP2021020100W WO2021241660A1 WO 2021241660 A1 WO2021241660 A1 WO 2021241660A1 JP 2021020100 W JP2021020100 W JP 2021020100W WO 2021241660 A1 WO2021241660 A1 WO 2021241660A1
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toothed belt
tooth
belt
toothed
pulley
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博文 岡部
正邦 吉田
勇人 保木
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三ツ星ベルト株式会社
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    • B62M9/00—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like
    • B62M9/02—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of unchangeable ratio
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Definitions

  • the present invention relates to a toothed belt transmission device used for synchronous transmission of a device that transmits a high load by a belt.
  • Transmission belts that transmit power are roughly classified into friction transmission belts and meshing transmission belts.
  • the friction transmission belt include a flat belt, a V belt, a V-ribbed belt, and the like
  • examples of the meshing transmission belt include a toothed belt.
  • the toothed belt has a back portion in which a core wire is embedded substantially parallel to the longitudinal direction of the belt, tooth portions arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction of the belt, and a tooth cloth covering the surface of the tooth portions. ..
  • the toothed portion of the toothed belt transmits power by fitting with a pulley having a groove facing the toothed portion. Since the toothed belt does not slip with the pulley and can reliably transmit a high load, in recent years, there have been an increasing number of cases where it is used for rear wheel drive of a motorcycle instead of a chain.
  • Patent Document 1 discloses a toothed belt made of rung-twisted carbon fiber and having a core wire formed with a diameter of 1.1 mm or more and 2.5 mm or less embedded therein.
  • the lower twist coefficient of the core wire may be 0.65 to 1.61 and the upper twist coefficient may be 1.14 to 3.61 (paragraph 0021).
  • a toothed belt having a tooth profile (tooth profile): H14M (tooth pitch 14 mm) is manufactured by using a core wire having a lower twist coefficient of 0.97 and an upper twist coefficient of 2.07.
  • the toothed belt including the core wire disclosed in Patent Document 1 exhibits a certain degree of durability for rear-wheel drive of a motorcycle, but has a problem that it cannot be made compact due to a large tooth profile with a 14 mm pitch, and has been transmitted in recent years. Due to the increase in power, there are some scenes where durability is insufficient. In particular, when the engagement with the pulley deteriorates, the wear of the tooth cloth is promoted, and the durability of the belt tends to decrease.
  • the first object of the present invention is to provide a toothed belt capable of high load transmission even with a compact layout and having improved durability.
  • the pitch line difference (PLD) of the timing belt is increased (larger) by 10 to 20% with respect to the design PLD (PLD of the pulley) of the pulley, and the pitch (tooth) is set.
  • PLD pitch line difference
  • a toothed belt transmission device is disclosed in which the tooth pitch of the attached belt is increased by 0.02 to 0.15% with respect to the design pitch of the pulley (tooth pitch of the pulley).
  • the second object of the present application is to keep the engagement as ideal as possible and to attach the teeth even if there is a factor such as sand biting that deteriorates the engagement between the toothed belt and the pulley. It is to provide a toothed belt transmission device which can improve the life of a belt.
  • the present invention has a toothed belt having a core wire extending in the longitudinal direction of the belt and embedded, and a plurality of belt tooth portions arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction of the belt.
  • a toothed belt transmission device having a plurality of pulley teeth facing the belt teeth on the outer periphery and having a plurality of toothed pulleys around which the toothed belt is wound, wherein the core wire is carbon. It contains a carbon fiber cord in which a plurality of lower twisted yarns including fibers are combined and twisted upward, the twisting direction of the lower twist of the lower twisted yarn and the twisting direction of the upper twist are the same, and the lower twist coefficient of the lower twist is 0.
  • the upper twist coefficient of the upper twist is 2.06 to 3.95
  • the tooth pitch of the toothed belt is the tooth of the toothed pulley around which the toothed belt is wound. It is characterized in that it is in the range of ⁇ 0.4% to + 0.1% with respect to the pitch.
  • the core wire embedded in the toothed belt contains carbon fibers, the tensile strength is improved and the durability at high load transmission is improved. Further, regarding the core wire, the bending fatigue resistance is improved by combining a plurality of lower twisted yarns into an upper twist and making the twisting direction of the lower twist and the twisting direction of the upper twist the same (lang twist). Further, by setting the lower twist coefficient and the upper twist coefficient within the above ranges, it is possible to suppress the elongation of the core wire and the toothed belt while ensuring the bending fatigue resistance, and the durability is improved.
  • the bending fatigue resistance is lowered, and conversely, if it is large, the tensile strength is lowered and the elongation of the toothed belt is increased, so that the durability is lowered.
  • the tooth pitch of the toothed belt is in the range of ⁇ 0.2% to + 0.1% with respect to the tooth pitch of the toothed pulley. It may be a feature.
  • the toothed belt transmission device may be used for rear wheel drive of a motorcycle.
  • FIG. 1 is a cross-sectional perspective view of a toothed belt according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the toothed belt according to the embodiment, showing the relationship between the core wire and the PLD.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram relating to a name for explaining the configuration (dimensions) of the toothed belt and the drive pulley (driven pulley) according to the embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram relating to the measurement of PLD of the toothed belt.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a toothed belt, and is a diagram showing the relationship between the core wire and the PLD when the core wire diameter and the thickness of the tooth cloth are changed.
  • FIG. 6 is a schematic view of a toothed belt transmission device according to an embodiment (also a schematic view of a traveling tester according to an embodiment).
  • the toothed belts 3 are arranged at predetermined intervals along the longitudinal direction of the belt (X direction), and the tooth portions 7 and the core whose surface is covered with the tooth cloth 11 are arranged at predetermined intervals.
  • the wire 9 extends in the longitudinal direction of the belt and is embedded in the back portion 4.
  • the toothed belt 3 is wound between a plurality of pulleys and is widely used as a power transmission mechanism.
  • the toothed belt 3 is used in a toothed belt transmission device for high load transmission applications such as for driving a rear wheel of a motorcycle.
  • the toothed belt 3 is wound between the drive pulley 22 (toothed pulley) and the driven pulley 23 (toothed pulley: not shown in FIG. 3). It is realized as a toothed belt transmission device 21.
  • a plurality of drive pulley teeth 221 (corresponding to the pulley teeth) facing the tooth portions 7 (corresponding to the belt teeth) of the toothed belt 3 are provided on the outer periphery of the drive pulley 22.
  • a plurality of driven pulley teeth 231 (corresponding to the pulley teeth) facing the tooth portions 7 of the toothed belt 3 are also provided on the outer periphery of the driven pulley 23 (not shown).
  • the drive pulley 22 of the present embodiment is assumed to be relatively small compared to the drive pulley of Patent Document 1 having an outer diameter in the range of 67 mm to 90 mm for a medium-sized (displacement of about 500 cc) motorcycle. .. Specifically, the drive pulley of Patent Document 1 has a tooth profile of H14M and a number of teeth of 33 teeth (outer diameter of about 144 mm), and is used for a large motorcycle.
  • the drive pulley 22 of the present embodiment is assumed to be a small pulley having a tooth profile of H11M and 26 teeth (outer diameter of about 89 mm) for a medium-sized (displacement of about 500 cc) motorcycle (displacement: about 500 cc). Due to the demand for compactness, the outer diameter of the tooth pitch PP and pulley is small).
  • the outer diameter OD of the driven pulley 23 is larger than the outer diameter OD of the drive pulley 22. Therefore, the number of teeth 231 of the driven pulley 23 is larger than the number of the drive pulley teeth 221 of the drive pulley 22, but the PLD (pitch line difference) of the drive pulley 22 and the PLD of the driven pulley 23 are the same. Further, the tooth pitch PP of the drive pulley 22 and the tooth pitch PP of the driven pulley 23 are the same.
  • Tooth pitch BP of the toothed belt 3 The distance between the adjacent tooth portions 7 and the tooth portion 7 (Note that the tooth pitch BP of the toothed belt 3 changes depending on the tensile force and the bending diameter.
  • Pitch diameter PD Diameter of pulley pitch circumference PPL
  • Pulley tooth pitch PP Distance between adjacent teeth on the pulley pitch circumference (length of arc)
  • Pulley PLD Pulley Line Difference
  • the core wires 9 are embedded in the back portion 4 in a state of being spirally wound in the longitudinal direction of the belt, and are arranged at predetermined intervals in a cross-sectional view in the belt width direction (Y direction) (see FIG. 1). ).
  • the core wire 9 contains a rung-twisted carbon fiber cord in which the twisting direction of the lower twist and the twist direction of the upper twist are the same.
  • the core wire 9 is used as a rung twist.
  • the carbon fiber for example, a trade name "Trading Card” manufactured by Toray Industries, Inc. is used.
  • the rung-twisted carbon fiber cord can be formed as follows.
  • a treatment liquid obtained by dissolving a rubber latex and an epoxy resin in a solvent such as toluene is impregnated and adhered to a multifilament yarn of carbon fiber having a fineness of 300 to 1000 tex to prepare an adhesion treatment yarn.
  • the produced adhesive-treated yarn is downward-twisted in the S or Z direction with a lower twist coefficient of 0.62 to 1.30 to produce a lower-twisted yarn, and 2 to 4 lower-twisted yarns are combined to further 2.06 to 3
  • the upper twist is applied in the same direction as the lower twist with an upper twist coefficient of .95.
  • the carbon fiber multifilament yarn can be selected from 6K, 12K and other multifilament yarns having different numbers of filaments.
  • 6K represents a multifilament yarn having 6000 filaments
  • 12K represents a multifilament yarn having 12000 filaments.
  • the fineness of the 6K multifilament yarn is about 400tex, and the fineness of the 12K multifilament yarn is about 800tex.
  • the range of fineness of the multifilament yarn of carbon fiber shall be 500 tex or 700 tex as the lower limit value and 900 tex as the upper limit value. Is preferable.
  • a rung-twisted carbon fiber cord (12K) is obtained by twisting one 12K multifilament yarn (fineness of about 800tex) downward to produce a lower-twisted yarn, and then combining four of the prepared lower-twisted yarns and twisting them upward.
  • -1/4) is the core line 9.
  • "12K-1 / 4" represents a twisted cord in which one 12K multifilament yarn is twisted down to produce a bottom twisted yarn, and four prepared bottom twisted yarns are combined and twisted upward. ..
  • "12K-1 / 3" represents a twisted cord in which one 12K multifilament yarn is twisted downward to produce a lower twist yarn, and three prepared lower twist yarns are combined and twisted upward.
  • "12K-4 / 0" indicates that the cord is a twisted cord obtained by combining four 12K multifilament yarns and twisting them on one side.
  • the rubber latex in the treatment liquid used for forming the rung-twisted carbon fiber cord is preferably made of the same type of rubber composition as the rubber composition constituting the back portion 4 and the tooth portion 7.
  • the epoxy resin one or more of ethylene glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, hexanediol diglycidyl ether and the like are used.
  • the core wire diameter of the core wire 9 is preferably 1.1 mm or more and 2.5 mm or less. If the diameter of the core wire is less than 1.1 mm, the elongation of the core wire 9 becomes large, so that tooth chipping (defect of the tooth portion 7) is likely to occur. If the core wire diameter exceeds 2.5 mm, the core wire 9 is likely to be cut due to a decrease in bending fatigue resistance. Further, the PLD of the toothed belt 3 is determined by the relationship between the thickness of the tooth cloth 11 and the core wire diameter of the core wire 9 as shown in FIG. 5 (a). Therefore, if the core wire diameter is less than 1.1 mm, only a small PLD can be set as shown in FIG. 5B, and it is difficult to obtain an appropriate PLD.
  • the lower limit of the core diameter of the core 9 is preferably 1.2 mm or more, more preferably 1.6 mm or more, particularly preferably 1.9 mm or more, and the upper limit is preferably 2.4 mm or less, more preferably 2 It is .2 mm or less.
  • the PLD of the toothed belt 3 may be 0.8 to 2.0 mm, preferably 0.9 to 1.5 mm, because it can achieve both bending fatigue resistance and tooth chipping resistance. It may be preferably 1.0 to 1.2 mm. Further, it is preferable that the PLD of the toothed belt 3 and the PLD of the drive pulley 22 are substantially the same. Specifically, it can be said that the PLD of the toothed belt 3 substantially matches the PLD of the drive pulley 22 if it is in the range of ⁇ 5% to + 5%.
  • the back portion 4 is composed of a rubber composition having a JIS-A hardness of 80 degrees or more and 89 degrees or less.
  • the JIS-A hardness is a hardness based on JIS K 6253 (2012), and is the hardness of the back 4 surface of the toothed belt 3 measured using a type A durometer.
  • the rubber composition constituting the back portion 4 contains hydrogenated nitrile rubber (hereinafter referred to as “HNBR”) and an unsaturated carboxylic acid metal salt. It is preferable to use a mixture with hydrogenated nitrile rubber (hereinafter referred to as "HNBR containing an unsaturated carboxylic acid metal salt"), and the adjustment of hardness is achieved by changing the mixing ratio of both. Specifically, in order to obtain a hardness of 80 degrees or more and 89 degrees or less, the mass ratio of "HNBR”: “HNBR containing unsaturated carboxylic acid metal salt” is set to 40:60 to 100: 0 and mixed. It is preferable to do so.
  • HNBR hydrogenated nitrile rubber
  • HNBR containing an unsaturated carboxylic acid metal salt an unsaturated carboxylic acid metal salt
  • HNBR containing an unsaturated carboxylic acid metal salt for example, zinc methacrylate, which is an unsaturated carboxylic acid metal salt, is highly finely dispersed in HNBR (for example, manufactured by Nippon Zeon, trade name "Zeoforte (ZSC)". Etc.) can be used.
  • ZSC Zeroforte
  • HNBR is an unsaturated bond (carbon-carbon) that conventional nitrile rubber has in order to prevent the aging of rubber elasticity due to the recombination reaction of sulfur during heat aging while maintaining the oil resistance that is an advantage of conventional nitrile rubber.
  • the unsaturated carboxylic acid metal salt is an ionic bond between an unsaturated carboxylic acid having one or more carboxyl groups and a metal.
  • the unsaturated carboxylic acid include monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid, and dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid and itaconic acid.
  • the metal include magnesium, titanium, iron, copper, zinc, aluminum, lead, and nickel.
  • the HNBR used in the present invention is an unsaturated rubber having an iodine value in the range of 7 to 30 mg / 100 mg, preferably 11 to 28 mg / 100 mg.
  • the iodine value is an index showing the amount of unsaturated bonds, and the higher the iodine value, the larger the amount of unsaturated bonds contained in the polymer molecular chain.
  • iodine value As a method for measuring the iodine value, excess iodine is added to the measurement sample to cause a complete reaction (reaction between iodine and unsaturated bond), and the amount of remaining iodine is quantified by oxidation-reduction titration. .. If the iodine value of HNBR is less than 7 mg / 100 mg, the cross-linking reaction between HNBRs is not sufficient and the rigidity of the tooth portion is low, so that problems such as tooth chipping may occur when the belt is running.
  • the iodine value of HNBR exceeds 30 mg / 100 mg, the amount of unsaturated bonds becomes excessively large, the heat resistance of the tooth portion is lowered, deterioration due to oxidation progresses, and the belt life may be shortened.
  • the tooth portion 7 is composed of a rubber composition having a hardness of 60 degrees or more and 66 degrees or less in JIS-D hardness (value measured using a type D durometer).
  • the JIS-D hardness is a hardness based on JIS K 6253 (2012), and is the hardness of the side surface of the tooth portion 7 of the toothed belt 3 measured by using a type D durometer.
  • the type D durometer is a testing machine for high hardness, and when the value measured by the type A durometer exceeds 90 degrees, it is desirable to use the type D durometer.
  • the hardness of the rubber composition constituting the tooth portion 7 is higher than the hardness of the rubber composition constituting the back portion 4, and the JIS-A hardness exceeds 90 degrees. Therefore, the hardness of the rubber composition constituting the tooth portion 7 is a value measured using a type D durometer.
  • the rubber composition (rubber composition (A), hereinafter referred to as “tooth rubber”) constituting the tooth portion 7 is a mixture of HNBR and HNBR containing an unsaturated carboxylic acid metal salt, similarly to the back portion 4. It is preferably used, and the adjustment of the hardness is achieved by changing the mixing ratio of both. Specifically, it is preferable to set the mass ratio of "HNBR”: "HNBR containing an unsaturated carboxylic acid metal salt” to 50:50 to 0: 100 and mix.
  • short fibers 5 such as aromatic polyamide are embedded in the rubber composition constituting the tooth portion 7.
  • the short fibers 5 are oriented so that the side close to the tooth cloth 11 is oriented along the outer shape of the tooth portion 7, and the short fibers 5 are oriented and embedded so as to be substantially parallel to the core line 9 as the core line 9 is approached.
  • the type of the short fiber 5 is not particularly limited, but a fiber having a high modulus such as an aramid fiber, a PBO (polyparaphenylene benzobisoxazole) fiber, a polyvinyl alcohol fiber, and a carbon fiber can be preferably used.
  • the powdery reinforcing inorganic filler is 10 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total amount of the rubber component containing HNBR and HNBR containing an unsaturated carboxylic acid metal salt.
  • the compounding amount is preferably 0.1 to 8 parts by mass, 0.5 to 5 parts by mass, and 1 to 3 parts by mass.
  • a powdery reinforcing inorganic filler such as carbon black or silica
  • carbon black may be blended to such an extent that the rubber composition constituting the tooth portion 7 can be colored black, and preferably 100 parts by mass of the total amount of the rubber component containing HNBR and HNBR containing an unsaturated carboxylic acid metal salt. It is 10 parts by mass or less, and more preferably 0.1 to 8 parts by mass, 0.5 to 5 parts by mass, and 1 to 3 parts by mass.
  • This carbon black is used as a colorant, and carbon black is the most suitable for coloring the rubber composition black.
  • the rubber composition constituting the tooth portion 7 contains a non-reinforcing filler.
  • non-reinforcing fillers include polyvalent metal carbonates (calcium carbonate, magnesium carbonate, etc.), polyvalent metal hydroxides (aluminum hydroxide, etc.), polyvalent metal sulfates (barium sulfate, etc.), and silicates. Salts (natural or synthetic silicates, such as aluminum silicate, magnesium silicate, magnesium silicate, in which part of silicon is replaced with polyvalent metal atoms; or silicate-based minerals, such as silicates. Examples include clay containing aluminum acid salt, silicate minerals such as talc and mica containing magnesium silicate), lithopon, and silica sand.
  • non-reinforcing fillers can be used alone or in combination of two or more.
  • Preferred non-reinforcing fillers are calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum hydroxide, barium sulfate, silicates (silicates such as aluminum silicate, magnesium silicate, magnesium aluminum silicate, or silicate minerals (talc). , Clay, mica, etc.))).
  • the non-reinforcing filler contains calcium carbonate, magnesium silicate or magnesium silicate because it has a great effect of improving the processability of the belt and the dispersibility of the compounding agent and is less likely to cause poor dispersion of the compounding agent. It preferably contains at least one selected from talc, aluminum silicate or clay containing aluminum silicate, especially calcium carbonate.
  • a powdery filler commercially available as a rubber filler can be used.
  • the average particle size (average primary particle size) of the non-reinforcing filler is, for example, about 0.01 to 25 ⁇ m (for example, 0.2 to 20 ⁇ m), preferably about 0.5 to 17 ⁇ m (for example, 1 to 15 ⁇ m). You can select from the range.
  • the average particle size (average primary particle size) of the non-reinforcing filler is, for example, 0.01 to 3 ⁇ m (for example, 0.02 to 2 ⁇ m), preferably 0.05 to 1.5 ⁇ m (for example, 0.1 to 0.1 to). It may be about 1 ⁇ m) or relatively large.
  • the average particle size (average primary particle size) of the non-reinforcing filler is 0.2 to 5 ⁇ m (for example, 0.3 to 3 ⁇ m), preferably 0.5 to 2.5 ⁇ m (for example, 1 to 2 ⁇ m). It may be a degree.
  • the non-reinforcing filler may be crushed or crushed in the process of kneading with a rubber component or the like.
  • the average particle size of such a non-reinforcing filler having crushability or crushability may be the average particle size before kneading with a rubber component or the like.
  • the non-reinforcing filler usually has an average particle size in the above range (eg, 0.1 to 10 ⁇ m, preferably 0.5 to 5 ⁇ m, more preferably 1 to 3 ⁇ m) in the tooth portion or its rubber composition. You may be doing it.
  • the average particle size of the non-reinforcing filler may be measured as a volume average particle size by using a laser diffraction type particle size distribution measuring device. Further, the average particle size of the nanometer-sized filler may be calculated as an arithmetic mean particle size of an appropriate number of samples (for example, 50 samples) by image analysis of an electron micrograph including a scanning electron micrograph.
  • the ratio of the non-reinforcing filler is 3 to 50 parts by mass (for example, 5 to 40 parts by mass), preferably 5 to 30 parts by mass (for example, 6 to 25 parts by mass) with respect to 100 parts by mass of the total amount of the rubber component. By mass), more preferably about 7 to 20 parts by mass (for example, 8 to 15 parts by mass). If the content of the non-reinforcing filler is too small, the workability of the belt and the dispersibility of the compounding agent may not be sufficiently improved, and if the content of the non-reinforcing filler is too large, the dispersibility of the compounding agent becomes difficult. There is a risk of failure.
  • the vulcanized product of the rubber composition used for the tooth portion 7 of the present embodiment has a storage elastic modulus (E') of 200 to 300 MPa under an atmospheric temperature of 70 ° C. measured according to JIS K6394 (2007).
  • the loss coefficient (Tan ⁇ ) is preferably in the range of 0.1 to 0.2. Within this range, problems such as tooth chipping are less likely to occur, and deformation of the tooth portion 7 is suppressed, so that the meshing with the toothed pulley (drive pulley 22 and driven pulley 23) is not hindered. , Durability is improved.
  • E' is an elastic modulus obtained from a test of a dynamic state in which periodic vibration is applied, and is defined as a ratio of elastic stress in phase with strain. The higher the E', the less likely it is that the object will be deformed, and the amount of deformation will be smaller even with a strong external force such as under high load conditions, so cracks and cutting will be less likely to occur. On the other hand, when E'is low, the object is easily deformed, so that the object is easily cut and destroyed even with a small external force. Tan ⁇ is the loss elastic modulus (E ′ ′) divided by E ′, and is a measure of the ratio of the energy dissipated as heat to the maximum energy stored during one vibration cycle.
  • Tan ⁇ indicates that the vibration energy applied to the rubber composition is easily dissipated as heat, and as Tan ⁇ becomes larger, most of the energy applied from the outside is converted into heat, so that the rubber composition self-heats. As a result, the temperature rises and the heat resistance decreases.
  • the lower the Tan ⁇ the lower the calorific value can be suppressed, so that the heat resistance of the rubber composition is improved.
  • the tooth cloth 11 is made of a fiber woven fabric obtained by weaving a warp 6 extending in the width direction of the belt and a weft 8 extending in the longitudinal direction of the belt. Further, this fiber woven fabric is composed of a plain woven fabric, a twill woven fabric, a red woven fabric and the like. As the fiber material constituting this fiber woven fabric, for example, aramid fiber, urethane elastic yarn, aliphatic fiber (6 nylon, 66 nylon, polyester, polyvinyl alcohol, etc.) and the like can be used. The tooth cloth 11 may not be provided.
  • a woven fabric having a multiple weave (double weave) structure woven with two types of weft threads 8 and one type of warp threads 6 can also be adopted.
  • the wefts 8 located (exposed) on the surface side (engagement side with the toothed pulley) of the tooth cloth 11 reduce the friction between the tooth cloth 11 and the toothed pulley. Therefore, it is preferable to use a fluorofiber having a low coefficient of friction (for example, PTFE fiber).
  • the weft thread 8 located on the back surface side (adhesion side with the tooth portion 7) of the tooth cloth 11 is made of a fiber (nylon fiber or urethane elastic thread) other than the fluorofiber, so that the tooth cloth 11 and the tooth can be used. It is possible to increase the adhesive force with the rubber constituting the portion 7.
  • a low melting point fiber having a melting point that melts at the vulcanization temperature of the tooth portion 7 and the back portion 4 using rubber as a base material is arranged around the fluorine-based fiber.
  • the form in which the fluorine-based fiber and the low-melting-point fiber are mixed and twisted, or the fluorine-based fiber is covered with the low-melting-point fiber is included.
  • the vulcanization conditions (vulcanization temperature and vulcanization time) of the tooth portion 7 and the back portion 4 are not particularly limited, and the types of the vulcanization agent and the vulcanization accelerator, the vulcanization means, and the like are taken into consideration.
  • the general vulcanization conditions thus determined are a vulcanization temperature of 100 to 200 ° C. and a vulcanization time of about 1 minute to 5 hours. If necessary, secondary vulcanization may be performed.
  • the low melting point fibers are melted during vulcanization of the tooth portion 7 and the back portion 4, flow into the fibers constituting the tooth cloth 11, and then cooled to below the melting point to crystallize the low melting point fibers. Therefore, it is possible to prevent the fluorofibers from being cut or scattered due to the impact or wear generated on the surface of the tooth cloth 11 at the time of biting into the toothed pulley or when biting out from the toothed pulley. As a result, the tooth portion 7 and the back portion 4 can be protected for a longer period of time to prevent the belt from chipping, and the life of the belt can be extended during high-load traveling.
  • the low melting point fiber for example, a polyamide fiber, a polyester fiber, or an olefin fiber having a melting point of preferably less than 165 ° C, more preferably less than 150 ° C can be used.
  • Polyamide-based fibers that can be used as low melting point fibers include copolymerized polyamide fibers composed of a W-aminocarboxylic acid component or a combination of a dicarboxylic acid component and a diamine.
  • polyester fibers that can be used as low melting point fibers a polyester polymer having a core component whose melting point is higher than the vulcanization temperature of the tooth portion 7 and the back portion 4 and a melting point having a melting point higher than the vulcanization temperature of the tooth portion 7 and the back portion 4
  • a core-sheath type composite fiber made of a copolymerized polyester-based polymer having a low sheath component is preferable.
  • the polyester-based polymer having a core component whose melting point is higher than the vulcanization temperature of the tooth portion 7 and the back portion 4 include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and copolymers thereof.
  • a copolymerized polyester polymer having a sheath component whose melting point is lower than the brewing temperature of the tooth portion 7 and the back portion 4 is obtained by a polycondensation reaction of a dibasic acid and a diol, and examples thereof include terephthalic acid and diethylene glycol.
  • the copolymerization component include isophthalic acid, adipic acid, sebacic acid, butanediol, hexanediol, polyethylene glycol, neopentyl glycol and the like, and the melting point can be adjusted by the combination and the copolymerization ratio.
  • olefin-based fiber examples include polypropylene fiber and polyethylene fiber (for example, high-density polyethylene fiber, medium-density polyethylene fiber, low-density polyethylene fiber, linear low-density polyethylene fiber, and ultra-high molecular weight polyethylene fiber). And so on.
  • a fiber obtained by copolymerizing these may be used, and further, as long as the fiber is melted at the vulcanization temperature of the tooth portion 7 and the back portion 4, the twisting method and composition thereof are not particularly limited. Further, the surface of these low melting point fibers may be subjected to plasma treatment or the like for the purpose of increasing the affinity with the adhesive treatment agent.
  • the tooth cloth 11 is bonded to the rubber constituting the tooth portion 7 through a series of bonding processes including, for example, the following steps.
  • the fiber woven fabric constituting the tooth cloth 11 is impregnated with a resorcin-formalin-rubber latex treatment liquid (hereinafter referred to as RFL treatment liquid) and dried.
  • RFL treatment liquid a resorcin-formalin-rubber latex treatment liquid
  • At least one vulcanization aid among an aqueous dispersion of sulfur compounds, a quinone oxime compound, a methacrylate-based compound, and a maleimide-based compound, or these vulcanization aids are added to water. It is preferable to add the dispersed compound.
  • aqueous dispersion of the sulfur compound for example, an aqueous dispersion of sulfur, tetramethylthiuram disulfide, or the like can be adopted.
  • quinone oxime-based compound for example, p-quinone dioxime or the like can be adopted.
  • methacrylate-based compound for example, ethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, or the like can be adopted.
  • maleimide-based compound for example, N, N'-m-phenylene bismaleimide, N, N'-(4,4'-diphenylmethanebismaleimide) and the like can be adopted.
  • the "water” in the above-mentioned “dispersed vulcanization aid in water” may contain a small amount of alcohol such as methanol. According to this, even when the “vulcanization aid” is insoluble in water, the affinity of the “vulcanization aid” for water is improved and the “vulcanization aid” is dispersed. It becomes easier to do.
  • the following effects are expected by adding the vulcanization aid to the RFL treatment liquid. That is, it means the rubber latex component contained in the RFL treatment liquid and the outer layer rubber (rubber glue or rolled rubber used in the rubber glue treatment of (2) and the coating treatment of (3) described later), and the coating treatment is omitted. In this case, it means the rubber constituting the tooth portion 7), and by strengthening the chemical bonding force between the layers, the adhesiveness is improved and the peeling of the tooth cloth 11 is suppressed. As a further expected effect, the chemical bonding force (crosslinking force) of the rubber latex component itself contained in the RFL treatment liquid is strengthened, and as a result, the peeling due to the cohesive failure of the adhesive layer (that is, delamination) is more than. It is considered that the peeling due to the destruction of the outer layer rubber, which is the object of adhesion, precedes.
  • the impregnation treatment of the fiber woven fabric may be executed in two steps. In this case, first, in the first RFL impregnation treatment, none of the above-mentioned vulcanization aids is added to the RFL treatment liquid. This is because in the first treatment step, the thermosetting of the RF component is prioritized over the crosslinking of the rubber latex component.
  • the rubber latex component is contained more than in the first RFL treatment liquid, and among the aqueous dispersion of sulfur compounds, quinone oxime compounds, methacrylate compounds, and maleimide compounds.
  • An RFL treatment liquid to which at least one vulcanization aid or a vulcanization aid dispersed in water is added is used.
  • the difference in the ratio of the rubber latex component of the RFL treatment liquid between the first impregnation treatment and the second impregnation treatment enhances the adhesiveness of the RFL layer to both fibers and rubber having different affinities. Because of that.
  • the toothed belt 3 according to this embodiment is manufactured by a pre-molding method.
  • the pre-molding method first, the tooth cloth 11 and the tooth portion 7 are pre-molded by a mold having a tooth mold to obtain a pre-molded body, and then the obtained pre-molded body is wound around the mold. , The core wire 9 is spun on it in a spiral shape. Then, after winding the unvulcanized rubber constituting the back portion 4 on it, the whole is vulcanized with a vulcanizing can.
  • the unvulcanized rubber constituting the back portion 4 flows inward (ventral side) from between the core wires 9 during vulcanization. It is not necessary to stretch the tooth cloth 11 to form the tooth portion 7. Therefore, it is possible to narrow the distance (pitch) between the core lines.
  • the tooth profile of the tooth portion 7 is a trapezoidal tooth profile (MXL, XXL, XL, L, H, XH, XXH), JISB1857-1 (2015) and ISO13050 (2014) specified in JISB1856 (2016) and ISO5294 (1989). It may be any of the arc tooth profiles (H, P, S, R, G) specified in the above, but the interference between the toothed belt 3 and the toothed pulley (drive pulley 22, driven pulley 23) can be reduced.
  • the arc tooth profile is preferable because the durability of the toothed belt 3 can be improved.
  • the tooth pitch BP of the tooth portion 7 (distance between the tooth portion 7 and the tooth portion 7 in the longitudinal direction (X direction) of the belt, see FIG. 2) can be selected in the range of 8 mm to 14 mm.
  • Examples of the arc tooth profile corresponding to this include H8M, P8M, S8M, R8M, G8M (each having a tooth pitch BP of 8 mm), H14M, P14M, S14M, and G14M (each having a tooth pitch BP of 14 mm).
  • a manufacturer-specific tooth profile not specified in the above standard for example, H11M (tooth pitch BP is 11 mm) may be used.
  • the tooth pitch BP is smaller than 8 mm, the transmission capacity is insufficient, and the durability of the toothed belt 3 may decrease. On the contrary, if the tooth pitch BP is larger than 14 mm, the toothed belt transmission device 21 may become large and the bending fatigue resistance of the toothed belt 3 may decrease.
  • the tooth pitch BP is preferably 11 mm, and the tooth profile is preferably H11M, because the durability of the toothed belt 3 and the miniaturization of the toothed belt transmission device 21 can be achieved at the same time.
  • the tooth pitch BP of the toothed belt 3 is in the range of ⁇ 0.4% to + 0.1% with respect to the tooth pitch PP of the drive pulley 22. Further, the tooth pitch BP of the toothed belt 3 is in the range of -0.2% to + 0.1% (particularly -0.1% to + 0.1%) with respect to the tooth pitch PP of the drive pulley 22. It is more preferable to be in. That is, it is preferable that the tooth pitch BP of the toothed belt 3 and the tooth pitch PP of the drive pulley 22 match. The tooth pitch BP of the toothed belt 3 may be smaller than the tooth pitch PP of the drive pulley 22 in consideration of the elongation of the toothed belt 3 after use in the toothed belt transmission device 21.
  • the core wire 9 embedded in the toothed belt 3 contains carbon fibers, so that the tensile strength is improved and the durability under high load transmission is improved. Further, with respect to the core wire 9, the bending fatigue resistance is improved by combining a plurality of lower twisted yarns into an upper twist and making the twisting direction of the lower twist and the twisting direction of the upper twist the same (lang twist).
  • the lower twist coefficient of the core wire 9 of the toothed belt 3 is 0.62 to 1.30 (preferably 0.75 to 1.15, more preferably 0.90 to 1.00), which is higher.
  • the twist coefficient is 2.06 to 3.95 (preferably 2.45 to 3.55, more preferably 2.80 to 3.20).
  • the elongation of the core wire 9 and the toothed belt 3 can be suppressed while ensuring bending fatigue resistance, and the durability is improved. If the lower twist coefficient and the upper twist coefficient are smaller than the above range, the bending fatigue resistance is lowered, and conversely, if it is large, the tensile strength is lowered and the elongation of the toothed belt 3 is increased, so that the durability is lowered.
  • the tooth pitch BP of the toothed belt 3 is in the range of ⁇ 0.4% to + 0.1% with respect to the tooth pitch PP of the drive pulley 22.
  • the drive pulley 22 small diameter pulley
  • the driven pulley 23 large diameter pulley
  • the tooth pitch BP of the toothed belt 3 is in the range of ⁇ 0.2% to + 0.1% (particularly ⁇ 0.1% to + 0.1%) with respect to the tooth pitch PP of the drive pulley 22.
  • the conventional product (the tooth pitch BP of the toothed belt is made smaller than the tooth pitch PP of the toothed pulley). Therefore, it is set in a larger range than the toothed belt) that tries to cope with the elongation of the toothed belt due to use. As a result, deterioration of meshing due to sand biting can be suppressed, and the durability of the toothed belt 3 can be further improved.
  • the toothed belt 3 maintains a high transmission capacity. Since the durability of the toothed belt transmission device 21 can be improved, the toothed belt transmission device 21 can be miniaturized.
  • teeth having a belt size of 144H14M21 (number of teeth: 144 teeth, tooth profile: H14M, tooth pitch BP: about 14 mm, belt width: 21 mm) using the following members. A belt with a tooth was manufactured.
  • an unvulcanized rubber sheet (thickness) to be a tooth cloth and a tooth portion is placed on a mold having a tooth profile. : 2.90 mm) is placed and pressed under the conditions of 120 ° C., 160 seconds, and press pressure: 4.51 MPa (surface pressure) to prepare a preformed body.
  • the prepared preformed body is wound around a mold, and the core wire 9 is placed on it under the conditions of spinning tension: 300 to 960 N / piece, spinning pitch: 2.2 mm / piece, and spinning speed: 1.5 m / s. Spin in a spiral.
  • the PLD (distance from the bottom of the tooth portion to the center of the core wire) of the toothed belt was measured as follows. First, the toothed belt is cut in parallel in the width direction, and the cross section thereof is magnified 20 times with a microscope and observed. As shown in FIG. 4, the distance from the bottom of the tooth portion to just above the core line (t1) and the distance from the bottom of the tooth portion to just below the core line (t2) are measured, and these are averaged ((t1 + t2). ) / 2) to determine the distance (t3) from the bottom of the tooth to the center of the core line.
  • This distance (t3) was obtained for all the core lines cut in the cross section, and the arithmetic mean value of these distances (t3) was calculated to obtain the PLD of the toothed belt.
  • the core wire to be measured shall be limited to the core wire in which the entire cross section can be observed, and the core wire in which the entire cross section cannot be observed (partly resting on the end face of the belt) is excluded from the measurement target. rice field.
  • the total length of the toothed belt (pitch circumference) measured by the measuring machine is divided by the number of tooth portions of the toothed belt. I asked. The number of teeth of the two measuring pulleys was 30 and the measuring load was 1186N. The length of the toothed belt was measured by rotating the drive pulley at 30 rpm, 10 seconds after the start of rotation, and after the toothed belt became familiar with the measuring pulley.
  • Testing machine 2-axis high load running testing machine (see Fig. 6) Pulley tooth profile (drive pulley, driven pulley): H11M (H14M) PLD (drive pulley, driven pulley) of pulley: 1.10 mm (1.10 mm) Pulley tooth pitch (drive pulley, driven pulley): 11.000 mm (14.000 mm) Number of drive pulley teeth: 26 teeth (30 teeth) Number of driven pulley teeth: 59 teeth (70 teeth) Belt initial tension: 1050N (1150N)
  • Control pattern of drive pulley rotation speed (1) Increase from 0 rpm to 3150 rpm in 25 seconds (2) Hold for 230 seconds at 3150 rpm (3) Decrease from 3150 rpm to 0 rpm in 15 seconds (4) Increase from 0 rpm to 3150 rpm in 20 seconds (5) Increase from 3150 rpm to 0 rpm in 20 seconds (6) Repeat steps (4) to (5) 5 times. The above is repeated as one cycle.
  • ⁇ Load torque control pattern (1) Raise from 0N ⁇ m to 690N ⁇ m in 2 seconds (2) Decrease from 690N ⁇ m to 220N ⁇ m in 5 seconds (3) Hold for 230 seconds at 220N ⁇ m (4) From 220N ⁇ m in 15 seconds Decrease to 0N ⁇ m (5) Increase from 0N ⁇ m to 690N ⁇ m in 2 seconds (6) Decrease from 690N ⁇ m to 0N ⁇ m in 35 seconds (7) (5) to (6) are repeated 5 times. The above is repeated as one cycle.
  • Sanding conditions Sand type: Blend of silica sand and cement sand Sanding location: Engagement entrance of driven pulley Amount and frequency of sanding: 5 g / cycle is performed for 5 consecutive cycles, followed by 35 cycles without sanding. Repeat thereafter.
  • Example 1 A multifilament yarn of carbon fiber having a fineness of 800 tex was under-twisted at 32 times / m in the S direction to prepare four under-twisted yarns. The four lower twisted yarns produced were aligned and top-twisted in the S direction at 51 times / m to prepare a rung twisted cord having a total fineness of 3200 tex. Further, the twisted cord was subjected to an adhesive treatment by the above method to prepare a processed cord. Using this processing code as a core wire, a toothed belt was manufactured with a spinning tension of 630 N / piece by the method described in the method for manufacturing a toothed belt. The tooth pitch of the toothed belt was 10.964 mm, and the PLD of the toothed belt was 1.10 mm.
  • Example 2 A toothed belt was produced in the same manner as in Example 1 except that the spinning tension was 500 N / piece.
  • the tooth pitch of the toothed belt was 11,000 mm, and the PLD of the toothed belt was 1.10 mm.
  • Example 3 A multifilament yarn of carbon fiber having a fineness of 800 tex is twisted in the S direction at 44 times / m to prepare four lower twisted yarns, and the prepared four lower twisted yarns are aligned and 67 times in the S direction /.
  • a toothed belt was produced in the same manner as in Example 2 except that a rung twisted cord having a total fineness of 3200 tex was produced by top-twisting at m.
  • Example 4 A multifilament yarn of carbon fiber having a fineness of 800 tex is twisted 21 times / m in the S direction to prepare four lower twisted yarns, and the prepared four lower twisted yarns are aligned 35 times in the S direction /.
  • a toothed belt was produced in the same manner as in Example 2 except that a rung twisted cord having a total fineness of 3200 tex was produced by top-twisting at m.
  • Example 5 A toothed belt was produced in the same manner as in Example 1 except that the spinning tension was 580 N / piece.
  • the tooth pitch of the toothed belt was 10.978 mm.
  • Example 6 A toothed belt was produced in the same manner as in Example 1 except that the spinning tension was 460 N / piece.
  • the tooth pitch of the toothed belt was 11.011 mm.
  • Example 1 A multifilament yarn of carbon fiber having a fineness of 800 tex was under-twisted at 32 times / m in the S direction to prepare three under-twisted yarns.
  • a toothed belt was produced in the same manner as in Example 1 except that the three lower twisted yarns produced were aligned and top-twisted in the S direction at 39 times / m to produce a rung twisted cord having a total fineness of 2400 tex. ..
  • the tooth pitch of the toothed belt was 10.964 mm, and the PLD of the toothed belt was 1.00 mm.
  • Example 2 A multifilament yarn of carbon fiber having a fineness of 800 tex was under-twisted at 32 times / m in the S direction to prepare four under-twisted yarns.
  • a toothed belt was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the four lower twisted yarns produced were aligned and top-twisted in the S direction at 34 times / m to produce a rung twisted cord having a total fineness of 3200 tex. ..
  • the tooth pitch of the toothed belt was 10.964 mm, and the PLD of the toothed belt was 1.10 mm.
  • Example 4 A multifilament yarn of carbon fiber having a fineness of 800 tex was under-twisted at 32 times / m in the S direction to prepare four under-twisted yarns.
  • a toothed belt was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the four lower twisted yarns produced were aligned and top-twisted in the Z direction at 51 times / m to produce a twisted cord having a total fineness of 3200 tex. ..
  • the tooth pitch of the toothed belt was 10.964 mm, and the PLD of the toothed belt was 1.11 mm.
  • Example 5 A multifilament yarn of carbon fiber having a fineness of 800 tex was under-twisted at 32 times / m in the S direction to prepare four under-twisted yarns.
  • a toothed belt was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the four lower twisted yarns produced were aligned and top-twisted in the S direction at 107 times / m to produce a rung twisted cord having a total fineness of 3200 tex. ..
  • the tooth pitch of the toothed belt was 10.964 mm, and the PLD of the toothed belt was 1.11 mm.
  • Example 6 A toothed belt was produced in the same manner as in Example 1 except that the spinning tension was 700 N / piece.
  • the tooth pitch of the toothed belt was 10.945 mm.
  • Example 7 A toothed belt was produced in the same manner as in Example 1 except that the spinning tension was 420 N / piece.
  • the tooth pitch of the toothed belt was 11.022 mm.
  • Examples 7 to 10 and Comparative Examples 8 to 9 are toothed belts having a tooth profile of H14M as described above, and have a fixed upper twist coefficient (3.01) and lower twist coefficient (0.94). Then, only the spinning tension (tooth pitch of the toothed belt) was variable.
  • Example 7 The core wire was the same as in Example 1, the spinning tension was 800 N / piece, and the tooth pitch of the toothed belt was 13.944 mm.
  • Example 8 The spinning tension was 940 N / piece, and the tooth pitch of the toothed belt was 13.972 mm.
  • Example 9 The spinning tension was 550 N / piece, and the tooth pitch of the toothed belt was 14.000 mm.
  • Example 10 The spinning tension was 350 N / piece, and the tooth pitch of the toothed belt was 14.014 mm.
  • the first to sixth embodiments have a life time of 80 hours or more, and since the failure form is a tooth chipping, it is easy to perform an abnormal treatment such as replacement of a toothed belt.
  • Comparative Examples 1 to 7 had a life time of 70 hours or less, which was a failure form that was difficult to predict, that is, disconnection.
  • Comparative Example 1 it is considered that the tensile strength is insufficient because the core wire having a small diameter with the number of the lower twisted yarns aligned is three.
  • Comparative Example 2 it is considered that the bending fatigue resistance is insufficient because the upper twist coefficient is too small.
  • Comparative Example 3 and Comparative Example 4 it is considered that the bending fatigue resistance is insufficient because the method of twisting the core wire is single-strand or multi-twist.
  • Comparative Example 5 it is considered that the tensile strength is insufficient because the upper twist coefficient is too large, or the elongation of the toothed belt is increased and the meshing is deteriorated.
  • Comparative Examples 6 and 7 only the tooth pitch of the toothed belt was changed from Example 1, but the tooth pitch of the toothed belt was ⁇ 0.4% to +0.1 with respect to the tooth pitch of the toothed pulley. Since it was out of the range of%, the life time was shortened.
  • Example 1 both tensile strength and bending fatigue resistance can be increased, and it is considered that the engagement is relatively well maintained. Further, in the second embodiment, it is considered that the life time is further improved because the deterioration of the meshing due to the sand biting can be suppressed by matching the tooth pitch of the toothed belt with the tooth pitch of the pulley. Further, in Examples 5 and 6, only the tooth pitch of the toothed belt is changed from Example 1, but the tooth pitch of the toothed belt is ⁇ 0.2% to +0 with respect to the tooth pitch of the toothed pulley. Good results were obtained within the range of 1%.
  • Example 7 the life time of Example 9 in which the tooth pitch of the toothed belt is ⁇ 0% with respect to the tooth pitch of the toothed pulley was the longest, and the life time decreased as the difference became larger. ..
  • Comparative Examples 8 and 9 when the tooth pitch of the toothed belt was out of the range of ⁇ 0.4% to + 0.1% with respect to the tooth pitch of the toothed pulley, the life time was significantly reduced. In addition, the failure form was also a disconnection, which is difficult to predict.

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Abstract

本発明は、ベルト長手方向に延びて埋設された心線と、ベルト長手方向に所定の間隔で配設された複数のベルト歯部とを有する歯付ベルト、及び、外周に前記ベルト歯部に相対する複数のプーリ歯部を有し、前記歯付ベルトが巻き掛けられる複数の歯付プーリを備える、歯付ベルト伝動装置に関する。前記心線は、炭素繊維を含む下撚り糸を複数合わせて上撚りした炭素繊維コードを含み、前記下撚り糸の下撚りの撚り方向と前記上撚りの撚り方向が同じであり、前記下撚りの下撚り係数が、０．６２～１．３０であり、　前記上撚りの上撚り係数が、２．０６～３．９５であり、前記歯付ベルトの歯ピッチが、当該歯付ベルトが巻き掛けられる前記歯付プーリの歯ピッチに対して、－０．４％～＋０．１％の範囲にある。

Description

歯付ベルト伝動装置
　本発明は、高負荷をベルトによって伝達する装置の同期伝動用に使用される歯付ベルト伝動装置に関するものである。
　動力を伝達する伝動ベルトは、摩擦伝動ベルトとかみ合い伝動ベルトとに大別される。摩擦伝動ベルトとしては、平ベルト、Ｖベルト、Ｖリブドベルトなどが挙げられ、かみ合い伝動ベルトとしては、歯付ベルトが挙げられる。歯付ベルトは、心線をベルト長手方向と略平行に埋設した背部と、ベルト長手方向に所定間隔で配設された歯部と、歯部の表面を被覆する歯布とを有している。歯付ベルトの歯部は、これと相対する溝を有するプーリと嵌合することで動力の伝達を行う。歯付ベルトはプーリとの間でスリップが発生せず、高負荷を確実に伝動できるため、近年、チェーンに替えて自動二輪車の後輪駆動用として使用される例が増加している。
　自動二輪車の後輪駆動用等の高負荷伝動用途に用いられる歯付ベルトとして、心線に炭素繊維の撚りコードを採用したものが知られている。例えば、特許文献１には、ラング撚りの炭素繊維からなり、且つ、１．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の径で形成された心線を埋設した歯付ベルトが開示されている。そして、上記構成とすることで、曲げ剛性が低くなること、心線の伸びが大きくなることによる歯欠けを防止できること、心線の耐屈曲疲労性の低下による心線切断の発生を防止できることが記載されている（特に、段落０００９）。また、心線の下撚り係数は０．６５～１．６１であってもよいこと、上撚り係数は１．１４～３．６１であってもよいことが記載され（段落００２１）、実施例では下撚り係数０．９７、上撚り係数２．０７の心線を使用して、歯型（歯形）：Ｈ１４Ｍ（歯ピッチ１４ｍｍ）の歯付ベルトが作製されている。
　特許文献１に開示の心線を含む歯付ベルトは、自動二輪車の後輪駆動用としてある程度の耐久性を示すが、１４ｍｍピッチの大きな歯形によりコンパクト化に対応できない問題があるとともに、近年の伝達動力の増大によって、耐久性が不足する場面が出てきている。特に、プーリとのかみ合いが悪化すると、歯布の摩耗が促進されることでベルトの耐久性が低下しやすくなる。
日本国特開２０１５－６４１０３号公報 日本国特開平４－３３１８４４号公報
　そこで、本発明の第１の目的は、コンパクトなレイアウトであっても高負荷伝動が可能であり、耐久性を向上させた歯付ベルトを提供することである。
　ところで、歯付ベルトとプーリとのかみ合いを議論する場合には、それぞれの歯ピッチおよびＰＬＤ（Ｐｉｔｃｈ　Ｌｉｎｅ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）が重要となる。例えば、特許文献２には、タイミングベルト（歯付ベルト）のピッチラインディファレンス（ＰＬＤ）をプーリの設計ＰＬＤ（プーリのＰＬＤ）に対して１０～２０％高く（大きく）し、かつピッチ（歯付ベルトの歯ピッチ）をプーリの設計ピッチ（プーリの歯ピッチ）に対し０．０２～０．１５％大きくしたことを特徴とする歯付ベルト伝動装置が開示されている。
　そして、従来の技術として、歯付ベルトの歯ピッチとプーリの歯ピッチ、およびベルトのＰＬＤとプーリのＰＬＤを一致させるのが一般的である一方で、ベルトとプーリとのピッチ差が若干マイナスの（歯付ベルトの歯ピッチがプーリの歯ピッチよりも若干小さい）ときに寿命が長くなることが開示されている。これについては、負荷トルクが掛けられたときに歯付ベルトが伸びるため、歯付ベルトの歯ピッチとプーリの歯ピッチが一致するためと説明されている。
　特許文献２に開示されるように、歯付ベルトの歯ピッチをプーリの歯ピッチよりも若干小さくすることでかみ合いを最適化できる場合があることは公知であるものの、自動二輪車の後輪駆動用に用いられる伝動装置においては、かみ合いに影響する別の要因が存在する。屋外を走行する自動二輪車では、歯付ベルトとプーリとの間に砂利などの異物がかみ込んで堆積（石噛み、砂噛み）しやすい。砂噛みが発生すると、歯付ベルトのＰＬＤが大きくなったのと同じ状態となるため、歯付ベルトとプーリとのかみ合いが悪化する。つまり、走行初期（新車時）には歯付ベルトとプーリとが理想的にかみ合っていたとしても、走行距離が延びるにしたがってかみ合いが悪化して、歯付ベルトの耐久性が低下する虞が高くなる。
　そこで、本願の第２の目的は、砂噛みのような歯付ベルトとプーリとのかみ合いを悪化させるような要因が存在する場合であっても、かみ合いをできるだけ理想的な状態に保ち、歯付ベルトの寿命を向上できる歯付ベルト伝動装置を提供することである。
　上記課題を解決するために、本発明は、ベルト長手方向に延びて埋設された心線と、ベルト長手方向に所定の間隔で配設された複数のベルト歯部とを有する歯付ベルト、及び、外周に前記ベルト歯部に相対する複数のプーリ歯部を有し、前記歯付ベルトが巻き掛けられる複数の歯付プーリを備える、歯付ベルト伝動装置であって、前記心線は、炭素繊維を含む下撚り糸を複数合わせて上撚りした炭素繊維コードを含み、前記下撚り糸の下撚りの撚り方向と前記上撚りの撚り方向が同じであり、前記下撚りの下撚り係数が、０．６２～１．３０であり、前記上撚りの上撚り係数が、２．０６～３．９５であり、前記歯付ベルトの歯ピッチが、当該歯付ベルトが巻き掛けられる前記歯付プーリの歯ピッチに対して、－０．４％～＋０．１％の範囲にあることを特徴としている。
　上記構成によれば、歯付ベルトに埋設された心線が炭素繊維を含むことで引張強力が向上し、高負荷伝動での耐久性が向上する。
　また、心線については、複数の下撚り糸を合わせて上撚りにし、下撚りの撚り方向と上撚りの撚り方向を同じにする（ラング撚り）ことで耐屈曲疲労性が向上する。
　また、下撚り係数及び上撚り係数を上記範囲にすることで、耐屈曲疲労性を確保しながら心線と歯付ベルトの伸びを抑制でき、耐久性が向上する。下撚り係数及び上撚り係数が上記範囲よりも小さいと耐屈曲疲労性が低下し、逆に大きいと引張強力が低下するとともに歯付ベルトの伸びが大きくなって、耐久性が低下する。
　歯付ベルトの歯ピッチが、歯付ベルトが巻き掛けられる歯付プーリの歯ピッチに対して、－０．４％～＋０．１％の範囲を外れると、歯付ベルトの歯と歯付プーリの歯とのかみ合いが悪化して、歯付ベルトの耐久性が低下する場合があることから、上記範囲内にして、歯付ベルトの歯と歯付プーリの歯とのかみ合いが悪化するのを抑制して、歯付ベルトの耐久性が低下するのを防止することができる。
　また、本発明は、上記歯付ベルト伝動装置において、前記歯付ベルトの歯ピッチが、前記歯付プーリの歯ピッチに対して、－０．２％～＋０．１％の範囲にあることを特徴にしてもよい。
　歯付プーリの歯ピッチに対して歯付ベルトの歯ピッチを従来品（歯付ベルトの歯ピッチを歯付プーリの歯ピッチよりも小さくして、使用による歯付ベルトの伸びに対応しようとする歯付ベルト）よりも大きめの範囲に設定することで、砂噛みによるかみ合いの悪化を抑制でき、歯付ベルトの耐久性をさらに向上させることができる。
　また、本発明は、上記歯付ベルト伝動装置が、自動二輪車の後輪駆動用に使用されてもよい。
　上記構成によれば、自動二輪車の後輪駆動による高負荷によって歯付ベルトが伸びた際にも、駆動側の歯付プーリ（小径プーリ）と従動側の歯付プーリ（大径プーリ）のどちらにおいても歯同士のかみ合いを良好に保つことができ、歯付ベルトの耐久性を向上させた歯付ベルト伝動装置にすることができる。
　コンパクトなレイアウトであっても高負荷伝動が可能であり、耐久性を向上させた歯付ベルト、及び、砂噛みのような歯付ベルトとプーリとのかみ合いを悪化させるような要因が存在する場合であっても、かみ合いをできるだけ理想的な状態に保ち、歯付ベルトの寿命を向上できる歯付ベルト伝動装置を提供することができる。
図１は実施形態に係る歯付ベルトの断面斜視図である。 図２は実施形態に係る歯付ベルトの断面図であって、心線とＰＬＤとの関係を示した図である。 図３は実施形態に係る歯付ベルト及び駆動プーリ（従動プーリ）の構成（寸法）を説明する名称に関する説明図である。 図４は歯付ベルトのＰＬＤの測定に関する説明図である。 図５は歯付ベルトの断面図であって、心線径及び歯布の厚さを変化させた場合の心線とＰＬＤとの関係を示した図である。 図６は実施形態に係る歯付ベルト伝動装置の概略図である（実施例に係る走行試験機の概略図でもある）。
　次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
　（歯付ベルト３及び歯付ベルト伝動装置２１）
　歯付ベルト３は、図１及び図２に示すように、ベルト長手方向（Ｘ方向）に沿って所定間隔で配置され、表面が歯布１１で被覆された複数の歯部７、及び、心線９がベルト長手方向に延びて埋設された、背部４で構成されている。
　上記歯付ベルト３は、複数のプーリ間に巻き掛けられ、動力伝達機構として広く使用される。例えば、歯付ベルト３は、自動二輪車の後輪駆動用等の高負荷伝動用途の歯付ベルト伝動装置に使用される。具体的には、図６及び図３に示すように、歯付ベルト３が、駆動プーリ２２（歯付プーリ）と従動プーリ２３（歯付プーリ：図３では不図示）との間に巻き掛けられた、歯付ベルト伝動装置２１として実現される。
　駆動プーリ２２の外周には、図３に示すように、歯付ベルト３の歯部７（ベルト歯部に相当）に相対する、駆動プーリ歯２２１（プーリ歯部に相当）が複数設けられている。従動プーリ２３の外周にも、歯付ベルト３の歯部７に相対する、従動プーリ歯２３１（プーリ歯部に相当）が複数設けられている（不図示）。
　本実施形態の駆動プーリ２２は、中型（排気量５００ｃｃ程度）の自動二輪車用に、外径が６７ｍｍ～９０ｍｍの範囲の、特許文献１の駆動プーリに対して比較的小さいものを想定している。具体的には、特許文献１の駆動プーリは歯形がＨ１４Ｍ、歯数が３３歯（外径約１４４ｍｍ）であり、大型の自動二輪車用となっている。それに対して、本実施形態の駆動プーリ２２は、中型（排気量５００ｃｃ程度）の自動二輪車用に、歯形がＨ１１Ｍ、歯数は２６歯（外径約８９ｍｍ）の小型プーリを想定している（コンパクト化の要請により、歯ピッチＰＰおよびプーリの外径が小さい）。
　なお、従動プーリ２３の外径ＯＤは、駆動プーリ２２の外径ＯＤよりも大きい。そのため、従動プーリ２３の歯２３１の数は、駆動プーリ２２の駆動プーリ歯２２１の数より多いが、駆動プーリ２２のＰＬＤ（ピッチラインディファレンス）と従動プーリ２３のＰＬＤとは一致しており、また、駆動プーリ２２の歯ピッチＰＰと従動プーリ２３の歯ピッチＰＰとは一致している。
　ここで、図２及び図３を参照して、歯付ベルト３及び駆動プーリ２２（従動プーリ２３）の構成（寸法）を説明する名称について定義する。
　歯付ベルト３の歯ピッチＢＰ：隣接する歯部７と歯部７との間の距離（なお、歯付ベルト３の歯ピッチＢＰは、引張力や曲げ径により変化するため、『歯付ベルト３の長さ（周長）／歯部７の数（歯数）』で定める）
　歯付ベルト３のＰＬ（ピッチライン）：歯付ベルト３の心線９の中心位置を結ぶ線
　歯付ベルト３のＰＬＤ（ピッチラインディファレンス）：歯部７の底部から歯付ベルト３のＰＬ（心線９の中心）までの距離
　プーリの外径ＯＤ：プーリの歯先円直径
　プーリピッチ周ＰＰＬ：プーリに歯付ベルト３を巻き掛けた状態で、プーリの外周上で歯付ベルト３の心線９の中心位置を結んだ線
　ピッチ径ＰＤ：プーリピッチ周ＰＰＬの直径
　プーリの歯ピッチＰＰ：プーリピッチ周上での、隣接する歯部と歯部との間の距離（円弧の長さ）
　プーリのＰＬＤ（ピッチラインディファレンス）：プーリの歯先からプーリピッチ周ＰＰＬまでの距離（『（ピッチ径ＰＤ－プーリの外径ＯＤ）／２』で定める）
　（歯付ベルト３の詳細：心線９）
　背部４には、心線９がベルト長手方向に螺旋状に巻き付けられた状態で埋設されており、ベルト幅方向（Ｙ方向）の断面視で、所定間隔で配設されている（図１参照）。
　心線９は、下撚りの撚り方向と上撚りの撚り方向とが同じである、ラング撚りの炭素繊維コードを含んでいる。心線９をラング撚りとすることにより、諸撚りまたは片撚りに比較して曲げ剛性が低くなり、優れた耐屈曲疲労性が得られる。炭素繊維は、例えば、東レ株式会社製、商品名「トレカ」等が用いられる。ラング撚りの炭素繊維コードは、次のようにして形成できる。まず、繊度が３００～１０００ｔｅｘの炭素繊維のマルチフィラメント糸に、ゴムラテックス及びエポキシ樹脂をトルエン等の溶剤に溶解して得られる処理液を含浸付着させて接着処理糸を作製する。そして、作製した接着処理糸を０．６２～１．３０の下撚り係数でＳまたはＺ方向に下撚りして下撚り糸を作製し、下撚り糸を２～４本合わせてさらに２．０６～３．９５の上撚り係数で下撚りと同方向に上撚りを施す。以上により、ラング撚りの炭素繊維コードが得られる。ここで、撚り係数ＴＦは、ＴＦ＝（繊度（ｔｅｘ））1/2×Ｔ／９６０（Ｔ：１ｍ当たりの撚り回数）で表される。
　炭素繊維のマルチフィラメント糸は、フィラメント数の異なる６Ｋ、１２Ｋなどのマルチフィラメント糸から選択することができる。６Ｋはフィラメント数が６０００本、１２Ｋはフィラメント数が１２０００本のマルチフィラメント糸を表している。６Ｋのマルチフィラメント糸の繊度は約４００ｔｅｘ、１２Ｋのマルチフィラメント糸の繊度は約８００ｔｅｘである。
　炭素繊維のマルチフィラメント糸の繊度が１０００ｔｅｘより大きいと、耐屈曲疲労性が低下する虞がある。逆に炭素繊維のマルチフィラメント糸の繊度が３００ｔｅｘより小さいものは材料コストが上昇すると共に、十分な引張強力を有する心線９を作製するために必要な下撚り糸の本数が増加するために、作業工数の増加を招いてしまう。そこで、耐屈曲疲労性、及び、コスト・作業工数の適正を十分に確保するために、炭素繊維のマルチフィラメント糸の繊度の範囲としては、下限値として５００ｔｅｘ又は７００ｔｅｘ、上限値として９００ｔｅｘであることが好ましい。
　本実施形態では、１２Ｋのマルチフィラメント糸（繊度は約８００ｔｅｘ）１本を下撚りして下撚り糸を作製し、作製した下撚り糸を４本合わせて上撚りした、ラング撚りの炭素繊維コード（１２Ｋ－１／４）を心線９としている。なお、「１２Ｋ－１／４」は、１２Ｋのマルチフィラメント糸１本を下撚りして下撚り糸を作製し、作製した下撚り糸を４本合わせて上撚りした撚りコードであることを表している。同様に、「１２Ｋ－１／３」は、１２Ｋのマルチフィラメント糸１本を下撚りして下撚り糸を作製し、作製した下撚り糸を３本合わせて上撚りした撚りコードであることを表している。また、「１２Ｋ－４／０」は、１２Ｋのマルチフィラメント糸を４本合わせて片撚りした撚りコードであることを表している。
　ラング撚りの炭素繊維コードを形成する際に用いる処理液におけるゴムラテックスは、背部４及び歯部７を構成するゴム組成物と同種のゴム組成物からなることが好ましい。エポキシ樹脂としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ヘキサンジオールジグリシジルエーテル等の一種又は二種以上が使用される。
　心線９の心線径は１．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下が好ましい。心線径が１．１ｍｍ未満では、心線９の伸びが大きくなることにより、歯欠け（歯部７の欠損）が発生しやすくなる。心線径が２．５ｍｍを超えると、心線９の耐屈曲疲労性の低下により、心線切断が発生しやすくなる。また、歯付ベルト３のＰＬＤは図５（ａ）のように歯布１１の厚さと心線９の心線径との関係で決まる。そのため、心線径が１．１ｍｍ未満であると、図５（ｂ）のように小さいＰＬＤしか設定できず、適正なＰＬＤを得にくい。また、心線径が小さくても、歯布１１を厚くすれば、図５（ｃ）のように大きなＰＬＤが得られるが、歯部７のゴムの容積が減り、その結果、耐歯欠け性が低下する。心線９の心線径の下限値は好ましくは１．２ｍｍ以上、より好ましくは１．６ｍｍ以上、特に好ましくは１．９ｍｍ以上であり、上限値は好ましくは２．４ｍｍ以下、より好ましくは２．２ｍｍ以下である。
　ここで、歯付ベルト３のＰＬＤは、耐屈曲疲労性と耐歯欠け性とを両立できることから、０．８～２．０ｍｍであってもよく、好ましくは０．９～１．５ｍｍ、より好ましくは１．０～１．２ｍｍであってもよい。また、歯付ベルト３のＰＬＤと駆動プーリ２２のＰＬＤとは略一致していることが好ましい。具体的には、歯付ベルト３のＰＬＤは、駆動プーリ２２のＰＬＤに対して、－５％～＋５％の範囲にあれば略一致しているといえる。
　（背部４）
　背部４は、ＪＩＳ－Ａ硬度が８０度以上８９度以下となる硬度のゴム組成物で構成される。ここで、ＪＩＳ－Ａ硬度とは、ＪＩＳ Ｋ ６２５３（２０１２）に準拠した硬度であり、タイプＡデュロメータを用いて測定した、歯付ベルト３の背部４表面の硬度である。背部４のＪＩＳ－Ａ硬度を８０度以上８９度以下とすることにより、背部４の曲げ剛性が低くなり、優れた耐屈曲疲労性が得られる。背部４のＪＩＳ－Ａ硬度が８０度未満では、異物の衝突等により、背部４にクラックが発生する可能性がある。背部４のＪＩＳ－Ａ硬度が８９度を超えると耐屈曲疲労性が低下し、背部４にクラックが発生しやすくなる。
　背部４を構成するゴム組成物（ゴム組成物（Ｂ）、以下「背部ゴム」と称する。）は、水素化ニトリルゴム（以下、「ＨＮＢＲ」と称する。）と不飽和カルボン酸金属塩を含む水素化ニトリルゴム（以下、「不飽和カルボン酸金属塩を含むＨＮＢＲ」と称する。）との混合物が用いられることが好ましく、硬度の調整は両者の混合比率を変更することによって達成される。具体的には、８０度以上８９度以下の硬度を得るためには、「ＨＮＢＲ」：「不飽和カルボン酸金属塩を含むＨＮＢＲ」の質量比を４０：６０～１００：０に設定して混合することが好ましい。不飽和カルボン酸金属塩を含むＨＮＢＲとして、例えば、ＨＮＢＲに不飽和カルボン酸金属塩である、メタクリル酸亜鉛を高度に微分散させたもの（例えば、日本ゼオン製、商品名「Ｚｅｏｆｏｒｔｅ（ＺＳＣ）」等）を用いることができる。
　ＨＮＢＲとは、従来のニトリルゴムの利点である耐油性を維持しつつ、熱老化中の硫黄の再結合反応によるゴム弾性の老化を防ぐため、従来のニトリルゴムが有する不飽和結合（炭素・炭素二重結合）を化学的に水素化することによって、熱老化中の再結合反応を起こりにくくし、耐熱性を改良したものである。不飽和カルボン酸金属塩とは、１つ又は２つ以上のカルボキシル基を有する不飽和カルボン酸と金属とがイオン結合したものである。不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸などのモノカルボン酸や、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのジカルボン酸が例示できる。また、金属としては、マグネシウム、チタン、鉄、銅、亜鉛、アルミニウム、鉛、ニッケルなどが例示できる。
　本発明で使用するＨＮＢＲは、ヨウ素価が７～３０ｍｇ／１００ｍｇの範囲、好ましくは１１～２８ｍｇ／１００ｍｇの範囲の不飽和ゴムである。ここで、不飽和ゴムとは、ポリマー分子鎖中に炭素・炭素二重結合（Ｃ＝Ｃ結合）からなる不飽和結合を有するゴムをいう。また、ヨウ素価とは、不飽和結合の量を表す指標であり、ヨウ素価が高いほど、ポリマー分子鎖中に含まれる不飽和結合の量が多いことを表す。ヨウ素価の測定方法としては、測定試料に対して過剰のヨウ素を加えて完全に反応（ヨウ素と不飽和結合との反応）させ、残ったヨウ素の量を酸化還元滴定により定量することで求められる。ＨＮＢＲのヨウ素価が７ｍｇ／１００ｍｇ未満では、ＨＮＢＲ同士の架橋反応が十分ではなく、歯部の剛性が低くなるため、ベルト走行時に歯欠け等の不具合が発生するおそれがある。一方、ＨＮＢＲのヨウ素価が３０ｍｇ／１００ｍｇを超えると、不飽和結合の量が過剰に多くなり、歯部の耐熱性の低下や酸化による劣化が進行してベルト寿命が短くなるおそれがある。
　（歯部７）
　歯部７は、ＪＩＳ－Ｄ硬度（タイプＤデュロメータを用いて測定した値）で６０度以上６６度以下となる硬度のゴム組成物で構成される。ここで、ＪＩＳ－Ｄ硬度とは、ＪＩＳ Ｋ ６２５３（２０１２）に準拠した硬度であり、タイプＤデュロメータを用いて測定した、歯付ベルト３の歯部７側面の硬度である。なお、タイプＤデュロメータは、高硬さ用の試験機であり、タイプＡデュロメータを用いて測定した値が９０度を超える場合は、タイプＤデュロメータを用いるのが望ましいとされている。歯部７を構成するゴム組成物の硬度は背部４を構成するゴム組成物の硬度よりも高く、ＪＩＳ－Ａ硬度は９０度を超える。そのため、歯部７を構成するゴム組成物の硬度はタイプＤデュロメータを用いて測定した値とする。
　歯部７を構成するゴム組成物（ゴム組成物（Ａ）、以下「歯部ゴム」と称する。）は、背部４と同様に、ＨＮＢＲと不飽和カルボン酸金属塩を含むＨＮＢＲとの混合物が用いられることが好ましく、硬度の調整は両者の混合比率を変更することによって達成される。具体的には、「ＨＮＢＲ」：「不飽和カルボン酸金属塩を含むＨＮＢＲ」の質量比を５０：５０～０：１００に設定して混合することが好ましい。
　さらに、歯部７を構成するゴム組成物には、芳香族ポリアミド等の短繊維５が埋設されるのが好ましい。短繊維５は、歯布１１に近い側は歯部７の外形状に沿って配向し、心線９に近づくにつれて短繊維５は心線９とほぼ平行となるように配向して埋設することが好ましい。短繊維５の種類は特に限定されるものではないが、例えばアラミド繊維、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維、ポリビニルアルコール繊維、炭素繊維等のモジュラスの高い繊維が好適に使用できる。
　また、歯部７を構成するゴム組成物には、粉末状の補強性無機充填剤が、ＨＮＢＲ及び不飽和カルボン酸金属塩を含むＨＮＢＲを含むゴム成分の総量１００質量部に対し１０質量部以下の配合量で配合されることが好ましく、より好ましい範囲は０．１～８質量部、０．５～５質量部、１～３質量部である。粉末状の補強性無機充填剤の配合量がゴム成分の総量１００質量部に対し１０質量部を超えると、歯部７を構成するゴム組成物の発熱が大きくなり、ゴム組成物の耐熱性が低下するため、熱老化により歯欠けや亀裂が発生するおそれがある。
　本実施形態では、歯部７を構成するゴム組成物に、カーボンブラックやシリカなどの粉末状の補強性無機充填剤を必ずしも配合する必要はない。特に、カーボンブラックは歯部７を構成するゴム組成物を黒色に着色できる程度に配合されていればよく、好ましくはＨＮＢＲ及び不飽和カルボン酸金属塩を含むＨＮＢＲを含むゴム成分の総量１００質量部に対し１０質量部以下であり、より好ましい範囲は０．１～８質量部、０．５～５質量部、１～３質量部である。このカーボンブラックは、着色剤として使用しており、ゴム組成物を黒色に着色するにはカーボンブラックが最適である。
　また、歯部７を構成するゴム組成物には、非補強性充填剤が配合されることが好ましい。非補強性充填剤としては、例えば、多価金属炭酸塩類（炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなど）、多価金属水酸化物（水酸化アルミニウムなど）、多価金属硫酸塩（硫酸バリウムなど）、ケイ酸塩（ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウムマグネシウムなどのケイ素の一部が多価金属原子で置換された天然又は合成ケイ酸塩；若しくはケイ酸塩を主成分とする鉱物、例えば、ケイ酸アルミニウムを含むクレイ、ケイ酸マグネシウムを含むタルク及びマイカなどのケイ酸塩鉱物など）、リトポン、ケイ砂などが例示できる。これらの非補強性充填剤は単独で又は二種以上を組み合わせて使用できる。好ましい非補強性充填剤は、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、ケイ酸塩（ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウムマグネシウムなどのケイ酸塩、若しくはケイ酸塩鉱物（タルク、クレイ、マイカなど））から選択された少なくとも一種である。さらには、非補強性充填剤は、ベルトの加工性や配合剤の分散性の向上の効果が大きく、配合剤の分散不良を起こしにくい点から、炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム又はケイ酸マグネシウムを含むタルク、ケイ酸アルミニウム又はケイ酸アルミニウムを含むクレイから選択された少なくとも一種を含むのが好ましく、特に炭酸カルシウムを含むのが好ましい。非補強性充填剤としては、ゴムの充填剤として市販されている粉末状の充填剤が使用できる。
　非補強性充填剤の平均粒子径（平均一次粒子径）は、例えば、０．０１～２５μｍ（例えば、０．２～２０μｍ）、好ましくは０．５～１７μｍ（例えば、１～１５μｍ）程度の範囲から選択できる。非補強性充填剤の平均粒子径（平均一次粒子径）は、例えば、０．０１～３μｍ（例えば、０．０２～２μｍ）、好ましくは０．０５～１．５μｍ（例えば、０．１～１μｍ）程度であってもよく、比較的大きくてもよい。例えば、非補強性充填剤の平均粒子径（平均一次粒子径）は、０．２～５μｍ（例えば、０．３～３μｍ）、好ましくは０．５～２．５μｍ（例えば、１～２μｍ）程度であってもよい。なお、非補強性充填剤の種類、例えば、ケイ酸マグネシウム又はその鉱物などによっては、ゴム成分などとの混練過程で非補強性充填剤が解砕又は破砕される場合がある。このような解砕性又は破砕性を有する非補強性充填剤の平均粒子径は、ゴム成分などとの混練前の平均粒子径であってもよい。非補強性充填剤は、歯部又はそのゴム組成物において、通常、前記範囲の平均粒子径（例えば、０．１～１０μｍ、好ましくは０．５～５μｍ、さらに好ましくは１～３μｍ）を有していてもよい。非補強性充填剤の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置を利用して、体積平均粒子径として測定してもよい。また、ナノメータサイズの充填剤の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡写真を含む電子顕微鏡写真の画像解析により適当なサンプル数（例えば、５０サンプル）の算術平均粒子径として算出してもよい。
　非補強性充填剤の割合は、ゴム成分の総量１００質量部に対して、３～５０質量部（例えば、５～４０質量部）であり、好ましくは５～３０質量部（例えば、６～２５質量部）、さらに好ましくは７～２０質量部（例えば、８～１５質量部）程度であってもよい。非補強性充填剤の含有量が少なすぎると、ベルトの加工性や配合剤の分散性を十分に向上できない虞があり、非補強性充填剤の含有量が多すぎると配合剤の分散性が不良となる虞がある。
　非補強性充填剤を比較的多い割合で使用すると、ゴム練中の各種配合剤（酸化亜鉛、補強性充填剤、短繊維など）の分散性を向上でき、ゴム組成物の均一性を高めることができるとともに、損失係数Ｔａｎδを大きく上昇させることがなく、ゴムの変形による発熱を抑制できる。そのため、亀裂の発生と成長との双方を抑制でき、歯付ベルトの耐歯欠け性を大きく向上できる。
　また、本実施形態の歯部７に使用するゴム組成物の加硫物は、ＪＩＳ　Ｋ６３９４（２００７）に準じて測定された７０℃雰囲気温度下での貯蔵弾性率（Ｅ´）が２００～３００ＭＰａであり、かつ、損失係数（Ｔａｎδ）が０．１～０．２の範囲であることが好ましい。この範囲であれば、歯欠け等の不具合は起こりにくくなり、歯部７の変形が抑制されることで、歯付プーリ（駆動プーリ２２、従動プーリ２３）とのかみ合いに支障を来たさず、耐久性が向上する。
　Ｅ´とは、周期振動を与える動的状態の試験から得られる弾性率であり、歪と同位相の弾性応力の比率として定義される。Ｅ´が高いほど物体は変形しにくくなり、高負荷条件のような強い外部の力でも変形量は小さくなるので、亀裂や切断などは発生しにくい。一方、Ｅ´が低くなると物体は変形しやすくなるため、小さな外部力でも物体は容易に切断、破壊が起こる。
　Ｔａｎδとは、損失弾性率（Ｅ´´）をＥ´で除したものであり、振動１サイクルの間に熱として散逸されるエネルギーと貯蔵される最大エネルギーとの比の尺度となっている。即ち、Ｔａｎδはゴム組成物に加えられる振動エネルギーが熱として散逸され易さを表すものであり、Ｔａｎδが大きくなるほど外部から加えられるエネルギーの多くが熱に変換されるため、ゴム組成物は自己発熱により温度が高くなり、耐熱性が低下する。一方、Ｔａｎδが低いほど発熱量は低く抑えられるため、ゴム組成物の耐熱性は向上する。
　（歯布１１）
　歯布１１は、ベルト幅方向に延在する経糸６とベルトの長手方向に延在する緯糸８とを織成してなる繊維織物を基材とする。また、この繊維織物は、平織物や綾織物、朱子織物などからなる。この繊維織物を構成する繊維材料としては、例えば、アラミド繊維、ウレタン弾性糸、脂肪族繊維（６ナイロン、６６ナイロン、ポリエステル、ポリビニルアルコール等）等を使用できる。なお、歯布１１は設けなくてもよい。
　本実施形態の繊維織物として、２種類の緯糸８と１種類の経糸６とで織成された多重織（２重織）構造のものを採用することもできる。この場合、経糸６をナイロン繊維とし、緯糸８にはフッ素系繊維、ナイロン繊維、及び、ウレタン弾性糸を使用することが好ましい。また、緯糸８のうちの、歯布１１の表面側（歯付プーリとのかみ合い側）に位置する（露出する）緯糸８としては、歯布１１と歯付プーリとの間の摩擦を低減するために、摩擦係数が低いフッ素系繊維（例えば、ＰＴＦＥ繊維）を使用することが好ましい。一方、歯布１１の裏面側（歯部７との接着側）に位置する緯糸８には、フッ素系繊維以外の繊維（ナイロン繊維やウレタン弾性糸）を使用することで、歯布１１と歯部７を構成するゴムとの接着力を高めることが可能となる。
　また、フッ素系繊維の周囲には、ゴムを基材とする歯部７及び背部４の加硫温度で融解する融点を有する低融点繊維が配されていることが好ましい。具体的には、フッ素系繊維と低融点繊維とが混撚されている、又は、フッ素系繊維が低融点繊維によってカバーされているなどの形態が含まれる。なお、歯部７及び背部４の加硫条件（加硫温度及び加硫時間）は、特に限定されるものではなく、加硫剤及び加硫促進剤の種類並びに加硫手段等を考慮して、通常、ムーニー粘度計又はその他の加硫挙動測定機を用いて測定した加硫曲線を参照して決定される。このようにして決定される一般的な加硫条件は、加硫温度１００～２００℃で、加硫時間１分～５時間程度である。必要により二次加硫を行っても良い。
　この場合、歯部７及び背部４の加硫時に低融点繊維が融解し、歯布１１を構成する繊維間に流れ込んだ後、融点以下まで冷却することで低融点繊維が結晶化する。そのため、歯付プーリへのかみ込み時、或いは、歯付プーリからのかみ抜け時に、歯布１１の表面に生じる衝撃や摩耗によってフッ素系繊維が切断・飛散するのが抑制される。これにより、歯部７及び背部４をより長期間保護して、ベルトの歯欠けを防止することができ、高負荷走行時の長寿命化が可能となる。
　ここで、低融点繊維としては、融点が好ましくは１６５℃未満、より好ましくは１５０℃未満の、例えば、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、又は、オレフィン系繊維を使用することができる。
　低融点繊維として使用可能なポリアミド系繊維としては、Ｗ－アミノカルボン酸成分又はジカルボン成分とジアミンとの組み合わせからなる、共重合ポリアミド類のものがある。
　低融点繊維として使用可能なポリエステル系繊維としては、融点が歯部７及び背部４の加硫温度よりも高い芯成分のポリエステル系ポリマーと、融点が歯部７及び背部４の加硫温度よりも低い鞘成分の共重合ポリエステル系ポリマーからなる芯鞘型複合繊維が好ましい。融点が歯部７及び背部４の加硫温度よりも高い芯成分のポリエステル系ポリマーは、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、及びそれらの共重合体が挙げられる。融点が歯部７及び背部４の加硫温度よりも低い鞘成分の共重合ポリエステル系ポリマーは、二塩基酸とジオールとの重縮合反応で得られ、その例としては、テレフタル酸とジエチレングリコールとをベースに、共重合成分として、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ブタンジオール、へキサンジオール、ポリエチレングリコール、ネオペンチルグリコールなどが挙げられ、その組み合わせ及び共重合比率により融点を調整可能である。
　低融点繊維として使用可能なオレフィン系繊維としては、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維（例えば、高密度ポリエチレン繊維、中密度ポリエチレン繊維、低密度ポリエチレン繊維、直鎖状低密度ポリエチレン繊維、超高分子量ポリエチレン繊維）などが挙げられる。
　また、これらを共重合させたものでも良く、さらには、歯部７及び背部４の加硫温度で融解する繊維であれば、その撚糸方法や構成について特に限定されるものではない。さらに、これら低融点繊維の表面に、接着処理剤との親和性を上げることを目的として、プラズマ処理等がなされても良い。
　この歯布１１は、例えば以下のような工程を含む一連の接着処理を経て、歯部７を構成するゴムに接着される。
　（１）歯布１１を構成する繊維織物を、レゾルシン－ホルマリン－ゴムラテックス処理液（以下、ＲＦＬ処理液という）に含浸し、乾燥させる。
　ここで、ＲＦＬ処理液には、硫黄化合物の水分散物、キノンオキシム系化合物、メタアクリレート系化合物、マレイミド系化合物のうち少なくとも１つの加硫助剤、又は、これらの加硫助剤を水に分散させたものを添加することが好ましい。
　硫黄化合物の水分散物としては、例えば、硫黄の水分散物やテトラメチルチウラムジスルフィドなどが採用され得る。キノンオキシム系化合物としては、例えば、ｐ－キノンジオキシムなどが採用され得る。メタアクリレート系化合物としては、例えば、エチレングリコールジメタクリレートやトリメチロールプロパントリメタクリレートなどが採用され得る。マレイミド系化合物としては、例えば、Ｎ，Ｎ´－ｍ－フェニレンビスマレイミドやＮ，Ｎ´－（４，４´－ジフェニルメタンビスマレイミド）などが採用され得る。
　なお、上述した「当該加硫助剤を水に分散させたもの」における「水」は、例えばメタノールなどのアルコールを若干程度含むものであっても良い。これによれば、「当該加硫助剤」が水に対して不溶性の場合であっても、「当該加硫助剤」の水に対する親和性が向上して「当該加硫助剤」が分散し易くなる。
　このように、ＲＦＬ処理液に加硫助剤を添加することで以下の効果が期待される。即ち、ＲＦＬ処理液中に含まれるゴムラテックス成分と外層ゴム（後記（２）のゴム糊処理や（３）のコート処理で使用されるゴム糊又は圧延ゴムを意味する。コート処理が省略される場合は歯部７を構成するゴムを意味する。）との層間の化学的結合力が強化されることで、接着性が向上し、歯布１１の剥離が抑制される。更に期待される効果として、ＲＦＬ処理液中に含まれるゴムラテックス成分自身の化学的結合力（架橋の力）が強化され、その結果、接着層の凝集破壊による剥離（即ち、層間剥離）よりも、接着対象である上記外層ゴムの破壊による剥離が先行すると考えられる。
　また、ＲＦＬ処理液に加硫助剤を添加する場合、繊維織物の含浸処理を２回に分けて実行しても良い。この場合、まず、１回目のＲＦＬ含浸処理においては、ＲＦＬ処理液には、前述した何れの加硫助剤も添加しないこととする。これは、１回目の処理工程においては、ゴムラテックス成分の架橋よりもＲＦ成分の熱硬化を優先するためである。
　一方、２回目のＲＦＬ含浸処理においては、１回目のＲＦＬ処理液と比較してゴムラテックス成分を多く含み、硫黄化合物の水分散物、キノンオキシム系化合物、メタアクリレート系化合物、マレイミド系化合物のうち少なくとも１つの加硫助剤、又は、加硫助剤を水に分散させたものを添加したＲＦＬ処理液を使用する。なお、１回目の含浸処理と２回目の含浸処理とで、ＲＦＬ処理液のゴムラテックス成分の割合に差を設けるのは、親和性の異なる繊維とゴムの両方に対する、ＲＦＬ層の接着性を高める為である。
　（２）繊維織物に、ゴム組成物を溶剤に溶かしたゴム糊からなる接着処理剤を付着させた後にベーキング処理する、２種類のゴム糊処理（Ｐ１処理、Ｓ１処理）を行う。
　（３）繊維織物の表面に、ゴム糊と圧延ゴムとをこの順にコーティングする。本工程は、コート処理とも称される。「この順に」とあるのは、詳細には「繊維織物から歯部７へ向かって、この順に」を意味する。ここで、ＲＦＬ処理液に加硫助剤を添加した場合には、このコート処理で使用するゴム糊と圧延ゴムにも、ＲＦＬ処理液に添加した加硫助剤と同一のものを添加することが好ましい。これにより、ＲＦＬ処理液で処理された繊維織物とゴム糊の間の接着力の著しい改善が期待できる。
　なお、上記（１）～（３）の処理は、全てを行う必要はなく、必要に応じて、いずれか１つ、或いは、２以上の複数を組み合わせて行って良い。例えば、（１）の処理においてＲＦＬ処理液に加硫助剤を添加する場合には、この処理のみで繊維織物とゴム間の接着力がかなり高められることから、（２）のゴム糊処理を省略しても良い。
　本実施形態に係る歯付ベルト３は、予備成型工法により作製される。予備成型工法とは、まず、歯型を有する金型によって歯布１１と歯部７とを予め成型し、予備成形体を得て、次に、得られた予備成形体を金型に巻きつけ、その上に心線９を螺旋状にスピニングする。そして、その上に背部４を構成する未加硫ゴムを巻いた後、全体を加硫缶で加硫する工法のことである。この予備成型工法においては加硫前に歯布１１と歯部７が予め成型される為、加硫時に背部４を構成する未加硫ゴムを心線９の間から内側（腹側）へ流動させ、歯布１１を伸張させて歯部７を形成する必要がない。そのため、心線間距離（ピッチ）を狭くすることが可能となる。
　（歯部７の歯形、歯ピッチＢＰ）
　歯部７の歯形は、ＪＩＳＢ１８５６（２０１８）およびＩＳＯ５２９４（１９８９）に規定されている台形歯形（ＭＸＬ、ＸＸＬ、ＸＬ、Ｌ、Ｈ、ＸＨ、ＸＸＨ）、ＪＩＳＢ１８５７－１（２０１５）およびＩＳＯ１３０５０（２０１４）に規定されている円弧歯形（Ｈ、Ｐ、Ｓ、Ｒ、Ｇ）のいずれであってもよいが、歯付ベルト３と歯付プーリ（駆動プーリ２２、従動プーリ２３）との干渉を低減でき、歯付ベルト３の耐久性を向上できる点から、円弧歯形が好ましい。
　また、歯部７の歯ピッチＢＰ（ベルトの長手方向（Ｘ方向）における歯部７と歯部７との間の距離、図２参照）は、８ｍｍ～１４ｍｍの範囲で選択できる。これに相当する円弧歯形は、Ｈ８Ｍ、Ｐ８Ｍ、Ｓ８Ｍ、Ｒ８Ｍ、Ｇ８Ｍ（それぞれ歯ピッチＢＰが８ｍｍ）、Ｈ１４Ｍ、Ｐ１４Ｍ、Ｓ１４Ｍ、Ｇ１４Ｍ（それぞれ歯ピッチＢＰが１４ｍｍ）などが挙げられる。また、上記規格には規定のないメーカー独自の歯形、例えば、Ｈ１１Ｍ（歯ピッチＢＰが１１ｍｍ）であってもよい。歯ピッチＢＰが８ｍｍよりも小さいと伝動容量が不足して、歯付ベルト３の耐久性が低下する虞がある。逆に、歯ピッチＢＰが１４ｍｍよりも大きいと、歯付ベルト伝動装置２１が大型化してしまうと共に、歯付ベルト３の耐屈曲疲労性が低下する虞がある。歯付ベルト３の耐久性と歯付ベルト伝動装置２１の小型化を両立できることから、歯ピッチＢＰは１１ｍｍが好ましく、歯形はＨ１１Ｍが好ましい。
　また、歯付ベルト３の歯ピッチＢＰは、駆動プーリ２２の歯ピッチＰＰに対して、－０．４％～＋０．１％の範囲にある。更には、歯付ベルト３の歯ピッチＢＰは、駆動プーリ２２の歯ピッチＰＰに対して、－０．２％～＋０．１％（特に、－０．１％～＋０．１％）の範囲にあることがより好ましい。即ち、歯付ベルト３の歯ピッチＢＰと、駆動プーリ２２の歯ピッチＰＰとは、一致していることが好ましい。なお、歯付ベルト３の歯ピッチＢＰは、歯付ベルト伝動装置２１での使用後の歯付ベルト３の伸びを考慮して、駆動プーリ２２の歯ピッチＰＰよりも小さくしてもよい。
　上記構成の歯付ベルト３によれば、歯付ベルト３に埋設された心線９が炭素繊維を含むことで引張強力が向上し、高負荷伝動での耐久性が向上する。
　また、心線９については、複数の下撚り糸を合わせて上撚りにし、下撚りの撚り方向と上撚りの撚り方向を同じにする（ラング撚り）ことで耐屈曲疲労性が向上する。
　また、上記歯付ベルト３の心線９の下撚り係数は、０．６２～１．３０（好ましくは０．７５～１．１５、より好ましくは０．９０～１．００）であり、上撚り係数は、２．０６～３．９５（好ましくは２．４５～３．５５、より好ましくは２．８０～３．２０）である。
　これにより、耐屈曲疲労性を確保しながら心線９と歯付ベルト３の伸びを抑制でき、耐久性が向上する。下撚り係数及び上撚り係数が上記範囲よりも小さいと耐屈曲疲労性が低下し、逆に大きいと引張強力が低下するとともに歯付ベルト３の伸びが大きくなって、耐久性が低下する。
　また、上記歯付ベルト伝動装置２１によれば、歯付ベルト３の歯ピッチＢＰが、駆動プーリ２２の歯ピッチＰＰに対して、－０．４％～＋０．１％の範囲にあるように設計している。この構成によれば、歯付ベルト伝動装置２１（自動二輪車の後輪駆動）による高負荷によって歯付ベルト３が伸びた際にも、駆動プーリ２２（小径プーリ）と従動プーリ２３（大径プーリ）のどちらにおいても歯同士のかみ合いを良好に保つことができ、歯付ベルト３の耐久性を向上させることができる。上記の範囲を外れると、歯付ベルト３の歯部７と駆動プーリ２２の駆動プーリ歯２２１や従動プーリ２３の従動プーリ歯２３１とのかみ合いが悪化して、歯付ベルト３の耐久性が低下する場合がある。
　また、歯付ベルト３の歯ピッチＢＰは、駆動プーリ２２の歯ピッチＰＰに対して、－０．２％～＋０．１％（特に、－０．１％～＋０．１％）の範囲に設定し、できるだけ歯付ベルト３の歯ピッチＢＰと、駆動プーリ２２の歯ピッチＰＰとを、一致させることにより、従来品（歯付ベルトの歯ピッチＢＰを歯付プーリの歯ピッチＰＰよりも小さくして、使用による歯付ベルトの伸びに対応しようとする歯付ベルト）よりも大きめの範囲に設定している。これにより、砂噛みによるかみ合いの悪化を抑制でき、歯付ベルト３の耐久性をさらに向上させることができる。
　また、上記構成によれば、歯付ベルト伝動装置２１の駆動プーリ２２の外径ＯＤが６７ｍｍ～９０ｍｍと比較的小さい場合であっても、伝動容量の高さを維持しつつ、歯付ベルト３の耐久性を向上できるため、歯付ベルト伝動装置２１を小型化することができる。
　（歯付ベルト）
　実施例１～６及び比較例１～７では、下記各部材を用いて、ベルトサイズ１２０Ｈ１１Ｍ２５（歯部数：１２０歯、歯形：Ｈ１１Ｍ、歯ピッチＢＰ：約１１ｍｍ、ベルト幅：２５ｍｍ）の歯付ベルトを作製した。
　また、実施例７～１０及び比較例８～９では、下記各部材を用いて、ベルトサイズ１４４Ｈ１４Ｍ２１（歯部数：１４４歯、歯形：Ｈ１４Ｍ、歯ピッチＢＰ：約１４ｍｍ、ベルト幅：２１ｍｍ）の歯付ベルトを作製した。
　（ゴム組成物：背部　歯部）
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　（ゴム組成物の使用材料）
　ＨＮＢＲ：日本ゼオン（株）製「Ｚｅｔｐｏｌ２０１０」、ヨウ素価１１ｍｇ／１００ｍｇ
　不飽和カルボン酸金属塩を含むＨＮＢＲ：日本ゼオン（株）製「Ｚｅｏｆｏｒｔｅ　ＺＳＣ２２９５ＣＸ」、ＨＮＢＲ：不飽和カルボン酸金属塩（質量比）＝１００：１１０、ベースＨＮＢＲのヨウ素価２８ｍｇ／１００ｍｇ
　アラミド短繊維：帝人（株）製「コーネックス」、平均繊維長３ｍｍ、平均繊維径１４μｍ
　ステアリン酸：日油（株）製「ステアリン酸つばき」
　カーボンブラックＳＲＦ：東海カーボン（株）製「シーストＳ」、平均粒子径６６ｎｍ、ヨウ素吸着量２６ｍｇ／ｇ
　シリカ：エボニック・デグサ・ジャパン（株）製「ウルトラシルＶＮ－３」、比表面積１５５～１９５ｍ2／ｇ
　炭酸カルシウム：丸尾カルシウム（株）製「スーパー＃１５００」、平均粒子径１．５μｍ
　酸化亜鉛：堺化学工業（株）製「酸化亜鉛２種」、平均粒子径０．５５μｍ
　可塑剤：（株）ＡＤＥＫＡ製「アデカサイザーＲＳ７００」
　老化防止剤：ｐ，ｐ’－ジオクチルジフェニルアミン（精工化学（株）製「ノンフレックスＯＤ３」）
　有機過酸化物：１，３－ビス（ｔ－ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、理論活性酸素量９．４５％
　（心線を構成する炭素繊維のマルチフィラメント糸）
　東レ（株）製「トレカＴ７００ＳＣ－１２０００」、引張弾性率２３０ＧＰａ、フィラメント繊度０．６７ｄｔｅｘ、フィラメント数１２０００、繊度８００ｔｅｘ
　（心線の処理）
　ゴムラテックス及びエポキシ樹脂をトルエンに溶解した処理液に含浸させた。
　（歯布、および歯布の処理）
　歯布の構成は特許文献１と同一とした。また、特許文献１と同じＲＦＬ処理（Ｂ－１およびＢ－２）、コート処理を行った。なお、Ｐ１処理およびＳ１処理は行っていない。
　（歯付ベルトの製造）
　実施例１～６及び比較例１～７の、予備成型工法による歯付ベルトの作製においては、まず、歯形を有する金型に、歯布と歯部となる未加硫ゴムシート（厚み：２．５５ｍｍ）を乗せ、１２０℃、１６０秒、プレス圧：４．５１ＭＰａ（面圧）の条件でプレスし、予備成形体を作製する。次に、作製した予備成形体を金型に巻きつけ、その上にスピニングテンション：４６０～７００Ｎ／本、スピニングピッチ：２．２ｍｍ／本、スピニング速度：１．５ｍ／ｓの条件で心線９を螺旋状にスピニングする。その上に、背部を構成する未加硫ゴムシート（厚み：１．３５ｍｍ）を巻いた後、全体を加硫温度１７９℃、加硫時間４０分、蒸気圧：０．８３ＭＰａの条件で加硫缶を使って加硫し、歯付ベルトを作製した。
　また、実施例７～１０及び比較例８～９の、予備成型工法による歯付ベルトの作製においては、まず、歯形を有する金型に、歯布と歯部となる未加硫ゴムシート（厚み：２．９０ｍｍ）を乗せ、１２０℃、１６０秒、プレス圧：４．５１ＭＰａ（面圧）の条件でプレスし、予備成形体を作製する。次に、作製した予備成形体を金型に巻きつけ、その上にスピニングテンション：３００～９６０Ｎ／本、スピニングピッチ：２．２ｍｍ／本、スピニング速度：１．５ｍ／ｓの条件で心線９を螺旋状にスピニングする。その上に、背部を構成する未加硫ゴムシート（厚み：２．１０ｍｍ）を巻いた後、全体を加硫温度１７９℃、加硫時間４０分、蒸気圧：０．８３ＭＰａの条件で加硫缶を使って加硫し、歯付ベルトを作製した。
　（歯付ベルトのＰＬＤの測定）
　歯付ベルトのＰＬＤ（歯部の底部から心線の中心までの距離）は以下のように測定した。まず、歯付ベルトを幅方向に平行に切断し、その断面をマイクロスコープで２０倍に拡大して観察する。図４に示すように、歯部の底部から心線の直上までの距離（ｔ１）と、歯部の底部から心線の直下までの距離（ｔ２）とを測定し、これらを平均（（ｔ１＋ｔ２）／２）して、歯部の底部から心線の中心までの距離（ｔ３）を求めた。この距離（ｔ３）を、断面において切断された全ての心線について求め、さらにこれらの距離（ｔ３）の算術平均値を計算して歯付ベルトのＰＬＤとした。この際、測定の対象となる心線は、断面の全体が観察できる心線に限るものとし、断面の全体が観察できない（一部がベルト端面にかかっている）心線は測定の対象から除いた。
　（歯付ベルトの歯ピッチＢＰの測定）
　実施例１～６及び比較例１～７の歯付ベルトの歯ピッチＢＰは、検尺機で測定した歯付ベルト全体の長さ（ピッチ周長）を歯付ベルトの歯部数で除して求めた。２つの検尺プーリの歯数は共に３０歯とし、検尺荷重は９６６Ｎとした。歯付ベルトの長さの測定は、駆動プーリを３０ｒｐｍで回転させ、回転開始後１０秒間経過して歯付ベルトが検尺プーリに馴染んだ後に測定した。
　実施例７～１０及び比較例８～９の歯付ベルトの歯ピッチＢＰは、検尺機で測定した歯付ベルト全体の長さ（ピッチ周長）を歯付ベルトの歯部数で除して求めた。２つの検尺プーリの歯数は共に３０歯とし、検尺荷重は１１８６Ｎとした。歯付ベルトの長さの測定は、駆動プーリを３０ｒｐｍで回転させ、回転開始後１０秒間経過して歯付ベルトが検尺プーリに馴染んだ後に測定した。
　（耐久走行試験）
　次に、実施例１～１０及び比較例１～９に係る歯付ベルトに対して、図６に示す歯付ベルト伝動装置２１と同じレイアウトの、２軸高負荷走行試験機を用いた高負荷条件下での走行試験を行って、実施例１～１０に係る歯付ベルトの技術的効果を検証した（試験結果：表２、表３参照）。
　（試験条件：実施例１～６及び比較例１～７（実施例７～１０及び比較例８～９））
　試験機：２軸高負荷走行試験機（図６参照）
　プーリ歯形（駆動プーリ、従動プーリ）：Ｈ１１Ｍ（Ｈ１４Ｍ）
　プーリのＰＬＤ（駆動プーリ、従動プーリ）：１．１０ｍｍ（１．１０ｍｍ）
　プーリの歯ピッチ（駆動プーリ、従動プーリ）：１１．０００ｍｍ（１４．０００ｍｍ）
　駆動プーリ歯数：２６歯（３０歯）
　従動プーリ歯数：５９歯（７０歯）
　ベルト初張力：１０５０Ｎ（１１５０Ｎ）
　・駆動プーリ回転数の制御パターン：
　（１）２５秒で０ｒｐｍから３１５０ｒｐｍまで上げる
　（２）３１５０ｒｐｍで２３０秒保持
　（３）１５秒で３１５０ｒｐｍから０ｒｐｍまで下げる
　（４）２０秒で０ｒｐｍから３１５０ｒｐｍまで上げる
　（５）２０秒で３１５０ｒｐｍから０ｒｐｍまで下げる
　（６）（４）～（５）を５回繰り返す。
　以上を１つのサイクルとして、繰り返す。
　・負荷トルクの制御パターン：
　（１）２秒で０Ｎ・ｍから６９０Ｎ・ｍまで上げる
　（２）５秒で６９０Ｎ・ｍから２２０Ｎ・ｍまで下げる
　（３）２２０Ｎ・ｍで２３０秒保持
　（４）１５秒で２２０Ｎ・ｍから０Ｎ・ｍまで下げる
　（５）２秒で０Ｎ・ｍから６９０Ｎ・ｍまで上げる
　（６）３５秒で６９０Ｎ・ｍから０Ｎ・ｍまで下げる
　（７）（５）～（６）を５回繰り返す。
　以上を１つのサイクルとして、繰り返す。
　砂かけ条件：砂の種類：珪砂とセメント砂のブレンド
　砂かけの場所：従動プーリのかみ合い入り口
　砂かけの量と頻度：５ｇ／サイクルを５サイクル連続して行い、続く３５サイクルは砂かけなし。以降繰り返し。
　（実施例１）
　繊度８００ｔｅｘの炭素繊維のマルチフィラメント糸をＳ方向に３２回／ｍで下撚りをかけて、４本の下撚り糸を作製した。作製した４本の下撚り糸を引き揃えてＳ方向に５１回／ｍで上撚りをかけて、総繊度３２００ｔｅｘのラング撚りコードを作製した。また、撚りコードには前記の方法で接着処理を行い、処理コードを作製した。この処理コードを心線として、前記歯付ベルトの製造方法に記載の方法でスピニングテンションを６３０Ｎ／本として歯付ベルトを製造した。歯付ベルトの歯ピッチは１０．９６４ｍｍ、歯付ベルトのＰＬＤは１．１０ｍｍであった。
　（実施例２）
　スピニングテンションを５００Ｎ／本とする以外は実施例１と同様にして歯付ベルトを作製した。歯付ベルトの歯ピッチは１１．０００ｍｍ、歯付ベルトのＰＬＤは１．１０ｍｍであった。
　（実施例３）
　繊度８００ｔｅｘの炭素繊維のマルチフィラメント糸をＳ方向に４４回／ｍで下撚りをかけて、４本の下撚り糸を作製し、作製した４本の下撚り糸を引き揃えてＳ方向に６７回／ｍで上撚りをかけて、総繊度３２００ｔｅｘのラング撚りコードを作製した以外は実施例２と同様にして歯付ベルトを作製した。
　（実施例４）
　繊度８００ｔｅｘの炭素繊維のマルチフィラメント糸をＳ方向に２１回／ｍで下撚りをかけて、４本の下撚り糸を作製し、作製した４本の下撚り糸を引き揃えてＳ方向に３５回／ｍで上撚りをかけて、総繊度３２００ｔｅｘのラング撚りコードを作製した以外は実施例２と同様にして歯付ベルトを作製した。
　（実施例５）
　スピニングテンションを５８０Ｎ／本とする以外は実施例１と同様にして歯付ベルトを作製した。歯付ベルトの歯ピッチは１０．９７８ｍｍであった。
　（実施例６）
　スピニングテンションを４６０Ｎ／本とする以外は実施例１と同様にして歯付ベルトを作製した。歯付ベルトの歯ピッチは１１．０１１ｍｍであった。
　（比較例１）
　繊度８００ｔｅｘの炭素繊維のマルチフィラメント糸をＳ方向に３２回／ｍで下撚りをかけて、３本の下撚り糸を作製した。作製した３本の下撚り糸を引き揃えてＳ方向に３９回／ｍで上撚りをかけて、総繊度２４００ｔｅｘのラング撚りコードを作製する以外は実施例１と同様にして歯付ベルトを作製した。歯付ベルトの歯ピッチは１０．９６４ｍｍ、歯付ベルトのＰＬＤは１．００ｍｍであった。
　（比較例２）
　繊度８００ｔｅｘの炭素繊維のマルチフィラメント糸をＳ方向に３２回／ｍで下撚りをかけて、４本の下撚り糸を作製した。作製した４本の下撚り糸を引き揃えてＳ方向に３４回／ｍで上撚りをかけて、総繊度３２００ｔｅｘのラング撚りコードを作製する以外は実施例１と同様にして歯付ベルトを製造した。歯付ベルトの歯ピッチは１０．９６４ｍｍ、歯付ベルトのＰＬＤは１．１０ｍｍであった。
　（比較例３）
　繊度８００ｔｅｘの炭素繊維のマルチフィラメント糸を４本引き揃えてＳ方向に１６．２回／ｍで撚りをかけて、総繊度３２００ｔｅｘの片撚りコードを作製する以外は実施例１と同様にして歯付ベルトを製造した。歯付ベルトの歯ピッチは１０．９６４ｍｍ、歯付ベルトのＰＬＤは１．０８ｍｍであった。
　（比較例４）
　繊度８００ｔｅｘの炭素繊維のマルチフィラメント糸をＳ方向に３２回／ｍで下撚りをかけて、４本の下撚り糸を作製した。作製した４本の下撚り糸を引き揃えてＺ方向に５１回／ｍで上撚りをかけて、総繊度３２００ｔｅｘの諸撚りコードを作製する以外は実施例１と同様にして歯付ベルトを製造した。歯付ベルトの歯ピッチは１０．９６４ｍｍ、歯付ベルトのＰＬＤは１．１１ｍｍであった。
　（比較例５）
　繊度８００ｔｅｘの炭素繊維のマルチフィラメント糸をＳ方向に３２回／ｍで下撚りをかけて、４本の下撚り糸を作製した。作製した４本の下撚り糸を引き揃えてＳ方向に１０７回／ｍで上撚りをかけて、総繊度３２００ｔｅｘのラング撚りコードを作製する以外は実施例１と同様にして歯付ベルトを製造した。歯付ベルトの歯ピッチは１０．９６４ｍｍ、歯付ベルトのＰＬＤは１．１１ｍｍであった。
　（比較例６）
　スピニングテンションを７００Ｎ／本とする以外は実施例１と同様にして歯付ベルトを作製した。歯付ベルトの歯ピッチは１０．９４５ｍｍであった。
　（比較例７）
　スピニングテンションを４２０Ｎ／本とする以外は実施例１と同様にして歯付ベルトを作製した。歯付ベルトの歯ピッチは１１．０２２ｍｍであった。
　（試験結果）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　（実施例７～１０及び比較例８～９）
　実施例７～１０、及び、比較例８～９は、上記で説明したように歯形がＨ１４Ｍの歯付ベルトであり、上撚り係数（３．０１）及び下撚り係数（０．９４）を固定して、スピニングテンション（歯付ベルトの歯ピッチ）のみ変量した。
　（実施例７）
　心線は実施例１と同じで、スピニングテンションは８００Ｎ／本、歯付ベルトの歯ピッチは１３．９４４ｍｍとした。
　（実施例８）
　スピニングテンションは９４０Ｎ／本、歯付ベルトの歯ピッチは１３．９７２ｍｍとした。
　（実施例９）
　スピニングテンションは５５０Ｎ／本、歯付ベルトの歯ピッチは１４．０００ｍｍとした。
　（実施例１０）
　スピニングテンションは３５０Ｎ／本、歯付ベルトの歯ピッチは１４．０１４ｍｍとした。
　（比較例８）
　スピニングテンションは９６０Ｎ／本、歯付ベルトの歯ピッチは１３．９３０ｍｍとした。
　（比較例９）
　スピニングテンションは３００Ｎ／本、歯付ベルトの歯ピッチは１４．０２８ｍｍとした。
　（試験結果）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　（考察）
　実施例１～６は８０時間以上の寿命時間を有しており、故障形態は歯欠けであるために歯付ベルトの交換などの異常処置を行いやすいと言える。一方、比較例１～７は７０時間以下の寿命時間であって、切断という予見の難しい故障形態となった。
　比較例１では、下撚り糸の引き揃え本数を３本とした細径の心線を用いているために、引張強力が不足していると考えられる。比較例２では、上撚り係数が小さすぎるために耐屈曲疲労性が不足していると考えられる。比較例３および比較例４では、心線の撚り方法が片撚りまたは諸撚りであるために耐屈曲疲労性が不足していると考えられる。比較例５では、上撚り係数が大きすぎるために引張強力が不足したり、歯付ベルトの伸びが大きくなってかみ合いが悪化したりしていると考えられる。比較例６、７は、実施例１から歯付ベルトの歯ピッチのみ変更したものであるが、歯付ベルトの歯ピッチが歯付プーリの歯ピッチに対して－０．４％～＋０．１％の範囲を外れていることから、寿命時間が低下していた。
　一方、実施例１は引張強力と耐屈曲疲労性をともに高くすることができ、かみ合いも比較的良好に保たれていると考えられる。また、実施例２では、歯付ベルトの歯ピッチをプーリの歯ピッチと一致させることで、砂噛みによるかみ合いの悪化を抑制することができるために、さらに寿命時間が向上したと考えられる。さらに、実施例５、６では、実施例１から歯付ベルトの歯ピッチのみ変更したものであるが、歯付ベルトの歯ピッチが歯付プーリの歯ピッチに対して－０．２％～＋０．１％の範囲内で良好な結果が得られた。
　実施例７～１０については、歯付ベルトの歯ピッチが歯付プーリの歯ピッチに対して±０％である実施例９の寿命時間がもっとも長く、その差が大きくなるに従って寿命時間は低下した。一方、比較例８、９については、歯付ベルトの歯ピッチが歯付プーリの歯ピッチに対してー０．４％～＋０．１％の範囲を外れると、寿命時間は大きく低下した。また、故障形態も予見が困難である切断となった。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
　本出願は、２０２０年５月２９日出願の日本特許出願２０２０－０９４５４０および２０２１年５月１７日出願の日本特許出願２０２１－０８３２２５に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　３　　歯付ベルト
　４　　背部
　５　　短繊維
　６　　経糸
　７　　歯部
　８　　緯糸
　９　　心線
　１１　歯布
　２１　歯付ベルト伝動装置
　２２　駆動プーリ
　２３　従動プーリ

Claims (3)

  1. 　ベルト長手方向に延びて埋設された心線と、ベルト長手方向に所定の間隔で配設された複数のベルト歯部とを有する歯付ベルト、及び、外周に前記ベルト歯部に相対する複数のプーリ歯部を有し、前記歯付ベルトが巻き掛けられる複数の歯付プーリを備える、歯付ベルト伝動装置であって、
    　前記心線は、炭素繊維を含む下撚り糸を複数合わせて上撚りした炭素繊維コードを含み、
    　前記下撚り糸の下撚りの撚り方向と前記上撚りの撚り方向が同じであり、
    　前記下撚りの下撚り係数が、０．６２～１．３０であり、
    　前記上撚りの上撚り係数が、２．０６～３．９５であり、
    　前記歯付ベルトの歯ピッチが、当該歯付ベルトが巻き掛けられる前記歯付プーリの歯ピッチに対して、－０．４％～＋０．１％の範囲にある、歯付ベルト伝動装置。
  2. 　前記歯付ベルトの歯ピッチが、前記歯付プーリの歯ピッチに対して、－０．２％～＋０．１％の範囲にある、請求項１に記載の歯付ベルト伝動装置。
  3. 　自動二輪車の後輪駆動用に使用される、請求項１又は２に記載の歯付ベルト伝動装置。
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