JPH0583776B2

JPH0583776B2 -

Info

Publication number: JPH0583776B2
Application number: JP19308088A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Nakanishi; Susumu Onoe
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1988-08-02
Filing date: 1988-08-02
Publication date: 1993-11-29
Also published as: JPH0242230A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、高負荷伝動用の歯付ベルト、特にア
ラミド繊維原糸に下撚りをかけた後、該下撚りさ
れた糸を複数本引揃えて上記下撚り方向とは逆方
向の上撚りをかけてなる双撚糸の心体コードを有
し、該心体コードが3000デニール以上である歯付
ベルトに関するものである。

（従来の技術）歯付ベルトには、機能や用途により歯形状、材
料構成等にいろいろなものがあるが、近年の要求
機能の多様化により、屈曲疲労性および高負荷伝
動性が要求されるものが増加しつつある。例えば
自動車において、オルタネータ、パワーステアリ
ング装置、空調装置、ウオータポンプ等の多数の
プーリを１本のベルトで駆動するサーペンタイン
のレイアウトの場合には、一般の場合よりも高い
屈曲疲労性及び高負荷伝動性が要求される。

そこで、例えば特公昭57−31018号公報に記載
されるように、屈曲疲労性を改善するために、複
数のヤーンを撚り合わせて形成される心体コード
の撚り係数を、 TM＝ｔ√／ｋ (1) TM：撚り指標ｔ：長さ１インチ当りの撚り数で表わされる
コードの撚り数ｄ：コードのデニールｋ：コードを構成するのに使用された特定の
素材の定数（例えばナイロン、ポリエステル
…73、アラミド…68、ガラス…90）の式を用いて、４〜８の数値範囲にすることが提
案されている。

そのほか、高負荷伝動のためにアラミド繊維か
らなるコードを用い、撚り係数を特定の範囲とす
ることで、屈曲疲労性を改善するものが、特開昭
54−135954号公報、特開昭56−105135号公報など
に記載されている。

（発明が解決しようとする課題）そこで、発明者は、屈曲疲労性の改善について
研究を重ねたところ、屈曲疲労性は、上撚り係数
の影響を受けるものと確認されたが、特定範囲の
撚り係数としても、引張り弾性係数が高いアラミ
ド繊維からなる心体コードの場合には十分な屈曲
疲労性が得られない、つまり、そのような心体コードは引張り弾性率
が高く、捩り剛性が高ことから、カテナリー（引
揃え率）を悪くしており、そのカテナリーの悪化
により屈曲疲労性の向上が十分に期待できないの
である。

ところで、心体コードの太さが変化すると、第
８図に示すように、3000デニールまではそれほど
でないが、3000デニールを越えると、強力変動係
数Ｒ、すなわちＲ＝σ／（−） σ：標準偏差 −：平均値（サンプル数ｒ＝100）の増加傾向が急激に大きくなる。これが、強力の
バラツキだけでなく、屈曲疲労性のバラツキの原
因ともなる。なお、第８図においては、強力変動
係数は1500デニールの場合を１として、指数表示
している。この場合、上撚り係数と下撚り係数と
の比は１である。

高負荷伝動するためにはある程度のコード太さ
が必要であり、そのため、このような3000デニー
ル以上のコードが一般に歯付ベルトで高負荷用と
して用いられているが、このようなベルトは、上
述したごとく上記強力変動係数の増加傾向が大き
く、屈曲疲労性が特に問題となる、請求項１の発明はかかる点に鑑みてなされても
ので、アラミド繊維からなる心体コードを有し、
該心体コードが3000デニール以上である高負荷伝
動用の歯付ベルトにおいて、屈曲疲労性を改善す
ることを目的とする。

また、請求項２の発明は、屈曲疲労性が改善さ
れるだけでなく、蛇行も小さくなる歯付ベルトを
提供することも目的とする。

（課題を解決するための手段）請求項１の発明は、アラミド繊維原糸に下撚り
をかけた後、該下撚りされた糸を複数本引揃えて
上記下撚り方向とは逆方向の上撚りをかけてなる
心体コードを有し、該心体コードが3000デニール
以上である歯付ベルトを前提として、上記目的を
達成するために、上記心体コードは、上撚り係数
が3.5〜5.7で、かつカテナリーが0.8％以下である
ことを特徴とするもである。

なお、心体コードは3000デニール以上である
が、実用上40000デニール程度まで用いられる。

請求項２の発明は、さらに、上撚り係数と下撚
り係数との比Ｋが、 0.7≦Ｋ≦1.2 である。

（作用）請求項１の発明は、上撚り係数だけでなく、カ
テナリーも、屈曲疲労性が向上するように特定の
数値範囲とされているので、高負荷伝動におい
て、屈曲疲労性が改善される。

請求項２の発明は、さらに上撚り係数と下撚り
係数との比が特定されているので、屈曲疲労性の
改善だけでなく、蛇行運動量も小さくなる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に沿つて詳細に説
明する。

ベルトの断面構成を示す第１図において、１は
高負荷伝動用の歯付ベルト、２は歯付ベルト１の
背部１ａと歯部１ｂとを形成する弾性体としての
ゴム構造体、３はゴム構造体２にベルト長さ方向
に対して傾斜してスパイラル状に埋設された心体
コード、４は歯部１ｂの表面に被覆された歯帆布
で、歯面を構成している。

上記ゴム構造体２は、クロロプレンゴム、スチ
レンブタジエンゴム、エピクロロヒドリンヒゴ
ム、ポリウレタンゴム、水素添加のアクリロニト
リロブタジエンゴム等からなり、ベルトの使用目
的に適した周知のゴム配合物で形成される。

上記心体コード３は、アラミド繊維の撚糸コー
ドからなり、そのコード構成は1500de／２×３、
すなわち1500デニールのストランドを２本集めて
下撚りを行い、これを３本集めて下撚り方向とは
逆方向に上撚りしたものである。

上記歯帆布４は、６ナイロン、66ナイロン、芳
香族ポリエステル、テトロン、綿、レーヨン、テ
フロン等の材質の糸若しくは混紡糸を単独又は組
合わせて使用し、ベルト歯帆として要求される耐
摩耗性、摩擦係数を満足するように構成されたも
のである。なお、緯糸に巻縮糸を用いたウーリー
帆布の使用が望ましい。

上記歯付ベルト１を製造するには、まず、所望
の綾角度を有する歯帆布４（ウーリー帆布）を用
意し、この歯帆布４にRFL、エポキシ系、イソ
シアネート系などの周知の接着剤を塗布して接着
処理し、必要に応じてゴム糊等をさらに塗布し、
周面に歯部１ｂに対応した凹凸形状を有する加硫
金型に接着する。

その際、ウーリー帆布からなる歯帆布４は、帆
布幅方向をベルト長さを方向とし、周知の方法で
筒状に接合し、加硫金型に接着する。なお、ウー
リー帆布を歯帆布として用いないときには、接着
処理を施した歯帆布４を金型の凹凸形状に沿わせ
て装着する。

それから、上記加硫金型に装着された歯帆布４
の上に心体コード３をスパイラル状に巻き付け
る。この心体コード３には、予め周知の方法にて
接着処理が施されている。

続いて、その上に、背部１ａ及び歯部１ｂのゴ
ム構造体２を構成する所定のゴム配合の未加硫ゴ
ムシートを巻く。

このようにして形成された未加硫ベルト素材を
金型と共に加硫装置内に装入し、所定の温度で所
定時間の間、加圧加硫を行う（例えば160℃、30
〜60分）。しかして、加硫が完了すると、加硫装
置より取り出し、加硫成形品を加硫金型より取り
外して、それを所定ベルト幅に切断して歯付ベル
ト１を得る。

続いて、上記歯付ベルト１について行つた試験
について説明する。

試料ベルト寸法は、ベルト幅19mm、歯部のピツチ
8.0mm、コードピツチ1.5mm、ベルト長さ40インチ
である。心体コードとしてはアラミド繊維（デユ
ポン社製、商品名ケブラー）からなる撚糸コード
を用いた。そのコード構成は、1500de／２×３
である。

試験方法屈曲疲労試験は、第２図に示すように、４つの
歯付プーリ２１，２２，２３，２４（いずれも歯
部24個）と、４つのテンシヨンプーリ２５，２
６，２７，２８（直径32mm）に１本の試料ベルト
２９を巻回し、張力2To＝40Kgfの状態で２×
10⁷サイクル走行させた。なお、１つの歯付プー
リ２１を駆動プーリ（回転数5570rpm）とした。

しかして、走行完了後に試料ベルト９２から心
体コードを取り出し、引張り残存強力を測定し、
初期強力との比でもつて強力保持率を算出した。
なお、引張り試験は東洋ボールドウイン製テンシ
ロンを用い、試料（ゲージ長）500mmでもつて、
伸長速度60％／min、初期荷重1/20ｇ／deの条件
で行つた。

また、屈曲疲労により発生した伸び率は、走行
前後のベルト長さから算出した。

また、撚糸コード（心体コード）を解撚して、
下撚り糸に分解し、各々の長さを測定し、一番長
いものをＣ、一番短いものをＡとし、それらを用
いて次式によりカテナリーＷ（引揃え率）を算出
した。

Ｗ＝（Ｃ−Ａ）÷Ａ×100 （％）蛇行指数は、心体コードを、円筒の金型に巻き
付けた際にその転がり具合を指数で表したもの
で、心体コードをコード径の1.1倍のピツチで50
回スパイラル状に巻き付け、その50本の各々の間
隙を測定してそのピツチのバラツキを表示したも
のである。上下撚り係数の比Ｋが１のものを基準
として算出した。

試験結果 (1) 上撚り係数と、屈曲疲労後の強力保持率、発
生伸び率及びオリジナル強力との関係 1500de／２×３のアラミドコードで下撚り数
は20回／10cmに固定し、上撚り係数のみ変量して
試験した結果を第３図及び第４図に示す。尚、上
撚り係数及び下撚り係数は、前述した式(1)により
計算される。本試験においては下撚り係数は4.2
（固定）、カテナリーは１％（固定）である。コー
ドのオリジナル強力指数は、上撚り係数3.5のも
のを100として指数表示した。

上撚り係数の増加と共に屈曲疲労性は向上する
が、屈曲している間に心体コードが伸びる。それ
らの関係は、屈曲疲労性と相関がある。

一般に、ベルトは走行中に、0.25％伸びると、
噛合い不良を生じ、実際の負荷走行では破損す
る。したがつて、上撚り係数は、少なくとも3.5
以上必要である。

また、上撚り係数の増加と共に、オリジナル強
力が低下し、特定値を越えると、その低下が著し
い。したがつて、上撚り係数は、5.7以下である
ことが必要である。

(2) カテナリーと屈曲疲労後の強力保持率との関
係試験結果は第５図に示す通りである。なお、本
試験においては、上撚り係数は3.5（固定）、下撚
り係数は4.2（固定）である。

上記結果より、カテナリーが0.8を越えると、
強力保持率が急激に低下することが判るしたがつて、カラナリーは、0.8以下であるこ
とが必要である。

(3) 下撚り係数とカテナリーとの関係試験結果は第６図に示す通りである。なお、本
試験においては、上撚り係数は3.5（固定）であ
る。

上記結果より、下撚り係数が2.1を越えると、
カテナリーが小さくなることが判る。

なお、カテナリーは引揃え率で、これを改善す
るためには撚糸機の機構を大幅に変える必要があ
るが、上記試験結果より、下撚り係数を変量する
ことでカテナリーの改善が図れることが判る。

(4) 撚糸コードの上下撚り係数の比と蛇行との関
係試験結果は第７図に示す通りである。

上記結果より、上撚り係数と下撚り係数との比
率は0.7〜1.2の範囲にあると蛇行が少ないことが
判る。

よつて、蛇行運動量を小さくするには、上記比
率を0.7〜1.2の範囲にする必要がある。

（発明の効果）上記のように構成したから、請求項１の発明
は、上撚り係数とカテナリーとが屈曲疲労性に優
れる特定の数値範囲となるので、高負荷伝動にお
いて、屈曲疲労性が向上し、ベルトの疲労寿命が
大幅に延びる。

請求項２の発明は、さらに上撚り係数と下撚り
係数との比も特定の数値範囲としたので、屈曲疲
労性が向上するだけでなく、さらに蛇行運動量も
小さくなり、優れた歯付ベルト性能を発揮する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は歯付ベ
ルトの構成を示す断面図、第２図は試験装置の概
略図、第３図乃至第８図は試験結果を示す図であ
る。１……歯付ベルト、１ａ……背部、１ｂ……歯
部、２……ゴム構造体、３……心体コード、４…
…歯帆布。

Claims

【特許請求の範囲】１アラミド繊維原糸に下撚りをかけた後、該下
撚りされた糸を複数本引揃えて上記下撚り方向と
は逆方向の上撚りをかけてなる心体コードを有
し、該心体コードが3000デニール以上である歯付
ベルトにおいて、上記心体コードは、上撚り係数
が3.5〜5.7で、かつカテナリーが0.8％以下である
ことを特徴とする歯付ベルト。２心体コードの上撚り係数と下撚り係数との比
Ｋが、 0.7≦Ｋ≦1.2 であるところの請求項１記載の歯付ベルト。