JPH071054B2

JPH071054B2 - 歯付ベルト

Info

Publication number: JPH071054B2
Application number: JP2109773A
Authority: JP
Inventors: 高秀水野; 信隆大迫; 武史村上; 泰典中井
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1990-04-24
Filing date: 1990-04-24
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: DE4113360A1; US5120280A; DE4113360B4; JPH048948A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、耐熱性、耐摩耗性、耐歯欠け性を改良した歯
付ベルトに関するものである。

（従来技術）従来の歯付ベルトのカバー帆布は、一般的に６ナイロ
ン、6.6ナイロンのフィラメント糸を捲縮加工したウー
リー加工糸またはこのフィラメント糸とウレタン弾性糸
との混撚糸を緯糸に用い、また６ナイロンまたは6.6ナ
イロンのフィラメント糸を経糸に用いた綾織帆布が使用
されてきた。

近年特に、自動車のカム駆動に用いられる歯付ベルト
は、エンジンルーム内の高温化またカム及び補機駆動に
よる負荷の増大により寿命が短かくなる傾向にあり、高
温下での走行寿命の延長が要求されてきている。

そのため、背ゴム、歯ゴムに用いるゴム組成物として、
従来のクロロプレンゴム（CR）から、クロロスルホン化
ポリエチレンゴム（CSM）、または水素化アクリロニト
リル−ブタジエンゴム（水素化NBR）等の耐熱老化性の
良好な原料ゴムが採用されてきている。

また、抗張体も従来のクロロプレンゴム用に接着処理さ
れたガラス心線から耐熱老化性の良好なCSM用、水素化N
BR用に処理されたガラス心線が用いられ、従来のCR用ガ
ラス心線より耐熱老化性及び耐熱屈曲性が改良されてき
ている。

一方、それに対してベルト歯部表面を被覆するカバー帆
布は、ゴム組成物や抗張体の改良に比較し、プーリとの
噛み合い時に生じる摩擦熱によってエンジンルーム内の
温度以上に発熱して熱的に厳しい条件にさらされる。そ
れにもかかわらずカバー帆布は、６ナイロン、または6.
6ナイロンの材質からなる織物が使用され、処理剤が若
干改良されたとはいえ、耐熱老化性については要求値を
満足していない。熱的に厳しくて負荷が増大する走行条
件下では、歯付ベルトは歯底部および歯元部に位置して
いるナイロン帆布の早期摩耗に起因して短時間に歯欠け
することがあった。

そこで、かかる問題を解消するため、脂肪族ポリアミド
繊維及びポリエステル繊維等の通常糸とウレタン弾性糸
とを混撚した織布の利用が提案された。しかし、このカ
バー帆布はベルト歯部との接着に欠け、また帆布に塗布
する糊ゴムが繊維内に侵入しにくい問題があった。これ
は、プーリとの繰り返し接触により糊ゴムの早期飛散に
より、帆布が摩耗しやすく、ベルトの寿命を低下させて
いた。

そして、最近では実開昭62-183147号公報に開示されて
いるようにベルトのカバー帆布としてベルト長手方向に
位置する緯糸に少なくとも芳香族ポリアミド繊維のウー
リー加工糸とウレタン弾性糸とを用いるものが提案され
た。

（発明が解決しようとする課題）しかし、前記芳香族ポリアミド繊維のウーリー加工糸で
は、本来融点をもたないポリマーであるため、加工温度
の調節が困難で均一な仮撚りができずランダムな太さの
加工糸になり、また繊維自身が高い剛性を有しているた
めに、これを用いた帆布はタオルのような凹凸表面にな
って平滑な織物にならなかった。

このため、このような帆布を用いた歯付ベルトは、PLD
値（心線の中心線となるピッチラインとベルト歯底部間
の距離）がばらつき、また同じモールドで成型したベル
トの長さも不均一になるという不具合が発生した。PLD
値のばらついた歯付ベルトを走行させると、短時間にベ
ルト歯部がプーリ溝部側壁に干渉し、ベルト歯元部では
応力集中を受けて早期にクラックが発生することがあっ
た。

本発明は上記問題点を解決するものであり、熱的に厳し
い条件下でもベルト歯元部のクラックや歯欠けの起こり
にくい耐久性を有する歯付ベルトを提供することを目的
とする。

（課題を解決するための手段）即ち、本発明の特徴とするところはベルト長手方向に一
定ピッチをおいて多数の歯部を配置したベルト本体と、
ベルト長手方向に沿って心線を埋設した背ゴム層とを有
し、上記歯部表面にカバー帆布を被覆した歯付ベルトに
おいて、上記カバー帆布のベルト長手方向の緯糸として
芳香族ポリアミド繊維の紡績糸とウレタン弾性糸との混
撚糸を使用し、かつ経糸として太さ10〜50デニールの脂
肪族繊維のモノフィラメントを少なくとも１本以上集束
して撚り合わせた撚糸、もしくは芳香族ポリアミドのマ
ルチフィラメントの撚糸を使用する点にある。

芳香族ポリアミド繊維の紡績糸は芳香族ポリアミド繊維
が少なくとも40重量％以上含んでいる。

前記経糸は10〜50デニールのモノフィラメントを３〜25
本引き揃えたものを５〜30回/10cmに撚った構成とす
る。

また、緯糸の撚り数は８回〜40回/10cmである。

第１図は本発明に係る歯付ベルトの断面斜視図であり、
歯付ベルト１はベルト長手方向に一定ピッチで歯部２と
溝部３とを交互に有するベルト本体４と、ベルトピッチ
ライン上にガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、カーボ
ン繊維等からなるロープ状の心線５を埋設した背ゴム層
６とからなり、歯部２及び溝部３の表面にはカバー帆布
７が貼着されている。

上記ベルト本体に使用するゴム配合物は、耐熱老化性が
従来のジエン系ゴム、例えば天然ゴム、スチレン−ブタ
ジエンゴム、アクリロニトル−ブタジエンゴム、クロロ
プレンに比較して良好な原料ゴムであり、例えばクロロ
スルホン化ポリエチレンゴム（CSM）、アルキル化クロ
ロスルホン化ポリエチレンゴム（ACSM）またはアクリロ
ニトリル−ブタジエンゴムの２重結合部分に水素添加し
た水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム（水素化NB
R）であり、耐熱老化性の改良されたゴムである。

なお、前記アルキル化クロロスルホン化ポリエチレンゴ
ムは、直鎖状分子構造の低密度ポリエチレンを、塩素含
有量が15〜45重量％で硫黄含有量が0.5〜2.5重量％の範
囲になるようにクロロスルフォン化したクロロスルフォ
ン化ポリエチレン（ACSMと記す）ゴムである。このACSM
はアルキル側鎖を有しているため、主鎖のポリエチレン
の結晶化度が低下し、ゴム的な性質を有している。ま
た、低温領域（−10℃以下）でも結晶化が起こりにくい
ため、ゴム弾性を維持し、耐寒性に優れる。

ここで使用するカバー帆布７は、緯糸方向（ベルト長手
方向）に伸縮性を有する平織物、綾織物、朱子織物等を
使用することができる。

なかでも平織帆布の場合は、緯糸7aと経糸7bとが上下に
交互に交差積層しているため、緯糸7aと経糸7bの波形状
交差点が緯、経方向に連続して形成される。一方、綾
織、朱子織帆布を使用した場合には、緯糸と経糸が夫々
複数本おきに波形状に交差点を形成し、通常の平織帆布
より波形状交差点が少なく、かつゴムが糸間のみならず
交差点間まで充分浸透する。これをベルト歯部に使用し
た場合には、ベルト屈曲性における緯糸と経糸の糸同志
による直接接触を回避し、ベルトライフを向上すること
ができるため好ましい。

これに対応して伸縮性を更に増大するために、前記平織
帆布、綾織帆布、朱子織帆布に他の低配向ポリエステル
合成繊維糸を編成して編布として被覆するようにしても
よい。

上記カバー帆布７は、先ず織物を構成する緯糸7a、経糸
7bの表面にRFL液、イソシアネート溶液あるいはエポキ
シ溶液の硬化物からなる接着層が被覆される。

ここで使用するRFL液はレゾルシンとホルマリンの初期
縮合物をラテックスに混合したものであり、この場合レ
ゾルシンとホルマリンのモル比は1:0.5〜３にすること
が接着力を高めるうえでよい。

また、レゾルシンとホルマリンの初期縮合物は、これを
ラテックスのゴム分100重量部に対してその樹脂分が２
〜30重量部になるようにラテックスと混合したうえ、全
固形濃度を５〜40％濃度に調節される。

前記ラテックスはスチレン・ブタジエン・ビニルピリジ
ン三元共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、水素
化NBR、エピクロルヒドリン、天然ゴム、SBR、クロロプ
レンゴム、オレフィン−ビニルエステル共重合体等のラ
テックスである。

前記カバー帆布の緯糸7aは芳香族ポリアミド繊維を少な
くとも40重量％以上、好ましくは50重量％以上含む紡績
糸とウレタン弾性糸との混撚糸であり、芳香族ポリアミ
ド繊維の紡績糸は繊維の分子構造の主鎖中に芳香環をも
つポリアミド繊維、例えば商品名コーネックス、ノーメ
ックス、ケブラー、テクノーラ等を主に用いた紡績糸で
ある。勿論、これらの芳香族ポリアミド繊維と他の繊維
との混紡糸、また芳香族ポリアミド繊維の紡績糸と他の
繊維及びウレタン弾性糸を含む合撚糸も含まれる。芳香
族ポリアミド繊維の緯糸全体に対する割合は、少なくと
も40重量％以上、好ましくは50重量％以上でなければ、
耐熱性及び耐摩耗性が改良されない。ウレタン弾性糸は
必要な伸びと帆布に与えるために使用している。即ち、
歯付ベルトを作成する過程において圧入方式にてベルト
歯部を加硫前に型付けするため、帆布の伸びが少なくと
も約70％以上なければならず、ウレタン弾性糸はこれを
担持し必要な伸びを帆布に与えている。このため、ウレ
タン弾性糸を製織時に伸長を与えた状態で混撚糸中に含
ませて製織し、製織後、収縮させる。

また一方、経糸7bは脂肪族繊維、例えばポリエステル、
６ナイロン、6.6ナイロン、4.6ナイロン、12ナイロン等
のポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、
ポリプロピレン等のフィラメント糸である。このフィラ
メント糸の構成は１本が10〜50デニールのモノフイラメ
ントを３〜25本引き揃えて、５〜30回/10cmの撚りをＳ
またはＺ方向に与えて経糸としたものである。あるい
は、経糸7bとして１〜６デニールの芳香族ポリアミドの
フイラメントを100〜200本集束し、もしくはこれを撚り
合わせたマルチフィラメント糸を用いることができる。

このような経糸7bを用いるのは、緯糸7aに剛性の高い芳
香族ポリアミド繊維の紡績糸を用いているため、緯糸7a
と経糸7bのバランスをとるためである。歯付ベルトを圧
入法にて作成する場合には、緯糸方向に収縮させるため
に緯糸方向の帆布の伸びを確保しなければならないが、
経糸7bの剛性が低い場合、収縮させる際に均一に収縮せ
ず平滑な帆布にならない。もし厚さの不均一な帆布を用
いてベルトを作成すると、PLD値のばらつきによりベル
ト寿命は短かくなる。

経糸7bの構成としてモノフィラメントの太さは10〜50デ
ニールであり、10デニール未満であると剛性が低く、帆
布を均一に収縮させることはできない。一方、50デニー
ルを越えると引き揃える本数の関係により帆布厚さが過
大となりPLD値の調節が困難で有用でない。また、引き
揃えるモノフィラメント本数は３〜25本であるが、２本
では撚りを与えた場合には、帆布の厚さが均一にならな
い。１本の場合には経糸方向の耐屈曲性に欠ける。

緯糸7aの撚り数は８〜40回/10cmが良く、好ましくは10
〜30回/10cmが良い。８回/10cm未満では、芳香族ポリア
ミドの紡績糸とウレタン弾性糸とのなじみが悪くて緯糸
の太さが乱れ、帆布の厚さも不均一となる。一方、40回
/10cmを越えた撚り数にすると、帆布の緯糸方向の強力
が低下し、ベルト走行時の負荷に耐えられない。即ち、
カバー帆布はベルト歯元部を充分に補強できないため、
早期に歯元部ではクラックが発生し、やがて歯欠が起こ
る。

（実施例）以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではな
い。

実施例１経糸として6.6ナイロン、30デニールのモノフィラメン
トを７本引き揃えた210デニールのモノマルチ糸に15回/
10cmの割合でＳ方向に撚糸し、また緯糸として第１表の
材質及び太さからなる紡績糸と2.0〜4.0倍に撚糸時に伸
長されたウレタン弾性糸とを15回/10cmの割合でＳ方向
に合撚し、これらを2/2 綾織として製織し、製織させた帆布をウィンスあるいは
サーキュラーマシンにより織幅の40〜55％に収縮させ
た。そして、接着処理剤として従来使用されているRFL
液（レゾルシン−ホルマリン−ラテックス接着処理液）
にて処理し、更に歯付ベルトの本体と同一のゴム組成物
を溶剤に溶かしたゴム糊を含浸させ、乾燥させた後、こ
れを歯付ベルトのカバー帆布として用いた。なお、従来
例のカバー帆布（綾織）の構成を第２表に示す。

心線として、構成ECG150-3/13で心線径約1.2mmの接着処
理されたガラスコードを使用した。

そして、ベルト本体と背ゴム層は第３表からなる水素化
NBRを原料ゴムとして用いたゴム組成物を使用した。

これらの材料を用いて、従来の圧入法にて加硫して歯付
ベルトを得た。作製したベルトを走行テスト１、２にて
走行させ、歯欠け寿命時間及び帆布の摩耗状態を観察し
た。その結果を第４表に示す。

なお、作製したベルトは歯ピッチ9.525mm、歯型ZA、歯
数105歯、幅0.75インチ（19.1mm）である。

（１）走行テスト１本装置は駆動プーリ（歯数18）と１つの従動プーリ（歯
数36）とからなり、両プーリ間にテンションプーリ（直
径52mm）を有している。

走行条件1-1は環境温度120℃、駆動プーリの回転数7200
rpm、負荷８馬力、初張力15kgfである。

走行条件1-2は環境温度80℃、駆動プーリの回転数7200r
pm、負荷８馬力、初張力15kgfである。

（２）走行テスト２本テスト装置では駆動プーリ（歯数20）と３つの従動プ
ーリ（いずれも歯数20）が相対向するように上下方向に
配列され、各プーリ間にはアイドラープーリ（直径32m
m）が設けられている。歯付ベルトは前記４つのプーリ
に巻掛けられ、１つの従動プーリに与えられた荷重（80
kg）により張力を受けている。走行条件は駆動プーリの
回転数5,500rpm、環境温度120℃、走行時間約300時間で
あり、300時間走行後のベルト歯底部にあるカバー帆布
の厚さの保持率を求めた。

上記の結果によると、走行条件1-1、1-2における歯付ベ
ルトの歯欠けに至るまでの寿命は、芳香族ポリアミド繊
維の紡績糸を緯糸に用いることにより延長され、特に高
温側でその効果が顕著である。また、走行条件２におい
て高張力における高温走行での歯底部分の摩耗性を比較
しても、芳香族ポリアミド繊維の紡績糸を緯糸に用いた
歯付ベルトは、耐摩耗性に優れることが確認された。

実施例２カバー帆布の緯糸に用いる芳香族ポリアミドの紡績糸と
ウレタン弾性糸との合撚時の撚り数を第５表の通り変量
し、実施例１と同じ方法にて、カバー帆布を製織後、幅
収縮させ、接着処理を行なって実施例１と同様のベルト
を作製し、走行条件1-1、1-2によって歯欠けまでの走行
時間を求めた。その結果を第６表に示す。

実施例２の結果では、緯糸の撚り数が４回/10cmと少な
い場合、芳香族ポリアミド繊維の紡績糸とウレタン弾性
糸とのなじみが悪くて収縮時に均一な厚さの帆布となら
なかった。従って、作製したベルトは走行しても異常な
噛み合い状態となり、その結果異常な摩耗を起こし、早
期に寿命となった。

一方、撚り数が50回/10cmと多い場合、帆布の外観及び
厚さは均一であるが、緯糸方向の強力が低い。これは、
走行時の負荷により、ベルト歯元部に集中応力を与え
て、早期にクラックを発生させ、ベルト寿命を短かくさ
せた。

（効果）以上のように本発明の歯付ベルトによれば、カバー帆布
として芳香族ポリアミド繊維を少なくとも40重量％以上
含む紡績糸とウレタン弾性糸との混撚糸をベルト長手方
向の緯糸とし、太さ10〜50デニールの脂肪族繊維のモノ
フィラメントを少なくとも１本以上集束して撚り合わせ
た撚糸、もしくは芳香族ポリアミドのマルチフィラメン
トの撚糸を経糸とする帆布を使用しているように、緯糸
に剛性の高い糸を用いているために、経糸もこれに応じ
て剛性の高い糸が使用され、緯糸と経糸とのバランスを
とって均一な厚さの帆布になっている。しかも、芳香族
ポリアミド繊維の紡績糸とウレタン弾性糸とはなじみが
よくて、帆布の厚さをより均一にしている。これによ
り、得られたべルトはPLD値が均一となり、ベルト寿命
も向上し、カバー帆布も耐摩耗性及び充分な強度を有す
るために、歯部を充分に保護して歯元部の早期クラッ
ク、歯欠けの発生を阻止している。

しかも、緯糸の撚り数を８〜40回/10cmに限定すると、
芳香族ポリアミド繊維の紡績糸とウレタン弾性糸とはな
じみがよくて平滑で均一な厚さの帆布を形成し、しかも
緯糸方向の強力が繊維されてベルトの耐久性を一段と向
上させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る歯付ベルトの斜視図であ
る。１……歯付ベルト２……歯部３……溝部４……ベルト本体５……心線６……背ゴム層７……カバー帆布 7a……緯糸 7b……経糸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−88040（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−196346（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−183147（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベルト長手方向に一定ピッチをおいて多数
の歯部を配置したベルト本体と、同方向に沿って心線を
埋設した背ゴム層とを有し、上記歯部表面にカバー帆布
を被覆した歯付ベルトにおいて、前記カバー帆布のベル
ト長手方向の緯糸として芳香族ポリアミド繊維の紡績糸
とウレタン弾性糸との混撚糸を用い、かつ経糸として太
さ10〜50デニールの脂肪族繊維のモノフィラメントを少
なくとも１本以上集束して撚り合わせた撚糸を用いるこ
とを特徴とする歯付ベルト。
【請求項２】芳香族ポリアミド繊維の紡績糸は芳香族ポ
リアミド繊維が少なくとも40重量％以上含んでいる請求
項１記載の歯付ベルト。
【請求項３】経糸は10〜50デニールのモノフィラメント
を３〜25本引き揃えたものを５〜30回/10cmに撚った糸
である請求項１記載の歯付ベルト。
【請求項４】緯糸の撚り数が８〜40回/10cmである請求
項１記載の歯付ベルト。
【請求項５】ベルト長手方向に一定ピッチをおいて多数
の歯部を配置したベルト本体と、同方向に沿って心線を
埋設した背ゴム層とを有し、上記歯部表面にカバー帆布
を被覆した歯付ベルトにおいて、前記カバー帆布のベル
ト長手方向の緯糸として芳香族ポリアミド繊維の紡績糸
とウレタン弾性体との混撚糸を用い、かつ経糸として太
さ１〜６デニールの芳香族ポリアミドのフィラメントを
複数本集束し、もしくはこれらを撚り合わせた糸を用い
ることを特徴とする歯付ベルト。