JPH09280321A

JPH09280321A - 歯付ベルト

Info

Publication number: JPH09280321A
Application number: JP9098896A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Koyama; 広幸小山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 1997-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】歯付ベルトの歯部を覆う帆布の耐摩耗性が向
上し、耐久性の高い歯付ベルトを提供する。【解決手段】ベルト本体１０が心線１２で補強された
歯付ベルトの歯部１４の表面を帆布１６で覆い、帆布１
６をＲＦＬで処理する際に、耐摩耗性材料粉末２０を加
えながら行い、耐摩耗性材料粉末２０を帆布１６の繊維
１８の近傍にＲＦＬによって固定配置されるように構成
した。これにより、帆布１６には耐摩耗性材料粉末２０
が含まれることになり、帆布１６の耐摩耗性が向上し、
歯部１４が摩耗によって欠ける歯欠けを防止することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は歯付ベルト、特に歯
部表面の耐摩耗性が向上し歯欠けを起こしにくい歯付ベ
ルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両用エンジンのタイミング
ベルト等としてプーリの歯と噛み合う歯を有する歯付ベ
ルトが使用されている。

【０００３】このような歯付ベルトは、自動車エンジン
の高出力化等に伴い、高温かつ高回転で使用される場合
が多くなっている。このような条件で使用された場合、
歯付ベルトの歯部がプーリと接触することによって発生
する摩耗が促進されるという問題があった。

【０００４】そこで、歯付ベルトの歯部表面の耐久性を
向上させる技術が特開平４−４６２４０号公報に開示さ
れている。本従来例においては、図５に示されるよう
に、ベルト本体１０を補強するための心線１２がベルト
本体１０の内部に埋め込まれるとともに、歯部１４の表
面が耐摩耗性を向上させるための帆布１６で覆われた構
成となっている。この帆布は、レゾルシンホルマリンラ
テックス（ＲＦＬ）で処理されることにより、ベルト本
体１０を形成するゴム材料との接着性が向上されてい
る。このため、走行時においてベルト本体１０が屈曲す
ることにより歯部１４にクラックが発生することが抑制
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
おいては、帆布１６の材料の選択等により歯部１４の表
面の耐摩耗性をある程度まで向上させることができる
が、歯付ベルトは金属製のプーリ等との組み合わせで用
いられる場合が多く、帆布１６の繊維自体の耐摩耗性を
向上させただけでは、歯部１４の表面の耐摩耗性として
必ずしも十分なものを得ることができなかった。この結
果、歯部１４の厚みが減少して剛性が低下し、プーリか
ら受ける繰り返し押圧力によって歯部１４が欠けるいわ
ゆる歯欠けが生ずるという問題があった。

【０００６】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、歯付ベルトの歯部を覆う帆布の
耐摩耗性が向上し、耐久性の高い歯付ベルトを提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、歯部表面が帆布で覆われた歯付ベルトで
あって、前記帆布は、耐摩耗性材料粉末を含むことを特
徴とする。

【０００８】上記発明に係る歯付ベルトにおいて、前記
耐摩耗性材料粉末としては、銅、二硫化モリブデン、グ
ラファイトのうちの少なくとも一種が用いられることが
好適である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。

【００１０】図１（ａ）には、本発明に係る歯付ベルト
の実施形態の部分断面図が示され、図１（ｂ）には、図
１に示された歯付ベルトの歯部表面を覆う帆布のＡ部に
おける拡大構成図が示される。

【００１１】図１（ａ）において、ベルト本体１０に
は、補強用の心線１２が埋め込まれており、歯部１４
は、耐摩耗性を向上させるための帆布１６で覆われてい
る。この帆布１６は、レゾルシンホルマリンラテックス
（ＲＦＬ）により処理され、ベルト本体１０を構成する
ゴム材料との接着性が向上されている。

【００１２】本発明において特徴的な点は、帆布１６を
ＲＦＬで処理する際に、耐摩耗性を向上させるための材
料の粉末を加え、帆布１６にこの耐摩耗性材料粉末を含
ませたことにある。図１（ｂ）には、この様子が示され
る。

【００１３】図１（ｂ）において、帆布１６を構成する
繊維１８の近傍、すなわち繊維１８の上や帆布１６の折
り目の中などに耐摩耗性材料粉末２０が存在している。
この耐摩耗性材料粉末２０は、上述したように、ＲＦＬ
とともに加えられるので、ＲＦＬ層中に分散された状態
となっている。従って、ＲＦＬが乾燥した後は、ＲＦＬ
の接着作用により耐摩耗性材料粉末２０が繊維１８の周
囲に固定されて配置される。

【００１４】この耐摩耗性材料粉末２０としては、銅
粉、二硫化モリブデン、グラファイト等が好適である。
また、ガラスマイクロビーズも使用することができる
が、ガラスマイクロビーズの表面には、シランカップリ
ング剤が付着しており、これによりＲＦＬのゴム成分が
ガラスマイクロビーズを核として凝集し均一分散ができ
なくなる。この場合、大粒径化した凝集粒子はＲＦＬ層
から脱落し、帆布１６を構成する繊維１８と擦れあって
摩耗剤として作用するので、かえって帆布１６の耐摩耗
性が低下することがある。従って、耐摩耗性材料粉末２
０としては、シランカップリング処理を行っていないガ
ラスマイクロビーズを選択するのが望ましい。

【００１５】以上に述べた耐摩耗性材料粉末２０の粒径
としては、１０〜３０μｍ程度が望ましい。この粒径が
１０μｍより小さくなると、粒子の表面エネルギが大き
くなり、ＲＦＬのゴム成分により凝集が起こりやすくな
って均一分散が困難となる。このため、上述したガラス
マイクロビーズの場合と同様に、ＲＦＬ層中に固定され
ずに脱落し、帆布１６に対して摩耗剤として作用するこ
とになる。このため、帆布１６の耐摩耗性をかえって低
下させる。また、粒径が３０μｍより大きい場合にも、
上記と同様にＲＦＬ層から脱落して摩耗材として作用
し、この場合にも帆布１６の耐摩耗性を低下させる。以
上より、耐摩耗性材料粉末２０の粒径としては、上述の
通りの範囲とするのが望ましい。

【００１６】なお、歯部１４の耐摩耗性を向上させるた
めには、帆布１６を使用しなくても、ベルト本体１０を
構成するゴム材料に耐摩耗性材料粉末を混入する方法も
考えられる。しかし、このような場合には、歯付ベルト
が走行中に屈曲することにより、耐摩耗性材料粉末と心
線１２とが擦れあって心線１２が摩耗し、走行中に心線
が破断する等の問題があるので好ましい方法とはいえな
い。

【００１７】以上のような構成により、耐摩耗性材料粉
末２０により帆布１６の耐摩耗性が向上するとともに、
耐摩耗性材料粉末２０として使用される銅粉等の金属系
の粒子の熱伝導度が高いため、ベルト本体１０の屈曲等
により発生した熱を外部に放出しやすく、心線１２等の
熱劣化を抑制する作用もあわせもつ。

【００１８】次に、実施例１、実施例２として、以上に
述べた構成を有する歯付ベルトの例を説明する。

【００１９】実施例１．表１には、ＲＦＬを調製するた
めの原料液の構成が示される。

【００２０】

【表１】ＲＦＬを調製する場合には、表１に示されたＡ液、Ｂ液
の２種類の原料液を使用する。Ａ液は、レゾルシノール
とホルムアルデヒドとＮａＯＨの１０％水溶液と水とを
それぞれ表１に示される割合で混合し、２５℃の温度で
２４時間放置したものである。また、Ｂ液は、水素添加
したＮＢＲ（Ｈ−ＮＢＲ）ラテックスと水とをそれぞれ
表１に示される割合で混合したものである。

【００２１】ＲＦＬは、上述したＡ液とＢ液とを混合す
ることにより調製した。このようなＲＦＬ液に、耐摩耗
性材料粉末として粒径１０μｍ程度のグラファイトをＲ
ＦＬ液に対して重量比１０％となるよう混入させ、これ
を攪拌して分散させた後ポリアミドよりなる帆布に含浸
させ、４０℃で４８時間放置し、水分を蒸発させた後２
３０℃で１分間乾燥処理を行った。

【００２２】このようにして得た帆布を図示しないベル
ト型内に配置し、ゴム原料を加えて加熱加硫し歯付ベル
トを得た。

【００２３】実施例２．ＲＦＬ液としては、実施例１と
同様に、表１に示されたＡ液とＢ液とを混合したものを
使用した。

【００２４】本実施例の場合には、まずポリアミドより
なる帆布上に、耐摩耗性材料粉末として粒径１０〜３０
μｍ程度の銅粉または二硫化モリブデン粉をＲＦＬ液に
対して重量比１０％となる量だけ均等に散布し、この上
からＲＦＬ液を上記粉が飛散しないように静かにかけ、
含浸させた。この後、４０℃で４８時間放置し、水分を
蒸発させた後２３０℃で１分間乾燥処理を行った。

【００２５】本実施例において、ＲＦＬ液にあらかじめ
銅粉、二硫化モリブデン粉を混入させない理由は、これ
らの比重がいずれも７以上であって、ＲＦＬの比重２．
２よりもかなり大きいため、ＲＦＬ液中に分散させても
すぐに沈降してしまい均一な分散が行えないためであ
る。

【００２６】このようにして得た帆布を図示しないベル
ト型内に配置し、ゴム原料を加えて加熱加硫し歯付ベル
トを得た。

【００２７】以上に述べた実施例１及び実施例２におい
て得た歯付ベルトの帆布について、図６に示される方法
により耐摩耗性試験を実施した。図６において、金属ベ
ース２２上に帆布１６を付着させ、この帆布１６にプー
リと同じ材料からなる円柱部材２４を８Ｎ（ニュート
ン）の押付力で押し付けながら金属ベース２２を１００
ｒ．ｐ．ｍで回転させて、経過時間ごとに帆布１６の摩
耗量（単位：ｍｍ）を測定した。なお、比較のために、
耐摩耗性材料粉末２０を添加していない帆布１６につい
ても同様に耐摩耗性試験を実施した。

【００２８】この耐摩耗性試験の結果が図２に示され
る。図２において、横軸には摩耗試験時間が示され、縦
軸には摩耗量が示されている。実施例１及び実施例２で
得られた３種類の歯付ベルトは、いずれも耐摩耗性材料
粉末２０を添加しないもの（図２において三角形△で示
されるもの）に比べて耐摩耗性が向上していることがわ
かる。

【００２９】従って、本実施形態に係る帆布を使用した
歯付ベルトにおいては、プーリと接触する歯部１４の耐
摩耗性が向上でき、図１に示された歯部１４の厚みＤの
減少を抑制することができ、歯部１４の剛性低下による
変形が押さえられて歯部１４の割れすなわち歯欠けを減
少させることができる。

【００３０】図３及び図４には、実施例１及び実施例２
で得られた３種類の帆布１６及び耐摩耗性材料粉末２０
を添加しない帆布１６をそれぞれ使用した歯付ベルトの
歯部１４からダンベル状のサンプルを採取し、これに繰
り返し引張り力を加えた場合にそのサンプルが破断する
までの引張り力の回数すなわち疲労寿命の例が示され
る。なお、この試験は、歯付ベルトを実際にプーリに架
け回転させた場合に、歯欠けが発生するまでの使用時間
（回転数）と高い相関が認められている。

【００３１】図３には高温（１２０℃）での試験結果
が、図４には室温での試験結果がそれぞれ示される。い
ずれの場合においても、耐摩耗性材料粉末２０を添加し
ない場合に比べ著しく疲労寿命が向上していることがわ
かる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
帆布に耐摩耗性材料粉末を含ませたので、帆布自体の耐
摩耗性が向上する。また、耐摩耗性材料粉末として銅粉
末等の金属系粒子を使用する場合には、それらの有する
熱伝導度の高さのため、ベルト屈曲等により発生する熱
を外部に効率的に放出することができ、心線等の熱劣化
を低減することも可能である。

【００３３】以上により、本発明に係る歯付ベルトにお
いては、歯欠けに対する耐久性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歯付ベルトの部分断面図であ
る。

【図２】本発明に係る歯付ベルトの耐摩耗性を示す図
である。

【図３】本発明に係る歯付ベルトの疲労寿命を示す図
である。

【図４】本発明に係る歯付ベルトの疲労寿命を示す図
である。

【図５】従来における歯付ベルトの構成を示す部分断
面図である。

【図６】帆布の耐摩耗性試験の説明図である。

【符号の説明】

１０ベルト本体、１２心線、１４歯部、１６帆
布、１８繊維、２０耐摩耗性材料粉末、２２金属
ベース、２４円柱部材。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】歯部表面が帆布で覆われた歯付ベルトで
あって、前記帆布は、耐摩耗性材料粉末を含むことを特徴とする
歯付ベルト。
【請求項２】請求項１記載の歯付ベルトにおいて、前記耐摩耗性材料粉末として銅、二硫化モリブデン、グ
ラファイトのうちの少なくとも一種が用いられることを
特徴とする歯付ベルト。