JPH102379A - 歯付ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 心体コードを熱可塑性エラストマーと強固に
接着させ、心体コードを構成するカーボン繊維の高強度
及び高弾性率を十分に発現させるとともに、吸湿性によ
る寸法変化に起因するベルト性能の低下をなくす。 【解決手段】 背ゴム部１及び歯ゴム部２を共に熱可塑
性エラストマーで構成する。心体コード３をカーボン繊
維の片撚りコードで構成する。カーボン繊維を片撚りコ
ードとする前に背ゴム部１及び歯ゴム部２と同じ熱可塑
性エラストマーで接着処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、歯付ベルトに関
し、特に心体コードとしてカーボン繊維を採用した場合
のゴム層との接着対策に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＯＡ機器等において精密伝動
用に使用される歯付ベルトとしては、ゴムベルトや注型
ウレタンベルトが一般によく知られている。これらのベ
ルトは、いずれも背ゴム部と、この背ゴム部にベルト長
手方向に所定のピッチで一体に設けられた多数の歯ゴム
部と、上記背ゴム部と歯ゴム部との間にベルト長手方向
に延びるようにかつベルト幅方向に所定のピッチで埋設
された心体コードとを備えており、ただ背ゴム部と歯ゴ
ム部とをゴムで成形するか、あるいは注型ウレタンで成
形するかの点で相違しているのみである。

【０００３】ところが、上記のいずれのベルトにも下記
の如き不都合がある。すなわち、ゴムベルトの場合は、
プーリとの噛合伝動時に歯ゴム部がプーリとの摩擦によ
り擦り取られ、この擦り取られて粉末となったゴム粉
（一般にベルトに使用されるゴムは黒色をしている）に
よって機器のベルト周りを黒く汚損するため美観上好ま
しくない。また、ゴムの物性上、リサイクル設計ができ
ないばかりか、ベルト成形後に形状付与等の後処理がで
きないという不具合もある。

【０００４】注型ウレタンベルトの場合は、製造工程で
アフターキュアが必要であり、生産性が低くなるという
不具合がある。また、上記のゴムベルトと同様、リサイ
クル設計やベルト成形後の形状付与等ができないという
不具合がある。

【０００５】一方、このような不具合を解消すべく、背
ゴム部及び歯ゴム部を熱可塑性エラストマーで構成した
歯付ベルトも提案されている（特開平７−２７１７８号
公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の提案例
の歯付ベルトでは、心体コードとしてガラス繊維やアラ
ミド繊維が使用されているため、心体コードがその素材
に起因する吸湿性によって寸法変化し、歯付ベルトの性
能を低下させる不具合がある。

【０００７】そこで、心体コードとして吸湿性による寸
法変化がなく、しかも高強度及び高弾性率のカーボン繊
維を採用することが考えられるが、カーボン繊維は熱可
塑性エラストマーと接着性に乏しいことから、これに撚
りを掛けて心体コードとして熱可塑性エラストマーから
なる背ゴム部と歯ゴム部との間に埋設したのでは、心体
コードの内部に熱可塑性エラストマーが十分に浸透せ
ず、熱可塑性エラストマーとの接着性が益々乏しくなっ
て心体コードが熱可塑性エラストマーとの界面で剥離し
てしまい、カーボン繊維の上述の如き高強度及び高弾性
率という機能を発現できないという不具合がある。

【０００８】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、心体コードを熱可塑性
エラストマーと強固に接着させ、心体コードを構成する
カーボン繊維の高強度及び高弾性率を十分に発現させる
とともに、吸湿性による寸法変化に起因するベルト性能
の低下をなくそうとすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、心体コードを撚りコードとする前の段階
で接着処理したことを特徴とする。

【００１０】具体的には、本発明は、背ゴム部と、この
背ゴム部にベルト長手方向に所定のピッチで一体に設け
られた多数の歯ゴム部と、上記背ゴム部と歯ゴム部との
間にベルト長手方向に延びるようにかつベルト幅方向に
所定のピッチで埋設された心体コードとを備えた歯付ベ
ルトを対象とし、次のような解決手段を講じた。

【００１１】すなわち、本発明の第１の解決手段は、上
記背ゴム部及び歯ゴム部を共に熱可塑性エラストマーで
構成する。さらに、上記心体コードを片撚りが施された
カーボン繊維で構成し、かつ片撚りが施される前に上記
背ゴム部及び歯ゴム部と同じ熱可塑性エラストマーで接
着処理したことを特徴とする。

【００１２】本発明の第２の解決手段は、第１の解決手
段において、熱可塑性エラストマーとして、ポリアミド
系又はポリウレタン系の熱可塑性エラストマーを採用し
たことを特徴とする。

【００１３】本発明の第３の解決手段は、第１の解決手
段において、心体コードを構成するカーボン繊維とし
て、ポリアクリロニトリル系、ピッチ系又はビスコース
系のカーボン繊維を採用したことを特徴とする。

【００１４】上記の構成により、本発明の第１〜３の解
決手段では、接着処理時、カーボン繊維は心体コード
（片撚りコード）の形態をしておらず引き揃え状態であ
り、接着剤としての熱可塑性エラストマーが繊維間の隅
々まで浸透する。

【００１５】したがって、この熱可塑性エラストマーが
十分に浸透したカーボン繊維の集束糸を片撚りして構成
された心体コードの内部には、結果として熱可塑性エラ
ストマーが十分に浸透していることになり、この心体コ
ードは、背ゴム部と歯ゴム部との間に埋設されると、こ
れら背ゴム部及び歯ゴム部を構成する熱可塑性エラスト
マーと一体に連続し、あたかも背ゴム部及び歯ゴム部の
熱可塑性エラストマーが心体コードの内部に浸透したか
のようになる。

【００１６】その結果、背ゴム部及び歯ゴム部と心体コ
ードとの接着面積が増大して両者が強固に接着し界面で
の剥離がなくなり、心体コードを構成するカーボン繊維
の高強度、高弾性率及び耐水性が十分に発現されるとと
もに、吸湿性による寸法変化がなくそれに起因するベル
ト性能の低下がない。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。

【００１８】図１は本発明の一実施形態に係る歯付ベル
トＡを示す。この歯付ベルトＡは背ゴム部１を備えてお
り、この背ゴム部１の片面には、噛合伝動時にプーリの
歯部と噛み合う多数の歯ゴム部２がベルト長手方向に所
定のピッチで一体に成形されている。上記背ゴム部１と
歯ゴム部２との間には、抗張体としての心体コード３が
ベルト長手方向に延びるようにかつベルト幅方向に所定
のピッチで埋設されている。このような心体コード３の
配置は、１本の心体コード３を成形時に成形ドラムにス
パイラルに巻き付けることによりなされるものである。
上記歯ゴム部２には歯布（補強帆布）４が一体に被着さ
れている。

【００１９】上記背ゴム部１及び歯ゴム部２は共に、ポ
リアミド系又はポリウレタン系の熱可塑性エラストマー
で構成されている。

【００２０】本発明の特徴として、上記心体コード３
は、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系、ピッチ系又は
ビスコース系のカーボン繊維を片撚りした片撚り糸から
なるものであり、これらは特に高強度及び高弾性率とい
う機能を発現することができる。そして、特に重要なこ
とは、この心体コード３は、片撚りが施される前に上記
背ゴム部１及び歯ゴム部２と同じ熱可塑性エラストマー
で接着処理されていることである。つまり、背ゴム部１
及び歯ゴム部２と同じ熱可塑性エラストマーを溶剤に溶
かした溶液中に、片撚り糸とする前の段階の引き揃え状
態である集束糸を浸漬して接着処理し、この接着処理済
の集束糸を片撚りして心体コード３としたものである。

【００２１】このようにカーボン繊維の集束糸を、つま
り撚りを掛けていない引き揃え状態の糸を接着処理する
ことにより、熱可塑性エラストマーをカーボン繊維間の
隅々に浸透させることができ、この接着処理が施された
集束糸を片撚りすることで、結果的に熱可塑性エラスト
マーが内部に十分に浸透した心体コード３とすることが
できる。

【００２２】この心体コード３を抗張体として採用した
歯付ベルトＡでは、背ゴム部１及び歯ゴム部２の熱可塑
性エラストマーと心体コード３の内部に浸透した熱可塑
性エラストマーとが一体に連続しており、背ゴム部１及
び歯ゴム部２と心体コード３との接触面積の増大により
両者を強固に接着することができて界面での剥離を防止
することができ、これにより、心体コード３を構成する
カーボン繊維の高強度、高弾性率及び耐水性を十分に発
現することができるとともに、吸湿性による寸法変化が
なくそれに起因するベルト性能の低下を防止することが
できる。

【００２３】次に、本発明例を比較例と共に具体的に説
明する。

【００２４】本発明例及び比較例の歯付ベルトの構成は
次の通りである。

【００２５】＜心体コード＞表１に示す構成の撚り糸を
用いた。

【００２６】

【表１】

【００２７】＜背ゴム部及び歯ゴム部＞ ポリアミド系の熱可塑性エラストマー ＜歯付ベルトの形状＞ 歯ピッチ：２ｍｍ 歯数 ：１１０ ベルト幅：６ｍｍ 本発明例及び比較例の歯付ベルトを用いた２４時間注水
走行後の強力残存率のデータを表２に示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】このデータから明らかなように、心体コー
ドとしてカーボン繊維を用いた本発明例及び比較例１，
２は、心体コードとしてケブラー繊維（アラミド繊維）
を用いた比較例３やガラス繊維を用いた比較例４に比べ
て強力残存率が高かった。

【００３０】接着試験のデータを表３に示す。

【００３１】

【表３】

【００３２】このデータから明らかなように、接着処理
が撚りを掛けた後である比較例２は、他の例に比べて非
常に低い値となった。

【００３３】歯付ベルトを１０００時間走行させた後の
ベルト伸び及びベルト強力残存率のデータを表４に示
す。

【００３４】

【表４】

【００３５】このデータから明らかなように、心体コー
ドが諸撚りである比較例１は、プーリでの屈曲により繊
維の破断が起こり、このため、他の例に比べてベルト伸
びが大きく、ベルト強力残存率が低くなっていた。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
背ゴム部及び歯ゴム部を共に熱可塑性エラストマーで構
成し、カーボン繊維の片撚りコードである心体コードを
カーボン繊維に撚りを掛ける前に上記背ゴム部及び歯ゴ
ム部と同じ熱可塑性エラストマーで接着処理したので、
熱可塑性エラストマーの心体コード内部への十分なる浸
透により、上記背ゴム部及び歯ゴム部との接着力を向上
させることができ、これによりカーボン繊維の特性を十
分に発現させてその高強度、高弾性率及び耐水性を遺憾
なく発揮させることができ、性能の良い歯付ベルトとす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る歯付ベルトの断面図
である。

【符号の説明】

１ 背ゴム部 ２ 歯ゴム部 ３ 心体コード Ａ 歯付ベルト

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 背ゴム部と、 この背ゴム部にベルト長手方向に所定のピッチで一体に
   設けられた多数の歯ゴム部と、 上記背ゴム部と歯ゴム部との間にベルト長手方向に延び
   るようにかつベルト幅方向に所定のピッチで埋設された
   心体コードとを備えた歯付ベルトであって、 上記背ゴム部及び歯ゴム部は共に、熱可塑性エラストマ
   ーからなり、 上記心体コードは、片撚りが施されたカーボン繊維から
   なり、かつ片撚りが施される前に上記背ゴム部及び歯ゴ
   ム部と同じ熱可塑性エラストマーで接着処理されている
   ことを特徴とする歯付ベルト。
2. 【請求項２】 熱可塑性エラストマーは、ポリアミド系
   又はポリウレタン系の熱可塑性エラストマーであること
   を特徴とする請求項１記載の歯付ベルト。
3. 【請求項３】 心体コードを構成するカーボン繊維は、
   ポリアクリロニトリル系、ピッチ系又はビスコース系の
   カーボン繊維であることを特徴とする請求項１記載の歯
   付ベルト。