JPS5962748A - 歯付ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主として高負荷用歯付ベルトの改良に関する。

従来、高負荷伝動装置において、歯付ベルトか使用され
ているか、非常な高負荷条件下、例えば、負荷：ベルト
／木当り乙ｔ〜１０ｔ での使用であるため、歯付ベルト、特に歯部の摩耗が著
しいという欠点があった。

そこで、前述したような高負荷に対抗するために、歯部
の強度を高めて摩耗を少なくし、それによって寿命を向
上することが行われている。すなわち、具体的には、 Ｉ）伝動負荷の単位当たりの受圧面積を大きくするため
に歯部を太きビする、つまり歯部を高＜、歯幅を長く、
かつベルト幅を広くする、１１）山部に均一な圧力が分
散して加わるように、インボリュート歯、直線歯、円弧
歯などを用いて噛合をスムーズにする、 石）歯部の変形量を少なくするために歯部の剛性を高め
る。例えば、ａ）歯ゴムに単繊維を練り込んで硬度を向
」ニさせる、ｂ）歯部の帆布の組織を耐摩耗性とする、
あるいは帆布を多数重積する、Ｃ）プーリ溝よりもベル
ト歯を大きくし、それによってプーリ溝内でベルト歯部
が圧縮され剛性が高まるようにする、 ｔｖ）　　％部の摩擦係数を小さくする。例えば、プ−
りとの接触界面に、減摩剤、滑材などを混入する、 などの手法がある。

したがって、歯付ベルトの使用条件に応じて、歯部の大
きさを決めるとともに、前記１）〜ｔｖ）の手法を単独
あるいは組合せて、ベルト寿命の向上を図っていた。

それによって、常温での高負荷伝動の場合は、ある程度
の効果は認められたか、雰囲気温度の高い高負荷伝動の
場合は、短時間で歯ゴムが硬化して割れたり、歯部帆布
の摩耗が激しかったりして充分に満足した効果を得てい
ないのが現状であった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、高温高負荷
条件下においても、十分なベルト寿命を示す歯付ベルト
を提供することを主目的とする。

以下、本発明の構成を、実施例について、図面に沿って
説明する。

第１図において、１は歯付ベルトで、背ゴム層２、抗張
体層６および緩衝ゴム層４が順に積層されてなるベルト
基帯５の該緩衝ゴム層４側に、歯部６がベルト全周に亘
って規則的に配設され、その」二に帆布層７が重積され
てなる。

歯部６は、歯部高さをｈ、歯部長さを℃とすると、その
比ｈ　／　４４が、後述の実験結果よ杼明らかなように
θ！〜θ３の範囲、できればθ、２７〜θ２２の範囲に
あることが望ましく、また、歯ゴム硬度が、実験により
、名、５°〜７６°　（、ＪＩＳＡによる）の範囲、望
ましくはＺ♂０〜７．２°の範囲であることか、ベルト
寿命の向上に対し有利であると確８忍されている。

また、緩衝ゴム層４についても、実験により、ゴム硬度
が歯ゴム硬度と同−若しくはそれ以下であってその相対
硬度差が７５０以内に形成されるとともに、その厚さΔ
Ｌが歯部高さｈの７３％〜３７％に形成されることが望
ましいと確認されている。

上記南向ベルト１の各部の利料の一例を示すと次の通り
である。

１）背ゴム層２・・・・・・・・・ネオプレンゴムをベ
ースとした公知の配合によるゴム。

１１）抗張体層６・・・・・・・・・公知の接着処理を
施した硝子コード、ケブラーコード、またはスチールワ
イヤコード。

１１１）緩衝ゴム層４および歯部６・・・・・・・・・
ネオプレンゴムをベースとした公知の配合によるゴム。

ただし、ゴム硬度は７０°である（’ＪＩ’ＳＡ　によ
る） ｉｖ）帆布層７・・・・・・・・・公知の接着処理を施
した名ナイロンもしくはｚ乙ナイロンを用いた平織、綾
織または朱子織の織布。

続いて、上記歯付ベルト１の製造方法について簡単に説
明する。

（工程／） 抗張体である例えばケブラーコードを中心にして上ゴム
および下ゴムを積層して、プレス加硫する。

（工程り 前記下ゴムをパフ研摩して、ケブラーコードの下側付近
まで取除く。

（工程３） パフによる研摩面にネオプレンゴム糊を塗布し、緩衝ゴ
ム層４となる未加硫ゴムシートと、歯部６（歯ゴム）と
なる別の未加硫ゴムシートと、帆布層７となる帆布とを
順に貼付してロール状に巻き取る。

（工程グ） ロール状に巻き取られた成形シートを引き出し、歯付金
型を載置したプレス装置により送り焼きする。

（工程、５） 加硫後、必要に応じて幅切りをする。しかして歯付ベル
ト１が形成される。

」−記構酸によれば、歯部６を構成する歯ゴムは比較的
軟らかいが歯部６の幅に対して高さが低いので、抗張体
層６より歯部６に動力を受けたりあるいは逆に歯部６よ
り抗張体層６に動力を伝えたりするとき、歯ゴムが軟ら
かい割に歯部６の変形量は比較的少なくてすむ。したが
って、高負荷伝動が可能となる。

一方、歯部６を構成する歯ゴムが比較的軟らかいと、使
用時に圧縮により硬度が上昇してもその絶対値はあまり
大きくならないので、コム弾性を長時間に亘って保持す
ることになる。その結果、高温高負荷条件下で、長時間
に亘って使用することができる。

また、抗張体層６と帆布層７との間には、抗張体層乙の
接着を兼ねた緩衝ゴム層４が介設されているので、高負
荷条件下での使用時に、歯部６゜６間における谷部８が
プーリ９の山部１０で突き」−げられても、その突」二
げ力は緩衝ゴム層４により効果的に低減され、それによ
って帆布層７（帆布）の摩損か低減し、高負荷条件下で
の長寿命化に通ずる（第３図参照）。すなわち、歯付ベ
ルトの谷部においては、従来の歯付ベルｌ−ａでは、抗
張体層の硬いコードｂと帆布Ｃとが直接接触していたの
で、第２図に示すように、その接触部分が集中的に荷重
を受け、コード長手方向にその部分だけ摩耗が進みベル
ト破損に至っていたが、本発明に係る歯付ベルト１では
、緩衝ゴム層４によって帆布層７と抗張体層６とか直接
接触することもなく、第７図に示すように、ベルト幅全
体でほぼ・一様に荷重負担するので、局所的な帆布層７
の異常摩耗も生ぜず、したがってベルト破損にも至らな
い。

次いて、上記歯付ベルト１を用いて行った実験について
説明する。

（実験／） 代表的な従来の歯付ベルト（表／参照）と本発明に係る
歯付ベルト（歯部のピッチＪ　０ｔｎｍ、歯部の晶さ１
〕＝Ｚりｍｍ、歯部の長さρ−，２６６ｍｍ、緩衝コム
硼の厚さ２．θ咽、１】／β−θノック、歯角度θ−グ
０°）とのベルト寿命を比較した。

歯付ベルトは歯部の摩耗、背割れ、南部の欠損等により
寿命とし、その実験条件は次の通りである。

プーリ径：駆動側および従動側とも直径／２／ｍｍ、回
転数：／♂０θｒｐｍ　、負荷：　ＪｏＫＷ　、　温度
ニア０℃、ベルト１陥：２ｊ６咽。

表　　　／ ただし、Ｖｌ・・・・・・ＸＸＨ Ｖ２・・・・・・Ｔ−６０ Ｖ５．、−、、、　Ｓ　Ｔ　Ｐ　Ｄ　　／グＭ■４　・
・・・・・ＨＴＤ　　／グＭ 上記実験の結果を次の表２に示す。表２において、Ｖ５
は本発明に係る歯付ベルトを示し、ベルト寿命は、本発
明に係る歯付ベルトＶ５を／θ０として基準きし、指数
表示した。

以下余白 上記結果より、本発明に係る歯付ベルトは、従来の歯付
ベルトに比して、はぼ６θ％以上もベルト寿命が延びて
いることが判る。

（実験り 本発明に係る歯付ベルトについて、ｈ／μ（ｈ：南部高
さ、℃：両歯部さ）とベルト寿命との関係を調べた。本
実験に用いた歯付ベルトは、ｈ／Ｕの値を除けば、基本
的には（実験／）において用いた本発明に係る歯付ベル
トと同、、−である。なお、ｈ　／　、９の変化は、歯
部の長さβを一定値に固定させ歯部の高さｂを変化させ
ることにより行っている。

１）ベルト寿命の評価は、（実験／）と同様に行った。

１１）帆布摩耗量は、実験開始前における歯付ベルトの
歯部平坦部の帆布層の厚さを７００とし、（実験／）と
同一の方法で一定時間走行後、前記歯部平坦部の厚さを
、顕微鏡を用いて、計測し、その減少量を摩耗量として
指数で表示した。

１１１）歯部の変形量は、第３図に示すように、アムス
ラー型万能試験機の加重部材２１に歯付ベルト１を噛合
するとともに該歯付ベルト１の背面側を添え板２２（金
属片）に支持し、しかして所定の荷重Ｗを加重部材２１
を介して歯付ベルト１の歯部６に加えて、歯先部分の変
位計ΔＡを測定した。それによって、Ｐ−（ΔＡ／５）
Ｘ１００（％）でもって変形量とした。ここで、Ｓは歯
部平坦部の長さである。

かくして得られた結果を、第２図に示す。これより、ｈ
　／　Ｑが大きくなるにしたがって、帆布の摩耗量は減
少する一方、歯部の変形量は増加する。

また、ベルト寿命は、ｈ／、Ｑのある範囲において十分
に大きくなることが判る。

したがって、ｈ　／　ｐは、θノ０〜θ３θの範囲、望
ましくはθ、２７〜θ−？２の範囲にあることがよいと
言える。

（実験３） 本発明に係る歯付ベルトにおいて、歯部を構成する歯ゴ
ムの硬度とベルト寿命との関係とを調べた。本実験に用
いた本発明に係る歯付ベルト（ただし、ｈ／ρ−θ）？
）と、実験（走行）条件とは、゛（実験／）と同一で行
った。

その実験結果を、第７図に示す。これにより、歯ゴムの
硬度か７０°付近でベルト寿命はピークとなり、その硬
度がｚ６°〜７６°（好ましくは、乙ｇ″０〜７．２°
）の範囲にあることが、ベルト寿命の点から望ましいと
言える。なお、前記歯ゴムの硬度か乙００以下のときに
は、歯飛び現象が生ずる一方、硬度か♂０°以」二のと
きには歯コムの割れ現象が生ずる。

（実験グ） 本発明に係る歯付ベルトにおいて、緩衝ゴム層の厚さΔ
ｔとベルト寿命との関係について調べた。

本実験に用いた本発明に係る歯付ベルト（ただし、ｈ／
２−θ）♂）と、実験（走行）条件とは、（実験／）と
同一にして行った。

その実験結果を、第３図に示す。これにより、緩衝ゴム
層の厚さΔｔは、ベルト寿命の点から、Ｘ／　、！；　
ｍｍ　〜、２．７６　ｒｎｍ、換言すれば歯部高さｈの
／Ｊ％〜３７％の範囲にあることが望ましいことが判る
。これは、緩衝ゴム層が、荷重が加わった状態で、プー
リのピッチ径と外径との差の／／、２（ＰＬＤ　）と合
致する範囲内で使用することにより効果があると考えら
れる。

本発明は上記のように構成したから、高負荷高温条件下
におけるベルト寿命が著しく向上するという実用上優れ
た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る歯付ベルトの断面図、第２図はｈ
　、／　Ｑ　、、（ｈ、　：歯部高さ、ａ二歯部長さ）
と、ベルト寿命、歯部変形量および帆布摩耗量との関係
を示すグラフ、第３図は歯部変形量の測定系の説明図、
第７図は歯ゴム硬度とベルト寿命との関係を示すグラフ
、第５図は緩衝ゴム層とベルト寿命との関係を示すグラ
フ、第４図は本発明に係る歯付ベルトと歯付プーリとの
噛合状態を示す説明図、第７図および第２図はそれぞれ
本発明に係る歯付ベルトおよび従来の歯付ベルトに対し
歯付プーリより加わる荷重状態を示す説明図である。 １・・・・−・歯付ベルト、２・・・・・・背コム層、
３・・・・・・抗張体層、４・・・・・・緩衝ゴム層、
５・・・・・・ベルト基帯、６・・・・・・歯部、７・
・・・・・帆布層特許出願人　　バンド−化学株式会社 晃／ｆｉｇ。 す も 吃 引 ２６５− 晃４　図 由つム石ψ戻じノ 晃５　図 晃６　図 （９ も　７　図 晃　θ　１ｚ へルト福ガ間のイブｔ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）背ゴム層、抗張体層および緩衝ゴム層が順に積層
   されてなるベルト基帯の該緩衝ゴム層側に、南部がベル
   ト全周に亘って規則的に配設され、その上に帆布層が重
   積されてなり、さらに前記南部は、その高さｈと長さλ
   との関係が、ｈ／μ−θ２θ〜θ３０ で、ゴム硬度がＪ、５°〜７．５°の範囲であるように
   形成されていることを特徴とする歯付ベルト。 （，２）緩衝ゴム層はそのゴム硬度が歯部のゴム硬度と
   同−若しくはそれ以下であって、その相対硬度差が７６
   °以内に形成されている特許請求の範囲第１項記載の歯
   付ベルト。 ｔ３）緩衝ゴム層はその厚さが歯部の高さの７３％〜３
   ７％に形成されている特許請求の範囲第２項記載の歯付
   ベルト。 （グ）歯部の高さｈと長さ２との関係は、ｈ／ｌｊ、＝
   ０．２７〜θ２２ である特許請求の範囲第２項または第３項記載の歯付ベ
   ルト。 （，５１歯部の硬度は乙！？０〜７）０である特許請求
   の範囲第２項、第３項または第７項記載の歯付ベルト。