WO1998045617A1 - Toothed belt - Google Patents

Description

明 細 書

歯付 き ベ ル ト

技術分野

本発明は歯付きベルトに関するものであって、 特にその嚙合面に基布を貼着し た歯付きベルトにおける、 基布の改良に関するものである。

さらに本発明は歯付きベルトの基布として用いられる、 改良された織布に関す る。

背景技術

嚙合面に表面保護のための基布が貼着されている歯付きベル卜としては、 実開 昭 6 2— 2 0 4 0 5 9号などに記載されているが、 その基布における歯付きベル トの長さ方向に延びるよこ糸として、 合成繊維の捲縮加工糸が使用されている。 これは、 歯付きベルトが、 図 2に示すように、 表面に凹凸を有する金型 1の上 に、 基布 2、 抗張体 3及び未加硫ゴム 4を配置し、 加熱加圧して未加硫ゴム 4を 加硫することにより成型され、 図 3に示すように、 金型 1の凹部に沿ってその嚙 合面 5にベルト歯 6が形成されることに起因する。 即ち、 前記基布 2は、 この成 型時にほぼ平坦な状態から金型 1の凹凸に沿った状態にまで伸長されなければな らず、 低荷重で数十％も伸長し得るものであることが要求されるからである。 従 つて、 この基布 2における歯付きベルトの長さ方向に延びるよこ糸は、 合成繊維 の捲縮加工糸が使用され、 その捲縮が延ばされることにより容易に伸長し得るよ うになっている。

ところで従来の歯付きベルトの基布においては、 2 Z 2の両面綾織組織で織成 されており、 その両面の糸の露出状態が均等となるように、 仮撚り方向の異なる 仮撚り加工糸を引き揃えた糸条をよこ糸として使用していた。

歯付きベルトは、 プーリーに掛け廻されて高速で回転駆動されるので、 繰り返 し屈曲されることにより基布をベルトの嚙合面から剥がそうとする力が作用し、 長時間の使用により基布が剥がれることがあり、 十分な耐久性が要求される。 ま た歯付きベルトの駆動時には、 歯付きベルトの歯形とブーリ一の歯形とが嚙み合 うことにより動力を伝達するので、 歯形が嚙み合うときの歯面の衝突、 回転中の 歯面の摩擦、 歯付きベルトがプ一リ一から離れるときの摩擦などにより発音し、 さらに歯形の嚙合時や離脱時において急速に空気の流れが生じ、 それらが騒音と なって喧しく感じる。

前記従来の歯付きベルトにおいても、 これらの問題は殆ど解決されておらず、 耐久性が不十分で長期間の使用に耐えず、 また駆動時に相当の騒音が生じる。 発明の開示

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、 従来のものに較べて耐久性 に優れ、 かつ駆動時の騒音が少ない歯付きベルトを提供することを目的とする。 本発明者は、 かかる目的を達成すべく鋭意研究を重ねる中で、 糸条が同一の仮 撚り方向に仮撚りされた複数の仮撚り加工糸からなる糸条をよこ糸として織成し た織布を歯付きベルトの基布として用いることにより、 前記の課題を一挙に解決 できることを見出し、 本発明を完成するに至った。

即ち本発明は、 嚙合面に沿って基布を貼着した歯付きベルトにおいて、 前記基 布の歯付きベルトの長さ方向に延びる糸条が、 同一の仮撚り方向に仮撚りされた 複数の仮撚り加工糸からなり、 該糸条とこれに交差する糸条とを両面綾織組織で 織成して基布を形成し、 当該基布における前記仮撚り加工糸がより少なく露出し た面が表面に露出するように嚙合面に貼着したことを特徴とする歯付きベル卜に 関する。

また本発明は、 歯付きベルトの嚙合面に沿って貼着される歯付きベルトの長さ 方向に延びるよこ糸を有する織布において、 同一の仮撚り方向に仮撚りされた複 数の仮撚り加工糸からなる糸条と、 該糸条とこれに交差する糸条とを両面綾織組 織で織成した表裏面で糸の露出状態が異なることを特徴とする、 前記織布にも関 する。

本発明における織布は、 表裏面で糸の露出状態が異なる織布であって、 一方の 面は、 仮撚りにより捲縮した繊維が偏って露出しており、 ゴムとの接着力向上に 寄与するものであり、 他方の面は捲縮した繊維の露出量は少ないものの、 凹凸の ある明瞭な綾筋が現れ、 ブーリーとの接触時における騒音低下に寄与する。 本発明において、 歯付きベルトの長さ方向に延びる糸条としては、 同一の仮撚 り方向に仮撚りされた複数の仮撚り加工糸からなるものであればよく、 その態様 としては、 例えば該複数仮燃り加工糸を引き揃えた糸条、 その仮撚り加工糸の仮 燃り方向と同一の方向に合撚した糸条、 あるいはその仮撚り方向とは逆方向に合 撚した糸条のいずれでもよいが、 仮撚り加工糸の仮撚り方向とは逆方向に合撚し た糸条は、 仮撚りの撚り戻り （解撚） によって繊維は一層激しく捲縮して嵩高と なるので、 より好ましい。

なお一般に前記基布は、 通常の合成繊維よりなる経糸と前記捲縮加工糸よりな る緯糸とで織成した織布を縫製等により筒状となし、 これを前記金型 1に嵌合し て歯付きベルトを成型することが多い。 従ってこの明細書において 「たて糸」 及 び 「よこ糸」 の語は、 歯付きベルトの長さ方向に延びる糸を 「よこ糸」 と言い、 それと交差する方向に延びる糸を 「たて糸」 と称することとするが、 基布織成時 における製織技術上の経糸及び緯糸とは、 必ずしも一致するものではなく、 逆に なる場合もあり得る。

図面の簡単な説明

図 1 本発明の歯付きベル卜の斜視図。

図 2 本発明の歯付きベルトを成型する準備段階を示す縦断面図。

図 3 本発明の歯付きベルトを成型した状態を示す縦断面図。

図 4 歯付きベルトの走行耐久性試験機の斜視図。

図 5 a 実施例 1の基布のプ—リ—側表面形状写真。

図 5 b 実施例 1の基布のゴム側表面形状写真。

図 6 a 実施例 2の基布のプ—リ一側表面形状写真。

図 6 b 実施例 2の基布のゴム側表面形状写真。

図 7 a 背景技術で説明した従来の基布のプ—リ一側表面形状写真。

図 7 b 背景技術で説明した従来の基布のゴム側表面形状写真。

符号の説明

1 · ·金型 2 · ·基布 3 · ·拡張体 4 · ·未加硫ゴム 5 · ' 嚙合面 6 · ·ベルト歯 7 · ·原動プーリ— 8 · ·被動プーリ— 9 · ·アイ ドラープーリー 1 0 · ' ボックス 1 4 · ·歯付きベルト 発明の実施の形態

以下、 本発明を図面に基づいて説明する。 なお、 以下の態様は本発明をより具 体的に説明することを目的とするものであり、 これにより本発明が限定されるも のでないことは言うまでもない。

図 1は本発明の歯付きベルトであって、 ゴム 4内に抗張体 3が埋入され、 その 片面にベルト歯 6が形成され、 その嚙合面 5には基布 2が貼着されている。 この歯付きベルトの基布 2におけるよこ糸は、 ナイ口ンなどの合成繊維よりな り、 同一の仮撚り方向に仮燃りされた仮撚り加工糸複数本からなる。 本発明にお いては、 これを単に引き揃えて用いてもよいし、 また仮撚り加工糸の仮燃り方向 と同一方向に合撚した糸条を用いてもよい。 たて糸には、 ナイロンなどの通常の 合成繊維糸又はこれを適宜合撚した糸条が使用され、 たて糸とよこ糸とを 2ノ 2 綾織などの両面綾織組織で織成して基布 2を形成している。 このようにして構成 された基布 2においては、 よこ糸を構成する仮撚り加工糸が、 基布 2の片面に偏 つて露出する傾向にある。 例えば仮撚り加工糸の仮撚り方向が S燃りである場合 には、 基布 2の綾織組織における綾筋が右上りとなる面により多く露出し、 逆に 仮撚りが Z燃りである場合には、 綾筋が左上りとなる面により多く露出する傾向 にある。

本来、 両面綾織組織は綾筋の方向を除いて表裏は同一の組織であり、 たて糸も よこ糸も表裏に均等に露出する。 従ってよこ糸が多く露出する面と言う概念は存 在しな t、が、 本発明のように仮撚り方向が同一の仮撚り加工糸を合撚した糸条を よこ糸として使用した場合には、 その仮撚り加工糸が基布 2の片面に偏つて露出 し、 仮燃りにより捲縮した繊維が基布 2の片面に偏って突出し、 逆の面には捲縮 した繊維が殆ど突出せず、 凹凸のある明瞭な綾筋が現れて、 表裏がはっきりと異 なる外観を示す。

なお、 図 5 a、 図 5 b (実施例 1 ) 及び図 6 a、 図 6 b (実施例 2 ) は、 本願 発明の歯付きベルトの基布の表裏面の形状を示す写真であるが、 各図において表 裏面の違いがはっきり現われている。 即ち、 一方の面 （図 5 b、 図 6 b ) では、 捲縮した繊維が突出し、 他方の面 （図 5 a、 図 6 a ) では、 捲縮した繊維は殆ど 突出せず、 凹凸のある明瞭な綾筋が現われている。 実施例 1ではその傾向がより 顕著である。 これに対し、 図 7 a、 図 7 bは背景技術で説明した従来の歯付きベ ルトの基布、 即ち、 仮撚り方向の異なる複数の仮燃り加工糸をよこ糸として用い た基布の表裏面の形状を示す写真であるが、 表裏の違いははつきりと現われてい ない。

本願発明における基布が前記のような状態となる理由は必ずしも明確ではない が、 よこ糸を構成する仮撚り加工糸の仮燃り方向が一方のみであるため、 仮燃り 方向に戻ろうとするトルクが発生すること等により、 そこに生じた力とたて糸と よこ糸との配列との関係に基づいて、 基布 2の片面にのみ仮撚り加工糸が露出す るのではないかと考えられる。

この基布 2を使用して歯付きベルトを成型するに際して、 当該基布 2における 前記仮燃り加工糸がより多く露出した面がゴム 4に接触するように配置し、 仮撚 り加工糸がより少なく露出した面が嚙合面 5の表面に露出するように貼着する。 歯付きベルトの嚙合面 5に基布 2を貼着するには、 図 2及び図 3について説明し たと同様の方法をとることができる。

本発明においては、 基布 2を構成するよこ糸として、 同一の仮撚り方向に仮撚 りされた複数の仮撚り加工糸を引き揃えるか、 又は合燃した糸条を使用し、 これ と適宜のたて糸とで両面綾織組織で織成して基布 2を形成しているので、 前述の ようによこ糸を構成する仮燃り加工糸が片面に偏って露出し、 その面に捲縮した 繊維が多く突出する。 そして当該仮撚り加工糸が多く露出した面をゴム 4に接着 させるので、 多くの捲縮繊維がゴム 4との絡みを生じる。 さらに仮撚り加工糸を その仮撚り方向とは逆方向に合撚している場合には、 仮撚りの撚り戻りによって 繊維はさらに激しく捲縮して嵩高となっている。 そのため基布 2とゴム 4とは強 いアンカ一効果により接合し、 接着力が向上することとなり、 屈曲により基布 2 が嚙合面 5から剥がれることがなく、 歯付きベルトの耐久性が大幅に向上する。 また基布 2の外部に露出した面には、 捲縮繊維が殆ど突出することがなく、 明 瞭な綾筋が現れて凹凸が形成される。 そのため歯付きベル卜の嚙合面 5には基布 2の凹凸がそのまま現れることとなり、 プ一リーと接触したときにはそのブー リーと歯付きベル卜との間に挟まれた空気が凹凸を通じて逃げ、 また歯付きベル 卜がプ一リ一から離脱するときには凹凸を通じて空気が供給されるため、 嚙合ゃ 離脱に際しての騒音が低下する。

産業上の利用の可能性

本発明によれば、 基布 2とゴム 4とは強いアンカー効果により接合して接着力 が向上し、 屈曲により基布 2が嚙合面 5から剥がれるようなことがなく、 歯付き ベルトの耐久性が大幅に向上する。 また本発明によれば、 歯付きベルトの嚙合面 に形成される凹凸により、 駆動時に歯付きベルトの歯とブーリ一の歯との間で生 じる騒音が大幅に低減され、 静粛に駆動することが可能となる。

従って本発明による歯付ベルトは耐久性、 静粛性が要求される自動車用ェンジ ン等の用途において極めて有用である。

実施例

[実施例 1 ]

基布のたて糸としては、 ナイロン 66の 210 d/35 f のマルチフィラメン ト糸を使用した。

また基布のよこ糸としては、 ナイロン 66の 70 dZ34 f のマルチフィラメ ント糸を、 230°Cに加熱しつつ S方向に 2700 TZmの仮撚りを施した仮撚 り加工糸を 2本引揃え、 これを 3組合わせて Z方向に 100 T/mの撚りを施し た糸条を使用した。

以上のたて糸及びよこ糸を使用して、 たて糸密度 = 86本 Zinch、 よこ糸密度 =85本/ inchで、 2 Z 2綾織組織で織成して基布を形成した。 この基布は仮撚 り加工糸が基布の片面に偏って露出し、 その面から多数の捲縮繊維が突出してお り、 その逆の面には捲縮繊維が殆ど突出しておらず、 綾筋の方向に明瞭な凹凸が 現れていた。

この基布に接着剤処理を施し、 その仮撚り加工糸が露出した面がゴムに接する ように配置して、 歯ピッチ 9.525匪、 歯数 92、 幅 19議の歯付きベルトを 成型した。

[実施例 2]

前記実施例におけるよこ糸の構成において、 合撚の撚り方向を S方向とした以 外は実施例と同様に操作して、 歯付きベルトを成型した。

[比較例 1 ]

前記実施例 1において形成した基布を、 実施例とは表裏逆になるように配置し て歯付きベルトを成型した。

[比較例 2] 前記実施例におけるよこ糸の構成において、 仮撚り加工糸の仮燃り方向を、 s 方向のものと Z方向のものとを 2本引揃えた以外は、 実施例 1と同様に操作して 歯付きベルトを成型した。

[試験方法]

以上の各実施例及び比較例の歯付きベルトについて、 基布 2と嚙合面 5との接 着力、 歯付きベルトの走行耐久性及び、 歯付きベルト走行時の騒音レベルについ て試験した。

接着力：各実施例及び比較例の歯付きベル卜について、 ショツバ—式引張り試 験機により、 基布 2とゴム 4とを歯付きベルトの長さ方向に剥離し、 その剥離強 度を測定した。

走行耐久性：各実施例及び比較例の歯付きベルトを図 4に示す試験機に装着し て駆動し、 その嚙合面の表面状態を観察して、 歯付きベルトの耐久時間を測定し た。 耐久走行の停止条件は、 クラックの発生又は嚙合面の異常摩耗をもつて停止 した。

図 4に示す試験機は、 歯数 2 0の原動プーリ一 7と、 歯数 4 0の被動プ一リー 8と力、'、 2 8 5 mmの間隔を隔てて配置されており、 その両プーリ一 7 , 8間に歯 付きベルト 1 4を掛渡し、 その歯付きベルト 1 4の背面にアイ ドラ一プ一リ一 9 により一定のテンションを加えつつ、 原動プ一リ一 7を 6 0 0 0卬 mで回転する ようになつている。 そしてこの試験機はボックス 1 0内に収納され、 熱風を吹込 んでボックス 1 0内を 1 0 0 °Cに加熱し、 加熱雰囲気中で促進試験を行うことが できるようになっている。

騒音レベル： ファイアリングエンジンに歯付きベルトを取り付け、 張力が 2 0 〜2 5 kgfとなるように装着し、 騒音計をプーリー嚙出部前方 5 O mmに設置して、 ェンジンの回転数 3 0 0 0 rpmで駆動しつつ、 騒音を測定した。

試験の結果を表 1に示す。 表 1

1 1 1 J 1 実施例 1 I実施例 2 I 比姣例 1 I 比較例 ² I 接着力 I歯底部 8， 8 8. 0 6. 8 7. 3

I歯頂部 54. 9 45. 6 41. 3 48, 走 I平均耐久時間 (hr) 620 1438 22 1337 行

摩耗なし 摩耗なし 少し摩耗 •摩耗なし ， 耐 耐久走行試験

停止 I

I 時におけ

久 I る嚙合面の表 •僅かに微小 '微小クラッ クラック '微小クラッ j I性 I 面状態 クラック発生 ク多数発生 発生 ク多数発生 J 騒音レベル （dB) 89〜91 93〜97 则〜 104 96〜100

以上の試験結果からも判るように、 本発明の歯付きベルト （実施例 1及び実施 例 2) は耐久性に優れており、 かつ騷音レベルが低く、 長時間に亙って静粛に駆 動することができる。 これに対し従来の歯付きベルトは比較例 2に示されるよう に、 基布とゴムとの接着力が低く、 走行試験でもクラックは微小ではあるが多数 発生して本発明のものに較べて耐久性が劣っており、 また騒音レベルも高い。 さ らに本発明と同じ基布を使用した場合においても、 表裏を本発明と逆にした場合 においては、 比較例 1に示すように、 耐久性、 騒音レベル共に大幅に劣ったもの となる。

すなわち、 本発明の構成によりはじめて、 耐久性、 騒音レベル共に優れた歯付 きベルトを得ることができる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 嚙合面 （5 ) に沿って基布 （2 ) を貼着した歯付きベルトにおいて、 基布 ( 2 ) の歯付きベルトの長さ方向に延びる糸条が、 同一の仮燃り方向に仮撚りさ れた複数の仮撚り加工糸からなり、 該糸条とこれに交差する糸条とを両面綾織組 織で織成して基布 （2 ) を形成し、 該基布 （2 ) における前記仮撚り加工糸がよ り少なく露出した面が表面に露出するようにしたことを特徴とする、 前記歯付き ベルト。

2 . 長さ方向に延びる糸条が、 同一の仮撚り方向に仮燃りされた複数の仮撚り 加工糸をその仮撚り方向とは逆方向に合撚したものであることを特徴とする、 請 求項 1に記載の歯付きベルト。

3 . 長さ方向に延びる糸条が、 同一の仮燃り方向に仮燃りされた複数の仮燃り 加工糸をその仮燃り方向と同一方向に合燃したものであることを特徴とする、 請 求項 1に記載の歯付きベルト。

4 . 長さ方向に延びる糸条が、 同一の仮撚り方向に仮燃りされた複数の仮燃り 加工糸を引き揃えたものであることを特徴とする、 請求項 1に記載の歯付きベル 卜

5 . 歯付きベル卜の嚙合面に沿って貼着される歯付きベルトの長さ方向に延び るよこ糸を有する織布において、 同一の仮撚り方向に仮撚りされた複数の仮燃り カロェ糸からなる糸条と、 該糸条とこれに交差する糸条とを両面綾織組織で織成し た表裏面で糸の露出状態が異なることを特徴とする、 前記織布。