(57)【要約】【課題】加熱によるタイミングベルトの収縮の抑制し、かつタイミングベルトの性能維持を可能にする心線の撚り回数の決定方法を実現する。【解決手段】心線のストランドの上撚り回数のみが異なる、実施例１、２および比較例１〜３のタイミングベルトを１００℃の環境下でプーリ間に掛け回し、一定の張力を加えた。この状態で所定の基準時間までタイミングベルトを静置し、試験中および試験後の各タイミングベルトの全長を測定し、収縮量を算出した。ストランドの上撚り回数が２．０回／ｉｎｃｈである比較例１、２の心線を基準としたときに、上撚り回数を１．５回／ｉｎｃｈまで少なくした実施例１および２においては、加熱されたタイミングベルトの収縮量を抑制でき、かつ耐屈曲疲労性を良好に維持することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイミングベルトに含まれ、ストランドを撚って形成される心線の撚り回数の決定方法であって、
基準心線を用いた点のみが前記タイミングベルトとは異なる基準タイミングベルトの加熱時の収縮量よりも、前記基準タイミングベルトと同じ条件下での前記タイミングベルトの加熱時の収縮量が低くなり、かつ同じ条件下で加熱された前記タイミングベルトの耐屈曲疲労性が前記基準タイミングベルトと少なくとも同等となるように、前記心線のストランドの撚り回数を前記基準心線のストランドの撚り回数よりも少なくすることを特徴とする心線の撚り回数の決定方法。
【請求項２】
前記心線のストランドの上撚り回数のみを調整することを特徴とする請求項１に記載の心線の撚り回数の決定方法。
【請求項３】
前記基準心線のストランドの上撚り回数が２．０回／ｉｎｃｈであり、前記心線のストランドの上撚り回数が１．５回／ｉｎｃｈであることを特徴とする請求項１に記載の心線の撚り回数の決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイミングベルトの心線の撚り回数の決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイミングベルト等のベルトにおいては、一般に、伸びを抑制し、強度を高めるために心線が埋設されている（例えば特許文献１）。そして心線に、周囲のゴム層との接着性、耐屈曲疲労性を向上させる目的で、レゾルシン・ホルマリン・ラテックスによる処理（以下ＲＦＬ処理という）等を施すことが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３０５５８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高温下で使用されるタイミングベルトにおいては、心線の処理剤の熱劣化等により、ベルトが収縮する場合がある。そして収縮したタイミングベルトは、走行時に異音を発生させる可能性がある。また、高温下でのタイミングベルトの収縮量を必要以上に抑制した場合、例えば耐屈曲疲労性等の性能が低下するおそれもある。
【０００５】
そこで本発明は、加熱によるタイミングベルトの収縮を抑制し、かつタイミングベルトの性能維持を可能にする心線の撚り回数の決定方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、タイミングベルトに含まれ、ストランドを撚って形成される心線の撚り回数の決定方法である。心線の撚り回数の決定方法は、基準心線を用いた点のみがタイミングベルトとは異なる基準タイミングベルトの加熱時の収縮量よりも、基準タイミングベルトと同じ条件下でのタイミングベルトの加熱時の収縮量が低くなり、かつ同じ条件下で加熱されたタイミングベルトの耐屈曲疲労性が基準タイミングベルトと少なくとも同等となるように、心線のストランドの撚り回数を基準心線のストランドの撚り回数よりも少なくすることを特徴とする。
【０００７】
心線の撚り回数の決定方法においては、心線のストランドの上撚り回数のみを調整することが好ましい。また、基準心線のストランドの上撚り回数は、例えば２．０回／ｉｎｃｈであり、心線のストランドの上撚り回数は、例えば１．５回／ｉｎｃｈである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、加熱によるタイミングベルトの収縮の抑制し、かつタイミングベルトの性能維持を可能にする心線の撚り回数の決定方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態のタイミングベルトの一部を破断して示す斜視図である。
【図２】タイミングベルトに含まれる心線の内部を拡大して示す斜視図である。
【図３】ストランドの撚り回数のみが異なるタイミングベルトの高温下での収縮試験の結果を示す図である。
【図４】収縮試験において用いられるプーリとプーリ間に掛け回されたタイミングベルトを示す図である。
【図５】タイミングベルトの耐屈曲疲労性を評価するための屈曲試験の結果を示す図である。
【図６】基準心線に含まれるフィラメントと、撚り回数の少ない心線に含まれるフィラメントとを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明におけるタイミングベルトの実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態のタイミングベルトの一部を破断して示す斜視図である。図２は、タイミングベルトに含まれる心線の内部を拡大して示す斜視図である。
【００１１】
タイミングベルト１０は歯ゴム層１２、帆布１８、背ゴム層２０を含む。歯ゴム層１２の歯部１４および歯底部１６の外表面は、帆布１８によって覆われている。帆布１８は、例えばナイロン繊維から成る織布で形成されている。歯ゴム層１２と背ゴム層２０とは、例えば水素化ニトリルゴムにより形成されている。
【００１２】
歯ゴム層１２と背ゴム層２０との間には、複数の心線３０が埋設されている。心線３０はタイミングベルト１０の長手方向に平行である。
【００１３】
心線３０は、例えばガラス繊維を用いて、以下のように製造される。すなわち、図２に示すように、ガラス繊維であるフィラメント３２を、例えば２００本ずつ収束して１本の糸３４とする。フィラメント３２の直径は、例えば７μｍである。糸３４を、ＲＦＬ（レゾルシン−ホルマリン−ラテックス）処理液に浸漬させ、乾燥させる。さらにその後、糸３４を３本束ねてＺ方向に下撚りをかけ、１本のストランド３６を形成する。
【００１４】
こうして形成された１１本のストランド３６を上撚りすることにより、心線３０を形成する。この上撚り工程においては、ストランド３６に張力をかけながら、下撚りとは反対方向に、すなわちＳ方向に撚りがかけられる。そして、ストランド３６の上撚り後に心線３０をさらに接着剤で処理して接着層を形成することにより、歯ゴム層１２および背ゴム層２０（図１参照）に対する心線３０の接着性がさらに向上される。
【００１５】
以下、ストランド３６の撚り回数につき説明する。図３は、ストランドの撚り回数のみが異なるタイミングベルトの高温下での収縮試験の結果を示す図である。図４は、収縮試験において用いられるプーリとプーリ間に掛け回されたタイミングベルトとを示す図である。図５は、タイミングベルトの耐屈曲疲労性を評価するための屈曲試験の結果を示す図である。
【００１６】
タイミングベルト１０は、高温下で長期間使用されると、心線３０（図１、２参照）のＲＦＬ層の熱劣化等により収縮する。このように収縮したタイミングベルト１０は、走行時に異音を発生させる可能性がある。そこで、タイミングベルト１０の収縮を抑制可能なストランド３６の撚り回数を調べるために、ストランドの撚り回数のみが異なる実施例１、２および比較例１〜３のタイミングベルトにつき、以下の試験を行った。
【００１７】
比較例１、２においては、ストランドの上撚り回数は２．０回／ｉｎｃｈである。これに対し、実施例１、２におけるストランド３６の上撚り回数は１．５回／ｉｎｃｈであり、比較例３では１．０回／ｉｎｃｈである。なおストランドの下撚り回数は、いずれの実施例および比較例でも２．０回で共通である。
【００１８】
収縮試験においては、まず、実施例１、２および比較例１〜３のタイミングベルトを、１００℃の環境下で、図４に示すようにそれぞれ第１および第２のプーリ４０、４２間に掛け回した。そして、第１のプーリ４０を固定しつつ第２のプーリ４２には矢印Ａの示すように力を加え、タイミングベルトに一定の張力を加えた。この状態で所定の基準時間Ｘ（ｈｒ）までタイミングベルトを静置した。そして、この試験中および試験後の各タイミングベルトの全長を測定し、収縮量を算出した（図３参照）。なお基準時間Ｘ（ｈｒ）は、タイミングベルトが交換されるまでに通常使用される時間を考慮して定められている。
【００１９】
これらの試験結果から明らかであるように、比較例１、２のタイミングベルトが最も収縮した。これに対し、実施例１、２のタイミングベルト１０は比較例１、２よりも収縮量が少なく、比較例３は最も収縮量が少なかった。これらの実施例１および２のタイミングベルト１０の収縮試験におけるベルト全長の変化率は、−０．０１６％であり、比較例１、２では約−０．０２７〜０．０２８％、比較例３では−０．０１０％であった。
【００２０】
ストランドの上撚り回数が２．０回／ｉｎｃｈである比較例１、２の心線を基準（基準心線）としたときに、上撚り回数を１．５回／ｉｎｃｈまで２５％ほど少なくした実施例１および２の心線３０を用いることにより、同じ条件下でタイミングベルトを加熱した時の収縮量を抑制することができる。この結果、実施例１および２においては、タイミングベルト１０の走行時の騒音を、基準となる比較例１、２のタイミングベルト（基準タイミングベルト）の場合よりも抑制することが可能であった。
【００２１】
なお、比較例３のタイミングベルトにおいては、実施例１および２よりもさらに収縮量が低く抑えられている。しかしながら、基準となる比較例１、２の心線（基準心線）に比べてストランドの上撚り回数を１．０回／ｉｎｃｈまで５０％少なくした比較例３においては、タイミングベルトの耐屈曲疲労性が低下する。このことは、以下に示す屈曲試験により確認された。
【００２２】
屈曲試験（図５参照）においては、実施例１、２および比較例１〜３のタイミングベルトをそれぞれプーリに掛け回し、１５０Ｎで一定の張力を加えた状態で、１００℃の環境下、６０００ｒｐｍで所定の基準時間Ｙ（ｈｒ）まで走行させた。この走行の前後で、それらのベルトの強度を測定した。そして試験前の各タイミングベルトの強度の初期値に対する試験後の強度の残存率を測定した。試験の結果、図５に示されるように、比較例３のタイミングベルトにおいては、強度残存率がおよそ６６％と最も低い結果となった。なお本試験においても、基準時間Ｙ（ｈｒ）は、タイミングベルトが交換までの通常の使用時間を考慮して定められている。
【００２３】
これに対し、実施例１および２のタイミングベルト１０は、比較例１および２のタイミングベルトとほぼ等しく、約８０％を若干超える程度の強度残存率を示した。このように、実施例１、２のタイミングベルト１０は、比較例１、２とほぼ同等の耐屈曲疲労性を有することが確認された。以上のことから、実施例１および２の心線３０を用いたタイミングベルト１０が、総合的に最も高い性能を有するといえる。
【００２４】
なお、タイミングベルト１０の収縮を抑制するためにストランド３６の下撚り回数を減少させても良いが、上撚り回数の減少よりは収縮抑制の効果が低い。このため、本実施形態では、ストランド３６の上撚り回数のみを調整している。
【００２５】
ストランド３６の上撚り回数を減少させることにより、タイミングベルト１０の収縮を抑制できる理由は、以下のように考えられる。図６は、基準心線に含まれるフィラメント３１と、撚り回数の少ない心線３０に含まれるフィラメント３２とを概略的に示す図である。
【００２６】
上撚り回数がより多い基準心線においては、矢印Ｂで示すタイミングベルト１０の長手方向に対するフィラメント３１の傾き角度αは、上撚り回数がより少ない心線３０のフィラメント３２の傾き角度βよりも大きい。このため、タイミングベルトの単位長さＬＳに含まれるフィラメント３１の長さＬ１は、単位長さＬＳ中のフィラメント３２の長さＬ２よりも長くなる。従って、フィラメント３２の周囲に形成され、加熱時にベルト収縮の原因となるＲＦＬ処理層の量は、心線３０の方が基準心線よりも少ない。このように、単位長さ当たりのＲＦＬ処理層が少ない心線３０を有するタイミングベルト１０においては、加熱されたときの収縮が抑制される。
【００２７】
以上のように本実施形態によれば、加熱によるタイミングベルト１０の収縮と耐屈曲疲労性の低下とをいずれも抑制可能とするように、心線３０の撚り回数を定めることができる。なお、ストランド３６の上撚り回数が１．０〜２．０回／ｉｎｃｈの範囲内（下撚り回数は２．０回／ｉｎｃｈ）であって、かつ１．５回／ｉｎｃｈ前後のタイミングベルトについて上述の収縮試験をさらに行うことにより、１．５回／ｉｎｃｈを含む好ましい上撚り回数の範囲を定めることもできる。
【００２８】
本実施形態の心線３０の撚り回数決定方法は、タイミングベルト１０の心線３０のみならず、Ｖベルト、Ｖリブドベルト等の心線に用いても良い。また、心線３０の撚り方には特に限定されず、様々な撚り方で形成された心線に適用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１０  タイミングベルト
３０  心線
３６  ストランド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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