(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト長手方向に沿って所定間隔で配置された複数の歯部と、心線が埋設されたベルト背部が、ゴムを基材として形成されるベルト本体を備え、この複数の歯部の表面が歯布で被覆されたゴム製の歯付ベルトであって、前記ベルト本体のベルト背部の少なくとも一部に、インジケータ用ゴム層が表面を露出した状態で埋設されていると共に、このインジケータ用ゴム層を形成するゴム組成物に配合される無機充填材の添加量は、ベルト本体を形成するゴム組成物に配合される無機充填材に比べて、ゴム１００質量部に対する無機充填材の添加量で、１０〜５０質量部多いことを特徴とする歯付ベルト。
【請求項２】
ベルト本体のベルト背部への上記のインジケータ用ゴム層の配置場所は、少なくとも、歯部の歯底部の裏側に対応する位置に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の歯付ベルト。
【請求項３】
ベルト背部のゴムは、ＪＩＳ−Ｋ−６２５１に準じて測定された破断伸度が４５０〜６００％であり、且つＪＩＳ−Ｋ−６２５７に準じて測定された１５０℃×５０日の熱老化後の破断伸度の保持率が５０〜６０％であり、インジケータ用ゴム層のゴムは、ＪＩＳ−Ｋ−６２５７に準じて測定された１５０℃×５０日の熱老化後の破断伸度の保持率がベルト背部に対して５〜７０％の範囲で小さくなることを特徴とする請求項１又は２に記載の歯付ベルト。
【請求項４】
上記の無機充填材には、少なくともシリカを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の歯付ベルト。
【請求項５】
上記のインジケータ用ゴム層は、表面がベルト本体のベルト背部の表面と面一になるようにベルト背部に埋め込まれて設けられており、インジケータ用ゴム層にクラックが発生したときにベルト背部から脱落可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の歯付ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インジケータ機能を有するゴム製の歯付ベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動力伝動用などに用いられるゴム製の歯付ベルトにあって、長期間に亘って使用すると、ゴムの劣化等によってクラックが生じる。そしてベルト寿命が近くなると、このクラックが進行するので、歯付ベルトの噛み合いのズレ、ベルト伝動性の低下、さらにはベルト破断に至るおそれがある。このため、ベルト寿命が近いことを知らせるインジケータ機能を歯付ベルトに付与することが提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１では、歯付ベルトのプーリとの接触面に異物を埋設しておき、歯付ベルトのこの接触面に摩耗やクラックが生じるとこの異物が表面に露出し、歯付ベルトの走行時にこの異物がプーリと接触する際に異音が発生するようにしてある。従ってこのものでは、発生する異音を警告音として、ベルト寿命を予測することができるものである。
【０００４】
また特許文献２では、歯付ベルトの歯部の表面に歯布を被覆して設けるにあたって、歯布の色を、歯部のゴム層と異なる色に着色するようにしてある。そしてこのものでは、歯布が摩耗すると、歯布と異なる色のゴム層が露出するので、目視観察で歯付ベルトの寿命を判別することができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３８２３７号公報
【特許文献２】特開２００５−０３６９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし特許文献１のものにあって、自動車エンジンなど、振動音がある雰囲気で歯付ベルトを使用する場合、上記のような異音は振動音の影響で聞こえ難いものであり、異音を警告音として認識することができず、ベルト寿命を予測することができないことがある、という問題を有するものであった。
【０００７】
また特許文献２のものにあって、歯部に被覆される歯布は歯付ベルト.の内周側に設けられているので、歯布が摩耗して異なる色が露出しても、歯付ベルトの外側からこの色の露出は見え難いものであり、歯付ベルトの寿命を見落とすことがあるという問題を有するものであった。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、目視観察によってベルト寿命を確実に予測することができる歯付ベルトを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る歯付ベルトは、ベルト長手方向に沿って所定間隔で配置された複数の歯部１と、心線２が埋設されたベルト背部３が、ゴムを基材として形成されるベルト本体４を備え、この複数の歯部１の表面が歯布５で被覆されたゴム製の歯付ベルトであって、前記ベルト本体４のベルト背部３の少なくとも一部に、インジケータ用ゴム層６が表面を露出した状態で埋設されていると共に、このインジケータ用ゴム層６を形成するゴム組成物に配合される無機充填材の添加量は、ベルト本体４を形成するゴム組成物に配合される無機充填材に比べて、ゴム１００質量部に対する無機充填材の添加量で、１０〜５０質量部多いことを特徴とするものである。
【００１０】
インジケータ用ゴム層６はこのように無機充填材の添加量が多いゴム組成物で形成されているので、ベルト本体４より破断伸度が低く、また熱老化がし易く、クラックの発生を起こし易くなっているものであり、ベルト寿命が近づくとベルト本体４に先だってインジケータ用ゴム層６にクラックが発生し、振動音の影響で異音が聞こえない雰囲気でも、クラックを目視観察することによってベルト寿命を確実に予測することができるものである。しかもインジケータ用ゴム層６は歯付ベルトの外周側のベルト背部３の表面に設けられているので、歯付ベルトの外方からクラックを視認することができるものであり、インジケータ用ゴム層６にクラックが発生したことを見落とすことがなく、確実にベルト寿命を予測することができるものである。
【００１１】
また本発明において、ベルト本体４のベルト背部３への上記のインジケータ用ゴム層６の配置場所は、少なくとも、歯部１の歯底部７の裏側に対応する位置に設定されていることを特徴とするものである。
【００１２】
歯付ベルトがプーリに噛み合って走行する際に、ベルト本体４のベルト背部３は、歯部１の歯底部７に対応する部分が他の部分より伸長され易いものであり、この部分にインジケータ用ゴム層６を配置しておくことによって、インジケータ用ゴム層６にクラックが発生し易くなり、ベルト寿命をいち早く確実に予測することができるものである。
【００１３】
また本発明において、ベルト背部のゴムは、ＪＩＳ−Ｋ−６２５１に準じて測定された破断伸度が４５０〜６００％であり、且つＪＩＳ−Ｋ−６２５７に準じて測定された１５０℃×５０日の熱老化後の破断伸度の保持率が５０〜６０％であり、インジケータ用ゴム層のゴムは、ＪＩＳ−Ｋ−６２５７に準じて測定された１５０℃×５０日の熱老化後の破断伸度の保持率がベルト背部に対して５〜７０％の範囲で小さくなることを特徴とするものである。
【００１４】
これにより、ベルト背部３のゴムの熱老化によるクラック発生時間が遅くなり、ベルト寿命の長寿命化が期待できるものである。またインジケータ用ゴム層６とベルト背部３のゴムの熱老化後ＥＢ保持率の差が５〜７０％以内であるため、ベルト背部３のゴムや歯部１のゴムにクラックが入る前にインジケータ用ゴム層６にクラックが発生するようになり、ベルト寿命前に交換時期を簡便に知ることが可能となるものである。
【００１５】
また本発明において、上記の無機充填材は、少なくともシリカを含むことを特徴とするものである。
【００１６】
シリカは、ゴムの補強効果が高いという利点を有する他、シリカを含むことによってインジケータ用ゴム層６の表面の色が淡色になるのでクラックの発生が視認し易くなり、ベルト寿命の予知がより確実になるものである。
【００１７】
また本発明において、上記のインジケータ用ゴム層６は、表面がベルト本体４のベルト背部３の表面と面一になるようにベルト背部３に埋め込まれて設けられており、インジケータ用ゴム層６にクラックが発生したときにベルト背部３から脱落可能であることを特徴とするものである。
【００１８】
インジケータ用ゴム層６に発生したクラックが大きくなってベルト背部３からインジケータ用ゴム層６の一部が脱落すると、ベルト背部３のこの部分が凹み１１となって段差が生じ、ベルト背面３がアイドラープーリなどと接触して走行する際に異音が発生するものであり、ベルト寿命を音によっても知らせることができるものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、上記のように、インジケータ用ゴム層６は無機充填材の添加量がベルト本体４よりも１０〜５０質量部の範囲で多いゴム組成物で形成されているものであり、インジケータ用ゴム層６はベルト本体４より破断伸度が低く、また熱老化がし易く、クラックの発生を起こし易くなっているものである。このため、ベルト寿命が近づくとベルト本体４に先だってインジケータ用ゴム層６にクラックが発生し、振動音の影響で異音が聞こえない雰囲気でも、クラックを目視観察することによってベルト寿命を確実に予測することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は一部の断面図、（ｂ）は一部破断した斜視図である。
【図２】同上のクラック発生状態を示すものであり、（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれ一部破断した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１は歯付ベルトＡの一例を示すものであり、ベルト長手方向に沿って心線２が複数本埋入されたベルト背部３の内周側に歯部１を設けてベルト本体４を形成し、このベルト本体４の歯部１の表面に歯布５を積層して設けることによって、歯付ベルトＡを形成するようにしてある。歯部１はベルト長手方向に沿って所定の一定間隔で多数個が設けられているものであり、隣合う歯部１の間に歯底部７が形成されている。歯布５は歯部１の表面と歯底部７の表面とに積層されているものである。
【００２３】
ベルト本体４を形成する上記のベルト背部３や歯部１は、ゴム組成物で形成されているものである。そしてこのベルト背部３には、インジケータ用ゴム層６が設けてある。このインジケータ用ゴム層６もゴム組成物で形成されるものであり、インジケータ用ゴム層６はその表面がベルト背部３の表面（外周面）と面一になるように、ベルト背部３に埋入して設けてある。
【００２４】
上記のベルト背部３、歯部１、インジケータ用ゴム層６を形成するゴム組成物の組成は、特に限定されるものではないが、本発明ではそのゴム成分として、水素化ニトリルゴムを用いることができる。
【００２５】
本発明で用いる水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどの不飽和ニトリルからなるアクリロニトリル結合体１０〜４０質量％と、１，３−ブタジエン、２，３−ジメチルブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエンなどの共役ジエン９０〜６０重量％とからなる共重合体、および更にこれらのモノマーに加えて共重合可能なエチレン性不飽和モノマーを共重合させた多元共重合体が挙げられる。ニトリルゴム中の不飽和ニトリルの量が過少であると、硬度、モジュラス、耐油性が低下して伝動ベルトとしての機能を満足させることが難しくなり、また逆に過多であると、耐寒性の低下や硬度、モジュラス等の一般的物性が劣るなどの問題が生じるおそれがある。
【００２６】
上記のエチレン性不飽和モノマーとしては、スチレン、クロロメチルスチレン、α−メチルスチレンなどのビニル芳香族化合物、（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、エトキシエチルアクリレート、マレイン酸、イタコン酸、モノメチルマレイン酸エステル、ジメチルマレイン酸エステルなどの不飽和ジカルボン酸、これらの不飽和ジカルボン酸のモノエステルおよびジエステルなどが挙げられる。
【００２７】
水素化ニトリルゴムの水素化の程度はヨウ素価で示すことができるが、ベルト背部３を形成するゴム組成物の水素化ニトリルゴムのヨウ素価は１１ｍｇ／１００ｍｇ以下であることが好ましく、より好ましくは１０ｍｇ／１００ｍｇ以下である。一方、インジケータ用ゴム層６を形成するゴム組成物の水素化ニトリルゴムのヨウ素価は１１ｍｇ／１００ｍｇ以下であることが好ましい。
【００２８】
水素化ニトリルゴムは単独で用いることもできるが、例えば（イ）水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩とを配合した複合ポリマー体と、（ロ）水素化ニトリルゴムとを配合したものを用いることが、引張弾性率、硬度、切断伸度、そして引裂強度などの諸物性を高める上で好ましい。このような（イ）と（ロ）の配合構成にすることで、不飽和カルボン酸金属塩がポリマー分を高次構造にし、不飽和カルボン酸金属塩がポリマー分で微細に分散したフィラーを形成すると考えられ、当初から水素化ニトリルゴム全量分に不飽和カルボン酸金属塩を配合するよりも大きな引張り強さを与えることができるものである。
【００２９】
そしてより望ましくは、ゴム成分は、（イ）水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩とを質量比３０：７０〜７０：３０で配合した複合ポリマー体と、（ロ）水素化ニトリルゴムとを、質量比１０：９０〜４０：６０で配合したものであることが、引張弾性率や切断伸度、さらに高い引き裂き強度や硬度などを確保する為に好ましい。
【００３０】
上記の不飽和カルボン酸金属塩は、カルボキシル基を有する不飽和カルボン酸と金属とがイオン結合したものであり、不飽和カルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸などのモノカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのジカルボン酸が好ましく、金属としてはベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタン、クロム、モリブデン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、錫、鉛、アンチモンなどを好ましく用いることができる。
【００３１】
そしてゴム組成物には、シリカ、カーボンブラック、クレー、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、酸化アルミニウムマグネシウム、酸化チタン、カオリン、パイロフィライト、ベントナイト、タルク、アタパルジャイト、ケイ酸マグネシウムカルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、結晶性アルミノケイ酸塩などの無機充填材が配合される。これらの中でも、シリカ、カーボンブラックが好ましく用いられ、特にシリカがインジケータ用ゴム層６を淡色にする点と、補強性効果の面で最も好ましい。
上記シリカの具体例としては、一般的に四塩化珪素を酸水素炎中で燃焼させて得られる乾式シリカ、珪酸アルカリを酸で中和することによって得られる湿式シリカ、テトラメトキシシランやテトラエトキシシランなどの珪素のアルコキシドを酸性あるいはアルカリ性の含水有機溶媒中で加水分解することによって得られるゾル−ゲル法シリカ、珪酸アルカリ水溶液を電気透析により脱アルカリすることによって得られるコロイダルシリカなどが挙げられる。
ここで、本発明において無機充填材は、ゴムを機械的に補強するためにゴム組成物に配合されるものを意味するものであり、このような無機充填材は添加量を増加するとゴムの伸度が低下する。従って、酸化亜鉛のように加硫助剤としてゴム組成物に配合されるものは、本発明において無機充填材には含まれない。ゴム組成物中の無機充填材の配合量は、特に限定されるものではないが、ゴム成分１００質量部に対して１０〜８０質量部の範囲が好ましい。無機充填材の配合量が１０質量部未満であると、耐磨耗性の改善効果や、接着性の向上効果が乏しくなり、逆に８０質量部を超えると、ゴムの剛性が高くなるためにベルトの屈曲性に問題が生じるおそれがある。
【００３２】
無機充填材としては、上記したなかでもシリカを用いるのが好ましい。シリカはゴムを補強する効果が高いものであり、またゴム組成物にシリカを含むことによってクラックの発生が視認し易くなり、後述のようにインジケータ用ゴム層６のクラックでベルト寿命を予知することが容易になるものである。
【００３３】
カーボンブラックは、ベルトの硬度やモジュラスといった物性を高く保つために配合するものであり、例えばＨＡＦ、ＭＡＦ、ＥＰＣ、ＳＡＦ、ＩＳＡＦなどが挙げられる。なかでも窒素吸着比表面積４０〜１２０ｍ２／ｇ、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量８０〜１３０ｍｌ／１００ｇのものが好ましく用いられる。
【００３４】
さらにゴム組成物には、上記の各成分の他にも、必要に応じて種々の添加剤を配合することができる。例えば、可塑剤、短繊維、架橋剤、老化防止剤、耐熱剤、粘着付与剤、スコーチ防止剤、架橋促進剤、促進助剤、架橋遅延剤、着色剤、紫外線吸収剤、難燃剤、耐油性向上剤等が挙げられる。
【００３５】
これらの中でも、架橋剤としては有機過酸化物を配合するのが望ましい。有機過酸化物としては、例えばジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、２，５−ジメチル−２，５−（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−モノ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等を挙げることができる。この有機過酸化物は、単独もしくは混合物として、ゴム（ポリマー）成分１００質量部に対して１〜８質量部配合することが望ましく、より好ましくは１．５〜４質量部である。尚、有機過酸化物以外の公知の架橋剤を用いることも可能である。
【００３６】
また短繊維としては、綿、ポリエステル、ポリアミド、アラミド、ＰＢＯなどの繊維からなる長さが１〜１０ｍｍ程度の短繊維を用いることができる。短繊維として径が０．１〜２．０μｍであり、長さが１０μｍ〜１．０ｍｍの範囲である特殊なサイズの極短繊維を用いると、分散性や均質性をよりレベルの高いものにすることができる。短繊維の混入量は、ゴム１００質量部に対して１〜３０質量部の範囲が好ましい。１質量部未満であると短繊維でのモジュラスを向上させる効果が十分に得られず、３０質量部を超えると硬度が高くなりすぎるために好ましくない。
【００３７】
ここで、本発明において、インジケータ用ゴム層６を形成するゴム組成物は、ベルト本体４（特にベルト背部３）を形成するゴム組成物よりも上記のシリカなどの無機充填材の配合量を多く設定し、インジケータ用ゴム層６の熱老化後の破断伸度（ＥＢ）がベルト本体４よりも低くなるように調整してある。すなわち、インジケータ用ゴム層６を形成するゴム組成物に配合される無機充填材の添加量は、ベルト本体４を形成するゴム組成物に配合される無機充填材に比べて、ゴム１００質量部に対する無機充填材の添加量で、１０〜５０質量部多く設定されるものである。インジケータ用ゴム層６のゴム組成物の無機充填材の添加量をこのように設定することによって、インジケータ用ゴム層６の破断伸度がベルト本体４よりも低くなるように設定することができるものであり、インジケータ用ゴム層６にベルト本体４よりもクラックが発生し易くなるように調整し、後述のようにベルト寿命の予知が可能になるものである。インジケータ用ゴム層６とベルト本体４の無機充填材の添加量の差が１０質量部未満であると、インジケータ用ゴム層６とベルト本体４にクラックが発生する時間差がなくなり、ベルト寿命を予知するインジケータとしての役割を果たすことができない。逆にインジケータ用ゴム層６の無機充填材の添加量が、ベルト本体４よりも５０質量部を超えて多いと、インジケータ用ゴム層６の破断伸度が低くなり過ぎて、短期間でインジケータ用ゴム層６にクラックが発生してしまい、この場合もベルト寿命を予知するインジケータとしての役割を果たすことができない。
【００３８】
ここで、ベルト背部３のゴムは、ＪＩＳ−Ｋ−６２５１に準じて測定された破断伸度が４５０〜６００％であり、且つＪＩＳ−Ｋ−６２５７に準じて測定された熱老化後（１５０℃×５０日後）の破断伸度の保持率が５０〜６０％であることが望ましい。またインジケータ用ゴム層６のゴムは、ＪＩＳ−Ｋ−６２５７に準じて測定された熱老化後（１５０℃×５０日後）の破断伸度の保持率がベルト背部３に対して５〜７０％の範囲で、好ましくは３０〜４０％の範囲で小さくなるよう、耐熱老化性がベルト背部３より劣るように調整するのが望ましい。インジケータ用ゴム層６のゴムの破断伸度の保持率がこの範囲で小さいと、ベルト背部３にクラックが入るベルト寿命の直前にインジケータ用ゴム層６にクラックが入り、ベルト寿命の予想の精度が高くなるものである。
【００３９】
このような破断伸度の条件になるようにするため、ベルト背部３のゴム組成物は、水素化ニトリルゴムを含有するゴム成分とし、このゴム成分が（イ）ヨウ素価が１１ｍｇ/１００ｍｇ以下である水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩とを質量比３０：７０〜７０：３０で配合した複合ポリマー体と、（ロ）ヨウ素価が１１ｍｇ/１００ｍｇ以下である水素化ニトリルゴムとを、質量比が０：１００〜４０：６０となるよう配合し、（ロ）の配合物１００重量部に対してシリカが３５重量部以下、カーボンブラックが５重量部以下配合されているものが望ましい。またインジケータ用ゴム層６のゴム組成物は、水素化ニトリルゴムを含有するゴム成分とし、ゴム成分が（イ）ヨウ素価が１１ｍｇ/１００ｍｇ以上である水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩とを質量比３０：７０〜７０：３０で配合した複合ポリマー体と、（ロ）ヨウ素価が１１ｍｇ/１００ｍｇ以上である水素化ニトリルゴムとを質量比が０：１００〜８０：２０となるよう配合し、無機充填材が上記の範囲でベルト背部３よりも多く配合されているものが望ましい。
【００４０】
また、ベルト背部３とインジケータ用ゴム層６の硬度差は、ＪＩＳ−Ａ硬度で３°以内であることが望ましい。ベルト背部３とインジケータ用ゴム層６の硬度差が大きいと、歯付ベルトを製造する際の背面研磨の工程で、ベルト背部３とインジケータ用ゴム層６の表面において摩耗量の差が生じ、ベルト背部３とインジケータ用ゴム層６の間に段差が発生するおそれがある。
【００４１】
次に、本発明の歯付ベルトＡに使用する心線２としては、例えばアラミド繊維、ガラス繊維、カーボン繊維などのコードを用いることができる。ガラス繊維の組成は、Ｅガラス、Ｓガラス（高強度ガラス）のいずれでもよく、フィラメントの太さ及びフィラメントの集束本数及びストランド本数に制限されない。
【００４２】
また歯付ベルトＡの歯部１の表面を被覆する歯布５としては、平織物、綾織物、朱子織物などからなる帆布が用いられる。
【００４３】
これらの織物のベルト長手方向に配置される緯糸としては、例えば０．３〜１．２デニールのパラ系アラミド繊維のフィラメント原糸を収束したマルチフィラメント糸をベルト長手方向の緯糸全量の２０〜８０質量％含んだものが好ましい。すなわち、緯糸はパラ系アラミド繊維のマルチフィラメント糸を含んだ糸であり、このパラ系アラミド繊維のマルチフィラメント糸にメタ系アラミド繊維からなる糸を含めることができる。具体的な緯糸の構成は、パラ系アラミド繊維のマルチフィラメント糸、メタ系アラミド繊維からなる紡績糸、そしてウレタン弾性糸の３種の糸を合撚したものである。また他の具体的な緯糸の構成は、パラ系アラミド繊維のマルチフィラメント糸、脂肪族繊維糸（６ナイロン、６６ナイロン、ポリエステル、ポリビニルアルコール等）、そしてウレタン弾性糸の３種の糸を合撚したものであってもよい。
【００４４】
歯布５の経糸としては、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維からなるアラミド繊維のフィラメント糸、６ナイロン、６６ナイロン、１２ナイロン等のポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル等のフィラメント糸からなるものを用いることができる。好ましくは、アラミド繊維のフィラメント糸が緯糸５にパラ系アラミド繊維のフィラメント原糸を収束したマルチフィラメント糸であり、この糸を使用すれば、剛性のバランスが取れ、均一な厚みの歯布５を形成することができる。
【００４５】
勿論、上記の経糸と緯糸の材質はこれらに限定されるものではなく、またその他の形態としてはコード、不織布、編布などが挙げられ、特に限定されるものではない。また歯布５には、ソーキング、スプレディング、コーチングなどにより接着ゴムを付着しておくのが望ましい。
【００４６】
上記のように形成される本発明の歯付ベルトＡにあって、長期間使用してベルト寿命に達すると、歯部１やベルト背部３からなるベルト本体４のゴムにクラックが生じるが、ベルト背部３に設けたインジケータ用ゴム層６は無機充填材の含有量を多くして破断伸度を低く設定してあるため、ベルト本体４（特にベルト背部３）にクラックが入る前に、インジケータ用ゴム層６にクラックが生じる。
【００４７】
このとき、図２（ａ）のようにインジケータ用ゴム層６にクラック１０が生じ始めたときは、クラック１０は小さいので目視で判別することは難しいが、ベルト本体４にクラックが入り始める直前にまでなると、図２（ｂ）のようにインジケータ用ゴム層６のクラック１０は成長して大きくなり、インジケータ用ゴム層６にクラック１０が発生していることを、目視観察で容易に判別することができる。このようにインジケータ用ゴム層６にクラック１０が発生していることが目視観察で判別されれば、歯付ベルトＡはベルト寿命に近いと予測することができるものであり、この時点で歯付ベルトＡを新品と交換すれば、歯付ベルトＡに噛み合いのズレ、ベルト伝動性の低下、さらにはベルト破断の発生を未然に防ぐことができるものである。そしてこのとき、インジケータ用ゴム層６は歯付ベルトＡの外周面をなすベルト背部３に設けられているので、歯付ベルトＡの外方からインジケータ用ゴム層６のクラック１０を容易に見ることができ、クラック１０の発生を目視観察してベルト寿命を予測することが容易になるものである。
【００４８】
また、さらにインジケータ用ゴム層６のクラック１０が成長して大きくなると、インジケータ用ゴム層６はクラック１０で分断されて細切れの状態になる。そしてクラック１０で分断されて細切れになったインジケータ用ゴム層６の小片が図２（ｃ）のようにベルト背部３から脱落する。このようにインジケータ用ゴム層６の小片がベルト背部３から脱落すると、インジケータ用ゴム層６はベルト背部３の表面と面一に埋設されているので、インジケータ用ゴム層６の小片が脱落した跡に、ベルト背部３に凹み１１が形成されることになり、ベルト背部３の表面に段差が生じる。従って、歯付ベルトＡをプーリに懸架して走行させるにあたって、ベルト背面３がアイドラープーリやテンションプーリなどと接触する際にこの段差で異音が発生するものであり、ベルト寿命を音によっても知らせることができるものである。特に、インジケータ用ゴム層６が脱落してベルト背部３に凹み１１からなる段差が生じるのは、ベルト寿命がほとんど尽きてきたときであるが、ベルト寿命が来たことを異音によって強制的に警報することができるものである。
【００４９】
ここで、インジケータ用ゴム層６の厚みＴ２は、０．１ｍｍ以上であることが望ましい。インジケータ用ゴム層６の厚みＴ２が０．１ｍｍ以下であると、インジケータ用ゴム層６が剥がれ落ちても、ベルト背部３に形成される段差は小さいため、ベルト背部３がアイドラープーリやテンションプーリなどと接しても発生する異音が小さく、聴感で寿命を判別するのが難しくなる。またインジケータ用ゴム層６の幅は長さなどの寸法は特に限定されないが、ベルト背部３の面積の１／１０００以上でかつ、１／１０以下の面積であることが望ましい。
【００５０】
尚、上記のインジケータ用ゴム層６のクラックを自動的に検出する機構を備えるようにしてもよい。例えば、高精度のレーザー変位計により、インジケータ用ゴム層６のクラックで生じるベルト背部３の凹凸を検出する機構が考えられる。また、インジケータ用ゴム層６とベルト背部３の色相を異ならせることにより、クラックの発生を色によって簡便に判別することができるものである。
【００５１】
次に、本発明の歯付ベルトＡの製造方法の一例を説明する。尚、歯付ベルトＡの製造方法は以下に限定されるものではない。まず歯付ベルトＡの歯部１に対応する複数のモールド溝部を有する円筒状モールドの外周に、歯布５を形成する帆布を巻き付ける。続いて、歯布５の上から円筒状モールドの外周に心線２を構成する抗張体を、円筒状モールドの長手方向（円周と直交する方向）に所定のピッチで巻き付ける。次に、心線２の上から歯部１を形成するゴムシートとベルト背部３を形成するゴムシートを巻き付けて、円筒状モールドの外周に未架橋ゴムのスリーブを形成する。このとき、インジケータ用ゴム層６を形成するゴムシートを、ベルト背部３を形成するゴムシートの外面の一部に重ねておく。そしてこの架橋ゴムのスリーブが巻き付けられた円筒状モールドを架橋缶内に移し、加熱・加圧することにより、上記のゴムシートをモールド溝部に圧入させて歯部１を形成すると共に、ゴムシートを架橋させる。この後、得られた架橋したスリーブ状の成形体を所定のカット幅にカッターで輪切りにすることにより、個々の歯付ベルトＡを得ることができる。
【００５２】
また、本発明の歯付ベルトＡの製造方法の他の一例として予備成形法を説明する。まず歯付ベルトＡの歯部１に対応する複数のモールド凹条を有する平坦なモールドの表面に、歯布５と、歯部１を形成するゴムシートを積層した後、プレスすることによって歯布５とゴムシートを型付けして歯部１を成形した予備成形体を作製する。続いて、歯付ベルトＡの歯部１に対応する複数のモールド溝部を有する円筒状モールドにこの予備成形体を巻き付けた後、心線２を構成する抗張体を予備成形体の上から円筒状モールドの外周に長手方向に所定のピッチを有するように巻き付ける。次に、心線２の上からベルト背部３を形成するゴムシートを巻き付け、さらにその外側にインジケータ用ゴム層６を形成するゴムシートを重ね、未架橋スリーブを形成する。後は上記と同様に、加熱・加圧して架橋した後に、カッターで輪切りにすることにより、個々の歯付ベルトＡを得ることができる。
【実施例】
【００５３】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００５４】
表１に示す「Ｔ−０」の配合で歯部１を形成するゴムシートを作製し、「Ｂ−１」〜「Ｂ−６」の配合でベルト背部３を形成するゴムシートを作製し、「Ｉ−１」〜「Ｉ−４」の配合でインジケータ用ゴム層６を形成するゴムシートを作製した。尚、表１においてシリカ、カーボンブラックが無機充填材に相当する。
【００５５】
【表１】
0005594827.tif 000002
【００５６】
また歯布５として、織構成が２／２綾織であり、緯糸が６６ナイロン、経糸が６６ナイロンとスパンデックスからなる歯布を用い、心線２として構成が３／１１、太さが１．１ｍｍのガラス心線を用いた。そしてこれらの材料を用いて、上記した予備成形法で、実施例１〜８及び比較例１〜３の歯付ベルトＡを作製した。
【００５７】
歯付ベルトＡのベルトサイズは１０５ＭＹ（ベルト歯数：１０５歯、歯型：ＭＹ、ベルト幅：１９．１ｍｍ）であり、インジケータ用ゴム層６はベルト背部３の表面に、ベルト幅の全幅で且つベルト背部３の面積の１／５０となるように設けてある。またベルト背部３厚みは０．８ｍｍであり、インジケータ用ゴム層６の厚みは０．５ｍｍである。
【００５８】
上記のように作製した実施例１〜８及び比較例１〜３の歯付ベルトＡについて、３軸高負荷走行試験機を用いた耐久試験を行なった。試験条件は、駆動プーリ歯数：２１歯、従動プーリ歯数：４２歯、テンションプーリ：フラットプーリ（φ５２ｍｍ）、設定張力：１４７Ｎ、回転数：７２００ｒｐｍ、負荷：従動プーリに対して３．６７ｋＷ、雰囲気温度：１５０℃である。
【００５９】
そして、歯部１のゴムにクラックが発生するに至る時間、ベルト背部３にクラックが発生するに至る時間、インジケータ用ゴム層６にクラックが発生するに至る時間を測定した。結果を表２に示す。
【００６０】
【表２】
0005594827.tif 000003
【００６１】
表２にみられるように、各実施例のものは、インジケータ用ゴム層６にクラックが発生する時間は、ベルト背部３や歯部１にクラックが発生する時間よりも早く、またインジケータ用ゴム層６にクラックが発生する時間と、ベルト背部３や歯部１にクラックが発生する時間とは大きな差はないものであり、インジケータ用ゴム層６へのクラックの発生によってベルト寿命を予測することが有効であることが確認される。そして各実施例に用いられているベルト背部３のゴムはＥＢが４５０〜６００％、熱老化後ＥＢ保持率が５０〜６０％であることから、ベルト背部３のゴムの熱老化によるクラック発生時間が遅くなり、ベルト寿命の長寿命化が期待できるものである。またインジケータ用ゴム層６とベルト背部３のゴムの熱老化後ＥＢ保持率の差が５〜７０％以内であるため、ベルト背部３のゴムや歯部１のゴムにクラックが入る前にインジケータ用ゴム層６にクラックが発生するようになり、ベルト寿命前に交換時期を簡便に知ることが可能となるものである。
【００６２】
一方、比較例１では、インジケータ用ゴム層６の無機充填材の添加量がベルト背部３の添加量よりも少ないために、ベルト背部３にクラックが発生した後に、インジケータ用ゴム層６にクラックが発生することになり、また比較例２では、インジケータ用ゴム層６の無機充填材の添加量がベルト背部３の添加量よりも多過ぎるために、インジケータ用ゴム層６にクラックが発生する時間と、ベルト背部３や歯部１にクラックが発生する時間との差が大きくなり、また比較例３では、インジケータ用ゴム層６の無機充填材の添加量が歯部１やベルト背部３の添加量よりも少ないために、歯部１やベルト背部３にクラックが発生した後に、インジケータ用ゴム層６にクラックが発生することになり、いずれも、インジケータ用ゴム層６へのクラックの発生によってベルト寿命を予測することはできないものであった。特に、比較例１ではベルト背部３のゴムのＥＢが４５０％未満、熱老化後ＥＢ保持率が５０％未満であるため、早期にベルト背部のゴムがクラック入りとなり、ベルトの寿命が低下してしまうものであり、さらにはインジケータ用ゴム層６のクラック入り時間がベルト背部３のクラック入り時間より長くなってしまうため、インジケータ機能を果たせなくなってしまうものである。また比較例２ではベルト背部３のゴムとインジケータ用ゴム層６のゴムの熱老化後ＥＢ保持率の差が７０％よりも大きいため、ベルト背部３にクラックが入る時間よりもかなり早い時間でインジケータ用ゴム層６にクラックが入ってしまい、インジケータとしての意味合いが薄れるものである。
【符号の説明】
【００６３】
１：歯部
２：心線
３：ベルト背部
４：ベルト本体
５：歯布
６：インジケータ用ゴム層
７：歯底部
【図１】
0005594827.tif 000004
【図２】
0005594827.tif 000005