(57)【要約】【課題】歯付ベルトの歯部表面をクッション性に優れた層で形成し、摩擦抵抗を長期にわたって低減させてベルト寿命の向上に寄与し、静粛性に優れる歯付ベルトおよびこれに用いる歯部補強材を提供することを目的とする。【解決手段】心線３が埋設された背ゴム部４と、背ゴム部４にベルト長手方向に所定のピッチで配設された複数の歯ゴム部２とを備え、歯ゴム部２側に歯部補強材５を貼着した歯付ベルト１であり、上記歯部補強材５が接着層６を含浸させた織物からなる基布７の一方の面にカットした短繊維を付着させた短繊維集合層８を、そして他面にコートゴム層９を形成し、上記短繊維集合層８が歯ゴム部２の最外面に位置している。【選択図】図２
2007231977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心線が埋設された背ゴム部と、背ゴム部にベルト長手方向に所定のピッチで配設された複数の歯ゴム部を備え、歯ゴム部表面に歯部補強材を貼着した歯付ベルトにおいて、上記歯部補強材が接着層を含浸させた織物からなる基布の一方の面にカットした短繊維群を付着させた短繊維集合層を、そして他面にコートゴム層を形成し、上記短繊維集合層が歯ゴム部の最外面に位置していることを特徴する歯付ベルト。
【請求項２】
基布に含浸させた接着層がレゾルシン・ホルムアルデヒド・ゴムラテックス処理液の固形物からなる請求項１記載の歯付ベルト。
【請求項３】
基布に含浸させた接着層がレゾルシン・ホルムアルデヒド・ゴムラテックス処理液の固形物とゴム糊の固形物を積層したものである請求項１記載の歯付ベルト。
【請求項４】
短繊維集合層である不織布が基布と一体化している請求項１乃至３の何れかに記載の歯付ベルト。
【請求項５】
短繊維集合層である植毛層が基布と一体化している請求項１乃至３の何れかに記載の歯付ベルト。
【請求項６】
歯付ベルトの歯ゴム部の表面に貼着する歯部補強材であり、接着層を含浸させた織物からなる基布の一方の面にカットした短繊維群を付着させた短繊維集合層を、そして他面にコートゴム層を形成したことを特徴とする歯部補強材。
【請求項７】
基布に含浸させた接着層がレゾルシン・ホルムアルデヒド・ゴムラテックス処理液の固形物からなる請求項１記載の歯部補強材。
【請求項８】
基布に含浸させた接着層がレゾルシン・ホルムアルデヒド・ゴムラテックス処理液の固形物とゴム糊の固形物を積層したものである請求項６記載の歯部補強材。
【請求項９】
短繊維集合層である不織布が基布と一体化している請求項５乃至８の何れかに記載の歯部補強材。
【請求項１０】
短繊維集合層である植毛層が基布と一体化している請求項５乃至８の何れかに記載の歯部補強材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は歯付ベルトおよびこれに用いる歯部補強材に係り、特に耐歯欠け性を改善し、また静粛性に優れた歯付ベルトおよびこれに用いる歯部補強材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンのカム軸及びインジェクションポンプやオイルポンプ、水ポンプ等の補機類を同時に駆動する歯付ベルトにおいては、エンジンの高出力化やエンジンルームのコンパクト化に伴い使用条件が一層厳しくなり、更なる耐久性の向上が要求されてきている。また、一般産業用機械に使用される歯付ベルトも同様である。
【０００３】
このような歯付ベルトの故障形態は、心線の疲労によるベルトの切断と過負荷や歯布摩耗による歯欠けに大別される。心線の疲労による切断に対しては、アラミド心線や高強度ガラスの細径心線の使用や耐熱性に優れる水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）配合物の使用、エンジン側の改良としてベルト張力を始動時及び走行時共一定に保つオートテンショナーの使用等により改良され、切断故障の発生は減少している。
【０００４】
しかし、歯欠けの発生を改善するために、高強力タイプのナイロン６−６、アラミド繊維を素材した歯布の使用などの対策が施されているものの未だ十分ではない。そこで、特許文献１には、２層の繊維材料を備えた補強材からなる歯付ベルトが提案されている。この補強材は、織物層に不織布層がニードルパンチ等によって結合している。
【０００５】
また、従来の歯付ベルトの歯布は、ゴムとの接着のためにレゾルシン・ホルムアルデヒド・ゴムラテックス処理液やゴム糊溶液で含浸処理が施されている。
【特許文献１】特開平１０−３１８３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では帆布はゴムの本体に接着するために、ゴムラテックスあるいはエラストマーの溶液内に漬ける等の公知の方法により、予め処理される。帆布はゴムとの接着性が良くなるが、一方でゴムとの接着のためにレゾルシン・ホルムアルデヒド・ゴムラテックス処理液やゴム糊溶液で含浸処理されて繊維が処理剤で固められ、織物や不織布のクッション性が失われる。その結果、プーリと噛合う際の接触時に音が発生し、ベルト走行時はかならずしも、静粛性に優れているとはいえない。また、プーリと噛合う際の衝撃により、耐歯欠け性に優れているとはいえない。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであって、ゴム配合物で形成されたベルト本体の歯部表面を織物からなる歯部補強材で被覆した歯付ベルトにおいて、歯部表面をクッション性に優れた層で形成し、摩擦抵抗を長期にわたって低減させてベルト寿命の向上に寄与し、静粛性に優れる歯付ベルトおよびこれに用いる歯部補強材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願請求項１記載の発明は、心線が埋設された背ゴム部と、背ゴム部にベルト長手方向に所定のピッチで配設された複数の歯ゴム部を備え、歯ゴム部表面に歯部補強材を貼着した歯付ベルトにおいて、上記歯部補強材が接着層を含浸させた織物からなる基布の一方の面にカットした短繊維群を付着させた短繊維集合層を、そして他面にコートゴム層を形成し、上記短繊維集合層が歯ゴム部の最外面に位置している。上記歯部補強材として歯ゴム部表面にクッション性の良好な短繊維集合層を設けていることで、歯付ベルトの歯ゴム部の摩耗を保護し、走行時の音圧を低下することができる。
【０００９】
本願請求項２記載の発明は、基布に含浸させた接着層がレゾルシン・ホルムアルデヒド・ゴムラテックス処理液の固形物からなる歯付ベルトであり、これにより基布と短繊維集合層との接着力が向上する。
【００１０】
本願請求項３記載の発明は、基布に含浸させた接着層がレゾルシン・ホルムアルデヒド・ゴムラテックス処理液の固形物とゴム糊の固形物を積層した歯付ベルトであり、更に基布と短繊維集合層との接着力が向上する。
【００１１】
本願請求項４記載の発明は、短繊維集合層である不織布が基布と一体化している歯付ベルトであり、短繊維集合層として不織布を使用することにより、歯ゴム部表面のクッション性を高めることにより、歯付ベルトの歯ゴム部の摩耗を保護し、走行時の音圧を低下することができる。
【００１２】
本願請求項５記載の発明は、短繊維集合層である植毛層が基布と一体化している歯付ベルトであり、短繊維集合層として植毛層を使用することによっても、同様に歯ゴム部表面のクッション性を高めることにより、歯付ベルトの歯ゴム部の摩耗を保護し、走行時の音圧を低下することができる。
【００１３】
本願請求項６記載の発明は、歯付ベルトの歯ゴム部の表面に貼着する歯部補強材であり、接着層を含浸させた織物からなる基布の一方の面にカットした短繊維群を付着させた短繊維集合層を、そして他面にコートゴム層を形成したものであり、歯ゴム部表面のクッション性を向上させ、また歯付ベルトの歯ゴム部の摩耗を保護して走行時の音圧を低下することができる。
【００１４】
本願請求項７記載の発明は、基布に含浸させた接着層がレゾルシン・ホルムアルデヒド・ゴムラテックス処理液の固形物からなる歯部補強材であり、基布と短繊維集合層との接着力が向上する。
【００１５】
本願請求項８記載の発明は、基布に含浸させた接着層がレゾルシン・ホルムアルデヒド・ゴムラテックス処理液の固形物とゴム糊の固形物を積層した歯部補強材であり、更に基布と短繊維集合層との接着力が向上する。
【００１６】
本願請求項９記載の発明は、短繊維集合層である不織布が基布と一体化している歯部補強材であり、短繊維集合層として不織布を使用することにより、歯ゴム部表面のクッション性を高めることにより、歯付ベルトの歯ゴム部の摩耗を保護し、走行時の音圧を低下することができる。
【００１７】
本願請求項１０記載の発明は、短繊維集合層である植毛層が基布と一体化している歯部補強材であり、同様に歯ゴム部表面のクッション性を高めることにより、歯付ベルトの歯ゴム部の摩耗を保護し、走行時の音圧を低下することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本願発明の歯付ベルトおよびこれに用いる歯部補強材は、上記歯部補強材として歯ゴム部表面にクッション性の良好な短繊維集合層を設けていることで、歯付ベルトの歯ゴム部の摩耗を保護し、走行時の音圧を低下することができ、また歯部補強材はコートゴム層によって歯ゴム部に良好に接着することができ。ベルト寿命を向上させる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の歯付ベルトを図面に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る歯付ベルトの部分正面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。歯付ベルト１は長手方向に沿って所定間隔で配置した複数の歯ゴム部２と、歯ゴム部２と連続する背ゴム部４と、背ゴム部４に埋設された心線３と、歯ゴム部２の表面に被覆された歯部補強材５を有している。
【００２０】
上記歯部補強材５は、図２に示すように接着層６を含浸させた織物からなる基布７の一方の面にカットした短繊維群を付着させた短繊維集合層８を、そして反対面にコートゴム層９を形成している。
【００２１】
上記基布７はベルトの長手方向に延在する緯糸１０と、ベルトの幅方向に延在する経糸１１とを織成して成る織物であり、レゾルシン・ホルムアルデヒド・ゴムラテックス処理液（ＲＦＬ処理液）の固形物あるいはこの固形物とゴム糊の固形物を積層した接着層６が含浸付着している。そして、基布７の一方の面には、短繊維集合層８がカットした短繊維をニードルパンチ等による物理的な手段、あるいは化学的方法によって付着し、歯ゴム部２表面のクッション性を高めて歯付ベルトの歯ゴム部２の耐摩耗性を改善し、走行時の音圧を低下している。また、他面に形成されたコートゴム層９は、上記短繊維集合層８と歯ゴム部２との接着力を高めている。
【００２２】
上記歯部補強材５の具体的な製造方法は、緯糸１０、経糸１１で形成する繊維織物である基布７をＲＦＬ処理液に含浸した後、一対の加圧ロール間を通して第１処理液の付着量を調節する。その後、１５０〜２００°Ｃで１〜３分間加熱乾燥する。ＲＦＬ層からなる接着層６はゴムラテックスを加熱し乾燥して得られたゴム固形物のゴム成分と、レゾルシンとホルマリンの初期縮合物の樹脂系接着成分である。
【００２３】
更に、上記基布７はベルト本体と同種のゴム配合物にイソシアネート化合物もしくはエポキシ化合物を添加し、これをメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエン等の溶剤に溶解し、混合したゴム糊に含浸付着させた後、一対の加圧ロール間を通してこのゴム糊の付着量を調節し、ゴム糊を含めた接着層６を形成する。その後、短繊維集合層８（不織布）を積層する。この積層工程では、上記基布７の一方の面に短繊維を使用した短繊維集合層（不織布）８をニードルパンチ等による物理的な手段、接着剤による化学的手段によって積層一体化する。そして、上記短繊維集合層８（不織布）を付着した基布７を一対の加圧ロールに通して、基布の他面に厚さ０．２〜１．０ｍｍの未加硫ゴムをコートし、これを１５０〜１８０°Ｃで１〜３分間加熱乾燥してコートゴム層９を短繊維集合層８（不織布）とは逆面側に形成する。
【００２４】
また、短繊維集合層８を形成する方法としては、例えば接着層６の上に、短繊維を落下または吹き付けなどにより、接着層６表面に短繊維を付着させ、その後、自然または加熱乾燥を行う。また他の方法として、接着層６を形成したゴムシートを配置した金型をアースとし、静電植毛機の電極に電圧を印加することにより電界を形成し、この電界内に表面を電着処理した短繊維を供給し、飛翔させて接着層６表面に向けて突き刺すことにより短繊維を付着させ、その後、自然または加熱乾燥を行う。尚、密度や均一性を考慮すると、静電植毛が望ましい。
【００２５】
前記ＲＦＬ処理液は、レゾルシンとホルマリンの初期縮合物とゴムラテックスとを混合したものであり、この場合レゾルシンとホルマリンのモル比は３／１〜１／３にすることが接着力を高めるうえで好適である。また、レゾルシンとホルマリンの初期縮合物は、これをゴムラテックスのゴム分１００重量部に対してその樹脂分が５〜５０重量部になるようにゴムラテックスと混合したものである。
【００２６】
ＲＦＬ処理液を形成するゴムラテックスとしては、スチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体（ＶＰ）、スチレンブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、クロロプレン（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、水素添加ＮＢＲ（Ｈ−ＮＢＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、天然ゴム等の一種又は二種以上のブレンド物が使用される。
【００２７】
基布７の緯糸１０、経糸１１で形成する繊維織物の材質としては、それぞれナイロン、アラミド、ポリエステル、ポリベンゾオキサゾール、綿等の何れか又はこれらの組み合わせが採用できる。繊維の形態は、フィラメント糸及び紡績糸の何れでも良く、単独組成の撚糸又は混撚糸、混紡糸の何れであっても良く、また織成構成は綾織り、朱子織り、平織り等何れでもよい。
【００２８】
また、短繊維集合層８である不織布を形成する繊維の材質としては、ナイロン、アラミド、ポリエステル、ポリベンゾオキサゾール、綿等の何れか又はこれらの組み合わせが採用できる。また、繊維はＲＦＬ処理を行なってもよい。
【００２９】
自動車用歯付ベルトであって、使用環境が１００℃以上の高温で、１５０，０００ｋｍ以上の長寿命を要求される場合、ベルト本体にＨ−ＮＢＲが使用されるが、歯部補強材５の短繊維集合層８に含浸付着されるＲＦＬ処理液には、Ｈ−ＮＢＲとＣＳＭのラテックスと、ＶＰラテックスとの通常のブレンド物を使用すると、長寿命を達成できる。
一方、一般産業用歯付ベルトであって、ベルト本体に天然ゴム及びＳＢＲを使用している場合、短繊維集合層８に含浸付着されるＲＦＬ処理液には、ＶＰラテックス、ＳＢＲラテックス及びこれらのブレンド物を使用することができる。
【００３０】
尚、ベルト本体を形成するゴム配合物の材質には特に制限はなく、使用条件に応じて適切なものが適宜選択される。自動車エンジン用及び各種エンジン用歯付ベルトの場合、耐熱性と耐油性を備えたＨ−ＮＢＲ、ＣＲ、ＣＳＭ等が使用される。一般産業用機械に用いる歯付ベルトには、Ｈ−ＮＢＲ、ＣＲ、ＣＳＭ以外に、ＮＢＲ、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、エチレンプロピレン共重合体（ＥＰＲ）、ＳＢＲ、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、フッ素ゴム、シリコンゴム等何れの場合も使用可能である。このような歯付ベルトの場合、図１で説明した歯布の使用が有効である。
【００３１】
また、ベルト本体の内部に埋設される心線３に制限はなく、一般にはガラス心線、アラミド心線及びカーボン繊維心線が使用される。また、ポリベンゾオキサゾール、ポリパラフェニレンナフタレート、ポリエステル、アクリル、カーボン、スチールを組成とする撚コードの何れでも使用できる。ガラス心線の組成はＥガラス、Ｓガラス（高強度ガラス）何れでも良く、フィラメントの太さ及びフィラメントの収束本数及びストランド本数に制限されない。また、接着処理剤及び屈曲時のガラスフィラメントの保護材として使用されるサイジング剤、ＲＦＬ、オーバーコート剤等にも制限されない。一方、アラミド心線においても、材質の分子構造の違いや心線構成及びフィラメントの大きさや接着処理剤の違いによっても制限されない。他の組成からなる心線の撚コードについても同様に特別の制限はない。
【００３２】
歯付ベルトの製造方法は、上記の処理した歯部補強材５をミシンジョントして筒状にしたものを溝条部と凸条部を交互に有するモールドに挿入した後、コードからなる心線をスピニングし、その上にベルト本体を形成する未加硫ゴムシートを巻き付ける。その後、ジャケットを被せた後、加硫工程に移される。加硫時に、未加硫ゴムシートを歯部補強材５とともに溝条部へ流し込み、歯部補強材５をベルト本体と一体的に加硫してベルトスリーブを作製する。加硫したベルトスリーブをモールドから抜き取った後、これを切断機の２つの軸に取り付け、張力を与えて回転させながら、カッターによって所定幅に切断して歯付ベルトを作製する。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、目的を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００３４】
（実施例１）
歯部補強材の基布として経糸に１．６５ｄｔｅｘのパラ系アラミド繊維のフィラメント原糸を収束した２２０ｄｔｅｘのフィラメント糸と、そして緯糸にテクノーラ２２０ｄｔｅｘ／２本、コーネックス３０番手／１本（紡績糸）、スパンデックス１５４ｄｔｅｘ／１本からなる合撚糸を使用し、織時組織（経１１０本／５ｃｍ、緯１２０本／５ｃｍ）からなる２／２綾織帆布を製織したものを使用した。製織後、基布を水中にて振動を与えて製織時の幅の約１／２幅まで収縮させた。また、表１に歯部と背部に使用するゴム配合物を、表２にＲＦＬ処理液を、そして表３にゴム糊を示す。
【００３５】
歯部補強材の短繊維集合層（不織布）の繊維としては、長さ０．５〜１０ｍｍ、１．６５ｄｔｅｘのＲＦＬ処理したパラ系アラミド繊維の短繊維を使用し、目付量は１０〜５０ｇ／ｍ２である。
【００３６】
【表１】
2007231977.tif 000003
【００３７】
【表２】
2007231977.tif 000004
【００３８】
【表３】
2007231977.tif 000005
【００３９】
上記基布を、ＲＦＬ処理液に浸漬し、１２０℃にて乾燥後、１８０℃にて２分間熱処理し、ゴム糊に浸漬し、８０℃にて乾燥した。次に、基布の一方の表面に上記不織布をニードルパンチで付着し、更にこの基布をカレンダーロールに通りして不織布とは逆の面に厚さ０．５ｍｍのコートゴム層を形成し、加熱乾燥して歯部補強材にした。
【００４０】
次に、歯部補強材を不織布がベルト作製用金型に面するように巻き付けた。そして、ＳＺ撚りの一対のコードをＲＦＬ及びイソシアネートにて接着処理された心線（ガラス繊維、１．２ｍｍ直径）を一定ピッチ（１．４ｍｍ）でスパイラルに一定張力で巻き付け、その上に表１の配合からなる２．５ｍｍのゴムシートを貼り付けた。更に、加硫缶に投入して通常の圧入方式により１６０℃にて３０分加圧加硫して歯形を形成させた後、ベルト背面を一定厚さに研磨し一定幅にカットして歯付きベルトを得た。
【００４１】
作製したベルトのサイズは、ベルト幅１５ｍｍ、ベルト歯形ＭＹ（８．０ｍｍピッチ）、歯数１０５であり、通常１０５ＭＹ１５と表示される。ベルト走行評価で使用する走行試験機は、駆動プーリ（歯数２１）と従動プーリ（歯数４２）間に歯付ベルトを巻き付け、この歯付ベルトの背面にテンションプーリ（直径５２ｍｍ）を当接したものであり、該ベルトを雰囲気温度１２０℃、駆動プーリの回転数７，２００ｒｐｍ、ベルトの初張力を３００ｋｇｆにて走行試験を行った。その結果、ベルトが破損するまでの走行時間は５００時間であった。
【００４２】
（比較例１）
実施例の基布に短繊維集合層（不織布）がない歯部補強材で、実施例１と同様にベルトを作製し、同様の評価を実施した。ベルトが破損するまでの走行時間は８０時間であり、走行中にベルトの歯欠けが起こっていた。
【００４３】
（比較例２）
上記基布に短繊維集合層（不織布）をニードルパンチによって一体形成し、ＲＦＬ処理液に浸漬し、１２０℃にて乾燥後、１８０℃にて２分間熱処理し、ゴム糊に浸漬し、８０℃にて乾燥した。次に、基布の他方の面にコートゴム層を形成して歯部補強材とした。実施例１と同様にベルトを作製して、同様の評価を実施した。ベルトが破損するまでの走行時間は３５０時間であり、走行中にベルトの歯欠けが起こっていた。
【００４４】
以上の結果から、比較例１は早期にベルトが破損し、比較例２は短繊維集合層（不織布）が基布表面に被覆した歯部補強材を使用しているためにベルト破損時間が延びている。しかし、比較例２ではＲＦＬ処理液が短繊維集合層（不織布）に含浸しているためにクッション性に欠け、ベルト歯欠けが発生しやすくなっている。それに対して、実施例１では歯部補強材のクッション性も良好であることから、ベルトの寿命も延びていた。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の歯付ベルトは、自動車用あるいは一般産業用の駆動装置に使用できるなどに装着できるものであり、また歯部補強材は耐歯欠け性を改善し、また静粛性に優れた歯付ベルトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の製造方法によって得られた歯付ベルトの正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  歯付ベルト
２  歯ゴム部
３  心線
４  背ゴム部
５  歯部補強材
６  接着層
７  基布
８  短繊維集合層
９  コートゴム層
【図１】
2007231977.tif 000006
【図２】
2007231977.tif 000007