JP2003148562A - Toothed belt - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車用
エンジンのカム軸又はカム軸とインジェクションポンプ
の駆動用、一般産業用機械の同期伝動用等に使用される
歯布被覆の歯付ベルトに関するものである。特に、高負
荷用ベルトに関して、耐摩耗性及び耐歯欠け性を維持し
つつ、特にベルト端面損傷を防ぐ為に改善した発明に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a toothed belt covered with a tooth cloth which is used, for example, for driving a cam shaft of an automobile engine or a cam shaft and an injection pump, and for synchronous transmission of general industrial machines. It is a thing. In particular, the present invention relates to a high load belt which is improved to prevent damage to the end surface of the belt while maintaining wear resistance and tooth chipping resistance.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車用エンジンのカム軸、インジェク
ションポンプ、オイルポンプ、ウォータポンプ等を駆動
する歯付ベルトは、エンジンの高出力化に伴い、ベルト
への負荷の増大及びエンジンルームのコンパクト化に伴
う雰囲気温度の上昇など歯付ベルトの使用環境は近年特
に厳しくなってきている為、さらなる耐久性の向上が要
求されている。また、一般産業用に使用される歯付ベル
トについても、射出成形機等の高負荷駆動用等取替え周
期の延長を要求されている。2. Description of the Related Art Toothed belts for driving camshafts, injection pumps, oil pumps, water pumps, etc. of automobile engines are being used to increase the load on the belts and to make the engine room compact as the engine output increases. Since the environment in which the toothed belt is used has become particularly severe in recent years due to a rise in the ambient temperature, further improvement in durability is required. Further, with respect to a toothed belt used for general industries, it is required to extend a replacement cycle for driving a high load such as an injection molding machine.
【0003】歯付ベルトの故障形態は、心線の屈曲疲労
及びゴムの耐熱性不足による亀裂発生からのベルト切断
と過負荷や歯布及び歯ゴムの耐熱性不足、歯布の摩耗に
よる歯欠けに大別される。心線の屈曲疲労及びゴムの耐
熱性不足によるベルト切断に対しては、心線材質、心線
構成の細径化等の改良、心線処理剤の耐熱性改良が実施
されている。また、ゴムの耐熱性改良についても水素添
加ニトリルゴムの使用等により故障は減少している。The failure mode of the toothed belt is belt cutting due to bending fatigue of the core wire and crack generation due to insufficient heat resistance of rubber, overload, insufficient heat resistance of tooth cloth and tooth rubber, tooth loss due to wear of tooth cloth. It is roughly divided into. With respect to belt cutting due to bending fatigue of the core wire and insufficient heat resistance of rubber, improvements have been made in the core material, core diameter, and other factors, and in heat resistance of the core treatment agent. Also, with regard to improving the heat resistance of rubber, the number of failures has decreased due to the use of hydrogenated nitrile rubber.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】特に、ベルトに高負荷
が掛かるエンジン又は産業用駆動装置を駆動する歯付ベ
ルトは、高負荷の為プーリ軸が撓んだり、ベルトの片寄
り走行が発生しプーリフランジ等との摩擦によるベルト
側面の異常摩耗及び側面の損傷による切断、歯欠けが発
生し易い。Particularly, in a toothed belt for driving an engine or an industrial drive device in which a high load is applied to the belt, the pulley shaft is bent due to the high load, and the belt runs unbalanced. Abnormal wear on the side surface of the belt due to friction with the pulley flange and the like, and cutting and tooth breakage due to damage on the side surface are likely to occur.
【0005】又、高負荷によりベルトが伸びて、オート
テンショナーが作動せず、ベルトに適正な負荷が掛から
なくなり、エンジンの正常な動作を妨げる現象が生じ
る。Further, the belt is stretched by a high load, the auto tensioner does not operate, the belt is not properly loaded, and the normal operation of the engine is hindered.
【0006】ベルト側面摩耗、損傷、ベルトの伸びに対
し、プーリ歯とかみ合う歯付ベルト表面の歯布材料に摩
擦係数低減作用のあるフッ素樹脂や層状のグラファイト
等を添加した処理を施すことや、心線材料の検討が実施
されているが、未だに十分な改良策が見出されていな
い。With respect to belt side wear, damage, and belt elongation, the tooth cloth material on the surface of the toothed belt which meshes with the pulley teeth is subjected to a treatment in which a fluororesin or a layered graphite having a friction coefficient reducing action is added, The core material has been examined, but no sufficient improvement measures have been found yet.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決する為、歯付ベルトの背部に使用されるゴムの摩擦係
数を下げることにより、高負荷下で発生するベルト背面
の亀裂、損傷及びベルトのプーリフランジ部への移動に
よるベルトの端面摩耗、損傷が防止でき、それによりエ
ンジンの正常な動きを維持するベルトを提供する。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention reduces the friction coefficient of rubber used for the back portion of a toothed belt to cause cracks and damages on the back surface of the belt under high load. Further, it is possible to prevent wear and damage of the end surface of the belt due to the movement of the belt to the pulley flange portion, thereby providing a belt that maintains the normal operation of the engine.
【0008】その手段として、本発明は長手方向に沿っ
て所定間隔で配置した複数のゴムを基材とした歯部と、
心線を埋設したゴムを基材とした背部を有し、上記歯部
の表面に歯布を被覆した歯付ベルトにおいて、少なくと
も前記背部に使用されるゴムの動摩擦係数が0.04か
ら0.5とした歯付ベルトにある。As a means therefor, the present invention comprises a plurality of rubber-based tooth portions arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction,
In a toothed belt having a rubber-backed back in which core wires are embedded, and the surface of the tooth portion covered with a tooth cloth, at least the dynamic friction coefficient of the rubber used in the back is from 0.04 to 0.04. It is in the toothed belt designated as 5.
【0009】請求項1に記載の発明によると、少なくと
も前記背部に使用されるゴムの動摩擦係数が0.04か
ら0.5の歯付ベルトとすることによって、高負荷下で
発生するベルト背面の亀裂、損傷及びベルトのプーリフ
ランジ部への移動によるベルトの端面摩耗、損傷を防止
することができる。According to the first aspect of the present invention, by using a toothed belt in which at least the rubber used for the back portion has a dynamic friction coefficient of 0.04 to 0.5, the back surface of the belt generated under a high load is generated. It is possible to prevent cracks, damage, and abrasion and damage of the end surface of the belt due to movement of the belt to the pulley flange portion.
【0010】請求項2記載の発明は、前記ゴム中には粒
子径が30μmより小さいカーボンブラックが配合され
た請求項1に記載の歯付ベルトにある。The invention according to claim 2 is the toothed belt according to claim 1, wherein carbon black having a particle diameter of less than 30 μm is mixed in the rubber.
【0011】請求項2に記載の発明によると、前記ゴム
中には粒子径が30μmより小さいカーボンブラックを
配合することによって、ゴムの動摩擦係数を0.5より
小さくすることができる。According to the second aspect of the present invention, the dynamic friction coefficient of the rubber can be made smaller than 0.5 by incorporating carbon black having a particle size smaller than 30 μm into the rubber.
【0012】請求項3に記載の発明は、前記カーボンブ
ラックの量がゴム100質量部に対して10〜50質量
部である請求項2に記載の歯付ベルトにある。The invention according to claim 3 is the toothed belt according to claim 2, wherein the amount of the carbon black is 10 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of rubber.
【0013】請求項3に記載の発明によると、前記カー
ボンブラックの量をゴム100質量部に対して10〜5
0質量部とすることによって、加工が容易になると共に
自動車用歯付ベルトとして使用可能なゴムの物性が十分
に発現できる。According to the third aspect of the present invention, the amount of the carbon black is 10 to 5 with respect to 100 parts by mass of rubber.
When the content is 0 part by mass, the processing becomes easy and the physical properties of the rubber usable as the toothed belt for automobiles can be sufficiently exhibited.
【0014】請求項4に記載の発明は、少なくとも前記
背部のゴム層に短繊維を1〜20質量部配合した請求項
1から3のいずれかに記載の歯付ベルトにある。The invention according to claim 4 is the toothed belt according to any one of claims 1 to 3, wherein at least the rubber layer of the back part contains 1 to 20 parts by mass of short fibers.
【0015】短繊維の配合量が、ゴム100質量部に対
して1質量部よりも少ない場合は、短繊維を配合する効
果が小さく、20質量部を越えて配合すると、ゴムのム
ーニ粘度が上がりすぎて、加工工程(練り工程で分散不
良、シート圧延工程で圧延できない、表面肌が悪く厚み
が出ない等)で問題となる。又、歯が精度よく形成され
ない等の問題がある。When the amount of the short fibers is less than 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber, the effect of mixing the short fibers is small, and when the amount exceeds 20 parts by mass, the Mooney viscosity of the rubber is increased. This is a problem in the processing steps (poor dispersion in the kneading step, unrollable in the sheet rolling step, poor surface texture and no thickness, etc.). There is also a problem that the teeth are not formed accurately.
【0016】請求項5に記載の発明は、前記ゴムが水素
化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸金属塩と有機過酸化
物又は硫黄化合物を配合した請求項1から4に記載の発
明にある。The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the rubber is a hydrogenated nitrile rubber compounded with an unsaturated carboxylic acid metal salt and an organic peroxide or a sulfur compound.
【0017】請求項5に記載の発明によると、前記ゴム
が水素化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸金属塩と有機
過酸化物又は硫黄化合物を配合したことから、背部に使
用されるゴムの動摩擦係数を0.04から0.5とする
ことができる。According to the invention of claim 5, since the rubber is a hydrogenated nitrile rubber mixed with an unsaturated carboxylic acid metal salt and an organic peroxide or a sulfur compound, the dynamic friction coefficient of the rubber used for the back part Can be 0.04 to 0.5.
【0018】請求項6に記載の発明は、前記ゴムが水素
化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸金属塩を総ポリマー
に対して15〜40質量部添加した請求項1から3のい
ずれかに記載の歯付ベルトである。The invention according to claim 6 is the one according to any one of claims 1 to 3, wherein the rubber is a hydrogenated nitrile rubber in which 15 to 40 parts by mass of an unsaturated carboxylic acid metal salt is added to the total polymer. It is a toothed belt.
【0019】請求項6に記載の発明によると、前記ゴム
が水素化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸金属塩を総ポ
リマーに対して15〜40質量部添加した請求項1から
3のいずれかに記載した歯付ベルトであることから、背
部に使用されるゴムの動摩擦係数を確実に0.04から
0.5にすることができると共に、高負荷下で発生する
ベルト背面の亀裂、損傷及びベルトのプーリフランジ部
への移動によるベルトの端面摩耗、損傷を防止すること
ができる。According to a sixth aspect of the present invention, the rubber is a hydrogenated nitrile rubber containing 15 to 40 parts by mass of an unsaturated carboxylic acid metal salt based on the total polymer. Since it is a toothed belt, the coefficient of dynamic friction of the rubber used for the back can be reliably changed from 0.04 to 0.5, and cracks, damages and It is possible to prevent wear and damage of the end surface of the belt due to the movement to the pulley flange portion.
【0020】請求項7に記載の発明は、前記ゴムが水素
化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸金属塩を総ポリマー
に対して5〜15質量部添加した請求項4に記載の歯付
ベルトにある。The invention according to claim 7 is the toothed belt according to claim 4, wherein the rubber is a hydrogenated nitrile rubber in which 5 to 15 parts by mass of an unsaturated carboxylic acid metal salt is added to the total polymer. .
【0021】請求項7に記載の発明によると、前記ゴム
が水素化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸金属塩を総ポ
リマーに対して5〜15質量部添加した請求項4に記載
の歯付ベルトにあることから、請求項6に記載の発明と
同様に背部に使用されるゴムの動摩擦係数を確実に0.
04から0.5にすることができると共に、高負荷下で
発生するベルト背面の亀裂、損傷及びベルトのプーリフ
ランジ部への移動によるベルトの端面摩耗、損傷を防止
することができる。According to the invention of claim 7, in the toothed belt according to claim 4, the rubber is a hydrogenated nitrile rubber in which 5 to 15 parts by mass of an unsaturated carboxylic acid metal salt is added to the total polymer. Therefore, the dynamic friction coefficient of the rubber used for the back portion is surely 0.
It can be changed from 04 to 0.5, and it is possible to prevent cracks and damages on the back surface of the belt which occur under high load and wear and damage on the end surface of the belt due to movement of the belt to the pulley flange portion.
【0022】請求項8に記載の発明は、前記歯付ベルト
の背面硬度が80度(JISA型硬度計)以上である請
求項1から7のいずれかに記載の歯付ベルトにある。The invention according to claim 8 is the toothed belt according to any one of claims 1 to 7, wherein the back surface hardness of the toothed belt is 80 degrees or more (JIS A hardness meter).
【0023】請求項8に記載の発明によると、前記歯付
ベルトの背面硬度が80度(JISA型硬度計)以上、
好ましくは85度以上である為、応力が負荷された場合
であっても、ゴムの変形を抑制することができる。この
為、ベルト走行時の発熱が抑制されると共に、摩擦時の
抵抗も小さくできる。これによって、ベルト走行時のベ
ルト側面の摩耗及び損傷を小さくすることができる。According to the invention described in claim 8, the back surface hardness of the toothed belt is 80 degrees or more (JIS A hardness meter),
Since it is preferably 85 degrees or more, the deformation of the rubber can be suppressed even when stress is applied. For this reason, heat generation during belt running can be suppressed and resistance during friction can be reduced. As a result, it is possible to reduce wear and damage on the side surface of the belt when the belt is running.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1は、本実施形態に係る歯付ベルトの全体斜視
概略図である。図1において、歯付ベルト5は、長手方
向に沿って所定間隔で配置した複数の歯部3と、歯部3
と連続する背部2と、背部2に埋設された心線1と、歯
部3の表面に被覆された歯布4とを有する構造である。
背部2と歯部3は、ゴム層9で形成されたベルト本体を
構成する。又、歯布4は、ベルトの長手方向に延在する
緯糸7と、ベルトの幅方向に延在する経糸8とを織成し
て成る繊維材料を基材として構成される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is an overall perspective schematic view of the toothed belt according to the present embodiment. In FIG. 1, the toothed belt 5 includes a plurality of tooth portions 3 arranged at predetermined intervals along the longitudinal direction, and tooth portions 3.
Is a structure having a back portion 2 continuous with, a core wire 1 embedded in the back portion 2, and a tooth cloth 4 covering the surface of the tooth portion 3.
The back portion 2 and the tooth portions 3 form a belt body formed of the rubber layer 9. The tooth cloth 4 is made of a fibrous material as a base material, which is formed by weaving a weft yarn 7 extending in the longitudinal direction of the belt and a warp yarn 8 extending in the width direction of the belt.
【0025】ここで、少なくとも前記背部に使用される
ゴムの動摩擦係数が0.04から0.5であることが好
ましい。より好ましくはベルト背部に使用されるゴムの
動摩擦係数が0.04から0.4であることが好まし
く、さらにより好ましくは0.04から0.2であるこ
とが望まれる。前記動摩擦係数が0.5より大きいベル
トを使用した場合、スラスト力が大きくなり、軸手前
や、エンジン本体側にベルトが移動したままになり、そ
れによりベルト端面の損傷が発生しベルト破損等の問題
が生じる。Here, it is preferable that at least the rubber used for the back has a dynamic friction coefficient of 0.04 to 0.5. More preferably, the dynamic friction coefficient of the rubber used for the back part of the belt is from 0.04 to 0.4, and even more preferably from 0.04 to 0.2. When a belt having a coefficient of dynamic friction of more than 0.5 is used, the thrust force becomes large, and the belt remains moving in front of the shaft and to the engine body side, which causes damage to the belt end surface and damage to the belt. The problem arises.
【0026】上記ベルト背部に使用されるゴムの動摩擦
係数を所定の範囲にするには、少なくとも前記背部のゴ
ム中には粒子径が30μmより小さいカーボンブラック
を配合すると良い。好ましくは粒子径が15μm以下の
カーボンブラックを配合することが望ましい。粒子径が
30μm以上のカーボンブラックを使用すると、発熱が
大きくなると共に背面の摩擦係数が上がり、それにより
ベルトに掛かる負荷時の抵抗が大きくなりベルト背面の
亀裂、損傷及びプーリフランジ部への移動による端面損
傷が発生ずる。In order to keep the dynamic friction coefficient of the rubber used for the back part of the belt within a predetermined range, it is preferable to mix carbon black having a particle size of less than 30 μm in at least the rubber part of the back part. It is desirable to blend carbon black having a particle diameter of 15 μm or less. When carbon black with a particle size of 30 μm or more is used, the heat generation increases and the friction coefficient on the back increases, which increases the resistance under load on the belt, resulting in cracks, damage on the back of the belt, and movement to the pulley flange. End face damage occurs.
【0027】前記カーボンブラックの配合量は、ゴムの
ポリマー100質量部に対し10〜50質量部が好まし
い。カーボンブラックの量が10質量部より少なくなる
と、必要なゴム物性が出現しない。又、練り工程では、
練りゴムがばらばらになる。また、未加硫ゴム強度が弱
くシート状にすると圧延ゴムが薄くなり、最悪シートが
切れてしまう等の問題がある。さらに圧延工程では、練
りゴムがロールに巻き付かない現象が生じたり、シーテ
ィングできないような状況となる。一方、カーボンブラ
ックの量が50質量部を越えると練りゴムのムーニ粘度
が上昇し、ゴムを加工できない等の問題が発生する。The compounding amount of the carbon black is preferably 10 to 50 parts by mass based on 100 parts by mass of the rubber polymer. If the amount of carbon black is less than 10 parts by mass, the required rubber physical properties will not appear. Also, in the kneading process,
The kneaded rubber will fall apart. Further, the strength of unvulcanized rubber is weak, and if it is formed into a sheet, the rolled rubber becomes thin, and there is a problem that the sheet is cut at worst. Further, in the rolling process, a phenomenon occurs in which the kneaded rubber does not wind around the roll, or a situation in which sheeting cannot be performed occurs. On the other hand, when the amount of carbon black exceeds 50 parts by mass, the Mooney viscosity of the kneaded rubber increases, which causes a problem that the rubber cannot be processed.
【0028】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、C
R、CSM等が使用される。一般産業用機械に用いられ
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(EPD
M)、エチレンプロピレン共重合体(EPR)、SB
R、イソプロピレンゴム(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。The material of the rubber compound forming the belt main body is not particularly limited, and a suitable material is appropriately selected according to the use conditions. In the case of toothed belts for automobile engines and various engines, H-NBR and C with heat resistance and oil resistance are provided.
R, CSM, etc. are used. In addition to H-NBR, CR and CSM, toothed belts used in general industrial machines include
NBR, ethylene propylene diene monomer (EPD
M), ethylene propylene copolymer (EPR), SB
R, isopropylene rubber (IR), natural rubber (NR),
Any of fluororubber, silicone rubber and the like can be used. In the case of such a toothed belt, the use of the tooth cloth described in FIG. 1 is effective.
【0029】歯布4の緯糸、経糸8等を形成する繊維材
料の材質としては、それぞれナイロン、アラミド(メタ
系、パラ系)、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
っても良い。また、織成構成は綾織り、繻子織り、平織
り等何れであっても良い。The material of the fiber material forming the weft threads, warp threads 8 and the like of the tooth cloth 4 is nylon, aramid (meta-based or para-based), polyester, polybenzoxazole, cotton or the like, or a combination thereof. Can be adopted. The form of the fiber may be either a filament yarn or a spun yarn, and may be a single-composition twisted yarn, a mixed-twisted yarn, or a mixed-spun yarn. Further, the woven structure may be any of twill weave, satin weave, plain weave, and the like.
【0030】背部2のゴム層9には、このゴム層9を構
成するゴム100質量部に対して1〜20質量部の短繊
維17が配合されている。ここで、短繊維17には、摩
擦時に低温で溶融しにくい高融点、又は融点を持たない
綿、ビニロン、アラミド、無機繊維等が好ましい。その
長さは5mm以下であることが好ましい。繊維長が5m
mを越える場合は、ゴムをカレンダー又は押し出し機等
で圧延シート状にする時に、配向し易く、ベルトになっ
た場合に、屈曲により早期にクラックが発生し易い。ま
た、短繊維の配向方向は、ベルト幅方向が好ましいが、
ベルト長さ方向の配向であってもよい。短繊維の配合量
が1質量部より少ないと、短繊維を配合した効果が現れ
ず、一方短繊維の量が20質量部より多くなると、ゴム
のムーニ粘度が上昇し加工(練り工程で分散不良、シー
ト圧延工程で圧延できない、表面肌が悪く厚みが出ない
等)できない、歯が精度良く形成できない等の問題があ
る。The rubber layer 9 of the back portion 2 contains 1 to 20 parts by mass of short fibers 17 with respect to 100 parts by mass of the rubber constituting the rubber layer 9. Here, the short fibers 17 are preferably made of cotton, vinylon, aramid, inorganic fiber, or the like, which has a high melting point that does not easily melt at a low temperature during friction or has no melting point. The length is preferably 5 mm or less. Fiber length is 5m
If it exceeds m, it tends to be oriented when the rubber is formed into a rolled sheet by a calender, an extruder or the like, and when it becomes a belt, it is likely to cause early cracking due to bending. The orientation direction of the short fibers is preferably the belt width direction,
It may be oriented in the belt length direction. When the amount of the short fibers is less than 1 part by mass, the effect of incorporating the short fibers does not appear. On the other hand, when the amount of the short fibers is more than 20 parts by mass, the Mooney viscosity of the rubber is increased and processing (dispersion failure in the kneading step) However, there are problems that it cannot be rolled in the sheet rolling step, that the surface texture is bad and the thickness does not appear, and that the teeth cannot be formed accurately.
【0031】前記ベルト背面硬度は少なくとも80度以
上、好ましくは85度以上(JISA)である。背面硬
度を少なくとも80度以上とする為には、ゴム配合物と
しては、H-NBRを使用する、又はH-NBRに不飽和
カルボン酸金属塩を総ポリマーに対して15〜40質量
部、或いは5〜15質量部添加する。不飽和カルボン酸
金属塩の量が5質量部未満であるとゴム硬度が所定の硬
度にならず、一方40質量部を越えるとゴム硬度が大き
くなりすぎ、ベルト剛性が高くなり、屈曲疲労性に劣り
ベルト寿命が短くなる。The back surface hardness of the belt is at least 80 degrees or more, preferably 85 degrees or more (JISA). In order to obtain a back hardness of at least 80 degrees or more, H-NBR is used as the rubber compound, or 15-40 parts by mass of the unsaturated carboxylic acid metal salt in H-NBR with respect to the total polymer, or Add 5 to 15 parts by mass. When the amount of the unsaturated carboxylic acid metal salt is less than 5 parts by mass, the rubber hardness does not reach the predetermined hardness, while when it exceeds 40 parts by mass, the rubber hardness becomes too large, the belt rigidity becomes high, and the bending fatigue resistance becomes high. Inferior belt life is shortened.
【0032】また上記の水素化ニトリルゴムとしては、
耐熱性の観点から水素添加率が少なくとも90%以上で
あることが必要であり、92〜98%が好適である。そ
してこの水素化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸金属塩
を配合することによって、モジュラス(引張弾性率)や
硬度を高めるようにしているものであり、モジュラス
(引張弾性率)や切断伸度、さらに高い引き裂き強度や
硬度を確保する為には、上記のように水素化ニトリルゴ
ムに不飽和カルボン酸金属塩を総ポリマーに対して15
〜40質量部配合することが望ましい。或いは、5〜1
5質量部混合する場合には、短繊維をポリマー成分10
0に対して1〜20質量部配合することが必要となる。Further, as the above hydrogenated nitrile rubber,
From the viewpoint of heat resistance, it is necessary that the hydrogenation rate is at least 90% or more, and 92 to 98% is preferable. The hydrogenated nitrile rubber is mixed with a metal salt of an unsaturated carboxylic acid to increase the modulus (tensile elastic modulus) and the hardness, and the modulus (tensile elastic modulus), the cutting elongation, and the higher In order to secure the tear strength and hardness, the hydrogenated nitrile rubber is mixed with the unsaturated carboxylic acid metal salt in an amount of 15 to the total polymer as described above.
It is desirable to mix it in an amount of -40 parts by mass. Alternatively, 5 to 1
When 5 parts by mass are mixed, short fibers are mixed with the polymer component 10
It is necessary to mix 1 to 20 parts by mass with respect to 0.
【0033】上記心線3としては、5〜9μmのEガラ
ス又は高強度ガラスのフィラメント、或いは0.5〜
2.5デニールのパラ系アラミド繊維のフィラメントを
撚り合わせ、RFL液、エポキシ溶液、イソシアネート
溶液とゴムコンパウンドとの接着剤で処理された撚りコ
ードが使用される。As the core wire 3, a filament of 5 to 9 μm E glass or high strength glass, or 0.5 to
A twisted cord obtained by twisting filaments of para-aramid fiber of 2.5 denier and treated with an adhesive of RFL liquid, epoxy solution, isocyanate solution and rubber compound is used.
【0034】[0034]
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。
(実施例)表1に示す配合からなるゴムを通常の方法で
混練し、カレンダーロールにて所定の厚さのゴムシート
A−1からA−5を調整した。また、歯布は、表2に示
す繊維を用いて、表2に示す処理を行いB−1を得た。
表2におけるRFL処理は、表3に示すC−1の配合か
らなるRFL処理液に、歯布を浸漬し、120°Cにて
乾燥後180°Cにて2分間熱処理したものである。ま
た、表2におけるゴム糊処理は、表4に示すゴム配合物
を表3に示すC−2及びC−3のように、MEK、トル
エンに溶かした後にイソシアネート化合物としてポリア
リールポリイソシアネート(商品名PAPI)を添加し
た処理液に、適宜、MBIやN―(1,3-Dimeth
yl-Butyl)―N´―phenyl―pheny
lendiamine、フッ素樹脂粉末又はグラファイ
ト等の減摩材を添加混合した処理液に歯布を浸漬し乾燥
したものである。EXAMPLES Next, the present invention will be specifically described with reference to examples. (Example) A rubber having the composition shown in Table 1 was kneaded by a usual method, and rubber sheets A-1 to A-5 having a predetermined thickness were prepared with a calender roll. Further, as the tooth cloth, the fibers shown in Table 2 were used to perform the treatment shown in Table 2 to obtain B-1.
In the RFL treatment in Table 2, the tooth cloth is immersed in the RFL treatment liquid having the composition of C-1 shown in Table 3, dried at 120 ° C, and then heat-treated at 180 ° C for 2 minutes. Further, the rubber paste treatment in Table 2 was carried out by dissolving the rubber compound shown in Table 4 in MEK and toluene as C-2 and C-3 shown in Table 3 and then polyaryl polyisocyanate (trade name as an isocyanate compound). PAPI) is added to the treatment solution as appropriate to MBI or N- (1,3-Dimeth
yl-Butyl) -N'-phenyl-pheny
The tooth cloth is immersed and dried in a treatment liquid to which an antifriction material such as lendamine, fluororesin powder or graphite is added and mixed.
【0035】[0035]
【表1】 [Table 1]
【0036】[0036]
【表2】 [Table 2]
【0037】[0037]
【表3】 [Table 3]
【0038】[0038]
【表4】 [Table 4]
【0039】次に、ベルト作製用のZBS歯形120歯
数の金型に上記の歯布を巻き付け、SZ撚一対のRFL
及び水素化ニトリルゴムをトルエン等の溶剤にて溶かし
たゴム糊にて接着処理された表5に示す心線を表6のピ
ッチにてスパイラルに所定の張力で巻き付けた。この心
線の上に、表1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歯形を形成させた後
165°Cにて30分加圧加硫して、ベルト背面を一定
厚さに研磨し一定幅(30mm)にカットして走行用歯
付ベルトを得た。各ベルトの背面硬度は表7に示す。Next, the above-mentioned tooth cloth is wound around a mold having 120 ZBS tooth shapes for belt production, and a pair of SZ twisted RFLs is used.
The core wire shown in Table 5, which was adhered with a rubber paste prepared by dissolving hydrogenated nitrile rubber in a solvent such as toluene, was spirally wound at a predetermined tension at a pitch shown in Table 6. The rubber sheet in Table 1 was attached on the core wire. Furthermore, after being placed in a vulcanizing can to form a tooth profile by a normal press-fitting method, it is pressure-vulcanized at 165 ° C for 30 minutes, and the back surface of the belt is ground to a certain thickness and cut into a certain width (30 mm). To obtain a running toothed belt. The backside hardness of each belt is shown in Table 7.
【0040】[0040]
【表5】 [Table 5]
【0041】[0041]
【表6】 [Table 6]
【0042】作製したベルトのサイズは、ベルト幅30
mm、ベルト歯形ZBS、歯数120歯、歯ピッチ9.
525mmであり、通常120ZBS30と表示され
る。走行試験装置として、図2に示す22歯のクランク
プーリ11、44歯のカムプーリ13、19歯のウォー
タポンププーリ15、偏心プーリ19、アイドラー21
からなるレイアウトの試験装置を使用する。クランクプ
ーリ回転数4000rpmでベルトに掛かる有効張力を
3700Nとし、初張力を350Nにて走行試験を行っ
た。そして、走行試験用ベルトの両端歯部に白インクで
歯部前面にマーク(塗りつぶす)を入れた。走行条件は
4000rpmで200時間走行し、走行後のマークの
消え具合により端面損傷を評価した。その端面現象と評
価点との関係を表8に、その結果を表7に示す。The size of the produced belt has a belt width of 30.
mm, belt tooth profile ZBS, 120 teeth, tooth pitch 9.
It is 525 mm and is usually displayed as 120 ZBS30. As a running test device, a 22-tooth crank pulley 11, a 44-tooth cam pulley 13 and a 19-tooth water pump pulley 15, an eccentric pulley 19, and an idler 21 shown in FIG.
Use a test device with a layout consisting of. A running test was conducted at an effective tension of 3700 N applied to the belt at a crank pulley rotation speed of 4000 rpm and an initial tension of 350 N. Then, a mark (painted) was put on the front surface of the tooth portion with white ink on both tooth portions of the running test belt. The running condition was running at 4000 rpm for 200 hours, and the end face damage was evaluated by the disappearance of the mark after running. Table 8 shows the relationship between the end surface phenomenon and the evaluation points, and Table 7 shows the results.
【0043】次に、表1のゴムシートをサンプルとして
摩擦係数を測定した。測定した摩擦係数は動摩擦係数
で、測定方法としては、図3に示すようにJISK71
25の「プラスチックフィルム及びシートの摩擦係数試
験方法」に従って測定した。このときの相手材としては
JIS B0601に規定する中心線平均粗さ(Ra)
が0.4μmRa以下で材質はS45Cの鉄板であるテ
ーブルを用いた。さらに、図4に示すようなJISK7
218の「プラスチックの滑り摩耗試験方法」のA法に
よる測定を行った。このときの相手材としてはJIS
B0601に規定する中心線平均粗さ(Ra)が0.4
μmRa以下で材質はS45Cの鉄板を用いた。その結
果を表8に示す。Next, the friction coefficient was measured using the rubber sheet of Table 1 as a sample. The measured friction coefficient is a dynamic friction coefficient. As a measuring method, as shown in FIG.
Measured in accordance with 25 “Plastic Film and Sheet Friction Coefficient Test Method”. At this time, as the mating material, the center line average roughness (Ra) specified in JIS B0601
Is 0.4 μmRa or less, and the material used is a table which is an S45C iron plate. Furthermore, JISK7 as shown in FIG.
218 “Sliding wear test method for plastics” was measured by method A. JIS as the mating material at this time
The center line average roughness (Ra) specified in B0601 is 0.4.
An iron plate of S45C with a material of μmRa or less was used. The results are shown in Table 8.
【0044】[0044]
【表7】 [Table 7]
【0045】[0045]
【表8】 [Table 8]
【0046】表7から背部ゴムの摩擦係数が0.5を大
きく下回っている実施例1から3は、前記摩擦係数が
0.5を上回った比較例と比べてマークが半分以上残り
端面の損傷がかなり小さいことがわかる。従って、実施
例は比較例と比べて端面損傷にかなり効果があることが
わかる。From Table 7, in Examples 1 to 3 in which the friction coefficient of the back rubber is much lower than 0.5, more than half of the marks are damaged in the end face as compared with the comparative example in which the friction coefficient is higher than 0.5. It turns out that is quite small. Therefore, it is understood that the example is considerably effective in end face damage as compared with the comparative example.
【0047】[0047]
【発明の効果】上記のように、本発明は、少なくとも前
記背部に使用されるゴムの動摩擦係数が0.04から
0.5である歯付ベルトとすることによって、高負荷下
で発生するベルト背面の亀裂、損傷及びベルトのプーリ
フランジ部への移動によるベルトの端面摩耗、損傷を防
止することができるという効果がある。As described above, according to the present invention, at least the belt used in the back has a dynamic friction coefficient of 0.04 to 0.5. There is an effect that it is possible to prevent cracks and damages on the back surface and wear and damage of the end surface of the belt due to movement of the belt to the pulley flange portion.
【0048】請求項2に記載の発明では、前記ゴム中に
は粒子径が30μmより小さいカーボンブラックを配合
することによって、ゴムの動摩擦係数を0.04から
0.5とすることができるという効果がある。In the invention described in claim 2, the effect that the dynamic friction coefficient of the rubber can be made 0.04 to 0.5 by incorporating carbon black having a particle size smaller than 30 μm in the rubber. There is.
【0049】請求項3に記載の発明によると、前記カー
ボンブラックの量をゴム100質量部に対して10〜5
0質量部とすることによって、加工が容易になると共に
自動車用歯付ベルトとして使用可能なゴムの物性が十分
に発現できるという効果がある。According to the third aspect of the invention, the amount of the carbon black is 10 to 5 with respect to 100 parts by mass of the rubber.
The use of 0 parts by mass has an effect that the processing is facilitated and the physical properties of the rubber usable as the toothed belt for automobiles are sufficiently exhibited.
【0050】請求項4に記載の発明によると、少なくと
も前記背部のゴム層に短繊維を1〜20質量部配合する
ことによって、ベルトレイアウト上でベルト背面と接触
するアイドラー又はテンショナープーリ表面との摩擦係
数を低減させ、ベルト側面と走行中接触するプーリフラ
ンジとの摩擦時の応力を緩和させ、側面の摩耗、損傷を
防ぐことができるという効果が有る。According to the invention described in claim 4, by mixing 1 to 20 parts by mass of the short fibers in at least the rubber layer of the back part, friction with the idler or tensioner pulley surface which comes into contact with the back surface of the belt on the belt layout. There is an effect that the coefficient can be reduced, the stress at the time of friction between the belt side surface and the pulley flange which is in contact with the belt during traveling can be relieved, and the side surface can be prevented from being worn or damaged.
【0051】請求項5に記載の発明によると、前記ゴム
が水素化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸金属塩と有機
過酸化物又は硫黄化合物を配合したことから、背部に使
用されるゴムの動摩擦係数を0.04から0.5とする
ことができるという効果がある。According to the invention described in claim 5, since the rubber is a hydrogenated nitrile rubber mixed with an unsaturated carboxylic acid metal salt and an organic peroxide or a sulfur compound, the dynamic friction coefficient of the rubber used for the back part is There is an effect that can be made 0.04 to 0.5.
【0052】請求項6に記載の発明によると、前記ゴム
が水素化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸金属塩を総ポ
リマーに対して15〜40質量部添加した請求項1から
3のいずれかに記載した歯付ベルトであることから、背
部に使用されるゴムの動摩擦係数を確実に0.04から
0.5とすることができると共に、高負荷下で発生する
ベルト背面の亀裂、損傷及びベルトのプーリフランジ部
への移動によるベルトの端面摩耗、損傷を防止すること
ができるという効果がある。According to the invention described in claim 6, the rubber is hydrogenated nitrile rubber containing 15 to 40 parts by mass of an unsaturated carboxylic acid metal salt based on the total polymer. Since it is a toothed belt, the dynamic friction coefficient of the rubber used for the back can be reliably changed from 0.04 to 0.5, and cracks on the back surface of the belt generated under high load, damage, and belt There is an effect that abrasion and damage of the end surface of the belt due to the movement to the pulley flange portion can be prevented.
【0053】請求項7に記載の発明によると、前記ゴム
が水素化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸金属塩を総ポ
リマーに対して5〜15質量部添加した請求項4に記載
の歯付ベルトにあることから、請求項6に記載の発明と
同様に背部に使用されるゴムの動摩擦係数を確実に0.
04から0.5とすることができると共に、高負荷下で
発生するベルト背面の亀裂、損傷及びベルトのプーリフ
ランジ部への移動によるベルトの端面摩耗、損傷を防止
することができるという効果がある。According to the invention of claim 7, in the toothed belt according to claim 4, the rubber is a hydrogenated nitrile rubber in which 5 to 15 parts by mass of an unsaturated carboxylic acid metal salt is added to the total polymer. Therefore, the dynamic friction coefficient of the rubber used for the back portion is surely 0.
It is possible to set the ratio from 04 to 0.5, and it is possible to prevent cracks and damages on the back surface of the belt which occur under high load and wear and damage on the end surface of the belt due to movement of the belt to the pulley flange portion. .
【0054】請求項8に記載の発明によると、前記歯付
ベルトの背面硬度が80度(JISA型硬度計)以上、
好ましくは85度以上である為、応力が負荷された場合
であっても、ゴムの変形を抑制することができる。この
為、ベルト走行時の発熱が抑制されると共に、摩擦時の
抵抗も小さくできる。これによって、ベルト走行時のベ
ルト側面の摩耗及び損傷を小さくすることができるとい
う効果がある。According to the invention of claim 8, the back hardness of the toothed belt is 80 degrees or more (JISA hardness meter),
Since it is preferably 85 degrees or more, the deformation of the rubber can be suppressed even when stress is applied. For this reason, heat generation during belt running can be suppressed and resistance during friction can be reduced. This has the effect of reducing wear and damage on the side surface of the belt when the belt is running.
【図1】本実施形態に係る歯付ベルトの全体斜視概略図
である。FIG. 1 is an overall perspective schematic view of a toothed belt according to an embodiment.
【図2】歯付ベルトの走行試験装置の概略図である。FIG. 2 is a schematic view of a running test device for a toothed belt.
【図3】JISK7125の測定方法を示した概略図で
ある。FIG. 3 is a schematic diagram showing a measuring method of JIS K7125.
【図4】JISK7218の測定方法を示した概略図で
ある。FIG. 4 is a schematic diagram showing a measuring method of JIS K7218.
1 心線 2 背部 3 歯部 4 歯布 5 歯付ベルト 7 緯糸 8 経糸 9 ゴム層 11 クランクプーリ 13 カムプーリ 15 ウォータポンププーリ 19 偏心プーリ 21 アイドラー 23 オートテンショナー 27 測定サンプル 29 荷重 31 回転摩擦力 33 加圧力 35 測定サンプル 1 core wire 2 back 3 teeth 4 tooth cloth 5 toothed belt 7 Weft 8 warp 9 rubber layer 11 crank pulley 13 Cam pulley 15 Water pump pulley 19 Eccentric pulley 21 idler 23 Auto tensioner 27 measurement samples 29 load 31 Rotational friction force 33 Pressure 35 Measurement sample
Claims (8)
数のゴムを基材とした歯部と、心線を埋設したゴムを基
材とした背部を有し、上記歯部の表面に歯布を被覆した
歯付ベルトにおいて、少なくとも前記背部に使用される
ゴムの動摩擦係数を0.04から0.5としたことを特
徴とする歯付ベルト。1. A tooth portion having a plurality of rubbers as a base material, which are arranged at predetermined intervals along the longitudinal direction, and a back portion having a base material made of rubber in which a core wire is embedded, and a tooth is provided on a surface of the tooth portion. A toothed belt covered with a cloth, characterized in that at least the rubber used for the back portion has a dynamic friction coefficient of 0.04 to 0.5.
さいカーボンブラックが配合された請求項1に記載の歯
付ベルト。2. The toothed belt according to claim 1, wherein carbon black having a particle size smaller than 30 μm is mixed in the rubber.
質量部に対して10〜50質量部である請求項2に記載
の歯付ベルト。3. The amount of carbon black is 100 rubber.
The toothed belt according to claim 2, which is 10 to 50 parts by mass with respect to parts by mass.
1〜20質量部配合した請求項1から3のいずれかに記
載の歯付ベルト。4. The toothed belt according to claim 1, wherein at least the rubber layer of the back portion contains 1 to 20 parts by mass of short fibers.
カルボン酸金属塩と有機過酸化物又は硫黄化合物を配合
した請求項1から4のいずれかに記載の歯付ベルト。5. The toothed belt according to claim 1, wherein the rubber is a hydrogenated nitrile rubber blended with an unsaturated carboxylic acid metal salt and an organic peroxide or a sulfur compound.
カルボン酸金属塩を総ポリマーに対して15〜40質量
部添加した請求項1から3のいずれかに記載の歯付ベル
ト。6. The toothed belt according to claim 1, wherein the rubber is a hydrogenated nitrile rubber to which an unsaturated carboxylic acid metal salt is added in an amount of 15 to 40 parts by mass based on the total polymer.
カルボン酸金属塩を総ポリマーに対して5〜15質量部
添加した請求項4に記載の歯付ベルト。7. The toothed belt according to claim 4, wherein the rubber is a hydrogenated nitrile rubber to which an unsaturated carboxylic acid metal salt is added in an amount of 5 to 15 parts by mass based on the total polymer.
ISA型硬度計)以上である請求項1から7のいずれか
に記載の歯付ベルト。8. The back hardness of the toothed belt is 80 degrees (J
(ISA type hardness meter) or more, The toothed belt according to any one of claims 1 to 7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002334566A JP2003148562A (en) | 2001-08-31 | 2002-11-19 | Toothed belt |
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JP2001-262580 | 2001-08-31 | ||
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2001281058A Division JP2003148561A (en) | 2001-08-31 | 2001-09-17 | Toothed belt |
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---|---|
JP2003148562A true JP2003148562A (en) | 2003-05-21 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1481831A1 (en) | 2003-05-26 | 2004-12-01 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Glass run for motor vehicle |
-
2002
- 2002-11-19 JP JP2002334566A patent/JP2003148562A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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