歯付ベルト
【課題】油剤の付着による劣化を抑制することができる歯付ベルトを提供する。
【解決手段】歯付ベルト１０は、ベルト内周側にベルト長さ方向に並んだ複数の歯部１１ａを有する歯付ベルト本体１１と、それに埋設されベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配されたアラミド繊維製の心線１２と、歯付ベルト本体１１の歯部側表面を被覆するようにＮＢＲ組成物又はＨ−ＮＢＲ組成物で形成されたゴム糊層を介して設けられた歯部側補強布１３と、を備える。歯付ベルト本体１１は、上記ゴム糊層が接触する部分がＮＢＲ組成物又はＨ−ＮＢＲ組成物で形成されており、歯部側補強布１３は、ＮＢＲラテックス又はＨ−ＮＢＲラテックスをラテックス成分とし且つカーボンブラックを含有したＲＦＬ水溶液により形成されたＲＦＬ被膜で表面が被覆されている。
【解決手段】歯付ベルト１０は、ベルト内周側にベルト長さ方向に並んだ複数の歯部１１ａを有する歯付ベルト本体１１と、それに埋設されベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配されたアラミド繊維製の心線１２と、歯付ベルト本体１１の歯部側表面を被覆するようにＮＢＲ組成物又はＨ−ＮＢＲ組成物で形成されたゴム糊層を介して設けられた歯部側補強布１３と、を備える。歯付ベルト本体１１は、上記ゴム糊層が接触する部分がＮＢＲ組成物又はＨ−ＮＢＲ組成物で形成されており、歯部側補強布１３は、ＮＢＲラテックス又はＨ−ＮＢＲラテックスをラテックス成分とし且つカーボンブラックを含有したＲＦＬ水溶液により形成されたＲＦＬ被膜で表面が被覆されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯付ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
歯付ベルトとして、歯部表面が歯部側補強布で被覆された構成のものが公知である。このような歯付ベルトでは、製造時に歯部側補強布の織り目からゴムがしみ出し、使用時にそれが摩耗粉となって飛散するという問題がある。
【０００３】
特許文献１には、エチレンプロピレンゴムで形成された歯付ベルト本体と、エポキシ化ポリエチレンラテックスのレゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液（以下、「ＲＦＬ水溶液」という。）による接着処理が施され且つエチレンプロピレンゴムのゴム糊で歯付ベルト本体側をコートする接着処理が施された歯部側補強布を備えた歯付ベルトが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、ＲＦＬ固形分付着量が１０〜５０質量％となるようにＲＦＬ接着処理が施され且つエチレンプロピレンゴムのゴム糊で歯付ベルト本体側をコートする接着処理が施された歯部側補強布を備えた歯付ベルトが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３４３６５８号公報
【特許文献２】特開２００２−１３７３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
送り運動手段として歯付ベルトが用いられる切削加工用の工作機械としては、例えば、旋盤、ボール盤、中ぐり盤、フライス盤、平削り盤、形削り盤、立削り盤、ブローチ盤、研削盤、マシニングセンタ等が挙げられる。また、このような工作機械において、切削加工を行うときには優れた潤滑性を得る目的や冷却の目的で切削油剤が使用されるが、かかる切削油剤としては、例えば、ＪＩＳ Ｋ２２４１にＡ種として規定されている水溶性切削油剤、及びＮ種として規定されている不水溶性切削油剤が挙げられる。水溶性切削油剤は主として冷却の目的で用いられ、一方、不水溶性切削油剤は主として優れた潤滑性を得る目的で用いられる。
【０００７】
ところで、切削加工用の工作機械の使用時には、切削油剤が歯付ベルトの表面に付着することがある。
【０００８】
不水溶性切削油剤が表面に付着しても歯部表面の摩擦係数が高くなることはない。しかしながら、水溶性切削油剤が表面に付着すると、その状態で長期間にわたってベルトの稼動が行われない場合には、歯部表面が乾燥し、歯部表面の摩擦係数が高くことでプーリ噛み合い時のベルト摩擦係数が大きくなるためゴムが摩耗し、歯部表面に摩耗されたゴム粉が粘着・堆積する現象が起こる。しかも、長期間にわたってベルトの稼動が行われない場合には、歯部表面へのゴム粉の堆積がより助長されてしまうことになり、その結果として、歯付ベルトと歯付プーリとの噛み合いが悪化し、伝動不能（スキップ）の原因となる。
【０００９】
本発明の目的は、油剤の付着による劣化を抑制することができる歯付ベルトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の歯付ベルトは、ベルト内周側にベルト長さ方向に並んだ複数の歯部を有する歯付ベルト本体と、該歯付ベルト本体に埋設されベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配されたアラミド繊維製の心線と、該歯付ベルト本体の歯部側表面を被覆するようにアクリロニトリルゴム組成物又は水素添加アクリロニトリルゴム組成物で形成されたゴム糊層を介して設けられた歯部側補強布と、を備え、
上記歯付ベルト本体は、上記ゴム糊層が接触する部分がアクリロニトリルゴム組成物又は水素添加アクリロニトリルゴム組成物で形成されており、
上記歯部側補強布は、アクリロニトリルゴムラテックス又は水素添加アクリロニトリルゴムラテックスをラテックス成分とし且つカーボンブラックを含有したＲＦＬ水溶液により形成されたＲＦＬ被膜で表面が被覆されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、歯付ベルト本体の歯部側表面を被覆するようにゴム糊層を介して設けられた歯部側補強布を備え、その歯部側補強布はＲＦＬ被膜で表面が覆われているので、ゴム糊層が歯部のプーリ接触側表面にしみ出すのを抑制することができ、ゴム糊層が歯部のプーリ接触側表面に設けられておらずしかもしみ出しが抑制されることにより、ゴム糊が摩耗されてゴム粉となって歯部のプーリ接触側表面に堆積するのを抑制することができる。そして、結果として、歯部のプーリ接触側表面の摩擦係数を低い状態で維持することが可能となる。
【００１２】
また、歯付ベルト本体はゴム糊層が接触する部分がアクリロニトリルゴム組成物又は水素添加アクリロニトリルゴム組成物で形成されており、ゴム糊層はアクリロニトリルゴム組成物又は水素添加アクリロニトリルゴム組成物で形成されており、歯部側補強布はアクリロニトリルゴムラテックス又は水素添加アクリロニトリルゴムラテックスをラテックス成分とし且つカーボンブラックを含有したＲＦＬ水溶液により形成されたＲＦＬ被膜で表面が被覆されて、さらに歯付ベルト本体にはベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するようにアラミド繊維製の心線が配されているので、優れた耐油性を得ることができると共に、カーボンブラックにより、補強性に優れた黒色の歯部側補強布を得ることができる。
【００１３】
そして、本発明によれば、歯部のプーリ接触側表面の摩擦係数を低い状態で維持することができ、しかも、歯付ベルトが耐油性に優れているので、油剤の付着によって歯付ベルトが劣化するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】歯付ベルトの斜視図である。
【図２】マシニングセンタの割出装置部のベルト伝動装置のプーリレイアウトを示す。
【図３】摩擦係数測定試験機を示す図である。
【図４】ベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。
【図５】摩耗量の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（歯付ベルト）
図１は、実施形態にかかる歯付ベルト１０を示す。
【００１６】
この歯付ベルト１０は、歯付ベルト本体１１には心線１２が埋設され、歯部側表面にはゴム糊層を介して歯部側補強布１３が設けられた構成を有する。この歯付ベルト１０は、例えば、工作機械を構成するベルト伝動装置に巻き掛けられて用いられる。特に、稼動時間が年間３〜１２０時間程度である工作機械の伝動用途に好適に用いられる。歯付ベルト１０は、例えば、ベルト周長が５００〜３０００ｍｍ、ベルト幅が１０〜２００ｍｍ、及びベルト厚さが３〜２０ｍｍである。
【００１７】
歯付ベルト本体１１は、ベルト内周に、各々、間隔を置いて一定ピッチで設けられた複数の歯部１１ａを有する一方、ベルト外周が平坦な背面部１１ｂに構成されている。
【００１８】
歯部１１ａは、背面部１１ｂのベルト内周側に、背面部１１ｂと一体となるようにして、ベルト長さ方向に一定間隔で設けられている。歯部１１ａは、例えば、幅０．６３〜１６．４６ｍｍ、歯ピッチ１．０〜３１．７５ｍｍ、及び歯高さ０．３７〜９．６ｍｍである。歯部１１ａは、側面視形状が台形である台形歯に形成されていても、また、半円形である丸歯に形成されていても、さらには、その他の形状に形成されていてもよい。歯部１１ａは、ベルト幅方向に延びるように設けられた構成であってもよく、また、ベルト幅方向に対して傾斜する方向に延びるように設けられたハス歯構成であってもよい。
【００１９】
背面部１１ｂは、横長平帯状に形成されている。背面部１１ｂは、例えば、厚さ０．５５〜６．２０ｍｍである。背面部１１ｂの内周側層には、心線１２がベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように埋設されている。
【００２０】
歯付ベルト本体１１は、原料ゴムに種々の配合剤が配合されたゴム組成物で形成されている。なお、このゴム組成物は、原料ゴムに配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物を加熱及び加圧して架橋剤により架橋させたものである。
【００２１】
原料ゴムは、優れた耐油性の観点から、アクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）又は水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）である。原料ゴムとしては、単一種で構成されていても、また、複数種で構成されていても、いずれでもよい。原料ゴムが複数種で構成されている場合、アクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）や水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）以外のゴム成分を含んでいてもよいが、アクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）又は水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）のゴム成分が原料ゴム全体の５０〜１００質量％であることが好ましい。
【００２２】
配合剤としては、例えば、架橋剤（例えば、硫黄、有機過酸化物）、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、充填材、カーボンブラックやシリカや短繊維等の補強材等が挙げられる。各配合剤については、単一種で構成されていても、また、複数種で構成されていても、いずれでもよい。
【００２３】
心線１２は、優れた耐油性を有する長尺のアラミド繊維の撚り糸で構成されている。心線１２を構成するアラミド繊維としては、メタアラミド繊維やパラアラミド繊維が挙げられる。心線１２は、例えば径が０．４〜２．６ｍｍである。心線１２は、歯付ベルト本体１１に対する接着性付与のために、例えば、成形加工前にＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理及び／又はゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理が行われている。心線１２は、ベルト幅方向の補強のために、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配されている。
【００２４】
歯付ベルト本体１１は、歯部１１ａ側表面にゴム糊層を介して歯部側補強布１３が設けられている。
【００２５】
歯部側補強布１３は、繊維材料からなり、平織り、綾織り、朱子織などの織布、編み物、或いは、不織布等の布で構成されている。歯部側補強布１３を構成する布は、歯部１１ａを被覆する作業が容易になる観点から、ベルト長さ方向に伸性を有することが好ましい。具体的には、歯部側補強布１３を構成する布が織布の場合、ウーリー糸や、ベルト長さ方向に延びる糸としてポリウレタン糸を芯材としてそれに繊維材料をカバーリングした、或いは、ダブルカバーリングした糸を用いればよい。そして、歯部側補強布１３の表面には、ＲＦＬ水溶液によるＲＦＬ被膜が形成されている。
【００２６】
歯部側補強布１３を構成する繊維材料としては、例えば、６，６−ナイロンや４，６−ナイロンや６−ナイロン等のナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維等が挙げられる。歯部側補強布１３は、例えば、厚さが０．４〜２．０ｍｍである。
【００２７】
ＲＦＬ被膜は、歯部側補強布１３の繊維表面に形成されている。ＲＦＬ被膜は、歯部側補強布１３に対する付着量が、歯部側補強布１３の１００質量部に対して５〜３０質量部であることが好ましい。ＲＦＬ被膜の付着量が５質量部未満のとき、歯部側補強布１３の表面に歯ゴムがしみ出すのを防ぐ効果が低下し、しみ出した歯ゴムによりゴムの摩擦係数が大きくなり、それによって歯付ベルト１０が粘着摩耗を起こして早期破損してしまう。また、ＲＦＬ被膜の付着量が３０質量部より多いとき、ＲＦＬ被膜付着後の歯部側補強布１３の伸縮性が低下し、歯付ベルト１０の製造工程において歯部１１ａに歯部側補強布１３を貼付するのが困難になる。
【００２８】
ＲＦＬ被膜は、歯部側補強布１３を構成する繊維材料がＲＦＬ水溶液に浸漬された後に、それを加熱乾燥する処理が施されることによって形成される。なお、ＲＦＬ水溶液は、レゾルシンとホルマリン（ホルムアルデヒド）との初期縮合物にラテックスを混合した混合液である。ＲＦＬ被膜を形成するためのＲＦＬ水溶液にはカーボンブラックが含まれているので、ＲＦＬ被膜は黒色である。
【００２９】
ＲＦＬ水溶液に混合されるラテックスは、少なくともアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）ラテックス又は水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）ラテックスを含む。ラテックスについては、単一種で構成してもよく、また、複数種を混合して構成してもよい。また、ラテックスを複数種混合する場合、アクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）ラテックス又は水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）ラテックス以外のラテックスを混合してもよい。
【００３０】
ＲＦＬ水溶液に含まれるカーボンブラックは、カーボンブラック分散液としてＲＦＬ水溶液と混合されていることが好ましい。カーボンブラック分散液は、例えば、ＲＦＬ水溶液の固形分１００質量部に対してカーボンブラック固形分として１〜５０質量部配合されている。
【００３１】
なお、ＲＦＬ水溶液は、例えば、固形分がＲＦＬ水溶液全体の質量に対して５〜３０質量％である。レゾルシン（Ｒ）とホルマリン（Ｆ）とのモル比は、例えば１／０．８〜１／２．５である。レゾルシンとホルマリンとの初期縮合物（ＲＦ）とラテックス（Ｌ）との質量比は、例えば、ＲＦ／Ｌ＝１／５〜１／２０である。
【００３２】
ゴム糊層は、歯付ベルト本体１１の歯部１１ａ表面を覆うように歯部１１ａと歯部側補強布１３との間に設けられている。ゴム糊層は、例えば厚さが５０〜５００μｍである。ゴム糊層は、ゴム組成物をトルエンやメチルエチルケトン（ＭＥＫ）等の溶媒に溶解して得られたゴム糊を、歯部側補強布１３の歯付ベルト本体１１接着側表面となる面に塗布することによって形成されている。なお、歯部側補強布１３の歯付ベルト本体１１への接着面とは反対側の面、つまり、プーリ接触部を構成する面にはゴム糊層は形成されず、歯部側補強布１３を構成する繊維材料の表面を被覆するＲＦＬ被膜が露出している。なお、事前に繊維材料にエポキシ処理やイソシアネート処理等の接着処理を行ってもよい。また、ＲＦＬ液にエポキシ樹脂やイソシアネート等を配合してもよい。
【００３３】
ゴム糊層のゴム糊は、アクリロニトリルゴム又は水素添加アクリロニトリルゴムを原料ゴムとして種々の配合剤が配合されたゴム組成物で構成されている。このゴム組成物の原料ゴムについては、単一種で構成してもよく、また、複数種で構成してもよい。また、原料ゴムを複数種で構成する場合、アクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）と水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）とを併用してもよく、それら以外のゴム成分を混合してもよい。ゴム組成物に含まれる配合剤としては、例えば架橋剤、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、充填材、カーボンブラック、短繊維等が挙げられる。また、Ｈ−ＮＢＲにメタクリル酸亜鉛を微分散させたポリマーアロイをゴム糊層のゴム糊としてもよい。このときに配合される架橋剤としては、硫黄架橋系であっても過酸化物架橋系であってもよい。
【００３４】
なお、歯付ベルト本体１１とゴム糊層との接着性の観点から、歯付ベルト本体１１を形成するゴム組成物がアクリロニトリルゴム組成物（ＮＢＲ）を原料ゴムとするときはゴム糊層を形成するゴム組成物がアクリロニトリルゴム組成物（ＮＢＲ）を原料ゴムとすることが好ましい。また、歯付ベルト本体１１を形成するゴム組成物が水素添加アクリロニトリルゴム組成物（Ｈ−ＮＢＲ）を原料ゴムとするときはゴム糊層を形成するゴム組成物が水素添加アクリロニトリルゴム組成物（Ｈ−ＮＢＲ）を原料ゴムとすることが好ましい。
【００３５】
さらに、ゴム糊層と歯部側補強布１３との接着性の観点から、ゴム糊層を形成するゴム組成物がアクリロニトリルゴム組成物（ＮＢＲ）を原料ゴムとするときは歯部側補強布１３に設けられたＲＦＬ被膜のラテックス成分がアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）ラテックスを原料ゴムとすることが好ましい。また、ゴム糊層を形成するゴム組成物が水素添加アクリロニトリルゴム組成物（Ｈ−ＮＢＲ）を原料ゴムとするときは歯部側補強布１３に設けられたＲＦＬ被膜のラテックス成分が水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）ラテックスを原料ゴムとすることが好ましい。
【００３６】
なお、歯付ベルト本体１１の背面部１１ｂ表面に背面側補強布を設けてもよい。
【００３７】
この歯付ベルト１０は、例えば、年間の稼動時間が３〜１２０時間程度に短いマシニングセンタの割出装置部等のベルト伝動装置に巻き掛けられて使用される用途に好適であり、特に、切削油剤として水溶性切削油剤を使用する場合に好適である。
【００３８】
図２は、マシニングセンタの割出装置部のベルト伝動装置２０のプーリレイアウトの一例を示す。このベルト伝動装置２０は、歯数が１１２歯の大径の歯付プーリ２１と、その左側方に配された歯数が２８歯の小径の歯付プーリ２２と、からなる。両プーリ間の距離は２９２．３ｍｍである。そして、歯付ベルト１０は、歯部１１ａ側が接触するように歯付プーリ２１，２２に巻き掛けられている。なお、歯付ベルト１０は、例えば、歯ピッチが５ｍｍ、ベルト幅が３５０ｍｍ、及び周長さが９５０ｍｍである。
（本実施形態の効果）
以上のような構成の歯付ベルト１０によれば、歯付ベルト本体１１の歯部側表面を被覆するようにゴム糊層を介して設けられた歯部側補強布１３を備えている一方、歯部側補強布１３のプーリ接触側表面はゴム糊が設けられていないので、ゴム糊層が摩耗されてゴム粉の発生の原因となるのを抑制することができる。そして、歯部側補強布１３はＲＦＬ被膜で表面が被覆されているので、歯付ベルト本体１１の歯部側表面と歯部側補強布１３との間に設けられたゴム糊層がプーリ接触側表面にしみ出すのを防止することができ、この点からも、ゴム粉の発生を抑制することができる。
【００３９】
また、歯付ベルト本体１１はゴム糊層が接触する部分がアクリロニトリルゴム組成物又は水素添加アクリロニトリルゴム組成物で形成されており、ゴム糊層はアクリロニトリルゴム組成物又は水素添加アクリロニトリルゴム組成物で形成されており、歯部側補強布１３はアクリロニトリルゴムラテックス又は水素添加アクリロニトリルゴムラテックスをラテックス成分としたＲＦＬ被膜で表面が被覆されており、しかも、心線がアラミド繊維製であるので、耐油性に優れた歯付ベルト１０を得ることができる。
【００４０】
加えて、歯部側補強布は、カーボンブラックを含有したＲＦＬ水溶液により形成されたＲＦＬ被膜で表面が被覆されているので、ＲＦＬ被膜は黒色である。また、歯部側補強布は、カーボンブラックを含有したＲＦＬ水溶液によりＲＦＬ被膜が形成されていることにより、歯部側補強布表面の補強効果が得られる。
【００４１】
（歯付ベルトの製造方法）
次に、上記歯付ベルト１０の製造方法について説明する。この製造方法では、円筒金型と、それを内部に嵌めることが可能な加硫缶とが用いられる。なお、円筒金型の外周面には、歯部１１ａを成形するための溝が軸方向に延びるように周方向に等ピッチで設けられている。
【００４２】
まず、歯部側補強布１３となる繊維材料をＲＦＬ水溶液に浸漬した後にこれをロールで絞りにかけてＲＦＬ水溶液の付着量を調整し、さらにこれを加熱乾燥する接着処理を行う。このとき、例えば、浸漬時間は５〜３０秒間、絞り圧力は０．５〜２ＭＰａ，乾燥時間は１〜５分間、及び乾燥温度は１００〜１８０℃である。また、この一連の処理は複数回行ってもよい。これにより、繊維材料の表面にＲＦＬ被膜が形成される。このＲＦＬ被膜が形成された繊維材料の片面に、ナイフコーターやロールコーターを用いてゴム糊を塗布する処理を行う。そして、ゴム糊を塗布した面が外側となるように配置されるよう繊維材料を円筒状に成形する。
【００４３】
また、別途、歯付ベルト本体１１を形成するための未架橋ゴムシート、及び心線１２を形成するための撚り糸を準備する。撚り糸には、予め、ＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱乾燥させる接着処理を行う。
【００４４】
次に、円筒金型に繊維材料を被せ、その上から撚り糸を等ピッチで螺旋状に巻き付ける。さらに、その上から未加硫ゴム組成物シートを巻き付ける。このとき、円筒金型周面上には、金型側から順に繊維材料、撚り糸、そして未架橋ゴムシートが層を成してセットされた状態となっている。
【００４５】
材料をセットした円筒金型を加硫缶の中に入れ、所定の温度と圧力をかける。このとき、未加硫ゴム組成物が流動し、円筒金型に設けられた溝に帆布を押しつけるようにして圧入され、これによって歯部１１ａが形成されることとなる。
【００４６】
最後に、加硫缶から取り出した円筒金型から、その周面上に形成された円筒状のベルト前駆体を脱型し、これを所定幅に輪切りにすることにより歯付ベルト１０を得る。
【００４７】
なお、歯付ベルト１０の製造方法は以上の方法に限定されるものではなく、他の方法により製造されていてもよい。
【実施例】
【００４８】
歯付ベルトについて行った試験評価について説明する。
【００４９】
（試験評価用ベルト）
以下の実施例１，２及び比較例１，２の歯付ベルトを作製した。それぞれの構成については表１にも示す。
【００５０】
＜実施例＞
歯付ベルト本体を形成するゴム組成物として、Ｈ−ＮＢＲ（日本ゼオン社製、商品名：Ｚｅｔｐｏｌ２０２０）を原料ゴムとして、この原料ゴム１００質量部に対し、カーボンブラック（東海カーボン社製、商品名：シーストＳＯ）５０質量部、シリカ（日本シリカ工業社製、商品名：ニップシールＶＮ３）５質量部、ステアリン酸（日油社製、商品名：ステアリン酸つばき）１質量部、老化防止剤（大内新興化学工業社製、商品名：ノクラック２２４）２質量部、酸化亜鉛（堺化学工業社製、商品名：酸化亜鉛２種）４質量部、加硫促進剤（大内新興化学工業社製、商品名：ノクセラーＴＥＴ−Ｇ）３質量部、硫黄（日本乾溜工業社製、商品名：オイルサルファー）１．５質量部、及び、可塑剤（ＤＩＣ社製、商品名：アジピン酸エステル）８質量部を配合して混練した未架橋ゴム組成物を調製した。
【００５１】
歯部側補強布として、６６ナイロン（旭化成社製、商品名：レオナ６６）を経糸及び緯糸とする布を用いた。歯部側補強布は、太さが２３５ｄｔｅｘ及び密度が５ｃｍあたり１７０本の経糸と、太さが４７０ｄｔｅｘ及び密度が５ｃｍあたり１３０本の緯糸とを、２／２綾織したものであった。緯糸に予め仮撚り加工を行うことにより、織物を収縮加工後、緯糸の３ｃｍ間の破断伸びが１００％となるようにすることができた。
【００５２】
この歯部側補強布には、ＮＢＲラテックス（日本ゼオン社製、商品名：Ｎｉｐｐｏｌ１５６２）をラテックス成分とするＲＦＬ水溶液（固形分濃度１０．０質量部）に浸漬した後加熱して乾燥し、表面にＲＦＬ被膜を形成する接着処理を行った。ＲＦＬ被膜は、歯部側補強布に対する付着量が該歯部側補強布１００質量部に対して１０質量部であった。ＲＦＬ水溶液は、詳しくは、レゾルシン（住友化学社製）とホルマリン（広栄テクノ社製）とを１／１．５のモル比で配合したＲＦ初期縮合物に、ＮＢＲラテックスが、ＲＦ／Ｌ＝１／６となるように配合し、さらに、ＲＦＬ水溶液の固形分量１００質量部に対してカーボンブラック（富士色素社製、商品名：ＦＵＪＩ ＳＰブラック２０３）が５質量部配合されて調製されたものであった。
【００５３】
また、歯部側補強布と歯付ベルト本体の歯部との間には、Ｈ−ＮＢＲを原料ゴムとするゴム糊配合のゴム組成物で形成されたゴム糊層を設けた。ゴム糊配合のゴム組成物は、詳しくは、カーボンブラックの配合量を３０質量部、シリカの配合量を２０質量部、老化防止剤の配合量を３質量部、及び可塑剤の配合量を４質量部としたことを除いて歯ゴム配合のゴム組成物と同一の配合からなるゴム組成物であった。
【００５４】
心線としてはアラミド繊維（帝人社製、商品名：テクノーラ）からなる撚り糸を用いた。
【００５５】
以上の構成の歯付ベルトを５本作製した。これらのうち２本の歯付ベルトを実施例１Ａ及び１Ｂとして、ベルト幅１０ｍｍ、ベルト長さ９５０ｍｍ、及び歯ピッチ５ｍｍに成形した。そして、残りの３本の歯付ベルトを実施例２Ａ，２Ｂ及び２Ｃとして、ベルト幅３５ｍｍ、ベルト長さ９５０ｍｍ、及び歯ピッチ５ｍｍに成形した。
【００５６】
＜比較例＞
歯付ベルト本体を形成するゴム組成物として、実施例の歯ゴム組成のゴム組成物と同一組成のものを調製した。
【００５７】
また、歯部側補強布として実施例と同一の織布を準備し、これをゴム糊組成のゴム組成物（実施例と同一組成のもの）をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して調製したゴム糊に１０〜６０秒間浸漬してロールで絞った後に８０℃で乾燥する接着処理を行った。
【００５８】
心線としては実施例１と同様に、アラミド繊維からなる撚り糸を用いた。
【００５９】
また、歯ゴムの表面には、ゴム糊組成のゴム組成物（実施例と同一組成のもの）をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して調製したゴム糊をナイフコーターを用いて塗布し、８０℃で乾燥するコーティング処理を行った。
【００６０】
以上の構成の歯付ベルトを５本作製した。これらのうち２本の歯付ベルトを比較例１Ａ及び１Ｂとして、ベルト幅１０ｍｍ、ベルト長さ９５０ｍｍ、及び歯ピッチ５ｍｍに成形した。そして、残りの３本の歯付ベルトを比較例２Ａ，２Ｂ及び２Ｃとして、ベルト幅３５ｍｍ、ベルト長さ９５０ｍｍ、及び歯ピッチ５ｍｍに成形した。
【００６１】
【表１】
【００６２】
（試験評価方法）
＜摩擦係数測定試験＞
図３は、摩擦係数測定装置３０を示す。この摩擦係数測定装置３０は、プーリ径６０ｍｍの平プーリ３１とその側方に設けられたロードセル３２とからなる。なお、ロードセル３２は、後述の試験片が平プーリ３１に向かって水平に延びた後に巻き掛けられる、つまり、巻き付け角度が９０°となるように設けられている。この摩擦係数測定装置３０のロードセル３２に、各試験片（歯付ベルト）の一端を、歯部側が下側となるようにして固定し、歯部側が接触するように平プーリ３１に巻き掛け、他端に１．７５ｋｇの分銅３３を取り付けて吊した。それに続いて、分銅３３を引き上げようとする方向に平プーリ３１を４３ｒｐｍの回転速度で回転させ、ロードセル３２で試験片のロードセル２２と平プーリ３１との間の水平部分に負荷される張力Ｔ１を計測した。このとき、試験片の平プーリ３１と分銅との垂直部分に負荷される張力Ｔ２は分銅の重さ分の１７．１５Ｎであった。そして、次式に基づいて摩擦係数μ’を算出した。なお、数１においてθ＝９０°である。
【００６３】
【数１】
【００６４】
試験片の歯付ベルトとしては、実施例１Ａ，１Ｂ及び比較例１Ａ，１Ｂを用いた。実施例１Ａ及び比較例１Ａの歯付ベルトは、常温下で水溶性切削油剤に２４時間浸漬し、さらに、６０℃の下で２４時間放置して乾燥させた。実施例１Ｂ及び比較例１Ｂの歯付ベルトは、常温下で不水溶性切削油剤に２４時間浸漬し、さらに、６０℃の下で２４時間放置して乾燥させた。そして、各歯付ベルトの切削油剤に浸漬する前、２４時間浸漬後、２４時間乾燥後の３つの時点において摩擦係数を測定した。
【００６５】
なお、水溶性切削油剤としては、ＪＩＳ Ｋ２２４１（２０００）に準じて分類されるＡ１種の水溶性切削油剤（スギムラ化学工業社製、商品名：スギロットＣＳ・５８ＴＲ）を水に溶解したものを用いた。このときの希釈率は９％であった。
【００６６】
また、不水溶性切削油剤としては、ＪＩＳ Ｋ２２４１（２０００）に準じて分類されるＮ１種の不水溶性切削油剤（ユシロ化学工業社製、商品名：ユシロンカットＵＢ１００）をを原液のまま用いた。
【００６７】
＜ベルト摩耗性試験＞
図４は、ベルト摩耗性試験で用いたベルト走行試験機４０のプーリレイアウトを示す。このベルト走行試験機４０は、上下に配設されたプーリ径６０ｍｍの歯付プーリ（上側が駆動プーリ、下側が従動プーリ）４１，４２からなる。
【００６８】
このベルト走行試験機４０を用いて、実施例２及び比較例２の歯付ベルトのそれぞれについて、以下のベルト摩耗性試験を行った。
【００６９】
歯付ベルトとしては、実施例２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び比較例２Ａ，２Ｂ，２Ｃを用いた。実施例２Ａ，２Ｂ及び比較例２Ａ，２Ｂには、予め、以下の処理を行った。実施例２Ａ及び比較例２Ａの歯付ベルトを常温下で２４時間水溶性切削油剤に浸漬し、さらに、新聞紙の上で３０分間放置して乾燥させた。実施例２Ｂ及び比較例２Ｂの歯付ベルトを常温下で２４時間水溶性切削油剤に浸漬し、さらに、新聞紙の上で３０分間放置して乾燥させた。このとき使用した水溶性切削油剤及び不水溶性切削油剤は、それぞれ、摩擦係数測定試験で使用した水溶性切削油剤及び不水溶性切削油剤と同じものであった。なお、実施例２Ｃ及び比較例２Ｃには切削油剤の処理は行わなかった。
【００７０】
これらの歯付ベルトについてそれぞれの質量を測定した後、ベルト走行試験機４０の歯付プーリ４１及び４２に巻き掛けると共に、５８８Ｎのデッドウェイトが負荷されるように歯付プーリ４２を下方に引張り、常温の下で駆動プーリである上側の歯付プーリ４１を回転数４８００ｒｐｍで回転させて歯付ベルトを７２時間走行させた。そして、走行後に再度質量を測定した。なお、実施例２Ａ及び比較例２Ａについては、歯付ベルト走行中、１回あたり１０ｍｌの水溶性切削油剤を一日あたり３回、歯付ベルトの歯部に塗布した。実施例２Ｂ及び比較例２Ｂについては、歯付ベルト走行中、１回あたり１０ｍｌの不水溶性切削油剤を一日あたり３回、歯付ベルトの歯部に塗布した。
【００７１】
そして、ベルト走行前後での質量減量を摩耗量として算出した。また、各歯付ベルトについて、目視によって、走行後の歯付ベルトの歯部表面のゴムの付着の有無を観察した。
【００７２】
（試験評価結果）
摩擦係数測定試験及びベルト摩耗性試験の結果を、表２及び表３に示す。また、摩耗量を測定した結果は図５にも示す。
【００７３】
【表２】
【００７４】
【表３】
【００７５】
表２によれば、実施例１Ａ及び１Ｂと比較例１Ａ及び１Ｂとを比較すると、前者は後者よりも切削油剤浸漬前の摩擦係数が低い点で優れていることが分かる。
【００７６】
実施例１Ａと比較例１Ａとを比較すると、前者は切削油剤浸漬後に乾燥しても摩擦係数の変化が小さいのに対し、後者は摩擦係数の増加が著しいことが分かる。
【００７７】
表３によれば、実施例２Ａ〜２Ｃと比較例２Ａ〜２Ｃとを比較すると、前者は後者より摩耗量が少なく、耐摩耗性が優れていることが分かる。
【００７８】
また、実施例２Ａと比較例２Ａとを比較すると、水溶性切削油剤がベルトのプーリ接触部分に付着する環境の下では摩耗粉の発生を抑制する効果が顕著に現れることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上説明したように、本発明は歯付ベルトについて有用である。
【符号の説明】
【００８０】
１０ 歯付ベルト
１１ 歯付ベルト本体
１１ａ 歯部
１１ｂ 背面部
１２ 心線
１３ 歯部側補強布
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯付ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
歯付ベルトとして、歯部表面が歯部側補強布で被覆された構成のものが公知である。このような歯付ベルトでは、製造時に歯部側補強布の織り目からゴムがしみ出し、使用時にそれが摩耗粉となって飛散するという問題がある。
【０００３】
特許文献１には、エチレンプロピレンゴムで形成された歯付ベルト本体と、エポキシ化ポリエチレンラテックスのレゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液（以下、「ＲＦＬ水溶液」という。）による接着処理が施され且つエチレンプロピレンゴムのゴム糊で歯付ベルト本体側をコートする接着処理が施された歯部側補強布を備えた歯付ベルトが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、ＲＦＬ固形分付着量が１０〜５０質量％となるようにＲＦＬ接着処理が施され且つエチレンプロピレンゴムのゴム糊で歯付ベルト本体側をコートする接着処理が施された歯部側補強布を備えた歯付ベルトが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３４３６５８号公報
【特許文献２】特開２００２−１３７３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
送り運動手段として歯付ベルトが用いられる切削加工用の工作機械としては、例えば、旋盤、ボール盤、中ぐり盤、フライス盤、平削り盤、形削り盤、立削り盤、ブローチ盤、研削盤、マシニングセンタ等が挙げられる。また、このような工作機械において、切削加工を行うときには優れた潤滑性を得る目的や冷却の目的で切削油剤が使用されるが、かかる切削油剤としては、例えば、ＪＩＳ Ｋ２２４１にＡ種として規定されている水溶性切削油剤、及びＮ種として規定されている不水溶性切削油剤が挙げられる。水溶性切削油剤は主として冷却の目的で用いられ、一方、不水溶性切削油剤は主として優れた潤滑性を得る目的で用いられる。
【０００７】
ところで、切削加工用の工作機械の使用時には、切削油剤が歯付ベルトの表面に付着することがある。
【０００８】
不水溶性切削油剤が表面に付着しても歯部表面の摩擦係数が高くなることはない。しかしながら、水溶性切削油剤が表面に付着すると、その状態で長期間にわたってベルトの稼動が行われない場合には、歯部表面が乾燥し、歯部表面の摩擦係数が高くことでプーリ噛み合い時のベルト摩擦係数が大きくなるためゴムが摩耗し、歯部表面に摩耗されたゴム粉が粘着・堆積する現象が起こる。しかも、長期間にわたってベルトの稼動が行われない場合には、歯部表面へのゴム粉の堆積がより助長されてしまうことになり、その結果として、歯付ベルトと歯付プーリとの噛み合いが悪化し、伝動不能（スキップ）の原因となる。
【０００９】
本発明の目的は、油剤の付着による劣化を抑制することができる歯付ベルトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の歯付ベルトは、ベルト内周側にベルト長さ方向に並んだ複数の歯部を有する歯付ベルト本体と、該歯付ベルト本体に埋設されベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配されたアラミド繊維製の心線と、該歯付ベルト本体の歯部側表面を被覆するようにアクリロニトリルゴム組成物又は水素添加アクリロニトリルゴム組成物で形成されたゴム糊層を介して設けられた歯部側補強布と、を備え、
上記歯付ベルト本体は、上記ゴム糊層が接触する部分がアクリロニトリルゴム組成物又は水素添加アクリロニトリルゴム組成物で形成されており、
上記歯部側補強布は、アクリロニトリルゴムラテックス又は水素添加アクリロニトリルゴムラテックスをラテックス成分とし且つカーボンブラックを含有したＲＦＬ水溶液により形成されたＲＦＬ被膜で表面が被覆されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、歯付ベルト本体の歯部側表面を被覆するようにゴム糊層を介して設けられた歯部側補強布を備え、その歯部側補強布はＲＦＬ被膜で表面が覆われているので、ゴム糊層が歯部のプーリ接触側表面にしみ出すのを抑制することができ、ゴム糊層が歯部のプーリ接触側表面に設けられておらずしかもしみ出しが抑制されることにより、ゴム糊が摩耗されてゴム粉となって歯部のプーリ接触側表面に堆積するのを抑制することができる。そして、結果として、歯部のプーリ接触側表面の摩擦係数を低い状態で維持することが可能となる。
【００１２】
また、歯付ベルト本体はゴム糊層が接触する部分がアクリロニトリルゴム組成物又は水素添加アクリロニトリルゴム組成物で形成されており、ゴム糊層はアクリロニトリルゴム組成物又は水素添加アクリロニトリルゴム組成物で形成されており、歯部側補強布はアクリロニトリルゴムラテックス又は水素添加アクリロニトリルゴムラテックスをラテックス成分とし且つカーボンブラックを含有したＲＦＬ水溶液により形成されたＲＦＬ被膜で表面が被覆されて、さらに歯付ベルト本体にはベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するようにアラミド繊維製の心線が配されているので、優れた耐油性を得ることができると共に、カーボンブラックにより、補強性に優れた黒色の歯部側補強布を得ることができる。
【００１３】
そして、本発明によれば、歯部のプーリ接触側表面の摩擦係数を低い状態で維持することができ、しかも、歯付ベルトが耐油性に優れているので、油剤の付着によって歯付ベルトが劣化するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】歯付ベルトの斜視図である。
【図２】マシニングセンタの割出装置部のベルト伝動装置のプーリレイアウトを示す。
【図３】摩擦係数測定試験機を示す図である。
【図４】ベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。
【図５】摩耗量の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（歯付ベルト）
図１は、実施形態にかかる歯付ベルト１０を示す。
【００１６】
この歯付ベルト１０は、歯付ベルト本体１１には心線１２が埋設され、歯部側表面にはゴム糊層を介して歯部側補強布１３が設けられた構成を有する。この歯付ベルト１０は、例えば、工作機械を構成するベルト伝動装置に巻き掛けられて用いられる。特に、稼動時間が年間３〜１２０時間程度である工作機械の伝動用途に好適に用いられる。歯付ベルト１０は、例えば、ベルト周長が５００〜３０００ｍｍ、ベルト幅が１０〜２００ｍｍ、及びベルト厚さが３〜２０ｍｍである。
【００１７】
歯付ベルト本体１１は、ベルト内周に、各々、間隔を置いて一定ピッチで設けられた複数の歯部１１ａを有する一方、ベルト外周が平坦な背面部１１ｂに構成されている。
【００１８】
歯部１１ａは、背面部１１ｂのベルト内周側に、背面部１１ｂと一体となるようにして、ベルト長さ方向に一定間隔で設けられている。歯部１１ａは、例えば、幅０．６３〜１６．４６ｍｍ、歯ピッチ１．０〜３１．７５ｍｍ、及び歯高さ０．３７〜９．６ｍｍである。歯部１１ａは、側面視形状が台形である台形歯に形成されていても、また、半円形である丸歯に形成されていても、さらには、その他の形状に形成されていてもよい。歯部１１ａは、ベルト幅方向に延びるように設けられた構成であってもよく、また、ベルト幅方向に対して傾斜する方向に延びるように設けられたハス歯構成であってもよい。
【００１９】
背面部１１ｂは、横長平帯状に形成されている。背面部１１ｂは、例えば、厚さ０．５５〜６．２０ｍｍである。背面部１１ｂの内周側層には、心線１２がベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように埋設されている。
【００２０】
歯付ベルト本体１１は、原料ゴムに種々の配合剤が配合されたゴム組成物で形成されている。なお、このゴム組成物は、原料ゴムに配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物を加熱及び加圧して架橋剤により架橋させたものである。
【００２１】
原料ゴムは、優れた耐油性の観点から、アクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）又は水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）である。原料ゴムとしては、単一種で構成されていても、また、複数種で構成されていても、いずれでもよい。原料ゴムが複数種で構成されている場合、アクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）や水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）以外のゴム成分を含んでいてもよいが、アクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）又は水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）のゴム成分が原料ゴム全体の５０〜１００質量％であることが好ましい。
【００２２】
配合剤としては、例えば、架橋剤（例えば、硫黄、有機過酸化物）、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、充填材、カーボンブラックやシリカや短繊維等の補強材等が挙げられる。各配合剤については、単一種で構成されていても、また、複数種で構成されていても、いずれでもよい。
【００２３】
心線１２は、優れた耐油性を有する長尺のアラミド繊維の撚り糸で構成されている。心線１２を構成するアラミド繊維としては、メタアラミド繊維やパラアラミド繊維が挙げられる。心線１２は、例えば径が０．４〜２．６ｍｍである。心線１２は、歯付ベルト本体１１に対する接着性付与のために、例えば、成形加工前にＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理及び／又はゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理が行われている。心線１２は、ベルト幅方向の補強のために、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配されている。
【００２４】
歯付ベルト本体１１は、歯部１１ａ側表面にゴム糊層を介して歯部側補強布１３が設けられている。
【００２５】
歯部側補強布１３は、繊維材料からなり、平織り、綾織り、朱子織などの織布、編み物、或いは、不織布等の布で構成されている。歯部側補強布１３を構成する布は、歯部１１ａを被覆する作業が容易になる観点から、ベルト長さ方向に伸性を有することが好ましい。具体的には、歯部側補強布１３を構成する布が織布の場合、ウーリー糸や、ベルト長さ方向に延びる糸としてポリウレタン糸を芯材としてそれに繊維材料をカバーリングした、或いは、ダブルカバーリングした糸を用いればよい。そして、歯部側補強布１３の表面には、ＲＦＬ水溶液によるＲＦＬ被膜が形成されている。
【００２６】
歯部側補強布１３を構成する繊維材料としては、例えば、６，６−ナイロンや４，６−ナイロンや６−ナイロン等のナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維等が挙げられる。歯部側補強布１３は、例えば、厚さが０．４〜２．０ｍｍである。
【００２７】
ＲＦＬ被膜は、歯部側補強布１３の繊維表面に形成されている。ＲＦＬ被膜は、歯部側補強布１３に対する付着量が、歯部側補強布１３の１００質量部に対して５〜３０質量部であることが好ましい。ＲＦＬ被膜の付着量が５質量部未満のとき、歯部側補強布１３の表面に歯ゴムがしみ出すのを防ぐ効果が低下し、しみ出した歯ゴムによりゴムの摩擦係数が大きくなり、それによって歯付ベルト１０が粘着摩耗を起こして早期破損してしまう。また、ＲＦＬ被膜の付着量が３０質量部より多いとき、ＲＦＬ被膜付着後の歯部側補強布１３の伸縮性が低下し、歯付ベルト１０の製造工程において歯部１１ａに歯部側補強布１３を貼付するのが困難になる。
【００２８】
ＲＦＬ被膜は、歯部側補強布１３を構成する繊維材料がＲＦＬ水溶液に浸漬された後に、それを加熱乾燥する処理が施されることによって形成される。なお、ＲＦＬ水溶液は、レゾルシンとホルマリン（ホルムアルデヒド）との初期縮合物にラテックスを混合した混合液である。ＲＦＬ被膜を形成するためのＲＦＬ水溶液にはカーボンブラックが含まれているので、ＲＦＬ被膜は黒色である。
【００２９】
ＲＦＬ水溶液に混合されるラテックスは、少なくともアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）ラテックス又は水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）ラテックスを含む。ラテックスについては、単一種で構成してもよく、また、複数種を混合して構成してもよい。また、ラテックスを複数種混合する場合、アクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）ラテックス又は水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）ラテックス以外のラテックスを混合してもよい。
【００３０】
ＲＦＬ水溶液に含まれるカーボンブラックは、カーボンブラック分散液としてＲＦＬ水溶液と混合されていることが好ましい。カーボンブラック分散液は、例えば、ＲＦＬ水溶液の固形分１００質量部に対してカーボンブラック固形分として１〜５０質量部配合されている。
【００３１】
なお、ＲＦＬ水溶液は、例えば、固形分がＲＦＬ水溶液全体の質量に対して５〜３０質量％である。レゾルシン（Ｒ）とホルマリン（Ｆ）とのモル比は、例えば１／０．８〜１／２．５である。レゾルシンとホルマリンとの初期縮合物（ＲＦ）とラテックス（Ｌ）との質量比は、例えば、ＲＦ／Ｌ＝１／５〜１／２０である。
【００３２】
ゴム糊層は、歯付ベルト本体１１の歯部１１ａ表面を覆うように歯部１１ａと歯部側補強布１３との間に設けられている。ゴム糊層は、例えば厚さが５０〜５００μｍである。ゴム糊層は、ゴム組成物をトルエンやメチルエチルケトン（ＭＥＫ）等の溶媒に溶解して得られたゴム糊を、歯部側補強布１３の歯付ベルト本体１１接着側表面となる面に塗布することによって形成されている。なお、歯部側補強布１３の歯付ベルト本体１１への接着面とは反対側の面、つまり、プーリ接触部を構成する面にはゴム糊層は形成されず、歯部側補強布１３を構成する繊維材料の表面を被覆するＲＦＬ被膜が露出している。なお、事前に繊維材料にエポキシ処理やイソシアネート処理等の接着処理を行ってもよい。また、ＲＦＬ液にエポキシ樹脂やイソシアネート等を配合してもよい。
【００３３】
ゴム糊層のゴム糊は、アクリロニトリルゴム又は水素添加アクリロニトリルゴムを原料ゴムとして種々の配合剤が配合されたゴム組成物で構成されている。このゴム組成物の原料ゴムについては、単一種で構成してもよく、また、複数種で構成してもよい。また、原料ゴムを複数種で構成する場合、アクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）と水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）とを併用してもよく、それら以外のゴム成分を混合してもよい。ゴム組成物に含まれる配合剤としては、例えば架橋剤、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、充填材、カーボンブラック、短繊維等が挙げられる。また、Ｈ−ＮＢＲにメタクリル酸亜鉛を微分散させたポリマーアロイをゴム糊層のゴム糊としてもよい。このときに配合される架橋剤としては、硫黄架橋系であっても過酸化物架橋系であってもよい。
【００３４】
なお、歯付ベルト本体１１とゴム糊層との接着性の観点から、歯付ベルト本体１１を形成するゴム組成物がアクリロニトリルゴム組成物（ＮＢＲ）を原料ゴムとするときはゴム糊層を形成するゴム組成物がアクリロニトリルゴム組成物（ＮＢＲ）を原料ゴムとすることが好ましい。また、歯付ベルト本体１１を形成するゴム組成物が水素添加アクリロニトリルゴム組成物（Ｈ−ＮＢＲ）を原料ゴムとするときはゴム糊層を形成するゴム組成物が水素添加アクリロニトリルゴム組成物（Ｈ−ＮＢＲ）を原料ゴムとすることが好ましい。
【００３５】
さらに、ゴム糊層と歯部側補強布１３との接着性の観点から、ゴム糊層を形成するゴム組成物がアクリロニトリルゴム組成物（ＮＢＲ）を原料ゴムとするときは歯部側補強布１３に設けられたＲＦＬ被膜のラテックス成分がアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）ラテックスを原料ゴムとすることが好ましい。また、ゴム糊層を形成するゴム組成物が水素添加アクリロニトリルゴム組成物（Ｈ−ＮＢＲ）を原料ゴムとするときは歯部側補強布１３に設けられたＲＦＬ被膜のラテックス成分が水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）ラテックスを原料ゴムとすることが好ましい。
【００３６】
なお、歯付ベルト本体１１の背面部１１ｂ表面に背面側補強布を設けてもよい。
【００３７】
この歯付ベルト１０は、例えば、年間の稼動時間が３〜１２０時間程度に短いマシニングセンタの割出装置部等のベルト伝動装置に巻き掛けられて使用される用途に好適であり、特に、切削油剤として水溶性切削油剤を使用する場合に好適である。
【００３８】
図２は、マシニングセンタの割出装置部のベルト伝動装置２０のプーリレイアウトの一例を示す。このベルト伝動装置２０は、歯数が１１２歯の大径の歯付プーリ２１と、その左側方に配された歯数が２８歯の小径の歯付プーリ２２と、からなる。両プーリ間の距離は２９２．３ｍｍである。そして、歯付ベルト１０は、歯部１１ａ側が接触するように歯付プーリ２１，２２に巻き掛けられている。なお、歯付ベルト１０は、例えば、歯ピッチが５ｍｍ、ベルト幅が３５０ｍｍ、及び周長さが９５０ｍｍである。
（本実施形態の効果）
以上のような構成の歯付ベルト１０によれば、歯付ベルト本体１１の歯部側表面を被覆するようにゴム糊層を介して設けられた歯部側補強布１３を備えている一方、歯部側補強布１３のプーリ接触側表面はゴム糊が設けられていないので、ゴム糊層が摩耗されてゴム粉の発生の原因となるのを抑制することができる。そして、歯部側補強布１３はＲＦＬ被膜で表面が被覆されているので、歯付ベルト本体１１の歯部側表面と歯部側補強布１３との間に設けられたゴム糊層がプーリ接触側表面にしみ出すのを防止することができ、この点からも、ゴム粉の発生を抑制することができる。
【００３９】
また、歯付ベルト本体１１はゴム糊層が接触する部分がアクリロニトリルゴム組成物又は水素添加アクリロニトリルゴム組成物で形成されており、ゴム糊層はアクリロニトリルゴム組成物又は水素添加アクリロニトリルゴム組成物で形成されており、歯部側補強布１３はアクリロニトリルゴムラテックス又は水素添加アクリロニトリルゴムラテックスをラテックス成分としたＲＦＬ被膜で表面が被覆されており、しかも、心線がアラミド繊維製であるので、耐油性に優れた歯付ベルト１０を得ることができる。
【００４０】
加えて、歯部側補強布は、カーボンブラックを含有したＲＦＬ水溶液により形成されたＲＦＬ被膜で表面が被覆されているので、ＲＦＬ被膜は黒色である。また、歯部側補強布は、カーボンブラックを含有したＲＦＬ水溶液によりＲＦＬ被膜が形成されていることにより、歯部側補強布表面の補強効果が得られる。
【００４１】
（歯付ベルトの製造方法）
次に、上記歯付ベルト１０の製造方法について説明する。この製造方法では、円筒金型と、それを内部に嵌めることが可能な加硫缶とが用いられる。なお、円筒金型の外周面には、歯部１１ａを成形するための溝が軸方向に延びるように周方向に等ピッチで設けられている。
【００４２】
まず、歯部側補強布１３となる繊維材料をＲＦＬ水溶液に浸漬した後にこれをロールで絞りにかけてＲＦＬ水溶液の付着量を調整し、さらにこれを加熱乾燥する接着処理を行う。このとき、例えば、浸漬時間は５〜３０秒間、絞り圧力は０．５〜２ＭＰａ，乾燥時間は１〜５分間、及び乾燥温度は１００〜１８０℃である。また、この一連の処理は複数回行ってもよい。これにより、繊維材料の表面にＲＦＬ被膜が形成される。このＲＦＬ被膜が形成された繊維材料の片面に、ナイフコーターやロールコーターを用いてゴム糊を塗布する処理を行う。そして、ゴム糊を塗布した面が外側となるように配置されるよう繊維材料を円筒状に成形する。
【００４３】
また、別途、歯付ベルト本体１１を形成するための未架橋ゴムシート、及び心線１２を形成するための撚り糸を準備する。撚り糸には、予め、ＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱乾燥させる接着処理を行う。
【００４４】
次に、円筒金型に繊維材料を被せ、その上から撚り糸を等ピッチで螺旋状に巻き付ける。さらに、その上から未加硫ゴム組成物シートを巻き付ける。このとき、円筒金型周面上には、金型側から順に繊維材料、撚り糸、そして未架橋ゴムシートが層を成してセットされた状態となっている。
【００４５】
材料をセットした円筒金型を加硫缶の中に入れ、所定の温度と圧力をかける。このとき、未加硫ゴム組成物が流動し、円筒金型に設けられた溝に帆布を押しつけるようにして圧入され、これによって歯部１１ａが形成されることとなる。
【００４６】
最後に、加硫缶から取り出した円筒金型から、その周面上に形成された円筒状のベルト前駆体を脱型し、これを所定幅に輪切りにすることにより歯付ベルト１０を得る。
【００４７】
なお、歯付ベルト１０の製造方法は以上の方法に限定されるものではなく、他の方法により製造されていてもよい。
【実施例】
【００４８】
歯付ベルトについて行った試験評価について説明する。
【００４９】
（試験評価用ベルト）
以下の実施例１，２及び比較例１，２の歯付ベルトを作製した。それぞれの構成については表１にも示す。
【００５０】
＜実施例＞
歯付ベルト本体を形成するゴム組成物として、Ｈ−ＮＢＲ（日本ゼオン社製、商品名：Ｚｅｔｐｏｌ２０２０）を原料ゴムとして、この原料ゴム１００質量部に対し、カーボンブラック（東海カーボン社製、商品名：シーストＳＯ）５０質量部、シリカ（日本シリカ工業社製、商品名：ニップシールＶＮ３）５質量部、ステアリン酸（日油社製、商品名：ステアリン酸つばき）１質量部、老化防止剤（大内新興化学工業社製、商品名：ノクラック２２４）２質量部、酸化亜鉛（堺化学工業社製、商品名：酸化亜鉛２種）４質量部、加硫促進剤（大内新興化学工業社製、商品名：ノクセラーＴＥＴ−Ｇ）３質量部、硫黄（日本乾溜工業社製、商品名：オイルサルファー）１．５質量部、及び、可塑剤（ＤＩＣ社製、商品名：アジピン酸エステル）８質量部を配合して混練した未架橋ゴム組成物を調製した。
【００５１】
歯部側補強布として、６６ナイロン（旭化成社製、商品名：レオナ６６）を経糸及び緯糸とする布を用いた。歯部側補強布は、太さが２３５ｄｔｅｘ及び密度が５ｃｍあたり１７０本の経糸と、太さが４７０ｄｔｅｘ及び密度が５ｃｍあたり１３０本の緯糸とを、２／２綾織したものであった。緯糸に予め仮撚り加工を行うことにより、織物を収縮加工後、緯糸の３ｃｍ間の破断伸びが１００％となるようにすることができた。
【００５２】
この歯部側補強布には、ＮＢＲラテックス（日本ゼオン社製、商品名：Ｎｉｐｐｏｌ１５６２）をラテックス成分とするＲＦＬ水溶液（固形分濃度１０．０質量部）に浸漬した後加熱して乾燥し、表面にＲＦＬ被膜を形成する接着処理を行った。ＲＦＬ被膜は、歯部側補強布に対する付着量が該歯部側補強布１００質量部に対して１０質量部であった。ＲＦＬ水溶液は、詳しくは、レゾルシン（住友化学社製）とホルマリン（広栄テクノ社製）とを１／１．５のモル比で配合したＲＦ初期縮合物に、ＮＢＲラテックスが、ＲＦ／Ｌ＝１／６となるように配合し、さらに、ＲＦＬ水溶液の固形分量１００質量部に対してカーボンブラック（富士色素社製、商品名：ＦＵＪＩ ＳＰブラック２０３）が５質量部配合されて調製されたものであった。
【００５３】
また、歯部側補強布と歯付ベルト本体の歯部との間には、Ｈ−ＮＢＲを原料ゴムとするゴム糊配合のゴム組成物で形成されたゴム糊層を設けた。ゴム糊配合のゴム組成物は、詳しくは、カーボンブラックの配合量を３０質量部、シリカの配合量を２０質量部、老化防止剤の配合量を３質量部、及び可塑剤の配合量を４質量部としたことを除いて歯ゴム配合のゴム組成物と同一の配合からなるゴム組成物であった。
【００５４】
心線としてはアラミド繊維（帝人社製、商品名：テクノーラ）からなる撚り糸を用いた。
【００５５】
以上の構成の歯付ベルトを５本作製した。これらのうち２本の歯付ベルトを実施例１Ａ及び１Ｂとして、ベルト幅１０ｍｍ、ベルト長さ９５０ｍｍ、及び歯ピッチ５ｍｍに成形した。そして、残りの３本の歯付ベルトを実施例２Ａ，２Ｂ及び２Ｃとして、ベルト幅３５ｍｍ、ベルト長さ９５０ｍｍ、及び歯ピッチ５ｍｍに成形した。
【００５６】
＜比較例＞
歯付ベルト本体を形成するゴム組成物として、実施例の歯ゴム組成のゴム組成物と同一組成のものを調製した。
【００５７】
また、歯部側補強布として実施例と同一の織布を準備し、これをゴム糊組成のゴム組成物（実施例と同一組成のもの）をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して調製したゴム糊に１０〜６０秒間浸漬してロールで絞った後に８０℃で乾燥する接着処理を行った。
【００５８】
心線としては実施例１と同様に、アラミド繊維からなる撚り糸を用いた。
【００５９】
また、歯ゴムの表面には、ゴム糊組成のゴム組成物（実施例と同一組成のもの）をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して調製したゴム糊をナイフコーターを用いて塗布し、８０℃で乾燥するコーティング処理を行った。
【００６０】
以上の構成の歯付ベルトを５本作製した。これらのうち２本の歯付ベルトを比較例１Ａ及び１Ｂとして、ベルト幅１０ｍｍ、ベルト長さ９５０ｍｍ、及び歯ピッチ５ｍｍに成形した。そして、残りの３本の歯付ベルトを比較例２Ａ，２Ｂ及び２Ｃとして、ベルト幅３５ｍｍ、ベルト長さ９５０ｍｍ、及び歯ピッチ５ｍｍに成形した。
【００６１】
【表１】
【００６２】
（試験評価方法）
＜摩擦係数測定試験＞
図３は、摩擦係数測定装置３０を示す。この摩擦係数測定装置３０は、プーリ径６０ｍｍの平プーリ３１とその側方に設けられたロードセル３２とからなる。なお、ロードセル３２は、後述の試験片が平プーリ３１に向かって水平に延びた後に巻き掛けられる、つまり、巻き付け角度が９０°となるように設けられている。この摩擦係数測定装置３０のロードセル３２に、各試験片（歯付ベルト）の一端を、歯部側が下側となるようにして固定し、歯部側が接触するように平プーリ３１に巻き掛け、他端に１．７５ｋｇの分銅３３を取り付けて吊した。それに続いて、分銅３３を引き上げようとする方向に平プーリ３１を４３ｒｐｍの回転速度で回転させ、ロードセル３２で試験片のロードセル２２と平プーリ３１との間の水平部分に負荷される張力Ｔ１を計測した。このとき、試験片の平プーリ３１と分銅との垂直部分に負荷される張力Ｔ２は分銅の重さ分の１７．１５Ｎであった。そして、次式に基づいて摩擦係数μ’を算出した。なお、数１においてθ＝９０°である。
【００６３】
【数１】
【００６４】
試験片の歯付ベルトとしては、実施例１Ａ，１Ｂ及び比較例１Ａ，１Ｂを用いた。実施例１Ａ及び比較例１Ａの歯付ベルトは、常温下で水溶性切削油剤に２４時間浸漬し、さらに、６０℃の下で２４時間放置して乾燥させた。実施例１Ｂ及び比較例１Ｂの歯付ベルトは、常温下で不水溶性切削油剤に２４時間浸漬し、さらに、６０℃の下で２４時間放置して乾燥させた。そして、各歯付ベルトの切削油剤に浸漬する前、２４時間浸漬後、２４時間乾燥後の３つの時点において摩擦係数を測定した。
【００６５】
なお、水溶性切削油剤としては、ＪＩＳ Ｋ２２４１（２０００）に準じて分類されるＡ１種の水溶性切削油剤（スギムラ化学工業社製、商品名：スギロットＣＳ・５８ＴＲ）を水に溶解したものを用いた。このときの希釈率は９％であった。
【００６６】
また、不水溶性切削油剤としては、ＪＩＳ Ｋ２２４１（２０００）に準じて分類されるＮ１種の不水溶性切削油剤（ユシロ化学工業社製、商品名：ユシロンカットＵＢ１００）をを原液のまま用いた。
【００６７】
＜ベルト摩耗性試験＞
図４は、ベルト摩耗性試験で用いたベルト走行試験機４０のプーリレイアウトを示す。このベルト走行試験機４０は、上下に配設されたプーリ径６０ｍｍの歯付プーリ（上側が駆動プーリ、下側が従動プーリ）４１，４２からなる。
【００６８】
このベルト走行試験機４０を用いて、実施例２及び比較例２の歯付ベルトのそれぞれについて、以下のベルト摩耗性試験を行った。
【００６９】
歯付ベルトとしては、実施例２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び比較例２Ａ，２Ｂ，２Ｃを用いた。実施例２Ａ，２Ｂ及び比較例２Ａ，２Ｂには、予め、以下の処理を行った。実施例２Ａ及び比較例２Ａの歯付ベルトを常温下で２４時間水溶性切削油剤に浸漬し、さらに、新聞紙の上で３０分間放置して乾燥させた。実施例２Ｂ及び比較例２Ｂの歯付ベルトを常温下で２４時間水溶性切削油剤に浸漬し、さらに、新聞紙の上で３０分間放置して乾燥させた。このとき使用した水溶性切削油剤及び不水溶性切削油剤は、それぞれ、摩擦係数測定試験で使用した水溶性切削油剤及び不水溶性切削油剤と同じものであった。なお、実施例２Ｃ及び比較例２Ｃには切削油剤の処理は行わなかった。
【００７０】
これらの歯付ベルトについてそれぞれの質量を測定した後、ベルト走行試験機４０の歯付プーリ４１及び４２に巻き掛けると共に、５８８Ｎのデッドウェイトが負荷されるように歯付プーリ４２を下方に引張り、常温の下で駆動プーリである上側の歯付プーリ４１を回転数４８００ｒｐｍで回転させて歯付ベルトを７２時間走行させた。そして、走行後に再度質量を測定した。なお、実施例２Ａ及び比較例２Ａについては、歯付ベルト走行中、１回あたり１０ｍｌの水溶性切削油剤を一日あたり３回、歯付ベルトの歯部に塗布した。実施例２Ｂ及び比較例２Ｂについては、歯付ベルト走行中、１回あたり１０ｍｌの不水溶性切削油剤を一日あたり３回、歯付ベルトの歯部に塗布した。
【００７１】
そして、ベルト走行前後での質量減量を摩耗量として算出した。また、各歯付ベルトについて、目視によって、走行後の歯付ベルトの歯部表面のゴムの付着の有無を観察した。
【００７２】
（試験評価結果）
摩擦係数測定試験及びベルト摩耗性試験の結果を、表２及び表３に示す。また、摩耗量を測定した結果は図５にも示す。
【００７３】
【表２】
【００７４】
【表３】
【００７５】
表２によれば、実施例１Ａ及び１Ｂと比較例１Ａ及び１Ｂとを比較すると、前者は後者よりも切削油剤浸漬前の摩擦係数が低い点で優れていることが分かる。
【００７６】
実施例１Ａと比較例１Ａとを比較すると、前者は切削油剤浸漬後に乾燥しても摩擦係数の変化が小さいのに対し、後者は摩擦係数の増加が著しいことが分かる。
【００７７】
表３によれば、実施例２Ａ〜２Ｃと比較例２Ａ〜２Ｃとを比較すると、前者は後者より摩耗量が少なく、耐摩耗性が優れていることが分かる。
【００７８】
また、実施例２Ａと比較例２Ａとを比較すると、水溶性切削油剤がベルトのプーリ接触部分に付着する環境の下では摩耗粉の発生を抑制する効果が顕著に現れることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上説明したように、本発明は歯付ベルトについて有用である。
【符号の説明】
【００８０】
１０ 歯付ベルト
１１ 歯付ベルト本体
１１ａ 歯部
１１ｂ 背面部
１２ 心線
１３ 歯部側補強布
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト内周側にベルト長さ方向に並んだ複数の歯部を有する歯付ベルト本体と、該歯付ベルト本体に埋設されベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配されたアラミド繊維製の心線と、該歯付ベルト本体の歯部側表面を被覆するようにアクリロニトリルゴム組成物又は水素添加アクリロニトリルゴム組成物で形成されたゴム糊層を介して設けられた歯部側補強布と、を備えた歯付ベルトであって、
上記歯付ベルト本体は、上記ゴム糊層が接触する部分がアクリロニトリルゴム組成物又は水素添加アクリロニトリルゴム組成物で形成されており、
上記歯部側補強布は、アクリロニトリルゴムラテックス又は水素添加アクリロニトリルゴムラテックスをラテックス成分とし且つカーボンブラックを含有したレゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液により形成されたＲＦＬ被膜で表面が被覆されていることを特徴とする歯付ベルト。
【請求項２】
請求項１に記載された歯付ベルトにおいて、
上記ＲＦＬ被膜は、上記歯部側補強布に対する付着量が該歯部側補強布１００質量部に対して５〜３０質量部であることを特徴とする歯付ベルト。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された歯付ベルトにおいて、
用途が切削加工の工作機械用であることを特徴とする歯付ベルト。
【請求項１】
ベルト内周側にベルト長さ方向に並んだ複数の歯部を有する歯付ベルト本体と、該歯付ベルト本体に埋設されベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配されたアラミド繊維製の心線と、該歯付ベルト本体の歯部側表面を被覆するようにアクリロニトリルゴム組成物又は水素添加アクリロニトリルゴム組成物で形成されたゴム糊層を介して設けられた歯部側補強布と、を備えた歯付ベルトであって、
上記歯付ベルト本体は、上記ゴム糊層が接触する部分がアクリロニトリルゴム組成物又は水素添加アクリロニトリルゴム組成物で形成されており、
上記歯部側補強布は、アクリロニトリルゴムラテックス又は水素添加アクリロニトリルゴムラテックスをラテックス成分とし且つカーボンブラックを含有したレゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液により形成されたＲＦＬ被膜で表面が被覆されていることを特徴とする歯付ベルト。
【請求項２】
請求項１に記載された歯付ベルトにおいて、
上記ＲＦＬ被膜は、上記歯部側補強布に対する付着量が該歯部側補強布１００質量部に対して５〜３０質量部であることを特徴とする歯付ベルト。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された歯付ベルトにおいて、
用途が切削加工の工作機械用であることを特徴とする歯付ベルト。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２７６０８１（Ｐ２０１０−２７６０８１Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２７７８５（Ｐ２００９−１２７７８５）
【出願日】平成２１年５月２７日（２００９．５．２７）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２７日（２００９．５．２７）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
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