自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト及びその駆動装置
【課題】高負荷下で発生するベルト歯布の摩耗、歯部の亀裂が防止でき、さらに二輪車を手押しで押したときに、プーリフランジとベルト側面間で発生する摩擦音を抑制するベルトを提供する。
【解決手段】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７、及び、心線９が埋設された背部を含む、ゴムを基材としたベルト本体３と、複数の歯部７の表面を被覆する歯布１１とを有する自動二輪車後輪駆動用歯付ベルトであって、歯布が、経糸と少なくとも２種類の緯糸とが織成された多重織構造を有し、経糸がナイロン繊維であり、２種類の緯糸のうちの歯布の表面側に位置する緯糸がフッ素系繊維であり、フッ素系繊維の周囲に、ベルト本体の加硫温度で軟化又は融解する、低沸点繊維が配されたものであり、歯部の幅方向寸法がベルト背面側の幅方向寸法よりも小さくなるように、歯先１３に向かって心線の歯部側端部を始点として傾斜を付ける。
【解決手段】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７、及び、心線９が埋設された背部を含む、ゴムを基材としたベルト本体３と、複数の歯部７の表面を被覆する歯布１１とを有する自動二輪車後輪駆動用歯付ベルトであって、歯布が、経糸と少なくとも２種類の緯糸とが織成された多重織構造を有し、経糸がナイロン繊維であり、２種類の緯糸のうちの歯布の表面側に位置する緯糸がフッ素系繊維であり、フッ素系繊維の周囲に、ベルト本体の加硫温度で軟化又は融解する、低沸点繊維が配されたものであり、歯部の幅方向寸法がベルト背面側の幅方向寸法よりも小さくなるように、歯先１３に向かって心線の歯部側端部を始点として傾斜を付ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、大型の２輪車の後輪駆動用或いは、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及びゴム製歯付ベルトの駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大型の自動二輪車については、近年チェーン及びシャフト駆動から歯付ベルトでの駆動方式が増えてきている。
【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。又、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。
【０００４】
特に、自動二輪車後輪駆動用に使用される歯付ベルトは、高負荷の為、負荷を受ける歯底部の摩耗が大きく、その歯底部の摩耗から歯欠けが発生し易い。又、高負荷により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、歯欠けについても懸念される。
【０００５】
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。
【０００６】
又、特許文献１には、歯布の一方の糸に高接着性を有する６−ナイロン或いは６・６ナイロンの繊維材料とし、他方の糸をフッ素系繊維或いはカーボン繊維とするものであることが開示されているが、歯布の他方の糸にフッ素系繊維又はカーボン繊維を使用するのみで、歯付ベルト歯部の寸法精度を容易に実現できない。さらには、高度な寸法精度を要する歯付ベルトとしては、使用可能な寸法が発現できなかった。
【０００７】
【特許文献１】特公昭５８−３３４３２３号公報
【０００８】
さらに、歯付ベルトを大型の２輪車駆動用に使用した場合に、２輪車を手押しで押したときに、特に、摩擦係数の低い歯布を使用した場合は、スラスト力によってベルトがプーリ上でプーリの幅方向に移動し、フランジにベルト側面が接したときに発音が起こっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決するものであり、歯付ベルトの歯部に使用される歯布の摩擦係数を下げることにより、自動二輪車後輪駆動用のような高負荷下で発生するベルト歯布の摩耗、摩耗による歯部の亀裂からなる歯の損傷が防止でき、それにより動力伝達装置の正常な動きを維持し、さらに、２輪車を手押しで押した場合に、プーリフランジとベルト側面間で発生する摩擦音を抑制するベルト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及び発明の効果】
【００１０】
本発明は、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、及び、心線が埋設された背部を含む、ゴムを基材としたベルト本体と、前記複数の歯部の表面を被覆する歯布とを有する歯付ベルトであって、前記歯布が、経糸と少なくとも２種類の緯糸とが織成された多重織構造を有し、前記経糸がナイロン繊維であり、前記２種類の緯糸のうちの前記歯布の表面側に位置する緯糸がフッ素系繊維であり、該フッ素系繊維の周囲に、前記ベルト本体の加硫温度で軟化又は融解する、低沸点繊維が配されたものであり、前記歯部の幅方向寸法がベルト背面側の幅方向寸法よりも小さくなるように、歯先に向かって心線の前記歯部側端部を始点として漸次小さくなるような歯部の傾斜を有する自動二輪車後輪駆動用歯付ベルトにある。
【００１１】
歯布を織成する緯糸のうち、歯布の表面側に位置する緯糸をフッ素系繊維とすることによって、歯布と歯付プーリとの間の摩擦を低減することができる。又、歯布の歯部との接着側に位置する緯糸にはフッ素系繊維以外の繊維を使用することで、歯布と歯部のゴムとの接着力を高めることが可能となる。
又、ベルト本体のゴムを高温で硬化（加硫）させるときに、低融点繊維が軟化又は融解し、歯布を構成する繊維間に流れ込んだ後、低融点繊維が結晶化する。そのため、歯付プーリへのかみ込み時、或いは、歯付プーリからのかみ抜け時に、歯布表面に生じる衝撃や摩耗によってフッ素系繊維が切断・飛散するのが抑制される。これによりベルト本体をより長期間保護して、ベルトの歯欠けを防止することができ、高負荷走行時の高寿命化が可能となる。
又、ベルト歯表面の歯布がフッ素繊維とすることで、摩擦係数が小さくなり、プーリ上でプーリ幅方向へベルトが移動しやすくなっているが、プーリフランジとベルト歯の接触面積を小さくし、発音を抑制することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記低融点繊維が、少なくともポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、又はオレフィン系繊維から選ばれたものである請求項１に記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルトにある。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、少なくとも一対の歯付プーリ間に懸架されたゴム製歯付ベルトからなる自動二輪車駆動用歯付ベルト駆動装置であって、前記ゴム製歯付ベルトが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、及び、心線が埋設された背部を含む、ゴムを基材としたベルト本体と、前記複数の歯部の表面を被覆する歯布とを有し、前記歯布が、経糸と少なくとも２種類の緯糸とが織成された多重織構造を有し、前記経糸がナイロン繊維であり、前記２種類の緯糸のうちの前記歯布の表面側に位置する緯糸がフッ素系繊維であり、該フッ素系繊維の周囲に、前記ベルト本体の加硫温度で軟化又は融解する、低沸点繊維が配されたものであり、前記歯部の幅方向寸法がベルト背面側の幅方向寸法よりも小さくなるように、歯先に向かって心線の前記歯部側端部を始点として漸次小さくなるような歯部の傾斜を有するゴム製歯付ベルトであり、前記歯付プーリのうち少なくとも一つがフランジを有し、前記ベルトの歯部の傾斜の角度が歯付プーリのフランジ傾斜面の傾斜角度よりも大きく、３０度以内に設定されている自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置にある。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１記載発明の効果に加えて、ベルト歯部の傾斜をプーリのフランジ面の傾斜角との関連で規定することによって、よりベルト側面とプーリのフランジとの接触を小さくすることができ、発音を抑制することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記低融点繊維が、少なくともポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、又はオレフィン系繊維から選ばれたものである請求項３に記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置にある。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記フランジの傾斜の開始位置がプーリの外径方向で、心線のベルト背面側端部までの位置にあるとき、前記ベルトの歯先に向かう歯部の傾斜開始位置が次式で表される請求項３又は４に記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置にある。
（Ａ＋Ｂ）−Ｘ＜Ｚ＜（Ａ＋Ｂ）＋Ｘ
但し、Ｘ＝（Ａ＋Ｂ）×０．３５
ここで、Ｚはベルト歯底から歯部の傾斜開始位置までの距離、Ａは歯先から歯底歯布表面までの距離、Ｂはベルト歯底における歯布厚み、Ｃは心線径を表す。
【００１７】
請求項５に記載の発明のような構成とすることによって、プーリフランジの傾斜開始位置とベルト歯部の傾斜開始位置との関係をベルトの寸法をもとに数値で規定することによって、少なくともプーリフランジとベルト歯部のゴム部分が接触しないようにすることができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、前記ベルト側面が歯付プーリのフランジと点接触のみで接触している請求項３から５のいずれかに記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置にある。
【００１９】
請求項６に記載の発明によると、前記ベルト側面が歯付プーリのフランジと接触したとしても、点接触のみで接触することから、完全に発音を抑制することができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、前記点接触した箇所を境にベルト背部に向かって歯部とは逆方向の傾斜を有する請求項６に記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置にある。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、点接触する地点を境に完全にベルト側面が逆方向に傾斜することによって、点接触を完全なものとすることができ、請求項６の効果に加えて、完全に発音を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る歯付ベルトの断面斜視図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の歯付ベルト３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７、及び、複数の心線９が埋設された背部４とを有するベルト本体と、複数の歯部７の表面を被覆する歯布１１とを有する。
【００２４】
複数の歯部２と背部４とを有するベルト本体１０は、ゴムを基材とする。このベルト本体１０に使用される原料ゴムは、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）を始めとして、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）、クロロプレンゴムなどの耐熱老化性の改善されたものが好適である。
【００２５】
特に、少なくとも歯部７を構成するゴムの硬度が、ＪＩＳ−Ａ硬度で８９度〜９７度であることが好ましい。また、５０％伸張時のモジュラスが少なくとも５ＭＰａ以上であることが好ましい。このような高モジュラスなゴムとして、例えば、ＨＮＢＲと、ＨＮＢＲにポリメタクリル酸亜鉛を高度に微分散させたもの（例えば、日本ゼオン製、商品名「ＺＳＣ」等）をブレンドしたものに、シリカ、カーボン、及び、短繊維を配合して補強したものが好適に用いられる。これにより、ベルト本体１０のモジュラスが高まり、高負荷走行時においても歯部２の歯付ベルト３とのかみ合いが維持される。
【００２６】
ベルト本体３の背部４には、それぞれベルト長手方向に延在する複数の心線９が、ベルト幅方向に並べて背部４に埋設されている。この心線９は、化学繊維からなる下撚りコードを多数本撚り合わせた太径撚糸心線である。又、心線９を構成する化学繊維としては、例えば、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維、ポリアリレート繊維、アラミド繊維、炭素繊維等を好適に使用できる。
【００２７】
歯布１１は、ベルト幅方向に延在する経糸６とベルトの長手方向に延在する緯糸８とを織成してなる繊維織物を基材とする。又、この繊維織物は、平織物や綾織物、朱子織物などからなる。この繊維織物を構成する繊維材料としては、例えば、アラミド繊維、ウレタン弾性糸、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）等を使用できる。
【００２８】
さらに、前記繊維織物として、少なくとも２種類の緯糸８と１種類の経糸６とが織成された多重織（２重織）構造のものを採用することもできる。この場合、経糸６をナイロン繊維とし、緯糸８にはフッ素系繊維、ナイロン繊維、及び、ウレタン弾性糸を使用することが好ましい。又、緯糸８のうちの、少なくとも歯布１１の表面側（歯付プーリとのかみ合い側）に位置する（露出する）緯糸８としては、歯布１１と歯付プーリとの間の摩擦を低減するために、摩擦係数が低いフッ素系繊維（例えば、ＰＴＦＥ繊維）を使用することが好ましい。一方、歯布１１の歯部７との接着側に位置する緯糸８には、フッ素系繊維以外の繊維（ナイロン繊維やウレタン弾性糸）を使用することで、歯布１１と歯部７を構成するゴムとの接着力を高めることが可能となる。
【００２９】
又、フッ素系繊維の周囲に、ゴムを基材とするベルト本体３の加硫温度で融解又は軟化する性質を有する、低融点繊維が配されていることが好ましい。具体的には、例えば、フッ素系繊維と低融点繊維が混撚されている、又は、フッ素系繊維が低融点繊維によってカバーされているなどの形態が含まれる。尚、ベルト本体３の加硫条件（加硫温度や加硫時間）は、特に限定されるものではなく、加硫剤や加硫促進剤の種類や加硫手段等を考慮して、通常、ムーニー粘度計やその他の加硫挙動測定機を用いて測定した加硫曲線を参照して決定される。このようにして決定される一般的な加硫条件は、加硫温度１００〜２００°Ｃで、加硫時間１分〜５時間程度である。必要により二次加硫を行っても良い。
【００３０】
この場合、ベルト本体３の加硫時に低融点繊維が軟化又は融解し、歯布１１を構成する繊維間に流れ込んだ後、低融点繊維が結晶化する。そのため、歯付プーリへのかみ込み時、或いは、歯付プーリからのかみ抜け時に、歯布１１の表面に生じる衝撃や摩耗によってフッ素系繊維が切断・飛散するのが抑制される。これにより、ベルト本体３をより長期間保護して、ベルトの歯欠けを防止することができ、高負荷走行時の高寿命化が可能となる。
【００３１】
ここで、低融点繊維としては、例えば、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、又は、オレフィン系繊維を使用することができる。
【００３２】
低融点繊維として使用可能なポリアミド系繊維としては、Ｗ−アミノカルボン酸成分又はジカルボン成分とジアミンとの組み合わせからなる、共重合ポリアミド類のものがある。
【００３３】
ポリエステル系繊維としては芯鞘型複合繊維が好ましい。融点がベルト本体３の加硫温度よりも高い芯成分のポリエステル系ポリマーは、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、それらの共重合体であり、加硫温度よりも融点の低い鞘成分の共重合ポリエステルは、二塩基酸とジオールの重縮合反応で得られ、その例としては、テレフタル酸とジエチレングリコールをベースに共重合成分として、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ジエチレングリコール、ブタンジオール、へキサンジオール、ポリエチレングリコール、ネオペンチルグリコールなどが挙げられ、その組み合わせ及び共重合比率により融点を調整可能である。
【００３４】
オレフィン系繊維としては、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維（例えば、高密度ポリエチレン繊維、中密度ポリエチレン繊維、低密度ポリエチレン繊維、直鎖状低密度ポリエチレン繊維、超高分子量ポリエチレン繊維）などが挙げられる。
【００３５】
又、これらを共重合させたものでも良く、さらには、ベルト加硫温度で軟化又は融解する繊維であれば、その撚糸方法や構成について特に限定されるものではない。さらに、これら低融点繊維の表面に、接着処理剤との親和性を上げることを目的として、プラズマ処理等がなされても良い。
【００３６】
又、本発明の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルトは、図２に示すように、歯部の幅方向寸法がベルト背面側の幅方向寸法よりも小さくなるように、歯先１３に向かって心線９の前記歯部側端部を始点として漸次小さくなるような歯部７の傾斜を有している。
【００３７】
又、前記自動二輪車後輪駆動用歯付ベルトは、少なくとも一対の歯付プーリ間に懸架されて使用される。このとき、プーリのうちの少なくとも一つには、ベルトがプーリすら脱落するのを防ぐ為にプーリフランジ５が設けられている。当該プーリフランジ５には、ベルト側面が損傷しないように傾斜が設けられており、プーリフランジ５の傾斜と、ベルト歯部の傾斜との関係を規定することにより、プーリフランジ５とベルト側面との接触を極力減らし発音を抑制することができる。
【００３８】
前記のように発音を低減する為に、前記ベルト歯部７の傾斜角βが図示しない歯付プーリのプーリフランジ５の傾斜面のフランジの傾斜角αよりも大きく３０度以内に設定されている。
【００３９】
さらに、前記プーリフランジ５の傾斜の開始位置Ｒがプーリの外径方向で、心線９のベルト背面側端部までの位置にあるとき、前記ベルトの歯先１３に向かう歯部７の傾斜開始位置が式（１）で表されるように設定すると、フランジとベルト側面との摩擦による発音を抑制できる。
（Ａ＋Ｂ）−Ｘ＜Ｚ＜（Ａ＋Ｂ）＋Ｘ
但し、Ｘ＝（Ａ＋Ｂ）×０．３５
ここで、Ｚはベルト歯先から歯部の傾斜開始位置までの距離、Ａは歯先から歯底歯布表面までの距離、Ｂはベルト歯底における歯布厚みを表す。
【００４０】
又、プーリフランジ５とベルト側面とは点接触のみで接している方がより好ましい。又、この点接触した箇所を境にベルト背部に向かって、歯部とは逆方向の傾斜を有することが好ましい。
【００４１】
この歯布１１は、以下のような工程を含む一連の接着処理を経て、歯部７を構成するゴムに接着される。
【００４２】
（１）歯布１１を構成する繊維織物を、レゾルシン−ホルマリン−ゴムラテックス処理液（以下、ＲＦＬ処理液という）に含浸し、乾燥させる。
【００４３】
ここで、前記ＲＦＬ処理液には、硫黄化合物の水分散物、キノンオキシム系化合物、メタアクリレート系化合物、マレイミド系化合物、のうち少なくとも一つの加硫助剤、又は、これらの加硫助剤を水に分散させたものを添加することが好ましい。
【００４４】
硫黄化合物の水分散物としては、例えば、硫黄の水分散物やテトラメチルチウラムジスルフィドなどが採用され得る。キノンオキシム系化合物としては、例えば、ｐ−キノンジオキシムなどが採用され得る。メタアクリレート系化合物としては、例えば、エチレングリコールジメタクリレートやトリメチロールプロパントリメタクリレートなどが採用され得る。マレイミド系化合物としては、例えば、Ｎ，Ｎ´−ｍ−フェニレンビスマレイミドやＮ，Ｎ´−（４，４´−ジフェニルメタンビスマレイミド）などが採用され得る。
【００４５】
尚、上述した「当該加硫助剤を水に分散させたもの」における「水」は、例えばアルコールなどのメタノールを若干程度含むものであっても良い。こけによれば、「当該加硫助剤」が水に対して不溶性の場合であっても、「当該加硫助剤」の水に対する親和性が向上して「当該加硫助剤」が分散し易くなる。
【００４６】
このように、ＲＦＬ処理液に加硫助剤を添加することで以下の効果が期待される。即ち、ＲＦＬ処理液中に含まれるゴムラテックス成分と外層ゴム（後記（２）のゴム糊処理や（３）のコート処理で使用されるゴム糊又は圧延ゴムを意味する。コート処理が省略される場合は歯部２を構成するゴムを意味する。）との層間の化学的結合力が強化されることで、接着性が向上し、歯布５の剥離が抑制される。更に期待される効果として、ＲＦＬ処理液中に含まれるゴムラテックス成分自身の化学的結合力（架橋の力）が強化され、その結果、接着層の凝集破壊による剥離（即ち、層間剥離）よりも、接着対象である上記外層ゴムの破壊による剥離が先行すると考えられる。
【００４７】
又、ＲＦＬ処理液に加硫助剤を添加する場合、繊維織物の含浸処理を２回に分けて実行しても良い。この場合、まず、１回目のＲＦＬ含浸処理においては、ＲＦＬ処理液には、前述した何れの加硫助剤も添加しないこととする。これは、１回目の処理工程においては、ゴムラテックス成分の架橋よりもＲＦの熱硬化を優先するためである。
【００４８】
一方、２回目のＲＦＬ含浸処理においては、１回目のＲＦＬ処理液と比較してゴムラテックス成分を多く含み、硫黄化合物の水分散物、キノンオキシム系化合物、メタアクリレート系化合物、マレイミド系化合物、のうち少なくとも一つの加硫助剤、又は、加硫助剤を水に分散させたものを添加したＲＦＬ処理液を使用する。尚、１回目の含浸処理と２回目の含浸処理とで、ＲＦＬ処理液のゴムラテックス成分の割合に差を設けるのは、親和性の異なる繊維とゴムの両方に対する、ＲＦＬ層の接着性を高める為である。
【００４９】
（２）繊維織物に、ゴム組成物を溶剤に溶かしたゴム糊からなる接着処理剤を付着させた後にベーキング処理する、２種類のゴム糊処理（Ｐ１処理、Ｓ１処理）を行う。
【００５０】
（３）繊維織物の表面に、ゴム糊と圧延ゴムとをこの順にコーティングする。本工程は、コート処理とも称される。「この順に」とあるのは、詳細には「繊維織物から歯部２へ向かって、この順に」を意味する。ここで、ＲＦＬ処理液に加硫助剤を添加した場合には、このコート処理で使用するゴム糊と圧延ゴムにも、ＲＦＬ処理液に添加した処理助剤と同一の加硫助剤を添加することが好ましい。これにより、（ａ）ＲＦＬ処理液で処理された繊維織物とゴム糊の間の接着力、の著しい改善が期待される。
【００５１】
尚、上記（１）〜（３）の処理は、全てを行う必要はなく、必要に応じて、いずれか一つ、或いは、２以上の複数を組み合わせて行う。例えば、（１）の処理においてＲＦＬ処理液に加硫助剤を添加する場合には、この処理のみで繊維織物とゴム間の接着力がかなり高められることから、（２）のゴム糊処理を省略しても良い。
【００５２】
（耐久試験）
次に、２軸高負荷走行試験を用いた耐久試験を行って、本発明の歯付ベルトの技術的効果を検証した。
【００５３】
[試験条件]
試験機：２軸高負荷走行試験機
評価ベルトサイズ：１３０Ｈ１４Ｍ２０（ベルト歯数：１３０歯、歯型：Ｈ１４Ｍ、ベルト幅：２０ｍｍ）
駆動プーリ歯数：３３歯
従動プーリ歯数：６１歯
設定張力：５５０Ｎ
回転数：１２００ｒｐｍ
負荷：従動プーリに対して６２６Ｎｍ（走行条件１）、５５４Ｎｍ（走行条件２）、４８０Ｎｍ（走行条件３）のいずれか
【００５４】
ベルト心線については、下糸太さが１６７ｔｅｘ、構成が３／６、撚係数Ｋが２．０である、アラミド心線を使用した。
【００５５】
その他、本耐久試験で使用されるベルトの、ゴム配合、歯布構成を、表１、及び表２にそれぞれ示す。又、表１には、使用されている３種類のゴム配合（Ｒ−０，Ｒ−１，Ｒ−２）のそれぞれについて、硬度（ＪＩＳ−Ａ硬度）とＭ５０（５０％伸張モジュラス：ＭＰａ）も併記している。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
表３に示すように、５種類の歯布のうち、Ｆ−２の緯糸には、フッ素系繊維であるＰＴＦＥ繊維が配合されている。さらにＦ−３、Ｆ−４、Ｆ−５の３種類の歯布には、緯糸にＰＴＦＥ繊維だけでなく、ゴム加硫温度で軟化又は融解する性質を有する低融点繊維である、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、オレフィン系繊維がそれぞれ配合されている。具体的には、本試験で使用したベルトのゴム加硫条件は、加硫温度１６５°Ｃ、加硫時間３０分である。一方で今回使用したポリエステル系繊維（ユニチカ株式会社製「コルネッタ」）は、芯部融点が２５６°Ｃ、鞘部融点が１６０°Ｃである。又、ポリアミド系繊維（ユニチカ株式会社製「フロールＭ」）は融点が１３５°Ｃである。さらに、オレフィン系繊維（東洋紡績株式会社製「ダイニーマ」）は融点が１４０°Ｃである。
【００５９】
又、歯布接着処理に用いられる、ＲＦＬ処理液の配合、ゴム糊処理（Ｐ１処理及びＳ１処理）の配合、及び、コート処理用ゴム配合を、表３、表４、及び表５にそれぞれ示す。
【００６０】
【表３】
【００６１】
【表４】
【００６２】
【表５】
【００６３】
尚、上記表１〜５中、特記ない限り、数字の単位は、[質量部]であり、斜線は「添加なし」又は「処理なし」を意味する。
【００６４】
そして、表１〜表５に示す、ゴム配合、歯布構成、及び、歯布接着処理によって製造した８種類のベルトについて、上述した試験条件で耐久試験を行った。その結果を表６に示す。又、８種類のベルトのうち実施例１は、低負荷試験（走行条件３）の結果、耐久性が比較的低いと判断できるので、より高負荷の試験（走行条件１，２）は省略している。一方、高負荷試験（走行条件１又は２）の結果、耐久性が比較的高いと判断できる、実施例２〜７のベルト及び比較例１のベルトについては、より低負荷の試験（走行条件２又は走行条件３）は省略している。
【００６５】
【表６】
【００６６】
又、表６において、「予成型の有無」とは、ベルト製造工程において、「予成型工法」を採用したか否かを示している。「予成型工法」とは、歯型を有する金型によって歯布と歯部とを予め成型してから、得られた予備成形体の上に心線と背部を構成する未加硫ゴムを巻いた後、全体を加硫缶で加硫する工法のことである。この予成型工法においては加硫前に歯布と歯部が成型される為、加硫時に、背部を構成する未加硫ゴムを心線の間から内側（腹側）へ流動させ、歯布を緊張させて歯部を形成する必要がない。そのため、心線間距離（ピッチ）を狭くすることが可能となる。従って、実施形態の説明において述べたように、ベルト幅方向の心線ピッチを、無張力状態における心線径以下迄小さくした、高モジュラスのベルトを作製する場合には、この予成型工法が適している（表６のベルト実施例２〜７、比較例１）。
【００６７】
[考察]
実施例１とは異なる歯布（経糸と２種類の緯糸とが織成された多重織構造の歯布（Ｆ−２〜Ｆ−５））が用いられた、実施例２〜７では、より高負荷の走行条件１又は走行条件２で、２００時間以上の寿命が得られており、実施例１よりも耐久性に優れていることがわかる。
【００６８】
又、実施例２〜４は、比較例１と歯布の条件以外はほとんど同じであるが、高負荷の走行条件１において１．６倍以上の寿命が得られている。これは、比較例１では緯糸に低融点繊維が使用されていない歯布Ｆ−２を用いているのに対し、実施例２〜４では、緯糸に、低融点繊維であるポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、オレフィン系繊維とを使用している（表２参照）ことが要因である。即ち、緯糸のフッ素系繊維（ＰＴＦＥ繊維）の周りに低融点繊維が配されることによって、フッ素系繊維の切断・飛散が抑制され、ベルト本体のゴムが長期間に渡って保護されるからであると考えられる。
【００６９】
さらに、実施例２〜７は、ベルト製造工程において、「予成型工法」が採用されることにより、心線ピッチが、無張力状態における心線径よりも小さくなっている。このように、実施例１と比べてベルト幅方向に関して心線が密に配置されて、心線占有率が大きくなり（７５％以上）、モジュラスが高くなっていることによって、耐久性が高くなっていると考えられる。
【００７０】
次に、ベルトの発音テストを行った。表７から表１１に示す歯付ベルトを二つのフランジを有する歯付プーリ間に懸架し、従動側プーリを強制的にずらし、駆動側プーリに４ｍｍ乗り上げるミスアライメント状態で試験を実施した。軸荷重を３３５ｋｇｆ掛け、回転数１２００ｒｐｍで１分間、５分間、１５分間、３０分間、６０分間運転し、ベルトを止めた後に、手回しで発音の有無を確認した。そのときの結果を表８から表１２に示す。表中の擦れ音結果の数字として、「０」は発音無し、「１」は微小の発音、「２」は発音が小程度、「３」は発音が中程度、「４」は発音が大きいことを示している。
【００７１】
表７及び表８に示すベルトは、ベルト側面全体がＶ形状となったベルトであり、発音レベルのテストを行った。
【００７２】
【表７】
【００７３】
【表８】
【００７４】
表９及び表１０に示す結果は、ベルト歯部の傾斜開始位置と、プーリフランジの傾斜開始位置との関係を考慮した歯付ベルト駆動装置で発音テストを行った結果である。
【００７５】
【表９】
【００７６】
【表１０】
【００７７】
表１１に示す結果は、ほぼプーリフランジとベルト側面とを点接触としたときの結果である。
【００７８】
【表１１】
【００７９】
表７及び表８の結果より、ベルト歯部の傾斜角度がフランジの傾斜角度よりも大きい実施例８から１１は、フランジの表面状態に拘わらず、発音しないことがわかる。
【００８０】
表９及び表１０の結果により、ベルトの歯先に向かう歯部の傾斜開始位置と、プーリのフランジの傾斜開始位置との関係で、ベルト歯底から歯部の傾斜開始位置までの距離Ｚが、前記記載の次式の範囲内にある実施例１２から１４は、フランジ表面が電着塗装であっても発音しないことがわかる。
【００８１】
表１１の結果により、ベルト側面とプーリフランジが接触した場合に、ほぼ点接触しかしない実施例１５及び１６は、フランジが電着塗装であっても発音しないことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施形態に係る自動二輪車後輪駆動用歯付ベルトの断面斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置でベルトとプーリフランジとが接触したときの断面図である。
【図３】本発明に係る自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置でベルトとプーリフランジとが接触したときの他の実施形態の断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１ 自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置
３ 自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト
４ 背部
５ プーリフランジ
６ 経糸
７ ベルト歯部
８ 緯糸
９ 心線
１１ 歯布
１３ 歯先
α フランジの傾斜角
β ベルト歯部の傾斜角
Ｚ ベルト歯底から歯部の傾斜開始位置までの距離
Ａ ベルトの歯先から歯底歯布表面までの距離
Ｂ ベルト歯底における歯布厚み
Ｃ 心線径
【技術分野】
【０００１】
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、大型の２輪車の後輪駆動用或いは、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及びゴム製歯付ベルトの駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大型の自動二輪車については、近年チェーン及びシャフト駆動から歯付ベルトでの駆動方式が増えてきている。
【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。又、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。
【０００４】
特に、自動二輪車後輪駆動用に使用される歯付ベルトは、高負荷の為、負荷を受ける歯底部の摩耗が大きく、その歯底部の摩耗から歯欠けが発生し易い。又、高負荷により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、歯欠けについても懸念される。
【０００５】
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。
【０００６】
又、特許文献１には、歯布の一方の糸に高接着性を有する６−ナイロン或いは６・６ナイロンの繊維材料とし、他方の糸をフッ素系繊維或いはカーボン繊維とするものであることが開示されているが、歯布の他方の糸にフッ素系繊維又はカーボン繊維を使用するのみで、歯付ベルト歯部の寸法精度を容易に実現できない。さらには、高度な寸法精度を要する歯付ベルトとしては、使用可能な寸法が発現できなかった。
【０００７】
【特許文献１】特公昭５８−３３４３２３号公報
【０００８】
さらに、歯付ベルトを大型の２輪車駆動用に使用した場合に、２輪車を手押しで押したときに、特に、摩擦係数の低い歯布を使用した場合は、スラスト力によってベルトがプーリ上でプーリの幅方向に移動し、フランジにベルト側面が接したときに発音が起こっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決するものであり、歯付ベルトの歯部に使用される歯布の摩擦係数を下げることにより、自動二輪車後輪駆動用のような高負荷下で発生するベルト歯布の摩耗、摩耗による歯部の亀裂からなる歯の損傷が防止でき、それにより動力伝達装置の正常な動きを維持し、さらに、２輪車を手押しで押した場合に、プーリフランジとベルト側面間で発生する摩擦音を抑制するベルト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及び発明の効果】
【００１０】
本発明は、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、及び、心線が埋設された背部を含む、ゴムを基材としたベルト本体と、前記複数の歯部の表面を被覆する歯布とを有する歯付ベルトであって、前記歯布が、経糸と少なくとも２種類の緯糸とが織成された多重織構造を有し、前記経糸がナイロン繊維であり、前記２種類の緯糸のうちの前記歯布の表面側に位置する緯糸がフッ素系繊維であり、該フッ素系繊維の周囲に、前記ベルト本体の加硫温度で軟化又は融解する、低沸点繊維が配されたものであり、前記歯部の幅方向寸法がベルト背面側の幅方向寸法よりも小さくなるように、歯先に向かって心線の前記歯部側端部を始点として漸次小さくなるような歯部の傾斜を有する自動二輪車後輪駆動用歯付ベルトにある。
【００１１】
歯布を織成する緯糸のうち、歯布の表面側に位置する緯糸をフッ素系繊維とすることによって、歯布と歯付プーリとの間の摩擦を低減することができる。又、歯布の歯部との接着側に位置する緯糸にはフッ素系繊維以外の繊維を使用することで、歯布と歯部のゴムとの接着力を高めることが可能となる。
又、ベルト本体のゴムを高温で硬化（加硫）させるときに、低融点繊維が軟化又は融解し、歯布を構成する繊維間に流れ込んだ後、低融点繊維が結晶化する。そのため、歯付プーリへのかみ込み時、或いは、歯付プーリからのかみ抜け時に、歯布表面に生じる衝撃や摩耗によってフッ素系繊維が切断・飛散するのが抑制される。これによりベルト本体をより長期間保護して、ベルトの歯欠けを防止することができ、高負荷走行時の高寿命化が可能となる。
又、ベルト歯表面の歯布がフッ素繊維とすることで、摩擦係数が小さくなり、プーリ上でプーリ幅方向へベルトが移動しやすくなっているが、プーリフランジとベルト歯の接触面積を小さくし、発音を抑制することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記低融点繊維が、少なくともポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、又はオレフィン系繊維から選ばれたものである請求項１に記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルトにある。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、少なくとも一対の歯付プーリ間に懸架されたゴム製歯付ベルトからなる自動二輪車駆動用歯付ベルト駆動装置であって、前記ゴム製歯付ベルトが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、及び、心線が埋設された背部を含む、ゴムを基材としたベルト本体と、前記複数の歯部の表面を被覆する歯布とを有し、前記歯布が、経糸と少なくとも２種類の緯糸とが織成された多重織構造を有し、前記経糸がナイロン繊維であり、前記２種類の緯糸のうちの前記歯布の表面側に位置する緯糸がフッ素系繊維であり、該フッ素系繊維の周囲に、前記ベルト本体の加硫温度で軟化又は融解する、低沸点繊維が配されたものであり、前記歯部の幅方向寸法がベルト背面側の幅方向寸法よりも小さくなるように、歯先に向かって心線の前記歯部側端部を始点として漸次小さくなるような歯部の傾斜を有するゴム製歯付ベルトであり、前記歯付プーリのうち少なくとも一つがフランジを有し、前記ベルトの歯部の傾斜の角度が歯付プーリのフランジ傾斜面の傾斜角度よりも大きく、３０度以内に設定されている自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置にある。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１記載発明の効果に加えて、ベルト歯部の傾斜をプーリのフランジ面の傾斜角との関連で規定することによって、よりベルト側面とプーリのフランジとの接触を小さくすることができ、発音を抑制することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記低融点繊維が、少なくともポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、又はオレフィン系繊維から選ばれたものである請求項３に記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置にある。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記フランジの傾斜の開始位置がプーリの外径方向で、心線のベルト背面側端部までの位置にあるとき、前記ベルトの歯先に向かう歯部の傾斜開始位置が次式で表される請求項３又は４に記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置にある。
（Ａ＋Ｂ）−Ｘ＜Ｚ＜（Ａ＋Ｂ）＋Ｘ
但し、Ｘ＝（Ａ＋Ｂ）×０．３５
ここで、Ｚはベルト歯底から歯部の傾斜開始位置までの距離、Ａは歯先から歯底歯布表面までの距離、Ｂはベルト歯底における歯布厚み、Ｃは心線径を表す。
【００１７】
請求項５に記載の発明のような構成とすることによって、プーリフランジの傾斜開始位置とベルト歯部の傾斜開始位置との関係をベルトの寸法をもとに数値で規定することによって、少なくともプーリフランジとベルト歯部のゴム部分が接触しないようにすることができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、前記ベルト側面が歯付プーリのフランジと点接触のみで接触している請求項３から５のいずれかに記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置にある。
【００１９】
請求項６に記載の発明によると、前記ベルト側面が歯付プーリのフランジと接触したとしても、点接触のみで接触することから、完全に発音を抑制することができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、前記点接触した箇所を境にベルト背部に向かって歯部とは逆方向の傾斜を有する請求項６に記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置にある。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、点接触する地点を境に完全にベルト側面が逆方向に傾斜することによって、点接触を完全なものとすることができ、請求項６の効果に加えて、完全に発音を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る歯付ベルトの断面斜視図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の歯付ベルト３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７、及び、複数の心線９が埋設された背部４とを有するベルト本体と、複数の歯部７の表面を被覆する歯布１１とを有する。
【００２４】
複数の歯部２と背部４とを有するベルト本体１０は、ゴムを基材とする。このベルト本体１０に使用される原料ゴムは、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）を始めとして、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）、クロロプレンゴムなどの耐熱老化性の改善されたものが好適である。
【００２５】
特に、少なくとも歯部７を構成するゴムの硬度が、ＪＩＳ−Ａ硬度で８９度〜９７度であることが好ましい。また、５０％伸張時のモジュラスが少なくとも５ＭＰａ以上であることが好ましい。このような高モジュラスなゴムとして、例えば、ＨＮＢＲと、ＨＮＢＲにポリメタクリル酸亜鉛を高度に微分散させたもの（例えば、日本ゼオン製、商品名「ＺＳＣ」等）をブレンドしたものに、シリカ、カーボン、及び、短繊維を配合して補強したものが好適に用いられる。これにより、ベルト本体１０のモジュラスが高まり、高負荷走行時においても歯部２の歯付ベルト３とのかみ合いが維持される。
【００２６】
ベルト本体３の背部４には、それぞれベルト長手方向に延在する複数の心線９が、ベルト幅方向に並べて背部４に埋設されている。この心線９は、化学繊維からなる下撚りコードを多数本撚り合わせた太径撚糸心線である。又、心線９を構成する化学繊維としては、例えば、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維、ポリアリレート繊維、アラミド繊維、炭素繊維等を好適に使用できる。
【００２７】
歯布１１は、ベルト幅方向に延在する経糸６とベルトの長手方向に延在する緯糸８とを織成してなる繊維織物を基材とする。又、この繊維織物は、平織物や綾織物、朱子織物などからなる。この繊維織物を構成する繊維材料としては、例えば、アラミド繊維、ウレタン弾性糸、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）等を使用できる。
【００２８】
さらに、前記繊維織物として、少なくとも２種類の緯糸８と１種類の経糸６とが織成された多重織（２重織）構造のものを採用することもできる。この場合、経糸６をナイロン繊維とし、緯糸８にはフッ素系繊維、ナイロン繊維、及び、ウレタン弾性糸を使用することが好ましい。又、緯糸８のうちの、少なくとも歯布１１の表面側（歯付プーリとのかみ合い側）に位置する（露出する）緯糸８としては、歯布１１と歯付プーリとの間の摩擦を低減するために、摩擦係数が低いフッ素系繊維（例えば、ＰＴＦＥ繊維）を使用することが好ましい。一方、歯布１１の歯部７との接着側に位置する緯糸８には、フッ素系繊維以外の繊維（ナイロン繊維やウレタン弾性糸）を使用することで、歯布１１と歯部７を構成するゴムとの接着力を高めることが可能となる。
【００２９】
又、フッ素系繊維の周囲に、ゴムを基材とするベルト本体３の加硫温度で融解又は軟化する性質を有する、低融点繊維が配されていることが好ましい。具体的には、例えば、フッ素系繊維と低融点繊維が混撚されている、又は、フッ素系繊維が低融点繊維によってカバーされているなどの形態が含まれる。尚、ベルト本体３の加硫条件（加硫温度や加硫時間）は、特に限定されるものではなく、加硫剤や加硫促進剤の種類や加硫手段等を考慮して、通常、ムーニー粘度計やその他の加硫挙動測定機を用いて測定した加硫曲線を参照して決定される。このようにして決定される一般的な加硫条件は、加硫温度１００〜２００°Ｃで、加硫時間１分〜５時間程度である。必要により二次加硫を行っても良い。
【００３０】
この場合、ベルト本体３の加硫時に低融点繊維が軟化又は融解し、歯布１１を構成する繊維間に流れ込んだ後、低融点繊維が結晶化する。そのため、歯付プーリへのかみ込み時、或いは、歯付プーリからのかみ抜け時に、歯布１１の表面に生じる衝撃や摩耗によってフッ素系繊維が切断・飛散するのが抑制される。これにより、ベルト本体３をより長期間保護して、ベルトの歯欠けを防止することができ、高負荷走行時の高寿命化が可能となる。
【００３１】
ここで、低融点繊維としては、例えば、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、又は、オレフィン系繊維を使用することができる。
【００３２】
低融点繊維として使用可能なポリアミド系繊維としては、Ｗ−アミノカルボン酸成分又はジカルボン成分とジアミンとの組み合わせからなる、共重合ポリアミド類のものがある。
【００３３】
ポリエステル系繊維としては芯鞘型複合繊維が好ましい。融点がベルト本体３の加硫温度よりも高い芯成分のポリエステル系ポリマーは、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、それらの共重合体であり、加硫温度よりも融点の低い鞘成分の共重合ポリエステルは、二塩基酸とジオールの重縮合反応で得られ、その例としては、テレフタル酸とジエチレングリコールをベースに共重合成分として、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ジエチレングリコール、ブタンジオール、へキサンジオール、ポリエチレングリコール、ネオペンチルグリコールなどが挙げられ、その組み合わせ及び共重合比率により融点を調整可能である。
【００３４】
オレフィン系繊維としては、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維（例えば、高密度ポリエチレン繊維、中密度ポリエチレン繊維、低密度ポリエチレン繊維、直鎖状低密度ポリエチレン繊維、超高分子量ポリエチレン繊維）などが挙げられる。
【００３５】
又、これらを共重合させたものでも良く、さらには、ベルト加硫温度で軟化又は融解する繊維であれば、その撚糸方法や構成について特に限定されるものではない。さらに、これら低融点繊維の表面に、接着処理剤との親和性を上げることを目的として、プラズマ処理等がなされても良い。
【００３６】
又、本発明の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルトは、図２に示すように、歯部の幅方向寸法がベルト背面側の幅方向寸法よりも小さくなるように、歯先１３に向かって心線９の前記歯部側端部を始点として漸次小さくなるような歯部７の傾斜を有している。
【００３７】
又、前記自動二輪車後輪駆動用歯付ベルトは、少なくとも一対の歯付プーリ間に懸架されて使用される。このとき、プーリのうちの少なくとも一つには、ベルトがプーリすら脱落するのを防ぐ為にプーリフランジ５が設けられている。当該プーリフランジ５には、ベルト側面が損傷しないように傾斜が設けられており、プーリフランジ５の傾斜と、ベルト歯部の傾斜との関係を規定することにより、プーリフランジ５とベルト側面との接触を極力減らし発音を抑制することができる。
【００３８】
前記のように発音を低減する為に、前記ベルト歯部７の傾斜角βが図示しない歯付プーリのプーリフランジ５の傾斜面のフランジの傾斜角αよりも大きく３０度以内に設定されている。
【００３９】
さらに、前記プーリフランジ５の傾斜の開始位置Ｒがプーリの外径方向で、心線９のベルト背面側端部までの位置にあるとき、前記ベルトの歯先１３に向かう歯部７の傾斜開始位置が式（１）で表されるように設定すると、フランジとベルト側面との摩擦による発音を抑制できる。
（Ａ＋Ｂ）−Ｘ＜Ｚ＜（Ａ＋Ｂ）＋Ｘ
但し、Ｘ＝（Ａ＋Ｂ）×０．３５
ここで、Ｚはベルト歯先から歯部の傾斜開始位置までの距離、Ａは歯先から歯底歯布表面までの距離、Ｂはベルト歯底における歯布厚みを表す。
【００４０】
又、プーリフランジ５とベルト側面とは点接触のみで接している方がより好ましい。又、この点接触した箇所を境にベルト背部に向かって、歯部とは逆方向の傾斜を有することが好ましい。
【００４１】
この歯布１１は、以下のような工程を含む一連の接着処理を経て、歯部７を構成するゴムに接着される。
【００４２】
（１）歯布１１を構成する繊維織物を、レゾルシン−ホルマリン−ゴムラテックス処理液（以下、ＲＦＬ処理液という）に含浸し、乾燥させる。
【００４３】
ここで、前記ＲＦＬ処理液には、硫黄化合物の水分散物、キノンオキシム系化合物、メタアクリレート系化合物、マレイミド系化合物、のうち少なくとも一つの加硫助剤、又は、これらの加硫助剤を水に分散させたものを添加することが好ましい。
【００４４】
硫黄化合物の水分散物としては、例えば、硫黄の水分散物やテトラメチルチウラムジスルフィドなどが採用され得る。キノンオキシム系化合物としては、例えば、ｐ−キノンジオキシムなどが採用され得る。メタアクリレート系化合物としては、例えば、エチレングリコールジメタクリレートやトリメチロールプロパントリメタクリレートなどが採用され得る。マレイミド系化合物としては、例えば、Ｎ，Ｎ´−ｍ−フェニレンビスマレイミドやＮ，Ｎ´−（４，４´−ジフェニルメタンビスマレイミド）などが採用され得る。
【００４５】
尚、上述した「当該加硫助剤を水に分散させたもの」における「水」は、例えばアルコールなどのメタノールを若干程度含むものであっても良い。こけによれば、「当該加硫助剤」が水に対して不溶性の場合であっても、「当該加硫助剤」の水に対する親和性が向上して「当該加硫助剤」が分散し易くなる。
【００４６】
このように、ＲＦＬ処理液に加硫助剤を添加することで以下の効果が期待される。即ち、ＲＦＬ処理液中に含まれるゴムラテックス成分と外層ゴム（後記（２）のゴム糊処理や（３）のコート処理で使用されるゴム糊又は圧延ゴムを意味する。コート処理が省略される場合は歯部２を構成するゴムを意味する。）との層間の化学的結合力が強化されることで、接着性が向上し、歯布５の剥離が抑制される。更に期待される効果として、ＲＦＬ処理液中に含まれるゴムラテックス成分自身の化学的結合力（架橋の力）が強化され、その結果、接着層の凝集破壊による剥離（即ち、層間剥離）よりも、接着対象である上記外層ゴムの破壊による剥離が先行すると考えられる。
【００４７】
又、ＲＦＬ処理液に加硫助剤を添加する場合、繊維織物の含浸処理を２回に分けて実行しても良い。この場合、まず、１回目のＲＦＬ含浸処理においては、ＲＦＬ処理液には、前述した何れの加硫助剤も添加しないこととする。これは、１回目の処理工程においては、ゴムラテックス成分の架橋よりもＲＦの熱硬化を優先するためである。
【００４８】
一方、２回目のＲＦＬ含浸処理においては、１回目のＲＦＬ処理液と比較してゴムラテックス成分を多く含み、硫黄化合物の水分散物、キノンオキシム系化合物、メタアクリレート系化合物、マレイミド系化合物、のうち少なくとも一つの加硫助剤、又は、加硫助剤を水に分散させたものを添加したＲＦＬ処理液を使用する。尚、１回目の含浸処理と２回目の含浸処理とで、ＲＦＬ処理液のゴムラテックス成分の割合に差を設けるのは、親和性の異なる繊維とゴムの両方に対する、ＲＦＬ層の接着性を高める為である。
【００４９】
（２）繊維織物に、ゴム組成物を溶剤に溶かしたゴム糊からなる接着処理剤を付着させた後にベーキング処理する、２種類のゴム糊処理（Ｐ１処理、Ｓ１処理）を行う。
【００５０】
（３）繊維織物の表面に、ゴム糊と圧延ゴムとをこの順にコーティングする。本工程は、コート処理とも称される。「この順に」とあるのは、詳細には「繊維織物から歯部２へ向かって、この順に」を意味する。ここで、ＲＦＬ処理液に加硫助剤を添加した場合には、このコート処理で使用するゴム糊と圧延ゴムにも、ＲＦＬ処理液に添加した処理助剤と同一の加硫助剤を添加することが好ましい。これにより、（ａ）ＲＦＬ処理液で処理された繊維織物とゴム糊の間の接着力、の著しい改善が期待される。
【００５１】
尚、上記（１）〜（３）の処理は、全てを行う必要はなく、必要に応じて、いずれか一つ、或いは、２以上の複数を組み合わせて行う。例えば、（１）の処理においてＲＦＬ処理液に加硫助剤を添加する場合には、この処理のみで繊維織物とゴム間の接着力がかなり高められることから、（２）のゴム糊処理を省略しても良い。
【００５２】
（耐久試験）
次に、２軸高負荷走行試験を用いた耐久試験を行って、本発明の歯付ベルトの技術的効果を検証した。
【００５３】
[試験条件]
試験機：２軸高負荷走行試験機
評価ベルトサイズ：１３０Ｈ１４Ｍ２０（ベルト歯数：１３０歯、歯型：Ｈ１４Ｍ、ベルト幅：２０ｍｍ）
駆動プーリ歯数：３３歯
従動プーリ歯数：６１歯
設定張力：５５０Ｎ
回転数：１２００ｒｐｍ
負荷：従動プーリに対して６２６Ｎｍ（走行条件１）、５５４Ｎｍ（走行条件２）、４８０Ｎｍ（走行条件３）のいずれか
【００５４】
ベルト心線については、下糸太さが１６７ｔｅｘ、構成が３／６、撚係数Ｋが２．０である、アラミド心線を使用した。
【００５５】
その他、本耐久試験で使用されるベルトの、ゴム配合、歯布構成を、表１、及び表２にそれぞれ示す。又、表１には、使用されている３種類のゴム配合（Ｒ−０，Ｒ−１，Ｒ−２）のそれぞれについて、硬度（ＪＩＳ−Ａ硬度）とＭ５０（５０％伸張モジュラス：ＭＰａ）も併記している。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
表３に示すように、５種類の歯布のうち、Ｆ−２の緯糸には、フッ素系繊維であるＰＴＦＥ繊維が配合されている。さらにＦ−３、Ｆ−４、Ｆ−５の３種類の歯布には、緯糸にＰＴＦＥ繊維だけでなく、ゴム加硫温度で軟化又は融解する性質を有する低融点繊維である、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、オレフィン系繊維がそれぞれ配合されている。具体的には、本試験で使用したベルトのゴム加硫条件は、加硫温度１６５°Ｃ、加硫時間３０分である。一方で今回使用したポリエステル系繊維（ユニチカ株式会社製「コルネッタ」）は、芯部融点が２５６°Ｃ、鞘部融点が１６０°Ｃである。又、ポリアミド系繊維（ユニチカ株式会社製「フロールＭ」）は融点が１３５°Ｃである。さらに、オレフィン系繊維（東洋紡績株式会社製「ダイニーマ」）は融点が１４０°Ｃである。
【００５９】
又、歯布接着処理に用いられる、ＲＦＬ処理液の配合、ゴム糊処理（Ｐ１処理及びＳ１処理）の配合、及び、コート処理用ゴム配合を、表３、表４、及び表５にそれぞれ示す。
【００６０】
【表３】
【００６１】
【表４】
【００６２】
【表５】
【００６３】
尚、上記表１〜５中、特記ない限り、数字の単位は、[質量部]であり、斜線は「添加なし」又は「処理なし」を意味する。
【００６４】
そして、表１〜表５に示す、ゴム配合、歯布構成、及び、歯布接着処理によって製造した８種類のベルトについて、上述した試験条件で耐久試験を行った。その結果を表６に示す。又、８種類のベルトのうち実施例１は、低負荷試験（走行条件３）の結果、耐久性が比較的低いと判断できるので、より高負荷の試験（走行条件１，２）は省略している。一方、高負荷試験（走行条件１又は２）の結果、耐久性が比較的高いと判断できる、実施例２〜７のベルト及び比較例１のベルトについては、より低負荷の試験（走行条件２又は走行条件３）は省略している。
【００６５】
【表６】
【００６６】
又、表６において、「予成型の有無」とは、ベルト製造工程において、「予成型工法」を採用したか否かを示している。「予成型工法」とは、歯型を有する金型によって歯布と歯部とを予め成型してから、得られた予備成形体の上に心線と背部を構成する未加硫ゴムを巻いた後、全体を加硫缶で加硫する工法のことである。この予成型工法においては加硫前に歯布と歯部が成型される為、加硫時に、背部を構成する未加硫ゴムを心線の間から内側（腹側）へ流動させ、歯布を緊張させて歯部を形成する必要がない。そのため、心線間距離（ピッチ）を狭くすることが可能となる。従って、実施形態の説明において述べたように、ベルト幅方向の心線ピッチを、無張力状態における心線径以下迄小さくした、高モジュラスのベルトを作製する場合には、この予成型工法が適している（表６のベルト実施例２〜７、比較例１）。
【００６７】
[考察]
実施例１とは異なる歯布（経糸と２種類の緯糸とが織成された多重織構造の歯布（Ｆ−２〜Ｆ−５））が用いられた、実施例２〜７では、より高負荷の走行条件１又は走行条件２で、２００時間以上の寿命が得られており、実施例１よりも耐久性に優れていることがわかる。
【００６８】
又、実施例２〜４は、比較例１と歯布の条件以外はほとんど同じであるが、高負荷の走行条件１において１．６倍以上の寿命が得られている。これは、比較例１では緯糸に低融点繊維が使用されていない歯布Ｆ−２を用いているのに対し、実施例２〜４では、緯糸に、低融点繊維であるポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、オレフィン系繊維とを使用している（表２参照）ことが要因である。即ち、緯糸のフッ素系繊維（ＰＴＦＥ繊維）の周りに低融点繊維が配されることによって、フッ素系繊維の切断・飛散が抑制され、ベルト本体のゴムが長期間に渡って保護されるからであると考えられる。
【００６９】
さらに、実施例２〜７は、ベルト製造工程において、「予成型工法」が採用されることにより、心線ピッチが、無張力状態における心線径よりも小さくなっている。このように、実施例１と比べてベルト幅方向に関して心線が密に配置されて、心線占有率が大きくなり（７５％以上）、モジュラスが高くなっていることによって、耐久性が高くなっていると考えられる。
【００７０】
次に、ベルトの発音テストを行った。表７から表１１に示す歯付ベルトを二つのフランジを有する歯付プーリ間に懸架し、従動側プーリを強制的にずらし、駆動側プーリに４ｍｍ乗り上げるミスアライメント状態で試験を実施した。軸荷重を３３５ｋｇｆ掛け、回転数１２００ｒｐｍで１分間、５分間、１５分間、３０分間、６０分間運転し、ベルトを止めた後に、手回しで発音の有無を確認した。そのときの結果を表８から表１２に示す。表中の擦れ音結果の数字として、「０」は発音無し、「１」は微小の発音、「２」は発音が小程度、「３」は発音が中程度、「４」は発音が大きいことを示している。
【００７１】
表７及び表８に示すベルトは、ベルト側面全体がＶ形状となったベルトであり、発音レベルのテストを行った。
【００７２】
【表７】
【００７３】
【表８】
【００７４】
表９及び表１０に示す結果は、ベルト歯部の傾斜開始位置と、プーリフランジの傾斜開始位置との関係を考慮した歯付ベルト駆動装置で発音テストを行った結果である。
【００７５】
【表９】
【００７６】
【表１０】
【００７７】
表１１に示す結果は、ほぼプーリフランジとベルト側面とを点接触としたときの結果である。
【００７８】
【表１１】
【００７９】
表７及び表８の結果より、ベルト歯部の傾斜角度がフランジの傾斜角度よりも大きい実施例８から１１は、フランジの表面状態に拘わらず、発音しないことがわかる。
【００８０】
表９及び表１０の結果により、ベルトの歯先に向かう歯部の傾斜開始位置と、プーリのフランジの傾斜開始位置との関係で、ベルト歯底から歯部の傾斜開始位置までの距離Ｚが、前記記載の次式の範囲内にある実施例１２から１４は、フランジ表面が電着塗装であっても発音しないことがわかる。
【００８１】
表１１の結果により、ベルト側面とプーリフランジが接触した場合に、ほぼ点接触しかしない実施例１５及び１６は、フランジが電着塗装であっても発音しないことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施形態に係る自動二輪車後輪駆動用歯付ベルトの断面斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置でベルトとプーリフランジとが接触したときの断面図である。
【図３】本発明に係る自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置でベルトとプーリフランジとが接触したときの他の実施形態の断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１ 自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置
３ 自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト
４ 背部
５ プーリフランジ
６ 経糸
７ ベルト歯部
８ 緯糸
９ 心線
１１ 歯布
１３ 歯先
α フランジの傾斜角
β ベルト歯部の傾斜角
Ｚ ベルト歯底から歯部の傾斜開始位置までの距離
Ａ ベルトの歯先から歯底歯布表面までの距離
Ｂ ベルト歯底における歯布厚み
Ｃ 心線径
【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、及び、心線が埋設された背部を含む、ゴムを基材としたベルト本体と、前記複数の歯部の表面を被覆する歯布とを有する自動二輪車後輪駆動用歯付ベルトであって、前記歯布が、経糸と少なくとも２種類の緯糸とが織成された多重織構造を有し、前記経糸がナイロン繊維であり、前記２種類の緯糸のうちの前記歯布の表面側に位置する緯糸がフッ素系繊維であり、該フッ素系繊維の周囲に、前記ベルト本体の加硫温度で軟化又は融解する、低沸点繊維が配されたものであり、前記歯部の幅方向寸法がベルト背面側の幅方向寸法よりも小さくなるように、歯先に向かって心線の前記歯部側端部を始点として漸次小さくなるような歯部の傾斜を有することを特徴とする自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト。
【請求項２】
前記低融点繊維が、少なくともポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、又はオレフィン系繊維から選ばれたものである請求項１に記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト。
【請求項３】
少なくとも一対の歯付プーリ間に懸架されたゴム製歯付ベルトからなる自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置であって、前記ゴム製歯付ベルトが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、及び、心線が埋設された背部を含む、ゴムを基材としたベルト本体と、前記複数の歯部の表面を被覆する歯布とを有し、前記歯布が、経糸と少なくとも２種類の緯糸とが織成された多重織構造を有し、前記経糸がナイロン繊維であり、前記２種類の緯糸のうちの前記歯布の表面側に位置する緯糸がフッ素系繊維であり、該フッ素系繊維の周囲に、前記ベルト本体の加硫温度で軟化又は融解する、低沸点繊維が配されたものであり、前記歯部の幅方向寸法がベルト背面側の幅方向寸法よりも小さくなるように、歯先に向かって心線の前記歯部側端部を始点として漸次小さくなるような歯部の傾斜を有するゴム製歯付ベルトであり、前記歯付プーリのうち少なくとも一つがフランジを有し、前記ベルトの歯部の傾斜の角度が歯付プーリのフランジ傾斜面の傾斜角度よりも大きく、３０度以内に設定されていることを特徴とする自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置。
【請求項４】
前記低融点繊維が、少なくともポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、又はオレフィン系繊維から選ばれたものである請求項３に記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置。
【請求項５】
前記フランジの傾斜の開始位置がプーリの外径方向で、心線のベルト背面側端部までの位置にあるとき、前記ベルトの歯先に向かう歯部の傾斜開始位置が次式で表される請求項３又は４に記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置。
（Ａ＋Ｂ）−Ｘ＜Ｚ＜（Ａ＋Ｂ）＋Ｘ
但し、Ｘ＝（Ａ＋Ｂ）×０．３５
ここで、Ｚはベルト歯底から歯部の傾斜開始位置までの距離、Ａはベルト歯先から歯底歯布表面までの距離、Ｂはベルト歯底における歯布厚みを表す。
【請求項６】
前記ベルト側面が歯付プーリのフランジと点接触のみで接触している請求項３から５のいずれかに記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置。
【請求項７】
前記点接触した箇所を境にベルト背部に向かって歯部とは逆方向の傾斜を有する請求項６に記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置。
【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、及び、心線が埋設された背部を含む、ゴムを基材としたベルト本体と、前記複数の歯部の表面を被覆する歯布とを有する自動二輪車後輪駆動用歯付ベルトであって、前記歯布が、経糸と少なくとも２種類の緯糸とが織成された多重織構造を有し、前記経糸がナイロン繊維であり、前記２種類の緯糸のうちの前記歯布の表面側に位置する緯糸がフッ素系繊維であり、該フッ素系繊維の周囲に、前記ベルト本体の加硫温度で軟化又は融解する、低沸点繊維が配されたものであり、前記歯部の幅方向寸法がベルト背面側の幅方向寸法よりも小さくなるように、歯先に向かって心線の前記歯部側端部を始点として漸次小さくなるような歯部の傾斜を有することを特徴とする自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト。
【請求項２】
前記低融点繊維が、少なくともポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、又はオレフィン系繊維から選ばれたものである請求項１に記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト。
【請求項３】
少なくとも一対の歯付プーリ間に懸架されたゴム製歯付ベルトからなる自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置であって、前記ゴム製歯付ベルトが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、及び、心線が埋設された背部を含む、ゴムを基材としたベルト本体と、前記複数の歯部の表面を被覆する歯布とを有し、前記歯布が、経糸と少なくとも２種類の緯糸とが織成された多重織構造を有し、前記経糸がナイロン繊維であり、前記２種類の緯糸のうちの前記歯布の表面側に位置する緯糸がフッ素系繊維であり、該フッ素系繊維の周囲に、前記ベルト本体の加硫温度で軟化又は融解する、低沸点繊維が配されたものであり、前記歯部の幅方向寸法がベルト背面側の幅方向寸法よりも小さくなるように、歯先に向かって心線の前記歯部側端部を始点として漸次小さくなるような歯部の傾斜を有するゴム製歯付ベルトであり、前記歯付プーリのうち少なくとも一つがフランジを有し、前記ベルトの歯部の傾斜の角度が歯付プーリのフランジ傾斜面の傾斜角度よりも大きく、３０度以内に設定されていることを特徴とする自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置。
【請求項４】
前記低融点繊維が、少なくともポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、又はオレフィン系繊維から選ばれたものである請求項３に記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置。
【請求項５】
前記フランジの傾斜の開始位置がプーリの外径方向で、心線のベルト背面側端部までの位置にあるとき、前記ベルトの歯先に向かう歯部の傾斜開始位置が次式で表される請求項３又は４に記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置。
（Ａ＋Ｂ）−Ｘ＜Ｚ＜（Ａ＋Ｂ）＋Ｘ
但し、Ｘ＝（Ａ＋Ｂ）×０．３５
ここで、Ｚはベルト歯底から歯部の傾斜開始位置までの距離、Ａはベルト歯先から歯底歯布表面までの距離、Ｂはベルト歯底における歯布厚みを表す。
【請求項６】
前記ベルト側面が歯付プーリのフランジと点接触のみで接触している請求項３から５のいずれかに記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置。
【請求項７】
前記点接触した箇所を境にベルト背部に向かって歯部とは逆方向の傾斜を有する請求項６に記載の自動二輪車後輪駆動用歯付ベルト駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１０６９５５（Ｐ２０１０−１０６９５５Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７９２９９（Ｐ２００８−２７９２９９）
【出願日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【出願人】（０００００６０６８）三ツ星ベルト株式会社 (730)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【出願人】（０００００６０６８）三ツ星ベルト株式会社 (730)
【Ｆターム（参考）】
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