JP2965403B2 - High load transmission toothed belt - Google Patents
High load transmission toothed beltInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ポリウレタン樹脂製
のベルト本体に抗張体としてアラミド繊維心体を埋設し
てなる高負荷伝動用歯付ベルトの改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improved toothed belt for high load transmission in which an aramid fiber core is embedded as a tensile member in a polyurethane resin belt body.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、工作機械や成形機等の大型加
工機の駆動用として高負荷伝動用歯付ベルトが用いられ
ている。従来は、ゴム中に抗張体としてのガラス繊維心
体を埋設し、歯部表面をナイロン織布で補強した構造の
歯付ベルトが使用されていた。ところが、近年、さらに
高負荷条件で使用できる歯付ベルトの要求が高まってき
ており、これを受けてゴムよりも強度のあるポリウレタ
ン樹脂を用い、そのポリウレタン樹脂のベルト本体中に
アラミド繊維の心体を埋設し、さらに歯部を織布や不織
布で補強することにより、高負荷条件に対応させる試み
がなされている。2. Description of the Related Art Conventionally, toothed belts for high-load transmission have been used for driving large-sized processing machines such as machine tools and molding machines. Conventionally, a toothed belt having a structure in which a glass fiber core body as a tensile member is buried in rubber and the tooth surface is reinforced with a nylon woven fabric has been used. However, in recent years, there has been an increasing demand for toothed belts that can be used under even higher load conditions. In response to this, a polyurethane resin having a strength higher than that of rubber is used, and a core of aramid fiber is contained in the polyurethane resin belt body. Attempts have been made to cope with high-load conditions by embedding the steel and further reinforcing the teeth with a woven or nonwoven fabric.
【0003】ところで、歯付ベルトが寿命に至る破損モ
ードは大きく分けて2つあり、歯部剪断及びベルト切断
である。前者の歯部剪断寿命を向上させるには、負荷が
加わってもベルト歯のピッチを正確に保てるようベルト
引張弾性率を高くすることが重要であり、かつ荷重を受
ける歯部の疲労強度を高くすることが必要である。ま
た、後者のベルト切断寿命を向上させるには、小径のプ
ーリに巻き掛けられてベルトが繰返しの屈曲を受けたと
きの心体疲労を小さくすることが必要とされる。[0003] There are roughly two types of failure modes of a toothed belt that reach the end of its service life: tooth shearing and belt cutting. To improve the former tooth shear life, it is important to increase the belt tensile elasticity so that the pitch of the belt teeth can be maintained accurately even when a load is applied, and to increase the fatigue strength of the tooth receiving the load. It is necessary to. Further, in order to improve the latter belt cutting life, it is necessary to reduce the body fatigue when the belt is repeatedly wound around a small-diameter pulley.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記のポリウレタン樹
脂製歯付ベルトに関しては、抗張体を構成する心体がガ
ラス繊維から高弾性率のアラミド繊維に変えられ、ベル
ト本体のゴムがポリウレタン樹脂とされることによっ
て、ベルト引張弾性率及び歯部疲労強度は従来に比べ大
幅に改善され、この結果、歯部剪断寿命を飛躍的に向上
させることができる。With respect to the above-mentioned polyurethane resin toothed belt, the core constituting the tensile member is changed from glass fiber to aramid fiber having a high elastic modulus, and the rubber of the belt body is made of polyurethane resin. As a result, the belt tensile modulus and the tooth fatigue strength are greatly improved as compared with the conventional art, and as a result, the tooth shear life can be significantly improved.
【0005】しかし、反面では、心体を高弾性率にした
ことで、心体の屈曲疲労は従来よりも若干悪くなる問題
が生じる。従って、高負荷ポリウレタン樹脂製歯付ベル
トの使用範囲として、小プーリではあまり使用でき
ず、また高速では屈曲の繰返し数が多くなるので使用
できない等、使用範囲が限定されているのが現状であ
る。特に小プーリで使用できないという制約は大型の加
工機では大きな欠点であり、プーリが大きくならざるを
得ないことで、ベルト伝動系で大きなスペースをとって
しまい、装置自体が大きくなるという問題がある。[0005] On the other hand, however, there is a problem that the bending fatigue of the heart is slightly worse than that of the related art because the heart has a high elastic modulus. Therefore, the range of use of the toothed belt made of a high-load polyurethane resin is limited at present, as it cannot be used with small pulleys and cannot be used at high speed because the number of repeated bending is large. . In particular, the restriction that small pulleys cannot be used is a major drawback in large processing machines.Because the pulleys have to be large, there is a problem that the belt transmission system takes up a large space and the device itself becomes large. .
【0006】この発明はこれらの問題を解決するために
なされたもので、その目的は、上記アラミド繊維心体の
構成を改良することで、ポリウレタン樹脂製歯付ベルト
の歯部剪断寿命を向上させつつ、ベルト切断寿命をも向
上させて、小プーリや高回転でも使用できるようにする
ことにある。The present invention has been made to solve these problems, and an object of the present invention is to improve the configuration of the above-mentioned aramid fiber core, thereby improving the tooth shear life of a toothed belt made of polyurethane resin. Another object of the present invention is to improve the belt cutting life so that the belt can be used even with a small pulley or high rotation.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明では、ベルトヤング率を増大させる
ことで、歯部の剪断寿命が延びることを見出だし、この
ベルトヤング率の増大と屈曲疲労性とを両立させるため
に、ポリウレタン樹脂製歯付ベルトに抗張体として埋設
されるアラミド繊維心体のフィラメントデニール、総デ
ニール数、心体上撚り本数、下撚り係数、上撚り係数、
ベルト幅に対する心体占有率を特定するようにした。In order to achieve the above-mentioned object, it has been found in the invention of claim 1 that by increasing the belt Young's modulus, the shear life of the teeth is extended, In order to achieve both increase and flex fatigue, filament denier, total denier, number of core twists, core twist factor, and twist of the aramid fiber core buried as a tensile member in a polyurethane resin toothed belt coefficient,
The body occupancy ratio with respect to the belt width is specified.
【0008】すなわち、この発明では、内面に等ピッチ
間隔の歯部を有するポリウレタン樹脂からなるベルト本
体に、上記歯底部に沿って抗張体としてのアラミド繊維
心体が埋設され、歯部に織布、編布、不織布等の補強材
層が形成された高負荷伝動用歯付ベルトにおいて、上記
アラミド繊維心体を、フィラメントデニールが0.9d
e〜1.6deであるフィラメントを、ベルト歯ピッチ
P(単位mm)に対して16.3P2 <d<24.5P2
のデニール数dとなるように数百から数千本束ねたフィ
ラメント束が下撚り係数1.2〜4.2で下撚りされて
なる下撚り糸を、5本引き揃えて下撚り方向とは逆方向
に上撚り係数で3.2〜4.2で上撚りすることで、心
体総デニール数Dが82P2 <D<122P2 とし、か
つベルト幅に対する心体占有率75〜95%で歯底部に
沿って埋設する。That is, according to the present invention, an aramid fiber core as a tensile member is buried in a belt body made of a polyurethane resin having teeth at regular pitches on the inner surface thereof along the bottom of the teeth, and woven in the teeth. In the high load transmission toothed belt on which a reinforcing material layer such as a cloth, a knitted cloth, or a nonwoven fabric is formed, the above-mentioned aramid fiber core has a filament denier 0.9 d
The filament is e~1.6de, 16.3P the belt tooth pitch P (unit mm) 2 <d <24.5P 2
The filament bundle obtained by bundling hundreds to thousands of bundles so as to have a denier number d is twisted with a twisting coefficient of 1.2 to 4.2, and five twisted yarns are arranged in the opposite direction to the twisting direction. by twisting up in 3.2 to 4.2 above twist factor in the direction, tension member the total denier number D is 82P 2 <D <and 122P 2, and teeth with 75% to 95% Traction occupancy the belt width It is buried along the bottom.
【0009】請求項2の発明では、上記ベルト歯高さh
(単位mm)をプーリ溝深さH(単位mm)に対し1.00
H<h<1.02Hとする。According to the second aspect of the present invention, the belt tooth height h
(Unit mm) to 1.00 for pulley groove depth H (unit mm)
H <h <1.02H.
【0010】請求項3の発明では、上記アラミド繊維心
体を、加熱延伸により結晶の配向角度が約9°とされた
アラミド繊維で構成する。According to the third aspect of the present invention, the aramid fiber core is made of aramid fiber whose crystal orientation angle is set to about 9 ° by heat drawing.
【0011】[0011]
【作用】請求項1の発明では、ベルト抗張体としてのア
ラミド繊維心体は、フィラメントデニールが0.9de
〜1.6deであるフィラメントが数百から数千本束ね
られて下撚りされてなる下撚り糸を下撚り方向と逆方向
に上撚りしてなり、下撚り糸の上撚り係数が3.2〜
4.2であるので、ベルトのヤング率と屈曲疲労性とを
両立させることができる。According to the first aspect of the present invention, the aramid fiber core as the belt tensile member has a filament denier of 0.9 denier.
Hundred to 1.6 thousand filaments are bundled, and several hundred to several thousand filaments are bundled and ply-twisted, and the ply-twisted yarn is ply-twisted in the direction opposite to the ply-twisting direction, and the ply-twisting coefficient of the plied yarn is 3.2 to 3.2.
Since it is 4.2, both the Young's modulus of the belt and the flex fatigue can be compatible.
【0012】そのとき、下撚り糸の下撚り係数は1.2
〜4.2であるので、心体自身の捩れのバランスの悪化
によるベルトの蛇行を招くことがないとともに、下撚り
係数が大きくなることによるベルトヤング率の低下を防
止できる。At this time, the ply twist coefficient of the ply twist yarn is 1.2.
Since it is 4.2, the meandering of the belt due to the deterioration of the balance of the twist of the core body itself does not occur, and the reduction of the belt Young's modulus due to an increase in the twist coefficient can be prevented.
【0013】また、下撚り糸が5本引き揃えられて上撚
りされているので、ベルトヤング率を確保しつつ、屈曲
疲労性を向上させることができる。また、ベルト歯部の
ピッチPに関し、アラミド繊維心体における下撚り糸デ
ニール数dが16.3P2 <d<24.5P2 であり、
心体総デニール数Dが82P2 <D<122P2 である
ので、これら限定によってもベルトヤング率と屈曲疲労
性とを両立させることができる。[0013] Further, since five lower twisted yarns are aligned and upper twisted, the bending fatigue resistance can be improved while ensuring the belt Young's modulus. Further, regarding the pitch P of the belt tooth portion, the number d of the lower twist yarn in the aramid fiber core body is 16.3P 2 <d <24.5P 2 ,
Since the total denier number D of the body is 82P 2 <D <122P 2 , the belt Young's modulus and the flex fatigue can be compatible with these limits.
【0014】また、ベルト幅に対する心体占有率が75
〜95%であるので、十分な弾性率が得られ、かつ歯部
と抗張体層との間で層間剥離を起こし難くなり、歯部剪
断寿命を長くすることができる。The occupation ratio of the core to the belt width is 75%.
Since it is 9595%, a sufficient elastic modulus can be obtained, delamination between the tooth portion and the tensile member layer is hardly caused, and the tooth portion shear life can be prolonged.
【0015】以上により、ベルトヤング率の増大により
歯部の剪断寿命の向上と屈曲疲労性の向上とが両立で
き、ポリウレタン樹脂製の高負荷伝動用歯付ベルトにお
ける歯部剪断寿命を向上させつつ、ベルト切断寿命を向
上させて小プーリや高回転での使用を可能とすることが
できる。As described above, the increase in the belt Young's modulus allows both the improvement of the shear life of the teeth and the improvement of the bending fatigue, and the improvement of the shear life of the teeth in the polyurethane resin high load transmission toothed belt. In addition, it is possible to improve the belt cutting life and to use the pulley at a high speed or a small pulley.
【0016】請求項2の発明では、上記ベルト歯高さh
がプーリ溝深さHに対し1.00H<h<1.02Hで
あるので、ベルトに初張力を与えた状態で、ベルト歯底
部がプーリ歯頂部に接触し、正規な噛合状態を得ること
ができ、屈曲疲労性を向上させることができる。According to the second aspect of the present invention, the belt tooth height h
Is 1.00H <h <1.02H with respect to the pulley groove depth H, the belt tooth bottom contacts the pulley tooth top in a state where the initial tension is applied to the belt, and a proper meshing state can be obtained. It is possible to improve flex fatigue.
【0017】請求項3の発明では、上記心体におけるア
ラミド繊維の結晶の配向角度が約9°とされているの
で、上記各効果が有効に得られる。According to the third aspect of the present invention, since the orientation angle of the crystal of the aramid fiber in the core body is set to about 9 °, each of the above effects can be obtained effectively.
【0018】[0018]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の一実施例に係る高負荷伝動用の歯
付ベルトBを示し、このベルトBは、基本的には従来の
歯付ベルトと同様の構成で、内面にピッチPの間隔の歯
部2,2,…を有するベルト本体1を備え、そのベルト
本体1の各歯部2の底部に沿って抗張体としてのアラミ
ド繊維からなる心体3が埋設されている。ベルト本体1
はJIS/A硬度85°〜93°のポリウレタン樹脂か
らなる。また、各歯部2には織布、編布、不織布等から
なる補強材層4が形成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a toothed belt B for high-load transmission according to one embodiment of the present invention. This belt B has basically the same configuration as a conventional toothed belt, and has an inner surface with a pitch P of pitch. A belt body 1 having tooth portions 2, 2,... Is provided, and a core body 3 made of aramid fiber as a tensile member is embedded along the bottom of each tooth portion 2 of the belt body 1. Belt body 1
Is made of a polyurethane resin having a JIS / A hardness of 85 ° to 93 °. Further, a reinforcing material layer 4 made of a woven fabric, a knitted fabric, a nonwoven fabric, or the like is formed on each tooth portion 2.
【0019】そして、本発明の特徴とするところは、上
記抗張体を構成するアラミド繊維心体3の構成にある。
すなわち、上記アラミド繊維心体3の総デニール数D
(デニール)は、ベルトBの歯ピッチP(単位mm)に関
し、82P2 <D<122P2 の範囲である。また、フ
ィラメント束デニール数d(単位デニール)は、同様に
16.4P2 <d<24.4P2 の範囲である。このフ
ィラメント束を下撚り係数1.2〜4.2で下撚りして
下撚り糸3aを形成し、さらに、この下撚り糸3aを図
3(b)に示すように5本引き揃えて下撚りとは逆方向
に上撚り係数3.2〜4.2で上撚りし、総デニール数
Dが上記範囲の心体3とする。この心体3を占有率75
〜95%で歯部2の底部に沿って埋設した構成である。The feature of the present invention lies in the structure of the aramid fiber core 3 constituting the above-mentioned tensile member.
That is, the total denier number D of the aramid fiber core 3
(Denier) is in the range of 82P 2 <D <122P 2 with respect to the tooth pitch P (unit: mm) of the belt B. The filament bundle denier number d (unit denier) is also in the range of 16.4P 2 <d <24.4P 2 . The filament bundle is pre-twisted at a pre-twisting coefficient of 1.2 to 4.2 to form a pre-twisted yarn 3a. Further, as shown in FIG. Is twisted in the reverse direction with a twisting coefficient of 3.2 to 4.2 to obtain a core body 3 having a total denier number D in the above range. Occupancy rate of 75
It is a configuration that is buried along the bottom of the tooth portion 2 at ~ 95%.
【0020】さらに、図2は上記歯付ベルトBが巻き掛
けられる歯付プーリ11を示し、このプーリ11は外周
に等ピッチ間隔の歯部12,12,…を有し、この歯部
12,12間にベルト歯部2が噛み合わされる溝部13
が形成されている。そして、このプーリ11の溝深さH
(単位mm)に対し、上記ベルトBの歯部2の高さh(単
位mm)は1.00H<h<1.02Hに設定されてい
る。FIG. 2 shows a toothed pulley 11 around which the toothed belt B is wound. The pulley 11 has teeth 12, 12,... A groove 13 in which the belt teeth 2 are meshed between 12
Are formed. And the groove depth H of this pulley 11
With respect to (unit mm), the height h (unit mm) of the tooth portion 2 of the belt B is set to 1.00H <h <1.02H.
【0021】また、より好ましくは、上記アラミド繊維
は加熱延伸により、結晶の配向角度を約9°としたもの
を用いる。More preferably, the above-mentioned aramid fiber is obtained by heating and drawing so that the crystal orientation angle is about 9 °.
【0022】以下に、上記数値限定した理由についてそ
れぞれ順に詳細に説明する。まず、ベルト本体1を構成
するポリウレタン樹脂の硬度は85°〜93°で構成す
る。高負荷条件において、ベルトBの耐久寿命を高める
には、ポリウレタン樹脂には十分な強度が要求される。
しかし、硬度93°を越える硬さでは、小プーリへの巻
付きを繰り返すことにより、ベルト背面部に割れが生じ
易く、割れの進展によりベルト切断の危険性がある。ま
た、硬度85°を下回る硬さでは歯部の強度不足であ
り、耐久寿命が短くなる。よってポリウレタン樹脂の硬
度は85°〜93°とする必要がある。Hereinafter, the reasons for limiting the numerical values will be described in detail in order. First, the hardness of the polyurethane resin constituting the belt main body 1 is 85 ° to 93 °. In order to increase the durability life of the belt B under high load conditions, the polyurethane resin needs to have sufficient strength.
However, if the hardness exceeds 93 °, the belt is likely to be cracked on the back surface of the belt due to repeated winding around the small pulley, and there is a risk of belt cutting due to the progress of the crack. On the other hand, if the hardness is less than 85 °, the strength of the tooth portion is insufficient, and the durability life is shortened. Therefore, the hardness of the polyurethane resin needs to be 85 ° to 93 °.
【0023】また、抗張体はアラミド繊維心体3を用い
る。アラミド繊維はガラス繊維よりも弾性率が高いの
で、負荷が加わったとき、ベルト歯のピッチをより正確
に保つことができる。Aramid fiber core 3 is used as the tensile member. Aramid fibers have a higher modulus of elasticity than glass fibers, so that the belt tooth pitch can be more accurately maintained when a load is applied.
【0024】さらに、ベルト歯部2には織布、編布、不
織布等の補強材層4を設けることによって、歯部2の疲
労強度を高くすることができる。Further, by providing the belt tooth portion 2 with a reinforcing material layer 4 such as a woven fabric, a knitted fabric, or a non-woven fabric, the fatigue strength of the tooth portion 2 can be increased.
【0025】ここで、図5にベルトヤング率を変えるこ
とによる負荷耐久性評価結果を示す。試験装置は図4の
構成であり、1対の歯付プーリ11,11間に歯付ベル
トBを巻き掛けたものである。ベルトBは、歯部2のピ
ッチPがP=14mm、ベルト本体1のポリウレタン樹脂
の硬度が90°、歯部2が不織布で補強され、歯部2の
形状が円弧歯形であり、歯高さhがh=4.65mm、ア
ラミド繊維心体3の抗張体を有し、歯数100T のもの
を使用した。また、各プーリ11は28T −28T で、
歯溝深さHがH=4.95mmのものを用いた。また、プ
ーリ回転数は1900rpm 、負荷トルクは15kgfmで、
ベルト幅が15mm及び12mmの2種類について行った。
ベルトヤング率の変量は上記アラミド繊維心体3の総デ
ニール数、撚り係数、加熱延伸処理により行った。心体
3のピッチは全て2.5mmである。撚り係数TMは次式
で表される。FIG. 5 shows load durability evaluation results obtained by changing the belt Young's modulus. The test apparatus has the configuration shown in FIG. 4, in which a toothed belt B is wound around a pair of toothed pulleys 11. In the belt B, the pitch P of the teeth 2 is P = 14 mm, the hardness of the polyurethane resin of the belt body 1 is 90 °, the teeth 2 are reinforced with a nonwoven fabric, the shape of the teeth 2 is an arc tooth shape, and the tooth height is h has a tensile strength of aramid fiber core 3 with h = 4.65 mm and 100 T teeth. Each pulley 11 is 28 T -28 T ,
A tooth groove depth H of 4.95 mm was used. The pulley rotation speed is 1900rpm, the load torque is 15kgfm,
The test was performed for two belt widths of 15 mm and 12 mm.
The variation of the belt Young's modulus was determined by the total denier, twist coefficient, and heat stretching of the aramid fiber core 3. The pitch of the core 3 is 2.5 mm. The twist coefficient TM is represented by the following equation.
【0026】TM=t・d1/2 /K 但し、t:1インチ当りの撚り回数 d:コードのデニール K:素材定数(アラミド繊維は68) アラミド繊維はPPTA(ポリパラフェニレンテレフタ
ルアミド繊維)で結晶の配向角度OAが約15°のもの
と、これを約5%加熱延伸して配向角度OAを約9°に
したものとの2種類を用いた。ベルトヤング率は、引張
試験機に28T −28T プーリを装着し、ベルトBを巻
き掛けて引張速度50mm/min で測定した。尚、ベルト
Bは断面が一様材料でないので、便宜上、弾性率Eに断
面積Aを掛けた値AEをベルトヤング率とした。心体3
はフィラメントデニール1.4deのものと2.25d
eのものとの2種類を用いた。心体3の構成は、上記フ
ィラメントを束ねたフィラメント束を上記の撚り係数T
Mにて下撚りし、さらに、この下撚り糸を数本引き揃え
て下撚りとは逆方向に下撚り係数と同じ撚り係数TMに
て上撚りしたものを用いた。図5に示されるとおり、ベ
ルト耐久寿命は、ヤング率を高くすることで飛躍的に向
上する。TM = t · d 1/2 / K where t: number of twists per inch d: denier of cord K: material constant (68 for aramid fiber) Aramid fiber is PPTA (polyparaphenylene terephthalamide fiber) And a crystal having an orientation angle OA of about 15 ° and a crystal having an orientation angle OA of about 9 ° obtained by heating and stretching this by about 5%. The belt Young's modulus was measured at a tensile speed of 50 mm / min with a belt B wound around a 28 T- 28 T pulley attached to a tensile tester. Since the cross section of the belt B is not a uniform material, a value AE obtained by multiplying the elastic modulus E by the cross-sectional area A is defined as the belt Young's modulus for convenience. Heart 3
Are filament denier 1.4de and 2.25d
e and two types were used. The configuration of the core body 3 is such that the filament bundle obtained by bundling the filaments has a twist coefficient T
M was used for twisting, and several of the twisted yarns were aligned and then twisted in the opposite direction to the twisting with the same twisting factor TM as the twisting coefficient TM. As shown in FIG. 5, the belt durability life is dramatically improved by increasing the Young's modulus.
【0027】次に、図6に屈曲疲労性評価結果を示す。
このときの試験装置は基本的に図4のものと同様で、両
プーリ11,11を上下に配置し、一方のプーリ11に
80Kgf の重量を加えてベルト張力を付与する。プーリ
11は18T −18T 、ベルト幅は15mm、プーリ回転
数3600rpm で、無負荷走行とした。その他は図5の
試験時と同じで、心体撚り係数TM=3.4,4.8の
2種類のものについて行った。図6のとおり、屈曲後の
強力は屈曲回数107 付近より急激な低下傾向を示す。
市場での使用条件は様々であるが、およそ108 〜2×
108 回程度が目安とされる。従って、ベルトBが切断
することなく走行するためには、108 回で約50%の
強力保持率を有していれば問題はない。図6に示す屈曲
疲労性の低下傾向より、2×107 回で約80%の強力
保持率を有していれば、108 回で50%の強力保持率
が推定できる。よって2×107 回で80%の強力保持
率を1つの指標と考える。Next, FIG. 6 shows the results of the evaluation of flex fatigue.
At this time, the test apparatus is basically the same as that of FIG. 4. Both pulleys 11 and 11 are arranged vertically, and one pulley 11 is given a weight of 80 kgf to apply belt tension. The pulley 11 was 18 T- 18 T , the belt width was 15 mm, the pulley rotation speed was 3600 rpm, and the vehicle was run with no load. The other conditions were the same as those at the time of the test in FIG. 5, and were performed for two types of core twisting coefficients TM = 3.4 and 4.8. As shown in FIG. 6, the strength after bending shows a tendency to sharply decrease from around 10 7 times of bending.
The conditions of use in the market vary, but are approximately 10 8 to 2 ×
The standard is about 10 8 times. Therefore, in order for the belt B to travel without being cut, there is no problem as long as the belt B has a strong retention of about 50% in 10 8 times. From the tendency of the bending fatigue property to decrease as shown in FIG. 6, if the strength retention is about 80% at 2 × 10 7 times, the strength retention at 50% can be estimated at 10 8 times. Therefore, a strong retention of 80% at 2 × 10 7 times is considered as one index.
【0028】この考えに基づくと、撚り係数TM=4.
8のものは、18T プーリでも使用できる。しかしなが
ら、図5に示すとおり、撚り係数TM=4.8では、ベ
ルトヤング率が不十分であるので歯部剪断寿命が低い。
このようにベルト寿命を向上させつつ、小プーリで使用
するには、適切な心体の仕様を選定することにより、ベ
ルトヤング率と屈曲疲労性とを両立させなければならな
いことが判る。Based on this idea, the twist coefficient TM = 4.
The eight can also be used with an 18 T pulley. However, as shown in FIG. 5, when the twist coefficient TM = 4.8, the belt Young's modulus is insufficient and the tooth shear life is low.
Thus, in order to use the belt with a small pulley while improving the life of the belt, it is understood that the belt Young's modulus and the flex fatigue must be compatible by selecting an appropriate core body specification.
【0029】ベルトヤング率と屈曲疲労性とを両立させ
るために、心体3の上撚り係数をTM=3.2〜4.2
としている。図7に撚り係数の変化によるベルトヤング
率及び屈曲疲労性の変化を示す。図7に示すとおり、撚
り係数TM=2.0ではヤング率は高いが、屈曲疲労性
は非常に低い。また、撚り係数TM=4.8では屈曲疲
労性は高いが、ヤング率が低くなる。ヤング率と屈曲疲
労性とを両立させるためには、撚り係数はTM=3.2
〜4.2の範囲であることが必要である。図7に示す試
験は、上撚りと下撚りとを逆方向に撚り係数を同じにし
て行った。ゴムベルトの場合、下撚り糸間の摩耗が強力
低下に大きく影響するため、上撚りと下撚りとを逆方向
に撚ると、下撚り糸間のフィラメントの交差角度が大き
くなり、より摩耗し易くなるという問題があるが、ポリ
ウレタン樹脂ベルトの場合には、下撚り糸間にポリウレ
タン樹脂が十分に充填しており、下撚り糸同士の摩耗に
よる強力低下は殆ど起きないので、下撚り係数はベルト
屈曲疲労性にあまり影響しない。一例として、下撚り糸
デニール数4500デニール、上撚り本数5、上撚り係
数TM=3.4で下撚りなしとして、図7と同条件にて
屈曲疲労性を調べたところ、強力保持率は58%であっ
た。図7に示す上下撚り係数TM=3.4のものが強力
保持率60%であったので、殆ど下撚り係数が影響して
いないことが判る。但し、下撚り係数は、大きくなるほ
どベルトヤング率が下がる傾向にあるので、最大でも上
撚り係数と同じまでとする。また、あまり小さいと、心
体自身の捩れのバランスが悪くなるので、ベルトの蛇行
を引き起こす虞れがある。従って下撚り係数はTM=
1.2〜4.2の間で設定している。In order to achieve both belt Young's modulus and flex fatigue, the twist coefficient of the core body 3 is set to TM = 3.2 to 4.2.
And FIG. 7 shows changes in the belt Young's modulus and flex fatigue due to the change in twist coefficient. As shown in FIG. 7, when the twist coefficient TM = 2.0, the Young's modulus is high, but the bending fatigue property is very low. Further, when the twist coefficient TM is 4.8, the bending fatigue property is high, but the Young's modulus is low. In order to achieve both Young's modulus and flex fatigue, the twist coefficient is TM = 3.2.
It needs to be in the range of ~ 4.2. The test shown in FIG. 7 was performed with the same twisting coefficient in the opposite direction between the upper twist and the lower twist. In the case of a rubber belt, since the wear between lower twisted yarns greatly affects the reduction in strength, when twisting the upper twist and the lower twist in opposite directions, the angle of intersection of the filaments between the lower twisted yarns increases, and it becomes easier to wear. Although there is a problem, in the case of a polyurethane resin belt, the polyurethane resin is sufficiently filled between the ply-twisted yarns, and there is almost no reduction in the strength due to wear between the ply-twisted yarns. Does not affect much. As an example, the bending fatigue property was examined under the same conditions as in FIG. 7 under the same conditions as in FIG. 7 with a denier of 4500 denier, a number of upper twists of 5, a twist factor TM of 3.4, and no twist. Met. Since the one with the vertical twist coefficient TM = 3.4 shown in FIG. 7 had a strength retention of 60%, it was found that the lower twist coefficient had almost no effect. However, since the lower twist coefficient tends to lower the belt Young's modulus as it increases, the lower twist coefficient is at most the same as the upper twist coefficient. On the other hand, if it is too small, the balance of the twisting of the core body itself will be poor, and there is a possibility that the belt will meander. Therefore, the twist coefficient is TM =
It is set between 1.2 and 4.2.
【0030】次に、心体上撚り本数を5本とした理由に
ついて説明する。図8に心体上撚り本数の変化に対する
ベルトヤング率及び屈曲疲労性の変化特性のグラフを示
す。他の要因を取り除くために、総デニール数を284
00〜29820デニールと略一定にし、撚り係数をT
M=3.4に固定し、フィラメントデニールを1.4d
eに固定して、上撚り本数と下撚り糸デニール数(フィ
ラメント数)との比率を変えることにより、上撚り本数
を変更した。アラミド繊維の伝動ベルト用撚り心体とし
ては上撚り3本が最も多く用いられている。これは、図
3(a)に示すように、下撚り糸3aにとって最も安定
した構成であるので、下撚り糸3aの引揃えが最もよ
く、この結果、強力や弾性率の変動が小さくて信頼性に
優れる理由による。この次に安定した本数は図3(b)
に示す5本撚りである。この5本撚りは、3本撚りほど
ではないがかなり安定した構成であるので、一部に用い
られている。さらに、図3(c)に示す6本撚りやこれ
以上の本数は、極めて不安定な構成であり、下撚り糸3
aの引揃えが悪くて信頼性に劣るため、殆ど使用されて
いない。図8のとおり、5本撚りは3本撚りに比べベル
トヤング率については大差ないが、屈曲疲労性が著しく
高い。また、7本撚り以上では屈曲疲労性は良いが、弾
性率が大きく低下する傾向を示す。さらに、6本撚りで
は、上記のように強力や弾性率の変動が大きく、信頼性
に問題がある。従って、心体上撚り本数は5本とする。Next, the reason why the number of twists on the core body is set to 5 will be described. FIG. 8 is a graph showing the change characteristics of the belt Young's modulus and the bending fatigue property with respect to the change in the number of twists on the core body. To remove other factors, the total denier is 284
100 to 29820 denier and the twist coefficient is T
Fix M = 3.4 and set filament denier to 1.4d
e, the number of twisted yarns was changed by changing the ratio of the number of twisted yarns to the number of denier yarns (number of filaments). As the twisted core body for the transmission belt of the aramid fiber, three twists are most often used. As shown in FIG. 3 (a), this is the most stable configuration for the twisted yarn 3a, so that the alignment of the twisted yarn 3a is the best, and as a result, fluctuations in strength and elastic modulus are small and reliability is improved. For good reasons. The next stable number is shown in FIG.
5 twists. The five-ply twist is used as a part because it has a considerably stable configuration, although not as much as the three-ply twist. Further, the six twists shown in FIG. 3 (c) and the number of twists exceeding this are extremely unstable, and the lower twist yarn 3
They are hardly used because of poor alignment of a and poor reliability. As shown in FIG. 8, the belt twist is not much different in the 5-twist as compared with the 3-twist, but the flex fatigue is remarkably high. When the number of twists is 7 or more, the bending fatigue property is good, but the elastic modulus tends to be greatly reduced. Further, in the case of six strands, the strength and the elastic modulus vary greatly as described above, and there is a problem in reliability. Therefore, the number of twists on the core is five.
【0031】次に、図9にフィラメントデニールの変化
によるベルトヤング率及び屈曲疲労性の変化特性のグラ
フを示す。他の要因を取り除くために、総デニール数D
を28400デニールに固定して、撚り係数をTM=
3.4、上撚り本数を5本と一定にし、下撚りフィラメ
ント数の変更により、下撚り糸デニール数を揃えてフィ
ラメントデニールを変量させた。図9のとおり、フィラ
メントデニールが1.4deのものは同2.1deのも
のに比べ12%も保持率が高い。図9によりフィラメン
トデニールは1.6de以下がよいことが判る。但し、
フィラメントデニールが0.9deを下回るものは、繊
維の製造上、安定したデニールが得られず、信頼性に欠
けるため、実質的には使用できない。従って、フィラメ
ントデニールは0.9〜1.6deが選定される。Next, FIG. 9 is a graph showing a change characteristic of the belt Young's modulus and the bending fatigue property according to the change of the filament denier. To remove other factors, the total denier D
Is fixed to 28400 denier, and the twist coefficient is TM =
3.4 The number of ply-twisted yarns was kept constant at 5, and the number of ply-twisted filaments was changed to change the number of ply-twisted yarns to change the filament denier. As shown in FIG. 9, the filament having a denier of 1.4 de has a retention rate as high as 12% as compared with the filament having a denier of 2.1 de. From FIG. 9, it is understood that the filament denier is preferably 1.6 de or less. However,
If the filament denier is less than 0.9 de, stable denier cannot be obtained in the production of the fiber, and the fiber lacks reliability. Therefore, a filament denier of 0.9 to 1.6 de is selected.
【0032】次に、図10にベルト歯高さの変化による
屈曲疲労性の変化特性のグラフを示す。このとき、心体
の仕様はフィラメントデニール1.4de、下撚り糸デ
ニール数5680de、下撚り係数TM=3.4、上撚
り本数5、撚り係数TM=3.4に固定し、ベルト歯高
さのみ変量した。図10のように歯高さhに対し6%の
隙間のあく設計に対し、±0%では12%保持率が良く
なる。さらに1%圧縮させれば8%良くなる。ベルト歯
高さをプーリ溝深さよりも高くすると、静的にベルトB
をプーリ11に巻き付けた状態では歯先当りとなり、ベ
ルト歯底部はプーリ歯頂部より浮き上がった状態となる
が、圧縮率2%以内であれば、初張力を与えることで沈
み込んで接触し、正規な噛合いとなる。しかし、ベルト
歯高さを2%以上大きくすると、初張力を与えても浮き
上がった状態となってしまい、PLD(ピッチラインデ
ィフレンス)が合わないために、ベルトとプーリとが噛
合い不良となってしまう。従って、ベルト歯高さhはプ
ーリ溝深さHに対し、1.00H<h<1.02Hの範
囲とすることが好ましい。これまでポリウレタン樹脂歯
付ベルトは、その殆どがH>hで設定されていたが、上
記の範囲とすることにより、屈曲疲労性を向上させるこ
とができる。Next, FIG. 10 is a graph showing a change characteristic of the bending fatigue property according to the change of the belt tooth height. At this time, the specifications of the core were fixed at 1.4 den of filament denier, 5680 de denier of twisted yarn, TM = 3.4, twisted number of 5, twist coefficient TM = 3.4, and only belt tooth height. Variable. As compared to the design in which a gap of 6% is provided with respect to the tooth height h as shown in FIG. 10, the 12% retention is improved at ± 0%. Further compression by 1% improves 8%. If the belt tooth height is higher than the pulley groove depth, the belt
When the roller is wound around the pulley 11, the belt tip is brought into contact with the tooth tip, and the bottom of the belt is raised above the top of the pulley. It will be a good engagement. However, if the belt tooth height is increased by 2% or more, the belt will be in a floating state even when the initial tension is applied, and the PLD (pitch line difference) does not match. Would. Therefore, the belt tooth height h is preferably in the range of 1.00H <h <1.02H with respect to the pulley groove depth H. Until now, most of the polyurethane resin toothed belt has been set to satisfy H> h, but by setting the above range, the bending fatigue property can be improved.
【0033】次に、図11に心体総デニール数Dの変化
によるベルトヤング率及び屈曲疲労性のグラフを示す。
他の要因を取り除くために、フィラメントデニール1.
4de、上撚り本数5本、撚り係数TM=3.4、ベル
ト歯高さを5.00mmに固定して、下撚り糸デニール数
dを変えることにより、心体総デニール数Dを変量させ
た。また、心体総デニール数Dを小さくすれば、単位幅
当り多くの心体を埋設できるということを考慮して、心
体の占有率を約85%に固定した。上記占有率とは、ベ
ルト幅に対して心体部分の占める割合で、 占有率(%)=(Cp/Cd)×100 但し、Cp:心体ピッチ Cd:心体径(mm) で算出される。上記心体径Cdは、 Cd=2{16×D/(π3 ×9×103 ×S)}1/2 但し、D:総デニール数 S:比重(PPTAは1.44〜1.47) で算出される。この心体占有率は75〜95%に設定す
る。つまり、75%以下の占有率では、十分な弾性率が
得られない一方、95%を越えると、歯部2と抗張体層
との間で層間剥離を起こし易く、逆に歯部剪断寿命が短
くなってしまうからである。Next, FIG. 11 is a graph showing the belt Young's modulus and flex fatigue according to the change in the total denier number D of the core.
To remove other factors, filament denier 1.
The total denier number D of the core was varied by changing the number of deniers d of the lower twisted yarn while fixing 4 de, the number of upper twists, the twist coefficient TM = 3.4, and the belt tooth height at 5.00 mm. Also, taking into account that if the total body denier number D is reduced, a large number of cores can be embedded per unit width, the occupancy of the core is fixed at about 85%. The occupancy is the ratio of the occupied portion of the core to the belt width. Occupancy (%) = (Cp / Cd) × 100 where Cp: core pitch Cd: core diameter (mm) You. The core body diameter Cd is as follows: Cd = 2 {16 × D / (π 3 × 9 × 10 3 × S)} 1/2 where D: total denier number S: specific gravity (PPTA is 1.44 to 1.47) ). This occupancy of the body is set at 75 to 95%. In other words, if the occupation ratio is 75% or less, a sufficient elastic modulus cannot be obtained, while if it exceeds 95%, delamination tends to occur between the tooth portion 2 and the tensile member layer. Is shortened.
【0034】再び図11に戻り、ベルトヤング率につい
ては、総デニール数Dが16000デニール以上有れ
ば、ヤング率7500kgf /15幅以上は保持できるの
で、高い歯部剪断寿命を保つことができる。逆に、屈曲
疲労性については、総デニール数Dが24000以下で
あれば、強力保持率は80%程度あるので、108 回の
屈曲でも50%の保持率が推定できる。従って、14mm
ピッチの歯付ベルトでは、心体総デニール数DはD=1
6000〜24000デニールの範囲で設定される。さ
らに、上撚り本数が5本であるため、下撚り糸デニール
数dはd=3200〜4800の範囲で設定される。Referring again to FIG. 11, if the total Young's number D is 16,000 denier or more, the belt Young's modulus can be maintained at 7500 kgf / 15 width or more, so that a long tooth part shear life can be maintained. Conversely, with regard to flex fatigue, if the total denier number D is 24000 or less, the strength retention is about 80%, so a 50% retention can be estimated even with 10 8 bends. Therefore, 14mm
In a toothed belt with a pitch, the total denier number D of the body is D = 1.
It is set in the range of 6000 to 24000 denier. Furthermore, since the number of upper twists is 5, the number d of lower twist yarns is set in the range of d = 3200 to 4800.
【0035】ここで、歯付ベルトは同タイプでも負荷ト
ルクに応じて異なる幾つかの歯ピッチがある。例えば歯
ピッチは上記14mmの他に11mm、8mm、5mm、3mm等
が工業化されている。歯付ベルト心体の改良をする場
合、上記の撚り係数に関しては、どのピッチにも適用で
きるものであるが、上記総デニール数Dや下撚り糸デニ
ール数dについては各ピッチに応じて設定されるもので
ある。本発明は、14mmピッチの歯付ベルトだけを対象
にしたものではなく、どのピッチにおいてもベルトヤン
グ率を高くしつつ屈曲疲労性を向上させることで、より
小プーリで使用できるようにした改良である。一般に、
同タイプの歯付ベルトでピッチが異なる場合、ベルト形
状はピッチに比例して略相似的に変化している。よっ
て、総デニール数Dや下撚り糸デニール数dは、ベルト
ピッチPの2乗×定数によって一般化できる。Here, even if the toothed belt is of the same type, there are several different tooth pitches depending on the load torque. For example, tooth pitches of 11 mm, 8 mm, 5 mm, 3 mm, etc. are industrialized in addition to the above 14 mm. In the case of improving the toothed belt core body, the above twist coefficient can be applied to any pitch, but the total denier number D and the lower twist yarn denier number d are set according to each pitch. Things. The present invention is not intended only for a toothed belt having a pitch of 14 mm, but by improving the bending fatigue resistance while increasing the belt Young's modulus at any pitch, it is an improvement that can be used with a smaller pulley. is there. In general,
When the pitch is different between the toothed belts of the same type, the belt shape changes substantially similar in proportion to the pitch. Therefore, the total denier number D and the lower twist yarn denier number d can be generalized by the square of the belt pitch P × constant.
【0036】したがって、総デニール数Dは、上記の如
く14mmピッチの歯付ベルトにおいて、D=16000
〜24000デニールにより一般化して、82P2 <D
<122P2 の範囲で設定される。同様に、下撚り糸デ
ニール数dは14mmピッチでd=3200〜4800d
eにより一般化して、16.3P2 <d<24.5P2
の範囲で設定される。Therefore, the total denier D is, as described above, D = 16000 for a toothed belt having a pitch of 14 mm.
Generalized to ~ 24000 denier, 82P 2 <D
<It is set in a range of 122P 2. Similarly, the number d of the lower twist yarn denier is 14 mm pitch and d = 3200 to 4800 d.
Generalized by e, 16.3P 2 <d <24.5P 2
Is set in the range.
【0037】例えば、8mmピッチの歯付ベルトの場合、
総デニール数DはD=5200〜7800de、下撚り
糸デニール数dはd=1050〜1560デニールの間
で設定される。For example, in the case of a toothed belt having a pitch of 8 mm,
The total denier D is set to D = 5200 to 7800 de, and the lower twist denier d is set to d = 1050 to 1560 denier.
【0038】以上のように構成された歯付ベルトBで
は、ベルトヤング率の増大により歯部2の剪断寿命の向
上と屈曲疲労性の向上とが両立でき、ベルトにおける歯
部剪断寿命を向上させつつ、切断寿命を向上させて小プ
ーリや高回転での使用を可能とすることができる。In the toothed belt B configured as described above, the increase in the belt Young's modulus allows both the improvement of the shear life of the tooth portion 2 and the improvement of the bending fatigue, thereby improving the tooth portion shear life of the belt. In addition, it is possible to improve the cutting life and to enable use with a small pulley or high rotation.
【0039】(具体例)この発明が非常に有効であるこ
とを説明するために、本発明例及び幾つかの比較例につ
いて、負荷耐久性及び屈曲疲労性の評価結果を示す。負
荷耐久性の評価試験では、図5と同条件でベルト幅を変
量して行った。屈曲疲労性の評価試験では、プーリ歯数
を18T −18T 、22T −22T 、28T −28T と
変量させ、その他の条件は図7と同一で行った。(Specific Example) In order to explain that the present invention is very effective, evaluation results of load durability and flex fatigue of the present invention and some comparative examples are shown. In the load durability evaluation test, the belt width was varied under the same conditions as in FIG. The evaluation test of the bending fatigue resistance, the pulley number of teeth 18 T -18 T, 22 T -22 T, 28 T -28 T and is variable, the other conditions were the same as FIG.
【0040】ベルトは全て14mmピッチの歯付ベルト
で、その歯数は100T 、歯形は円弧状歯形とした。本
発明例及び比較例1,2はポリウレタン樹脂製ベルト
で、その硬度は全て90°であり、心体がアラミド繊維
である。The belts were all toothed belts with a pitch of 14 mm, the number of teeth was 100 T , and the teeth were arc-shaped. Inventive Examples and Comparative Examples 1 and 2 are polyurethane resin belts, all of which have a hardness of 90 °, and whose core is made of aramid fiber.
【0041】本発明例の心体はPPTAで、結晶の配向
角度OA=約15°の原糸を約5%加熱延伸すること
で、配向角度OAを約9°としたアラミド繊維を使用し
た(これは、東レ・デュポンケブラー社より「ケブラー
49」という商品名で市販されている)。フィラメント
デニールは1.4デニールのもので、下撚り糸デニール
数dはd=4560デニールとした(市販の原糸デニー
ル数1140deのものを4本束ねて使用した)。これ
を下撚り係数TM=3.4で下撚りし、上撚り本数5本
でTM=3.4で上撚りしたものを用いた。心体ピッチ
は2.2mmで占有率86%とした。The core of the example of the present invention is PPTA, and an aramid fiber having an orientation angle OA of about 9 ° is obtained by heating and drawing about 5% of a raw yarn having an orientation angle OA of about 15 ° of the crystal (about 9 °) ( This is commercially available from Toray Dupont Kevlar under the trade name "Kevlar 49"). The filament denier was 1.4 denier, and the number d of the lower twist yarn was d = 4,560 denier (four bundles of the commercially available raw yarn denier number 1,140 de were used). This was twisted with a twisting coefficient TM = 3.4 and then twisted with five twists and twisted with TM = 3.4. The core pitch was 2.2 mm and the occupancy was 86%.
【0042】比較例1の心体は、結晶配向角度OAが本
発明例と同じ9°のアラミド繊維で、そのフィラメント
デニールは1.4de、下撚り糸デニール数d=568
0de(1420de×4本)、上撚り本数5、撚り係
数TM=3.4、心体ピッチCp=2.5mmで占有率8
5%とした。比較例2の心体は、結晶配向角度OA=1
5°のアラミド繊維(東レ・デュポンケブラー社製の商
品名「ケブラー29」)で、フィラメントデニール2.
25de、下撚り糸デニール数d=4500de(22
50de×2本)、上撚り本数5、撚り係数TM=4.
8、心体ピッチCp=2.5mm、占有率76%である。The core of Comparative Example 1 is an aramid fiber having the same crystal orientation angle OA as that of the present invention of 9 °, the filament denier is 1.4 de, and the number of denier of the lower twist yarn d = 568.
0de (1420de × 4 wires), number of twists is 5, twist factor TM = 3.4, occupancy ratio at core pitch Cp = 2.5 mm, 8
5%. The core of Comparative Example 2 has a crystal orientation angle OA = 1.
1. Aramid fiber of 5 ° (trade name “Kevlar 29” manufactured by Dupont Kevlar Toray) and filament denier
25 de, the number of deniers of the lower twist yarn d = 4500 de (22
50de × 2), number of twists: 5, twist coefficient TM = 4.
8. The core pitch Cp = 2.5 mm and the occupancy is 76%.
【0043】また、比較例3はゴム製ベルトで、心体は
ガラス繊維であり、これは広く一般に使用されている。Comparative Example 3 is a rubber belt whose core is made of glass fiber, which is widely used.
【0044】図12に各ベルトの幅変量時の負荷耐久性
のグラフを示す。図12に示すとおり、市販されている
比較例3のゴムベルトに対し、本発明例及び比較例1,
2では非常に耐久寿命が長くなっている。これはベルト
主体を疲労強度の高いポリウレタン樹脂とし、さらに歯
部を繊維補強したためである。さらに、本発明例及び比
較例2では、比較例3に比べ耐久寿命が数倍上昇してい
る。これはベルトヤング率を大幅に増大させたことによ
る。尚、本発明例及び比較例2はヤング率が互いに近
く、このことにより耐久寿命も近いところにある。FIG. 12 is a graph showing the load durability when the width of each belt varies. As shown in FIG. 12, a commercially available rubber belt of Comparative Example 3 was compared with the present invention and Comparative Examples 1 and 2.
In No. 2, the durability life is very long. This is because the belt main body is made of polyurethane resin having high fatigue strength, and the teeth are reinforced with fibers. Furthermore, in the present invention example and the comparative example 2, the durability life is several times longer than that of the comparative example 3. This is because the belt Young's modulus was greatly increased. In addition, the inventive examples and the comparative example 2 are close to each other in the Young's modulus, so that the durability life is also close.
【0045】図13に各ベルトのプーリ歯数変量による
屈曲疲労性のグラフを示す。図13に示すとおり、本発
明例及び比較例2は18T プーリでも強力保持率が80
%以上あるので、18T の小プーリで支障なく使用でき
る。比較例1は歯部剪断の耐久寿命が長いが、28T プ
ーリ以上でなければ使用できない。市販のゴムベルト
(比較例3)はさらに悪い結果となっている。FIG. 13 is a graph showing the bending fatigue of each belt depending on the number of pulley teeth. As shown in FIG. 13, the present invention example and comparative example 2 have a strong retention rate of 80 even with an 18 T pulley.
%, So that it can be used without trouble with a small pulley of 18 T. Comparative Example 1 has a long tooth shear durability life, but cannot be used unless it is 28 T pulley or more. The commercially available rubber belt (Comparative Example 3) gives worse results.
【0046】したがって、このように、本発明例のみが
歯部剪断の耐久寿命も長く、かつ屈曲疲労性も良いの
で、小プーリでかつ高負荷条件で使用することができる
ことが裏付けられた。Thus, as described above, only the example of the present invention has a long durability life in shearing of the tooth portion and a good bending fatigue property, thus supporting that it can be used with a small pulley and under a high load condition.
【0047】[0047]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よると、ポリウレタン樹脂からなるベルト本体に、その
歯底部に沿って抗張体としてアラミド繊維心体が埋設さ
れ、歯部に織布等の補強材層を有する高負荷伝動用歯付
ベルトにおいて、フィラメントデニールが0.9de〜
1.6deであるフィラメントを、ベルト歯ピッチP
(単位mm)に対して16.3P2 <d<24.5P2 の
デニール数dとなるように数百から数千本束ねたフィラ
メント束が下撚り係数1.2〜4.2で下撚りされてな
る下撚り糸を、5本引き揃えて下撚り方向とは逆方向に
上撚り係数で3.2〜4.2で上撚りすることで、心体
総デニール数Dが82P2 <D<122P2 である上記
アラミド繊維心体を構成し、そのアラミド繊維心体をベ
ルト幅に対する心体占有率75〜95%で歯底部に沿っ
て埋設したものであるので、ベルトヤング率の増大によ
り歯部の剪断寿命の向上と屈曲疲労性の向上とを両立
し、歯部剪断寿命が長く、しかも屈曲疲労性が高くて小
プーリや高回転でも好適に使用できるポリウレタン製の
高負荷伝動用歯付ベルトが実現できる。As described above, according to the first aspect of the present invention, an aramid fiber core is buried as a tensile member in a belt body made of a polyurethane resin along a tooth bottom, and a woven fabric is High load transmission toothed belt having a reinforcing material layer such as
The filament of 1.6 de is transferred to the belt tooth pitch P.
Filament bundles of several hundreds to thousands bundled so that the denier number d of 16.3P 2 <d <24.5P 2 with respect to (unit mm) is ply twisted with a ply twist coefficient of 1.2 to 4.2. the twist yarn composed is, the twist direction five draw aligned with it to final twists in 3.2 to 4.2 above twist factor in the reverse direction, Traction total denier number D is 82P 2 <D < configure a 122P 2 above aramid fiber tension member, because the aramid fiber tension member to a tension member occupancy 75% to 95% with respect to the belt width is obtained by embedded along the tooth bottom, a tooth by increasing the belt Young's modulus With a high load transmission tooth made of polyurethane, which achieves both improved shear life of parts and improved bending fatigue, has a long tooth shear life, high bending fatigue, and can be used even with small pulleys and high rotations. Belt can be realized.
【0048】また、請求項2の発明によれば、上記ベル
ト歯高さhをプーリ溝深さHに対し1.00H<h<
1.02Hとしたので、ベルト溝部とプーリ歯部との正
規な噛合状態を得ることができ、屈曲疲労性をさらに向
上させることができる。According to the second aspect of the present invention, the belt tooth height h is set to 1.00H <h <with respect to the pulley groove depth H.
Since 1.02H is set, a normal meshing state between the belt groove portion and the pulley tooth portion can be obtained, and the bending fatigue property can be further improved.
【0049】請求項3の発明によれば、上記心体におけ
るアラミド繊維の結晶の配向角度を約9°としたので、
上記効果が有効に得られる。According to the third aspect of the present invention, since the orientation angle of the aramid fiber crystal in the core body is set to about 9 °,
The above effects can be obtained effectively.
【図1】本発明の実施例に係る歯付ベルトを部分的に示
す正面図である。FIG. 1 is a front view partially showing a toothed belt according to an embodiment of the present invention.
【図2】プーリの一部を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing a part of a pulley.
【図3】撚り本数の変化を示す心体の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a core body showing a change in the number of twists.
【図4】ベルト試験機の概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a belt tester.
【図5】ベルトのヤング率の変化と耐久性との関係を示
す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a change in the Young's modulus of the belt and durability.
【図6】屈曲疲労性の評価を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing evaluation of flex fatigue.
【図7】心体の撚り係数の変化とベルトヤング率及び屈
曲疲労性との関係を示す特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between a change in twist coefficient of a core body, a belt Young's modulus, and flex fatigue.
【図8】心体の上撚り本数の変化とベルトヤング率及び
屈曲疲労性との関係を示す特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship between a change in the number of twists of the core body, the belt Young's modulus, and flex fatigue.
【図9】心体フィラメントデニールの変化とベルトヤン
グ率及び屈曲疲労性との関係を示す特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between a change in core filament denier and a belt Young's modulus and flex fatigue.
【図10】ベルト歯高さの変化と屈曲疲労性との関係を
示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing a relationship between a change in belt tooth height and flex fatigue.
【図11】心体総デニール数の変化とベルトヤング率及
び屈曲疲労性との関係を示す特性図である。FIG. 11 is a characteristic diagram showing a relationship between a change in the total denier of the heart and the belt Young's modulus and flex fatigue.
【図12】本発明の具体例におけるベルト幅の変化と負
荷耐久性との関係を示す特性図である。FIG. 12 is a characteristic diagram showing a relationship between a change in belt width and load durability in a specific example of the present invention.
【図13】本発明の具体例におけるプーリ歯数の変化と
屈曲疲労性との関係を示す特性図である。FIG. 13 is a characteristic diagram showing a relationship between a change in the number of pulley teeth and flex fatigue according to a specific example of the present invention.
B 歯付ベルト 1 ベルト本体 2 歯部 3 心体 3a 下撚り糸 4 補強材層 11 歯付プーリ P 歯部のピッチ d 下撚り糸デニール数 D 心体総デニール数 h ベルト歯高さ H プーリ溝深さ B Toothed belt 1 Belt main body 2 Tooth 3 Core 3a Under twisted yarn 4 Reinforcement layer 11 Toothed pulley P Tooth pitch d Number of under twisted yarn D Total number of cores denier h Belt tooth height H Pulley groove depth
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16G 1/00 - 5/20 D02G 1/00 - 3/48 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F16G 1/00-5/20 D02G 1/00-3/48
Claims (3)
ウレタン樹脂からなるベルト本体に、上記歯底部に沿っ
て抗張体としてのアラミド繊維心体が埋設され、歯部に
織布、編布、不織布等の補強材層が形成された高負荷伝
動用歯付ベルトにおいて、 上記アラミド繊維心体は、フィラメントデニールが0.
9de〜1.6deであるフィラメントを、ベルト歯ピ
ッチP(単位mm)に対して16.3P2 <d<24.5
P2 のデニール数dとなるように数百から数千本束ねた
フィラメント束が下撚り係数1.2〜4.2で下撚りさ
れてなる下撚り糸を、5本引き揃えて下撚り方向とは逆
方向に上撚り係数で3.2〜4.2で上撚りすること
で、心体総デニール数Dが82P2 <D<122P2 と
されており、かつベルト幅に対する心体占有率75〜9
5%で歯底部に沿って埋設されていることを特徴とする
高負荷伝動用歯付ベルト。An aramid fiber core as a tensile member is buried along a tooth bottom in a belt body made of a polyurethane resin having teeth at regular pitches on an inner surface, and a woven cloth or a knitted cloth is formed on the teeth. In the high load transmission toothed belt on which a reinforcing material layer such as a nonwoven fabric is formed, the aramid fiber core has a filament denier of 0.1%.
The filament having a diameter of 9 de to 1.6 de is set to 16.3 P 2 <d <24.5 with respect to the belt tooth pitch P (unit: mm).
The twist yarn of denier d a filament bundle of a bundle of several hundred several thousand so of P 2 is formed by twist under twist factor 1.2 to 4.2, and direction twist five pull aligned with Is twisted in the reverse direction with a twist factor of 3.2 to 4.2, so that the total core denier number D is set to 82P 2 <D <122P 2 , and the core body occupancy ratio to the belt width is 75 ~ 9
A toothed belt for high-load transmission, wherein the belt is embedded along the tooth bottom at 5%.
さH(単位mm)に対し1.00H<h<1.02Hとさ
れていることを特徴とする請求項1記載の高負荷伝動用
歯付ベルト。2. The height according to claim 1, wherein the belt tooth height h (unit mm) is set to 1.00H <h <1.02H with respect to the pulley groove depth H (unit mm). Toothed belt for load transmission.
晶の配向角度が約9°とされたアラミド繊維からなるこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の高負荷伝動用歯付
ベルト。3. The toothed belt for high load transmission according to claim 1, wherein the aramid fiber core is made of aramid fiber whose crystal orientation angle is set to about 9 ° by heat drawing.
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|---|---|
| JPH05106689A JPH05106689A (en) | 1993-04-27 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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- 1991-10-16 JP JP26774991A patent/JP2965403B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH05106689A (en) | 1993-04-27 |
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