WO2017213103A1

WO2017213103A1 - 歯付きベルト及びその製造方法

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Publication number: WO2017213103A1
Application number: PCT/JP2017/020876
Authority: WO
Inventors: 侑大崎
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
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Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2017-06-05
Publication date: 2017-12-14
Anticipated expiration: 2018-12-06
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Abstract

本発明は、長手方向に一定ピッチで交互に配置された歯部（２）及び溝部（３）と、これらの背面に配置された背部（４）と、を有するベルト本体（５）と、前記背部の所定ピッチライン上に埋設された心線（６）とを含む歯付きベルト（１）であって、前記ベルト本体（５）は、前記心線（６）の下部に配設される、熱可塑性ポリウレタン系材料を含む支持層（１１）と、この支持層（１１）以外の硬化されたポリウレタンエラストマーとを含み、前記支持層（１１）は、前記熱可塑性ポリウレタン系材料に前記ポリウレタンエラストマーが混合されたものであり、これらが一体に硬化している、歯付きベルト（１）に関する。

Description

歯付きベルト及びその製造方法

　本発明は、ポリウレタン製の歯付きベルト及びその製造方法に係り、特にベルト歯底面を補強したポリウレタン製の歯付きベルト及びその製造方法に関する。

　歯付きベルトはスリップのない回転を伝える同期伝動方式に用いられる。一般産業用、精密機器用等の動力伝達用ベルトとして、外観性に優れ、また摩耗屑を生じにくいポリウレタン製の歯付きベルトが広く使用されている。このポリウレタン製の歯付ベルトは、ベルト長手方向に一定ピッチで歯部と溝部を交互に有し、ピッチライン（ＰＬＤ）上にガラス繊維やアラミド繊維等のロープからなる心線を背部に埋設した構成からなっている。

　このようなポリウレタン製の歯付ベルトは、この出願の図３に記載のように、有底円筒状の外型３１と、この外型３１へ嵌挿する円柱状の内型３２とを有し、外型３１と内型３２との間にはベルト材料を充填させる空間部３３が形成されている金型を用いて製造される。
　ベルト成形の手順としては、ベルト本体の歯部を形成する歯部形成部３２ｂが周方向に沿って所定間隔で複数凹設されている内型３２の外周面３２ａに、心線をスパイラル状に巻き付けた状態とする。この状態で、空間部にベルト材料を注型した後に硬化（固化）させて、ベルト成形体を作製する。このベルト成形体を所定の幅で切断して、複数の歯付ベルトを製造する。
　この方法で得られる歯付ベルトは、ベルト歯底部に心線が露出するため、プーリ歯との接触により心線の摩耗が促進され、ベルト強力の低下が発生しやすくなる。そのために、ベルト製造用の内型のベルト歯底部に対応する部位に、突出した隆起部を設け、その隆起部の上に心線を巻き付けた状態にして、ベルト材料を注型して成形している。この金型によって製造された歯付きベルトは、上記隆起部がベルト上では凹部（ノーズ、ノッチなどと呼ばれる）となる。このノーズはベルト歯底面の中央部分に位置される。このようにノーズ（凹部）を持つ歯付ベルトでは、プーリと噛み合うときに、心線の摩耗は抑制されるものの、ベルトの屈曲によりベルト歯底面の凹部分に応力が集中して耐屈曲疲労性が低下するという問題がある。

　上記の問題に鑑みて、特許文献１，２，３のような歯付きベルトが提案されている。
　特許文献１の歯付きベルトは、ベルト溝底面にノーズを有するものの、このノーズにおいて心線を略半分露出させ、応力集中を緩和させるように、ノーズの形状を変更したものである。
　特許文献２の歯付きベルトは、歯底面に凹部（ノーズ）を設ける代わりに、織布（帆布）を配置して歯底面から心線が露出しないようにすることで、プーリと接触しても心線の損傷を抑制するものである。
　特許文献３の歯付きベルトは、ノーズを有さずベルト歯底面にエラストマー材料を含浸し圧縮された不織布を設けるものである。

日本国特開２０００－１０４７９２号公報日本国特開平１０－１４８２３８号公報日本国特公平５－６２６５７号公報

　しかしながら、特許文献１のものは、ノーズの形状が変更されても、ノーズが残っており、上記の問題は充分には解消されない。
　特許文献２のものは、歯底面に織布（帆布）を配置して歯底面から心線が露出しないようにすることで、プーリと接触しても心線の損傷を抑制するものの、心線と織布との接着が充分に得られず、プーリと接触する歯底面（織布）での摩耗の進行に伴い、心線と織布との層間剥離が発生しやすくなる。
　特許文献３のものは、ノーズを有さずベルト歯底面にエラストマー材料を含浸し圧縮された不織布を設けるが、上記の層間剥離は、特許文献２の織布の場合に比べ抑制されるものの不充分である。

　本発明はこのような問題点を改善するものであり、ベルト歯底面にノーズ（凹部）を有さず、ベルト長手方向に埋設された心線が歯底面で露出することなく完全にベルト本体に埋設され、さらに心線と接着しにくい異種材料を使用しない構造とすることで、比較的高い負荷条件における伝動用途においても、上記の層間剥離を生じさせないポリウレタン製の伝動ベルト及びその製造方法を提供する。

　上記課題を解決するために、本発明の歯付きベルトは、長手方向に一定ピッチで交互に配置された歯部及び溝部と、これらの背面に配置された背部と、を有するベルト本体と、前記背部の所定ピッチライン上に埋設された心線とを含む歯付きベルトであって、　前記ベルト本体は、前記心線の下部に配設される、熱可塑性ポリウレタン系材料を含む支持層と、この支持層以外の硬化されたポリウレタンエラストマーとを含み、前記支持層は、前記熱可塑性ポリウレタン系材料に前記ポリウレタンエラストマーが混合されたものであり、これらが一体に硬化している。

　上記の構成によれば、支持層は、熱可塑性ポリウレタン系材料に熱硬化性のポリウレタンエラストマーが混合され、これらが一体に硬化しているものであるため、硬化の前後で、心線に対する支持機能が保持される。つまり、心線下部に、しっかりした支持層が形成されるので、歯底面に心線が露出されることがない。また、これらは、同じポリウレタン系であるため、硬化後の混合状態は強固に保たれ、層間剥離の恐れもない。

　本発明の歯付きベルトにおいては、前記支持層の前記熱可塑性ポリウレタン系材料は、前記ポリウレタンエラストマーが硬化する温度で溶融するものが好ましい。
　この構成によると、熱硬化性のポリウレタンエラストマーが加熱により硬化する過程で熱可塑性ポリウレタン系材料が溶融しても、両者は混合状態であるため、硬化するポリウレタンエラストマーに包まれてその支持機能が保持される。硬化後の冷却過程で、熱可塑性ポリウレタン系材料も硬化し、強固な支持層が形成されるとともに、ベルト本体の柔軟性と伸縮性を維持することができる。

　また、本発明の歯付きベルトの製造方法は、心線と、前記心線が埋設されたベルト本体とを有する、ポリウレタン製の歯付きベルトの製造方法であって、溝部を有する円柱状の内金型に、熱可塑性ポリウレタン系不織布を筒状に配設し、その上から前記心線を巻き付ける第１工程と、前記内金型を有底円筒状の外金型に挿入し、金型内に液状のポリウレタンの原料を注入する第２工程と、前記金型内を減圧して、前記ポリウレタンの原料を、前記熱可塑性ポリウレタン系不織布に浸透させる第３工程と、前記金型内を加熱して、ポリウレタンエラストマーを生成させ、ベルト本体を成形する第４工程と、を備え、　前記第４工程において、前記熱可塑性ポリウレタン系不織布が溶融し、前記ポリウレタンの原料と混合し、一体となって硬化される。

　上記構成によれば、熱可塑性ポリウレタン系不織布は、母材（ベルト本体）を形成するポリウレタンエラストマーが架橋反応（硬化）する際に、その熱により溶融してベルト本体と一体化し、心線下部（歯底面）にもポリウレタンの層が形成される。すなわち、歯底部において、心線の下にポリウレタンの支持層を確実に形成でき、ポリウレタンのベルト本体に心線が完全に埋設したベルトを容易に形成できる。

　本発明の歯付きベルトの製造方法においては、前記熱可塑性ポリウレタン系不織布の目付重量は、２５～２００ｇ／m²である。
　上記構成によれば、目付重量をこの範囲で変量させることにより、心線が配置されるピッチラインを所定の寸法に仕上げることができる。

　本発明の歯付きベルトの製造方法においては、前記熱可塑性ポリウレタン系不織布の融点の範囲は、１００～１３０℃であり、好ましくは、１００～１１０℃である。上記構成によれば、ポリウレタンエラストマーの硬化過程で、熱可塑性ポリウレタン系不織布を適切に溶融させることができる。

　本発明によれば、ベルト歯底面にノーズを有さず、心線が歯底面で露出されることなく、また歯底面に心線と接着しにくい帆布などの異種材料を被覆する必要もないので、層間剥離の発生も抑制できるポリウレタン製の歯付きベルトを提供できる。

図１は、本発明の歯付きベルトの側面図である。図２は、図１のＡ－Ａ線断面図である。図３は、本発明の歯付きベルトの製造装置及び製造方法を示す概略上面図である。図４は、歯付きベルトの走行試験例を示す概略側面図である。

　つぎに、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、スリップのない回転を伝える同期伝動方式に用いられる、ポリウレタン製の歯付きベルトを例示する。
　なお、この歯付きベルトにおいて、便宜上、ベルト背部側を上側と定義し、歯部側を下側と定義する。

（歯付きベルト１の構成）
　図１及び図２に示すように、本実施形態の歯付きベルト１は、長手方向に一定ピッチＰで交互に配置された歯部２及び溝部３と、これらの背面に配置された背部４と、を有するポリウレタン製のベルト本体５と、背部４の所定ピッチラインＰＬＤ上に埋設された心線６と、を含む。
　溝部３は、歯部２の対向する両側面と、背部４の下面である歯底面（溝部３の底面）とで区画される空間として形成される。

　ベルト本体５は、心線６の下部に配設される、熱可塑性ポリウレタン系材料を含む支持層１１と、この支持層１１以外の硬化されたポリウレタンエラストマーとを含む。支持層１１は、前記熱可塑性ポリウレタン系材料に前記ポリウレタンエラストマーが混合され、これらが一体に硬化して形成されている。

（支持層１１以外のベルト本体５の構成材料）
　支持層１１以外のベルト本体５は、熱硬化性のポリウレタンエラストマー（ポリウレタン弾性体）を含む。熱硬化性のポリウレタンエラストマーのみから形成されていてもよく、本発明の効果を損なわない範囲で、当業界で公知の添加剤等他の成分を適宜含んでいてもよい。
　このポリウレタンエラストマーは、例えばイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーに、硬化剤や可塑剤等を配合した材料（原料）から得ることができる。
　硬化剤の種類はウレタンプレポリマーの種類によって適宜選択すればよいが、例えばエチレングリコール、１，３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール等のポリオール化合物、１級アミン、２級アミン、３級アミンのアミン化合物等が挙げられる。
　また、使用する可塑剤としては、例えば、ジ－２－エチルヘキシルフタレート、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジエチルフタレート、ジイソデシルフタレート等のフタル酸ジエステル、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート等のアジピン酸ジエステル、かかるアジピン酸ジエステル以外の脂肪族二塩基酸エステルなどの二塩基酸エステル、リン酸エステル、芳香族カルボン酸エステル、エポキシ系可塑剤、およびポリエステル系可塑剤などが挙げられる。
　これらの硬化剤や可塑剤は、それぞれ単独でまたは２種類以上を組み合わせて用いることができる。

　イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーは、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基が、ポリオールのヒドロキシル基に対してモル比で過剰になるように反応を行うことにより得ることができる。
　ポリイソシアネート化合物は、分子（低分子、又はウレタンプレポリマー分子鎖）中にイソシアネート基を２つ以上有する化合物であり、例えば、芳香族イソシアネート類、脂肪族ポリイソシアネート類、脂環式ポリイソシアネート類、上記各ポリイソシアネートのカルボジイミド変性ポリイソシアネート類、上記各ポリイソシアネートのイソシアヌレート変性ポリイソシアネート類などを、１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
　ポリオールは、分子鎖中に水酸基を２つ以上有する化合物であり、代表的なものにポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオール等があり、特に、ポリエーテルポリオールが好ましい。ポリエーテルポリオールから形成されるポリエーテル系熱硬化性ポリウレタンは、ポリエステルポリオール類から形成されるポリエステル系ポリウレタンと比較して、耐加水分解性に優れているため、長期間使用しても経時劣化が少なく耐久性に優れる。
　本実施形熊のイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーは、イソシアネート基をウレタンプレポリマー分子鎖中に少なくとも２以上有するものであれば、特に限定されない。
　イソシアネート基のウレタンプレポリマー分子鎖中の位置も特に限定はされず、ウレタンプレポリマー分子鎖主鎖末端にあってもよいし、側鎖末端にあってもよい。

（支持層１１の構成材料）
　支持層１１は、熱可塑性ポリウレタン系材料にポリウレタンエラストマーが混合され、これらが一体に硬化して形成される。
　熱可塑性ポリウレタン系材料に使用される熱可塑性ポリウレタンは、ポリエーテル系熱可塑性ポリウレタン、ポリエステル系熱可塑性ポリウレタン、ポリカーボネート系熱可塑性ポリウレタン等のものがあり、特にポリエーテル系熱可塑性ポリウレタンが好ましく、溶融、冷却固化後の特性として機械的な強度や耐摩耗性、耐屈折性に優れる。
　熱可塑性ポリウレタン系材料が熱可塑性であるのに対して、ポリウレタンエラストマーは、熱硬化性である。つまり、熱可塑性ポリウレタン系材料が、熱硬化性のポリウレタンエラストマーで包まれるように両者は混合されている。
　両者の混合状態を確実とするために、熱可塑性ポリウレタン系材料の原料として、ポリウレタン繊維を素材とした熱可塑性ポリウレタン系不織布を用いる。
　この熱可塑性ポリウレタン系不織布は、ポリウレタン弾性繊維の細かい連続フィラメントがランダムに積層した構造であるものが好ましい。
　このような構造の熱可塑性ポリウレタン系不織布は、融けやすく硬化が早く、柔軟性に富み、溶融後も伸縮性を持続するなどの特性がある。
　このポリウレタン系不織布に、液状のポリウレタンエラストマー原料をしみ込ませると、両者の混合状態が得られる。液状のポリウレタンエラストマー原料の硬化過程で、ポリウレタン系不織布は溶融するが、周りのポリウレタンエラストマー原料が硬化し、支持層１１の形態は保持される。硬化後の冷却過程で、溶融した熱可塑性ポリウレタン系材料も硬化し、両者の一体となった硬化状態が得られる。

（心線６の構成材料）
　スチール繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維またはガラス繊維等からなる低伸度、高強力のコードが使用される。一般的に高強力、耐熱性、などの特性を持つガラス繊維が好ましい。心線径は、０．２～１．０ｍｍの範囲のものが用いられる。

（歯付きベルト１について）
　このような構成材料で形成された歯付きベルト１の機能を以下に説明する。
　支持層１１に含まれる熱可塑性ポリウレタン系材料は、熱可塑性ポリウレタン系不織布を原料とする。この熱可塑性ポリウレタン系不織布は、ポリウレタン弾性繊維を素材としている。このポリウレタン弾性繊維のランダムな重なりの中に、液状のポリウレタン原料を細部まで浸透させることにより、両者の混合状態が実現できる。ポリウレタン原料を熱硬化させるとき、ポリウレタン弾性繊維は溶融し、両者の混合状態は確実なものとなる。一方、ポリウレタン原料は硬化するため、支持層１１の形態は損なわれない。硬化後の冷却過程で、溶融したポリウレタン繊維は、繊維の形態は維持していないものの、冷却硬化して、柔軟性・伸縮性を保持した支持層１１を形成する。したがって、図１に示すように、溝部３の歯底部では、心線６は、上述した支持層１１で支えられ、ノーズもない。
　支持層１１を構成する、冷却固化後の熱可塑性ポリウレタン系材料と、熱硬化後のポリウレタンエラストマーは、同じ系統の材料である。そのため、ベルト本体５のポリウレタンエラストマーと一体になりやすい。また、層間剥離の恐れも少ない。

　上記の構成によれば、支持層１１は、熱可塑性ポリウレタン系材料に熱硬化性のポリウレタンエラストマーが混合され、これらが一体に硬化しているものである。そのため、硬化の前後で、心線６に対する支持機能が保持される。つまり、心線６の下部に、しっかりした支持層１１が形成されるので、歯底面に心線が露出することがない。また、これらは、同じポリウレタン系であるため、硬化後の混合状態は強固に保たれ、層間剥離の恐れも少ない。支持層１１を形成するポリウレタン系材料は、心線の内部や表面にも付着し、硬化により心線と接着できる。すなわち、ポリウレタン自身の接着機能により心線を強固に接着する。

　このような支持層１１は、支持層１１の熱可塑性ポリウレタン系材料として、ポリウレタンエラストマーが硬化する温度で溶融するものを用いることにより、確実に得られる。これにより、熱可塑性ポリウレタン系材料は、タイミング良く溶融する。また、冷却固化後の熱可塑性ポリウレタン系材料は、適切な特性を有するものになる。

（製造に用いられる金型３０の構成）
　このようなポリウレタン製の歯付ベルト１は、この出願の図３に記載のように、有底円筒状の外型３１と、この外型３１へ嵌挿する円柱状の内型３２とを有し、外型３１と内型３２との間にはベルト材料を充填させる空間部３３が形成されている金型３０を用いて製造される。

　内型３２の外周には、歯付きベルト１の歯部２に相当する歯部形成部３２ｂと、歯付きベルト１の溝部３の歯底面に相当する外周面３２ａとが交互に配設されている。
　外型３１の内周には、歯付きベルト１の背部４の上面に相当する内周面３１ａが形成されている。
　図示のように、外型３１に内型３２を挿入すると、歯付きベルト１に相当する空間部３３が形成される。この空間部３３におけるベルト材料の加熱のため、金型３０には、金型温度８０～１５０℃に加熱可能な加熱手段が設けられている。

　金型３０には、蓋体３４が取り付けられ、空間部３３を密閉空間とすることができる。
　また、金型３０の適所には、空間部３３に液状のベルト材料を注入する注入口、空間部３３を減圧するための吸引口、空間部３３を加圧するための加圧口が設けられている。吸引口及び加圧口は兼用タイプであってもよい。

（製造方法）
　以下に、本発明のポリウレタン歯付きベルトの製造方法を説明する。
　図３はポリウレタン歯付きベルトの製造方法を示す概略上面図である。

〈巻き付け工程〉
　まず、内型３２の外周面に、端部を熱融着した筒状の熱可塑性ポリウレタン系不織布１２を配置する。予め、端部を熱融着した筒状の熱可塑性ポリウレタン系不織布１２を内型３２に挿入するのが好ましい。内型３２に熱可塑性ポリウレタン系不織布１２を筒状に巻き付けた後で、端部を熱融着するものであってもよい。
　つぎに、この筒状の熱可塑性ポリウレタン系不織布１２の上から心線６をらせん状に巻き付ける。
　心線６が巻き付けられた熱可塑性ポリウレタン系不織布１２は、ある程度撓るものの、少なくとも内型３２の外周面３２ａには、所定厚さの支持層のもとになるものが形成される。

〈注入工程〉
　この内型３２を外型３１に挿入し、ベルト本体５を形成するポリウレタンの原料（液状）を図示されない注入口から注型する。蓋体３４を外した状態で、空間部３３にポリウレタンの液状原料を流し込むものであってもよい。

〈浸透工程〉
　蓋体３４により、金型３０内を密閉状態とする。つぎに、図示されない吸引口から減圧して、液状原料内の気泡を除去する。これと同時に、流動により液状原料が熱可塑性ポリウレタン系不織布１２にも浸透する。すなわち、不織布を構成するポリウレタン弾性繊維のランダムな重なりの中に、液状のポリウレタン原料を細部まで浸透させる。

〈加熱工程〉
　ベルト本体５を形成する液状原料の充填が完了した後、金型３０内に、空気を入れて加圧し所定の温度で架橋（硬化）反応させて、ポリウレタンエラストマーを生成させる。この時の金型温度は８０～１５０℃である。
　ウレタン架橋反応（硬化反応）の過程において熱可塑性ポリウレタン系不織布１２が溶融し、ベルト本体５を形成するポリウレタンと混合して、一体となって硬化する。なお、不織布としての繊維状の形態は消失する。
　なお、このウレタン架橋反応の過程では、加熱工程は必要であるものの、空気を入れて加圧する加圧工程は必要でない場合がある。

〈後処理工程〉
　硬化後にベルトを内型３２から抜き取り、自然冷却させた後、所定の幅に輪状に切断してポリウレタン製の歯付きベルト１が得られる。

〈製造条件１〉
　ここで使用する不織布は、ポリウレタン繊維を素材とした熱可塑性ポリウレタン系不織布を用いる。この使用する不織布の目付量や積層枚数を必要に応じて変量することで、ピッチラインＰＬＤを容易にコントロールできる。
　熱可塑性ポリウレタン系不織布の目付重量を２５～２００ｇ／m²の範囲で選択することにより、所望のピッチラインＰＬＤが得られる。

〈製造条件２〉
　熱可塑性ポリウレタン系不織布の融点の範囲は１００～１３０℃であり、望ましくは、１００～１１０℃である。
　この範囲の融点であれば、ポリウレタンエラストマーの硬化過程で、不織布が適切に溶融し、両者の混合状態が確実なものとなり、支持機能も損なわれない。
　この熱可塑性ポリウレタン系不織布の特徴としては、融けやすく硬化が早く、柔軟性に富み、溶融後も伸縮性を持続するなどの特性がある。

　以上、発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及び実施例に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態及び後述する実施例の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

　本発明の効果を確認するために、ベルト寸法の異なった（歯ピッチ変量）２種類の歯付きベルトについて、それぞれ実施例（実施例１～６）及び比較例（比較例１～６）の歯付きベルトについて、耐久走行試験を行い、屈曲疲労性などを調べた。

　実施例として、前述の製造方法に準じて下記のサイズ（ベルトＡ、Ｂ）及び構成材料にてポリウレタン歯付きベルトを作製した。不織布の目付重量が２５ｇ／m²の実施例１、４と、５０ｇ／m²の実施例２、５と、２００ｇ／m²の実施例３、６との６種類を作成した。
（ベルト寸法）
　ベルトＡ：ベルト幅は、４．０ｍｍ、歯ピッチは、１．０ｍｍ、歯数は、７４６である。
　ベルトＢ：ベルト幅は、１５．０ｍｍ、歯ピッチは、８．０ｍｍ、歯数は、１５０である。
（構成材料）
　ベルト本体は、ポリエーテル系ポリウレタンエラストマーである。
　心線は、ベルトＡがガラス繊維（Ｅガラス）を用い、心線径は、０．２４ｍｍであり、ベルトＢがアラミド繊維を用い、心線径は１．０ｍｍである。
　不織布は、熱可塑性ポリウレタン不織布「エスパンシオーネＦＦ（登録商標）」（ＫＢセーレン製）を用いる。目付重量２５ｇ／m²のものを実施例１、４とし、５０ｇ／m²のものを実施例２、５とし、２００ｇ／m²のものを実施例３、６とした。

　また、比較例として下記のポリウレタン歯付きベルトを作製した。ベルト寸法及びベルト本体、心線の構成材料は実施例と同じである。
　ベルト歯底面にノーズがある歯付きベルト（比較例１、４）
　ベルトにノーズがなく、歯底面から心線が露出した歯付きベルト（比較例２、５）
　ベルトにノーズがなく、歯底面にナイロン帆布を被覆した歯付きベルト（比較例３、６）

（試験方法）
　作製した各ベルトについて、図４及び表１に示す耐久走行試験を行った。図４において、Ｄｒプーリ５１そとＤｎプーリ５２との間に、ベルト５３を巻き掛けた、２軸レイアウト装置を用いる。この装置の走行条件は表１に示される。

　そして、「屈曲疲労性」「歯底面心線露出の有無」「異種材料間での剥離の有無」の３点について観察し、その結果を表２、３にまとめた。

（屈曲疲労性）
　比較例１、４のベルトは、プーリと噛み合うときに、ベルト歯底面のノーズ部分に応力が集中してクラック（亀裂）が発生したため×とした。
　比較例２、５については、ノーズはないが歯底面に心線が露出しているため、屈曲疲労は抑えられるが心線の摩耗により△とした。すなわち、ベルト強力が低下する。
　また、比較例３、６は、ベルト歯底面が帆布で覆われ、実施例１～６は、ベルト歯底面が形成されたポリウレタンの支持層で覆われているため、屈曲疲労性への影響はなく○とした。

（歯底面心線露出）
　比較例２、５のみ、歯底面での心線露出が著しい。他についてはノーズ、帆布、支持層の配置により心線の露出は見られない。

（異種材料での剥離）
　比較例３、６のみ、心線と帆布が接した材料構成になっているため、この異種材料間で層間剥離が発生した。他については、心線とポリウレタンのみの構成のため、層間剥離の発生は生じなかった。

（ピッチラインの自由度）
　耐久走行試験の結果ではないが、ベルト仕様決定時の自由度についても検討した。
　実施例1～６については、使用するポリウレタン不織布の目付量や積層枚数を必要に応じて、変量することでベルトのピッチラインＰＬＤをコントロールすることが可能なため○とした。
　比較例１、４については、ノーズの凹部分の厚みを変更することで可能ではあるが自由度は少ないため△とした。
　比較例２、３、５、６については、ピッチラインＰＬＤは一定になるため×とした。

　この表２、３の結果から、ベルトＡ、ベルトＢの各サイズ共に、熱可塑性ポリウレタン不織布を用いた支持層を形成することにより、ベルト歯底面にノーズを有さず、心線が歯底面で露出されることなく、また歯底面に心線と接着しにくい帆布などの異種材料で被覆する必要もないので、層間剥離の発生も抑制できることが判る。

　歯付きベルトでは、「歯ピッチ」がベルトのスケールを現す指標（称呼）として規格等で規定されている。すなわち、この歯ピッチが大きいほど、歯形が大きく、背部の厚みも大きくなる。
表１のベルトＡは歯ピッチ１ｍｍであり、表２のベルトＢは歯ピッチ８．０ｍｍである。表２のベルトＢは、表１のベルトＡに比べて、歯形が大きく、背部の厚みも大きくなる。
このスケールの違いがあっても、熱可塑性ポリウレタン不織布の目付重量が、２５ｇ／m²のもの、　５０ｇ／m²のもの、２００ｇ／m²のものは、いずれも良好な結果が得られていることが判る。
これは、ベルトサイズの大小にかかわらず、ポリウレタン不織布の目付重量の広い範囲で適用可能であることから、ベルトサイズの広範囲において、ベルトのピッチラインの設定の自由度が高いということを示している。

　本出願は、２０１６年６月６日付の日本特許出願２０１６－１１２４７３、及び、２０１７年５月３１日付の日本特許出願２０１７－１０７９４１に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１　歯付きベルト
２　歯部
３　溝部
４　背部
５　ベルト本体
６　心線
１１　支持層
１２　不織布

Claims

　長手方向に一定ピッチで交互に配置された歯部及び溝部と、これらの背面に配置された背部と、を有するベルト本体と、
　前記背部の所定ピッチライン上に埋設された心線を含む歯付きベルトであって、
　前記ベルト本体は、前記心線の下部に配設される、熱可塑性ポリウレタン系材料を含む支持層と、この支持層以外の硬化されたポリウレタンエラストマーとを含み、
　前記支持層は、前記熱可塑性ポリウレタン系材料に前記ポリウレタンエラストマーが混合されたものであり、これらが一体に硬化している、歯付きベルト。
　前記支持層の前記熱可塑性ポリウレタン系材料は、前記ポリウレタンエラストマーが硬化する温度で溶融するものである請求項１に記載の歯付きベルト。
　心線と、前記心線が埋設されたベルト本体とを有する、歯付きベルトの製造方法であって、
　溝部を有する円柱状の内金型に、熱可塑性ポリウレタン系不織布を筒状に配設し、その上から前記心線を巻き付ける第１工程と、
　前記内金型を有底円筒状の外金型に挿入し、金型内に液状のポリウレタンの原料を注入する第２工程と、
　前記金型内を減圧して、前記ポリウレタンの原料を、前記熱可塑性ポリウレタン系不織布に浸透させる第３工程と、
　前記金型内を加熱して、ポリウレタンエラストマーを生成させ、ベルト本体を成形する第４工程と、を備え、
　前記第４工程において、前記熱可塑性ポリウレタン系不織布が溶融し、前記ポリウレタンの原料と混合し、一体となって硬化される、歯付きベルトの製造方法。
　前記熱可塑性ポリウレタン系不織布の目付重量は、２５～２００ｇ／m²である請求項３に記載の歯付きベルトの製造方法。
　前記熱可塑性ポリウレタン系不織布の融点の範囲は、１００～１３０℃である請求項３に記載の歯付きベルトの製造方法。