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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024174025
(43)【公開日】2024-12-13
(54)【発明の名称】歯付ベルト
(51)【国際特許分類】
F16G 1/28 20060101AFI20241206BHJP
【ＦＩ】
F16G1/28 E
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024166218
(22)【出願日】2024-09-25
(62)【分割の表示】P 2020218365の分割
【原出願日】2020-12-28
(71)【出願人】
【識別番号】000005061
【氏名又は名称】バンドー化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000280
【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】関口 勇次
(72)【発明者】
【氏名】納富 勇人
(57)【要約】
【課題】 良好な位置決め性及び応答性を有する歯付ベルトを提供する。
【解決手段】 ベルト内周に一定ピッチで設けられた複数の歯部を有するベルト本体と、前記ベルト本体に、ベルト長さ方向に沿うと共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埋設された心線と、を備え、前記心線は、構成材料として、フィラメント径が４～６μｍのカーボン繊維を含み、前記カーボン繊維を含む５０００～７０００本のフィラメントの撚り糸であり、前記撚り糸は、片撚り回数又は上撚り回数が４～１０回／１０ｃｍであり、前記心線の径は、０．５～０．６ｍｍであり、前記心線のピッチは、０．７０～０．８５ｍｍである、歯付ベルト。
【選択図】 図１
【解決手段】 ベルト内周に一定ピッチで設けられた複数の歯部を有するベルト本体と、前記ベルト本体に、ベルト長さ方向に沿うと共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埋設された心線と、を備え、前記心線は、構成材料として、フィラメント径が４～６μｍのカーボン繊維を含み、前記カーボン繊維を含む５０００～７０００本のフィラメントの撚り糸であり、前記撚り糸は、片撚り回数又は上撚り回数が４～１０回／１０ｃｍであり、前記心線の径は、０．５～０．６ｍｍであり、前記心線のピッチは、０．７０～０．８５ｍｍである、歯付ベルト。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベルト内周に一定ピッチで設けられた複数の歯部を有するベルト本体と、
前記ベルト本体に、ベルト長さ方向に沿うと共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埋設された心線と、
を備え、
前記心線は、構成材料としてフィラメント径が４～６μｍのカーボン繊維を含み、前記カーボン繊維を含む５０００～７０００本のフィラメントの撚り糸であり、
前記撚り糸は、片撚り回数又は上撚り回数が４～１０回／１０ｃｍであり、
前記心線の径は、０．５０～０．６０ｍｍであり、
前記心線のピッチは、０．７０～０．８５ｍｍである、
歯付ベルト。
前記ベルト本体に、ベルト長さ方向に沿うと共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埋設された心線と、
を備え、
前記心線は、構成材料としてフィラメント径が４～６μｍのカーボン繊維を含み、前記カーボン繊維を含む５０００～７０００本のフィラメントの撚り糸であり、
前記撚り糸は、片撚り回数又は上撚り回数が４～１０回／１０ｃｍであり、
前記心線の径は、０．５０～０．６０ｍｍであり、
前記心線のピッチは、０．７０～０．８５ｍｍである、
歯付ベルト。
【請求項2】
歯ピッチが、５ｍｍである請求項１に記載の歯付ベルト。
【請求項3】
曲げ剛性が、７．３３Ｎｃｍ２以下である請求項１又は２に記載の歯付ベルト。
【請求項4】
弾性率Ｍ１．０が、３００Ｎ／ｍｍ以上である、請求項１～３のいずれかに記載の歯付ベルト。
【請求項5】
前記ベルト本体は、硬度（ＪＩＳ－Ａ）が８４～９４のゴム組成物又はエラストマー組成物で構成されている、請求項１～４のいずれかに記載の歯付ベルト。
【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】
歯付ベルトは、同期回転が必要な用途に適しており、例えば、自動車のエンジンのクランク軸とカムとを同期伝動するためのベルトとして使用される（例えば、特許文献１）。
そのほか、例えば、カメラ、コンピュータ、複写機などの精密機械、ロボットなどの一般産業用機械等の同期伝動が必要なベルト伝動系にも使用されている。
そのほか、例えば、カメラ、コンピュータ、複写機などの精密機械、ロボットなどの一般産業用機械等の同期伝動が必要なベルト伝動系にも使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００４－１３８２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
例えば、ロボットに使用される歯付ベルトは、良好な位置決め性を有することが求められている。
また、ロボット分野では、イナーシャ低減のために、部品の軽量化及びコンパクト化が求められている。そのため、ロボットに使用される歯付ベルトも上述した軽量化やコンパクト化に対応することが求められている。
例えば、ロボットアームの駆動に歯付ベルトを用いる場合、歯ピッチ５ｍｍの歯付ベルトをφ２０ｍｍ程度の小径プーリと２軸レイアウトで使用することが提案されている。また、ロボットに使用される歯付ベルトは、高負荷伝動が可能であることも求められている。
また、ロボット分野では、イナーシャ低減のために、部品の軽量化及びコンパクト化が求められている。そのため、ロボットに使用される歯付ベルトも上述した軽量化やコンパクト化に対応することが求められている。
例えば、ロボットアームの駆動に歯付ベルトを用いる場合、歯ピッチ５ｍｍの歯付ベルトをφ２０ｍｍ程度の小径プーリと２軸レイアウトで使用することが提案されている。また、ロボットに使用される歯付ベルトは、高負荷伝動が可能であることも求められている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、位置決め性に優れ、高負荷伝動にも用いることができる歯付ベルトを提供することを目的とする。
【0006】
（１）本発明の歯付ベルトは、
ベルト内周に一定ピッチで設けられた複数の歯部を有するベルト本体と、
上記ベルト本体に、ベルト長さ方向に沿うと共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埋設された心線と、
を備え、
上記心線は、構成材料として、フィラメント径が４～６μｍのカーボン繊維を含み、上記カーボン繊維を含む５０００～７０００本のフィラメントの撚り糸であり、
上記撚り糸は、片撚り回数又は上撚り回数が４～１０回／１０ｃｍであり、
上記心線の径は、０．５０～０．６０ｍｍであり、
上記心線のピッチは、０．７０～０．８５ｍｍである。
ベルト内周に一定ピッチで設けられた複数の歯部を有するベルト本体と、
上記ベルト本体に、ベルト長さ方向に沿うと共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埋設された心線と、
を備え、
上記心線は、構成材料として、フィラメント径が４～６μｍのカーボン繊維を含み、上記カーボン繊維を含む５０００～７０００本のフィラメントの撚り糸であり、
上記撚り糸は、片撚り回数又は上撚り回数が４～１０回／１０ｃｍであり、
上記心線の径は、０．５０～０．６０ｍｍであり、
上記心線のピッチは、０．７０～０．８５ｍｍである。
【0007】
本発明の歯付ベルトによれば、上述した特定の心線が所定のピッチでベルト本体に埋設されているため位置決め性に優れる。また、上記歯付ベルトは、心線としてカーボン繊維を含む心線を用いているため、産業用ロボットのアーム駆動用など、高負荷伝動用途にも好適に使用することができる。
本発明において、位置決め性とは、歯付ベルトで回転させるプーリを、ある位置から一方向に回転させた後に所定の位置で停止させるような位置決め動作を行なったときに、指令した目標位置に停止させる性能であり、目標位置と実際の停止位置のズレが少なければ少ないほど、位置決め精度に優れることを意味する。
本発明において、位置決め性とは、歯付ベルトで回転させるプーリを、ある位置から一方向に回転させた後に所定の位置で停止させるような位置決め動作を行なったときに、指令した目標位置に停止させる性能であり、目標位置と実際の停止位置のズレが少なければ少ないほど、位置決め精度に優れることを意味する。
【0008】
（２）上記歯付ベルトは、歯ピッチが５ｍｍであることが好ましい。
上記（１）に記載の心線を備えた歯付ベルトは、このような歯ピッチを有する歯付ベルトの位置決め性を良好なものとするのに特に適している。
上記（１）に記載の心線を備えた歯付ベルトは、このような歯ピッチを有する歯付ベルトの位置決め性を良好なものとするのに特に適している。
【0009】
（３）上記歯付ベルトは、曲げ剛性が７．３３Ｎｃｍ２以下であることが好ましい。
この場合、上記歯付ベルトは、ベルトがプーリに巻き付くときに小さい力でベルトを曲げることができるため、ベルトに高い張りを与える必要がなく装置の剛性を小さくすることができる。また、ベルトの剛性が低い方が、動力伝達エネルギーロスが小さくなり、ベルトの屈曲疲労性や応答性も良好になる。
この場合、上記歯付ベルトは、ベルトがプーリに巻き付くときに小さい力でベルトを曲げることができるため、ベルトに高い張りを与える必要がなく装置の剛性を小さくすることができる。また、ベルトの剛性が低い方が、動力伝達エネルギーロスが小さくなり、ベルトの屈曲疲労性や応答性も良好になる。
【0010】
（４）上記歯付ベルトは、弾性率Ｍ１．０（伸張率１．０％時の応力）が３００Ｎ／ｍｍ以上であることが好ましい。
この場合、上記歯付ベルトは、動力伝達によって負荷がベルトにかかったときのベルトの伸長率を、大きくても１．０％程度に抑えることができるベルト強度を有することになる。そのため、弾性率Ｍ１．０％時の弾性率が上記範囲にある歯付ベルトは、負荷が作用したときの荷重に対するベルトの伸びを小さく抑えることができ、当該歯付ベルトは位置決め精度が良好になる。
この場合、上記歯付ベルトは、動力伝達によって負荷がベルトにかかったときのベルトの伸長率を、大きくても１．０％程度に抑えることができるベルト強度を有することになる。そのため、弾性率Ｍ１．０％時の弾性率が上記範囲にある歯付ベルトは、負荷が作用したときの荷重に対するベルトの伸びを小さく抑えることができ、当該歯付ベルトは位置決め精度が良好になる。
【0011】
（５）上記歯付ベルトにおいて、上記ベルト本体は、硬度（ＪＩＳ－Ａ）が８４～９４のゴム組成物又はエラストマー組成物で構成されている、ことが好ましい。
この場合、上記歯付ベルトは、位置決め性に加えて、応答性も良好になる。
この場合、上記歯付ベルトは、位置決め性に加えて、応答性も良好になる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、位置決め性に優れた歯付ベルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】第１実施形態に係る歯付ベルトを模式的に示す斜視図である。
【図4】歯付ベルトの製造に使用するベルト成形型の部分断面図である。
【図5】歯付ベルトの製造工程を説明する図である。
【図6】歯付ベルトの製造工程を説明する図である。
【図7】歯付ベルトの製造工程を説明する図である。
【図8】位置決め性の評価で使用するベルト試験機のプーリレイアウトを示す図である。
【図9】位置決め性の評価で取得された、回転トルクと歯付ベルトのピッチライン上の変位量との関係を示すグラフである。
【図10】応答性の評価で使用するベルト試験機のプーリレイアウトを示す図である。
【図11】実施例２の歯付ベルトの評価結果を示すグラフであり、駆動プーリ及び従動プーリのそれぞれの回転数の時間変化を示すグラフである。
【図12】実施例２の歯付ベルトの評価結果を示すグラフであり、駆動プーリと従動プーリとの回転数の差の時間変化を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。
図１は、本発明の実施形態に係る歯付ベルト１０の一部を示す斜視図である。図２は、図１における矢視Ｘの正面図である。図３は、図１のＡ－Ａ線端面図である。
図１は、本発明の実施形態に係る歯付ベルト１０の一部を示す斜視図である。図２は、図１における矢視Ｘの正面図である。図３は、図１のＡ－Ａ線端面図である。
【0015】
歯付ベルト１０は、例えば、ロボットアームの駆動用に用いられる。
図１には、歯付ベルト１０の一部のみを示すが、歯付ベルト１０は、エンドレスの噛み合い伝動ベルトである。
歯付ベルト１０は、図１に示すように、ベルト本体１１、心線１３、及び補強布１４を備えている。
図１には、歯付ベルト１０の一部のみを示すが、歯付ベルト１０は、エンドレスの噛み合い伝動ベルトである。
歯付ベルト１０は、図１に示すように、ベルト本体１１、心線１３、及び補強布１４を備えている。
【0016】
歯付ベルト１０は、比較的小型の歯付ベルトであり、ベルト周長（ベルトピッチラインＢＬにおけるベルト長さ）が、例えば２００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、ベルト幅が、例えば４ｍｍ以上３０ｍｍ以下、ベルト最大厚さが、例えば３．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。歯付ベルト１０はこのような寸法であっても位置決め性に優れる。このような寸法の歯付ベルトは、例えばロボットの小型化、軽量化にも適している。
もちろん、本発明の実施形態に係る歯付ベルトの寸法がこの範囲に限定されるわけではない。
もちろん、本発明の実施形態に係る歯付ベルトの寸法がこの範囲に限定されるわけではない。
【0017】
歯付ベルト１０は、内周側に所定ピッチで間隔をおいて複数のベルト歯１２が配設されている。
ベルト歯１２の歯形は円弧歯形が好ましく、円弧歯形の中でもＳ歯形がより好ましい。Ｓ歯形はベルト歯部とプーリ溝とのすき間のバックラッシを少なくし、ベルト歯幅及びベルト歯高さが大きい。また、ベルト歯先端部をプーリ溝底部と密着して噛み合わせるため、歯付ベルトが受ける歯部の圧力面の力が分散され均一となり、歯部の変形が小さく、位置決め精度に優れた設計とするのに適しているからである。
ベルト歯１２の歯形は円弧歯形が好ましく、円弧歯形の中でもＳ歯形がより好ましい。Ｓ歯形はベルト歯部とプーリ溝とのすき間のバックラッシを少なくし、ベルト歯幅及びベルト歯高さが大きい。また、ベルト歯先端部をプーリ溝底部と密着して噛み合わせるため、歯付ベルトが受ける歯部の圧力面の力が分散され均一となり、歯部の変形が小さく、位置決め精度に優れた設計とするのに適しているからである。
【0018】
本発明の実施形態において、ベルト歯１２の歯形はＳ歯形に限定されるわけではなく、Ｓ歯形以外の円弧歯形であってもよいし、台形歯形であってもよいし、その他の歯形であってもよい。
【0019】
歯付ベルト１０において、ベルト歯１２は、ベルト幅方向に対して平行に延びる直歯である。
本発明の実施形態において、ベルト歯１２は、ベルト幅方向に対して傾斜する方向に延びるハス歯であってもよい。
本発明の実施形態において、ベルト歯１２は、ベルト幅方向に対して傾斜する方向に延びるハス歯であってもよい。
【0020】
歯付ベルト１０において、ベルト歯１２の歯ピッチＰ（図３中、Ｐ参照）は、例えば２ｍｍ以上８ｍｍ以下である。
歯ピッチを細分化することで位置決め精度は向上する。歯部の大きさは、大きい方が高い動力を伝達することが可能となる。そのため、良好な位置決め精度と、高い動力伝達性能とを両立する観点から、ベルト歯１２の歯ピッチＰは、３ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍが特に好ましい。
歯ピッチを細分化することで位置決め精度は向上する。歯部の大きさは、大きい方が高い動力を伝達することが可能となる。そのため、良好な位置決め精度と、高い動力伝達性能とを両立する観点から、ベルト歯１２の歯ピッチＰは、３ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍが特に好ましい。
【0021】
ベルト歯１２の歯高さは、ベルト長さ方向に相互に隣接する一対のベルト歯１２間の歯底部１５からベルト歯１２の先端までの寸法（図３中、Ｈ参照）で規定され、例えば１．７ｍｍ以上２．２ｍｍ以下である。
また、歯付ベルト１０は、歯数が、例えば４０以上４００以下、歯幅（ベルト長さ方向の寸法）が、例えば２００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、ＰＬＤが、例えば０．４５０ｍｍ以上０．６００ｍｍ以下である。
また、歯付ベルト１０は、歯数が、例えば４０以上４００以下、歯幅（ベルト長さ方向の寸法）が、例えば２００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、ＰＬＤが、例えば０．４５０ｍｍ以上０．６００ｍｍ以下である。
【0022】
ベルト本体１１は、ゴム（エラスマーも含む）製であって、エンドレスの平帯状の背ゴム部１１ａと複数の歯ゴム部１１ｂとを有する。複数の歯ゴム部１１ｂは、背ゴム部１１ａの一方側である内周側にベルト長さ方向に間隔をおいて一体に設けられている。ベルト本体１１は、例えばゴム成分に各種のゴム配合剤が配合された未加硫ゴム組成物が、ベルト成型時に加熱及び加圧されてゴム成分が加硫したゴム組成物で構成されている。
背ゴム部１１ａと歯ゴム部１１ｂの構成材料は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
背ゴム部１１ａと歯ゴム部１１ｂの構成材料は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0023】
ベルト本体１１を形成するゴム組成物のゴム成分としては、例えば、水素化ニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）、エチレン－α－オレフィンエラストマー（例えば、ＥＰＤＭやＥＰＲなど）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）等が挙げられる。上記水素化ニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）は、Ｈ－ＮＢＲ中に不飽和カルボン酸金属塩を含むものであってもよい。これらのゴム成分は、１種類のみを用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
歯付ベルト１０は、例えば人間の活動に適さない過酷な環境下で使用されるロボットにおけるロボットアーム駆動用の歯付ベルト１０として使用されることがある。この場合、歯付ベルト１０のベルト本体１１は、耐熱性、耐油性、耐候性が求められることがある。このような観点から、上記ゴム成分は、Ｈ－ＮＢＲを含むことが好ましい。
歯付ベルト１０は、例えば人間の活動に適さない過酷な環境下で使用されるロボットにおけるロボットアーム駆動用の歯付ベルト１０として使用されることがある。この場合、歯付ベルト１０のベルト本体１１は、耐熱性、耐油性、耐候性が求められることがある。このような観点から、上記ゴム成分は、Ｈ－ＮＢＲを含むことが好ましい。
【0024】
上記ゴム組成物のゴム成分がＨ－ＮＢＲの場合、その結合アクリロニトリル量は、２０質量％以上５０質量％以下が好ましい。また、そのヨウ素価は、５ｍｇ／１００ｍｇ以上１５ｍｇ／１００ｍｇ以下が好ましい。また、その１００℃におけるムーニー粘度は、４０ＭＬ１＋４（１００℃）以上９０ＭＬ１＋４（１００℃）以下が好ましい。
【0025】
上記ゴム配合剤としては、例えば、加硫促進助剤、老化防止剤、補強材、可塑剤、共架橋剤、架橋剤等が挙げられる。
【0026】
上記加硫促進助剤としては、例えば、酸化亜鉛（亜鉛華）や酸化マグネシウムなどの金属酸化物、金属炭酸塩、脂肪酸及びその誘導体等が挙げられる。加硫促進助剤は、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましく、酸化亜鉛を用いることがより好ましい。
上記加硫促進助剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば３質量部以上１５質量部以下である。
上記加硫促進助剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば３質量部以上１５質量部以下である。
【0027】
上記老化防止剤としては、例えば、ベンズイミダゾール系、芳香族第二級アミン系、アミン－ケトン系のもの等が挙げられる。老化防止剤は、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましく、ベンズイミダゾール系及び芳香族第二級アミン系のものを併用することがより好ましい。
上記老化防止剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば１．５質量部以上３．５質量部以下である。
上記老化防止剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば１．５質量部以上３．５質量部以下である。
【0028】
上記補強材としては、カーボンブラック、シリカ等が挙げられる。
上記カーボンブラックとしては、例えば、チャネルブラック；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、Ｎ－３３９、ＨＡＦ、Ｎ－３５１、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＥＣＦ、Ｎ－２３４などのファーネスブラック；ＦＴ、ＭＴなどのサーマルブラック；アセチレンブラック等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
上記カーボンブラックとしては、少なくともＦＥＦ、又はＨＡＦを用いることが好ましい。
上記補強材は、カーボンブラックとシリカとを併用してもよい。
上記カーボンブラックとしては、例えば、チャネルブラック；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、Ｎ－３３９、ＨＡＦ、Ｎ－３５１、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＥＣＦ、Ｎ－２３４などのファーネスブラック；ＦＴ、ＭＴなどのサーマルブラック；アセチレンブラック等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
上記カーボンブラックとしては、少なくともＦＥＦ、又はＨＡＦを用いることが好ましい。
上記補強材は、カーボンブラックとシリカとを併用してもよい。
【0029】
上記補強材としてカーボンブラックを用いる場合、その含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、例えば１０質量部以上８０質量部以下である。上記カーボンブラックの好ましい含有量は、ゴム成分１００質量部に対して４５質量部以上７０質量部以下である。
上記補強材としてシリカを用いる場合、その含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば１０質量部以上８０質量部以下である。
上記補強材としてシリカを用いる場合、その含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば１０質量部以上８０質量部以下である。
【0030】
上記可塑剤としては、例えば、ポリエーテルエステル、ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）などのジアルキルセバケート、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）などのジアルキルフタレート、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）などのジアルキルアジペート等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
上記可塑剤としては、少なくともポリエーテルエステルを用いることが好ましい。
上記可塑剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば５質量部以上１５質量部以下である。
上記可塑剤としては、少なくともポリエーテルエステルを用いることが好ましい。
上記可塑剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば５質量部以上１５質量部以下である。
【0031】
上記共架橋剤としては、例えば、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ｍ－フェニレンジマレイミド、亜鉛ジメタクリレート、トリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
上記共架橋剤としては、トリメチロールプロパントリメタクリレート及びｍ－フェニレンジマレイミドを併用することが好ましい。
上記共架橋剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば３質量部以上８質量部以下である。
上記共架橋剤としては、トリメチロールプロパントリメタクリレート及びｍ－フェニレンジマレイミドを併用することが好ましい。
上記共架橋剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば３質量部以上８質量部以下である。
【0032】
上記架橋剤としては、例えば、硫黄、有機過酸化物等が挙げられる。両者は、いずれか一方のみを用いてもよいし、併用してもよい。
上記架橋剤として、有機過酸化物のみを使用する場合、上記有機過酸化物の配合量は、例えば、ゴム成分１００質量部に対して、２質量部以上１０質量部以下である。
また、上記架橋剤として、硫黄と有機過酸化物とを併用する場合、上記架橋剤の合計配合量は、例えば、ゴム成分１００質量部に対して、硫黄が０．１質量部以上０．７質量部以下であり、有機過酸化物が１質量部以上５質量部以下である。
上記架橋剤として、有機過酸化物のみを使用する場合、上記有機過酸化物の配合量は、例えば、ゴム成分１００質量部に対して、２質量部以上１０質量部以下である。
また、上記架橋剤として、硫黄と有機過酸化物とを併用する場合、上記架橋剤の合計配合量は、例えば、ゴム成分１００質量部に対して、硫黄が０．１質量部以上０．７質量部以下であり、有機過酸化物が１質量部以上５質量部以下である。
【0033】
また、ベルト本体１１は、ウレタンプレポリマー及び硬化剤に各種配合剤が配合された未硬化の熱硬化性ウレタン組成物が、ベルト成型時に加熱及び加圧されてウレタンプレポリマーが架橋した熱硬化性ウレタンエラストマーを含む組成物で構成されていてもよい。
さらに、ベルト本体１１は、熱可塑性エラストマーに各種配合剤が配合された熱可塑性エラストマー組成物が、金型内で成型された熱可塑性エラストマー組成物で構成されていてもよい。
さらに、ベルト本体１１は、熱可塑性エラストマーに各種配合剤が配合された熱可塑性エラストマー組成物が、金型内で成型された熱可塑性エラストマー組成物で構成されていてもよい。
【0034】
心線１３は、ベルト本体１１の背ゴム部１１ａの内周側の表層に、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成して延びるように埋設されている。
【0035】
心線１３は、心線径が０．５０ｍｍ以上０．６０ｍｍ以下である。
また、心線１３のピッチ（ベルト幅方向の配設ピッチ）は、０．７０ｍｍ以上０．８５ｍｍ以下である。
心線１３がこれらの条件を満たすことで、歯付ベルト１０は、ベルトの曲げ剛性を小さくしつつ、位置決め性が良好になる。また、歯付ベルト１０の応答性も確保しやすい。
また、心線１３のピッチ（ベルト幅方向の配設ピッチ）は、０．７０ｍｍ以上０．８５ｍｍ以下である。
心線１３がこれらの条件を満たすことで、歯付ベルト１０は、ベルトの曲げ剛性を小さくしつつ、位置決め性が良好になる。また、歯付ベルト１０の応答性も確保しやすい。
【0036】
特に、本発明の実施形態では、心線として、細くても充分な張力を確保できるカーボン繊維を含む心線を採用することで、心線径を０．５０ｍｍ以上０．６０ｍｍ以下と細くしつつ、心線の配設ピッチを０．７０ｍｍ以上０．８５ｍｍ以下と狭くすることを達成している。
そのため、本発明の実施形態の歯付ベルトは、比較的小型の歯付ベルトであっても、優れた位置決め性を有することになる。
そのため、本発明の実施形態の歯付ベルトは、比較的小型の歯付ベルトであっても、優れた位置決め性を有することになる。
【0037】
心線１３は、構成材料としてカーボン繊維を含む。心線１３は、カーボン繊維のみで構成されていてもよく、また、カーボン繊維と他の種類の繊維とが複合して構成されていてもよい。カーボン繊維は、ＰＡＮ系のものであってもよく、ピッチ系のものであってもよく、それら両方を含んでいてもよい。カーボン繊維には、エポキシ樹脂等のサイジング剤が付着していてもよい。
上記他の種類の繊維としては、例えば、ガラス繊維、金属繊維などの無機繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ＰＢＯ繊維、ナイロン繊維、ポリケトン繊維などの有機繊維等が挙げられる。
上記他の種類の繊維としては、例えば、ガラス繊維、金属繊維などの無機繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ＰＢＯ繊維、ナイロン繊維、ポリケトン繊維などの有機繊維等が挙げられる。
【0038】
心線１３が構成材料として、カーボン繊維と他の種類の繊維とを含有する場合、全繊維に対してカーボン繊維が占める割合は、５０質量％以上である。
上記カーボン繊維の占める割合は、多いほど（例えば、９０質量％以上）好ましく、１００％であってもよい。
上記カーボン繊維の占める割合は、多いほど（例えば、９０質量％以上）好ましく、１００％であってもよい。
【0039】
上記カーボン繊維は、フィラメント径が４μｍ以上６μｍ以下である。
上記フィラメント径のカーボン繊維を含む心線を用いることで、歯付ベルト１０は位置決め性が良好になる。
上記フィラメント径のカーボン繊維を含む心線を用いることで、歯付ベルト１０は位置決め性が良好になる。
【0040】
心線１３は、上記カーボン繊維を含む、５０００～７０００本のフィラメントの撚り糸である。
このような撚り糸を心線として用いることで、歯付ベルト１０は位置決め性が良好になる。
このような撚り糸を心線として用いることで、歯付ベルト１０は位置決め性が良好になる。
【0041】
心線１３の撚り方は、片撚り、諸撚り、又はラング撚りである。これらの撚り方のなかでは、強力、弾性率、心線を構成するフィラメントの接着処理の観点から片撚りが好ましい。
【0042】
心線１３が片撚り糸の場合、片撚り回数が４～１０回／１０ｃｍである。片撚り回数が４回／１０ｃｍ未満では、屈曲疲労性が悪く歯付ベルトの心線として不適である。一方、片撚り回数が１０回／１０ｃｍを超えると、強力、弾性率が低下し、この心線を用いた歯付ベルトの位置決め性が悪化する。
【0043】
心線１３が諸撚り糸又はラング撚り糸の場合、上撚り回数が４～８回／１０ｃｍである。上撚り回数が４回／１０ｃｍ未満では、屈曲疲労性が悪く歯付ベルトの心線として不適である。一方、上撚り回数が１０回／１０ｃｍを超えると、強力、弾性率が低下し、この心線を用いた歯付ベルトの位置決め性が悪化する。
心線１３が諸撚り又はラング撚りの場合、下撚り回数は特に限定されないが、例えば６～１２回／１０ｃｍである。
心線１３が諸撚り又はラング撚りの場合、下撚り回数は特に限定されないが、例えば６～１２回／１０ｃｍである。
【0044】
心線１３は、ベルト本体１１との接着力を高めるために、歯付ベルト１０の作製前に、接着処理が施されていてもよい。
上記接着処理として、例えば、ＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱するＲＦＬ処理、及びゴム糊に浸漬した後に乾燥させるゴム糊処理の一方又は両方、ゴムラテックスと架橋剤とを含む水性処理剤に浸漬した後に乾燥させる処理等が採用できる。
上記水性処理剤は、ゴムラテックスを主成分とする。上記ゴムラテックスとしては、ゴム成分として、例えば、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、カルボキシル変性されたニトリルゴム、及びカルボキシル変性された水素化ニトリルゴムからなる群より選ばれる少なくとも1つを含むものが挙げられる。上記水性処理剤は、ＲＦＬ縮合物を含まなくてもよいし、含んでいてもよい。
心線１３は、上記接着処理の前に、エポキシ溶液又はイソシアネート溶液に浸漬した後に加熱する下地処理が施されていてもよい。
上記接着処理として、例えば、ＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱するＲＦＬ処理、及びゴム糊に浸漬した後に乾燥させるゴム糊処理の一方又は両方、ゴムラテックスと架橋剤とを含む水性処理剤に浸漬した後に乾燥させる処理等が採用できる。
上記水性処理剤は、ゴムラテックスを主成分とする。上記ゴムラテックスとしては、ゴム成分として、例えば、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、カルボキシル変性されたニトリルゴム、及びカルボキシル変性された水素化ニトリルゴムからなる群より選ばれる少なくとも1つを含むものが挙げられる。上記水性処理剤は、ＲＦＬ縮合物を含まなくてもよいし、含んでいてもよい。
心線１３は、上記接着処理の前に、エポキシ溶液又はイソシアネート溶液に浸漬した後に加熱する下地処理が施されていてもよい。
【0045】
心線１３が片撚り糸の場合、当該心線は、例えば、カーボン繊維単独の繊維束、又は、カーボン繊維と他の種類の繊維とを束ねた繊維束を一方向（Ｓ方向又はＺ方向）に上記の片撚り回数で撚ることにより得ることができる。
【0046】
心線１３が諸撚り糸の場合、当該心線は、例えば、カーボン繊維の繊維束を含む複数の繊維束のそれぞれを一方向（Ｓ方向又はＺ方向）に下撚りした下撚り糸を複数本集めて、下撚り方向とは逆方向に上記の上撚り回数で上撚りすることにより得ることができる。
【0047】
心線１３がラング撚り糸の場合、当該心線は、例えば、カーボン繊維の繊維束を含む複数の繊維束のそれぞれを一方向（Ｓ方向又はＺ方向）に下撚りした下撚り糸を複数本集めて、下撚り方向と同じ方向に上記の上撚り回数で上撚りすることにより得ることができる。
【0048】
歯付ベルト１０において、心線１３は、Ｓ撚り糸（諸撚り糸又はラング撚り糸の場合は上撚り方向がＳ方向のもの）及びＺ撚り糸（諸撚り糸又はラング撚り糸の場合は上撚り方向がＺ方向のもの）の２種を用い、ベルト幅方向にそれらが交互に並ぶように二重螺旋状に設けられていてもよい。この場合、歯付ベルト１０の走行時の片寄りを抑制するのに適している。
心線１３は、単一のＳ撚り糸又はＺ撚り糸で構成されていてもよい。
心線１３は、単一のＳ撚り糸又はＺ撚り糸で構成されていてもよい。
【0049】
補強布１４は、ベルト本体１１の複数の歯ゴム部１１ｂが設けられた内周側の表面を被覆するように貼設されている。従って、各ベルト歯１２は、歯ゴム部１１ｂが補強布１４で被覆されている。
歯底部１５では、補強布１４は、ベルト本体１１の背ゴム部１１ａの内周側の部分に埋設された心線１３のすぐ内側に配置されている。補強布１４の厚さは、例えば０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。
歯底部１５では、補強布１４は、ベルト本体１１の背ゴム部１１ａの内周側の部分に埋設された心線１３のすぐ内側に配置されている。補強布１４の厚さは、例えば０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。
【0050】
補強布１４は、例えば、ナイロン繊維（ポリアミド繊維）、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、綿等の糸で形成された織布、編物、不織布等で構成されている。これらのなかでは、ナイロン繊維の織布が好ましい。
補強布１４は、例えば、緯糸にウーリー加工等が施された織布のように伸縮性を有することが好ましい。
補強布１４は、例えば、緯糸にウーリー加工等が施された織布のように伸縮性を有することが好ましい。
【0051】
補強布１４には、上記ベルト本体との接着力を高めるための接着処理として、ＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱するＲＦＬ処理、低粘度のゴム糊に浸漬した後に乾燥させるソーキング処理、及び高粘度のゴム糊を上記ベルト本体側の表面に塗布して乾燥させるコーティング処理のうちの１種又は２種以上が施されていてもよい。
補強布１４は、上記接着処理の前に、エポキシ溶液又はイソシアネート溶液に浸漬した後に加熱する下地処理が施されていてもよい。
補強布１４は、上記接着処理の前に、エポキシ溶液又はイソシアネート溶液に浸漬した後に加熱する下地処理が施されていてもよい。
【0052】
歯付ベルト１０は、曲げ剛性が７．３３Ｎｃｍ２以下であることが好ましい。
この場合、歯付ベルト１０は、ベルトがプーリに巻き付くときに小さい力でベルトを曲げることができるため、ベルトに高い張りを与える必要がなく装置の剛性を小さくすることができる。また、ベルトの剛性が低い方が、動力伝達エネルギーロスが小さくなり、ベルトの屈曲疲労性や応答性も良好になる。一方、曲げ剛性が大きい歯付ベルトは、屈曲疲労性に劣り、小プーリと組み合わせた使用に適さないことがある。
上記曲げ剛性の下限は特に限定されないが、例えば、６．５０Ｎｃｍ２である。
この場合、歯付ベルト１０は、ベルトがプーリに巻き付くときに小さい力でベルトを曲げることができるため、ベルトに高い張りを与える必要がなく装置の剛性を小さくすることができる。また、ベルトの剛性が低い方が、動力伝達エネルギーロスが小さくなり、ベルトの屈曲疲労性や応答性も良好になる。一方、曲げ剛性が大きい歯付ベルトは、屈曲疲労性に劣り、小プーリと組み合わせた使用に適さないことがある。
上記曲げ剛性の下限は特に限定されないが、例えば、６．５０Ｎｃｍ２である。
【0053】
上記曲げ剛性は下記の方法で測定する。
歯付ベルト１０について、ＪＩＳ Ｋ７１０６（１９９５）に従い、オルゼン曲げ試験機を用いた曲げ試験により曲げこわさＥを求め、それに歯付ベルト１０の断面二次モーメントＩを乗じてベルト曲げ剛性Ｅ・Ｉを算出する。
ここで、歯付ベルト１０の断面二次モーメントＩは、ベルト幅を試験片の幅ｂとし、歯底部１５のベルト厚さを試験片の厚さｈとし、歯付ベルト１０の断面を矩形として断面二次モーメントをＩ＝ｂｈ３／１２として求めることとする。即ち、本発明では、上記二次モーメントの算出に際しては、歯付ベルト１０の歯ゴムの部分を無視して二次モーメントを算出する。
歯付ベルト１０について、ＪＩＳ Ｋ７１０６（１９９５）に従い、オルゼン曲げ試験機を用いた曲げ試験により曲げこわさＥを求め、それに歯付ベルト１０の断面二次モーメントＩを乗じてベルト曲げ剛性Ｅ・Ｉを算出する。
ここで、歯付ベルト１０の断面二次モーメントＩは、ベルト幅を試験片の幅ｂとし、歯底部１５のベルト厚さを試験片の厚さｈとし、歯付ベルト１０の断面を矩形として断面二次モーメントをＩ＝ｂｈ３／１２として求めることとする。即ち、本発明では、上記二次モーメントの算出に際しては、歯付ベルト１０の歯ゴムの部分を無視して二次モーメントを算出する。
【0054】
歯付ベルト１０は、弾性率Ｍ１．０が、３００Ｎ／ｍｍ以上であることが好ましい。
この場合、良好な位置決め性を確保するのにより適している。
上記弾性率Ｍ１．０の好ましい上限は、１０００Ｎ／ｍｍである。
上記弾性率Ｍ１．０が大きすぎると、塑性変形の生じるおそれがあり、ベルトの強度が低下する場合がある。
この場合、良好な位置決め性を確保するのにより適している。
上記弾性率Ｍ１．０の好ましい上限は、１０００Ｎ／ｍｍである。
上記弾性率Ｍ１．０が大きすぎると、塑性変形の生じるおそれがあり、ベルトの強度が低下する場合がある。
【0055】
本発明の実施形態において、歯付ベルトの弾性率Ｍ１．０とは、歯付ベルトを測定サンプルとして行った引張試験において、歯付ベルトがベルト長さの方向に１．０％伸長した際のベルトの単位幅あたりの応力をいう。
【0056】
上記弾性率Ｍ１．０は、引張試験機を使用し、下記の方法で測定する。
まず、歯付ベルト１０をベルト長さ約３００ｍｍの短冊状に切り出し、歯付ベルト１０の背面に約１００ｍｍ離れた２本の標線をマーキングして測定サンプルとする。
次に、測定サンプルのベルト長さ方向の両端部を張試験機のチャック部で把持し、当該測定サンプルを引張試験機にセットする。
その後、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎで、測定サンプルをベルト長さ方向に引張り、標線間距離を基準に測定サンプルが１．０％伸長したときの応力をロードセルで検出する。
最後に、検出された応力を測定サンプルの幅で除して、単位幅あたりの応力を算出する。
測定は、３回行い、その平均値を弾性率Ｍ１．０とする。
まず、歯付ベルト１０をベルト長さ約３００ｍｍの短冊状に切り出し、歯付ベルト１０の背面に約１００ｍｍ離れた２本の標線をマーキングして測定サンプルとする。
次に、測定サンプルのベルト長さ方向の両端部を張試験機のチャック部で把持し、当該測定サンプルを引張試験機にセットする。
その後、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎで、測定サンプルをベルト長さ方向に引張り、標線間距離を基準に測定サンプルが１．０％伸長したときの応力をロードセルで検出する。
最後に、検出された応力を測定サンプルの幅で除して、単位幅あたりの応力を算出する。
測定は、３回行い、その平均値を弾性率Ｍ１．０とする。
【0057】
歯付ベルト１０において、ベルト本体１１を構成するゴム組成物又はエラストマー組成物の硬度（ＪＩＳ－Ａ）は、８４～９４が好ましい。ベルト本体１１がこの要件を満足すれば、優れた位置決め性を確保しつつ、屈曲疲労性や応答性を向上させるのに適している。
一方、上記の硬度（ＪＩＳ－Ａ）が８４未満では、歯付ベルト１０の位置決め性が劣ることがある。また、上記の硬度（ＪＩＳ－Ａ）が９４を超えると、歯付ベルト１０は、屈曲疲労性や応答性に劣ることがある。
一方、上記の硬度（ＪＩＳ－Ａ）が８４未満では、歯付ベルト１０の位置決め性が劣ることがある。また、上記の硬度（ＪＩＳ－Ａ）が９４を超えると、歯付ベルト１０は、屈曲疲労性や応答性に劣ることがある。
【0058】
上記ゴム組成物又はエラストマー組成物の硬度（ＪＩＳ－Ａ）は、ベルト本体１１を構成するゴム組成物又はエラストマー組成物を所定の形状に成形し、これを測定サンプルとして、測定対象に応じて、ＪＩＳ Ｋ６２５３－３（２０１２）、ＪＩＳ Ｋ７３１２（１９９６）に準拠して、タイプＡデュロメータを用いて測定した硬度である。
【0059】
歯付ベルト１０の隙間率は、３０％未満が好ましい。この場合、歯付ベルト１０の位置決め性がより良好になる。上記隙間率は２８％以下がより好ましい。
上記隙間率は、位置決め性の観点からは小さくてもよいが、小さすぎると歯付ベルトの製造時に歯ゴム部にゴム組成物が充填されない不良品の発生率が増加することがある。そのため、上記隙間率の下限は、歩留まりの観点から２０％が好ましく、２２％がより好ましい。
上記隙間率とは、歯付ベルトの幅寸法に対する、ベルトの幅方向における心線同士の隙間寸法の総和の割合（％）をいう。
上記隙間率が小さいほど、ベルトの幅方向において心線の占める割合が大きいことを意味する。
上記隙間率は、位置決め性の観点からは小さくてもよいが、小さすぎると歯付ベルトの製造時に歯ゴム部にゴム組成物が充填されない不良品の発生率が増加することがある。そのため、上記隙間率の下限は、歩留まりの観点から２０％が好ましく、２２％がより好ましい。
上記隙間率とは、歯付ベルトの幅寸法に対する、ベルトの幅方向における心線同士の隙間寸法の総和の割合（％）をいう。
上記隙間率が小さいほど、ベルトの幅方向において心線の占める割合が大きいことを意味する。
【0060】
本発明の実施形態に係る歯付ベルト１０は、例えば一対のプーリに巻き掛けられ、駆動源からの動力を従動側に伝達する。ここで、プーリの外径は、例えば２１．３２ｍｍ以上９４．５３ｍｍ以下である。また、ベルト走行速度は、例えば０．１ｍ／ｓｅｃ以上３３．０ｍ／ｓｅｃ以下であり、伝動容量は、例えば０．０５ｋＷ以上２０．１０ｋＷ以下である。
【0061】
以上の構成の本実施形態に係る歯付ベルト１０によれば、心線１３がカーボン繊維を含む特定の構成を有し、この心線１３が所定の配設ピッチでベルト本体１１に埋設されているため、位置決め性に優れており、応答性も良好である。
【0062】
次に、本実施形態に係る歯付ベルト１０の製造方法について、ベルト本体が上記ゴム組成物で構成される場合を例に、図４～図７を参照しながら説明する。
歯付ベルト１０の製造方法は、材料準備工程、成形工程、加硫工程、及び仕上げ工程を有する。
歯付ベルト１０の製造方法は、材料準備工程、成形工程、加硫工程、及び仕上げ工程を有する。
【0063】
＜材料準備工程＞
所定のゴム成分を素練りし、そこに各種のゴム配合剤を投入して混練することにより未加硫ゴム組成物を得る。そして、得られた未加硫ゴム組成物をカレンダー成形等することにより未加硫ゴム組成物シート１１’を作製する。
所定のゴム成分を素練りし、そこに各種のゴム配合剤を投入して混練することにより未加硫ゴム組成物を得る。そして、得られた未加硫ゴム組成物をカレンダー成形等することにより未加硫ゴム組成物シート１１’を作製する。
【0064】
心線１３及び補強布１４のそれぞれに接着処理を施す。また、補強布１４を筒状に成形する。
【0065】
＜成形工程＞
図４は、ベルト成形型３０の一部を示す部分断面図である。
ベルト成形型３０は、円筒状であって、各々、軸方向に延びるように形成された複数の歯部形成溝３１が周方向に間隔をおいて配設された外周面を有する。
図４は、ベルト成形型３０の一部を示す部分断面図である。
ベルト成形型３０は、円筒状であって、各々、軸方向に延びるように形成された複数の歯部形成溝３１が周方向に間隔をおいて配設された外周面を有する。
【0066】
図５に示すように、ベルト成形型３０の外周面上に筒状の補強布１４を被せ、その上から心線１３を螺旋状に巻き付ける。
そして、その上に未加硫ゴム組成物シート１１’を巻き付け、ベルト成形型３０上に未加硫スラブＳ’を成形する。なお、未加硫ゴム組成物シート１１’は、列理方向がベルト長さ方向に対応するように使用することが好ましい。
そして、その上に未加硫ゴム組成物シート１１’を巻き付け、ベルト成形型３０上に未加硫スラブＳ’を成形する。なお、未加硫ゴム組成物シート１１’は、列理方向がベルト長さ方向に対応するように使用することが好ましい。
【0067】
＜加硫工程＞
図６に示すように、ベルト成形型３０上の未加硫スラブＳ’にゴムスリーブ３２を被せ、それを加硫缶内に配置して密閉すると共に、加硫缶内に高温及び高圧の蒸気を充填して所定の成型時間だけ保持する。こうして未加硫スラブＳ’をベルト成形型３０側に押圧すると共に加熱することにより、未加硫ゴム組成物シート１１’を心線１３間に通して補強布１４を押圧させながらベルト成形型３０の複数の歯部形成溝３１のそれぞれに流入させると共に加硫させる。それと同時に、心線１３及び補強布１４を複合一体化させ、最終的に、図７に示すように、円筒状のベルトスラブＳを成型する。
図６に示すように、ベルト成形型３０上の未加硫スラブＳ’にゴムスリーブ３２を被せ、それを加硫缶内に配置して密閉すると共に、加硫缶内に高温及び高圧の蒸気を充填して所定の成型時間だけ保持する。こうして未加硫スラブＳ’をベルト成形型３０側に押圧すると共に加熱することにより、未加硫ゴム組成物シート１１’を心線１３間に通して補強布１４を押圧させながらベルト成形型３０の複数の歯部形成溝３１のそれぞれに流入させると共に加硫させる。それと同時に、心線１３及び補強布１４を複合一体化させ、最終的に、図７に示すように、円筒状のベルトスラブＳを成型する。
【0068】
＜仕上げ工程＞
加硫缶の内部を減圧して密閉を解き、ベルト成形型３０とゴムスリーブ３２との間に成型されたベルトスラブＳを取り出して脱型し、所定幅に輪切りすることにより歯付ベルト１０を得る。
このような工程を経ることにより、ベルト本体がゴム組成物で構成される歯付ベルト１０を製造することができる。
加硫缶の内部を減圧して密閉を解き、ベルト成形型３０とゴムスリーブ３２との間に成型されたベルトスラブＳを取り出して脱型し、所定幅に輪切りすることにより歯付ベルト１０を得る。
このような工程を経ることにより、ベルト本体がゴム組成物で構成される歯付ベルト１０を製造することができる。
【0069】
また、ベルト本体１１が熱硬化性ウレタンエラストマー組成物や、熱硬化性エラストマー組成物で構成される歯付ベルト１０は、例えば下記の方法で製造することができる。
即ち、
（１）ベルト本体がゴム組成物で構成される歯付ベルトの製造で使用した、円筒状のベルト成形型３０の外周面上に心線１３を螺旋状に巻き付ける。
（２）次に、円筒状のベルト成形型３１を、ベルト成形型３１の外径よりも大きい内径を有する円筒状の外金型の中に収容する。このとき、ベルト成形型３１と外金型との間にベルト本体成形用のキャビティが構成される。
即ち、
（１）ベルト本体がゴム組成物で構成される歯付ベルトの製造で使用した、円筒状のベルト成形型３０の外周面上に心線１３を螺旋状に巻き付ける。
（２）次に、円筒状のベルト成形型３１を、ベルト成形型３１の外径よりも大きい内径を有する円筒状の外金型の中に収容する。このとき、ベルト成形型３１と外金型との間にベルト本体成形用のキャビティが構成される。
【0070】
（３－１）次に、上記キャビティ内に、ウレタンプレポリマー及び硬化剤を含む未硬化の熱硬化性ウレタン組成物を注入して充填すると共に加熱する。このとき、未硬化の熱硬化性ウレタン組成物は、歯部形成溝３１にも入り込んだ状態で硬化し、熱硬化性ウレタンエラストマーと心線１３とが一体化した円筒状のスラブが成形される。
（３－２）または、上記キャビティ内に加熱により流動性を付与した熱可塑性エラストマー組成物を注入して充填しその後冷却する。このとき、熱可塑性エラストマーは、歯部形成溝３１にも入り込んだ状態で固化し、熱可塑性エラストマーと心線１３とが一体化した円筒状のスラブが成形される。
（３－２）または、上記キャビティ内に加熱により流動性を付与した熱可塑性エラストマー組成物を注入して充填しその後冷却する。このとき、熱可塑性エラストマーは、歯部形成溝３１にも入り込んだ状態で固化し、熱可塑性エラストマーと心線１３とが一体化した円筒状のスラブが成形される。
【0071】
（４）その後、ベルト成形型３１及び外金型から円筒状のスラブを脱型し、その内周面（歯ゴム部側）に補強布を貼り付け、その後、補強布を備えたスラブを輪切りすることにより歯付ベルト１０を得る。
このような工程を行えば、ベルト本体が熱硬化性ウレタンエラストマー組成物や、熱硬化性エラストマー組成物で構成される歯付ベルト１０を製造することができる。
このような工程を行えば、ベルト本体が熱硬化性ウレタンエラストマー組成物や、熱硬化性エラストマー組成物で構成される歯付ベルト１０を製造することができる。
【実施例0072】
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0073】
実施例１～３及び比較例１～４
ここでは、歯型の種類がＳ５Ｍ（ＪＩＳ Ｂ１８５７）の歯付ベルトを作製し、その性能を評価した。
各歯付ベルトは、上述の方法で作製した。
ベルト本体（背ゴム部及び歯ゴム部）を形成するための未加硫ゴム組成物、心線、及び補強布は下記の通り準備した。
ここでは、歯型の種類がＳ５Ｍ（ＪＩＳ Ｂ１８５７）の歯付ベルトを作製し、その性能を評価した。
各歯付ベルトは、上述の方法で作製した。
ベルト本体（背ゴム部及び歯ゴム部）を形成するための未加硫ゴム組成物、心線、及び補強布は下記の通り準備した。
【0074】
（未加硫ゴム組成物の準備）
表１に示した組成を有する下記ゴム組成物Ａ～Ｄを調製した。表１中、配合量は質量部で示す。
・ゴム組成物Ａ：水素化ニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）（日本ゼオン（株）製、商品名：ゼットポール２０２０）４５質量部と不飽和カルボン酸金属塩を混合した不飽和カルボン酸金属塩を含む水素化ニトリルゴム（日本ゼオン（株）製、商品名：ＺＳＣ２１９５）５５質量部を混合させたゴムをベースゴムとし、このベースゴム１００質量部に対して酸化亜鉛（堺化学工業（株）製、商品名：酸化亜鉛３種）５質量部、ステアリン酸（新日本理化（株）製、商品名：ステアリン酸）１質量部、ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）（大日本インキ化学工業（株）製、商品名：モノサイザーＷ２８０）１０質量部、カーボンブラックＦＥＦ（東海カーボン（株）製、商品名：シーストＳＯ）６０質量部、老化防止剤（大内新興化学（株）製、商品名：ノクラックＭＢ）３質量部、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴ）（三新化学工業（株）製、商品名：サンエステル ＴＭＰ）３質量部、ペロキシモンＦ４０（日油（株）製）７質量部を配合して混練した未加硫のゴム組成物をゴム組成物Ａとした。
表１に示した組成を有する下記ゴム組成物Ａ～Ｄを調製した。表１中、配合量は質量部で示す。
・ゴム組成物Ａ：水素化ニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）（日本ゼオン（株）製、商品名：ゼットポール２０２０）４５質量部と不飽和カルボン酸金属塩を混合した不飽和カルボン酸金属塩を含む水素化ニトリルゴム（日本ゼオン（株）製、商品名：ＺＳＣ２１９５）５５質量部を混合させたゴムをベースゴムとし、このベースゴム１００質量部に対して酸化亜鉛（堺化学工業（株）製、商品名：酸化亜鉛３種）５質量部、ステアリン酸（新日本理化（株）製、商品名：ステアリン酸）１質量部、ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）（大日本インキ化学工業（株）製、商品名：モノサイザーＷ２８０）１０質量部、カーボンブラックＦＥＦ（東海カーボン（株）製、商品名：シーストＳＯ）６０質量部、老化防止剤（大内新興化学（株）製、商品名：ノクラックＭＢ）３質量部、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴ）（三新化学工業（株）製、商品名：サンエステル ＴＭＰ）３質量部、ペロキシモンＦ４０（日油（株）製）７質量部を配合して混練した未加硫のゴム組成物をゴム組成物Ａとした。
【0075】
ゴム組成物Ａについて、歯付ベルト作製時の加硫条件と同条件で加硫した加硫物の硬度（ＪＩＳ－Ａ）を測定したところ、８９であった。
なお、上記加硫物の硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３－３（２０１２）に準拠して、タイプＡデュロメータを用いて測定した。下記ゴム組成物Ｂ～Ｄの加硫物の硬度の測定方法も同様である。
なお、上記加硫物の硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３－３（２０１２）に準拠して、タイプＡデュロメータを用いて測定した。下記ゴム組成物Ｂ～Ｄの加硫物の硬度の測定方法も同様である。
【0076】
・ゴム組成物Ｂ：カーボンブラックＦＥＦの割合を変更した以外は、ゴム組成物Ａと同様にして調製した。
ゴム組成物Ｂについて、歯付ベルト作製時の加硫条件と同条件で加硫した加硫物の硬度（ＪＩＳ－Ａ）を測定したところ、８６であった。
ゴム組成物Ｂについて、歯付ベルト作製時の加硫条件と同条件で加硫した加硫物の硬度（ＪＩＳ－Ａ）を測定したところ、８６であった。
【0077】
・ゴム組成物Ｃ：カーボンブラックＦＥＦの割合を変更した以外は、ゴム組成物Ａと同様にして調製した。
ゴム組成物Ｃについて、歯付ベルト作製時の加硫条件と同条件で加硫した加硫物の硬度（ＪＩＳ－Ａ）を測定したところ、９５であった。
ゴム組成物Ｃについて、歯付ベルト作製時の加硫条件と同条件で加硫した加硫物の硬度（ＪＩＳ－Ａ）を測定したところ、９５であった。
【0078】
・ゴム組成物Ｄ：カーボンブラックＦＥＦの割合を変更した以外は、ゴム組成物Ａと同様にして調製した。
ゴム組成物Ｄについて、歯付ベルト作製時の加硫条件と同条件で加硫した加硫物の硬度（ＪＩＳ－Ａ）を測定したところ、８０であった。
ゴム組成物Ｄについて、歯付ベルト作製時の加硫条件と同条件で加硫した加硫物の硬度（ＪＩＳ－Ａ）を測定したところ、８０であった。
【0079】
【表1】
【0080】
（心線の準備）
・心線Ａ：カーボン繊維（東レ社製 商品名：トレカＴ８００ＨＢ－６０００、フィラメント径５．０μｍ、フィラメント本数６０００本）を使用し、これを片撚り回数６回／１０ｃｍで撚った片撚り糸を心線Ａとした。心線Ａの心線径は０．５５ｍｍである。心線Ａとしては、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸の２種を準備した。
・心線Ａ：カーボン繊維（東レ社製 商品名：トレカＴ８００ＨＢ－６０００、フィラメント径５．０μｍ、フィラメント本数６０００本）を使用し、これを片撚り回数６回／１０ｃｍで撚った片撚り糸を心線Ａとした。心線Ａの心線径は０．５５ｍｍである。心線Ａとしては、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸の２種を準備した。
【0081】
・心線Ｂ：カーボン繊維（東レ社製 商品名：トレカＴ８００ＨＢ－６０００、フィラメント径５．０μｍ、フィラメント本数６０００本）を使用し、これを片撚り回数８回／１０ｃｍで撚った片撚り糸を心線Ｂとした。心線Ｂの心線径は０．５８ｍｍである。心線Ｂをとしては、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸の２種を準備した。
【0082】
・心線Ｃ：カーボン繊維（東レ社製 商品名：トレカＴ３００Ｂ－６０００、フィラメント径７．０μｍ、フィラメント本数６０００本）を使用し、これを片撚り回数７．５回／１０ｃｍで撚った片撚り糸を心線Ｃとした。心線Ｃの心線径は０．７０ｍｍである。心線Ｃとしては、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸の２種を準備した。
【0083】
・心線Ｄ：カーボン繊維（東レ社製 商品名：トレカＴ３００Ｂ－３０００、フィラメント径７．０μｍ、フィラメント本数３０００本）を使用し、これを片撚り回数６回／１０ｃｍで撚った片撚り糸を心線Ｄとした。心線Ｄの心線径は０．４８ｍｍである。心線Ｄをとしては、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸の２種を準備した。
【0084】
・心線Ｅ：カーボン繊維（東レ社製 商品名：トレカＴ３００Ｂ－３０００、フィラメント径７．０μｍ、フィラメント本数３０００本）を使用し、これを片撚り回数１２回／１０ｃｍで撚った片撚り糸を心線Ｅとした。心線Ｅの心線径は０．５３ｍｍである。心線Ｅとしては、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸の２種を準備した。
【0085】
・心線Ｆ：高硬度ガラス繊維（日本板硝子社製 高強度ガラスコード、フィラメント径７．０μｍ）を使用し、これをフィラメント本数２００本を３本集めて、下撚り回数８回／１０ｃｍで一方向に撚った下撚り糸を８本集めて、下撚り方向とは逆方向に上撚り回数８回／１０ｃｍで撚った諸撚り糸を心線Ｆとした。心線Ｆの心線径は０．７２ｍｍである。心線Ｆとしては、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸の２種を準備した。心線Ｆのフィラメントの本数は合計４８００本である。
【0086】
（補強布の準備）
補強布として、以下のナイロン帆布を準備した。
水酸化ナトリウム溶液中にレゾルシン（住友化学（株）製、商品名：レゾルシノール）とホルマリン（三井化学（株）製、商品名：ホルマリン）とをモル比Ｒ／Ｆ＝１／２の割合で加えて攪拌混合することにより、それらの初期縮合物溶液を得た。得られた溶液に水素添加アクリロニトリルブタジエンメタクリル酸三元共重合体（Ｘ－ＮＢＲ）ラテックス（日本ゼオン（株）製 商品名、ＺＬＸ－Ｂ）と水とを加えて攪拌混合することにより、レゾルシン・ホルマリンとラテックスとの質量比ＲＦ／Ｌ＝１／８であるＲＦＬ液を調製した。
補強布として、以下のナイロン帆布を準備した。
水酸化ナトリウム溶液中にレゾルシン（住友化学（株）製、商品名：レゾルシノール）とホルマリン（三井化学（株）製、商品名：ホルマリン）とをモル比Ｒ／Ｆ＝１／２の割合で加えて攪拌混合することにより、それらの初期縮合物溶液を得た。得られた溶液に水素添加アクリロニトリルブタジエンメタクリル酸三元共重合体（Ｘ－ＮＢＲ）ラテックス（日本ゼオン（株）製 商品名、ＺＬＸ－Ｂ）と水とを加えて攪拌混合することにより、レゾルシン・ホルマリンとラテックスとの質量比ＲＦ／Ｌ＝１／８であるＲＦＬ液を調製した。
【0087】
次に、このＲＦＬ液に、ＲＦＬ液のラテックス固形分１００質量部に対してポリテトラフルオロエチレン（旭硝子（株）製、商品名：フルオンＡＤ９１１、平均粒子径：０．２５μｍ）８０質量部とブロックイソシアネート（第一工業製薬（株）製、商品名：エラストロンＢＮ－２７、結合解離温度１８０℃）３０質量部とを加えて攪拌混合し、さらに、カーボンブラック（富士色素工業（株）製、商品名：フジＳＰブラック２０３）が全体の５質量％となるように加えて分散させ、固形分濃度が１５質量％である処理液を調製した。
【0088】
この処理液に、経糸が２３５ｄｔｅｘ、及び緯糸が１５５ｄｔｅｘの６，６－ナイロン繊維のウーリー加工糸（破断伸び１５０％以上）を用いた２／２の綾織り織布を浸漬した後に引き上げて一対の加圧ロール間に通して絞って綾織り織布に処理液を付着させた。このとき、処理液の液温度を２０℃、浸漬時間を２秒間、及び処理回数を２回とした。また、ＲＦＬ被膜の目付量が約３０質量％となるように加圧ロールのクリアランス等を調節した。
【0089】
処理液が付着した綾織り織布を加熱乾燥炉に通して加熱乾燥させてナイロン帆布を調製した。このとき加熱乾燥炉の炉内温度（加熱乾燥温度）を１５０℃、加熱処理時間を２分間とした。
このナイロン帆布を実施例及び比較例で使用する補強布とした。
このナイロン帆布を実施例及び比較例で使用する補強布とした。
【0090】
＜実施例１＞
ベルト本体を形成する未加硫ゴム組成物としてゴム組成物Ａを使用し、心線として心線Ａを使用し、補強布として上記ナイロン帆布を使用して、上述した製造方法（図４～図７参照）で、歯型の種類がＳ５Ｍの歯付ベルトを製造した。ベルト幅は１０ｍｍ、ベルト長は８００ｍｍとした。
この時、心線Ａとしては、水素化ニトリルゴムを主成分とし、ＲＦＬ縮合物を含まないゴムラテックスと架橋剤とを含有する水性処理剤Ａに浸漬し、その後乾燥させる接着処理を施したものを使用した。また、心線Ａは、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸とがベルト幅方向に交互に並ぶとともに、隣接する心線ピッチが０．７５ｍｍとなるように二重螺旋状に設けた。
また、製造した歯付ベルトの隙間率は、２６．７％である。
ベルト本体を形成する未加硫ゴム組成物としてゴム組成物Ａを使用し、心線として心線Ａを使用し、補強布として上記ナイロン帆布を使用して、上述した製造方法（図４～図７参照）で、歯型の種類がＳ５Ｍの歯付ベルトを製造した。ベルト幅は１０ｍｍ、ベルト長は８００ｍｍとした。
この時、心線Ａとしては、水素化ニトリルゴムを主成分とし、ＲＦＬ縮合物を含まないゴムラテックスと架橋剤とを含有する水性処理剤Ａに浸漬し、その後乾燥させる接着処理を施したものを使用した。また、心線Ａは、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸とがベルト幅方向に交互に並ぶとともに、隣接する心線ピッチが０．７５ｍｍとなるように二重螺旋状に設けた。
また、製造した歯付ベルトの隙間率は、２６．７％である。
【0091】
＜実施例２＞
未加硫ゴム組成物としてゴム組成物Ａに代えて、ゴム組成物Ｂを使用した以外は、実施例１と同様にして、歯付ベルトを製造した。
未加硫ゴム組成物としてゴム組成物Ａに代えて、ゴム組成物Ｂを使用した以外は、実施例１と同様にして、歯付ベルトを製造した。
【0092】
＜実施例３＞
未加硫ゴム組成物としてゴム組成物Ａに代えて、ゴム組成物Ｃを使用した以外は、実施例１と同様にして、歯付ベルトを製造した。
未加硫ゴム組成物としてゴム組成物Ａに代えて、ゴム組成物Ｃを使用した以外は、実施例１と同様にして、歯付ベルトを製造した。
【0093】
＜実施例４＞
心線として心線Ａに代えて心線Ｂを使用した以外は、実施例２と同様にして、歯付ベルトを製造した。
この時、心線Ｂとしては、上記水性処理剤Ａに浸漬し、その後乾燥させる接着処理を施したものを使用した。また、心線Ｂは、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸とがベルト幅方向に交互に並ぶとともに、隣接する心線ピッチが０．７５ｍｍとなるように二重螺旋状に設けた。
また、製造した歯付ベルトの隙間率は、２２．７％である。
心線として心線Ａに代えて心線Ｂを使用した以外は、実施例２と同様にして、歯付ベルトを製造した。
この時、心線Ｂとしては、上記水性処理剤Ａに浸漬し、その後乾燥させる接着処理を施したものを使用した。また、心線Ｂは、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸とがベルト幅方向に交互に並ぶとともに、隣接する心線ピッチが０．７５ｍｍとなるように二重螺旋状に設けた。
また、製造した歯付ベルトの隙間率は、２２．７％である。
【0094】
＜比較例１＞
ベルト本体を形成する未加硫ゴム組成物としてゴム組成物Ｄを使用し、心線として心線Ｃを使用し、補強布として上記ナイロン帆布を使用して、上述した製造方法（図４～図７参照）で、歯型の種類がＳ５Ｍの歯付ベルトを製造した。ベルト幅は１０ｍｍ、ベルト長は８００ｍｍとした。
この時、心線Ｃとしては、上記水性処理剤Ａに浸漬し、その後乾燥させる接着処理を施したものを使用した。また、心線Ｃは、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸とがベルト幅方向に交互に並ぶとともに、隣接する心線ピッチが１．０ｍｍとなるように二重螺旋状に設けた。
上記歯付ベルトの隙間率は、３０．０％である。
ベルト本体を形成する未加硫ゴム組成物としてゴム組成物Ｄを使用し、心線として心線Ｃを使用し、補強布として上記ナイロン帆布を使用して、上述した製造方法（図４～図７参照）で、歯型の種類がＳ５Ｍの歯付ベルトを製造した。ベルト幅は１０ｍｍ、ベルト長は８００ｍｍとした。
この時、心線Ｃとしては、上記水性処理剤Ａに浸漬し、その後乾燥させる接着処理を施したものを使用した。また、心線Ｃは、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸とがベルト幅方向に交互に並ぶとともに、隣接する心線ピッチが１．０ｍｍとなるように二重螺旋状に設けた。
上記歯付ベルトの隙間率は、３０．０％である。
【0095】
＜比較例２＞
心線として心線Ａに代えて心線Ｄを使用し、下記の心線ピッチを採用した以外は、実施例１と同様にして、歯付ベルトを製造した。
この時、心線Ｄとしては、上記水性処理剤Ａに浸漬し、その後乾燥させる接着処理を施したものを使用した。また、心線Ｄは、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸とがベルト幅方向に交互に並ぶとともに、隣接する心線ピッチが０．８０ｍｍとなるように二重螺旋状に設けた。
また、製造した歯付ベルトの隙間率は、４０．０％である。
心線として心線Ａに代えて心線Ｄを使用し、下記の心線ピッチを採用した以外は、実施例１と同様にして、歯付ベルトを製造した。
この時、心線Ｄとしては、上記水性処理剤Ａに浸漬し、その後乾燥させる接着処理を施したものを使用した。また、心線Ｄは、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸とがベルト幅方向に交互に並ぶとともに、隣接する心線ピッチが０．８０ｍｍとなるように二重螺旋状に設けた。
また、製造した歯付ベルトの隙間率は、４０．０％である。
【0096】
＜比較例３＞
心線として心線Ａに代えて心線Ｅを使用し、下記の心線ピッチを採用した以外は、実施例１と同様にして、歯付ベルトを製造した。
この時、心線Ｅとしては、上記水性処理剤Ａに浸漬し、その後乾燥させる接着処理を施したものを使用した。また、心線Ｅは、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸とがベルト幅方向に交互に並ぶとともに、隣接する心線ピッチが０．８０ｍｍとなるように二重螺旋状に設けた。
また、製造した歯付ベルトの隙間率は、３３．８％である。
心線として心線Ａに代えて心線Ｅを使用し、下記の心線ピッチを採用した以外は、実施例１と同様にして、歯付ベルトを製造した。
この時、心線Ｅとしては、上記水性処理剤Ａに浸漬し、その後乾燥させる接着処理を施したものを使用した。また、心線Ｅは、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸とがベルト幅方向に交互に並ぶとともに、隣接する心線ピッチが０．８０ｍｍとなるように二重螺旋状に設けた。
また、製造した歯付ベルトの隙間率は、３３．８％である。
【0097】
＜比較例４＞
心線として心線Ａに代えて心線Ｆを使用し、下記の心線ピッチを採用した以外は、実施例３と同様にして、歯付ベルトを製造した。
この時、心線Ｆとしては、上記水性処理剤Ａに浸漬し、その後乾燥させる接着処理を施したものを使用した。また、心線Ｆは、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸とがベルト幅方向に交互に並ぶとともに、隣接する心線ピッチが１．２ｍｍとなるように二重螺旋状に設けた。
また、製造した歯付ベルトの隙間率は、４０．０％である。
心線として心線Ａに代えて心線Ｆを使用し、下記の心線ピッチを採用した以外は、実施例３と同様にして、歯付ベルトを製造した。
この時、心線Ｆとしては、上記水性処理剤Ａに浸漬し、その後乾燥させる接着処理を施したものを使用した。また、心線Ｆは、Ｓ撚り糸とＺ撚り糸とがベルト幅方向に交互に並ぶとともに、隣接する心線ピッチが１．２ｍｍとなるように二重螺旋状に設けた。
また、製造した歯付ベルトの隙間率は、４０．０％である。
【0098】
（評価方法）
実施例及び比較例で製造した歯付ベルトについて、曲げ剛性及び弾性率Ｍ１．０を測定した。さらに、実施例及び比較例で製造した歯付ベルトについて、位置決め性と応答性とを評価した。これらの結果は、表３に示した。
実施例及び比較例で製造した歯付ベルトについて、曲げ剛性及び弾性率Ｍ１．０を測定した。さらに、実施例及び比較例で製造した歯付ベルトについて、位置決め性と応答性とを評価した。これらの結果は、表３に示した。
【0099】
＜曲げ剛性＞
上記曲げ剛性は、長さ７０ｍｍに切断した歯付ベルトをサンプルとして、上述した方法で測定した。
即ち、歯付ベルトの測定サンプルについて、ＪＩＳ Ｋ７１０６（１９９５）に従い、オルゼン曲げ試験機を用いた曲げ試験により曲げこわさＥを求め、それに歯付ベルトの断面二次モーメントＩを乗じてベルト曲げ剛性Ｅ・Ｉ（Ｎｃｍ２）を算出した。
上記曲げ剛性は、長さ７０ｍｍに切断した歯付ベルトをサンプルとして、上述した方法で測定した。
即ち、歯付ベルトの測定サンプルについて、ＪＩＳ Ｋ７１０６（１９９５）に従い、オルゼン曲げ試験機を用いた曲げ試験により曲げこわさＥを求め、それに歯付ベルトの断面二次モーメントＩを乗じてベルト曲げ剛性Ｅ・Ｉ（Ｎｃｍ２）を算出した。
【0100】
歯付ベルトの測定サンプルは、歯形：Ｓ５Ｍ、幅：１０ｍｍ、厚さ：３．６１ｍｍ、長さ：７０ｍｍとした。
歯付ベルトの測定サンプルの断面二次モーメントＩは、歯付ベルト断面の歯部を無視した矩形とみなし、試験片の幅ｂをベルト幅１０ｍｍ、試験片の厚さｈを歯底部分のベルト厚さ１．７０ｍｍとし、断面二次モーメントをＩ＝ｂｈ３／１２の計算から求めた。
歯付ベルトの測定サンプルの断面二次モーメントＩは、歯付ベルト断面の歯部を無視した矩形とみなし、試験片の幅ｂをベルト幅１０ｍｍ、試験片の厚さｈを歯底部分のベルト厚さ１．７０ｍｍとし、断面二次モーメントをＩ＝ｂｈ３／１２の計算から求めた。
【0101】
また、歯付ベルトの測定サンプルにおける、ＪＩＳ Ｋ７１０６（１９９５）の８．３に記載された曲げこわさＥを求めるための式（６）のパラメータは、支柱間距離Ｓ：１．２７ｃｍ、試験片の幅ｂ：１０ｍｍ、試験片の厚さ：３．６１ｍｍ、荷重目盛１００％における振り子のモーメントＭ０：０．０８４６Ｎ・ｍ、曲げ角度φ：０．１７４５ｒａｄとした。
なお、試験は、常温２５±５℃及び湿度５０±５％の条件下で行った。
なお、試験は、常温２５±５℃及び湿度５０±５％の条件下で行った。
【0102】
＜弾性率Ｍ１．０＞
弾性率Ｍ１．０は、引張試験機を使用し、上述した方法で測定した。
ここで、引張速度は５０ｍｍ／ｍｉｎとした。測定は３回行い、その平均値を弾性率Ｍ１．０とした。
弾性率Ｍ１．０は、引張試験機を使用し、上述した方法で測定した。
ここで、引張速度は５０ｍｍ／ｍｉｎとした。測定は３回行い、その平均値を弾性率Ｍ１．０とした。
【0103】
＜位置決め性＞
図８は、ベルト試験機１００のプーリレイアウトを示す。
ベルト試験機１００は、回転軸に固定された駆動プーリ１２０と、回転しないように固定軸に固定された従動プーリ１３０とが横方向に間隔をおいて配設されており、駆動プーリ１２０の回転軸にはトルク計が連結されており、この回転軸にトルクを掛けて駆動プーリ１２０を回転させることができるように構成されている。
また、駆動プーリ１２０の上側の位置Ｍでは、歯付ベルト１１０のピッチライン上の移動量（回転角度ｄｅｇ）を測定できるように構成されている。
図８は、ベルト試験機１００のプーリレイアウトを示す。
ベルト試験機１００は、回転軸に固定された駆動プーリ１２０と、回転しないように固定軸に固定された従動プーリ１３０とが横方向に間隔をおいて配設されており、駆動プーリ１２０の回転軸にはトルク計が連結されており、この回転軸にトルクを掛けて駆動プーリ１２０を回転させることができるように構成されている。
また、駆動プーリ１２０の上側の位置Ｍでは、歯付ベルト１１０のピッチライン上の移動量（回転角度ｄｅｇ）を測定できるように構成されている。
【0104】
本評価は、実施例及び比較例で製造した歯付ベルト１１０を、ベルト試験機１００の駆動プーリ１２０及び従動プーリ１３０に巻き掛けて、下記の手順で行った。本評価では、駆動プーリ１２０を右回転させる回転トルクを＋トルク、駆動プーリ１２０を左回転させる回転トルクを－トルクとする。
評価時の設定条件は表２の通りである。
評価時の設定条件は表２の通りである。
【0105】
【表2】
【0106】
（１）駆動プーリ１２０を回転させる前の状態を初期状態とする。
（２）－１５Ｎｍのトルクを掛けて駆動プーリ１２０を左回転させ、そのときの歯付ベルト１１０のピッチライン上の移動量を測定する。
（３）駆動プーリ１２０に掛けていたトルクを解除し、そのときの歯付ベルト１１０のピッチライン上の移動量を測定する。
（４）＋１５Ｎｍのトルクを掛けて駆動プーリ１２０を右回転させ、そのときの歯付ベルト１１０のピッチライン上の移動量を測定する。
（５）駆動プーリ１２０に掛けていたトルクを解除し、そのときの歯付ベルト１１０のピッチライン上の移動量（変位角度ｄｅｇ）を測定する。
（６）このような（１）～（５）の測定を１セットとする。このセットを３回繰り返し行う。
（２）－１５Ｎｍのトルクを掛けて駆動プーリ１２０を左回転させ、そのときの歯付ベルト１１０のピッチライン上の移動量を測定する。
（３）駆動プーリ１２０に掛けていたトルクを解除し、そのときの歯付ベルト１１０のピッチライン上の移動量を測定する。
（４）＋１５Ｎｍのトルクを掛けて駆動プーリ１２０を右回転させ、そのときの歯付ベルト１１０のピッチライン上の移動量を測定する。
（５）駆動プーリ１２０に掛けていたトルクを解除し、そのときの歯付ベルト１１０のピッチライン上の移動量（変位角度ｄｅｇ）を測定する。
（６）このような（１）～（５）の測定を１セットとする。このセットを３回繰り返し行う。
【0107】
この測定を１セット行った場合、回転トルクと歯付ベルト１１０のピッチライン上の移動量（初期状態からの変位量）との関係は、図９のグラフのように示すことができる。
図９は、実施例１の位置決め性の評価で１セット目に取得されたデータのグラフである。
図９のグラフでは、手順（１）～（５）のそれぞれが終わった状態は、Ａ～Ｅに対応している。
そして、本評価では、図９におけるＣＥ間の差を基準とし、この差が小さいほど位置決め性に優れると判断した。ＣＥ間の差が小さいほど、トルクを解除する度に、初期状態に近い状態に戻っているからである。
なお、表３にはＣＥ間の差に相当する駆動プーリの回転角度を評価値として記載した。また、評価値としては３セットの平均値を記載した。
この場合、回転角度が小さいほどＣＥ間の距離が短く、位置決め性に優れることになる。
図９は、実施例１の位置決め性の評価で１セット目に取得されたデータのグラフである。
図９のグラフでは、手順（１）～（５）のそれぞれが終わった状態は、Ａ～Ｅに対応している。
そして、本評価では、図９におけるＣＥ間の差を基準とし、この差が小さいほど位置決め性に優れると判断した。ＣＥ間の差が小さいほど、トルクを解除する度に、初期状態に近い状態に戻っているからである。
なお、表３にはＣＥ間の差に相当する駆動プーリの回転角度を評価値として記載した。また、評価値としては３セットの平均値を記載した。
この場合、回転角度が小さいほどＣＥ間の距離が短く、位置決め性に優れることになる。
【0108】
＜応答性＞
図１０は、ベルト試験機２００のプーリレイアウトを示す。
ベルト試験機２００は、駆動プーリ２２０と従動プーリ２３０とが横方向に間隔をおいて配設されており、従動プーリを横方向に移動させセットウエイトＳＷを固定できるように構成されている。また、ベルト試験機２００は、駆動プーリ２２０及び従動プーリ２３０のそれぞれの回転数を取得するためのエンコーダ（図示せず）を備えている。
駆動プーリ２２０及び従動プーリ２３０は、いずれも歯数：２４、種類：Ｓ５Ｍである。
図１０は、ベルト試験機２００のプーリレイアウトを示す。
ベルト試験機２００は、駆動プーリ２２０と従動プーリ２３０とが横方向に間隔をおいて配設されており、従動プーリを横方向に移動させセットウエイトＳＷを固定できるように構成されている。また、ベルト試験機２００は、駆動プーリ２２０及び従動プーリ２３０のそれぞれの回転数を取得するためのエンコーダ（図示せず）を備えている。
駆動プーリ２２０及び従動プーリ２３０は、いずれも歯数：２４、種類：Ｓ５Ｍである。
【0109】
本評価では、実施例及び比較例で製造した歯付ベルト２１０を、ベルト試験機２００の駆動プーリ２２０及び従動プーリ２３０に巻き掛け、歯付ベルト２１０に４５Ｎのベルト張力が負荷されるように従動プーリ２３０のセットウエイトを固定した。また、従動プーリ２３０のフライホイール効果（ＧＤ２）は、０．０４０ｋｇｆ・ｍ２である。
次に、室温下、駆動プーリ２２０を、加速時間：０．０２秒で回転数が０から１００ｒｐｍまで加速し、その後１００ｒｐｍで定速走行する条件で駆動させ、駆動プーリ２２０及び従動プーリ２３０のそれぞれの回転数を計測した。
次に、室温下、駆動プーリ２２０を、加速時間：０．０２秒で回転数が０から１００ｒｐｍまで加速し、その後１００ｒｐｍで定速走行する条件で駆動させ、駆動プーリ２２０及び従動プーリ２３０のそれぞれの回転数を計測した。
【0110】
本評価の試験条件をまとめると、以下の通りである。
・加速時間：０．０２ｓｅｃ
・回転数：０→１００ｒｐｍ
・フライホイール効果（ＧＤ２）：０．０４０ｋｇｆ・ｍ２
・加速時間：０．０２ｓｅｃ
・回転数：０→１００ｒｐｍ
・フライホイール効果（ＧＤ２）：０．０４０ｋｇｆ・ｍ２
【0111】
計測後、時間軸に沿って、駆動プーリ２２０の回転数と従動プーリ２３０の回転数の差を取得し、この差の絶対値の最大値を本評価における評価値とした。
この評価では、上記の評価値が小さいほど、応答性が良好な歯付ベルトであることを意味する。
この評価では、上記の評価値が小さいほど、応答性が良好な歯付ベルトであることを意味する。
【0112】
図１１、図１２には、本評価で取得したデータの一例を示すグラフである。
図１１は、実施例２の歯付ベルトの評価結果を示すグラフであり、駆動プーリ２２０及び従動プーリ２３０のそれぞれの回転数の時間変化を示している。
図１２は、実施例２の歯付ベルトの評価結果を示すグラフであり、駆動プーリ２２０と従動プーリ２３０との回転数の差の時間変化を示している。
これらのグラフから把握できるように、従動プーリの回転数は、駆動プーリに遅れて立ち上がり、駆動プーリの回転数を大きく超えた後、徐々に駆動プーリの回転数と同期している。そのため、最初に駆動プーリの回転数を大きく超えた際の両者の回転数差が小さいと、歯付ベルトは応答性が良好になる。
図１１は、実施例２の歯付ベルトの評価結果を示すグラフであり、駆動プーリ２２０及び従動プーリ２３０のそれぞれの回転数の時間変化を示している。
図１２は、実施例２の歯付ベルトの評価結果を示すグラフであり、駆動プーリ２２０と従動プーリ２３０との回転数の差の時間変化を示している。
これらのグラフから把握できるように、従動プーリの回転数は、駆動プーリに遅れて立ち上がり、駆動プーリの回転数を大きく超えた後、徐々に駆動プーリの回転数と同期している。そのため、最初に駆動プーリの回転数を大きく超えた際の両者の回転数差が小さいと、歯付ベルトは応答性が良好になる。
【0113】
【表3】
【符号の説明】
【0114】
１０、１１０、１２０ 歯付ベルト
１１ ベルト本体
１１ａ 背ゴム部
１１ｂ 歯ゴム部
１２ ベルト歯
１３ 心線
１４ 補強布
１５ 歯底部
３０ ベルト成形型
３１ 歯部形成溝
３２ ゴムスリーブ
１００、２００ ベルト試験機
１２０、２２０ 駆動プーリ
１３０、２３０ 従動プーリ
１１ ベルト本体
１１ａ 背ゴム部
１１ｂ 歯ゴム部
１２ ベルト歯
１３ 心線
１４ 補強布
１５ 歯底部
３０ ベルト成形型
３１ 歯部形成溝
３２ ゴムスリーブ
１００、２００ ベルト試験機
１２０、２２０ 駆動プーリ
１３０、２３０ 従動プーリ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【手続補正書】
【提出日】2024-10-18
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベルト内周に一定ピッチで設けられた複数の歯部を有するベルト本体と、
前記ベルト本体に、ベルト長さ方向に沿うと共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埋設された心線と、
を備える歯付ベルトであって、
前記心線は、構成材料としてフィラメント径が５μｍのカーボン繊維を含み、前記カーボン繊維を含む６．０×１０ ３ 本のフィラメントの撚り糸であり、
前記ベルト本体は、硬度（ＪＩＳ－Ａ）が８４～９５のゴム組成物又はエラストマー組成物で構成されており、
弾性率Ｍ１．０が、３５０Ｎ／ｍｍ以上である、歯付ベルト。
前記ベルト本体に、ベルト長さ方向に沿うと共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埋設された心線と、
を備える歯付ベルトであって、
前記心線は、構成材料としてフィラメント径が５μｍのカーボン繊維を含み、前記カーボン繊維を含む６．０×１０ ３ 本のフィラメントの撚り糸であり、
前記ベルト本体は、硬度（ＪＩＳ－Ａ）が８４～９５のゴム組成物又はエラストマー組成物で構成されており、
弾性率Ｍ１．０が、３５０Ｎ／ｍｍ以上である、歯付ベルト。
【請求項2】
前記ベルト本体は、硬度（ＪＩＳ－Ａ）が８６～８９のゴム組成物又はエラストマー組成物で構成されている、請求項１に記載の歯付ベルト。
【請求項3】
前記心線の径は、０．５５～０．５８ｍｍであり、
前記心線の隙間率は、３０％未満である、請求項１又は２に記載の歯付ベルト。
前記心線の隙間率は、３０％未満である、請求項１又は２に記載の歯付ベルト。
【請求項4】
前記撚り糸は、片撚り糸であり、片撚り回数が４～１０回／１０ｃｍである、請求項１～３のいずれかに記載の歯付ベルト。
【請求項5】
歯ピッチが、５ｍｍである、請求項１～４のいずれかに記載の歯付ベルト。
【請求項6】
曲げ剛性が、６．９６Ｎｃｍ
２
以上７．３３Ｎｃｍ
２
以下であり、
外径が２１．３２ｍｍ以上９４．５３ｍｍ以下のプーリに用いられる、請求項１～５のいずれかに記載の歯付ベルト。
外径が２１．３２ｍｍ以上９４．５３ｍｍ以下のプーリに用いられる、請求項１～５のいずれかに記載の歯付ベルト。