專利名稱：帶齒的皮帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于動力傳送用的帶有齒的皮帶。
通常所說的帶齒的皮帶，其結(jié)構(gòu)如

圖1中的帶齒皮帶1所示，是在橡膠制成的主體部分2的一面上形成咬合齒3并在主體部分2上沿其長度方向嵌入抗拉體4而構(gòu)成的。另外，在該帶齒的皮帶1的咬合面上，沿著齒形的表面貼合固定有帆布5。
在制造上述帶齒的皮帶1時，如圖2所示，在表面上刻有咬合齒3的陰模6的圓筒狀的金屬模7的外周上嵌合經(jīng)過RFL(間苯二酚-甲醛膠乳)等粘接處理的筒狀的帆布5，在其外側(cè)卷繞抗拉體4，再在其外側(cè)配置橡膠坯料8。對橡膠坯料8加熱加壓時，如圖3所示，橡膠坯料8通過抗拉體4上的間隙被擠入陰模6中，再進(jìn)行硫化，就成形為咬合齒3。這時候，帆布5與橡膠坯料8一起被擠壓到陰模6中，沿咬合齒3的表面形成咬合面。初始時，帆布5的長度與帶齒的皮帶1的周長大致是一樣的，在形成咬合齒3時，其長度要改變成沿著帶齒的皮帶1的齒形的長度，因此，帆布5必須是可以沿著帶齒皮帶1的長度方向容易伸長的。
以往，在這種帶齒皮帶用的帆布5中，使用具有伸縮性的絲條作為可以在帶齒皮帶1的長度方向上伸長的絲條。在下文中，將該絲條稱為經(jīng)紗9，將與之交叉的絲條稱為緯紗10。但是，這里所稱的“經(jīng)紗”和“緯紗”與織物結(jié)構(gòu)中所說的經(jīng)紗和緯紗不一定是一致的。
實開昭62-204059、美國專利No.4826472以及歐洲專利No.271587等中提出，使用尼龍等的彈力化處理絲作為這種具有伸縮性的絲條。近年來，帶齒的皮帶被用于汽車發(fā)動機(jī)的凸輪軸、平衡器軸等的傳動，伴隨著汽車發(fā)動機(jī)的不斷高性能化，發(fā)動機(jī)室的溫度也在提高，因而要求在這樣的高溫環(huán)境下仍具有足夠耐久性。
最近，人們正在研究使用芳香族聚酰胺纖維絲等高強(qiáng)度、高耐熱性的纖維作為帶齒皮帶中的帆布5的經(jīng)紗9。
但是，一般來說，高強(qiáng)度、高耐熱性纖維進(jìn)行彈力化處理比較困難，難以產(chǎn)生足夠的伸縮性，因此，實公昭63-15628中提出，將芳族聚酰胺纖維12呈螺旋狀卷繞在聚氨酯彈力絲11的周圍，使用所得到的復(fù)合絲條13作為帶齒皮帶1的帆布5的經(jīng)紗9。
這種復(fù)合絲條13，在聚氨酯彈力絲11處于收縮狀態(tài)時，螺旋狀的芳族聚酰胺纖維12上產(chǎn)生松弛，復(fù)合絲條13的伸縮只能是在與該松弛相應(yīng)的長度范圍內(nèi)。但是，在這種絲條中，聚氨酯彈力絲11的周圍卷繞了足夠長的芳族聚酰胺纖維12，聚氨酯彈力絲11與芳族聚酰胺纖維12之間彼此沒有約束力，因此，兩者之間產(chǎn)生滑動，如圖4所示，芳族聚酰胺纖維12的松弛部分形成不規(guī)則的環(huán)14。用這樣的復(fù)合絲條13作經(jīng)紗織成帆布5時，上述的環(huán)14突出到帆布5的表面上，成為較厚的部分。
從帶齒皮帶1的使用目的考慮，抗拉體4最好盡可能靠近咬合齒3的齒根設(shè)置，因此必須避免帆布5變厚。此外，如果有許多的環(huán)14不規(guī)則地突出出來，不僅損害了外觀，而且由于與皮帶輪的齒接觸，在齒根部特別容易受到局部磨損，降低帶齒皮帶1的耐久性。
另外，在上述復(fù)合絲條13中，由于芳族聚酰胺纖維12露出到復(fù)合絲條13的最外部，因此芳族聚酰胺纖維12和主體部分2以及咬合齒3的橡膠直接粘接形成一體，芳族聚酰胺纖維12受到橡膠的約束，自由度減小，因此，如果對帶齒的皮帶1反復(fù)施加變形，伴隨著這種變形，芳族聚酰胺纖維12也反復(fù)受到伸長、彎曲變形，由于疲勞導(dǎo)致強(qiáng)度下降，帶齒的皮帶1的耐久性顯著地降低。
本發(fā)明就是鑒于上述情況而做出的，目的是提供耐熱性良好且耐磨性和耐久性俱佳的帶齒的皮帶。
本發(fā)明的特征在于，在咬合面上貼合有帆布的帶齒的皮帶中，所述帆布中在帶齒皮帶的長度方向上延伸的經(jīng)紗是在由彈力絲構(gòu)成的芯絲周圍卷繞高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲，再在其周圍卷繞通常的合成纖維絲而形成的復(fù)合絲條。
上述通常的合成纖維絲最好是尼龍纖維或聚酯纖維的膨松紗，該膨松紗最好具有伸縮性。
上述合成纖維絲的線匝數(shù)最好比高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲的線匝數(shù)大，另外，最好按照與高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲的卷繞方向相反的方向來卷繞該合成纖維絲。
本發(fā)明中的上述高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲是強(qiáng)度大大高于通常的合成纖維絲并且具有良好耐熱性的纖維，最好是強(qiáng)度在10克/旦以上，可以在200℃以上高溫下使用的纖維。適合于作為這種高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲的有芳族聚酰胺纖維絲，此外還可以使用全芳香族聚酯纖維、金屬纖維、碳纖維、玻璃纖維等的絲。
另外，這種高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲最好采用短纖維紗或膨松紗。
圖5是本發(fā)明中使用的復(fù)合絲條15的示意圖。在復(fù)合絲條15中，16是芯絲，它是由聚氨酯彈力絲等彈力絲構(gòu)成。
17是作為高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲的芳族聚酰胺纖維絲，在上述芯絲16的周圍卷繞成螺旋狀。該芳族聚酰胺纖維絲17最好使用短纖維紗或膨松紗。
18是尼龍纖維或聚酯纖維等通常的合成纖維絲，在上述芳族聚酰胺纖維絲17的周圍卷繞成螺旋狀。該合成纖維絲18最好使用尼龍纖維或聚酯纖維的具有伸縮性的膨松紗。
另外，將合成纖維18卷繞在芳族聚酰胺纖維絲17的周圍時，最好是與芳族聚酰胺纖維絲17相對于芯絲16的卷繞方向相反的方向卷繞成螺旋狀，并且線匝數(shù)要大于芳族聚酰胺纖維絲17相對于芯絲16的線匝數(shù)。
上述的帆布5，是以上述復(fù)合絲條15作為經(jīng)紗9、以任意的絲作為緯紗10織成。在織成時，可以以經(jīng)紗9和緯紗10中的任一個作為織成時的經(jīng)紗，以任一個作為緯紗。
將所得到的帆布5貼合在帶齒的皮帶1的齒形的表面上。本發(fā)明中的使用帆布5的帶齒的皮帶1可以按照與以往的帶齒皮帶1完全相同的方法制造。
本發(fā)明的帶齒的皮帶，作為經(jīng)紗9的復(fù)合絲條15是在由彈力絲構(gòu)成的芯絲16周圍卷繞高強(qiáng)度高耐熱性纖維絲17、再在其周圍卷繞通常的合成纖維絲18而形成的絲條，剛直而耐磨性差的高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲17被合成纖維絲18覆蓋而受到保護(hù)，不直接暴露在外面，因而不會受到磨損。
另外，合成纖維絲18與構(gòu)成帶齒皮帶1的橡膠粘接，高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲17處在合成纖維絲18的內(nèi)側(cè)，沒有直接受到橡膠的約束，因而自由度大，不易因伸長、彎曲而產(chǎn)生疲勞。
由于合成纖維絲18使用膨松紗，合成纖維絲18與高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲17的摩擦系數(shù)增大，高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲17被合成纖維絲18保持住，同時，合成纖維絲18的體積大，將高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲17包在內(nèi)部，不暴露出來，因而進(jìn)一步提高了耐磨性和耐久性。
為了提高帆布5與橡膠的粘合性，可以進(jìn)行RFL等粘接處理，通過使用膨松紗，處理劑容易通過合成纖維18的纖維間而浸透，可以增加處理劑的附著量，從而進(jìn)一步提高與橡膠的粘合性。
此外，由于使用具有伸縮性的絲作為膨松紗，因而該膨松紗的卷繞易于進(jìn)行，同時，卷繞之后膨松紗收縮，因此不會產(chǎn)生過度的松弛，還可以將高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲17包住，防止其暴露出來。
另外，由于合成纖維18的線匝數(shù)比高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲17的線匝數(shù)多，可以更有效地包住高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲17，防止其露出來。
再有，由于合成纖維絲18是按照與高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲17的卷繞方向相反的方向卷繞的，因而，合成纖維絲18將高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲17壓入芯絲16的表面，有效地防止了高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲17露出到表面上。
還有，由于使用短纖維紗或膨松紗作為高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲17，這樣的絲條柔軟、剛性小并且容易與合成纖維絲18纏在一起，因而高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲17不易形成不規(guī)則的環(huán)，不會露出到復(fù)合絲條15的表面上。
根據(jù)本發(fā)明，由于使用具有良好的強(qiáng)度、耐熱性等的高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲17作為帶齒皮帶1的帆布5中的經(jīng)紗9，因而帆布5的強(qiáng)度增大，在接觸皮帶輪而進(jìn)行動力傳送時，不會因經(jīng)紗9磨損或摩擦熱而劣化，因而不會發(fā)生帆布5斷裂或者咬合齒3上產(chǎn)生裂紋等現(xiàn)象，從而提供了耐久性極好的帶齒的皮帶1。
在本發(fā)明的帶齒的皮帶中，高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲17被卷繞在芯絲16上，在其外側(cè)受到合成纖維絲18的約束，高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲17在芯絲16的周圍呈螺旋狀配置，盡管其本身沒有伸縮性，但由于其螺線可以延伸，因而復(fù)合絲條15具有很大的伸縮性，帆布5在帶齒皮帶1的長度方向上具有較大的伸長性，從而使得帶齒的皮帶1可以容易地成形。在復(fù)合絲條15中，即使由于高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲17的彎曲而產(chǎn)生環(huán)14，由于其外側(cè)受到合成纖維18的約束，因而帆布5的表面上不會無規(guī)則地形成大的環(huán)，帆布5不會出現(xiàn)不必要的增厚。
因此，帆布5的外觀很好，并且柔軟，同時帆布5的厚度可以薄一些，帶齒皮帶1的抗拉體4可以非?？拷X根部，形成具有良好性能的帶齒的皮帶1。
另外，由于帶齒皮帶1中的橡膠與最外層的合成纖維絲18粘接，提高了粘合力，同時，該合成纖維絲18內(nèi)側(cè)的高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲17不受橡膠的約束，自由度大，不會由于局部磨損或伸長、彎曲而產(chǎn)生的疲勞而導(dǎo)致強(qiáng)度降低，因而耐磨性和耐久性都非常好。
實施例以下說明本發(fā)明的實施例。按照下文中所述的各實施例和比較例中所記載的必要條件制造帆布。
實施例1經(jīng)紗復(fù)合絲條芯絲聚氨酯彈力絲 420旦芳族聚酰胺纖維絲 200旦長絲卷繞方向S方向 線匝數(shù)650匝/米合成纖維絲尼龍66絲 100旦長絲卷繞方向Z方向 線匝數(shù)850匝/米在使芯絲伸長約1.7倍的狀態(tài)下，按上面所述卷繞芳族聚酰胺纖維絲和合成纖維絲，卷繞后使芯絲大致恢復(fù)到原來的長度。
緯紗尼龍66絲 210旦長絲織物組織2/2斜紋布絲密度經(jīng)紗 80根/25毫米緯紗 82根/25毫米實施例2經(jīng)紗復(fù)合絲條芯絲聚氨酯彈力絲 420旦芳族聚酰胺纖維絲 200旦短纖維紗卷繞方向S方向 線匝數(shù)650匝/米合成纖維絲尼龍66絲 100旦彈力化處理絲卷繞方向Z方向 線匝數(shù)850匝/米卷繞方法與實施例1相同。
緯紗尼龍66絲 210旦長絲織物組織2/2斜紋布絲密度經(jīng)紗 86根/25毫米緯紗 82根/25毫米比較例1經(jīng)紗復(fù)合絲條芯絲聚氨酯彈力絲 420旦芳族聚酯胺纖維絲 200旦長絲卷繞方向S方向 線匝數(shù)650匝/米卷繞方法與實施例1相同，但未卷繞合成纖維絲。
緯紗尼龍66絲 210旦長絲織物組織2/2斜紋布絲密度經(jīng)紗 86根/25毫米緯紗 82根/25毫米比較例2經(jīng)紗復(fù)合絲條芯絲聚氨酯彈力絲 420旦芳族聚酰胺纖維絲 100旦長絲卷繞方向S方向 線匝數(shù)650匝/米芳族聚酰胺纖維絲 100旦長絲卷繞方向Z方向 線匝數(shù)850匝/米卷繞方法與實施例1相同。
緯紗尼龍66絲 210旦長絲織物組織2/2斜紋布絲密度經(jīng)紗 86根/25毫米緯紗 82根/25毫米由各實施例和比較例得到的各帆布的厚度和強(qiáng)度如表1中所示。
表1
分別使用上述各實施例和比較例的帆布，制作在齒形的咬合面上貼合有該帆布的帶齒的皮帶(齒距9.525毫米，齒數(shù)92，帶寬19.1毫米)。
耐久試驗將各個帶齒的皮帶掛到圖6所示的試驗機(jī)19上，進(jìn)行傳動試驗。在該試驗機(jī)19中，將帶齒的皮帶掛在主動皮帶輪20(齒數(shù)20)和從動皮帶輪21(齒數(shù)40′上，利用空轉(zhuǎn)輪22調(diào)整張力，將其收容在加熱箱23內(nèi)，將加熱箱23內(nèi)的溫度設(shè)定在規(guī)定的溫度條件下，在這樣的狀態(tài)下用主動皮帶輪20驅(qū)動帶齒的皮帶1轉(zhuǎn)動，測定其耐久性。
試驗條件為，加熱箱23內(nèi)的溫度是120℃和140℃，主動皮帶輪20的驅(qū)動轉(zhuǎn)速是6000轉(zhuǎn)/分。
試驗結(jié)果示于表2中。
表2
由表1可以看出，在帆布的經(jīng)紗數(shù)量大致相同的情況下，與以往的結(jié)構(gòu)的帆布相比，本發(fā)明的帶齒皮帶中帆布的厚度可以減小。
由表2可以看出，本發(fā)明的帶齒的皮帶盡管帆布的強(qiáng)度比以往的皮帶中的帆布要低，但帶齒的皮帶的耐磨性和耐久性卻顯著提高。
實施例1的結(jié)構(gòu)，在120℃下其耐久性是比較例的4-5倍，在140℃下其耐久性是比較例的8.5-17倍。在使用卷曲加工絲作為合成纖維絲18的實施例2中，其耐久性進(jìn)一步提高，達(dá)到實施例1的1.5倍。
本發(fā)明的帶齒的皮帶，特別是在高溫環(huán)境條件下具有良好的耐久性。另外，使用通常的尼龍66絲或聚酯纖維絲代替本發(fā)明中的芳族聚酰胺纖維絲17時，沒有專門進(jìn)行比較試驗，但從這些纖維的耐熱性來考慮，可以推測在上述那樣的高溫環(huán)境下將提前產(chǎn)生磨損。
附圖的簡要說明圖1是本發(fā)明的帶齒的皮帶的斜視圖;
圖2是正要制造帶齒的皮帶時的狀態(tài)的縱剖面圖;
圖3是制造帶齒的皮帶完畢時的狀態(tài)的縱剖面圖;
圖4是以往的復(fù)合絲條的正視圖;
圖5是用以作為本發(fā)明的帆布的經(jīng)紗的復(fù)合絲條的正視圖;
圖6是帶齒的皮帶的耐久試驗機(jī)的斜視圖。
符號的說明1.帶齒的皮帶2.主體部分3.咬合齒4.抗拉體5.帆布9.經(jīng)紗10.緯紗15.復(fù)合絲條16.芯絲17.芳族聚酰胺纖維絲18.合成纖維絲
權(quán)利要求
1.帶齒的皮帶，其特征是，在咬合面上貼合有帆布(5)的帶齒的皮帶(1)中，上述帆布(5)中的在帶齒的皮帶(1)的長度方向上延伸的經(jīng)紗(9)，是在由彈力絲構(gòu)成的芯絲(16)的周圍卷繞高強(qiáng)度高耐熱性纖維絲(17)、再在其周圍卷繞通常的合成纖維絲(18)而形成的復(fù)合絲條(15)。
2.權(quán)利要求1所述的帶齒的皮帶，其特征是，所述高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲(17)是芳族聚酰胺纖維絲。
3.權(quán)利要求1或2所述的帶齒的皮帶，其特征是，所述的合成纖維絲(18)是通常的尼龍纖維或聚酯纖維的膨松紗。
4.權(quán)利要求3所述的帶齒的皮帶，其特征是，所述膨松紗具有伸縮性。
5.權(quán)利要求1、2、3或4所述的帶齒的皮帶，其特征是，所述合成纖維絲(18)的線匝數(shù)大于高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲(17)的線匝數(shù)。
6.權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的帶齒的皮帶，其特征是，高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲(17)是短纖維紗或膨松紗。
7.權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的帶齒的皮帶，其特征是，所述合成纖維絲(18)是按與高強(qiáng)度、高耐熱性纖維絲(17)的卷繞方向相反的方向卷繞的。
全文摘要
在咬合面上貼合有帆布5的帶齒的皮帶1中，帆布5中在帶齒的皮帶1的長度方向上延伸的經(jīng)紗9是在由彈力絲構(gòu)成的芯絲16周圍卷繞高強(qiáng)度高耐熱性纖維絲17、再在其周圍卷繞通常的合成纖維絲18而形成的復(fù)合絲條15。高強(qiáng)度高耐熱性纖維絲17受到卷繞在其外側(cè)的合成纖維絲18的約束，不會突出形成大的環(huán)，使帆布5的厚度減小，因而具有良好的耐磨性和耐久性。
文檔編號F16G1/28GK1102752SQ9419007
公開日1995年5月17日 申請日期1994年2月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月23日
發(fā)明者一色重洋, 山田光穗, 鹽唐松善行 申請人:有日田株式會社