JP2005024075A - Toothed belt - Google Patents
Toothed belt Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005024075A JP2005024075A JP2003270603A JP2003270603A JP2005024075A JP 2005024075 A JP2005024075 A JP 2005024075A JP 2003270603 A JP2003270603 A JP 2003270603A JP 2003270603 A JP2003270603 A JP 2003270603A JP 2005024075 A JP2005024075 A JP 2005024075A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toothed belt
- cord
- core wire
- belt
- tooth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Abstract
Description
本発明は歯付ベルトに係り、ロボットアームや自動車の駆動装置に使用するもので、心線の伸びを小さくして、起動時あるいは停止時の従動側のオーバーシュートを小さくして応答性を高め、ジャンピングを低減して伝達能力を高め、そして高温高張力下および高温多湿下での走行における耐久性を改善した歯付ベルトに関する。 The present invention relates to a toothed belt, which is used for a robot arm or a driving device of an automobile. The elongation of the core wire is reduced, the overshoot on the driven side at the time of starting or stopping is reduced, and the responsiveness is improved. The present invention relates to a toothed belt that has reduced jumping, increased transmission capacity, and improved durability in running under high temperature and high tension and high temperature and high humidity.
歯付ベルトは、その内面側において長手方向に沿って複数設けられる歯部と、心線を埋設した背部とからなるものであり、歯部の表面及び隣り合う歯部間の歯底部の表面に沿って補強部材が貼着してある。この補強部材は歯付ベルトの長手方向と平行な緯糸と、これと交差するように織った織布が用いられる。 The toothed belt is composed of a plurality of tooth portions provided along the longitudinal direction on the inner surface side thereof, and a back portion in which a core wire is embedded, and is provided on the surface of the tooth portion and the surface of the tooth bottom portion between adjacent tooth portions. A reinforcing member is attached along the surface. As the reinforcing member, a weft parallel to the longitudinal direction of the toothed belt and a woven fabric woven so as to intersect with the weft are used.
ここで、歯付ベルトの耐久性に関する問題は、心線の疲労によるベルト切断と、過負荷や補強部材の摩耗による歯部の歯欠けに大別される。そして心線の疲労によるベルト切断に関しては、アラミド心線や高強度ガラスの細径心線の使用、及び耐熱性に優れるゴム配合物の使用、さらにはベルト張力を起動時及び走行時共に一定に保つオートテンショナーの使用などにより、改良がなされてきている。 Here, the problems regarding the durability of the toothed belt are roughly classified into belt cutting due to fatigue of the core wire and tooth chipping due to overload and wear of the reinforcing member. For belt cutting due to fatigue of the core wire, use of an aramid core wire or a thin core wire of high-strength glass, use of a rubber compound with excellent heat resistance, and constant belt tension at both starting and running Improvements have been made, such as through the use of auto-tensioners that maintain.
また、上記心線として、ガラス繊維やアラミド繊維に代わって炭素繊維を使用した伝動ベルトも提案されている。例えば、特許文献1にはウレタンエラストマーのベルト素材に心線として炭素繊維コードを使用し、また特許文献2には熱可塑性エラストマーのベルト素材に、片撚りの炭素繊維コードで撚る前にベルト本体と同じ材質の熱可塑性エラストマーで処理して接着を改善したものが使用されている。また特許文献2には、上撚り係数が2.0〜4.0であって、下撚り係数が上撚り係数の1/2〜3/2にして、初期強力が大きく、伸びが小さく、耐水性、耐屈曲疲労性を改善した歯付ベルトが開示されている。
In addition, a transmission belt using carbon fiber instead of glass fiber or aramid fiber as the core wire has been proposed. For example,
しかし、従来の駆動軸と従動軸に歯付ベルトを懸架したロボットアームの駆動装置では、高度な応答性が求められ、起動時と停止時の従動側のオーバーシュートを小さくすることが要求されている。即ち、駆動軸と従動軸に懸架した歯付ベルトが僅かに伸張するために、駆動側の停止時において従動側のオーバーシュートによる停止により、応答性を悪くしていた。このため、従来の歯付ベルトよりも更に伸びの小さなものが要求され、心線の材質や構成の開発が望まれていた。
また、従来の歯付ベルトでは、高負荷伝動の場合には、心線の伸びによってベルトのジャンピングが発生し、また走行後のベルト残存強力も走行前に比べて大きく低下することがあった。
Further, in the case of a conventional toothed belt, in the case of high load transmission, the belt jumping occurs due to the elongation of the core wire, and the remaining belt strength after running may be greatly reduced compared to before running.
解決しようとする問題点は、心線の伸びを小さくして、起動時あるいは停止時の従動側のオーバーシュートを小さくして応答性を高め、ジャンピングを低減して伝達能力を高め、そして高温高張力下および高温多湿下での走行における耐久性を改善した歯付ベルトを提供することにある。 The problem to be solved is to reduce the extension of the core wire, to reduce the overshoot on the driven side at the time of starting or stopping, to improve the response, to reduce the jumping and to increase the transmission capacity, and to An object of the present invention is to provide a toothed belt having improved durability in running under tension and high temperature and high humidity.
本願請求項1記載の発明は、長さ方向に沿って所定間隔で配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、上記歯部の表面に歯布を被覆した歯付ベルトにおいて、
上記心線が総デニール数1,000〜10,000の炭素繊維のマルチフィラメント糸にゴムラテックスとエポキシ樹脂からなる処理液を含浸付着させた後、これを5〜10回/10cmで片撚りし、その表面に接着層を被覆したコードであり、更にコード断面積に占める繊維断面積の割合が70〜90%であり、かつベルトの引張り弾性率が50〜85N/mm2である歯付ベルトにある。
The invention according to
The core wire is impregnated with a treatment liquid composed of a rubber latex and an epoxy resin on a multifilament yarn of carbon fiber having a total denier of 1,000 to 10,000, and is then twisted 5-10 times / 10 cm. A toothed belt having a cord coated with an adhesive layer on the surface, a ratio of a fiber cross-sectional area to a cord cross-sectional area of 70 to 90%, and a tensile elastic modulus of the belt of 50 to 85 N / mm 2 It is in.
本願請求項2記載の発明は、長さ方向に沿って所定間隔で配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、上記歯部の表面に歯布を被覆した歯付ベルトにおいて、
上記心線が総デニール数1,000〜10,000の炭素繊維のマルチフィラメント糸にゴムラテックスとエポキシ樹脂からなる処理液を含浸付着させた後、これを5〜10回/10cmで下撚りをし、更に2.5〜5回/10cmで上撚りし、その表面に接着層を被覆したコードであり、更にコード断面積に占める繊維断面積の割合が70〜90%であり、かつベルトの引張り弾性率が50〜85N/mm2である歯付ベルトにある。
The invention according to claim 2 of the present application has a plurality of tooth portions arranged at predetermined intervals along the length direction, and a back portion in which a core wire is embedded, and the tooth portion is coated with a tooth cloth on the surface of the tooth portion. In the belt,
The core wire is impregnated with a treatment liquid composed of rubber latex and epoxy resin on a multifilament yarn of carbon fiber having a total denier of 1,000 to 10,000, and then twisted at 5-10 times / 10 cm. The cord is further twisted 2.5 to 5 times / 10 cm and coated with an adhesive layer on its surface, and the ratio of the fiber cross-sectional area to the cord cross-sectional area is 70 to 90%. The toothed belt has a tensile elastic modulus of 50 to 85 N / mm 2 .
本願請求項3載の発明は、接着層がレゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス液から得られた1層である歯付ベルトにある。 The invention according to claim 3 of the present application resides in a toothed belt in which the adhesive layer is a single layer obtained from a resorcin-formaldehyde-latex solution.
本願請求項4の発明は、接着層がゴム糊から得られた1層である歯付ベルトにある。 The invention of claim 4 of the present application resides in a toothed belt in which the adhesive layer is a single layer obtained from rubber paste.
本願請求項5発明は、接着層がレゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス液からなる下層とゴム糊からなる上層の2層からなる歯付ベルトにある。
The invention of
本発明の歯付ベルトでは、炭素繊維のマルチフィラメント糸にゴムラテックスとエポキシ樹脂からなる処理液を含浸付着させたために、フィラメント同士の擦れも緩和されて機械的な損傷も軽減され、屈曲疲労性も向上し、また特定の撚りを付与した撚糸したコードにすることで強力を保持して伸びを小さくしてモジュラスを向上させ、さらに屈曲疲労性も向上させている。また、接着層を付着させたことにより背部との接着力を向上させ、更にコード断面積に占める繊維断面積の割合を70〜90%にして炭素繊維を多く充填して、ベルトの引張り弾性率を50〜85N/mm2に設定したことで、これにより心線の伸びを小さくして、起動時あるいは停止時の従動側のオーバーシュートを小さくすることができて応答性を高めることができ、またジャンピングを低減して伝達容量も高くでき、そして高温高張力下および高温多湿下での走行における耐久性を改善することができる。 In the toothed belt of the present invention, the carbon fiber multifilament yarn is impregnated with a treatment liquid composed of a rubber latex and an epoxy resin, so that the friction between the filaments is reduced and mechanical damage is also reduced. In addition, by forming a twisted cord with a specific twist, the strength is maintained, the elongation is reduced, the modulus is improved, and the bending fatigue property is also improved. In addition, the adhesion strength with the back portion is improved by attaching the adhesive layer, and the ratio of the fiber cross-sectional area to the cord cross-sectional area is set to 70 to 90% and a large amount of carbon fiber is filled. Is set to 50 to 85 N / mm 2 , thereby reducing the elongation of the core wire, reducing the overshoot on the driven side when starting or stopping, and improving the responsiveness, Further, the jumping can be reduced to increase the transmission capacity, and the durability in running under high temperature and high tension and high temperature and high humidity can be improved.
図1は本実施形態に係る歯付ベルトの部分正面図であり、歯付ベルト1は長手方向に沿って所定間隔で配置した複数の歯部2と、歯部2と連続する背部4と、背部4に埋設された心線3と、歯部2の表面に被覆された歯布5を有している。歯布5はベルトの長手方向に延在する緯糸と、ベルトの幅方向に延在する経糸とを織成して成る繊維材料を基材として構成される。
FIG. 1 is a partial front view of a toothed belt according to the present embodiment, in which a
心線3は総デニール数1,000〜10,000の炭素繊維のマルチフィラメント糸をゴムラテックスとエポキシ樹脂からなる処理液を含浸付着させた後、これを5〜10回/10cmで片撚り、あるいは5〜10回/10cmで下撚りをし、更に2.5〜5回/10cmで上撚りをした諸撚りコードであってもよい。 The core wire 3 is obtained by impregnating a multifilament yarn of carbon fibers having a total denier of 1,000 to 10,000 with a treatment liquid composed of a rubber latex and an epoxy resin, and then twisting it at 5 to 10 times / 10 cm. Alternatively, various twisted cords may be twisted at 5-10 times / 10 cm and further twisted at 2.5-5 times / 10 cm.
炭素繊維のマルチフィラメント糸を構成するモノフィラメント(単繊維)は、その断面形状が実質的に真円形状に近いものであり、数多くのフィラメントを効率よく集合して、密接したフィラメント間の空間を減少させてコードの強度を高めている。具体的には、コード断面積に占める繊維断面積の割合が70〜90%であり、フィラメント群が効率よく高充填しており、ベルトの引張り弾性率が50〜85N/mm2になる。もし楕円形になると、モノフィラメント同士が擦れ合いよりコードが破断しやすくなる。また、これ以外の形状になると、フィラメントを集合しても密接したフィラメント間の空間が多くなってコードの強度が向上しなくなる。 The monofilament (single fiber) constituting the multifilament yarn of carbon fiber has a cross-sectional shape that is substantially close to a perfect circle, efficiently gathering many filaments, and reducing the space between closely spaced filaments The strength of the cord is increased. Specifically, the ratio of the fiber cross-sectional area to the cord cross-sectional area is 70 to 90%, the filament group is efficiently and highly filled, and the tensile elastic modulus of the belt is 50 to 85 N / mm 2 . If it is oval, the cords are more likely to break than the monofilaments rub against each other. If the shape is other than this, even if the filaments are gathered, the space between the closely spaced filaments increases and the strength of the cord cannot be improved.
コード中の処理液(固形分)の含有量は、炭素繊維のマルチフィラメント糸100質量部に対して10〜40質量部、好ましくは15〜35質量部である。10質量部未満であると、モノフィラメント同士の擦れ合いによりコードの耐疲労性が低下することがあり、一方40質量部を越えるとコードの耐熱性、耐水性、耐溶剤性が低下することがある。 The content of the treatment liquid (solid content) in the cord is 10 to 40 parts by mass, preferably 15 to 35 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon fiber multifilament yarn. If the amount is less than 10 parts by mass, the fatigue resistance of the cord may be reduced due to friction between monofilaments, while if it exceeds 40 parts by mass, the heat resistance, water resistance, and solvent resistance of the cord may be reduced. .
上記処理液(固形分)に含まれるゴムラテックス(固形分)の含有量は、処理液(固形分)100質量部に対して20〜80質量部、好ましくは30〜70質量部である。20質量部未満であると、コードの柔軟性が低下してベルトの耐屈曲疲労性が低下することがあり、一方80質量部を越えるとコードに粘着性が過剰になり、取扱い性が悪くなる。 Content of the rubber latex (solid content) contained in the said processing liquid (solid content) is 20-80 mass parts with respect to 100 mass parts of processing liquid (solid content), Preferably it is 30-70 mass parts. If the amount is less than 20 parts by mass, the flexibility of the cord may be reduced and the bending fatigue resistance of the belt may be reduced. On the other hand, if the amount exceeds 80 parts by mass, the cord becomes too sticky and the handling property becomes poor. .
上記ゴムラテックスの具体例としては、アクリロニトリル−ブタジエンゴムラテックス、クロロプレンゴムラテックス、スチレン−ブタジエンゴムラテックス、水素化ニトリルゴムラテックス(H−NBRラテックス)、スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体(VPラテックス)、EPDMゴムラテックスの一種又は二種以上のブレンド物が使用される。 Specific examples of the rubber latex include acrylonitrile-butadiene rubber latex, chloroprene rubber latex, styrene-butadiene rubber latex, hydrogenated nitrile rubber latex (H-NBR latex), styrene-butadiene-vinylpyridine terpolymer (VP). Latex), and one or more blends of EPDM rubber latex are used.
上記処理液(固形分)に含まれる処理液中のエポキシ樹脂の含有量は、処理液(固形分)100質量部に対して20〜80質量部、好ましくは30〜70質量部である。20質量部未満であると、コードとゴム界面の接着性が低下することがあり、80質量部を越えるとコードの柔軟性が低下してベルトの耐屈曲疲労性が低下することがある。 Content of the epoxy resin in the processing liquid contained in the said processing liquid (solid content) is 20-80 mass parts with respect to 100 mass parts of processing liquid (solid content), Preferably it is 30-70 mass parts. If the amount is less than 20 parts by mass, the adhesion between the cord and the rubber interface may be lowered. If the amount exceeds 80 parts by mass, the flexibility of the cord may be lowered and the bending fatigue resistance of the belt may be lowered.
エポキシ樹脂の具体例としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリジルエーテル、ヘキサンジオールジグリシジルエーテル等の一種又は二種以上が使用される。 Specific examples of the epoxy resin include one or more of ethylene glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, hexanediol diglycidyl ether, and the like.
上記のコードには、その表面に接着層を付着させるが、ここでは接着層がレゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス液(RFL液)から得られた1層であってもよく、またゴム糊から得られた1層であってもよく、更にはRFL液からなる下層とゴム糊からなる上層の2層であってもよい。 An adhesive layer is attached to the surface of the above cord. Here, the adhesive layer may be a single layer obtained from resorcin-formaldehyde-latex liquid (RFL liquid), or obtained from rubber paste. One layer may be sufficient, and also two layers of the lower layer which consists of RFL liquid, and the upper layer which consists of rubber paste may be sufficient.
RFL液は、レゾルシンとホルムアルデヒドの初期縮合物とゴムラテックスとを混合したものであり、この場合レゾルシンとホルムアルデヒドのモル比は3/1〜1/3にすることが接着力を高めるうえで好適である。また、レゾルシンとホルムアルデヒドの初期縮合物は、これをゴムラテックスのゴム分100質量部に対して樹脂分が5〜50質量部になるようにゴムラテックスと混合し、更にフェノール樹脂を含むレゾルシンとホルムアルデヒドの初期縮合物とゴムラテックスとの固形分の質量比が5/95〜40/60に調節する。5/95未満では接着性が著しく低下し、また40/60を超えるとゴムラテックス分が少なくなり、耐熱性が悪くなって屈曲疲労性が低下する。 The RFL liquid is a mixture of resorcin and formaldehyde initial condensate and rubber latex. In this case, the molar ratio of resorcin and formaldehyde is preferably 3/1 to 1/3 in order to increase the adhesive force. is there. The initial condensate of resorcin and formaldehyde is mixed with rubber latex so that the resin content is 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of rubber latex, and further resorcin and formaldehyde containing phenol resin The mass ratio of the solid content of the initial condensate and rubber latex is adjusted to 5/95 to 40/60. If it is less than 5/95, the adhesiveness is remarkably lowered, and if it exceeds 40/60, the rubber latex content is reduced, the heat resistance is deteriorated, and the bending fatigue property is lowered.
RFL処理液に使用するゴムラテックスとしては、水素化ニトリルゴムラテックス(H−NBRラテックス)、スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体(VPラテックス)、クロロプレンゴムラテックス、EPDMゴムラテックスの一種又は二種以上のブレンド物が使用される。水素化ニトリルゴムラテックスとビニルピリジンゴムラテックスとは、固形分の質量比が60/40〜95/5で混合される。その水素化ニトリルゴムの質量比が60未満であれば、耐熱性が悪くなり屈曲疲労性が低下し、95を超えると、耐水性が著しく低下する。 Examples of rubber latex used in the RFL treatment liquid include hydrogenated nitrile rubber latex (H-NBR latex), styrene-butadiene-vinylpyridine terpolymer (VP latex), chloroprene rubber latex, and EPDM rubber latex. A blend of seeds or more is used. Hydrogenated nitrile rubber latex and vinylpyridine rubber latex are mixed at a mass ratio of solid content of 60/40 to 95/5. When the mass ratio of the hydrogenated nitrile rubber is less than 60, the heat resistance is deteriorated and the bending fatigue property is lowered. When the mass ratio is more than 95, the water resistance is significantly lowered.
使用する炭素繊維コードは下記方法によって処理される。まず未処理無撚りマルチフィラメント糸をゴムラテックスとエポキシ樹脂からなる処理液に含浸処理し、その後130〜250℃に調節したオ−ブンに通して熱処理する。続いて、上記処理したマルチフィラメント糸を5〜10回/10cmで片撚り、あるいは5〜10回/10cmで下撚りをし、更に2.5〜5回/10cmで上撚りをした諸撚りコードにした後、このコードをRFL液に含浸処理して接着層を形成する。 The carbon fiber cord used is processed by the following method. First, the untreated untwisted multifilament yarn is impregnated with a treatment liquid composed of rubber latex and epoxy resin, and then heat-treated through an oven adjusted to 130 to 250 ° C. Subsequently, various twisted cords obtained by twisting the treated multifilament yarn at 5-10 times / 10 cm, or by twisting at 5-10 times / 10 cm and further twisting at 2.5-5 times / 10 cm. After that, this cord is impregnated with an RFL solution to form an adhesive layer.
また、該処理コードをゴム糊に漬けてゴム層を付着し、この後130〜180℃前後に調節したオ−ブンに通して熱処理する。
このゴム糊としては、水素化ニトリルゴム(H−NBR)、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)以外に、NBR、エチレンプロピレンジエンモノマー(EPDM)、エチレンプロピレン共重合体(EPR)、SBR、イソプレンゴム(IR)、天然ゴム(NR)のゴム配合物トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素などの溶剤に溶かして得られたものである。
Further, the treatment cord is dipped in rubber paste to adhere a rubber layer, and then heat-treated through an oven adjusted to around 130 to 180 ° C.
In addition to hydrogenated nitrile rubber (H-NBR), chloroprene rubber (CR), and chlorosulfonated polyethylene rubber (CSM), NBR, ethylene propylene diene monomer (EPDM), ethylene propylene copolymer (EPR) ), SBR, rubber blends of isoprene rubber (IR), natural rubber (NR), and those obtained by dissolving in solvents such as aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene.
また、該処理コードを前述と同様にRFL液に含浸処理して下層を形成した後、ゴム糊でオーバーコート処理して上層の2層を形成してもよい。 Further, the treatment cord may be impregnated in the RFL solution in the same manner as described above to form a lower layer and then overcoated with rubber glue to form two upper layers.
歯部2と背部4を形成するゴム配合物の原料ゴムには、水素化ニトリルゴム(H−NBR)、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)以外に、NBR、エチレンプロピレンジエンモノマー(EPDM)、エチレンプロピレン共重合体(EPR)、SBR、イソプレンゴム(IR)、天然ゴム(NR)、フッ素ゴム等何れの場合も使用可能であるが、好ましくは水素化ニトリルゴム(H−NBR)、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)である。この原料ゴムに、充填剤、カーボンブラックのような補強剤、加硫助剤、加硫剤等が配合される。 In addition to hydrogenated nitrile rubber (H-NBR), chloroprene rubber (CR), and chlorosulfonated polyethylene rubber (CSM), NBR, ethylene propylene diene can be used as the raw rubber for the rubber compound forming the tooth 2 and the back 4 Monomer (EPDM), ethylene propylene copolymer (EPR), SBR, isoprene rubber (IR), natural rubber (NR), fluorine rubber, etc. can be used, but preferably hydrogenated nitrile rubber (H- NBR), chloroprene rubber (CR), and chlorosulfonated polyethylene rubber (CSM). The raw rubber is blended with a filler, a reinforcing agent such as carbon black, a vulcanizing aid, a vulcanizing agent, and the like.
前記歯部2のゴム硬度は、高負荷伝動のためにも少なくとも67度以上、好ましくは73度以上(JISA)である。ゴム配合物としては、耐熱性の観点から水素添加率が少なくとも90%以上、好ましくは92〜98%の水素化ニトリルゴムを使用するか、水素化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸金属塩を総ポリマーに対して20〜60質量部添加したものが好ましい。これにより、モジュラス(引張弾性率)や切断伸度、さらに高い引き裂き強度や硬度を確保することができる。 The rubber hardness of the tooth portion 2 is at least 67 degrees or more, preferably 73 degrees or more (JISA) for high load transmission. As the rubber compound, a hydrogenated nitrile rubber having a hydrogenation rate of at least 90%, preferably 92 to 98% is used from the viewpoint of heat resistance, or an unsaturated carboxylic acid metal salt is added to the hydrogenated nitrile rubber as a total polymer. What added 20-60 mass parts with respect to is preferable. Thereby, a modulus (tensile modulus), a cutting elongation, and a higher tear strength and hardness can be ensured.
更に、耐熱性を高めるためには水素化ニトリルゴムあるいは水素化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸金属塩を添加したものを主成分とし、過酸化物加硫系を配合することが望ましい。 Furthermore, in order to improve heat resistance, it is desirable to use hydrogenated nitrile rubber or hydrogenated nitrile rubber added with an unsaturated carboxylic acid metal salt as a main component and a peroxide vulcanization system.
上記有機過酸化物としては、例えばジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、1,3−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、2,5−ジメチル−2,5−(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−モノ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン等を挙げることができる。この有機過酸化物は、単独もしくは混合物として、通常原料ゴム100gに対して0.005〜0.02モルgの範囲で使用される Examples of the organic peroxide include dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, benzoyl peroxide, 1,3-bis (t-butylperoxyisopropyl) benzene, 2, 5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexyne-3, 2,5-dimethyl-2,5- (benzoylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-mono (t -Butylperoxy) hexane etc. can be mentioned. This organic peroxide is usually used alone or as a mixture in the range of 0.005 to 0.02 mol g per 100 g of the raw rubber.
歯布4を構成する緯糸、経糸の材質としては、それぞれポリアミド、アラミド、ポリエステル、ポリベンゾオキサゾール繊維の何れか又は組み合わせが採用できる。繊維の形態は、フィラメント糸及び紡績糸の何れでも良く、単独組成の撚糸又は混撚糸、混紡糸の何れであっても良い。RFL液を繊維内部にまで含浸できる程度に紡績糸又はフィラメントが集まった糸が好ましい。また、アラミド繊維又はポリベンゾオキサゾール繊維は、それ自体が低摩擦係数の繊維であるため、少なくともベルト長手方向の緯糸に含ませることにより、耐歯欠け性を向上させる。また、織成構成は綾織り、朱子織り、平織り等何れであっても良い。 As materials of the weft and the warp constituting the tooth cloth 4, any one or combination of polyamide, aramid, polyester, and polybenzoxazole fibers can be adopted. The form of the fiber may be either a filament yarn or a spun yarn, and may be any one of a single composition twisted yarn, a mixed twisted yarn, or a blended yarn. A yarn in which spun yarns or filaments are gathered to such an extent that the RFL solution can be impregnated into the inside of the fiber is preferable. Further, since the aramid fiber or the polybenzoxazole fiber itself is a fiber having a low coefficient of friction, the chipping resistance is improved by including at least the weft in the longitudinal direction of the belt. Further, the weaving configuration may be a twill weave, satin weave, plain weave, or the like.
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
実施例1〜3
炭素繊維の無撚のマルチフィラメント糸(T700GC・6K・31E(型番、東レ(株)製)繊度4,300デニール)を、処理液(固定分濃度40質量%のビニルピリジン−スチレン−ブタジエンゴムラテックス:JSR社製200質量部とエチレングルコールジグリシジルエーテル200質量部を水500質量部に溶かした水溶液)を含む処理液槽に通過させて含浸させた後、140℃の温度調節したオ−ブンに通して熱処理する。続いて、上記処理したマルチフィラメント糸を5回/10cmで片撚りしてコードにした後、このコードを表1に示すRFL液に浸漬し、130〜180℃の範囲で熱処理して接着層を形成した。
Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.
Examples 1-3
A carbon fiber untwisted multifilament yarn (T700GC / 6K / 31E (model number, manufactured by Toray Industries, Inc.) fineness 4,300 denier) is treated with a treatment liquid (vinylpyridine-styrene-butadiene rubber latex having a fixed concentration of 40% by mass). : An oven whose temperature was adjusted to 140 ° C. after impregnation by passing it through a treatment bath containing 200 parts by mass of JSR and 200 parts by mass of ethylene glycol diglycidyl ether in 500 parts by mass of water) Heat-treat through. Subsequently, the treated multifilament yarn was twisted at 5 times / 10 cm to form a cord, and then the cord was immersed in the RFL solution shown in Table 1 and heat treated in the range of 130 to 180 ° C. to form an adhesive layer. Formed.
上記処理コードの片撚り数と強力の関係をオートグラフで測定した結果を図2に示す。これによると、片撚りコードでは撚り数が5〜10回/10cmであれば、高強度を維持できることが判る。 The result of having measured the relationship between the number of single twists of the said process cord and the strength with an autograph is shown in FIG. According to this, it can be seen that a high strength can be maintained if the number of twists is 5 to 10 times / 10 cm in a single twisted cord.
歯部と背部用のゴムシートとして、表2に示すH−NBR配合からなるゴムを通常の方法で混練してカレンダーロールによって所定の厚さに調整した。 As a rubber sheet for the tooth portion and the back portion, a rubber composed of H-NBR shown in Table 2 was kneaded by a usual method and adjusted to a predetermined thickness by a calendar roll.
歯布としては、経糸に6,6ナイロン、緯糸に6,6ナイロンとウレタン弾性糸を混撚した糸を用いて綾織したものを用いた。 As the tooth cloth, 6,6 nylon was used as the warp, and a twill weave was used using a mixed yarn of 6,6 nylon and urethane elastic yarn as the weft.
次に、ベルト作製用のSTPD歯形120歯数の金型に上記歯布を巻き付け、心線としてSZ撚一対の前記炭素繊維コード(片撚り数、5回/10cm)をピッチ(1.0mm/本)にてスパイラルに所定の張力で巻き付けた。この心線の上に、表3のゴムシートを巻き付けた後、ジャケットを被せて加硫缶に投入し、通常の圧入方式により加圧加硫して歯形を形成させた。その後、ベルト背面を一定厚さに研磨し一定幅(10.0mm)にカットして走行用歯付ベルトを得た。 Next, the tooth cloth is wound around a die having 120 teeth of STPD tooth profile for belt production, and a pair of SZ twisted carbon fiber cords (number of single twists, 5 times / 10 cm) as a core wire is pitched (1.0 mm / This was wound around the spiral with a predetermined tension. A rubber sheet shown in Table 3 was wound on the core wire, and a jacket was put on and put into a vulcanizing can, and pressure vulcanized by a normal press-fitting method to form a tooth profile. Thereafter, the back surface of the belt was ground to a certain thickness and cut to a certain width (10.0 mm) to obtain a running toothed belt.
作製したベルトは3種あり、ベルト幅10.0mm、ベルト歯形STPD、歯数120、歯ピッチ5.00mmのタイプ1、ベルト幅19.0mm、ベルト歯形STPD、歯数105歯、歯ピッチ8.00mmのタイプ2、そしてベルト幅30.0mm、ベルト歯形STPD、歯数100歯、歯ピッチ14.00mmのタイプ3であった。
There are three types of belts, belt width 10.0 mm, belt tooth profile STPD, number of teeth 120, tooth pitch 5.00 mm,
比較例1
心線として、無撚のガラス繊維(E−ガラス)を3本引き揃えたものを表2に示すRFL処理液に浸漬した後、200〜280℃で熱処理した。これを撚り数8回/cmでSおよびZ方向に片撚りコードを準備した。これを11本引き揃え、12回/cmで上撚りした。更に、これをゴム糊に浸漬し、130〜180℃の範囲で熱処理した。その後、実施例1と同じ歯部と背部用のゴムシート、歯布を用い、また同様の製造条件にして3種の歯付ベルトを作製した。
Comparative Example 1
As a core wire, three untwisted glass fibers (E-glass) were aligned and immersed in an RFL treatment solution shown in Table 2, and then heat treated at 200 to 280 ° C. A single twisted cord was prepared in the S and Z directions at a twist number of 8 times / cm. 11 of these were aligned and twisted at 12 times / cm. Furthermore, this was immersed in rubber paste and heat-treated in the range of 130 to 180 ° C. Thereafter, three types of toothed belts were produced using the same tooth portion and back rubber sheet and tooth cloth as in Example 1 and under the same production conditions.
作製したベルトは3種あり、ベルト幅10.0mm、ベルト歯形STPD、歯数120、歯ピッチ5.00mmのタイプ1、ベルト幅19.0mm、ベルト歯形STPD、歯数105歯、歯ピッチ8.00mmのタイプ2、そしてベルト幅30.0mm、ベルト歯形STPD、歯数100歯、歯ピッチ14.00mmのタイプ3であった。
There are three types of belts, belt width 10.0 mm, belt tooth profile STPD, number of teeth 120, tooth pitch 5.00 mm,
上記実施例と比較例に係る歯付ベルトのコード径、コードの断面積、コード断面積中の繊維断面積占有率、ベルト弾性率(幅当り)を求めた結果を表3に示す。ベルト弾性率はベルトの軸間距離変化率と軸荷重の関係を室温下においてオートグラフによって測定した。 Table 3 shows the results of calculating the cord diameter, the cord cross-sectional area, the fiber cross-sectional area occupation ratio, and the belt elastic modulus (per width) of the toothed belts according to the above-described Examples and Comparative Examples. The belt elastic modulus was measured by an autograph at room temperature for the relationship between the belt axial distance change rate and the axial load.
これによると、実施例は比較例に比べて高強度、高弾性率により、伸びが小さくなっていることが判り、ベルト高張力時における寸法変化が小さくなっている。また、コード断面積中の繊維断面積占有率については、実施例の炭素繊維コードは比較例のガラス繊維コードに比べて繊維の充填量が多くなっていることが判る。 According to this, it can be seen that the embodiment has a smaller elongation due to higher strength and higher elastic modulus than the comparative example, and the dimensional change at the time of high belt tension is smaller. Moreover, about the fiber cross-sectional area occupation rate in a code | cord | chord cross-sectional area, it turns out that the filling amount of the fiber of the carbon fiber cord of an Example is large compared with the glass fiber cord of a comparative example.
続いて、実施例と比較例で作製された歯付ベルトの評価として、ロボットアームの駆動等の位置決め精度の評価として応答性評価を行った。この走行試験装置としては、駆動モータに連結した35歯の駆動プーリ、フライホイール(GD2=0.402kgm2)を取り付けた35歯の従動プーリに、上記歯付ベルトを張力10kgfで懸架し、トルク80.4g・mを与えて、試験パターンとして回転速度90度/秒、加減速度450度/秒2でプーリ回転角度360度の正逆回転を各20回繰り返し、駆動プーリと従動プーリの回転差をロータリエンコーダにより起動/停止時のオーバーシュート検出した。その結果を図3に示す。
Subsequently, as an evaluation of the toothed belt manufactured in the example and the comparative example, a responsiveness evaluation was performed as an evaluation of positioning accuracy such as driving of the robot arm. As this running test apparatus, the toothed belt is suspended at a tension of 10 kgf on a 35-tooth driven pulley connected with a driving motor, a 35-tooth driven pulley to which a flywheel (GD 2 = 0.402 kgm 2 ) is attached. Applying a torque of 80.4 g · m, rotating the drive pulley and the driven pulley as a test pattern, rotating forward and reverse at a rotation speed of 90 degrees / second, acceleration / deceleration speed of 450 degrees / second 2 and a pulley rotation angle of 360
また、歯付ベルトの伝動容量比較を行うため、ジャンピング試験を行った。このジャンピング試験では、ベルト走行中に従動軸の負荷を上げて行き、ジャンピング(歯飛び)が発生した際の負荷値を測定した。試験条件としては、22歯の駆動プーリ、20歯の従動プーリに歯付ベルトを懸架し、回転数3,600rpm、軸荷重10.6kgfで測定した。その結果を表4に併記する。 In addition, a jumping test was performed to compare the transmission capacity of the toothed belt. In this jumping test, the load on the driven shaft was increased while the belt was running, and the load value when jumping (tooth skipping) occurred was measured. As test conditions, a toothed belt was suspended on a 22-tooth driven pulley and a 20-tooth driven pulley, and measurement was performed at a rotational speed of 3,600 rpm and an axial load of 10.6 kgf. The results are also shown in Table 4.
これによると、実施例の歯付ベルトは、応答性評価では起動/停止時の駆動プーリと従動プーリの回転差が小さくて応答性が高く、更にジャンピング試験でもジャンピングが発生しにくく、伝達容量が高いことが判る。 According to this, the toothed belt of the example has a high responsiveness with a small rotational difference between the driving pulley and the driven pulley at the time of start / stop in the responsiveness evaluation, and further, the jumping test hardly causes the transmission capacity. It turns out to be expensive.
本発明の歯付ベルトは、駆動側の回転により従動側のロボットアームを移動させる駆動装置や自動車のオーバーヘッドカムシャフトの駆動装置に使用するものであり、歯付ベルトがコード断面積に占める繊維断面積の割合を70〜90%にして炭素繊維を多く充填するで、ベルトの引張り弾性率を50〜85N/mm2に設定し、これにより心線の伸びを小さくして、起動時あるいは停止時の従動側のオーバーシュートを小さくすることができて、応答性を高めることができ、また伝達容量も高くなる。 The toothed belt of the present invention is used for a drive device for moving a driven robot arm by rotation on the drive side or a drive device for an overhead camshaft of an automobile. When the area ratio is 70 to 90% and a large amount of carbon fiber is filled, the tensile elastic modulus of the belt is set to 50 to 85 N / mm 2 , thereby reducing the elongation of the core wire, and starting or stopping The overshoot on the driven side can be reduced, the responsiveness can be improved, and the transmission capacity is also increased.
1 歯付ベルト
2 歯部
3 心線
4 背部
5 歯布
1 Toothed belt 2 Tooth part 3 Core wire 4
Claims (5)
上記心線が総デニール数1,000〜10,000の炭素繊維のマルチフィラメント糸にゴムラテックスとエポキシ樹脂からなる処理液を含浸付着させた後、これを5〜10回/10cmで片撚りし、その表面に接着層を被覆したコードであり、更にコード断面積に占める繊維断面積の割合が70〜90%であり、かつベルトの引張り弾性率が50〜85N/mm2であることを特徴とする歯付ベルト。 In a toothed belt having a plurality of tooth portions arranged at predetermined intervals along the length direction and a back portion in which a core wire is embedded, and having a tooth cloth coated on the surface of the tooth portion,
The core wire is impregnated with a treatment liquid composed of a rubber latex and an epoxy resin on a multifilament yarn of carbon fiber having a total denier of 1,000 to 10,000, and is then twisted 5-10 times / 10 cm. The cord has a surface coated with an adhesive layer, the ratio of the fiber cross-sectional area to the cord cross-sectional area is 70 to 90%, and the tensile elastic modulus of the belt is 50 to 85 N / mm 2. Toothed belt.
上記心線が総デニール数1,000〜10,000の炭素繊維のマルチフィラメント糸にゴムラテックスとエポキシ樹脂からなる処理液を含浸付着させた後、これを5〜10回/10cmで下撚りをし、更に2.5〜5回/10cmで上撚りし、その表面に接着層を被覆したコードであり、更にコード断面積に占める繊維断面積の割合が70〜90%であり、かつベルトの引張り弾性率が50〜85N/mm2であることを特徴とする歯付ベルト。 In a toothed belt having a plurality of tooth portions arranged at predetermined intervals along the length direction and a back portion in which a core wire is embedded, and having a tooth cloth coated on the surface of the tooth portion,
The core wire is impregnated with a treatment liquid composed of rubber latex and epoxy resin on a multifilament yarn of carbon fiber having a total denier of 1,000 to 10,000, and then twisted at 5-10 times / 10 cm. The cord is further twisted 2.5 to 5 times / 10 cm and coated with an adhesive layer on its surface, and the ratio of the fiber cross-sectional area to the cord cross-sectional area is 70 to 90%. A toothed belt having a tensile elastic modulus of 50 to 85 N / mm 2 .
The toothed belt according to claim 1 or 2, wherein the adhesive layer comprises two layers, a lower layer made of resorcin-formaldehyde-latex liquid and an upper layer made of rubber paste.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003270603A JP2005024075A (en) | 2003-07-03 | 2003-07-03 | Toothed belt |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003270603A JP2005024075A (en) | 2003-07-03 | 2003-07-03 | Toothed belt |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005024075A true JP2005024075A (en) | 2005-01-27 |
Family
ID=34190512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003270603A Pending JP2005024075A (en) | 2003-07-03 | 2003-07-03 | Toothed belt |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005024075A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007147025A (en) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Mitsuboshi Belting Ltd | Toothed belt |
WO2022004835A1 (en) | 2020-07-03 | 2022-01-06 | バンドー化学株式会社 | Transmission belt |
DE112021002627T5 (en) | 2020-07-03 | 2023-03-23 | Bando Chemical Industries, Ltd. | transmission belt |
US11719309B2 (en) | 2020-07-03 | 2023-08-08 | Bando Chemical Industries, Ltd. | Toothed belt |
-
2003
- 2003-07-03 JP JP2003270603A patent/JP2005024075A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007147025A (en) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Mitsuboshi Belting Ltd | Toothed belt |
WO2022004835A1 (en) | 2020-07-03 | 2022-01-06 | バンドー化学株式会社 | Transmission belt |
DE112021002627T5 (en) | 2020-07-03 | 2023-03-23 | Bando Chemical Industries, Ltd. | transmission belt |
US11644082B2 (en) | 2020-07-03 | 2023-05-09 | Bando Chemical Industries, Ltd. | Transmission belt |
US11708879B2 (en) | 2020-07-03 | 2023-07-25 | Bando Chemical Industries, Ltd. | Transmission belt |
US11719309B2 (en) | 2020-07-03 | 2023-08-08 | Bando Chemical Industries, Ltd. | Toothed belt |
US12031608B2 (en) | 2020-07-03 | 2024-07-09 | Bando Chemical Industries, Ltd. | Transmission belt |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH06307500A (en) | Toothed belt | |
JP2001032887A (en) | Rubber belt | |
JP2009257344A (en) | Rubber-made toothed belt | |
JPH071054B2 (en) | Toothed belt | |
EP3617551B1 (en) | Helically toothed belt power transmitting device | |
JP4672353B2 (en) | Toothed belt drive | |
JP4459574B2 (en) | Toothed belt | |
JP2005024075A (en) | Toothed belt | |
JP2006090338A (en) | Cogged belt | |
JPH0835540A (en) | Toothed belt | |
JP2000266129A (en) | Toothed belt | |
JP2000240730A (en) | Toothed belt | |
JP2005098470A (en) | Toothed belt | |
JP2004108576A (en) | Toothed belt | |
JP2004108574A (en) | Toothed belt | |
JP4252393B2 (en) | Toothed belt drive | |
JP4252389B2 (en) | Toothed belt drive | |
JP2007147025A (en) | Toothed belt | |
JP2002147537A (en) | Toothed belt | |
JP2004138239A (en) | Toothed belt | |
JP2001295895A (en) | Toothed belt | |
JP2002168301A (en) | Toothed belt | |
CN117419138A (en) | Power transmission belt and corresponding transmission system | |
JP2004324832A (en) | Toothed belt | |
JP2002168297A (en) | Toothed belt |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20060626 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090319 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090414 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20090825 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |