JP2008304053A - 摩擦伝動ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】心線支持層の応力集中による歪を抑制して早期の心線のポップアウトの発生を阻止し、且つ屈曲疲労性、耐熱性に優れた高耐久性の摩擦伝動ベルトを提供することである。
【解決手段】ベルト長手方向に沿って心線２を保持した心線支持層３と、圧縮層４を積層してなる摩擦伝動ベルトにおいて、上記心線支持層３がエチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、シリカを１０〜５０質量部、カーボンブラックを３０〜７０質量部、シリカとカーボンブラックの合計総量が５５〜８０質量部であるゴム組成物であり、しかも圧縮歪み率１０％以下での圧縮弾性率が１０ＭＰa以上である。
【選択図】 図１

Description

本発明は動力伝動に用いられる摩擦伝動ベルトに関する。

従来から、自動車用や２輪車用エンジンに使用される摩擦伝動ベルトとしては、天然ゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム等のゴムが一般的に使用されていた。しかし、近年、省エネルギー化及びコンパクト化の社会的要請を背景に、自動車のエンジンルーム内の部品が密集して配置される傾向があり、それに起因してエンジンルーム内の雰囲気温度は従来に比べて上昇してきている。

このような高温雰囲気下において、動力伝動ベルトを構成する前記ゴムが硬化し、早期にクラックが生じるという問題が指摘されていた。また省エネルギー化に伴ってエンジンの回転変動が大きくなり、その影響を受けて動力伝動ベルトの張力変動が増大し、早期摩耗や発音などの問題が発生してきた。更に、クロロプレンなどのハロゲンを含んだゴムはダイオキシンの発生につながることから、環境負荷物質であるハロゲンを含有しないゴムで製造されたベルトが近年求められている。

このような要求に対して、最近ではエチレン・プロピレン系ゴム（ＥＰＭ）あるいはエチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）等のエチレン・α−オレフィンゴムが、優れた耐熱性と耐寒性を有して且つ、脱ハロゲンという要求を満たしていることからも有望視されている。しかし、エチレン−α−オレフィンエラストマーのような非極性ポリマーをベルトの各ゴム層に使用すると、ベルト側面からの心線のポップアウトが発生することがあった。

このため、特許文献１では、圧縮ゴム層としてエチレン−α−オレフィンエラストマーを使用し、少なくとも圧縮ゴム層には短繊維を含有し、そして心線周りに配置される接着ゴム層のうち、伸張ゴム層側そして圧縮ゴム層側の少なくとも一方に接着ゴム層が存在しない構成からなっている。

また、摩擦伝動ベルトのくり返し屈曲やエンジン周りの加熱条件での走行に対する動的接着性、耐熱接着性等の接着特性に優れた摩擦伝動ベルトを提供するために、接着ゴム層及び圧縮ゴム層が、共にエチレン−α−オレフィン−ジエンゴム配合物を用いて形成されるものであり、心線がカルボキシル化ビニルピリジンラテックスを含むＲＦＬ接着剤組成物を用いて接着処理を施した摩擦伝動ベルトが特許文献２に開示されている。
特開２００６−２９４９３号公報 特開２００６−３００１０４号公報

このように心線のポップアウトを抑制するために、これまで心線と接着ゴム層と接着力を高めてこれに対処していたが、近年ではエンジンの小型化に起因する多軸にわたった複雑なレイアウトや伝達効率の向上を目的として小径プーリの使用によってベルトの耐屈曲疲労性能の向上が要求されている。しかし、エチレン・α−オレフィンエラストマーはクロロプレンゴムやＡＣＳＭ、ＮＢＲに比べてポリマー自体の物理的性質では特に引裂き抵抗力や耐屈曲亀裂性に劣る性質がある。このために小径のプーリを使用した際には、ベルト端面から心線が飛び出す、所謂心線のポップアウト現象を低減することができなかった。

即ち、通常ベルト屈曲によって接着ゴム層、圧縮ゴム層が受ける変形は、約１０％以下であるが、心線はポリエステル繊維やアラミド繊維からなるコードを使用しているため、剛性が大きく、伸張しにくくて高弾性率を有しているため、心線との接着界面層になる接着ゴム層は心線から大きな歪み、応力を受けている。また、耐摩耗性、耐圧縮疲労性を要求される圧縮ゴムは、短繊維やハイストラクチャーカーボンブラックを配合し補強されているために圧縮歪み率１０％以下における圧縮弾性率が１５ＭＰa以上になっているため、接着ゴム層より大きな圧縮弾性率になっている。

また、ベルトが大きく屈曲した場合には、圧縮ゴム層と接着ゴム層の圧縮弾性率が大きく異なるため、圧縮弾性率の小さい接着ゴム層に歪みや応力が集中して変形しやすくなり、心線のポップアウトが発生しやすくなっていた。

本発明は、このような問題点を解決するものであり、接着ゴム層（心線支持層）の応力集中による歪を抑制して早期の心線のポップアウトの発生を阻止し、且つ屈曲疲労性、耐熱性に優れた高耐久性の摩擦伝動ベルトを提供することである。

本願請求項１記載の発明は、ベルト長手方向に沿って心線を埋設した心線支持層と、圧縮層を積層してなる摩擦伝動ベルトにおいて、上記心線支持層が、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、シリカを１０〜５０質量部、カーボンブラックを３０〜７０質量部、シリカとカーボンブラックの合計総量が５５〜８０質量部であるゴム組成物であり、しかも圧縮歪み率１０％以下での圧縮弾性率が１０ＭＰa以上であることを特徴とする。

本願請求項１記載の発明では、心線はポリエステル繊維やアラミド繊維からなるコードを使用するため剛性で伸張しにくい高弾性率な特性を有しているため、心線との接着界面層である心線支持層に高い歪み、応力を与えているが、心線支持層が圧縮歪み率１０％以下の圧縮弾性率を１５ＭＰａ以上になると、応力集中による歪みや変形が抑制され、早期の心線のポップアウトの発生を阻止することができる。

本願請求項２記載の発明は、心線支持層の引裂き抵抗力（Ｂ型）が５０Ｎ／ｍｍ以上である摩擦伝動ベルトにあり、シリカとカーボンブラック配合量の調節によって得ることができ、心線のポップアウトも少なくなりベルトの走行寿命も向上する。

本願請求項３記載の発明は、カーボンブラックとして、ヨウ素吸着量が２５〜１２５ｇ/ｋｇ ＤＢＰ吸油量が８０〜１３５ｍｌ/１００ｇで、その配合量が４０〜６０質量部、シリカを１５〜４０質量部、そしてシリカとカーボンブラックの合計総量が６０〜８０質量部である摩擦伝動ベルトにあり、応力集中による歪みや変形が抑制され、早期の心線のポップアウトの発生を阻止することができる。

本願請求項４記載の発明は、圧縮層がエチレン・α−オレフィンエラストマーを用いたゴム組成物からなる摩擦伝動ベルトであり、脱ハロゲンという要求を満たす環境対策を配慮したベルトになる。

本願請求項５記載の発明は、摩擦伝動ベルトがＶリブドベルトである。

本願請求項に記載の発明では、心線から大きな応力を受ける心線支持層がエチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、シリカを１０〜５０質量部、カーボンブラックを３０〜７０質量部、シリカとカーボンブラックの合計総量が５５〜８０質量部であるゴム組成物であり、しかも圧縮歪み率１０％以下での圧縮弾性率が１０ＭＰa以上であるために、応力集中による歪みや変形を抑制されることになり、ポップアウトの問題を解決できる効果がある。
即ち、ベルトが大きく屈曲された場合でも、心線支持層の圧縮弾性率を大きくして圧縮層との差を小さくすることで、心線支持層は応力集中を受けにくくなって変形しにくくなり、早期、心線のポップアウトの発生を阻止することができる。

本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、摩擦伝動ベルトとして、ベルトの長手方向に延びる複数のリブ部を有するＶリブドベルトに本発明を適用したものである。

図１に示すようにＶリブドベルト１は、心線２をベルト長手方向に沿って埋設した心線支持層３と、この心線支持層３の一方の面に設けられた圧縮層４と、心線支持層３の他方の面を被覆するカバー帆布からなる伸張層５とを有する。そして圧縮層４には、ベルト長手方向に延びる断面略三角形状の複数のリブ部６が設けられている。

本発明で使用する心線２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）繊維、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）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、ポリアミド繊維、ガラス繊維、またはアラミド繊維などから構成される撚糸コードが使用できる。

前記心線は接着処理を施されることが望ましく、例えば（１）未処理コードをエポキシ化合物やイソシアネート化合物から選ばれた処理液を入れたタンクに含浸してプレディップした後、（２）１６０〜２００°Ｃに温度設定した乾燥炉に３０〜６００秒間通して乾燥し、（３）続いてＲＦＬ液からなる接着液を入れたタンクに浸漬し、（４）２１０〜２６０°Ｃに温度設定した延伸熱固定処理器に３０〜６００秒間通し−１〜３％延伸して延伸処理コードとする、ことができる。

ＲＦＬ処理液はレゾルシンとホルムアルデヒドの初期縮合物をゴムラテックスと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１：２〜２：１にすることが接着力を高める上で好適である。モル比が１／２未満では、レゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂の三次元化反応が進み過ぎてゲル化し、一方２／１を超えると、逆にレゾルシンとホルムアルデヒドの反応があまり進まないため、接着力が低下する。

ゴムラテックスとしては、スチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体、水素化ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴムなどがあげられる。

また、レゾルシン・ホルムアルデヒドの初期縮合物と上記ゴムラテックスの固形分質量比は１：２〜１：８が好ましく、この範囲を維持すれば接着力を高める上で好適である。上記の比が１／２未満の場合には、レゾルシン−ホルムアルデヒドの樹脂分が多くなり、ＲＦＬ皮膜が固くなり動的な接着が悪くなり、他方１／８を超えると、レゾルシン・ホルムアルデヒドの樹脂分が少なくなるため、ＲＦＬ皮膜が柔らかくなり、接着力が低下する。

更に、上記ＲＦＬ液には通常の加硫促進剤や加硫剤を添加してもよい。

伸張層５を構成する帆布は、織物、編物、不織布などから選択される繊維基材である。構成する繊維素材としては、公知公用のものが使用できるが、例えば綿、麻等の天然繊維や、金属繊維、ガラス繊維等の無機繊維、そしてポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリフロルエチレン、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、全芳香族ポリエステル、アラミド等の有機繊維が挙げられる。織物の場合は、これらの糸を平織、綾織、朱子織等することにより製織される。

上記帆布は、公知技術に従ってＲＦＬ液に浸漬することが好ましい。またＲＦＬ液に浸漬後、未加硫ゴムを帆布に擦り込むフリクションを行い、またゴムを溶剤に溶かしたソーキング液に浸漬処理することができる。尚、ＲＦＬ液には適宜カーボンブラック液を混合して処理反を黒染めし、また公知の界面活性剤を０．１〜５．０質量％加えてもよい。

心線支持層３は、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、シリカを１０〜５０質量部、カーボンブラックを３０〜７０質量部、シリカとカーボンブラックの合計総量が６０〜８０質量部であるゴム組成物であり、しかも該ゴム組成物の加硫後における圧縮歪み率１０％以下（具体的には、圧縮歪み率１０％あるいは５％）での圧縮弾性率が１０ＭＰa以上、好ましくは１０〜２０ＭＰaであり、係る条件下において心線支持層３における応力集中による変形を抑制でき、心線のポップアウトを抑止することができる。

上記のエチレン・α−オレフィンエラストマーは、エチレンとα−オレフィン（プロピレン、ブテン、ヘキセン、あるいはオクテン）の共重合体、あるいは、エチレンと上記α−オレフィンと非共役ジエンの共重合体などであり、具体的にはＥＰＲやＥＰＤＭなどのゴムをいう。上記ジエン成分としては、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエン、メチレンノルボルネンなどの炭素原子数５〜１５の非共役ジエンが挙げられる。

上記シリカは特に限定されず、従来のものを使用することができ、例えば乾式シリカ、湿式シリカ、表面処理したシリカ等を挙げることができる。このシリカは、通常その一次粒径が１０〜５０ｎｍの微細子珪酸または珪酸塩であって、超微細な嵩高い白色粉末である。シリカの製法は、例えば、乾式法ホワイトカーボン、湿式法ホワイトカーボン、コロイダルシリカ 、沈降シリカなどが挙げられる。これらの中でも、含水ケイ酸を主成分とする湿式法ホワイトカーボンが特に好ましい。これらのシリカは、それぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。

シリカの比表面積は、窒素吸着比表面積（ＢＥＴ法）が５０〜４００ｍ^２／ｇである。特に本発明においては、ＣＴＡＢ吸着比表面積が５０〜２５０ｍ^２／ｇであって、窒素吸着比表面積（ＢＥＴ法）とＣＴＡＢ吸着比表面積との比が１．００〜１．３０のものを用いると良好で且つバランスのとれた押し出し特性と強度特性を有する加硫性ゴム組成物が得られるので好ましい。

上記シリカの配合量は、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、シリカを１０〜５０質量部、より好ましくは１５〜４０質量部であることが好ましい。配合量が１０質量部未満になると圧縮弾性率が低下し、逆に配合量が５０質量部を超えると圧縮弾性率が上昇し、混練りが困難になる。

カーボンブラックは、カーボンブラックをエチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して３０〜７０質量部、より好ましくは４０〜６０質量部添加する。該カーボンブラックとしては、ヨウ素吸着量が２５〜１２５ｇ/ｋｇ ＤＢＰ吸油量が８０〜１３５ｍｌ/１００ｇであり、例えばＨＡＦ、ＭＡＦ、ＧＰＦ、ＩＳＡＦ、ＦＥＦ、ＥＰＣなどがあるが、この種に特定されるものではない。カーボンブラックの添加量が３０質量部未満の場合には、カーボンブラックの量が不足して心線支持層の圧縮弾性率が低下し、心線から応力集中を受けて歪の抑制効果が働かず心線のポップアウトの発生を起す。一方、７０質量部を越えると、カーボンブラックの量が多くなって圧縮弾性率が上昇し、混練りが困難になる。
なる。

シリカとカーボンブラックの合計総量がエチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して５５〜８０質量部、より好ましくは６０〜８０質量部であり、５５質量部未満になると圧縮弾性率も１０％未満になり、心線のポップアウトも短時間で起こる。一方、８０質量部を越えるとゴム組成物のムーニー粘度が高くなって心線周りへの心線支持層の流れが不十分で極微小な空隙が生じ、これが起点となってポップアウトが発生する問題がある。

前記ゴム組成物には架橋剤として硫黄、有機過酸化物が使用される。この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、ポリマー成分１００質量部に対して０．５〜８質量部の範囲で好ましく使用される。

そして、それ以外に必要に応じて、短繊維、老化防止剤、安定剤、加工助剤、着色剤のような通常のゴム配合物に使用されるものが使用される。これらの配合成分をゴム組成物に混合させる方法としては特に制限はなく、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー等を用い、適宜公知の手段、方法によって混練することができる。

このように所定量のシリカとカーボンブラック、そしてシリカとカーボンブラックの合計総量を調節して得られた心線支持層３のゴム組成物は、加硫後における圧縮歪み率１０％以下での圧縮弾性率が１０ＭＰa以上の特性を有しているが、これ以外にもムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が６０〜１２０であり、この範囲に設定することで心線の落ち込みを防止して均一に配列したベルトを得ることができ、そして引裂き抵抗力（Ａ型）が５０Ｎ／ｍｍ以上、好ましくは５０〜６０Ｎ／ｍｍになり、これによって更に心線支持層３の応力集中による歪みが抑制され、早期、心線のポップアウトの問題を解決できる。

圧縮層４は、エチレン・α−オレフィンエラストマーを用いるが、エチレン・α−オレフィンエラストマーとしては、エチレンとα−オレフィン（プロピレン、ブテン、ヘキセン、あるいはオクテン）の共重合体、あるいは、エチレンと上記α−オレフィンと非共役ジエンの共重合体などであり、具体的にはＥＰＲやＥＰＤＭなどのゴムをいう。上記ジエン成分としては、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエン、メチレンノルボルネンなどの炭素原子数５〜１５の非共役ジエンが挙げられる。

無機充填剤は、カーボンブラック、金属炭酸塩、金属珪酸塩などを挙げることができる。尚、補強性を考慮すると、少なくともカーボンブラックが含有されることが望ましい。

上記無機充填剤の平均一次粒径は、０．０１〜３．００μｍのものが好ましい。３．００μｍを超えるとベルトの耐久性に悪影響があるといった不具合があり、０．０１μｍ未満のものは分散性が悪くゴム物性が不均一になる。

上記無機充填剤の含有量はエチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して６０〜１１０質量部である。６０質量部未満の場合は、可塑剤をブリードさせる効果が小さく、また耐粘着摩耗性が充分ではない。一方で、１１０質量部を超えると、耐屈曲性が低下するといった不具合がある。また無機充填剤として、カーボンブラックと金属炭酸塩及び／又は金属珪酸塩を配合する場合、強度、耐摩耗性及び耐発音性を考慮すると、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対してカーボンブラックを３０〜１００質量部、金属炭酸塩及び／又は金属珪酸塩を１０〜８０質量部とすることが望ましい。

前記ゴム組成物には架橋剤として硫黄、有機過酸化物を配合することができる。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、ポリマー成分１００質量部に対して０．５〜８質量部の範囲で好ましく使用される。

そして、それ以外に必要に応じて、短繊維、老化防止剤、安定剤、加工助剤、着色剤のような通常のゴム配合物に使用されるものが使用される。これらの配合成分をゴム組成物に混合させる方法としては特に制限はなく、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー等を用い、適宜公知の手段、方法によって混練することができる。

短繊維としては、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿等の繊維からなり繊維の長さは繊維の種類によって異なるが、１〜１０ｍｍ程度の短繊維が用いられ、例えばアラミド繊維であると３〜５ｍｍ程度、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿であると５〜１０ｍｍ程度のものが用いられる。その添加量はゴム１００質量部に対して１０〜４０質量部である。

尚、Ｖリブドベルトは、図１のような構成に限定されず、例えば背面に帆布を貼着せずゴムを露出させたＶリブドベルトなども本発明の技術範囲に属する。以下、これらの実施形態を図面をもとに説明する。

図２に示すＶリブドベルト２１は、背面２８が植毛層２４を設けたゴム組成物で形成された伸張層２５と、該伸張層２５の下層に心線支持層２２が配設され、更にその下層に圧縮層２６を配置した構成を有する。心線２３は、ベルト長手方向に沿って本体内に埋設されてなり、その一部が伸張層２５に接し、残部が心線支持層２２に接した状態となっている。そして前記圧縮層２６はベルト長手方向に伸びる断面略三角形の複数のリブ２７が設けられている。ここで、圧縮層２６に含有される短繊維はリブ形状に沿った流動状態を呈し、表面近傍の短繊維はリブ形状に沿って配向している。

尚、図２では伸張層２５を、短繊維を含有しないゴム組成物表面に植毛層２４を設けた構成としているが、短繊維を含有するゴム組成物表面に植毛層を設けた構成とすることも可能である。

また図２では、圧縮層２６に含有される短繊維はリブ形状に沿った流動状態を呈しているが、短繊維が幅方向に配向した構成としてもかまわない。

尚、Ｖリブドベルトが背面伝動を行う場合は、伸張層の表面も摩擦伝動面となりうる。よって、伸張層を本発明のゴム組成物で構成してもかまわない。

次に、これらＶリブドベルトの製造方法を説明する。製造方法としては限定されるものではないが例えば以下のような方法がある。

第１の方法としては、まず円筒状の成形ドラムの周面に伸張層を構成する部材と心線支持層を構成する接着ゴムシートとを巻き付けた後、この上にコードからなる心線を螺旋状にスピニングし、更に圧縮層を構成する圧縮ゴムシートを順次巻き付けて未加硫スリーブを形成した後、加硫して加硫スリーブを得る。次に、加硫スリーブを駆動ロールと従動ロールに掛架され所定の張力下で走行させ、更に回転させた研削ホイールを走行中の該加硫スリーブに当接するように移動してスリーブの圧縮層表面に３〜１００個の複数の溝状部を一度に研磨して摩擦伝動面を形成する。このようにして得られたスリーブを駆動ロールと従動ロールから取り外し、該スリーブを他の駆動ロールと従動ロールに掛架して走行させ、カッターによって所定に幅に切断して個々のＶリブドベルトに仕上げる。

第２の方法としては、周面にリブ刻印を設けた円筒状の成形ドラムに、圧縮層を構成する圧縮ゴムシート、心線支持層を構成する接着ゴムシートを巻き付けた後、心線をスピニングし、伸張層を構成する部材を巻き付けて未加硫スリーブを配置する。その後、該未加硫スリーブを成形ドラムに押圧しながら加硫することで、圧縮層にリブを型付けする。得られた加硫スリーブにはリブが形成されてなるが、必要に応じてリブ表面を研磨し、所定幅に切断して個々のＶリブドベルトとする。

第３の方法としては、円筒状の成形ドラムに装着された可撓性ジャケットの上に伸張層を構成する部材、心線支持層を構成する接着ゴムシートを巻き、その上に心線をスピニングした後、さらに圧縮層を構成する圧縮ゴムシートを順次無端状に捲き付けて未加硫スリーブを形成する。そして、可撓性ジャケットを膨張させて、未加硫スリーブをリブ部に対応した刻印を有する外型に押圧して加硫成形する。得られた加硫スリーブにはリブが形成されてなるが、必要に応じてリブ表面を研磨し、所定幅に切断して個々のＶリブドベルトとする。

第４の方法としては、円筒状の成形ドラムに装着された可撓性ジャケットの上に圧縮層を構成する圧縮ゴムシートを配置した第１未加硫スリーブを形成した後、可撓性ジャケットを膨張させて、該第１未加硫スリーブをリブ部に対応した刻印を有する外型に押圧して、リブ部を有する予備成型体を作製する。そして、前記予備成型体を密着させた外型から、内型を離間させ、次いで、内型に伸張層を構成する部材、心線支持層を構成する接着ゴムシートを配置し、心線をスピニングして第２未加硫スリーブを形成する。そして、可撓性ジャケットを膨張させて、前記予備成型体を密着させた外型に、該第２未加硫スリーブを内周側から押圧して予備成型体と一体的に加硫する。得られた加硫ベルトスリーブにはリブが形成されてなるが、必要に応じてリブ表面を研磨し、所定幅に切断して個々のＶリブドベルトとする。

尚、Ｖリブドベルトの圧縮層を表層と内層の２層からなる構成とする場合、表層と内層の２層構成を有する圧縮ゴムシートを巻き付ける、もしくは表層用圧縮ゴムシートと内層用圧縮ゴムシートを順次巻き付けるなどにより、表層と内層の２層構成を有する圧縮層を配置した未加硫スリーブを形成する必要がある。このとき、第１の方法では研磨によりリブを形成するため、得られたＶリブドベルトのリブ山には表層が存在するがリブ側面やリブ底には内層が露出することが考えられる。そのため、表層と内層の２層からなるＶリブドベルトは、第２の方法、第３の方法、もしくは第４の方法で製造することが望ましい。

尚、本実施形態は、Ｖリブドベルトに本発明を適用した一例であるが、Ｖリブドベルトに限らず、他の種類の摩擦伝動ベルトにも本発明を適用することは可能である。

以下、本発明を具体的な実施例を伴って説明する。

実施例１〜６、比較例１〜３
以下の実施例１〜６、比較例１〜３のＶリブドベルトは、ポリエステル繊維のロープからなる心線を心線支持層内に埋設し、心線支持層の一方の面にゴム付綿帆布を２プライ積層し、心線支持層の他方の面側に設けられた圧縮ゴム層に３個のリブ部をベルトの長手方向に配したものである。

ここで、圧縮層として表１に示すゴム組成物から調整し、バンバリーミキサーで混練後、カレンダーロールで圧延したものを用いた。ここで、ＨＡＦカーボンブラックは、窒素吸着比表面積が８３ｍ^２／ｇかつジブチルフタレート吸油量が１０２ｃｍ^３／１００である。圧縮層には短繊維が含まれており、該短繊維はベルト幅方向に配向している。

一方、心線支持層は表２に示すゴム配合となり、実施例３、比較例３ではナイロンフロックを配合している。

表２に示す配合のゴム組成物のムーニー粘度はＪＩＳ Ｋ６３００−１に準じて測定した。また、圧縮弾性率はＪＩＳ Ｋ６２５４の低変形圧縮試験で行い、試験片は１６５℃で３０分間プレス架橋した円筒状（厚さ１２．５±０．５ｍｍ×直径２９．０±０．５ｍｍ）であり、圧縮速度が１０±１ｍｍであり、測定方法として２５％の圧縮歪を３回連続して与え、４回目の圧縮曲線から５％、１０％の圧縮力を測定した。そして、ｎ数を３とした。

また、引張試験（１００％モジュラス、引張り強さ、伸び）では、１６５℃で３０分間プレス架橋したＪＩＳ Ｋ６２５１記載のダンベル形状５号使用し、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準じて行った。また、硬度は１６５℃で３０分間プレス架橋したサンプルを用いて、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準じて行った。そして、引裂き試験では、１６５℃で３０分間プレス架橋したサンプルを用いたＪＩＳ Ｋ６２５２記載のクレセント形であり、ＪＩＳ Ｋ６２５２に準じて行った。

ベルトの製造方法としては、以下のような公知の方法を用いた。まず、フラットな円筒状の成形モールドに２プライのゴム付綿帆布及び心線支持層を巻きつけ、心線をスピニングし、更に圧縮層を巻きつけた後、圧縮層の上に加硫用ジャケットを挿入する。次いで、成形モールドを加硫缶内に入れて加硫した後、筒状の加硫スリーブを成形モールドから取り出す。そして、加硫スリーブの圧縮層をグラインダーにより研削して複数のリブ部を形成してから、カッターにより個々のベルトに切断して、Ｖリブドベルトを得た。
また、得られたＶリブドベルトの高温屈曲疲労試験の評価を行った。これに用いた走行試験機は以下に示す。

高温屈曲疲労試験の評価に用いた走行試験機は、駆動プーリ（直径１２０ｍｍ）、アイドラープーリ（直径８５ｍｍ）、従動プーリ（直径１２０ｍｍ）、テンションプーリ（直径４５ｍｍ）を順に配置して構成したものである。そして、試験機の各プーリにＶリブドベルトを掛架し、Ｖリブドベルトのテンションプーリへの巻き付け角度を９０度に、アイドラープーリへの巻き付け角度を１２０度にして雰囲気温度１２０℃、駆動プーリの回転数４９００ｒｐｍ、従動プーリに８．８ｋｗの負荷、テンションプーリにベルト荷重５０〜９０ｋｇｆ／３リブの試験条件で走行させる。走行２００時間を打ち切りとし、ポップアウト発生までの時間を調べた。その結果を表３に示す。

表３の結果によると、実施例１〜７では１０％圧縮時の圧縮弾性率が１０ＭＰa以上であり、高温屈曲試験においても２００時間ポップアウトすることなく走行した。

これに対して比較例１ではシリカとカーボンブラックの合計量が５０質量部と少ないために、圧縮弾性率も低く、またゴム配合のムーニー粘度が低くなって心線並びが凸凹になり早期にポップアウトが発生した。
比較例２では、シリカとカーボンブラックの合計量が８５質量部と多いために、圧縮弾性率は満足しているが、ゴム組成物のムーニー粘度が高く心線周りへの心線支持層の流れが不十分で、極微小な空隙が生じている。これが起点となってポップアウトが発生した。
比較例３では、シリカとカーボンブラックの合計量が４５質量部と少なく高い圧縮弾性率を得るためにナイロンフロックを多量に配合した。しかし、引裂き力が低下し、また心線支持層のナイロンフロックと心線が繰り返しのベルト屈曲によって摩擦しあうことで互いに疲労し、結果ポップアウト発生となった。

本発明にかかる摩擦伝動ベルトは自動車用あるいは一般産業用の駆動装置などに装着できる。

本発明に係る摩擦伝動ベルトであるＶリブドベルトの断面斜視図である。 本発明に係る摩擦伝動ベルトである別のＶリブドベルトの断面図である。

符号の説明

１ Ｖリブドベルト
２ 心線
３ 心線支持層
４ 圧縮層
５ 伸張層
６ リブ部

Claims (5)

1. ベルト長手方向に沿って心線を埋設した心線支持層と、圧縮層を積層してなる摩擦伝動ベルトにおいて、上記心線支持層がエチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、シリカを１０〜５０質量部、カーボンブラックを３０〜７０質量部、シリカとカーボンブラックの合計総量が５５〜８０質量部であるゴム組成物であり、しかも圧縮歪み率１０％以下での圧縮弾性率が１０ＭＰa以上であることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
2. 心線支持層の引裂き抵抗力（Ｂ型）が５０Ｎ／ｍｍ以上である請求項１記載の摩擦伝動ベルト。
3. カーボンブラックとして、ヨウ素吸着量が２５〜１２５ｇ/ｋｇ ＤＢＰ吸油量が８０〜１３５ｍｌ/１００ｇで、その配合量が４０〜６０質量部、シリカを１５〜４０質量部、そしてシリカとカーボンブラックの合計総量が６０〜８０質量部である請求項１または２に記載の摩擦伝動ベルト。
4. 圧縮層がエチレン・α−オレフィンエラストマーを用いたゴム組成物からなる請求項１乃至３の何れかに記載の摩擦伝動ベルト。
5. 摩擦伝動ベルトがＶリブドベルトである請求項１乃至４の何れかに記載の摩擦伝動ベルト。

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