JP2614547B2

JP2614547B2 - 動力伝動用ベルト

Info

Publication number: JP2614547B2
Application number: JP3050808A
Authority: JP
Inventors: 正仁中嶋; 和浩竹田; 和利石田
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1990-03-29
Filing date: 1991-02-21
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: JPH04211748A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は動力伝動用ベルトに係
り、詳しくは高温雰囲気下及び低温雰囲気下でのベルト
走行寿命が著しく向上するＶリブドベルトあるいはＶベ
ルトからなる動力伝動用ベルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、省エネルギー化、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周辺の雰
囲気温度は従来に比べて上昇して来ている。これにとも
ない動力伝動用ベルトの使用環境温度も高くなってき
た。従来、動力伝動用ベルトは主として天然ゴム、スチ
レン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴムが使用されて
きたが、高温雰囲気下では、硬化した圧縮ゴム層で早期
にクラックを生じるという問題が発生した。

【０００３】このようなベルトの早期破損現象に対し、
従来よりクロロプレンゴムの耐熱性の改善が検討され、
ある程度の改良が行なわれてきたもののクロロプレンゴ
ムを使用している限り限界があり、現在のところ充分な
効果を得るには至っていない。

【０００４】このため、耐熱性に優れるクロロスルフォ
ン化ポリエチレンゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴ
ム等のように主鎖が高度に飽和され、又は完全に飽和さ
れているゴムの使用が検討されている。このうち、一般
にクロロスルフォン化ポリエチレンは動的疲労性、耐摩
耗性、耐油性においてはクロロプレンゴムと同等である
が、耐水性においては加硫系、特に受酸剤の影響が大き
いことが知られている。通常、クロロスルフォン化ポリ
エチレンの受酸剤としてはＭｇＯ、ＰｂＯ等の酸化物が
使用されていた。

【０００５】しかし、ＰｂＯ、Ｐｂ₃Ｏ₄等の鉛化合物
の受酸剤を使用すれば、耐水性の良好なベルトが得られ
るが、公害、衛生上の問題から鉛化合物の使用は好まし
くない。又、ＭｇＯを受酸剤として使用した場合には、
架橋反応中に生成するＭｇＣｌ₂により耐水性は著しく
損なわれ、ベルトへの適応は不適当であった。一方、金
属酸化物以外の受酸剤としてエポキシ系の受酸剤を使用
すれば、耐水性の良好な組成物を得ることは可能である
が、臭気の問題等が生じて人体に不快感を与える問題が
あった。

【０００６】これを改善するため、本出願人は動力伝動
用ベルトの少なくとも圧縮ゴム層に受酸剤として酸化マ
グネシウム−酸化アルミニウム固溶体を混入したクロロ
スルフォン化ポリエチレンゴム組成物を用いた動力伝動
用ベルトを提案した。これは、特開昭６２−２４６９５
１号公報に記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この動力伝動
用ベルトは、クロロプレンゴムを用いたベルトに比べる
と高温雰囲気下でのベルト走行寿命が大きく向上し優れ
た耐熱性を有しているが、−３０℃以下の低温雰囲気下
でのベルト走行寿命が著しく劣ることが明らかになっ
た。この理由として、従来のクロロスルフォン化ポリエ
チレンゴムは、直鎖状高密度ポリエチレンをクロロスル
フォン化したもので、塩素含有量が３５重量％であるた
めに塩素の凝集エネルギ−が大きくなって低温領域でゴ
ムの硬化が起こってゴム弾性を欠き、割れ易くなるため
と推定される。

【０００８】本発明はこのような問題に対処するもので
あり、ベルトの走行時に圧縮変形を繰り返し受けている
圧縮ゴム層の組成物を改善して、その耐熱性、耐寒性を
向上させ高温雰囲気下及び低温雰囲気下での走行時にお
けるベルトの耐久性を向上せしめた動力伝動用ベルトを
提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の特徴とす
るところは、心線を埋設した接着ゴム層と圧縮ゴム層を
含む弾性体層とからなるＶリブドベルトやＶベルトの動
力伝動用ベルトにおいて、弾性体層の圧縮ゴム層として
塩素含有量１５〜３５重量％、好ましくは２５〜３２重
量％かつ硫黄含有量が０．５〜２．５重量％の範囲にな
るようにクロロスルフォン化した直鎖状分子構造の低密
度ポリエチレンのゴム組成物を用い、また接着ゴム層と
してクロロプレンゴム組成物もしくは水素化ニトリルゴ
ムを用いることにある。

【００１０】上記本発明に係る動力伝動用ベルトとして
は、ＶリブドベルトやＶベルトであり、図１に示すＶリ
ブドベルト１は、ポリエステル繊維、芳香族ポリアミド
繊維、ガラス繊維を素材とする高強度で低伸度のコード
よりなる心線２を接着ゴム層３中に埋設し、その下側に
弾性体層である圧縮ゴム層４を有している。この圧縮ゴ
ム層４にはベルト長手方向にのびる断面略三角形の複数
のリブ７とベルト表面に付着したゴム付帆布５が設けら
れている。

【００１１】また、図２に示すＶベルト６は心線２を埋
設した接着ゴム層３と圧縮ゴム層４とから構成され、更
に上記接着ゴム層３そして圧縮ゴム層４の各表面層にゴ
ム付き帆布５を積層している。

【００１２】前記圧縮ゴム層４には、塩素含有量１５〜
３５重量％、好ましくは２５〜３２重量％で、かつ硫黄
含有量が０．５〜２．５重量％の範囲になるようにクロ
ロスルフォン化した直鎖状分子構造の低密度ポリエチレ
ン（ＡＣＳＭと記す）のゴム組成物が用いられる。

【００１３】ＡＣＳＭのアルキル側鎖が塩素と同様にポ
リエチレンの結晶を阻害する役割を果たすため、ポリエ
チレンの結晶を残すことなく塩素含有量を３５重量％以
下にすることができる。その結果、低温領域では塩素間
の凝集力が弱まり耐低温性が向上する。また、高温領域
においても塩素より不活性なアルキル側鎖の存在によっ
て反応性が低くなり、耐熱性が向上する。塩素含有量は
１５重量％〜３５重量％が必要であり、３５重量％を越
えると耐寒性、耐熱性が十分でなく、一方１５重量％未
満では耐油性及び機械的な強度が十分でない。また、耐
油性、耐熱性、耐寒性のバランスをとるためには、好ま
しい含有量は２５重量％〜３２重量％である。

【００１４】ここで使用する受酸体は特に限定されない
が、酸化マグネシウム−酸化アルミニウム固溶体が好ま
しく、その具体例として協和化学工業（株）製のＫＷ−
２０００、ＫＷ−２１００等がある。

【００１５】該受酸体の添加量はＡＣＳＭ１００重量部
に対して１〜５０重量部、好ましくは４〜２０重量部で
あり、この場合酸化マグネシウム−酸化アルミニウム固
溶体が１重量部未満では、架橋中に発生する塩化水素を
充分に除去することができないため、ＡＣＳＭの架橋点
が少なくなって所定の加硫物が得られず、耐熱性に欠け
て早期にクラックの発生しやすいベルトになる。一方、
５０重量部を越えるとムーニー粘度が著しく高くなり加
工仕上げの問題が生じる。

【００１６】この酸化マグネシウム−酸化アルミニウム
固溶体をそのまま混練時に添加してもさしつかえない
が、分散性を改善するために前もってステアリン酸ソー
ダ等のアニオン系界面活性剤やシランカップリング剤等
により処理して使用することも可能である。

【００１７】前記ＡＣＳＭゴム組成物は、通常用いられ
るカーボンブラック、軟化剤、老化防止剤、加工助剤、
粘着剤、加硫促進剤、有機又は無機の短繊維等と共に使
用することができる。

【００１８】前記各成分を混合す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。

【００１９】また、前記接着ゴム層３には耐熱性を有
し、そして心線であるポリエステル繊維、芳香族ポリア
ミド繊維、ガラス繊維等と良好に接着するクロロプレン
ゴム組成物、水素添加率８０％以上の水素化ニトリルゴ
ムが用いられる。これはＡＣＳＭの主鎖がポリエチレン
であって、ポリマーとして凝集エネルギーが小さくて、
十分な接着力を得るのが困難なためである。

【００２０】心線にはゴムとの接着性を改善する目的で
接着処理が施される。このような接着処理としては繊維
をレゾルシン−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ液）に
浸漬後、加熱乾燥して表面に均一に接着層を形成するの
が一般的である。しかし、これに限ることなくエポキシ
又はイソシアネート化合物で前処理を行なった後に、Ｒ
ＦＬ液で処理する方法等もある。

【００２１】前記ベルトを高温雰囲気下で走行させる
と、特に圧縮ゴム層４は化学的に熱劣化しやすい環境に
おかれ、しかもベルトがプーリと係合する時に圧縮さ
れ、また離れる時にこれが開放されるところから、繰り
返し伸縮変形を受けている。しかし、圧縮ゴム層４に用
いているＡＣＳＭゴム組成物は、ベルトの耐熱性だけで
なく、低温雰囲気下でも塩素含有量の制限された範囲に
よって塩素の凝集エネルギーを低く押さえることができ
るためにゴムの硬化を防ぐことができ、ベルトの耐寒性
を向上させる。

【００２２】以下、本発明を実施例により更に詳細に説
明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定される
ものではない。

【００２３】

【実施例】本実施例で製造したＶリブドベルトでは、ポ
リエステル繊維のロープからなる心線が接着ゴム層内に
埋設され、その上側にゴム付綿帆布を２プライ積層さ
れ、他方接着ゴム層の下側には圧縮ゴム層があって３個
のリブがベルト長手方向に有している。得られたＶリブ
ドベルトはＲＭＡ規格による長さ９７５ｍｍのＫ型３リ
ブドベルトであり、リブピッチ３．５６ｍｍ、リブ高さ
２．９ｍｍ、ベルト厚さ５．３ｍｍ、リブ角度４０°で
ある。

【００２４】ここで圧縮ゴム層及び接着ゴム層を，それ
ぞれ表１及び表２に示すゴム組成物から調製し、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。圧縮ゴム層には短繊維が含まれベルト巾方
向に配向している。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】ベルトの製造方法は従来より知られている
通常の方法であり、まずフラットな円筒モールドに２プ
ライのゴム付綿帆布を巻いた後、接着ゴム層を巻き付け
て、心線をスピニングし、圧縮ゴム層を設置した後、圧
縮ゴム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、１５０℃×３０分で加
硫した後、筒状の加硫スリーブをモールドから取り出
し、該スリーブの圧縮ゴム層をグラインダーによってリ
ブに成形し、成形体から個々のベルトに切断する工程か
らなっている。

【００２８】このようにして得られたＶリブドベルトの
耐熱走行試験及び耐寒走行試験の結果は表３に示され
る。

【００２９】

【表３】

【００３０】また、圧縮ゴム層の加硫物性を調べるた
め、表１に示されるゴム配合物を１５０℃×３０分でプ
レス加硫した。この結果を表１に併記する。また、接着
ゴム層におけるロープ接着力の試験結果を表２に併記す
る。

【００３１】本実施例で行なった耐熱走行試験では、Ｖ
リブドベルトを直径１２０ｍｍの駆動プーリ、同径の従
動プーリ及び直径７０ｍｍのテンションプーリに掛け渡
してベルトの初期張力を８５Ｋｇｆとし、駆動側を回転
数３，６００ｒｐｍで回転させ、従動側に負荷１０ｐｓ
を与え、雰囲気温度１２０℃で走行させ、ベルトのリブ
にクラックが発生するまでの時間を測定した。

【００３２】また、耐寒走行試験では、Ｖリブドベルト
を直径４５ｍｍの駆動プーリと同径の従動プーリに掛け
渡してベルトの初期張力１５Ｋｇｆとし、雰囲気温度−
３０℃中に１５時間放置した後、５分間走行させ、次い
で２５分間ストップさせる。これを繰り返してベルトの
リブにクラックが発生するまでの時間を測定した。ま
た、ロープの接着力テストではベルトを長さ２８．５ｃ
ｍに切断し、２本のロープを突出させ、ベルトのロープ
をチャックに装着して引張試験機によりロープの引抜力
を求めた。

【００３３】表３の走行試験の結果から明らかなよう
に、圧縮ゴム層にＡＣＳＭゴム組成物を用い、また接着
ゴム層にクロロプレンゴム組成物あるいはＨ−ＮＢＲゴ
ム組成物を用いた本発明のベルトは、従来のベルトに比
べ高温雰囲気下及び低温雰囲気下でのベルト寿命が向上
していることが判る。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、圧縮ゴム
層にＡＣＳＭ組成物、接着ゴム層にクロロプレンゴム組
成物あるいは水素化ニトリルゴム組成物を使用すること
により、ベルトの耐熱性及び耐寒性が改善され、しかも
ロープとの接着力を損なうこともなく、耐久性に優れる
動力伝動用ベルトを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＶリブドベルトの縦断面図

【図２】本発明の他の実施例であるＶベルトの縦断面図

【符号の説明】

２心線３接着ゴム層４圧縮ゴム層５ゴム付帆布７リブ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ベルト長手方向に沿って心線を埋設した
接着ゴムと、圧縮ゴム層を含む弾性体層とからなるＶリ
ブドベルトやＶベルトの動力伝動用ベルトにおいて、弾
性体層の圧縮ゴム層として塩素含有量が１５〜３５重量
％で、硫黄含有量が０．５〜２．５重量％の範囲になる
ようにクロロスルフォン化した直鎖状分子構造の低密度
ポリエチレンのゴム組成物を用い、また接着ゴム層には
クロロプレンゴム組成物もしくは水素化ニトリルゴム組
成物を用いることを特徴とする動力伝動用ベルト。