WO2012053176A1 - 摩擦伝動ベルト - Google Patents

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WO2012053176A1
WO2012053176A1 PCT/JP2011/005788 JP2011005788W WO2012053176A1 WO 2012053176 A1 WO2012053176 A1 WO 2012053176A1 JP 2011005788 W JP2011005788 W JP 2011005788W WO 2012053176 A1 WO2012053176 A1 WO 2012053176A1
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transmission belt
friction transmission
belt
pulley
rubber
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PCT/JP2011/005788
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寛之 尻池
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バンドー化学株式会社
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    • F16G5/08—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section made of rubber with reinforcement bonded by the rubber with textile reinforcement

Definitions

  • the present invention relates to a friction transmission belt.
  • a V-ribbed belt in which a large number of small holes are formed on the pulley contact surface is known.
  • Patent Document 1 discloses a friction transmission belt having a friction transmission surface made of a porous rubber composition containing 5 to 20% of air bubbles containing ultrahigh molecular weight polyethylene as a lubricant.
  • Patent Document 2 discloses a friction transmission belt having a friction transmission surface made of a rubber composition containing short fibers that have not been surface-treated, and the surface has voids and / or short fibers caused by dropping of the short fibers. And a rubber having a gap between them and rubber are disclosed.
  • Patent Document 3 discloses a friction transmission belt in which at least a pulley contact portion of a belt body is formed of an elastomer composition, and a plurality of cellular small holes formed by hollow particles are formed on a pulley contact surface. Yes.
  • Patent Document 4 discloses a friction transmission belt in which a compressed rubber layer provided on the inner peripheral side of a belt main body is wound so as to come into contact with a pulley to transmit power, and the compressed rubber layer is an average of hollow particles.
  • a device is disclosed in which a plurality of small holes having a pore diameter of 5 to 120 ⁇ m are formed and the bubble ratio is 5 to 40%.
  • the present invention is a friction transmission belt in which at least a pulley contact portion of a belt body is formed of a rubber composition, and a plurality of small holes are formed on the surface of the pulley contact portion of the belt body and an average height is increased. A large number of small protrusions having a length of 4 to 40 ⁇ m are formed.
  • V-ribbed belt It is a perspective view of the V-ribbed belt which concerns on embodiment. It is explanatory drawing of the effect by the V ribbed belt which concerns on embodiment. It is a longitudinal cross-sectional view of a belt shaping
  • FIG. 1 shows a V-ribbed belt B (friction transmission belt) according to the embodiment.
  • the V-ribbed belt B according to the embodiment is used for, for example, an auxiliary machine drive belt transmission device provided in an engine room of an automobile.
  • the V-ribbed belt B according to the embodiment has a belt length of 700 to 3000 mm, a belt width of 10 to 36 mm, and a belt thickness of 4.0 to 5.0 mm, for example.
  • the V-ribbed belt B includes a V-ribbed belt main body 10 configured as a triple layer of a compression rubber layer 11 on the belt inner peripheral side, an intermediate adhesive rubber layer 12 and a back rubber layer 13 on the belt outer peripheral side.
  • a core wire 14 is embedded in the adhesive rubber layer 12 of the V-ribbed belt body 10 so as to form a spiral having a pitch in the belt width direction.
  • the compression rubber layer 11 is provided so that a plurality of V ribs 15 constituting a pulley contact portion hang down to the belt inner peripheral side.
  • the plurality of V ribs 15 are each formed in a ridge having a substantially inverted triangular cross section extending in the belt length direction and arranged in parallel in the belt width direction.
  • Each V-rib 15 has, for example, a rib height of 2.0 to 3.0 mm and a width between rib base ends of 1.0 to 3.6 mm.
  • the number of ribs is, for example, 3 to 6 (in FIG. 1, the number of ribs is 6).
  • the compressed rubber layer 11 is formed of a rubber composition in which an uncrosslinked rubber composition obtained by mixing and kneading various compounding agents including a crosslinking agent in the rubber component is heated and pressurized and crosslinked by the crosslinking agent.
  • the rubber component of the rubber composition forming the compressed rubber layer 11 is, for example, an ethylene- ⁇ copolymer such as an ethylene / propylene copolymer (EPR), an ethylene / propylene / diene terpolymer (EPDM), an ethylene / octene copolymer, or an ethylene / butene copolymer.
  • EPR ethylene / propylene copolymer
  • EPDM ethylene / propylene / diene terpolymer
  • ethylene / octene copolymer or an ethylene / butene copolymer.
  • -Olefin elastomers chloroprene rubber (CR); chlorosulfonated polyethylene rubber (CSM); hydrogenated acrylonitrile rubber (H-NBR).
  • the rubber component is preferably an ethylene- ⁇ -olefin elastomer.
  • the rubber component may be composed of a single species or a blend of
  • compounding agents include reinforcing materials such as carbon black, softeners, processing aids, vulcanization aids, crosslinking agents, vulcanization accelerators, and rubber compounding resins.
  • a reinforcing material for example, carbon black, channel black; furnace black such as SAF, ISAF, N-339, HAF, N-351, MAF, FEF, SRF, GPF, ECF, N-234; FT, MT, etc. Thermal black; acetylene black and the like.
  • Silica is also mentioned as the reinforcing material.
  • the reinforcing material may be composed of a single species or a plurality of species.
  • the blending amount of the reinforcing material is preferably 30 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, from the viewpoint of achieving a good balance between wear resistance and bending fatigue resistance.
  • the softener examples include petroleum-based softeners; mineral oil-based softeners such as paraffin wax; castor oil, cottonseed oil, sesame oil, rapeseed oil, soybean oil, palm oil, palm oil, fallen raw oil, waxy wax, rosin And vegetable oil-based softeners such as pine oil.
  • the softener may be composed of a single species or a plurality of species.
  • the blending amount of the softening agent is, for example, 2 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • processing aids include stearic acid.
  • the processing aid may be composed of a single species or a plurality of species.
  • the amount of the processing aid is, for example, 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the vulcanization aid examples include metal oxides such as magnesium oxide and zinc oxide (zinc white).
  • the vulcanization aid may be composed of a single species or a plurality of species.
  • the compounding amount of the vulcanization aid is, for example, 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • crosslinking agent examples include sulfur and organic peroxides.
  • sulfur may be used alone, an organic peroxide may be used alone, or both of them may be used in combination.
  • the amount of the crosslinking agent is, for example, 0.5 to 4.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. 5 to 8 parts by mass.
  • the rubber compounding resin examples include phenol resin.
  • the rubber compounding resin may be composed of a single species or a plurality of species.
  • the amount of the rubber compounding resin is, for example, 0 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • Examples of the vulcanization accelerator include metal oxides, metal carbonates, fatty acids and derivatives thereof.
  • the vulcanization accelerator may be composed of a single species or a plurality of species.
  • the compounding amount of the vulcanization accelerator is, for example, 0.5 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the short fibers are preferably provided so as to be oriented in the belt width direction. Moreover, it is preferable that what was exposed on the surface among the short fibers protrudes from the surface.
  • Examples of such short fibers include nylon fibers, aramid fibers, polyester fibers, and cotton.
  • the short fiber may be subjected to an adhesion treatment to be heated after being immersed in a resorcin / formalin / latex aqueous solution (RFL aqueous solution) or the like.
  • the length of the short fiber is, for example, 0.2 to 3.0 mm.
  • the blending amount of the short fiber is, for example, 3 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • a large number of small holes 16 are formed on the surface of the V-rib 15 of the compressed rubber layer 11.
  • the average pore diameter of the small holes 16 is preferably 70 to 120 ⁇ m, and more preferably 100 to 120 ⁇ m.
  • the average pore diameter of the small holes 16 can be obtained as the number average of 50 to 100 measured by the surface image.
  • the small hole 16 may be constituted by a part of the hollow particles blended in the rubber composition forming the compressed rubber layer 11.
  • the hollow particles include thermally expandable hollow particles in which a solvent is enclosed.
  • the particle size of the hollow particles is preferably 15 to 50 ⁇ m, more preferably 25 to 35 ⁇ m.
  • the hollow particles may be composed of a single species or a plurality of species.
  • the blending amount of the hollow particles is preferably 0.5 to 15 parts by mass and more preferably 1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the small hole 16 may be constituted by a part of a hollow portion formed by foaming with a foaming agent blended in the rubber composition forming the compressed rubber layer 11.
  • the foaming agent may be composed of a single species or a plurality of species.
  • the blending amount of the foaming agent is preferably 1 to 20 parts by mass and more preferably 5 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the small holes 16 are formed by impregnating the supercritical fluid or subcritical fluid in the uncrosslinked rubber composition in the rubber processing step of the rubber composition forming the compressed rubber layer 11, and then the supercritical fluid or subcritical fluid. You may be comprised by what partly cut off the foamed hollow part by changing the phase of a fluid into gas.
  • a large number of small protrusions 17 are formed on the surface of the V rib 15 of the compressed rubber layer 11.
  • the average height of the small protrusions 17 is 4 to 40 ⁇ m, preferably 10 to 30 ⁇ m, and more preferably 15 to 20 ⁇ m.
  • the average height of the small protrusions 17 can be obtained as a number average of 50 to 70 measured on the surface image.
  • the average outer diameter of the small protrusions 17 is preferably 50 to 120 ⁇ m, and more preferably 100 to 120 ⁇ m.
  • the average outer diameter of the small protrusions 17 can be obtained as the number average of 50 to 100 measured by the surface image.
  • the small protrusion 17 may be constituted by a part of the solid particles blended in the rubber composition forming the compressed rubber layer 11 exposed on the surface.
  • the solid particles include ultra high molecular weight polyethylene particles (for example, weight average molecular weight of 1 million or more), resin particles such as nylon resin particles, melamine, and aramid.
  • the rubber component of the rubber composition forming the compressed rubber layer 11 is an ethylene- ⁇ -olefin elastomer, it is excellent in dispersibility because of its good compatibility with the rubber component, and therefore it is possible to suppress a decrease in strength due to blending solid particles.
  • the solid particles are preferably ultra high molecular weight polyethylene particles from the viewpoint that a noise suppressing effect can be obtained by reducing the friction coefficient on the surface of the V rib 15.
  • the particle size of the solid particles is preferably 25 to 180 ⁇ m, more preferably 50 to 150 ⁇ m.
  • the solid particles may be composed of a single species or a plurality of species.
  • the blending amount of the solid particles is preferably 5 to 40 parts by mass and more preferably 10 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the adhesive rubber layer 12 is formed in a band shape having a horizontally long cross section, and has a thickness of, for example, 1.0 to 2.5 mm.
  • the back rubber layer 13 is also formed in a band shape having a horizontally long cross section, and has a thickness of, for example, 0.4 to 0.8 mm.
  • the surface of the back rubber layer 13 is preferably formed in a form in which the texture of the woven fabric is transferred from the viewpoint of suppressing the sound generated between the back rubber layer 13 and the flat pulley in contact with the belt back surface.
  • Each of the adhesive rubber layer 12 and the back rubber layer 13 is a rubber composition in which an uncrosslinked rubber composition obtained by mixing and kneading various compounding agents including a crosslinking agent in a rubber component is heated and pressurized to be crosslinked by the crosslinking agent. It is preferable that it is formed of a product.
  • the back rubber layer 13 is preferably formed of a rubber composition that is slightly harder than the adhesive rubber layer 12 from the viewpoint of suppressing the occurrence of adhesion due to contact with the flat pulley with which the belt back contacts.
  • Examples of the rubber component of the rubber composition forming the adhesive rubber layer 12 and the back rubber layer 13 include ethylene- ⁇ -olefin elastomer, chloroprene rubber (CR), chlorosulfonated polyethylene rubber (CSM), hydrogenated acrylonitrile rubber ( H-NBR) and the like.
  • the rubber component of the adhesive rubber layer 12 and the back rubber layer 13 is preferably the same as the rubber component of the compressed rubber layer 11.
  • the compounding agent for example, a reinforcing material such as carbon black, a softening agent, a processing aid, a vulcanizing aid, a crosslinking agent, a vulcanization accelerator, a rubber compounding resin, an anti-aging agent, etc. Is mentioned.
  • the compressed rubber layer 11, the adhesive rubber layer 12, and the back rubber layer 13 may be formed of a rubber composition having a different composition, or may be formed of a rubber composition having the same composition.
  • the core wire 14 is composed of twisted yarns such as polyester fiber (PET), polyethylene naphthalate fiber (PEN), aramid fiber, vinylon fiber and the like.
  • PET polyester fiber
  • PEN polyethylene naphthalate fiber
  • aramid fiber vinylon fiber and the like.
  • the core 14 is subjected to an adhesive treatment that is heated after being immersed in an RFL aqueous solution before forming and / or an adhesive treatment that is dried after being immersed in rubber paste in order to impart adhesion to the V-ribbed belt body 10. It has been subjected.
  • the compressed rubber in the V-ribbed belt main body 10 in response to the demand for the generation of slip abnormal noise and the suppression of the decrease in power transmission capability when the belt travels when wet. Since a large number of small holes 16 are formed on the surface of the V-rib 15 of the layer 11 and a large number of small protrusions 17 having an average height of 4 to 40 ⁇ m are formed, as shown in FIG.
  • the water W flows into the water and a flow path of the water W is formed in the gap between the pulley P generated by the small protrusions 17, thereby efficiently draining water, and as a result, slip noise is generated.
  • slip noise is generated.
  • slip noise is generated.
  • a decrease in power transmission capability As well as a decrease in power transmission capability.
  • the small holes 16 and the small protrusions 17 are disposed adjacent to each other on the surface of the V rib 15 of the compressed rubber layer 11. Moreover, it is preferable that the largest uneven
  • the maximum unevenness difference between the small holes 16 and the small protrusions 17 is obtained by magnifying and observing the belt surface with a laser microscope at a magnification of 400 times, for example, Each can be measured and added to obtain an average value of 50 to 70 of the data.
  • a belt forming die 20 including a cylindrical inner die 21 and an outer die 22 provided concentrically is used.
  • the inner mold 21 is formed of a flexible material such as rubber.
  • the outer mold 22 is made of a rigid material such as metal.
  • the inner peripheral surface of the outer mold 22 is formed as a molding surface, and V rib forming grooves 23 are provided on the inner peripheral surface of the outer mold 22 at a constant pitch in the axial direction.
  • the outer mold 22 is provided with a temperature control mechanism that controls the temperature by circulating a heat medium such as water vapor or a coolant such as water.
  • the belt mold 20 is provided with a pressurizing means for pressurizing and expanding the inner mold 21 from the inside.
  • each compounding agent is blended with the rubber component, and kneaded with a kneader such as a kneader or a Banbury mixer, and the obtained uncrosslinked rubber composition is formed into a sheet by calendar molding or the like.
  • a kneader such as a kneader or a Banbury mixer
  • the uncrosslinked rubber sheet 11 ′ for the compressed rubber layer is charged with small pore forming factors such as hollow particles and a foaming agent and small protrusion forming factors such as solid particles.
  • uncrosslinked rubber sheets 12 'and 13' for the adhesive rubber layer and the back rubber layer are also produced.
  • the adhesion process which immerses in rubber paste and heat-drys is performed.
  • a rubber sleeve 25 is placed on a cylindrical drum 24 having a smooth surface, and an uncrosslinked rubber sheet 13 ′ for the back rubber layer and an uncrosslinked rubber sheet for the adhesive rubber layer are placed thereon. 12 ′ are wound in order and laminated, and a twisted wire 14 ′ for a core wire is spirally wound around the cylindrical inner mold 21 from above, and an uncrosslinked rubber sheet 12 ′ for the adhesive rubber layer is further wound thereon. And uncrosslinked rubber sheet 11 'for compression rubber layers is wound in order, and layered product 10' is formed.
  • the rubber sleeve 25 provided with the laminated body 10 ′ is removed from the cylindrical drum 24, and as shown in FIG. 6, it is set in an fitted state on the inner peripheral surface side of the outer mold 22.
  • the inner mold 21 is positioned and sealed in the rubber sleeve 25 set on the outer mold 22.
  • the outer mold 22 is heated, and high-pressure air or the like is injected into the sealed interior of the inner mold 21 to pressurize it.
  • the inner mold 21 expands, and uncrosslinked rubber sheets 11 ′, 12 ′, 13 ′ for forming the belt of the laminated body 10 ′ are compressed on the molding surface of the outer mold 22,
  • the cross-linking proceeds and integrates and is combined with the twisted yarn 14 ′, and finally, the cylindrical belt slab S is formed.
  • the molding temperature of the belt slab S is, for example, 100 to 180 ° C.
  • the molding pressure is, for example, 0.5 to 2.0 MPa
  • the molding time is, for example, 10 to 60 minutes.
  • the inside of the inner mold 21 is decompressed to release the sealing, the belt slab S molded between the inner mold 21 and the outer mold 22 through the rubber sleeve 25 is taken out, and the surface on the V rib 15 side is polished. .
  • the hollow particles or a part of the hollow part is cut off to form a large number of small holes 16 on the surface of the V-rib 15, and the peripheral rubber of the solid particles is polished and removed to expose a part of the solid particles on the surface.
  • a large number of small protrusions 17 are formed on the surface of the V rib 15.
  • V-ribbed belt B is obtained by cutting the belt slab S into a predetermined width and turning it upside down.
  • FIG. 9 shows a pulley layout of an auxiliary drive belt transmission device 30 for an automobile using the V-ribbed belt B according to the embodiment.
  • This accessory drive belt transmission device 30 is of a serpentine drive type in which a V-ribbed belt B is wound around six pulleys, four rib pulleys and two flat pulleys, to transmit power.
  • the auxiliary drive belt transmission device 30 is provided with a power steering pulley 31 of a rib pulley at the uppermost position, and an AC generator pulley 32 of a rib pulley is provided below the power steering pulley 31.
  • a flat pulley tensioner pulley 33 is provided at the lower left of the power steering pulley 31, and a flat pulley water pump pulley 34 is provided below the tensioner pulley 33.
  • a ribshaft crankshaft pulley 35 is provided on the lower left side of the tensioner pulley 33, and a rib pulley air conditioner pulley 36 is provided on the lower right side of the crankshaft pulley 35.
  • These pulleys are made of, for example, a metal press-worked product, a casting, a resin molded product such as a nylon resin, a phenol resin, and the diameter of the pulley is 50 to 150 mm.
  • the V-ribbed belt B is wound around the power steering pulley 31 so that the V-rib 15 side contacts, and then wound around the tensioner pulley 33 so that the back surface of the belt contacts. After that, it is wound around the crankshaft pulley 35 and the air conditioner pulley 36 in order so that the V rib 15 side comes into contact, and is further wound around the water pump pulley 34 so that the back of the belt comes into contact. Thus, it is wound around the AC generator pulley 32 and finally returned to the power steering pulley 31.
  • the belt span length which is the length of the V-ribbed belt B spanned between the pulleys, is, for example, 50 to 300 mm. Misalignment that can occur between pulleys is 0-2 °.
  • the V-ribbed belt B is shown as the friction transmission belt.
  • the V-ribbed belt B is not particularly limited thereto, and may be a low-edge type V-belt or the like.
  • the V-ribbed belt main body 10 is configured by the compressed rubber layer 11, the adhesive rubber layer 12, and the back rubber layer 13.
  • the adhesive rubber layer 12 constitutes the V-ribbed belt main body 10, and, instead of the back rubber layer 13, as shown in FIG. 10, for example, a woven fabric formed of yarns such as cotton, polyamide fiber, polyester fiber, aramid fiber, etc.
  • a reinforcing cloth 18 composed of a knitted fabric, a nonwoven fabric or the like may be provided.
  • the compression rubber layer 11 was comprised with the single layer of the rubber composition containing a small diameter formation factor and a small projection formation factor, it is not limited to this in particular, At least V ribbed belt main body 10, it is only necessary that a large number of small holes 16 and a large number of small protrusions 17 be formed on the surface of the V-rib 15 of the compressed rubber layer 11, so that the compressed rubber layer 11 is formed on the entire pulley contact surface as shown in FIG. 11.
  • the latter may be formed of a rubber composition not containing them.
  • the auxiliary drive belt transmission device 30 of the automobile is shown as the belt transmission device.
  • the belt transmission device is not particularly limited to this, and may be a belt transmission device for general industries.
  • Test evaluation belt V-ribbed belts of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 below were produced. Each configuration is also shown in Table 1.
  • Ethylene propylene diene monomer (EPDM) (Dupont Dow Elastomers, product name: Nodel IP 4640) is used as a rubber component, and 100 parts by mass of the rubber component is carbon black HAF (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.). Seast 3) 75 parts by mass, 5 parts by mass of a softening agent (trade name: Samper 2280, manufactured by Nippon Sun Oil Co., Ltd.), 1 part by mass of stearic acid (trade name: manufactured by NOF Corporation, manufactured by NOF Corporation) 5 parts by mass of zinc oxide (trade name: Zinc Hana No.
  • EPDM Ethylene propylene diene monomer
  • Nodel IP 4640 Nodel IP 4640
  • Seast 3 75 parts by mass, 5 parts by mass of a softening agent (trade name: Samper 2280, manufactured by Nippon Sun Oil Co., Ltd.), 1 part by mass of stearic acid (trade name: manufactured by NOF Corporation
  • the adhesive rubber layer and the back rubber layer were formed of another EPDM rubber composition, and the core wire was composed of a twisted yarn made of polyethylene naphthalate fiber (PEN).
  • PEN polyethylene naphthalate fiber
  • Example 2 In place of the solid particles A, ultrahigh molecular weight polyethylene resin particles (trade name: Ingenance UH-1080, average particle size 180 ⁇ m, manufactured by Hiraizumi Yoko Co., Ltd.) as solid particles B were blended in the rubber composition forming the compressed rubber layer. Except for this, a V-ribbed belt having the same configuration as that of Example 1 was produced.
  • Ultrahigh molecular weight polyethylene resin particles trade name: Ingenance UH-1080, average particle size 180 ⁇ m, manufactured by Hiraizumi Yoko Co., Ltd.
  • Example 3 In place of the solid particles A, ultra high molecular weight polyethylene resin particles (trade name: Ingens UH-1700, average particle size 35 ⁇ m, manufactured by Hiraizumi Yoko Co., Ltd.) as solid particles C were blended in the rubber composition forming the compressed rubber layer. Except for this, a V-ribbed belt having the same configuration as that of Example 1 was produced.
  • Ultra high molecular weight polyethylene resin particles (trade name: Ingens UH-1700, average particle size 35 ⁇ m, manufactured by Hiraizumi Yoko Co., Ltd.) as solid particles C were blended in the rubber composition forming the compressed rubber layer. Except for this, a V-ribbed belt having the same configuration as that of Example 1 was produced.
  • Example 4> V having the same structure as in Example 1 except that a nylon resin particle (product name: A1020LP manufactured by Unitika Co., Ltd.) as a solid particle D was blended in place of the solid particle A in the rubber composition forming the compression rubber layer.
  • a ribbed belt was produced and designated as Example 4.
  • Example 5 The fact that melamine resin powder (trade name: PP80-100, particle size 106 to 180 ⁇ m, manufactured by Shinto Kogyo Co., Ltd.) as solid particles E was blended in place of the solid particles A in the rubber composition forming the compressed rubber layer Except for this, a V-ribbed belt having the same configuration as that of Example 1 was produced.
  • melamine resin powder trade name: PP80-100, particle size 106 to 180 ⁇ m, manufactured by Shinto Kogyo Co., Ltd.
  • Example 6 Example 1 except that a thermally expandable hollow particle B (trade name: ADVANCEL EHM302, particle size 21 ⁇ m manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) was blended in place of the hollow particle A in the rubber composition forming the compressed rubber layer.
  • a V-ribbed belt having the same configuration as that of Example 6 was produced.
  • Example 7 Example 1 except that a thermally expandable hollow particle C (trade name: ADVANCEL EHM204, particle size 40 ⁇ m, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) was blended in place of the hollow particle A in the rubber composition forming the compressed rubber layer.
  • a V-ribbed belt having the same configuration as that of Example 7 was produced.
  • Example 8 Example 1 except that a thermally expandable hollow particle D (trade name: ADVANCEL EM501, particle size 27 ⁇ m manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) was blended in place of the hollow particle A in the rubber composition forming the compressed rubber layer. A V-ribbed belt having the same configuration as that of Example 8 was produced.
  • a thermally expandable hollow particle D (trade name: ADVANCEL EM501, particle size 27 ⁇ m manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) was blended in place of the hollow particle A in the rubber composition forming the compressed rubber layer.
  • a V-ribbed belt having the same configuration as that of Example 8 was produced.
  • Example 9 Except for adding 6 parts by mass of a chemical foaming agent (trade name: Neoselbon N # 1000M, manufactured by Eiwa Kasei Kogyo Co., Ltd.) instead of hollow particles A to the rubber composition forming the compressed rubber layer, based on 100 parts by mass of the rubber component.
  • a V-ribbed belt having the same configuration as in Example 1 was produced, and this was designated as Example 9.
  • Example 1 A V-ribbed belt having the same configuration as in Example 1 was prepared except that solid particles were not blended in the rubber composition forming the compressed rubber layer, and this was designated as Comparative Example 1.
  • Ultra high molecular weight polyethylene resin particles (trade name: Mipperon XM220 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., average particle diameter 30 ⁇ m, weight average molecular weight 2,000,000 as solid particles F instead of solid particles A in the rubber composition forming the compression rubber layer A V-ribbed belt having the same configuration as that of Example 1 was prepared, and this was used as Comparative Example 2.
  • Example 3 A V-ribbed belt having the same configuration as in Example 1 except that a short nylon fiber (trade name: Leona 66, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., fiber length: 1 mm) is blended in place of the solid particles A in the rubber composition forming the compressed rubber layer. This was used as Comparative Example 3.
  • a short nylon fiber (trade name: Leona 66, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., fiber length: 1 mm) is blended in place of the solid particles A in the rubber composition forming the compressed rubber layer. This was used as Comparative Example 3.
  • FIG. 12 shows a pulley layout of the belt running test machine 20 for evaluating abnormal noise when wet.
  • the belt running test machine 40 for evaluating abnormal noise when wet is provided with a drive pulley 41 that is a rib pulley having a pulley diameter of 140 mm, and a first driven pulley 42 that is a rib pulley having a pulley diameter of 75 mm is provided to the right of the drive pulley 41.
  • a second driven pulley 43 which is a rib pulley having a pulley diameter of 50 mm, is provided above the first driven pulley 42 and diagonally right above the driving pulley 41.
  • An idler pulley 44 which is a flat pulley having a pulley diameter of 75 mm, is provided in the middle.
  • the V-rib side of the V-ribbed belt B is in contact with the drive pulley 41, the first and second driven pulleys 42, 43, which are rib pulleys, and the back side is a flat pulley. It is configured to be wound around in contact with the idler pulley 44.
  • FIG. 13 shows a pulley layout of a belt running test machine 50 for evaluating heat resistance and durability.
  • the belt running test machine 50 for evaluating heat resistance durability is such that a large-diameter driven pulley 51 and a driving pulley 52, each being a rib pulley having a pulley diameter of 120 mm, are provided at intervals in the vertical direction, and a pulley is provided in the middle in the vertical direction.
  • An idler pulley 53 that is a flat pulley having a diameter of 70 mm is provided, and a small-diameter driven pulley 54 that is a rib pulley having a pulley diameter of 55 mm is provided to the right of the idler pulley 53.
  • the belt running test machine 50 for evaluating heat resistance and durability is such that the V rib side of the V-ribbed belt B contacts the large-diameter driven pulley 51, the driving pulley 52, and the small-diameter driven pulley 54, which are rib pulleys, and the back side is a flat pulley. It is configured to be wound around in contact with a certain idler pulley 53. Each of the idler pulley 53 and the small-diameter driven pulley 54 is positioned so that the winding angle of the V-ribbed belt B is 90 °.
  • the belt running tester 50 for heat and durability evaluation was set, and a rotational load of 11.8 kW was applied to the large-diameter driven pulley 51, and the belt tension was applied.
  • a set weight of 834N was loaded on the side of the small-diameter driven pulley 54, and the drive pulley 52 was rotated at a rotational speed of 4900 rpm under an ambient temperature of 120 ° C. to run the belt.
  • Table 2 shows the test evaluation results.
  • FIG. 14 shows the relationship between the average height of the small protrusions and abnormal noise when wet
  • FIG. 15 shows the relationship between the average height of the small protrusions and heat resistance durability.
  • Example 1 The average pore diameter of the small holes was 97 ⁇ m in Example 1, 94 ⁇ m in Example 2, 93 ⁇ m in Example 3, 97 ⁇ m in Example 4, 96 ⁇ m in Example 5, 67 ⁇ m in Example 6, and 118 in Example 7.
  • Example 8 was 53 ⁇ m
  • Example 9 was 104 ⁇ m
  • Comparative Example 1 was 94 ⁇ m
  • Comparative Example 2 was 99 ⁇ m
  • Comparative Example 3 was 94 ⁇ m
  • Comparative Example 4 was 55 ⁇ m.
  • Example 1 The average height of the small protrusions was 19.4 ⁇ m in Example 1, 39.4 ⁇ m in Example 2, 4.1 ⁇ m in Example 3, 18.5 ⁇ m in Example 4, 22.8 ⁇ m in Example 5, and Example 6 was 20.4 ⁇ m, Example 7 was 21.6 ⁇ m, Example 8 was 17.9 ⁇ m, Example 9 was 20.4 ⁇ m, Comparative Example 2 was 2.7 ⁇ m, and Comparative Example 3 was 42.0 ⁇ m (short) Fiber).
  • Example 1 The maximum unevenness difference is 71 ⁇ m in Example 1, 84 ⁇ m in Example 2, 49 ⁇ m in Example 3, 62 ⁇ m in Example 4, 69 ⁇ m in Example 5, 56 ⁇ m in Example 6, 82 ⁇ m in Example 7, and Example 8 44 ⁇ m, Example 9 was 65 ⁇ m, Comparative Example 1 was 43 ⁇ m, Comparative Example 2 was 46 ⁇ m, Comparative Example 3 was 86 ⁇ m, and Comparative Example 4 was 26 ⁇ m. In addition, Comparative Examples 1 and 4 have the maximum hole depth.
  • Example 1 The heat durability was 421 hours in Example 1, 401 hours in Example 2, 425 hours in Example 3, 386 hours in Example 4, 367 hours in Example 5, 423 hours in Example 6, 423 hours in Example 7, and Example 7 was 390 hours, Example 8 was 436 hours, Example 9 was 431 hours, Comparative Example 1 was 445 hours, Comparative Example 2 was 438 hours, Example 3 was 221 hours, and Comparative Example 4 was 504 hours. It was.
  • the present invention is useful for friction transmission belts.
  • V-ribbed belt (friction drive belt) 10 V-ribbed belt body 15 V-rib (pulley contact part) 16 Small hole 17 Small protrusion

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Abstract

摩擦伝動ベルト（Ｂ）は、ベルト本体（１０）の少なくともプーリ接触部分（１５）がゴム組成物で形成されている。ベルト本体（１０）のプーリ接触部分（１５）の表面には、多数の小孔（１６）が形成されていると共に平均高さが４～４０μｍの多数の小突起（１７）が形成されている。

Description

摩擦伝動ベルト
　本発明は摩擦伝動ベルトに関する。
　プーリ接触表面に多数の小孔が形成されたＶリブドベルトが知られている。
　例えば、特許文献１には、滑剤として超高分子量ポリエチレンを含有した気泡率５～２０％の多孔性ゴム組成物で摩擦伝動面が構成された摩擦伝動ベルトが開示されている。
　特許文献２には、表面処理が施されていない短繊維を配合したゴム組成物で摩擦伝動面を構成した摩擦伝動ベルトであって、表面に、短繊維の脱落による空孔及び／又は短繊維とゴムとの間隙が存在するものが開示されている。
　特許文献３には、ベルト本体の少なくともプーリ接触部分がエラストマー組成物で形成された摩擦伝動ベルトであって、プーリ接触表面に中空粒子による多数のセル状小孔が形成されたものが開示されている。
　特許文献４には、ベルト本体の内周側に設けられた圧縮ゴム層がプーリに接触するように巻き掛けられて動力を伝達する摩擦伝動ベルトであって、圧縮ゴム層が、中空粒子による平均孔径５～１２０μｍの複数の小孔が形成されて気泡率が５～４０％となったものが開示されている。
特開２００７－２５５６３５号公報 特開２００６－０６４０１５号公報 再表２００８／００７６４７号公報 再表２００９／１０１７９９号公報
　本発明は、ベルト本体の少なくともプーリ接触部分がゴム組成物で形成された摩擦伝動ベルトであって、上記ベルト本体のプーリ接触部分の表面には、多数の小孔が形成されていると共に平均高さが４～４０μｍの多数の小突起が形成されている。
実施形態に係るＶリブドベルトの斜視図である。 実施形態に係るＶリブドベルトによる作用効果の説明図である。 ベルト成形型の縦断面図である。 ベルト成形型の一部分の拡大縦断面図である。 積層体を形成する工程を示す説明図である。 積層体を外型にセットする工程を示す説明図である。 外型を内型の外側に設ける工程を示す説明図である。 ベルトスラブを成型する工程を示す説明図である。 実施形態に係る自動車の補機駆動ベルト伝動装置のプーリレイアウトを示す図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの変形例の斜視図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの別の変形例の斜視図である。 被水時異音評価用ベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。 耐熱耐久性評価用ベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。 小突起の平均高さと被水時異音との関係を示すグラフである。 小突起の平均高さと耐熱耐久性との関係を示すグラフである。
　以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１は実施形態に係るＶリブドベルトＢ（摩擦伝動ベルト）を示す。実施形態に係るＶリブドベルトＢは、例えば、自動車のエンジンルーム内に設けられる補機駆動ベルト伝動装置等に用いられるものである。実施形態に係るＶリブドベルトＢは、例えば、ベルト長さが７００～３０００ｍｍ、ベルト幅が１０～３６ｍｍ、及びベルト厚さが４．０～５．０ｍｍである。
　実施形態に係るＶリブドベルトＢは、ベルト内周側の圧縮ゴム層１１と中間の接着ゴム層１２とベルト外周側の背面ゴム層１３との三重層に構成されたＶリブドベルト本体１０を備えており、そのＶリブドベルト本体１０の接着ゴム層１２には、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配された心線１４が埋設されている。
　圧縮ゴム層１１は、プーリ接触部分を構成する複数のＶリブ１５がベルト内周側に垂下するように設けられている。複数のＶリブ１５は、各々がベルト長さ方向に延びる断面略逆三角形の突条に形成されていると共にベルト幅方向に並設されている。各Ｖリブ１５は、例えば、リブ高さが２．０～３．０ｍｍ、及びリブ基端間の幅が１．０～３．６ｍｍである。また、リブ数は例えば３～６個である（図１ではリブ数が６）。
　圧縮ゴム層１１は、ゴム成分に架橋剤を含む種々の配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物が加熱及び加圧されて架橋剤により架橋したゴム組成物で形成されている。
　圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分は、例えば、エチレン・プロピレンコポリマー（ＥＰＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、エチレン・オクテンコポリマー、エチレン・ブテンコポリマーなどのエチレン－α－オレフィンエラストマー；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）；水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）等が挙げられる。ゴム成分は、これらのうちエチレン－α－オレフィンエラストマーであることが好ましい。ゴム成分は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種がブレンドされて構成されていてもよい。
　配合剤としては、カーボンブラックなどの補強材、軟化剤、加工助剤、加硫助剤、架橋剤、加硫促進剤、ゴム配合用樹脂等が挙げられる。
　補強材としては、カーボンブラックでは、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。補強材としてはシリカも挙げられる。補強材は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。補強材の配合量は、耐摩耗性及び耐屈曲疲労性のバランスが良好となるという観点から、ゴム成分１００質量部に対して３０～８０質量部であることが好ましい。
　軟化剤としては、例えば、石油系軟化剤；パラフィンワックスなどの鉱物油系軟化剤；ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落下生油、木ろう、ロジン、パインオイルなどの植物油系軟化剤等が挙げられる。軟化剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。軟化剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば２～３０質量部である。
　加工助剤としては、例えば、ステアリン酸等が挙げられる。加工助剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。加工助剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば０．５～５質量部である。
　加硫助剤としては、酸化マグネシウムや酸化亜鉛（亜鉛華）などの金属酸化物等が挙げられる。加硫助剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。加硫助剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば１～１０質量部である。
　架橋剤としては、例えば、硫黄、有機過酸化物が挙げられる。架橋剤は、硫黄が単独で使用されていてもよく、また、有機過酸化物が単独で使用されていてもよく、さらには、それらの両方が併用されていてもよい。架橋剤の配合量は、硫黄の場合、ゴム成分１００質量部に対して例えば０．５～４．０質量部であり、有機過酸化物の場合、ゴム成分１００質量部に対して例えば０．５～８質量部である。
　ゴム配合用樹脂としては、例えば、フェノール樹脂等が挙げられる。ゴム配合用樹脂は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。ゴム配合用樹脂の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば０～２０質量部である。
　加硫促進剤としては、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。加硫促進剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。加硫促進剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば０．５～８質量部である。
　圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物には短繊維が配合されていないことが好ましい。但し、短繊維が配合された構成を排除するものではなく、短繊維が配合された構成の場合には、短繊維はベルト幅方向に配向するように設けられていることが好ましい。また、短繊維のうち表面に露出したものは、その表面から突出していることが好ましい。そのような短繊維としては、例えば、ナイロン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、綿等が挙げられる。短繊維は、例えば、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液（ＲＦＬ水溶液）等に浸漬された後に加熱される接着処理が施されたものであってもよい。短繊維の長さは例えば０．２～３．０ｍｍである。短繊維の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば３～３０質量部である。
　圧縮ゴム層１１のＶリブ１５の表面には多数の小孔１６が形成されている。小孔１６の平均孔径は７０～１２０μｍであることが好ましく、１００～１２０μｍであることがより好ましい。小孔１６の平均孔径は、表面画像で測定される５０～１００個の数平均として求めることができる。
　小孔１６は、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物に配合された中空粒子の一部分が切除されたものによって構成されていてもよい。中空粒子としては、例えば、内部に溶剤が封入された熱膨張性の中空粒子が挙げられる。中空粒子の粒径は１５～５０μｍであることが好ましく、２５～３５μｍであることがより好ましい。中空粒子は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。中空粒子の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して０．５～１５質量部であることが好ましく、１～５質量部であることがより好ましい。
　また、小孔１６は、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物に配合された発泡剤により発泡形成された中空部分の一部分が切除されたものによって構成されていてもよい。発泡剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。発泡剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して１～２０質量部であることが好ましく、５～１５質量部であることがより好ましい。
　さらに、小孔１６は、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム加工工程において、未架橋ゴム組成物内に超臨界流体又は亜臨界流体を含浸させた後、その超臨界流体又は亜臨界流体を気体に相変化させることで発泡形成された中空部分の一部分が切除されたものによって構成されていてもよい。
　圧縮ゴム層１１のＶリブ１５の表面には多数の小突起１７が形成されている。小突起１７の平均高さは４～４０μｍであり、１０～３０μｍであることが好ましく、１５～２０μｍであることがより好ましい。小突起１７の平均高さは、表面画像で測定される５０～７０個の数平均として求めることができる。小突起１７の平均外径は５０～１２０μｍであることが好ましく、１００～１２０μｍであることがより好ましい。小突起１７の平均外径は、表面画像で測定される５０～１００個の数平均として求めることができる。
　小突起１７は、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物に配合された中実粒子の一部分が表面露出したものによって構成されていてもよい。中実粒子としては、例えば、超高分子量ポリエチレン粒子（例えば、重量平均分子量１００万以上）、ナイロン樹脂粒子などの樹脂粒子、メラミン、アラミド等が挙げられる。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分がエチレン－α－オレフィンエラストマーの場合、ゴム成分との馴染みがよいため分散性に優れ、そのため中実粒子を配合することによる強度低下を抑制でき、加えて、Ｖリブ１５の表面の低摩擦係数化による騒音抑制効果を得ることができるとの観点から、中実粒子は超高分子量ポリエチレン粒子であることが好ましい。中実粒子の粒径は２５～１８０μｍであることが好ましく、５０～１５０μｍであることがより好ましい。中実粒子は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。中実粒子の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して５～４０質量部であることが好ましく、１０～２０質量部であることがより好ましい。
　接着ゴム層１２は、断面横長矩形の帯状に構成されており、厚さが例えば１．０～２．５ｍｍである。背面ゴム層１３も、断面横長矩形の帯状に構成されており、厚さが例えば０．４～０．８ｍｍである。背面ゴム層１３の表面は、ベルト背面が接触する平プーリとの間で生じる音を抑制する観点から、織布の布目が転写された形態に形成されていることが好ましい。
　接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３のそれぞれは、ゴム成分に架橋剤を含む種々の配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物が加熱及び加圧されて架橋剤により架橋したゴム組成物で形成されていることが好ましい。背面ゴム層１３は、ベルト背面が接触する平プーリとの接触で粘着が生じるのを抑制する観点から、接着ゴム層１２よりもやや硬めのゴム組成物で形成されていることが好ましい。
　接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３を形成するゴム組成物のゴム成分としては、例えば、エチレン－α－オレフィンエラストマー、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）、水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）等が挙げられる。接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３のゴム成分は圧縮ゴム層１１のゴム成分と同一であることが好ましい。
　配合剤としては、圧縮ゴム層１１と同様、例えば、カーボンブラックなどの補強材、軟化剤、加工助剤、加硫助剤、架橋剤、加硫促進剤、ゴム配合用樹脂、老化防止剤等が挙げられる。
　圧縮ゴム層１１、接着ゴム層１２、及び背面ゴム層１３は、別配合のゴム組成物で形成されていてもよく、また、同じ配合のゴム組成物で形成されていてもよい。
　心線１４は、ポリエステル繊維（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ）、アラミド繊維、ビニロン繊維等の撚り糸で構成されている。心線１４は、Ｖリブドベルト本体１０に対する接着性を付与するために、成形加工前にＲＦＬ水溶液に浸漬された後に加熱される接着処理及び／又はゴム糊に浸漬された後に乾燥される接着処理が施されている。
　ところで、自動車の走行中における静音性に対するニーズから、エンジンルーム内で使用されるＶリブドベルトに対しては、被水時にベルト走行した際にスリップ異音が発生するのを抑制することが求められている。また、被水時のベルト走行においては、併せて動力伝達能力が低下するのを抑制することも求められている。
　これらの被水時にベルト走行した際のスリップ異音の発生及び動力伝達能力の低下の抑制の要求に対し、以上の構成の実施形態に係るＶリブドベルトＢによれば、Ｖリブドベルト本体１０における圧縮ゴム層１１のＶリブ１５の表面に多数の小孔１６が形成されていると共に平均高さが４～４０μｍの多数の小突起１７が形成されているので、図２に示すように、小孔１６に水Ｗが流れ込むと共に、小突起１７により生じたプーリＰとの間の間隙に水Ｗの流路が構成されることとなり、それらによって効率的な排水がなされ、結果として、スリップ異音の発生を抑制することができると共に、動力伝達能力の低下を抑制することができる。十分な水Ｗの流路を確保する観点からは、圧縮ゴム層１１のＶリブ１５の表面において、小孔１６と小突起１７とは隣接して配設されていることが好ましい。また、小孔１６と小突起１７との最大凹凸差は４５μｍ以上であることが好ましい。この小孔１６と小突起１７との最大凹凸差は、レーザー顕微鏡を用いてベルト表面を例えば４００倍で拡大観察し、そして、小孔１６の深さ及びそれに隣接する小突起１７の高さをそれぞれ測定して加算し、そのデータの５０～７０個の平均値として求めることができる。
　次に、実施形態に係るＶリブドベルトＢの製造方法について説明する。
　実施形態に係るＶリブドベルトＢの製造では、図３及び４に示すように、同心状に設けられた、各々、円筒状の内型２１及び外型２２からなるベルト成形型２０を用いる。
　このベルト成形型２０では、内型２１はゴム等の可撓性材料で形成されている。外型２２は金属等の剛性材料で形成されている。外型２２の内周面は成型面に構成されており、その外型２２の内周面には、Ｖリブ形成溝２３が軸方向に一定ピッチで設けられている。また、外型２２には、水蒸気等の熱媒体や水等の冷媒体を流通させて温調する温調機構が設けられている。そして、このベルト成形型２０では、内型２１を内部から加圧膨張させるための加圧手段が設けられている。
　実施形態に係るＶリブドベルトＢの製造において、まず、ゴム成分に各配合剤を配合し、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機で混練し、得られた未架橋ゴム組成物をカレンダー成形等によってシート状に成形して圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’を作製する。なお、圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’には、中空粒子や発泡剤等の小孔形成因子及び中実粒子等の小突起形成因子を仕込む。同様に、接着ゴム層用及び背面ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’，１３’も作製する。また、心線用の撚り糸１４’をＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱する接着処理を行った後、ゴム糊に浸漬して加熱乾燥する接着処理を行う。
　次いで、図５に示すように、表面が平滑な円筒ドラム２４上にゴムスリーブ２５を被せ、その上に、背面ゴム層用の未架橋ゴムシート１３’、及び接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’を順に巻き付けて積層し、その上から心線用の撚り糸１４’を円筒状の内型２１に対して螺旋状に巻き付け、さらにその上から接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’、及び圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’を順に巻き付けて積層体１０’を形成する。
　次いで、積層体１０’を設けたゴムスリーブ２５を円筒ドラム２４から外し、図６に示すように、それを外型２２の内周面側に内嵌め状態にセットする。
　次いで、図７に示すように、内型２１を外型２２にセットされたゴムスリーブ２５内に位置付けて密閉する。
　続いて、外型２２を加熱すると共に、内型２１の密封された内部に高圧空気等を注入して加圧する。このとき、図８に示すように、内型２１が膨張し、外型２２の成型面に、積層体１０’のベルト形成用の未架橋ゴムシート１１’，１２’，１３’が圧縮され、また、それらの架橋が進行して一体化すると共に撚り糸１４’と複合化し、最終的に、円筒状のベルトスラブＳが成型される。このベルトスラブＳの成型温度は例えば１００～１８０℃、成型圧力は例えば０．５～２．０ＭＰａ、成型時間は例えば１０～６０分である。
　そして、内型２１の内部を減圧して密閉を解き、内型２１と外型２２との間でゴムスリーブ２５を介して成型されたベルトスラブＳを取り出し、Ｖリブ１５側の表面を研磨する。これにより、中空粒子或いは中空部分の一部分が切除されてＶリブ１５の表面に多数の小孔１６が形成されると共に、中実粒子の周辺ゴムが研磨除去されて中実粒子の一部分が表面露出してＶリブ１５の表面に多数の小突起１７が形成される。
　最後に、ベルトスラブＳを所定幅に輪切りして表裏を裏返すことによりＶリブドベルトＢが得られる。
　次に、実施形態に係るＶリブドベルトＢを用いた自動車の補機駆動ベルト伝動装置３０について説明する。
　図９は実施形態に係るＶリブドベルトＢを用いた自動車の補機駆動ベルト伝動装置３０のプーリレイアウトを示す。この補機駆動ベルト伝動装置３０は、ＶリブドベルトＢが４つのリブプーリ及び２つの平プーリの６つのプーリに巻き掛けられて動力を伝達するサーペンタインドライブ方式のものである。
　この補機駆動ベルト伝動装置３０は、最上位置にリブプーリのパワーステアリングプーリ３１が設けられ、そのパワーステアリングプーリ３１の下方にリブプーリのＡＣジェネレータプーリ３２が設けられている。また、パワーステアリングプーリ３１の左下方には平プーリのテンショナプーリ３３が設けられており、そのテンショナプーリ３３の下方には平プーリのウォーターポンププーリ３４が設けられている。さらに、テンショナプーリ３３の左下方にはリブプーリのクランクシャフトプーリ３５が設けられており、そのクランクシャフトプーリ３５の右下方にリブプーリのエアコンプーリ３６が設けられている。これらのプーリは、例えば、金属のプレス加工品や鋳物、ナイロン樹脂、フェノール樹脂などの樹脂成形品で構成されており、また、プーリ径がφ５０～１５０ｍｍである。
　そして、この補機駆動ベルト伝動装置３０では、ＶリブドベルトＢは、Ｖリブ１５側が接触するようにパワーステアリングプーリ３１に巻き掛けられ、次いで、ベルト背面が接触するようにテンショナプーリ３３に巻き掛けられた後、Ｖリブ１５側が接触するようにクランクシャフトプーリ３５及びエアコンプーリ３６に順に巻き掛けられ、さらに、ベルト背面が接触するようにウォーターポンププーリ３４に巻き掛けられ、そして、Ｖリブ１５側が接触するようにＡＣジェネレータプーリ３２に巻き掛けられ、最後にパワーステアリングプーリ３１に戻るように設けられている。プーリ間で掛け渡されるＶリブドベルトＢの長さであるベルトスパン長は例えば５０～３００ｍｍである。プーリ間で生じ得るミスアライメントは０～２°である。
　なお、上記実施形態では、摩擦伝動ベルトとしてＶリブドベルトＢを示したが、特にこれに限定されるものではなく、ローエッジタイプのＶベルト等であってもよい。
　また、上記実施形態では、圧縮ゴム層１１、接着ゴム層１２、及び背面ゴム層１３によりＶリブドベルト本体１０が構成されたものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、圧縮ゴム層１１及び接着ゴム層１２によりＶリブドベルト本体１０が構成され、背面ゴム層１３の代わりに、図１０に示すように、例えば、綿、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等の糸で形成された織布、編物、不織布等で構成された補強布１８が設けられたものであってもよい。
　また、上記実施形態では、圧縮ゴム層１１が小径形成因子及び小突起形成因子を含むゴム組成物の単一層で形成された構成したが、特にこれに限定されるものではなく、少なくともＶリブドベルト本体１０における圧縮ゴム層１１のＶリブ１５の表面に多数の小孔１６及び多数の小突起１７が形成されていればよいので、図１１に示すように、圧縮ゴム層１１がプーリ接触表面全体に沿うように層状に形成された表面ゴム層１１ａとその表面ゴム層１１ａよりもベルト内部側に設けられた内部ゴム層１１ｂとを有し、前者が小径形成因子及び小突起形成因子を含むゴム組成物で形成される一方、後者がそれらを含まないゴム組成物で形成された構成であってもよい。
　また、上記実施形態では、ベルト伝動装置として自動車の補機駆動ベルト伝動装置３０を示したが、特にこれに限定されるものではなく、一般産業用等のベルト伝動装置であってもよい。
　（試験評価用ベルト）
　以下の実施例１～７及び比較例１～２のＶリブドベルトを作製した。それぞれの構成は表１にも示す。
　＜実施例１＞
　エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）（Dupont Dow Elastomers社製　商品名：ノーデルＩＰ ４６４０）をゴム成分とし、このゴム成分１００質量部に対して、補強材としてのカーボンブラックＨＡＦ（東海カーボン社製　商品名：シースト３）７５質量部、軟化剤（日本サン石油社製　商品名：サンパー２２８０）５質量部、加工助剤としてのステアリン酸（日油社製　商品名：ビーズステアリン酸　椿）１質量部、加硫助剤としての酸化亜鉛（堺化学工業社製　商品名：亜鉛華１号）５質量部、架橋剤としての硫黄（細井化学社製　商品名：オイルサルファ）２．３質量部、ゴム配合用樹脂（住友ベークライト社製　商品名：スミライトレジンＰＲ１３３５５）５質量部、加硫促進剤（大内新興化学株式会社製　商品名：ＥＰ－１５０）４質量部、並びに熱膨張性の中空粒子Ａ（積水化学工業社製　商品名：アドバンセルＥＨＭ３０３、粒径２９μｍ）３質量部、及び中実粒子Ａとしての超高分子量ポリエチレン樹脂粒子（三井化学社製　商品名：ハイゼックスミリオン２４０Ｓ、平均粒径１２０μｍ、重量平均分子量２００万）２０質量部を配合して混練した未架橋ゴム組成物を用いて圧縮ゴム層を形成したＶリブドベルトを作製し、これを実施例１とした。
　なお、接着ゴム層及び背面ゴム層を他のＥＰＤＭのゴム組成物で形成し、心線をポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ）製の撚り糸で構成した。また、ベルト長さを２２８０ｍｍ、ベルト幅を２５ｍｍ、及びベルト厚さを４．３ｍｍとし、そして、リブ数を６個とした。
　＜実施例２＞
　圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中実粒子Ａの代わりに中実粒子Ｂとしての超高分子量ポリエチレン樹脂粒子（平泉洋行社製　商品名：インヘンスＵＨ－１０８０、平均粒径１８０μｍ）を配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例２とした。
　＜実施例３＞
　圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中実粒子Ａの代わりに中実粒子Ｃとしての超高分子量ポリエチレン樹脂粒子（平泉洋行社製　商品名：インヘンスＵＨ－１７００、平均粒径３５μｍ）を配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例３とした。
　＜実施例４＞
　圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中実粒子Ａの代わりに中実粒子Ｄとしてのナイロン樹脂粒子（ユニチカ社製　商品名：Ａ１０２０ＬＰ）を配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例４とした。
　＜実施例５＞
　圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中実粒子Ａの代わりに中実粒子Ｅとしてのメラミン樹脂パウダー（新東工業社製　商品名：ＰＰ８０－１００、粒径１０６～１８０μｍ）を配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例５とした。
　＜実施例６＞
　圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中空粒子Ａの代わりに熱膨張性の中空粒子Ｂ（積水化学工業社製　商品名：アドバンセルＥＨＭ３０２、粒径２１μｍ）を配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例６とした。
　＜実施例７＞
　圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中空粒子Ａの代わりに熱膨張性の中空粒子Ｃ（積水化学工業社製　商品名：アドバンセルＥＨＭ２０４、粒径４０μｍ）を配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例７とした。
　＜実施例８＞
　圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中空粒子Ａの代わりに熱膨張性の中空粒子Ｄ（積水化学工業社製　商品名：アドバンセルＥＭ５０１、粒径２７μｍ）を配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例８とした。
　＜実施例９＞
　圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中空粒子Ａの代わりに化学発泡剤（永和化成工業社製　商品名：ネオセルボンＮ＃１０００Ｍ）をゴム成分１００質量部に対して６質量部配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例９とした。
　＜比較例１＞
　圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中実粒子を配合していないことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例１とした。
　＜比較例２＞
　圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中実粒子Ａの代わりに中実粒子Ｆとしての超高分子量ポリエチレン樹脂粒子（三井化学社製　商品名：ミペロンＸＭ２２０、平均粒径３０μｍ、重量平均分子量２００万）を配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例２とした。
　＜比較例３＞
　圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中実粒子Ａの代わりにナイロン短繊維（旭化成社製　商品名：レオナ６６、繊維長１ｍｍ）を配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例３とした。
　＜比較例４＞
　圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中実粒子を配合していないことを除いて実施例８と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例４とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　（試験評価方法）
　＜小孔の平均孔径＞
　実施例１～９及び比較例１～４のそれぞれについて、リブ先端表面及びリブ側面表面のそれぞれを光学顕微鏡観察し、それぞれの表面の５０～７０個の小孔の開口径を測定して、その平均値を平均孔径とした。
　＜小突起の平均高さ＞
　実施例１～９及び比較例２～３のそれぞれについて、リブ先端表面及びリブ側面表面のそれぞれをキーエンス社製のレーザーマイクロスコープＶＫ－９５１０を用いて４００倍に拡大して観察し、それぞれの表面の５０～７０個の小突起の高さを測定して、その平均値を平均高さとした。なお、比較例３の小突起は短繊維によるものである。
　＜最大凹凸差＞
　実施例１～９及び比較例１～４のそれぞれについて、レーザー顕微鏡（キーエンス社製）を用いてベルト表面を４００倍で拡大観察し、そして、小孔の深さ及び隣接する小突起の高さをそれぞれ測定して加算し、そのデータを５０～７０個集めて平均したものを最大凹凸差とした。
　＜被水時異音評価＞
　図１２は被水時異音評価用ベルト走行試験機２０のプーリレイアウトを示す。
　被水時異音評価用ベルト走行試験機４０は、プーリ径が１４０ｍｍのリブプーリである駆動プーリ４１を備え、その駆動プーリ４１の右方にプーリ径が７５ｍｍのリブプーリである第１従動プーリ４２が設けられ、また、第１従動プーリ４２の上方で駆動プーリ４１の右斜め上方にプーリ径が５０ｍｍのリブプーリである第２従動プーリ４３が設けられ、さらに、駆動プーリ４１と第２従動プーリ４３との中間にプーリ径が７５ｍｍの平プーリであるアイドラプーリ４４が設けられている。そして、この被水時異音評価用ベルト走行試験機４０は、ＶリブドベルトＢのＶリブ側がリブプーリである駆動プーリ４１、第１及び第２従動プーリ４２，４３に接触すると共に、背面側が平プーリであるアイドラプーリ４４に接触して巻き掛けられるように構成されている。
　実施例１～９及び比較例１～４のそれぞれについて、上記被水時異音評価用ベルト走行試験機４０にセットし、１リブ当たり４９Ｎのベルト張力が負荷されるようにプーリ位置決めを行い、第２従動プーリ４３にそれが取り付けられたオルタネータに６０Ａの電流が流れるように抵抗を与え、常温下、駆動プーリ４１を８００ｒｐｍの回転数で回転させると共に、ＶリブドベルトＢの駆動プーリ４１への進入部においてＶリブドベルトＢのＶリブ側に毎分１０００ｍｌの割合で水を滴下した。そして、ベルト走行時の異音発生状況を、大、小、微小、及び無の四段階で評価した。
　＜耐熱耐久性評価＞
　図１３は耐熱耐久性評価用ベルト走行試験機５０のプーリレイアウトを示す。
　耐熱耐久性評価用ベルト走行試験機５０は、各々、プーリ径が１２０ｍｍのリブプーリである大径従動プーリ５１及び駆動プーリ５２が上下に間隔をおいて設けられ、また、それらの上下方向中間にプーリ径が７０ｍｍの平プーリであるアイドラプーリ５３が設けられ、さらに、アイドラプーリ５３の右方にプーリ径が５５ｍｍのリブプーリである小径従動プーリ５４が設けられている。そして、この耐熱耐久性評価用ベルト走行試験機５０は、ＶリブドベルトＢのＶリブ側がリブプーリである大径従動プーリ５１、駆動プーリ５２、及び小径従動プーリ５４に接触すると共に、背面側が平プーリであるアイドラプーリ５３に接触して巻き掛けられるように構成されている。なお、アイドラプーリ５３及び小径従動プーリ５４のそれぞれはＶリブドベルトＢの巻き掛け角度が９０°となるように位置付けられている。
　実施例１～９及び比較例１～４のそれぞれについて、上記耐熱耐久性評価用ベルト走行試験機５０にセットし、大径従動プーリ５１に１１．８ｋＷの回転負荷を与え、ベルト張力が負荷されるように小径従動プーリ５４に側方に８３４Ｎのセットウェイトを負荷し、雰囲気温度１２０℃の下、駆動プーリ５２を４９００ｒｐｍの回転数で回転させてベルト走行させた。そして、ＶリブドベルトＢの圧縮ゴム層にクラックが発生し、それが心線に達するまでの走行時間を測定した。
　（試験評価結果）
　表２は試験評価結果を示す。また、図１４は小突起の平均高さと被水時異音との関係、及び図１５は小突起の平均高さと耐熱耐久性との関係をそれぞれ示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　小孔の平均孔径は、実施例１が９７μｍ、実施例２が９４μｍ、実施例３が９３μｍ、実施例４が９７μｍ、実施例５が９６μｍ、実施例６が６７μｍ、実施例７が１１８、実施例８が５３μｍ、及び実施例９が１０４μｍ、並びに比較例１が９４μｍ、比較例２が９９μｍ、比較例３が９４μｍ、及び比較例４が５５μｍであった。
　小突起の平均高さは、実施例１が１９．４μｍ、実施例２が３９．４μｍ、実施例３が４．１μｍ、実施例４が１８．５μｍ、実施例５が２２．８μｍ、実施例６が２０．４μｍ、実施例７が２１．６μｍ、実施例８が１７．９μｍ、及び実施例９が２０．４μｍ、並びに比較例２が２．７μｍ、及び比較例３が４２．０μｍ（短繊維）であった。
　最大凹凸差は、実施例１が７１μｍ、実施例２が８４μｍ、実施例３が４９μｍ、実施例４が６２μｍ、実施例５が６９μｍ、実施例６が５６μｍ、実施例７が８２μｍ、実施例８が４４μｍ、及び実施例９が６５μｍ、並びに比較例１が４３μｍ、比較例２が４６μｍ、比較例３が８６μｍ、及び比較例４が２６μｍであった。なお、比較例１及び４は最大小孔深さである。
　被水時異音は、実施例１が無、実施例２が無、実施例３が小、実施例４が微小、実施例５が小、実施例６が微小、実施例７が無、実施例８が中、及び実施例９が小、並びに比較例１が大、比較例２が大、比較例３が無、及び比較例４が大であった。
　耐熱耐久性は、実施例１が４２１時間、実施例２が４０１時間、実施例３が４２５時間、実施例４が３８６時間、実施例５が３６７時間、実施例６が４２３時間、実施例７が３９０時間、実施例８が４３６時間、及び実施例９が４３１時間、並びに比較例１が４４５時間、比較例２が４３８時間、実施例３が２２１時間、及び比較例４が５０４時間であった。
　本発明は摩擦伝動ベルトについて有用である。
Ｂ　Ｖリブドベルト（摩擦伝動ベルト）
１０　Ｖリブドベルト本体
１５　Ｖリブ（プーリ接触部分）
１６　小孔
１７　小突起

Claims (12)

  1. 　ベルト本体の少なくともプーリ接触部分がゴム組成物で形成された摩擦伝動ベルトであって、
    　上記ベルト本体のプーリ接触部分の表面には、多数の小孔が形成されていると共に平均高さが４～４０μｍの多数の小突起が形成されている摩擦伝動ベルト。
  2. 　請求項１に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　上記小孔は、上記プーリ接触部分を形成するゴム組成物に配合された中空粒子の一部が切除されて構成されている摩擦伝動ベルト。
  3. 　請求項１に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　上記小孔は、上記プーリ接触部分を形成するゴム組成物に配合された発泡剤により発泡形成された中空部分の一部分が切除されて構成されている摩擦伝動ベルト。
  4. 　請求項１乃至３のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　上記小孔の平均孔径が７０～１２０μｍである摩擦伝動ベルト。
  5. 　請求項１乃至４のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　上記小突起は、上記プーリ接触部分を形成するゴム組成物に配合された中実粒子が表面露出して構成されている摩擦伝動ベルト。
  6. 　請求項５に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　上記中実粒子が樹脂粒子で構成されている摩擦伝動ベルト。
  7. 　請求項６に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　上記中実粒子が超高分子量ポリエチレン樹脂粒子で構成されている摩擦伝動ベルト。
  8. 　請求項１乃至７のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　上記小孔と上記小突起との最大凹凸差が４５μｍ以上である摩擦伝動ベルト。
  9. 　請求項１乃至８のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　上記プーリ接触部分を形成するゴム組成物のゴム成分がエチレン－α－オレフィンエラストマーである摩擦伝動ベルト。
  10. 　請求項１乃至９のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　上記プーリ接触部分を形成するゴム組成物には短繊維が配合されていない摩擦伝動ベルト。
  11. 　請求項１乃至１０のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　上記ベルト本体がＶリブドベルト本体である摩擦伝動ベルト。
  12. 　請求項１乃至１１のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトが複数のプーリに巻き掛けられたベルト伝動装置。
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