JP7209773B2 - 摩擦伝動ベルト - Google Patents

Description

本発明は摩擦伝動ベルトに関する。

ベルト走行時の音の発生の低減を目的として摩擦伝動ベルトの圧縮ゴム層に種々の材料を含有させることが提案されている。例えば、特許文献１には、被水時における異音の発生を低減することを目的として、Ｖリブドベルトの圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に層状珪酸塩を含有させることが開示されている。特許文献２には、騒音低減を目的として、Ｖリブドベルトの圧縮ゴム層を形成するゴム組成物にアラミド粉末を含有させることが開示されている。

特開２０１０－１９６７４３号公報 国際公開２００９／０９３４６５号

しかしながら、現状の被水時における異音発生低減効果は満足できるものではない。また、音の問題とは別に、摩擦伝動ベルトの耐久性向上も望まれている。

本発明の課題は、摩擦伝動ベルトの被水時における非常に高い異音発生低減効果を得ると共に、優れた耐久性を得ることである。

本発明は、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成するゴム層を有する摩擦伝動ベルトであって、前記ゴム層は、架橋したゴム成分と、層状珪酸塩と、アラミド粉末とを含有するゴム組成物で形成されている。

本発明によれば、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成するゴム層を形成するゴム組成物が、層状珪酸塩及びアラミド粉末を含有することにより、後述の実施例でも示す通り、被水時における非常に高い異音発生低減効果を得ることができると共に、優れた耐久性をも得ることができる。

実施形態１に係るＶリブドベルトの斜視図である。 実施形態１に係るＶリブドベルトのＶリブ１個分の断面図である。 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縦断面拡大図である。 実施形態１に係るＶリブドベルトの製造方法の第１の説明図である。 実施形態１に係るＶリブドベルトの製造方法の第２の説明図である。 実施形態１に係るＶリブドベルトの製造方法の第３の説明図である。 実施形態１に係るＶリブドベルトの製造方法の第４の説明図である。 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２に係るＶリブドベルトの斜視図である。 実施形態２に係るＶリブドベルトのＶリブ１個分の断面図である。 実施形態２に係るＶリブドベルトの製造方法の第１の説明図である。 実施形態２に係るＶリブドベルトの製造方法の第２の説明図である。 実施形態３に係るＶリブドベルトの斜視図である。 実施形態３に係るＶリブドベルトのＶリブ１個分の断面図である。 実施形態３に係るＶリブドベルトの製造方法の第１の説明図である。 実施形態３に係るＶリブドベルトの製造方法の第２の説明図である。 実施形態３に係るＶリブドベルトの製造方法の第３の説明図である。 その他の実施形態に係るローエッジ型Ｖベルトの斜視図である。 その他の実施形態に係る平ベルトの斜視図である。 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。

以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１及び２は、実施形態１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１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用のベルト伝動装置等に用いられるエンドレスのものである。実施形態１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１に係るＶリブドベルトＢは、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成する圧縮ゴム層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を備えている。Ｖリブドベルト本体１０の接着ゴム層１２の厚さ方向の中間部には、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の厚さは例えば１．０～３．６ｍｍであり、接着ゴム層１２の厚さは例えば１．０～２．５ｍｍであり、背面ゴム層１３の厚さは例えば０．４～０．８ｍｍである。なお、背面ゴム層１３の代わりに背面補強布が設けられた構成であってもよい。

圧縮ゴム層１１は、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、基端間の幅が１．０～３．６ｍｍである。Ｖリブ数は例えば３～６個である（図１では６個）。

圧縮ゴム層１１は、ゴム成分に、層状珪酸塩及びアラミド粉末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を加熱及び加圧してゴム成分を架橋させたゴム組成物で形成されている。従って、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物は、架橋したゴム成分と層状珪酸塩及びアラミド粉末を含む各種の配合剤とを含有する。

圧縮ゴム層１１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－プロピレン－ジエンターポリマー（以下「ＥＰＤＭ」という。）、エチレン－プロピレンコポリマー（ＥＰＭ）、エチレン－ブテンコポリマー（ＥＤＭ）、エチレン－オクテンコポリマー（ＥＯＭ）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１種又は２種以上をブレンドして用いることが好ましく、エチレン－α－オレフィンエラストマーを用いることが好ましく、ＥＰＤＭを用いることがより好ましい。

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である場合、そのエチレン含量は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは５５質量％以上、更に好ましくは５７質量％以上であり、また、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは６０質量％以下、更に好ましくは５９質量％以下である。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分がＥＰＤＭである場合、そのジエン成分としては、例えば、エチリデンノボルネン（ＥＮＢ）、ジシクロペンタジエン、１，４－ヘキサジエン等が挙げられる。ジエン成分は、これらのうちエチリデンノボルネンが好ましい。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分がＥＰＤＭであり、且つそのジエン成分がエチリデンノボルネンである場合、そのＥＮＢ含量は、好ましくは０．５質量％以上、より好ましくは４質量％以上、更に好ましくは４．４質量％以上であり、また、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは６質量％以下、更に好ましくは４．６質量％以下である。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分におけるエチレン－α－オレフィンエラストマーの１２５℃におけるムーニー粘度は、好ましくは１５ＭＬ_１＋４（１２５℃）以上、より好ましくは１８ＭＬ_１＋４（１２５℃）以上であり、また、好ましくは７５ＭＬ_１＋４（１２５℃）以下、より好ましくは７０ＭＬ_１＋４（１２５℃）以下、更に好ましくは２０ＭＬ_１＋４（１２５℃）以下である。ムーニー粘度は、ＪＩＳＫ６３００に基づいて測定される。

層状珪酸塩としては、スメクタイト族、バーミュライト族、カオリン族が挙げられる。スメクタイト族としては、例えば、モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト等が挙げられる。バーミュライト族としては、例えば、３八面体型バーミュライト、２八面体型バーミュライト等が挙げられる。カオリン族としては、例えば、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、リザーダイト、アメサイト、クリソタイル等が挙げられる。層状珪酸塩は、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましく、スメクタイト族を用いることがより好ましく、モンモリロナイトを用いることが更に好ましい。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物には、微小なフレーク状の層状珪酸塩が分散して含まれていることが好ましい。フレーク状の層状珪酸塩の平均粒径は、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上であり、また、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下である。フレーク状の層状珪酸塩の平均粒径は、画像で測定される５０～１００個の最大外径の数平均によって求められる。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物における層状珪酸塩の含有量（Ａ）は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは３質量部以上、より好ましくは５質量部以上、更に好ましくは１０質量部以上であり、また、好ましくは１００質量部以下、より好ましくは５０質量部以下、更に好ましくは２５質量部以下である。

本出願における「アラミド粉末」は、粉状乃至粒状の芳香族ポリアミドであり、いわゆるアラミド繊維を二次加工した短繊維或いはそれを更に三次加工してフィブリル化させたもの等のアラミド繊維由来のものを含まない。アラミド粉末を構成する芳香族ポリアミドとしては、パラ系芳香族ポリアミド、メタ系芳香族ポリアミドが挙げられるが、これらのうち前者のパラ系芳香族ポリアミドが好ましい。アラミド粉末を構成するパラ系芳香族ポリアミドとしては、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリパラフェニレンテレフタルアミドとジアミノフェニレンテラフタルアミドとの共重合体が挙げられるが、これらのうち前者のポリパラフェニレンテレフタルアミドが好ましい
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物には、アラミド粉末が分散して含まれていることが好ましい。アラミド粉末の平均粒径は、好ましくは２０μｍ以上、より好ましくは３５μｍ以上であり、また、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは８５μｍ以下である。アラミド粉末の平均粒径は、画像で測定される５０～１００個の最大外径の数平均によって求められる。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるアラミド粉末の含有量（Ｂ）は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは３質量部以上、より好ましくは５質量部以上、更に好ましくは１０質量部以上であり、また、好ましくは５０質量部以下、より好ましくは３０質量部以下、更に好ましくは１５質量部以下である。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物において、非常に高い異音発生低減効果及び優れた耐久性を得る観点から、ゴム成分１００質量部に対する層状珪酸塩の含有量（Ａ）はアラミド粉末の含有量（Ｂ）よりも多いことが好ましい。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるゴム成分１００質量部に対する層状珪酸塩の含有量（Ａ）のアラミド粉末の含有量（Ｂ）に対する比（Ａ／Ｂ）は、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．１５以上、更に好ましくは０．２以上であり、また、好ましくは１０以下、より好ましくは６以下、更に好ましくは５以下である。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物において、層状珪酸塩の含有量（Ａ）とアラミド粉末の含有量（Ｂ）との和（Ａ＋Ｂ）は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上であり、また、好ましくは１００質量部以下、より好ましくは７０質量部以下、更に好ましくは５５質量部以下である。

配合剤としては、カーボンブラックなどの補強材、加硫助剤、架橋剤、加硫促進剤等が挙げられる。

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、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましく、ＦＥＦを単独で用いることがより好ましい。

補強材の含有量（Ｃ）は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは３０質量部以上、より好ましくは４０質量部以上であり、また、好ましくは８０質量部以下、より好ましくは６０質量部以下である。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物において、優れた耐久性を得る観点から、ゴム成分１００質量部に対する補強材（カーボンブラック）の含有量（Ｃ）は、層状珪酸塩の含有量（Ａ）よりも多いことが好ましい。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるゴム成分１００質量部に対する補強材（カーボンブラック）の含有量（Ｃ）の層状珪酸塩の含有量（Ａ）に対する比（Ｃ／Ａ））は、好ましくは１以上、より好ましくは２以上であり、また、好ましくは２０以下、より好ましくは１０以下である。

非常に高い異音発生低減効果及び優れた耐久性を得る観点から、ゴム成分１００質量部に対する補強材（カーボンブラック）の含有量（Ｃ）は、アラミド粉末の含有量（Ｂ）よりも多いことが好ましい。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるゴム成分１００質量部に対する補強材（カーボンブラック）の含有量（Ｃ）のアラミド粉末の含有量（Ｂ）に対する比（Ｃ／Ｂ））は、好ましくは１．５以上、より好ましくは１．７以上であり、また、好ましくは２０以下、より好ましくは１０以下である。

優れた耐久性を得る観点から、ゴム成分１００質量部に対する補強材（カーボンブラック）の含有量（Ｃ）は、層状珪酸塩の含有量（Ａ）とアラミド粉末の含有量（Ｂ）との和（Ａ＋Ｂ）よりも多いことが好ましい。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるゴム成分１００質量部に対する補強材（カーボンブラック）の含有量（Ｃ）の層状珪酸塩の含有量（Ａ）とアラミド粉末の含有量（Ｂ）との和（Ａ＋Ｂ）に対する比（Ｃ／（Ａ＋Ｂ））は、好ましくは０．５以上、より好ましくは０．９以上であり、また、好ましくは１０以下、より好ましくは５以下である。

加硫助剤としては、例えば、酸化亜鉛（亜鉛華）や酸化マグネシウムなどの金属酸化物等が挙げられる。加硫助剤は、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましい。加硫助剤の含有量は、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、硫黄を単独で用いても、また、有機過酸化物を単独で用いても、更には、それらの両方を併用しても、いずれでもよい。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。

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、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましい。加硫促進剤の含有量は、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は、短繊維を含有していないことが好ましい。但し、層状珪酸塩及びアラミド粉末を含有していることによる異音発生低減効果及び優れた耐久性の作用効果を損なわない範囲で、短繊維を含んでいてもよい。

接着ゴム層１２は、断面横長矩形の帯状に構成されている。背面ゴム層１３も、断面横長矩形の帯状に構成されている。背面ゴム層１３の表面は、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。従って、接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３のそれぞれは、架橋したゴム成分と各種の配合剤とを含有する。背面ゴム層１３は、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）等が挙げられるが、圧縮ゴム層１１と同一のゴム成分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、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。

圧縮ゴム層１１、接着ゴム層１２、及び背面ゴム層１３は、同じ配合のゴム組成物で形成されていても、また、別配合のゴム組成物で形成されていても、どちらでもよい。

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の直径は例えば０．５～２．５ｍｍであり、断面における相互に隣接する心線１４中心間の寸法は例えば０．０５～０．２０ｍｍである。心線１４は、Ｖリブドベルト本体１０の接着ゴム層１２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。

以上の構成の実施形態１に係るＶリブドベルトＢによれば、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成する圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物が、層状珪酸塩及びアラミド粉末を含有することにより、後述の実施例でも示す通り、被水時における非常に高い異音発生低減効果を得ることができると共に、優れた耐久性を得ることができる。

次に、実施形態１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１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を備えたベルト成形型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１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１１用の未架橋ゴムシート１１’を作製する。圧縮ゴム層１１用の未架橋ゴムシート１１’には層状珪酸塩及びアラミド粉末を配合する。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、更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Ｂ’を形成する。なお、このとき、未架橋ゴムシート１１’，１２’，１３’を、列理方向がベルト長さ方向（周方向）となるように巻き付ける。

次いで、積層体Ｂ’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Ｂ’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、それらのゴム成分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、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。なお、必要に応じて、ベルトスラブＳの外周側、つまり、Ｖリブ１５側の表面を研磨してもよい。

図９は、実施形態１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。更に、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。

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、ベルト背面側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、更に、ベルト背面側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。

（実施形態２）
図１０及び１１は、実施形態２に係るＶリブドベルトＢを示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は、実施形態１と同一符号を用いて示す。

実施形態２に係るＶリブドベルトＢでは、圧縮ゴム層１１は、表面ゴム層１１ａと内側ゴム部１１ｂとを有する。表面ゴム層１１ａは、多孔ゴムで形成され、Ｖリブ１５の表面全体に沿うように層状に設けられ、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成している。表面ゴム層１１ａの厚さは例えば５０～５００μｍである。内側ゴム部１１ｂは、中実ゴムで形成され、表面ゴム層１１ａの内側に設けられ、圧縮ゴム層１１における表面ゴム層１１ａ以外の部分を構成している。

ここで、本出願における「多孔ゴム」とは、内部に多数の中空部を有すると共に表面に多数の凹孔１６を有する架橋済みのゴム組成物を意味し、中空部及び凹孔１６が分散して配された構造並びに中空部及び凹孔１６が連通した構造のいずれも含まれる。また、本出願における「中実ゴム」とは、「多孔ゴム」以外の中空部及び凹孔１６を含まない架橋済みのゴム組成物を意味する。

表面ゴム層１１ａは、実施形態１における圧縮ゴム層１１と同様、架橋したゴム成分と層状珪酸塩及びアラミド粉末を含む各種の配合剤とを含有するゴム組成物で形成されている。表面ゴム層１１ａは、それに加えて多孔ゴムであることから、その形成前の未架橋ゴム組成物に、多孔ゴムを構成するための未膨張の中空粒子及び／又は発泡剤が配合されている。

未膨張の中空粒子としては、例えば、熱可塑性ポリマー（例えばアクリロニトリル系ポリマー）等で形成されたシェルの内部に溶剤が封入された粒子等が挙げられる。中空粒子は、１種だけ用いても、また、２種以上を用いても、どちらでもよい。中空粒子の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは１質量部以上であり、また、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは５質量部以下である。発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミドを主成分とするＡＤＣＡ系発泡剤、ジニトロソペンタメチレンテトラミンを主成分とするＤＰＴ系発泡剤、ｐ，ｐ’－オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドを主成分とするＯＢＳＨ系発泡剤、ヒドラゾジカルボンアミドを主成分とするＨＤＣＡ系発泡剤などの有機系発泡剤等が挙げられる。発泡剤は、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましい。発泡剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは４質量部以上であり、また、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは７質量部以下である。

表面ゴム層１１ａは多孔ゴムであるので、その表面には多数の凹孔１６が形成されている。凹孔１６の平均孔径は、好ましくは４０μｍ以上、より好ましくは８０μｍ以上であり、また、好ましくは１５０μｍ以下、より好ましくは１２０μｍ以下である。凹孔１６の平均孔径は、表面画像で測定される５０～１００個の数平均によって求められる。

内側ゴム部１１ｂは、架橋したゴム成分と各種の配合剤とを含有するゴム組成物で形成されている。内側ゴム部１１ｂを形成するゴム組成物は、中空部及び凹孔１６を除いた表面ゴム層１１ａを形成するゴム組成物と同一であってもよい。また、内側ゴム部１１ｂを形成するゴム組成物は、接着ゴム層１２又は背面ゴム層１３を形成するゴム組成物と同一であってもよい。

以上の構成の実施形態２に係るＶリブドベルトＢによれば、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成する圧縮ゴム層１１の表面ゴム層１１ａを形成するゴム組成物が、層状珪酸塩及びアラミド粉末を含有することにより、被水時における非常に高い異音発生低減効果を得ることができると共に、優れた耐久性を得ることができる。しかも、表面ゴム層１１ａを形成するゴム組成物が多孔ゴムであり、クラック発生確率が高いことが予想されるにも関わらず、優れた耐久性を得ることができる。

実施形態２に係るＶリブドベルトＢを製造するには、圧縮ゴム層１１の表面ゴム層用及び内側ゴム部用の未架橋ゴムシート１１ａ’，１１ｂ’を作製する。表面ゴム層用の未架橋ゴムシート１１ａ’には中空粒子及び／又は発泡剤を配合する。次いで、実施形態１と同様の方法により、図１２に示すように、表面が平滑な円筒ドラム２４上に被せたゴムスリーブ２５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、更にその上から接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’、並びに圧縮ゴム層１１における内側ゴム部用の未架橋ゴムシート１１ｂ’、及び表面ゴム層用の未架橋ゴムシート１１ａ’を順に巻き付けて積層体Ｂ’を形成する。そして、この積層体Ｂ’により図１３に示すような円筒状のベルトスラブＳを成型する。

その他の構成及び作用効果は実施形態１と同一である。

（実施形態３）
図１４及び１５は、実施形態３に係るＶリブドベルトＢを示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は、実施形態１と同一符号を用いて示す。

実施形態３に係るＶリブドベルトＢでは、圧縮ゴム層１１は、表面ゴム層１１ａと内側ゴム部１１ｂとを有する。表面ゴム層１１ａは、多孔ゴムで形成され、両側のＶリブ１５のそれぞれにおける外側の側面部に沿うように設けられ、また、相互に隣接する一対のＶリブ１５における対向する側面部及びそれらを連結するリブ底部に沿うように設けられ、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成している。この後者の表面ゴム層１１ａは、断面形状が逆Ｕ字状に形成されている。従って、各表面ゴム層１１ａは、両側のＶリブ１５のそれぞれにおける外側の側面部、又は、相互に隣接する一対のＶリブ１５における対向する側面部を含むように設けられている。表面ゴム層１１ａの厚さは例えば５０～５００μｍである。内側ゴム部１１ｂは、中実ゴムで形成され、表面ゴム層１１ａの内側に設けられ、圧縮ゴム層１１における表面ゴム層１１ａ以外の部分を構成している。

実施形態２に係るＶリブドベルトＢを製造するには、実施形態２と同様の方法により、図１６に示すような円筒状のベルトスラブＳを成型する。このベルトスラブＳの外周には、周方向に延びる断面形状が略台形の突条１５’が軸方向に連なるように形成されており、その表面層が多孔ゴム１１ａ”で形成され且つそれ以外の内部が中実ゴム１１ｂ”で形成されている。そして、図１７に示すように、ベルトスラブＳを一対のスラブ掛け渡し軸２６間に掛け渡すと共に、ベルトスラブＳの外周に対し、周方向に延びるＶリブ形状溝が外周の軸方向に連設された研削砥石２７を回転させながら当接させ、また、ベルトスラブＳも一対のスラブ掛け渡し軸２６間で回転させる。このとき、図１８に示すように、ベルトスラブＳの外周の突条が研削されることに複数のＶリブ１５が形成され、これらの複数のＶリブ１５において、多孔ゴムの表面ゴム層１１ａと中実ゴムの内側ゴム部１１ｂとが構成される。

その他の構成及び作用効果は実施形態１及び２と同一である。

（その他の実施形態）
上記実施形態１～３では、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、摩擦伝動ベルトであれば、例えば、図１９Ａに示すようなベルト内周側のプーリ接触部分を構成する圧縮ゴム層１１を有するローエッジ型のＶベルトＢであってもよく、また、図１９Ｂに示すようなベルト内周側のプーリ接触部分を構成する内側ゴム層１７を有する平ベルトＢであってもよい。

（Ｖリブドベルト）
以下の実施例１～５及び比較例１～１０の上記実施形態２と同様の構成のＶリブドベルトを作製した。なお、それぞれの構成については表１～３にも示す。

＜実施例１＞
密閉式のバンバリーミキサーのチャンバーにゴム成分としてのＥＰＤＭ（ＪＳＲ社製 商品名：ＥＰ１２３ エチレン含量５８質量％、ＥＮＢ含量４．５質量％、ムーニー粘度１９．５ＭＬ_１＋４（１２５℃））を投入して素練りし、次いで、このゴム成分１００質量部に対して、補強材のＦＥＦカーボンブラック（東海カーボン社製 商品名：シーストＳＯ）５０質量部、質量部、加硫助剤の酸化亜鉛（堺化学工業社製 商品名：酸化亜鉛３種）５質量部、架橋剤の硫黄（日本乾溜工業社製 商品名：セイミＯＴ）２質量部、スルフェンアミド系加硫促進剤（大内新興化学社製 商品名：ノクセラーＭＳＡ－Ｇ）２質量部、第１チウラム系加硫促進剤（大内新興化学社製 商品名：ノクセラーＴＥＴ－Ｇ）０．５質量部、第２チウラム系加硫促進剤（大内新興化学社製 商品名：ノクセラーＴＢＴ）１質量部、ベントナイト（ホージュン社製 商品名：穂高、モンモリロナイト含有率５０質量％）５０質量部（モンモリロナイト２５質量部）、アラミド粉末（帝人社製 商品名：ＴＷ５０１１）５質量部、中空粒子（積水化学工業社製 商品名：アドバンセルＥＭ４０３）２質量部、及び発泡剤（三協化成社製 商品名：セルマイクＣＥ）７質量部を投入配合して混練し、得られた未架橋ゴム組成物を用いて圧縮ゴム層の表面ゴム層を形成したＶリブドベルトを作製し、それを実施例１とした。

なお、圧縮ゴム層の内側ゴム部、並びに接着ゴム層及び背面ゴム層を、ＥＰＤＭをゴム成分とする他のゴム組成物で形成した。また、心線をポリエチレンテレフタレート繊維製の撚り糸で構成した。そして、ベルト周長を１２００ｍｍ、ベルト幅を１０．６８ｍｍ、ベルト厚さを４．３ｍｍとし、リブ数を３個とした。

＜実施例２＞
ベントナイトの配合量をゴム成分１００質量部に対して１０質量部（モンモリロナイト５質量部）としたことを除いて実施例１と同様にして得られた未架橋ゴム組成物を用いて圧縮ゴム層の表面ゴム層を形成したＶリブドベルトを作製し、それを実施例２とした。

＜実施例３＞
ベントナイト及びアラミド粉末の配合量を、それぞれゴム成分１００質量部に対して３０質量部（モンモリロナイト１５質量部）及び１０質量部としたことを除いて実施例１と同様にして得られた未架橋ゴム組成物を用いて圧縮ゴム層の表面ゴム層を形成したＶリブドベルトを作製し、それを実施例３とした。

＜実施例４＞
アラミド粉末の配合量をゴム成分１００質量部に対して３０質量部としたことを除いて実施例１と同様にして得られた未架橋ゴム組成物を用いて圧縮ゴム層の表面ゴム層を形成したＶリブドベルトを作製し、それを実施例４とした。

＜実施例５＞
ベントナイトの配合量をゴム成分１００質量部に対して１０質量部（モンモリロナイト５質量部）としたことを除いて実施例４と同様にして得られた未架橋ゴム組成物を用いて圧縮ゴム層の表面ゴム層を形成したＶリブドベルトを作製し、それを実施例５とした。

＜比較例１～５＞
ベントナイトを配合せず、アラミド粉末の配合量をゴム成分１００質量部に対して３質量部、５質量部、１０質量部、３０質量部、及び４０質量部としたことを除いて実施例１と同様にして得られた未架橋ゴム組成物を用いて圧縮ゴム層の表面ゴム層を形成したＶリブドベルトを作製し、それぞれ比較例１～５とした。

＜比較例６～１０＞
アラミド粉末を配合せず、ベントナイトの配合量をゴム成分１００質量部に対して５質量部（モンモリロナイト２．５質量部）、１０質量部（モンモリロナイト５質量部）、３０質量部（モンモリロナイト１５質量部）、５０質量部（モンモリロナイト２５質量部）、及び６０質量部（モンモリロナイト３０質量部）としたことを除いて実施例１と同様にして得られた未架橋ゴム組成物を用いて圧縮ゴム層の表面ゴム層を形成したＶリブドベルトを作製し、それぞれ比較例６～１０とした。

表１～３には、実施例１～５及び比較例１～１０のそれぞれのＶリブドベルトについて、圧縮ゴム層の表面ゴム層を形成するゴム組成物におけるゴム成分１００質量部に対するモンモリロナイトの含有量（Ａ）とアラミド粉末の含有量（Ｂ）との和（Ａ＋Ｂ）、並びにモンモリロナイトの含有量（Ａ）のアラミド粉末の含有量（Ｂ）に対する比（Ａ／Ｂ）、ＦＥＦカーボンブラックの含有量（Ｃ）のモンモリロナイトの含有量（Ａ）に対する比（Ｃ／Ａ）、ＦＥＦカーボンブラックの含有量（Ｃ）のアラミド粉末の含有量（Ｂ）に対する比（Ｃ／Ｂ）、及びＦＥＦカーボンブラックの含有量（Ｃ）のモンモリロナイトの含有量（Ａ）とアラミド粉末の含有量（Ｂ）との和（Ａ＋Ｂ）に対する比（Ｃ／（Ａ＋Ｂ））をも示す。

（試験方法）
＜被水時異音評価＞
図２０Ａは、被水時異音評価用ベルト走行試験機４０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、更に、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１～５及び比較例１～１０のそれぞれのＶリブドベルトＢ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、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、「Ｓ：異音の発生が全く認められない。Ａ：異音の発生が微かに認められる。Ｂ：異音の発生が僅かに認められる。Ｃ：異音の発生が明らかに認められる。Ｄ：激しい異音の発生が認められる。」の５段階で評価した。

＜耐熱耐久性評価＞
図２０Ｂ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、更に、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１～５及び比較例１～１０のそれぞれのＶリブドベルトＢ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、それを耐熱耐久寿命とした。

（試験結果）
試験結果を表４～６に示す。

表４～６によれば、圧縮ゴム層の表面ゴム層を形成するゴム組成物において、層状珪酸塩のモンモリロナイト及びアラミド粉末を含有する実施例１～５では、被水時異音評価がＳ又はＡで且つ耐熱耐久寿命が３２７時間以上であり、被水時異音発生低減効果が非常に高く且つ耐久性が優れるのに対し、層状珪酸塩のモンモリロナイト及びアラミド粉末のうちの一方しか含有しない比較例１～１０では、非常に高い被水時異音発生低減効果を得られるものはなく、また、優れた耐久性を得られないものもあることが分かる。

本発明は、摩擦伝動ベルトの技術分野において有用である。

Ｂ Ｖリブドベルト，Ｖベルト，平ベルト（摩擦伝動ベルト）
１１ 圧縮ゴム層
１１ａ 表面ゴム層
１７ 内側ゴム層

Claims (5)

1. ベルト内周側のプーリ接触部分を構成するゴム層を有する摩擦伝動ベルトであって、
   前記ゴム層は、架橋したゴム成分と、層状珪酸塩と、アラミド粉末と、を含有するゴム組成物で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、
   前記ゴム組成物における前記層状珪酸塩の含有量が前記ゴム成分１００質量部に対して３～１００質量部である摩擦伝動ベルト。
3. 請求項１又は２に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
   前記ゴム組成物における前記アラミド粉末の含有量が前記ゴム成分１００質量部に対して５～３０質量部である摩擦伝動ベルト。
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、
   前記ゴム組成物における前記層状珪酸塩の含有量と前記アラミド粉末の含有量との和が前記ゴム成分１００質量部に対して１００質量部以下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、
   前記ゴム組成物が多孔ゴムである摩擦伝動ベルト。
   

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