動力伝動ベルト
【課題】 耐熱屈曲性が高く、しかも優れた耐磨耗性、耐発音性を備えたＶリブドベルトを提供する。
【解決手段】Ｖリブドベルト１は、カバー帆布５からなる伸張部２と、コードよりなる心線３を埋設した接着層４と、その下側に弾性体層である圧縮部６からなっている。この圧縮部６は、ベルト長手方向に延びる断面略三角形である台形の複数のリブを有している。そして少なくともリブ側面９を、ゴム１００重量部に対して植物性軟質粒８を５〜５０重量部配合したゴム組成物で構成したことを特徴とする。植物性軟質粒は、クルミ殻、杏核、桃核及びとうもろこし穂芯から選ばれてなる少なくとも１種の植物の粉砕物であることが望ましい。
【解決手段】Ｖリブドベルト１は、カバー帆布５からなる伸張部２と、コードよりなる心線３を埋設した接着層４と、その下側に弾性体層である圧縮部６からなっている。この圧縮部６は、ベルト長手方向に延びる断面略三角形である台形の複数のリブを有している。そして少なくともリブ側面９を、ゴム１００重量部に対して植物性軟質粒８を５〜５０重量部配合したゴム組成物で構成したことを特徴とする。植物性軟質粒は、クルミ殻、杏核、桃核及びとうもろこし穂芯から選ばれてなる少なくとも１種の植物の粉砕物であることが望ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動力伝動ベルトに関し、詳しくは優れた静音性、耐摩耗性を有し、また屈曲性、耐熱性が高い動力伝動ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴム工業分野、なかでも自動車用部品の高機能、高性能化が望まれている。自動車用部品に用いられるゴム製品のなかに動力伝動ベルトがあり、例えば自動車のエアーコンプレッサーやオルタネータ等の補機駆動の動力伝動に広く利用されている。
【０００３】
近年、静粛化について厳しい要求があり、特に駆動装置においてはエンジン音以外の音は異音とされるため、ベルト発音対策について要請がある。駆動装置における異音としては、回転変動の大きな条件や高負荷条件において発生するスリップ音や、圧縮ゴムが粘着摩耗を起こし、その結果リブ間の溝底に付着した粘着ゴムにより発生する騒音が指摘されている。
【０００４】
これらの問題に対して、圧縮ゴムに綿、ナイロン、ビニロン、レーヨン、アラミド繊維などの短繊維群をベルト幅への配向性を保って埋設することにより、ベルトの摩擦伝動部の耐側圧性を高め、更に埋設した短繊維の一部をベルト側面より意図的に突出させることによって、リブ部の摩擦性能および粘着による発音の抑止効果を狙うことが一般になされている。また、上記ベルトの効果をさらに向上させるために、摩擦伝動部の両側壁面に突出させる短繊維としてアラミド繊維を用いることで、アラミド繊維特有の耐摩耗性によるベルト自体の耐久性の向上を意図した伝動ベルトも提案されている。（例えば特許文献１参照）
【特許文献１】特開平１−１６４８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、短繊維を配合した場合、ベルトの耐熱屈曲性が悪くなり、ベルト性能が低下することが問題視されている。また短繊維をベルト長手方向に対して直角に配向させるという工程が必要になるため、ベルトがコスト高になるといった問題もあった。
【０００６】
上記問題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、本発明を提案するものであり、その目的とするところは、製造工程が簡便で、耐摩耗性、静音性が高く、優れた耐熱屈曲性を兼ね備えた動力伝動ベルトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、少なくとも動力伝動面をゴム１００重量部に対して植物性軟質粒を５〜５０重量部配合したゴム組成物で構成したことを特徴とする動力伝動ベルトである。
【０００８】
本発明はまた前記動力伝動ベルトにあって、植物性軟質粒が、クルミ殻、杏核、桃核及びとうもろこし穂芯から選ばれてなる少なくとも１種の植物の粉砕物である；ゴム組成物に固体潤滑材が配合されてなる；動力伝動ベルトが、伸張部とベルト周方向に延びる複数のリブを有する圧縮部を有し、ベルト長手方向に沿って心線を埋設したＶリブドベルトである；圧縮部が内層と表層からなる二層構成であって、表層が該ゴム組成物で構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、少なくとも摩擦伝動面を特定組成のゴム組成物で構成することで、静音性、耐摩耗性を向上させると共に、耐熱屈曲性に優れた動力伝動ベルトが得られる。尚、植物軟質粒は短繊維のようにベルト幅方向に配向させる必要がないため、製造工程が簡便になり、コストを抑えることができる。また該植物性軟質粒を、クルミ殻、杏核、桃核及びとうもろこし穂芯から選ばれてなる少なくとも１種の植物の粉砕物とすることで、より耐磨耗性、耐発音性に優れるといった特徴がある。更に固体潤滑剤を併用することで、静音性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に本発明に係る動力伝動ベルトの一実施例としてＶリブドベルトの断面斜視図を示す。Ｖリブドベルト１は、カバー帆布５からなる伸張部と、コードよりなる心線３を埋設した接着層４、その下側に圧縮部６を配置した構成からなっている。該圧縮部６は、ベルト長手方向に延びる断面略三角形である台形の複数のリブを有している。このリブが動力伝動部、リブ側面９が動力伝動面となり、植物性軟質粒８がリブ表面から突出した構成となっている。
【００１１】
本発明では、少なくとも動力伝動面、即ち前記リブの少なくともリブ側面９が、ゴム１００重量部に対して植物性軟質粒８を５〜５０重量部配合したゴム組成物で構成されることを必須条件としているが、図１では圧縮部６全体を該ゴム組成物で構成している。
【００１２】
植物性軟質粒とは、耐久性と弾力性に富んだ植物由来の粒状体であって、例えば植物を粉砕処理することにより得ることができる。具体的には、クルミ殻、杏核、桃核及びとうもろこし穂芯から選ばれてなる少なくとも１種の植物の粉砕物を用いることが望ましく、その粒径としては、好ましくは５０〜５００μｍ、更に好ましくは１００〜３００μｍのものが用いられる。粒径が５０μｍ未満の場合はリブ表面への突出が少なく、耐発音性への効果に乏しい。一方、５００μｍを超えると表面への突出が多くなり、プーリとの摩擦によって剥ぎ取られるため、耐摩耗性が低下する恐れがある。尚、所望の粒径分布の上限の目を有する篩と下限の目を有する篩を用いて篩い分けることで、所望の粒径分布の植物性軟質粒を得ることができる。また硬度は１．０〜５．０（Ｍｏｕ’ｓ）のものが望ましい。１．０未満であれば耐摩耗性に劣り、５．０を超えると早期クラックの原因となる恐れがある。
【００１３】
その配合量は、ゴム１００重量部に対して５〜５０重量部である。５重量部未満では耐発音性に対して効果がなく、５０重量部を超えるとゴムへの分散性に難があり、耐摩耗性やベルト耐久寿命が低下するなどの不具合がある。
【００１４】
動力伝動面を構成するゴム組成物のうち、原料ゴムは、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマー、エチレン−α−オレフィンゴム等のゴム材の単独、またはこれらの混合物が使用される。なかでもエチレン・α−オレフィンゴムが、優れた耐オゾン性、耐熱性、耐寒性を有しているとともに比較的に安価で、脱ハロゲンという要求を満たすことから好ましく用いられる。
【００１５】
エチレン・α−オレフィンゴムとしては、エチレンとα−オレフィン（プロピレン、ブテン、ヘキセン、オクテンなど）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であり、具体的にはエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）やエチレン−プロピレン−ジエン共重合体（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。ＥＰＤＭは耐熱性や耐寒性に優れるという特性を有しており、耐熱・耐寒性能の高い動力伝動ベルトを得ることができる。このＥＰＤＭはヨウ素価が３〜４０のものが好ましく用いられる。ヨウ素価が３未満であると、ゴム組成物の加硫が十分でなく摩耗や粘着の問題が発生し、またヨウ素価が４０を超えると、ゴム組成物のスコーチが短くなって扱い難くなり、耐熱性が悪くなるものである。
【００１６】
上記ゴムの架橋には、硫黄や有機過酸化物が使用される。有機過酸化物としては具体的には、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、１．１−ｔ−ブチルペロキシ−３．３．５−トリメチルシクロヘキサン、２．５−ジ−メチル−２．５−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）ヘキサン、２．５−ジ−メチル−２．５−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）ヘキサン−３、ビス（ｔ−ブチルペロキシジ−イソプロピル）ベンゼン、２．５−ジ−メチル−２．５−ジ（ベンゾイルペロキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルペロキシベンゾアート、ｔ−ブチルペロキシ−２−エチル−ヘキシルカーボネートが挙げられる。この有機過酸化物は、単独もしくは混合物として、ゴム１００重量部に対して１〜８重量部の範囲で好ましく使用される。
【００１７】
また加硫促進剤を配合しても良い。加硫促進剤としてはチアゾール系、チウラム系、スルフェンアミド系の加硫促進剤が例示でき、チアゾール系加硫促進剤としては、具体的に２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトチアゾリン、ジベンドチアジル・ジスルフィド、２−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩等があり、チウラム系加硫促進剤としては、具体的にテトラメチルチウラム・モノスルフィド、テトラメチルチウラム・ジスルフィド、テトラエチルチウラム・ジスルフィド、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルチウラム・ジスルフィド等があり、またスルフェンアミド系加硫促進剤としては、具体的にＮ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ’−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド等がある。また、他の加硫促進剤としては、ビスマレイミド、エチレンチオウレアなども使用できる。これら加硫促進剤は単独で使用してもよいし、２種以上の組み合わせで使用してもよい。
【００１８】
また、架橋助剤（ｃｏ−ａｇｅｎｔ）を配合することによって、架橋度を上げて粘着摩耗等の問題を防止することができる。架橋助剤として挙げられるものとしては、ＴＩＡＣ、ＴＡＣ、１，２ポリブタジエン、不飽和カルボン酸の金属塩、オキシム類、グアニジン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、Ｎ−Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、硫黄など通常、有機過酸化物架橋に用いるものであるが、なかでもＮ−Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミドが好ましい。その配合量はゴム成分１００重量部に対して、０．５〜１０重量部が望ましく、０．５質量部未満では添加による効果が顕著でなく、１０質量部を超えると引裂き力や接着力が低下するといった不具合がある。
【００１９】
更に、上記ゴム組成物に固体潤滑剤を配合することによって、耐発音性を向上せしめることができる。固体潤滑材としては、グラファイト、二硫化モリブデン、雲母、タルク、三酸化アンチモン、２セレン化モリブデン、二硫化タングステン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などを単独もしくは併用して用いることができる。好ましくはグラファイト、二硫化モリブデン、そしてＰＴＦＥから少なくとも１種選ばれたものである。固体潤滑剤の添加量はゴム１００重量部に対して１０〜１００重量部、更に好ましくは１０〜６０重量部であり、１０重量部未満の場合にはベルト表面の摩擦係数がさほど変化しないため発音抑制効果が顕著でなく、他方１００重量部を越えると、ゴム物性の伸びが小さくなり、ベルト寿命が短くなる。
【００２０】
そして、上記植物性軟質粒以外に必要に応じてカーボンブラック、シリカのような増強剤、充填剤、可塑剤、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を用いることができる。
【００２１】
接着層４は、圧縮部６と同様のゴム組成物を用いることもできるが、別のゴム組成物で構成してもよい。上述の如き原料ゴム、配合剤を用いることができるが、接着性を考慮すると植物性軟質粒は混入しないほうが好ましい。
【００２２】
心線３は、ポリエステル繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などを材料とする撚コードが使用できる。ガラス繊維の組成は、Ｅガラス、Ｓガラス（高強度ガラス）のいずれでもよく、フィラメントの太さ及びフィラメントの集束本数及びストランド本数に制限されない。
【００２３】
前記心線３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℃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℃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。
【００２４】
この前処理液で使用するイソシアネート化合物としては、例えば４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレン２，４−ジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ポリアリールポリイソシアネート（例えば商品名としてＰＡＰＩがある）等がある。このイソシアネート化合物はトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合して使用される。
【００２５】
また、上記イソシアネート化合物にフェノール類、第３級アルコール類、第２級アルコール類等のブロック化剤を反応させてポリイソシアネートのイソシアネート基をブロック化したブロック化ポリイソシアネートも使用可能である。
【００２６】
エポキシ化合物としては、例えばエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールや、ポリエチレングリコール等のポリアルキレングリコールとエピクロルヒドリンのようなハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物や、レゾルシン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジメチルメタン、フェノール．ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン．ホルムアルデヒド樹脂等の多価フェノール類やハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物などである。上記エポキシ化合物はトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合して使用される。
【００２７】
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。また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。
【００２８】
尚、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。
【００２９】
更に、上記ＲＦＬ液には加硫促進剤や加硫剤を添加してもよく、添加する加硫促進剤は、含硫黄加硫促進剤であり、具体的には２−メルカプトベンゾチアゾール（Ｍ）やその塩類（例えば、亜鉛塩、ナトリウム塩、シクロヘキシルアミン塩等）ジベンゾチアジルジスルフィド（ＤＭ）等のチアゾール類、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＣＺ）等のスルフェンアミド類、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＳ）、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＴ）、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＴＲＡ）等のチウラム類、ジ−ｎ−ブチルジチオカルバミン酸ナトリウム（ＴＰ）、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＰＺ）ジエチルジメチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＥＺ）等のジチオカルバミン酸塩類等がある。
【００３０】
また、加硫剤としては、硫黄、金属酸化物（酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化鉛）、過酸化物等があり、上記加硫促進剤と併用する。
【００３１】
上記心線３を用いたＶリブドベルト１は、Ｖリブドベルトを２％伸張させるのに必要な引張力が１００〜２５０Ｎ／リブ、更に好ましくは１３０〜２１０Ｎ／リブとすることが好ましく、このような引張力であると、たとえリブゴム磨耗等によりベルト伸びが発生した場合でも、急激な張力低下を引き起こすことなく、安定した張力が維持できる。２５０Ｎ／リブを超えるとベルト伸び時に急激な張力低下が見られ、１００Ｎ／リブ未満であると心線伸びによるベルト張力低下が大きくなる。
【００３２】
またベルトに１４７Ｎ／５本コードの初荷重をかけ、１００℃雰囲気下３０分放置した後に発生したベルト乾熱時収縮力が５０〜１５０Ｎ／５本コードである特性を付与すると、ベルト伸びが発生しても張力を自己調整可能であり、オートテンショナーを設置しなくともベルトスリップ率が小さくてベルト寿命が長いものを得ることができる。ベルト乾熱時収縮力が５０Ｎ未満の場合には、ベルト張力を調整する性能に乏しく、スリップ率が高くなる傾向がある。また、ベルト乾熱時収縮力が１５０Ｎを越える場合には、ベルト長さの経時収縮が大きくなる傾向がある上に、スリップ率が小さくなる効果は小さい。
【００３３】
カバー帆布５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。
【００３４】
上記カバー帆布５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、未加硫ゴムをカバー帆布５に擦り込むフリクションを行ったり、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たり、公知の界面活性剤を０．１〜５．０質量％加えてもよい。
【００３５】
以上のように、図１では圧縮部６全体を該ゴム組成物で構成した一実施形態を示したが、本発明では、動力伝動ベルト本体の少なくとも動力伝動面（Ｖリブドベルトではリブ側面９）を上述の如きゴム組成物で構成することを必須条件としてあげており、いうまでもなくベルト本体を構成するゴム組成物全てを該ゴム組成物で構成することもできる。また以下のような構成も可能である。
【００３６】
本発明に係る動力伝動ベルトの他の一実施例を図２に示す。Ｖリブドベルト１０は、カバー帆布１５からなる伸張部と、コードよりなる心線１３を埋設した接着層１４、その下側に圧縮部１６を配置した構成からなっている。この圧縮部１６はベルト長手方向に延びる断面略三角形である台形の複数のリブを有しており、リブが動力伝動部、リブ側面９が動力伝動面となる。そしてリブは内層１２と表層１７の２層構成を有しており、表層１７がゴム１００重量部に対して植物性軟質粒８を５〜５０重量部配合したゴム組成物で構成されている。該ゴム組成物としては上述と同様のものが使用できる。
【００３７】
内層１２は、表層１７と同様のゴム組成物を用いることもできるが、別のゴム組成物で構成してもよい。例えば上述の如き原料ゴム、配合剤を用いることができるが、コストや接着性を考慮すると植物性軟質粒は混入しないほうが好ましい。また表層１７は０．１〜０．５ｍｍの厚みを有することが望ましい。０．１ｍｍ未満では摩耗により表層の効果が薄れてしまうといった不具合がある。また、心線１３、接着層１４、カバー帆布１５などは上述と同様のものが使用できる。
【００３８】
尚、Ｖリブドベルトは、図１や図２のような構成に限定されず、例えば接着層を配置しないＶリブドベルトや、背面にカバー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説明する。またＶリブドベルト以外の動力伝動ベルトとしては例えばＶベルトなどある。
【００３９】
図３に示すＶリブドベルト２１は、背面が短繊維を含有するゴム組成物で形成された伸張部２５と、該伸張部２５の下層に圧縮部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、その一部が伸張部２５に接し、残部が圧縮部２６に接した状態となっている。そして、前記圧縮部２５にはベルト長手方向に伸びる断面略三角形の複数のリブが設けられており、このリブが動力伝動部、リブ側面２９が動力伝動面となる。該リブは内層２２と表層２７の２層構成を有し、表層がゴム１００重量部に対して植物性軟質粒２８を５〜５０重量部配合したゴム組成物で構成される。
【００４０】
図４に示すＶリブドベルト３１は、背面が短繊維を含有するゴム組成物で形成された伸張部３５と、該伸張部３５の下層に接着層３４が配設され、更にその下層に圧縮部３６を配置した構成を有する。心線３３は、ベルト長手方向に沿って本体内に埋設されてなり、その一部が伸張部３５に接し、残部が接着層３４に接した状態となっている。そして前記圧縮部３６はベルト長手方向に伸びる断面略三角形の複数のリブが設けられており、このリブが動力伝動部、リブ側面３９が動力伝動面となる。該リブはゴム１００重量部に対して植物性軟質粒３８を５〜５０重量部配合したゴム組成物で構成される。
【００４１】
図３，４では、伸張部をカバー帆布で構成せず、短繊維を含有するゴム組成物で形成した構成を示したが、この際、背面駆動時の異音を抑制すべく、背表面に凹凸パターンを設けることができる。凹凸パターンとしては、編布パターン、織布パターン、スダレ織布パターンなどを挙げることができるが、最も好ましくは織物パターンである。また短繊維としては、ポリエステル、アラミド、ナイロン、綿などを所望に応じて配合することができ、好ましくはベルト幅方向に配向させることが望ましい。圧縮部や接着層を構成するゴム組成物、心線などは上述と同様のものが使用できる。
【００４２】
尚、図３のように接着層を配置しない構成の場合、心線２３は伸張部２５と圧縮部２６の境界領域でベルト本体に埋設されることになる。この時、心線２３とベルト本体との接着性を考慮すると、圧縮部の内層２７は植物性軟質粒を含有しないゴム組成物で構成することが望ましく、また内層２２と表層２７の構成については上述と同様の構成とすることができる。
【００４３】
次に、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。
【００４４】
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部を構成する部材と接着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、更に圧縮部（動力伝動部）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部表面に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。
【００４５】
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、圧縮部を構成する圧縮ゴムシート、接着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、伸張部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、圧縮部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。
【００４６】
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部を構成する部材、接着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、さらに圧縮部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。
【００４７】
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部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、内型に伸張部を構成する部材、接着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。
【００４８】
尚、図２や図３のようにＶリブドベルトの圧縮部を表層と内層の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部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、図２のような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。また図３のような接着層を配置しないＶリブドベルトは、上記方法において接着ゴムシートを配置せずに製造することで得ることができる。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明を具体的な実施例を伴って説明する。
【００５０】
実施例１〜４及び比較例１〜４では、表１に示す配合に従いゴム組成物を調整し、バンバリーミキサーで混練後、カレンダーロールにて圧延し、圧縮ゴムシートを作製した。また、実施例５，６については、表１に従い調整したゴム組成物を表層、比較例４に従い調整したゴム組成物を内層として積層した圧縮ゴムシートを作製した。
【００５１】
次に、該圧縮ゴムシートを用いてＶリブドベルトを作製した。Ｖリブドベルトの構成としては、ポリエステル繊維のロープからなる心線を接着層内に埋設し、その上側に伸張部としてゴム付綿帆布を２プライ積層し、他方接着層の下側に設けた圧縮部に３個のリブをベルト長手方向に配したものである。実施例５，６については、表層の厚みが０．２５ｍｍとなるよう構成されてなる。
【００５２】
【表１】
【００５３】
ベルトの製造方法としては、まず周面にリブ刻印を設けた円筒状の成形ドラムに、圧縮ゴムシート、接着ゴムシート（表１のゴム配合から植物性軟質粒、固体潤滑剤、短繊維を除いたゴム配合）を巻き付け、ポリエステルロープをスピニングし、２プライのゴム付綿帆布を巻き付けて未加硫スリーブを配置した後、該未加硫シート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、加硫した後、筒状のリブ付き加硫スリーブを成形ドラムから脱型し、所定幅に切断してＶリブドベルトを得た。
【００５４】
但し、比較例１は、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、接着ゴムシート（表１のゴム配合から植物性軟質粒、固体潤滑剤、短繊維を除いたゴム配合）を巻き付けてポリエステルロープをスピニングする。そして圧縮ゴムシートを配置した後、該圧縮ゴムシートの上に加硫用ジャケットを挿入した。次いで、円筒モールドを加硫缶内に入れ、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た。該スリーブの圧縮部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した。
【００５５】
このようにして得られた各Ｖリブドベルトの耐熱屈曲性試験、６％スリップ磨耗試験、並びにミスアライメント発音試験の結果を表２に示す。
【００５６】
耐熱屈曲性試験の評価に用いた走行試験機は、駆動プーリ（直径６０ｍｍ）、アイドラープーリ（直径５０ｍｍ）、従動プーリ（直径５０ｍｍ）、テンションプーリ（直径５０ｍｍ）、そしてアイドラープーリ（直径５０ｍｍ）とを順に配置したものである。試験機の各プーリにＶリブドベルトを掛架し、ベルトのアイドラープーリへの巻き付け角度を９０°にし、雰囲気温度１３０℃、駆動プーリの回転数が３３００ｒｐｍ、ベルト張力が８００Ｎ／リブになるように駆動プーリに荷重を付与し、５００時間走行させた後、心線に達する亀裂の発生の有無を調べた。
【００５７】
６％スリップ磨耗試験では、駆動プーリ（直径８０ｍｍ）、従動プーリ（直径８０ｍｍ）、そしてテンションプーリ（直径１２０ｍｍ）を配置したものである。試験機の各プーリにＶリブドベルトを掛架し、ベルトのテンションプーリへの巻き付け角度を９０°とし、室温条件下で、駆動プーリの回転数を３３００ｒｐｍ、従動プーリのトルクを０．７ｋｇ・ｍ、ベルトスリップ率が６％となるようベルト張力を自動調整しながら２４時間走行させた。そして走行試験前後のベルト重量を測定し、ベルト重量減量（走行前ベルト重量−走行後ベルト重量）を走行前ベルト重量で除したものを、摩耗率として算出した。
【００５８】
ミスアライメント発音試験では、駆動プーリ（直径１２５ｍｍ）、従動プーリ（直径１２５ｍｍ）、そしてテンションプーリ（直径６０ｍｍ）を配置したものである。尚、駆動プーリと従動プーリの軸離を２１２ｍｍとし、１．８°のミスアライメントを設定した。試験機の各プーリにＶリブドベルトを掛架し、室温条件下で、駆動プーリの回転数が１０００ｒｐｍ、ベルト張力が６ｋｇｆ／リブになるように駆動プーリに荷重を付与し、走行させた時の発音レベルを評価した。発音レベルとしては５段階で評価し、“５”が最も発音レベルが低く、全く音が聞こえない状態を示す。尚、“３”以上を発音が気にならないレベルとして定義した。
【００５９】
【表２】
【００６０】
表２の結果より、実施例では、耐熱屈曲性、耐摩耗性及び耐発音性において優れた結果が得られた。短繊維を配合した比較例１は、耐摩耗性、耐発音性は高いものの、耐熱屈曲性に劣ることが確認された。また短繊維を配向させる工程が必要だったためコスト高になった。そして植物性軟質粒を少量配合した比較例２では、耐摩耗性は満足するものの、耐発音性に劣ることが知見された。一方、植物性軟質粒を多量に配合した比較例３は、磨耗率が１．５％と高く、耐摩耗性が極端に低下していることが判明した。更に、植物性軟質粒、短繊維を共に配合しなかった比較例４では、耐摩耗性、耐発音性に共に実使用不可能なレベルであった。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明にかかるＶリブド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。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施形態であるＶリブドベルトの断面斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施形態であるＶリブドベルトの断面斜視図である。
【図３】本発明の第３の実施形態であるＶリブドベルトの断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態であるＶリブドベルトの断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ Ｖリブドベルト（動力伝動ベルト）
３ 心線
４ 接着層
５ カバー帆布
６ 圧縮部（摩擦伝動部）
８ 植物性軟質粒
９ リブ側面（摩擦伝動面）
【技術分野】
【０００１】
本発明は動力伝動ベルトに関し、詳しくは優れた静音性、耐摩耗性を有し、また屈曲性、耐熱性が高い動力伝動ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴム工業分野、なかでも自動車用部品の高機能、高性能化が望まれている。自動車用部品に用いられるゴム製品のなかに動力伝動ベルトがあり、例えば自動車のエアーコンプレッサーやオルタネータ等の補機駆動の動力伝動に広く利用されている。
【０００３】
近年、静粛化について厳しい要求があり、特に駆動装置においてはエンジン音以外の音は異音とされるため、ベルト発音対策について要請がある。駆動装置における異音としては、回転変動の大きな条件や高負荷条件において発生するスリップ音や、圧縮ゴムが粘着摩耗を起こし、その結果リブ間の溝底に付着した粘着ゴムにより発生する騒音が指摘されている。
【０００４】
これらの問題に対して、圧縮ゴムに綿、ナイロン、ビニロン、レーヨン、アラミド繊維などの短繊維群をベルト幅への配向性を保って埋設することにより、ベルトの摩擦伝動部の耐側圧性を高め、更に埋設した短繊維の一部をベルト側面より意図的に突出させることによって、リブ部の摩擦性能および粘着による発音の抑止効果を狙うことが一般になされている。また、上記ベルトの効果をさらに向上させるために、摩擦伝動部の両側壁面に突出させる短繊維としてアラミド繊維を用いることで、アラミド繊維特有の耐摩耗性によるベルト自体の耐久性の向上を意図した伝動ベルトも提案されている。（例えば特許文献１参照）
【特許文献１】特開平１−１６４８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、短繊維を配合した場合、ベルトの耐熱屈曲性が悪くなり、ベルト性能が低下することが問題視されている。また短繊維をベルト長手方向に対して直角に配向させるという工程が必要になるため、ベルトがコスト高になるといった問題もあった。
【０００６】
上記問題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、本発明を提案するものであり、その目的とするところは、製造工程が簡便で、耐摩耗性、静音性が高く、優れた耐熱屈曲性を兼ね備えた動力伝動ベルトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、少なくとも動力伝動面をゴム１００重量部に対して植物性軟質粒を５〜５０重量部配合したゴム組成物で構成したことを特徴とする動力伝動ベルトである。
【０００８】
本発明はまた前記動力伝動ベルトにあって、植物性軟質粒が、クルミ殻、杏核、桃核及びとうもろこし穂芯から選ばれてなる少なくとも１種の植物の粉砕物である；ゴム組成物に固体潤滑材が配合されてなる；動力伝動ベルトが、伸張部とベルト周方向に延びる複数のリブを有する圧縮部を有し、ベルト長手方向に沿って心線を埋設したＶリブドベルトである；圧縮部が内層と表層からなる二層構成であって、表層が該ゴム組成物で構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、少なくとも摩擦伝動面を特定組成のゴム組成物で構成することで、静音性、耐摩耗性を向上させると共に、耐熱屈曲性に優れた動力伝動ベルトが得られる。尚、植物軟質粒は短繊維のようにベルト幅方向に配向させる必要がないため、製造工程が簡便になり、コストを抑えることができる。また該植物性軟質粒を、クルミ殻、杏核、桃核及びとうもろこし穂芯から選ばれてなる少なくとも１種の植物の粉砕物とすることで、より耐磨耗性、耐発音性に優れるといった特徴がある。更に固体潤滑剤を併用することで、静音性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に本発明に係る動力伝動ベルトの一実施例としてＶリブドベルトの断面斜視図を示す。Ｖリブドベルト１は、カバー帆布５からなる伸張部と、コードよりなる心線３を埋設した接着層４、その下側に圧縮部６を配置した構成からなっている。該圧縮部６は、ベルト長手方向に延びる断面略三角形である台形の複数のリブを有している。このリブが動力伝動部、リブ側面９が動力伝動面となり、植物性軟質粒８がリブ表面から突出した構成となっている。
【００１１】
本発明では、少なくとも動力伝動面、即ち前記リブの少なくともリブ側面９が、ゴム１００重量部に対して植物性軟質粒８を５〜５０重量部配合したゴム組成物で構成されることを必須条件としているが、図１では圧縮部６全体を該ゴム組成物で構成している。
【００１２】
植物性軟質粒とは、耐久性と弾力性に富んだ植物由来の粒状体であって、例えば植物を粉砕処理することにより得ることができる。具体的には、クルミ殻、杏核、桃核及びとうもろこし穂芯から選ばれてなる少なくとも１種の植物の粉砕物を用いることが望ましく、その粒径としては、好ましくは５０〜５００μｍ、更に好ましくは１００〜３００μｍのものが用いられる。粒径が５０μｍ未満の場合はリブ表面への突出が少なく、耐発音性への効果に乏しい。一方、５００μｍを超えると表面への突出が多くなり、プーリとの摩擦によって剥ぎ取られるため、耐摩耗性が低下する恐れがある。尚、所望の粒径分布の上限の目を有する篩と下限の目を有する篩を用いて篩い分けることで、所望の粒径分布の植物性軟質粒を得ることができる。また硬度は１．０〜５．０（Ｍｏｕ’ｓ）のものが望ましい。１．０未満であれば耐摩耗性に劣り、５．０を超えると早期クラックの原因となる恐れがある。
【００１３】
その配合量は、ゴム１００重量部に対して５〜５０重量部である。５重量部未満では耐発音性に対して効果がなく、５０重量部を超えるとゴムへの分散性に難があり、耐摩耗性やベルト耐久寿命が低下するなどの不具合がある。
【００１４】
動力伝動面を構成するゴム組成物のうち、原料ゴムは、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマー、エチレン−α−オレフィンゴム等のゴム材の単独、またはこれらの混合物が使用される。なかでもエチレン・α−オレフィンゴムが、優れた耐オゾン性、耐熱性、耐寒性を有しているとともに比較的に安価で、脱ハロゲンという要求を満たすことから好ましく用いられる。
【００１５】
エチレン・α−オレフィンゴムとしては、エチレンとα−オレフィン（プロピレン、ブテン、ヘキセン、オクテンなど）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であり、具体的にはエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）やエチレン−プロピレン−ジエン共重合体（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。ＥＰＤＭは耐熱性や耐寒性に優れるという特性を有しており、耐熱・耐寒性能の高い動力伝動ベルトを得ることができる。このＥＰＤＭはヨウ素価が３〜４０のものが好ましく用いられる。ヨウ素価が３未満であると、ゴム組成物の加硫が十分でなく摩耗や粘着の問題が発生し、またヨウ素価が４０を超えると、ゴム組成物のスコーチが短くなって扱い難くなり、耐熱性が悪くなるものである。
【００１６】
上記ゴムの架橋には、硫黄や有機過酸化物が使用される。有機過酸化物としては具体的には、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、１．１−ｔ−ブチルペロキシ−３．３．５−トリメチルシクロヘキサン、２．５−ジ−メチル−２．５−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）ヘキサン、２．５−ジ−メチル−２．５−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）ヘキサン−３、ビス（ｔ−ブチルペロキシジ−イソプロピル）ベンゼン、２．５−ジ−メチル−２．５−ジ（ベンゾイルペロキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルペロキシベンゾアート、ｔ−ブチルペロキシ−２−エチル−ヘキシルカーボネートが挙げられる。この有機過酸化物は、単独もしくは混合物として、ゴム１００重量部に対して１〜８重量部の範囲で好ましく使用される。
【００１７】
また加硫促進剤を配合しても良い。加硫促進剤としてはチアゾール系、チウラム系、スルフェンアミド系の加硫促進剤が例示でき、チアゾール系加硫促進剤としては、具体的に２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトチアゾリン、ジベンドチアジル・ジスルフィド、２−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩等があり、チウラム系加硫促進剤としては、具体的にテトラメチルチウラム・モノスルフィド、テトラメチルチウラム・ジスルフィド、テトラエチルチウラム・ジスルフィド、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルチウラム・ジスルフィド等があり、またスルフェンアミド系加硫促進剤としては、具体的にＮ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ’−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド等がある。また、他の加硫促進剤としては、ビスマレイミド、エチレンチオウレアなども使用できる。これら加硫促進剤は単独で使用してもよいし、２種以上の組み合わせで使用してもよい。
【００１８】
また、架橋助剤（ｃｏ−ａｇｅｎｔ）を配合することによって、架橋度を上げて粘着摩耗等の問題を防止することができる。架橋助剤として挙げられるものとしては、ＴＩＡＣ、ＴＡＣ、１，２ポリブタジエン、不飽和カルボン酸の金属塩、オキシム類、グアニジン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、Ｎ−Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、硫黄など通常、有機過酸化物架橋に用いるものであるが、なかでもＮ−Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミドが好ましい。その配合量はゴム成分１００重量部に対して、０．５〜１０重量部が望ましく、０．５質量部未満では添加による効果が顕著でなく、１０質量部を超えると引裂き力や接着力が低下するといった不具合がある。
【００１９】
更に、上記ゴム組成物に固体潤滑剤を配合することによって、耐発音性を向上せしめることができる。固体潤滑材としては、グラファイト、二硫化モリブデン、雲母、タルク、三酸化アンチモン、２セレン化モリブデン、二硫化タングステン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などを単独もしくは併用して用いることができる。好ましくはグラファイト、二硫化モリブデン、そしてＰＴＦＥから少なくとも１種選ばれたものである。固体潤滑剤の添加量はゴム１００重量部に対して１０〜１００重量部、更に好ましくは１０〜６０重量部であり、１０重量部未満の場合にはベルト表面の摩擦係数がさほど変化しないため発音抑制効果が顕著でなく、他方１００重量部を越えると、ゴム物性の伸びが小さくなり、ベルト寿命が短くなる。
【００２０】
そして、上記植物性軟質粒以外に必要に応じてカーボンブラック、シリカのような増強剤、充填剤、可塑剤、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を用いることができる。
【００２１】
接着層４は、圧縮部６と同様のゴム組成物を用いることもできるが、別のゴム組成物で構成してもよい。上述の如き原料ゴム、配合剤を用いることができるが、接着性を考慮すると植物性軟質粒は混入しないほうが好ましい。
【００２２】
心線３は、ポリエステル繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などを材料とする撚コードが使用できる。ガラス繊維の組成は、Ｅガラス、Ｓガラス（高強度ガラス）のいずれでもよく、フィラメントの太さ及びフィラメントの集束本数及びストランド本数に制限されない。
【００２３】
前記心線３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℃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℃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。
【００２４】
この前処理液で使用するイソシアネート化合物としては、例えば４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレン２，４−ジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ポリアリールポリイソシアネート（例えば商品名としてＰＡＰＩがある）等がある。このイソシアネート化合物はトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合して使用される。
【００２５】
また、上記イソシアネート化合物にフェノール類、第３級アルコール類、第２級アルコール類等のブロック化剤を反応させてポリイソシアネートのイソシアネート基をブロック化したブロック化ポリイソシアネートも使用可能である。
【００２６】
エポキシ化合物としては、例えばエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールや、ポリエチレングリコール等のポリアルキレングリコールとエピクロルヒドリンのようなハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物や、レゾルシン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジメチルメタン、フェノール．ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン．ホルムアルデヒド樹脂等の多価フェノール類やハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物などである。上記エポキシ化合物はトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合して使用される。
【００２７】
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。また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。
【００２８】
尚、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。
【００２９】
更に、上記ＲＦＬ液には加硫促進剤や加硫剤を添加してもよく、添加する加硫促進剤は、含硫黄加硫促進剤であり、具体的には２−メルカプトベンゾチアゾール（Ｍ）やその塩類（例えば、亜鉛塩、ナトリウム塩、シクロヘキシルアミン塩等）ジベンゾチアジルジスルフィド（ＤＭ）等のチアゾール類、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＣＺ）等のスルフェンアミド類、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＳ）、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＴ）、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＴＲＡ）等のチウラム類、ジ−ｎ−ブチルジチオカルバミン酸ナトリウム（ＴＰ）、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＰＺ）ジエチルジメチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＥＺ）等のジチオカルバミン酸塩類等がある。
【００３０】
また、加硫剤としては、硫黄、金属酸化物（酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化鉛）、過酸化物等があり、上記加硫促進剤と併用する。
【００３１】
上記心線３を用いたＶリブドベルト１は、Ｖリブドベルトを２％伸張させるのに必要な引張力が１００〜２５０Ｎ／リブ、更に好ましくは１３０〜２１０Ｎ／リブとすることが好ましく、このような引張力であると、たとえリブゴム磨耗等によりベルト伸びが発生した場合でも、急激な張力低下を引き起こすことなく、安定した張力が維持できる。２５０Ｎ／リブを超えるとベルト伸び時に急激な張力低下が見られ、１００Ｎ／リブ未満であると心線伸びによるベルト張力低下が大きくなる。
【００３２】
またベルトに１４７Ｎ／５本コードの初荷重をかけ、１００℃雰囲気下３０分放置した後に発生したベルト乾熱時収縮力が５０〜１５０Ｎ／５本コードである特性を付与すると、ベルト伸びが発生しても張力を自己調整可能であり、オートテンショナーを設置しなくともベルトスリップ率が小さくてベルト寿命が長いものを得ることができる。ベルト乾熱時収縮力が５０Ｎ未満の場合には、ベルト張力を調整する性能に乏しく、スリップ率が高くなる傾向がある。また、ベルト乾熱時収縮力が１５０Ｎを越える場合には、ベルト長さの経時収縮が大きくなる傾向がある上に、スリップ率が小さくなる効果は小さい。
【００３３】
カバー帆布５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。
【００３４】
上記カバー帆布５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、未加硫ゴムをカバー帆布５に擦り込むフリクションを行ったり、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たり、公知の界面活性剤を０．１〜５．０質量％加えてもよい。
【００３５】
以上のように、図１では圧縮部６全体を該ゴム組成物で構成した一実施形態を示したが、本発明では、動力伝動ベルト本体の少なくとも動力伝動面（Ｖリブドベルトではリブ側面９）を上述の如きゴム組成物で構成することを必須条件としてあげており、いうまでもなくベルト本体を構成するゴム組成物全てを該ゴム組成物で構成することもできる。また以下のような構成も可能である。
【００３６】
本発明に係る動力伝動ベルトの他の一実施例を図２に示す。Ｖリブドベルト１０は、カバー帆布１５からなる伸張部と、コードよりなる心線１３を埋設した接着層１４、その下側に圧縮部１６を配置した構成からなっている。この圧縮部１６はベルト長手方向に延びる断面略三角形である台形の複数のリブを有しており、リブが動力伝動部、リブ側面９が動力伝動面となる。そしてリブは内層１２と表層１７の２層構成を有しており、表層１７がゴム１００重量部に対して植物性軟質粒８を５〜５０重量部配合したゴム組成物で構成されている。該ゴム組成物としては上述と同様のものが使用できる。
【００３７】
内層１２は、表層１７と同様のゴム組成物を用いることもできるが、別のゴム組成物で構成してもよい。例えば上述の如き原料ゴム、配合剤を用いることができるが、コストや接着性を考慮すると植物性軟質粒は混入しないほうが好ましい。また表層１７は０．１〜０．５ｍｍの厚みを有することが望ましい。０．１ｍｍ未満では摩耗により表層の効果が薄れてしまうといった不具合がある。また、心線１３、接着層１４、カバー帆布１５などは上述と同様のものが使用できる。
【００３８】
尚、Ｖリブドベルトは、図１や図２のような構成に限定されず、例えば接着層を配置しないＶリブドベルトや、背面にカバー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説明する。またＶリブドベルト以外の動力伝動ベルトとしては例えばＶベルトなどある。
【００３９】
図３に示すＶリブドベルト２１は、背面が短繊維を含有するゴム組成物で形成された伸張部２５と、該伸張部２５の下層に圧縮部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、その一部が伸張部２５に接し、残部が圧縮部２６に接した状態となっている。そして、前記圧縮部２５にはベルト長手方向に伸びる断面略三角形の複数のリブが設けられており、このリブが動力伝動部、リブ側面２９が動力伝動面となる。該リブは内層２２と表層２７の２層構成を有し、表層がゴム１００重量部に対して植物性軟質粒２８を５〜５０重量部配合したゴム組成物で構成される。
【００４０】
図４に示すＶリブドベルト３１は、背面が短繊維を含有するゴム組成物で形成された伸張部３５と、該伸張部３５の下層に接着層３４が配設され、更にその下層に圧縮部３６を配置した構成を有する。心線３３は、ベルト長手方向に沿って本体内に埋設されてなり、その一部が伸張部３５に接し、残部が接着層３４に接した状態となっている。そして前記圧縮部３６はベルト長手方向に伸びる断面略三角形の複数のリブが設けられており、このリブが動力伝動部、リブ側面３９が動力伝動面となる。該リブはゴム１００重量部に対して植物性軟質粒３８を５〜５０重量部配合したゴム組成物で構成される。
【００４１】
図３，４では、伸張部をカバー帆布で構成せず、短繊維を含有するゴム組成物で形成した構成を示したが、この際、背面駆動時の異音を抑制すべく、背表面に凹凸パターンを設けることができる。凹凸パターンとしては、編布パターン、織布パターン、スダレ織布パターンなどを挙げることができるが、最も好ましくは織物パターンである。また短繊維としては、ポリエステル、アラミド、ナイロン、綿などを所望に応じて配合することができ、好ましくはベルト幅方向に配向させることが望ましい。圧縮部や接着層を構成するゴム組成物、心線などは上述と同様のものが使用できる。
【００４２】
尚、図３のように接着層を配置しない構成の場合、心線２３は伸張部２５と圧縮部２６の境界領域でベルト本体に埋設されることになる。この時、心線２３とベルト本体との接着性を考慮すると、圧縮部の内層２７は植物性軟質粒を含有しないゴム組成物で構成することが望ましく、また内層２２と表層２７の構成については上述と同様の構成とすることができる。
【００４３】
次に、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。
【００４４】
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部を構成する部材と接着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、更に圧縮部（動力伝動部）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部表面に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。
【００４５】
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、圧縮部を構成する圧縮ゴムシート、接着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、伸張部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、圧縮部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。
【００４６】
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部を構成する部材、接着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、さらに圧縮部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。
【００４７】
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部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、内型に伸張部を構成する部材、接着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。
【００４８】
尚、図２や図３のようにＶリブドベルトの圧縮部を表層と内層の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部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、図２のような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。また図３のような接着層を配置しないＶリブドベルトは、上記方法において接着ゴムシートを配置せずに製造することで得ることができる。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明を具体的な実施例を伴って説明する。
【００５０】
実施例１〜４及び比較例１〜４では、表１に示す配合に従いゴム組成物を調整し、バンバリーミキサーで混練後、カレンダーロールにて圧延し、圧縮ゴムシートを作製した。また、実施例５，６については、表１に従い調整したゴム組成物を表層、比較例４に従い調整したゴム組成物を内層として積層した圧縮ゴムシートを作製した。
【００５１】
次に、該圧縮ゴムシートを用いてＶリブドベルトを作製した。Ｖリブドベルトの構成としては、ポリエステル繊維のロープからなる心線を接着層内に埋設し、その上側に伸張部としてゴム付綿帆布を２プライ積層し、他方接着層の下側に設けた圧縮部に３個のリブをベルト長手方向に配したものである。実施例５，６については、表層の厚みが０．２５ｍｍとなるよう構成されてなる。
【００５２】
【表１】
【００５３】
ベルトの製造方法としては、まず周面にリブ刻印を設けた円筒状の成形ドラムに、圧縮ゴムシート、接着ゴムシート（表１のゴム配合から植物性軟質粒、固体潤滑剤、短繊維を除いたゴム配合）を巻き付け、ポリエステルロープをスピニングし、２プライのゴム付綿帆布を巻き付けて未加硫スリーブを配置した後、該未加硫シート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、加硫した後、筒状のリブ付き加硫スリーブを成形ドラムから脱型し、所定幅に切断してＶリブドベルトを得た。
【００５４】
但し、比較例１は、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、接着ゴムシート（表１のゴム配合から植物性軟質粒、固体潤滑剤、短繊維を除いたゴム配合）を巻き付けてポリエステルロープをスピニングする。そして圧縮ゴムシートを配置した後、該圧縮ゴムシートの上に加硫用ジャケットを挿入した。次いで、円筒モールドを加硫缶内に入れ、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た。該スリーブの圧縮部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した。
【００５５】
このようにして得られた各Ｖリブドベルトの耐熱屈曲性試験、６％スリップ磨耗試験、並びにミスアライメント発音試験の結果を表２に示す。
【００５６】
耐熱屈曲性試験の評価に用いた走行試験機は、駆動プーリ（直径６０ｍｍ）、アイドラープーリ（直径５０ｍｍ）、従動プーリ（直径５０ｍｍ）、テンションプーリ（直径５０ｍｍ）、そしてアイドラープーリ（直径５０ｍｍ）とを順に配置したものである。試験機の各プーリにＶリブドベルトを掛架し、ベルトのアイドラープーリへの巻き付け角度を９０°にし、雰囲気温度１３０℃、駆動プーリの回転数が３３００ｒｐｍ、ベルト張力が８００Ｎ／リブになるように駆動プーリに荷重を付与し、５００時間走行させた後、心線に達する亀裂の発生の有無を調べた。
【００５７】
６％スリップ磨耗試験では、駆動プーリ（直径８０ｍｍ）、従動プーリ（直径８０ｍｍ）、そしてテンションプーリ（直径１２０ｍｍ）を配置したものである。試験機の各プーリにＶリブドベルトを掛架し、ベルトのテンションプーリへの巻き付け角度を９０°とし、室温条件下で、駆動プーリの回転数を３３００ｒｐｍ、従動プーリのトルクを０．７ｋｇ・ｍ、ベルトスリップ率が６％となるようベルト張力を自動調整しながら２４時間走行させた。そして走行試験前後のベルト重量を測定し、ベルト重量減量（走行前ベルト重量−走行後ベルト重量）を走行前ベルト重量で除したものを、摩耗率として算出した。
【００５８】
ミスアライメント発音試験では、駆動プーリ（直径１２５ｍｍ）、従動プーリ（直径１２５ｍｍ）、そしてテンションプーリ（直径６０ｍｍ）を配置したものである。尚、駆動プーリと従動プーリの軸離を２１２ｍｍとし、１．８°のミスアライメントを設定した。試験機の各プーリにＶリブドベルトを掛架し、室温条件下で、駆動プーリの回転数が１０００ｒｐｍ、ベルト張力が６ｋｇｆ／リブになるように駆動プーリに荷重を付与し、走行させた時の発音レベルを評価した。発音レベルとしては５段階で評価し、“５”が最も発音レベルが低く、全く音が聞こえない状態を示す。尚、“３”以上を発音が気にならないレベルとして定義した。
【００５９】
【表２】
【００６０】
表２の結果より、実施例では、耐熱屈曲性、耐摩耗性及び耐発音性において優れた結果が得られた。短繊維を配合した比較例１は、耐摩耗性、耐発音性は高いものの、耐熱屈曲性に劣ることが確認された。また短繊維を配向させる工程が必要だったためコスト高になった。そして植物性軟質粒を少量配合した比較例２では、耐摩耗性は満足するものの、耐発音性に劣ることが知見された。一方、植物性軟質粒を多量に配合した比較例３は、磨耗率が１．５％と高く、耐摩耗性が極端に低下していることが判明した。更に、植物性軟質粒、短繊維を共に配合しなかった比較例４では、耐摩耗性、耐発音性に共に実使用不可能なレベルであった。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明にかかるＶリブド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。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施形態であるＶリブドベルトの断面斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施形態であるＶリブドベルトの断面斜視図である。
【図３】本発明の第３の実施形態であるＶリブドベルトの断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態であるＶリブドベルトの断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ Ｖリブドベルト（動力伝動ベルト）
３ 心線
４ 接着層
５ カバー帆布
６ 圧縮部（摩擦伝動部）
８ 植物性軟質粒
９ リブ側面（摩擦伝動面）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも動力伝動面をゴム１００重量部に対して植物性軟質粒を５〜５０重量部配合したゴム組成物で構成したことを特徴とする動力伝動ベルト。
【請求項２】
植物性軟質粒が、クルミ殻、杏核、桃核及びとうもろこし穂芯から選ばれてなる少なくとも１種の植物の粉砕物である請求項１記載の動力伝動ベルト。
【請求項３】
ゴム組成物に固体潤滑材が配合されてなる請求項１又は２記載の動力伝動ベルト。
【請求項４】
動力伝動ベルトが、伸張部とベルト周方向に延びる複数のリブを有する圧縮部を有し、ベルト長手方向に沿って心線を埋設したＶリブドベルトである請求項１〜３のいずれか１項に記載の動力伝動ベルト。
【請求項５】
圧縮部が内層と表層からなる二層構成であって、表層が該ゴム組成物で構成される請求項４記載の動力伝動ベルト。
【請求項１】
少なくとも動力伝動面をゴム１００重量部に対して植物性軟質粒を５〜５０重量部配合したゴム組成物で構成したことを特徴とする動力伝動ベルト。
【請求項２】
植物性軟質粒が、クルミ殻、杏核、桃核及びとうもろこし穂芯から選ばれてなる少なくとも１種の植物の粉砕物である請求項１記載の動力伝動ベルト。
【請求項３】
ゴム組成物に固体潤滑材が配合されてなる請求項１又は２記載の動力伝動ベルト。
【請求項４】
動力伝動ベルトが、伸張部とベルト周方向に延びる複数のリブを有する圧縮部を有し、ベルト長手方向に沿って心線を埋設したＶリブドベルトである請求項１〜３のいずれか１項に記載の動力伝動ベルト。
【請求項５】
圧縮部が内層と表層からなる二層構成であって、表層が該ゴム組成物で構成される請求項４記載の動力伝動ベルト。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−７７７８５（Ｐ２００６−７７７８５Ａ）
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５９０９９（Ｐ２００４−２５９０９９）
【出願日】平成１６年９月７日（２００４．９．７）
【出願人】（０００００６０６８）三ツ星ベルト株式会社 (730)
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月７日（２００４．９．７）
【出願人】（０００００６０６８）三ツ星ベルト株式会社 (730)
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