(57)【要約】【課題】トルクロスを低減することができるＶリブドベルトを提供することを目的とする。【解決手段】圧縮層４を有するＶリブドベルト１に関する。圧縮層４を形成するゴム組成物が、エチレン−α−オレフィンエラストマーを主成分とするものであり、且つ圧縮層４の、初期歪０．１％、周波数１０Ｈｚ、歪０．５％の条件で動的粘弾性を測定したときの、４０℃におけるｔａｎδが０．１５０未満であることを特徴とする。このように圧縮層４のｔａｎδが０．１５０未満であることによって、Ｖリブドベルト１によるトルクロスを０．２４Ｎ・ｍ以下に低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮層を有するＶリブドベルトにおいて、圧縮層を形成するゴム組成物が、エチレン−α−オレフィンエラストマーを主成分とするものであり、且つ圧縮層の、初期歪０．１％、周波数１０Ｈｚ、歪０．５％の条件で動的粘弾性を測定したときの、４０℃におけるｔａｎδが０．１５０未満であることを特徴とするＶリブドベルト。
【請求項２】
上記ゴム組成物は、エチレン−α−オレフィンエラストマーの含有比率が４５質量％以上、カーボンブラックの含有比率が３５質量％未満であることを特徴とする請求項１に記載のＶリブドベルト。
【請求項３】
直径５５ｍｍの駆動プーリと、直径５５ｍｍの従動プーリに、張力５２５〜８２５Ｎで懸架し、従動プーリ無負荷で駆動プーリを回転数２０００〜４０００ｒｐｍで回転させたときの、トルクロス（駆動トルクと従動トルクの差）が０．２４Ｎ・ｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のＶリブドベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝動用に用いられるＶリブドベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｖリブドベルトを用いたベルト伝動システム、例えば自動車エンジン補機駆動システムなどにおいて、駆動軸と従動軸の間でのＶリブドベルトのトルクロスを抑制したいと要請がある。例えば上記の自動車エンジン補機駆動システムでは、０．３０Ｎ・ｍ程度以下にトルクロスを抑制することが望まれている。
【０００３】
一方、ＥＰＤＭ等のエチレン−α−オレフィンエラストマーは、優れた耐オゾン性、耐熱性、耐寒性を有していると同時に比較的安価なゴムであり、しかも脱ハロゲンという環境上の要求も満たしている。そこで、このエチレン−α−オレフィンエラストマーをゴム成分とするゴム組成物で圧縮層を形成するようにしたＶリブドベルトが提供されている（特許文献１参照）。
【０００４】
またＶリブドベルトの騒音を低減するために、カーボンブラックをエチレン−α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して５０質量部以上含むゴム組成物で圧縮層を形成することが提案されている（特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６２１４７号公報
【特許文献２】特開２００６−３１６８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようなトルクロスの抑制という要請を満たすためには、トルクロスはＶリブドベルトの内部損失（発熱）に起因するために、内部損失を低減したＶリブドベルト、すなわち損失正接ｔａｎδが小さいゴム組成物からなるＶリブドベルトを作製する必要がある。
【０００７】
しかしエチレン−α−オレフィンエラストマーとカーボンブラックを含有するゴム組成物において、上記の特許文献２のようにカーボンブラックを多量に配合すると、このゴム組成物で作製した圧縮層のｔａｎδが増大し、トルクロスを低減することが難しいという問題があった。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、トルクロスを低減することができるＶリブドベルトを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、圧縮層を有するＶリブドベルトにおいて、圧縮層を形成するゴム組成物が、エチレン−α−オレフィンエラストマーを主成分とするものであり、且つ圧縮層の、初期歪０．１％、周波数１０Ｈｚ、歪０．５％の条件で動的粘弾性を測定したときの、４０℃におけるｔａｎδが０．１５０未満であることを特徴とするものである。
【００１０】
エチレン−α−オレフィンエラストマーを主成分とするゴム組成物で形成した圧縮層のｔａｎδが、このように０．１５０未満であることによって、内部損失を抑制することができ、Ｖリブドベルトによるトルクロスを低減することができるものである。
【００１１】
また本発明において、上記ゴム組成物は、エチレン−α−オレフィンエラストマーの含有比率が４５質量％以上、カーボンブラックの含有比率が３５質量％未満であることを特徴とするものである。
【００１２】
このようにエチレン−α−オレフィンエラストマーの含有比率を高く、カーボンブラックの含有比率を低くしたゴム組成物を用いることによって、上記のようなｔａｎδが０．１５０未満である圧縮層を容易に形成することができるものである。
【００１３】
また本発明において、直径５５ｍｍの駆動プーリと、直径５５ｍｍの従動プーリに、Ｖリブドベルトを張力５２５〜８２５Ｎで懸架し、従動プーリ無負荷で駆動プーリを回転数２０００〜４０００ｒｐｍで回転させたときの、トルクロス（駆動トルクと従動トルクの差）が０．２４Ｎ・ｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、上記のようにエチレン−α−オレフィンエラストマーを主成分とするゴム組成物で形成した圧縮層のｔａｎδが０．１５０未満であることによって、内部損失を抑制することができ、Ｖリブドベルトによるトルクロスを０．２４Ｎ・ｍ以下に低減することができるものである。
【００１５】
またエチレン−α−オレフィンエラストマーの含有比率を４５質量％以上、カーボンブラックの含有比率を３５質量％未満に設定したゴム組成物を用いることによって、圧縮層のｔａｎδを０．１５０未満に容易に調整することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】Ｖリブドベルトの一例を示す、一部破断した斜視図である。
【図２】ｔａｎδとトルクロスの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１はＶリブドベルト１の一例を示すものである。図１において２は心線であり、ベルト長手方向全長に亘って接着層３内に埋設してある。接着層３の内側には圧縮層４が積層してあり、圧縮層４には複数本の平行なリブ部５が形成してある。リブ部５は断面略Ｖ字形（正確には台形）であって、ベルト長手方向全長に亘って設けてある。接着層３の外側には伸張層６が積層してある。
【００１９】
上記の圧縮層４を形成するゴム組成物は、エチレン−α−オレフィンエラストマーをゴム主成分として含有するものであり、さらに補強剤としてカーボンブラックを含有するものである。
【００２０】
本発明においてエチレン−α−オレフィンエラストマーとしては、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレン−プロピレン−ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）などを用いることができるものであり、これらを単独で、あるいはこれらの混合物を使用することができる。ＥＰＤＭのジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなどを挙げることができる。耐熱性や耐摩耗性を考慮すれば、エチレンとα−オレフィンと非共役ジエンとの共重合体であるＥＰＤＭが好ましく、中でもエチレン含量が５１〜６８質量％であって、且つ二重結合が０．２〜７．５質量％のものが好ましい。このＥＰＤＭとしてはヨウ素価が３〜４０のものを用いるのが好ましく、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するおそれがあり、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、耐熱性が悪くなるおそれがある。
【００２１】
圧縮層４を形成するゴム組成物にあって、エチレン−α−オレフィンエラストマーの含有比率は４５質量％以上に設定されるものであり、カーボンブラックの含有比率は３５質量％未満に設定されるものである。ゴム組成物を硬化させて形成した圧縮層４の動的粘弾性の損失正接ｔａｎδは、エチレン−α−オレフィンエラストマーの含有比率を高くし、カーボンブラックの含有比率を低くすることによって、低下させることができるものである。そして、エチレン−α−オレフィンエラストマーの含有比率が４５質量％以上であり、カーボンブラックの含有比率が３５質量％未満であると、このゴム組成物を用いて形成した圧縮層４の動的粘度を、初期歪０．１％、周波数１０Ｈｚ、歪０．５％の条件で測定したとき、４０℃におけるｔａｎδを０．１５０未満に調整することができるものである。エチレン−α−オレフィンエラストマーの含有比率が４５質量％未満の場合や、カーボンブラックの含有比率が３５質量％以上の場合は、ｔａｎδは０．１５０以上の大きな値になるものである。
【００２２】
ゴム組成物における、エチレン−α−オレフィンエラストマーの含有比率の上限は特に設定されるものではないが、実用上、エチレン−α−オレフィンエラストマーの含有比率は５５質量％以下であることが望ましい。またカーボンブラックの含有比率の下限は特に設定されるものではないが、カーボンブラックの含有比率が２０質量％未満であると、ベルトの耐久性が低下するので、カーボンブラックの含有比率は２０質量％以上であることが望ましい。このようにカーボンブラックの含有比率を小さくすると耐久性が低下する傾向があるので、グラファイトを併用して、耐久性の低下を抑制しつつカーボンブラックの含有比率を小さくするようにするのが好ましい。
【００２３】
圧縮層４を形成するゴム組成物には、さらに必要に応じて、ゴムに通常配合される、有機過酸化物等の架橋剤、Ｎ，Ｎ´−ｍ−フェニレンジマレイミド、キノンジオキシム類、硫黄等の共架橋剤、加硫促進剤、炭酸カルシウム、タルク等の充填剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤、短繊維等を配合することができる。短繊維としては、綿、ナイロン（登録商標）、ｐ−アラミド、ｍ−アラミドなどを用いることができる。そしてこれらの各種配合物をバンバリーミキサー、ニーダー等の通常用いられる手段を用いて混練りすることによってシート状に成形することができる。
【００２４】
接着層３や伸張層６を形成するゴム組成物も、上記と同様な組成で調製することができるが、接着層３や伸張層６を形成するゴム組成物は短繊維を含有しない組成であることが好ましい。
【００２５】
また心線２としては、ポリアリレート繊維、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維などのポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維などで形成された高強度・低伸度のコードを用いることができる。心線２にはゴムとの接着性を向上させる目的で接着処理を施すのが好ましい。このような接着処理としては、心線２をレゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス液（ＲＦＬ液）などの処理液に浸漬して加熱乾燥することによって行なうことができる。
【００２６】
次に、上記のようなＶリブドベルト１の製造方法の一例について説明する。まず、円筒状の成形ドラムの外周に、伸張層６を形成するゴム組成物のシートを巻き、その上に接着層３を形成するゴム組成物のシートを巻き付ける。次に、この上に心線２をスピニングして螺旋状に巻きつけ、さらにこの上に圧縮層４を形成するゴム組成物のシートを巻き付けることによって、未加硫スリーブを作製する。次に成形ドラムに巻きつけたこの未加硫スリーブを加硫ドラム入れて加硫することによって、円筒状の加硫スリーブを得る。この後に、この加硫スリーブを駆動ロールと従動ロールの間に懸架して走行回転させながら、加硫スリーブの外周の圧縮層４に切削ホイールを接触させてＶ溝を切削・研磨加工することによって、リブ部５を形成する。リブ部５をこのように切削・研磨する際に、リブ部５の表面に短繊維の一部が突出することになる。そしてこの加硫スリーブを輪切りするように所定幅寸法で切断し、さらに内周と外周を裏返すことによって、図１のようなＶリブドベルト１として仕上げることができるものである。
【００２７】
このように作製されるＶリブドベルト１にあって、駆動軸と従動軸にＶリブドベルト１を懸架して走行駆動させる際に、内側の圧縮層４に圧縮力が作用するが、上記のように、圧縮層４の動的粘弾性の損失正接ｔａｎδは０．１５０未満に設定されているので、内部損失が小さい。このため、駆動軸から従動軸にＶリブドベルト１で動力を伝動するにあたって、Ｖリブドベルト１の内部損失に起因するトルクロスを低減することができるものである。圧縮層４のｔａｎδが０．１５０を超えると、内部損失を充分に抑制することができず、トルクロスの低減の効果が不十分になる。尚、Ｖリブドベルト１において上記の伸張層６は帆布で形成されることが多いが、上記の実施の形態のように伸張層６をゴム組成物によるゴム層として形成することによって、トルクロスをより低減することができるものである。
【００２８】
そして本発明において、上記のように作製したＶリブドベルト１を、直径５５ｍｍの駆動プーリと、直径５５ｍｍの従動プーリに、張力５２５〜８２５Ｎで懸架し、従動プーリ無負荷で駆動プーリを回転数２０００〜４０００ｒｐｍで回転させたときの、トルクロス（駆動トルクと従動トルクの差）が、０．２４Ｎ・ｍ以下に低減していることが好ましい。
【実施例】
【００２９】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００３０】
（実施例１）
表１の配合のゴム組成物から、ＪＩＳ  Ｋ６３９４に準じて、実施例１〜５、比較例１〜４の試験片を作製した。そして粘弾性測定装置（上島製作所製「ＶＲ−７１２１」）のチャックに、この試験片をチャック間距離１５ｍｍでセットし、初期歪０．１％を与え、周波数１０Ｈｚ、歪０．５％で−４５℃から１４０℃において動的粘弾性を測定し、４０℃におけるｔａｎδを求めた。
【００３１】
また、ＪＩＳ  Ｋ６２６４に準じてＤＩＮ磨耗量を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１にみられるように、ＥＰＤＭポリマーの含有比率が４５質量％以上、カーボンブラックの含有比率が３５質量％未満である各実施例のものは、ｔａｎδが０．１５０未満と小さいものであった。これに対して、ＥＰＤＭポリマーの含有比率が４５質量％未満である比較例１及び２、カーボンブラックの含有比率が３５質量％以上の比較例３は、いずれもｔａｎδが０．１５０以上と大きいものであった。
【００３４】
尚、実施例６は、ｔａｎδが０．１５０未満と小さいものの、カーボンブラックの含有比率が２０質量％を下回って少ないため、磨耗量が多くなっており、耐久性に問題を有するものであった。これに対して、実施例４ではグラファイトを併用しているために、同様にカーボンブラックの含有比率を少なくしても、磨耗量は少ないものであり、耐久性を確保することができるものであった。
【００３５】
一方、表１の実施例１〜５及び比較例１〜３の配合のゴム組成物で圧縮層４を、表１の配合からナイロン短繊維と綿短繊維を除いた配合のゴム組成物で接着層３と伸張層６を作製し、さらにポリエステル繊維のロープを心線２として用いて、図１のような構造の、実施例１〜５、比較例１〜３のＶリブドベルト１を作製した。このＶリブドベルト１において、リブ部５の本数は６本、周長は１１００ｍｍであった。
【００３６】
そしてこのように作製した実施例１〜５、比較例１〜３のＶリブドベルト１を、直径５５ｍｍの駆動プーリと、直径５５ｍｍの従動プーリに、張力５２５〜８２５Ｎで懸架し、従動プーリを無荷重で、駆動プーリを回転数２０００〜４０００ｒｐｍで回転させたときの、駆動トルクと従動トルクの差（トルクロス）を測定した。結果を表２に示し、またｔａｎδとトルクロスの関係を図２に示す。
【００３７】
【表２】
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【００３８】
表２及び図２にみられるように、ｔａｎδが０．１５０未満と小さい各実施例のものは、トルクロスも０．２４Ｎ・ｍ以下と小さいが、ｔａｎδが０．１５０以上と大きい各比較例のものは、トルクロスも０．２４Ｎ・ｍを超えて大きいものであり、ｔａｎδとトルクロスの間に相関関係が認められるものであった。
【符号の説明】
【００３９】
１  Ｖリブドベルト
２  心線
３  接着層
４  圧縮層
５  リブ部
６  伸張層
【図１】
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【図２】
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