(57)【要約】ベルト本体（１０）がプーリに巻き掛けられて動力を伝達する摩擦伝動ベルトにおいて、ベルト本体（１０）は、モンモリロナイト及び炭酸マグネシウムの少なくとも一方（１７）が配合されたゴム組成物からなる。ベルト本体（１０）における少なくともプーリ接触側表面を被覆する布層（１６）が設けられ、布層（１６）の一部は、ゴム組成物に配合されたモンモリロナイト及び炭酸マグネシウムの少なくとも一方（１７）と接触している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト本体がプーリに巻き掛けられて動力を伝達する摩擦伝動ベルトにおいて、
上記ベルト本体は、モンモリロナイト及び炭酸マグネシウムの少なくとも一方が配合されたゴム組成物からなり、
上記ベルト本体における少なくともプーリ接触側表面を被覆する布層が設けられ、
上記布層の一部は、上記ゴム組成物に配合された上記モンモリロナイト及び炭酸マグネシウムの少なくとも一方と接触している、摩擦伝動ベルト。
【請求項２】
請求項１に記載の摩擦伝動ベルトにおいて、
上記布層は織布又は編布であり、
上記布層の一部は、上記ベルト本体を構成する上記ゴム組成物に埋め込まれている、摩擦伝動ベルト。
【請求項３】
請求項２に記載の摩擦伝動ベルトにおいて、
上記織布又は編布は吸水性である、摩擦伝動ベルト。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の摩擦伝動ベルトにおいて、
ベルト成形型における前記プーリ接触部分を形成するためのリブ型を備える金型に、ベルト形成用のゴム層の表面に布を巻き付けた成形体を圧接させると共に架橋させることにより製造された摩擦伝動ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、伝動ベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
機械装置や自動車等に用いられるエンジンやモーター等の回転動力を伝達する手段として、一般に摩擦伝動ベルト等の伝動ベルトが用いられている。このような伝動ベルトが注水されると、ベルトスリップ等が大きくなり、スティックスリップ異音が発生し、また、伝動能力が低下して燃費を劣化させる。【０００３】
これに対し、特許文献１には、ベルト本体が層状珪酸塩を配合したゴム組成物で形成されている摩擦伝動ベルトが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０９８０９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の摩擦伝動ベルトは、注水時の異音発生及び伝動能力低下をある程度抑制する効果を有するが、高まるニーズに対して更なる改善が求められている。そこで、本開示の目的は、注水伝動能力を向上することのできる摩擦伝動ベルトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本開示の摩擦伝動ベルトは、ベルト本体がプーリに巻き掛けられて動力を伝達する摩擦伝動ベルトにおいて、ベルト本体は、モンモリロナイト及び炭酸マグネシウムの少なくとも一方が配合されたゴム組成物からなり、ベルト本体における少なくともプーリ接触側表面を被覆する布層が設けられ、布層の一部は、ゴム組成物に配合されたモンモリロナイト及び炭酸マグネシウムの少なくとも一方と接触している。【０００７】
尚、布層は織布又は編布であり、布層の一部は、ベルト本体を構成するゴム組成物に埋め込まれていても良い。【０００８】
また、織布又は編布は吸水性であってもよい。【０００９】
また、本開示の摩擦伝動ベルトは、ベルト成形型における前記プーリ接触部分を形成するためのリブ型を備える金型に、ベルト形成用のゴム層の表面に布を巻き付けた成形体を圧接させると共に架橋させることにより製造されてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の摩擦伝動ベルトによると、布層と、モンモリロナイト及び／又は炭酸マグネシウムとが接触していることにより、布層が吸水した水を更にモンモリロナイト又は炭酸マグネシウムが吸水することができ、注水時の伝動能力低下を効果的に抑制することができる。つまり、注水伝動能力が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本開示の一実施形態のＶリブドベルトを模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のＶリブドベルトのプーリ接触面近傍を拡大して示す断面図である。
【図３】図３は、図１のＶリブドベルトの製造方法を示す図である。
【図４】図４は、図３に続いて、図１のＶリブドベルトの製造方法を示す図である。
【図５】図５は、注水伝動能力試験に用いたベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。
【図６】図６は、Ｖリブドベルトの注水伝動能力試験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
（Ｖリブドベルト）
図１は、本開示の一実施形態の例示的なＶリブドベルト（摩擦伝動ベルト）を示す。この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を構成するのに用いられるものであり、ベルト周長７００〜３０００ｍｍ、ベルト幅１０〜３６ｍｍ、及びベルト厚さ４．０〜５．０ｍｍである。
【００１４】
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との三層に構成されたＶリブドベルト本体１０を備えている。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。
【００１５】
圧縮ゴム層１１には、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。これらの複数の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。また、リブ数は、例えば、３〜６個である（図１では、リブ数が６）。
【００１６】
また、Ｖリブドベルト本体１０のＶリブ１５側表面（プーリ接触表面）には、布層１６が設けられている。
【００１７】
布層１６は、例えば、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿、ナイロン繊維、アラミド繊維等を仮撚加工（ウーリー加工）して得られるウーリー加工糸や、ポリウレタン弾性糸を芯糸としてナイロン等のカバーリング糸でカバーリングしたカバーリングヤーン等を編布としたものである。布層１６の厚さは、例えば０．１〜０．８ｍｍである。また、編布に代えて、織布を用いることもできる。
【００１８】
また、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物には、吸水配合剤が配合されている。吸水配合剤は、例えば、モンモリロナイト及び炭酸マグネシウムであり、この一方又は両方であって良い。
【００１９】
モンモリロナイトは、粒径が０．０５〜１２０μｍであることが好ましく、０．５〜８０μｍであることがより好ましい。また、原料ゴム１００質量部に対する配合量が１０〜５０質量部であり、１０〜４０質量部であることが好ましく、１０〜３０質量部であることがより好ましい。炭酸マグネシウムについても、モンモリロナイトと同様の粒径及び配合量とすれば良い。
【００２０】
図２に、布層１６及び吸水配合剤１７について示す。図２は、Ｖリブドベルト本体１０の圧縮ゴム層１１におけるＶリブ１５側表面近傍を拡大して示す断面図である。圧縮ゴム層１１のＶリブ１５側表面には、布層１６を構成する糸１８が埋め込まれている。糸１８は、複数の繊維１９からなる。また、圧縮ゴム層１１には、例えばモンモリロナイト及び／又は炭酸マグネシウムである吸水配合剤１７が配合されている。また、吸水配合剤１７と、布層１６の繊維１９とは、圧縮ゴム層１１の表面近傍において接触している。
【００２１】
このような構成により、ＶリブドベルトＢの吸水性が向上する。つまり、Ｖリブドベルトが被水したとき、布層１６によって水分が吸収されると共に、圧縮ゴム層１１に配合された吸水配合剤１７によっても水分が吸水される。この際、布層１６の繊維１９と、吸水配合剤１７とは圧縮ゴム層１１の表面近傍にて接触しているので、布層１６が吸水した水分は、更に、吸水配合剤１７によって効果的に吸水される。このように布層１６と吸水配合剤１７とを併用することによって、高い吸水性を実現することができ、注水伝動能力を向上することができる。
【００２２】
尚、圧縮ゴム層１１は、原料ゴム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されたゴム組成物で形成されている。
【００２３】
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物の原料ゴムは、エチレン−α−オレフィンエラストマーを含む。エチレン−α−オレフィンエラストマーとしては、例えば、エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）、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（ＥＢＭ）、エチレン−オクテンコポリマー（ＥＯＭ）等が挙げられる。原料ゴムに含まれるエチレン−α−オレフィンエラストマーは、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。エチレン−α−オレフィンエラストマー中のエチレン含有量は例えば５０〜８０質量％である。
【００２４】
原料ゴムにおけるエチレン−α−オレフィンエラストマーの含有量は、６０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましく、１００％であること、つまり、原料ゴムがエチレン−α−オレフィンエラストマーのみで構成されていることが最も好ましい。原料ゴムに含まれる他のゴムとしては、例えば、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。
【００２５】
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物に対する吸水配合剤１７以外の配合剤としては、カーボンブラックなどの補強材、加硫促進剤、架橋剤、老化防止剤、軟化剤等が挙げられる。
【００２６】
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が挙げられる。補強剤としてはシリカも挙げられる。補強剤は、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。補強材は、耐摩耗性及び耐屈曲性のバランスが良好となるという観点から、原料ゴム１００質量部に対する配合量が３０〜８０質量部であることが好ましい。
【００２７】
加硫促進剤としては、酸化マグネシウムや酸化亜鉛（亜鉛華）などの金属酸化物、金属炭酸塩、ステアリン酸などの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。加硫促進剤は、原料ゴム１００質量部に対する配合量が例えば０．５〜８質量部である。
【００２８】
架橋剤としては、例えば、硫黄、有機過酸化物が挙げられる。架橋剤として、硫黄を用いたものでもよく、また、有機過酸化物を用いたものでもよく、さらには、それらの両方を併用したものでもよい。架橋剤は、硫黄の場合、原料ゴム１００質量部に対する配合量が０．５〜４．０質量部であることが好ましく、有機過酸化物の場合、原料ゴム１００質量部に対する配合量が例えば０．５〜８質量部である。
【００２９】
老化防止剤としては、アミン系、キノリン系、ヒドロキノン誘導体、フェノール系、亜リン酸エステル系のものが挙げられる。老化防止剤は、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。老化防止剤は、原料ゴム１００質量部に対する配合量が例えば０〜８質量部である。
【００３０】
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。石油系軟化剤以外の軟化剤は、原料ゴム１００質量部に対する配合量が例えば２〜３０質量部である。
【００３１】
（Ｖリブドベルトの製造方法）
次に、ＶリブドベルトＢの製造方法を、図３及び図４に基づいて説明する。ここでは、ベルト成形装置２０を使用する。ベルト成形装置２０は、円筒状のゴムスリーブ型２１と、それを嵌合する円筒状外型２２とを備える。
【００３２】
ゴムスリーブ型２１は、例えばアクリルゴム製の可撓性のものであり、円筒内側から高温の水蒸気を送りこむ等の方法によってゴムスリーブ型２１を半径方向外方に膨らませ、円筒状外型２２に圧接させることができる。ゴムスリーブ型２１の外周面は、例えば、ＶリブドベルトＢの背面側となる面を平滑に成形するための形状となっている。ゴムスリーブ型２１は、例えば、外径が７００〜２８００ｍｍ、厚さが８〜２０ｍｍ、及び高さが５００〜１０００ｍｍである。
【００３３】
円筒状外型２２は、例えば金属製のものであり、内側面に、ＶリブドベルトＢのＶリブ１５を形成するための断面略三角形の突条部２２ａが、周方向に伸びると共に高さ方向に並ぶようにして設けられている。突条部２２ａは、例えば、高さ方向に１４０本並べて設けられている。円筒状外型２２は、例えば、外径が８３０〜２９３０ｍｍ、内径（突条部２２ａを含まない）が７３０〜２８３０ｍｍ、高さが５００〜１０００ｍｍ、突条部２２ａの高さが２．０〜２．５ｍｍ、及び突条部２２ａの一つ当たりの幅が３．５〜３．６ｍｍである。
【００３４】
このベルト成形装置２０に順次ベルト材料をセットする。まず、背面ゴム層１３となる筒状のゴムシート１３’をゴムスリーブ型２１に嵌めた後、シート状の接着ゴム材料１２ａ’を巻き付けると共に撚り糸１４’を周方向に伸びるように複数巻き付ける。このとき、ゴムスリーブ型２１の高さ方向にピッチを有する螺旋を形成するように撚り糸１４’を巻き付ける。次いで、撚り糸１４’の上からシート状の接着ゴム材料１２ｂ’を巻き付け、更に、吸水配合剤１７が配合されたゴム組成物からなるシート状の圧縮ゴム材料１１’を巻き付ける。そして、圧縮ゴム材料１１’の上から筒状の布１６’を嵌めこむ。このとき、図３に示すように、ゴムスリーブ型２１の方から順に、ゴムシート１３’、接着ゴム材料１２ａ’、撚り糸１４’、接着ゴム材料１２ｂ’、圧縮ゴム材料１１’、及び布１６’が積層された状態となっている。更に、これらの外側に円筒状外型２２を取り付ける。
【００３５】
続いて、円筒状外型２２をゴムスリーブ型２１に取り付けた状態において、ゴムスリーブ型２１に、例えば高温の水蒸気を送りこんで熱及び圧力をかける。これより、ゴムスリーブ型２１を膨らませて円筒状外型２２に圧接させ、ゴムスリーブ型２１と円筒状外型２２とでベルト材料を挟み込む。このときベルト材料は、例えば、温度が１５０〜１８０℃となっており、半径方向外方に０．５〜１．０ＭＰａの圧力がかかった状態となっている。そのため、ゴム成分が流動すると共に架橋反応が進行し、布１６’及び撚り糸１４’への接着反応も進行し、更に、Ｖリブ１５形成部である円筒状外型２２の内側面の突条部２２ａによってＶリブ１５の間のＶ溝が成形される。このようにしてＶリブ付ベルトスラブ（ベルト本体前駆体）が成形される。
【００３６】
最後に、Ｖリブ付ベルトスラブを冷却してからそれをベルト成形装置２０から取り外す。その後、取り外したＶリブ付ベルトスラブを例えば１０．６８〜２８．４８ｍｍの幅に輪切りし、それぞれの表裏を裏返す。これによってＶリブドベルトＢが得られる。
【００３７】
尚、本実施形態ではシート状の接着ゴム材料１２’及び圧縮ゴム材料１１’をゴムスリーブ型２１に巻き付けてセットしたが、予め筒状に成形したものをゴムスリーブ型２１に嵌めてセットしてもよい。
【００３８】
また、ベルト成形装置２０は、円筒状外型２２の内側面にＶリブドベルトＢのＶリブ１５を形成するためのＶ溝が設けられたものとして説明したが、特にこれに限られるものではない。例えば、ゴムスリーブ型の外周側面にＶリブドベルトＢのＶリブ１５を形成するための突条部が設けられると共に円筒状外型２２の内周面はＶリブドベルトＢの背面を成形するために平滑に設けられたものであってもよい。この場合、布１６’、圧縮ゴム材料１１’、接着ゴム材料１２’、撚り糸１４’、接着ゴム材料１２’、ゴムシート１３’、の順にゴムスリーブ型２１への巻き付けを行う。
【００３９】
尚、以上ではＶリブドベルト及びその製造方法として説明したが、これには限られず、平ベルト、Ｖベルト等であっても良い。
【実施例】
【００４０】
以下のゴム組成物１〜３を調製した。組成については、表１にも示している。【００４１】
（ゴム組成物）
＜ゴム組成物１＞
ＥＰＤＭ（三井化学社製  商品名：ＥＰＴ３０４５）を原料ゴムとし、その原料ゴム１００質量部に対して、ＨＡＦカーボンブラック（東海カーボン社製  商品名：シーストＳＯ）６０質量部、モンモリロナイト（ホージュン社製  商品名：ベンゲルＡ、膨潤力：４６ｍｌ／２ｇ、陽イオン交換容量：９４ｍｅｇ／１００ｇ）３０質量部、酸化亜鉛（堺化学工業社製  商品名：亜鉛華２号）５質量部、老化防止剤（大内新興化学社製  商品名：ノクラックＭＢ）２質量部、パラフィン系オイル（出光興産社製  商品名：ダイアナプロセスオイルＰＳ−９０）１０質量部、硫黄（細井化学社製  商品名：オイルサルファー）２．３質量部、加硫促進剤（三新化学社製  商品名：ＴＥＴ、ＥＺ、ＭＳＡ）１．４質量部、及び短繊維（旭化成社製  商品名：レオナ６６、繊維長１ｍｍ）３０質量部を配合して密閉式混練機で約５分間混練して得た未架橋ゴム組成物をゴム組成物１とした。
＜ゴム組成物２＞
モンモリロナイトの配合量を、原料ゴム１００質量部に対して５０質量部としたことを除いてゴム組成物１と同一構成の未架橋ゴム組成物をゴム組成物２とした。
＜ゴム組成物３＞
モンモリロナイトを配合しないこと（原料ゴム１００質量部に対して０質量部）を除いてゴム組成物１と同一構成の未架橋ゴム組成物を、ゴム組成物３とした。【００４２】
【表１】
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【００４３】
（布層）
Ｖリブ１５の表面を被覆する布層１６には、平編のニット布を用いた。また、糸構成はR22/78-52である。つまり、２２デニール（２４．４デシテックス）のポリウレタン弾性糸を、ナイロン６糸によってカバーリングした糸であり、カバーリング糸のフィラメント数は５２本、繊度は７８デニール（８６．６デシテックス）である。【００４４】
また、布層１６を構成するニット布について、ＲＦＬ処理を行った。ＲＦＬ処理により糸を構成する繊維は被覆されるが、全ての繊維が一体化されるわけではないので、繊維同士の隙間によって毛細管現象が生じ、吸水性が発揮される。【００４５】
（Ｖリブドベルト）
ゴム組成物１、２及び３を用いて圧縮ゴム層１１を形成したＶリブドベルトを、実施例１、実施例２及び比較例とした。布層１６には前記のニット布を用いた。【００４６】
接着ゴム層及び背面ゴム層を他のＥＰＤＭのゴム組成物、心線をポリエチレンテレフタレート繊維（ＰＥＴ）製の撚り糸でそれぞれ構成し、ベルト周長を１２００ｍｍ、ベルト幅を２１．３６ｍｍ及びベルト厚さを４．３ｍｍとし、そして、リブ数を６個とした。【００４７】
（試験評価方法）
図５に、注水伝動能力試験に用いたベルト走行試験機４０のプーリレイアウトを示す。【００４８】
ベルト走行試験機４０は、プーリ径１２１．６mmのリブプーリである駆動プーリ４１と、その右方に配置されたプーリ径１２１．６mmのリブプーリである従動プーリ４２と、その右上方に配置されたプーリ径７７．０mmのリブプーリである従動プーリ４３と、その左上方に配置されたプーリ径６１．０mmのリブプーリである従動プーリ４５とを備える。更に、従動プーリ４３と従動プーリ４５との間に配置されたプーリ径７６．２mmの平プーリであるアイドラプーリ４４と、従動プーリ４５と駆動プーリ４１との間に配置されたプーリ径７６．２mmの平プーリであるアイドラプーリ４６とを備える。ベルト走行試験機４０は、Ｖリブドベルトのリブ側がリブプーリである駆動プーリ４１、従動プーリ４２、従動プーリ４３及び従動プーリ４５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及びアイドラプーリ４６と接触するように構成されている。【００４９】
従動プーリ４５により１８０Ｎのベルト張力を加え、プーリ速度は８００ｒｐｍ、プーリ接触角度４５°、注水量３００ml/min、雰囲気温度２１℃にて試験を行った。この結果について、図６に示す。【００５０】
図６に示される通り、圧縮ゴム層１１にモンモリロナイトを配合していない比較例に比べ、モンモリロナイトの配合量がゴム１００質量部に対して３０質量部及び５０質量部である実施例１及び実施例２の方が、より大きなトルクを実現している。また、実施例１と実施例２とでは、モンモリロナイトの配合量が多い実施例２の方が大きなトルクを実現している。具体的に、実施例１及び２、比較例のいずれにおいてもスリップ率が１％程度の際にトルクは最大となっており、実施例２のトルクは５Ｎｍ程度、実施例２のトルクは４．７Ｎｍ程度、比較例のトルクは３．９Ｎｍ程度である。【００５１】
尚、モンモリロナイトに換えて炭酸マグネシウムを用いた場合についても、比較例のＶリブドベルトに比べて大きなトルクが実現された。この場合のＶリブドベルトは、表１のゴム組成物１において、モンモリロナイトに換えて炭酸マグネシウムを部配合したゴム組成物を用いて製造した。ゴム組成物に対する炭酸マグネシウムの配合量と効果の関係は、図６に示すモンモリロナイトを配合した場合と同程度であった。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本開示の摩擦伝動ベルトは、被水した場合にも優れた伝動能力を保持できるので、被水する可能性のある用途に特に有用である。
【符号の説明】
【００５３】
１０        Ｖリブドベルト本体
１１        圧縮ゴム層
１２        接着ゴム層
１３        背面ゴム層
１４        心線
１５        Ｖリブ
１６        布層
１７        吸水配合剤
１８        糸
１９        繊維
２０        ベルト成形装置
２１        ゴムスリーブ型
２２        円筒状外型
２２ａ      突条部
１００      原料ゴム
【図１】
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【図２】
2015174005.tif 000005
【図３】
2015174005.tif 000006
【図４】
2015174005.tif 000007
【図５】
2015174005.tif 000008
【図６】
2015174005.tif 000009
【国際調査報告】
2015174005.tif 000010
2015174005.tif 000011
2015174005.tif 000012