(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドレスの張力帯と、この張力帯にベルト長手方向全長に亘って所定ピッチで並んで取り付けられた多数のブロックとからなり、
ベルト走行時、上記各ブロックのベルト幅方向両側面がプーリのベルト溝側面と摺接する高負荷伝動用Ｖベルトであって、
上記各ブロックは、金属部材と、
この金属部材の少なくともベルト幅方向両側面に接着剤層を介して積層されたフェノール樹脂層とからなり、
上記金属部材表面のフェノール樹脂層積層部位は、アルカリ浸漬処理及び酸浸漬処理により粗面化され、
上記接着剤層は、アミノアルコキシシランからなるシランカップリング剤で構成され、
上記アミノアルコキシシランのアルコキシ基は、
（ＯＣn Ｈ2n+1）m 
n ：１以上３未満の整数
m ：１以上４未満の整数
であり、
アミノ基は１官能であることを特徴とする高負荷伝動用Ｖベルト。
【請求項２】
請求項１記載の高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、
金属部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成されていることを特徴とする高負荷伝動用Ｖベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ブロックＶベルトと呼ばれる高負荷伝動用Ｖベルトの改良に関し、特にプーリと摺接するブロックの側圧対策に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、自動車の走行用変速装置として、ベルト式無段変速装置の開発が進められている。このベルト式無段変速装置は、駆動軸及び従動軸の各々に溝間隔が可変なプーリを取り付けるとともに、この２個のプーリ間にＶベルトを巻き掛け、上記各プーリの溝間隔を調整して回転ピッチを変化させることにより、無段階に変速するように構成されている。
【０００３】
このようなＶベルトとして、例えばエンドレスの一対のゴム製の張力帯と、ベルト幅方向両側面にこの各張力帯を嵌合する嵌合溝及びプーリのベルト溝側面と摺接する摺接部を有する樹脂製の多数のブロックとで構成され、上記各張力帯の上下面及び各ブロックの嵌合溝の上下面にそれぞれ形成された凹部及び凸部を互いに係合させることにより、各ブロックが両張力帯にベルト長手方向全長に亘って所定ピッチで並んで取り付けられたいわゆるブロックＶベルトと呼ばれる高負荷伝動用Ｖベルトが知られている（例えば特開昭６０―４９１５１号公報参照）。
【０００４】
このブロックＶベルトは、プーリの側圧を各ブロックで受けるとともに、動力伝達を張力帯で行うようになされており、従来のゴムＶベルトに比べて屈曲性が良く、高側圧に耐え得るようにすることが可能であり、また、金属Ｖベルトに比べて軽量化が図れて潤滑が不要になるとともに、騒音が少ない等の多くの利点を有している。
【０００５】
そして、上記各ブロックとして、アルミニウム又はアルミニウム合金製の金属部材の表面をシランカップリング剤からなる接着剤層を介してフェノール樹脂層で覆った積層タイプのものも採用されている。この金属部材をフェノール樹脂層で覆うやり方は、一般に、シランカップリング剤をコーティングした金属部材を金型のキャビティにセットし、このキャビティにフェノール樹脂を射出することにより行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の如くブロックＶベルトの各ブロックが金属部材をフェノール樹脂層で覆った積層タイプである場合、異種の材質である金属部材とフェノール樹脂層とが界面剥離しないように両者の接着力を強化することが必要となる。
【０００７】
また、接着剤層を構成するシランカップリング剤が末端にエポキシ基を有するものである場合には、カップリング反応が一般に１８０℃以上の高温を必要とするのに対し、フェノール樹脂の硬化温度は一般に１６０〜１７０℃とカップリング反応よりも低温であることから、成形温度をフェノール樹脂の硬化温度に合わせると、カップリング反応が不十分になって金属部材とフェノール樹脂層との接着力が低下する一方、逆に成形温度をカップリング反応に合わせると、フェノール樹脂が金型のキャビティに射出された際に急激に増粘してショート不良が発生し易くなるという不具合がある。
【０００８】
この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ブロックを構成する金属部材とフェノール樹脂層とが界面剥離しないように両者を強固に接着しようとすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明は、金属部材を表面処理するとともに、この金属部材にフェノール樹脂層を接着するための接着剤としてのシランカップリング剤の種類を特定したことを特徴とする。
【００１０】
具体的には、この発明は、エンドレスの張力帯と、この張力帯にベルト長手方向全長に亘って所定ピッチで並んで取り付けられた多数のブロックとからなり、ベルト走行時、この各ブロックのベルト幅方向両側面がプーリのベルト溝側面と摺接する高負荷伝動用Ｖベルトを対象とし、次のような解決手段を講じた。
【００１１】
すなわち、請求項１に記載の発明は、上記各ブロックを金属部材と、この金属部材の少なくともベルト幅方向両側面に接着剤層を介して積層されたフェノール樹脂層とで構成する。さらに、上記金属部材表面のフェノール樹脂層積層部位をアルカリ浸漬処理及び酸浸漬処理により粗面化する。また、上記接着剤層をアミノアルコキシシランからなるシランカップリング剤で構成する。
【００１２】
上記アミノアルコキシシランのアルコキシ基を、
（ＯＣn Ｈ2n+1）m 
n ：１以上３未満の整数
m ：１以上４未満の整数
とし、アミノ基（ＮＨ2 基）を１官能にしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、金属部材をアルミニウム又はアルミニウム合金で構成したことを特徴とする。
【００１４】
上記の構成により、請求項１，２に記載の発明では、金属部材表面のフェノール樹脂層積層部位が酸浸漬処理及びアルカリ浸漬処理により粗面化されているため、接着面積が増えてその分だけ接着力が強化される。
【００１５】
また、上記の浸漬処理により金属部材表面にＯＨ基が多く発生し、シランカップリング剤のＳｉ（ＯＣn Ｈ2n+1）m と上記発生したＯＨ基が反応してＳｉ（ＯＨ）n になり、このＯＨ基とフェノール樹脂のＯＨ基とが縮合反応して共有結合するため、金属部材とフェノール樹脂層とが接着剤層（シランカップリング剤層）により強固に接着する。
【００１６】
さらに、アミノアルコキシシランのＮＨ2 基とフェノール樹脂のＯＨ基との反応が１５０℃程度と、フェノール樹脂の硬化温度である１６０〜１７０℃に比べて低温で行われるため、カップリング反応が十分に進行して金属部材とフェノール樹脂層との接着力が向上する。また、フェノール樹脂の硬化温度を必要以上に高くする必要がないため、フェノール樹脂が金型のキャビティに射出されても急激に増粘せず、ショート不良が発生しない。さらに、アミノアルコキシシランはアミノ基（ＮＨ2 基）が１官能であり、多官能である場合の自己縮合反応による接着力低下がない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１〜３はこの発明の実施の形態に係る高負荷伝動用ＶベルトであるブロックＶベルトＡを示す。図１〜３において、１はエンドレスの左右一対の張力帯であって、この各張力帯１は保形ゴム層２を備えてなり、この保形ゴム層２の内部には、心線３がベルト長手方向にスパイラル状にかつ平行に埋設されている。
【００１９】
上記保形ゴム層２の上面には、多数の第１凹溝４がベルト長手方向全長に亘って所定ピッチで並んで形成されているとともに、下面にも多数の第２凹溝５がベルト長手方向全長に亘って所定ピッチで並んで形成されている。さらに、上記保形ゴム層２の上下両面には帆布６が被着されている。
【００２０】
上記両張力帯１には、略「Ｈ」形に形成された多数のブロック７がベルト長手方向全長に亘って所定ピッチで並んで取り付けられている。具体的には、この各ブロック７のベルト幅方向両側面には、嵌合溝８が「コ」の字形に切欠き形成され、この両嵌合溝８に上記各張力帯１を嵌合するようになっている。また、各ブロック７のベルト幅方向両側面には、プーリＢのベルト溝側面ｂ１に摺接する摺接部９が各嵌合溝８を挟むように形成されている。
【００２１】
上記各嵌合溝８の上面には、張力帯１の各第１凹溝４に係合する多数の第１凸部１０がベルト長手方向全長に亘って所定ピッチで並んで形成されているとともに、下面にも張力帯１の各第２凹溝５に係合する多数の第２凸部１１がベルト長手方向全長に亘って所定ピッチで並んで形成されている。そして、上記各ブロック７の嵌合溝８に張力帯１を嵌合させて各ブロック７の第１凸部１０を各張力帯１の第１凹溝４に係合させるとともに、各ブロック７の第２凸部１１を各張力帯１の第２凹溝５に係合させることにより、各ブロック７を張力帯１にベルト長手方向全長に亘って所定ピッチで並んで係止固定するようになっている。この係止固定状態で、上記各張力帯１は各ブロック７の摺接部９から所定寸法だけ側方に突出しており、図１に示すように、この突出部はベルト走行時にプーリＢのベルト溝側面ｂ１に圧接して実質的に両側の摺接部９と面一になされる。
【００２２】
上記各ブロック７は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金製の略「Ｈ」形に形成された補強材としての金属部材１２を備えてなり、この金属部材１２の表面全体にはフェノール樹脂層１３が接着剤層１４を介して積層されている。この各層の層厚は特に限定しないが、一例を挙げると、金属部材１２は１．５〜２．５ｍｍ、フェノール樹脂層１３は０．５〜１．０ｍｍ、接着剤層１４は１〜３μｍである。
【００２３】
この発明の特徴の１つとして、上記金属部材１２の表面は、アルカリ浸漬処理及び酸浸漬処理によりエッチングされて粗面化されている。この処理に用いるアルカリ水溶液としては、例えば１Ｎ（規定）−ＮａＯＨであり、酸水溶液としては、例えば１Ｎ（規定）−ＨＮＯ3 であり、金属部材１２を各々の水溶液に３０秒程度浸漬することで、表面粗さ（中心線平均粗さ：Ｒａ）が２．０〜３．０μｍ程度になる。
【００２４】
また、この発明の今１つの特徴として、上記接着剤層１４は、アミノアルコキシシランからなるシランカップリング剤で構成されている。このアミノアルコキシシランのアルコキシ基は、
（ＯＣn Ｈ2n+1）m
n ：１以上３未満の整数
m ：１以上４未満の整数
である。このようにアルコキシ基のn を１以上３未満の整数に、m を１以上４未満の整数にそれぞれ設定したのは、接着力を効果的に得るためであり、特にn が１又は２で、m が３のものが強力な接着力を得ることができて好ましい。
【００２５】
また、アミノアルコキシシランのアミノ基（ＮＨ2 基）は１官能である。１官能のものを採用したのは、多官能では自己縮合反応により接着力を低下させるからである。
【００２６】
このようなシランカップリング剤としては下記の表１のものが該当する。
【００２７】
【表１】
0003806495.tif 000002
【００２８】
このようなブロック７は次のようにして得られる。まず、金属部材１２をアルカリ水溶液及び酸水溶液にそれぞれ浸漬し、その表面全体をエッチングして粗面化する。次いで、アミノアルコキシシランを上記金属部材１２の表面全体に塗布して接着剤層１４を形成する。その後、この接着剤層１４が形成された金属部材１２を金型のキャビティにセットし、フェノール樹脂をキャビティに射出してフェノール樹脂層１３を形成し、フェノール樹脂層１３が金属部材１２の表面全体に接着剤層１４を介して積層されたブロック７を得る。
【００２９】
そして、上述の如く構成されたブロック７と張力帯１との組合わせからなるブロックＶベルトＡは、駆動側及び従動側の２つの変速プーリＢ間に巻き掛けられてベルト式無段変速装置を構成し、ベルト走行時、各ブロック７のベルト幅方向両側面（摺接部９）がプーリＢのベルト溝側面ｂ１と摺接するようになっている。
【００３０】
下記の表２はこの発明の実施例１〜４の配合処方及び剥離接着力のデータを、表３は比較例１〜７の配合処方及び剥離接着力のデータをそれぞれ示したものである。また、ブロック７を構成する金属部材１２の金属組成及びフェノール樹脂層１３の材質を下記する。なお、表２及び表３の配合処方欄の数値はｗｔ％である。
【００３１】
＜金属部材の金属組成＞
Ａｌ：Ｃｕ：Ｚｎ＝９９．２：０．３：０．５（ｗｔ％）
＜フェノール樹脂層の材質＞
（ｗｔ％）
カシュー変性ノボラック樹脂（Ｍｎ２０００）    ７０
ビニロン繊維                                  １５
ケブラー繊維                                  ２０
ＣａＣＯ3                                       ５
【００３２】
【表２】
0003806495.tif 000003
【００３３】
【表３】
0003806495.tif 000004
【００３４】
表２及び表３のデータから明らかなように、実施例１〜４は全て剥離接着力が５０kgf/50mm幅を超えて強力な接着力を得ることができたが、比較例１〜７は全て実施例１〜４の半分にも満たず、接着力が低下していた。
【００３５】
このことは、実施例１〜４では、金属部材１２がアルカリ浸漬処理及び酸浸漬処理により粗面化されてその接着面積の増大により接着力を向上させていることと、接着剤層１４を構成するシランカップリング剤としてアミノアルコキシシランを採用したこととによるものである。つまり、実施例１〜４では、金属部材１２表面の粗面化による接着力向上に加えて、上記の両浸漬処理により金属部材１２表面にＯＨ基を多く発生させ、シランカップリング剤のＳｉ（ＯＣn Ｈ2n+1）m と上記発生したＯＨ基とを反応させてＳｉ（ＯＨ）n となし、このＯＨ基とフェノール樹脂のＯＨ基とを縮合反応させて共有結合させることにより、金属部材１２とフェノール樹脂層１３とをシランカップリング剤により強固に接着することができることによるものである。
【００３６】
さらに、実施例１〜４では、アミノアルコキシシランのＮＨ2 基とフェノール樹脂のＯＨ基との反応が１５０℃程度と、フェノール樹脂の硬化温度である１６０〜１７０℃に比べて低温で行われるため、カップリング反応を十分に進行させることができ、金属部材１２とフェノール樹脂層１３との剥離接着力を向上させることができることによるものである。また、フェノール樹脂の硬化温度を必要以上に高くする必要がないため、フェノール樹脂が金型のキャビティに射出されても急激に増粘せず、ショート不良を発生することがない。
【００３７】
これに対し、比較例１では、実施例１と同じアミノアルコキシシランを用いているが、金属部材１２表面の処理はアルカリ浸漬処理だけで酸浸漬処理を行っておらず、比較例２では、同様にアミノアルコキシシランを用いているが、アルカリ浸漬処理及び酸浸漬処理の両浸漬処理を行っておらず、比較例１，２共に金属部材１２表面の粗面化が不足するとともに、金属部材１２表面に発生するＯＨ基が少なく、このため、剥離接着力が低下している。
【００３８】
比較例４，６，７では、シランカップリング剤が実施例１〜４とは異なり末端にエポキシ基を有するものであるため、カップリング反応に要する温度がフェノール樹脂の硬化温度より高く、このため、剥離接着力が低下している。
【００３９】
比較例３，５では、アミノアルコキシシランを用いているが、アミノ基（ＮＨ2 基）が２官能であるため、自己縮合反応により剥離接着力が低下している。
【００４０】
なお、本例では、ブロックＶベルトＡとして張力帯１が２本のものを例示したが、ベルト幅方向に連続した１本の張力帯１のものにも適用することができるものである。さらには、ブロック７が張力帯１を境に上下に分割されたタイプのものにも適用可能である。
【００４１】
また、本例では、金属部材１２の表面全体をフェノール樹脂層１３で覆ったが、プーリＢのベルト溝側面ｂ１と摺接する箇所、つまり金属部材１２の少なくともベルト幅方向両側面（摺接部９）をフェノール樹脂層１３で覆っていればよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、金属部材のベルト幅方向両側面にフェノール樹脂層を接着剤層を介して積層し、金属部材表面のフェノール樹脂層積層部位をアルカリ浸漬処理及び酸浸漬処理により粗面化するとともに、上記接着剤層をアミノアルコキシシランからなるシランカップリング剤で構成したので、金属部材表面の粗面化による接着面積の増大によって接着力を強化することができる。また、金属部材表面へのＯＨ基の多発、及びシランカップリング剤のＳｉ（ＯＣn Ｈ2n+1）m と上記発生したＯＨ基との反応によって発生したＳｉ（ＯＨ）n のＯＨ基とフェノール樹脂のＯＨ基との縮合反応による共有結合により、金属部材とフェノール樹脂層とをシランカップリング剤により強固に接着することができる。さらに、アミノアルコキシシランのＮＨ2 基とフェノール樹脂のＯＨ基との反応が１５０℃程度と、フェノール樹脂の硬化温度である１６０〜１７０℃に比べて低温で行われるため、カップリング反応が十分に進行して金属部材とフェノール樹脂層との接着力が向上する。また、フェノール樹脂の硬化温度を必要以上に高くする必要がないため、フェノール樹脂が金型のキャビティに射出されても急激に増粘せず、ショート不良が発生しない。さらに、アミノアルコキシシランはアミノ基（ＮＨ2 基）が１官能であり、多官能である場合の自己縮合反応による接着力低下がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ブロックＶベルトの図２のＩ−Ｉ線における断面図である。
【図２】  ブロックＶベルトの側面図である。
【図３】  ブロックＶベルトの一部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１      張力帯
７      ブロック
１２      金属部材
１３      フェノール樹脂層
１４      接着剤層
Ａ      ブロックＶベルト（高負荷伝動用Ｖベルト）
Ｂ      プーリ
ｂ１    ベルト溝側面
【図１】
0003806495.tif 000005
【図２】
0003806495.tif 000006
【図３】
0003806495.tif 000007