JP2017116100A - 摩擦伝動ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】省燃費性を維持しながら、耐側圧性を向上する。【解決手段】ベルト長手方向に延びる芯体４ａの少なくとも一部と接する接着ゴム層４を備えた摩擦伝動ベルト１において、接着ゴム層をゴム成分、平均繊維径２μｍ以上の短繊維及びフィラーを含む加硫ゴム組成物で形成する。ゴム成分はクロロプレンゴムであってもよい。短繊維の平均繊維長は１．５〜２０ｍｍ程度である。短繊維はアラミド繊維であってもよい。短繊維の割合は、ゴム成分１００質量部に対して０．１〜１５質量部程度である。フィラーはシリカを含んでいてもよい。フィラーがさらにカーボンブラックを含んでいてもよい。カーボンブラックの割合は、シリカ１００質量部に対して１０〜２００質量部程度である。フィラーの割合は、ゴム成分１００質量部に対して３０〜１００質量部程度である。摩擦伝動ベルトは、ローエッジコグドＶベルトであってもよい。【選択図】図２

Description

本発明は、ＶベルトやＶリブドベルトなどの摩擦伝動面がＶ字状に傾斜して形成される摩擦伝動ベルトに関し、詳しくはプーリから受ける耐側圧性を向上できる摩擦伝動ベルトに関する。

従来から、動力を伝達する伝動ベルトとして、Ｖベルト、Ｖリブドベルト、平ベルトなどの摩擦伝動ベルトが知られている。摩擦伝動面（Ｖ字状側面）がＶ角度で形成されるＶベルトやＶリブドベルトは、駆動プーリと従動プーリとの間に張力をかけて巻き掛けられ、Ｖ字状側面がプーリのＶ溝と接触した状態で二軸間を回転走行する。その過程において、Ｖ字状側面とプーリＶ溝との間の推力により発生する摩擦に伴うエネルギーを利用して動力の伝達を行う。これらの摩擦伝動ベルトは、ゴム本体中（圧縮ゴム層と伸張ゴム層との間）にベルト長手方向に沿って芯体（心線）が埋設されており、この芯体（心線）が駆動プーリからの動力を従動プーリへ伝達する役割を担っている。また、芯体（心線）とゴムとの接着性を高めるために、通常、接着ゴム層が設けられている。

Ｖベルトには、摩擦伝動面（Ｖ字状側面）が露出したゴム層であるローエッジ(Raw-Edge)タイプ（ローエッジＶベルト）と、摩擦伝動面（Ｖ字状側面）がカバー布で覆われたラップド(Wrapped)タイプ（ラップドＶベルト）とがあり、摩擦伝動面の表面性状（ゴム層とカバー布との摩擦係数）の違いから用途に応じて使い分けられている。また、ローエッジタイプのベルトには、ベルトの下面（内周面）のみ、又はベルトの下面（内周面）及び上面（外周面）の両方にコグを設けて屈曲性を改善したローエッジコグドＶベルトがある。

ローエッジＶベルトやローエッジコグドＶベルトは、主として、一般産業機械、農業機械の駆動、自動車エンジンでの補機駆動などに用いられる。また、他の用途として自動二輪車などのベルト式無段変速装置に用いられる変速ベルトと呼ばれるローエッジコグドＶベルトがある。

ベルト式無段変速装置３０は、図１に示すように、駆動プーリ３１と従動プーリ３２に摩擦伝動ベルト１を巻き掛けて、変速比を無段階で変化させる装置である。各プーリ３１，３２は、軸方向に固定された固定プーリ片３１ａ，３２ａと、軸方向に移動可能とされた可動プーリ片３１ｂ，３２ｂとからなり、これらの固定プーリ片３１ａ，３２ａと可動プーリ片３１ｂ，３２ｂとで形成されるプーリ３１，３２のＶ溝の幅を連続的に変更できる構造を有している。前記伝動ベルト１は、幅方向の両端面が各プーリ３１，３２のＶ溝の対向面と傾斜が合致するテーパ面で形成され、変更されたＶ溝の幅に応じて、Ｖ溝の対向面における任意の上下方向の位置に嵌まり込む。例えば、駆動プーリ３１のＶ溝の幅を狭く、従動プーリ３２のＶ溝の幅を広くすることにより、図１（ａ）に示す状態から図１（ｂ）に示す状態に変更すると、伝動ベルト１は、駆動プーリ３１側ではＶ溝の上方へ、従動プーリ３２側ではＶ溝の下方へ移動し、各プーリ３１，３２への巻き掛け半径が連続的に変化して、変速比を無段階で変化できる。このような用途で用いる変速ベルトは、ベルトが大きく屈曲されるとともに高負荷での過酷なレイアウトで用いられる。すなわち、駆動プーリと従動プーリとの二軸間の巻き掛け回転走行だけでなく、プーリ半径方向への移動、巻き掛け半径の連続的変化による繰り返される屈曲動作など、高負荷環境での過酷な動きに耐用すべく特異的な設計がなされている。

そのため、このような変速ベルトなどの摩擦伝動ベルトの耐久性を担う重要な因子の１つは、プーリから受ける耐側圧性である。従来から、耐側圧性を向上させる処方として、圧縮ゴム層や伸張ゴム層には短繊維などの配合により補強した力学特性の大きいゴム組成物が用いられる。その一方、接着ゴムは力学特性を過度に高めると耐屈曲疲労性が低下するので、比較的力学特性の小さいゴム組成物が用いられている。

例えば、特開平１０−２３８５９６号公報（特許文献１）には、伸張及び圧縮ゴム層の少なくとも一方のゴム硬度を９０〜９６°、接着ゴム層のゴム硬度を８３〜８９°の範囲に設定し、伸張及び圧縮ゴム層にはアラミド短繊維をベルト幅方向に配向させた伝動用Ｖベルトが開示されている。この文献では、クラックや各ゴム層及びコードのセパレーション（剥離）が早期に発生することを防止し、耐側圧性を向上させて高負荷伝動能力を向上させている。

しかし、このようなゴム組成物の配合設計の観点においては、高負荷環境でのベルト走行に伴い発生し、耐久性（寿命）低下の要因となる以下の（１）〜（４）の不具合が懸念される。

（１）心線と接着ゴムとの接着性が低いと、心線と接着ゴム間で剥離する
（２）プーリとの接触面（伝動面）の摩擦係数が高いとベルトがスムーズに移動しないため、ベルトが変形（特に、ディッシングと称される座屈）し易くなる
（３）ベルトのプーリ半径方向への移動や変形（座屈）に伴って、ベルト内部にせん断応力が発生し、特に、力学特性に差がある界面（この場合、圧縮ゴム又は伸張ゴムと接着ゴムとの界面）にせん断応力が集中し易く界面剥離（亀裂）が生じる
（４）プーリとの接触面（伝動面）がプーリとの摺動により摩耗する。

さらに、近年では、耐久性（耐側圧性）以外にも、省燃費性を向上することが要求され、そのために伝達効率を向上（伝動ロスを低減）して燃費性を改善することも必要である。しかし、伝動ベルトにおいて耐側圧性と省燃費性とは二律背反の関係にある。例えば、Ｖベルトの圧縮ゴム層を短繊維、カーボンブラック、シリカなどの補強材を配合してゴム硬度を上げて耐側圧性を高めると、曲げ剛性が高くなることで、特に小プーリ径のレイアウトでは伝動ロスが生じることが知られている。

特に、自動二輪車などのベルト式無段変速装置に用いられる変速ベルトにおいては、耐側圧性と省燃費性とを両立させることが大きな課題となっており、例えば、特開２０１２−２４１８３１号公報（特許文献２）には、脂肪酸アマイドと短繊維とを含む圧縮ゴム層を備えた伝動用ベルトが開示されている。また、特開２０１３−２４３４９号公報（特許文献３）には、圧縮ゴム層及び伸張ゴム層に、短繊維が幅方向に配向して埋設され、少なくとも前記伸張ゴム層の側面で短繊維が突出した伝動用Ｖベルトが開示されている。さらに、特開２０１５−１５２１０１号公報（特許文献４）には、下コグ形成部及び上コグ形成部が、ゴム１００重量部に対して４０〜８０重量部のフィラーを含み、かつ前記フィラーが３０％以上のシリカを含むことにより、特定の動的粘弾性を有するゴム組成物で形成されたダブルコグドＶベルトが開示されている。すなわち、これらの文献には、耐側圧性と省燃費性とを両立させる種々の技術が開示されている。

なお、伝達効率に影響する因子は、（１）ベルト周方向への屈曲性、（２）ベルト幅方向への剛性（耐側圧性）、（３）摩擦伝動面の摩擦係数であり、それぞれ、（１）ベルト周方向への屈曲性を高める（曲げ剛性を下げて曲がりやすくする）、（２）ベルト幅方向への剛性（耐側圧性）を高める、（３）摩擦伝動面の摩擦係数を小さくする（摩擦伝動面の摩擦力を下げ、プーリとの摺動を円滑にさせる）という手段で、伝達効率を高める（伝達ロスを低減する）ことができる。特許文献２〜４では（１）〜（３）のいずれかの因子に着目した設計思想にて、伝達効率を向上させつつ、耐久性や変速特性（加速性能）などとのバランスを図る手段が提案されている。

このように、通常、圧縮ゴム層や伸張ゴム層にはカーボンブラックや短繊維などで補強して力学特性を高め、また摩擦伝動面に短繊維を突出させて摩擦係数を小さくしたゴム組成物が用いられる。その一方、接着ゴム層は、接着性や耐屈曲疲労性を低下させないように、補強にはカーボンブラックやシリカを用い、短繊維を配合しないのが好ましいとされてきた。従って、接着ゴム層は、比較的力学特性が小さく、摩擦係数の高いゴム組成物が用いられてきた。

例えば、特開２０１３−２４２０３４号公報（特許文献５）には、クロロプレンゴムなどのゴム成分１００質量部に対して、脂肪酸アマイド０．３〜１０質量部及びシリカ１〜３０質量部を配合した加硫ゴム組成物で形成された接着ゴム層を備えた摩擦伝動ベルトが開示されている。また、特開２００８−２６１４７３号公報（特許文献６）には、エチレン−α−オレフィンエラストマーを含有するゴム成分１００質量部に対して、シリカ２０〜７０質量部及びカーボンブラック１〜１０質量部を配合したゴム組成物の有機過酸化物架橋物で構成された動力伝動ベルトが開示されている。さらに、特開２０１２−１７７０６８号公報（特許文献７）には、エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合体、シリカ、シランカップリング剤、及びカーボンブラックなどの充填剤を含む加硫ゴム組成物で形成された接着ゴム層を備えた動力伝動用ベルトが開示されている。

しかし、特許文献１〜７の接着ゴム層はシリカやカーボンブラックのみで補強されているため、圧縮ゴム層に比べ接着ゴム層の摩擦係数が大きく、摩擦伝動面の摺動性が低下し、ベルトがプーリ上をスムーズに移動できないおそれがあった。特に、変速ベルトのような高負荷環境で、かつプーリ半径方向への移動が伴う走行では、ベルトが変形してベルト内部にせん断応力が発生するため、力学特性に差がある層の界面［この場合、圧縮ゴム層（または伸張ゴム層）と接着ゴムとの界面］にせん断応力が集中し易く、界面剥離（亀裂）が生じるおそれがあった。すなわち、これらの文献のベルトでも、耐側圧性と省燃費性とを高度に両立できているとはいえない。

一方、特開２０１２−２１５２１２号公報（特許文献８）には、高張力・高負荷環境下で使用されるＶリブドベルトなどの摩擦伝動ベルトにおいて、接着ゴム部のモジュラスや耐引き裂き性能を高めつつ、コードセパレーションを抑制し、かつゴム組成物の混練性を向上させるため、摩擦伝動ベルトの接着ゴム部を、エチレン−プロピレン共重合体及びエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体からなる群より選択された少なくとも１種であり、かつ粘度の異なる２種のエラストマー及び変成ナイロンミクロファイバーを含む加硫ゴム組成物で形成することが開示されている。前記変成ナイロンミクロファイバーは、ポリオレフィン、エラストマー及び平均粒径１μｍ以下で水分量１０００ｐｐｍ以下の球状シリカによって構成されたマトリックスにナイロン繊維が結合した繊維入りエラストマーである。前記ナイロン繊維としては、６−ナイロン、６，６−ナイロン、６，１０−ナイロン等で形成され、繊維長約４０００μｍ以下（好ましくは約１０００μｍ以下）、繊維径約１．５μｍ以下（好ましくは約１．０μｍ以下）の極細ナイロン繊維が記載されている。なお、実施例におけるナイロン繊維の詳細は不明である。この文献の実施例では、エラストマー１００重量部に対して、大粒径シリカ６０〜６７重量部及びカーボンブラック３重量部が配合されている。

しかし、特許文献８のベルトは、補機駆動用途（Ｖリブドベルト）に適用することが想定されており、接着ゴム層の摩擦係数低減（省燃費性と耐久性との両立）という目的は記載されていない。さらに、この文献のベルトを変速ベルトに適用しても、耐側圧性と省燃費性とを高度に両立することはできない。すなわち、耐側圧性と省燃費性とは二律背反の関係にあり、従来の技術では、両者（曲げ剛性と摺動性との両方）を充足させるのは困難であった。

特開平１０−２３８５９６号公報（特許請求の範囲、段落［０００８］［００４８］） 特開２０１２−２４１８３１号公報（請求項１） 特開２０１３−２４３４９号公報（請求項１） 特開２０１５−１５２１０１号公報（特許請求の範囲、段落［００１０］） 特開２０１３−２４２０３４号公報（特許請求の範囲） 特開２００８−２６１４７３号公報（特許請求の範囲） 特開２０１２−１７７０６８号公報（特許請求の範囲、段落［００６６］［０１０６］、実施例） 特開２０１２−２１５２１２号公報（特許請求の範囲、段落［０００６］［００２２］［００２３］［００２９］、実施例）

本発明の目的は、省燃費性を維持しながら、耐側圧性を向上できる摩擦伝動ベルトを提供することにある。

本発明の他の目的は、変速ベルトに適用しても、高負荷条件において伝達効率を向上でき、かつ長期間に亘り使用しても層間や心線の剥離を抑制できる摩擦伝動ベルトを提供することにある。

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、摩擦伝動ベルトの接着ゴム層をゴム成分、平均繊維径２μｍ以上の短繊維及びフィラーを含む加硫ゴム組成物で形成することにより、省燃費性を維持しながら、耐側圧性を向上できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明の摩擦伝動ベルトは、ベルト長手方向に延びる芯体と、該芯体の少なくとも一部と接する接着ゴム層を備えた摩擦伝動ベルトであって、前記接着ゴム層が、ゴム成分、平均繊維径２μｍ以上の短繊維及びフィラーを含む加硫ゴム組成物で形成されている。前記ゴム成分はクロロプレンゴムを含んでいてもよい。前記短繊維の平均繊維径は５〜５０μｍ程度であってもよい。前記短繊維の平均繊維長は１．５〜２０ｍｍ程度であってもよい。前記短繊維はアラミド繊維を含んでいてもよい。前記短繊維の割合は、ゴム成分１００質量部に対して０．１〜１５質量部程度であってもよい。前記フィラーはシリカを含んでいてもよい。前記フィラーがさらにカーボンブラックを含んでいてもよい。前記カーボンブラックの割合は、シリカ１００質量部に対して１０〜１５０質量部程度であってもよい。前記フィラーの割合は、ゴム成分１００質量部に対して３０〜１００質量部程度であってもよい。前記接着ゴム層は、曲げ応力に対する圧縮応力の比（圧縮応力／曲げ応力比）が０．６〜０．８である加硫ゴム組成物で形成されていてもよい。本発明の摩擦伝動ベルトは、ローエッジコグドＶベルト（特に無段変速装置に用いられる変速ベルト）であってもよい。

本発明では、摩擦伝動ベルトの接着ゴム層がゴム成分、平均繊維径２μｍ以上の短繊維及びフィラーを含む加硫ゴム組成物で形成されているため、省燃費性（伝達効率）と耐側圧性（耐久性）とを向上できる。

特に、特定の短繊維と多量のフィラーとを組み合わせることにより、接着性や耐屈曲疲労性を低下させることなく、接着ゴム層の摩擦係数を、圧縮ゴム層（又は伸張ゴム層）と同程度にまで低下させ、かつ両者の力学特性の差も小さくして走行時の層の界面での剥離（亀裂）を抑制でき、その結果、耐久性に優れたベルトが得られる。併せて、摩擦係数の低下に伴って摺動性が向上して伝達効率も向上（省燃費性）する。

さらに、フィラーとして、シリカとカーボンブラックとを特定割合で組み合わせると、シリカによって接着性を確保する（その反面、耐摩耗性が低下する）とともに、耐屈曲疲労性に影響しない程度の割合で配合されたカーボンブラックによって耐摩耗性を補うことができる。さらに、短繊維の割合を接着性に影響しない程度に調整し、摩擦係数を低下させると、これらの３成分の配合量のバランスにより、接着性、耐屈曲疲労性、耐摩耗性が得られ、かつ低摩擦係数である接着ゴム層が得られる。

そのため、変速ベルトに適用しても、高負荷条件において伝達効率を向上でき、かつ長期間に亘り使用しても層間や心線の剥離を抑制できる。

図１は、ベルト式無段変速装置の変速機構を説明するための概略図である。 図２は、本発明の摩擦伝動ベルトの一例を示す概略斜視図である。 図３は、図２の摩擦伝動ベルトをベルト長手方向に切断した概略断面図である。 図４は、伝達効率の測定方法を説明するための概略図である。 図５は、実施例での曲げ応力の測定方法を説明するための概略図である。 図６は、実施例での摩擦係数の測定方法を説明するための概略図である。 図７は、実施例での高速走行試験を説明するための概略図である。 図８は、実施例での耐久走行試験を説明するための概略図である。

［摩擦伝動ベルトの構造］
本発明の摩擦伝動ベルトは、ベルト長手方向に延びる芯体と、該芯体の少なくとも一部と接する接着ゴム層を含み、該接着ゴム層がゴム成分、平均繊維径２μｍ以上の短繊維及びフィラーを含む加硫ゴム組成物で形成されていればよいが、通常、この接着ゴム層の一方の面に形成された圧縮ゴム層と、前記接着ゴム層の他方の面に形成された伸張ゴム層とを備えている。

本発明の摩擦伝動ベルトとしては、例えば、Ｖベルト［ラップドＶベルト、ローエッジＶベルト、ローエッジコグドＶベルト（ローエッジベルトの内周側にコグが形成されたローエッジコグドＶベルト、ローエッジベルトの内周側及び外周側の双方にコグが形成されたローエッジダブルコグドＶベルト）］、Ｖリブドベルト、平ベルトなどが例示できる。これらの摩擦伝動ベルトのうち、プーリからの側圧を大きく受ける点から、摩擦伝動面がＶ字状に傾斜して（Ｖ角度で）形成されているＶベルト又はＶリブドベルトが好ましく、耐側圧性と省燃費性との高度な両立を要求されるベルト式無段変速装置に用いられる点から、ローエッジコグドＶベルトが特に好ましい。

図２は、本発明の摩擦伝動ベルト（ローエッジコグドＶベルト）の一例を示す概略斜視図であり、図３は、図２の摩擦伝動ベルトをベルト長手方向に切断した概略断面図である。

この例では、摩擦伝動ベルト１は、ベルト本体の内周面に、ベルトの長手方向（図中のＡ方向）に沿って所定の間隔をおいて形成された複数のコグ部１ａを有しており、このコグ部１ａの長手方向における断面形状は略半円状（湾曲状又は波形状）であり、長手方向に対して直交する方向（幅方向又は図中のＢ方向）における断面形状は台形状である。すなわち、各コグ部１ａは、ベルト厚み方向において、コグ底部１ｂからＡ方向の断面において略半円状に突出している。摩擦伝動ベルト１は、積層構造を有しており、ベルト外周側から内周側（コグ部１ａが形成された側）に向かって、補強布２、伸張ゴム層３、接着ゴム層４、圧縮ゴム層５、補強布６が順次積層されている。ベルト幅方向における断面形状は、ベルト外周側から内周側に向かってベルト幅が小さくなる台形状である。さらに、接着ゴム層４内には、芯体４ａが埋設されており、前記コグ部１ａは、コグ付き成形型により圧縮ゴム層５に形成されている。

［接着ゴム層］
接着ゴム層（接着層）は、芯体とベルトを形成するためのゴム材料とを接着させる目的で、芯体の少なくとも一部に接して設けられる。本発明では、この接着ゴム層は、ゴム成分、平均繊維径２μｍ以上の短繊維及びフィラーを含む加硫ゴム組成物で形成されている。

（ゴム成分）
ゴム成分としては、公知の加硫又は架橋可能なゴム成分及び／又はエラストマー、例えば、ジエン系ゴム［天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ニトリルゴム）、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を含む）など］、エチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、アクリル系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどが例示できる。これらのゴム成分は単独で又は二種以上組み合わせて使用することができる。

これらのゴム成分のうち、加硫剤及び加硫促進剤が拡散し易い点から、エチレン−α−オレフィンエラストマー（エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭなど）などのエチレン−α−オレフィン系ゴム）、クロロプレンゴムが好ましく、クロロプレンゴムが特に好ましい。クロロプレンゴムは、硫黄変性タイプであってもよく、非硫黄変性タイプであってもよい。

ゴム成分がクロロプレンゴムを含む場合、ゴム成分中のクロロプレンゴムの割合は５０質量％以上（特に８０〜１００質量％）程度であってもよく、１００質量％（クロロプレンゴムのみ）が特に好ましい。

（短繊維）
短繊維としては、例えば、ポリオレフィン系繊維（ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維など）、ポリアミド繊維（ポリアミド６繊維、ポリアミド６６繊維、ポリアミド４６繊維、アラミド繊維など）、ポリアルキレンアリレート系繊維［ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維などのポリＣ_２−４アルキレンＣ_６−１４アリレート系繊維など］、ビニロン繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維などの合成繊維；綿、麻、羊毛などの天然繊維；炭素繊維などの無機繊維が汎用される。これらの短繊維は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらの短繊維のうち、合成繊維や天然繊維、特に合成繊維（ポリアミド繊維、ポリアルキレンアリレート系繊維など）、中でも剛直で高い強度、モジュラスを有し、圧縮ゴム層表面で突出し易い点から、少なくともアラミド繊維を含む短繊維が好ましい。アラミド短繊維は、高い耐摩耗性をも有している。アラミド繊維は、例えば、商品名「コーネックス」、「ノーメックス」、「ケブラー」、「テクノーラ」、「トワロン」などとして市販されている。

短繊維の平均繊維径は２μｍ以上であり、例えば２〜１００μｍ、好ましくは３〜５０μｍ（例えば５〜５０μｍ）、さらに好ましくは７〜４０μｍ（特に１０〜３０μｍ）程度である。平均繊維径が小さすぎると、表面の摩擦係数を充分に低減できない虞がある。

短繊維の平均長さは、例えば１〜２０ｍｍ（例えば１．２〜２０ｍｍ、好ましくは１．５〜２０ｍｍ）、好ましくは１．３〜１５ｍｍ（例えば１．５〜１０ｍｍ）、さらに好ましくは２〜５ｍｍ（特に２．５〜４ｍｍ）程度であってもよい。短繊維の平均長さが短すぎると、列理方向の力学特性（例えばモジュラスなど）を十分に高めることができない虞があり、逆に長すぎると、ゴム組成物中の短繊維の分散不良が生じ、表面の摩擦係数を十分に低減できず、伝達効率が低下する虞がある。

短繊維は、プーリからの押圧に対するベルトの圧縮変形を抑制するため、ベルト幅方向に配向して接着ゴム層中に埋設されてもよい。

ゴム組成物中の短繊維の分散性や接着性の観点から、短繊維は接着処理（又は表面処理）してもよい。なお、全ての短繊維が接着処理されている必要はなく、接着処理した短繊維と、接着処理されていない短繊維（未処理短繊維）とが混在し又は併用されていてもよい。

短繊維の接着処理では、種々の接着処理、例えば、フェノール類とホルマリンとの初期縮合物（ノボラック又はレゾール型フェノール樹脂のプレポリマーなど）を含む処理液、ゴム成分（又はラテックス）を含む処理液、前記初期縮合物とゴム成分（ラテックス）とを含む処理液、シランカップリング剤、エポキシ化合物（エポキシ樹脂など）、イソシアネート化合物などの反応性化合物（接着性化合物）を含む処理液などで処理することができる。好ましい接着処理では、短繊維は、前記初期縮合物とゴム成分（ラテックス）とを含む処理液、特に少なくともレゾルシン−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ）液で処理する。このような処理液は組み合わせて使用してもよく、例えば、短繊維を、慣用の接着性成分、例えば、エポキシ化合物（エポキシ樹脂など）、イソシアネート化合物などの反応性化合物（接着性化合物）で前処理した後、ＲＦＬ液で処理してもよい。

このような処理液、特にＲＦＬ液で処理すると、短繊維とゴム成分とを強く接着できる。ＲＦＬ液は、レゾルシンとホルムアルデヒドとの初期縮合物と、ゴムラテックスとの混合物である。レゾルシンとホルムアルデヒドとのモル比は、ゴム成分と短繊維との接着性を向上できる範囲、例えば、前者／後者＝１／０．５〜１／３、好ましくは１／０．６〜１／２．５、さらに好ましくは１／０．７〜１／１．５程度に設定でき、１／０．５〜１／１（例えば１／０．６〜１／０．８）程度であってもよい。ラテックスの種類は特に限定されず、接着対象となるゴム成分の種類に応じて、前記ゴム成分から適宜選択できる。例えば、接着対象となるゴム成分がクロロプレンゴムを主成分とする場合、ラテックスは、ジエン系ゴム（天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体、アクリロニトリルブタジエンゴム（ニトリルゴム）、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム（水素化ニトリルゴム）など）、エチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレンゴムなどであってもよい。これらのラテックスは単独で又は２種以上組み合わせてもよい。好ましいラテックスは、ジエン系ゴム（スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体、クロロプレンゴム、ブタジエンゴムなど）、クロロスルホン化ポリエチレンゴムであり、接着性を一層向上させる上ではスチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体が好ましい。短繊維を少なくともスチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体を含む処理液（ＲＦＬ液など）で接着処理すると、ゴム組成物（クロロプレンゴム組成物など）と短繊維との接着性を向上できる。

レゾルシンとホルマリンとの初期縮合物の割合は、ラテックスのゴム分１００質量部に対して１０〜１００質量部（例えば１２〜５０質量部、好ましくは１５〜３０質量部）程度であってもよい。なお、ＲＦＬ液の全固形分濃度は、５〜４０質量％の範囲で調整できる。

短繊維に対する接着成分（固形分）の付着率［（接着処理後の質量−接着処理前の質量）／（接着処理後の質量）×１００］は、例えば１〜２５質量％、好ましくは３〜２０質量％、より好ましくは５〜１５質量％であり、３〜１０質量％（特に４〜８質量％）程度であってもよい。接着成分の付着率が少なすぎると、短繊維のゴム組成物中の分散性や、短繊維とゴム組成物との接着性が不十分であり、逆に多すぎると、接着成分が繊維フィラメント同士を強固に固着し、却って分散性が低下する虞がある。

接着処理された短繊維の調製方法は特に限定されず、例えば、マルチフィラメントの長繊維を接着処理液に含浸し、乾燥させた後に所定長さにカットする方法、未処理短繊維を接着処理液に所定時間浸漬し、次いで、遠心分離などの方法で余剰の接着処理液を除去した後、乾燥させる方法などが利用できる。

短繊維の割合は、ゴム成分１００質量部に対して、例えば０．１〜１５質量部（例えば０．５〜１２質量部）、好ましくは１〜１０質量部、さらに好ましくは２〜８質量部（特に３〜７質量部）程度である。短繊維の割合が少なすぎると、表面の摩擦係数を低減する効果が小さくなる虞がある。一方、多すぎると、圧縮ゴム層や伸張ゴム層との接着力や、芯体との接着力が極端に低下して界面剥離が発生する虞がある。さらに、多すぎると、摩擦係数が低くなりすぎてベルトがスリップしたり、接着ゴム層の耐屈曲疲労性が低下（接着ゴム層が硬くなり、曲げ応力が大きくなる）するため、ベルト巻き付き径の小さいレイアウトでは屈曲による損失（伝達ロス）が大きくなり、省燃費性が低下する虞がある。

（フィラー）
本発明では、接着ゴム層の接着性を高め、ベルトの耐久性を向上できる点から、フィラーはシリカを含むのが好ましい。シリカは、珪酸及び／又は珪酸塩で形成された微細な嵩高い白色粉末であり、その表面には複数のシラノール基が存在するため、ゴム成分と化学的に接着できる。

シリカには、乾式シリカ、湿式シリカ、表面処理したシリカなどが含まれる。また、シリカは、製法での分類によって、例えば、乾式法ホワイトカーボン、湿式法ホワイトカーボン、コロイダルシリカ、沈降シリカなどにも分類できる。これらのシリカは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、表面シラノール基が多く、ゴムとの化学的結合力が強い点から、含水珪酸を主成分とする湿式法ホワイトカーボンが好ましい。

シリカの平均粒径は、例えば１〜１０００ｎｍ、好ましくは３〜３００ｎｍ、さらに好ましくは５〜１００ｎｍ（特に１０〜５０ｎｍ）程度である。シリカの粒径が大きすぎると、接着ゴム層の機械的特性が低下する虞があり、小さすぎると、均一に分散するのが困難となる虞がある。

また、シリカは、非多孔質又は多孔質のいずれであってもよいが、ＢＥＴ法による窒素吸着比表面積は、例えば５０〜４００ｍ^２／ｇ、好ましくは７０〜３５０ｍ^２／ｇ、さらに好ましくは１００〜３００ｍ^２／ｇ（特に１５０〜２５０ｍ^２／ｇ）程度であってもよい。比表面積が大きすぎると、均一に分散するのが困難となる虞があり、比表面積が小さすぎると、接着ゴム層の機械的特性が低下する虞がある。

フィラーは、耐疲労破壊性と耐摩耗性を飛躍的に向上させるために、前記シリカに加えてカーボンブラックを含んでいてもよい。カーボンブラックの平均粒径は、例えば５〜２００ｎｍ、好ましくは１０〜１５０ｎｍ、さらに好ましくは１５〜１００ｎｍ程度であり、補強効果が高い点から、小粒径のカーボンブラックであってもよく、例えば５〜３８ｎｍ、好ましくは１０〜３５ｎｍ、さらに好ましくは１５〜３０ｎｍ程度であってもよい。小粒径のカーボンブラックとしては、例えば、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ−ＨＭ、ＩＳＡＦ−ＬＭ、ＨＡＦ−ＬＳ、ＨＡＦ、ＨＡＦ−ＨＳなどが例示できる。これらのカーボンブラックは単独又は組み合わせて使用できる。

カーボンブラックの割合は、シリカ１００質量部に対して３００質量部以下（特に２００質量部以下）であってもよく、例えば１５０質量部以下（例えば１０〜１５０質量部）、好ましくは１００質量部以下（例えば１５〜１００質量部）、さらに好ましくは８０質量部以下（例えば２０〜８０質量部）、特に６０質量部以下（例えば３０〜６０質量部）程度である。シリカの割合が少なすぎると、接着ゴム層の接着性が低下する虞があり、シリカの割合をカーボンブラックの割合よりも多くするのが好ましい。

フィラーは、さらに慣用のフィラーを含んでいてもよい。慣用のフィラーとしては、例えば、クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカなどが挙げられる。これらの慣用のフィラーは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。

フィラー全体に対して、シリカの割合は４０質量％以上であってもよく、好ましくは５０質量％以上、さらに好ましくは６０質量％以上（特に８０質量％以上）であってもよい。シリカの割合が少なすぎると、接着ゴム層の接着性が低下し、圧縮ゴム層や伸張ゴム層との接着力や芯体との接着力が極端に低下し、界面剥離が発生する虞がある。

フィラーの割合（合計割合）は、ゴム成分１００質量部に対して、例えば３０〜１００質量部、好ましくは４０〜８０質量部、さらに好ましくは５０〜７０質量部（特に５５〜６５質量部）程度である。フィラーの割合が少なすぎると、弾性率の低下により耐摩耗性が低下する虞があり、逆に多すぎると、弾性率が高くなりすぎて、発熱も多く、伸張ゴム層及び圧縮ゴム層に亀裂が早期に発生する虞がある。

（添加剤）
接着ゴム層を形成するためのゴム組成物には、必要により、加硫剤又は架橋剤（又は架橋剤系）、共架橋剤、加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤、金属酸化物（例えば、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化チタン、酸化アルミニウムなど）、軟化剤（パラフィンオイル、ナフテン系オイルなどのオイル類など）、加工剤又は加工助剤（ステアリン酸などの脂肪酸、ステアリン酸金属塩などの脂肪酸金属塩、ステアリン酸アマイドなどの脂肪酸アマイド、ワックス、パラフィンなど）、接着性改善剤［レゾルシン−ホルムアルデヒド共縮合物、アミノ樹脂（窒素含有環状化合物とホルムアルデヒドとの縮合物、例えば、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサアルコキシメチルメラミン（ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサブトキシメチルメラミンなど）などのメラミン樹脂、メチロール尿素などの尿素樹脂、メチロールベンゾグアナミン樹脂などのベンゾグアナミン樹脂など）、これらの共縮合物（レゾルシン−メラミン−ホルムアルデヒド共縮合物など）など］、老化防止剤（酸化防止剤、熱老化防止剤、屈曲き裂防止剤、オゾン劣化防止剤など）、着色剤、粘着付与剤、可塑剤、カップリング剤（シランカップリング剤など）、安定剤（紫外線吸収剤、熱安定剤など）、難燃剤、帯電防止剤などを含んでいてもよい。なお、金属酸化物は架橋剤として作用してもよい。また、接着性改善剤において、レゾルシン−ホルムアルデヒド共縮合物及びアミノ樹脂は、レゾルシン及び／又はメラミンなどの窒素含有環状化合物とホルムアルデヒドとの初期縮合物（プレポリマー）であってもよい。

加硫剤又は架橋剤としては、ゴム成分の種類に応じて慣用の成分が使用でき、例えば、前記金属酸化物（酸化マグネシウム、酸化亜鉛など）、有機過酸化物（ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、ジアルキルパーオキサイドなど）、硫黄系加硫剤などが例示できる。硫黄系加硫剤としては、例えば、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄、塩化硫黄（一塩化硫黄、二塩化硫黄など）などが挙げられる。これらの架橋剤又は加硫剤は単独で又は二種以上組み合わせて使用してもよい。ゴム成分がクロロプレンゴムである場合、加硫剤又は架橋剤として金属酸化物（酸化マグネシウム、酸化亜鉛など）を使用してもよい。なお、金属酸化物は他の加硫剤（硫黄系加硫剤など）と組み合わせて使用してもよく、金属酸化物及び／又は硫黄系加硫剤は単独で又は加硫促進剤と組み合わせて使用してもよい。

加硫剤の割合は、加硫剤及びゴム成分の種類に応じて、ゴム成分１００質量部に対して１〜２０質量部程度の範囲から選択できる。例えば、加硫剤としての有機過酸化物の割合は、ゴム成分１００質量部に対して１〜８質量部、好ましくは１．５〜５質量部、さらに好ましくは２〜４．５質量部程度の範囲から選択でき、金属酸化物の割合は、ゴム成分１００質量部に対して１〜２０質量部、好ましくは３〜１７質量部、さらに好ましくは５〜１５質量部（特に７〜１３質量部）程度の範囲から選択できる。

共架橋剤（架橋助剤、又は共加硫剤co-agent）としては、公知の架橋助剤、例えば、多官能（イソ）シアヌレート［例えば、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）、トリアリルシアヌレート（ＴＡＣ）など］、ポリジエン（例えば、１，２−ポリブタジエンなど）、不飽和カルボン酸の金属塩［例えば、（メタ）アクリル酸亜鉛、（メタ）アクリル酸マグネシウムなど］、オキシム類（例えば、キノンジオキシムなど）、グアニジン類（例えば、ジフェニルグアニジンなど）、多官能（メタ）アクリレート［例えば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートなど］、ビスマレイミド類（脂肪族ビスマレイミド、例えば、Ｎ，Ｎ’−１，２−エチレンビスマレイミド、１，６’−ビスマレイミド−（２，２，４−トリメチル）シクロヘキサンなど；アレーンビスマレイミド又は芳香族ビスマレイミド、例えば、Ｎ−Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、４−メチル−１，３−フェニレビスマレイミド、４，４’−ジフェニルメタンビスマレイミド、２，２−ビス［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパン、４，４’−ジフェニルエーテルビスマレイミド、４，４’−ジフェニルスルフォンビスマレイミド、１，３−ビス（３−マレイミドフェノキシ）ベンゼンなど）などが挙げられる。これらの架橋助剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの架橋助剤のうち、ビスマレイミド類（Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミドなどのアレーンビスマレイミド又は芳香族ビスマレイミド）が好ましい。ビスマレイミド類の添加により架橋度を高め、粘着摩耗などを防止できる。

共架橋剤（架橋助剤）の割合は、固形分換算で、ゴム成分１００質量部に対して０．０１〜１０質量部程度の範囲から選択でき、例えば０．１〜５質量部（例えば０．３〜４質量部）、好ましくは０．５〜３質量部（例えば、０．５〜２質量部）程度であってもよい。

加硫促進剤としては、例えば、チウラム系促進剤［例えば、テトラメチルチウラム・モノスルフィド（ＴＭＴＭ）、テトラメチルチウラム・ジスルフィド（ＴＭＴＤ）、テトラエチルチウラム・ジスルフィド（ＴＥＴＤ）、テトラブチルチウラム・ジスルフィド（ＴＢＴＤ）、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＤＰＴＴ）、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルチウラム・ジスルフィドなど］、チアゾ−ル系促進剤［例えば、２−メルカプトベンゾチアゾ−ル、２−メルカプトベンゾチアゾ−ルの亜鉛塩、２−メルカプトチアゾリン、ジベンゾチアジル・ジスルフィド、２−（４’−モルホリノジチオ）ベンゾチアゾールなど）など］、スルフェンアミド系促進剤［例えば、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミドなど］、ビスマレイミド系促進剤（例えば、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−１，２−エチレンビスマレイミドなど）、グアニジン類（ジフェニルグアニジン、ジｏ−トリルグアニジンなど）、ウレア系又はチオウレア系促進剤（例えば、エチレンチオウレアなど）、ジチオカルバミン酸塩類、キサントゲン酸塩類などが挙げられる。これらの加硫促進剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの加硫促進剤のうち、ＴＭＴＤ、ＤＰＴＴ、ＣＢＳなどが汎用される。

加硫促進剤の割合は、固形分換算で、ゴム成分１００質量部に対して、例えば０．１〜１５質量部、好ましくは０．３〜１０質量部、さらに好ましくは０．５〜５質量部程度であってもよい。

軟化剤（ナフテン系オイルなどのオイル類）の割合は、ゴム成分の総量１００質量部に対して、例えば１〜３０質量部、好ましくは３〜２０質量部（例えば５〜１０質量部）程度であってもよい。また、加工剤又は加工助剤（ステアリン酸など）の割合は、ゴム成分１００質量部に対して、１０質量部以下（例えば、０〜１０質量部）、好ましくは０．１〜５質量部、さらに好ましくは０．３〜３質量部（特に０．５〜２質量部）程度であってもよい。

接着性改善剤（レゾルシン−ホルムアルデヒド共縮合物、ヘキサメトキシメチルメラミンなど）の割合は、ゴム成分１００質量部に対して、０．１〜２０質量部、好ましくは０．３〜１０質量部、さらに好ましくは０．５〜５質量部（１〜３質量部）程度であってもよい。

老化防止剤の割合は、ゴム成分の総量１００質量部に対して、例えば０．５〜１５質量部、好ましくは１〜１０質量部、さらに好ましくは２．５〜７．５質量部（特に３〜７質量部）程度であってもよい。

（接着ゴム層の特性）
接着ゴム層の力学特性は、要求性能に応じて適宜選択でき、例えば、ＪＩＳ Ｋ６２５３（２０１２）に準拠した方法で、ゴム硬度は、例えば７５〜９０°、好ましくは８０〜８８°、さらに好ましくは８２〜８６°程度であってもよい。さらに、高いゴム硬度の接着ゴム層を形成してもよく、例えば、フィラーを多量に配合することにより、ゴム硬度を８４〜９０°程度に調整してもよい。

接着ゴム層は、曲げ応力に対する圧縮応力の比（圧縮応力／曲げ応力比）が０．５以上の加硫ゴム組成物で形成されていてもよい。前記圧縮応力／曲げ応力比は、例えば０．５〜０．９、好ましくは０．５５〜０．８５、さらに好ましくは０．６〜０．８（特に０．６５〜０．８）程度である。圧縮応力／曲げ応力比が小さすぎると、ベルトの伝達効率及び耐久性が低下する虞がある。

接着ゴム層の厚みは、ベルトの種類に応じて適宜選択でき、例えば０．４〜３．０ｍｍ、好ましくは０．６〜２．２ｍｍ、さらに好ましくは０．８〜１．４ｍｍ程度であってもよい。

［芯体］
芯体としては、特に限定されないが、通常、ベルト幅方向に所定間隔で配列した心線（撚りコード）を使用できる。心線は、ベルトの長手方向に延びて配設され、通常、ベルトの長手方向に平行に所定のピッチで並列的に延びて配設されている。心線は、少なくともその一部が接着ゴム層と接していればよく、接着ゴム層が心線を埋設する形態、接着ゴム層と伸張ゴム層との間に心線を埋設する形態、接着ゴム層と圧縮ゴム層との間に心線を埋設する形態のいずれの形態であってもよい。これらのうち、耐久性を向上できる点から、接着ゴム層が心線を埋設する形態が好ましい。

心線を構成する繊維としては、前記短繊維と同様の繊維が例示できる。前記繊維のうち、高モジュラスの点から、エチレンテレフタレート、エチレン−２，６−ナフタレートなどのＣ_２−４アルキレンアリレートを主たる構成単位とするポリエステル繊維（ポリアルキレンアリレート系繊維）、アラミド繊維などの合成繊維、炭素繊維などの無機繊維などが汎用され、ポリエステル繊維（ポリエチレンテレフタレート系繊維、ポリエチレンナフタレート系繊維）、ポリアミド繊維が好ましい。繊維はマルチフィラメント糸であってもよい。マルチフィラメント糸の繊度は、例えば２０００〜１００００デニール（特に４０００〜８０００デニール）程度であってもよい。マルチフィラメント糸は、例えば１００〜５，０００本であってもよく、好ましくは５００〜４，０００本、さらに好ましくは１，０００〜３，０００本程度のモノフィラメント糸を含んでいてもよい。

心線としては、通常、マルチフィラメント糸を使用した撚りコード（例えば、諸撚り、片撚り、ラング撚りなど）を使用できる。心線の平均線径（撚りコードの繊維径）は、例えば０．５〜３ｍｍであってもよく、好ましくは０．６〜２ｍｍ、さらに好ましくは０．７〜１．５ｍｍ程度であってもよい。

心線は、ゴム成分との接着性を改善するため、短繊維と同様の方法で接着処理（又は表面処理）されていてもよい。心線も、少なくともＲＦＬ液で接着処理するのが好ましい。

［圧縮ゴム層及び伸張ゴム層］
圧縮ゴム層（内面ゴム層又は内部層）及び伸張ゴム層（背面ゴム層又は背面層）を形成するための加硫ゴム組成物は、前記接着ゴム層の加硫ゴム組成物と同様に、ゴム成分（クロロプレンゴムなど）、加硫剤又は架橋剤（酸化マグネシウム、酸化亜鉛などの金属酸化物、硫黄などの硫黄系加硫剤など）、共架橋剤又は架橋助剤（Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミドなどのマレイミド系架橋剤など）、加硫促進剤（ＴＭＴＤ、ＤＰＴＴ、ＣＢＳなど）、フィラー（カーボンブラック、シリカなど）、軟化剤（ナフテン系オイルなどのオイル類）、加工剤又は加工助剤（ステアリン酸、ステアリン酸金属塩、ワックス、パラフィンなど）、老化防止剤、接着性改善剤、充填剤（クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカなど）、着色剤、粘着付与剤、可塑剤、カップリング剤（シランカップリング剤など）、安定剤（紫外線吸収剤、熱安定剤など）、難燃剤、帯電防止剤などを含んでいてもよい。

さらに、圧縮ゴム層及び伸張ゴム層を形成するための加硫ゴム組成物は、短繊維を含んでいてもよい。短繊維としては、前記接着ゴム層に配合される短繊維と同様の繊維が例示できる。前記繊維のうち、合成繊維や天然繊維、特に合成繊維（ポリアミド繊維、ポリアルキレンアリレート系繊維など）、中でも剛直で高い強度、モジュラスを有する点から、少なくともアラミド繊維を含む短繊維が好ましい。短繊維の平均繊維径及び平均長さも、接着ゴム層の短繊維と同一の範囲から選択でき、接着ゴム層と同様に接着処理（又は表面処理）されていてもよい。さらに、圧縮ゴム層及び伸張ゴム層では、表面（摩擦伝動面）を研磨することにより、短繊維を表面から突出させてもよい。短繊維の平均突出高さは５０μｍ以上（例えば５０〜２００μｍ）程度であってもよい。

なお、このゴム組成物において、ゴム成分としては、前記接着ゴム層のゴム組成物のゴム成分と同系統（ジエン系ゴムなど）又は同種（クロロプレンゴムなど）のゴムを使用する場合が多い。

加硫剤又は架橋剤、共架橋剤又は架橋助剤、加硫促進剤、軟化剤、加工剤又は加工助剤、老化防止剤の割合は、それぞれ、前記接着ゴム層のゴム組成物と同様の範囲から選択できる。また、短繊維の割合は、ゴム成分１００質量部に対して５〜５０質量部程度の範囲から選択でき、通常１０〜４０質量部、好ましくは１５〜３５質量部、さらに好ましくは２０〜３０質量部程度であってもよい。さらに、フィラーの割合は、ゴム成分１００質量部に対して１〜１００質量部、好ましくは３〜５０質量部、さらに好ましくは５〜４０質量部程度である。

圧縮ゴム層の平均厚みは、ベルトの種類に応じて適宜選択でき、例えば２〜２５ｍｍ、好ましくは３〜１６ｍｍ、さらに好ましくは４〜１２ｍｍ程度である。伸張ゴム層の厚みもベルトの種類に応じて適宜選択でき、例えば０．８〜１０．０ｍｍ、好ましくは１．２〜６．５ｍｍ、さらに好ましくは１．６〜５．２ｍｍ程度である。

［補強布］
摩擦伝動ベルトにおいて、補強布を使用する場合、圧縮ゴム層の表面に補強布を積層する形態に限定されず、例えば、伸張ゴム層の表面（接着ゴム層と反対側の面）に補強布を積層してもよく、圧縮ゴム層及び／又は伸張ゴム層に補強層を埋設する形態（例えば、特開２０１０−２３０１４６号公報に記載の形態など）であってもよい。補強布は、例えば、織布、広角度帆布、編布、不織布などの布材（好ましくは織布）などで形成でき、必要であれば、前記接着処理、例えば、ＲＦＬ液で処理（浸漬処理など）したり、接着ゴムを前記布材にすり込むフリクションや、前記接着ゴムと前記布材とを積層（コーティング）した後、圧縮ゴム層及び／又は伸張ゴム層の表面に積層してもよい。

［摩擦伝動ベルトの製造方法］
本発明の摩擦伝動ベルトの製造方法は、特に限定されず、各層の積層工程（ベルトスリーブの製造方法）に関しては、慣用の方法を利用できる。

例えば、コグドＶべルトの場合、補強布（下布）と圧縮ゴム層用シート（未加硫ゴム）からなる積層体を、前記補強布を下にして歯部と溝部とを交互に配した平坦なコグ付き型に設置し、温度６０〜１００℃（特に７０〜８０℃）程度でプレス加圧することによってコグ部を型付けしたコグパッド（完全には加硫しておらず、半加硫状態にあるパッド）を作製した後、このコグパッドの両端をコグ山部の頂部から垂直に切断してもよい。さらに、円筒状の金型に歯部と溝部とを交互に配した内母型を被せ、この歯部と溝部に係合させてコグパッドを巻き付けてコグ山部の頂部でジョイントし、この巻き付けたコグパッドの上に第１の接着ゴム層用シート（下接着ゴム：未加硫ゴム）を積層した後、芯体となる心線を螺旋状にスピニングし、この上に第２の接着ゴム層用シート（上接着ゴム：前記第１の接着ゴム層用シートと同じ）、伸張ゴム層用シート（未加硫ゴム）、補強布（上布）を順次巻き付けて成形体を作製してもよい。その後、ジャケットを被せて金型を加硫缶に設置し、温度１２０〜２００℃（特に１５０〜１８０℃）程度で加硫してベルトスリーブを調製した後、カッターなどを用いて、Ｖ状に切断加工してもよい。

［伝達効率］
本発明の接着ゴム層を備えた摩擦伝動ベルトを用いると、伝達効率を大きく向上できる。伝達効率とは、ベルトが駆動プーリからの回転トルクを従動プーリに伝える指標であり、この伝達効率が高いほどベルトの伝動ロスが小さく、省燃費性に優れることを意味する。図４に示す駆動プーリ（Dr.）１２と従動プーリ（Dn.）１３との二つのプーリにベルト１１を掛架した二軸レイアウトにおいて、伝達効率は以下のようにして求めることができる。

駆動プーリの回転数をρ_１、プーリ半径をｒ_１としたとき、駆動プーリの回転トルクＴ_１は、ρ_１×Ｔｅ×ｒ_１で表すことができる。Ｔｅは張り側張力（ベルトが駆動プーリに向かう側の張力）から緩み側張力（ベルトが従動プーリに向かう側の張力）を差し引いた有効張力である。同様に、従動プーリの回転数をρ_２、プーリ半径をｒ_２としたとき、従動プーリの回転トルクＴ_２は、ρ_２×Ｔｅ×ｒ_２で示される。そして、伝達効率Ｔ_２／Ｔ_１は、従動プーリの回転トルクＴ_２を駆動プーリの回転トルクＴ_１で除して算出され、次式で表すことができる。

Ｔ_２／Ｔ_１＝（ρ_２×Ｔe×ｒ_２）／（ρ_１×Ｔe×ｒ_１）＝（ρ_２×ｒ_２）／（ρ_１×ｒ_１）

なお、伝達効率の値は、伝動ロスがなければ１であり、伝動ロスがあればそのロス分だけ値が小さくなる。すなわち、１に近いほどベルトの伝動ロスが小さく、省燃費性に優れていることを表す。

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。以下の例において、実施例に用いた原料、各物性における測定方法又は評価方法を以下に示す。なお、特にことわりのない限り、「部」及び「％」は質量基準である。

［原料］
クロロプレンゴム：東ソー（株）製「Ｒ２２」
アラミド短繊維：帝人テクノプロダクツ（株）製「コーネックス短繊維」、平均繊維長３ｍｍ、平均繊維径１４μｍ、ＲＦＬ液（レゾルシン２．６部、３７％ホルマリン１．４部、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス（日本ゼオン（株）製）１７．２部、水７８．８部）で接着処理した固形分の付着率６質量％の短繊維
カーボンブラック：東海カーボン（株）製「シースト３」
シリカ：エボニック・デグサ・ジャパン（株）製「ウルトラジルＶＮ−３」、比表面積１５５〜１９５ｍ^２／ｇ
ナフテン系オイル：出光興産（株）製「ＮＳ−９００」
レゾルシン・ホルマリン共重合物（レゾルシノール樹脂）：レゾルシノール２０％未満、ホルマリン０．１％未満のレゾルシン・ホルマリン共重合物
老化防止剤：精工化学（株）製「ノンフレックスＯＤ３」
加硫促進剤ＴＭＴＤ：テトラメチルチウラム・ジスルフィド
心線：１，０００デニールのＰＥＴ繊維を２×３の撚り構成で、上撚り係数３．０、下撚り係数３．０で諸撚りしたトータルデニール６，０００のコードを接着処理した繊維。

［加硫ゴム物性の測定］
(１）硬度
接着ゴム層用シートを温度１６０℃、時間３０分でプレス加硫し、加硫ゴムシート（１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍ厚み）を作製した。硬度はＪＩＳ Ｋ６２５３（２０１２）に準じ、加硫ゴムシートを３枚重ね合わせた積層物を試料とし、デュロメータＡ形硬さ試験機を用いて硬度を測定した。

（２）摩耗量
接着ゴム層用シートを温度１６０℃、時間３０分でプレス加硫して作製した加硫ゴムシート（５０ｍｍ×５０ｍｍ×８ｍｍ厚）より、内径１６．２±０．０５ｍｍの中空ドリルで切り抜いて、直径１６．２±０．２ｍｍ、厚さ６〜８ｍｍの円筒状の試料を作製した。ＪＩＳ Ｋ６２６４（２００５）に準じ、研磨布を巻きつけた回転円筒ドラム装置（ＤＩＮ摩耗試験機）を用いて加硫ゴムの摩耗量を測定した。

（３）圧縮応力
接着ゴム層用シートを温度１６０℃、時間３０分でプレス加硫し、加硫ゴム成形体（長さ２５ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚み１２．５ｍｍ）を作製した。短繊維は圧縮面に対して垂直方向（厚み方向）に配向させた。この加硫ゴム成形体を２枚の金属製の圧縮板で上下に挟み込み（加硫成形体が圧縮板で押圧されていない挟み込み状態で、上側の圧縮板の位置を初期位置とする）、上側の圧縮板を１０ｍｍ／分の速度で加硫ゴム成形体に押圧（押圧面２５ｍｍ×２５ｍｍ）して加硫ゴム成形体を２０％歪ませ、この状態で１秒間保持した後、圧縮板を上方に初期位置まで戻した（予備圧縮）。この予備圧縮を３回繰り返した後、４回目の圧縮試験（条件は予備圧縮と同じ）で測定される応力−歪み曲線より、加硫ゴム成形体の厚み方向の歪が４％となったときの応力を圧縮応力として測定した。なお、測定データのバラツキを小さくするため予備圧縮を３回行なった。

（４）曲げ応力
接着ゴム層用シートを温度１６０℃、時間３０分でプレス加硫し、加硫ゴム成形体（６０ｍｍ×２５ｍｍ×６．５ｍｍ厚）を作製した。短繊維は加硫ゴム成形体の幅（短辺方向）と平行方向に配向させた。図５に示すように、この加硫ゴム成形体２１を、２０ｍｍの間隔を空けて回転可能な一対のロール（直径６ｍｍ）２２ａ，２２ｂ上に置いて支持し、加硫ゴム成形体の上面中央部において幅方向（短繊維の配向方向）に金属製の押さえ部材２３を載せた。押さえ部材２３の先端部は、直径１０ｍｍの半円状の形状を有しており、その先端部で加硫ゴム成形体２１をスムーズに押圧可能である。また、押圧時には加硫ゴム成形体２１の圧縮変形に伴って、加硫ゴム成形体２１の下面とロール２２ａ，２２ｂとの間に摩擦力が作用するが、ロール２２ａ，２２ｂを回転可能とすることにより、摩擦による影響を小さくしている。押さえ部材２３の先端部が加硫ゴム成形体２１の上面に接触し、かつ押圧していない状態を初期位置とし、この状態から押さえ部材２３を下方に１００ｍｍ／分の速度で加硫ゴム成形体２１の上面を押圧し、曲げ歪が８％となったときの応力を曲げ応力として測定した。

さらに、測定した圧縮応力と、測定した曲げ応力との比（圧縮／曲げ比）を算出した。ここで、圧縮応力や曲げ応力は伝達効率や耐久性に影響を及ぼす指標として利用でき、圧縮応力が大きく、かつ曲げ応力が小さい程、伝達効率や耐久性が向上する傾向にある。つまり、圧縮／曲げ比が大きいことは、伝達効率や耐久性が向上する方向に働き、逆に圧縮／曲げ比が小さいことは、伝達効率や耐久性が低下する方向に働く。

（５）剥離力
厚み４ｍｍの未加硫の接着ゴム層用シートの一方の面に幅が２５ｍｍとなるように複数本の心線を平行に並べ、他方の面に帆布を積層し、この積層体（心線、接着ゴム層用シート、帆布）をプレス加硫（温度１６０℃、時間３０分、圧力２．０ＭＰａ）して剥離試験用の短冊試料（２５ｍｍ×１５０ｍｍ×４ｍｍ厚）を作製した。そして、ＪＩＳ Ｋ６２５６（２０１３）に従い、引張速度５０ｍｍ／分で剥離試験を行い、心線と接着ゴム層用シート間の剥離力（加硫接着力）を室温雰囲気下（２３℃）で測定した。

［ベルト物性の測定］
（１）摩擦係数測定
ベルトの摩擦係数は、図６に示すように、切断したベルト３３の一方の端部をロードセル３４に固定し、他方の端部に３ｋｇｆの荷重３５を載せ、プーリ３６へのベルトの巻き付け角度を４５°にしてベルト３３をプーリ３６に巻き付けた。そして、ロードセル３４側のベルト３３を３０ｍｍ／秒の速度で１５秒程度引張り、摩擦伝動面の平均摩擦係数を測定した。なお、測定に際して、プーリ３６は回転しないように固定した。

（２）高速走行試験（伝達効率）
この走行試験では、ベルトがプーリ上をプーリ半径方向外側に摺動させた状態で走行させたときのベルトの伝達効率を評価した。特に、駆動プーリの回転数が大きくなると、ベルトに遠心力が強く作用する。また、駆動プーリの緩み側（図７参照）の位置ではベルト張力が低く作用しており、上記遠心力との複合作用により、この位置でベルトはプーリ半径方向外側に飛び出そうとする。この飛び出しがスムーズに行なわれない、すなわちベルトの摩擦伝動面とプーリとの間に摩擦力が強く作用すると、その摩擦力によりベルトの伝動ロスが生じ、伝達効率が低下することになる。

高速走行試験は、図７に示すように、直径９５ｍｍの駆動（Ｄｒ．）プーリ４２と、直径８５ｍｍの従動（Ｄｎ．）プーリ４３とからなる２軸走行試験機を用いて行なった。各プーリ４２，４３にローエッジコグドＶベルト４１を掛架し、駆動プーリ４２の回転数５０００ｒｐｍ、従動プーリ４３に３Ｎ・ｍの負荷を付与し、室温雰囲気下（２３℃）にてベルト４１を走行させた。走行中のベルトの表面温度は最大６０℃に達した。そして、走行させて直ちに従動プーリ４３の回転数を検出器より読取り、前記計算式より伝達効率を求めた。表３では、比較例１の伝達効率を「１」とした場合に、各実施例及び比較例の伝達効率を換算した相対値で示した。この値が１より大きければベルト４１の伝達効率、すなわち省燃費性が高いと判断した。

（３）耐久走行試験（耐側圧性）
耐久走行試験は、図８に示すように、直径５０ｍｍの駆動（Ｄｒ．）プーリ５２と、直径１２５ｍｍの従動（Ｄｎ．）プーリ５３とからなる２軸走行試験機を用いて行なった。各プーリ５２，５３にローエッジコグドＶベルト５１を掛架し、駆動プーリ５２の回転数５０００ｒｐｍ、従動プーリ５３に１０Ｎ・ｍの負荷を付与し、雰囲気温度８０℃にてベルト５１を最大６０時間走行させた。ベルト５１が６０時間走行すれば耐久性は問題ないと判断した。また、走行後のベルト側面（プーリと接する面）をマイクロスコープで観察してゴム層間の剥離、心線の剥離の有無を調べ、剥離部位については剥離の深さをマイクロスコープで測定した。また、走行前のベルト重量と、走行後のベルト重量をそれぞれ電子天秤で測定し、その重量差を耐久走行におけるベルトの摩耗量として算出した。

実施例１〜１４及び比較例１〜４
（ゴム層の形成）
表１（接着ゴム層）及び表２（圧縮ゴム層層及び伸張ゴム層）のゴム組成物は、それぞれ、バンバリーミキサーなどの公知の方法を用いてゴム練りを行い、この練りゴムをカレンダーロールに通して圧延ゴムシート（接着ゴム層用シート、圧縮ゴム層用シート、伸張ゴム層用シート）を作製した。

（ベルトの製造）
補強布と、圧縮ゴム層用シート（未加硫ゴム）との積層体を、補強布を下にして歯部と溝部とを交互に配した平坦なコグ付き型に設置し、７５℃でプレス加圧することによってコグ部を型付けしたコグパッド（完全には加硫しておらず、半加硫状態にある）を作製した。次に、このコグパッドの両端をコグ山部の頂部から垂直に切断した。

円筒状の金型に歯部と溝部とを交互に配した内母型を被せ、この歯部と溝部に係合させて前記コグパッドを巻き付けてコグ山部の頂部でジョイントし、この巻き付けたコグパッドの上に接着ゴム層用シート（下接着ゴム：未加硫ゴム）を積層した後、心線を螺旋状にスピニングし、この上に接着ゴム層用シート（上接着ゴム：前記接着ゴム層用シートと同じ）、伸張ゴム層用シート（未加硫ゴム）、上布を順次巻き付けて成形体を作製した。その後、ジャケットを被せて金型を加硫缶に設置し、温度１６０℃、時間２０分で加硫してベルトスリーブを得た。このスリーブをカッターでベルト長手方向に所定幅でＶ状断面形状に切断して、図２に示す構造のベルト、すなわちベルト内周側にコグを有した変速ベルトであるローエッジコグドＶベルト（サイズ：上幅２２．０ｍｍ、厚み１１．０ｍｍ、外周長８００ｍｍ）に仕上げた。

実施例及び比較例で得られたベルトの評価結果を表３に示す。

表３の結果から明らかなように、接着ゴム層のフィラー（シリカ及びカーボンブラック）の総量が６０質量部の伝動用ベルト（実施例１〜９及び比較例１〜４）において、アラミド短繊維の有無による違いを比較すると、接着ゴム層にアラミド短繊維を１〜１０質量部含む実施例２〜４及び７〜９は、接着ゴム層の摩擦係数が低減し、圧縮ゴム層（又は伸張ゴム層）との摩擦係数との差が小さくなり、アラミド短繊維を含まない比較例１とは同等以上の耐久性を維持したまま伝達効率が向上した。

なお、実施例６の接着ゴム層は、フィラー総量が６０質量部でアラミド短繊維も含むが、シリカよりもカーボンブラックの割合が多いため、摩擦係数には問題ないものの、接着性が若干不足気味で、実施例２〜４よりも心線との界面剥離や圧縮ゴム層（又は伸張ゴム層）との層間剥離が生じ易く、耐久性は若干低下した。

実施例１の接着ゴム層は、フィラー総量が６０質量部でアラミド短繊維も含むが、アラミド短繊維が少量（０．５質量部）であるため、摩擦係数の低減が若干不足気味で、耐久性には優れるが、実施例２〜４ほどの伝達効率の向上は見られなかった。

実施例５の接着ゴム層は、フィラー総量が６０質量部でアラミド短繊維も含むが、アラミド短繊維が多量（１１質量部）であるため、摩擦係数の低減が大きく伝達効率には優れるが、接着性（剥離力）が若干不足気味で、実施例２〜４よりも心線との界面剥離や圧縮ゴム層（又は伸張ゴム層）との層間剥離が生じ易く、耐久性は低下した。

一方、実施例１０〜１４は、フィラー（シリカ及びカーボンブラック）の総量を６０質量部以外に変量した例である。フィラー総量４０質量部の実施例１１は、力学的特性が若干低く、耐側圧性に欠けることから耐久走行で変形（座屈）し易く、圧縮ゴム層（又は伸張ゴム層）との層間でわずかな剥離が起こり、実施例２〜４よりも耐久性が低下した。フィラー総量８０質量部の実施例１４は、剛直になり変形（座屈）し難い反面、曲がり難くなって界面に応力が集中することで、実施例２〜４よりも心線との界面剥離や圧縮ゴム層（又は伸張面ゴム層）との層間剥離が生じ易く、耐久性は低下した。実施例１０、１２、１３は実施例２〜４と同等の性能が得られた。

これに対して、比較例１〜４は、フィラー（シリカ及びカーボンブラック）の総量が６０質量部の接着ゴム層である。比較例１の接着ゴム層は短繊維を含まないため、摩擦係数が高く、耐久性には優れるが、伝達効率が低かった。

比較例２の接着ゴム層は短繊維を含まず、フィラーもカーボンブラックのみ（シリカを含まない）とした例である。カーボンブラックの割合が高い影響で曲げ応力が大きく耐屈曲疲労性に欠け、シリカがないため接着性（剥離力）にも欠け、摩擦係数も高く摺動性にも欠ける。これらの影響で耐久走行において、心線との界面剥離や圧縮ゴム層（又は伸張ゴム層）との層間剥離が大きく生じ、耐久性が低かった。

比較例３の接着ゴム層は短繊維を含まず、フィラーもシリカのみ（カーボンブラックを含まない）とした例である。接着性の高いシリカを含むため、剥離力（接着力）が高く心線との界面剥離や圧縮ゴム層（又は伸張ゴム層）との層間剥離は生じないものの、ベルトの摩耗量が多く耐摩耗性が低かった。また、摩擦係数も高く伝達効率も低かった。

圧縮／曲げ比と耐久性及び伝達効率の関係について考察する。圧縮／曲げ比が０．４０である比較例２、同比が０．５３である実施例６、及び同比が０．５８である実施例１１では、耐久走行試験においてゴム層間剥離又は心線剥離が発生しており、耐久性が低かった。また、圧縮／曲げ比が０．６０である比較例１、同比が０．５３である比較例４、及び同比が０．５９である実施例１では、摩擦係数が高く、伝達効率が低かった。圧縮／曲げ比が概ね０．６０を超える場合には、耐久性と伝達効率が両立できていた。

本発明の摩擦伝動ベルトは、例えば、Ｖベルト（ラップドＶベルト、ローエッジＶベルト、ローエッジコグドＶベルト）、Ｖリブドベルト、平ベルトなどに適用できる。特に、ベルト走行中に変速比が無段階で変わる変速機（無段変速装置）に使用されるＶベルト（変速ベルト）、例えば、自動二輪車やＡＴＶ（四輪バギー）、スノーモービルなどの無段変速装置に使用されるローエッジコグドＶベルト、ローエッジダブルコグドＶベルトに適用するのが好ましい。

１…摩擦伝動ベルト
２，６…補強布
３…伸張ゴム層
４…接着ゴム層
４ａ…芯体
５…圧縮ゴム層

Claims (13)

1. ベルト長手方向に延びる芯体と、該芯体の少なくとも一部と接する接着ゴム層を備えた摩擦伝動ベルトであって、前記接着ゴム層が、ゴム成分、平均繊維径２μｍ以上の短繊維及びフィラーを含む加硫ゴム組成物で形成されている摩擦伝動ベルト。
2. ゴム成分がクロロプレンゴムを含む請求項１記載の摩擦伝動ベルト。
3. 短繊維の平均繊維径が５〜５０μｍである請求項１又は２記載の摩擦伝動ベルト。
4. 短繊維の平均繊維長が１．５〜２０ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
5. 短繊維がアラミド繊維を含む請求項１〜４のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
6. 短繊維の割合が、ゴム成分１００質量部に対して０．１〜１５質量部である請求項１〜５のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
7. フィラーがシリカを含む請求項１〜６のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
8. フィラーがさらにカーボンブラックを含む請求項７記載の摩擦伝動ベルト。
9. カーボンブラックの割合が、シリカ１００質量部に対して１０〜１５０質量部である請求項８記載の摩擦伝動ベルト。
10. フィラーの割合が、ゴム成分１００質量部に対して３０〜１００質量部である請求項１〜９のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
11. 接着ゴム層が、曲げ応力に対する圧縮応力の比（圧縮応力／曲げ応力比）が０．６〜０．８である加硫ゴム組成物で形成されている請求項１〜１０のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
12. ローエッジコグドＶベルトである請求項１〜１１のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
13. 無段変速装置に用いられる変速ベルトである請求項１〜１２のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。

Images