JP2017227327A - 伝動ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】摺動性と耐側圧性（剛性）とを両立できる伝動ベルトを提供する。
【解決手段】張力帯２と、この張力帯２の長さ方向に略等間隔のピッチで配列され、かつ嵌合により前記張力帯と一体化した複数のブロック１０とを備えた伝動ベルト１において、前記ブロック１０の摩擦伝動面を樹脂成分、炭素繊維及びグラフェン類を含む樹脂組成物で形成する。前記グラフェン類の割合は樹脂組成物全体に対して０．５〜１０質量％程度である。前記グラフェン類の割合は炭素繊維１００質量部に対して１〜３０質量部程度である。前記グラフェンの平均粒子径は０．１〜３μｍ程度である。前記樹脂成分はフェノール樹脂であってもよい。前記炭素繊維は１００μｍ以上の平均繊維長及び５〜１５μｍの平均繊維径を有していてもよい。前記炭素繊維はポリアクリロニトリル系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維を含んでいてもよい。前記ブロックはインサート材を含んでいてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や自動二輪車のベルト式無段変速装置に用いられる伝動ベルトに関する。

自動車、自動二輪車等における変速装置として、変速時の操作性の向上や燃料消費率の改善等を図ることができるベルト式無段変速装置が知られている。ベルト式無段変速装置に用いられるＶベルト（変速ベルト）としては、ゴム製のローエッジＶベルトが知られているが、高負荷伝動用途（例えば、高排気量の自動車、スクーター）では、摩擦伝動面（プーリとの接触面）が樹脂で形成された多数のブロックが、エンドレスの張力帯（センターベルト）にベルト長さ方向に間隔をおいて嵌合して一体化されたＶベルトが採択されている。このＶベルトとしては、金属補強材（インサート材）が樹脂被覆層で被覆されたブロックを備えたＶベルトや、金属補強材（インサート材）を用いずに樹脂層のみで形成されたブロックを備えたＶベルトなどが汎用されている。このようなＶベルトは、プーリに巻き掛けて走行させたときに、両側面がプーリからの高い側圧に耐えるための剛性と共に、プーリとの接触に対する高度な摺動性（摩擦による発熱が小さい）や耐摩耗性が要求される。そのため、摩擦伝動面を構成する樹脂成分には、剛性などの機械的特性を向上させ、プーリから受ける側圧が高い条件にも使用可能とする（耐側圧性を向上させ、伝動ベルトの伝達性能を向上させる）目的で、炭素繊維やアラミド繊維などの補強繊維を配合したり、摺動性を向上させるために、適度な摩擦係数を与えたり（通常は摩擦係数を低下させたり）、耐摩耗性を向上させる目的で、フッ素樹脂、超高分子量ポリエチレン、グラファイト、カーボンナノチューブ、二硫化モリブデン、金属石鹸等の固体潤滑剤（摩擦係数低減材）が配合される。

特開２００４−２３９４３２号公報（特許文献１）には、ジェラルミン材からなるブロック本体のプーリ溝側部と対向する部分をフェノール樹脂層で被覆したブロックを備えたＶベルトが開示されている。この文献の実施例では、前記フェノール樹脂層として、フェノールアラルキル樹脂とノボラックフェノール樹脂との混合樹脂１００重量部に対して、カーボン短繊維７６重量部及び摩擦調整剤としてのグラファイト粉末１１．３重量部が配合されたフェノール樹脂層が製造されている。

特開２０１１−２３６９９４号公報（特許文献２）には、ジュラルミンで形成された金属補強材のプーリ接触面を樹脂被覆層で被覆したブロックを備え、前記樹脂被覆層が、マトリックス樹脂にカーボン短繊維が添加されたカーボン短繊維補強樹脂で形成されているＶベルトが開示されている。この文献の実施例では、カーボン短繊維補強樹脂材料として、フェノール樹脂１００重量部に対して、カーボン短繊維７２．５重量部又は８１重量部及びグラファイト粉末１７．５重量部が配合されたカーボン短繊維補強樹脂材料が調製されている。

特開２００８−２０８９９６号公報（特許文献３）には、熱可塑性樹脂３０〜８９質量％、繊維補強材１０〜６０質量％及び摩擦低減材１〜５０質量％を配合した樹脂組成物からなるブロックを備えたＶベルトが開示されている。この文献の実施例では、ブロックを構成する樹脂組成物として、繊維補強材としてカーボン繊維３０質量％、グラファイト５〜１５質量％を含むポリアミド組成物が調製されている。

特開２００８−１５７４４０号公報（特許文献４）には、繊維補強材１０〜４０質量％及び摩擦低減材１〜２０質量％を含む熱可塑性樹脂組成物からなるブロックを備えたＶベルトが開示されている。この文献の実施例では、繊維補強材としてカーボン繊維３０質量％、フッ素樹脂１０質量％又は超高分子量ポリエチレン５質量％を含むポリアミド組成物でブロックが調製されている。

特開２００３−３２２２１７号公報（特許文献５）には、カーボンナノチューブが配合された合成樹脂材料からなり、インサート材を埋設していないブロックを備えたＶベルトが開示されている。この文献の実施例では、カーボンナノチューブ２０〜４０質量％を含むポリアミド組成物で形成されたブロックが、カーボン繊維２０質量％を含むポリアミド組成物で形成されたブロックよりも、耐久性、耐摩耗性及び成形性に優れ、騒音も小さいことが記載されている。

しかし、これらの特許文献で利用されている固体潤滑剤（摩擦係数低減材）を配合した樹脂組成物を用いたブロックでは、摺動性は向上するものの、固体潤滑剤（摩擦係数低減材）により耐側圧性に必要な力学的特性（剛性）が減少したり、金属補強材（インサート材）との接着性が低下する傾向がある。特に、摺動性と耐側圧性（剛性）とはトレードオフの関係にあるため、従来の固体潤滑剤では摺動性と耐側圧性（剛性）とを両立できなかった。

特開２００４−２３９４３２号公報（特許請求の範囲、段落［００２５］、実施例） 特開２０１１−２３６９９４号公報（特許請求の範囲、実施例） 特開２００８−２０８９９６号公報（請求項１、実施例） 特開２００８−１５７４４０号公報（請求項１、実施例） 特開２００３−３２２２１７号公報（請求項１、実施例）

本発明の目的は、摺動性と耐側圧性（剛性又は曲げ強度）とを両立できる伝動ベルトを提供することにある。

本発明の他の目的は、耐久性及び耐摩耗性を向上でき、さらに耐発音性も向上できる伝動ベルトを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、ブロックがインサート材を有する伝動ベルトであっても、インサート材との接着性を向上できる伝動ベルトを提供することにある。

本発明の別の目的は、摺動性、耐側圧性及び耐摩耗性を向上しつつ、生産性（又は取り扱い性）にも優れた伝動ベルトを提供することにある。

本発明者は、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、伝動ベルトを構成するブロックの摩擦伝動面を、樹脂成分、炭素繊維及びグラフェン類を含む樹脂組成物で形成することにより、摺動性と耐側圧性とを両立できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明の伝動ベルトは、張力帯と、この張力帯の長さ方向に略等間隔のピッチで配列され、かつ嵌合により前記張力帯と一体化した複数のブロックとを備えた伝動ベルトであって、前記ブロックの摩擦伝動面が、樹脂成分、炭素繊維及びグラフェン類を含む樹脂組成物で形成されている。前記グラフェン類の割合は樹脂組成物全体に対して０．５〜１０質量％程度である。前記グラフェン類の割合は炭素繊維１００質量部に対して１〜３０質量部程度である。前記グラフェン類の平均粒子径は０．１〜３μｍ程度である。前記樹脂成分はフェノール樹脂であってもよい。前記フェノール樹脂は、少なくともノボラック系フェノール樹脂（又はノボラック型フェノール樹脂）を含んでいてもよい。前記フェノール樹脂は、ノボラック系フェノール樹脂及びフェノールアラルキル樹脂を含み、かつノボラック系フェノール樹脂を、ノボラック系フェノール樹脂及びフェノールアラルキル樹脂の総量に対して、５０質量％を超える割合で含んでいてもよい。前記炭素繊維は１００μｍ以上の平均繊維長及び５〜１５μｍの平均繊維径を有していてもよい。前記炭素繊維はポリアクリロニトリル系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維を含んでいてもよい。前記ピッチ系炭素繊維は、異方性ピッチ系炭素繊維であってもよい。前記ブロックはインサート材を含み、樹脂組成物が摩擦伝動面で樹脂被覆層を形成していてもよい。

本発明では、伝動ベルトを構成するブロックの摩擦伝動面が、樹脂成分、炭素繊維及びグラフェン類を含む樹脂組成物で形成されているため、摺動性と耐側圧性（剛性）とを両立できる。また、伝動ベルトの耐久性及び耐摩耗性を向上でき、さらに耐発音性も向上できる。さらに、グラフェン類の割合を少量に抑制できるため、ブロックがインサート材を有する伝動ベルトであっても、インサート材との接着性を向上できる。しかも、摺動性、耐側圧性及び耐摩耗性を向上しつつ、高い生産性（又は取り扱い性）も有している。

図１は、本発明の伝動ベルトの一例を示す概略斜視図である。 図２は、図１の伝動ベルトの幅方向の断面図である。 図３は、図１の伝動ベルトを構成するブロックの概略図である。 図４は、図１の伝動ベルトの側面図である。 図５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６は、図１の伝動ベルトを構成するブロックの概略断面図である。 図７は、実施例におけるブロックの摩擦係数及び摩耗量を測定する方法を説明するための概略図である。

［伝動ベルトの構造］
本発明の伝動ベルト（摩擦伝動ベルト）は、張力帯と、この張力帯の長さ方向に略等間隔のピッチで配列され、かつ嵌合により前記張力帯と一体化した複数のブロックとを備えた構造を有していればよく、高排気量の自動車やスクーターなどの高負荷伝動用途で広く利用されている慣用の高負荷伝動用Ｖベルト（又は樹脂ブロックベルト）と称される摩擦伝動ベルトと同一の構造を有している。

図１は、本発明の伝動ベルトの一例を示す概略斜視図であり、図２は、図１の伝動ベルトの幅方向の断面図である。図３は、図１の伝動ベルトを構成するブロックの概略図であり、詳しくは、各ブロックの平面図（ａ）、正面図（ｂ）、底面図（ｃ）及び側面図（ｄ）である。図４は、図１の伝動ベルトの側面図である。

図１及び２に示すように、伝動ベルト１は、平行な２本のエンドレスの張力帯２と、この張力帯２の長手方向（ベルトの長手方向）に対して板面が垂直な方向で略等間隔のピッチで配列し、かつ前記張力帯２と一体化した複数の板状ブロック１０とで構成されている。図３に示すように、各ブロック１０は、同一形状であり、上下方向に並ぶ２本の上側ビーム部１１及び下側ビーム部１２をベルト幅方向の中央部でセンターピラー部１３によって連結した構造を有しており、板面の形状は略Ｈ状である。すなわち、ブロック１０には、上下のビーム部１１，１２とセンターピラー部１３とによって囲まれた一対の嵌合溝１４が形成されている。各張力帯２は、各ブロック１０の各嵌合溝１４にベルト幅方向の両側から圧入嵌合され、各ブロック１０が２本の張力帯２と一体化されている。

ブロック１０の上側ビーム部１１及び下側ビーム部１２におけるベルト幅方向の長さは、上端部が最も長く下端部に向かうにつれて短くなっており、ベルト幅方向の形状が略逆台形状を形成している。伝動ベルト１が各プーリ（後述する図５の各プーリ３１，３２）に巻き掛けられたときに、各ブロック１０の上側ビーム部１１は張力帯２よりもプーリ外径側に位置し、下側ビーム部１２は張力帯２よりもプーリ内径側に位置する。すなわち、ベルト長手方向に延びる側面がプーリと接触し、ベルト側面で露出する張力帯と、この張力帯の露出部分の上下を挟む形態のブロックの側面部分とが摩擦伝動面を形成する。

図１及び４に示すように、各張力帯２の外周面と内周面には、それぞれベルト幅方向に延びる凹溝２１ａ，２１ｂがベルト長手方向に所定のピッチで形成されている。また、各ブロック１０における嵌合溝１４の上下方向の対向面には、それぞれベルト幅方向に延びる凸条１５ａ，１５ｂが形成されている。伝動ベルト１では、張力帯２の凹溝２１ａ，２１ｂに、ブロック１０の各凸条１５ａ，１５ｂを係合させることにより、各ブロック１０がベルト長手方向に沿って所定ピッチで固定される。張力帯２の内周面の凹溝２１ｂは、断面が略四角形状である外周面の凹溝２１ａに比べて、断面が緩やかな凹湾曲面（半円状断面）で形成されている。そのため、凹溝２１ｂと係合する嵌合溝１４の凸条１５ｂは、凹溝２１ａと係合する凸条１５ａと比べて、断面が緩やかな凸湾曲面で形成されている。

また、図３（ｄ）に示すように、各ブロック１０の厚み（ベルト長手方向に関する長さ）は、プーリ外径側に位置する上側ビーム部１１においては、上下方向に一定の肉厚で形成されており、プーリ内径側に位置する下側ビーム部１２においては、プーリ内径側となる下側に行くほど肉厚が漸減するように形成されている。

図５は、伝動ベルト１を採用した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５に示すように、ベルト式無段変速装置３０は、駆動プーリ３１と従動プーリ３２とにエンドレスの伝動ベルト１が巻き掛けられた構造を有している。このベルト式無段変速装置３０では、伝動ベルト１の側面がプーリ３１，３２のＶ溝と接触した状態で、伝動ベルト１を二軸間で回転走行させ、さらに変速比を無段階で変化させる。

詳しくは、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とからなる。そのため、このベルト式無段変速装置３０では、可動プーリ片３１ｂ，３２ｂが軸方向に移動することにより、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。伝動ベルト１は、ベルト幅方向の両端面が各プーリ３１，３２のＶ溝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溝対向面の任意の位置に嵌まり込む。例えば、図５（ａ）に示す状態から、図５（ｂ）に示すように、駆動プーリ３１のＶ溝の幅を狭く、従動プーリ３２のＶ溝の幅を広くした状態に変更すると、伝動ベルト１は、駆動プーリ３１側ではＶ溝中を外径側に向かって移動し、従動プーリ３２側ではＶ溝中を内径側に向かって移動する。その結果、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えることができる。

本発明の伝動ベルトは、図１〜５に示されるベルトに限定されず、ベルト長手方向にエンドレスに延びる張力帯が屈曲可能な状態で、複数のブロックが張力帯に固定された伝動ベルトであればよく（複数のブロックが張力帯に対してキャタピラ状に連結された伝動ベルトであればよく）、慣用の高負荷伝動用Ｖベルト（樹脂ブロックベルト）を利用できる。

［ブロック］
ブロック１０は、少なくとも摩擦伝動面（プーリとの接触面）が樹脂成分、炭素繊維及びグラフェン類を含む樹脂組成物で形成されていればよく、この樹脂組成物のみで形成されたブロックであってもよく、インサート材の少なくとも摩擦伝動面を前記樹脂組成物で被覆したブロックであってもよい。

図６は、ブロック１０の概略断面図であり、詳しくは、ベルト幅方向の断面図（ａ）及びベルト幅方向の中央部におけるベルト長手方向の断面図（ｂ）である。この例では、ブロック１０はインサート材４０を備えており、インサート材４０は、上側ビーム部４１及び下側ビーム部４２をベルト幅方向の中央部でセンターピラー部４３によって連結した構造を有しており、上側ビーム部４１と下側ビーム部４２との対向面４５ａ，４５ｂの形状は特に制限されず、容易に調製できる点から、通常、凸条は形成されておらず、平面状（対向面におけるビーム部断面が四角形状）であることが多い。このインサート４０は、表面全体が接着層６０を介して前記樹脂組成物で形成された樹脂被覆層５０で被覆されている。

ブロックがインサート材を有する場合、樹脂被覆層は、少なくとも摩擦伝動面に形成されていればよいが、摩擦伝動面及び張力帯との接触面に形成するのが好ましい。すなわち、少なくとも摩擦伝動面及び張力帯との接触面に形成するのが好ましく、他の部分はインサート材が露出していてもよいが、生産性などの点から、図６に示すように、インサート材の表面全体に形成するのが特に好ましい。

ブロックとしては、耐側圧性を向上できる点から、インサート材を含むブロックが好ましい。

ブロックも、図６に示されるブロックに限定されず、張力帯を屈曲可能な状態で張力帯と一体化できればよく、慣用のブロックを利用できる。

（樹脂組成物）
樹脂被覆層を形成するための樹脂組成物は、樹脂成分（マトリックス樹脂）、炭素繊維及びグラフェン類を含む。

（Ａ）樹脂成分
樹脂成分は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ゴム成分などが含まれる。樹脂成分は、これらの成分の混合物であってもよい。これらのうち、樹脂成分としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が汎用される。

熱硬化性樹脂としては、例えば、熱硬化性アクリル系樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。これらの熱硬化性樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの熱硬化性樹脂のうち、フェノール樹脂、エポキシ樹脂が好ましく、フェノール樹脂（特にノボラック系フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂）が特に好ましい。

ノボラック系フェノール樹脂（又はノボラック型フェノール樹脂）は、フェノール成分とアルデヒド成分とを含有するポリマーである。フェノール成分としては、例えば、フェノール、ナフトール、ビスフェノールＡなどの一価のフェノール性化合物；レゾルシン、キシレノールなどの二価のフェノール性化合物；ピロガロール、ヒドロキシヒドロキノンなどの三価のフェノール性化合物；これらフェノール化合物のアルキル、カルボキシル、ハロゲン、アミンなどの誘導体等が挙げられる。アルデヒド成分としては、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどの脂肪族アルデヒド；ベンズアルデヒド、フルフラールなどの芳香族アルデヒド等が挙げられる。ノボラック系フェノール樹脂におけるフェノール成分及びアルデヒド成分の含有モル比はそれらの価数バランスが考慮されて適宜設定される。ノボラック系フェノール樹脂は、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。

フェノールアラルキル樹脂は、フェノール成分とアラルキル成分とを含有するポリマーである。フェノール成分としては、例えば、フェノール、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、ｏ−エチルフェノール、ｍ−エチルフェノール、ｐ−エチルフェノールなどのアルキルフェノール；１−ナフトール、２−ナフトールなどのナフトール類；ヒドロキシビフェニルなどのヒドロキシアリール化合物；多価フェノールやサリチル酸などの水酸基以外の官能基を有するフェノール化合物等が挙げられる。アラルキル成分としては、例えば、ｐ−キシリレン、ｍ−キシリレン、ｏ−キシリレン、ビフェニルジメチレン、ナフチレンジメチレン等が挙げられる。フェノールアラルキル樹脂は、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。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォンなどが挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの熱可塑性樹脂のうち、成形性などの点から、ポリアミドが好ましく、ポリアミド４６などの脂肪族ポリアミド、ポリアミド９Ｔなどの芳香族ポリアミドが特に好ましい。

これらのうち、耐熱性や耐久性などの点から、熱硬化性樹脂が好ましく、ノボラック系フェノール樹脂（又はノボラック型フェノール樹脂）、フェノールアラルキル樹脂などのフェノール樹脂が特に好ましい。フェノール樹脂の割合は、樹脂成分全体に対して、例えば、５０質量％以上（例えば、６０〜１００質量％）、好ましくは７０質量％以上（例えば、８０〜９９質量％）、さらに好ましくは９０質量％以上（例えば、９５〜９９質量％）であってもよく、特に、実質的に１００質量％であってもよい。

前記フェノール樹脂のうち、樹脂組成物を調製し易く、生産性（取り扱い性又は成形性）に優れる点から、樹脂成分は少なくともノボラック系フェノール樹脂を含むのが好ましい。ノボラック系フェノール樹脂の割合は、フェノール樹脂全体に対して、例えば、５０質量％を超える範囲から選択してもよく、例えば、５０．１質量％以上（例えば、５０．５〜１００質量％）、好ましくは６０質量％以上（例えば、７０〜９９質量％）、さらに好ましくは８０質量％以上（例えば、９０〜９９質量％）であってもよく、実質的に１００質量％であってもよい。

また、耐側圧性や耐摩耗性をより一層向上できる点から、樹脂成分はフェノールアラルキル樹脂を含んでいてもよい。フェノールアラルキル樹脂は、炭素繊維などの他の成分と混練し難いのみならず、硬化（又はアニール）に高い温度が必要であり、伝動ベルトの生産性（取り扱い性又は成形性）を低下させる虞があるため、通常、ノボラック系フェノール樹脂と組み合わせて用いることが多い。樹脂成分が、ノボラック系フェノール樹脂及びフェノールアラルキル樹脂の双方を含む場合、ノボラック系フェノール樹脂の質量割合は、フェノールアラルキル樹脂よりも多い、すなわち、前記２つの樹脂の総量に対して５０質量％を超える範囲から選択されることが多く、例えば、５０．５質量％以上（例えば、５５〜９９．９質量％）、好ましくは６０質量％以上（例えば、７０〜９９質量％）、さらに好ましくは８０質量％以上（例えば、９０〜９５質量％）であってもよい。ノボラック系フェノール樹脂の割合が少なすぎると生産性が低下する虞がある。なお、本発明では、樹脂組成物がグラフェン類を含むため、伝動ベルトの耐側圧性、耐摩耗性、摺動性などの特性を十分に向上できることから、フェノールアラルキル樹脂を含んでいなくてもよい。

（Ｂ）炭素繊維
炭素繊維としては、例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維［例えば等方性ピッチ系炭素繊維、異方性ピッチ系炭素繊維（又はメソフェーズピッチ系炭素繊維）等］、フェノール樹脂系炭素繊維、再生セルロース系炭素繊維（例えばレーヨン系炭素繊維、ポリノジック系炭素繊維等）、セルロース系炭素繊維、ポリビニルアルコール系炭素繊維等が挙げられる。これらの炭素繊維は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの炭素繊維のうち、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維が好ましい。なかでも、強度（又は耐側圧性）や耐摩耗性をより一層向上できる点から、ＰＡＮ系炭素繊維を含むのが好ましく、摺動性（摩擦係数の低減）をより一層向上できる点から、ピッチ系炭素繊維を含むのが好ましい。そのため、耐側圧性、耐摩耗性及び摺動性をバランスよく充足して耐久性を向上する観点から、ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維との組み合わせが特に好ましい。

また、前記ピッチ系炭素繊維は、等方性ピッチ系炭素繊維であってもよいが、黒鉛結晶構造の乱れが少なく、比較的高い機械特性（強度）を有する点から、異方性ピッチ系炭素繊維であるのが好ましい。

ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維とを組み合わせる場合、両者の質量割合は、前者／後者＝３／１〜１／３、好ましくは２／１〜１／２、さらに好ましくは１．５／１〜１／１．５（特に１．３／１〜１／１）程度である。

炭素繊維の平均繊維径は、例えば１〜３０μｍ、好ましくは３〜２０μｍ、さらに好ましくは５〜１５μｍ程度である。繊維径が小さすぎると、均一に分散させるのが困難となる虞があり、大きすぎると、補強効果が低下する虞がある。

炭素繊維の平均繊維長は１００μｍ以上であってもよく、例えば１５０μｍ以上（例えば１５０μｍ〜５０ｍｍ）、好ましくは３００μｍ以上（例えば３００μｍ〜３０ｍｍ）、さらに好ましくは５００μｍ以上（例えば５００μｍ〜２０ｍｍ）、特に１ｍｍ以上（例えば１〜１０ｍｍ）であってもよい。繊維長が短すぎると、補強効果が低下する虞がある。

なお、本明細書及び特許請求の範囲において、炭素繊維の平均繊維径及び平均繊維長は、炭素繊維を含む樹脂被覆層を硝酸に溶解した後、ろ過、洗浄、乾燥して炭素繊維を取り出し、画像解析機能を有するデジタルマイクロスコープを用いて、無作為に抽出した２０本の炭素繊維の繊維径と繊維長を平均化する方法で求めることができる。

炭素繊維の引張強さ（ＪＩＳ Ｒ７６０６：２０００）は２３００ＭＰａ以上（例えば２３００〜４０００ＭＰａ程度）であってもよく、引張弾性率（ＪＩＳ Ｒ７６０６：２０００）は２３０ＧＰａ以上（例えば２３０〜７００ＧＰａ程度）であってもよい。

炭素繊維の割合は、樹脂組成物全体に対して、例えば５〜４０質量％、好ましくは１０〜３５質量％、さらに好ましくは１５〜３０質量％（特に２０〜２５質量％）程度である。炭素繊維の割合が少なすぎると、補強効果が低下する虞があり、多すぎると、ブロックの射出成形が困難となる虞がある。

（Ｃ）グラフェン類
グラフェン類は、固体潤滑剤（摩擦係数低減材）として作用し、従来の固体潤滑剤に比べて少量で摩擦係数を低減できるため、従来の技術ではトレードオフの関係にあり、実現困難であった伝動ベルトの摺動性と耐側圧性とを両立できる。さらに、意外なことに、グラフェン類は従来の個体潤滑剤とは異なり、多量に含まれていても耐側圧性や耐摩耗性が低下することなく、逆に向上する場合があり、摺動性、耐側圧性、さらには耐摩耗性をより一層高いレベルで両立することもできる。

グラフェン類には、通常「グラフェン」と称される単一のシートであるグラフェンシートと、このグラフェンシートの積層体であるグラフェン膜（多層グラフェン）とが含まれる。

グラフェンシートは、グラファイトを構成する材料であり、１原子の厚さのｓｐ２結合炭素原子のシート（単層のシート）である。その構造は、炭素原子とその結合から形成された蜂の巣のような六角形格子構造（ハニカム構造）を有している。

グラフェン膜は、グラファイトを剥離処理して得られ、グラファイトと比べて薄肉の積層体であり、結晶構造を有している。グラフェン膜の積層枚数は、例えば２〜２０枚程度であり、好ましくは３〜１０枚程度である。

グラフェン膜のアスペクト比（板面の平均径／平均厚み）は２０以上であってもよく、例えば２０〜１０００００、好ましくは５０〜３００００、さらに好ましくは１００〜１００００程度である。グラフェン膜の平均厚みは、例えば１〜１０ｎｍ、好ましくは１．５〜５ｎｍ程度であってもよい。

グラフェン類は、酸化グラフェンを含んでいてもよく、酸化グラフェンのみで形成されていてもよい。

グラフェン類（二次凝集体）の形状は、特に限定されず、例えば、シート状、粒状（粉末状又は不定形状）、シート状と粒状とを組み合わせた形状などが挙げられる。これらの形状のうち、取り扱い性に優れ、樹脂成分中に均一に分散し易い点から、粒状が好ましい。

グラフェン類が粒状である場合、グラフェン類の平均粒子径は５０μｍ以下であってもよく、例えば０．０１〜５０μｍ、好ましくは０．０３〜１０μｍ、さらに好ましくは０．０５〜５μｍ（特に０．１〜３μｍ）程度である。平均粒子径が大きすぎると、樹脂成分中で凝集塊が形成され易くなり、均一に分散させるのが困難となる虞がある。

なお、本明細書及び特許請求の範囲において、グラフェン類の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡（日本電子（株）製「ＪＳＭ−５９００ＬＶ」）で５０００倍に拡大して観察し、無作為２０個の粒子径を測定し、平均化する方法で求めることができる。

グラフェン類は、慣用の方法で製造でき、例えば、特許第５６８８６６９号公報、特許第５６９７０６７号公報、特開２０１５−５０１８７３号公報、ＷＯ２０１３／１４６２１３号パンフレットに記載の方法などにより製造してもよい。

グラフェン類の割合は、樹脂組成物全体に対して０．１〜１０質量％程度の範囲から選択でき、例えば０．３〜８質量％、好ましくは０．５〜５質量％、さらに好ましくは０．６〜３質量％（特に０．８〜２質量％）程度であってもよく、耐側圧性、摺動性及び耐摩耗性をより向上できる点から、例えば０．５〜１０質量％、好ましくは１〜８質量％、さらに好ましくは２〜７質量％（特に４〜６質量％）程度であってもよい。なかでも、耐側圧性、摺動性、耐摩耗性、耐発音性、インサート材との接着性及び生産性などの種々の特性のバランスに優れる点から、グラフェン類の割合は、樹脂組成物全体に対して、例えば０．７〜２質量％（特に０．８〜１．５質量％）程度であるのが好ましい。グラフェン類の割合は、炭素繊維１００質量部に対して、例えば１〜１０質量部、好ましくは２〜８質量部、さらに好ましくは３〜５質量部程度であってもよく、耐側圧性、摺動性及び耐摩耗性をより向上できる点から、例えば１〜３０質量部、好ましくは４〜２６質量部、さらに好ましくは８〜２４質量部（特に１５〜２２質量部）程度であってもよい。なかでも、耐側圧性、摺動性、耐摩耗性、耐発音性、インサート材との接着性及び生産性などの種々の特性のバランスに優れる点から、例えば２〜９質量部（特に３〜５質量部）程度であるのが好ましい。グラフェン類の割合が少なすぎると、摩擦係数を低減する効果が少なくなる虞があり、多すぎると、樹脂成分への配合が困難になる虞があるとともに、金属補強材（インサート材）との接着性が低下する虞がある。

（Ｄ）他の添加剤
樹脂組成物は、慣用の固体潤滑剤、摩擦調整剤、前記炭素繊維以外の繊維補強材をさらに含んでいてもよい。

固体潤滑剤としては、例えば、グラファイト、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレンなど）、二硫化モリブデン、超高分子量ポリエチレンなどが挙げられる。これらの固体潤滑剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。摩擦調整剤としては、例えば、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム、アルミナ、鉄粉、酸化亜鉛、マイカ、タルク（含水ケイ酸マグネシウム）、パイロフィライト（ろう石クレー）等が挙げられる。これらの摩擦調整剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。固体潤滑剤及び摩擦調整剤の合計割合は、グラフェンとの総量が樹脂組成物全体に対して５０質量％以下であればよく、例えば０．５〜４９．５質量％（特に１〜３０質量％）程度である。

繊維補強材としては、例えば、アラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維等が挙げられる。これらの繊維補強材は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。繊維補強材の平均繊維長は、例えば０．５〜６ｍｍ（例えば１〜５ｍｍ）程度であり、平均繊維径は２〜１００μｍ（例えば５〜５０μｍ）程度である。繊維補強材の割合は、樹脂組成物全体に対して、炭素繊維との総量が樹脂組成物全体に対して５０質量％以下であればよく、例えば１〜２０質量％（特に２〜１０質量％）程度である。

樹脂組成物は、さらに慣用の添加剤、例えば、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）、金属酸化物、硬化剤（アミン類など）、アルカリ（水酸化カルシウムなど）等を含んでいてもよい。これらの添加剤の割合は、樹脂組成物全体に対して１〜３０質量％程度である。

（インサート材）
本発明では、前記樹脂組成物とインサート材（補強材）とを組み合わせることにより、伝動ベルト１の耐側圧性を向上できる。

インサート材は、前記ブロックの全体形状と略同一形状（僅かに小さい相似形状）であってもよく、通常、インサート材は、図６に示すように、ブロックと同様に、上側ビーム部及び下側ビーム部をベルト幅方向の中央部でセンターピラー部によって連結して略Ｈ状に形成されていてもよい。

インサート材は、前記樹脂組成物で形成された樹脂被覆層よりも硬度が高い硬質材料で形成されていればよいが、通常、鉄などの金属単体、アルミニウム合金などの合金、セラミックス、セラミックスと金属（例えば、アルミニウムなど）との複合材料、炭素繊維強化樹脂などの繊維強化樹脂などで形成されている。これらの硬質材料は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの硬質材料のうち、耐熱性に優れ、高強度である点から、アルミニウム合金であるジュラルミン材が好ましい。

ジュラルミン材としては、例えば、ＪＩＳ規格における合金番号２０１７、２０１４、２０２４、Ａ７０７５等のアルミニウム合金からなる金属素材の時効処理材などが挙げられる。これらのジュラルミン材のうち、耐熱性及び強度に優れる点から、ＪＩＳ Ｈ Ａ２０２４Ｐ Ｔ３６１のジュラルミン材が特に好ましい。なお、このジュラルミン材において、「Ａ２０２４Ｐ」はアルミニウム合金の圧延材であることを、「２０２４」とは金属組成を、「Ｔ３６１」とは「Ｔ３」の断面積減少率をほぼ６％にしたことを、それぞれ意味する。さらに、「Ｔ３」は、溶体化処理後冷間加工を行い、さらに自然時効させたことを意味する。この合金番号の圧延材は、高温に十分に耐え得て軟化し難いという性質を有している。

インサート材は、例えば、上側ビーム部のベルト厚み方向の長さが３．５〜７ｍｍ、センターピラー部のベルト厚み方向の長さが３．５〜７ｍｍ、下側ビーム部のベルト厚み方向の長さが３．５〜７ｍｍ程度である。

（接着層）
接着層は、樹脂被覆層とインサート材との接着性を向上するために、樹脂被覆層とインサート材との間に介在されるが、接着層を介在させることなく、インサート材の表面に直接樹脂被覆層を形成してもよい。

接着層としては、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤などのカップリング剤を含んでいてもよく、エポキシ基含有シランカップリング剤やアミノ基含有シランカップリング剤などの官能基を有するシランカップリング剤が好ましい。

接着層の平均厚みは、例えば０．５〜５μｍ、好ましくは０．８〜３μｍ程度である。

（ブロックの形状）
ブロックの形状は、張力帯（センターベルト）と嵌合して一体化できる形状であれば特に限定されないが、２本の張力帯を安定して固定できる点から、板面が略Ｈ状のブロックが好ましい。略Ｈ状のブロックにおいて、張力帯を収容して固定するための嵌合溝の形状としては、張力帯を嵌合により固定できれば特に限定されず、例えば、嵌合溝の上下方向の対向面でベルト幅方向に延びる凸条又は凹溝を有する形状などが挙げられるが、通常、凸条を有する形状である。また、凸条の形状も、張力帯と嵌合して一体化できればよく、特に限定されない。

ブロックのサイズは、伝動ベルトの種類やサイズに応じて適宜選択でき、特に限定されないが、ベルト厚み方向の長さが１０〜１７ｍｍ程度、ベルト幅方向の長さが２０〜３０ｍｍ程度、ベルト長手方向の長さは２〜５ｍｍ程度である。ベルト角度（側面の傾斜角度）は、例えば２４〜３０°程度である。

張力帯と一体化した伝動ベルトにおけるブロックのピッチは、ベルトの種類やサイズに応じて適宜選択でき、特に限定されないが、例えば１〜６ｍｍ、好ましくは２〜４ｍｍ程度である。隣接するブロック同士は、分離していればよく、隙間なく配列されていてもよいが、通常０．０１〜０．１ｍｍ、好ましくは０．０２〜０．０８ｍｍ程度の間隔をおいて配列されている。

［張力帯］
張力帯２は、図１及び２に示されるように、芯体としてベルト幅方向に所定間隔で配列した心線４が埋設されたゴム層５と、ゴム層５の上下面を被覆する補強布６とで形成されている。さらに、図１〜２及び４に示されるように、張力帯２の上面（外周面）には、前記ブロック１０の凸条１５ａと係合可能な凹溝２１ａがベルト（張力帯）幅方向に延びており、張力帯２の下面（内周面）には、前記ブロック１０の凸条１５ｂと係合可能な凹溝２１ｂがベルト（張力帯）幅方向に延びている。

なお、張力帯としては、前記ブロックと嵌合により一体化できれば、図１〜２及び４に示される形状を有する張力帯に限定されず、ブロックの形状に応じて、慣用の張力帯（センターベルト）を利用できる。さらに、張力帯の本数も２本に限定されず、１本や３本以上であってもよいが、ベルトの耐久性や走行安定性などの点から、通常、２本である。

（芯体）
芯体としての心線４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延びて、かつベルト幅方向に所定のピッチで並列的に配設されている。心線としては、例えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、炭素繊維等からなる撚りコードや、スチールワイヤ等が用いられる。本発明の伝動ベルトでは、心線の代りに、前記心線の撚りコードを形成する繊維からなる織布や編布、または金属薄板等を芯体として埋設してもよい。

（ゴム層）
ゴム層５としては、例えば、クロロプレンゴム、天然ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム（ニトリルゴム）、スチレン−ブタジエンゴム、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）、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）等のエチレン−α−オレフィン系ゴム］等の単一ゴムもしくはこれらのゴムを適宜ブレンドしたゴム、又はポリウレタンゴム等で形成されていてもよい。ゴム層は、慣用の添加剤を含んでいてもよい。

（補強布）
補強布６は、ベルト走行時にゴム層５がブロック１０との摩擦により摩耗するのを防止するために配設され、通常、平織り、綾織り又は朱子織り等の織布で形成される。織布を構成する繊維材料としては、例えば、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維等が用いられる。これらの繊維材料のうち、ブロックと張力帯との擦れによる摩耗を防止できる点からは、耐摩耗性に優れるアラミド繊維が好ましく、伸縮性に優れ、ブロックの嵌合溝の形状に対する追従性に優れる点からは、脂肪族ポリアミド繊維などのポリアミド繊維が好ましい。

［伝動ベルトの製造方法］
（ブロックの製造工程）
ブロックは、慣用の方法で製造でき、例えば、樹脂組成物を調製した後、得られた樹脂組成物を成形することにより製造できる。

樹脂組成物の調製方法としては、例えば、二軸混練機などの樹脂混練機に樹脂成分、炭素繊維及びグラフェン類（並びに必要に応じて他の添加剤）を投入して混練し、回収した混練物を粉砕して粉状化乃至粒状化する方法などが挙げられる。

樹脂組成物の成形方法としては、例えば、ブロック成形機の金型のキャビティ内にインサート材（金属補強材）を配置して型締めした後、キャビティ内に樹脂被覆層を形成するための前記樹脂組成物を供給することによりブロックを成形する方法などが挙げられる。なお、ブロックにインサート材を使用しない場合は、金型のキャビティ内にインサート材を配置せずに、樹脂組成物を供給する方法などが挙げられる。

樹脂成分が熱硬化性樹脂（フェノール樹脂など）を含む場合、加熱処理（又はアニール処理）により硬化してもよい。加熱処理条件は、樹脂や硬化剤の種類などに応じて適宜選択すればよく、加熱温度は、例えば１００〜２５０℃、好ましくは１５０〜２００℃、さらに好ましくは１７０〜１９０℃程度であってもよい。加熱時間は、例えば０．５〜２４時間、好ましくは０．５〜１２時間、さらに好ましくは３〜７時間程度であってもよい。加熱温度が高すぎると、生産性が低下する虞があるとともに、インサート材の物性が低下する虞がある。なお、加熱処理は、段階的に（例えば、３段階程度に分けて）加熱温度を上昇して行ってもよいが、生産性の点から、１段階で行うのが好ましい。

（張力帯の製造工程）
張力帯も、慣用の方法で製造でき、例えば、シート状未架橋ゴム組成物、心線前駆体、補強布前駆体をそれぞれ調製した後、これらの材料を用いて成形できる。

シート状未架橋ゴム組成物の調製方法としては、例えば、バンバリーミキサー等のゴム練り加工機に原料ゴムを素練りした後、素練りした原料ゴムに配合剤を投入して混練りし、さらに練り上がった未架橋ゴム組成物をカレンダロールによりシート状に加工する方法などが挙げられる。

心線前駆体の調製方法としては、例えば、撚り糸又は組紐に対して、レゾルシン−ホルマリン−ラテックス処理液（ＲＦＬ処理液）に浸漬した後に加熱する処理及び／又はゴム糊に浸漬した後に乾燥させる処理を施す方法などが挙げられる。さらに、これらの処理の前に撚り糸又は組紐に対して、エポキシ化合物やイソシアネート化合物を含む処理液に浸漬した後に乾燥させる処理を施してもよい。

補強布前駆体の調製方法としては、例えば、織布、編布又は不織布に対して、ＲＦＬ処理液に浸漬した後に加熱する処理及び／又はゴム糊に浸漬もしくはゴム糊をコートした後に乾燥させる処理を施す方法などが挙げられる。さらに、これらの処理の前に織布、編布又は不織布に対して、エポキシ化合物やイソシアネート化合物を含む処理液に浸漬した後に乾燥させる処理を施してもよい。

これらの前駆体を用いた張力帯の成形方法としては、例えば、以下の方法であってもよい。すなわち、まず、張力帯の内周面の凹溝形状の金型軸方向に延びる凸条が周方向に等ピッチで設けられた円筒金型を筒状に形成した下側の補強布前駆体で被覆し、その上にシート状に加工した未架橋ゴム組成物を所定層設ける。

次いで、加熱加圧装置の中に円筒金型を入れ、未架橋ゴム組成物の架橋が半分程度進行するように、装置内を所定の温度及び圧力に設定して所定時間その状態を保持する。このとき、未架橋ゴム組成物の架橋が半分程度進行してゴム層の下側半分の形状が成形されると共に、未架橋ゴム組成物が流動して円筒金型に設けられた凸条が下側の補強布を押圧し、凹溝が形成される。

続いて、加熱加圧装置の中から円筒金型を取り出し、半架橋したゴム組成物の上から心線前駆体を等ピッチで螺旋状に巻き付け、その上に再びシート状に加工した未架橋ゴム組成物を所定層設け、その上から筒状に形成した上側の補強布前駆体を被せる。

次いで、張力帯の外周面の凹溝形状の金型軸方向に延びる凸条が周方向に等ピッチで設けられた外金型をセットする。

そして、加熱加圧装置の中に各前駆体をセットした円筒金型を入れ、装置内を所定の温度及び圧力に設定して所定時間その状態を保持する。このとき、半架橋及び未架橋ゴム組成物の架橋が進行してゴム層が構成される。また、心線表面の接着剤とゴム層とが相互拡散することにより、心線がゴム層に一体に接着すると共に、上側及び下側の補強布に付着した接着剤とゴム層とが相互拡散することにより、上側及び下側の補強布がゴム層に一体に接着する。以上のようにして、円筒金型表面に円筒状のスラブが成型される。

最後に、加熱加圧装置から円筒金型を取り出し、その周面上に形成された円筒状のスラブを脱型し、これを所定幅の帯状に輪切りし、面取り加工等を行うことにより張力帯を得る。

（伝動ベルトの製造工程）
ブロックの嵌合溝の凸条と張力帯の凹溝とを対応させて、得られたブロックの一方の嵌合溝に張力帯を挿入し、ブロックを張力帯に嵌合させる。この操作を張力帯の全周について行う。同様の方法で、ブロックの他方の嵌合溝に張力帯を挿入して伝動ベルトを得る。

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。

［樹脂組成物の調製］
二軸の樹脂混練機に表１に示す組成で各成分を投入して混練し、回収した混練物を粉状乃至粒状に粉砕して樹脂組成物１〜１４を得た。

なお、表１における原料の詳細を以下に示す。

ノボラック系フェノール樹脂：群栄化学工業（株）製「ＰＳＫ−２３２０」
フェノールアラルキル樹脂：三井化学（株）製「ＸＬ−３２５Ｍ」
グラフェン：グラフェンプラットフォーム（株）製「ＧＮＨ−Ｘ１」
グラファイト：オリエンタル産業（株）製「ＡＴ−ＮＯ．２０」
カーボンナノチューブ：昭和電工（株）製「ＶＧＣＦ（登録商標）−Ｈ」
ＰＡＮ系炭素繊維：東邦テナックス（株）製「ＨＴ Ｃ２１７」、平均繊維長６ｍｍ、平均繊維径７μｍ、引張弾性率２４０ＧＰａ
ピッチ系炭素繊維：三菱ケミカル（株）製 「Ｋ６３７１Ｔ」、平均繊維長６ｍｍ、平均繊維径１１μｍ、引張弾性率６４０ＧＰａ、異方性タイプ
アラミド短繊維：帝人（株）製「テクノーラ（登録商標）」、平均繊維長１ｍｍ。

［樹脂組成物の硬化物の強度評価］
得られた樹脂組成物１〜１４を用いて、曲げ強度及びシャルピー衝撃強度の試験片を成形し、樹脂組成物の硬化物の強度を評価した結果を表２に示す。試験片の成形における樹脂組成物の硬化（又はアニール）は、樹脂組成物１〜５及び７〜１４では、１８０℃で５時間加熱処理することにより行った。また、フェノールアラルキル樹脂を含む樹脂組成物６では、１８０℃で５時間、２２０℃で２時間、２４０℃で２時間の３段階の加熱処理により行った。なお、曲げ強度及びシャルピー衝撃強度の測定方法は以下の通りである。

（曲げ強度）
ＪＩＳ Ｋ ７１７１（２００８）規格に準じて曲げ強度を測定した。

（シャルピー衝撃強度）
ＪＩＳ Ｋ ７１１１（２０１２）規格に準じてシャルピー衝撃強度を測定した。

表２の結果から明らかなように、樹脂組成物１、７、９、１１及び１３は、固体潤滑剤（グラフェン、グラファイト、二硫化モリブデン、フッ素樹脂、カーボンナノチューブ）の割合が、樹脂組成物全量に対して１質量％と少なかったため、曲げ強度、シャルピー衝撃強度がともに高く、樹脂組成物の強度が高かった。

一方、樹脂組成物８、１０、１２及び１４は、固体潤滑剤の割合が、樹脂組成物全量に対して１０質量％と多かったため、曲げ強度、シャルピー衝撃強度が樹脂組成物１〜７、９、１１及び１３に比べて低くなっており、樹脂組成物の強度が低下した。

樹脂組成物１〜３では、グラファイトなどの他の固体潤滑剤を用いた樹脂組成物とは異なり、グラフェンの割合の増加に伴って、樹脂組成物の強度が向上する傾向が確認された。

炭素繊維としてＰＡＮ系炭素繊維のみを用いた樹脂組成物４は、樹脂組成物１に比べて強度が高く、ピッチ系炭素繊維のみを用いた樹脂組成物５は、樹脂組成物１に比べて強度がやや低かった。また、樹脂成分としてフェノールアラルキル樹脂を含む樹脂組成物６は、樹脂組成物１に比べて強度が高いものの、十分に硬化させるには高い温度で長時間加熱処理を行う必要があるため、生産性は低かった。

［ブロックの成形］
ブロックのインサート材（補強材）には、Ａ２０２４Ｐ Ｔ３６１のジュラルミンを用い、インサート材を樹脂組成物１で被覆したブロックを作製した（実施例１）。ブロックは、ブロックのベルト厚み方向の長さを１３ｍｍ、ブロックのベルト長手方向の長さを２．９５ｍｍ、ベルト角度を２６°とした。なお、ブロックの成形における樹脂組成物１の硬化（又はアニール）は、１８０℃で５時間加熱処理することにより行った。

また、樹脂組成物２〜１４についても同様にしてブロックを作製し、樹脂組成物２で被覆したブロックを実施例２、樹脂組成物３で被覆したブロックを実施例３、樹脂組成物４で被覆したブロックを実施例４、樹脂組成物５で被覆したブロックを実施例５、樹脂組成物６で被覆したブロックを実施例６、樹脂組成物７で被覆したブロックを比較例１、樹脂組成物８で被覆したブロックを比較例２、樹脂組成物９で被覆したブロックを比較例３、樹脂組成物１０で被覆したブロックを比較例４、樹脂組成物１１で被覆したブロックを比較例５、樹脂組成物１２で被覆したブロックを比較例６、樹脂組成物１３で被覆したブロックを比較例７、樹脂組成物１４で被覆したブロックを比較例８とした。なお、実施例６（フェノールアラルキル樹脂を含む樹脂組成物６）では、加熱処理を１８０℃で５時間、２２０℃で２時間、２４０℃で２時間の３段階で行った。

［ブロックの摩擦係数及び摩耗量の測定］
図７に示すように、成形した実施例１〜６及び比較例１〜８のブロック７１を、ピンオンディスク摩擦摩耗試験機（高千穂精機（株）製「ＴＲＩ−Ｓ−５００Ｎ」）にセットし、表３に示す試験条件で、面圧を負荷した状態で相手材７２を回転し、摩擦係数及び摩耗量を測定した。摩擦係数は、試験トルクの電圧を１０秒ごとにサンプリングし、試験時間７０時間の平均値を算出した。摩耗量は、試験前後におけるブロック幅方向の減少量を測定した。測定結果を表４に示す。

表４の結果から明らかなように、実施例１〜６（グラフェン：１〜５質量％）で得られたブロックは、固体潤滑剤の配合量が樹脂組成物全量に対して少なかったが、比較例２（グラファイト：１０質量％）、比較例４（二硫化モリブデン：１０質量％）、比較例６（フッ素樹脂：１０質量％）及び比較例８（カーボンナノチューブ：１０質量％）で得られたブロックよりも高い効果が得られた（摩擦係数がより低く、摩耗量がより少ない）。

一方、比較例１（グラファイト：１質量％）、比較例３（二硫化モリブデン：１質量％）、比較例５（フッ素樹脂：１質量％）及び比較例７（カーボンナノチューブ：１質量％）では、固体潤滑剤の配合量が少ないにも拘わらず、実施例１のような効果は得られなかった。

また、炭素繊維としてＰＡＮ系炭素繊維のみを用いた実施例４では、実施例１に比べて摩擦係数及び摩耗量がやや大きいのに対して、ピッチ系炭素繊維のみを用いた実施例５では、実施例１に比べて摩擦係数及び摩耗量を有効に低減できた。表２及び４の結果から明らかなように、強度と摺動性とをバランスよく両立するには、ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維とを組み合わせるのが有効であることが分かった。

樹脂成分としてフェノールアラルキル樹脂を含む実施例６は、実施例１に比べて摩擦係数及び摩耗量を低減できた。表２及び４の結果から、ノボラック系フェノール樹脂とフェノールアラルキル樹脂とを所定割合で含むと、実施例１に比べて生産性は低下するものの、強度及び摺動性をより一層向上できることが分かった。

［伝動ベルトの成形］
多数の実施例１で得られたブロックを張力帯に組み込んで、図１〜４に示される伝動ベルトと同様の構成の伝動ベルトを作製した。伝動ベルトは、心線ピッチライン上のベルト周長を６１２ｍｍ、心線ピッチライン上のベルト幅を２５ｍｍ、ブロックのベルト厚み方向の長さを１３ｍｍ、ブロックのベルト長手方向の長さを２．９５ｍｍ、ブロックピッチは３ｍｍとした。また、実施例２〜６及び比較例１〜８についても同様にして伝動ベルトを作製した。

なお、張力帯のゴム層は、「水素化ニトリルゴム」と「ジメタクリル酸亜鉛を配合した水素化ニトリルゴム」との混合物からなるゴムの組成物で形成した。心線には、ＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する処理及びゴム糊に浸漬した後に乾燥させる処理を施した直径０．７２ｍｍのアラミド繊維の撚りコードを用いた。上側及び下側の補強布のそれぞれは、ナイロン繊維の織布にＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する処理並びにゴム糊に浸漬及びゴム糊をコートした後に乾燥させる処理を施した厚み０．８ｍｍの帆布を用いた。

［ベルト耐久走行試験］
ベルト耐久走行試験では、実施例１〜６及び比較例１〜８の各伝動ベルトを駆動プーリと従動プーリとに巻き掛けて、７０℃の雰囲気下で、駆動プーリを回転させた。駆動プーリ及び従動プーリのＶ溝の角度を２６°、各プーリに対する伝動ベルトの巻き掛け径を表５に示す値とした。負荷を表５に示す値とし、無負荷の場合に回転数が５０００ｒｐｍとなるように設定した。軸荷重は、負荷に対して伝動ベルトがスリップしない程度とし、表５に示す値とした。伝動ベルトの走行中、軸荷重が一定となるように、両プーリの軸間距離は固定しなかった。静止状態でのベルト張力は、軸荷重の約半分の値である。ベルト耐久走行試験では、走行中のベルト側面温度、騒音、走行後のブロックの摩耗量を以下の方法で測定した。走行時間は４００時間を上限に打ち切りとし、４００時間未満でベルトが破損した場合は破損形態を確認した。測定結果を表６に示す。

（走行中のベルト側面温度）
回転中のベルトの側面温度を、温度計（（株）イチネンＴＡＳＣＯ製「ＴＨＩ−５００」）を用いて、非接触で測定した。

（走行中の騒音）
駆動プーリと従動プーリとの中間、ベルトの端面から手前に１５０ｍｍの位置で、騒音計（（株）小野測器製「ＬＡ−４４４０」）を用いて、Ａ特性で測定した。

（走行後の摩耗量）
走行前後のブロックの幅をマイクロメータで５ヶ所測定し、その変化量の平均値を計算した。

表６の結果から明らかなように、実施例１〜６の伝動ベルト（グラフェン：１〜５質量％）は、４００時間走行しても破損しなかった。また、比較例に比べて、騒音（ピッチノイズ一次成分）が小さく、摩耗量も少なかった。

これに対して、比較例１、３、５及び７の伝動ベルトは、固体潤滑剤の配合量が少ないため（１質量％）、摩擦係数を低下できず、走行中のベルト側面温度が上昇し、張力帯のゴムが熱劣化してゴムに亀裂が入ること（ゴム割れ）でベルトが切断した。また、騒音（ピッチノイズ一次成分）が大きく、摩耗量が多かった。

また、比較例２、４、６及び８の伝動ベルトは、固体潤滑剤の効果が実施例１よりも小さいので、長時間の走行により張力帯の補強布の摩耗やゴム層のへたりの影響でブロックと張力帯との間でのガタツキが大きくなり、インサート材と樹脂被覆層との界面剥離により、プーリとの接触面で樹脂ブロックの破損（樹脂欠け）が生じた。また、騒音（ピッチノイズ一次成分）、摩耗量に対する効果は実施例に比べると低かった。

表２、４及び６から明らかなように、カーボンナノチューブを用いた比較例７（又は樹脂組成物１３）に比べて、等量のグラフェンを用いた実施例１（又は樹脂組成物１）の方が耐側圧性、摺動性、耐摩耗性とも高かった。すなわち、同じナノ炭素材料であるものの、意外にもグラフェンではカーボンナノチューブとは挙動が異なり、１質量％程度の少ない配合量であっても、前記特性をバランスよく向上できることが分かった。

本発明の伝動ベルトは、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）に使用される摩擦伝動用Ｖベルト（変速ベルト）、例えば、高排気量の自動車、スクーターなどの高負荷伝動用途に利用される伝動ベルトとして利用できる。

１…伝動ベルト
２…張力帯
１０…ブロック
１１…上側ビーム部
１２…下側ビーム部
１３…センターピラー部
１４…嵌合溝
１５ａ，１５ｂ…凸条
４０…インサート材
５０…樹脂被覆層

Claims (11)

1. 張力帯と、この張力帯の長さ方向に略等間隔のピッチで配列され、かつ嵌合により前記張力帯と一体化した複数のブロックとを備えた伝動ベルトであって、前記ブロックの摩擦伝動面が、樹脂成分、炭素繊維及びグラフェン類を含む樹脂組成物で形成されている伝動ベルト。
2. グラフェン類の割合が樹脂組成物全体に対して０．５〜１０質量％である請求項１記載の伝動ベルト。
3. グラフェン類の割合が炭素繊維１００質量部に対して１〜３０質量部である請求項１又は２記載の伝動ベルト。
4. グラフェン類の平均粒子径が０．１〜３μｍである請求項１〜３のいずれかに記載の伝動ベルト。
5. 樹脂成分がフェノール樹脂である請求項１〜４のいずれかに記載の伝動ベルト。
6. フェノール樹脂が、少なくともノボラック系フェノール樹脂を含む請求項５記載の伝動ベルト。
7. フェノール樹脂が、ノボラック系フェノール樹脂及びフェノールアラルキル樹脂を含み、かつノボラック系フェノール樹脂を、ノボラック系フェノール樹脂及びフェノールアラルキル樹脂の総量に対して、５０質量％を超える割合で含む請求項５又は６記載の伝動ベルト。
8. 炭素繊維が１００μｍ以上の平均繊維長及び５〜１５μｍの平均繊維径を有する請求項１〜７のいずれかに記載の伝動ベルト。
9. 炭素繊維がポリアクリロニトリル系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維を含む請求項１〜８のいずれかに記載の伝動ベルト。
10. ピッチ系炭素繊維が、異方性ピッチ系炭素繊維である請求項９記載の伝動ベルト。
11. ブロックがインサート材を含み、樹脂組成物が摩擦伝動面で樹脂被覆層を形成する請求項１〜１０のいずれかに記載の伝動ベルト。