JPH06346948A - Ｖリブドベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮ゴム層に用いるゴム組成物をさらに改善
し、耐熱性や耐寒性のみならず小プーリ径に対する耐屈
曲性に優れ、走行寿命を延長することができるＶリブド
ベルトを提供することを目的とする。 【構成】 ベルト長さ方向に沿って心線２を埋設した接
着ゴム層３と、ベルト長手方向にのびる複数のリブ部７
を有する圧縮ゴム層４とからなるＶリブドベルト１にお
いて、少なくとも上記圧縮ゴム層４に、ヨウ素価が４以
上で４０未満のエチレン−プロピレン−ジエン系ゴム
（以下ＥＰＤＭという）１００重量部に対し、ＥＰＤＭ
がグラフト結合された繊維径１．０μｍ以下のポリアミ
ド繊維を繊維分で１〜５０重量部含有するゴム組成物を
用いた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＶリブドベルトに係り、
詳しくは微小短繊維を含む強化ゴムを添加したＥＰＤＭ
ゴム組成物をリブ部を含む圧縮ゴム層に用いることによ
り耐熱性、耐寒性、耐摩耗性、耐屈曲性に優れたＶリブ
ドベルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近では、自動車の排気ガス対策、省エ
ネルギー化、コンパクト化等により、エンジンに装着さ
れるゴム製品に対して高度の耐熱性と省スペース化が要
求されている。例えば、自動車のクランク軸に装着され
たプーリの回転をオールタネート等の複数の補機を同時
に回転させるため、１本のベルトがこれらのプーリにサ
ーペンティーン状に巻き付けられている。このベルトは
接着ゴム層とベルト長さ方向にのびる複数のリブ部を有
する圧縮ゴム層からなるＶリブドベルトと呼ばれるもの
である。また、このＶリブドベルトは、寒冷地で使用さ
れることもあって耐寒性も要求されている。

【０００３】このため、上記Ｖリブドベルトは高度の耐
熱性と耐屈曲性が求められており、クロロプレンやアク
リロニトリル−ブタジエン共重合体を水素添加して得ら
れる水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）等の耐熱性のエラ
ストマーを用いたゴム配合物が使用されてきている。

【０００４】クロロプレンは、耐熱性、耐油性、耐オゾ
ン性、動的性能等のバランスのとれたポリマーである
が、最近の高耐熱性の要求に対しては、クロロプレンで
は充分でなく、また耐寒性も充分とは言えない。また、
水素化ニトリルゴムは、耐熱性、耐油性に優れ、高耐熱
性が要求される分野に使用されるようになっているが、
ポリマーの価格が高くて、また耐寒性に劣っている問題
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これに対して、ＥＰＤ
Ｍは優れた耐熱性、耐寒性を有し、比較的安価なポリマ
ーであるが、耐油性を有していないため、油がかかる用
途には積極的に使用されていない。しかし、Ｖリブドベ
ルトのような乾式の摩擦伝動では多量の油がかかるとス
リップし、伝動機能が損なわれることから、摩擦伝動で
は本体耐油性はさぼど重視されていない。

【０００６】しかしながら、ＥＰＤＭは引裂抵抗が低
く、亀裂が成長しやすいため、一般にＶリブドベルトの
補強用短繊維を含むと、この短繊維が亀裂発生の核とな
り、短時間で亀裂発生するゴム組成物となり、ベルトに
は不適当であった。本発明はこのような問題点を改善す
るものであり、圧縮ゴム層に用いるゴム組成物をさらに
改善し、耐熱性や耐寒性のみならず小プーリ径に対する
耐屈曲性に優れ、走行寿命を延長することができるＶリ
ブドベルトを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、ベルト
長さ方向に沿って心線を埋設した接着ゴム層と、ベルト
長手方向にのびる複数のリブ部を有する圧縮ゴム層とか
らなるＶリブドベルトにおいて、少なくとも上記圧縮ゴ
ム層に、ヨウ素価が４以上で４０未満のＥＰＤＭ１００
重量部に対し、ＥＰＤＭがグラフト結合された繊維径
１．０μｍ以下のポリアミド繊維を繊維分で１〜５０重
量部含有するゴム組成物を用いたＶリブドベルトにあ
る。

【０００８】図１に示すＶリブドベルト１は、ポリエス
テル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維を素材とする高強
度で低伸度のコードよりなる心線２を接着ゴム層３中に
埋設し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層４を有し
ている。この圧縮ゴム層４にはベルト長手方向にのびる
断面略三角形の複数のリブ部７が設けられ、またベルト
表面には付着したゴム付帆布５が設けられている。

【０００９】前記圧縮ゴム層４に使用されるマトリック
スゴムのＥＰＤＭは、エチレン−プロピレン−ジエンモ
ノマーよりなるゴムをいう。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
オクタジエンなどがあげられる。このＥＰＤＭはヨウ素
価が４以上で４０未満であり、４未満であるとゴム組成
物の加硫が充分でなく、摩耗、粘着の問題が発生する。
一方、４０を越えると、ゴム組成物のスコーチが短くな
って取扱にくくなり、また耐熱性が悪くなる。

【００１０】この圧縮ゴム層４には、マトリックスゴム
であるＥＰＤＭ１００重量部に対して、ＥＰＤＭと繊維
径１．０μｍ以下、好ましくは０．０５〜０．８μｍの
微小短繊維とがグラフト結合した微小短繊維強化ゴムを
繊維分で１〜５０重量部、好ましくは５〜２５重量部含
有されている。上記微小短繊維強化ゴムの配合量が１重
量部未満では耐摩耗性が充分でなく、また５０重量部を
越えるとゴム組成物の伸びが低下し、耐熱性、耐屈曲性
が低下する。この微小短繊維強化ゴムは、これを構成し
ているＥＰＤＭが圧縮ゴム層４のマトリックスゴムのＥ
ＰＤＭと全く同質かもしくは類似しているため、マトリ
ックスゴムと良好に接合する。このため、微小短繊維強
化ゴムとマトリックスゴムとの間、あるいは微小短繊維
強化ゴム中でもＥＰＤＭと微小短繊維とが化学結合して
いるため、圧縮ゴム層４では亀裂が入りにくく、たとえ
亀裂が発生しても伝播しにくい。

【００１１】尚、上記ＥＰＤＭは引裂抵抗が低くて亀裂
が成長しやすいため、通常使用されている繊維径５〜３
０μｍの太さの短繊維を使用すると、この短繊維が亀裂
発生の核となり、短時間で亀裂が発生して成長しベルト
の寿命に至る。しかし、繊維径１．０μｍ以下の微小短
繊維を使用すると、亀裂発生の核となることはなく亀裂
も入りにくくなる。また、ＥＰＤＭは本来耐油性に欠け
るが、少量の油が付着しても微小短繊維で補強している
ため著しい膨潤までは至らず、伝達機能が損なわれるこ
とはない。

【００１２】前記微小短繊維強化ゴムにおいて、この微
小短繊維とＥＰＤＭとの界面はカップリング剤、例えば
ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニル
トリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリ
メトキシシラン等のシランカップリング剤、イソプロピ
ルトリイソステアロイルチタネートを始めとするチタネ
ート系カップリング剤、アクリル酸、メタアクリル酸、
マレイン酸等の不飽和カルボン酸、あるいはノボラック
型フェノール樹脂等の接着剤を介してグラフトしている
ものであり、ＥＰＤＭと微小短繊維、そしてカップリン
グ剤等の接着剤を上記短繊維が溶融する温度以上で混練
し押出して得たものである。

【００１３】この微小短繊維強化ゴムはゴム成分を連続
相とし、その中に微小短繊維が微細な形態で分散し、微
小短繊維はその界面でゴム成分と強固な化学結合、ある
いは相互作用している。このため、これを含んだゴム層
には亀裂が入りにくく、しかも亀裂が入っても伝播しに
くい。しかも、これを使用したベルトも耐熱性、耐寒
性、耐屈曲性、耐摩耗性に優れる。

【００１４】また、Ｖリブドベルトに使用するゴム組成
物には、通常使用されるカーボンブック、可塑剤、老化
防止剤、加工助剤、加硫剤を配合することができる。

【００１５】更に、上記Ｖリブドベルトの製造方法の一
例は以下の通りである。まず、円筒状の成形ドラムの周
面に１〜複数枚のカバー帆布とクッションゴム層とを巻
き付けた後、この上にロープからなる心線を螺旋状にス
ピニングし、更に圧縮ゴム層を順次巻き付けて積層体を
得た後、これを加硫して加硫スリーブを得る。次に、加
硫スリーブを駆動ロールと従動ロールに掛架され所定の
張力下で走行させ、更に回転させた研削ホイールを走行
中の加硫スリーブに当接するように移動して加硫スリー
ブの圧縮ゴム層表面に３〜１００個の複数の溝状部を一
度に研磨する。このようにして得られた加硫スリーブを
駆動ロールと従動ロールから取り外し、該加硫スリーブ
を他の駆動ロールと従動ロールに掛架して走行させ、カ
ッターによって所定に幅に切断して個々のＶリブドベル
トに仕上げる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。 実施例１ 円筒状の成形ドラムの周面に綿糸からなる平織物にゴム
をフリクションしたゴム付綿帆布を１プライと、補強繊
維を含まないＥＰＤＭゴム組成物からなるクッションゴ
ム層とを巻き付け、そしてクッションゴム層の上にポリ
エステル繊維からなるロープを螺旋状にスピニングし、
更に圧縮ゴム層を積層して未加硫スリーブを得、これを
約１５０°Ｃ、２０分間加硫して、加硫スリーブを得
た。

【００１７】この加硫スリーブを圧縮ゴム層が表面側に
位置するように駆動ロールと従動ロールに掛架され所定
の張力下で走行させ、更に回転させた研削ホイールを走
行中の加硫スリーブに当接するように移動して加硫スリ
ーブの表面に複数の溝状部を一度に研磨した。このよう
にして得られた加硫スリーブを駆動ロールと従動ロール
から取り外し、該加硫スリーブを他の駆動ロールと従動
ロールに掛架して走行させ、カッターによって所定に幅
に切断して個々のＶリブドベルトに仕上げた。

【００１８】本実施例で製造したＶリブドベルトでは、
ポリエステル繊維のロープからなる心線が接着ゴム層内
に埋設され、その上側にゴム付綿帆布を１プライ積層さ
れ、他方接着ゴム層の下側の圧縮ゴム層には３個のリブ
がベルト長手方向に有している。得られたＶリブドベル
トはＲＭＡ規格による長さ１１００ｍｍのＫ型３リブド
ベルトであり、リブピッチ３．５６ｍｍ、リブ高さ２．
０ｍｍ、ベルト厚さ４．３ｍｍ、リブ角度４０°であ
る。

【００１９】ここで圧縮ゴム層を，それぞれ表１に示す
ゴム組成物から調製し、バンバリーミキサーで混練後、
カレンダーロールで圧延したものを用いた。圧縮ゴム層
には短繊維が含まれベルト巾方向に配向している。

【００２０】

【表１】

【００２１】次いで、前記Ｖリブドベルト１の耐熱性を
評価した。この評価に用いた走行試験機は、駆動プーリ
（直径１２０ｍｍ）、従動プーリ（直径１２０ｍｍ）、
これにアイドラープーリ（直径８５ｍｍ）とテンション
プーリ（直径４５ｍｍ）とを組み合わせて配置したもの
である。試験機の各プーリにベルトを掛架し、雰囲気温
度１２０℃、駆動プーリの回転数４９００ｒｐｍ、従動
プーリの負荷１２馬力とし、テンションプーリに５７ｋ
ｇｆの初張力をかけて走行させた。また、アイドラープ
ーリはＶリブドベルト１の背面で係合し、その巻き付き
角度は約１２０度である。この走行試験方法によって、
ベルトのリブ部に亀裂が発生するまでの時間を測定し、
耐熱性能を比較した。その結果を表２に示す。

【００２２】また、前記Ｖリブドベルトの耐屈曲性を評
価した。この評価に用いた走行試験機は、駆動プーリ
（直径１２０ｍｍ）、従動プーリ（直径１２０ｍｍ）、
これにアイドラープーリ（直径７５ｍｍ）とを組み合わ
せて配置したものである。この試験機の各プーリにベル
トを掛架し、従動プーリに６０ｋｇｆの荷重を与え、ア
イドラープーリをＶリブドベルトの背面で係合し、その
巻き付き角度は約１２０度にして、室温雰囲気下、無荷
重で走行させて屈曲による亀裂が発生するまでの時間を
測定し、耐屈曲性能を比較した。その結果を表２に示
す。

【００２３】また、前記Ｖリブドベルトの注油時伝達ト
ルクを評価した。この評価方法は、駆動プーリ（直径１
２０ｍｍ）と従動プーリ（直径１２０ｍｍ）にベルトを
掛架し、従動プーリに６０ｋｇｆの荷重を与て、室温で
駆動プーリを回転数３０００ｒｐｍで回転し、ベルトの
腹部から注油量０．３ｍｌまたは１０ｍｌで油を注ぎ、
駆動側の伝達トルクを測定した。その結果を表２に示
す。

【００２４】更に、前記Ｖリブドベルトの低温耐久性を
評価した。この評価方法は、駆動プーリ（直径４５ｍ
ｍ）と従動プーリ（直径４５ｍｍ）にベルトを掛架し、
従動プーリに６０ｋｇｆの荷重を与て、−３５°Ｃの雰
囲気下で１５時間放置後、５分間走行させ、その後２５
分間停止し、これを繰り返してベルトに亀裂が入るまで
の時間を測定した。その結果を表２に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】このように、本実施例のベルトの耐熱性、
耐屈曲性、耐油性、耐寒性は、マトリックスゴムにＥＰ
ＤＭゴム組成物を使用することにより、従来のゴムに比
較して大きく向上していることが判る。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の動力伝動用ベルト
では、マトリックスゴムであるＥＰＤＭに該マトリック
スゴムと同質もしくは類似したＥＰＤＭと微小短繊維と
をグラフト結合させた微小短繊維強化ゴムを添加したゴ
ム配合物を少なくとも圧縮ゴム層に使用することによ
り、耐熱性、耐屈曲性、耐油性、耐寒性に優れる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＶリブドベルトの断面図である。

【符号の説明】

１ Ｖリブドベルト ２ 心線 ３ 接着ゴム層 ４ 圧縮ゴム層 ７ リブ部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベルト長さ方向に沿って心線を埋設した
   接着ゴム層と、ベルト長手方向にのびる複数のリブ部を
   有する圧縮ゴム層とからなるＶリブドベルトにおいて、
   少なくとも上記圧縮ゴム層に、ヨウ素価が４以上で４０
   未満のエチレン−プロピレン−ジエン系ゴム（以下ＥＰ
   ＤＭという）１００重量部に対し、ＥＰＤＭがグラフト
   結合された繊維径１．０μｍ以下のポリアミド繊維を繊
   維分で１〜５０重量部含有するゴム組成物を用いたこと
   を特徴とするＶリブドベルト。