JPH0763242A - Ｖリブドベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用雰囲気温度の上昇等、過酷な条件下での
使用においても優れた耐熱性、耐摩耗性及び耐屈曲疲労
性を有し、摩耗故障等のトラブルの発生のない高寿命の
Ｖリブドベルトを得る。 【構成】 Ｈ−ＮＢＲで構成されたＶリブドベルトＡの
リブゴム層１をリブ根元部１ａとリブ先端部１ｂとの２
層構造とする。リブ根元部１ａを構成するＨ−ＮＢＲに
短繊維４を複合し、かつ短繊維４をほぼベルト幅方向に
配向させる。リブ先端部１ｂを構成するＨ−ＮＢＲに不
飽和カルボン酸金属塩を配合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、Ｖリブドベルトの改
良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、Ｖリブドベルトは、平形
ベルトの柔軟性とＶ形ベルトの高伝動性を兼ね備え、か
つコンパクト性を備えたベルトとして種々の用途に広く
用いられている。そして、このＶリブドベルトは、リブ
ゴム層とこのリブゴム層に接する心体層とこの心体層に
接する上帆布層とからなる基本構造を有しており、特に
リブゴム層を構成するゴム材料の選択がＶリブドベルト
の耐熱性、耐摩耗性及び耐屈曲疲労性の良否に重大な影
響を及ぼすことが知られている。

【０００３】ここで、従来のＶリブドベルトの構成につ
いて簡単に説明すると、たとえば、リブゴム層をクロロ
プレンゴム（ＣＲ）で構成してリブ先端部分での耐屈曲
疲労性の向上を図る一方で、リブ根元部分ではＣＲに短
繊維を複合し、かつこの短繊維をベルト周方向に配向さ
せることにより、耐摩耗性の向上を図ったものがある。

【０００４】また、ＣＲに短繊維を複合したゴム組成物
でリブゴム層が形成され、特にリブ根元部分での短繊維
密度を増やし、リブ先端に近付くにしたがって上記短繊
維密度を小さくしていくことにより、耐摩耗性及び耐屈
曲疲労性の向上を図ったものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のいずれの場合のベルトも、耐熱性、耐摩耗性及び耐屈
曲疲労性について平均的な特性を有するものの、近年に
おける使用雰囲気温度の上昇に伴い、要求されているよ
り高い耐熱性に対応し得るものではなかった。

【０００６】そして、この高い耐熱性に対応できるよう
に耐熱性の向上を図るものとして、上記ベルトで用いた
ＣＲに代え、耐熱性ポリマーである水素添加アクリロニ
トリルゴム（以下、Ｈ−ＮＢＲという）を用いてリブゴ
ム層を構成することで耐熱性を向上させたベルトがあ
る。ところが、このベルトの場合には高温域での寿命が
延びる反面、常温域での寿命（耐屈曲疲労性）がＣＲで
構成した場合に比べて僅かに向上した程度にすぎず、大
幅な耐屈曲疲労性の向上は見られない。

【０００７】さらに、耐熱性と耐屈曲疲労性の向上を図
るべく、Ｈ−ＮＢＲにメタクリル酸亜鉛やアクリル酸亜
鉛のような不飽和カルボン酸金属塩を配合し、かつ短繊
維で補強したものを用いてリブゴム層を構成することが
考えられるが、この場合には耐熱性についてはかなり向
上させることができるものの、耐屈曲疲労性については
常温域、特に逆曲げプーリが入った条件ではＣＲよりも
劣る結果となった。

【０００８】そこで、本発明者は、リブゴム層を構成す
るＨ−ＮＢＲに不飽和カルボン酸金属塩と短繊維とを同
時に配合するのではなく、それぞれ単独に配合すること
により、不飽和カルボン酸金属塩あるいは短繊維の配合
によってＨ−ＮＢＲにどのような影響を及ぼすかについ
て検討した。つまり、Ｈ−ＮＢＲに短繊維４を複合し
たゴム組成物でＶリブドベルトＢのリブゴム層１´を構
成した場合（図２参照）、Ｈ−ＮＢＲに短繊維４を複
合せずに不飽和カルボン酸金属塩を配合したゴム組成物
でＶリブドベルトＢのリブゴム層１´を構成した場合
（図３参照）、の２つのタイプのＶリブドベルトＢを用
意したところ、のＶリブドベルトＢでは、耐熱性（Ｃ
Ｒに比べて）、耐摩耗性とも良好であり、かつ耐屈曲疲
労性については高温域で優れるものの、常温域での耐屈
曲疲労性が劣ることがわかった。一方、のＶリブドベ
ルトＢでは、耐熱性と耐屈曲疲労性（高温域及び常温
域）に優れる反面、耐摩耗性の点で劣ることがわかっ
た。

【０００９】このような実験的事実から、Ｖリブドベル
トのリブゴム層において、他の部位に比べて耐摩耗性が
より要求される部位と、他の部位に比べて耐屈曲疲労性
がより要求される部位とで、上記及びで用いたリブ
ゴム層１´のゴム組成物を適宜使い分けることにより、
このとのゴム組成物が持つそれぞれの欠点を補填し
て、Ｖリブドベルト全体として見た場合に、耐熱性、耐
摩耗性及び耐屈曲疲労性をバランスよく兼備でき得ると
の結論を得た。

【００１０】本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、Ｖリブドベルトにおけ
るリブゴム層のうち、リブ先端部分とリブ根元部分とで
それぞれ物性の異なるエラストマーを用いること、つま
り、耐熱性及び耐摩耗性に優れたエラストマーと耐熱性
及び耐屈曲疲労性に優れたエラストマーとを使い分けて
用いることにより、Ｖリブドベルトの使用雰囲気温度が
上昇しても満足のいく耐熱性を有し、かつ、耐摩耗性及
び耐屈曲疲労性とをバランスよく兼備させることにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、Ｈ−ＮＢＲで構成されたリブゴム層と、
このリブゴム層に接する心体層と、この心体層に接する
上帆布層とを備えたＶリブドベルトを対象とし、次のよ
うな解決手段を講じた。

【００１２】すなわち、本発明の第１の解決手段は、上
記リブゴム層のリブ根元部を構成するＨ−ＮＢＲに短繊
維を複合し、かつこの短繊維をほぼベルト幅方向に配向
させる。さらに、上記リブゴム層のリブ先端部を構成す
るＨ−ＮＢＲに不飽和カルボン酸金属塩を配合したこと
を特徴とする。

【００１３】本発明の第２の解決手段は、第１の解決手
段において、リブゴム層のリブ根元部を構成する水素添
加アクリロニトリルゴムにも不飽和カルボン酸金属塩を
配合したことを特徴とする。

【００１４】本発明の第３の解決手段は、第１又は第２
の解決手段において、リブ根元部の厚みｃとリブ先端部
の厚みｄとの関係が式０．１≦ｄ／ｃ≦０．４の関係を
満足するようにしたことを特徴とする。

【００１５】本発明の第４の解決手段は、第１〜３のい
ずれか１の解決手段において、リブ根元部を構成するＨ
−ＮＢＲに複合される短繊維としてアラミド短繊維又は
ポリアミド短繊維を用いたことを特徴とする。

【００１６】本発明の第５の解決手段は、第１〜４のい
ずれか１の解決手段において、リブ根元部及びリブ先端
部を構成するＨ−ＮＢＲに配合される不飽和カルボン酸
金属塩としてメタクリル酸亜鉛又はアクリル酸亜鉛を用
いたことを特徴とする。

【００１７】

【作用】上記の構成により、本発明の第１又は第２の解
決手段では、リブゴム層のリブ根元部を構成するＨ−Ｎ
ＢＲに短繊維が複合され、かつ該短繊維がベルト幅方向
に配向されているので、Ｈ−ＮＢＲの特性である耐熱性
のみならず、耐側圧性も増加し、耐摩耗性が向上する一
方で、リブゴム層のリブ先端部又はリブ先端部とリブ根
元部との両者を構成するＨ−ＮＢＲに不飽和カルボン酸
金属塩が配合されているので、耐熱性のみならず、耐屈
曲疲労性も向上する。したがって、Ｖリブドベルト全体
として見ると、耐熱性、耐摩耗性及び耐屈曲疲労性をバ
ランスよく兼備させることができ、使用雰囲気温度の上
昇等過酷な条件での使用にも高寿命で安定して用いるこ
とができる。

【００１８】本発明の第３の解決手段では、リブ根元部
の厚みｃとリブ先端部の厚みｄとの関係が式０．１≦ｄ
／ｃ≦０．４の関係を満足するように構成されているの
で、耐熱性、耐摩耗性及び耐屈曲疲労性をバランスよく
保持させることができる。なお、ｄ／ｃが０．１未満と
なるか、０．４を超える場合には耐熱性、耐摩耗性及び
耐屈曲疲労性をバランスよく保持させることが難しい。

【００１９】本発明の第４の解決手段では、リブゴム層
のリブ根元部を構成するＨ−ＮＢＲに複合される短繊維
としてアラミド短繊維又はポリアミド短繊維を用いるの
で、これらの短繊維が特性として備える高強度、高弾性
率及び耐熱性に起因して、耐熱性に加え、耐摩耗性をよ
り確実にかつ安定して向上させることができる。

【００２０】本発明の第５の解決手段では、リブゴム層
のリブ根元部及びリブ先端部を構成するＨ−ＮＢＲに配
合される不飽和カルボン酸金属塩としてメタクリル酸亜
鉛又はアクリル酸亜鉛を用いるので、耐屈曲疲労性をよ
り確実にかつ安定して向上させることができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２２】図１は本発明の一実施例に係るＶリブドベ
ルトＡを示す。このＶリブドベルトＡは、リブゴム層１
と、このリブゴム層１に接する心体層３と、この心体層
３に接する上帆布層２とから構成され、具体的には、上
記リブゴム層１はリブ根元部１ａとリブ先端部１ｂとか
ら構成され、心体層３は心体３ａと接着ゴム層３ｂとか
ら構成されている。

【００２３】ここで、上記リブゴム層１はＨ−ＮＢＲを
主成分としたゴム材で構成され、特にリブ根元部１ａで
は、Ｈ−ＮＢＲに短繊維４が複合され、かつこの短繊維
４がほぼベルト幅方向に配向されている。このリブ根元
部１ａを構成するＨ−ＮＢＲには、さらに不飽和カルボ
ン酸金属塩を配合してもよい。また、リブ先端部１ｂで
は、Ｈ−ＮＢＲに不飽和カルボン酸金属塩が配合され、
短繊維４は上記リブ根元部１ａのようには複合されてい
ない。

【００２４】上記したＨ−ＮＢＲに複合する短繊維４と
しては、アラミド短繊維又はポリアミド短繊維が望まし
く、Ｈ−ＮＢＲに配合する不飽和カルボン酸金属塩とし
ては、メタクリル酸亜鉛又はアクリル酸亜鉛が望まし
い。

【００２５】また、上記したリブ根元部１ａの厚みｃと
リブ先端部１ｂの厚みｄとの関係では、０．１≦ｄ／ｃ
≦０．４の関係式を満足するように設定することは望ま
しい。なお、上記関係式において、０．１≦ｄ／ｃ≦
０．４とした理由は、ｄ／ｃが０．１未満となるか、
０．４を超える場合には耐熱性、耐摩耗性及び耐屈曲疲
労性をバランスよく保持させることが難しいからであ
る。

【００２６】上記構成により得られるＶリブドベルトＡ
は、そのリブ根元部１ａをＨ−ＮＢＲにアラミド短繊維
等の短繊維４が複合されたゴム材で構成し、しかもこの
短繊維４をほぼベルト幅方向に配向させて構成している
ので、リブ根元部１ａでの耐熱性及び耐摩耗性を確保す
ることができる。一方、リブ先端部１ｂ又はリブ先端部
１ｂとリブ根元部１ａとの両者をＨ−ＮＢＲに不飽和カ
ルボン酸金属塩が配合されたゴム材で構成しているの
で、リブ先端部１ｂでの耐熱性及び耐屈曲疲労性を確保
することができる。

【００２７】したがって、ＶリブドベルトＡ全体として
は、耐熱性があり、リブ根元部１ａでは特に耐摩耗性
が、また、リブ先端部１ｂでは特に耐屈曲疲労性がそれ
ぞれ優れているので、長時間使用後にも摩耗故障がな
く、小プーリ間に巻装しても長期にわたってトラブルな
く用いることができる。

【００２８】次に、本発明例を比較例と対比させて具体
的に説明する。

【００２９】まず、本発明例１，２として、リブゴム層
１のリブ根元部１ａ及びリブ先端部１ｂをそれぞれ表１
に示す配合組成のゴム組成物にて構成したＶリブドベル
トＡ（図１）を作製した。一方、比較例１〜４として、
リブゴム層１´全体を表１に示す配合組成のゴム組成物
にて構成したＶリブドベルトＢ（比較例１，３が図２、
比較例２，４が図３）を作製した。なお、本発明例及び
比較例に係るＶリブドベルトＡ（Ｂ）の構成において、
リブゴム層１（１´）以外の上帆布層２や心体層３等の
他の部材については同一のものを用いるものとする。

【００３０】

【表１】

【００３１】まず、上記で得た各ＶリブドベルトＡ
（Ｂ）についての耐熱性及び耐摩耗性については、図４
で示すような条件で各ＶリブドベルトＡ（Ｂ）を走行さ
せて台上試験を行い、各ＶリブドベルトＡ（Ｂ）が損傷
するに至るまでのベルト走行時間を測定した。この測定
結果を図６に示す。

【００３２】図６に示す結果から明らかなように、本発
明例１，２、比較例１ならびに比較例３の場合にはいず
れも１，０００時間走行時でもなんらの異常が認められ
なかったのに対し、比較例２及び比較例４の場合にはい
ずれも摩耗異常が認められた。

【００３３】なお、図４において、Ｐ１は駆動プーリ
（φ120mm/4900rpm ）、Ｐ２は従動プーリ（φ120mm/8.
8kw ）及びＰ３はテンションプーリ（φ45mm）であっ
て、各ＶリブドベルトＡ（Ｂ）はこれらのプーリＰ１〜
Ｐ３間に図示のようにして巻装され、上記テンションプ
ーリＰ３で一定のテンション（ＳＷ：８５ｋｇｆ）を付
与し、８５±３℃の雰囲気下でベルトを走行させるよう
にした。

【００３４】また、各ＶリブドベルトＡ（Ｂ）について
の耐屈曲疲労性については、図５で示すような条件で各
ＶリブドベルトＡ（Ｂ）を走行させて台上試験を行い、
各ＶリブドベルトＡ（Ｂ）が損傷するに至るまでのベル
ト走行時間を測定した。この測定結果を図７に示す。

【００３５】図７に示す結果から明らかなように、本発
明例１，２の場合には、比較例１や比較例３に比べる
と、約２．５倍もベルト走行時間が長く、小プーリ耐久
性に優れていることが判明した。

【００３６】なお、図５において、Ｐ４は駆動プーリ
（φ60mm／5100rpm)、Ｐ５は従動プーリ（φ60mm）、Ｐ
６はテンションプーリ（φ60mm）、Ｐ７及びＰ８は背面
掛け使用されるアイドラプーリ（φ50mm）であって、各
ＶリブドベルトＡ（Ｂ）はこれらのプーリＰ４〜Ｐ８間
に図示のようにして巻装され、従動プーリＰ５に矢印方
向に荷重をかけて常温下で走行させるようにした。

【００３７】さらに、本発明例１，２において、リブゴ
ム層１におけるリブ根元部１ａの厚みｃとリブ先端部１
ｂの厚みｄとの比ｄ／ｃを、０（実質的にリブ根元部１
ａのみ），０．１，０．２，０．３，０．４，０．５及
び０．６と順次変えていき、耐熱試験１００Ｈ後の摩耗
減量（ｇ）と小プーリ耐久試験時間（Ｈ）とを測定し
た。その測定結果を図８に示す。

【００３８】図８の結果から明らかなように、ｄ／ｃの
比が０．１〜０．４の範囲内にあれば、耐熱試験１００
Ｈ後の摩耗減量が比較的少なくなるので望ましく、一
方、小プーリ耐久試験時間はｄ／ｃの比が０．２以上の
場合に高レベルで安定していることが判明した。このこ
とより、両者の測定結果を勘案すると、ｄ／ｃの比は
０．１〜０．４の範囲内であることが好ましいと考えら
れる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１，２，
４，５に係る本発明によれば、Ｖリブドベルトのリブゴ
ム層のうち、リブ根元部を構成するＨ−ＮＢＲに短繊維
（望ましくはアラミド短繊維又はポリアミド短繊維）を
複合し、かつこの短繊維をほぼベルト幅方向に配向さ
せ、また、上記リブゴム層のリブ先端部又はリブ先端部
とリブ根元部との両者を構成するＨ−ＮＢＲに不飽和カ
ルボン酸金属塩（望ましくはメタクリル酸亜鉛又はアク
リル酸亜鉛）を配合した。このことにより、リブゴム層
のリブ根元部を短繊維の複合に起因して耐側圧性を増加
させることができ、耐摩耗性を向上させることができ
る。一方、リブゴム層のリブ先端部を不飽和カルボン酸
金属塩の配合に起因して耐熱性のみならず、耐屈曲疲労
性をも向上させることができる。したがって、Ｖリブド
ベルト全体として見て、ベルト使用雰囲気温度の上昇時
において要求される耐熱性、耐摩耗性及び耐屈曲疲労性
を同時に安定して満足させることができる。

【００４０】また請求項３の本発明によれば、リブ根元
部の厚みｃとリブ先端部の厚みｄとの関係を耐熱性はも
とより、優れた耐摩耗性と耐屈曲疲労性とを最もバラン
スよく発揮させうる関係、つまり、式０．１≦ｄ／ｃ≦
０．４を満足するように設定したので、使用雰囲気温度
の上昇時等の過酷な条件下においても優れた耐熱性、耐
摩耗性及び耐屈曲疲労性を安定した状態で発揮させるこ
とができ、トラブルを発生することなく、高寿命で用い
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明例１，２に係るＶリブドベルトの断面図
である。

【図２】比較例１，３に係るＶリブドベルトの断面図で
ある。

【図３】比較例２，４に係るＶリブドベルトの断面図で
ある。

【図４】耐熱試験を実施するための各プーリとベルトと
のレイアウトを示す図である。

【図５】小プーリ耐久試験を実施するための各プーリと
ベルトとのレイアウトを示す図である。

【図６】耐熱試験についての測定結果をグラフ化した図
である。

【図７】小プーリ耐久試験についての測定結果をグラフ
化した図である。

【図８】耐熱試験１００時間後における摩耗減量（ｇ）
と小プーリ耐久試験におけるベルト走行時間（Ｈ）をプ
ロットした図である。

【符号の説明】

Ａ Ｖリブドベルト １ リブゴム層 １ａ リブ根元部 １ｂ リブ先端部 ２ 上帆布層 ３ 心体層 ４ 短繊維

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水素添加アクリロニトリルゴムで構成さ
   れたリブゴム層と、このリブゴム層に接する心体層と、
   この心体層に接する上帆布層とを備えたＶリブドベルト
   において、 上記リブゴム層のリブ根元部を構成する水素添加アクリ
   ロニトリルゴムには、短繊維が複合され、かつこの短繊
   維はほぼベルト幅方向に配向されており、 上記リブゴム層のリブ先端部を構成する水素添加アクリ
   ロニトリルゴムには、不飽和カルボン酸金属塩が配合さ
   れていることを特徴とするＶリブドベルト。
2. 【請求項２】 リブゴム層のリブ根元部を構成する水素
   添加アクリロニトリルゴムには、不飽和カルボン酸金属
   塩が配合されていることを特徴とする請求項１記載のＶ
   リブドベルト。
3. 【請求項３】 リブ根元部の厚みｃとリブ先端部の厚み
   ｄとの関係が、 式０．１≦ｄ／ｃ≦０．４の関係を満足するものである
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のＶリブドベル
   ト。
4. 【請求項４】 リブ根元部を構成する水素添加アクリロ
   ニトリルゴムに複合される短繊維が、アラミド短繊維又
   はポリアミド短繊維であることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれか１項に記載のＶリブドベルト。
5. 【請求項５】 リブ根元部及びリブ先端部を構成する水
   素添加アクリロニトリルゴムに配合される不飽和カルボ
   ン酸金属塩が、メタクリル酸亜鉛又はアクリル酸亜鉛で
   あることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記
   載のＶリブドベルト。