JP2001082548A - 動力伝動用ベルト - Google Patents
動力伝動用ベルトInfo
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Abstract
寒、耐摩耗性、耐粘着摩耗性を備えた高耐久性動力伝動
用ベルトを提供する。 【解決手段】 ベルト長手方向に沿って心線2を埋設し
た接着ゴム層3と、圧縮ゴム層4を含む弾性体層からな
るVリブドベルト1であり、接着ゴム層3と圧縮ゴム層
4の少なくとも一方にエチレン−α−オレフィンエラス
トマーをパーオキサイド加硫したゴム組成物が使用さ
れ、該エチレン−α−オレフィンエラストマー中のジエ
ン含量が0.1〜3.5重量%である。
Description
係り、詳しく特定のエチレン−α−オレフィンエラスト
マーを接着ゴム層と圧縮ゴム層の少なくとも一方に用い
ることにより、優れた屈曲疲労性、耐熱性を有し、かつ
耐寒、耐摩耗性、耐粘着摩耗性を備えた高耐久性動力伝
動用ベルトに関する。
社会的要請を背景に、自動車のエンジンルーム周辺の雰
囲気温度は従来に比べて上昇して来ている。これにとも
なって動力伝動用ベルトの使用環境温度も高くなってき
た。従来、動力伝動用ベルトは主として天然ゴム、スチ
レン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴムが使用されて
きたが、高温雰囲気下では、硬化した圧縮ゴム層で早期
にクラックを生じるという問題が発生した。
従来からクロロプレンゴムの耐熱性の改善が検討され、
ある程度の改良が行なわれてきたもののクロロプレンゴ
ムを使用している限り限界があって現在のところ充分な
効果を得るには至っていない。
ン化ポリエチレンゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴ
ム等のように主鎖が高度に飽和され、又は完全に飽和さ
れているゴムの使用が検討されている。このうち、一般
にクロロスルフォン化ポリエチレンは動的疲労性、耐摩
耗性、耐油性においてはクロロプレンゴムと同等である
が、耐水性においては加硫系、特に受酸剤の影響が大き
いことが知られている。通常、クロロスルフォン化ポリ
エチレンの受酸剤としてはMgO、PbO等の酸化物が
使用されていた。
の受酸剤を使用すれば、耐水性の良好なベルトが得られ
るが、公害、衛生上の問題から鉛化合物の使用は好まし
くない。又、MgOを受酸剤として使用した場合には、
架橋反応中に生成するMgC l2 により耐水性は著しく
損なわれ、ベルトへの適応は不適当であった。一方、金
属酸化物以外の受酸剤としてエポキシ系の受酸剤を使用
すれば、耐水性の良好な組成物を得ることは可能である
が、臭気の問題等が生じて人体に不快感を与える問題が
あった。
ンゴムを用いたベルトに比べると高温雰囲気下でのベル
ト走行寿命が大きく向上し優れた耐熱性を有している
が、−30°C以下の低温雰囲気下でのベルト走行寿命
が劣ることが明らかになった。この理由として、従来の
クロロスルフォン化ポリエチレンゴムは、ポリエチレン
をクロロスルフォン化したもので、塩素を含有している
ため低温下では塩素の凝集エネルギ−が大きくなって低
温領域でゴムの硬化が起こってゴム弾性を欠き、割れ易
くなるためと推定される。
代わってα−β−不飽和有機酸の金属塩で補強されたエ
チレン−α−オレフィンエラストマーを伝動ベルトに使
用することが提案され、特表平9−500930号公報
に開示されている。
ロピレン−ジエン系ゴムのようなエチレン−α−オレフ
ィンエラストマーはクロロプレンゴムに比べて耐熱、耐
寒性に優れているが、パーオキサイド加硫させたもので
は屈曲疲労性に劣り、特にベルト走行時に高温雰囲気下
で小径プーリを用いたレイアウトでは短時間でベルトゴ
ムに亀裂が発生してしまうことがあった。
オレフィンエラストマーは、パーオキサイド加硫させた
場合に比べて屈曲疲労性は向上するが、架橋度を十分に
上げることが困難で走行時に摩耗が激しく、とりわけV
リブドベルトでは摩耗粉がリブ山間の底部に蓄積され、
ベルト走行時に摩耗粉がベルトゴム表面に粘着(粘着摩
耗)して発音しやすかった。
あり、優れた屈曲疲労性、耐熱性を有し、かつ耐寒、耐
摩耗性、耐粘着摩耗性を備えた高耐久性動力伝動用ベル
トを提供する。
発明では、ベルト長手方向に沿って心線を埋設した接着
ゴム層と、圧縮ゴム層を含む弾性体層からなる伝動ベル
トにおいて、接着ゴム層と圧縮ゴム層の少なくとも一方
にエチレン−α−オレフィンエラストマーをパーオキサ
イド加硫したゴム組成物が使用され、該エチレン−α−
オレフィンエラストマー中のジエン含量を0.1〜3.
5重量%にすることにより、ベルトの屈曲疲労性を大き
く改善し、また優れた耐熱性、耐寒性、耐摩耗性を有す
る動力伝動用ベルトに仕上げることができる。
が50〜75重量%である動力伝動用ベルトにあり、ベ
ルト走行時の耐摩耗性に優れ、粘着摩耗を防止する。
−オレフィンエラストマーがジエン成分としてエチリデ
ンノルボルネン、もしくはジシクロペンタジエンを有し
ている動力伝動用ベルトにある。
ドの共架橋剤としてN,N’−m−フェニレンジマレイ
ミドをエチレン−α−オレフィンエラストマー100重
量部に対して0.2〜10重量部添加した動力伝動用ベ
ルトにある。
ルトがベルト長手方向にそって心線を埋設した接着ゴム
と、ベルトの周方向に延びる複数のリブ部をもつ圧縮ゴ
ム層からなるVリブドベルトである。
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、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。
ベルト21にも使用される。このベルト21は、図2に
示すように心線23を埋設した接着ゴム層24と圧縮ゴ
ム26とから構成され、更に上記接着ゴム層24及び圧
縮ゴム層26の各表面層にゴム付帆布22を積層してい
る。
24の少なくとも一方に使用されるエチレン−α−オレ
フィンエラストマーは、エチレン−プロピレンゴム(E
PR)やエチレン−プロピレン−ジエンターポリマー
(EPDM)からなるゴムをいう。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。
中のジエン含量は、0.1〜3.5重量%、好ましくは
0.1〜3.0重量%であり、0.1重量%未満では、
ベルト走行によりゴムが軟化して劣化し、発音しやすく
なる。一方、3.5重量%を超えると、ジエン成分がポ
リマー主鎖であるエチレン−プロピレン鎖の屈曲の妨げ
に大きく関与し、ベルト屈曲走行時に圧縮ゴム層に亀裂
が発生しやすくなる。
ボルネン、ジシクロペンタジエン、1,4−ヘキサジエ
ン、シクロオクタジエン、メチレンノルボルネンなどの
炭素原子数5〜15の非共役ジエンが挙げられる。
ーはジエン含量の違うものをブレンドしてもよく、ブレ
ンドするポリマーの数は問わないが、総ジエン含量は前
記の範囲を満足する必要がある。また、ブレンドはジエ
ン成分を含有するエチレン−プロピレン−ジエンターポ
リマーとジエン成分を含有しないエチレン−プロピレン
コポリマー等の間で行われてもかまわない。
ーでは硫黄加硫させるための架橋サイトとして二重結合
を有するジエン成分を分子内に導入しているが、ジエン
含量が少ないと架橋密度が小さくなるため、市販品では
ジエン含量が3.5重量%を超えるものが多い。パーオ
キサイド加硫させる場合でも、ジエン含量が少なくなる
と、架橋密度が低下し、粘着摩耗しやすくなる。
しいエチレン−α−オレフィンエラストマーとしては、
エチレン含量が50〜75重量%のものがよい。エチレ
ン含量が50重量%未満の場合には、ベルト走行時に摩
耗量が多くなり、また粘着摩耗が発生しやすくなる。一
方、75重量%を超えるとエチレン鎖の結晶化のため耐
寒性が低下する。
N,N’−m−フェニレンジマレイミドを添加すること
ができる。N,N’−m−フェニレンジマレイミドの添
加量はエチレン−α−オレフィンエラストマー100重
量部に対して0.2〜10重量部であり、0.2重量部
未満の場合には、架橋密度が小さくなり耐摩耗性、耐粘
着摩耗性の改善効果が小さく、一方10重量部を越える
と加硫ゴムの伸びの低下が著しく、耐屈曲性に問題が生
じる。
ラストマー100重量部に対して0.01〜1重量部添
加することにより、加硫ゴムの伸びの低下を制御するこ
とができる。1重量部を越えると、物性が低下し、ベル
ト走行時の摩耗性が大きく、粘着摩耗性が発生する。
樹脂の架橋に使用されているジアシルパーオキサイド、
パーオキシエステル、ジアリルパーオキサイド、ジ−t
−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサ
イド、ジクミルパーオキサイド、2・5−ジメチル−2
・5−ジ(t−ブチルパーオキシ)−ヘキサン−3,1
・3−ビス(t−ブチルパーオキシ−イソプロピル)ベ
ンゼン、1・1−ジ−ブチルパーオキシ−3,3,5−
トリメチルシクロヘキサン等があり、熱分解による1分
間の半減期が150〜250°Cのものが好ましい。そ
の添加量はエチレン−α−オレフィンエラストマー10
0重量部に対して約1〜8重量部であり、好ましくは
1.5〜4重量部である。
6、ナイロン66、ポリエステル、綿、アラミドからな
る短繊維を混入して圧縮ゴム層4、26の耐側圧性を向
上させるとともに、プーリと接する面になる圧縮ゴム層
4、26の表面をグラインダーによって研磨加工して該
短繊維を突出させる。圧縮ゴム層4、26の表面の摩擦
係数は低下して、ベルト走行時の騒音を軽減する。これ
らの短繊維のうち、剛直で強度を有し、しかも耐摩耗性
を有するアラミド短繊維が最も効果がある。
発揮するためには、アラミド繊維の繊維長さは1〜20
mmで、その添加量はエチレン−α−オレフィンエラス
トマー100重量部に対して1〜30重量部である。こ
のアラミド繊維は分子構造中に芳香環をもつアラミド、
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、トワロン等である。
スゴムであるエチレン−α−オレフィンエラストマー1
00重量部に対して、エチレン−α−オレフィンエラス
トマーと繊維径1.0μm以下、好ましくは0.05〜
0.8μmの微小短繊維とを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重量部含有してもよい。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。
ているエチレン−α−オレフィンエラストマーが圧縮ゴ
ム層4,26のマトリクスゴムのエチレン−α−オレフ
ィンエラストマーと全く同質かもしくは類似しているた
め、マトリ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クスゴムとの間、あるいは微小
短繊維強化ゴム中でもエチレン−α−オレフィンエラス
トマーと微小短繊維とが化学結合しているため、圧縮ゴ
ム層4、26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。
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。
じてカーボンブラック、シリカなどの補強剤、クレー、
炭酸カルシウムなどの充填剤、軟化剤、加工助剤、老化
防止剤、TAICなどの共架橋剤などの各種薬剤を添加
してもよい。
マーとともにニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、水素
化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸金属塩を添加したも
の、クロロスルフォン化ポリエチレン、クロロプレン、
ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、天然ゴム、C
SM、ACSM、SBRをブレンドすることもできる。
上で、耐熱性及び耐オゾン性の特性を発揮するために、
好ましくは90%以上が良い。水素添加率80%未満の
水素化ニトリルゴムは、耐熱性及び耐オゾン性は極度に
低下する。耐油性及び耐寒性を考慮すると、結合アクリ
ロニトリル量は20〜45%の範囲が好ましい。
有量15〜35重量%、好ましくは25〜32重量%
で、かつ硫黄含有量が0.5〜2.5重量%の範囲にな
るようにクロロスルフォン化した直鎖状低密度ポリエチ
レンである。
ート繊維、エチレン−2,6−ナフタレートを主たる構
成単位とするポリエステル繊維、ポリアミド繊維からな
るロープが使用され、ゴムとの接着性を改善する目的で
接着処理が施される。このような接着処理としては繊維
をレゾルシン−ホルマリン−ラテックス(RFL液)に
浸漬後、加熱乾燥して表面に均一に接着層を形成するの
が一般的である。しかし、これに限ることなくエポキシ
又はイソシアネート化合物で前処理を行なった後に、R
FL液で処理する方法等もある。
タレートは、通常ナフタレン−2,6−ジカルボン酸ま
たはそのエステル形成性誘導体を触媒の存在下に適当な
条件のもとにエチレングリコールと縮重合させることに
よって合成させる。このとき、エチレン−2,6−ナフ
タレートの重合完結前に適当な1種または2種以上の第
3成分を添加すれば、共重合体ポリエステルが合成され
る。
コードをエポキシ化合物やイソシアネート化合物から選
ばれた処理液を入れたタンクに含浸してプレディップし
た後、(2)160〜200°Cに温度設定した乾燥炉
に30〜600秒間通して乾燥し、(3)続いてRFL
液からなる接着液を入れたタンクに浸漬し、(4)21
0〜260°Cに温度設定した延伸熱固定処理機に30
〜600秒間通して−1〜3%延伸して延伸処理コード
とする。
期縮合体をラテックスに混合したものであり、ここで使
用するラテックスとしてはクロロプレン、スチレン・ブ
タジエン・ビニルピリジン三元共重合体、水素化ニトリ
ル、NBR等である。
ド、ポリエチレンテレフタレート、アラミド繊維からな
る糸を用いて、平織、綾織、朱子織等に製織した布であ
る。無論、カバー帆布5、22を使用しない場合もあ
る。
ゴム層4、26のゴム組成物には、通常使用されるカー
ボンブラック、可塑剤、老化防止剤、加工助剤を配合す
ることができる。前記各成分を混合する方法としては特
に制限はなく、例えばバンバリーミキサー、ニーダー等
を用い、適宜公知の手段、方法によって混練することが
できる。
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削
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。
する。 実施例1〜6、比較例1〜6 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を接着ゴム層内に埋設し、そ
の上側にゴム付綿帆布を2プライ積層し、他方接着ゴム
層の下側に設けた圧縮ゴム層に3個のリブをベルト長手
方向に配したものである。得られたVリブドベルトはR
MA規格による長さ975mmのK型3リブドベルトで
あり、リブピッチ3.56mm、リブ高さ2.9mm、
ベルト厚さ5.3mm、リブ角度40°である。
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
が含まれベルト幅方向に配向している。接着ゴム層は表
1に示すゴム組成物からカット糸を除去したゴム配合に
なる。また、比較例6ではクロロプレンゴム配合物を圧
縮ゴム層および接着ゴム層に使用した場合を示す。
ずフラットな円筒モールドに2プライのゴム付綿帆布を
巻いた後、接着ゴム層を巻き付けて、心線をスピニング
し、圧縮ゴム層を設置した後、圧縮ゴム層の上に加硫用
ジャケットを挿入する。次いで、成形モールドを加硫缶
内に入れ、加硫した後、筒状の加硫スリーブをモールド
から取り出し、該スリーブの圧縮ゴム層をグラインダー
によってリブに成形し、成形体から個々のベルトに切断
する工程からなっている。
耐熱屈曲性試験、粘着摩耗試験、および耐寒走行試験の
結果は表2、3に示される。
は、駆動プーリ(直径60mm)、アイドラープーリ
(直径50mm)、従動プーリ(直径50mm)、テン
ションプーリ(直径50mm)、そしてアイドラープー
リ(直径50mm)とを順に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、ベルトのアイドラープ
ーリへの巻き付け角度を90°にし、雰囲気温度130
℃、駆動プーリの回転数5000rpm、ベルト張力が
800N/リブになるように駆動プーリに荷重を付与し
た後、走行させ、心線に達する亀裂が6個発生するまで
の時間を調べた。
トを室温下で駆動プーリ(直径120mm)、従動プー
リ(直径120mm)、これにアイドラープーリ(直径
45mm)に設置し、従動プーリに負荷12馬力、アイ
ドラープーリけの取付荷重85kgf、回転数4900
で48時間走行させた後のベルト表面の粘着摩耗の有無
を調べた。
のVリブドベルトを駆動プーリ(直径140mm)とテ
ンションプーリ(直径45mm)と背面アイドラプーリ
(直径70mm)に掛架し、テンションプーリに85k
gfの荷重を与て、−40°Cの雰囲気下で回転数70
0rpmで18時間予冷後、1分間走行させ、その後2
分間停止し、これを繰り返して心線に達する亀裂が4個
発生するまでの時間を調べた。
うに、リブ部としてジエン含量が0.1〜3.5重量%
であり、またエチレン含量が50〜75重量%であるE
PDMゴム組成物を用いた本実施例のベルトは、比較例
のベルトに比べ粘着摩耗もなく、耐熱屈曲性、更には耐
寒走行にも優れていることが判る。特に、比較例5にお
いてはエチレン含量が50重量%未満になると、粘着摩
耗が発生する。
は、、接着ゴム層と圧縮ゴム層の少なくとも一方にエチ
レン−α−オレフィンエラストマーをパーオキサイド加
硫したゴム組成物が使用され、該エチレン−α−オレフ
ィンエラストマー中のジエン含量を0.1〜3.5重量
%にすることにより、ベルトの屈曲疲労性を改善し、ま
た優れた耐熱性、耐寒性、耐摩耗性をもつ動力伝動用ベ
ルトの仕上げることができる。また、エチレン−α−オ
レフィンエラストマー中のエチレン含量を50〜75重
量%に特定することによって、更にベルト走行時の粘着
摩耗を防止できる効果がある。
る。
の縦断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 ベルト長手方向に沿って心線を埋設した
接着ゴム層と、圧縮ゴム層を含む弾性体層からなる伝動
ベルトにおいて、接着ゴム層と圧縮ゴム層の少なくとも
一方にエチレン−α−オレフィンエラストマーをパーオ
キサイド加硫したゴム組成物が使用され、該エチレン−
α−オレフィンエラストマー中のジエン含量が0.1〜
3.5重量%であることを特徴とする動力伝動用ベル
ト。 - 【請求項2】 エチレン含量が50〜75重量%である
請求項1記載の動力伝動用ベルト。 - 【請求項3】 エチレン−α−オレフィンエラストマー
がジエン成分としてエチリデンノルボルネン、もしくは
ジシクロペンタジエンを有している請求項1または2記
載の動力伝動用ベルト。 - 【請求項4】 パーオキサイドの共架橋剤としてN,
N’−m−フェニレンジマレイミドをエチレン−α−オ
レフィンエラストマー100重量部に対して0.2〜1
0重量部添加した請求項1、2または3記載の動力伝動
用ベルト。 - 【請求項5】 動力伝動用ベルトがベルト長手方向にそ
って心線を埋設した接着ゴムと、ベルトの周方向に延び
る複数のリブ部をもつ圧縮ゴム層からなるVリブドベル
トである請求項1、2、3または4記載の動力伝動用ベ
ルト。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Publications (3)
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JP2001082548A5 JP2001082548A5 (ja) | 2006-10-26 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP25954199A Expired - Lifetime JP4416060B2 (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 動力伝動用ベルト |
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JP (1) | JP4416060B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108884906A (zh) * | 2016-03-31 | 2018-11-23 | 阪东化学株式会社 | 传动带 |
JP2021042317A (ja) * | 2019-09-11 | 2021-03-18 | 三井化学株式会社 | 伝動ベルト用組成物 |
-
1999
- 1999-09-13 JP JP25954199A patent/JP4416060B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108884906A (zh) * | 2016-03-31 | 2018-11-23 | 阪东化学株式会社 | 传动带 |
CN108884906B (zh) * | 2016-03-31 | 2019-05-03 | 阪东化学株式会社 | 传动带 |
JP2021042317A (ja) * | 2019-09-11 | 2021-03-18 | 三井化学株式会社 | 伝動ベルト用組成物 |
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