JP2001187943A

JP2001187943A - ダブルｖリブドベルト

Info

Publication number: JP2001187943A
Application number: JP37362199A
Authority: JP
Inventors: Toshimichi Takada; 俊通高田; Kazutoshi Ishida; 和利石田
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2001-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ベルトの走行時に圧縮、引張り変形を繰り返
し受けている上下リブ部や接着ゴム層を改善して、耐熱
性、耐寒性を向上させ高温雰囲気下及び低温雰囲気下で
の走行時におけるベルトの耐久性を向上せしめ、またリ
ブ部の先端部から発生した亀裂の伝播を食止めるように
したダブルＶリブドベルトを提供する。【解決手段】心線１を埋設した接着ゴム層３の上下両
面にベルト長手方向に延びる複数の上下リブ部７、８を
有するダブルＶリブドベルトであり、上記心線１を埋設
した接着ゴム層３と上下リブ部７、８との境界の少なく
とも一方に亀裂伝播防止材９を介在させ、上下リブ部
７，８にエチレン−α−オレフィンエラストマーの架橋
物を用いている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はダブルＶリブドベル
トに係り、詳しくは心線を埋設した接着ゴム層の上下両
面にベルト長手方向に延びる複数のリブ部を有するダブ
ルＶリブドベルトであり、高温雰囲気下及び低温雰囲気
下でのベルト走行寿命が著しく向上し、また更にはリブ
部で発生した亀裂が心線へ伝播するのを食い止めて、早
期のベルト破損を阻止したダブルＶリブドベルトに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車用として使用されるＶベルトは、
クランク・オルタネータ・ファン間、クランク・パワー
ステアリング間、クランク・クーラー間などにそれぞれ
独立して取り付けられ、一台の自動車には複数本のＶベ
ルトが使用されている。

【０００３】近時、車体スペースの節約、車体の軽量化
及び燃費節約など、各方面からの要望もあり、心線を埋
設した接着ゴム層の下面にベルト長手方向にのびるＶ形
のリブ部を配し、又接着ゴム層の上面を１〜２プライの
ゴム付帆布にて被覆した一本のＶリブドベルトを所定の
位置に配設された複数のプーリ間を曲がりくねった状態
で懸架した駆動装置が使用されている。上記Ｖリブドベ
ルトは、ベルト張力を調整する背面アイドラープーリお
よび所定の目的をもって配置された背面従動プーリと背
面駆動を行っているため、くさび効果を持たないベルト
背面は、リブ部に比べて伝達性能が低くベルト背面又は
／及びリブ面が摩耗し、ベルト張力低下が生じた時、ス
リップが発生して、高負荷下の動力伝達には適さないな
どの問題があった。

【０００４】これら従来のＶリブドベルトの問題点を解
消せしめるため、心線を埋設した接着ゴム層の上下両面
に、リブピッチ、リブ高さ、リブ形状等の等しいベルト
長手方向にのびる複数のリブ部を配設したダブルＶリブ
ドベルトが使用されている。

【０００５】上記ダブルＶリブドベルトも、近年、省エ
ネルギー化、コンパクト化の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が従来に比べて上昇
してきている。これにともない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。

【０００６】このようなベルトの早期破壊現象に対し、
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り、現在のところ十分な効果を得
るには至っていない。

【０００７】これに代わり、耐熱性に優れるクロロスル
フォ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、
耐磨耗性、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。

【０００８】しかし、ＰｂＯ、Ｐｂ₃Ｏ₄等の鉛化合物の
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ＭｇＣｌ ₂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、臭気の問題などが生じて人体に不快感を与える問題
があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この動力伝動
用ベルトは、クロロプレ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℃以下の低温雰囲気下
でのベルト走行寿命が著しく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
エネルギー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。

【００１０】これに対して、エチレン−プロピレン系ゴ
ム（ＥＰＲ）あるいはエチレン−プロピレン−ジエン系
ゴム（ＥＰＤＭ）等のエチレン−α−オレフィンエラス
トマーは、優れた耐熱性、耐寒性を有し、比較的に安価
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。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、伝達機能が損なわれることより従来からあま
り使用されていないが、最近では検討されつつあり、例
えば特開平６−３４５９４８号公報に開示されている。

【００１１】しかしながら、エチレン−プロピレン系ゴ
ムは引き裂き力が低く、パーオキサイド架橋系を用いる
と、更に引き裂き力が低下して、走行時に心線がポップ
アウトしやすいという問題があった。一方、硫黄架橋系
を用いたものは、加硫度を十分に上げるのが困難である
ため、走行時に摩耗が多くなり、特にＶリブドベルトで
は、摩耗紛がリブ部間の底部で蓄積され粘着摩耗を起こ
しやすく、これが発音を引き起こす大きな問題になって
いた。また、加硫度を上げるために、分子内の二重結合
量の極めて多いＥＰＤＭを用いると、粘着摩耗はある程
度改善できるが、耐熱性が低下するという不具合が発生
した。

【００１２】また、ＥＰＤＭを用いたＶリブドベルトの
場合、リブの先端部から亀裂が入りやすく、この位置で
発生した亀裂は心線まで一気に伝播し、そして最後には
個々のリブ部が分離してベルト切断に至る不具合があっ
た。従って、亀裂が入った状態でユーザーの始業点検や
車検時にベルト寿命として取り替えることができず、車
の走行中にベルトが切れてしまうと言った不具合があっ
た。

【００１３】本発明はこのような問題に対処するもので
あり、ベルトの走行時に圧縮、引張り変形を繰り返し受
けている上下リブ部や接着ゴム層を改善して、耐熱性、
耐寒性を向上させ高温雰囲気下及び低温雰囲気下での走
行時におけるベルトの耐久性を向上せしめ、またリブの
先端部から発生した亀裂の伝播を食止めるようにしたダ
ブルＶリブドベルトを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】即ち、本願は請求項１の
発明では、心線を埋設した接着ゴム層の上下両面にベル
ト長手方向に延びる複数のリブ部を有するダブルＶリブ
ドベルトにおいて、上記心線を埋設した接着ゴム層とリ
ブ部との境界の少なくとも一方に亀裂伝播防止材を介在
させ、リブ部にエチレン−α−オレフィンエラストマー
の架橋物を用いたダブルＶリブドベルトにあり、耐熱
性、耐寒性を向上させ高温雰囲気下及び低温雰囲気下で
の走行時におけるベルトの耐久性が向上し、更に亀裂伝
播防止材がリブ部間の底部から発生した微小な亀裂の伝
播と成長を抑制して、ベルトの耐久性に寄与する。

【００１５】本願請求項２記載の発明は、亀裂伝播防止
材が織物、不織布から選ばれた少なくとも１種の層から
なるダブルＶリブドベルトにある。

【００１６】本願請求項３記載の発明は、リブ部が有機
過酸化物で架橋させたエチレン−α−オレフィンエラス
トマーの架橋物であるダブルＶリブドベルトにある。

【００１７】本願請求項４記載の発明は、ベルト外周面
に補強布を被覆していないダブルＶリブドベルトにあ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１に示すダブル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、その上側と下側にそれぞれ弾性
体層である伸張ゴム層４と圧縮ゴム層５を有している。
この伸張ゴム層４と圧縮ゴム層５にはベルト長手方向に
伸びる断面略三角形の複数の上下リブ部７、８が設けら
れている。

【００１９】伸張ゴム層４と圧縮ゴム層５に設けたリブ
部７、８のピッチは等間隔で、上下リブ部７、８の位置
も合致している。しかし、上下リブ部７、８のピッチは
等間隔でなくてもよく、また上下リブ部７、８の位置も
不一致であってもよい。また図示はしないが、必要に応
じてリブ部７、８に、所定間隔でベルト幅方向の溝（コ
グ部）を設け、ベルトの屈曲性をよくすることも可能で
ある。

【００２０】上記心線２とリブ部７、８の間にあって心
線２に近接した位置に亀裂伝播防止材９が介在し、リブ
部７、８間の底部から発生した微小な亀裂の伝播と成長
を抑制し、ベルトの耐久性を向上させている。

【００２１】亀裂伝播防止材９は織物、不織布などの層
であり、厚さ０．１〜１．０ｍｍが好ましい。０．１ｍ
ｍ未満の場合には、亀裂の伝播が阻止できでも、長期に
これを維持することが困難になり、他方１．０ｍｍを超
えるとベルトの可撓性が阻害される。

【００２２】亀裂伝播防止材９が織物の場合には、綿、
ポリアミド、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
た布を下記に示すようにレゾルシン−ホルマリン−ラテ
ックス（ＲＦＬ液）処理した後、ゴム糊を擦り込ませた
ものである。また、不織布は綿、ポリアミド、ポリエチ
レンテレフタレート、アラミド繊維からなり、ＲＦＬ処
理した後、ゴム糊を擦り込ませたものである。

【００２３】前記上下リブ部７、８に使用されるエチレ
ン−α−オレフィンエラストマーとしては、その代表的
なものとしてエチレン−プロピレン−ジエンターポリマ
ー（ＥＰＤＭ）があり、これはエチレン−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。また、エチ
レン−プロピレン系ゴム（ＥＰＲ）も使用可能である。

【００２４】上記ゴムの架橋には、有機過酸化物が使用
され、例えばジクミルパーオキサイド、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、ベ
ンゾイルパーオキサイド、１，３−ビス（ｔ−ブチルパ
ーオキシイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−
２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、
２，５−ジメチル−２，５−（ベンゾイルパーオキシ）
ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−モノ（ｔ−ブチ
ルパーオキシ）ヘキサン等を挙げることができる。この
有機過酸化物は、単独もしくは混合物として、通常エチ
レン−α−オレフィンエラストマー１００ｇに対して
０．００５〜０．０２モルｇの範囲で使用される。

【００２５】また、架橋助剤（ｃｏ−ａｇｅｎｔ）を配
合することによって、架橋度を上げて粘着摩耗等の問題
を防止することができる。架橋助剤として挙げられるも
のとしては、ＴＩＡＣ、ＴＡＣ、１，２ポリブタジエ
ン、不飽和カルボン酸の金属塩、オキシム類、グアニジ
ン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチ
レングリコールジメタクリレート、Ｎ−Ｎ‘−ｍ−フェ
ニレンビスマレイミド、硫黄など通常パーオキサイド架
橋に用いるものである。

【００２６】そして、それ以外に必要に応じてカーボン
ブラック、シリカのような増強剤、炭酸カルシウム、タ
ルクのような充填剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色
剤のような通常のゴム配合物に使用されるものが使用さ
れる。

【００２７】また、上下リブ部７、８にナイロン６、ナ
イロン６６、ポリエステル、綿、アラミドからなる短繊
維を混入して耐側圧性を向上させるとともに、プーリと
接する表面に該短繊維を突出させて摩擦係数を低下さ
せ、ベルト走行時の騒音を軽減することができる。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。

【００２８】一方、接着ゴム層３には耐熱性を有し、そ
して心線であるポリエステル繊維、芳香族ポリアミド繊
維、ガラス繊維等との接着を良好にするためにも、上記
エチレン−α−オレフィンエラストマーのゴム組成物を
使用する。そして、それ以外に必要に応じてカーボンブ
ラック、シリカのような増強剤、炭酸カルシウム、タル
クのような充填剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤
のような通常のゴム配合に用いるものが使用される。ま
た、微小短繊維強化ゴムを添加することができる。

【００２９】心線２には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、ＲＦＬ液で処理する方法等もある。

【００３０】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。

【００３１】ダブルＶリブドベルト１の製造方法の一例
は特許第２７６２２３８号に開示されているとおり、以
下の工程からなる。（１）まず円筒状の成形ドラムの周面に圧縮ゴム層（ま
たは伸張ゴム層）、亀裂伝播防止材、接着ゴム層を順に
お巻き付けた後、この上にロープからなる心線を螺旋状
にスピニングし、更に上記の接着ゴム層、亀裂伝播防止
材、圧縮ゴム層（または伸張ゴム層）を順次巻きつけて
積層体を得た後、これを架橋したスリーブ１０を得る。

【００３２】（２）上記スリーブ１０を駆動ロール１１
と従動ロール１２に所定の張力下で掛架して走行させ、
回転させた研磨ホイール１３によって予めスリーブの一
方の面にリブ谷部１４を研磨する。（図２参照）

【００３３】（３）上記スリーブ１０を反転し、複数の
溝部３１と突起部３２を幅方向に配置したカートリッジ
３０を駆動ロール１１に装着した後、上記駆動ロール１
１と従動ロール１２に掛架し、スリーブの少なくとも一
つのリブ谷部１４とリブ山部１５をカートリッジ３０に
設けた少なくとも一つの突起部３２と溝部３１にそれぞ
れ嵌合させる。（図３参照）

【００３４】（４）上記スリーブ１０を所定の張力下で
走行させ、更に回転させた研磨ホイール１３をスリーブ
１０に当接させて他の面にリブ谷部１４を研磨し、架橋
スリーブ１０の表面に３〜１００個の複数の溝状部を一
度に研磨する。

【００３５】（５）このようにして得られた架橋スリー
ブを駆動ロール１１と従動ロール１２から取り外し、該
架橋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の幅に切断して個々の
ダブルＶリブドベルトに仕上げる。

【００３６】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。

【００３７】本発明において用いたスリーブは、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厚さ３ｍｍに圧延した伸張ゴム
層、厚さ０．５ｍｍに圧延した接着ゴム層、そして伸張
ゴム層と同じ厚さ３ｍｍに圧延した圧縮ゴム層、また心
線としてポリエステル繊維からなるロープ、亀裂伝播防
止材として綿帆布をＲＦＬ処理し、これに表１に示す接
着ゴム配合をトルエンにて固形分濃度を１０％に希釈し
たものに浸漬させ、８０°Ｃのオーブンで十分に乾燥さ
せた後のゴム付着量が３０重量％になるように調整した
綿帆布を素材に用いて作製した。この場合、上記亀裂伝
播防止材を接着ゴム層の上下の両位置に配置した。

【００３８】尚、比較例では、接着ゴム層の上下側に綿
帆布の亀裂伝播防止材を使用しない構成にした。

【００３９】上記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、同時にダイヤモンド
を付着した研磨ホイールをスリーブと逆方向に１，８０
０ｒｐｍ回転させてスリーブに当接させながら、リブ谷
部とリブ山部を研磨した。

【００４０】反転したスリーブを、筒状のカートリッジ
を装着した駆動ロールと従動ロールに掛架して該スリー
ブのリブ谷部とリブ山部をカートリッジの突起部と溝部
にそれぞれ嵌合させた後に、前述と同様の方法で他の表
面を研磨しリブ谷部を得た。このスリーブを駆動ロール
と従動ロールから取り除いて、他の切断用のロールに掛
架して、３個のリブをもつダブルＶリブベルトに切断し
た。

【００４１】得られたダブルＶリブドベルトはＲＭＡ規
格による長さ９７５ｍｍのＫ型３リブドベルトであり、
上下のリブピッチ３．５６ｍｍ、リブ高さ２．０ｍｍ、
ベルト厚さ６．３ｍｍ、上下のリブ角度４０°であっ
た。

【００４２】

【表１】

【００４３】このようにして得られたダブルＶリブドベ
ルトの耐熱走行試験と耐寒走行試験を行った。この結果
は表２に示される。

【００４４】耐熱走行試験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７０ｍ
ｍ）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４９
００ｒｐｍ、従動プーリの負荷１２馬力とし、テンショ
ンプーリに５７ｋｇｆの初張力をかけて走行させた。

【００４５】また、アイドラープーリはダブル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９０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。

【００４６】

【表２】

【００４７】表２の結果から明らかなように、リブ部と
してエチレン−プロピレンゴムのゴム組成物を用い、接
着ゴム層とリブ部との境界に亀裂伝播防止材を介在させ
た本実施例のベルトは、比較例のベルトに比べ高温雰囲
気下でのベルト寿命が向上し、優れた耐熱性を備えてい
ることが判る。

【００４８】

【発明の効果】以上のように本願の各請求項記載の発明
によれば、接着ゴム層とリブ部との境界に亀裂伝播防止
材を介在させ、リブ部にエチレン−α−オレフィンエラ
ストマーの架橋物を用いたダブルＶリブドベルトにあ
り、耐熱性、耐寒性に優れてベルトの耐久性が向上し、
更に亀裂伝播防止材がリブ部先端で発生した微小な亀裂
の伝播と成長を抑制し、亀裂が入った状態でユーザーの
始業点検や車検時にベルト寿命として取り替えることが
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るダブルＶリブドベルトの縦断面図
である。

【図２】スリーブの一方の面を研磨している状態を示す
正面図である。

【図３】スリーブの他の面を研磨している状態における
駆動ロールの断面図を示す。

【符号の説明】

１ダブルＶリブドベルト２心線３接着ゴム層４伸張ゴム層５圧縮ゴム層７上リブ部８下リブ部９亀裂伝播防止材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】心線を埋設した接着ゴム層の上下両面に
ベルト長手方向に延びる複数のリブ部を有するダブルＶ
リブドベルトにおいて、上記心線を埋設した接着ゴム層
とリブ部との境界の少なくとも一方に亀裂伝播防止材を
介在させ、リブ部にエチレン−α−オレフィンエラスト
マーの架橋物を用いたことを特徴とするダブルＶリブド
ベルト。
【請求項２】亀裂伝播防止材が織物もしくは不織布か
らなる請求項１記載のダブルＶリブドベルト。
【請求項３】リブ部が有機過酸化物で架橋させたエチ
レン−α−オレフィンエラストマーの架橋物である請求
項１記載のダブルＶリブドベルト。
【請求項４】ベルト外周面に補強布を被覆していない
請求項１記載のダブルＶリブドベルト。