JP2005147392A - 動力伝動用ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】 注水時の動力伝動性及び静音性に優れ、且つ、屈曲疲労性、耐熱性、耐寒性、耐摩耗性及び耐粘着摩耗性にも優れた高耐久性の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を埋設したゴム層を含む弾性体層からなり、エチレン−α−オレフィンエラストマーを用いた動力伝動用Ｖリブドベルト１において、エチレン−α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、溶解度指数が８．３〜１０．５（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2の可塑剤又は軟化剤が０．７〜１０質量部配合されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、動力伝動用ベルトに関し、特に、特定のエチレン−α−オレフィンエラストマーを用いた動力伝動用ベルトに関する。

従来より、自動車用エンジン等に使用される動力伝動用ベルトとしては、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム等のゴムが一般的に使用されていた。しかし、近年、省エネルギー化及び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内の部品が密集して配置される傾向があり、それに起因してエンジンルーム内の雰囲気温度は従来に比べて上昇してきている。そして、このような高温雰囲気下においては、前述のようなゴムの層が硬化して、このゴム層に早期にクラックが生じるという問題が発生していた。

このようなベルトの早期破損現象に対し、従来から使用されているクロロプレンゴムの耐熱性の改善が検討されてある程度の改良が行われてきたものの、クロロプレンゴムを使用する限りはベルトの耐熱性改善にも限界がある。そこで、このクロロプレンゴムに代えて、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使用した動力伝動用ベルトが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特表平９−５００９３０号公報

しかし、エチレン−プロピレン−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水との濡れ性が悪く水をはじきやすいため、被水時にベルトとプーリとの間の水の浸入状態が均一でない。そして、水が浸入していない箇所においては、摩擦係数が低下せずベルトがプーリに密着した状態であるが、水が浸入した箇所においては、部分的に摩擦係数が低下してベルトとプーリとの間でスリップが生じるため、スティック−スリップ音が生じやすいという問題があった。

本発明の目的は、注水時の動力伝動性及び静音性に優れ、且つ、屈曲疲労性、耐熱性、耐寒性、耐摩耗性及び耐粘着摩耗性にも優れた高耐久性の動力伝動用ベルトを提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

第１の発明の動力伝動用ベルトは、ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層を含む弾性体層からなり、エチレン−α−オレフィンエラストマーを用いた動力伝動用ベルトにおいて、エチレン−α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、溶解度指数が８．３〜１０．５（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2の可塑剤又は軟化剤が０．７〜１０質量部含まれていることを特徴とするものである。

このように、エチレン−α−オレフィンエラストマーを用いることにより、ベルトの屈曲疲労性が大きく改善され、また、耐熱性、耐寒性及び耐摩耗性も向上する。尚、ゴム層に１種類もしくは２種類以上の補強繊維を配合してもよい。また、この補強繊維のゴム層内での分散を良好なものとするために、補強繊維のカット長さは１０ｍｍ以下であることが好ましい。

さらに、エチレン−α−オレフィンエラストマー１００質量部に対し、溶解度指数（ＳＰ値）が８．３〜１０．５（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2の可塑剤又は軟化剤が０．７〜１０質量部配合されており、ベルトのプーリへの密着性を高めて静音性の向上が図られている。ここで、可塑剤又は軟化剤としては、ポリエーテル系又はポリエステル系のものが好ましく、さらに、エーテルエステルが最も好ましい。また、可塑剤又は軟化剤の配合量は、０．７質量部未満では可塑剤（又は軟化剤）がベルト表面を覆う量として不十分であり、一方、配合量が１０質量部を超えると逆に表面の摩擦係数が低下する。尚、高温環境下での揮発防止を考慮して、可塑剤又は軟化剤の平均分子量は２５０以上であることが好ましい。

第２の発明の動力伝動用ベルトは、前記第１の発明において、エチレン−α−オレフィンエラストマーに、溶解度指数が７．８〜８．１（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2の可塑剤又は軟化剤がさらに含まれていることを特徴とするものである。エチレン−α−オレフィンエラストマーの溶解度指数はほぼ８．０（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2であり、このエチレン−α−オレフィンエラストマーの溶解度指数よりも大きい溶解度の可塑剤又は軟化剤と、ほぼ同じ溶解度指数を有する可塑剤又は軟化剤を、同一エラストマーに併用することにより、適度のブリード性を持たせ、ベルトとプーリ間での発音を抑制することができる。また、ブリードし過ぎないことから、ベルトの亀裂を防止して耐久性を高めることができる。ここで、エチレン−α−オレフィンエラストマーとほぼ同じ溶解度指数を有する、溶解度指数７．８〜８．１（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2の可塑剤又は軟化剤は、パラフィニックオイル又はナフテンの少なくとも１つであることが好ましい（第３の発明）。

さらに、溶解度指数８．３〜１０．５（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2の可塑剤又は軟化剤は、フタル酸ジメチル、フタル酸ジヘブチル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジｎオクチル、アシピン酸ジオクチル、アシピン酸イソノニル、アシピン酸イソテシル、アゼライン酸オクチル、セバシン酸ジブチル、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリイソノニル、トリメリット酸トリイソデシル、トリメリット酸混合アルキル、リン酸トリプトキシエチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレシル、リン酸トリオクチル、リン酸トリブチルエチル、トリフェニルホスフェート、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシ化ステアリン酸ブチル、エポキシ化ステアリン酸オクチル、塩素化パラフィン、アジピン酸系ポリエステル、セバチン酸系ポリエステル、フタル酸系ポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルエステル、エチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチル、ジペンタエリストールエステル、パラオキシ安息香酸オクチルのうちの少なくとも１つであることが好ましい（第４の発明）。

第５の発明の動力伝動用ベルトは、前記第１〜第４の何れかの発明において、有機過酸化物で架橋し、共架橋剤としてマレイミド系加硫剤を用いたことを特徴とするものである。従って、高モジュラスで且つ耐熱性及び耐引裂き性に優れたゴム層を得ることができる。

第６の発明の動力伝動用ベルトは、前記第１〜第５の何れかの発明において、前記ゴム層に、短繊維がゴム１００質量部に対して５〜７０質量部含まれていることを特徴とするものである。従って、ベルトの耐摩耗性が向上し、さらには、ベルト走行時の発音を防止することができる。

第７の発明の動力伝動用ベルトは、前記第６の発明において、前記短繊維に、少なくともナイロン短繊維が含まれていることを特徴とするものである。このように、補強用の短繊維としてナイロンを用いた場合には、ベルトの動力伝達面を研磨するときに、ベルト表面に突き出したナイロン短繊維が溶解して花が咲いたように広がった形状に形成される。そして、その押し広げられた形状により、ベルトとプーリとの間に浸入した水をはき出して水を排除することができるため、注水時の動力伝達性をさらに改善することが可能になる。

第８の発明の動力伝動用ベルトは、前記第６又は第７の発明において、前記短繊維に、少なくとも綿短繊維が含まれていることを特徴とするものである。このように、補強用の短繊維として吸水性の高い綿を用いることにより、ベルトとプーリとの間に浸入した水分を綿で吸い取って水分を排除することができるため、注水時の動力伝達性をさらに改善することが可能になる。

尚、前記第１〜第８の何れかの発明を、前記心線を埋設した背部と、前記ベルト長手方向に延びる複数のリブ部とを有するＶリブドベルトに適用することもできる（第９の発明）。この場合、ベルトの２％モジュラス（ベルトを２％伸ばすのに必要な引張張力）が１つの前記リブ部あたり６００〜２４００Ｎであることが好ましい（第１０の発明）。ベルトの２％モジュラスが１つのリブ部あたり６００Ｎより小さいときには、注水時の発音限界張力が高くなるためベルトの静音性が低下し、一方、ベルトの２％モジュラスが２４００より大きいときには、ベルトの剛性が大きくなり、特に小径のプーリにおける動力伝達性が低下する。さらに、前記心線が、アラミド繊維、あるいは、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フィラメント群を撚り合わせたものであることが好ましい（第１１の発明）。この場合には、ベルトの発音限界張力を低下させることができる。

本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、ベルトの長手方向に延びる複数のリブ部を有するＶリブドベルトに本発明を適用したものである。

図１に示すように、Ｖリブドベルト１は、ポリエステル繊維、アラミド繊維及びガラス繊維を素材とし高強度且つ低伸度のコードよりなる心線２がベルト長手方向に沿って埋設された接着ゴム層３（背部）と、この接着ゴム層３の一方の面に設けられた圧縮ゴム層４と、接着ゴム層３の他方の面を被覆するゴム付帆布５とを有する。圧縮ゴム層４の接着ゴム層３と反対側の部分には、ベルト長手方向に延びる断面略三角形状の複数のリブ部６が設けられている。

心線２としては、例えば、エチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）を主たる構成単位とするポリエステルフィラメント群を撚り合わせたコードを使用できる。本発明で使用されるエチレン−２，６−ナフタレートは、通常、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸又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り生成される。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種又は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。

この心線２の接着処理は次のようにして行われる。まず、（１）未処理コードを、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させてプレディップした後、（２）温度が１６０〜２００℃に設定された乾燥炉に３０〜６００秒間通して乾燥させ、（３）レゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス液（ＲＦＬ）液からなる接着液を入れたタンクに浸漬させ、（４）温度が２１０〜２６０℃に設定され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。

尚、前述のエポキシ化合物としては、例えば、エチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールや、ポリエチレングリコール等のポリアルキレングリコールとエピクロルヒドリンのようなハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物や、あるいは、レゾルシン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジメチルメタン、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂等の多価フェノール類やハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物等がある。このエポキシ化合物はトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合された状態で使用される。また、イソシネート化合物としては、例えば、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート、トルエン２，４−ジイソシアネート、Ｐ−フェニルイソシアネート、ポリアリールポリイソシアネート等がある。このイソシアネート化合物もトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合された状態で使用される。また、ＲＦＬ液は、レゾルシンとホルマリンとの初期縮合体をラテックスに混合させたものである。ここで使用されるラテックスは、クロロプレン、スチレン・ブタジエン・ビニルビリジン三元共重合体、水素化ニトリルゴム、ＮＢＲ等である。

前述のようにして延伸固定処理されたコードは、スピニングピッチ、即ち、心線の巻き付けピッチを１．０〜１．３ｍｍにすることで、モジュラスの高いベルトに仕上げることができる。スピニングピッチが１．０ｍｍ未満の場合には、コードが隣接するコードに乗り上げて巻き付けができない。一方、スピニングピッチが１．３ｍｍを超える場合には、ベルトのモジュラスが低くなってしまう。

又、心線２としては、アラミド繊維も使用できる。心線２の総デニール数は２０００〜６０００デニールであり、その構成は特に限定されるものではない。さらに、心線２の構造は撚り糸、組み紐等、特に限定されるものではない。そして、Ｖリブドベルト１の２％伸長時の引張弾性率は、１リブあたり６００〜２４００Ｎである。
アラミド繊維としては、例えば、商品目ケプラー、テクノーラ、トワロン等が使用できる。この心線には、ゴムとの接着性を改善する目的で接着処理が施されるが、このような接着処理として繊維をレゾルシン−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。

接着ゴム層３及び圧縮ゴム層４のゴム組成物としては、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）等のエチレン−α−オレフィンエラストマーが用いられる。従って、このＶリブドベルトにおいては、その屈曲疲労性が大きく改善されており、また、耐熱性、耐寒性及び耐摩耗性も向上している。

この圧縮ゴム層４には可塑剤又は軟化剤が配合されている。この可塑剤又は軟化剤としては、溶解度指数（ＳＰ値）が、エチレン−α−オレフィンエラストマーの溶解度指数（８．０（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2程度）よりも大きい、８．３〜１０．５（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2の範囲内のものが用いられる。尚、ＳＰ値は、ＳＰ＝ｄΣＧ／Ｍ（ｄ：密度、Ｇ：分子引力定数、Ｍ：分子量）により求められる。また、主要な官能基の分子引力定数Ｇの値を表１に示す。

この溶解度指数が８．３〜１０．５（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2の範囲内の可塑剤又は軟化剤としては、フタル酸ジメチル、フタル酸ジヘブチル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジｎオクチル、アシピン酸ジオクチル、アシピン酸イソノニル、アシピン酸イソテシル、アゼライン酸オクチル、セバシン酸ジブチル、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリイソノニル、トリメリット酸トリイソデシル、トリメリット酸混合アルキル、リン酸トリプトキシエチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレシル、リン酸トリオクチル、リン酸トリブチルエチル、トリフェニルホスフェート、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシ化ステアリン酸ブチル、エポキシ化ステアリン酸オクチル、塩素化パラフィン、アジピン酸系ポリエステル、セバチン酸系ポリエステル、フタル酸系ポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルエステル、エチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチル、ジペンタエリストールエステル、パラオキシ安息香酸オクチルなどを使用できる。

また、可塑剤又は軟化剤の配合量は、エチレン−α−オレフィンエラストマー１００質量部に対し、０．７〜１０質量部であることが好ましい。即ち、配合量が０．７質量部未満では可塑剤（又は軟化剤）がベルト表面を覆う量として不十分であり、一方、配合量が１０質量部を超えると逆に表面の摩擦係数が低下する。尚、高温環境下での揮発防止を考慮して、可塑剤又は軟化剤の平均分子量は２５０以上であることが好ましい。

また、エチレン−α−オレフィンエラストマーに、さらに、溶解度指数が７．８〜８．１（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2の可塑剤又は軟化剤がさらに含まれていることが好ましい。エチレン−α−オレフィンエラストマーの溶解度指数はほぼ８．０（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2であり、エチレン−α−オレフィンエラストマーの溶解度指数よりも大きい溶解度の可塑剤又は軟化剤と、ほぼ同じ溶解度指数を有する可塑剤又は軟化剤を、同一エラストマーに併用することにより、適度のブリード性を持たせ、ベルト１とプーリ間での発音を抑制することができる。また、ブリードし過ぎないことから、ベルト１の亀裂を防止して耐久性を高めることができる。この溶解度指数が７．８〜８．１（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2の可塑剤又は軟化剤としては、パラフィニックオイル又はナフテンを使用できる。

また、圧縮ゴム層４には、ゴム１００質量部に対して、５〜７０質量部の１種類もしくは２種類以上の補強繊維が配合されており、耐摩耗性の改善が図られている。尚、補強繊維の圧縮ゴム層４内での分散を良好なものとするために、この補強繊維のカット長さは１０ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、この補強繊維としては、ナイロン６、芳香族アミド、ポリエステル、ナイロン６６、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、エチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）繊維等の合成繊維が用いられる。補強用の短繊維としてナイロンを用いた場合には、ベルト１の動力伝達面を研磨するときに、ベルト表面に突き出したナイロン短繊維が溶解して花が咲いたように広がった形状に形成される。そして、その押し広げられた形状により、ベルト１とプーリとの間に浸入した水をはき出して水を排除することができるため、注水時の動力伝達性をさらに改善することが可能になる。さらに、前述の合成繊維の他、綿短繊維が好適に用いられる。この場合には、Ｖリブドベルト１とプーリとの間に浸入した水分を綿で吸い取って水分を排除することができるため、注水時の動力伝達性をさらに改善することが可能になる。

さらに、圧縮ゴム層４は有機過酸化物で架橋され、共架橋剤としてマレイミド系加硫剤が配合されており、圧縮ゴム層４の耐熱性及び耐引裂き性の向上が図られている。

さらに、この圧縮ゴム層４のゴム組成物には、通常使用されるカーボンブラック、老化防止剤及び加工助剤を配合することができる。これらの配合成分をゴム組成物に混合させ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。

尚、以上説明したＶリブドベルト１においては、ベルトの２％モジュラス（ベルトを２％伸ばすのに必要な引張張力）が１つのリブ部６あたり６００〜２４００Ｎであることが好ましい。これについては、後述の実施例（実施例５〜７）の説明において詳しく述べることにするが、ベルトの２％モジュラスが１つのリブ部６あたり６００Ｎより小さいときには、注水時のベルトの発音限界張力が高くなるため静音性が低下し、一方、ベルトの２％モジュラスが２４００より大きいときには、ベルトの剛性が大きくなり、特に小径のプーリにおける動力伝達性が低下する。また、前述のように、心線２が、アラミド繊維、あるいは、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フィラメント群を撚り合わせたものである場合には、Ｖリブドベルト１の発音限界張力をさらに低下させることができる。

次に、Ｖリブドベルト１の製造方法の一例を以下に示す。まず、円筒状の成形ドラムの周面に１又は複数枚のゴム付帆布５と接着ゴム層３とを巻きつけた後、この上にロープからなる心線２を螺旋状にスピニングし、さらに圧縮ゴム層４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して所定の張力下で走行させ、さらに、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させて、研削ホイールにより加硫スリーブの圧縮ゴム層４の表面に３〜１００個の複数のリブ部６を一度に形成する。その後、加硫スリーブを駆動ロールと従動ロールから取り外してから、別の駆動ロールと従動ロールに掛架して走行させながら、加硫スリーブをカッターで所定幅に切断してＶリブドベルト１に仕上げる。

尚、本実施形態は、Ｖリブドベルトに本発明を適用した一例であるが、Ｖリブドベルトに限らず、他の種類の動力伝動用ベルトにも本発明を適用することは可能である。

次に、本発明を実施例により具体的に説明する。
（実施例１〜５、比較例１〜２）
以下の実施例１〜５、比較例１〜２のＶリブドベルトは、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、接着ゴム層の一方の面にゴム付綿帆布を２プライ積層し、接着ゴム層の他方の面側に設けられた圧縮ゴム層に３個のリブ部をベルトの長手方向に配したものである。

ここで、圧縮ゴム層として、表２に示すゴム組成物から調整し、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ており、短繊維はベルト幅方向に配向している。一方、接着ゴム層は、表１に示すゴム組成物から短繊維を除いたゴム配合となっている。

このベルトの製造方法としては、以下のような公知の方法を用いた。まず、フラットな円筒状の成形モールドに２プライのゴム付綿帆布及び接着ゴム層を巻きつけ、心線をスピニングし、さらに、圧縮ゴム層を巻きつけた後、圧縮ゴム層の上に加硫用ジャケットを挿入する。ついで、成形モールドを加硫缶内に入れて加硫した後、筒状の加硫スリーブを成形モールドから取り出す。そして、加硫スリーブの圧縮ゴム層をグラインダーにより研削して複数のリブ部を形成してから、カッターにより個々のベルトに切断する。このようにして得られたＶリブドベルトの圧延加工性を表３に示す。

表３に示すように、実施例、比較例とも、１．０ｍｍ厚みの穴開きのない良好なシートを、切れることなく連続的に圧延可能であった。

次に、以下に述べるような、耐熱屈曲性試験、粘着摩耗試験、低温試験及び伝達性能試験を行った。
図２に示すように、耐熱屈曲性試験の評価に用いた走行試験機は、駆動プーリ１０（直径６０ｍｍ）、アイドラープーリ１１（直径５０ｍｍ）、従動プーリ１２（直径５０ｍｍ）、テンションプーリ１３（直径５０ｍｍ）及びアイドラープーリ１４（直径５０ｍｍ）とを順に配置して構成したものである。そして、試験機の各プーリ１０〜１４にＶリブドベルト１を掛架し、Ｖリブドベルト１のアイドラープーリ１１，１４への巻き付け角度を９０°にして、雰囲気温度１３０℃、駆動プーリの回転数３３００ｒｐｍ、ベルト張力８００Ｎ／リブの試験条件で、駆動プーリ１０に荷重を付与してＶリブドベルト１を走行させ、心線に達する亀裂が６個発生するまでの時間を調べた。

粘着摩耗試験では、３リブのＶリブドベルトを、室温下において、駆動プーリ（直径１２０ｍｍ）、従動プーリ（直径１２０ｍｍ）及びアイドラープーリ（直径４５ｍｍ）に掛架し、従動プーリの負荷１２馬力、アイドラープーリの取付け荷重８３３Ｎ（８５ｋｇｆ）、回転数８００ｒｐｍの条件下で、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。

低温試験では、３リブのＶリブドベルトを、駆動プーリ（直径１４０ｍｍ）、アイドラープーリ（直径７０ｍｍ）、テンションプーリ（直径４５ｍｍ）に掛架し、駆動プーリの回転数７００ｒｐｍ、雰囲気温度−３５℃、テンションプーリの荷重２９４Ｎ（３０ｋｇｆ）の条件下で、１分間ベルトを走行させた後に２分間停止させる動作を繰り返して、１００時間経過後のベルト状態を調べた。

さらに、伝達性能試験では、３リブのＶリブドベルトを、室温下において、駆動プーリ（直径８０ｍｍ）、従動プーリ（直径１１０ｍｍ）に掛架し、従動プーリに１４７Ｎ（１５ｋｇｆ）の荷重を作用させ、ＤＲＹ条件、及び、ベルトに水を６０ｃｃ／ｍｉｎ垂らしたＷＥＴ条件の夫々の条件において、従動プーリの負荷を０から増加させてベルトが２％スリップしたときのトルクを測定した。
以上の耐熱屈曲性試験、粘着摩耗試験、低温試験及び伝達性能試験の結果を表４に示す。

表３に示すように、比較例１は、ＳＰ値の大きい可塑剤を配合しなかったため、ＤＲＹ条件における伝達トルクは高いが、ＷＥＴ条件における伝達トルクは低く、ＤＲＹ条件とＷＥＴ条件での差が大きくなった。比較例２は、ＳＰ値の大きい可塑剤を１５質量部も配合したため、ＤＲＹ条件での伝達トルクは低く、トルク伝達性が悪い。一方、実施例１，２においては、何れもＳＰ値が８．５（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2以上の可塑剤を配合しているため、耐熱性及び耐摩耗性が損なわれておらず、さらに、ＷＥＴ条件でのトルク伝達性能もＤＲＹ条件に対してほとんど低下していない。また、実施例３，４においては、耐熱走行試験における亀裂が２つ見られるものの、その耐熱性は許容範囲内であり、その他の性能は良好である。また、ＳＰ値が８．５（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2以上の可塑剤を配合し、さらに、ＳＰ値が８．１（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2のナフテンをも配合した実施例５においては、耐熱性及び耐摩耗性が損なわれておらず、さらに、ＷＥＴ条件でのトルク伝達性能もＤＲＹ条件に対してほとんど低下していない。

次に、本発明の別の実施例について説明する。
（実施例６〜８、参考例１〜３）
以下の実施例におけるベルトの接着ゴム層及び圧縮ゴム層としては、表５に示すゴム組成物から調整したものを用いた。

この表５に示すゴム組成物から、前述の実施例１〜５と同様の方法により、表６に示すような、２％モジュラスが互いに異なる６種類のベルトを製造し、注水時の発音状況を確認した。この発音状況の確認試験においては、ベルトを、図３のようなレイアウトで配置された駆動プーリ２０（直径１５０ｍｍ）、アイドラープーリ２１（直径７５ｍｍ）、従動プーリ２２（直径６０ｍｍ）及び従動プーリ２３（直径１１０ｍｍ）に掛架し、駆動プーリ２０の入り口においてベルトに水を６０ｃｃ／ｍｉｎで注水しながら駆動プーリ２０を起動したときの、発音状況を確認した。

表６に示すように、心線材質がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で、１つのリブ部あたりの２％モジュラスが６００よりも小さい場合（参考例１及び２）では、張力が７００Ｎで発音したのに対して、心線材質がエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）又はアラミド繊維で、１つのリブ部あたりの２％モジュラスが６００以上である場合（実施例６〜８）では、発音限界張力が低下し、６００Ｎでも発音しなかった。これは、実施例６〜８のベルトは心線弾性率が高いベルトであり、駆動プーリ２０の起動時にベルトの伸びが少なくスリップしにくくなって、発音しなかったと考えられる。

このように、ベルトの発音限界張力を低下させて静音性を高めるには、ベルト（心線）の弾性率を高くすることが有効である。さらに、心線の弾性率を高めるには、アラミド繊維などの高弾性率の心線を使用するか、心線の径を大きくすることが考えられる。但し、心線の径を大きくしすぎると、心線とリブ部の底部との間の距離が短くなり、圧縮ゴム層が摩耗したときに心線が露出する虞があるため、心線の径を大きくするにも限度がある。

尚、アラミド繊維の心線を用いた実施例８のベルトは、心線の構成（下撚り×上撚り）が１×２である。そして、ベルトの屈曲性が低下しない程度に心線の径を大きくしようとすると、実際的にはこの倍程度まで大きくすることが可能である。そのため、２％モジュラスが、実施例８のベルトの２倍程度、即ち、１つのリブ部あたり２４００Ｎ以下であることが好ましい。

次に、耐熱耐久試験を行った。この試験において用いた４種類のベルト（実施例７、参考例２，４及び比較例３）とその結果を表６に示す。ここで、この耐熱耐久試験では、３つのリブ部を有する周長１１００ｍｍのＫ型ベルトを使用し、図４のようなレイアウトで配置された２つの駆動プーリ３０，３１（共に直径１２０ｍｍ）、アイドラープーリ３２（直径８５ｍｍ）、テンションプーリ３３（直径４５ｍｍ）に掛架して、ベルトに３９２Ｎの張力を作用させた状態で、１２０℃の条件下で２つの駆動プーリ３０，３１をそれぞれモータで回転させて、ベルトの耐熱耐久性を確認した。

表７に示すように、心線にＰＥＮを用い、弾性率（２％モジュラス）の高い実施例７のベルトは、心線にＰＥＴを用いたベルト（参考例２）と同様に優れた耐熱耐久性を有する。また、ゴム層のポリマーとしてクロロプレンゴムを使用した従来のベルト（比較例３）と比べて、その耐熱耐久性はかなり優れていることがわかる。

本発明の実施形態に係るＶリブドベルトの縦断面図である。 耐熱屈曲性試験用の走行試験機の概略構成図である。 注水時の発音状況確認試験のプーリの概略レイアウトを示す図である。 耐熱耐久試験のプーリの概略レイアウトを示す図である。

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
５ ゴム付帆布
６ リブ部

Claims (11)

1. ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層を含む弾性体層からなり、エチレン−α−オレフィンエラストマーを用いた動力伝動用ベルトにおいて、
   エチレン−α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、溶解度指数が８．３〜１０．５（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2の可塑剤又は軟化剤が０．７〜１０質量部含まれていることを特徴とする動力伝動用ベルト。
2. エチレン−α−オレフィンエラストマーに、溶解度指数が７．８〜８．１（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2の可塑剤又は軟化剤がさらに含まれていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝動用ベルト。
3. 溶解度指数７．８〜８．１（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2の可塑剤又は軟化剤が、パラフィニックオイル又はナフテンの少なくとも１つであることを特徴とする請求項２に記載の動力伝動用ベルト。
4. 溶解度指数８．３〜１０．５（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2の可塑剤又は軟化剤が、フタル酸ジメチル、フタル酸ジヘブチル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジｎオクチル、アシピン酸ジオクチル、アシピン酸イソノニル、アシピン酸イソテシル、アゼライン酸オクチル、セバシン酸ジブチル、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリイソノニル、トリメリット酸トリイソデシル、トリメリット酸混合アルキル、リン酸トリプトキシエチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレシル、リン酸トリオクチル、リン酸トリブチルエチル、トリフェニルホスフェート、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシ化ステアリン酸ブチル、エポキシ化ステアリン酸オクチル、塩素化パラフィン、アジピン酸系ポリエステル、セバチン酸系ポリエステル、フタル酸系ポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルエステル、エチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチル、ジペンタエリストールエステル、パラオキシ安息香酸オクチルのうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の動力伝動用ベルト。
5. 有機過酸化物で架橋し、共架橋剤としてマレイミド系加硫剤を用いたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の動力伝動用ベルト。
6. 前記ゴム層に、短繊維がゴム１００質量部に対して５〜７０質量部含まれていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の動力伝動用ベルト。
7. 前記短繊維に、少なくともナイロン短繊維が含まれていることを特徴とする請求項６に記載の動力伝動用ベルト。
8. 前記短繊維に、少なくとも綿短繊維が含まれていることを特徴とする請求項６又は７に記載の動力伝動用ベルト。
9. 前記心線を埋設した背部と、前記ベルト長手方向に延びる複数のリブ部とを有するＶリブドベルトであることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の動力伝動用ベルト。
10. ベルトの２％モジュラスが１つの前記リブ部あたり６００〜２４００Ｎであることを特徴とする請求項９に記載の動力伝動用ベルト。
11. 前記心線が、アラミド繊維、あるいは、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フィラメント群を撚り合わせたものであることを特徴とする請求項１０に記載の動力伝動用ベルト。

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