JP2006153152A - 伝動ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】プーリ接触面の摩擦係数を、走行初期のみならず、長期にわたり低く維持できる伝動ベルトを提供する。
【解決手段】歯付ベルト１はベルト長手方向に沿って複数の歯部４と、心線３を埋設した背部２から構成されるベルト本体を有し、前記歯部２の表面には複層シート５が貼着されている。複層シート５は、フッ素樹脂繊維８を含むウェブ７と基布６が積層したシートであって、基布が内層（歯ゴム側）にウェブ７が外層（プーリ側）となるように配置されている。ウェブ７と基布６は、ウェブ中のフッ素樹脂繊維８が基布と交絡して結合しており、この交絡にはウォータージェット法、ニードルパンチ法などの機械的手法が好ましく用いられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用あるいは一般産業用の駆動装置などに用いられる伝動ベルトに関する。

駆動装置などに装着される伝動ベルトにおいて、ベルト表面の一部又は全部を帆布で覆うことが一般的になされている。

例えば、歯付ベルトでは、プーリとの噛合部の損傷を防ぐべく歯部を帆布（歯布）で被覆することが行われている。歯布としては、ナイロン６６繊維、アラミド繊維に代表される高強力繊維からなる織物が広く使用されているが、プーリと繰り返し接触する歯部は長時間の使用により屈曲疲労を受け易く、歯布の摩耗や歯部の変形及び剪断亀裂が多く発生していた。

上記問題に際し、耐摩耗性、耐歯欠け性を重視したベルト設計を行う際には、歯部の表面摩擦係数を低くすることが提案されている。具体的には、減摩剤を歯布表面にコーティングすることが知られており、例えば、織物の外側にフッ素樹脂を含有するポリマーマトリクス層を設けた伝動ベルトなどがある。（例えば特許文献１参照）
ＥＰ００６６２５７１号公報

また、例えば、歯付ベルトにおいて、歯布層と歯部ゴム層との間に、ゴム成分１００重量部に対し繊維化可能なフッ素樹脂を０．３〜１０重量部含有する中間ゴム層を介設させることにより、耐歯欠け性を向上させる試みもなされている。（例えば特許文献２参照）
特開平７−２０８５５７号公報

しかし、フッ素樹脂は離型剤に用いられるように他の物質と結合し難い樹脂であり、ポリマーマトリクスに配合して加硫しても、ましてや表面処理無しでは、ポリマーマトリクスと強固に結合しないという不具合があった。それ故、多量に含有させなければ経時的な効果に乏しく、負荷条件が厳しい駆動走行においては、早期に歯布が磨耗して歯欠けが発生していた。

また歯布層と歯部ゴム層との間に、繊維化可能なフッ素樹脂を含有する中間ゴム層を介設させた歯付ベルトでは、中間ゴム層中の微細な弗素樹脂繊維の存在によって、高弾性されると共に、亀裂の成長が抑制されるとあるが、歯布表面の摩擦係数低減効果は低く、高負荷条件下において歯欠けを防止することは困難であった。

近年、伝動ベルトはより高負荷にさらされる傾向にあることから、ベルト幅に制限がある場合、ベルト単位幅あたりの負荷が大きくなっており、ひいてはプーリ接触部に係る応力が増している。本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、伝動ベルトにおけるプーリ接触面の摩擦係数を、走行初期のみならず、長期にわたり低く維持することができる伝動ベルトを提供することを目的とする。

即ち、本発明は、伝動ベルトにあって、プーリ接触面に、フッ素樹脂繊維を含むウェブと基布の複層シートを、ウェブが外層となるように配置したことを特徴とする発明である。更に本発明は、前記伝動ベルトにおいて、ウェブ中のフッ素樹脂繊維が基布と交絡してウェブと基布が結合している；フッ素樹脂繊維が分枝を有するフッ素樹脂繊維である；フッ素樹脂繊維がポリテトラフルオロエチレン繊維である；基布が織布である；伝動ベルトが、ベルト長手方向に沿って所定間隔で配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部を有する歯付ベルトであって、歯部表面に複合シートが配置してなる；伝動ベルトが、ベルト本体にベルト長手方向に沿って心線を埋設した摩擦伝動ベルトであって、摩擦伝動面に複合シートが配置される；摩擦伝動ベルトがＶリブドベルトであって、背面に複合シートを配置してなる ことを特徴とする発明でもある。

本発明によれば、フッ素樹脂繊維を含むウェブと基布の複層シートを、ウェブが外層となるように配置することで、伝動ベルトにおけるプーリ接触面の摩擦係数を、走行初期のみならず、長期にわたり低く維持し、耐摩耗性、耐久性を向上させることができる。

またウェブ中のフッ素樹脂繊維が基布と交絡して結合した複合シートとすることで、ウェブと基布との結合力が強固になり、界面で剥離し難い構成とすることができる。そしてフッ素樹脂繊維を、分枝を有するフッ素樹脂繊維とすることで、繊維同士の交絡が強くなり、ウェブの機械的強度やウェブと基布の結合力が高められる。またフッ素樹脂繊維をポリテトラフルオロエチレン繊維とすることで、より表面の摩擦係数を低くすることができる。更に、基布として織物を選択すると、耐久性をより向上させることができる。

また伝動ベルトが歯付ベルトであって、歯部に複合シートを配置することで、耐摩耗性、耐歯欠け性に優れた歯付ベルトとすることができる。

そして伝動ベルトが摩擦伝動ベルトであって、摩擦伝動面に複合シートを配置することで、耐摩耗性、耐発音性に優れた摩擦伝動ベルトとすることができる。更に、伝動ベルトがＶリブドベルトであって、背面に複合シートを配置することで、背面走行においても、耐摩耗性、耐発音性に優れるといった特徴がある。

以下、図面を参照しながら本発明を説明する。ここでは、伝動ベルトとして歯付ベルト及びＶリブドベルトを例示する。

本発明に係る歯付ベルトの断面斜視図を図１に示す。歯付ベルト１はベルト長手方向（図中矢印）に沿って複数の歯部４と、心線３を埋設した背部２から構成されるベルト本体を有し、前記歯部２の表面には複層シート５が貼着されている。歯付ベルト１は、プーリ（図示せず）と歯部２が噛み合い伝動し、歯部表面がプーリと接触する構成となっている。

心線３は、一般には、ガラス繊維やアラミド繊維が使用される。また、ポリベンゾオキサゾール、ポリパラフェニレンナフタレート、ポリエステル、アクリル、カーボン、スチールなどを組成とする撚コードのいずれでも使用できる。ガラス繊維の組成は、Ｅガラス、Ｓガラス（高強度ガラス）のいずれでもよい。またフィラメントの太さ及びフィラメントの集束本数及びストランド本数に制限されない。

前記心線３は接着処理を施されることが望ましく、例えば（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）２１０〜２６０°Ｃに温度設定した延伸熱固定処理器に３０〜６００秒間通し−１〜３％延伸して延伸処理コードとする、ことができる。

この前処理液で使用するイソシア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、トリレン２，４−ジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ポリアリールポリイソシアネート（例えば商品名としてＰＡＰＩがある）等がある。このイソシアネート化合物はトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合して使用される。

また、上記イソシアネート化合物にフェノール類、第３級アルコール類、第２級アルコール類等のブロック化剤を反応させてポリイソシアネートのイソシアネート基をブロック化したブロック化ポリイソシアネートも使用可能である。

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、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などである。上記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して使用される。

ＲＦＬ処理液はレゾルシンとホルムアルデヒドの初期縮合物をゴムラテックスと混合したものであり、この場合レゾルシンとホルムアルデヒドのモル比は１：２〜２：１にすることが接着力を高める上で好適である。モル比が１／２未満では、レゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂の三次元化反応が進み過ぎてゲル化し、一方２／１を超えると、逆にレゾルシンとホルムアルデヒドの反応があまり進まないため、接着力が低下する。

ゴムラテックスとしては、スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体、クロロスルフォン化ポリエチレン、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、エピクロルヒドリン、天然ゴム、ＳＢＲ、クロロプレンゴム、オレフィン−ビニルエステル共重合体、ＥＰＤＭ等などが挙げられる。

また、レゾルシン−ホルムアルデヒドの初期縮合物と上記ゴムラテックスの固形分重量比は１：２〜１：８が好ましく、この範囲を維持すれば接着力を高める上で好適である。上記の比が１／２未満の場合には、レゾルシン−ホルムアルデヒドの樹脂分が多くなり、ＲＦＬ皮膜が固くなり動的な接着が悪くなり、他方１／８を超えると、レゾルシン−ホルムアルデヒドの樹脂分が少なくなるため、ＲＦＬ皮膜が柔らかくなり、接着力が低下する。

更に、上記ＲＦＬ液には加硫促進剤や加硫剤を添加してもよく、添加する加硫促進剤は、含硫黄加硫促進剤であり、具体的には２−メルカプトベンゾチアゾール（Ｍ）やその塩類（例えば、亜鉛塩、ナトリウム塩、シクロヘキシルアミン塩等）ジベンゾチアジルジスルフィド（ＤＭ）等のチアゾール類、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＣＺ）等のスルフェンアミド類、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＳ）、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＴ）、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＴＲＡ）等のチウラム類、ジ−ｎ−ブチルジチオカルバミン酸ナトリウム（ＴＰ）、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＰＺ）ジエチルジメチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＥＺ）等のジチオカルバミン酸塩類等がある。

また、加硫剤としては、硫黄、金属酸化物（酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化鉛）、有機過酸化物等があり、上記加硫促進剤と併用する。

歯付ベルト１本体の歯部４や背部２はゴム組成物で構成され、ゴム成分として例えばエチレン・α−オレフィンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）などを単独または併用して用いることができる。

具体的な例を挙げると、Ｈ−ＮＢＲと不飽和カルボン酸金属塩を配合したゴム材を用いることができる。更に具体的には、ゴム成分は（イ）Ｈ−ＮＢＲと不飽和カルボン酸金属塩とを配合した複合ポリマー体と（ロ）Ｈ−ＮＢＲとを配合したものを用いることが、引張弾性率、硬度、切断伸度、そして引裂強度などの諸物性を高める上で好ましい。望ましくは、ゴム材は（イ）Ｈ−ＮＢＲと不飽和カルボン酸金属塩とを重量比４０：６０〜５０：５０で配合された複合ポリマー体と（ロ）Ｈ−ＮＢＲとを重量比１：９９〜８０：２０、更に好ましくは３：９７〜６０：４０、で配合したゴム材を用いることが、引張弾性率や切断伸度、さらに高い引き裂き強度や硬度などを確保する為に好ましい。

Ｈ−ＮＢＲとしては、耐熱性の観点から水素添加率が少なくとも９０％以上であることが好ましく、更に好ましくは９２〜９８％である。

不飽和カルボン酸金属塩は、カルボキシル基を有する不飽和カルボン酸と金属とがイオン結合したものであり、不飽和カルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸等のモノカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのジカルボン酸が好ましく、金属としてはベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタン、クロム、モリブデン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、錫、鉛、アンチモンなどを好ましく用いることができる。

前記ゴム成分には、必要に応じて、架橋剤、共架橋剤、加硫促進剤、カーボンブラックやシリカのような補強剤、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用いられる配合剤が使用できる。

架橋剤として有機過酸化物や硫黄などが挙げられる。有機過酸化物としては、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、通常ゴム成分１００重量部に対して０．５〜８重量部の範囲で使用されることが望ましい。

共架橋剤としては、例えば、トリアリルシアヌレート（ＴＡＣ）、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミド、エチレン−グリコール−ジメタクリレートなどを単独もしくは併用して用いることができる。共架橋剤はゴム成分１００重量部に対して０．５〜１０重量部を添加することが好ましい。

そして、本発明では、伝動ベルトのプーリ接触面に複層シートを配置することを特徴とし、歯付ベルト１においては歯部４表面に複層シート５を配置した構成を示している。

複層シート５は、フッ素樹脂繊維８を含むウェブ７と基布６が積層したシートであって、基布が内層（歯ゴム側）にウェブ７が外層（プーリ側）となるように配置されている。尚、接着性に乏しいフッ素樹脂繊維を含むウェブは外層に配置されるため、複合シート５とベルト本体との接着性に悪影響を与えない。

ウェブ７は、フッ素樹脂繊維を単独、或いは非フッ素樹脂繊維を混合して構成することができるが、フッ素樹脂による特性を充分に発揮させるためにはフッ素樹脂繊維のみから構成されることが望ましい。フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン重合体（ＰＴＦＥ）、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）などがあるが、なかでも優れた低摩擦性を有し、繊維形状にするのが比較的容易なＰＴＦＥが好ましい。

フッ素樹脂繊維８は、繊維長が５〜５０ｍｍのものを好ましく用いることができる。長さは均一である必要はない。分枝を有するフッ素樹脂繊維の場合、繊維長とは長さが最大となる状態での測定長さを指す。

ウェブを構成するフッ素樹脂繊維として分枝を有するフッ素樹脂繊維を用いると、繊維同士の交絡が強くなり、ウェブの機械的強度やウェブと基布の結合力が高くなる。分枝を有するフッ素樹脂繊維は、例えば、フッ素樹脂フィルムを延伸し、ネットワーク状に解繊したものを機械的に切断することにより得ることができる。

このようなフッ素樹脂繊維を用いて定法によりウェブを形成できる。例えば、短繊維を積層し、低圧縮してウェブとする方法などがある。

基布６としては、織物、編物などを用いることができるが、耐久性や補強性を考慮すると好ましくは織物である。基布を構成する繊維素材としては、例えば綿、麻等の天然繊維や、金属繊維、ガラス繊維等の無機繊維、そしてポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリフロルエチレン、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、全芳香族ポリエステル、アラミド等の有機繊維が挙げられる。織物の場合は、これらの糸を平織、綾織、朱子織等することにより製織される。

歯付ベルトにおいて、基布６に織物を選択する場合、緯糸は伸縮性を有する糸を用いることが望ましく、具体的にはウレタン弾性糸を撚り合わせた複合糸を用いることが好ましい。これは、歯付ベルトを圧入方式により成形する際に、基布６の緯糸方向に収縮性が要求されるためである。ウレタン弾性糸と合撚する糸としては、例えばパラ系アラミド繊維のフィラメント糸、メタ系アラミド繊維の紡績糸、そして脂肪族繊維（６ナイロン、６．６ナイロン、１２ナイロン、ポリエステル、ポリビニルアルコール等）のフィラメント糸などから選ばれた１種または２種以上の糸を用いることができる。具体的な緯糸の構成としては、パラ系アラミド繊維のフィラメント糸、ウレタン弾性糸を合撚したもの、ナイロン繊維のフィラメント糸、ウレタン弾性糸を合撚したものなどがある。
また経糸としては、パラ系アラミド、メタ系アラミド等のアラミド繊維のフィラメント糸、脂肪族繊維（６ナイロン、６．６ナイロン、１２ナイロン、ポリビニルアルコール、ポリエステル等）のフィラメント糸などがある。

ウェブ７と基布６は、ウェブ中のフッ素樹脂繊維８が基布と交絡して結合していることが望ましい。具体的には、基布の空孔、例えば織布である場合は織目、編布である場合は網目などに、フッ素樹脂繊維同士及び／又はフッ素樹脂繊維と基布を構成する繊維を絡ませることにより結合させることができる。この交絡にはウォータージェット法、ニードルパンチ法などの機械的手法が好ましく用いられる。また必要に応じて、交絡して結合した複層シートを加熱加圧して、フッ素樹脂繊維の一部又は全部を溶融結着させることにより、フッ素樹脂繊維同士及び／又はフッ素樹脂繊維と基布を熱融着し、より結合力を高めることができる。

またウェブのフッ素樹脂繊維の目付け量は、１０ｇ／ｍ^２〜２００ｇ／ｍ^２となるよう構成することが望ましい。１０ｇ／ｍ^２未満であれば低摩擦化が充分ではない。一方で、２００ｇ／ｍ^２を超えると複合シートの伸びが低下し、例えば伝動ベルトが歯付ベルトの場合、歯形状が正確に出難いなどといった不具合がある。

このようにして得られた複合シート５は、公知技術に従ってＲＦＬ液に浸漬後、未加硫ゴムを擦り込むフリクションや、糊ゴムを擦りこませるスプレディングを行ったり、またはＲＦＬ液に浸漬後にゴムを溶剤に溶かしたソーキング液に浸漬処理して用いることができる。

ＲＦＬ液のレゾルシンとホルマリンのモル比は１：０．５〜３にすることが接着力を高める上で好適である。また、レゾルシンとホルマリンの初期縮合物は、これをラテックスのゴム分１００重量部に対してその樹脂分が１０〜１００重量部になるようにラテックスと混合した上、全固形分濃度が５〜４０％濃度になるように調節される。尚、ＲＦＬ液には適宜カーボンブラック液を混合して処理反を黒染めしたり、公知の界面活性剤を０．１〜５．０重量％加えてもよい。また、上記ラテックスとしては、スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体、クロロスルフォン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、エピクロルヒドリン、天然ゴム、ＳＢＲ、クロロプレンゴム、オレフィン−ビニルエステル共重合体、ＥＰＤＭ等のラテックスが挙げられる。

図２は、本発明に係るＶリブドベルトの断面斜視図である。Ｖリブドベルト１０は、コードよりなる心線１３を接着層１２に埋設し、接着層１２の下側に圧縮層１４を、背面に伸張層として複層シート１５を配置した構成を有する。この圧縮部６は、ベルト長手方向に延びる断面略三角形である台形の複数のリブを有している。Ｖリブドベルト１０は、プーリ（図示せず）と圧縮層、並びにプーリ（図示せず）と伸張層が摩擦伝動し、即ち圧縮層表面と背部表面がプーリと接触する構成となっている。

心線１３は、例えばポリエチレンテレフタレート繊維（ＰＥＴ繊維）、ポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ繊維）、ポリトリメチレンテレフタレート繊維（ＰＴＴ繊維）、ポリブチレンテレフタレート繊維（ＰＢＴ繊維）、ガラス繊維、アラミド繊維などを材料とし、撚糸したコードが使用できる。ガラス繊維の組成は、Ｅガラス、Ｓガラス（高強度ガラス）のいずれでもよい。フィラメントの太さ及びフィラメントの集束本数及びストランド本数に制限されない。

Ｖリブドベルト１０本体を構成する接着層１２、圧縮層１４はゴム組成物で構成され、上述の如きゴム成分を用いることができる。具体的な例を挙げると、エチレンとα−オレフィン（プロピレン、ブテン、ヘキセン、オクテンなど）の共重合体、あるいは、エチレンと上記α−オレフィンと非共役ジエンの共重合体であるエチレン−α−オレフィンゴムを用いることができる。エチレン−α−オレフィンゴムとして具体的にはエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）やエチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）などのゴムをいう。上記ジエン成分としては、エチリデンノルボルネン、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。

また前記ゴム成分には、必要に応じて上記のような配合剤が利用できる。

圧縮層１４には、ナイロン６やナイロン６６などのポリアミド、ポリエステル、綿、アラミドなどから一種または二種以上選ばれる短繊維を混入して圧縮層１４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層１４の表面に該短繊維を突出させ、圧縮層の摩擦係数を低下させて、ベルト走行時の騒音を軽減させることができる。アラミド繊維は分子構造中に芳香環をもつ、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、トワロン等が例示できる。

前記短繊維は、繊維長さは１〜２０ｍｍで、その添加量はゴム１００重量部に対して５〜５０重量部であることが望ましい。尚、短繊維の添加量が１重量部未満の場合には、圧縮層１４のゴムが粘着しやすくなって摩耗する恐れがあり、また一方４０重量部を越えると、短繊維がゴム中に均一に分散し難いといった不具合がある。上記短繊維はゴムとの接着を向上させるために、該短繊維をエポキシ化合物やイソシアネート化合物などを含有する処理液やＲＦＬ溶液によって接着処理されることが好ましい。

また圧縮層１４に短繊維を混入させず、圧縮層１４表面に短繊維を植毛することもできる。植毛の手法は、機械的植毛、静電気的植毛など限定されるものではない。

本発明では、伝動ベルトのプーリ接触面に複層シートを配置するとしているが、伝動ベルトにプーリ接触面が複数面ある場合、その全てに複層シートを配置してもよいし、一部に配置してもよい。例えば図２のＶリブドベルトにおいて、プーリ接触面は圧縮層表面と伸張層表面であるが、伸張層にのみ複層シートを配置した構成を示している。

このように、背面に複層シートを配置したＶリブドベルトは、背面の摩擦係数が低く維持されるため、背面走行においても磨耗し難く、また発音異常を抑制することができる。

尚、動力伝動ベルトは上述した歯付ベルト、Ｖリブドベルトに限定されるものではなく、Ｖベルト、平ベルトなども本発明の技術範囲に属するものである。

以下本発明を具体的な実施例を伴って説明する。

＜歯付ベルト＞

本実施例で用いた複合シートは、分枝を有するＰＴＦＥ樹脂繊維（平均繊維径１４μｍ、平均繊維長１５ｍｍ）を積層、低圧縮したウェブを、基布（織物）にウォータージエット法によって交絡させて結合したものである。構成を表３に示す。

この複合シートを、表１に示すＲＦＬ溶液に浸漬し、１２０°Ｃで乾燥させた後、１８０°Ｃで２分間熱処理した。これを更に、表２に示すゴム組成物１００重量部をメチルエチルケトン８８７重量部に溶解させた処理液に浸漬し、１００°Ｃで４分間乾燥させたものを歯付ベルト用歯布材料として用いた。また比較例では、表３に示す織物に上述と同様の接着処理を行った。尚、比較例３は、ＰＴＦＥパウダーを含む処理液にて処理した。

心線は、素線径約９μｍのガラス繊維フィラメント約１５０本を束ねてストランドとし、３本のストランドを引き揃えてＲＦＬ処理した後、Ｓ方向に５回／１０ｃｍで下撚りし、これを１３本集めてＺ方向に１０回／１０ｃｍで上撚りしたコードである。

次に歯付ベルトの製造方法を示す。まず、ベルト作製用の歯形付き内金型に、接着処理を行った上記複合シートを、ウェブが内金型側となるよう巻き付けた後、接着処理を施したガラス心線を所定ピッチ（１．４ｍｍ）にてスパイラルに所定の張力で巻き付けた。この心線の上に、表２のゴム配合からなる厚み２．５ｍｍのゴムシートを貼り付けた後、加硫缶に投入して通常の圧入方式により１６０°Ｃにて３０分加圧加硫して、ベルト背面を一定厚さに研磨し一定幅にカットして歯付ベルトを得た。この歯付ベルトは、歯型：Ｙ、歯ピッチ：８ｍｍ、歯数；１０５、ベルト幅：１５ｍｍであった。

各歯付ベルトを用いて高負荷走行試験をおこなった。１９歯の駆動プーリ、３８歯の従動プーリからなる試験装置に歯付ベルトを架掛し、駆動プーリ回転数７２００ｒｐｍ、雰囲気温度１２０°Ｃ、従動プーリ負荷７．５ｋｗ、初期張力３５０Ｎという高温度、高負荷、高張力の条件で走行試験を行った。耐久寿命と故障形態を表３に示す。

結果、実施例は比較例に比べて走行寿命が長く、耐摩耗性、耐歯欠け性が向上しているのが判った。

＜Ｖリブドベルト＞
本実施例で用いた複合シートは、分枝を有するＰＴＦＥ樹脂繊維（平均繊維径１４μｍ、平均繊維長１５ｍｍ）を積層、低圧縮したウェブを、基布（織物）にウォータージエット法によって交絡させて結合したものである。構成を表６に示す。

この複合シートを、表４に示すＲＦＬ溶液に浸漬し、１４０°Ｃで１００秒間乾燥させた後、表５に示すゴム組成物１００重量部をメチルエチルケトン８８７重量部に溶解させたゴム糊にてフリクション処理し、乾燥させたものをＶリブドベルト用背面帆布材料として用いた。また比較例では、表６に示す織物に上述と同様の接着処理を行った。尚、比較例６は、表６に示す織物をＰＴＦＥパウダーを含む処理液にて処理した。

心線は、１２２０ｄｔｅｘ／１×５のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維の未処理撚糸コードを準備し、イソシアネート化合物を含む前処理液に浸漬した後、１８０°Ｃで４分間熱処理し、次に、該コードをＲＦＬ溶液に浸漬し、２３０°Ｃで２分間熱処理を行ったコードである。

次にＶリブドベルトの製造方法を示す。まず、フラットな内金型に、接着処理を行った上記複合シートを、ウェブが内金型側となるよう巻いた後、接着層を構成する接着ゴムシートを巻き付けて、心線をスピニングする。そして圧縮ゴム層を構成する圧縮ゴムシートを配置した後、該圧縮ゴムシート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を成形し、成形体から個々のベルトに切断した。尚、圧縮ゴムシートは表５に示す配合から調製され、接着ゴムシートは圧縮ゴムシートから短繊維を除いた配合である。

本実施例で製造したＶリブドベルトは、図２に示す構成を有し、ＰＥＴ繊維のコードからなる心線がベルト長手方向に沿って接着層内に埋設されてなる。接着層の上側には複合シートが配置されてなり、他方、接着層の下側に設けた圧縮層には３個のリブが設けられており、圧縮層に含有される短繊維はベルト幅方向に配向していた。

得られた各Ｖリブドベルトの背面摩擦係数を測定した。また各Ｖリブドベルトの背面粘着摩耗走行試験、耐久走行試験の結果を表６に示す。

背面摩擦係数は、ベルトの背面がプーリに当接するようステンレス製プーリ（６０φ）に巻きつけ、ゆるみ側張力Ｔ２、ベルト巻き付き角度、張り側張力を測定し、摩擦係数μ＝（１／α）×ｌｎ（Ｔ１／Ｔ２）を算出した。尚、プーリの回転数は４２ｒｐｍで、ゆるみ側張力Ｔ２：１７．２Ｎ、ベルト巻き付き角度：９０°（π／２）とした。

背面粘着磨耗走行試験では、駆動プーリ（直径７０ｍｍ）、従動プーリ（直径７０ｍｍ）にＶリブドベルトの背面が当接するよう掛架し、室温下で従動プーリに負荷５．６ＰＳを与え、回転数３５００ｒｐｍで走行させて、走行開始から１，３，５分後のベルト外観を観察し、磨耗粉や粘着物の有無を調べた。尚、図中○は磨耗粉や粘着物の発生無し、×は磨耗粉や粘着物の発生有りを示す。また走行時の発音を評価した。

耐久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）、アイドラープーリ（直径８５ｍｍ）、従動プーリ（直径１２０ｍｍ）、そしてテンションプーリ（直径４５ｍｍ）とを順に配置したものである。試験機の各プーリにＶリブドベルトを掛架し、ベルトのアイドラープーリへの巻き付け角度を１２０°、テンションプーリへの巻き付け角度を９０°とし、室温下で、駆動プーリの回転数が４９００ｒｐｍ、ベルト張力が５５９Ｎ／３リブ、駆動プーリに荷重１２ＰＳを付与し、１５００時間打ち切り走行させた。

結果、実施例では背表面の摩擦係数が低く、耐磨耗性に優れ、異音の発生も無く、発音抑制効果に優れることが判る。一方で、比較例では、走行初期は耐摩耗性に問題はないものの、経時的に磨耗粉の発生がみられ、また走行中に異音が確認された。尚、耐久試験においては、実施例、比較例ともに打ち切り時間まで走行可能であり、耐久性に問題がないことがわかった。

本発明にかかる動力伝動ベルトは自動車用あるいは一般産業用の駆動装置などに装着できる。

本発明に係る動力伝動ベルトである歯付ベルトの断面図である。 本発明に係る動力伝動ベルトであるＶリブドベルトの断面図である。

符号の説明

１ 歯付ベルト
２ 背部
３ 心線
４ 歯部
５ 複層シート
６ 基布
７ ウェブ
８ フッ素樹脂繊維
１０ Ｖリブドベルト
１２ 接着層
１３ 心線
１４ 圧縮層
１５ 複層シート
１６ 基布
１７ ウェブ
１８ フッ素樹脂繊維

Claims (8)

1. プーリ接触面に、フッ素樹脂繊維を含むウェブと基布の複層シートを、ウェブが外層となるように配置したことを特徴とする伝動ベルト。
2. ウェブ中のフッ素樹脂繊維が基布と交絡してウェブと基布が結合している請求項１記載の伝動ベルト。
3. フッ素樹脂繊維が分枝を有するフッ素樹脂繊維である請求項１又は２記載の伝動ベルト。
4. フッ素樹脂繊維がポリテトラフルオロエチレン繊維である請求項１〜３のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
5. 基布が織布である請求項１〜４のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
6. 伝動ベルトが、ベルト長手方向に沿って所定間隔で配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部を有する歯付ベルトであって、歯部表面に複合シートを配置してなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
7. 伝動ベルトが、ベルト本体にベルト長手方向に沿って心線を埋設した摩擦伝動ベルトであって、摩擦伝動面に複合シートが配置される請求項１〜５のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
8. 摩擦伝動ベルトがＶリブドベルトであって、背面に複合シートを配置してなる請求項７記載の伝動ベルト。
   

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