JP2008133956A

JP2008133956A - 高負荷伝動ベルトおよび高負荷伝動ベルト用センターベルト

Info

Publication number: JP2008133956A
Application number: JP2007282306A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Jonen; 博志常念
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2007-10-30
Publication date: 2008-06-12

Abstract

【課題】水素化ニトリルゴムを用い、更にアラミド短繊維,ナイロン短繊維およびカーボンブラックを所定量配合することによって、十分な硬度を有しかつ繰り返し屈曲により亀裂が発生しにくいものとし、センターベルトとブロックとの間のがたつきがなく耐屈曲性、耐熱性に優れた高負荷伝動ベルトを提供する。
【解決手段】センターベルト３ａ、３ｂの長手方向に沿って所定ピッチで複数のブロック２を嵌合固定した高負荷伝動ベルト１において、センターベルト３ａ、３ｂを構成するゴム組成物はアクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステルの三元共重合体を部分水素化した高飽和共重合体１００質量部に対して短繊維を１０〜３０質量部とカーボンブラックを５０〜７０質量部配合し、前記短繊維はアラミド短繊維及びナイロン短繊維で構成されナイロン短繊維の配合量が５〜１５質量部である。
【選択図】図１

Description

本発明は、センターベルトの長手方向に沿って所定ピッチでブロックを嵌合固定した高負荷伝動ベルトに関し、詳しくは硬度、耐屈曲性、耐熱性に優れたセンターベルト、またそれを用いた高負荷伝動ベルトに関する。

ベルト式無段変速装置に使用するベルトは、プーリのＶ溝幅を変えることによってプーリに巻きかかる有効径を変化させ変速比を調節する様な変速プーリに巻き掛けて使用するものであり、プーリからの側圧が大きくなるのでベルトは大きな側圧に耐えるものでなくてはならない。また、無段変速の用途以外にも通常のゴムベルトでは寿命が短くなりすぎるような高負荷伝動の用途には特別に高負荷に耐えうるようなベルトを用いる必要がある。

そのようなベルトとして使用されるものの中に、センターベルトにブロックを固定してベルト幅方向の強度を高めた引張伝動式の高負荷伝動ベルトがあり、具体的な構成としては、心線をゴムなどのエラストマー中に埋設したセンターベルトにボルトやリベットなどの止着材を用いてセンターベルトに使用しているエラストマーよりも比較的硬質のエラストマーからなるブロックを止着固定したものがある。

このような高負荷伝動ベルトのセンターベルトはゴムなどのエラストマーからなっておりブロックを嵌合固定している。ベルトを走行させることによってセンターベルトはブロックから繰り返し圧縮力や剪断力を受けて、センターベルトを形成するエラストマーに永久歪を発生してブロックとセンターベルトとの嵌合固定力が弱まり、ブロックのぐらつきやがたつきにつながり、ベルト走行時の騒音が大きくなったり、センターベルトに亀裂が生じて切断したりといったことにもなる。

今までに、センターベルトの強度を上げてゴムのへたりや摩耗、クラックといった問題を防止するために、例えば特許文献１には不飽和カルボン酸金属塩と有機過酸化物を添加した水素化ニトリルゴムに短繊維を配合したゴム組成物をセンターベルトとして用いることが開示されている。また硫黄を配合して架橋剤である有機過酸化物の共架橋剤として用いることが記載されている。

更に、特許文献２にはセンターベルトの保形ゴムにナイロン短繊維とアラミド短繊維を混入することによって、センターベルトに高弾性を持たせて耐久性を確保すると共に摩擦係数を低減して異音の発生を防止するといったことが開示されている。

特許文献３には水素化ニトリルゴムにアラミド短繊維とカーボンブラックを配合することによってセンターベルトの硬度を確保するとともにベルトの屈曲性を改善したベルトが提案されている。

また特許文献４には水素化ニトリルゴムにカーボンブロック及び短繊維を配合しており、その短繊維はアラミド短繊維とナイロン短繊維を併用し、センターベルトの硬度などの物性は維持したまま屈曲性を改善することでベルトを長寿命化しようとしたベルトが開示されている。

特開平５−２７２５９５号公報特開平６−２７４２号公報特開２００４−１０８４２０号公報特開２００６−１２５６３０号公報

ところが特許文献１に開示されるようなセンターベルトでは硬度が高くてブロックとセンターベルトとの間の不具合の発生を防止することができるものの、繰り返し屈曲に対しては弱いものとなり、センターベルトを構成するゴム材料の屈曲による亀裂の発生といった問題につながることがある。

また、特許文献２に開示されるようなセンターベルトでは異音の発生を低減することはできるものの、配合する短繊維量のうちナイロン短繊維を配合した分だけセンターベルトの補強効果は薄れることになり、十分な補強効果を得るために短繊維の配合量を増やしすぎると短繊維が異物となって働き、亀裂発生の原因となるので耐屈曲性を損なってしまうことになる。

特許文献３では、特許文献1の技術に比べるとベルトの耐屈曲性が改善されているものの、まだ十分なものではなくベルトの長期走行に伴って亀裂の発生や亀裂から破断に至るといった問題が残っていた。特許文献４でも同様に耐屈曲性の改善が見られるものの、十分な長寿命化のためには更なる改善が求められるものである。

そこで本発明は高負荷伝動ベルトのセンターベルトとして用いるのに十分な硬度、耐熱性を有するとともに、耐屈曲性に関しても十分な性能を有する高負荷伝動ベルト、高負荷伝動ベルト用センターベルトの提供を課題とする。

上記のような課題を解決するために本発明の請求項１は、センターベルトと、該センターベルトの長手方向に沿って所定ピッチで複数のブロックを嵌合固定した高負荷伝動ベルトにおいて、センターベルトを構成するゴム組成物はアクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステル三元共重合ゴムを部分水素化した高飽和共重合ゴム１００質量部に対して短繊維を１０〜３０質量部とカーボンブラックを５０〜７０質量部配合してなることを特徴とする。

請求項２では、前記短繊維はアラミド短繊維及びナイロン短繊維で構成され、アクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステル三元共重合ゴムを部分水素化した高飽和共重合ゴム１００質量部に対するナイロン短繊維の配合量が５〜１５質量部である請求項１記載の高負荷伝動ベルトである。

請求項３ではセンターベルトのゴムの架橋は硫黄系である請求項１記載の高負荷伝動ベルトとしている。

請求項４では、センターベルトと、該センターベルトの長手方向に沿って所定ピッチで複数のブロックを嵌合固定した高負荷伝動ベルトに用いるセンターベルトにおいて、センターベルトを構成するゴム組成物はアクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステル三元共重合ゴムを部分水素化した高飽和共重合ゴム１００質量部に対して短繊維を１０〜３０質量部とカーボンブラックを５０〜７０質量部配合してなることを特徴とする。

請求項５では、前記短繊維はアラミド短繊維及びナイロン短繊維で構成され、アクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステル三元共重合ゴムを部分水素化した高飽和共重合ゴム１００質量部に対するナイロン短繊維の配合量が５〜１５質量部である請求項４記載の高負荷伝動ベルトである。

請求項６ではセンターベルトのゴムの架橋は硫黄系である請求項４〜５記載の高負荷伝動ベルト用センターベルトとしている。

本発明ではアクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステル三元共重合ゴムを部分水素化した高飽和共重合ゴムを用いることで耐熱性に優れたものとしているとともに、短繊維及びカーボンブラックを所定量配合することで高負荷伝動ベルトとして使用するのに十分な硬度を持たせた上でベルトの屈曲性を改善することができ、屈曲劣化による亀裂の発生といった故障の少ないベルトを提供することができる。

また、請求項２および５においては、短繊維の一部をナイロン短繊維とすることで、他の性能を使用に十分な程度の維持した上でベルトの屈曲性を大幅に改善することができ、屈曲劣化による亀裂の発生といった故障の少ないベルトを提供することができる。

請求項３および６においては架橋剤を硫黄とすることによって、センターベルトの屈曲性を優れたものにできる点で有利である。

以下、図面を参照しつつ本発明を具体的に説明する。

図１は、本発明に係る高負荷伝動ベルト１の一例を示す斜視概略図である。本発明の高負荷伝動ベルト１は、エラストマー４内に心線５をスパイラル状に埋設してなる同じ幅の二本のセンターベルト３ａ、３ｂと、このセンターベルト３ａ、３ｂに係止固定されている複数のブロック２とから構成されている。このブロック２の両側面２ａ、２ｂは、プーリのＶ溝と係合する傾斜のついた面となっており、駆動されたプーリから動力を受け取って、係止固定されているセンター３ａ、３ｂを引張り、駆動側プーリの動力を従動側プーリに伝動している。

ブロック２は、図１に示すように、上ビーム部１１および下ビーム部１２と、上下ビーム部１１、１２の中央部同士を連結したセンターピラー１３からなっており、ブロック２の両側面２ａ、２ｂにはセンターベルト３ａ、３ｂを嵌めこむ嵌合溝１４、１５が形成されている。また、嵌合溝１５内の溝上面１６および溝下面１７にはセンターベルト３ａ、３ｂの上面に設けた凹条部１８と下面に設けた凹条部１９に係合する凸条部２０、２１に係合するようになっている。

図２は、別のベルトの例であり、ビーム部３１の両端から上方に向かって一対のサイドピラー３２、３３が延びており、このサイドピラー３２、３３の上端からそれぞれブロック２の中心に向かって延びるロック部３４、３５が対向するように設けられている。そして、これらビーム部３１、サイドピラー３２、３３及びロック部３４、３５によってセンターベルト３ａ、３ｂが嵌合する嵌合溝３０が形成されている。この嵌合溝３０に、センターベルト３ａ、３ｂが、ロック部３４、３５間の開口部より挿入され装着される。また、ロック部３４、３５の嵌合溝３０側には、凸部３７がそれぞれ設けられており、この凸部３７が、センターベルト３ａ、３ｂに所定ピッチで設けられている凹部３６に嵌合する。これによって、センターベルト３ａ、３ｂは、装着後はブロック２から抜けにくい状態となる。

本発明においてセンターベルト３ａ、３ｂのエラストマー４として使用されるものはアクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステル三元共重合ゴムを部分水素化した高飽和共重合ゴムであり、そのアクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステル三元共重合ゴムを部分水素化した高飽和共重合ゴム１００質量部に対して短繊維を１０〜３０質量部とカーボンブラックを５０〜７０質量部と架橋剤を０．２〜１０質量部配合している。アクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステル三元共重合ゴムを部分水素化した高飽和共重合ゴムは、センターベルト３ａ、３ｂの用途で長寿命化に大きくかかわる耐屈曲性を始めとして耐寒性、耐熱性に優れた材料であり、且つブロックとセンターベルトとの嵌合状態を長期に保つことができる程度の高弾性も得られることから、長寿命なベルトとすることができる。

センターベルトの原料ゴムとなるアクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステルの三元共重合体を部分水素化した高飽和共重合体は、アクリロニトリルとブタジエンと不飽和カルボン酸エステルを乳化重合して得られた共重合ゴム中のブタジエンを通常の方法水素化したゴムであり、耐寒性と耐熱性に優れている。アクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステル三元共重合ゴムにおける不飽和カルボン酸エステルは、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、メチルメタアクリレート、エチルメタアクリレートなどの炭素数１〜１８程度のアルキル基を有するアクリレート及びメタアクリレート、マレイン酸モノエチル、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジ−ｎ−ブチルなどの不飽和カルボン酸のモノ及びジアルキルエステルなどの不飽和カルボン酸のモノ及びジアルキルエステルなどがある。

配合剤としては、硫黄、テトラメチルチウラムジサルファイドなどのような硫黄供給性化合物、各種加硫促進剤からなる硫黄加硫系、またジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物加硫系が使用され、他にカーボンブラック、シリカ、タルク、炭酸カルシウムなどの補強剤、可塑剤、プロセス油、老化防止剤などが使用される。

また、使用する架橋剤は硫黄系、ペルオキシド系のいずれでも構わない。硫黄系としては硫黄、４，４’−ジチオビスジモルフォリン、テトラメチルチウラムジスルフィドが挙げられ、ペルオキシド系としてはジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、１，１−ｔ−ブチルペロキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジ−メチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）ヘキサン−３、ビス（ｔ−ブチルペロキシ−ジ−イソプロピル）ベンゼン、２，５−ジ−メチル−２，５−ジ（ベンゾイルペロキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルペロキシベンゾアート、ｔ−ブチルペロキシ−２−エチル−ヘキシルカーボネートなどを挙げることができる。本発明において架橋剤は硫黄を用いることが好ましく、そうすることによってセンターベルトの屈曲性を優れたものとすることができる。

必要に応じて加硫促進剤を配合してもよく、具体例としてはグアニジン系、チウラム系、ジチオカルバミン酸系、チアゾール系、スルフェンアミド系の加硫促進剤を挙げることができる。

アクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステルの三元共重合体を部分水素化した高飽和共重合体１００質量部に対するカーボンブラックの配合量が５０質量部未満であると十分な硬度を得ることができずセンターベルトとブロックとのがたつきの発生を早めることになり、カーボンブラックの配合量が７０質量部を超えると耐屈曲性が急激に失われベルトの早期切断につながるので好ましくない。

また、アクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステルの三元共重合体を部分水素化した高飽和共重合体１００質量部に対して短繊維の配合量が１０質量部未満であると、やはり硬度が低くなってセンターベルトとブロックとの間のがたつきの発生につながり、配合量が３０質量部を越えると耐屈曲性が急激に低下し亀裂の発生が早まるのでベルトの早期切断につながるので好ましくない。

アクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステルの三元共重合体を部分水素化した高飽和共重合体１００質量部に対して短繊維を１０〜３０質量部の範囲で配合しているが、その短繊維の種類はアラミド繊維とナイロン繊維の２種類を併用することが好ましい。アラミド短繊維を配合することで高弾性なセンターベルトとすることができるが、それだけでは耐屈曲性が損なわれ亀裂の発生が早まってしまう。そこでナイロン短繊維を併用することによって、適度な高弾性を維持したまま耐屈曲性を向上させることができ、ベルト走行時における繰り返し屈曲を受けても亀裂を発生しにくくベルトの寿命を延ばすことができるものである。

具体的な配合量としては、アラミド短繊維とナイロン短繊維を合わせて１０〜３０質量部配合するうちのナイロン繊維の配合範囲を５〜１５質量部とすることが好ましい。ナイロン短繊維の配合量が５質量部未満であると耐屈曲性が低下し、１５質量部を超えると未加硫状態での混練やシート出しといった加工性が悪くなってしまい、所定厚みのシートを得ることが困難になるので好ましくない。

また、上記以外にも通常ゴムに配合されるカーボンブラック、炭酸カルシウム、タルクなどの耐摩耗性を向上させる充填剤、架橋補助剤、架橋促進剤、可塑剤、安定剤、加工補助剤、老化防止剤、着色剤などの添加剤を使用目的に応じて配合することは可能である。これらの配合剤を混合する方法も通常用いられる手段、例えばバンバリーミキサやニーダーなどを用いて混練する方法が挙げられる。

そして、心線５としてはポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、スチールワイヤ等から選ばれたロープが用いられる。また、心線５はロープをスパイラル状に埋設したもの以外にも、上記の繊維の織布、編み布や金属薄板等を使用することもできる。

このブロック２は合成樹脂素材からなっているものであるが、例えばアルミニウム合金などの金属などからなる略ブロックの形状を呈したインサート材を内部に埋設したものでもよいし、インサート材を埋設していないものでも構わない。インサート材以外に例えば合成樹脂素材中に配合する形で加える短繊維やウィスカなどの補強材を添加したものであってもよい。

ブロックの樹脂として用いることができるのは、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよく、熱可塑性樹脂としては６，６−ナイロン、４，６−ナイロン、９，Ｔ−ナイロンなどのポリアミド樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂等の合成樹脂が用いられる。一方熱硬化性樹脂としては、硬度９０°ＪＩＳＡ以上の硬質ゴム、硬質ポリウレタン樹脂、液晶樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メタアクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂等のゴムや合成樹脂が用いられる。

本発明では前述のようにブロックを形成する合成樹脂中に長繊維を配合しているが、その他にもウィスカ状の補強材を配合することは可能であり、具体的には酸化亜鉛ウィスカ、チタン酸カリウムウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカなどの無機繊維を配合してもよい。これらの中では、酸化亜鉛ウィスカを用いることが好ましい。酸化亜鉛ウィスカは、テトラポット状に四方に手が延びた立体的形状をしている。この酸化亜鉛ウィスカは、これ単独でも耐熱性、耐摩耗性に優れたものであるが、前述のようにテトラポット状の立体的形状をしているため、炭素繊維とともに配合すると、炭素繊維の配向が抑制され、成形時のそりや成形収縮の異方性が改良される。さらに、このように炭素繊維の配向を低減できるため、ブロック２の靭性、曲げ剛性等の強度についての異方性も低減することができ、かつ、摩擦係数が安定するため、耐摩耗性が向上する。

また、酸化亜鉛ウィスカは、高比重、高剛性であるため、プーリとの接触時の振動を低減でき、ノイズの発生を小さくすることができる。なお、この酸化亜鉛ウィスカの配合量が少ない場合は、添加した効果が発現せず、多すぎると、混練できず、成形することが困難となる。

このような材料構成とすることによって、プーリと接する際に受ける側圧にも十分に耐えうる剛性、靭性等の強度を有するとともに、耐摩耗性に優れ、更には、摩擦時に発生する熱に対しても強いブロックとすることが可能となり、プーリから受ける動力を効率よくセンターベルト３ａ、３ｂに引張力として伝えることができ、引張伝動式の高負荷伝動ベルトを構成することができる。

なお、これらの他に、二硫化モリブデン、グラファイト、フッ素系樹脂から選ばれてなる少なくとも一つを混入することによってもブロック２の潤滑性を向上させることができる。フッ素系樹脂としては、ポリ４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化エチレンプロピレンエーテル（ＰＦＰＥ）、４フッ化エチレン６フッ化プロピレン共重合体（ＰＦＥＰ）、ポリフッ化アルコキシエチレン（ＰＦＡ）等が挙げられる。
次に本発明の高負荷伝動ベルトおよび高負荷伝動ベルト用センターベルトに用いられるゴム組成物とゴムの種類、カーボンブラックの配合量、短繊維の配合量が本発明の範囲から外れるゴム組成物で作製した試験片を用いて比較試験を行った。

（実施例１）
実施例１はアクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステルの三元共重合体を部分水素化した高飽和共重合体（ゼットポール４３２０日本ゼオン社製）１００質量部に対してアラミド短繊維（コーネックス帝人社製）を５質量部とナイロン短繊維（６，６−ナイロン旭化成社製）を５質量部とカーボンブラック（Ｎ２２０東海カーボン社製）を７０質量部、その他老化防止剤、軟化剤、酸化亜鉛、硫黄、架橋促進剤を表１に示す配合量で配合し、混練した後に所定厚のサイズに成形して熱プレスにて１５３℃の温度で３０分架橋し、試験サンプルとした。試験サンプルを用いて硬度の測定と、デマッチャ屈曲試験にて亀裂が１０ｍｍになるまでの屈曲回数を測定した。

更にベルトピッチ幅１８ｍｍ、ピッチ周長６００ｍｍのセンターベルトを作成し、図1に示すような形状のブロックを４，６−ナイロンにて成形して前記センターベルトに装着し、ブロックピッチ３ｍｍのサイズのベルトを作製して走行試験を行った。走行５０時間後におけるブロックのぐらつきの有無を確認するとともにぐらつきのなかったものについてはベルト破断までの時間を測定した。

（実施例２）
実施例２はアラミド短繊維（コーネックス帝人社製）の配合量を１５質量部、ナイロン短繊維の配合量を１０質量部、カーボンブロックの配合量を６０質量部にした以外は実施例１と同様に配合し、混練、架橋して試験サンプルを作製した。試験サンプルを用いて硬度の測定と、デマッチャ屈曲試験にて亀裂が１０ｍｍになるまでの屈曲回数を測定した。

（実施例３）
実施例３はアラミド短繊維（コーネックス帝人社製）の配合量を１５質量部、ナイロン短繊維の配合量を１５質量部、カーボンブラックの配合量を５０質量部にした以外は実施例１と同様に配合し、混練、架橋して試験サンプルを作製した。試験サンプルを用いて硬度の測定と、デマッチャ屈曲試験にて亀裂が１０ｍｍになるまでの屈曲回数を測定した。

（実施例４）
実施例４はアラミド短繊維（コーネックス帝人社製）の配合量を１５質量部、ナイロン短繊維の配合量を１０質量部、カーボンブロックの配合量を６０質量部にし、架橋剤として硫黄ではなく有機過酸化物を配合した以外は実施例１と同様に配合し、混練、架橋して試験サンプルを作製した。試験サンプルを用いて硬度の測定と、デマッチャ屈曲試験にて亀裂が１０ｍｍになるまでの屈曲回数を測定した。

（実施例５）
実施例５はアラミド短繊維（コーネックス帝人社製）の配合量を２５質量部、ナイロン繊維は配合せず、カーボンブラックの配合量を６０質量部とした以外は実施例１と同様に配合し、混練、架橋して試験サンプルを作製した。試験サンプルを用いて硬度の測定と、デマッチャ屈曲試験にて亀裂が１０ｍｍになるまでの屈曲回数を測定した。

（実施例６）
実施例６はアラミド短繊維（コーネックス帝人社製）の配合量を１０質量部、ナイロン繊維の配合量を２０質量部とナイロン短繊維の配合量を本発明の範囲から外れる数値とし、カーボンブラックの配合量を６０質量部とした以外は実施例１と同様に配合し、混練、架橋して試験サンプルを作製した。試験サンプルを用いて硬度の測定と、デマッチャ屈曲試験にて亀裂が１０ｍｍになるまでの屈曲回数を測定した。

（比較例１）
比較例１はアクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステルの三元共重合体を部分水素化した高飽和共重合体の代わりに水素化ニトリルゴム（ゼットポール２０２０日本ゼオン社製）を使用した以外は実施例１と同様に配合し、混練、架橋して試験サンプルを作製した。試験サンプルを用いて硬度の測定と、デマッチャ屈曲試験にて亀裂が１０ｍｍになるまでの屈曲回数を測定した。

（比較例２）
比較例２はアラミド短繊維（コーネックス帝人社製）の配合量を１５質量部、ナイロン短繊維１０質量部にカーボンブラックの配合量を本発明の範囲から外れる４０質量部とした以外は実施例１と同様に配合し、混練、架橋して試験サンプルを作製した。試験サンプルを用いて硬度の測定と、デマッチャ屈曲試験にて亀裂が１０ｍｍになるまでの屈曲回数を測定した。

（比較例３）
比較例３はアラミド短繊維（コーネックス帝人社製）の配合量を１５質量部、ナイロン短繊維１０質量部にカーボンブラックの配合量を本発明の範囲から外れる８０質量部とした以外は実施例１と同様に配合し、混練、架橋して試験サンプルを作製した。試験サンプルを用いて硬度の測定と、デマッチャ屈曲試験にて亀裂が１０ｍｍになるまでの屈曲回数を測定した。

（比較例４）
比較例４はアラミド短繊維（コーネックス帝人社製）の配合量を３質量部、ナイロン繊維の配合量を３質量部と短繊維の合計配合量を本発明の範囲から外れる６質量部とし、カーボンブラックの配合量を６０質量部とした以外は実施例１と同様に配合し、混練、架橋して試験サンプルを作製した。試験サンプルを用いて硬度の測定と、デマッチャ屈曲試験にて亀裂が１０ｍｍになるまでの屈曲回数を測定した。

（比較例５）
比較例５はアラミド短繊維（コーネックス帝人社製）の配合量を３０質量部、ナイロン繊維の配合量を１０質量部と短繊維の合計配合量を本発明の範囲から外れる４０質量部とし、カーボンブラックの配合量を６０質量部とした以外は実施例１と同様に配合し、混練、架橋して試験サンプルを作製した。試験サンプルを用いて硬度の測定と、デマッチャ屈曲試験にて亀裂が１０ｍｍになるまでの屈曲回数を測定した。

（比較例６）
比較例６はアクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステルの三元共重合体を部分水素化した高飽和共重合体の代わりに水素化ニトリルゴム（ゼットポール２０２０日本ゼオン社製）を使用した以外は実施例５と同様に配合し、混練、架橋して試験サンプルを作製した。試験サンプルを用いて硬度の測定と、デマッチャ屈曲試験にて亀裂が１０ｍｍになるまでの屈曲回数を測定した。

実施例１〜６および比較例１〜５までの配合を表１に示し、走行試験の試験条件を表２に示し、試験結果を表３に示す。

表３の結果からわかるように実施例１〜６はある程度の硬度を維持しつつ屈曲試験においても良好な結果が得られている。ベルト走行試験においてはブロックのぐらつきが発生せずベルト破断になるまでの時間も比較例よりも長い結果になっている。

実施例２と比較例１及び実施例５と比較例６の比較はゴムの種類による比較であり、水素化ニトリルゴムを用いた比較例１、６よりもアクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステルの三元共重合体を部分水素化した高飽和共重合体を用いた実施例２、５において屈曲試験での結果がよくなっていることが確認できた。

カーボンブラックの配合量の少ない比較例２では屈曲性は優れているもののベルト走行試験にて走行５０時間でブロックのぐらつきが発生し中断となっている。比較例３は逆にカーボンブラックの配合量が多いことから屈曲試験の結果が悪い。比較例４は短繊維の配合量を少なくしているが硬度も低くブロックのぐらつきが発生している。比較例５はトータルの短繊維配合量が多くその結果屈曲性が悪くなっている。

実施例５は短繊維をアラミド繊維のみとしていることから、他の実施例と比較すると屈曲性において多少劣る結果となっている。実施例６はナイロン短繊維の配合量を多くした例であるが加工性が悪く、ベルトにすることができたもののゴムのシート化が困難であったという結果が出た。

また、実施例１〜４の中では架橋剤としてペルオキシドを用いている実施例４に比べて実施例１〜３は屈曲試験の結果が良好であり、架橋剤に硫黄を用いることが屈曲性に対して効果を有することが確認された。

自動車や自動二輪車、農業機械の無段変速装置など、プーリの有効径が変化し大きなトルクを伝達するようなベルトの製造に適用することができる。

本発明に係る高負荷伝動ベルトの一例を示す斜視概略図である。本発明に係る高負荷伝動ベルトの他の例を示す斜視概略図である。

符号の説明

１高負荷伝動ベルト
２ブロック
３ａセンターベルト
３ｂセンターベルト
４エラストマー
５心線
１１上ビーム部
１２下ビーム部
１３センターピラー
１４嵌合溝
１５嵌合溝

Claims

センターベルトと、該センターベルトの長手方向に沿って所定ピッチで複数のブロックを嵌合固定した高負荷伝動ベルトにおいて、センターベルトを構成するゴム組成物はアクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステル三元共重合ゴムを部分水素化した高飽和共重合ゴム１００質量部に対して短繊維を１０〜３０質量部とカーボンブラックを５０〜７０質量部配合してなることを特徴とする高負荷伝動ベルト。
前記短繊維はアラミド短繊維及びナイロン短繊維で構成され、アクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステル三元共重合ゴムを部分水素化した高飽和共重合ゴム１００質量部に対するナイロン短繊維の配合量が５〜１５質量部である請求項１記載の高負荷伝動ベルト。
センターベルトのゴムの架橋が硫黄系である請求項１〜２記載の高負荷伝動ベルト。
センターベルトと、該センターベルトの長手方向に沿って所定ピッチで複数のブロックを嵌合固定した高負荷伝動ベルトに用いるセンターベルトにおいて、センターベルトを構成するゴム組成物はアクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステル三元共重合ゴムを部分水素化した高飽和共重合ゴム１００質量部に対して短繊維を１０〜３０質量部とカーボンブラックを５０〜７０質量部配合してなることを特徴とする高負荷伝動ベルト用センターベルト。
前記短繊維はアラミド短繊維及びナイロン短繊維で構成され、アクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステル三元共重合ゴムを部分水素化した高飽和共重合ゴム１００質量部に対するナイロン短繊維の配合量が５〜１５質量部である請求項４記載の高負荷伝動ベルト用センターベルト。
センターベルトのゴムの架橋が硫黄系である請求項４〜５記載の高負荷伝動ベルト用センターベルト。