JP2009079760A - Ｖリブドベルト - Google Patents

Abstract

【課題】回転変動の大きい自動車の補機駆動用ベルト伝動装置で使用され且つ負荷される張力が低くても、自動車が長期走行した後のスティックスリップ異音の発生が抑制され、さらに、リブ部を研磨せずに一つの工程のみで成形でき、張力低下も少ないＶリブドベルトを提供する。
【解決手段】伸張部２とベルト長手方向に沿って心線３を埋設したクッションゴム層とクッションゴム層に隣接してベルトの周方向に延びる複数の研磨を施していないリブ７を有する圧縮部６とからなるピッチ周長が１０００ｍｍ〜１９９９ｍｍのＶリブドベルトにおいて、ベルトの心線３がポリエチレンナフタレート心線であり、２００Ｎ掛けたときの伸びが２％〜４％であって、前記心線に３００Ｎ掛けたときの伸びが４〜６％であり、さらに収縮応力が１５〜２５ＮであるＶリブドベルト１。
【選択図】図１

Description

本発明は駆動装置などの動力伝動に用いられるＶリブドベルトであって、ベルトの伸びやスリップを抑えて弛み側での振動、異音を軽減し、更にベルト寿命を延長したＶリブドベルトを提供する。

Ｖリブドベルトは、クッションゴム層中に心線を埋設し、該クッションゴム層の上部には必要に応じてカバー帆布を積層し、そして該クッションゴム層の下部に複数のリブ部を設けている。このＶリブドベルトは、Ｖベルトに代わって自動車のエアーコンプレッサーやオルタネータ等の補機駆動の動力伝動用として広く使用されてきている。従来、ベルトの動力を効率よく伝達するためには、ベルトとプーリ間のスリップ率を小さくする必要があり、ベルト張力を高めてスリップ率を小さくしていた。

又、自動車の燃費向上の必要性から、エンジンの直噴化や希薄燃焼化が進んだ。これらのいずれもがエンジンの回転変動を著しく増大させるものであり、そのため、スティックスリップ異音の発生原因であるＶリブドベルトへの張力変動も増大することとなった。

又、Ｖリブドベルトに負荷される張力が自動車の燃費に大きく影響するという新たな事実が見出された。つまり、Ｖリブドベルトに負荷される張力が大きくなると、各補機及びクランクシャフトに負荷される軸荷重が高くなり、そのためフリクションロスが大きくなって燃費が悪くなるというのである。従って、Ｖリブドベルトに負荷される張力を低くすることによって燃費向上を図ることができる、ということになる。従来、Ｖリブドベルトは、組み付け後に１リブ当たり１５０〜２００Ｎの張力が負荷されて、それによって自動車の長期走行後の安定張力が１リブ当たり８０〜１２０Ｎ（平均１００Ｎ）となるようにされていた。ところが、燃費の大幅な改善を図るためには、初期組み付け張力を１Ｖリブ当たり８０〜１２０Ｎとして、安定張力を１Ｖリブ当たり平均６０Ｎ（平均４０〜８０Ｎ）にしなければならないということがわかった。Ｖリブドベルトに負荷される張力が低いとスティックスリップ異音が発生し易くなるというのは上述したとおりであり、安定張力が１Ｖリブ当たり平均６０Ｎであるというのは、Ｖリブドベルトがスライディングスリップする領域に極めて近いものである。

このようにＶリブドベルトに対し、回転変動の非常に大きいエンジンで使用され且つ負荷される張力が低くても、自動車が長期走行した後に、スティックスリップ異音が発生しないこと、という新たな要求が出てきた。原料ゴムであるＥＰＤＭ１００質量部に対して繊維径２８μｍのナイロン短繊維が２５質量部混入されたゴム組成物で形成したＶリブドベルトを１００時間モータリング走行させた後（自動車２万ｋｍ走行に相当と予想）、回転変動の大きいエンジンの補機駆動用ベルト伝動装置に１リブ当たり６０Ｎの張力を負荷して取り付けて走行させたところ、スティックスリップ異音が観測された。

このような回転変動の大きい自動車の補機駆動用ベルト伝動装置で使用され且つ負荷される張力が低くても、自動車が長期走行した後のスティックスリップ異音の発生が抑制されるＶリブドベルトとして、心線としてポリエチレンナフタレート繊維製の心線が埋設されたＶリブドベルトを使用していた。（特許文献１）

さらに、より確実にスティックスリップ音を抑制させ、音を低減させる為、最近ではリブゴム表面に植毛層を設け、発音を抑える対策を採っていた。(例えば特許文献２参照)。しかし、リブ部を研磨する製造方法においては、研磨時に心線が熱履歴を受け、ベルトは収縮する。そのため、ベルト走行時に伸びが発生し、張力低下することでスリップ音が発生する可能性があった。又、研磨をすることで研磨屑が大量に発生し、産業廃棄物の発生が問題となっていた。
特開２００６−１４４９８８号公報 特開２００７−３２７５３号公報

そこで、ポリエチレンナフタレート心線を用いて、リブ部を研磨すること無しに作製することができたが、使用していたポリエチレンナフタレート心線は２００Ｎ掛けたときの伸びが２％未満で、３００Ｎ掛けたときの伸びが４％未満である中間伸度を有した心線であったため、先にリブゴムのみ予備圧入し、続いて心線をブラダーにて伸張させた二つの工程を経て成形しており、工法上無駄が多く、生産性に劣るものであった。更には、適用可能なベルトサイズは、最小で２０００ｍｍであり、それ以下のサイズは適用できなかった。

そこで、心線の中間伸度を高くすることで、リブ部を研磨によることなしにリブ形状を金型で一つの工程だけで成形できるようにし、張力低下が少なく、環境にも配慮したＶリブドベルトが考えられた。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回転変動の大きい自動車の補機駆動用ベルト伝動装置で使用され且つ負荷される張力が低くても、自動車が長期走行した後のスティックスリップ異音の発生が抑制され、さらに、リブ部を研磨せずに一つの工程のみで成形でき、張力低下も少ないＶリブドベルトを提供することを目的とする。

本発明は、伸張部とベルト長手方向に沿って心線を埋設したクッションゴム層とクッションゴム層に隣接してベルトの周方向に延びる複数の研磨を施していないリブを有する圧縮部とからなるピッチ周長が１０００ｍｍ〜１９９９ｍｍのＶリブドベルトにおいて、ベルトの心線がポリエチレンナフタレート心線であり、２００Ｎ掛けたときの伸びが２％〜４％であって、前記心線に３００Ｎ掛けたときの伸びが４〜６％であり、さらに収縮応力が１５〜２５ＮであるＶリブドベルトである。

請求項２に記載の発明は前記リブ表面が植毛されている請求項１に記載のＶリブドベルトにある。

本発明によれば、伸張部とベルト長手方向に沿って心線を埋設したクッションゴム層とクッションゴム層に隣接してベルトの周方向に延びる複数の研磨を施していないリブを有する圧縮部とからなるピッチ周長が１０００ｍｍ〜１９９９ｍｍのＶリブドベルトにおいて、ベルトの心線がポリエチレンナフタレート心線であり、２００Ｎ掛けたときの伸びが２％〜４％であって、前記心線に３００Ｎ掛けたときの伸びが４〜６％であり、さらに収縮応力が１５〜２５ＮであるＶリブドベルトであることから、リブ形状を研磨することなく、正確に出すことができ、張力低下を少なくすることができ、スリップ音を抑制することができる効果がある。

請求項２に記載の発明は、前記リブ表面が植毛されている請求項１に記載のＶリブドベルトであることから、スティックスリップ音を低減することができる。

本発明に係るＶリブドベルト１の断面斜視図を図１に示す。

図１のＶリブドベルト１は、カバー帆布５からなる伸張部２と、心線３を埋設した接着部４、その下側に弾性体層である圧縮部６からなっている。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７を有している。ここで、伝動面は圧縮部６を構成するゴム層をいう。また繊維部材とは心線３、カバー帆布５を指し、心線３と密着するゴム層とは接着部４を構成するゴム層であり、カバー帆布５と密着するゴム層とは接着部４を構成するゴム層である。

本発明で使用する心線３は、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維を用いる。
心線３は、伸びが大きく、収縮率の低い原糸を用いることが好ましい。原糸を以下に述べる接着処理を施す。心線の接着処理条件は公知公用の技術を用いる。又、心線の中間伸度を所定の伸度とする為、ヒートセット時の延伸率は１％以下が好ましい。

心線３にはゴムとの接着性を向上させるべく接着処理を施すのが好ましい。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などを含有する前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溶液からなる接着液を入れたタンクに浸漬し、（４）２１０〜３５０°Ｃに温度設定した延伸熱固定処理機に３０〜６００秒間通して−１〜１％延伸して延伸処理コードとし、（５）更にゴム糊を入れたタンクに浸漬し、（６）１３０〜１７０°Ｃに温度設定した乾燥炉に１２０〜３００秒間通して乾燥する、方法などがある。尚、（１）〜（６）の全工程を行う必要はなく、所望に応じて（１）〜（４）のみ行うことなども可能である。

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。また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、水素化ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴムなどがあげられる。

尚、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液には架橋促進剤や架橋剤を添加してもよく、添加する架橋促進剤は、含硫黄架橋促進剤であり、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、架橋剤としては、硫黄、金属酸化物（酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化鉛）、過酸化物等があり、上記架橋促進剤と併用する。

ここで、心線３としては、ポリエチレンナフタレート心線であり又、２００Ｎ掛けたときの伸びが２％〜４％であって、３００Ｎ掛けたときの伸びが４〜６％であることが好ましい。さらに収縮応力が５〜１５Ｎであることが好ましい。

又、心線に２００Ｎ掛けたときの伸びが２％より小さい場合は、ブラターの膨張率を下げる必要があり、ベルトピッチ周長が１０００〜１９９９ｍｍの小サイズのベルトで研磨無しでは１回では成形できない。一方、４％を越えると、成形したベルトのモジュラスが低くなる為、応力緩和が大きくなり、ベルト走行時の張力維持性が悪くなる。又、収縮応力が１５Ｎより小さいと、ベルト走行時の張力維持性が悪くなり、２５Ｎを超えるとベルトの寸法安定性が悪くなる。

さらに、心線に３００Ｎ掛けたときの伸びが４〜６％であることが好ましい。心線に３００Ｎ掛けたときの伸びが４％より小さいとブラターの膨張率を下げる必要があり、ベルトピッチ周長が１０００〜１９９９ｍｍの小サイズのベルトで研磨無しでは１回では成形できない。一方、７％を越えると、成形したベルトのモジュラスが低くなる為、応力緩和が大きくなり、ベルト走行時の張力維持性が悪くなる。

上記物性の心線を使用することによって、ブラダーを膨張させ膨らませ加硫させる場合に、心線が伸張することで、ベルトスリーブが伸張し、外型にベルトスリーブを密着させることができる。そして、加圧・加硫することによって、外型に形成されたリブ溝にゴムが流入し、ベルトのリブ形状を正確に出現させることができる。さらに、ベルトピッチ長さが１０００〜１９９９ｍｍの小サイズのベルトであっても、この工程は一回の成形工程でおこなうことができ、生産効率も改良される。

前記リブ７には、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマー、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレン−プロピレン−ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）からなるエチレン−α−オレフィンエラストマー等のゴム材の単独、またはこれらの混合物が使用される。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挙げることができる。

上記ゴム材には、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿等の繊維からなり繊維の長さは繊維の種類によって異なるが、１〜１０ｍｍ程度の短繊維が用いられ、例えばアラミド繊維であると３〜５ｍｍ程度、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿であると５〜１０ｍｍ程度のものが用いられる。その添加量はゴム１００質量部に対して１０〜４０質量部である。

更に、上記ゴム材には、軟化剤、カーボンブラックからなる補強剤、充填剤、老化防止剤、加硫促進剤、加硫剤等が添加される。

上記軟化剤としては、一般的なゴム用の可塑剤、例えばジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）等のフタレート系、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）等のアジペート系、ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）等のセバケート系、トリクレジルホスフェート等のホスフェート系など、あるいは一般的な石油系の軟化剤が含まれる。

続いて、図２に示すように内型４１に装着された加硫ゴム製の可撓性ジャケット４２の外周面に、補強布４７、接着ゴム４９、コードからなる心線３を順次巻き付けた後、短繊維を配向させたシート状のゴム材２２を巻き付けて、ラップジョイントして未加硫のゴムスリーブ２４を積層してベルト成形体２５を作製する。

次いで、上記内型４１を回転テーブル３０に設置して回転させながらゴムスリーブ２４の表面層２３に接着剤をスプレー法、ディップ法等の公知の方法で塗布する。接着剤としては、トルエン、メチルエチルケトン等のゴム材２２を溶かすことができる有機溶剤、ゴム系接着剤、ＲＦＬ（レゾリシン−ホルムアルデド−ラテックス）接着剤、ウレタン系エマルジョン、アクリル系エマルジョン、酢酸ビニル系エマルジョン、スチレン系エマルジョン等がある。ＲＦＬ液はレゾルシンとホルムアルデドとの初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、エチレン・α−オレフィン−ジエン共重合体ゴムラテックスである。また、ＲＦＬ液にイソシアネート化合物も添加することができる。ここで、接着剤の粘度が１００から１００００ｍＰａ・ｓとなるように、希釈剤とラテックス等との濃度を調節する。ここで接着剤の粘度が１００ｍＰａ・ｓより小さければ液ダレして植毛ムラができるという問題があり、１００００ｍＰａ・ｓより大きければリブ部の摩擦係数が高くなるという問題がある。
尚、接着剤を塗布する前に、ゴムスリーブ２４の表面をアルコール拭きなどのクリーニング処理、プライマー処理等の前処理を行うこともできる。
接着剤は極薄く塗布することが好ましい。

続いて、図３に示すように公知の静電植毛機３２を用いて、ゴムスリーブ２４の表面層２３に静電植毛を行う。植毛処理としては、内型４１をアースとし、静電植毛機の電極に電圧を印加することにより電界を形成し、この電界内にレーヨン、綿、ポリエステル、ナイロン、アラミド、ビニロン、炭素繊維、ポリテトラフルオロエチレン等などからなる表面を電着処理したパイルを供給し、飛翔させてゴムスリーブ２４の表面層２３に向けて突き刺すことにより植毛糸２６を設ける。

上記パイルの長さは０．１〜５．０ｍｍが好ましく、アスペクト比（長さＬｍｍ／太さ直径Ｄｍｍは３０〜３００である。また、植毛糸の密度は摩擦係数や走行時の音に寄与するものであり、今日使用されている伝動ベルトに近時するもので、１０，０００〜５００，０００本／ｃｍ^２である。

次いで、図４に示すように上記植毛したゴムスリーブ２４を装着した内型４１を外型４６の内側に一定の空隙を設けて基台上に載置する。内型４１は別の成形工程より移動してくる関係上、媒体流通口Ａと媒体送入排出路Ｂとは分離しており、内型４１を基台に載置後、媒体流通口ＡをジョイントＪでパイプと連結する。

媒体送入機を作動して高圧空気もしくは高圧蒸気を媒体送入排出路Ｂ、媒体流通口Ａを経て、可撓性ジャケット４２の内部に送入する。可撓性ジャケット４２は、その上下部が内型４１上に密閉固定されているため、可撓性ジャケット４２の内面と内型４１の外面の間に空気が充満し、可撓性ジャケット４２は次第に膨張する。そして、ベルト成形体２５を半径方向に均一に膨張させ、加熱ヒーター若しくは高温蒸気で１００〜１８０℃に加熱した外型４６の型部４５に密着して加硫し、ベルトスリーブ５１を作製する。

加硫後は、図５に示すように可撓性ジャケット４２を収縮させ、内型４１を外型４６から脱型した後、外型４６に装着した加硫済みベルトスリーブ５１を抜き取る。加硫済みベルトスリーブ５１の型付部２７の表面では、短繊維（植毛糸２６）が型付部２７の表面層２３に固着して種々の角度で起毛し、露出した状態になっている。

更に、上記加硫済みベルトスリーブ５１を他の１軸もしくは２軸ドラムに挿入して回転させながら、円周方向に所定幅に切断し、ドラムより取出し反転することにより、周長が一定で、Ｖ形リブが正確に型付形成されたＶリブドベルト１を得た。尚、外型４６を分割式モールドにした場合、未加硫スリーブの挿入ならびに加硫スリーブの取り外しが容易になり、かつこの分割面が一種の空気抜きの機能を果し、Ｖ型リブをより一層正確に形成することができる。

図６は得られたＶリブドベルトの断面図である。Ｖリブドベルト１００は、高強度で低伸度のコードよりなる心線１０２を接着ゴム層１０３中に埋設し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層１０４を有している。この圧縮ゴム層１０４にはベルト長手方向に伸びる断面略三角形の複数のリブ部１０６（型付部）が設けれ、リブ部の内層１１０に短繊維１０９が波状に配置してベルトの耐側圧性を向上させ、更にリブ部の表面層１１１に植毛短繊維１０８が固着して露出している。尚、表面層１１１は接着層１０７を含んでいる。又、接着剤と加硫ゴムが混ざることにより、リブ部の表面と連続して、植毛ゴム層が一定の厚みを持って形成されている。その結果、リブ側面は、立毛した表面繊維層１１３と、リブ部内部に植毛が埋没した植毛ゴム層１１５とを、形成することになる（図６）。前記植毛ゴム層１１５の厚みは、リブ表面から３５μｍ〜２００μｍの厚みが好ましい。

背面補強材１０５は、織物、編物、不織布の繊維材料あるいはゴム材料から選択されるが、より好ましいものは不織布である。構成する繊維素材としては、例えば綿、麻、レーヨン等の天然繊維や、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。上記帆布は公知技術に従ってレゾルシン−ホルマリン−ラテックス液（ＲＦＬ液）に浸漬後、未加硫ゴムを背面補強材１０５に擦り込むフリクションを行ない、また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する。

このようなＶリブドベルトは、リブ部表面に均一に付着した短繊維１０８がベルト走行時の騒音を軽減し、更にリブ部表面からの亀裂も発生を阻止する。更には、長時間走行後万一リブ部の摩耗が進行した場合でも、植毛ゴム層中の短繊維が持続して表出することより、騒音は長時間に渡って軽減することができる。

尚、以上説明した実施形態は、以下のように変更して実施することができる。まず、上記実施形態では、圧縮ゴム層が幅方向に配向した短繊維を含有しているタイプにより説明したが、コスト低減のために短繊維を含ませない圧縮ゴム層であってもよい。短繊維を含まない圧縮ゴム層であっても、リブ部に沿った圧縮ゴム層の流動を確保しつつ、心線の整列状態を良好なものに維持したまま、スリーブを積層して加硫成形をすることができる。

短繊維を入れない代わりに、圧縮ゴム層には固体潤滑材を配合することができる。この固体潤滑材は六方晶系又は鱗片状のグラファイト、二流化モリブデン、そしてポリテトラフルオロエチレンから選ばれたものであり、その添加量は原料ゴム１００質量部に対して１０〜１００質量部、好ましくは１０〜６０質量部であり、１０質量部未満の場合にはベルト質量部を超えると、ゴム物性の伸びが小さくなり、ベルト寿命が短くなる。

伝動ベルトの背面補強材について、場合により背面補強材を積層しない形式の伝動ベルトとすることもできる。

また、上述した型装置を用いた伝動ベルトの製造方法により、ローエッジコグベルトも成形することができる。このベルトは、接着ゴム層内にベルト長手方向に沿ってスパイラル状に埋設した心線と、該心線の上側（ベルト外周側）に積層した伸張ゴム層と、前記心線の下側（ベルト内周側）に積層した圧縮ゴム層からなり、圧縮ゴム層は所定間隔で設けた凹部と凸部とを交互に有するコグ部を有している。また伸張ゴム層の背面及び圧縮ゴム層のコグ部表面には補強布を設けている。

このベルトを成形する場合には、外型４６は本体内周方向に沿って所定間隔で外型４６の長手方向の延びるコグ型に相当する型部４５を設けたものを使用することができる。その他の型装置の構造は変わらない。

以下、具体的な実施例を伴って説明する。
表１に示す配合のゴム組成物を用いてＶリブドベルトを作製した。本実施例で製造したＶリブドベルトでは、伸張部として短繊維をベルト幅方向に配向させた圧縮部を配設し、そしてポリエステル繊維のロープからなる伸張部と圧縮部との間に埋設した構成を有する。尚、圧縮部には３個のリブをベルト長手方向に配してなる。ここで、伸張部、圧縮部を表１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。そして、リブ部表面は、ポリアミド繊維が立毛し、ベルトリブ部の断面においては、リブ部表面から植毛ゴム層が形成され、その厚みは約３５μｍであった。

ベルトの製造方法は、内型に装着された加硫ゴム製の可撓性ジャケットの外周面に、補強布、接着ゴム、コードからなる心線を順次巻き付けた後、短繊維を配向させたシート状のゴム材を巻き付けて、ラップジョイントとして未加硫のゴムスリーブを積層してベルト成形体を作製した。ゴムシートは、表１に示すゴム配合物、心線は、伸びが大きく、収縮率の低い原糸（切伸：１１．０％、１５０°Ｃ収縮：３．８％）を用いた。構成は１１００ｄｔｅｘ／２×３である。上記構成のポリエチレンナフタレートの白地をプレディップ、ＲＦＬ、ソーキングの各Ｄｉｐ工程を経て処理ロープを作製した。ロープ処理（処理液、炉温等）は公知公用の技術を用いた。又、処理ロープのモジュラスを低くする為、ヒートセット時の延伸率は１％以下とした。処理ロープの物性は表２に示す。これらの物性の測定は、引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎで、チャック間距離を２５０ｍｍとし、試験機としては、オートグラフ（型番ＡＧＳ−１０ＫＮＤ）を用いた。

次いで、上記内型を回転テーブルに設置して回転させながらゴムスリーブの表面層に接着剤をスプレーにて塗布した。接着剤としては、アクリル樹脂系の接着剤（商品名：ダイアボンド、ノガワケミカル社製）を用い、希釈液として水を用い、希釈し、希釈後の接着剤の粘度が、１００〜１００００ｍＰａ・ｓになるように調整した。
次に、内型４１アースし、、静電植毛機の電極に電圧を印加することにより電界を形成し、この電界内にポリアミド繊維からなる表面を電着処理したパイルを供給し、飛翔させてゴムスリーブの表面層に向けて突き刺した。このとき、ゴムスリーブ全周にわたってパイルが拡散した。

次に、上記植毛したゴムスリーブを装着した内型を外型の内側に一定の空隙を設けて基台上に載置した。そして、可撓性ジャケットを膨張させ、ベルト成形体を半径方向に均一に膨張させ、高温蒸気で１００〜１８０°Ｃに加熱した外型の型部に密着して加硫し、ベルトスリーブを作製した。

加硫後は、可撓性ジャケットを収縮させ、内型を外型から脱型した後、外型に装着した加硫済みベルトスリーブを抜き取る。加硫済みベルトスリーブの型付部の表面では、短繊維（植毛糸）が型付部の表面層に固着して種々の角度で起毛し、露出した状態になっている。

更に、上記加硫済みベルトスリーブ５１を他の１軸もしくは２軸ドラムに挿入して回転させながら、円周方向に所定幅に切断し、ドラムより取出し反転することにより、周長が一定で、Ｖ形リブが正確に型付形成されたＶリブドベルト１を得た。尚、外型４６を分割式モールドにした場合、未加硫スリーブの挿入ならびに加硫スリーブの取り外しが容易になり、かつこの分割面が一種の空気抜きの機能を果し、Ｖ型リブをより一層正確に形成することができる。得られたベルトの断面を見ると、ゴム内に植毛繊維層が埋設しており、リブ部表面とリブ内面に植毛繊維層が存在しているのが確認でき、リブ内面の植毛繊維層は、リブ表面から３５μｍの範囲まで入り込んでいるのが確認できた。実施例１から６は、中間伸度が高い為、問題なくベルトを作製することができた。

作製したベルトのピッチ周長は１１００ｍｍで、ベルト寸法変化率を以下の手順で測定した。
「１．オリジナルのベルト長さ（ピッチ周長）を検尺機で測定する。測定条件は、検尺荷重１０ｋｇｆ／リブ、雰囲気温湿度は２５°Ｃ、５０％とした。２．ベルトを温湿度４０°Ｃ、９０％の恒温槽に１日間入れる。３．１日間存置させたベルト長さを手順１．と同様に測定する。４．手順１．と３．で測定したベルト長さより寸法変化率を求める。」という方法で評価した。
この寸法変化率は、０．１％を越えると、寸法安定性が悪いと考えられる。又、張力維持性を３軸の高温高張力走行試験にて評価した。それらの結果を表２に示す。張力維持性は、５００時間走行後８０％以上必要であり、その張力に満たなければベルトとプーリ間のスリップ率が増大し、それによるベルト摩耗の促進及び発音が促進されるという問題がある。実施例２から６は、心線は原糸として、切伸：１１．０％、１５０°Ｃ収縮３．８％のものを用いた。ベルトを構成するゴム組成物と製造方法等他の条件は実施例１と同じであった。実施例１から３及び実施例５は、ベルトの収縮応力が１４０Ｎ以上となり、張力維持率は９０％以上であった。又、実施例４及び６もベルトの収縮応力が１４０Ｎに近い値となり、張力維持率も９０％以上であった。

次に、比較例のＶリブドベルトを作製する。ゴム組成物としては、表１に示す実施例と同じゴム組成物を用いた。又、心線としては、表３に示す比較例のロープ物性を有する心線を用いた。又、ベルトの製造方法は、内型に装着された加硫ゴム製可撓性ジャケットの外周面に、補強布、接着ゴム、コードからなる心線を順次巻き付けた後、短繊維を配向させたシート状のゴム材を巻き付けて、ラップジョイントとして未加硫のゴムスリーブを積層してベルト成形体を作製した。

次いで、上記内型を回転テーブルに設置して回転させながらゴムスリーブの表面層に接着剤をスプレーにて塗布した。接着剤としては、アクリル樹脂系の接着剤（商品名：ダイアボンド、ノガワケミカル社製）を用い、希釈液として水を用い、希釈し、希釈後の接着剤の粘度が、１００〜１００００ｍＰａ・ｓとなるように調整した。
次に、内型４１をアースとし、静電植毛機の電極に電圧を印加することにより電界を形成し、この電界内にポリアミド繊維からなる表面を電着処理したパイルを供給し、飛翔させてゴムスリーブの表面層に向けて突き刺した。このとき、ゴムスリーブ全周にわたってパイルが拡散した。

次に、上記植毛したゴムスリーブを装着した内型を外型の内側に一定の空隙を設けて基台上に載置した。そして、可撓性ジャケットを膨張させようとしたが、比較例３は中間伸度が低いためブラダーが十分に膨張できず、ベルト成形体を半径方向に均一に膨張させようとしたが、膨張せず、高温蒸気で１００〜１８０°Ｃに加熱した外型の型部に密着しなかった。従って、ベルトスリーブの作製は不可能であった。

比較例２も中間伸度が低い為、ベルトを作製することはできたが、心線並びが悪く、又心線１本当たりの収縮応力が３２Ｎとなり、ベルト寸法安定性が低下した。

比較例１、比較例４及び比較例５は、ベルトスリーブの作製ができ、ベルトも作製でき、張力維持性を３軸の高温高張力走行試験にて評価した。表３に示すとおり、比較例１、比較例４及び比較例５のベルト収縮応力が低く、結果、張力維持率が８０％未満と低くなった。

本発明にかかるＶリブド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。

本発明のＶリブドベルトの断面斜視図である。 予備成形体を成形している状態の縦断面図である。 ゴムスリーブの表面層に短繊維を植毛した状態を示す図である。 ベルト成形体を加硫している状態の断面図である。 ベルト成形体を加硫した後状態の断面図である。 本発明のＶリブドベルトのリブ部の断面図である。

符号の説明

１ Ｖリブドベルト
２ 伸張部
３ 心線
４ 接着部
５ カバー帆布
６ 圧縮部
７ リブ
２２ ゴム材
２３ 表面層
２４ ゴムスリーブ
２５ ベルト成形体
２７ 型付部
４１ 内型
４２ ジャケット
４５ 型部
４６ 外型
４７ 補強布
４９ 接着ゴム
５１ ベルトスリーブ

Claims (2)

1. 伸張部とベルト長手方向に沿って心線を埋設したクッションゴム層とクッションゴム層に隣接してベルトの周方向に延びる複数の研磨を施していないリブを有する圧縮部とからなるピッチ周長が１０００ｍｍ〜１９９９ｍｍのＶリブドベルトにおいて、ベルトの心線がポリエチレンナフタレート心線であり、２００Ｎ掛けたときの伸びが２％〜４％であって、前記心線に３００Ｎ掛けたときの伸びが４〜６％であり、さらに収縮応力が１５〜２５Ｎであることを特徴とするＶリブドベルト。
2. 前記リブ表面が植毛されている請求項１に記載のＶリブドベルト。

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