JP2013130246A - 摩擦伝動ベルト及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト走行における摩擦伝動面の粘着摩耗を抑え、且つ被水時における優れた異音抑制効果を長期に亘って得る。
【解決手段】ベルト本体１０の少なくともプーリ接触部分がゴム組成物で形成されたＶリブドベルトＢにおいて、ベルト本体１０のプーリ接触部分に、グラファイト１６ａとこれを当該プーリ接触部分に保持するためのバインダー樹脂１６ｂとを配合してなる潤滑膜１６を設け、バインダー樹脂１６ｂとしてシリコン樹脂とアクリル樹脂とを混合したものを採用し、潤滑膜１６におけるバインダー樹脂１６ｂとグラファイト１６ａとの含有比率を、バインダー樹脂１００重量部に対して、グラファイト５重量部以上且つ８０重量部以下とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ベルト本体がプーリに接触するように巻き掛けられて動力を伝達する摩擦伝動ベルト及びその製造方法に関し、特に、ベルト走行中の異音防止対策に関するものである。

近年、自動車走行中の摩擦伝動ベルトの異音発生を防止するニーズが高まっている。ベルト走行中の異音には多くの種類があるが、その一つに摩擦伝動ベルトが被水したときのベルトのスリップ音がある。この被水時におけるベルトのスリップ音を防止する手段は従来から種々提案されている。

例えば、特許文献１には、摩擦伝動ベルトの伝動面を、エチレン−α−オレフィンエラストマー１００重合部に対して、溶解度指数が８．３〜１０．７（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２の可塑剤を１０〜２５重量部、及び無機充填剤を６０〜１１０重量部それぞれ配合したゴム組成物で構成し、無機充填剤により可塑剤を適度にブリードさせて潤滑剤として作用させることが開示されている。

特許文献２には、摩擦伝動ベルトの伝動面を、ゴム１００重量部に対して、水酸基又は水分子を有する親水性無機物あるいは水と反応して親水性無機物となる親水性無機前駆体が用いられてなる親水性無機充填材が５重量部以上含有されたゴム組成物で形成することにより、伝動面の水に対する濡れ性を高めることが開示されている。

特許文献３には、摩擦伝動ベルトの伝動面を、エチレン−α−オレフィンエラストマー１００重量部に対して低粘度の界面活性剤を１〜２５重量部配合したゴム組成物で構成することにより、伝動面の親水性を向上させることが開示されている。

特開２００７−２３２２０５号公報 特開２００７−１２０５２６号公報 特開２００８−１８５１６２号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、可塑剤をブリードさせるため粘着摩耗や被水していないときに異音が発生しやすくなるという問題がある。特許文献２の構成では、親水性無機充填材の水との塗れ性が十分でなく、高負荷条件においては異音抑制効果が不十分である。また、特許文献３の構成では、ゴム表面の水との親和性が不十分なために十分な異音抑制効果を発揮することができない。しかも、同構成では、摩擦伝動面に低粘度の物質が存在するため、粘着摩耗が起きやすいという問題もある。

本発明は、斯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、ベルト走行による粘着摩耗を抑え、且つ被水時における優れた異音抑制効果を得ると共に、該異音抑制効果を長期に亘って持続させることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、プーリ接触部分を形成するゴム組成物に対して密着性の優れたバインダー樹脂を用い、且つ該バインダー樹脂によってプーリ接触部分に減摩材として適量のグラファイトを保持させるようにした。

具体的には、本発明は、ベルト本体の少なくともプーリ接触部分がゴム組成物で形成された伝動摩擦ベルト及びその製造方法を対象としており、以下の解決手段を講じたものである。

すなわち、第１の発明は、摩擦伝動ベルトであって、上記プーリ接触部分に、グラファイトと該グラファイトを当該プーリ接触部分に保持するためのバインダー樹脂とを配合してなる潤滑膜が設けられている。上記バインダー樹脂は、シリコン樹脂とアクリル樹脂とが混合されてなる。そして、上記潤滑膜におけるバインダー樹脂とグラファイトとの含有比率は、バインダー樹脂１００重量部に対してグラファイト５重量部以上且つ８０重量部以下であることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明の摩擦伝動ベルトにおいて、上記ベルト本体のプーリ接触部分の摩擦係数が０．３以上且つ０．７以下であることを特徴とする。

第３の発明は、第１又は第２の発明の摩擦伝動ベルトにおいて、上記ベルト本体がＶリブドベルト本体であることを特徴とする。

第４の発明は、第１〜第３の発明のいずれか１つの摩擦伝動ベルトを製造する方法において、上記ベルト本体のプーリ接触部分に対し、上記シリコン樹脂とアクリル樹脂とが混合されてなるバインダー樹脂に上記グラファイトが配合された潤滑材料を複数回に亘って塗布することにより、上記潤滑膜を形成することを特徴とする。

第１の発明によれば、ベルト本体におけるプーリ接触部分に低摩擦係数の減摩材であるグラファイトを適度な濃度に有する潤滑膜が設けられているので、摩擦伝動ベルトをプーリに対して必要な摩擦伝動性を確保可能な範囲で良好に低摩擦化することができる。これにより、ベルト走行による摩擦伝動面の粘着摩耗を抑え、且つ被水時におけるベルトのスリップ異音を十分に抑制することができる。そして、上記潤滑膜におけるグラファイトを保持するバインダー樹脂として、ベルト本体のプーリ接触部分を形成するゴム組成物に対して密着性に優れたシリコン樹脂とアクリル樹脂とを混合した樹脂組成物を採用しているので、ベルト走行中にグラファイトが潤滑膜から脱落することを防止できる。これにより、経時による異音特性の悪化を抑えることができ、長期に亘ってベルト走行中のスリップ異音を十分に抑えることができる。したがって、ベルト走行による摩擦伝動面の粘着摩耗を抑え、且つ被水時における優れた異音抑制効果を得ると共に、該異音抑制効果を長期に亘って持続させることができる。

第２の発明によれば、ベルト本体のプーリ接触部分の摩擦係数が０．３以上且つ０．７以下であるので、プーリに対して十分な摩擦伝動性を確保しながらも被水時におけるベルトのスリップ異音を良好に抑制することができる。

第３の発明によれば、本発明は摩擦伝動ベルトの一種であるＶリブドベルトに対しても有効であるので、同ベルトにおいて本発明の効果が具体的に奏される。

第４の発明によれば、ベルト本体のプーリ接触部分にグラファイトとバインダー樹脂とが配合された潤滑材料を複数回に亘って塗布することにより潤滑膜を形成するので、同濃度のグラファイトを含む潤滑膜を、潤滑材料におけるグラファイトの量を調整して１回の塗布で形成する場合に比べて、仕上り良く簡単に形成することができ、本発明に係る摩擦伝動ベルトを容易に得ることができる。

図１は、実施形態に係るＶリブドベルトの構成を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係るＶリブドベルトの要部を拡大して示す断面図である。 図３は、ベルト成形型の縦断面図である。 図４は、ベルト成形型の一部を拡大して示す縦断面図である。 図５は、積層体を形成する工程を示す説明図である。 図６は、積層体を外型にセットする工程を示す説明図である。 図７は、外型を内型の外側に設ける工程を示す説明図である。 図８は、ベルトスラブを成型する工程を示す説明図である。 図９は、実施形態に係る自動車の補機駆動ベルト伝動装置のプーリレイアウトを示す図である。 図１０は、摩擦係数測定装置の構成を示す図である。 図１１は、注水異音試験の走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。

《発明の実施形態》
この実施形態では、本発明に係る摩擦伝動ベルトとして、ＶリブドベルトＢを例に挙げて説明する。

本実施形態に係るＶリブドベルトＢの斜視図を図１に示す。

ＶリブドベルトＢは、例えば、自動車のエンジンルーム内に設けられる補機駆動ベルト伝動装置を構成するのに用いられるものであり、ベルト周長が７００ｍｍ〜３０００ｍｍ程度、ベルト幅が１０ｍｍ〜３６ｍｍ程度、ベルト厚さが４．０ｍｍ〜５．０ｍｍ程度である。

このＶリブドベルトＢは、例えば、ベルト内周側に位置する圧縮ゴム層１１と、中間に位置する接着ゴム層１２と、ベルト外周側に位置する背面ゴム層１３との三重層に構成されたＶリブドベルト本体１０を備え、該Ｖリブドベルト本体１０がプーリに接触するように巻き掛けられて動力を伝達するように構成されている。

圧縮ゴム層１１は、Ｖリブドベルト本体１０のプーリ接触部分を構成している。この圧縮ゴム層１１には、複数のＶリブ１５がベルト内周側に垂下するように設けられている。これら複数のＶリブ１５は、各々がベルト長さ方向に延びる横断面略逆三角形の突条に形成されていると共に、ベルト幅方向に並設されている。各Ｖリブ１５は、例えば、リブ高さが２．０ｍｍ〜３．０ｍｍ程度、基端間の幅が１．０ｍｍ〜３．６ｍｍ程度に形成されている。また、リブ数は例えば３〜６個である（図１では６個の例を示す）。

この圧縮ゴム層１１は、原料ゴムに種々の配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物を加熱及び加圧して架橋剤により架橋させたゴム組成物で形成されている。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物の原料ゴムとしては、例えば、エチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、天然ゴムなどが挙げられる。なお、当該原料ゴムは、単一種で構成されていてもよく、また、複数種がブレンドされて構成されていて構わない。

原料ゴムは、上記のうち、エチレン−α−オレフィンエラストマーを含むことが好ましい。エチレン−α−オレフィンエラストマーとしては、例えば、エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）、エチレン−プロピレンコポリマー（ＥＰＭ）、エチレン−ブテンコポリマー（ＥＤＭ）、エチレン−オクテンコポリマー（ＥＯＭ）などが挙げられる。

配合剤としては、カーボンブラックなどの補強材、軟化剤、加工助剤、加硫助剤、架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤などが挙げられる。

補強材に用いられるカーボンブラックとしては、チャンネルブラック；ＳＡＦやＩＳＡＦ、Ｎ−３３９、ＨＡＦ、Ｎ−３５１、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＥＣＦ、Ｎ−２３４などのファーネスブラック；ＦＴやＭＴなどのサーマルブラック；アセチレンブラックなどが挙げられる。

また、補強材としてはカーボンブラックの他にシリカも挙げられる。補強材は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていても構わない。補強材の配合量は、耐摩耗性及び耐屈曲疲労性のバランスが良好になるという観点から、原料ゴム１００重量部に対して３０〜８０重量部であることが好ましい。

軟化剤としては、例えば、石油系軟化剤；パラフィンワックスなどの鉱物油系軟化剤；ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落下生油、木ろう、ロジン、パインオイルなどの植物油系軟化剤などが挙げられる。軟化剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていても構わない。軟化剤の配合量は、原料ゴム１００重量部に対して例えば２〜３０重量部である。

加工助剤としては、例えばステアリン酸などが挙げられる。加工助剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていても構わない。加工助剤の配合量は、原料ゴム１００重量部に対して例えば０．５〜５重量部である。

加硫助剤としては、酸化マグネシウムや酸化亜鉛（亜鉛華）などの金属酸化物などが挙げられる。加硫助剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていても構わない。加硫助剤の配合量は、原料ゴム１００重量部に対して例えば１〜１０重量部である。

架橋剤としては、例えば、硫黄や有機過酸化物などが挙げられる。架橋剤は、硫黄が単独で使用されていてもよく、また、有機過酸化物が単独で使用されていてもよく、さらには、それら両方が併用されていても構わない。架橋剤の配合量は、硫黄の場合、原料ゴム１００重量部に対して例えば０．５〜４．０重量部であり、有機過酸化物の場合、原料ゴム１００重量部に対して例えば０．５〜８．０重量部である。

加硫促進剤としては、金属酸化物、金属炭酸塩、脂肪酸及びその誘導体などが挙げられる。加硫促進剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていても構わない。加硫促進剤の配合量は、原料ゴム１００重量部に対して例えば０．５〜８重量部である。

老化防止剤としては、アミン系、キノリン系、ヒドロキノン系、フェノール系、亜リン酸エステル系のものが挙げられる。老化防止剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていても構わない。この老化防止剤の配合量は、原料ゴム１００重量部に対して例えば０．１〜８．０重量部である。

接着ゴム層１２は、断面横長矩形の帯状に構成され、例えば、厚さが１．０ｍｍ〜２．５ｍｍ程度に形成されている。接着ゴム層１２には、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配された心線１４が埋設されている。心線１４は、ポリエステル繊維（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ）、アラミド繊維、ビニロン繊維などの撚り糸で構成されている。心線１４は、Ｖリブドベルト本体１０に対する接着性を付与するために、成形加工前にレゾルシン・ホルマリン・ラテックス（ＲＦＬ）水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理及び／又はゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理が施されている。

背面ゴム層１３も、断面横長矩形の帯状に構成され、例えば、厚さが０．４ｍｍ〜０．８ｍｍ程度に形成されている。この背面ゴム層１３の表面は、ベルト背面が接触する平プーリとの間で生じる音を抑制する観点から、織布の布目が転写された形態に形成されていることが好ましい。

接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３のそれぞれは、原料ゴムに種々の配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物を加熱及び加圧して架橋剤により架橋させたゴム組成物で形成されている。背面ゴム層１３は、ベルト背面が接触する平プーリとの接触で粘着が生じるのを抑制する観点から、接着ゴム層１２よりもやや硬めのゴム組成物で形成されていることが好ましい。

接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３を形成するゴム組成物の原料ゴムとしては、例えば、エチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）などが挙げられる。接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３の原料ゴムは、上記圧縮ゴム層１１の原料ゴムと同一であることが好ましい。

接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３の原料ゴムに配合される配合剤としては、上記圧縮ゴム層１１と同様に、例えば、カーボンブラックなどの補強材、軟化剤、加工助剤、加硫助剤、架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤などが挙げられる。

上記圧縮ゴム層１１、接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３は、別配合のゴム組成物で形成されていてもよく、同じ配合のゴム組成物で形成されていても構わない。

本実施形態に係るＶリブドベルトの要部の拡大断面を図２に示す。

上記圧縮ゴム層１１のＶリブ１５表面、つまりプーリと摩擦する摩擦伝動面には、図２に示すように、パウダー状のグラファイト１６ａとこれを保持するためのバインダー樹脂１６ｂとを配合してなる潤滑膜１６が設けられている。バインダー樹脂１６ｂは、シリコン樹脂とアクリル樹脂とが混合されてなる。そして、当該潤滑膜１６ｂにおけるバインダー樹脂とグラファイト１６ａとの含有比率は、バインダー樹脂１００重量部に対して、グラファイト５重量部以上且つ８０重量部以下である。

このように圧縮ゴム層１１表面に潤滑膜１６が設けられていることにより、ベルト走行による摩擦伝動面の粘着摩耗を抑え、且つ被水時における優れた異音抑制効果を得ると共に、該異音抑制効果を長期に亘って持続させることができる。

すなわち、Ｖリブドベルト本体１０のプーリ接触部分には低摩擦係数の減摩材であるグラファイト１６ａを適度な濃度で有する潤滑膜１６が設けられているので、ＶリブドベルトＢをプーリに対して必要な摩擦伝動性を確保可能な範囲で良好に低摩擦化することができる。これにより、ベルト走行による摩擦伝動面の粘着摩耗を抑え、且つ被水時におけるベルトＢのスリップ異音を十分に抑制することができる。そして、上記潤滑膜１６におけるグラファイト１６ａを保持するバインダー樹脂１６ｂとして、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物に対する密着性の優れたシリコン樹脂とアクリル樹脂とを混合した樹脂組成物を採用しているので、ベルト走行中にグラファイト１１ａが潤滑膜１６から脱落することを防止できる。これにより、経時による異音特性の悪化を抑えることができ、長期に亘ってベルト走行中のスリップ異音を十分に抑制することができる。

上記Ｖリブドベルト本体１０のプーリ接触部分の摩擦係数は、０．３以上且つ０．７以下となっている。仮に、Ｖリブドベルト本体１０のプーリ接触部分の摩擦係数が０．３未満であると、プーリに対して摩擦伝動性を十分に確保できない場合がある。また仮に、Ｖリブドベルト本体１０のプーリ接触部分の摩擦係数が０．７よりも大きいと、被水時におけるベルトのスリップ異音を十分に抑制できない場合がある。これに対して、本実施形態の如くＶリブドベルト本体１０のプーリ接触部分の摩擦係数が０．３以上且つ０．７以下であれば、プーリに対して十分な摩擦伝動性を確保しながらも被水時におけるベルトのスリップ異音を良好に抑制することができる。

上記潤滑膜１６におけるバインダー樹脂１６ｂとグラファイト１６ａとの含有比率は、バインダー樹脂１００重量部に対して、グラファイト５重量部以上且つ８０重量部以下であることが好ましく、１０重量部以上且つ４０重量部以下であることがよりいっそう好ましい。グラファイト１６ａの平均粒子径は、例えば１．５μｍ〜１００μｍ程度である。

潤滑膜１６におけるバインダー樹脂とグラファイト１６ａとの含有比率は、熱重量分析装置により求めることができる。熱重量分析装置としては、例えばセイコーインスツル社製ＴＧ／ＤＴＡ６３００を挙げることができる。

−ＶリブドベルトＢの製造方法−
次に、上記ＶリブドベルトＢの製造方法について一例を挙げて説明する。このＶリブドベルトＢの製造に用いるベルト成形型２０を図３及び図４に示し、それを用いたＶリブドベルトＢの製造方法を図５〜図８に示す。図３は、ベルト成形型の縦断面図である。図４は、ベルト成形型の一部分の拡大縦断面図である。

ＶリブドベルトＢの製造では、図３及び図４に示すように、円筒状の内型２１と外型２２とを備えた成形型２０が用いられる。内型２１は、外型２２の筒内部空間に挿入して用いられる。

内型２１は、外周にベルト背面を所定形状に形成する成型面を有し、ゴムなどの可撓性材料で形成されている。一方、外型２２は、内周にベルト内面をリブ形状に形成するための複数のリブ溝２３が軸方向に一定ピッチで設けられた成形面を有し、金属などの剛性材料で形成されている。外型２２には、水蒸気などの熱媒体や水などの冷媒を流通させて調温する調温機構（不図示）が設けられている。その他、ベルト成形型２０には、内型２１を内部から加圧膨張させるための加圧手段（不図示）が設けられている。

ＶリブドベルトＢを製造するには、まず、原料ゴムに各配合剤を配合し、ニーダーやバンバリーミキサーなどの混練機で混練し、得られた未架橋ゴム組成物をカレンダー成形などによってシート状に成形して圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’を作製する。さらに、接着層用及び背面ゴム層用の各未架橋ゴムシート１２’，１３’についても同様な方法により作製する。また、心線１４用の撚り糸１４’に対し、ＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱する接着処理を行った後に、ゴム糊に浸漬して加熱乾燥する接着処理を行う。

次に、図５に示すように、表面が平滑な円筒ドラム２４上にゴムスリーブ２５を被せ、その上に、背面ゴム層用の未架橋ゴムシート１３’及び接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’を順に巻き付けて積層した後に、その上から心線用の撚り糸１４’をゴムスリーブ２５に対して螺旋状に巻き付け、さらにその上から接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’及び圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’を順に巻き付けて、積層体１０’を形成する。

次いで、積層体１０’を設けたゴムスリーブ２５を円筒ドラム２４から外し、図６に示すように、それを外型２２の内周面側に内嵌め状態にセットする。そして、図７に示すように、内型２１を、外型２２にセットされたゴムスリーブ２５内に位置付けて密閉する。

続いて、外型２２を加熱すると共に、内型２１の密閉された内部に加圧手段により例えば高圧空気を注入して内型２１を内部から加圧する。このとき、図８に示すように、内型２１が膨張し、外型２２の成形面に、積層体１０’のベルト成形用の未架橋シート１１’，１２’，１３’が圧縮され、また、それらの架橋が進行して一体化すると共に撚り糸１４’と複合化し、最終的に、円筒状のベルトスラブ（ベルト本体前駆体）Ｓが成型される。このベルトスラブＳの成型温度は例えば１００℃〜１８０℃程度、成型圧力は例えば０．５ＭＰａ〜２．０ＭＰａ程度、成型時間は例えば１０分〜６０分程度である。

そして、調温機構によりベルト成形型２０を冷却すると共に内型２１の内部を減圧して密閉を解き、内型２１と外型２２との間でゴムスリーブ２５を介して成型されたベルトスラブＳを取り出し、必要に応じてＶリブ１５側の表面を研磨して仕上げる。

しかる後、ベルト成形型２０から取り出したベルトスラブＳにおける圧縮ゴム層１１のＶリブ１５表面に対し、シリコン樹脂とアクリル樹脂とが混合されてなるバインダー樹脂１６ｂにグラファイト１６ａが配合された潤滑材料を複数回（例えば２〜３回程度）に亘って塗布し、その塗布膜を加熱及び／又は乾燥させることによって潤滑膜１６を形成する。

最後に、潤滑膜１６が形成されたベルトスラブＳを所定幅に切断し、それぞれの表裏を裏返すことによりＶリブドベルトＢが製造される。

なお、ここでは、複数のリブ溝２３が設けられた成形面を有する外型２２を用いてＶリブドベルトＢを形成するとして説明したが、特にこれに限らない。例えば、表面にリブ溝が設けられていない円筒状金型を用いてＶリブ１５を有しないベルトスラブを成形した後に、該ベルトスラブの表面を研磨することによりＶリブ１５を形成して、ＶリブドベルトＢを製造してもよい。

−ＶリブドベルトＢを用いた伝動装置−
次に、上記ＶリブドベルトＢを用いた自動車のエンジンルームに設けられる補機駆動ベルト伝動装置３０について、一例を挙げて説明する。この補機駆動ベルト伝動装置３０のプーリレイアウトを図９に示す。

補機駆動ベルト伝動装置３０は、図９に示すように、ＶリブドベルトＢが４つのリブプーリ３１，３２，３５，３６及び２つの平プーリ３３，３４の６つのプーリに巻き掛けられて動力を伝達するサーペンタインドライブ方式のものである。

この補機駆動ベルト伝動装置３０は、最上位置のパワーステアリングプーリ３１と、該パワーステアリングプーリ３１の下方に配置されたＡＣジェネレータプーリ３２と、パワーステアリングプーリ３１の左下方に配置されたテンショナプーリ３３と、該テンショナプーリ３３の下方に配置されたウォーターポンププーリ３４と、テンショナプーリ３３の左下方に配置されたクランクシャフトプーリ３５と、該クランクシャフトプーリ３５の右下方に配置されたエアコンプーリ３６とを備えている。

これらのうちテンショナプーリ３３及びウォーターポンププーリ３４は平プーリであり、それ以外は全てリブプーリである。これらリブプーリ３１，３２，３５，３６及び平プーリ３３，３４は、例えば、金属のプレス加工品や鋳物、又はナイロン樹脂及びフェノール樹脂などの樹脂成型品で構成されており、また、プーリ径がφ５０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度である。

この補機駆動ベルト伝動装置３０では、ＶリブドベルトＢは、Ｖリブ１５側が接触するようにパワーステアリングプーリ３１に巻き掛けられ、次いで、ベルト背面が接触するようにテンショナプーリ３３に巻き掛けられた後、Ｖリブ１５側が接触するようにクランクシャフトプーリ３５及びエアコンプーリ３６に順に巻き掛けられ、さらに、ベルト背面が接触するようにウォーターポンププーリ３４に巻き掛けられ、そして、Ｖリブ１５側が接触するようにＡＣジェネレータプーリ３２に巻き掛けられ、最後にパワーステアリングプーリ３１に戻るように設けられている。プーリ間で掛け渡されるＶリブドベルトＢのベルトスパン長は例えば５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度である。プーリ間で生じ得るミスアライメントは０°〜２°程度である。

以上のような構成の補機駆動ベルト伝動装置３０では、上記ＶリブドベルトＢを用いているので、ベルト走行による摩擦伝動面の粘着摩耗が抑えられ、且つ被水時におけるスリップ異音の発生が抑制される。しかも、長期間に亘って補機駆動ベルト伝動装置３０を運転した場合でも、被水によるスリップ異音の抑制効果が持続される。

なお、上記実施形態では、圧縮ゴム層１１、接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３によりＶリブドベルト本体１０が構成されているとしたが、特にこれに限定されるものではなく、圧縮ゴム層１１及び接着ゴム層１２によりＶリブドベルト本体１０が構成され、背面ゴム層１３の代わりに、例えば、綿、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維などの糸で形成された織布、編物、不織布などで構成された補強布１８が設けられたものであってもよい。

また、上記実施形態では、圧縮ゴム層１１の全体を単一のゴム組成物で形成したが、特にこれに限定されるものではなく、Ｖリブ１５表面の少なくともプーリ接触部分が上記ゴム組成物で形成されていればよい。

また、上記実施形態では、４つのリブプーリを有する補機駆動ベルト伝動装置３０を例に挙げて説明したが、一対のリブプーリを含むものであれば特にこれに限定されるものではなく、さらに多くのリブプーリを有していても構わない。

また、上記実施形態では、摩擦伝動ベルトとしてＶリブドベルトＢを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ローエッジタイプのＶベルトなどの他の摩擦伝動ベルトにも適用することができる。

上記実施形態に係るＶリブドベルトＢを評価すべく実施した評価試験について説明する。

−評価試験用ベルト−
評価試験用ベルトとしては、以下の実施例１〜４及び比較例１〜８のＶリブドベルトを作製した。それぞれの潤滑膜の構成は表１にも示す。なお、便宜上、比較例についても、実施例と同一の構成要素には同一符合を付して以下に説明する。

＜実施例１＞
ＥＰＤＭ（Dupont Dow Elastomers社製、商品名：ノーデルＩＰ４６４０）を原料ゴムとして、その原料ゴム１００重量部に対して、補強材としてカーボンブラック（東海カーボン社製、商品名：シースト３）７５重量部、軟化剤（日本サン石油社製、商品名：サンパー２２８０）５重量部、加工助剤としてのステアリン酸（日油社製、商品名：ビーズステアリン酸 椿）１重量部、加硫助剤としての酸化亜鉛（堺化学工業社製、商品名：亜鉛華１号）５重量部、架橋剤としての硫黄（細井化学社製、商品名：オイルサルファ）２．３重量部、及び加硫促進剤（大内新興化学株式会社製、商品名：ＥＰ−１５０）４重量部を配合して密閉式混練機で約５分間混練して未加硫ゴム組成物を得た。

そして、この未架橋ゴム組成物を圧縮ゴム層形成用の未架橋ゴムシート１１’として、上記実施形態で述べた方法によりＶリブドベルト本体１０を成形加工した後に、その成形後のＶリブドベルト本体１０における圧縮ゴム層１１のＶリブ１５表面に対し、シリコン樹脂（信越化学工業社製、商品名：ＫＥ−１４１４）とアクリル樹脂（ＤＩＣ社製、商品名：Ａ−９５２１）とが混合されてなるバインダー樹脂１６ｂにグラファイト１６ａ（ＳＥＣカーボン社製、商品名：ＧＳＰ−５）が配合された潤滑材料を２回に亘って塗布することにより潤滑膜１６を形成したＶリブドベルトＢを作製し、これを実施例１とした。

なお、接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３をＥＰＤＭを原料ゴムとする他のゴム組成物で構成した。また、心線１４をポリエチレンテレフタレート繊維（ＰＥＴ）製の撚り糸で構成した。そして、ベルト周長を１２００ｍｍ、ベルト幅を１０．６８ｍｍ、ベルト厚さを４．３ｍｍとし、リブ数を３個とした。

この実施例１の潤滑膜１６におけるシリコン樹脂とアクリル樹脂とグラファイト１６ａとの含有比率は、シリコン樹脂５０重量部、アクリル樹脂５０重量部、グラファイト５重量部である。

＜実施例２＞
圧縮ゴム層１１のＶリブ１５表面に対して塗布する潤滑材料におけるバインダー樹脂１６ｂとグラファイト１６ａとの配合比率を調整すると共に、その潤滑材料を２回に亘って上記Ｖリブ１５表面に塗布することにより、潤滑膜１６におけるシリコン樹脂とアクリル樹脂とグラファイト１６ａとの含有比率を、シリコン樹脂５０重量部、アクリル樹脂５０重量部、グラファイト４０重量部としたことを除いて、実施例１と同一構成のＶリブドベルトＢを作製し、これを実施例２とした。

＜実施例３＞
圧縮ゴム層１１のＶリブ１５表面に対して塗布する潤滑材料におけるバインダー樹脂１６ｂとグラファイト１６ａとの配合比率を調整すると共に、その潤滑材料を２回に亘って上記Ｖリブ１５表面に塗布することにより、潤滑膜１６におけるシリコン樹脂とアクリル樹脂とグラファイト１６ａとの含有比率を、シリコン樹脂５０重量部、アクリル樹脂５０重量部、グラファイト８０重量部としたことを除いて、実施例１と同一構成のＶリブドベルトＢを作製し、これを実施例３とした。

＜実施例４＞
圧縮ゴム層１１のＶリブ１５表面に対して塗布する潤滑材料におけるバインダー樹脂１６ｂとグラファイト１６ａとの配合比率を調整すると共に、その潤滑材料を３回に亘って上記Ｖリブ１５表面に塗布することにより、潤滑膜１６におけるシリコン樹脂とアクリル樹脂とグラファイト１６ａとの含有比率を、シリコン樹脂５０重量部、アクリル樹脂５０重量部、グラファイト４０重量部としたことを除いて、実施例１と同一構成のＶリブドベルトＢを作製し、これを実施例４とした。

＜比較例１＞
圧縮ゴム層１１のＶリブ１５表面に対して塗布する潤滑材料におけるバインダー樹脂１６ｂとグラファイト１６ａとの配合比率を調整すると共に、その潤滑材料を２回に亘って上記Ｖリブ１５表面に塗布することにより、潤滑膜１６におけるシリコン樹脂とアクリル樹脂とグラファイト１６ａとの含有比率を、シリコン樹脂５０重量部、アクリル樹脂５０重量部、グラファイト４重量部としたことを除いて、実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例１とした。

＜比較例２＞
圧縮ゴム層１１のＶリブ１５表面に対して塗布する潤滑材料におけるバインダー樹脂１６ｂとグラファイト１６ａとの配合比率を調整すると共に、その潤滑材料を２回に亘って上記Ｖリブ１５表面に塗布することにより、潤滑膜１６におけるシリコン樹脂とアクリル樹脂とグラファイト１６ａとの含有比率を、シリコン樹脂５０重量部、アクリル樹脂５０重量部、グラファイト８５重量部としたことを除いて、実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例２とした。

＜比較例３＞
圧縮ゴム層１１のＶリブ１５表面に対して塗布する潤滑材料として、シリコン樹脂のみからなるバインダー樹脂にグラファイト１６ａを配合した潤滑材料を採用し、該潤滑材料を２回に亘って上記Ｖリブ１５表面に塗布することにより、潤滑膜におけるシリコン樹脂とグラファイト１６ａとの含有比率を、シリコン樹脂１００重量部、グラファイト４０重量部としたことを除いて、実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例３とした。

＜比較例４＞
圧縮ゴム層１１のＶリブ１５表面に対して塗布する潤滑材料として、アクリル樹脂のみからなるバインダー樹脂にグラファイト１６ａを配合した潤滑材料を採用し、該潤滑材料を２回に亘って上記Ｖリブ１５表面に塗布することにより、潤滑膜におけるアクリル樹脂とグラファイト１６ａとの含有比率を、アクリル樹脂１００重量部、グラファイト４０重量部としたことを除いて、実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例４とした。

＜比較例５＞
圧縮ゴム層１１のＶリブ１５表面に対して塗布する潤滑材料として、シリコン樹脂のみからなるバインダー樹脂にグラファイト１６ａを配合した潤滑材料を採用し、該潤滑材料を３回に亘って上記Ｖリブ１５表面に塗布することにより、潤滑膜におけるシリコン樹脂とグラファイト１６ａとの含有比率を、シリコン樹脂１００重量部、グラファイト４０重量部としたことを除いて、実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例５とした。

＜比較例６＞
圧縮ゴム層１１のＶリブ１５表面に対して塗布する潤滑材料として、アクリル樹脂のみからなるバインダー樹脂にグラファイト１６ａを配合した潤滑材料を採用し、該潤滑材料を３回に亘って上記Ｖリブ１５表面に塗布することにより、潤滑膜におけるアクリル樹脂とグラファイト１６ａとの含有比率を、アクリル樹脂１００重量部、グラファイト４０重量部としたことを除いて、実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例６とした。

＜比較例７＞
圧縮ゴム層１１のＶリブ１５表面に対して塗布する潤滑材料として、シリコン樹脂とエポキシ樹脂（旭電化工業社製、商品名：アデカレジンＥＰ−４１００）とを混合してなるバインダー樹脂にグラファイト１６ａを配合した潤滑材料を採用し、該潤滑材料を２回に亘って上記Ｖリブ１５表面に塗布することにより、潤滑膜におけるシリコン樹脂とエポキシ樹脂とグラファイト１６ａとの配合比率を、シリコン樹脂５０重量部、エポキシ樹脂５０重量部、グラファイト４０重量部としたことを除いて、実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例７とした。

＜比較例８＞
圧縮ゴム層１１のＶリブ１５表面に対して塗布する潤滑材料として、エポキシ樹脂のみからなるバインダー樹脂にグラファイト１６ａを配合した潤滑材料を採用し、該潤滑材料を２回に亘って上記Ｖリブ１５表面に塗布することにより、潤滑膜におけるエポキシ樹脂とグラファイト１６ａとの配合比率を、エポキシ樹脂１００重量部、グラファイト４０重量部としたことを除いて、実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例８とした。

−評価試験方法−
上記実施例１〜４及び比較例１〜８の各Ｖリブドベルトについて、Ｖリブ１５表面の被水時の摩擦係数μ’を測定する摩擦係数測定試験と共に、被水時異音評価のための注水走行試験を実施した。

＜摩擦係数測定試験＞
摩擦係数測定試験に使用した摩擦係数測定装置４０を図１０に示す。

摩擦係数測定装置４０は、プーリ径がφ６０ｍｍのリブプーリ４１とその側方に設けられたロードセル４２とを備えている。なお、ロードセル４２は、後述の試験片がリブプーリ４１に向かって水平に延びた後に巻き掛けられる、つまり巻掛け角度が９０°となるように設けられている。

この摩擦係数測定装置４０のロードセル４２に、各試験片（Ｖリブドベルト）の一端を、Ｖリブ１５側が下側となるように固定し、Ｖリブ１５側が接触するようにリブプーリ４１に巻き掛け、他端に分銅４３を取り付けて吊した。それに続いて、分銅４３を引き下げようとする方向にリブプーリ４１を、一定の滑り速度０．１３５ｍ／ｓとなるように４３ｒｐｍの回転速度で回転させ、ロードセル４２で試験片におけるロードセル４２とリブプーリ４１との間の水平部分に負荷される張力Ｔ１を計測した。このとき、試験片のリブプーリ４１と分銅４３との垂直部分に負荷される張力Ｔ２は分銅４３の重さ分に相当するものである。

試験片としては、実施例１〜４及び比較例１〜８のＶリブドベルトのそれぞれについて、３ＰＫの形状のものを用いた。そして、上記摩擦係数測定装置４０を用いて、雰囲気温度２５±２℃においてこれらの摩擦係数μ’を測定した。なお、摩擦係数μ’は数１の式に基づいて算出した。数１中の「θ」は試験片のリブプーリ４１への巻き付け角であり、ここでは、θ＝π／２である。

＜注水走行試験＞
注水走行試験に使用した被水時異音評価用のベルト走行試験機５０のプーリレイアウトを図１１に示す。

ベルト走行試験機５０は、４軸走行試験機であって、最下位置に設けられたプーリ径が１４０ｍｍの駆動プーリ５１と、該駆動プーリ５１の左上方に設けられたプーリ径が６０ｍｍの第１従動プーリ５２と、駆動プーリ５１の右上方に設けられたプーリ径が１００ｍｍの第２従動プーリ５３と、第１従動プーリ５２と第２従動プーリ５３との中間位置に設けられたプーリ径が９５ｍｍのアイドラプーリ５４とを備えている。これらのうちアイドラプーリ５４は平プーリであり、それ以外のプーリ５１，５２，５３は全てリブプーリである。そして、評価対象のＶリブドベルトは、Ｖリブ側が駆動プーリ５１及び第１従動プーリ５２に接触するように巻き掛けられ、ベルト背面がアイドラプーリ５４に接触するように巻き掛けられた後、Ｖリブ側が第２従動プーリ５３に巻き掛けられ、最後に駆動プーリ５１に戻るように設けられている。さらに、第１従動プーリ５２がＶリブドベルトに接している場所から側方に１０ｃｍ離れた位置には騒音計５５が設置されている。

上記ベルト走行試験機５０に評価対象のＶリブドベルトをセットし、１リブ当たり１００Ｎのベルト張力が負荷されるようにアイドラプーリ５４の位置決めを行い、そして、駆動プーリ５１を時計回りに７５０ｒｐｍで回転させてベルト走行させた。ベルト走行中には、Ｖリブドベルトが駆動プーリ５１に巻き掛かる直前位置に１分当たり１００ｍｌの水をかける注水処理を５分間の間隔をあけて２回行った。このときの雰囲気温度は２５±５℃であった。そして、走行試験機５０に設置された騒音計５５により、１回目の注水処理時のベルト走行で発生する異音の大きさと、２回目の注水処理時のベルト走行で発生する異音の大きさとをそれぞれ測定した。

−評価試験結果−
各Ｖリブドベルトについての摩擦係数μ’の測定結果とベルト走行時の異音発生状況の評価結果とを表２に示す。ベルト走行時の異音発生状況は、測定された異音が６０ｄＢ未満のときを「○」、６０ｄＢ以上且つ８０ｄＢ未満のときを「△」、８０ｄＢ以上のときを「×」として評価した。

表２の評価結果から明らかなように、潤滑膜におけるバインダー樹脂とグラファイトとの含有比率がバインダー樹脂１００重量部に対してグラファイト４重量部である比較例１では、摩擦係数μ’を十分に低下させることができておらず、注水時の異音抑制効果も薄い。一方、潤滑膜におけるバインダー樹脂とグラファイトとの含有比率がバインダー樹脂１００重量部に対してグラファイト８５重量部である比較例２では、注水時の異音抑制効果はあるが、摩擦係数μ’が低下し過ぎており、プーリに対して必要な摩擦伝導性を確保できず伝動ベルトとしての性能が損なわれている。

これに対して、潤滑膜におけるバインダー樹脂１６ｂとグラファイト１６ａとの含有比率がバインダー樹脂１００重量部に対してグラファイト５重量部以上且つ８０重量部以下である実施例１〜４では、摩擦係数を程良く低下させることができており、注水時の異音抑制効果もある。

また、バインダー樹脂がシリコン樹脂のみからなる比較例３及び５では、注水時の異音抑制効果はあるが、その持続性には欠けている。一方、バインダー樹脂がアクリル樹脂のみからなる比較例４及び６では、摩擦係数μ’を十分に低下させることができておらず、注水時の異音抑制効果も薄い。また、バインダー樹脂がシリコン樹脂及びエポキシ樹脂からなる比較例７では、注水時の異音抑制効果はあるが、その持続性に欠けている。さらに、バインダー樹脂がエポキシ樹脂のみからなる比較例８では、摩擦係数μ’を十分に低下させることができておらず、注水時の異音抑制効果も薄い。

これに対して、バインダー樹脂１６ｂがシリコン樹脂及びアクリル樹脂からなる実施例１〜４では、上述の如く摩擦係数を程良く低下させることができ、且つ注水時の異音抑制効果もある上に、該異音抑制効果が持続性を有している。

以上の結果から、グラファイト１６ａを保持するバインダー樹脂１６ｂとして、ベルトシリコン樹脂とアクリル樹脂とを混合した樹脂組成物を採用し、該バインダー樹脂１６ｂとグラファイト１６ａとの含有比率を、バインダー樹脂１００重量部に対してグラファイト５重量部以上且つ８０重量部以下に調整した潤滑膜１６をＶリブ１５表面に設けることで、ＶリブドベルトＢにおいて、ベルト走行による粘着摩耗を抑え、且つ被水時における優れた異音抑制効果を得ると共に、該異音抑制効果を長期に亘って持続させることができることが分かる。

以上説明したように、本発明は、摩擦伝動ベルト及びその製造方法について有用であり、特に、ベルト走行による粘着摩耗を抑え、且つ被水時における優れた異音抑制効果を得ると共に、該異音抑制効果を長期に亘って持続させることが要望される摩擦伝動ベルト及びその製造方法に適している。

Ｂ Ｖリブドベルト（摩擦伝動ベルト）
１０ Ｖリブドベルト本体
１６ 潤滑膜
１６ａ グラファイト
１６ｂ バインダー樹脂

Claims (4)

1. ベルト本体の少なくともプーリ接触部分がゴム組成物で形成された摩擦伝動ベルトであって、
   上記ベルト本体のプーリ接触部分には、グラファイトと該グラファイトを当該プーリ接触部分に保持するためのバインダー樹脂とを配合してなる潤滑膜が設けられ、
   上記バインダー樹脂は、シリコン樹脂とアクリル樹脂とが混合されてなり、
   上記潤滑膜におけるバインダー樹脂とグラファイトとの含有比率は、バインダー樹脂１００重量部に対して、グラファイト５重量部以上且つ８０重量部以下である
   ことを特徴とする摩擦伝動ベルト。
2. 請求項１に記載の摩擦伝動ベルトにおいて、
   上記ベルト本体のプーリ接触部分の摩擦係数は０．３以上且つ０．７以下である
   ことを特徴とする摩擦伝動ベルト。
3. 請求項１又は２に記載の摩擦伝動ベルトにおいて、
   上記ベルト本体はＶリブドベルト本体である
   ことを特徴とする摩擦伝動ベルト。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の摩擦伝動ベルトを製造する方法において、
   上記ベルト本体のプーリ接触部分に対し、上記シリコン樹脂とアクリル樹脂とが混合されてなるバインダー樹脂に上記グラファイトが配合された潤滑材料を複数回に亘って塗布することにより、上記潤滑膜を形成する
   ことを特徴とする摩擦伝動ベルトの製造方法。

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