JP2017106515A - 摩擦伝動ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】伝動能力及び耐クラック性の優れる摩擦伝動ベルトを提供する。【解決手段】摩擦伝動ベルトＢは、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成するゴム層１１を有する。ゴム層１１は、架橋したゴム成分と、フェノール樹脂と、ハイスチレン樹脂とを含有するゴム組成物で形成されている。そのゴム組成物におけるフェノール樹脂の含有量がゴム成分１００質量部に対して８〜２０質量部であり、且つハイスチレン樹脂の含有量がゴム成分１００質量部に対して５〜１０質量部である。【選択図】図１

Description

本発明は摩擦伝動ベルトに関する。

ベルト内周側のプーリ接触部分を構成するゴム層を有する摩擦伝動ベルトが広く知られている。特許文献１には、そのゴム層を形成するゴム組成物に、フェノール樹脂、ハイスチレン樹脂、クマロンインデン樹脂、アミノ樹脂、ビニルトルエン樹脂、リグニン樹脂、ブチルフェノールアセチレン樹脂、キシレンホルムアルデヒド樹脂の少なくとも１種からなる有機補強剤がゴム成分に対して１〜２０質量％配合された伝動ベルトが開示されている。

特開２００６−２５８２０１号公報

本発明の課題は、伝動能力及び耐クラック性の優れる摩擦伝動ベルトを提供することである。

本発明は、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成するゴム層を有する摩擦伝動ベルトであって、前記ゴム層は、架橋したゴム成分と、フェノール樹脂と、ハイスチレン樹脂とを含有するゴム組成物で形成されており、前記ゴム組成物における前記フェノール樹脂の含有量が前記ゴム成分１００質量部に対して８〜２０質量部であり、且つ前記ハイスチレン樹脂の含有量が前記ゴム成分１００質量部に対して５〜１０質量部である。

本発明によれば、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成するゴム層を形成するゴム組成物において、フェノール樹脂の含有量がゴム成分１００質量部に対して８〜２０質量部であり、且つハイスチレン樹脂の含有量がゴム成分１００質量部に対して５〜１０質量部であることにより、高弾性であることから優れた伝動能力を得ることができると共に、高弾性であるにも関わらず優れた耐クラック性を得ることができる。

実施形態１に係るＶリブドベルトの斜視図である。 実施形態１に係るＶリブドベルトのＶリブ１個分の断面図である。 ベルト成形型の縦断面図である。 ベルト成形型の一部分の縦断面拡大図である。 実施形態１に係るＶリブドベルトの製造方法の第１の説明図である。 実施形態１に係るＶリブドベルトの製造方法の第２の説明図である。 実施形態１に係るＶリブドベルトの製造方法の第３の説明図である。 実施形態１に係るＶリブドベルトの製造方法の第４の説明図である。 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。 実施形態２に係るＶリブドベルトの斜視図である。 実施形態２に係るＶリブドベルトのＶリブ１個分の断面図である。 実施形態２に係るＶリブドベルトの製造方法の第１の説明図である。 実施形態２に係るＶリブドベルトの製造方法の第２の説明図である。 実施形態３に係るＶリブドベルトの斜視図である。 実施形態３に係るＶリブドベルトのＶリブ１個分の断面図である。 実施形態３に係るＶリブドベルトの製造方法の第１の説明図である。 実施形態３に係るＶリブドベルトの製造方法の第２の説明図である。 実施形態３に係るＶリブドベルトの製造方法の第３の説明図である。 その他の実施形態に係るローエッジ型Ｖベルトの斜視図である。 その他の実施形態に係る平ベルトの斜視図である。 伝動能力評価用ベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。 耐クラック性評価用ベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。

以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１及び２は、実施形態１に係るＶリブドベルトＢ（摩擦伝動ベルト）を示す。実施形態１に係る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用のベルト伝動装置等に用いられるエンドレスのものである。実施形態１に係るＶリブドベルトＢは、例えば、ベルト長さが７００〜３０００ｍｍ、ベルト幅が１０〜３６ｍｍ、及びベルト厚さが４．０〜５．０ｍｍである。

実施形態１に係るＶリブドベルトＢは、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成する圧縮ゴム層１１と中間の接着ゴム層１２とベルト外周側の背面ゴム層１３との三重層に構成されたＶリブドベルト本体１０を備えている。Ｖリブドベルト本体１０の接着ゴム層１２の厚さ方向の中間部には、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。圧縮ゴム層１１の厚さは例えば１．０〜３．６ｍｍであり、接着ゴム層１２の厚さは例えば１．０〜２．５ｍｍであり、背面ゴム層１３の厚さは例えば０．４〜０．８ｍｍである。なお、背面ゴム層１３の代わりに背面補強布が設けられた構成であってもよい。

圧縮ゴム層１１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。複数のＶリブ１５は、各々がベルト長さ方向に延びる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２．０〜３．０ｍｍ、基端間の幅が１．０〜３．６ｍｍである。Ｖリブ数は例えば３〜６個である（図１では６個）。

圧縮ゴム層１１は、ゴム成分に、フェノール樹脂及びハイスチレン樹脂を含む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ゴム成分を架橋させたゴム組成物で形成されている。従って、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物は、架橋したゴム成分とフェノール樹脂及びハイスチレン樹脂を含む各種の配合剤とを含有する。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分としては、例えば、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（以下「ＥＰＤＭ」という。）、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）などのエチレン−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）等が挙げられる。ゴム成分は、これらのうち１種又は２種以上をブレンドして用いることが好ましく、エチレン−α−オレフィンエラストマーを用いることが好ましく、ＥＰＤＭを用いることがより好ましい。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分がエチレン−α−オレフィンエラストマーである場合、そのエチレン含量は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは５５質量％以上、更に好ましくは５７質量％以上であり、また、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは６０質量％以下、更に好ましくは５９質量％以下である。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分がＥＰＤＭである場合、そのジエン成分としては、例えば、エチリデンノボルネン（ＥＮＢ）、ジシクロペンタジエン、１，４−ヘキサジエン等が挙げられる。ジエン成分は、これらのうちエチリデンノボルネンが好ましい。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分がＥＰＤＭであり、且つそのジエン成分がエチリデンノボルネンである場合、そのＥＮＢ含量は、好ましくは０．５質量％以上、より好ましくは４．０質量％以上、更に好ましくは４．４質量％以上であり、また、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは６質量％以下、更に好ましくは４．６質量％以下である。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分におけるエチレン−α−オレフィンエラストマーの１２５℃におけるムーニー粘度は、好ましくは１５ＭＬ_１＋４（１２５℃）以上、より好ましくは１８ＭＬ_１＋４（１２５℃）以上であり、また、好ましくは７５ＭＬ_１＋４（１２５℃）以下、より好ましくは７０ＭＬ_１＋４（１２５℃）以下、更に好ましくは２０ＭＬ_１＋４（１２５℃）以下である。ムーニー粘度は、ＪＩＳＫ６３００に基づいて測定される。

フェノール樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂であることが好ましい。フェノール樹脂は、カシュー変性フェノール樹脂であることが好ましい。フェノール樹脂の融点は、７９℃以下であることが好ましい。この融点は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって求められる。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物には、粉末状のフェノール樹脂が分散して含まれていることが好ましい。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるフェノール樹脂の含有量（Ａ）は、ゴム成分１００質量部に対して８〜２０質量部であるが、好ましくは１０質量部以上、より好ましくは１２質量部以上であり、また、好ましくは１８質量部以下、より好ましくは１５質量部以下である。

ハイスチレン樹脂は、酸塩型凝固剤を用いたものが好ましい。ハイスチレン樹脂のスチレン含量は、好ましくは５５質量％以上、より好ましくは６０質量％以上であり、また、好ましくは７５質量％以上、より好ましくは７０質量％以上である。ハイスチレン樹脂の１００℃におけるムーニー粘度は、好ましくは５０ＭＬ_５＋４（１００℃）以上、より好ましくは５８ＭＬ_５＋４（１００℃）以上であり、また、好ましくは７０ＭＬ_５＋４（１００℃）以下、より好ましくは６４ＭＬ_５＋４（１００℃）以下である。このムーニー粘度は、ＪＩＳＫ６３００に基づいて測定される。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物には、ハイスチレン樹脂がゴム成分に溶解するように含まれていることが好ましい。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるハイスチレン樹脂の含有量（Ｂ）は、ゴム成分１００質量部に対して５〜１０質量部であるが、好ましくは３質量部以上、より好ましくは５質量部以上であり、また、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１０質量部以下である。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物において、ゴム硬度の温度依存性を小さくする観点から、ゴム成分１００質量部に対するフェノール樹脂の含有量（Ａ）はハイスチレン樹脂の含有量（Ｂ）よりも多いことが好ましい。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるゴム成分１００質量部に対するフェノール樹脂の含有量（Ａ）のハイスチレン樹脂の含有量（Ｂ）に対する比（Ａ／Ｂ）は、好ましくは０．５以上、より好ましくは０．８以上、更に好ましくは１以上であり、また、好ましくは４以下、より好ましくは３以下である。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物において、フェノール樹脂の含有量（Ａ）とハイスチレン樹脂の含有量（Ｂ）との和（Ａ＋Ｂ）は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上、更に好ましくは１５質量部以上であり、また、好ましくは３０質量部以下、より好ましくは２０質量部以下である。

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、加硫促進剤等が挙げられる。

補強材としては、カーボンブラックでは、例えば、チャネルブラック；ＳＡＦ、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、ＭＴなどのサーマルブラック；アセチレンブラック等が挙げられる。補強材としてはシリカも挙げられる。補強材は、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましく、ＨＡＦ及びＧＰＦを併用することがより好ましい。

補強材の含有量（Ｃ）は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは３０質量部以上、より好ましくは４０質量部以上であり、また、好ましくは８０質量部以下、より好ましくは６０質量部以下である。ＨＡＦ及びＧＰＦを併用する場合、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物において、後述の優れた伝動能力及び耐クラック性を得る観点から、ゴム成分１００質量部に対するＨＡＦの含有量（Ｃ１）はＧＰＦの含有量（Ｃ２）よりも多いことが好ましい。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるゴム成分１００質量部に対するＨＡＦの含有量（Ｃ１）のＧＰＦの含有量（Ｃ２）に対する比（Ｃ１／Ｃ２）は、好ましくは１．５以上、より好ましくは２以上、更に好ましくは２．２以上であり、また、好ましくは３以下、より好ましくは２．５以下、更に好ましくは２．４以下である。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物において、後述の優れた伝動能力及び耐クラック性を得る観点から、ゴム成分１００質量部に対する補強材（カーボンブラック）の含有量（Ｃ）は、フェノール樹脂の含有量（Ａ）とハイスチレン樹脂の含有量（Ｂ）との和（Ａ＋Ｂ）よりも多いことが好ましい。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるゴム成分１００質量部に対する補強材（カーボンブラック）の含有量（Ｃ）のフェノール樹脂の含有量（Ａ）とハイスチレン樹脂の含有量（Ｂ）との和（Ａ＋Ｂ）に対する比（Ｃ／（Ａ＋Ｂ））は、好ましくは１．５以上、より好ましくは１．７以上であり、また、好ましくは３．５以下、より好ましくは３．３以下である。

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等が挙げられる。軟化剤は、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましい。軟化剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば２〜３０質量部である。

加工助剤としては、例えば、ステアリン酸等が挙げられる。加工助剤は、１種を用いても、２種以上を用いても、どちらでもよい。加工助剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば０．５〜５質量部である。

加硫助剤としては、例えば、酸化亜鉛（亜鉛華）や酸化マグネシウムなどの金属酸化物等が挙げられる。加硫助剤は、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましい。加硫助剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば１〜１０質量部である。

架橋剤としては、例えば、硫黄、有機過酸化物が挙げられる。架橋剤は、硫黄を単独で用いても、また、有機過酸化物を単独で用いても、更には、それらの両方を併用しても、いずれでもよい。架橋剤の配合量は、硫黄の場合、ゴム成分１００質量部に対して例えば０．５〜４質量部であり、有機過酸化物の場合、ゴム成分１００質量部に対して例えば０．５〜８質量部である。

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等が挙げられる。加硫促進剤は、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましい。加硫促進剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば０．５〜８質量部である。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物は、短繊維を含有していなくても、フェノール樹脂及びハイスチレン樹脂を含有していることにより高弾性となる。従って、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物は、むしろ短繊維を含有していないことが好ましい。但し、フェノール樹脂及びハイスチレン樹脂を含有していることによる後述の優れた伝動能力及び耐クラック性の作用効果を損なわない範囲で、短繊維を含んでいてもよい。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて測定されるベルト長さ方向、つまり、列理方向の１０％伸び時における引張応力は、好ましくは１．５ＭＰａ以上、より好ましくは１．６ＭＰａ以上であり、また、好ましくは２．５ＭＰａ以下、より好ましくは２．４ＭＰａ以下、更に好ましくは２．０ＭＰａ以下である。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて測定されるベルト長さ方向（列理方向）の切断時伸びは、好ましくは４５０％以上、より好ましくは４６０％以上であり、また、好ましくは６００％以下、より好ましくは５００％以下、更に好ましくは４７０％以下である。

接着ゴム層１２は、断面横長矩形の帯状に構成されている。背面ゴム層１３も、断面横長矩形の帯状に構成されている。背面ゴム層１３の表面は、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、ゴム成分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が加熱及び加圧されて架橋剤により架橋したゴム組成物で形成されている。従って、接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３のそれぞれは、架橋したゴム成分と各種の配合剤とを含有する。背面ゴム層１３は、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ゴム成分としては、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）等が挙げられるが、圧縮ゴム層１１と同一のゴム成分であることが好ましい。

配合剤としては、圧縮ゴム層１１と同様、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、ゴム配合用樹脂等が挙げられる。

圧縮ゴム層１１、接着ゴム層１２、及び背面ゴム層１３は、同じ配合のゴム組成物で形成されていても、また、別配合のゴム組成物で形成されていても、どちらでもよい。

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、ビニロン繊維等の撚り糸で構成されている。心線１４の直径は例えば０．５〜２．５ｍｍであり、断面における相互に隣接する心線１４中心間の寸法は例えば０．０５〜０．２０ｍｍである。心線１４は、Ｖリブドベルト本体１０の接着ゴム層１２に対する接着性を付与するために、成形加工前にＲＦＬ水溶液に浸漬された後に加熱される接着処理及び／又はゴム糊に浸漬された後に乾燥される接着処理が施されている。

以上の構成の実施形態１に係るＶリブドベルトＢによれば、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成する圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物において、フェノール樹脂の含有量がゴム成分１００質量部に対して８〜２０質量部であり、且つハイスチレン樹脂の含有量がゴム成分１００質量部に対して５〜１０質量部であることにより、後述の実施例でも示す通り、高弾性であることから優れた伝動能力を得ることができると共に、高弾性であるにも関わらず優れた耐クラック性を得ることができる。

次に、実施形態１に係るＶリブドベルトＢの製造方法について説明する。

実施形態１に係るＶリブドベルトＢの製造では、図３及び４に示すように、同心状に設けられた、各々、円筒状の内型２１及び外型２２を備えたベルト成形型２０を用いる。

このベルト成形型２０では、内型２１はゴム等の可撓性材料で形成されている。外型２２は金属等の剛性材料で形成されている。外型２２の内周面は成型面に構成されており、その外型２２の内周面には、Ｖリブ形成溝２３が軸方向に一定ピッチで設けられている。また、外型２２には、水蒸気等の熱媒体や水等の冷媒体を流通させて温調する温調機構が設けられている。そして、このベルト成形型２０では、内型２１を内部から加圧膨張させるための加圧手段が設けられている。

実施形態１に係るＶリブドベルトＢの製造において、まず、ゴム成分に各配合剤を配合し、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機で混練し、得られた未架橋ゴム組成物をカレンダー成形等によってシート状に成形して圧縮ゴム層１１用の未架橋ゴムシート１１’を作製する。同様に、接着ゴム層用及び背面ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’，１３’も作製する。また、心線用の撚り糸１４’をＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱する接着処理を行った後、ゴム糊に浸漬して加熱乾燥する接着処理を行う。

次いで、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、その上から心線用の撚り糸１４’を円筒状の内型２１に対して螺旋状に巻き付け、更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Ｂ’を形成する。なお、このとき、未架橋ゴムシート１１’，１２’，１３’を、列理方向がベルト長さ方向（周方向）となるように巻き付ける。

次いで、積層体Ｂ’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。

次いで、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の密封された内部に高圧空気等を注入して加圧する。このとき、図８に示すように、内型２１が膨張し、外型２２の成型面に、積層体Ｂ’のベルト形成用の未架橋ゴムシート１１’，１２’，１３’が圧縮され、また、それらのゴム成分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℃、成型圧力は例えば０．５〜２．０ＭＰａ、成型時間は例えば１０〜６０分である。

そして、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、ベルトスラブＳを所定幅に輪切りして表裏を裏返すことによりＶリブドベルトＢが得られる。なお、必要に応じて、ベルトスラブＳの外周側、つまり、Ｖリブ１５側の表面を研磨してもよい。

図９は、実施形態１に係るＶリブドベルトＢを用いた自動車の補機駆動ベルト伝動装置３０のプーリレイアウトを示す。この補機駆動ベルト伝動装置３０は、ＶリブドベルトＢが４つのリブプーリ及び２つの平プーリの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、最上位置にリブプーリのパワーステアリングプーリ３１が設けられ、そのパワーステアリングプーリ３１の下方にリブプーリのＡＣジェネレータプーリ３２が設けられている。また、パワーステアリングプーリ３１の左下方には平プーリのテンショナプーリ３３が設けられており、そのテンショナプーリ３３の下方には平プーリのウォーターポンププーリ３４が設けられている。更に、テンショナプーリ３３の左下方にはリブプーリのクランクシャフトプーリ３５が設けられており、そのクランクシャフトプーリ３５の右下方にリブプーリのエアコンプーリ３６が設けられている。これらのプーリは、例えば、金属のプレス加工品や鋳物、ナイロン樹脂、フェノール樹脂などの樹脂成形品で構成されており、また、プーリ径がφ５０〜１５０ｍｍ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、ベルト背面側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、更に、ベルト背面側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の長さであるベルトスパン長は例えば５０〜３００ｍｍである。プーリ間で生じ得るミスアライメントは０〜２°である。

（実施形態２）
図１０及び１１は、実施形態２に係るＶリブドベルトＢを示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は、実施形態１と同一符号を用いて示す。

実施形態２に係るＶリブドベルトＢでは、圧縮ゴム層１１は、表面ゴム層１１ａと内側ゴム部１１ｂとを有する。表面ゴム層１１ａは、多孔ゴムで形成され、Ｖリブ１５の表面全体に沿うように層状に設けられ、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成している。表面ゴム層１１ａの厚さは例えば５０〜５００μｍである。内側ゴム部１１ｂは、中実ゴムで形成され、表面ゴム層１１ａの内側に設けられ、圧縮ゴム層１１における表面ゴム層１１ａ以外の部分を構成している。

ここで、本出願における「多孔ゴム」とは、内部に多数の中空部を有すると共に表面に多数の凹孔１６を有する架橋済みのゴム組成物を意味し、中空部及び凹孔１６が分散して配された構造並びに中空部及び凹孔１６が連通した構造のいずれも含まれる。また、本出願における「中実ゴム」とは、「多孔ゴム」以外の中空部及び凹孔１６を含まない架橋済みのゴム組成物を意味する。

表面ゴム層１１ａは、実施形態１における圧縮ゴム層１１と同様、架橋したゴム成分とフェノール樹脂及びハイスチレン樹脂を含む各種の配合剤とを含有するゴム組成物で形成されている。表面ゴム層１１ａは、それに加えて多孔ゴムであることから、その形成前の未架橋ゴム組成物に、多孔ゴムを構成するための未膨張の中空粒子及び／又は発泡剤が配合されている。

未膨張の中空粒子としては、例えば、熱可塑性ポリマー（例えばアクリロニトリル系ポリマー）等で形成されたシェルの内部に溶剤が封入された粒子等が挙げられる。中空粒子は、１種だけ用いても、また、２種以上を用いても、どちらでもよい。中空粒子の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは１質量部以上であり、また、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは５質量部以下である。発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミドを主成分とするＡＤＣＡ系発泡剤、ジニトロソペンタメチレンテトラミンを主成分とするＤＰＴ系発泡剤、ｐ，ｐ’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドを主成分とするＯＢＳＨ系発泡剤、ヒドラゾジカルボンアミドを主成分とするＨＤＣＡ系発泡剤などの有機系発泡剤等が挙げられる。発泡剤は、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましい。発泡剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは４質量部以上であり、また、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは７質量部以下である。

表面ゴム層１１ａは多孔ゴムであるので、その表面には多数の凹孔１６が形成されている。凹孔１６の平均孔径は、好ましくは４０μｍ以上、より好ましくは８０μｍ以上であり、また、好ましくは１５０μｍ以下、より好ましくは１２０μｍ以下である。凹孔１６の平均孔径は、表面画像で測定される５０〜１００個の数平均によって求められる。

内側ゴム部１１ｂは、架橋したゴム成分と各種の配合剤とを含有するゴム組成物で形成されている。内側ゴム部１１ｂを形成するゴム組成物は、中空部及び凹孔１６を除いた表面ゴム層１１ａを形成するゴム組成物と同一であってもよい。また、内側ゴム部１１ｂを形成するゴム組成物は、接着ゴム層１２又は背面ゴム層１３を形成するゴム組成物と同一であってもよい。

以上の構成の実施形態２に係るＶリブドベルトＢによれば、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成する圧縮ゴム層１１の表面ゴム層１１ａを形成するゴム組成物において、フェノール樹脂の含有量がゴム成分１００質量部に対して８〜２０質量部であり、且つハイスチレン樹脂の含有量がゴム成分１００質量部に対して５〜１０質量部であることにより、高弾性であることから優れた伝動能力を得ることができると共に、高弾性であるにも関わらず優れた耐クラック性を得ることができる。しかも、表面ゴム層１１ａを形成するゴム組成物が多孔ゴムであり、低弾性でクラック発生確率が高いことが予想されるにも関わらず、優れた伝動能力及び耐クラック性を得ることができる。

実施形態２に係るＶリブドベルトＢを製造するには、圧縮ゴム層１１の表面ゴム層用及び内側ゴム部用の未架橋ゴムシート１１ａ’，１１ｂ’を作製する。表面ゴム層用の未架橋ゴムシート１１ａ’には中空粒子及び／又は発泡剤を配合する。次いで、実施形態１と同様の方法により、図１２に示すように、表面が平滑な円筒ドラム２４上に被せたゴムスリーブ２５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、その上から心線用の撚り糸１４’を円筒状の内型２１に対して螺旋状に巻き付け、更にその上から接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’、並びに圧縮ゴム層１１における内側ゴム部用の未架橋ゴムシート１１ｂ’、及び表面ゴム層用の未架橋ゴムシート１１ａ’を順に巻き付けて積層体Ｂ’を形成する。そして、この積層体Ｂ’により図１３に示すような円筒状のベルトスラブＳを成型する。

その他の構成及び作用効果は実施形態１と同一である。

（実施形態３）
図１４及び１５は、実施形態３に係るＶリブドベルトＢを示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は、実施形態１と同一符号を用いて示す。

実施形態３に係るＶリブドベルトＢでは、圧縮ゴム層１１は、表面ゴム層１１ａと内側ゴム部１１ｂとを有する。表面ゴム層１１ａは、多孔ゴムで形成され、両側のＶリブ１５のそれぞれにおける外側の側面部に沿うように設けられ、また、相互に隣接する一対のＶリブ１５における対向する側面部及びそれらを連結するリブ底部に沿うように設けられ、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成している。この後者の表面ゴム層１１ａは、断面形状が逆Ｕ字状に形成されている。従って、各表面ゴム層１１ａは、両側のＶリブ１５のそれぞれにおける外側の側面部、又は、相互に隣接する一対のＶリブ１５における対向する側面部を含むように設けられている。表面ゴム層１１ａの厚さは例えば５０〜５００μｍである。内側ゴム部１１ｂは、中実ゴムで形成され、表面ゴム層１１ａの内側に設けられ、圧縮ゴム層１１における表面ゴム層１１ａ以外の部分を構成している。

実施形態２に係るＶリブドベルトＢを製造するには、実施形態２と同様の方法により、図１６に示すような円筒状のベルトスラブＳを成型する。このベルトスラブＳの外周には、周方向に延びる断面形状が略台形の突条１５’が軸方向に連なるように形成されており、その表面層が多孔ゴム１１ａ”で形成され且つそれ以外の内部が中実ゴム１１ｂ”で形成されている。そして、図１７に示すように、ベルトスラブＳを一対のスラブ掛け渡し軸２６間に掛け渡すと共に、ベルトスラブＳの外周に対し、周方向に延びるＶリブ形状溝が外周の軸方向に連設された研削砥石２７を回転させながら当接させ、また、ベルトスラブＳも一対のスラブ掛け渡し軸２６間で回転させる。このとき、図１８に示すように、ベルトスラブＳの外周の突条が研削されることに複数のＶリブ１５が形成され、これらの複数のＶリブ１５において、多孔ゴムの表面ゴム層１１ａと中実ゴムの内側ゴム部１１ｂとが構成される。

その他の構成及び作用効果は実施形態１及び２と同一である。

（その他の実施形態）
上記実施形態１〜３では、ＶリブドベルトＢを示したが、特にこれに限定されるものではなく、摩擦伝動ベルトであれば、例えば、図１９Ａに示すようなベルト内周側のプーリ接触部分を構成する圧縮ゴム層１１を有するローエッジ型のＶベルトＢであってもよく、また、図１９Ｂに示すようなベルト内周側のプーリ接触部分を構成する内側ゴム層１７を有する平ベルトＢであってもよい。

（未架橋ゴム組成物）
以下のゴム１〜２４の未架橋ゴム組成物を調製した。それぞれの配合については表１〜３にも示す。

＜ゴム１＞
密閉式のバンバリーミキサーのチャンバーにゴム成分としてのＥＰＤＭ（ＪＳＲ社製 商品名：ＥＰ１２３ エチレン含量５８質量％、ＥＮＢ含量４．５質量％、ムーニー粘度１９．５ＭＬ_１＋４（１２５℃））を投入して素練りし、次いで、このゴム成分１００質量部に対して、補強材のＨＡＦカーボンブラック（東海カーボン社製 商品名：シースト３）３５質量部、補強材のＧＰＦカーボンブラック（東海カーボン社製 商品名：シーストＶ）１５質量部、軟化剤のオイル（日本サン石油社製 商品名：サンパー２２８０）８質量部、加工助剤のステアリン酸（花王社製 商品名：ルナック）１質量部、加硫助剤の酸化亜鉛（堺化学工業社製 商品名：酸化亜鉛３種）５質量部、架橋剤の硫黄（日本乾溜工業社製 商品名：セイミＯＴ）１．７質量部、ＥＰＤＭ用混合加硫促進剤（三新化学工業社製 商品名：サンセラーＥＭ−２）２．８質量部、スルフェンアミド系加硫促進剤（大内新興化学社製 商品名：ノクセラーＭＳＡ−Ｇ）１．２質量部、ノボラック型でカシュー変性のフェノール樹脂（住友ベークライト社製 商品名：ＰＲ−１２６８７）１０質量部、酸塩型凝固剤を用いたハイスチレン樹脂（ＪＳＲ社製 グレード：ＪＳＲ００６１）５質量部を投入配合して混練し、得られた未架橋ゴム組成物をゴム１とした。

＜ゴム２〜４＞
フェノール樹脂の配合量をゴム成分１００質量部に対して１２質量部、１５質量部、及び２０質量部としたことを除いてゴム１と同様にして得られた未架橋ゴム組成物を、それぞれゴム２〜４とした。

＜ゴム５＞
フェノール樹脂及びハイスチレン樹脂の配合量をそれぞれゴム成分１００質量部に対して１０質量部及び６質量部としたことを除いてゴム１と同様にして得られた未架橋ゴム組成物をゴム５とした。

＜ゴム６＞
フェノール樹脂及びハイスチレン樹脂の配合量をそれぞれゴム成分１００質量部に対して２０質量部及び１０質量部としたことを除いてゴム１と同様にして得られた未架橋ゴム組成物をゴム６とした。

＜ゴム７＞
フェノール樹脂及びハイスチレン樹脂の配合量をそれぞれゴム成分１００質量部に対して８質量部及び９．５質量部としたことを除いてゴム１と同様にして得られた未架橋ゴム組成物をゴム７とした。

＜ゴム８＞
フェノール樹脂及びハイスチレン樹脂の配合量をそれぞれゴム成分１００質量部に対して４質量部及び９．５質量部としたことを除いてゴム１と同様にして得られた未架橋ゴム組成物をゴム８とした。

＜ゴム９＞
フェノール樹脂及びハイスチレン樹脂の配合量をそれぞれゴム成分１００質量部に対して２質量部及び６質量部としたことを除いてゴム１と同様にして得られた未架橋ゴム組成物をゴム９とした。

＜ゴム１０＞
フェノール樹脂及びハイスチレン樹脂の配合量をそれぞれゴム成分１００質量部に対して４質量部及び２．５質量部としたことを除いてゴム１と同様にして得られた未架橋ゴム組成物をゴム１０とした。

＜ゴム１１＞
フェノール樹脂及びハイスチレン樹脂の配合量をそれぞれゴム成分１００質量部に対して８質量部及び２．５質量部としたことを除いてゴム１と同様にして得られた未架橋ゴム組成物をゴム１１とした。

＜ゴム１２＞
フェノール樹脂及びハイスチレン樹脂の配合量をそれぞれゴム成分１００質量部に対して６質量部及び６質量部としたことを除いてゴム１と同様にして得られた未架橋ゴム組成物をゴム１２とした。

＜ゴム１３＞
フェノール樹脂及びハイスチレン樹脂を配合しないことを除いてゴム１と同様にして得られた未架橋ゴム組成物をゴム１３とした。

＜ゴム１４〜２０＞
ハイスチレン樹脂を配合せず、フェノール樹脂の配合量をゴム成分１００質量部に対して２質量部、４質量部、８質量部、１０質量部、１２質量部、１５質量部、及び２０質量部としたことを除いてゴム１と同様にして得られた未架橋ゴム組成物をゴム１４〜２０とした。

＜ゴム２１〜２４＞
フェノール樹脂を配合せず、ハイスチレン樹脂の配合量をゴム成分１００質量部に対して２質量部、４質量部、８質量部、及び１２質量部としたことを除いてゴム１と同様にして得られた未架橋ゴム組成物をゴム２１〜２４とした。

表１〜３には、ゴム１〜２４のそれぞれについて、ゴム成分１００質量部に対するフェノール樹脂の含有量（Ａ）とハイスチレン樹脂の含有量（Ｂ）との和（Ａ＋Ｂ）及びカーボンブラックの含有量（Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２）、並びにフェノール樹脂の含有量（Ａ）のハイスチレン樹脂の含有量（Ｂ）に対する比（Ａ／Ｂ）、ＨＡＦの含有量（Ｃ１）のＧＰＦの含有量（Ｃ２）に対する比（Ｃ１／Ｃ２）、及びカーボンブラックの含有量（Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２）のフェノール樹脂の含有量（Ａ）とハイスチレン樹脂の含有量（Ｂ）との和（Ａ＋Ｂ）に対する比（Ｃ／（Ａ＋Ｂ））をも示す。

（Ｖリブドベルト）
ゴム１〜７のそれぞれを用いて圧縮ゴム層を形成した実施例１〜７のＶリブドベルト、及びゴム８〜２４のそれぞれを用いて圧縮ゴム層を形成した比較例１〜１７のＶリブドベルトを作製した。

なお、接着ゴム層及び背面ゴム層を、ＥＰＤＭをゴム成分とする他のゴム組成物で形成した。また、心線をポリエチレンテレフタレート繊維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。

（試験方法）
＜引張特性＞
ＪＩＳ Ｋ６２５１に基づき、ゴム１〜２４のそれぞれをシート状に加工し、Ｖリブドベルトのベルト長さ方向に対応する列理方向が引張方向となるように試験片を作製して引張試験を行い、１０％伸び時における引張応力及び切断時伸びを測定した。

＜ベルト走行試験＞
−伝動能力評価−
図２０Ａは、伝動能力評価用ベルト走行試験機４０のプーリレイアウトを示す。

伝動能力評価用ベルト走行試験機４０は、各々、プーリ径が６０ｍｍのリブプーリである駆動プーリ４１及び従動プーリ４２が左右に間隔をおいて設けられている。そして、この伝動能力評価用ベルト走行試験機４０は、ＶリブドベルトＢのＶリブ側が駆動プーリ４１及び従動プーリ４２に接触して巻き掛けられるように構成されている。

実施例１〜７及び比較例１〜１７のそれぞれのＶリブドベルトＢについて、上記耐摩耗性評価用ベルト走行試験機４０にセットし、ベルト張力が負荷されるように従動プーリ４２に右方に５８８Ｎのデッドウェイト（ＤＷ）を負荷し、室温雰囲気下、駆動プーリ４１を３５００ｒｐｍの回転数で回転させると共に、無回転負荷状態にあった従動プーリ４２の回転負荷を徐々に上昇させた。このとき、ＶリブドベルトＢが駆動プーリ４１及び従動プーリ４２上でスリップするようになるが、そのスリップ率が１％となったときの従動プーリ４２の回転負荷（トルク）を伝動能力とした。

−耐クラック性評価−
図２０Ｂは、耐クラック性評価用ベルト走行試験機５０のプーリレイアウトを示す。

耐クラック性評価用ベルト走行試験機５０は、各々、プーリ径が６０ｍｍのリブプーリである駆動プーリ５１及び第１従動プーリ５２が上下に間隔をおいて設けられている（下側が駆動プーリ５１及び上側が第１従動プーリ５２）。駆動プーリ５１及び第１従動プーリ５２の上下方向中間付近の右側には、各々、プーリ径が５０ｍｍの平プーリの一対のアイドラプーリ５３が上下に間隔をおいて設けられている。これらの一対のアイドラプーリ５３の右方には、プーリ径が６０ｍｍのリブプーリの第２従属プーリ５４が設けられている。そして、この耐クラック性評価用ベルト走行試験機５０は、ＶリブドベルトＢのＶリブ側が駆動プーリ５１、第１及び第２従動プーリ５２，５３に接触し、且つ背面側が一対のアイドラプーリ５３に接触して巻き掛けられるように構成されている。

実施例１〜７及び比較例１〜１７のそれぞれのＶリブドベルトＢについて、上記耐クラック性評価用ベルト走行試験機５０にセットし、ベルト張力が負荷されるように第１従動プーリ５２に上方に５８８Ｎのデッドウェイト（ＤＷ）を負荷し、室温雰囲気下、駆動プーリ５１を５１００ｒｐｍの回転数で回転させてベルト走行させた。そして、定期的にベルト走行を停止すると共に、ＶリブドベルトＢのＶリブ側表面を目視観察し、クラックの発生が認められた時点でベルト走行を中止し、それまでのベルト走行時間を耐クラック寿命とした。

（試験結果）
試験結果を表４〜６に示す。

表４〜６によれば、圧縮ゴム層を形成するゴム組成物において、フェノール樹脂の含有量がゴム成分１００質量部に対して８〜２０質量部であり、且つハイスチレン樹脂の含有量がゴム成分１００質量部に対して５〜１０質量部である実施例１〜７では、伝動能力が１８．６Ｎ・ｍ以上で且つ耐クラック寿命が２８００時間以上であり、伝動能力及び耐クラック性のいずれもが優れるのに対し、それ以外の比較例１〜１７では、伝動能力及び耐クラック性のうちの一方又は両方が劣ることが分かる。

本発明は摩擦伝動ベルトの技術分野について有用である。

Ｂ Ｖリブドベルト，Ｖベルト，平ベルト（摩擦伝動ベルト）
１１ 圧縮ゴム層
１１ａ 表面ゴム層
１７ 内側ゴム層

Claims (5)

1. ベルト内周側のプーリ接触部分を構成するゴム層を有する摩擦伝動ベルトであって、
   前記ゴム層は、架橋したゴム成分と、フェノール樹脂と、ハイスチレン樹脂と、を含有するゴム組成物で形成されており、
   前記ゴム組成物における前記フェノール樹脂の含有量が前記ゴム成分１００質量部に対して８〜２０質量部であり、且つ前記ハイスチレン樹脂の含有量が前記ゴム成分１００質量部に対して５〜１０質量部である摩擦伝動ベルト。
2. 請求項１に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
   前記ゴム組成物における前記ゴム成分１００質量部に対する前記フェノール樹脂の含有量が前記ハイスチレン樹脂の含有量よりも多い摩擦伝動ベルト。
3. 請求項１又は２に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
   前記ゴム組成物のＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて測定されるベルト長さ方向の１０％伸び時における引張応力が１．５ＭＰａ以上である摩擦伝動ベルト。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
   前記ゴム組成物のＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて測定される切断時伸びが４５０％以上である摩擦伝動ベルト。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
   前記ゴム組成物が多孔ゴムである摩擦伝動ベルト。

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