JP2017227327A - Transmission belt - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車や自動二輪車のベルト式無段変速装置に用いられる伝動ベルトに関する。 The present invention relates to a transmission belt used in a belt-type continuously variable transmission of an automobile or a motorcycle.
自動車、自動二輪車等における変速装置として、変速時の操作性の向上や燃料消費率の改善等を図ることができるベルト式無段変速装置が知られている。ベルト式無段変速装置に用いられるVベルト(変速ベルト)としては、ゴム製のローエッジVベルトが知られているが、高負荷伝動用途(例えば、高排気量の自動車、スクーター)では、摩擦伝動面(プーリとの接触面)が樹脂で形成された多数のブロックが、エンドレスの張力帯(センターベルト)にベルト長さ方向に間隔をおいて嵌合して一体化されたVベルトが採択されている。このVベルトとしては、金属補強材(インサート材)が樹脂被覆層で被覆されたブロックを備えたVベルトや、金属補強材(インサート材)を用いずに樹脂層のみで形成されたブロックを備えたVベルトなどが汎用されている。このようなVベルトは、プーリに巻き掛けて走行させたときに、両側面がプーリからの高い側圧に耐えるための剛性と共に、プーリとの接触に対する高度な摺動性(摩擦による発熱が小さい)や耐摩耗性が要求される。そのため、摩擦伝動面を構成する樹脂成分には、剛性などの機械的特性を向上させ、プーリから受ける側圧が高い条件にも使用可能とする(耐側圧性を向上させ、伝動ベルトの伝達性能を向上させる)目的で、炭素繊維やアラミド繊維などの補強繊維を配合したり、摺動性を向上させるために、適度な摩擦係数を与えたり(通常は摩擦係数を低下させたり)、耐摩耗性を向上させる目的で、フッ素樹脂、超高分子量ポリエチレン、グラファイト、カーボンナノチューブ、二硫化モリブデン、金属石鹸等の固体潤滑剤(摩擦係数低減材)が配合される。 2. Description of the Related Art Belt-type continuously variable transmissions that can improve operability during shifting, improve fuel consumption, and the like are known as transmissions in automobiles, motorcycles, and the like. As a V-belt (transmission belt) used in a belt-type continuously variable transmission, a rubber low-edge V-belt is known. However, in high-load transmission applications (for example, high displacement automobiles and scooters), friction transmission A V-belt is adopted, in which a large number of blocks whose surfaces (contact surfaces with pulleys) are made of resin are fitted and integrated with endless tension bands (center belts) at intervals in the belt length direction. ing. As this V-belt, a V-belt provided with a block in which a metal reinforcing material (insert material) is coated with a resin coating layer, or a block formed only with a resin layer without using a metal reinforcing material (insert material) is provided. V belts are widely used. Such a V-belt has a high degree of slidability against contact with the pulley (the heat generated by friction is small), as well as rigidity for both sides to withstand high side pressure from the pulley when it is run around a pulley. And wear resistance is required. Therefore, the resin components that make up the friction transmission surface are improved in mechanical properties such as rigidity and can be used even under conditions where the side pressure received from the pulley is high (improves the side pressure resistance and improves the transmission performance of the transmission belt. For the purpose of improving (improvement), carbon fiber, aramid fiber and other reinforcing fibers are blended, and an appropriate coefficient of friction is given (usually lowering the coefficient of friction) to improve slidability. In order to improve the above, a solid lubricant (friction coefficient reducing material) such as fluororesin, ultra high molecular weight polyethylene, graphite, carbon nanotube, molybdenum disulfide, metal soap and the like is blended.
特開2004−239432号公報(特許文献1)には、ジェラルミン材からなるブロック本体のプーリ溝側部と対向する部分をフェノール樹脂層で被覆したブロックを備えたVベルトが開示されている。この文献の実施例では、前記フェノール樹脂層として、フェノールアラルキル樹脂とノボラックフェノール樹脂との混合樹脂100重量部に対して、カーボン短繊維76重量部及び摩擦調整剤としてのグラファイト粉末11.3重量部が配合されたフェノール樹脂層が製造されている。 Japanese Patent Laying-Open No. 2004-239432 (Patent Document 1) discloses a V-belt including a block in which a portion facing a pulley groove side portion of a block body made of a gellarmin material is covered with a phenol resin layer. In the example of this document, as the phenol resin layer, 76 parts by weight of carbon short fibers and 11.3 parts by weight of graphite powder as a friction modifier with respect to 100 parts by weight of a mixed resin of phenol aralkyl resin and novolac phenol resin. The phenol resin layer in which is blended is manufactured.
特開2011−236994号公報(特許文献2)には、ジュラルミンで形成された金属補強材のプーリ接触面を樹脂被覆層で被覆したブロックを備え、前記樹脂被覆層が、マトリックス樹脂にカーボン短繊維が添加されたカーボン短繊維補強樹脂で形成されているVベルトが開示されている。この文献の実施例では、カーボン短繊維補強樹脂材料として、フェノール樹脂100重量部に対して、カーボン短繊維72.5重量部又は81重量部及びグラファイト粉末17.5重量部が配合されたカーボン短繊維補強樹脂材料が調製されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-236994 (Patent Document 2) includes a block in which a pulley contact surface of a metal reinforcing material formed of duralumin is covered with a resin coating layer, and the resin coating layer includes a carbon short fiber on a matrix resin. A V-belt formed of a carbon short fiber reinforced resin to which is added is disclosed. In the examples of this document, a carbon short fiber in which 72.5 parts by weight or 81 parts by weight of carbon short fibers and 17.5 parts by weight of graphite powder are blended with respect to 100 parts by weight of a phenol resin as a carbon short fiber reinforced resin material. A fiber reinforced resin material has been prepared.
特開2008−208996号公報(特許文献3)には、熱可塑性樹脂30〜89質量%、繊維補強材10〜60質量%及び摩擦低減材1〜50質量%を配合した樹脂組成物からなるブロックを備えたVベルトが開示されている。この文献の実施例では、ブロックを構成する樹脂組成物として、繊維補強材としてカーボン繊維30質量%、グラファイト5〜15質量%を含むポリアミド組成物が調製されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-208996 (Patent Document 3) discloses a block made of a resin composition containing 30 to 89% by mass of a thermoplastic resin, 10 to 60% by mass of a fiber reinforcing material, and 1 to 50% by mass of a friction reducing material. A V-belt is disclosed. In the example of this document, a polyamide composition containing 30% by mass of carbon fibers and 5 to 15% by mass of graphite as a fiber reinforcing material is prepared as a resin composition constituting the block.
特開2008−157440号公報(特許文献4)には、繊維補強材10〜40質量%及び摩擦低減材1〜20質量%を含む熱可塑性樹脂組成物からなるブロックを備えたVベルトが開示されている。この文献の実施例では、繊維補強材としてカーボン繊維30質量%、フッ素樹脂10質量%又は超高分子量ポリエチレン5質量%を含むポリアミド組成物でブロックが調製されている。 Japanese Patent Laying-Open No. 2008-157440 (Patent Document 4) discloses a V-belt including a block made of a thermoplastic resin composition containing 10 to 40% by mass of a fiber reinforcing material and 1 to 20% by mass of a friction reducing material. ing. In the example of this document, a block is prepared with a polyamide composition containing 30% by mass of carbon fibers, 10% by mass of a fluororesin or 5% by mass of ultrahigh molecular weight polyethylene as a fiber reinforcement.
特開2003−322217号公報(特許文献5)には、カーボンナノチューブが配合された合成樹脂材料からなり、インサート材を埋設していないブロックを備えたVベルトが開示されている。この文献の実施例では、カーボンナノチューブ20〜40質量%を含むポリアミド組成物で形成されたブロックが、カーボン繊維20質量%を含むポリアミド組成物で形成されたブロックよりも、耐久性、耐摩耗性及び成形性に優れ、騒音も小さいことが記載されている。 Japanese Patent Laying-Open No. 2003-322217 (Patent Document 5) discloses a V-belt including a block made of a synthetic resin material in which carbon nanotubes are blended and having no insert material embedded therein. In the examples of this document, a block formed of a polyamide composition containing 20 to 40% by mass of carbon nanotubes is more durable and wear-resistant than a block formed of a polyamide composition containing 20% by mass of carbon fibers. In addition, it is described that it has excellent moldability and low noise.
しかし、これらの特許文献で利用されている固体潤滑剤(摩擦係数低減材)を配合した樹脂組成物を用いたブロックでは、摺動性は向上するものの、固体潤滑剤(摩擦係数低減材)により耐側圧性に必要な力学的特性(剛性)が減少したり、金属補強材(インサート材)との接着性が低下する傾向がある。特に、摺動性と耐側圧性(剛性)とはトレードオフの関係にあるため、従来の固体潤滑剤では摺動性と耐側圧性(剛性)とを両立できなかった。 However, in the block using the resin composition containing the solid lubricant (friction coefficient reducing material) used in these patent documents, although the slidability is improved, the solid lubricant (friction coefficient reducing material) There is a tendency that mechanical properties (rigidity) necessary for side pressure resistance are reduced and adhesion with a metal reinforcing material (insert material) is lowered. In particular, since slidability and side pressure resistance (rigidity) are in a trade-off relationship, conventional solid lubricants cannot achieve both slidability and side pressure resistance (rigidity).
本発明の目的は、摺動性と耐側圧性(剛性又は曲げ強度)とを両立できる伝動ベルトを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a transmission belt that can achieve both slidability and side pressure resistance (rigidity or bending strength).
本発明の他の目的は、耐久性及び耐摩耗性を向上でき、さらに耐発音性も向上できる伝動ベルトを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a transmission belt capable of improving durability and wear resistance and further improving sound resistance.
本発明のさらに他の目的は、ブロックがインサート材を有する伝動ベルトであっても、インサート材との接着性を向上できる伝動ベルトを提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a transmission belt that can improve adhesion to the insert material even if the block is a transmission belt having an insert material.
本発明の別の目的は、摺動性、耐側圧性及び耐摩耗性を向上しつつ、生産性(又は取り扱い性)にも優れた伝動ベルトを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a transmission belt that is excellent in productivity (or handleability) while improving slidability, side pressure resistance and wear resistance.
本発明者は、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、伝動ベルトを構成するブロックの摩擦伝動面を、樹脂成分、炭素繊維及びグラフェン類を含む樹脂組成物で形成することにより、摺動性と耐側圧性とを両立できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventor has formed a friction transmission surface of a block constituting a transmission belt with a resin composition containing a resin component, carbon fiber, and graphenes, thereby achieving slidability. The present invention has been completed by discovering that both the pressure resistance and the lateral pressure resistance can be achieved.
すなわち、本発明の伝動ベルトは、張力帯と、この張力帯の長さ方向に略等間隔のピッチで配列され、かつ嵌合により前記張力帯と一体化した複数のブロックとを備えた伝動ベルトであって、前記ブロックの摩擦伝動面が、樹脂成分、炭素繊維及びグラフェン類を含む樹脂組成物で形成されている。前記グラフェン類の割合は樹脂組成物全体に対して0.5〜10質量%程度である。前記グラフェン類の割合は炭素繊維100質量部に対して1〜30質量部程度である。前記グラフェン類の平均粒子径は0.1〜3μm程度である。前記樹脂成分はフェノール樹脂であってもよい。前記フェノール樹脂は、少なくともノボラック系フェノール樹脂(又はノボラック型フェノール樹脂)を含んでいてもよい。前記フェノール樹脂は、ノボラック系フェノール樹脂及びフェノールアラルキル樹脂を含み、かつノボラック系フェノール樹脂を、ノボラック系フェノール樹脂及びフェノールアラルキル樹脂の総量に対して、50質量%を超える割合で含んでいてもよい。前記炭素繊維は100μm以上の平均繊維長及び5〜15μmの平均繊維径を有していてもよい。前記炭素繊維はポリアクリロニトリル系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維を含んでいてもよい。前記ピッチ系炭素繊維は、異方性ピッチ系炭素繊維であってもよい。前記ブロックはインサート材を含み、樹脂組成物が摩擦伝動面で樹脂被覆層を形成していてもよい。 That is, the transmission belt according to the present invention includes a tension belt and a plurality of blocks arranged at substantially equal intervals in the length direction of the tension belt and integrated with the tension belt by fitting. And the friction transmission surface of the said block is formed with the resin composition containing a resin component, carbon fiber, and graphene. The ratio of the graphenes is about 0.5 to 10% by mass with respect to the entire resin composition. The ratio of the graphenes is about 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon fiber. The average particle size of the graphenes is about 0.1 to 3 μm. The resin component may be a phenol resin. The phenol resin may contain at least a novolac phenol resin (or a novolac type phenol resin). The phenol resin may include a novolac phenol resin and a phenol aralkyl resin, and the novolac phenol resin may be included in a proportion exceeding 50% by mass with respect to the total amount of the novolac phenol resin and the phenol aralkyl resin. The carbon fiber may have an average fiber length of 100 μm or more and an average fiber diameter of 5 to 15 μm. The carbon fiber may include polyacrylonitrile-based carbon fiber and pitch-based carbon fiber. The pitch-based carbon fiber may be an anisotropic pitch-based carbon fiber. The block may include an insert material, and the resin composition may form a resin coating layer on the friction transmission surface.
本発明では、伝動ベルトを構成するブロックの摩擦伝動面が、樹脂成分、炭素繊維及びグラフェン類を含む樹脂組成物で形成されているため、摺動性と耐側圧性(剛性)とを両立できる。また、伝動ベルトの耐久性及び耐摩耗性を向上でき、さらに耐発音性も向上できる。さらに、グラフェン類の割合を少量に抑制できるため、ブロックがインサート材を有する伝動ベルトであっても、インサート材との接着性を向上できる。しかも、摺動性、耐側圧性及び耐摩耗性を向上しつつ、高い生産性(又は取り扱い性)も有している。 In the present invention, since the friction transmission surface of the block constituting the transmission belt is formed of a resin composition containing a resin component, carbon fiber, and graphenes, both slidability and side pressure resistance (rigidity) can be achieved. . In addition, the durability and wear resistance of the transmission belt can be improved, and the sound resistance can also be improved. Furthermore, since the ratio of graphenes can be suppressed to a small amount, even if the block is a transmission belt having an insert material, adhesion with the insert material can be improved. In addition, it has high productivity (or handleability) while improving slidability, side pressure resistance and wear resistance.
[伝動ベルトの構造]
本発明の伝動ベルト(摩擦伝動ベルト)は、張力帯と、この張力帯の長さ方向に略等間隔のピッチで配列され、かつ嵌合により前記張力帯と一体化した複数のブロックとを備えた構造を有していればよく、高排気量の自動車やスクーターなどの高負荷伝動用途で広く利用されている慣用の高負荷伝動用Vベルト(又は樹脂ブロックベルト)と称される摩擦伝動ベルトと同一の構造を有している。
[Structure of transmission belt]
The power transmission belt (friction power transmission belt) of the present invention includes a tension band and a plurality of blocks arranged at substantially equal intervals in the length direction of the tension band and integrated with the tension band by fitting. A friction transmission belt called a conventional high-load transmission V-belt (or resin block belt) widely used in high-load transmission applications such as high-displacement automobiles and scooters. Have the same structure.
図1は、本発明の伝動ベルトの一例を示す概略斜視図であり、図2は、図1の伝動ベルトの幅方向の断面図である。図3は、図1の伝動ベルトを構成するブロックの概略図であり、詳しくは、各ブロックの平面図(a)、正面図(b)、底面図(c)及び側面図(d)である。図4は、図1の伝動ベルトの側面図である。 FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of the transmission belt of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view in the width direction of the transmission belt of FIG. FIG. 3 is a schematic view of the blocks constituting the transmission belt of FIG. 1, and more specifically, a plan view (a), a front view (b), a bottom view (c), and a side view (d) of each block. . FIG. 4 is a side view of the transmission belt of FIG.
図1及び2に示すように、伝動ベルト1は、平行な2本のエンドレスの張力帯2と、この張力帯2の長手方向(ベルトの長手方向)に対して板面が垂直な方向で略等間隔のピッチで配列し、かつ前記張力帯2と一体化した複数の板状ブロック10とで構成されている。図3に示すように、各ブロック10は、同一形状であり、上下方向に並ぶ2本の上側ビーム部11及び下側ビーム部12をベルト幅方向の中央部でセンターピラー部13によって連結した構造を有しており、板面の形状は略H状である。すなわち、ブロック10には、上下のビーム部11,12とセンターピラー部13とによって囲まれた一対の嵌合溝14が形成されている。各張力帯2は、各ブロック10の各嵌合溝14にベルト幅方向の両側から圧入嵌合され、各ブロック10が2本の張力帯2と一体化されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the transmission belt 1 includes two parallel endless tension bands 2 and a direction in which the plate surface is perpendicular to the longitudinal direction of the tension bands 2 (longitudinal direction of the belt). It is composed of a plurality of plate-like blocks 10 arranged at equal pitches and integrated with the tension band 2. As shown in FIG. 3, each block 10 has the same shape and has a structure in which two upper beam portions 11 and lower beam portions 12 arranged in the vertical direction are connected by a center pillar portion 13 at the center in the belt width direction. The shape of the plate surface is substantially H-shaped. That is, the block 10 is formed with a pair of fitting grooves 14 surrounded by the upper and lower beam portions 11 and 12 and the center pillar portion 13. Each tension band 2 is press-fitted into each fitting groove 14 of each block 10 from both sides in the belt width direction, and each block 10 is integrated with the two tension bands 2.
ブロック10の上側ビーム部11及び下側ビーム部12におけるベルト幅方向の長さは、上端部が最も長く下端部に向かうにつれて短くなっており、ベルト幅方向の形状が略逆台形状を形成している。伝動ベルト1が各プーリ(後述する図5の各プーリ31,32)に巻き掛けられたときに、各ブロック10の上側ビーム部11は張力帯2よりもプーリ外径側に位置し、下側ビーム部12は張力帯2よりもプーリ内径側に位置する。すなわち、ベルト長手方向に延びる側面がプーリと接触し、ベルト側面で露出する張力帯と、この張力帯の露出部分の上下を挟む形態のブロックの側面部分とが摩擦伝動面を形成する。 The length in the belt width direction of the upper beam portion 11 and the lower beam portion 12 of the block 10 is the longest at the upper end portion and shortens toward the lower end portion, and the shape in the belt width direction forms a substantially inverted trapezoidal shape. ing. When the transmission belt 1 is wound around each pulley (each pulley 31 and 32 in FIG. 5 described later), the upper beam portion 11 of each block 10 is positioned on the pulley outer diameter side with respect to the tension band 2, and the lower side The beam portion 12 is located closer to the pulley inner diameter side than the tension band 2. That is, the side surface extending in the longitudinal direction of the belt is in contact with the pulley, and the tension band exposed on the side surface of the belt and the side surface portion of the block sandwiching the top and bottom of the exposed portion of the tension band form a friction transmission surface.
図1及び4に示すように、各張力帯2の外周面と内周面には、それぞれベルト幅方向に延びる凹溝21a,21bがベルト長手方向に所定のピッチで形成されている。また、各ブロック10における嵌合溝14の上下方向の対向面には、それぞれベルト幅方向に延びる凸条15a,15bが形成されている。伝動ベルト1では、張力帯2の凹溝21a,21bに、ブロック10の各凸条15a,15bを係合させることにより、各ブロック10がベルト長手方向に沿って所定ピッチで固定される。張力帯2の内周面の凹溝21bは、断面が略四角形状である外周面の凹溝21aに比べて、断面が緩やかな凹湾曲面(半円状断面)で形成されている。そのため、凹溝21bと係合する嵌合溝14の凸条15bは、凹溝21aと係合する凸条15aと比べて、断面が緩やかな凸湾曲面で形成されている。 As shown in FIGS. 1 and 4, concave grooves 21a and 21b extending in the belt width direction are formed on the outer peripheral surface and inner peripheral surface of each tension band 2 at a predetermined pitch in the belt longitudinal direction. Further, on the opposing surface in the vertical direction of the fitting groove 14 in each block 10, ridges 15a and 15b extending in the belt width direction are formed. In the transmission belt 1, the blocks 10 are fixed at a predetermined pitch along the longitudinal direction of the belt by engaging the grooves 15 a and 15 b of the block 10 with the grooves 21 a and 21 b of the tension band 2. The concave groove 21b on the inner peripheral surface of the tension band 2 is formed with a concave curved surface (semicircular cross section) having a gentle cross section compared to the concave groove 21a on the outer peripheral surface having a substantially square cross section. Therefore, the protrusion 15b of the fitting groove 14 that engages with the groove 21b is formed with a convex curved surface having a gentle cross section as compared with the protrusion 15a that engages with the groove 21a.
また、図3(d)に示すように、各ブロック10の厚み(ベルト長手方向に関する長さ)は、プーリ外径側に位置する上側ビーム部11においては、上下方向に一定の肉厚で形成されており、プーリ内径側に位置する下側ビーム部12においては、プーリ内径側となる下側に行くほど肉厚が漸減するように形成されている。 Further, as shown in FIG. 3D, the thickness of each block 10 (length in the belt longitudinal direction) is formed with a constant thickness in the vertical direction in the upper beam portion 11 located on the pulley outer diameter side. The lower beam portion 12 located on the pulley inner diameter side is formed so that the thickness gradually decreases toward the lower side, which is the pulley inner diameter side.
図5は、伝動ベルト1を採用したベルト式無段変速装置の変速機構を説明するための概略図である。図5に示すように、ベルト式無段変速装置30は、駆動プーリ31と従動プーリ32とにエンドレスの伝動ベルト1が巻き掛けられた構造を有している。このベルト式無段変速装置30では、伝動ベルト1の側面がプーリ31,32のV溝と接触した状態で、伝動ベルト1を二軸間で回転走行させ、さらに変速比を無段階で変化させる。 FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a transmission mechanism of a belt-type continuously variable transmission that employs the transmission belt 1. As shown in FIG. 5, the belt-type continuously variable transmission 30 has a structure in which an endless transmission belt 1 is wound around a drive pulley 31 and a driven pulley 32. In this belt-type continuously variable transmission 30, the transmission belt 1 is rotated between two axes while the side surface of the transmission belt 1 is in contact with the V grooves of the pulleys 31 and 32, and the gear ratio is continuously changed. .
詳しくは、各プーリ31,32は、軸方向に固定された固定プーリ片31a,32aと、軸方向に移動可能とされた可動プーリ片31b,32bとからなる。そのため、このベルト式無段変速装置30では、可動プーリ片31b,32bが軸方向に移動することにより、固定プーリ片31a,32aと可動プーリ片31b,32bとで形成されるプーリ31,32のV溝の幅を連続的に変更できる。伝動ベルト1は、ベルト幅方向の両端面が各プーリ31,32のV溝対向面と傾斜が合致するテーパ面で形成され、変更されたV溝の幅に応じて、V溝対向面の任意の位置に嵌まり込む。例えば、図5(a)に示す状態から、図5(b)に示すように、駆動プーリ31のV溝の幅を狭く、従動プーリ32のV溝の幅を広くした状態に変更すると、伝動ベルト1は、駆動プーリ31側ではV溝中を外径側に向かって移動し、従動プーリ32側ではV溝中を内径側に向かって移動する。その結果、各プーリ31,32への巻き掛け半径が連続的に変化して、変速比を無段階で変えることができる。 Specifically, the pulleys 31 and 32 include fixed pulley pieces 31a and 32a fixed in the axial direction and movable pulley pieces 31b and 32b that are movable in the axial direction. Therefore, in this belt type continuously variable transmission 30, when the movable pulley pieces 31b and 32b move in the axial direction, the pulleys 31 and 32 formed by the fixed pulley pieces 31a and 32a and the movable pulley pieces 31b and 32b. The width of the V groove can be changed continuously. The transmission belt 1 is formed with tapered surfaces whose both end surfaces in the belt width direction are inclined with the V-groove facing surfaces of the pulleys 31 and 32, and according to the changed width of the V-groove, Fit into the position. For example, when the state shown in FIG. 5A is changed to a state where the width of the V groove of the driving pulley 31 is narrowed and the width of the V groove of the driven pulley 32 is widened as shown in FIG. The belt 1 moves in the V groove toward the outer diameter side on the drive pulley 31 side, and moves in the V groove toward the inner diameter side on the driven pulley 32 side. As a result, the wrapping radii around the pulleys 31 and 32 change continuously, and the gear ratio can be changed steplessly.
本発明の伝動ベルトは、図1〜5に示されるベルトに限定されず、ベルト長手方向にエンドレスに延びる張力帯が屈曲可能な状態で、複数のブロックが張力帯に固定された伝動ベルトであればよく(複数のブロックが張力帯に対してキャタピラ状に連結された伝動ベルトであればよく)、慣用の高負荷伝動用Vベルト(樹脂ブロックベルト)を利用できる。 The transmission belt of the present invention is not limited to the belt shown in FIGS. 1 to 5, and may be a transmission belt in which a plurality of blocks are fixed to a tension band in a state where a tension band extending endlessly in the belt longitudinal direction can be bent. What is necessary is just to be a transmission belt in which a plurality of blocks are connected in a caterpillar shape with respect to the tension band, and a conventional high load transmission V-belt (resin block belt) can be used.
[ブロック]
ブロック10は、少なくとも摩擦伝動面(プーリとの接触面)が樹脂成分、炭素繊維及びグラフェン類を含む樹脂組成物で形成されていればよく、この樹脂組成物のみで形成されたブロックであってもよく、インサート材の少なくとも摩擦伝動面を前記樹脂組成物で被覆したブロックであってもよい。
[block]
The block 10 only needs to be formed of a resin composition containing at least a friction transmission surface (contact surface with a pulley) including a resin component, carbon fiber, and graphenes, and the block 10 is formed of only this resin composition. Alternatively, a block in which at least the friction transmission surface of the insert material is coated with the resin composition may be used.
図6は、ブロック10の概略断面図であり、詳しくは、ベルト幅方向の断面図(a)及びベルト幅方向の中央部におけるベルト長手方向の断面図(b)である。この例では、ブロック10はインサート材40を備えており、インサート材40は、上側ビーム部41及び下側ビーム部42をベルト幅方向の中央部でセンターピラー部43によって連結した構造を有しており、上側ビーム部41と下側ビーム部42との対向面45a,45bの形状は特に制限されず、容易に調製できる点から、通常、凸条は形成されておらず、平面状(対向面におけるビーム部断面が四角形状)であることが多い。このインサート40は、表面全体が接着層60を介して前記樹脂組成物で形成された樹脂被覆層50で被覆されている。 FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the block 10, and more specifically, a cross-sectional view (a) in the belt width direction and a cross-sectional view (b) in the belt longitudinal direction at the center in the belt width direction. In this example, the block 10 includes an insert member 40, and the insert member 40 has a structure in which an upper beam portion 41 and a lower beam portion 42 are connected by a center pillar portion 43 at a central portion in the belt width direction. The shape of the facing surfaces 45a and 45b of the upper beam portion 41 and the lower beam portion 42 is not particularly limited, and is usually not formed with a ridge because it can be easily prepared. In many cases, the cross-section of the beam portion is square. The entire surface of the insert 40 is covered with a resin coating layer 50 formed of the resin composition via an adhesive layer 60.
ブロックがインサート材を有する場合、樹脂被覆層は、少なくとも摩擦伝動面に形成されていればよいが、摩擦伝動面及び張力帯との接触面に形成するのが好ましい。すなわち、少なくとも摩擦伝動面及び張力帯との接触面に形成するのが好ましく、他の部分はインサート材が露出していてもよいが、生産性などの点から、図6に示すように、インサート材の表面全体に形成するのが特に好ましい。 When the block includes an insert material, the resin coating layer may be formed at least on the friction transmission surface, but is preferably formed on the contact surface with the friction transmission surface and the tension band. That is, it is preferably formed at least on the contact surface with the friction transmission surface and the tension band, and the insert material may be exposed in other portions. However, from the viewpoint of productivity and the like, as shown in FIG. It is particularly preferable to form the entire surface of the material.
ブロックとしては、耐側圧性を向上できる点から、インサート材を含むブロックが好ましい。 As the block, a block including an insert material is preferable from the viewpoint that side pressure resistance can be improved.
ブロックも、図6に示されるブロックに限定されず、張力帯を屈曲可能な状態で張力帯と一体化できればよく、慣用のブロックを利用できる。 The block is not limited to the block shown in FIG. 6 as long as the tension band can be bent and integrated with the tension band, and a conventional block can be used.
(樹脂組成物)
樹脂被覆層を形成するための樹脂組成物は、樹脂成分(マトリックス樹脂)、炭素繊維及びグラフェン類を含む。
(Resin composition)
The resin composition for forming the resin coating layer includes a resin component (matrix resin), carbon fibers, and graphenes.
(A)樹脂成分
樹脂成分は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ゴム成分などが含まれる。樹脂成分は、これらの成分の混合物であってもよい。これらのうち、樹脂成分としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が汎用される。
(A) Resin component The resin component includes a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a rubber component, and the like. The resin component may be a mixture of these components. Of these, thermosetting resins and thermoplastic resins are widely used as the resin component.
熱硬化性樹脂としては、例えば、熱硬化性アクリル系樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。これらの熱硬化性樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの熱硬化性樹脂のうち、フェノール樹脂、エポキシ樹脂が好ましく、フェノール樹脂(特にノボラック系フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂)が特に好ましい。 Examples of the thermosetting resin include thermosetting acrylic resins, phenol resins, amino resins, silicone resins, epoxy resins, vinyl ester resins, unsaturated polyester resins, and polyurethane resins. These thermosetting resins can be used alone or in combination of two or more. Of these thermosetting resins, phenol resins and epoxy resins are preferable, and phenol resins (particularly novolak phenol resins and phenol aralkyl resins) are particularly preferable.
ノボラック系フェノール樹脂(又はノボラック型フェノール樹脂)は、フェノール成分とアルデヒド成分とを含有するポリマーである。フェノール成分としては、例えば、フェノール、ナフトール、ビスフェノールAなどの一価のフェノール性化合物;レゾルシン、キシレノールなどの二価のフェノール性化合物;ピロガロール、ヒドロキシヒドロキノンなどの三価のフェノール性化合物;これらフェノール化合物のアルキル、カルボキシル、ハロゲン、アミンなどの誘導体等が挙げられる。アルデヒド成分としては、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどの脂肪族アルデヒド;ベンズアルデヒド、フルフラールなどの芳香族アルデヒド等が挙げられる。ノボラック系フェノール樹脂におけるフェノール成分及びアルデヒド成分の含有モル比はそれらの価数バランスが考慮されて適宜設定される。ノボラック系フェノール樹脂は、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よい。 A novolac-based phenol resin (or novolac-type phenol resin) is a polymer containing a phenol component and an aldehyde component. Examples of the phenol component include monovalent phenolic compounds such as phenol, naphthol and bisphenol A; divalent phenolic compounds such as resorcin and xylenol; trivalent phenolic compounds such as pyrogallol and hydroxyhydroquinone; And derivatives of alkyl, carboxyl, halogen, amine and the like. Examples of the aldehyde component include aliphatic aldehydes such as formaldehyde and acetaldehyde; aromatic aldehydes such as benzaldehyde and furfural. The molar ratio of the phenol component and the aldehyde component in the novolak phenol resin is appropriately set in consideration of their valence balance. The novolac phenol resin may be composed of a single species or a plurality of species.
フェノールアラルキル樹脂は、フェノール成分とアラルキル成分とを含有するポリマーである。フェノール成分としては、例えば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−エチルフェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノールなどのアルキルフェノール;1−ナフトール、2−ナフトールなどのナフトール類;ヒドロキシビフェニルなどのヒドロキシアリール化合物;多価フェノールやサリチル酸などの水酸基以外の官能基を有するフェノール化合物等が挙げられる。アラルキル成分としては、例えば、p−キシリレン、m−キシリレン、o−キシリレン、ビフェニルジメチレン、ナフチレンジメチレン等が挙げられる。フェノールアラルキル樹脂は、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よい。 The phenol aralkyl resin is a polymer containing a phenol component and an aralkyl component. Examples of the phenol component include alkylphenols such as phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, o-ethylphenol, m-ethylphenol, and p-ethylphenol; naphthols such as 1-naphthol and 2-naphthol A hydroxyaryl compound such as hydroxybiphenyl; a phenol compound having a functional group other than a hydroxyl group such as polyhydric phenol and salicylic acid. Examples of the aralkyl component include p-xylylene, m-xylylene, o-xylylene, biphenyldimethylene, naphthylene dimethylene and the like. The phenol aralkyl resin may be composed of a single species or a plurality of species.
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォンなどが挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの熱可塑性樹脂のうち、成形性などの点から、ポリアミドが好ましく、ポリアミド46などの脂肪族ポリアミド、ポリアミド9Tなどの芳香族ポリアミドが特に好ましい。 Examples of the thermoplastic resin include polyamide, polyamideimide, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, and polyether sulfone. These thermoplastic resins can be used alone or in combination of two or more. Of these thermoplastic resins, polyamide is preferable from the viewpoint of moldability, and aliphatic polyamide such as polyamide 46 and aromatic polyamide such as polyamide 9T are particularly preferable.
これらのうち、耐熱性や耐久性などの点から、熱硬化性樹脂が好ましく、ノボラック系フェノール樹脂(又はノボラック型フェノール樹脂)、フェノールアラルキル樹脂などのフェノール樹脂が特に好ましい。フェノール樹脂の割合は、樹脂成分全体に対して、例えば、50質量%以上(例えば、60〜100質量%)、好ましくは70質量%以上(例えば、80〜99質量%)、さらに好ましくは90質量%以上(例えば、95〜99質量%)であってもよく、特に、実質的に100質量%であってもよい。 Among these, in view of heat resistance and durability, thermosetting resins are preferable, and phenol resins such as novolac phenol resins (or novolac-type phenol resins) and phenol aralkyl resins are particularly preferable. The ratio of the phenol resin is, for example, 50% by mass or more (for example, 60 to 100% by mass), preferably 70% by mass or more (for example, 80 to 99% by mass), and more preferably 90% by mass with respect to the entire resin component. % Or more (for example, 95 to 99% by mass), and particularly substantially 100% by mass.
前記フェノール樹脂のうち、樹脂組成物を調製し易く、生産性(取り扱い性又は成形性)に優れる点から、樹脂成分は少なくともノボラック系フェノール樹脂を含むのが好ましい。ノボラック系フェノール樹脂の割合は、フェノール樹脂全体に対して、例えば、50質量%を超える範囲から選択してもよく、例えば、50.1質量%以上(例えば、50.5〜100質量%)、好ましくは60質量%以上(例えば、70〜99質量%)、さらに好ましくは80質量%以上(例えば、90〜99質量%)であってもよく、実質的に100質量%であってもよい。 Among the phenol resins, the resin component preferably contains at least a novolac phenol resin from the viewpoint of easy preparation of a resin composition and excellent productivity (handleability or moldability). The ratio of the novolac phenol resin may be selected, for example, from a range exceeding 50% by mass with respect to the entire phenol resin, for example, 50.1% by mass or more (for example, 50.5 to 100% by mass), Preferably, it may be 60% by mass or more (for example, 70 to 99% by mass), more preferably 80% by mass or more (for example, 90 to 99% by mass), or substantially 100% by mass.
また、耐側圧性や耐摩耗性をより一層向上できる点から、樹脂成分はフェノールアラルキル樹脂を含んでいてもよい。フェノールアラルキル樹脂は、炭素繊維などの他の成分と混練し難いのみならず、硬化(又はアニール)に高い温度が必要であり、伝動ベルトの生産性(取り扱い性又は成形性)を低下させる虞があるため、通常、ノボラック系フェノール樹脂と組み合わせて用いることが多い。樹脂成分が、ノボラック系フェノール樹脂及びフェノールアラルキル樹脂の双方を含む場合、ノボラック系フェノール樹脂の質量割合は、フェノールアラルキル樹脂よりも多い、すなわち、前記2つの樹脂の総量に対して50質量%を超える範囲から選択されることが多く、例えば、50.5質量%以上(例えば、55〜99.9質量%)、好ましくは60質量%以上(例えば、70〜99質量%)、さらに好ましくは80質量%以上(例えば、90〜95質量%)であってもよい。ノボラック系フェノール樹脂の割合が少なすぎると生産性が低下する虞がある。なお、本発明では、樹脂組成物がグラフェン類を含むため、伝動ベルトの耐側圧性、耐摩耗性、摺動性などの特性を十分に向上できることから、フェノールアラルキル樹脂を含んでいなくてもよい。 Moreover, the resin component may contain the phenol aralkyl resin from the point which can improve side pressure resistance and abrasion resistance further. Phenol aralkyl resins are not only difficult to knead with other components such as carbon fibers, but also require high temperatures for curing (or annealing), which may reduce the productivity (handleability or moldability) of the transmission belt. Therefore, it is often used in combination with a novolac phenolic resin. When the resin component contains both a novolac phenol resin and a phenol aralkyl resin, the mass ratio of the novolac phenol resin is larger than that of the phenol aralkyl resin, that is, exceeds 50% by mass with respect to the total amount of the two resins. It is often selected from the range, for example, 50.5% by mass or more (for example, 55-99.9% by mass), preferably 60% by mass or more (for example, 70-99% by mass), and more preferably 80% by mass. % Or more (for example, 90 to 95% by mass). If the proportion of the novolac phenol resin is too small, the productivity may be lowered. In the present invention, since the resin composition contains graphene, the characteristics such as side pressure resistance, wear resistance, and slidability of the transmission belt can be sufficiently improved. Therefore, even if the phenol aralkyl resin is not included. Good.
(B)炭素繊維
炭素繊維としては、例えば、ポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維[例えば等方性ピッチ系炭素繊維、異方性ピッチ系炭素繊維(又はメソフェーズピッチ系炭素繊維)等]、フェノール樹脂系炭素繊維、再生セルロース系炭素繊維(例えばレーヨン系炭素繊維、ポリノジック系炭素繊維等)、セルロース系炭素繊維、ポリビニルアルコール系炭素繊維等が挙げられる。これらの炭素繊維は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの炭素繊維のうち、PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維が好ましい。なかでも、強度(又は耐側圧性)や耐摩耗性をより一層向上できる点から、PAN系炭素繊維を含むのが好ましく、摺動性(摩擦係数の低減)をより一層向上できる点から、ピッチ系炭素繊維を含むのが好ましい。そのため、耐側圧性、耐摩耗性及び摺動性をバランスよく充足して耐久性を向上する観点から、PAN系炭素繊維とピッチ系炭素繊維との組み合わせが特に好ましい。
(B) Carbon fiber Examples of the carbon fiber include polyacrylonitrile (PAN) -based carbon fiber, pitch-based carbon fiber [for example, isotropic pitch-based carbon fiber, anisotropic pitch-based carbon fiber (or mesophase pitch-based carbon fiber). Etc.], phenol resin-based carbon fibers, regenerated cellulose-based carbon fibers (for example, rayon-based carbon fibers, polynosic-based carbon fibers), cellulose-based carbon fibers, polyvinyl alcohol-based carbon fibers, and the like. These carbon fibers can be used alone or in combination of two or more. Of these carbon fibers, PAN-based carbon fibers and pitch-based carbon fibers are preferable. Among these, PAN-based carbon fibers are preferably included because the strength (or lateral pressure resistance) and wear resistance can be further improved, and the pitch can be further improved because the slidability (reduction of friction coefficient) can be further improved. It is preferable to contain a carbon fiber. Therefore, a combination of PAN-based carbon fibers and pitch-based carbon fibers is particularly preferable from the viewpoint of satisfying a good balance of side pressure resistance, wear resistance, and slidability to improve durability.
また、前記ピッチ系炭素繊維は、等方性ピッチ系炭素繊維であってもよいが、黒鉛結晶構造の乱れが少なく、比較的高い機械特性(強度)を有する点から、異方性ピッチ系炭素繊維であるのが好ましい。 Further, the pitch-based carbon fiber may be an isotropic pitch-based carbon fiber. However, the anisotropic pitch-based carbon has a relatively high mechanical property (strength) with little disturbance of the graphite crystal structure. It is preferably a fiber.
PAN系炭素繊維とピッチ系炭素繊維とを組み合わせる場合、両者の質量割合は、前者/後者=3/1〜1/3、好ましくは2/1〜1/2、さらに好ましくは1.5/1〜1/1.5(特に1.3/1〜1/1)程度である。 When combining the PAN-based carbon fiber and the pitch-based carbon fiber, the mass ratio of the two is the former / the latter = 3/1 to 1/3, preferably 2/1 to 1/2, more preferably 1.5 / 1. About 1 / 1.5 (particularly 1.3 / 1 to 1/1).
炭素繊維の平均繊維径は、例えば1〜30μm、好ましくは3〜20μm、さらに好ましくは5〜15μm程度である。繊維径が小さすぎると、均一に分散させるのが困難となる虞があり、大きすぎると、補強効果が低下する虞がある。 The average fiber diameter of the carbon fiber is, for example, about 1 to 30 μm, preferably 3 to 20 μm, and more preferably about 5 to 15 μm. If the fiber diameter is too small, it may be difficult to disperse uniformly, and if it is too large, the reinforcing effect may be reduced.
炭素繊維の平均繊維長は100μm以上であってもよく、例えば150μm以上(例えば150μm〜50mm)、好ましくは300μm以上(例えば300μm〜30mm)、さらに好ましくは500μm以上(例えば500μm〜20mm)、特に1mm以上(例えば1〜10mm)であってもよい。繊維長が短すぎると、補強効果が低下する虞がある。 The average fiber length of the carbon fiber may be 100 μm or more, for example, 150 μm or more (for example, 150 μm to 50 mm), preferably 300 μm or more (for example, 300 μm to 30 mm), more preferably 500 μm or more (for example, 500 μm to 20 mm), particularly 1 mm. It may be more (for example, 1 to 10 mm). If the fiber length is too short, the reinforcing effect may be reduced.
なお、本明細書及び特許請求の範囲において、炭素繊維の平均繊維径及び平均繊維長は、炭素繊維を含む樹脂被覆層を硝酸に溶解した後、ろ過、洗浄、乾燥して炭素繊維を取り出し、画像解析機能を有するデジタルマイクロスコープを用いて、無作為に抽出した20本の炭素繊維の繊維径と繊維長を平均化する方法で求めることができる。 In the present specification and claims, the average fiber diameter and average fiber length of the carbon fibers are obtained by dissolving the resin coating layer containing carbon fibers in nitric acid, and then filtering, washing and drying to take out the carbon fibers. Using a digital microscope having an image analysis function, it can be obtained by a method of averaging the fiber diameter and fiber length of 20 randomly extracted carbon fibers.
炭素繊維の引張強さ(JIS R7606:2000)は2300MPa以上(例えば2300〜4000MPa程度)であってもよく、引張弾性率(JIS R7606:2000)は230GPa以上(例えば230〜700GPa程度)であってもよい。 The tensile strength (JIS R7606: 2000) of the carbon fiber may be 2300 MPa or more (for example, about 2300 to 4000 MPa), and the tensile modulus (JIS R7606: 2000) is 230 GPa or more (for example, about 230 to 700 GPa). Also good.
炭素繊維の割合は、樹脂組成物全体に対して、例えば5〜40質量%、好ましくは10〜35質量%、さらに好ましくは15〜30質量%(特に20〜25質量%)程度である。炭素繊維の割合が少なすぎると、補強効果が低下する虞があり、多すぎると、ブロックの射出成形が困難となる虞がある。 The ratio of the carbon fiber is, for example, about 5 to 40% by mass, preferably 10 to 35% by mass, and more preferably about 15 to 30% by mass (particularly 20 to 25% by mass) with respect to the entire resin composition. If the proportion of carbon fiber is too small, the reinforcing effect may be reduced, and if too large, injection molding of the block may be difficult.
(C)グラフェン類
グラフェン類は、固体潤滑剤(摩擦係数低減材)として作用し、従来の固体潤滑剤に比べて少量で摩擦係数を低減できるため、従来の技術ではトレードオフの関係にあり、実現困難であった伝動ベルトの摺動性と耐側圧性とを両立できる。さらに、意外なことに、グラフェン類は従来の個体潤滑剤とは異なり、多量に含まれていても耐側圧性や耐摩耗性が低下することなく、逆に向上する場合があり、摺動性、耐側圧性、さらには耐摩耗性をより一層高いレベルで両立することもできる。
(C) Graphenes Graphenes act as a solid lubricant (friction coefficient reducing material) and can reduce the friction coefficient in a small amount compared to conventional solid lubricants, so there is a trade-off relationship in the conventional technology, It is possible to achieve both the slidability and side pressure resistance of the transmission belt, which was difficult to achieve. Furthermore, surprisingly, unlike conventional solid lubricants, graphenes may be improved without adversely affecting the side pressure resistance and wear resistance even if they are contained in a large amount. Further, it is possible to achieve both higher side pressure resistance and further wear resistance at a higher level.
グラフェン類には、通常「グラフェン」と称される単一のシートであるグラフェンシートと、このグラフェンシートの積層体であるグラフェン膜(多層グラフェン)とが含まれる。 The graphenes include a graphene sheet that is a single sheet usually referred to as “graphene” and a graphene film (multilayer graphene) that is a laminate of the graphene sheets.
グラフェンシートは、グラファイトを構成する材料であり、1原子の厚さのsp2結合炭素原子のシート(単層のシート)である。その構造は、炭素原子とその結合から形成された蜂の巣のような六角形格子構造(ハニカム構造)を有している。 The graphene sheet is a material constituting graphite, and is a sheet of sp2 bonded carbon atoms (single layer sheet) having a thickness of 1 atom. The structure has a hexagonal lattice structure (honeycomb structure) like a honeycomb formed from carbon atoms and their bonds.
グラフェン膜は、グラファイトを剥離処理して得られ、グラファイトと比べて薄肉の積層体であり、結晶構造を有している。グラフェン膜の積層枚数は、例えば2〜20枚程度であり、好ましくは3〜10枚程度である。 The graphene film is obtained by exfoliating graphite, is a thin laminate compared with graphite, and has a crystal structure. The number of stacked graphene films is, for example, about 2 to 20, and preferably about 3 to 10.
グラフェン膜のアスペクト比(板面の平均径/平均厚み)は20以上であってもよく、例えば20〜100000、好ましくは50〜30000、さらに好ましくは100〜10000程度である。グラフェン膜の平均厚みは、例えば1〜10nm、好ましくは1.5〜5nm程度であってもよい。 The aspect ratio (average diameter / average thickness of the plate surface) of the graphene film may be 20 or more, for example, about 20 to 100,000, preferably about 50 to 30,000, and more preferably about 100 to 10,000. The average thickness of the graphene film may be, for example, about 1 to 10 nm, preferably about 1.5 to 5 nm.
グラフェン類は、酸化グラフェンを含んでいてもよく、酸化グラフェンのみで形成されていてもよい。 The graphenes may contain graphene oxide or may be formed of only graphene oxide.
グラフェン類(二次凝集体)の形状は、特に限定されず、例えば、シート状、粒状(粉末状又は不定形状)、シート状と粒状とを組み合わせた形状などが挙げられる。これらの形状のうち、取り扱い性に優れ、樹脂成分中に均一に分散し易い点から、粒状が好ましい。 The shape of the graphenes (secondary aggregates) is not particularly limited, and examples thereof include a sheet shape, a granular shape (powdered shape or an indefinite shape), a combined shape of a sheet shape and a granular shape, and the like. Of these shapes, granular is preferable because it is easy to handle and easily disperses uniformly in the resin component.
グラフェン類が粒状である場合、グラフェン類の平均粒子径は50μm以下であってもよく、例えば0.01〜50μm、好ましくは0.03〜10μm、さらに好ましくは0.05〜5μm(特に0.1〜3μm)程度である。平均粒子径が大きすぎると、樹脂成分中で凝集塊が形成され易くなり、均一に分散させるのが困難となる虞がある。 When the graphenes are granular, the average particle diameter of the graphenes may be 50 μm or less, for example, 0.01 to 50 μm, preferably 0.03 to 10 μm, more preferably 0.05 to 5 μm (particularly 0. 1 to 3 μm). If the average particle size is too large, aggregates are likely to be formed in the resin component, and it may be difficult to disperse uniformly.
なお、本明細書及び特許請求の範囲において、グラフェン類の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡(日本電子(株)製「JSM−5900LV」)で5000倍に拡大して観察し、無作為20個の粒子径を測定し、平均化する方法で求めることができる。 In the present specification and claims, the average particle diameter of graphenes was observed with a scanning electron microscope (“JSM-5900LV” manufactured by JEOL Ltd.) at a magnification of 5000 times, and was randomly selected. The particle diameter of each particle can be measured and averaged.
グラフェン類は、慣用の方法で製造でき、例えば、特許第5688669号公報、特許第5697067号公報、特開2015−501873号公報、WO2013/146213号パンフレットに記載の方法などにより製造してもよい。 Graphenes can be produced by a conventional method, and may be produced, for example, by a method described in Japanese Patent No. 5688669, Japanese Patent No. 5697067, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-501873, WO2013 / 146213.
グラフェン類の割合は、樹脂組成物全体に対して0.1〜10質量%程度の範囲から選択でき、例えば0.3〜8質量%、好ましくは0.5〜5質量%、さらに好ましくは0.6〜3質量%(特に0.8〜2質量%)程度であってもよく、耐側圧性、摺動性及び耐摩耗性をより向上できる点から、例えば0.5〜10質量%、好ましくは1〜8質量%、さらに好ましくは2〜7質量%(特に4〜6質量%)程度であってもよい。なかでも、耐側圧性、摺動性、耐摩耗性、耐発音性、インサート材との接着性及び生産性などの種々の特性のバランスに優れる点から、グラフェン類の割合は、樹脂組成物全体に対して、例えば0.7〜2質量%(特に0.8〜1.5質量%)程度であるのが好ましい。グラフェン類の割合は、炭素繊維100質量部に対して、例えば1〜10質量部、好ましくは2〜8質量部、さらに好ましくは3〜5質量部程度であってもよく、耐側圧性、摺動性及び耐摩耗性をより向上できる点から、例えば1〜30質量部、好ましくは4〜26質量部、さらに好ましくは8〜24質量部(特に15〜22質量部)程度であってもよい。なかでも、耐側圧性、摺動性、耐摩耗性、耐発音性、インサート材との接着性及び生産性などの種々の特性のバランスに優れる点から、例えば2〜9質量部(特に3〜5質量部)程度であるのが好ましい。グラフェン類の割合が少なすぎると、摩擦係数を低減する効果が少なくなる虞があり、多すぎると、樹脂成分への配合が困難になる虞があるとともに、金属補強材(インサート材)との接着性が低下する虞がある。 The ratio of the graphenes can be selected from the range of about 0.1 to 10% by mass with respect to the entire resin composition, for example, 0.3 to 8% by mass, preferably 0.5 to 5% by mass, and more preferably 0. .6 to 3% by mass (especially 0.8 to 2% by mass) may be used, and 0.5 to 10% by mass, for example, from the viewpoint that side pressure resistance, slidability and wear resistance can be further improved. Preferably, it may be about 1 to 8% by mass, more preferably about 2 to 7% by mass (particularly 4 to 6% by mass). Above all, the ratio of graphene is the whole resin composition because it has excellent balance of various characteristics such as side pressure resistance, sliding property, abrasion resistance, sound resistance, adhesion to insert material and productivity. For example, it is preferably about 0.7 to 2% by mass (particularly 0.8 to 1.5% by mass). The proportion of graphene may be, for example, 1 to 10 parts by mass, preferably 2 to 8 parts by mass, and more preferably about 3 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of carbon fiber. From the point which can improve a mobility and abrasion resistance more, for example, about 1-30 mass parts, Preferably it is 4-26 mass parts, More preferably, it may be about 8-24 mass parts (especially 15-22 mass parts). . Especially, from the point which is excellent in the balance of various characteristics, such as side pressure resistance, slidability, abrasion resistance, sound-proofing property, adhesiveness with insert material, and productivity, it is 2-9 mass parts (especially 3- It is preferably about 5 parts by mass). If the proportion of graphene is too small, the effect of reducing the friction coefficient may be reduced. If it is too large, blending with the resin component may be difficult, and adhesion to a metal reinforcing material (insert material) will occur. There is a risk that the performance will be reduced.
(D)他の添加剤
樹脂組成物は、慣用の固体潤滑剤、摩擦調整剤、前記炭素繊維以外の繊維補強材をさらに含んでいてもよい。
(D) Other additives The resin composition may further include a conventional solid lubricant, a friction modifier, and a fiber reinforcing material other than the carbon fiber.
固体潤滑剤としては、例えば、グラファイト、フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレンなど)、二硫化モリブデン、超高分子量ポリエチレンなどが挙げられる。これらの固体潤滑剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。摩擦調整剤としては、例えば、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム、アルミナ、鉄粉、酸化亜鉛、マイカ、タルク(含水ケイ酸マグネシウム)、パイロフィライト(ろう石クレー)等が挙げられる。これらの摩擦調整剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。固体潤滑剤及び摩擦調整剤の合計割合は、グラフェンとの総量が樹脂組成物全体に対して50質量%以下であればよく、例えば0.5〜49.5質量%(特に1〜30質量%)程度である。 Examples of the solid lubricant include graphite, fluororesin (such as polytetrafluoroethylene), molybdenum disulfide, and ultrahigh molecular weight polyethylene. These solid lubricants can be used alone or in combination of two or more. Examples of the friction modifier include calcium carbonate, calcium phosphate, potassium titanate, aluminum borate, alumina, iron powder, zinc oxide, mica, talc (hydrous magnesium silicate), pyrophyllite (caurolite clay) and the like. It is done. These friction modifiers can be used alone or in combination of two or more. The total ratio of the solid lubricant and the friction modifier may be 50% by mass or less based on the total amount of the graphene, for example, 0.5 to 49.5% by mass (particularly 1 to 30% by mass). )
繊維補強材としては、例えば、アラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維等が挙げられる。これらの繊維補強材は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。繊維補強材の平均繊維長は、例えば0.5〜6mm(例えば1〜5mm)程度であり、平均繊維径は2〜100μm(例えば5〜50μm)程度である。繊維補強材の割合は、樹脂組成物全体に対して、炭素繊維との総量が樹脂組成物全体に対して50質量%以下であればよく、例えば1〜20質量%(特に2〜10質量%)程度である。 Examples of the fiber reinforcing material include aramid fiber, nylon fiber, polyester fiber, and the like. These fiber reinforcing materials can be used alone or in combination of two or more. The average fiber length of the fiber reinforcing material is, for example, about 0.5 to 6 mm (for example, 1 to 5 mm), and the average fiber diameter is about 2 to 100 μm (for example, 5 to 50 μm). The ratio of the fiber reinforcing material may be 50% by mass or less with respect to the entire resin composition, such as 1 to 20% by mass (particularly 2 to 10% by mass). )
樹脂組成物は、さらに慣用の添加剤、例えば、加工剤又は加工助剤(ステアリン酸、ステアリン酸金属塩、ワックス、パラフィンなど)、金属酸化物、硬化剤(アミン類など)、アルカリ(水酸化カルシウムなど)等を含んでいてもよい。これらの添加剤の割合は、樹脂組成物全体に対して1〜30質量%程度である。 The resin composition further contains conventional additives such as processing agents or processing aids (stearic acid, metal stearates, waxes, paraffins, etc.), metal oxides, curing agents (amines, etc.), alkalis (hydroxylation). Calcium etc.) may be included. The ratio of these additives is about 1 to 30% by mass with respect to the entire resin composition.
(インサート材)
本発明では、前記樹脂組成物とインサート材(補強材)とを組み合わせることにより、伝動ベルト1の耐側圧性を向上できる。
(Insert material)
In the present invention, the side pressure resistance of the transmission belt 1 can be improved by combining the resin composition and the insert material (reinforcing material).
インサート材は、前記ブロックの全体形状と略同一形状(僅かに小さい相似形状)であってもよく、通常、インサート材は、図6に示すように、ブロックと同様に、上側ビーム部及び下側ビーム部をベルト幅方向の中央部でセンターピラー部によって連結して略H状に形成されていてもよい。 The insert material may be substantially the same shape (slightly smaller similar shape) as the entire shape of the block. Normally, the insert material is similar to the block as shown in FIG. The beam part may be formed in a substantially H shape by connecting the center part in the belt width direction by a center pillar part.
インサート材は、前記樹脂組成物で形成された樹脂被覆層よりも硬度が高い硬質材料で形成されていればよいが、通常、鉄などの金属単体、アルミニウム合金などの合金、セラミックス、セラミックスと金属(例えば、アルミニウムなど)との複合材料、炭素繊維強化樹脂などの繊維強化樹脂などで形成されている。これらの硬質材料は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの硬質材料のうち、耐熱性に優れ、高強度である点から、アルミニウム合金であるジュラルミン材が好ましい。 The insert material only needs to be formed of a hard material having a hardness higher than that of the resin coating layer formed of the resin composition, but usually a simple metal such as iron, an alloy such as an aluminum alloy, ceramics, ceramics and metal (For example, aluminum) or a fiber reinforced resin such as a carbon fiber reinforced resin. These hard materials can be used alone or in combination of two or more. Among these hard materials, a duralumin material that is an aluminum alloy is preferable from the viewpoint of excellent heat resistance and high strength.
ジュラルミン材としては、例えば、JIS規格における合金番号2017、2014、2024、A7075等のアルミニウム合金からなる金属素材の時効処理材などが挙げられる。これらのジュラルミン材のうち、耐熱性及び強度に優れる点から、JIS H A2024P T361のジュラルミン材が特に好ましい。なお、このジュラルミン材において、「A2024P」はアルミニウム合金の圧延材であることを、「2024」とは金属組成を、「T361」とは「T3」の断面積減少率をほぼ6%にしたことを、それぞれ意味する。さらに、「T3」は、溶体化処理後冷間加工を行い、さらに自然時効させたことを意味する。この合金番号の圧延材は、高温に十分に耐え得て軟化し難いという性質を有している。 Examples of the duralumin material include an aging treatment material of a metal material made of an aluminum alloy such as alloy numbers 2017, 2014, 2024, and A7075 in JIS standards. Of these duralumin materials, JIS H A2024P T361 duralumin material is particularly preferred because of its excellent heat resistance and strength. In this duralumin material, “A2024P” is an aluminum alloy rolled material, “2024” is the metal composition, “T361” is the cross-sectional area reduction rate of “T3” is approximately 6%. Respectively. Furthermore, “T3” means that cold working was performed after the solution treatment and further natural aging was performed. The rolled material having this alloy number has the property that it can sufficiently withstand high temperatures and is not easily softened.
インサート材は、例えば、上側ビーム部のベルト厚み方向の長さが3.5〜7mm、センターピラー部のベルト厚み方向の長さが3.5〜7mm、下側ビーム部のベルト厚み方向の長さが3.5〜7mm程度である。 For example, the length of the upper beam portion in the belt thickness direction is 3.5 to 7 mm, the length of the center pillar portion in the belt thickness direction is 3.5 to 7 mm, and the length of the lower beam portion in the belt thickness direction is, for example, Is about 3.5 to 7 mm.
(接着層)
接着層は、樹脂被覆層とインサート材との接着性を向上するために、樹脂被覆層とインサート材との間に介在されるが、接着層を介在させることなく、インサート材の表面に直接樹脂被覆層を形成してもよい。
(Adhesive layer)
The adhesive layer is interposed between the resin coating layer and the insert material in order to improve the adhesion between the resin coating layer and the insert material, but the resin is directly applied to the surface of the insert material without interposing the adhesive layer. A coating layer may be formed.
接着層としては、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤などのカップリング剤を含んでいてもよく、エポキシ基含有シランカップリング剤やアミノ基含有シランカップリング剤などの官能基を有するシランカップリング剤が好ましい。 Examples of the adhesive layer may include a coupling agent such as a silane coupling agent and a titanium coupling agent, and a silane having a functional group such as an epoxy group-containing silane coupling agent or an amino group-containing silane coupling agent. A coupling agent is preferred.
接着層の平均厚みは、例えば0.5〜5μm、好ましくは0.8〜3μm程度である。 The average thickness of the adhesive layer is, for example, about 0.5 to 5 μm, preferably about 0.8 to 3 μm.
(ブロックの形状)
ブロックの形状は、張力帯(センターベルト)と嵌合して一体化できる形状であれば特に限定されないが、2本の張力帯を安定して固定できる点から、板面が略H状のブロックが好ましい。略H状のブロックにおいて、張力帯を収容して固定するための嵌合溝の形状としては、張力帯を嵌合により固定できれば特に限定されず、例えば、嵌合溝の上下方向の対向面でベルト幅方向に延びる凸条又は凹溝を有する形状などが挙げられるが、通常、凸条を有する形状である。また、凸条の形状も、張力帯と嵌合して一体化できればよく、特に限定されない。
(Block shape)
The shape of the block is not particularly limited as long as it can be fitted and integrated with a tension band (center belt). However, the block has a substantially H-shaped block because the two tension bands can be stably fixed. Is preferred. In the substantially H-shaped block, the shape of the fitting groove for accommodating and fixing the tension band is not particularly limited as long as the tension band can be fixed by fitting. For example, on the opposing surface in the vertical direction of the fitting groove Although the shape which has the protruding item | line or the ditch | groove extended in a belt width direction is mentioned, Usually, it is a shape which has a protruding item | line. Further, the shape of the ridge is not particularly limited as long as it can be integrated with the tension band.
ブロックのサイズは、伝動ベルトの種類やサイズに応じて適宜選択でき、特に限定されないが、ベルト厚み方向の長さが10〜17mm程度、ベルト幅方向の長さが20〜30mm程度、ベルト長手方向の長さは2〜5mm程度である。ベルト角度(側面の傾斜角度)は、例えば24〜30°程度である。 The size of the block can be appropriately selected according to the type and size of the transmission belt, and is not particularly limited. However, the length in the belt thickness direction is about 10 to 17 mm, the length in the belt width direction is about 20 to 30 mm, and the belt longitudinal direction. The length of is about 2 to 5 mm. The belt angle (side surface inclination angle) is, for example, about 24 to 30 °.
張力帯と一体化した伝動ベルトにおけるブロックのピッチは、ベルトの種類やサイズに応じて適宜選択でき、特に限定されないが、例えば1〜6mm、好ましくは2〜4mm程度である。隣接するブロック同士は、分離していればよく、隙間なく配列されていてもよいが、通常0.01〜0.1mm、好ましくは0.02〜0.08mm程度の間隔をおいて配列されている。 The pitch of the blocks in the transmission belt integrated with the tension band can be appropriately selected according to the type and size of the belt, and is not particularly limited, but is, for example, about 1 to 6 mm, preferably about 2 to 4 mm. Adjacent blocks need only be separated and may be arranged without any gaps, but are usually arranged with an interval of about 0.01 to 0.1 mm, preferably about 0.02 to 0.08 mm. Yes.
[張力帯]
張力帯2は、図1及び2に示されるように、芯体としてベルト幅方向に所定間隔で配列した心線4が埋設されたゴム層5と、ゴム層5の上下面を被覆する補強布6とで形成されている。さらに、図1〜2及び4に示されるように、張力帯2の上面(外周面)には、前記ブロック10の凸条15aと係合可能な凹溝21aがベルト(張力帯)幅方向に延びており、張力帯2の下面(内周面)には、前記ブロック10の凸条15bと係合可能な凹溝21bがベルト(張力帯)幅方向に延びている。
[Tension band]
As shown in FIGS. 1 and 2, the tension band 2 includes a rubber layer 5 in which cores 4 arranged at predetermined intervals in the belt width direction are embedded as a core, and a reinforcing cloth that covers the upper and lower surfaces of the rubber layer 5. 6. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the upper surface (outer peripheral surface) of the tension band 2 has a groove 21 a that can be engaged with the ridge 15 a of the block 10 in the belt (tension band) width direction. In the lower surface (inner peripheral surface) of the tension band 2, a groove 21 b that can be engaged with the ridge 15 b of the block 10 extends in the belt (tension band) width direction.
なお、張力帯としては、前記ブロックと嵌合により一体化できれば、図1〜2及び4に示される形状を有する張力帯に限定されず、ブロックの形状に応じて、慣用の張力帯(センターベルト)を利用できる。さらに、張力帯の本数も2本に限定されず、1本や3本以上であってもよいが、ベルトの耐久性や走行安定性などの点から、通常、2本である。 The tension band is not limited to the tension band having the shape shown in FIGS. 1-2 and 4 as long as it can be integrated with the block by fitting, and a conventional tension band (center belt) can be used according to the shape of the block. ) Can be used. Furthermore, the number of tension bands is not limited to two, and may be one or three or more. However, the number of tension bands is usually two in terms of belt durability and running stability.
(芯体)
芯体としての心線4は、ベルトの長手方向に延びて配設され、通常、ベルトの長手方向に平行に延びて、かつベルト幅方向に所定のピッチで並列的に配設されている。心線としては、例えば、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、炭素繊維等からなる撚りコードや、スチールワイヤ等が用いられる。本発明の伝動ベルトでは、心線の代りに、前記心線の撚りコードを形成する繊維からなる織布や編布、または金属薄板等を芯体として埋設してもよい。
(Core)
The core 4 as the core body is disposed so as to extend in the longitudinal direction of the belt, and generally extends in parallel with the longitudinal direction of the belt and is disposed in parallel at a predetermined pitch in the belt width direction. As the core wire, for example, a twisted cord made of polyester fiber, polyamide fiber, aramid fiber, glass fiber, carbon fiber or the like, a steel wire, or the like is used. In the power transmission belt of the present invention, instead of the core wire, a woven fabric or a knitted fabric made of fibers forming the cord twist cord, or a metal thin plate may be embedded as a core.
(ゴム層)
ゴム層5としては、例えば、クロロプレンゴム、天然ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム(ニトリルゴム)、スチレン−ブタジエンゴム、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を含む)、エチレン−α−オレフィンエラストマー[エチレン−プロピレン共重合体(EPM)、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体(EPDM)等のエチレン−α−オレフィン系ゴム]等の単一ゴムもしくはこれらのゴムを適宜ブレンドしたゴム、又はポリウレタンゴム等で形成されていてもよい。ゴム層は、慣用の添加剤を含んでいてもよい。
(Rubber layer)
Examples of the rubber layer 5 include chloroprene rubber, natural rubber, acrylonitrile butadiene rubber (nitrile rubber), styrene-butadiene rubber, and hydrogenated nitrile rubber (including a mixed polymer of hydrogenated nitrile rubber and unsaturated carboxylic acid metal salt). , Single rubbers such as ethylene-α-olefin elastomers [ethylene-α-olefin rubbers such as ethylene-propylene copolymer (EPM), ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM)], or these rubbers May be formed of rubber appropriately blended with polyurethane or polyurethane rubber. The rubber layer may contain a conventional additive.
(補強布)
補強布6は、ベルト走行時にゴム層5がブロック10との摩擦により摩耗するのを防止するために配設され、通常、平織り、綾織り又は朱子織り等の織布で形成される。織布を構成する繊維材料としては、例えば、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維等が用いられる。これらの繊維材料のうち、ブロックと張力帯との擦れによる摩耗を防止できる点からは、耐摩耗性に優れるアラミド繊維が好ましく、伸縮性に優れ、ブロックの嵌合溝の形状に対する追従性に優れる点からは、脂肪族ポリアミド繊維などのポリアミド繊維が好ましい。
(Reinforcing cloth)
The reinforcing cloth 6 is disposed in order to prevent the rubber layer 5 from being worn by friction with the block 10 during belt running, and is usually formed of a woven cloth such as a plain weave, a twill weave or a satin weave. As the fiber material constituting the woven fabric, for example, aramid fiber, polyamide fiber, polyester fiber and the like are used. Of these fiber materials, aramid fibers having excellent wear resistance are preferable from the viewpoint of preventing abrasion due to friction between the block and the tension band, and are excellent in stretchability and excellent in conformity to the shape of the fitting groove of the block. From the viewpoint, polyamide fibers such as aliphatic polyamide fibers are preferable.
[伝動ベルトの製造方法]
(ブロックの製造工程)
ブロックは、慣用の方法で製造でき、例えば、樹脂組成物を調製した後、得られた樹脂組成物を成形することにより製造できる。
[Production method of transmission belt]
(Block manufacturing process)
The block can be produced by a conventional method. For example, the block can be produced by preparing the resin composition and then molding the obtained resin composition.
樹脂組成物の調製方法としては、例えば、二軸混練機などの樹脂混練機に樹脂成分、炭素繊維及びグラフェン類(並びに必要に応じて他の添加剤)を投入して混練し、回収した混練物を粉砕して粉状化乃至粒状化する方法などが挙げられる。 As a method for preparing the resin composition, for example, a resin component, carbon fiber, and graphene (and other additives as necessary) are charged into a resin kneader such as a biaxial kneader, kneaded, and recovered. Examples thereof include a method of pulverizing an object to form powder or granulate.
樹脂組成物の成形方法としては、例えば、ブロック成形機の金型のキャビティ内にインサート材(金属補強材)を配置して型締めした後、キャビティ内に樹脂被覆層を形成するための前記樹脂組成物を供給することによりブロックを成形する方法などが挙げられる。なお、ブロックにインサート材を使用しない場合は、金型のキャビティ内にインサート材を配置せずに、樹脂組成物を供給する方法などが挙げられる。 As a method for molding a resin composition, for example, the resin for forming a resin coating layer in a cavity after an insert material (metal reinforcing material) is placed in a mold cavity of a block molding machine and clamped Examples thereof include a method of forming a block by supplying a composition. In addition, when not using insert material for a block, the method of supplying a resin composition, etc., without arrange | positioning insert material in the cavity of a metal mold | die etc. are mentioned.
樹脂成分が熱硬化性樹脂(フェノール樹脂など)を含む場合、加熱処理(又はアニール処理)により硬化してもよい。加熱処理条件は、樹脂や硬化剤の種類などに応じて適宜選択すればよく、加熱温度は、例えば100〜250℃、好ましくは150〜200℃、さらに好ましくは170〜190℃程度であってもよい。加熱時間は、例えば0.5〜24時間、好ましくは0.5〜12時間、さらに好ましくは3〜7時間程度であってもよい。加熱温度が高すぎると、生産性が低下する虞があるとともに、インサート材の物性が低下する虞がある。なお、加熱処理は、段階的に(例えば、3段階程度に分けて)加熱温度を上昇して行ってもよいが、生産性の点から、1段階で行うのが好ましい。 When the resin component includes a thermosetting resin (such as a phenol resin), it may be cured by heat treatment (or annealing treatment). The heat treatment conditions may be appropriately selected according to the type of resin or curing agent, and the heating temperature is, for example, about 100 to 250 ° C., preferably 150 to 200 ° C., more preferably about 170 to 190 ° C. Good. The heating time may be, for example, 0.5 to 24 hours, preferably 0.5 to 12 hours, and more preferably about 3 to 7 hours. If the heating temperature is too high, the productivity may decrease and the physical properties of the insert material may decrease. Note that the heat treatment may be performed by increasing the heating temperature stepwise (eg, divided into about three steps), but is preferably performed in one step from the viewpoint of productivity.
(張力帯の製造工程)
張力帯も、慣用の方法で製造でき、例えば、シート状未架橋ゴム組成物、心線前駆体、補強布前駆体をそれぞれ調製した後、これらの材料を用いて成形できる。
(Manufacturing process of tension band)
The tension band can also be produced by a conventional method. For example, after preparing a sheet-like uncrosslinked rubber composition, a core wire precursor, and a reinforcing cloth precursor, they can be molded using these materials.
シート状未架橋ゴム組成物の調製方法としては、例えば、バンバリーミキサー等のゴム練り加工機に原料ゴムを素練りした後、素練りした原料ゴムに配合剤を投入して混練りし、さらに練り上がった未架橋ゴム組成物をカレンダロールによりシート状に加工する方法などが挙げられる。 As a preparation method of the sheet-like uncrosslinked rubber composition, for example, after kneading the raw rubber into a rubber kneading machine such as a Banbury mixer, the compounding agent is put into the kneaded raw rubber and kneaded, and further kneaded. Examples thereof include a method of processing the raised uncrosslinked rubber composition into a sheet shape with a calender roll.
心線前駆体の調製方法としては、例えば、撚り糸又は組紐に対して、レゾルシン−ホルマリン−ラテックス処理液(RFL処理液)に浸漬した後に加熱する処理及び/又はゴム糊に浸漬した後に乾燥させる処理を施す方法などが挙げられる。さらに、これらの処理の前に撚り糸又は組紐に対して、エポキシ化合物やイソシアネート化合物を含む処理液に浸漬した後に乾燥させる処理を施してもよい。 As a method for preparing the core wire precursor, for example, a process of heating a yarn or braid after being immersed in a resorcin-formalin-latex processing solution (RFL processing solution) and / or a processing of drying after being immersed in a rubber paste And the like. Furthermore, you may perform the process dried after being immersed in the process liquid containing an epoxy compound or an isocyanate compound with respect to a twisted thread or a braid before these processes.
補強布前駆体の調製方法としては、例えば、織布、編布又は不織布に対して、RFL処理液に浸漬した後に加熱する処理及び/又はゴム糊に浸漬もしくはゴム糊をコートした後に乾燥させる処理を施す方法などが挙げられる。さらに、これらの処理の前に織布、編布又は不織布に対して、エポキシ化合物やイソシアネート化合物を含む処理液に浸漬した後に乾燥させる処理を施してもよい。 As a method for preparing the reinforcing cloth precursor, for example, a woven cloth, a knitted cloth or a non-woven cloth is heated after being dipped in an RFL treatment solution and / or dried after being dipped in rubber paste or coated with rubber paste. And the like. Furthermore, you may perform the process dried after immersing in the process liquid containing an epoxy compound or an isocyanate compound with respect to a woven fabric, a knitted fabric, or a nonwoven fabric before these processes.
これらの前駆体を用いた張力帯の成形方法としては、例えば、以下の方法であってもよい。すなわち、まず、張力帯の内周面の凹溝形状の金型軸方向に延びる凸条が周方向に等ピッチで設けられた円筒金型を筒状に形成した下側の補強布前駆体で被覆し、その上にシート状に加工した未架橋ゴム組成物を所定層設ける。 As a method for forming a tension band using these precursors, for example, the following method may be used. That is, first, a lower reinforcing cloth precursor formed in a cylindrical shape with a cylindrical mold provided with convex grooves extending in the axial direction of the concave groove shape on the inner peripheral surface of the tension band in the circumferential direction. A predetermined layer of an uncrosslinked rubber composition which is coated and processed into a sheet shape is provided thereon.
次いで、加熱加圧装置の中に円筒金型を入れ、未架橋ゴム組成物の架橋が半分程度進行するように、装置内を所定の温度及び圧力に設定して所定時間その状態を保持する。このとき、未架橋ゴム組成物の架橋が半分程度進行してゴム層の下側半分の形状が成形されると共に、未架橋ゴム組成物が流動して円筒金型に設けられた凸条が下側の補強布を押圧し、凹溝が形成される。 Next, a cylindrical mold is placed in the heating and pressurizing apparatus, and the inside of the apparatus is set to a predetermined temperature and pressure so that the crosslinking of the uncrosslinked rubber composition proceeds about half, and the state is maintained for a predetermined time. At this time, the crosslinking of the uncrosslinked rubber composition proceeds about half and the shape of the lower half of the rubber layer is formed, and the uncrosslinked rubber composition flows and the ridges provided on the cylindrical mold are lowered. The side reinforcing cloth is pressed to form a concave groove.
続いて、加熱加圧装置の中から円筒金型を取り出し、半架橋したゴム組成物の上から心線前駆体を等ピッチで螺旋状に巻き付け、その上に再びシート状に加工した未架橋ゴム組成物を所定層設け、その上から筒状に形成した上側の補強布前駆体を被せる。 Subsequently, the cylindrical mold is taken out from the heating and pressurizing apparatus, the core wire precursor is spirally wound at an equal pitch from the semi-crosslinked rubber composition, and the uncrosslinked rubber is processed into a sheet shape again thereon. A predetermined layer of the composition is provided, and an upper reinforcing cloth precursor formed in a cylindrical shape is placed thereon.
次いで、張力帯の外周面の凹溝形状の金型軸方向に延びる凸条が周方向に等ピッチで設けられた外金型をセットする。 Next, an outer mold in which convex grooves extending in the axial direction of the groove-shaped mold on the outer peripheral surface of the tension band are provided at an equal pitch in the circumferential direction is set.
そして、加熱加圧装置の中に各前駆体をセットした円筒金型を入れ、装置内を所定の温度及び圧力に設定して所定時間その状態を保持する。このとき、半架橋及び未架橋ゴム組成物の架橋が進行してゴム層が構成される。また、心線表面の接着剤とゴム層とが相互拡散することにより、心線がゴム層に一体に接着すると共に、上側及び下側の補強布に付着した接着剤とゴム層とが相互拡散することにより、上側及び下側の補強布がゴム層に一体に接着する。以上のようにして、円筒金型表面に円筒状のスラブが成型される。 Then, a cylindrical mold in which each precursor is set is placed in the heating and pressing apparatus, the interior of the apparatus is set to a predetermined temperature and pressure, and the state is maintained for a predetermined time. At this time, the crosslinking of the semi-crosslinked and uncrosslinked rubber composition proceeds to form a rubber layer. In addition, the adhesive on the surface of the core wire and the rubber layer are interdiffused, so that the core wire is integrally bonded to the rubber layer, and the adhesive and the rubber layer attached to the upper and lower reinforcing fabrics are interdiffused. By doing so, the upper and lower reinforcing fabrics are integrally bonded to the rubber layer. As described above, a cylindrical slab is molded on the surface of the cylindrical mold.
最後に、加熱加圧装置から円筒金型を取り出し、その周面上に形成された円筒状のスラブを脱型し、これを所定幅の帯状に輪切りし、面取り加工等を行うことにより張力帯を得る。 Finally, the cylindrical mold is taken out from the heating and pressurizing device, the cylindrical slab formed on the peripheral surface is removed from the mold, this is cut into a band with a predetermined width, and a tension band is formed by chamfering or the like. Get.
(伝動ベルトの製造工程)
ブロックの嵌合溝の凸条と張力帯の凹溝とを対応させて、得られたブロックの一方の嵌合溝に張力帯を挿入し、ブロックを張力帯に嵌合させる。この操作を張力帯の全周について行う。同様の方法で、ブロックの他方の嵌合溝に張力帯を挿入して伝動ベルトを得る。
(Transmission belt manufacturing process)
The protrusion of the fitting groove of the block is made to correspond to the concave groove of the tension band, the tension band is inserted into one fitting groove of the obtained block, and the block is fitted to the tension band. This operation is performed for the entire circumference of the tension band. In the same manner, a transmission belt is obtained by inserting a tension band into the other fitting groove of the block.
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
[樹脂組成物の調製]
二軸の樹脂混練機に表1に示す組成で各成分を投入して混練し、回収した混練物を粉状乃至粒状に粉砕して樹脂組成物1〜14を得た。
[Preparation of resin composition]
The components shown in Table 1 were charged into a biaxial resin kneader and kneaded, and the recovered kneaded material was pulverized into powder or granules to obtain resin compositions 1 to 14.
なお、表1における原料の詳細を以下に示す。 In addition, the detail of the raw material in Table 1 is shown below.
ノボラック系フェノール樹脂:群栄化学工業(株)製「PSK−2320」
フェノールアラルキル樹脂:三井化学(株)製「XL−325M」
グラフェン:グラフェンプラットフォーム(株)製「GNH−X1」
グラファイト:オリエンタル産業(株)製「AT−NO.20」
カーボンナノチューブ:昭和電工(株)製「VGCF(登録商標)−H」
PAN系炭素繊維:東邦テナックス(株)製「HT C217」、平均繊維長6mm、平均繊維径7μm、引張弾性率240GPa
ピッチ系炭素繊維:三菱ケミカル(株)製 「K6371T」、平均繊維長6mm、平均繊維径11μm、引張弾性率640GPa、異方性タイプ
アラミド短繊維:帝人(株)製「テクノーラ(登録商標)」、平均繊維長1mm。
Novolac phenol resin: “PSK-2320” manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.
Phenol aralkyl resin: “XL-325M” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
Graphene: “GNH-X1” manufactured by Graphene Platform Co., Ltd.
Graphite: “AT-NO.20” manufactured by Oriental Sangyo Co., Ltd.
Carbon nanotube: “VGCF (registered trademark) -H” manufactured by Showa Denko KK
PAN-based carbon fiber: “HT C217” manufactured by Toho Tenax Co., Ltd., average fiber length 6 mm, average fiber diameter 7 μm, tensile modulus 240 GPa
Pitch-based carbon fiber: “K6331T” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, average fiber length 6 mm, average fiber diameter 11 μm, tensile elastic modulus 640 GPa, anisotropic type aramid short fiber: “Technora (registered trademark)” manufactured by Teijin Limited The average fiber length is 1 mm.
[樹脂組成物の硬化物の強度評価]
得られた樹脂組成物1〜14を用いて、曲げ強度及びシャルピー衝撃強度の試験片を成形し、樹脂組成物の硬化物の強度を評価した結果を表2に示す。試験片の成形における樹脂組成物の硬化(又はアニール)は、樹脂組成物1〜5及び7〜14では、180℃で5時間加熱処理することにより行った。また、フェノールアラルキル樹脂を含む樹脂組成物6では、180℃で5時間、220℃で2時間、240℃で2時間の3段階の加熱処理により行った。なお、曲げ強度及びシャルピー衝撃強度の測定方法は以下の通りである。
[Strength evaluation of cured product of resin composition]
Table 2 shows the results of molding the test pieces of bending strength and Charpy impact strength using the obtained resin compositions 1 to 14 and evaluating the strength of the cured product of the resin composition. Curing (or annealing) of the resin composition in molding of the test piece was performed by heat-treating the resin compositions 1 to 5 and 7 to 14 at 180 ° C. for 5 hours. Moreover, in the resin composition 6 containing a phenol aralkyl resin, it performed by the three-step heat processing of 180 degreeC for 5 hours, 220 degreeC for 2 hours, and 240 degreeC for 2 hours. In addition, the measuring method of bending strength and Charpy impact strength is as follows.
(曲げ強度)
JIS K 7171(2008)規格に準じて曲げ強度を測定した。
(Bending strength)
The bending strength was measured according to JIS K 7171 (2008) standard.
(シャルピー衝撃強度)
JIS K 7111(2012)規格に準じてシャルピー衝撃強度を測定した。
(Charpy impact strength)
Charpy impact strength was measured in accordance with JIS K 7111 (2012) standard.
表2の結果から明らかなように、樹脂組成物1、7、9、11及び13は、固体潤滑剤(グラフェン、グラファイト、二硫化モリブデン、フッ素樹脂、カーボンナノチューブ)の割合が、樹脂組成物全量に対して1質量%と少なかったため、曲げ強度、シャルピー衝撃強度がともに高く、樹脂組成物の強度が高かった。 As is clear from the results in Table 2, the resin compositions 1, 7, 9, 11 and 13 have a ratio of solid lubricants (graphene, graphite, molybdenum disulfide, fluororesin, carbon nanotubes) and the total amount of the resin composition. Therefore, the bending strength and the Charpy impact strength were both high, and the strength of the resin composition was high.
一方、樹脂組成物8、10、12及び14は、固体潤滑剤の割合が、樹脂組成物全量に対して10質量%と多かったため、曲げ強度、シャルピー衝撃強度が樹脂組成物1〜7、9、11及び13に比べて低くなっており、樹脂組成物の強度が低下した。 On the other hand, since the resin composition 8, 10, 12 and 14 had a solid lubricant ratio of 10% by mass with respect to the total amount of the resin composition, the flexural strength and Charpy impact strength were resin compositions 1 to 7, 9 , 11 and 13, the strength of the resin composition was lowered.
樹脂組成物1〜3では、グラファイトなどの他の固体潤滑剤を用いた樹脂組成物とは異なり、グラフェンの割合の増加に伴って、樹脂組成物の強度が向上する傾向が確認された。 In the resin compositions 1 to 3, unlike the resin compositions using other solid lubricants such as graphite, it was confirmed that the strength of the resin composition was improved as the proportion of graphene increased.
炭素繊維としてPAN系炭素繊維のみを用いた樹脂組成物4は、樹脂組成物1に比べて強度が高く、ピッチ系炭素繊維のみを用いた樹脂組成物5は、樹脂組成物1に比べて強度がやや低かった。また、樹脂成分としてフェノールアラルキル樹脂を含む樹脂組成物6は、樹脂組成物1に比べて強度が高いものの、十分に硬化させるには高い温度で長時間加熱処理を行う必要があるため、生産性は低かった。 Resin composition 4 using only PAN-based carbon fibers as carbon fibers has higher strength than resin composition 1, and resin composition 5 using only pitch-based carbon fibers is stronger than resin composition 1. It was a little low. Moreover, although the resin composition 6 containing a phenol aralkyl resin as a resin component has higher strength than the resin composition 1, it needs to be heat-treated at a high temperature for a long time in order to be sufficiently cured. Was low.
[ブロックの成形]
ブロックのインサート材(補強材)には、A2024P T361のジュラルミンを用い、インサート材を樹脂組成物1で被覆したブロックを作製した(実施例1)。ブロックは、ブロックのベルト厚み方向の長さを13mm、ブロックのベルト長手方向の長さを2.95mm、ベルト角度を26°とした。なお、ブロックの成形における樹脂組成物1の硬化(又はアニール)は、180℃で5時間加熱処理することにより行った。
[Block molding]
As a block insert material (reinforcing material), duralumin of A2024P T361 was used, and a block in which the insert material was coated with the resin composition 1 was produced (Example 1). The length of the block in the belt thickness direction was 13 mm, the length of the block in the belt longitudinal direction was 2.95 mm, and the belt angle was 26 °. In addition, hardening (or annealing) of the resin composition 1 in the shaping | molding of a block was performed by heat-processing at 180 degreeC for 5 hours.
また、樹脂組成物2〜14についても同様にしてブロックを作製し、樹脂組成物2で被覆したブロックを実施例2、樹脂組成物3で被覆したブロックを実施例3、樹脂組成物4で被覆したブロックを実施例4、樹脂組成物5で被覆したブロックを実施例5、樹脂組成物6で被覆したブロックを実施例6、樹脂組成物7で被覆したブロックを比較例1、樹脂組成物8で被覆したブロックを比較例2、樹脂組成物9で被覆したブロックを比較例3、樹脂組成物10で被覆したブロックを比較例4、樹脂組成物11で被覆したブロックを比較例5、樹脂組成物12で被覆したブロックを比較例6、樹脂組成物13で被覆したブロックを比較例7、樹脂組成物14で被覆したブロックを比較例8とした。なお、実施例6(フェノールアラルキル樹脂を含む樹脂組成物6)では、加熱処理を180℃で5時間、220℃で2時間、240℃で2時間の3段階で行った。 Further, blocks were similarly prepared for the resin compositions 2 to 14, and the block coated with the resin composition 2 was coated with the example 2, the block coated with the resin composition 3 was coated with the resin composition 4 and the example 3. The block coated with the resin composition 5 in Example 4, the block coated with the resin composition 6 in Example 6, the block coated with the resin composition 7 in Comparative Example 1, and the resin composition 8 The block coated with the resin composition 9 is comparative example 2, the block coated with the resin composition 9 is comparative example 3, the block coated with the resin composition 10 is comparative example 4, the block coated with the resin composition 11 is comparative example 5, the resin composition The block coated with the product 12 was set as Comparative Example 6, the block coated with the resin composition 13 was set as Comparative Example 7, and the block coated with the resin composition 14 was set as Comparative Example 8. In Example 6 (resin composition 6 containing a phenol aralkyl resin), the heat treatment was performed in three stages of 180 ° C. for 5 hours, 220 ° C. for 2 hours, and 240 ° C. for 2 hours.
[ブロックの摩擦係数及び摩耗量の測定]
図7に示すように、成形した実施例1〜6及び比較例1〜8のブロック71を、ピンオンディスク摩擦摩耗試験機(高千穂精機(株)製「TRI−S−500N」)にセットし、表3に示す試験条件で、面圧を負荷した状態で相手材72を回転し、摩擦係数及び摩耗量を測定した。摩擦係数は、試験トルクの電圧を10秒ごとにサンプリングし、試験時間70時間の平均値を算出した。摩耗量は、試験前後におけるブロック幅方向の減少量を測定した。測定結果を表4に示す。
[Measurement of friction coefficient and wear amount of block]
As shown in FIG. 7, the molded blocks 71 of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 8 are set in a pin-on-disk friction and wear tester (“TRI-S-500N” manufactured by Takachiho Seiki Co., Ltd.). Under the test conditions shown in Table 3, the mating material 72 was rotated with the surface pressure applied, and the friction coefficient and the wear amount were measured. For the friction coefficient, the voltage of the test torque was sampled every 10 seconds, and an average value for a test time of 70 hours was calculated. The amount of wear was measured by the amount of decrease in the block width direction before and after the test. Table 4 shows the measurement results.
表4の結果から明らかなように、実施例1〜6(グラフェン:1〜5質量%)で得られたブロックは、固体潤滑剤の配合量が樹脂組成物全量に対して少なかったが、比較例2(グラファイト:10質量%)、比較例4(二硫化モリブデン:10質量%)、比較例6(フッ素樹脂:10質量%)及び比較例8(カーボンナノチューブ:10質量%)で得られたブロックよりも高い効果が得られた(摩擦係数がより低く、摩耗量がより少ない)。 As is clear from the results in Table 4, the blocks obtained in Examples 1 to 6 (graphene: 1 to 5% by mass) had a small amount of the solid lubricant based on the total amount of the resin composition. Obtained in Example 2 (graphite: 10% by mass), Comparative Example 4 (molybdenum disulfide: 10% by mass), Comparative Example 6 (fluororesin: 10% by mass) and Comparative Example 8 (carbon nanotube: 10% by mass) A higher effect was obtained than the block (lower coefficient of friction and less wear).
一方、比較例1(グラファイト:1質量%)、比較例3(二硫化モリブデン:1質量%)、比較例5(フッ素樹脂:1質量%)及び比較例7(カーボンナノチューブ:1質量%)では、固体潤滑剤の配合量が少ないにも拘わらず、実施例1のような効果は得られなかった。 On the other hand, in Comparative Example 1 (graphite: 1% by mass), Comparative Example 3 (molybdenum disulfide: 1% by mass), Comparative Example 5 (fluororesin: 1% by mass) and Comparative Example 7 (carbon nanotube: 1% by mass) In spite of the small amount of the solid lubricant, the effect as in Example 1 was not obtained.
また、炭素繊維としてPAN系炭素繊維のみを用いた実施例4では、実施例1に比べて摩擦係数及び摩耗量がやや大きいのに対して、ピッチ系炭素繊維のみを用いた実施例5では、実施例1に比べて摩擦係数及び摩耗量を有効に低減できた。表2及び4の結果から明らかなように、強度と摺動性とをバランスよく両立するには、PAN系炭素繊維とピッチ系炭素繊維とを組み合わせるのが有効であることが分かった。 Further, in Example 4 using only PAN-based carbon fibers as carbon fibers, the friction coefficient and the amount of wear are slightly larger than in Example 1, whereas in Example 5 using only pitch-based carbon fibers, Compared with Example 1, the friction coefficient and the amount of wear could be effectively reduced. As is clear from the results in Tables 2 and 4, it was found that combining PAN-based carbon fibers and pitch-based carbon fibers is effective in achieving a balance between strength and slidability.
樹脂成分としてフェノールアラルキル樹脂を含む実施例6は、実施例1に比べて摩擦係数及び摩耗量を低減できた。表2及び4の結果から、ノボラック系フェノール樹脂とフェノールアラルキル樹脂とを所定割合で含むと、実施例1に比べて生産性は低下するものの、強度及び摺動性をより一層向上できることが分かった。 Example 6 containing a phenol aralkyl resin as a resin component was able to reduce the friction coefficient and the amount of wear compared to Example 1. From the results of Tables 2 and 4, it was found that when the novolac phenol resin and the phenol aralkyl resin were contained in a predetermined ratio, the productivity and the slidability could be further improved, although the productivity was reduced as compared with Example 1. .
[伝動ベルトの成形]
多数の実施例1で得られたブロックを張力帯に組み込んで、図1〜4に示される伝動ベルトと同様の構成の伝動ベルトを作製した。伝動ベルトは、心線ピッチライン上のベルト周長を612mm、心線ピッチライン上のベルト幅を25mm、ブロックのベルト厚み方向の長さを13mm、ブロックのベルト長手方向の長さを2.95mm、ブロックピッチは3mmとした。また、実施例2〜6及び比較例1〜8についても同様にして伝動ベルトを作製した。
[Formation of transmission belt]
A number of blocks obtained in Example 1 were incorporated into a tension band, and a transmission belt having the same configuration as the transmission belt shown in FIGS. The transmission belt has a belt circumferential length of 612 mm on the core pitch line, a belt width of 25 mm on the core pitch line, a length of 13 mm in the belt thickness direction of the block, and a length of 2.95 mm in the belt longitudinal direction of the block. The block pitch was 3 mm. Moreover, the transmission belt was similarly produced about Examples 2-6 and Comparative Examples 1-8.
なお、張力帯のゴム層は、「水素化ニトリルゴム」と「ジメタクリル酸亜鉛を配合した水素化ニトリルゴム」との混合物からなるゴムの組成物で形成した。心線には、RFL水溶液に浸漬した後に加熱する処理及びゴム糊に浸漬した後に乾燥させる処理を施した直径0.72mmのアラミド繊維の撚りコードを用いた。上側及び下側の補強布のそれぞれは、ナイロン繊維の織布にRFL水溶液に浸漬した後に加熱する処理並びにゴム糊に浸漬及びゴム糊をコートした後に乾燥させる処理を施した厚み0.8mmの帆布を用いた。 The rubber layer in the tension band was formed of a rubber composition composed of a mixture of “hydrogenated nitrile rubber” and “hydrogenated nitrile rubber containing zinc dimethacrylate”. As the core wire, a twisted cord of aramid fiber having a diameter of 0.72 mm subjected to a heating process after being immersed in an RFL aqueous solution and a drying process after being immersed in rubber paste was used. Each of the upper and lower reinforcing cloths is a canvas having a thickness of 0.8 mm which has been subjected to a treatment of heating after being immersed in an RFL aqueous solution in a nylon fiber woven fabric, and a treatment of immersing and coating the rubber paste and then drying the rubber paste. Was used.
[ベルト耐久走行試験]
ベルト耐久走行試験では、実施例1〜6及び比較例1〜8の各伝動ベルトを駆動プーリと従動プーリとに巻き掛けて、70℃の雰囲気下で、駆動プーリを回転させた。駆動プーリ及び従動プーリのV溝の角度を26°、各プーリに対する伝動ベルトの巻き掛け径を表5に示す値とした。負荷を表5に示す値とし、無負荷の場合に回転数が5000rpmとなるように設定した。軸荷重は、負荷に対して伝動ベルトがスリップしない程度とし、表5に示す値とした。伝動ベルトの走行中、軸荷重が一定となるように、両プーリの軸間距離は固定しなかった。静止状態でのベルト張力は、軸荷重の約半分の値である。ベルト耐久走行試験では、走行中のベルト側面温度、騒音、走行後のブロックの摩耗量を以下の方法で測定した。走行時間は400時間を上限に打ち切りとし、400時間未満でベルトが破損した場合は破損形態を確認した。測定結果を表6に示す。
[Belt durability test]
In the belt durability running test, the transmission belts of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 8 were wound around the drive pulley and the driven pulley, and the drive pulley was rotated in an atmosphere of 70 ° C. The angle of the V groove of the driving pulley and the driven pulley was 26 °, and the winding diameter of the transmission belt around each pulley was a value shown in Table 5. The load was set to the value shown in Table 5, and the rotation speed was set to 5000 rpm when there was no load. The axial load was such that the transmission belt did not slip with respect to the load, and the values shown in Table 5 were used. The distance between the shafts of both pulleys was not fixed so that the shaft load was constant during the traveling of the transmission belt. The belt tension in the stationary state is about half of the axial load. In the belt durability running test, the belt side temperature during running, noise, and the wear amount of the block after running were measured by the following methods. The running time was capped at 400 hours, and when the belt was broken in less than 400 hours, the form of breakage was confirmed. Table 6 shows the measurement results.
(走行中のベルト側面温度)
回転中のベルトの側面温度を、温度計((株)イチネンTASCO製「THI−500」)を用いて、非接触で測定した。
(Belt side temperature during running)
The side temperature of the rotating belt was measured in a non-contact manner using a thermometer (“THI-500” manufactured by Itinen TASCO Corporation).
(走行中の騒音)
駆動プーリと従動プーリとの中間、ベルトの端面から手前に150mmの位置で、騒音計((株)小野測器製「LA−4440」)を用いて、A特性で測定した。
(Noise while driving)
Using a noise meter ("LA-4440" manufactured by Ono Sokki Co., Ltd.) at a position between the driving pulley and the driven pulley, 150 mm in front of the end surface of the belt, the A characteristic was measured.
(走行後の摩耗量)
走行前後のブロックの幅をマイクロメータで5ヶ所測定し、その変化量の平均値を計算した。
(Amount of wear after running)
The block width before and after running was measured at five locations with a micrometer, and the average value of the changes was calculated.
表6の結果から明らかなように、実施例1〜6の伝動ベルト(グラフェン:1〜5質量%)は、400時間走行しても破損しなかった。また、比較例に比べて、騒音(ピッチノイズ一次成分)が小さく、摩耗量も少なかった。 As is clear from the results in Table 6, the transmission belts of Examples 1 to 6 (graphene: 1 to 5% by mass) did not break even after running for 400 hours. Moreover, compared with the comparative example, noise (a primary component of pitch noise) was small, and the amount of wear was also small.
これに対して、比較例1、3、5及び7の伝動ベルトは、固体潤滑剤の配合量が少ないため(1質量%)、摩擦係数を低下できず、走行中のベルト側面温度が上昇し、張力帯のゴムが熱劣化してゴムに亀裂が入ること(ゴム割れ)でベルトが切断した。また、騒音(ピッチノイズ一次成分)が大きく、摩耗量が多かった。 On the other hand, the transmission belts of Comparative Examples 1, 3, 5 and 7 have a small amount of solid lubricant (1% by mass), so the friction coefficient cannot be reduced and the belt side surface temperature during running increases. The belt was cut when the rubber in the tension band was thermally deteriorated and cracked in the rubber (rubber cracking). Moreover, noise (a primary component of pitch noise) was large and the amount of wear was large.
また、比較例2、4、6及び8の伝動ベルトは、固体潤滑剤の効果が実施例1よりも小さいので、長時間の走行により張力帯の補強布の摩耗やゴム層のへたりの影響でブロックと張力帯との間でのガタツキが大きくなり、インサート材と樹脂被覆層との界面剥離により、プーリとの接触面で樹脂ブロックの破損(樹脂欠け)が生じた。また、騒音(ピッチノイズ一次成分)、摩耗量に対する効果は実施例に比べると低かった。 In addition, since the transmission belts of Comparative Examples 2, 4, 6, and 8 have a smaller effect of the solid lubricant than that of Example 1, the influence of wear of the reinforcing fabric in the tension band and the sag of the rubber layer due to long-time running. As a result, the backlash between the block and the tension band increased, and the resin block was damaged (resin chipping) at the contact surface with the pulley due to the interface peeling between the insert material and the resin coating layer. In addition, the effect on noise (primary component of pitch noise) and the amount of wear was low compared to the examples.
表2、4及び6から明らかなように、カーボンナノチューブを用いた比較例7(又は樹脂組成物13)に比べて、等量のグラフェンを用いた実施例1(又は樹脂組成物1)の方が耐側圧性、摺動性、耐摩耗性とも高かった。すなわち、同じナノ炭素材料であるものの、意外にもグラフェンではカーボンナノチューブとは挙動が異なり、1質量%程度の少ない配合量であっても、前記特性をバランスよく向上できることが分かった。 As is clear from Tables 2, 4 and 6, Example 1 (or resin composition 1) using an equivalent amount of graphene compared to Comparative Example 7 (or resin composition 13) using carbon nanotubes However, the side pressure resistance, slidability and wear resistance were high. That is, although it is the same nanocarbon material, it has been unexpectedly found that graphene behaves differently from carbon nanotubes, and that the above characteristics can be improved in a balanced manner even with a small blending amount of about 1% by mass.
本発明の伝動ベルトは、ベルト走行中に変速比が無段階で変わる変速機(無段変速装置)に使用される摩擦伝動用Vベルト(変速ベルト)、例えば、高排気量の自動車、スクーターなどの高負荷伝動用途に利用される伝動ベルトとして利用できる。 The transmission belt of the present invention is a friction transmission V-belt (transmission belt) used in a transmission (continuously variable transmission) whose gear ratio changes steplessly while the belt is running, such as a high displacement vehicle, a scooter, etc. It can be used as a transmission belt for high load transmission applications.
1…伝動ベルト
2…張力帯
10…ブロック
11…上側ビーム部
12…下側ビーム部
13…センターピラー部
14…嵌合溝
15a,15b…凸条
40…インサート材
50…樹脂被覆層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transmission belt 2 ... Tensile belt 10 ... Block 11 ... Upper beam part 12 ... Lower beam part 13 ... Center pillar part 14 ... Fitting groove 15a, 15b ... Projection 40 ... Insert material 50 ... Resin coating layer
Claims (11)
Applications Claiming Priority (2)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019093024A (en) * | 2017-11-28 | 2019-06-20 | 株式会社三共 | Game machine |
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2017
- 2017-06-05 JP JP2017110774A patent/JP2017227327A/en active Pending
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