JP2018021664A - 伝動用vベルト - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の伝動用Vベルト(伝動Vベルト)は、芯体と、ベルトの長手方向に芯体の少なくとも一部を埋設した接着ゴム層と、この接着ゴム層の一方の面に形成された圧縮ゴム層と、前記接着ゴム層の他方の面に形成された伸張ゴム層とを備えている。
接着ゴム層(接着層)は、伸張ゴム層と圧縮ゴム層との間に介在して伸張ゴム層と圧縮ゴム層とを接着するとともに、接着ゴム層(接着層)には芯体の少なくとも一部が埋設又は接している。この接着ゴム層は、ゴム成分及びフィラーを含む加硫ゴム組成物で形成されていることが好ましい。
ゴム成分としては、公知の加硫又は架橋可能なゴム成分及び/又はエラストマー、例えば、ジエン系ゴム[例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム(CR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム(ニトリルゴム);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)などの前記ジエン系ゴムの水添物など]、オレフィン系ゴム[例えば、エチレン−α−オレフィン系ゴム(エチレン−α−オレフィンエラストマー)、ポリオクテニレンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体ゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレンゴムなど]、エピクロルヒドリンゴム、アクリル系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどが例示できる。これらのゴム成分は単独で又は二種以上組み合わせて使用することができる。
フィラーとしては、例えば、カーボンブラック、シリカ、クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカなどが挙げられる。フィラーは、補強性フィラーを含む場合が多く、このような補強性フィラーは、カーボンブラック、補強性シリカなどであってもよい。なお、通常、シリカの補強性は、カーボンブラックの補強性よりも小さい。これらのフィラーは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。本発明では、耐疲労破壊性と耐摩耗性を飛躍的に向上させるため、フィラーは少なくとも補強性フィラー(特に、カーボンブラック)を含むのが好ましく、カーボンブラック及びシリカ(例えば、補強性シリカ)を含むのも好ましい。
接着ゴム層を形成するためのゴム組成物には、必要に応じて、加硫剤又は架橋剤、共架橋剤、加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤、金属酸化物(例えば、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化鉛、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化チタン、酸化アルミニウムなど)、軟化剤(パラフィンオイル、ナフテン系オイルなどのオイル類など)、加工剤又は加工助剤(ステアリン酸などの脂肪酸、ステアリン酸金属塩などの脂肪酸金属塩、ステアリン酸アマイドなどの脂肪酸アマイド、ワックス、パラフィンなど)、接着性改善剤[レゾルシン−ホルムアルデヒド共縮合物(RF縮合物)、アミノ樹脂(窒素含有環状化合物とホルムアルデヒドとの縮合物、例えば、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサアルコキシメチルメラミン(ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサブトキシメチルメラミンなど)などのメラミン樹脂、メチロール尿素などの尿素樹脂、メチロールベンゾグアナミン樹脂などのベンゾグアナミン樹脂など)、これらの共縮合物(レゾルシン−メラミン−ホルムアルデヒド共縮合物など)など]、短繊維(ポリエステル短繊維、アラミド短繊維など)、老化防止剤(酸化防止剤、熱老化防止剤、屈曲き裂防止剤、オゾン劣化防止剤など)、着色剤、粘着付与剤、可塑剤、滑剤、カップリング剤(シランカップリング剤など)、安定剤(紫外線吸収剤、熱安定剤など)、難燃剤、帯電防止剤などを含んでいてもよい。なお、金属酸化物は架橋剤として作用してもよい。また、接着性改善剤において、レゾルシン−ホルムアルデヒド共縮合物及びアミノ樹脂は、レゾルシン及び/又はメラミンなどの窒素含有環状化合物とホルムアルデヒドとの初期縮合物(プレポリマー)であってもよい。
接着ゴム層に埋設された芯体としては、通常、ベルト幅方向に所定間隔で配列した心線(撚りコード)を使用できる。心線は、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所定のピッチで並列的に延びて配設されている。芯体又は心線は、その一部が接着ゴム層に埋設されていればよく、耐久性を向上できる点から、接着ゴム層に心線が埋設された形態(心線の全体が接着ゴム層に完全に埋設された形態)が好ましい。
本発明では、接着ゴム層の硬度H1が、圧縮ゴム層側で高く、伸張ゴム層側で低く形成されている。接着ゴム層のゴム硬度H1は、圧縮ゴム層側から伸張ゴム層側にいくにつれて段階的(又は層状)又は連続的に小さく形成してもよい。芯体(心線)の少なくとも一部が接着ゴム層に埋設された形態では、芯体よりも伸張ゴム層側(上面側又は外周側)のゴム硬度H12が、通常、圧縮ゴム層側(下面側又は内周側)のゴム硬度H13よりも段階的又は連続的に小さく(H12<H13)形成されている。そのため、接着ゴム層の硬度H1は所定の分布幅(範囲)をもったゴム硬度として表すことができ、平均ゴム硬度(例えば、複数のゴム層の硬度と各層の厚みとに基づいて、加重平均ゴム硬度)として表してもよい。このような接着ゴム層は、ゴム硬度の異なる複数の接着ゴム層、例えば、伸張ゴム層と接する第1の接着ゴム層、圧縮ゴム層と接する第2の接着ゴム層とを少なくとも備えていてもよく、芯体は、第1の接着ゴム層と第2の接着ゴム層との間に、これらの接着ゴム層と接して直接的に又は1又は複数の中間ゴム層を介して介在していてもよい。
伸張ゴム層(背面ゴム層又は背面層)及び圧縮ゴム層(内面ゴム層又は内部層)を形成するための加硫ゴム組成物は、前記接着ゴム層の加硫ゴム組成物と同様の成分、例えば、ゴム成分(クロロプレンゴム、EPDMなど)、加硫剤又は架橋剤(酸化マグネシウム、酸化亜鉛などの金属酸化物、硫黄などの硫黄系加硫剤など)、共架橋剤又は架橋助剤(N,N’−m−フェニレンジマレイミドなどのビスマレイミド類など)、加硫促進剤(TMTD、DPTT、CBSなど)、フィラー(カーボンブラック、シリカ、クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカなど)、軟化剤(ナフテン系オイルなどのオイル類)、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)、老化防止剤、接着性改善剤、着色剤、粘着付与剤、可塑剤、カップリング剤(シランカップリング剤など)、安定剤(紫外線吸収剤、熱安定剤など)、難燃剤、帯電防止剤などを含んでいてもよい。
補強布層は必ずしも必要ではない。また、補強布層を設ける場合も、補強布層を形成する補強布を伸張ゴム層及び圧縮ゴム層(コグが圧縮ゴム層と一体に形成されている場合にはコグ)の双方(伸張ゴム層の上面及び圧縮ゴム層の下面)に積層する形態に限らない。例えば、伸張ゴム層及び圧縮ゴム層(コグを含む)のうちいずれか一方のゴム層の表面に補強布を積層する形態であってもよく、圧縮ゴム層及び/又は伸張ゴム層に補強層を埋設する形態(例えば、特開2010−230146号公報に記載の形態など)であってもよい。補強布は、伸張ゴム層及び圧縮ゴム層のうち少なくとも一方のゴム層の表面(伸張ゴム層の上面及び/又は圧縮ゴム層の下面)に積層する形態、例えば、伸張ゴム層の上面及び圧縮ゴム層の双方に積層する形態である場合が多い。
本発明の伝動用Vベルトの製造方法は、特に限定されず、各層の積層工程(ベルトスリーブの製造方法)に関しては、ベルトの種類に応じて、慣用の方法を利用できる。
クロロプレンゴム:電気化学工業(株)製「PM−40」
カーボンブラック:東海カーボン(株)製「シースト3」
シリカ:東ソー・シリカ(株)製「Nipsil VN3」
ナフテン系オイル:出光興産(株)製「NS−900」
酸化マグネシウム
レゾルシン・ホルマリン共重合物(レゾルシノール樹脂):レゾルシノール20%未満、ホルマリン0.1%未満のレゾルシン・ホルマリン共重合物
老化防止剤:精工化学(株)製「ノンフレックスOD3」
酸化亜鉛
加硫促進剤TMTD:テトラメチルチウラム・ジスルフィド
N,N’−m−フェニレンジマレイミド:大内新興化学工業(株)製「バルノックPM」
ステアリン酸
ヘキサメトキシメチロールメラミン
アラミド短繊維:帝人テクノプロダクツ(株)製「コーネックス短繊維」、平均繊維長3mm、平均繊維径14μm、RFL液(レゾルシン2.6部、37%ホルマリン1.4部、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス(日本ゼオン(株)製)17.2部、水78.8部)で接着処理した固形分の付着率6質量%の短繊維
ポリエステル短繊維:帝人テクノプロダクツ(株)製 平均短繊維長3mm
硫黄
心線:1,000デニールのPET繊維を2×3の撚り構成で、上撚り係数3.0、下撚り係数3.0で緒撚りしたトータルデニール6,000の撚糸コード。
ゴム硬度
各ゴム層用シートを温度160℃、時間30分でプレス加硫し、加硫ゴムシート(100mm×100mm×2mm厚み)を作製した。加硫ゴムシートを3枚重ね合わせた積層物を試料とし、JIS K6253(2012)に準じ、デュロメータA形硬さ試験機を用いて硬度を測定した。
伝達性能試験は、図4に示すように、直径φ95mmの駆動(DR)プーリ22と、直径φ95mmの従動(DN)プーリ23とからなる2軸走行試験機を用いて行なった。各プーリ22,23にローエッジコグドVベルト21を掛架し、駆動プーリ22の回転数4,500rpm、従動プーリ23に0.2kNの軸荷重を付与し、雰囲気温度室温(約20℃)にて、負荷装置(動力発生装置)で負荷2.5Nmを作用させてローエッジコグドVベルト21を走行させた。
耐久走行試験は、図5に示すように、直径φ50mmの駆動(DR)プーリ27と、直径φ130mmの従動(DN)プーリ28とからなる2軸走行試験機を用いて行なった。各プーリ27,28にVベルト26を掛架し、駆動プーリ27の回転数6,000rpm、従動プーリ28に0.4kNの軸荷重を付与し、雰囲気温度80℃にて、負荷装置(動力発生装置)で負荷5.0Nmを作用させてベルト26を最大24時間走行させた。なお、駆動プーリ27は、回転数6,000rpmでの20秒間の回転と、この回転の後、回転数を20秒間で20%増加又は減少させる変動回転と、この変動回転の後、20秒間で回転数6,000rpmに戻す回転とを1つの回転サイクルとし、このサイクルを60分間繰り返した。
(ゴム層の形成)
表1(接着ゴム層)及び表2(圧縮ゴム層及び伸張ゴム層)のゴム組成物は、それぞれ、バンバリーミキサーなどの公知の方法を用いてゴム練りを行い、この練りゴムをカレンダーロールに通して圧延未加硫ゴムシート(接着ゴム層用シート、圧縮ゴム層用シート、伸張ゴム層用シート)を作製した。また、接着ゴム層に用いるゴム組成物については、表1に加硫ゴム物性(ゴム硬度及び厚み)を示した。
2,6…補強布
3…伸張ゴム層
4…接着ゴム層
4a…芯体
5…圧縮ゴム層
Claims (10)
- 芯体と、芯体の少なくとも一部が埋設された接着ゴム層と、この接着ゴム層を介して積層された伸張ゴム層及び圧縮ゴム層とを備えた伝動用Vベルトであって、
前記伸張ゴム層のゴム硬度が、圧縮ゴム層のゴム硬度よりも小さく、
前記接着ゴム層において、芯体よりも伸張ゴム層側のゴム硬度が、圧縮ゴム層側のゴム硬度よりも小さい伝動用Vベルト。 - 厚みが6.5〜8.5mmである請求項1記載の伝動用Vベルト。
- 前記接着ゴム層のゴム硬度が74〜85°の範囲であり、前記接着ゴム層において、伸張ゴム層側と圧縮ゴム層側とのゴム硬度の差が2〜12°である請求項1又は2記載の伝動用Vベルト。
- 前記接着ゴム層が、複数のゴム層で形成され、伸張ゴム層と接する第1の接着ゴム層のゴム硬度が74〜82°であり、圧縮ゴム層と接する第2の接着ゴム層のゴム硬度が77〜85°であり、第1の接着ゴム層と第2の接着ゴム層とのゴム硬度の差が2〜10°である請求項1〜3のいずれかに記載の伝動用Vベルト。
- 前記伸張ゴム層のゴム硬度が83〜89°の範囲であり、
前記圧縮ゴム層のゴム硬度が89〜95°の範囲であり、両者のゴム硬度の差が3〜10°である請求項1〜4のいずれかに記載の伝動用Vベルト。 - 少なくとも内周面側にコグを有する請求項1〜5のいずれかに記載の伝動用Vベルト。
- 前記伸張ゴム層及び圧縮ゴム層の少なくとも一方に積層された補強布層を備え、各ゴム層の両側面が露出している請求項1〜6のいずれかに記載の伝動用Vベルト。
- 前記伸張ゴム層及び圧縮ゴム層が、クロロプレンゴム100質量部に対して、カーボンブラック25〜60質量部、短繊維15〜30質量部、金属酸化物加硫剤1〜20質量部、及びビスマレイミド類2〜5質量部を含むゴム組成物でそれぞれ形成され、カーボンブラック、ビスマレイミド類及び短繊維から選択された少なくとも一種の成分が、伸張ゴム層よりも圧縮ゴム層に多くの割合で含まれている請求項1〜7のいずれかに記載の伝動用Vベルト。
- 前記接着ゴム層が、クロロプレンゴム100質量部に対して、カーボンブラック25〜50質量部、シリカ10〜30質量部、金属酸化物加硫剤1〜20質量部及びビスマレイミド類0.5〜5質量部を含むゴム組成物で形成され、カーボンブラック、シリカ及びビスマレイミド類から選択された少なくとも一種の成分が、圧縮ゴム層側よりも伸張ゴム層側に少ない割合で含まれている請求項1〜8のいずれかに記載の伝動用Vベルト。
- 変速ベルトである請求項1〜9のいずれかに記載の伝動用Vベルト。
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