JP2020033686A - 摩擦伝動ベルト用心線および摩擦伝動ベルトならびにそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト式ＩＳＧ駆動搭載エンジンのように高い動的張力が発生する用途においても、狭いベルト幅で動力を伝達でき、耐久性にも優れる摩擦伝動ベルトを提供する。【解決手段】ラング撚りコードを含み、総繊度が３００〜１０００ｔｅｘである心線を用いて、摩擦伝動ベルトを作製する。前記ラング撚りコードは下撚り糸を含み、該下撚り糸はカーボン繊維を含む。前記摩擦伝動ベルトは、心線の少なくとも一部の表面に付着しているゴム成分を有する。この摩擦伝動ベルトは、Ｖリブドベルトであってもよい。前記下撚り糸は、繊度１９０〜４１０ｔｅｘおよび撚り係数０．５〜２を有していてもよい。前記心線は、下撚り糸を２〜３本合わせて上撚りしたラング撚りコードであってもよい。前記心線の心線径は０．７〜１．２ｍｍであってもよい。前記心線の上撚り係数は下撚り係数の１〜７倍であってもよい。前記下撚り糸を構成する単繊維間には、接着成分が存在してもよい。前記下撚り糸における接着成分の付着率は原糸に対して１０〜２５質量％であってもよい。【選択図】なし

Description

本発明は、カーボン繊維のラング撚りコードである摩擦伝動ベルト用心線およびこの心線を含む摩擦伝動ベルトならびにそれらの製造方法に関する。

昨今、自動車の燃費規制の強化が進む中、エンジンの燃費改善策のひとつとしてアイドリングストップ機構を搭載した車両が増加している。そして、アイドリングストップ状態からのエンジン再起動において、オルタネータからＶリブドベルトなどの補機駆動ベルトを介してクランクシャフトを駆動するベルト式ＩＳＧ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｔａｒｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）駆動が普及している。ベルト式ＩＳＧ駆動においては、ＩＳＧ非搭載の通常のエンジンに比べて、補機駆動ベルトに高い動的張力が発生する。例えば、ＩＳＧ非搭載の補機駆動ベルトに発生する動的張力がベルト幅１ｍｍ当たり７０Ｎ／ｍｍ程度であるとした場合、ベルト式ＩＳＧ駆動を搭載した補機駆動ベルトでは１００Ｎ／ｍｍ程度の動的張力がベルトに発生する。そのため、ベルト式ＩＳＧ駆動を搭載したエンジンに用いられる補機駆動用ベルトには、高い動的張力が発生した場合においてもベルトの伸びを小さく保つために引張弾性率が高いことが求められている。従来、補機駆動に用いられるＶリブドベルトの心線としては、ポリエステル繊維やアラミド繊維といった比較的弾性率の高い繊維からなる撚りコードが用いられてきたが、動的張力の増大が続くことによって、従来の弾性率では不十分となってきている。高い動的張力に対応するために、リブ数を増やす（ベルト幅を広くする）対策も考えられるが、リブ数を増やした場合にはプーリ幅も増大するため、省スペースや軽量化の観点からは好ましくない。つまり、ベルトの引張弾性率を高めることで、少ないリブ数でも耐久性の高いＶリブドベルトを提供することが求められている。

このような要求に対して、特開昭６１−１９２９４３号公報（特許文献１）には、カーボン繊維の撚糸コードを抗張体として使用した動力伝動用ベルトが開示されている。この文献では、カーボン繊維の撚糸コードを使用することで、耐屈曲疲労性が改善され、走行中のベルト伸びが小さくなるという作用が記載されている。

しかし、この文献には、ベルト特性の改善手段として、撚糸コードを上撚り係数２〜４に調整し、レゾルシン−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ）処理する手段が規定されているのみである。そのため、補機駆動用Ｖリブドベルトに要求される性能に対して特許文献１のベルトは十分に最適化されているとは言い難い。

また、特表２００４−５３５５１７号公報（特許文献２）には、改善された伸び抵抗を有する動力伝達用ベルトとして、約５０〜３５０ＧＰａの範囲の引張弾性率を有する炭素繊維からなるヤーンを有する螺旋コードの引張部材を含むベルトが開示されている。この文献には、動力伝達用ベルトとしては、Ｖ−ベルト、多リブ付ベルト、歯付動力伝達ベルトが記載され、実施例では、３９６テックスの２本の炭素繊維ヤーン（互いに撚られた２つの炭素繊維ヤーン）からなる炭素繊維コードを用いて歯付動力伝達ベルトが製造されている。

しかし、この文献では、Ｖリブドベルトについては具体的な検討はされておらず、具体的に検討されている歯付動力伝達ベルトは、Ｖリブドベルトとは動力の伝達機構が大きく異なる。また、この文献では、炭素繊維や撚りコードの引張弾性率は規定されているものの、ベルトとしての引張弾性率は何ら規定がなく、明細書の記載から推定することもできない。いくら引張弾性率の高い素材やコードを使用したとしても、他の要因も複雑に絡み合う。例えば、ベルト中のコードの本数が少なければ、結果としてベルトの引張弾性率は低くなり、動的張力の高い用途には使用できない虞がある。重要なのはベルトの引張弾性率であって、炭素繊維や撚りコードの引張弾性率だけを規定しても、動的張力の高い用途の発明の特定としては不十分である。また、コードの撚り方や撚り数については充分な検討が行われていない。

特開昭６１−１９２９４３号公報（特許請求の範囲） 特表２００４−５３５５１７号公報（請求項１、段落［０００５］）

従って、本発明の目的は、ベルト式ＩＳＧ駆動搭載エンジンのように高い動的張力が発生する用途においても、狭いベルト幅で動力を伝達でき、耐久性にも優れる摩擦伝動ベルトを製造できる摩擦伝動ベルト用心線およびこの心線を含む摩擦伝動ベルトならびにそれらの製造方法を提供することである。

本発明の他の目的は、少ないリブ数でも耐久性の高いＶリブドベルトを製造できる摩擦伝動ベルト用心線およびこの心線を含む摩擦伝動ベルトならびにそれらの製造方法を提供することである。

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、心線を総繊度３００〜１０００ｔｅｘに調整し、かつ表面にゴム成分が付着したカーボン繊維のラング撚りコードで形成し、摩擦伝動ベルトに用いると、ベルト式ＩＳＧ駆動搭載エンジンのように高い動的張力が発生する用途においても、狭いベルト幅で動力を伝達でき、耐久性も向上できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明の摩擦伝動ベルト用心線は、ラング撚りコードを含み、総繊度が３００〜１０００ｔｅｘである。前記摩擦伝動ベルトは、心線の少なくとも一部の表面に付着しているゴム成分を有する。前記ラング撚りコードは下撚り糸を含み、該下撚り糸はカーボン繊維を含む。前記下撚り糸は、繊度１９０〜４１０ｔｅｘおよび撚り係数０．５〜２を有していてもよい。前記ラング撚りコードは、下撚り糸の本数が２〜３であってもよい。前記心線の心線径は０．７〜１．２ｍｍであってもよい。前記心線の上撚り係数は下撚り係数の１〜７倍であってもよい。前記心線は前記下撚り糸を構成する単繊維間に存在する接着成分をさらに有してもよい。前記下撚り糸における接着成分の付着率は原糸に対して１０〜２５質量％であってもよい。

本発明には、下撚り糸を複数本合わせて上撚りをかける上撚り工程を含む前記摩擦伝動ベルト用心線の製造方法も含まれる。前記製造方法は、前記上撚り工程の前工程として、下撚り糸を形成するための原糸に接着成分を付着させる接着成分付着工程、接着成分を付着した原糸を下撚りする下撚り工程をさらに含んでいてもよい。

本発明には、前記心線を含む摩擦伝動ベルトも含まれる。前記摩擦伝動ベルトは、複数の心線が所定の間隔をおいて埋設されたゴム層を備え、前記複数の心線が、前述のラング撚りコードである心線であり、かつＳ撚りのラング撚りコードとＺ撚りのラング撚りコードとを含んでいてもよい。前記摩擦伝動ベルトはＶリブドベルトであってもよい。前記摩擦伝動ベルトは引張弾性率２４０〜５００Ｎ／（ｍｍ・％）を有していてもよい。前記摩擦伝動ベルトは、ベルト１ｍｍ幅当たり、８５Ｎ／ｍｍ以上の動的張力が作用するベルト式ＩＳＧ駆動搭載のエンジンに装着されるベルトであってもよい。

本発明には、未加硫ゴム組成物で形成され、心線が埋設されたゴムシートを所定の形状に成形する工程と、成形された成形体を加硫する工程とを含む、摩擦伝動ベルトを製造する方法であって、前記心線として、前述のラング撚りコードである心線を用いる、摩擦伝動ベルトの製造方法も含まれる。

本発明では、摩擦伝動ベルトの心線として、総繊度３００〜１０００ｔｅｘであり、表面にゴム成分が付着したカーボン繊維のラング撚りコードを用いるため、ベルト式ＩＳＧ駆動搭載エンジンのように高い動的張力が発生する用途においても、狭いベルト幅で動力を伝達でき、耐久性も向上できる。そのため、本発明の心線をＶリブドベルトの心線として用いると、少ないリブ数でも耐久性を向上できる。

図１は、本発明の摩擦伝動ベルト（Ｖリブドベルト）の一例を示す概略断面図である。 図２は、実施例および比較例で得られたＶリブドベルトの耐久走行試験を評価するための試験機を示す概略図である。

［摩擦伝動ベルト用心線］
本発明の心線は、摩擦伝動ベルトの心線として用いられ、カーボン繊維を含む下撚り糸の撚り方向と同一方向に上撚りしたラング撚りコードを含む。本発明では、ラング撚りコードの下撚り糸がカーボン繊維を含むことにより、心線の弾性率を向上できる。

（カーボン繊維）
ラング撚りコードを構成する原糸のカーボン繊維（炭素繊維）としては、例えば、ピッチ系カーボン繊維、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系カーボン繊維、フェノール樹脂系カーボン繊維、セルロース系カーボン繊維、ポリビニルアルコール系カーボン繊維などが挙げられる。カーボン繊維の市販品としては、例えば、東レ（株）製「トレカ（登録商標）」、東邦テナックス（株）製「テナックス（登録商標）」、三菱ケミカル（株）製「ダイアリード（登録商標）」などを利用できる。これらのカーボン繊維は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのカーボン繊維のうち、ピッチ系カーボン繊維、ＰＡＮ系カーボン繊維が好ましく、ＰＡＮ系カーボン繊維が特に好ましい。

原糸であるカーボン繊維は、通常、カーボン繊維のモノフィラメント糸を含むカーボンマルチフィラメント糸である。カーボンマルチフィラメント糸（すなわち、下撚り糸を形成するための原糸）は、カーボン繊維のモノフィラメント糸を含んでいればよく、必要であれば、カーボン繊維以外の繊維（例えば、ガラス繊維などの無機繊維やアラミド繊維などの有機繊維など）のモノフィラメント糸を含んでいてもよい。カーボン繊維の割合は、モノフィラメント糸全体（マルチフィラメント糸）中、例えば５０質量％以上（５０〜１００質量％）であればよく、好ましくは８０質量％以上、さらに好ましくは９０質量％以上である。通常、カーボン繊維の割合は、モノフィラメント糸全体（マルチフィラメント糸）中１００質量％であり、全モノフィラメント糸がカーボン繊維で構成されている。カーボン繊維の割合が少なすぎると、ベルト伸びが大きくなり、高い動的張力が発生すると、耐久性が低下する虞がある。

マルチフィラメント糸は、複数のモノフィラメント糸を含んでいればよく、例えば１００〜５００００本、好ましくは１０００〜３００００本（例えば２０００〜２００００本）、さらに好ましくは３０００〜１５０００本（特に４０００〜１００００本）程度のモノフィラメント糸を含んでいてもよい。モノフィラメント糸の平均繊度は、例えば０．１〜５ｄｔｅｘ、好ましくは０．３〜３ｄｔｅｘ、さらに好ましくは０．５〜１ｄｔｅｘ程度であってもよい。

マルチフィラメント糸の繊度は、例えば１００〜１０００ｔｅｘ、好ましくは１５０〜８００ｔｅｘ（例えば１８０〜５００ｔｅｘ）、さらに好ましくは１９０〜４１０ｔｅｘ（特に３００〜４１０ｔｅｘ）程度である。なお、前記マルチフィラメント糸の繊度は、マルチフィラメント糸を下撚りした下撚り糸の繊度であってもよい。

原糸であるカーボン繊維（撚る前のカーボン繊維）の引張弾性率は、例えば２００〜９００ＧＰａ、好ましくは２００〜８００ＧＰａ、さらに好ましくは２１０〜５００ＧＰａ（特に２２０〜３００ＧＰａ）程度である。カーボン繊維の引張弾性率が低すぎると、ベルト伸びが大きくなってスリップが大きくなり、動力伝達不良、異音の発生、発熱による耐久性の低下が起こる虞がある。逆に引張弾性率が高すぎると、ベルトの張力変動が大きくなり、耐久性が低下する虞がある。

なお、本明細書において、繊維の引張弾性率は、ＪＩＳ Ｌ１０１３（２０１０）に記載の方法で荷重―伸び曲線を測定し、荷重１０００ＭＰａ以下の領域の平均傾斜を求める方法で測定する。

原糸であるカーボン繊維の引張強度は、例えば２０００〜７０００ＭＰａ、好ましくは２５００〜６５００ＭＰａ、さらに好ましくは３０００〜６０００ＭＰａ（特に４０００〜５０００ＭＰａ）程度である。カーボン繊維の引張強度が低すぎると、高い動的張力が掛かった場合にベルトが切断する虞があり、逆に引張強度が高すぎると、耐屈曲疲労性が低下する虞がある。

なお、本明細書において、引張強度は、ＪＩＳ Ｌ１０１３（２０１０）に記載の方法で測定する。また、この規格に記載の通り、無撚りのマルチフィラメントの引張強度の測定にあたり、１０ｃｍあたり８回の撚りをかけて測定を行う。

（心線の特性）
心線の平均線径（心線径）は、例えば０．７〜１．２ｍｍ（例えば０．８〜１．１ｍｍ）、好ましくは０．８〜１．１８ｍｍ（例えば０．９〜１．１６ｍｍ）、さらに好ましくは１．０５〜１．１５ｍｍ（特に１．０８〜１．１２ｍｍ）程度である。心線径が小さすぎると、ベルト強力が低下する虞があり、心線径が大きすぎると、耐屈曲疲労性および耐ポップアウト性が低下する虞がある。なお、本明細書において、ベルト内の心線の平均線径（心線径）は、ベルト幅方向の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影、または投影機で観察して測定し、心線のベルト幅方向の長さを任意の１０カ所で測定した平均値として求める。なお、ベルト中に含まれる心線数が少ないために１０カ所測定できない場合は、測定可能な部分を全て測定した平均値を心線径とする。

心線（カーボン繊維のラング撚りコード）の総繊度は、所望の心線径に応じて３００〜１０００ｔｅｘ程度の範囲から選択でき、好ましくは３５０〜９００ｔｅｘ程度であり、特に大きな動的張力が発生する用途においては、例えば５００〜１０００ｔｅｘ、好ましくは６００〜９５０ｔｅｘ、さらに好ましくは７００〜９００ｔｅｘ（特に７５０〜８５０ｔｅｘ）程度であってもよい。心線の総繊度をこのような範囲に調整すると、心線径を適切な範囲にコントロールでき、ベルトの引張弾性率を十分に高めることができる。総繊度が小さすぎると、ベルト強力が低下し、総繊度が大きすぎると、耐屈曲疲労性および耐ポップアウト性が低下する。

心線を形成するラング撚りコードは、複数の下撚り糸を集めて下撚りと同一方向に撚ったラング撚りコードであり、本発明では、カーボン繊維がラング撚りされているため、耐屈曲疲労性を向上できる。ラング撚りコードを形成する下撚り糸は、原糸である複数のカーボン繊維フィラメント（マルチフィラメント糸など）を引き揃えた後、一方向に撚った片撚り糸であってもよい。ラング撚りコードとしては、下撚りおよび上撚りの双方をＳ撚りとしたＳ撚りのラング撚り糸、下撚りおよび上撚りの双方をＺ撚りとしたＺ撚りのラング撚り糸のいずれのラング撚りコードも用いることができる。

ラング撚りコードは、複数本の下撚り糸を撚り合わせればよく、下撚り糸の本数は２本以上であればよい。通常、下撚り糸の本数は２〜５本程度であり、ベルト耐久性の点から、好ましくは２〜４本であり、簡便性や生産性などの点から、さらに好ましくは２〜３本（特に２本）である。各下撚り糸の繊度は、前述のマルチフィラメント糸の繊度と同一の範囲から選択できる。

下撚り糸の撚り数（長さ１ｍ当たりの糸の回転数）は、例えば１０〜１５０回／ｍ、好ましくは２０〜１００回／ｍ、さらに好ましくは２２〜５０回／ｍ（特に２５〜４０回／ｍ）程度である。下撚り数が低すぎると、耐屈曲疲労性が低下する虞があり、下撚り数が高すぎると、ベルト強力や弾性率が低下する虞がある。

下撚り糸の撚り係数（下撚り係数）は、例えば０．３〜２．５、好ましくは０．５〜２、さらに好ましくは０．６〜１．５（特に０．６５〜１）程度である。下撚り係数が低すぎると、耐屈曲疲労性が低下する虞があり、下撚り係数が高すぎると、ベルト強力や弾性率が低下する虞がある。

なお、撚り係数は、繊維が心線の長さ方向に対してなす角を代替する値であり、繊度の異なる撚り糸での撚りの強さを比較するための指標となる。撚り係数が大きい程、繊維が心線の長さ方向に対してなす角が大きく、撚りが強いことを表す。本明細書では、カーボン繊維の比重を考慮して、下記の式で撚り係数を算出する。

撚り係数＝［撚り数(回／ｍ)×√繊度(ｔｅｘ)］／８５０。

ラング撚りコード（上撚り糸）の撚り数（上撚り数）は、例えば５０〜２００回／ｍ、好ましくは７０〜１５０回／ｍ、さらに好ましくは７２〜１００回／ｍ（特に７５〜９０回／ｍ）程度である。上撚り数が低すぎると、耐屈曲疲労性が低下する虞があり、上撚り数が高すぎると、ベルト強力や弾性率が低下する虞がある。

ラング撚りコード（上撚り糸）の撚り係数（上撚り係数）は、例えば１〜５、好ましくは１．５〜４、さらに好ましくは１．８〜３．５（特に２〜３）程度である。上撚り係数が低すぎると、耐屈曲疲労性が低下する虞があり、上撚り係数が高すぎると、ベルト強力や弾性率が低下する虞がある。

ラング撚りコードにおいて、上撚り係数は、例えば下撚り係数の０．５〜１０倍程度の範囲であればよいが、好ましくは１〜７倍、さらに好ましくは３〜６．５倍、より好ましくは３．５〜６倍、最も好ましくは４．５〜５．５倍程度である。上撚り係数が下撚り係数よりも小さすぎると、耐屈曲疲労性が低下する虞があり、上撚り係数が下撚り係数よりも大きすぎると、ベルト強力が低下する虞がある。

心線は、前記ラング撚りコードを含んでいればよく、本発明の効果を損なわない範囲であれば、他の撚りコードを含んでいてもよい。ラング撚りコードの割合は、例えば心線中５０質量％以上であってもよく、８０質量％以上が好ましく、９０質量％以上がさらに好ましい。なかでも、心線が前記ラング撚りコードからなる心線であるのが最も好ましい。

（接着処理）
心線（ラング撚りコード）は、慣用の接着処理（または表面処理）が施されていてもよく、接着成分を含む処理液、例えば、レゾルシン−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ）液やポリイソシアネート化合物、ビスマレイミド化合物を含む処理液等で処理されていてもよい。下撚り糸を構成する単繊維の繊維間に接着成分を浸透させて短繊維の表面に接着成分を付着させると、繊維同士の集束性が向上して、ベルトの幅カット断面に露出する心線のホツレを抑制でき、耐久性を向上できる。

さらに、心線は、後述する接着ゴム層を構成するゴム成分を含むゴム組成物でオーバーコート処理することにより、前記ゴム組成物で被覆されている。心線の表面にゴム成分を付着させると、心線とゴムとの接着性をさらに高めることができ、せん断応力に対する緩和効果を高め、ベルトの耐久性を向上できる。

接着処理は、撚りを掛ける前の原糸の状態で行ってもよく、撚りを掛けた後の撚り糸（下撚り糸、上撚り糸）の状態で行ってもよい。原糸の状態で接着処理を行うことによって、繊維間に接着処理液（接着成分）が浸透しやすくなって、繊維同士の接着力を向上することができる。しかし、原糸で接着処理を行った糸は、その後の撚りを掛ける作業において、作業性が低下する虞がある。一方、撚りを掛けた後の撚り糸に接着処理を行う場合には、作業性は良好であるものの、接着処理液が繊維間に浸透し難くなって、繊維同士の接着力を充分向上できない虞がある。これらのうち、耐屈曲疲労性の点から、下撚り糸の撚りを掛ける前に接着処理し、下撚り糸を構成する単繊維間に接着成分が存在しているのが好ましい。さらに、単繊維間に接着成分が存在する下撚り糸を撚り合わせたラング撚りコードを前記ゴム組成物で被覆し、心線の少なくとも一部の表面にゴム成分を付着させるのが特に好ましい。

下撚り糸が接着処理される場合、接着成分の付着率（固形分付着率）は、原糸に対して、例えば１０〜２５質量％、好ましくは１２〜２３質量％、さらに好ましくは１５〜２２質量％（特に１６〜２０質量％）程度である。接着成分の割合が少なすぎると、単繊維同士の接着が不十分で、屈曲時に繊維同士の擦れが発生して耐屈曲疲労性が低下する虞があり、接着成分の割合が大きすぎると、心線径が大きくなりすぎるため、ベルト中の心線本数が低下して弾性率やベルト強力が低下する虞がある。

本発明では、接着処理液の固形分濃度を変更したり、接着処理回数を変更したりすることで、繊維に付着する接着成分の付着率（固形分付着率）を変更することができる。本明細書では、固形分付着率を下記の式で算出する。

固形分付着率（％）＝［（接着処理糸の重さ−未処理糸の重さ）／未処理糸の重さ］×１００。

ラング撚りコードがゴム組成物で被覆されている場合、ゴム成分によるラング撚りコード表面の被覆率は５０％以上であってもよく、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上であり、１００％（ラング撚りコードの全面が被覆）が最も好ましい。

本発明の摩擦伝動ベルト用心線は、下撚り糸を複数本合わせて上撚りをかける上撚り工程を経て得られる。撚りを掛ける前の下撚り糸を接着処理する場合、前記上撚り工程の前工程として、下撚り糸を形成するための原糸に接着成分を付着させる接着成分付着工程、接着成分を付着した原糸を下撚りする下撚り工程を含んでもよい。

［摩擦伝動ベルト］
本発明の摩擦伝動ベルトは、心線として、前述のカーボン繊維のラング撚りコードを含む。本発明では、心線として引張弾性率の高いカーボン繊維のラング撚りコードを用いることより、高い動的張力が発生してもベルト伸びが小さく、耐久性を向上できる。

摩擦伝動ベルトとしては、例えば、平ベルト、Ｖベルト（ラップドＶベルト、ローエッジＶベルト、ローエッジコグドＶベルト、Ｖリブドベルトなど）などが挙げられる。これらのうち、高い動的張力が発生する用途では、Ｖリブドベルトが好ましい。Ｖリブドベルトでは、心線として引張弾性率の高いカーボン繊維のラング撚りコードを用いることより、少ないリブ数の適用が可能となる。

（心線ピッチ）
Ｖリブドベルトなどの摩擦伝動ベルト中（例えば、後述するように、接着ゴム層などのゴム層中）には、複数の心線が埋設されてもよく、複数の心線は、ベルト長手方向にそれぞれ延在し、かつベルト幅方向に所定のピッチで互いに離隔して配置されてもよい。

摩擦伝動ベルト中での心線ピッチ（ベルト中で隣り合う２本の心線の中心間の距離）は、ベルトの引張強力や引張弾性率を高めることができるため、小さい方が好ましい。ただし、心線ピッチを小さくし過ぎると、心線が隣の心線に乗り上げやすくなったり、心線間にゴムが流れ込みにくくなるので接着力が低下したりといった不具合がでる虞がある。また、ベルトが屈曲された時などに心線同士が接触して擦れることにより、耐屈曲疲労性の低下を招く虞がある。また、心線を螺旋状にスピニングして巻き付ける際に、互いに隣接する心線同士が重なり合って作業性が低下する虞もある。そのため、心線ピッチは、心線径以上であってもよいが、作業性を向上できる点から、心線径よりも少しだけ大きい値が望ましい。

心線ピッチは、例えば心線径よりも０．０１〜１ｍｍ程度大きい範囲から選択できる。心線ピッチは、心線径よりも、０．０３〜０．５ｍｍ（例えば、０．０４〜０．３ｍｍ）、さらに好ましくは０．０５〜０．２ｍｍ（特に０．０８〜０．１５ｍｍ）程度大きくてもよい。具体的には、心線ピッチは、例えば、０．５〜２ｍｍ、好ましくは０．７〜１．７ｍｍ、さらに好ましくは０．８〜１．５ｍｍ（特に１〜１．３ｍｍ）程度である。心線ピッチが小さすぎると、ベルトの屈曲に伴って心線同士が擦れてベルト強力が低下したり、ベルト製造時に心線乗り上げなどの不具合が発生したりする虞がある。逆に心線ピッチが大きすぎると、引張弾性率の高いカーボン繊維を使用してもベルトの引張弾性率は低くなる虞がある。

本明細書において、心線ピッチ（平均ピッチ）は、ベルト幅方向の断面をＳＥＭで撮影、または投影機で観察して測定し、心線中心間距離を任意の１０カ所で測定した平均値として求める。なお、ベルト中に含まれる心線数が少ないために１０カ所測定できない場合は、測定可能な部分を全て測定した平均値を心線ピッチとする。

複数の心線は、同じ方向に上撚りされた心線（例えば、Ｓ方向に上撚りされたＳ撚りコード、Ｚ方向に上撚りされたＺ撚りコード）を所定の間隔（または所定のピッチ）で埋設してもよく、Ｓ撚りコードとＺ撚りコードとを組み合わせて埋設してもよい。例えば、Ｓ撚りコードとＺ撚りコードとを、所定の間隔毎に規則的（例えば、等間隔毎）にまたは不規則的に埋設してもよく、通常、規則的に、例えば、交互に埋設してもよい。Ｓ撚りコードとＺ撚りコードとを埋設すると、ベルトの直進性を高めることができる。すなわち、心線として、Ｓ撚りコードのみ、またはＺ撚りコードのみを埋設すると、心線の解撚トルクにより、ベルトが走行方向に対して左右いずれか一方に片寄る性質が強くなり、片寄り走行になると、摩擦伝動面やベルト端面の摩耗が促進されて、耐久性が低下する。これに対して、Ｓ撚りコードとＺ撚りコードとを埋設（特に交互に配置して埋設）すると、心線の解撚トルクが相殺されて、ベルトの直進性が高まり、耐ポップアウト性などの耐久性を向上できる。

［摩擦伝動ベルト］
本発明の摩擦伝動ベルトの詳細を、Ｖリブドベルトを例にとって説明すると、以下の通りである。本発明のＶリブドベルトの形態は、ベルト長手方向に沿って互いに平行して延びる複数のＶリブ部を有していれば、特に制限されず、例えば、図１に示す形態が例示される。図１は本発明の摩擦伝動ベルト（Ｖリブドベルト）の一例を示す概略断面図（ベルト幅方向に沿って切断した断面図）である。図１に示されるＶリブドベルトは、ベルト下面（内周面）からベルト上面（背面）に向かって順に、圧縮ゴム層２、ベルト長手方向に心線１を埋設した接着ゴム層４、カバー帆布（織物、編物、不織布など）またはゴム組成物で構成された伸張層５を積層した形態を有している。圧縮ゴム層２には、ベルト長手方向に伸びる複数の断面Ｖ字状の溝が形成され、この溝の間には断面Ｖ字形（逆台形）の複数のＶリブ部３（図１に示す例では４個）が形成されている。このＶリブ部３の二つの傾斜面（表面）が摩擦伝動面を形成し、プーリと接して動力を伝達（摩擦伝動）する。接着ゴム層４内には、複数の心線１が、ベルト長手方向にそれぞれ延在し、かつベルト幅方向に所定のピッチで互いに離隔して配置されている。

Ｖリブドベルトはこの形態に限定されず、少なくとも一部がプーリのＶリブ溝部（Ｖ溝部）と接触可能な伝動面を有する圧縮ゴム層を備えていればよく、典型的には、伸張層と圧縮ゴム層と、その間にベルト長手方向に沿って埋設される心線とを備えていればよい。本発明のＶリブドベルトにおいて、例えば、接着ゴム層４を設けることなく伸張層５と圧縮ゴム層２との間に心線１を埋設してもよい。さらに、接着ゴム層４を圧縮ゴム層２又は伸張層５のいずれか一方に設け、心線１を接着ゴム層４（圧縮ゴム層２側）と伸張層５との間、もしくは接着ゴム層４（伸張層５側）と圧縮ゴム層２との間に埋設する形態であってもよい。

なお、少なくとも前記圧縮ゴム層２が以下に詳細に説明するゴム組成物で形成されていればよく、前記接着ゴム層４は接着ゴム層として利用される慣用のゴム組成物で形成されていればよく、前記伸張層５は伸張層として利用される慣用のカバー帆布又はゴム組成物で形成されていればよく、前記圧縮ゴム層２と同一のゴム組成物で形成されていなくてもよい。

本発明のＶリブドベルトにおいて、Ｖリブの数（リブ数）は、図１では４個であり、例えば２〜６個程度の範囲から選択できる。本発明では、リブ数が少なくても、ベルトの耐久性を向上できることが大きな特徴であり、リブ数は、３〜５個が好ましく、４個が特に好ましい。本発明では、３〜５個程度の少ないリブ数とすることにより、省スペースや軽量化の要求に応えることができる。リブ数が少なすぎると、カーボン繊維を用いても引張弾性率や引張強力が不足する虞があり、逆にリブ数が多すぎると、省スペースや軽量化の要求を十分に満足できない虞がある。

本発明の摩擦伝動ベルト（特に、Ｖリブドベルト）は、高い動的張力が発生する用途に適している。例えば、ベルト式ＩＳＧ駆動を搭載したエンジンでは、ベルトに高い動的張力が発生するエンジンの始動が頻繁に繰り返されることとなる。そのため、本発明の摩擦伝動ベルトには、通常よりも高い引張強力が要求される。このような用途において、摩擦伝動ベルトの引張強力は、リブ１個当たりの値として、１．５ｋＮ／リブ以上であってもよく、例えば１．５〜１０ｋＮ／リブ、好ましくは２〜５ｋＮ／リブ、さらに好ましくは２．５〜４ｋＮ／リブ（特に３〜３．５ｋＮ／リブ）程度である。ベルトの引張強力がこのような範囲に調整されていると、ベルトに高い動的張力が掛かった場合にも切断することなく十分な耐久性を示すことができる。

本発明の摩擦伝動ベルト（特に、Ｖリブドベルト）の引張弾性率は、例えば２４０〜５００Ｎ／（ｍｍ・％）、好ましくは２５０〜４８０Ｎ／（ｍｍ・％）、さらに好ましくは３００〜４５０Ｎ／（ｍｍ・％）（特に３５０〜４００Ｎ／（ｍｍ・％））程度である。ベルトの引張弾性率が小さすぎると、ベルト伸びが大きくなってスリップが大きくなり、動力伝達不良、異音の発生、発熱による耐久性の低下が起こる虞がある。ベルトの引張弾性率が大きすぎると、ベルトの張力変動が大きくなり、耐久性が低下する虞がある。

なお、本明細書において、摩擦伝動ベルトの引張強力および引張弾性率は、後述する実施例に記載の方法で測定する。

本発明の摩擦伝動ベルト（特に、Ｖリブドベルト）が好適に適用されるベルト式ＩＳＧ駆動を搭載したエンジンとしては、例えば、ベルトの１ｍｍ幅当たりの動的張力が８５Ｎ／ｍｍ以上（例えば９０〜１２０Ｎ／ｍｍ程度）の動的張力が作用するエンジンであってもよい。このような厳しい条件下でも、本発明の摩擦伝動ベルト（特に、Ｖリブドベルト）による効果がより一層有効に発揮される。なお、ベルト式ＩＳＧ駆動を搭載したエンジンは、ベルト背面にテンショナーを備えたベルト式ＩＳＧ駆動を搭載したエンジンであってもよい。

本発明の摩擦伝動ベルト（特に、Ｖリブドベルト）は、ベルト幅が小さくても、高い耐久性を有し、動力伝達性に優れている。そのため、ベルト幅（平均幅）は特に制限されず、ベルトの種類に応じて５〜１００ｍｍ程度の範囲から選択でき、例えば５〜５０ｍｍ、好ましくは８〜３０ｍｍ、さらに好ましくは１０〜２０ｍｍ程度である。特に、本発明のＶリブドベルトでは、少ないリブ数でベルトの耐久性を向上できるため、狭いベルト幅であってもよい。Ｖリブドベルトの幅（平均幅）は、例えば７〜２２ｍｍ、好ましくは１０〜１８ｍｍ、さらに好ましくは１２〜１６ｍｍ程度である。

（ゴム組成物）
圧縮ゴム層２、接着ゴム層４および伸張層５は、ゴム成分を含むゴム組成物で形成されていてもよい。特に、圧縮ゴム層をゴム組成物で形成することにより、優れた静粛性、動力伝達性能をベルトに付与できるとともに、圧縮ゴム層や接着ゴム層をゴム組成物で形成することにより、既存の方法を用いて、心線との接着処理を行うことが可能となる。

ゴム成分としては、加硫または架橋可能なゴムを用いてもよく、例えば、ジエン系ゴム（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、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、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等）、エチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、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、フッ素ゴムなどが挙げられる。これらのゴム成分は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。好ましいゴム成分は、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）およびクロロプレンゴムである。さらに、耐オゾン性、耐熱性、耐寒性、耐候性を有し、ベルト重量を低減できる点から、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）が特に好ましい。ゴム成分がエチレン−α−オレフィンエラストマーを含む場合、ゴム成分中のエチレン−α−オレフィンエラストマーの割合は５０質量％以上（特に８０〜１００質量％程度）であってもよく、１００質量％（エチレン−α−オレフィンエラストマーのみ）が特に好ましい。

ゴム組成物は、短繊維をさらに含んでいてもよい。短繊維としては、例えば、ポリオレフィン系繊維（ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等）、ポリアミド繊維（ポリアミド６繊維、ポリアミド６６繊維、ポリアミド４６繊維、アラミド繊維等）、ポリアルキレンアリレート系繊維（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）繊維、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維等のＣ_２−４アルキレンＣ_８−１４アリレート系繊維）、ビニロン繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維等の合成繊維；綿、麻、羊毛等の天然繊維；炭素繊維等の無機繊維等が挙げられる。これらの短繊維は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。ゴム組成物中での分散性や接着性を向上させるため、短繊維には、心線と同様に、慣用の接着処理（または表面処理）を施してもよい。

特に、本発明の摩擦伝動ベルト（特に、Ｖリブドベルト）は、高い動的張力が発生する用途に適用する場合、高い動的張力に対してもゴムの摩耗を抑制し、耐久性を向上できる点から、圧縮ゴム層および伸張層は短繊維を含むのが好ましく、圧縮ゴム層および伸張層（特に圧縮ゴム層）の表面から、短繊維が突出しているのが特に好ましい。圧縮ゴム層の表面から短繊維を突出させる方法としては、圧縮ゴム層の表面から短繊維が突出した状態で短繊維を圧縮ゴム層中に埋設させる方法、圧縮ゴム層の表面に短繊維を植毛する方法などが挙げられる。表面から短繊維が突出した圧縮ゴム層および伸張層（特に圧縮ゴム層）を含む摩擦伝動ベルト（特に、Ｖリブドベルト）では、圧縮ゴム層の耐摩耗性を高めることができ、屈曲疲労や剥離による破損が起こる前に圧縮ゴム層が摩耗して耐久性が低下するのを防止できる。

ゴム組成物は、慣用の添加剤をさらに含んでいてもよい。慣用の添加剤としては、例えば、加硫剤または架橋剤（または架橋剤系）（硫黄系加硫剤等）、共架橋剤（ビスマレイミド類等）、加硫助剤または加硫促進剤（チウラム系促進剤等）、加硫遅延剤、金属酸化物（酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化チタン、酸化アルミニウム等）、補強剤（例えば、カーボンブラック、ホワイトカーボン、含水シリカ等の酸化ケイ素等）、充填剤（クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等）、軟化剤（例えば、パラフィンオイルや、ナフテン系オイル等のオイル類等）、加工剤または加工助剤（ステアリン酸、ステアリン酸金属塩、ワックス、パラフィン、脂肪酸アマイド等）、老化防止剤（酸化防止剤、熱老化防止剤、屈曲き裂防止剤、オゾン劣化防止剤等）、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等）、安定剤（紫外線吸収剤、熱安定剤等）、難燃剤、帯電防止剤等が挙げられる。これらの添加剤は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。なお、金属酸化物は架橋剤として作用してもよい。また、特に接着ゴム層４を構成するゴム組成物は、接着性改善剤（レゾルシン−ホルムアルデヒド共縮合物、アミノ樹脂等）を含んでいてもよい。

圧縮ゴム層２、接着ゴム層４および伸張層５を構成するゴム組成物は、互いに同一であってもよく、互いに異なってもよい。同様に、圧縮ゴム層２、接着ゴム層４および伸張層５に含まれる短繊維や添加剤も、互いに同一であってもよく、互いに異なってもよい。

（カバー帆布）
伸張層５は、カバー帆布で形成されていてもよい。カバー帆布は、例えば、織布、広角度帆布、編布、不織布などの布材（好ましくは織布）などで形成できる。必要であれば、接着処理、例えば、ＲＦＬ液で処理（浸漬処理など）したり、接着ゴムを前記布材にすり込むフリクションや、前記接着ゴムと前記布材とを積層（コーティング）した後、前記の形態で圧縮ゴム層および／または接着ゴム層に積層してもよい。

また、伸張層５は、ゴム層の表面が布帛（前記カバー帆布など）で被覆された伸張層であってもよい。このような伸張層は、ベルト背面にテンショナーを備えたベルト式ＩＳＧ駆動を搭載したエンジンに適用するのが好ましい。テンショナー付きベルト式ＩＳＧ駆動を搭載したエンジンに適用する伸張層としては、表面が布帛で被覆された伸張層の他、短繊維を含む伸張層、表面が布帛で被覆され、かつ短繊維を含む伸張層も好ましい。これらの伸張層を適用すると、伸張ゴム層にも耐摩耗性が要求されるテンショナー付きベルト式ＩＳＧ駆動においても耐久性を向上できる。

［摩擦伝動ベルトの製造方法］
本発明の摩擦伝動ベルトの製造には、公知または慣用の方法が利用でき、ゴム層に従来の心線に代えて本発明の心線を埋設させればよい。すなわち、未加硫ゴム組成物で形成され、前記心線が埋設されたゴム層またはシート（例えば、接着ゴム層を含む積層体または積層シート）を所定の形状に成形する工程と、成形された成形体を加硫する工程とを経ることにより、摩擦伝動ベルトを製造でき、加硫工程の後、加硫成形体を加工工程（カッティング加工、リブ加工などの加工工程）で加工してもよい。例えば、前記ゴム層に前記心線を埋設し、成形型で筒状に成形し、加硫してスリーブを形成し、このスリーブを所定幅にカッティングすることにより、摩擦伝動ベルトを製造してもよい。摩擦伝動ベルトのうち、Ｖリブドベルトは、例えば、圧縮ゴム層２と、心線１が埋設された接着ゴム層４と、伸張層５とを、それぞれ未加硫ゴム組成物で形成して積層し、この積層体を成形型で筒状に成形し、加硫してスリーブを成形し、この加硫スリーブを所定幅にカッティングすることにより形成できる。より詳細には、例えば以下の方法でＶリブドベルトを製造できる。

（第１の製造方法）
先ず、表面が平滑な円筒状の成形モールド（金型または成形型）に伸張層用シートを巻きつけ、このシート上に芯体を形成する心線（撚りコード）を螺旋状にスピニングし、さらに接着ゴム層用シート、圧縮ゴム層用シートを順次巻き付けて成形体を作製する。その後、加硫用ジャケットを成形体の上から被せた状態で成形モールドを加硫缶内に収容し、所定の加硫条件で加硫した後、成形モールドから脱型して筒状の加硫ゴムスリーブを得る。そして、この加硫ゴムスリーブの外表面（圧縮ゴム層）を研削ホイールにより研磨して複数のリブを形成した後、カッターを用いてこの加硫ゴムスリーブを所定の幅でベルト長手方向にカットしてＶリブドベルトに仕上げる。なお、カットしたベルトを反転させることにより、内周面にリブ部を有する圧縮ゴム層を備えたＶリブドベルトが得られる。

（第２の製造方法）
先ず、内型として外周面に可撓性ジャケットを装着した円筒状内型を用い、外周面の可撓性ジャケットに伸張層用シートを巻きつけ、このシート上に芯体を形成する心線を螺旋状にスピニングし、さらに圧縮ゴム層用シートを巻き付けて積層体を作製する。次に、前記内型に装着可能な外型として、内周面に複数のリブ型が刻設された筒状外型を用い、この外型内に、前記積層体が巻き付けられた内型を、同心円状に設置する。その後、可撓性ジャケットを外型の内周面（リブ型）に向かって膨張させて積層体（圧縮ゴム層）をリブ型に圧入し、加硫する。そして、外型より内型を抜き取り、複数のリブを有する加硫ゴムスリーブを外型から脱型した後、カッターを用いて、加硫ゴムスリーブを所定の幅でベルト長手方向にカットしてＶリブドベルトに仕上げる。この第２の製造方法では、伸張層、芯体、圧縮ゴム層を備えた積層体を一度に膨張させて複数のリブを有するスリーブ（またはＶリブドベルト）に仕上げることができる。

（第３の製造方法）
第２の製造方法に関連して、例えば、特開２００４−８２７０２号公報に開示される方法（圧縮ゴム層のみを膨張させて予備成形体（半加硫状態）を作製し、次いで伸張層と芯体とを膨張させて前記予備成形体に圧着し、加硫一体化してＶリブドベルトに仕上げる方法）を採用してもよい。

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。なお、実施例で使用した原料および処理液の詳細と、測定した評価項目の評価方法を以下に示す。

［原糸］
カーボン１：カーボン繊維、東レ（株）製、「トレカ（登録商標）Ｔ４００ＨＢ−３０００」、引張弾性率２３０ＧＰａ、単糸繊度０．６７ｄｔｅｘ、フィラメント数３０００、繊度２００ｔｅｘ
カーボン２：カーボン繊維、東レ（株）製、「トレカ（登録商標）Ｔ４００ＨＢ−６０００」、引張弾性率２３０ＧＰａ、単糸繊度０．６７ｄｔｅｘ、フィラメント数６０００、繊度４００ｔｅｘ
カーボン３：カーボン繊維、東レ（株）製、「トレカ（登録商標）Ｔ７００ＳＣ−１２０００」、引張弾性率２３０ＧＰａ、単糸繊度０．６７ｄｔｅｘ、フィラメント数１２０００、繊度８００ｔｅｘ

［接着処理液］
カルボキシル変性水素化ニトリルゴムラテックスを主成分とし、固形分で４，４’−ビスマレイミドジフェニルメタン２５質量部／１００質量部（ｐｈｒ）、ブロックドポリイソシアネート２５質量部／１００質量部（ｐｈｒ）を水で希釈した水性混合液を接着処理液として用いた。水による希釈濃度の違いにより、全固形分濃度が１１質量％の接着処理液１、全固形分濃度が２０質量％の接着処理液２、全固形分濃度が２８質量％の接着処理液３の３種類の接着処理液を用いた。

［オーバーコート処理液］
接着剤（ロード社製「ケムロック２３３Ｘ」）のトルエン希釈液、固形分濃度１０質量％。

［ベルト構成原料］
ＥＰＤＭ：デュポン・ダウエラストマージャパン（株）製「ＮＯＲＤＥＬ（登録商標）ＩＰ３６４０」、ムーニー粘度４０（１００℃）
カーボンブラックＨＡＦ：東海カーボン（株）製「シースト（登録商標）３」
含水シリカ：東ソー・シリカ（株）製「Ｎｉｐｓｉｌ（登録商標）ＶＮ３」、ＢＥＴ比表面積２４０ｍ^２／ｇ
レゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物：田岡化学工業（株）製「スミカノール６２０」
老化防止剤：精工化学（株）製「ノンフレックス（登録商標）ＯＤ３」
加硫促進剤ＤＭ：ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド
ポリアミド短繊維：旭化成（株）製「ナイロン６６」
パラフィン系軟化剤：出光興産（株）製「ダイアナ（登録商標）プロセスオイル」
有機過酸化物：化薬アクゾ（株）製「パーカドックス（登録商標）１４ＲＰ」。

［引張強力］
得られたＶリブドベルトを万能試験機（（株）島津製作所製「ＵＨ−２００ｋＮＸ」）を用いて、引張速度５０ｍｍ／分、試験温度２３℃の条件で引張り、Ｖリブドベルトの破断時の強力（引張強さ）を測定した。

［引張弾性率］
オートグラフ（（株）島津製作所製「ＡＧＳ−Ｊ１０ｋＮ」）の下側固定部と上側ロードセル連結部に一対の平プーリ（直径７５ｍｍ）を取り付け、Ｖリブドベルトの背面側が平プーリと接するように、Ｖリブドベルトを平プーリに掛けた。次に、上側平プーリを上昇させて、Ｖリブドベルトが緩まない程度に応力（約１４Ｎ／ｍｍ）をかけた。この状態にある上側平プーリの位置を初期位置とし、５０ｍｍ／分の速度で上側平プーリを上昇させて、Ｖリブドベルトの応力が１７０Ｎ／ｍｍに到達後、直ちに上側平プーリを下降させて、初期位置まで戻した。この初期位置からの上昇と下降を再び行い、２回目に測定された応力−歪み曲線において比較的直線関係にある領域（８５〜１４０Ｎ／ｍｍ）の直線の傾き（平均傾斜）をＶリブドベルトの引張弾性率として算出した。

［耐久走行試験（走行寿命）］
直径１２０ｍｍの駆動プーリ（Ｄｒ．）、直径４５ｍｍのテンションプーリ（Ｔｅｎ．）、直径１２０ｍｍの従動プーリ（Ｄｎ．）、直径８０ｍｍのアイドラープーリ（ＩＤＬ．）を順に配した図２にレイアウトを示す試験機を用いて耐久走行試験を行った。試験機の各プーリにＶリブドベルトを掛架し、駆動プーリの回転数を４９００ｒｐｍ、アイドラープーリへのベルトの巻き付け角度を１２０°、テンションプーリへのベルトの巻き付け角度を９０°、従動プーリ負荷を８．８ｋＷとし、一定荷重（８１０Ｎ）を付与して雰囲気温度１２０℃で２００時間を上限としてベルトを走行させた。走行後のベルトを目視およびマイクロスコープで観察し、剥離や破断、ポップアウトなどの不具合の発生がないか調べ、不具合の発生がなければ耐久性は問題なしとし、不具合が確認された場合はその不具合を表３に記した。２００時間までにベルトが故障しなかった場合は２００時間以上の走行寿命を有すると判断し、２００時間までにベルトが故障した場合はその時間を寿命と判断し試験を打ち切った。さらに、走行後の引張試験を行い、残存引張強さを測定した。なお、破断したベルトについては、破断していない部分で測定した。

［心線の作製］
実施例１
まず、繊度２００ｔｅｘのカーボン繊維１を、接着処理液２に１０秒間浸漬した後、１５０℃で２分間乾燥して接着処理糸（芯糸）を作製した。固形分付着率は１８質量％であった。次に、得られた接着処理糸に撚り数３０回／ｍでＳ方向の下撚りを掛け、下撚り糸を作製した。続いて、下撚り糸を２本合わせてＳ方向に撚り数１０５回／ｍで上撚りを掛け、総繊度４００ｔｅｘのラング撚り糸（Ｓ撚りコード）を作製した。一方、下撚りおよび上撚りの撚り方向をＺ方向にする以外は同様にして、Ｚ撚りコードについても作製した。得られたＳ撚りおよびＺ撚りの撚りコードをオーバーコート処理液に５秒間浸漬した後、１００℃で３分間乾燥して処理コード（直径０．７７ｍｍ）を作製した。

実施例２
下撚り糸を３本合わせること、上撚り数を８５回／ｍとすること以外は実施例１と同様にして、総繊度６００ｔｅｘ、直径０．９２ｍｍの処理コードを作製した。

実施例３
上撚り数を１２０回／ｍとすること以外は実施例２と同様にして、総繊度６００ｔｅｘ、直径０．９４ｍｍの処理コードを作製した。

実施例４
下撚り数を６０回／ｍとすること以外は実施例３と同様にして、総繊度６００ｔｅｘ、直径０．９５ｍｍの処理コードを作製した。

実施例５
下撚り数を９０回／ｍ、上撚り数を７５回／ｍとすること以外は実施例２と同様にして、総繊度６００ｔｅｘ、直径０．９５ｍｍの処理コードを作製した。

実施例６
まず、繊度４００ｔｅｘのカーボン繊維２を、接着処理液１に１０秒間浸漬した後、１５０℃で２分間乾燥して接着処理糸を作製した。固形分付着率は１０質量％であった。次に、得られた接着処理糸に撚り数３０回／ｍでＳ方向の下撚りを掛け、下撚り糸を作製した。続いて、下撚り糸を２本合わせてＳ方向に撚り数７５回／ｍで上撚りを掛け、総繊度８００ｔｅｘのラング撚り糸（Ｓ撚りコード）を作製した。一方、下撚りおよび上撚りの撚り方向をＺ方向にする以外は同様にして、Ｚ撚りコードについても作製した。得られたＳ撚りおよびＺ撚りの撚りコードをオーバーコート処理液に５秒間浸漬した後、１００℃で３分間乾燥して処理コード（直径１．０７ｍｍ）を作製した。

実施例７
接着処理液１の替わりに接着処理液２を用いること以外は実施例６と同様にして、総繊度８００ｔｅｘ、直径１．１０ｍｍの処理コードを作製した。固形分付着率は１８質量％であった。

実施例８
接着処理液１の替わりに接着処理液３を用いること以外は実施例６と同様にして、総繊度８００ｔｅｘ、直径１．１６ｍｍの処理コードを作製した。固形分付着率は２５質量％であった。

実施例９
下撚り数を４５回／ｍ、上撚り数を１０５回／ｍとすること以外は実施例７と同様にして、総繊度８００ｔｅｘ、直径１．１４ｍｍの処理コードを作製した。

実施例１０
下撚り糸を４本合わせること、下撚り数を６０回／ｍとすること以外は実施例１と同様にして、総繊度８００ｔｅｘ、直径１．１０ｍｍの処理コードを作製した。

比較例１
まず、繊度２００ｔｅｘのカーボン繊維１を、接着処理液２に１０秒間浸漬した後、１５０℃で２分間乾燥して接着処理糸を作製した。固形分付着率は１８質量％であった。次に、得られた接着処理糸に撚り数１２０回／ｍでＳ方向の撚りを掛け、総繊度２００ｔｅｘの片撚り糸（Ｓ撚りコード）を作製した。一方、撚り方向をＺ方向にする以外は同様にして、Ｚ撚りコードについても作製した。得られたＳ撚りおよびＺ撚りの撚りコードをオーバーコート処理液に５秒間浸漬した後、１００℃で３分間乾燥して処理コード（直径０．５０ｍｍ）を作製した。

比較例２
原糸として繊度４００ｔｅｘのカーボン繊維２を用い、撚り数を８５回／ｍとすること以外は比較例１と同様にして、総繊度４００ｔｅｘ、直径０．７７ｍｍの処理コードを作製した。

比較例３
原糸として繊度８００ｔｅｘのカーボン繊維３を用い、撚り数を６０回／ｍとすること以外は比較例１と同様にして、総繊度８００ｔｅｘ、直径１．０７ｍｍの処理コードを作製した。

比較例４
下撚り糸を３本合わせること、上撚り数を６０回／ｍとすること以外は実施例７と同様にして、総繊度１２００ｔｅｘ、直径１．３３ｍｍの処理コードを作製した。

比較例５
オーバーコート処理液に浸漬しないこと以外は実施例７と同様にして、総繊度８００ｔｅｘ、直径１．０５ｍｍの処理コードを作製した。

比較例６
まず、繊度４００ｔｅｘのカーボン繊維２を、接着処理液２に１０秒間浸漬した後、１５０℃で２分間乾燥して接着処理糸を作製した。固形分付着率は１８質量％であった。次に、得られた接着処理糸に撚り数３０回／ｍでＳ方向の下撚りを掛け、下撚り糸を作製した。続いて、下撚り糸を２本合わせてＺ方向に撚り数７５回／ｍで上撚りを掛け、総繊度８００ｔｅｘの第１の諸撚りコードを作製した。一方、下撚りの撚り方向をＺ方向、上撚りの撚り方向をＳ方向にする以外は同様にして、第２の諸撚りコードについても作製した。得られた第１および第２の撚りコードをオーバーコート処理液に５秒間浸漬した後、１００℃で３分間乾燥して処理コード（直径１．１２ｍｍ）を作製した。

［Ｖリブドベルトの作製］
まず、表面が平滑な円筒状の成形モールドの外周に、１プライ（１枚重ね）のゴム付綿帆布を巻き付け、この綿帆布の外側に、表１に示すゴム組成物で形成された未加硫の接着ゴム層用シートを巻き付けた。次に、接着ゴム層用シートの上からＳ撚りの処理コードとＺ撚りの処理コードとを表３に示す所定のピッチで並列に配置した状態で、実施例１〜１０および比較例１〜６で得られた２本の処理コード（Ｓ撚り、Ｚ撚りの処理コード；比較例６においては第１、第２の諸撚りコードの処理コード）をらせん状にスピニングして巻き付け、さらにこの上に、前記ゴム組成物で形成された未加硫の接着ゴム層用シートおよび表２に示すゴム組成物で形成された未加硫の圧縮ゴム層用シートを順に巻き付けた。圧縮ゴム層用シートの外側に加硫用ジャケットを配置した状態で、成形モールドを加硫缶に入れて加硫した。加硫して得られた筒状の加硫ゴムスリーブを成形モールドから取り出し、加硫ゴムスリーブの圧縮ゴム層をグラインダーにより研削して複数のＶ字状溝を同時に形成した後、円筒状加硫ゴムスリーブをカッターで周方向に輪切りするように切断することによって、３つのリブを形成した周長１１００ｍｍ、平均幅１０．７ｍｍのＶリブドベルトを得た。得られたベルトは、図１に示す方向の断面図では、Ｓ撚りの処理コードとＺ撚りの処理コード（比較例６においては第１、第２の諸撚りコードの処理コード）とは交互に並列していた。

得られたＶリブドベルトの評価結果を表３に示す。

表３の結果から明らかなように、撚り方法をラング撚りとした実施例１〜１０は高負荷耐久試験２００時間で不具合の発生がなく、撚り方法を片撚りとした比較例１〜３や諸撚りとした比較例６よりも全体的に残存引張強さが高かった。実施例１、２、７の比較から、総繊度８００程度までは繊度が大きくなる程ベルト弾性率、ベルト引張強さ、残存引張強さが揃って上昇し、良好な結果となることが確認された。実施例２〜５の比較から、撚り数（撚り係数）を変更することでベルト弾性率や残存引張強さに影響があり、上撚り係数／下撚り係数が５．０である実施例２が良好な結果を示した。接着成分の固形分付着率の異なる実施例６〜８の比較から、固形分付着率が低すぎても、高すぎてもベルト弾性率や残存引張強さが低下し、固形分付着率１８質量％の実施例７が良好な結果を示した。実施例７および９と実施例１０との比較から、総繊度を同一にして下撚り糸の本数を変えても良好な結果を示した。なかでも、実施例７は、実施例９および１０に比べて、ベルト弾性率、ベルト引張強さ、残存引張強さのいずれも優れており、特に良好であった。

実施例１〜１０と比較例１〜３および６との比較から、片撚りや諸撚りでは残存引張強さが低下し、諸撚りでは総繊度８００ｔｅｘでも耐屈曲性が低く、短時間で破断した。また、実施例１〜１０と比較例４との比較から、総繊度が大きすぎても、ベルト耐久性が低下し、総繊度１２００ｔｅｘでは短時間でポップアウト（心線の飛び出し）が発生した。実施例７と比較例５との比較から、オーバーコート処理なしでは接着力が不足し、短時間でポップアウトが発生した。

本発明の摩擦伝動ベルト（Ｖリブドベルトなど）は、種々の動力伝動ベルト、例えば、自動車エンジンの補機駆動に用いられるＶリブドベルトとして利用できるが、狭いベルト幅で動力を伝達でき、耐久性に優れるため、高い動的張力が発生するＩＳＧ搭載エンジンを駆動するためのＶリブドベルトとして特に好適に利用できる。

１…心線
２…圧縮ゴム層
３…Ｖリブ部
４…接着ゴム層
５…伸張層

Claims (14)

1. ラング撚りコードを含む摩擦伝動ベルト用心線であって、
   総繊度が３００〜１０００ｔｅｘであり、
   心線の少なくとも一部の表面に付着しているゴム成分を有し、
   該ラング撚りコードが下撚り糸を含み、
   該下撚り糸がカーボン繊維を含む摩擦伝動ベルト用心線。
2. 前記下撚り糸が、繊度１９０〜４１０ｔｅｘおよび撚り係数０．５〜２を有する請求項１記載の摩擦伝動ベルト用心線。
3. 前記ラング撚りコードが下撚り糸の本数が２〜３であり、かつ心線の心線径が０．７〜１．２ｍｍである請求項１または２記載の摩擦伝動ベルト用心線。
4. 上撚り係数が下撚り係数の１〜７倍である請求項１〜３のいずれか一項に記載の摩擦伝動ベルト用心線。
5. 前記下撚り糸を構成する単繊維間に存在する接着成分をさらに有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の摩擦伝動ベルト用心線。
6. 前記下撚り糸における接着成分の付着率が原糸に対して１０〜２５質量％である請求項５記載の摩擦伝動ベルト用心線。
7. 下撚り糸を複数本合わせて上撚りをかける上撚り工程を含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の摩擦伝動ベルト用心線の製造方法。
8. 上撚り工程の前工程として、下撚り糸を形成するための原糸に接着成分を付着させる接着成分付着工程、接着成分を付着した原糸を下撚りする下撚り工程をさらに含む請求項７記載の製造方法。
9. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の心線を含む摩擦伝動ベルト。
10. 複数の心線が所定の間隔をおいて埋設されたゴム層を備え、前記複数の心線が、請求項１〜６のいずれか一項に記載の心線であり、かつＳ撚りのラング撚りコードとＺ撚りのラング撚りコードとを含む請求項９記載の摩擦伝動ベルト。
11. Ｖリブドベルトである請求項９または１０記載の摩擦伝動ベルト。
12. 引張弾性率２４０〜５００Ｎ／（ｍｍ・％）を有する請求項９〜１１のいずれか一項に記載の摩擦伝動ベルト。
13. ベルト１ｍｍ幅当たり、８５Ｎ／ｍｍ以上の動的張力が作用するベルト式ＩＳＧ駆動搭載のエンジンに装着される請求項９〜１２のいずれか一項に記載の摩擦伝動ベルト。
14. 未加硫ゴム組成物で形成され、心線が埋設されたゴムシートを所定の形状に成形する工程と、成形された成形体を加硫する工程とを含む、摩擦伝動ベルトを製造する方法であって、前記心線として、請求項１〜６のいずれか一項に記載の心線を用いる、摩擦伝動ベルトの製造方法。

Images