JP3207976B2

JP3207976B2 - Ｖリブドベルト

Info

Publication number: JP3207976B2
Application number: JP19925293A
Authority: JP
Inventors: 正仁中嶋; 和利石田; 和浩竹田
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1993-07-16
Filing date: 1993-07-16
Publication date: 2001-09-10
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JPH0735201A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＶリブドベルトに係り、
詳しくはリブ部の先端部に耐亀裂性、耐熱性に優れたゴ
ム組成物を用い、リブ部の他の領域に耐側圧性、耐発音
性に優れたゴム組成物を用いることによりベルト寿命が
大きく延長し、騒音性を軽減したＶリブドベルトに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近では、自動車の排気ガス対策、省エ
ネルギー化、コンパクト化等により、エンジンに装着さ
れるゴム製品に対して高度の耐熱性と省スペース化が要
求されている。例えば、自動車のクランク軸に装着され
たプーリの回転をオールタネート等の複数の補機を同時
に回転させるため、１本のベルトがこれらのプーリにサ
ーペンティーン状に巻き付けられている。このベルトは
接着ゴム層とベルト長さ方向にのびる複数のリブ部を有
する圧縮ゴム層からなるＶリブドベルトと呼ばれるもの
である。

【０００３】このため、上記Ｖリブドベルトは高度の耐
熱性と耐屈曲性が求められており、クロロプレンやアク
リロニトリル−ブタジエン共重合体を水素添加して得ら
れる水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）等の耐熱性のエラ
ストマーを用いたゴム配合物が使用されてきている。上
記の耐熱性エラストマーのうち水素化ニトリルゴムは、
その良好な耐熱性、耐油性等の特性を有するためより広
く使用されるようになってきている。このうちベルト用
としては、耐油性、耐熱性に加え動的な耐疲労性が要求
されるため、ほとんどが硫黄加硫のゴム組成物として用
いられている。硫黄加硫できる水素化ニトリルゴムのヨ
ウ素価の範囲は、少なくとも５以上であり、耐熱性を考
慮すれば３５以下であることが望ましいとされている。

【０００４】水素化ニトリルゴムをＶリブドベルトのリ
ブ部に使用する場合には、水素化ニトリルゴムに工業用
ナイロン、ポリエステル、アラミド、綿、ビニロン、レ
ーヨン等の補強用繊維を含め、また該繊維をベルト幅方
向に配向させている。これによって、ベルトはプーリと
の嵌合時の耐摩耗性、耐変形性を有し、ベルト長手方向
の耐屈曲性を維持している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】Ｖリブドベルトは、自
動車用ではパワーステアリング、エアコン、オイルポン
プ等の駆動用に使用されるが、近年のエンジンルームの
コンパクト化によって多本掛けからいわゆるサーペンテ
ィーン仕様と言われる１本のベルトで駆動するシステム
に変わってきている。これに伴ってベルトは正逆に大き
く曲げられて使用されることになり、耐屈曲性に優れた
特性が求められている。更に、プーリ径を小さくして軽
量化を図る傾向があり、この要求はさらに強くなってい
る。

【０００６】ゴムに補強用繊維を配合し一方向に配向さ
せて、ベルトの耐摩耗性、耐変形性を向上させることは
可能であるが、この補強用繊維はゴム組成物にとって異
物としても作用する。即ち、補強用繊維とゴム組成物と
の界面が曲げ変形を受けた場合に、亀裂の核になってい
る。特に、水素化ニトリルゴムのように高飽和タイプの
エラストマーは、いったん亀裂が生じるとその成長が早
くてベルト寿命に大きな影響を与えていた。

【０００７】このため、水素化ニトリルゴムの補強用繊
維としては、繊維径が細く、弾性率の高いアラミド繊維
がよいと考えらているが、最も細いものでも７〜８μｍ
であった。このような水素化ニトリルゴム組成物を用い
たＶリブドベルトの耐屈曲性も、耐摩耗性、耐変形性を
考慮すると限界があった。本発明はこのような問題点を
改善するものであり、耐亀裂性、耐熱性、耐側圧性とと
もに耐屈曲性にも優れ、ベルト寿命が大きく延長し、騒
音性を軽減したＶリブドベルトを提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、ベルト
長さ方向に沿って心線を埋設した接着ゴム層と、ベルト
長さ方向に沿って延びるリブ部を複数有する圧縮ゴム層
とからなるＶリブドベルトにおいて、上記リブ部の先端
部に、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体の分子中
の２重結合が８０％以上水素添加された水素化ニトリル
ゴムに、該ゴムと同質もしくは類似した水素化ニトリル
ゴムと繊維径１．０μｍ以下のポリアミド繊維とがグラ
フト結合した微小繊維強化ゴムを添加したゴム組成物を
配し、更にリブ部の他の領域に上記水素化ニトリルゴム
に該ポリアミド繊維より繊維径の大きい短繊維を含有さ
せてなるゴム組成物を用いたＶリブドベルトにある。

【０００９】図１に示すＶリブドベルト１はポリエステ
ル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維を素材とする高強度
で定伸度のコードよりなる心線２を接着ゴム層３中に埋
設し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層４を有して
いる。この圧縮ゴム層４にはベルト長手方向にのびる断
面略三角形の複数のリブ部７が設けられ、またベルト表
面にはゴム付帆布５が設けられている。

【００１０】前記圧縮ゴム層４に使用される水素化ニト
リルゴムは、水素添加率８０％以上であり、耐熱性及び
耐オゾン性の特性を発揮するために好ましくは９０％以
上が良い。水素添加率８０％未満の水素化ニトリルゴム
は、耐熱性及び耐オゾン性は極度に低下する。耐油性及
び耐寒性を考慮すると、結合アクリロニトリル量は２０
〜４５％の範囲が好ましい。

【００１１】この圧縮ゴム層４のリブ部７には、２種類
のゴム組成物が使用される。即ち、リブ部の先端部８に
は、水素化ニトリルゴムに、該ゴムと同質もしくは類似
した水素化ニトリルゴムと繊維径１．０μｍ以下、好ま
しくは０．０５〜０．８μｍの微少なポリアミド繊維と
がグラフト結合した微少繊維強化ゴムを含むゴム組成物
が使用され、耐亀裂性、耐熱性に優れている。尚、上記
繊維径が１．０μｍを越えて従来の７〜８μｍのアラミ
ド繊維に近くなると、繊維が亀裂の核になる可能性が増
してくる。

【００１２】詳しくは、微小繊維強化ゴムはマトリック
スゴムである水素化ニトリルゴム１００重量部に対し
て、繊維分で１〜３０重量部、好ましくは５〜２５重量
部含有されている。この微小繊維強化ゴムは、これを構
成している水素化ニトリルゴムがマトリックスゴムの水
素化ニトリルゴムと全く同質かもしくは類似しているた
め、マトリックスゴムと良好に接合する。このため、微
小繊維強化ゴムとマトリックスゴムとの間、あるいは微
小繊維強化ゴム中でも水素化ニトリルゴムと微小繊維と
が化学結合しているため、リブ部７では亀裂が入りにく
く、たとえ亀裂が発生しても伝播しにくい。

【００１３】前記微少繊維強化ゴムは、この微少繊維の
界面において繊維と水素化ニトリルゴムとがカップリン
グ剤、例えばビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シ
ラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング
剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネートを始
めとするチタネート系カップリング剤、アクリル酸、メ
タアクリル酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸、ある
いはノボラック型フェノール樹脂等の接着剤を介してグ
ラフトしているものであり、水素化ニトリルゴムと微少
繊維、そしてカップリング剤等の接着剤を上記微少繊維
が溶融する温度以上で混練し押出して得たものである。

【００１４】この微小繊維強化ゴムはゴム成分を連続相
とし、その中に微小繊維が微細な形態で分散し、微小繊
維はその界面でゴム成分と強固な化学結合、あるいは相
互作用している。このため、これを含んだゴム層には亀
裂が入りにくく、しかも亀裂が入っても伝播しにくい。
しかも、これを使用したベルトも耐熱性、耐屈曲性、耐
摩耗性に優れる。

【００１５】一方、リブ部の他の領域９には、水素化ニ
トリルゴムに該ポリアミド繊維より繊維径の大きい短繊
維を含有させてなるゴム組成物が使用され、とりわけ耐
側圧性、耐発音性に優れている。上記短繊維はポリアミ
ド、ポリエステル、綿、アラミド（例えば、商品名コー
ネックス、ノーネックス、ケブラー、テクノーラ、トワ
ロン等）からなり、リブ部７の耐側圧性を一段と向上さ
せる。また、該短繊維をプーリと接する面になるリブ部
７の表面から突出させると、リブ部７の摩擦係数を低下
させて、ベルト走行時の騒音を軽減する。これらの短繊
維のうち、剛直で強度を有し、しかも耐磨耗性を有する
アラミド短繊維が最も効果がある。

【００１６】上記リブ部の先端部８は、リブ部７の厚さ
の１／２以内であり、ベルトを曲げた時に圧縮応力が繰
り返し作用する領域である。本発明の場合、先端部８の
最小の厚みは０．１ｍｍである。

【００１７】また、Ｖリブドベルトに使用するゴム組成
物には、通常使用されるカーボンブック、可塑剤、老化
防止剤、加工助剤、加硫剤を配合することができる。

【００１８】更に、上記Ｖリブドベルトの製造方法の一
例は以下の通りである。まず、円筒状の成形ドラムの周
面に１〜複数枚のカバー帆布とクッションゴム層とを巻
き付けた後、この上にロープからなる心線を螺旋状にス
ピニングし、更にリブ部の他の領域９に相当するゴム層
とリブ部の先端部８に相当するゴム層とを重ねた圧縮ゴ
ム層を順次巻き付けて積層体を得た後、これを加硫して
加硫スリーブを得る。次に、加硫スリーブを駆動ロール
と従動ロールに掛架され所定の張力下で走行させ、更に
回転させた研削ホイールを走行中の加硫スリーブに当接
するように移動して加硫スリーブの圧縮ゴム層表面に３
〜１００個の複数の溝状部を一度に研磨する。このよう
にして得られた加硫スリーブを駆動ロールと従動ロール
から取り外し、該加硫スリーブを他の駆動ロールと従動
ロールに掛架して走行させ、カッターによって所定に幅
に切断して個々のＶリブドベルトに仕上げる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。実施例１円筒状の成形ドラムの周面に綿糸からなる平織物にゴム
をフリクションしたゴム付綿帆布を１プライと、補強繊
維を含まない水素化ニトリルゴム組成物からなるクッシ
ョンゴム層とを巻き付け、そしてクッションゴム層の上
にポリエステル繊維からなるロープを螺旋状にスピニン
グし、更に表１に示すゴム組成物なら所定の厚さのシー
トを積層した圧縮ゴム層を積層して未加硫スリーブを
得、これを約１５０°Ｃ、２０分間加硫して、加硫スリ
ーブを得た。

【００２０】この加硫スリーブを圧縮ゴム層が表面側に
位置するように駆動ロールと従動ロールに掛架され所定
の張力下で走行させ、更に回転させた研削ホイールを走
行中の加硫スリーブに当接するように移動して加硫スリ
ーブの表面に複数の溝状部を一度に研磨した。このよう
にして得られた加硫スリーブを駆動ロールと従動ロール
から取り外し、該加硫スリーブを他の駆動ロールと従動
ロールに掛架して走行させ、カッターによって所定に幅
に切断して個々のＶリブドベルトに仕上げた。

【００２１】本実施例で製造したＶリブドベルトでは、
ポリエステル繊維のロープからなる心線が接着ゴム層内
に埋設され、その上側にゴム付綿帆布を１プライ積層さ
れ、他方接着ゴム層の下側の圧縮ゴム層には３個のリブ
がベルト長手方向に有している。得られたＶリブドベル
トはＲＭＡ規格による長さ１１００ｍｍのＫ型３リブド
ベルトであり、リブピッチ３．５６ｍｍ、リブ高さ２．
０ｍｍ、ベルト厚さ４．３ｍｍ、リブ角度４０°であ
る。

【００２２】ここで圧縮ゴム層を，それぞれ表１に示す
ゴム組成物から調製し、バンバリーミキサーで混練後、
カレンダーロールで圧延した所定の厚さのシートを積層
したものを用いた。圧縮ゴム層には短繊維が含まれベル
ト巾方向に配向している。

【００２３】

【表１】

【００２４】次いで、前記Ｖリブドベルト１の耐熱性を
評価した。この評価に用いた走行試験機は、駆動プーリ
（直径１２０ｍｍ）、従動プーリ（直径１２０ｍｍ）、
これにアイドラープーリ（直径８５ｍｍ）とテンション
プーリ（直径４５ｍｍ）とを組み合わせて配置したもの
である。試験機の各プーリにベルトを掛架し、雰囲気温
度１２０℃、駆動プーリの回転数４９００ｒｐｍ、従動
プーリの負荷１２馬力とし、テンションプーリに４０ｋ
ｇｆの初張力をかけて走行させた。また、アイドラープ
ーリはＶリブドベルトの背面で係合し、その巻き付き角
度は約１２０度である。この走行試験方法によって、ベ
ルトのリブ部に亀裂が発生するまでの時間を測定し、耐
熱性能を比較した。その結果を表２に示す。

【００２５】更に、前記Ｖリブドベルトの耐摩耗性を評
価した。この評価に用いた走行試験機は、駆動プーリ
（直径８０ｍｍ）、従動プーリ（直径８０ｍｍ）、これ
にテンションプーリ（直径１２０ｍｍ）とを組み合わせ
て配置したものである。この試験機の各プーリにベルト
を掛架し、従動プーリに１ｋｇ−ｍのトルクを掛け、６
％の一定スリップで２４時間強制摩耗させながら走行さ
せ、２４時間走行後の摩耗重量を比較した。その結果を
表２に示す。尚、摩耗重量は（走行前のベルト重量−走
行後のベルト重量）を走行前のベルト重量で除した値
（％）である。

【００２６】また、前記Ｖリブドベルトの逆曲げ耐久性
を評価した。この評価に用いた走行試験機は、駆動プー
リ（直径１２０ｍｍ）、従動プーリ（直径１２０ｍ
ｍ）、これにアイドラープーリ（直径７５ｍｍ）とを組
み合わせて配置したものである。この試験機の各プーリ
にベルトを掛架し、従動プーリに６０ｋｇｆの荷重を与
え、アイドラープーリをＶリブドベルトの背面で係合
し、その巻き付き角度は約１２０度にして、室温雰囲気
下、無荷重で走行させて屈曲による亀裂が発生するまで
の時間を測定し、耐屈曲性能を比較した。その結果を表
２に示す。

【００２７】また、前記Ｖリブドベルトの低温耐久性を
評価した。この評価に用いた走行試験機は、駆動プーリ
（直径４５ｍｍ）と従動プーリ（直径４５ｍｍ）にベル
トを掛架し、従動プーリに３０ｋｇｆの荷重を与え、−
３５°Ｃの雰囲気下に２４時間放置し、この温度下で５
分間走行させた後、２５分間停止し、これを繰り返し行
って亀裂が発生するまでの時間を測定し、低温耐久性を
評価した。その結果を表２に示す。

【００２８】また、前記Ｖリブドベルト１の走行時の発
音を測定した。この評価の方法は、ベルトを駆動プーリ
（直径１７０ｍｍ）と従動プーリ（直径７２ｍｍ）に掛
架し、従動プーリに６０ｋｇｆの荷重を与え、駆動側の
回転数を２０００ｒｐｍにて２０分間走行させた後、６
００ｒｐｍに回転をおとし、その時の発音を聴感により
３段階で判定した。その結果を表２に示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】このように、本実施例のベルトは、リブ部
の先端部とリブ部の他の領域にそれどれ使用するゴム組
成物を分けているため、耐熱性、耐摩耗性、耐屈曲性、
耐発音性に優れていることが判る。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明のＶリブドベルトで
は、リブ部の先端部に水素化ニトリルゴムに該ゴムと同
質もしくは類似した水素化ニトリルゴムと繊維径１．０
μｍ以下のポリアミド繊維とをグラフト結合させた微小
繊維強化ゴムを添加したゴム配合物を使用し、かつリブ
部の他の領域に上記水素化ニトリルゴムに該ポリアミド
繊維より繊維径の大きい短繊維を含有させてなるゴム組
成物を用いたことによって、耐熱性、耐摩耗性、耐屈曲
性、そして耐発音性に優れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＶリブドベルトの断面図である。

【符号の説明】

１Ｖリブドベルト２心線３接着ゴム層４圧縮ゴム層７リブ部８リブ部の先端部９リブ部の他の領域

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＣ０８Ｌ 9:02 Ｃ０８Ｌ 9:02 (56)参考文献特開平３−229041（ＪＰ，Ａ) 実開平５−59012（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16G 1/00 - 17/00 B29D 29/08 C08J 5/14 C08L 9:02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ベルト長さ方向に沿って心線を埋設した
接着ゴム層と、ベルト長さ方向に沿って延びるリブ部を
複数有する圧縮ゴム層とからなるＶリブドベルトにおい
て、上記リブ部の先端部に、アクリロニトリル−ブタジ
エン共重合体の分子中の２重結合が８０％以上水素添加
された水素化ニトリルゴムに、該ゴムと同質もしくは類
似した水素化ニトリルゴムと繊維径１．０μｍ以下のポ
リアミド繊維とがグラフト結合した微小繊維強化ゴムを
添加したゴム組成物を配し、更にリブ部の他の領域に上
記水素化ニトリルゴムに該ポリアミド繊維より繊維径の
大きい短繊維を含有させたゴム組成物を用いたことを特
徴とするＶリブドベルト。