JP4768893B2 - 摩擦伝動ベルト - Google Patents

Description

本発明は摩擦伝動ベルトに関する。

プーリ接触表面に多数の凹孔が形成されたＶリブドベルトが知られている。

例えば、特許文献１には、少なくともプーリ接触表面を含む部分の一部が気泡率５〜２０％の多孔性ゴム組成物で形成されたＶリブドベルトが開示されている。

特許文献２には、外側の接着ゴム層と内側の圧縮ゴム層との二重層を有するＶリブドベルトにおいて、圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中空粒子が配合され、その中空粒子のうちプーリ接触表面に露出したものが、一部分が切除されて多数のセル状凹孔を形成しているものが開示されている。

特開２００７−２５５６３５号公報 ＷＯ２００８／００７６４７パンフレット

本発明は、ベルト本体の内周側にプーリに接触して動力を伝達する圧縮ゴム層を備えた摩擦伝動ベルトであって、
上記圧縮ゴム層は、プーリ接触表面に多数の凹孔が形成された表面ゴム層と、該表面ゴム層よりもベルト内部側に設けられ２５℃におけるベルト長さ方向の貯蔵縦弾性係数が該表面ゴム層よりも高く且つ３０〜５０ＭＰａである内部ゴム層と、を有する。

実施形態に係るＶリブドベルトの斜視図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの（ａ）中空粒子を用いた場合及び（ｂ）発泡剤を用いた場合の要部拡大断面図である。 ベルト成形型の縦断面図である。 ベルト成形型の一部分の拡大縦断面図である。 積層体を形成する工程を示す説明図である。 積層体を外型にセットする工程を示す説明図である。 外型を内型の外側に設ける工程を示す説明図である。 ベルトスラブを成型する工程を示す説明図である。 実施形態に係る自動車の補機駆動ベルト伝動装置のプーリレイアウトを示す図である。 耐屈曲疲労性評価用の多軸屈曲ベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。 スリップ音測定用のベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。

以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本実施形態に係るＶリブドベルトＢ（摩擦伝動ベルト）を示す。本実施形態に係るＶリブドベルトＢは、例えば、自動車のエンジンルーム内に設けられる補機駆動ベルト伝動装置等に用いられるものである。本実施形態に係るＶリブドベルトＢは、例えば、ベルト周長７００〜３０００ｍｍ、ベルト幅１０〜３６ｍｍ、及びベルト厚さ４．０〜５．０ｍｍである。

本実施形態に係るＶリブドベルトＢは、ベルト内周側の圧縮ゴム層１１と中間の接着ゴム層１２とベルト外周側の背面ゴム層１３との三重層に構成されたＶリブドベルト本体１０を備えており、そのＶリブドベルト本体１０の接着ゴム層１２には、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配された心線１４が埋設されている。

圧縮ゴム層１１は、複数のＶリブ１５がベルト内周側に垂下するように設けられている。複数のＶリブ１５は、各々がベルト長さ方向に延びる断面略逆三角形の突条に形成されていると共に、ベルト幅方向に並設されている。各Ｖリブ１５は、例えば、リブ高さが２．０〜３．０ｍｍ、リブ基端間の幅が１．０〜３．６ｍｍである。また、リブ数は、例えば、３〜６個である（図１ではリブ数が６）。

圧縮ゴム層１１は、プーリ接触表面全体に沿うように層状に形成された表面ゴム層１１ａとその表面ゴム層１１ａよりもベルト内部側に設けられた内部ゴム層１１ｂとを有する。表面ゴム層１１ａの厚さは例えば５０〜５００μｍである。

圧縮ゴム層１１の表面ゴム層１１ａ及び内部ゴム層１１ｂのそれぞれは、原料ゴムに種々の配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物が加熱及び加圧されて架橋剤により架橋したゴム組成物で形成されている。

圧縮ゴム層１１の表面ゴム層１１ａ及び内部ゴム層１１ｂのそれぞれを形成するゴム組成物の原料ゴムは、例えば、エチレン・プロピレンコポリマー（ＥＰＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、エチレン・オクテンコポリマー、エチレン・ブテンコポリマーなどのエチレン−α−オレフィンエラストマー；クロロプレンゴム（ＣＲ）；クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）；水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）等が挙げられる。原料ゴムは、これらのうちエチレン−α−オレフィンエラストマーであることが好ましい。原料ゴムは、単一種で構成されていてもよく、また、複数種がブレンドされて構成されていてもよい。表面ゴム層１１ａを形成するゴム組成物の原料ゴムと内部ゴム層１１ｂを形成するゴム組成物の原料ゴムとは同一であってもよく、また、異なっていてもよい。

配合剤としては、カーボンブラックなどの補強材、軟化剤、加工助剤、加硫助剤、架橋剤、加硫促進剤、ゴム配合用樹脂、老化防止剤等が挙げられる。

補強材としては、カーボンブラックでは、例えば、チャネルブラック；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、Ｎ−３３９、ＨＡＦ、Ｎ−３５１、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＥＣＦ、Ｎ−２３４などのファーネスブラック；ＦＴ、ＭＴなどのサーマルブラック；アセチレンブラック等が挙げられる。補強材としてはシリカも挙げられる。補強材は、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。補強材は、耐摩耗性及び耐屈曲疲労性のバランスが良好となるという観点から、原料ゴム１００質量部に対する配合量が３０〜８０質量部であることが好ましい。

軟化剤としては、例えば、石油系軟化剤；パラフィンワックスなどの鉱物油系軟化剤；ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落下生油、木ろう、ロジン、パインオイルなどの植物油系軟化剤等が挙げられる。軟化剤は、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。軟化剤は、原料ゴム１００質量部に対する配合量が例えば２〜３０質量部である。

加工助剤としては、例えば、ステアリン酸等が挙げられる。加工助剤は、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。加工助剤は、原料ゴム１００質量部に対する配合量が例えば０．５〜５質量部である。

加硫助剤としては、酸化マグネシウムや酸化亜鉛（亜鉛華）などの金属酸化物等が挙げられる。加硫助剤は、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。加硫助剤は、原料ゴム１００質量部に対する配合量が例えば１〜１０質量部である。

架橋剤としては、例えば、硫黄、有機過酸化物が挙げられる。架橋剤は、硫黄が単独で使用されていてもよく、また、有機過酸化物が単独で使用されていてもよく、さらには、それらの両方が併用されていてもよい。架橋剤は、硫黄の場合、原料ゴム１００質量部に対する配合量が例えば０．５〜４．０質量部であり、有機過酸化物の場合、原料ゴム１００質量部に対する配合量が例えば０．５〜８質量部である。

加硫促進剤としては、金属酸化物、金属炭酸塩、脂肪酸及びその誘導体等が挙げられる。加硫促進剤は、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。加硫促進剤は、原料ゴム１００質量部に対する配合量が例えば０．５〜８質量部である。

ゴム配合用樹脂としては、例えば、フェノール樹脂等が挙げられる。ゴム配合用樹脂は、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。ゴム配合用樹脂は、原料ゴム１００質量部に対する配合量が例えば０〜２０質量部である。

老化防止剤としては、アミン系、キノリン系、ヒドロキノン誘導体、フェノール系、亜リン酸エステル系のものが挙げられる。老化防止剤は、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。老化防止剤は、原料ゴム１００質量部に対する配合量が例えば０〜８質量部である。

表面ゴム層１１ａのプーリ接触表面、つまり、Ｖリブ１５表面には多数の凹孔１６が形成されている。凹孔１６の平均孔径は４０〜１５０μｍであることが好ましく、８０〜１２０μｍであることがより好ましい。凹孔１６の平均孔径は、表面画像で測定される５０〜１００個の数平均によって求められる。

表面ゴム層１１ａのプーリ接触表面に形成された多数の凹孔１６は、図２（ａ）に示すように、表面ゴム層１１ａを形成するゴム組成物に配合された中空粒子１７の一部分が切除されたものによって構成されていてもよい。かかる中空粒子１７としては、例えば、日本フィライト社製のＥＸＰＡＮＣＥＬ（エクスパンセル）０９２−１２０（粒径２８〜３８μｍ）、００９−８０（粒径１８〜２４μｍ）、積水化学社製のＡＤＶＡＮＣＥＬＬ（アドバンセル）ＥＭＨ２０４（粒径２３〜２９μｍ）、ＥＭＳ−０２６（粒径２５〜３５μｍ）、松本油脂製薬社製のマツモトマイクロフェアーＦ−８０Ｓ（粒径２０〜３０μｍ）、Ｆ−１９０Ｄ（粒径３０〜４０μｍ）等が挙げられる。中空粒子１７の粒径は１０〜４５μｍであることが好ましく、１８〜４０μｍであることがより好ましい。中空粒子１７は、原料ゴム１００質量部に対する配合量が０．５〜１０質量部であることが好ましく、１〜５質量部であることがより好ましい。

また、表面ゴム層１１ａのプーリ接触表面に形成された多数の凹孔１６は、図２（ｂ）に示すように、表面ゴム層１１ａを形成するゴム組成物に配合された発泡剤により形成された中空部分の一部分が切除されることにより構成されていてもよい。かかる発泡剤としては、例えば、三協化成社製のセルマイクＣＡＰ−５００等が挙げられる。発泡剤は、原料ゴム１００質量部に対する配合量が１〜１５質量部であることが好ましく、３〜８質量部であることがより好ましい。

表面ゴム層１１ａを形成するゴム組成物には短繊維が配合されていてもよい。短繊維は、ベルト幅方向に配向するように設けられていることが好ましい。また、短繊維のうちプーリ接触表面に露出したものは、その表面から突出していることが好ましい。そのような短繊維としては、例えば、ナイロン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、綿等が挙げられる。短繊維は、例えば、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液（ＲＦＬ水溶液）等に浸漬された後に加熱される接着処理が施されたものであってもよい。短繊維の長さは例えば０．２〜３．０ｍｍである。短繊維は、原料ゴム１００質量部に対する含有量が例えば３〜３０質量部である。表面ゴム層１１ａを形成するゴム組成物には短繊維が配合されていなくてもよい。

表面ゴム層１１ａは、２５℃におけるベルト長さ方向の貯蔵縦弾性係数（Ｅ’）が２０〜４５ＭＰａであることが好ましく、３５〜４０ＭＰａであることがより好ましい。なお、２５℃における貯蔵縦弾性係数（Ｅ’）はＪＩＳ Ｋ６３９４に基づいて測定されるものである。

内部ゴム層１１ｂを形成するゴム組成物には中空粒子１７や発泡剤が配合されておらず、従って、内部ゴム層１１ｂ内部には表面ゴム層１１ａ内部に存在するような中空部分が含まれていない。また、内部ゴム層１１ｂを形成するゴム組成物には短繊維が配合されていないことが好ましい。内部ゴム層１１ｂは、ベルト長さ方向の２５℃における貯蔵縦弾性係数（Ｅ’）が表面ゴム層１１ａよりも高く且つ３０〜５０ＭＰａであり、３５〜４５ＭＰａであることが好ましい。

接着ゴム層１２は、断面横長矩形の帯状に構成されており、厚さが例えば１．０〜２．５ｍｍである。背面ゴム層１３も、断面横長矩形の帯状に構成されており、厚さが例えば０．４〜０．８ｍｍである。背面ゴム層１３の表面は、ベルト背面が接触する平プーリとの間で生じる音を抑制する観点から、織布の布目が転写された形態に形成されていることが好ましい。

接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３のそれぞれは、原料ゴムに種々の配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物が加熱及び加圧されて架橋剤により架橋したゴム組成物で形成されていることが好ましい。背面ゴム層１３は、ベルト背面が接触する平プーリとの接触で粘着が生じるのを抑制する観点から、接着ゴム層１２よりもやや硬めのゴム組成物で形成されていることが好ましい。

接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３を形成するゴム組成物の原料ゴムとしては、例えば、エチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）等が挙げられる。接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３の原料ゴムは圧縮ゴム層１１の原料ゴムと同一であることが好ましい。

配合剤としては、圧縮ゴム層１１と同様、例えば、カーボンブラックなどの補強材、軟化剤、加工助剤、加硫助剤、架橋剤、加硫促進剤、ゴム配合用樹脂、老化防止剤等が挙げられる。

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

心線１４は、ポリエステル繊維（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ）、アラミド繊維、ビニロン繊維等の撚り糸で構成されている。心線１４は、Ｖリブドベルト本体１０に対する接着性を付与するために、成形加工前にＲＦＬ水溶液に浸漬された後に加熱される接着処理及び／又はゴム糊に浸漬された後に乾燥される接着処理が施されている。

ところで、自動車の走行中における静音性に対するニーズが高まっているが、かかるニーズから、エンジンルーム内で走行するＶリブドベルトに対しては、被水状態でベルト走行した際のスリップ異音の発生の抑制が求められている。また、被水状態でのベルト走行においては、併せて動力伝達能力の低下の抑制も求められている。かかる要求に対し、上記構成の本実施形態に係るＶリブドベルトＢによれば、圧縮ゴム層１１が表面ゴム層１１ａ及び内部ゴム層１１ｂを有し、表面ゴム層１１ａのプーリ接触表面に多数の凹孔１６が形成されていると共に、内部ゴム層１１ｂのベルト長さ方向の２５℃における貯蔵縦弾性係数（Ｅ’）が表面ゴム層１１ａよりも高く且つ３０〜５０ＭＰａであることから、被水状態でベルト走行した際のスリップ異音の発生及び動力伝達能力の低下を抑制することができる。

次に、本実施形態に係るＶリブドベルトＢの製造方法について説明する。

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

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

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

次いで、図５に示すように、表面が平滑な円筒ドラム２４上にゴムスリーブ２５を被せ、その上に、背面ゴム層用の未架橋ゴムシート１３’、及び接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’を順に巻き付けて積層し、その上から心線用の撚り糸１４’を円筒状の内型２１に対して螺旋状に巻き付け、さらにその上から接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’、並びに圧縮ゴム層１１における内部ゴム層用の未架橋ゴムシート１１ｂ’、及び表面ゴム層用の未架橋ゴムシート１１ａ’を順に巻き付けて積層体１０’を形成する。

次いで、積層体１０’を設けたゴムスリーブ２５を円筒ドラム２４から外し、図６に示すように、それを外型２２の内周面側に内嵌め状態にセットする。

次いで、図７に示すように、内型２１を外型２２にセットされたゴムスリーブ２５内に位置付けて密閉する。

続いて、外型２２を加熱すると共に、内型２１の密封された内部に高圧空気等を注入して加圧する。このとき、図８に示すように、内型２１が膨張し、外型２２の成型面に、積層体１０’のベルト形成用の未架橋ゴムシート１１ａ’，１１ｂ’，１２’，１３’が圧縮され、また、それらの架橋が進行して一体化すると共に撚り糸１４’と複合化し、さらに、未架橋ゴムシート１１ａ’中の中空粒子１７或いは発泡剤により表面ゴム層１１ａに対応する部分に多数の中空部が形成され、最終的に、円筒状のベルトスラブＳが成型される。このベルトスラブＳの成型温度は例えば１００〜１８０℃、成型圧力は例えば０．５〜２．０ＭＰａ、成型時間は例えば１０〜６０分である。

そして、内型２１の内部を減圧して密閉を解き、内型２１と外型２２との間でゴムスリーブ２５を介して成型されたベルトスラブＳを取り出し、ベルトスラブＳを所定幅に輪切りして表裏を裏返すことによりＶリブドベルトＢが得られる。なお、必要に応じて、ベルトスラブＳの外周側、つまり、Ｖリブ１５側の表面を研磨してもよい。この研磨により、Ｖリブ１５側の表面に、表面ゴム層１１ａを形成するゴム組成物に配合された中空粒子１７の一部分が切除されることにより、或いは、表面ゴム層１１ａを形成するゴム組成物に配合された発泡剤により形成された中空部分の一部分が切除されることにより、確実に凹孔１６を露出させることができる。

最後に、 図９は本実施形態に係るＶリブドベルトＢを用いた自動車の補機駆動ベルト伝動装置３０のプーリレイアウトを示す。この補機駆動ベルト伝動装置３０は、ＶリブドベルトＢが４つのリブプーリ及び２つの平プーリの６つのプーリに巻き掛けられて動力を伝達するサーペンタインドライブ方式のものである。

この補機駆動ベルト伝動装置３０は、最上位置にリブプーリのパワーステアリングプーリ３１が設けられ、そのパワーステアリングプーリ３１の下方にリブプーリのＡＣジェネレータプーリ３２が設けられている。また、パワーステアリングプーリ３１の左下方には平プーリのテンショナプーリ３３が設けられており、そのテンショナプーリ３３の下方には平プーリのウォーターポンププーリ３４が設けられている。さらに、テンショナプーリ３３の左下方にはリブプーリのクランクシャフトプーリ３５が設けられており、そのクランクシャフトプーリ３５の右下方にリブプーリのエアコンプーリ３６が設けられている。これらのプーリは、例えば、金属のプレス加工品や鋳物、ナイロン樹脂、フェノール樹脂などの樹脂成形品で構成されており、また、プーリ径がφ５０〜１５０ｍｍである。

そして、この補機駆動ベルト伝動装置３０では、ＶリブドベルトＢは、Ｖリブ１５側が接触するようにパワーステアリングプーリ３１に巻き掛けられ、次いで、ベルト背面が接触するようにテンショナプーリ３３に巻き掛けられた後、Ｖリブ１５側が接触するようにクランクシャフトプーリ３５及びエアコンプーリ３６に順に巻き掛けられ、さらに、ベルト背面が接触するようにウォーターポンププーリ３４に巻き掛けられ、そして、Ｖリブ１５側が接触するようにＡＣジェネレータプーリ３２に巻き掛けられ、最後にパワーステアリングプーリ３１に戻るように設けられている。プーリ間で掛け渡されるＶリブドベルトＢの長さであるベルトスパン長は例えば５０〜３００ｍｍである。プーリ間で生じ得るミスアライメントは０〜２°である。

なお、本実施形態では、摩擦伝動ベルトとしてＶリブドベルトＢを示したが、特にこれに限定されるものではなく、ローエッジタイプのＶベルト等であってもよい。

また、本実施形態では、圧縮ゴム層１１、接着ゴム層１２、及び背面ゴム層１３によりＶリブドベルト本体１０が構成されたものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、圧縮ゴム層１１及び接着ゴム層１２によりＶリブドベルト本体１０が構成され、背面ゴム層１３の代わりに、例えば、綿、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等の糸で形成された織布、編物、不織布等で構成された補強布が設けられたものであってもよい。

また、本実施形態では、ベルト伝動装置として自動車の補機駆動ベルト伝動装置２０を示したが、特にこれに限定されるものではなく、一般産業用等のベルト伝動装置であってもよい。

（ベルト材料の準備）
＜圧縮ゴム層の表面ゴム層用ゴム組成物＞
圧縮ゴム層の表面ゴム層用ゴム組成物として、以下の表面ゴム１〜１０を作製準備した。それぞれの構成については表１及び２にも示す。

−表面ゴム１−
ＥＰＤＭ（ＪＳＲ社製 商品名：ＥＰ２２）を原料ゴムとし、この原料ゴム１００質量部に対し、ＨＡＦカーボンブラック（東海カーボン社製 商品名：シースト３）８０質量部、パラフィン系オイル（サンオイル社製 商品名：サンパー２２８０）８質量部、加工助剤（日油社製 商品名：ビーズステアリン酸椿）１質量部、加硫助剤（堺化学社製 商品名：亜鉛華１号）５質量部、加硫剤（細井化学社製 商品名：オイルサルファ）２．３質量部、加硫促進剤（大内新興化学社製 商品名：ＥＰ−１５０）４質量部、ゴム配合用樹脂（住友ベークライト社製 商品名：スミライトレジンＰＲ−１３３５５）３質量部、及び中空粒子（積水化学社製 商品名：アドバンセルＥＭＳ−０２６）５質量部を配合したものをバンバリーミキサーで混練後、カレンダロールで圧延して作製した未架橋ゴムシートを表面ゴム１とした。

−表面ゴム２−
原料ゴム１００質量部に対する配合量を、パラフィン系オイル４質量部、加硫促進剤６質量部、及びゴム配合用樹脂１０質量部としたことを除いて表面ゴム１と同様に作製した未架橋ゴムシートを表面ゴム２とした。

−表面ゴム３−
原料ゴム１００質量部に対する配合量を、ＨＡＦカーボンブラック７０質量部、パラフィン系オイル５質量部、及びゴム配合用樹脂５質量部とし、中空粒子の代わりに発泡剤（三協化成社製 商品名：セルマイクＣＡＰ−５００）を原料ゴム１００質量部に対して５質量部配合したことを除いて表面ゴム１と同様に作製した未架橋ゴムシートを表面ゴム３とした。

−表面ゴム４−
原料ゴム１００質量部に対する配合量を、ＨＡＦカーボンブラック７０質量部としたことを除いて表面ゴム１と同様に作製した未架橋ゴムシートを表面ゴム４とした。

−表面ゴム５−
原料ゴム１００質量部に対する配合量を、ＨＡＦカーボンブラック９０質量部、パラフィン系オイル５質量部、及びゴム配合用樹脂５質量部としたことを除いて表面ゴム１と同様に作製した未架橋ゴムシートを表面ゴム５とした。

−表面ゴム６−
中空粒子を配合していないことを除いて表面ゴム２と同様に作製した未架橋ゴムシートを表面ゴム６とした。

−表面ゴム７−
原料ゴム１００質量部に対する配合量を、中空粒子０．５質量部としたことを除いて表面ゴム２と同様に作製した未架橋ゴムシートを表面ゴム７とした。

−表面ゴム８−
原料ゴム１００質量部に対する配合量を、中空粒子１０質量部としたことを除いて表面ゴム２と同様に作製した未架橋ゴムシートを表面ゴム８とした。

−表面ゴム９−
原料ゴム１００質量部に対する配合量を、中空粒子１２質量部、及びゴム配合用樹脂１３質量部としたことを除いて表面ゴム２と同様に作製した未架橋ゴムシートを表面ゴム９とした。

−表面ゴム１０−
原料ゴム１００質量部に対してナイロン短繊維（旭化成社製 商品名：レオナ６６、繊維長１ｍｍ）２５質量部を追加して配合したことを除いて表面ゴム１と同様に作製した未架橋ゴムシートを表面ゴム１０とした。

＜圧縮ゴム層の内部ゴム層用ゴム組成物＞
圧縮ゴム層の内部ゴム層用ゴム組成物として、以下の内部ゴム１〜６を作製準備した。それぞれの構成については表３にも示す。

−内部ゴム１−
ＥＰＤＭ（ＪＳＲ社製 商品名：ＥＰ２２）を原料ゴムとし、この原料ゴム１００質量部に対し、ＨＡＦカーボンブラック（東海カーボン社製 商品名：シースト３）７０質量部、パラフィン系オイル（サンオイル社製 商品名：サンパー２２８０）５質量部、加工助剤（日油社製 商品名：ビーズステアリン酸椿）１質量部、加硫助剤（堺化学社製 商品名：亜鉛華１号）５質量部、加硫剤（細井化学社製 商品名：オイルサルファ）２．３質量部、加硫促進剤（大内新興化学社製 商品名：ＥＰ−１５０）４質量部、及びゴム配合用樹脂（住友ベークライト社製 商品名：スミライトレジンＰＲ−１３３５５）１．７質量部を配合したものをバンバリーミキサーで混練後、カレンダロールで圧延して作製した未架橋ゴムシートを内部ゴム１とした。

−内部ゴム２−
原料ゴム１００質量部に対する配合量を、ＨＡＦカーボンブラック８０質量部、パラフィン系オイル４質量部、加硫促進剤６質量部、及びゴム配合用樹脂１０質量部としたことを除いて内部ゴム１と同様に作製した未架橋ゴムシートを内部ゴム２とした。

−内部ゴム３−
原料ゴム１００質量部に対する配合量を、ゴム配合用樹脂５質量部としたことを除いて内部ゴム１と同様に作製した未架橋ゴムシートを内部ゴム３とした。

−内部ゴム４−
原料ゴム１００質量部に対する配合量を、ゴム配合用樹脂５質量部とし、さらに中空粒子（積水化学社製 商品名：アドバンセルＥＭＳ−０２６）を原料ゴム１００質量部に対して５質量部配合したことを除いて内部ゴム１と同様に作製した未架橋ゴムシートを内部ゴム４とした。

−内部ゴム５−
原料ゴム１００質量部に対する配合量を、ＨＡＦカーボンブラック６０質量部、及びパラフィン系オイル１０質量部としたことを除いて内部ゴム１と同様に作製した未架橋ゴムシートを内部ゴム５とした。

−内部ゴム６−
原料ゴム１００質量部に対する配合量を、ＨＡＦカーボンブラック９０質量部、パラフィン系オイル４質量部、架橋剤２．５質量部、加硫促進剤６質量部、及びゴム配合用樹脂１０質量部としたことを除いて内部ゴム１と同様に作製した未架橋ゴムシートを内部ゴム６とした。

＜接着ゴム層用ゴム組成物、背面ゴム層用ゴム組成物、及び心線用撚り糸＞
接着ゴム層用ゴム組成物として、ＥＰＤＭゴム組成物からなる接着ゴム層用の未架橋ゴムシート、また、背面ゴム層用ゴム組成物として、ＥＰＤＭゴム組成物からなる背面ゴム層用の未架橋ゴムシートをそれぞれ作製準備した。

また、心線用撚り糸として、帝人社製のポリエステル繊維の１１００ｄｔｅｘ／２×３（上撚り数９．５Ｔ／１０ｃｍ（Ｚ）、下撚り数２．１９Ｔ／１０ｃｍ）構成の撚り糸に、固形分濃度２０質量％であるイソシアネートのトルエン溶液に浸漬した後に２４０℃で４０秒間加熱乾燥させる処理、ＲＦＬ水溶液に浸漬した後に２００℃で８０秒間加熱乾燥させる処理、及び接着ゴム層用ゴム組成物をトルエンに溶解させたゴム糊に浸漬した後に６０℃で４０秒間加熱乾燥させる処理を順に施したものを作製準備した。

（Ｖリブドベルト）
試験評価用のＶリブドベルトとして、以下の実施例１〜１５及び比較例１〜６を作製した。それぞれの構成については表４〜９にも示す。

＜実施例１＞
圧縮ゴム層の表面ゴム層用ゴム組成物として表面ゴム１、圧縮ゴム層の内部ゴム層用ゴム組成物として内部ゴム１、接着ゴム層用ゴム組成物、及び背面ゴム層用ゴム組成物、並びに心線用撚り糸を用い、実施形態と同様の方法により作製したＶリブドベルトを実施例１とした。

実施例１のＶリブドベルトは、ベルト周長が１１１７ｍｍ、ベルト厚さが４．３ｍｍ、Ｖリブ高さが２．０ｍｍ、及びリブ数が３個のもの（ベルト幅１０．６８ｍｍ）であった。また、表面ゴム層の厚さを４００μｍに形成した。

＜実施例２＞
圧縮ゴム層の表面ゴム層用ゴム組成物として表面ゴム２、及び圧縮ゴム層の内部ゴム層用ゴム組成物として内部ゴム２を用いたことを除いて実施例１と同様に作製したＶリブドベルトを実施例２とした。

＜実施例３＞
圧縮ゴム層の表面ゴム層用ゴム組成物として表面ゴム３、及び圧縮ゴム層の内部ゴム層用ゴム組成物として内部ゴム３を用いたことを除いて実施例１と同様に作製したＶリブドベルトを実施例３とした。

＜実施例４＞
表面ゴム層の厚さを４０μｍに形成したことを除いて実施例１と同様に作製したＶリブドベルトを実施例４とした。

＜実施例５＞
表面ゴム層の厚さを６０μｍに形成したことを除いて実施例１と同様に作製したＶリブドベルトを実施例５とした。

＜実施例６＞
表面ゴム層の厚さを４５０μｍに形成したことを除いて実施例１と同様に作製したＶリブドベルトを実施例６とした。

＜実施例７＞
表面ゴム層の厚さを５５０μｍに形成したことを除いて実施例１と同様に作製したＶリブドベルトを実施例７とした。

＜実施例８＞
圧縮ゴム層の表面ゴム層用ゴム組成物として表面ゴム１、及び圧縮ゴム層の内部ゴム層用ゴム組成物として内部ゴム３を用い、後述のベルト長さ方向の貯蔵縦弾性係数Ｅ’が３５．７ＭＰａ及び凹孔の平均孔径が４４μｍとなるように成型圧力を操作したことを除いて実施例１と同様に作製したＶリブドベルトを実施例８とした。

＜実施例９＞
ベルト長さ方向の貯蔵縦弾性係数Ｅ’が２５．４ＭＰａ及び凹孔の平均孔径が１４７μｍとなるように成型圧力を操作したことを除いて実施例８と同様に作製したＶリブドベルトを実施例９とした。

＜実施例１０＞
ベルト長さ方向の貯蔵縦弾性係数Ｅ’が２３．４ＭＰａ及び凹孔の平均孔径が１６９μｍとなるように成型圧力を操作したことを除いて実施例８と同様に作製したＶリブドベルトを実施例１０とした。

＜実施例１１＞
圧縮ゴム層の表面ゴム層用ゴム組成物として表面ゴム７を用いたことを除いて実施例２と同様に作製したＶリブドベルトを実施例１１とした。

＜実施例１２＞
圧縮ゴム層の表面ゴム層用ゴム組成物として表面ゴム８を用いたことを除いて実施例２と同様に作製したＶリブドベルトを実施例１２とした。

＜実施例１３＞
圧縮ゴム層の表面ゴム層用ゴム組成物として表面ゴム９を用いたことを除いて実施例２と同様に作製したＶリブドベルトを実施例１３とした。

＜比較例１＞
圧縮ゴム層の表面ゴム層用ゴム組成物として内部ゴム３、及び圧縮ゴム層の内部ゴム層用ゴム組成物として内部ゴム３を用いたことを除いて実施例１と同様に作製したＶリブドベルトを比較例１とした。この比較例１は、単一の内部ゴム３を用いて圧縮ゴム層を単層に形成したものである。

＜比較例２＞
圧縮ゴム層の表面ゴム層用ゴム組成物として内部ゴム４、及び圧縮ゴム層の内部ゴム層用ゴム組成物として内部ゴム４を用いたことを除いて実施例１と同様に作製したＶリブドベルトを比較例２とした。この比較例２は、単一の内部ゴム４を用いて圧縮ゴム層を単層に形成したものである。

＜比較例３＞
圧縮ゴム層の表面ゴム層用ゴム組成物として表面ゴム４、及び圧縮ゴム層の内部ゴム層用ゴム組成物として内部ゴム５を用いたことを除いて実施例１と同様に作製したＶリブドベルトを比較例３とした。

＜比較例４＞
圧縮ゴム層の表面ゴム層用ゴム組成物として表面ゴム２、及び圧縮ゴム層の内部ゴム層用ゴム組成物として内部ゴム６を用いたことを除いて実施例１と同様に作製したＶリブドベルトを比較例４とした。

＜比較例５＞
圧縮ゴム層の表面ゴム層用ゴム組成物として表面ゴム５、及び圧縮ゴム層の内部ゴム層用ゴム組成物として内部ゴム１を用いたことを除いて実施例１と同様に作製したＶリブドベルトを比較例５とした。

＜比較例６＞
ベルト長さ方向の貯蔵縦弾性係数Ｅ’が４１．２ＭＰａ及び凹孔の平均孔径が３５μｍとなるように成型圧力を操作したことを除いて実施例８と同様に作製したＶリブドベルトを比較例６とした。

＜比較例７＞
圧縮ゴム層の表面ゴム層用ゴム組成物として表面ゴム６を用いたことを除いて実施例２と同様に作製したＶリブドベルトを比較例７とした。

＜比較例８＞
圧縮ゴム層の表面ゴム層用ゴム組成物として表面ゴム１０を用いたことを除いて実施例１と同様に作製したＶリブドベルトを比較例８とした。

（試験評価方法）
＜２５℃におけるベルト長さ方向の貯蔵縦弾性係数Ｅ’＞
表面ゴム１〜１０及び内部ゴム１〜６のそれぞれについて、ＪＩＳ Ｋ６３９４に基づき、ゴムシートを成型して所定の試験片を切り出し、２５℃におけるベルト長さ方向に対応する列理方向の貯蔵縦弾性係数Ｅ’を測定した。なお、ゴムシートの成型圧力は実施例８〜１０及び比較例６を除いた実施例１〜７及び実施例１１〜１３並びに比較例１〜５及び比較例７〜８のベルト成形条件に対応させた。

＜凹孔の平均孔径＞
表面ゴム１〜５及び表面ゴム７〜１０並びに内部ゴム２のそれぞれについて、成型したゴムシートのカット面を、デジタルマイクロスコープ（キーエンス社製 型番：ＶＨＸ−２００）を用い、１７５倍の拡大倍率で観察画像を得た後、その観察画像をデジタルマイクロスコープの測定モードにより任意の複数の凹孔の孔径を計測し、その平均孔径を算出した。

＜屈曲疲労性試験＞
図１０はＶリブドベルトＢの耐屈曲疲労性評価用の多軸屈曲ベルト走行試験機４０のプーリレイアウトを示す。

この多軸屈曲ベルト走行試験機４０は、各々、プーリ径が４５ｍｍであるリブプーリの第１従動プーリ４１及び駆動プーリ４２が上下に配設され、また、それらの上下方向中間の右側に、各々、プーリ径が５０ｍｍである平プーリの一対のアイドラプーリ４３が上下に配設され、さらに、それらの上下方向中間の右方にプーリ径が４５ｍｍであるリブプーリの第２従動プーリ４４が設けられた構成を有する。

実施例１〜１３及び比較例１〜８のそれぞれについて、多軸屈曲ベルト走行試験機４０に、Ｖリブが接触するように第１及び第２従動プーリ４１，４４並びに駆動プーリ４２のそれぞれに巻き掛けると共にベルト背面が接触するように２つのアイドラプーリ４３のそれぞれに巻き掛け、且つ５８８．４Ｎのデッドウェイトが負荷されるように第１従動プーリ４１を上方に引っ張った状態にセットし、駆動プーリ４２を５１００ｒｐｍの回転数で回転させることによりＶリブドベルトＢを走行させた。そして、Ｖリブにクラックが発生するまでの時間を屈曲疲労寿命として計測した。

＜スリップ音測定試験＞
図１１はＶリブドベルトＢのスリップ音測定用のベルト走行試験機５０のプーリレイアウトを示す。

このベルト走行試験機５０は、各々、プーリ径が１２０ｍｍであるリブプーリからなる第１従動プーリ５１及び駆動プーリ５２が上下に配設され、また、それらの上下方向中間にプーリ径が７０ｍｍであるアイドラプーリ５３が設けられ、さらに、そのアイドラプーリ５３の右方にプーリ径５５ｍｍのリブプーリからなる第２従動プーリ５４が設けられた構成を有する。なお、アイドラプーリ５３及び第２従動プーリ５４のそれぞれはベルト巻き付き角度が９０°となるように配置されている。

実施例１〜１３及び比較例１〜８のそれぞれについて、騒音測定用ベルト走行試験機５０に、Ｖリブが接触するように第１及び第２従動プーリ５１，５４並びに駆動プーリ５２のそれぞれに巻き掛けると共にベルト背面が接触するようにアイドラプーリ５３に巻き掛け、且つ１Ｖリブ当たり２．５ｋＷとなるように第１従動プーリ５１に回転負荷をかけると共に１Ｖリブ当たり２７７Ｎのセットウェイトが負荷されるように第２従動プーリ５４を側方に引っ張った状態にセットし、駆動プーリ５２を４９００ｒｐｍの回転数で回転させることによりＶリブドベルトＢを走行させた。そして、駆動プーリ５２に２００ｍｌ／分の割合で注水を行い、ベルト走行時に発生するスリップ音を、官能評価により「大」から「なし」までランク分けして評価を行った。

（試験評価結果）
試験評価結果を表１〜９に示す。

２５℃におけるベルト長さ方向の貯蔵縦弾性係数Ｅ’は、表面ゴム１が２８．６ＭＰａ、表面ゴム２が４３．６ＭＰａ、表面ゴム３が３３．６ＮＰａ、表面ゴム４が２６．４ＭＰａ、表面ゴム５が３６．５ＭＰａ、表面ゴム６が４７．７ＭＰａ、表面ゴム７が４４．３ＭＰａ、表面ゴム８が３５．７ＭＰａ、表面ゴム９が２７．４ＭＰａ、及び表面ゴム１０が３５．２ＭＰａ、並びに内部ゴム１が３２．６ＭＰａ、内部ゴム２が４７．７ＭＰａ、内部ゴム３が３６．１ＭＰａ、内部ゴム４が３５．５ＭＰａ、内部ゴム５が２７．８ＭＰａ、及び内部ゴム６が５１．３ＭＰａであった。

凹孔の平均孔径は、表面ゴム１が８６μｍ、表面ゴム２が８２μｍ、表面ゴム３が８５μｍ、表面ゴム４が８９μｍ、表面ゴム５が９５μｍ、表面ゴム７が９２μｍ、表面ゴム８が８４μｍ、表面ゴム９が９２μｍ、及び表面ゴム１０が８９μｍ、並びに内部ゴム２が９４μｍであった。

屈曲疲労寿命は、実施例１が１０００時間以上、実施例２が９６０時間、実施例３が１０００時間以上、実施例４が１０００時間以上、実施例５が１０００時間以上、実施例６が１０００時間以上、実施例７が８５６時間、実施例８が１０００時間以上、実施例９が９２１時間以上、実施例１０が８３６時間、実施例１１が１０００時間以上、実施例１２が８２４時間、及び実施例１３が７５５時間、並びに比較例１が１０００時間以上、比較例２が６４８時間、比較例３が１０００時間以上、比較例４が６００時間、比較例５が７２０時間、比較例６が１０００時間以上、比較例７が１０００時間以上、及び比較例８が５３７時間であった。

スリップ音評価は、実施例１が「なし」、実施例２が「なし」、実施例３が「小」、実施例４が「中」、実施例５が「小」、実施例６が「なし」、実施例７が「なし」、実施例８が「中」、実施例９が「なし」、実施例１０が「なし」、実施例１１が「小」、実施例１２が「なし」、及び実施例１３が「なし」、並びに比較例１が「大」、比較例２が「なし」、比較例３が「大」、比較例４が「なし」、比較例５が「なし」、比較例６が「大」、比較例７が「大」、及び比較例８が「なし」であった。

本発明は摩擦伝動ベルトについて有用である。

Ｂ Ｖリブドベルト（摩擦伝動ベルト）
１０ Ｖリブドベルト本体
１１ 圧縮ゴム層
１１ａ 表面ゴム層
１１ｂ 内部ゴム層
１６ 凹孔
１７ 中空粒子

Claims (16)

1. ベルト本体の内周側にプーリに接触して動力を伝達する圧縮ゴム層を備えた摩擦伝動ベルトであって、
   上記圧縮ゴム層は、プーリ接触表面に多数の凹孔が形成された表面ゴム層と、該表面ゴム層よりもベルト内部側に設けられ２５℃におけるベルト長さ方向の貯蔵縦弾性係数が該表面ゴム層よりも高く且つ３０〜５０ＭＰａである内部ゴム層と、を有する摩擦伝動ベルト。
2. 請求項１に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
   上記表面ゴム層の厚さが５０〜５００μｍである摩擦伝動ベルト。
3. 請求項１又は２に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
   上記表面ゴム層の２５℃におけるベルト長さ方向の貯蔵縦弾性係数が２０〜４５ＭＰａである摩擦伝動ベルト。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
   上記表面ゴム層におけるプーリ接触表面に形成された多数の凹孔の平均孔径が４０〜１５０μｍである摩擦伝動ベルト。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
   上記表面ゴム層を形成するゴム組成物には中空粒子が配合されている摩擦伝動ベルト。
6. 請求項５に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
   上記表面ゴム層におけるプーリ接触表面に形成された多数の凹孔が、該表面ゴム層を形成するゴム組成物に配合された中空粒子の一部が切除されることにより構成されている摩擦伝動ベルト。
7. 請求項５又は６に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
   上記表面ゴム層を形成するゴム組成物における上記中空粒子の原料ゴム１００質量部に対する配合量が０．５〜１０質量部である摩擦伝動ベルト。
8. 請求項１乃至４のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
   上記表面ゴム層を形成するゴム組成物には発泡剤が配合されている摩擦伝動ベルト。
9. 請求項８に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
   上記表面ゴム層におけるプーリ接触表面に形成された多数の凹孔が、該表面ゴム層を形成するゴム組成物に配合された発泡剤により形成された中空部分の一部分が切除されることにより構成されている摩擦伝動ベルト。
10. 請求項８又は９に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    上記表面ゴム層を形成するゴム組成物における上記発泡剤の原料ゴム１００質量部に対する配合量が１〜１５質量部である摩擦伝動ベルト。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    上記表面ゴム層を形成するゴム組成物には短繊維が配合されていない摩擦伝動ベルト。
12. 請求項１乃至１１のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    上記内部ゴム層を形成するゴム組成物には中空粒子及び発泡剤が配合されていない摩擦伝動ベルト。
13. 請求項１乃至１２のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    上記表面ゴム層を形成するゴム組成物の原料ゴムと上記内部ゴム層を形成するゴム組成物の原料ゴムとが同一である摩擦伝動ベルト。
14. 請求項１３に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    上記表面ゴム層及び上記内部ゴム層を形成するゴム組成物の原料ゴムがエチレン−α−オレフィンエラストマーである摩擦伝動ベルト。
15. 請求項１乃至１４のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    上記ベルト本体がＶリブドベルト本体である摩擦伝動ベルト。
16. 請求項１乃至１５のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトが複数のプーリに巻き掛けられたベルト伝動装置。

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