JP5498941B2 - 伝動ベルト - Google Patents

Description

本発明は、伝動ベルトに関し、特に、平プーリに巻きかけられて用いられる伝動ベルトに関する。

Ｖリブドベルト等の伝動ベルトは、一般に、心線が埋設された接着ゴム層とそのベルト内周側に設けられた圧縮ゴム層とが積層されて構成されているが、これらに加えて、接着ゴム層のベルト外周側に背面ゴム層が設けられ、ベルトの背面伝動時の伝動能力を高めることが行われている。

特許文献１には、Ｖリブドベルトの背面ゴム層に横断面が扁平状のモノフィラメントを埋設することが開示されている。そして、これによって、Ｖリブでの溝部分でのリブゴムの縦裂きの発生を防止できると記載されている。

特許文献２には、Ｖリブドベルトの背面ゴム層をエチレン含量４０〜６０％及びムーニー粘度４０〜６０のエチレン−α−オレフィンエラストマーを原料ゴムとするゴム組成物で形成し、さらに、背面ゴム層に、ゴム１００重量部に対して補強短繊維を総添加量で０〜３０重量部含有させた構成が開示されている。そして、これにより、優れた屈曲疲労性、耐熱性、耐寒性、耐摩耗性、耐粘着性が得られることが記載されている。

特開平７−２６９６５８号公報 特開２００６−２９４９３号公報

伝動ベルトをプーリに巻きかけてベルト走行させる場合、伝動ベルトのプーリ接触部分が摩耗して摩耗粉が発生する。伝動ベルトを巻きかけるプーリが平プーリである場合、発生した摩耗粉がベルトとプーリとの間に溜まりやすく、ベルト表面上に堆積しやすくなる。特に、平プーリ接触部の耐粘着性が低いときには、摩耗粉の堆積が促進される。そして、摩耗粉の堆積物がベルト表面上に段差を生じ、この段差がベルト走行時に異音発生の原因となる。

本発明の目的は、平プーリに巻きかけられて用いられる伝動ベルトにおいて、平プーリ接触部分の耐摩耗性及び耐粘着性を改善し、耐寒性及び耐熱性を損なうことなくベルト走行時の異音発生を抑制することである。

本発明の伝動ベルトは、エチレン含量が６０質量％以下のエチレン−α−オレフィンエラストマーを原料ゴムとするゴム組成物で形成された平プーリ接触部分を有するベルト本体を備えたものであって、
上記平プーリ接触部分を形成するゴム組成物は、２５℃における列理方向の貯蔵たて弾性係数が２０〜３０ＭＰａで且つ１００℃における列理方向の貯蔵たて弾性係数が１２〜２４ＭＰａであると共に短繊維が配合されておらず、列理方向がベルト長さ方向に一致するように設けられていることを特徴とする。

本発明の伝動ベルトは、平プーリ接触部分を形成するゴム組成物に、原料ゴム１００質量部に対して７０〜８０質量部のカーボンブラックが配合されていることが好ましい。

この場合、カーボンブラックとしては、カーボンブラックＦＥＦが好適に用いられる。

本発明の伝動ベルトは、上記平プーリ接触部分がベルト背面部分であってもよい。

この場合、上記ベルト本体がＶリブドベルト本体であってもよい。

本発明の伝動ベルトは、上記ベルト本体が平ベルト本体であり、
上記平プーリ接触部分が上記ベルト本体である平ベルト本体のベルト内周面であってもよい。

本発明によれば、ベルト本体の平プーリ接触部分がエチレン含量が６０質量％以下のエチレン−α−オレフィンエラストマーを原料ゴムとするゴム組成物で形成され、この平プーリ接触部分を形成するゴム組成物が２５℃における貯蔵たて弾性係数が２０〜６０ＭＰａで且つ１００℃における貯蔵たて弾性係数が１２ＭＰａ以上であると共に短繊維が配合されておらず、列理方向がベルト長さ方向に一致するように設けられているので、耐寒性及び耐熱性が損なわれることなく、優れた耐摩耗性及び耐粘着性が得られ、結果として、ベルト走行時の異音発生が抑制される。

Ｖリブドベルトの斜視図である。 Ｖリブドベルトの製造方法を示す説明図である。 補機駆動用ベルト伝動装置のプーリのレイアウト図である。 平ベルトの斜視図である。 試験評価１で用いたベルト試験走行機のプーリのレイアウト図である。 （ａ）〜（ｄ）は、ベルト表面の粘着レベル毎における粘着状態を示す写真である。 試験評価２で用いたベルト試験走行機のプーリのレイアウト図である。 試験評価３で用いたベルト試験走行機のプーリのレイアウト図である。 試験評価４で用いたベルト試験走行機のプーリのレイアウト図である。 試験評価１における摩耗量と粘着レベルの関係を示すグラフである。 （ａ）走行開始後２４時間及び（ｂ）走行開始後９６時間における市販品ＡのＶリブドベルトの異音の状態を示すグラフである。 （ａ）走行開始後２４時間及び（ｂ）走行開始後９６時間における市販品ＢのＶリブドベルトの異音の状態を示すグラフである。 （ａ）走行開始後２４時間及び（ｂ）走行開始後９６時間における参考例 １のＶリブドベルトの異音の状態を示すグラフである。

以下、実施形態１及び２を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、実施形態１にかかるＶリブドベルト１０を示す。このＶリブドベルト１０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に用いられる。Ｖリブドベルト１０は、例えば、ベルト周長７００〜３０００ｍｍ、ベルト幅１０〜３０ｍｍ、及びベルト厚さ４．０〜５．０ｍｍに形成されている。

このＶリブドベルト１０は、ベルト中間部の接着ゴム層１２と、ベルト内周側の圧縮ゴム層１３と、ベルト外周側の背面ゴム層１４と、の３層に構成されたＶリブドベルト本体１１を備えている。また、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心線１６が埋設されている。

接着ゴム層１２は、断面横長矩形の帯状に構成され、例えば、厚さ１．０〜２．５ｍｍに形成されている。接着ゴム層１２は、原料ゴムに種々の配合剤が配合されたゴム組成物で形成されている。接着ゴム層１２を構成するゴム組成物の原料ゴムとしては、例えば、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）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。これらのうち、環境に対する配慮や耐摩耗性、耐クラック性などの性能の観点から、エチレン−α−オレフィンエラストマーが好ましい。配合剤としては、例えば、架橋剤（例えば、硫黄、有機過酸化物）、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、カーボンブラックなどの補強材、充填材等が挙げられる。接着ゴム層１２には短繊維が配合されていてもよいが、心線との接着性の観点からは短繊維が配合されていないことが好ましい。なお、接着ゴム層１２は、原料ゴムに配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物を加熱及び加圧して架橋剤により架橋させたゴム組成物で形成されている。

圧縮ゴム層１３は、複数のＶリブ１３ａがベルト内周側に垂下するように設けられている。これらの複数のＶリブ１３ａ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１３ａは、例えば、リブ高さが２．０〜３．０ｍｍ、基端間の幅が１．０〜３．６ｍｍに形成されている。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１３は、原料ゴムに種々の配合剤が配合されたゴム組成物で形成されている。圧縮ゴム層１３を構成するゴム組成物の原料ゴムとしては、例えば、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）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。これらのうち、環境に対する配慮や耐摩耗性、耐クラック性などの性能の観点から、エチレン−α−オレフィンエラストマーが好ましい。配合剤としては、例えば、架橋剤（例えば、硫黄、有機過酸化物）、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、カーボンブラック等の補強材、充填材、短繊維１５等が挙げられる。なお、圧縮ゴム層１３は、原料ゴムに配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物を加熱及び加圧して架橋剤により架橋させたゴム組成物で形成されている。

短繊維１５は、例えば、ベルト幅方向に配向するように設けられている。短繊維１５のうち一部分は、Ｖリブ１３ａ表面に露出している。Ｖリブ１３ａ表面に露出した短繊維１５は、Ｖリブ１３ａ表面から突出していてもよい。短繊維１５としては、例えば、アラミド短繊維、ナイロン短繊維、ビニロン短繊維、ポリエステル短繊維、綿等が挙げられる。短繊維１５は、例えば、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液（以下、「ＲＦＬ水溶液」という）等に浸漬した後に加熱する接着処理が施された長繊維を長さ方向に沿って所定長に切断して製造される。短繊維１５は、例えば、長さが０．１〜４．０ｍｍ、及び繊維径が１０〜５０μｍである。そして、短繊維１５は、例えば、原料ゴム１００質量部に対して５〜３０質量部配合されている。

背面ゴム層１４は、例えば厚さ０．３〜０．８ｍｍのシート状に形成され、接着ゴム層１２のベルト外周側に一体に設けられてベルト背面部を構成している。この背面ゴム層１４は、Ｖリブドベルト１０の背面が平プーリに巻きかけられて背面伝動を行う場合、平プーリ接触部分を構成する。背面ゴム層１４は、以下に説明するゴム組成物（Ａ）で形成されている。なお、この背面ゴム層１４を形成するゴム組成物（Ａ）は列理方向がベルト長さ方向に一致するように設けられている。ここで、列理方向とは、カレンダーを用いて未架橋ゴム組成物を圧延して未架橋ゴムシートとするときの、圧延方向のことである。

ゴム組成物（Ａ）は、エチレン含量が６０質量％以下のエチレン−α−オレフィンエラストマーを原料ゴムとして、この原料ゴムに種々の配合剤が配合されたゴム組成物である。ゴム組成物（Ａ）の原料ゴムに配合される配合剤としては、例えば、架橋剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、可塑剤、プロセスオイル、老化防止剤、補強材、充填材等が挙げられる。

エチレン含量が６０質量％以下のエチレン−α−オレフィンエラストマーとしては、例えば、ＪＳＲ株式会社製のＪＳＲ ＥＰ２５（エチレン含量５９質量％）、ＪＳＲ ＥＰ２４（エチレン含量５４質量％）、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製のＮｏｒｄｅｌ ＩＰ３６４０（エチレン含量５５質量％）、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製のＮｏｒｄｅｌ ＩＰ４５２０（エチレン含量５０質量％）、住友化学社製のＥｓｐｒｅｎｅ ５０１Ａ（エチレン含量５２質量％）等のエチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）や、ＪＳＲ社製のＪＳＲ ＥＰ１１（エチレン含量５２質量％）、Ｅｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製のＶｉｓｔａｌｏｎ ７８５（エチレン含量４９質量％）、Ｌａｎｘｅｓｓ社製のＢｕｎａ ＥＰ Ｔ４０４０（エチレン含量４８質量％）等のエチレン・プロピレンゴム（ＥＰＲ）等が挙げられる。エチレン含量が６０質量％以下のエチレン−α−オレフィンエラストマーについては、単一種で構成しても、また、複数種で構成してもいずれでもよい。エチレン−α−オレフィンエラストマーが複数のゴムで構成される場合、ゴム組成物（Ａ）は、エチレン含量が６０質量％以下のエチレン−α−オレフィンエラストマー以外のゴム成分を含んでいてもよい。

架橋剤としては、例えば、硫黄、有機過酸化物等が挙げられる。架橋剤については、単一種で構成しても、また、複数種で構成してもいずれでもよい。

架橋促進剤としては、チアゾール系促進剤やチウラム系促進剤等が挙げられる。架橋促進剤については、単一種で構成しても、また、複数種で構成してもいずれでもよい。

架橋促進助剤としては、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ステアリン酸等が挙げられる。架橋促進助剤については、単一種で構成しても、また、複数種で構成してもいずれでもよい。

可塑剤としては、ジアルキルフタレート、ジアルキルアジペート、ジアルキルセバケート等が挙げられる。可塑剤については、単一種で構成しても、また、複数種で構成してもいずれでもよい。

プロセスオイルとしては、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、芳香族系オイル等が挙げられる。プロセスオイルについては、単一種で構成しても、また、複数種で構成してもいずれでもよい。

老化防止剤としては、例えば、アミン系老化防止剤、フェノール系老化防止剤等が挙げられる。老化防止剤については、単一種で構成しても、また、複数種で構成してもいずれでもよい。

補強材としては、カーボンブラックＧＰＦ，カーボンブラックＦＥＦ，カーボンブラックＳＲＦ等が挙げられる。補強材としては、単一種で構成しても、また、複数種で構成してもいずれでもよい。

充填材としては、例えば、炭酸カルシウム、クレー、タルク、珪藻土等が挙げられる。充填材については、単一種で構成しても、また、複数種で構成してもいずれでもよい。

このゴム組成物（Ａ）には、短繊維が配合されていない。このため、ゴムの摩耗粉が短繊維にひっかかって平プーリ接触表面に溜まることがない。

また、このゴム組成物（Ａ）は、ＪＩＳ Ｋ６３９４に準じて測定される、２５℃及び１００℃における貯蔵たて弾性係数が、それぞれ、２０〜６０ＭＰａ及び１２ＭＰａ以上である。

背面ゴム層１４は、以上の構成のゴム組成物（Ａ）で形成されているので、優れた耐摩耗性及び耐粘着性が得られる。

接着ゴム層１２と圧縮ゴム層１３とは、別々のゴム組成物で形成されていても、また、全く同じゴム組成物で形成されていても、いずれでもよい。また、接着ゴム層１２と背面ゴム層１４とは、別々のゴム組成物で形成されていても、また、全く同じゴム組成物で形成されていても、いずれでもよい。

心線１６は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維等の撚り糸１６’で構成されている。心線１６は、Ｖリブドベルト本体１１に対する接着性を付与するために、成形加工前にＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理及び／又はゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理が施されている。

次に、上記Ｖリブドベルト１０の製造方法を、図２に基づいて説明する。

Ｖリブドベルト１０の製造では、外周にベルト背面を所定形状に形成する成形面を有する内金型と、内周にベルト内側を所定形状に形成する成形面を有するゴムスリーブとが用いられる。

まず、内金型の外周に背面ゴム層１４を形成するための未架橋ゴムシート１４’を巻き付ける。このとき、未架橋ゴムシート１４’のカレンダーの列理方向が内金型の周方向となるようにして巻き付けを行う。

次いで、未架橋ゴムシート１４’の上に、接着ゴム層１２の外側部分１２ｂを形成するための未架橋ゴムシート１２ｂ’を巻き付け、その上に、心線１６となる撚り糸１６’を螺旋状に巻き付けた後、さらに、接着ゴム層１２の内側部分１２ａを形成するための未架橋ゴムシート１２ａ’を巻き付け、最後に、圧縮ゴム層１３を形成するための未架橋ゴムシート１３’を巻き付ける。

しかる後、内金型上の成形体にゴムスリーブを被せてそれを成形釜にセットし、内金型を高熱の水蒸気などにより加熱すると共に、高圧をかけてゴムスリーブを半径方向内方に押圧する。このとき、原料ゴムが流動すると共に架橋反応が進行し、加えて、撚り糸１６’のゴムへの接着反応も進行する。そして、これによって、筒状のベルトスラブ（ベルト本体前駆体）が成形される。

そして、内金型からベルトスラブを取り外し、それを長さ方向に数個に分割した後、それぞれの外周を研磨切削してＶリブ１３ａを形成する。このとき、Ｖリブ１３ａに露出する短繊維１５は、Ｖリブ１３ａ表面から突出した形態となっていてもよい。

最後に、分割されて外周にＶリブ１３ａが形成されたベルトスラブを所定幅に幅切りし、それぞれの表裏を裏返すことによりＶリブドベルト１０が得られる。

図３は、Ｖリブドベルト１０が巻きかけられて用いられる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１０が４つのリブプーリ及び２つの平プーリの６つのプーリに巻きかけられた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のレイアウトは、最上位置のパワーステアリングプーリ３１、そのパワーステアリングプーリ３１の下方に配置されたＡＣジェネレータプーリ３２、パワーステアリングプーリ３１の左下方に配置された平プーリのテンショナプーリ３３と、そのテンショナプーリ３３の下方に配置された平プーリのウォーターポンププーリ３４と、テンショナプーリ３３の左下方に配置されたクランクシャフトプーリ３５と、そのクランクシャフトプーリ３５の右下方に配置されたエアコンプーリ３６とにより構成されている。これらのうち、平プーリであるテンショナプーリ３３及びウォーターポンププーリ３４以外は全てリブプーリである。そして、Ｖリブドベルト１０は、Ｖリブ１３ａ側が接触するようにパワーステアリングプーリ３１に巻きかけられ、次いで、平プーリ接触部分である背面ゴム層１４側が接触するように平プーリのテンショナプーリ３３に巻きかけられた後、Ｖリブ１３ａ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に順に巻きかけられ、さらに、平プーリ接触部分である背面ゴム層１４側が接触するように平プーリのウォーターポンププーリ３４に巻きかけられ、そして、Ｖリブ１３ａ側が接触するようにＡＣジェネレータプーリ３２に巻きかけられ、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。

以上の構成のＶリブドベルト１０によれば、平プーリ接触部分である背面ゴム層１４が上記説明したゴム組成物（Ａ）で形成されており、しかも列理方向がベルト長さ方向に一致するように設けられているので、耐寒性及び耐熱性を維持しつつ、優れた耐摩耗性及び耐粘着性が得られる。そのため、補機駆動ベルト伝動装置３０の平プーリであるテンショナプーリ３３及びウォーターポンププーリ３４に巻きかけられて使用された場合でも、平プーリ表面上に堆積したベルトの摩耗粉が段差となって異音発生の原因となることがない。

なお、実施形態１ではＶリブドベルト１０について説明したが、特にこれに限定されるものではなく、Ｖベルト、歯付ベルト、コグドベルト、平ベルト等の伝動ベルトであってもよい。

（実施形態２）
図４は、実施形態２にかかる平ベルト２０を示す。この平ベルト２０は、例えば、送風機用途のものである。

この平ベルト２０は、ベルト外側の帯状の心線保持層２２とベルト内側の帯状の内側ゴム層２３とが積層されて一体となってエンドレスの平ベルト本体２１が構成されている。また、この平ベルト２０は、心線保持層２２の厚さ方向の中央にベルト幅方向に一定ピッチの螺旋を形成するように心線２６が埋設されている。さらに、この平ベルト２０は、平ベルト本体２１のベルト外側表面を被覆するように補強布２７が設けられている。

心線保持層２２は、断面横長矩形の帯状に構成され、例えば、厚さ１．０〜２．５ｍｍに形成されている。心線保持層２２は、原料ゴムに種々の配合剤が配合されたゴム組成物で形成されている。心線保持層２２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・プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）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。これらのうち、環境に対する配慮や耐摩耗性、耐クラック性などの性能の観点から、エチレン−α−オレフィンエラストマーが好ましい。配合剤としては、例えば、架橋剤（例えば、硫黄、有機過酸化物）、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、カーボンブラックなどの補強材、充填材等が挙げられる。なお、心線保持層２２は、原料ゴムに配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物を加熱及び加圧して架橋剤により架橋させたゴム組成物で形成されている。

内側ゴム層２３は、エチレン−α−オレフィンエラストマーを原料ゴムとするゴム組成物で形成されており、例えば、厚さ０．３〜０．８ｍｍのシート状に形成されている。この内側ゴム層２３は、平ベルト２０が平プーリに巻きかけられてベルト走行する場合、平プーリ接触部分を構成する。

内側ゴム層２３を形成するゴム組成物は、前述した実施形態１にかかるＶリブドベルト１０の背面ゴム層１４を形成するゴム組成物（Ａ）として挙げられるゴム組成物と同じものである。なお、この内側ゴム層２３を形成するゴム組成物は、列理方向がベルト長さ方向に一致するように設けられている。

心線保持層２２と内側ゴム層２３とは、別々のゴム組成物で形成されていても、また、全く同じゴム組成物で形成されていても、いずれでもよい。

心線２６は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維等の撚り糸２６’で構成されている。心線２６は、例えば、外径が０．４〜０．８ｍｍ、ベルト幅方向のピッチが０．４〜１．０ｍｍである。心線２６は、平ベルト本体２１に対する接着性を付与するために、成形加工前に撚り糸２６’をＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理及び／又はゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理が施されている。

補強布２７は、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平織、綾織、朱子織等に製織した織布２７’で構成されている。補強布２７は、例えば、厚さが０．５〜１．０ｍｍである。補強布２７は、平ベルト本体２１に対する接着性を付与するために、成形加工前に織布２７’をＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱する接着処理及び／又は平ベルト本体２１側となる表面にゴム糊をコーティングして乾燥させる接着処理が施されている。なお、補強布２７は、編物で構成されていてもよい。

以上の構成の平ベルト２０によれば、平プーリ接触部分である内側ゴム層がゴム組成物（Ａ）で形成されているので、耐寒性及び耐熱性を維持しつつ、優れた耐摩耗性及び耐粘着性が得られ、結果として、ベルト走行時の異音発生が抑制される。

なお、以上のような構成の平ベルト２０は、公知の製造方法によって製造することができる。

また、実施形態２では、ベルト外側表面に補強布２７が設けられた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、補強布の位置に帯状の外側ゴム層が設けられた構成であってもよい。
［試験評価］
Ｖリブドベルトについて行った試験評価について説明する。

（試験評価用ベルト）
圧縮ゴム層用の圧縮ゴム組成物、接着ゴム層用の接着ゴム組成物、及び背面ゴム層用の背面ゴム組成物１〜１０を準備し、実施例１〜３、参考例１及び２、並びに比較例１〜５のＶリブドベルトを作製した。それぞれの構成は表１〜３及び表４〜５にも示す。また、製品例として、市販品Ａ及び市販品ＢのＶリブドベルトを準備した。

＜圧縮ゴム組成物＞
ＥＰＤＭ（ＪＳＲ社製、商品名：ＪＳＲ ＥＰ２４）を原料ゴムとして、この原料ゴム１００質量部に対し、カーボンブラックＦＥＦ（東海カーボン社製、商品名：シーストＳＯ）６０質量部、可塑剤（日本サン石油社製、商品名：サンパー２２８０）１０質量部、ステアリン酸（新日本理化社製、商品名：ステアリン酸５０Ｓ）１質量部、酸化亜鉛（堺化学工業社製、商品名：酸化亜鉛３種）５質量部、硫黄（細井化学社製、商品名：オイルサルファー）１．５質量部、老化防止剤（１）（大内新興化学社製、商品名：ノクセラーＭ）０．５質量部、老化防止剤（２）（大内新興化学社製、商品名：ノクセラーＴＳ）２．５質量部、及びナイロン短繊維（旭化成社製、商品名：ナイロン６６ タイプＴ−５、繊維長１ｍｍ）２０質量部からなる配合剤と、を密閉式混練機で５分間混練し、圧縮ゴム層を形成するための未架橋ゴム組成物とした。

＜接着ゴム組成物＞
ＥＰＤＭ（ＪＳＲ社製、商品名：ＪＳＲ ＥＰ３３）を原料ゴムとして、この原料ゴム１００質量部に対し、カーボンブラックＦＥＦ８５質量部、可塑剤１５質量部、ステアリン酸１質量部、酸化亜鉛５質量部、硫黄１．５質量部、老化防止剤（１）０．５質量部、及び、老化防止剤（２）２．５質量部からなる配合剤と、を密閉式混練機で５分間混練し、接着ゴム層を形成するための未架橋ゴム組成物とした。

＜背面ゴム組成物１＞
ＥＰＤＭ（１）（ＪＳＲ社製、商品名：ＪＳＲ ＥＰ２５、エチレン含量５９質量％）を原料ゴムとして、この原料ゴム１００質量部に対し、カーボンブラックＦＥＦ８０質量部、可塑剤８質量部、ステアリン酸１質量部、酸化亜鉛５質量部、硫黄１．５質量部、老化防止剤（１）０．５質量部、及び老化防止剤（２）２．５質量部からなる配合剤と、を密閉式混練機で５分間混練し、未架橋ゴム組成物を得た。これを、背面ゴム組成物１とした。

この未架橋ゴム組成物について、ＪＩＳ Ｋ６３９４に準じて、動的粘弾性測定装置（ＤＭＡ）（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製；ＲＳＡ−III）を用いて貯蔵たて弾性係数を測定した。このときの測定条件は、引張モードで引張方向がカレンダーの列理方向、周波数１０Ｈｚ、動歪１％、静荷重２００ｇ、チャック間隔２０ｍｍ、サンプルの幅５ｍｍ、及び、サンプルの厚さ０．５ｍｍであった。背面ゴム組成物１の２５℃及び１００℃における貯蔵たて弾性係数Ｅ’は、それぞれ、３０ＭＰａ及び２４ＭＰａであった。

＜背面ゴム組成物２＞
カーボンブラックの配合量を７０質量部としたことを除いて背面ゴム組成物１と同一の構成の未架橋ゴム組成物を調製し、これを背面ゴム組成物２とした。

この未架橋ゴム組成物の貯蔵たて弾性係数Ｅ’を、背面ゴム組成物１と同様の方法で測定した。背面ゴム組成物２の２５℃及び１００℃における貯蔵たて弾性係数Ｅ’は、それぞれ、２０ＭＰａ及び２３ＭＰａであった。

＜背面ゴム組成物３＞
原料ゴムとしてＥＰＤＭ（２）（ＪＳＲ社製、商品名：ＪＳＲ ＥＰ２４、エチレン含量５４質量％）を用いたことを除いて背面ゴム組成物１と同一の構成の未架橋ゴム組成物を調製し、これを背面ゴム組成物３とした。

この未架橋ゴム組成物の貯蔵たて弾性係数Ｅ’を、背面ゴム組成物１と同様の方法で測定した。背面ゴム組成物３の２５℃及び１００℃における貯蔵たて弾性係数Ｅ’は、それぞれ、２３ＭＰａ及び１６ＭＰａであった。

＜背面ゴム組成物４＞
カーボンブラックＦＥＦの配合量を８５質量部、及び可塑剤の配合量を４質量部としたことを除いて背面ゴム組成物３と同一の構成の未架橋ゴム組成物を調製し、これを背面ゴム組成物４とした。

この未架橋ゴム組成物の貯蔵たて弾性係数Ｅ’を、背面ゴム組成物１と同様の方法で測定した。背面ゴム組成物４の２５℃及び１００℃における貯蔵たて弾性係数Ｅ’は、それぞれ、５０ＭＰａ及び３５ＭＰａであった。

＜背面ゴム組成物５＞
可塑剤を配合しなかったことを除いて背面ゴム組成物４と同一の構成の未架橋ゴム組成物を調製し、これを背面ゴム組成物５とした。

この未架橋ゴム組成物の貯蔵たて弾性係数Ｅ’を、背面ゴム組成物１と同様の方法で測定した。背面ゴム組成物５の２５℃及び１００℃における貯蔵たて弾性係数Ｅ’は、それぞれ、６０ＭＰａ及び４０ＭＰａであった。

＜背面ゴム組成物６＞
原料ゴムとしてＥＰＤＭ（３）（ＪＳＲ社製、商品名：ＪＳＲ ＥＰ２１、エチレン含量６１質量％）を用いたこと、及び、カーボンブラックＦＥＦの配合量を６０質量部としたことを除いて、背面ゴム組成物１と同一の構成の未架橋ゴム組成物を調製し、これを背面ゴム組成物６とした。

この未架橋ゴム組成物の貯蔵たて弾性係数Ｅ’を、背面ゴム組成物１と同様の方法で測定した。背面ゴム組成物６の２５℃及び１００℃における貯蔵たて弾性係数Ｅ’は、それぞれ、２１ＭＰａ及び１０ＭＰａであった。

＜背面ゴム組成物７＞
カーボンブラックＦＥＦの配合量を８０質量部としたことを除き、背面ゴム組成物１と同一の構成の未架橋ゴム組成物を調製し、これを背面ゴム組成物７とした。

この未架橋ゴム組成物の貯蔵たて弾性係数Ｅ’を、背面ゴム組成物１と同様の方法で測定した。背面ゴム組成物７の２５℃及び１００℃における貯蔵たて弾性係数Ｅ’は、それぞれ、４５ＭＰａ及び２２ＭＰａであった。

＜背面ゴム組成物８＞
カーボンブラックＦＥＦの配合量を７５質量部としたことを除き、背面ゴム組成物３と同一の構成の未架橋ゴム組成物を調製し、これを背面ゴム組成物８とした。

この未架橋ゴム組成物の貯蔵たて弾性係数Ｅ’を、背面ゴム組成物１と同様の方法で測定した。背面ゴム組成物８の２５℃及び１００℃における貯蔵たて弾性係数Ｅ’は、それぞれ、１８ＭＰａ及び１２ＭＰａであった。

＜背面ゴム組成物９＞
ナイロン短繊維を１０質量部配合したことを除いて背面ゴム組成物２と同一の構成の未架橋ゴム組成物を調製し、これを背面ゴム組成物９とした。

この未架橋ゴム組成物の貯蔵たて弾性係数Ｅ’を、背面ゴム組成物１と同様の方法で測定した。背面ゴム組成物９の２５℃及び１００℃における貯蔵たて弾性係数Ｅ’は、それぞれ、３５ＭＰａ及び２４ＭＰａであった。

＜背面ゴム組成物１０＞
カーボンブラックＦＥＦの配合量を８５質量部としたことを除き、背面ゴム組成物４と同一の構成の未架橋ゴム組成物を調製し、これを背面ゴム組成物１０とした。

この未架橋ゴム組成物の貯蔵たて弾性係数Ｅ’を、背面ゴム組成物１と同様の方法で測定した。背面ゴム組成物１０の２５℃及び１００℃における貯蔵たて弾性係数Ｅ’は、それぞれ、５１ＭＰａ及び３５ＭＰａであった。

＜実施例１＞
接着ゴム組成物、圧縮ゴム組成物、及び背面ゴム組成物１を、シート状に加工した。そして、それぞれの未架橋ゴムシートを用いて、接着ゴム層、圧縮ゴム層、及び背面ゴム層を形成することにより、Ｖリブドベルトを作製し、これを実施例１とした。

このＶリブドベルトは、ベルト幅１０．６８ｍｍ、ベルト厚さ４．８ｍｍ、リブピッチ３．５６ｍｍ、及びリブ数が３であった。また、背面ゴム層の列理方向がベルト長さ方向となるようにした。

＜実施例２＞
背面ゴム層を形成するゴム組成物として背面ゴム組成物２を用いたことを除いて実施例１と同一の構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例２とした。

＜実施例３＞
背面ゴム層を形成するゴム組成物として背面ゴム組成物３を用いたことを除いて実施例１と同一の構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例３とした。

＜参考例１＞
背面ゴム層を形成するゴム組成物として背面ゴム組成物４を用いたことを除いて実施例１と同一の構成のＶリブドベルトを作製し、これを参考例１とした。

＜参考例２＞
背面ゴム層を形成するゴム組成物として背面ゴム組成物５を用いたことを除いて実施例１と同一の構成のＶリブドベルトを作製し、これを参考例２とした。

＜比較例１＞
背面ゴム層を形成するゴム組成物として背面ゴム組成物６を用いたことを除いて実施例１と同一の構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例１とした。

＜比較例２＞
背面ゴム層を形成するゴム組成物として背面ゴム組成物７を用いたことを除いて実施例１と同一の構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例２とした。

＜比較例３＞
背面ゴム層を形成するゴム組成物として背面ゴム組成物８を用いたことを除いて実施例１と同一の構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例３とした。

＜比較例４＞
背面ゴム層を形成するゴム組成物として背面ゴム組成物９を用い、背面ゴム層の列理方向がベルトの幅方向となるようにして構成したことを除いて実施例１と同一の構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例４とした。

＜比較例５＞
背面ゴム層を形成するゴム組成物として背面ゴム組成物１０を用いたことを除いて比較例４と同一の構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例５とした。

＜市販品Ａ＞
市販品Ａとして、ベルト幅１０．６８ｍｍ、ベルト厚さ４．３ｍｍ、リブピッチ３．５６ｍｍ、及びリブ数が３のＶリブドベルトを準備した。市販品Ａの背面ゴム層はＥＰＤＭゴム組成物で形成されたものであった。

＜市販品Ｂ＞
市販品Ｂとして、ベルト幅１０．６８ｍｍ、ベルト厚さ４．０ｍｍ、リブピッチ３．５６ｍｍ、及びリブ数が３のＶリブドベルトを準備した。市販品Ｂの背面ゴム層は背面ゴム組成物９で形成されたものであった。

（試験評価方法）
＜試験評価１＞
図５は、試験評価１で用いたベルト走行機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、上下に並ぶように設けられたプーリ径１２０ｍｍのリブプーリ５１，５２（上側が従動プーリ及び下側が駆動プーリ）と、それらの上下方向中間の右方に設けられたプーリ径４５ｍｍのテンションプーリ５３と、で構成されている。そして、テンションプーリ５３へのベルトの巻き付け角度が９０°となるように、それぞれ配置されている。

実施例１〜３、参考例１及び２、並びに比較例１〜５のそれぞれのＶリブドベルトについて、ベルト質量を測定した後にベルト走行試験機５０に巻きかけると共に、テンションプーリ５３を側方に引っ張り６８６Ｎのデッドウェイトを負荷し、雰囲気温度２５℃の下でリブプーリ５２を４９００ｒｐｍで反時計回りに回転させた。そして、Ｖリブドベルトを５００万周走行させた後に再びベルト質量を測定した。走行前と走行後とのベルト質量の差をベルトの摩耗した量として、Ｖリブドベルトの表面積１ｍ２当たりの摩耗量を求めた。

また、ベルトの走行中に発生する異音の状態を、次のように評価した。聴診器を用いても異音が聞き取れないレベルを「なし」、聴診器を用いないときには何も聞こえないが聴診器を使用すると微小な異音が聞き取れるレベルを「小」、聴診器を使用しなくても異音が聞き取れるレベルを「中」、明確に異音が聞き取れるレベルを「大」、及び、異音が大きくて不快な騒音となるレベルを「特大」とした。

さらに、ベルト走行後のベルト表面の粘着状態を目視によって観察し、次のように評価した。図６は、各粘着レベルのベルト表面の粘着状態を示す写真である。ベルト表面に堆積物が見られない状態を「粘着レベル１」、ベルト表面に細長い堆積物が見られる状態を「粘着レベル２」、ベルト表面に堆積物が幅及び厚みを持って堆積している状態を「粘着レベル３」、並びに、ベルト表面の堆積物がベルトの幅方向にわたって遮断する程度にまで広範囲に堆積している状態を「粘着レベル４」とした。

＜試験評価２＞
図７は、試験評価２で用いたベルト走行試験機７０のプーリレイアウトを示す。

このベルト走行試験機７０は、プーリ径４５ｍｍの駆動リブプーリ７１と，その右方に配されたプーリ径４５ｍｍの従動リブプーリ７２と、で構成されている。

実施例１〜３、参考例１及び２、並びに比較例１〜５のそれぞれのＶリブドベルトについて、ベルト走行試験機７０に巻きかけると共に、従動リブプーリ７２を側方に引っ張って１リブ当たり９８Ｎ（全体で２９４Ｎ）のセットウェイトを負荷し、雰囲気温度−４０℃の下で、１秒間のベルト走行と９秒間のベルト走行停止とを交互に繰り返すようにしてベルト運転を行った。ベルト走行時には、駆動リブプーリ７１を１８００ｒｐｍで反時計回りに回転させた。１秒間走行と９秒間停止との合計１０秒間を１サイクルとして、Ｖリブドベルトにクラックが生じるまでこのサイクルを繰り返し、このときのサイクル数を耐寒寿命とした。そして、ベルト運転開始から１２００サイクル繰り返した後ベルト走行試験を打ち切った。

＜試験評価３＞
図８は、試験評価３で用いたベルト走行試験機８０のプーリレイアウトを示す。

このベルト走行試験機８０は、上下に並ぶように設けられたプーリ径１２０ｍｍのリブプーリ８１，８２（上側が従動プーリ及び下側が駆動プーリ）と、それらの上下方向中間に設けられた平プーリのアイドラプーリ８３（プーリ径８５ｍｍ）と、アイドラプーリ８３の右方に設けられたプーリ径４５ｍｍのリブプーリ８４と、で構成されている。そして、アイドラプーリ８３及びリブプーリ８４へのベルトの巻き付け角度が９０°となるように、それぞれ配置されている。

実施例１〜３、参考例１及び２、並びに比較例１〜５のそれぞれのＶリブドベルトについて、ベルト走行試験機８０に巻きかけると共に、リブプーリ８４を側方に引っ張って５５９Ｎのセットウェイトを負荷し、雰囲気温度１２０℃の下でリブプーリ８２を４９００ｒｐｍで反時計回りに回転させた。そして、Ｖリブドベルトにクラックが生じるまでベルト走行を続け、このときのベルト走行時間を耐熱寿命とした。ベルト走行開始から５００時間が経過したとき、ベルト走行試験を打ち切った。

＜試験評価４＞
図９は、試験評価４で用いたベルト走行試験機９０のプーリレイアウトを示す。

このベルト走行試験機９０は、上下に設けられた駆動リブプーリ９１（プーリ径１２０ｍｍ）及び第１従動リブプーリ９２（プーリ径１２０ｍｍ）と、駆動リブプーリ９１の右方に設けられた第２従動リブプーリ９３（プーリ径１２０ｍｍ）と、駆動リブプーリ９１と第１従動リブプーリ９２との上下方向中間の右方に配された平プーリのアイドラプーリ９４（プーリ径６０ｍｍ）と、からなる。また、アイドラプーリ９４の左上方であってアイドラプーリ９４のベルト巻きかけ部からベルト内方に約１０ｍｍ離れた位置に、マイクがセットされている。このマイクは騒音計に接続されている。

このベルト走行試験機９０に、市販品Ａ、Ｂ及び参考例１のＶリブドベルトのそれぞれについて、リブ側が接触するように第１従動リブプーリ９２、駆動リブプーリ９１、第２従動リブプーリ９３に順に巻きかけ、そして、背面側が接触するようにアイドラプーリ９４に巻きかけ、最後に第１従動リブプーリ９２に戻るようにして、Ｖリブドベルトを取り付けた。そして、第２従動リブプーリ９３に、側方に１９６Ｎのセットウェイトが負荷されるようにして、雰囲気温度２０±５℃の下で、回転数２０００ｒｐｍで時計回りに回転させた。

ベルト走行開始から２４時間後及び９６時間後のそれぞれにおいて、マイクに接続された騒音計で各ベルトの異音の発生状態を測定した。また、２４時間後及び９６時間後の各部位リブドベルトのベルト背面の表面状態を観察し、粘着レベルの評価を行った。

（試験評価結果）
試験評価１〜３の結果を、表４及び５に示す。図１０は、これらの結果のうち、摩耗量と粘着レベルとの関係を表すグラフである。また、試験評価４の結果を、図１１〜１３及び表６に示す。

表４及び表５によれば、実施例１〜３並びに参考例１及び２と、エチレン含量が６０質量％よりも多いエチレン−α−オレフィンエラストマーを使用した比較例１と２とを比較すると、耐寒性の点で前者が優れることが分かる。また、比較例１では、ネチネチ、という異音が発生し、粘着状態も悪いが、これを改善するためにカーボンブラックの配合量を多くした比較例２では、耐粘着性及び異音抑制の問題は解決されるものの、耐寒性がさらに劣化していることが分かる。

２５℃における貯蔵たて弾性係数が２０〜６０ＭＰａ、且つ、１００℃における貯蔵たて弾性係数が１２ＭＰａ以上である実施例１〜３並びに参考例１及び２と、２５℃における貯蔵たて弾性係数が１８ＭＰａである比較例３と、を比較すると、前者は、耐摩耗性及び異音抑制の点で優れることが分かる。

列理方向がベルト長さ方向であって短繊維を含まない実施例１〜３並びに参考例１及び２と、列理方向がベルト幅方向であって短繊維を配合した比較例４とを比較すると、後者は、摩耗量が著しく増大し、トントン、という異音が発生することが分かる。また、比較例４と、比較例４の耐摩耗性、耐粘着性及び異音抑制をよくするためにカーボンブラックの量を増やした比較例５と、を比較すると、耐摩耗性、耐粘着性及び異音抑制の問題は解決されるものの、耐寒性及び耐熱性が劣化することが分かる。

実施例１〜３と、カーボンブラック量の多い参考例１及び２とを比較すると、耐寒性の点で、前者の方が優れることが分かる。

図１０によれば、摩耗量が４０ｇ／ｍ２を超えるとベルト表面の粘着状態が悪くなる傾向が伺われる。

表６及び図１１〜１３によれば、背面ゴム組成物４で背面ゴム層を形成した参考例１のＶリブドベルトは、ベルト走行開始から２４時間後も９６時間後も共に、騒音性及び耐粘着性の点で市販品Ａ及び市販品Ｂより優れていることが分かる。

以上説明したように、本発明は、平プーリに巻きかけて用いられる伝動ベルトについて有用である。

１０ Ｖリブドベルト（伝動ベルト）
１１ Ｖリブドベルト本体
１４ 背面ゴム層（平プーリ接触部分）
２０ 平ベルト（伝動ベルト）
２１ 平ベルト本体
２２ 内側ゴム層（平プーリ接触部分）

Claims (6)

1. エチレン含量が６０質量％以下のエチレン−α−オレフィンエラストマーを原料ゴムとするゴム組成物で形成された平プーリ接触部分を有するベルト本体を備えた伝動ベルトであって、
   上記平プーリ接触部分を形成するゴム組成物は、２５℃における列理方向の貯蔵たて弾性係数が２０〜３０ＭＰａで且つ１００℃における列理方向の貯蔵たて弾性係数が１２〜２４ＭＰａであると共に短繊維が配合されておらず、列理方向がベルト長さ方向に一致するように設けられていることを特徴とする伝動ベルト。
2. 請求項１に記載された伝動ベルトにおいて、
   上記平プーリ接触部分を形成するゴム組成物には、原料ゴム１００質量部に対して７０〜８０質量部のカーボンブラックが配合されていることを特徴とする伝動ベルト。
3. 請求項２に記載された伝動ベルトにおいて、
   上記カーボンブラックは、少なくともカーボンブラックＦＥＦを含むことを特徴とする伝動ベルト。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載された伝動ベルトにおいて、
   上記平プーリ接触部分がベルト背面部分であることを特徴とする伝動ベルト。
5. 請求項４に記載された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ことを特徴とする伝動ベルト。
6. 請求項１〜３のいずれか１項に記載された伝動ベルトにおいて、
   上記ベルト本体が平ベルト本体であり、
   上記平プーリ接触部分が上記ベルト本体である平ベルト本体のベルト内周面であることを特徴とする伝動ベルト。