JP5727683B2 - 摩擦伝動ベルト - Google Patents

Description

本願は、摩擦伝動ベルトに関する。

従来、エンジン、モーター等の回転動力を伝達する手段として、駆動側と従動側との回転軸にプーリ等を固定させて設けると共に、それぞれのプーリにＶリブドベルト、Ｖベルト等の伝動ベルトを掛け渡す方法が広く用いられている。このような伝動ベルトは、例えば、運転中に被水した際にスティック−スリップ等と呼ばれる現象を起こすこと、つまり、伝動ベルトとプーリとの間においてスリップが生じ、異音を発生させることが知られている。このような伝動ベルトのスリップ音は、装置の噪音の原因となることから、種々の対策が検討されている。

例えば、ＶリブドベルトやＶリブドベルトをリブプーリに巻き掛けて使用するとき、プーリ接触部分を低摩擦係数の状態にて維持するために、Ｖリブの表面を布材によって被覆することが行われている。

特許文献１には、ベルト本体全体が筒状の外皮布にて覆われたＶベルト、平ベルト等が開示され、外皮布として編物を用いても良いとされている。

また、特許文献２には、接着処理された補強布をベルト表面に備えた伝動ベルトが開示されている。

特許文献３には、ベルトの背面に編物を有するベルトが開示されている。

特開平５−２７２５９３号公報 特開２０００−２９１７４３号公報 特開２００３−５１４２０６号公報

しかしながら、前記特許文献１〜３については、異音を抑制するという点については満足のいくものではなく、更なる改善が求められている。

以上から、本開示の伝動ベルトの目的は、被水時等における異音抑制の効果を更に改善することである。

前記の目的を達成するために、本願発明者達はベルトのプーリ接触面を被覆する補強布について種々検討を行い、編布を用いる際にはその表裏及び方向（ウェール方向・コース方向）の違いが顕著な効果を有することに注目した。特に、編布の表裏が意外にも異音耐久性に大きな違いを及ぼすことを見いだし、これを利用することに想到した。

具体的に、本開示の摩擦伝動ベルトは、ゴム組成物により形成されたベルト本体がプーリに巻き掛けられて動力を伝達する摩擦伝動ベルトであって、ベルト本体における少なくともプーリ接触側の表面は、編布である補強布によって被覆されており、補強布は、表側を外に向けてプーリ接触側の表面を被覆している。

このような摩擦伝動ベルトによると、摩擦の抑制、耐摩耗性の向上、量産性等に優れ、被水時等の異音抑制効果が高い摩擦伝動ベルトが実現する。

また、ベルト本体のプーリ接触側の表面において、補強布のウェール方向は、摩擦伝動ベルトの走行方向であり、補強布の少なくとも一部は、ベルト本体を構成するゴム組成物に埋め込まれていても良い。

このようにすると、摩擦の抑制、耐摩耗性の向上及び量産性等について、更に優れた摩擦伝動ベルトとなる。

摩擦伝動ベルトは、ベルト内周側にベルト長さ方向に伸びるように設けられた複数のＶリブを有するＶリブドベルトであり、補強布は、前記Ｖリブの表面を被覆していても良い。

本開示の摩擦伝動ベルトは、Ｖリブドベルトにおいても良好に効果を発揮する。

本開示の摩擦伝動ベルトは、摩擦の抑制、耐摩耗性、量産性、異音抑制の効果等に優れている。

図１は、本発明の例示的Ｖリブドベルトを模式的に示す図である。 図２（ａ）〜（ｃ）は、平編の構造について示す図である。 図３は、Ｖリブドベルトの製造方法について示す図である。 図４は、Ｖリブドベルトの製造方法について示す図である。 図５は、ニット布の切断方法について示す図である。 図６は、ウェール方向ジョイント用ニットと、これを筒状に接着したウェール方向ジョイント円筒ニットとを示す図である。 図７は、コース方向ジョイント用ニットと、これを筒状に接着したコース方向ジョイント円筒ニットとを示す図である。 図８は、異音耐久試験におけるベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。 図９は、耐摩耗性試験におけるベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。 図１０は、ベルト本体に対するリブ側補強布の接着性の試験方法について示す図である。

以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

（Ｖリブドベルト）
図１は、本実施形態の例示的ＶリブドベルトＢを示す。このＶリブドベルトは、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ものであり、ベルト周長７００〜３０００ｍｍ、ベルト幅１０〜３６ｍｍ、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Ｂは、ベルト外周側の接着ゴム層１１と、ベルト内周側の圧縮ゴム層１２との二重層に構成されたベルト本体１０を備えている。ベルト本体１０のベルト外周側表面には、背面ゴム層１７が貼設されている。ベルト本体１０のリブ側の表面には、編布（ニット）であるリブ側補強布１４が設けられている。また、接着ゴム層１１には、心線１６がベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように埋設されている。以下、それぞれの構成要素を説明する。

接着ゴム層１１は、断面横長矩形の帯状に形成され、例えば、厚さ１．０〜２．５ｍｍである。接着ゴム層１１は、原料ゴム成分に種々の配合剤が配合されたゴム組成物により形成されている。

接着ゴム層１１を構成するゴム組成物の原料ゴム成分としては、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）等のエチレン−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）、水素添加アクリルニトリルゴム（ＨＮＢＲ）等が挙げられる。これらのうち、耐熱性及び耐寒性の点で優れた性質を示す観点から、エチレン−α−オレフィンエラストマーが好ましい。

接着ゴム層１１に用いる配合剤としては、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、充填材等が挙げられる。接着ゴム層１１を構成するゴム組成物には、短繊維が配合されていてもよいが、心線１６との接着性の点からは短繊維が配合されていないことが好ましい。尚、接着ゴム層１１を形成するゴム組成物は、原料ゴム成分に配合剤を配合し、混練し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ものである。

次に、心線１６は、接着ゴム層１１にベルト長さ方向に伸びると共に、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように埋設されている。心線１６は、ポリエステル繊維、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、ポリケトン繊維等の撚り糸１６’で構成されている。心線１６は、例えば外径が０．７〜１．１ｍｍである。心線１６には、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、圧縮ゴム層１２には、複数のＶリブ１３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１３は、各々がベルト長さ方向に延びる断面略三角形の突状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１３は、例えば、リブ高さが２．０〜３．０ｍｍ、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）。

また、圧縮ゴム層１２は、原料ゴム成分に種々の配合剤が配合されたゴム組成物により形成されている。

圧縮ゴム層１２を構成するゴム組成物の原料ゴム成分としては、例えば、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）等のエチレン−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）、水素添加アクリルニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）等が挙げられる。これらのうち、耐熱性及び耐寒性の点で優れた性質を示す観点から、エチレン−α−オレフィンエラストマーが好ましい。

圧縮ゴム層１２に用いる配合剤としては、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、短繊維等が挙げられる。尚、圧縮ゴム層１２を形成するゴム組成物は、原料ゴム成分に配合剤を配合し、混練し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ものである。

圧縮ゴム層１２を構成するゴム組成物に配合される短繊維としては、例えば、ナイロン短繊維、ビニロン短繊維、アラミド短繊維、ポリエステル短繊維、綿短繊維等が挙げられる。短繊維は、例えば、長さが０．２〜５．０ｍｍ、及び、繊維径が１０〜５０μｍである。短繊維は、例えば、ＲＦＬ水溶液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することにより製造される。短繊維のうち一部分は、Ｖリブ１３表面に分散して露出していてもよく、Ｖリブ１３表面に露出した短繊維は、Ｖリブ１３表面から突出していてもよい。

接着ゴム層１１と圧縮ゴム層１２とは、別々のゴム組成物により形成されていても良いし、全く同じゴム組成物により形成されていても良い。

次に、背面ゴム層１７は、接着ゴム層１１と同様の原料ゴム成分及び配合剤から成るゴム組成物により形成される。ただし、ベルト背面と平プーリとの接触により粘着が生じるのを抑制する観点から、背面ゴム層１７は、接着ゴム層１２よりもやや硬めのゴム組成物によって形成されていることが好ましい。また、背面ゴム層１７の厚さは例えば０．４ｍｍ〜０．８ｍｍである。背面ゴム層１７の表面には、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ていることが好ましい。

尚、背面ゴム層１７に代えて、背面側補強布を用いることも可能である。この場合、背面側補強布は、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を用い、平織、綾織、朱子織等に製織した布材料、編物、不織布等により構成される。背面側補強布は、ベルト本体に対する接着性を付与するために、成形加工前にＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱する接着処理、及び／又は、ベルト本体１０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る。

次に、ベルト本体１０のリブ側表面を被覆するリブ側補強布１４は、例えば、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿、ナイロン繊維等を仮撚加工（ウーリー加工）して得られるウーリー加工糸、又は、ポリウレタン弾性糸を芯糸としてカバーリング糸でカバーリングしたカバーリングヤーン等を編布としたものである。

リブ側補強布１４は、ＲＦＬ層によって繊維表面が被覆されている。ＲＦＬ被膜は、摩擦係数低下剤を分散された状態にて含有している。摩擦係数低下剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）が挙げられる。これらのうち、摩擦係数低下剤としては、最も摩擦係数低下の効果が高いポリテトラフルオロエチレンの粒子が配合されていることが好ましい。

リブ側補強布１４が摩擦係数低下剤を含有したＲＦＬ被膜によって表面被覆されているので、ダストやサビが発生する環境下で使用された場合でも、リブ側補強布１４の内部にまでダストやサビが付着することがなく、低摩擦係数の状態を維持することができる。そのため、摩擦係数が大きくなってベルトが早期に摩耗する問題、摩擦係数が大きいことによって異音が発生する問題等を解決することができる。

ここで、編布の構造の一つである平編（天竺編）について、図２（ａ）〜（ｃ）に示す。図２（ａ）の編み構造において、Ａ−Ｂ線の方向をウェール方向、Ｃ−Ｄ線の方向をコース方向という。また、図２（ｂ）には平編の表、図２（ｃ）には平編の裏を示している。図２（ｂ）に示す編布の表では、編布を構成する糸のウェール方向に伸びる部分２１が上になっている。図２（ｃ）に示す編布の裏では、編布を構成する糸のコース方向に伸びる部分２２が上になっている。

リブ側補強布１４の厚さは、例えば０．２〜１．０ｍｍである。また、リブ側補強布１４の糸の密度は、編み目の数において、例えば５５〜８０コース／２．５４ｍｍで且つ４０〜７０ウェール／２．５４ｍｍである。

ここで、リブ側補強布１４は、表が外側になるように（ＶリブドベルトＢを見たとき、表が見えるように）ベルト本体１０のリブ側表面に配置する。このようにすると、リブ側補強布１４の裏が外側になっている場合よりも、摩擦の抑制、耐摩耗性、異音の抑制等に優れる。

この理由としては、次にように考えられる。

まず、リブ側補強布１４を構成する糸は、部分的にベルト本体のゴムに埋め込まれ、一部だけが表面に出た状態になる。ここで、糸が表面に多く出ている方が、摩耗の抑制等の効果が高い。

リブ補強布１４の表が外側になっている場合、編布を構成する糸のウェール方向に伸びる部分２１がベルト表面に出ており、コース方向に伸びる部分２２がベルトのゴムに埋まっていることになる。図２（ｂ）及び（ｃ）からも分かる通り、ウェール方向に伸びる部分２１と、コース方向に伸びる部分２２とを比較すると、全体としてはウェール方向に伸びる部分２１の方が二倍程度に長い。従って、ベルト表面により多くの糸（繊維）が位置することになるので、表を外にした方が摩耗の抑制等の各種効果は高い。

また、リブ側補強布１４は、ウェール方向がＶリブドベルトＢのベルト走行方向となるようにベルト本体１０のリブ側表面に配置する。このようにすると、リブ側補強布１４のコース方向がベルト走行方向となっている場合よりも、プーリに入る際の摺動抵抗が抑えられ、摩擦の抑制、耐摩耗性、異音の抑制等が向上する。

リブ側補強布１４には、２つのニット布の接続端が連続するように接続された部分であるジョイント部を有する。

ここで、ジョイント部をベルト長さ方向に対して斜めにすると、ベルトの耐久性を向上することができるので、このようにするのが望ましい。ただし、ジョイント部がベルト長さ方向に一致する構成を除外するものではない。

ジョイント部は、熱圧着されることによって融着接続されたものである。ジョイント部については、後に更に述べる。

以上のように、リブ側補強布１４が編布の表を外にすると共にウェール方向をベルト走行方向としてベルト本体１０のプーリ接触側の表面（リブ側表面）を被覆していることにより、摩擦の抑制、耐摩耗性、異音の抑制等に優れた摩擦伝動ベルトであるＶリブドベルトＢが実現される。

次に、このようなＶリブドベルトＢの製造方法について、図３〜図７を参照して説明する。

―ベルト本体の材料の準備―
公知の方法によって、接着ゴム層１１及び圧縮ゴム層１２を形成するための接着ゴム材料１１ａ’、１１ｂ’、及び圧縮ゴム材料１２’を作製し、また、心線１６となる撚り糸１６’公知の接着処理を行う。

―補強布の調製―
まず、ニット布１４’にＲＦＬ接着処理を行うためのＰＴＦＥ含有ＲＦＬ水溶液を調製する。ＰＴＦＥ含有ＲＦＬ水溶液は、レゾルシンとホルマリンとの初期縮合物にラテックスを混合したものに、更にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の摩擦係数低下剤を配合して調製する。ＲＦＬ水溶液の固形分については、例えば、１０〜３０質量％である。レゾルシン（Ｒ）とホルマリン（Ｆ）とのモル比については、例えばＲ／Ｆ＝１／１〜１／２である。ラテックスとしては、例えば、エチレンプロピレンジエンモノマーゴムラテックス（ＥＰＤＭ）、エチレンプロピレンゴムラテックス（ＥＰＲ）、クロロプレンゴムラテックス（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴムラテックス（ＣＳＭ）、水素添加アクリロニトリルゴムラテックス（Ｘ−ＮＢＲ）等が挙げられる。レゾルシンとホルマリンとの初期縮合物（ＲＦ）とラテックス（Ｌ）の質量比については、例えば、ＲＦ／Ｌ＝１／５〜１／２０とする。摩擦係数低下剤は、例えば、配合量がＲＦＬ固形分１００質量部に対して１０〜５０質量部である。

このＲＦＬ水溶液にニット布１４’を浸漬した後、乾燥炉を用いて１２０〜１７０℃で加熱乾燥する。このとき、ＲＦＬ水溶液の水分が飛散すると共にレゾルシンとホルマリンとの縮合反応が進行し、ニット布１４’の表面を被覆するようにＲＦＬ被膜が形成される。ＲＦＬ付着量は、例えば、ニット布１４’の１００質量部に対して５〜３０質量部である。

続いて、ＲＦＬ被膜で表面被覆されたニット布１４’を、筒状に成形する。

このためには、ニット布１４’を所定長毎に切断し、その切断片の両端辺同士を揃えるようにして折りたたんで重ね、それらの両端辺の位置を超音波加熱装置の上にセットすると共に、それらの上方にカッターを取り付ける。そして、超音波加熱装置によって高周波数（例えば、１０〜３０ＫＨｚ）の振動を与えると共に熱圧着し、同時にカッターでその熱圧着した部分を切断し、折りたたまれた状態のニット布１４’を広げて筒状のニット布１４’を形成する。

この際の切断の方法によって、ニット布１４’のウェール方向及びコース方向のいずれがベルト走行方向と一致するかが決まる。また、折りたたみの方法により、ニット布１４’の表裏のいずれがＶリブドベルトＢの外側になるかが決まる（無論、筒状に形成した後に裏返すことは可能である）。

図５には、ニット布１４’の切断の方法について示している。図５において、表を外にして筒状に巻かれたニット布１４’の一部が広げられた様子を示す。ニット布１４’は、広げられた部分の図に現れている面が裏であり、その反対側（及び巻かれた部分の図に現れている面）が表である。また、ニット布１４’の長さ方向がウェール方向であり、幅方向がコース方向である。

図５において、ウェール方向の両端にジョイント部５３を有するように切断されたウェール方向ジョイント用ニット５１の形状と、コース方向の両端にジョイント部５３を有するように切断されたコース方向ジョイント用ニット５２の形状とが示されている。いずれも平行四辺形に切断されており、このようにすることでベルトの使用時（逆曲げ時）にリブ先端のジョイント部５３にかかる応力を分散でき、耐クラック性を向上できるので、望ましい形状である。

図６には、ウェール方向ジョイント用ニット５１と、これを両端のジョイント部５３において接着し、円筒状としたウェール方向ジョイント円筒ニット５４を示している。ただし、前記の通り熱圧着と同時に切断を行ってもよい。

ウェール方向ジョイント円筒ニット５４において、元のニット布１４’の幅がウェール方向ジョイント円筒ニット５４の幅となり、ニット布１４’の長さ方向におけるジョイント部５３同士の間の距離がウェール方向ジョイント円筒ニット５４の周長となる。従って、ウェール方向ジョイント円筒ニット５４について、幅はニット布１４’の幅によって決定され、周長はジョイント部５３同士の距離により設定できる。

平編の編布の場合、コース方向の伸び率の方がウェール方向の伸び率よりも大きい。従って、ウェール方向ジョイント円筒ニット５４において、幅方向の伸び率の方が周長方向の伸び率よりも大きくなる。このことについて、十字に交差する矢印の長さによって示している。

また、図７には、コース方向ジョイント用ニット５２と、これを両端のジョイント部５３において接着し、円筒状としたコース方向ジョイント円筒ニット５５を示している。

コース方向ジョイント円筒ニット５５において、元のニット布１４’の幅方向がコース方向ジョイント円筒ニット５５の周長方向となる。従って、コース方向ジョイント円筒ニット５５の周長を長くするには、複数枚のコース方向ジョイント用ニット５２を連結させる必要があり、その場合にはジョイント部５３が複数（図７では２つ）存在することになる。

コース方向ジョイント円筒ニット５５の場合、編布の方向による伸び率の違いから、周長方向の伸び率の方が幅方向の伸び率よりも大きくなる。これについても、交差する矢印の長さによって示している。

−Ｖリブドベルトの成形−
次に、ＶリブドベルトＢの製造方法を、図３及び図４に基づいて説明する。

ここでは、ベルト成形装置３０を使用する。ベルト成形装置３０は、円筒状のゴムスリーブ型３１と、それを嵌合する円筒状外型３２とを備える。

ゴムスリーブ型３１は、例えばアクリルゴム製の可撓性のものであり、円筒内側から高温の水蒸気を送りこむ等の方法によってゴムスリーブ型３１を半径方向外方に膨らませ、円筒状外型３２に圧接させることができる。ゴムスリーブ型３１の外周面は、例えば、ＶリブドベルトＢの背面側となる面を平滑に成形するための形状となっている。ゴムスリーブ型３１は、例えば、外径が７００〜２８００ｍｍ、厚さが８〜２０ｍｍ、及び高さが５００〜１０００ｍｍである。

円筒状外型３２は、例えば金属製のものであり、内側面に、ＶリブドベルトＢのＶリブ１３を形成するための断面略三角形の突条部３２ａが、周方向に伸びると共に高さ方向に並ぶようにして設けられている。突条部３２ａは、例えば、高さ方向に１４０本並べて設けられている。円筒状外型３２は、例えば、外径が８３０〜２９３０ｍｍ、内径（突条部３２ａを含まない）が７３０〜２８３０ｍｍ、高さが５００〜１０００ｍｍ、突条部３２ａの高さが２．０〜２．５ｍｍ、及び突条部３２ａの一つ当たりの幅が３．５〜３．６ｍｍである。

このベルト成形装置３０に順次ベルト材料をセットする。まず、背面ゴム層１７となる筒状のゴムシート１７’をゴムスリーブ型３１に嵌めた後、シート状の接着ゴム材料１１ａ’を巻き付けると共に撚り糸１６’を周方向に伸びるように複数巻き付ける。このとき、ゴムスリーブ型３１の高さ方向にピッチを有する螺旋を形成するように撚り糸１６’を巻き付ける。次いで、撚り糸１６’の上からシート状の接着ゴム材料１１ｂ’を巻き付け、更に、シート状の圧縮ゴム材料１２’を巻き付ける。そして、圧縮ゴム材料１２’の上から筒状のニット布１４’、つまり、ウェール方向ジョイント円筒ニット５４又はコース方向ジョイント円筒ニット５５を嵌めこむ。このとき、図３に示すように、ゴムスリーブ型３１の方から順に、ゴムシート１７’、接着ゴム材料１１ａ’、撚り糸１６’、接着ゴム材料１１ｂ’、圧縮ゴム材料１２’、及びニット布１４’が積層された状態となっている。更に、これらの外側に円筒状外型３２を取り付ける。

続いて、円筒状外型３２をゴムスリーブ型３１に取り付けた状態において、ゴムスリーブ型３１に、例えば高温の水蒸気を送りこんで熱及び圧力をかける。これより、ゴムスリーブ型３１を膨らませて円筒状外型３２に圧接させ、ゴムスリーブ型３１と円筒状外型３２とでベルト材料を挟み込む。このときベルト材料は、例えば、温度が１５０〜１８０℃となっており、半径方向外方に０．５〜１．０ＭＰａの圧力がかかった状態となっている。そのため、ゴム成分が流動すると共に架橋反応が進行し、ニット布１４’及び撚り糸１６’への接着反応も進行し、更に、Ｖリブ１３形成部である円筒状外型３２の内側面の突条部３２ａによってＶリブ１３の間のＶ溝が成形される。このようにしてＶリブ付ベルトスラブ（ベルト本体前駆体）が成形される。

最後に、Ｖリブ付ベルトスラブを冷却してからそれをベルト成形装置３０から取り外す。その後、取り外したＶリブ付ベルトスラブを例えば１０．６８〜２８．４８ｍｍの幅に輪切りし、それぞれの表裏を裏返す。これによってＶリブドベルトＢが得られる。

尚、本実施形態ではシート状の接着ゴム材料１１’及び圧縮ゴム材料１２’をゴムスリーブ型３１に巻き付けてセットしたが、予め筒状に成形したものをゴムスリーブ型３１に嵌めてセットしてもよい。

また、ベルト成形装置３０は、円筒状外型３２の内側面にＶリブドベルトＢのＶリブ１３を形成するためのＶ溝が設けられたものとして説明したが、特にこれに限られるものではない。例えば、ゴムスリーブ型の外周側面にＶリブドベルトＢのＶリブ１３を形成するための突条部が設けられると共に円筒状外型３２の内周面はＶリブドベルトＢの背面を成形するために平滑に設けられたものであってもよい。この場合、ニット布１４’、圧縮ゴム材料１２’、接着ゴム材料１１’、撚り糸１６’、接着ゴム材料１１’、ゴムシート１７’、の順にゴムスリーブ型３１への巻き付けを行う。

尚、以上ではＶリブドベルト及びその製造方法として説明したが、これには限られず、平ベルト、Ｖベルト等であっても良い。

（試験評価用ベルト）
以下の通り、試験評価用ベルトとして４通りのＶリブドベルトＢを作成した。

―ベルト本体の材料の準備―
接着ゴム層を形成するための接着ゴム材料として、ＥＰＤＭ（ＪＳＲ社製、商品名：ＪＳＲ ＥＰ１２３）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（旭カーボン社製、商品名：旭＃６０）５０質量部、可塑剤（日本サン石油社製、商品名：サンフレックス２２８０）１５質量部、架橋剤（日本油脂社製、商品名：パークミルＤ）８質量部、老化防止剤（川口化学工業社製、商品名：アンテージＭＢ）３質量部、酸化亜鉛（堺化学工業社製、商品名：酸化亜鉛二種）６質量部、及びステアリン酸（花王社製、商品名：ステアリン酸）１質量部を配合して混練した未加硫ゴム組成物を調製した。ロールを用いて、この未架橋ゴム組成物を厚さ０．４５ｍｍのシート状に加工した。

また、圧縮ゴム層を形成するための圧縮ゴム材料として、ＥＰＤＭを原料ゴムとして、この原料ゴム１００質量部に対して、カーボンブラック５５質量部、可塑剤１５質量部、架橋剤８質量部、老化防止剤３質量部、酸化亜鉛６質量部、及びステアリン酸１質量部を配合して混練した未加硫ゴム組成物を調製した。ロールを用いて、この未架橋ゴム組成物を厚さ０．７ｍｍのシート状に加工した。

同様にして、背面ゴム層を形成するための未架橋ゴム組成物からなるシートを作成した。

また、心線を形成するための撚り糸としては、ポリエステル繊維の撚り糸を準備し、これにＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱乾燥する処理を行った。

―ニット布の調製―
以下の手順に従って、リブ側補強布１４となるニット布を調製した。

使用したニット布は、ウレタン弾性糸を６−ナイロン糸にてカバリングした糸を用いた平編（天竺編）の編布である。ウレタン弾性糸の繊度は２２デニール（２４．４ｄｔｅｘ）であり、６−ナイロン糸は繊度が７８デニール（８６．７ｄｔｅｘ）で且つフィラメント数が５２本である。また、ニット布の編みの密度は、ウェールが６６本／２．５４ｃｍ、コースが７０本／２．５４ｃｍである。ニット布の厚さは０．５２ｍｍである。

このようなニット布にＲＦＬ接着処理を行うためのＰＴＦＥ含有ＲＦＬ水溶液を調製した。具体的には、レゾルシン（Ｒ）とホルマリン（Ｆ）とを混合し、水酸化ナトリウム水溶液を加えて攪拌し、ＲＦ初期縮合物（Ｒ／Ｆモル比＝１／１．５）を得た。そして、ＲＦ初期縮合物にＶＰラテックス（Ｌ）をＲＦ／Ｌ質量比＝１／８となるよう混合し、更に、水を加えて固形分濃度２０％となるよう調整した後、さらに、ＲＦＬ固形分１００質量部に対してＰＴＦＥ（ＡＧＣ社製、商品名：フルオンＰＴＦＥ ＡＤ９１１、ＰＴＦＥ平均粒子径０．２５μｍ、ＰＴＦＥ６０質量％含有）３０質量部を配合し、２４時間攪拌を行ってＰＴＦＥ含有ＲＦＬ水溶液を調製した。このＰＴＦＥ含有ＲＦＬ水溶液にニット布を浸漬して加熱乾燥する処理を行うことにより、ニット布の表面にＲＦＬ被膜を形成した。

続いて、ＲＦＬ接着処理済みのニット布の端部（ジョイント部５３）同士を、超音波振動（振動数約８０ＫＨｚ）を与えながら熱圧着することにより、ニット布を筒状に成形した。

ここで、図５〜図７に説明したように、ウェール方向ジョイント円筒ニット５４及びコース方向ジョイント円筒ニット５５を作成した。更に、それぞれについて、ニット布の表を外側とするもの及び裏を外側とするものを準備した。

−Ｖリブドベルトの成形−
ベルト成形装置３０のゴムスリーブ型３１に、背面ゴム層１７となるゴムシート、接着ゴム層を形成するための未架橋ゴム材料、撚り糸、を順に巻き付け、次いで、接着ゴム層を形成するための未架橋ゴム材料、圧縮ゴム層を形成するための未架橋ゴム材料、及び、上記の接着処理を行った筒状のニット布（ウェール方向ジョイント円筒ニット５４又はコース方向ジョイント円筒ニット５５）を巻き付けた。

次いで、Ｖ溝が設けられた円筒状外型３２をベルト材料の上からゴムスリーブ型に嵌めて膨張させ、ゴムスリーブ型３１側に押圧すると共にゴムスリーブ型３１を高熱の水蒸気等により加熱した。このとき、ゴム成分が流動すると共に架橋反応が進行し、加えて、撚り糸、リブ側ニット補強布のゴムへの接着反応も進行した。これにより、筒状のベルト前駆体が得られた。

最後に、このベルト前駆体をベルト成形装置３０から取り外し、長さ方向に、幅１０．６８ｍｍ（３ＰＫ：リブ数が３）又は幅２１．３６（６ＰＫ：リブ数が６）となるように幅切りし、表裏を裏返すことによってＶリブドベルトを得た。尚、異音耐久試験には６リブのベルト、摩耗性試験及び接着試験には３リブのベルトを用いる。また、ベルトの周長は１２１０ｍｍである。

試験評価用のベルトとして、以下のベルト１〜４を作成した（表１にも示している）。

ウェール方向ジョイント円筒ニット５４を用い、表を外にしてゴムスリーブ型３１に巻き付けた場合、作成されるベルトの伝動面を覆うニットは、表が外になり且つウェール方向がベルトの走行方向となる。このベルトをベルト１とした。

ウェール方向ジョイント円筒ニット５４を用い、裏を外にしてゴムスリーブ型３１に巻き付けた場合、作成されるベルトの伝動面を覆うニットは、裏が外になり且つウェール方向がベルトの走行方向となる。このベルトをベルト２とした。

コース方向ジョイント円筒ニット５５を用い、表を外にしてゴムスリーブ型３１に巻き付けた場合、作成されるベルトの伝動面を覆うニットは、表が外になり且つコース方向がベルトの走行方向となる。このベルトをベルト３とした。

コース方向ジョイント円筒ニット５５を用い、裏を外にしてゴムスリーブ型３１に巻き付けた場合、作成されるベルトの伝動面を覆うニットは、裏が外になり且つコース方向がベルトの走行方向となる。このベルトをベルト４とした。

（試験評価方法）
＜異音耐久試験＞
図８は、異音耐久試験におけるベルト走行試験機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、上下に設けられた上側の小径従動リブプーリ８１（プーリ径６０ｍｍ）及び下側のアイドラプーリ８２（プーリ径８０ｍｍ）と、アイドラプーリ８２の左方に設けられた駆動リブプーリ８３（プーリ径８０ｍｍ）と、アイドラプーリ８２の右方に配された樹脂製の大径従動リブプーリ８４（プーリ径１３０ｍｍ）とを備える。ＶリブドベルトＢは、Ｖリブが小径従動リブプーリ８１、駆動リブプーリ８３及び大径従動リブプーリ８４に接すると共に、背面側がアイドラプーリ８２に接するようにして、このベルト走行試験機８０に巻き掛けられる。前記の通り、この試験にはリブ数が６（６ＰＫ）のベルトを用いた。

ベルト走行試験機８０に対し、試験評価用のベルト１〜４をセットし、アイドラプーリ８２との間のミスアライメント量が３°となるように大径リブプーリ８４を手前にオフセットしてプーリずれによるミスアライメントを生じさせ、雰囲気温度５℃の下、駆動リブプーリ８３を７５０ｒｐｍで反時計回りに回転させて、異音が聴覚によって観測されるまでベルトを走行させた。

尚、ベルトの張力は２６７±２５Ｎとした。更に、大径従動リブプーリ８４に対してベルトが噛み合い始める付近（矢印にて示す）に対し、注水（霧吹きにて十回噴霧）を一時間に一回行った。

＜摩耗性試験＞
図９は、Ｖリブドベルトの耐摩耗性試験評価用のベルト走行試験機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、左右に配されたプーリ径６０ｍｍの一対の駆動リブプーリ９１及び従動リブプーリ９２からなる。また、この試験には、３リブ（３ＰＫ）のベルトを用いた。

成形した試験評価用のベルト１〜４のそれぞれについて、まず、初期ベルトベルト質量を計測した。次に、Ｖリブ側が接触するように駆動リブプーリ９１と従動リブプーリ９２とにＶリブドベルトを巻き掛け、１１７６Ｎ（１２０ｋｇｆ）のデッドウェイトが負荷されるように駆動リブプーリ９１を側方に引っ張ると共に、３．８ｋＷ（５．２ＰＳ）の回転負荷を従動リブプーリ９２にかけた。室温において駆動リブプーリ９１を３５００ｒｐｍの回転速度で２４時間回転させるベルト走行試験を実施した後、走行後ベルト質量を測定し、質量の減少率を算出して摩耗率とした。

＜ニット布の接着性試験＞
図１０は、ベルト本体１０に対するリブ側補強布１４の接着性を試験する方法について示している。

試験評価用のベルト１〜４について、３リブのベルトを用い、リブ側補強布１４をベルト本体１０よりも長く残すように切断することにより試験片を作成した。

図１０に示すように、各試験片について、ベルト本体１０を固定し、リブ側補強布１４をベルト走行方向（図１０では上下方向）の一端から他端に折り返すように（リブ側補強布１４が伸びていた方向に対して１８０度の角度に）引っ張る力を加えた。尚、雰囲気温度は室温である。

以上の条件にて、ベルト本体１０からリブ側補強布１４を剥離させるために必要な力を測定した。

（試験評価結果）
表１に、ベルト１〜４のベルト伝動面における編布の方向性（ベルト走行方向がウェール方向・コース方向のいずれであるか）及び裏表と、異音耐久性、接着性、耐摩耗性及び量産性とについて示している。

異音耐久性については、明らかにベルト１が優れている。ここで、補強布の表裏の違いにより異音耐久性が十倍も異なることは、全く新たな知見である。

これに対して、ベルト３及び４は異音耐久性が低い。ベルト２は、ベルト１と、ベルト３及び４との間の性能である。

接着性についても、ベルト１が最も優れ、ベルト２も許容できる値である。これらに比べると、ベルト３及び４は接着性が劣る。

耐摩耗性については、ベルト１の摩耗が最も大きく、コース方向で且つ表であるベルト３の摩耗性が最も小さい。しかしながら、いずれのベルトも規格を満たす範囲である。

量産性は、先に説明した円筒ニットの作成に関係する。つまり、ニット布１４’の長さ方向を周長方向とすることができるウェール方向ジョイント円筒ニット５４の場合、周長が大きくなってもニット布１４’の一カ所を接着することにより作成できる。これに対し、コース方向ジョイント円筒ニット５５の場合、ニット布１４’の幅方向が周長となるので、周長を大きくするためには複数箇所にてニット布１４’を接着することが必要となり、作成の工数が増加する。

また、ウェール方向ジョイント円筒ニット５４の幅方向の両端をニット布１４’の端とすることができるのに対し、コース方向ジョイント円筒ニット５５の幅方向の両端はニット布１４’を切断した部分となり、切断部分からの糸が解れるのを防ぐ処理を要する場合もある。

以上から、ウェール方向ジョイント円筒ニット５４は量産性に優れ、コース方向ジョイント円筒ニット５５は（作成は可能であるが）量産性に劣っている。

総合すると、ベルト走行方向がリブ側補強布１４のウェール方向であり、リブ側補強布１４の表が外を向いているベルト１が最も優れている。これに次いで、ベルト走行方向は同じくリブ側補強布１４のウェール方向であり、リブ側補強布１４の裏が外になっているベルト２が優れている。

ベルト走行方向がリブ側補強布１４のコース方向であるベルト３及び４については、異音耐久性、接着性及び耐摩耗性のいずれについても、補強布の表が外を向いているベルト３の方が優れている。

以上のように、リブ側補強布として編布を用いる際、表を外にして使用することにより異音耐久性等の性能が顕著に優れたベルトとなり、また、ウェール方向をベルト走行方向にすることによっても異音耐久性等の性能が優れたベルトとなる。

本開示の摩擦伝動ベルトは、摩擦の抑制、耐摩耗性の向上、量産性等に優れ、被水時等の異音抑制効果が高いので、例えば自動車の補機構駆動ベルト伝動装置等に有用である。

１０ ベルト本体
１１ 接着ゴム層
１１' 接着ゴム材料
１１ａ'、１１ｂ' 接着ゴム材料
１２ 圧縮ゴム層
１２' 圧縮ゴム材料
１３ Ｖリブ
１４ リブ側補強布
１４' ニット布
１６ 心線
１６' 糸
１７ 背面ゴム層
１７' ゴムシート
２１ 編布を構成する糸のウェール方向に伸びる部分
２２ 編布を構成する糸のコース方向に伸びる部分
３０ ベルト成形装置
３１ ゴムスリーブ型
３２ 円筒状外型
３２ａ 突条部
５１ ウェール方向ジョイント用ニット
５２ コース方向ジョイント用ニット
５３ ジョイント部
５４ ウェール方向ジョイント円筒ニット
５５ コース方向ジョイント円筒ニット
８０ ベルト走行試験機
８１ 小径従動リブプーリ
８２ アイドラプーリ
８３ 駆動リブプーリ
８４ 大径従動リブプーリ
９０ ベルト走行試験機
９１ 駆動リブプーリ
９２ 従動リブプーリ

Claims (5)

1. ゴム組成物により形成されたベルト本体がプーリに巻き掛けられて動力を伝達する摩擦伝動ベルトであって、
   前記ベルト本体における少なくともプーリ接触側の表面は、編布である補強布によって被覆されており、
   前記補強布は、平編であって、且つ、表側を外に向けて前記プーリ接触側の表面を被覆し、
   前記ベルト本体のプーリ接触側の表面において、前記補強布のウェール方向は、前記摩擦伝動ベルトの走行方向であり、
   前記補強布の少なくとも一部は、前記ベルト本体を構成するゴム組成物に埋め込まれていることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
2. 請求項１の摩擦伝動ベルトにおいて、
   前記摩擦伝動ベルトは、ベルト内周側にベルト長さ方向に伸びるように設けられた複数のＶリブを有するＶリブドベルトであり、
   前記補強布は、前記Ｖリブの表面を被覆していることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
3. 請求項１又は２の摩擦伝動ベルトにおいて、
   前記補強布は、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿又はナイロン繊維を仮撚加工して得たウーリー加工糸からなることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
4. 請求項１又は２の摩擦伝動ベルトにおいて、
   前記補強布は、ポリウレタン弾性糸を芯糸とし、カバーリング糸によりカバーリングしたカバーリングヤーンからなることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
5. 請求項１〜４のいずれか１つの摩擦伝動ベルトにおいて、
   前記補強布の繊維表面は、摩擦係数低下剤が分散されたＲＦＬ被膜によって被覆されていることを特徴とする摩擦伝動ベルト。

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