JP5829614B2

JP5829614B2 - 摩擦伝動ベルト

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Publication number: JP5829614B2
Application number: JP2012539591A
Authority: JP
Inventors: 寛之尻池
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2015-12-09
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Also published as: KR101495453B1; CN103168184B; KR20130105866A; JPWO2012053176A1; EP2631507A1; US20130237354A1; EP2631507B1; US9011283B2; EP2631507A4; WO2012053176A1; CN103168184A

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小孔が形成されたＶリブドベルトが知られている。

例えば、特許文献１には、滑剤として超高分子量ポリエチレンを含有した気泡率５〜２０％の多孔性ゴム組成物で摩擦伝動面が構成された摩擦伝動ベルトが開示されている。

特許文献２には、表面処理が施されていない短繊維を配合したゴム組成物で摩擦伝動面を構成した摩擦伝動ベルトであって、表面に、短繊維の脱落による空孔及び／又は短繊維とゴムとの間隙が存在するものが開示されている。

特許文献３には、ベルト本体の少なくともプーリ接触部分がエラストマー組成物で形成された摩擦伝動ベルトであって、プーリ接触表面に中空粒子による多数のセル状小孔が形成されたものが開示されている。

特許文献４には、ベルト本体の内周側に設けられた圧縮ゴム層がプーリに接触するよう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、圧縮ゴム層が、中空粒子による平均孔径５〜１２０μｍの複数の小孔が形成されて気泡率が５〜４０％となったものが開示されている。

特開２００７−２５５６３５号公報特開２００６−０６４０１５号公報再表２００８／００７６４７号公報再表２００９／１０１７９９号公報

本発明は、ベルト本体の少なくともプーリ接触部分がゴム組成物で形成された摩擦伝動ベルトであって、上記ベルト本体のプーリ接触部分の表面には、多数の小孔が形成されていると共に平均高さが４〜４０μｍの多数の小突起が形成されており、該小突起は、上記プーリ接触部分を形成するゴム組成物に配合された中実粒子が表面露出して構成されている。

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リブドベルトによる作用効果の説明図である。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。実施形態に係るＶリブドベルトの変形例の斜視図である。実施形態に係るＶリブドベルトの別の変形例の斜視図である。被水時異音評価用ベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。耐熱耐久性評価用ベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。小突起の平均高さと被水時異音との関係を示すグラフである。小突起の平均高さと耐熱耐久性との関係を示すグラフである。

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。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。実施形態に係るＶリブドベルトＢは、例えば、ベルト長さが７００〜３０００ｍｍ、ベルト幅が１０〜３６ｍｍ、及びベルト厚さが４．０〜５．０ｍｍである。

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、プーリ接触部分を構成する複数の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、及びリブ基端間の幅が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、ゴム成分に架橋剤を含む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を形成するゴム組成物のゴム成分は、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。ゴム成分は、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。ゴム成分は、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。

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。補強材の配合量は、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、ゴム成分１００質量部に対して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。軟化剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば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。加工助剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば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。加硫助剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば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。架橋剤の配合量は、硫黄の場合、ゴム成分１００質量部に対して例えば０．５〜４．０質量部であり、有機過酸化物の場合、ゴム成分１００質量部に対して例えば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。ゴム配合用樹脂の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば０〜２０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。加硫促進剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば０．５〜８質量部である。

圧縮ゴム層１１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。但し、短繊維が配合された構成を排除するものではなく、短繊維が配合された構成の場合には、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。短繊維の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば３〜３０質量部である。

圧縮ゴム層１１のＶリブ１５の表面には多数の小孔１６が形成されている。小孔１６の平均孔径は７０〜１２０μｍであることが好ましく、１００〜１２０μｍであることがより好ましい。小孔１６の平均孔径は、表面画像で測定される５０〜１００個の数平均として求めることができる。

小孔１６は、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物に配合された中空粒子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。中空粒子としては、例えば、内部に溶剤が封入された熱膨張性の中空粒子が挙げられる。中空粒子の粒径は１５〜５０μｍであることが好ましく、２５〜３５μｍであることがより好ましい。中空粒子は、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。中空粒子の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して０．５〜１５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、小孔１６は、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物に配合された発泡剤により発泡形成された中空部分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。発泡剤は、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。発泡剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して１〜２０質量部であることが好ましく、５〜１５質量部であることがより好ましい。

さらに、小孔１６は、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム加工工程において、未架橋ゴム組成物内に超臨界流体又は亜臨界流体を含浸させた後、その超臨界流体又は亜臨界流体を気体に相変化させることで発泡形成された中空部分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。

圧縮ゴム層１１のＶリブ１５の表面には多数の小突起１７が形成されている。小突起１７の平均高さは４〜４０μｍであり、１０〜３０μｍであることが好ましく、１５〜２０μｍであることがより好ましい。小突起１７の平均高さは、表面画像で測定される５０〜７０個の数平均として求めることができる。小突起１７の平均外径は５０〜１２０μｍであることが好ましく、１００〜１２０μｍであることがより好ましい。小突起１７の平均外径は、表面画像で測定される５０〜１００個の数平均として求めることができる。

小突起１７は、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物に配合された中実粒子の一部分が表面露出したものによって構成されていてもよい。中実粒子としては、例えば、超高分子量ポリエチレン粒子（例えば、重量平均分子量１００万以上）、ナイロン樹脂粒子などの樹脂粒子、メラミン、アラミド等が挙げられる。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分がエチレン−α−オレフィンエラストマーの場合、ゴム成分との馴染みがよいため分散性に優れ、そのため中実粒子を配合することによる強度低下を抑制でき、加えて、Ｖリブ１５の表面の低摩擦係数化による騒音抑制効果を得ることができるとの観点から、中実粒子は超高分子量ポリエチレン粒子であることが好ましい。中実粒子の粒径は２５〜１８０μｍであることが好ましく、５０〜１５０μｍであることがより好ましい。中実粒子は、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。中実粒子の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して５〜４０質量部であることが好ましく、１０〜２０質量部であることがより好ましい。

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、ゴム成分に架橋剤を含む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ゴム成分としては、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のゴム成分は圧縮ゴム層１１のゴム成分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、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から、エンジンルーム内で使用されるＶリブドベルトに対しては、被水時にベルト走行した際にスリップ異音が発生するのを抑制することが求められている。また、被水時のベルト走行においては、併せて動力伝達能力が低下するのを抑制することも求められている。

これらの被水時に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の抑制の要求に対し、以上の構成の実施形態に係るＶリブドベルトＢによれば、Ｖリブドベルト本体１０における圧縮ゴム層１１のＶリブ１５の表面に多数の小孔１６が形成されていると共に平均高さが４〜４０μｍの多数の小突起１７が形成されているので、図２に示すように、小孔１６に水Ｗが流れ込むと共に、小突起１７により生じたプーリＰとの間の間隙に水Ｗの流路が構成されることとなり、それらによって効率的な排水がなされ、結果として、スリップ異音の発生を抑制することができると共に、動力伝達能力の低下を抑制することができる。十分な水Ｗの流路を確保する観点からは、圧縮ゴム層１１のＶリブ１５の表面において、小孔１６と小突起１７とは隣接して配設されていることが好ましい。また、小孔１６と小突起１７との最大凹凸差は４５μｍ以上であることが好ましい。この小孔１６と小突起１７との最大凹凸差は、レーザー顕微鏡を用いてベルト表面を例えば４００倍で拡大観察し、そして、小孔１６の深さ及びそれに隣接する小突起１７の高さをそれぞれ測定して加算し、そのデータの５０〜７０個の平均値として求めることができる。

次に、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。

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。

実施形態に係るＶリブドベルトＢの製造において、まず、ゴム成分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用の未架橋ゴムシート１１’を作製する。なお、圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’には、中空粒子や発泡剤等の小孔形成因子及び中実粒子等の小突起形成因子を仕込む。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’、及び圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’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１１’，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、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、Ｖリブ１５側の表面を研磨する。これにより、中空粒子或いは中空部分の一部分が切除されてＶリブ１５の表面に多数の小孔１６が形成されると共に、中実粒子の周辺ゴムが研磨除去されて中実粒子の一部分が表面露出してＶリブ１５の表面に多数の小突起１７が形成される。

最後に、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。

次に、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について説明する。

図９は実施形態に係る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、上記実施形態では、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、上記実施形態では、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、図１０に示すように、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１８が設けられたものであってもよい。

また、上記実施形態では、圧縮ゴム層１１が小径形成因子及び小突起形成因子を含むゴム組成物の単一層で形成された構成したが、特にこれに限定されるものではなく、少なくともＶリブドベルト本体１０における圧縮ゴム層１１のＶリブ１５の表面に多数の小孔１６及び多数の小突起１７が形成されていればよいので、図１１に示すように、圧縮ゴム層１１が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とを有し、前者が小径形成因子及び小突起形成因子を含むゴム組成物で形成される一方、後者がそれらを含まないゴム組成物で形成された構成であってもよい。

また、上記実施形態では、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３０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。

（試験評価用ベルト）
以下の実施例１〜７及び比較例１〜２のＶリブドベルトを作製した。それぞれの構成は表１にも示す。

＜実施例１＞
エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）（Dupont Dow Elastomers社製商品名：ノーデルＩＰ４６４０）をゴム成分とし、このゴム成分１００質量部に対して、補強材としてのカーボンブラックＨＡＦ（東海カーボン社製商品名：シースト３）７５質量部、軟化剤（日本サン石油社製商品名：サンパー２２８０）５質量部、加工助剤としてのステアリン酸（日油社製商品名：ビーズステアリン酸椿）１質量部、加硫助剤としての酸化亜鉛（堺化学工業社製商品名：亜鉛華１号）５質量部、架橋剤としての硫黄（細井化学社製商品名：オイルサルファ）２．３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ＰＲ１３３５５）５質量部、加硫促進剤（大内新興化学株式会社製商品名：ＥＰ−１５０）４質量部、並びに熱膨張性の中空粒子Ａ（積水化学工業社製商品名：アドバンセルＥＨＭ３０３、粒径２９μｍ）３質量部、及び中実粒子Ａとしての超高分子量ポリエチレン樹脂粒子（三井化学社製商品名：ハイゼックスミリオン２４０Ｓ、平均粒径１２０μｍ、重量平均分子量２００万）２０質量部を配合して混練した未架橋ゴム組成物を用いて圧縮ゴム層を形成したＶリブドベルトを作製し、これを実施例１とした。

なお、接着ゴム層及び背面ゴム層を他のＥＰＤＭのゴム組成物で形成し、心線をポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ）製の撚り糸で構成した。また、ベルト長さを２２８０ｍｍ、ベルト幅を２５ｍｍ、及びベルト厚さを４．３ｍｍとし、そして、リブ数を６個とした。

＜実施例２＞
圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中実粒子Ａの代わりに中実粒子Ｂとしての超高分子量ポリエチレン樹脂粒子（平泉洋行社製商品名：インヘンスＵＨ−１０８０、平均粒径１８０μｍ）を配合したことを除いて実施例１と同一構成の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＞
圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中実粒子Ａの代わりに中実粒子Ｃとしての超高分子量ポリエチレン樹脂粒子（平泉洋行社製商品名：インヘンスＵＨ−１７００、平均粒径３５μｍ）を配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例３とした。

＜実施例４＞
圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中実粒子Ａの代わりに中実粒子Ｄとしてのナイロン樹脂粒子（ユニチカ社製商品名：Ａ１０２０ＬＰ）を配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例４とした。

＜実施例５＞
圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中実粒子Ａの代わりに中実粒子Ｅとしてのメラミン樹脂パウダー（新東工業社製商品名：ＰＰ８０−１００、粒径１０６〜１８０μｍ）を配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例５とした。

＜実施例６＞
圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中空粒子Ａの代わりに熱膨張性の中空粒子Ｂ（積水化学工業社製商品名：アドバンセルＥＨＭ３０２、粒径２１μｍ）を配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例６とした。

＜実施例７＞
圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中空粒子Ａの代わりに熱膨張性の中空粒子Ｃ（積水化学工業社製商品名：アドバンセルＥＨＭ２０４、粒径４０μｍ）を配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例７とした。

＜実施例８＞
圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中空粒子Ａの代わりに熱膨張性の中空粒子Ｄ（積水化学工業社製商品名：アドバンセルＥＭ５０１、粒径２７μｍ）を配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例８とした。

＜実施例９＞
圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中空粒子Ａの代わりに化学発泡剤（永和化成工業社製商品名：ネオセルボンＮ＃１０００Ｍ）をゴム成分１００質量部に対して６質量部配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例９とした。

＜比較例１＞
圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中実粒子を配合していないことを除いて実施例１と同一構成の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＞
圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中実粒子Ａの代わりに中実粒子Ｆとしての超高分子量ポリエチレン樹脂粒子（三井化学社製商品名：ミペロンＸＭ２２０、平均粒径３０μｍ、重量平均分子量２００万）を配合したことを除いて実施例１と同一構成の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＞
圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中実粒子Ａの代わりにナイロン短繊維（旭化成社製商品名：レオナ６６、繊維長１ｍｍ）を配合したことを除いて実施例１と同一構成の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＞
圧縮ゴム層を形成するゴム組成物に中実粒子を配合していないことを除いて実施例８と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例４とした。

（試験評価方法）
＜小孔の平均孔径＞
実施例１〜９及び比較例１〜４のそれぞれについて、リブ先端表面及びリブ側面表面のそれぞれを光学顕微鏡観察し、それぞれの表面の５０〜７０個の小孔の開口径を測定して、その平均値を平均孔径とした。

＜小突起の平均高さ＞
実施例１〜９及び比較例２〜３のそれぞれについて、リブ先端表面及びリブ側面表面のそれぞれをキーエンス社製のレーザーマイクロスコープＶＫ−９５１０を用いて４００倍に拡大して観察し、それぞれの表面の５０〜７０個の小突起の高さを測定して、その平均値を平均高さとした。なお、比較例３の小突起は短繊維によるものである。

＜最大凹凸差＞
実施例１〜９及び比較例１〜４のそれぞれについて、レーザー顕微鏡（キーエンス社製）を用いてベルト表面を４００倍で拡大観察し、そして、小孔の深さ及び隣接する小突起の高さをそれぞれ測定して加算し、そのデータを５０〜７０個集めて平均したものを最大凹凸差とした。

＜被水時異音評価＞
図１２は被水時異音評価用ベルト走行試験機２０のプーリレイアウトを示す。

被水時異音評価用ベルト走行試験機４０は、プーリ径が１４０ｍｍのリブプーリである駆動プーリ４１を備え、その駆動プーリ４１の右方にプーリ径が７５ｍｍのリブプーリである第１従動プーリ４２が設けられ、また、第１従動プーリ４２の上方で駆動プーリ４１の右斜め上方にプーリ径が５０ｍｍのリブプーリである第２従動プーリ４３が設けられ、さらに、駆動プーリ４１と第２従動プーリ４３との中間にプーリ径が７５ｍｍの平プーリであるアイドラプーリ４４が設けられている。そして、この被水時異音評価用ベルト走行試験機４０は、ＶリブドベルトＢのＶリブ側がリブプーリである駆動プーリ４１、第１及び第２従動プーリ４２，４３に接触すると共に、背面側が平プーリであるアイドラプーリ４４に接触して巻き掛けられるように構成されている。

実施例１〜９及び比較例１〜４のそれぞれについて、上記被水時異音評価用ベルト走行試験機４０にセットし、１リブ当たり４９Ｎのベルト張力が負荷されるようにプーリ位置決めを行い、第２従動プーリ４３にそれが取り付けられたオルタネータに６０Ａの電流が流れるように抵抗を与え、常温下、駆動プーリ４１を８００ｒｐｍの回転数で回転させると共に、ＶリブドベルトＢの駆動プーリ４１への進入部においてＶリブドベルトＢのＶリブ側に毎分１０００ｍｌの割合で水を滴下した。そして、ベルト走行時の異音発生状況を、大、小、微小、及び無の四段階で評価した。

＜耐熱耐久性評価＞
図１３は耐熱耐久性評価用ベルト走行試験機５０のプーリレイアウトを示す。

耐熱耐久性評価用ベルト走行試験機５０は、各々、プーリ径が１２０ｍｍのリブプーリである大径従動プーリ５１及び駆動プーリ５２が上下に間隔をおいて設けられ、また、それらの上下方向中間にプーリ径が７０ｍｍの平プーリであるアイドラプーリ５３が設けられ、さらに、アイドラプーリ５３の右方にプーリ径が５５ｍｍのリブプーリである小径従動プーリ５４が設けられている。そして、この耐熱耐久性評価用ベルト走行試験機５０は、ＶリブドベルトＢのＶリブ側がリブプーリである大径従動プーリ５１、駆動プーリ５２、及び小径従動プーリ５４に接触すると共に、背面側が平プーリであるアイドラプーリ５３に接触して巻き掛けられるように構成されている。なお、アイドラプーリ５３及び小径従動プーリ５４のそれぞれはＶリブドベルトＢの巻き掛け角度が９０°となるように位置付けられている。

実施例１〜９及び比較例１〜４のそれぞれについて、上記耐熱耐久性評価用ベルト走行試験機５０にセットし、大径従動プーリ５１に１１．８ｋＷの回転負荷を与え、ベルト張力が負荷されるように小径従動プーリ５４に側方に８３４Ｎのセットウェイトを負荷し、雰囲気温度１２０℃の下、駆動プーリ５２を４９００ｒｐｍの回転数で回転させてベルト走行させた。そして、ＶリブドベルトＢの圧縮ゴム層にクラックが発生し、それが心線に達するまでの走行時間を測定した。

（試験評価結果）
表２は試験評価結果を示す。また、図１４は小突起の平均高さと被水時異音との関係、及び図１５は小突起の平均高さと耐熱耐久性との関係をそれぞれ示す。

小孔の平均孔径は、実施例１が９７μｍ、実施例２が９４μｍ、実施例３が９３μｍ、実施例４が９７μｍ、実施例５が９６μｍ、実施例６が６７μｍ、実施例７が１１８、実施例８が５３μｍ、及び実施例９が１０４μｍ、並びに比較例１が９４μｍ、比較例２が９９μｍ、比較例３が９４μｍ、及び比較例４が５５μｍであった。

小突起の平均高さは、実施例１が１９．４μｍ、実施例２が３９．４μｍ、実施例３が４．１μｍ、実施例４が１８．５μｍ、実施例５が２２．８μｍ、実施例６が２０．４μｍ、実施例７が２１．６μｍ、実施例８が１７．９μｍ、及び実施例９が２０．４μｍ、並びに比較例２が２．７μｍ、及び比較例３が４２．０μｍ（短繊維）であった。

最大凹凸差は、実施例１が７１μｍ、実施例２が８４μｍ、実施例３が４９μｍ、実施例４が６２μｍ、実施例５が６９μｍ、実施例６が５６μｍ、実施例７が８２μｍ、実施例８が４４μｍ、及び実施例９が６５μｍ、並びに比較例１が４３μｍ、比較例２が４６μｍ、比較例３が８６μｍ、及び比較例４が２６μｍであった。なお、比較例１及び４は最大小孔深さである。

被水時異音は、実施例１が無、実施例２が無、実施例３が小、実施例４が微小、実施例５が小、実施例６が微小、実施例７が無、実施例８が中、及び実施例９が小、並びに比較例１が大、比較例２が大、比較例３が無、及び比較例４が大であった。

耐熱耐久性は、実施例１が４２１時間、実施例２が４０１時間、実施例３が４２５時間、実施例４が３８６時間、実施例５が３６７時間、実施例６が４２３時間、実施例７が３９０時間、実施例８が４３６時間、及び実施例９が４３１時間、並びに比較例１が４４５時間、比較例２が４３８時間、実施例３が２２１時間、及び比較例４が５０４時間であった。

本発明は摩擦伝動ベルトについて有用である。

ＢＶリブドベルト（摩擦伝動ベルト）
１０Ｖリブドベルト本体
１５Ｖリブ（プーリ接触部分）
１６小孔
１７小突起

Claims

ベルト本体の少なくともプーリ接触部分がゴム組成物で形成された摩擦伝動ベルトであって、
上記ベルト本体のプーリ接触部分の表面には、多数の小孔が形成されていると共に平均高さが４〜４０μｍの多数の小突起が形成されており、
上記小突起は、上記プーリ接触部分を形成するゴム組成物に配合された中実粒子が表面露出して構成されている摩擦伝動ベルト。
請求項１に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
上記小孔は、上記プーリ接触部分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て構成されている摩擦伝動ベルト。
請求項１に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
上記小孔は、上記プーリ接触部分を形成するゴム組成物に配合された発泡剤により発泡形成された中空部分の一部分が切除されて構成されている摩擦伝動ベルト。
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、
上記小孔の平均孔径が７０〜１２０μｍである摩擦伝動ベルト。
請求項１に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
上記中実粒子が樹脂粒子で構成されている摩擦伝動ベルト。
請求項５に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
上記中実粒子が超高分子量ポリエチレン樹脂粒子で構成されている摩擦伝動ベルト。
請求項１乃至６のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
上記小孔と上記小突起との最大凹凸差が４５μｍ以上である摩擦伝動ベルト。
請求項１乃至７のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
上記プーリ接触部分を形成するゴム組成物のゴム成分がエチレン−α−オレフィンエラストマーである摩擦伝動ベルト。
請求項１乃至８のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
上記プーリ接触部分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。
請求項１乃至９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。
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が複数のプーリに巻き掛けられたベルト伝動装置。