JP5839643B1 - 摩擦伝動ベルト及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

ベルト本体（１０）にゴム組成物により形成されたプーリ接触部分が含まれる摩擦伝動ベルトＢにおいて、プーリ接触部分のプーリ接触表面に複数の凹部（１６）が形成されている。それぞれの凹部（１６）は、複数の孔の集合体であると共に、プーリ接触表面において一方に長い形状を有する。

Description

本開示は、摩擦伝動ベルト及びその製造方法に関する。

自動車に搭載されたエンジンの動力を補機駆動のために伝達する摩擦伝動ベルト等として、Ｖリブドベルトが広く一般に用いられている。このようなＶリブドベルトに雨天時の雨水等が付着すると、ベルトスリップ等が大きくなり、異音が発生する。

これに対し、特許文献１において、多孔性のゴム組成物によって摩擦伝動ベルトを形成することにより、被水時の伝達能力の低下及び異音の発生を抑制することが提案されている。

特開２００７−２５５６３５号公報

しかしながら、摩擦伝動ベルトに要求される性能に対し、特許文献１に開示されているゴムの気泡率では異音の抑制が不十分であり、且つ、ベルトの強度が低下することから更に気泡率を高めることはできないという課題がある。

これに鑑み、本開示の技術の目的は、被水時の異音を更に抑制可能な摩擦伝動ベルトと、その製造方法を提供することである。

前記の目的を達成するために、本開示の摩擦伝動ベルトは、ベルト本体にゴム組成物により形成されたプーリ接触部分が含まれる摩擦伝動ベルトであって、プーリ接触部分のプーリ接触表面に複数の凹部が形成され、それぞれの凹部は、複数の孔の集合体であると共に、プーリ接触表面において一方に長い形状を有する。

このような摩擦伝動ベルトにおいて、複数の孔の集合体である凹部は凹凸の多い形状を有しており、その表面積は、同じ体積であるが凹凸の少ない凹部（例えば１つの球の一部であるような凹部）に比べて表面積が大きくなる。また、凹部のプーリ接触表面における開口部については、面積に対する周長は、単一の孔である凹部の場合に比べて長くなる。このような構造を有すると、摩擦伝動ベルトが被水した際の排水効果が高くなり、より確実に異音を抑制できる。また、プーリ接触表面において一方に長い形状を有することによっても、凹部による排水効果が高くなり、異音を抑制する効果が向上する。以上により、発泡率が同じであっても異音の抑制効果が向上する。

尚、ゴム組成物には中空粒子が配合されており、それぞれの凹部は、複数の中空粒子の集合体であっても良い。

このようにすると、排水効果の高い凹部の形状と、それによる異音の抑制効果がより確実に実現する。また、中空粒子の壁が部分的に凹部内に残ることにより凹部内に細かな孔が生じ、このことも排水及び異音抑制の効果を向上させる。

また、プーリ接触表面における凹部の開口部は、当該開口部と同じ面積の円よりも長い周長を有する。開口部が同じ面積であれば、周長が長い凹部の方が排水効果は高い。従って、このような構造としてもよい。

尚、上記のような形状の凹部とすることで排水性が向上するのは、サイズが大きく且つ微細な構造であることによって、毛細管現象が顕著に働いて水を排除できることが理由の１つと考えられる。

次に、前記の目的を達成するために、本開示の摩擦伝動ベルトの製造方法は、中空粒子をバインダーによって集合させた中空粒子集合体を形成する工程と、中空粒子集合体が配合されたゴム組成物を製造し、当該ゴム組成物を加熱成型することによりベルト本体前駆体を形成する工程とを備える。

中空粒子をバインダーによって集合させてゴムに配合することにより、ゴム組成物中においても中空粒子は複数が集合した状態となる。従って、摩擦伝動ベルトとして形成した際に、中空粒子集合体によってプーリ接触表面に生じる凹部は複数の孔の集合体となる。このようにして、本開示の摩擦伝動ベルトを製造することができる。

以上の通り、本開示の摩擦伝動ベルトによると、プーリ接触部分を形成するゴムの発泡率が同じであっても、プーリ接触表面に生じる凹部の形状を制御することによって排水性、ひいては異音の抑制効果を高めることができる。

図１は、本開示の一実施形態のＶリブドベルトを示す斜視図である。 図２は、図１のＶリブドベルトにおけるリブの断面拡大図である。 図３は、補機駆動ベルト伝動装置のプーリレイアウト図である。 図４（ａ）及び（ｂ）は、Ｖリブドベルトの製造方法を示す説明図である。 図５は、実施例及び比較例のＶリブドベルトにおいて、プーリ接触表面に形成された凹部を示す図である。 図６は、回転変動ベルト走行時音試験用のベルト走行試験器のプーリレイアウトを示す図である。

以下、実施形態について図面に基づいて説明する。

図１は、本開示の一実施形態に係る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３．５〜５．０ｍｍ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、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１．５〜３．０ｍｍ、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）。圧縮ゴム層１１は、ゴム成分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。

また、圧縮ゴム層１１の表面には、多数の凹部１６が形成されている。これについて、図２に、圧縮ゴム層１１の表面付近の断面を模式的に示す。凹部１６は、圧縮ゴム層１１が多数の空洞１６ａを含むゴム組成物によって形成され、空洞１６ａが圧縮ゴム層１１の表面（例えばプーリ接触表面）に露出することによって形成されている。また、それぞれの空洞１６ａは、複数の孔の集合体であり、凹凸のある外形を有する。これは、例えば、中空粒子を集合させたものを圧縮ゴム層１１を構成するゴム組成物に配合することにより実現する。空洞１６ａが圧縮ゴム層１１の表面に露出した凹部１６についても、複数の孔が集合した構造であるから、その開口部の外形は凹凸のある形状である。

中空粒子は、膨張するタイプであっても良い。例えば、積水化学株式会社製のアドバンセルＥＭ４０３のような熱可塑性ポリマーセル内に低沸点炭化水素を内包した熱膨張性の小球である。これは、加熱により内包された低沸点炭化水素が膨張し、同時に熱可塑性シェルが軟化することによって急激に膨張し、中空状となる。他には、例えば日本フィライト株式会社製の０９２−４０や０９２−１２０のアクリルニトリル共重合体のもの、積水化学株式会社製のＥＨＭ３０３やＥＭＳ−０２２、和信化学工業社製のワシンマイクロカプセル等が挙げられる。

この中空粒子は、例えば、粒径が１００μｍ以下であることが好ましい。また、中空粒子は、ベースエラストマー１００質量部に対する配合量が１質量部以上１５質量部以下であることが好ましい。

また、中空粒子は、膨張しないタイプであっても良い。例えば、日本フィライト株式会社製の熱膨張マイクロカプセル９２０ＤＥ８０ｄ３０等を用いることができる。この場合には、初期の粒径は４０μｍ〜１２０μｍであることが好ましく、より好ましくは８０μｍ〜１００μｍであることが好ましい。

また、膨張するタイプの中空粒子と、化学発泡剤、例えば、三協化成株式会社製セルマイクＣＥ等とを併用しても良い。

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−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、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、加硫促進剤、架橋剤、老化防止剤、軟化剤等が挙げられる。

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が挙げられる。補強剤としてはシリカも挙げられる。補強剤は、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。補強材は、耐摩耗性及び耐屈曲性のバランスが良好となるという観点から、ゴム成分１００質量部に対する配合量が３０〜８０質量部であることが好ましい。

加硫促進剤としては、酸化マグネシウムや酸化亜鉛（亜鉛華）などの金属酸化物、金属炭酸塩、ステアリン酸などの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、ゴム成分１００質量部に対する配合量が例えば０．５〜８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。架橋剤として、硫黄を用いたものでもよく、また、有機過酸化物を用いたものでもよく、さらには、それらの両方を併用したものでもよい。架橋剤は、硫黄の場合、ゴム成分１００質量部に対する配合量が０．５〜４．０質量部であることが好ましく、有機過酸化物の場合、ゴム成分１００質量部に対する配合量が例えば０．５〜８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、ゴム成分１００質量部に対する配合量が例えば０〜８質量部である。

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。石油系軟化剤以外の軟化剤は、ゴム成分１００質量部に対する配合量が例えば２〜３０質量部である。

尚、配合剤として、スメクタイト族、バーミキュライト族、カオリン族等の層状珪酸塩が含まれていてもよい。

また、圧縮ゴム層１１は、摩擦係数低減材を含有していても良い。摩擦係数低減材としては、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、綿短繊維などの短繊維や超高分子量ポリエチレン樹脂等が挙げられる。

次に、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は、ゴム成分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。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。なお、圧縮ゴム層１１と接着ゴム層１２とでＶリブドベルト本体１０を構成し、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構成であってもよい。

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、加硫促進剤、架橋剤、老化防止剤、軟化剤等が挙げられる。

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。

また、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、図３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２０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２０は、ＶリブドベルトＢが４つのリブプーリ及び２つの平プーリの合わせて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２０は、図３において最上位置のパワーステアリングプーリ２１、そのパワーステアリングプーリ２１のやや右斜め下方に配置されたＡＣジェネレータプーリ２２、パワーステアリングプーリ２１の左斜め下方で且つＡＣジェネレータプーリ２２の左斜め上方に配置された平プーリのテンショナプーリ２３と、ＡＣジェネレータプーリ２２の左斜め下方で且つテンショナプーリ２３の直下方に配置された平プーリのウォーターポンププーリ２４と、テンショナプーリ２３及びウォーターポンププーリ２４の左斜め下方に配置されたクランクシャフトプーリ２５と、ウォーターポンププーリ２４及びクランクシャフトプーリ２５の左斜め下方に配置されたエアコンプーリ２６とを備えている。これらのうち、平プーリであるテンショナプーリ２３及びウォーターポンププーリ２４以外は全てリブプーリである。これらのリブプーリ及び平プーリは、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φ５０ｍｍ〜１５０ｍｍである。

この補機駆動ベルト伝動装置２０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２１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２３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２５及びエアコンプーリ２６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２４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２２に巻き掛けられ、最後にパワーステアリングプーリ２１へと戻るように設けられている。

本実施形態のＶリブドベルトＢによると、図２等に示すとおり、プーリ接触表面であるＶリブ１５の表面に、複数の孔の集合体である凹部１６が多数形成されている。このことにより、例えば、上記のように自動車の補機駆動用ベルト伝動装置に用いて被水したときであっても、異音の発生を抑制することができる。これは、これは、ベルトとプーリとの間に介在する水が凹部１６に取り込まれた後に外部に排水されて速やかに除去されることによる。

更に、凹部１６が複数の孔の集合体であることから凹凸の多い形状であり、容積に対する表面積の比が大きい。このことから、プーリ接触表面における凹部１６の開口面についても、凹凸の多い輪郭形状を有しており、面積に対する周長の比が（凹凸の少ない形状、例えば円）に比べて大きくなっている。また、プーリ接触表面において、凹部１６は一方に長い形状を有する。

凹部１６がこのような形状を有することにより、圧縮ゴム層１１の気泡率を上げることなく排水性を向上させることができる。これは、狭く且つ表面積の大きい凹部であることにより、毛細管現象が発揮されることによるものと考えられる。尚、単純に大きな凹部を設けた場合、ベルトの耐久性の低下等が生じることになる。

凹部１６は、複数の中空粒子が凝集されて形成されていても良い。この場合、凹部１６に残っている中空粒子の壁によって更に小さな孔となる部分が生じるので、毛細管現象がより顕著に現れ、プーリ接触表面からより効果的に吸い上げることができる。

また、凹部のプーリ接触表面における長手方向は、摩擦伝動ベルトの摺動方向であることが望ましい。特に、摩擦伝動ベルトの摺動方向を０°としたとき、長手方向の平均は−４５°から＋４５°の範囲に収まることが望ましい。

以上の結果、ベルトの耐久性の低下等を生じることなしに、被水時の異音をより確実に抑制可能な摩擦伝動ベルトを実現できる。また、ゴムの気泡率（及びこれを決める要素である中空粒子の配合量）を大きくする必要が無いので、弾性率、耐摩耗性等について望みの性能を得るためのゴムマトリクス部の設計が容易になる。

次に、上記ＶリブドベルトＢの製造方法を、図４（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。

ＶリブドベルトＢ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、内金型の外周を背面ゴム層１３となるゴム層１３’で被覆した後、その上に、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’を巻き付ける。

次いで、その上に、心線１４となる撚り糸１４’を螺旋状に巻き付けた後、その上に、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、更にその上に、圧縮ゴム層１１を形成するための未架橋ゴムシート１１’を巻き付ける。このとき、圧縮ゴム層１１を形成するための未架橋ゴムシート１１’として、中空粒子が配合されたものを用いる。この未架橋ゴムシート１１’は、ベースエラストマー１００質量部に対してバインダーにより集合させた中空粒子の集合体が１質量部以上１５質量部以下配合されたものであることが好ましい。

この後、内金型上の成形体にゴムスリーブを套嵌し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、ゴム成分が流動すると共に架橋反応が進行し、撚り糸１４’のゴムへの接着反応も進行する。また、中空粒子は、粒子中のペンタンやヘキサンなどが揮発して膨張し、内部に多数の微小な中空部を形成する。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。

ここで、中空粒子の集合体は、中空粒子にバインダーを加えて練った後、ペレタイズすることによって中空粒子集合体マスターバッチとして形成する。ペレタイズにおいて、マスターバッチのサイズ及びアスペクト比を設定することができ、ひいては凹部１６のサイズ及びアスペクト比を設定することができる。例えば、バインダーによって中空粒子が一方向に長く並んだ状態の中空粒子集合体を形成して用いることにより、凹部１６についても一方に長い形状とすることができる。また、未架橋ゴムシート１１’について、カレンダー処理、押出成型等によって、中空粒子集合体の方向を整えることができる。これらのことにより、凹部のサイズ、形状、方向性（長手方向の向き）等を制御することができる。

尚、混練りから成型までの加工温度では膨らむことのない中空粒子と、当該温度では溶融しないバインダーを用い、加硫は、中空粒子の発泡温度及びバインダーの溶融温度以上の温度にて行なう。これにより、集合体の状態から中空粒子が発泡することによって、形成された圧縮ゴム層１１の内部に空洞１６ａが形成される。このような空洞１６ａのうち、プーリ接触表面に露出したものによって凹部１６が形成される。

また、バインダーと、未架橋ゴムシート１１’のベースエラストマーとは、相溶性の良い組み合わせにすることが望ましい。例えば、ポリエチレンバインダーとＥＰＤＭの組み合わせ、アクリロニトリルバインダーとＮＢＲの組み合わせ等である。

尚、バインダーを用いて中空粒子集合体を形成することなく、中空粒子だけをゴムに配合した場合にも、全ての凹部が単独の中空粒子から形成されるとは限らず、中空粒子が集合して凹部を形成することはあり得る。しかしながら、バインダーを用いない場合、それぞれの中空粒子集合体に含まれる中空粒子の数、集合体のアスペクト比等を制御することは困難であり、凹部のサイズ及び形状を制御することも困難である。

次に、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１５、つまり、プーリ接触部分を形成する。このとき、プーリ接触表面に露出する中空粒子の集合体により、プーリ接触表面に凹部１６が形成される。

最後に、分割されて外周にＶリブ１５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Ｂが得られる。

また、切削によってＶリブ１５を形成することに代えて、内周にベルト内側をリブ形状に形成する複数のリブ溝が設けられた成形面を有する円筒状金型を用いても良い。

この場合、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ゴムスリーブの外周に、先に説明したのと同様に各ベルト材料（ゴム層１３’、未架橋ゴムシート１２ｂ’、撚り糸１４’、未架橋ゴムシート１２ａ’、未架橋ゴムシート１１’）を順次巻き付ける。

この後、ベルト材料を巻き付けたゴムスリーブを円筒状金型に挿入してセットし、円筒状金型の内部のゴムスリーブを加熱すると共に水蒸気などによってゴムスリーブを膨張させ、ゴムスリーブを半径方向外方に押圧する。このとき、ベースゴムが流動すると共に架橋反応が進行し、撚り糸１４’のゴムへの接着反応も進行し、加えて、円筒状金型の内周のリブ形状によって、ベルト材料の外周部分にＶリブ１５が成形される。このようにして、筒状のベルトスラブ（ベルト本体前駆体）が成形される。成形釜を冷却した後、ゴムスリーブを円筒状金型から抜き取ってからベルトスラブを取り外す。

最後に、分割されて外周にＶリブ１５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Ｂが得られる。

尚、以上の説明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、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。

以下、実施例のＶリブドベルトについて説明する。

（試験評価用ベルト）
以下の実施例Ａ〜Ｄ及び比較例ｅ〜ｆのＶリブドベルトを作成した。それぞれの構成は、表１にも示している。

また、図５（ａ）〜（ｆ）は、実施例Ａ〜Ｄ及び比較例ｅ〜ｆのＶリブドベルトのプーリ接触表面に形成された凹部を模式的に示す図である。図５（ａ）〜（ｄ）では、複数のセル（孔）が集合した状態を示しているが、各凹部を構成するセルの数及び配置を正確に表しているわけではない。また、同じ実施例においても、各凹部を構成するセルの数には分布がある。

尚、図の左右方向がＶリブドベルトの摺動方向に対応する。

＜実施例Ａ＞
ベースエラストマーとしてエチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）（ＪＳＲ株式会社製、商品名：ＥＰ２２）１００質量部に対して、カーボンブラック（東海カーボン社製、商品名：シースト３）５０質量部、オイル（日本サン石油社製、商品名：サンパー２２８０）１５質量部、ステアリン酸（花王社製、商品名：ルナック）１質量部、酸化亜鉛（堺化学工業社製、商品名：亜鉛華３種）５質量部、硫黄（細井化学社製、商品名：オイルサルファ）１．５質量部、加硫促進剤（大内新興化学社製、商品名：ＭＳＡ）１質量部、加硫促進剤（三新化学工業株式会社製、商品名：ＥＭ２）３質量部、中空粒子（積水化学工業株式会社製、商品名：アドバンセルＥＭ４０３）１．５質量部、バインダー（大内新興化学社製、商品名：サンノックＮ）０．２質量部を配合して混練した未架橋エラストマー組成物を用いてリブゴム層を形成したＶリブドベルトを作製し、これを実施例Ａとした。

尚、接着ゴム層及び背面ゴム層をＥＰＤＭのエラストマー組成物、心線をポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ）製の撚り糸でそれぞれ構成し、ベルトの長さを２２８０ｍｍ、幅を２５ｍｍ及び厚さを４．３ｍｍとし、そして、リブ数を６個とした。

尚、中空粒子及びバインダーについては、予めブレンドして中空粒子集合体マスターバッチを作成する。また、エラストマーの混練りとして二段練りを行い、中空粒子集合体マスターバッチは二段目において加える。二段目の混練りから成型までの工程における最高加工温度（１１５℃程度）は、中空粒子の発泡温度（１４５℃程度）及びバインダーの溶融温度（１２５℃程度）よりも低いので、この間には中空粒子は未発泡の集合体として存在する。加硫については、中空粒子の発泡温度及びバインダーの溶融温度よりも高い温度（１４５℃〜１８０℃程度）にて行い、この際に中空粒子が発泡してプーリ接触表面の凹部を形成する。

また、カレンダー処理によって、凹部はシート列理方向に揃えられる。従って、ベルトとして切り出す方向を設定することにより、ベルトの摺動方向に対する凹部の長手方向の向き（輪郭の配向）を設定することができる。以下では、ベルトの摺動方向を０°として、これに対する角度によって凹部の長手方向の向きを表す。

表１に示す通り、実施例Ａでは、凹部は直径８０μｍのセル（孔）の集合体として形成され、見かけの個数４０、輪郭の配向０°、開口部の面積が０．１６ｍｍ^２ 、周長は８．０ｍｍである。尚、見かけの個数とは、マイクロスコープにてベルトのプーリ接触表面を観察した際に一視野に含まれる凹部の個数を意味している。また、面積及び周長は、見かけの個数の合計値である。

＜実施例Ｂ＞
実施例ＢのＶリブドベルトは、中空粒子集合体に関する点の他は実施例Ａと同様に作成した。

つまり、実施例Ａに比べて少量の中空粒子及びバインダーを用いると共に、加硫の際の温度を実施例Ａの場合よりも高くすることにより、実施例Ａの場合よりも各中空粒子膨張率が大きくなっている。この結果、実施例Ａの場合よりも少数であるがより大きなセル（孔）が集合した構造の凹部が形成されている。

詳しくは、表１に示す通り、凹部は直径１００μｍのセル（孔）の集合体として形成され、見かけの個数２５、輪郭の配向０°、開口部の面積が０．１６ｍｍ^２ 、周長は６．３ｍｍとなっている。

＜実施例Ｃ＞
実施例ＣのＶリブドベルトは、凹部の向きの他は実施例ＢのＶリブドベルトと同様に作成した。つまり、凹部の向きに対して摺動方向が４５°の角度を成すように切り出すことでベルト作成した。従って、凹部は直径１００μｍのセル（孔）の集合体として形成され、見かけの個数２５、輪郭の配向４５°、開口部の面積が０．１６ｍｍ^２ 、周長は６．３ｍｍとなっている。

＜実施例Ｄ＞
実施例ＤのＶリブドベルトは、凹部の向きの他は実施例ＢのＶリブドベルトと同様に作成した。つまり、凹部の向きに対して摺動方向が９０°の角度を成すように切り出すことでベルト作成した。従って、凹部は直径１００μｍのセル（孔）の集合体として形成され、見かけの個数２５、輪郭の配向９０°、開口部の面積が０．１６ｍｍ^２ 、周長は６．３ｍｍとなっている。

＜比較例ｅ＞
比較例ｅのＶリブドベルトは、中空粒子に関する点の他は実施例Ａと同様に作成した。

具体的には、予めバインダーを用いて中空粒子集合体を作成すること無しに、中空粒子のみを他の材料に混練している。従って、個々のセルは集合体とならず、単独にて凹部となっている。また、中空粒子として、実施例Ａの場合よりも膨張前のサイズが大きい中空粒子を用いるか、又は、実施例Ａと同じ中空粒子を用い且つより高温にて膨張させることによって、実施例Ａ等よりもセルが大きくなっている。更には、膨張前の中空粒子のサイズ及び膨張温度の組み合わせを設定してセルのサイズを調整することができる。尚、用いた中空粒子の量は実施例Ａの場合よりも少ない。

表１に示す通り、凹部は集合していない直径１２０μｍのセル（孔）として形成され、見かけの個数１５、開口部の面積が０．１６ｍｍ^２ 、周長は５．７ｍｍとなっている。各凹部は略円形のセル（孔）によって形成されているので、一方向に長い形状ではない。よって輪郭の配向は意味を成さない。

＜比較例ｆ＞
比較例ｆのＶリブドベルトは、中空粒子に関する点の他は実施例Ａと同様に作成した。

具体的には、予めバインダーを用いて中空粒子集合体を作成すること無しに、中空粒子のみを他の材料に混練している。従って、比較例ｅと同様に個々のセルが単独の凹部となっている。また、中空粒子として、実施例Ａの場合よりも膨張前のサイズが小さい中空粒子を用いるか、又は、実施例Ａと同じ中空粒子を用い且つより低温にて膨張させることによって、実施例Ａ等よりもセルが小さくなっている。更には、膨張前の中空粒子のサイズ及び膨張温度の組み合わせを設定してセルのサイズを調整することができる。尚、用いた中空粒子の量は実施例Ａの場合よりも少ない。

表１に示す通り、凹部は集合していない直径４０μｍのセル（孔）として形成され、見かけの個数１３０、開口部の面積が０．１６ｍｍ^２ 、周長は１６．３ｍｍとなっている。各凹部は略円形のセル（孔）によって形成されているので、輪郭の配向は意味を成さない。

＜回転変動ベルト走行時音試験＞
図６は、回転変動ベルト走行時音試験用のベルト走行試験機３０のプーリレイアウトを示す。

このベルト走行試験機３０は、最下位置にプーリ径が１４０ｍｍのリブプーリである駆動プーリ３１（クランクプーリ）が設けられ、その右斜め上方にプーリ径が１００ｍｍのリブプーリである第１従動プーリ３２（エアコンプレッサプーリ）が設けられ、また、駆動プーリ３１及び第１従動プーリ３２の左斜め上方にプーリ径が６０ｍｍのリブプーリである第２従動プーリ３３が設けられ、さらに、第１従動プーリ３２左側方にプーリ径が９５ｍｍである平プーリであるアイドラプーリ３４が設けられている。そして、このベルト走行試験機３０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３１、第１及び第２従動プーリ３２，３３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３４に接触して巻き掛けられるように構成されている。駆動プーリ３１には塗装が施されている。

実施例Ａ〜Ｃ及び比較例ｄ〜ｆのそれぞれについて、上記ベルト走行試験機３０にセットし、３５０Ｎのベルト張力が負荷されるようにアイドラプーリ３４を位置決めし、第１及び第２従動プーリ３２，３３に回転負荷を与え、雰囲気温度２５℃の下、駆動プーリ３１のベルト巻き掛かり始め部分に霧吹きで水を吹き付けながら、２５Ｈｚ回転変動率２７％の回転変動を与えながら駆動プーリ３１を７５０ｒｐｍの回転数で回転させて５分間ベルト走行させた。

その時の異音の発生の有無を確認し、全く異音が発生しない（Ａ）、わずかに又は断続的に音が発生する（Ｂ）、大きな又は連続的に音が発生する（Ｃ）として評価した。

また、注水スリップに関し、スリップしない（Ａ）、わずかにスリップするがすぐ（１秒以内）に伝動する（Ｂ）、スリップした後に伝動するまでに時間がかかる（Ｃ）として評価した。

＜凹部の周長及び面積＞
凹部の周長及び面積は、作成したベルトの表面をマイクロスコープにて観察して測定している。ここでは、５０個の凹部について測定し、その平均値を算出している。また、プーリ接触表面における凹部の輪郭に４辺がそれぞれ一点以上接するような長方形を描いたときに、その長辺の方向を長手方向、これに直交する方向を短手方向としている。

（試験評価結果）
試験評価の結果について、表１に示している。

これによると、凹部が複数の孔の集合体である実施例Ａ〜Ｄにおいて、注水異音の評価はＡ又はＢであって、凹部が独立した孔である比較例ｅ及びｆではＣであることに比べて改善している。また、摩耗試験の結果についても、実施例Ａ〜Ｄでは摩耗量が１％又は１．５％であるのに対し、比較例では３％又は３．５％であって、顕著な差違が生じている。更に、弾性率については、実施例Ａ〜Ｄにおいていずれも規格値である４０ＭＰａを超えているのに対し、比較例ｅ及びｆでは４０ＭＰａを下回っている。このように、摩擦伝動ベルトのプーリ接触表面に設けた凹部について、複数の孔の集合体として形成し、方向性のある形状とすることにより、被水時の異音を抑制することができる。

注水スリップに関しては、実施例Ａについて評価Ａ、実施例Ｂ及びＣについて評価Ｂであり、実施例Ｄ及び比較例ｅ及びｆで評価Ｃとなっている。つまり、摩擦伝動ベルトの摺動方向を０°としたとき、凹部の長手方向の平均が−４５°から＋４５°の範囲である実施例Ａ〜Ｃにおいて、注水時のスリップが抑制されている。

本開示の摩擦伝動ベルトには、強度等を維持しながら被水時における異音を抑制可能であり、自動車の補機駆動ベルト伝動装置、一般産業用等のベルト伝動装置にも有用である。

１０ Ｖリブドベルト本体
１１ 圧縮ゴム層
１１’ 未架橋ゴムシート
１２ 接着ゴム層
１２ａ 内側部分
１２ａ’ 未架橋ゴムシート
１２ｂ 外側部分
１２ｂ’ 未架橋ゴムシート
１３ 背面ゴム層
１３’ ゴム層
１４ 心線
１４’ 糸
１５ Ｖリブ
１６ 凹部
１６ａ 空洞
２０ 補機駆動ベルト伝動装置
２１ パワーステアリングプーリ
２２ ＡＣジェネレータプーリ
２３ テンショナプーリ
２４ ウォーターポンププーリ
２５ クランクシャフトプーリ
２６ エアコンプーリ
３０ ベルト走行試験機
３１ 駆動プーリ
３２ 第１従動プーリ
３３ 第２従動プーリ
３４ アイドラプーリ
４０ ベルト走行試験機
４１ 駆動リブプーリ
４２ 従動リブプーリ
５１ 駆動プーリ

Claims (4)

1. ベルト本体にゴム組成物により形成されたプーリ接触部分が含まれる摩擦伝動ベルトであって、
   前記プーリ接触部分のプーリ接触表面に複数の凹部が形成され、
   それぞれの前記凹部は、複数の孔の集合体であると共に、前記プーリ接触表面において一方に長い形状を有す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、
   前記ゴム組成物には中空粒子が配合されており、
   それぞれの前記凹部は、複数の前記中空粒子の集合体であ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、
   前記プーリ接触表面における前記凹部の開口部は、当該開口部と同じ面積の円よりも長い周長を有することを特徴とする摩擦伝動ベルト。
4. 請求項１の摩擦伝動ベルトの製造方法であって、
   中空粒子をバインダーによって集合させた中空粒子集合体を形成する工程と、
   前記中空粒子集合体が配合されたゴム組成物を製造し、当該ゴム組成物を加熱成型することによりベルト本体前駆体を形成する工程とを備えることを特徴とする摩擦伝動ベルトの製造方法。

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