JP5860906B2 - 伝動ベルト及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、伝動ベルト及びその製造方法に関する。
自動車の補機駆動用のベルト伝動装置には、例えば、クランクシャフトプーリ、パワーステアリングプーリ、エアコンプーリ、ウォーターポンププーリ、及びＡＣジェネレータプーリ等にＶリブドベルトが巻き掛けられたサーペンタインドライブ方式のものがある。そして、この種のベルト伝動装置には、オートテンショナや固定アイドラープーリ等の平プーリでＶリブドベルトの背面を押圧してベルト張力を付与するように構成されたものがある。
特許文献１には、Ｖリブドベルトの背面がアイドラープーリに接触して発生する粘着磨耗等により異音が発生するのを改善するために、Ｖリブドベルトの背面にカバー帆布を積層せずに、織物の凹凸パターンを形成したゴム層を設けることが開示されている。
本発明の伝動ベルトは、平プーリに巻き掛けられた際に、その平プーリに接触するゴムの凹凸面を有し、該凹凸面は、凸部の頂面が平坦面に形成されている。
本発明の伝動ベルトの製造方法は、凸部の頂面が平坦面に形成された凹凸面の転写面である成型面に、ゴム組成物を圧接させることにより前記平プーリに接触する凹凸面を形成するものである。
以下、実施形態について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に係るＶリブドベルトＢを示す。この実施形態１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用のベルト伝動装置等に用いられるエンドレスのものである。実施形態１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。
図１は、実施形態１に係るＶリブドベルトＢを示す。この実施形態１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用のベルト伝動装置等に用いられるエンドレスのものである。実施形態１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１に係るＶリブドベルトＢは、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成する圧縮ゴム層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ゴム製のＶリブドベルト本体１０を備える。そして、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には、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、基端間の幅が１．０〜３．６ｍｍである。また、リブ数は、例えば、３〜１０個である（図１では３個）。
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、つまり、後述するように平プーリに巻き掛けられた際に、その平プーリに接触する面はゴムの凹凸面１７に構成されており、その凹凸面１７の凸部の頂面１８は平坦面に形成されている。
背面ゴム層１３の表面の凹凸面１７を構成する凸部の平面視における外径（最大外径）は、好ましくは０．３ｍｍ以上、より好ましくは０．５ｍｍ以上であり、また、好ましくは１．４ｍｍ以下、より好ましくは１．２ｍｍ以下である。凸部の高さ、つまり、凹凸面１７の表面粗さ（Ｒｚ）は、好ましくは０．０５ｍｍ以上であり、より好ましくは０．１ｍｍ以上であり、また、好ましくは０．２５ｍｍ以下であり、より好ましくは０．２ｍｍ以下である。ここで、凹凸面１７の表面粗さ（Ｒｚ）は、ＪＩＳＢ０６０１（２００１）の附属書１に基づいて、表面粗さ計により測定することができる。背面ゴム層１３の表面の凹凸面１７を構成する多数の凸部は、寸法構成の異なる凸部が混在して構成されていてもよいが、寸法構成が同一の凸部で構成されていることが好ましい。
背面ゴム層１３の表面の凹凸面１７を構成する各凸部の縦断面形状としては、例えば、台形、横長矩形、縦長矩形等が挙げられる。背面ゴム層１３の表面の凹凸面１７を構成する各凸部の平面視形状としては、例えば、円形、三角形、矩形、多角形、不定形等が挙げられる。背面ゴム層１３の表面の凹凸面１７を構成する多数の凸部は、縦断面形状及び／又は平面視形状が異なる凸部が混在して構成されていてもよいが、縦断面形状及び平面視形状が同一の凸部で構成されていることが好ましい。
背面ゴム層１３の表面の凹凸面１７を構成する多数の凸部は、離散的に分散して配設されていてもよく、また、連続するように配設されていてもよく、さらに、複数個が連続して形成された凸部群が離散的に分散して配設されていてもよい。凸部が離散的に分散して配設されている場合又は複数個の凸部が連続して形成された凸部群が離散的に分散して配設されている場合、凸部間又は凸部群間の間隔は例えば１．０〜１．５ｍｍである。凸部が離散的に分散して配設されている場合又は複数個の凸部が連続して形成された凸部群が離散的に分散して配設されている場合、凸部又は凸部群は、模様を形成するように規則的に配設されていてもよく、また、ランダムに配設されていてもよい。
背面ゴム層１３の表面の凹凸面１７の平面視における面積のうち凸部の平坦面の頂面１８の面積の総和は、好ましくは１０％以上、より好ましくは３０％以上であり、また、好ましくは６０％以下、より好ましくは５０％以下である。ここで、凸部の頂面１８の面積は、三次元粗さ測定器によって測定することができる。
凹凸面１７は、例えば、織布、編布、不織布、すだれ織布などの表面と同一形態に形成されていてもよい。これらのうち凹凸面１７は畝織り織布の表面と同一形態に形成されていることが好ましい。
図２は、図１に示したＶリブドベルトの変形例であり、凹凸面１７が特許第３７２２４７８号公報の図５及び６に記載された畝織り織布の表面と同一形態に形成されたＶリブドベルトＢである。図３は、図２に示すＶリブドベルトＢの凹凸面１７を拡大した１６００×１２００ピクセルの写真である。なお、９３１ピクセルが１０ｍｍである。図４は、図３における凹凸面１７の凸部を図示化したものであり、畝織り織布の緯糸Ｄ及び経糸Ｅの方向をも示す。凸部の頂面１８は略楕円形である。
畝織り織布は、横畝織りの織り構成であってもよく、また、経糸と緯糸とが入れ替わった縦畝織りの織り構成のものであってもよい。例えば、横畝織り織布は、図５に示すように、緯糸Ｄ１本に対して経糸Ｅを２本で一組として浮沈させて織られており、緯糸Ｄが２本の経糸Ｅ毎に表及び裏に交互に現れるパターンを有し、隣接する緯糸Ｄがそれと反対のパターンで２本の経糸Ｅ毎に表及び裏に交互に現れるパターンを有する。もちろん、３本以上の経糸Ｅ毎に表及び裏に交互に現れるパターンを有していてもよい。畝織り織布の表面と同一形態の凹凸面１７では、凸部は、緯糸Ｄと経糸Ｅとの交点によって構成されている。畝織り織布の表面と同一形態の凹凸面１７では、経糸パターン及び横糸パターンがベルト長さ方向に交差していてもよく、経糸パターン又は横糸パターンがベルト長さ方向に沿うように延びていてもよい。畝織り織布の表面と同一形態の凹凸面１７では、経糸パターン及び横糸パターンが直交していてもよく、また、９０°以外の角度で交差していてもよい。
ところで、特許文献１に記載のＶリブドベルトによれば、被水時のスリップや異音の発生防止が期待できるものの、背面のゴムの凹凸面が平プーリに接触するとき、その凸部の接触が点接触や線接触となり、そのため、背面が摩耗することによるゴム粉が発生し易く、そのゴム粉が背面や平プーリに粘着し、結果的に背面と平プーリとの間で異音が発生するおそれがある。
しかしながら、このような実施形態１に係るＶリブドベルトＢによれば、平プーリに巻き掛けられた際に接触する背面ゴム層１３の表面が、凸部の頂面１８が平坦面に形成されたゴムの凹凸面１７に構成されているので、平プーリに接触する背面ゴム層１３の表面の接触態様が面接触となって作用する力が分散され、その結果、被水時のスリップや異音の発生防止効果に加え、ゴムの凹凸面１７に構成された背面ゴム層１３の表面の摩耗を抑制することができる。
圧縮ゴム層１１、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。このゴム組成物は、硫黄を架橋剤として架橋したものであってもよく、また、有機過酸化物を架橋剤として架橋したものであってもよい。
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。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は、背面ゴム層１３は、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。
圧縮ゴム層１１、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（ＥＰＤＭ、ＥＰＲなど）、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。配合剤としては、補強剤、充填剤、老化防止剤、軟化剤、架橋剤、加硫促進剤等が挙げられる。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物には、ナイロン短繊維等の短繊維１６が配合されていてもよい。その場合、短繊維１６が圧縮ゴム層１１にベルト幅方向に配向するように含まれていることが好ましく、また、短繊維１６が圧縮ゴム層１１の表面から突出するように設けられていることが好ましい。なお、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物に短繊維１６を配合した構成ではなく、圧縮ゴム層１１の表面に短繊維１６を付着させた構成であってもよい。
心線１４は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリビニルアルコール繊維（ＰＶＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、４，６ナイロン繊維、６，６ナイロン繊維、カーボン繊維、又はガラス繊維で形成された撚り糸に、成型加硫前に、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス（ＲＦＬ）水溶液等による接着処理が施されたもので構成されている。
図６は、実施形態１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、最上位置のパワーステアリングプーリ２１と、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と、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の右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φ５０〜１５０ｍｍ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、圧縮ゴム層１１のＶリブ１５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、背面ゴム層１３の表面の凹凸面１７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、圧縮ゴム層１１のＶリブ１５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、背面ゴム層１３の表面の凹凸面１７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、圧縮ゴム層１１のＶリブ１５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。
この補機駆動ベルト伝動装置２０によれば、実施形態１に係るＶリブドベルトＢを用いており、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に巻き掛けられた接触する背面ゴム層１３の表面が、凸部の頂面１８が平坦面に形成されたゴムの凹凸面１７に構成されているので、テンショナプーリ２３及びウォーターポンププーリ２４に接触する背面ゴム層１３の表面の接触態様が面接触となって作用する力が分散され、その結果、被水時のスリップや異音の発生防止効果に加え、ゴムの凹凸面１７に構成された背面ゴム層１３の表面の摩耗を抑制することができる。従って、摩耗により脱落したゴム粉が背面ゴム層１３の表面及び／又は平プーリに粘着し、それに起因して異音が発生するのを防止することができる。
次に、実施形態１に係るＶリブドベルトＢの製造方法の一例について図７及び８に基づいて説明する。
実施形態１に係るＶリブドベルトＢの製造方法では、事前に円筒状ゴム型３１を作製する。
まず、布３５に対してゴム付着処理を施す。かかるゴム付着処理としては、例えば、ＲＦＬ処理、ゴム糊ソーキング処理、ゴム糊コーティング処理、フリクショニング処理等が挙げられる。
次いで、加硫缶（図示せず）を用いて布３５の表面加工を行う。具体的には、布３５を円筒状に加工して、外周面が平滑面の円筒状金型の外周に貼着し、布３５が貼着された円筒状金型を加硫缶に収容し、所定の温度と圧力をかける。このとき、図７（ａ）に示すように、布３５は、加圧されて密閉状態で円筒状金型に布３５が押しつけられることによって、布３５の内周面の凹凸面の凸部が潰され、図７（ｂ）に示すように凸部の頂面３６が平坦面に形成される。
次いで、円筒状金型を冷却させると共に、加硫缶の内部を減圧して密閉を解き、円筒状金型と共に加圧された布（以下、加圧布という）３５’を取り出す。
そして、図７（ｃ）に示すように、水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン−α−オレフィンエラストマー（ＥＰＤＭ、ＥＰＲなど）等の未架橋ゴム組成物で形成された円筒状ゴム型３１の外周に、凸部の頂面を平坦面に形成した凹凸面が接触するように加圧布３５’を巻き付け、それを円筒状金型に被せた後に加硫缶に収容し、所定の温度と圧力をかける。このとき、加硫缶では、円筒状ゴム型３１が架橋すると共に、その外周面に、加圧布３５’の凸部の頂面３６が平坦面に形成された凹凸面の内周面が圧接されて転写されることにより成型面が形成される。
最後に、円筒状金型を冷却させると共に、加硫缶の内部を減圧して密閉を解き、加圧布３５’と一体化した円筒状ゴム型３１を取り出し、円筒状ゴム型３１から加圧布３５’を剥ぎ取ることにより図７（ｄ）に示すような円筒状ゴム型３１が得られる。
次に、上記円筒状ゴム型３１を用いたＶリブドベルトＢの製造方法について図８を用いて説明する。
まず、原料ゴムに各配合物を配合し、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用、接着ゴム層１２用及び背面ゴム層１３用の未架橋ゴムシート（ベルト形成用の未架橋ゴム組成物）１１’，１２’，１３’を作製する。圧縮ゴム層１１に短繊維を含める場合には、この未架橋ゴムシート１１’に短繊維１６を配合すればよい。また、心線１４となる撚り糸１４’をＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱する接着処理を行った後、撚り糸１４’を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８（ａ）に示すように、円筒状金型３０上に上記で作製した円筒状ゴム型３１を被せ、その外周の成型面上に、背面ゴム層１３用の未架橋ゴムシート１３’、及び接着ゴム層１２用の未架橋ゴムシート１２’を順に巻き付けて積層し、その上に心線１４を円筒状ゴム型３１に対して螺旋状に一定の張力を付与して巻き付け、さらにその上に接着ゴム層１２用の未架橋ゴムシート１２’及び圧縮ゴム層１１用の未架橋ゴムシート１１’を順に巻き付けて積層することによりベルト形成用成形体Ｂ’を成形する。
続いて、図８（ｂ）に示すように、ベルト形成用成形体Ｂ’にゴムスリーブ３２を被せ、それを加硫缶内に配置して密閉すると共に、加硫缶内に高温及び高圧の蒸気を充填して所定の成型時間だけ保持する。このとき、図８（ｃ）に示すように、未架橋ゴムシート１１’，１２’，１３’の架橋が進行して一体化すると共に心線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。また、ベルトスラブＳの内周面は、円筒状ゴム型３１の外周面の成型面が転写され、凸部の頂面が平坦面に形成された凹凸面に構成される。ここで、ベルトスラブＳの成型温度は、例えば１４０〜１８０℃、成型圧力は例えば０．５〜１．５ＭＰａ、成型時間は例えば１５〜６０分である。
さらに、加硫缶内から蒸気を排出して密閉を解き、円筒状ゴム型３１上に成型されたベルトスラブＳを取り出し、図８（ｄ）に示すように、ベルトスラブＳを一対のスラブ掛け渡し軸３３間に掛け渡すと共に、ベルトスラブＳの外周面に対し、周方向に延びるＶリブ形状溝が外周面の軸方向に連設された研削砥石３４を回転させながら当接させ、また、ベルトスラブＳも一対のスラブ掛け渡し軸３３間で回転させることにより、その外周面を全周に渡って研削する。このとき、図８（ｅ）に示すように、ベルトスラブＳの外周面にはＶリブ１５が形成される。なお、ベルトスラブＳは、必要に応じて幅方向に分割して研削を行ってもよい。
そして、研削によりＶリブ１５を形成したベルトスラブＳを所定幅に幅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、ＶリブドベルトＢの製造方法は、これに限定されず、内周面にＶリブ形成溝が軸方向に一定ピッチで設けられた外型を用い、これにベルト形成用成形体Ｂ’を圧接させてＶリブ１５を形成したベルトスラブＳを作製してもよい。
（実施形態２）
図９は、実施形態２に係る平ベルトＣを示す。この実施形態２に係る平ベルトは、例えば、ＡＴＭの紙幣搬送及び自動改札機の切符搬送等の紙葉類の搬送や工作機の主軸駆動等に用いられるエンドレスのものである。実施形態２に係る平ベルトＣは、例えば、ベルト長さが１００〜６０００ｍｍ、ベルト幅が３〜３００ｍｍ、及びベルト厚さが０．８〜２．０ｍｍである。
図９は、実施形態２に係る平ベルトＣを示す。この実施形態２に係る平ベルトは、例えば、ＡＴＭの紙幣搬送及び自動改札機の切符搬送等の紙葉類の搬送や工作機の主軸駆動等に用いられるエンドレスのものである。実施形態２に係る平ベルトＣは、例えば、ベルト長さが１００〜６０００ｍｍ、ベルト幅が３〜３００ｍｍ、及びベルト厚さが０．８〜２．０ｍｍである。
実施形態２に係る平ベルトＣは、ベルト内周側のプーリ接触部を構成する内側ゴム層４１と中間の接着ゴム層４２とベルト外周側の外側ゴム層４３との三重層に構成されたゴム製の平ベルト本体４０を備えており、接着ゴム層４２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４４が埋設されている。
内側ゴム層４１は、断面横長矩形の帯状に構成されており、厚さが例えば０．８〜２．０ｍｍである。内側ゴム層４１の表面、つまり、後述するように平プーリに巻き掛けられた際に、その平プーリに接触する面はゴムの凹凸面４５に構成されており、その凹凸面４５の凸部の頂面４６は平坦面に形成されている。この内側ゴム層４１の表面の凹凸面４５は、実施形態１の背面ゴム層１３の表面の凹凸面１７と同様の詳細構成を有する。
このような実施形態２に係る平ベルトＣによれば、平プーリに接触する内側ゴム層４１の表面が、凸部の頂面４６が平坦面に形成されたゴムの凹凸面４５に構成されているので、平プーリに接触する内側ゴム層４１の表面の接触態様が面接触となって作用する力が分散され、その結果、ゴムの凹凸面４５に構成された内側ゴム層４１の表面の摩耗を抑制することができる。
接着ゴム層４２及び外側ゴム層４３も、断面横長矩形の帯状に構成されており、それぞれ厚さが例えば０．４〜１．５ｍｍ及び例えば０．３〜１．０ｍｍである。
内側ゴム層４１、接着ゴム層４２、及び外側ゴム層４３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。このゴム組成物は、硫黄を架橋剤として架橋したものであってもよく、また、有機過酸化物を架橋剤として架橋したものであってもよい。内側ゴム層４１、接着ゴム層４２、及び外側ゴム層４３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。
内側ゴム層４１、接着ゴム層４２、及び外側ゴム層４３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（ＥＰＤＭ、ＥＰＲなど）、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。配合剤としては、補強剤、充填剤、老化防止剤、軟化剤、架橋剤、加硫促進剤等が挙げられる。
心線４４は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリビニルアルコール繊維（ＰＶＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、４，６ナイロン繊維、６，６ナイロン繊維、カーボン繊維、又はガラス繊維で形成された撚り糸に、成型加硫前に、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス（ＲＦＬ）水溶液等による接着処理が施されたもので構成されている。
図１０は、実施形態２に係る平ベルトＣを用いたベルト伝動装置５０のプーリレイアウトを示す。
このベルト伝動装置５０は、平ベルトＣが駆動プーリ５１及び従動プーリ５２の一対の平プーリに巻き掛けられて動力を伝達する構成のものである。駆動プーリ５１のプーリ径は例えば３０〜１５００ｍｍであり、従動プーリ５２のプーリ径は例えば３０〜１５００ｍｍである。
このベルト伝動装置５０によれば、実施形態２に係る平ベルトＣを用いており、平プーリである駆動プーリ５１及び従動プーリ５２に接触する内側ゴム層４１の表面が、凸部の頂面４６が平坦面に形成されたゴムの凹凸面４５に構成されているので、駆動プーリ５１及び従動プーリ５２に接触する内側ゴム層４１の表面の接触態様が面接触となって作用する力が分散され、その結果、ゴムの凹凸面４５に構成された内側ゴム層４１の表面の摩耗を抑制することができる。従って、摩耗により脱落したゴム粉が駆動プーリ５１或いは従動プーリ５２に粘着し、それに起因して異音が発生するのを防止することができる。
次に、実施形態２に係る平ベルトＣの製造方法の一例について説明する。
実施形態２に係る平ベルトＣの製造では、実施形態１と同様の製法で事前に作製した円筒状ゴム型３１を用いる。
まず、内側ゴム層４１用、接着ゴム層４２用、及び外側ゴム層４３用の各未架橋ゴムシート（ベルト形成用の未架橋ゴム組成物）を実施形態１と同様に作製する。
次いで、円筒状金型３０上に上記で作製した円筒状ゴム型３１を被せ、その外周上に、外側ゴム層４３用の未加硫ゴムシート及び接着ゴム層４２用の未加硫ゴムシートを順に巻き付けて積層し、その上に心線４４となる撚り糸を円筒状ゴム型３１に対して螺旋状に一定の張力を付与して巻き付け、さらにその上に、接着ゴム層４２用の未加硫ゴムシート及び内側ゴム層４１用の未架橋ゴムシートを順に巻き付けて積層することによりベルト形成用成形体を成形する。
続いて、このベルト形成用成形体にゴムスリーブを被せ、それを加硫缶内に配置して密閉すると共に、加硫缶内に高温及び高圧の蒸気を充填して所定の成型時間だけ保持する。このとき、各未架橋ゴムシートの架橋が進行して一体化すると共に心線４４と複合化し、最終的に、円筒状のベルトスラブが成型される。ここで、ベルトスラブの成型温度は、例えば１４０〜１８０℃、成型圧力は例えば０．５〜１．５ＭＰａ、成型時間は例えば１５〜６０分である。
そして、加硫缶内から蒸気を排出して密閉を解き、円筒状ゴム型３１上に成型されたベルトスラブを取り出し脱型する。
最後に、ベルトスラブの外周面及び内周面を研磨することにより内側及び外側の厚さを均一化させた後に所定幅に幅切りして表裏を裏返すことにより平ベルトＣを得る。
（その他の実施形態）
上記実施形態１及び２では、ＶリブドベルトＢ及び平ベルトＣを伝動ベルトの例としたが、特にこれに限定されるものではなく、Ｖベルトや歯付ベルト等であってもよい。
上記実施形態１及び２では、ＶリブドベルトＢ及び平ベルトＣを伝動ベルトの例としたが、特にこれに限定されるものではなく、Ｖベルトや歯付ベルト等であってもよい。
（Ｖリブドベルト）
以下の実施例及び比較例１〜４のＶリブドベルトを作製した。それぞれの特徴的構成については表１にも示す。
以下の実施例及び比較例１〜４のＶリブドベルトを作製した。それぞれの特徴的構成については表１にも示す。
＜実施例＞
上記実施形態１と同一の方法により、背面ゴム層の表面を凸部の頂面が平坦面に形成された凹凸面に構成したＶリブドベルトを作製し、それを実施例とした。
上記実施形態１と同一の方法により、背面ゴム層の表面を凸部の頂面が平坦面に形成された凹凸面に構成したＶリブドベルトを作製し、それを実施例とした。
実施例のＶリブドベルトの作製に際しては、畝織り織布に対して水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）の付着処理を施した後、この布を加硫缶にて加圧処理して加圧布とし、そして、その加圧布の凹凸面を水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）の未架橋ゴム組成物で形成された円筒状ゴム型の外周面に転写したものを作製して用いた。
また、この実施例のＶリブドベルトでは、圧縮ゴム層及び背面ゴム層は、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）にナイロン短繊維を配合したゴム組成物で構成した。接着ゴム層は、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）組成物で構成した。心線はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維で形成された撚り糸に、成型加硫前に、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス（ＲＦＬ）水溶液等による接着処理を施したもので構成した。
実施例のＶリブドベルトは、ベルト周長が１１００ｍｍ、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。凹凸面を構成する凸部の平面視における外径は０．８５ｍｍであった。凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）は０．１６ｍｍであった。
＜比較例１＞
円筒状ゴム型に代えて、ゴムスリーブにゴム糊コーティング処理された畝織り織布を被せたものを用いたことを除いて、実施例と同様に作製したＶリブドベルトを比較例１とした。この比較例１のＶリブドベルトは、背面ゴム層の表面が、畝織り織布と同一で且つ凸部の頂面が平坦面に形成されていない凹凸面に構成されたものである。凹凸面を構成する凸部の平面視における外径は１．０８ｍｍであった。凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）は０．３５ｍｍであった。
円筒状ゴム型に代えて、ゴムスリーブにゴム糊コーティング処理された畝織り織布を被せたものを用いたことを除いて、実施例と同様に作製したＶリブドベルトを比較例１とした。この比較例１のＶリブドベルトは、背面ゴム層の表面が、畝織り織布と同一で且つ凸部の頂面が平坦面に形成されていない凹凸面に構成されたものである。凹凸面を構成する凸部の平面視における外径は１．０８ｍｍであった。凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）は０．３５ｍｍであった。
＜比較例２＞
円筒状ゴム型に代えて、ゴムスリーブにゴム糊コーティング処理された綾織り織布を被せたものを用いたことを除いて、実施例と同様に作製したＶリブドベルトを比較例２とした。この比較例２のＶリブドベルトは、背面ゴム層の表面が、綾織り織布と同一で且つ凸部の頂面が平坦面に形成されていない凹凸面に構成されたものである。凹凸面を構成する凸部の平面視における外径は０．２５ｍｍであった。凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）は０．０７ｍｍであった。
円筒状ゴム型に代えて、ゴムスリーブにゴム糊コーティング処理された綾織り織布を被せたものを用いたことを除いて、実施例と同様に作製したＶリブドベルトを比較例２とした。この比較例２のＶリブドベルトは、背面ゴム層の表面が、綾織り織布と同一で且つ凸部の頂面が平坦面に形成されていない凹凸面に構成されたものである。凹凸面を構成する凸部の平面視における外径は０．２５ｍｍであった。凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）は０．０７ｍｍであった。
＜比較例３＞
円筒状ゴム型に代えて、ゴムスリーブにゴム糊コーティング処理された平織り織布を被せたものを用いたことを除いて、実施例と同様に作製したＶリブドベルトを比較例３とした。この比較例３のＶリブドベルトは、背面ゴム層の表面が、平織り織布と同一で且つ凸部の頂面が平坦面に形成されていない凹凸面に構成されたものである。凹凸面を構成する凸部の平面視における外径は１．４３ｍｍであった。凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）は０．５１ｍｍであった。
円筒状ゴム型に代えて、ゴムスリーブにゴム糊コーティング処理された平織り織布を被せたものを用いたことを除いて、実施例と同様に作製したＶリブドベルトを比較例３とした。この比較例３のＶリブドベルトは、背面ゴム層の表面が、平織り織布と同一で且つ凸部の頂面が平坦面に形成されていない凹凸面に構成されたものである。凹凸面を構成する凸部の平面視における外径は１．４３ｍｍであった。凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）は０．５１ｍｍであった。
＜比較例４＞
円筒状ゴム型に代えて、ゴムスリーブの外周面にローレット加工を施したものを用いたことを除いて、実施例と同様に作製したＶリブドベルトを比較例４とした。この比較例４のＶリブドベルトは、背面ゴム層の表面が、ローレット加工模様を有し且つ凸部の頂面が平坦面に形成されていない凹凸面に構成されたものである。凹凸面を構成する凸部の平面視における外径は０．１８ｍｍであった。凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）は０．１９ｍｍであった。
円筒状ゴム型に代えて、ゴムスリーブの外周面にローレット加工を施したものを用いたことを除いて、実施例と同様に作製したＶリブドベルトを比較例４とした。この比較例４のＶリブドベルトは、背面ゴム層の表面が、ローレット加工模様を有し且つ凸部の頂面が平坦面に形成されていない凹凸面に構成されたものである。凹凸面を構成する凸部の平面視における外径は０．１８ｍｍであった。凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）は０．１９ｍｍであった。
（試験評価方法）
図１１は、Ｖリブドベルトの背面ゴム層の表面の粘着試験用のベルト走行試験機６０を示す。
図１１は、Ｖリブドベルトの背面ゴム層の表面の粘着試験用のベルト走行試験機６０を示す。
このベルト走行試験機６０は、プーリ径６５ｍｍの平プーリであるテンションプーリ６１と、その下方に設けられたプーリ径６５ｍｍの平プーリである従動プーリ６２と、従動プーリ６２の左方に設けられたプーリ径６５ｍｍの平プーリである駆動プーリ６３と、テンションプーリ６１の左斜め下方で且つ駆動プーリ６３の右斜め上方であって、ベルト巻き付け角度が１２０度となるように設けられたプーリ径６５ｍｍのリブプーリであるアイドラープーリ６４とを備えている。テンションプーリ６１は、巻き掛けられたＶリブドベルトＢにベルト張力が負荷できるように、上下可動で且つ上方に一定のデッドウェイトＤＷによる軸荷重が負荷できるように構成されている。
実施例及び比較例１〜４のそれぞれのＶリブドベルトＢについて、上記ベルト走行試験機６０のテンションプーリ６１、従動プーリ６２、及び駆動プーリ６３に背面ゴム層の表面が接触し、また、アイドラープーリ６４に圧縮ゴム層のＶリブが接触するように巻き掛けた後、テンションプーリ６１に上方に８００ＮのデッドウェイトＤＷを負荷した。続いて、２０〜３０℃の雰囲気下において、駆動プーリを４０００ｒｐｍの回転数（このとき、従動プーリの回転数は３９６０ｒｐｍ）で回転させてＶリブドベルトを３０分間走行させた。そして、走行後における背面ゴム層の表面、テンションプーリ６１、従動プーリ６２、及び駆動プーリ６３へのゴムの粘着の有無を確認した。
＜試験評価結果＞
表１は試験評価結果を示す。
表１は試験評価結果を示す。
これによれば、実施例のＶリブドベルトの走行後には、背面ゴム層の表面へのゴムの粘着は確認されなかった。一方、比較例１〜４では、背面ゴム層の表面、テンションプーリ６１、従動プーリ６２、及び駆動プーリ６３へのゴムの粘着が確認された。
本発明は、伝動ベルト及びその製造方法について有用である。
Ｂ Ｖリブドベルト（伝動ベルト）
Ｃ 平ベルト
Ｄ 緯糸
Ｅ 経糸
１０ Ｖリブドベルト本体
１１ 圧縮ゴム層
１２ 接着ゴム層
１３ 背面ゴム層
１４ 心線
１５ Ｖリブ
１６ 短繊維
１７ 凹凸面
１８ 頂面
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 ベルト成形型
３１ 円筒状ゴム型
３２ ゴムスリーブ
３３ スラブ掛け渡し軸
３４ 研削砥石
３５ 布
３５’加圧布
３６ 頂面
４０ 平ベルト本体
４１ 内側ゴム層
４２ 接着ゴム層
４３ 外側ゴム層
４４ 心線
４５ 凹凸面
４６ 頂面
５０ ベルト伝動装置
５１ 駆動プーリ
５２ 従動プーリ
６０ ベルト走行試験機
６１ テンションプーリ
６２ 従動プーリ
６３ 駆動プーリ
６４ アイドラープーリ
Ｃ 平ベルト
Ｄ 緯糸
Ｅ 経糸
１０ Ｖリブドベルト本体
１１ 圧縮ゴム層
１２ 接着ゴム層
１３ 背面ゴム層
１４ 心線
１５ Ｖリブ
１６ 短繊維
１７ 凹凸面
１８ 頂面
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 ベルト成形型
３１ 円筒状ゴム型
３２ ゴムスリーブ
３３ スラブ掛け渡し軸
３４ 研削砥石
３５ 布
３５’加圧布
３６ 頂面
４０ 平ベルト本体
４１ 内側ゴム層
４２ 接着ゴム層
４３ 外側ゴム層
４４ 心線
４５ 凹凸面
４６ 頂面
５０ ベルト伝動装置
５１ 駆動プーリ
５２ 従動プーリ
６０ ベルト走行試験機
６１ テンションプーリ
６２ 従動プーリ
６３ 駆動プーリ
６４ アイドラープーリ
Claims (10)
- 平プーリに巻き掛けられた際に、その平プーリに接触するゴムの凹凸面を有する伝動ベルトであって、
前記凹凸面は、前記凹凸面を構成する凸部が離散的に分散して配設されており、且つ前記凸部の頂面が楕円形の平坦面に形成されている伝動ベルト。 - 請求項１に記載された伝動ベルトにおいて、
前記凸部の凸部間の間隔が１．０〜１．５ｍｍである伝動ベルト。 - 請求項１又は２に記載された伝動ベルトにおいて、
前記凸部が規則的に配設されている伝動ベルト。 - 請求項１乃至３のいずれかに記載の伝動ベルトにおいて、
前記凹凸面の面積のうち前記凸部の平坦面の頂面の面積の総和が１０〜６０％である伝動ベルト。 - 請求項１乃至４のいずれかに記載の伝動ベルトにおいて、
前記凹凸面を構成する凸部の平面視における外径が０．３〜１．４ｍｍである伝動ベルト。 - 請求項１乃至５のいずれかに記載の伝動ベルトにおいて、
前記凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）が０．０５〜０．２５ｍｍである伝動ベルト。 - 請求項１乃至６のいずれかに記載の伝動ベルトにおいて、
前記伝動ベルトがＶリブドベルト又は平ベルトである伝動ベルト。 - 請求項１乃至７のいずれかに記載された伝動ベルトにおいて、
前記凹凸面が前記伝動ベルトの背面である伝動ベルト。 - 請求項１乃至８のいずれかに記載された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であって、
前記複数のプーリは、前記伝動ベルトの前記凹凸面が接触する平プーリを含むベルト伝動装置。 - 請求項１乃至９のいずれかに記載された伝動ベルトの製造方法であって、
凸部の頂面が平坦面に形成された凹凸面の転写面である成型面に、ゴム組成物を圧接させることにより前記平プーリに接触する凹凸面を形成する伝動ベルトの製造方法。
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