JP6505335B1 - 伝動ベルト - Google Patents

Abstract

伝動ベルト(B)は、ベルト本体(10)と、そのプーリ接触側表面を被覆するように設けられた合成繊維を主成分とする布材で構成された被覆布(15)とを備える。被覆布(15)のベルト本体(10)側の表面が、ゴム成分にセルロース系短繊維が分散したセルロース系短繊維含有ゴム組成物に接触している。被覆布(15)とセルロース系短繊維含有ゴム組成物とがプーリ接触表面に露出している。

Description

本発明は、伝動ベルトに関する。

プーリ接触表面が織布等で被覆された伝動ベルトが知られている。例えば、特許文献１には、Ｖリブ表面が開口部を有する補強布で被覆され、その補強布のベルト本体側の表面が熱可塑性樹脂の下地層に接触し、補強布の開口部からその下地層が露出したＶリブドベルトが開示されている。特許文献２には、Ｖリブ表面がセルロース系繊維及びポリエステル繊維で形成された経編布で被覆されたＶリブドベルトが開示されている。

特開２０１４−１２６１３２号公報 特開２０１５−１２７５９０号公報

本発明は、ベルト本体と、前記ベルト本体のプーリ接触側表面を被覆するように設けられた合成繊維を主成分とする布材で構成された被覆布とを備えた伝動ベルトであって、前記被覆布の前記ベルト本体側の表面が、ゴム成分にセルロース系短繊維が分散したセルロース系短繊維含有ゴム組成物に接触しているとともに、前記セルロース系短繊維含有ゴム組成物の一部が前記被覆布のプーリ接触側に染み出しており、前記被覆布のプーリ接触側表面及び前記被覆布から染み出した前記セルロース系短繊維含有ゴム組成物の表面の両方がプーリに接触するように構成されている。

実施形態に係るＶリブドベルトの一片の斜視図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの一部分の横断面図である。 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縦断面拡大図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの第１の製造方法の第１説明図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの第１の製造方法の第２説明図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの第１の製造方法の第３説明図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの第１の製造方法の第４説明図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの第２の製造方法の第１説明図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの第２の製造方法の第２説明図である。 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。 実施例１のＶリブドベルトのプーリ接触表面の写真である。 ＷＥＴ雰囲気伝動能力試験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。 耐摩耗性試験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。 ＷＥＴ雰囲気伝動能力試験結果を示すグラフである。 耐摩耗性試験結果を示すグラフである。

以下、実施形態について詳細に説明する。

図１Ａ及びＢは、実施形態に係るＶリブドベルトＢ（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エンドレスの動力伝達部材である。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７００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下、ベルト幅が１０ｍｍ以上３６ｍｍ以下、及びベルト厚さが４．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。

実施形態に係るＶリブドベルトＢは、内周側の圧縮ゴム層１１と中間の接着ゴム層１２と外周側の伸張ゴム層１３とを有するゴム製のベルト本体１０を備えている。ベルト本体１０における接着ゴム層１２の厚さ方向の中間部には、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１４が埋設されている。ベルト本体１０における圧縮ゴム層１１のプーリ接触側表面である内周側表面は被覆布１５で被覆されている。なお、伸張ゴム層１３の代わりに背面補強布が設けられ、ベルト本体１０が圧縮ゴム層１１及び接着ゴム層１２で構成されていてもよい。

圧縮ゴム層１１の内周側には、各々、ベルト長さ方向に延びるように形成された断面略逆三角形状の複数の突条がベルト幅方向に並列するように設けられている。そして、それらの複数の突条のそれぞれの表面が被覆布１５で被覆されてＶリブ１６が構成されている。各Ｖリブ１６は、例えば、リブ高さが２．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、基端間の幅が１．０ｍｍ以上３．６ｍｍ以下である。Ｖリブ１６数は例えば３個以上６個以下である（図１では６個）。

圧縮ゴム層１１は、プーリ接触側表面である内周側表面に沿うように層状に設けられた表面ゴム層１１ａと、その表面ゴム層１１ａの内側に設けられた内部ゴム層１１ｂとを有する。表面ゴム層１１ａの厚さは、好ましくは０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、より好ましくは０．７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。

表面ゴム層１１ａは、ゴム成分にセルロース系短繊維及び各種のゴム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ゴム成分が架橋することにより得られた、ゴム成分にセルロース系短繊維が分散したセルロース系短繊維含有ゴム組成物で形成されている。したがって、セルロース系短繊維含有ゴム組成物は、ベルト本体１０における被覆布１５で被覆された圧縮ゴム層１１における表面ゴム層１１ａの部分を形成している。

表面ゴム層１１ａを形成するセルロース系短繊維含有ゴム組成物のゴム成分としては、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（以下「ＥＰＤＭ」という。）、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）、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴム（Ｑ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等が挙げられる。表面ゴム層１１ａを形成するセルロース系短繊維含有ゴム組成物のゴム成分は、これらのうちの１種又は２種以上を含むことが好ましく、エチレン−α−オレフィンエラストマーを含むことがより好ましく、ＥＰＤＭを含むことが更に好ましい。

セルロース系短繊維としては、例えば、綿、麻などの天然セルロース繊維、レーヨンなどの再生セルロース繊維、アセテート繊維等の短繊維が挙げられる。セルロース系短繊維は、これらのうちの１種又は２種以上を含むことが好ましく、綿を含むことがより好ましい。セルロース系短繊維の繊維長は、好ましくは０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である。セルロース系短繊維の繊維径は、好ましくは１０μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以上４０μｍ以下である。セルロース系短繊維含有ゴム組成物におけるセルロース系短繊維の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上６０質量部以下、より好ましくは１０質量部以上５０質量部以下である。

ゴム配合剤としては、カーボンブラックやシリカなどの補強材、オイル、加工助剤、加硫促進助剤、硫黄や有機化酸化物の架橋剤、共架橋剤、加硫促進剤等が挙げられる。なお、表面ゴム層１１ａを形成するセルロース系短繊維含有ゴム組成物は、例えば、ナイロン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維等のセルロース系短繊維以外の短繊維を含有していてもよい。

内部ゴム層１１ｂは、ゴム成分に種々のゴム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ゴム成分が架橋したゴム組成物で形成されている。内部ゴム層１１ｂのゴム成分としては、表面ゴム層１１ａと同様のものが挙げられる。内部ゴム層１１ｂのゴム成分は、表面ゴム層１１ａのゴム成分と同一であることが好ましい。ゴム配合剤としては、表面ゴム層１１ａと同様、補強材、オイル、加工助剤、加硫促進助剤、架橋剤、共架橋剤、加硫促進剤等が挙げられる。

接着ゴム層１２は、断面横長矩形の帯状に構成されており、その厚さが例えば１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。伸張ゴム層１３も、断面横長矩形の帯状に構成されており、その厚さが例えば０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である。伸張ゴム層１３の表面には、背面駆動時の音発生を抑制する観点から、織布パターンが設けられていることが好ましい。接着ゴム層１２及び伸張ゴム層１３は、ゴム成分に種々のゴム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ゴム成分が架橋したゴム組成物で形成されている。

接着ゴム層１２及び伸張ゴム層１３のゴム成分としては、表面ゴム層１１ａと同様のものが挙げられる。接着ゴム層１２及び伸張ゴム層１３のゴム成分は、表面ゴム層１１ａ或いは内部ゴム層１１ｂのゴム成分と同一であってもよい。ゴム配合剤としては、表面ゴム層１１ａや内部ゴム層１１ｂと同様、補強材、オイル、加工助剤、加硫促進助剤、架橋剤、共架橋剤、加硫促進剤等が挙げられる。

心線１４は、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリアミド繊維等の撚り糸で構成されている。心線１４の直径は例えば０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であり、断面における相互に隣接する心線１４中心間の寸法は例えば０．０５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下である。心線１４には、ベルト本体１０に対する接着性を付与するために、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。）やゴム糊等による接着処理が施されている。

被覆布１５は、合成繊維を主成分とする布材で構成されている。被覆布１５は、ベルト本体１０における圧縮ゴム層１１の表面ゴム層１１ａのプーリ接触側表面である内周側表面に沿って、そのプーリ接触側表面である内周側表面を被覆するとともに、ベルト本体１０側の表面が表面ゴム層１１ａのセルロース系短繊維含有ゴム組成物に接触するように設けられている。被覆布１５の厚さは、好ましくは０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である。

被覆布１５を構成する布材を形成する合成繊維としては、例えば、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等が挙げられる。ポリアミド繊維としては、例えば、ナイロン６繊維、ナイロン６，６繊維等が挙げられる。被覆布１５を構成する布材を形成する合成繊維は、これらのうちの１種又は２種以上を含むことが好ましく、耐摩耗性が優れるポリアミド繊維を含むことがより好ましく、ナイロン６，６繊維を含むことが更に好ましい。被覆布１５を構成する布材を形成する繊維材料は、合成繊維以外にセルロース系繊維等の天然繊維も含んでいてもよい。

被覆布１５を構成する布材としては、編布、織布、及び不織布が挙げられる。編布としては、緯編布及び経編布が挙げられる。緯編布としては、例えば、平編布、ゴム編布、パール編布等が挙げられる。経編布としては、例えば、デンビー編布、コード編布、アトラス編布などのトリコット編布等が挙げられる。織布としては、例えば、平織布、斜文織布、朱子織布等が挙げられる。編布の場合、ウェール方向及びコース方向の編目数は、２．５４ｃｍ当たり、好ましくは２０目以上８０目以下、より好ましくは４０目以上６０目以下である。編布のウェール方向の編目数は、コース方向の編目数以下であることが好ましく、コース方向の編目数よりも少ないことがより好ましい。被覆布１５には、ベルト本体１０に対する接着性を付与するために、ＲＦＬ水溶液やゴム糊等への浸漬による接着処理が施されている。

実施形態に係るＶリブドベルトＢでは、被覆布１５の繊維の間隙から表面ゴム層１１ａのセルロース系短繊維含有ゴム組成物が染み出し、その結果、プーリ接触表面であるＶリブ１６表面に、被覆布１５と表面ゴム層１１ａのセルロース系短繊維含有ゴム組成物とが露出している。

自動車の補機駆動ベルト伝動装置では、伝動ベルトとして一般にＶリブドベルトが用いられており、それがＷＥＴ雰囲気においてスリップすると、伝動性能が低下するのに加え、スティックスリップ異音が発生し、更に燃費の低下を招くという問題がある。しかしながら、このような実施形態に係るＶリブドベルトＢによれば、プーリ接触表面であるＶリブ１６表面に、合成繊維を主成分とする布材で構成された被覆布１５とともにセルロース系短繊維含有ゴム組成物が露出しているので、合成繊維の被覆布１５による高い耐摩耗性を有しつつ、ＷＥＴ雰囲気においてセルロース系短繊維が吸水し、プーリ接触表面がＤＲＹ雰囲気に近づけられ、その結果、ＷＥＴ雰囲気における伝動性能の低下を抑制することができる。

被覆布１５による耐摩耗性及びセルロース系短繊維の吸水性のバランスの観点からは、プーリ接触表面であるＶリブ１６表面における被覆布１５の表面占有率は、好ましくは４０％以上９０％以下、より好ましくは５０％以上８０％以下である。被覆布１５の表面占有率は、プーリ接触表面であるＶリブ１６表面の画像を取得し、その画像の濃淡を２値化、つまり、被覆布１５を白及びセルロース系短繊維含有ゴム組成物を黒として画像解析することにより被覆布１５の白の面積分率として求められる。また、被覆布１５の表面占有率は、被覆布１５を構成する布材の組織、その布材を形成する糸の太さや密度、布材の伸張率や伸張方向、セルロース系短繊維含有ゴム組成物の未架橋時の粘度等により、被覆布１５の繊維の間隙からのセルロース系短繊維含有ゴム組成物の染み出し具合を調整することにより制御することができる。

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。

図２Ａ及びＢは、実施形態に係るＶリブドベルトＢを製造する際に用いるベルト成形型２０を示す。

このベルト成形型２０は、同心状に設けられた、各々、円筒状の内型２１及び外型２２を備えている。

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１６と同一形状の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。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。また、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。

（第１の製造方法）
実施形態に係るＶリブドベルトＢの第１の製造方法は、材料準備工程、成形工程、架橋工程、及び仕上げ工程を有する。

＜材料準備工程＞
ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機でゴム成分を素練りし、そこにセルロース系短繊維及び各種のゴム配合剤を投入して混練し、得られた未架橋ゴム組成物をカレンダ等によってシート状に成形して、ベルト本体１０の表面ゴム層を形成することとなる未架橋ゴムシート１１ａ’を作製する。

同様に、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機でゴム成分を素練りし、そこに各種のゴム配合剤を投入して混練し、得られた未架橋ゴム組成物をカレンダ等によってシート状に成形して、ベルト本体１０の内部ゴム層、接着ゴム層１２、及び伸張ゴム層１３を形成することとなる未架橋ゴムシート１１ｂ’，１２’，１３’を作製する。

また、心線１４を構成することとなる撚り糸１４’に対して接着処理を施す。具体的には、撚り糸１４’をＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱するＲＦＬ接着処理を施す。また、必要に応じて、ＲＦＬ接着処理前に下地接着処理液に浸漬して加熱する下地接着処理、及び／又は、ＲＦＬ接着処理後にゴム糊に浸漬して乾燥させるゴム糊接着処理を施す。

さらに、被覆布１５を構成することとなる布材１５’に対して接着処理を施す。具体的には、布材１５’をＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱するＲＦＬ接着処理を施す。また、必要に応じて、ＲＦＬ接着処理前に下地接着処理液に浸漬して加熱する下地接着処理、及び／又は、ＲＦＬ接着処理後にゴム糊に浸漬して乾燥させるソーキング接着処理を施す。そして、ＲＦＬ接着処理及びソーキング接着処理を施した布材１５’の端辺同士を接合して円筒状に形成する。

＜成形工程＞
図３Ａ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、その外周上に、伸張ゴム層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’を順にそれぞれ所定回数巻き付けて積層し、その上から心線１４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、その上から更に接着ゴム層１２用の未架橋ゴムシート１２’、内部ゴム層用の未架橋ゴムシート１１ｂ’、及び未架橋ゴムシート１１ａ’を順にそれぞれ所定回数巻き付けて積層し、その上から更に被覆布１５用の布材１５’を被せる。このとき、ゴムスリーブ２５上には未架橋スラブＳ’が形成される。なお、セルロース系短繊維を含有する表面ゴム層用の未架橋ゴムシート１１ａ’は、列理方向がベルト長さ方向に対応するように使用してもよく、また、列理方向がベルト幅方向に対応するように使用してもよい。

＜架橋工程＞
未架橋スラブＳ’を設けたゴムスリーブ２５を円筒ドラム２４から外し、図３Ｂ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した後、図３Ｃ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。

次いで、外型２２を加熱するとともに、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、内型２１が膨張し、外型２２の成型面に、未架橋スラブＳ’における布材１５’及び表面ゴム層用の未架橋ゴムシート１１ａ’が沿うように設けられるとともに、それ以外の未架橋ゴムシート１１ｂ’，１２’，１３’が圧縮されて進入し、また、未架橋ゴムシート１１ａ’，１１ｂ’，１２’，１３’の架橋が進行して一体化し、撚り糸１４’及び布材１５’がそれと複合一体化し、最終的に、図３Ｄに示すように、円筒状のベルトスラブＳが成型される。なお、ベルトスラブＳの成型温度は例えば１００℃以上１８０℃以下、成型圧力は例えば０．５ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下、及び成型時間は例えば１０分以上６０分以下である。

＜仕上げ工程＞
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、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が製造される。

（第２の製造方法）
実施形態に係るＶリブドベルトＢの第２の製造方法では、材料準備工程において、表面ゴム層用の未架橋ゴムシートを作製せず、それと同様の未架橋ゴム組成物を有機溶剤に溶解させた高粘度のゴム糊を調製し、図４Ａに示すように、ＲＦＬ接着処理及びソーキング接着処理した布材１５’のベルト本体１０側となる表面に、そのゴム糊をコーティングして乾燥させるコーティング接着処理を施すことにより、布材１５’上にベルト本体１０の表面ゴム層を構成することとなるゴム糊層１１ａ”を積層する。コーティング接着処理を施した布材１５’は、ゴム糊層１１ａ”が内側となるように端辺同士を接合して円筒状に形成する。

続いて、成形工程において、図４Ｂ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、その外周上に、伸張ゴム層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’を順にそれぞれ所定回数巻き付けて積層し、その上から心線１４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、その上から更に接着ゴム層１２用の未架橋ゴムシート１２’、及び内部ゴム層用の未架橋ゴムシート１１ｂ’を順にそれぞれ所定回数巻き付けて積層し、その上から更に内側にゴム糊層１１ａ”が設けられた布材１５’を被せ、ゴムスリーブ２５上に未架橋スラブＳ’を形成する。

そして、架橋工程において、第１の製造方法と同様に未架橋スラブＳ’をベルト成形型２０にセットして加熱及び加圧する。このとき、内型２１が膨張し、外型２２の成型面に、未架橋スラブＳ’における布材１５’及びゴム糊層１１ａ”が沿うように設けられるとともに、未架橋ゴムシート１１ｂ’，１２’，１３’が圧縮されて進入し、また、ゴム糊層１１ａ”及び未架橋ゴムシート１１ｂ’，１２’，１３’の架橋が進行して一体化し、撚り糸１４’及び布材１５’がそれと複合一体化し、最終的に、円筒状のベルトスラブが成型される。

その他の工程は、第１の製造方法と同一である。

図５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では、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、或いは、ナイロン樹脂、フェノール樹脂等の樹脂成形品で構成されており、プーリ径が例えば５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下である。

この補機駆動ベルト伝動装置３０において、ＶリブドベルトＢは、Ｖリブ１６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１６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１６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５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下である。プーリ間で生じ得るミスアライメントは０°以上２°以下である。

なお、上記実施形態では、圧縮ゴム層１１が、セルロース系短繊維を含有する表面ゴム層と内部ゴム層との二層構造を有するものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、圧縮ゴム層１１が、セルロース系短繊維を含有する単一層構造を有するものであってもよい。

上記実施形態では、摩擦伝動ベルトの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、プーリ接触表面に被覆布１５とセルロース系短繊維含有ゴム組成物とが露出した伝動ベルトであれば、ラップドＶベルトや平ベルトのようなその他の摩擦伝動ベルトであってもよく、また、歯付ベルトのような噛み合い伝動ベルトであってもよい。

（Ｖリブドベルト）
以下の実施例１〜３及び比較例１〜２のＶリブドベルトを作製した。

＜実施例１＞
上記実施形態と同様の構成のベルト長さが１２５７ｍｍでＶリブ数が６個のＶリブドベルト及びベルト長さが１２５７ｍｍでＶリブ数が３個のＶリブドベルトを作製した。それらの２種のＶリブドベルトを実施例１とした。

実施例１のＶリブドベルトでは、表面ゴム層を、ゴム成分のＥＰＤＭに、繊維径２０μｍ及び繊維長０．３ｍｍの綿を、ゴム成分１００質量部に対して２８質量部含有させたセルロース系短繊維含有ゴム組成物で形成した。また、被覆布には、ナイロン６，６繊維の嵩高糸で形成したウェール方向及びコース方向の編目数がそれぞれ４０目及び６０目の平編布を用いた。ベルトスラブの成型圧力を１．４ＭＰａとしたところ、図６に示すように、プーリ接触表面のＶリブ表面において、被覆布とセルロース系短繊維含有ゴム組成物とが露出していた。その表面の画像を取得し、濃淡を２値化、つまり、被覆布を白及びセルロース系短繊維含有ゴム組成物を黒として画像解析したところ、被覆布の表面占有率が８３％及びセルロース系短繊維含有ゴム組成物の表面占有率が１７％であった。

なお、内部ゴム層、接着ゴム層、及び伸張ゴム層は、ゴム成分をＥＰＤＭとするゴム組成物で形成し、心線にはポリエステル繊維の撚り糸を用いた。

＜実施例２＞
被覆布に、ナイロン６，６繊維の嵩高糸で形成したウェール方向及びコース方向の編目数がそれぞれ４０目及び４０目の平編布を用いたことを除いて実施例１と同一構成の２種のＶリブドベルトを作製し、それらを実施例２とした。実施例２のＶリブドベルトでは、プーリ接触表面のＶリブ表面において、被覆布の表面占有率が７２％及びセルロース系短繊維含有ゴム組成物の表面占有率が２８％であった。

＜実施例３＞
被覆布に、ナイロン６，６繊維の嵩高糸で形成したウェール方向及びコース方向の編目数がそれぞれ４０目及び４０目の平編布を用い、ベルトスラブの成型圧力を１．６ＭＰａとしたことを除いて実施例１と同一構成の２種のＶリブドベルトを作製し、それらを実施例３とした。実施例３のＶリブドベルトでは、プーリ接触表面のＶリブ表面において、被覆布の表面占有率が５７％及びセルロース系短繊維含有ゴム組成物の表面占有率が４３％であった。

＜比較例１＞
被覆布に、ナイロン６，６繊維の嵩高糸で形成したウェール方向及びコース方向の編目数がそれぞれ４０目及び６０目の平編布を用い、ベルトスラブの成型圧力を１．２ＭＰａとしたことを除いて実施例１と同一構成の２種のＶリブドベルトを作製し、それらを比較例１とした。比較例１のＶリブドベルトでは、プーリ接触表面のＶリブ表面において、被覆布のみが露出し、被覆布の表面占有率が１００％であった。

＜比較例２＞
被覆布に、太さが５０番手の綿糸で形成したウェール方向及びコース方向の編目数がそれぞれ４０目及び６０目の平編布を用いたことを除いて比較例１と同一構成の２種のＶリブドベルトを作製し、それらを比較例２とした。比較例２のＶリブドベルトでは、プーリ接触表面のＶリブ表面において、被覆布の表面占有率が１００％であった。

（試験方法）
＜ＷＥＴ雰囲気伝動能力試験＞
図７Ａは、ＷＥＴ雰囲気伝動能力試験用ベルト走行試験機４０のプーリレイアウトを示す。

ＷＥＴ雰囲気伝動能力試験用ベルト走行試験機４０は、向かって左下にプーリ径が１２１．６ｍｍのリブプーリの第１駆動プーリ４１が設けられ、その右方にプーリ径が１４１．５ｍｍのリブプーリの第２駆動プーリ４２が設けられている。第２駆動プーリ４２の右斜め上方にはプーリ径が７７．０ｍｍのリブプーリの第１従動プーリ４３が設けられ、第２駆動プーリ４２の上方にはプーリ径が６１．０ｍｍのリブプーリの第２従動プーリ４４が設けられている。第１駆動プーリ４１と第２従動プーリ４４との間にはプーリ径が７６．２ｍｍの平プーリの第１アイドラプーリ４５が設けられ、第１従動プーリ４３と第２従動プーリ４４との間にはプーリ径が７６．２ｍｍの平プーリの第２アイドラプーリ４６が設けられている。第２従動プーリ４４は、上下に可動に設けられており、軸荷重を負荷できるように構成されている。

実施例１〜３及び比較例１〜２のそれぞれのＶリブ数が６個のＶリブドベルトＢについて、Ｖリブ側が接触するように、第１及び第２駆動プーリ４１，４２並びに第１及び第２従動プーリ４３，４４に巻き掛けるとともに、伸張ゴム層側が接触するように、第１及び第２アイドラプーリ４５，４６に巻き掛け、第２従動プーリ４４に上方に７０６Ｎの軸荷重をかけてベルト張力を与えた。ＶリブドベルトＢの第２駆動プーリ４２への巻き掛かり角度は３９°であった。次いで、２１℃の温度雰囲気下、第１駆動プーリ４１を８００ｒｐｍ及び第２駆動プーリ４２を９３１ｒｐｍのそれぞれの回転数で同一方向に回転させ、それにより第２駆動プーリ４２上においてＶリブドベルトＢを強制的にスリップさせた。また、第１駆動プーリ４１の右側のＶリブドベルトＢの巻き掛かり始めの部分のＶリブ表面には１分間に３００ｍｌの割合で水滴を滴下した。そして、第２駆動プーリ４２に設けたトルクメータにより、発生トルクの最大値を計測した。

＜耐摩耗性試験＞
図７Ｂは、耐摩耗性試験用ベルト走行試験機５０のプーリレイアウトを示す。

耐摩耗性試験用ベルト走行試験機５０は、向かって右側にプーリ径が６０ｍｍのリブプーリの駆動プーリ５１が設けられ、向かって左側にプーリ径が６０ｍｍのリブプーリの従動プーリ５２が設けられている。駆動プーリ５１は、左右に可動に設けられており、軸荷重を負荷できるように構成されている。従動プーリ５２には３．８ｋＷ（５．２ＰＳ）の回転負荷が与えられている。

実施例１〜３及び比較例１〜２のそれぞれのＶリブ数が３個のＶリブドベルトＢについて、Ｖリブ側が接触するように、駆動プーリ５１及び従動プーリ５２に巻き掛けるとともに、駆動プーリ５１に右方に１１７６Ｎの軸荷重をかけてベルト張力を与え、室温下、駆動プーリ５１を３５００ｒｐｍの回転数で回転させて１７０時間ベルト走行させた。そして、ベルト走行前後の質量変化を求め、それを摩耗減量として摩耗率を算出した。

（試験結果）
図８Ａは、実施例１〜３及び比較例１〜２のそれぞれのＷＥＴ雰囲気伝動能力試験における最大トルクを示す。これによれば、最大トルクは、ナイロン６，６繊維の被覆布のプーリ接触表面のＶリブ表面における表面占有率が１００％である比較例１が最も低い一方、綿糸の被覆布のプーリ接触表面のＶリブ表面における表面占有率が１００％である比較例２が最も高く、プーリ接触表面のＶリブ表面に被覆布とセルロース系短繊維含有ゴム組成物とが露出した実施例１〜３がそれらの間であることが分かる。また、実施例１〜３の中では、実施例２が最も高いことが分かる。

図８Ｂは、実施例１〜３及び比較例１〜２のそれぞれの耐摩耗性試験における摩耗率を示す。これによれば、摩耗率は、ナイロン６，６繊維の被覆布のプーリ接触表面のＶリブ表面における表面占有率が１００％である比較例１が最も低い一方、綿糸の被覆布のプーリ接触表面のＶリブ表面における表面占有率が１００％である比較例２が最も高く、プーリ接触表面のＶリブ表面に被覆布とセルロース系短繊維含有ゴム組成物とが露出した実施例１〜３がそれらの間であることが分かる。また、実施例１〜３の中では、実施例３が最も高いことが分かる。

本発明は、伝動ベルトの技術分野について有用である。

Ｂ Ｖリブドベルト
１０ ベルト本体
１５ 被覆布

Claims (12)

1. ベルト本体と、
   前記ベルト本体のプーリ接触側表面を被覆するように設けられた合成繊維を主成分とする布材で構成された被覆布と、
   を備えた伝動ベルトであって、
   前記被覆布の前記ベルト本体側の表面が、ゴム成分にセルロース系短繊維が分散したセルロース系短繊維含有ゴム組成物に接触しているとともに、前記セルロース系短繊維含有ゴム組成物の一部が前記被覆布のプーリ接触側に染み出しており、
   前記被覆布のプーリ接触側表面及び前記被覆布から染み出した前記セルロース系短繊維含有ゴム組成物の表面の両方がプーリに接触するように構成された伝動ベルト。
2. 請求項１に記載された伝動ベルトにおいて、
   前記セルロース系短繊維含有ゴム組成物が、前記ベルト本体における前記被覆布で被覆された部分を形成している伝動ベルト。
3. 請求項１又は２に記載された伝動ベルトにおいて、
   前記セルロース系短繊維含有ゴム組成物の前記ゴム成分がエチレン−α−オレフィンエラストマーを含む伝動ベルト。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載された伝動ベルトにおいて、
   前記セルロース系短繊維含有ゴム組成物における前記セルロース系短繊維の含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して５質量部以上６０質量部以下である伝動ベルト。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載された伝動ベルトにおいて、
   前記セルロース系短繊維の繊維長が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である伝動ベルト。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載された伝動ベルトにおいて、
   前記セルロース系短繊維の繊維径が１０μｍ以上５０μｍ以下である伝動ベルト。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載された伝動ベルトにおいて、
   前記セルロース系短繊維が綿を含む伝動ベルト。
8. 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、
   前記プーリ接触側表面における前記被覆布の表面占有率が４０％以上９０％以下である伝動ベルト。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載された伝動ベルトにおいて、
   前記被覆布を構成する布材を形成する合成繊維がポリアミド繊維を含む伝動ベルト。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載された伝動ベルトにおいて、
    前記被覆布を構成する布材が編布である伝動ベルト。
11. 請求項１０に記載された伝動ベルトにおいて、
    前記被覆布を構成する布材の編布は、ウェール方向及びコース方向の編目数が２．５４ｃｍ当たり２０目以上８０目以下である伝動ベルト。
12. 請求項１０又は１１に記載された伝動ベルトにおいて、
    前記被覆布を構成する布材の編布は、ウェール方向の編目数がコース方向の編目数以下である伝動ベルト。