JP6654653B2 - 伝動用ｖベルトおよびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ベルト周方向に直交する断面がＶ字状で、ベルト幅方向の両側に摩擦伝動面を有する伝動用Ｖベルトおよびその製造方法に関する。
伝動用Ｖベルトには、摩擦伝動面がゴムであるローエッジ（Ｒａｗ−Ｅｄｇｅ）Ｖベルトと、摩擦伝動面がカバー布で覆われたラップド（Ｗｒａｐｐｅｄ）Ｖベルトとがあり、摩擦伝動面の表面性状（摩擦係数など）の違いから用途に応じて使い分けられている。これらの伝動用Ｖベルトは、自動車、農業機械、及び産業機械等の幅広い分野で使用されている。
近年、自動車のエンジンは、小型で高出力であることが求められている。そのため、自動車に用いられる伝動用Ｖベルトは、プーリの小型化に対応できるよう、屈曲性の向上が求められると共に、高負荷で動力を伝達できるよう、耐側圧性の向上が求められている。
また、農業機械は、大規模農業に対応して大型化されている。大型農業機械のベルト機構は、高負荷および高張力で、長時間連続稼動される。また、大型農業機械のベルト機構は、多軸レイアウトが多い。そのため、大型農業機械に使用される伝動用Ｖベルトは、耐側圧性の向上が求められると共に、多軸レイアウトにも適用できるような良好な屈曲性が求められる。
このように、伝動用Ｖベルトは、耐側圧性と屈曲性を高度に両立することが求められている。耐側圧性が不足すると、ベルトがプーリへ落ち込んでディッシングと呼ばれる座屈変形を起こし、ベルトの発熱やベルトの構成部材間の剥離が発生し、ベルト寿命が低下する。また、屈曲性が低下すると、ベルトがプーリに巻きかかったり離れたりする際の屈曲による発熱が大きくなり、ゴムをはじめとするベルトの構成部材が熱劣化し、ベルト寿命の低下を招く。
そこで、屈曲性を良好に保ったまま耐側圧性を向上する手段として種々の方法が提案されている。例えば、特許文献１では、ベルトの圧縮ゴム層にベルト幅方向に配向する短繊維を分散的に埋設している。また、特許文献２では、圧縮ゴム層に横すだれコードを埋設している。この横すだれコードは、アラミド繊維等のコードをそれぞれベルト幅方向に沿うように並べて、細糸で連結させたものである。また、特許文献３では、圧縮ゴム層に繊維強化樹脂からなる補強層を埋設している。この補強層は、ベルト幅方向に配向したカーボン繊維を含む。
特公平５−６３６５６号公報 特公昭５９−７８５９号公報 特開２０１０−１９６８８９号公報
しかしながら、特許文献１〜３のような伝動用Ｖベルトでは、屈曲性の低下、耐側圧性の不足、ベルト温度の上昇などの問題点があった。
特許文献１のように短繊維を配合する方法では、短繊維の配向が乱れやすく、ベルト幅方向の配向性を十分に高めることが難しい。ベルト幅方向の配向性が低いと、十分な耐側圧性を確保できない。短繊維の配合量を増量できれば配向に乱れがあっても、ベルト幅方向に配向する短繊維の量を確保できるが、加工性の点から短繊維の配合量には制限がある。また、短繊維の配向が乱れると、ベルト周方向に配向する短繊維によってベルトの屈曲性が低下してしまう。屈曲性が低下すると、屈曲による発熱が生じやすくなるため、走行中のベルト温度が上昇し、ゴムの熱劣化によりベルト寿命が短くなる。
また、特許文献２に開示の横すだれコードは、ベルト幅方向に沿って配置されるコードとして、繊維を撚った撚りコードを使用している。撚りがあると伸縮性を付与することになるため、耐側圧性が低下しやすい。また、撚りにより螺旋状となったフィラメントは、厳密にはベルト幅方向に配向しないため、耐側圧性の向上が十分ではない。また、撚りコードは、ベルトの屈曲時に繊維同士の摩擦による発熱が生じやすい。それにより、走行中のベルト温度が上昇し、ゴムの熱劣化によりベルト寿命が短くなることがある。また、撚りコードを用いるため、補強層の厚みが厚くなり、屈曲性が低下することがある。
また、特許文献３のように圧縮ゴム層に繊維強化樹脂からなる補強層を埋設する方法では、短繊維を配合する場合と比べてベルト幅方向への配向性を向上でき、耐側圧性を向上できる。しかしながら、特許文献３には、繊維強化樹脂を構成する繊維に撚りがあるかどうか記載されていない。よって、特許文献３では、繊維強化樹脂の繊維同士の摩擦による発熱が生じにくいかどうか不明である。また、特許文献３では、補強層の厚みについて何ら規定されていない。
本発明の目的は、ベルトの発熱と屈曲性の低下を抑制しつつ、耐側圧性を向上させることができる伝動用Ｖベルトとその製造方法を提供することである。
課題を解決するための手段及び発明の効果
本発明の第１の態様の伝動用Ｖベルトは、ベルト周方向に直交する断面がＶ字状で、ベルト幅方向の両側に摩擦伝動面を有する伝動用Ｖベルトであって、ゴム組成物からなるゴム層と、前記ゴム層にベルト周方向に沿って埋設された心線と、前記ゴム層に埋設された少なくとも１つの補強層と、を備え、前記補強層は、ベルト幅と同じ長さを有する多数の補強繊維フィラメントを含み、ベルト幅方向に交差する繊維を含まないか、または、含む場合、ベルト幅方向に交差する繊維の単位面積当たりの重量が前記補強繊維フィラメントの３０％以下であり、前記補強層は、前記補強繊維フィラメントが、無撚の状態で、ベルト幅方向に配向しつつシート状に広げられて結合された構造を有し、前記補強層の厚みが、０．０５〜０．５ｍｍである、伝動用Ｖベルト。
この構成によると、多数の補強繊維フィラメントが、ベルト幅方向に配向しつつシート状に広げられた状態で、補強層としてゴム層に埋設される。そのため、補強層を設けない場合や、ゴム層にベルト幅方向に配向する短繊維を分散的に埋設した場合に比べて、伝動用Ｖベルトの耐側圧性を向上できる。さらに、補強層を構成する多数の補強繊維フィラメントは、シート状に広げられて結合されているため、補強繊維フィラメントの配向の乱れを防止できる。それにより、耐側圧性をより確実に向上させることができる。耐側圧性を向上したことで伝動用Ｖベルトを長寿命化できる。
また、補強層は、ベルト幅方向に交差する繊維を、全く含まないか、補強繊維フィラメントの単位面積当たりの重量の３０％以下しか含まない。そのため、補強層を設けない場合とほぼ同じ屈曲性を確保できる。つまり、伝動用Ｖベルトの屈曲性の低下を抑えることができる。また、補強繊維フィラメントが無撚の状態で埋設されることにより、高い耐側圧性を確保しつつ、補強層の厚みを薄くすることができる。それにより、屈曲性の低下をより抑えることができる。なお、本発明において、「無撚」とは、撚り数が１回／１０ｃｍ以下であることを意味する。
また、補強繊維フィラメントが無撚の状態で埋設されるため、屈曲時に繊維同士の摩擦による発熱が生じにくい。また、屈曲性の低下を抑えたことで、ベルトがプーリに巻きかかったり離れたりする際の屈曲によるベルトの発熱を抑制できる。そのため、走行中のベルト温度の上昇を抑制できる。ベルト温度の上昇を抑制したことで伝動用Ｖベルトをより長寿命化できる。
また、補強層の厚みは、０．０５〜０．５ｍｍである。補強層の厚みが０．５ｍｍを超えると、屈曲性が低下し、屈曲によるベルトの発熱が大きくなる場合がある。本発明では、補強層の厚みを０．５ｍｍ以下とすることで、屈曲性の低下とベルトの発熱を確実に抑制できる。また、補強層の厚みが０．０５ｍｍ未満であると、十分な耐側圧性を確保できない場合がある。本発明では、無撚の補強繊維フィラメントによる耐側圧性を向上させる効果が高いため、補強層が０．０５〜０．５ｍｍという薄さであっても、十分な耐側圧性を確保できる。なお、本発明において、「補強層の厚み」とは、補強層が複数ある場合であっても、各補強層の厚みのことを指す。
また、補強繊維フィラメントはシート状に広げられて結合されており、ばらけることがないため、ベルト製造時に、補強層の取り扱いが容易である。具体的には、未加硫ゴムの上に補強層となるシートを巻き付ける作業や、補強層にＲＦＬ処理やゴム糊処理等の接着処理を施す作業を容易に行うことができる。
第２の態様の伝動用Ｖベルトは、第１の態様において、前記補強繊維フィラメントの引張弾性率が２００〜６００ＧＰａである。
補強繊維フィラメントの引張弾性率が２００ＧＰａ未満であると、十分な耐側圧性を確保できない場合がある。本発明では、補強繊維フィラメントの引張弾性率が２００ＧＰａ以上であることにより、補強層の厚みを薄くして屈曲性の低下を抑制しつつ、十分な耐側圧性を確保できる。
また、補強繊維フィラメントの引張弾性率が６００ＧＰａを超えると、ベルトの変形に補強繊維フィラメントが追従しづらくなり、補強層とゴム組成物との間で剥離しやすくなり、ベルト寿命が短くなる。本発明では、補強繊維フィラメントの引張弾性率が６００ＧＰａ以下であることにより、補強層とゴム組成物との間での剥離を抑制でき、ベルトをより長寿命化できる。
第３の態様の伝動用Ｖベルトは、第１または第２の態様において、前記補強繊維フィラメントの熱伝導率が５．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。
この構成によると、屈曲や摩擦によりベルトに発生した熱を、熱伝導率が高い補強繊維フィラメントを通して空中やプーリに効率よく拡散することができる。それにより、ベルト温度の上昇を抑制でき、伝動用Ｖベルトをより長寿命化できる。
第４の態様の伝動用Ｖベルトは、第１〜第３の態様のいずれかにおいて、前記補強繊維フィラメントが炭素繊維である。
この構成によると、補強繊維フィラメントが炭素繊維であるため、補強繊維フィラメントの引張弾性率を、第２の発明の範囲内とすることができる。そのため、第２の発明と同様の効果が得られる。また、補強繊維フィラメントが炭素繊維であるため、補強繊維フィラメントの熱伝導率を、第３の発明の数値範囲とすることができる。そのため、第３の発明と同様の効果が得られる。
第５の態様の伝動用Ｖベルトは、第１〜第４の態様のいずれかにおいて、前記ゴム層における前記心線の両側にそれぞれ、前記補強層が１つずつ埋設されている。
この構成によると、心線の両側に補強層が存在することにより、耐側圧性をより向上させることができる。よって、伝動用Ｖベルトを高負荷条件で使用しても、長寿命化できる。
第６の態様の伝動用Ｖベルトは、第１〜第５の態様のいずれかにおいて、前記ゴム層は、前記心線の少なくとも一部が埋設される接着ゴム層と、前記接着ゴム層と異なるゴム組成物で構成され、前記接着ゴム層のベルト内周側に設けられる圧縮ゴム層と、前記接着ゴム層と異なるゴム組成物で構成され、前記接着ゴム層のベルト外周側に設けられる伸張ゴム層とを有し、前記補強層は、前記接着ゴム層と前記圧縮ゴム層との間、および、前記接着ゴム層と前記伸張ゴム層との間の少なくとも一方に埋設されている。
この構成によると、補強層は、心線が埋設される接着ゴム層に接している。つまり、補強層は心線に近い位置に埋設される。伝動用Ｖベルトは、ベルト厚み方向に関して心線に近いほど、より高い耐側圧性が求められる。そのため、補強層を心線に近い位置に埋設することで、より薄い補強層によって、十分な耐側圧性を確保できる。補強層の厚みが薄いことで、屈曲性の低下をより抑えられる。
また、補強層が圧縮ゴム層（または伸張ゴム層）に埋設される場合、製造時に、圧縮ゴム層（または伸張ゴム層）を形成する２枚のゴムシートの間に補強層を配置する必要がある。本発明では、補強層は、圧縮ゴム層または伸張ゴム層と、接着ゴム層との間に埋設されるため、補強層が圧縮ゴム層または伸張ゴム層に埋設される場合に比べて、ベルト製造にかかる工数を少なくできる。
第７の態様の伝動用Ｖベルトは、第１〜第５の態様のいずれかにおいて、前記ゴム層は、前記心線の少なくとも一部が埋設される接着ゴム層と、前記接着ゴム層と異なるゴム組成物で構成され、前記接着ゴム層のベルト内周側に設けられる圧縮ゴム層と、前記接着ゴム層と異なるゴム組成物で構成され、前記接着ゴム層のベルト外周側に設けられる伸張ゴム層とを有し、前記補強層は、前記圧縮ゴム層、および、前記伸張ゴム層の少なくとも一方に埋設されている。
この構成によると、ディッシングによる座屈変形が小さくなり、ベルトの発熱や構成部材間の剥離の発生を抑えることができる。よって、伝動用Ｖベルトをより長寿命化できる。
第８の態様の伝動用Ｖベルトは、第１〜第５の態様のいずれかにおいて、前記ゴム層は、圧縮ゴム層と、前記圧縮ゴム層と異なるゴム組成物で構成され、前記圧縮ゴム層のベルト外周側に設けられる伸張ゴム層とを有し、前記心線は、前記圧縮ゴム層と前記伸張ゴム層との間、前記圧縮ゴム層、または、前記伸張ゴム層に埋設されており、前記補強層は、前記圧縮ゴム層、前記伸張ゴム層、および、前記圧縮ゴム層と前記伸張ゴム層との間の少なくともいずれかに埋設されている。
この構成によると、接着ゴム層を設けなくて済むため、ベルト製造にかかる工数を少なくできる。
第９の態様の伝動用Ｖベルトは、第６〜第８の態様のいずれかにおいて、前記圧縮ゴム層に前記心線が埋設されておらず、前記圧縮ゴム層は短繊維を含んでおり、前記圧縮ゴム層の前記短繊維の配合量がゴム成分１００質量部に対して０．１〜１０質量部である。
圧縮ゴム層に配合される短繊維の配合量がゴム成分１００質量部に対して１０質量部を超えると、屈曲性が低下すると共に、圧縮ゴム層とその隣りの層との接着性が低下するため、ゴムに亀裂が生じやすくなる。本発明では、圧縮ゴム層に配合される短繊維の配合量がゴム成分１００質量部に対して１０質量部以下であることにより、屈曲性および接着性の低下を最小限に抑えることができ、亀裂の発生を抑制することができる。よって、伝動用Ｖベルトをより長寿命化できる。
また、圧縮ゴム層に配合される短繊維の配合量がゴム成分１００質量部に対して０．１質量部未満であると、耐側圧性が不足してベルト寿命が短くなる場合がある。本発明では、補強層による耐側圧性を向上させる効果が高いため、圧縮ゴム層に配合される短繊維の配合量がゴム成分１００質量部に対して０．１〜１０質量部と少ない量であっても、十分な耐側圧性を確保できる。
第１０の態様の伝動用Ｖベルトは、第６又は第７の態様のいずれかにおいて、前記補強層が、前記圧縮ゴム層に埋設されるか、前記圧縮ゴム層に接しており、前記圧縮ゴム層がクロロプレンゴムを含み、前記補強層が前記接着ゴム層に接する場合に、前記接着ゴム層がクロロプレンゴムを含む。
この構成によると、圧縮ゴム層（および接着ゴム層）が、耐熱性、耐摩耗性、耐候性などの諸物性のバランスのよいクロロプレンゴムを含むことで、伝動用Ｖベルトの耐久性を向上できる。また、補強層と圧縮ゴム層との間の接着力（および、補強層と接着ゴム層との間の接着力）が向上し、これらの間での剥離を抑制できるため、伝動用Ｖベルトをより長寿命化できる。さらに、クロロプレンゴムは比較的安価であるので、経済性にも優れる。
第１１の態様の伝動用Ｖベルトは、第１〜第１０の態様のいずれかにおいて、前記補強層が、１枚または積層された複数枚の一方向性繊維シートからなり、前記一方向性繊維シートは、熱硬化性樹脂によって前記補強繊維フィラメント同士が結合された構造である。
この構成によると、熱硬化性樹脂によって補強繊維フィラメントとゴム組成物との接着性が向上するため、伝動用Ｖベルトをより長寿命化できる。
第１２の態様の伝動用Ｖベルトは、第１〜第１０の態様のいずれかにおいて、前記補強層が、１枚または積層された複数枚の一方向性繊維シートからなり、前記一方向性繊維シートは、ベルト幅方向に交差し且つ単位面積当たりの重量が前記補強繊維フィラメントの３０％以下の補助糸によって、前記補強繊維フィラメント同士が結合された構造である。
補強繊維フィラメントを樹脂で結合した場合、樹脂の種類や厚みによってはベルトの屈曲性が低下する場合がある。本態様では、補強繊維フィラメントを補助糸で結合するため、屈曲性の低下を抑えやすい。また、補強繊維フィラメントを樹脂で結合させた場合に比べて、接着処理や成形などの際に一方向性繊維シートにベルト周長方向に強い力が加わったときに一方向性繊維シートが引き裂かれにくい。
なお、本発明において、「補助糸によって補強繊維フィラメント同士が結合される」とは、例えば、一方向性繊維シートが、複数の補強繊維フィラメントからなる繊維束と、補助糸とによって織られている場合を含む。
第１３の態様の伝動用Ｖベルトは、第１１の態様において、前記一方向性繊維シートの前記熱硬化性樹脂または前記補助糸を含む目付量が５０〜４００ｇ／ｍ2である。また、第１２の態様において、前記一方向性繊維シートの前記補助糸を含む目付量が５０〜４００ｇ／ｍ 2 であってもよい。
一方向性繊維シートの目付量が５０ｇ／ｍ2未満であると、十分な耐側圧性を確保するために必要な補強層を構成する一方向繊維シートの枚数が多くなり、ベルト製造にかかる工数が増大してしまう。本発明では、一方向性繊維シートの目付量が５０ｇ／ｍ2以上であるため、１枚または少ない枚数の一方向性繊維シートで構成される補強層によって、十分な耐側圧性を確保できる。
また、一方向性繊維シートの目付量が４００ｇ／ｍ2を超えると、補強層が１枚の一方向性繊維シートで構成される場合であっても、補強層の厚みが厚くなりすぎて屈曲性が低下する場合がある。本発明では、一方向性繊維シートの目付量が４００ｇ／ｍ2以下であるため、屈曲性の低下を抑制できる。
本発明の第１４の態様の伝動用Ｖベルトの製造方法は、第１の態様の伝動用Ｖベルトを製造する方法であって、前記補強繊維フィラメント同士が結合された構造を有する１枚または積層された複数枚の一方向性繊維シートを、１つの前記補強層として、前記ゴム層の一部を形成する第１未加硫ゴム層に積層した後、その上から前記ゴム層の他の部分を形成する第２未加硫ゴム層を積層する積層工程と、前記第１未加硫ゴム層および前記第２未加硫ゴム層を加硫して前記ゴム層を形成する加硫工程とを含む。
この方法によると、従来の慣用的な伝動用Ｖベルトの製造方法をそのまま使うことができ、製造工程が複雑化することを避けることができる。さらに、ベルト内面側から外面側にかけての任意の位置に補強層を埋設することが可能となり、耐側圧性を特に高めたい場所をピンポイントに補強することができる。
第１５の態様の伝動用Ｖベルトの製造方法は、第１４の態様において、前記積層工程の前に、ＲＦＬ処理、ゴム糊処理および樹脂含浸処理の少なくとも１つの処理により、前記一方向性繊維シートに接着成分を付着させる。
この方法によると、補強繊維フィラメントとゴム組成物との接着力が高まるため、補強層とゴム層との間での剥離を防止でき、伝動用Ｖベルトをより長寿命化できる。
また、接着成分によって補強繊維フィラメント同士がより強固に結合されるため、補強繊維フィラメントの配向の乱れをより確実に防止できる。
なお、本発明において、ベルト周方向に直交する断面がＶ字状であるとは、ベルト周方向に直交する断面において、Ｖ字をなす２直線上に２つの側面が配置されていることをいう。本発明の伝動用Ｖベルトのベルト周方向に直交する断面は、Ｖ字状でさえあれば、四角形状であっても六角形状であってもそれ以外であってもよい。また、本明細書において、１〜１０は、１以上１０以下を意味する。この定義は、１と１０以外の数値にも適用される。
図１は、本発明の実施形態に係る伝動用Ｖベルトの断面図である。 図２は、伝動用Ｖベルトのベルト本体の断面斜視図である。 図３は、補強層の断面図である。 図４は、伝動用Ｖベルトの製造手順を説明する斜視図である。 図５は、伝動用Ｖベルトの製造途中の断面図である。 図６は、変更例の一方向性繊維シートの平面図である。 図７は、変更例の伝動用Ｖベルトの断面斜視図である。 図８の（ａ）は変更例の伝動用Ｖベルトの製造途中の断面図であって、（ｂ）はその伝動用Ｖベルトの断面図である。 図９の（ａ）は変更例の伝動用Ｖベルトの製造途中の断面図であって、（ｂ）はその伝動用Ｖベルトの断面図である。 図１０の（ａ）は変更例の伝動用Ｖベルトの製造途中の断面図であって、（ｂ）はその伝動用Ｖベルトの断面図である。 図１１の（ａ）は変更例の伝動用Ｖベルトの製造途中の断面図であって、（ｂ）はその伝動用Ｖベルトの断面図である。 図１２は、変更例の伝動用Ｖベルトの断面斜視図である。 図１３は、耐側圧性試験を説明する図である。 図１４は、屈曲性試験を説明する図である。
次に、本発明の実施の形態の伝動用Ｖベルト１について説明する。以下の説明において、ベルト周方向（ベルト長手方向）、ベルト幅方向、ベルト厚み方向、ベルト外周側、ベルト内周側とは、図１に示す方向のことである。図１に示すように、伝動用Ｖベルト１は、ベルト周方向に直交する断面の形状がＶ字状である。ベルト内周側は、幅狭側であり、ベルト外周側は、幅広側である。伝動用Ｖベルト１は、環状であって、Ｖ字状の溝１０１（以下、Ｖ溝１０１という）を有する少なくとも２つのプーリ１００（駆動プーリと従動プーリ）に巻き掛けられて使用される。伝動用Ｖベルト１は、ベルト幅方向の両側に摩擦伝動面１ａ、１ｂを有する。摩擦伝動面１ａ、１ｂは、プーリ１００のＶ溝１０１と接触する。この接触による摩擦力によって、伝動用Ｖベルト１とプーリ１００との間で動力が伝達される。
伝動用Ｖベルト１は、ラップドＶベルトであって、ベルト本体２と、ベルト本体２の全周を覆うカバー布３とを有する。カバー布３は、例えばポリエステル、ポリアミド、アラミド、ビニロン等の合成繊維や、綿等の天然繊維からなる経糸と緯糸で織られた織布である。
図２に示すように、ベルト本体２は、ゴム層４と、ゴム層４に埋設された心線５と、ゴム層４に埋設された２つの補強層６とを有する。２つの補強層６は、ゴム層４における心線５の両側にそれぞれ埋設されている。ゴム層４は、心線５が埋設された接着ゴム層７と、圧縮ゴム層８と、伸張ゴム層９とを有する。圧縮ゴム層８は、接着ゴム層７のベルト内周側に設けられる。圧縮ゴム層８は、伝動用Ｖベルト１をプーリ１００に巻き掛けて走行させた際に、ベルト周方向に圧縮される。伸張ゴム層９は、接着ゴム層７のベルト外周側に設けられる。伸張ゴム層９は、伝動用Ｖベルト１をプーリ１００に巻き掛けて走行させた際にベルト周方向に伸張される。圧縮ゴム層８の厚みは、伸張ゴム層９の厚みよりも大きい。２つの補強層６は、接着ゴム層７と圧縮ゴム層８との間、および、接着ゴム層７と伸張ゴム層９との間に、それぞれ設けられる。つまり、２つの補強層６は、それぞれ、ゴム層４の心線５に近い位置に埋設されている。
接着ゴム層７、圧縮ゴム層８、伸張ゴム層９は、ゴム組成物で構成される。接着ゴム層７を構成するゴム組成物は、圧縮ゴム層８を構成するゴム組成物、および、伸張ゴム層９を構成するゴム組成物と異なる。接着ゴム層７を構成するゴム組成物は、圧縮ゴム層８を構成するゴム組成物および伸張ゴム層９を構成するゴム組成物に比べて、心線５および補強層６に対する接着性が高い。伸張ゴム層９を構成するゴム組成物と、圧縮ゴム層８を構成するゴム組成物は、同じであっても異なっていてもよい。
ゴム組成物のゴム成分としては、加硫又は架橋可能なゴムが用いられる。具体的には、例えば、ジエン系ゴム（天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、水素化ニトリルゴム等）、エチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、アクリル系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。これらのゴム成分は、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。圧縮ゴム層８と接着ゴム層７は、クロロプレンゴムを含むことが好ましい。
ゴム組成物には、必要に応じて、加硫剤又は架橋剤、共架橋剤、加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤、金属酸化物（酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化チタン、酸化アルミニウム等）、増強剤（カーボンブラック、含水シリカ等の酸化ケイ素等）、短繊維、充填剤（クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等）、軟化剤（パラフィンオイル、ナフテン系オイル等のオイル類等）、加工剤又は加工助剤（ステアリン酸、ステアリン酸金属塩、ワックス、パラフィン等）、老化防止剤（酸化防止剤、熱老化防止剤、屈曲亀裂防止剤、オゾン劣化防止剤等）、着色剤、粘着付与剤、可塑剤、カップリング剤（シランカップリング剤等）、安定剤（紫外線吸収剤、熱安定剤等）、難燃剤、帯電防止剤等を配合してよい。なお、金属酸化物は架橋剤として配合してもよい。
圧縮ゴム層８を構成するゴム組成物は、短繊維を含んでいてもよい。圧縮ゴム層８の短繊維の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して０．１〜１０質量部であることが好ましい。伸張ゴム層９を構成するゴム組成物は、短繊維を含んでいてもよい。接着ゴム層７を構成するゴム組成物は、短繊維を含まない。
心線５は、ベルト周方向に延びており、ベルト幅方向に一定の間隔を開けて埋設されている。心線５は、マルチフィラメント糸を使用した撚りコード（諸撚り、片撚り、ラング撚り等）からなる。心線５の材質は、例えば、アラミド繊維等の合成繊維、または、炭素繊維等の無機繊維である。心線５は、接着ゴム層７との接着性を高める目的で、ＲＦＬ液等による接着処理が施されていてもよい。
補強層６は、１枚の一方向性繊維シート１０からなる。なお、補強層６は、ベルト厚み方向に積層された複数枚の一方向性繊維シート１０で構成されてもよい。図３に示すように、一方向性繊維シート１０は、ベルト幅方向に配向しつつシート状に広がっている多数の補強繊維フィラメント１１を有する。例えば、一方向性繊維シート１０中の繊維補強フィラメント１１のベルト周方向の密度は、１×１０9〜１×１０11本／５ｃｍ程度であってもよい。各補強繊維フィラメント１１は、ベルト幅と同じ長さを有する。補強繊維フィラメント１１は、無撚の状態で配置されている。
補強繊維フィラメント１１同士は熱硬化性樹脂１２によって結合されている。熱硬化性樹脂１２は補強繊維フィラメント１１に含浸されている。熱硬化性樹脂１２としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリウレタン樹脂などを用いることができるが、なかでもエポキシ樹脂が好ましい。補強層６は、ベルト幅方向に交差する繊維を含まない。
補強層６の厚みは、０．０５〜０．５ｍｍである。図１および図２は、補強層６の厚みを誇張して表示している。なお、補強層６の厚みには、補強繊維フィラメント１１の周囲を覆う熱硬化性樹脂１２の厚みも含まれる。また、一方向性繊維シート１０の熱硬化性樹脂１２を含む目付量は、５０〜４００ｇ／ｍ2が好ましい。補強繊維フィラメント１１の太さは、特に限定されないが、例えば、０．１〜５０μｍ程度であり、５〜２５μｍ程度が好ましい。繊維径が細すぎると扱いが困難となり、太すぎるとベルトの屈曲性を低下させる虞がある。補強繊維フィラメント１１の引張弾性率（ヤング率）は、２００〜６００ＧＰａが好ましい。補強繊維フィラメント１１の熱伝導率は、５．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上が好ましい。補強繊維フィラメント１１の熱伝導率の上限は特に限定されないが、２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であってもよい。
補強繊維フィラメント１１の繊維の種類は特に限定されず、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維などが挙げられる。これらのうち、引張弾性率と熱伝導率が高いことから、炭素繊維が特に好ましい。一方向性繊維シート１０を構成する補強繊維フィラメント１１の繊維の種類は、１種類であっても、複数種類であってもよい。一方向性繊維シート１０の具体例としては、例えば、東レ（株）製の「トレカプリプレグ」や、三菱レイヨン（株）製の「パイロフィル」がある。２つの補強層６の構成は、同じであっても異なっていてもよい。
補強層６は、周囲のゴム層４（接着ゴム層７）との接着性を高めるための接着処理により接着成分（図示せず）が付着していてもよい。接着処理を行わなくても、補強繊維フィラメント１１の表面を覆う熱硬化性樹脂１２によって、ゴム層４との接着性を確保できるが、より接着性を高めるためには、接着処理を行うことが好ましい。接着処理としては、ＲＦＬ処理や、ゴム糊処理（ソーキング処理）がある。ＲＦＬ処理は、一方向性繊維シート１０または一方向性繊維シート１０を形成する前の補強繊維フィラメント１１を、ＲＦＬ液に浸漬後、熱処理して、一方向性繊維シート１０または一方向性繊維シート１０を形成する前の補強繊維フィラメント１１に接着成分を付着させる処理である。ＲＦＬ液は、レゾルシンとホルマリンとの初期縮合物をラテックスに混合したものであり、ラテックスとしてはスチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体、水素化ニトリルゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、エピクロルヒドリンなどが用いられる。ゴム糊処理は、未加硫のゴム組成物を溶剤に溶かしてゴム糊状にしたものを、一方向性繊維シート１０の表面に塗布した後、溶剤を蒸発させて一方向性繊維シート１０の表面に未加硫ゴム組成物の膜（接着成分）を形成する処理である。ゴム糊処理は、ＲＦＬ液を用いた接着処理の後に行ってもよい。
次に、伝動用Ｖベルト１の製造手順について図４および図５を用いて説明する。
まず、図４に示すように、円柱状の成形ドラムＭに、圧縮ゴム層８を構成する未加硫ゴムシート１１８を巻き付ける。その上に、一方向性繊維シート１０を、補強繊維フィラメント１１の向きが、成形ドラムＭの中心軸線方向とほぼ平行になるように巻き付ける。巻き付けられる一方向性繊維シート１０の幅（成形ドラムＭの中心軸線方向の長さ）は、未加硫ゴムシート１１８の幅とほぼ同じである。一方向性繊維シート１０の補強繊維フィラメント１１には、半硬化の熱硬化性樹脂１２が含浸されている。一方向性繊維シート１０には、ＲＦＬ処理またはゴム糊処理等などの接着処理が施されていてもよい。なお、補強層６を複数枚の一方向性繊維シート１０で構成する場合には、以下の２つの方法のどちらを採用してもよい。１つ目の方法は、ゴムシート１１８と同じ幅で、且つ、ベルト周長とほぼ同じ長さの複数枚の一方向性繊維シート１０を１枚ずつ巻き付ける方法である。２つ目の方法は、ゴムシート１１８と同じ幅で、且つ、ベルト周長の複数倍の長さの長尺の一方向性繊維シート１０を複数周巻き付ける方法である。
続いて、接着ゴム層７の一部を構成する未加硫ゴムシート１１７Ａ（図５参照）を巻き付ける。その後、１本の心線５を螺旋状に巻き付ける。もしくは、複数本の心線５を所定の間隔を空けて巻き付ける。次に、接着ゴム層７の残りの部分を構成する未加硫ゴムシート１１７Ｂ（図５参照）を巻き付けてから、先ほどと同様に一方向性繊維シート１０を巻き付ける。その後、伸張ゴム層９を構成する未加硫ゴムシート１１９（図５参照）を巻き付けて未加硫ベルトスリーブを形成する。加硫時に、補強繊維フィラメント１１に含浸された熱硬化性樹脂１２が完全に硬化する。
次に、未加硫ベルトスリーブを所定幅に切断すると共に、断面がＶ字状になるように切断して、未加硫状態のベルト本体２に加工する。その後、フリクション処理が施されたカバー布３でベルト本体２を覆い未加硫ベルトを形成する。そして、未加硫ベルトを成形金型に嵌合して加熱加圧して加硫（または架橋）する。以上により、伝動用Ｖベルト１が形成される。フリクション処理は、カレンダーロールを用い、互いに異なる表面速度で回転するロール間に未加硫のゴム組成物とカバー布３とを同時に通過させることで、カバー布３の繊維間にまで未加硫のゴム組成物を擦り込む処理である。
なお、上記の製造手順では、伝動用Ｖベルト１の内周側の構成要素から順に成形ドラムＭに巻き付けているが、伝動用Ｖベルト１の外周側の構成要素から順に成形金型に巻き付けてもよい。
本実施形態の伝動用Ｖベルト１によると以下の効果が得られる。
本実施形態の伝動用Ｖベルト１では、多数の補強繊維フィラメント１１が、ベルト幅方向に配向しつつシート状に広げられた状態で、補強層６としてゴム層４に埋設されている。そのため、補強層６を設けない場合や、ゴム層４にベルト幅方向に配向する短繊維を分散的に埋設した場合に比べて、伝動用Ｖベルト１の耐側圧性を向上できる。さらに、補強層６を構成する多数の補強繊維フィラメント１１は、シート状に広げられて結合されているため、補強繊維フィラメント１１の配向の乱れを防止できる。それにより、耐側圧性をより確実に向上させることができる。耐側圧性を向上したことで伝動用Ｖベルト１を長寿命化できる。
また、補強層６は、ベルト幅方向に交差する繊維を全く含まない。そのため、補強層６を設けない場合とほぼ同じ屈曲性を確保できる。つまり、伝動用Ｖベルト１の屈曲性の低下を抑えることができる。また、補強繊維フィラメント１１が無撚の状態で埋設されることにより、高い耐側圧性を確保しつつ、補強層６の厚みを薄くすることができる。それにより、屈曲性の低下をより抑えることができる。
また、補強繊維フィラメント１１が無撚の状態で埋設されるため、屈曲時に繊維同士の摩擦による発熱が生じにくい。また、屈曲性の低下を抑えたことで、ベルトがプーリに巻きかかったり離れたりする際の屈曲によるベルトの発熱を抑制できる。そのため、走行中のベルト温度の上昇を抑制できる。ベルト温度の上昇を抑制したことで伝動用Ｖベルト１をより長寿命化できる。
補強層６の厚みは０．０５〜０．５ｍｍであり、好ましくは０．０５〜０．３ｍｍ、より好ましくは０．０５〜０．２ｍｍ（特に０．０８〜０．１５ｍｍ）である。補強層６の厚みが０．５ｍｍを超えると、屈曲性が低下し、屈曲によるベルトの発熱が大きくなる場合がある。補強層６の厚みを０．５ｍｍ以下とすることで、屈曲性の低下とベルトの発熱を確実に抑制できる。また、補強層６の厚みが０．０５ｍｍ未満であると、十分な耐側圧性を確保できない場合がある。本実施形態では、無撚の補強繊維フィラメント１１による耐側圧性を向上させる効果が高いため、補強層６が０．０５〜０．５ｍｍという薄さであっても、十分な耐側圧性を確保できる。
また、補強繊維フィラメント１１はシート状に広げられて結合されており、ばらけることがないため、ベルト製造時に、補強層６の取り扱いが容易である。具体的には、未加硫ゴムの上に補強層６を形成する一方向性繊維シート１０を巻き付ける作業や、補強層６（一方向性繊維シート１０）にＲＦＬ処理やゴム糊処理等の接着処理を施す作業を容易に行うことができる。
補強繊維フィラメント１１の引張弾性率が２００ＧＰａ未満であると、十分な耐側圧性を確保できない場合がある。補強繊維フィラメント１１の引張弾性率は２００ＧＰａ以上が好ましい。それにより、補強層６の厚みを薄くして屈曲性の低下を抑制しつつ、十分な耐側圧性を確保できる。
また、補強繊維フィラメント１１の引張弾性率が６００ＧＰａを超えると、ベルトの変形に補強繊維フィラメント１１が追従しづらくなり、補強層６とゴム組成物との間で剥離しやすくなり、ベルト寿命が短くなる。補強繊維フィラメント１１の引張弾性率は６００ＧＰａ以下が好ましい。それにより、補強層６とゴム組成物との間での剥離を抑制でき、ベルトをより長寿命化できる。
補強繊維フィラメント１１の熱伝導率は、５．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上が好ましい。それにより、屈曲や摩擦によりベルトに発生した熱を、熱伝導率が高い補強繊維フィラメント１１を通して空中やプーリに効率よく拡散することができる。そのため、ベルト温度の上昇を抑制でき、伝動用Ｖベルト１をより長寿命化できる。
補強繊維フィラメント１１は炭素繊維であることが好ましい。それにより、補強繊維フィラメント１１の引張弾性率が２００〜６００ＧＰａにできる。また、補強繊維フィラメント１１の熱伝導率を５．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上にできる。
また、本実施形態では、心線５の両側（ベルト外周側とベルト内周側）に補強層６が存在することにより、耐側圧性をより向上させることができる。よって、伝動用Ｖベルト１を高負荷条件で使用しても、長寿命化できる。
また、本実施形態では、補強層６は、心線５が埋設される接着ゴム層７に接している。つまり、補強層６は心線５に近い位置に埋設される。伝動用Ｖベルト１は、ベルト厚み方向に関して心線５に近いほど、より高い耐側圧性が求められる。そのため、補強層６を心線５に近い位置に埋設することで、より薄い補強層６によって、十分な耐側圧性を確保できる。補強層６の厚みが薄いことで、屈曲性の低下をより抑えられる。
また、補強層６が圧縮ゴム層８（または伸張ゴム層９）に埋設される場合、製造時に、圧縮ゴム層８（または伸張ゴム層９）を形成する２枚のゴムシートの間に補強層６を配置する必要がある。本実施形態では、補強層６は、圧縮ゴム層８と接着ゴム層７との間、および、伸張ゴム層９と接着ゴム層７との間に埋設されるため、補強層６が圧縮ゴム層８または伸張ゴム層９に埋設される場合に比べて、ベルト製造にかかる工数を少なくできる。
圧縮ゴム層８に配合される短繊維の配合量がゴム成分１００質量部に対して１０質量部を超えると、屈曲性が低下すると共に、圧縮ゴム層８とその隣りの層との接着性が低下するため、ゴムに亀裂が生じやすくなる。圧縮ゴム層８に配合される短繊維の配合量はゴム成分１００質量部に対して１０質量部以下が好ましい。それにより、屈曲性および接着性の低下を最小限に抑えることができ、亀裂の発生を抑制することができる。よって、伝動用Ｖベルト１をより長寿命化できる。
また、圧縮ゴム層８に配合される短繊維の配合量がゴム成分１００質量部に対して０．１質量部未満であると、耐側圧性が不足してベルト寿命が短くなる場合がある。圧縮ゴム層８に配合される短繊維の配合量はゴム成分１００質量部に対して０．１〜１０質量部が好ましく、０．１〜５質量部以下が特に好ましい。補強層６による耐側圧性を向上させる効果が高いため、圧縮ゴム層８に配合される短繊維の配合量がゴム成分１００質量部に対して０．１〜１０質量部と少ない量であっても、十分な耐側圧性を確保できる。
圧縮ゴム層８および接着ゴム層７はクロロプレンゴムを含むことが好ましい。圧縮ゴム層８および接着ゴム層７が、耐熱性、耐摩耗性、耐候性などの諸物性のバランスのよいクロロプレンゴムを含むことで、伝動用Ｖベルト１の耐久性を向上できる。また、補強層６と圧縮ゴム層８との間の接着力、および、補強層６と接着ゴム層７との間の接着力が向上し、これらの間での剥離を抑制できるため、伝動用Ｖベルト１をより長寿命化できる。さらに、クロロプレンゴムは比較的安価であるので、経済性にも優れる。
補強層６は、１枚または積層された複数枚の一方向性繊維シート１０からなる。一方向性繊維シート１０は、熱硬化性樹脂によって補強繊維フィラメント１１同士が結合された構造である。そのため、熱硬化性樹脂によって補強繊維フィラメント１１とゴム組成物との接着性が向上するため、伝動用Ｖベルト１をより長寿命化できる。
一方向性繊維シート１０の構成が同じ場合、補強層６を構成する一方向性繊維シート１０の枚数が多いほど、耐側圧性を向上できる。また、一方向性繊維シート１０の構成が同じ場合、補強層６を構成する一方向性繊維シート１０の枚数が少ないほど、屈曲性の低下を抑えることができる。
一方向性繊維シート１０の目付量が５０ｇ／ｍ2未満であると、十分な耐側圧性を確保するために必要な補強層６を構成する一方向繊維シートの枚数が多くなり、ベルト製造にかかる工数が増大してしまう。一方向性繊維シート１０の目付量は５０ｇ／ｍ2以上が好ましい。それにより、１枚または少ない枚数の一方向性繊維シート１０で構成される補強層６によって、十分な耐側圧性を確保できる。
また、一方向性繊維シート１０の目付量が４００ｇ／ｍ2を超えると、補強層６が１枚の一方向性繊維シート１０で構成される場合であっても、補強層６の厚みが厚くなりすぎて屈曲性が低下する場合がある。一方向性繊維シート１０の目付量は４００ｇ／ｍ2以下が好ましく、２００ｇ／ｍ2以下（特に１００ｇ／ｍ2以下）がより好ましい。それにより、屈曲性の低下を抑制できる。
伝動用Ｖベルト１の製造方法は、補強繊維フィラメント１１同士が結合された構造を有する１枚または積層された複数枚の一方向性繊維シート１０を、１つの補強層６として、ゴム層４の一部を構成する未加硫ゴムシート１１８に積層した後、その上からゴム層４の他の部分を形成する未加硫ゴムシート１１７Ａ、１１７Ｂ、１１９を積層する積層工程と、未加硫ゴムシート１１８、１１７Ａ、１１７Ｂ，１１９を加硫してゴム層４を形成する加硫工程とを含む。
この方法によると、従来の慣用的な伝動用Ｖベルトの製造方法をそのまま使うことができ、製造工程が複雑化することを避けることができる。さらに、ベルト内面側から外面側にかけての任意の位置に補強層６を埋設することが可能となり、耐側圧性を特に高めたい場所をピンポイントに補強することができる。
積層工程の前、ＲＦＬ処理またはゴム糊処理により、一方向性繊維シート１０に接着成分を付着させることが好ましい。
この方法によると、補強繊維フィラメント１１とゴム組成物との接着力が高まるため、補強層６とゴム層４との間での剥離を防止でき、伝動用Ｖベルト１をより長寿命化できる。
また、接着成分によって補強繊維フィラメント１１同士がより強固に結合されるため、補強繊維フィラメント１１の配向の乱れをより確実に防止できる。
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。以下、本発明の変更例について説明する。上述の実施形態およびこれらの変更例は適宜組み合わせて実施することができる。
＜変更例１＞
上記実施形態の一方向性繊維シート１０は、補強繊維フィラメント１１同士が熱硬化性樹脂によって結合された構成である。しかし、本発明の一方向性繊維シートは、補強繊維フィラメント同士が熱硬化性樹脂以外の手段で結合された構成であってもよい。
例えば、一方向性繊維シートは、ベルト幅方向に交差し、且つ、単位面積当たりの重量が補強繊維フィラメントの３０％以下の補助糸によって、ベルト幅方向に沿った補強繊維フィラメント同士が結合されていてもよい。具体的には、例えば図６（ａ）に示す一方向性繊維シート２１０のように、複数本の補強繊維フィラメントからなる繊維束２１３と、補助糸２１４とが、平織り状に交差されていてもよい。また、例えば図６（ｂ）に示すように複数本の補強繊維フィラメントからなる繊維束３１３と補助糸３１４とで織られた一方向性繊維シート３１０であってもよい。
補助糸は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示す補助糸２１４、３１４のように、ベルト周方向に沿っていてもよく、ベルト周方向とベルト幅方向に対して傾斜していてもよい。補助糸の繊度は、補強繊維フィラメントの繊維束の繊度よりも小さいことが好ましい。補助糸の繊維の種類は、特に限定されず、補強繊維フィラメントの繊維の種類と同じであっても異なっていてもよい。補助糸は、撚糸でも無撚糸であってもよい。
補強層に含まれる補助糸の単位面積当たりの重量は、補強層に含まれる補強繊維フィラメントの単位面積当たりの重量の３０％以下である。そのため、上記実施形態と同様に、屈曲性の低下を抑制できる。屈曲性の低下を抑える観点からは、補助糸の単位面積当たりの重量は、補強繊維フィラメントの単位面積当たりの重量の２０％以下が好ましく、１０％以下がより好ましい。補助糸の単位面積当たりの重量の下限は特に限定されないが、補強繊維フィラメントの単位面積当たりの重量の０．１％程度であってもよい。
上記実施形態のように、補強繊維フィラメントを樹脂で結合した場合、樹脂の種類や厚みによってはベルトの屈曲性が低下する場合がある。補強繊維フィラメントを補助糸で結合した場合には、屈曲性の低下を抑えやすい。また、補強繊維フィラメントを樹脂で結合させた場合に比べて、接着処理や成形などの際に一方向性繊維シートにベルト周長方向に強い力が加わったときに一方向性繊維シートが引き裂かれにくい。
補強繊維フィラメント同士が熱硬化性樹脂以外の手段で結合されている場合、補強層の厚み、一方向性繊維シートの目付量、補強繊維フィラメントの特性（太さ、引張弾性率、熱伝導率）の好適範囲や、補強繊維フィラメントの材質の具体例は、上記実施形態と同様である。なお、補強繊維フィラメント同士が熱硬化性樹脂以外の手段で結合されている一方向性繊維シートの目付量とは、補強繊維フィラメント同士を結合する手段（例えば補助糸）を含む目付量とする。補強繊維フィラメント同士が熱硬化性樹脂以外の手段で結合されている一方向性繊維シートの具体例としては、例えば、ファイベックス（株）製の「フィブラシート」がある。補強繊維フィラメント同士が熱硬化性樹脂以外の手段で結合されている一方向性繊維シートは、１枚だけで補強層を構成してもよく、複数枚積層された状態で補強層を構成してもよい。
補助糸によって補強繊維フィラメント同士が結合されている場合、一方向性繊維シート（補強層）には、ＲＦＬ処理、ゴム糊処理、樹脂含浸処理等の接着処理が施されていることが好ましい。樹脂含浸処理は、一方向性繊維シートを、例えばイソシアネート溶液やエポキシ溶液等の樹脂溶液に含浸させる処理である。樹脂含浸処理の後、ＲＦＬ処理またはゴム糊処理を行ってもよい。接着処理を施すことで、ゴム層との接着性を高めることができる。
＜変更例２＞
上記実施形態では、補強層６が２つ設けられているが、本発明の伝動用Ｖベルトに設ける補強層の数は、１つであっても、３つ以上であってもよい。補強層が１つの場合、心線よりベルト内周側とベルト外周側のどちらに埋設してもよい。補強層が複数の場合、心線よりベルト内周側に２つ以上の補強層を埋設してもよい。また、補強層が複数の場合、心線よりベルト外周側に２つ以上の補強層を埋設してもよい。
＜変更例３＞
上記実施形態では、圧縮ゴム層８と接着ゴム層７との間に補強層６が埋設されているが、例えば図７に示すように、圧縮ゴム層４０８に補強層４０６が埋設されてもよい。この補強層４０６は、積層された３枚の一方向性繊維シート１０で構成されている。また、上記実施形態では、伸張ゴム層９と接着ゴム層７との間に補強層６が埋設されているが、伸張ゴム層に補強層が埋設されてもよい。耐側圧性を向上させるという点では、補強層は心線の近傍に埋設されることが好ましいが、補強層は心線から離れて埋設されてもよい。例えば図７に示すように、圧縮ゴム層４０８のベルト厚み方向のほぼ中央に、補強層４０６が埋設されてもよい。また、例えば、圧縮ゴム層のベルト厚み方向のほぼ中央よりベルト内周側に、補強層が埋設されてもよい。補強層を圧縮ゴム層または伸張ゴム層に埋設することで、ディッシングによる座屈変形が小さくなり、ベルトの発熱や構成部材間の剥離の発生を抑えることができる。よって、伝動用Ｖベルトをより長寿命化できる。補強層を圧縮ゴム層のベルト厚み方向の中央または中央よりもベルト内周側に埋設した場合には、座屈変形時に圧縮されるゴムの量が増えて、弾性反発力が大きくなり、座屈変形を抑えることができる。
＜変更例４＞
本発明において、ゴム層が、接着ゴム層と圧縮ゴム層と伸張ゴム層で構成される場合、心線は一部だけが接着ゴム層に埋設されてもよい。
例えば図８（ｂ）に示す伝動用Ｖベルト５０１のように、心線５は、接着ゴム層５０７と伸張ゴム層５０９との間に埋設されてもよい。図８（ｂ）では、補強層６は、圧縮ゴム層８と接着ゴム層５０７との間に埋設されている。なお、補強層６は、接着ゴム層５０７と伸張ゴム層５０９との間以外であればどこに埋設されてもよい。図８（ａ）は、伝動用Ｖベルト５０１の製造工程で、成形ドラムＭにベルト本体の構成要素を巻き付けた状態を示す。心線５は、伸張ゴム層５０９を形成する未加硫ゴムシート５１９と、接着ゴム層５０７を形成する未加硫ゴムシート５１７との間に配置される。
また、図示は省略するが、心線は、接着ゴム層と圧縮ゴム層との間に埋設されてもよい。この場合、補強層は、接着ゴム層と圧縮ゴム層との間以外であればどこに埋設されてもよい。
＜変更例５＞
本発明において、ゴム層は、接着ゴム層を有さなくてもよい。ゴム層は、圧縮ゴム層、および、圧縮ゴム層と異なるゴム組成物で構成された伸張ゴム層のみで構成されてもよい。この変更例では、心線は、接着ゴム層に埋設されない。
例えば図９（ｂ）に示す伝動用Ｖベルト６０１のように、心線５は、圧縮ゴム層６０８と伸張ゴム層６０９との間に埋設されてもよい。図９（ｂ）では、２つの補強層６がそれぞれ、圧縮ゴム層６０８と伸張ゴム層６０９に埋設されている。図９（ａ）は、伝動用Ｖベルト６０１の製造工程で、成形ドラムＭにベルト本体の構成要素を巻き付けた状態を示す。２つの補強層６の一方は、圧縮ゴム層６０８を形成する２つの未加硫ゴムシート６１８Ａ、６１８Ｂの間に配置される。他方の補強層６は、伸張ゴム層６０９を形成する２つの未加硫ゴムシート６１９Ａ、６１９Ｂの間に配置される。
また、例えば図１０（ｂ）に示す伝動用Ｖベルト７０１のように、心線５は、圧縮ゴム層７０８に埋設されてもよい。図１０（ｂ）では、２つの補強層６がそれぞれ、圧縮ゴム層７０８と、圧縮ゴム層７０８と伸張ゴム層９との間に埋設されている。なお、補強層は、伸張ゴム層９に埋設されてもよく、圧縮ゴム層７０８に埋設されてもよい。図１０（ａ）は、伝動用Ｖベルト７０１の製造工程で、成形ドラムＭにベルト本体の構成要素を巻き付けた状態を示す。圧縮ゴム層７０８は、３つの未加硫ゴムシート７１８Ａ、７１８Ｂ、７１８Ｃによって形成される。
また、図示は省略するが、心線は、伸張ゴム層に埋設されてもよい。この場合、補強層は、伸張ゴム層に埋設されてもよく、圧縮ゴム層に埋設されてもよく、圧縮ゴム層と伸張ゴム層との間に埋設されてもよい。
接着ゴム層を設けない場合、ベルト製造にかかる工数を少なくできる。
＜変更例６＞
接着ゴム層を設けず、且つ、補強層を心線の近傍に埋設する場合、製造工程で、補強層に、ＲＦＬ処理、樹脂含浸処理、ゴム糊処理などの接着処理を施していれば、補強層と心線との間にゴムシートを介在させなくてもよい。図１１（ｂ）に示す伝動用Ｖベルトは、その一例である。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、伝動用Ｖベルト８０１のベルト本体は、圧縮ゴム層８を形成する未加硫ゴムシート８１８と補強層６と心線５と伸張ゴム層８０９を形成する未加硫ゴムシート８１９とを、順に成形ドラムＭに巻き付けることで形成される。
＜変更例７＞
本発明の伝動用Ｖベルトは、摩擦伝動面がカバー布で覆われていないローエッジＶベルトであってもよい。カバー布は全く設けられていなくてもよく、外周面および内周面の少なくとも一方だけにカバー布が設けられていてもよい。
＜変更例８＞
本発明の伝動用Ｖベルトは、ベルト内周面およびベルト外周面の少なくとも一方に、ベルト周方向に配列された複数のコグを有するコグベルトであってもよい。図１２は、その一例を示す。図１２のコグベルト（伝動用Ｖベルト）９０１のベルト本体９０２は、内周面にのみコグ９０２ａを有する。図１２では、補強層９０６は、圧縮ゴム層９０８に埋設されている。コグベルトにおいて補強層が心線の近傍に埋設される場合、補強層は、コグの凹凸に沿うことなく、心線に沿って埋設されていてよい。一方、コグベルトにおいて補強層がコグに近い位置に埋設される場合、例えば図１２に示すように、補強層９０６は、コグ９０２ａの凹凸に沿って配置されていてよい。コグの成形は、一般的なコグベルトと同様に、未加硫のベルトスリーブまたは未加硫のベルト本体を、凹凸が形成された成形母型（金型またはゴム型）に嵌合することで行うことができる。
本発明の実施例と比較例の伝動用Ｖベルトについて、本発明の効果を実証するための試験を行った。実施例１〜７および比較例１〜４の伝動用Ｖベルトの構成を表１に示す。実施例１〜６および比較例１〜４の伝動用Ｖベルトは、ＪＩＳＫ６３２３（２００８）に規定されるベルト種類がＢ形、呼び番号が６０、周長が１５２４ｍｍのラップドＶベルトとした。実施例７の伝動用Ｖベルトは、ＪＩＳＫ６３２３（２００８）に規定されるベルト種類がＢ形、呼び番号が６０、周長が１５２４ｍｍのローエッジＶベルトとした。つまり、実施例７の伝動用Ｖベルトの摩擦伝動面はカバー布で覆われていない。
表１中の補強層の埋設位置のうち、「心線の上側」とは、補強層が、接着ゴム層と伸張ゴム層との間に埋設されている状態をいう。「心線の下側」とは、補強層が、接着ゴム層と圧縮ゴム層との間に埋設されている状態をいう。「圧縮ゴム中」とは、補強層が圧縮ゴム層に埋設されている状態をいう。
実施例１〜３、５〜７の各補強層は、１枚の一方向性繊維シートで構成した。実施例１〜３、５〜７の一方向性繊維シートは、一方向に配向する炭素繊維フィラメントを熱硬化性樹脂で結合させた一方向性炭素繊維シートを用いた。実施例３の一方向性繊維シートの目付量は、実施例１、２、５〜７の一方向性繊維シートの目付量の２倍（１００ｇ／ｍ2）とした。実施例４の補強層は、積層された２枚の一方向性繊維シートで構成した。実施例４の一方向性繊維シートは、実施例１、２、５〜７の一方向性繊維シートと同じものを用いた。実施例１、２、５〜７の補強層の厚みは、０．１ｍｍであり、実施例３、４の補強層の厚みは、０．２ｍｍであった。実施例１〜７の一方向性繊維シートには、ＲＦＬ処理を施した。
比較例１、４の伝動用Ｖベルトは、補強層を埋設しなかった。比較例２、３の伝動用Ｖベルトは、補強層として、１枚のすだれコードを用いた。比較例２のすだれコードは、一方向に配向するアラミド繊維の撚りコード（１６７０ｄｔｅｘ／１×２）が、綿の細糸（番手２０Ｓ／１）で連結された構成とした。アラミド繊維の撚りコードの密度は５０本／５ｃｍで、細糸の密度は、４本／５ｃｍとした。比較例２の補強層の厚み（すだれコードの厚み）は、０．７ｍｍであった。比較例３のすだれコードは、一方向に配向するＰＥＴ繊維の撚りコード（１１００ｄｔｅｘ／１×２）が、綿の細糸（番手２０Ｓ／１）で連結された構成とした。比較例２、３とも、撚りコードの密度は５０本／５ｃｍで、細糸の密度は、４本／５ｃｍとした。比較例３の補強層の厚み（すだれコードの厚み）は、０．６ｍｍであった。比較例２、３とも、すだれコードにＲＦＬ処理を施した。比較例２、３とも、撚りコードがベルト幅方向に配向するようにすだれコードを配置した。
表１に示すように、実施例１〜７および比較例１〜３の伸張ゴム層および圧縮ゴム層の構成は全て同じとした。比較例４の伸張ゴム層および圧縮ゴム層は、実施例１等の伸張ゴム層および圧縮ゴム層よりも短繊維を多く含む構成とした。実施例１〜７および比較例１〜４の接着ゴム層および心線の構成は全て同じとした。心線は、繊度１１００ｄｔｅｘのアラミド繊維のフィラメントを下撚り（Ｓ撚り）し、これを４本引き揃えて上撚り（Ｚ撚り）した総繊度４４００ｄｔｅｘのアラミドコードを用いた。実施例１〜６および比較例１〜４のカバー布は、綿とポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維との混撚り糸で平織りされた織布を用いた。表１中のゴム組成物Ａおよびゴム組成物Ｂの組成は、表２に示す通りである。
表２の各成分の詳細は以下の通りである。
・クロロプレンゴム：デンカ（株）製「ＰＭ−４０」
・ポリアミド短繊維：旭化成（株）製「６６ナイロン」
・カーボンブラック：東海カーボン（株）製「シースト３」
・シリカ：東ソー・シリカ（株）製「Ｎｉｐｓｉｌ ＶＮ３」
・ナフテン系オイル：出光興産（株）製「ＮＳ−９００」
・レゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物：レゾルシノール２０％未満、ホルマリン０．１％未満
・老化防止剤：精工化学（株）製「ノンフレックスＯＤ３」
・加硫促進剤ＤＭ：ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド
・加硫促進剤ＴＭＴＤ：テトラメチルチウラムジスルフィド
［耐側圧性試験］
実施例１〜７および比較例１〜４の伝動用Ｖベルトを用いて、耐側圧性試験を行った。まず、伝動用Ｖベルトを切断して、ベルト周方向長さが７０ｍｍの耐側圧性評価用試料Ｓを作製した。そして、図１３に示すように、この耐側圧性評価用試料Ｓの摩擦伝動面が２つの金属製の治具５１、５２に接するように、治具５１、５２で試料Ｓを上下方向に挟み込んだ。試料Ｓが２つの治具で押圧されずに挟み込まれた状態での上側の治具５１の位置を初期位置とする。オートグラフ（（株）島津製作所製「ＡＧＳ−Ｊ１０ｋＮ」）を用いて上側の治具５１を５ｍｍ／分の速度で下降させて、上側の治具５１の初期位置からの移動距離が１．４ｍｍの時の圧縮力を測定した。測定された圧縮力が高い程、耐側圧性が高いと判断できる。測定結果を表３に示す。
［屈曲性試験］
実施例１〜７および比較例１〜４の伝動用Ｖベルトを用いて、屈曲性試験を行った。図１４に示すように、伝動用ＶベルトＢを、１８０ｍｍの間隔を空けて上下に配した２枚の金属板６１、６２の間に配置した。この時点での上側の金属板６１の位置を初期位置とする。オートグラフ（（株）島津製作所製「ＡＧＳ−Ｊ１０ｋＮ」）を用いて上側の金属板６１を５０ｍｍ／分の速度で下降させて、上側の金属板６１の初期位置からの移動距離が１００ｍｍの時の圧縮力を測定した。測定された圧縮力が低い程、屈曲性が良好であると判断できる。測定結果を表３に示す。
［耐久走行試験］
実施例１〜７および比較例１〜４の伝動用Ｖベルトを用いて、耐久走行試験を行い、ベルト温度とベルト寿命を評価した。耐久走行試験は、直径１２９ｍｍの駆動プーリと、同じく直径１２９ｍｍの従動プーリとからなる２軸走行試験機を用いて行なった。この２つのプーリに伝動用Ｖベルトを掛架し、従動プーリの軸荷重を１２０ｋｇｆで一定とし、駆動プーリの回転数を１８００ｒｐｍとし、従動プーリに８ｋＷの負荷を付与し、２５℃の雰囲気下にて破損するまでベルトを走行させた。走行中のベルト温度を２４時間毎に測定した。測定したベルト温度のうち最高温度と、走行寿命時間と、破損形態を表３に示す。
表３に示す通り、一方向性繊維シートを補強層として埋設した実施例１〜７は、補強層を設けない比較例１と比べて耐側圧性が向上するとともに、比較例１と同程度の良好な屈曲性を維持していた。耐側圧性を向上できたことで、ゴム組成物中の短繊維の量はゴム成分１００質量部に対して５質量部と少ない量でも十分な耐側圧性を確保することができた。実施例１と実施例２を比較すると、心線の両側に補強層を設けた実施例１は、心線の片側にのみ補強層を設けた実施例２に比べて、屈曲性を大きく低下させることなく、耐側圧性が向上していた。一方向性炭素繊維シートを心線の両側に埋設した実施例１、３、４のうち、目付量１００ｇ／ｍ2の一方向性炭素繊維シートを用いた実施例３、および、目付量５０ｇ／ｍ2の一方向性炭素繊維シート２枚を積層した実施例４は、目付量５０ｇ／ｍ2の一方向性炭素繊維シートを積層せずに用いた実施例１よりも耐側圧性が高く、走行寿命が向上した。補強層が圧縮ゴム層に埋設された実施例５、６は、補強層が心線の両側に埋設された実施例１と同程度の耐側圧性と走行寿命を示した。また、実施例１と実施例７との比較から、ローエッジＶベルトも、ラップドＶベルトと同様の効果が得られることが確認できた。すだれコードを補強層として埋設した比較例２、３では、耐側圧性は比較例１と比べて向上したものの、屈曲性は比較例１および実施例１〜５よりも低かった。比較例２、３の屈曲性の低下は、補強層の厚みが０．５ｍｍを超えることと、細糸がベルト幅方向に交差して配置されることが要因と考えられる。短繊維を多量に配合した比較例４は、耐側圧性は比較例１と比べて向上したものの、短繊維は一方向性炭素繊維シートと比較すると配向性が低いためか、屈曲性は低く、走行寿命はあまり向上しなかった。
ベルト温度について比較すると、実施例１〜７および比較例１ではベルト温度が低く保たれていたが、比較例２〜４ではベルト温度が高かった。これは、比較例２、３では、補強層が撚りコードにより構成されているため、屈曲時に撚りコードが摩擦熱を多く発生し、ベルト温度の上昇につながったものと考えられる。さらに、比較例２、３では、補強層の厚みが厚いことで屈曲性が低下して、屈曲による発熱が生じやすくなったことも、ベルト温度の上昇につながったものと考えられる。また、比較例４では、多量の短繊維を配合したことで屈曲性が低下し、屈曲による発熱が生じやすくなるため、ベルト温度の上昇につながったものと考えられる。一方、実施例１〜７では、無撚の補強繊維フィラメントで構成された厚みの薄い補強層を埋設したことで、発熱を抑制できたものと考えられる。さらに、実施例１〜７では、熱伝導性の高い炭素繊維を用いたことで、発生した熱を発散する効果もあったと考えられる。
走行寿命について比較すると、比較例１が最も短く、実施例１〜７は比較例１〜４よりも長かった。補強層を設けない比較例１では、心線とゴム組成物の間で層間剥離が生じた。これは、補強層を設けないことで耐側圧性が低いため、プーリからの側圧によってベルトが変形したことが理由と考えられる。
また、撚りコードで構成される補強層を埋設した比較例２、３、および、多量の短繊維を配合した比較例４では、ゴム亀裂が生じた。比較例２〜４では、上述したようにベルト温度が上昇したため、熱によるゴムの劣化が促進されてゴム亀裂につながったと考えられる。
２箇所以上に補強層を設けた実施例１、３〜７は、１箇所にのみ補強層を設けた実施例２に比べて、走行寿命が長かった。これは、実施例１、３〜７が、実施例２よりも耐側圧性が向上したことが理由と考えられる。
また、実施例１〜７では、層間剥離による破損は起こらなかった。実施例１〜７では、ＲＦＬ処理により補強層に接着成分を付着させたことにより、ゴム組成物と補強層との接着性が良好であったためと考えられる。
１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１ 伝動用Ｖベルト
１ａ、１ｂ 摩擦伝動面
４ ゴム層
５ 心線
６、４０６、９０６ 補強層
７、５０７ 接着ゴム層
８、４０８、６０８、７０８、９０８ 圧縮ゴム層
９、５０９、６０９、８０９ 伸張ゴム層
１０、２１０、３１０ 一方向性繊維シート
１１ 補強繊維フィラメント
１２ 熱可塑性樹脂
２１４、３１４ 補助糸

Claims (16)

  1. ベルト周方向に直交する断面がＶ字状で、ベルト幅方向の両側に摩擦伝動面を有する伝動用Ｖベルトであって、
    ゴム組成物からなるゴム層と、
    前記ゴム層にベルト周方向に沿って埋設された心線と、
    前記ゴム層に埋設された少なくとも１つの補強層と、を備え、
    前記補強層は、ベルト幅と同じ長さを有する多数の補強繊維フィラメントを含み、ベルト幅方向に交差する繊維を含まないか、または、含む場合、ベルト幅方向に交差する繊維の単位面積当たりの重量が前記補強繊維フィラメントの３０％以下であり、
    前記補強層は、前記補強繊維フィラメントが、無撚の状態で、ベルト幅方向に配向しつつシート状に広げられて結合された構造を有し、
    前記補強層の厚みが、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍであり、
    前記ゴム層における、前記心線及び前記補強層のいずれも埋設されていない非埋設部分には、前記補強層に含まれる前記補強繊維フィラメントであって、前記ベルト幅以上の長さを有する前記補強繊維フィラメントは、含まれていない、伝動用Ｖベルト。
  2. 請求項１に記載の伝動用Ｖベルトにおいて、
    前記補強繊維フィラメントの引張弾性率が２００〜６００ＧＰａである。
  3. 請求項１または２に記載の伝動用Ｖベルトにおいて、
    前記補強繊維フィラメントの熱伝導率が５．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。
  4. 請求項１〜３のいずれかに記載の伝動用Ｖベルトにおいて、
    前記補強繊維フィラメントが炭素繊維である。
  5. 請求項１〜４のいずれかに記載の伝動用Ｖベルトにおいて、
    前記ゴム層における前記心線の両側にそれぞれ、前記補強層が１つずつ埋設されている。
  6. 請求項１〜５のいずれかに記載の伝動用Ｖベルトにおいて、
    前記ゴム層は、
    前記心線の少なくとも一部が埋設される接着ゴム層と、
    前記接着ゴム層と異なるゴム組成物で構成され、前記接着ゴム層のベルト内周側に設けられる圧縮ゴム層と、
    前記接着ゴム層と異なるゴム組成物で構成され、前記接着ゴム層のベルト外周側に設けられる伸張ゴム層とを有し、
    前記補強層は、前記接着ゴム層と前記圧縮ゴム層との間、および、前記接着ゴム層と前記伸張ゴム層との間の少なくとも一方に埋設されている。
  7. 請求項１〜５のいずれかに記載の伝動用Ｖベルトにおいて、
    前記ゴム層は、
    前記心線の少なくとも一部が埋設される接着ゴム層と、
    前記接着ゴム層と異なるゴム組成物で構成され、前記接着ゴム層のベルト内周側に設けられる圧縮ゴム層と、
    前記接着ゴム層と異なるゴム組成物で構成され、前記接着ゴム層のベルト外周側に設けられる伸張ゴム層とを有し、
    前記補強層は、前記圧縮ゴム層、および、前記伸張ゴム層の少なくとも一方に埋設されている。
  8. 請求項１〜５のいずれかに記載の伝動用Ｖベルトにおいて、
    前記ゴム層は、
    圧縮ゴム層と、
    前記圧縮ゴム層と異なるゴム組成物で構成され、前記圧縮ゴム層のベルト外周側に設けられる伸張ゴム層とを有し、
    前記心線は、前記圧縮ゴム層と前記伸張ゴム層との間、前記圧縮ゴム層、または、前記伸張ゴム層に埋設されており、
    前記補強層は、前記圧縮ゴム層、前記伸張ゴム層、および、前記圧縮ゴム層と前記伸張ゴム層との間の少なくともいずれかに埋設されている。
  9. 請求項６〜８のいずれかに記載の伝動用Ｖベルトにおいて、
    前記圧縮ゴム層に前記心線が埋設されておらず、前記圧縮ゴム層は短繊維を含んでおり、前記圧縮ゴム層の前記短繊維の配合量がゴム成分１００質量部に対して０．１〜１０質量部である。
  10. 請求項６又は７に記載の伝動用Ｖベルトにおいて、
    前記補強層が、前記圧縮ゴム層に埋設されるか、前記圧縮ゴム層に接しており、
    前記圧縮ゴム層がクロロプレンゴムを含み、
    前記補強層が前記接着ゴム層に接する場合に、前記接着ゴム層がクロロプレンゴムを含む。
  11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の伝動用Ｖベルトにおいて、
    前記補強層が、１枚または積層された複数枚の一方向性繊維シートからなり、
    前記一方向性繊維シートは、熱硬化性樹脂によって前記補強繊維フィラメント同士が結合された構造である。
  12. 請求項１〜１０のいずれかに記載の伝動用Ｖベルトにおいて、
    前記補強層が、１枚または積層された複数枚の一方向性繊維シートからなり、
    前記一方向性繊維シートは、ベルト幅方向に交差し且つ単位面積当たりの重量が前記補強繊維フィラメントの３０％以下の補助糸によって、前記補強繊維フィラメント同士が結合された構造である。
  13. 請求項１１に記載の伝動用Ｖベルトにおいて、
    前記一方向性繊維シートの前記熱硬化性樹脂を含む目付量が５０〜４００ｇ／ｍ2である。
  14. 請求項１に記載の伝動用Ｖベルトを製造する方法であって、
    前記補強繊維フィラメント同士が結合された構造を有する１枚または積層された複数枚の一方向性繊維シートを、１つの前記補強層として、前記ゴム層の一部を形成する第１未加硫ゴム層に積層した後、その上から前記ゴム層の他の部分を形成する第２未加硫ゴム層を積層する積層工程と、
    前記第１未加硫ゴム層および前記第２未加硫ゴム層を加硫して前記ゴム層を形成する加硫工程とを含む、伝動用Ｖベルトの製造方法。
  15. 請求項１４に記載の伝動用Ｖベルトの製造方法において、
    前記積層工程の前に、ＲＦＬ処理、ゴム糊処理および樹脂含浸処理の少なくとも１つの処理により、前記一方向性繊維シートに接着成分を付着させる。
  16. 請求項１〜１３のいずれかに記載の伝動用Ｖベルトにおいて、
    前記ゴム層における前記非埋設部分の厚みが、前記補強層の厚みよりも大きい。
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