JPH03133814A - 耐熱性ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 意粟上段科朋分立 本発明は、耐熱性ベルトに関し、特に、高温環境下にお
いて耐久性にすぐれる伝動ベルト及びコンベヤベルトに
関する。

従来勿皮携 例えば、伝動ベルトをはじめとする自動車用ゴム部材は
、近年、エンジンルームのコンパクト化やメンテナンス
フリーの要求の高まりに伴って、非常に高温の雰囲気下
にて用いられる傾向にあり、そのために、かかる高温下
においても、高い動的耐熱性を有して、高寿命を有する
と共に、自動車の高級指向を背景として、ベルトの走行
時、静寂性も要求されるに至っている。

従来、■ベルトやポリリプドベルトのような伝動ベルト
の構成ゴム部材には、主として、天然ゴム、スチレン−
ブタジェンゴム、クロロプレンゴム等が用いられている
が、これらのゴムからなる伝動ベルトは、高温の環境条
件下では、熱や酸素による劣化が速く、例えば、底ゴム
層に早期にクラックを発生し、耐久性に乏しい。そこで
、従来、かかる問題を解決するために、主として、クロ
ロプレンゴムについて、その耐熱性を改善する試みが多
くなされているが、自ずから限界がある。

一般に、耐熱性にすぐれるゴムとして、従来、フッ素ゴ
ム、シリコーンゴム、アクリルゴム、エビクロロヒドリ
ンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、高飽和ニ
トリルゴム等が知られているが、しかし、これらは、動
的疲労性、耐摩耗性等の物性がベルトの構成部材として
用いるには、十分でない上に、コスト面からも、ベルト
への適用が困難である。

エチレン−プロピレンゴムやエチレン−プロピレン−ジ
エンゴムも、耐熱性にすぐれるゴムとして知られており
、これらは、動的疲労性や耐摩耗性、コスト面では、ク
ロロプレンゴムゴムとほぼ同等であるが、耐油性が劣る
ので、自動車用ゴム部材、特に、伝動ベルトには適用す
ることは困難である。更に、これらのゴムは、伝動ベル
トのゴム部材に用いた場合、クロロプレンゴムゴムを用
いた場合に比べて、高周波領域における振動が激しく、
また、比重が小さいことから、ベルトの固有振動数が高
いために、高周波領域にてベルトの振動に共振し、その
結果、非常に大きい騒音を発生する。

このようなベルト走行時の振動や騒音の発生については
、次のようなことが知られている。例えば、■ベルトは
、駆動プーリーのカを従動プーリーに伝えるために、ベ
ルトの断面が７字状とされており、また、Ｖリブドベル
トは、同様に、ベルトの底ゴム部が複数の７字状に形成
されている。

そして、ベルトの走行時、ベルトがプーリーに対して沈
み込む又は食い込む力を利用し、プーリーとの摩擦力に
よって、ベルトは力を伝達する。しかし、ベルトの走行
時、このように、ベルトがプーリーから受ける摩擦力は
、ベルトの厚み、ベルトの角度のばらつき、プーリー表
面やベルト表面の表面粗さ、プーリーの角速度の変動等
によって大幅に変動し、これに伴って、ベルトとプーリ
ーとの間の摩擦力が変動するので、ベルトが振動し、そ
のために、ベルトが騒音を発生する。

日が７・′シようと　る量 本発明は、上記したような従来の耐熱性ベルトにおける
問題を解決するためになされたものであって、耐熱性及
び耐油性にすぐれる伝動ベルト及びコンベヤベルトを提
供することを目的とし、特に、本発明は、高温環境下に
おいて耐久性を有すると共に、耐油性を有し、しかも、
騒音の発生が抑制された伝動ベルト、特に、自動車用伝
動ベルトに好適な耐熱性ベルトを提供することを目的と
する。

１　を”°するための 本発明による耐熱性ベルトは、ベルトを構成するゴム部
材が主として塩素含有量５〜５０重量％の塩素化エチレ
ン−プロピレンゴム、エチレン−イソブチレンゴム及び
エチレン−プロピレン−ジエンゴムよりなる群から選ば
れる少なくとも１種の塩素化ゴムの加硫ゴムからなるこ
とを特徴とする。

本発明者らによれば、高温環境下における伝動ベルトの
耐久性の低下は、ベルトにおける構成ゴム部材のゴム分
子の有する不飽和結合が酸化されて、主鎖が切断される
ことに起因することを見出し、一方、高周波領域の騒音
の発生は、ベルトの固有振動数が比較的高周波領域にあ
って、ベルトが走行時、ベルトを構成するゴム部材がベ
ルトとプーリーとの間で発生する振動に共振を起こすと
共に、ゴムの高周波領域での力学減衰が小さいために、
振動エネルギーの吸収量が小さいことが原因であること
を見出した。

そこで、本発明によれば、ベルトの構成ゴム部材として
、分子中に不飽和結合を全くもたないか、或いは実質的
にもたない塩素化エチレン−プロピレンゴム、エチレン
−イソブチレンゴム又はエチレン−プロピレン−ジエン
ゴムを用いることによって、ベルトの耐熱性を著しく向
上させて、高温環境下での使用における長寿命化を達成
すると共に、上記塩素化ゴムにおける塩素含有量を５〜
５０重量％の範囲として、いずれも、高比重を有せしめ
て、高周波領域での力学減衰を大きくすることによって
、ベルト走行時の高周波領域での騒音発生を抑制し、更
に、耐油性をも改善することができる。

即ち、本発明は、何ら理論によって制約を受けるもので
はないが、ベルトにおける構成ゴム部材を高比重とし、
ベルトの固有振動数を低くすることによって、高周波領
域でのベルトの共振を防止し、また、高周波領域での力
学減衰を大きくすることによって、ベルトの振動を吸収
させ、かくして、これらの相乗効果によって、本発明の
ベルトによれば、高温環境下での使用における耐久性が
高く、騒音の発生が抑制され、更に、耐油性も改善され
るのであろう。

本発明においては、ベルトを構成するゴム部材は、塩素
含有量５〜５０重量％の塩素化エチレン−プロピレンゴ
ム、エチレン−イソブチレンゴム及びエチレン−プロピ
レン−ジエンゴムよりなる群から選ばれる少なくとも１
種の塩素化ゴムの加硫ゴムを７０重量％以上含有するこ
とが好ましい。

上記塩素化ゴムにおける塩素含有量が５重量％よりも少
ないときは、得られるベルトが振動エネルギーの吸収と
耐油性において十分でなく、５０重量％を越えるときは
、ゴムの耐油性が劣化し、ベルトが使用条件において著
しく制限されるので好ましくない。また、ベルトを構成
するゴム部材のうち、上記塩素化ゴムが７０重量％以上
を占めないときは、目的とする耐熱性、耐油性、ベルト
走行時の静寂性等を十分に得ることができない。

特に、本発明による好ましい伝動ベルトは、抗張体が埋
設された接着ゴム層に隣接して、底ゴム層を有する伝動
ベルトにおいて、上記塩素化ゴムの加硫物にて上記底ゴ
ム層の７０％以上が構成されてなる伝動ベルトである。

以下に実施例を示す図面に基づいて、本発明による伝動
ベルトを説明する。

第１図は、伝動ベルトの１種であるＶリブドベルトの横
断面図を示し、ベルト表面層は、単層又は複数層のゴム
コート帆布１にて形成されており、これに隣接して、例
えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、炭素繊維、
ガラス繊維、スチール等からなるコードのように低伸度
の抗張体２が埋設された接着ゴム層３が積層され、更に
、これに隣接して、リブ４を備えた底ゴム層５が積層さ
れている。多くの場合、底ゴム層５には、その耐側圧性
を高めるために、ベルトの幅方向に短繊維６が配向して
分散せしめられる。

第２図は、一般の■ベルトの横断面図を示し、ベルト表
面層は、上記と同様に、単層又は複数層のゴムコート帆
布１にて形成されており、必要に応じて、上ゴム層７が
積層され、これに隣接して、上記と同様の抗張体２が埋
設された接着ゴムＮ３が積層され、更に、これに隣接し
て、底ゴム層５が積層されている。多くの場合、底ゴム
層５には、その耐側圧性を高めるために、ベルトの幅方
向に短繊維６が配向して分散せしめられる。底ゴム層は
、通常、単層又は複数層のゴムコート帆布１にて被覆さ
れている。

第３図は、歯付き伝動ベルトの一例を示す長平方向の断
面図であって、ゴム層８は、その内部に抗張体２が埋設
されると共に、その下面には、ベルトの幅方向に延びる
歯９が連続して形成されている。歯面ば、通常、ゴムコ
ート帆布１にて被覆されている。更に、第４図は、平ベ
ルトの一例を示す横断面図であって、ゴム層８は、その
内部に抗張体２が埋設されると共に、その上下面は、ゴ
ムコート帆布ｌにて被覆されている。尚、ベルトによっ
ては、必要に応じて、ベルトの側面も、ゴムコート帆布
にて被覆されていてもよい。

本発明によれば、前記した塩素化ゴムの加硫ゴムにて、
特に、伝動ベルトにおける底ゴム層を形成することによ
って、ベルトの走行時の動的耐熱性を著しく高めること
ができ、かくして、高温雰囲気下での使用においても、
高寿命を有する伝動ベルトを得ることができる。

しかしながら、本発明においては、上述したように、抗
張体が埋設された接着ゴム層に隣接して、底ゴム層を有
する■ベルトやＶリプドベルトにおいて、ベルトの構成
ゴム部材とは、上記底ゴム層のみならず、上記接着ゴム
層や、また、ベルトの表面及び／又は裏面を被覆する帆
布のコートゴムも、本発明におけるベルトの構成ゴム部
材である。

更に、本発明においては、ベルトの構成ゴム部材は、上
記に限定されるものではなく、例えば、歯付き伝動ベル
トにおいて、抗張体が埋設されたゴム層、ベルトの歯を
被覆する帆布のコートゴム、平ベルトにおいて、抗張体
が埋設されたゴム層、ベルトの表面及び／又は裏面を被
覆する帆布のコートゴム等も、ベルトの構成ゴム部材と
して含まれる。

本発明において用いる塩素化ゴム組成物は、通常、エチ
レン−プロピレンゴム、エチレン−イソブチレンゴム、
エチレン−プロピレン−ジエンゴムや塩素化ゴムの組成
物に含まれる加硫剤や加硫促進剤、加硫助剤、補強剤、
充填剤、軟化剤、可塑剤、改質剤、加工助剤、老化防止
剤、着色剤、滑剤、その他の適宜の配合剤を含有してい
てよいのは勿論である。

このような配合剤は、特に、限定されるものではないが
、例えば、加硫剤としてジクミルパーオキサイド、加硫
助剤としてトリアリルイソシアヌレート、補強剤として
カーボンブラック、シリカ、無機有機の種々の短繊維や
長繊維等、充填剤として軽質炭酸カルシウム、重質炭酸
カルシウム等、軟化剤としてアロマ系、ナフテン系、パ
ラフィン系等のオイル、可塑剤としてジオクチルフタレ
ート、ジオクチルアジペート等、着色剤として弁柄、コ
バルトブルー等、滑剤としてステアリン酸等を挙げるこ
とができる。

かかるゴム組成物を用いて、伝動ベルトやコンベヤベル
トを製造するには、従来より知られている通常の方法に
よることができる。

例えば、■ベルトの場合であれば、用いるゴムに所要の
配合物を加え、バンバリーミキサ−にて混練した後、カ
レンダーロールにて圧延し、短繊維を均一に配向させ、
次いで、得られたゴムシートを金型幅に裁断し、短繊維
の配向方向がベルトの幅方向となるように、必要に応じ
て、帆布や抗張体を積層し、これを加硫缶中にて加硫さ
せる。

この後、ベルトの形状に研磨し、所定の幅に裁断する。

発ｙ坏と１果 以上のように、本発明によれば、塩素含有量５〜５０重
量％の塩素化エチレン−プロピレンゴム、エチレン−イ
ソブチレンゴム及びエチレン−プロピレン−ジエンゴム
よりなる群から選ばれる少なくとも１種の塩素化ゴムの
加硫ゴムをベルトを構成するゴム部材として用いるので
、高温環境下での使用における耐久性にすぐれると共に
、騒音の発生が抑制され、更に、耐油性にもすぐれる。

去旙適 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。

実施例１ 第１表に示すゴム組成物をバンバリーミキサ−にて混練
した後、カレンダーロールにて圧延し、６／６ナイロン
からなる短繊維（径２ｄｅ、長さ３ｔｍ）をベルト幅方
向に配向させて、未加硫ゴムシートとした。このシート
を１５０℃で３０分間加硫して、加硫ゴムシートを得た
。この加硫ゴムシートの性質を第２表に示す。

また、上記未加硫ゴムを底ゴム層を含むゴム部材に用い
て、■リブドベルトを作製し、走行試験によって、その
動的特性を調べると共に、騒音発生試験を行なった。結
果を第２表に示す。

ベルトの　軌　′−１ ３リブ、長さ９７５龍のＶリプドベルトを径１２０１）
の駆動プーリー、径１２０ｍｍの従動プーリー及び径４
５龍のアイドラープーリーに巻き掛け、従動プーリー負
荷１２馬力、アイドラープーリーへのセットウェイト（
張力）　　８５　ｋｇｆ、駆動ブーリー回転数４９０Ｏ
ｒｐｍとして、８５℃の雰囲気下にベルトを走行させた
。ベルト寿命は、底ゴム層にクラックが発生するまでの
ベルト走行時間によって評価した。

ベルトの　寒　−拭 ３リフ゛、長さ９７５冨璽の■リフ゛ドベルトを径１４
０１）の駆動プーリーと径４５鰭の従動プーリーに巻き
掛け、従動プーリーへのセットウェイト（張力）　３０
　ｋｇｆ、駆動プーリー回転数２７　Ｏｒｐｍとして、
−２５℃の雰囲気下にベルトを走行させた。ベルト寿命
は、底ゴム層にクラックが発生するまでのベルト走行時
間によって評価した。

ベルトの　”　生” ４リブ、長さ８８５ｆｉの■リブドベルトを径１４０ｍ
のクランクプーリー、径１２０ｍのエアーコンプレッサ
ープーリー及び径７００のアイドラープーリーに巻き掛
け、エンジン回転数７００〜１）０００ｒｐ、エアーコ
ンプレッサー作動（負荷３馬力）下、３５℃の雰囲気下
にベルトを走行させた。騒音発生は、官能試験によった
。

実施例２ 第３表に示すゴム組成物を用いて、実施例１と同様にし
て、未加硫ゴムシートを得、このシートを１５０℃で３
０分間加硫して、加硫ゴムシートを得た。この加硫ゴム
シートの性質を第４表に示す。

また、上記未加硫ゴムを底ゴム層を含むゴム部材に用い
て、Ａ型９７５龍サイズの■ベルトを作製し、走行試験
によって、その動的特性を調べると共に、騒音発生試験
を行なった。結果を第４表に示す。

ベルトの　執　′−１ ■ベルトを径１２５鶴の駆動プーリー、径１２５鶴の従
動プーリー及び径？Ｏｎのアイドラープーリーに巻き掛
け、従動プーリー負荷１０馬力、アイドラープーリーへ
のセットウェイト　（張力）８５ｋｇｆ、駆動プーリー
回転数４９００ｒｐｍとして、８５℃の雰囲気下にベル
トを走行させた。ベルト寿命は、底ゴム層にクラックが
発生するまでのベルト走行時間によって評価した。

ベルトの　寒　Ｕ ■ベルトを径７０鰭の駆動プーリーと径７０ＭＭの従動
プーリーに巻き掛け、従動プーリーへのセットウェイト
（張力）　２５　ｋｇｆ、駆動プーリー回転数１８００
ｒｐｍとして、−２５℃の雰囲気下にベルトを走行させ
た。ベルト寿命は、底ゴム層にクラックが発生するまで
のベルト走行時間によって評価した。

ベルトの罵”　止置 実施例１と同じ条件によった。

実施例３ 第５表に示すゴム組成物をバンバリーミキサ−にて混練
した後、カレンダーロールにて圧延して、未加硫ゴムシ
ートとした。このシートを１５０℃で３０分間加硫して
、加硫ゴムシートを得た。この加硫ゴムシートの性質を
第６表に示す。

また、上記未加硫ゴムをゴム層を含むゴム部材に用いて
、ピッチ８１）、長さ８４０１）１の歯付き伝動ベルト
を作製し、走行試験によって、その動的特性を調べると
共に、騒音発生試験を行なった。

結果を第６表に示す。

ベルトの　軌　′−１ 歯付き伝動ベルトをピッチ８ｆｌ、歯数４２、回転数３
００Ｏｒｐｍの駆動プーリー、ピッチ８鶴、歯数２１、
負荷０の従動プーリー及び径６０１ｍのアイドラープー
リーに巻き掛け、１２０℃の雰囲気下にベルトを走行さ
せた。ベルト寿命は、ゴム層にクラックが発生するまで
のベルト走行時間によって評価した。

ベルトの　寒　′− 歯付き伝動ベルトをピッチ８ｆｉ、歯数２１、回転数２
０Ｏｒｐｍの駆動プーリー、ピッチ８ｆｉ、歯数４２、
セットウェイト４０ｋｇｆの従動プーリー及び径５２ｍ
のアイドラープーリーに巻き掛け、−３５℃の雰囲気下
にベルトを走行させた。ベルト寿命は、ゴム層にクラッ
クが発生するまでのベルト走行時間によって評価した。

ベルトの　”　生− 実施例１と同じ条件によった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｖリブドベルトの一例を示す横断面図、第２
図は、■ベルトの一例を示す横断面図、第３図は、歯付
き伝動ベルトの一例を示す横断面図、第４図は、平ベル
トの一例を示す横断面図である。 １・・・ゴムコート帆布、２・・・抗張体、３・・・接
着ゴム層、４・・・リブ、５・・・底ゴム層、６・・・
短繊維、７・・・上ゴム層、８・・・ゴム層、９・・・
歯。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ベルトを構成するゴム部材が主として塩素含有量
   ５〜５０重量％の塩素化エチレン−プロピレンゴム、エ
   チレン−イソブチレンゴム及びエチレン−プロピレン−
   ジエンゴムよりなる群から選ばれる少なくとも１種の塩
   素化ゴムの加硫ゴムからなることを特徴とする耐熱性ベ
   ルト。
2. （２）ベルトが伝動ベルト又はコンベヤベルトであるこ
   とを特徴とする請求項第１項記載の耐熱性ベルト。
3. （３）抗張体が埋設された接着ゴム層に隣接して、底ゴ
   ム層を有する伝動ベルトにおいて、底ゴム層が主として
   塩素含有量５〜５０重量％の塩素化エチレン−プロピレ
   ンゴム、エチレン−イソブチレンゴム及びエチレン−プ
   ロピレン−ジエンゴムよりなる群から選ばれる少なくと
   も１種の塩素化ゴムの加硫ゴムからなることを特徴とす
   る耐熱性伝動ベルト。（４）ゴム部材又は底ゴム層を構
   成するゴムのうち、塩素含有量５〜５０重量％の塩素化
   エチレン−プロピレンゴム、エチレン−イソブチレンゴ
   ム及びエチレン−プロピレン−ジエンゴムよりなる群か
   ら選ばれる少なくとも１種の塩素化ゴムの加硫ゴムが７
   ０重量％以上を占めることを特徴とする請求項第１項乃
   至第３項いずれかに記載のベルト。