JPH0483939A - 高負荷伝動ベルト用ブロックの製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は無段変速装置、特にヘルドを使用したクラッチ
機構を有する無段変速装置に適用して好適な高負荷伝動
ベルト用ブロック及びその製造方法に関するものである
。

（従来の技術） 従来、無段変速装置に用いられるヘルドとしては抗張体
をゴム状弾性体内に並列状に埋設したセンターベルトの
長平方向に沿って直角方向所定ピッチで補強材を埋設し
た熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂からなるブロックを固定
したものが一般に知られている。

ところが、近年、無段変速装置として入力軸と出力軸に
夫々固定プーリ片と可動プーリ片を設けてプーリ幅をス
プリング力や遠心推力などで変化させ変速するような無
段変速装置ではプーリ溝底にベアリング構造などを有す
る空転体を設け、プーリ幅を十分に拡げることによりベ
ルトを空転体上に落とし込み、ベルトが伝動しない状態
にし、再びプーリ幅を狭くすることによって伝動を再開
するようなベルトクラッチ機構をもつ無段変速装置が開
発され、使用されるに及び、前記樹脂からなるフロック
をもつベルトで上記ベルトクラッチ機構を使用すると、
ブロックの弾性が少ないためにプーリの開閉に伴ってク
ラッチがオン、オフされる毎にブロックに大きな衝撃が
加わり、激しいスリップ音や衝撃音が発生し、加えてベ
ルトやプーリの摩耗、損傷が生じることがあり、ヘルド
の短寿命化の原因や騒音の原因となっていた。

そこで、上記の問題を解消するため、前記樹脂からなる
ブロックに改良を加えることが検討され、樹脂にエラス
トマーを添加することが特開昭６３−３４３４２号、特
開昭６３−２４１０６０号などにより提案された。

即ち、特開昭６３−３４３４２号は上記ベルトのブロッ
ク構成として、ブロックの少なくともプーリと接触する
部分をフェノール樹脂１００重量部とゴム成分３〜７０
重量部からなるマトリックス１００重量部に対し６ｇ／
デニール以上の引張強度を有し、かつ１２ｇ以上の強力
を有する繊維質基材１０〜１２５重量部を含有させたフ
ェノール系樹脂成形材料で構成したものであり、また、
特開昭６３−２４１０６０号は上記のフェノール系樹脂
成形材料に更に摩擦調節剤１〜７０重量部配合せしめた
ものである。

（発明が解決しようとする課Ｂ） しかしながら、上記提案された各フェノール系樹脂成形
材料はそれぞれ衝撃強度９曲げ強度にバランスした値を
与えるとしても、何れもポリマーをブレンドしたもので
あり、配合物内ではそれぞれ樹脂とゴムが海鳥状に分離
してしまい、その間の接着力に強固なものが望めないと
ころがあって、ベルト寿命の面で問題を有していた。

本発明はかかる問題に対処し、その解決を図るもので樹
脂とエラストマーを配合後に夫々重合架橋させることに
より樹脂とエラストマーの高分子鎖がからみあった状態
として高分子鎖が切れない限り分離することを阻み、接
着力を強固ならしめ、強度のあるブロックを構成するこ
とを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 即ち、上記目的に適合するための本発明の特徴は前記ベ
ルトに固定されるブロック構成において、補強材をその
端部がベルト側面に存在するようにマトリックス中に配
合埋設する一方、該マトリックスを少な（とも未架橋の
エラストマーと合成樹脂の素材となるモノマーまたはプ
レポリマーを原料とし、上記エラストマーを架橋させる
と共に上記モノマーまたはプレポリマーを重合させて形
成してなり、かつ上記モノマーまたはプレポリマーの重
合により得られた合成樹脂がエラストマー１００重合部
に対し２５〜２４０重量部の範囲で混在された構成にあ
る。

また、請求項３記戦の発明は上記ブロックの製造方法に
関し、少なくとも未架橋のエラストマー１００重量部に
対して合成樹脂の素材となるモノマー又はプレポリマー
を２５〜２４０重量部の範囲で配合、混練したものをマ
トリックスとし、補強材に上記マトリックスを介在させ
、加熱加圧して前記マトリックス中のエラストマーを架
橋、モノマー又はプレポリマーを重合すると同時にブロ
ック形に成形することを特徴とする特 これは分脱すれば樹脂、補強材によるプロ・７りに衝撃
を緩和するためにエラストマーを添加するが、ブロック
の剛性が低下するため補強材を用いる。

そして、樹脂成分とゴム成分を混合する際、樹脂成分は
七ツマー段階又はプレポリマー段階で混合し、これを溶
剤などで希釈して補強材に含浸させ、溶剤を除去した後
、金型内で樹脂成分を重合させ、かつエラストマー成分
を架橋させることである。

かくして樹脂、エラストマー、補強材からなる複合材料
は互いに分離を起こすことなく衝撃を緩和し、かつ剛性
を有する前述のブロックを形成する。

なお、補強材としては繊維材料が一般的であり、マトリ
ックス１００重量部に対し好ましくは６０〜１２０重量
部の範囲で用いられる。

（作用） 上記本発明によればブロックを構成するマトリックスに
エラストマーと樹脂の混合物を使用しているのでブロッ
クは従来の樹脂単独に比し弾性を有し、従ってヘルドが
プーリ等に接触した時の衝撃が緩らげられる。またこの
マトリックスは未架橋のエラストマーと合成樹脂のモノ
マー又はプレポリマーを配合し、混練してからエラスト
マーとモノマー又はプレポリマーをそれぞれ架橋、重合
させたことにより、得られたマトリ・７クスはエラスト
マーと合成樹脂の高分子鎖がお互いに入り込んでからみ
合った状態を呈し、エラストマーと合成樹脂が分離する
ことなく、充分な強度のあるブロックを得る。

（実施例） 以下、更に添付図面に従って本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係る高負荷伝動ベルトの１例を示し、
図において、同伝動ベルト（１）は上下両面にコグ（２
ａ）　、　（２ｂ）を有するセンターベルト（２）の長
手方向に沿って所定のピッチでブロック（３）を該コグ
（２ａ）　、　（２ｂ）に嵌合して固定した構成となっ
ている。

ここで、上記センターベルト（２）はＮＲ（天然ゴム）
、ＳＢＲ（スチレン・ブタジェンゴム）、ＣＲ（クロロ
プレンゴム）、ＮＢＲにトリルゴム）、ＨＮＢＲ，Ｉ　
ＩＲ（ブチルゴム）、クロロスルフォン化ポリエチレン
などの単一材又はこれらを適宜ブレンドしたゴムあるい
はポリウレタンゴムなどのエラストマーよりなり、通常
、上面にポリアミド繊維や芳香族ポリアミド繊維からな
る帆布や経緯線糸よりなるバイアス帆布もしくは広角度
帆布が１〜複数層、例えば１〜３層積層貼着され、又、
前記エラストマー内にはポリエステル。

脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、あるいはガラス
繊維又はワイヤー撚線のような高強力低伸度の心線（７
）がスパイラルに並列状に埋設されていると共に、更に
その下部には前記上部帆布と同材質もしくはウーり加工
した捲縮ナイロン経糸と通常のナイロン緯糸で織成した
伸縮性帆布が耐層されている。一方、このセンターベル
ト（２）に対してその長手方向に沿って定ピツチで配設
されるブロック（３）はブロック（３）とセンターヘル
ド（２）に貫通孔を設け、リベット等の止着材（４）で
固定している。

ブロック（３）はエラストマーと樹脂が分子し、ルでか
らみあった混合物であり、未架橋のエラストマーと合成
樹脂のモノマー又はプレポリマーと重合開始剤、架橋剤
及び充填材を均一に混ぜた後にエラストマーを架橋１合
成樹脂のモノマーを重合して得られるものをマトリック
ス（６）とし補強材（５）を成形してブロックとしたも
のである。

マトリックス（６）のエラストマーとして用いられるの
は前記ベルトと同じ＜ＮＲ，ＩＲ，ＳＢＲ。

ＮＢＲ，ＢＲ，ＣＲ，ＥＰＤＭ、Ｃ３Ｍ、ＥＣＯ。

ＣＰＥ等の単独物またはそれらのブレンド物が挙げられ
、一方、合成樹脂のモノマー又はプレポリマーとして用
いられるのは、スチレン、メチルメタアクリレート、ニ
レチングリコール・ジメタアクリレート、トリエチレン
グリコールジメタアクリレート、ポリエチレングリコー
ルジメタアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタ
アクリレート、ジプロピレングリコールジメタアクリレ
ート、トリメチロールプロパン・トリメタアクリレ−ト
、エリスリトールテトラメタアクリレート、エステル系
ウレタンプレポリマー、エーテル系ウレタンプレポリマ
ー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステ
ル等単独物又はそれらのブレンド物が挙げられる。

また補強材（５）としてはカーボンセンイ単独かカーボ
ンセンイと綿、ポリエステル、ポリアミド、芳香族ポリ
アミドなどとの混繊物や混紡またはそれらのフィラメン
トを収束したものが用いられる。

なお、ブロック（３）中の補強材（５）は織物の場合、
第３図に示すように渦巻状にしたりまたは積層した状態
で配置され、フィラメントの場合には第４図のようにベ
ルト長さ方向に対して横方向に配置される。そして、こ
れらはいずれにしても繊維の端部がベルト側面に現れる
ように配置することが好ましい。

次に前述のブロック（３）を構成する配合組成であるが
、マトリックス（５）中のエラストマーと樹脂について
はエラストマー１００重量部に対して樹脂が２５〜２４
０重量部の割合で配合される。もし２５重量部未満にな
るとブロックとしては弾性がありすぎて、剛性が少なく
ブロックの座屈につながり実用的でない。

また２４０重量部を越えると弾性力が少なくプーリから
の衝撃を吸収することができず損傷したり騒音を発生し
たりする。

勿論、上記マトリックス（６）には他にも充填材などが
適宜混入されるが、充填材としては一般のゴム用配合剤
が用いられる。

またマトリックス（６）と補強材（５）との割合はマト
リックス１００重量部に対して補強材が６０〜１２０重
量部の範囲であることが好ましく、６０重量部未満であ
るとブロックの剛性が低く、座屈して実用的でなく、１
２０重量部を越えると繊維のフィラメント又は織物が充
分に固められずに使用中にフィラメント又は織物がばら
けてしまう不具合が生じることがあるので好ましくない
。

以下、更に上記ブロック（３）の製造について説明する
。

まず、先述のＮＲ，ＩＲ，ＳＢＲ，ＮＢＲ等のエラスト
マーの未加硫物１００重量部に対してスチレンやジメタ
クリル酸エチレングリコール、トリメチロールプロパン
トリメタアクリレート等のモノマーを２５〜２４０重量
部と重合開始剤を０．１〜１０重量部、架橋剤を０．１
〜ＩＯ重量部、充填材と５〜８０重量部を配合し、混練
した後にトルエン等の溶剤に分散させる。ここで、重合
開始剤と架橋剤は両方に共通に使用できるパーオキサイ
ド等を一種類だけ加えてもよい。そして溶剤に分散させ
た前記混合物を補強材に含浸させ、乾燥させる操作を繰
り返して、重量比でマトリックスが１００に対し補強材
が７０〜１２０の割合になるようにし、金型を使って加
熱、加圧し、重合、架橋すると共に圧縮成形するか又は
引き抜き工法によって成形する。

なお、マトリックスには配合時に前記の配合に加えて合
成樹脂のポリマーを若干配合してもよいが、その配合量
は合成樹脂のモノマーとあわせた樹脂分がエラストマー
の１００重量部に対して２４０重量部を越えないように
する。２４０重量部を越えると弾性力が少なくなりブー
りからの衝撃を吸収することができず、損傷したり騒音
を発生したりする。

さらに、配合に際し、必要に応じて架橋のための促進剤
等の助剤を配合しても差し支えない。

次に前記本発明の具体的な実験例を挙げる。

実験例１ エラストマーとしてＣＲ（ＤＣＲ３４：電気化学社製）
を１００重量部に対し加硫剤としてＭｇＯ（協和化学工
業社製）を４重量部、充填材としてカーボンブランク（
ジースト１１６：東海電極社製）を５０重量部、モノマ
ーとしてトリメチロールプロパントリメタアクリレート
（ハイクロスＭ：精工化学社製）を５０重量部、重合開
始剤及び架橋剤としてパーオキサイド（バークミルＤ−
４０日本油脂社製）を１０重量部配合しマトリックスと
して使用する。配合物は混練した後トルエンに分散させ
てのり状とし、ポリエステルとカーボン繊維の混紡織布
に含浸、乾燥の工程を繰り返し行い重量比でマトリック
ス１００に対して織物が７０となるようにし、圧縮成形
を行って本発明例に係るブロックを作成した。

このブロックを使用してベルトを作成し、ベルトクラッ
チのついた排気量が４８０ｃｃのスノーモビルに取りつ
け砂上で試験を行ったところ後記第１表に示す結果を得
た。

試験はスノーモビルを砂上で発進と停止を幾度も繰り返
すもので、それぞれのベルトにおいて発進時ベルトがプ
ーリに挟持される時の異音及び加速時のスリップ音を耳
で聞きとれる範囲で測定し、プーリ摩耗は見た怒しで判
断しベルト摩耗はノギスによって測定した。スノーモビ
ルはヤマハ発動機−社製のスノーモビルＰＺ４８０ＥＤ
を使用し、前記のベルトを掛架した。

一方、比較例として、エポキシ樹脂をポリエステルとカ
ーボン繊維の混紡織布前記本発明実験例と同様に含浸、
乾燥を繰り返し、重量比でエポキシ樹脂１００に対して
混紡織布が７０にしたもの（比較例１）と、フェノール
樹脂１００に対してポリエステルとカーボン繊維の混紡
織布が７０になるよう含浸、乾燥を繰り返したもの（比
較例２）を夫々圧縮成形によってブロックにし、そのブ
ロックを用いてベルトを作成して前記と同様、４８０ｃ
ｃのスノーモビルに取りつけ砂上で走行試験を行った。

測定条件も前記実験例と同しである。

その結果を第１表に合わせて示す。

第　　　　１　　　　表 上記第１表かられかるように樹脂とゴムを配合したブロ
ックを使用した本発明例のベルトは樹脂のみのブロック
を使用した比較例ベルトに比し、騒音が少なく、しかも
ベルトの摩耗も少ない。ゴムを配合し、樹脂のみの場合
よりもゴム状の弾性体が付与されていることが分かる。

つぎに一定回転で走行した時の騒音レベルを実験例１の
本発明に係るブロックを用いたヘルドと比較例１のベル
トで比較してみた。駆動装置としては第５図に示すよう
な駆動側プーリα０）の径が７０鶴φ、従動側プーリα
υの径が１１６鶴φ、軸荷重が１００　ｋｇｆ　、駆動
トルクが３ｋｇｍの無段変速装置にベルト（２）を掛架
して走行させ、それぞれの回転数での騒音レベルを測定
した。その結果を第２表に示す。

第　　　　２　　　　表 以上のように一定回転での走行時の騒音レベルは比較例
１の方が高く本発明ブロックを使用した実験例では騒音
が抑えられていることがわかる。

（実験例２〜７） 樹脂としてＡＢＳ　（アクリロニトリルブタジェンスチ
レン三元上ツマ−）樹脂、樹脂上ツマ−としてジメタア
クリル酸エチレングリコール、エラストマーとしてはＳ
ＢＲ（スチレンブタジェンゴム）を使って樹脂と、エラ
ストマーの配合比率をかえて配合してまた他の添加剤と
ともに混練し、その後トルエンに分散させてのり状とし
、ポリエステルとカーボン繊維の混紡織布に含浸と乾燥
の操作を繰り返し重量比でマトリックス１００に対して
混紡織布とが１００になるようにし、圧縮成形を行って
ブロックにしそのブロックでベルトを作成し、４８０　
ｃｃのスノーモビルに装着し砂上を１０分間走行しブロ
ックの状況を調べた。

各実験例２〜７までの配合量とそれぞれのヘルドにおけ
る走行後のブロックの状況を第３表に示す。

以下余白 第３表に示す結果より樹脂はエラストマー１００重量部
に対して２５〜２４０重量部の範囲内であることが好ま
しいことがわかる。

（実験例８〜１０） また次に下記第４表に示す各配合により前記実験例に準
じて夫々ブロックにしこのブロックによりベルトを試作
した。このうち実験例８，１０は本発明方法によるもの
、実験例９はエラストマーと樹脂とのポリマー混合によ
るものである。

そして、得られた各ベルトについて前記例と同様、スノ
ーモービルで１０分間走行し各ブロックの状況を調べた
。

その結果は第４表に併記する通りであった。

以下余白 第 表 上表より分かるようにポリマー混合によるベルトのブロ
ックは無数のクランクによる割れが生じたが本発明方法
により作成されたブロックには何ら異常は認められなか
った。

（発明の効果） 本発明は以上のようにセンターベルトに樹脂系のブロッ
クを所定ピッチで固定した高負荷伝動ベルトのブロック
にエラストマーと樹脂の混合物を使用することによって
樹脂のみでつくられた場合と比べて適度な弾性を有しプ
ーリに巻掛けて走行させても衝撃を吸収することができ
るのでブロックの損傷が防止できまた騒音を低減するこ
とができる。また通常はゴム系と樹脂は相溶性が悪く、
混合しても充分な強度が得られないが本発明では未架橋
のエラストマーと合成樹脂のモノマー又はプレポリマー
を混合し、後で架橋、重合するためそれぞれが分子鎖レ
ベルでからみあったものとなり、均一に混ざり合いしか
も前述のような割合で混ぜることにより所要の弾性が得
られると共に、ブロックとして使用するには充分な強度
が得られる。特にベルトクラッチ機構を有する駆動を有
する駆動装置に使用した場合は、発進時、停止時におけ
るスリップ音や衝撃音等の騒音を低減することができる
とともにプーリを摩耗させることもなく、またベルトと
しての強度にも優れたブロックを得ることができる効果
を有する。

また請求項３記載の発明は上記ベルトにおける製造方法
として工業的に有利であり、請求項２又は４記戦の発明
は上記の諸効果を達成する上に有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るブロックを用いた高負荷伝動ベル
トの構成例を示す要部斜視図、第２図は第１図における
Ａ−Ａ断面図、第３図は高負荷伝動ベルトの要部側面図
、第４図は別の実施例に係る高負荷伝動ベルトの要部側
面図であり、第５図は騒音試験のプーリ配置を示す概要
図である。 （１）・・・高負荷伝動ベルト、 （２ン・・・センターベルト、 （３）・・・ブロック、 （４）・・・締着材、 （５）・・・補強材、 （６）・・・マトリックス。 特許出願人　　　三ツ星ベルト株式会社代理人　弁理士
　　宮　　本　　泰

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、低伸度高強力の心線をエラストマー内に並列状に埋
   設したセンターベルトの長手方向に沿って直角方向所定
   ピッチでブロックを固定してなる高負荷伝動ベルトに用
   いられる上記ブロックであって、補強材がその端部をベ
   ルト側面に存在させてマトリックス中に配向埋設されて
   なり、前記マトリックスは少なくとも未架橋のエラスト
   マーおよび合成樹脂の素材となるモノマーまたはプレポ
   リマーを原料とし、上記エラストマーを架橋させると共
   に上記モノマーまたはプレポリマーを重合させることに
   よって形成され、かつ上記モノマーまたはプレポリマー
   が重合することにより得られた合成樹脂がエラストマー
   １００重量部に対し２５〜２４０重量部の範囲で混在し
   ていることを特徴とする高負荷伝動ベルト用ブロック。 ２、補強材がマトリックス１００重量部に対し６０〜１
   ２０重量部の範囲である請求項１記載の高負荷伝動ベル
   ト用ブロック。 ３、低伸度高強力の心線をエラストマー内に並列状に埋
   設したセンターベルトの長手方向に沿って直角方向所定
   ピッチでブロックを固定してなる高負荷伝動ベルトに用
   いられる上記ブロックの製造において少なくとも未架橋
   のエラストマー１００重量部に対して合成樹脂の素材と
   なるモノマー又はプレポリマーを２５〜２４０重量部の
   範囲で配合、混練してマトリックスとし、該マトリック
   スを補強材に介在させた後、金型内で加熱、加圧して前
   記マトリックス中のエラストマーを架橋かつモノマー又
   はプレポリマーを重合すると同時にブロック形に成形す
   ることを特徴とする高負荷伝動ベルト用ブロックの製造
   方法。 ４、マトリックス１００重量部に対して補強材が６０〜
   １２０重量部の範囲である請求項４記載の高負荷伝動ベ
   ルト用ブロックの製造方法。