JPH06280944A

JPH06280944A - 動力伝動用ベルト

Info

Publication number: JPH06280944A
Application number: JP9544193A
Authority: JP
Inventors: Masahito Nakajima; 正仁中嶋; Kazuhiro Takeda; 和浩竹田
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1993-03-29
Filing date: 1993-03-29
Publication date: 1994-10-07

Abstract

(57)【要約】【目的】耐熱性や小プーリ径に対する耐屈曲性に優
れ、走行寿命を延長することができるＶリブドベルトや
Ｖベルト等からなる動力伝動用ベルトを提供することを
目的とする。【構成】ベルト長さ方向に沿って心線を埋設した接着
ゴム層３と、圧縮ゴム層４とからなるＶリブドベルト１
等の動力伝動用ベルトにおいて、少なくとも上記圧縮ゴ
ム層４に、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体の分
子中の２重結合が８０％以上水素添加されたマトリック
スゴムである水素化ニトリルゴムに、該マトリックスゴ
ムと同質もしくは類似した水素化ニトリルゴムと短繊維
とがグラフト結合した短繊維強化ゴムを添加したゴム組
成物を用いた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＶリブドベルト、Ｖベル
ト等の動力伝動用ベルトに係り、詳しくは短繊維強化ゴ
ムを添加した水素化ニトリルゴム組成物をリブ部を含む
圧縮ゴム層に用いることによりベルト寿命を大きく延長
させた動力伝動用ベルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近では、自動車の排気ガス対策、省エ
ネルギー化、コンパクト化等により、エンジンに装着さ
れるゴム製品に対して高度の耐熱性と省スペース化が要
求されている。例えば、自動車のクランク軸に装着され
たプーリの回転をオールタネート等の複数の補機を同時
に回転させるため、１本のベルトがこれらのプーリにサ
ーペンティーン状に巻き付けられている。このベルトは
接着ゴム層とベルト長さ方向にのびる複数のリブ部を有
する圧縮ゴム層からＶリブドベルトと呼ばれるものであ
る。

【０００３】このため、上記Ｖリブドベルトは高度の耐
熱性と耐屈曲性が求められており、クロロプレン、クロ
ロスルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）やアクリロニト
リル−ブタジエン共重合体を水素添加して得られる水素
化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）等の耐熱性のエラストマー
を用いたゴム配合物が使用されてきている。上記３種の
耐熱性エラストマーのうち水素化ニトリルゴムは、その
良好な耐熱性、耐油性等の特性を有するためより広く使
用されるようになってきている。このうちベルト用とし
ては、耐油性、耐熱性に加え動的な耐疲労性が要求され
るため、ほとんどが硫黄加硫のゴム組成物として用いら
れている。硫黄加硫できる水素化ニトリルゴムのヨウ素
価の範囲は、少なくとも５以上であり、耐熱性を考慮す
れば３５以下であることが望ましいとされている。

【０００４】水素化ニトリルゴムをＶリブドベルトのリ
ブ部に使用する場合には、水素化ニトリルゴムに工業用
ナイロン、ポリエステル、アラミド、綿、ビニロン、レ
ーヨン等の補強用繊維を含め、また該繊維をベルト幅方
向に配向させている。これによって、ベルトはプーリと
の嵌合時の耐摩耗性、耐変形性を有し、ベルト長手方向
の耐屈曲性を維持している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ゴ
ム組成物を用いたＶリブドベルトでは、補強用繊維とゴ
ムとの界面から小さな亀裂が発生していた。このうち成
長した亀裂はリブ部を切断させ、ベルトの寿命を短縮さ
せていた。これは短繊維と水素化ニトリルゴムとの接着
力が比較的劣るためであり、このため含有する短繊維を
水素化ニトリルゴムラテックスを用いたＲＦＬ液で接着
処理することが試みられた。このようにして得られたベ
ルトを雰囲気温度の高い環境下で、しかも多軸にわたり
サーペンティーン状に巻き付けて走行させると、リブ部
から亀裂が発生しやすく走行寿命も短かった。本発明は
このような問題点を改善するものであり、圧縮ゴム層に
用いるゴム組成物をさらに改善し、耐熱性や小プーリ径
に対する耐屈曲性に優れ、走行寿命を延長することがで
きるＶリブドベルトやＶベルト等からなる動力伝動用ベ
ルトを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、ベルト
長さ方向に沿って心線を埋設した接着ゴム層と、圧縮ゴ
ム層とからなる動力伝動用ベルトにおいて、少なくとも
上記圧縮ゴム層に、アクリロニトリル−ブタジエン共重
合体の分子中の２重結合が８０％以上水素添加されたマ
トリックスゴムであるマトリックスゴムである水素化ニ
トリルゴムに、該マトリックスゴムと同質もしくは類似
した水素化ニトリルゴムと短繊維とがグラフト結合した
短繊維強化ゴムを含有するゴム組成物を用いた動力伝動
用ベルトにある。

【０００７】図１に示す動力伝動用ベルトはＶリブドベ
ルト１を示すものであり、このベルト１はポリエステル
繊維、アラミド繊維、ガラス繊維を素材とする高強度で
低伸度のコードよりなる心線２を接着ゴム層３中に埋設
し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層４を有してい
る。この圧縮ゴム層４にはベルト長手方向にのびる断面
略三角形の複数のリブ部７が設けられ、またベルト表面
には付着したゴム付帆布５が設けられている。

【０００８】前記圧縮ゴム層４に使用されるマトリック
スゴムの水素化ニトリルゴムは、水素添加率８０％以上
であり、耐熱性及び耐オゾン性の特性を発揮するために
好ましくは９０％以上が良い。水素添加率８０％未満の
水素化ニトリルゴムは、耐熱性及び耐オゾン性は極度に
低下する。耐油性及び耐寒性を考慮すると、結合アクリ
ロニトリル量は２０〜４５％の範囲が好ましい。

【０００９】この圧縮ゴム層４には、マトリックスゴム
である水素化ニトリルゴム１００重量部に対して、水素
化ニトリルゴムと繊維径１．０μｍ以下、好ましくは
０．０５〜０．８μｍの短繊維とがグラフト結合した短
繊維強化ゴムを繊維分で１〜３０重量部、好ましくは５
〜２５重量部含有されたている。この短繊維強化ゴム
は、これを構成している水素化ニトリルゴムが圧縮ゴム
層４のマトリックスゴムの水素化ニトリルゴムと全く同
質かもしくは類似しているため、マトリックスゴムと良
好に接合する。このため、短繊維強化ゴムとマトリック
スゴムとの間、あるいは短繊維強化ゴム中でも水素化ニ
トリルゴムと短繊維とが化学結合しているため、圧縮ゴ
ム層４では亀裂が入りにくく、たとえ亀裂が発生しても
伝播しにくい。尚、短繊維強化ゴム中の水素化ニトリル
ゴムは、マトリックスゴムの水素化ニトリルゴムと水素
添加率や結合アクリロニトリル量において相違してもよ
い。

【００１０】前記短繊維強化ゴムは、水素化ニトリルゴ
ム１００重量部に繊維径１．０μｍ以下のポリアミド、
ポリエステル、アラミド、綿から選ばれてなる短繊維２
〜１００重量部を含んでおり、しかもこの短繊維の界面
において水素化ニトリルゴムとがカップリング剤、例え
ばビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニ
ルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン等のシランカップリング剤、イソプロ
ピルトリイソステアロイルチタネートを始めとするチタ
ネート系カップリング剤、アクリル酸、メタアクリル
酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸、あるいはノボラ
ック型フェノール樹脂等の接着剤を介してグラフトして
いるものであり、水素化ニトリルゴムと短繊維、そして
カップリング剤等の接着剤を上記短繊維が溶融する温度
以上で混練し押出して得たものである。尚、本発明の場
合、短繊維強化ゴムの短繊維はポリアミドが好ましい。
これは短繊維強化ゴム中の水素化ニトリルゴムとポリア
ミドとが良好にグラフト結合するためである。

【００１１】この短繊維強化ゴムはゴム成分を連続相と
し、その中に短繊維が微細な形態で分散し、短繊維はそ
の界面でゴム成分と強固な化学結合、あるいは相互作用
している。このため、これを含んだゴム層には亀裂が入
りにくく、しかも亀裂が入っても伝播しにくい。しか
も、これを使用したベルトも耐熱性、耐屈曲性、耐摩耗
性に優れる。

【００１２】また、本発明のＶリブドベルトの圧縮ゴム
層４には、前記短繊維強化ゴムの他にポリアミド、ポリ
エステル、綿、アラミド（例えば、商品名コーネック
ス、ノーネックス、ケブラー、テクノーラ、トワロン
等）からなる短繊維を混入して圧縮ゴム層４の耐側圧性
を一段と向上させるとともに、プーリと接する面になる
圧縮ゴム層４の表面に該短繊維を突出させ、圧縮ゴム層
４の摩擦係数を低下させて、ベルト走行時の騒音を軽減
する。これらの短繊維のうち、剛直で強度を有し、しか
も耐磨耗性を有するアラミド短繊維が最も効果がある。

【００１３】また、Ｖリブドベルトに使用するゴム組成
物には、通常使用されるカーボンブック、可塑剤、老化
防止剤、加工助剤、加硫剤を配合することができる。

【００１４】更に、上記Ｖリブドベルトの製造方法の一
例は以下の通りである。まず、円筒状の成形ドラムの周
面に１〜複数枚のカバー帆布とクッションゴム層とを巻
き付けた後、この上にロープからなる心線を螺旋状にス
ピニングし、更に圧縮ゴム層を順次巻き付けて積層体を
得た後、これを加硫して加硫スリーブを得る。次に、加
硫スリーブを駆動ロールと従動ロールに掛架され所定の
張力下で走行させ、更に回転させた研削ホイールを走行
中の加硫スリーブに当接するように移動して加硫スリー
ブの圧縮ゴム層表面に３〜１００個の複数の溝状部を一
度に研磨する。このようにして得られた加硫スリーブを
駆動ロールと従動ロールから取り外し、該加硫スリーブ
を他の駆動ロールと従動ロールに掛架して走行させ、カ
ッターによって所定に幅に切断して個々のＶリブドベル
トに仕上げる。

【００１５】無論、本発明では上記のＶリブドベルト１
に限らず、Ｖベルトにおいても適用することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本実施例ではＶリブドベルトを例示する。実施例１円筒状の成形ドラムの周面に綿糸からなる平織物にゴム
をフリクションしたゴム付綿帆布を１プライと、補強繊
維を含まない水素化ニトリルゴム組成物からなるクッシ
ョンゴム層とを巻き付け、そしてクッションゴム層の上
にポリエステル繊維からなるロープを螺旋状にスピニン
グし、更に圧縮ゴム層を積層して未加硫スリーブを得、
これを約１５０°Ｃ、２０分間加硫して、加硫スリーブ
を得た。この加硫スリーブを圧縮ゴム層が表面側に位置
するように駆動ロールと従動ロールに掛架され所定の張
力下で走行させ、更に回転させた研削ホイールを走行中
の加硫スリーブに当接するように移動して加硫スリーブ
の表面に複数の溝状部を一度に研磨した。このようにし
て得られた加硫スリーブを駆動ロールと従動ロールから
取り外し、該加硫スリーブを他の駆動ロールと従動ロー
ルに掛架して走行させ、カッターによって所定に幅に切
断して個々のＶリブドベルトに仕上げた。

【００１７】本実施例で製造したＶリブドベルトでは、
ポリエステル繊維のロープからなる心線が接着ゴム層内
に埋設され、その上側にゴム付綿帆布を１プライ積層さ
れ、他方接着ゴム層の下側の圧縮ゴム層には３個のリブ
がベルト長手方向に有している。得られたＶリブドベル
トはＲＭＡ規格による長さ１１００ｍｍのＫ型３リブド
ベルトであり、リブピッチ３．５６ｍｍ、リブ高さ２．
０ｍｍ、ベルト厚さ４．３ｍｍ、リブ角度４０°であ
る。

【００１８】ここで圧縮ゴム層を，それぞれ表１に示す
ゴム組成物から調製し、バンバリーミキサーで混練後、
カレンダーロールで圧延したものを用いた。圧縮ゴム層
には短繊維が含まれベルト巾方向に配向している。

【００１９】

【表１】

【００２０】次いで、前記Ｖリブドベルト１の耐熱性を
評価した。この評価に用いた走行試験機は図２に示すよ
うに、駆動プーリ１０（直径１２０ｍｍ）、従動プーリ
１１（直径１２０ｍｍ）、これにアイドラープーリ１２
（直径８５ｍｍ）とテンションプーリ１３（直径４５ｍ
ｍ）とを組み合わせて配置したものである。試験機の各
プーリにベルト１を掛架し、雰囲気温度１２０℃、駆動
プーリの回転数４９００ｒｐｍ、従動プーリの負荷１２
馬力とし、テンションプーリに４０ｋｇｆの初張力をか
けて走行させた。また、アイドラープーリ１２はＶリブ
ドベルト１の背面で係合し、その巻き付き角度は約１２
０度である。この走行試験方法によって、ベルトのリブ
部に亀裂が発生するまでの時間を測定し、耐熱性能を比
較した。その結果を表２に示す。

【００２１】また、前記Ｖリブドベルト１の耐屈曲性を
評価した。この評価に用いた走行試験機は図３に示すよ
うに、駆動プーリ１０（直径１２０ｍｍ）、従動プーリ
１１（直径１２０ｍｍ）、これにアイドラープーリ１２
（直径７５ｍｍ）とを組み合わせて配置したものであ
る。この試験機の各プーリにベルト１を掛架し、従動プ
ーリに６０ｋｇｆの荷重を与え、アイドラープーリ１２
をＶリブドベルト１の背面で係合し、その巻き付き角度
は約１２０度にして、室温雰囲気下、無荷重で走行させ
て屈曲による亀裂が発生するまでの時間を測定し、耐屈
曲性能を比較した。その結果を表２に示す。

【００２２】更に、前記Ｖリブドベルト１の耐摩耗性を
評価した。この評価に用いた走行試験機は図４に示すよ
うに、駆動プーリ１０（直径８０ｍｍ）、従動プーリ１
１（直径８０ｍｍ）、これにテンションプーリ１３（直
径１２０ｍｍ）とを組み合わせて配置したものである。
この試験機の各プーリにベルト１を掛架し、従動プーリ
１１に１ｋｇ−ｍのトルクを掛け、６％の一定スリップ
で２４時間強制摩耗させながら走行させ、２４時間走行
後の摩耗減量を比較した。その結果を表２に示す。尚、
摩耗減量は（走行前のベルト重量−走行後のベルト重
量）を走行前のベルト重量で徐した値（％）である。

【００２３】

【表２】

【００２４】このように、本実施例のベルトの耐熱性能
は、マトリックスゴムに水素化ニトリルゴムを使用する
ことにより、従来のクロロプレンゴムに比較して大きく
向上していることが判る。また、耐屈曲性能は繊維径の
太いものと水素化ニトリルゴムの組み合わせのものが著
しく劣ることが判る。更に、短繊維を添加しないベルト
は摩耗性が著しく劣ることが判る。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明の動力伝動用ベルト
では、マトリックスゴムである水素化ニトリルゴムに該
マトリックスゴムと同質もしくは類似した水素化ニトリ
ルゴムと短繊維とをグラフト結合させた短繊維強化ゴム
を添加したゴム配合物を少なくとも圧縮ゴム層に使用す
ることにより、耐熱性、耐屈曲性、耐摩耗性に優れる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＶリブドベルトの断面図である。

【図２】Ｖリブドベルトの耐熱性を評価するために使用
した走行試験機の側面図である。

【図３】Ｖリブドベルトの耐屈曲性を評価するために使
用した走行試験機の側面図である。

【図４】Ｖリブドベルトの耐摩耗性を評価するために使
用した走行試験機の側面図である。

【符号の説明】

１Ｖリブドベルト２心線３接着ゴム層４圧縮ゴム層７リブ部

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【手続補正書】

【提出日】平成５年５月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】

【表２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベルト長さ方向に沿って心線を埋設した
接着ゴム層と、圧縮ゴム層とからなる動力伝動用ベルト
において、少なくとも上記圧縮ゴム層に、アクリロニト
リル−ブタジエン共重合体の分子中の２重結合が８０％
以上水素添加されたマトリックスゴムである水素化ニト
リルゴムに、該マトリックスゴムと同質もしくは類似し
た水素化ニトリルゴムと短繊維とがグラフト結合した短
繊維強化ゴムを添加したゴム組成物を用いたことを特徴
とする動力伝動用ベルト。
【請求項２】短繊維強化ゴムに使用する短繊維がポリ
アミド、ポリエステル、アラミド、綿から選ばれてなる
繊維径１．０μｍ以下の繊維である請求項１記載の動力
伝動用ベルト。