JPH1078084A

JPH1078084A - 動力伝動用ベルト

Info

Publication number: JPH1078084A
Application number: JP24878396A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Jonen; 博志常念
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1998-03-24

Abstract

(57)【要約】【課題】低温度環境下や高温度環境下で、しかもこの
温度差が大きくなっても十分な耐屈曲性を有し、ベルト
寿命を大きく延長させる動力伝動用ベルトを提供するこ
とを目的とする。【解決手段】ベルト長さ方向に沿って心線２を埋設し
た接着ゴム層３と、接着ゴム層３に積層した圧縮ゴム層
４とからなる動力伝動用ベルトであり、この動力伝動用
ベルトの圧縮ゴム層４に、アクリロニトリル−ブタジエ
ン−カルボン酸エステルの三元共重合体を部分水素化し
た高飽和共重合体のゴム組成物を、また接着ゴム層３に
共重合体の分子中の２重結合が８０％以上水素添加され
た水素化ニトリルのゴム組成物を使用し、かかる水素化
ニトリルのヨウ素価と圧縮ゴム層４に用いた高飽和共重
合体のヨウ素価の差が１３未満になっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は動力伝動用ベルトに
係り、詳しくは耐熱性、耐寒性及び耐屈曲性を改善して
ベルト寿命を大きく延長させたＶベルトやＶリブドベル
トを含む動力伝動用ベルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車に使用されるＶベルトやＶ
リブドベルトなどの動力伝動用ベルトは、エンジンの高
出力、燃料の効率化が求められるに従って、高度の耐熱
性が要求されるようになってきた。例えば、接着ゴム層
とベルト長さ方向に延びる少なくとも２つのリブ部を有
する圧縮ゴム層からなるＶリブドベルトは、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、これらのプーリ
にサーペンティーン状に巻き付けている。このため、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
れるようになってきた。とりわけ、水素化ニトリルゴム
は、従来のＮＢＲに比べて耐オゾン性や耐熱性が極めて
優れているが、ニトリル基の含有量や不飽和度によって
は耐寒性がクロロプレンゴムよりも劣る場合があった。

【０００３】最近の動力伝動用ベルトの使用環境温度も
これまでより更に低温から高温までと幅広くなってきて
おり、耐寒性が改善されるニトリル基含有高飽和共重合
体ゴム組成物が開発されてきた。これについては、例え
ば特公平７−８８４４０号公報、特公平３−１０９４４
８公報、特公平３−１０９４４９公報に開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＶベルトやＶ
リブドベルトなどの動力伝動用ベルトの接着ゴム層に、
耐寒性が改善されるニトリル基含有高飽和共重合体ゴム
組成物を使用した場合、共重合体中でアクリロニトリル
の成分量を低下させているため、耐油性が低下してお
り、ベルト走行中にオイルがかかった場合、接着ゴム層
の膨潤による圧縮ゴム層との剥離、又は心線との剥離が
発生する危険性があった。

【０００５】また、圧縮ゴム層にアルキル化クロロスル
フォン化ポリエチレンゴム組成物を、接着ゴム層に水素
化ニトリルゴム組成物あるいはクロロプレンゴム組成物
を用い、耐熱性と耐寒性を改善した動力伝動用ベルトが
特開平４−２１１７４８号公報に開示されている。しか
し、このベルトも更に低温から高温まで温度差が必要な
環境では、更に改善が必要であった。

【０００６】本発明はこのような問題点を改善するもの
であり、低温度環境下や高温度環境下で、しかもこの温
度差が大きくなっても十分な耐屈曲性を有し、ベルト寿
命を大きく延長させる動力伝動用ベルトを提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本願の請求項１の
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、該接着ゴム層に積層した圧縮ゴム層とからなる
動力伝動用ベルトにおいて、圧縮ゴム層に、アクリロニ
トリル−ブタジエン−カルボン酸エステルの三元共重合
体を部分水素化した高飽和共重合体のゴム組成物を使用
するとともに、接着ゴム層に共重合体の分子中の２重結
合が８０％以上水素添加された水素化ニトリルのゴム組
成物を使用し、接着ゴム層に用いた水素化ニトリルのヨ
ウ素価と圧縮ゴム層に用いた高飽和共重合体のヨウ素価
の差を１３未満にして、その価を近接させることによっ
て、接着ゴム層と圧縮ゴム層との界面の接着力を高水準
に維持して、ベルト走行中の剥離を阻止することができ
る。

【０００８】また、圧縮ゴム層に、アクリロニトリル−
ブタジエン−カルボン酸エステルの三元共重合体を部分
水素化した高飽和共重合体のゴム組成物を使用している
ため、耐寒性のみならず耐熱性及び耐屈曲性を改善して
ベルト寿命を大きく延長でき、更に接着ゴム層には水素
化ニトリルのゴム組成物を使用しているため、ベルト走
行中にオイルがかかっても接着ゴム層の膨潤による圧縮
ゴム層との剥離などの発生を抑えることができる。

【０００９】本願の請求項２の発明は、圧縮ゴム層に用
いたゴム組成物がアクリロニトリル−ブタジエン−カル
ボン酸エステルの三元共重合体を部分水素化した高飽和
共重合体１００重量部に対して短繊維を１〜３０重量部
含有しているため、耐側圧性を高めてベルトの耐久性を
改善し、またベルト側面の摩擦係数を低下させること
で、駆動初期段階でのベルト走行時の異音を阻止するこ
とができる。

【００１０】本願の請求項３の発明は、短繊維が特にア
ラミド繊維であるため、ベルト側面の摩擦係数が低下
し、より一層駆動初期段階でのベルト走行時の異音を阻
止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１に示す動力伝動用ベルトはＶ
リブドベルトであり、このベルト１は、ポリエステル繊
維、芳香族ポリアミド繊維、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
にスパイラル状に埋設し、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１〜数プライのゴム
付帆布５が設けられている。

【００１２】図２に示す動力伝動用ベルトはＶベルト９
であり、心線２をスパイラル状に埋設した接着ゴム層３
とその下側に弾性体層である圧縮ゴム層４から形成さ
れ、更に圧縮ゴム層４と接着ゴム層３の各表面には１〜
数プライのゴム付帆布５を積層している。むろん、Ｖベ
ルト９は、圧縮ゴム層４に長手方向に沿って一定間隔で
溝部を設けたゴク付きベルトであってもよい。

【００１３】圧縮ゴム層４に使用される原料ゴムのアク
リロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステルの三元
共重合体を部分水素化した高飽和共重合体は、アクリロ
ニトリルとブタジエンと不飽和カルボン酸エステルを乳
化重合法により得られた共重合ゴム中のブタジエンを通
常の方法で水素化したゴムであり、耐寒性と耐熱性に優
れている。上記高飽和共重合体に結合しているアクリロ
ニトリルは、１５〜３０重量％であり、ヨウ素価は１０
〜４０ｇ／１００ｇである。

【００１４】ここで使用する不飽和カルボン酸エステル
はメチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピル
アクリレート、メチルメタアクリレート、エチルメタア
クリレートなどの炭素数１〜１８程度のアルキル基を有
するアクリレート及びメタアクリレート、マレイン酸モ
ノエチル、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジ−ｎ−ブ
チルなどの不飽和カルボン酸のモノ及びジアルキルエス
テルなどがある。配合剤としては、硫黄、テトラメチル
チウラムダイサルファイドの用な硫黄供与性化合物、各
種加硫促進剤からなる硫黄加硫系、またジクミルパーオ
キサイドなどの有機過酸化物加硫系が使用され、他にカ
ーボンブラック、シリカ、タルク、炭酸カルシウム等の
補強剤、可塑剤、プロセス油、老化防止剤等が使用され
る。

【００１５】一方、接着ゴム層３に使用される原料ゴム
の水素化ニトリルゴムは、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ゴムで、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８
０％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。また、ヨウ素価は１０〜４０ｇ／１００ｇである。

【００１６】しかして、本発明では圧縮ゴム層４と接着
ゴム層３に使用するアクリロニトリル−ブタジエン−カ
ルボン酸エステルの三元共重合体を部分水素化した高飽
和共重合体と水素化ニトリルゴムのヨウ素価の差を１３
未満、好ましくは１０未満にして、その価を近接させる
ことが必要になる。これにより、圧縮ゴム層４と接着ゴ
ム層３との界面の接着力を高水準に維持することができ
る。しかし、ヨウ素価の差が１３より大きくなると、高
温雰囲気下での接着力が不足する。

【００１７】また、圧縮ゴム層４には、ナイロン６、ナ
イロン６６、ポリエステル、綿、アラミドからなる短繊
維を混入して圧縮ゴム層４の耐側圧性を向上させるとと
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。

【００１８】上記アラミド短繊維が前述の効果を充分に
発揮するためには、アラミド繊維の繊維長さは１〜２０
ｍｍで、その添加量は水素化ニトリルゴム１００重量部
に対して１〜３０重量部である。このアラミド繊維は分
子構造中に芳香環をもつアラミド、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
ン等である。尚、アラミド短繊維の添加量が１重量部未
満の場合には、圧縮ゴム層４のゴムが粘着しやすくなっ
て磨耗する欠点があり、また一方３０重量部を越えると
短繊維がゴム中に均一に分散しなくなる。

【００１９】また、上記短繊維は水素化ニトリルゴムと
の接着を向上させるためにも、短繊維をエポキシ化合物
やイソシアネート化合物から選ばれた処理液によって接
着処理される。このエポキシ化合物としては、例えばエ
チレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール
等の多価アルコールや、ポリエチレングリコール等のポ
リアルキレングリコールとエピクロルヒドリンのような
ハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物や、レゾル
シン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジメチルメタ
ン、フェノール．ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン．
ホルムアルデヒド樹脂等の多価フェノール類やハロゲン
含有エポキシ化合物との反応生成物などである。このエ
ポキシ化合物はトルエン、メチルエチルケトン等の有機
溶剤に混合して使用される。

【００２０】また、イソシアネート化合物としては、例
えば４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ト
ルエン２，４−ジイソシアネート、Ｐ−フェニルジイソ
シアネート、ポリアリールポリイソシアネート等があ
る。このイソシアネート化合物もトルエン、メチルエチ
ルケトン等の有機溶剤に混合して使用される。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。実施例１、比較例１〜３本実施例で作製した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
ゴム層の下側には圧縮ゴム層があって３個のリブ部がベ
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２．９ｍ
ｍ、ベルト厚さ５．３ｍｍ、リブ角度４０°である。

【００２２】ここで圧縮ゴム層及び接着ゴム層を、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。尚、該短繊維はあらかじめトルエン９０ｇに
ＰＡＰＩ（化成アップジョン社製ポリイソシアネート化
合物）９０ｇからなる処理液に浸漬した。

【００２３】

【表１】

【００２４】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は、図３に示すよ
うに駆動プーリ１０（直径１２０ｍｍ）、従動プーリ１
１（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走行試験機に掛架し、雰
囲気温度１２０℃で走行した。駆動プーリの回転数は４
９００ｒｐｍ、従動プーリの負荷は１２ＰＳとし、テン
ションプーリに５５８．６Ｎの初張力をかけた。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１２０度である。この走行試
験方法によって、ベルトのリブ部にクラックが発生する
までの時間を測定し。その結果を表２に示す。

【００２５】また、前記Ｖリブドベルトの耐屈曲性を評
価した。この評価に用いた走行試験は、駆動プーリ（直
径１２０ｍｍ）、従動プーリ（直径１２０ｍｍ）、これ
にアイドラープーリ（直径５０ｍｍ）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を
掛架し、従動プーリに１００ｋｇｆの荷重を与え、アイ
ドラープーリをＶリブドベルト１の背面に係合し、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、屈曲性能を比較した。その結果を表２に示す。

【００２６】更に、前記Ｖリブドベルト１の低温耐久性
を評価した。この評価方法は駆動プーリ（直径４５ｍ
ｍ）と従動プーリ（直径４５ｍｍ）にベルトを掛架し、
従動プーリに３０ｋｇｆの荷重を与え、−３５°Ｃの雰
囲気下で２４時間放置後、５分間走行させ、その後２５
分間停止し、これを繰り返してベルトに亀裂が入るまで
の時間を測定した。その結果を表２に示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】このように、本実施例のＶリブドベルト
は、アクリロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステ
ルの三元共重合体を部分水素化した高飽和共重合体と水
素化ニトリルゴムの組み合わせにおいて、特に各ゴムの
ヨウ素価を等しくしたため、比較例に比べて高温走行や
低温走行でも接着ゴム層と圧縮ゴム層との界面の接着力
を高水準に維持して、ベルト走行中の剥離を阻止して、
耐熱性、耐屈曲性、耐寒性に優れていることが判る。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本願の請求項１の発明は、
接着ゴム層に使用した水素化ニトリルのヨウ素価と圧縮
ゴム層に用いたアクリロニトリル−ブタジエン−カルボ
ン酸エステルの三元共重合体を部分水素化した高飽和共
重合体のヨウ素価の差を１３未満にして、その価を近接
させることにより、接着ゴム層と圧縮ゴム層との界面の
接着力を高水準に維持して、ベルト走行中の剥離を阻止
することができ、また圧縮ゴム層にアクリロニトリル−
ブタジエン−カルボン酸エステルの三元共重合体を部分
水素化した高飽和共重合体のゴム組成物を使用している
ため、耐寒性のみならず耐熱性も改善して耐屈曲性を改
善してベルト寿命を大きく延長できる効果がある。

【００３０】本願の請求項２の発明は、請求項１の発明
の効果に加えて、圧縮ゴム層に用いたゴム組成物がアク
リロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステルの三元
共重合体を部分水素化した高飽和共重合体１００重量部
に対して短繊維を１〜３０重量部含有しているため、耐
側圧性を高めてベルトの耐久性を改善し、またベルト側
面の摩擦係数を低下させることで、駆動初期段階でのベ
ルト走行時の異音を阻止することができる効果がある。

【００３１】本願の請求項３の発明は、短繊維が特にア
ラミド繊維であるため、ベルト側面の摩擦係数が低下
し、より一層駆動初期段階でのベルト走行時の異音を阻
止することができる効果がある。

【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】本発明に係るＶベルトの断面図である。

【図３】Ｖリブドベルトの耐熱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

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、該接着ゴム層に積層した圧縮ゴム層とか
らなる動力伝動用ベルトにおいて、圧縮ゴム層に、アク
リロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステルの三元
共重合体を部分水素化した高飽和共重合体のゴム組成物
を使用するとともに、接着ゴム層に共重合体の分子中の
２重結合が８０％以上水素添加された水素化ニトリルの
ゴム組成物を使用し、接着ゴム層に用いた水素化ニトリ
ルのヨウ素価と圧縮ゴム層に用いた高飽和共重合体のヨ
ウ素価の差を１３未満にしたこと特徴とする動力伝動用
ベルト。
【請求項２】圧縮ゴム層に用いたゴム組成物が、アク
リロニトリル−ブタジエン−カルボン酸エステルの三元
共重合体を部分水素化した高飽和共重合体１００重量部
に対して短繊維を１〜３０重量部含有する請求項１記載
の動力伝動用ベルト。
【請求項３】短繊維がアラミド繊維である請求項２記
載の動力伝動用ベルト。