JPWO2015045255A1 - Ｖベルト及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

Ｖベルト(B)は、Ｖ側面(110)を構成する部分(11)がゴム組成物で形成されている。前記ゴム組成物には、有機繊維のナノファイバー(16)及び有機短繊維(17)がベルト幅方向に配向するように含まれている。前記ゴム組成物は、列理方向の貯蔵弾性係数の反列理方向の貯蔵弾性係数に対する比が５以上である。

Description

本発明は、Ｖベルト及びその製造方法に関する。
エラストマーにナノファイバーを分散させた複合材料の自動車部品や電気電子部品への適用が検討されている。
例えば、特許文献１には、海島型複合短繊維をエチレン−α−オレフィンエラストマーのマトリックスに添加し、海成分を溶融させて島成分の繊維径が１０〜５０００ｎｍのナノファイバーをマトリックスのエチレン−α−オレフィンエラストマーに分散させた繊維強化エラストマー成型品が開示されている。
特許文献２には、歯付ベルト、平ベルトなどの自動車用ベルトや工業用ベルト等に用いられる繊維強化弾性体であって、ポリオレフィン、第１のエラストマー、及びシリカにより構成されたマトリックスに、繊維径が１μｍ以下のアスペクト比が２〜１０００のナノファイバーが分散した繊維強化熱可塑性樹脂組成物と第２のエラストマーとを混練して得られるものが開示されている。
特開２０１２−２０７２２０号公報 特開２０１２−７７２２３号公報
本発明のＶベルトは、Ｖ側面を構成する部分がゴム組成物で形成され、前記ゴム組成物には、繊維径が３００〜１０００ｎｍの有機繊維のナノファイバー及び繊維径が１０μｍ以上の有機短繊維がベルト幅方向に配向するように含まれており、前記ゴム組成物は、ＪＩＳ Ｋ６３９４に基づいて、歪み１％時の荷重の１．３倍の荷重を負荷したときの歪みを平均歪みとし、歪み振幅０．１％、周波数１０Ｈｚ、及び試験温度１００℃として引張方法により測定されるベルト幅方向である列理方向の貯蔵弾性係数の、平均歪み５％、歪み振幅１％、周波数１０Ｈｚ、及び試験温度１００℃として引張方法により測定されるベルト長さ方向である反列理方向の貯蔵弾性係数に対する比が５以上である。
本発明のＶベルトの製造方法は、ゴム成分、及び熱可塑性樹脂の海と繊維径が３００〜１０００ｎｍの有機繊維のナノファイバーの収束体の多数の島との海島構造を有する複合材料を、前記複合材料の熱可塑性樹脂の融点又は軟化温度以上の温度下で混練する操作を含み、前記ゴム成分に前記ナノファイバー及び繊維径が１０μｍ以上の有機短繊維が分散した未架橋ゴム組成物の混練物を調製する混練物調製ステップと、前記混練物調製ステップで調製した未架橋ゴム組成物の混練物を圧延することにより前記Ｖ側面を構成する部分を形成するための未架橋ゴム組成物シートを作製する圧延ステップと、前記圧延ステップで作製した未架橋ゴム組成物シートを、その列理方向がベルト幅方向となるように配してベルト成形体を成形した後に架橋させる成形架橋ステップとを含む。
実施形態１のＶリブドベルトから切り出した一部分を示す斜視図である。 実施形態１のＶリブドベルトのＶリブの横断面図である。 実施形態１のＶリブドベルトの変形例から切り出した一部分を示す斜視図である。 実施形態１のＶリブドベルトを用いた自動車の補機駆動ベルト伝動装置のプーリレイアウトを示す図である。 複合材料の斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、実施形態１のＶリブドベルトの製造方法を示す第１の説明図である。 実施形態１のＶリブドベルトの製造方法を示す第２の説明図である。 実施形態１のＶリブドベルトの製造方法を示す第３の説明図である。 実施形態１のＶリブドベルトの製造方法を示す第４の説明図である。 実施形態２のダブルコグドＶベルトから切り出した一部分を示す斜視図である。 実施形態２のダブルコグドＶベルトの一部分の縦断面図である。 実施形態２のダブルコグドＶベルトの横断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、実施形態２のダブルコグドＶベルトを用いた変速装置の構成を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、実施形態２のダブルコグドＶベルトの製造方法を示す第１の説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は、実施形態２のダブルコグドＶベルトの製造方法を示す第２の説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、実施形態２のダブルコグドＶベルトの製造方法を示す第３の説明図である。 実施形態２のダブルコグドＶベルトの製造方法を示す第４の説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は、実施形態２のダブルコグドＶベルトの製造方法を示す第５の説明図である。 その他の実施形態のローエッジタイプのＶベルトから切り出した一部分を示す斜視図である。 （ａ）は耐屈曲疲労性評価試験用のベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図であり、（ｂ）はベルト走行時異音評価試験用のベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。 ダブルコグドＶベルト用のベルト走行試験機の平面図である。 （ａ）は伝動能力・伝動効率評価試験のプーリレイアウトを示す図であり、（ｂ）は高速耐久性評価試験のプーリレイアウトを示す図である。
以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１及び２は、実施形態１のＶリブドベルトＢ（Ｖベルト）を示す。実施形態１のＶリブドベルトＢは、ポリＶベルトとも称され、例えば、自動車のエンジンルーム内に設けられる補機駆動ベルト伝動装置等に用いられる。実施形態１のＶリブドベルトＢは、例えば、ベルト長さが７００〜３０００ｍｍ、ベルト幅が１０〜３６ｍｍ、及びベルト厚さが４．０〜５．０ｍｍである。
実施形態１のＶリブドベルトＢは、ベルト内周側の圧縮ゴム層１１とベルト外周側の接着ゴム層１２とが積層されるように設けられて一体化したＶリブドベルト本体１０を備える。接着ゴム層１２には、そのベルト外周側に、ベルト背面を構成する背面補強布１３が積層されるように貼設されている。また、接着ゴム層１２には、そのベルト厚さ方向の中間部に、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配された心線１４が埋設されている。
圧縮ゴム層１１には、各々、プーリ接触面となるＶ側面１１０を構成する複数のＶリブ１５がベルト内周側に垂下するように設けられている。複数のＶリブ１５は、各々がベルト長さ方向に延びる横断面略逆三角形の突条に形成されていると共にベルト幅方向に並設されている。各Ｖリブ１５は、例えば、リブ高さが２．０〜３．０ｍｍ、基端間の幅が１．０〜３．６ｍｍ、及びＶ角度が３５〜４０°である。リブ数は、例えば３〜６個である（図１では６個）。
圧縮ゴム層１１は、ゴム成分に有機繊維のナノファイバー１６（以下、単に「ナノファイバー１６」という。）及び有機短繊維１７と共に種々のゴム配合剤が配合された未架橋ゴム組成物を加熱及び加圧してゴム成分を架橋剤により架橋させたゴム組成物で形成されている。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分としては、例えば、エチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等が挙げられる。これらのうち、耐熱性及び耐寒性の観点からエチレン−α−オレフィンエラストマーが好ましい。
エチレン−α−オレフィンエラストマーのα−オレフィン成分としては、例えば、プロピレン、ペンテン、オクテン等が挙げられる。ジエン成分としては、例えば、１，４−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボネン等の非共役ジエンが挙げられる。エチレン−α−オレフィンエラストマーとしては、具体的には、ＥＰＤＭ、ＥＰＲ等が挙げられる。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分は、単一種のみで構成されていてもよく、また、複数種のブレンドゴムで構成されていてもよい。なお、エチレン−α−オレフィンエラストマーを主成分とするブレンドゴムを用いる場合には、その特徴を損なうことがないように、その他のゴム種の割合を２５質量％以下とすることが好ましい。
ナノファイバー１６は、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物に、ベルト幅方向に配向するように含まれている。
ナノファイバー１６の繊維径は３００〜１０００ｎｍであるが、好ましくは４００ｎｍ以上であり、また、好ましくは９００ｎｍ以下である。ナノファイバー１６の繊維長は、好ましくは０．３ｍｍ以上、より好ましくは０．５ｍｍ以上であり、また、好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは４ｍｍ以下、更に好ましくは２ｍｍ以下である。ナノファイバー１６の繊維径に対する繊維長の比（アスペクト比）は、好ましくは５００以上、より好ましくは１０００以上であり、また、好ましくは１００００以下、より好ましくは７０００以下、更に好ましくは３０００以下である。ここで、ナノファイバー１６の繊維径及び繊維長はＳＥＭ等の電子顕微鏡観察により測定することができる。
ナノファイバー１６としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、６−ナイロン繊維、６，６−ナイロン繊維等のナノファイバーが挙げられる。これらのうちポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維のナノファイバーが含まれていることが好ましい。ナノファイバー１６は、単一種のみが含まれていてもよく、また、複数種が含まれていてもよい。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるナノファイバー１６の含有量は、それによるベルト幅方向の高弾性率化の効果を発現させる観点から、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは２質量部以上であり、また、加工性を良好にする観点から、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１５質量部以下、更に好ましくは１０質量部以下である。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるナノファイバー１６の体積分率は、それによるベルト幅方向の高弾性率化の効果を発現させる観点から、好ましくは０．４体積％以上、より好ましくは０．８体積％以上であり、また、加工性を良好にする観点から、好ましくは８．０体積％以下、より好ましくは６．０体積％以下である。
有機短繊維１７も、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物に、ベルト幅方向に配向するように含まれており、また、そのうちＶ側面１１０に露出した有機短繊維１７は、Ｖ側面１１０から突出した有機短繊維１７を含む。
有機短繊維１７の繊維径は１０μｍ以上であり、また、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下である。有機短繊維１７の繊維長は、好ましくは１．５ｍｍ以上、より好ましくは２ｍｍ以上であり、また、好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは８ｍｍ以下、更に好ましくは４ｍｍ以下である。有機短繊維１７の繊維径に対する繊維長の比（アスペクト比）は、好ましくは１００以上、より好ましくは１５０以上、更に好ましくは２００以上であり、また、好ましくは５００以下、より好ましくは４００以下、更に好ましくは３００以下である。ここで、有機短繊維１７の繊維径及び繊維長はマイクロスコープにより測定することができる。
有機短繊維１７のＶ側面１１０からの突出長さは、好ましくは０．０１〜５ｍｍであり、より好ましくは０．０５〜２ｍｍである。ここで、有機短繊維１７の突出長さは、ＳＥＭ等の電子顕微鏡観察により測定することができる。
有機短繊維１７としては、例えば、６−ナイロン繊維、６，６−ナイロン繊維、４，６−ナイロン繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維などの合成繊維、綿や麻などの天然繊維、レーヨンなどの再生繊維等の短繊維が挙げられる。これらのうち６−ナイロン繊維、６，６−ナイロン繊維、４，６−ナイロン繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、及びパラ系アラミド繊維のうちの１種又は２種以上の短繊維が含まれていることが好ましい。有機短繊維１７は、単一種のみが含まれていてもよく、また、複数種が含まれていてもよい。
有機短繊維１７には、例えばレゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液（以下「ＲＦＬ水溶液」という。）に浸漬した後に加熱する接着処理が施されていても、また、かかる接着処理が施されていなくても、どちらでもよい。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物における有機短繊維１７の含有量は、Ｖ側面１１０の摩擦係数を低減する観点から、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上であり、また、加工性を良好にする観点から、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１５質量部以下である。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物における有機短繊維１７の体積分率は、好ましくは３体積％以上、より好ましくは４体積％以上であり、また、好ましくは８体積％以下、より好ましくは７体積％以下である。
ナノファイバー１６及び有機短繊維１７は、異なる繊維種であっても、また、同一の繊維種であっても、どちらでもよい。具体的には、例えば、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維のナノファイバー１６及び６，６−ナイロン繊維又はパラ系アラミド繊維の有機短繊維１７が含まれていてもよく、また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維のナノファイバー１６及び有機短繊維１７が含まれていてもよい。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるナノファイバー１６の含有質量は有機短繊維１７の含有質量以下であることが好ましく、ナノファイバー１６の含有質量は有機短繊維１７の含有質量よりも少ないことがより好ましい。ナノファイバー１６の含有質量の有機短繊維１７の含有質量に対する比は、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．１０以上であり、また、好ましくは１．００以下、より好ましくは０．９５以下である。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるナノファイバー１６及び有機短繊維１７の合計の含有質量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１．０質量部以上、より好ましくは２．０質量部以上、更に好ましくは１０質量部以上であり、また、好ましくは２５．０質量部以下、より好ましくは２０．０質量部以下、更に好ましくは１８．０質量部以下である。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるナノファイバー１６の体積分率は有機短繊維１７の体積分率以下であることが好ましく、ナノファイバー１６の体積分率は有機短繊維１７の体積分率よりも小さいことがより好ましい。ナノファイバー１６の体積分率の有機短繊維１７の体積分率に対する比は、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．１０以上であり、また、好ましくは１．００以下、より好ましくは０．９５以下である。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるナノファイバー１６及び有機短繊維１７の合計の体積分率は、好ましくは５体積％以上、より好ましくは５．５体積％以上であり、また、好ましくは８体積％以下、より好ましくは７．５体積％以下である。
ゴム配合剤としては、例えば、補強剤、可塑剤、プロセスオイル、加工助剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、架橋剤等が挙げられる。
補強剤としては、例えば、カーボンブラックやシリカが挙げられる。カーボンブラックとしては、例えば、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、Ｎ−３３９、ＨＡＦ、Ｎ−３５１、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＥＣＦ、Ｎ−２３４などのファーネスブラック；ＦＴ、ＭＴなどのサーマルブラック等が挙げられる。補強剤は、単一種のみが含まれていても、また、複数種が含まれていても、どちらでもよい。補強剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは３０〜８０質量部、より好ましくは４０〜７０質量部である。
可塑剤としては、例えば、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）などのジアルキルフタレート、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）などのジアルキルアジペート、ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）などのジアルキルセバケート等が挙げられる。可塑剤は、単一種のみが含まれていても、また、複数種が含まれていても、どちらでもよい。可塑剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．１〜４０質量部、より好ましくは０．１〜２０質量部である。
プロセスオイルとしては、例えば、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、芳香族オイル等が挙げられる。プロセスオイルは、単一種のみが含まれていても、また、複数種が含まれていても、どちらでもよい。プロセスオイルの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．１〜４０質量部、より好ましくは０．１〜２０質量部である。なお、揮発減量が少なく且つ耐熱性に優れる市販のプロセスオイルとして、例えば日本サン石油社製の「サンパー２２８０」が公知である。
加工助剤としては、例えば、ステアリン酸、ポリエチレンワックス、脂肪酸の金属塩等が挙げられる。加工助剤は、単一種のみが含まれていても、また、複数種が含まれていても、どちらでもよい。加工助剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば０．１〜３質量部である。
加硫促進剤としては、例えば、チウラム系（例えばＴＥＴなど）、ジチオカルバメート系（例えばＥＺなど）、スルフェンアミド系（例えばＭＳＡなど）のもの等が挙げられる。加硫促進剤は、単一種のみが含まれていても、また、複数種が含まれていても、どちらでもよい。加硫促進剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば２〜１０質量部である。
加硫促進助剤としては、例えば、酸化マグネシウムや酸化亜鉛（亜鉛華）などの金属酸化物、金属炭酸塩、ステアリン酸などの脂肪酸及びその誘導体等が挙げられる。加硫促進助剤は、単一種のみが含まれていても、また、複数種が含まれていても、どちらでもよい。加硫促進助剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば０．５〜８質量部である。
老化防止剤としては、例えば、ジアミン系老化防止剤、フェノール系老化防止剤等が挙げられる。老化防止剤は、単一種のみが含まれていても、また、複数種が含まれていても、どちらでもよい。老化防止剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．１〜５質量部、より好ましくは０．５〜３質量部である。
架橋剤としては、有機過酸化物及び硫黄が挙げられる。耐熱性を高める観点からは、架橋剤として有機過酸化物が好ましい。有機過酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイドなどのジアルキルパーオキサイド類、ｔ−ブチルパーオキシアセテートなどのパーオキシエステル類、ジシクロヘキサノンパーオキサイドなどのケトンパーオキサイド類等が挙げられる。有機過酸化物は、単一種のみが含まれていても、また、複数種が含まれていても、どちらでもよい。有機過酸化物の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．５〜１０質量部、より好ましくは１〜６質量部である。
架橋剤として有機過酸化物を用いる場合、共架橋剤も含まれていてもよい。かかる共架橋剤としては、例えば、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリアリルイソシアヌレート、液状ポリブタジェエン、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド等が挙げられる。共架橋剤は、単一種のみが含まれていても、また、複数種が含まれていても、どちらでもよい。共架橋剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．５〜１０質量部、より好ましくは２〜７質量部である。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物には、後述の複合材料の熱可塑性樹脂が含まれる。熱可塑性樹脂の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば１〜７質量部である。
なお、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物には、その他に、炭酸カルシウム、タルク、珪藻土などの充填剤、安定剤、着色剤等が含まれていてもよい。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６２５３に基づいてタイプＡデュロメータにより測定されるゴム硬さは、好ましくは８０°以上、より好ましくは８５°以上であり、また、好ましくは９８°以下、より好ましくは９５°以下である。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて測定されるベルト幅方向、つまり、ナノファイバー１６及び有機短繊維１７の配向方向である列理方向の１０％伸び時における引張応力（Ｍ１０）は、好ましくは３ＭＰａ以上、より好ましくは５ＭＰａ以上であり、また、好ましくは４０ＭＰａ以下、より好ましくは３０ＭＰａ以下である。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて測定されるベルト幅方向である列理方向の引張強さ（ＴＢ）は、好ましくは８ＭＰａ以上、より好ましくは１０ＭＰａ以上であり、また、好ましくは５０ＭＰａ以下、より好ましくは４０ＭＰａ以下である。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて測定されるベルト幅方向である列理方向の切断時伸び（ＥＢ）は、好ましくは２０％以上、より好ましくは３０％以上であり、また、好ましくは３００％以下、より好ましくは２５０％以下である。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて測定されるベルト長さ方向、つまり、ナノファイバー１６及び有機短繊維１７の配向方向に直交する方向である反列理方向の１０％伸び時における引張応力（Ｍ１０）は、好ましくは０．５ＭＰａ以上、より好ましくは０．８ＭＰａ以上であり、また、好ましくは１０ＭＰａ以下、より好ましくは８ＭＰａ以下である。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて測定されるベルト長さ方向である反列理方向の５０％伸び時における引張応力（Ｍ５０）は、好ましくは１ＭＰａ以上、より好ましくは１．５ＭＰａ以上であり、また、好ましくは２０ＭＰａ以下、より好ましくは１５ＭＰａ以下である。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて測定されるベルト長さ方向である反列理方向の引張強さ（ＴＢ）は、好ましくは５ＭＰａ以上、より好ましくは８ＭＰａ以上であり、また、好ましくは２０ＭＰａ以下、より好ましくは１８ＭＰａ以下である。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて測定されるベルト長さ方向である反列理方向の切断時伸び（ＥＢ）は、好ましくは５０％以上、より好ましくは７０％以上であり、また、好ましくは４００％以下、より好ましくは３００％以下である。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるベルト幅方向である列理方向の１０％伸び時における引張応力（Ｍ１０）のベルト長さ方向である反列理方向の１０％伸び時における引張応力（Ｍ１０）に対する比は、好ましくは３以上、より好ましくは５以上であり、また、好ましくは２０以下、より好ましくは１８以下である。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６３９４に基づいて測定されるベルト幅方向である列理方向の貯蔵弾性係数（Ｅ’）は、好ましくは５０ＭＰａ以上、より好ましくは８０ＭＰａ以上であり、また、好ましくは２０００ＭＰａ以下、より好ましくは１５００ＭＰａ以下である。この列理方向の貯蔵弾性係数（Ｅ’）は、歪み１％時の荷重の１．３倍の荷重を負荷したときの歪みを平均歪みとし、歪み振幅０．１％、周波数１０Ｈｚ、及び試験温度１００℃として引張方法により測定される。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６３９４に基づいて測定されるベルト幅方向である列理方向の損失係数（ｔａｎδ）は、好ましくは０．０２以上、より好ましくは０．０４以上であり、また、好ましくは０．２０以下、より好ましくは０．１７以下である。この列理方向の損失係数（ｔａｎδ）も、歪み１％時の荷重の１．３倍の荷重を負荷したときの歪みを平均歪みとし、歪み振幅０．１％、周波数１０Ｈｚ、及び試験温度１００℃として引張方法により測定される。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６３９４に基づいて測定されるベルト長さ方向である反列理方向の貯蔵弾性係数（Ｅ’）は、好ましくは１０ＭＰａ以上、より好ましくは１５ＭＰａ以上であり、また、好ましくは１００ＭＰａ以下、より好ましくは８０ＭＰａ以下である。この反列理方向の貯蔵弾性係数（Ｅ’）は、平均歪み５％、歪み振幅１％、周波数１０Ｈｚ、及び試験温度１００℃として引張方法により測定される。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６３９４に基づいて測定されるベルト長さ方向である反列理方向の損失係数（ｔａｎδ）は、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．０７以上であり、また、好ましくは０．２０以下、より好ましくは０．１７以下である。この反列理方向の損失係数（ｔａｎδ）も、平均歪み５％、歪み振幅１％、周波数１０Ｈｚ、及び試験温度１００℃として引張方法により測定される。
圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物におけるベルト幅方向である列理方向の貯蔵弾性係数（Ｅ’）のベルト長さ方向である反列理方向の貯蔵弾性係数（Ｅ’）に対する比は、好ましくは５以上、より好ましくは６以上であり、また、好ましくは２０以下、より好ましくは１８以下である。
接着ゴム層１２は、断面横長矩形の帯状に形成されており、厚さが例えば１．０〜２．５ｍｍである。接着ゴム層１２は、ゴム成分に種々のゴム配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物を加熱及び加圧して架橋剤により架橋させたゴム組成物で形成されている。
接着ゴム層１２を形成するゴム組成物のゴム成分としては、例えば、圧縮ゴム層１１と同様に、エチレン−α−オレフィンエラストマー等が挙げられる。接着ゴム層１２を形成するゴム組成物のゴム成分は、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分と同一であることが好ましい。それらが同一の場合、接着ゴム層１２を形成するゴム組成物は、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物と同一であってもよい。ゴム配合剤としては、圧縮ゴム層１１と同様に、例えば、補強剤、可塑剤、プロセスオイル、加工助剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、架橋剤等が挙げられる。接着ゴム層１２を形成するゴム組成物には、ナノファイバー１６が含まれていても、含まれていなくても、どちらでもよい。また、接着ゴム層１２を形成するゴム組成物には、有機短繊維１７が含まれていても、含まれていなくても、どちらでもよい。
背面補強布１３は、例えば、綿、ポリアミド繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維等の糸で形成された織布、編物、不織布等の布材で構成されている。背面補強布１３は、Ｖリブドベルト本体１０に対する接着性を付与するために、成形前にＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理及び／又はゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理が施されている。背面補強布１３の厚さは例えば０．５〜３ｍｍである。なお、背面補強布１３の代わりに、図３に示すように背面ゴム層１８を設け、圧縮ゴム層１１、接着ゴム層１２、及び背面ゴム層１８の三重層によりＶリブドベルト本体１０を構成してもよい。
心線１４は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、パラ系アラミド繊維、ビニロン繊維等の撚り糸や組紐等の線材で構成されている。心線１４は、Ｖリブドベルト本体１０に対する接着性を付与するために、成形前にＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理及び／又はゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理が施されている。なお、心線１４は、ＲＦＬ水溶液及び／又はゴム糊による接着処理の前に、必要に応じてエポキシ樹脂やポリイソシアネート樹脂等の溶液からなる接着剤溶液に浸漬した後に加熱する接着処理が施されていてもよい。心線１４の外径は例えば０．１〜２ｍｍである。
ところで、従来からＶリブドベルトのようにＶ側面を構成する圧縮ゴム層がゴム組成物で形成されたＶベルトでは、プーリから負荷される高い側圧に抗するために圧縮ゴム層を形成するゴム組成物にベルト幅方向に配向するように有機短繊維が含められ、Ｖベルトの曲げ剛性を高めることなく、ベルト幅方向の弾性率を高めている。しかしながら、ベルト幅方向のさらなる高弾性率化を図るために、有機短繊維の含有量を多くすると、圧縮ゴム層を形成するゴム組成物のベルト長さ方向の切断時伸びが低下すると共に弾性率が上昇し、その結果、走行初期にクラックが発生することにより耐屈曲疲労性が劣るものとなってしまうという問題がある。
しかしながら、以上の構成の実施形態１のＶリブドベルトＢによれば、Ｖ側面１１０を構成する部分である圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物に、ナノファイバー１６及び有機短繊維１７がベルト幅方向に配向するように含まれており、それらのうちナノファイバー１６が、少ない含有量でも圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物にベルト幅方向の高い弾性率向上効果を発現する一方、ベルト長さ方向の物性への影響が小さく、そして、それに起因して、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物が、ベルト幅方向である列理方向の貯蔵弾性係数のベルト長さ方向である反列理方向の貯蔵弾性係数に対する比が５以上という高い異方性を有するので、ＶリブドベルトＢにおいて、ベルト幅方向の高い弾性率と共に、それと比較してベルト長さ方向の弾性率が高くないことから、優れた耐屈曲疲労性を得ることができる。また、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物が高い異方性を有するので、屈曲によるエネルギーロスが少なく、従って、高効率の動力伝達が可能となる。さらに、Ｖ側面１１０に露出した有機短繊維１７がＶ側面１１０から突出した有機短繊維１７を含むので、Ｖ側面１１０の摩擦係数が低減され、それによってプーリとの間の摩擦により生じる異音の発生を抑制することができると共に優れた耐摩耗性を得ることができる。
図４は、実施形態１のＶリブドベルトＢを用いた自動車の補機駆動ベルト伝動装置２０のプーリレイアウトを示す。この補機駆動ベルト伝動装置２０は、ＶリブドベルトＢが４つのリブプーリ及び２つの平プーリの６つのプーリに巻き掛けられて動力を伝達するサーペンタインドライブ方式のものである。
この補機駆動ベルト伝動装置２０は、最上位置のパワーステアリングプーリ２１と、そのパワーステアリングプーリ２１のやや右斜め下方に配置されたＡＣジェネレータプーリ２２と、パワーステアリングプーリ２１の左斜め下方で且つＡＣジェネレータプーリ２２の左斜め上方に配置された平プーリのテンショナプーリ２３と、ＡＣジェネレータプーリ２２の左斜め下方で且つテンショナプーリ２３の直下方に配置された平プーリのウォーターポンププーリ２４と、テンショナプーリ２３及びウォーターポンププーリ２４の左斜め下方に配置されたクランクシャフトプーリ２５と、ウォーターポンププーリ２４及びクランクシャフトプーリ２５の右斜め下方に配置されたエアコンプーリ２６とを備えている。これらのうち、平プーリであるテンショナプーリ２３及びウォーターポンププーリ２４以外は全てリブプーリである。これらのリブプーリ及び平プーリは、例えば、金属のプレス加工品や鋳物、ナイロン樹脂、フェノール樹脂などの樹脂成形品で構成されており、また、プーリ径がφ５０〜１５０ｍｍである。
この補機駆動ベルト伝動装置２０では、ＶリブドベルトＢは、Ｖリブ１５側が接触するようにパワーステアリングプーリ２１に巻き掛けられ、次いで、ベルト背面が接触するようにテンショナプーリ２３に巻き掛けられた後、Ｖリブ１５側が接触するようにクランクシャフトプーリ２５及びエアコンプーリ２６に順に巻き掛けられ、さらに、ベルト背面が接触するようにウォーターポンププーリ２４に巻き掛けられ、そして、Ｖリブ１５側が接触するようにＡＣジェネレータプーリ２２に巻き掛けられ、最後にパワーステアリングプーリ２１へと戻るように設けられている。
次に、実施形態１のＶリブドベルトＢの製造方法の一例について図５〜９に基づいて説明する。
−部材準備工程−
部材準備工程では、ゴム成分、及び熱可塑性樹脂の海と繊維径が３００〜１０００ｎｍの有機繊維のナノファイバーの収束体の多数の島との海島構造を有する複合材料を、複合材料の熱可塑性樹脂の融点又は軟化温度以上の温度下で混練する操作に加え、繊維径が１０μｍ以上の有機短繊維１７も加えて混練する操作を行うことにより、ゴム成分にナノファイバー１６及び有機短繊維１７が分散した未架橋ゴム組成物の混練物を調製し（混練物調製ステップ）、その調製した未架橋ゴム組成物の混練物を圧延することによりＶ側面１１０を構成する圧縮ゴム層１１を形成するための未架橋ゴム組成物シートを作製する（圧延ステップ）。
具体的には、まず、バンバリーミキサー等の密閉式混練機に、架橋剤、共架橋剤、熱可塑性樹脂とナノファイバー１６との複合材料、及び有機短繊維１７を除く成分を投入して所定のエネルギーを与えて混練した後、複合材料を投入して、そこに含まれる熱可塑性樹脂の融点又は軟化温度以上の温度下でさらに混練する。このとき、複合材料は、熱可塑性樹脂が溶融乃至軟化してゴム成分中に拡散すると共に、ナノファイバー１６の収束体が剪断力により開繊されてゴム成分中に分散する。また、このように複合材料を用いて混練することにより、ナノファイバー１６のゴム成分中における高い分散性を得ることができる。
ここで、図５に示すように、複合材料Ｍは、熱可塑性樹脂Ｒの海ポリマー中にナノファイバー１６が互いに独立し且つ並列して島状に存在したコンジュゲート繊維をロッド状に切断したものである。
熱可塑性樹脂Ｒとしては、例えば、ポリエチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂、ナイロン系樹脂、ウレタン系樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂Ｒは、混練時にゴム成分に拡散することから、ゴム成分との相溶性が高いことが好ましく、かかる観点から、熱可塑性樹脂Ｒは、ゴム成分が低極性の場合には、低極性のポリエチレン樹脂やエチレン酢酸ビニル共重合体樹脂が好ましい。特に、ゴム成分がエチレン−α−オレフィンエラストマーである場合には、熱可塑性樹脂Ｒがポリエチレン樹脂であることが好ましい。また、熱可塑性樹脂Ｒは、ゴム成分がニトリルゴム（ＮＢＲ）のように極性が高い場合には、ポリエチレン樹脂にマレイン酸などの極性基を導入して変性したもの、ナイロン系樹脂、ウレタン系樹脂等であってもよい。
熱可塑性樹脂Ｒの融点又は軟化温度は、好ましくは７０℃以上、より好ましくは９０℃以上であり、また、好ましくは１５０℃以下、より好ましくは１４０℃以下である。融点は、結晶性高分子の熱可塑性樹脂Ｒの場合において、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により測定される。軟化温度は、不定形高分子の熱可塑性樹脂Ｒの場合において、ＪＩＳ Ｋ７２０６に基づいて測定されるビカット軟化温度である。例えば、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）の融点は９５〜１３０℃である。高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）の融点は１２０〜１４０℃である。エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）の融点は６５〜９０℃である。超高分子量ポリエチレン樹脂（ＵＨＭＷＰＥ）の融点は１２５〜１３５℃である。
ナノファイバー１６としては、既述の通り、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、６−ナイロン繊維、６，６−ナイロン繊維等のナノファイバーが挙げられる。
複合材料Ｍの外径は、加工性を良好にする観点から、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは１５μｍ以上であり、また、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは８０μｍ以下である。複合材料Ｍの長さは、材料コストを抑える観点から、好ましくは０．５ｍｍ以上であり、また、ナノファイバー１６の分散性を高める観点から、好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以下である。複合材料Ｍの外径に対する長さの比（アスペクト比）は、好ましくは２０以上、より好ましくは３０以上であり、また、好ましくは７００以下、より好ましくは５００以下である。
複合材料Ｍにおけるナノファイバー１６の含有量は、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは５０質量％以上であり、また、好ましくは９５質量％以下、より好ましくは９０質量％以下である。複合材料Ｍにおけるナノファイバー１６の本数は例えば１００〜１０００本である。
次いで、密閉式混練機から未架橋ゴム組成物の塊状の混練物を排出して一旦冷却した後、それを有機短繊維１７及び架橋剤と共にオープンロール、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機に投入して混練する。このとき、有機短繊維１７及び架橋剤がゴム成分中に分散する。
続いて、混練機から未架橋ゴム組成物の塊状の混練物を排出した後、それをカレンダーロールに通して圧縮ゴム層１１を形成するための未架橋ゴム組成物シートに加工する。この未架橋ゴム組成物シートは、列理方向、つまり、カレンダーロールからの引き出し方向にナノファイバー１６及び有機短繊維１７が配向したものとなる。
部材準備工程では、同様に、接着ゴム層１２を形成するための未架橋ゴム組成物シートも作製する。また、背面補強布１３となる布材及び心線１４となる線材にそれぞれ所定の接着処理を行う。
−成形架橋工程−
成形架橋工程（成形架橋ステップ）では、まず、図６（ａ）に示すように、円筒型３１の外周面上に、背面補強布１３となる布材１３’、及び接着ゴム層１２を形成するための未架橋ゴム組成物シート１２’を順に巻き付けて積層し、その上から心線１４となる線材１４’を円筒型３１に対して螺旋状に巻き付け、さらにその上から接着ゴム層１２を形成するための未架橋ゴム組成物シート１２’及び圧縮ゴム層１１を形成するための未架橋ゴム組成物シート１１’を順に巻き付けて積層することによりベルト成形体Ｂ’を成形する。このとき、圧縮ゴム層１１を形成するための未架橋ゴム組成物シート１１’を、その列理方向が円筒型３１の軸方向となるように、従って、ベルト幅方向となるように配する。
次いで、図６（ｂ）に示すように、ベルト成形体Ｂ’にゴムスリーブ３２を被せ、それを加硫缶内に配置して密閉すると共に、加硫缶内に高温及び高圧の蒸気を充填し、その状態を所定時間だけ保持する。このとき、未架橋ゴム組成物シート１１’，１２’の架橋が進行して一体化すると共に布材１３’及び線材１４’と複合化し、図７に示すように、最終的に、円筒状のベルトスラブＳが成型される。ベルトスラブＳの成型温度は例えば１００〜１８０℃、成型圧力は例えば０．５〜２．０ＭＰａ、成型時間は例えば１０〜６０分である。
−研削・仕上げ工程−
加硫缶内から蒸気を排出して密閉を解いた後、円筒型３１を取り出してゴムスリーブ３２を外して冷却し、円筒型３１からベルトスラブＳを脱型する。
次いで、図８に示すように、ベルトスラブＳを一対のスラブ懸架軸３３間に掛け渡すと共に、ベルトスラブＳの外周面に対し、周方向に延びるＶリブ形状溝が外周面の軸方向に連設された研削砥石３４を回転させながら当接させ、また、ベルトスラブＳも一対のスラブ懸架軸３３間で回転させることにより、その外周面を全周に渡って研削する。このとき、図９に示すように、ベルトスラブＳの外周面にはＶリブ１５が形成され、また、そのＶリブ１５の表面から有機短繊維１７が突出した形態が得られる。なお、ベルトスラブＳは、必要に応じて長さ方向に分割して研削を行ってもよい。
そして、研削によりＶリブ１５を形成したベルトスラブＳを所定幅に幅切りして表裏を裏返すことにより実施形態１のＶリブドベルトＢが得られる。
（実施形態２）
図１０〜１２は、実施形態２のダブルコグドＶベルトＣ（Ｖベルト）を示す。実施形態２のダブルコグドＶベルトＣは、例えば、二輪スクータ、バギー車、スノーモビルなどの小型自動車の変速装置等に用いられる。実施形態２のダブルコグドＶベルトＣは、上部部分の横断面形状が横に細長い矩形に形成され且つ下部部分の横断面形状が上底よりも下底の方が短い台形に形成されており、例えば、ベルト長さが７００〜１０００ｍｍ、ベルト外周側のベルト幅が１０〜３６ｍｍ、ベルト厚さが１３〜１６ｍｍ、及び横断面におけるＶ角度が２７〜３３°である。
実施形態２のダブルコグドＶベルトＣは、ベルト内周側の圧縮ゴム層４１とそのベルト外周側の接着ゴム層４２とさらにそのベルト外周側の伸張ゴム層４３が積層されるように設けられて一体化したダブルコグドＶベルト本体４０を備える。圧縮ゴム層４１には、そのベルト内周面を被覆するように底面補強布４４が積層されて貼設されている。また、接着ゴム層４２には、そのベルト厚さ方向の中央に、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配された心線４５が埋設されている。
圧縮ゴム層４１は、その両側の側面がプーリ接触面となるＶ側面４１０に構成されている。圧縮ゴム層４１の厚さは例えば８〜１０ｍｍである。
圧縮ゴム層４１には、ベルト長さ方向に沿って下コグ４１ａが一定ピッチで配設されている。下コグ４１ａは、その縦断面外郭が略正弦波形を構成するように形成されている。下コグ４１ａのピッチは例えば８〜１０ｍｍである。下コグ４１ａの高さ、つまり、下コグ４１ａ間の溝底から下コグ４１ａの頂部までのベルト厚さ方向の寸法は、例えば６〜８ｍｍである。
圧縮ゴム層４１は、実施形態１のＶリブドベルトＢにおける圧縮ゴム層１１と同様、ナノファイバー４６及び有機短繊維４７を含み且つそれらがベルト幅方向に配向したゴム組成物で形成されている。高排気量の二輪スクータの変速装置等のような高負荷伝動用途で用いられる場合には、圧縮ゴム層４１のベルト幅方向の弾性率がより高いことが望ましいことから、圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物には、有機短繊維４７としてパラ系アラミド繊維の短繊維が含まれていることが好ましい。Ｖ側面４１０に露出した有機短繊維４７は、Ｖ側面４１０から突出した有機短繊維４７を含んでいても、また、かかる有機短繊維４７を含んでいなくても、どちらでもよい。
但し、実施形態２のダブルコグドＶベルトＣは、通常、実施形態１のＶリブドベルトＢと比較して圧縮ゴム層４１のＶ側面４１０が高い側圧を受けて使用されるという観点から、圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物は以下の特性を有することが好ましい。
圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６２５３に基づいてタイプＡデュロメータにより測定されるゴム硬さは、好ましくは８８°以上、より好ましくは９０°以上であり、また、好ましくは１００°以下、より好ましくは９８°以下である。
圧縮ゴム層１４を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて測定されるベルト幅方向、つまり、ナノファイバー１６及び有機短繊維１７の配向方向である列理方向の１０％伸び時における引張応力（Ｍ１０）は、好ましくは５ＭＰａ以上、より好ましくは１０ＭＰａ以上であり、また、好ましくは７０ＭＰａ以下、より好ましくは５０ＭＰａ以下である。
圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて測定されるベルト幅方向である列理方向の引張強さ（ＴＢ）は、好ましくは１０ＭＰａ以上、より好ましくは１５ＭＰａ以上であり、また、好ましくは８０ＭＰａ以下、より好ましくは６０ＭＰａ以下である。
圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて測定されるベルト幅方向である列理方向の切断時伸び（ＥＢ）は、好ましくは１０％以上、より好ましくは１５％以上であり、また、好ましくは１００％以下、より好ましくは８０％以下である。
圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて測定されるベルト長さ方向、つまり、ナノファイバー１６及び有機短繊維１７の配向方向に直交する方向である反列理方向の１０％伸び時における引張応力（Ｍ１０）は、好ましくは０．５ＭＰａ以上、より好ましくは１ＭＰａ以上であり、また、好ましくは１０ＭＰａ以下、より好ましくは８ＭＰａ以下である。
圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて測定されるベルト長さ方向である反列理方向の５０％伸び時における引張応力（Ｍ５０）は、好ましくは２ＭＰａ以上、より好ましくは３ＭＰａ以上であり、また、好ましくは２０ＭＰａ以下、より好ましくは１８ＭＰａ以下である。
圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて測定されるベルト長さ方向である反列理方向の引張強さ（ＴＢ）は、好ましくは５ＭＰａ以上、より好ましくは７ＭＰａ以上であり、また、好ましくは３０ＭＰａ以下、より好ましくは２０ＭＰａ以下である。
圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて測定されるベルト長さ方向である反列理方向の切断時伸び（ＥＢ）は、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上であり、また、好ましくは２００％以下、より好ましくは１８０％以下である。
圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物におけるベルト幅方向である列理方向の１０％伸び時における引張応力（Ｍ１０）のベルト長さ方向である反列理方向の１０％伸び時における引張応力（Ｍ１０）に対する比は、好ましくは３以上、より好ましくは５以上であり、また、好ましくは２０以下、より好ましくは１８以下である。
圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６３９４に基づいて測定されるベルト幅方向である列理方向の貯蔵弾性係数（Ｅ’）は、好ましくは１５０ＭＰａ以上、より好ましくは２００ＭＰａ以上であり、また、好ましくは２０００ＭＰａ以下、より好ましくは１８００ＭＰａ以下である。この列理方向の貯蔵弾性係数（Ｅ’）は、歪み１％時の荷重の１．３倍の荷重を負荷したときの歪みを平均歪みとし、歪み振幅０．１％、周波数１０Ｈｚ、及び試験温度１００℃として引張方法により測定される。
圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６３９４に基づいて測定されるベルト幅方向である列理方向の損失係数（ｔａｎδ）は、好ましくは０．０２以上、より好ましくは０．０４以上であり、また、好ましくは０．２０以下、より好ましくは０．１８以下である。この列理方向の損失係数（ｔａｎδ）も、歪み１％時の荷重の１．３倍の荷重を負荷したときの歪みを平均歪みとし、歪み振幅０．１％、周波数１０Ｈｚ、及び試験温度１００℃として引張方法により測定される。
圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６３９４に基づいて測定されるベルト長さ方向である反列理方向の貯蔵弾性係数（Ｅ’）は、好ましくは１０ＭＰａ以上、より好ましくは１５ＭＰａ以上であり、また、好ましくは７０ＭＰａ以下、より好ましくは５０ＭＰａ以下である。この反列理方向の貯蔵弾性係数（Ｅ’）は、平均歪み５％、歪み振幅１％、周波数１０Ｈｚ、及び試験温度１００℃として引張方法により測定される。
圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物におけるＪＩＳ Ｋ６３９４に基づいて測定されるベルト長さ方向である反列理方向の損失係数（ｔａｎδ）は、好ましくは０．０３以上、より好ましくは０．０５以上であり、また、好ましくは０．３０以下、より好ましくは０．２５以下である。この反列理方向の損失係数（ｔａｎδ）も、平均歪み５％、歪み振幅１％、周波数１０Ｈｚ、及び試験温度１００℃として引張方法により測定される。
圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物におけるベルト幅方向である列理方向の貯蔵弾性係数（Ｅ’）のベルト長さ方向である反列理方向の貯蔵弾性係数（Ｅ’）に対する比は、５以上であるが、好ましくは７以上であり、また、好ましくは２０以下、より好ましくは１８以下である。
接着ゴム層４２の厚さは例えば１．５〜３．０ｍｍである。接着ゴム層４２は、ゴム成分に種々のゴム配合剤が配合された未架橋ゴム組成物を加熱及び加圧してゴム成分を架橋剤により架橋させたゴム組成物で形成されている。接着ゴム層４２を形成するゴム組成物は、短繊維やパルプ状繊維、及び／又は、補強充填剤や共架橋剤が含まれて高弾性率化されていてもよい。接着ゴム層４２は、実施形態１のＶリブドベルトＢにおける接着ゴム層１２を形成するのと同一のゴム組成物で形成されていてもよく、また、圧縮ゴム層４１を形成するのと同一のゴム組成物で形成されていてもよい。
伸張ゴム層４３の厚さは例えば３〜５ｍｍである。伸張ゴム層４３には、ベルト長さ方向に沿って上コグ４３ａが一定ピッチで配設されている。上コグ４３ａは、その縦断面外郭が略台形を構成するように形成されている。上コグ４３ａのピッチは、例えば７〜９ｍｍであり、下コグ４１ａのピッチよりも小さいことが好ましい。上コグ４３ａの高さ、つまり、上コグ４３ａ間の溝底から上コグ４３ａの頂部までのベルト厚さ方向の寸法は、例えば３〜４ｍｍである。
伸張ゴム層４３は、ゴム成分に種々のゴム配合剤が配合された未架橋ゴム組成物を加熱及び加圧してゴム成分を架橋剤により架橋させたゴム組成物で形成されている。伸張ゴム層４３もまた、圧縮ゴム層４１を形成するのと同一のゴム組成物で形成されていてもよい。
底面補強布４４は、例えば、綿、ポリアミド繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維等の糸で形成された織布、編物、不織布等の布材４４’で構成されている。底面補強布４４は、綿やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維の経糸及び緯糸が例えば１００°以上の広角度をなすように製織された広角織布や伸縮加工が施されたナイロン繊維の織布等で構成されていることが好ましい。底面補強布４４は、ダブルコグドＶベルト本体４０に対する接着性を付与するために、成形前にＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理及び／又はゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理が施されている。底面補強布４４の厚さは例えば０．５〜３ｍｍである。なお、伸縮ゴム層４３のベルト外周面を被覆するように同様の構成の補強布が積層されて貼設されていてもよい。
心線４５は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、パラ系アラミド繊維、ビニロン繊維等の撚り糸や組紐等の線材で構成されている。変速装置のような用途で用いられる場合には、心線４５は、伸びの小さいパラ系アラミド繊維で構成されていることが好ましい。心線４５は、ダブルコグドＶベルト本体４０に対する接着性を付与するために、成形前にＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理及び／又はゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理が施されている。なお、心線４５は、ＲＦＬ水溶液及び／又はゴム糊による接着処理の前に、必要に応じてエポキシ樹脂やポリイソシアネート樹脂等の溶液からなる接着剤溶液に浸漬した後に加熱する接着処理が施されていてもよい。心線４５の外径は例えば０．１〜２ｍｍである。また、心線４５の埋設位置は、下コグ４１ａ間の溝底から心線４５までの厚さが２〜５ｍｍとなる位置であることが好ましい。
以上の構成の実施形態２のダブルコグドＶベルトＣによれば、Ｖ側面４１０を構成する部分である圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物に、ナノファイバー４６及び有機短繊維４７がベルト幅方向に配向するように含まれており、それらのうちナノファイバー４６が、少ない含有量でも圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物にベルト幅方向の高い弾性率向上効果を発現する一方、ベルト長さ方向の物性への影響が小さく、そして、それに起因して、圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物が、ベルト幅方向である列理方向の貯蔵弾性係数のベルト長さ方向である反列理方向の貯蔵弾性係数に対する比が５以上という高い異方性を有するので、ダブルコグドＶベルトＣにおいて、ベルト幅方向の高い弾性率と共に、それと比較してベルト長さ方向の弾性率が高くないことから、優れた耐屈曲疲労性を得ることができる。また、圧縮ゴム層４１を形成するゴム組成物が高い異方性を有するので、屈曲によるエネルギーロスが少なく、従って、高効率の動力伝達が可能となる。さらに、Ｖ側面４１０に有機短繊維４７が露出しているので、Ｖ側面４１０の摩擦係数が低減され、それによってプーリとの間の摩擦により生じる異音の発生を抑制することができると共に、ダブルコグドＶベルトＣがプーリから送り出される際にダブルコグドＶベルトＣがプーリから円滑に抜けることができる。
図１３（ａ）及び（ｂ）は、実施形態２のダブルコグドＶベルトＣを用いた自動二輪車等の変速装置５０を示す。
この変速装置５０は、回転軸が平行になるように配置された駆動プーリ５１及び従動プーリ５２とそれらの間に巻き掛けられたダブルコグドＶベルトＣとを備える。
駆動プーリ５１及び従動プーリ５２は、それぞれ軸方向に移動不能な固定シーブ５１ａ，５２ａと軸方向に移動可能な可動シーブ５１ｂ，５２ｂとを有すると共に、それらの固定シーブ５１ａ，５２ａと可動シーブ５１ｂ，５２ｂとの間にＶ溝５３が形成されており、固定シーブ５１ａ，５２ａに対して可動シーブ５１ｂ，５２ｂが近づく方向に移動することによりプーリ径（プーリピッチラインＬ１，Ｌ２の径）が大きくなる一方、離れる方向に移動することによりプーリ径が小さくなることで、プーリ径が可変に構成されている。そして、ダブルコグドＶベルトＣは、駆動プーリ５１及び従動プーリ５２のそれぞれのＶ溝５３に嵌まるように巻き掛けられている。なお、Ｖ溝５３のＶ角度は、ダブルコグドＶベルトＣのＶ角度よりも若干小さいことが好ましい。
以上の機構により、この変速装置５０は、駆動プーリ５１及び従動プーリ５２のそれぞれのプーリ径の比を変化させることにより、ダブルコグドＶベルトＣを介して駆動プーリ５１の回転速度を変速して従動プーリ５２に伝動するように構成されている。
次に、実施形態２のダブルコグドＶベルトＣの製造方法の一例について図１４〜１８に基づいて説明する。
−部材準備工程−
部材準備工程では、実施形態１と同様、ゴム成分、及び熱可塑性樹脂の海と繊維径が３００〜１０００ｎｍの有機繊維のナノファイバー４６の収束体の多数の島との海島構造を有する複合材料を、複合材料の熱可塑性樹脂の融点又は軟化温度以上の温度下で混練する操作に加え、繊維径が１０μｍ以上の有機短繊維４７も加えて混練する操作を行うことにより、ゴム成分にナノファイバー４６及び有機短繊維４７が分散した未架橋ゴム組成物の混練物を調製し（混練物調製ステップ）、その調製した未架橋ゴム組成物の混練物を圧延することによりＶ側面４１０を構成する圧縮ゴム層４１を形成するための未架橋ゴム組成物シートを作製する（圧延ステップ）。
部材準備工程では、同様に、接着ゴム層４２を形成するための未架橋ゴム組成物シート、及び伸張ゴム層４３を形成するための未架橋ゴム組成物シートも作製する。また、底面補強布４４となる布材及び心線４５となる線材’にそれぞれ所定の接着処理を行う。
―成形架橋工程―
成形架橋工程（成形架橋ステップ）では、まず、図１４（ａ）に示すように、外周に軸方向に延びるように形成された下コグ形成溝３１１ａが周方向に連設された第１円筒型３１１の外周面上に、底面補強布４４となる布材４４’及び圧縮ゴム層４１を形成するための未架橋ゴム組成物シート４１’を順に巻き付けて積層することにより下コグ成形体４１１’を成形する。このとき、布材４４’を、下コグ形成溝３１１ａが形成された第１円筒型３１１の外周面に沿うように配することが好ましい。また、圧縮ゴム層４１を形成するための未架橋ゴム組成物シート４１’を、その列理方向が第１円筒型３１１の軸方向、従って、ベルト幅方向となるように配する。
次いで、図１４（ｂ）に示すように、第１円筒型３１１上の下コグ成形体４１１’に、内周面が平滑な第１ゴムスリーブ３２１を被せ、それを加硫缶内に配置して密閉すると共に、加硫缶内に高温及び高圧の蒸気を充填し、その状態を所定時間だけ保持する。このとき、未架橋ゴム組成物シート４１’が流動して下コグ形成溝３１１ａに圧入されると共に架橋が半分程度進行して布材４４’と複合化し、図１５（ａ）に示すように、内周側に下コグが形成された円筒状の下コグ複合体４１２’が成型される。下コグ複合体４１２’の成型温度は例えば１００〜１２０℃、成型圧力は例えば０．５〜２．０ＭＰａ、成型時間は例えば５〜１５分である。
次いで、加硫缶内から蒸気を排出して密閉を解いた後、第１円筒型３１１を取り出して第１ゴムスリーブ３２１を外して冷却し、図１５（ｂ）に示すように、第１円筒型３１１上に成型された下コグ複合体４１２’の背面部を刃物で削って厚みを調整する。
次いで、第１円筒型３１１から下コグ複合体４１２’を脱型した後、図１６（ａ）に示すように、それを、第１円筒型３１１と同様に、外周に軸方向に延びるように形成された下コグ嵌合溝３１２ａが周方向に連設された第２円筒型３１２に外嵌めする。このとき、下コグ複合体４１２’を、その内周側の下コグが第２円筒型３１２の下コグ嵌合溝３１２ａに嵌まるように配する。
次いで、図１６（ｂ）に示すように、第２円筒型３１２上の下コグ複合体４１２’の上に、接着ゴム層４２を形成するための未架橋ゴム組成物シート４２’を巻き付けて積層し、その上から心線４５となる線材４５’を第２円筒型３１２に対して螺旋状に巻き付け、さらにその上から接着ゴム層４２を形成するための未架橋ゴム組成物シート４２’及び伸張ゴム層４３を形成するための未架橋ゴム組成物シート４３’を順に巻き付けて積層することによりベルト成形体Ｃ’を成形する。このとき、接着ゴム層４２及び／又は伸張ゴム層４３を形成するための未架橋ゴム組成物シート４２’，４３’として、圧縮ゴム層４１と同様、ナノファイバー４６及び有機短繊維４７を含むものを用いる場合には、その列理方向が第２円筒型３１２の軸方向となるように、従って、ベルト幅方向となるように配する。
次いで、図１６（ｃ）に示すように、ベルト成形体Ｃ’に、内周に軸方向に延びるように形成された上コグ形成溝３２２ａが周方向に連設された第２ゴムスリーブ３２２を被せ、それを加硫缶内に配置して密閉すると共に、加硫缶内に高温及び高圧の蒸気を充填し、その状態を所定時間だけ保持する。このとき、下コグ複合体４１２’の本架橋が進行すると同時に、接着ゴム層４２を形成するための未架橋ゴム組成物シート４２’の架橋が進行して線材４５’と複合化し、また、伸張ゴム層４３を形成するための未架橋ゴム組成物シート４３’が流動して上コグ形成溝３２２ａに圧入されると共に架橋が進行し、全体が一体化されて、図１７に示すように、最終的に、円筒状のベルトスラブＳが成型される。ベルトスラブＳの成型温度は例えば１６０〜１８０℃、成型圧力は例えば０．５〜２．０ＭＰａ、成型時間は例えば１０〜６０分である。
−研削・仕上げ工程−
加硫缶内から蒸気を排出して密閉を解いた後、第２円筒型３１２を取り出して第２ゴムスリーブ３２２を外して冷却し、第２円筒型３１２からベルトスラブＳを脱型する。
次いで、図１８（ａ）に示すように、ベルトスラブＳを所定幅に幅切りした後、図１８（ｂ）に示すように、両側面を刃物で切断してＶ側面４１０を形成し、また、その表面を研削して平坦化することにより実施形態２のダブルコグドＶドベルトＣが得られる。
（その他の実施形態）
実施形態１ではＶリブドベルトＢ及び実施形態２ではダブルコグドＶベルトＣを示したが、特にこれらに限定されるものではなく、図１９に示すような標準的なローエッジタイプのＶベルトＤであってもよい。
［試験評価１］
（ゴム組成物）
以下の実施例１〜５及び比較例１〜５並びに参考例のゴム組成物を作製した。それぞれの詳細構成については表１にも示す。
＜実施例１＞
バンバリーミキサーに、ゴム成分としてのＥＰＤＭ（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製ＥＰＤＭ 商品名：Ｎｏｒｄｅｌ ＩＰ ４６４０）、並びに、このゴム成分１００質量部に対して、カーボンブラック（東海カーボン社製ＦＥＦ 商品名：シーストＳＯ）６５質量部、プロセスオイル（サン石油社製 商品名：サンパー２２８０）１０質量部、加工助剤としてのステアリン酸（新日本理化社製 商品名：ステアリン酸５０Ｓ）１質量部、加硫促進助剤としての酸化亜鉛（堺化学社製 商品名：酸化亜鉛３種）５質量部、及び老化防止剤（大内新興化学興業社製 商品名：ノクラックＭＢ）２質量部を投入して混練した後、ゴム成分１００質量部に対して複合材料Ａ（帝人社製ポリエチレン樹脂-ＰＥＴナノファイバー複合材料）７．１質量部を投入して、複合材料Ａに含まれるポリエチレン樹脂の融点よりも高い１３５℃の温度下でさらに混練した。
続いて、バンバリーミキサーから未架橋ゴム組成物の塊状の混練物を排出して一旦冷却した後、それを、ゴム成分１００質量部に対して、６，６−ナイロン短繊維（帝人社製 商品名：ＣＦＮ３０００、繊維径：２６μｍ、繊維長：３ｍｍ、アスペクト比：１１５）１０質量部、架橋剤としての有機過酸化物（日本油脂社製 商品名：パークミルＤ（ジクミルパーオキサイド））３質量部、及び共架橋剤としてのエチレングリコールジメタクリレート（三新化学工業社製 商品名：サンエステルＥＧ）２質量部と共にバンバリーミキサーに投入して混練した。
そして、バンバリーミキサーから未架橋ゴム組成物の塊状の混練物を排出し、それをカレンダーロールにより圧延して厚さが０．６〜０．７ｍｍの実施例１の未架橋のゴム組成物シートを作製した。
複合材料Ａは、融点が１３０℃のポリエチレン樹脂の海と繊維径が８４０ｎｍの７００本のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維のナノファイバーの収束体による７００の島との海島構造を有し、ポリエチレン樹脂の含有量が３０質量％及びナノファイバーの含有量が７０質量％、並びに外径が２８μｍ、長さが１ｍｍ、及びアスペクト比が３５．７である。従って、複合材料Ａに含まれるナノファイバーのアスペクト比は１１９０である。また、実施例１のゴム組成物におけるポリエチレン樹脂及びナノファイバーの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、それぞれ２．１質量部及び５質量部である。
実施例１のゴム組成物は、ナノファイバーの体積分率が２．０１体積％、有機短繊維の体積分率が４．７４体積％、ナノファイバー及び有機短繊維の合計の体積分率が６．７５体積％である。
＜実施例２＞
複合材料Ａの代わりに、ゴム成分１００質量部に対して、複合材料Ｂ（帝人社製ポリエチレン樹脂-ＰＥＴナノファイバー複合材料）７．１質量部を配合したことを除いて実施例１と同一構成の実施例２の未架橋のゴム組成物シートを作製した。
複合材料Ｂは、融点が１３０℃のポリエチレン樹脂の海と繊維径が４００ｎｍの７００本のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維のナノファイバーの収束体による７００の島との海島構造を有し、ポリエチレン樹脂の含有量が３０質量％及びナノファイバーの含有量が７０質量％、並びに外径が１４μｍ、長さが１ｍｍ、及びアスペクト比が７１．４である。従って、複合材料Ｂに含まれるナノファイバーのアスペクト比は２５００である。また、実施例２のゴム組成物におけるポリエチレン樹脂及びナノファイバーの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、それぞれ２．１質量部及び５質量部である。
実施例２のゴム組成物は、ナノファイバーの体積分率が２．０１体積％、有機短繊維の体積分率が４．７４体積％、ナノファイバー及び有機短繊維の合計の体積分率が６．７５体積％である。
＜実施例３＞
６，６−ナイロン短繊維の代わりに、ゴム成分１００質量部に対して、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）短繊維（帝人社製 商品名：ＣＦＴ３０００、繊維径：１６μｍ、繊維長：３ｍｍ、アスペクト比：１８８）１０質量部を配合したことを除いて実施例１と同一構成の実施例３の未架橋のゴム組成物シートを作製した。
実施例３のゴム組成物は、ナノファイバーの体積分率が２．０２体積％、有機短繊維の体積分率が４．０４体積％、ナノファイバー及び有機短繊維の合計の体積分率が６．０６体積％である。
＜実施例４＞
６，６−ナイロン短繊維の代わりに、ゴム成分１００質量部に対して、実施例３で用いたのと同一のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）短繊維１０質量部を配合したことを除いて実施例２と同一構成の実施例４の未架橋のゴム組成物シートを作製した。
実施例４のゴム組成物は、ナノファイバーの体積分率が２．０２体積％、有機短繊維の体積分率が４．０４体積％、ナノファイバー及び有機短繊維の合計の体積分率が６．０６体積％である。
＜実施例５＞
６，６−ナイロン短繊維の代わりに、ゴム成分１００質量部に対して、パラ系アラミド短繊維（帝人社製 商品名：テクノーラ、繊維径：１２．３μｍ、繊維長：３ｍｍ、アスペクト比：２４４）１２質量部を配合すると共に、複合材料Ａの含有量をゴム成分１００質量部に対して１４．３質量部としたことを除いて実施例１と同一構成の実施例５の未架橋のゴム組成物シートを作製した。
実施例５のゴム組成物におけるポリエチレン樹脂及びナノファイバーの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、それぞれ４．３質量部及び１０質量部である。
実施例５のゴム組成物は、ナノファイバーの体積分率が３．９０体積％、有機短繊維の体積分率が４．５２体積％、ナノファイバー及び有機短繊維の合計の体積分率が８．４２体積％である。
＜比較例１＞
複合材料Ａを配合せずに、６，６−ナイロン短繊維の含有量をゴム成分１００質量部に対して２５質量部としたことを除いて実施例１と同一構成の比較例１の未架橋のゴム組成物シートを作製した。
比較例１のゴム組成物は、有機短繊維の体積分率が１１．４０体積％である。
＜比較例２＞
複合材料Ａを配合せずに、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）短繊維の含有量をゴム成分１００質量部に対して２５質量部としたことを除いて実施例３と同一構成の比較例２の未架橋のゴム組成物シートを作製した。
比較例２のゴム組成物は、有機短繊維の体積分率が９．８３体積％である。
＜比較例３＞
６，６−ナイロン短繊維を配合せずに、複合材料Ａの含有量をゴム成分１００質量部に対して１４．３質量部としたことを除いて実施例１と同一構成の比較例３の未架橋のゴム組成物シートを作製した。
比較例３のゴム組成物におけるポリエチレン樹脂及びナノファイバーの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、それぞれ４．３質量部及び１０質量部である。
比較例３のゴム組成物は、ナノファイバーの体積分率が４．０８体積％である。
＜比較例４＞
６，６−ナイロン短繊維を配合せずに、複合材料Ｂの含有量をゴム成分１００質量部に対して１４．３質量部としたことを除いて実施例２と同一構成の比較例４の未架橋のゴム組成物シートを作製した。
比較例４のゴム組成物におけるポリエチレン樹脂及びナノファイバーの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、それぞれ４．３質量部及び１０質量部である。
比較例４のゴム組成物は、ナノファイバーの体積分率が４．０８体積％である。
＜比較例５＞
複合材料Ａを配合せずに、パラ系アラミド短繊維の含有量をゴム成分１００質量部に対して２０質量部としたことを除いて実施例５と同一構成の比較例５の未架橋のゴム組成物シートを作製した。
比較例５のゴム組成物は、有機短繊維の体積分率が７．７８体積％である。
＜参考例＞
複合材料も有機短繊維も配合しないことを除いて実施例１〜５及び比較例１〜５と同一構成の参考例の未架橋のゴム組成物シートを作製した。
Figure 2015045255
（試験評価方法）
実施例１〜５及び比較例１〜５並びに参考例のそれぞれについて、プレス成形により架橋したゴム組成物の試験片を作製し、以下の試験を実施した。
＜ゴム硬さ評価試験＞
ＪＩＳ Ｋ６２５３に基づいてタイプＡデュロメータによりゴム硬さを測定した。
＜引張特性評価試験＞
ＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて列理方向及び反列理方向のそれぞれについて引張試験を行った。そして、列理方向については、１０％伸び時における引張応力（Ｍ１０）、引張強さ（ＴＢ）、及び切断時伸び（ＥＢ）を測定した。反列理方向については、１０％伸び時における引張応力（Ｍ１０）、５０％伸び時における引張応力（Ｍ５０）、引張強さ（ＴＢ）、及び切断時伸び（ＥＢ）を測定した。また、列理方向の１０％伸び時における引張応力（Ｍ１０）の反列理方向の１０％伸び時における引張応力（Ｍ１０）に対する比を求めた。
＜動的粘弾性特性評価試験＞
ＪＩＳ Ｋ６３９４に基づいて、列理方向については、歪み１％時の荷重の１．３倍の荷重を負荷したときの歪みを平均歪みとし、歪み振幅０．１％、周波数１０Ｈｚ、及び試験温度１００℃として引張方法により貯蔵弾性係数（Ｅ’）及び損失係数（ｔａｎδ）を測定した。反列理方向については、平均歪み５％、歪み振幅１％、周波数１０Ｈｚ、及び試験温度１００℃として引張方法により貯蔵弾性係数（Ｅ’）及び損失係数（ｔａｎδ）を測定した。また、列理方向の貯蔵弾性係数（Ｅ’）の反列理方向の貯蔵弾性係数（Ｅ’）に対する比を求めた。なお、測定には、ＲＨＥＯＬＯＧＹ社の粘弾性試験機を用いた。
＜耐摩耗特性・摩擦係数評価試験＞
ピン・オン・ディスク型摩擦摩耗試験機を用い、５ｍｍ角の試験片における列理方向に直交する面を摺動面とし、その摺動面を、１００℃に調温したＳ４５Ｃ製のディスク状の相手材の表面に、列理方向及び反列理方向に直交する方向が摺動方向となるように当接させると共に、試験片に上から１９．６Ｎの荷重を負荷し、相手材を８０ｒｐｍの回転数で回転させ（すべり速度：１５．０７２ｍ／ｍｉｎ）、２４時間後の摩耗体積を測定した。この試行を２回行い、その平均値を摩耗体積のデータとした。
また、５ｍｍ角の試験片における列理方向に直交する面を摺動面とし、その摺動面を、室温（２３℃）でＳ４５Ｃ製のディスク状の相手材の表面に、列理方向及び反列理方向に直交する方向が摺動方向となるように当接させると共に、試験片に上から１９．６Ｎの荷重を負荷し、相手材を８０ｒｐｍの回転数で回転させ（すべり速度：１５．０７２ｍ／ｍｉｎ）、その摩擦係数を測定した。
＜耐屈曲疲労性評価試験＞
ＪＩＳ Ｋ６２６０に基づいて、デマッチャ式屈曲試験機を用い、反列理方向を長さ方向とした試験片を、ストロークを２０ｍｍ及び毎分の屈曲回数を３００回として繰り返し屈曲させ、切断までの屈曲回数を測定した。試行を２回行い、その平均値を切断までの屈曲回数のデータとした。
（試験評価結果）
表２は試験結果を示す。
Figure 2015045255
これらの結果によれば、ナノファイバー及び有機短繊維を配合した実施例１〜４は、ナノファイバーを配合せずに有機短繊維のみを配合した比較例１及び２に比較して、摩擦係数については同等であるが、列理方向の貯蔵弾性係数（Ｅ’）の反列理方向の貯蔵弾性係数（Ｅ’）に対する比が大きく、高い異方性を有することが分かる。
また、ナノファイバー及び有機短繊維を配合した実施例１〜４は、有機短繊維を配合せずにナノファイバーのみを配合した比較例３及び４に比較して、異方性及び耐屈曲疲労性については同等であるが、摩擦係数が低いことが分かる。
さらに、ナノファイバー及びパラ系アラミド短繊維を配合した実施例５は、列理方向及び反列理方向ともに高弾性であり且つ高い異方性を有するにも関わらず、比較的良好な耐屈曲疲労性を有することが分かる。一方、ナノファイバーを配合せずにパラ系アラミド短繊維のみを配合した比較例５は、列理方向及び反列理方向ともに高弾性であり且つ高い異方性を有するが、耐屈曲疲労性が劣ることが分かる。
なお、実施例１〜５のそれぞれの引張試験後の試験片について、切断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、ナノファイバーが凝集することなく分散していることを確認した。
［試験評価２］
（Ｖリブドベルト）
上記実施形態１と同様の方法により、実施例１〜４及び比較例１〜４のそれぞれのゴム組成物を用い、列理方向がベルト幅方向となるように圧縮ゴム層を形成したＶリブドベルトを作製した。
なお、接着ゴム層にはＥＰＤＭのゴム組成物、背面補強布にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維／綿混紡帆布の厚さ０．７ｍｍの織布、及び心線にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維の外径が１．１ｍｍの撚り糸をそれぞれ用いた。Ｖリブドベルトは、ベルト長さが１４００ｍｍ、ベルト幅が２．２ｍｍ、ベルト厚さが４．５ｍｍ、及びＶリブ数が３個とした。
（試験評価方法）
＜耐屈曲疲労性評価試験＞
図２０（ａ）は、耐屈曲疲労性評価試験用のベルト走行試験機６０のプーリレイアウトを示す。
このベルト走行試験機６０は、プーリ径がφ６０ｍｍの駆動プーリ６１と、その上方に設けられたプーリ径がφ６０ｍｍの第１従動プーリ６２１と、駆動プーリ６１及び第１従動プーリ６２１の中間部の右方に設けられたプーリ径がφ６０ｍｍの第２従動プーリ６２２と、駆動プーリ６１及び第１従動プーリ６２１の中間部の右側に上下に間隔をおいて設けられた、各々、プーリ径がφ５０ｍｍの一対のアイドラプーリ６３とで構成されている。駆動プーリ６１並びに第１及び第２従動プーリ６２１，６２２はリブプーリであり、アイドラプーリ６３は平プーリである。第１従動プーリ６１は、巻き掛けたＶリブドベルトＢにデッドウエイトＤＷを負荷できるように上下方向に可動に設けられている。なお、このベルト走行試験機６０では、ＶリブドベルトＢを背面側に曲げることにより、Ｖリブ先端に発生する歪みを大きくして屈曲疲労を加速させる。
ＶリブドベルトＢを、上記ベルト走行試験機６０に、ベルト内周側が駆動プーリ６１並びに第１及び第２従動プーリ６２１，６２２に、また、ベルト外周側がアイドラプーリ６３に、それぞれ接触するように巻き掛け、さらに、第１従動プーリ６２１に上方に荷重をかけてＶリブドベルトＢに５８８ＮのデッドウエイトＤＷを負荷した。そして、７０℃の温度雰囲気下において、駆動プーリ６１を５１００ｒｐｍの回転数で回転させてＶリブドベルトＢを走行させ、定期的に走行を停止して圧縮ゴム層におけるクラックの発生の有無を目視にて確認し、クラックの発生が確認された時点で試験を終了し、それまでの走行時間をクラック発生寿命とした。ＶリブドベルトＢの走行は最長５００時間とした。
＜ベルト走行時異音評価試験＞
図２０（ｂ）は、ベルト走行時異音評価試験用のベルト走行試験機７０のプーリレイアウトを示す。
このベルト走行試験機は、プーリ径がφ８０ｍｍの駆動プーリ７１と、その右方に設けられたプーリ径がφ１３０ｍｍの第１従動プーリ７２１と、それらの中間部の上方に設けられたプーリ径がφ６０ｍｍの第２従動プーリ７２２と、駆動プーリ７１及び第１従動プーリ７２１の中間部に設けられたプーリ径がφ８０ｍｍのアイドラプーリ７３とで構成されている。駆動プーリ７１並びに第１及び第２従動プーリ７２１，７２２はリブプーリであり、アイドラプーリ７３は平プーリである。第２従動プーリ７２２は、巻き掛けたＶリブドベルトＢにデッドウエイトＤＷを負荷できるように上下方向に可動に設けられている。
ＶリブドベルトＢを、上記ベルト走行試験機７０に、ベルト内周側が駆動プーリ７１並びに第１及び第２従動プーリ７２１，７２２に、また、ベルト外周側がアイドラプーリ７３に、それぞれ接触するように巻き掛け、さらに、第１従動プーリ７２１に駆動プーリ７１との間で１．５°のミスアライメントを付与すると共に、第２従動プーリ７２２に上方に荷重をかけてＶリブドベルトＢに２６７ＮのデッドウエイトＤＷを負荷した。そして、常温の温度雰囲気下において、駆動プーリ７１を７５０ｒｐｍの回転数で回転させてＶリブドベルトＢを走行させ、第２従動プーリ７２２に霧吹きで１０回注水し、そのときの異音の発生の有無を官能評価した。
（試験評価結果）
表３は試験結果を示す。
Figure 2015045255
クラック発生寿命は、比較例１が１５０時間及び比較例２が１３０時間であったが、その他の実施例１〜４並びに比較例３及び４は、５００時間走行後もクラックの発生が認められなかった。
異音の発生は、比較例３及び４では認められたが、その他の実施例１〜４並びに比較例１及び２では認められなかった。
これらの結果によれば、ナノファイバー及び有機短繊維を配合した実施例１〜４を圧縮ゴム層に用いたＶリブドベルトは、ナノファイバーを配合せずに有機短繊維のみを配合した比較例１及び２を圧縮ゴム層に用いたＶリブドベルトよりも耐屈曲疲労性が優れ、また、有機短繊維を配合せずにナノファイバーのみを配合した比較例３及び４を圧縮ゴム層に用いたＶリブドベルトよりも異音の抑制性能が優れることが分かる。
［試験評価３］
（ダブルコグドＶベルト）
上記実施形態２と同様の方法により、実施例５及び比較例５のそれぞれのゴム組成物を用い、列理方向がベルト幅方向となるように圧縮ゴム層を形成したダブルコグドＶベルトを作製した。
なお、接着ゴム層及び伸張ゴム層にはＥＰＤＭのゴム組成物、補強布には６，６ナイロン繊維製の厚さ１．０ｍｍの織布、及び心線にはパラ系アラミド繊維の外径が０．７ｍｍの撚り糸をそれぞれ用いた。ダブルコグドＶベルトは、ベルト長さが８２０ｍｍ、ベルト外周側のベルト幅が２８．６ｍｍ、ベルト厚さが１４．５ｍｍ、及び横断面形状におけるＶ角度が３０°、並びに下コグのピッチが９．５ｍｍ、下コグの高さが７．３ｍｍ、上コグのピッチが８．０ｍｍ、上コグの高さが３．３ｍｍ、心線中心から下コグ間の溝底までの厚さが２．０ｍｍ、及び心線中心から上コグ間の溝底までの厚さが１．９ｍｍとした。
（試験評価方法）
図２１は、ダブルコグドＶベルトＣ用のベルト走行試験機８０を示す。
このベルト走行試験機８０は、同一面内に横方向に配設されたＶ溝プーリの駆動プーリ８１及び従動プーリ８２を有する。駆動プーリ８１は駆動軸８３１の一端に取り付けられている。駆動軸８３１の他端にはプーリ８４１が取り付けられており、それと駆動モータ８５１のモータ軸８５１ａに取り付けられたプーリ８６１とにベルトｂ１が巻き掛けられている。そして、駆動モータ８１の動力がベルトｂ１を介して駆動軸８３１に伝えられ、駆動プーリ８１が回転するように構成されている。また、駆動軸８３１にはトルク計８７１が設けられている。従動プーリ８２は従動軸８３２の一端に取り付けられている。従動軸８３２の他端にはプーリ８４２が取り付けられており、それと負荷機８５２の軸８５２ａに取り付けられたプーリ８６２とにベルトｂ２が巻き掛けられている。そして、負荷機８５２の負荷がベルトｂ２を介して従動軸８３２に伝えられるように構成されている。また、従動軸８３２にはトルク計８７２が設けられている。駆動モータ８５１等の駆動系は移動台８８１上に設けられており、この移動台８８１を移動させることにより試験片たるダブルコグドＶベルトＣに所定の荷重をかけることができ、その荷重をロードセル８９１で検出するように構成されている。
＜伝動能力・伝動効率評価試験＞
図２２（ａ）は、伝動能力・伝動効率評価試験のプーリレイアウトを示す。
伝動能力・伝動効率試験では、プーリ径６８ｍｍの駆動プーリ８１及びプーリ径１５８ｍｍの従動プーリ８２を用いた。そして、ダブルコグドＶベルトＣを、これらの駆動プーリ８１及び従動プーリ８２に巻き掛け、従動プーリ８２に軸荷重を負荷すると共に、駆動プーリ８１を２０００ｒｐｍで回転させてダブルコグドＶベルトＣを走行させた。
このとき、軸荷重を５８８〜２４５２Ｎの範囲で変量し、各軸荷重において、駆動プーリ８１及び従動プーリ８２の回転数を計測し、従動側伝達トルクを変えたときの見掛けのスリップ率（ベルトの変形によるベルトのプーリ内側への落ち込み及びベルトの伸びによるスリップ率をも含むもの）を経時的に求めた。そして、従動側伝達トルクと理論駆動プーリ径（心線中心位置でのベルト幅（ベルトピッチ幅）が変化しないと仮定して、そのベルト幅と同一のプーリ幅を有する位置でのプーリ径）とレイアウトとから、スリップ率が４％のときにおける下記式で定義されるＳＴ値を求めた。
Figure 2015045255
また、各軸荷重におけるスリップ率が４％のときのＳＴ値（以下「４％ＳＴ値」という。）を求め、その軸荷重と４％ＳＴ値との関係から、４％ＳＴ値の極大値を伝動能力（ダブルコグドＶベルトＣの単位巻き付き長さ当たりの伝動できる力）の指標とした。
さらに、下記式に基づいて、駆動側入力トルクを５Ｎ・ｍ及び軸荷重を１９６Ｎとしたとき、並びに駆動側入力トルクを２０Ｎ・ｍ及び軸荷重を７８４Ｎとしたときのそれぞれについて伝動効率を求めた。
Figure 2015045255
＜高速耐久性評価試験＞
図２２（ｂ）は、高速耐久性評価試験のプーリレイアウトを示す。
高速耐久試験では、プーリ径１２８ｍｍの駆動プーリ８１及びプーリ径１０５ｍｍの従動プーリ８２を用い、ダブルコグドＶベルトＣを、これらの駆動プーリ８１及び従動プーリ８２に巻き掛け、従動プーリ８２に側方に６８６Ｎの軸荷重を負荷した。そして、１２０℃の温度雰囲気下において、入力トルクを２０Ｎ・ｍとして駆動プーリ８１を６０００ｒｐｍで回転させてダブルコグドＶベルトＣを走行させ、定期的に走行を停止して圧縮ゴム層におけるクラックの発生の有無を目視にて確認し、クラックの発生が確認された時点で試験を終了し、それまでの走行時間を高速耐久寿命とした。ダブルコグドＶベルトＣの走行は最長１０００時間とした。
（試験評価結果）
表４は試験結果を示す。
Figure 2015045255
伝動能力（４％ＳＴ値の極大値）は、実施例５が８２００Ｎ／ｍ及び比較例５が８１００Ｎ／ｍであった。
伝動効率は、入力トルクが５Ｎ・ｍ及び軸荷重が１９６Ｎのとき、実施例５が７５％及び比較例５が７０％であり、また、入力トルクが２０Ｎ・ｍ及び軸荷重が７８４Ｎのとき、実施例５が８９％及び比較例５が８８％であった。
高速耐久性は、実施例５が１０００時間の走行後もクラックの発生は認められなかったが、比較例５が６５０時間で下コグ間の溝底にクラックの発生が認められた。
これらの結果によれば、ナノファイバー及びパラ系アラミド短繊維を配合した実施例５を圧縮ゴム層に用いたＶリブドベルトも、ナノファイバーを配合せずにパラ系アラミド短繊維のみを配合した比較例５を圧縮ゴム層に用いたＶリブドベルトも、伝動能力の差は認められないものの、伝動効率、特に低トルクでの伝動効率は、実施例５を圧縮ゴム層に用いたＶリブドベルトの方が、比較例５を圧縮ゴム層に用いたＶリブドベルトよりも優れることが分かる。また、高速耐久性も、実施例５を圧縮ゴム層に用いたＶリブドベルトの方が、比較例５を圧縮ゴム層に用いたＶリブドベルトよりも著しく優れることが分かる。
本発明は、Ｖベルト及びその製造方法について有用である。
Ｂ Ｖリブドベルト
Ｂ’，Ｃ’ ベルト成形体
Ｃ ダブルコグドＶベルト
Ｄ Ｖベルト
Ｍ 複合材料
Ｒ 熱可塑性樹脂
Ｓ ベルトスラブ
１０ Ｖリブドベルト本体
１１，４１ 圧縮ゴム層
１１０，４１０ Ｖ側面
１１’，１２’，４１’，４２’，４３’ 未架橋ゴム組成物シート
１２，４２ 接着ゴム層
１３ 背面補強布
１３’，４４’ 布材
１４，４５ 心線
１４’，４５’ 線材
１５ Ｖリブ
１６，４６ ナノファイバー
１７，４７ 有機短繊維
１８ 背面ゴム層
２０ 補機駆動ベルト伝動装置
２１ パワーステアリングプーリ
２２ ＡＣジェネレータプーリ
２３ テンショナプーリ
２４ ウォーターポンププーリ
２５ クランクシャフトプーリ
２６ エアコンプーリ
３１ 円筒型
３１１ 第１円筒型
３１１ａ 下コグ形成溝
３１２ 第２円筒型
３１２ａ 下コグ嵌合溝
３２ ゴムスリーブ
３２１ 第１ゴムスリーブ
３２２ 第２ゴムスリーブ
３２２ａ 上コグ形成溝
３３ スラブ懸架軸
３４ 研削砥石
４０ ダブルコグドＶベルト本体
４１ａ 下コグ
４１１’ 下コグ成形体
４１２’ 下コグ複合体
４３ 伸張ゴム層
４３ａ 上コグ
４４ 底面補強布
５０ 変速装置
５１，６１，７１，８１ 駆動プーリ
５１ａ，５２ａ 固定シーブ
５１ｂ，５２ｂ 可動シーブ
５２，８２ 従動プーリ
５３ Ｖ溝
６０，７０，８０ ベルト走行試験機
６２１，７２１ 第１従動プーリ
６２２，７２２ 第２従動プーリ
８３１ 駆動軸
８３２ 従動軸
８４１，８４２，８６１，８６２ プーリ
８５１ 駆動モータ
８５１ａ モータ軸
８５２ 負荷機
８５２ａ 軸
８７１，８７２ トルク計
８８１ 移動台
８９１ ロードセル

Claims (15)

  1. Ｖ側面を構成する部分がゴム組成物で形成されたＶベルトであって、
    前記ゴム組成物には、繊維径が３００〜１０００ｎｍの有機繊維のナノファイバー及び繊維径が１０μｍ以上の有機短繊維がベルト幅方向に配向するように含まれており、
    前記ゴム組成物は、ＪＩＳ Ｋ６３９４に基づいて、歪み１％時の荷重の１．３倍の荷重を負荷したときの歪みを平均歪みとし、歪み振幅０．１％、周波数１０Ｈｚ、及び試験温度１００℃として引張方法により測定されるベルト幅方向である列理方向の貯蔵弾性係数の、平均歪み５％、歪み振幅１％、周波数１０Ｈｚ、及び試験温度１００℃として引張方法により測定されるベルト長さ方向である反列理方向の貯蔵弾性係数に対する比が５以上であるＶベルト。
  2. 請求項１に記載されたＶベルトにおいて、
    前記ゴム組成物は、ＪＩＳ Ｋ６３９４に基づいて、歪み１％時の荷重の１．３倍の荷重を負荷したときの歪みを平均歪みとし、歪み振幅０．１％、周波数１０Ｈｚ、及び試験温度１００℃として引張方法により測定されるベルト幅方向である列理方向の貯蔵弾性係数の、平均歪み５％、歪み振幅１％、周波数１０Ｈｚ、及び試験温度１００℃として引張方法により測定されるベルト長さ方向である反列理方向の貯蔵弾性係数に対する比が１０以下であるＶベルト。
  3. 請求項１又は２に記載されたＶベルトにおいて、
    前記ゴム組成物における前記ナノファイバー及び前記有機短繊維の合計の含有質量が、ゴム成分１００質量部に対して１．０〜２５．０質量部であるＶベルト。
  4. 請求項１乃至３のいずれかに記載されたＶベルトにおいて、
    前記ゴム組成物における前記ナノファイバーの含有質量が前記有機短繊維の含有質量以下であるＶベルト。
  5. 請求項１乃至４のいずれかに記載されたＶベルトにおいて、
    前記ゴム組成物における前記ナノファイバー及び前記有機短繊維の合計の体積分率が５〜８体積％であるＶベルト。
  6. 請求項１乃至５のいずれかに記載されたＶベルトにおいて、
    前記ゴム組成物における前記ナノファイバーの体積分率が前記有機短繊維の体積分率以下であるＶベルト。
  7. 請求項１乃至６のいずれかに記載されたＶベルトにおいて、
    前記ナノファイバーは、その繊維長が０．３〜５ｍｍであり、且つ繊維径に対する繊維長の比が５００〜１００００であるＶベルト。
  8. 請求項１乃至７のいずれかに記載されたＶベルトにおいて、
    前記有機短繊維は、その繊維長が１．５〜１０ｍｍであり、且つ繊維径に対する繊維長の比が１００〜５００であるＶベルト。
  9. 請求項１乃至８のいずれかに記載されたＶベルトにおいて、
    前記ナノファイバー及び前記有機短繊維が異なる繊維種であるＶベルト。
  10. 請求項９に記載されたＶベルトにおいて、
    前記ナノファイバーがポリエチレンテレフタレート繊維のナノファイバーで、且つ前記有機短繊維が６，６−ナイロン短繊維又はパラ系アラミド短繊維であるＶベルト。
  11. 請求項１乃至８のいずれかに記載されたＶベルトにおいて、
    前記ナノファイバー及び前記有機短繊維が同一の繊維種であるＶベルト。
  12. 請求項１１に記載されたＶベルトにおいて、
    前記ナノファイバーがポリエチレンテレフタレート繊維のナノファイバーで、且つ前記有機短繊維がポリエチレンテレフタレート短繊維であるＶベルト。
  13. 請求項１乃至１２のいずれかに記載されたＶベルトの製造方法であって、
    ゴム成分、及び熱可塑性樹脂の海と繊維径が３００〜１０００ｎｍの有機繊維のナノファイバーの収束体の多数の島との海島構造を有する複合材料を、前記複合材料の熱可塑性樹脂の融点又は軟化温度以上の温度下で混練する操作を含み、前記ゴム成分に前記ナノファイバー及び繊維径が１０μｍ以上の有機短繊維が分散した未架橋ゴム組成物の混練物を調製する混練物調製ステップと、
    前記混練物調製ステップで調製した未架橋ゴム組成物の混練物を圧延することにより前記Ｖ側面を構成する部分を形成するための未架橋ゴム組成物シートを作製する圧延ステップと、
    前記圧延ステップで作製した未架橋ゴム組成物シートを、その列理方向がベルト幅方向となるように配してベルト成形体を成形した後に架橋させる成形架橋ステップと、
    を含むＶベルトの製造方法。
  14. 請求項１３に記載されたＶベルトの製造方法において、
    前記複合材料は、前記熱可塑性樹脂の海ポリマー中に前記ナノファイバーが互いに独立し且つ並列して島状に存在したコンジュゲート繊維をロッド状に切断したものであるＶベルトの製造方法。
  15. 請求項１３又は１４に記載されたＶベルトの製造方法において、
    前記ゴム成分がエチレン−α−オレフィンエラストマーであり、且つ前記複合材料の熱可塑性樹脂がポリエチレン樹脂であるＶベルトの製造方法。
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