JPWO2017168913A1 - 摩擦伝動ベルト - Google Patents

Abstract

プーリ接触面を構成するゴム層を有する摩擦伝動ベルトにおいて、ゴム層は、ポリオレフィン粒子及び無機フィラーを含有するゴム組成物からなる。ゴム組成物におけるポリオレフィン粒子及び無機フィラーの含有量は、ゴム成分１００質量部に対し、合計で８５質量部以上である。

Description

本発明は摩擦伝動ベルトに関する。

プーリ接触面にポリエチレン粒子が分散して露出した摩擦伝動ベルトは公知である。例えば、特許文献１〜３には、超高分子量ポリエチレン粒子を配合したゴム組成物でＶリブドベルトの圧縮ゴム層を形成することが開示されている。

特開２００７−０７０５９２号公報 特開２００７−１７０４５４号公報 特開２００７−１７０５８７号公報

本発明の課題は、摩擦伝動ベルトの被水時における異音の発生を抑制することである。

本発明は、プーリ接触面を構成するゴム層を有する摩擦伝動ベルトであって、ゴム層は、ポリオレフィン粒子及び無機フィラーを含有するゴム組成物からなる。ゴム組成物におけるポリオレフィン粒子及び無機フィラーの含有量は、ゴム成分１００質量部に対し、合計で８５質量部以上である。

本発明によると、摩擦伝動ベルトにおいて、ゴム成分１００質量部に対してポリオレフィン粒子及び無機フィラーを合計で８５質量部含むゴム組成物でプーリ接触面となるゴム層を形成していることにより、被水時の異音の発生を抑制することができる。

図１は、実施形態１に係るＶリブドベルトの斜視図である。 図２は、実施形態１に係るＶリブドベルトのＶリブ１個分の断面図である。 図３は、ベルト成形型の縦断面図である。 図４は、ベルト成形型の一部分の縦断面拡大図である。 図５は、実施形態１に係るＶリブドベルトの製造方法の第１の説明図である。 図６は、実施形態１に係るＶリブドベルトの製造方法の第２の説明図である。 図７は、実施形態１に係るＶリブドベルトの製造方法の第３の説明図である。 図８は、実施形態１に係るＶリブドベルトの製造方法の第４の説明図である。 図９は、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。 図１０は、実施形態２に係るＶリブドベルトの斜視図である。 図１１は、実施形態２に係るＶリブドベルトのＶリブ１個分の断面図である。 図１２は、実施形態２に係るＶリブドベルトの製造方法の第１の説明図である。 図１３は、実施形態２に係るＶリブドベルトの製造方法の第２の説明図である。 図１４は、実施形態３に係るＶリブドベルトの斜視図である。 図１５は、実施形態３に係るＶリブドベルトのＶリブ１個分の断面図である。 図１６Ａは、その他の実施形態に係るローエッジ型Ｖベルトの斜視図である。 図１６Ｂは、その他の実施形態に係る平ベルトの斜視図である。 図１７は、ベルト走行試験機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及び図２は、実施形態１に係るＶリブドベルトＢ（摩擦伝動ベルト）を示す。実施形態１に係るＶリブドベルトＢは、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用のベルト伝動装置等に用いられるエンドレスのものである。実施形態１に係る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に係るＶリブドベルトＢは、ベルト内周側の圧縮ゴム層１１と中間の接着ゴム層１２とベルト外周側の伸張ゴム層１３との三重層に構成されたＶリブドベルト本体１０を備えている。Ｖリブドベルト本体１０の接着ゴム層１２の厚さ方向の中間部には、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の厚さは例えば１．０〜３．６ｍｍであり、接着ゴム層１２の厚さは例えば１．０〜２．５ｍｍであり、伸張ゴム層１３の厚さは例えば０．４〜０．８ｍｍである。なお、伸張ゴム層１３の代わりに背面補強布が設けられた構成であってもよい。

圧縮ゴム層１１は、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。圧縮ゴム層１１におけるこれらの複数のＶリブ１５の表面が動力伝達面としてのプーリ接触面を構成している。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である。Ｖリブ数は例えば３〜６個である（図１では６個）。

圧縮ゴム層は、ゴム成分に、ポリオレフィン粒子及び無機フィラーを含む種々の配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム成分を加熱及び加圧してゴム成分を架橋させたゴム組成物で形成されている。従って、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物は、架橋したゴム成分と、そのゴム成分に分散されたポリオレフィン粒子及び無機フィラーを含む各種の配合剤とを含有する。実施形態１に掛かるＶリブドベルトＢによれば、プーリ接触面を構成する圧縮ゴム層１１が、ポリオレフィン粒子及び無機フィラーを所定量含有するゴム組成物で形成され、プーリ接触面にポリオレフィン粒子が分散して露出しているので、後述の実施例で示すように、被水鳴き（被水時の異音発生）を抑制することができる。ここで、ポリオレフィン粒子及び無機フィラーのゴム組成物における配合量は、ゴム成分１００質量部に対して合計で８５質量部以上であることが好ましく、９５質量部以上であることがより好ましく、１０５以上であることが更に好ましい。

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−プロピレン−ジエンターポリマー（以下「ＥＰＤＭ」という。）、エチレン−プロピレンコポリマー（ＥＰＭ）、エチレン−ブテンコポリマー（ＥＤＭ）、エチレン−オクテンコポリマー（ＥＯＭ）などのエチレン−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）等が挙げられる。ゴム成分は、これらのうち１種又は２種以上をブレンドしたものを用いることが好ましく、エチレン−α−オレフィンエラストマーを用いることが好ましく、ＥＰＤＭを用いることがより好ましい。

ゴム組成物に配合されるポリオレフィン粒子は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−１−ブテン、ポリ−４−メチル−１−ペンテンなどのホモポリマー；エチレンとプロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン、４−メチル−１−ペンテンなどのα−オレフィンとの共重合体等が挙げられる。ポリオレフィン樹脂粒子は、これらのうち１種又は２種以上の粒子を用いることが好ましく、ポリエチレンのホモポリマーの粒子を用いることがより好ましい。

ゴム組成物におけるポリオレフィン粒子及び無機フィラーの合計の含有量が所定値以上であることに加えて、ポリオレフィン粒子の単独の含有量も所定値以上であることが好ましく、例えばゴム組成物１００質量部に対して５０質量部以上であることが好ましい。更に、７０質量部以上配合することがより好ましく、８０質量部以上配合することが更に好ましい。

また、ポリオレフィン粒子は、プーリ接触面を構成する圧縮ゴム層１１の耐摩耗性を高めると共に被水時における異音発生を抑える観点から、平均分子量（重量平均分子量、数平均分子量）が５０万以上の超高分子量ポリオレフィンの粒子であることが好ましく、その平均分子量（重量平均分子量、数平均分子量）は好ましくは１００万以上、より好ましくは１５０万以上である。また、耐屈曲疲労性を高める観点から、好ましくは６００万以下である。

ポリオレフィン粒子の平均粒径は、プーリ接触面を構成する圧縮ゴム層１１の耐摩耗性を高めると共に被水時における異音の発生を抑制する観点から、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは１００μｍ以上であり、また、耐屈曲疲労性を高める観点から、好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１７０μｍ以下、更に好ましくは１５０μｍ以下である。この平均粒子径は、粒子の走査型電子顕微鏡の観察写真から拡大倍率を考慮して実測した５０〜１００個の粒子径（最大外径）を算術平均することにより求められる。

ポリエチレン粒子の粒度分布は、プーリ接触面を構成する圧縮ゴム層１１の耐摩耗性を高めると共に被水時における異音の発生を抑制する観点から、好ましくは粒子径が１００〜１５０μｍの範囲にあるものが７０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上である。

ポリオレフィン粒子の形状は、プーリ接触面を構成する圧縮ゴム層１１の耐摩耗性を高めると共に被水時におけるスリップによる動力伝達能力の低下を抑える観点から球体状に近いことが好ましく、ポリオレフィン粒子の最大外径を最小外径で除したアスペクト比は、好ましくは２．００以下、より好ましくは１．５０以下、更に好ましくは１．３０以下である。このアスペクト比は、ポリオレフィン粒子の走査型電子顕微鏡の観察写真から拡大倍率を考慮して実測した５０〜１００個の最大外径を最小外径で除したものを算術平均することにより求められる。ポリオレフィン粒子は、配合前の形態が、粒子径が１０〜５０μｍの球状粒子が房状に凝集したものである場合、それらの球状粒子が製造時の加熱により融着して一体化することにより球体状乃至楕円体状に形成されたものであることが好ましい。

ポリオレフィン粒子の１３５℃のデカリン中で測定した極限粘度［η］は、プーリ接触面を構成する圧縮ゴム層１１の耐摩耗性を高めると共に被水時におけるスリップによる動力伝達能力の低下を抑える観点から、好ましくは５ｄｌ／ｇ以上であり、また、耐屈曲疲労性を高める観点から、好ましくは５０ｄｌ／ｇ以下、より好ましくは３０ｄｌ／ｇ以下である。

ポリオレフィン粒子の融点は、プーリ接触面を構成する圧縮ゴム層１１の耐摩耗性を高めると共に被水時におけるスリップによる動力伝達能力の低下を抑える観点から、好ましくは１２５℃以上、より好ましくは１３０℃以上であり、また、好ましくは１４５℃以下である。この融点は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により求められる。

次に、ゴム組成物に配合される無機フィラーとしては、シリカ、層状珪酸塩、炭酸カルシウム、クレー等が挙げられ、これらの１つ又は複数を用いることが好ましい。ここで、ゴム組成物におけるポリオレフィン粒子及び無機フィラーの合計の含有量が所定値以上であることに加えて、無機フィラーの単独の含有量も所定値以上であることが好ましく、例えばゴム組成物１００質量部に対して３０質量部以上であることが好ましい。

無機フィラーのうちの層状珪酸塩としては、スクメタイト族、バーミキュライト族、カオリン族が挙げられる。スメクタイト族としては、例えば、モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト等が挙げられる。バーミキュライト族としては、例えば、３八面体型バーミキュライト、２八面体型バーミキュライト等が挙げられる。カオリン族としては、例えば、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、リザーダイト、アメサイト、クリソタイル等が挙げられる。層状珪酸塩は、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましい。特に、モンモリロナイトを用いることが好ましい。

無機フィラーのうちのシリカとしては、カップリング処理のされていないシリカが好ましい。また、シリカは、ゴム組成物において、ゴム成分１００質量部に対して３０質量部以上配合することが好ましく、４０質量部以上配合することがより好ましい。

尚、無機フィラーとしては、シリカ及びモンモリロナイトと共に用いることが好ましい。

ゴム組成物における他の配合剤としては、カーボンブラック、加工助剤、加硫助剤、架橋剤、共架橋剤等が挙げられる。

カーボンブラックでは、例えば、チャネルブラック；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；アセチレンブラック等が挙げられる。本実施形態では、カーボンブラックは主に黒色の着色のために配合されており、補強材とすることが目的の場合よりも含有量は少なくて良い。例えば、ゴム成分１００質量部に対して１５質量部以下であっても良いし、１０質量部以下であっても良いし、５質量部以下であっても良い。

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、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましい。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物における加工助剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．１〜３質量部である。

加硫助剤としては、例えば、酸化亜鉛（亜鉛華）や酸化マグネシウムなどの金属酸化物等が挙げられる。加硫助剤は、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましい。加硫助剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば１〜１０質量部である。

架橋剤としては、例えば、有機過酸化物及び硫黄が挙げられる。架橋剤は、有機化酸化物を単独で用いても、また、硫黄を単独で用いても、更に、それらの両方を併用しても、いずれでもよい。架橋剤の配合量は、有機過酸化物の場合、ゴム成分１００質量部に対して例えば０．５〜８質量部であり、また、硫黄の場合、ゴム成分１００質量部に対して例えば０．５〜４質量部である。

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、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましい。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物における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０．５〜７質量部である。

接着ゴム層１２は、断面横長矩形の帯状に構成されている。伸張ゴム層１３も、断面横長矩形の帯状に構成されている。伸張ゴム層１３の表面は、接触する平プーリとの間で生じる音を抑制する観点から、織布の布目が転写された形態に形成されていることが好ましい。

接着ゴム層１２及び伸張ゴム層１３のそれぞれは、ゴム成分に種々の配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物が加熱及び加圧されて架橋剤により架橋したゴム組成物で形成されている。従って、接着ゴム層１２及び伸張ゴム層１３のそれぞれは、架橋したゴム成分と各種の配合剤とを含有する。伸張ゴム層１３は、平プーリとの接触で粘着が生じるのを抑制する観点から、接着ゴム層１２よりもやや硬めのゴム組成物で形成されていることが好ましい。

接着ゴム層１２及び伸張ゴム層１３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）等が挙げられるが、圧縮ゴム層１１と同一のゴム成分であることが好ましい。

配合剤としては、圧縮ゴム層１１と同様、カーボンブラックなどの補強材、充填材、加工助剤、加硫助剤、架橋剤、共架橋剤等が挙げられる。

圧縮ゴム層１１、接着ゴム層１２、及び伸張ゴム層１３は、同じ配合のゴム組成物で形成されていても、また、別配合のゴム組成物で形成されていても、どちらでもよい。

心線１４は、ポリエステル繊維（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ）、アラミド繊維、ビニロン繊維等の撚り糸で構成されている。心線１４の直径は例えば０．５〜２．５ｍｍであり、断面における相互に隣接する心線１４中心間の寸法は例えば０．０５〜０．２０ｍｍである。心線１４は、Ｖリブドベルト本体１０の接着ゴム層１２に対する接着性を付与するために、成形加工前にＲＦＬ水溶液に浸漬された後に加熱される接着処理及び／又はゴム糊に浸漬された後に乾燥される接着処理が施されている。

（Ｖリブドベルトの製造方法）
次に、実施形態１に係るＶリブドベルトＢの製造方法について説明する。

実施形態１に係るＶリブドベルトＢの製造では、図３及び図４に示すように、同心状に設けられた、各々、円筒状の内型２１及び外型２２を備えたベルト成形型２０を用いる。

このベルト成形型２０では、内型２１はゴム等の可撓性材料で形成されている。外型２２は金属等の剛性材料で形成されている。外型２２の内周面は成型面に構成されており、その外型２２の内周面には、Ｖリブ形成溝２３が軸方向に一定ピッチで設けられている。また、外型２２には、水蒸気等の熱媒体や水等の冷媒体を流通させて温調する温調機構が設けられている。そして、このベルト成形型２０では、内型２１を内部から加圧膨張させるための加圧手段が設けられている。

実施形態１に係るＶリブドベルトＢの製造において、まず、ゴム成分に各配合剤を配合し、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機で混練し、得られた未架橋ゴム組成物をカレンダー成形等によってシート状に成形して圧縮ゴム層１１用の未架橋ゴムシート１１’を作製する。圧縮ゴム層１１用の未架橋ゴムシート１１’には、ポリオレフィン粒子及び無機フィラーを合計で所定量以上配合する。

同様に、接着ゴム層用及び伸張ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’，１３’も作製する。また、心線用の撚り糸１４’をＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱する接着処理を行った後、ゴム糊に浸漬して加熱乾燥する接着処理を行う。

次いで、図５に示すように、表面が平滑な円筒ドラム２４上にゴムスリーブ２５を被せ、その上に、伸張ゴム層用の未架橋ゴムシート１３’、及び接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’を順に巻き付けて積層し、その上から心線用の撚り糸１４’を円筒状の内型２１に対して螺旋状に巻き付け、更にその上から接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’、及び圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’を順に巻き付けて積層体Ｓ’を形成する。なお、このとき、未架橋ゴムシート１１’，１２’，１３’を、列理方向がベルト長さ方向（周方向）となるように巻き付ける。

次いで、積層体Ｓ’を設けたゴムスリーブ２５を円筒ドラム２４から外し、図６に示すように、それを外型２２の内周面側に内嵌め状態にセットする。

次いで、図７に示すように、内型２１を外型２２にセットされたゴムスリーブ２５内に位置付けて密閉する。

続いて、外型２２を加熱すると共に、内型２１の密封された内部に高圧空気等を注入して加圧する。このとき、図８に示すように、内型２１が膨張し、外型２２の成型面に、積層体Ｓ’のベルト形成用の未架橋ゴムシート１１’，１２’，１３’が圧縮され、また、それらのゴム成分の架橋が進行して一体化すると共に撚り糸１４’と複合化し、最終的に、円筒状のベルトスラブＳが成型される。このベルトスラブ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。

そして、内型２１の内部を減圧して密閉を解き、内型２１と外型２２との間でゴムスリーブ２５を介して成型されたベルトスラブＳを取り出し、ベルトスラブＳを所定幅に輪切りして表裏を裏返すことによりＶリブドベルトＢが得られる。なお、必要に応じて、ベルトスラブＳの外周側、つまり、Ｖリブ１５側の表面を研磨してもよい。

次に、図９は、実施形態１に係る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３０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３０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３０は、最上位置にリブプーリのパワーステアリングプーリ３１が設けられ、そのパワーステアリングプーリ３１の下方にリブプーリのＡＣジェネレータプーリ３２が設けられている。また、パワーステアリングプーリ３１の左下方には平プーリのテンショナプーリ３３が設けられており、そのテンショナプーリ３３の下方には平プーリのウォーターポンププーリ３４が設けられている。更に、テンショナプーリ３３の左下方にはリブプーリのクランクシャフトプーリ３５が設けられており、そのクランクシャフトプーリ３５の右下方にリブプーリのエアコンプーリ３６が設けられている。これらのプーリは、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３０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３１に巻き掛けられ、次いで、ベルト背面側が接触するようにテンショナプーリ３３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３５及びエアコンプーリ３６に順に巻き掛けられ、更に、ベルト背面側が接触するようにウォーターポンププーリ３４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３２に巻き掛けられ、最後にパワーステアリングプーリ３１に戻るように設けられている。プーリ間で掛け渡されるＶリブドベルトＢの長さであるベルトスパン長は例えば５０〜３００ｍｍである。プーリ間で生じ得るミスアライメントは０〜２°である。

尚、本実施形態のベルトにより被水鳴きが抑制される理由としては、次のように考えられる。まず、本願で言う被水鳴きは、被水した際に、伝動ベルトのプーリ接触面とプーリと摩擦面間において、いわゆるスティックスリップ現象が生じることによる。伝動ベルトが被水すると摩擦係数が低下するので、摩擦面において濡れている部分と濡れていない部分とが混在した状態になると、部分によって摩擦力が異なる状態となる。これは、スティックスリップ現象、ひいては異音が発生しやすい状態である。

これに対し、摩擦面の全体が濡れた状態になると、スティックスリップ現象は抑制される。従って、プーリ接触面を構成するゴム層について、無機フィラーを含有するゴム組成物により形成することにより、プーリ接触面を濡れやすくしてスティックスリップ現象を抑制できる。また、プーリ接触面を構成するゴム層にポリオレフィン粒子を配合することにより動力伝達能力の低下を抑制している。プーリ接触面に露出したこのような粒子の部分については、濡れているとメニスカス力により伝動ベルトとプーリとの摩擦力を増し、スティックスリップ現象を発生させる原因となる。これについて、本開示のベルトでは、ポリオレフィン粒子を用いることで粒子の部分を濡れにくくし、メニスカス力の発生を抑制することで、スティックスリップ現象及び異音の発生を抑制している。尚、ポリオレフィン粒子には、プーリ接触面を構成するゴム層の耐摩耗性を向上する効果もある。

また、以上のことから、無機フィラーのうちのシリカとしては、カップリング処理を施していないシリカを用いることが好ましい。つまり、ゴム組成物にシリカを配合する場合、ゴム成分に対するシリカの分散性を向上させるために、シランカップリング剤等によってシリカを処理するのが一般的である。しかしながら、本実施形態においては、シリカはカップリング処理を行うこと無しに用いることが好ましい。更に、ゴム組成物の配合剤としてもカップリング剤を用いないことが好ましい。このようにすると、親水性の高いシリカが配合されたゴム組成物となり、被水時にベルトのプーリ接触面が濡れやすくなるので、異音抑制のために望ましい。

同様に、無機フィラーのうちのモンモリロナイトとしては、Ｃａ型のモンモリロナイトが好ましい。モンモリロナイトにはＮａ^＋、Ｋ^＋、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋のような陽イオンが吸着されており、最も多く吸着されている陽イオンがＮａ^＋であるＮａ型と、Ｃａ^２＋であるＣａ型とがある。Ｃａ型のモンモリロナイトはＮａ型に比べて吸着性に優れるので、プーリ接触面を濡れやすくする本実施形態の目的に適している。

（実施形態２）
図１０及び図１１は、実施形態２に係るＶリブドベルトＢを示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は、実施形態１と同一符号を用いて示す。

実施形態２に係るＶリブドベルトＢでは、圧縮ゴム層１１は、表面ゴム層１１ａと内側ゴム部１１ｂとを有する。表面ゴム層１１ａは、Ｖリブ１５の表面全体に沿うように層状に設けられ、表面ゴム層１１ａにおけるこれらの複数のＶリブ１５の表面が動力伝達面としてのプーリ接触面を構成している。表面ゴム層１１ａの厚さは例えば５０〜５００μｍである。内側ゴム部１１ｂは、表面ゴム層１１ａの内側に設けられ、圧縮ゴム層１１における表面ゴム層１１ａ以外の部分を構成している。

表面ゴム層１１ａは、実施形態１における圧縮ゴム層１１と同様、架橋したゴム成分と、そのゴム成分に分散した合計で所定量のポリオレフィン粒子及び無機フィラーを含む各種の配合剤とを含有するゴム組成物で形成されている。

内側ゴム部１１ｂは、架橋したゴム成分と各種の配合剤とを含有するゴム組成物で形成されている。内側ゴム部１１ｂを形成するゴム組成物は、ポリオレフィン粒子及び無機フィラーを含有していても良い。尚、内側ゴム部１１ｂを形成するゴム組成物は、接着ゴム層１２又は伸張ゴム層１３を形成するゴム組成物と同一であってもよい。

以上の構成の実施形態２に係るＶリブドベルトＢによれば、プーリ接触面を構成する表面ゴム１１ａが、合計で所定量以上のポリオレフィン粒子及び無機フィラーを含有するゴム組成物で形成されている。これによりプーリ接触面の親水性が高められ且つプーリ接触面にポリオレフィン粒子が分散して露出しているので、後述の実施例で示すように、被水時における異音の発生を抑えることができる。

実施形態２に係るＶリブドベルトＢを製造するには、圧縮ゴム層１１の表面ゴム層用及び内側ゴム部用の未架橋ゴムシート１１ａ’，１１ｂ’を作製する。表面ゴム層用の未架橋ゴムシート１１ａ’には、合計で所定量以上のポリオレフィン粒子及び無機フィラーを配合する。次いで、実施形態１と同様の方法により、図１２に示すように、表面が平滑な円筒ドラム２４上に被せたゴムスリーブ２５上に、伸張ゴム層用の未架橋ゴムシート１３’、及び接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’を順に巻き付けて積層し、その上から心線用の撚り糸１４’を円筒状の内型２１に対して螺旋状に巻き付け、更にその上から接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’、並びに圧縮ゴム層１１における内側ゴム部用の未架橋ゴムシート１１ｂ’、及び表面ゴム層用の未架橋ゴムシート１１ａ’を順に巻き付けて積層体Ｓ’を形成する。そして、この積層体Ｓ’により図１３に示すような円筒状のベルトスラブＳを成型する。

その他の構成及び作用効果は実施形態１と同一である。

（実施形態３）
図１４及び図１５は、実施形態３に係るＶリブドベルトＢを示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は、実施形態１と同一符号を用いて示す。

実施形態３に係るＶリブドベルトＢでは、圧縮ゴム層１１は、表面ゴム層１１ａと内側ゴム部１１ｂとを有する。表面ゴム層１１ａは、多孔ゴムで形成され、Ｖリブ１５の表面全体に沿うように層状に設けられ、ベルト内周側のプーリ接触面を構成している。表面ゴム層１１ａの厚さは例えば５０〜５００μｍである。内側ゴム部１１ｂは、中実ゴムで形成され、表面ゴム層１１ａの内側に設けられ、圧縮ゴム層１１における表面ゴム層１１ａ以外の部分を構成している。

ここで、本出願における「多孔ゴム」とは、内部に多数の中空部を有すると共に表面に多数の凹孔１６を有する架橋済みのゴム組成物を意味し、中空部及び凹孔１６が分散して配された構造並びに中空部及び凹孔１６が連通した構造のいずれも含まれる。また、本出願における「中実ゴム」とは、「多孔ゴム」以外の中空部及び凹孔１６を含まない架橋済みのゴム組成物を意味する。

表面ゴム層１１ａは、実施形態１における圧縮ゴム層１１と同様、架橋したゴム成分と、そのゴム成分に分散した合計で所定量以上のポリオレフィン粒子及び無機フィラーを含む各種の配合剤とを含有するゴム組成物で形成されている。表面ゴム層１１ａは、それに加えて多孔ゴムであることから、その形成前の未架橋ゴム組成物に、多孔ゴムを構成するための未膨張の中空粒子及び／又は発泡剤が配合されている。

未膨張の中空粒子としては、例えば、熱可塑性ポリマー（例えばアクリロニトリル系ポリマー）等で形成されたシェルの内部に溶剤が封入された粒子等が挙げられる。中空粒子は、１種だけ用いても、また、２種以上を用いても、どちらでもよい。中空粒子の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．５〜１０質量部である。発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミドを主成分とするＡＤＣＡ系発泡剤、ジニトロソペンタメチレンテトラミンを主成分とするＤＰＴ系発泡剤、ｐ，ｐ’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドを主成分とするＯＢＳＨ系発泡剤、ヒドラゾジカルボンアミドを主成分とするＨＤＣＡ系発泡剤などの有機系発泡剤等が挙げられる。発泡剤は、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましい。発泡剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．５〜１０質量部である。

表面ゴム層１１ａは多孔ゴムであるので、その表面には多数の凹孔１６が形成されている。凹孔１６の平均孔径は、好ましくは１０〜１５０μｍである。凹孔１６の平均孔径は、表面画像で測定される５０〜１００個の数平均によって求められる。

内側ゴム部１１ｂは、架橋したゴム成分と各種の配合剤とを含有するゴム組成物で形成されている。内側ゴム部１１ｂを形成するゴム組成物は、中空部及び凹孔１６を除いた表面ゴム層１１ａを形成するゴム組成物と同一であってもよい。

内側ゴム部１１ｂを形成するゴム組成物は、ポリオレフィン粒子及び無機フィラーを含有していても良い。尚、内側ゴム部１１ｂを形成するゴム組成物は、接着ゴム層１２又は伸張ゴム層１３を形成するゴム組成物と同一であってもよい。

以上の構成の実施形態３に係るＶリブドベルトＢによれば、プーリ接触面を構成する表面ゴム１１ａが、合計で所定量以上のポリオレフィン粒子及び無機フィラーを含有するゴム組成物で形成され、プーリ接触面の親水性が高められ且つプーリ接触面にポリオレフィン粒子が分散して露出しているので、後述の実施例で示すように、被水時における異音の発生を抑えることができる。

実施形態３に係るＶリブドベルトＢを製造するには、圧縮ゴム層１１の表面ゴム層用及び内側ゴム部用の未架橋ゴムシート１１ａ’，１１ｂ’を作製する。表面ゴム層用の未架橋ゴムシート１１ａ’には、合計で所定量以上のポリオレフィン粒子及び無機フィラーに加えて、中空粒子及び／又は発泡剤を配合する。次いで、実施形態２と同様の方法により（図１２及び図１３参照）、表面が平滑な円筒ドラム２４上に被せたゴムスリーブ２５上に、伸張ゴム層用の未架橋ゴムシート１３’、及び接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’を順に巻き付けて積層し、その上から心線用の撚り糸１４’を円筒状の内型２１に対して螺旋状に巻き付け、更にその上から接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’、並びに圧縮ゴム層１１における内側ゴム部用の未架橋ゴムシート１１ｂ’、及び表面ゴム層用の未架橋ゴムシート１１ａ’を順に巻き付けて積層体Ｓ’を形成する。そして、この積層体Ｓ’により円筒状のベルトスラブＳを成型する。

その他の構成及び作用効果は実施形態１と同一である。

（その他の実施形態）
上記実施形態１〜３では、ＶリブドベルトＢを示したが、特にこれに限定されるものではなく、摩擦伝動ベルトであれば、例えば、図１６Ａに示すようなベルト内周側のプーリ接触面を構成する圧縮ゴム層１１を有するローエッジ型のＶベルトＢであってもよく、また、図１６Ｂに示すようなベルト内周側のプーリ接触面を構成する内側ゴム層１７を有する平ベルトＢであってもよい。

（Ｖリブドベルト）
以下の実施例１〜１３及び比較例１〜５のＶリブドベルトを作製した。尚、それぞれの構成については表１、表２にも示す。

＜実施例１＞
密閉式のバンバリーミキサーのチャンバーにゴム成分としてのＥＰＤＭを投入して素練りし、次いで、このゴム成分１００質量部に対して、ＩＳＡＦカーボンブラック２質量部、ポリエチレン樹脂粒子（三井化学社製の商品名：ハイゼックスミリオン２４０Ｓ、平均分子量２００万程度）をゴム成分１００質量部に対して５０質量部、シリカ（デグッサ社製、商品名：ウルトラジルＶＮ３）を４０質量部、層状珪酸塩（株式会社ホージュン、商品名：モンモリロナイト穂高）を４０質量部、炭酸カルシウム（白石工業株式会社製、商品名：ACTIFORT 700）を５質量部、中空粒子（積水化学工業社製、商品名：EM403）を２．６質量部、発泡剤（三協化成株式会社製、商品名：セルマイクCE）を７．３質量部、ステアリン酸０．５質量部、酸化亜鉛５質量部、純度４０質量％の有機過酸化物架橋剤（日油株式会社、商品名：ペロキシモンＦ４０）を８質量部（純度を考慮した実質成分は３．２質量部）、及び共架橋剤（精工化学株式会社、商品名：ハイクロスＭ）を２質量部、投入配合して混練し、得られた未架橋ゴム組成物を用いて圧縮ゴム層の表面ゴム層を形成した上記実施形態３と同様の構成のＶリブドベルトを作製し、それを実施例１とした。

用いたシリカ（ウルトラジルＶＮ３）は、カップリング処理のされていないシリカである。また、モンモリロナイト穂高は、Ｃａ型をソーダ灰により改質したモンモリロナイトである。

また、ポリオレフィン粒子及び無機フィラーの配合量の合計は、ポリオレフィン粒子、シリカ、層状珪酸塩及び炭酸カルシウムの合計であるから、１３５質量部である（表１、表２には当該合計量も記載している）。

尚、圧縮ゴム層の内側ゴム部、並びに接着ゴム層及び背面ゴム層を、ＥＰＤＭをゴム成分とする他のゴム組成物で形成した。また、心線をポリエチレンテレフタレート繊維製の撚り糸で構成した。そして、ベルト長さを９００ｍｍ、ベルト幅を２１．３６ｍｍ、ベルト厚さを４．３ｍｍとし、リブ数を６個とした。また、Ｖリブ側の表面は研磨した。

＜実施例２＞
実施例１で用いた未架橋ゴム組成物において、無機フィラーの１つであるモンモリロナイトとして、株式会社ホージュン社製の商品名：ベンゲルブライト１１を４０質量部（ゴム成分１００質量部に対して。以下でも同じ）用いた。その他の点では実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、それを実施例２とした。

＜実施例３＞
実施例２で用いた未架橋ゴム組成物において、ポリエチレン樹脂粒子の配合量を７０質量部とし、且つ、発泡剤を配合しないものとした。その他の点では実施例２と同一構成のＶリブドベルトを作製し、それを実施例３とした。

＜実施例４＞
実施例２で用いた未架橋ゴム組成物において、ポリエチレン樹脂粒子の配合量を１００質量部とし、中空粒子の配合量を３．１質量部とし、且つ、発泡剤を配合しないものとした。その他の点では実施例２と同一構成のＶリブドベルトを作製し、それを実施例４とした。

＜実施例５＞
実施例１で用いた未架橋ゴム組成物において、ポリエチレン粒子として三井化学社製の商品名：ハイゼックスミリオン６３０Ｍを８０質量部、モンモリロナイトとして株式会社ホージュン社製の商品名：ベンゲルＷ−１００を２０質量部用いた。また、発泡剤を配合しないものとした。その他の点では実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、それを実施例５とした。

用いたポリオレフィン粒子（ハイゼックスミリオン６３０Ｍ）の平均分子量は５９０万程度である。また、用いたモンモリロナイト（ベンゲルＷ−１００）はＮａ型のモンモリロナイトである。

＜実施例６＞
実施例５で用いた未架橋ゴム組成物において、モンモリロナイトとしてベンゲルブライト１１を４０質量部用いた。また、中空粒子を２．７質量部とした。その他の点では実施例５と同一構成のＶリブドベルトを作製し、それを実施例６とした。

＜実施例７＞
実施例６で用いた未架橋ゴム組成物において、シリカとしてウルトラジルＶＮ３を３０質量部用いた。また、カーボンブラックの配合量を１２質量部とした。その他の点では実施例６と同一構成のＶリブドベルトを作製し、それを実施例７とした。

＜実施例８＞
実施例５で用いた未架橋ゴム組成物において、ポリエチレン粒子としてハイゼックスミリオン２４０Ｓを８０質量部用いた。その他の点では実施例５と同一構成のＶリブドベルトを作製し、それを実施例８とした。

＜実施例９＞
実施例８で用いた未架橋ゴム組成物において、モンモリロナイトとしてベンゲルブライト１１を４０質量部用いた。また、中空粒子を２．７質量部とした。その他の点では実施例８と同一構成のＶリブドベルトを作製し、それを実施例９とした。

＜実施例１０＞
実施例９で用いた未架橋ゴム組成物において、カーボンブラックとしてＨＡＦカーボン２質量部を用いた。また、シリカの配合量を６０質量部とした。モンモリロナイトは配合しないものとした。その他の点では実施例９と同一構成のＶリブドベルトを作製し、それを実施例１０とした。

＜実施例１１＞
実施例９で用いた未架橋ゴム組成物において、ポリエチレン粒子としてハイゼックスミリオン２４０Ｓを５０質量部用いた。また、シリカの配合量を５０質量部とした。モンモリロナイトは配合しないものとした。その他の点では実施例９と同一構成のＶリブドベルトを作製し、それを実施例１１とした。

＜実施例１２＞
実施例１１で用いた未架橋ゴム組成物において、ポリエチレン粒子の配合量を４０質量部とした。その他の点では実施例１１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、それを実施例１２とした。

＜実施例１３＞
実施例１１で用いた未架橋ゴム組成物において、ポリエチレン粒子の配合量を３０質量部とした。その他の点では実施例１１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、それを実施例１３とした。

＜比較例１＞
実施例１で用いた未架橋ゴム組成物において、カーボンブラックとしてＩＳＡＦカーボン２２質量部を用いた。ポリエチレン粒子としてハイゼックスミリオン２４０Ｓを２０質量部用いた。シリカは配合しないものとした。モンモリロナイトとしてモンモリロナイト穂高を４０質量部用いた。炭酸カルシウムは配合しないものとした。発泡剤は配合しないものとした。その他の点では実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、それを比較例１とした。

＜比較例２＞
比較例１で用いた未架橋ゴム組成物において、カーボンブラックとしてＩＳＡＦカーボン４２質量部を用いた。モンモリロナイトとして、株式会社ホージュン社製の商品名：ベンゲルＨＶＰを４０質量部用いた。中空粒子は２．９質量部用いた。その他の点では比較例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、それを比較例２とした。

用いたモンモリロナイト（ベンゲルＨＶＰ）は、Ｎａ型のモンモリロナイトである。

＜比較例３＞
比較例１で用いた未架橋ゴム組成物において、カーボンブラックとしてＩＳＡＦカーボン４２質量部を用いた。ポリエチレン粒子としてハイゼックスミリオン２４０Ｓを３０質量部用いた。シリカとしてウルトラジルＶＮ３を２０質量部用いた。モンモリロナイトとしてベンゲルブライト１１を２０質量部用いた。炭酸カルシウムを５質量部用いた。中空粒子は２．７質量部用いた。その他の点では比較例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、それを比較例３とした。

＜比較例４＞
比較例１で用いた未架橋ゴム組成物において、カーボンブラックとしてＩＳＡＦカーボン４２質量部を用いた。ポリエチレン粒子としてハイゼックスミリオン２４０Ｓを５０質量部用いた。モンモリロナイトとしてベンゲルブライト１１を３０質量部用いた。発泡剤としてセルマイクＣＥを７．３質量部用いた。その他の点では比較例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、それを比較例４とした。

＜比較例５＞
比較例１で用いた未架橋ゴム組成物において、カーボンブラックとしてＩＳＡＦカーボン４２質量部を用いた。ポリエチレン粒子としてハイゼックスミリオン６３０Ｍを８０質量部用いた。モンモリロナイトは配合しないものとした。中空粒子は２．７質量部用いた。その他の点では比較例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、それを比較例５とした。

（試験評価方法）
図１７はベルト走行試験機４０のプーリレイアウトを示す。

このベルト走行試験機４０は、最下位置にプーリ径が１４０ｍｍの亜鉛メッキしたリブプーリである駆動プーリ４１が設けられ、その右斜め上方にプーリ径が１００ｍｍのリブプーリである第１従動プーリ４２（エアコンプーリ）が設けられ、また、駆動プーリ４１及び第１従動プーリ４２の左斜め上方にプーリ径が６０ｍｍのリブプーリである第２従動プーリ４３（オルタネータプーリ）が設けられ、更に、第１従動プーリ４２左側方にプーリ径が９５ｍｍの平プーリであるアイドラプーリ４４が設けられている。そして、このベルト走行試験機４０は、ＶリブドベルトＢのリブプーリである駆動プーリ４１、第１及び第２従動プーリ４２及び４３にＶリブ側が接触すると共に、平プーリであるアイドラプーリ４４に背面側が接触して巻き掛けられるように構成されている。

実施例１〜１３及び比較例１〜５のそれぞれについて、上記ベルト走行試験機４０を用いて被水鳴き（被水時の異音発生の有無）について試験した。このためには、試験対象のベルトをベルト走行試験機４０の各プーリに巻き掛け、所定のベルト張力が負荷されるようにアイドラプーリ４４を位置決めし、第１及び第２従動プーリ４２及び４３に負荷（第１従動プーリ４２：１．５ＭＰａ、第２従動プーリ４３：２０Ａ）を与え、雰囲気温度２５℃の下、駆動プーリ４１を７５０±１２０ｒｐｍの回転数で回転させてベルト走行させた。駆動プーリ４１のベルト巻き掛かり始め部分に１０ｍｌの水を滴下して、負荷されている張力における鳴きの有無を確認した。

試験は、ベルト張力が１３００Ｎから２００Ｎの範囲について行った。但し、ベルト張力はアイドラプーリ４４の位置によって調整しているので厳密に１００Ｎ単位で設定することは困難である。従って、実際の試験としては、１３００Ｎを越える値から２００Ｎを下回る値まで行っている。つまり、１３００Ｎを越える程度の張力で試験を開始し、異音の発生が無ければ、アイドラプーリ４４の位置を調整して１００Ｎ程度張力を下げ、再び注水時の異音の有無を確認した。順次ベルト張力を下げて行き、鳴きが発生した場合はその際の張力を記録した（前記通り張力を正確に設定することは困難であるため、１００Ｎ単位の値とはなっていない）。

（試験結果）
結果を表１及び表２に示す。張力の数値のみを記載している場合は、その値にベルト張力を下げた際に被水鳴きが発生したことを意味する。数値と共に「一瞬」と記載している場合、その値にベルト張力を下げてベルトを走行させ、注水した後に短時間だけ異音が発生したが、ベルトの走行を継続させるとその後は異音が無くなったことを意味する。また、「無し」とはベルト張力１３００Ｎから２００Ｎまでの全張力領域において被水鳴きが発生しなかったことを意味する。

無機フィラー及びポリエチレン粒子の合計の配合量が６０〜８０質量部である比較例１〜５では、ベルト張力を２００Ｎに下げるまでに（６９０Ｎから１３３０Ｎまでの範囲で）、一瞬ではない鳴きが発生している。これに対し、前記合計配合量が８５質量部である実施例１３ではベルト張力４４０Ｎにて一瞬のみ鳴きが発生するだけであり、被水鳴きは抑制されている。前記合計配合量が９５質量部である実施例１２ではベルト張力２７０Ｎで一瞬のみ鳴き発生であり、被水鳴きは更に抑制されている。前記合計配合量が１０５〜１８５である実施例１〜１１の場合、いずれもベルト張力１３００Ｎから２００Ｎの全範囲で被水鳴きの発生は無く、被水鳴きは十分に抑制されている。

本発明は、摩擦伝動ベルトの技術分野において有用である。

Ｂ Ｖリブドベルト，Ｖベルト，平ベルト（摩擦伝動ベルト）
１１ 圧縮ゴム層
１１ａ 表面ゴム層
１７ 内側ゴム層

Claims (10)

1. プーリ接触面を構成するゴム層を有する摩擦伝動ベルトであって、
   前記ゴム層は、ポリオレフィン粒子及び無機フィラーを含有するゴム組成物からなり、
   前記ゴム組成物における前記ポリオレフィン粒子及び無機フィラーの含有量は、ゴム成分１００質量部に対し、合計で８５質量部以上であることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
2. 請求項１に記載の摩擦伝動ベルトにおいて、
   前記ゴム組成物における前記ポリオレフィン粒子及び無機フィラーの含有量は、ゴム成分１００質量部に対し、合計で９５質量部以上であることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
3. 請求項１に記載の摩擦伝動ベルトにおいて、
   前記ゴム組成物における前記ポリオレフィン粒子及び無機フィラーの含有量は、ゴム成分１００質量部に対し、合計で１０５質量部以上であることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の摩擦伝動ベルトにおいて、
   前記ポリオレフィン粒子は、分子量５０万以上の超高分子量ポリエチレンであることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の摩擦伝動ベルトにおいて、
   前記ゴム組成物における前記ポリオレフィン粒子の含有量は、ゴム成分１００質量部に対し、５０質量部以上であることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の摩擦伝動ベルトにおいて、
   前記無機フィラーは、シリカ、モンモリロナイト、クレー及び炭酸カルシウムの少なくとも一つを含むことを特徴とする摩擦伝動ベルト。
7. 請求項６に記載の摩擦伝動ベルトにおいて、
   前記無機フィラーは、少なくともシリカを含むことを特徴とする摩擦伝動ベルト。
8. 請求項７に記載の摩擦伝動ベルトにおいて、
   前記ゴム組成物における前記シリカの含有量は、ゴム成分１００質量部に対し、３０質量部以上であることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
9. 請求項７又は８に記載の摩擦伝動ベルトにおいて、
   前記シリカは、カップリング処理がされていないシリカであり、
   前記ゴム組成物は、カップリング剤が配合されていないこと特徴とする摩擦伝動ベルト。
10. 請求項６に記載の摩擦伝動ベルトにおいて、
    前記無機フィラーは、少なくともＣａ型モンモリロナイトを含むことを特徴とする摩擦伝動ベルト。

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