WO2013061538A1 - 高負荷伝動用ｖベルト及びその製造方法 - Google Patents

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WO2013061538A1
WO2013061538A1 PCT/JP2012/006598 JP2012006598W WO2013061538A1 WO 2013061538 A1 WO2013061538 A1 WO 2013061538A1 JP 2012006598 W JP2012006598 W JP 2012006598W WO 2013061538 A1 WO2013061538 A1 WO 2013061538A1
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WO
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belt
high load
load transmission
block
carbon fiber
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PCT/JP2012/006598
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English (en)
French (fr)
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坂中　宏行
博之 橘
畑　克彦
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バンドー化学株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G5/00—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section
    • F16G5/04—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section made of rubber
    • F16G5/06—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section made of rubber with reinforcement bonded by the rubber
    • F16G5/08—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section made of rubber with reinforcement bonded by the rubber with textile reinforcement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G5/00—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section
    • F16G5/16—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section consisting of several parts
    • F16G5/166—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section consisting of several parts with non-metallic rings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D29/00—Producing belts or bands
    • B29D29/10—Driving belts having wedge-shaped cross-section

Definitions

  • the present invention relates to a V-belt for high load transmission and a manufacturing method thereof.
  • Patent Document 1 discloses such a high-load transmission V-belt in which a block has a configuration in which a reinforcing material made of aluminum is covered with a resin coating layer.
  • the high-load transmission V-belt of the present invention includes an endless tension band and a plurality of blocks that are arranged so as to be aligned in the length direction of the tension band and are locked to the tension band.
  • Each of the plurality of blocks includes a reinforcing structure material formed of carbon fibers and a resin coating layer provided so as to cover the reinforcing structure material.
  • the method for manufacturing a V-belt for high load transmission includes a block molding step in which a reinforcing structural member formed of carbon fiber is disposed in a cavity of a block molding die and an unsolidified resin material is supplied into the cavity. .
  • FIG. 1 It is a perspective view of the V belt for high load transmission. It is II-II sectional drawing in FIG. It is a side view of a tension belt. It is a side view of a block.
  • (A) And (b) is a figure which shows the fixation aspect to the sheet-like base material of a carbon fiber thread
  • (A)-(d) is a figure which shows the orientation pattern of a carbon fiber yarn.
  • A) And (b) is a figure which shows the pulley layout of a belt-type continuously variable transmission. It is a figure which shows shaping
  • (A)-(c) is a schematic diagram of a belt running test machine.
  • V-belt B for high load transmission 1 and 2 show a V belt B for high load transmission according to the present embodiment.
  • the high load transmission V-belt B according to this embodiment is used for a belt type continuously variable transmission in an automobile or the like, for example.
  • the high load transmission V-belt B includes a pair of endless tension bands 10 and a plurality of blocks 20, and the plurality of blocks 20 are arranged in the length direction of the pair of tension bands 10 and at a constant pitch. They are arranged with a space between each other, and each has a configuration in which it is locked and fixed to a pair of tension bands 10.
  • the high load transmission V-belt B has, for example, a belt length (dimension in the belt length direction at a center line center position described later in the tension band 10) of 480 to 750 mm, and a belt pitch width (center line center in the tension band 10).
  • Position dimension in the belt width direction is 20 to 30 mm
  • the belt thickness is 10 to 16.5 mm
  • the number of blocks 20 is 96 to 375
  • the block pitch is 2 to 5 mm
  • the distance between the blocks 20 is 0. 01 to 0.5 mm.
  • FIG. 3 shows the tension band 10.
  • Each tension band 10 is formed in an endless flat band shape. Each tension band 10 is chamfered on one side on the upper side and the lower side, and the other side is formed on an inclined surface. Each tension band 10 has upper fitting recesses 11a formed of U-shaped cross sections extending in the belt width direction on the upper surface side (outer peripheral surface side) at a constant pitch in the belt length direction, and upper fitting recesses 11a. Are formed on the lower surface side (inner peripheral surface side) at a constant pitch in the belt length direction. Each tension band 10 has, for example, a length of 480 to 750 mm, a width of 6 to 13 mm, and a thickness of 1.0 to 5.0 mm (preferably 1.5 to 3.0 mm). In particular, the thickness t 1 of the thinnest portion between the bottoms of the upper fitting recess 11a and the lower fitting recess 11b is, for example, 0.606 to 3.0 mm (preferably 0.606 to 1.5 mm).
  • Each tension band 10 is composed of a shape-retaining rubber layer 12 in the tension band body.
  • a core wire 13 is embedded in the shape-retaining rubber layer 12 so as to form a spiral having a pitch in the belt width direction at substantially the center in the belt thickness direction.
  • An upper reinforcing cloth 14 is attached to the shape retaining rubber layer 12 so as to cover the upper surface side surface.
  • a lower reinforcing cloth 15 is attached to the shape retaining rubber layer 12 so as to cover the lower surface.
  • the tension band 10 may be composed of only the shape-retaining rubber layer 12 and the core wire 13 without the upper reinforcing cloth 14 and the lower reinforcing cloth 15 being provided.
  • the shape-retaining rubber layer 12 is formed of a rubber composition in which an uncrosslinked rubber composition obtained by blending various rubber compounding ingredients with a rubber component and kneaded is heated and pressurized to be crosslinked with a crosslinking agent.
  • Examples of rubber components include ethylene- ⁇ such as hydrogenated acrylonitrile rubber (H-NBR), ethylene / propylene copolymer (EPR), ethylene / propylene / diene terpolymer (EPDM), ethylene / octene copolymer, and ethylene / butene copolymer. -Olefin elastomers, chloroprene rubber (CR), chlorosulfonated polyethylene rubber (CSM) and the like.
  • the rubber component may be hydrogenated acrylonitrile rubber (H-NBR) reinforced with an unsaturated carboxylic acid metal salt such as zinc dimethacrylate or zinc diacrylate.
  • the rubber component may be composed of a single species or a blend of a plurality of species.
  • compounding agents include vulcanization accelerators, plasticizers, reinforcing materials, anti-aging agents, co-crosslinking agents, and crosslinking agents.
  • the vulcanization accelerator examples include metal oxides such as magnesium oxide and zinc oxide (zinc white), fatty acids such as metal carbonates and stearic acid, and derivatives thereof.
  • the vulcanization accelerator may be composed of a single species or a plurality of species.
  • the blending amount of the vulcanization accelerator with respect to 100 parts by mass of the rubber component is, for example, 5 to 15 parts by mass.
  • plasticizer examples include phthalic acid derivatives, isophthalic acid derivatives, tetrahydrophthalic acid derivatives, adipic acid derivatives, azelaic acid derivatives, sebacic acid derivatives, dodecane-2-acid derivatives, maleic acid derivatives, fumaric acid derivatives, trimellitic acid. Derivatives, pyromellitic acid derivatives, citric acid derivatives, itaconic acid derivatives, oleic acid derivatives, ricinoleic acid derivatives, stearic acid derivatives, sulfonic acid derivatives, phosphoric acid derivatives, glutaric acid derivatives, glycol derivatives, glycerin derivatives, paraffin derivatives, epoxy derivatives Etc.
  • the plasticizer may be composed of a single species or a plurality of species. The compounding amount of the plasticizer with respect to 100 parts by mass of the rubber component is, for example, 5 to 15 parts by mass.
  • a reinforcing material for example, carbon black, channel black; furnace black such as SAF, ISAF, N-339, HAF, N-351, MAF, FEF, SRF, GPF, ECF, N-234; FT, MT, etc. Thermal black; acetylene black.
  • Silica is also mentioned as a reinforcing agent.
  • the reinforcing agent may be composed of a single species or a plurality of species.
  • the compounding amount of the reinforcing material with respect to 100 parts by mass of the rubber component is, for example, 5 to 100 parts by mass.
  • the reinforcing material include organic short fibers such as aramid short fibers and nylon short fibers, and inorganic short fibers such as carbon short fibers. These reinforcing short fibers may be blended or not blended. When reinforcing short fibers are blended, they are preferably provided so as to be oriented in the belt width direction.
  • Antiaging agents include amine-based, quinoline-based, hydroquinone derivatives, phenol-based, phosphite-based compounds, and the like.
  • the anti-aging agent may be composed of a single species or a plurality of species.
  • the blending amount of the anti-aging agent with respect to 100 parts by mass of the rubber component is, for example, 0.1 to 10 parts by mass.
  • co-crosslinking agent examples include bismaleimide co-crosslinking agent, TAIC, 1,2-polybutadiene, unsaturated carboxylic acid metal salt, oximes, guanidine, trimethylolpropane trimethacrylate, and the like.
  • bismaleimide co-crosslinking agents are preferred, and specific bismaleimide co-crosslinking agents include, for example, N, Nm-phenylene bismaleimide, 4,4′-diphenylmethane bismaleimide, 4-methyl-1 , 3-phenylene bismaleimide, 1,6′-bismaleimide- (2,2,4-trimethyl) hexane, bisphenol A diphenyl ether bismaleimide, 3,3′-dimethyl-5,5′-diethyl-4,4 ′ -Diphenylmethane bismaleimide, 4,4'diphenyl ether bismaleimide, 4,4'-diphenylsulfone bismaleimide, 1,3-bis (3-maleimidophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-maleimidophenoxy) benzene, etc. Can be mentioned.
  • the co-crosslinking agent may be composed of a single species or a plurality of species. The compounding amount of the co-crosslink
  • the crosslinking agent examples include sulfur and organic peroxides.
  • a crosslinking agent only sulfur may be used, only an organic peroxide may be used, and both of them may be used in combination.
  • the crosslinking agent is preferably used in an amount of 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. ⁇ 10 parts by mass.
  • the crosslinking agent is preferably an organic peroxide.
  • the organic peroxide include, for example, diacyl peroxide, peroxy ester, t-butylcumyl peroxide, dicumyl peroxide (DCP), 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butyl peroxide).
  • the core wire 13 is composed of a high-strength fiber twisted yarn or braid, such as aramid fiber, PBO fiber, or carbon fiber, which has been subjected to an adhesive treatment.
  • the core wire 13 is formed of, for example, a filament bundle of 800 to 1200 dtex and has an outer diameter of 0.5 to 1.4 mm.
  • the adhesive treatment of the core wire 13 is configured by performing a first treatment that is heated after being immersed in a treatment solution of an epoxy solution or an isocyanate solution, and a second treatment that is heated after being immersed in an RFL aqueous solution. After the second treatment, a third treatment for drying after dipping in the rubber paste may be performed, but it is preferable that this third treatment is not performed.
  • the treatment liquid used for the first treatment is an aqueous solution of an epoxy compound or an isocyanate compound or a solution containing toluene or methyl ethyl ketone as a solvent.
  • the RFL aqueous solution used for the second treatment is a mixed aqueous solution of resorcin (R) -formalin (F) precondensate aqueous solution and rubber latex (L).
  • This rubber latex is preferably a carboxylated hydrogenated nitrile rubber (carboxylated H-NBR) latex.
  • the rubber paste used in the third treatment is a solution obtained by dissolving rubber and resin in toluene, methyl ethyl ketone or the like, or a commercially available rubber adhesive.
  • Each of the upper and lower reinforcing cloths 14 and 15 is immersed in an epoxy solution or an isocyanate solution and then heated in a woven fabric, a knitted fabric or a nonwoven fabric such as an aramid fiber or a nylon fiber, and after being immersed in an RFL aqueous solution. It comprises a second treatment to be heated and a third treatment to be dried after dipping or coating the rubber paste as necessary.
  • Each of the upper and lower reinforcing cloths 14 and 15 has a thickness of 0.2 to 0.4 mm, for example.
  • FIG. 4 shows the block 20.
  • Each block 20 is formed with a slit-like fitting portion 22 opened laterally on each side surface portion 21 in the belt width direction of a trapezoidal plate-like body whose upper base is longer than the lower base in plan view.
  • the shape is such that the letter “H” is horizontal.
  • Each block 20 is formed so that the upper part from the fitting part 22 has a uniform thickness in a side view, while the lower part from the fitting part 22 becomes thinner as it goes downward. .
  • Each block 20 has, for example, a height of 10 to 16.5 mm, a width of 20 to 30 mm, and a thickness of 2 to 5 mm.
  • the angle formed by both sides, that is, the belt angle is, for example, 15 to 26 °.
  • Each fitting portion 22 of each block 20 is formed so as to extend horizontally at a uniform interval from the inner back portion toward the side opening.
  • Each fitting portion 22 has an upper fitting convex portion 22a formed of a semicircular cross-sectional protrusion extending in the belt width direction on the upper surface side, and a cross-section arc-shaped protrusion extending in the belt width direction on the lower surface side.
  • a lower fitting convex portion 22b made of a strip is formed.
  • Each fitting portion 22 includes a surface in which the back portion is continuously inclined from the upper side surface to the back side and a surface that is continuously outwardly inclined from the surface and continues to the lower side surface.
  • Each fitting portion 22 has, for example, a gap t 2 in the belt thickness direction of 1 to 3 mm and a depth in the belt width direction of 2 to 5 mm.
  • Each block 20 has a configuration in which a reinforcing structural member 23 arranged in the center so as to form a skeleton is covered with a resin coating layer 24. Note that the entire reinforcing structural member 23 does not need to be covered with the resin coating layer 24, and at least the contact portion with the tension band 10 and both side surface portions 21 (upper side surface portions above the fitting portion 22) constituting the pulley contact surface. And the lower side surface portion below the fitting portion 22), and the reinforcing structural member 23 may be exposed in other portions.
  • the reinforcing structural member 23 is formed in a shape with the letter “H” on its side as in the block 20, and the center pillars 23 c vertically move between the center portions of the upper and lower beams 23 a and 23 b extending in the belt width direction. It has the structure which was connected to.
  • the height of the upper beam 23a is 5.0 to 9.5 mm
  • the height of the lower beam 23b is 5.0 to 9.5 mm.
  • the reinforcing structural member 23 is made of carbon fiber.
  • the carbon fiber may be polyacrylonitrile-based carbon fiber (PAN-based carbon fiber), may be pitch-based carbon fiber, or may be a mixture of them.
  • PAN-based carbon fiber polyacrylonitrile-based carbon fiber
  • the carbon fiber is preferably subjected to a surface treatment with a silane coupling agent or the like.
  • the filament diameter of the carbon fiber is, for example, 4 to 20 ⁇ m.
  • the reinforcing structural member 23 may be formed of carbon fiber filament yarn or may be formed of carbon fiber spun yarn.
  • the filament yarn of carbon fiber may be twisted or untwisted.
  • the filament yarn or spun yarn of carbon fiber may be wound with carbon fiber.
  • the fineness of the carbon fiber filament yarn or spun yarn is, for example, 50 to 2000 tex.
  • the reinforcing structural member 23 may be formed of a composite yarn of the above-described carbon fiber filament yarn or spun yarn and other fibers.
  • fibers other than carbon fiber include synthetic fibers such as polyethylene fiber, polypropylene fiber, polyester fiber, nylon fiber, aramid fiber, and PBO fiber, natural fibers such as cotton and hemp, and metal fibers such as glass fiber and steel wire. Is mentioned.
  • thermoplastic resin fibers that melt at the molding temperature are preferred from the viewpoint that the integrity is enhanced by melting at the time of block molding and being compatible with the resin coating layer 24.
  • the composite yarn may have a configuration in which fibers other than carbon fibers are vertically attached inside or outside the fiber bundle of carbon fiber filament yarn or spun yarn, and the carbon fiber filament yarn or spun yarn other than carbon fiber
  • the configuration may be a configuration in which the fibers are wound and sewed, or may be a configuration in which they are combined.
  • the yarn In a configuration in which fibers other than carbon fibers are vertically attached inside or outside a fiber bundle of carbon fiber filament yarn or spun yarn, the yarn may be twisted or untwisted.
  • the ratio of the carbon fiber to the other fibers may be such that the former may be more than the latter, the former may be less than the latter, and the former and the latter may be the same. Good.
  • the fineness of fibers other than carbon fibers is, for example, 50 to 30000 tex.
  • Such a composite yarn is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-121250.
  • the reinforcing structural member 23 may be formed of a knitting yarn configured in a braid shape by collecting a plurality of carbon fiber filament yarns or spun yarns.
  • the reinforcing structural member 23 has a carbon fiber filament yarn, spun yarn, composite yarn, or knitting yarn (hereinafter referred to as “carbon fiber yarn T”) in a block shape. It may be configured to be fixed to the sheet-like substrate 25.
  • a method for producing a carbon fiber reinforced resin molded article in which carbon fiber is preliminarily molded using a plate-like prepreg obtained by hardening an epoxy resin or the like and then placed in an autoclave or the like to cure the resin, or a carbon fiber woven In the method of manufacturing a carbon fiber reinforced resin molded product in which a cloth or the like is cut into a predetermined shape and placed in a cavity of a mold, and an unsolidified resin material is supplied and cured there, by pre-molding or cutting a woven cloth, etc.
  • the sheet-like substrate 25 include thermoplastic resin sheets such as polyethylene resin sheets and polypropylene resin sheets; woven fabrics and knitted fabrics formed of synthetic fibers such as polyethylene fibers, polyester fibers, nylon fibers, aramid fibers, and PBO fibers. And non-woven fabric.
  • a thermoplastic resin sheet such as a polyethylene resin sheet having a melting point of 130 ° C. or less, a polyethylene fiber, etc.
  • a woven fabric, a knitted fabric or a non-woven fabric formed of the thermoplastic resin fibers is preferred.
  • the thickness of the sheet-like substrate 25 is, for example, 0.1 to 10 mm.
  • the reinforcing structural member 23 has a configuration in which the sheet-like base material 25 is sewn by the carbon fiber yarn T itself and the sheet-like base material 25 is embroidered by the carbon fiber. Good. Further, as shown in FIG. 5 (b), the reinforcing structural member 23 is embroidered by sewing the carbon fiber thread T on the sheet-like base material 25 with a sewing thread 26 made of a thin carbon fiber thread or the like. It may be a configuration. Specifically, the reinforcing structural member 23 is placed, for example, while pressing the carbon fiber yarns T on the sheet-like base material 25 and sews them with a sewing thread 26 to form the carbon fiber yarns T into a sheet shape.
  • the distance between the turns of the carbon fiber yarn T is preferably 1 mm or more, more preferably 2 mm or more, and further preferably 5 mm or more.
  • the orientation pattern of the carbon fiber yarn T is such that the carbon fiber yarn T extends substantially in the belt width direction in the upper and lower beams 23a and 23b. It is preferable that the carbon fiber yarn T is provided in the center pillar 23c so as to extend in the belt thickness direction. Moreover, as shown in FIG.6 (b), in the upper side and lower side beam 23a, 23b, the carbon fiber yarn T is provided so that it may extend in the orthogonal
  • the carbon fiber yarn T extends from the center pillar 23c to the upper and lower beams 23a and 23b. You may provide so that it may extend in the direction which inclined on both sides outward.
  • the carbon fiber yarns T may be provided in multiple layers along the outline of the sheet-like substrate 25.
  • the carbon fiber yarn T that reinforces the upper and lower beams 23a and 23b and the center pillar 23c is continuous, and at the joint between the upper and lower beams 23a and 23b and the center pillar 23c, A high reinforcing effect can be obtained by arranging the fiber yarns T at a high density.
  • the reinforcing structural member 23 may be constituted by a prepreg arranged so that the carbon fibers are oriented in one direction.
  • the reinforcing structural member 23 may be configured by cutting and laminating a prepreg sheet arranged so that carbon fibers are oriented in one direction.
  • the carbon fibers are preferably provided so as to be oriented in the belt width direction.
  • the reinforcing structural member 23 may be composed of a three-dimensional woven fabric formed of carbon fiber yarns T.
  • the maximum length of the carbon fiber contained in the block 20 is preferably 1 mm or more, more preferably 2 mm or more, and further preferably 5 mm or more from the viewpoint that the high reinforcing effect of the block 20 is obtained.
  • the content of the carbon fiber forming the reinforcing structural member 23 included in the block 20 is preferably 15 to 95% by volume, and 25 to 80% by volume from the viewpoint that the high reinforcing effect of the block 20 can be obtained. Is more preferable, and more preferably 30 to 75% by volume.
  • a single reinforcing structure member 23 may be embedded, or a plurality of reinforcing structure members 23 may be stacked and embedded. Further, in addition to the reinforcing structural member 23, a thinner metal reinforcing material than that in the related art may be embedded in the block 20.
  • the resin coating layer 24 is formed of a resin composition in which a resin compounding agent is blended with a matrix resin.
  • the layer thickness of the resin coating layer 24 is, for example, 0.8 to 1.5 mm.
  • the matrix resin of the resin composition forming the resin coating layer 24 may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
  • the thermosetting resin include a phenol resin and an epoxy resin.
  • the thermoplastic resin include polyamide resin, polyimide resin, polycarbonate resin, and the like.
  • the matrix resin may be composed of a single species or a plurality of species.
  • the matrix resin may be composed only of a thermosetting resin, may be composed only of a thermoplastic resin, and is a blend of a thermosetting resin and a thermoplastic resin. Also good.
  • the matrix resin may additionally contain a rubber component or the like.
  • the resin coating layer 24 may be formed of a carbon short fiber reinforced resin composition in which carbon short fibers are mixed in a matrix resin.
  • at least both side portions 21 constituting the pulley contact surface are formed of a carbon short fiber reinforced resin composition of a thermosetting resin containing carbon short fibers from the viewpoint of improving frictional wear resistance.
  • the carbon short fibers may be polyacrylonitrile-based carbon short fibers (PAN-based carbon short fibers), pitch-based carbon short fibers, or a mixture of them.
  • the blending amount of the short carbon fibers with respect to 100 parts by mass of the matrix resin is, for example, 10 to 40 parts by mass.
  • the length of the short carbon fibers contained in the resin coating layer 24 is, for example, 50 to 150 ⁇ m.
  • the resin composition forming the resin coating layer 24 may contain graphite powder, para-aramid short fibers, and the like.
  • the para-aramid short fibers have a fiber length of 1 to 3 mm and a blending amount of 2 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the matrix resin.
  • the graphite powder has, for example, a particle size of 5 to 10 ⁇ m and a blending amount of 15 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the matrix resin.
  • the block molding resin material forming the resin coating layer 24 may contain a curing agent.
  • the tension band 10 is fitted to the fitting portions 22 of the plurality of blocks 20 so as to connect them. Specifically, the tension band 10 is inserted into each fitting portion 22 of each block 20 from one side portion chamfered, and an upper fitting convex portion 22a on the upper side surface of the fitting portion 22 is formed. The upper fitting recess 11a on the upper side of the tension band 10 is fitted, and the lower fitting projection 22b on the lower side of the fitting part 22 is fitted on the lower fitting depression 11b on the lower side of the tension band 10. In addition, the tension band 10 is fitted into the fitting part 22 so that one side of the tension band 10 comes into contact with the inner part of the fitting part 22.
  • a structure is formed in which a plurality of blocks 20 are locked and fixed to the endless tension band 10 so as to be spaced apart from each other at a constant pitch along the belt length direction.
  • the other side surface of the surface portion 21 and the tension band 10 exposed to the outside is configured as a pulley contact surface.
  • the gap t 2 of the fitting portion 22 of the block 20 is larger than the thickness t 1 between the upper and lower fitting recesses 11a and 11b of the tension band 10. Somewhat small. Accordingly, the tension band 10 is fitted into the fitting portion 22 of the block 20 in a compressed state.
  • the tightening allowance t 1 -t 2 is, for example, 0.006 to 0.150 mm, and the tightening allowance is a ratio of the tightening allowance t 1 -t 2 to the gap t 2 of the gap of the fitting portion 22 of the block 20.
  • the tension band 10 is provided in a state of protruding out of the block 20, whereby the high load transmission V-belt B enters the pulley.
  • the impact can be reduced by the protruding tension band 10.
  • the protrusion amount ⁇ d of the protruding amount is, for example, 0.02 to 0.25 mm
  • the insertion width w of the tension band 10 in the belt pitch line (center line center position) is, for example, 6 to 13 mm.
  • the reinforcing structural member 23 of the block 20 is formed of carbon fiber, so that it is compared with a conventional reinforcing member made of aluminum.
  • the weight of the high load transmission V-belt B can be reduced.
  • the weight of the block 20 is preferably reduced to 1.5 to 2.2 g / cm 3, more preferably 1.5 to 1.8 g / cm 3. More preferably, the weight is reduced to 4 to 1.6 g / cm 3 .
  • the weight per belt unit length is preferably reduced to 0.25 to 0.46 g / mm.
  • 7 (a) and 7 (b) show a belt type continuously variable transmission 70 using a high load transmission V-belt B according to the present embodiment.
  • This belt-type continuously variable transmission 70 includes a drive shaft 71 and a driven shaft 73 arranged in parallel thereto, and a drive pulley 72 on the drive shaft 71 and substantially the same as the drive pulley 72 on the driven shaft 73.
  • a diameter driven pulley 74 is provided.
  • the drive pulley 72 includes a fixed sheave that is fixed to the drive shaft 71 so as to rotate integrally and non-slidably, and a movable sheave that is supported so as to rotate integrally and slidably so as to face the fixed sheave.
  • the driven pulley 74 includes a fixed sheave which is fixed to the driven shaft 73 so as to be rotatable and non-slidable, and a movable sheave supported so as to be rotatable and slidably opposed to the fixed sheave.
  • Each of the driving pulley 72 and the driven pulley 74 has a V-groove between the fixed sheave and the movable sheave, and the high load transmission V-belt B is wound around the V-groove of the driving pulley 72 and the driven pulley 74. It has been.
  • Each of the driving pulley 72 and the driven pulley 74 is configured to be variable in a pulley pitch diameter of, for example, 40 to 150 mm.
  • the power required for belt transmission is supplied on the drive shaft 71 side and consumed on the driven shaft 73 side, and the belt winding diameter of the drive pulley 72 and the winding of the driven pulley 74 are also measured.
  • the travel speed of the high load transmission V-belt B is changed by changing the hook diameter. Specifically, when the movable sheave of the driving pulley 72 is brought close to the fixed sheave and the movable sheave of the driven pulley 74 is moved away from the fixed sheave, as shown in FIG. This is larger than the belt winding diameter of the driven pulley 74. As a result, the high load transmission V-belt B travels at a high speed.
  • ⁇ Tension band production process> Preparation of uncrosslinked rubber composition-
  • a rubber component is put into a rubber kneading machine such as a Banbury mixer and kneaded, and then a rubber compounding agent is put into this and kneaded. Then, the kneaded uncrosslinked rubber composition is processed into a sheet form by a calender roll to obtain a sheet-like uncrosslinked rubber composition.
  • twisted yarn or braid is subjected to a treatment of heating after being immersed in an RFL aqueous solution and / or a treatment of drying after being immersed in rubber paste to obtain the core wire 13.
  • the upper and lower reinforcing fabrics 14 and 15 are obtained by subjecting a woven fabric, knitted fabric, or nonwoven fabric to a treatment of heating after being immersed in an RFL aqueous solution and / or a treatment of immersing or coating rubber paste with a rubber paste and then drying. In addition, you may perform the process dried after immersing in an epoxy solution or an isocyanate solution to a woven fabric etc. before these processes.
  • the cylindrical mold is put in a heating and pressing apparatus, and the inside of the apparatus is set to a predetermined temperature and pressure so that the crosslinking of the uncrosslinked rubber composition proceeds about half, and the state is maintained for a predetermined time. .
  • the crosslinking of the uncrosslinked rubber composition proceeds about half, and the shape of the lower half of the shape-retaining rubber layer 12 is formed.
  • the uncrosslinked rubber composition flows and the protrusion provided on the cylindrical mold presses the lower reinforcing cloth 15 to form the lower fitting recess 11b.
  • the cylindrical mold is taken out from the heating and pressurizing apparatus, the core wire 13 is spirally wound at an equal pitch from above the semi-crosslinked rubber composition, and the sheet-like uncrosslinked rubber composition is again formed thereon.
  • a predetermined layer is laminated, and an upper reinforcing cloth 14 formed in a cylindrical shape is placed thereon.
  • an outermost layer is covered with a cylindrical sleeve in which protrusions extending in the axial direction of the upper fitting concave shape of the tension band 10 are provided at equal pitches in the circumferential direction of the inner peripheral surface.
  • a cylindrical mold in which a material is set is placed in the heating and pressurizing device, the inside of the device is set to a predetermined temperature and pressure, and the state is maintained for a predetermined time.
  • crosslinking of the semi-crosslinked rubber composition and the uncrosslinked rubber composition proceeds to form the shape retaining rubber layer 12.
  • the uncrosslinked rubber composition flows and the protrusion provided on the sleeve presses the upper reinforcing cloth 14 to form the upper fitting recess 11a.
  • the adhesive on the surface of the core wire 13 and the shape-retaining rubber layer 12 are mutually diffused, whereby the core wire 13 is integrally bonded to the shape-retaining rubber layer 12 and is attached to the upper and lower reinforcing cloths 14 and 15.
  • the upper and lower reinforcing cloths 14 and 15 are integrally bonded to the shape-retaining rubber layer 12.
  • a cylindrical slab is formed on the surface of the cylindrical mold.
  • the cylindrical mold is taken out from the heating and pressurizing device, the cylindrical slab formed on the peripheral surface is removed from the mold, and the strip is cut into a band with a predetermined width and subjected to chamfering or the like, thereby performing a tension band. Get 10.
  • ⁇ Block molding process> Preparation of resin material for block molding-
  • a matrix resin and a resin compounding agent are charged into a resin kneader such as a biaxial kneader and kneaded, and the recovered kneaded material is pulverized to be pulverized or granulated to obtain a resin material for block molding.
  • the viscosity of the unsolidified resin material is lower. It can be controlled by setting conditions.
  • the block molding step can be performed by injection molding.
  • RIM reaction / Injection / Molding
  • RTM using a low-viscosity non-solidified resin material M for block molding
  • Resin (Molding) molding is preferable.
  • VaRTM Vauum assisted Resin Transfer Molding
  • the reinforcing structural member 23 is formed of a composite yarn of carbon fibers and thermoplastic resin fibers, the thermoplastic resin fibers around the carbon fibers are melted by heat and impregnated into the carbon fibers.
  • This block molding process can also be performed by press molding.
  • the mold 80 After cooling the mold 80, the mold is opened and the block 20 is taken out.
  • the matrix resin is a thermosetting resin
  • the annealing temperature is, for example, 190 to 195 ° C.
  • the annealing time is, for example, 2 to 4 hours.
  • the upper and lower fitting concave portions 11a and 11b of one tension band 10 are respectively associated with the upper and lower fitting convex portions 22a and 22b of the block 20, and the upper and lower fitting concave portions 11a and 11b are respectively upper and lower.
  • the tension band 10 is inserted into one of the fitting parts 22 of the block 20 so that the lower fitting convex parts 22 a and 22 b are fitted, and the block 20 is locked to the tension band 10. This operation is performed for the entire circumference of the tension band 10.
  • the other tension band 10 is inserted into the other fitting portion 22 of the block 20, thereby obtaining the high load transmission V-belt B.
  • V-belt for high load transmission V-belts for high load transmission of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 below were produced. Each configuration is also shown in Table 1.
  • Example 1 As a resin material for block molding, 72.5 parts by mass of PAN-based carbon short fiber and 17.5 parts of graphite powder with respect to 100 parts by mass of a phenol resin (50% by mass of phenol aralkyl resin and 50% by mass of novolak phenol resin) as a matrix resin. What knead
  • the molten resin material for block molding is injected into the cavity to form carbon that forms the reinforcing structural material
  • a block having a fiber content of 60% by volume was molded.
  • the density of this block was 1.50 g / cm 3 .
  • the maximum length of the carbon fiber contained in the block was 1.95 mm.
  • Example 1 A high-load transmission V-belt having the same configuration as that of the above embodiment using this block was produced, and this was designated as Example 1.
  • the belt length of Example 1 is 612 mm, the belt pitch width is 25 mm, the belt thickness is 12.8 mm, the belt angle is 26 °, the number of blocks is 204, the block pitch is 3 mm, and the spacing between the blocks is It was 0.05 mm. Further, the belt mass of Example 1 was 215.5 g (total tension band mass 78.0 g and block total mass 137.5 g), and therefore the mass per belt unit length was 0.35 kg / m.
  • the tension-retaining rubber layer is a hydrogenated acrylonitrile rubber composition reinforced with zinc dimethacrylate, the core is a braid of aramid fibers, and the upper and lower reinforcing fabrics are nylon fiber woven fabrics. Formed.
  • Example 2 As a reinforcing structural material, carbon fiber filament yarn (manufactured by Toho Tenax Co., Ltd., trade name: HTS40, 7 ⁇ ⁇ 3000, 200 tex) is added to a polyethylene sheet having a thickness of 200 ⁇ m as a sheet-like base material formed into a block shape. A high-load power transmission V-belt having the same configuration as in Example 1 was used except that an embroidery was used so that the fiber orientation direction corresponded to the belt width direction.
  • the belt mass of Example 2 was 215.5 g (total tension band mass 78.0 g and block total mass 137.5 g), and therefore the mass per belt unit length was 0.35 kg / m.
  • the density of the reinforcing structural material is 1.51 g / cm 3
  • the density of the block is 1.50 g / cm 3
  • the maximum length of the carbon fiber included in the block is 1.80 mm
  • the reinforcing structural material included in the block is formed.
  • the content of carbon fiber to be used was 60% by volume.
  • Example 3 As a reinforcing structural material, a filament sheet of carbon fiber and a filament thread of polypropylene fiber are drawn in a ratio of 1: 1 on a polyethylene sheet having a thickness of 200 ⁇ m as a sheet-like base material formed into a block shape, and these are made of polypropylene fiber.
  • a high-load power transmission V-belt having the same configuration as that of No. 1 was produced.
  • Example 3 The belt mass was 215.5 g (total tension band mass 78.0 g and block total mass 137.5 g), and therefore the mass per belt unit length was 0.35 kg / m.
  • the density of the reinforcing structural material is 1.51 g / cm 3
  • the density of the block is 1.50 g / cm 3
  • the maximum length of the carbon fiber included in the block is 1.90 mm
  • the reinforcing structural material included in the block is formed.
  • the content of carbon fiber to be used was 60% by volume.
  • Example 4 The orientation direction of the carbon fiber by the spun yarn of carbon fiber (the same thickness as the filament yarn of the carbon fiber of Example 2) on a polyethylene sheet having a thickness of 200 ⁇ m as a sheet-like base material formed into a block shape as a reinforcing structural material Except that the embroidery was applied so as to correspond to the belt width direction, the carbon fiber content forming the reinforcing structural material included in the block was 35% by volume, and the belt pitch width was 20 mm. A high-load power transmission V-belt having the same configuration as that of Example 1 was produced.
  • the belt mass of Example 4 was 186.1 g (total tension band mass 63.0 g and block total mass 123.1 g), and therefore the mass per belt unit length was 0.30 kg / m.
  • the density of the reinforcing structural member was 1.32 g / cm 3
  • the density of the block was 1.34 g / cm 3
  • the maximum length of carbon fibers contained in the block was 1.90 mm.
  • Example 5 The orientation direction of the carbon fiber by the spun yarn of carbon fiber (the same thickness as the filament yarn of the carbon fiber of Example 2) on a polyethylene sheet having a thickness of 200 ⁇ m as a sheet-like base material formed into a block shape as a reinforcing structural material Except that the embroidery was applied so as to correspond to the belt width direction, the carbon fiber content forming the reinforcing structural material included in the block was 95% by volume, and the belt pitch width was 20 mm.
  • a V-belt for high load transmission having the same configuration as that of Example 1 was produced and designated as Example 5.
  • the belt mass of Example 5 was 219.3 g (tensile band total mass 63.0 g and block total mass 156.3 g), and therefore the mass per belt unit length was 0.36 kg / m.
  • the density of the reinforcing structure material 1.76 g / cm 3, the density of the block 1.70 g / cm 3, the maximum length of the carbon fiber contained in the block was 1.90 mm.
  • Example 1 A high-load power transmission V-belt having the same configuration as in Example 1 except that a metal reinforcing material formed of duralumin of A2024P T361 in JIS H 4000 was used instead of the reinforcing structural material, and this was compared with the comparative example. It was set to 1.
  • the belt mass of Comparative Example 1 was 305.3 g (total tension band mass 78.0 g and block gross mass 227.3 g), and thus the mass per belt unit length was 0.50 kg / m.
  • the density of the metal reinforcing member is 2.70 g / cm 3
  • the density of the block is 2.48 g / cm 3
  • the maximum length of the carbon fiber contained in the block was 0.1 mm.
  • ⁇ Comparative example 2> As a block molding resin material, 100 mass parts of 4,6 nylon resin, which is a matrix resin, is used by blending 30 parts by mass of PAN-based carbon short fibers and without embedding a reinforcing structural material. A high-load transmission V-belt having the same configuration as that of Example 1 except that the manufactured block was used was prepared, and this was designated as Comparative Example 2.
  • the belt mass of Comparative Example 2 was 210.2 g (total tension band mass 78.0 g and block gross mass 210.2 g), and thus the mass per belt unit length was 0.34 kg / m.
  • the density of the block was 1.44 g / cm 3 and the maximum length of the carbon fiber contained in the block was 0.1 mm.
  • the belt mass of Comparative Example 3 was 216.5 g (total tension band mass 63.0 g and block gross mass 153.5 g), and therefore the mass per belt unit length was 0.35 kg / m.
  • the density of the block was 2.28 g / cm 3
  • the maximum length of the carbon fiber contained in the block was 0.1 mm.
  • the belt mass of Comparative Example 4 was 159.9 g (total tension band mass 63.0 g and block total mass 96.9 g), and thus the mass per belt unit length was 0.26 kg / m.
  • the density of the block was 1.44 g / cm 3 and the maximum length of the carbon fiber contained in the block was 0.1 mm.
  • Test evaluation method Using a belt running test machine in which a driving pulley and a driven pulley were provided in the chamber, a belt running test was conducted to test and evaluate the following items.
  • the pulley pitch diameter (the core when the high load transmission V-belt B is wound) It is wound around a drive pulley 91 having a diameter of 65.0 mm and a driven pulley 92 having a pulley pitch diameter of 130 mm.
  • the driven pulley 92 is loaded with a dead weight (DW) of 4000 N, and air at 90 ° C. is placed in the chamber 93.
  • the drive pulley 91 was rotated at a rotational speed of 2600 ⁇ 60 rpm with a drive shaft torque of 80.0 N ⁇ m.
  • N 1 input rotation speed
  • N 2 output rotation speed
  • Tr 1 input torque
  • Tr 2 output torque
  • a pulley 91 having a pulley pitch diameter of 130 mm and a driven pulley having a pulley pitch diameter of 60.0 mm are used.
  • the pulley 92 is wound, and the driven pulley 92 is loaded with a dead weight (DW) of 4000 N, and air is blown into the chamber 93 at 23 ⁇ 4 ° C., while the drive shaft is unloaded and the drive pulley 91 is set at 0 to 3000 rpm. It was rotated while changing the rotation speed range.
  • the maximum value of noise measured with a noise measuring device at a position 10 mm from the belt side surface in the center between the belt spans was defined as belt noise.
  • Table 2 shows the test results.
  • the belt transmission efficiency was 98% in Example 1, 97% in Example 2, 98% in Example 3, 98% in Example 4, 98% in Example 5, and 95% in Comparative Example 1, compared with 95%.
  • Example 2 was 97%
  • Comparative Example 3 was 95%
  • Comparative Example 4 was 97%.
  • the high-speed and high-load heat-resistant durability life is 500 hours or more for Examples 1 to 5, 500 hours or more for Comparative Example 1, 24 hours (block breakage) for Comparative Example 2, 500 hours or more for Comparative Example 3, and Comparative Example 4 was 20 hours (block breakage).
  • the belt noise was 74 dB in Example 1, 75 dB in Example 2, 75 dB in Example 3, 76 dB in Example 4, 76 dB in Example 5, and 90 dB in Comparative Example 1, and 75 dB in Comparative Example 2. 3 was 85 dB, and Comparative Example 4 was 75 dB.
  • the present invention is useful for a V-belt for high load transmission and a manufacturing method thereof.

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Abstract

高負荷伝動用ＶベルトＢは、エンドレスの張力帯１０と、その長さ方向に並ぶように配設され、各々、張力帯１０に係止された複数のブロック２０とを備える。複数のブロック２０のそれぞれは、炭素繊維で形成された補強構造材２３と、それを被覆するように設けられた樹脂被覆層２４とを有する。

Description

高負荷伝動用Ｖベルト及びその製造方法
　本発明は高負荷伝動用Ｖベルト及びその製造方法に関する。
　自動車等のベルト式無段変速装置に用いられる高負荷伝動用Ｖベルトとして、エンドレスの張力帯の長さ方向に並ぶように複数のブロックが配設され、それらの各々が張力帯に係止された構成を有するものが公知となっている。
　特許文献１には、かかる高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、ブロックがアルミニウム製の補強材を樹脂被覆層で被覆した構成を有するものが開示されている。
特開２０１０－６０１１４号公報
　本発明の高負荷伝動用Ｖベルトは、エンドレスの張力帯と、該張力帯の長さ方向に並ぶように配設され、各々、該張力帯に係止された複数のブロックと、を備えたものであって、該複数のブロックのそれぞれは、炭素繊維で形成された補強構造材と、該補強構造材を被覆するように設けられた樹脂被覆層と、を有する。
　本発明の高負荷伝動用Ｖベルトの製造方法は、ブロック成形型のキャビティに炭素繊維で形成された補強構造材を配置し、該キャビティ内に未固化樹脂材料を供給するブロック成型工程を含むものである。
高負荷伝動用Ｖベルトの斜視図である。 図１におけるII-II断面図である。 張力帯の側面図である。 ブロックの側面図である。 （ａ）及び（ｂ）は炭素繊維糸のシート状基材への固定態様を示す図である。 （ａ）～（ｄ）は炭素繊維糸の配向パターンを示す図である。 （ａ）及び（ｂ）はベルト式無段変速装置のプーリレイアウトを示す図である。 ブロックの成型を示す図である。 （ａ）～（ｃ）はベルト走行試験機の模式図である。
　以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
　（高負荷伝動用ＶベルトＢ）
　図１及び２は本実施形態に係る高負荷伝動用ＶベルトＢを示す。この本実施形態に係る高負荷伝動用ＶベルトＢは、例えば自動車等におけるベルト式無段変速装置に用いられるものである。
　本実施形態に係る高負荷伝動用ＶベルトＢは、一対のエンドレスの張力帯１０と複数のブロック２０とを備え、複数のブロック２０が一対の張力帯１０の長さ方向に並ぶと共に一定ピッチで相互に間隔をおいて配設され、各々が一対の張力帯１０に係止固定された構成を有する。この高負荷伝動用ＶベルトＢは、例えば、ベルト長さ（張力帯１０における後述の心線中心位置のベルト長さ方向の寸法）が４８０～７５０ｍｍ、ベルトピッチ幅（張力帯１０における心線中心位置のベルト幅方向の寸法）が２０～３０ｍｍ、及びベルト厚さが１０～１６．５ｍｍ、並びにブロック２０の数が９６～３７５個、ブロックピッチが２～５ｍｍ、ブロック２０間の間隔が０．０１～０．５ｍｍである。
　図３は張力帯１０を示す。
　各張力帯１０は、エンドレスの平帯状に形成されている。各張力帯１０は、一方の側部が上側及び下側のそれぞれで面取り加工されており、他方の側部が傾斜面に形成されている。各張力帯１０は、上面側（外周面側）にベルト幅方向に延びる断面Ｕ字溝からなる上側嵌合凹部１１ａがベルト長さ方向に一定ピッチで形成されていると共に、上側嵌合凹部１１ａに対応するように、下面側（内周面側）にベルト幅方向に延びる断面円弧溝からなる下側嵌合凹部１１ｂがベルト長さ方向に一定ピッチで形成されている。各張力帯１０は、例えば、長さが４８０～７５０ｍｍ、幅が６～１３ｍｍ、及び厚さが１．０～５．０ｍｍ（好ましくは１．５～３．０ｍｍ）である。特に上側嵌合凹部１１ａと下側嵌合凹部１１ｂとの底部間の最も薄い部分の厚さｔ1は例えば０．６０６～３．０ｍｍ（好ましくは０．６０６～１．５ｍｍ）である。
　各張力帯１０は、張力帯本体が保形ゴム層１２で構成されている。保形ゴム層１２には、ベルト厚さ方向の略中央に、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１３が埋設されている。保形ゴム層１２には、上面側表面を被覆するように上側補強布１４が貼設されている。保形ゴム層１２には、下面側表面を被覆するように下側補強布１５が貼設されている。なお、張力帯１０は、上側補強布１４及び下側補強布１５が設けられずに、保形ゴム層１２及び心線１３のみで構成されていてもよい。
　保形ゴム層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。
　ゴム成分としては、例えば、水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）、エチレン・プロピレンコポリマー（ＥＰＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、エチレン・オクテンコポリマー、エチレン・ブテンコポリマーなどのエチレン－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）等が挙げられる。ゴム成分は、ジメタクリル酸亜鉛やジアクリル酸亜鉛等の不飽和カルボン酸金属塩が添加されて強化された水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）であってもよい。ゴム成分は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種がブレンドされて構成されていてもよい。
　配合剤としては、加硫促進剤、可塑剤、補強材、老化防止剤、共架橋剤、架橋剤等が挙げられる。
　加硫促進剤としては、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。加硫促進剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。加硫促進剤のゴム成分１００質量部に対する配合量は例えば５～１５質量部である。
　可塑剤としては、例えば、フタル酸誘導体、イソフタル酸誘導体、テトラヒドロフタル酸誘導体、アジピン酸誘導体、アゼライン酸誘導体、セバシン酸誘導体、ドデカン－２－酸誘導体、マレイン酸誘導体、フマル酸誘導体、トリメリット酸誘導体、ピロメリット酸誘導体、クエン酸誘導体、イタコン酸誘導体、オレイン酸誘導体、リシノール酸誘導体、ステアリン酸誘導体、スルホン酸誘導体、リン酸誘導体、グルタール酸誘導体、グリコール誘導体、グリセリン誘導体、パラフィン誘導体、エポキシ誘導体等が挙げられる。可塑剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。可塑剤のゴム成分１００質量部に対する配合量は例えば５～１５質量部である。
　補強材としては、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が挙げられる。補強剤としてはシリカも挙げられる。補強剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。補強材のゴム成分１００質量部に対する配合量は例えば５～１００質量部である。なお、補強材として、アラミド短繊維やナイロン短繊維などの有機短繊維や炭素短繊維などの無機短繊維も挙げられる。これらの補強用の短繊維は、配合されていてもよく、また、配合されていなくてもよい。補強用の短繊維が配合される場合、それらはベルト幅方向に配向するように設けられることが好ましい。
　老化防止剤としては、アミン系、キノリン系、ヒドロキノン誘導体、フェノール系、亜リン酸エステル系のもの等が挙げられる。老化防止剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。老化防止剤のゴム成分１００質量部に対する配合量は例えば０．１～１０質量部である。
　共架橋剤としては、例えば、ビスマレイミド系共架橋剤、ＴＡＩＣ、１，２－ポリブタジエン、不飽和カルボン酸金属塩、オキシム類、グアニジン、トリメチロールプロパントリメタクリレート等が挙げられる。これらのうちビスマレイミド系共架橋剤が好ましく、具体的なビスマレイミド系共架橋剤としては、例えば、Ｎ，Ｎ－ｍ－フェニレンビスマレイミド、４，４’－ジフェニルメタンビスマレイミド、４－メチル－１，３－フェニレンビスマレイミド、１，６’－ビスマレイミド－（２，２，４－トリメチル）ヘキサン、ビスフェノールＡジフェニルエーテルビスマレイミド、３，３’－ジメチル－５，５’－ジエチル－４，４’－ジフェニルメタンビスマレイミド、４，４’ジフェニルエーテルビスマレイミド、４，４’－ジフェニルスルフォンビスマレイミド、１，３－ビス（３－マレイミドフェノキシ）ベンゼン、１，３－ビス（４－マレイミドフェノキシ）ベンゼン等が挙げられる。共架橋剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。共架橋剤のゴム成分１００質量部に対する配合量は例えば０．５～１５質量部である。
　架橋剤としては、例えば、硫黄、有機過酸化物が挙げられる。架橋剤として、硫黄のみを用いてもよく、また、有機過酸化物のみを用いてもよく、さらには、それらの両方を併用してもよい。架橋剤は、硫黄の場合、ゴム成分１００質量部に対する配合量が０．１～５質量部であることが好ましく、有機過酸化物の場合、ゴム成分１００質量部に対する配合量が例えば０．１～１０質量部である。但し、耐熱性の観点からは、架橋剤は有機過酸化物であることが好ましい。有機過酸化物としては、例えば、例えば、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、ｔ－ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサン－３、１，３－ビス（ｔ－ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、α，α’－ビス（ｔ－ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、１，１－ジブチルパーオキシ－３，３，５－トリメチルシクロヘキサン等が挙げられる。
　心線１３は、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、炭素繊維等の高強度繊維の撚り糸或いは組紐に接着処理が施されたもので構成されている。心線１３は、例えば、８００～１２００ｄｔｅｘのフィラメント束で構成され、外径が０．５～１．４ｍｍである。
　心線１３の接着処理は、エポキシ溶液又はイソシアネート溶液の処理液に浸漬した後に加熱する第１処理、及びＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する第２処理が施されたもので構成されている。第２処理の後、ゴム糊に浸漬した後に乾燥させる第３処理が施されていてもよいが、この第３処理は施されていないことが好ましい。
　第１処理に用いられる処理液はエポキシ化合物又はイソシアネート化合物の水溶液又はトルエンやメチルエチルケトンなどを溶剤とする溶液である。
　第２処理に用いられるＲＦＬ水溶液は、レゾルシン（Ｒ）－ホルマリン（Ｆ）の初期縮合物水溶液とゴムラテックス（Ｌ）との混合水溶液である。このゴムラテックスはカルボキシル化水素化ニトリルゴム（カルボキシル化Ｈ－ＮＢＲ）ラテックスであることが好ましい。
　第３処理に用いられるゴム糊とは、ゴム及び樹脂をトルエンやメチルエチルケトンなどを溶剤に溶解させた溶液或いは市販のゴム接着剤である。
　上側及び下側補強布１４，１５のそれぞれは、アラミド繊維やナイロン繊維等の織布、編物、或いは不織布に、エポキシ溶液或いはイソシアネート溶液に浸漬した後に加熱する第１処理、ＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する第２処理、及び必要に応じてゴム糊に浸漬或いはゴム糊をコートした後に乾燥させる第３処理が施されたもので構成されている。上側及び下側補強布１４，１５のそれぞれは、厚さが例えば０．２～０．４ｍｍである。
　図４はブロック２０を示す。
　各ブロック２０は、平面視で上底が下底よりも長い台形状の板状体のベルト幅方向の両側面部２１のそれぞれに側方に開口したスリット状の嵌合部２２が形成された「Ｈ」の文字を横にしたような形状に構成されている。各ブロック２０は、側面視で嵌合部２２より上側部分が均一厚さに形成されている一方、嵌合部２２より下側部分が下方に向かうに従って厚さが薄くなるように形成されている。各ブロック２０は、例えば、高さが１０～１６．５ｍｍ、幅が２０～３０ｍｍ、及び厚さが２～５ｍｍである。両側部のなす角度、すなわち、ベルト角度は例えば１５～２６°である。
　各ブロック２０の各嵌合部２２は、中央側の奥部から側部の開口に向かって均一な間隔で水平に延びるように形成されている。各嵌合部２２は、上面側にベルト幅方向に延びる断面半円状の突条からなる上側嵌合凸部２２ａが形成されていると共に、下面側にベルト幅方向に延びる断面円弧状の突条からなる下側嵌合凸部２２ｂが形成されている。各嵌合部２２は、奥部が上側面から連続して奥側に傾斜した面とその面に連続して外側に傾斜して下側面に続く面とによって構成されている。各嵌合部２２は、例えば、ベルト厚さ方向の隙間ｔ2が１～３ｍｍ、及びベルト幅方向の奥行きが２～５ｍｍである。
　各ブロック２０は、骨格をなすように中央に配された補強構造材２３が樹脂被覆層２４で被覆された構成を有する。なお、補強構造材２３全体が樹脂被覆層２４で被覆されている必要はなく、少なくとも張力帯１０との接触部分及びプーリ接触面を構成する両側面部２１（嵌合部２２より上側の上側側面部及び嵌合部２２より下側の下側側面部）を形成するように被覆されていればよく、その他の部分では補強構造材２３が露出していてもよい。
　補強構造材２３は、ブロック２０と同様に「Ｈ」の文字を横にしたような形状に形成され、ベルト幅方向に延びる上側及び下側ビーム２３ａ，２３ｂの中央部間がセンターピラー２３ｃで上下に連結されたような構成を有する。補強構造材２３は、例えば、上側ビーム２３ａの高さが５．０～９．５ｍｍ、及び下側ビーム２３ｂの高さが５．０～９．５ｍｍである。
　補強構造材２３は炭素繊維で形成されている。炭素繊維は、ポリアクリロニトリル系炭素繊維（ＰＡＮ系炭素繊維）であってもよく、また、ピッチ系炭素繊維であってもよく、さらに、それらが混在したものであってもよい。炭素繊維にはシランカップリング剤等による表面処理が施されていることが望ましい。炭素繊維のフィラメント径は例えば４～２０μｍである。
　補強構造材２３は、炭素繊維のフィラメント糸で形成されていてもよく、また、炭素繊維の紡績糸で形成されていてもよい。炭素繊維のフィラメント糸は、撚られていてもよく、また、無撚りであってもよい。炭素繊維のフィラメント糸或いは紡績糸には、炭素繊維により巻き縫いが施されていてもよい。炭素繊維のフィラメント糸或いは紡績糸の繊度は例えば５０～２０００ｔｅｘである。
　補強構造材２３は、上記炭素繊維のフィラメント糸又は紡績糸とそれ以外の繊維との複合糸で形成されていてもよい。炭素繊維以外の繊維としては、例えば、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維などの合成繊維、木綿や麻などの天然繊維、ガラス繊維、鋼線などの金属繊維等が挙げられる。これらのうち、ブロック成型時に溶融して樹脂被覆層２４と相溶することにより一体性が高められるという観点から、成型温度で溶融する熱可塑性樹脂繊維が好ましい。複合糸は、炭素繊維のフィラメント糸又は紡績糸の繊維束内又は外に炭素繊維以外の繊維が縦添えされた構成であってもよく、また、炭素繊維のフィラメント糸又は紡績糸に炭素繊維以外の繊維により巻き縫いされた構成であってもよく、さらに、それらが組み合わされた構成であってもよい。炭素繊維のフィラメント糸或いは紡績糸の繊維束内又は外に炭素繊維以外の繊維が縦添えされた構成では、撚りが施されていてもよく、また、無撚りであってもよい。複合糸において、炭素繊維とそれ以外の繊維との割合は、前者が後者よりも多くてもよく、また、前者が後者よりも少なくてもよく、さらに、前者と後者とが同一であってもよい。炭素繊維以外の繊維の繊度は例えば５０～３００００ｔｅｘである。なお、かかる複合糸については、特開２０１０－１２１２５０号公報に開示されている。
　補強構造材２３は、炭素繊維のフィラメント糸或いは紡績糸が複数本集められて組紐状に構成された編糸で形成されていてもよい。
　補強構造材２３は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、炭素繊維のフィラメント糸、紡績糸、複合糸、或いは編糸（以下「炭素繊維糸Ｔ」という。）がブロック形状のシート状基材２５に固定されて構成されていてもよい。炭素繊維をエポキシ樹脂等で固めた板状のプリプレグを用いて予備成形を行った後、それをオートクレーブ等に入れて樹脂を硬化させる炭素繊維強化樹脂成形品の製造方法、或いは、炭素繊維の織布等を所定形状に裁断して金型のキャビティ内に配置し、そこに未固化樹脂材料を供給して硬化させる炭素繊維強化樹脂成形品の製造方法では、予備成形や織布等の切断により炭素繊維の大きなロスが発生するが、炭素繊維糸Ｔがシート状基材２５に固定された補強構造材２３を用いれば、これらの場合に比較して、炭素繊維のロスの発生を著しく低減することができる。シート状基材２５としては、例えば、ポリエチレン樹脂シート、ポリプロピレン樹脂シートなどの熱可塑性樹脂シート；ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維などの合成繊維で形成された織布や編物や不織布等が挙げられる。これらのうち、ブロック成型時に溶融して樹脂被覆層２４と相溶することにより一体性が高められるという観点から、例えば、融点が１３０℃以下のポリエチレン樹脂シートなどの熱可塑性樹脂シートやポリエチレン繊維などの熱可塑性樹脂繊維で形成された織布や編物や不織布が好ましい。シート状基材２５の厚さは例えば０．１～１０ｍｍである。
　補強構造材２３は、図５（ａ）に示すように、炭素繊維糸Ｔ自体によりシート状基材２５が縫われ、炭素繊維によりシート状基材２５に刺繍が施された構成であってもよい。また、補強構造材２３は、図５（ｂ）に示すように、炭素繊維糸Ｔがシート状基材２５に細い炭素繊維糸等からなる縫付糸２６により縫い付けられて刺繍が施された構成であってもよい。かかる補強構造材２３は、具体的には、例えば、シート状基材２５に炭素繊維糸Ｔを押さえ付けながら置いて並べ、それらを瞬時に縫付糸２６で縫って炭素繊維糸Ｔをシート状基材２５に位置固定して刺繍する方法で得ることができ、工業用のロックミシンを用いて作製することができる。これらの場合において、炭素繊維の折損を抑制する観点から、炭素繊維糸Ｔの折り返し間距離は１ｍｍ以上であることが好ましく、２ｍｍ以上であることがより好ましく、５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。
　また、これらの場合において、炭素繊維糸Ｔの配向パターンとして、図６（ａ）に示すように、上側及び下側ビーム２３ａ，２３ｂにおいて炭素繊維糸Ｔが実質的にベルト幅方向に延びるように設けられていると共に、センターピラー２３ｃにおいて炭素繊維糸Ｔがベルト厚さ方向に延びるように設けられていることが好ましい。また、図６（ｂ）に示すように、上側及び下側ビーム２３ａ，２３ｂにおいては、炭素繊維糸Ｔがプーリ接触面を構成する両側面部２１に対して垂直方向に延びるように設けられていてもよい。さらに、ブロック２０には、嵌合部２２奥の上下の角部に嵌合部２２の開口を拡げるように応力が集中することから、図６（ｃ）に示すように、この部分に対応する補強構造材２３における上側及び下側ビーム２３ａ，２３ｂのそれぞれとセンターピラー２３ｃとの結合部において、補強効果を高める観点から、炭素繊維糸Ｔがセンターピラー２３ｃから上側及び下側ビーム２３ａ，２３ｂのそれぞれの両側外向きに傾斜した方向に延びるように設けられていてもよい。また、図６（ｄ）に示すように、炭素繊維糸Ｔがシート状基材２５の輪郭に沿って多層に設けられていてもよい。このパターンでは、上側及び下側ビーム２３ａ，２３ｂ並びにセンターピラー２３ｃを補強する炭素繊維糸Ｔが連続することに加え、上側及び下側ビーム２３ａ，２３ｂのそれぞれとセンターピラー２３ｃとの結合部において炭素繊維糸Ｔが高密度に配設されることにより、高い補強効果を得ることができる。
　補強構造材２３は、炭素繊維が一方向に配向するように配されたプリプレグで構成されていてもよい。具体的には、例えば、補強構造材２３は、炭素繊維が一方向に配向するように配されたプリプレグシートを裁断積層成形して構成されたものであってもよい。この場合、炭素繊維はベルト幅方向に配向するように設けられていることが好ましい。
　補強構造材２３は、炭素繊維糸Ｔで形成された三次元織物で構成されていてもよい。
　ブロック２０に含まれる炭素繊維の最大長さは、ブロック２０の高い補強効果が得られるという観点から１ｍｍ以上であることが好ましく、２ｍｍ以上であることがより好ましく、５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。ブロック２０に含まれる補強構造材２３を形成する炭素繊維の含有量は、ブロック２０の高い補強効果が得られるという観点から１５～９５体積％であることが好ましく、２５～８０体積％であることがより好ましく、３０～７５体積％であることがさらに好ましい。
　ブロック２０には、単一の補強構造材２３が埋設されていてもよく、また、複数の補強構造材２３が積層されて埋設されていてもよい。また、ブロック２０には、補強構造材２３に加えて、従来よりも薄肉の金属補強材が埋設されていてもよい。
　樹脂被覆層２４は、マトリクス樹脂に樹脂配合剤が配合された樹脂組成物で形成されている。樹脂被覆層２４の層厚さは例えば０．８～１．５ｍｍである。
　樹脂被覆層２４を形成する樹脂組成物のマトリクス樹脂は、熱硬化性樹脂であってもよく、また、熱可塑性樹脂であってもよい。熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。マトリクス樹脂は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。マトリクス樹脂は、熱硬化性樹脂のみで構成されていてもよく、また、熱可塑性樹脂のみで構成されていてもよく、さらに、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とがブレンドされたものであってもよい。マトリクス樹脂は、その他にゴム成分等を含んでいてもよい。
　樹脂被覆層２４は、マトリクス樹脂に炭素短繊維が配合された炭素短繊維補強樹脂組成物で形成されていてもよい。特に、少なくともプーリ接触面を構成する両側部２１は、耐摩擦摩耗性を向上させる観点から、炭素短繊維が配合された熱硬化性樹脂の炭素短繊維補強樹脂組成物で形成されていることが好ましい。炭素短繊維は、ポリアクリロニトリル系炭素短繊維（ＰＡＮ系炭素短繊維）であってもよく、また、ピッチ系炭素短繊維であってもよく、さらに、それらが混在したものであってもよい。炭素短繊維のマトリクス樹脂１００質量部に対する配合量は例えば１０～４０質量部である。樹脂被覆層２４に含まれる炭素短繊維の長さは例えば５０～１５０μｍである。
　樹脂被覆層２４を形成する樹脂組成物には、その他、グラファイト粉末、パラアラミド短繊維等が配合されていてもよい。パラアラミド短繊維は、例えば、繊維長が１～３ｍｍであり、マトリクス樹脂１００質量部に対する配合量が２～５質量部である。グラファイト粉末は、例えば、粒径が５～１０μｍであり、マトリクス樹脂１００質量部に対する配合量が１５～２０質量部である。なお、マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂の場合、樹脂被覆層２４を形成するブロック成型用樹脂材料には硬化剤が配合されていてもよい。
　本実施形態に係る高負荷伝動用ＶベルトＢでは、複数のブロック２０の嵌合部２２にそれらを連結するように張力帯１０が嵌め入れられている。具体的には、各ブロック２０の各嵌合部２２には、面取り加工された一方の側部の方から張力帯１０が挿入され、嵌合部２２の上側面の上側嵌合凸部２２ａが張力帯１０の上側面の上側嵌合凹部１１ａに嵌合すると共に、嵌合部２２の下側面の下側嵌合凸部２２ｂが張力帯１０の下側面の下側嵌合凹部１１ｂに嵌合し、且つ嵌合部２２の奥部に張力帯１０の一方の側部が当接するように、嵌合部２２に張力帯１０が嵌め入れられている。そして、それによってエンドレスの張力帯１０にベルト長さ方向に沿って一定ピッチで相互に間隔をおくように複数のブロック２０が係止固定された構造が構成されると共に、複数のブロック２０の両側面部２１及び外側に露出した張力帯１０の他方の側面がプーリ接触面に構成されている。
　また、本実施形態に係る高負荷伝動用ＶベルトＢでは、張力帯１０の上側及び下側嵌合凹部１１ａ，１１ｂ間の厚さｔ1よりもブロック２０の嵌合部２２の隙間ｔ2が若干小さい。従って、張力帯１０は圧縮状態でブロック２０の嵌合部２２に嵌め入れられている。ここで、その締め代ｔ1－ｔ2は例えば０．００６～０．１５０ｍｍであり、ブロック２０の嵌合部２２の隙間の隙間ｔ2に対する締め代ｔ1－ｔ2の割合である締め代率をα＝｛（ｔ1－ｔ2）／ｔ2｝×１００で表すとするとα＝１～５％であることが好ましい。
　さらに、本実施形態に係る高負荷伝動用ＶベルトＢでは、張力帯１０はブロック２０からはみ出して突出した状態に設けられており、これによって高負荷伝動用ＶベルトＢがプーリに突入する際の衝撃を突出した張力帯１０により緩和することができる。ここで、その突出量の出代Δｄは例えば０．０２～０．２５ｍｍであり、一方、ベルトピッチライン（心線中心位置）における張力帯１０の挿入幅ｗは例えば６～１３ｍｍであり、ベルトピッチラインにおけるブロック２０の張力帯噛合位置での張力帯１０の挿入幅ｗに対する出代Δｄの割合である出代率をβ＝（Δｄ／ｗ）×１００で表すとするとβ＝０．３～１．５％であることが好ましい。なお、この出代Δｄは、高負荷伝動用ＶベルトＢの側面をコントレーサ（輪郭形状測定器）で走査すれば容易に測定することができる。
　以上の構成の本実施形態に係る高負荷伝動用ＶベルトＢによれば、ブロック２０の補強構造材２３が炭素繊維で形成されているので、従来のアルミニウム製の補強材を用いたものと比較して、高負荷伝動用ＶベルトＢ全体の軽量化を図ることができる。具体的には、ブロック２０の密度が１．５～２．２ｇ／ｃｍ3まで軽量化されることが好ましく、１．５～１．８ｇ／ｃｍ3まで軽量化されることがより好ましく、１．４～１．６ｇ／ｃｍ3まで軽量化されることがさらに好ましい。また、高負荷伝動用ＶベルトＢとしては、ベルト単位長さ当たりの質量が０．２５～０．４６ｇ／ｍｍまで軽量化されることが好ましい。
　図７（ａ）及び（ｂ）は本実施形態に係る高負荷伝動用ＶベルトＢを用いたベルト式無段変速装置７０を示す。
　このベルト式無段変速装置７０は、駆動軸７１とそれに平行に配置された従動軸７３とを備え、駆動軸７１上に駆動プーリ７２が、また、従動軸７３上に駆動プーリ７２と略同径の従動プーリ７４が、それぞれ設けられている。駆動プーリ７２は、駆動軸７１上に回転一体に且つ摺動不能に固定された固定シーブとそれに対向するように回転一体に且つ摺動可能に支持された可動シーブとを備えている。同様に、従動プーリ７４は、従動軸７３上に回転一体に且つ摺動不能に固定された固定シーブとそれに対向するように回転一体に且つ摺動可能に支持された可動シーブとを備えている。駆動プーリ７２及び従動プーリ７４のそれぞれは、固定シーブと可動シーブとの間にＶ溝が構成され、これらの駆動プーリ７２及び従動プーリ７４のＶ溝間に高負荷伝動用ＶベルトＢが巻き掛けられている。駆動プーリ７２及び従動プーリ７４のそれぞれは、プーリピッチ径が例えば４０～１５０ｍｍの範囲で可変に構成されている。
　そして、このベルト式無段変速装置７０では、ベルト伝動に要する動力が駆動軸７１側で供給されて従動軸７３側で消費され、また、駆動プーリ７２のベルト巻き掛け径及び従動プーリ７４の巻き掛け径が変化することにより高負荷伝動用ＶベルトＢの走行速度が変化するように構成されている。具体的には、駆動プーリ７２の可動シーブを固定シーブに接近させ、且つ従動プーリ７４の可動シーブを固定シーブから遠ざけると、図７（ａ）に示すように、駆動プーリ７２のベルト巻き掛け径の方が従動プーリ７４のベルト巻き掛け径よりも大きくなり、その結果、高負荷伝動用ＶベルトＢは高速で走行することとなる。逆に、駆動プーリ７２の可動シーブを固定シーブから遠ざけ、且つ従動プーリ７４の可動シーブを固定シーブに接近させると、図７（ｂ）に示すように、駆動プーリ７２のベルト巻き掛け径の方が従動プーリ７４のベルト巻き掛け径よりも小さくなり、その結果、高負荷伝動用ＶベルトＢは低速で走行することとなる。
　（高負荷伝動用ＶベルトＢの製造方法）
　次に、高負荷伝動用ＶベルトＢの製造方法について説明する。
　＜張力帯作製工程＞
　－未架橋ゴム組成物準備－
　バンバリーミキサー等のゴム練り加工機にゴム成分を投入して素練りした後、これにゴム配合剤を投入して混練りする。そして、練り上がった未架橋ゴム組成物をカレンダロールによりシート状に加工してシート状の未架橋ゴム組成物を得る。
　－心線準備－
　撚り糸又は組紐に、ＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する処理及び／又はゴム糊に浸漬した後に乾燥させる処理を施して心線１３と得る。なお、これらの処理の前に撚り糸等にエポキシ溶液やイソシアネート溶液に浸漬した後に乾燥させる処理を施してもよい。
　－上側及び下側補強布準備－
　織布、編物、或いは不織布に、ＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する処理及び／又はゴム糊に浸漬或いはゴム糊をコートした後に乾燥させる処理を施して上側及び下側補強布１４，１５を得る。なお、これらの処理の前に織布等に、エポキシ溶液やイソシアネート溶液に浸漬した後に乾燥させる処理を施してもよい。
　－張力帯成型－
　張力帯１０の下側嵌合凹部形状の金型軸方向に延びる突条が外周面に周方向に等ピッチで設けられた円筒金型を筒状に形成した下側補強布１５で被覆し、その上にシート状の未架橋ゴム組成物を所定層積層して設ける。
　次いで、加熱加圧装置の中にその円筒金型を入れ、未架橋ゴム組成物の架橋が半分程度進行するように、装置内を所定の温度及び圧力に設定して所定時間その状態を保持する。このとき、未架橋ゴム組成物の架橋が半分程度進行して保形ゴム層１２の下側半分の形状が形成される。また、未架橋ゴム組成物が流動して円筒金型に設けられた突条が下側補強布１５を押圧して下側嵌合凹部１１ｂが形成される。
　続いて、加熱加圧装置の中から円筒金型を取り出し、半架橋したゴム組成物の上から心線１３を等ピッチで螺旋状に巻き付け、その上に再びシート状の未架橋ゴム組成物を所定層積層して設け、その上から筒状に形成した上側補強布１４を被せる。
　次いで、張力帯１０の上側嵌合凹部形状の軸方向に延びる突条が内周面の周方向に等ピッチで設けられた筒状のスリーブを最外層に被せる。
　そして、加熱加圧装置の中に材料をセットした円筒金型を入れ、装置内を所定の温度及び圧力に設定して所定時間その状態を保持する。このとき、半架橋ゴム組成物及び未架橋ゴム組成物の架橋が進行して保形ゴム層１２が形成される。また、未架橋ゴム組成物が流動してスリーブに設けられた突条が上側補強布１４を押圧して上側嵌合凹部１１ａが形成される。さらに、心線１３表面の接着剤と保形ゴム層１２とが相互拡散することにより、心線１３が保形ゴム層１２に一体に接着すると共に、上側及び下側補強布１４，１５に付着した接着剤と保形ゴム層１２とが相互拡散することにより、上側及び下側補強布１４，１５が保形ゴム層１２に一体に接着する。
　以上のようにして、円筒金型表面に円筒状のスラブが成型される。
　最後に、加熱加圧装置から円筒金型を取り出し、その周面上に形成された円筒状のスラブを脱型し、これを所定幅の帯状に輪切りして面取り加工等を施すことにより張力帯１０を得る。
　＜ブロック成型工程＞
　－ブロック成型用樹脂材料準備－
　二軸混練機等の樹脂混練機にマトリクス樹脂及び樹脂配合剤を投入して混練し、回収した混練物を粉砕して粉状化乃至粒状化してブロック成型用樹脂材料を得る。
　－ブロック成型－
　図８に示すようにブロック成型機の金型８０のキャビティＣ内に補強構造材２３を配置して型締めした後、キャビティＣ内に樹脂被覆層２４を形成する未固化のブロック成型用樹脂材料Ｍを供給することによりブロック２０を成型する。
　ここで、補強構造材２３を形成する炭素繊維間への未固化樹脂材料の含浸を高める観点からは、未固化樹脂材料の粘度はより低いことが好ましく、この点については成型温度等の成型加工条件の設定により制御することができる。
　また、このブロック成型工程は、射出成形で行うことも可能であるが、上記と同様の理由から、低粘度の未固化のブロック成型用樹脂材料Ｍを用いるＲＩＭ（Reaction Injection Molding）成形又はＲＴＭ（Resin Transfer Molding）成形で行うことが好ましい。さらに、ブロック２０内におけるボイドの発生を抑制することを考慮すれば、ＶａＲＴＭ（Vacuum assisted Resin Transfer Molding）成形で行うことが好ましい。
　さらに、補強構造材２３が炭素繊維と熱可塑性樹脂繊維との複合糸で形成されている場合には、熱により炭素繊維の周りの熱可塑性樹脂繊維が溶融して炭素繊維に含浸することから、このブロック成型工程はプレス成形でも行うことができる。
　金型８０を冷却した後、型開きしてブロック２０を取り出す。なお、マトリクス樹脂が熱硬化性樹脂の場合、その後、ブロック２０にアニール処理等することにより樹脂被覆層２４を十分に硬化させることが好ましい。アニール温度は例えば１９０～１９５℃であり、アニール時間は例えば２～４時間である。
　＜組立工程＞
　一方の張力帯１０の上側及び下側嵌合凹部１１ａ，１１ｂにそれぞれブロック２０の上側及び下側嵌合凸部２２ａ，２２ｂを対応させ、上側及び下側嵌合凹部１１ａ，１１ｂにそれぞれ上側及び下側嵌合凸部２２ａ，２２ｂが嵌め入れられるように、ブロック２０の一方の嵌合部２２に張力帯１０を挿入し、ブロック２０を張力帯１０に係止させる。この操作を張力帯１０の全周について行う。同様に、他方の張力帯１０をブロック２０の他方の嵌合部２２に挿入し、それによって高負荷伝動用ＶベルトＢを得る。
　（高負荷伝動用Ｖベルト）
　以下の実施例１～５及び比較例１～４の高負荷伝動用Ｖベルトを作製した。それぞれの構成は表１にも示す。
　＜実施例１＞
　ブロック成型用樹脂材料として、マトリックス樹脂であるフェノール樹脂（フェノールアラルキル樹脂５０質量％及びノボラックフェノール樹脂５０質量％）１００質量部に対し、ＰＡＮ系炭素短繊維７２．５質量部、グラファイト粉末１７．５質量部、パラアラミド短繊維２．８質量部、及び硬化剤のヘキサミン１５質量部を配合して混練したものを調製した。このブロック成型用樹脂材料の密度は１．４４ｇ／ｃｍ3であった。
　補強構造材として、炭素繊維が一方向に配向するように配されたプリプレグシート（東邦テナックス社製、一方向プリプレグ　商品名：ＨＴＳ４０、炭素繊維含有率６０％　厚さ０．１９ｍｍ）を１１枚積層し、炭素繊維の配向方向がベルト幅方向に対応するようにブロック形状に裁断成形したものを準備した。この補強構造材の密度は１．５１ｇ／ｃｍ3であった。
　上記補強構造材をブロック成型機の金型のキャビティ内に配置して型締めした後、上記ブロック成型用樹脂材料を溶融させたものをキャビティ内に射出することにより、補強構造材を形成する炭素繊維の含有量を６０体積％としたブロックを成型した。このブロックの密度は１．５０ｇ／ｃｍ3であった。ブロックに含まれる炭素繊維の最大長さは１．９５ｍｍであった。
　そして、このブロックを用いた上記実施形態と同様の構成の高負荷伝動用Ｖベルトを作製し、それを実施例１とした。
　実施例１のベルト長さは６１２ｍｍ、ベルトピッチ幅は２５ｍｍ、ベルト厚さは１２．８ｍｍ、及びベルト角度は２６°、並びにブロックの数は２０４個、ブロックピッチは３ｍｍ、及びブロック間の間隔は０．０５ｍｍであった。また、実施例１のベルト質量は２１５．５ｇ（張力帯総質量７８．０ｇ及びブロック総質量１３７．５ｇ）、従って、ベルト単位長さ当たりの質量は０．３５ｋｇ／ｍであった。
　なお、張力帯の保形ゴム層はジメタクリル酸亜鉛が添加されて強化された水素添加アクリロニトリルゴム組成物、心線はアラミド繊維の組紐、並びに上側及び下側補強布はナイロン繊維織布でそれぞれ形成した。
　＜実施例２＞
　補強構造材として、ブロック形状に形成したシート状基材としての厚さ２００μｍのポリエチレンシートに、炭素繊維のフィラメント糸（東邦テナックス社製、商品名：ＨＴＳ４０、７μ×３０００本、２００ｔｅｘ）により、炭素繊維の配向方向がベルト幅方向に対応するように刺繍を施したものを用いたことを除いて実施例１と同一構成の高負荷伝動用Ｖベルトを作製し、それを実施例２とした。
　実施例２のベルト質量は２１５．５ｇ（張力帯総質量７８．０ｇ及びブロック総質量１３７．５ｇ）、従って、ベルト単位長さ当たりの質量は０．３５ｋｇ／ｍであった。
　なお、補強構造材の密度は１．５１ｇ／ｃｍ3、ブロックの密度は１．５０ｇ／ｃｍ3、ブロックに含まれる炭素繊維の最大長さは１．８０ｍｍ、ブロックに含まれる補強構造材を形成する炭素繊維の含有量は６０体積％であった。
　＜実施例３＞
　補強構造材として、ブロック形状に形成したシート状基材としての厚さ２００μｍのポリエチレンシートに炭素繊維のフィラメント糸とポリプロピレン繊維のフィラメント糸とを１：１の割合で引き揃え、それらをポリプロピレン繊維により巻き縫いした複合糸（実施例２の炭素繊維のフィラメント糸と同一太さ）により、炭素繊維の配向方向がベルト幅方向に対応するように刺繍を施したものを用いたことを除いて実施例１と同一構成の高負荷伝動用Ｖベルトを作製し、それを実施例３とした。
　実施例３ベルト質量は２１５．５ｇ（張力帯総質量７８．０ｇ及びブロック総質量１３７．５ｇ）、従って、ベルト単位長さ当たりの質量は０．３５ｋｇ／ｍであった。
　なお、補強構造材の密度は１．５１ｇ／ｃｍ3、ブロックの密度は１．５０ｇ／ｃｍ3、ブロックに含まれる炭素繊維の最大長さは１．９０ｍｍ、ブロックに含まれる補強構造材を形成する炭素繊維の含有量は６０体積％であった。
　＜実施例４＞
　補強構造材として、ブロック形状に形成したシート状基材としての厚さ２００μｍのポリエチレンシートに炭素繊維の紡績糸（実施例２の炭素繊維のフィラメント糸と同一太さ）により、炭素繊維の配向方向がベルト幅方向に対応するように刺繍を施したものを用い、ブロックに含まれる補強構造材を形成する炭素繊維の含有量を３５体積％とし、ベルトピッチ幅を２０ｍｍに形成したことを除いて実施例１と同一構成の高負荷伝動用Ｖベルトを作製し、それを実施例４とした。
　実施例４のベルト質量は１８６．１ｇ（張力帯総質量６３．０ｇ及びブロック総質量１２３．１ｇ）、従って、ベルト単位長さ当たりの質量は０．３０ｋｇ／ｍであった。
　なお、補強構造材の密度は１．３２ｇ／ｃｍ3、ブロックの密度は１．３４ｇ／ｃｍ3、ブロックに含まれる炭素繊維の最大長さは１．９０ｍｍであった。
　＜実施例５＞
　補強構造材として、ブロック形状に形成したシート状基材としての厚さ２００μｍのポリエチレンシートに炭素繊維の紡績糸（実施例２の炭素繊維のフィラメント糸と同一太さ）により、炭素繊維の配向方向がベルト幅方向に対応するように刺繍を施したものを用い、ブロックに含まれる補強構造材を形成する炭素繊維の含有量を９５体積％とし、ベルトピッチ幅を２０ｍｍに形成したことを除いて実施例１と同一構成の高負荷伝動用Ｖベルトを作製し、それを実施例５とした。
　実施例５のベルト質量は２１９．３ｇ（張力帯総質量６３．０ｇ及びブロック総質量１５６．３ｇ）、従って、ベルト単位長さ当たりの質量は０．３６ｋｇ／ｍであった。
　なお、補強構造材の密度は１．７６ｇ／ｃｍ3、ブロックの密度は１．７０ｇ／ｃｍ3、ブロックに含まれる炭素繊維の最大長さは１．９０ｍｍであった。
　＜比較例１＞
　補強構造材の代わりに、ＪＩＳ Ｈ ４０００におけるＡ２０２４Ｐ Ｔ３６１のジュラルミンで形成された金属補強材を用いたことを除いて実施例１と同一構成の高負荷伝動用Ｖベルトを作製し、それを比較例１とした。
　比較例１のベルト質量は３０５．３ｇ（張力帯総質量７８．０ｇ及びブロック総質量２２７．３ｇ）、従って、ベルト単位長さ当たりの質量は０．５０ｋｇ／ｍであった。
　なお、金属補強材の密度は２．７０ｇ／ｃｍ3、ブロックの密度は２．４８ｇ／ｃｍ3、ブロックに含まれる炭素繊維の最大長さは０．１ｍｍであった。
　＜比較例２＞
　ブロック成型用樹脂材料として、マトリックス樹脂である４，６ナイロン樹脂１００質量部に対し、ＰＡＮ系炭素短繊維３０質量部を配合して混練したものを用い、また、補強構造材を埋設せずに作製したブロックを用いたことを除いて実施例１と同一構成の高負荷伝動用Ｖベルトを作製し、それを比較例２とした。
　比較例２のベルト質量は２１０．２ｇ（張力帯総質量７８．０ｇ及びブロック総質量２１０．２ｇ）、従って、ベルト単位長さ当たりの質量は０．３４ｋｇ／ｍであった。
　なお、ブロックの密度は１．４４ｇ／ｃｍ3、ブロックに含まれる炭素繊維の最大長さは０．１ｍｍであった。
　＜比較例３＞
　ベルトピッチ幅を２０ｍｍに形成したことを除いて比較例１と同一構成の高負荷伝動用Ｖベルトを作製し、それを比較例３とした。
　比較例３のベルト質量は２１６．５ｇ（張力帯総質量６３．０ｇ及びブロック総質量１５３．５ｇ）、従って、ベルト単位長さ当たりの質量は０．３５ｋｇ／ｍであった。
　なお、ブロックの密度は２．２８ｇ／ｃｍ3、及びブロックに含まれる炭素繊維の最大長さは０．１ｍｍであった。
　＜比較例４＞
　ベルトピッチ幅を２０ｍｍに形成したことを除いて比較例２と同一構成の高負荷伝動用Ｖベルトを作製し、それを比較例４とした。
　比較例４のベルト質量は１５９．９ｇ（張力帯総質量６３．０ｇ及びブロック総質量９６．９ｇ）、従って、ベルト単位長さ当たりの質量は０．２６ｋｇ／ｍであった。
　なお、ブロックの密度は１．４４ｇ／ｃｍ3、ブロックに含まれる炭素繊維の最大長さは０．１ｍｍであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　（試験評価方法）
　駆動プーリ及び従動プーリがチャンバー内に設けられたベルト走行試験機を用い、以下の各項目を試験評価するためのベルト走行試験を行った。
　＜ベルト伝動効率＞
　実施例１～５及び比較例１～４のそれぞれの高負荷伝動用ＶベルトＢについて、図９（ａ）に示すように、プーリピッチ径（高負荷伝動用ＶベルトＢを巻き掛けたときの心線位置の径）が６５．０ｍｍの駆動プーリ９１及びプーリピッチ径が１３０ｍｍの従動プーリ９２に巻き掛けると共に、従動プーリ９２に４０００Ｎのデッドウエイト（ＤＷ）を負荷し、チャンバー９３内に９０℃の空気を吹き込みながら、駆動軸トルク８０．０Ｎ・ｍで駆動プーリ９１を２６００±６０ｒｐｍの回転数で回転させた。そして、このときのＮ1：入力回転数、Ｎ2：出力回転数、Ｔｒ1：入力トルク、及びＴｒ2：出力トルクを求め、（Ｎ2×Ｔｒ2）／（Ｎ1×Ｔｒ1））×１００をベルト伝動効率として算出した。
　＜高速高負荷耐熱耐久寿命＞
　実施例１～５及び比較例１～４のそれぞれの高負荷伝動用ＶベルトＢについて、図９（ｂ）に示すように、プーリピッチ径が１３０ｍｍの駆動プーリ９１及びプーリピッチ径が６０．０ｍｍの従動プーリ９２に巻き掛けると共に、従動プーリ９２に２３００Ｎのデッドウエイト（ＤＷ）を負荷し、チャンバー９３内に１２０℃の空気を吹き込みながら、駆動軸トルク６５．０Ｎ・ｍで駆動プーリ９１を５８００±６０ｒｐｍの回転数で回転させ、最長走行時間５００時間としてベルトが破壊するまで走行させた。そして、ベルトが破壊するまでの走行時間を高速高負荷耐熱耐久寿命とした。
　＜ベルト騒音＞
　実施例１～５及び比較例１～４のそれぞれの高負荷伝動用ＶベルトＢについて、図９（ｃ）に示すように、プーリピッチ径が１３０ｍｍの駆動プーリ９１及びプーリピッチ径が６０．０ｍｍの従動プーリ９２に巻き掛けると共に、従動プーリ９２に４０００Ｎのデッドウエイト（ＤＷ）を負荷し、チャンバー９３内に２３±４℃の空気を吹き込みながら、駆動軸を無負荷として駆動プーリ９１を０～３０００ｒｐｍの回転数の範囲で変動させながら回転させた。そして、このときベルトスパン間中央でベルト側面から１０ｍｍの位置で騒音測定器を用いて計測した騒音の最大値をベルト騒音とした。
　（試験評価結果）
　表２は試験結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　ベルト伝動効率は、実施例１が９８％、実施例２が９７％、実施例３が９８％、実施例４が９８％、及び実施例５が９８％、並びに比較例１が９５％、比較例２が９７％、比較例３が９５％、及び比較例４が９７％であった。
　高速高負荷耐熱耐久寿命は、実施例１～５が５００時間以上、並びに、比較例１が５００時間以上、比較例２が２４時間（ブロック破損）、比較例３が５００時間以上、及び比較例４が２０時間（ブロック破損）であった。
　ベルト騒音は、実施例１が７４ｄＢ、実施例２が７５ｄＢ、実施例３が７５ｄＢ、実施例４が７６ｄＢ、及び実施例５が７６ｄＢ、並びに比較例１が９０ｄＢ、比較例２が７５ｄＢ、比較例３が８５ｄＢ、及び比較例４が７５ｄＢであった。
　本発明は高負荷伝動用Ｖベルト及びその製造方法について有用である。
Ｂ　高負荷伝動用Ｖベルト
Ｃ　キャビティ
Ｔ　炭素繊維糸
１０　張力帯
１１ａ　上側嵌合凹部
１１ｂ　下側嵌合凹部
１２　保形ゴム層
１３　心線
１４　上側補強布
１５　下側補強布
２０　ブロック
２１　側面部
２２　嵌合部
２２ａ　上側嵌合凸部
２２ｂ　下側嵌合凸部
２３　補強構造材
２３ａ　上側ビーム
２３ｂ　下側ビーム
２３ｃ　センターピラー
２４　樹脂被覆層
２５　シート状基材
２６　縫付糸
７０　ベルト式無段変速装置
７１　駆動軸
７２　駆動プーリ
７３　従動軸
７４　従動プーリ
８０　金型
９１　駆動プーリ
９２　従動プーリ
９３　チャンバー

Claims (15)

  1. 　エンドレスの張力帯と、
    　上記張力帯の長さ方向に並ぶように配設され、各々、該張力帯に係止された複数のブロックと、
    を備えた高負荷伝動用Ｖベルトであって、
    　上記複数のブロックのそれぞれは、炭素繊維で形成された補強構造材と、該補強構造材を被覆するように設けられた樹脂被覆層と、を有する高負荷伝動用Ｖベルト。
  2. 　請求項１に記載された高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、
    　上記補強構造材は、炭素繊維がシート状基材に固定されて構成されている高負荷伝動用Ｖベルト。
  3. 　請求項２に記載された高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、
    　上記補強構造材は、炭素繊維によりシート状基材に刺繍が施されて構成されている高負荷伝動用Ｖベルト。
  4. 　請求項１に記載された高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、
    　上記補強構造材は、炭素繊維が一方向に配向するように配されたプリプレグで構成されている高負荷伝動用Ｖベルト。
  5. 　請求項４に記載された高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、
    　上記補強構造材は、炭素繊維がベルト幅方向に配向するように設けられている高負荷伝動用Ｖベルト。
  6. 　請求項１乃至５のいずれかに記載された高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、
    　上記補強構造材が炭素繊維のフィラメント糸又は紡績糸で形成されている高負荷伝動用Ｖベルト。
  7. 　請求項１乃至６のいずれかに記載された高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、
    　上記補強構造材が炭素繊維とそれ以外の繊維との複合糸で形成されている高負荷伝動用Ｖベルト。
  8. 　請求項１乃至７のいずれかに記載された高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、
    　ベルト単位長さ当たりの質量が０．２５～０．４６ｇ／ｍｍである高負荷伝動用Ｖベルト。
  9. 　請求項１乃至８のいずれかに記載された高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、
    　上記ブロックの密度が１．５～２．２ｇ／ｃｍ3である高負荷伝動用Ｖベルト。
  10. 　請求項１乃至９のいずれかに記載された高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、
    　上記ブロックに含まれる炭素繊維の最大長さが１ｍｍ以上である高負荷伝動用Ｖベルト。
  11. 　請求項１乃至１０のいずれかに記載された高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、
    　上記ブロックに含まれる上記補強構造材を形成する炭素繊維の含有量が１５～９５体積％である高負荷伝動用Ｖベルト。
  12. 　請求項１乃至１１のいずれかに記載された高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、
    　上記樹脂被覆層における少なくともプーリ接触面を構成する部分は炭素短繊維が配合された熱硬化性樹脂で形成されている高負荷伝動用Ｖベルト。
  13. 　エンドレスの張力帯と、
    　上記張力帯の長さ方向に並ぶように配設され、各々、該張力帯に係止された複数のブロックと、
    を備えた高負荷伝動用Ｖベルトの製造方法であって、
    　ブロック成形型のキャビティに炭素繊維で形成された補強構造材を配置し、該キャビティ内に未固化樹脂材料を供給するブロック成型工程を含む高負荷伝動用Ｖベルトの製造方法。
  14. 　請求項１３に記載された高負荷伝動用Ｖベルトの製造方法において、
    　上記ブロック成型工程をＲＩＭ成形、ＲＴＭ成形、又はＶａＲＴＭ成形で行う高負荷伝動用Ｖベルトの製造方法。
  15. 　請求項１３に記載された高負荷伝動用Ｖベルトの製造方法において、
    　補強構造材が炭素繊維と熱可塑性樹脂繊維との複合糸で形成されており、
    　上記ブロック成型工程をプレス成形で行う高負荷伝動用Ｖベルトの製造方法。
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