WO2014091673A1

WO2014091673A1 - 伝動ベルト

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Publication number: WO2014091673A1
Application number: PCT/JP2013/006673
Authority: WO
Inventors: 敏郎岡本
Original assignee: バンドー化学株式会社
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2014-06-19
Also published as: CN104797847A; US20150276017A1; KR20150095644A; EP2933528A1; JPWO2014091673A1; EP2933528A4

Abstract

複数のプーリ間に巻き掛けられて複数のプーリ間のトルク伝達を行う伝動ベルトであって、ベルト内周側の、複数のプーリとの接触面に、粉状の金属石鹸が塗布されてなる金属石鹸層７が形成されている。

Description

伝動ベルト

　本明細書に開示された技術は、エンジン等に用いられる伝動ベルトに関する。

　自動車用補機ベルトについて、従来よりスティックスリップ現象による異音や被水時に生じる異音が問題となっており、現在まで種々の改良がなされている。

　しかしながら、燃費の低減要求によるベルト張力の低下やエンジン回転変動率の増加、電装部品の増加による補機負荷の増加、衝突安全性を確保するための車体設計の変化などにより、ベルトの使用環境は年々悪化している。

　これに対し、特許文献１に記載の摩擦ベルトでは、摩擦ベルトの各リブの表面に粉石鹸等の界面活性剤を付着させることで異音の低減を図っている。

特開２００１－２８９２８４号公報特開２０１１－１９０９１６号公報実開平４－５５４７号公報特開２００１－３３６５８５号公報

　しかしながら、特許文献１で付着される界面活性剤は親水性であるため、被水時には界面活性剤が溶解して流失し、異音抑制効果が得られなくなることがある。

　これに対して、異音を低減できる成分をリブを構成するゴムに配合することが考えられる。この場合、ベルトの使用環境が悪化するのに伴って、十分に異音を低減するために異音を低減する成分の配合量を増やす必要がある。当該成分の配合量を増やすとクラックの発生が増加したり、耐摩耗性が低下したりする不具合が顕在化する。

　また、この不具合は、特許文献２～４に記載のベルトをもってしても解消することはできない。

　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、被水時でも効果的に異音を低減することができる伝動ベルトを提供することにある。

　本開示の一例に係る伝動ベルトは、複数のプーリ間に巻き掛けられて前記複数のプーリ間のトルク伝達を行う伝動ベルトであって、ベルト内周側の、前記複数のプーリとの接触面に、粉状の金属石鹸が塗布されてなる金属石鹸層が形成されている。

　この構成によれば、粉状の金属石鹸により構成された金属石鹸層がプーリとの接触面となっているので、当該伝動ベルトがベルト式補機駆動装置等に用いられた場合、被水状態においても異音の発生を効果的に抑えることができる。その一方で、金属石鹸層を除いたベルト本体の構成を変えないので、金属石鹸をベルト本体に配合する場合に比べてベルト寿命を短縮させることがなく、耐摩耗性の低下を来すおそれもなくなる。また、エンジン等の設計変更にも容易に対応することが可能となっている。

　本開示に係る伝動ベルトによれば、被水時でも効果的に異音を低減することができる。

図１は、本開示の一実施形態に係るＶリブドベルトを示す斜視図である。図２は、図１に示すＶリブドベルトが用いられたベルト式補機駆動装置の構成例を示す正面図である。図３は、被水時異音評価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。図４は、逆曲げ耐久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。図５は、耐摩耗性を評価するため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。

　以下、本開示の実施形態に係る伝動ベルトを図面に基づいて詳細に説明する。

　　（実施形態）
　　－Ｖリブドベルト及びベルト式補機駆動装置の構成－
　図１は、本開示の一実施形態に係るＶリブドベルトを示す斜視図であり、図２は、図１に示すＶリブドベルトが用いられたベルト式補機駆動装置の構成例を示す正面図である。以下では、伝動ベルトの例としてＶリブドベルトを挙げて説明する。

　図１、２に示すように、本実施形態のＶリブドベルトＢは、複数のプーリ間に巻き掛けられて当該複数のプーリ間のトルク伝達を行う伝動ベルトであって、ベルト内周側の、複数のプーリとの接触面に粉状の金属石鹸が塗布されてなる金属石鹸層７が形成されている。なお、「金属石鹸」とは、長鎖脂肪酸の、ナトリウム及びカリウム以外の金属塩の総称である。

　本実施形態のＶリブドベルトＢのベルト周長は例えば７００～３０００ｍｍ程度であり、ベルト幅は例えば１０～３６ｍｍ程度であり、ベルト厚さは例えば４．０～５．０ｍｍ程度である。

　本実施形態のＶリブドベルトＢは無端状に形成されており、ベルト外周側の接着ゴム層４と、ベルト内周側に位置するリブゴム層６とで構成されたベルト本体９を備えている。ベルト本体９の外周面には補強布５が設けられている。

　接着ゴム層４は、帯状に形成されており、ベルト幅方向の断面は横長な四辺形状となっている。接着ゴム層４内には、周方向に延びるとともに、ベルト幅方向に所定のピッチをもった螺旋を形成するように心線３が埋設されている。

　リブゴム層６の内周側には、周方向に延び、ベルト幅方向の断面が略Ｖ字状（実際には台形状）のリブ１が複数条形成されている。互いに隣接するリブ１間の溝のベルト幅方向断面はＶ字状になっている。リブゴム層６の内周側は、補強布５ａと、上述の金属石鹸層７で覆われている。なお、粉状の金属石鹸は、リブゴム層６の内周面に補強布が貼り付けられていない場合、リブ１の内周面に塗布されている。

　金属石鹸層７を構成する粉状の金属石鹸は、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム及びステアリン酸マグネシウムのうちから選ばれた少なくとも１つで構成されていればよい。ただし、金属石鹸層７がステアリン酸リチウム、ステアリン酸バリウム、ラウリン酸カルシウム、ラウリン酸バリウム、ラウリン酸亜鉛。リシノール酸カルシウム、リシノール酸バリウム、リシノール酸亜鉛等から選ばれた少なくとも１つの粉体で構成されていてもよい。金属石鹸層７は、１種類の金属石鹸だけでなく、２種類以上の金属石鹸が混合されたものであってもよい。

　なお、リブゴム層６に金属石鹸が配合されている場合、後述のように、大きな異音抑制効果が得られないのに対し、曲げ耐久性及び耐摩耗性が低下する。このため、リブゴム層６に含まれる金属石鹸は、ゴム材料の重量に対して１０重量％以下であることが好ましい。

　金属石鹸の付着量が、０．０１ｇ／ｒｉｂ・ｍ以上あれば異音抑制効果を発揮させることができる。金属石鹸の付着量が多すぎる場合でも、ベルトの回転によって余分な金属石鹸は脱落するので、ベルト動作には問題がない。ただし、金属石鹸の付着量が余りに多いと他部品に飛散するので、好ましくない。

　上記の接着ゴム層４は、例えば、厚さ１．０～２．５ｍｍに形成されている。接着ゴム層４は、原料ゴム成分に種々の配合剤が配合されたゴム組成物で形成されている。接着ゴム層４を構成するゴム組成物の原料ゴム成分としては、例えば、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）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）、水素添加アクリルニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）等が挙げられる。これらのうち、耐熱性及び耐寒性の点で優れた性質を示す観点から、エチレン－α－オレフィンエラストマーが好ましい。配合剤としては、例えば、架橋剤（例えば、硫黄、有機過酸化物）、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、カーボンブラックなどの補強材、充填材等が挙げられる。接着ゴム層４を構成するゴム組成物には、短繊維が配合されていてもよいが、心線３との接着性の点からは短繊維が配合されていないことが好ましい。なお、接着ゴム層４を形成するゴム組成物は、原料ゴム成分に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ものである。

　上述の心線３は、ポリエステル繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリケトン繊維、４,６-ナイロン繊維、６,６-ナイロン繊維あるいはガラス繊維等の撚り糸で構成されている。心線３の外径は、例えば０．５～１．５ｍｍ程度である。

　上述のリブ１の高さは例えば２．０～３．０ｍｍであり、リブ１の基端間の幅は１．０～３．６ｍｍとなっている。また、リブ数は、例えば、３～１０個である。

　リブゴム層６は、例えば原料ゴム成分に種々の配合剤が配合されたゴム組成物で形成されている。リブゴム層６を構成するゴム組成物の原料ゴム成分としては、例えば、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）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）、水素添加アクリルニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）等が挙げられる。これらのうち、耐熱性及び耐寒性の点で優れた性質を示す観点から、エチレン－α－オレフィンエラストマーが好ましい。配合剤としては、例えば、架橋剤（例えば、硫黄、有機過酸化物）、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、カーボンブラック等の補強材、充填材、短繊維等が挙げられる。なお、リブゴム層６を形成するゴム組成物は、原料ゴム成分に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ものである。

　補強布５は、例えば、綿、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維などの糸で形成された平織、綾織、朱子織などに製織した布材料で構成されている。補強布５は、例えば厚さが０．４ｍｍ程度である。補強布５は、ベルト本体９に対する接着性を付与するために、成形加工前にＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱する接着処理及び／又はベルト本体９側となる面にゴム糊をコーティングして乾燥させる接着処理が施されている。なお、補強布５の代わりにベルト外周側表面部分がゴム組成物で構成されていてもよい。また、補強布５は、編物や不織布で構成されていてもよい。

　また、本実施形態のＶリブドベルトＢは、例えば図２に示す、自動車エンジンにおけるベルト式補機駆動装置に用いられる。

　すなわち、本実施形態に係るベルト式補機駆動装置は、エンジン１０の駆動力をＶリブドベルトＢを介してエアコンディショナの圧縮機１１及びオルタネータ１２とに伝動させる装置である。エンジン１０のクランクシャフト１０ａには、当該クランクシャフト１０ａと一体として回転する駆動プーリ１３が取り付けられている。圧縮機１１及びオルタネータ１２の各回転軸１１ａ、１２ａには、それぞれ従動プーリ１４、１５が当該回転軸１１ａ、１２ａと一体として回転するように取り付けられている。

　駆動プーリ１３、従動プーリ１４、１５はいずれもＶリブドプーリであり、これらプーリにＶリブドベルトＢが巻き掛けられている。また、エンジン１０の近傍には、テンショナ１６が配置されている。このテンショナ１６は、ＶリブドベルトＢの背面を押圧して当該ＶリブドベルトＢに所定の張力を付与するテンションプーリ１７を有している。

　以上の構成によれば、エンジン１０で生じた駆動力がＶリブドベルトＢを介して圧縮機１１及びオルタネータ１２に高い効率で伝えられる。

　　－Ｖリブドベルトの効果－
　本実施形態のＶリブドベルトＢでは、粉状の金属石鹸により構成された金属石鹸層７がプーリとの接触面となっているので、当該ＶリブドベルトＢがベルト式補機駆動装置に用いられた場合、駆動時の異音の発生を効果的に抑えることができる。これは、金属石鹸がベルトとプーリとの間で滑剤として働いてベルトとプーリとの間の摩擦が低減され、ベルトの回転により生じる振動やプーリとベルトとの接触で生じる振動が効果的に低減されるためと考えられる。

　また、金属石鹸は疎水性であるので、金属石鹸層７は、タルク等の親水性の粉体で構成された層に比べて被水時に流失しにくい。そのため、本実施形態のＶリブドベルトＢは特許文献１に記載のベルトに比べて被水時における異音抑制効果の持続性が顕著に向上している。従って、本実施形態のＶリブドベルトＢを備えたベルト式補機駆動装置を用いれば、例えばエンジンルーム内が被水した場合であっても異音の発生を継続して抑えることができる。

　この異音抑制効果は、金属石鹸層７を構成する粉体がどのような金属石鹸であっても得られるが、金属石鹸がステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウム、あるいはこれらの混合物であればより好ましい。

　また、金属石鹸をリブゴム層に練り込むことでいくらかの異音抑制効果を得ることができるとも考えられるが、この場合、リブゴム層に練り込む金属石鹸の量が増えるとゴムの加硫阻害が生じてベルトの曲げ耐久性及び耐摩耗性が低下するため、ベルト寿命が短縮し、長期信頼性の確保が困難となる。

　これに対し、本実施形態のＶリブドベルトＢによれば、ベルト本体９の曲げ耐久性や耐摩耗性を低下させることなく乾燥時及び被水時の異音発生を効果的に抑えることが可能となる。このため、本実施形態のＶリブドベルトＢを用いることで、ベルトの屈曲寿命の短縮や長期信頼性を低下を来すことなく異音を効果的に低減することが可能となる。また、近年の厳しい使用環境においても本実施形態のＶリブドベルトＢは上述の効果を得ることができる。

　なお、金属石鹸層７による効果は、ベルト本体９の構成によらず得ることができる。従って、エンジン開発の末期に異音等の不具合等が発生してＶリブドベルトの設計を変更する必要が生じた場合であっても、設計変更せずにベルト本体の内周面に粉体の金属石鹸を付着させることにより、容易に駆動時の異音を低減することができる。

　－Ｖリブドベルトの製造方法－
　まず、公知の方法によって、接着ゴム層４及びリブゴム層６を形成するための接着ゴム材料及びリブゴム材料を作製する。また、心線３を構成する撚り糸と、補強布５、５ａを構成する布材料とに公知の接着処理を行う。布材料は、公知の方法によって筒状に成形する。

　Ｖリブドベルトの成形に用いられるベルト成形装置は、円筒状のゴムスリーブ型と、ゴムスリーブ型に嵌合される円筒状外型とで構成される。ゴムスリーブ型は、例えばアクリルゴム製の可撓性のものであり、円筒内側から高温の水蒸気を送り込む等の方法によってゴムスリーブ型を径方向外方に膨らませ、円筒状外型に圧接させることができる。ゴムスリーブ型の外周面は、例えば、ＶリブドベルトＢの外周側となる面を平滑に成形するための形状となっている。

　ゴムスリーブ型は、例えば、外径が７００～２８００ｍｍ、厚さが８～２０ｍｍ、及び高さが５００～１０００ｍｍである。円筒状外型は、例えば金属製のものであり、内周面に、ＶリブドベルトＢのリブ１を形成するための断面略三角形の突条部が、周方向に伸びると共に高さ方向に所定のピッチで並ぶようにして設けられている。突条部は、例えば、高さ方向に１４０本並べて設けられている。円筒状外型は、例えば、外径が８３０～２９３０ｍｍ、内径（突条部を含まない）が７３０～２８３０ｍｍ、高さが５００～１０００ｍｍ、突条部の高さが２．０～２．５ｍｍ、及び突条部の一つ当たりの幅が３．５～３．６ｍｍである。

　このベルト成形装置に順次ベルト材料をセットする。筒状の布材料をゴムスリーブ型に嵌めた後、シート状の接着ゴム材料を巻き付けると共に撚り糸を周方向に伸びるように複数巻き付ける。このとき、ゴムスリーブ型の高さ方向にピッチを有する螺旋を形成するように撚り糸を巻き付ける。次いで、撚り糸の上からシート状の接着ゴム材料を巻き付け、さらに、シート状のリブゴム材料、筒状の布材料を順に巻き付ける。次いで、それらベルト材料の外側に円筒状外型を取り付ける。

　続いて、円筒状外型をゴムスリーブ型に取り付けた状態でゴムスリーブ型に、例えば高温の水蒸気を送りこんで熱及び圧力をかけ、ゴムスリーブ型を膨らませて円筒状外型に圧接させ、ゴムスリーブ型と円筒状外型とでベルト材料を挟み込む。このときベルト材料は、例えば、温度が１５０～１８０℃となっており、半径方向外方に０．５～１．０ＭＰａの圧力がかかった状態となっている。そのため、ゴム成分が流動すると共に架橋反応が進行し、撚り糸及び布材料のゴム成分への接着反応も進行し、さらに、円筒状外型の突条部によってリブ１間のＶ型溝が成形される。

　次いで、Ｖリブ付ベルトスラブを冷却してからそれをベルト成形装置から取り外す。続いて、取り外したＶリブ付ベルトスラブを例えば１０～２８ｍｍ程度の幅に輪切りにしてから各ベルトを裏返して表裏を逆にする。

　続いて、ベルトと粉状の金属石鹸とを袋に入れて攪拌させて、ベルトの表面に金属石鹸を付着させる。次いで、ベルトを袋から取り出し、余分な金属石鹸をベルトからふるい落とすことにより、本実施形態のＶリブドベルトＢが得られる。なお、ここで成形後のＶリブ付きベルトスラブのリブ側表面に粉状の金属石鹸が付着していても問題はない。

　また、以上ではモールド製法を用いてＶリブドベルトを製造する方法について説明したが、Ｖ溝が形成されていないベルトを作製した後、研削によってＶ溝を設けてもよい。この場合、金属石鹸はＶ溝の形成後に付着させればよい。

　なお、以上の説明ではＶリブドベルトを例に挙げて説明したが、金属石鹸の粉体がベルト内周側のプーリとの接触面に塗布されていれば、Ｖベルトや平ベルト、摩擦伝動ベルト等であっても駆動時の異音を効果的に抑えることが可能である。

　以上で説明したＶリブドベルトは、実施形態の一例であって、構成材料、ベルト形状、サイズ等は本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

　（Ｖリブドベルト）
　以下の実施例及び比較例に係るＶリブドベルトを作製し、評価試験を行った。

　＜実施例１＞
　－ベルト材料の準備－
　まず、接着ゴム層を形成するための接着ゴム材料として、ＥＰＤＭ（ＪＳＲ社製、商品名：ＪＳＲＥＰ１２３）を原料ゴムとして、この原料ゴム１００質量部に対して、カーボンブラック（旭カーボン社製、商品名：旭＃６０）５０質量部、可塑剤（日本サン石油社製、商品名：サンフレックス２２８０）１５質量部、架橋剤（日本油脂社製、商品名：パークミルＤ）８質量部、老化防止剤（川口化学工業社製、商品名：アンテージＭＢ）３質量部、酸化亜鉛（堺化学工業社製、商品名：酸化亜鉛二種）６質量部、及びステアリン酸（花王社製、商品名：ステアリン酸）１質量部を配合して混練した未加硫ゴム組成物を調製した。この未架橋ゴム組成物を、ロールを用いて厚さ０．４ｍｍのシート状に加工した。

　また、リブゴム層を形成するためのゴム材料として、ＥＰＤＭを原料ゴムとして、この原料ゴム１００質量部に対して、カーボンブラック５５質量部、可塑剤１５質量部、架橋剤８質量部、老化防止剤３質量部、酸化亜鉛６質量部、及びステアリン酸１質量部を配合して混練した未加硫ゴム組成物を調製した。この未架橋ゴム組成物を、ロールを用いて厚さ１ｍｍのシート状に加工した。

　心線を形成するための撚り糸としては、ポリエステル繊維のものを準備し、これにＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱乾燥する処理を行った。

　外周側及び内周側の補強布を形成するための布材料としては、ポリエステル／綿混紡糸を平織りしたものを準備し、これにＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱乾燥する処理を行った。

　－Ｖリブドベルトの成形－
　ベルト成形装置のゴムスリーブ型に、外周側の補強布となる布材料、接着ゴム層を形成するための未架橋ゴム材料、撚り糸、を順に巻き付け、次いで、接着ゴム層を形成するための未架橋ゴム材料、リブゴム層を形成するための未架橋ゴム材料及び内周側の補強布となる布材料を、順に巻き付けた。

　次いで、円筒状外型をベルト材料の上からゴムスリーブ型に嵌めてベルト成形装置内を密閉し、ゴムスリーブ型側にベルト材料を押圧すると共にゴムスリーブ型を高熱の水蒸気等により加熱した。このとき、ゴム成分が流動すると共に架橋反応が進行し、加えて、撚り糸及び補強布のゴムへの接着反応も進行した。これによって、筒状のベルト前駆体が得られた。

　次に、このベルト前駆体をベルト成形装置から取り外し、長さ方向に、幅１４．２４ｍｍ（４リブ）となるように幅切りし、各ベルトを表裏逆に裏返すことによってＶリブドベルトを得た。このようにして得られたＶリブドベルトを実施例１とした。ベルト周長は１１６０ｍｍであり、ベルト厚さは４．３ｍｍであり、リブ高さは２．０ｍｍであった。次いで、得られたベルトに粉状のステアリン酸亜鉛（淡南化学工業社製、商品名：ジンクステアレートＮ；後述の比較例でも同様）を、０．０１０ｇ／ｒｉｂ・ｍの量で付着させた。

　なお、実施例１と、後述する実施例及び比較例とに係るベルトは、いずれもＪＡＳＯ規格Ｅ－１０９－２０１１によるＰＫ形のＶリブドベルトである。

　＜実施例２＞
　実施例１と同様の方法によって実施例２に係るＶリブドベルトを作製した。ただし、ステアリン酸亜鉛の粉末に代えて、ステアリン酸カルシウムの粉末（堺化学工業社製、商品名：ＳＣ－１００）を用いた。

　＜実施例３＞
　実施例１と同様の方法によって実施例３に係るＶリブドベルトを作製した。ただし、ステアリン酸亜鉛の粉末に代えて、ステアリン酸アルミニウムの粉末（淡南化学工業社製、商品名：ステアリン酸アルミニウム）を用いた。

　＜実施例４＞
　実施例１と同様の方法によって実施例４に係るＶリブドベルトを作製した。ただし、ステアリン酸亜鉛の粉末に代えて、ステアリン酸マグネシウムの粉末（淡南化学工業社製、商品名：Ｎ．Ｐ．１５００Ｓ）を用いた。
＜比較例１＞
　実施例１と同様の方法によって比較例１に係るＶリブドベルトを作製した。ただし、ステアリン酸亜鉛の粉末に代えて、水溶性粉石鹸（主成分はホウ酸ナトリウム）（Ｂｏｒａｘ社製、商品名：Ｂｏｒａｘ（十水塩硼砂）を用いた。

　＜比較例２＞
　実施例１と同様の方法によって比較例２に係るＶリブドベルトを作製した。ただし、ステアリン酸亜鉛の粉末に代えて、タルク粉末（竹原化学工業社製、商品名：Ｔタルク）を用いた。

　＜比較例３＞
　実施例１と同様の方法によって比較例３に係るＶリブドベルトを作製した。ただし、ステアリン酸亜鉛の粉末に代えて、シリカ粉末（エボニックデグサジャパン社製、商品名：ウルトラジルＶＮ３）を用いた。

　＜比較例４＞
　実施例１と同様の方法によって比較例４に係るＶリブドベルトを作製した。ただし、ステアリン酸亜鉛の粉末に代えて、層状珪酸塩（クレー）（ホージュン社製、商品名：ベンゲルＨＶＰ）を用いた。

　＜比較例５＞
　実施例１と同様の方法によって比較例５に係るＶリブドベルトを作製した。ただし、ステアリン酸亜鉛の粉末に代えて、炭酸カルシウム粉末（丸尾カルシウム社製、商品名：ＭＳＫ－Ａ）を用いた。

　＜比較例６＞
　実施例１と同様の方法によって比較例６に係るＶリブドベルトを作製した。ただし、ベルト完成品に粉体の塗布を行わなかった。

　＜比較例７＞
　実施例１と同様の方法によって比較例７に係るＶリブドベルトを作製した。ただし、リブゴム層を形成するためのゴム材料として、上述の材料に加え、原料ゴム１００質量部に対して１０重量部のステアリン酸亜鉛を配合して混練した未加硫ゴム組成物を用いた。また、ベルト前駆体を成形する際に粉体の塗布を行わなかった。

　＜比較例８＞
　比較例７と同様の方法によって比較例９に係るＶリブドベルトを作製した。ただし、リブゴム層を形成するためのゴム材料として、上述の材料に加え、原料ゴム１００質量部に対して５重量部のステアリン酸亜鉛を配合して混練した未加硫ゴム組成物を用いた。

　＜比較例９＞
　比較例７と同様の方法によって比較例９に係るＶリブドベルトを作製した。ただし、リブゴム層を形成するためのゴム材料として、上述の材料に加え、原料ゴム１００質量部に対して１５重量部のステアリン酸亜鉛を配合して混練した未加硫ゴム組成物を用いた。

　＜比較例１０＞
　比較例８と同様の方法によって比較例１０に係るＶリブドベルトを作製した。ただし、リブゴム層を形成するためのゴム材料として、上述の材料に加え、原料ゴム１００質量部に対して２０重量部のステアリン酸亜鉛を配合して混練した未加硫ゴム組成物を用いた。

　（試験評価方法）
　－被水時異音試験－
　図３は、被水時異音評価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。ベルト走行試験機は、最上位置のオルタネータプーリ（ＡＬＴプーリ）２７と、ＡＬＴプーリ２７の下方に配置されたウォーターポンププーリ（Ｗ／Ｐプーリ）２５と、エアーコンプレッサープーリ（Ａ／Ｃプーリ）２３と、クランクシャフトプーリ（Ｃ／Ｒプーリ）２１と、テンションプーリ（ＡＴプーリ）２９とを備えている。ＡＴプーリ２９及びＷ／Ｐプーリ２５は平プーリであり、それ以外のプーリはリブプーリである。

　ＡＬＴプーリ２７のプーリ径は５２．５ｍｍ、Ｗ／Ｐプーリ２５のプーリ径は９５ｍｍ、Ａ／Ｃプーリ２３のプーリ径は１１０ｍｍ、Ｃ／Ｒプーリ２１のプーリ径は１３９ｍｍ、ＡＴプーリ２９のプーリ径は７０ｍｍとした。

　このベルト走行試験機に図３に示すように評価対象のＶリブドベルトを巻き掛け、アイドル時の回転数を７５０ｒｐｍ、ベルト張力を２００Ｎとし、ＡＬＴプーリ２９及びＡ／Ｃプーリ２３への負荷をオンにした状態で、１回につき１００ｍＬの水をＣ／Ｒプーリ２１のベルト進入部におけるＶリブドベルトのリブ側に供給した時に生じる音を観測した。

　異音の有無は、ベルト走行試験機の前方１ｍの位置で、水の供給前には確認されなかった異音（キュルキュル音、ヒュッヒュッ音）が聴感により確認できるか否かで判断した。異音が生じない場合、異音が発生するまで上記の方法による注水を繰り返した。本試験は常温で行った。なお、評価用のベルトは４リブのものを用いた。

　－逆曲げ耐久試験－
　図４は、逆曲げ耐久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。同図に示すように、ベルト走行試験機は、共にリブプーリである従動プーリ３１及び駆動プーリ３３と、従動プーリ３１と駆動プーリ３３との間にそれぞれ配置された、平プーリであるアイドラプーリ３５及びリブプーリである従動プーリ３７とを備えている。

　従動プーリ３１及び駆動プーリ３３のプーリ径は共に１２０ｍｍ、アイドラプーリ３５のプーリ径は８５ｍｍ、従動プーリ３７のプーリ径は４５ｍｍとした。

　このベルト走行試験機に図４に示すように評価対象のＶリブドベルトを巻き掛け、駆動プーリ３３の回転数を４９００ｒｐｍとし、従動プーリ３１に１２ＰＳの負荷を与えてＶリブドベルトを走行させた。アイドラプーリ３５におけるＶリブドベルトの巻き掛け角度は６０度であり、従動プーリ３７におけるＶリブドベルトの巻き掛け角度は９０度とした。ベルト走行時には、従動プーリ３７に対し図４の右方向に５５９Ｎ（＝５７ｋｇｆ）の負荷をかけた。なお、本試験を摂氏１２０度の雰囲気下で行った。評価用のベルトは３リブのものを用いた。

　本試験では、上記条件で各Ｖリブドベルトを走行させ、リブゴム層にクラックが発生し、それが心線に達するまでの走行時間を測定した。

　－摩耗試験－
　図５は、耐摩耗性を評価するため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。同図に示すベルト走行試験機は、それぞれ左右に間隔をおいて設けられ、共にプーリ径が６０ｍｍのリブプーリである駆動プーリ４１及び従動プーリ４３を備えている。本試験では、リブ側がこのベルト走行試験機の駆動プーリ４１及び従動プーリ４３に接触するように、Ｖリブドベルトを巻き掛けた。

　評価対象となるＶリブドベルトのそれぞれについて、ベルト質量を測定した後、ベルト走行試験機にセットし、従動プーリ４３に対し５．２ＰＳの負荷をかけ、図５の右方向に１１７７Ｎ（＝１２０ｋｇｆ）の負荷をかけた。この状態で、室温雰囲気下、駆動プーリ４１を３５００ｒｐｍの回転数で回転させて２４時間ベルトを走行させた。なお、評価用のベルトは３リブのものを用いた。

　ベルト走行後、再度ベルト質量を測定した。ベルト走行後のベルト質量の減少量をベルト走行前のベルト質量で除して算出した百分率を摩耗率とし、比較例７の摩耗率を１００とした相対値を耐摩耗性指標とした。

　（試験評価結果）
　実施例１～４及び比較例１～７に係るＶリブドベルトについての被水時異音試験の結果を表１に示す。

　まず、表１の結果から、実施例１～４に係るＶリブドベルトは、比較例１～５に係るＶリブドベルトに比べて異音が発生するまでの注水回数が明らかに多く、疎水性のステアリン酸塩の粉末が塗布されたＶリブドベルトの方が、水溶性粉石鹸、タルク、シリカ、クレー、炭酸カルシウム等の親水性物質が塗布されたＶリブドベルトよりも被水時の異音抑制効果が長期間持続することが確認できた。なお、表１に示すように、リブ側に何も塗布しないＶリブドベルト（比較例６、７）では試験開始当初から異音が発生していることから、Ｖリブドベルトで異音が発生するのは、水によりリブ側に塗布された粉末が流失した時であることが分かる。従って、実施例１～５に係るＶリブドベルトで異音抑制効果が持続するのは、ステアリン酸亜鉛の粉末が他の親水性物質の粉末に比べ、水によって流失しにくいからであると言える。なお、比較例６と比較例７との比較から、金属石鹸であるステアリン酸亜鉛がリブゴム層に配合されていても異音抑制効果を十分に得ることができないことが分かる。

　また、表１に示すように、ステアリン酸亜鉛以外にも、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウム等、他の金属石鹸の粉末を用いた場合には、ステアリン酸亜鉛の粉末を用いた場合と同等程度に異音抑制効果を持続できることが確認できた（実施例１～４）。従って、疎水性の脂肪酸金属塩、即ち金属石鹸の粉末であれば、その種類によらず被水時の異音抑制効果を高いレベルで持続できると考えられる。なお、表１に示す結果から、水溶性粉せっけん及び炭酸カルシウム等の親水性物質の粉体を塗布したＶリブドベルトでは、タルクやシリカの粉末を塗布したＶリブドベルトと同様に１～２回の被水で異音抑制効果が失われることも確認できた。

　次に、比較例６～１０に係るＶリブドベルトについて行った逆曲げ耐久試験及び摩耗試験の結果を表２に示す。ここで、実施例１～４に係るＶリブドベルトとベルト本体の構成が共通し、粉体が塗布されていない比較例６に係るＶリブドベルトでは、クラック寿命時間（クラックが心線に達するまでの時間）が２９８時間であり、摩耗試験後の重量変化率は１．７％であった。表２では、比較例６に係るＶリブドベルトにおけるクラック寿命時間と、重量変化率とをそれぞれ１００とした場合の、比較例６～１０に係るＶリブドベルトのクラック寿命時間及び重量変化率を示している。

　表２に示す結果から、リブゴム層に配合されるステアリン酸亜鉛の量が増加するにつれてクラック寿命が短くなることが確認された。また、リブゴム層に配合されるステアリン酸亜鉛の量が増加するにつれてＶリブドベルトが摩耗しやすくなることも確認された。クラック寿命の短縮と耐摩耗性の低下は、リブゴム層へのステアリン酸亜鉛の添加量が１０重量部（すなわち、ゴム材料に対して１０重量％）を越えると特に顕著になり、異音抑制のための手段としては好ましくないことが確認できた。

　なお、ステアリン酸亜鉛の配合量が増加するとクラック寿命が短縮し、耐摩耗性が低下するのは、ステアリン酸亜鉛がゴム材料の加硫を阻害することが原因であると考えられる。なお、ステアリン酸亜鉛に限らず、他の金属石鹸の配合量を増やした場合にも同様の加硫阻害は生じるものと推定される。

　一方、実施例１～４に係るＶリブドベルトでは、ベルト本体及び補強布の構成自体は比較例６と同じであるので、比較例６に係るＶリブドベルトと同等のクラック寿命及び耐摩耗性を備えていると考えられる。

　以上の結果から、本実施形態に係るＶリブドベルトによれば、クラック寿命の短縮や耐摩耗性の低下を来すことなく、被水時の異音抑制効果を長期間持続させることができることが確認できた。

　以上で説明したように、本開示に係る伝動ベルトは、自動車のエンジン等の駆動力を伝達させるのに有用である。

１　　　リブ
３　　　心線
４　　　接着ゴム層
５、５ａ　　　補強布
６　　　リブゴム層
７　　　金属石鹸層
９　　　ベルト本体
１０　　　エンジン
１０ａ　　クランクシャフト
１１　　　圧縮機
１１ａ、１２ａ　回転軸
１２　　　オルタネータ
１３、３３、４１　　　駆動プーリ
１４、１５、３１、３７、４３　　　従動プーリ
１６　　　テンショナ
１７　　　テンションプーリ
２１　　　クランクプーリ
２３　　　エアーコンプレッサープーリ
２５　　　ウォーターポンププーリ
２７　　　オルタネータプーリ
２９　　　オートテンショナプーリ
３５　　　アイドラプーリ

Claims

　複数のプーリ間に巻き掛けられて前記複数のプーリ間のトルク伝達を行う伝動ベルトであって、
　ベルト内周側の、前記複数のプーリとの接触面に、粉状の金属石鹸が塗布されてなる金属石鹸層が形成されていることを特徴とする伝動ベルト。
　請求項１に記載の伝動ベルトにおいて、
　内周側には、前記金属石鹸層で表面を覆われ、断面Ｖ字状で周方向に延びるリブを複数有するリブゴム層が形成されるとともに、無端状に形成されていることを特徴とする伝動ベルト。
　請求項１又は２に記載の伝動ベルトにおいて、
　前記金属石鹸は、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム及びステアリン酸マグネシウムのうちから選ばれた少なくとも１つで構成されていることを特徴とする伝動ベルト。