摩擦伝動ベルト及びその製造方法
【課題】摩擦伝動ベルト本体のプーリ接触部分のプーリ接触表面における被水時の異音の発生を抑制するＶリブドベルトを提供する。
【解決手段】摩擦伝動ベルトＢは、ベルト本体１０の少なくともプーリ接触部分１３がエラストマー組成物で形成されている。ベルト本体１０のプーリ接触部分１３は、プーリ接触表面に、エラストマー組成物に配合された中空粒子１８の一部が切除されて構成された多数のセル状凹孔１５が形成されている。摩擦伝動ベルトの製造方法は、中空粒子１８が配合されたエラストマー組成物を加熱成形することによりベルト本体前駆体を形成するステップと、形成されたベルト本体前駆体を切削して、エラストマー組成物に配合された中空粒子１８の一部が切除されることにより多数のセル状凹孔１５がプーリ接触表面に構成されたプーリ接触部分１３を形成するステップとを備える。
【解決手段】摩擦伝動ベルトＢは、ベルト本体１０の少なくともプーリ接触部分１３がエラストマー組成物で形成されている。ベルト本体１０のプーリ接触部分１３は、プーリ接触表面に、エラストマー組成物に配合された中空粒子１８の一部が切除されて構成された多数のセル状凹孔１５が形成されている。摩擦伝動ベルトの製造方法は、中空粒子１８が配合されたエラストマー組成物を加熱成形することによりベルト本体前駆体を形成するステップと、形成されたベルト本体前駆体を切削して、エラストマー組成物に配合された中空粒子１８の一部が切除されることにより多数のセル状凹孔１５がプーリ接触表面に構成されたプーリ接触部分１３を形成するステップとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト本体の少なくともプーリ接触部分がエラストマー組成物で形成された摩擦伝動ベルト及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載されたエンジンの動力を補機駆動のために伝達する摩擦伝動ベルトとして、Ｖリブドベルトが広く一般に用いられている。
【０００３】
ところで、このＶリブドベルトを回転変動や負荷が大きいエンジンの補機駆動系に用いた場合、降雨等によりベルトが被水するとベルトがプーリ上で滑って異音を発することがある。このような異音は、被水後のウエット状態ではベルトの動摩擦係数が通常時に比べて低くなる一方、ウエット状態からドライ状態に状態が変化すると動摩擦係数が高くなるところ、ウエット状態からドライ状態への状態の変化が急激に不連続に起こることから、ベルトの周方向に沿ってウエット状態の部分とドライ状態の部分とが混在することとなり、ベルトとプーリとの間の滑りと密着とを交互に繰り返すスティック−スリップ現象が生じるために発生するものと考えられる。
【０００４】
特許文献１には、圧縮ゴム層に綿短繊維及びパラ系アラミド短繊維を含有するとともにリブ側面から突出させ、さらに突出したパラ系アラミド短繊維がフィブリル化しており、さらに上記綿短繊維とパラ系アラミド短繊維の含有量を圧縮ゴム層のゴム１００重量部に対して綿短繊維を１０〜４０重量部、パラ系アラミド短繊維を５〜１０重量部含有したＶリブドベルトが開示されており、これにより、自動車用ベルトで回転変動の大きいエンジンに使用する場合に注水時の微小滑りを抑えることで発音を無くすことができる、と記載されている。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたＶリブドベルトでは、短繊維の含有量が多いためにベルト自体の剛性が高くなるため、却ってベルトのプーリ上でのスリップが生じ易いという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１６５２４４号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ベルト本体の少なくともプーリ接触部分が、中空粒子が配合されたエラストマー組成物で形成された摩擦伝動ベルトであって、
上記ベルト本体のプーリ接触部分は、プーリ接触表面に、エラストマー組成物に配合された中空粒子の一部が切除されて構成された多数のセル状凹孔が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、上記本発明の摩擦伝動ベルトの製造方法は、
中空粒子が配合されたエラストマー組成物を加熱成形することによりベルト本体前駆体を形成するステップと、
上記形成されたベルト本体前駆体を切削して、エラストマー組成物に配合された中空粒子の一部が切除されることにより多数のセル状凹孔がプーリ接触表面に構成されたプーリ接触部分を形成するステップと、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ベルト本体のプーリ接触部分のプーリ接触表面に多数のセル状凹孔が形成されていることにより、被水時の異音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】Ｖリブドベルトの斜視図である。
【図２】リブの拡大断面図である。
【図３】Ｖリブドベルトの製造方法の説明図である。
【図４】補機駆動用ベルト伝動装置のプーリレイアウトを示す図である。
【図５】耐久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６】動摩擦係数測定装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るＶリブドベルトＢ（摩擦伝動ベルト）を示す。このＶリブドベルトＢは、例えば、自動車エンジンの動力を補機駆動のために伝達するものであり、長さ１０００〜２５００ｍｍ、幅１０〜２０ｍｍ及び厚さ４．０〜５．０ｍｍに形成されている。
【００１３】
このＶリブドベルトＢは、外側部分の接着ゴム層１１と内側部分のリブゴム層１２との二重層に構成されたＶリブドベルト本体１０を備えており、そのＶリブドベルト本体１０の外側表面に補強布１７が貼設されている。また、接着ゴム層１１には、ベルト幅方向にピッチを形成するように螺旋状に設けられた心線１６が埋設されている。
【００１４】
接着ゴム層１１は、断面横長矩形の帯状に構成され、例えば、厚さ１．０〜２．５ｍｍに形成されている。接着ゴム層１１は、ベースエラストマーに種々の配合剤が配合されたエラストマー組成物で形成されている。ベースエラストマーとしては、例えば、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）等が挙げられる。配合剤としては、例えば、架橋剤、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、補強材、充填材等が挙げられる。なお、接着ゴム層１１を形成するエラストマー組成物は、ベースエラストマーに配合剤が配合されて混練された未架橋エラストマー組成物を加熱及び加圧して架橋させたものである。
【００１５】
リブゴム層１２は、プーリ接触部分を構成する複数のリブ１３が内側に垂下するように設けられている。これらの複数のリブ１３は、各々が周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、ベルト幅方向に並列に設けられている。各リブ１３は、例えば、リブ高さが２．０〜３．０ｍｍ、基端間の幅が１．０〜３．６ｍｍに形成されている。また、リブ数は、例えば、３〜６個である（図１では、リブ数が３）。
【００１６】
リブゴム層１２は、ベースエラストマーに種々の配合剤が配合されたエラストマー組成物で形成されている。ベースエラストマーとしては、例えば、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）等が挙げられる。配合剤としては、例えば、架橋剤、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、補強材、充填材、短繊維１４、中空粒子１８等が挙げられる。なお、リブゴム層１２を形成するエラストマー組成物は、ベースエラストマーに配合剤が配合されて混練された未架橋エラストマー組成物を加熱及び加圧して架橋させたものである。
【００１７】
リブゴム層１２を形成するエラストマー組成物には短繊維１４が配合されているが、その短繊維１４は、ベルト幅方向に配向するように設けられている。また、短繊維１４のうちプーリ接触表面、つまり、リブ表面に露出したものは、そのリブ表面から突出している。そのような短繊維１４としては、例えば、アラミド繊維、ポリエステル繊維、綿等が挙げられる。短繊維１４は、例えば、長さが０．２〜３．０ｍｍであり、ベースエラストマー１００質量部に対する配合量が３〜３０質量部である。
【００１８】
リブゴム層１２を形成するエラストマー組成物には中空粒子１８が配合されているが、その中空粒子１８のうちリブ表面、つまり、プーリ接触表面に露出したものは、一部分が切除されてリブ表面に多数のセル状凹孔１５を形成している。このセル状凹孔１５は、図２に示すように、リブ表面に開口した微細な凹孔であり、平均孔径が３〜６０μｍであることが好ましく、３〜３０μｍであることがより好ましい。そのような中空粒子１８としては、例えば、日本フィライト株式会社製のＥＨＭ３０３やＥＭＳ−０２２、積水化学株式会社製の０９２−４０や０９２−１２０のアクリルニトリル共重合体のもの、和信化学工業社製のワシンマイクロカプセル等が挙げられる。中空粒子１８は、例えば、粒径が２〜３８μｍであることが好ましく、２〜１７μｍであることがより好ましい。また、中空粒子１８は、ベースエラストマー１００質量部に対する配合量が１質量部以上１５質量部未満であることが好ましく、５〜１０質量部であることがより好ましい。
【００１９】
補強布１７は、ポリエステル繊維や綿等の経糸及び緯糸からなる平織り等の織布１７’で構成されている。補強布１７は、Ｖリブドベルト本体１０に対する接着性を付与するために、成形加工前にレゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液（以下「ＲＦＬ水溶液」という）に浸漬して加熱する処理及びＶリブドベルト本体１０側となる表面にゴム糊をコーティングして乾燥させる処理が施されている。
【００２０】
心線１６は、アラミド繊維やポリエステル繊維等の撚り糸１６’で構成されている。心線１６は、Ｖリブドベルト本体１０に対する接着性を付与するために、成形加工前にＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する処理及びゴム糊に浸漬した後に乾燥させる処理が施されている。
【００２１】
次に、上記ＶリブドベルトＢの製造方法を、図３に基づいて説明する。
【００２２】
ＶリブドベルトＢの製造では、外周に、ベルト背面を所定形状に形成する成形面を有する内金型と、内周に、ベルト内側を所定形状に形成する成形面を有するゴムスリーブとが用いられる。
【００２３】
まず、内金型の外周を補強布１７となる織布１７’で被覆した後、その上に、接着ゴム層１１の外側部分１１ｂを形成するための未架橋ゴムシート１１ｂ’を巻き付ける。
【００２４】
次いで、その上に、心線１６となる撚り糸１６’を螺旋状に巻き付けた後、その上に、接着ゴム層１１の内側部分１１ａを形成するための未架橋ゴムシート１１ａ’を巻き付け、さらにその上に、リブゴム層１２を形成するための未架橋ゴムシート１２’を巻き付ける。このとき、リブゴム層１２を形成するための未架橋ゴムシート１２’として、巻付方向に直交する方向に配向した短繊維１４及び中空粒子１８が配合されたものを用いる。この未架橋ゴムシート１２’は、ベースエラストマー１００質量部に対して中空粒子１８が１質量部以上１５質量部未満配合されたものであることが好ましく、５〜１０質量部配合されたものであることがより好ましい。
【００２５】
しかる後、内金型上の成形体にゴムスリーブを套嵌してそれを成形釜にセットし、内金型を高熱の水蒸気などにより加熱すると共に、高圧をかけてゴムスリーブを半径方向内方に押圧する。このとき、ゴム成分が流動すると共に架橋反応が進行し、撚り糸１６’及び織布１７’のゴムへの接着反応も進行する。また、中空粒子１８は、粒子中のペンタンやヘキサンなどが揮発して膨張し、内部に多数の微小な中空部を形成する。そして、これによって、筒状のベルトスラブ（ベルト本体前駆体）が成形される。
【００２６】
そして、内金型からベルトスラブを取り外し、それを長さ方向に数個に分割した後、それぞれの外周を研磨切削してリブ１３、つまり、ベルト接触部分を形成する。このとき、ベルト接触表面に露出する中空粒子１８は、一部分が切除されて開口し、ベルト接触表面にセル状凹孔１５を形成する。
【００２７】
最後に、分割されて外周にリブ１３が形成されたベルトスラブを所定幅に幅切りし、それぞれの表裏を裏返すことによりＶリブドベルトＢが得られる。
【００２８】
図４は、ＶリブドベルトＢを用いた自動車エンジンにおけるサーペンタインドライブの補機駆動用ベルト伝動装置４０のプーリレイアウトを示す。
【００２９】
この補機駆動用ベルト伝動装置４０のレイアウトは、最上位置のパワーステアリングプーリ４１、そのパワーステアリングプーリ４１の下方に配置されたＡＣジェネレータプーリ４２、パワーステアリングプーリ４１の左下方に配置された平プーリのテンショナプーリ４３と、そのテンショナプーリ４３の下方に配置された平プーリのウォーターポンププーリ４４と、テンショナプーリ４３の左下方に配置されたクランクシャフトプーリ４５と、そのクランクシャフトプーリ４５の右下方に配置されたエアコンプーリ４６とにより構成されている。これらのうち、平プーリであるテンショナプーリ４３及びウォーターポンププーリ４４以外は全てリブプーリである。そして、ＶリブドベルトＢは、リブ１３側が接触するようにパワーステアリングプーリ４１に巻き掛けられ、次いで、ベルト背面が接触するようにテンショナプーリ４３に巻き掛けられた後、リブ１３側が接触するようにクランクシャフトプーリ４５及びエアコンプーリ４６に順に巻き掛けられ、さらに、ベルト背面が接触するようにウォーターポンププーリ４４に巻き掛けられ、そして、リブ１３側が接触するようにＡＣジェネレータプーリ４２に巻き掛けられ、最後にパワーステアリングプーリ４１に戻るように設けられている。
【００３０】
上記の構成のＶリブドベルトＢによれば、Ｖリブドベルト本体１０のリブ１３のリブ表面、つまり、プーリ接触部分のプーリ接触表面に多数のセル状凹孔１５が形成されていることにより、例えば、上記のように自動車の補機駆動用ベルト伝動装置に用いて被水したときであっても異音の発生を抑制することができる。これは、ベルトとプーリとの間に介在する水がセル状凹孔１５に取り込まれた後に外部に排水されて速やかに除去され、ウエット状態からドライ状態に連続的に状態が変化するので、ウエット状態の部分とドライ状態の部分とが混在することなくベルトが周方向に沿って状態が均一となり、スティック−スリップ現象の発生を抑えることができるためではないかと推測される。
【００３１】
なお、上記実施形態では、ＶリブドベルトＢを例としたが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、その他のＶベルト等の摩擦伝動ベルトであってもよい。
【実施例】
【００３２】
（試験評価用ベルト）
以下の実施例１〜９及び比較例のＶリブドベルトを作製した。それぞれの構成は表１にも示す。
【００３３】
＜実施例１＞
ベースエラストマーとしてエチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）（ＤｕＰｏｎｔ Ｄｏｗ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ社製 商品名：ノーデルＩＰ ４６４０）１００質量部に対して、カーボンブラックＨＡＦ４０（東海カーボン社製 商品名：シースト３）及びカーボンブラックＦＥＦ３０（新日化カーボン社製 商品名：ＨＴＣ＃１００）を合わせて７０質量部、軟化剤（日本サン石油社製 商品名：サンパー２２８０）１２質量部、酸化亜鉛（堺化学工業社製 商品名：亜鉛華３種）３質量部、ステアリン酸（花王社製 商品名：ステアリン酸）１質量部、ジクミルパーオキサイド（架橋剤）（日本油脂社製 商品名：パークミルＤ）３質量部、ナイロン短繊維（東レ社製 商品名：レオナ６６ 繊維長１ｍｍ）２０質量部、及び、中空粒子Ａ（日本フィライト社製 商品名：０９２−４０ 粒子径１０〜１７μｍ）１質量部を配合して混練した未架橋エラストマー組成物を用いてリブゴム層を形成したＶリブドベルトを作製し、これを実施例１とした。
【００３４】
なお、接着ゴム層をＥＰＤＭのエラストマー組成物、補強布をナイロン繊維製の織布、心線をポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ）製の撚り糸でそれぞれ構成し、ベルトの長さを２２８０ｍｍ、幅を２５ｍｍ及び厚さを４．３ｍｍとし、そして、リブ数を６個とした。
【００３５】
＜実施例２＞
未架橋エラストマー組成物に配合した中空粒子Ａの配合量を５質量部としたことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例２とした。
【００３６】
＜実施例３＞
未架橋エラストマー組成物に配合した中空粒子Ａの配合量を１０質量部としたことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例３とした。
【００３７】
＜実施例４＞
未架橋エラストマー組成物に配合した中空粒子Ａの配合量を１５質量部としたことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例４とした。
【００３８】
＜実施例５＞
未架橋エラストマー組成物に 中空粒子Ａの代わりに中空粒子Ｂ（積水化学社製 商品名：ＥＨＭ３０３ 粒子径２４〜３４μｍ）をベースエラストマー１００質量部に対して１０質量部配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例５とした。
【００３９】
＜実施例６＞
未架橋エラストマー組成物に、中空粒子Ａの代わりに中空粒子Ｃ（積水化学社製 商品名：ＥＭＳ−０２２ 粒子径２５〜３５μｍ）をベースエラストマー１００質量部に対して１０質量部配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例６とした。
【００４０】
＜実施例７＞
未架橋エラストマー組成物に配合した中空粒子Ａの配合量を２０質量部としたことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例７とした。
【００４１】
＜実施例８＞
未架橋エラストマー組成物に、中空粒子Ａの代わりに中空粒子Ｄ（日本フィライト社製 商品名：０９２−１２０ 粒子径２８〜３８μｍ）をベースエラストマー１００質量部に対して１０質量部配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例８とした。
【００４２】
＜実施例９＞
未架橋エラストマー組成物に、中空粒子Ａの代わりに中空粒子Ｅ（和信化学工業社製 商品名：ワシンマイクロカプセル 粒子径２〜５μｍ）をベースエラストマー１００質量部に対して１０質量部配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例９とした。
【００４３】
＜比較例＞
未架橋エラストマー組成物に中空粒子を配合していないことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例とした。
【００４４】
【表１】
【００４５】
（試験評価方法）
＜ベルト曲げ弾性率＞
実施例１〜９及び比較例のそれぞれについて、ＪＩＳ Ｋ６９１１に準じ、長さ８０ｍｍ、幅１０ｍｍ及び厚さ４ｍｍのテストピースを切り出し、支点間距離６０ｍｍ及び荷重速度２ｍｍ／ｍｉｎとしてベルト曲げ弾性率を計測した。
【００４６】
＜ベルト耐久走行試験＞
図５は、ＶリブドベルトＢの耐久評価用のベルト走行試験機５０のプーリレイアウトを示す。
【００４７】
このベルト走行試験機５０は、上下に配設されたプーリ径１２０ｍｍの大径のリブプーリ（上側が従動プーリ、下側が駆動プーリ）５１，５２と、それらの上下方向中間の右方に配されたプーリ径４５ｍｍの小径のリブプーリ５３とからなる。小径のリブプーリ５３は、ベルト巻き付け角度が９０°となるように位置付けられている。
【００４８】
実施例１〜９及び比較例のそれぞれのＶリブドベルトＢについて、３つのリブプーリ５１〜５３に巻き掛けると共に、８３４Ｎのセットウェイトが負荷されるように小径のリブプーリ５３を側方に引っ張り、雰囲気温度２３℃の下で駆動プーリである下側のリブプーリ５２を４９００ｒｐｍの回転速度で回転させるベルト走行試験を実施した。そして、リブ表面にクラックが発生するまでの時間を計測した。
【００４９】
＜セル状凹孔の平均孔径＞
実施例１〜９のそれぞれについて、リブ先端表面及びリブ側面表面のそれぞれを光学顕微鏡観察し、それぞれの表面の５０〜７０個のセル状凹孔の開口径を測定して、その平均値を平均孔径とした。
【００５０】
＜動摩擦係数変化＞
図６は、ＶリブドベルトＢの動摩擦係数測定装置６０の構成を示す。
【００５１】
この動摩擦係数測定装置６０は、縦壁に取付固定されたロードセル６１と、その側方に設けられたリブプーリ６２とからなる。
【００５２】
実施例１〜９及び比較例のそれぞれのＶリブドベルトＢについて、長さ１１７０ｍｍの短冊状のテストピースを切り出し、その一端をロードセル６１に固定すると共に水平に延ばしてリブプーリ６２に巻き掛け、他端に１．７５ｋｇのウエイト６３を吊り下げて１７．２Ｎの荷重を負荷し、その状態でロードセル６１を引っ張る方向にリブプーリ６２を２０ｒｐｍの回転数で回転させた。回転開始から１分後にリブプーリ６２上に１２０ｍｌ／ｍｉｎの量の水を滴下し、動摩擦係数の時間的変化を計測した。そして、ドライ状態での動摩擦係数とウエット状態での動摩擦係数との差を求めた。なお、動摩擦係数は、下記式に基づいて算出した。
【００５３】
【数１】
【００５４】
＜被水後の音圧＞
実施例１〜９及び比較例のそれぞれのＶリブドベルトについて、回転変動が大きく、しかも負荷が大きい自動車エンジンの補機駆動用ベルト伝動装置に取り付け、アイドリング状態でＶリブドベルトに１２０ｍｌ／ｍｉｎの量の水を滴下し、そのときの音圧を測定した。そして、９０ｄＢ以上を「大」、８０ｄＢ以上９０ｄＢ未満を「中」、７５ｄＢ以上８０ｄＢ未満を「小」、７０ｄＢ以上７５ｄＢ未満を「微小」、７０ｄＢ未満を「無し」と評価した。なお、測定をアイドリング状態で行ったのは、音の発生がエンジンの低回転時に最も顕著となるからである。
【００５５】
（試験評価結果）
試験評価の結果を表１に示す。
【００５６】
これによると、中空粒子が配合されたエラストマー組成物で形成され、リブ表面に多数のセル状凹孔が形成されたリブゴム層を有する実施例１〜９は、中空粒子が配合されていないエラストマー組成物で形成され、リブ表面にセル状凹孔が形成されていないリブゴム層を有する比較例と比べて、被水後の音圧が高いことが分かる。これは、比較例では、ウエット状態からドライ状態への状態の変化が急激に不連続に起こるので、ベルトの周方向に沿ってウエット状態の部分とドライ状態の部分とが混在することとなり、ベルトとプーリとの間の滑りと密着とを交互に繰り返すスティック−スリップ現象が生じて異音を発するのに対し、実施例１〜９では、ベルトとプーリとの間に介在する水がセル状凹孔に取り込まれた後に外部に排水されて速やかに除去され、ウエット状態からドライ状態に連続的に状態が変化するので、ウエット状態の部分とドライ状態の部分とが混在することなくベルトが周方向に沿って状態が均一となり、スティック−スリップ現象の発生を抑えることができるためではないかと推測される。
【００５７】
また、実施例１〜９は、比較例と比べて、被水後の動摩擦係数の低下が小さいことが分かる。これも、実施例１〜９では、ベルトとプーリとの間に介在する水がセル状凹孔に取り込まれた後に外部に排水されて速やかに除去されることによるものであると考えられる。
【００５８】
中空粒子Ａの配合量を変量した実施例１〜４及び実施例７を比較すると、ベースエラストマー１００質量部に対する配合量が１質量部以上１５質量部未満の範囲では、配合量が多くなるに従って被水後の音圧も低くなっているが、配合量が１５質量部以上になると徐々に音圧が高くなる傾向があるのが分かる。また、被水後の動摩擦係数の低下傾向もそれに対応するものであることが分かる。従って、中空粒子の配合量としては、ベースエラストマー１００質量部に対して１質量部以上１５質量部未満とすることが好ましい。
【００５９】
また、実施例１〜４及び実施例７を比較すると、ベースエラストマー１００質量部に対する配合量が多くなるに従って、ベルト曲げ剛性が低くなっているのが分かる。これは、中空粒子によってリブゴム層の内部に形成される中空部がベルト曲げ剛性を低下させる因子となるため、中空粒子の配合量が多いほど中空部の占有体積が高くなり、ベルト曲げ剛性をより大きく低下させるためであると考えられる。
【００６０】
さらに、実施例１〜４では、ベルト曲げ剛性が低くなるに従ってベルト走行耐久性が向上しているものの、実施例７では、ベルト曲げ剛性が実施例１〜４よりもさらに低いにも関わらずベルト走行耐久性が低下しているのが分かる。これは、実施例７では、中空粒子の配合量が多いためにリブゴム層の中空部間及びセル状凹孔間の距離が実施例１〜４に比べて短く、それらの間でクラックが発生し易くなるためであると考えられる。
【００６１】
中空粒子の種類のみが異なる実施例３、５、６、８、及び９を比較すると、中空粒子Ｅ，Ａ、Ｂ、及びＤの順にセル状凹孔の平均孔径が大きく、これが大きいほどベルト曲げ剛性が低く、また、中空粒子Ｅの実施例９と中空粒子Ａの実施例３とで僅かに逆転しているものの、ベルト走行耐久性が高い傾向が伺われる。しかしながら、一方、セル状凹孔の平均孔径が大きいほど被水後の音圧が高いことが分かる。また、被水後の動摩擦係数の低下傾向もそれに対応するものであることが分かる。これらの結果に基づけば、被水後の音圧を低く抑えるという観点からは、セル状凹孔の平均孔径が３〜３０μｍであることが望ましいと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、ベルト本体の少なくともプーリ接触部分がエラストマー組成物で形成された摩擦伝動ベルト及びその製造方法について有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト本体の少なくともプーリ接触部分がエラストマー組成物で形成された摩擦伝動ベルト及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載されたエンジンの動力を補機駆動のために伝達する摩擦伝動ベルトとして、Ｖリブドベルトが広く一般に用いられている。
【０００３】
ところで、このＶリブドベルトを回転変動や負荷が大きいエンジンの補機駆動系に用いた場合、降雨等によりベルトが被水するとベルトがプーリ上で滑って異音を発することがある。このような異音は、被水後のウエット状態ではベルトの動摩擦係数が通常時に比べて低くなる一方、ウエット状態からドライ状態に状態が変化すると動摩擦係数が高くなるところ、ウエット状態からドライ状態への状態の変化が急激に不連続に起こることから、ベルトの周方向に沿ってウエット状態の部分とドライ状態の部分とが混在することとなり、ベルトとプーリとの間の滑りと密着とを交互に繰り返すスティック−スリップ現象が生じるために発生するものと考えられる。
【０００４】
特許文献１には、圧縮ゴム層に綿短繊維及びパラ系アラミド短繊維を含有するとともにリブ側面から突出させ、さらに突出したパラ系アラミド短繊維がフィブリル化しており、さらに上記綿短繊維とパラ系アラミド短繊維の含有量を圧縮ゴム層のゴム１００重量部に対して綿短繊維を１０〜４０重量部、パラ系アラミド短繊維を５〜１０重量部含有したＶリブドベルトが開示されており、これにより、自動車用ベルトで回転変動の大きいエンジンに使用する場合に注水時の微小滑りを抑えることで発音を無くすことができる、と記載されている。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたＶリブドベルトでは、短繊維の含有量が多いためにベルト自体の剛性が高くなるため、却ってベルトのプーリ上でのスリップが生じ易いという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１６５２４４号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ベルト本体の少なくともプーリ接触部分が、中空粒子が配合されたエラストマー組成物で形成された摩擦伝動ベルトであって、
上記ベルト本体のプーリ接触部分は、プーリ接触表面に、エラストマー組成物に配合された中空粒子の一部が切除されて構成された多数のセル状凹孔が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、上記本発明の摩擦伝動ベルトの製造方法は、
中空粒子が配合されたエラストマー組成物を加熱成形することによりベルト本体前駆体を形成するステップと、
上記形成されたベルト本体前駆体を切削して、エラストマー組成物に配合された中空粒子の一部が切除されることにより多数のセル状凹孔がプーリ接触表面に構成されたプーリ接触部分を形成するステップと、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ベルト本体のプーリ接触部分のプーリ接触表面に多数のセル状凹孔が形成されていることにより、被水時の異音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】Ｖリブドベルトの斜視図である。
【図２】リブの拡大断面図である。
【図３】Ｖリブドベルトの製造方法の説明図である。
【図４】補機駆動用ベルト伝動装置のプーリレイアウトを示す図である。
【図５】耐久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６】動摩擦係数測定装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るＶリブドベルトＢ（摩擦伝動ベルト）を示す。このＶリブドベルトＢは、例えば、自動車エンジンの動力を補機駆動のために伝達するものであり、長さ１０００〜２５００ｍｍ、幅１０〜２０ｍｍ及び厚さ４．０〜５．０ｍｍに形成されている。
【００１３】
このＶリブドベルトＢは、外側部分の接着ゴム層１１と内側部分のリブゴム層１２との二重層に構成されたＶリブドベルト本体１０を備えており、そのＶリブドベルト本体１０の外側表面に補強布１７が貼設されている。また、接着ゴム層１１には、ベルト幅方向にピッチを形成するように螺旋状に設けられた心線１６が埋設されている。
【００１４】
接着ゴム層１１は、断面横長矩形の帯状に構成され、例えば、厚さ１．０〜２．５ｍｍに形成されている。接着ゴム層１１は、ベースエラストマーに種々の配合剤が配合されたエラストマー組成物で形成されている。ベースエラストマーとしては、例えば、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）等が挙げられる。配合剤としては、例えば、架橋剤、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、補強材、充填材等が挙げられる。なお、接着ゴム層１１を形成するエラストマー組成物は、ベースエラストマーに配合剤が配合されて混練された未架橋エラストマー組成物を加熱及び加圧して架橋させたものである。
【００１５】
リブゴム層１２は、プーリ接触部分を構成する複数のリブ１３が内側に垂下するように設けられている。これらの複数のリブ１３は、各々が周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、ベルト幅方向に並列に設けられている。各リブ１３は、例えば、リブ高さが２．０〜３．０ｍｍ、基端間の幅が１．０〜３．６ｍｍに形成されている。また、リブ数は、例えば、３〜６個である（図１では、リブ数が３）。
【００１６】
リブゴム層１２は、ベースエラストマーに種々の配合剤が配合されたエラストマー組成物で形成されている。ベースエラストマーとしては、例えば、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）等が挙げられる。配合剤としては、例えば、架橋剤、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、補強材、充填材、短繊維１４、中空粒子１８等が挙げられる。なお、リブゴム層１２を形成するエラストマー組成物は、ベースエラストマーに配合剤が配合されて混練された未架橋エラストマー組成物を加熱及び加圧して架橋させたものである。
【００１７】
リブゴム層１２を形成するエラストマー組成物には短繊維１４が配合されているが、その短繊維１４は、ベルト幅方向に配向するように設けられている。また、短繊維１４のうちプーリ接触表面、つまり、リブ表面に露出したものは、そのリブ表面から突出している。そのような短繊維１４としては、例えば、アラミド繊維、ポリエステル繊維、綿等が挙げられる。短繊維１４は、例えば、長さが０．２〜３．０ｍｍであり、ベースエラストマー１００質量部に対する配合量が３〜３０質量部である。
【００１８】
リブゴム層１２を形成するエラストマー組成物には中空粒子１８が配合されているが、その中空粒子１８のうちリブ表面、つまり、プーリ接触表面に露出したものは、一部分が切除されてリブ表面に多数のセル状凹孔１５を形成している。このセル状凹孔１５は、図２に示すように、リブ表面に開口した微細な凹孔であり、平均孔径が３〜６０μｍであることが好ましく、３〜３０μｍであることがより好ましい。そのような中空粒子１８としては、例えば、日本フィライト株式会社製のＥＨＭ３０３やＥＭＳ−０２２、積水化学株式会社製の０９２−４０や０９２−１２０のアクリルニトリル共重合体のもの、和信化学工業社製のワシンマイクロカプセル等が挙げられる。中空粒子１８は、例えば、粒径が２〜３８μｍであることが好ましく、２〜１７μｍであることがより好ましい。また、中空粒子１８は、ベースエラストマー１００質量部に対する配合量が１質量部以上１５質量部未満であることが好ましく、５〜１０質量部であることがより好ましい。
【００１９】
補強布１７は、ポリエステル繊維や綿等の経糸及び緯糸からなる平織り等の織布１７’で構成されている。補強布１７は、Ｖリブドベルト本体１０に対する接着性を付与するために、成形加工前にレゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液（以下「ＲＦＬ水溶液」という）に浸漬して加熱する処理及びＶリブドベルト本体１０側となる表面にゴム糊をコーティングして乾燥させる処理が施されている。
【００２０】
心線１６は、アラミド繊維やポリエステル繊維等の撚り糸１６’で構成されている。心線１６は、Ｖリブドベルト本体１０に対する接着性を付与するために、成形加工前にＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する処理及びゴム糊に浸漬した後に乾燥させる処理が施されている。
【００２１】
次に、上記ＶリブドベルトＢの製造方法を、図３に基づいて説明する。
【００２２】
ＶリブドベルトＢの製造では、外周に、ベルト背面を所定形状に形成する成形面を有する内金型と、内周に、ベルト内側を所定形状に形成する成形面を有するゴムスリーブとが用いられる。
【００２３】
まず、内金型の外周を補強布１７となる織布１７’で被覆した後、その上に、接着ゴム層１１の外側部分１１ｂを形成するための未架橋ゴムシート１１ｂ’を巻き付ける。
【００２４】
次いで、その上に、心線１６となる撚り糸１６’を螺旋状に巻き付けた後、その上に、接着ゴム層１１の内側部分１１ａを形成するための未架橋ゴムシート１１ａ’を巻き付け、さらにその上に、リブゴム層１２を形成するための未架橋ゴムシート１２’を巻き付ける。このとき、リブゴム層１２を形成するための未架橋ゴムシート１２’として、巻付方向に直交する方向に配向した短繊維１４及び中空粒子１８が配合されたものを用いる。この未架橋ゴムシート１２’は、ベースエラストマー１００質量部に対して中空粒子１８が１質量部以上１５質量部未満配合されたものであることが好ましく、５〜１０質量部配合されたものであることがより好ましい。
【００２５】
しかる後、内金型上の成形体にゴムスリーブを套嵌してそれを成形釜にセットし、内金型を高熱の水蒸気などにより加熱すると共に、高圧をかけてゴムスリーブを半径方向内方に押圧する。このとき、ゴム成分が流動すると共に架橋反応が進行し、撚り糸１６’及び織布１７’のゴムへの接着反応も進行する。また、中空粒子１８は、粒子中のペンタンやヘキサンなどが揮発して膨張し、内部に多数の微小な中空部を形成する。そして、これによって、筒状のベルトスラブ（ベルト本体前駆体）が成形される。
【００２６】
そして、内金型からベルトスラブを取り外し、それを長さ方向に数個に分割した後、それぞれの外周を研磨切削してリブ１３、つまり、ベルト接触部分を形成する。このとき、ベルト接触表面に露出する中空粒子１８は、一部分が切除されて開口し、ベルト接触表面にセル状凹孔１５を形成する。
【００２７】
最後に、分割されて外周にリブ１３が形成されたベルトスラブを所定幅に幅切りし、それぞれの表裏を裏返すことによりＶリブドベルトＢが得られる。
【００２８】
図４は、ＶリブドベルトＢを用いた自動車エンジンにおけるサーペンタインドライブの補機駆動用ベルト伝動装置４０のプーリレイアウトを示す。
【００２９】
この補機駆動用ベルト伝動装置４０のレイアウトは、最上位置のパワーステアリングプーリ４１、そのパワーステアリングプーリ４１の下方に配置されたＡＣジェネレータプーリ４２、パワーステアリングプーリ４１の左下方に配置された平プーリのテンショナプーリ４３と、そのテンショナプーリ４３の下方に配置された平プーリのウォーターポンププーリ４４と、テンショナプーリ４３の左下方に配置されたクランクシャフトプーリ４５と、そのクランクシャフトプーリ４５の右下方に配置されたエアコンプーリ４６とにより構成されている。これらのうち、平プーリであるテンショナプーリ４３及びウォーターポンププーリ４４以外は全てリブプーリである。そして、ＶリブドベルトＢは、リブ１３側が接触するようにパワーステアリングプーリ４１に巻き掛けられ、次いで、ベルト背面が接触するようにテンショナプーリ４３に巻き掛けられた後、リブ１３側が接触するようにクランクシャフトプーリ４５及びエアコンプーリ４６に順に巻き掛けられ、さらに、ベルト背面が接触するようにウォーターポンププーリ４４に巻き掛けられ、そして、リブ１３側が接触するようにＡＣジェネレータプーリ４２に巻き掛けられ、最後にパワーステアリングプーリ４１に戻るように設けられている。
【００３０】
上記の構成のＶリブドベルトＢによれば、Ｖリブドベルト本体１０のリブ１３のリブ表面、つまり、プーリ接触部分のプーリ接触表面に多数のセル状凹孔１５が形成されていることにより、例えば、上記のように自動車の補機駆動用ベルト伝動装置に用いて被水したときであっても異音の発生を抑制することができる。これは、ベルトとプーリとの間に介在する水がセル状凹孔１５に取り込まれた後に外部に排水されて速やかに除去され、ウエット状態からドライ状態に連続的に状態が変化するので、ウエット状態の部分とドライ状態の部分とが混在することなくベルトが周方向に沿って状態が均一となり、スティック−スリップ現象の発生を抑えることができるためではないかと推測される。
【００３１】
なお、上記実施形態では、ＶリブドベルトＢを例としたが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、その他のＶベルト等の摩擦伝動ベルトであってもよい。
【実施例】
【００３２】
（試験評価用ベルト）
以下の実施例１〜９及び比較例のＶリブドベルトを作製した。それぞれの構成は表１にも示す。
【００３３】
＜実施例１＞
ベースエラストマーとしてエチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）（ＤｕＰｏｎｔ Ｄｏｗ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ社製 商品名：ノーデルＩＰ ４６４０）１００質量部に対して、カーボンブラックＨＡＦ４０（東海カーボン社製 商品名：シースト３）及びカーボンブラックＦＥＦ３０（新日化カーボン社製 商品名：ＨＴＣ＃１００）を合わせて７０質量部、軟化剤（日本サン石油社製 商品名：サンパー２２８０）１２質量部、酸化亜鉛（堺化学工業社製 商品名：亜鉛華３種）３質量部、ステアリン酸（花王社製 商品名：ステアリン酸）１質量部、ジクミルパーオキサイド（架橋剤）（日本油脂社製 商品名：パークミルＤ）３質量部、ナイロン短繊維（東レ社製 商品名：レオナ６６ 繊維長１ｍｍ）２０質量部、及び、中空粒子Ａ（日本フィライト社製 商品名：０９２−４０ 粒子径１０〜１７μｍ）１質量部を配合して混練した未架橋エラストマー組成物を用いてリブゴム層を形成したＶリブドベルトを作製し、これを実施例１とした。
【００３４】
なお、接着ゴム層をＥＰＤＭのエラストマー組成物、補強布をナイロン繊維製の織布、心線をポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ）製の撚り糸でそれぞれ構成し、ベルトの長さを２２８０ｍｍ、幅を２５ｍｍ及び厚さを４．３ｍｍとし、そして、リブ数を６個とした。
【００３５】
＜実施例２＞
未架橋エラストマー組成物に配合した中空粒子Ａの配合量を５質量部としたことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例２とした。
【００３６】
＜実施例３＞
未架橋エラストマー組成物に配合した中空粒子Ａの配合量を１０質量部としたことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例３とした。
【００３７】
＜実施例４＞
未架橋エラストマー組成物に配合した中空粒子Ａの配合量を１５質量部としたことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例４とした。
【００３８】
＜実施例５＞
未架橋エラストマー組成物に 中空粒子Ａの代わりに中空粒子Ｂ（積水化学社製 商品名：ＥＨＭ３０３ 粒子径２４〜３４μｍ）をベースエラストマー１００質量部に対して１０質量部配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例５とした。
【００３９】
＜実施例６＞
未架橋エラストマー組成物に、中空粒子Ａの代わりに中空粒子Ｃ（積水化学社製 商品名：ＥＭＳ−０２２ 粒子径２５〜３５μｍ）をベースエラストマー１００質量部に対して１０質量部配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例６とした。
【００４０】
＜実施例７＞
未架橋エラストマー組成物に配合した中空粒子Ａの配合量を２０質量部としたことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例７とした。
【００４１】
＜実施例８＞
未架橋エラストマー組成物に、中空粒子Ａの代わりに中空粒子Ｄ（日本フィライト社製 商品名：０９２−１２０ 粒子径２８〜３８μｍ）をベースエラストマー１００質量部に対して１０質量部配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例８とした。
【００４２】
＜実施例９＞
未架橋エラストマー組成物に、中空粒子Ａの代わりに中空粒子Ｅ（和信化学工業社製 商品名：ワシンマイクロカプセル 粒子径２〜５μｍ）をベースエラストマー１００質量部に対して１０質量部配合したことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを実施例９とした。
【００４３】
＜比較例＞
未架橋エラストマー組成物に中空粒子を配合していないことを除いて実施例１と同一構成のＶリブドベルトを作製し、これを比較例とした。
【００４４】
【表１】
【００４５】
（試験評価方法）
＜ベルト曲げ弾性率＞
実施例１〜９及び比較例のそれぞれについて、ＪＩＳ Ｋ６９１１に準じ、長さ８０ｍｍ、幅１０ｍｍ及び厚さ４ｍｍのテストピースを切り出し、支点間距離６０ｍｍ及び荷重速度２ｍｍ／ｍｉｎとしてベルト曲げ弾性率を計測した。
【００４６】
＜ベルト耐久走行試験＞
図５は、ＶリブドベルトＢの耐久評価用のベルト走行試験機５０のプーリレイアウトを示す。
【００４７】
このベルト走行試験機５０は、上下に配設されたプーリ径１２０ｍｍの大径のリブプーリ（上側が従動プーリ、下側が駆動プーリ）５１，５２と、それらの上下方向中間の右方に配されたプーリ径４５ｍｍの小径のリブプーリ５３とからなる。小径のリブプーリ５３は、ベルト巻き付け角度が９０°となるように位置付けられている。
【００４８】
実施例１〜９及び比較例のそれぞれのＶリブドベルトＢについて、３つのリブプーリ５１〜５３に巻き掛けると共に、８３４Ｎのセットウェイトが負荷されるように小径のリブプーリ５３を側方に引っ張り、雰囲気温度２３℃の下で駆動プーリである下側のリブプーリ５２を４９００ｒｐｍの回転速度で回転させるベルト走行試験を実施した。そして、リブ表面にクラックが発生するまでの時間を計測した。
【００４９】
＜セル状凹孔の平均孔径＞
実施例１〜９のそれぞれについて、リブ先端表面及びリブ側面表面のそれぞれを光学顕微鏡観察し、それぞれの表面の５０〜７０個のセル状凹孔の開口径を測定して、その平均値を平均孔径とした。
【００５０】
＜動摩擦係数変化＞
図６は、ＶリブドベルトＢの動摩擦係数測定装置６０の構成を示す。
【００５１】
この動摩擦係数測定装置６０は、縦壁に取付固定されたロードセル６１と、その側方に設けられたリブプーリ６２とからなる。
【００５２】
実施例１〜９及び比較例のそれぞれのＶリブドベルトＢについて、長さ１１７０ｍｍの短冊状のテストピースを切り出し、その一端をロードセル６１に固定すると共に水平に延ばしてリブプーリ６２に巻き掛け、他端に１．７５ｋｇのウエイト６３を吊り下げて１７．２Ｎの荷重を負荷し、その状態でロードセル６１を引っ張る方向にリブプーリ６２を２０ｒｐｍの回転数で回転させた。回転開始から１分後にリブプーリ６２上に１２０ｍｌ／ｍｉｎの量の水を滴下し、動摩擦係数の時間的変化を計測した。そして、ドライ状態での動摩擦係数とウエット状態での動摩擦係数との差を求めた。なお、動摩擦係数は、下記式に基づいて算出した。
【００５３】
【数１】
【００５４】
＜被水後の音圧＞
実施例１〜９及び比較例のそれぞれのＶリブドベルトについて、回転変動が大きく、しかも負荷が大きい自動車エンジンの補機駆動用ベルト伝動装置に取り付け、アイドリング状態でＶリブドベルトに１２０ｍｌ／ｍｉｎの量の水を滴下し、そのときの音圧を測定した。そして、９０ｄＢ以上を「大」、８０ｄＢ以上９０ｄＢ未満を「中」、７５ｄＢ以上８０ｄＢ未満を「小」、７０ｄＢ以上７５ｄＢ未満を「微小」、７０ｄＢ未満を「無し」と評価した。なお、測定をアイドリング状態で行ったのは、音の発生がエンジンの低回転時に最も顕著となるからである。
【００５５】
（試験評価結果）
試験評価の結果を表１に示す。
【００５６】
これによると、中空粒子が配合されたエラストマー組成物で形成され、リブ表面に多数のセル状凹孔が形成されたリブゴム層を有する実施例１〜９は、中空粒子が配合されていないエラストマー組成物で形成され、リブ表面にセル状凹孔が形成されていないリブゴム層を有する比較例と比べて、被水後の音圧が高いことが分かる。これは、比較例では、ウエット状態からドライ状態への状態の変化が急激に不連続に起こるので、ベルトの周方向に沿ってウエット状態の部分とドライ状態の部分とが混在することとなり、ベルトとプーリとの間の滑りと密着とを交互に繰り返すスティック−スリップ現象が生じて異音を発するのに対し、実施例１〜９では、ベルトとプーリとの間に介在する水がセル状凹孔に取り込まれた後に外部に排水されて速やかに除去され、ウエット状態からドライ状態に連続的に状態が変化するので、ウエット状態の部分とドライ状態の部分とが混在することなくベルトが周方向に沿って状態が均一となり、スティック−スリップ現象の発生を抑えることができるためではないかと推測される。
【００５７】
また、実施例１〜９は、比較例と比べて、被水後の動摩擦係数の低下が小さいことが分かる。これも、実施例１〜９では、ベルトとプーリとの間に介在する水がセル状凹孔に取り込まれた後に外部に排水されて速やかに除去されることによるものであると考えられる。
【００５８】
中空粒子Ａの配合量を変量した実施例１〜４及び実施例７を比較すると、ベースエラストマー１００質量部に対する配合量が１質量部以上１５質量部未満の範囲では、配合量が多くなるに従って被水後の音圧も低くなっているが、配合量が１５質量部以上になると徐々に音圧が高くなる傾向があるのが分かる。また、被水後の動摩擦係数の低下傾向もそれに対応するものであることが分かる。従って、中空粒子の配合量としては、ベースエラストマー１００質量部に対して１質量部以上１５質量部未満とすることが好ましい。
【００５９】
また、実施例１〜４及び実施例７を比較すると、ベースエラストマー１００質量部に対する配合量が多くなるに従って、ベルト曲げ剛性が低くなっているのが分かる。これは、中空粒子によってリブゴム層の内部に形成される中空部がベルト曲げ剛性を低下させる因子となるため、中空粒子の配合量が多いほど中空部の占有体積が高くなり、ベルト曲げ剛性をより大きく低下させるためであると考えられる。
【００６０】
さらに、実施例１〜４では、ベルト曲げ剛性が低くなるに従ってベルト走行耐久性が向上しているものの、実施例７では、ベルト曲げ剛性が実施例１〜４よりもさらに低いにも関わらずベルト走行耐久性が低下しているのが分かる。これは、実施例７では、中空粒子の配合量が多いためにリブゴム層の中空部間及びセル状凹孔間の距離が実施例１〜４に比べて短く、それらの間でクラックが発生し易くなるためであると考えられる。
【００６１】
中空粒子の種類のみが異なる実施例３、５、６、８、及び９を比較すると、中空粒子Ｅ，Ａ、Ｂ、及びＤの順にセル状凹孔の平均孔径が大きく、これが大きいほどベルト曲げ剛性が低く、また、中空粒子Ｅの実施例９と中空粒子Ａの実施例３とで僅かに逆転しているものの、ベルト走行耐久性が高い傾向が伺われる。しかしながら、一方、セル状凹孔の平均孔径が大きいほど被水後の音圧が高いことが分かる。また、被水後の動摩擦係数の低下傾向もそれに対応するものであることが分かる。これらの結果に基づけば、被水後の音圧を低く抑えるという観点からは、セル状凹孔の平均孔径が３〜３０μｍであることが望ましいと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、ベルト本体の少なくともプーリ接触部分がエラストマー組成物で形成された摩擦伝動ベルト及びその製造方法について有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト本体の少なくともプーリ接触部分が、中空粒子が配合されたエラストマー組成物で形成された摩擦伝動ベルトであって、
上記ベルト本体のプーリ接触部分は、プーリ接触表面に、エラストマー組成物に配合された中空粒子の一部が切除されて構成された多数のセル状凹孔が形成されていることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
【請求項２】
請求項１に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
上記セル状凹孔は、平均孔径が３〜６０μｍであることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
【請求項３】
請求項２に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
上記セル状凹孔は、平均孔径が３〜３０μｍであることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
【請求項４】
請求項１に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
上記ベルト本体がＶリブドベルト本体であることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
【請求項５】
請求項１に記載された摩擦伝動ベルトの製造方法であって、
中空粒子が配合されたエラストマー組成物を加熱成形することによりベルト本体前駆体を形成するステップと、
上記形成されたベルト本体前駆体を切削して、エラストマー組成物に配合された中空粒子の一部が切除されることにより多数のセル状凹孔がプーリ接触表面に構成されたプーリ接触部分を形成するステップと、
を備えたことを特徴とする摩擦伝動ベルトの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載された摩擦伝動ベルトの製造方法において、
上記エラストマー組成物を、ベースエラストマー１００質量部に対して上記中空粒子が１質量部以上１５質量部未満配合されたものとすることを特徴とする摩擦伝動ベルトの製造方法。
【請求項１】
ベルト本体の少なくともプーリ接触部分が、中空粒子が配合されたエラストマー組成物で形成された摩擦伝動ベルトであって、
上記ベルト本体のプーリ接触部分は、プーリ接触表面に、エラストマー組成物に配合された中空粒子の一部が切除されて構成された多数のセル状凹孔が形成されていることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
【請求項２】
請求項１に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
上記セル状凹孔は、平均孔径が３〜６０μｍであることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
【請求項３】
請求項２に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
上記セル状凹孔は、平均孔径が３〜３０μｍであることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
【請求項４】
請求項１に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
上記ベルト本体がＶリブドベルト本体であることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
【請求項５】
請求項１に記載された摩擦伝動ベルトの製造方法であって、
中空粒子が配合されたエラストマー組成物を加熱成形することによりベルト本体前駆体を形成するステップと、
上記形成されたベルト本体前駆体を切削して、エラストマー組成物に配合された中空粒子の一部が切除されることにより多数のセル状凹孔がプーリ接触表面に構成されたプーリ接触部分を形成するステップと、
を備えたことを特徴とする摩擦伝動ベルトの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載された摩擦伝動ベルトの製造方法において、
上記エラストマー組成物を、ベースエラストマー１００質量部に対して上記中空粒子が１質量部以上１５質量部未満配合されたものとすることを特徴とする摩擦伝動ベルトの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１０２６４１（Ｐ２０１１−１０２６４１Ａ）
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６９５１５（Ｐ２０１０−２６９５１５）
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【分割の表示】特願２００７−５４３６３３（Ｐ２００７−５４３６３３）の分割
【原出願日】平成１９年７月９日（２００７．７．９）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【分割の表示】特願２００７−５４３６３３（Ｐ２００７−５４３６３３）の分割
【原出願日】平成１９年７月９日（２００７．７．９）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
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