JP4594497B2

JP4594497B2 - V belt for high load transmission

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Publication number: JP4594497B2
Application number: JP2000195686A
Authority: JP
Inventors: 茂樹奥野
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2020-06-29
Also published as: JP2002013594A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高負荷伝動用Ｖベルトに関し、特に、張力帯の長手方向に多数のブロックが連続して装着された高負荷伝動用Ｖベルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の高負荷伝動用Ｖベルトは、例えば無段変速機の分野で使用されている。この無段変速機は、それぞれ固定シーブ及び可動シーブからなる駆動側と従動側の少なくとも２つの変速プーリ間に、上記高負荷伝動用Ｖベルトを巻き掛けて構成されている。この高負荷伝動用Ｖベルトは、例えば実開平６−６９４９０号公報に示されているように、硬質ゴム製の保形ゴム層の中に心線を通した構成のエンドレスの張力帯に、多数のブロックを該張力帯の長手方向に連続するように固定して構成されている。
【０００３】
上記ブロックは、ベルト幅方向に延びる上側ビームと、上側ビームよりも幅の狭い下側ビームと、両ビームの左右中央部同士を上下に接続するセンターピラーとから、略Ｈ字状に形成されている。そして、上記張力帯は、ブロックの上側ビームと下側ビームの間に、上記センターピラーの両側から挿入することにより該センターピラーと当接するように装着されている。
【０００４】
この種のＶベルトでは、その曲易さを確保するために、各ブロックを張力帯に対して接着することは行わず、ブロックの上下のビームに形成した凸部と張力帯の上下の面に形成した凹部を係止させるように構成されている。そして、ブロックと張力帯をこのように物理的な係止状態（噛合状態）により固定して、張力帯と各ブロックとの間で動力の授受を行うようにしている。
【０００５】
一方、上記Ｖベルトでは、例えば、張力帯の噛合厚さ（上表面と下表面との間隔）をブロックの噛合隙間（上側ビームと下側ビームとの間隔）よりも大きく設定して、張力帯が厚さ方向に圧縮された状態でブロックの嵌合部に挿入嵌合されるように、締め代が設けられる。そして、ベルト組み立て時にブロックに張力帯を圧入することで生じる初期締め代によって張力帯とブロックとの間のガタを必要な水準に保ち、騒音の上昇、ブロックの摩耗、及び心線の疲労を抑制するようにしている。
【０００６】
さらに、例えば、張力帯に各ブロックの側面から１００μｍ程度突出するように出代を設けて、この出代によってプーリへのブロックの進入衝撃等を緩和し、ベルト走行時の低騒音化を図ることがある。つまり、ブロック側面と張力帯側面との両方がプーリ溝面と接触するようにしてプーリからの側圧をブロックと張力帯とで分担して受けることで、ブロックがプーリ溝に突入する際の衝撃を張力帯の側部の出代により緩和し、ブロックと張力帯の間でがたつきを発生しにくくして、騒音の発生も緩和している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高負荷伝動を可能にし、かつ張力帯の心線の疲労を低減するため、ゴム架橋物の弾性率はある程度高くする必要があり、このため、張力帯の保形ゴム層には、従来よりメタクリル酸亜鉛で強化された水素添加ニトリルゴムがよく用いられている。また、弾性率を高くするために、保形ゴム層のメタクリル酸亜鉛量を通常は４０質量％以上にしている。
【０００８】
一方、メタクリル酸亜鉛量を上述した割合で（４０質量％以上）含む従来の保形ゴム層は、弾性率に関する条件は満たすものの、圧縮永久歪が大きい。このため、ベルトの走行過程において、時間の経過とともに、張力帯の係止部のへたり（老化）が生じやすい。その結果、張力帯とブロックとのかみ合いがルーズになってブロックのがたつきが生じ、それが原因で張力帯の心線の疲労が生じやすくなったり、ブロックの揺動によって騒音が大きくなったりする場合があった。
【０００９】
また、従来の材料ではゴム架橋物の耐熱性が低いため、ベルトの走行中、比較的早期に保形ゴム層のクラックが発生しやすく、その結果、心線の疲労・切断が生じやすくなってしまうという欠点もあった。
【００１０】
なお、上記締め代や出代を大きくすると、ブロックのがたつきが小さくなり、比較的長期に亘って騒音の発生を抑制できると考えられる。しかし、この場合には摩擦抵抗が大きくなるために、特にベルトがプーリに馴染んでいない走行初期の発熱が大きくなることがある。さらに、この場合でも、時間の経過とともに張力帯が摩耗して出代が小さくなると、騒音が大きくなってしまう。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的とするところは、高負荷伝動用Ｖベルトにおける張力帯の弾性率を確保しながらへたり（老化）を抑えることであり、それによって、心線の疲労を防止して耐久性を高め、発熱や騒音も抑えられるようにすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、保形ゴム層の弾性率と圧縮永久歪を所定の範囲内に特定するようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
具体的に、本発明が講じた第１の解決手段は、保形ゴム層の内部に心線を埋設してなる張力帯と、該張力帯に噛合して係止することによりベルト長さ方向に並んだ複数のブロックとから構成された高負荷伝動用Ｖベルトを前提としている。そして、保形ゴム層のベルト長さ方向の貯蔵弾性率を、温度１００℃、静荷重０．２９ＭＰａ、動歪１％、周波数１０Ｈｚ、引っ張りモードの条件で、６０ＭＰａ以上で８５ＭＰａ以下とし、かつ、圧縮率１０％、温度１２０℃の条件で２４時間後の圧縮永久歪を６０％以下としたものである。また、保形ゴム層は、金属塩モノマーで強化された水素添加ニトリルゴムからなるとともに、水素添加ニトリルゴムと金属塩モノマーの合計１００質量％あたり、水素添加ニトリルゴムを６５質量％以上、７５質量％以下の割合で含有し、かつ、水素添加ニトリルゴムと金属塩モノマーの合計１００質量部あたり、酸化亜鉛を２０質量部以上、４０質量部以下の割合で含有している。
【００１４】
また、本発明が講じた第２の解決手段は、上記第１の解決手段において、水素添加ニトリルゴムのムーニー粘度を１２０ＭＬ１＋４（１００℃）以上で２００ＭＬ１＋４（１００℃）以下としたものである。
【００１５】
また、本発明が講じた第３の解決手段は、上記第１または第２の解決手段において、金属塩モノマーをアクリル酸亜鉛またはメタクリル酸亜鉛としたものである。
【００１６】
また、本発明が講じた第４の解決手段は、上記第２または第３の解決手段において、保形ゴム層を、カーボンブラック、シリカ、及び炭酸カルシウム・タルクよりなる群から選択される少なくとも１種の充填材により補強するようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施形態に係る高負荷伝動用ＶベルトＢを示し、このベルトＢは、左右１対のエンドレスの張力帯１，１と、この張力帯１，１にベルト長手方向に連続して係止した多数のブロック１０，１０，…とから構成されている。図２及び図４に拡大して示すように、各張力帯１は、硬質ゴムからなる保形ゴム層２の内部に、スパイラル状にしたアラミド繊維（組紐）等の高強度高弾性率の心線３が配置されて埋設されたもので、この各張力帯１の上面には各ブロック１０に対応してベルト幅方向に延びる一定ピッチの溝状の上側凹部４，４，…が、また下面には上記上側凹部４，４，…に対応してベルト幅方向に延びる一定ピッチの下側凹部５，５，…がそれぞれ形成されている。また、張力帯１の上下表面には、クラックの発生を防止することや、耐摩耗性を向上させることなどを目的として、帆布６，６が一体的に接着されている。
【００１９】
上記保形ゴム層２を構成する硬質ゴムは、メタクリル酸亜鉛やアクリル酸亜鉛などの金属塩モノマーで強化された水素添加ニトリルゴムで、それに補強を目的として有機短繊維７，７，…を全体に混入して強化することで、耐熱性に優れかつ永久変形し難い硬質ゴムとされたものが用いられている。このように、上記保形ゴム層２のゴムを、メタクリル酸亜鉛で強化された水素添加ニトリルゴムとすることで、硬質で耐摩耗性に優れた保形ゴム層２用のゴムが得られる。また、上記硬質ゴムには、ＪＩＳ−Ｃ硬度計で測定したときに７５°以上のゴム硬度のものが用いられる。
【００２０】
なお、上記有機短繊維７は、例えば６，６ナイロン繊維、６ナイロン繊維、４，６ナイロン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維等、保形ゴム層２のゴムよりもプーリ溝面（図示せず）との摩擦係数が低い短繊維で、ベルト幅方向に配向されている。また、心線３に対するゴムのグリップ力を高め、張力帯１の耐久性を向上させるとともに、プーリからの側圧を張力帯１が分担するように幅方向に高いゴム弾性率を与える必要があるときには、上記ナイロン繊維に加えてさらにアラミド繊維やＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維等を併用するのが好ましい。
【００２１】
そして、上記保形ゴム層２と心線３及び各帆布６とは、その心線３及び各帆布６に対する適切な接着処理により、ゴムの架橋時に強固に接着されて一体化されている。
【００２２】
本実施形態の特徴として、保形ゴム層２は、ベルト長さ方向（ポリマー鎖の配向方向と直角をなす方向）の貯蔵弾性率が、温度１００℃、静荷重０．２９ＭＰａ、動歪１％、周波数１０Ｈｚ、引っ張りモードの条件（Rheometrics 社製ＲＳＡIIによる）において、６０ＭＰａ以上で８５ＭＰａ以下であり、かつ、圧縮率１０％、温度１２０℃の条件で２４時間後の圧縮永久歪（ＪＩＳＫ６２６２に準ずる）が６０％以下であるように設定されている。
【００２３】
また、保形ゴム層２は、上述したようにアクリル酸亜鉛またはメタクリル酸亜鉛（金属塩モノマー）で強化された水素添加ニトリルゴムからなり、該水素添加ニトリルゴムのムーニー粘度は、好ましくは１２０ＭＬ１＋４（１００℃）以上で２００ＭＬ１＋４（１００℃）以下に設定される。
【００２４】
また、保形ゴム層２は、上記金属塩モノマーを２０質量％以上で３５質量％以下の割合で含むポリマーを成分とするゴム組成物により構成することが好ましい。さらに、保形ゴム層２は、カーボンブラック、シリカ、及び炭酸カルシウム・タルクよりなる群から選択される少なくとも１種の充填材により補強されていることが好ましい。また、保形ゴム層２は、金属塩モノマーで強化された水素添加ニトリルゴム１００質量部あたり、酸化亜鉛を２０質量部以上かつ４０質量部以下の割合で含有していることが好ましい。
【００２５】
一方、図２及び図３に拡大して示すように、各ブロック１０は、ベルト幅方向左右側部に上記各張力帯１を幅方向から着脱可能に嵌装するための切欠き状の嵌合溝１１，１１を有するとともに、この嵌合溝１１を除いた左右側面にプーリ溝面と当接する当接部１４，１４を有している。そして、この各ブロック１０の嵌合溝１１，１１にそれぞれ張力帯１，１を嵌合させることで、ブロック１０，１０，…が張力帯１，１にベルト長手方向に連続的に噛合して係止している。
【００２６】
具体的に、上記各ブロック１０における各嵌合溝１１の上壁面には、上記張力帯１の上面の各上側凹部４に噛合する凸条からなる上側凸部１２が、また嵌合溝１１の下壁面には、張力帯１の下面の各下側凹部５に噛合する凸条からなる下側凸部１３が、それぞれ互いに平行に配置されて形成されている。そして、この各ブロック１０の上下の凸部１２，１３をそれぞれ張力帯１の上下の凹部４，５に噛合させることで、ブロック１０，１０，…が張力帯１，１にベルト長手方向に係止している。
【００２７】
上記各ブロック１０は、基本的に硬質樹脂である熱硬化性フェノール樹脂材料から形成されているが、図２等に示すように、その内部にはブロック１０の厚さ方向の略中央に位置するように軽量アルミニウム合金等からなる高強度、高弾性率の補強部材１５が埋設されている。この補強部材１５は、例えば上下の凸部１２，１３（張力帯１との噛合部）や左右側面の当接部１４，１４（プーリ溝面との接触部）では硬質樹脂中に埋め込まれてブロック１０表面に顕れないが（つまり、これらの部分は硬質樹脂からなっている）、その他の部分ではブロック１０の表面に露出していてもよい。
【００２８】
補強部材１５は、ベルト幅方向（左右方向）に延びる上側及び下側ビーム１５ａ，１５ｂと、これら両ビーム１５ａ，１５ｂの左右中央部同士を上下に接続するセンターピラー１５ｃとからなっていて、略Ｈ字状に形成されている。そして、この補強部材１５を熱硬化性フェノール樹脂中にインサートしてブロック１０が成形され、さらに、必要により各種の成形加工が追加されてブロック１０の強度が高められている。
【００２９】
さらに、予め、上記硬質ゴムからなる張力帯１の上下の凹部４，５間の噛合厚さｔ２、つまり図４に示す上側凹部４の底面（詳しくは上側帆布６の上表面）と該上側凹部４に対応する下側凹部５の底面（同下側帆布６の下表面）との間の距離が、ブロック１０の噛合隙間ｔ１、つまり図３に示す各ブロック１０の上側凸部１２下端と下側凸部１３上端との間の距離よりも例えば０．０３〜０．１５ｍｍ程度だけ若干大きく（ｔ２＞ｔ１）設定されている。このため、張力帯１への各ブロック１０の組付時に張力帯１がブロック１０により厚さ方向に圧縮されて組み付けられ、このことで締め代ｔ２−ｔ１（ブロック１０に対する張力帯１の初期圧入代）が設けられている。
【００３０】
また、図２に示すように、ベルトＢの左右両側のプーリ接触面において、張力帯１におけるベルト幅方向外側の側面１ａが、各ブロック１０の樹脂からなる当接部１４，１４の面よりも若干（例えば０．０３〜０．１５ｍｍ）突出している。そして、このことにより、各張力帯１の外側側面１ａと各ブロック１０の左右側面である当接部１４との双方がプーリ溝面に接触するように、張力帯１についての出代Δｄが設けられている。
【００３１】
この出代Δｄは、ベルトＢが組み立てられたときにブロック１０の側面の当接部１４から張力帯１の側面１ａを意図的にはみ出させるように設けたもので、張力帯１のピッチ幅（心線３を通る平面上での幅）を、ブロック１０の噛合部である嵌合溝１１の挿入ピッチ幅（嵌合溝１１に嵌合された張力帯１の心線３の位置での溝深さ）に対して調整することで自由に変えられる。各張力帯１は各ブロック１０の嵌合溝１１に対し圧入して挿入され、この圧入を完全にするためには、ベルトＢが実際の使用時にプーリから受ける力以上の力で張力帯１を圧入する必要がある。この出代Δｄは、組立後にベルトＢの左右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。
【００３２】
そして、各張力帯１の側面１ａが各ブロック１０の側面の当接部１４よりも突出して出代Δｄが形成されているので、この張力帯１の側面１ａがブロック１０の側面の当接部１４と共にプーリ溝面と接触してプーリからの側圧をブロック１０と張力帯１とが分担して受けることとなり、各ブロック１０がプーリ溝に突入する際の衝撃が張力帯１の側部により緩和される。
【００３３】
【実施例】
次に、具体的な実施例について説明する。高負荷伝動用Ｖベルトは、ベルト角度を２６度、ベルトピッチ幅を２５mm、ブロックピッチ（ベルト長さ方向）を３mm、ブロックの厚さを２．９５mm、ベルトの長さを６１２mmとした。
【００３４】
そして、張力帯に用いるゴムは、下記の表１に示す基本配合とした。つまり、ベルトの張力帯のマトリックスゴムとして、２種類の水素添加ニトリルゴムから一つを選択し、該水素添加ニトリルゴムはメタクリル酸亜鉛またはアクリル酸亜鉛で強化されたものとした。また、該ゴムには所定量の酸化亜鉛と、炭酸カルシウム、シリカ、カーボンブラック（これらは１種以上を適当に組み合わせて使用すればよい）よりなる充填材と、老化防止剤、硫黄、パーオキサイドを配合した。このゴムに対し、ナイロン短繊維とアラミド短繊維を表１の割合でそれぞれ加えて混練りし、短繊維強化ゴムを準備した。これをカレンダーで圧延して短繊維を圧延方向に配向させた。そして、このゴムシートを用いて、ベルト幅方向が短繊維の配向方向になるように、張力帯を所定の形状に加工した。
【００３５】
【表１】

【００３６】
なお、上記の表１において、水素添加ニトリルゴム(1)のムーニー粘度は８５ＭＬ１＋４（１００℃）であり、水素添加ニトリルゴム(2)のムーニー粘度は１２０ＭＬ１＋４（１００℃）である。また、配合量はメタクリル酸亜鉛またはアクリル酸亜鉛で強化された水素添加ニトリルゴム１００質量部に対する割合を示している。
【００３７】
一方、ブロックは、厚さが２mmの軽量高強度アルミニウム合金からなる補強材をフェノール樹脂中にインサート成形して作製し、この成形後に熱処理を行って樹脂の物性が所定値となるようにした。
【００３８】
そして、実施例及び比較例として、水素添加ニトリルゴム(1)または水素添加ニトリルゴム(2)を、所定量のメタクリル酸亜鉛またはアクリル酸亜鉛で強化したゴムに、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、シリカ、カーボンブラックを異なる割合で配合し、実施例及び参考例と比較例の張力帯を作成した。具体的には、各実施例及び参考例は下記表２〜表４に示す配合とし、各比較例は下記表５，６に示す配合とした。
【００３９】
【表２】

【００４０】
【表３】

【００４１】
【表４】

【００４２】
【表５】

【００４３】
【表６】

【００４４】
また、この張力帯と上記ブロックとを組み合わせたベルトにより耐久走行試験を行った。なお、張力帯とブロックの初期締め代は、各実施例、参考例及び比較例とも、0.07mmとした。
【００４５】
走行試験は、比較例、実施例及び参考例のベルトのそれぞれについて、図５に示す耐熱試験装置を用いて行い、ベルトの走行時の耐久性を測定した。図５（ａ）は耐熱試験装置を上側から、図５（ｂ）は前側からそれぞれ見た概略断面図である。この耐熱試験装置は、前面上部の左右略中央位置に直径４０ｍｍの熱風入口２０ａが、上面の左側端部に直径９０ｍｍの熱風出口２０ｂがそれぞれ開口した耐熱ボックス２０を有している。この耐熱ボックス２０内の左側部（熱風出口２０ｂ側）には駆動軸２１に設けたピッチ円直径１２６．４３ｍｍの駆動プーリ２２が、また右側部には従動軸２３に設けたピッチ円直径７０．８ｍｍの従動プーリ２４が、互いに軸間距離１４８．５ｍｍを離して配置されている。そして、これら両プーリ２２，２４間に各実施例及び比較例の各ベルトＢを巻き架け、耐熱ボックス２０内に熱風入口２０ａから熱風を送ってそれを熱風出口２０ｂから排出させながら、各ベルトＢを下記表７の条件で走行させた。
【００４６】
【表７】

【００４７】
そして、各ベルトＢについて、１００時間走行後の締め代、温度、騒音を測定した。具体的に、ベルトＢの温度は、張力帯の側面を１００時間走行後に非接触温度計で測定した。
【００４８】
また、騒音については、上記耐熱試験装置（図５参照）でのベルトの走行を１００時間走行後に止めてベルトを取り外し、図６に示す騒音試験装置で計測した。図６（ａ）は騒音試験装置を上側から、図６（ｂ）は前側からそれぞれ見た図である。この騒音試験装置の左側には、駆動軸３１に設けたピッチ円直径５０．７ｍｍの駆動プーリ３２が、また右側には従動軸３３に設けたピッチ円直径１１３．３ｍｍの従動プーリ３４がそれぞれ軸間距離１７４．４ｍｍの間隔で配置されている。そして、これら両プーリ３２，３４間に各ベルトＢを巻き架けて、駆動プーリ３２を２５００ｒｐｍで回転させてベルトＢを走行させ、そのときに駆動軸３１の中心から５０ｍｍで手前側に１００ｍｍ離れた測音位置Ｐでの騒音をマイクロフォン等により測定した。なお、この騒音特性試験の具体的な条件は、下記表８に詳しく示している。
【００４９】
【表８】

【００５０】
なお、騒音の測定結果は、比較例１での騒音値（ｄＢ）に対する各例での騒音値の割合を百分率で表し、相対値とした。さらに、上記耐久走行試験は、騒音の測定後も継続し、張力帯の保形ゴム層にクラックが発生した時間と、ベルトが切断した時間とを測定した。
【００５１】
以上の試験による測定結果を、上記表２〜表６に、各例の架橋ゴムの物性と併せて示している。なお、物性値のうち、熱老化破断伸び残留率はＪＩＳＫ６２５７，Ｋ６２５０，Ｋ６２５１に準じ、ダンベル状３号型、引っ張り速度５００mm/min、測定温度：２５℃、老化条件：１５０℃、１６８時間とした。
【００５２】
この結果から分かるように、実施例及び参考例はいずれも弾性率、圧縮永久歪、耐熱老化性のバランスがよいため、走行後も締め代が所定レベルに維持され、ブロックの固定度が高い。また、騒音が平均的に小さくてクラックも発生しにくく、ベルトの耐久性に優れている。
【００５３】
具体的には、比較例１〜４において、弾性率が極端に高いためにゴムクラックが早期に発生し（特に比較例１，２）、比較例５〜１４において、弾性率が低いために心線疲労によるベルト切断が早期に起こっているのに対し、各実施例及び参考例では、弾性率を６０〜８５ＭＰａとしているので、心線疲労によるベルトの切断が平均して生じにくく、ゴムクラックも長期間生じにくい（特に実施例３〜１８）。
【００５４】
また、参考例１，２において、水素添加ニトリルゴム(2)（ムーニー粘度：１２０）を用いているのに対し、比較例３，４は水素添加ニトリルゴム(1)（ムーニー粘度：８５）を用いている点が異なり、その他の配合は参考例１，２と同じである。そして、比較例３，４では圧縮永久歪の値が高いために張力帯のへたりが大きく、ベルト走行後の締め代がルーズになって騒音も大きいのに対し、参考例１，２ではムーニー粘度が高いために、圧縮永久歪を６０％にまで抑えて張力帯のへたりを小さくすることができる。したがって、ムーニー粘度を１２０以上にすれば、ベルト走行後の締め代が参考例３，４ほどルーズにはならず、騒音を抑えられることが分かる。
【００５５】
一方、参考例３がメタクリル酸亜鉛を３５質量％含むのに対して、比較例１，３はメタクリル酸亜鉛をそれぞれ５０質量％と４０質量％含んでいる。また、実施例４〜６と参考例８〜１２がメタクリル酸亜鉛またはアクリル酸亜鉛（金属塩モノマー）を２５質量％含むのに対して、比較例７〜１４はメタクリル酸亜鉛またはアクリル酸亜鉛を１５質量％含んでいる。そして、実施例４〜６及び参考例８〜１２と比較例７〜１４を比べると分かるように、各比較例７〜１４のように金属塩モノマーの配合量が少ないと弾性率が低下し、心線の早期疲労が原因でベルト切断時間が短いのに対し、各実施例４〜６及び参考例８〜１２では心線疲労による切断が生じにくくなる。また、比較例１，３あるいは比較例２，４から分かるように、金属塩モノマーの配合量が多いと圧縮永久歪が大きくなり、締め代がルーズになって騒音も大きくなるのに対し、実施例３などでは圧縮永久歪を適度に抑えて締め代を所定レベルに維持し、騒音を抑えられる。
【００５６】
なお、比較例７〜１４において弾性率をあるレベルまで高めようとすると、充填材を必要以上に多く配合する必要があり、その結果、ゴムのクラックが発生しやすくなり、ベルトが切断しやすくなってしまう。
【００５７】
また、例えば参考例３と実施例１〜３、あるいは参考例８と実施例４〜６を比較すれば分かるように、酸化亜鉛を１０質量部配合していたものに対して２０〜４０質量部配合するようにすると、熱老化破断伸び残留率が高くなる。つまり、実施例１〜３や実施例４〜６では参考例３や参考例８よりも耐熱性が向上し、クラックが発生しにくくなるため、ベルトの耐久性を高めることができる。なお、酸化亜鉛が少なすぎると耐熱性が十分に高められず、多すぎると耐クラック性が低下するので、実施例１〜３や実施例４〜６のように酸化亜鉛は２０〜４０質量部にするとよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、保形ゴム層のベルト長さ方向の貯蔵弾性率を所定の範囲（６０〜８５ＭＰａ）に設定しているので、保形ゴム層の耐クラック性と心線の耐疲労性を両立させることができる。つまり、貯蔵弾性率が上記の範囲よりも低いと心線の屈曲疲労が促進され、該範囲よりも高いと走行早期に保形ゴム層にクラックが発生し、近傍の心線に集中的な応力が作用してベルトが早期に切断してしまうおそれがあるのに対して、このような問題を防止できる。また、保形ゴム層の圧縮永久歪を６０％以下に設定しているので、張力帯のへたりを抑制し、ブロックの固定度を維持して騒音を低減できる。さらに、張力帯のへたりを抑制できることから初期の締め代を小さくすることが可能なり、それによってベルトの発熱を抑えられる。
【００５９】
また、酸化亜鉛の量が少ないと耐熱性が十分に向上せず、多いと架橋ゴムの耐クラック性が低下するのに対して、酸化亜鉛を２０質量部以上で４０質量部以下にすることで、架橋ゴムの耐熱性が向上し、ベルト走行後期のクラック発生を抑えてベルトの耐久性を高めることができる。
【００６０】
また、保形ゴム層の水素添加ニトリルゴムのムーニー粘度を１２０ＭＬ１＋４（１００℃）以上に特定しているので、加硫ゴムの弾性を高め、保形ゴム層のクリープなどによるへたり現象を抑えられる。さらに、ムーニー粘度が高すぎるとゴムの加工性が低下するが、ムーニー粘度を２００ＭＬ１＋４（１００℃）以下に特定しているのでそのような問題も防止できる。
【００６１】
また、金属塩モノマーをアクリル酸亜鉛またはメタクリル酸亜鉛に特定し、充填材をカーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウムに特定したことで、耐久性に優れた保形ゴム層を実用化できる。また、本発明はポリマー中の金属塩モノマーを比較的少ない範囲に特定したものであるが、上記充填材の配合量を適宜調節すれば、保形ゴム層の弾性率が低下しすぎることなく、最適な範囲に設定しつつ、圧縮永久歪みも低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る高負荷伝動用Ｖベルトの斜視図である。
【図２】図１のII−II線拡大断面図である。
【図３】ブロックの拡大側面図である。
【図４】張力帯の拡大側面図である。
【図５】ベルトの耐熱試験装置を示す図である。
【図６】ベルトの騒音試験装置を示す図である。
【符号の説明】
Ｂ高負荷伝動用Ｖベルト
１張力帯
２保形ゴム層
３心線
４上側凹部
５下側凹部
１０ブロック
１１嵌合溝
１２上側凸部
１３下側凸部
１４当接部（ブロック側面）
１５補強部材
ｔ１ブロックの噛合隙間
ｔ２張力帯の上下凹部間の噛合厚さ
ｔ２−ｔ１締め代
Δｄ出代[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-load transmission V-belt, and more particularly to a high-load transmission V-belt in which a number of blocks are continuously mounted in the longitudinal direction of a tension band.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of high load transmission V-belt has been used in the field of continuously variable transmissions, for example. This continuously variable transmission is configured by winding the high-load transmission V-belt between at least two transmission pulleys, each of which has a fixed sheave and a movable sheave, on the driving side and the driven side. For example, as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-69490, this high load transmission V-belt has many endless tension bands in which a core wire is passed through a shape retaining rubber layer made of hard rubber. These blocks are fixed to be continuous in the longitudinal direction of the tension band.
[0003]
The block is formed in a substantially H shape from an upper beam extending in the belt width direction, a lower beam having a narrower width than the upper beam, and a center pillar that vertically connects the left and right central portions of both beams. Yes. The tension band is mounted between the upper beam and the lower beam of the block so as to come into contact with the center pillar by being inserted from both sides of the center pillar.
[0004]
In this type of V-belt, in order to ensure the bendability, each block is not bonded to the tension band, but on the upper and lower surfaces of the tension band formed on the upper and lower beams of the block. It is comprised so that the formed recessed part may be latched. The block and the tension band are thus fixed in a physically locked state (engaged state), and power is exchanged between the tension band and each block.
[0005]
On the other hand, in the V belt, for example, the tension band meshing thickness (the distance between the upper surface and the lower surface) is set larger than the meshing gap (the distance between the upper beam and the lower beam) of the block, Tightening allowance is provided so that can be inserted and fitted into the fitting portion of the block in a state compressed in the thickness direction. In addition, the initial tightening margin generated by press-fitting the tension band into the block during belt assembly keeps the backlash between the tension band and the block at a necessary level, and suppresses noise increase, block wear, and core fatigue. Like to do.
[0006]
Furthermore, for example, an allowance is provided in the tension band so as to protrude about 100 μm from the side surface of each block, and the allowance of the block to the pulley is mitigated by this allowance to reduce noise during belt running. There is. In other words, both the side of the block and the side of the tension belt are in contact with the pulley groove surface, and the side pressure from the pulley is shared by the block and the tension belt to receive the impact when the block enters the pulley groove. It is mitigated by the allowance at the side of the tension band, making it difficult for rattling to occur between the block and the tension band, and also reducing noise generation.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, it is necessary to increase the elastic modulus of the rubber cross-linked product to some extent in order to enable high load transmission and reduce the fatigue of the core wire of the tension band. Hydrogenated nitrile rubber reinforced with zinc methacrylate is often used. In order to increase the elastic modulus, the amount of zinc methacrylate in the shape retaining rubber layer is usually set to 40% by mass or more.
[0008]
On the other hand, the conventional shape-retaining rubber layer containing the amount of zinc methacrylate in the above-described ratio (40% by mass or more) has a large compression set, although it satisfies the conditions regarding the elastic modulus. For this reason, in the running process of the belt, the sag (aging) of the locking portion of the tension band tends to occur with time. As a result, the engagement between the tension band and the block becomes loose, and the block becomes loose, which can easily cause fatigue of the core wire of the tension band, or noise can be increased by rocking the block. There was a case.
[0009]
In addition, since the heat resistance of crosslinked rubber is low in conventional materials, cracks in the shape-retaining rubber layer tend to occur relatively early during belt running, and as a result, fatigue and cutting of the core wire are likely to occur. There was also a drawback of end.
[0010]
In addition, it is thought that if the tightening allowance and the allowance are increased, the shakiness of the block is reduced, and the generation of noise can be suppressed for a relatively long time. However, in this case, since the frictional resistance is increased, the heat generation at the initial stage of travel when the belt is not familiar with the pulley may be increased. Furthermore, even in this case, noise will increase if the tension band wears over time and the allowance decreases.
[0011]
The present invention was devised in view of such problems, and its object is to suppress sag (aging) while ensuring the elastic modulus of the tension band in the V belt for high load transmission. Therefore, it is to prevent fatigue of the core wire, enhance durability, and suppress heat generation and noise.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is characterized in that the elastic modulus and compression set of the shape-retaining rubber layer are specified within a predetermined range.
[0013]
Specifically, the first solving means taken by the present invention is that a tension band formed by embedding a core wire inside the shape-retaining rubber layer, and a belt length direction by meshing and locking the tension band. It is premised on a V-belt for high load transmission composed of a plurality of blocks arranged in parallel. And the storage elastic modulus in the belt length direction of the shape-retaining rubber layer is set to 60 MPa to 85 MPa under the conditions of a temperature of 100 ° C., a static load of 0.29 MPa, a dynamic strain of 1%, a frequency of 10 Hz, and a tensile mode, and The compression set after 24 hours under the conditions of a compression rate of 10% and a temperature of 120 ° C. is 60% or less. The shape-retaining rubber layer is made of hydrogenated nitrile rubber reinforced with a metal salt monomer, and the hydrogenated nitrile rubber is 65% by mass or more and 75% by mass per 100% by mass of the total of the hydrogenated nitrile rubber and the metal salt monomer. In addition, zinc oxide is contained in a proportion of 20 parts by mass or more and 40 parts by mass or less per 100 parts by mass in total of the hydrogenated nitrile rubber and the metal salt monomer.
[0014]
Moreover, the 2nd solution means which this invention took in the said 1st solution means, Hydrogenation The Mooney viscosity of the nitrile rubber is 120 ML1 + 4 (100 ° C.) or more and 200 ML1 + 4 (100 ° C.) or less.
[0015]
The third solution provided by the present invention is the above first or second solution, wherein the metal salt monomer is zinc acrylate or zinc methacrylate.
[0016]
In addition, a fourth solution provided by the present invention is the above-described second or third solution, wherein the shape-retaining rubber layer is at least one selected from the group consisting of carbon black, silica, and calcium carbonate / talc. It is reinforced with a seed filler.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 shows a high load transmission V-belt B according to an embodiment of the present invention. This belt B is a pair of left and right

endless tension bands

1 and 1, and is continuous with the

tension bands

1 and 1 in the longitudinal direction of the belt. Are constituted by a large number of

blocks

10, 10,. As shown in FIGS. 2 and 4 in an enlarged manner, each tension band 1 has a high strength and high elastic modulus core such as aramid fibers (braids) formed in a spiral shape inside a shape retaining rubber layer 2 made of hard rubber. Lines 3 are arranged and embedded, and the upper surface of each tension band 1 has groove-shaped

upper recesses

4, 4,... Extending in the belt width direction corresponding to the respective blocks 10, and the lower surface. Are formed with lower

pitched recesses

5, 5,... Extending in the belt width direction corresponding to the

upper recesses

4, 4,. In addition,

canvases

6 and 6 are integrally bonded to the upper and lower surfaces of the tension band 1 for the purpose of preventing the occurrence of cracks and improving wear resistance.
[0019]
The hard rubber constituting the shape retaining rubber layer 2 is a hydrogenated nitrile rubber reinforced with a metal salt monomer such as zinc methacrylate or zinc acrylate, and the entire organic

short fibers

7, 7,. A hard rubber that is excellent in heat resistance and hard to be permanently deformed by being mixed and strengthened is used. Thus, the rubber for the shape-retaining rubber layer 2 that is hard and excellent in wear resistance can be obtained by using the hydrogenated nitrile rubber reinforced with zinc methacrylate as the rubber for the shape-retaining rubber layer 2. The hard rubber has a rubber hardness of 75 ° or more when measured with a JIS-C hardness meter.
[0020]
In addition, the organic short fiber 7 is, for example, 6, 6 nylon fiber, 6 nylon fiber, 4, 6 nylon fiber, aramid fiber, polyester fiber, vinylon fiber, etc. Short fibers having a low coefficient of friction with the belt (not shown) and oriented in the belt width direction. Further, when it is necessary to increase the grip force of the rubber against the core wire 3 and improve the durability of the tension band 1 and to give a high rubber elastic modulus in the width direction so that the tension band 1 shares the side pressure from the pulley. In addition to the nylon fiber, it is preferable to use an aramid fiber or a PBO (polyparaphenylene benzobisoxazole) fiber in combination.
[0021]
The shape-retaining rubber layer 2 and the core wire 3 and each canvas 6 are firmly bonded and integrated when the rubber is cross-linked by an appropriate bonding process for the core wire 3 and each canvas 6.
[0022]
As a feature of this embodiment, the shape-retaining rubber layer 2 has a storage elastic modulus in the belt length direction (a direction perpendicular to the polymer chain orientation direction), a temperature of 100 ° C., a static load of 0.29 MPa, and a dynamic strain of 1%. The compression set after 24 hours under conditions of a frequency of 10 Hz and a tensile mode (according to RSAII manufactured by Rheometrics) of 60 MPa to 85 MPa, a compression rate of 10%, and a temperature of 120 ° C. (according to JIS K6262) ) Is set to be 60% or less.
[0023]
The shape-retaining rubber layer 2 is made of hydrogenated nitrile rubber reinforced with zinc acrylate or zinc methacrylate (metal salt monomer) as described above, Hydrogenation The Mooney viscosity of the nitrile rubber is preferably set to 120 ML1 + 4 (100 ° C.) or more and 200 ML1 + 4 (100 ° C.) or less.
[0024]
The shape-retaining rubber layer 2 is preferably composed of a rubber composition containing as a component a polymer containing the metal salt monomer in a proportion of 20% by mass to 35% by mass. Furthermore, the shape-retaining rubber layer 2 is preferably reinforced with at least one filler selected from the group consisting of carbon black, silica, and calcium carbonate / talc. Moreover, it is preferable that the shape-retaining rubber layer 2 contains zinc oxide at a ratio of 20 parts by mass or more and 40 parts by mass or less per 100 parts by mass of the hydrogenated nitrile rubber reinforced with the metal salt monomer.
[0025]
On the other hand, as shown in FIG. 2 and FIG. 3 in an enlarged manner, each block 10 has a notch-like fitting for detachably fitting each tension band 1 from the width direction on the left and right sides of the belt width direction. In addition to the

grooves

11 and 11, the left and right side surfaces excluding the fitting groove 11 have

contact portions

14 and 14 that contact the pulley groove surface. Then, the

tension bands

1, 1 are fitted in the

fitting grooves

11, 11 of the respective blocks 10, so that the

blocks

10, 10,... Continuously mesh with the

tension bands

1, 1 in the belt longitudinal direction. Locked.
[0026]
Specifically, on the upper wall surface of each fitting groove 11 in each block 10, there is an upper convex portion 12 made of a ridge that meshes with each upper concave portion 4 on the upper surface of the tension band 1. On the lower wall surface, lower convex portions 13 made of convex strips meshing with the respective lower concave portions 5 on the lower surface of the tension band 1 are formed in parallel with each other. The upper and lower

convex portions

12 and 13 of each block 10 are engaged with the upper and lower

concave portions

4 and 5 of the tension band 1, respectively, so that the

blocks

10, 10,. It has stopped.
[0027]
Each of the blocks 10 is basically formed of a thermosetting phenol resin material that is a hard resin, and as shown in FIG. 2 and the like, the block 10 is located at the approximate center in the thickness direction of the block 10. As described above, a reinforcing member 15 having a high strength and a high elastic modulus made of a lightweight aluminum alloy or the like is embedded. For example, the reinforcing member 15 is embedded in the hard resin at the upper and lower convex portions 12 and 13 (engagement portion with the tension band 1) and the left and right contact portions 14 and 14 (contact portion with the pulley groove surface). Although it does not appear on the surface of the block 10 (that is, these portions are made of hard resin), other portions may be exposed on the surface of the block 10.
[0028]
The reinforcing member 15 includes upper and

lower beams

15a and 15b extending in the belt width direction (left and right direction), and a center pillar 15c that vertically connects the left and right central portions of both

beams

15a and 15b. It is formed in an H shape. The reinforcing member 15 is inserted into a thermosetting phenol resin to form the block 10, and various molding processes are added as necessary to increase the strength of the block 10.
[0029]
Further, the mesh thickness t2 between the upper and lower

concave portions

4 and 5 of the tension band 1 made of the hard rubber, that is, the bottom surface of the upper concave portion 4 shown in FIG. 4 (specifically, the upper surface of the upper canvas 6) and the upper concave portion. The distance between the bottom surface of the lower concave portion 5 corresponding to 4 (the lower surface of the lower canvas 6) is the meshing gap t1 of the block 10, that is, the lower end of the upper convex portion 12 of each block 10 shown in FIG. For example, the distance is set to be slightly larger by about 0.03 to 0.15 mm (t2> t1) than the distance from the upper end of the side protrusion 13. For this reason, when the blocks 10 are assembled to the tension band 1, the tension band 1 is compressed and assembled by the block 10 in the thickness direction, whereby the tightening margin t2-t1 (the initial press-fitting of the tension band 1 to the block 10 is performed. Is provided.
[0030]
Further, as shown in FIG. 2, on the pulley contact surfaces on both the left and right sides of the belt B, the side surface 1 a on the outer side in the belt width direction of the tension band 1 is more than the surfaces of the

contact portions

14 and 14 made of resin of each block 10 It protrudes slightly (for example, 0.03 to 0.15 mm). Thus, an allowance Δd for the tension band 1 is provided so that both the outer side surface 1a of each tension band 1 and the contact portion 14 that is the left and right side surfaces of each block 10 are in contact with the pulley groove surface. It has been.
[0031]
The allowance Δd is provided so as to intentionally protrude the side surface 1a of the tension band 1 from the contact portion 14 on the side surface of the block 10 when the belt B is assembled. The width on the plane passing through the core wire 3) is the insertion pitch width of the fitting groove 11 that is the engaging portion of the block 10 (the groove at the position of the core wire 3 of the tension band 1 fitted in the fitting groove 11). It can be changed freely by adjusting the depth. Each tension band 1 is inserted by being press-fitted into the fitting groove 11 of each block 10, and in order to complete this press-fitting, the tension band 1 is applied with a force greater than the force that the belt B receives from the pulley during actual use. It is necessary to press fit. The allowance Δd can be easily measured by scanning the left and right side surfaces of the belt B with a tracer (contour shape measuring device) after assembly.
[0032]
Since the side surface 1a of each tension band 1 protrudes beyond the contact portion 14 on the side surface of each block 10 to form the allowance Δd, the side surface 1a of this tension band 1 is the contact portion on the side surface of the block 10. 14 and the pulley groove surface come into contact with each other, and the side pressure from the pulley is received by the block 10 and the tension band 1, and the impact when each block 10 enters the pulley groove is mitigated by the side of the tension band 1 Is done.
[0033]
【Example】
Next, specific examples will be described. The high load transmission V-belt had a belt angle of 26 degrees, a belt pitch width of 25 mm, a block pitch (belt length direction) of 3 mm, a block thickness of 2.95 mm, and a belt length of 612 mm.
[0034]
And the rubber | gum used for a tension belt was made into the basic composition shown in the following Table 1. That is, one of two types of hydrogenated nitrile rubber is selected as the matrix rubber for the belt tension band, Hydrogenation Nitrile rubber was reinforced with zinc methacrylate or zinc acrylate. The rubber includes a predetermined amount of zinc oxide, a filler composed of calcium carbonate, silica, and carbon black (these may be used in an appropriate combination of one or more), an anti-aging agent, sulfur, and peroxide. Was formulated. Nylon short fibers and aramid short fibers were added to the rubber in the proportions shown in Table 1 and kneaded to prepare short fiber reinforced rubber. This was rolled with a calender to orient the short fibers in the rolling direction. Then, using this rubber sheet, the tension band was processed into a predetermined shape so that the belt width direction was the orientation direction of the short fibers.
[0035]
[Table 1]

[0036]
In Table 1, the Mooney viscosity of the hydrogenated nitrile rubber (1) is 85 ML1 + 4 (100 ° C.), and the Mooney viscosity of the hydrogenated nitrile rubber (2) is 120 ML1 + 4 (100 ° C.). Moreover, the compounding quantity has shown the ratio with respect to 100 mass parts of hydrogenated nitrile rubber reinforced with zinc methacrylate or zinc acrylate.
[0037]
On the other hand, the block was prepared by insert molding a reinforcing material made of a lightweight high-strength aluminum alloy having a thickness of 2 mm into a phenol resin, and heat treatment was performed after the molding so that the physical properties of the resin became a predetermined value.
[0038]
And as examples and comparative examples, hydrogenated nitrile rubber (1) or hydrogenated nitrile rubber (2), rubber reinforced with a predetermined amount of zinc methacrylate or zinc acrylate, zinc oxide, calcium carbonate, silica, Carbon black was blended in different proportions, and tension bands of Examples, Reference Examples and Comparative Examples were created. Specifically, the examples and reference examples have the formulations shown in Tables 2 to 4 below, and the comparative examples have the formulations shown in Tables 5 and 6 below.
[0039]
[Table 2]

[0040]
[Table 3]

[0041]
[Table 4]

[0042]
[Table 5]

[0043]
[Table 6]

[0044]
Further, an endurance running test was performed using a belt in which the tension band and the block were combined. The initial tightening allowance of the tension band and the block was set to 0.07 mm in each example, reference example, and comparative example.
[0045]
The running test was performed for each of the belts of the comparative example, the example, and the reference example using the heat resistance test apparatus shown in FIG. 5, and the durability of the belt during running was measured. FIG. 5A is a schematic cross-sectional view of the heat resistance test apparatus viewed from the upper side, and FIG. 5B is a schematic cross-sectional view viewed from the front side. This heat resistance test apparatus has a heat resistant box 20 having a hot air inlet 20a having a diameter of 40 mm at a substantially central position on the left and right of the upper surface of the front surface and a hot air outlet 20b having a diameter of 90 mm being opened at the left end of the upper surface. A drive pulley 22 having a pitch circle diameter of 126.43 mm provided on the drive shaft 21 is provided on the left side (hot air outlet 20b side) of the heat-resistant box 20, and a pitch circle diameter provided on the driven shaft 23 is 70.43 mm on the right side. 8 mm driven pulleys 24 are arranged at a distance of 148.5 mm between the axes. Then, the belts B of the examples and comparative examples are wound around the

pulleys

22 and 24, the hot air is sent from the hot air inlet 20a into the heat-resistant box 20, and the belt B is discharged from the hot air outlet 20b. Was run under the conditions shown in Table 7 below.
[0046]
[Table 7]

[0047]
And about each belt B, the interference after 100-hour driving | running | working, temperature, and the noise were measured. Specifically, the temperature of the belt B was measured with a non-contact thermometer after running on the side surface of the tension band for 100 hours.
[0048]
Further, the noise was measured with the noise test apparatus shown in FIG. 6 by stopping the belt running in the heat resistance test apparatus (see FIG. 5) after 100 hours of running and removing the belt. 6A is a view of the noise test apparatus as viewed from the upper side, and FIG. 6B is a view as viewed from the front side. A drive pulley 32 having a pitch circle diameter of 50.7 mm provided on the drive shaft 31 is provided on the left side of the noise test apparatus, and a driven pulley 34 having a pitch circle diameter of 113.3 mm provided on the driven shaft 33 is provided on the right side. They are arranged at an interval of 174.4 mm. Then, each belt B is wound between the

pulleys

32 and 34, and the drive pulley 32 is rotated at 2500 rpm to run the belt B. At that time, the belt B is 50 mm away from the center of the drive shaft 31 and 100 mm away from the front side. The noise at the sound measurement position P was measured with a microphone or the like. The specific conditions for this noise characteristic test are shown in detail in Table 8 below.
[0049]
[Table 8]

[0050]
In addition, the measurement result of noise represented the ratio of the noise value in each example with respect to the noise value (dB) in the comparative example 1 in percentage, and made it a relative value. Further, the durability running test was continued after the measurement of noise, and the time when the crack was generated in the shape-retaining rubber layer in the tension band and the time when the belt was cut were measured.
[0051]
The measurement results from the above tests are shown in Tables 2 to 6 together with the physical properties of the crosslinked rubber of each example. Of the physical properties, the heat aging elongation at break was in accordance with JIS K6257, K6250, K6251 and was dumbbell-shaped No. 3, tensile speed 500 mm / min, measurement temperature: 25 ° C., aging conditions: 150 ° C., 168 hours. did.
[0052]
As can be seen from these results, the examples and the reference examples all have a good balance of elastic modulus, compression set, and heat aging resistance, so that the fastening allowance is maintained at a predetermined level even after running, and the degree of block fixation is high. Further, the noise is small on average and cracks are hardly generated, and the durability of the belt is excellent.
[0053]
Specifically, in Comparative Examples 1 to 4, since the elastic modulus is extremely high, rubber cracks occur at an early stage (particularly Comparative Examples 1 and 2), and in Comparative Examples 5 to 14, the elastic modulus is low. While the belt cutting due to wire fatigue occurs early, in each of the examples and reference examples, the elastic modulus is set to 60 to 85 MPa. Difficult to occur for a long time (especially Examples 3 to 18)
[0054]
In Reference Examples 1 and 2, hydrogenated nitrile rubber (2) (Mooney viscosity: 120) was used, while in Comparative Examples 3 and 4, hydrogenated nitrile rubber (1) (Mooney viscosity: 85) was used. The other composition is the same as in Reference Examples 1 and 2 except that it is used. In Comparative Examples 3 and 4, since the value of compression set is high, the tension band is large, and the tightening margin after running the belt becomes loose and the noise is large, whereas in Reference Examples 1 and 2, Mooney Since the viscosity is high, the compression set can be suppressed to 60% and the tension band can be reduced. Therefore, it can be seen that if the Mooney viscosity is 120 or more, the tightening margin after running the belt is not as loose as in Reference Examples 3 and 4, and noise can be suppressed.
[0055]
On the other hand, Reference Example 3 contains 35% by mass of zinc methacrylate, while Comparative Examples 1 and 3 contain 50% by mass and 40% by mass of zinc methacrylate, respectively. Moreover, while Examples 4-6 and Reference Examples 8-12 contain 25 mass% of zinc methacrylate or zinc acrylate (metal salt monomer), Comparative Examples 7-14 contain zinc methacrylate or zinc acrylate. Contains 15% by mass. And as can be seen by comparing Examples 4 to 6 and Reference Examples 8 to 12 and Comparative Examples 7 to 14, the elastic modulus decreases when the amount of the metal salt monomer is small as in Comparative Examples 7 to 14, While the belt cutting time is short due to early fatigue of the core wire, in each of Examples 4 to 6 and Reference Examples 8 to 12, cutting due to the core wire fatigue is less likely to occur. Further, as can be seen from Comparative Examples 1 and 3 or Comparative Examples 2 and 4, when the compounding amount of the metal salt monomer is large, the compression set increases, the tightening margin becomes loose, and the noise increases. In Example 3 and the like, the compression set is moderately suppressed, the interference is maintained at a predetermined level, and noise can be suppressed.
[0056]
In Comparative Examples 7 to 14, if the elastic modulus is to be increased to a certain level, it is necessary to add more filler than necessary. As a result, rubber cracks are likely to occur and the belt is likely to be cut. End up.
[0057]
Further, for example, as can be seen from a comparison between Reference Example 3 and Examples 1 to 3 or Reference Example 8 and Examples 4 to 6, 20 to 40 parts by mass with respect to 10 parts by mass of zinc oxide. When it mix | blends, the heat aging breaking elongation residual rate will become high. That is, in Examples 1 to 3 and Examples 4 to 6, heat resistance is improved as compared to Reference Example 3 and Reference Example 8, and cracks are less likely to occur, so the durability of the belt can be improved. If the amount of zinc oxide is too small, the heat resistance is not sufficiently improved, and if it is too large, the crack resistance is lowered. Therefore, as in Examples 1 to 3 and Examples 4 to 6, zinc oxide is 20 to 40 parts by mass. It is good to make it.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the storage elastic modulus in the belt length direction of the shape-retaining rubber layer is set within a predetermined range (60 to 85 MPa). The fatigue resistance of the core wire can be made compatible. In other words, if the storage elastic modulus is lower than the above range, bending fatigue of the core wire is promoted, and if it is higher than this range, cracks occur in the shape-retaining rubber layer at an early stage of running, and concentrated stress is applied to the nearby core wire. However, such a problem can be prevented while the belt may be cut at an early stage. Further, since the compression set of the shape-retaining rubber layer is set to 60% or less, it is possible to suppress the sag of the tension band and maintain the degree of fixing the block to reduce noise. Furthermore, since it is possible to suppress the tension band sag, it is possible to reduce the initial tightening allowance, thereby suppressing the heat generation of the belt.
[0059]
Further, if the amount of zinc oxide is small, the heat resistance is not sufficiently improved, and if it is large, the crack resistance of the crosslinked rubber is lowered, whereas the amount of zinc oxide is 20 parts by mass or more and 40 parts by mass or less. Further, the heat resistance of the crosslinked rubber is improved, and the durability of the belt can be enhanced by suppressing the occurrence of cracks in the later stage of belt running.
[0060]
Also, the shape-retaining rubber layer Hydrogenation Since the Mooney viscosity of the nitrile rubber is specified to be 120 ML1 + 4 (100 ° C.) or more, the elasticity of the vulcanized rubber is increased and the sag phenomenon due to creep of the shape retaining rubber layer can be suppressed. Furthermore, if the Mooney viscosity is too high, the processability of the rubber is lowered, but since the Mooney viscosity is specified to be 200 ML1 + 4 (100 ° C.) or less, such a problem can be prevented.
[0061]
Further, by specifying the metal salt monomer as zinc acrylate or zinc methacrylate and specifying the filler as carbon black, silica, or calcium carbonate, a shape-retaining rubber layer having excellent durability can be put into practical use. In addition, the present invention specifies the metal salt monomer in the polymer in a relatively small range, but if the blending amount of the filler is adjusted appropriately, the elastic modulus of the shape-retaining rubber layer does not decrease too much, The compression set can be reduced while setting the optimum range.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a high load transmission V-belt according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is an enlarged side view of a block.
FIG. 4 is an enlarged side view of a tension band.
FIG. 5 is a view showing a heat resistance test apparatus for a belt.
FIG. 6 is a diagram showing a belt noise test apparatus.
[Explanation of symbols]
B V-belt for high load transmission
1 Tension band
2 Shape-retaining rubber layer
3 core wires
4 Upper recess
5 Lower recess
10 blocks
11 Fitting groove
12 Upper convex part
13 Lower convex part
14 Contact part (side of block)
15 Reinforcing member
t1 Block meshing clearance
t2 Thickness between upper and lower recesses of tension band
t2-t1 tightening allowance
Δd

Claims

High load transmission V composed of a tension band in which a core wire is embedded inside the shape-retaining rubber layer, and a plurality of blocks arranged in the belt length direction by meshing and locking with the tension band A belt,
The shape-retaining rubber layer has a storage elastic modulus in the belt length direction of 60 ° C. or more and 85 MPa or less under the conditions of a temperature of 100 ° C., a static load of 0.29 MPa, a dynamic strain of 1%, a frequency of 10 Hz, and a tensile mode. The compression set after 24 hours under the conditions of a compression rate of 10% and a temperature of 120 ° C. is 60% or less,
The shape-retaining rubber layer is made of hydrogenated nitrile rubber reinforced with a metal salt monomer, and the hydrogenated nitrile rubber is 65% by mass to 75% by mass per 100% by mass of the total of the hydrogenated nitrile rubber and the metal salt monomer. And high load transmission characterized by containing zinc oxide in a proportion of 20 parts by mass or more and 40 parts by mass or less per 100 parts by mass in total of the hydrogenated nitrile rubber and the metal salt monomer V belt for use.

2. The V-belt for high load transmission according to claim 1, wherein the Mooney viscosity of the hydrogenated nitrile rubber is not less than 120 ML1 + 4 (100 ° C.) and not more than 200 ML1 + 4 (100 ° C.).

3. The high load transmission V-belt according to claim 1, wherein the metal salt monomer is zinc acrylate or zinc methacrylate.

4. The high load transmission according to claim 2, wherein the shape retaining rubber layer is reinforced with at least one filler selected from the group consisting of carbon black, silica, and calcium carbonate / talc. V belt.