專利名稱：摩擦傳動帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以設(shè)置在皮帶主體的內(nèi)周側(cè)的壓縮橡膠層與皮帶輪接觸的方式 纏繞在皮帶輪上并傳遞動力的摩擦傳動帶，屬于一種降低噪音及實現(xiàn)長壽命化的技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
迄今為止，作為向被驅(qū)動側(cè)傳遞發(fā)動機或馬達等的驅(qū)動力的結(jié)構(gòu)，下述結(jié)構(gòu)已眾 人皆知，即將皮帶輪聯(lián)結(jié)在驅(qū)動側(cè)及被驅(qū)動側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸上，并將摩擦傳動帶纏繞在這些皮 帶輪上。要求這種摩擦傳動帶具有較高的動力傳遞能力，另一方面，也要求這種摩擦傳動帶 具有皮帶行駛時的靜音性。為了滿足所述要求，需要在能夠確保規(guī)定的動力傳遞能力的范 圍內(nèi)降低皮帶表面的摩擦系數(shù)。例如，在所述摩擦傳動帶為V型肋帶(v-ribbed belt)的 情況下，使沿皮帶寬度方向已取向的短纖維混入與皮帶輪接觸的壓縮橡膠層內(nèi)，來進行增 強，通過使該短纖維從皮帶表面突出，來降低皮帶表面的摩擦系數(shù)，這樣來謀求低噪音性和 耐磨損性的提高，如專利文獻1等所公開。補充說明一下，在所述專利文獻1中公開了下述結(jié)構(gòu)，即使用調(diào)配有熱固性樹脂 的粉末的橡膠組成物，以保證即使壓縮橡膠層的短纖維脫落或磨掉，也能夠得到降低摩擦 系數(shù)的效果。專利文獻1 日本公開特許公報特開2006-266280號公報。

發(fā)明內(nèi)容
-發(fā)明要解決的技術(shù)問題_當(dāng)使用如上所述在壓縮橡膠層內(nèi)混有短纖維的摩擦傳動帶時，能夠借助該短纖維 降低摩擦系數(shù)，另一方面，若壓縮橡膠層在皮帶行駛時反復(fù)進行彎曲，便在細長形短纖維的 周圍的橡膠層內(nèi)容易產(chǎn)生裂縫。也就是說，在使用所述混有短纖維的摩擦傳動帶時，雖然能 夠謀求降低皮帶行駛時的噪音，但是該混有短纖維的摩擦傳動帶的耐彎曲疲勞性比未混有 短纖維的皮帶的耐彎曲疲勞性差。這是一個問題。本發(fā)明正是為解決所述問題而研究開發(fā)出來的。其目的在于在以設(shè)置于皮帶主 體的內(nèi)周側(cè)的壓縮橡膠層與皮帶輪接觸的方式纏繞在皮帶輪上的摩擦傳動帶中，得到既能 謀求減小皮帶行駛時的噪音又能謀求確保耐久性的結(jié)構(gòu)。-用以解決技術(shù)問題的技術(shù)方案_為達成所述目的，本發(fā)明所涉及的摩擦傳動帶采用了與皮帶輪接觸的壓縮橡膠層 不含短纖維的結(jié)構(gòu)，并且設(shè)定該壓縮橡膠層的皮帶輪接觸面的表面粗糙度為輪廓算術(shù)平均 偏差(Ra)在3 μ m以上的粗糙度，由此既能實現(xiàn)提高耐久性，又能通過降低摩擦系數(shù)來減小噪音。具體而言，在第一方面的發(fā)明中，以一種摩擦傳動帶為對象，該摩擦傳動帶以設(shè)置 在皮帶主體的內(nèi)周側(cè)的壓縮橡膠層與皮帶輪接觸的方式纏繞在該皮帶輪上并傳遞動力。在所述壓縮橡膠層內(nèi)不含短纖維，并且，該壓縮橡膠層的至少接觸皮帶輪的接觸面的表面粗 糙度為輪廓算術(shù)平均偏差在3 μ m以上的粗糙度。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，因為在壓縮橡膠層內(nèi)不含短纖維，所以即使皮帶由于皮帶行駛而 反復(fù)彎曲，也不會因短纖維而產(chǎn)生裂縫，因此能夠提高皮帶的耐彎曲疲勞性。通過設(shè)定所述 壓縮橡膠層的皮帶輪接觸面的表面粗糙度為輪廓算術(shù)平均偏差在3 μ m以上的粗糙度，則 能夠降低該壓縮橡膠層的皮帶輪接觸面與皮帶輪表面之間的摩擦系數(shù)，能夠降低在皮帶行 駛時產(chǎn)生的噪音(滑動聲)，如后述的圖表2所示。在上述結(jié)構(gòu)下，在所述壓縮橡膠層內(nèi)混有呈粉狀的樹脂粉狀物(第二方面的發(fā) 明)。如上所述，通過讓不是現(xiàn)有短纖維而是呈粉狀的樹脂粉狀物混入壓縮橡膠層內(nèi)，則 與使用短纖維的情況相比能夠抑制產(chǎn)生裂縫，來提高皮帶的耐彎曲疲勞性，并能夠很容易 地實現(xiàn)如上述第一方面的發(fā)明那樣的皮帶輪接觸面的表面粗糙度(輪廓算術(shù)平均偏差在 3μπι以上)。另一方面，也可以是這樣的，S卩不是在整個所述壓縮橡膠層內(nèi)混有呈粉狀的樹脂 粉狀物，而是在所述壓縮橡膠層的皮帶輪接觸面?zhèn)仍O(shè)置有表面層，在該表面層內(nèi)混有呈粉 狀的樹脂粉狀物(第三方面的發(fā)明)。通過設(shè)定為所述結(jié)構(gòu)，則不需要使呈粉狀的樹脂粉狀物分散在整個壓縮橡膠層內(nèi) 部了。因此，制造很容易，并且因為在表面層以外的部分未混有樹脂粉狀物，所以表面層以 外的部分不會因該樹脂粉狀物而產(chǎn)生裂縫，能夠謀求進一步使該表面層以外的部分的彎曲 疲勞壽命提高。因此，通過設(shè)定為所述結(jié)構(gòu)，則與整個壓縮橡膠層內(nèi)混有樹脂粉狀物的情況 相比能夠提高皮帶的耐久性。還有，優(yōu)選所述樹脂粉狀物的平均粒徑在45 μ m以上(第四方面的發(fā)明)。這樣， 就如圖表2所示，能夠可靠地使壓縮橡膠層的皮帶輪接觸面的表面粗糙度成為輪廓算術(shù)平 均偏差在3 μ m以上的粗糙度，能夠可靠且容易地實現(xiàn)所述第一方面的發(fā)明的結(jié)構(gòu)。還有，優(yōu)選所述樹脂粉狀物的拉伸彈性模量在IOOOMPa以上(第五方面的發(fā)明)。 為了使已混入壓縮橡膠層內(nèi)的樹脂粉狀物在表面上露出，在制造皮帶時進行磨削加工。此 時，通過設(shè)定所述樹脂粉狀物的拉伸彈性模量為上述范圍內(nèi)的值，則與拉伸彈性模量較低 的情況相比能夠使更多的樹脂粉狀物殘存在壓縮橡膠層的表面上。還有，通過使用具有如 上所述的拉伸彈性模量的樹脂粉狀物，則與拉伸彈性模量較低的情況相比，還能夠減少所 述樹脂粉狀物當(dāng)皮帶行駛時與皮帶輪的表面接觸的情況下的磨損量。還有，優(yōu)選所述樹脂粉狀物為超高分子量聚乙烯(第六方面的發(fā)明)。通過如上所 述使用成本比較低且摩擦系數(shù)比較低的材料，則能夠謀求降低摩擦傳動帶的成本，并且能 夠更為可靠地防止在皮帶行駛時產(chǎn)生滑動聲。還有，優(yōu)選所述表面層的厚度在15 μ m以上(第七方面的發(fā)明)。這么一來，就即 使表面層磨損一點，也能夠防止該表面層都磨掉而使摩擦系數(shù)劇增，能夠比較長時間地持 續(xù)噪音減小效果。而且，優(yōu)選所述皮帶主體為V型肋帶主體(第八方面的發(fā)明)。這么一來，就能夠 減小一般在向汽車的發(fā)動機周邊的輔助機器傳遞動力的情況下使用的V型肋帶當(dāng)皮帶行 駛時所產(chǎn)生的噪音，并能夠謀求提高耐久性，是特別有用的。_發(fā)明的效果-
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綜上所述，根據(jù)本發(fā)明所涉及的摩擦傳動帶，壓縮橡膠層內(nèi)不含短纖維，并使該壓 縮橡膠層的皮帶輪接觸面的表面粗糙度為輪廓算術(shù)平均偏差在3 μ m以上的粗糙度。因此， 既能謀求提高彎曲疲勞壽命，又能謀求減小噪音。特別是因為在所述壓縮橡膠層內(nèi)混有平 均粒徑在45 μ m以上的樹脂粉狀物，所以能夠可靠且容易地實現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)。還有，因為設(shè)定 所述樹脂粉狀物為拉伸彈性模量在IOOOMPa以上的材料，所以能夠在制造皮帶時很容易地 實現(xiàn)所述結(jié)構(gòu)，并能夠減少由于與皮帶輪表面接觸而產(chǎn)生的磨損量。而且，因為設(shè)定所述樹 脂粉狀物為超高分子量聚乙烯，所以能夠一邊謀求降低成本，一邊提高噪音減小效果。另一方面，因為在所述壓縮橡膠層的皮帶輪接觸面?zhèn)仍O(shè)置表面層，使樹脂粉狀物 僅混入該表面層內(nèi)，所以能夠謀求提高皮帶的耐久性。還有，因為使所述表面層的厚度在 15 μ m以上，所以能夠比較長時間地持續(xù)噪音減小效果。


[圖1]圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式所涉及的摩擦傳動帶之一例即V型肋帶 的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。[圖2]圖2是第二實施方式所涉及的V型肋帶的肋部的部分放大剖視圖。
[圖3]圖3是表示耐磨損性試驗用皮帶行駛試驗機的皮帶輪布置情況的圖。[圖4]圖4是表示彎曲壽命評價試驗用皮帶行駛試驗機的皮帶輪布置情況的圖。[圖5]圖5是表示噪音測量試驗用皮帶行駛試驗機的皮帶輪布置情況的圖。符號說明B-V型肋帶(摩擦傳動帶)11-粘著橡膠層13、23_ 肋部16-芯線24-表面層30、40、50-皮帶行駛試驗機32、42、52_從動皮帶輪53、54-空轉(zhuǎn)皮帶輪。
具體實施例方式下面，參考

本發(fā)明的實施方式。補充說明一下，以下優(yōu)選的實施方式的說 明只不過是本質(zhì)上較佳之例，沒有意圖對本發(fā)明、本發(fā)明的應(yīng)用對象及其用途加以限制。<第一實施方式>將V型肋帶B作為本發(fā)明的第一實施方式所涉及的摩擦傳動帶之一例，在圖1中 示出該V型肋帶B。該V型肋帶B包括V型肋帶主體10和背面帆布層17，該背面帆布層17 層疊在該V型肋帶主體10的上表面(背面、外周面)側(cè)。所述V型肋帶主體10由粘著橡 膠層11和壓縮橡膠層12構(gòu)成，該粘著橡膠層11在橫向剖面上呈近似矩形，該壓縮橡膠層 12層疊在該粘著橡膠層11的下表面?zhèn)?，即V型肋帶主體10的下表面(底面、內(nèi)周面)側(cè)。所述背面帆布層17是這樣構(gòu)成的，即用讓橡膠溶于溶劑中而調(diào)配出的橡膠糊 (rubber cement)對尼龍或棉等編織布(wovencloth)實施粘著處理，來使該編織布粘著在
IO-V型肋帶主體 12、22-壓縮橡膠層 15-樹脂粉狀物 17-背面帆布層 25-主體層 31、41、51-驅(qū)動皮帶輪 43-肋皮帶輪V型肋帶主體10 (粘著橡膠層11)的背面上。這樣，所述背面帆布層17就當(dāng)皮帶背面抵接 并纏繞在平坦的皮帶輪(例如，背面空轉(zhuǎn)輪等)上時負擔(dān)動力傳遞的一部分。另一方面，所述粘著橡膠層11由耐熱性及耐氣候性優(yōu)良的三元乙丙橡膠(EPDM) 等橡膠組成物構(gòu)成，該粘著橡膠層11內(nèi)埋入有多條卷成螺旋狀的芯線16，該多條芯線16分 別沿皮帶長度方向延伸且以在皮帶寬度方向上彼此留有規(guī)定間距的方式排列。補充說明一 下，該芯線16是將由聚酯(PET)纖維等構(gòu)成的多條單絲搓起來構(gòu)成的。所述壓縮橡膠層12由含有作為主體橡膠的EPDM的橡膠組成物構(gòu)成，除了碳黑等 以外，還有拉伸彈性模量在IOOOMPa以上且平均粒徑在45 μ m以上的呈粉狀的樹脂粉狀物 15分散混入到該壓縮橡膠層12內(nèi)。在本實施方式中，設(shè)定該樹脂粉狀物15的平均粒徑在 45 μ m以上。再說，從防止行駛壽命由于裂縫的產(chǎn)生而縮短的觀點考慮，優(yōu)選該樹脂粉狀物 15的平均粒徑在165 μ m以下。補充說明一下，在本實施方式所涉及的V型肋帶B中未調(diào)配 有現(xiàn)有V型肋帶所含的短纖維。以相對于100重量部的原料橡膠(EPDM)例如調(diào)配30重量部的比例調(diào)配有所述樹 脂粉狀物15。優(yōu)選該樹脂粉狀物15的調(diào)配量是這樣的，即以相對于100重量部的原料橡 膠(EPDM)調(diào)配20 60重量部的比例調(diào)配所述樹脂粉狀物15。從在皮帶表面實現(xiàn)輪廓算 術(shù)平均偏差在3 μ m以上的表面粗糙度，并防止行駛壽命由于裂縫的產(chǎn)生而縮短的角度來 看，在上述范圍內(nèi)調(diào)配所述樹脂粉狀物15是有利的。所述樹脂粉狀物15例如由尼龍、芳香 族聚酰胺或超高分子量聚乙烯(UHMWPE)構(gòu)成。在此，所述樹脂粉狀物15的拉伸彈性模量是能夠通過下述測量求出的，該測量 是按照ASTM(美國試驗與材料協(xié)會)試驗法D638測量用與構(gòu)成該樹脂粉狀物15的樹脂 相同的樹脂成形的試驗片的拉伸彈性模量。還有，在所述壓縮橡膠層12的下表面?zhèn)刃纬捎卸鄺l分別沿皮帶長度方向延伸的 肋部13、13、…(在本實施方式中，為三條)，該多條肋部13、13、…在皮帶寬度方向上彼此 留著規(guī)定間距排列。由此，在將V型肋帶B纏繞在皮帶輪上后，所述壓縮橡膠層12的各條 肋部13的側(cè)面與該皮帶輪的槽的側(cè)面抵接。因為所述壓縮橡膠層12內(nèi)混有如上所述的樹脂粉狀物15，所以所述壓縮橡膠層 12的與皮帶輪接觸的面即所述肋部13的表面的表面粗糙度為輪廓算術(shù)平均偏差(算術(shù)平 均粗糙度Ra)在3 μ m以上的粗糙度。也就是說，已混入所述壓縮橡膠層12內(nèi)的樹脂粉狀 物15中一部分樹脂粉狀物15從表面突出，因而表面粗糙度成為如上所述的規(guī)定粗糙度。補 充說明一下，從防止行駛壽命由于裂縫的產(chǎn)生而縮短的角度來看，優(yōu)選所述肋部13的側(cè)面 的表面粗糙度為輪廓算術(shù)平均偏差在70 μ m以下的粗糙度。接著，簡單地說明如上所述構(gòu)成的V型肋帶B的制造方法之一例。在制造所述V型肋帶B時，使用內(nèi)模具和橡膠套筒，該內(nèi)模具在外周面上包括將皮 帶背面形成為規(guī)定形狀的成型面，該橡膠套筒在內(nèi)周面上包括將皮帶內(nèi)表面形成為規(guī)定形 狀的成型面。首先，用已進行使膠粘劑附著的處理的編織布即背面帆布覆蓋所述內(nèi)模具的外 周，然后將用來形成粘著橡膠層11的背面?zhèn)炔糠值奈唇宦?lián)橡膠薄片纏繞在該背面帆布上。接著，將已進行使膠粘劑附著的處理的芯線16螺旋狀地纏繞在該未交聯(lián)橡膠薄 片上，然后將用來形成粘著橡膠層11的內(nèi)表面?zhèn)炔糠值奈唇宦?lián)橡膠薄片纏繞在該芯線16上。之后，還將除了碳黑等填充材料、增塑劑等橡膠調(diào)配藥品以外還有樹脂粉狀物15混入 原料橡膠中而構(gòu)成的材料重疊在所述未交聯(lián)橡膠薄片上，用該材料作為用來形成壓縮橡膠 層12的未交聯(lián)橡膠薄片。補充說明一下，在使各個未交聯(lián)橡膠薄片纏繞時，不使各個未交 聯(lián)橡膠薄片的纏繞方向的兩端部彼此重疊，而使該兩端部的頂端面接觸。然后，將橡膠套筒從外側(cè)套在所述內(nèi)模具上的成形體上后安裝在高壓釜 (autoclave)中，用高熱水蒸氣等對內(nèi)模具進行加熱，并以高壓向半徑方向內(nèi)側(cè)對橡膠套筒 進行推壓。此時，橡膠成分流動而逐漸進行交聯(lián)反應(yīng)，芯線16和背面帆布對橡膠粘著的粘 著反應(yīng)也進展。這么一來，筒狀皮帶膠塊(slab)就成形完了。之后，從內(nèi)模具上取出皮帶膠塊，再將該皮帶膠塊沿筒長方向分割為數(shù)個后，對各 自的外周面進行磨削，來形成肋部13。此時，對肋部13的側(cè)面進行磨削，來使該肋部13的 側(cè)面的表面粗糙度成為輪廓算術(shù)平均偏差在3μπι以上的粗糙度。在此，優(yōu)選在磨削時以盡 量使樹脂粉狀物15不脫落而殘存在肋部13上的方式進行磨削。這樣，就能夠在肋部13的 側(cè)面更為可靠地形成具有輪廓算術(shù)平均偏差在3 μ m以上的表面粗糙度的面。在此，為了控制所述肋部13的側(cè)面的表面粗糙度，只要例如適當(dāng)?shù)剡x擇在對肋部 13進行磨削加工時使用的磨削用磨石的型號或磨削時的接觸壓力等磨削加工條件，或者適 當(dāng)?shù)剡x擇所述樹脂粉狀物15的平均粒徑就可以。最后，將在分割后在外周面上形成了肋部13的皮帶膠塊剪切為各自有規(guī)定的寬 度，再使各自的表里翻過來。這樣，就能夠得到V型肋帶B。補充說明一下，所述V型肋帶B的制造方法并不局限于上述方法，也可以采用下述 制造方法，即在形成有肋部的形狀的內(nèi)模具上，從壓縮橡膠層12開始依次進行層疊，一邊 在內(nèi)模具與外模具之間進行加熱，一邊進行推壓。在這種情況下，對所述V型肋帶B的肋部 13的側(cè)面也進行磨削，來使樹脂粉狀物15露出，由此使表面粗糙度成為輪廓算術(shù)平均偏差 在3μπι以上的粗糙度。根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，使樹脂粉狀物15混入壓縮橡膠層12中，來代替使現(xiàn)有短纖維混入 壓縮橡膠層12中。因此，能夠防止如使用短纖維的情況那樣由于皮帶行駛時的彎曲而產(chǎn)生 裂縫，能夠謀求提高皮帶B的耐久性。而且，所述樹脂粉狀物15從所述壓縮橡膠層12的肋 部13的表面突出，使得該肋部13的表面粗糙度為規(guī)定粗糙度(輪廓算術(shù)平均偏差在3μπι 以上)，因而能夠使該肋部13與皮帶輪表面接觸時的摩擦系數(shù)減小。由此，能夠使皮帶行駛 時的滑動聲減小。再說，當(dāng)所述樹脂粉狀物15的平均粒徑在45 μ m以上時，能夠可靠且容易地實現(xiàn) 如上所述的所述壓縮橡膠層12的肋部13的表面粗糙度。還有，當(dāng)所述樹脂粉狀物15為拉 伸彈性模量在IOOOMPa以上的樹脂粉狀物時，特別是當(dāng)所述樹脂粉狀物15為由UHMWPE構(gòu) 成的樹脂粉狀物時，即使不采用特殊的磨削條件，樹脂粉狀物15也幾乎不會因磨削而從肋 部13上脫落。因此，在所述皮帶制造步驟中，能夠通過磨削僅除去表面附近的橡膠部分，來 使更多的樹脂粉狀物15殘存下來，并且能夠使在皮帶行駛時與皮帶輪接觸而磨損的量減 少，能夠謀求提高耐久性。而且，通過由成本比芳香族聚酰胺的成本低并且摩擦系數(shù)比尼龍的摩擦系數(shù)低的 超高分子量聚乙烯構(gòu)成所述樹脂粉狀物15，則能夠得到成本較低且噪音減小效果較高的V 型肋帶B。
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補充說明一下，在所述實施方式中以V型肋帶為對象，但并不局限于此。只要是V 型皮帶或平皮帶等橡膠層與皮帶輪接觸的皮帶，則讓樹脂粉狀物15混入任何皮帶的橡膠 層中都可以。<第二實施方式>接著，參考圖2說明本發(fā)明的第二實施方式所涉及的V型肋帶的結(jié)構(gòu)。如圖2所 示，在該第二實施方式所涉及的V型肋帶中，壓縮橡膠層22的肋部23由表面層24和主體 層25構(gòu)成，僅有該表面層24中混有樹脂粉狀物15。補充說明一下，其它結(jié)構(gòu)與所述第一實 施方式的結(jié)構(gòu)相同，因而在圖2中僅放大示出了肋部23的剖面，在以下說明中也對與所述 第一實施方式相同的部分使用相同的符號。具體而言，壓縮橡膠層22的肋部23由位于表面?zhèn)鹊谋砻鎸?4和主體層25構(gòu)成。 該表面層24，是樹脂粉狀物15混入含有作為主體橡膠的EPDM的橡膠組成物中而成的。該 表面層24設(shè)置為覆蓋不含該樹脂粉狀物15的主體層25。如上所述，通過使樹脂粉狀物15 僅混入壓縮橡膠層22的表面?zhèn)?，則能夠可靠地防止在該壓縮橡膠層22的內(nèi)部因樹脂粉狀 物而產(chǎn)生裂縫。因此，與整個所述壓縮橡膠層22中混有樹脂粉狀物15的情況相比能夠提 高該壓縮橡膠層22內(nèi)部的耐久性，能夠謀求提高整個該壓縮橡膠層22的耐久性。還有，與所述第一實施方式一樣，所述表面層24的表面也形成為表面粗糙度為 輪廓算術(shù)平均偏差在3 μ m以上的粗糙度。這樣，就能夠使表面層24與皮帶輪表面接觸時 的摩擦系數(shù)減小，能夠抑制在皮帶行駛時產(chǎn)生滑動聲。補充說明一下，在本實施方式中，也 從防止行駛壽命由于裂縫的產(chǎn)生而縮短這個觀點考慮，優(yōu)選所述肋部23的側(cè)面的表面粗 糙度為輪廓算術(shù)平均偏差在70 μ m以下的粗糙度。再說，通過不是使短纖維而是使與所述 第一實施方式一樣的樹脂粉狀物15混入所述表面層24內(nèi)，則能夠抑制皮帶B在皮帶行駛 時反復(fù)彎曲而產(chǎn)生裂縫，能夠提高皮帶B的彎曲疲勞壽命。還有，優(yōu)選所述表面層24形成為該表面層24的厚度在15 μ m以上。這樣，就即 使表面層24磨損一點，也能夠防止混有樹脂粉狀物15的表面層24全部磨掉，能夠比較長 時間地持續(xù)該表面層24所帶來的與皮帶輪摩擦?xí)r的摩擦減小效果，即皮帶行駛時的滑動 聲減小效果。補充說明一下，優(yōu)選該表面層24的厚度在15μπι 320μπι，特別優(yōu)選的是在 20μπι 150μπι。一方面有下述傾向，即如果表面層24過薄，滑動聲減小效果和耐磨損的 耐久性就比較差，另一方面有下述傾向，即如果表面層24過厚，行駛壽命由于裂縫的產(chǎn)生 而縮短。因此，優(yōu)選所述表面層24的厚度在上述范圍內(nèi)。補充說明一下，具有上述結(jié)構(gòu)的V型肋帶的制造方法也可以是下述制造方法，即 在所述第一實施方式的V型肋帶B的制造方法中，在使與表面層24相對應(yīng)的未交聯(lián)橡膠薄 片及與主體層25相對應(yīng)的未交聯(lián)橡膠薄片重疊起來的狀態(tài)下，用具有肋形狀的模具進行 加熱及推壓。此外，具有上述結(jié)構(gòu)的V型肋帶的制造方法也可以是下述制造方法，即在所 述第一實施方式的V型肋帶B的制造方法中，對與壓縮橡膠層的主體層25相對應(yīng)的未交聯(lián) 橡膠薄片涂敷與表面層24相對應(yīng)的膠粘劑，然后噴射樹脂粉狀物來使樹脂粉狀物附著，在 該狀態(tài)下進行加熱及推壓。-實施例_下面說明對V型肋帶進行的試驗及其評價結(jié)果?！丛囼炘u價用皮帶〉
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制作了以下第一到第十二實施例以及第一到第三比較例的V型肋帶。在圖表1中 總括地示出了這些皮帶的調(diào)配內(nèi)容。補充說明一下，制作出的V型肋帶都是這樣的，S卩周 長為1000mm、肋數(shù)為3、肋高度為2. 0mm、橫剖面的V形角度為40度并且間距為3. 56mm。<第一實施例>用EPDM作橡膠成分即原料橡膠，對100重量部的該EPDM調(diào)入20重量部的碳黑 (HAF)、40重量部的碳黑(GPF)、14重量部的軟化劑、5重量部的氧化鋅、1重量部的硬脂酸、 2. 5重量部的抗老化劑、2重量部的用作交聯(lián)劑的硫以及4重量部的硫化促進劑，來構(gòu)成橡 膠組成物。以由該橡膠組成物形成壓縮橡膠層且結(jié)構(gòu)與所述第一實施方式中的結(jié)構(gòu)相同的 V型肋帶作為第一實施例。<第二實施例>以除下述部分以外結(jié)構(gòu)都與第一實施例的結(jié)構(gòu)相同的V型肋帶作為第二實施例， 該結(jié)構(gòu)不同的部分是設(shè)定碳黑(HAF)的量為60重量部，來代替使用40重量部的碳黑 (GPF)，并且還調(diào)配了 30重量部的用作樹脂粉狀物的尼龍粉而構(gòu)成橡膠組成物，由該橡膠 組成物形成壓縮橡膠層。<第三實施例>以除下述部分以外結(jié)構(gòu)都與第二實施例的結(jié)構(gòu)相同的V型肋帶作為第三實施例， 該結(jié)構(gòu)不同的部分是調(diào)入30重量部的用作樹脂粉狀物的芳香族聚酰胺粉來代替尼龍粉， 由此構(gòu)成橡膠組成物，由該橡膠組成物形成壓縮橡膠層?！吹谒膶嵤├狄猿率霾糠忠酝饨Y(jié)構(gòu)都與第二實施例的結(jié)構(gòu)相同的V型肋帶作為第四實施例， 該結(jié)構(gòu)不同的部分是調(diào)入30重量部的用作樹脂粉狀物的UHMWPE粉C來代替尼龍粉，由此 構(gòu)成橡膠組成物，由該橡膠組成物形成壓縮橡膠層。<第五實施例>以除下述部分以外結(jié)構(gòu)都與第二實施例的結(jié)構(gòu)相同的V型肋帶作為第五實施例， 該結(jié)構(gòu)不同的部分是調(diào)入30重量部的用作樹脂粉狀物的UHMWPE粉A來代替尼龍粉，由此 構(gòu)成橡膠組成物，由該橡膠組成物形成壓縮橡膠層。<第六實施例>以在壓縮橡膠層上形成有厚度為15μπι的表面層(調(diào)配內(nèi)容與第五實施例的調(diào)配 內(nèi)容相同)且結(jié)構(gòu)與所述第二實施方式的結(jié)構(gòu)相同的V型肋帶作為第六實施例。此時，壓 縮橡膠層的主體層的調(diào)配內(nèi)容設(shè)定為除不調(diào)入樹脂粉狀物這一點以外都與表面層的調(diào)配 內(nèi)容相同。還有，作為皮帶制造方法采用了下述方法，即在使與表面層相對應(yīng)的未交聯(lián)橡 膠薄片及與主體層相對應(yīng)的未交聯(lián)橡膠薄片重疊起來的狀態(tài)下，用具有肋形狀的模具進行 加熱及推壓，還對肋的側(cè)面進行磨削，以得到所希望的表面粗糙度。<第七實施例>以除下述部分以外結(jié)構(gòu)都與第六實施例的結(jié)構(gòu)相同的V型肋帶作為第七實施例， 該結(jié)構(gòu)不同的部分是表面層的厚度為20 μ m。<第八實施例>以除下述部分以外結(jié)構(gòu)都與第六實施例的結(jié)構(gòu)相同的V型肋帶作為第八實施例， 該結(jié)構(gòu)不同的部分是表面層的厚度為100 μ m。
<第九實施例>以除下述部分以外結(jié)構(gòu)都與第六實施例的結(jié)構(gòu)相同的V型肋帶作為第九實施例， 該結(jié)構(gòu)不同的部分是表面層的厚度為200 μ m。<第十實施例>以除下述部分以外結(jié)構(gòu)都與第六實施例的結(jié)構(gòu)相同的V型肋帶作為第十實施例， 該結(jié)構(gòu)不同的部分是表面層的厚度為300 μ m。<第—^一實施例>以除下述部分以外結(jié)構(gòu)都與第六實施例的結(jié)構(gòu)相同的V型肋帶作為第十一實施 例，該結(jié)構(gòu)不同的部分是表面層的厚度為320 μ m。<第十二實施例>以除下述部分以外結(jié)構(gòu)都與第八實施例的結(jié)構(gòu)相同的V型肋帶作為第十二實施 例，該結(jié)構(gòu)不同的部分是表面層的表面粗糙度的輪廓算術(shù)平均偏差不同。在此，在該第 十二實施例中，用型號為#40的磨削用磨石對肋的側(cè)面進行了磨削。補充說明一下，在該第 十二實施例以外的實施例即第一到第十一實施例以及第一到第三比較例中，用型號為#120 的磨削用磨石對肋的側(cè)面進行磨削?！吹谝槐容^例〉以除下述部分以外結(jié)構(gòu)都與第二實施例的結(jié)構(gòu)相同的V型肋帶作為第一比較例， 該結(jié)構(gòu)不同的部分是調(diào)入25重量部的尼龍短纖維來代替尼龍粉，由此構(gòu)成橡膠組成物， 由該橡膠組成物形成壓縮橡膠層?！吹诙容^例〉以除下述部分以外結(jié)構(gòu)都與第一比較例的結(jié)構(gòu)相同的V型肋帶作為第二比較例， 該結(jié)構(gòu)不同的部分是由不含尼龍短纖維的橡膠組成物形成壓縮橡膠層?！吹谌容^例〉以除下述部分以外結(jié)構(gòu)都與第一實施例的結(jié)構(gòu)相同的V型肋帶作為第三比較例， 該結(jié)構(gòu)不同的部分是調(diào)入30重量部的用作樹脂粉狀物的UHMWPE粉B，由此構(gòu)成橡膠組成 物，由該橡膠組成物形成壓縮橡膠層。[圖表1]
〔0102〕琳茬，油齏環(huán)^噼>>迎(The Dow Chemical company)sNordelIP4640 (stsn價 #)塞練 ；油鏘雜雞 笫抖 茚(TOKAICARBON Cp , LTD·)S3 (剖劭故#)作為所述碳黑(HAF)；用東海碳素株式會社的SEAST V(商品名稱)作為所述碳黑(GPF)。 用日本太陽石油株式會社(JAPAN SUN OIL COMPANY, LTD.)的Sunflex 2280 (商品名稱) 作為所述軟化劑；用界化學(xué)工業(yè)株式會社(Sakai Chemical Industry Co.，Ltd.)的亞鉛華 1號(商品名稱)作為所述氧化鋅；用日本油脂株式會社的小球狀硬脂酸椿(Beadstearic acid "Tsubaki")(商品名稱)作為所述硬脂酸；用大內(nèi)新興化學(xué)工業(yè)株式會社的NOCRAC 224(商品名稱)作為所述抗老化劑；用鶴見化學(xué)工業(yè)株式會社(Tsurumi Chemical Industry Co.，Ltd.)的油硫(oil sulfur)(商品名稱)作為所述硫；用大內(nèi)新興化學(xué)工業(yè) 株式會社的EP-150(商品名稱)作為所述硫化促進劑。用旭化成株式會社的Leona 66 (商 品名稱)(已剪成Imm的產(chǎn)品)作為所述尼龍短纖維；用尤尼吉可株式會社(UNITIKA. LTD.) 的A1020LP (商品名稱)作為所述尼龍粉；用三井化學(xué)株式會社的HI-ZEXMILLI0N 240S (商 品名稱)作為所述UHMWPE粉A ；用三井化學(xué)株式會社的MIPEL0N XM220 (商品名稱)作為 所述UHMWPE粉B ；用Fluoro-Seal，Ltd.(公司名稱)的Inhance UH-1500 (商品名稱)作 為所述UHMWPE粉C ；用帝人高科技產(chǎn)品株式會社(TEIJIN TECHNO PRODUCTS LIMITED)的 TW5011(商品名稱)作為所述芳香族聚酰胺粉。〈試驗評價方法〉〈耐磨損性試驗〉圖3表示用于V型肋帶的耐磨損性試驗評價的皮帶行駛試驗機30的布置情況。該 皮帶行駛試驗機30包括驅(qū)動皮帶輪31和從動皮帶輪32，該驅(qū)動皮帶輪31和該從動皮帶輪 32都由皮帶輪直徑為60mm的肋皮帶輪構(gòu)成。在對所述第一到第十二實施例以及所述第一到第三比較例中的各個V型肋帶測 量皮帶重量后，將V型肋帶纏繞在皮帶輪31、32上，來使肋部13、23與該皮帶輪31、32接 觸。此時，以向驅(qū)動皮帶輪31施加1177N的靜負荷的方式向側(cè)邊拉該驅(qū)動皮帶輪31，向從 動皮帶輪32施加7W的旋轉(zhuǎn)負荷。在該狀態(tài)下，進行了在室溫(23°C )下讓驅(qū)動皮帶輪31 以3500rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)24個小時的皮帶行駛試驗。測量皮帶行駛后的皮帶重量，按照下述算式求出了損失磨損量(％ )。損失磨損量(％ )=(初期重量-行駛后重量)/初期重量X100〈彎曲壽命評價試驗〉圖4表示用于V型肋帶的彎曲壽命評價的皮帶行駛試驗機40的布置情況。該皮 帶行駛試驗機40包括驅(qū)動皮帶輪41及從動皮帶輪42以及肋皮帶輪43，該驅(qū)動皮帶輪41 及該從動皮帶輪42是上下配置的，分別由皮帶輪直徑為120mm的肋皮帶輪構(gòu)成，該肋皮帶 輪43配置在該驅(qū)動皮帶輪41及從動皮帶輪42的上下方向的中間位置的側(cè)邊，該肋皮帶輪 43的皮帶輪直徑為45mm。詳細地說，在所述驅(qū)動皮帶輪41的上方配置有所述從動皮帶輪 42，從正面來看在這些皮帶輪41、42的上下方向的中間位置的右側(cè)邊(圖4中的圖紙面右 側(cè))配置有所述肋皮帶輪43，皮帶纏繞在該肋皮帶輪43上的角度為90°。將所述第一到第十二實施例以及所述第一到第三比較例中的各個V型肋帶纏繞 在所述三個皮帶輪41 43上，以向肋皮帶輪43施加834N的初期設(shè)定負荷(set weight)的 方式向側(cè)邊拉該肋皮帶輪43，進行了在23°C的氣體環(huán)境溫度下讓驅(qū)動皮帶輪41以4900rpm 的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的皮帶行駛試驗。然后，測量了到在V型肋帶B的肋部13產(chǎn)生裂縫時為止的皮帶行駛時間。該時間
12相當(dāng)于皮帶的彎曲壽命?！丛胍魷y量試驗〉圖5表示用于V型肋帶的噪音測量的皮帶行駛試驗機50的布置情況。該皮帶行 駛試驗機50包括驅(qū)動皮帶輪51及從動皮帶輪52、空轉(zhuǎn)皮帶輪53以及空轉(zhuǎn)皮帶輪54，該驅(qū) 動皮帶輪51及該從動皮帶輪52是上下配置的，分別由皮帶輪直徑為120mm的肋皮帶輪構(gòu) 成，該空轉(zhuǎn)皮帶輪53配置在該驅(qū)動皮帶輪51及從動皮帶輪52的上下方向的中間位置，該 空轉(zhuǎn)皮帶輪53的皮帶輪直徑為70mm，該空轉(zhuǎn)皮帶輪54配置在該驅(qū)動皮帶輪51及從動皮帶 輪52的上下方向的中間位置的側(cè)邊，該空轉(zhuǎn)皮帶輪54的皮帶輪直徑為55mm。詳細地說，在 所述驅(qū)動皮帶輪51的上方配置有所述從動皮帶輪52，從正面來看在這些皮帶輪51、52的上 下方向的中間位置配置有所述空轉(zhuǎn)皮帶輪53，從正面來看在該空轉(zhuǎn)皮帶輪53的右側(cè)邊(圖 5中的圖紙面右側(cè))配置有空轉(zhuǎn)皮帶輪54。所述空轉(zhuǎn)皮帶輪53、54分別配置為皮帶纏繞 在該空轉(zhuǎn)皮帶輪53、54上的角度為90°。將所述第一到第十二實施例以及所述第一到第三比較例中的各個V型肋帶纏繞 在所述四個皮帶輪51 54上，以向所述從動皮帶輪52施加各個肋的負荷量分別為2. 5kff 的負荷，并且向所述空轉(zhuǎn)皮帶輪54施加各個肋的初期設(shè)定負荷分別為277N的負荷的方式 安裝所述空轉(zhuǎn)皮帶輪53、54，進行了讓所述驅(qū)動皮帶輪51以4900rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的皮帶行 駛試驗。還有，在從皮帶接觸所述空轉(zhuǎn)皮帶輪53的位置算起向側(cè)邊偏移IOcm左右的位置 設(shè)置噪音測量儀(理音公司(RION CO. , LTD.)制造，型號名稱為“NA-40”)的麥克風(fēng)，測量 了在皮帶行駛試驗時產(chǎn)生的噪音。在此，作為皮帶行駛過程中的噪音測量了在使所述驅(qū)動皮帶輪51行駛一定的距 離后向該驅(qū)動皮帶輪51澆水(200cc/分)時產(chǎn)生的滑動聲?！丛囼炘u價結(jié)果〉圖表2表示試驗結(jié)果。[圖表2] 由所述試驗結(jié)果能夠得知下述事情，即在壓縮橡膠層22中含有樹脂粉狀物15的 例子(第二到第十二實施例以及第三比較例)中，與壓縮橡膠層22中含有短纖維的例子
14(第一比較例)相比到產(chǎn)生裂縫時為止的皮帶行駛時間更長，皮帶的彎曲壽命更長。而且， 在混有樹脂粉狀物15的例子中，與混有短纖維的例子相比損失磨損量更小，耐久性得以提
尚ο還有，能夠得知下述事情，即在壓縮橡膠層22的肋部23表面(與皮帶輪接觸的 接觸面)的表面粗糙度為輪廓算術(shù)平均偏差小于3μπι的粗糙度的例子(第二及第三比較 例)中，與輪廓算術(shù)平均偏差在3μπι以上的粗糙度的例子(第一到第十二實施例以及第一 比較例)相比皮帶的滑動聲更大。在此，用株式會社三豐公司(MITUT0Y0 CORPORATION)制 造的S-3000 (型號名稱)測量了上述圖表2中的輪廓算術(shù)平均偏差。再說，還能夠得知下述事情，即在未混入短纖維和樹脂粉狀物的例子(第一實施 例)中，即使所述肋部23的表面粗糙度為輪廓算術(shù)平均偏差在3 μ m以上的粗糙度，也與混 有短纖維或樹脂粉狀物的例子(第二到第十二實施例以及第一比較例)相比損失磨損量更 大。其原因是在所述第一實施例中使用粒徑較大的碳黑(GPF)，以讓輪廓算術(shù)平均偏差成 為3μπι以上的值，而粒徑較大的碳黑的增強性能較差，以致耐磨損性和抗裂縫壽命下降。 補充說明一下，若使用粒徑較小的碳黑(HAF)(第二比較例)，便能夠提高這些性能，但是表 面粗糙度如上所述成為輪廓算術(shù)平均偏差小于3 μ m的粗糙度，滑動聲會增大。還有，由所述圖表2可以看出，為了如上所述使表面粗糙度成為輪廓算術(shù)平均 偏差在3μπι以上的粗糙度，設(shè)定樹脂粉狀物的平均粒徑在45μπι以上是有利的。在此， 平均粒徑是這樣求出的，即用基恩士公司(KEYENCE CORPORATION)制造的數(shù)碼顯微鏡 VHX-200(型號名稱)以450倍的放大倍率觀察粉狀物，以其中的30個粒子的平均粒徑作所 述樹脂粉狀物的平均粒徑。綜上所述，為了使皮帶的滑動聲(皮帶行駛時的噪音)減小，并延長皮帶的彎曲壽 命，需要以不使用短纖維的方式使壓縮橡膠層22的肋部23表面的表面粗糙度成為輪廓算 術(shù)平均偏差在3 μ m以上的粗糙度。為了實現(xiàn)所述輪廓算術(shù)平均偏差在3 μ m以上的表面粗 糙度，將平均粒徑在45 μ m以上的呈粉狀的粒子部件15混入到所述壓縮橡膠層22內(nèi)即可。 這樣，就能夠可靠且容易地實現(xiàn)輪廓算術(shù)平均偏差在3 μ m以上的表面粗糙度，并能夠借助 粒子部件15減小損失磨損量，能夠謀求提高耐久性。還有，在不是整個所述壓縮橡膠層12中混有樹脂粉狀物15，而是在該壓縮橡膠層 22的表面?zhèn)仍O(shè)置表面層24，僅在該表面層24內(nèi)混有樹脂粉狀物15的情況下(第六到第 十二實施例)，因為表面層24以外的肋部23內(nèi)未混有樹脂粉狀物15，所以在該肋部23的 內(nèi)部不易產(chǎn)生裂縫，如上述圖表2所示。因此，通過將樹脂粉狀物15僅混入壓縮橡膠層22 的表面層24內(nèi)，則與將樹脂粉狀物15混入整個壓縮橡膠層12 (肋部)內(nèi)的情況相比能夠 延長抗裂縫壽命，能夠謀求改善皮帶的彎曲壽命。再說，可以看出，在如上所述僅在表面層24內(nèi)混有樹脂粉狀物15的情況下，與表 面層24的厚度小于20 μ m的例子(第六實施例)相比，該表面層24的厚度在20 μ m以上 的例子(第七到第十二實施例)當(dāng)皮帶行駛時的滑動聲更小，損失磨損量也更小。因此，優(yōu) 選設(shè)定所述表面層24的厚度為20 μ m以上的值。在此，用上述顯微鏡以450倍的放大倍率 觀察表面層24，根據(jù)該觀察圖像測得了表面層24的厚度。再說，若樹脂粉狀物的拉伸彈性模量如在本實施例中使用的樹脂粉狀物那樣在 IOOOMPa以上，則即使在制造皮帶時進行磨削，也能夠使大部分樹脂粉狀物15殘存在肋部
1523的表面上，能夠確保輪廓算術(shù)平均偏差在3 μ m以上的表面粗糙度，并與在壓縮橡膠層22 內(nèi)混有短纖維的現(xiàn)有例相比能夠謀求提高耐久性。在此，按照ASTM試驗法D638對由與構(gòu) 成樹脂粉狀物的樹脂相同的樹脂構(gòu)成的試驗片求出了所述圖表2所示的拉伸彈性模量。_產(chǎn)業(yè)實用性- 如上所述，本發(fā)明所涉及的摩擦傳動帶能夠一邊減小噪音，一邊謀求提高耐久性， 因而對例如在汽車等中纏繞在皮帶輪相互間并傳遞動力的皮帶有用。
權(quán)利要求
一種摩擦傳動帶，以設(shè)置在皮帶主體的內(nèi)周側(cè)的壓縮橡膠層與皮帶輪接觸的方式纏繞在該皮帶輪上并傳遞動力，其特征在于在所述壓縮橡膠層內(nèi)不含短纖維，并且，該壓縮橡膠層的至少接觸皮帶輪的接觸面的表面粗糙度為輪廓算術(shù)平均偏差在3μm以上的粗糙度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦傳動帶，其特征在于 在所述壓縮橡膠層內(nèi)混有呈粉狀的樹脂粉狀物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦傳動帶，其特征在于 在所述壓縮橡膠層的皮帶輪接觸面?zhèn)刃纬捎斜砻鎸?，?所述表面層內(nèi)混有呈粉狀的樹脂粉狀物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的摩擦傳動帶，其特征在于 所述樹脂粉狀物的平均粒徑在45 μ m以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2到4中任一項所述的摩擦傳動帶，其特征在于 所述樹脂粉狀物的拉伸彈性模量在IOOOMPa以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2到5中任一項所述的摩擦傳動帶，其特征在于 所述樹脂粉狀物為超高分子量聚乙烯。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的摩擦傳動帶，其特征在于 所述表面層的厚度在15 μ m以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項所述的摩擦傳動帶，其特征在于 所述皮帶主體為V型肋帶主體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種摩擦傳動帶。在以設(shè)置在皮帶主體的內(nèi)周側(cè)的壓縮橡膠層與皮帶輪接觸的方式纏繞在該皮帶輪上的摩擦傳動帶中，得到既能謀求減小皮帶行駛時的噪音又能謀求確保耐久性的結(jié)構(gòu)。設(shè)定壓縮橡膠層為不含短纖維的結(jié)構(gòu)，并且設(shè)定該壓縮橡膠層中至少皮帶輪接觸面的表面粗糙度為輪廓算術(shù)平均偏差在3μm以上的粗糙度。
文檔編號F16G5/20GK101910675SQ20098010239
公開日2010年12月8日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月25日
發(fā)明者向史博, 尻池寬之, 山田智之, 橘博之 申請人:阪東化學(xué)株式會社