環状金属コード、無端金属ベルト及び環状金属コードの製造方法
【課題】継続的な繰り返し負荷に対しても撚り緩みが生じず巻き付けた形状を維持することができる環状金属コード、無端金属ベルト及び環状金属コードの製造方法を提供する。
【解決手段】環状金属コードＣ１は、コアのない中心を囲むように複数のストランド材１同士を撚り合わせたコードが解撚され、１本のストランド材１が、複数周回環状にされつつ他のストランド材１の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部が嵌め入れられて巻き付けられて環状とされ、ストランド材１の始端部１ａと終端部１ｂとが、環状の円弧の外周側で正結びされている。
【解決手段】環状金属コードＣ１は、コアのない中心を囲むように複数のストランド材１同士を撚り合わせたコードが解撚され、１本のストランド材１が、複数周回環状にされつつ他のストランド材１の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部が嵌め入れられて巻き付けられて環状とされ、ストランド材１の始端部１ａと終端部１ｂとが、環状の円弧の外周側で正結びされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状金属コード、無端金属ベルト及び環状金属コードの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、環状金属コードを製造する方法として、例えば特許文献１，２に記載されているように、ワイヤーロープを構成する線材の半分を解撚または切除して取り除いた後に、残った線材を一部環状にしつつその周囲に巻き付けてエンドレス加工することが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載されたワイヤーロープの簡易エンドレス加工法は、まず、設計寸法リングの内周長の２倍強の長さをもった６本の素線が撚り合されて構成されたワイヤーロープを用意する。これを３本の素線の撚り合せ線２本に解き別けて内周長と当該内周長より少し長いより代とを有する基糸を形成する。次に、当該３本素線撚り合せ線からなる基糸の一方を用いて、まず設計寸法の基本となるリング部とその組み合わせ部から延出するストランド部を形成する。そのうえ、当該延出するストランド部をリング部に撚り合せながら巻き付けて２本の基糸（６本の素線）が撚り合された状態のエンドレス加工を行う。その後、基糸の撚り合せ端部をロック止めもしくは半かご差しまたは半かご差しとロック止めの組み合わせ処理のいずれかの端部処理をする。
【０００４】
特許文献２に記載されたエンドレススリングは、次のようにして製造されている。まず、所定長さのワイヤーロープの全長にわたって、全本数の１／２のストランドを切除し、ワイヤーロープの全長の１／２の心綱を切除する。残った心綱の両端部を同心に突き合わせたうえ、心綱を切除した側のストランドを、心綱を切除しない側のストランドの切除部に巻き付けて同心状のエンドレスとする。その後、心綱及びストランドの両端部にまたがってスリーブを圧縮加工する。
【０００５】
特許文献３に記載されたエンドレスリングは、ワイヤーロープの一部を輪状に交差させて輪状部を形成し、ワイヤーロープを前記輪状部の回りに撚り合わせながら所定の回数周回させた後、ワイヤーロープの残り部分を撚り合わせた部分の内部にロープ心として入れ込んで形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３０６９７９６号公報
【特許文献２】特開平５−１３２８８１号公報
【特許文献３】特開２００７−６３６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１，２に記載の環状金属コードは、何れも玉掛け用吊り具であり、所定の曲げや張力などの負荷を繰り返し受けるような使用状況は想定されていないものである。これらの環状金属コードは、ワイヤーロープを横断面でみて円周上の線材の本数を一旦半分にして、残った線材の余長を空いている残り半分のスペースに再巻き付けしているものであるため、隣り合う線材同士の接触抵抗が弱い。そのため、前記のような繰り返し負荷が加わると撚り緩みが生じやすく、そのまま使用を続けていると最後には破断してしまう。
【０００８】
さらに、環状に巻き付けた後の端末処理は、特許文献１では端末を撚り合わせた箇所に差し込むかご差しやロック止めであるため、前記のような繰り返し負荷が加わるとこれらの箇所に応力集中が起こり、早期に破断してしまう。また、特許文献２ではスリーブにより両端末を固定するため、その部分だけコード径が太くなり、荷重が環状方向で不均一になる。このように、特許文献１，２に記載の環状金属コードは、継続的な繰り返し負荷に対して耐え得る構造ではない。
【０００９】
特許文献３に記載の環状金属コードであるエンドレスリングは、ワイヤーロープを輪状部の回りに撚り合わせながら所定の回数周回させることにより、ワイヤーロープ全体を使用して巻き付けることになるが、この場合巻き付けピッチが一巻き毎にばらついてしまい、コード径が太くなり、環状方向で均一な強度が得られない。また、このエンドレスリングも、荷吊り作業に用いられるものであり、所定の曲げや張力などの負荷を繰り返し受けるような使用状況は想定されていないものである。
【００１０】
これらのような環状金属コードを無端金属ベルトに用いると、撚り緩みや端末の結合部などの影響で回転負荷が変動し、比較的短期間で破損してしまうおそれがある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、継続的な繰り返し負荷に対しても撚り緩みが生じず巻き付けた形状を維持することができる環状金属コード、無端金属ベルト及び環状金属コードの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決することのできる本発明に係る環状金属コードは、コアのない中心を囲むように複数の側線線材同士を撚り合わせた原コードが解撚され、１本の前記側線線材が、複数周回環状にされつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部が嵌め入れられて巻き付けられて環状とされ、前記側線線材の始端部と終端部とが、環状の円弧の外周側で正結びされていることを特徴とする。
【００１３】
このような構成の環状金属コードによれば、原コードから取り出した側線線材における他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に余長部が複数周回にて環状に巻き付けられて嵌め入れられると、側線線材の隣り合う部分同士が密着した状態となる。側線線材同士の接触抵抗が大きく、側線線材の全長に亘って側線線材同士が強く拘束されるため、繰り返し負荷が加わっても撚り緩みが生じにくい。また、側線線材同士の接触抵抗によって巻き付け状態が維持されるため、端末処理を簡素なものにすることができる。
また、コアのない中心を囲むように複数の側線線材同士を撚り合わせた原コードが解撚されて環状とされているので、プーリなどに巻回した際に、断面における側線線材の本数が２〜４本の場合では、プーリの周面に２本の側線線材が安定して接触し、環状金属コード自体の自転がなくされる。また、断面における側線線材の本数が５本以上の場合では、プーリに巻回することにより断面が扁平化し易く、この場合も環状金属コード自体の自転がなくされる。つまり、自転が生じないので、環状の円弧の外周側に多少の突起があってもベルトとしてプーリに巻回して用いることができる。これにより、環状の円弧の外周側にて、側線線材の始端部と終端部とを正結びにより単純かつ強固に結んで緩みなく接続することができる。また、正結びによる接続箇所が環状の円弧の外周側に配置されているので、プーリなどに巻回した際に、プーリの周面への結び目の接触を回避することができる。
なお、この結びを疎かにして適当に結ぶと、結び目の方向が環状方向に対して直角の方向を向くため、引っ掛かりのトラブルが生じたりプーリに食い込んで破断する原因となったりする。
【００１４】
また、本発明に係る環状金属コードは、コアの周りに少なくとも５本の側線線材を撚り合わせた原コードが解撚され、１本の前記側線線材が、複数周回環状にされつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部が嵌め入れられて巻き付けられて環状とされ、前記側線線材の始端部と終端部とが、環状の円弧の外周側で正結びされていることを特徴とする。
【００１５】
このような構成の環状金属コードによれば、原コードから取り出した側線線材における他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に余長部が複数周回にて環状に巻き付けられて嵌め入れられると、側線線材の隣り合う部分同士が密着した状態となる。側線線材同士の接触抵抗が大きく、側線線材の全長に亘って側線線材同士が強く拘束されるため、繰り返し負荷が加わっても撚り緩みが生じにくい。また、側線線材同士の接触抵抗によって巻き付け状態が維持されるため、端末処理を簡素なものにすることができる。
また、コアの周りに少なくとも５本の側線線材同士を撚り合わせた原コードが解撚されて環状とされているので、プーリなどに巻回することにより断面が扁平化し易く、環状金属コード自体の自転がなくされる。つまり、自転が生じないので、環状の円弧の外周側に多少の突起があってもベルトとしてプーリに巻回して用いることができる。これにより、環状の円弧の外周側にて、側線線材の始端部と終端部とを正結びにより単純かつ強固に結んで緩みなく接続することができる。また、正結びによる接続箇所が環状の円弧の外周側に配置されているので、プーリなどに巻回した際に、プーリの周面への結び目の接触を回避することができる。
【００１６】
本発明に係る環状金属コードにおいて、前記原コードが５本以上の前記側線線材同士を撚り合わせたものである場合、前記環状金属コードが環状方向に対する横断面視で扁平化されていることが好ましい。
５本以上の側線線材同士を撚り合わせた原コードを解撚して取り出した１本の側線線材によって得られた環状金属コードが環状方向に対する横断面視で扁平化されている。したがって、ベルトとしてプーリに巻回して用いた際における自転を防止することができる。これにより、環状の円弧の外周側にて、線材の始端部と終端部とを単純かつ強固に結んで緩みなく接続することができる。
【００１７】
本発明に係る環状金属コードにおいて、前記側線線材は複数の金属素線同士を撚り合わせた構造であり、前記金属素線同士の撚り方向と前記空隙部に嵌め入れられている巻き付けの螺旋方向とが逆方向であることが好ましい。
線材内の金属素線同士の撚り方向と側線線材の巻き付け方向を逆にすることで、環状金属コードの機械的特性に方向性が生じることを抑制し、環状金属コードを環状方向に沿って回転させて使用する場合でも蛇行しにくくなる。
【００１８】
本発明に係る環状金属コードにおいて、焼鈍処理が施されていることが好ましい。
焼鈍処理が施されているので、撚り合わせ時の加工歪を除去することができ、耐久性を高めることができる。
【００１９】
本発明に係る環状金属コードにおいて、前記側線線材は、直径が０．０６ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下の範囲内である複数の金属素線同士を撚り合わせた構造であることが好ましい。
これにより、側線線材に適度な剛性をもたせることができ、側線線材を良好な耐疲労性を有するものとすることができる。その結果、環状金属コードをより耐久性に優れたものにできる。
【００２０】
本発明に係る環状金属コードにおいて、互いに巻き付けられた前記側線線材の環状部分における中心軸に対する前記側線線材の巻き付け角度が４．５度以上１３．８度以下の範囲内であることが好ましい。
これにより、側線線材の巻き付け作業が容易となるため、環状金属コードをより容易に製造できる。また、適度な伸度を有し、かつ側線線材の巻き緩みがない環状金属コードを得ることができる。
【００２１】
また、本発明に係る無端金属ベルトは、上記本発明に係る環状金属コードを備えていることが好ましい。
上述の環状金属コードを用いることによって、継続的な繰り返し負荷に対しても環状金属コードの撚り緩みが生じず形状を維持することができるため、破断強度及び耐疲労性に優れた無端金属ベルトを得ることができる。
【００２２】
また、上記課題を解決することのできる本発明に係る環状金属コードの製造方法は、コアのない中心を囲むように複数の側線線材同士を撚り合わせた原コードを解撚し、１本の前記側線線材を、複数周回環状にしつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部を嵌め入れて巻き付けて環状とし、前記側線線材の始端部と終端部とを、環状の円弧の外周側で正結びすることを特徴とする。
【００２３】
このような環状金属コードの製造方法によれば、原コードから取り出した側線線材における他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に余長部を複数周回にて環状に巻き付けて嵌め入れると、側線線材の隣り合う部分同士が密着した状態となる。側線線材同士の接触抵抗が大きく、側線線材の全長に亘って側線線材同士が強く拘束されるため、繰り返し負荷が加わっても撚り緩みが生じにくい。また、側線線材同士の接触抵抗によって巻き付け状態が維持されるため、端末処理を簡素なものにすることができる。
また、コアのない中心を囲むように複数の側線線材同士を撚り合わせた原コードを解撚させて環状とするので、プーリなどに巻回した際に、断面における側線線材の本数が２〜４本の場合では、プーリの周面に２本の側線線材が安定して接触し、環状金属コード自体の自転がなくされる。また、断面における側線線材の本数が５本以上の場合では、プーリに巻回することにより断面が扁平化し易く、この場合も環状金属コード自体の自転がなくされる。つまり、自転が生じないので、環状の円弧の外周側に多少の突起があってもベルトとしてプーリに巻回して用いることができる。これにより、環状の円弧の外周側にて、側線線材の始端部と終端部とを正結びにより単純かつ強固に結んで緩みなく接続することができる。また、正結びによる接続箇所が環状の円弧の外周側に配置されるので、プーリなどに巻回した際に、プーリの周面への結び目の接触を回避することができる。
なお、この結びを疎かにして適当に結ぶと、結び目の方向が環状方向に対して直角の方向を向くため、引っ掛かりのトラブルが生じたりプーリに食い込んで破断する原因となったりする。
【００２４】
また、本発明に係る環状金属コードの製造方法は、コアの周りに少なくとも５本の側線線材を撚り合わせた原コードを解撚し、１本の前記側線線材を、複数周回環状にしつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部を嵌め入れて巻き付けて環状とし、前記側線線材の始端部と終端部とを、環状の円弧の外周側で正結びすることを特徴とする。
【００２５】
このような環状金属コードの製造方法によれば、原コードから取り出した線材における他の線材の抜けた螺旋状の空隙部に余長部を複数周回にて環状に巻き付けて嵌め入れると、線材の隣り合う部分同士が密着した状態となる。線材同士の接触抵抗が大きく、線材の全長に亘って線材同士が強く拘束されるため、繰り返し負荷が加わっても撚り緩みが生じにくい。また、線材同士の接触抵抗によって巻き付け状態が維持されるため、端末処理を簡素なものにすることができる。
また、コアの周りに少なくとも５本の側線線材同士を撚り合わせた原コードを解撚させて環状とするので、プーリなどに巻回することにより断面が扁平化し易く、環状金属コード自体の自転がなくされる。つまり、自転が生じないので、環状の円弧の外周側に多少の突起があってもベルトとしてプーリに巻回して用いることができる。これにより、環状の円弧の外周側にて、線材の始端部と終端部とを正結びにより単純かつ強固に結んで緩みなく接続することができる。また、正結びによる接続箇所が環状の円弧の外周側に配置されるので、プーリなどに巻回した際に、プーリの周面への結び目の接触を回避することができる。
【００２６】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、５本以上の前記側線線材同士を撚り合わせた前記原コードを、解撚前に横断面視にて扁平化させておくことが好ましい。
５本以上の側線線材同士を撚り合わせた原コードを、解撚前に横断面視にて扁平化させるので、原コードから取り出した１本の側線線材によって得られた環状金属コードも扁平化されたものとなる。したがって、ベルトとしてプーリに巻回して用いた際における自転を防止することができる。これにより、環状の円弧の外周側にて、線材の始端部と終端部とを単純かつ強固に結んで緩みなく接続することができる。
【００２７】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、前記側線線材として複数の金属素線同士を撚り合わせた構造の線材を用い、前記金属素線同士の撚り方向と前記空隙部に嵌め入れる巻き付けの螺旋方向とを逆方向とすることが好ましい。
側線線材内の金属素線同士の撚り方向と側線線材の巻き付け方向を逆にすることで、環状金属コードの機械的特性に方向性が生じることを抑制し、環状金属コードを環状方向に沿って回転させて使用する場合でも蛇行しにくくなる。
【００２８】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、前記原コードにおける残りの側線線材の１本を、複数周回環状にしつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部を嵌め入れて巻き付けて環状とすることが好ましい。
また、原コードの内の残りの側線線材によって環状金属コードを製造することができ、経済的である。
【００２９】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、焼鈍処理を施すことが好ましい。
焼鈍処理を施すことにより、撚り合わせ時の加工歪を除去することができ、耐久性を高めることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、継続的な繰り返し負荷に対しても撚り緩みが生じず巻き付けた形状を維持することができる環状金属コード、無端金属ベルト及び環状金属コードの製造方法を提供することができる。したがって、本発明の環状金属コード及び無端金属ベルトを産業機械に用いれば、当該産業機械を耐久性に優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態に係る環状金属コードの斜視図である。
【図２】環状金属コードを示す径方向の断面斜視図である。
【図３】（ａ）は環状金属コードを示す径方向の断面図であり、（ｂ）は環状金属コードの側面図である。
【図４】環状金属コードの一部を示す拡大斜視図である。
【図５】環状金属コードの製造に用いられる金属コードを示す径方向の断面斜視図である。
【図６】金属コードの扁平化の工程を説明する側面図である。
【図７】図５の金属コードから取り出したストランド材を示す斜視図である。
【図８】図７のストランド材から環状金属コードを形成していく一過程を示す概略図である。
【図９】ストランド材の始端部と終端部との固定の仕方を示す拡大斜視図である。
【図１０】ストランド材の始端部と終端部との固定の仕方を示す拡大斜視図である。
【図１１】本実施形態に係る無端金属ベルトの使用状態を示す斜視図である。
【図１２】他の環状金属コードの製造に用いられる金属コードを示す径方向の断面斜視図である。
【図１３】環状金属コードの耐久試験装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００３３】
図１は、本実施形態に係る環状金属コードの斜視図であり、図２は環状金属コードを示す径方向の断面斜視図であり、図３（ａ）は、環状金属コードＣ１を示す径方向の断面図であり、同図（ｂ）は、環状金属コードＣ１の側面図である。
図１から図３に示すように、環状金属コードＣ１は、側線線材を複数本用いて環状に撚り合わせてなるものであって、側線線材として予め複数の金属素線が撚り合わされたストランド材１を用いている。
【００３４】
本実施形態の環状金属コードＣ１は、予め螺旋状にくせ付けされた１本のストランド材１を用意し、その略１／６分の長さを環状にした状態で、残りの余長部をその環状部分に複数周回（５周）巻き付けて形成されている。巻き付けの撚り方向は、例えばＺ撚である。この環状金属コードＣ１をストランド材１の径方向の断面で見ると、６本のストランド材１が円を扁平させた楕円の周に配置された構造を有している。
【００３５】
各ストランド材１は、５本の金属素線１０がＳ撚方向で撚り合わされた（下撚りされた）ものである。金属素線１０は、例えば、炭素（Ｃ）を０．７質量％以上含む高炭素鋼ワイヤからなるものである。０．７０質量％以上のＣを含む材料を選定することで、金属素線１０をより破断強度に優れた鋼線とすることができる。また、金属素線１０の表面には、銅合金（例えば、真鍮）または亜鉛のめっき処理が施されていてもよい。なお、金属素線１０の材質は、前記のものに限られず、例えば、ピアノ線でもよい。
【００３６】
また、金属素線１０の直径は０．０６ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下の範囲内である。このように、金属素線１０の直径が０．０６ｍｍ以上であるので、ストランド材１の剛性を最低限維持することができ、環状金属コードＣ１を変形に耐え得るものとすることができる。また、金属素線１０の直径が０．３０ｍｍ以下であるので、ストランド材１の剛性が過度に大きくならずにすむ。したがって、環状金属コードＣ１は、繰り返し曲げ応力による疲労破断を生じにくくすることができる。
【００３７】
つまり、このような径の金属素線１０でストランド材１を形成すると、適度な剛性を有するストランド材１を得ることができる。よって、ストランド材１の巻き付けが容易となり、かつ巻き付け後の巻き緩みが生じにくくなる。
さらに、このストランド材１は、例えば、減圧環境下にて、約２８０℃で１０分間、焼鈍処理が施されている。
【００３８】
ストランド材１同士は、Ｚ撚、つまりストランド材１を構成する金属素線１０の撚り方向とは逆方向に巻き付けられる。一方、ストランド材１自身は金属素線１０がＳ撚された構成であるため、環状金属コードＣ１はＳ撚構造とＺ巻構造を組み合わせたものとなる。金属素線１０の撚り方向と、ストランド材１の巻き付け方向とが逆であると、環状金属コードＣ１の機械的特性に方向性が生じることが抑制されて捩れにくく、表面外観に凹凸の少ない環状金属コードＣ１を得ることができる。また、環状金属コードＣ１を環状方向に沿って回転させて使用する場合でも蛇行しにくくなる。
【００３９】
また、ストランド材１は、６本の撚り合わせ中心軸に対して所定の巻き付け角度で巻き付けられている。このため、ストランド材１が乱れなく巻かれ、表面状態が略均一な環状金属コードＣ１を得ることができる。本実施形態においては、図３（ｂ）に示すように、Ｘ方向、すなわち環状金属コードＣ１の中心軸が延びる方向に対するストランド材１の巻き付け角度θは、４．５度以上１３．８度以下となっている。巻き付け角度θを４．５度以上とすることで、ストランド材１の巻き緩みが生じにくくなる。巻き付け角度θを１３．８度以下とすることで、ストランド材１の伸度が過度に大きくなることを防ぐことができる。つまり、ストランド材１の巻き付け角度θを４．５度以上１３．８度以下とすることで、適度な伸度を有し、かつしなやかな環状金属コードＣ１を得ることができる。
【００４０】
図４に示すように、ストランド材１の巻き付けの始端部１ａと巻き付けの終端部１ｂとは、環状金属コードＣ１の環状の円弧の外周側で正結びされている。
ここで、この正結びによる結び目１１では、その始端部１ａと終端部１ｂとの間に、２本分のストランド材１を介在させた状態にて正結びされている。これにより、始端部１ａと終端部１ｂとが無理なく確実に正結びされ、強固に接続されている。
【００４１】
続いて、環状金属コードＣ１の製造方法について説明する。
図５は、環状金属コードＣ１を製造するために用意された金属コードを示す径方向の断面斜視図である。
図５に示すように、金属コード（原コード）２０は、上記の金属素線１０を、コアのない中心を囲むように５本撚り合わせて（下撚りして）なる６本のストランド材１を撚り合せた（上撚りした）撚線構造を有している。これらストランド材１は、環状金属コードＣ１を構成するために用いられる線材である。なお、これら６本のストランド材１を撚り合わせる前に、それぞれ螺旋状の型付けを施しておくとよい。
【００４２】
このような金属コード２０を解撚して、各ストランド材１に分け、これらストランド材１の１本を用いて環状金属コードＣ１を製造する。
ここで、金属コード２０を解撚する前には、図６（ａ）に示すように、千鳥状に配置させた複数のローラ２１間に、金属コード２０を通過させ、この金属コード２０を扁平化させておく。使用するローラ２１の溝形状は、図６（ｂ）の何れか、もしくはそれらの組み合わせでコードの扁平化が可能となる。
【００４３】
そして、上記のように扁平化させた金属コード２０から取り出した１本のストランド材１は、図７に示すように、他のストランド材１が存在していた箇所に螺旋状の空隙部５が形成されている。この空隙部５は、他の５本のストランド材１の断面積の合計の断面積を有している。
【００４４】
次いで、図８に示すように、ストランド材１の長さの略１／６分の長さを環状にして、その環状部分１ｄにおける螺旋状の空隙部５にストランド材１の余長部１ｅを嵌め入れて、複数周回（５周）環状に巻き付けていく。ストランド材１における空隙部５は、その断面積が５本のストランド材１の断面積の合計であり、５周環状に巻き付けられるストランド材１の余長部１ｅが空隙部５に嵌め入れられ、巻き付けられたストランド材１の隣り合う余長部１ｅ同士が径方向に密着された状態となる。これにより、ストランド材１の全長に亘ってストランド材１同士が強く拘束されるため、繰り返し荷重が加わっても撚り緩みが生じにくい。また、ストランド材１同士の接触抵抗によって巻き付け状態が維持されるため、ストランド材１の始端部１ａと終端部１ｂの端末処理を簡素なものにすることができる。このように本実施形態によれば、継続的な繰り返し負荷に対してもストランド材１の撚り緩みが生じず、ストランド材１を巻き付けた形状を維持することができる環状金属コードＣ１を容易に製造することができる。
【００４５】
また、ストランド材１が単線ではなく、複数の金属素線１０同士を撚り合わせた線材であるため、ストランド材１表面の凹凸によりストランド材１同士の接触抵抗も大きくなるので、撚り緩みがさらに生じにくくなる。また、環状金属コードＣ１の柔軟性が向上し、外力に対して均一負荷となりやすいので破断強度の低下を抑制できる。
【００４６】
環状に巻き付けを行った後、ストランド材１の始端部１ａ及び終端部１ｂを、図９に示すように、２本分のストランド材１をあけて環状の円弧の外周側に引き出す。そして、この引き出した始端部１ａ及び終端部１ｂを伸ばして真直状態とし、これら始端部１ａと終端部１ｂとを、図１０に示すように、２本分のストランド材１を介在させて環状の円弧の外周側にて正結びする。さらに、その結び目１１を、例えば、始端部１ａあるいは終端部１ｂのいずれか一方を固定しておき、他方を引っ張ることによりかしめる。なお、結び目１１をつぶすことによってかしめても良い。このようにすると、始端部１ａ及び終端部１ｂを強固に固定することができる。
なお、正結び後は、結び目１１が解けないようにペンチ等で押さえる等して緩みをなくした後、結び目１１の近くにて、始端部１ａ及び終端部１ｂの余分な部分を切断して除去する。
【００４７】
その後、この環状金属コードＣ１を、例えば、減圧環境下にて、約２８０℃で１０分間、焼鈍処理を施す。このようにすると、環状金属コードＣ１の撚り合わせ時（下撚、上撚）に発生する歪を除去することができ、これにより、環状金属コードＣ１の一層の耐疲労性の向上が期待できる。
【００４８】
次に、上述した構成を有する環状金属コードＣ１を備える無端金属ベルトの一例について説明する。図１１は本実施形態に係る無端金属ベルトの使用状態を示す模式的な斜視図である。
【００４９】
無端金属ベルトＢ１は、例えば図１１に示されるような、精密機器やその他の産業機械で使用されている減速機３０用に用いられる。無端金属ベルトＢ１は、並行して配列された３本の環状金属コードＣ１からなり、小径の駆動側プーリ３２と大径の被駆動側プーリ３４との間の動力伝達を担っている。駆動側プーリ３２の回転中心には、駆動用モータ３６の駆動軸が接続されている。駆動側プーリ３２及び被駆動側プーリ３４の外周には各環状金属コードＣ１を安定的に掛け渡すための円周溝が形成され、無端金属ベルトＢ１を駆動側プーリ３２及び被駆動側プーリ３４に掛け渡すことにより、駆動側プーリ３２の回転力が無端金属ベルトＢ１を介して被駆動側プーリ３４に伝達される。その際、駆動側プーリ３２の回転速度は被駆動側プーリ３４にて減速され、駆動側プーリ３２のトルクは被駆動側プーリ３４にて増大される。被駆動側プーリ３４は、例えば図示せぬ他のプーリ等に軸接続され、動力を伝達する。
【００５０】
環状金属コードＣ１は、先に述べたように破断強度が非常に大きい。また、環状金属コードＣ１は、コアのない中心を囲むように複数のストランド材１同士を撚り合わせた金属コード２０が解撚され、１本のストランド材１が複数周回環状にされつつ空隙部５に余長部１ｅが嵌め入れられて巻き付けられて環状とされているので、断面における線材の本数が５本以上（実施形態では６本）の場合でも、プーリ３２，３４に巻回することにより断面が扁平化し易く、環状金属コードＣ１自体の自転がなくされる。つまり、自転が生じないので、環状の円弧の外周側に多少の突起があってもベルトとしてプーリ３２，３４に巻回して用いることができる。
【００５１】
特に、実施形態のように、６本（５本以上）のストランド材１同士を撚り合わせた金属コード２０を、解撚前に断面視にて扁平化させると、金属コード２０から取り出した１本のストランド材１によって得られた環状金属コードＣ１を良好に扁平化することができる。したがって、ベルトとしてプーリ３２，３４に巻回して用いた際における自転を確実に防止することができる。これにより、環状の円弧の外周側にて、ストランド材１の始端部１ａと終端部１ｂとを単純かつ強固に結んで緩みなく接続することができる。
【００５２】
そして、始端部１ａと終端部１ｂとを正結びして固定した結び目１１が環状の円弧の外周側に配置されているので、プーリ３２，３４に巻回した際に、プーリ３２，３４の周面への結び目１１の接触を回避することができる。
さらに、焼鈍処理を施しているので、ストランド材１の撚り合わせ時の加工歪を除去することができ、耐久性を高めることができる。
【００５３】
また、上記実施形態では、６本のストランド材１の内の１本のストランド材１を用いて環状金属コードＣ１を製造したが、残りの５本のそれぞれのストランド材１についても同様に、前述したように、複数周回環状にしつつ空隙部５に、余長部１ｅを嵌め入れて巻き付けて環状金属コードＣ１を製造することができ、経済性を高めることができる。
【００５４】
また、本実施形態の無端金属ベルトＢ１において、駆動側プーリ３２及び被駆動側プーリ３４に環状金属コードＣ１がそれぞれ３本ずつ掛け渡される形態としたが、掛け渡される環状金属コードＣ１の本数はこれに限られない。求められる駆動力またはベルト張力に応じて、環状金属コードＣ１の本数を調整することが可能である。
【００５５】
また、本実施形態は、環状金属コードを、減速機において動力を伝達する無端金属ベルトに適用したものであるが、本発明の環状金属コードは、減速機以外で使用される無端金属ベルトにも適用することができる。例えば、プリンタをはじめとする印刷機において紙送りローラ間の動力伝達を担う無端金属ベルト、一軸ロボットの直行駆動を担う無端金属ベルト、Ｘ−Ｙテーブル機構の駆動や三次元のキャリッジ駆動を担う無端金属ベルト、光学機器や検査機、あるいは測定器内において精密駆動を担う無端金属ベルト、自動車の無段変速機における駆動側プーリ及び被駆動側プーリの間の動力伝達を担う無端金属ベルト等に適用可能である。
【００５６】
なお、上記実施形態では、断面におけるストランド材１の本数が５本以上である６本の場合を例にとって説明したが、断面におけるストランド材１は、複数であれば、６本に限定されない。
例えば、断面におけるストランド材１の本数が２〜４本の場合においても、プーリ３２，３４の周面に２本のストランド材１が安定して接触し、環状金属コードＣ１自体の自転がなくされる。
【００５７】
ここで、断面におけるストランド材１が３本の環状金属コードＣ１について説明する。
この３本の環状金属コードＣ１を作製するには、図１２に示すように、コアのない中心を囲むように３本のストランド材１同士を撚り合わせた金属コード２０の１本を用いる。ここでは、このストランド材１は、３本の金属素線１０がＳ撚方向で撚り合わされた（下撚りされた）４本の線材１０ａが、さらに、Ｓ撚方向で撚り合わされて（下撚りされて）構成されている。そして、このストランド材１がＺ撚方向で撚り合わされて（上撚りされて）金属コード２０が構成されている。
【００５８】
この金属コード２０を解撚し、１本のストランド材１を、３周回環状にしつつ他の２本のストランド材１の抜けた螺旋状の空隙部５に、余長部１ｅを嵌め入れて巻き付けて環状とする。そして、始端部１ａと終端部１ｂとを、結び目１１が環状の円弧の外周側となるように正結びにて強固に接続し、その後、焼鈍処理を施す。
これにより、１本のストランド材１から、断面におけるストランド材１が３本の環状金属コードＣ１が得られる。
【００５９】
そして、この環状金属コードＣ１においても、破断強度が非常に大きく、繰り返し負荷に対しても緩みが生じない。また、３本のストランド材１同士を撚り合わせた金属コード２０が解撚されて環状とされて断面におけるストランド材１が３本とされているので、プーリ３２，３４に巻回した際に、プーリ３４の周面に２本のストランド材１が安定して接触し、環状金属コードＣ１自体の自転がなくされる。
【００６０】
なお、この場合も、残りの２本のそれぞれのストランド材１についても同様に、３周回環状にしつつ空隙部５に、余長部１ｅを嵌め入れて巻き付けて環状金属コードＣ１を製造することができ、経済性を高めることができる。
【００６１】
また、上記実施形態では、コアのない中心を囲むように複数のストランド材（側線線材）同士を撚り合わせた原コードを解撚させて環状に撚り合わせた環状金属コードについて説明したが、原コードには側線線材同士の撚り合わせ中心にコアがあってもよい。例えば、図５に示した６本のストランド材１の撚り合わせ中心に、コアとなる線材を有する原コードを使用することができる。
このような原コードを解撚して、得られた側線線材の１本を環状に巻き付けることで、上記実施形態と同様に環状金属コードを製造することができる。コアの周りに少なくとも５本の側線線材同士を撚り合わせた原コードを用いてることで、得られた環状金属コードはプーリなどに巻回することにより断面が扁平化し易く、環状金属コード自体の自転がなくされ、環状の円弧の外周側にて、側線線材の始端部と終端部とを正結びにより単純かつ強固に結んで緩みなく接続することができる。
【実施例】
【００６２】
次に、本発明に係る環状金属コードの実施例について説明する。
周回数の異なる２種類の環状金属コードについて、始端部と終端部との接続方法の違い及び焼鈍処理の有無による耐久性の変化を調べた。
【００６３】
（１）環状金属コード
（１−１）３×４×３×０．１５０の環状金属コード
（ストランド材の作製）
スチールコード用途の直径０．９０ｍｍのブラスメッキ鋼線を直径０．１５ｍｍまで伸線加工した素線を３リールに巻き取り、バンチャー型撚線機を用いて７．５ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて撚り合わせる。
さらに、この線材（３×０．１５０）を４リールに所定量巻き取り、再度サプライしてバンチャー型撚線機を用いて５．０ｍｍの撚りピッチでＳ／Ｓ撚りにて撚り合わせてストランド材を作製し、このストランド材を３リール用意する。
なお、バンチ撚りの場合、プレフォーム装置を使用しなくても９３％前後の直径型付け率になるように調整できる。
（金属コードの作製）
上記のストランド材を、３本撚りができるチューブラー型撚線機を用いて７．５ｍｍの撚りピッチでＺ撚りにて所定量上撚りして金属コードとする。なお、プレフォーム装置を用いて事前に９３％前後の直径型付け率に調整する。
（金属コードの解撚）
上撚りした金属コードを、余長分も含めて環状金属コードの環状径（層心径：Ｄ１）の約１０倍（（Ｄ１）π×３）の長さで切断した後、全長にわたって解撚し、各ストランド材毎に分離する。
（環状金属コード化）
分離した３本のストランド材の内の１本を使用して、例えば、直径２００ｍｍの環状径を形成し、その後、２周回移動させて他の２本のストランド材が抜けた螺旋状の空隙部に余長部を嵌め込んでコード化する。
【００６４】
（１−２）６×５×０．１５０の環状金属コード
（ストランド材の作製）
スチールコード用途の直径０．９０ｍｍのブラスメッキ鋼線を直径０．１５ｍｍまで伸線加工した素線を５リールに巻き取り、バンチャー型撚線機を用いて５．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて撚り合わせてストランド材とし、このストランド材（５×０．１５０）を６リールに所定量巻き取る。
なお、バンチ撚りの場合、プレフォーム装置を使用しなくても９３％前後の直径型付け率になるように調整できる。
（金属コードの作製）
上記のストランド材を、６本撚りができるチューブラー型撚線機を用いて７．０ｍｍの撚りピッチでＺ撚りにて所定量上撚りして金属コードとする。なお、プレフォーム装置を用いて事前に９３％前後の直径型付け率に調整する。
なお、６本（５本以上）のストランド材からなる金属コードは断面が円形に近いので、プーリに巻回してベルトとして用いても自転しにくい断面形状が扁平な環状金属コードを作製する場合には、複数のローラ間を通過させて扁平化（扁平率７８±３％）しておく。
（金属コードの解撚）
上撚りした金属コードを、余長分も含めて環状金属コードの環状径（層心径：Ｄ１）の約２０倍（（Ｄ１）π×６）の長さで切断した後、全長にわたって解撚し、各ストランド材毎に分離する。
（環状金属コード化）
分離した６本のストランド材の内の１本を使用して、例えば、直径２００ｍｍの環状径を形成し、その後、５周回移動させて他の５本のストランド材が抜けた螺旋状の空隙部に余長部を嵌め込んでコード化する。
【００６５】
（２）耐久試験
（２−１）耐久試験装置
図１３に耐久試験装置を示す。図１３に示すように、耐久性試験装置は、駆動モータ５１によって回転される駆動プーリ５２と、この駆動プーリ５２に対して水平方向へ接離可能に支持された従動プーリ５３と、従動プーリ５３を駆動プーリ５２から離間させる方向へ荷重を付与する張力付加部５４とを備える。
駆動プーリ５２及び従動プーリ５３の直径は、３９．３ｍｍとし、環状金属コードを巻回した際のコードの中心を通る径が約４０ｍｍとなるようにした。
張力付加部５４は、従動プーリ５３にロープ５５を介して取り付けられた重り５６と、ロープ５５が掛けられた滑車５７とを有し、重り５６の荷重によって従動プーリ５３が駆動プーリ５２から離間される。そして、この張力付加部５４では、重り５６の重さを調整し、付加張力が８．５ｋｇｆ（コードの強度の５％前後）とされている。
（２−２）耐久試験方法
上記の耐久性試験装置の駆動プーリ５２と従動プーリ５３とに、各環状金属コードを巻き掛けて駆動プーリ５２を３，５００ｒｐｍにて回転させ、環状金属コードに繰り返し引っ張り曲げ応力をかけ、環状金属コードの切断、弛み、ワイヤー（素線）の切れ等の不具合の発生の有無及び不具合発生までの耐久回数（換算回数）を調べて評価した。なお、結び目を有する環状金属コードでは、その結び目が環状の円弧の外周側に配置して駆動プーリ５２及び従動プーリ５３に巻き掛けた。
（２−３）耐久試験結果
耐久試験結果を、表１及び表２に示す。
なお、表１は、３×４×３×０．１５０の環状金属コードの結果を示し、表２は、６×５×０．１５０の環状金属コードの結果を示している。
【００６６】
【表１】
【００６７】
表１から明らかなように、３×４×３×０．１５０の環状金属コードでは、始端部と終端部とを正結びして接続した実施例１，２は、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が極めて多くなり、特に、焼鈍処理を施した実施例２では切断が認められなかった。
これに対して、始端部と終端部とを金属スリーブにて接続した比較例１、半かご差しとした比較例２，４及び金属スリーブと半かご差しとの組み合わせとした比較例３では、焼鈍処理の有無に関わらず、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が少なかった。
【００６８】
【表２】
【００６９】
表２から明らかなように、６×５×０．１５０の環状金属コードでは、始端部と終端部とを正結びして接続した実施例３〜５は、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が極めて多くなり、さらに扁平化した実施例４，５は、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が極めて多くなり、特に、焼鈍処理を施した実施例５では切断が認められなかった。
これに対して、始端部と終端部とを金属スリーブにて接続した比較例５、半かご差しとした比較例６及び金属スリーブと半かご差しとの組み合わせとした比較例７では、焼鈍処理の有無に関わらず、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が少なかった。
【００７０】
以上のことから、始端部と終端部とを正結びにて接続することにより、ストランド材の移動を防止でき、撚り緩みが生じず巻き付けた形状を維持することが可能な強固な環状金属コードとすることができることが分かった。特に、焼鈍処理を施すことにより、さらに強度が高められた環状金属コードが得られることが分かった。
【符号の説明】
【００７１】
１…ストランド材（側線線材）、１ａ…始端部、１ｂ…終端部、１ｄ…環状部分、１ｅ…余長部、５…空隙部、１０…金属素線、１１…結び目、２０…金属コード（原コード）、Ｂ１…無端金属ベルト、Ｃ１…環状金属コード。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状金属コード、無端金属ベルト及び環状金属コードの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、環状金属コードを製造する方法として、例えば特許文献１，２に記載されているように、ワイヤーロープを構成する線材の半分を解撚または切除して取り除いた後に、残った線材を一部環状にしつつその周囲に巻き付けてエンドレス加工することが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載されたワイヤーロープの簡易エンドレス加工法は、まず、設計寸法リングの内周長の２倍強の長さをもった６本の素線が撚り合されて構成されたワイヤーロープを用意する。これを３本の素線の撚り合せ線２本に解き別けて内周長と当該内周長より少し長いより代とを有する基糸を形成する。次に、当該３本素線撚り合せ線からなる基糸の一方を用いて、まず設計寸法の基本となるリング部とその組み合わせ部から延出するストランド部を形成する。そのうえ、当該延出するストランド部をリング部に撚り合せながら巻き付けて２本の基糸（６本の素線）が撚り合された状態のエンドレス加工を行う。その後、基糸の撚り合せ端部をロック止めもしくは半かご差しまたは半かご差しとロック止めの組み合わせ処理のいずれかの端部処理をする。
【０００４】
特許文献２に記載されたエンドレススリングは、次のようにして製造されている。まず、所定長さのワイヤーロープの全長にわたって、全本数の１／２のストランドを切除し、ワイヤーロープの全長の１／２の心綱を切除する。残った心綱の両端部を同心に突き合わせたうえ、心綱を切除した側のストランドを、心綱を切除しない側のストランドの切除部に巻き付けて同心状のエンドレスとする。その後、心綱及びストランドの両端部にまたがってスリーブを圧縮加工する。
【０００５】
特許文献３に記載されたエンドレスリングは、ワイヤーロープの一部を輪状に交差させて輪状部を形成し、ワイヤーロープを前記輪状部の回りに撚り合わせながら所定の回数周回させた後、ワイヤーロープの残り部分を撚り合わせた部分の内部にロープ心として入れ込んで形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３０６９７９６号公報
【特許文献２】特開平５−１３２８８１号公報
【特許文献３】特開２００７−６３６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１，２に記載の環状金属コードは、何れも玉掛け用吊り具であり、所定の曲げや張力などの負荷を繰り返し受けるような使用状況は想定されていないものである。これらの環状金属コードは、ワイヤーロープを横断面でみて円周上の線材の本数を一旦半分にして、残った線材の余長を空いている残り半分のスペースに再巻き付けしているものであるため、隣り合う線材同士の接触抵抗が弱い。そのため、前記のような繰り返し負荷が加わると撚り緩みが生じやすく、そのまま使用を続けていると最後には破断してしまう。
【０００８】
さらに、環状に巻き付けた後の端末処理は、特許文献１では端末を撚り合わせた箇所に差し込むかご差しやロック止めであるため、前記のような繰り返し負荷が加わるとこれらの箇所に応力集中が起こり、早期に破断してしまう。また、特許文献２ではスリーブにより両端末を固定するため、その部分だけコード径が太くなり、荷重が環状方向で不均一になる。このように、特許文献１，２に記載の環状金属コードは、継続的な繰り返し負荷に対して耐え得る構造ではない。
【０００９】
特許文献３に記載の環状金属コードであるエンドレスリングは、ワイヤーロープを輪状部の回りに撚り合わせながら所定の回数周回させることにより、ワイヤーロープ全体を使用して巻き付けることになるが、この場合巻き付けピッチが一巻き毎にばらついてしまい、コード径が太くなり、環状方向で均一な強度が得られない。また、このエンドレスリングも、荷吊り作業に用いられるものであり、所定の曲げや張力などの負荷を繰り返し受けるような使用状況は想定されていないものである。
【００１０】
これらのような環状金属コードを無端金属ベルトに用いると、撚り緩みや端末の結合部などの影響で回転負荷が変動し、比較的短期間で破損してしまうおそれがある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、継続的な繰り返し負荷に対しても撚り緩みが生じず巻き付けた形状を維持することができる環状金属コード、無端金属ベルト及び環状金属コードの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決することのできる本発明に係る環状金属コードは、コアのない中心を囲むように複数の側線線材同士を撚り合わせた原コードが解撚され、１本の前記側線線材が、複数周回環状にされつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部が嵌め入れられて巻き付けられて環状とされ、前記側線線材の始端部と終端部とが、環状の円弧の外周側で正結びされていることを特徴とする。
【００１３】
このような構成の環状金属コードによれば、原コードから取り出した側線線材における他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に余長部が複数周回にて環状に巻き付けられて嵌め入れられると、側線線材の隣り合う部分同士が密着した状態となる。側線線材同士の接触抵抗が大きく、側線線材の全長に亘って側線線材同士が強く拘束されるため、繰り返し負荷が加わっても撚り緩みが生じにくい。また、側線線材同士の接触抵抗によって巻き付け状態が維持されるため、端末処理を簡素なものにすることができる。
また、コアのない中心を囲むように複数の側線線材同士を撚り合わせた原コードが解撚されて環状とされているので、プーリなどに巻回した際に、断面における側線線材の本数が２〜４本の場合では、プーリの周面に２本の側線線材が安定して接触し、環状金属コード自体の自転がなくされる。また、断面における側線線材の本数が５本以上の場合では、プーリに巻回することにより断面が扁平化し易く、この場合も環状金属コード自体の自転がなくされる。つまり、自転が生じないので、環状の円弧の外周側に多少の突起があってもベルトとしてプーリに巻回して用いることができる。これにより、環状の円弧の外周側にて、側線線材の始端部と終端部とを正結びにより単純かつ強固に結んで緩みなく接続することができる。また、正結びによる接続箇所が環状の円弧の外周側に配置されているので、プーリなどに巻回した際に、プーリの周面への結び目の接触を回避することができる。
なお、この結びを疎かにして適当に結ぶと、結び目の方向が環状方向に対して直角の方向を向くため、引っ掛かりのトラブルが生じたりプーリに食い込んで破断する原因となったりする。
【００１４】
また、本発明に係る環状金属コードは、コアの周りに少なくとも５本の側線線材を撚り合わせた原コードが解撚され、１本の前記側線線材が、複数周回環状にされつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部が嵌め入れられて巻き付けられて環状とされ、前記側線線材の始端部と終端部とが、環状の円弧の外周側で正結びされていることを特徴とする。
【００１５】
このような構成の環状金属コードによれば、原コードから取り出した側線線材における他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に余長部が複数周回にて環状に巻き付けられて嵌め入れられると、側線線材の隣り合う部分同士が密着した状態となる。側線線材同士の接触抵抗が大きく、側線線材の全長に亘って側線線材同士が強く拘束されるため、繰り返し負荷が加わっても撚り緩みが生じにくい。また、側線線材同士の接触抵抗によって巻き付け状態が維持されるため、端末処理を簡素なものにすることができる。
また、コアの周りに少なくとも５本の側線線材同士を撚り合わせた原コードが解撚されて環状とされているので、プーリなどに巻回することにより断面が扁平化し易く、環状金属コード自体の自転がなくされる。つまり、自転が生じないので、環状の円弧の外周側に多少の突起があってもベルトとしてプーリに巻回して用いることができる。これにより、環状の円弧の外周側にて、側線線材の始端部と終端部とを正結びにより単純かつ強固に結んで緩みなく接続することができる。また、正結びによる接続箇所が環状の円弧の外周側に配置されているので、プーリなどに巻回した際に、プーリの周面への結び目の接触を回避することができる。
【００１６】
本発明に係る環状金属コードにおいて、前記原コードが５本以上の前記側線線材同士を撚り合わせたものである場合、前記環状金属コードが環状方向に対する横断面視で扁平化されていることが好ましい。
５本以上の側線線材同士を撚り合わせた原コードを解撚して取り出した１本の側線線材によって得られた環状金属コードが環状方向に対する横断面視で扁平化されている。したがって、ベルトとしてプーリに巻回して用いた際における自転を防止することができる。これにより、環状の円弧の外周側にて、線材の始端部と終端部とを単純かつ強固に結んで緩みなく接続することができる。
【００１７】
本発明に係る環状金属コードにおいて、前記側線線材は複数の金属素線同士を撚り合わせた構造であり、前記金属素線同士の撚り方向と前記空隙部に嵌め入れられている巻き付けの螺旋方向とが逆方向であることが好ましい。
線材内の金属素線同士の撚り方向と側線線材の巻き付け方向を逆にすることで、環状金属コードの機械的特性に方向性が生じることを抑制し、環状金属コードを環状方向に沿って回転させて使用する場合でも蛇行しにくくなる。
【００１８】
本発明に係る環状金属コードにおいて、焼鈍処理が施されていることが好ましい。
焼鈍処理が施されているので、撚り合わせ時の加工歪を除去することができ、耐久性を高めることができる。
【００１９】
本発明に係る環状金属コードにおいて、前記側線線材は、直径が０．０６ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下の範囲内である複数の金属素線同士を撚り合わせた構造であることが好ましい。
これにより、側線線材に適度な剛性をもたせることができ、側線線材を良好な耐疲労性を有するものとすることができる。その結果、環状金属コードをより耐久性に優れたものにできる。
【００２０】
本発明に係る環状金属コードにおいて、互いに巻き付けられた前記側線線材の環状部分における中心軸に対する前記側線線材の巻き付け角度が４．５度以上１３．８度以下の範囲内であることが好ましい。
これにより、側線線材の巻き付け作業が容易となるため、環状金属コードをより容易に製造できる。また、適度な伸度を有し、かつ側線線材の巻き緩みがない環状金属コードを得ることができる。
【００２１】
また、本発明に係る無端金属ベルトは、上記本発明に係る環状金属コードを備えていることが好ましい。
上述の環状金属コードを用いることによって、継続的な繰り返し負荷に対しても環状金属コードの撚り緩みが生じず形状を維持することができるため、破断強度及び耐疲労性に優れた無端金属ベルトを得ることができる。
【００２２】
また、上記課題を解決することのできる本発明に係る環状金属コードの製造方法は、コアのない中心を囲むように複数の側線線材同士を撚り合わせた原コードを解撚し、１本の前記側線線材を、複数周回環状にしつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部を嵌め入れて巻き付けて環状とし、前記側線線材の始端部と終端部とを、環状の円弧の外周側で正結びすることを特徴とする。
【００２３】
このような環状金属コードの製造方法によれば、原コードから取り出した側線線材における他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に余長部を複数周回にて環状に巻き付けて嵌め入れると、側線線材の隣り合う部分同士が密着した状態となる。側線線材同士の接触抵抗が大きく、側線線材の全長に亘って側線線材同士が強く拘束されるため、繰り返し負荷が加わっても撚り緩みが生じにくい。また、側線線材同士の接触抵抗によって巻き付け状態が維持されるため、端末処理を簡素なものにすることができる。
また、コアのない中心を囲むように複数の側線線材同士を撚り合わせた原コードを解撚させて環状とするので、プーリなどに巻回した際に、断面における側線線材の本数が２〜４本の場合では、プーリの周面に２本の側線線材が安定して接触し、環状金属コード自体の自転がなくされる。また、断面における側線線材の本数が５本以上の場合では、プーリに巻回することにより断面が扁平化し易く、この場合も環状金属コード自体の自転がなくされる。つまり、自転が生じないので、環状の円弧の外周側に多少の突起があってもベルトとしてプーリに巻回して用いることができる。これにより、環状の円弧の外周側にて、側線線材の始端部と終端部とを正結びにより単純かつ強固に結んで緩みなく接続することができる。また、正結びによる接続箇所が環状の円弧の外周側に配置されるので、プーリなどに巻回した際に、プーリの周面への結び目の接触を回避することができる。
なお、この結びを疎かにして適当に結ぶと、結び目の方向が環状方向に対して直角の方向を向くため、引っ掛かりのトラブルが生じたりプーリに食い込んで破断する原因となったりする。
【００２４】
また、本発明に係る環状金属コードの製造方法は、コアの周りに少なくとも５本の側線線材を撚り合わせた原コードを解撚し、１本の前記側線線材を、複数周回環状にしつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部を嵌め入れて巻き付けて環状とし、前記側線線材の始端部と終端部とを、環状の円弧の外周側で正結びすることを特徴とする。
【００２５】
このような環状金属コードの製造方法によれば、原コードから取り出した線材における他の線材の抜けた螺旋状の空隙部に余長部を複数周回にて環状に巻き付けて嵌め入れると、線材の隣り合う部分同士が密着した状態となる。線材同士の接触抵抗が大きく、線材の全長に亘って線材同士が強く拘束されるため、繰り返し負荷が加わっても撚り緩みが生じにくい。また、線材同士の接触抵抗によって巻き付け状態が維持されるため、端末処理を簡素なものにすることができる。
また、コアの周りに少なくとも５本の側線線材同士を撚り合わせた原コードを解撚させて環状とするので、プーリなどに巻回することにより断面が扁平化し易く、環状金属コード自体の自転がなくされる。つまり、自転が生じないので、環状の円弧の外周側に多少の突起があってもベルトとしてプーリに巻回して用いることができる。これにより、環状の円弧の外周側にて、線材の始端部と終端部とを正結びにより単純かつ強固に結んで緩みなく接続することができる。また、正結びによる接続箇所が環状の円弧の外周側に配置されるので、プーリなどに巻回した際に、プーリの周面への結び目の接触を回避することができる。
【００２６】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、５本以上の前記側線線材同士を撚り合わせた前記原コードを、解撚前に横断面視にて扁平化させておくことが好ましい。
５本以上の側線線材同士を撚り合わせた原コードを、解撚前に横断面視にて扁平化させるので、原コードから取り出した１本の側線線材によって得られた環状金属コードも扁平化されたものとなる。したがって、ベルトとしてプーリに巻回して用いた際における自転を防止することができる。これにより、環状の円弧の外周側にて、線材の始端部と終端部とを単純かつ強固に結んで緩みなく接続することができる。
【００２７】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、前記側線線材として複数の金属素線同士を撚り合わせた構造の線材を用い、前記金属素線同士の撚り方向と前記空隙部に嵌め入れる巻き付けの螺旋方向とを逆方向とすることが好ましい。
側線線材内の金属素線同士の撚り方向と側線線材の巻き付け方向を逆にすることで、環状金属コードの機械的特性に方向性が生じることを抑制し、環状金属コードを環状方向に沿って回転させて使用する場合でも蛇行しにくくなる。
【００２８】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、前記原コードにおける残りの側線線材の１本を、複数周回環状にしつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部を嵌め入れて巻き付けて環状とすることが好ましい。
また、原コードの内の残りの側線線材によって環状金属コードを製造することができ、経済的である。
【００２９】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、焼鈍処理を施すことが好ましい。
焼鈍処理を施すことにより、撚り合わせ時の加工歪を除去することができ、耐久性を高めることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、継続的な繰り返し負荷に対しても撚り緩みが生じず巻き付けた形状を維持することができる環状金属コード、無端金属ベルト及び環状金属コードの製造方法を提供することができる。したがって、本発明の環状金属コード及び無端金属ベルトを産業機械に用いれば、当該産業機械を耐久性に優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態に係る環状金属コードの斜視図である。
【図２】環状金属コードを示す径方向の断面斜視図である。
【図３】（ａ）は環状金属コードを示す径方向の断面図であり、（ｂ）は環状金属コードの側面図である。
【図４】環状金属コードの一部を示す拡大斜視図である。
【図５】環状金属コードの製造に用いられる金属コードを示す径方向の断面斜視図である。
【図６】金属コードの扁平化の工程を説明する側面図である。
【図７】図５の金属コードから取り出したストランド材を示す斜視図である。
【図８】図７のストランド材から環状金属コードを形成していく一過程を示す概略図である。
【図９】ストランド材の始端部と終端部との固定の仕方を示す拡大斜視図である。
【図１０】ストランド材の始端部と終端部との固定の仕方を示す拡大斜視図である。
【図１１】本実施形態に係る無端金属ベルトの使用状態を示す斜視図である。
【図１２】他の環状金属コードの製造に用いられる金属コードを示す径方向の断面斜視図である。
【図１３】環状金属コードの耐久試験装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００３３】
図１は、本実施形態に係る環状金属コードの斜視図であり、図２は環状金属コードを示す径方向の断面斜視図であり、図３（ａ）は、環状金属コードＣ１を示す径方向の断面図であり、同図（ｂ）は、環状金属コードＣ１の側面図である。
図１から図３に示すように、環状金属コードＣ１は、側線線材を複数本用いて環状に撚り合わせてなるものであって、側線線材として予め複数の金属素線が撚り合わされたストランド材１を用いている。
【００３４】
本実施形態の環状金属コードＣ１は、予め螺旋状にくせ付けされた１本のストランド材１を用意し、その略１／６分の長さを環状にした状態で、残りの余長部をその環状部分に複数周回（５周）巻き付けて形成されている。巻き付けの撚り方向は、例えばＺ撚である。この環状金属コードＣ１をストランド材１の径方向の断面で見ると、６本のストランド材１が円を扁平させた楕円の周に配置された構造を有している。
【００３５】
各ストランド材１は、５本の金属素線１０がＳ撚方向で撚り合わされた（下撚りされた）ものである。金属素線１０は、例えば、炭素（Ｃ）を０．７質量％以上含む高炭素鋼ワイヤからなるものである。０．７０質量％以上のＣを含む材料を選定することで、金属素線１０をより破断強度に優れた鋼線とすることができる。また、金属素線１０の表面には、銅合金（例えば、真鍮）または亜鉛のめっき処理が施されていてもよい。なお、金属素線１０の材質は、前記のものに限られず、例えば、ピアノ線でもよい。
【００３６】
また、金属素線１０の直径は０．０６ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下の範囲内である。このように、金属素線１０の直径が０．０６ｍｍ以上であるので、ストランド材１の剛性を最低限維持することができ、環状金属コードＣ１を変形に耐え得るものとすることができる。また、金属素線１０の直径が０．３０ｍｍ以下であるので、ストランド材１の剛性が過度に大きくならずにすむ。したがって、環状金属コードＣ１は、繰り返し曲げ応力による疲労破断を生じにくくすることができる。
【００３７】
つまり、このような径の金属素線１０でストランド材１を形成すると、適度な剛性を有するストランド材１を得ることができる。よって、ストランド材１の巻き付けが容易となり、かつ巻き付け後の巻き緩みが生じにくくなる。
さらに、このストランド材１は、例えば、減圧環境下にて、約２８０℃で１０分間、焼鈍処理が施されている。
【００３８】
ストランド材１同士は、Ｚ撚、つまりストランド材１を構成する金属素線１０の撚り方向とは逆方向に巻き付けられる。一方、ストランド材１自身は金属素線１０がＳ撚された構成であるため、環状金属コードＣ１はＳ撚構造とＺ巻構造を組み合わせたものとなる。金属素線１０の撚り方向と、ストランド材１の巻き付け方向とが逆であると、環状金属コードＣ１の機械的特性に方向性が生じることが抑制されて捩れにくく、表面外観に凹凸の少ない環状金属コードＣ１を得ることができる。また、環状金属コードＣ１を環状方向に沿って回転させて使用する場合でも蛇行しにくくなる。
【００３９】
また、ストランド材１は、６本の撚り合わせ中心軸に対して所定の巻き付け角度で巻き付けられている。このため、ストランド材１が乱れなく巻かれ、表面状態が略均一な環状金属コードＣ１を得ることができる。本実施形態においては、図３（ｂ）に示すように、Ｘ方向、すなわち環状金属コードＣ１の中心軸が延びる方向に対するストランド材１の巻き付け角度θは、４．５度以上１３．８度以下となっている。巻き付け角度θを４．５度以上とすることで、ストランド材１の巻き緩みが生じにくくなる。巻き付け角度θを１３．８度以下とすることで、ストランド材１の伸度が過度に大きくなることを防ぐことができる。つまり、ストランド材１の巻き付け角度θを４．５度以上１３．８度以下とすることで、適度な伸度を有し、かつしなやかな環状金属コードＣ１を得ることができる。
【００４０】
図４に示すように、ストランド材１の巻き付けの始端部１ａと巻き付けの終端部１ｂとは、環状金属コードＣ１の環状の円弧の外周側で正結びされている。
ここで、この正結びによる結び目１１では、その始端部１ａと終端部１ｂとの間に、２本分のストランド材１を介在させた状態にて正結びされている。これにより、始端部１ａと終端部１ｂとが無理なく確実に正結びされ、強固に接続されている。
【００４１】
続いて、環状金属コードＣ１の製造方法について説明する。
図５は、環状金属コードＣ１を製造するために用意された金属コードを示す径方向の断面斜視図である。
図５に示すように、金属コード（原コード）２０は、上記の金属素線１０を、コアのない中心を囲むように５本撚り合わせて（下撚りして）なる６本のストランド材１を撚り合せた（上撚りした）撚線構造を有している。これらストランド材１は、環状金属コードＣ１を構成するために用いられる線材である。なお、これら６本のストランド材１を撚り合わせる前に、それぞれ螺旋状の型付けを施しておくとよい。
【００４２】
このような金属コード２０を解撚して、各ストランド材１に分け、これらストランド材１の１本を用いて環状金属コードＣ１を製造する。
ここで、金属コード２０を解撚する前には、図６（ａ）に示すように、千鳥状に配置させた複数のローラ２１間に、金属コード２０を通過させ、この金属コード２０を扁平化させておく。使用するローラ２１の溝形状は、図６（ｂ）の何れか、もしくはそれらの組み合わせでコードの扁平化が可能となる。
【００４３】
そして、上記のように扁平化させた金属コード２０から取り出した１本のストランド材１は、図７に示すように、他のストランド材１が存在していた箇所に螺旋状の空隙部５が形成されている。この空隙部５は、他の５本のストランド材１の断面積の合計の断面積を有している。
【００４４】
次いで、図８に示すように、ストランド材１の長さの略１／６分の長さを環状にして、その環状部分１ｄにおける螺旋状の空隙部５にストランド材１の余長部１ｅを嵌め入れて、複数周回（５周）環状に巻き付けていく。ストランド材１における空隙部５は、その断面積が５本のストランド材１の断面積の合計であり、５周環状に巻き付けられるストランド材１の余長部１ｅが空隙部５に嵌め入れられ、巻き付けられたストランド材１の隣り合う余長部１ｅ同士が径方向に密着された状態となる。これにより、ストランド材１の全長に亘ってストランド材１同士が強く拘束されるため、繰り返し荷重が加わっても撚り緩みが生じにくい。また、ストランド材１同士の接触抵抗によって巻き付け状態が維持されるため、ストランド材１の始端部１ａと終端部１ｂの端末処理を簡素なものにすることができる。このように本実施形態によれば、継続的な繰り返し負荷に対してもストランド材１の撚り緩みが生じず、ストランド材１を巻き付けた形状を維持することができる環状金属コードＣ１を容易に製造することができる。
【００４５】
また、ストランド材１が単線ではなく、複数の金属素線１０同士を撚り合わせた線材であるため、ストランド材１表面の凹凸によりストランド材１同士の接触抵抗も大きくなるので、撚り緩みがさらに生じにくくなる。また、環状金属コードＣ１の柔軟性が向上し、外力に対して均一負荷となりやすいので破断強度の低下を抑制できる。
【００４６】
環状に巻き付けを行った後、ストランド材１の始端部１ａ及び終端部１ｂを、図９に示すように、２本分のストランド材１をあけて環状の円弧の外周側に引き出す。そして、この引き出した始端部１ａ及び終端部１ｂを伸ばして真直状態とし、これら始端部１ａと終端部１ｂとを、図１０に示すように、２本分のストランド材１を介在させて環状の円弧の外周側にて正結びする。さらに、その結び目１１を、例えば、始端部１ａあるいは終端部１ｂのいずれか一方を固定しておき、他方を引っ張ることによりかしめる。なお、結び目１１をつぶすことによってかしめても良い。このようにすると、始端部１ａ及び終端部１ｂを強固に固定することができる。
なお、正結び後は、結び目１１が解けないようにペンチ等で押さえる等して緩みをなくした後、結び目１１の近くにて、始端部１ａ及び終端部１ｂの余分な部分を切断して除去する。
【００４７】
その後、この環状金属コードＣ１を、例えば、減圧環境下にて、約２８０℃で１０分間、焼鈍処理を施す。このようにすると、環状金属コードＣ１の撚り合わせ時（下撚、上撚）に発生する歪を除去することができ、これにより、環状金属コードＣ１の一層の耐疲労性の向上が期待できる。
【００４８】
次に、上述した構成を有する環状金属コードＣ１を備える無端金属ベルトの一例について説明する。図１１は本実施形態に係る無端金属ベルトの使用状態を示す模式的な斜視図である。
【００４９】
無端金属ベルトＢ１は、例えば図１１に示されるような、精密機器やその他の産業機械で使用されている減速機３０用に用いられる。無端金属ベルトＢ１は、並行して配列された３本の環状金属コードＣ１からなり、小径の駆動側プーリ３２と大径の被駆動側プーリ３４との間の動力伝達を担っている。駆動側プーリ３２の回転中心には、駆動用モータ３６の駆動軸が接続されている。駆動側プーリ３２及び被駆動側プーリ３４の外周には各環状金属コードＣ１を安定的に掛け渡すための円周溝が形成され、無端金属ベルトＢ１を駆動側プーリ３２及び被駆動側プーリ３４に掛け渡すことにより、駆動側プーリ３２の回転力が無端金属ベルトＢ１を介して被駆動側プーリ３４に伝達される。その際、駆動側プーリ３２の回転速度は被駆動側プーリ３４にて減速され、駆動側プーリ３２のトルクは被駆動側プーリ３４にて増大される。被駆動側プーリ３４は、例えば図示せぬ他のプーリ等に軸接続され、動力を伝達する。
【００５０】
環状金属コードＣ１は、先に述べたように破断強度が非常に大きい。また、環状金属コードＣ１は、コアのない中心を囲むように複数のストランド材１同士を撚り合わせた金属コード２０が解撚され、１本のストランド材１が複数周回環状にされつつ空隙部５に余長部１ｅが嵌め入れられて巻き付けられて環状とされているので、断面における線材の本数が５本以上（実施形態では６本）の場合でも、プーリ３２，３４に巻回することにより断面が扁平化し易く、環状金属コードＣ１自体の自転がなくされる。つまり、自転が生じないので、環状の円弧の外周側に多少の突起があってもベルトとしてプーリ３２，３４に巻回して用いることができる。
【００５１】
特に、実施形態のように、６本（５本以上）のストランド材１同士を撚り合わせた金属コード２０を、解撚前に断面視にて扁平化させると、金属コード２０から取り出した１本のストランド材１によって得られた環状金属コードＣ１を良好に扁平化することができる。したがって、ベルトとしてプーリ３２，３４に巻回して用いた際における自転を確実に防止することができる。これにより、環状の円弧の外周側にて、ストランド材１の始端部１ａと終端部１ｂとを単純かつ強固に結んで緩みなく接続することができる。
【００５２】
そして、始端部１ａと終端部１ｂとを正結びして固定した結び目１１が環状の円弧の外周側に配置されているので、プーリ３２，３４に巻回した際に、プーリ３２，３４の周面への結び目１１の接触を回避することができる。
さらに、焼鈍処理を施しているので、ストランド材１の撚り合わせ時の加工歪を除去することができ、耐久性を高めることができる。
【００５３】
また、上記実施形態では、６本のストランド材１の内の１本のストランド材１を用いて環状金属コードＣ１を製造したが、残りの５本のそれぞれのストランド材１についても同様に、前述したように、複数周回環状にしつつ空隙部５に、余長部１ｅを嵌め入れて巻き付けて環状金属コードＣ１を製造することができ、経済性を高めることができる。
【００５４】
また、本実施形態の無端金属ベルトＢ１において、駆動側プーリ３２及び被駆動側プーリ３４に環状金属コードＣ１がそれぞれ３本ずつ掛け渡される形態としたが、掛け渡される環状金属コードＣ１の本数はこれに限られない。求められる駆動力またはベルト張力に応じて、環状金属コードＣ１の本数を調整することが可能である。
【００５５】
また、本実施形態は、環状金属コードを、減速機において動力を伝達する無端金属ベルトに適用したものであるが、本発明の環状金属コードは、減速機以外で使用される無端金属ベルトにも適用することができる。例えば、プリンタをはじめとする印刷機において紙送りローラ間の動力伝達を担う無端金属ベルト、一軸ロボットの直行駆動を担う無端金属ベルト、Ｘ−Ｙテーブル機構の駆動や三次元のキャリッジ駆動を担う無端金属ベルト、光学機器や検査機、あるいは測定器内において精密駆動を担う無端金属ベルト、自動車の無段変速機における駆動側プーリ及び被駆動側プーリの間の動力伝達を担う無端金属ベルト等に適用可能である。
【００５６】
なお、上記実施形態では、断面におけるストランド材１の本数が５本以上である６本の場合を例にとって説明したが、断面におけるストランド材１は、複数であれば、６本に限定されない。
例えば、断面におけるストランド材１の本数が２〜４本の場合においても、プーリ３２，３４の周面に２本のストランド材１が安定して接触し、環状金属コードＣ１自体の自転がなくされる。
【００５７】
ここで、断面におけるストランド材１が３本の環状金属コードＣ１について説明する。
この３本の環状金属コードＣ１を作製するには、図１２に示すように、コアのない中心を囲むように３本のストランド材１同士を撚り合わせた金属コード２０の１本を用いる。ここでは、このストランド材１は、３本の金属素線１０がＳ撚方向で撚り合わされた（下撚りされた）４本の線材１０ａが、さらに、Ｓ撚方向で撚り合わされて（下撚りされて）構成されている。そして、このストランド材１がＺ撚方向で撚り合わされて（上撚りされて）金属コード２０が構成されている。
【００５８】
この金属コード２０を解撚し、１本のストランド材１を、３周回環状にしつつ他の２本のストランド材１の抜けた螺旋状の空隙部５に、余長部１ｅを嵌め入れて巻き付けて環状とする。そして、始端部１ａと終端部１ｂとを、結び目１１が環状の円弧の外周側となるように正結びにて強固に接続し、その後、焼鈍処理を施す。
これにより、１本のストランド材１から、断面におけるストランド材１が３本の環状金属コードＣ１が得られる。
【００５９】
そして、この環状金属コードＣ１においても、破断強度が非常に大きく、繰り返し負荷に対しても緩みが生じない。また、３本のストランド材１同士を撚り合わせた金属コード２０が解撚されて環状とされて断面におけるストランド材１が３本とされているので、プーリ３２，３４に巻回した際に、プーリ３４の周面に２本のストランド材１が安定して接触し、環状金属コードＣ１自体の自転がなくされる。
【００６０】
なお、この場合も、残りの２本のそれぞれのストランド材１についても同様に、３周回環状にしつつ空隙部５に、余長部１ｅを嵌め入れて巻き付けて環状金属コードＣ１を製造することができ、経済性を高めることができる。
【００６１】
また、上記実施形態では、コアのない中心を囲むように複数のストランド材（側線線材）同士を撚り合わせた原コードを解撚させて環状に撚り合わせた環状金属コードについて説明したが、原コードには側線線材同士の撚り合わせ中心にコアがあってもよい。例えば、図５に示した６本のストランド材１の撚り合わせ中心に、コアとなる線材を有する原コードを使用することができる。
このような原コードを解撚して、得られた側線線材の１本を環状に巻き付けることで、上記実施形態と同様に環状金属コードを製造することができる。コアの周りに少なくとも５本の側線線材同士を撚り合わせた原コードを用いてることで、得られた環状金属コードはプーリなどに巻回することにより断面が扁平化し易く、環状金属コード自体の自転がなくされ、環状の円弧の外周側にて、側線線材の始端部と終端部とを正結びにより単純かつ強固に結んで緩みなく接続することができる。
【実施例】
【００６２】
次に、本発明に係る環状金属コードの実施例について説明する。
周回数の異なる２種類の環状金属コードについて、始端部と終端部との接続方法の違い及び焼鈍処理の有無による耐久性の変化を調べた。
【００６３】
（１）環状金属コード
（１−１）３×４×３×０．１５０の環状金属コード
（ストランド材の作製）
スチールコード用途の直径０．９０ｍｍのブラスメッキ鋼線を直径０．１５ｍｍまで伸線加工した素線を３リールに巻き取り、バンチャー型撚線機を用いて７．５ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて撚り合わせる。
さらに、この線材（３×０．１５０）を４リールに所定量巻き取り、再度サプライしてバンチャー型撚線機を用いて５．０ｍｍの撚りピッチでＳ／Ｓ撚りにて撚り合わせてストランド材を作製し、このストランド材を３リール用意する。
なお、バンチ撚りの場合、プレフォーム装置を使用しなくても９３％前後の直径型付け率になるように調整できる。
（金属コードの作製）
上記のストランド材を、３本撚りができるチューブラー型撚線機を用いて７．５ｍｍの撚りピッチでＺ撚りにて所定量上撚りして金属コードとする。なお、プレフォーム装置を用いて事前に９３％前後の直径型付け率に調整する。
（金属コードの解撚）
上撚りした金属コードを、余長分も含めて環状金属コードの環状径（層心径：Ｄ１）の約１０倍（（Ｄ１）π×３）の長さで切断した後、全長にわたって解撚し、各ストランド材毎に分離する。
（環状金属コード化）
分離した３本のストランド材の内の１本を使用して、例えば、直径２００ｍｍの環状径を形成し、その後、２周回移動させて他の２本のストランド材が抜けた螺旋状の空隙部に余長部を嵌め込んでコード化する。
【００６４】
（１−２）６×５×０．１５０の環状金属コード
（ストランド材の作製）
スチールコード用途の直径０．９０ｍｍのブラスメッキ鋼線を直径０．１５ｍｍまで伸線加工した素線を５リールに巻き取り、バンチャー型撚線機を用いて５．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて撚り合わせてストランド材とし、このストランド材（５×０．１５０）を６リールに所定量巻き取る。
なお、バンチ撚りの場合、プレフォーム装置を使用しなくても９３％前後の直径型付け率になるように調整できる。
（金属コードの作製）
上記のストランド材を、６本撚りができるチューブラー型撚線機を用いて７．０ｍｍの撚りピッチでＺ撚りにて所定量上撚りして金属コードとする。なお、プレフォーム装置を用いて事前に９３％前後の直径型付け率に調整する。
なお、６本（５本以上）のストランド材からなる金属コードは断面が円形に近いので、プーリに巻回してベルトとして用いても自転しにくい断面形状が扁平な環状金属コードを作製する場合には、複数のローラ間を通過させて扁平化（扁平率７８±３％）しておく。
（金属コードの解撚）
上撚りした金属コードを、余長分も含めて環状金属コードの環状径（層心径：Ｄ１）の約２０倍（（Ｄ１）π×６）の長さで切断した後、全長にわたって解撚し、各ストランド材毎に分離する。
（環状金属コード化）
分離した６本のストランド材の内の１本を使用して、例えば、直径２００ｍｍの環状径を形成し、その後、５周回移動させて他の５本のストランド材が抜けた螺旋状の空隙部に余長部を嵌め込んでコード化する。
【００６５】
（２）耐久試験
（２−１）耐久試験装置
図１３に耐久試験装置を示す。図１３に示すように、耐久性試験装置は、駆動モータ５１によって回転される駆動プーリ５２と、この駆動プーリ５２に対して水平方向へ接離可能に支持された従動プーリ５３と、従動プーリ５３を駆動プーリ５２から離間させる方向へ荷重を付与する張力付加部５４とを備える。
駆動プーリ５２及び従動プーリ５３の直径は、３９．３ｍｍとし、環状金属コードを巻回した際のコードの中心を通る径が約４０ｍｍとなるようにした。
張力付加部５４は、従動プーリ５３にロープ５５を介して取り付けられた重り５６と、ロープ５５が掛けられた滑車５７とを有し、重り５６の荷重によって従動プーリ５３が駆動プーリ５２から離間される。そして、この張力付加部５４では、重り５６の重さを調整し、付加張力が８．５ｋｇｆ（コードの強度の５％前後）とされている。
（２−２）耐久試験方法
上記の耐久性試験装置の駆動プーリ５２と従動プーリ５３とに、各環状金属コードを巻き掛けて駆動プーリ５２を３，５００ｒｐｍにて回転させ、環状金属コードに繰り返し引っ張り曲げ応力をかけ、環状金属コードの切断、弛み、ワイヤー（素線）の切れ等の不具合の発生の有無及び不具合発生までの耐久回数（換算回数）を調べて評価した。なお、結び目を有する環状金属コードでは、その結び目が環状の円弧の外周側に配置して駆動プーリ５２及び従動プーリ５３に巻き掛けた。
（２−３）耐久試験結果
耐久試験結果を、表１及び表２に示す。
なお、表１は、３×４×３×０．１５０の環状金属コードの結果を示し、表２は、６×５×０．１５０の環状金属コードの結果を示している。
【００６６】
【表１】
【００６７】
表１から明らかなように、３×４×３×０．１５０の環状金属コードでは、始端部と終端部とを正結びして接続した実施例１，２は、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が極めて多くなり、特に、焼鈍処理を施した実施例２では切断が認められなかった。
これに対して、始端部と終端部とを金属スリーブにて接続した比較例１、半かご差しとした比較例２，４及び金属スリーブと半かご差しとの組み合わせとした比較例３では、焼鈍処理の有無に関わらず、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が少なかった。
【００６８】
【表２】
【００６９】
表２から明らかなように、６×５×０．１５０の環状金属コードでは、始端部と終端部とを正結びして接続した実施例３〜５は、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が極めて多くなり、さらに扁平化した実施例４，５は、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が極めて多くなり、特に、焼鈍処理を施した実施例５では切断が認められなかった。
これに対して、始端部と終端部とを金属スリーブにて接続した比較例５、半かご差しとした比較例６及び金属スリーブと半かご差しとの組み合わせとした比較例７では、焼鈍処理の有無に関わらず、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が少なかった。
【００７０】
以上のことから、始端部と終端部とを正結びにて接続することにより、ストランド材の移動を防止でき、撚り緩みが生じず巻き付けた形状を維持することが可能な強固な環状金属コードとすることができることが分かった。特に、焼鈍処理を施すことにより、さらに強度が高められた環状金属コードが得られることが分かった。
【符号の説明】
【００７１】
１…ストランド材（側線線材）、１ａ…始端部、１ｂ…終端部、１ｄ…環状部分、１ｅ…余長部、５…空隙部、１０…金属素線、１１…結び目、２０…金属コード（原コード）、Ｂ１…無端金属ベルト、Ｃ１…環状金属コード。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアのない中心を囲むように複数の側線線材同士を撚り合わせた原コードが解撚され、１本の前記側線線材が、複数周回環状にされつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部が嵌め入れられて巻き付けられて環状とされ、前記側線線材の始端部と終端部とが、環状の円弧の外周側で正結びされていることを特徴とする環状金属コード。
【請求項２】
コアの周りに少なくとも５本の側線線材を撚り合わせた原コードが解撚され、１本の前記側線線材が、複数周回環状にされつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部が嵌め入れられて巻き付けられて環状とされ、前記側線線材の始端部と終端部とが、環状の円弧の外周側で正結びされていることを特徴とする環状金属コード。
【請求項３】
請求項１に記載の環状金属コードであって、
前記原コードが５本以上の前記側線線材同士を撚り合わせたものであり、前記環状金属コードが環状方向に対する横断面視で扁平化されていることを特徴とする環状金属コード。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の環状金属コードであって、
前記側線線材は複数の金属素線同士を撚り合わせた構造であり、前記金属素線同士の撚り方向と前記空隙部に嵌め入れられている巻き付けの螺旋方向とが逆方向であることを特徴とする環状金属コード。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の環状金属コードであって、
焼鈍処理が施されていることを特徴とする環状金属コード。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の環状金属コードであって、
前記側線線材は、直径が０．０６ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下の範囲内である複数の金属素線同士を撚り合わせた構造であることを特徴とする環状金属コード。
【請求項７】
請求項１から６の何れか一項に記載の環状金属コードであって、
互いに巻き付けられた前記側線線材の環状部分における中心軸に対する前記線材の巻き付け角度が４．５度以上１３．８度以下の範囲内であることを特徴とする環状金属コード。
【請求項８】
請求項１から７の何れか一項に記載の前記環状金属コードを備えていることを特徴とする無端金属ベルト。
【請求項９】
コアのない中心を囲むように複数の側線線材同士を撚り合わせた原コードを解撚し、１本の前記側線線材を、複数周回環状にしつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部を嵌め入れて巻き付けて環状とし、前記側線線材の始端部と終端部とを、環状の円弧の外周側で正結びすることを特徴とする環状金属コードの製造方法。
【請求項１０】
コアの周りに少なくとも５本の側線線材を撚り合わせた原コードを解撚し、１本の前記側線線材を、複数周回環状にしつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部を嵌め入れて巻き付けて環状とし、前記側線線材の始端部と終端部とを、環状の円弧の外周側で正結びすることを特徴とする環状金属コードの製造方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の環状金属コードの製造方法であって、
５本以上の前記側線線材同士を撚り合わせた前記原コードを、解撚前に横断面視で扁平化させておくことを特徴とする環状金属コードの製造方法。
【請求項１２】
請求項９から１１の何れか一項に記載の環状金属コードの製造方法であって、
前記側線線材として複数の金属素線同士を撚り合わせた構造の線材を用い、前記金属素線同士の撚り方向と前記空隙部に嵌め入れる巻き付けの螺旋方向とを逆方向とすることを特徴とする環状金属コードの製造方法。
【請求項１３】
請求項９から１２の何れか一項に記載の環状金属コードの製造方法であって、
前記原コードにおける残りの側線線材の１本を、複数周回環状にしつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部を嵌め入れて巻き付けて環状とすることを特徴とする環状金属コードの製造方法。
【請求項１４】
請求項９から１３の何れか一項に記載の環状金属コードの製造方法であって、
焼鈍処理を施すことを特徴とする環状金属コードの製造方法。
【請求項１】
コアのない中心を囲むように複数の側線線材同士を撚り合わせた原コードが解撚され、１本の前記側線線材が、複数周回環状にされつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部が嵌め入れられて巻き付けられて環状とされ、前記側線線材の始端部と終端部とが、環状の円弧の外周側で正結びされていることを特徴とする環状金属コード。
【請求項２】
コアの周りに少なくとも５本の側線線材を撚り合わせた原コードが解撚され、１本の前記側線線材が、複数周回環状にされつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部が嵌め入れられて巻き付けられて環状とされ、前記側線線材の始端部と終端部とが、環状の円弧の外周側で正結びされていることを特徴とする環状金属コード。
【請求項３】
請求項１に記載の環状金属コードであって、
前記原コードが５本以上の前記側線線材同士を撚り合わせたものであり、前記環状金属コードが環状方向に対する横断面視で扁平化されていることを特徴とする環状金属コード。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の環状金属コードであって、
前記側線線材は複数の金属素線同士を撚り合わせた構造であり、前記金属素線同士の撚り方向と前記空隙部に嵌め入れられている巻き付けの螺旋方向とが逆方向であることを特徴とする環状金属コード。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の環状金属コードであって、
焼鈍処理が施されていることを特徴とする環状金属コード。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の環状金属コードであって、
前記側線線材は、直径が０．０６ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下の範囲内である複数の金属素線同士を撚り合わせた構造であることを特徴とする環状金属コード。
【請求項７】
請求項１から６の何れか一項に記載の環状金属コードであって、
互いに巻き付けられた前記側線線材の環状部分における中心軸に対する前記線材の巻き付け角度が４．５度以上１３．８度以下の範囲内であることを特徴とする環状金属コード。
【請求項８】
請求項１から７の何れか一項に記載の前記環状金属コードを備えていることを特徴とする無端金属ベルト。
【請求項９】
コアのない中心を囲むように複数の側線線材同士を撚り合わせた原コードを解撚し、１本の前記側線線材を、複数周回環状にしつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部を嵌め入れて巻き付けて環状とし、前記側線線材の始端部と終端部とを、環状の円弧の外周側で正結びすることを特徴とする環状金属コードの製造方法。
【請求項１０】
コアの周りに少なくとも５本の側線線材を撚り合わせた原コードを解撚し、１本の前記側線線材を、複数周回環状にしつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部を嵌め入れて巻き付けて環状とし、前記側線線材の始端部と終端部とを、環状の円弧の外周側で正結びすることを特徴とする環状金属コードの製造方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の環状金属コードの製造方法であって、
５本以上の前記側線線材同士を撚り合わせた前記原コードを、解撚前に横断面視で扁平化させておくことを特徴とする環状金属コードの製造方法。
【請求項１２】
請求項９から１１の何れか一項に記載の環状金属コードの製造方法であって、
前記側線線材として複数の金属素線同士を撚り合わせた構造の線材を用い、前記金属素線同士の撚り方向と前記空隙部に嵌め入れる巻き付けの螺旋方向とを逆方向とすることを特徴とする環状金属コードの製造方法。
【請求項１３】
請求項９から１２の何れか一項に記載の環状金属コードの製造方法であって、
前記原コードにおける残りの側線線材の１本を、複数周回環状にしつつ他の側線線材の抜けた螺旋状の空隙部に、余長部を嵌め入れて巻き付けて環状とすることを特徴とする環状金属コードの製造方法。
【請求項１４】
請求項９から１３の何れか一項に記載の環状金属コードの製造方法であって、
焼鈍処理を施すことを特徴とする環状金属コードの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２０９５０４（Ｐ２０１０−２０９５０４Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８６８１０（Ｐ２００９−１８６８１０）
【出願日】平成２１年８月１１日（２００９．８．１１）
【出願人】（３０２０６１６１３）住友電工スチールワイヤー株式会社 (163)
【出願人】（５０４２１１４２９）栃木住友電工株式会社 (50)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１１日（２００９．８．１１）
【出願人】（３０２０６１６１３）住友電工スチールワイヤー株式会社 (163)
【出願人】（５０４２１１４２９）栃木住友電工株式会社 (50)
【Ｆターム（参考）】
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