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、コアストランド２の周りに少なくとも７本のストランド材１が直径型付け率を７０％以上９１％以下に調整されて撚り合わされた原コード２０が解撚され、１本のストランド材１が、原コード２０のストランド材１の本数よりも少なくとも１周少ない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。
【解決手段】環状金属コードＣ１は、コアストランド２の周りに少なくとも７本のストランド材１が直径型付け率を７０％以上９１％以下に調整されて撚り合わされた原コード２０が解撚され、１本のストランド材１が、原コード２０のストランド材１の本数よりも少なくとも１周少ない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。
【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ストランド材の半分を解撚または切除して取り除いた後に、残ったストランド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ストランド材の本数を一旦半分にして、残ったストランド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、隣り合うストランド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、コア材の周りに少なくとも７本のストランド材が直径型付け率を７０％以上９１％以下に調整されて撚り合わされた原コードが解撚され、１本の前記ストランド材が、前記原コードの前記ストランド材の本数よりも少なくとも１周少ない周回環状にされつつ他のストランド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、コアの周りに少なくとも７本のストランド材が直径型付け率を７０％以上９１％以下に調整されて撚り合わされた原コードから取り出したストランド材において、原コードのストランド材の本数よりも少なくとも１周少ない周回にて環状にしつつ他のストランド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ると、原コードの時と比較してストランド材の螺旋径が小さくなりストランド材の隣り合う部分同士が密着した状態となる。螺旋径が小さくなっているので、原コードのストランド材の本数よりも少ない周回で巻き付けてもストランド材同士の接触抵抗が得られ、ストランド材の全長に亘ってストランド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、ストランド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。このように、ストランド材の剛性が低く直径型付率を大きくしにくい場合や、ストランド材の負担を極力低減するために直径型付率を小さくしたい場合に、直径型付け率を７０％以上９１％以下としてもストランド材同士を強く密着させることができる。
また、コア材の周りに少なくとも７本のストランド材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、中心に中空部が形成される。これにより、この中空部へストランド材の両端末を挿し入れることにより、両端末表面と螺旋状に周回させたストランド材の内側表面との接触抵抗が付加され、更に強固に固定することができる。
なお、直径型付率が７０％より小さいと、複数のストランド材同士を撚り合わせた原コードを解撚して１本のストランド材を取り出したときに、このストランド材に付与された螺旋形状の直径方向は大幅に縮小しすぎ、長手方向に伸長しすぎてしまう。その結果、ストランド材の層心径が小さくなりすぎるため、環状にして他のストランド材の抜けた螺旋状の空隙部に使用する１本のストランド材の余長部を嵌め入れる際に、嵌め入れにくくなる。また、直径型付率が９１％より大きいと、原コードのストランド材の本数よりも少なくする必要はなく、むしろ１本多くした方がストランド材間の接触抵抗は強められる。
直径型付率は、環状金属コードを作成した際のコード径をＤとし、型付けされたストランド材の波高さ（自己径含む）をＨとすると、「直径型付率（％）＝Ｈ／Ｄ×１００」で表される。
【００１４】
本発明に係る環状金属コードにおいて、前記ストランド材の両端末が直線化され、中心に形成される中空部に挿し入れられていることが好ましい。
これにより、ストランド材の両端末を容易に固定することができる。また、両端末が挿し入れられていない部分では、例えば、プーリに巻回することにより断面が自然に扁平化し易く、環状金属コード自体の自転がなくされて、疲労を抑制することができる。しかも、断面の扁平化により、中空部に挿し入れた両端末が周囲のストランド材によって強力に保持され、両端末の抜けを確実に防止することができる。
【００１５】
また、本発明に係る環状金属コードにおいて、前記中空部に挿し入れられる前記ストランド材の両端末の合計長さが、環状の略周長とされていることが好ましい。
つまり、可能な撚り構造であれば環状の全周にわたって中空部にストランド材の端末が挿し入れられた状態とされているので、例え自転が発生し易い撚り構造であっても全周にわたって断面積の均一化が図られる効果が大きく、全体として均一な環状金属コードとなり、安定した強度が得られる。
【００１６】
本発明に係る環状金属コードにおいて、前記ストランド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ストランド材の巻き付けの螺旋方向とが逆方向であることが好ましい。
ストランド材内の金属素線同士の撚り方向とストランド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。
【００１７】
本発明に係る環状金属コードにおいて、前記金属素線の直径が０．０３ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下であることが好ましい。
このような細径の金属素線を用いたストランド材の場合、ストランド材の直径型付け率を大きくしても張力がかかると元に戻りやすく、無理に直径型付け率を大きくするとストランド材の真直性が維持できなくなる。そのため、上記のようにストランド材の直径型付け率を９１％以下とすることでストランド材の真直性を維持しやすくなる。
また、金属素線の直径が０．０３ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下であれば、可能な限り線径を細くしつつ、ストランド材をしなやかなものとすることができる。金属素線の直径が０．１５ｍｍ以上であれば直径型付け率を９２％以上としても型付けが維持されやすいので、金属素線の直径が０．１４ｍｍ以下であれば、ストランド材の直径型付け率を７０％以上９１％以下とすることが好ましい。
【００１８】
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ストランド材の環状部分における中心軸に対する前記ストランド材の巻き付け角度が６．５度以上１７．０度以下の範囲内であることが好ましい。
これにより、ストランド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、かつストランド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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、コア材の周りに少なくとも７本のストランド材が直径型付け率を７０％以上９１％以下に調整されて撚り合わされた原コードを解撚し、１本の前記ストランド材を、前記原コードの前記ストランド材の本数よりも少なくとも１周少ない周回環状にしつつ他のストランド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。
【００２１】
このような構成の環状金属コードの製造方法によれば、コアの周りに少なくとも７本のストランド材が直径型付け率を７０％以上９１％以下に調整されて撚り合わされた原コードから取り出したストランド材において、原コードのストランド材の本数よりも少なくとも１周少ない周回にて環状にしつつ他のストランド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ると、原コードの時と比較してストランド材の螺旋径が小さくなりストランド材の隣り合う部分同士が密着した状態となる。螺旋径が小さくなっているので、原コードのストランド材の本数よりも少ない周回で巻き付けてもストランド材同士の接触抵抗が得られ、ストランド材の全長に亘ってストランド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、ストランド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。このように、ストランド材の剛性が低く直径型付率を大きくしにくい場合や、ストランド材の負担を極力低減するために直径型付率を小さくしたい場合に、直径型付け率を７０％以上９１％以下としてもストランド材同士を強く密着させることができる。
また、コア材の周りに少なくとも７本のストランド材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、中心に中空部が形成される。これにより、この中空部へストランド材の両端末を挿し入れることにより、両端末表面と螺旋状に周回させたストランド材の内側表面との接触抵抗が付加され、更に強固に固定することができる。
なお、直径型付率が７０％より小さいと、複数のストランド材同士を撚り合わせた原コードを解撚して１本のストランド材を取り出したときに、このストランド材に付与された螺旋形状の直径方向は大幅に縮小しすぎ、長手方向に伸長しすぎてしまう。その結果、ストランド材の層心径が小さくなりすぎるため、環状にして他のストランド材の抜けた螺旋状の空隙部に使用する１本のストランド材の余長部を嵌め入れる際に、嵌め入れにくくなる。また、直径型付率が９１％より大きいと、原コードのストランド材の本数よりも少なくする必要はなく、むしろ１本多くした方がストランド材間の接触抵抗は強められる。
【００２２】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、前記ストランド材の両端末を直線化し、中心に形成される中空部に挿し入れることが好ましい。
これにより、ストランド材の両端末を容易に固定することができる。また、両端末が挿し入れられていない部分では、例えば、プーリに巻回することにより断面が自然に扁平化し、環状金属コード自体の自転がなくされ、疲労を抑制することができる。しかも、断面の扁平化により、中空部に挿し入れた両端末が周囲のストランド材によって強力に保持され、両端末の抜けを確実に防止することができる。
【００２３】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、前記中空部に挿し入れる前記ストランド材の両端末の合計長さを、環状の略周長とすることが好ましい。
つまり、可能な撚り構造であれば環状の全周にわたって中空部にストランド材の端末が挿し入れられた状態とされるので、例え自転が発生し易い撚り構造であっても全周にわたって断面積の均一化が図られる効果が大きく、全体として均一な環状金属コードとなり、安定した強度が得られる。
【００２４】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、前記ストランド材として複数の金属素線同士を撚り合わせた構造のストランド材を用い、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ストランド材の巻き付けの螺旋方向とを逆方向とすることが好ましい。
ストランド材内の金属素線同士の撚り方向とストランド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。
【００２５】
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ストランド材の１本を、前記原コードの撚り合わせの本数よりも少なくとも１周少ない周回環状にしつつ他のストランド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。
原コードの内の残りのストランド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。
【発明の効果】
【００２６】
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】
【００２７】
【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】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７】図６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８】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】ストランド材の始端部と終端部との固定の仕方を示す環状金属コードの正面図である。
【図１３】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図である。
【図１４】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】
【００２８】
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。
【００２９】
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、図４は環状金属コードの一部を示す拡大斜視図である。
図１から図３に示すように、環状金属コードＣ１は、ストランド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、ストランド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。
【００３０】
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、端末を除いた略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が円周に配置された構造を有している。
【００３１】
各ストランド材１は、７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）７本のストランド材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。
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。
【００３２】
また、金属素線１０の直径は０．０３ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下の範囲内である。このような金属素線１０を用いると、可能な限り線径を細くして、ストランド材をしなやかなものとすることができる。金属素線１０の直径が０．１４ｍｍ以下であり、ストランド材１の剛性が低くなるので、ストランド材１の直径型付け率を大きくすることができるが、その反面、撚り合わせの際などに張力がかかると型付けが元に戻りやすい。型付けは、例えば千鳥配列された円筒ピンの間を通過させることにより行うので、型付けが戻りやすいことを見越して無理に直径型付け率を大きくすると、円筒ピンとストランド材１との摩擦力が大きくなり、型付けされた状態のストランド材１の真直性が維持できなくなる。そのようなストランド材１を用いて環状金属コードＣ１を作製してもストランド材１同士の撚り合わせが安定せず、好ましくない。
そこで、本実施形態では、ストランド材１の直径型付け率を９１％以下とすることで、真直性を維持しやすくし、型付けが戻りにくくしている。また、直径型付け率を７０％以上とすることで、ストランド材１の一部を環状にして螺旋状の空隙部に余長部を嵌め入れる際に、嵌め入れにくくならない程度の螺旋形状を確保している。
本実施形態の構造では、原コード時に付与するストランド材１の直径型付け率を８５％以上８８％以下に設定することが更に好ましい。
【００３３】
つまり、このような径の金属素線１０でストランド材１を形成し、ストランド材１の直径型付け率を７０％以上９１％以下とすることで、しなやかで適度な螺旋形状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。
【００３４】
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をＳ撚したストランド材１０ａをさらにＳ撚した構成であるため、環状金属コードＣ１はＳ／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。
【００３５】
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、６．５度以上１７．０度以下となっている。巻き付け角度θを６．５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１７．０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６．５度以上１７．０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。
【００３６】
図４に示すように、ストランド材１の巻き付けの始端部（端末）１ａと巻き付けの終端部（端末）１ｂとは、環状金属コードＣ１の環状の円弧の外周側で結ばれた後、ストランド材１同士の間から、環状金属コードＣ１の中心に形成されている中空部Ｃ１ａ（図３（ａ）参照）内へ挿し込まれて固定されている。
これら始端部１ａ及び終端部１ｂは、その長さがストランド材１の径の２５倍以上１２０倍以下の長さとされている。そして、これら始端部１ａ及び終端部１ｂは、周囲のストランド材１によって強力に保持され、抜けが確実に防止されている。
【００３７】
なお、環状金属コードＣ１は、例えば、減圧環境下にて、約２８０℃で１０分間、焼鈍処理を施しても良い。
また、環状金属コードＣ１の環状方向全域に亘って、ストランド材１同士が接触する境目には接着系樹脂が塗布されていてもよい。これにより、ストランド材１同士をその接触抵抗だけでなく樹脂の接着力によっても移動しないように保持できるため、さらに撚り緩みが生じにくくなり、形状が安定する。接着系樹脂は、硬化後も環状金属コードＣ１の弾性変形に対応して伸縮可能な材質を使用する。
【００３８】
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、Ｓ撚した金属素線１０からなるストランド材１０ａをＳ撚にて撚り合わせて（下撚りして）なる７本のストランド材（側ストランド材）１を、コア材であるコアストランド２を囲むように撚り合せた（上撚りした）撚線構造を有している。上撚り方向はＺ撚である。コアストランド２は、周囲に７本のストランド材１を撚り合せるため、その直径がストランド材１より僅かに大きくなるように形成されている。例えば、ストランド材１の金属素線１０の直径が０．０８ｍｍの場合、コアストランド２は直径０．１０ｍｍの金属素線を用いてストランド材１と同じ撚り構造で形成する。
【００３９】
コアストランド２の周囲に撚られた側線としてのストランド材１は、環状金属コードＣ１を構成するために用いられる。これら７本のストランド材１は、撚り合わせて金属コード２０とすることにより、直径型付け率７０％以上９１％以下（本実施形態では８５％以上８８％以下）にてそれぞれ螺旋状の型付けを施しておく。
なお、金属コード２０におけるストランド材１の本数は、環状金属コードＣ１の用途に応じて金属素線径を含めたストランド材１の撚り構造と環状金属コードＣ１に必要なストランド材１の本数を決定し、環状金属コードＣ１に供されるストランド材１の直径型付け率から決められる。
【００４０】
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１つの環状金属コードＣ１を製造する。
なお、金属コード２０のコア材は環状金属コードＣ１の製造に使用しない。そのため、コア材として、コアストランド２の代わりに同じ径の軟鋼材のモノフィラメントを１本用いてもよい。
【００４１】
そして、上記のように金属コード２０から取り出した１本のストランド材１は、図６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。ストランド材１の直径型付け率が８５％以上８８％以下であり、金属コード２０を解撚した際に螺旋径が収縮するので、空隙部５は、ストランド材１のほぼ１本分狭くなり、５本分のストランド材１の断面積を有している。
【００４２】
次いで、図７に示すように、ストランド材１の長さの端末を除いた略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５周嵌め入れ、金属コード２０の撚り合わせの本数よりも１周少ない周回（６周）環状にする。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の断面積の合計と同等であり、５周巻き付けられるストランド材１の余長部１ｅが螺旋状の空隙部５に嵌め入れられるため、巻き付けられたストランド材１の隣り合う余長部１ｅ同士が互いに接触した状態となる。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同士の巻き付けが安定するため、繰り返し荷重が加わっても撚り緩みが生じにくい。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、しかも、７本のストランド材１を撚り合わせて金属コード２０とすることにより、直径型付け率７０％以上９１％以下にて調整してそれぞれ螺旋状の型付けを施しておくので、ストランド材１が巻き付けられた形状が維持可能な環状金属コードＣ１を容易に製造することができる。
【００４３】
また、ストランド材１が単線ではなく、複数の金属素線１０からなるストランド材１０ａ同士を撚り合わせたものであるため、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。
【００４４】
また、ストランド材１は、金属コード２０の状態でＺ撚方向の螺旋状の型付けが施されている。そのためストランド材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（Ｓ／Ｓ撚構造）とは逆方向に巻き付けられる。すなわち、環状金属コードＣ１はＳ／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ため、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。
【００４５】
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８に示すように、環状の円弧の外周側に引き出す。この引き出す始端部１ａ及び終端部１ｂのそれぞれの長さは、ストランド材１の径の２５倍以上１２０倍以下の長さとすることが好ましい。そして、この引き出した始端部１ａ及び終端部１ｂを直線化して伸ばし、これら始端部１ａ及び終端部１ｂの端部を電気溶断する。このようにすると、これら始端部１ａ及び終端部１ｂにおいて金属素線１０がばらけるのを防止することができる。
【００４６】
次いで、図９に示すように、始端部１ａ及び終端部１ｂを、環状の円弧の外周側にて結ぶ。
その後、図１０に示すように、ストランド材１同士の間にピンＰを差し込んで隙間Ｓをつくり、さらに、ストランド材１の束を回転させながらピンＰを環状に沿ってスライドさせて隙間Ｓの位置を環状に沿って移動させながら、この隙間Ｓに始端部１ａ及び終端部１ｂを押し込んでいく。このとき、始端部１ａ及び終端部１ｂは、引き伸ばして略直線化されているので、隙間Ｓへの挿し込みを容易に行うことができる。そして、このようにストランド材１同士の隙間Ｓへ始端部１ａ及び終端部１ｂを挿し込むと、始端部１ａ及び終端部１ｂが６本のストランド材１の中心に形成されている中空部Ｃ１ａ内に挿し入れられて固定される。このようにすると、中空部Ｃ１ａに挿し入れられたストランド材１の始端部１ａ及び終端部１ｂが周囲のストランド材１によって強力に保持され、両端末の抜けが確実に防止される。
【００４７】
なお、始端部１ａ及び終端部１ｂを結んでから中空部Ｃ１ａに挿し入れたが、これら始端部１ａ及び終端部１ｂを結ばずに中空部Ｃ１ａに挿し入れて固定しても良い。この場合も、中空部Ｃ１ａに挿し入れられたストランド材１の始端部１ａ及び終端部１ｂは、周囲のストランド材１によって強力に保持され、両端末の抜けが十分に防止される。
【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、１本のストランド材１が、金属コード２０の撚り合わせ本数よりも少なくとも１周少ない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、中空部Ｃ１ａを有する環状とされているので、プーリ３２，３４に巻回することにより、始端部１ａ及び終端部１ｂの挿し込み箇所以外にて、中空部Ｃ１ａが潰れて断面が扁平化し、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、疲労を抑制することができ、また、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。
しかも、このように扁平化されることにより、中空部Ｃ１ａに挿し入れられている始端部１ａ及び終端部１ｂが周囲のストランド材１によって、より強力に保持され、これにより、始端部１ａ及び終端部１ｂの抜けを確実に防止することができる。
なお、焼鈍処理を施した場合では、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、さらに耐久性を高めることができる。
【００５１】
また、上記実施形態では、金属コード２０を構成する７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６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、金属コード２０の撚り合わせ本数よりも少なくとも１周少ない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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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６本の場合を例示して説明したが、断面におけるストランド材１は、６本に限定されない。
【００５５】
また、上記実施形態では、始端部１ａ及び終端部１ｂのそれぞれの長さを、ストランド材１の直径の２５倍以上１２０倍以下の長さとして中空部Ｃ１ａに挿し入れたが、図１２に示すように、例えば、中空部Ｃ１ａに挿し入れる始端部１ａ及び終端部１ｂを環状の周長の略半分ずつとし、これら始端部１ａ及び終端部１ｂの合計長さを、環状の略周長としても良い。
このようにすると、環状金属コードＣ１では、可能な撚り構造であればその環状の全周にわたって中空部Ｃ１ａに始端部１ａ及び終端部１ｂが挿し入れられた状態とされ、よって、例え自転が発生し易い撚り構造であっても全周にわたって断面積の均一化が図られる効果が大きく、全体として均一な環状金属コードＣ１となる。このような環状金属コードＣ１によれば、全周にわたって安定した強度を得ることができる。
【００５６】
また、ストランド材の撚り構造を変更した別の環状金属コードの形態例を、図１３に示す。
この環状金属コードＣ２は、断面におけるストランド材３の本数が６本であり、ストランド材３は、３本の金属素線１３をＺ撚した周囲に、さらに９本の金属素線１３をＳ撚した構造のストランド材１３ａを７本用いてＳ撚にて撚り合わせて形成されている。金属素線１３の直径は０．０６ｍｍである。この環状金属コードＣ２は、上記環状金属コードＣ１より耐疲労性能が良好である。
【００５７】
この環状金属コードＣ２の場合、ストランド材３の実現可能な直径型付け率は７７％以上８０％以下であり、原コード（金属コード）として８本のストランド材３が必要となる。原コードにおいてコア材に対するストランド材３の撚り合わせを均一にするために、コア材の径はストランド材３より大きくする。本例では、コアストランドの撚り構造はストランド材３と同じでよいが金属素線径をストランド材３の金属素線１３より大きい０．０９５ｍｍにする。このコアストランドの周囲に８本のストランド材３をＺ撚にて撚り合わせて、金属コードとする。このように８本のストランド材３を撚り合わせて金属コードとすることにより、直径型付け率７７％以上８０％以下にてそれぞれ螺旋状の型付けを施す。
【００５８】
金属コードを解撚してストランド材３を取り出し、１本のストランド材３の長さの端末を除いた略１／６分の長さを環状にして、その環状部分における螺旋状の空隙部にストランド材３の余長部を５周嵌め入れ、金属コードの撚り合わせの本数よりも２周少ない周回（６周）環状にする。ストランド材３の直径型付け率は７７％以上８０％以下であるため、金属コードを解撚してストランド材３を取り出した後は螺旋径が収縮して、螺旋状の空隙部がストランド材３の２本分狭くなる。すなわち、ストランド材３を、金属コードより２周少ない周回で巻き付けるとストランド材３の隣り合う余長部同士が互いに接触した状態となって空隙部が埋まり、ストランド材３同士の巻き付けが安定する。その後、ストランド材３の端末の処理等は上記環状金属コードＣ１と同様に行う。
また、金属コードのコア材は環状金属コードＣ１と同様に、軟鋼材のモノフィラメントを１本用いてもよい。
そして、この環状金属コードＣ２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。
【実施例】
【００５９】
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。
ストランド材の金属素線径や撚り構造の異なる複数種類の環状金属コードについて、型付け率の違いによる巻き付け性及び焼鈍処理の有無による耐久性の変化を調べた。
【００６０】
（１）６×７×７×０．０８の環状金属コード
（金属素線の作製）
スチールコード用途の直径３．８ｍｍの線材を酸洗皮膜処理した後、乾式伸線機により直径１．８ｍｍまで伸線加工し、加熱、パテンチング、酸洗皮膜処理を行った後、再度乾式伸線機により直径０．５５ｍｍまで伸線加工する。これを再加熱、パテンチング、酸洗、水洗した後、ブラスめっき（銅めっき、亜鉛めっき後、熱拡散により合金化）して直径０．５５ｍｍのブラスめっき鋼線とする。これを湿式伸線機により直径０．０８ｍｍまで伸線加工して金属素線（側ストランド材用）とする。また、直径０．５５ｍｍのブラスめっき鋼線を湿式伸線機により直径０．１０ｍｍまで伸線加工して金属素線（コアストランド材用）とする。
（側ストランド材の作製）
直径０．０８ｍｍの金属素線を、７本撚り（１＋６の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて３．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（子撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを７リール用意する。
子撚りした７本撚りのストランド材を用いて、７本撚り（１＋６の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて９．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（親撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを７リール用意する。
（コアストランド材の作製）
環状金属コードには使用されないので、直径０．１０ｍｍの金属素線を、７本撚り（１＋６の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて３．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（子撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを７リール用意する。
子撚りした７本撚りのストランド材を用いて、７本撚り（１＋６の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて９．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（親撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを１リール用意する。
（原コードの作製）
上記のコアストランド材（親撚り）１リールと側ストランド材（親撚り）７リールを用いて８本撚り（１＋７の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて２２．０ｍｍ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（原コード）とする。なお、プレフォーム装置を用いて事前に８７％前後の直径型付け率に調整する。
（原コードの解撚）
上撚りした金属コードを、余長分も含めて必要な環状金属コードの環状径（層心径：Ｄ１）の約２２倍（（Ｄ１）π×７＋α）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。
（環状金属コードの作製）
金属コードから分離した７本の側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周回巻回移動させて他の７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断面にて６本のストランド材を有する環状金属コードとする。
始端部及び終端余長部は、６本のストランド材の中心の中空部の全長に亘って挿し入れるのに必要な長さを残して再切断後、オーバーラップする螺旋形状を出来るだけ真直化して、両端末とも中空部に入れ込み、端末処理（ばらけ防止またはハンダ溶着）する。
【００６１】
このようにして作製した環状金属コードを、実施例１（直径型付け率８７％）とする。この他に、直径型付け率を変更したものを作製した（実施例２〜５、比較例１〜３）。各例においてストランド材を環状に巻き付けて環状金属コードとする際の状態（環状巻き付け性）を調べた。その結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
表１に示すように、直径型付け率が９７％である比較例１では、ストランド材がコイル状になり環状に巻き付けるのが困難であった。そして、環状に維持することも困難であった。直径型付け率が９２％である比較例２では、比較例１よりやや改善したものの、比較例１と同様の傾向があった。
直径型付け率が８７％である実施例１、直径型付け率が８３％である実施例２では、全く問題なく計６周回の巻き付けを行うことができ、巻き付け後の環状形状も良好に維持された。
直径型付け率が８０％である実施例３では、やや巻き付けしにくいものの、計６周回の巻き付けを行うことができ、巻き付け後の環状形状も維持された。
直径型付け率が７７％である実施例４、直径型付け率が７０％である実施例５では、計６周回の巻き付けが困難であったため、計５周回の巻き付けにより環状金属コードとした。巻き付け後の環状形状も良好に維持された。
直径型付け率が６８％である比較例３では、計５周回でも環状に巻き付けるのが困難であり、計４周回の巻き付けを行ったが、ストランド同士の撚り合わせが不安定で強度が低下しやすく、端末を中空部へ収納することにも支障が生じた。
【００６４】
（２）６×７×７×０．０６の環状金属コード
（金属素線の作製）
スチールコード用途の直径３．８ｍｍの線材を酸洗皮膜処理した後、乾式伸線機により直径１．４ｍｍまで伸線加工し、加熱、パテンチング、酸洗皮膜処理を行った後、再度乾式伸線機により直径０．４０ｍｍまで伸線加工する。これを再加熱、パテンチング、酸洗、水洗した後、ブラスめっき（銅めっき、亜鉛めっき後、熱拡散により合金化）して直径０．４０ｍｍのブラスめっき鋼線とする。これを湿式伸線機により直径０．０６ｍｍまで伸線加工して金属素線（側ストランド材用）とする。また、直径０．４０ｍｍのブラスめっき鋼線を湿式伸線機により直径０．０９ｍｍまで伸線加工して金属素線（コアストランド材用）とする。
（側ストランド材の作製）
直径０．０６ｍｍの金属素線を、７本撚り（１＋６の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて２．５ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（子撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを７リール用意する。
子撚りした７本撚りのストランド材を用いて、７本撚り（１＋６の構成）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Ｓ撚りにて下撚り（親撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを７リール用意する。
（コアストランド材の作製）
環状金属コードには使用されないので、直径０．０９ｍｍの金属素線を、７本撚り（１＋６の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて３．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（子撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを７リール用意する。
子撚りした７本撚りのストランド材を用いて、７本撚り（１＋６の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて９．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（親撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを１リール用意する。
（原コードの作製）
上記のコアストランド材（親撚り）１リールと側ストランド材（親撚り）７リールを用いて８本撚り（１＋７の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて２０．０ｍｍ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（原コード）とする。なお、プレフォーム装置を用いて事前に８７％前後の直径型付け率に調整する。
（原コードの解撚）
上撚りした金属コードを、余長分も含めて必要な環状金属コードの環状径（層心径：Ｄ１）の約２２倍（（Ｄ１）π×７＋α）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。
（環状金属コードの作製）
金属コードから分離した７本の側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周回巻回移動させて他の７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断面にて６本のストランド材を有する環状金属コードとする。
始端部及び終端余長部は、６本のストランド材の中心の中空部の全長に亘って挿し入れるのに必要な長さを残して再切断後、オーバーラップする螺旋形状を出来るだけ真直化して、両端末とも中空部に入れ込み、端末処理（ばらけ防止またはハンダ溶着）する。
【００６５】
このようにして作製した環状金属コードを、実施例６（直径型付け率８６％）とする。この他に、直径型付け率を変更したものを作製した（実施例７〜１０、比較例４〜６）。各例においてストランド材を環状に巻き付けて環状金属コードとする際の状態（環状巻き付け性）を調べた。その結果を表２に示す。
【００６６】
【表２】
【００６７】
表２に示すように、直径型付け率が９５％である比較例４では、ストランド材がコイル状になり環状に巻き付けるのが困難であった。そして、環状に維持することも困難であった。直径型付け率が９２％である比較例５では、比較例４よりやや改善したものの、比較例４と同様の傾向があった。
直径型付け率が８６％である実施例６、直径型付け率が８３％である実施例７では、全く問題なく計６周回の巻き付けを行うことができ、巻き付け後の環状形状も良好に維持された。
直径型付け率が８０％である実施例８では、やや巻き付けしにくいものの、計６周回の巻き付けを行うことができ、巻き付け後の環状形状も維持された。
直径型付け率が７５％である実施例９、直径型付け率が７０％である実施例１０では、計６周回の巻き付けが困難であったため、計５周回の巻き付けにより環状金属コードとした。巻き付け後の環状形状も良好に維持された。
直径型付け率が６８％である比較例６では、計５周回でも環状に巻き付けるのが困難であり、計４周回の巻き付けを行ったが、ストランド同士の撚り合わせが不安定で強度が低下しやすく、端末を中空部へ収納することにも支障が生じた。
【００６８】
（３）６×７×（３＋９）×０．０６の環状金属コード
（金属素線の作製）
スチールコード用途の直径３．８ｍｍの線材を酸洗皮膜処理した後、乾式伸線機により直径１．４ｍｍまで伸線加工し、加熱、パテンチング、酸洗皮膜処理を行った後、再度乾式伸線機により直径０．４０ｍｍまで伸線加工する。これを再加熱、パテンチング、酸洗、水洗した後、ブラスめっき（銅めっき、亜鉛めっき後、熱拡散により合金化）して直径０．４０ｍｍのブラスめっき鋼線とする。これを湿式伸線機により直径０．０６ｍｍまで伸線加工して金属素線（側ストランド材用）とする。また、直径０．４０ｍｍのブラスめっき鋼線を湿式伸線機により直径０．０９５ｍｍまで伸線加工して金属素線（コアストランド材用）とする。
（側ストランド材の作製）
直径０．０６ｍｍの金属素線を、３本撚りができるチューブラー型撚線機を用いて１．５ｍｍの撚りピッチでＳ撚りしてコアを作製する。このコアと直径０．０６ｍｍの金属素線を用いて、１０本撚り（コア（３）＋９の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて３．５ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（子撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に７９％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを７リール用意する。
子撚りした１０本撚り（コア（３）＋９の構成）のストランド材を用いて、７本撚り（１＋６の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて９．５ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（親撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に７９％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを８リール用意する。
（コアストランド材の作製）
環状金属コードには使用されないので、直径０．０９５ｍｍの金属素線を、３本撚りができるチューブラー型撚線機を用いて２．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りしてコアを作製する。このコアと直径０．０９５ｍｍの金属素線を用いて、１０本撚り（コア（３）＋９の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて５．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（子撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを７リール用意する。
子撚りした１０本撚り（コア（３）＋９の構成）のストランド材を用いて、７本撚り（１＋６の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて１５．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（親撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを１リール用意する。
（原コードの作製）
上記のコアストランド材（親撚り）１リールと側ストランド材（親撚り）８リールを用いて９本撚り（１＋８の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて２７．０ｍｍ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（原コード）とする。なお、プレフォーム装置を用いて事前に７９％前後の直径型付け率に調整する。
（原コードの解撚）
上撚りした金属コードを、余長分も含めて必要な環状金属コードの環状径（層心径：Ｄ１）の約２２倍（（Ｄ１）π×７＋α）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。
（環状金属コードの作製）
金属コードから分離した８本の側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周回巻回移動させて他の７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断面にて６本のストランド材を有する環状金属コードとする。
始端部及び終端余長部は、６本のストランド材の中心の中空部の全長に亘って挿し入れるのに必要な長さを残して再切断後、オーバーラップする螺旋形状を出来るだけ真直化して、両端末とも中空部に入れ込み、端末処理（ばらけ防止またはハンダ溶着）する。
【００６９】
このようにして作製した環状金属コードを、実施例１（直径型付け率８０％）とする。この他に、直径型付け率を変更したものを作製した（実施例１２〜１４、比較例７）。各例においてストランド材を環状に巻き付けて環状金属コードとする際の状態（環状巻き付け性）を調べた。その結果を表３に示す。
【００７０】
【表３】
【００７１】
表３に示すように、直径型付け率が８０％である実施例１１、直径型付け率が７７％である実施例１２、直径型付け率が７４％である実施例１３では、全く問題なく計６周回の巻き付けを行うことができ、巻き付け後の環状形状も良好に維持された。
直径型付け率が７０％である実施例１４では、やや巻き付けしにくいものの、計６周回の巻き付けを行うことができ、巻き付け後の環状形状も維持された。
直径型付け率が６７％である比較例７では、計６周回の巻き付けが困難であったため、計５周回の巻き付けを行ったが、ストランド同士の撚り合わせが不安定で強度が低下しやすく、端末を中空部へ収納することにも支障が生じた。
【００７２】
（４）耐久試験
（４−１）耐久試験装置
図１４に耐久試験装置を示す。図１４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。上記（１）の環状金属コードを試験する際の駆動プーリ５２及び従動プーリ５３の直径は、２３．９ｍｍ（架けた環状金属コードの中心で直径２５．０ｍｍ）とした。上記（２）の環状金属コードを試験する際の駆動プーリ５２及び従動プーリ５３の直径は、１９．２ｍｍ（架けた環状金属コードの中心で直径２０．０ｍｍ）とした。上記（３）の環状金属コードを試験する際の駆動プーリ５２及び従動プーリ５３の直径は、１８．９ｍｍ（架けた環状金属コードの中心で直径２０．０ｍｍ）とした。
【００７３】
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、付加張力は、上記（１）の環状金属コードでは１９．５ｋｇ（コードの強度の５％前後）として、上記（２）の環状金属コードでは１１．５ｋｇ（コードの強度の５％前後）として、上記（３）の環状金属コードでは１９．０ｋｇ（コードの強度の５％前後）とした。
【００７４】
（３−２）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３５００ｒｐｍ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。
【００７５】
（３−３）耐久試験結果
（１）の環状金属コードにおける耐久試験結果を、表４に示す。なお、ストランド材の巻き付けを計５周回とした実施例４，５、比較例３では、重りは６周回の例に対して５／６とした。
【００７６】
【表４】
【００７７】
表４に示すように、実施例１〜５では、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、環状巻き付け性に問題のあった比較例１〜３では、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が少なかった。
【００７８】
次いで、（２）の環状金属コードにおける耐久試験結果を、表５に示す。なお、ストランド材の巻き付けを計５周回とした実施例９，１０、比較例６では、重りは６周回の例に対して５／６とした。
【００７９】
【表５】
【００８０】
表５に示すように、実施例６〜１０では、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７では切断が認められなかった。
これに対して、環状巻き付け性に問題のあった比較例４〜６では、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が少なかった。
【００８１】
次いで、（３）の環状金属コードにおける耐久試験結果を、表６に示す。なお、ストランド材の巻き付けを計５周回とした比較例７では、重りは６周回の例に対して５／６とした。
【００８２】
【表６】
【００８３】
表６に示すように、実施例１１〜１４では、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１２では切断が認められず、焼鈍処理を施した実施例１４では切断があったものの、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が最も多くなった。
これに対して、環状巻き付け性に問題のあった比較例７では、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が少なかった。
【００８４】
以上のことから、コア材の周りに少なくとも７本のストランド材が直径型付け率を７０％以上９１％以下に調整されて撚り合わされた原コードを解撚され、１本の前記ストランド材を、前記原コードの前記ストランド材の本数よりも少なくとも１周少ない周回環状にされつつ他のストランド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により、ストランド材の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。
【符号の説明】
【００８５】
１…ストランド材、１ａ…始端部（端末）、１ｂ…終端部（端末）、１ｅ…余長部、５…空隙部、１０…金属素線、２０…金属コード（原コード）、Ｂ１…無端金属ベルト、Ｃ１，Ｃ２…環状金属コード、Ｃ１ａ…中空部
【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ストランド材の半分を解撚または切除して取り除いた後に、残ったストランド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ストランド材の本数を一旦半分にして、残ったストランド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、隣り合うストランド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、コア材の周りに少なくとも７本のストランド材が直径型付け率を７０％以上９１％以下に調整されて撚り合わされた原コードが解撚され、１本の前記ストランド材が、前記原コードの前記ストランド材の本数よりも少なくとも１周少ない周回環状にされつつ他のストランド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、コアの周りに少なくとも７本のストランド材が直径型付け率を７０％以上９１％以下に調整されて撚り合わされた原コードから取り出したストランド材において、原コードのストランド材の本数よりも少なくとも１周少ない周回にて環状にしつつ他のストランド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ると、原コードの時と比較してストランド材の螺旋径が小さくなりストランド材の隣り合う部分同士が密着した状態となる。螺旋径が小さくなっているので、原コードのストランド材の本数よりも少ない周回で巻き付けてもストランド材同士の接触抵抗が得られ、ストランド材の全長に亘ってストランド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、ストランド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。このように、ストランド材の剛性が低く直径型付率を大きくしにくい場合や、ストランド材の負担を極力低減するために直径型付率を小さくしたい場合に、直径型付け率を７０％以上９１％以下としてもストランド材同士を強く密着させることができる。
また、コア材の周りに少なくとも７本のストランド材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、中心に中空部が形成される。これにより、この中空部へストランド材の両端末を挿し入れることにより、両端末表面と螺旋状に周回させたストランド材の内側表面との接触抵抗が付加され、更に強固に固定することができる。
なお、直径型付率が７０％より小さいと、複数のストランド材同士を撚り合わせた原コードを解撚して１本のストランド材を取り出したときに、このストランド材に付与された螺旋形状の直径方向は大幅に縮小しすぎ、長手方向に伸長しすぎてしまう。その結果、ストランド材の層心径が小さくなりすぎるため、環状にして他のストランド材の抜けた螺旋状の空隙部に使用する１本のストランド材の余長部を嵌め入れる際に、嵌め入れにくくなる。また、直径型付率が９１％より大きいと、原コードのストランド材の本数よりも少なくする必要はなく、むしろ１本多くした方がストランド材間の接触抵抗は強められる。
直径型付率は、環状金属コードを作成した際のコード径をＤとし、型付けされたストランド材の波高さ（自己径含む）をＨとすると、「直径型付率（％）＝Ｈ／Ｄ×１００」で表される。
【００１４】
本発明に係る環状金属コードにおいて、前記ストランド材の両端末が直線化され、中心に形成される中空部に挿し入れられていることが好ましい。
これにより、ストランド材の両端末を容易に固定することができる。また、両端末が挿し入れられていない部分では、例えば、プーリに巻回することにより断面が自然に扁平化し易く、環状金属コード自体の自転がなくされて、疲労を抑制することができる。しかも、断面の扁平化により、中空部に挿し入れた両端末が周囲のストランド材によって強力に保持され、両端末の抜けを確実に防止することができる。
【００１５】
また、本発明に係る環状金属コードにおいて、前記中空部に挿し入れられる前記ストランド材の両端末の合計長さが、環状の略周長とされていることが好ましい。
つまり、可能な撚り構造であれば環状の全周にわたって中空部にストランド材の端末が挿し入れられた状態とされているので、例え自転が発生し易い撚り構造であっても全周にわたって断面積の均一化が図られる効果が大きく、全体として均一な環状金属コードとなり、安定した強度が得られる。
【００１６】
本発明に係る環状金属コードにおいて、前記ストランド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ストランド材の巻き付けの螺旋方向とが逆方向であることが好ましい。
ストランド材内の金属素線同士の撚り方向とストランド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。
【００１７】
本発明に係る環状金属コードにおいて、前記金属素線の直径が０．０３ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下であることが好ましい。
このような細径の金属素線を用いたストランド材の場合、ストランド材の直径型付け率を大きくしても張力がかかると元に戻りやすく、無理に直径型付け率を大きくするとストランド材の真直性が維持できなくなる。そのため、上記のようにストランド材の直径型付け率を９１％以下とすることでストランド材の真直性を維持しやすくなる。
また、金属素線の直径が０．０３ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下であれば、可能な限り線径を細くしつつ、ストランド材をしなやかなものとすることができる。金属素線の直径が０．１５ｍｍ以上であれば直径型付け率を９２％以上としても型付けが維持されやすいので、金属素線の直径が０．１４ｍｍ以下であれば、ストランド材の直径型付け率を７０％以上９１％以下とすることが好ましい。
【００１８】
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ストランド材の環状部分における中心軸に対する前記ストランド材の巻き付け角度が６．５度以上１７．０度以下の範囲内であることが好ましい。
これにより、ストランド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、かつストランド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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、コア材の周りに少なくとも７本のストランド材が直径型付け率を７０％以上９１％以下に調整されて撚り合わされた原コードを解撚し、１本の前記ストランド材を、前記原コードの前記ストランド材の本数よりも少なくとも１周少ない周回環状にしつつ他のストランド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。
【００２１】
このような構成の環状金属コードの製造方法によれば、コアの周りに少なくとも７本のストランド材が直径型付け率を７０％以上９１％以下に調整されて撚り合わされた原コードから取り出したストランド材において、原コードのストランド材の本数よりも少なくとも１周少ない周回にて環状にしつつ他のストランド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ると、原コードの時と比較してストランド材の螺旋径が小さくなりストランド材の隣り合う部分同士が密着した状態となる。螺旋径が小さくなっているので、原コードのストランド材の本数よりも少ない周回で巻き付けてもストランド材同士の接触抵抗が得られ、ストランド材の全長に亘ってストランド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、ストランド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。このように、ストランド材の剛性が低く直径型付率を大きくしにくい場合や、ストランド材の負担を極力低減するために直径型付率を小さくしたい場合に、直径型付け率を７０％以上９１％以下としてもストランド材同士を強く密着させることができる。
また、コア材の周りに少なくとも７本のストランド材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、中心に中空部が形成される。これにより、この中空部へストランド材の両端末を挿し入れることにより、両端末表面と螺旋状に周回させたストランド材の内側表面との接触抵抗が付加され、更に強固に固定することができる。
なお、直径型付率が７０％より小さいと、複数のストランド材同士を撚り合わせた原コードを解撚して１本のストランド材を取り出したときに、このストランド材に付与された螺旋形状の直径方向は大幅に縮小しすぎ、長手方向に伸長しすぎてしまう。その結果、ストランド材の層心径が小さくなりすぎるため、環状にして他のストランド材の抜けた螺旋状の空隙部に使用する１本のストランド材の余長部を嵌め入れる際に、嵌め入れにくくなる。また、直径型付率が９１％より大きいと、原コードのストランド材の本数よりも少なくする必要はなく、むしろ１本多くした方がストランド材間の接触抵抗は強められる。
【００２２】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、前記ストランド材の両端末を直線化し、中心に形成される中空部に挿し入れることが好ましい。
これにより、ストランド材の両端末を容易に固定することができる。また、両端末が挿し入れられていない部分では、例えば、プーリに巻回することにより断面が自然に扁平化し、環状金属コード自体の自転がなくされ、疲労を抑制することができる。しかも、断面の扁平化により、中空部に挿し入れた両端末が周囲のストランド材によって強力に保持され、両端末の抜けを確実に防止することができる。
【００２３】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、前記中空部に挿し入れる前記ストランド材の両端末の合計長さを、環状の略周長とすることが好ましい。
つまり、可能な撚り構造であれば環状の全周にわたって中空部にストランド材の端末が挿し入れられた状態とされるので、例え自転が発生し易い撚り構造であっても全周にわたって断面積の均一化が図られる効果が大きく、全体として均一な環状金属コードとなり、安定した強度が得られる。
【００２４】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、前記ストランド材として複数の金属素線同士を撚り合わせた構造のストランド材を用い、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ストランド材の巻き付けの螺旋方向とを逆方向とすることが好ましい。
ストランド材内の金属素線同士の撚り方向とストランド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。
【００２５】
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ストランド材の１本を、前記原コードの撚り合わせの本数よりも少なくとも１周少ない周回環状にしつつ他のストランド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。
原コードの内の残りのストランド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。
【発明の効果】
【００２６】
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】
【００２７】
【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】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７】図６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８】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】ストランド材の始端部と終端部との固定の仕方を示す環状金属コードの正面図である。
【図１３】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図である。
【図１４】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】
【００２８】
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。
【００２９】
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、図４は環状金属コードの一部を示す拡大斜視図である。
図１から図３に示すように、環状金属コードＣ１は、ストランド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、ストランド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。
【００３０】
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、端末を除いた略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が円周に配置された構造を有している。
【００３１】
各ストランド材１は、７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）７本のストランド材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。
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。
【００３２】
また、金属素線１０の直径は０．０３ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下の範囲内である。このような金属素線１０を用いると、可能な限り線径を細くして、ストランド材をしなやかなものとすることができる。金属素線１０の直径が０．１４ｍｍ以下であり、ストランド材１の剛性が低くなるので、ストランド材１の直径型付け率を大きくすることができるが、その反面、撚り合わせの際などに張力がかかると型付けが元に戻りやすい。型付けは、例えば千鳥配列された円筒ピンの間を通過させることにより行うので、型付けが戻りやすいことを見越して無理に直径型付け率を大きくすると、円筒ピンとストランド材１との摩擦力が大きくなり、型付けされた状態のストランド材１の真直性が維持できなくなる。そのようなストランド材１を用いて環状金属コードＣ１を作製してもストランド材１同士の撚り合わせが安定せず、好ましくない。
そこで、本実施形態では、ストランド材１の直径型付け率を９１％以下とすることで、真直性を維持しやすくし、型付けが戻りにくくしている。また、直径型付け率を７０％以上とすることで、ストランド材１の一部を環状にして螺旋状の空隙部に余長部を嵌め入れる際に、嵌め入れにくくならない程度の螺旋形状を確保している。
本実施形態の構造では、原コード時に付与するストランド材１の直径型付け率を８５％以上８８％以下に設定することが更に好ましい。
【００３３】
つまり、このような径の金属素線１０でストランド材１を形成し、ストランド材１の直径型付け率を７０％以上９１％以下とすることで、しなやかで適度な螺旋形状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。
【００３４】
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をＳ撚したストランド材１０ａをさらにＳ撚した構成であるため、環状金属コードＣ１はＳ／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。
【００３５】
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、６．５度以上１７．０度以下となっている。巻き付け角度θを６．５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１７．０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６．５度以上１７．０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。
【００３６】
図４に示すように、ストランド材１の巻き付けの始端部（端末）１ａと巻き付けの終端部（端末）１ｂとは、環状金属コードＣ１の環状の円弧の外周側で結ばれた後、ストランド材１同士の間から、環状金属コードＣ１の中心に形成されている中空部Ｃ１ａ（図３（ａ）参照）内へ挿し込まれて固定されている。
これら始端部１ａ及び終端部１ｂは、その長さがストランド材１の径の２５倍以上１２０倍以下の長さとされている。そして、これら始端部１ａ及び終端部１ｂは、周囲のストランド材１によって強力に保持され、抜けが確実に防止されている。
【００３７】
なお、環状金属コードＣ１は、例えば、減圧環境下にて、約２８０℃で１０分間、焼鈍処理を施しても良い。
また、環状金属コードＣ１の環状方向全域に亘って、ストランド材１同士が接触する境目には接着系樹脂が塗布されていてもよい。これにより、ストランド材１同士をその接触抵抗だけでなく樹脂の接着力によっても移動しないように保持できるため、さらに撚り緩みが生じにくくなり、形状が安定する。接着系樹脂は、硬化後も環状金属コードＣ１の弾性変形に対応して伸縮可能な材質を使用する。
【００３８】
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、Ｓ撚した金属素線１０からなるストランド材１０ａをＳ撚にて撚り合わせて（下撚りして）なる７本のストランド材（側ストランド材）１を、コア材であるコアストランド２を囲むように撚り合せた（上撚りした）撚線構造を有している。上撚り方向はＺ撚である。コアストランド２は、周囲に７本のストランド材１を撚り合せるため、その直径がストランド材１より僅かに大きくなるように形成されている。例えば、ストランド材１の金属素線１０の直径が０．０８ｍｍの場合、コアストランド２は直径０．１０ｍｍの金属素線を用いてストランド材１と同じ撚り構造で形成する。
【００３９】
コアストランド２の周囲に撚られた側線としてのストランド材１は、環状金属コードＣ１を構成するために用いられる。これら７本のストランド材１は、撚り合わせて金属コード２０とすることにより、直径型付け率７０％以上９１％以下（本実施形態では８５％以上８８％以下）にてそれぞれ螺旋状の型付けを施しておく。
なお、金属コード２０におけるストランド材１の本数は、環状金属コードＣ１の用途に応じて金属素線径を含めたストランド材１の撚り構造と環状金属コードＣ１に必要なストランド材１の本数を決定し、環状金属コードＣ１に供されるストランド材１の直径型付け率から決められる。
【００４０】
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１つの環状金属コードＣ１を製造する。
なお、金属コード２０のコア材は環状金属コードＣ１の製造に使用しない。そのため、コア材として、コアストランド２の代わりに同じ径の軟鋼材のモノフィラメントを１本用いてもよい。
【００４１】
そして、上記のように金属コード２０から取り出した１本のストランド材１は、図６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。ストランド材１の直径型付け率が８５％以上８８％以下であり、金属コード２０を解撚した際に螺旋径が収縮するので、空隙部５は、ストランド材１のほぼ１本分狭くなり、５本分のストランド材１の断面積を有している。
【００４２】
次いで、図７に示すように、ストランド材１の長さの端末を除いた略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５周嵌め入れ、金属コード２０の撚り合わせの本数よりも１周少ない周回（６周）環状にする。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の断面積の合計と同等であり、５周巻き付けられるストランド材１の余長部１ｅが螺旋状の空隙部５に嵌め入れられるため、巻き付けられたストランド材１の隣り合う余長部１ｅ同士が互いに接触した状態となる。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同士の巻き付けが安定するため、繰り返し荷重が加わっても撚り緩みが生じにくい。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、しかも、７本のストランド材１を撚り合わせて金属コード２０とすることにより、直径型付け率７０％以上９１％以下にて調整してそれぞれ螺旋状の型付けを施しておくので、ストランド材１が巻き付けられた形状が維持可能な環状金属コードＣ１を容易に製造することができる。
【００４３】
また、ストランド材１が単線ではなく、複数の金属素線１０からなるストランド材１０ａ同士を撚り合わせたものであるため、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。
【００４４】
また、ストランド材１は、金属コード２０の状態でＺ撚方向の螺旋状の型付けが施されている。そのためストランド材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（Ｓ／Ｓ撚構造）とは逆方向に巻き付けられる。すなわち、環状金属コードＣ１はＳ／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ため、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。
【００４５】
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８に示すように、環状の円弧の外周側に引き出す。この引き出す始端部１ａ及び終端部１ｂのそれぞれの長さは、ストランド材１の径の２５倍以上１２０倍以下の長さとすることが好ましい。そして、この引き出した始端部１ａ及び終端部１ｂを直線化して伸ばし、これら始端部１ａ及び終端部１ｂの端部を電気溶断する。このようにすると、これら始端部１ａ及び終端部１ｂにおいて金属素線１０がばらけるのを防止することができる。
【００４６】
次いで、図９に示すように、始端部１ａ及び終端部１ｂを、環状の円弧の外周側にて結ぶ。
その後、図１０に示すように、ストランド材１同士の間にピンＰを差し込んで隙間Ｓをつくり、さらに、ストランド材１の束を回転させながらピンＰを環状に沿ってスライドさせて隙間Ｓの位置を環状に沿って移動させながら、この隙間Ｓに始端部１ａ及び終端部１ｂを押し込んでいく。このとき、始端部１ａ及び終端部１ｂは、引き伸ばして略直線化されているので、隙間Ｓへの挿し込みを容易に行うことができる。そして、このようにストランド材１同士の隙間Ｓへ始端部１ａ及び終端部１ｂを挿し込むと、始端部１ａ及び終端部１ｂが６本のストランド材１の中心に形成されている中空部Ｃ１ａ内に挿し入れられて固定される。このようにすると、中空部Ｃ１ａに挿し入れられたストランド材１の始端部１ａ及び終端部１ｂが周囲のストランド材１によって強力に保持され、両端末の抜けが確実に防止される。
【００４７】
なお、始端部１ａ及び終端部１ｂを結んでから中空部Ｃ１ａに挿し入れたが、これら始端部１ａ及び終端部１ｂを結ばずに中空部Ｃ１ａに挿し入れて固定しても良い。この場合も、中空部Ｃ１ａに挿し入れられたストランド材１の始端部１ａ及び終端部１ｂは、周囲のストランド材１によって強力に保持され、両端末の抜けが十分に防止される。
【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、１本のストランド材１が、金属コード２０の撚り合わせ本数よりも少なくとも１周少ない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、中空部Ｃ１ａを有する環状とされているので、プーリ３２，３４に巻回することにより、始端部１ａ及び終端部１ｂの挿し込み箇所以外にて、中空部Ｃ１ａが潰れて断面が扁平化し、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、疲労を抑制することができ、また、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。
しかも、このように扁平化されることにより、中空部Ｃ１ａに挿し入れられている始端部１ａ及び終端部１ｂが周囲のストランド材１によって、より強力に保持され、これにより、始端部１ａ及び終端部１ｂの抜けを確実に防止することができる。
なお、焼鈍処理を施した場合では、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、さらに耐久性を高めることができる。
【００５１】
また、上記実施形態では、金属コード２０を構成する７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６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、金属コード２０の撚り合わせ本数よりも少なくとも１周少ない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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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６本の場合を例示して説明したが、断面におけるストランド材１は、６本に限定されない。
【００５５】
また、上記実施形態では、始端部１ａ及び終端部１ｂのそれぞれの長さを、ストランド材１の直径の２５倍以上１２０倍以下の長さとして中空部Ｃ１ａに挿し入れたが、図１２に示すように、例えば、中空部Ｃ１ａに挿し入れる始端部１ａ及び終端部１ｂを環状の周長の略半分ずつとし、これら始端部１ａ及び終端部１ｂの合計長さを、環状の略周長としても良い。
このようにすると、環状金属コードＣ１では、可能な撚り構造であればその環状の全周にわたって中空部Ｃ１ａに始端部１ａ及び終端部１ｂが挿し入れられた状態とされ、よって、例え自転が発生し易い撚り構造であっても全周にわたって断面積の均一化が図られる効果が大きく、全体として均一な環状金属コードＣ１となる。このような環状金属コードＣ１によれば、全周にわたって安定した強度を得ることができる。
【００５６】
また、ストランド材の撚り構造を変更した別の環状金属コードの形態例を、図１３に示す。
この環状金属コードＣ２は、断面におけるストランド材３の本数が６本であり、ストランド材３は、３本の金属素線１３をＺ撚した周囲に、さらに９本の金属素線１３をＳ撚した構造のストランド材１３ａを７本用いてＳ撚にて撚り合わせて形成されている。金属素線１３の直径は０．０６ｍｍである。この環状金属コードＣ２は、上記環状金属コードＣ１より耐疲労性能が良好である。
【００５７】
この環状金属コードＣ２の場合、ストランド材３の実現可能な直径型付け率は７７％以上８０％以下であり、原コード（金属コード）として８本のストランド材３が必要となる。原コードにおいてコア材に対するストランド材３の撚り合わせを均一にするために、コア材の径はストランド材３より大きくする。本例では、コアストランドの撚り構造はストランド材３と同じでよいが金属素線径をストランド材３の金属素線１３より大きい０．０９５ｍｍにする。このコアストランドの周囲に８本のストランド材３をＺ撚にて撚り合わせて、金属コードとする。このように８本のストランド材３を撚り合わせて金属コードとすることにより、直径型付け率７７％以上８０％以下にてそれぞれ螺旋状の型付けを施す。
【００５８】
金属コードを解撚してストランド材３を取り出し、１本のストランド材３の長さの端末を除いた略１／６分の長さを環状にして、その環状部分における螺旋状の空隙部にストランド材３の余長部を５周嵌め入れ、金属コードの撚り合わせの本数よりも２周少ない周回（６周）環状にする。ストランド材３の直径型付け率は７７％以上８０％以下であるため、金属コードを解撚してストランド材３を取り出した後は螺旋径が収縮して、螺旋状の空隙部がストランド材３の２本分狭くなる。すなわち、ストランド材３を、金属コードより２周少ない周回で巻き付けるとストランド材３の隣り合う余長部同士が互いに接触した状態となって空隙部が埋まり、ストランド材３同士の巻き付けが安定する。その後、ストランド材３の端末の処理等は上記環状金属コードＣ１と同様に行う。
また、金属コードのコア材は環状金属コードＣ１と同様に、軟鋼材のモノフィラメントを１本用いてもよい。
そして、この環状金属コードＣ２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。
【実施例】
【００５９】
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。
ストランド材の金属素線径や撚り構造の異なる複数種類の環状金属コードについて、型付け率の違いによる巻き付け性及び焼鈍処理の有無による耐久性の変化を調べた。
【００６０】
（１）６×７×７×０．０８の環状金属コード
（金属素線の作製）
スチールコード用途の直径３．８ｍｍの線材を酸洗皮膜処理した後、乾式伸線機により直径１．８ｍｍまで伸線加工し、加熱、パテンチング、酸洗皮膜処理を行った後、再度乾式伸線機により直径０．５５ｍｍまで伸線加工する。これを再加熱、パテンチング、酸洗、水洗した後、ブラスめっき（銅めっき、亜鉛めっき後、熱拡散により合金化）して直径０．５５ｍｍのブラスめっき鋼線とする。これを湿式伸線機により直径０．０８ｍｍまで伸線加工して金属素線（側ストランド材用）とする。また、直径０．５５ｍｍのブラスめっき鋼線を湿式伸線機により直径０．１０ｍｍまで伸線加工して金属素線（コアストランド材用）とする。
（側ストランド材の作製）
直径０．０８ｍｍの金属素線を、７本撚り（１＋６の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて３．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（子撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを７リール用意する。
子撚りした７本撚りのストランド材を用いて、７本撚り（１＋６の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて９．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（親撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを７リール用意する。
（コアストランド材の作製）
環状金属コードには使用されないので、直径０．１０ｍｍの金属素線を、７本撚り（１＋６の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて３．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（子撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを７リール用意する。
子撚りした７本撚りのストランド材を用いて、７本撚り（１＋６の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて９．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（親撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを１リール用意する。
（原コードの作製）
上記のコアストランド材（親撚り）１リールと側ストランド材（親撚り）７リールを用いて８本撚り（１＋７の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて２２．０ｍｍ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（原コード）とする。なお、プレフォーム装置を用いて事前に８７％前後の直径型付け率に調整する。
（原コードの解撚）
上撚りした金属コードを、余長分も含めて必要な環状金属コードの環状径（層心径：Ｄ１）の約２２倍（（Ｄ１）π×７＋α）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。
（環状金属コードの作製）
金属コードから分離した７本の側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周回巻回移動させて他の７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断面にて６本のストランド材を有する環状金属コードとする。
始端部及び終端余長部は、６本のストランド材の中心の中空部の全長に亘って挿し入れるのに必要な長さを残して再切断後、オーバーラップする螺旋形状を出来るだけ真直化して、両端末とも中空部に入れ込み、端末処理（ばらけ防止またはハンダ溶着）する。
【００６１】
このようにして作製した環状金属コードを、実施例１（直径型付け率８７％）とする。この他に、直径型付け率を変更したものを作製した（実施例２〜５、比較例１〜３）。各例においてストランド材を環状に巻き付けて環状金属コードとする際の状態（環状巻き付け性）を調べた。その結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
表１に示すように、直径型付け率が９７％である比較例１では、ストランド材がコイル状になり環状に巻き付けるのが困難であった。そして、環状に維持することも困難であった。直径型付け率が９２％である比較例２では、比較例１よりやや改善したものの、比較例１と同様の傾向があった。
直径型付け率が８７％である実施例１、直径型付け率が８３％である実施例２では、全く問題なく計６周回の巻き付けを行うことができ、巻き付け後の環状形状も良好に維持された。
直径型付け率が８０％である実施例３では、やや巻き付けしにくいものの、計６周回の巻き付けを行うことができ、巻き付け後の環状形状も維持された。
直径型付け率が７７％である実施例４、直径型付け率が７０％である実施例５では、計６周回の巻き付けが困難であったため、計５周回の巻き付けにより環状金属コードとした。巻き付け後の環状形状も良好に維持された。
直径型付け率が６８％である比較例３では、計５周回でも環状に巻き付けるのが困難であり、計４周回の巻き付けを行ったが、ストランド同士の撚り合わせが不安定で強度が低下しやすく、端末を中空部へ収納することにも支障が生じた。
【００６４】
（２）６×７×７×０．０６の環状金属コード
（金属素線の作製）
スチールコード用途の直径３．８ｍｍの線材を酸洗皮膜処理した後、乾式伸線機により直径１．４ｍｍまで伸線加工し、加熱、パテンチング、酸洗皮膜処理を行った後、再度乾式伸線機により直径０．４０ｍｍまで伸線加工する。これを再加熱、パテンチング、酸洗、水洗した後、ブラスめっき（銅めっき、亜鉛めっき後、熱拡散により合金化）して直径０．４０ｍｍのブラスめっき鋼線とする。これを湿式伸線機により直径０．０６ｍｍまで伸線加工して金属素線（側ストランド材用）とする。また、直径０．４０ｍｍのブラスめっき鋼線を湿式伸線機により直径０．０９ｍｍまで伸線加工して金属素線（コアストランド材用）とする。
（側ストランド材の作製）
直径０．０６ｍｍの金属素線を、７本撚り（１＋６の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて２．５ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（子撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを７リール用意する。
子撚りした７本撚りのストランド材を用いて、７本撚り（１＋６の構成）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Ｓ撚りにて下撚り（親撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを７リール用意する。
（コアストランド材の作製）
環状金属コードには使用されないので、直径０．０９ｍｍの金属素線を、７本撚り（１＋６の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて３．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（子撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを７リール用意する。
子撚りした７本撚りのストランド材を用いて、７本撚り（１＋６の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて９．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（親撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを１リール用意する。
（原コードの作製）
上記のコアストランド材（親撚り）１リールと側ストランド材（親撚り）７リールを用いて８本撚り（１＋７の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて２０．０ｍｍ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（原コード）とする。なお、プレフォーム装置を用いて事前に８７％前後の直径型付け率に調整する。
（原コードの解撚）
上撚りした金属コードを、余長分も含めて必要な環状金属コードの環状径（層心径：Ｄ１）の約２２倍（（Ｄ１）π×７＋α）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。
（環状金属コードの作製）
金属コードから分離した７本の側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周回巻回移動させて他の７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断面にて６本のストランド材を有する環状金属コードとする。
始端部及び終端余長部は、６本のストランド材の中心の中空部の全長に亘って挿し入れるのに必要な長さを残して再切断後、オーバーラップする螺旋形状を出来るだけ真直化して、両端末とも中空部に入れ込み、端末処理（ばらけ防止またはハンダ溶着）する。
【００６５】
このようにして作製した環状金属コードを、実施例６（直径型付け率８６％）とする。この他に、直径型付け率を変更したものを作製した（実施例７〜１０、比較例４〜６）。各例においてストランド材を環状に巻き付けて環状金属コードとする際の状態（環状巻き付け性）を調べた。その結果を表２に示す。
【００６６】
【表２】
【００６７】
表２に示すように、直径型付け率が９５％である比較例４では、ストランド材がコイル状になり環状に巻き付けるのが困難であった。そして、環状に維持することも困難であった。直径型付け率が９２％である比較例５では、比較例４よりやや改善したものの、比較例４と同様の傾向があった。
直径型付け率が８６％である実施例６、直径型付け率が８３％である実施例７では、全く問題なく計６周回の巻き付けを行うことができ、巻き付け後の環状形状も良好に維持された。
直径型付け率が８０％である実施例８では、やや巻き付けしにくいものの、計６周回の巻き付けを行うことができ、巻き付け後の環状形状も維持された。
直径型付け率が７５％である実施例９、直径型付け率が７０％である実施例１０では、計６周回の巻き付けが困難であったため、計５周回の巻き付けにより環状金属コードとした。巻き付け後の環状形状も良好に維持された。
直径型付け率が６８％である比較例６では、計５周回でも環状に巻き付けるのが困難であり、計４周回の巻き付けを行ったが、ストランド同士の撚り合わせが不安定で強度が低下しやすく、端末を中空部へ収納することにも支障が生じた。
【００６８】
（３）６×７×（３＋９）×０．０６の環状金属コード
（金属素線の作製）
スチールコード用途の直径３．８ｍｍの線材を酸洗皮膜処理した後、乾式伸線機により直径１．４ｍｍまで伸線加工し、加熱、パテンチング、酸洗皮膜処理を行った後、再度乾式伸線機により直径０．４０ｍｍまで伸線加工する。これを再加熱、パテンチング、酸洗、水洗した後、ブラスめっき（銅めっき、亜鉛めっき後、熱拡散により合金化）して直径０．４０ｍｍのブラスめっき鋼線とする。これを湿式伸線機により直径０．０６ｍｍまで伸線加工して金属素線（側ストランド材用）とする。また、直径０．４０ｍｍのブラスめっき鋼線を湿式伸線機により直径０．０９５ｍｍまで伸線加工して金属素線（コアストランド材用）とする。
（側ストランド材の作製）
直径０．０６ｍｍの金属素線を、３本撚りができるチューブラー型撚線機を用いて１．５ｍｍの撚りピッチでＳ撚りしてコアを作製する。このコアと直径０．０６ｍｍの金属素線を用いて、１０本撚り（コア（３）＋９の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて３．５ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（子撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に７９％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを７リール用意する。
子撚りした１０本撚り（コア（３）＋９の構成）のストランド材を用いて、７本撚り（１＋６の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて９．５ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（親撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に７９％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを８リール用意する。
（コアストランド材の作製）
環状金属コードには使用されないので、直径０．０９５ｍｍの金属素線を、３本撚りができるチューブラー型撚線機を用いて２．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りしてコアを作製する。このコアと直径０．０９５ｍｍの金属素線を用いて、１０本撚り（コア（３）＋９の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて５．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（子撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを７リール用意する。
子撚りした１０本撚り（コア（３）＋９の構成）のストランド材を用いて、７本撚り（１＋６の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて１５．０ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて下撚り（親撚り）する。このとき、プレフォーム装置により事前に８７％前後の直径型付け率になるように調整する。このストランド材を所定量巻き取ったリールを１リール用意する。
（原コードの作製）
上記のコアストランド材（親撚り）１リールと側ストランド材（親撚り）８リールを用いて９本撚り（１＋８の構成）ができるチューブラー型撚線機を用いて２７．０ｍｍ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（原コード）とする。なお、プレフォーム装置を用いて事前に７９％前後の直径型付け率に調整する。
（原コードの解撚）
上撚りした金属コードを、余長分も含めて必要な環状金属コードの環状径（層心径：Ｄ１）の約２２倍（（Ｄ１）π×７＋α）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。
（環状金属コードの作製）
金属コードから分離した８本の側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周回巻回移動させて他の７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断面にて６本のストランド材を有する環状金属コードとする。
始端部及び終端余長部は、６本のストランド材の中心の中空部の全長に亘って挿し入れるのに必要な長さを残して再切断後、オーバーラップする螺旋形状を出来るだけ真直化して、両端末とも中空部に入れ込み、端末処理（ばらけ防止またはハンダ溶着）する。
【００６９】
このようにして作製した環状金属コードを、実施例１（直径型付け率８０％）とする。この他に、直径型付け率を変更したものを作製した（実施例１２〜１４、比較例７）。各例においてストランド材を環状に巻き付けて環状金属コードとする際の状態（環状巻き付け性）を調べた。その結果を表３に示す。
【００７０】
【表３】
【００７１】
表３に示すように、直径型付け率が８０％である実施例１１、直径型付け率が７７％である実施例１２、直径型付け率が７４％である実施例１３では、全く問題なく計６周回の巻き付けを行うことができ、巻き付け後の環状形状も良好に維持された。
直径型付け率が７０％である実施例１４では、やや巻き付けしにくいものの、計６周回の巻き付けを行うことができ、巻き付け後の環状形状も維持された。
直径型付け率が６７％である比較例７では、計６周回の巻き付けが困難であったため、計５周回の巻き付けを行ったが、ストランド同士の撚り合わせが不安定で強度が低下しやすく、端末を中空部へ収納することにも支障が生じた。
【００７２】
（４）耐久試験
（４−１）耐久試験装置
図１４に耐久試験装置を示す。図１４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。上記（１）の環状金属コードを試験する際の駆動プーリ５２及び従動プーリ５３の直径は、２３．９ｍｍ（架けた環状金属コードの中心で直径２５．０ｍｍ）とした。上記（２）の環状金属コードを試験する際の駆動プーリ５２及び従動プーリ５３の直径は、１９．２ｍｍ（架けた環状金属コードの中心で直径２０．０ｍｍ）とした。上記（３）の環状金属コードを試験する際の駆動プーリ５２及び従動プーリ５３の直径は、１８．９ｍｍ（架けた環状金属コードの中心で直径２０．０ｍｍ）とした。
【００７３】
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、付加張力は、上記（１）の環状金属コードでは１９．５ｋｇ（コードの強度の５％前後）として、上記（２）の環状金属コードでは１１．５ｋｇ（コードの強度の５％前後）として、上記（３）の環状金属コードでは１９．０ｋｇ（コードの強度の５％前後）とした。
【００７４】
（３−２）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３５００ｒｐｍ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。
【００７５】
（３−３）耐久試験結果
（１）の環状金属コードにおける耐久試験結果を、表４に示す。なお、ストランド材の巻き付けを計５周回とした実施例４，５、比較例３では、重りは６周回の例に対して５／６とした。
【００７６】
【表４】
【００７７】
表４に示すように、実施例１〜５では、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、環状巻き付け性に問題のあった比較例１〜３では、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が少なかった。
【００７８】
次いで、（２）の環状金属コードにおける耐久試験結果を、表５に示す。なお、ストランド材の巻き付けを計５周回とした実施例９，１０、比較例６では、重りは６周回の例に対して５／６とした。
【００７９】
【表５】
【００８０】
表５に示すように、実施例６〜１０では、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７では切断が認められなかった。
これに対して、環状巻き付け性に問題のあった比較例４〜６では、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が少なかった。
【００８１】
次いで、（３）の環状金属コードにおける耐久試験結果を、表６に示す。なお、ストランド材の巻き付けを計５周回とした比較例７では、重りは６周回の例に対して５／６とした。
【００８２】
【表６】
【００８３】
表６に示すように、実施例１１〜１４では、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１２では切断が認められず、焼鈍処理を施した実施例１４では切断があったものの、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が最も多くなった。
これに対して、環状巻き付け性に問題のあった比較例７では、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が少なかった。
【００８４】
以上のことから、コア材の周りに少なくとも７本のストランド材が直径型付け率を７０％以上９１％以下に調整されて撚り合わされた原コードを解撚され、１本の前記ストランド材を、前記原コードの前記ストランド材の本数よりも少なくとも１周少ない周回環状にされつつ他のストランド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により、ストランド材の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。
【符号の説明】
【００８５】
１…ストランド材、１ａ…始端部（端末）、１ｂ…終端部（端末）、１ｅ…余長部、５…空隙部、１０…金属素線、２０…金属コード（原コード）、Ｂ１…無端金属ベルト、Ｃ１，Ｃ２…環状金属コード、Ｃ１ａ…中空部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア材の周りに少なくとも７本のストランド材が直径型付け率を７０％以上９１％以下に調整されて撚り合わされた原コードが解撚され、１本の前記ストランド材が、前記原コードの前記ストランド材の本数よりも少なくとも１周少ない周回環状にされつつ他のストランド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ていることを特徴とする環状金属コード。
【請求項２】
請求項１に記載の環状金属コードであって、
前記ストランド材の両端末が直線化され、中心に形成される中空部に挿し入れら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または２に記載の環状金属コードであって、
前記中空部に挿し入れられる前記ストランド材の両端末の合計長さが、環状の略周長と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、
前記ストランド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ストランド材の巻き付けの螺旋方向とが逆方向である
【請求項５】
請求項４に記載の環状金属コードであって、
前記金属素線の直径が０．０３ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下であ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、
互いに巻き付けられた前記ストランド材の環状部分における中心軸に対する前記ストランド材の巻き付け角度が６．５度以上１７．０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７】
請求項１から６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８】
コア材の周りに少なくとも７本のストランド材が直径型付け率を７０％以上９１％以下に調整されて撚り合わされた原コードを解撚し、１本の前記ストランド材を、前記原コードの前記ストランド材の本数よりも少なくとも１周少ない周回環状にしつつ他のストランド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９】
請求項８に記載の環状金属コードの製造方法であって、
前記ストランド材の両端末を直線化し、中心に形成される中空部に挿し入れ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】
請求項８または９に記載の環状金属コードの製造方法であって、
前記中空部に挿し入れる前記ストランド材の両端末の合計長さを、環状の略周長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１１】
請求項８から１０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、
前記ストランド材として複数の金属素線同士を撚り合わせた構造のストランド材を用い、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ストランド材の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１２】
請求項８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、
前記原コードにおける残りのストランド材の１本を、前記原コードの撚り合わせの本数よりも少なくとも１周少ない周回環状にしつつ他のストランド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１】
コア材の周りに少なくとも７本のストランド材が直径型付け率を７０％以上９１％以下に調整されて撚り合わされた原コードが解撚され、１本の前記ストランド材が、前記原コードの前記ストランド材の本数よりも少なくとも１周少ない周回環状にされつつ他のストランド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ていることを特徴とする環状金属コード。
【請求項２】
請求項１に記載の環状金属コードであって、
前記ストランド材の両端末が直線化され、中心に形成される中空部に挿し入れら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または２に記載の環状金属コードであって、
前記中空部に挿し入れられる前記ストランド材の両端末の合計長さが、環状の略周長と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、
前記ストランド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ストランド材の巻き付けの螺旋方向とが逆方向である
【請求項５】
請求項４に記載の環状金属コードであって、
前記金属素線の直径が０．０３ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下であ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、
互いに巻き付けられた前記ストランド材の環状部分における中心軸に対する前記ストランド材の巻き付け角度が６．５度以上１７．０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７】
請求項１から６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８】
コア材の周りに少なくとも７本のストランド材が直径型付け率を７０％以上９１％以下に調整されて撚り合わされた原コードを解撚し、１本の前記ストランド材を、前記原コードの前記ストランド材の本数よりも少なくとも１周少ない周回環状にしつつ他のストランド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９】
請求項８に記載の環状金属コードの製造方法であって、
前記ストランド材の両端末を直線化し、中心に形成される中空部に挿し入れ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】
請求項８または９に記載の環状金属コードの製造方法であって、
前記中空部に挿し入れる前記ストランド材の両端末の合計長さを、環状の略周長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１１】
請求項８から１０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、
前記ストランド材として複数の金属素線同士を撚り合わせた構造のストランド材を用い、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ストランド材の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１２】
請求項８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、
前記原コードにおける残りのストランド材の１本を、前記原コードの撚り合わせの本数よりも少なくとも１周少ない周回環状にしつつ他のストランド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。
【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１４】
【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１４】
【公開番号】特開２０１１−１１７０９０（Ｐ２０１１−１１７０９０Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７３２２８（Ｐ２００９−２７３２２８）
【出願日】平成２１年１２月１日（２００９．１２．１）
【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２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１日（２００９．１２．１）
【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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