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、少なくとも6本のストランド材1が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、少なくとも6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、ストランド材1の環状の巻き付け中心に形成される中空部C1aの内径Diと、ストランド材1の直径Dsとが、Di/Ds≧1.07の関係を満足し、ストランド材1の両端末1a,1bが、合わせて環状の1周分より長く中空部C1aに収容されている。
【解決手段】環状金属コードC1は、少なくとも6本のストランド材1が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、少なくとも6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、ストランド材1の環状の巻き付け中心に形成される中空部C1aの内径Diと、ストランド材1の直径Dsとが、Di/Ds≧1.07の関係を満足し、ストランド材1の両端末1a,1bが、合わせて環状の1周分より長く中空部C1aに収容されている。
【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、コア材の周りにまたはコア材のない中心を囲むように少なくとも6本のストランド材が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、少なくとも6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嵌め入れられて巻き付けられて環状とされ、前記ストランド材の環状の巻き付け中心に形成される中空部の内径Diと、前記ストランド材の直径Dsとが、Di/Ds≧1.07の関係を満足し、前記ストランド材の両端末が、合わせて前記環状の1周分より長く前記中空部に収容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、少なくとも6本のストランド材が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、少なくとも6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、隣り合う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、端末処理を比較的簡素なものにすることができる。
また、コア材の周りにまたはコア材のない中心を囲むように少なくとも6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少なくとも6周回環状とされているので、中心に中空部が形成される。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。そして、中空部にストランド材を収容する長さを環状の1周分より長くしているので、中空部内でストランド材が重なる部分が形成され、それにより接触抵抗が増加してさらに巻き付け状態が維持されやすくなる。
なお、ストランド材の直径Dsに対して中空部の内径Diが小さすぎると、繰り返し引っ張り曲げを受けた場合に中空部を囲む外側のストランド材同士の間から、中空部に収容されたストランド材がはみ出してしまうおそれがあるので、本発明では「Di/Ds≧1.07」の関係を満足するように規定して、ストランド材が外にはみ出さないようにしている。なお、ストランド材同士の接触抵抗を向上させる為には、中空部の内径Diは適度に小さくすることが望ましいので、Di/Dsの上限値はこれを考慮する。
【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、前記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比較的容易に中空部に収容し、固定することができる。
【0015】
本発明に係る環状金属コードにおいて、前記両端末が交差されて互いに巻き付けられた箇所が前記中空部に入れられて、さらに前記両端末が前記中空部に収容されていることが好ましい。
ストランド材を少なくとも6周回環状にしてその両端末を交差させて互いに巻き付けて引っ張ることにより、その巻き付け箇所がストランド材同士の間から中空部に入り込み、ストランド材の両端末を巻き付けた箇所が環状金属コードの外周に凸状に残ることがない。また、両端末の巻き付け回数が2回以上であると、巻き付けた箇所が急角度で中空部に入り込み、周囲に螺旋状に巻かれたストランド材との接触抵抗を大きくすることができ、ストランド材同士を強く拘束することができる。
【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両端末が交差された巻き付け方向とが同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両端末を交差させた巻き付け方向を同方向とすることで、交差箇所で金属素線同士の撚りが戻ることを防ぎ、両端末の巻き付け状態を安定して維持することができる。
【0017】
本発明に係る環状金属コードにおいて、前記環状の全周に亘って前記中空部に2本の前記ストランド材の端末が収容されていることが好ましい。
これにより、中空部ではストランド材が2本分収容されるので、ストランド材同士の接触抵抗をさらに大きくすることができ、中空部からストランド材が抜けることを防止できる。
【0018】
さらに、前記ストランド材の両端末は、前記中空部において前記環状の2周目の部分が、前記環状の1周目の部分の周囲に螺旋状に巻き付けられていることが好ましい。
中空部においてストランド材同士が螺旋状に巻き付けられていることで、さらに接触抵抗を大きくできるとともに、1周目と2周目とが一体化され、中空部からストランド材が抜けることをより確実に防止できる。
【0019】
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。
【0020】
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0.30mm以下であることが好ましい。
これにより、ストランド材に適度な剛性をもたせることができ、ストランド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。
【0021】
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4.5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。
【0022】
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。
【0023】
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、コア材の周りにまたはコア材のない中心を囲むように少なくとも6本のストランド材が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、少なくとも6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嵌め入れて巻き付けて環状として、前記ストランド材の環状の巻き付け中心に形成される中空部の内径Diと、前記ストランド材の直径Dsとが、Di/Ds≧1.07の関係を満足し、前記ストランド材の両端末を、合わせて前記環状の1周分より長く前記中空部に収容することを特徴とする。
【0024】
このような構成の環状金属コードの製造方法によれば、少なくとも6本のストランド材が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、少なくとも6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、隣り合う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、端末処理を比較的簡素なものにすることができる。
また、コア材の周りにまたはコア材のない中心を囲むように少なくとも6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少なくとも6周回環状とされているので、中心に中空部が形成される。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。そして、中空部にストランド材を収容する長さを環状の1周分より長くしているので、中空部内でストランド材が重なる部分が形成され、それにより接触抵抗が増加してさらに巻き付け状態が維持されやすくなる。
なお、ストランド材の直径Dsに対して中空部の内径Diが小さすぎると、繰り返し引っ張り曲げを受けた場合に中空部を囲む外側のストランド材同士の間から、中空部に収容されたストランド材がはみ出してしまうおそれがあるので、本発明では「Di/Ds≧1.07」の関係を満足するように規定して、ストランド材が外にはみ出さないようにしている。なお、ストランド材同士の接触抵抗を向上させる為には、中空部の内径Diは適度に小さくすることが望ましいので、Di/Dsの上限値はこれを考慮する。
【0025】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、前記ストランド材の両端末を直線化し、前記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比較的容易に中空部に収容し、固定することができる。
【0026】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、前記両端末を交差させて互いに巻き付け、その箇所を前記中空部に入れて、さらに前記両端末を前記中空部に収容することが好ましい。
ストランド材を少なくとも6周回環状にしてその両端末を交差させて互いに巻き付けて引っ張ることにより、その巻き付け箇所がストランド材同士の間から中空部に入り込み、ストランド材の両端末を巻き付けた箇所が環状金属コードの外周に凸状に残ることがない。また、両端末の巻き付け回数が2回以上であると、巻き付けた箇所が急角度で中空部に入り込み、周囲に螺旋状に巻かれたストランド材との接触抵抗を大きくすることができ、ストランド材同士を強く拘束することができる。
【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両端末が交差された巻き付け方向とが同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両端末を交差させた巻き付け方向を同方向とすることで、交差箇所で金属素線同士の撚りが戻ることを防ぎ、両端末の巻き付け状態を安定して維持することができる。
【0028】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、前記環状の全周に亘って前記中空部に2本の前記ストランド材の端末を収容することが好ましい。
これにより、中空部ではストランド材が2本分収容されるので、ストランド材同士の接触抵抗をさらに大きくすることができ、中空部からストランド材が抜けることを防止できる。
【0029】
さらに、前記ストランド材の両端末の、前記環状の2周目の部分を、前記環状の1周目の部分の周囲に螺旋状に巻き付けて前記中空部に収容することが好ましい。
中空部においてストランド材同士を螺旋状に巻き付けることで、さらに接触抵抗を大きくできるとともに、1周目と2周目とが一体化し、中空部からストランド材が抜けることをより確実に防止できる。
【0030】
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。
【0031】
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、少なくとも6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嵌め入れて巻き付けて環状として、前記ストランド材の環状の巻き付け中心に形成される中空部の内径Diと、前記ストランド材の直径Dsとが、Di/Ds≧1.07の関係を満足し、前記ストランド材の両端末を、合わせて前記環状の1周分より長く前記中空部に収容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さらに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】
【0032】
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】
【0033】
【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透視して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】環状金属コードの製造に用いられる金属コードの一例を示す径方向の断面図である。
【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巻き付け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巻き付けの仕方を示す拡大斜視図である。
【図11】ストランド材の始端部と終端部を中空部に収容する仕方を示す環状金属コードの正面図である。
【図12】ストランド材の始端部と終端部を中空部に収容する仕方を示す環状金属コードの正面図である。
【図13】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】
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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1/8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、さらに6周巻き付けられたストランド材1の内側の空間に両端の余長部1a,1bをそれぞれ1周分ずつ収容して形成されている。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、その内側に2本のストランド材1a,1bが収容された構造を有している。
【0037】
各ストランド材1は、3本の金属素線10がS撚方向で撚り合わされて(下撚りされて)ストランド材10aとされ、このストランド材10aを4本S撚方向で撚り合わされて(中撚りされて)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。
【0038】
また、金属素線10の直径は0.03mm以上0.30mm以下の範囲内である。
直径が0.03mm以上0.30mm以下の金属素線10でストランド材1を形成し、ストランド材1の直径型付け率を金属素線10の直径に適した程度に調整することで、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。環状金属コードC1とした状態でのストランド材1の直径型付け率は、101%以上とすることが好ましい。
【0039】
なお、直径型付率は、環状金属コードC1の断面直径(1本のストランド材1が複数周回空隙部に嵌め入れられて6本のストランド材1が円周状に配置された断面の直径)をDとし、型付けされたストランド材1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。
【0040】
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。
【0041】
また、ストランド材1は、環状金属コードC1の外周に配置された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17.0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4.5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。
【0042】
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、同一周回部分で交差されて互いに巻き付けるように結ばれた後(巻き付け箇所1c)、両端末を引っ張ることで、巻き付け箇所1cがその両側の周回のストランド材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)内へ落とし込まれて固定されている。巻き付け箇所1cは、周回されているストランド材1の間から急角度で中空部C1aに入り込み、周囲に螺旋状に巻かれたストランド材1との接触抵抗が大きくなって強力に保持され、抜けが確実に防止されている。
【0043】
ストランド材1における金属素線10同士の撚り方向と、始端部1aと終端部1bとが交差された巻き付け箇所1cの巻き付け方向とを、同方向としている。本実施形態では、巻き付け箇所1cの巻き付け方向をS方向としている。これにより、巻き付け箇所1cで金属素線10同士の撚りが戻ることを防ぎ、巻き付け箇所1cの巻き付け状態を安定して維持することができる。
【0044】
巻き付けの始端部1a及び終端部1bにおいて、巻き付け箇所1cからさらに端末側の余長部は、周囲に螺旋状に巻かれたストランド材1同士の間から環状の中空部C1a内に差し込まれて収容されている。そして、中空部C1aに始端部1a及び終端部1bを収容する長さを環状金属コードC1の環状の1周分より長くしている。始端部1a及び終端部1bを収容する長さが1周分より長いと、中空部C1a内で始端部1a及び終端部1bが重なる部分が形成され、それにより接触抵抗が増加してさらに巻き付け状態が維持されやすくなる。
【0045】
また、始端部1a及び終端部1bは、直線化して伸ばした後、中空部C1aに挿し入れられている。これにより、始端部1a及び終端部1bを比較的容易に中空部C1aに収容し、固定することができる。
【0046】
なお、断面で見て中空部C1aにストランド材1が2本入る箇所が形成されるので、ストランド材1の直径Dsに対して中空部C1aの内径Diが小さすぎると、繰り返し引っ張り曲げを受けた場合に中空部C1aを囲む外側の6本のストランド材1同士の間から、中空部C1aに収容された始端部1a及び終端部1bがはみ出してしまうおそれがある。そのため、「Di/Ds≧1.07」の関係を満足するように規定して、始端部1a及び終端部1bが外にはみ出さないようにしている。なお、ストランド材1に対する始端部1a及び終端部1bの接触抵抗を向上させる為には、中空部C1aの内径Diは適度に小さくすることが望ましい。例えば、「1.55≧Di/Ds」であるとよい。
【0047】
また、本実施形態の環状金属コードC1は、ストランド材1の始端部1a及び終端部1bが、合わせて環状の2周分以上に亘って中空部C1aに収容されている。すなわち、中空部C1aの全体に亘ってストランド材1が2本分(始端部1aと終端部1bが1本ずつ)収容されるので、ストランド材1同士の接触抵抗をさらに大きくすることができ、中空部C1aから始端部1a及び終端部1bが抜けることを防止できる。
【0048】
さらに、ストランド材1の始端部1a及び終端部1bは、中空部C1aにおいて環状の2周以降の部分が、環状の1周目の部分の周囲に螺旋状に巻き付けられている。すなわち、図4に示すように中空部C1aにおいて始端部1a及び終端部1bが螺旋状に巻き付けられるので、さらに接触抵抗を大きくでき、中空部C1aから始端部1a及び終端部1bが抜けることをより確実に防止できる。
【0049】
中空部C1aにおける始端部1a及び終端部1bの巻き付けの螺旋方向は、中空部C1aの外周に位置するストランド材1同士の巻き付け方向に沿った方向である。すなわち、ストランド材1の金属素線同士の撚り方向と中空部C1aにおける始端部1aと終端部1bとの巻き付け方向が逆になる。これにより、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。
【0050】
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。
【0051】
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6本のストランド材(側ストランド材)1を、コアのない中心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。6本のストランド材(側ストランド材)1を、コア材の周囲に撚り合せてもよい。
【0052】
金属コード20の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6本のストランド材1は、撚り合わせて金属コード20とする際、ストランド材1を構成する金属素線10の直径に応じた直径型付け率にてそれぞれ螺旋状の型付けを施しておく。
【0053】
金属素線10の直径が0.03mm以上0.14mm以下である場合、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。その場合にはストランド材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。金属素線10の直径が0.14mm以下である場合には、金属コード20を作製する際に、ストランド材1の螺旋波付け高さの絶対値を大きくするため、図6に示すようにコアストランド(コア材)の直径D2をストランド材1の直径D3より増径し、その分、ストランド材(側ストランド材)1の本数を環状金属コード化した時より少なくとも1本増やして(図6では2本増やしている)、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の内1本を環状にして螺旋状の空隙部に余長部を所定周回数嵌め入れる際に、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。
このようなことから、金属素線10の直径が0.03mm以上0.14mm以下である場合では、金属コード20の作製においては、使用するコア材を増径し、ストランド材1の本数を増やした上で、付与するストランド材1の直径型付け率を80%前後に設定することが好ましい。これにより、図6の金属コード20を解撚してストランド材1を取り出すと、ストランド材1の螺旋波付け高さ(自己径含む)が、環状金属コードC1の断面直径を越える程度になる。
【0054】
金属素線10の直径が0.15mm以上である場合、ストランド材1の剛性を良好に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。
【0055】
金属素線10の直径が0.15mm以上0.30mm以下である場合、金属コード20の作製においては、比較的型付けを施しやすいため、ストランド材1の直径型付け率を100%超にし易く、環状金属コード化した時に「Di/Ds≧1.07」の条件を得易い。
【0056】
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。金属素線径が比較的細く、直径型付け率を大きくできない場合には、使用するコア材を増径するのに加え、金属コード20の側線のストランド材1の本数を、環状金属コードC1に必要なストランド材1の周回数より多くする。金属素線径が比較的太く、直径型付け率を大きくできる場合には、金属コード20の側線のストランド材1の本数を、環状金属コードC1に必要なストランド材1の周回数と同数か、または周回数より少なくする。環状金属コードC1とした状態でのストランド材1の直径型付け率が、101%以上となるように調整することが好ましい。
【0057】
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。
【0058】
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、金属コード20の中心の中空部(コア材を有する場合はコア材の部分)及び他の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。
【0059】
次いで、図8に示すように、ストランド材1の長さの略1/8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、その断面積が金属コード20の中心の中空部(コア材を有する場合はコア材の部分)及び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。
【0060】
また、ストランド材1の直径型付け率を金属素線10の直径に合わせて調整しておき、ストランド材1が6周回環状に巻き付けられた状態で、ストランド材1の直径Dsと中空部C1aの内径Diとの関係が「Di/Ds≧1.07」となるようにする。それにより、この後の工程で始端部1aと終端部1bを合わせて環状の1周分より長く中空部C1aに収容しても、始端部1a及び終端部1bが外にはみ出すことがなくなる。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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、同一周回上で環状の円弧の外周側に引き出す。これらの始端部1a及び終端部1bの長さは、合わせて環状金属コードC1の環状1周分より長くなるようにする。そして、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の末端において金属素線10がばらけるのを防止することができる。
【0064】
そして、図10に示すように、これらの始端部1a及び終端部1bを交差させて互いに巻き付けて結ぶ。この巻き付け方向は、ストランド材1における金属素線10同士の撚り方向と、同方向とするとよい。本実施形態では、巻き付け方向をS方向としている。これにより、巻き付けた箇所で金属素線10同士の撚りが戻ることを防ぎ、巻き付け箇所の巻き付け状態を安定して維持することができる。
【0065】
始端部1a及び終端部1bを交差させて互いに巻き付けた後、始端部1a及び終端部1bの余長同士を引っ張る。このようにすると、巻き付けた箇所を直線化させる力が作用し、図4に示したように、その巻き付け箇所1cがストランド材1同士の間から中空部C1aに入り込む。これにより、巻き付け箇所1cが周囲のストランド材1との接触抵抗により固定される。また、巻き付け箇所がストランド材1同士の間から中空部C1aに入り込むので、ストランド材1の始端部1a及び終端部1bを巻き付けた箇所が環状金属コードC1の外周に凸状に残ることがない。両端末の巻き付け箇所が凸状に残っていると、繰り返し曲げのかかる使用状態ではそこに負荷が集中して耐久性が低下するなどの不具合が生じるおそれがあるが、この環状金属コードC1では外周に凸部が存在しないので、そのような不具合は発生せず、環状方向に均一な特性を有し耐久性が良好である。
【0066】
また、巻き付け箇所1cの巻き付け回数は、1回でも構わないが、2回以上であると周回されているストランド材1の間から巻き付け箇所1cが急角度で中空部C1aに入り込み、周囲に螺旋状に巻かれたストランド材1との接触抵抗が大きくなって強力に保持され、抜けが確実に防止される。
【0067】
巻き付け箇所1cを中空部C1aに落とし込んだ後、図11に示すように、ストランド材1同士の間から外に出ている両端末の余長を、そのストランド材1同士の隙間に沿って巻き付けつつ環状に沿って移動させながら、中空部C1aに押し込んでいく。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内に挿し入れられる。
【0068】
そして、両端末1a,1bを巻き付け箇所1cから環状の1周分まで(例えば両端末1a,1bをそれぞれ半周分ずつ)中空部C1aに押し込んでいくと、図12に示した状態となる。図12の状態では、両端末1a,1bが合わせて1周分だけ中空部C1aに収容されており、すなわち巻き付け箇所1cを除き環状の全周に亘って中空部C1aにストランド材1が1本収容されている。
【0069】
両端末1a,1bは、巻き付け箇所1cから環状の1周分より長く中空部C1aに収容する。つまり、図12の状態から、さらに両端末1a,1bの余長をストランド材1同士の隙間に沿って巻き付けつつ環状に沿って移動させながら、中空部C1aに押し込んでいく。本実施形態ではストランド材1同士の隙間がZ方向の螺旋状であり、両端末1a,1bもZ方向の螺旋状に中空部C1aに押し込まれる。したがって、このとき中空部C1aに押し込まれる両端末1a,1bは、既に中空部C1aに収容されている両端末1a,1bのストランド材1に対して、Z方向の螺旋状に巻き付けられながら中空部C1aに収容されていく。そして、本実施形態では両端末1a,1bが合わせて2周分だけ中空部C1aに収容されるようにする。これにより、両端末1a,1bの末端部分は、図4に示すように巻き付け箇所1cまで到達することになる。そして、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との間で大きな接触抵抗により保持され、両端末の抜けが確実に防止される。
【0070】
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。
【0071】
このように製造された環状金属コードC1は、中空部C1aへストランド材1の両端末1a,1bを挿し入れることにより、両端末1a,1b表面と螺旋状に周回させたストランド材1の内側表面との接触抵抗が付加され、強固に固定することができる。そして、中空部C1aにストランド材1を収容する長さを環状の1周分より長くしているので、中空部C1a内でストランド材1が重なる部分が形成され、それにより接触抵抗が増加してさらに巻き付け状態が維持されやすくなる。
また、ストランド材1の直径Dsと中空部C1aの内径Diとの関係が「Di/Ds≧1.07」となるようにストランド材1の直径型付け率や環状にする巻き付け周回数を調整して製造するので、繰り返し引っ張り曲げを受けた場合でも中空部C1aを囲む外側の6本のストランド材1同士の間から、中空部C1aに収容された始端部1a及び終端部1bがはみ出すことが防がれる。
【0072】
また、上記実施形態では、金属コード20を構成する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、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として、中空部C1aの内径Diと、ストランド材1の直径Dsとの関係「Di/Ds≧1.07」を満足させて、ストランド材1の両端末を、合わせて環状の1周分より長く中空部C1aに収容し、環状金属コードC1を製造するとよい。これにより、経済性を高めることができる。
【0073】
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。ストランド材1の構成も、適宜変更可能である。
【0074】
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13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。
【0075】
無端金属ベルトB1は、例えば図13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。
【0076】
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、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、端末を中空部C1aに収容されて環状とされているので、外周に凸部が存在せず、プーリ32,34に巻回することにより、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、中空部C1aに収容されたストランド材1の抜けが生じることがなく、環状金属コードC1におけるストランド材1の巻き付けの緩みが生じず、耐久性が良好である。
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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【実施例】
【0079】
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、ストランド材の環状の巻き付け中心に形成される中空部の内径Diとストランド材の直径Dsとの比率を変更して、耐久試験に供した。それにより、繰り返し引っ張り曲げを受けても、中空部を囲む外側のストランド材同士の間から、中空部に収容されたストランド材がはみ出さない条件を検討した。
【0080】
(1−1)6×4×3×0.150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のブラスめっき鋼線を直径0.150mmまで伸線加工した金属素線を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。この3×0.150の線材を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6.5mmの撚りピッチでS撚りにて撚り合わせる。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。このストランド材を所定量巻き取ったリールを6リール用意する。
(原コードの作製)
上記の6本のストランド材を、7本撚りができるチューブラー型撚線機を用いて13.0mmの撚りピッチでZ撚りにて所定量上撚りして、6×4×3×0.150の原コードとする。なお、プレフォーム装置を用いて事前に93%〜117%の直径型付け率の範囲で実施例、比較例を含めて7種類の原コードを作製する。
(原コードの解撚)
上撚りした原コードを、余長分も含めて環状金属コードの環状径(層心径:D1)の約26倍((D1)π×(N+2)+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。Nは環状コード化するときの側ストランド材巻き付け周回数である。
(環状金属コード化)
分離した6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環状コード化する。
その後、ストランド材の始端部及び余長終端部を必要な長さ(環状の周長の略1周分ずつ)だけ残して再切断し、始端部及び余長終端部のオーバーラップする螺旋形状を出来るだけ真直化して、端部同士が交差した箇所でどちらか一方を他方に2回巻き付けて引っ張り、巻き付け箇所をストランド材同士の間から中空部に入れ込む。その後、始端部及び余長終端部を環状の周長の略半分ずつ中空部に挿し入れて中空部に合わせて1周分収容した後、引き続き環状の周長の略半分ずつを1周目に対して15周回巻き付けながら中空部に挿し入れ、それを端末処理とした。
【0081】
このようにして作製した6×4×3×0.150の環状金属コードを、実施例1〜4及び比較例1〜3とする。
実施例1〜4及び比較例1〜3における、原コードの撚り構成及びサイズ、原コード径に対する使用ストランド材の直径型付け率、環状金属コード化して両端末を中空部に収容する前の中空部内径、中空部内径Diとストランド材直径Dsとの比率、を次表に示す。なお、中空部内径Diは、コード外径及びストランド材外径を万能投影機で2方向測定し、両者の差から算出した。
【表1】
【0082】
(1−2)6×7×7×0.080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、加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0.145mm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撚りにて中撚り(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0.145mm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4.5mm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90%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14.0mm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90%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22.0mmの撚りピッチでZ撚りにて所定量上撚りして、1×7×7×0.145+8×7×7×0.08の原コードとする。なお、プレフォーム装置を用いて事前に89%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26倍((D1)π×(N+2)+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。Nは環状コード化するときの側ストランド材巻き付け周回数である。
(環状金属コードの作製)
原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本の側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。
その後、ストランド材の始端部及び余長終端部を必要な長さ(環状の周長の略1周分ずつ)だけ残して再切断し、始端部及び余長終端部のオーバーラップする螺旋形状を出来るだけ真直化して、端部同士が交差した箇所でどちらか一方を他方に2回巻き付けて引っ張り、巻き付け箇所をストランド材同士の間から中空部に入れ込む。その後、始端部及び余長終端部を環状の周長の略半分ずつ中空部に挿し入れて中空部に合わせて1周分収容した後、引き続き環状の周長の略半分ずつを1周目に対して15周回巻き付けながら中空部に挿し入れ、それを端末処理とした。
【0083】
このようにして作製した6×7×7×0.080の環状金属コードを、実施例6とする。また、原コードの構成を変更して6×7×7×0.080の環状金属コードを作製したものを、実施例5及び比較例4,5とする。
実施例5,6及び比較例4,5における、原コードの撚り構成及びサイズ、原コード径に対する使用ストランド材の直径型付け率、環状金属コード化して両端末を中空部に収容する前の中空部内径、中空部内径Diとストランド材直径Dsとの比率、を次表に示す。
【表2】
【0084】
(1−3)6×7×7×0.060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、加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、前記(1−2)にて作製した直径0.55mmのブラスめっき鋼線を湿式伸線機により直径0.13mm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80%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撚りにて中撚り(親撚り)する。このとき、プレフォーム装置により事前に80%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9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0.13mm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90%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11.5mmの撚りピッチでS撚りにて中撚り(親撚り)する。このとき、プレフォーム装置により事前に90%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)9リールを用いて10本撚り(1+9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、1×7×7×0.13+9×7×7×0.06の原コードとする。なお、プレフォーム装置を用いて事前に80%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26倍((D1)π×(N+2)+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。Nは環状コード化するときの側ストランド材巻き付け周回数である。
(環状金属コードの作製)
原コードから分離した9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8本の側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。
その後、ストランド材の始端部及び余長終端部を必要な長さ(環状の周長の略1周分ずつ)だけ残して再切断し、始端部及び余長終端部のオーバーラップする螺旋形状を出来るだけ真直化して、端部同士が交差した箇所でどちらか一方を他方に2回巻き付けて引っ張り、巻き付け箇所をストランド材同士の間から中空部に入れ込む。その後、始端部及び余長終端部を環状の周長の略半分ずつ中空部に挿し入れて中空部に合わせて1周分収容した後、引き続き環状の周長の略半分ずつを1周目に対して15周回巻き付けながら中空部に挿し入れ、それを端末処理とした。
【0085】
このようにして作製した6×7×7×0.060の環状金属コードを、実施例8とする。また、原コードの構成を変更して6×7×7×0.060の環状金属コードを作製したものを、実施例7及び比較例6〜8とする。
実施例7,8及び比較例6〜8における、原コードの撚り構成及びサイズ、原コード径に対する使用ストランド材の直径型付け率、環状金属コード化して両端末を中空部に収容する前の中空部内径、中空部内径Diとストランド材直径Dsとの比率、を次表に示す。
【表3】
【0086】
(2)耐久試験
(2−1)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(1−1)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、38.8mm(架けた環状金属コードの中心で直径40.0mm)とした。上記(1−2)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、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(1−3)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、19.2mm(架けた環状金属コードの中心で直径20.0mm)とした。
【0087】
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錘56と、ロープ55が掛けられた滑車57とを有し、錘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、錘56の重さを調整し、付加張力は、上記(1−1)の環状金属コードでは17.5kg(コードの強度の5%前後)として、上記(1−2)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(1−3)の環状金属コードでは11.5kg(コードの強度の5%前後)とした。なお、ストランド材の巻き付けを計7周回とした実施例3,4,6,8では、錘56の重さを6周回の例に対して7/6倍とした。
【0088】
(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。また、中空部に収容したストランド材の端末が外側に飛び出すか否かを調べた。
【0089】
(3−3)耐久試験結果
(1−1)の環状金属コードにおける耐久試験結果を、次表に示す。
【0090】
【表4】
【0091】
表4に示すように、実施例1〜4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、ストランド材の始端部及び終端部の飛び出しもなかった。
これに対して、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く、ストランド材の始端部及び終端部の飛び出しが生じた。
【0092】
次いで、(1−2)の環状金属コードにおける耐久試験結果を、次表に示す。
【0093】
【表5】
【0094】
表5に示すように、実施例5,6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、ストランド材の始端部及び終端部の飛び出しもなかった。
これに対して、比較例4,5では、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が少なく、ストランド材の始端部及び終端部の飛び出しが生じた。
【0095】
次いで、(1−3)の環状金属コードにおける耐久試験結果を、次表に示す。
【0096】
【表6】
【0097】
表6に示すように、実施例7,8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、ストランド材の始端部及び終端部の飛び出しもなかった。
これに対して、比較例7,8では、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が少なく、ストランド材の始端部及び終端部の飛び出しが生じた。
なお、比較例6は、中空部内径が小さすぎ、ストランド材の両端末を入れることが困難であり、満足する環状金属コードの形状とすることができなかったので、耐久試験を実施しなかった。
【0098】
以上のことから、少なくとも6本のストランド材が撚り合わされた原コードを解撚し、1本のストランド材を、少なくとも6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嵌め入れて巻き付けて環状として、ストランド材の両端末を、合わせて環状の1周分より長く中空部に収容して環状金属コードとする場合、ストランド材の環状の巻き付け中心に形成される中空部の内径Diと、ストランド材の直径Dsとが、Di/Ds≧1.07の関係を満足することにより、耐久性が良好でかつ中空部に収容したストランド材の両端末の飛び出しを防ぐ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】
【0099】
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、コア材の周りにまたはコア材のない中心を囲むように少なくとも6本のストランド材が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、少なくとも6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嵌め入れられて巻き付けられて環状とされ、前記ストランド材の環状の巻き付け中心に形成される中空部の内径Diと、前記ストランド材の直径Dsとが、Di/Ds≧1.07の関係を満足し、前記ストランド材の両端末が、合わせて前記環状の1周分より長く前記中空部に収容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、少なくとも6本のストランド材が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、少なくとも6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、隣り合う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、端末処理を比較的簡素なものにすることができる。
また、コア材の周りにまたはコア材のない中心を囲むように少なくとも6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少なくとも6周回環状とされているので、中心に中空部が形成される。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。そして、中空部にストランド材を収容する長さを環状の1周分より長くしているので、中空部内でストランド材が重なる部分が形成され、それにより接触抵抗が増加してさらに巻き付け状態が維持されやすくなる。
なお、ストランド材の直径Dsに対して中空部の内径Diが小さすぎると、繰り返し引っ張り曲げを受けた場合に中空部を囲む外側のストランド材同士の間から、中空部に収容されたストランド材がはみ出してしまうおそれがあるので、本発明では「Di/Ds≧1.07」の関係を満足するように規定して、ストランド材が外にはみ出さないようにしている。なお、ストランド材同士の接触抵抗を向上させる為には、中空部の内径Diは適度に小さくすることが望ましいので、Di/Dsの上限値はこれを考慮する。
【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、前記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比較的容易に中空部に収容し、固定することができる。
【0015】
本発明に係る環状金属コードにおいて、前記両端末が交差されて互いに巻き付けられた箇所が前記中空部に入れられて、さらに前記両端末が前記中空部に収容されていることが好ましい。
ストランド材を少なくとも6周回環状にしてその両端末を交差させて互いに巻き付けて引っ張ることにより、その巻き付け箇所がストランド材同士の間から中空部に入り込み、ストランド材の両端末を巻き付けた箇所が環状金属コードの外周に凸状に残ることがない。また、両端末の巻き付け回数が2回以上であると、巻き付けた箇所が急角度で中空部に入り込み、周囲に螺旋状に巻かれたストランド材との接触抵抗を大きくすることができ、ストランド材同士を強く拘束することができる。
【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両端末が交差された巻き付け方向とが同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両端末を交差させた巻き付け方向を同方向とすることで、交差箇所で金属素線同士の撚りが戻ることを防ぎ、両端末の巻き付け状態を安定して維持することができる。
【0017】
本発明に係る環状金属コードにおいて、前記環状の全周に亘って前記中空部に2本の前記ストランド材の端末が収容されていることが好ましい。
これにより、中空部ではストランド材が2本分収容されるので、ストランド材同士の接触抵抗をさらに大きくすることができ、中空部からストランド材が抜けることを防止できる。
【0018】
さらに、前記ストランド材の両端末は、前記中空部において前記環状の2周目の部分が、前記環状の1周目の部分の周囲に螺旋状に巻き付けられていることが好ましい。
中空部においてストランド材同士が螺旋状に巻き付けられていることで、さらに接触抵抗を大きくできるとともに、1周目と2周目とが一体化され、中空部からストランド材が抜けることをより確実に防止できる。
【0019】
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。
【0020】
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0.30mm以下であることが好ましい。
これにより、ストランド材に適度な剛性をもたせることができ、ストランド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。
【0021】
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4.5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。
【0022】
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。
【0023】
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、コア材の周りにまたはコア材のない中心を囲むように少なくとも6本のストランド材が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、少なくとも6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嵌め入れて巻き付けて環状として、前記ストランド材の環状の巻き付け中心に形成される中空部の内径Diと、前記ストランド材の直径Dsとが、Di/Ds≧1.07の関係を満足し、前記ストランド材の両端末を、合わせて前記環状の1周分より長く前記中空部に収容することを特徴とする。
【0024】
このような構成の環状金属コードの製造方法によれば、少なくとも6本のストランド材が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、少なくとも6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、隣り合う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、端末処理を比較的簡素なものにすることができる。
また、コア材の周りにまたはコア材のない中心を囲むように少なくとも6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少なくとも6周回環状とされているので、中心に中空部が形成される。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。そして、中空部にストランド材を収容する長さを環状の1周分より長くしているので、中空部内でストランド材が重なる部分が形成され、それにより接触抵抗が増加してさらに巻き付け状態が維持されやすくなる。
なお、ストランド材の直径Dsに対して中空部の内径Diが小さすぎると、繰り返し引っ張り曲げを受けた場合に中空部を囲む外側のストランド材同士の間から、中空部に収容されたストランド材がはみ出してしまうおそれがあるので、本発明では「Di/Ds≧1.07」の関係を満足するように規定して、ストランド材が外にはみ出さないようにしている。なお、ストランド材同士の接触抵抗を向上させる為には、中空部の内径Diは適度に小さくすることが望ましいので、Di/Dsの上限値はこれを考慮する。
【0025】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、前記ストランド材の両端末を直線化し、前記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比較的容易に中空部に収容し、固定することができる。
【0026】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、前記両端末を交差させて互いに巻き付け、その箇所を前記中空部に入れて、さらに前記両端末を前記中空部に収容することが好ましい。
ストランド材を少なくとも6周回環状にしてその両端末を交差させて互いに巻き付けて引っ張ることにより、その巻き付け箇所がストランド材同士の間から中空部に入り込み、ストランド材の両端末を巻き付けた箇所が環状金属コードの外周に凸状に残ることがない。また、両端末の巻き付け回数が2回以上であると、巻き付けた箇所が急角度で中空部に入り込み、周囲に螺旋状に巻かれたストランド材との接触抵抗を大きくすることができ、ストランド材同士を強く拘束することができる。
【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両端末が交差された巻き付け方向とが同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両端末を交差させた巻き付け方向を同方向とすることで、交差箇所で金属素線同士の撚りが戻ることを防ぎ、両端末の巻き付け状態を安定して維持することができる。
【0028】
本発明に係る環状金属コードの製造方法において、前記環状の全周に亘って前記中空部に2本の前記ストランド材の端末を収容することが好ましい。
これにより、中空部ではストランド材が2本分収容されるので、ストランド材同士の接触抵抗をさらに大きくすることができ、中空部からストランド材が抜けることを防止できる。
【0029】
さらに、前記ストランド材の両端末の、前記環状の2周目の部分を、前記環状の1周目の部分の周囲に螺旋状に巻き付けて前記中空部に収容することが好ましい。
中空部においてストランド材同士を螺旋状に巻き付けることで、さらに接触抵抗を大きくできるとともに、1周目と2周目とが一体化し、中空部からストランド材が抜けることをより確実に防止できる。
【0030】
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。
【0031】
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、少なくとも6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嵌め入れて巻き付けて環状として、前記ストランド材の環状の巻き付け中心に形成される中空部の内径Diと、前記ストランド材の直径Dsとが、Di/Ds≧1.07の関係を満足し、前記ストランド材の両端末を、合わせて前記環状の1周分より長く前記中空部に収容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さらに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】
【0032】
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】
【0033】
【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透視して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】環状金属コードの製造に用いられる金属コードの一例を示す径方向の断面図である。
【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巻き付け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巻き付けの仕方を示す拡大斜視図である。
【図11】ストランド材の始端部と終端部を中空部に収容する仕方を示す環状金属コードの正面図である。
【図12】ストランド材の始端部と終端部を中空部に収容する仕方を示す環状金属コードの正面図である。
【図13】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】
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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1/8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、さらに6周巻き付けられたストランド材1の内側の空間に両端の余長部1a,1bをそれぞれ1周分ずつ収容して形成されている。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、その内側に2本のストランド材1a,1bが収容された構造を有している。
【0037】
各ストランド材1は、3本の金属素線10がS撚方向で撚り合わされて(下撚りされて)ストランド材10aとされ、このストランド材10aを4本S撚方向で撚り合わされて(中撚りされて)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。
【0038】
また、金属素線10の直径は0.03mm以上0.30mm以下の範囲内である。
直径が0.03mm以上0.30mm以下の金属素線10でストランド材1を形成し、ストランド材1の直径型付け率を金属素線10の直径に適した程度に調整することで、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。環状金属コードC1とした状態でのストランド材1の直径型付け率は、101%以上とすることが好ましい。
【0039】
なお、直径型付率は、環状金属コードC1の断面直径(1本のストランド材1が複数周回空隙部に嵌め入れられて6本のストランド材1が円周状に配置された断面の直径)をDとし、型付けされたストランド材1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。
【0040】
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。
【0041】
また、ストランド材1は、環状金属コードC1の外周に配置された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17.0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4.5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。
【0042】
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、同一周回部分で交差されて互いに巻き付けるように結ばれた後(巻き付け箇所1c)、両端末を引っ張ることで、巻き付け箇所1cがその両側の周回のストランド材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)内へ落とし込まれて固定されている。巻き付け箇所1cは、周回されているストランド材1の間から急角度で中空部C1aに入り込み、周囲に螺旋状に巻かれたストランド材1との接触抵抗が大きくなって強力に保持され、抜けが確実に防止されている。
【0043】
ストランド材1における金属素線10同士の撚り方向と、始端部1aと終端部1bとが交差された巻き付け箇所1cの巻き付け方向とを、同方向としている。本実施形態では、巻き付け箇所1cの巻き付け方向をS方向としている。これにより、巻き付け箇所1cで金属素線10同士の撚りが戻ることを防ぎ、巻き付け箇所1cの巻き付け状態を安定して維持することができる。
【0044】
巻き付けの始端部1a及び終端部1bにおいて、巻き付け箇所1cからさらに端末側の余長部は、周囲に螺旋状に巻かれたストランド材1同士の間から環状の中空部C1a内に差し込まれて収容されている。そして、中空部C1aに始端部1a及び終端部1bを収容する長さを環状金属コードC1の環状の1周分より長くしている。始端部1a及び終端部1bを収容する長さが1周分より長いと、中空部C1a内で始端部1a及び終端部1bが重なる部分が形成され、それにより接触抵抗が増加してさらに巻き付け状態が維持されやすくなる。
【0045】
また、始端部1a及び終端部1bは、直線化して伸ばした後、中空部C1aに挿し入れられている。これにより、始端部1a及び終端部1bを比較的容易に中空部C1aに収容し、固定することができる。
【0046】
なお、断面で見て中空部C1aにストランド材1が2本入る箇所が形成されるので、ストランド材1の直径Dsに対して中空部C1aの内径Diが小さすぎると、繰り返し引っ張り曲げを受けた場合に中空部C1aを囲む外側の6本のストランド材1同士の間から、中空部C1aに収容された始端部1a及び終端部1bがはみ出してしまうおそれがある。そのため、「Di/Ds≧1.07」の関係を満足するように規定して、始端部1a及び終端部1bが外にはみ出さないようにしている。なお、ストランド材1に対する始端部1a及び終端部1bの接触抵抗を向上させる為には、中空部C1aの内径Diは適度に小さくすることが望ましい。例えば、「1.55≧Di/Ds」であるとよい。
【0047】
また、本実施形態の環状金属コードC1は、ストランド材1の始端部1a及び終端部1bが、合わせて環状の2周分以上に亘って中空部C1aに収容されている。すなわち、中空部C1aの全体に亘ってストランド材1が2本分(始端部1aと終端部1bが1本ずつ)収容されるので、ストランド材1同士の接触抵抗をさらに大きくすることができ、中空部C1aから始端部1a及び終端部1bが抜けることを防止できる。
【0048】
さらに、ストランド材1の始端部1a及び終端部1bは、中空部C1aにおいて環状の2周以降の部分が、環状の1周目の部分の周囲に螺旋状に巻き付けられている。すなわち、図4に示すように中空部C1aにおいて始端部1a及び終端部1bが螺旋状に巻き付けられるので、さらに接触抵抗を大きくでき、中空部C1aから始端部1a及び終端部1bが抜けることをより確実に防止できる。
【0049】
中空部C1aにおける始端部1a及び終端部1bの巻き付けの螺旋方向は、中空部C1aの外周に位置するストランド材1同士の巻き付け方向に沿った方向である。すなわち、ストランド材1の金属素線同士の撚り方向と中空部C1aにおける始端部1aと終端部1bとの巻き付け方向が逆になる。これにより、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。
【0050】
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。
【0051】
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6本のストランド材(側ストランド材)1を、コアのない中心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。6本のストランド材(側ストランド材)1を、コア材の周囲に撚り合せてもよい。
【0052】
金属コード20の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6本のストランド材1は、撚り合わせて金属コード20とする際、ストランド材1を構成する金属素線10の直径に応じた直径型付け率にてそれぞれ螺旋状の型付けを施しておく。
【0053】
金属素線10の直径が0.03mm以上0.14mm以下である場合、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。その場合にはストランド材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。金属素線10の直径が0.14mm以下である場合には、金属コード20を作製する際に、ストランド材1の螺旋波付け高さの絶対値を大きくするため、図6に示すようにコアストランド(コア材)の直径D2をストランド材1の直径D3より増径し、その分、ストランド材(側ストランド材)1の本数を環状金属コード化した時より少なくとも1本増やして(図6では2本増やしている)、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の内1本を環状にして螺旋状の空隙部に余長部を所定周回数嵌め入れる際に、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。
このようなことから、金属素線10の直径が0.03mm以上0.14mm以下である場合では、金属コード20の作製においては、使用するコア材を増径し、ストランド材1の本数を増やした上で、付与するストランド材1の直径型付け率を80%前後に設定することが好ましい。これにより、図6の金属コード20を解撚してストランド材1を取り出すと、ストランド材1の螺旋波付け高さ(自己径含む)が、環状金属コードC1の断面直径を越える程度になる。
【0054】
金属素線10の直径が0.15mm以上である場合、ストランド材1の剛性を良好に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。
【0055】
金属素線10の直径が0.15mm以上0.30mm以下である場合、金属コード20の作製においては、比較的型付けを施しやすいため、ストランド材1の直径型付け率を100%超にし易く、環状金属コード化した時に「Di/Ds≧1.07」の条件を得易い。
【0056】
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。金属素線径が比較的細く、直径型付け率を大きくできない場合には、使用するコア材を増径するのに加え、金属コード20の側線のストランド材1の本数を、環状金属コードC1に必要なストランド材1の周回数より多くする。金属素線径が比較的太く、直径型付け率を大きくできる場合には、金属コード20の側線のストランド材1の本数を、環状金属コードC1に必要なストランド材1の周回数と同数か、または周回数より少なくする。環状金属コードC1とした状態でのストランド材1の直径型付け率が、101%以上となるように調整することが好ましい。
【0057】
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。
【0058】
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、金属コード20の中心の中空部(コア材を有する場合はコア材の部分)及び他の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。
【0059】
次いで、図8に示すように、ストランド材1の長さの略1/8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、その断面積が金属コード20の中心の中空部(コア材を有する場合はコア材の部分)及び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。
【0060】
また、ストランド材1の直径型付け率を金属素線10の直径に合わせて調整しておき、ストランド材1が6周回環状に巻き付けられた状態で、ストランド材1の直径Dsと中空部C1aの内径Diとの関係が「Di/Ds≧1.07」となるようにする。それにより、この後の工程で始端部1aと終端部1bを合わせて環状の1周分より長く中空部C1aに収容しても、始端部1a及び終端部1bが外にはみ出すことがなくなる。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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、同一周回上で環状の円弧の外周側に引き出す。これらの始端部1a及び終端部1bの長さは、合わせて環状金属コードC1の環状1周分より長くなるようにする。そして、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の末端において金属素線10がばらけるのを防止することができる。
【0064】
そして、図10に示すように、これらの始端部1a及び終端部1bを交差させて互いに巻き付けて結ぶ。この巻き付け方向は、ストランド材1における金属素線10同士の撚り方向と、同方向とするとよい。本実施形態では、巻き付け方向をS方向としている。これにより、巻き付けた箇所で金属素線10同士の撚りが戻ることを防ぎ、巻き付け箇所の巻き付け状態を安定して維持することができる。
【0065】
始端部1a及び終端部1bを交差させて互いに巻き付けた後、始端部1a及び終端部1bの余長同士を引っ張る。このようにすると、巻き付けた箇所を直線化させる力が作用し、図4に示したように、その巻き付け箇所1cがストランド材1同士の間から中空部C1aに入り込む。これにより、巻き付け箇所1cが周囲のストランド材1との接触抵抗により固定される。また、巻き付け箇所がストランド材1同士の間から中空部C1aに入り込むので、ストランド材1の始端部1a及び終端部1bを巻き付けた箇所が環状金属コードC1の外周に凸状に残ることがない。両端末の巻き付け箇所が凸状に残っていると、繰り返し曲げのかかる使用状態ではそこに負荷が集中して耐久性が低下するなどの不具合が生じるおそれがあるが、この環状金属コードC1では外周に凸部が存在しないので、そのような不具合は発生せず、環状方向に均一な特性を有し耐久性が良好である。
【0066】
また、巻き付け箇所1cの巻き付け回数は、1回でも構わないが、2回以上であると周回されているストランド材1の間から巻き付け箇所1cが急角度で中空部C1aに入り込み、周囲に螺旋状に巻かれたストランド材1との接触抵抗が大きくなって強力に保持され、抜けが確実に防止される。
【0067】
巻き付け箇所1cを中空部C1aに落とし込んだ後、図11に示すように、ストランド材1同士の間から外に出ている両端末の余長を、そのストランド材1同士の隙間に沿って巻き付けつつ環状に沿って移動させながら、中空部C1aに押し込んでいく。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内に挿し入れられる。
【0068】
そして、両端末1a,1bを巻き付け箇所1cから環状の1周分まで(例えば両端末1a,1bをそれぞれ半周分ずつ)中空部C1aに押し込んでいくと、図12に示した状態となる。図12の状態では、両端末1a,1bが合わせて1周分だけ中空部C1aに収容されており、すなわち巻き付け箇所1cを除き環状の全周に亘って中空部C1aにストランド材1が1本収容されている。
【0069】
両端末1a,1bは、巻き付け箇所1cから環状の1周分より長く中空部C1aに収容する。つまり、図12の状態から、さらに両端末1a,1bの余長をストランド材1同士の隙間に沿って巻き付けつつ環状に沿って移動させながら、中空部C1aに押し込んでいく。本実施形態ではストランド材1同士の隙間がZ方向の螺旋状であり、両端末1a,1bもZ方向の螺旋状に中空部C1aに押し込まれる。したがって、このとき中空部C1aに押し込まれる両端末1a,1bは、既に中空部C1aに収容されている両端末1a,1bのストランド材1に対して、Z方向の螺旋状に巻き付けられながら中空部C1aに収容されていく。そして、本実施形態では両端末1a,1bが合わせて2周分だけ中空部C1aに収容されるようにする。これにより、両端末1a,1bの末端部分は、図4に示すように巻き付け箇所1cまで到達することになる。そして、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との間で大きな接触抵抗により保持され、両端末の抜けが確実に防止される。
【0070】
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。
【0071】
このように製造された環状金属コードC1は、中空部C1aへストランド材1の両端末1a,1bを挿し入れることにより、両端末1a,1b表面と螺旋状に周回させたストランド材1の内側表面との接触抵抗が付加され、強固に固定することができる。そして、中空部C1aにストランド材1を収容する長さを環状の1周分より長くしているので、中空部C1a内でストランド材1が重なる部分が形成され、それにより接触抵抗が増加してさらに巻き付け状態が維持されやすくなる。
また、ストランド材1の直径Dsと中空部C1aの内径Diとの関係が「Di/Ds≧1.07」となるようにストランド材1の直径型付け率や環状にする巻き付け周回数を調整して製造するので、繰り返し引っ張り曲げを受けた場合でも中空部C1aを囲む外側の6本のストランド材1同士の間から、中空部C1aに収容された始端部1a及び終端部1bがはみ出すことが防がれる。
【0072】
また、上記実施形態では、金属コード20を構成する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、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として、中空部C1aの内径Diと、ストランド材1の直径Dsとの関係「Di/Ds≧1.07」を満足させて、ストランド材1の両端末を、合わせて環状の1周分より長く中空部C1aに収容し、環状金属コードC1を製造するとよい。これにより、経済性を高めることができる。
【0073】
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。ストランド材1の構成も、適宜変更可能である。
【0074】
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13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。
【0075】
無端金属ベルトB1は、例えば図13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。
【0076】
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、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、端末を中空部C1aに収容されて環状とされているので、外周に凸部が存在せず、プーリ32,34に巻回することにより、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、中空部C1aに収容されたストランド材1の抜けが生じることがなく、環状金属コードC1におけるストランド材1の巻き付けの緩みが生じず、耐久性が良好である。
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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【実施例】
【0079】
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、ストランド材の環状の巻き付け中心に形成される中空部の内径Diとストランド材の直径Dsとの比率を変更して、耐久試験に供した。それにより、繰り返し引っ張り曲げを受けても、中空部を囲む外側のストランド材同士の間から、中空部に収容されたストランド材がはみ出さない条件を検討した。
【0080】
(1−1)6×4×3×0.150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のブラスめっき鋼線を直径0.150mmまで伸線加工した金属素線を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。この3×0.150の線材を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6.5mmの撚りピッチでS撚りにて撚り合わせる。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。このストランド材を所定量巻き取ったリールを6リール用意する。
(原コードの作製)
上記の6本のストランド材を、7本撚りができるチューブラー型撚線機を用いて13.0mmの撚りピッチでZ撚りにて所定量上撚りして、6×4×3×0.150の原コードとする。なお、プレフォーム装置を用いて事前に93%〜117%の直径型付け率の範囲で実施例、比較例を含めて7種類の原コードを作製する。
(原コードの解撚)
上撚りした原コードを、余長分も含めて環状金属コードの環状径(層心径:D1)の約26倍((D1)π×(N+2)+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。Nは環状コード化するときの側ストランド材巻き付け周回数である。
(環状金属コード化)
分離した6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環状コード化する。
その後、ストランド材の始端部及び余長終端部を必要な長さ(環状の周長の略1周分ずつ)だけ残して再切断し、始端部及び余長終端部のオーバーラップする螺旋形状を出来るだけ真直化して、端部同士が交差した箇所でどちらか一方を他方に2回巻き付けて引っ張り、巻き付け箇所をストランド材同士の間から中空部に入れ込む。その後、始端部及び余長終端部を環状の周長の略半分ずつ中空部に挿し入れて中空部に合わせて1周分収容した後、引き続き環状の周長の略半分ずつを1周目に対して15周回巻き付けながら中空部に挿し入れ、それを端末処理とした。
【0081】
このようにして作製した6×4×3×0.150の環状金属コードを、実施例1〜4及び比較例1〜3とする。
実施例1〜4及び比較例1〜3における、原コードの撚り構成及びサイズ、原コード径に対する使用ストランド材の直径型付け率、環状金属コード化して両端末を中空部に収容する前の中空部内径、中空部内径Diとストランド材直径Dsとの比率、を次表に示す。なお、中空部内径Diは、コード外径及びストランド材外径を万能投影機で2方向測定し、両者の差から算出した。
【表1】
【0082】
(1−2)6×7×7×0.080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、加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0.145mm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撚りにて中撚り(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0.145mm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4.5mm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90%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14.0mm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90%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22.0mmの撚りピッチでZ撚りにて所定量上撚りして、1×7×7×0.145+8×7×7×0.08の原コードとする。なお、プレフォーム装置を用いて事前に89%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26倍((D1)π×(N+2)+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。Nは環状コード化するときの側ストランド材巻き付け周回数である。
(環状金属コードの作製)
原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本の側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。
その後、ストランド材の始端部及び余長終端部を必要な長さ(環状の周長の略1周分ずつ)だけ残して再切断し、始端部及び余長終端部のオーバーラップする螺旋形状を出来るだけ真直化して、端部同士が交差した箇所でどちらか一方を他方に2回巻き付けて引っ張り、巻き付け箇所をストランド材同士の間から中空部に入れ込む。その後、始端部及び余長終端部を環状の周長の略半分ずつ中空部に挿し入れて中空部に合わせて1周分収容した後、引き続き環状の周長の略半分ずつを1周目に対して15周回巻き付けながら中空部に挿し入れ、それを端末処理とした。
【0083】
このようにして作製した6×7×7×0.080の環状金属コードを、実施例6とする。また、原コードの構成を変更して6×7×7×0.080の環状金属コードを作製したものを、実施例5及び比較例4,5とする。
実施例5,6及び比較例4,5における、原コードの撚り構成及びサイズ、原コード径に対する使用ストランド材の直径型付け率、環状金属コード化して両端末を中空部に収容する前の中空部内径、中空部内径Diとストランド材直径Dsとの比率、を次表に示す。
【表2】
【0084】
(1−3)6×7×7×0.060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、加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、前記(1−2)にて作製した直径0.55mmのブラスめっき鋼線を湿式伸線機により直径0.13mm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80%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撚りにて中撚り(親撚り)する。このとき、プレフォーム装置により事前に80%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9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0.13mm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90%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11.5mmの撚りピッチでS撚りにて中撚り(親撚り)する。このとき、プレフォーム装置により事前に90%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)9リールを用いて10本撚り(1+9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、1×7×7×0.13+9×7×7×0.06の原コードとする。なお、プレフォーム装置を用いて事前に80%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26倍((D1)π×(N+2)+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。Nは環状コード化するときの側ストランド材巻き付け周回数である。
(環状金属コードの作製)
原コードから分離した9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8本の側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。
その後、ストランド材の始端部及び余長終端部を必要な長さ(環状の周長の略1周分ずつ)だけ残して再切断し、始端部及び余長終端部のオーバーラップする螺旋形状を出来るだけ真直化して、端部同士が交差した箇所でどちらか一方を他方に2回巻き付けて引っ張り、巻き付け箇所をストランド材同士の間から中空部に入れ込む。その後、始端部及び余長終端部を環状の周長の略半分ずつ中空部に挿し入れて中空部に合わせて1周分収容した後、引き続き環状の周長の略半分ずつを1周目に対して15周回巻き付けながら中空部に挿し入れ、それを端末処理とした。
【0085】
このようにして作製した6×7×7×0.060の環状金属コードを、実施例8とする。また、原コードの構成を変更して6×7×7×0.060の環状金属コードを作製したものを、実施例7及び比較例6〜8とする。
実施例7,8及び比較例6〜8における、原コードの撚り構成及びサイズ、原コード径に対する使用ストランド材の直径型付け率、環状金属コード化して両端末を中空部に収容する前の中空部内径、中空部内径Diとストランド材直径Dsとの比率、を次表に示す。
【表3】
【0086】
(2)耐久試験
(2−1)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(1−1)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、38.8mm(架けた環状金属コードの中心で直径40.0mm)とした。上記(1−2)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、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(1−3)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、19.2mm(架けた環状金属コードの中心で直径20.0mm)とした。
【0087】
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錘56と、ロープ55が掛けられた滑車57とを有し、錘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、錘56の重さを調整し、付加張力は、上記(1−1)の環状金属コードでは17.5kg(コードの強度の5%前後)として、上記(1−2)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(1−3)の環状金属コードでは11.5kg(コードの強度の5%前後)とした。なお、ストランド材の巻き付けを計7周回とした実施例3,4,6,8では、錘56の重さを6周回の例に対して7/6倍とした。
【0088】
(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。また、中空部に収容したストランド材の端末が外側に飛び出すか否かを調べた。
【0089】
(3−3)耐久試験結果
(1−1)の環状金属コードにおける耐久試験結果を、次表に示す。
【0090】
【表4】
【0091】
表4に示すように、実施例1〜4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、ストランド材の始端部及び終端部の飛び出しもなかった。
これに対して、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く、ストランド材の始端部及び終端部の飛び出しが生じた。
【0092】
次いで、(1−2)の環状金属コードにおける耐久試験結果を、次表に示す。
【0093】
【表5】
【0094】
表5に示すように、実施例5,6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、ストランド材の始端部及び終端部の飛び出しもなかった。
これに対して、比較例4,5では、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が少なく、ストランド材の始端部及び終端部の飛び出しが生じた。
【0095】
次いで、(1−3)の環状金属コードにおける耐久試験結果を、次表に示す。
【0096】
【表6】
【0097】
表6に示すように、実施例7,8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、ストランド材の始端部及び終端部の飛び出しもなかった。
これに対して、比較例7,8では、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が少なく、ストランド材の始端部及び終端部の飛び出しが生じた。
なお、比較例6は、中空部内径が小さすぎ、ストランド材の両端末を入れることが困難であり、満足する環状金属コードの形状とすることができなかったので、耐久試験を実施しなかった。
【0098】
以上のことから、少なくとも6本のストランド材が撚り合わされた原コードを解撚し、1本のストランド材を、少なくとも6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嵌め入れて巻き付けて環状として、ストランド材の両端末を、合わせて環状の1周分より長く中空部に収容して環状金属コードとする場合、ストランド材の環状の巻き付け中心に形成される中空部の内径Diと、ストランド材の直径Dsとが、Di/Ds≧1.07の関係を満足することにより、耐久性が良好でかつ中空部に収容したストランド材の両端末の飛び出しを防ぐ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】
【0099】
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】
コア材の周りにまたはコア材のない中心を囲むように少なくとも6本のストランド材が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、少なくとも6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嵌め入れられて巻き付けられて環状とされ、前記ストランド材の環状の巻き付け中心に形成される中空部の内径Diと、前記ストランド材の直径Dsとが、Di/Ds≧1.07の関係を満足し、前記ストランド材の両端末が、合わせて前記環状の1周分より長く前記中空部に収容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、前記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又は2に記載の環状金属コードであって、
前記両端末が交差されて互いに巻き付けられた箇所が前記中空部に入れられて、さらに前記両端末が前記中空部に収容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3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両端末が交差された巻き付け方向とが同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、
前記環状の全周に亘って前記中空部に2本の前記ストランド材の端末が収容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5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は、前記中空部において前記環状の2周目の部分が、前記環状の1周目の部分の周囲に螺旋状に巻き付けられてい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、
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を特徴とする環状金属コード。
【請求項8】
請求項4又は7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0.30mm以下であることを特徴とする環状金属コード。
【請求項9】
請求項1から8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4.5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10】
請求項1から9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11】
コア材の周りにまたはコア材のない中心を囲むように少なくとも6本のストランド材が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、少なくとも6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嵌め入れて巻き付けて環状として、前記ストランド材の環状の巻き付け中心に形成される中空部の内径Diと、前記ストランド材の直径Dsとが、Di/Ds≧1.07の関係を満足し、前記ストランド材の両端末を、合わせて前記環状の1周分より長く前記中空部に収容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11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、前記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13】
請求項11又は12に記載の環状金属コードの製造方法であって、
前記両端末を交差させて互いに巻き付け、その箇所を前記中空部に入れて、さらに前記両端末を前記中空部に収容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13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両端末を交差させて巻き付ける方向とが同方向であることを特徴とする環状金属コードの製造方法。
【請求項15】
請求項11から14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、
前記環状の全周に亘って前記中空部に2本の前記ストランド材の端末を収容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16】
請求項15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の、前記環状の2周目の部分を、前記環状の1周目の部分の周囲に螺旋状に巻き付けて前記中空部に収容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17】
請求項11から16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18】
請求項11から17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、少なくとも6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嵌め入れて巻き付けて環状として、前記ストランド材の環状の巻き付け中心に形成される中空部の内径Diと、前記ストランド材の直径Dsとが、Di/Ds≧1.07の関係を満足し、前記ストランド材の両端末を、合わせて前記環状の1周分より長く前記中空部に収容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】
コア材の周りにまたはコア材のない中心を囲むように少なくとも6本のストランド材が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、少なくとも6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嵌め入れられて巻き付けられて環状とされ、前記ストランド材の環状の巻き付け中心に形成される中空部の内径Diと、前記ストランド材の直径Dsとが、Di/Ds≧1.07の関係を満足し、前記ストランド材の両端末が、合わせて前記環状の1周分より長く前記中空部に収容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、前記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又は2に記載の環状金属コードであって、
前記両端末が交差されて互いに巻き付けられた箇所が前記中空部に入れられて、さらに前記両端末が前記中空部に収容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3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両端末が交差された巻き付け方向とが同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、
前記環状の全周に亘って前記中空部に2本の前記ストランド材の端末が収容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5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は、前記中空部において前記環状の2周目の部分が、前記環状の1周目の部分の周囲に螺旋状に巻き付けられてい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、
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を特徴とする環状金属コード。
【請求項8】
請求項4又は7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0.30mm以下であることを特徴とする環状金属コード。
【請求項9】
請求項1から8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4.5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10】
請求項1から9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11】
コア材の周りにまたはコア材のない中心を囲むように少なくとも6本のストランド材が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、少なくとも6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嵌め入れて巻き付けて環状として、前記ストランド材の環状の巻き付け中心に形成される中空部の内径Diと、前記ストランド材の直径Dsとが、Di/Ds≧1.07の関係を満足し、前記ストランド材の両端末を、合わせて前記環状の1周分より長く前記中空部に収容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11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、前記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13】
請求項11又は12に記載の環状金属コードの製造方法であって、
前記両端末を交差させて互いに巻き付け、その箇所を前記中空部に入れて、さらに前記両端末を前記中空部に収容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13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両端末を交差させて巻き付ける方向とが同方向であることを特徴とする環状金属コードの製造方法。
【請求項15】
請求項11から14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、
前記環状の全周に亘って前記中空部に2本の前記ストランド材の端末を収容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16】
請求項15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の、前記環状の2周目の部分を、前記環状の1周目の部分の周囲に螺旋状に巻き付けて前記中空部に収容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17】
請求項11から16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18】
請求項11から17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、少なくとも6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嵌め入れて巻き付けて環状として、前記ストランド材の環状の巻き付け中心に形成される中空部の内径Diと、前記ストランド材の直径Dsとが、Di/Ds≧1.07の関係を満足し、前記ストランド材の両端末を、合わせて前記環状の1周分より長く前記中空部に収容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2011−202321(P2011−202321A)
【公開日】平成23年10月13日(2011.10.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−71822(P2010−71822)
【出願日】平成22年3月26日(2010.3.26)
【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10月13日(2011.10.13)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年3月26日(2010.3.26)
【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)】
[ Back to top ]