環状金属コード及び無端金属ベルト
【課題】破断強度に優れ、且つ製造が容易な環状金属コード及び無端金属ベルトを提供する。
【解決手段】環状金属コードは、環状コア部３と外層部４とを備えている。環状コア部３は、第１の金属素線５を６本撚り合わせた第１のストランド材１の両端を結合することによって形成される。外層部４は、第２の金属素線６を６本撚り合わせた第２のストランド材２を環状コア部３に螺旋状に６周巻き付けることによって形成される。第２のストランド材２は、環状コア部３の中心軸に対して所定の巻き付け角度で巻き付けられており、巻き付け始端部と巻き付け終端部とは結合されている。第２のストランド材２を６本巻き付けるのではなく６周にわたって巻き付けるので、第２のストランド材は１本で済み、結合箇所も１箇所となる。その結果、環状金属コードの破断強度を大きくすることができ、製造を容易とすることができる。
【解決手段】環状金属コードは、環状コア部３と外層部４とを備えている。環状コア部３は、第１の金属素線５を６本撚り合わせた第１のストランド材１の両端を結合することによって形成される。外層部４は、第２の金属素線６を６本撚り合わせた第２のストランド材２を環状コア部３に螺旋状に６周巻き付けることによって形成される。第２のストランド材２は、環状コア部３の中心軸に対して所定の巻き付け角度で巻き付けられており、巻き付け始端部と巻き付け終端部とは結合されている。第２のストランド材２を６本巻き付けるのではなく６周にわたって巻き付けるので、第２のストランド材は１本で済み、結合箇所も１箇所となる。その結果、環状金属コードの破断強度を大きくすることができ、製造を容易とすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状金属コード及び無端金属ベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、無端金属ベルトの一種として、例えば特許文献１に記載されているように、圧延帯材を曲げ、両端を溶接して円筒状としたものを所定の幅に切断してなる、断面が矩形状のものが知られている。
【０００３】
また、例えば特許文献２に記載されているように、芯材に金属コードを用いた無端ベルトが知られている。芯材となる金属コードは、中心コアとなる少なくとも１本のフィラメントと、中心コアを取り巻く複数本のフィラメントとを備えている。
【特許文献１】特開２００３−２３６６１０号公報
【特許文献２】特開平４−３０７１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の無端金属ベルトは、断面が矩形状であるため捩れに弱く、破断が生じ易い。また、特許文献２に記載の金属コードを無端金属ベルトに適用する場合には、金属コードの両端部を結合して環状にする必要がある。金属コードの両端部を結合する方法としては、金属コードの両端部を突き合わせて結合する方法と、金属コードを構成するフィラメント毎に両端部をそれぞれ結合する方法とが考えられる。金属コードの両端部を突き合わせて結合する方法では、結合箇所が一箇所となるため、金属コードの完全破断が生じやすくなる。一方、フィラメント毎に両端部を結合する方法では、フィラメントの端部を解撚してから結合し、結合後にフィラメントの端部を再び撚り合わせなければならないので、結合部分と他の部分とで撚りの状態が異なり、結合部分の機械的強度が低下するおそれがある。その結果、金属コードの破断が生じやすくなる。また、フィラメント毎に両端部を結合する方法では、結合にかかる工程が煩雑となり、製造が困難となってしまう。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、破断が生じにくく、且つ製造が容易な環状金属コード及び無端金属ベルトを提供することとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の環状金属コードは、（１）第１の金属素線を複数本撚り合わせてなる第１のストランド材の両端を結合することによって形成された環状コア部と、（２）第２の金属素線を複数本撚り合わせてなる第２のストランド材を、環状コア部に対して螺旋状に且つ複数周にわたって巻き付けることによって形成され、環状コア部の外周面を覆う外層部と、を備え、（３）外層部を形成する第２のストランド材は、環状コア部の中心軸に対して所定の巻き付け角度で巻き付けられており、当該第２のストランド材の巻き付け始端部と巻き付け終端部とは結合されていることを特徴とするものである。
【０００７】
このように、金属素線を複数本撚り合わせてなる第１のストランド材に、同じく金属素線を複数本撚り合わせてなる第２のストランド材を巻き付けるので、環状金属コードを丈夫なものとすることができる。第１のストランド材の両端は環状コア部とする際に結合され、第２のストランド材の両端は巻き付けが終わった後に結合されるため、第１のストランド材及び第２のストランド材は、別々に結合されることとなる。したがって、第１のストランド材及び第２のストランド材をまとめて結合する場合と比べて、環状金属コードが完全に破断する可能性を抑制できる。第１のストランド材の両端を結合して環状コア部とするため、この環状コア部をベースとして第２のストランド材を巻き付けることが可能となる。その結果、破断強度の大きい環状金属コードを得ることができる。
【０００８】
外層部を形成する際には、第２のストランド材を複数本巻き付けるのではなく第２のストランド材を複数周にわたって巻き付ける。よって、第２のストランド材は少なくとも１本あればよい。その結果、第２のストランド材を複数本必要とする場合に比べて結合箇所を少なくできるため、環状金属コードの破断強度をより大きくすることができると共に、製造を容易とすることができる。第２のストランド材の巻き付けは所定の巻き付け角度で行なわれるので、第２のストランド材の巻き乱れがなく、表面状態が均一な環状金属コードを得ることができる。表面状態が均一な環状金属コードには外からの力が均一に付与されることとなるため、破断強度をさらに向上させることができる。
【０００９】
好ましくは、第１のストランド材の結合部分と第２のストランド材の結合部分とは、環状コア部の周方向における位置が異なっている。結合部分の位置を互いにずらすことにより、環状コア及び外層部の同時破断が生じにくくなる。その結果、環状金属コードにおける破断強度の低下を抑制することができる。
【００１０】
好ましくは、第１のストランド材の両端は溶接によって結合されており、第２のストランド材の巻き付け始端部と巻き付け終端部とは金属からなる接続部材によって結合されている。第１のストランド材の両端を溶接によって接合するため、結合部分の増径が殆ど無い環状コア部を得ることができる。このような環状コア部には、第２のストランド材を容易に巻き付けることができる。また、第２のストランド材の結合には接続部材を用いるため、結合作業を容易に行なうことができる。
【００１１】
好ましくは、接続部材は略円柱形状を呈しており、当該接続部材には、第２のストランド材の巻き付け始端部及び巻き付け終端部が挿入される断面多角形状の穴部が設けられている。穴部の角に相当する部分では、接続部材７の内壁と第２のストランド材２との間に間隙が形成されることになる。この間隙は、例えば、穴部に第２のストランド材を挿入したのち接続部材をかしめた際に、肉盗み（肉逃げ）として機能することとなる。よって、接続部材の外面の変形を抑制できるため、表面状態が均一な環状金属コードをより確実に得ることができる。
【００１２】
好ましくは、穴部は接続部材の両端に設けられた凹部であって、接続部材の一端側の凹部と接続部材の他端側の凹部との間には仕切り壁が設けられている。凹部と凹部との間、すなわち接続部材の中央部分に仕切り壁を設けることで、接続部材を折れ曲がりや割れが生じにくいものとすることができる。
【００１３】
好ましくは、第１の金属素線の材質は、Ｃ：０．０８〜０．２７質量％、Ｓｉ：０．３０〜２．００質量％、Ｍｎ：０．５０〜２．００質量％、Ｃｒ：０．２０〜２．００質量％を含み、且つ、Ｍｏ：０．０１〜１．００質量％、Ｎｉ：０．１０〜２．００質量％、Ｃｏ：０．１０〜２．００質量％、及びＷ：０．０１〜１．００質量％のうち少なくともいずれか１種類を含有するとともに、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、及びＶをそれぞれ０．００１〜０．１０質量％の範囲で少なくともいずれか１種類含有し、残部がＦｅ及び不可避的に混入してくる不純物からなる合金鋼である。これにより、第１のストランド材を、溶接性が良好で且つ耐熱性に優れたものとすることができる。
【００１４】
好ましくは、前記第１の金属素線の直径は、０．０６〜０．４０ｍｍである。これにより、第１のストランド材に適度な剛性をもたせることができると共に、耐疲労性を向上させることができる。また、環状コア部を形成する第１のストランド材は、当該環状金属コードの断面中心に位置するため、環状金属コードを曲げた状態で第２のストランド材と比較して応力が小さくなる。そのため、第１の金属素線の直径を０．０６〜０．４０ｍｍの範囲内で第２の金属素線より太径として剛性を高めることができる。
【００１５】
好ましくは、前記第２の金属素線の直径は、０．０６〜０．３０ｍｍである。これにより、第２のストランド材に適度な剛性をもたせることができると共に、耐疲労性を向上させることができる。なお、より好ましくは、前記第２の金属素線の直径は、０．０６〜０．２２ｍｍである。
【００１６】
好ましくは、第１のストランド材と第２のストランド材とが同一の直径を有する、または前記第１のストランド材の直径が前記第２のストランド材の直径より大きい。これにより、環状コア部の外周面に沿って、第２のストランド材を実質的に隙間無く巻き付けることが可能となる。特に、当該環状金属コードを省スペース化に有利な横断面細密充填撚り構造とする場合、環状コア部を１本とし、その周りに１層目の外層部では第２のストランド材を６本配置する構成、２層目の外層部では第２のストランド材を１２本配置する構成を基本とするが、第１のストランド材と第２のストランド材とが同一の直径である場合、線径公差によっては、１層目の外層部で第２のストランド材を６周させると、断面上、６本分の配列が困難となり第２のストランド材同士が干渉しあったり、環状コア部との接触が不均一となったりする。そこで、第１のストランド材の直径が第２のストランド材の直径より大きいと、このような不具合を回避することができる。
【００１７】
好ましくは、第１のストランド材における第１の金属素線の撚り方向と、第２のストランド材における第２の金属素線の撚り方向とは同一であり、且つ、第１のストランド材における第１の金属素線及び第２のストランド材における第２の金属素線の撚り方向と、第２のストランド材の巻き付け方向とは逆である。これにより、第２のストランド材の巻き付け後において、表面外観に凹凸の少ない環状金属コードを得ることができる。また、環状金属コードを捩れにくいものとすることができる。
【００１８】
好ましくは、環状コア部の中心軸に対する第２のストランド材の巻き付け角度が４．５〜１３．８度である。これにより、第２のストランド材の巻き付け作業が容易となる。また、適度な伸度を有し、且つ第２の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】
好ましくは、第２のストランド材が、環状コア部の外周面に沿って６〜８周巻き付けられている。これにより、外層部が環状コア部を密に覆うこととなるため、環状金属コードを幾何学的に安定したものとすることができる。その結果、破断強度に優れ、径方向における変形が生じにくい環状金属コードを確実に得ることができる。
【００２０】
好ましくは、環状コア部及び外層部には低温焼鈍処理が施されている。これにより、第１の金属素線及び第２の金属素線の内部歪みを除去することができる。
【００２１】
また、本発明の無端金属ベルトは、上述の環状金属コードを備えることを特徴とするものである。上述の環状金属コードを用いることによって、破断強度及び耐疲労性に優れ、且つ製造が容易な無端金属ベルトを得ることができる。
【００２２】
好ましくは、前記環状金属コードの環状方向に複数組み付けられるエレメントが、前記環状金属コードに当接するとともに少なくとも一部を収容する収容溝を備えている。これにより、エレメントに対する環状金属コードの位置ずれを抑えて、環状金属コードがエレメントから外れてしまうことを防止することができる。
【００２３】
好ましくは、前記環状金属コードの環状方向に複数組み付けられるエレメントが、前記環状金属コードの外周側及び内周側でプーリに当接可能なプーリ当接面を備えている。これにより、プーリに対するエレメントの接触面積を大きく確保することができ、トルク伝達量の向上を図ることができる。
【００２４】
好ましくは、前記環状金属コードの環状方向に複数組み付けられるエレメントのピッチ位置と、前記環状金属コードの回転走行面が略一致した位置である。これにより、プーリへの噛み込み時などに環状金属コードの走行に対してエレメントがスリップすることなく、伝達効率を良好にできる。なお、ピッチ位置とは、無端金属ベルトの巻き掛け時に、前後のエレメントが接する位置である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、破断強度及び耐疲労性に優れ、且つ製造が容易な環状金属コード及び無端金属ベルト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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。
【００２７】
本実施形態に係る環状金属コードについて図面を参照しつつ説明する。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は本実施形態に係る環状金属コードを示す径方向の断面斜視図である。図３は、本実施形態に係る環状金属コードが備える環状コア部に第２のストランド材を１周巻き付けた様子を示す斜視図である。図４（ａ）は、本実施形態に係る環状金属コードを示す径方向の断面図であり、図４（ｂ）は、本実施形態に係る環状金属コードの側面図である。図５は、本実施形態に係る環状金属コードの一部を示す拡大斜視図であり、図６（ａ）は、本実施形態に係る環状金属コードに含まれる接続部材の側面図であり、図６（ｂ）は、本実施形態に係る環状金属コードに含まれる接続部材の断面図である。
【００２８】
図１及び図２に示されるように、環状金属コードＣ１は、環状コア部３と環状コア部３の外周面を覆う外層部４とを備えるものである。
【００２９】
環状コア部３は、第１のストランド材１の両端を結合することによって形成される。そのため、環状コア部３は、図３に示されるように結合部分３ａを有している。本実施形態では、第１のストランド材１の両端は溶接によって結合されている。溶接で結合した場合には、他の方法で結合した場合と比較して結合部分の増径が生じにくい。そのため、結合部分においても第２のストランド材２の巻き付けがスムーズな環状コア部３を得ることができる。
【００３０】
第１のストランド材１は、図４（ａ）に示されるように、第１の金属素線５を複数本撚り合わせたものである。本実施形態においては、第１のストランド材１は、図２に示されるように、１本の第１の金属素線５を中心とし、この第１の金属素線５の外周面に６本の第１の金属素線５をＳ撚りに巻き付けたものである。このように、第１のストランド材１は幾何学的に安定した７本撚りであるため、丈夫で破断が生じにくいものとなっている。
【００３１】
第１の金属素線５は合金鋼であり、材質として、Ｃ：０．０８〜０．２７質量％、Ｓｉ：０．３０〜２．００質量％、Ｍｎ：０．５０〜２．００質量％、Ｃｒ：０．２０〜２．００質量％を含んでいる。また、Ｍｏ：０．０１〜１．００質量％、Ｎｉ：０．１０〜２．００質量％、Ｃｏ：０．１０〜２．００質量％、及びＷ：０．０１〜１．００質量％のうち少なくともいずれか１種類を含有している。更に、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、及びＶをそれぞれ０．００１〜０．１０質量％の範囲で少なくともいずれか１種類含有し、残部がＦｅ及び不可避的に混入してくる不純物からなっている。このような材料からなる第１の金属素線５を第１のストランド材１に用いているため、第１のストランド材１は溶接性が良好で且つ耐熱性に優れたものとなっている。
【００３２】
第１の金属素線５は、０．０６〜０．４０ｍｍといった直径を有している。仮に、第１の金属素線５の直径が０．０６ｍｍよりも大きいので、第１のストランド材１の剛性が十分となり、環状コア部３を変形しにくいものとすることができる。第１の金属素線５の直径が０．４０ｍｍよりも小さいので、第１のストランド材１の剛性が過度に大きくならず、環状金属コードＣ１を繰り返し応力による疲労破断が生じにくいものとすることができる。
また、環状コア部３を形成する第１のストランド材１は、環状金属コードＣ１の断面中心に位置するため、環状金属コードＣ１を曲げた状態で第２のストランド材２と比較して応力が小さくなる。そのため、第１の金属素線５の直径を０．０６〜０．４０ｍｍの範囲内で第２の金属素線６より太径として剛性を高めることもできる。
【００３３】
外層部４は、環状コア部３を軸芯として第２のストランド材２を巻き付けることにより形成される。第２のストランド材２は、図４（ａ）に示されるように、第２の金属素線６を複数本撚り合わせたものである。
【００３４】
第２の金属素線６は、材料として０．７０質量％以上のＣを含む高炭素鋼を用いる。０．７０質量％以上のＣを含む材料を選定することで、第２の金属素線６をより破断強度に優れた鋼線とすることができる。なお、第２の金属素線６は、第１の金属素線５と同質の材料からなっていてもよいが、溶接接合をしない第２の金属素線６には、０．７０質量％以上のＣを含む材料を用いることがより好ましい。
【００３５】
第２の金属素線６の直径は、第１の金属素線５の直径と同一もしく第１の金属素線５の直径より小径であって、０．０６〜０．３０ｍｍとなっている。より好ましくは、第２の金属素線６の直径は０．０６〜０．２２ｍｍである。このような直径の第２の金属素線６で第２のストランド材２を形成すると、第１のストランド材１と同様、適度な剛性を有する第２のストランド材２を得ることができる。そのため、環状コア部３に対する第２のストランド材２の巻き付けが容易となり、且つ第２のストランド材２の巻き緩みが生じにくくなる。
【００３６】
本実施形態において、第２のストランド材２は、図２に示されるように、第２の金属素線６の外周面に６本の第２の金属素線６をＳ撚りに巻き付けたものである。つまり、第２のストランド材２は幾何学的に安定した７本撚りであるため、丈夫で破断が生じにくいものとなっている。第２のストランド材２と第１のストランド材１とでは、用いる素線の直径、本数、及び撚り方が同一である。もしくは、第２のストランド材２より第１のストランド材１の方が用いる素線の直径が大きい。したがって、第２のストランド材２は第１のストランド材１と同一の直径を有するか、または第１のストランド材１の直径が第２のストランド材２の直径より大きい。
【００３７】
第２のストランド材２は、環状コア部３に対して複数周にわたって巻き付けられると共に、図２及び図３に示されるように、螺旋状に巻き付けられる。第２のストランド材２は、捩れが無いように巻き付けられる。捩れ無く巻き付けることによって、第２のストランド材２の巻き緩みを抑制することができる。
【００３８】
本実施形態において、第２のストランド材２は環状コア部３の外周面に沿って６周巻き付けられている。第２のストランド材２は第１のストランド材１と同一の直径を有しているので、環状コア部３の外周面には、第２のストランド材２が実質的に隙間無く巻き付けられる。よって、外層部４が環状コア部３を密に覆うこととなる。環状金属コードＣ１の断面は、図４（ａ）に示されるように、環状コア部３である第１のストランド材１の周りに６つの第２のストランド材２が配列された形状となる。この断面形状は、第１のストランド材１あるいは第２のストランド材２を７本撚りした場合の断面形状と同一である。このように、環状金属コードＣ１は幾何学的に安定した構造を有しているため、破断強度及び耐疲労性に優れ、且つ径方向における変形が生じにくいものとなっている。
【００３９】
環状金属コードＣ１は、図４（ａ）に示されるように、省スペース化に有利な横断面細密充填撚り構造であり、１本の環状コア部３の周りに１層目の外層部では第２のストランド材を６本配置した構成、２層目の外層部では第２のストランド材を１２本配置した構成となるが、第１のストランド材１と第２のストランド材２とが同一の直径である場合、線径公差によっては、１層目の外層部で第２のストランド材２を６周させると、断面上、６本分の配列が困難となり第２のストランド材２同士が干渉しあったり、環状コア部３との接触が不均一となったりする。そこで、第１のストランド材１の直径が第２のストランド材２の直径より大きいと、このような不具合を回避することができる。
【００４０】
第２のストランド材２は、図３に示されるように、環状コア部３の外周面にＺ撚りに巻き付けられる。第１のストランド材１及び第２のストランド材２自体はＳ撚りで形成されているため、環状金属コードＣ１はＳ撚りとＺ撚りとが混在したものとなる。よって、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。
【００４１】
また、第２のストランド材２は、環状コア部３の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、第２のストランド材２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４（ｂ）に示されるように、Ｘ方向、すなわち環状コア部３の中心軸が延びる方向、に対する第２のストランド材２の巻き付け角度θは、４．５〜１３．８度となっている。巻き付け角度θを４．５度より大きくすることで、第２のストランド材２の巻き緩みが生じにくくなる。巻き付け角度θを１３．８度より小さくすることで、第２のストランド材２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、第２のストランド材２の巻き付け角度θを４．５〜１３．８度とすることで、適度な伸度を有し、且つ曲げやすい環状金属コードＣ１を得ることができる。このような環状金属コードＣ１を、例えば後述する無段変速機の無端金属ベルトに用いた場合、駆動側プーリと被駆動側プーリとの間の動力伝達を精度よく行なうことができる。
【００４２】
図５に示されるように、第２のストランド材２の巻き付け始端部２ａと巻き付け終端部２ｂとは接続部材７によって結合されている。接続部材７を用いることにより、第２のストランド材の巻き付け始端部２ａ及び巻き付け終端部２ｂの結合が容易となる。環状コア部３の周方向において、第２のストランド材２の結合部分の位置は、環状コア部３の結合部分の位置と異なっている。結合部分の位置を互いにずらすことにより、環状コア部３及び外層部４の同時破断を抑制できる。
【００４３】
接続部材７は例えば真鍮といった金属からなっている。接続部材７は略円柱形状を呈している。接続部材７の寸法は、例えば直径Ｗ１が約１．１ｍｍ、長さＬ１が約８ｍｍとなっている。接続部材７の両端には、図６（ａ）及び図６（ｂ）にも示されるように、断面多角形状の凹部８（穴部）がそれぞれ設けられている。一方の凹部８には第２のストランド材２の巻き付け始端部２ａが挿入されており、他方の凹部８には第２のストランド材２の巻き付け終端部２ｂが挿入されている。凹部８は、より具体的には略正六角形状を呈している。凹部８の寸法は、例えば深さＬ２が約１．５ｍｍ、幅Ｗ２が約０．７ｍｍとなっている。
【００４４】
接続部材７において、各凹部８の外壁に相当する部分はかしめ治具等によってかしめられている。この部分をかしめることによって、第２のストランド材２の巻き付け始端部２ａと巻き付け終端部２ｂとを、接続部材７を介して結合することができる。凹部８の断面は略正六角形状となっているため、角に相当する部分７ａでは、接続部材７の内壁と第２のストランド材２との間に間隙が形成されることになる。この間隙が、かしめた際に肉盗みとして機能するため、接続部材７の外面の変形を抑制することが可能となる。
【００４５】
接続部材７の軸方向における略中央部分、すなわち凹部８と凹部８との間には、仕切り壁７ｂが設けられている。
【００４６】
ここで、例えば、内部に貫通孔を有する円筒形状の接続部材を考える。このような形状の接続部材を用いる場合には、貫通孔の両端から第２のストランド材２の巻き付け始端部２ａと巻き付け終端部２ｂとを挿通し、貫通孔内でこれらを突き合わせて結合することとなる。このため、円筒形状の接続部材に折れ曲がりや割れが生じ易くなる可能性がある。接続部材に折れ曲がりや割れが生じると、貫通孔内の第２のストランド材２が破断するおそれがある。本実施形態のように、接続部材７の略中央部分に仕切り壁７ｂを設けた場合には、接続部材７に折れ曲がりや割れが生じにくくなり、接続部材７の機械的強度を上げることができる。
【００４７】
このように、外層部４は、第２のストランド材２を環状コア部３に巻き付けた後に、接続部材７で第２のストランド材２の巻き付け始端部２ａと巻き付け終端部２ｂとを結合することによって形成されている。
【００４８】
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７は、環状金属コードＣ１を製造するための製造装置の一例を示す正面図である。図８は、環状金属コードＣ１を製造する際のリールの移動状態を上面から見たときの概念図である。図９は、環状金属コードＣ１を製造する際のリールの移動状態を正面から見たときの概念図である。
【００４９】
図７に示されるように、製造装置Ｍ１は、ドライビングユニット４０と、サプライ部５０と、スライドユニット６０とを備えている。
【００５０】
ドライビングユニット４０は、ピンチローラ４１ａ，４１ｂを有している。ピンチローラ４１ａ，４１ｂは、環状コア部３を周方向に回転させるための駆動モータ(図示せず)と連結されている。ピンチローラ４１ａ，４１ｂの上部には、環状コア部３を案内するためのクランプユニット４４が設けられている。クランプユニット４４は、図８に示されるように、ローラ４４ａ，４４ｂからなっている。ローラ４４ａ，４４ｂは、環状コア部３を垂直にして横揺れを抑え、且つ、環状コア部３を周方向に回転させる。
【００５１】
スライドユニット６０は、移動台６１と、スタンド６２と、レール６６とを有している。移動台６１は、駆動モータ(図示せず)によりレール６６に沿って往復動する。移動台６１にはスタンド６２が設けられており、当該スタンド６２にはサプライ部５０が設置されている。サプライ部５０は、第２のストランド材２を巻き取ったリール５１を有している。サプライ部５０は、第２のストランド材２を環状コア部３の配設方向に供給する。
【００５２】
このような構成を有する製造装置Ｍ１を用いた場合、環状金属コードＣ１は以下の工程を経て製造される。
【００５３】
まず、第２のストランド材２の巻き付け始端を、粘着テープ等を用いて環状コア部３に仮止めする。仮止め後、環状コア部３を周方向に回転させて、第２のストランド材２の環状コア部３への巻き付けを開始する。
【００５４】
第２のストランド材２を巻いたリール５１は、図９に示されるように、環状コア部３の内側と外側との間を往復動する。往復動はレール６６に沿って行われる。より具体的には、図８（ａ）に示されるように環状コア部３の外側に位置したリール５１は、環状コア部３に近づく方向に移動する。リール５１は、図８（ｂ）に示されるように環状コア部３の内側に到達すると、図８（ｃ）に示されるように環状コア部３の輪をくぐる。環状コア部３の輪をくぐったリール５１は、環状コア部３から離れる方向に移動し、図８（ｄ）に示されるように環状コア部３の外側に再び到達する。到達後、リール５１は図８の（ａ）に示される位置に戻る。図８（ａ）〜（ｄ）を繰り返すことにより、第２のストランド材２は環状コア部３の外周面に螺旋状に巻き付けられることとなる。
【００５５】
第２のストランド材２の巻き付け終了後、図５に示されるように、第２のストランド材２の巻き付け始端部２ａと巻き付け終端部２ｂとを接続部材７の凹部８にそれぞれ挿入し、挿入部分をかしめ治具等で外からかしめる。これにより、第２のストランド材２からなる外層部４を得ることができる。
【００５６】
接続部材７をかしめた後、上述の環状コア部３及び外層部４に低温焼鈍処理を施す。より具体的には、真空中又は減圧雰囲気中にアルゴンを導入した圧力室内で、環状コア部３及び外層部４に対して熱処理を施す。熱処理する際の温度は、７０〜３８０度である。これにより、第１の金属素線５及び第２の金属素線６の内部歪みを除去することができ、歪みのない環状金属コードＣ１を得ることができる。このような環状金属コードＣ１を、例えば後述する無段変速機の無端金属ベルトに用いた場合、蛇行せずに回転する無端金属ベルトを得ることができる。蛇行せずに回転する無端金属ベルトは、周囲の部品と接触して磨耗することが無いため、長期間にわたって高性能を維持することができる。
【００５７】
以上のように、本実施形態では、第１の金属素線５を７本撚り合わせてなる第１のストランド材１に、第２の金属素線６を７本撚り合わせてなる第２のストランド材２を巻き付けるので、環状金属コードＣ１を丈夫なものとすることができる。第１のストランド材１及び第２のストランド材２は別々に結合されるので、第１のストランド材１及び第２のストランド材２をまとめて結合する場合と比べて、環状金属コードＣ１が完全に破断する可能性を抑制できる。第１のストランド材１から環状コア部３を形成し、かかる環状コア部３を軸芯として第２のストランド材２を巻き付けるため、破断強度の大きい環状金属コードを得ることができる。外層部４を形成する際には、第２のストランド材２を複数本巻き付けるのではなく第２のストランド材２を６周にわたって巻き付けるので、第２のストランド材２は少なくとも１本あればよい。よって、第２のストランド材２を複数本使用する場合と比べて結合箇所が少なくなるため、環状金属コードＣ１の破断強度をより大きくすることができる共に、製造を容易とすることができる。第２のストランド材２の巻き付けは所定の巻き付け角度で行なうので、第２のストランド材２の巻き乱れがなく、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。このような環状金属コードＣ１には外からの力が均一に付与されることとなるため、破断強度をさらに向上させることができる。
【００５８】
また、第１のストランド材１の結合部分と第２のストランド材２の結合部分とは、環状コア部３の周方向における位置が異なっている。結合部分の位置を互いにずらすことにより、環状コア部３及び外層部４の同時破断が生じにくくなるので、環状金属コードＣ１の破断強度を更に向上させることができる。
【００５９】
また、第１のストランド材１の両端は溶接によって結合されており、第２のストランド材２の巻き付け始端部２ａと巻き付け終端部２ｂとは接続部材７によって結合されている。この場合、第１のストランド材１においては結合部分がより破断しにくくなり、第２のストランド材２においては結合が容易となる。
【００６０】
このとき、接続部材７は略円柱形状を呈しており、接続部材７の両端には、第２のストランド材２の巻き付け始端部２ａ及び巻き付け終端部２ｂが挿入される略正六角形状の凹部８が設けられている。接続部材７において、略正六角形の角に相当する部分７ａでは、接続部材７の内壁と第２のストランド材２との間に間隙が形成されることになる。したがって、第２のストランド材２の両端部を凹部にそれぞれ挿入した後に、接続部材７をかしめた場合、かかる間隙が肉盗みとして機能する。その結果、接続部材７の外面の変形を抑制できるため、表面状態が均一な環状金属コードＣ１をより確実に得ることができる。
【００６１】
また、接続部材７において、凹部８と凹部８との間には仕切り壁７ｂが設けられている。凹部８と凹部８との間、すなわち接続部材７の中央部分に仕切り壁７ｂを設けることで、接続部材７を折れ曲がりや割れが生じにくいものとすることができる。
【００６２】
また、第１の金属素線５及び第２の金属素線６の材質は、Ｃ：０．０８〜０．２７質量％、Ｓｉ：０．３０〜２．００質量％、Ｍｎ：０．５０〜２．００質量％、Ｃｒ：０．２０〜２．００質量％を含み、且つ、Ｍｏ：０．０１〜１．００質量％、Ｎｉ：０．１０〜２．００質量％、Ｃｏ：０．１０〜２．００質量％、及びＷ：０．０１〜１．００質量％のうち少なくともいずれか１種類を含有するとともに、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、及びＶをそれぞれ０．００１〜０．１０質量％の範囲で少なくともいずれか１種類含有し、残部がＦｅ及び不可避的に混入してくる不純物からなる合金鋼である。これにより、第１のストランド材１を溶接性が良好で且つ耐熱性に優れたものとすることができる。
【００６３】
また、第１の金属素線５の直径は、０．０６〜０．４０ｍｍであり、第２の金属素線６の直径は、０．０６〜０．３０ｍｍである。この場合、第１のストランド材１及び第２のストランド材２に適度な剛性をもたせることができ、第１のストランド材１及び第２の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。なお、より好ましい第２の金属素線６の直径は、０．０６〜０．２２ｍｍである。
また、環状コア部３を形成する第１のストランド材１は、環状金属コードＣ１の断面中心に位置するため、環状金属コードＣ１を曲げた状態で第２のストランド材２と比較して応力が小さくなる。そのため、第１の金属素線５の直径を０．０６〜０．４０ｍｍの範囲内で第２の金属素線６より太径として剛性を高めることができる。
【００６４】
また、第１のストランド材１と第２のストランド材２とは同一の直径を有している場合、環状コア部３の外周面に沿って、第２のストランド材２を実質的に隙間無く巻き付けることが可能となる。
また、第１のストランド材１の直径が第２のストランド材２の直径より大きい場合、外層部４において第２のストランド材２同士が干渉しあったり、環状コア部３との接触が不均一となったりすることを防止できる。
【００６５】
また、第１のストランド材１及び第２のストランド材２はそれぞれ第１の金属素線５及び第２の金属素線６をＳ撚りしたものであるが、環状コア部３に対する第２のストランド材２の巻き付けはＺ撚りとなっている。この場合、捩れにくく、且つ環状コア部３に対する第２のストランド材２の巻き緩みが生じにくい環状金属コードＣ１を得ることができる。
【００６６】
また、環状コア部３の中心軸に対する第２のストランド材２の巻き付け角度は４．５〜１３．８度となっている。この場合、第２のストランド材２の巻き付け作業が容易となる。また、適度な伸度を有し、且つ第２のストランド材２の巻き緩みがない環状金属コードＣ１を得ることができる。
【００６７】
また、第２のストランド材２は環状コア部３の外周面に沿って６周巻き付けられている。これにより、外層部４が環状コア部３を密に覆うこととなるため、環状金属コードＣ１を幾何学的に安定したものとすることができる。その結果、破断強度及び耐疲労性に優れ、径方向での変形が生じにくい環状金属コードＣ１を確実に得ることができる。
【００６８】
また、環状コア部３及び外層部４には低温焼鈍処理が施されている。この場合、第１の金属素線５及び第２の金属素線６の内部歪みを除去することができる。
【００６９】
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について説明する。図１０は本実施形態に係る無端金属ベルトの使用状態を示す図である。図１１は本実施形態に係る無端金属ベルトを示す一部斜視図である。図１２は、本実施形態に係る無端金属ベルトが備えるエレメントの側面図である。
【００７０】
無端金属ベルトＢ１は、例えば図１０に示されるような、自動車やその他の産業機械で使用されている無段変速機１０用に用いられる。無端金属ベルトＢ１は、溝幅可変のＶ形の駆動側プーリ１２と被駆動側プーリ１４との間の動力伝達を担っている。無端金属ベルトＢ１を駆動側プーリ１２及び被駆動側プーリ１４に掛け渡すことにより、駆動側プーリ１２の回転力が無端金属ベルトＢ１を介して被駆動側プーリ１４に伝達される。
【００７１】
無端金属ベルトＢ１は、図１１に示されるように、上述した環状金属コードＣ１と、この環状金属コードＣ１が両側からそれぞれ４本ずつ挟み込まれる多数のエレメントＥ１とを備えている。
【００７２】
エレメントＥ１は、金属板材から打ち抜いて成形したものである。エレメントＥ１は、図１２に示されるように、概略台形状のエレメント本体部２０と、環状金属コードＣ１が嵌合する左右一対の収容部２２，２２間に位置するネック部２４と、ネック部２４を介してエレメント本体部２０の上部に接続される略三角形状を呈したイヤー部２６とを備えている。エレメント本体部２０の左右方向外端部には、駆動側プーリ１２および被駆動側プーリ１４に当接可能な一対のプーリ当接面２８，２８が形成されている。また、前後に隣接するエレメントＥ１を結合すべく、イヤー部２６の前面および後面に、相互に緩く嵌合可能な円形断面の凸部３８及び凹部（図示せず）がそれぞれ形成されている。
【００７３】
収容部２２，２２の上縁および下縁にはそれぞれサドル面３２，３２及びイヤー部下面３６，３６が形成されている。サドル面３２，３２には、４つの円弧形状の収容凹部３４がそれぞれ設けられている。４つの収容凹部３４には、４本の環状金属コードＣ１の下面が当接する。各環状金属コードＣ１の上面はイヤー部下面３６，３６との間に僅かな隙間を有している。
【００７４】
環状金属コードＣ１は、先に述べたように破断強度が非常に大きい。また、環状金属コードＣ１は、断面が略円形状であるため、断面が矩形状のものと比べて捩れに強い。したがって、環状金属コードＣ１を上述の構成を有するエレメントＥ１に挟み込んだ無端金属ベルトＢ１は、耐屈曲性及び耐久性に非常に優れたものとなる。
【００７５】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。
【００７６】
例えば、本実施形態の環状金属コードＣ１では、第２のストランド材２を環状コア部３の外周面に沿って６周巻き付けるとした。これを、第１のストランド材１と第２のストランド材２との直径が異なる場合には、７周或いは８周巻き付けるとしてもよい。
【００７７】
また、本実施形態の環状金属コードＣ１では、図４（ａ）に示されるように、環状コア部３の外周面を１層の第２のストランド材２が覆っている。これを、環状コア部３の外周面を複数層の第２のストランド材２が覆うようにしてもよい。例えば、環状コア部３の外周面を２層の第２のストランド材２で覆う場合には、第２のストランド材２を環状コア部３の外周面に６周巻き付けて１層目を形成した後、かかる１層目の外周面に第２のストランド材２を１２周巻き付けて２層目を形成することとなる。
【００７８】
また、本実施形態の環状金属コードＣ１では、第１のストランド材１及び第２のストランド材２をＳ撚りとし、環状コア部３に対する第２のストランド材２の巻き付けをＺ撚りで行なうとしたが、第１のストランド材１及び第２のストランド材２をＺ撚りとし、環状コア部３に対する第２のストランド材２の巻き付けをＳ撚りで行なうとしてもよい。
【００７９】
また、本実施形態の環状金属コードＣ１は、図４（ａ）に示されるように、断面が略円形状となっているが、断面を扁平形状としてもよい。この場合、略円形状の環状金属コードＣ１にプレス等を施して、変形させることとなる。このように環状金属コードＣ１を扁平形状とすることによって、かかる環状金属コードＣ１を備える無端金属ベルトＢ１と、エレメントＥ１との接触面積を大きくすることができる。その結果、駆動側プーリ１２と被駆動側プーリ１４との間の動力伝達をより効率よく行なうことができる。なお、扁平率は６６％以上であることが好ましい。
【００８０】
また、本実施形態の無端金属ベルトＢ１において、エレメントＥ１の両側に環状金属コードＣ１がそれぞれ４本ずつ挟み込まれるとしたが、挟み込まれる環状金属コードＣ１の本数はこれに限られない。求められる耐屈曲性及び耐久性に応じて、環状金属コードＣ１の本数を調整することが可能である。
【００８１】
また、本実施形態は、環状金属コードを、無段変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、無段変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等に適用可能である。
【００８２】
また、第１の金属素線５及び第２の金属素線６の材料は、上記のものに限られない。
【００８３】
また、本実施形態の無端金属ベルトＢ１において、使用されるエレメントの形態は図１１及び図１２に示したものに限られない。
例えば、図１３〜図１７に示すように、様々な形態のエレメントが使用可能である。次に示すエレメントＥ２〜Ｅ６も、エレメントＥ１と同様、金属板材から打ち抜いて成形したものである。
【００８４】
図１３に示すエレメントＥ２は、概略台形状のエレメント本体部２０ａと、環状金属コードＣ１が嵌合する左右一対の収容部２２ａ，２２ａ間に位置するネック部２４ａと、ネック部２４ａを介してエレメント本体部２０ａの上部に接続される略三角形状を呈したイヤー部２６ａとを備えている。ネック部２４ａは、エレメントＥ１のネック部２４と比較して角部の湾曲凹部がないため、強度が向上している。すなわち、エレメントＥ２を使用する無端金属ベルトＢ１の使用寿命が向上する。
【００８５】
エレメント本体部２０ａの左右方向外端部には、駆動側プーリ１２および被駆動側プーリ１４に当接可能な一対のプーリ当接面２８ａ，２８ａが形成されている。また、前後に隣接するエレメントＥ２を結合すべく、イヤー部２６ａの前面および後面に、相互に緩く嵌合可能な円形断面の凸部３８ａ及び凹部（図示せず）がそれぞれ形成されている。収容部２２ａ，２２ａの上縁及び下縁にはそれぞれイヤー部下面３６ａ，３６ａ及びサドル面３２ａ，３２ａが形成されている。サドル面３２ａ，３２ａには、３本の環状金属コードＣ１を収容する収容凹部（収容溝）３４ａがそれぞれ設けられている。各収容凹部３４ａには、３本の環状金属コードＣ１の下面が当接して環状金属コードＣ１の一部を収容し、環状金属コードＣ１の飛び出しを抑制している。各環状金属コードＣ１の上面はイヤー部下面３６ａ，３６ａとの間に僅かな隙間を有している。
【００８６】
図１４に示すエレメントＥ３は、概略台形状のエレメント本体部２０ｂと、環状金属コードＣ１が嵌合する左右一対の収容部２２ｂ，２２ｂ間に位置するネック部２４ｂと、ネック部２４ｂを介してエレメント本体部２０ｂの上部に接続される略三角形状を呈したイヤー部２６ｂとを備えている。ネック部２４ｂは、エレメントＥ１のネック部２４と比較して角部の湾曲凹部がないため、強度が向上している。すなわち、エレメントＥ３を使用する無端金属ベルトＢ１の使用寿命が向上する。
【００８７】
エレメント本体部２０ｂの左右方向外端部には、駆動側プーリ１２および被駆動側プーリ１４に当接可能な一対のプーリ当接面２８ｂ，２８ｂが形成されている。また、前後に隣接するエレメントＥ３を結合すべく、イヤー部２６ｂの前面および後面に、相互に緩く嵌合可能な円形断面の凸部３８ｂ及び凹部（図示せず）がそれぞれ形成されている。収容部２２ｂ，２２ｂの上縁及び下縁にはそれぞれイヤー部下面３６ｂ，３６ｂ及びサドル面３２ｂ，３２ｂが形成されている。サドル面３２ｂ，３２ｂは、それぞれ３本の環状金属コードＣ１を収容する湾曲凹部（収容溝）として形成されている。各サドル面３２ｂには、３本の環状金属コードＣ１の下面が当接して環状金属コードＣ１の一部を収容し、環状金属コードＣ１の飛び出しを抑制している。各環状金属コードＣ１の上面はイヤー部下面３６ｂ，３６ｂとの間に僅かな隙間を有している。
【００８８】
図１５に示すエレメントＥ４は、概略台形状のエレメント第１本体部２０ｃと、環状金属コードＣ１が嵌合する左右一対の収容部２２ｃ，２２ｃ間に位置するネック部２４ｃと、ネック部２４ｃを介してエレメント第１本体部２０ｃの上部に接続される概略台形状のエレメント第２本体部２６ｃとを備えている。ネック部２４ｃは、エレメントＥ１のネック部２４と比較して角部の湾曲凹部がないため、強度が向上している。すなわち、エレメントＥ４を使用する無端金属ベルトＢ１の使用寿命が向上する。
【００８９】
エレメント第１本体部２０ｃ及びエレメント第２本体部２６ｃの左右方向外端部には、それぞれ駆動側プーリ１２および被駆動側プーリ１４に当接可能な一対のプーリ当接面２８ｃ，２８ｃが形成されている。また、前後に隣接するエレメントＥ４を結合すべく、エレメント第２本体部２６ｃの前面および後面に、相互に緩く嵌合可能な円形断面の凸部３８ｃ及び凹部（図示せず）がそれぞれ形成されている。収容部２２ｃ，２２ｃの上縁及び下縁にはそれぞれ収容部上面３６ｃ，３６ｃ及びサドル面３２ｃ，３２ｃが形成されている。サドル面３２ｃ，３２ｃは、それぞれ３本の環状金属コードＣ１を収容する湾曲凹部（収容溝）として形成されている。各サドル面３２ｃには、３本の環状金属コードＣ１の下面が当接して環状金属コードＣ１の一部を収容し、環状金属コードＣ１の飛び出しを抑制している。各環状金属コードＣ１の上面は収容部上面３６ｃ，３６ｃとの間に僅かな隙間を有している。
【００９０】
このエレメントＥ４は、収容部２２ｃに収容した環状金属コードＣ１の上下（外周側及び内周側）においてプーリ当接面２８ｃが設けられているため、プーリに対する接触面積を確保しやすくなっている。そのため、エレメントＥ４を使用する無端金属ベルトＢ１のトルク伝達量の向上が図れる。また、エレメントＥ４の高さ（図１５の上下方向長さ）を小さくして、エレメントＥ４の軽量化、延いてはエレメントＥ４を使用する無端金属ベルトＢ１の軽量化を図ることができると共に、無端金属ベルトＢ１のレシオカバレージ（駆動側プーリ１２と被駆動側プーリ１４の径の大小の比率）を拡大することができる。
【００９１】
図１６に示すエレメントＥ５は、概略台形状のエレメント本体部２０ｄと、エレメント本体部２０ｄの中央に形成された環状金属コードＣ１が嵌合する収容部２２ｄと、収容部２２ｄと連通しエレメント本体部２０ｄの中央上部に開口した開口部２４ｄとを備えている。すなわち、エレメント本体部２０ｄは収容部２２ｄ内に嵌合した環状金属コードＣ１を囲む形状となっている。収容部２２ｄの下縁には湾曲凹部（収容溝）３２ｄが形成されており、湾曲凹部３２ｄには５本の環状金属コードＣ１の下面が当接して環状金属コードＣ１の一部を収容している。また、収容部２２ｄ内の環状金属コードＣ１は、上方の開口部２４ｄを除きエレメント本体部２０ｄにより囲まれているため、環状金属コードＣ１の飛び出しは防止されている。また、各環状金属コードＣ１の上面は収容部上面３６ｄとの間に僅かな隙間を有している。
【００９２】
エレメント本体部２０ｄの左右方向外端部には、それぞれ駆動側プーリ１２および被駆動側プーリ１４に当接可能な一対のプーリ当接面２８ｄ，２８ｄが形成されている。また、前後に隣接するエレメントＥ５を結合すべく、エレメント本体部２０ｄの中央下部における前面および後面に、相互に緩く嵌合可能な円形断面の凸部３８ｄ及び凹部（図示せず）がそれぞれ形成されている。
【００９３】
このエレメントＥ５は、収容部２２ｄに収容した環状金属コードＣ１の上下（外周側及び内周側）にわたってプーリ当接面２８ｄが設けられているため、プーリに対する接触面積を確保しやすくなっている。そのため、エレメントＥ５を使用する無端金属ベルトＢ１のトルク伝達量の向上が図れる。また、エレメントＥ５の高さ（図１６の上下方向長さ）を小さくして、エレメントＥ５の軽量化、延いてはエレメントＥ５を使用する無端金属ベルトＢ１の軽量化を図ることができると共に、無端金属ベルトＢ１のレシオカバレージ（駆動側プーリ１２と被駆動側プーリ１４の径の大小の比率）を拡大することができる。
【００９４】
図１７に示すエレメントＥ６は、概略台形状のエレメント本体部２０ｅと、エレメント本体部２０ｅの中央に形成された環状金属コードＣ１が嵌合する収容部２２ｅと、収容部２２ｅと連通しエレメント本体部２０ｅの右側に開口した開口部２４ｅとを備えている。すなわち、エレメント本体部２０ｅは収容部２２ｅ内に嵌合した環状金属コードＣ１を囲む形状となっている。収容部２２ｅの下縁には湾曲凹部（収容溝）３２ｅが形成されており、湾曲凹部３２ｅには５本の環状金属コードＣ１の下面が当接して環状金属コードＣ１の一部を収容している。また、収容部２２ｅ内の環状金属コードＣ１は、右方の開口部２４ｅを除きエレメント本体部２０ｅにより囲まれているため、環状金属コードＣ１の飛び出しは防止されている。また、各環状金属コードＣ１の上面は収容部上面３６ｅとの間に僅かな隙間を有している。
【００９５】
エレメント本体部２０ｅの左右方向外端部には、開口部２４ｅを除き、それぞれ駆動側プーリ１２および被駆動側プーリ１４に当接可能な一対のプーリ当接面２８ｅ，２８ｅが形成されている。また、前後に隣接するエレメントＥ６を結合すべく、エレメント本体部２０ｅの中央上部における前面および後面に、相互に緩く嵌合可能な円形断面の凸部３８ｅ及び凹部（図示せず）がそれぞれ形成されている。
【００９６】
このエレメントＥ６は、収容部２２ｅに収容した環状金属コードＣ１の上下（外周側及び内周側）にわたってプーリ当接面２８ｅが設けられているため、プーリに対する接触面積を確保しやすくなっている。そのため、エレメントＥ６を使用する無端金属ベルトＢ１のトルク伝達量の向上が図れる。また、エレメントＥ６の高さ（図１７の上下方向長さ）を小さくして、エレメントＥ６の軽量化、延いてはエレメントＥ６を使用する無端金属ベルトＢ１の軽量化を図ることができると共に、無端金属ベルトＢ１のレシオカバレージ（駆動側プーリ１２と被駆動側プーリ１４の径の大小の比率）を拡大することができる。
【００９７】
また、このエレメントＥ６は、開口部２４ｅが図１７に示したものとは反対側の左方に設けられているものと組み合わせて使用されることが好ましい。例えば、１枚または複数枚毎に開口部２４ｅの向きの異なるエレメントＥ６を組み合わせると、プーリに対する左右のバランスを均一化することができ、プーリ噛み込み時の接触力の変化を小さくして、ノイズを低減することができる。また、摩耗も抑えることができる。
【００９８】
また、各エレメントＥ１〜Ｅ６におけるピッチは、図１２〜図１７に符号ＣＬにて示す鎖線部であり、エレメントＥ４〜Ｅ６では、環状金属コードＣ１の回転走行面と略一致した位置となっている。したがって、エレメントＥ４〜Ｅ６においては、プーリへの噛み込み時などに環状金属コードＣ１の走行に対してエレメントＥ４〜Ｅ６がスリップすることなく、伝達効率を良好にできる。
【００９９】
なお、各エレメントＥ１〜Ｅ６において使用する環状金属コードＣ１の本数は、上記の例に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【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】本実施形態に係る環状金属コードを示す径方向の断面斜視図である。
【図３】本実施形態に係る環状金属コードに含まれる環状コア部に第２のストランド材を１周巻き付けた様子を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は本実施形態に係る環状金属コードを示す径方向の断面図であり、（ｂ）は当該環状金属コードの側面図である。
【図５】本実施形態に係る環状金属コードの一部を示す拡大斜視図である。
【図６】（ａ）は本実施形態に係る環状金属コードに含まれる接続部材の側面図であり、（ｂ）は当該接続部材の断面図である。
【図７】本実施形態に係る環状金属コードを製造するための製造装置の一例を示す正面図である。
【図８】本実施形態に係る環状金属コードを製造する際のリールの移動状態を上面から見たときの概念図である。
【図９】本実施形態に係る環状金属コードを製造する際のリールの移動状態を正面から見たときの概念図である。
【図１０】本実施形態に係る無端金属ベルトの使用状態を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る無端金属ベルトを示す一部斜視図である。
【図１２】本実施形態に係る無端金属ベルトが備えるエレメントの側面図である。
【図１３】本実施形態に係る無端金属ベルトが備えるエレメントの他の例を示す側面図である。
【図１４】本実施形態に係る無端金属ベルトが備えるエレメントの他の例を示す側面図である。
【図１５】本実施形態に係る無端金属ベルトが備えるエレメントの他の例を示す側面図である。
【図１６】本実施形態に係る無端金属ベルトが備えるエレメントの他の例を示す側面図である。
【図１７】本実施形態に係る無端金属ベルトが備えるエレメントの他の例を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１・・・第１のストランド材、２・・・第２のストランド材、３・・・環状コア部、３ａ・・・結合部分、４・・・外層部、５・・・第１の金属素線、６・・・第２の金属素線、７・・・接続部材、７ｂ・・・仕切り壁、８・・・凹部、Ｂ１・・・無端金属ベルト、Ｃ１・・・環状金属コード。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状金属コード及び無端金属ベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、無端金属ベルトの一種として、例えば特許文献１に記載されているように、圧延帯材を曲げ、両端を溶接して円筒状としたものを所定の幅に切断してなる、断面が矩形状のものが知られている。
【０００３】
また、例えば特許文献２に記載されているように、芯材に金属コードを用いた無端ベルトが知られている。芯材となる金属コードは、中心コアとなる少なくとも１本のフィラメントと、中心コアを取り巻く複数本のフィラメントとを備えている。
【特許文献１】特開２００３−２３６６１０号公報
【特許文献２】特開平４−３０７１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の無端金属ベルトは、断面が矩形状であるため捩れに弱く、破断が生じ易い。また、特許文献２に記載の金属コードを無端金属ベルトに適用する場合には、金属コードの両端部を結合して環状にする必要がある。金属コードの両端部を結合する方法としては、金属コードの両端部を突き合わせて結合する方法と、金属コードを構成するフィラメント毎に両端部をそれぞれ結合する方法とが考えられる。金属コードの両端部を突き合わせて結合する方法では、結合箇所が一箇所となるため、金属コードの完全破断が生じやすくなる。一方、フィラメント毎に両端部を結合する方法では、フィラメントの端部を解撚してから結合し、結合後にフィラメントの端部を再び撚り合わせなければならないので、結合部分と他の部分とで撚りの状態が異なり、結合部分の機械的強度が低下するおそれがある。その結果、金属コードの破断が生じやすくなる。また、フィラメント毎に両端部を結合する方法では、結合にかかる工程が煩雑となり、製造が困難となってしまう。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、破断が生じにくく、且つ製造が容易な環状金属コード及び無端金属ベルトを提供することとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の環状金属コードは、（１）第１の金属素線を複数本撚り合わせてなる第１のストランド材の両端を結合することによって形成された環状コア部と、（２）第２の金属素線を複数本撚り合わせてなる第２のストランド材を、環状コア部に対して螺旋状に且つ複数周にわたって巻き付けることによって形成され、環状コア部の外周面を覆う外層部と、を備え、（３）外層部を形成する第２のストランド材は、環状コア部の中心軸に対して所定の巻き付け角度で巻き付けられており、当該第２のストランド材の巻き付け始端部と巻き付け終端部とは結合されていることを特徴とするものである。
【０００７】
このように、金属素線を複数本撚り合わせてなる第１のストランド材に、同じく金属素線を複数本撚り合わせてなる第２のストランド材を巻き付けるので、環状金属コードを丈夫なものとすることができる。第１のストランド材の両端は環状コア部とする際に結合され、第２のストランド材の両端は巻き付けが終わった後に結合されるため、第１のストランド材及び第２のストランド材は、別々に結合されることとなる。したがって、第１のストランド材及び第２のストランド材をまとめて結合する場合と比べて、環状金属コードが完全に破断する可能性を抑制できる。第１のストランド材の両端を結合して環状コア部とするため、この環状コア部をベースとして第２のストランド材を巻き付けることが可能となる。その結果、破断強度の大きい環状金属コードを得ることができる。
【０００８】
外層部を形成する際には、第２のストランド材を複数本巻き付けるのではなく第２のストランド材を複数周にわたって巻き付ける。よって、第２のストランド材は少なくとも１本あればよい。その結果、第２のストランド材を複数本必要とする場合に比べて結合箇所を少なくできるため、環状金属コードの破断強度をより大きくすることができると共に、製造を容易とすることができる。第２のストランド材の巻き付けは所定の巻き付け角度で行なわれるので、第２のストランド材の巻き乱れがなく、表面状態が均一な環状金属コードを得ることができる。表面状態が均一な環状金属コードには外からの力が均一に付与されることとなるため、破断強度をさらに向上させることができる。
【０００９】
好ましくは、第１のストランド材の結合部分と第２のストランド材の結合部分とは、環状コア部の周方向における位置が異なっている。結合部分の位置を互いにずらすことにより、環状コア及び外層部の同時破断が生じにくくなる。その結果、環状金属コードにおける破断強度の低下を抑制することができる。
【００１０】
好ましくは、第１のストランド材の両端は溶接によって結合されており、第２のストランド材の巻き付け始端部と巻き付け終端部とは金属からなる接続部材によって結合されている。第１のストランド材の両端を溶接によって接合するため、結合部分の増径が殆ど無い環状コア部を得ることができる。このような環状コア部には、第２のストランド材を容易に巻き付けることができる。また、第２のストランド材の結合には接続部材を用いるため、結合作業を容易に行なうことができる。
【００１１】
好ましくは、接続部材は略円柱形状を呈しており、当該接続部材には、第２のストランド材の巻き付け始端部及び巻き付け終端部が挿入される断面多角形状の穴部が設けられている。穴部の角に相当する部分では、接続部材７の内壁と第２のストランド材２との間に間隙が形成されることになる。この間隙は、例えば、穴部に第２のストランド材を挿入したのち接続部材をかしめた際に、肉盗み（肉逃げ）として機能することとなる。よって、接続部材の外面の変形を抑制できるため、表面状態が均一な環状金属コードをより確実に得ることができる。
【００１２】
好ましくは、穴部は接続部材の両端に設けられた凹部であって、接続部材の一端側の凹部と接続部材の他端側の凹部との間には仕切り壁が設けられている。凹部と凹部との間、すなわち接続部材の中央部分に仕切り壁を設けることで、接続部材を折れ曲がりや割れが生じにくいものとすることができる。
【００１３】
好ましくは、第１の金属素線の材質は、Ｃ：０．０８〜０．２７質量％、Ｓｉ：０．３０〜２．００質量％、Ｍｎ：０．５０〜２．００質量％、Ｃｒ：０．２０〜２．００質量％を含み、且つ、Ｍｏ：０．０１〜１．００質量％、Ｎｉ：０．１０〜２．００質量％、Ｃｏ：０．１０〜２．００質量％、及びＷ：０．０１〜１．００質量％のうち少なくともいずれか１種類を含有するとともに、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、及びＶをそれぞれ０．００１〜０．１０質量％の範囲で少なくともいずれか１種類含有し、残部がＦｅ及び不可避的に混入してくる不純物からなる合金鋼である。これにより、第１のストランド材を、溶接性が良好で且つ耐熱性に優れたものとすることができる。
【００１４】
好ましくは、前記第１の金属素線の直径は、０．０６〜０．４０ｍｍである。これにより、第１のストランド材に適度な剛性をもたせることができると共に、耐疲労性を向上させることができる。また、環状コア部を形成する第１のストランド材は、当該環状金属コードの断面中心に位置するため、環状金属コードを曲げた状態で第２のストランド材と比較して応力が小さくなる。そのため、第１の金属素線の直径を０．０６〜０．４０ｍｍの範囲内で第２の金属素線より太径として剛性を高めることができる。
【００１５】
好ましくは、前記第２の金属素線の直径は、０．０６〜０．３０ｍｍである。これにより、第２のストランド材に適度な剛性をもたせることができると共に、耐疲労性を向上させることができる。なお、より好ましくは、前記第２の金属素線の直径は、０．０６〜０．２２ｍｍである。
【００１６】
好ましくは、第１のストランド材と第２のストランド材とが同一の直径を有する、または前記第１のストランド材の直径が前記第２のストランド材の直径より大きい。これにより、環状コア部の外周面に沿って、第２のストランド材を実質的に隙間無く巻き付けることが可能となる。特に、当該環状金属コードを省スペース化に有利な横断面細密充填撚り構造とする場合、環状コア部を１本とし、その周りに１層目の外層部では第２のストランド材を６本配置する構成、２層目の外層部では第２のストランド材を１２本配置する構成を基本とするが、第１のストランド材と第２のストランド材とが同一の直径である場合、線径公差によっては、１層目の外層部で第２のストランド材を６周させると、断面上、６本分の配列が困難となり第２のストランド材同士が干渉しあったり、環状コア部との接触が不均一となったりする。そこで、第１のストランド材の直径が第２のストランド材の直径より大きいと、このような不具合を回避することができる。
【００１７】
好ましくは、第１のストランド材における第１の金属素線の撚り方向と、第２のストランド材における第２の金属素線の撚り方向とは同一であり、且つ、第１のストランド材における第１の金属素線及び第２のストランド材における第２の金属素線の撚り方向と、第２のストランド材の巻き付け方向とは逆である。これにより、第２のストランド材の巻き付け後において、表面外観に凹凸の少ない環状金属コードを得ることができる。また、環状金属コードを捩れにくいものとすることができる。
【００１８】
好ましくは、環状コア部の中心軸に対する第２のストランド材の巻き付け角度が４．５〜１３．８度である。これにより、第２のストランド材の巻き付け作業が容易となる。また、適度な伸度を有し、且つ第２の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】
好ましくは、第２のストランド材が、環状コア部の外周面に沿って６〜８周巻き付けられている。これにより、外層部が環状コア部を密に覆うこととなるため、環状金属コードを幾何学的に安定したものとすることができる。その結果、破断強度に優れ、径方向における変形が生じにくい環状金属コードを確実に得ることができる。
【００２０】
好ましくは、環状コア部及び外層部には低温焼鈍処理が施されている。これにより、第１の金属素線及び第２の金属素線の内部歪みを除去することができる。
【００２１】
また、本発明の無端金属ベルトは、上述の環状金属コードを備えることを特徴とするものである。上述の環状金属コードを用いることによって、破断強度及び耐疲労性に優れ、且つ製造が容易な無端金属ベルトを得ることができる。
【００２２】
好ましくは、前記環状金属コードの環状方向に複数組み付けられるエレメントが、前記環状金属コードに当接するとともに少なくとも一部を収容する収容溝を備えている。これにより、エレメントに対する環状金属コードの位置ずれを抑えて、環状金属コードがエレメントから外れてしまうことを防止することができる。
【００２３】
好ましくは、前記環状金属コードの環状方向に複数組み付けられるエレメントが、前記環状金属コードの外周側及び内周側でプーリに当接可能なプーリ当接面を備えている。これにより、プーリに対するエレメントの接触面積を大きく確保することができ、トルク伝達量の向上を図ることができる。
【００２４】
好ましくは、前記環状金属コードの環状方向に複数組み付けられるエレメントのピッチ位置と、前記環状金属コードの回転走行面が略一致した位置である。これにより、プーリへの噛み込み時などに環状金属コードの走行に対してエレメントがスリップすることなく、伝達効率を良好にできる。なお、ピッチ位置とは、無端金属ベルトの巻き掛け時に、前後のエレメントが接する位置である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、破断強度及び耐疲労性に優れ、且つ製造が容易な環状金属コード及び無端金属ベルト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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。
【００２７】
本実施形態に係る環状金属コードについて図面を参照しつつ説明する。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は本実施形態に係る環状金属コードを示す径方向の断面斜視図である。図３は、本実施形態に係る環状金属コードが備える環状コア部に第２のストランド材を１周巻き付けた様子を示す斜視図である。図４（ａ）は、本実施形態に係る環状金属コードを示す径方向の断面図であり、図４（ｂ）は、本実施形態に係る環状金属コードの側面図である。図５は、本実施形態に係る環状金属コードの一部を示す拡大斜視図であり、図６（ａ）は、本実施形態に係る環状金属コードに含まれる接続部材の側面図であり、図６（ｂ）は、本実施形態に係る環状金属コードに含まれる接続部材の断面図である。
【００２８】
図１及び図２に示されるように、環状金属コードＣ１は、環状コア部３と環状コア部３の外周面を覆う外層部４とを備えるものである。
【００２９】
環状コア部３は、第１のストランド材１の両端を結合することによって形成される。そのため、環状コア部３は、図３に示されるように結合部分３ａを有している。本実施形態では、第１のストランド材１の両端は溶接によって結合されている。溶接で結合した場合には、他の方法で結合した場合と比較して結合部分の増径が生じにくい。そのため、結合部分においても第２のストランド材２の巻き付けがスムーズな環状コア部３を得ることができる。
【００３０】
第１のストランド材１は、図４（ａ）に示されるように、第１の金属素線５を複数本撚り合わせたものである。本実施形態においては、第１のストランド材１は、図２に示されるように、１本の第１の金属素線５を中心とし、この第１の金属素線５の外周面に６本の第１の金属素線５をＳ撚りに巻き付けたものである。このように、第１のストランド材１は幾何学的に安定した７本撚りであるため、丈夫で破断が生じにくいものとなっている。
【００３１】
第１の金属素線５は合金鋼であり、材質として、Ｃ：０．０８〜０．２７質量％、Ｓｉ：０．３０〜２．００質量％、Ｍｎ：０．５０〜２．００質量％、Ｃｒ：０．２０〜２．００質量％を含んでいる。また、Ｍｏ：０．０１〜１．００質量％、Ｎｉ：０．１０〜２．００質量％、Ｃｏ：０．１０〜２．００質量％、及びＷ：０．０１〜１．００質量％のうち少なくともいずれか１種類を含有している。更に、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、及びＶをそれぞれ０．００１〜０．１０質量％の範囲で少なくともいずれか１種類含有し、残部がＦｅ及び不可避的に混入してくる不純物からなっている。このような材料からなる第１の金属素線５を第１のストランド材１に用いているため、第１のストランド材１は溶接性が良好で且つ耐熱性に優れたものとなっている。
【００３２】
第１の金属素線５は、０．０６〜０．４０ｍｍといった直径を有している。仮に、第１の金属素線５の直径が０．０６ｍｍよりも大きいので、第１のストランド材１の剛性が十分となり、環状コア部３を変形しにくいものとすることができる。第１の金属素線５の直径が０．４０ｍｍよりも小さいので、第１のストランド材１の剛性が過度に大きくならず、環状金属コードＣ１を繰り返し応力による疲労破断が生じにくいものとすることができる。
また、環状コア部３を形成する第１のストランド材１は、環状金属コードＣ１の断面中心に位置するため、環状金属コードＣ１を曲げた状態で第２のストランド材２と比較して応力が小さくなる。そのため、第１の金属素線５の直径を０．０６〜０．４０ｍｍの範囲内で第２の金属素線６より太径として剛性を高めることもできる。
【００３３】
外層部４は、環状コア部３を軸芯として第２のストランド材２を巻き付けることにより形成される。第２のストランド材２は、図４（ａ）に示されるように、第２の金属素線６を複数本撚り合わせたものである。
【００３４】
第２の金属素線６は、材料として０．７０質量％以上のＣを含む高炭素鋼を用いる。０．７０質量％以上のＣを含む材料を選定することで、第２の金属素線６をより破断強度に優れた鋼線とすることができる。なお、第２の金属素線６は、第１の金属素線５と同質の材料からなっていてもよいが、溶接接合をしない第２の金属素線６には、０．７０質量％以上のＣを含む材料を用いることがより好ましい。
【００３５】
第２の金属素線６の直径は、第１の金属素線５の直径と同一もしく第１の金属素線５の直径より小径であって、０．０６〜０．３０ｍｍとなっている。より好ましくは、第２の金属素線６の直径は０．０６〜０．２２ｍｍである。このような直径の第２の金属素線６で第２のストランド材２を形成すると、第１のストランド材１と同様、適度な剛性を有する第２のストランド材２を得ることができる。そのため、環状コア部３に対する第２のストランド材２の巻き付けが容易となり、且つ第２のストランド材２の巻き緩みが生じにくくなる。
【００３６】
本実施形態において、第２のストランド材２は、図２に示されるように、第２の金属素線６の外周面に６本の第２の金属素線６をＳ撚りに巻き付けたものである。つまり、第２のストランド材２は幾何学的に安定した７本撚りであるため、丈夫で破断が生じにくいものとなっている。第２のストランド材２と第１のストランド材１とでは、用いる素線の直径、本数、及び撚り方が同一である。もしくは、第２のストランド材２より第１のストランド材１の方が用いる素線の直径が大きい。したがって、第２のストランド材２は第１のストランド材１と同一の直径を有するか、または第１のストランド材１の直径が第２のストランド材２の直径より大きい。
【００３７】
第２のストランド材２は、環状コア部３に対して複数周にわたって巻き付けられると共に、図２及び図３に示されるように、螺旋状に巻き付けられる。第２のストランド材２は、捩れが無いように巻き付けられる。捩れ無く巻き付けることによって、第２のストランド材２の巻き緩みを抑制することができる。
【００３８】
本実施形態において、第２のストランド材２は環状コア部３の外周面に沿って６周巻き付けられている。第２のストランド材２は第１のストランド材１と同一の直径を有しているので、環状コア部３の外周面には、第２のストランド材２が実質的に隙間無く巻き付けられる。よって、外層部４が環状コア部３を密に覆うこととなる。環状金属コードＣ１の断面は、図４（ａ）に示されるように、環状コア部３である第１のストランド材１の周りに６つの第２のストランド材２が配列された形状となる。この断面形状は、第１のストランド材１あるいは第２のストランド材２を７本撚りした場合の断面形状と同一である。このように、環状金属コードＣ１は幾何学的に安定した構造を有しているため、破断強度及び耐疲労性に優れ、且つ径方向における変形が生じにくいものとなっている。
【００３９】
環状金属コードＣ１は、図４（ａ）に示されるように、省スペース化に有利な横断面細密充填撚り構造であり、１本の環状コア部３の周りに１層目の外層部では第２のストランド材を６本配置した構成、２層目の外層部では第２のストランド材を１２本配置した構成となるが、第１のストランド材１と第２のストランド材２とが同一の直径である場合、線径公差によっては、１層目の外層部で第２のストランド材２を６周させると、断面上、６本分の配列が困難となり第２のストランド材２同士が干渉しあったり、環状コア部３との接触が不均一となったりする。そこで、第１のストランド材１の直径が第２のストランド材２の直径より大きいと、このような不具合を回避することができる。
【００４０】
第２のストランド材２は、図３に示されるように、環状コア部３の外周面にＺ撚りに巻き付けられる。第１のストランド材１及び第２のストランド材２自体はＳ撚りで形成されているため、環状金属コードＣ１はＳ撚りとＺ撚りとが混在したものとなる。よって、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。
【００４１】
また、第２のストランド材２は、環状コア部３の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、第２のストランド材２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４（ｂ）に示されるように、Ｘ方向、すなわち環状コア部３の中心軸が延びる方向、に対する第２のストランド材２の巻き付け角度θは、４．５〜１３．８度となっている。巻き付け角度θを４．５度より大きくすることで、第２のストランド材２の巻き緩みが生じにくくなる。巻き付け角度θを１３．８度より小さくすることで、第２のストランド材２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、第２のストランド材２の巻き付け角度θを４．５〜１３．８度とすることで、適度な伸度を有し、且つ曲げやすい環状金属コードＣ１を得ることができる。このような環状金属コードＣ１を、例えば後述する無段変速機の無端金属ベルトに用いた場合、駆動側プーリと被駆動側プーリとの間の動力伝達を精度よく行なうことができる。
【００４２】
図５に示されるように、第２のストランド材２の巻き付け始端部２ａと巻き付け終端部２ｂとは接続部材７によって結合されている。接続部材７を用いることにより、第２のストランド材の巻き付け始端部２ａ及び巻き付け終端部２ｂの結合が容易となる。環状コア部３の周方向において、第２のストランド材２の結合部分の位置は、環状コア部３の結合部分の位置と異なっている。結合部分の位置を互いにずらすことにより、環状コア部３及び外層部４の同時破断を抑制できる。
【００４３】
接続部材７は例えば真鍮といった金属からなっている。接続部材７は略円柱形状を呈している。接続部材７の寸法は、例えば直径Ｗ１が約１．１ｍｍ、長さＬ１が約８ｍｍとなっている。接続部材７の両端には、図６（ａ）及び図６（ｂ）にも示されるように、断面多角形状の凹部８（穴部）がそれぞれ設けられている。一方の凹部８には第２のストランド材２の巻き付け始端部２ａが挿入されており、他方の凹部８には第２のストランド材２の巻き付け終端部２ｂが挿入されている。凹部８は、より具体的には略正六角形状を呈している。凹部８の寸法は、例えば深さＬ２が約１．５ｍｍ、幅Ｗ２が約０．７ｍｍとなっている。
【００４４】
接続部材７において、各凹部８の外壁に相当する部分はかしめ治具等によってかしめられている。この部分をかしめることによって、第２のストランド材２の巻き付け始端部２ａと巻き付け終端部２ｂとを、接続部材７を介して結合することができる。凹部８の断面は略正六角形状となっているため、角に相当する部分７ａでは、接続部材７の内壁と第２のストランド材２との間に間隙が形成されることになる。この間隙が、かしめた際に肉盗みとして機能するため、接続部材７の外面の変形を抑制することが可能となる。
【００４５】
接続部材７の軸方向における略中央部分、すなわち凹部８と凹部８との間には、仕切り壁７ｂが設けられている。
【００４６】
ここで、例えば、内部に貫通孔を有する円筒形状の接続部材を考える。このような形状の接続部材を用いる場合には、貫通孔の両端から第２のストランド材２の巻き付け始端部２ａと巻き付け終端部２ｂとを挿通し、貫通孔内でこれらを突き合わせて結合することとなる。このため、円筒形状の接続部材に折れ曲がりや割れが生じ易くなる可能性がある。接続部材に折れ曲がりや割れが生じると、貫通孔内の第２のストランド材２が破断するおそれがある。本実施形態のように、接続部材７の略中央部分に仕切り壁７ｂを設けた場合には、接続部材７に折れ曲がりや割れが生じにくくなり、接続部材７の機械的強度を上げることができる。
【００４７】
このように、外層部４は、第２のストランド材２を環状コア部３に巻き付けた後に、接続部材７で第２のストランド材２の巻き付け始端部２ａと巻き付け終端部２ｂとを結合することによって形成されている。
【００４８】
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７は、環状金属コードＣ１を製造するための製造装置の一例を示す正面図である。図８は、環状金属コードＣ１を製造する際のリールの移動状態を上面から見たときの概念図である。図９は、環状金属コードＣ１を製造する際のリールの移動状態を正面から見たときの概念図である。
【００４９】
図７に示されるように、製造装置Ｍ１は、ドライビングユニット４０と、サプライ部５０と、スライドユニット６０とを備えている。
【００５０】
ドライビングユニット４０は、ピンチローラ４１ａ，４１ｂを有している。ピンチローラ４１ａ，４１ｂは、環状コア部３を周方向に回転させるための駆動モータ(図示せず)と連結されている。ピンチローラ４１ａ，４１ｂの上部には、環状コア部３を案内するためのクランプユニット４４が設けられている。クランプユニット４４は、図８に示されるように、ローラ４４ａ，４４ｂからなっている。ローラ４４ａ，４４ｂは、環状コア部３を垂直にして横揺れを抑え、且つ、環状コア部３を周方向に回転させる。
【００５１】
スライドユニット６０は、移動台６１と、スタンド６２と、レール６６とを有している。移動台６１は、駆動モータ(図示せず)によりレール６６に沿って往復動する。移動台６１にはスタンド６２が設けられており、当該スタンド６２にはサプライ部５０が設置されている。サプライ部５０は、第２のストランド材２を巻き取ったリール５１を有している。サプライ部５０は、第２のストランド材２を環状コア部３の配設方向に供給する。
【００５２】
このような構成を有する製造装置Ｍ１を用いた場合、環状金属コードＣ１は以下の工程を経て製造される。
【００５３】
まず、第２のストランド材２の巻き付け始端を、粘着テープ等を用いて環状コア部３に仮止めする。仮止め後、環状コア部３を周方向に回転させて、第２のストランド材２の環状コア部３への巻き付けを開始する。
【００５４】
第２のストランド材２を巻いたリール５１は、図９に示されるように、環状コア部３の内側と外側との間を往復動する。往復動はレール６６に沿って行われる。より具体的には、図８（ａ）に示されるように環状コア部３の外側に位置したリール５１は、環状コア部３に近づく方向に移動する。リール５１は、図８（ｂ）に示されるように環状コア部３の内側に到達すると、図８（ｃ）に示されるように環状コア部３の輪をくぐる。環状コア部３の輪をくぐったリール５１は、環状コア部３から離れる方向に移動し、図８（ｄ）に示されるように環状コア部３の外側に再び到達する。到達後、リール５１は図８の（ａ）に示される位置に戻る。図８（ａ）〜（ｄ）を繰り返すことにより、第２のストランド材２は環状コア部３の外周面に螺旋状に巻き付けられることとなる。
【００５５】
第２のストランド材２の巻き付け終了後、図５に示されるように、第２のストランド材２の巻き付け始端部２ａと巻き付け終端部２ｂとを接続部材７の凹部８にそれぞれ挿入し、挿入部分をかしめ治具等で外からかしめる。これにより、第２のストランド材２からなる外層部４を得ることができる。
【００５６】
接続部材７をかしめた後、上述の環状コア部３及び外層部４に低温焼鈍処理を施す。より具体的には、真空中又は減圧雰囲気中にアルゴンを導入した圧力室内で、環状コア部３及び外層部４に対して熱処理を施す。熱処理する際の温度は、７０〜３８０度である。これにより、第１の金属素線５及び第２の金属素線６の内部歪みを除去することができ、歪みのない環状金属コードＣ１を得ることができる。このような環状金属コードＣ１を、例えば後述する無段変速機の無端金属ベルトに用いた場合、蛇行せずに回転する無端金属ベルトを得ることができる。蛇行せずに回転する無端金属ベルトは、周囲の部品と接触して磨耗することが無いため、長期間にわたって高性能を維持することができる。
【００５７】
以上のように、本実施形態では、第１の金属素線５を７本撚り合わせてなる第１のストランド材１に、第２の金属素線６を７本撚り合わせてなる第２のストランド材２を巻き付けるので、環状金属コードＣ１を丈夫なものとすることができる。第１のストランド材１及び第２のストランド材２は別々に結合されるので、第１のストランド材１及び第２のストランド材２をまとめて結合する場合と比べて、環状金属コードＣ１が完全に破断する可能性を抑制できる。第１のストランド材１から環状コア部３を形成し、かかる環状コア部３を軸芯として第２のストランド材２を巻き付けるため、破断強度の大きい環状金属コードを得ることができる。外層部４を形成する際には、第２のストランド材２を複数本巻き付けるのではなく第２のストランド材２を６周にわたって巻き付けるので、第２のストランド材２は少なくとも１本あればよい。よって、第２のストランド材２を複数本使用する場合と比べて結合箇所が少なくなるため、環状金属コードＣ１の破断強度をより大きくすることができる共に、製造を容易とすることができる。第２のストランド材２の巻き付けは所定の巻き付け角度で行なうので、第２のストランド材２の巻き乱れがなく、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。このような環状金属コードＣ１には外からの力が均一に付与されることとなるため、破断強度をさらに向上させることができる。
【００５８】
また、第１のストランド材１の結合部分と第２のストランド材２の結合部分とは、環状コア部３の周方向における位置が異なっている。結合部分の位置を互いにずらすことにより、環状コア部３及び外層部４の同時破断が生じにくくなるので、環状金属コードＣ１の破断強度を更に向上させることができる。
【００５９】
また、第１のストランド材１の両端は溶接によって結合されており、第２のストランド材２の巻き付け始端部２ａと巻き付け終端部２ｂとは接続部材７によって結合されている。この場合、第１のストランド材１においては結合部分がより破断しにくくなり、第２のストランド材２においては結合が容易となる。
【００６０】
このとき、接続部材７は略円柱形状を呈しており、接続部材７の両端には、第２のストランド材２の巻き付け始端部２ａ及び巻き付け終端部２ｂが挿入される略正六角形状の凹部８が設けられている。接続部材７において、略正六角形の角に相当する部分７ａでは、接続部材７の内壁と第２のストランド材２との間に間隙が形成されることになる。したがって、第２のストランド材２の両端部を凹部にそれぞれ挿入した後に、接続部材７をかしめた場合、かかる間隙が肉盗みとして機能する。その結果、接続部材７の外面の変形を抑制できるため、表面状態が均一な環状金属コードＣ１をより確実に得ることができる。
【００６１】
また、接続部材７において、凹部８と凹部８との間には仕切り壁７ｂが設けられている。凹部８と凹部８との間、すなわち接続部材７の中央部分に仕切り壁７ｂを設けることで、接続部材７を折れ曲がりや割れが生じにくいものとすることができる。
【００６２】
また、第１の金属素線５及び第２の金属素線６の材質は、Ｃ：０．０８〜０．２７質量％、Ｓｉ：０．３０〜２．００質量％、Ｍｎ：０．５０〜２．００質量％、Ｃｒ：０．２０〜２．００質量％を含み、且つ、Ｍｏ：０．０１〜１．００質量％、Ｎｉ：０．１０〜２．００質量％、Ｃｏ：０．１０〜２．００質量％、及びＷ：０．０１〜１．００質量％のうち少なくともいずれか１種類を含有するとともに、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、及びＶをそれぞれ０．００１〜０．１０質量％の範囲で少なくともいずれか１種類含有し、残部がＦｅ及び不可避的に混入してくる不純物からなる合金鋼である。これにより、第１のストランド材１を溶接性が良好で且つ耐熱性に優れたものとすることができる。
【００６３】
また、第１の金属素線５の直径は、０．０６〜０．４０ｍｍであり、第２の金属素線６の直径は、０．０６〜０．３０ｍｍである。この場合、第１のストランド材１及び第２のストランド材２に適度な剛性をもたせることができ、第１のストランド材１及び第２の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。なお、より好ましい第２の金属素線６の直径は、０．０６〜０．２２ｍｍである。
また、環状コア部３を形成する第１のストランド材１は、環状金属コードＣ１の断面中心に位置するため、環状金属コードＣ１を曲げた状態で第２のストランド材２と比較して応力が小さくなる。そのため、第１の金属素線５の直径を０．０６〜０．４０ｍｍの範囲内で第２の金属素線６より太径として剛性を高めることができる。
【００６４】
また、第１のストランド材１と第２のストランド材２とは同一の直径を有している場合、環状コア部３の外周面に沿って、第２のストランド材２を実質的に隙間無く巻き付けることが可能となる。
また、第１のストランド材１の直径が第２のストランド材２の直径より大きい場合、外層部４において第２のストランド材２同士が干渉しあったり、環状コア部３との接触が不均一となったりすることを防止できる。
【００６５】
また、第１のストランド材１及び第２のストランド材２はそれぞれ第１の金属素線５及び第２の金属素線６をＳ撚りしたものであるが、環状コア部３に対する第２のストランド材２の巻き付けはＺ撚りとなっている。この場合、捩れにくく、且つ環状コア部３に対する第２のストランド材２の巻き緩みが生じにくい環状金属コードＣ１を得ることができる。
【００６６】
また、環状コア部３の中心軸に対する第２のストランド材２の巻き付け角度は４．５〜１３．８度となっている。この場合、第２のストランド材２の巻き付け作業が容易となる。また、適度な伸度を有し、且つ第２のストランド材２の巻き緩みがない環状金属コードＣ１を得ることができる。
【００６７】
また、第２のストランド材２は環状コア部３の外周面に沿って６周巻き付けられている。これにより、外層部４が環状コア部３を密に覆うこととなるため、環状金属コードＣ１を幾何学的に安定したものとすることができる。その結果、破断強度及び耐疲労性に優れ、径方向での変形が生じにくい環状金属コードＣ１を確実に得ることができる。
【００６８】
また、環状コア部３及び外層部４には低温焼鈍処理が施されている。この場合、第１の金属素線５及び第２の金属素線６の内部歪みを除去することができる。
【００６９】
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について説明する。図１０は本実施形態に係る無端金属ベルトの使用状態を示す図である。図１１は本実施形態に係る無端金属ベルトを示す一部斜視図である。図１２は、本実施形態に係る無端金属ベルトが備えるエレメントの側面図である。
【００７０】
無端金属ベルトＢ１は、例えば図１０に示されるような、自動車やその他の産業機械で使用されている無段変速機１０用に用いられる。無端金属ベルトＢ１は、溝幅可変のＶ形の駆動側プーリ１２と被駆動側プーリ１４との間の動力伝達を担っている。無端金属ベルトＢ１を駆動側プーリ１２及び被駆動側プーリ１４に掛け渡すことにより、駆動側プーリ１２の回転力が無端金属ベルトＢ１を介して被駆動側プーリ１４に伝達される。
【００７１】
無端金属ベルトＢ１は、図１１に示されるように、上述した環状金属コードＣ１と、この環状金属コードＣ１が両側からそれぞれ４本ずつ挟み込まれる多数のエレメントＥ１とを備えている。
【００７２】
エレメントＥ１は、金属板材から打ち抜いて成形したものである。エレメントＥ１は、図１２に示されるように、概略台形状のエレメント本体部２０と、環状金属コードＣ１が嵌合する左右一対の収容部２２，２２間に位置するネック部２４と、ネック部２４を介してエレメント本体部２０の上部に接続される略三角形状を呈したイヤー部２６とを備えている。エレメント本体部２０の左右方向外端部には、駆動側プーリ１２および被駆動側プーリ１４に当接可能な一対のプーリ当接面２８，２８が形成されている。また、前後に隣接するエレメントＥ１を結合すべく、イヤー部２６の前面および後面に、相互に緩く嵌合可能な円形断面の凸部３８及び凹部（図示せず）がそれぞれ形成されている。
【００７３】
収容部２２，２２の上縁および下縁にはそれぞれサドル面３２，３２及びイヤー部下面３６，３６が形成されている。サドル面３２，３２には、４つの円弧形状の収容凹部３４がそれぞれ設けられている。４つの収容凹部３４には、４本の環状金属コードＣ１の下面が当接する。各環状金属コードＣ１の上面はイヤー部下面３６，３６との間に僅かな隙間を有している。
【００７４】
環状金属コードＣ１は、先に述べたように破断強度が非常に大きい。また、環状金属コードＣ１は、断面が略円形状であるため、断面が矩形状のものと比べて捩れに強い。したがって、環状金属コードＣ１を上述の構成を有するエレメントＥ１に挟み込んだ無端金属ベルトＢ１は、耐屈曲性及び耐久性に非常に優れたものとなる。
【００７５】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。
【００７６】
例えば、本実施形態の環状金属コードＣ１では、第２のストランド材２を環状コア部３の外周面に沿って６周巻き付けるとした。これを、第１のストランド材１と第２のストランド材２との直径が異なる場合には、７周或いは８周巻き付けるとしてもよい。
【００７７】
また、本実施形態の環状金属コードＣ１では、図４（ａ）に示されるように、環状コア部３の外周面を１層の第２のストランド材２が覆っている。これを、環状コア部３の外周面を複数層の第２のストランド材２が覆うようにしてもよい。例えば、環状コア部３の外周面を２層の第２のストランド材２で覆う場合には、第２のストランド材２を環状コア部３の外周面に６周巻き付けて１層目を形成した後、かかる１層目の外周面に第２のストランド材２を１２周巻き付けて２層目を形成することとなる。
【００７８】
また、本実施形態の環状金属コードＣ１では、第１のストランド材１及び第２のストランド材２をＳ撚りとし、環状コア部３に対する第２のストランド材２の巻き付けをＺ撚りで行なうとしたが、第１のストランド材１及び第２のストランド材２をＺ撚りとし、環状コア部３に対する第２のストランド材２の巻き付けをＳ撚りで行なうとしてもよい。
【００７９】
また、本実施形態の環状金属コードＣ１は、図４（ａ）に示されるように、断面が略円形状となっているが、断面を扁平形状としてもよい。この場合、略円形状の環状金属コードＣ１にプレス等を施して、変形させることとなる。このように環状金属コードＣ１を扁平形状とすることによって、かかる環状金属コードＣ１を備える無端金属ベルトＢ１と、エレメントＥ１との接触面積を大きくすることができる。その結果、駆動側プーリ１２と被駆動側プーリ１４との間の動力伝達をより効率よく行なうことができる。なお、扁平率は６６％以上であることが好ましい。
【００８０】
また、本実施形態の無端金属ベルトＢ１において、エレメントＥ１の両側に環状金属コードＣ１がそれぞれ４本ずつ挟み込まれるとしたが、挟み込まれる環状金属コードＣ１の本数はこれに限られない。求められる耐屈曲性及び耐久性に応じて、環状金属コードＣ１の本数を調整することが可能である。
【００８１】
また、本実施形態は、環状金属コードを、無段変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、無段変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等に適用可能である。
【００８２】
また、第１の金属素線５及び第２の金属素線６の材料は、上記のものに限られない。
【００８３】
また、本実施形態の無端金属ベルトＢ１において、使用されるエレメントの形態は図１１及び図１２に示したものに限られない。
例えば、図１３〜図１７に示すように、様々な形態のエレメントが使用可能である。次に示すエレメントＥ２〜Ｅ６も、エレメントＥ１と同様、金属板材から打ち抜いて成形したものである。
【００８４】
図１３に示すエレメントＥ２は、概略台形状のエレメント本体部２０ａと、環状金属コードＣ１が嵌合する左右一対の収容部２２ａ，２２ａ間に位置するネック部２４ａと、ネック部２４ａを介してエレメント本体部２０ａの上部に接続される略三角形状を呈したイヤー部２６ａとを備えている。ネック部２４ａは、エレメントＥ１のネック部２４と比較して角部の湾曲凹部がないため、強度が向上している。すなわち、エレメントＥ２を使用する無端金属ベルトＢ１の使用寿命が向上する。
【００８５】
エレメント本体部２０ａの左右方向外端部には、駆動側プーリ１２および被駆動側プーリ１４に当接可能な一対のプーリ当接面２８ａ，２８ａが形成されている。また、前後に隣接するエレメントＥ２を結合すべく、イヤー部２６ａの前面および後面に、相互に緩く嵌合可能な円形断面の凸部３８ａ及び凹部（図示せず）がそれぞれ形成されている。収容部２２ａ，２２ａの上縁及び下縁にはそれぞれイヤー部下面３６ａ，３６ａ及びサドル面３２ａ，３２ａが形成されている。サドル面３２ａ，３２ａには、３本の環状金属コードＣ１を収容する収容凹部（収容溝）３４ａがそれぞれ設けられている。各収容凹部３４ａには、３本の環状金属コードＣ１の下面が当接して環状金属コードＣ１の一部を収容し、環状金属コードＣ１の飛び出しを抑制している。各環状金属コードＣ１の上面はイヤー部下面３６ａ，３６ａとの間に僅かな隙間を有している。
【００８６】
図１４に示すエレメントＥ３は、概略台形状のエレメント本体部２０ｂと、環状金属コードＣ１が嵌合する左右一対の収容部２２ｂ，２２ｂ間に位置するネック部２４ｂと、ネック部２４ｂを介してエレメント本体部２０ｂの上部に接続される略三角形状を呈したイヤー部２６ｂとを備えている。ネック部２４ｂは、エレメントＥ１のネック部２４と比較して角部の湾曲凹部がないため、強度が向上している。すなわち、エレメントＥ３を使用する無端金属ベルトＢ１の使用寿命が向上する。
【００８７】
エレメント本体部２０ｂの左右方向外端部には、駆動側プーリ１２および被駆動側プーリ１４に当接可能な一対のプーリ当接面２８ｂ，２８ｂが形成されている。また、前後に隣接するエレメントＥ３を結合すべく、イヤー部２６ｂの前面および後面に、相互に緩く嵌合可能な円形断面の凸部３８ｂ及び凹部（図示せず）がそれぞれ形成されている。収容部２２ｂ，２２ｂの上縁及び下縁にはそれぞれイヤー部下面３６ｂ，３６ｂ及びサドル面３２ｂ，３２ｂが形成されている。サドル面３２ｂ，３２ｂは、それぞれ３本の環状金属コードＣ１を収容する湾曲凹部（収容溝）として形成されている。各サドル面３２ｂには、３本の環状金属コードＣ１の下面が当接して環状金属コードＣ１の一部を収容し、環状金属コードＣ１の飛び出しを抑制している。各環状金属コードＣ１の上面はイヤー部下面３６ｂ，３６ｂとの間に僅かな隙間を有している。
【００８８】
図１５に示すエレメントＥ４は、概略台形状のエレメント第１本体部２０ｃと、環状金属コードＣ１が嵌合する左右一対の収容部２２ｃ，２２ｃ間に位置するネック部２４ｃと、ネック部２４ｃを介してエレメント第１本体部２０ｃの上部に接続される概略台形状のエレメント第２本体部２６ｃとを備えている。ネック部２４ｃは、エレメントＥ１のネック部２４と比較して角部の湾曲凹部がないため、強度が向上している。すなわち、エレメントＥ４を使用する無端金属ベルトＢ１の使用寿命が向上する。
【００８９】
エレメント第１本体部２０ｃ及びエレメント第２本体部２６ｃの左右方向外端部には、それぞれ駆動側プーリ１２および被駆動側プーリ１４に当接可能な一対のプーリ当接面２８ｃ，２８ｃが形成されている。また、前後に隣接するエレメントＥ４を結合すべく、エレメント第２本体部２６ｃの前面および後面に、相互に緩く嵌合可能な円形断面の凸部３８ｃ及び凹部（図示せず）がそれぞれ形成されている。収容部２２ｃ，２２ｃの上縁及び下縁にはそれぞれ収容部上面３６ｃ，３６ｃ及びサドル面３２ｃ，３２ｃが形成されている。サドル面３２ｃ，３２ｃは、それぞれ３本の環状金属コードＣ１を収容する湾曲凹部（収容溝）として形成されている。各サドル面３２ｃには、３本の環状金属コードＣ１の下面が当接して環状金属コードＣ１の一部を収容し、環状金属コードＣ１の飛び出しを抑制している。各環状金属コードＣ１の上面は収容部上面３６ｃ，３６ｃとの間に僅かな隙間を有している。
【００９０】
このエレメントＥ４は、収容部２２ｃに収容した環状金属コードＣ１の上下（外周側及び内周側）においてプーリ当接面２８ｃが設けられているため、プーリに対する接触面積を確保しやすくなっている。そのため、エレメントＥ４を使用する無端金属ベルトＢ１のトルク伝達量の向上が図れる。また、エレメントＥ４の高さ（図１５の上下方向長さ）を小さくして、エレメントＥ４の軽量化、延いてはエレメントＥ４を使用する無端金属ベルトＢ１の軽量化を図ることができると共に、無端金属ベルトＢ１のレシオカバレージ（駆動側プーリ１２と被駆動側プーリ１４の径の大小の比率）を拡大することができる。
【００９１】
図１６に示すエレメントＥ５は、概略台形状のエレメント本体部２０ｄと、エレメント本体部２０ｄの中央に形成された環状金属コードＣ１が嵌合する収容部２２ｄと、収容部２２ｄと連通しエレメント本体部２０ｄの中央上部に開口した開口部２４ｄとを備えている。すなわち、エレメント本体部２０ｄは収容部２２ｄ内に嵌合した環状金属コードＣ１を囲む形状となっている。収容部２２ｄの下縁には湾曲凹部（収容溝）３２ｄが形成されており、湾曲凹部３２ｄには５本の環状金属コードＣ１の下面が当接して環状金属コードＣ１の一部を収容している。また、収容部２２ｄ内の環状金属コードＣ１は、上方の開口部２４ｄを除きエレメント本体部２０ｄにより囲まれているため、環状金属コードＣ１の飛び出しは防止されている。また、各環状金属コードＣ１の上面は収容部上面３６ｄとの間に僅かな隙間を有している。
【００９２】
エレメント本体部２０ｄの左右方向外端部には、それぞれ駆動側プーリ１２および被駆動側プーリ１４に当接可能な一対のプーリ当接面２８ｄ，２８ｄが形成されている。また、前後に隣接するエレメントＥ５を結合すべく、エレメント本体部２０ｄの中央下部における前面および後面に、相互に緩く嵌合可能な円形断面の凸部３８ｄ及び凹部（図示せず）がそれぞれ形成されている。
【００９３】
このエレメントＥ５は、収容部２２ｄに収容した環状金属コードＣ１の上下（外周側及び内周側）にわたってプーリ当接面２８ｄが設けられているため、プーリに対する接触面積を確保しやすくなっている。そのため、エレメントＥ５を使用する無端金属ベルトＢ１のトルク伝達量の向上が図れる。また、エレメントＥ５の高さ（図１６の上下方向長さ）を小さくして、エレメントＥ５の軽量化、延いてはエレメントＥ５を使用する無端金属ベルトＢ１の軽量化を図ることができると共に、無端金属ベルトＢ１のレシオカバレージ（駆動側プーリ１２と被駆動側プーリ１４の径の大小の比率）を拡大することができる。
【００９４】
図１７に示すエレメントＥ６は、概略台形状のエレメント本体部２０ｅと、エレメント本体部２０ｅの中央に形成された環状金属コードＣ１が嵌合する収容部２２ｅと、収容部２２ｅと連通しエレメント本体部２０ｅの右側に開口した開口部２４ｅとを備えている。すなわち、エレメント本体部２０ｅは収容部２２ｅ内に嵌合した環状金属コードＣ１を囲む形状となっている。収容部２２ｅの下縁には湾曲凹部（収容溝）３２ｅが形成されており、湾曲凹部３２ｅには５本の環状金属コードＣ１の下面が当接して環状金属コードＣ１の一部を収容している。また、収容部２２ｅ内の環状金属コードＣ１は、右方の開口部２４ｅを除きエレメント本体部２０ｅにより囲まれているため、環状金属コードＣ１の飛び出しは防止されている。また、各環状金属コードＣ１の上面は収容部上面３６ｅとの間に僅かな隙間を有している。
【００９５】
エレメント本体部２０ｅの左右方向外端部には、開口部２４ｅを除き、それぞれ駆動側プーリ１２および被駆動側プーリ１４に当接可能な一対のプーリ当接面２８ｅ，２８ｅが形成されている。また、前後に隣接するエレメントＥ６を結合すべく、エレメント本体部２０ｅの中央上部における前面および後面に、相互に緩く嵌合可能な円形断面の凸部３８ｅ及び凹部（図示せず）がそれぞれ形成されている。
【００９６】
このエレメントＥ６は、収容部２２ｅに収容した環状金属コードＣ１の上下（外周側及び内周側）にわたってプーリ当接面２８ｅが設けられているため、プーリに対する接触面積を確保しやすくなっている。そのため、エレメントＥ６を使用する無端金属ベルトＢ１のトルク伝達量の向上が図れる。また、エレメントＥ６の高さ（図１７の上下方向長さ）を小さくして、エレメントＥ６の軽量化、延いてはエレメントＥ６を使用する無端金属ベルトＢ１の軽量化を図ることができると共に、無端金属ベルトＢ１のレシオカバレージ（駆動側プーリ１２と被駆動側プーリ１４の径の大小の比率）を拡大することができる。
【００９７】
また、このエレメントＥ６は、開口部２４ｅが図１７に示したものとは反対側の左方に設けられているものと組み合わせて使用されることが好ましい。例えば、１枚または複数枚毎に開口部２４ｅの向きの異なるエレメントＥ６を組み合わせると、プーリに対する左右のバランスを均一化することができ、プーリ噛み込み時の接触力の変化を小さくして、ノイズを低減することができる。また、摩耗も抑えることができる。
【００９８】
また、各エレメントＥ１〜Ｅ６におけるピッチは、図１２〜図１７に符号ＣＬにて示す鎖線部であり、エレメントＥ４〜Ｅ６では、環状金属コードＣ１の回転走行面と略一致した位置となっている。したがって、エレメントＥ４〜Ｅ６においては、プーリへの噛み込み時などに環状金属コードＣ１の走行に対してエレメントＥ４〜Ｅ６がスリップすることなく、伝達効率を良好にできる。
【００９９】
なお、各エレメントＥ１〜Ｅ６において使用する環状金属コードＣ１の本数は、上記の例に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【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】本実施形態に係る環状金属コードを示す径方向の断面斜視図である。
【図３】本実施形態に係る環状金属コードに含まれる環状コア部に第２のストランド材を１周巻き付けた様子を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は本実施形態に係る環状金属コードを示す径方向の断面図であり、（ｂ）は当該環状金属コードの側面図である。
【図５】本実施形態に係る環状金属コードの一部を示す拡大斜視図である。
【図６】（ａ）は本実施形態に係る環状金属コードに含まれる接続部材の側面図であり、（ｂ）は当該接続部材の断面図である。
【図７】本実施形態に係る環状金属コードを製造するための製造装置の一例を示す正面図である。
【図８】本実施形態に係る環状金属コードを製造する際のリールの移動状態を上面から見たときの概念図である。
【図９】本実施形態に係る環状金属コードを製造する際のリールの移動状態を正面から見たときの概念図である。
【図１０】本実施形態に係る無端金属ベルトの使用状態を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る無端金属ベルトを示す一部斜視図である。
【図１２】本実施形態に係る無端金属ベルトが備えるエレメントの側面図である。
【図１３】本実施形態に係る無端金属ベルトが備えるエレメントの他の例を示す側面図である。
【図１４】本実施形態に係る無端金属ベルトが備えるエレメントの他の例を示す側面図である。
【図１５】本実施形態に係る無端金属ベルトが備えるエレメントの他の例を示す側面図である。
【図１６】本実施形態に係る無端金属ベルトが備えるエレメントの他の例を示す側面図である。
【図１７】本実施形態に係る無端金属ベルトが備えるエレメントの他の例を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１・・・第１のストランド材、２・・・第２のストランド材、３・・・環状コア部、３ａ・・・結合部分、４・・・外層部、５・・・第１の金属素線、６・・・第２の金属素線、７・・・接続部材、７ｂ・・・仕切り壁、８・・・凹部、Ｂ１・・・無端金属ベルト、Ｃ１・・・環状金属コード。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金属素線を複数本撚り合わせてなる第１のストランド材の両端を結合することによって形成された環状コア部と、
第２の金属素線を複数本撚り合わせてなる第２のストランド材を、前記環状コア部に対して螺旋状に且つ複数周にわたって巻き付けることによって形成され、前記環状コア部の外周面を覆う外層部と、を備え、
前記外層部を形成する前記第２のストランド材は、前記環状コア部の中心軸に対して所定の巻き付け角度で巻き付けられており、当該第２のストランド材の巻き付け始端部と巻き付け終端部とは結合されていることを特徴とする環状金属コード。
【請求項２】
前記第１のストランド材の結合部分と前記第２のストランド材の結合部分とは、前記環状コア部の周方向における位置が異なることを特徴とする請求項１に記載の環状金属コード。
【請求項３】
前記第１の金属素線の材質が、Ｃ：０．０８〜０．２７質量％、Ｓｉ：０．３０〜２．００質量％、Ｍｎ：０．５０〜２．００質量％、Ｃｒ：０．２０〜２．００質量％を含み、且つ、Ｍｏ：０．０１〜１．００質量％、Ｎｉ：０．１０〜２．００質量％、Ｃｏ：０．１０〜２．００質量％、及びＷ：０．０１〜１．００質量％のうち少なくともいずれか１種類を含有するとともに、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、及びＶをそれぞれ０．００１〜０．１０質量％の範囲で少なくともいずれか１種類含有し、残部がＦｅ及び不可避的に混入してくる不純物からなる合金鋼であることを特徴とする請求項１または２に記載の環状金属コード。
【請求項４】
前記第１の金属素線の直径は、０．０６〜０．４０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の環状金属コード。
【請求項５】
前記第２の金属素線の直径は、０．０６〜０．３０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の環状金属コード。
【請求項６】
前記第１のストランド材と前記第２のストランド材とが同一の直径を有する、または前記第１のストランド材の直径が前記第２のストランド材の直径より大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の環状金属コード。
【請求項７】
前記第１のストランド材における前記第１の金属素線の撚り方向と、前記第２のストランド材における前記第２の金属素線の撚り方向とは同一であり、且つ、前記第１のストランド材における前記第１の金属素線及び前記第２のストランド材における前記第２の金属素線の撚り方向と、前記第２のストランド材の巻き付け方向とは逆であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の環状金属コード。
【請求項８】
前記環状コア部の中心軸に対する前記第２のストランド材の巻き付け角度が４．５〜１３．８度であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の環状金属コード。
【請求項９】
前記第２のストランド材が、前記環状コア部の外周面に沿って６〜８周巻き付けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の環状金属コード。
【請求項１０】
前記環状コア部及び前記外層部には低温焼鈍処理が施されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の環状金属コード。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の前記環状金属コードを備えることを特徴とする無端金属ベルト。
【請求項１２】
前記環状金属コードの環状方向に複数組み付けられるエレメントが、前記環状金属コードに当接するとともに少なくとも一部を収容する収容溝を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の無端金属ベルト。
【請求項１３】
前記環状金属コードの環状方向に複数組み付けられるエレメントが、前記環状金属コードの外周側及び内周側でプーリに当接可能なプーリ当接面を備えていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の無端金属ベルト。
【請求項１４】
前記環状金属コードの環状方向に複数組み付けられるエレメントのピッチ位置と、前記環状金属コードの回転走行面が略一致した位置である請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の無端金属ベルト。
【請求項１】
第１の金属素線を複数本撚り合わせてなる第１のストランド材の両端を結合することによって形成された環状コア部と、
第２の金属素線を複数本撚り合わせてなる第２のストランド材を、前記環状コア部に対して螺旋状に且つ複数周にわたって巻き付けることによって形成され、前記環状コア部の外周面を覆う外層部と、を備え、
前記外層部を形成する前記第２のストランド材は、前記環状コア部の中心軸に対して所定の巻き付け角度で巻き付けられており、当該第２のストランド材の巻き付け始端部と巻き付け終端部とは結合されていることを特徴とする環状金属コード。
【請求項２】
前記第１のストランド材の結合部分と前記第２のストランド材の結合部分とは、前記環状コア部の周方向における位置が異なることを特徴とする請求項１に記載の環状金属コード。
【請求項３】
前記第１の金属素線の材質が、Ｃ：０．０８〜０．２７質量％、Ｓｉ：０．３０〜２．００質量％、Ｍｎ：０．５０〜２．００質量％、Ｃｒ：０．２０〜２．００質量％を含み、且つ、Ｍｏ：０．０１〜１．００質量％、Ｎｉ：０．１０〜２．００質量％、Ｃｏ：０．１０〜２．００質量％、及びＷ：０．０１〜１．００質量％のうち少なくともいずれか１種類を含有するとともに、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、及びＶをそれぞれ０．００１〜０．１０質量％の範囲で少なくともいずれか１種類含有し、残部がＦｅ及び不可避的に混入してくる不純物からなる合金鋼であることを特徴とする請求項１または２に記載の環状金属コード。
【請求項４】
前記第１の金属素線の直径は、０．０６〜０．４０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の環状金属コード。
【請求項５】
前記第２の金属素線の直径は、０．０６〜０．３０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の環状金属コード。
【請求項６】
前記第１のストランド材と前記第２のストランド材とが同一の直径を有する、または前記第１のストランド材の直径が前記第２のストランド材の直径より大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の環状金属コード。
【請求項７】
前記第１のストランド材における前記第１の金属素線の撚り方向と、前記第２のストランド材における前記第２の金属素線の撚り方向とは同一であり、且つ、前記第１のストランド材における前記第１の金属素線及び前記第２のストランド材における前記第２の金属素線の撚り方向と、前記第２のストランド材の巻き付け方向とは逆であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の環状金属コード。
【請求項８】
前記環状コア部の中心軸に対する前記第２のストランド材の巻き付け角度が４．５〜１３．８度であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の環状金属コード。
【請求項９】
前記第２のストランド材が、前記環状コア部の外周面に沿って６〜８周巻き付けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の環状金属コード。
【請求項１０】
前記環状コア部及び前記外層部には低温焼鈍処理が施されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の環状金属コード。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の前記環状金属コードを備えることを特徴とする無端金属ベルト。
【請求項１２】
前記環状金属コードの環状方向に複数組み付けられるエレメントが、前記環状金属コードに当接するとともに少なくとも一部を収容する収容溝を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の無端金属ベルト。
【請求項１３】
前記環状金属コードの環状方向に複数組み付けられるエレメントが、前記環状金属コードの外周側及び内周側でプーリに当接可能なプーリ当接面を備えていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の無端金属ベルト。
【請求項１４】
前記環状金属コードの環状方向に複数組み付けられるエレメントのピッチ位置と、前記環状金属コードの回転走行面が略一致した位置である請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の無端金属ベルト。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００７−１５４４０１（Ｐ２００７−１５４４０１Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０２６１６（Ｐ２００６−３０２６１６）
【出願日】平成１８年１１月８日（２００６．１１．８）
【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１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月８日（２００６．１１．８）
【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 ]