JP2008208985A - 伝動ベルト及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】破断が生じにくく、かつ、製造が容易な伝動ベルト及びその製造方法を提供する。
【解決手段】抗張力体となる環状金属コードＣ１と、環状金属コードＣ１を覆う被覆部とを備え、環状金属コードＣ１は、第１の金属素線３１の一部が所定の環状径のループとされ、当該ループに対して第１の金属素線３１の余長が螺旋状に複数周巻き付けられ、第１の金属素線３１の始端部３１ａと終端部３１ｂが結合されて形成された環状コア部３と、第２の金属素線１１を複数本撚り合わせてなる１本のストランド材１が環状コア部３に対して螺旋状に複数周巻き付けられて環状コア部３の外周面を覆い、ストランド材１の巻き付け始端部１ａと巻き付け終端部１ｂが結合されて形成された外層部４と、を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、伝動ベルト及びその製造方法に関するものである。

従来、伝動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、芯材に金属コードを用いたものが知られている。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。
また、特許文献２に記載されているように、芯材に撚糸コードを用いた伝動ベルトも知られている。この伝動ベルトでは、一対の撚糸コードの端部を一旦解撚して結合し、結合後に再び撚り合わせたものを芯材としている。
特開平４−３０７１４６号公報 特開２０００−２１３６０１号公報

特許文献１に記載の伝動ベルトでは、金属コードの両端部を結合して環状にする作業が必要である。金属コードの両端部を結合する際には、特許文献２に記載の撚糸コードの結合方法を金属コードに適用することができる。しかしながら、特許文献２に記載の結合方法を適用した場合には、フィラメントの解撚作業、結合作業、及び撚合作業が発生する。そのため、結合にかかる工程が煩雑となり、伝動ベルトの製造が困難となる。また、フィラメントの端部を再び撚り合わせる際に、結合部分と他の部分とで撚りの状態が異なってしまい、結合部分の機械的強度が低下するおそれがある。結合部分の機械的強度が低下すると、金属コードの破断が生じ、その結果、伝動ベルトも破断しやすくなる。

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も考えられる。しかしながら、この方法では、周方向の一箇所に結合部分が集中することとなるため、金属コードの完全破断が生じやすくなる。

そこで、本発明の目的は、破断が生じにくく、かつ、製造が容易な伝動ベルト及びその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明に係る伝動ベルトは、抗張力体となる環状金属コードと、前記環状金属コードを覆う被覆部とを備え、前記環状金属コードは、第１の金属素線の一部が所定の環状径のループとされ、当該ループに対して前記第１の金属素線の余長が螺旋状に複数周巻き付けられ、前記第１の金属素線の始端部と終端部が結合され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１本のストランド材が前記環状コア部に対して螺旋状に複数周巻き付けられて前記環状コア部の外周面を覆い、前記ストランド材の巻き付け始端部と巻き付け終端部が結合されて形成された外層部と、を有することを特徴とする。

このように、抗張力体となる環状金属コードは、その環状コア部が、第１の金属素線の一部でループを形成し、そのループに引き続き第１の金属素線の余長が螺旋状に複数周巻き付けられ、第１の金属素線の始端部と終端部が結合されて形成されている。そのため、環状コア部の結合箇所は第１の金属素線の始端部と終端部のみとなり、ストランド材を周方向の一箇所でまとめて結合する場合と比べて、環状コア部の結合部（結合部の断面積）が小さくなり、環状コア部の強度を向上することができる。
また、外層部は、環状コア部に対して、ストランド材を複数本巻き付けるのではなくストランド材が複数周にわたって連続して巻き付けられているので、ストランド材は１本あればよく、よって、ストランド材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、環状金属コードの破断強度の低下を抑制できるとともに、製造を容易にできる。また、外層部のストランド材の巻き付けを所定の巻き付け角度で行なえば、ストランド材の巻き乱れがなく、表面状態が略均一な環状金属コードを得ることができる。このような環状金属コードには外からの力が特定の部位に集中することが避けられ均一に付与されることとなるため、破断強度の低下を抑制できる。
このように、本発明によれば、製造が容易で破断強度に優れた環状金属コードを得ることができる。したがって、このような環状金属コードを被覆部で覆った伝動ベルトもまた、破断が生じにくく、かつ製造が容易となる。

本発明に係る伝動ベルトにおいて、前記第１の金属素線の前記ループに対して、前記第１の金属素線が螺旋状に巻き付けられた回数は、１周あたり３回以上３０回以下であることが好ましい。
環状コア部としては、仮に、金属素線が並列揃えであるとすると、金属素線同士が自由に動き易く、一体感にも乏しく、また外力に対して均一負荷となりにくい。そこで、第１の金属素線をループに対して３回／周以上巻き付けることにより、動きやずれなどが生じにくい安定した一体的な構造となるため、外力に対して均一に負荷が作用するようになり、破断強度を高めることができる。また、巻き付けを３０回／周以下に制限することで、環状金属コードとなったときに外力に対して伸びにくくすることができる。

本発明に係る伝動ベルトにおいて、前記第１の金属素線の前記ループに対して、前記第１の金属素線が螺旋状に巻き付けられた周数は、２周以上６周以下であることが好ましい。
これにより、第１の金属素線で形成する環状コア部に対して、第２の金属素線を用いたストランド材で巻き付けて外層部を形成する際、芯となる環状コア部については、ストランド材並みの剛性及び断面積を確保できる。

本発明に係る伝動ベルトにおいて、前記第１の金属素線の結合部分と第２の金属素線を用いた前記ストランド材の結合部分とは、前記環状金属コードの環状方向における位置が異なっていることが好ましい。
このように、結合部分の位置を互いにずらすことにより、環状コア部及び外層部の同時破断が生じにくくなる。したがって、環状金属コードにおける破断強度の低下を抑制でき、延いては伝動ベルトについても、破断強度の低下を抑制できる。

本発明に係る伝動ベルトにおいて、前記第１の金属素線の両端部は、溶接によって結合されており、前記ストランド材の両端部は、溶接によって結合されているとともに、コイルバネ状スリーブにより覆われて補強されていることが好ましい。
これにより、第１の金属素線の端部同士の結合が容易であるとともに、ストランド材の端部同士の結合が容易となり、外層部であるストランド材の結合箇所をコイルバネ状スリーブにより保護及び補強することができる。また、コイルバネ状スリーブは良好な可撓性を有するため、螺旋状に巻かれたストランド材の湾曲形状に合わせて柔軟に変形し、結合部分に対する密着状態を維持するとともに、結合部分におけるストランド材の変形を接続部材が阻害しない。すなわち、環状金属コードの機械的特性を全周に亘って略均一にすることができ、ストランド材の結合部分をより破断しにくくすることができる。したがって、伝動ベルトの製造を容易とすることができ、機械的特性も均一化でき、破断しにくいものとなる。

本発明に係る伝動ベルトにおいて、前記ストランド材の両端部は、溶接によって結合された箇所に接着剤が塗布されていることが好ましい。
これにより、結合部の動きを抑えることができるとともに、金属素線が一部で切断されても、外層部がばらけるのを防止できる。

本発明に係る伝動ベルトにおいて、前記第１の金属素線の線径は、０．１０ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下であることが好ましい。
例えば、ストランド材を用いて環状コアを形成すると、その結合部分は環状コアにおいて全面溶接となるので強度低下が著しいものとなる。そこで、これを避けるために環状コア部を１本の金属素線により形成しているため、環状コアにおいて素線１本分の溶接が行われる。
また、一般に、線径を増大させると、溶接させた結合部分では、特に中心から離れる外側ほど大きな引張応力や圧縮応力が作用する傾向にある。この第１の金属素線の始端部と終端部の結合部分は、外層部とは異なり環状金属コードの中心に位置するために曲げ応力が軽減され、線径は太くても特に不都合がない。

本発明に係る伝動ベルトにおいて、前記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、前記環状コア部に対する前記ストランド材の巻き付け方向とが逆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。このような環状金属コードを用いることにより、伝動ベルトは更に破断しにくいものとなる。

本発明に係る伝動ベルトにおいて、前記環状コア部の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１３．８度以下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、環状金属コード延いては伝動ベルト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。これにより、伝動ベルトの破断強度を更に向上させることができる。

本発明に係る伝動ベルトにおいて、前記ストランド材が、前記環状コア部の外周面に沿って６周以上８周以下巻き付けられていることが好ましい。
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状態のものとすることができる。したがって、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。その結果、伝動ベルトもまた、破断強度及び耐疲労性に優れ、変形が生じにくいものとなる。

上記課題を解決することのできる本発明に係る伝動ベルトは、抗張力体となる環状金属コードと、前記環状金属コードを覆う被覆部とを備え、前記環状金属コードは、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、を有しており、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。

このように、抗張力体となる環状金属コードは、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。

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１本の第２のストランド材を複数周にわたって巻き付ける。複数本の第２のストランド材を用いる場合には結合箇所も複数となるが、本発明では第２のストランド材は１本で済むため、結合箇所は１箇所と最小になる。したがって、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、破断強度の低下は抑制される。

このように、本発明によれば、製造が容易で破断強度に優れた環状金属コードを得ることができる。したがって、このような環状金属コードを被覆部で覆った伝動ベルトもまた、破断が生じにくく、かつ製造が容易なものとなる。

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。したがって、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、ひいては伝動ベルトについても破断強度の低下を抑制することができる。

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く破断しにく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。これらの結果、伝動ベルトの製造をより容易とすることができる。

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、接続部材の内壁と第２のストランド材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。表面状態が均一な環状金属コードには、均一に外力がかかることとなる。そのため、環状金属コードはより破断しにくいものとなる。その結果、伝動ベルトもまた、より破断しにくいものとなる。

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、接続部材に折れ曲がりや割れが生じにくくなる。その結果、環状金属コードひいては伝動ベルトをいっそう破断しにくいものとすることができる。

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。

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、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。

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。このような環状金属コードを用いることにより、伝動ベルトは更に破断しにくいものとなる。

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ため、環状金属コードひいては伝動ベルトをより容易に製造することができる。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。これにより、伝動ベルトの破断強度を更に向上させることができる。

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。したがって、破断強度に優れ、径方向における変形に耐え得る環状金属コードを確実に得ることができる。その結果、伝動ベルトもまた、破断強度及び耐疲労性に優れ変形に耐え得るものとなる。

好ましくは、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、かつ、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の金属素線は、溶接性に優れたものとなる。その結果、環状金属コードひいては伝動ベルトの製造が一層容易となり、さらに破断強度も増大する。

好ましくは、前記第２の金属素線の線径は、０．０６ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下である。これにより、第２の金属素線からなるストランド材に適度な剛性をもたせることができ、そ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。その結果、環状金属コードひいては伝動ベルトをより耐久性に優れたものとすることができる。

好ましくは、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。これにより、金属素線の内部歪みを除去できる。よって、環状金属コードひいては伝動ベルトを、いっそう破断しにくいものとすることができる。

また、上記課題を解決することのできる本発明に係る伝動ベルトの製造方法は、抗張力体となる環状金属コードと、前記環状金属コードを覆う被覆部とを備え、前記環状金属コードが、環状に形成された環状コア部と、前記環状コア部に対して螺旋状に複数周巻き付けられて前記環状コア部の外周面を覆う外層部とを有する伝動ベルトの製造方法であって、第１の金属素線の一部を所定の環状径のループにして、前記ループに対して前記第１の金属素線の余長を引き続き螺旋状に複数周に巻き付け、前記第１の金属素線の始端部と終端部を結合することにより環状コア部を形成し、第２の金属素線を複数本撚り合わせてなる１本のストランド材を前記環状コア部に対して螺旋状に複数周巻き付けることにより前記環状コア部の外周面を覆い、前記ストランド材の巻き付け始端部と巻き付け終端部とを結合させることにより外層部を形成して、前記環状金属コードを形成することを特徴とする。

このように、抗張力体となる環状金属コードは、その環状コア部は、第１の金属素線の一部でループを形成し、そのループに引き続き第１の金属素線の余長を螺旋状に複数周巻き付け、第１の金属素線の始端部と終端部を結合することで形成する。そのため、環状コア部の結合箇所は第１の金属素線の始端部と終端部のみとなり、ストランド材を周方向の一箇所でまとめて結合する場合と比べて、環状コア部の結合部（結合部の断面積）が小さくなり、環状コア部の強度を向上することができる。
また、外層部は、環状コア部に対して、ストランド材を複数本巻き付けるのではなくストランド材を複数周にわたって連続して巻き付けるので、ストランド材は１本あればよく、よって、ストランド材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、環状金属コードの破断強度の低下を抑制できるとともに、製造を容易にできる。また、外層部のストランド材の巻き付けを所定の巻き付け角度で行なえば、ストランド材の巻き乱れがなく、表面状態が略均一な環状金属コードを得ることができる。このような環状金属コードには外からの力が特定の部位に集中することが避けられ均一に付与されることとなるため、破断強度の低下を抑制できる。
このように、本発明によれば、製造が容易で破断強度に優れた環状金属コードを製造することができる。したがって、このような環状金属コードを被覆部で覆った伝動ベルトもまた、破断が生じにくく、かつ製造が容易となる。

本発明によれば、破断強度及び耐疲労性に優れ、かつ製造が容易な伝動ベルト及びその製造方法を提供することができる。したがって、本発明の伝動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。

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。

図１は、本実施形態に係る伝動ベルトの断面斜視図である。本実施形態に係る伝動ベルトＢ１は、一般産業用のＶベルトである。伝動ベルトＢ１は、抗張力体である環状金属コードＣ１と、被覆部７０とを備えている。被覆部７０は環状金属コードＣ１を覆っており、この被覆部７０の上面及び下面には、布層７２が設けられている。被覆部７０は、例えばゴムといった材料を含んでいる。

伝動ベルトＢ１は、５本の環状金属コードＣ１を有している。図２は環状金属コードＣ１の斜視図であり、図３は環状金属コードＣ１を示す径方向の断面斜視図である。図４は、第１の金属素線３１から環状コア部３を形成するときの様子を示す斜視図である。図５（ａ）は、環状金属コードＣ１が備える環状コア部３にストランド材１を１周巻き付けた様子を示す斜視図であり、同図（ｂ）は、そのＡ部拡大図である。図６（ａ）は、環状金属コードＣ１を示す径方向の断面図であり、同図（ｂ）は、環状金属コードＣ１の側面図である。図７は、環状金属コードＣ１の一部を示す拡大斜視図である。

図２及び図３に示すように、環状金属コード（環状金属コードの第１形態）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。

環状コア部３は、図４に示されるように、第１の金属素線３１の一部で環状コア部として必要な所定の環状径のループを形成しながら、このループに対して引き続きその第１の金属素線３１の余長を螺旋状に、かつ、複数周にわたって巻き付けた後、図５に示されるように、第１の金属素線３１の始端部３１ａと終端部３１ｂを溶接により結合することにより形成される。
環状コア部３は、例えば、予め複数の金属素線が撚り合わされたストランド材を結合して形成すると、その結合部分はストランド材の全面溶接となるので強度低下が著しいものとなる。そこで、本実施形態では、この強度低下を避けるために１本の金属素線３１を用いて上記のようにループを形成して余長を引き続き巻き付けることで、ストランド材と同等の撚り線構造としながら、第１の金属素線３１の１本分の溶接で結合している。

環状コア部３の周囲の外層部４は、図６に示すように、第２の金属素線１１を複数本（本実施形態では７本）撚り合わせてなる、ストランド材１で環状コア部３の外周面を覆うことにより形成される。

第１の金属素線３１のループに対して、第１の金属素線３１自身で引き続き螺旋状に巻き付ける１周あたりの回数は、３回以上３０回以下の巻き付けであることが好ましい。
このような回数で巻きつけるのは、環状コア部として第１の金属素線３１を並列揃えにすると、第１の金属素線３１同士の一体感に乏しくなり、自由に動き易くなったり、外力に対して均一負荷とならない、といったことを防止するためである。したがって、このような不都合を回避するために、最低でも３回／周の巻き付けが必要である。また、３０回／周を超えると、巻き付けた第１の金属素線３１が環状コア部３の周方向に伸び易くなるため、環状金属コードＣ１となったときに均一負荷を確保するのが困難となる。

また、第１の金属素線３１のループに対して、第１の金属素線３１自身で引き続き螺旋状に巻き付ける周数は、本実施形態の場合には６周である。なお、ループに対して巻き付ける周数は、２周以上６周以下であることが好ましい。このような周数で巻き付けるのは、外層部４を構成するストランド材１を巻き付けて外層部４を形成する際、芯となる環状コア部３の剛性及び断面形状を確保するためである。
なお、本実施形態において、第１の金属素線３１のループに対して第１の金属素線３１自身で引き続き螺旋状に巻き付ける方向は、Ｓ撚り方向としている。

第１の金属素線３１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、かつ、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を用いる。これにより、第１の金属素線３１は溶接性に優れたものとなる。その結果、環状コア部３、延いては環状金属コードＣ１、さらには伝動ベルトの製造がいっそう容易となり、更に破断強度も向上する。

また、第１の金属素線３１の線径は、０．１０ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下となっている。
上記のように、環状コア部３は第１の金属素線３１を１本使用して形成しており、第１の金属素線３１の１本分の溶接が行われる。金属素線１本分の溶接では、溶接の断面積が小さくなるため、第１の金属素線３１の線径を比較的太くすることが要求されるが、本実施形態では、第１の金属素線３１の線径が、第２の金属素線１１の線径よりも太い、０．１０ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下としてある。
その一方、一般に線径を増大させると、素線内において中心から径方向に離れる外側ほど大きな引張応力や圧縮応力が作用する傾向にある。しかし、この第１の金属素線３１の始端部３１ａと終端部３１ｂの結合部分は、外層部４とは異なり環状金属コードＣ１の中心付近に位置するので曲げ応力が軽減される。そのため、第１の金属素線３１は、線径が太くても特に不都合が生じにくい。

外層部４は、環状コア部３を形成する第１の金属素線３１とは別の第２の金属素線１１からなるストランド材１により形成されている。この外層部４を構成するストランド材１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ともに、図３及び図５に示されるように、螺旋状に巻き付けられる。このストランド材１は、捩れがないように巻き付けられる。捩れなく巻き付けることによって、ストランド材１の巻き緩みを抑制することができる。

この外層部４を構成するストランド材１は、第２の金属素線１１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、ストランド材１は、図３及び図６（ａ）に示すように、１本の第２の金属素線１１を中心とし、この第２の金属素線１１の外周面に６本の第２の金属素線１１をＳ撚りに巻き付けたものである。このように、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、使用過程で形状が崩れることがなく、丈夫で破断が生じにくいものとなっている。

また、本発明のストランド用の第２の金属素線の線径は０．０６ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下である。このように、本発明では、第２の金属素線の直径が０．０６ｍｍ以上であるので、ストランド材１の剛性を最低限維持することができ、外層部４を変形に耐え得るものとすることができる。また、第２の金属素線の直径が０．３０ｍｍ以下であるので、外層部４を構成するストランド材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、繰り出し応力による疲労破断を生じにくくすることができる。

つまり、このような径の第２の金属素線１１でストランド材１を形成すると、適度な剛性を有するストランド材１を得ることができる。よって、環状コア部３に対する外層部４（ストランド材１）の巻き付けが容易となり、かつ外層部４の巻き緩みが生じにくくなる。

本実施形態において、外層部４を構成するストランド材１は、図３に示すように、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。外層部４を構成するストランド材１の環状コア部３への巻き付け回数は、６周以上８周以下であることが好ましい。このように、環状金属コードＣ１の外層部４は、連続した１本のストランド材１から構成されているが、図６（ａ）に示すように、断面でみると、ストランド材１が、環状コア部３の周りに６つ均等に配置された形状となっている。この断面形状は、環状コア部３の周りに、ストランド材１を６本撚りした場合の断面形状と実質的に同一である。したがって、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。このため、環状金属コードＣ１は、破断強度及び耐疲労性に優れ、かつ径方向の変形に耐え得るものとなっている。

環状金属コードＣ１は、図６（ａ）に示すように、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層目の外層部ではストランド材１を６本配置した構成、２層目の外層部ではストランド材１を１２本配置した構成となるが、環状コア部３とストランド材１とが同一の直径である場合、線形公差によっては、１層目の外層部でストランド材１を６周させると、断面上、６本分の配列が困難となりストランド材１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、環状コア部３の直径がストランド材１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。

外層部４を構成するストランド材１は、図３及び図５に示すように、環状コア部３の外周面にＺ撚り、つまりストランド材１を構成する第２の金属素線１１の撚り方向とは逆方向に巻き付けられる。一方、環状コア部３は第１の金属素線３１がＳ撚りされた構成であり、ストランド材１は第２の金属素線１１がＳ撚りされた構成であるため、環状金属コードＣ１はＳ撚り構造とＺ巻き構造を組み合わせたものとなる。よって、第１の金属素線３１及び第２の金属素線１１の撚り方向と、環状コア部３に対する外層部４の巻き付け方向とが逆であり、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、外層部４を構成するストランド材１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、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６（ｂ）に示すように、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ストランド材１の巻き付け角度θは、４．５度以上１３．８度以下となっている。巻き付け角度θを４．５度以上とすることで、ストランド材１の巻き緩みが生じにくくなる。巻き付け角度θを１３．８度以下とすることで、ストランド材１の伸度が過度に大きくなることを防ぐことができる。つまり、環状コア部３に巻き付ける外層部４のストランド材１の巻き付け角度θを４．５度以上１３．８度以下とすることで、適度な伸度を有し、かつしなやかな環状金属コードＣ１を得ることができる。

図７に示すように、外層部４を構成するストランド材１の巻き付けの始端部１ａと巻き付けの終端部１ｂとは、互いに溶接によって結合されており、さらに、その結合部分は、接続部材７によって覆われている。また、このストランド材１の（巻き付け始端部１ａと巻き付け終端部１ｂとの）結合部分と第１の金属素線３１の（始端部３１ａと終端部３１ｂとの）結合部分とは、環状金属コードＣ１の環状方向における位置が異なるようにしている。このように、結合位置を異なるように配置することで、強度的に弱くなりやすい箇所が集中することを回避できる。

この接続部材７は、コイルバネ状に形成された可撓性に優れるスリーブからなるもので、この接続部材７がストランド材１の両端部である始端部１ａと終端部１ｂとの結合部分の外周を覆うように接着剤によって固定されている。コイルバネ状スリーブからなる接続部材７は、ストランド材１の湾曲形状に合わせて柔軟に変形し、ストランド材１の溶接箇所を保護及び補強する。

このように、可撓性に優れたコイルバネ状スリーブからなる接続部材７を用いてストランド材１の始端部１ａと終端部１ｂとを結合することにより、環状コア部３側のストランド材１の始端部１ａと、この始端部１ａに対して傾斜した外層部４のストランド材１の終端部１ｂとの結合部分を、その形状に合わせて良好に覆った状態に取り付けることができる。これにより、このストランド材１の始端部１ａと終端部１ｂとの結合部分を良好に保護することができる。また、接続部材７は結合部分におけるストランド材１の変形を阻害しないため、結合部分とその他の箇所とのストランド材１の可撓性を同等に確保でき、環状金属コードＣ１の機械的特性を全周に亘って略均一にすることができる。

また、この始端部１ａと終端部１ｂとの結合部分は、環状金属コードＣ１の円弧に対して、その円弧の内周側及び外周側を除く、両側部側の一方に配置されている。これにより、環状金属コードＣ１がその径方向に変形しても、この結合部分に作用する負荷の低減を図ることができ、結合部分における破断を抑制できる。

このように、環状金属コードＣ１は、１本の第１の金属素線３１からなる環状コア部３の外周に外層部４を構成する１本のストランド材１を巻き付けた後に、接続部材７を用いてストランド材１の始端部１ａと終端部１ｂとを結合することによって形成されている。

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８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斜視図である。
この製造装置Ｍ１は、環状コア部３を周方向に回転させるドライビングユニット４０と、リール５１に巻かれたストランド材１を環状コア部３の巻き付け部に供給するストランド材１のサプライ部５０とを有する。

上記ストランド材１のサプライ部５０は、所定位置に固定されている。
ドライビングユニット４０は、弓形の保持アーム４１に設置され、駆動モータと連結された、環状コア部３を周方向に回転させる２つのピンチローラ４２ａ，４２ｂを有する。

上記保持アーム４１には、環状コア部３の回転方向と逆方向に位置するストランド材１の供給側に、環状コア部３の周囲を囲むクランプユニット４３を設けている。このクランプユニット４３は、２個のローラ４３ａ，４３ｂからなり、環状コア部３の横方向の振れを防止し、安定した周方向回転を維持し、ストランド材１の巻き付け点の位置決めを行い、高い巻き付け性を得ている。なお、この例では環状コア部３を垂直にして横振れを抑えて、周方向に回転させている。

上記２個のローラ４３ａ，４３ｂからなるクランプユニット４３は、環状コア部３の横方向の振れを防止し、最終仕上げコード径でも環状コア部３の周囲を囲んで、安定した周方向回転を維持し、ストランド材１の撚り口として、巻き付け点を固定する機能を持たせればよいので、溝形状は特に拘らず、コ字形の溝形状のほか、円弧状の溝形状、Ｖ字形の溝形状でもよい。

上記保持アーム４１は、クランプユニット４３の部分を支点にして、回転円盤６１とクランクシャフト６２からなる揺動機構６０によって振り子運動するように、スタンド４４に揺動可能に設置されている。
保持アーム４１に保持された環状コア部３は、振り子運動の周期の一端で、図９の実線で示すように、リール５１が、環状コア部３の輪の外に位置し、環状コア部３の振り子運動の周期の他端で、図９の実線で示すように、環状コア部３の輪の中に位置するように、スイングする。

ストランド材１のサプライ部５０には、前後一対の対向するカセットスタンド５２が、保持アーム４１に保持された環状コア部３の振り子運動を妨げない距離をおいて水平に設置され、カセットスタンド５２の先端に、環状コア部３の面を挟んで対向するリール受け渡し機構が設けられている。

サプライ部５０は、ストランド材１を巻き取ったリール５１と、このリール５１の外径より少し大きい径で、且つ少なくともリール内幅に相当する円筒形状の外周壁を有するカセット５３とからなる。リール５１は、ストランド材１の巻き面全体を被うようにカセット５３内に回転可能に収容され、所謂カートリッジ化されている。カセット５３の外周壁には、巻き出し穴が形成され、この巻き出し穴からストランド材１が環状コア部３の巻き付け点のクランプユニット４３に向かって引き出されている。ストランド材１は、予め調整されたコイル径でリール５１に巻かれており、サプライ部５０のカセット５３内にセットされている。

前記一対のカセットスタンド５２の先端の対向位置には、それぞれカセット５３を抜き差し自在に装着することができるガイドロッドと、一方のガイドロッドに装着されたカセット５３を他方のガイドロッドに移し替える受け渡し機構とが設置されている。この受け渡し機構は、エアーシリンダによってロッドを出入りさせ、カセット５３の中心部を押すことにより、一方のガイドロッドに装着されたカセット５３を他方のガイドロッドに移し替えることができる。

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。

まず、第１の金属素線３１の一部で環状コア部として必要な所定の環状径のループを形成しながら、このループに対して引き続きその第１の金属素線３１の余長を螺旋状に、かつ、複数周にわたって巻き付けた後、図５に示したように、第１の金属素線３１の始端部３１ａと終端部３１ｂを溶接により結合し、環状コア部３を形成する。なお、環状コア部３の形成においても、第１の金属素線３１の余長を螺旋状に巻き付ける工程は、これ以降説明する製造装置Ｍ１を用いたストランド材１の巻き付け工程と同様に行なうことができる。

環状コア部３を形成した後、ストランド材１の巻き付け始端（始端部１ａ）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を製造装置Ｍ１のドライビングユニット４０にセットし、この環状コア部３を周方向に回転させて、ストランド材１の環状コア部３への巻き付けを開始する。

環状コア部３を周方向に回転させ、Ｚ巻きの場合は、ストランド材１のリール５１が環状コア部３の面に対して左側に位置し、図９に実線で示すリール５１が環状コア部３の輪の外に位置する状態から、環状コア部３を、クランプユニット４３を支点にして、図１０に実線で示すリール５１が環状コア部３の輪の中に入る位置まで、環状コア部３を振り子運動させ、カセットスタンド５２の先端に設けてあるエアーシリンダにより、リール５１を環状コア部３の面に対して直角に移動させ、他方のカセットスタンド５２のガイドロッドにカセット５３を移し替えると、巻き付けが半巻き行われる。その後、図１０に実線で示すリール５１が環状コア部３の輪の中に位置する状態から、環状コア部３を、クランプユニット４３を支点にして、図９に実線で示すリール５１が環状コア部３の輪の外に出る位置まで、環状コア部３を振り子運動させ、環状コア部３の輪の外で、再びエアーシリンダによりカセット５３とともにリール５１を環状コア面に対して直角に移動させると、１巻き付けが完了する。このような動作を繰り返すことにより、外層部４となるストランド材１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。

リール５１は、所定位置で環状コア部３のコア面を横断往復し、環状コア部３は、ストランド材１の巻き付け点となるクランプユニット４３を支点にして、振り子運動するので、リール５１からストランド材１の巻き付け点までの距離がほぼ一定に保たれ、巻き付けの際に、リール５１から引き出されるストランド材１が緩んだりせず、一定の張力下でストランド材１が環状コア部３に巻き付けられる。

ストランド材１を巻いたリール５１の移動軌跡と、振り子運動する環状コア部３の移動軌跡とを、図示すると、図１１のようになる。
即ち、リール５１が、環状コア部３の外側の図１１（ａ）に示す位置にある状態から、図１１（ｂ）に示す環状コア部３の輪の中にリール５１が位置する状態まで環状コア部３を振り子運動させ、この図１１（ｂ）に示す位置で、リール５１を図１１（ｃ）に示す環状コア部３の反対面に移し替え、次いで、環状コア部３の反対面にリール５１がある状態で、図１１（ｃ）に示す位置から図１１（ｄ）に示す環状コア部３の輪の外にリール５１が位置する状態まで、環状コア部３を振り子運動させ、リール５１を環状コア部３の反対面から元の面の始点位置（図１１の（ａ）の位置）に戻すというサイクルを繰り返す。このように、本実施形態では、図１１の（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ａ）のように、リール５１に対して、環状コア部３を振り子移動させ、図１１の（ｂ）→（ｃ）、（ｄ）→（ａ）のように、環状コア部３のコア面に対してリール５１を直角移動させることにより、ストランド材１を環状コア部３の周囲に螺旋状に巻き付けている。

ストランド材１の巻き付け終了後、ストランド材１の巻き付け終端部１ｂを接続部材７（図７参照）に挿通させるとともに始端部１ａの仮止めを取り外し、始端部１ａと終端部１ｂとを溶接して結合する。次いで、始端部１ａと終端部１ｂとの結合部分に接着材を塗布し、結合部分を覆う位置まで接続部材７をスライドさせる。このようにすると、図７に示されるように、接着材によって接続部材７が結合部分に固定され、結合部分が接続部材７によって保護され、結合箇所における破断が抑制される。

ここで、ストランド材１は、環状金属コードＣ１の環状形状に伴って結合部分が多少湾曲するが、接続部材７はコイルバネ状スリーブからなる可撓性に優れたものであるので、接続部材７を結合部分へ容易に装着することができる。
そして、上記のように、環状コア部３にストランド材１を巻き付けて始端部１ａと終端部１ｂとを結合することにより、環状コア部３の周囲に外層部４を設けることができる。

始端部１ａ及び終端部１ｂを結合した後、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と良い。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℃である。これにより、第１の金属素線３１及び第２の金属素線１１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を伝動ベルトに用いた場合、蛇行せずに回転する伝動ベルトを得ることができる。蛇行せずに回転する伝動ベルトは、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。
なお、低温焼鈍処理は、始端部１ａと終端部１ｂとの結合部分に接続部材７を接着するための接着剤を塗布するよりも前に行うと良い。

以上のように、本実施形態の伝動ベルトＢ１は、抗張力体として環状金属コードＣ１を有している。環状金属コードＣ１は、１本の第１の金属素線３１で形成した環状コア部３と、第２の金属素線１１を７本撚り合わせてなる１本のストランド材１により、この環状コア部３に対して螺旋状に複数周巻き付けられて環状コア部３の外周面を覆う外層部４とで構成されている。
したがって、従来のようにストランド材を環状コア部とする構成では環状コア部の環状方向の一部分で全面溶接の結合箇所が形成されるため強度低下のおそれがあるが、本実施形態では１本の金属素線で環状コア部３を形成しているので、第１の金属素線３１の１本分だけを、つまり環状コア部３を部分的に一箇所溶接するだけで済み、強度の向上を図ることができる。

しかも、本実施形態では、外層部４を形成する際には、ストランド材１を複数本巻き付けるのではなく、環状コア部３の周囲にストランド材１を連続して６周にわたって巻き付けるため、ストランド材１は１本あればよい。したがって、ストランド材１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の破断強度の低下を抑制することができるとともに、製造を容易とすることができる。また、外層部４のストランド材１の巻き付けは所定の巻き付け角度で行なうので、ストランド材１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、破断強度の低下を抑制できる。

また、ストランド材１の始端部１ａと終端部１ｂとは接続部材７を用いて結合され、この接続部材７によって結合部分が保護されている。この場合、ストランド材１の結合部分がより破断しにくくなる。また、接続部材７がコイルバネ状スリーブからなるので、装着の容易化を図ることができ、したがって、ストランド材１の始端部１ａと終端部１ｂとの結合が容易となる。

また、ストランド材１を構成する第２の金属素線１１の直径は、０．０６ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下であり、この場合、ストランド材１に適度な剛性をもたせることができ、ストランド材１が良好な耐疲労性を有するものとすることができる。

また、ストランド材１は第２の金属素線１１をＳ撚りしたものであるが、環状コア部３に対する外層部４となるストランド材１の巻き付けはＺ巻きとなっている。この場合、表面外観に凹凸が少ないうえに捩れにくく、かつ環状コア部３に対する外層部４のストランド材１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。

また、環状コア部３の中心軸に対するストランド材１の巻き付け角度は４．５度以上１３．８度以下となっている。この場合、ストランド材１の巻き付け作業が容易となる。また、適度な伸度を有し、かつストランド材１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。

また、外層部４となるストランド材１は環状コア部３の外周面に沿って６周にわたって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、径方向の変形に耐え得る環状金属コードＣ１を確実に得ることができる。

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３１及び第２の金属素線１１の内部歪みを除去することができる。内部歪みが除去された第１，第２の金属素線を用いることで、更に破断しにくい環状金属コードＣ１を確実に得ることができる。

以上のように、破断強度及び耐疲労性に優れ、かつ製造が容易な環状金属コードＣ１を用いるため、伝動ベルトＢ１もまた、破断強度及び耐疲労性に優れ、かつ製造が容易なものとなる。

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。
例えば、本実施形態の伝動ベルトＢ１の環状金属コードＣ１では、ストランド材１を環状コア部３の外周面に沿って６周巻き付けて外層部４を形成したが、これを、環状コア部３を太径化して７周或いは８周巻き付けてもよい。

また、本実施形態の伝動ベルトＢ１の環状金属コードＣ１では、図６（ａ）に示したように、環状コア部３の外周面を１層のストランド材１が覆っている。これを、環状コア部３の外周面を複数層のストランド材１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層のストランド材１で覆う場合には、ストランド材１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層目の外周面にストランド材１を１２周巻き付けて２層目を形成することとなる。なお、２層目に相当する１２周の巻き付け方向（撚り方向）は、１層目に相当する６周の巻き付け方向とは逆方向とすることが好ましい。このような巻き付け方向とすることは、良好な巻き付け性を得、凹凸の少ない外面を得る上で重要である。

また、本実施形態の伝動ベルトＢ１の環状金属コードＣ１では、ストランド材１を構成する第２の金属素線１１をＳ撚りとし、環状コア部３に対する外層部４のストランド材１の巻き付けをＺ撚りで行なうとしたが、ストランド材１の第２の金属素線１１をＺ撚りとし、環状コア部３に対する外層部４のストランド材１の巻き付けをＳ撚りで行なう構成としてもよい。

また、本実施形態の環状金属コードＣ１は、図６（ａ）に示したように、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。

また、第１の金属素線３１及び第２の金属素線１１の材料は、上記のものに限られない。

また、本実施形態の環状金属コードＣ１は、環状コア部として、第１の金属素線の一部が所定の環状径のループとされ、当該ループに対して第１の金属素線の余長が螺旋状に複数周巻き付けられ、第１の金属素線の始端部と終端部が結合されて形成されたものであるが、環状コア部を別の形態とすることもできる。
以下、その形態例について説明する。

第２形態の環状金属コードは、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、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、を有しており、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ものである。

図１２に示されるように、環状金属コード（環状金属コードの第２形態）Ｃ２は、環状コア部２３と環状コア部２３の外周面を覆う外層部２４とを備えるものである。
環状コア部２３は、第１のストランド材２１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２３は、図１３に示されるように結合部分２３ａを有している。本実施形態では、第１のストランド材２１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２２の巻き付けがスムーズな環状コア部２３を得ることができる。

第１のストランド材２１は、図１４（ａ）に示されるように、第１の金属素線２５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２１は、図１２に示されるように、１本の第１の金属素線２５を中心とし、この第１の金属素線２５の外周面に６本の第１の金属素線２５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、使用過程で形状が崩れることがなく、丈夫で破断が生じにくいものとなっている。

第１の金属素線２５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２５を第１のストランド材２１に用いているため、第１のストランド材２１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。

第１の金属素線２５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２５の直径が０．０６ｍｍよりも大きいので、第１のストランド材２１の剛性が十分となり、環状コア部２３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２５の直径が０．４０ｍｍよりも小さいので、第１のストランド材２１の剛性が過度に大きくならず、環状金属コードＣ２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２３を形成する第１のストランド材２１は、環状金属コードＣ２の断面中心に位置するため、環状金属コードＣ２を曲げた状態で第２のストランド材２２と比較して応力が小さくなる。そのため、第１の金属素線２５の直径を０．０６〜０．４０ｍｍの範囲内で第２の金属素線２６より太径として剛性を高めることもできる。

外層部２４は、環状コア部２３を軸芯として第２のストランド材２２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２２は、図１４（ａ）に示されるように、第２の金属素線２６を複数本撚り合わせたものである。

第２の金属素線２６は、材料として０．６０質量％以上のＣを含む高炭素鋼を用いる。０．６０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２６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２６は、第１の金属素線２５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２６には、０．６０質量％以上のＣを含む材料を用いることがより好ましい。

第２の金属素線２６の直径は、第１の金属素線２５の直径と同一もしくは第１の金属素線２５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２６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２６で第２のストランド材２２を形成すると、第１のストランド材２１と同様、適度な剛性を有する第２のストランド材２２を得ることができる。そのため、環状コア部２３に対する第２のストランド材２２の巻き付けが容易となり、且つ第２のストランド材２２の巻き緩みが生じにくくなる。

本実施形態において、第２のストランド材２２は、図１２に示されるように、第２の金属素線２６の外周面に６本の第２の金属素線２６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２２は幾何学的に安定した７本撚りであるため、使用過程で形状が崩れることがなく、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２２と第１のストランド材２１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２２より第１のストランド材２１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２２は第１のストランド材２１と同一の直径を有するか、または第１のストランド材２１の直径が第２のストランド材２２の直径より大きい。

第２のストランド材２２は、環状コア部２３に対して複数周にわたって巻き付けられると共に、図１２及び図１３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２２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２２の巻き緩みを抑制することができる。

本実施形態において、第２のストランド材２２は環状コア部２３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２２は第１のストランド材２１と同一の直径を有しているので、環状コア部２３の外周面には、第２のストランド材２２が実質的に隙間無く巻き付けられる。よって、外層部２４が環状コア部２３を密に覆うこととなる。環状金属コードＣ２の断面は、図１４（ａ）に示されるように、環状コア部２３である第１のストランド材２１の周りに６つの第２のストランド材２２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２１あるいは第２のストランド材２２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Ｃ２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に耐え得るものとなっている。

環状金属コードＣ２は、図１４（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２３の周りに１層目の外層部では第２のストランド材２２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２２を１２本配置した構成となるが、第１のストランド材２１と第２のストランド材２２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２２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２２同士が干渉しあったり、環状コア部２３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２１の直径が第２のストランド材２２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。

第２のストランド材２２は、図１３に示されるように、環状コア部２３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２１及び第２のストランド材２２自体はＳ撚りで形成されているため、環状金属コードＣ２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Ｃ２を得ることができる。

また、第２のストランド材２２は、環状コア部２３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２２が乱れなく巻かれ、表面状態が略均一な環状金属コードＣ２を得ることができる。本実施形態においては、図１４（ｂ）に示されるように、Ｘ方向、すなわち環状コア部２３の中心軸が延びる方向、に対する第２のストランド材２２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２２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２２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２２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Ｃ２を得ることができる。

図１５に示されるように、第２のストランド材２２の巻き付け始端部２２ａと巻き付け終端部２２ｂとは接続部材２７によって結合されている。接続部材２７を用いることにより、第２のストランド材２２の巻き付け始端部２２ａ及び巻き付け終端部２２ｂの結合が容易となる。環状コア部２３の周方向において、第２のストランド材２２の結合部分の位置は、環状コア部２３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２３及び外層部２４の同時破断を抑制できる。

接続部材２７は例えば真鍮といった金属からなっている。接続部材２７は略円柱形状を呈している。接続部材２７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２７の両端には、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）にも示されるように、断面多角形状の凹部２８（穴部）がそれぞれ設けられている。一方の凹部２８には第２のストランド材２２の巻き付け始端部２２ａが挿入されており、他方の凹部２８には第２のストランド材２２の巻き付け終端部２２ｂが挿入されている。凹部２８は、より具体的には略正六角形状を呈している。凹部２８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。

接続部材２７において、各凹部２８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２２の巻き付け始端部２２ａと巻き付け終端部２２ｂとを、接続部材２７を介して結合することができる。凹部２８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２７ａでは、接続部材２７の内壁と第２のストランド材２２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２７の外面の変形を抑制することが可能となる。

接続部材２７の軸方向における略中央部分、すなわち凹部２８と凹部２８との間には、仕切り壁２７ｂが設けられている。

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２２の巻き付け始端部２２ａと巻き付け終端部２２ｂ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２２が破断するおそれがある。本実施形態のように、接続部材２７の略中央部分に仕切り壁２７ｂを設けた場合には、接続部材２７に折れ曲がりや割れが生じにくくなり、接続部材２７の機械的強度を上げることができる。

このように、外層部２４は、第２のストランド材２２を環状コア部２３に巻き付けた後に、接続部材２７で第２のストランド材２２の巻き付け始端部２２ａと巻き付け終端部２２ｂとを結合することによって形成されている。

続いて、環状金属コードＣ２の製造方法について説明する。製造装置としては、環状金属コードＣ１と同様に図８から図１０に示したものを使用できる。
まず、第２のストランド材２２の巻き付け始端を、粘着テープ等を用いて環状コア部２３に仮止めする。仮止め後、環状コア部２３を製造装置Ｍ１（図８から図１０参照）のドライビングユニット４０にセットし、この環状コア部２３を周方向に回転させて、第２のストランド材２２の環状コア部２３への巻き付けを開始する。

第２のストランド材２２の巻き付けは、環状金属コードＣ１と同様、図１１に示されるように行われ、外層部２４となる第２のストランド材２２は環状コア部２３の外周面に螺旋状に巻き付けられることとなる。

第２のストランド材２２の巻き付け終了後、図１５に示されるように、第２のストランド材２２の巻き付け始端部２２ａと巻き付け終端部２２ｂとを接続部材２７の凹部２８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２２からなる外層部２４を得ることができる。

接続部材２７をかしめた後、上述の環状コア部２３及び外層部２４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２３及び外層部２４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２５及び第２の金属素線２６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Ｃ２を得ることができる。このような環状金属コードＣ２を伝動ベルトに用いた場合、蛇行せずに回転する伝動ベルトを得ることができる。蛇行せずに回転する伝動ベルトは、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。

以上のように、環状金属コードＣ２では、第１の金属素線２５を７本撚り合わせてなる第１のストランド材２１に、第２の金属素線２６を７本撚り合わせてなる第２のストランド材２２を巻き付けるので、環状金属コードＣ２を丈夫なものとすることができる。第１のストランド材２１及び第２のストランド材２２は別々に結合されるので、第１のストランド材２１及び第２のストランド材２２をまとめて結合する場合と比べて、環状金属コードＣ２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２から環状コア部２３を形成し、かかる環状コア部２３を軸芯として第２のストランド材２２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２４を形成する際には、第２のストランド材２２を複数本巻き付けるのではなく第２のストランド材２２を６周にわたって巻き付けるので、第２のストランド材２２は１本あればよい。よって、第２のストランド材２２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Ｃ２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２２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２２の巻き乱れがなく、表面状態が略均一な環状金属コードＣ２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。

以上のように、破断強度及び耐疲労性に優れ、かつ製造が容易な環状金属コードＣ２を用いるため、伝動ベルトＢ１もまた、破断強度及び耐疲労性に優れ、かつ製造が容易なものとなる。

なお、環状金属コードＣ２は、種々の変形が可能である。
例えば、上記環状金属コードＣ２では、第２のストランド材２２を環状コア部２３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２１と第２のストランド材２２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。

また、上記環状金属コードＣ２では、図１４（ａ）に示されるように、環状コア部２３の外周面を１層の第２のストランド材２２が覆っている。これを、環状コア部２３の外周面を複数層の第２のストランド材２２が覆うようにしてもよい。例えば、環状コア部２３の外周面を２層の第２のストランド材２２で覆う場合には、第２のストランド材２２を環状コア部２３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２２を１２周巻き付けて２層目を形成することとなる。

また、上記環状金属コードＣ２では、第１のストランド材２１及び第２のストランド材２２をＳ撚りとし、環状コア部２３に対する第２のストランド材２２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２１及び第２のストランド材２２をＺ撚りとし、環状コア部２３に対する第２のストランド材２２の巻き付けをＳ撚りで行なうとしてもよい。

また、上記環状金属コードＣ２は、図１４（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Ｃ２にプレス等を施して、変形させることとなる。

また、第１の金属素線２５及び第２の金属素線２６の材料は、上記のものに限られない。

また、本実施形態の伝動ベルトＢ１は、環状金属コードを５本有するとしたが、環状金属コード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、環状金属コードの本数を調整することが可能である。

また、伝動ベルトの種類は一般産業用Ｖベルトに限られない。図１７は、伝動ベルトの他の変形例を示す断面斜視図である。図１７に示される伝動ベルトＢ２は、歯付タイミングベルトであって、環状金属コードＣ１またはＣ２を抗張力体とし被覆部８０で覆ったものである。被覆部８０は、例えばゴムといった材料を含んでいる。このような伝動ベルトＢ２もまた、破断強度及び耐疲労性に優れたものとなる。

本実施形態に係る伝動ベルトの断面斜視図である。 環状金属コード（第１形態）の斜視図である。 環状金属コードを示す径方向の断面斜視図である。 環状金属コードに含まれる環状コア部の金属素線のループ部分に引き続き金属素線を巻き付けていく様子を示す斜視図である。 （ａ）は環状金属コードに含まれる環状コア部にストランド材を１周巻き付けた様子を示す斜視図であり、（ｂ）は環状コア部の結合部分を示す拡大図である。 （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。 環状金属コードの外層部の結合部を含む、一部を示す拡大斜視図である。 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斜視図である。 環状コア部の振り子運動の周期の一端でリールが環状コア部の輪の外に位置する状態を実線で示し、環状コア部の振り子運動の周期の他端でリールが環状コア部の輪の中に位置する状態を鎖線で示した図８の装置の正面図である。 図９とは反対に、環状コア部の振り子運動の周期の一端でリールが環状コア部の輪の中に位置する状態を実線で示し、環状コア部の振り子運動の周期の他端でリールが環状コア部の輪の外に位置する状態を鎖線で示した図８の装置の正面図である。 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。 環状金属コード（第２形態）を示す径方向の断面斜視図である。 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。 （ａ）は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。 環状金属コードの一部を示す拡大斜視図である。 （ａ）は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。 伝動ベルトの変形例を示す断面斜視図である。

符号の説明

１…ストランド材、１ａ…巻き付け始端部、１ｂ…巻き付け終端部、３…環状コア部、１１…第２の金属素線、２１…第１のストランド材、２２…第２のストランド材、２３…環状コア部、２３ａ…結合部分、２４…外層部、２５…第１の金属素線、２６…第２の金属素線、２７…接続部材、２７ｂ…仕切り壁、２８…凹部、３１…第１の金属素線、３１ａ…始端部、３１ｂ…終端部、４…外層部、７…接続部材（コイルバネ状スリーブ）、７０，８０…被覆部、Ｂ１，Ｂ２…伝動ベルト、Ｃ１…環状金属コード。

Claims (21)

1. 抗張力体となる環状金属コードと、前記環状金属コードを覆う被覆部とを備え、
   前記環状金属コードは、
   第１の金属素線の一部が所定の環状径のループとされ、当該ループに対して前記第１の金属素線の余長が螺旋状に複数周巻き付けられ、前記第１の金属素線の始端部と終端部が結合され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１本のストランド材が前記環状コア部に対して螺旋状に複数周巻き付けられて前記環状コア部の外周面を覆い、前記ストランド材の巻き付け始端部と巻き付け終端部が結合されて形成された外層部と、を有することを特徴とする伝動ベルト。
2. 請求項１に記載の伝動ベルトであって、
   前記第１の金属素線の前記ループに対して、前記第１の金属素線が螺旋状に巻き付けられた回数は、１周あたり３回以上３０回以下であることを特徴とする伝動ベルト。
3. 請求項１または２に記載の伝動ベルトであって、
   前記第１の金属素線の前記ループに対して、前記第１の金属素線が螺旋状に巻き付けられた周数は、２周以上６周以下であることを特徴とする伝動ベルト。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載の伝動ベルトであって、
   前記第１の金属素線の結合部分と前記ストランド材の結合部分とは、前記環状金属コードの環状方向における位置が異なっていることを特徴とする伝動ベルト。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載の伝動ベルトであって、
   前記第１の金属素線の両端部は、溶接によって結合されており、
   前記ストランド材の両端部は、溶接によって結合されているとともに、コイルバネ状スリーブにより覆われて補強されていることを特徴とする伝動ベルト。
6. 請求項５に記載の伝動ベルトであって、
   前記ストランド材の両端部は、溶接によって結合された箇所に接着剤が塗布されていることを特徴とする伝動ベルト。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載の伝動ベルトであって、
   前記第１の金属素線の線径は、０．１０ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下であることを特徴とする伝動ベルト。
8. 請求項１から７の何れか一項に記載の伝動ベルトであって、
   前記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、前記環状コア部に対する前記ストランド材の巻き付け方向とが逆であることを特徴とする伝動ベルト。
9. 請求項１から８の何れか一項に記載の伝動ベルトであって、
   前記環状コア部の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１３．８度以下であることを特徴とする伝動ベルト。
10. 請求項１から９の何れか一項に記載の伝動ベルトであって、
    前記ストランド材が、前記環状コア部の外周面に沿って６周以上８周以下巻き付けられていることを特徴とする伝動ベルト。
11. 抗張力体となる環状金属コードと、前記環状金属コードを覆う被覆部とを備え、
    前記環状金属コードは、
    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、を有しており、
    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伝動ベルト。
12. 請求項１１に記載の伝動ベルトであって、
    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伝動ベルト。
13. 請求項１１または１２に記載の伝動ベルトであって、
    前記第１の金属素線の線径は、０．０６ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下であることを特徴とする伝動ベルト。
14. 請求項１１から１３の何れか一項に記載の伝動ベルトであって、
    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伝動ベルト。
15. 請求項１１から１４の何れか一項に記載の伝動ベルトであって、
    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伝動ベルト。
16. 請求項１１から１５の何れか一項に記載の伝動ベルトであって、
    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度以上１３．８度以下であることを特徴とする伝動ベルト。
17. 請求項１１から１６の何れか一項に記載の伝動ベルトであって、
    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周以上８周以下巻き付けられていることを特徴とする伝動ベルト。
18. 請求項１から１７の何れか一項に記載の伝動ベルトであって、
    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、かつ、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伝動ベルト。
19. 請求項１から１８の何れか一項に記載の伝動ベルトであって、
    前記第２の金属素線の線径は、０．０６ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下であることを特徴とする伝動ベルト。
20. 請求項１から１９の何れか一項に記載の伝動ベルトであって、
    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伝動ベルト。
21. 抗張力体となる環状金属コードと、前記環状金属コードを覆う被覆部とを備え、前記環状金属コードが、環状に形成された環状コア部と、前記環状コア部に対して螺旋状に複数周巻き付けられて前記環状コア部の外周面を覆う外層部とを有する伝動ベルトの製造方法であって、
    第１の金属素線の一部を所定の環状径のループにして、前記ループに対して前記第１の金属素線の余長を引き続き螺旋状に複数周に巻き付け、前記第１の金属素線の始端部と終端部を結合することにより環状コア部を形成し、
    第２の金属素線を複数本撚り合わせてなる１本のストランド材を前記環状コア部に対して螺旋状に複数周巻き付けることにより前記環状コア部の外周面を覆い、前記ストランド材の巻き付け始端部と巻き付け終端部とを結合させることにより外層部を形成して、前記環状金属コードを形成することを特徴とする伝動ベルトの製造方法。

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