JP2012082530A - 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 - Google Patents

Abstract

【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とともに、環状径のばらつきを抑制することの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、複数本のコア用ストランド材１２が撚り合わされたコア用原コード１３が解撚され、１本のコア用ストランド材１３が、環状にされつつ他のコア用ストランド材１２の抜けた螺旋状の空隙部５ａに嵌め入れられて環状コア１１として形成され、少なくとも６本の側線用ストランド材１が撚り合わされた側線用原コード１４を解撚した側線用ストランド材１が、環状コア１１の周りに環状に複数周巻き付けられるとともに、他の側線用ストランド材１の抜けた螺旋状の空隙部５に螺旋状に巻き付けられている。
【選択図】図２

Description

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。

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。

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。

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。

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。

特許文献４に記載された環状金属コードは、複数のストランド材同士を撚り合わせた金属コードが解撚されて合計断面積の異なる２つの線材群に分けられ、合計断面積の大きい方のストランド材の群を再使用線材群とし、合計断面積の小さい方のストランド材の群を不使用線材群として、再使用線材群の内の１本のストランド材が、複数周回環状にされつつその環状部分における再使用線材の内の他のストランド材及び不使用線材群の抜けた螺旋状の空隙部に余長部が嵌め入れられて巻き付けられている。

特許第３０６９７９６号公報 特開平５−１３２８８１号公報 特開２００７−６３６７７号公報 特開２００９−２７５３３８号公報

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。

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。

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。

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。

また、特許文献４に記載の環状金属コードは、環状のコア部分が無いので、量産する際には個々の環状金属コードの環状径のばらつきが発生することが懸念される。

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とともに、環状径のばらつきを抑制することの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。

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、複数本のコア用ストランド材が撚り合わされたコア用原コードが解撚され、１本の前記コア用ストランド材が、環状にされつつ他のコア用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環状コアとして形成され、
少なくとも６本の側線用ストランド材が撚り合わされた側線用原コードを解撚した側線用ストランド材が、前記環状コアの周りに環状に複数周巻き付けられるとともに、他の側線用ストランド材の抜けた螺旋状の空隙部に螺旋状に巻き付けられていることを特徴とする。

このような構成の環状金属コードによれば、環状コアが設けられているので、環状金属コードの環状径が環状コアによって決まり、量産する際にも個々の環状金属コードの環状径のばらつきが発生することを抑制できる。また、コア用原コードを解撚して得られた１本のコア用ストランド材を用いて、他のコア用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環状コアが形成されているので、コア用ストランド材同士の接触抵抗によって環状コアの形状が安定しやすく、環状金属コードの形状も安定する。
また、環状コアの周りには、側線用ストランド材が環状に複数周巻き付けられ、他の側線用ストランド材の抜けた螺旋状の空隙部に螺旋状に巻き付けられているので、側線用ストランド材同士の接触抵抗によって環状金属コードの形状も安定する。隣り合う側線用ストランド材同士の接触抵抗が得られ、側線用ストランド材の全長に亘って側線用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、側線用ストランド材同士の接触抵抗によって巻き付け状態が維持されるため、端末処理を簡素なものにすることができる。

本発明に係る環状金属コードにおいて、前記環状コアのコア用ストランド材の両端余長部が、他のコア用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いることが好ましい。
これにより、コア用ストランド材の両端余長部がコア用ストランド材同士の接触抵抗によって拘束され、環状コアにおけるコア用ストランド材の巻き緩みが生じにくい。

本発明に係る環状金属コードにおいて、前記環状コアのコア用ストランド材の一部が樹脂繊維であることが好ましい。
コア用ストランド材に樹脂繊維が含まれることにより、環状コアにおけるコア用ストランド材の摩擦抵抗が増加し、環状コアに引張り張力が加わってもコア用ストランド材同士が滑って巻き付けが緩んでしまうことを防止できる。また、環状コアと側線用ストランド材との摩擦抵抗も増加するので、環状金属コードの形状も安定する。
そして、その樹脂繊維がアラミド繊維であることが更に好ましい。アラミド繊維を用いることで、抗張力も良好である。

本発明に係る環状金属コードにおいて、前記環状コアのコア用ストランド材と前記側線用ストランド材の撚り方向が同一方向であることが好ましい。
これにより、環状コアの周りに螺旋状に複数周回巻き付けられた側線用ストランド材の余長を、側線用ストランド材同士の螺旋状の隙間から環状コアに向けて嵌め込んで収容する際、コア用ストランド材の撚り方向に沿って嵌め込むことができ、嵌め込んだ部分の形状も安定しやすい。

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。さらに、個々の環状金属コードの環状径のばらつきが少ないため、環状金属コードを複数本用いて無端金属ベルトとする場合に、荷重のばらつきが少なく抑えられ、安定したベルトの走行性が得られ、長寿命化も図ることができる。

また、上記課題を解決することのできる本発明に係る環状金属コードの製造方法は、複数本のコア用ストランド材が撚り合わされたコア用原コードを解撚し、１本の前記コア用ストランド材を、環状にしつつ他のコア用ストランド材の抜けた螺旋状の空隙部に嵌め入れて環状コアとして形成し、
少なくとも６本の側線用ストランド材が撚り合わされた側線用原コードを解撚した側線用ストランド材を、前記環状コアの周りに環状に複数周巻き付けるとともに、他の側線用ストランド材の抜けた螺旋状の空隙部に螺旋状に巻き付けることを特徴とする。

このような構成の環状金属コードの製造方法によれば、環状コアを設けているので、環状金属コードの環状径が環状コアによって決まり、量産する際にも個々の環状金属コードの環状径のばらつきが発生することを抑制できる。また、コア用原コードを解撚して得られた１本のコア用ストランド材を用いて、他のコア用ストランド材の抜けた螺旋状の空隙部に嵌め入れて環状コアを形成するので、コア用ストランド材同士の接触抵抗によって環状コアの形状が安定しやすく、環状金属コードの形状も安定する。
また、環状コアの周りには、側線用ストランド材を環状に複数周巻き付け、他の側線用ストランド材の抜けた螺旋状の空隙部に螺旋状に巻き付けるので、側線用ストランド材同士の接触抵抗によって環状金属コードの形状も安定する。隣り合う側線用ストランド材同士の接触抵抗が得られ、側線用ストランド材の全長に亘って側線用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、側線用ストランド材同士の接触抵抗によって巻き付け状態が維持されるため、端末処理を簡素なものにすることができる。

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、環状径のばらつきを抑制することも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かつ高品質のものとすることができる。

本実施形態に係る環状金属コードの斜視図である。 （ａ）は環状金属コードを示す径方向の断面図であり、（ｂ）は環状金属コードの側面図である。 環状金属コードにおける側線用ストランド材の余長部が収容された箇所を示す径方向の断面図である。 環状金属コードの製造に用いられるコア用原コードを示す図であり、（ａ）は径方向の断面図であり、（ｂ）は側面図である。 図４のコア用原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。 コア用ストランド材から環状コアを形成していく一過程を示す概略図である。 環状金属コードの製造に用いられる側線用原コードを示す図であり、（ａ）は径方向の断面図であり、（ｂ）は側面図である。 環状コアの周囲に側線用ストランド材を巻き付けていく過程を示す概略図である。 側線用ストランド材の両余長部を収容する過程を示す概略図である。 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。 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。

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環状金属コードの斜視図であり、図２（ａ）は環状金属コードを示す径方向の断面図であり、同図（ｂ）は環状金属コードの側面図である。
図１及び図２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側線用ストランド材１を用いている。

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本の側線用ストランド材１を用意し、この側線用ストランド材１を、環状コア１１（図２（ａ）参照）の周囲に、複数周回（本例では６周）巻き付けて形成されている。巻き付けの撚り方向は、例えばＺ撚である。この環状金属コードＣ１を側線用ストランド１の径方向の断面で見ると、６本の側線用ストランド材１が円周状に配置され、その内側に環状コア１１のコア用ストランド材１２が収容された構造を有している。

各側線用ストランド材１は、７本の金属素線１０がＳ撚方向で撚り合わされて（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７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。

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で側線用ストランド材１を形成し、側線用ストランド材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側線用ストランド材１を得ることができる。よって、側線用ストランド材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。

なお、直径型付率は、環状金属コードＣ１の断面直径（１本の側線用ストランド材１が複数周回空隙部に嵌め入れられて６本の側線用ストランド材１が円周状に配置された断面の直径）をＤとし、型付けされた側線用ストランド材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。

側線用ストランド材１同士は、Ｚ撚、つまり側線用ストランド材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。すなわち、側線用ストランド材１は、予めＺ撚方向の螺旋状にくせ付けされている。一方、側線用ストランド材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、側線用ストランド材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。

また、側線用ストランド材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、側線用ストランド材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２（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側線用ストランド材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、側線用ストランド材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、側線用ストランド材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、側線用ストランド材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。

環状コア１１は、予め螺旋状にくせ付けされた１本のコア用ストランド材１２を用意し、このコア用ストランド材１２を所定の環状径で１周または２周（本例では１周）巻き付けた後、さらに、その環状にした部分のコア用ストランド材１２の螺旋状の空隙部に両端の余長部を嵌め入れて巻き付けたものである。この環状コア１１は、コア用ストランド材１２の余長部が、コア用ストランド材１２自身の螺旋状の空隙部に入り込むように巻き付けられているため、環状径が所定の寸法に安定する。

環状コア１１を構成するコア用ストランド材１２は、複数本の金属素線を撚り合わせてなるものであり、例えば３本の金属素線１２ａを撚り合わせたストランド材１２ｂを３本用意し、更にそれら３本を撚り合わせて構成されている。
コア用ストランド材１２を構成する金属素線１２ａは、側線用ストランド材１と同様の材質のものを使用でき、その線径も同等もしくは若干異なるものを使用できる。

コア用ストランド材１２を構成する素線の一部が樹脂繊維からなるものであってもよい。例えば、ストランド材１２ｂの１本が、樹脂繊維を束ねたものに置換されているものでもよい。コア用ストランド材１２に樹脂繊維が含まれることにより、環状コア１１におけるコア用ストランド材１２の摩擦抵抗が増加し、環状コア１１に引張り張力が加わってもコア用ストランド材１２同士が滑って巻き付けが緩んでしまうことを防止できる。また、環状コア１１と側線用ストランド材１との摩擦抵抗も増加するので、環状金属コードＣ１の形状も安定する。コア用ストランド材１２に用いる樹脂繊維としては、アラミド繊維を例示できる。アラミド繊維を用いると抗張力が良好であり、他のストランド材１２ｂや側線用ストランド材１との摩擦抵抗が増加するので好ましい。

図３は、側線用ストランド材１の余長部を、側線用ストランド材１を巻き付けた内側に収容した箇所の断面図である。
環状コア１１は、螺旋状にくせ付けされたコア用ストランド材１２を環状にしたものであるので、その環状方向に沿った螺旋形状を有するとともに、螺旋状の空隙部を有する。環状コア１１の周囲に巻き付けられた側線用ストランド材１の両端の余長部は、巻き付けられた側線用ストランド材１同士の隙間から、環状コア１１の空隙部に落とし込まれ、環状コア１１とともに内部に収容されている。その際、環状コア１１のコア用ストランド材１２と側線用ストランド材１の撚り方向が同一方向であることが好ましい。例えば、側線用ストランド材１は予めＺ撚方向の螺旋状にくせ付けされ、Ｚ撚で巻き付けられている場合には、コア用ストランド材１２も予めＺ撚方向の螺旋状にくせ付けされたものであるとよい。これにより、環状コア１１の周りに螺旋状に複数周回巻き付けられた側線用ストランド材１の余長を、側線用ストランド材１同士の螺旋状の隙間から環状コア１１に向けて嵌め込んで収容する際、コア用ストランド材１２の撚り方向に沿って嵌め込むことができ、嵌め込んだ部分の形状も安定しやすくなる。

側線用ストランド材１の両端の余長部を環状コア１１の空隙部に落とし込む箇所では、側線用ストランド材１の両余長部がそれぞれ環状コア１１の空隙部に入り込むように、螺旋状にくせ付けされた波の高さが小さくなるように直線化して伸ばされている。また、両余長部が交差した箇所でどちらか一方が他方に２周回巻き付けられてから、環状コア１１の空隙部に落とし込まれている。これにより、側線用ストランド材１同士、及び側線用ストランド材１と環状コア１１との接触抵抗が大きくなって強力に保持され、両余長部の抜けが防止されている。

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、側線用ストランド材１同士の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、側線用ストランド材１同士を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。

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４は、環状金属コードＣ１を製造するために用意されたコア用原コードを示す図であり、（ａ）は径方向の断面図であり、（ｂ）は側面図である。
図４に示すように、金属コード（コア用原コード）１３は、Ｓ撚した３本の金属素線１２ａからなるストランド材１２ｂを３本Ｓ撚にて撚り合わせてなる４本のコア用ストランド材１２を、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。

金属コード１３のコア用ストランド材１２は、環状金属コードＣ１の環状コア１１を構成するために用いられる。これら４本のコア用ストランド材１２は、撚り合わせて金属コード１３とする際、コア用ストランド材１２を構成する金属素線１２ａ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。

このような金属コード１３を解撚して、各コア用ストランド材１２に分け、これらコア用ストランド材１２の１本を用いて１つの環状コア１１を製造する。用いるコア用ストランド材１２の一部に樹脂繊維が含まれていてもよい。
金属コード１３から取り出した１本のコア用ストランド材１２は、図５に示すように、他のコア用ストランド材１２が存在していた箇所に螺旋状の空隙部５ａが形成されている。この空隙部５ａは、金属コード１３の他の３本のコア用ストランド材１２の断面積の合計の断面積を有している。

１本のコア用ストランド材１２を、図６（ａ）に示すように１周（または２周）環状にして、環状にした部分の螺旋状の空隙部５ａに両端の余長部１２ｃを巻き付けて嵌め入れ、環状コア１１とする。余長部１２ｃを嵌め入れていない箇所（矢視ｂの箇所）の断面図が図６（ｂ）であり、余長部１２ｃを嵌め入れた箇所（矢視ｃの箇所）の断面図が図６（ｃ）である。図６（ｂ）に示すように、環状コア１１における余長部１２ｃを嵌め入れていない箇所では、断面でみてコア用ストランド材１２は１本だけであり、金属コード１３のときに撚り合わされていた他の３本のコア用ストランド材１２の箇所は空隙部５ａとなっている。また、図６（ｃ）に示すように、環状コア１１における余長部１２ｃを嵌め入れた箇所では、断面でみてコア用ストランド材１２は２本あり、空隙部５ａの一部に余長部１２ｃが配置されている。このように形成された環状コア１１は、１本のコア用ストランド材１２同士が螺旋状に巻き付けられて環状とされているので、環状径等の形状が安定する。

図７は、環状金属コードＣ１を製造するために用意された側線用原コードを示す図であり、（ａ）は径方向の断面図であり、（ｂ）は側面図である。
図７に示すように、金属コード（側線用原コード）１４は、Ｓ撚した７本の金属素線１０からなるストランド材１０ａを７本Ｓ撚にて撚り合わせてなる８本の側線用ストランド材１を、仮コアストランド材（仮コア材）１５の周囲に撚り合せた（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。仮コアストランド材１５は、側線用ストランド材１よりも直径が大きいものであり、例えば、７本の金属素線を撚り合わせてなるストランド材を７本撚り合わせた構造を有する。

金属コード１４の側線用ストランド材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８本の側線用ストランド材１は、撚り合わせて金属コード１４とする際、側線用ストランド材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。

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。その場合には側線用ストランド材１の剛性が低くなるので、側線用ストランド材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、円筒ピンと側線用ストランド材１との摩擦力が大きくなり、型付けされた状態の側線用ストランド材１の真直性が維持できなくなる。そのような側線用ストランド材１を用いて環状金属コードＣ１を作製しても側線用ストランド材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１４を作製する際に、側線用ストランド材１の螺旋波付け高さの絶対値を大きくするため、図７に示すようにコアストランドの直径Ｄ２をストランド材１の直径Ｄ３より増径し、その分、側線用ストランド材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７では２本増やしている）、側線用ストランド材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、側線用ストランド材１の内１本を環状コア１１の周囲で自身の螺旋状の空隙部に複数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１４の作製においては、使用する仮コア材を増径し、側線用ストランド材１の本数を増やした上で、付与する側線用ストランド材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７の金属コード１４を解撚して側線用ストランド材１を取り出すと、側線用ストランド材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。

金属素線１０の直径が０．１５ｍｍ以上である場合、側線用ストランド材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、側線用ストランド材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。

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１４の作製においては、比較的型付けを施しやすいため、側線用ストランド材１の直径型付け率を１００％超にし易い。

なお、金属コード１４における側線用ストランド材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側線用ストランド材１の撚り構造と環状金属コードＣ１に必要な側線用ストランド材１の本数を決定し、環状金属コードＣ１に供される側線用ストランド材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、使用する仮コア材を増径するのに加え、金属コード１４の側線用ストランド材１の本数を、環状金属コードＣ１に必要な側線用ストランド材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１４の側線ストランド材１の本数を、環状金属コードＣ１に必要な側線用ストランド材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とした状態での側線用ストランド材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。

このような金属コード１４を解撚して、各側線用ストランド材１に分け、これら側線用ストランド材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１４の仮コア材は環状金属コードＣ１を構成するものではない。そのため、仮コア材として、仮コアストランド材１５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。

そして、上記のように金属コード１４から取り出した１本の側線用ストランド材１は、図５に示したコア用ストランド材１２と同様に、他の側線用ストランド材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１４の中心の中空部（仮コア材の部分）及び他の７本の側線用ストランド材１の断面積の合計の断面積を有している。

次いで、図８に示すように、環状コア１１の周囲に側線用ストランド材１を複数周回（６周）環状に巻き付けていく。まず側線用ストランド材１の長さの略１／６分の長さを環状にしつつ環状コア１１の周囲に巻き付けて、その環状部分１ｄにおける側線用ストランド材１の螺旋状の空隙部５に側線用ストランド材１の余長部１ｅを嵌め入れて、さらに複数周回（５周）環状に巻き付けていく。なお、側線用ストランド材１の巻き付けの始端部１ｆは、予め螺旋状にくせ付けされた波の高さが小さくなるように直線化して伸ばしておくとよい。側線用ストランド材１における空隙部５は、金属素線１０の直径型付け率により異なるが、５周環状に巻き付けられる側線用ストランド材１の余長部１ｅが環状コア１１の周囲で側線用ストランド材１自身の空隙部５に嵌め入れられる。巻き付けられた側線用ストランド材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か、若干の隙間を有して配置される。

また、側線用ストランド材１を環状コア１１の周囲に所定の複数周回数巻き付けた後、図９に示すように、側線用ストランド材１の余長部１ｅ及び始端部１ｆを、環状に巻き付けられた側線用ストランド材１同士の内側の空間（環状コア１１の空隙部）に嵌め入れる。その際、両余長部（余長部１ｅと始端部１ｆ）が交差した箇所でどちらか一方を他方に２周回巻き付けてから、余長部１ｅと始端部１ｆ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、巻き付けた箇所が環状コア１１の空隙部に落とし込まれる。また、始端部１ｆを直線化して伸ばしておくとよい。これにより、側線用ストランド材１同士、及び側線用ストランド材１と環状コア１１との接触抵抗が大きくなって強力に保持され、余長部１ｅ及び始端部１ｆの抜けが防止される。

また、余長部１ｅ及び始端部１ｆ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側線用ストランド材１の間から巻き付け箇所が急角度で内側の空間（環状コア１１の空隙部）に入り込み、周囲に螺旋状に巻かれた側線用ストランド材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。

巻き付け箇所を環状コア１１の空隙部に落とし込んだ後、側線用ストランド材１同士の間から外に出ている両端末の余長（余長部１ｅ及び始端部１ｆ）を、その側線用ストランド材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、環状コア１１の空隙部に押し込んでいく。このとき、余長部１ｅ及び始端部１ｆ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、このように側線用ストランド材１同士の隙間へ余長部１ｅ及び始端部１ｆを挿し込むと、余長部１ｅ及び始端部１ｆが６本の側線用ストランド材１の内側に形成されている環状コア１１の空隙部に挿し入れられる。なお、余長部１ｅ及び始端部１ｆを環状コア１１の空隙部に落とし込んだ箇所の断面は、図３に示しており、それ以外の箇所の断面は、図２（ａ）に示している。

また、巻き付け箇所が側線用ストランド材１同士の間から内側の空間に入り込むので、側線用ストランド材１の始端部１ｆ及び余長部１ｅ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。

このように、環状金属コードＣ１は、環状コア１１の周囲に側線用ストランド材１が巻き付けられて構成されているため、その環状径は環状コア１１によって決まる。そのため、環状金属コードＣ１を量産する際にも個々の環状金属コードＣ１の環状径のばらつきが発生することを抑制できる。また、金属コード１３を解撚して得られた１本のコア用ストランド材１２を用いて、他のコア用ストランド材１２の抜けた螺旋状の空隙部５に嵌め入れて環状コア１１を形成するので、コア用ストランド材１２同士の接触抵抗によって環状コア１１の形状が安定しやすく、環状金属コードＣ１の形状も安定する。

また、環状コア１１の周りには、側線用ストランド材１を環状に複数周巻き付け、他の側線用ストランド材１の抜けた螺旋状の空隙部５に螺旋状に巻き付けるので、側線用ストランド材１同士の接触抵抗によって環状金属コードの形状も安定する。隣り合う側線用ストランド材１同士の接触抵抗が得られ、側線用ストランド材１の全長に亘って側線用ストランド材１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、側線用ストランド材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、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側線用ストランド材１の撚り緩みが生じず、側線用ストランド材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。

また、側線用ストランド材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、側線用ストランド材１表面の凹凸により側線用ストランド材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。

また、側線用ストランド材１は、金属コード１４の状態でＺ撚方向の螺旋状の型付けが施されている。そのため側線用ストランド材１同士は、Ｚ撚、つまり側線用ストランド材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、側線用ストランド材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。

また、上記実施形態では、金属コード１４を構成する８本の側線用ストランド材１の内の１本を用いて環状金属コードＣ１を製造したが、残りの７本のそれぞれの側線用ストランド材１についても同様に、前述したように、環状コア１１の周りに環状に複数周巻き付けて環状金属コード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。また、環状コア１１の製造についても同様に、金属コード１３を構成する４本のコア用ストランド材１２のうち、残りの３本をそれぞれ用いて環状コア１１をそれぞれ製造するとよい。

なお、上記実施形態では、環状金属コードＣ１の断面における側線用ストランド材１の本数が６本の場合を例示して説明したが、断面における側線用ストランド材１は、６本に限定されない。側線用ストランド材１の構成も、適宜変更可能である。

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模式的な斜視図である。

無端金属ベルトＢ１は、例えば図１０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。

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本の側線用ストランド材１が、環状コア１１の周りに環状に複数周巻き付けられるとともに、他の側線用ストランド材１の抜けた螺旋状の空隙部５に螺旋状に巻き付けられているので、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、環状コア１１によって環状金属コードＣ１毎の環状径のばらつきが小さく抑えられているので、荷重のばらつきが少なく抑えられ、安定したベルトの走行性が得られ、長寿命化も図ることができる。なお、焼鈍処理を施した場合では、側線用ストランド材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。

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。

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。

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。
上記実施形態のように製造した本発明に係る環状金属コードを実施例とし、環状コアのない環状金属コードを比較例として、耐久試験に供した。また、それぞれの環状径のばらつきも測定した。

（１）３×３×０．０９＋６×７×７×０．０８の環状金属コードの作製
（コア用原コードの作製）
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、直径０．０９ｍｍまで伸線加工した金属素線を３リールに巻き取り、再度サプライしてバンチャー型撚線機を用いて７．５ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて撚り合わせる。この３×０．０９の線材を３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４リール用意する。４リールのストランド材を４本撚りができるバンチャー型撚線機を用いて１５．０ｍｍの撚りピッチでＺ撚りにて所定量上撚りして、４×３×３×０．０９のコア用原コードとする。

（環状コアの作製）
コア用原コードを解撚して得られる４本のコア用ストランド材のうち、１本を使用して、例えば、直径２００ｍｍの環状径を形成し、その後、環状にした部分の螺旋状の空隙部５ａに両端の余長部１２ｃを巻き付けて嵌め入れ、環状コア１１とする。

（側線用ストランド材の作製）
コア用ストランド材の作製と同様に、スチールコード用途の線材から直径０．５５ｍｍまで伸線加工した線を、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（側線用ストランド材用）とし、これを所定量巻き取ったリールを７リール用意する。この直径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）し、側線用ストランド材とする。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。

（側線用原コードの仮コア材の作製）
上記の直径０．５５ｍｍまで伸線加工した線を、湿式伸線機により直径０．１４５ｍｍまで伸線加工して金属素線とし、これを所定量巻き取ったリールを７リール用意する。この直径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１４ｍｍの撚りピッチでＳ撚りにて中撚り（親撚り）し、仮コア材とする。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。

（側線用原コードの作製）
上記の仮コア材（親撚り）１リールと側線用ストランド材（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の側線用原コードとする。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。

（環状金属コードの作製）
上撚りした側線用原コードを、余長分αも含めて必要な環状金属コードの環状径（層心径：Ｄｉ）の約２６倍（（Ｄｉ）π×６＋α）の長さで切断した後、全長にわたって解撚し、各側線用ストランド材に分離する。そして、上記環状コア（３×３×０．０９）の周りに、上記解撚された側線用ストランド材（７×７×０．０８）を６周回移動させながら側線用ストランド材自身の他の側線用ストランド材が抜けた空隙部を埋めるように環状金属コード化する。

（端末処理）
環状コアの周囲に巻き付けた側線用ストランド材の巻き付け始端部と巻き付けの終端余長部を必要な長さ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、巻き付け箇所を側線用ストランド材同士の間から環状コアのある側線用ストランド材同士の内側の空間に入れ込み、収容する。

このようにして作製した１×３×３×０．０９＋６×７×７×０．０８の環状金属コードを、実施例とする。また、環状コアを無くして６×７×７×０．０８の環状金属コードを作製したものを、比較例とする。

（２）耐久試験
（２−１）耐久試験装置
図１１に耐久試験装置を示す。図１１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。上記実施例、比較例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。

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、１９．５ｋｇ（コードの強度の５％前後）とした。

（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。

（２−３）耐久試験結果
上記実施例、比較例の環状金属コードにおける耐久試験結果を、次表に示す。

表１に示すように、実施例、比較例ともに、耐え得る繰り返し引っ張り曲げ回数が極めて多くなり、側線用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。

（３）コード環状径の寸法安定性
実施例、比較例の環状金属コードについて、環状径をそれぞれ目標直径２００ｍｍとして２０サンプルずつ作製し、円錐台に嵌めてコード環状径を測定し、平均値及び標準偏差を調べた。測定結果を表２に示す。

表２に示すように、平均コード環状径は比較例に対して実施例の方が目標直径２００ｍｍに近い値となり、コード環状径標準偏差は比較例に対して実施例の方が小さくなった。すなわち、環状コアを有する実施例の方が、所望の環状径が得られやすく、その環状径のばらつきも小さいことが確認できた。

１：側線用ストランド材、５，５ａ：空隙部、１１：環状コア、１２：コア用ストランド材、１３：コア用原コード、１４：側線用原コード、Ｂ１：無端金属ベルト、Ｃ１：環状金属コード

Claims (7)

1. 複数本のコア用ストランド材が撚り合わされたコア用原コードが解撚され、１本の前記コア用ストランド材が、環状にされつつ他のコア用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環状コアとして形成され、
   少なくとも６本の側線用ストランド材が撚り合わされた側線用原コードを解撚した側線用ストランド材が、前記環状コアの周りに環状に複数周巻き付けられるとともに、他の側線用ストランド材の抜けた螺旋状の空隙部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。
2. 請求項１に記載の環状金属コードであって、
   前記環状コアのコア用ストランド材の両端余長部が、他のコア用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いることを特徴とする環状金属コード。
3. 請求項１又は２に記載の環状金属コードであって、
   前記環状コアのコア用ストランド材の一部が樹脂繊維であることを特徴とする環状金属コード。
4. 請求項３に記載の環状金属コードであって、
   前記樹脂繊維がアラミド繊維であることを特徴とする環状金属コード。
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、
   前記環状コアのコア用ストランド材と前記側線用ストランド材の撚り方向が同一方向であることを特徴とする環状金属コード。
6. 請求項１から５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。
7. 複数本のコア用ストランド材が撚り合わされたコア用原コードを解撚し、１本の前記コア用ストランド材を、環状にしつつ他のコア用ストランド材の抜けた螺旋状の空隙部に嵌め入れて環状コアとして形成し、
   少なくとも６本の側線用ストランド材が撚り合わされた側線用原コードを解撚した側線用ストランド材を、前記環状コアの周りに環状に複数周巻き付けるとともに、他の側線用ストランド材の抜けた螺旋状の空隙部に螺旋状に巻き付けることを特徴とする環状金属コードの製造方法。

Images