(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に埋設された補強線材の端部を前記基材から外部に突出させてなる複合体同士が、接合材により、これらの両複合体の両補強線材の端部が埋設されつつ接合された複合体の接合構造であって、
前記両補強線材の端部は、該端部の突出方向に交差する方向から見た平面視で、一方の前記補強線材の端部と他方の前記補強線材の端部とが互いに絡み合い交互に現出するように、前記基材から外部に周期的に屈曲しながら突出し、
前記両補強線材の端部における両屈曲部分は、前記平面視における波長が互いに同等とされ、
前記屈曲部分において、線径に対する前記平面視における全振幅の比は０．７以上であるとともに、前記波長に対する前記全振幅の比は０．００３以上であり、
前記両屈曲部分は、前記突出方向に沿って６周期分以上の長さにわたって互いに絡み合わされていることを特徴とする複合体の接合構造。
【請求項２】
請求項１記載の複合体の接合構造であって、
前記補強線材は、スチールコードであることを特徴とする複合体の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合体の接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば下記特許文献１に示されるような、互いに対向させたベルトの端縁から長さが異なる複数のスチールコードを延出させ、両端縁から延出するスチールコード同士を、側方に間隔を設けて並列させ、前記間隔内に挟み込んで加硫した接合ゴムにより、隣接するスチールコード同士を接合したベルトの接合構造が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１３２２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来のベルトの接合構造では、接合ゴムからスチールコードを引き抜くようにベルトに作用する張力に対する接合強度を、例えば接合ゴムとスチールコードとの接着力や接合ゴムの強度などにより確保していることから、接合ゴムの組成が制限されており、設計の自由度が低いという問題があった。
【０００５】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、接合材の種類によらず接合強度を確保することができる複合体の接合構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る複合体の接合構造は、基材に埋設された補強線材の端部を前記基材から外部に突出させてなる複合体同士が、接合材により、これらの両複合体の両補強線材の端部を埋設させつつ接合された複合体の接合構造であって、前記両補強線材の端部は、該端部の突出方向に交差する方向から見た平面視で、一方の前記補強線材の端部と他方の前記補強線材の端部とが互いに絡み合い交互に現出するように、前記基材から外部に周期的に屈曲しながら突出し、前記両補強線材の端部における両屈曲部分は、前記平面視における波長が互いに同等とされ、前記屈曲部分において、線径に対する前記平面視における全振幅の比は０．７以上であるとともに、前記波長に対する前記全振幅の比は０．００３以上であり、前記両屈曲部分は、前記突出方向に沿って６周期分以上の長さにわたって互いに絡み合わされていることを特徴とする。前記補強線材は、スチールコードであってもよい。
【０００７】
この発明によれば、両補強線材の端部が、前記平面視で一方の補強線材の端部と他方の補強線材の端部とが互いに絡み合い交互に現出するように、基材から外部に周期的に屈曲しながら突出しているので、例えば複合体に、接合材から補強線材を引き抜くような張力が作用したとき等に、両補強線材の端部における屈曲部分同士が互いに拘束し合ってこれらの両屈曲部分間に大きな圧縮力が生じることとなり、接合材から補強線材が引き抜かれるのを抑えることができる。これにより、例えば補強線材と接合材との接着力が小さかったり、接合材の強度が低かったり等しても、接合材から補強線材が引き抜かれるのを抑えることが可能になり、接合材の種類によらず接合強度を確保することができる。
またこのように、接合材の種類によらず接合強度を確保することができるので、設計の自由度を高めることができる。例えば接合材として、加硫機による加熱や加圧をせずに加硫可能な自然加硫ゴムを採用した場合などには、加硫機を用いずに接合材を加硫させて複合体同士を接合することが可能になり、作業の簡便化を図ることができる。
【０００９】
また、屈曲部分において、線径に対する全振幅の比が０．７以上であるとともに、波長に対する全振幅の比が０．００３以上であり、両屈曲部分が、前記突出方向に沿って６周期分以上の長さにわたって互いに絡み合わされているので、両屈曲部分間に生じる圧縮力を効果的に高めることが可能になり、良好な接合強度を確保することができる。
すなわち、屈曲部分において、線径に対する全振幅の比が０．７未満であったり、波長に対する全振幅の比が０．００３未満であったり、両屈曲部分が、前記突出方向に沿って６周期分未満の長さにわたってでしか互いに絡み合わされていなかったりした場合には、屈曲部分における線径や波長に対する全振幅の相対的な大きさや、互いに絡み合わされた屈曲部分の長さが小さいことから、両屈曲部分間に生じる圧縮力が高まり難く、良好な接合強度を確保することが困難になるおそれがある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る複合体の接合構造によれば、接合材の種類によらず接合強度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るゴム弾性体の接合構造を示す平面図である。
【図２】図１に示す接合構造を構成するスチールコードの断面図である。
【図３】図１に示す接合構造を構成するスチールコードの平面図である。
【図４】図１に示す接合構造によりゴム弾性体を接合する接合方法を示す平面図である。
【図５】図１に示す接合構造によりゴム弾性体を接合する接合方法を示す平面図である。
【図６】本発明の変形例に係るゴム弾性体の接合構造を構成するスチールコードの断面図である。
【図７】本発明の変形例に係るゴム弾性体の接合構造を構成するスチールコードの断面図である。
【図８】本発明の変形例に係るゴム弾性体の接合構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係るゴム弾性体の接合構造（複合体の接合構造）を説明する。
図１に示すように、ゴム弾性体の接合構造１０では、本体ゴム（基材）１１に埋設されたスチールコード（補強線材）１２の端部１３を本体ゴム１１から外部に突出させてなるゴム弾性体（複合体）１５同士が、接合材１６により、これらの両ゴム弾性体１５の両スチールコード１２の端部１３が埋設されつつ接合されている。なお両ゴム弾性体１５は、例えば無端帯状のゴムクローラやコンベヤベルト等を構成する。
【００１３】
本体ゴム１１は有端帯状に形成されており、両ゴム弾性体１５は、両本体ゴム１１の端縁１４同士が対向するとともに、両本体ゴム１１の幅方向が一致し、図示の例では、この幅方向が紙面奥行方向になるように配置されている。
スチールコード１２は、本体ゴム１１の長手方向に沿って延在するとともに、前記幅方向に間隔をあけて複数配置されている。スチールコード１２の端部１３は、本体ゴム１１における前記長手方向の端縁１４から外部に突出しており、両ゴム弾性体１５の両スチールコード１２の端部１３は、互いに平行に突出している。
【００１４】
なお図２に示すように、スチールコード１２は、多数本のフィラメント１７ａ、１７ｂ（素線）が互いに撚り合わされてなる。本実施形態では、スチールコード１２は、複数本のコアフィラメント１７ａが撚り合わされてなるコア部１８の周囲に、複数本のシースフィラメント１７ｂが、１層以上のシース層１９を形成するように撚り合わせており、図示の例では、いわゆる（３＋９＋１５）構造となっている。
【００１５】
そして本実施形態では、両スチールコード１２の端部１３は、図１に示すように、該端部１３の突出方向に直交（交差）する一方向（前記幅方向）から見た平面視で、一方のスチールコード１２の端部１３と他方のスチールコード１２の端部１３とが互いに絡み合い交互に現出するように、本体ゴム１１から外部に周期的に屈曲しながら突出している。両スチールコード１２の端部１３における両屈曲部分２０は、前記平面視で正弦波をなすように屈曲されている。また図２に示すように、両屈曲部分２０は、前記一方向の位置が同等に維持された状態で屈曲されている。
【００１６】
図１から図３に示すように、これらの両屈曲部分２０は、前記平面視における波長Ｐが互いに同等とされるとともに、図示の例では更に、線径ｄおよび前記平面視における全振幅Ａも互いに同等とされ、前記突出方向に位相をずらした状態で互いに絡み合わされている。また両屈曲部分２０は、前記平面視で、前記突出方向に沿って１周期よりも短い一定周期（図示の例では半周期）ごとに前記一方向の位置が入れ替わるように交差している。
【００１７】
さらに屈曲部分２０は、前記平面視で前記突出方向に対して互い異なる方向に傾斜しながら延在する第１傾斜部分２１ａおよび第２傾斜部分２１ｂが、前記突出方向に交互に連設されて構成されている。そして両屈曲部分２０は、一方の屈曲部分２０において前記突出方向に互いに隣り合う第１傾斜部分２１ａ同士の間に、他方の屈曲部分２０における第１傾斜部分２１ａが配置され、かつ、一方の屈曲部分２０において前記突出方向に互いに隣り合う第２傾斜部分２１ｂ同士の間に、他方の屈曲部分２０における第２傾斜部分２１ｂが配置されるように、互いに絡み合わされている。
【００１８】
なお屈曲部分２０の全振幅Ａは、屈曲部分２０におけるコード軸Ｏ１の全振幅Ａを指しており、この全振幅Ａは、例えば、前記突出方向および前記一方向の両方向に直交する他方向（図示の例では、紙面上下方向）に沿った屈曲部分２０の両端縁間の距離である型付け外径Ｄから、線径ｄを引くこと等により算出される。そして屈曲部分２０において、線径ｄに対する全振幅Ａの比Ａ／ｄは０．７以上であるとともに、波長Ｐに対する全振幅Ａの比Ａ／Ｐは０．００３以上であり、両屈曲部分２０は、前記突出方向に沿って６周期分以上の長さにわたって互いに絡み合わされている。
【００１９】
図１に示すように、接合材１６は、両本体ゴム１１の端縁１４同士を連結するとともに、両スチールコード１２の端部１３それぞれを全長にわたって被覆している。接合材１６としては、例えばゴム材料や樹脂材料などを採用してもよく、さらに例えばクロロプレン系の自然加硫ゴム接着剤などを採用してもよい。
【００２０】
次に、前記接合構造１０によるゴム弾性体の接合方法の一例について説明する。
まず図４に示すように、接合前においてゴム弾性体１５のスチールコード１２の端部１３が本体ゴム１１に埋設されている場合には、本体ゴム１１を除去しスチールコード１２の端部１３を露出させる除去工程を行う。このとき、本体ゴム１１をスチールコード１２の端部１３から完全に除去しなくてもよく、スチールコード１２の端部１３の表面に本体ゴム１１が残留していてもよい。なお、予めスチールコード１２の端部１３が露出している場合には、この工程を省略することができる。
【００２１】
また、接合前においてゴム弾性体１５のスチールコード１２が例えば真っ直ぐ延在する等しており、屈曲部分２０が形成されていない場合には、図５に示すように、屈曲部分２０を形成する屈曲部分形成工程を行う。このとき、例えば両スチールコード１２の端部１３を、表面に凹凸部が形成された板材により前記他方向からプレスしたり、前記一方向に沿う回転軸回りに回転する一対の歯車の間に通したりすること等により、屈曲部分２０を形成してもよい。またこのとき、複数のスチールコード１２の端部１３に、同時に屈曲部分２０を形成してもよい。なお、予め屈曲部分２０が形成されている場合には、この工程を省略することができる。
【００２２】
そして図１に示すように、両屈曲部分２０を、前記突出方向に位相をずらした状態で互いに絡み合わせる絡み合わせ工程を行った後、これらの両屈曲部分２０を接合材１６に埋設させる埋設工程を行うことで、ゴム弾性体１５同士がゴム弾性体の接合構造１０により接合されることとなる。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態に係るゴム弾性体の接合構造１０によれば、両スチールコード１２の端部１３が、前記平面視で、一方のスチールコード１２の端部１３と他方のスチールコード１２の端部１３とが互いに絡み合い交互に現出するように、本体ゴム１１から外部に周期的に屈曲しながら突出しているので、例えばゴム弾性体１５に、接合材１６からスチールコード１２を引き抜くような張力が作用したとき等に、前記屈曲部分２０同士が互いに拘束し合うってこれらの両屈曲部分２０間に大きな圧縮力が生じることとなり、接合材１６からスチールコード１２が引き抜かれるのを抑えることができる。これにより、例えばスチールコード１２と接合材１６との接着力が小さかったり、接合材１６の強度が低かったり等しても、接合材１６からスチールコード１２が引き抜かれるのを抑えることが可能になり、接合材１６の種類によらず接合強度を確保することができる。
またこのように、接合材１６の種類によらず接合強度を確保することができるので、設計の自由度を高めることができる。例えば接合材１６として、加硫機による加熱や加圧をせずに加硫可能な自然加硫ゴムを採用した場合などには、両スチールコード１２の端部１３を、加硫機を用いずに接合材１６を加硫させてゴム弾性体１５同士を接合することが可能になり、作業の簡便化を図ることができる。
【００２４】
また、屈曲部分２０において、線径ｄに対する全振幅Ａの比が０．７以上であるとともに、波長Ｐに対する全振幅Ａの比が０．００３以上であり、両屈曲部分２０が、前記突出方向に沿って６周期分以上の長さにわたって互いに絡み合わされているので、両屈曲部分２０間に生じる圧縮力を効果的に高めることが可能になり、良好な接合強度を確保することができる。
すなわち、屈曲部分２０において、線径ｄに対する全振幅Ａの比が０．７未満であったり、波長Ｐに対する全振幅Ａの比が０．００３以上未満であったり、両屈曲部分２０が、前記突出方向に沿って６周期分未満の長さにわたってでしか互いに絡み合わされていなかったりした場合には、屈曲部分２０における線径ｄや波長Ｐに対する全振幅Ａの相対的な大きさや、互いに絡み合わされた屈曲部分２０の長さが小さいことから、両屈曲部分２０間に生じる圧縮力が高まり難く、良好な接合強度を確保することが困難になるおそれがある。
【００２５】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、スチールコード１２は、多数本のフィラメント１７ａ、１７ｂが互いに撚り合わされてなるものとしたが、これに限られず、図６に示すスチールコード３０のように、１本のフィラメント１７により構成されていてもよい。さらに、スチールコードは、複数本のフィラメントからなるストランドが複数本、互いに撚り合わされることにより構成されていてもよい。
【００２６】
また前記実施形態では、屈曲部分２０は、前記一方向の位置が同等に維持された状態で屈曲されているものとしたが、これに限られるものではない。例えば屈曲部分が、前記突出方向に沿って延在する螺旋軸回りに螺旋をなしていてもよい。この場合、両スチールコードの端部が、前記平面視で、一方のスチールコードの端部と他方のスチールコードの端部とが互いに絡み合い交互に現出するように、基材から外部に周期的に屈曲しながら突出することで、両屈曲部分は、二重螺旋状をなすように絡み合う。
またこの場合、前記屈曲部分形成工程に際し、スチールコードの端部の表面に、前記突出方向に対して傾斜する方向に延びるピン状、ロール状または板状の押圧部材を押し当てながら、この押圧部材を前記突出方向にスライド移動させてスチールコードの端部をしごくことにより、屈曲部分を形成してもよい。
さらにこの場合で、かつスチールコードが、フィラメントまたはストランドからなる細線材が複数本、螺旋状に撚り合わされて構成されているときには、前記屈曲部分形成工程に際し、図７に示すように、スチールコードの端部において、これらの細線材を解線するとともに、複数本の細線材のうちの一部を除去することにより、屈曲部分を形成してもよい。なお図７に示すスチールコード４０は、１本のコアフィラメント１７ａの周囲に６本のシースフィラメント１７ｂが１層のシース層１９を形成するように撚り合わせてなるストランド４１が４本、螺旋軸Ｏ２回りに螺旋状に撚り合わされることにより構成されており、スチールコード１２の端部１３において、これらの４本のストランド４１を解線するとともに、４本のストランド４１のうちの２本を除去し、残りの２本のストランド４１により屈曲部分４２を構成している。ここでこのように、複数本のストランド４１により屈曲部分４２が構成されている場合、当該屈曲部分４２における線径ｄ、全振幅Ａ、波長Ｐおよび型付け外径Ｄは、屈曲部分４２を構成する複数本のストランド４１のうちの１本の線径ｄ、全振幅Ａ、波長Ｐおよび型付け外径Ｄを指す。なお前記屈曲部分は、複数本のストランドではなく、１本のストランドにより構成されていてもよい。
【００２７】
また前記実施形態では、屈曲部分２０、４２が、前記平面視で正弦波をなすように屈曲されているものとしたが、これに限られるものではなく、例えば三角波をなすように屈曲されていてもよい。
さらに前記実施形態では、両屈曲部分２０、４２の位相が、半周期とは異なる周期ずらされているものとしたが、図８に示す接合構造５０のように、半周期ずらされていてもよい。
【００２８】
また前記実施形態では、両屈曲部分２０は、波長Ｐ、線径ｄおよび全振幅Ａが互いに同等であるものとしたが、これに限られるものではなく、例えば波長Ｐのみが互いに同等であってもよい。
【００２９】
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【００３０】
次に、以上説明した作用効果についての第１〜第３の検証試験を実施した。
第１の検証試験では、実施例１、２および比較例１、２の４つのゴム弾性体の接合構造を準備した。これらの４つのゴム弾性体の接合構造では、スチールコードが、図２に示すようないわゆる（３＋９＋１５）構造であるとともに、屈曲部分が、前記一方向の位置が同等に維持された状態で屈曲された構成を共通に採用した。また下記表１に示すように、それぞれの線径および全振幅も共通とする一方で、波長、および絡み合う屈曲部分の長さを異ならせた。
【００３１】
【表１】
0005909379.tif 000002
【００３２】
そして、これらの実施例１、２および比較例１、２の各ゴム弾性体の接合構造に、接合材からスチールコードを引き抜くような張力を作用させて、引き抜かれたときの張力を測定し、測定結果に基づいて接合強度を評価した。評価では、コード強力に対する引き抜かれたときの張力の比を評価指標として算出し、この評価指標が５０以上であり、コード強力の半分以上の大きさの張力に対する接合強度が確保されている場合に、良好な接合強度が確保されているものとした。
結果を下記表２に示す。
【００３３】
【表２】
0005909379.tif 000003
【００３４】
このように、実施例１、２は、評価指標が５０以上であるのに対し、比較例１、２は、評価指標が５０未満となった。実施例１、２の結果より、線径に対する全振幅の比が０．７以上であり、波長に対する全振幅の比が０．００３以上であり、両屈曲部分が、前記突出方向に沿って６周期分以上の長さにわたって互いに絡み合わされていることで、良好な接合強度が確保されることが確認された。また比較例１の結果より、波長に対する全振幅の比が０．００３未満であると、良好な接合強度を確保し難いことが確認された。さらに比較例２の結果より、屈曲部分が６周期分未満の長さでしか絡み合っていない場合であっても、良好な接合強度を確保し難いことが確認された。
【００３５】
第２の検証試験では、実施例３および比較例３の２つのゴム弾性体の接合構造を準備した。これらの２つのゴム弾性体の接合構造は、スチールコードが、図６に示すような１本のフィラメントにより構成されるとともに、屈曲部分が、前記一方向の位置が同等に維持された状態で屈曲された構成を共通に採用した。また下記表３に示すように、それぞれの線径、波長および絡み合う屈曲部分の長さも共通とする一方で、全振幅を異ならせた。
【００３６】
【表３】
0005909379.tif 000004
【００３７】
そして、これらの実施例３および比較例３の各ゴム弾性体の接合構造について、前記第１の検証試験と同様の評価指標で評価した。
結果を下記表４に示す。
【００３８】
【表４】
0005909379.tif 000005
【００３９】
このように、実施例３は、評価指標が５０以上であるのに対し、比較例３は、評価指標が５０未満となった。実施例３の結果より、線径に対する全振幅の比が０．７以上であり、波長に対する全振幅の比が０．００３以上であり、両屈曲部分が、前記突出方向に沿って６周期分以上の長さにわたって互いに絡み合わされていることで、良好な接合強度が確保されることが確認された。また比較例３の結果より、線径に対する全振幅の比が０．７未満であると、良好な接合強度を確保し難いことが確認された。
【００４０】
第３の検証試験では、実施例４〜６および比較例４の４つのゴム弾性体の接合構造を準備した。これらの４つのゴム弾性体の接合構造は、スチールコードが、図７に示すような２本のストランドにより構成されるとともに、屈曲部分が、前記螺旋軸回りに螺旋状をなす構成を共通に採用した。また下記表５に示すように、それぞれの線径、全振幅および波長も共通とする一方で、絡み合う屈曲部分の長さを異ならせた。
【００４１】
【表５】
0005909379.tif 000006
【００４２】
そして、これらの実施例４〜６および比較例４の各ゴム弾性体の接合構造について、前記第１の検証試験と同様の評価指標で評価した。
結果を下記表６に示す。
【００４３】
【表６】
0005909379.tif 000007
【００４４】
このように、実施例４〜６は、評価指標が５０以上であるのに対し、比較例４は、評価指標が５０未満となった。実施例４〜６の結果より、線径に対する全振幅の比が０．７以上であり、波長に対する全振幅の比が０．００３以上であり、両屈曲部分が、前記突出方向に沿って６周期分以上の長さにわたって互いに絡み合わされていることで、良好な接合強度が確保されることが確認された。また比較例４の結果より、屈曲部分が６周期分未満の長さでしか絡み合っていない場合、良好な接合強度を確保し難いことが確認された。
【符号の説明】
【００４５】
１０、５０  ゴム弾性体の接合構造（複合体の接合構造）
１１  本体ゴム（基材）
１２、３０、４０  スチールコード（補強線材）
１３  端部
１５  ゴム弾性体（複合体）
１６  接合材
２０、４２  屈曲部分
Ａ  全振幅
ｄ  線径
Ｐ  波長
【図１】
0005909379.tif 000008
【図２】
0005909379.tif 000009
【図３】
0005909379.tif 000010
【図４】
0005909379.tif 000011
【図５】
0005909379.tif 000012
【図６】
0005909379.tif 000013
【図７】
0005909379.tif 000014
【図８】
0005909379.tif 000015