(57)【要約】【課題】破断強度に優れ、且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】伝動ベルトＢ１は、環状金属コードＣ１と被覆部７０とを備え、環状金属コードＣ１は、金属素線５を６本撚り合わせてなるストランド材１を所定の環状径に巻いて始端部を仮止めして環状コア部３を形成した状態で、環状コア部３から連続したストランド材１を環状コア部３に対して螺旋状に６周巻き付けることにより、環状コア部３の外周面を覆う外層部４を形成し、その後、ストランド材１の始端部と終端部とを接続部材７を用いて結合させることにより形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項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、
金属素線を複数本撚り合わせてなるストランド材により、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、
前記環状コア部と前記外層部とは連続したストランド材により形成されていることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項２】
請求項１に記載の伝動ベルトであって、
１本の前記ストランド材によって前記環状コア部と前記外層部とが形成され、前記ストランド材の両端部同士が結合されていることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項３】
請求項１または２に記載の伝動ベルトであって、
前記ストランド材の一方の端部が前記環状コア部を形成した始端部であり、前記ストランド材の他方の端部が前記外層部を形成した終端部であることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項４】
請求項１または２に記載の伝動ベルトであって、
前記ストランド材の一方の端部が前記環状コア部を形成した際の余長部とされ、前記余長部が前記外層部の一部を構成していることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項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、
前記ストランド材の端部同士は、接続部材を用いて結合されていることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項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端部同士が溶接により結合され、その結合部分がコイルバネ状スリーブからなる前記接続部材により覆われて接着されていることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項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、
前記金属素線の直径は、０．０６ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下であることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項８】
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、
前記金属素線の直径は、０．０６ｍｍ以上０．２２ｍｍ以下であることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項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、
前記金属素線の撚り方向と、前記環状コア部に対する前記外層部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。
【請求項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。
【請求項１１】
請求項１から１０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５周または６周巻き付けられていることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項１２】
請求項１から１１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。
【請求項１３】
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、
金属素線を複数本撚り合わせてなるストランド材を所定の環状径に巻いて始端部あるいは始端部近傍を仮止めして環状コア部を形成した状態で、前記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う外層部を形成し、その後、前記ストランド材の始端部と終端部とを結合させることにより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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、中央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いったん解撚して結合し、結合後に再び撚り合わせたものを芯材としている。
【特許文献１】特開平４−３０７１４６号公報
【特許文献２】特開２０００−２１３６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、破断が生じにくく、且つ製造が容易な伝動ベルト及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、金属素線を複数本撚り合わせてなるストランド材により、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、前記環状コア部と前記外層部とは連続したストランド材により形成されていることを特徴としている。
【０００６】
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ストランド材により、環状コア部と、この環状コア部に対して螺旋状に複数周巻き付けられて環状コア部の外周面を覆う外層部とが形成され、環状コア部と外層部が連続したストランド材で形成されているので、環状金属コードを丈夫なものとすることができ、複数の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、環状金属コードが完全に破断する可能性を抑制できる。さらに、環状金属コードにかかる外力を連続した環状コア部と外層部により受けることができるため、付与された外力を環状金属コード全体で分散させて局所的に負荷が集中することを回避できる。したがって、ストランド材から環状コア部を形成し、かかる環状コア部を軸芯として連続してストランド材が巻き付けられているため、破断強度の大きい環状金属コードを得ることができる。
【０００７】
しかも、外層部を形成する際には、ストランド材を複数本巻き付けるのではなく環状コア部を構成するストランド材が引き続き複数周にわたっ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、製造を容易とすることができる。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することができる。
【０００８】
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、且つ製造が容易なものとなる。
【０００９】
好ましくは、１本のストランド材によって環状コア部と外層部とが形成され、ストランド材の両端部同士が結合されている。これにより、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い一箇所のみとなるため、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、製造を容易とすることができる。また、結合部分の断面積がストランド材１本分で済むため、環状金属コードが曲がる時の負荷の他の部位との差を小さくして破断強度の低下を抑制することができる。したがって、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、製造を容易とすることができる。
【００１０】
好ましくは、ストランド材の一方の端部が環状コア部を形成した始端部であり、ストランド材の他方の端部が外層部を形成した終端部である。これにより、環状コア部を形成したストランド材の始端部と、外層部を形成したストランド材の終端部とが結合された破断強度の大きな環状金属コードとすることができる。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。
【００１１】
もしくは、ストランド材の一方の端部が環状コア部を形成した際の余長部とされ、余長部が外層部の一部を構成してもよい。これにより、環状コア部を形成した際の余長部の端部と外層部を形成したストランド材の終端部とが結合されて、余長部が外層部の一部とされた破断強度の大きな環状金属コードとすることができる。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。
【００１２】
好ましくは、ストランド材の端部同士は、接続部材を用いて結合されている。これにより、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。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。
【００１３】
好ましくは、ストランド材の端部同士が溶接により結合され、その結合部分がコイルバネ状スリーブからなる接続部材により覆われて接着されている。これにより、ストランド材の端部同士の結合が容易となり、その結合箇所を接続部材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る。
【００１４】
好ましくは、金属素線の直径は、０．０６ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下である。これにより、ストランド材に適度な剛性をもたせることができ、ストランド材を良好な耐疲労性を有するものとすることができる。その結果、環状金属コード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。また、金属素線の直径が０．０６ｍｍ以上０．２２ｍｍ以下であると、さらに好ましい。
【００１５】
好ましくは、金属素線の撚り方向と、環状コア部に対する前記外層部の巻き付け方向とが逆である。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。
【００１６】
好ましくは、環状コア部の中心軸に対する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。
【００１７】
好ましくは、ストランド材が、環状コア部の外周面に沿って５周または６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。
【００１８】
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、金属素線の内部歪みを除去することができる。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。
【００１９】
また、上記課題を解決することのできる本発明に係る本発明の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、金属素線を複数本撚り合わせてなるストランド材を所定の環状径に巻いて始端部あるいは始端部近傍を仮止めして環状コア部を形成した状態で、前記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う外層部を形成し、その後、前記ストランド材の始端部と終端部とを結合させることにより前記環状金属コードを形成することを特徴としている。
【００２０】
このように、金属素線を複数本撚り合わせてなるストランド材を所定の環状径に巻いて始端部あるいは始端部近傍を仮止めして環状コア部を形成した状態で、ストランド材を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環状コア部の外周面を覆う外層部を形成し、その後、ストランド材の始端部と終端部とを結合させることにより、丈夫な環状金属コードを製造することができ、全て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。つまり、ストランド材から環状コア部を形成し、かかる環状コア部を軸芯として連続してストランド材を巻き付けるため、破断強度の大きい環状金属コードを得ることができる。
【００２１】
しかも、外層部を形成する際には、ストランド材を複数本巻き付けるのではなく環状コア部を構成するストランド材を引き続き複数周にわたって巻き付けるので、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、製造を容易とすることができ、さらには、環状コア部の外周面に沿って、外層部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。また、外層部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うので、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することができる。
【００２２】
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、且つ製造が容易なものとなる。
【発明の効果】
【００２３】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、環状金属コードＣ１が備え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る。図５（ａ）は、環状金属コードＣ１を示す径方向の断面図であり、図５（ｂ）は、環状金属コードＣ１の側面図である。図６は、環状金属コードＣ１の一部を示す拡大斜視図である。
【００２７】
図２及び図３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。
【００２８】
環状コア部３は、図４に示されるように、ストランド材１を所定の径で１周分湾曲させて環状にすることにより形成される。そして、この環状コア部３の周囲の外層部４は、環状コア部３を軸芯として、環状コア部３を構成するストランド材１を引き続き環状コア部３に巻き付けることにより形成される。
【００２９】
ストランド材１は、図５（ａ）に示されるように、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、ストランド材１は、図３に示されるように、１本の金属素線５を中心とし、この金属素線５の外周面に６本の金属素線５をＳ撚りに巻き付けたものである。このように、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無く、丈夫で破断が生じにくいものとなっている。
【００３０】
金属素線５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、金属素線５をより破断強度に優れた鋼線とすることができる。
【００３１】
金属素線５の直径は、０．０６ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下となっている。ここで、金属素線５の直径が０．０６ｍｍ以上であるので、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。また、金属素線５の直径が０．４０ｍｍ以下であるので、ストランド材１の剛性が適度に大きくならず、環状金属コードＣ１を繰り出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。なお、より好ましい金属素線５の直径は、０．０６ｍｍ以上０．２２ｍｍ以下である。
【００３２】
つまり、このような直径の金属素線５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、よって、環状コア部３に対するストランド材１の巻き付けが容易となり、且つストランド材１の巻き緩みが生じにくくなる。
【００３３】
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４に示されるように、螺旋状に巻き付けられる。ストランド材１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、ストランド材１の巻き緩みを抑制することができる。
【００３４】
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。環状コア部３に巻き付けるストランド材１は環状コア部３と連続した１本のストランド材１からなるので、環状コア部３の外周面には、ストランド材１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５（ａ）に示されるように、環状コア部３であるストランド材１の周りに６つのストランド材１が配列された形状となる。この断面形状は、ストランド材１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に耐え得るものとなっている。
【００３５】
外層部４を構成するストランド材１は、図４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。ストランド材１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撚り構造とＺ撚り構造を組み合わせたものとなる。よって、金属素線５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。
【００３６】
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５（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、且つしなやかな環状金属コードＣ１を得ることができる。
【００３７】
図６に示されるように、環状コア部３及び外層部４を構成するストランド材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。
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た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。
【００３８】
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、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。
【００３９】
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。
【００４０】
このように、環状金属コードＣ１は、環状コア部３を構成するストランド材１に外層部４を構成するストランド材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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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８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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
図１０に示すように、１本のストランド材１の始端側を環状に湾曲させ、環状コア部３を形成する。
次いで、始端部１ａ近傍部分における２本分のストランド材１が重なる部分を、粘着テープ、紐あるいはスプリング等を巻き付けることによって仮止めする。
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。
【００５１】
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８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９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９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８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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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に挿通させるとともに始端部１ａ近傍部分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６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。
【００５５】
ここで、ストランド材１は、環状コア部３側の始端部１ａに対して外周層４側の終端部が傾斜されるため、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。
【００５６】
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、金属素線５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。
【００５７】
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、金属素線５を７本撚り合わせてなるストランド材１により、環状コア部３と、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とが形成され、環状コア部３と外層部４とが連続したストランド材１で形成されているので、環状金属コードＣ１を丈夫なものとすることができ、従来のように複数の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、環状金属コードＣ１が完全に破断する可能性を回避できる。つまり、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を軸芯として連続してストランド材１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。さらに、環状金属コードＣ１にかかる外力を連続した環状コア部３と外層部４により受けることができるため、付与された外力を環状金属コードＣ１全体で分散させて局所的に負荷が集中することを回避できる。
【００５８】
しかも、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を構成するストランド材１を引き続き６周にわたって巻き付けるので、ストランド材１は１本あればよく、よって、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、破断強度の低下をさらに抑制することができる。
【００５９】
また、ストランド材１の始端部２ａと終端部２ｂ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２ａと終端部２ｂとの結合が容易となる。
【００６０】
また、金属素線５の直径は、０．０６ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下、もしくは０．０６ｍｍ以上０．２２ｍｍ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を良好な耐疲労性を有するものとすることができる。
【００６１】
また、環状コア部３と外層部４とが連続した１本のストランド材１から形成されている。この場合、環状コア部３の外周面に沿って、外層部４のストランド材１を実質的に隙間無く巻き付けることが可能となる。
【００６２】
また、ストランド材１は金属素線５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撚りとなっている。この場合、表面外観に凹凸が少ないうえに捩れにくく、且つ環状コア部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。
【００６３】
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、且つストランド材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。
【００６４】
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。
【００６５】
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、金属素線５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金属素線５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。
【００６６】
以上のように、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、且つ製造が容易なものとなる。
【００６７】
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。
【００６８】
例えば、環状コア部３を形成する際に、ストランド材１の一端側に余長部を形成して仮止めすることにより、この余長部によって外層部４の一部を構成させるようにしても良い。
【００６９】
また、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、５周巻き付けとしてもよい。または、ストランド材１で１周分のループを形成し、続いてその周りに２周に亘り巻き付けることで、ストランド材１を３周巻き付けた環状コア部３を形成した後、巻き付け方向を逆にして引き続き７周から９周巻き付けてもよい。
【００７０】
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５（ａ）に示されるように、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。
【００７１】
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撚りで行なうとしてもよい。
【００７２】
また、本実施形態の環状金属コードＣ１は、図５（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。
【００７３】
また、本実施形態の伝動ベルトＢ１は、環状金属コードＣ１を５本有するとしたが、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。
【００７４】
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１２は、伝動ベルトの他の変形例を示す断面斜視図である。図１２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。
【００７５】
また、金属素線５の材料は、上記のものに限られない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本実施形態に係る伝動ベルトの断面斜視図である。
【図２】環状金属コードの斜視図である。
【図３】環状金属コードを示す径方向の断面斜視図である。
【図４】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る。
【図５】（ａ）は環状金属コードを示す径方向の断面図であり、（ｂ）は環状金属コードの側面図である。
【図６】環状金属コードの一部を示す拡大斜視図である。
【図７】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。
【図８】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７の装置の正面図である。
【図９】図８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７の装置の正面図である。
【図１０】環状金属コードの環状コア部を形成する際の概念図である。
【図１１】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１２】伝動ベルトの他の変形例を示す断面斜視図である。
【符号の説明】
【００７７】
１…ストランド材、１ａ…始端部、１ｂ…終端部、３…環状コア部、４…外層部、５…金属素線、７…接続部材、７０，８０…被覆部、Ｂ１，Ｂ２…伝動ベルト、Ｃ１…環状金属コード。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008008485.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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