(57)【要約】【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環状金属コードを備え、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】伝動ベルトＢ１は、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７０とを備え、環状金属コードＣ１は、複数のストランド材１，２同士を撚り合わせた金属コード２０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１の群を再使用線材群３とし、合計断面積の小さい方のストランド材２の群を不使用線材群４として、再使用線材群３の長手方向の一部が環状にされつつその環状部分３ａにおける不使用線材群４の抜けた螺旋状の空隙部５に再使用線材群３の余長部３ｂが嵌め入れられて巻き付けられている。【選択図】図８
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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、
複数の線材同士を撚り合わせた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線材群を再使用線材群とし、合計断面積の小さい方の線材群を不使用線材群として、
前記再使用線材群の長手方向の一部が環状にされつつその環状部分における前記不使用線材群の抜けた螺旋状の空隙部に前記再使用線材群の余長部が嵌め入れられて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２】
請求項１に記載の伝動ベルトであって、
前記再使用線材群における前記線材は複数の金属素線同士を撚り合わせた構造であることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項３】
請求項２に記載の伝動ベルトであって、
前記金属素線同士の撚り方向と前記空隙部に嵌め入れられている巻き付けの螺旋方向とが逆方向であることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項４】
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、
螺旋状の撚り方向であるＳ撚方向とＺ撚方向のどちらか一方を第一撚り方向とし、残る他方を第二撚り方向としたとき、
複数の金属素線同士が第一撚り方向で撚られてなる第一撚線材を複数集合させて第二撚り方向で撚られた一方のコードと、
複数の金属素線同士が第二撚り方向で撚られてなる第二撚線材を複数集合させて第二撚り方向で撚られた他方のコードと、がそれぞれ解撚され、
一部の本数の前記第一撚線材と一部の本数の前記第二撚線材が第二撚り方向で撚り合わされてそれらの合計断面積より小さい第二撚り方向の空隙部が形成された再使用線材群とされ、
前記再使用線材群の長手方向の一部が環状にされつつその環状部分における前記空隙部に前記再使用線材群の余長部が嵌め入れられて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、
前記再使用線材群の両端部は、前記線材毎に位置をずらして突き合わされており、少なくともその突き合わせ部を含む突き合わせ部近傍が接着剤により固定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１から５の何れか一項に記載の伝動ベルトであって、
前記再使用線材群における前記線材は、直径が０．０６ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下の範囲内である複数の金属素線同士を撚り合わせた構造であ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、
前記環状部分の前記再使用線材群の中心軸に対する前記余長部の巻き付け角度が４．５度以上１３．８度以下の範囲内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７の何れか一項に記載の伝動ベルトであって、
前記再使用線材群における前記線材の直径型付率が、前記環状金属コードとした状態で８０％以上１０５％以下であることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項９】
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た伝動ベルトの製造方法であって、
複数の線材同士を撚り合わせたコードを解撚して合計断面積の異なる２つの線材群に分け、
合計断面積の大きい方の線材群を再使用線材群とし、合計断面積の小さい方の線材群を不使用線材群として、
前記再使用線材群の長手方向の一部を環状にしつつその環状部分における前記不使用線材群の抜けた螺旋状の空隙部に前記再使用線材群の余長部を嵌め入れて巻き付けて、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。
【請求項１０】
請求項９に記載の伝動ベルトの製造方法であって、
前記不使用線材群における前記線材は単線であることを特徴とする伝動ベルトの製造方法。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の伝動ベルトの製造方法であって、
前記不使用線材群における前記線材は前記再使用線材群より剛性の弱い材質からなることを特徴とする伝動ベルトの製造方法。
【請求項１２】
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た伝動ベルトの製造方法であって、
螺旋状の撚り方向であるＳ撚方向とＺ撚方向のどちらか一方を第一撚り方向とし、残る他方を第二撚り方向としたとき、
複数の金属素線同士が第一撚り方向で撚られてなる第一撚線材を複数集合させて第二撚り方向で撚られた一方のコードと、
複数の金属素線同士が第二撚り方向で撚られてなる第二撚線材を複数集合させて第二撚り方向で撚られた他方のコードと、をそれぞれ解撚して、
一部の本数の前記第一撚線材と一部の本数の前記第二撚線材を第二撚り方向で撚り合わせてそれらの合計断面積より小さい第二撚り方向の空隙部が形成された再使用線材群を形成し、
前記再使用線材群の長手方向の一部を環状にしつつその環状部分における前記空隙部に前記再使用線材群の余長部を嵌め入れて巻き付けて、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。
【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。
【０００３】
また、環状金属コードを製造する方法として、例えば特許文献３，４に記載されているように、ワイヤーロープを構成する線材の半分を解撚または切除して取り除いた後に、残った線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。
【０００４】
特許文献３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。
【０００５】
特許文献４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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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
【特許文献３】特許第３０６９７９６号公報
【特許文献４】特開平５−１３２８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
特許文献３，４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線材の本数を一旦半分にして、残った線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、隣り合う線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。
【００１０】
さらに、環状に巻き付けた後の端末処理は、特許文献３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３，４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。
【００１１】
これらのような環状金属コードを伝動ベルトに用いると、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。
【００１２】
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環状金属コードを備え、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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、
複数の線材同士を撚り合わせた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線材群を再使用線材群とし、合計断面積の小さい方の線材群を不使用線材群として、
前記再使用線材群の長手方向の一部が環状にされつつその環状部分における前記不使用線材群の抜けた螺旋状の空隙部に前記再使用線材群の余長部が嵌め入れられて巻き付けられていることを特徴とする。
【００１４】
このように、抗張力体となる環状金属コードにおいて、再使用線材群における不使用線材群の抜けた螺旋状の空隙部は、その断面積が再使用線材群の合計断面積より小さい。再使用線材群の余長部が自身より狭い螺旋状の空隙部に嵌め入れられているため、巻き付けられた再使用線材群の隣り合う線材同士が押圧された状態となる。線材同士の接触抵抗が大きく、線材の全長に亘って線材同士が強く拘束されるため、繰り返し負荷が加わっても撚り緩みが生じにくい。また、線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。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は、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、かつ製造が容易となる。
【００１５】
本発明に係る伝動ベルトにおいて、前記再使用線材群における前記線材は複数の金属素線同士を撚り合わせた構造であることが好ましい。
線材が単線ではなく金属素線を撚り合わせた構造であると、線材表面の凹凸により線材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、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。
【００１６】
本発明に係る伝動ベルトにおいて、前記金属素線同士の撚り方向と前記空隙部に嵌め入れられている巻き付けの螺旋方向とが逆方向であることが好ましい。
線材内の金属素線同士の撚り方向と線材の巻き付け方向を逆にすることで、環状金属コードの機械的特性に方向性が生じることを抑制し、伝動ベルトの回転駆動時に蛇行しにくくなる。
【００１７】
また、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、
螺旋状の撚り方向であるＳ撚方向とＺ撚方向のどちらか一方を第一撚り方向とし、残る他方を第二撚り方向としたとき、
複数の金属素線同士が第一撚り方向で撚られてなる第一撚線材を複数集合させて第二撚り方向で撚られた一方のコードと、
複数の金属素線同士が第二撚り方向で撚られてなる第二撚線材を複数集合させて第二撚り方向で撚られた他方のコードと、がそれぞれ解撚され、
一部の本数の前記第一撚線材と一部の本数の前記第二撚線材が第二撚り方向で撚り合わされてそれらの合計断面積より小さい第二撚り方向の空隙部が形成された再使用線材群とされ、
前記再使用線材群の長手方向の一部が環状にされつつその環状部分における前記空隙部に前記再使用線材群の余長部が嵌め入れられて巻き付けられていることを特徴とする。
【００１８】
このように、抗張力体となる環状金属コードにおいて、Ｓ撚線材とＺ撚線材が混在した再使用線材群が作成され、その再使用線材群における螺旋状の空隙部は、その断面積が再使用線材群の合計断面積より小さい。再使用線材群の余長部が自身より狭い螺旋状の空隙部に嵌め入れられているため、巻き付けられた再使用線材群の隣り合う線材同士が押圧された状態となる。線材同士の接触抵抗が大きく、線材の全長に亘って線材同士が強く拘束されるため、繰り返し負荷が加わっても撚り緩みが生じにくい。また、線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。また、耐疲労性にも優れた環状金属コードとなる。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は、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、かつ製造が容易となる。また、環状金属コードにはＳ撚線材とＺ撚線材が混在しているため、環状金属コードの機械的特性に方向性が生じることを抑制し、伝動ベルトの回転駆動時に蛇行しにくくなる。
【００１９】
本発明に係る伝動ベルトにおいて、前記再使用線材群の両端部は、前記線材毎に位置をずらして突き合わされており、少なくともその突き合わせ部を含む突き合わせ部近傍が接着剤により固定されていることが好ましい。
端部同士を接着剤で固定することで、結合部の動きを抑えることができるとともに、その部分の増径を防ぐことができる。また、線材毎に突き合わせ位置をずらしているので、線材の同時破断が生じにくくなる。したがって、環状金属コードの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。
【００２０】
本発明に係る伝動ベルトにおいて、前記再使用線材群における前記線材は、直径が０．０６ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下の範囲内である複数の金属素線同士を撚り合わせた構造であることが好ましい。
これにより、線材に適度な剛性をもたせることができ、線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、環状金属コードをより耐久性に優れたものにでき、伝動ベルトについても、耐久性に優れたものとできる。
【００２１】
本発明に係る伝動ベルトにおいて、前記環状部分の前記再使用線材群の中心軸に対する前記余長部の巻き付け角度が４．５度以上１３．８度以下の範囲内であることが好ましい。
これにより、線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、かつ線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。
【００２２】
本発明に係る伝動ベルトにおいて、前記再使用線材群における前記線材の直径型付率が、前記環状金属コードとした状態で８０％以上１０５％以下であることが好ましい。
直径型付率が８０％より小さいと、複数の線材同士を撚り合わせたコードを解撚して再使用線材群を取り出したときに、これらの線材に付与された螺旋形状の直径方向は縮小し、長手方向に伸長してしまう。その結果、再使用線材群の層芯径が小さくなるため、環状にして不使用線材群の抜けた螺旋状の空隙部に再使用線材群の余長部を嵌め入れる際に、嵌め入れにくくなる。また、直径型付率が１０５％より大きいと、環状金属コードとした後、環状方向に伸び易くなり、伝動ベルトとして使用すると寸法精度が保障しにくくなる。
なお、直径型付率は、再使用線材群により環状金属コードを作成した際のコード径をＤとし、型付けされた線材の波高さ（自己径含む）をＨとすると、「直径型付率（％）＝Ｈ／Ｄ×１００」で表される。
また、直径型付率の許容範囲は、環状金属コードを裸で扱う場合と比較して、環状金属コードを抗張力体としてその周囲を被覆部で覆った伝動ベルトとした本発明の構成の場合の方が、上限下限の範囲が緩和される。
【００２３】
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た伝動ベルトの製造方法であって、
複数の線材同士を撚り合わせたコードを解撚して合計断面積の異なる２つの線材群に分け、
合計断面積の大きい方の線材群を再使用線材群とし、合計断面積の小さい方の線材群を不使用線材群として、
前記再使用線材群の長手方向の一部を環状にしつつその環状部分における前記不使用線材群の抜けた螺旋状の空隙部に前記再使用線材群の余長部を嵌め入れて巻き付けて、前記環状金属コードを形成することを特徴とする。
【００２４】
このように、抗張力体となる環状金属コードは、コードを解撚して合計断面積の大きい方の線材群を再使用し、その一部を環状にして残りの余長部を不使用線材群の抜けた螺旋状の空隙部に嵌め入れて巻き付けることで、容易に製造することができる。再使用線材群における螺旋状の空隙部は、その断面積が再使用線材群の合計断面積より小さく、再使用線材群の余長部が自身より狭い螺旋状の空隙部に嵌め入れられるため、巻き付けられた再使用線材群の隣り合う線材同士が押圧された状態となる。これにより、線材同士の接触抵抗が大きくなり、線材の全長に亘って線材同士が強く拘束されるため、繰り返し負荷が加わっても撚り緩みが生じにくい。また、線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。
このように、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形状を維持することができ、破断強度及び耐疲労性に優れる環状金属コードを容易に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、破断強度及び耐疲労性に優れ、かつ製造が容易となる。
【００２５】
本発明に係る伝動ベルトの製造方法において、前記不使用線材群における前記線材は単線であってもよい。
不使用線材群は環状金属コードに組み込まれないため、撚り合わせを必要としない単線を使用することで、製造コストを抑えることができる。
【００２６】
本発明に係る伝動ベルトの製造方法において、前記不使用線材群における前記線材は前記再使用線材群より剛性の弱い材質であってもよい。
不使用線材群の剛性が再使用線材群より弱いと、コードを解撚する際に不使用線材群の線材を取り出しやすく、作業がしやすい。また、不使用線材群の線材は金属以外のものも使用でき、使用材質によっては不使用線材群の材料コストを抑えることができる。
【００２７】
また、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た伝動ベルトの製造方法であって、
螺旋状の撚り方向であるＳ撚方向とＺ撚方向のどちらか一方を第一撚り方向とし、残る他方を第二撚り方向としたとき、
複数の金属素線同士が第一撚り方向で撚られてなる第一撚線材を複数集合させて第二撚り方向で撚られた一方のコードと、
複数の金属素線同士が第二撚り方向で撚られてなる第二撚線材を複数集合させて第二撚り方向で撚られた他方のコードと、をそれぞれ解撚して、
一部の本数の前記第一撚線材と一部の本数の前記第二撚線材を第二撚り方向で撚り合わせてそれらの合計断面積より小さい第二撚り方向の空隙部が形成された再使用線材群を形成し、
前記再使用線材群の長手方向の一部を環状にしつつその環状部分における前記空隙部に前記再使用線材群の余長部を嵌め入れて巻き付けて、前記環状金属コードを形成することを特徴とする。
【００２８】
このような構成の伝動ベルトの製造方法によれば、抗張力体となる環状金属コードの形成において、Ｓ撚線材とＺ撚線材が混在した再使用線材群を作成し、その再使用線材群における螺旋状の空隙部は、その断面積が再使用線材群の合計断面積より小さい。再使用線材群の余長部を自身より狭い螺旋状の空隙部に嵌め入れるため、巻き付けられた再使用線材群の隣り合う線材同士が押圧された状態となる。製造された環状金属コードは、線材同士の接触抵抗が大きく、線材の全長に亘って線材同士が強く拘束されるため、繰り返し負荷が加わっても撚り緩みが生じにくい。また、線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。また、耐疲労性にも優れた環状金属コードとなる。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は、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、かつ製造が容易となる。また、環状金属コードにはＳ撚線材とＺ撚線材が混在しているため、環状金属コードの機械的特性に方向性が生じることを抑制し、伝動ベルトの回転駆動時に蛇行しにくくなる。
【発明の効果】
【００２９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【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】本実施形態に用いられる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】（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５】環状金属コードの一部を示す拡大斜視図である。
【図６】環状金属コードの製造に用いられる金属コードを示す径方向の断面斜視図である。
【図７】図６の金属コードから不使用線材群を取り除いた再使用線材群を示す斜視図である。
【図８】図７の再使用線材群から環状金属コードを形成していく一過程を示す概略図である。
【図９】他の実施形態の環状金属コードの製造に用いられる金属コードを示す断面斜視図である。
【図１０】伝動ベルトの変形例を示す断面斜視図である。
【図１１】単線１本とストランド材２本を撚り合わせた金属コードを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、本実施形態に用いられる環状金属コードの斜視図であり、図３は環状金属コードを示す径方向の断面斜視図であり、図４（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２から図４に示すように、環状金属コードＣ１は、線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、線材として予め複数の金属素線が撚り合わされたストランド材１を用いている。
【００３４】
本実施形態に用いられる環状金属コードＣ１は、予め螺旋状にくせ付けされて撚り合わされた３本のストランド材１を用意し、その約半分の長さを環状にした状態で、残りの半分をその環状部分に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をストランド材１の径方向の断面で見ると、６本のストランド材１が円周状に均等配置された構造を有している。
【００３５】
各ストランド材１は、５本の金属素線１０がＳ撚方向で撚り合わされた（下撚りされた）ものである。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。
【００３６】
また、金属素線１０の直径は０．０６ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下の範囲内である。このように、金属素線１０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、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、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。
【００３７】
つまり、このような径の金属素線１０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、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。
【００３８】
ストランド材１同士は、Ｚ撚、つまりストランド材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。一方、ストランド材１自身は金属素線１０がＳ撚された構成であるため、環状金属コードＣ１は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、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を内部に組み込んだ伝動ベルトＢ１の回転駆動時に蛇行しにくくなる。
【００３９】
また、ストランド材１は、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、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４（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、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。
【００４０】
図５に示すように、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、互いに突き合わされており、さらに、その突き合わせ部分１ｃと、突き合わせ部分１ｃを含む近傍部分は、接着剤によって固定されている。接着剤は、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。
３本のストランド材１における各突き合わせ部分１ｃ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。
【００４１】
また、この始端部１ａと終端部１ｂとの突き合わせ部分１ｃ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、この突き合わせ部分１ｃ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。
【００４２】
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６は、環状金属コードＣ１を製造するために用意された金属コードを示す径方向の断面斜視図である。
図６に示すように、金属コード２０は、上記の金属素線１０を５本撚り合わせて（下撚りして）なるストランド材１を３本と、金属素線１１を５本撚り合わせて（下撚りして）なるストランド材２を３本と、を撚り合せた（上撚りした）撚線構造を有している。３本のストランド材１は、環状金属コードＣ１を構成するために用いられる再使用線材群３であり、３本のストランド材２は、環状金属コードＣ１を構成しない不使用線材群４である。なお、これら５本のストランド材１を撚り合わせる前に、それぞれ螺旋状の型付けを施しておくとよい。
【００４３】
本実施形態においては、環状金属コードＣ１とした状態でストランド材１の直径型付率が８０％以上１０５％以下となるように、ストランド材１を撚り合わせる際、予め型付けピンを通して螺旋状の型付けを付与しておく。ここで、直径型付率とは、環状金属コードＣ１の直径（線径）をＤとし、型付けされたストランド材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。
直径型付率が８０％より小さいと、複数のストランド材１同士を撚り合わせた金属コード２０を解撚して再使用線材群３を取り出したときに、これらのストランド材１に付与された螺旋形状の直径方向は縮小し、長手方向に伸長してしまう。その結果、再使用線材群３の層芯径が小さくなるため、環状にして不使用線材群４の抜けた螺旋状の空隙部に再使用線材群３の余長部を嵌め入れる際に、嵌め入れにくくなる。また、直径型付率が１０５％より大きいと、環状金属コードＣ１とした後、環状方向に伸び易くなり、伝動ベルトとして使用すると寸法精度が保障しにくくなる。
【００４４】
再使用線材群３と、不使用線材群４は、それぞれの合計断面積を比較すると再使用線材群３の方が大きくなるように構成されている。すなわち、再使用線材群３を構成する３本のストランド材１の合計断面積をＡＳ１とし、不使用線材群４を構成する３本のストランド材２の合計断面積をＡＳ２とすると、式「ＡＳ１＞ＡＳ２」の関係を満たしている。
【００４５】
このような関係を満たすには、例えば、線径ｄである金属素線１０，１１を用いてストランド材１，２を形成する際に、金属素線１１の線径ｄが公称径より細いものを使用すればよい。もしくは、金属素線１０の線径ｄが公称径より太いものを使用してもよい。また、上記式を満たす為には、金属素線１０，１１の線径設計値を予め異ならせてもよいし、ストランド材に用いる金属素線１０，１１の本数を異ならせてもよい。また、再使用線材群３と、不使用線材群４に用いるストランド材の本数を異ならせてもよい。
【００４６】
このような金属コード２０を解撚して、ストランド材１の群である再使用線材群３とストランド材２の群である不使用線材群４に分ける。これ以降、不使用線材群４は用いず、再使用線材群３のみを用いて環状金属コードＣ１を製造する。不使用線材群４を取り外して再使用線材群３のみとした状態を図７に示す。
図７に示すように、不使用線材群４を取り除いた後の再使用線材群３は、不使用線材群４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、不使用線材群４と同等の断面積を有するものであり、再使用線材群３の断面積より小さい。
【００４７】
次いで、図８に示すように、再使用線材群３の長さの略半分を環状にして、その環状部分３ａにおける螺旋状の空隙部５に再使用線材群の余長部３ｂを嵌め入れて巻き付けていく。再使用線材群３における螺旋状の空隙部５は、その断面積が再使用線材群３の合計断面積より小さく、再使用線材群３の余長部３ｂがそれ自身より狭い螺旋状の空隙部５に嵌め入れられるため、巻き付けられた再使用線材群３の隣り合うストランド材１同士が径方向に押圧された状態となる。これにより、ストランド材１同士の接触抵抗が大きくなり、ストランド材１の全長に亘ってストランド材１同士が強く拘束されるため、繰り返し荷重が加わっても撚り緩みが生じにくい。また、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、ストランド材１の始端部１ａと終端部１ｂの端末処理を突き合わせ等の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ストランド材１の撚り緩みが生じず、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。
【００４８】
また、再使用線材群３を構成する線材が単線ではなく、複数の金属素線１０同士を撚り合わせたストランド材１であるため、ストランド材１表面の凹凸によりストランド材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。
【００４９】
環状に巻き付けを行った後、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とを互いに突き合わせて、その突き合わせ部分１ｃと、突き合わせ部分１ｃを含む近傍部分を接着剤によって固定するとよい。端部同士を接着剤で固定することで、突き合わせ部分１ｃの動きを抑えることができるとともに、その部分の増径を防ぐことができる。また、ストランド材１毎に突き合わせ位置をずらすことで、ストランド材１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Ｃ１の破断強度の低下を抑制できる。
【００５０】
また、突き合わせ部分１ｃの接着を行う前に、環状金属コードＣ１全体に低温焼鈍処理を行って、撚り合わせ時（下撚、上撚）に発生する歪を除去するとよい。これにより、環状金属コードＣ１の一層の耐疲労性の向上が期待できる。
【００５１】
なお、上記実施形態で示した例以外でも、上記式の関係を満たすものであれば再使用線材群と不使用線材群の構成を適宜変更可能である。
例えば、最初に用意する金属コードを５本のストランド材からなる撚線とし、そのストランド材は金属素線を７本撚りしたものとする。そして、５本のストランド材のうち２本を不使用線材群として解撚して取り除き、３本のストランド材からなる再使用線材群を形成する。この再使用線材群には、ストランド材２本分の断面積を有する螺旋状の空隙部が形成されている。したがって、「再使用線材群の合計断面積ＡＳ１＞不使用線材群の合計断面積ＡＳ２」の関係を満たしている。この再使用線材群を図８で説明したのと同様にして環状部分に余長部を嵌め入れて巻き付けることで、ストランド材同士が接触抵抗により強く拘束された環状金属コードを得ることができる。この例の場合、再使用線材群と不使用線材群に使用するストランド材の本数が異なるため、再使用線材群と不使用線材群に使用する金属素線の線径は全て同じでもよいし、不使用線材群の方が若干細い径または太い径であってもよい。
【００５２】
また、不使用線材群における線材は、環状金属コードＣ１を構成するものではないため、構造を簡略化したり、材質を変更することができる。
例えば、不使用線材群における線材をストランド材とせずに単線とすることで、製造コストを抑えることができる。ストランド材を不使用線材群に使用すると、金属素線を撚り合わせてストランド材を形成する分だけ製造コストがかかってしまう。
【００５３】
また、不使用線材群における線材を金属線とせずに、金属線より剛性の弱い樹脂等の材質の線材としてもよい。例えば、束状に撚り合わせたアラミド繊維やビニール繊維を使用することができる。不使用線材群の剛性が再使用線材群より弱いと、コードを解撚する際に不使用線材群の線材を取り出しやすく、作業がしやすい。また、不使用線材群の線材に金属以外の材質を使用することで、使用材質によっては材料コストを抑えることができる。
【００５４】
また、他の実施形態として、二種類のコードを用意し、それぞれのコードを解撚して必要な本数ずつの線材を取り出し、それらを再使用線材群として撚り合わせた後、環状金属コードとすることもできる。
この形態では、螺旋状の撚り方向であるＳ撚方向とＺ撚方向のどちらか一方を第一撚り方向とし、残る他方を第二撚り方向としたとき、次のような関係で二種類のコードを用意する。
【００５５】
まず、一方のコードとして、複数の金属素線同士が第一撚り方向で撚られてなる第一ストランド材（第一撚線材）を複数集合させて第二撚り方向で撚られたものを用意する。この一方のコードとして、図９（ａ）の構造のように、７本の金属素線１２同士がＳ撚されてなる第一ストランド材６を３本集合させてＺ撚された金属コード２１を例示できる。
【００５６】
また、他方のコードとして、複数の金属素線同士が第二撚り方向で撚られてなる第二ストランド材（第二撚線材）を複数集合させて第二撚り方向で撚られたものを用意する。この他方のコードとして、図９（ｂ）の構造のように、７本の金属素線１２同士がＺ撚されてなる第二ストランド材７を３本集合させてＺ撚された金属コード２２を例示できる。
【００５７】
これらのコードをそれぞれ解撚して、第一ストランド材６と第二ストランド材７を１本ずつ取り出し、これら２本のストランド材を第二撚り方向（Ｚ撚方向）で撚り合わせて、再使用線材群とする。この再使用線材群には、ストランド材１本分の螺旋状の断面積を有する空隙部が形成される。この再使用線材群を用いて、図８で示した方法と同様にして環状金属コードを製造することができる。
【００５８】
なお、図９の例では、Ｓ撚方向を第一撚り方向とし、Ｚ撚方向を第二撚り方向としたが、これとは逆に、Ｚ撚方向を第一撚り方向とし、Ｓ撚方向を第二撚り方向としてもよい。
【００５９】
このように、二種類のコードを解撚して得た線材を再使用線材群として用い、製造した環状金属コードによれば、図２から図８に示した形態の環状金属コードと同様の効果が得られる他、Ｓ撚のストランド材とＺ撚のストランド材が混在した再使用線材群が用いられているため、環状金属コードの機械的特性に方向性が生じることを抑制し、耐疲労性にも優れた環状金属コードとなる。また、この環状金属コードを内部に組み込んだ伝動ベルトは回転駆動時に蛇行しにくくなる。
【００６０】
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、上記のように継続的な繰り返し負荷に対してもストランド材１の撚り緩みが生じず、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。このような環状金属コードＣ１を被覆部７０で覆った伝動ベルトＢ１は、継続的な繰り返し負荷に対しても環状金属コードＣ１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、かつ製造が容易なものとなる。
【００６１】
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。
【００６２】
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１０は、伝動ベルトの他の変形例を示す断面斜視図である。図１０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。
【実施例】
【００６３】
次に、本発明に係る伝動ベルトの実施例について説明する。
まず、伝動ベルトの抗張力体となる環状金属コードの実施例を説明する。
スチールコード用の素材またはソーワイヤ用ブラスメッキ素材を用いて、所定の中間処理・加工を経て、最終湿式伸線により、直径０．１３ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２０ｍｍの金属素線を作成した。それぞれの線径の金属素線について、７リール以上作成し、下記実施例の撚線サプライに搭載する。
なお、下撚に用いる撚線機は、バンチャー型、チューブラー型の何れを使用してもよい。また、チューブラー撚線機を使用する場合は、上撚を行う前にプレフォームを使用して線材の型付け（直径型付け率９３±５％）を行う。
【００６４】
（実施例１）
（１−１）線材の作製（下撚）…１×７×ｄ（線径ｄを７本撚り合わせて１本のストランド材としたもの）。ここで、ｄはｄｏｕｔ（不使用線材群に使用）とｄｕｓｅ（再使用線材群に使用）の二種類とし、ｄｏｕｔ＝０．１３ｍｍ、ｄｕｓｅ＝０．１５ｍｍとした。撚りピッチは７．５ｍｍ、撚り方向はＳ撚。これらを各２リール（１リールで５００ｍ）作成した。
（１−２）金属コードの作製（上撚）…４×７×（ｄｏｕｔストランド材２本＋ｄｕｓｅストランド材２本）。ｄｏｕｔのストランド材と、ｄｕｓｅのストランド材をそれぞれ２リールずつサプライし、チューブラー撚線機により撚りピッチ１０．０ｍｍ、Ｚ撚で撚り合わせ、１００ｍの金属コードとした。
（１−３）金属コードの解撚…ｄｏｕｔの２本のストランド材を、ｄｕｓｅの２本のストランド材から外す。
（１−４）環状金属コード化…ｄｕｓｅの２本のストランド材で所定の大きさ（直径２５４ｍｍ）の環状部分を形成した後、ｄｏｕｔの２本のストランド材を外して形成された空隙部に添って巻き付けていく。端末は突き合わせ状態になるように切断して長さを調節した後、突き合わせてその箇所を硬化後も伸縮可能な接着剤で固定する。
【００６５】
（実施例２）
（２−１）線材の作製（下撚）…１×７×ｄ（線径ｄを７本撚り合わせて１本のストランド材としたもの）。ここで、ｄはｄｏｕｔ（不使用線材群に使用）とｄｕｓｅ（再使用線材群に使用）の二種類とし、ｄｏｕｔ＝０．２０ｍｍ、ｄｕｓｅ＝０．１５ｍｍとした。ｄｏｕｔのストランド材は、撚りピッチを９．５ｍｍとし、Ｓ撚で１リール（１リールで５００ｍ）作成した。ｄｕｓｅのストランド材は、撚りピッチを７．５ｍｍとし、Ｓ撚で２リール（１リールで５００ｍ）作成した。
（２−２）金属コードの作製（上撚）…３×７（ｄｏｕｔストランド材１本＋ｄｕｓｅストランド材２本）。ｄｏｕｔのストランド材１リールと、ｄｕｓｅのストランド材２リールとをサプライし、チューブラー撚線機により撚りピッチ１２．０ｍｍ、Ｚ撚で撚り合わせ、１００ｍの金属コードとした。
（２−３）金属コードの解撚…ｄｏｕｔの１本のストランド材を、ｄｕｓｅの２本のストランド材から外す。
（２−４）環状金属コード化…ｄｕｓｅの２本のストランド材で所定の大きさ（直径２５４ｍｍ）の環状部分を形成した後、ｄｏｕｔの１本のストランド材を外して形成された空隙部に添って巻き付けていく。端末は突き合わせ状態になるように切断して長さを調節した後、突き合わせてその箇所を硬化後も伸縮可能な接着剤で固定する。
【００６６】
（実施例３）
（３−０）線材の用意（単線）…不使用線材群に使用する単線として、直径０．６ｍｍ（ｄｏｕｔ）の軟鋼線（針金）を１リール（１リールで５００ｍ）用意した。
（３−１）線材の作製（下撚）…１×７×ｄ（線径ｄを７本撚り合わせて１本のストランド材としたもの）。ここで、ｄはｄｕｓｅ（再使用線材群に使用）とし、ｄｕｓｅ＝０．１５ｍｍとした。撚りピッチを７．５ｍｍとし、Ｓ撚で２リール（１リールで５００ｍ）のｄｕｓｅのストランド材を作成した。
（３−２）金属コードの作製（上撚）…３×（１（ｄｏｕｔ単線）＋７（ｄｕｓｅストランド材２本））。ｄｏｕｔの単線１リールと、ｄｕｓｅのストランド材２リールとをサプライし、チューブラー撚線機により撚りピッチ１２．０ｍｍ、Ｚ撚で撚り合わせ、１００ｍの金属コードとした（図１１参照）。
（３−３）金属コードの解撚…ｄｏｕｔの単線を、ｄｕｓｅの２本のストランド材から外す。
（３−４）環状金属コード化…ｄｕｓｅの２本のストランド材で所定の大きさ（直径２５４ｍｍ）の環状部分を形成した後、ｄｏｕｔの１本の単線を外して形成された空隙部に添って巻き付けていく。端末は突き合わせ状態になるように切断して長さを調節した後、突き合わせてその箇所を硬化後も伸縮可能な接着剤で固定する。
【００６７】
実施例１〜３において製造された環状金属コードは、何れも、上記の伝動ベルトＢ１に用いて継続的な繰り返し負荷を掛けても、撚り緩みが生じず巻き付けた形状を維持することが確認できた。
【符号の説明】
【００６８】
１，２…ストランド材（線材）、１ａ…始端部、１ｂ…終端部、３…再使用線材群、３ａ…環状部分、３ｂ…余長部、４…不使用線材群、５…空隙部、６…第一ストランド材、７…第二ストランド材、１０，１１、１２…金属素線、２０，２１，２２…金属コード（コード）、７０…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】
2009281583.tif 000010
【図９】
2009281583.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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