JP2007084979A - スチールコード及びゴム複合体 - Google Patents

Abstract

【課題】長期間にわたり断線を生じることなく安定して使用することができる長寿命かつ低コストのハンドベルト補強用スチールコード及びそのスチールコードで補強されたゴム複合体を提供する。
【解決手段】乗客搬送コンベア用ハンドベルトの補強に用いられるスチールコードであって、各々がｍ本のワイヤ32,33,32B,33Bを撚り合わせてなり、前記ワイヤの撚り合わせの向きとは逆向きに撚り合わせられたｎ本のストランド31,31Bと、前記ｎ本のストランドによって周囲を取り囲まれ、ゴムが充填される心部空間35と、を有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、エスカレータや動く歩道などの乗客搬送コンベアに用いられるハンドベルト（手摺）を補強するためのスチールコード及びそのスチールコードで補強されたゴム複合体に関する。

エスカレータの手摺に用いられるハンドベルト１０は、図２に示すように複数対のピンチローラ１２によって駆動される間に、無限軌道の折り返し点Ｒで大きく屈曲され、苛酷な曲げ変形を繰り返し受ける。この屈曲変形の負荷に耐えられるようにするため、ハンドベルト１０は、例えば特許文献１に記載されているように、スチールコード補強層３で補強した多層のラミネート構造とし、強度と可撓性を兼ね備えたものとしている。

従来のハンドベルト補強用スチールコード１００は、例えば図８の（ａ）に示すように、４本のワイヤを撚り合わせた心ストランド１０３と、４本のワイヤ１０２を撚り合わせた６つの側ストランド１０１とを備えている。このスチールコード１００の中心部にゴムが充填された図８（ｂ）に示すゴム複合体１００Ａをゴムシートのなかに埋設してゴムと一体化し、化粧ゴム層７、帆布１，２，４〜６およびビードゴム８とともにラミネート加工すると、ハンドベルトのスチールコード補強層３となる。このようにして作製されたスチールコード補強層３は、ピンチロール１２の挟み込みにより、また折り返し点Ｒでの屈曲により、コード内部で心ストランド１０３と側ストランド１０１とが繰り返し変形を受ける。

しかし、従来のゴム複合体１００Ａは、繰り返し屈曲変形されたときの心ストランド１０３の伸びが側ストランド１０１の伸びに比べて小さく、両者の伸び差に起因して心ストランド１０３の構成ワイヤ１０２が早期に断線する。心ストランドの構成ワイヤ１０２が断線した状態で運転を続けると、化粧ゴム層７の平坦性が失われて波うち、最悪の場合には断線ワイヤが化粧ゴム層７を突き破って表面に突出し、利用者が手を怪我するような事態が発生するおそれがあり危険である。このように従来の鋼心スチールコード１００で補強されたハンドベルトは、繰り返し屈曲変形を受けたときの耐疲労性が十分であるとは言えず、その寿命が比較的短い。

また、従来のゴム複合体１００Ａには心ストランド１０３がコード心部に存在することにより、心ストランド１０３と側ストランド１０１が互いに接触する部分にゴムが侵入せず、その部分から錆が発生するという問題点もある。

心ワイヤの突き出しを回避するために、例えば特許文献２に記載されたスチールコード２００およびゴム複合体２００Ａでは、図９の（ａ）と（ｂ）にそれぞれ示すように、心部にワイヤの代わりにナイロン等からなる繊維心２０３を用いることにより、ハンドベルトの柔軟性を向上させるとともに、繊維心２０３が万一断線したとしても化粧ゴム層７を突き破って外部へ突出しないようにしている。

しかし、有機繊維とスチールワイヤとは伸び特性、曲げ剛性等の物性が大きく異なるため、撚り合わせる際の繊維心の外径変化が大きく、その結果スチールコード径のばらつきが大きくなるという欠点がある。また、繊維心スチールコードは繊維心２０３の形状変化がスチールワイヤに比べて大きいために、スチールコードの撚り形状が安定し難く、その製造ラインの調整および管理が非常に複雑で難しく、製造コストの上昇を招来する要因となっている。
特許第３２８３６４４号公報 特開昭５６−１６９８８６号公報

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、長期間にわたり断線を生じることなく安定して使用することができる長寿命かつ低コストのハンドベルト補強用スチールコード及びそのスチールコードで補強されたゴム複合体を提供することを目的とする。

本発明に係るスチールコードは、乗客搬送コンベア用ハンドベルトの補強に用いられるスチールコードであって、各々がｍ本のワイヤを撚り合わせてなり、前記ワイヤの撚り合わせの向きとは逆向きに撚り合わせられたｎ本のストランドと、前記ｎ本のストランドによって周囲を取り囲まれ、ゴムが充填される心部空間と、を有することを特徴とする。

本発明に係るゴム複合体は、乗客搬送コンベア用ハンドベルトの補強に用いられるゴム複合体であって、シート状のゴム板と、所定の間隔をおいて実質的に平行になるように前記ゴム板のなかに埋め込まれた複数本のスチールコードと、を具備し、
前記スチールコードは、各々がｍ本のワイヤを撚り合わせてなり、前記ワイヤの撚り合わせの向きとは逆向きに撚り合わせられたｎ本のストランドと、前記ｎ本のストランドによって周囲を取り囲まれ、ゴムが充填された心部と、を有することを特徴とする。

本発明のスチールコードにおいては、心部をコアワイヤレスとしているので、心部−側部間における構成ワイヤの伸び差の問題そのものが無くなるとともに、コード全体の柔軟性が高まり、屈曲性能が良好になる。その結果、屈曲変形が繰り返されるサイクル疲労に対するコードの耐久性（耐疲労性）が向上し、コードの寿命が延長される。

本発明のスチールコードでは、側ストランドを構成するワイヤの数ｍを５〜７のいずれかの整数とすることが好ましい。ハンドベルトとしての所定の強度、柔軟性および耐疲労性を得るためには、構成ワイヤ数ｍを５本以上にする必要があるからである。一方、構成ワイヤ数ｍを８本以上にすると、スチールコードの撚り形状が不安定になるばかりでなく、ストランド径が大きくなり過ぎ、結局はコード径が大きくなり過ぎてゴムシート中に埋め込み難くなり、シート成形が困難になるか、またはストランド径を抑えるために構成ワイヤを細径にすると、強度不足となり、早期に断線するおそれがあるからである。このため本発明では構成ワイヤ数ｍの最大値を７本とした。

また、側ストランドの数ｎは４〜６のいずれかの整数とすることが好ましい。ハンドベルトとしての所定の強度、柔軟性および耐疲労性を得るためには、側ストランド数ｎを４つ以上にする必要があるからである。一方、側ストランド数ｎを７つ以上にすると、心部に空間を有するコードとして構造上不安定になるばかりでなく、コード径が大きくなり過ぎてゴムシート中に埋め込み難くなり、シート成形が困難になるからである。このため本発明では側ストランド数ｎの最大値を６つとした。

なお、構成ワイヤの材料は、ＪＩＳ Ｇ３５０２に規定されたピアノ線（強度レベル２５０ｋｇ／ｍｍ²以上、炭素含有量０．７２〜０．８２質量％）などを用いることができる。

本発明によれば、エスカレータ等の乗客搬送コンベアにおいて、長期間にわたって断線を生じることなく安定して使用することができる長寿命のスチールコード及びそのスチールコードで補強されたゴム複合体を含むハンドベルトが提供される。

本発明によれば、ハンドベルトの柔軟性と耐曲げ疲労性が向上するので、ピンチローラによる押圧力を大きく設定することができ、従来よりもピンチローラの数を減らすことができる。また、ピンチローラの数を同じとした場合には、従来よりも乗客搬送コンベアの行路を長く設定することができる。

以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について説明する。

本実施形態のハンドベルト１０は、図２に示すように、２つの折り返し点Ｒを持つエスカレータの手摺に使用されるものであり、４〜１２対のピンチローラ１２により無限軌道に沿って駆動されるようになっている。ピンチローラ１２は、ハンドベルト１０の一方面側を押圧するようにスプリングで付勢された駆動輪と、ハンドベルト１０の他方面に当接するバックアップローラからなり、ハンドベルト１０を所望の押圧力（例えば６０〜１００ｋｇ／ｃｍ²）で搬送可能に支持する。ハンドベルト１０は、ガイドレールから容易に脱落しないようにするため、長手方向に約３００ｋｇの張力が負荷されている。

ハンドベルト１０は、図１の（ａ）に示すように、内側から順番にクッション材としての帆布１，２、補強材としてのスチールコード補強層３、帆布３〜６、化粧ゴム層７を積層してなる多層ラミネート構造体である。ビードゴム８をハンドベルト１０の端部に装着することにより、ハンドベルト１０は図示のような断面形状を維持するようにされている。

スチールコード補強層３は、図１の（ｂ）に示すように、ゴム複合体３０Ａが所定ピッチ間隔に埋設されたゴムシートからなるものである。ゴム複合体３０Ａの各々は、ハンドベルトに付与された張力の一部を受け持つテンションバーであるため、ハンドベルト１０の長手に対して平行にカレンダリングされている。例えば図３の（ｂ）に示すように、ゴム複合体３０Ａは、図３の（ａ）に示す５×５構成のスチールコード３０１の中心部にゴム３９が充填されたものである。

（実施例１）
次に、実施例１のスチールコード３０１およびゴム複合体３０Ａについて説明する。

実施例１のスチールコード３０１は、図３の（ａ）に示すようにゴム３９が充填される予定スペースとしての心部空間３５を有している。この心部空間３５の周囲に５本の側ストランド３１がほぼ等ピッチ間隔に配置されている。側ストランド３１は１本の心ワイヤ３２の周囲に４本の同径ワイヤ３３をＳ撚りしたものからなる。この５本の側ストランド３１をＺ撚りすることによりスチールコード３０１が形成される。さらに、ゴムシートにスチールコード３０１を挟み、上下からの加熱・加圧によりコード内部にゴム３９を浸透させ、心部空間３５にゴムが充填されたゴム充填心部３６を形成し、図３の（ｂ）に示すゴム複合体３０Ａを得た。

（実施例２）
次に、実施例２のスチールコード３０２およびゴム複合体３０Ｂについて説明する。

実施例２のスチールコード３０２は、図４の（ａ）に示すようにゴム３９が充填される予定スペースとしての心部空間３５を有している。この心部空間３５の周囲に５本の側ストランド３１Ｂがほぼ等ピッチ間隔に配置されている。側ストランド３１Ｂは１本の心ワイヤ３２Ｂの周囲に６本の同径ワイヤ３３ＢをＳ撚りしたものからなる。この５本の側ストランド３１ＢをＺ撚りすることによりスチールコード３０２が形成される。さらに、心部空間３５にゴムが充填されたゴム充填心部３６を形成し、図４の（ｂ）に示すゴム複合体３０Ｂを得た。

（比較例１）
次に、比較例１のスチールコード３０３およびゴム複合体３０Ｃについて説明する。

比較例１のスチールコード３０３は、図５の（ａ）に示すように心部に心ストランド３５Ｃを有し、その周囲に５本の側ストランド３１Ｃがほぼ等ピッチ間隔に配置されている。心ストランド３５Ｃは３本の同径ワイヤをＳ撚りしたものからなる。側ストランド３１Ｃは単一の心ワイヤ３２Ｃの周囲に６本の同径ワイヤ３３ＣをＳ撚りしたものからなる。心ストランド３５Ｃを中心として、その周囲に５本の側ストランド３１ＣをＺ撚りして、比較例１のスチールコード３０３を得た。さらに、スチールコード３０３を用いて、図５の（ｂ）に示すゴム複合体３０Ｃを得た。

（従来例１）
次に、従来例１のスチールコード１００およびゴム複合体１００Ａについて説明する。

従来例１のスチールコード１００は、図８の（ａ）に示すように心部に心ストランド１０３を有し、その周囲に６本の側ストランド１０１がほぼ等ピッチ間隔に配置されている。心ストランド１０３は４本の同径ワイヤをＳ撚りしたものからなる。側ストランド１０１は４本の同径ワイヤ１０２をＳ撚りしたものからなる。心ストランド１０３を中心として、その周囲に６本の側ストランド１０１をＺ撚りして、従来例１のスチールコード１００を得た。さらに、スチールコード１００を用いて、図８の（ｂ）に示すゴム複合体１００Ａを得た。

（従来例２）
次に、従来例２のスチールコード２００およびゴム複合体２００Ａについて説明する。

従来例２のスチールコード２００は、図９の（ａ）に示すように心部に繊維心２０３を有し、その周囲に６本の側ストランド２０１がほぼ等ピッチ間隔に配置されている。繊維心２０３はナイロン繊維（材質；ナイロン６、直径；０．５４ｍｍ）のモノフィラメントである。側ストランド２０１は４本の同径ワイヤ２０２をＳ撚りしたものからなる。繊維心２０３を中心として、その周囲に６本の側ストランド２０１をＺ撚りして、従来例２のスチールコード２００を得た。さらに、スチールコード２００を用いて、図９の（ｂ）に示すゴム複合体２００Ａを得た。

次に、実施例２のスチールコード３０Ｂを製造する場合を例にとって説明する。

（スチールコードの製造）
先ず、ＪＩＳ Ｇ３５０２に規定されたピアノ線にブラスめっきしたワイヤ（直径０．９８ｍｍ）を伸線加工して０．１５５ｍｍの素線とした。この素線を７個の送給リールからバンチャー撚り線機に送り込み、７本の同径素線を一括撚りして（１＋６）構成の側ストランド３１Ｂを作製した。このとき、撚り方向をＳ、撚りピッチを６．０ｍｍとした。

次いで、（１＋６）構成の側ストランド３１Ｂを５個の送給リールからバンチャー撚り線機に送り込み、５本の側ストランド３１Ｂを撚り合わせ、５×７（１＋６）構成のスチールコード（心無し構造）３０Ｂを得た。このとき、撚り方向をＺ、撚りピッチを１２．７ｍｍとした。最終的に得たスチールコード３０Ｂの直径は１．２６ｍｍであった。

（ゴム複合体の製造）
このようにして得た５×７（１＋６）構成のスチールコード３０Ｂを長さ１５０ｍｍに切断し、切断した５本のスチールコード３０Ｂを図６に示すようにゴムシート（厚さ１ｍｍ、幅３０ｍｍ、長さ１４０ｍｍ）上に両端２０ｍｍのつかみ代Ｌ２を確保して、５ｍｍピッチ間隔で平行に敷き並べた。従って、両端のつかみ代を除いた自由なスチールコードの長さＬ１は１００ｍｍである。

次いで、これに厚さ１ｍｍのゴムシートを被せ、スチールコードをサンドイッチ状に挟み込み、加硫成形する。加硫温度は約１３０℃とした。加硫成形後、ゴムシートの外側にはみ出したスチールコードを切断除去した。このようにしてゴム複合体４０を得た。

（評価試験方法）
次に、図７を参照して上記のようにして作製したゴム複合体の耐久性を評価するための屈曲曲げ疲労試験について説明する。
上記のゴム複合体４０を試験サンプルとして使用し、これを屈曲試験片とした。屈曲試験片４０の両端を一対のチャック４２で挟持した状態で、チャック４２の相互間隔を図７の（ａ）に示す位置から図７の（ｂ）に示す位置まで接近させ、この動作を２サイクル／秒（１往復０．５秒）で繰り返した。すなわち、図７の（ａ）に示す伸張時において屈曲試験片４０のつかみ端部から端部までの間隔Ｌ１を１００ｍｍとし、図７の（ｂ）に示す屈曲時において屈曲試験片４０のつかみ端部から端部までの間隔Ｌ３を５０ｍｍとした。繰り返し回数が規定値（例えば１万回）に到達したところで試験を停止し、試験片４０を解体してスチールコード３０Ｂを取り出した。取り出したスチールコード３０Ｂの残存強度Ｆ₂を引張試験機によって測定した。この測定値Ｆ₂と屈曲曲げ疲労試験を行わない未試験のスチールコードの強度Ｆ₁との比率Ｆ（＝Ｆ₂／Ｆ₁）を求め、比率Ｆの百分率をとって耐曲げ疲労性の評価を行なった。

（評価試験結果）
表１に評価試験結果を示す。
従来例１として７×４×０．１７５構成のスチールコードを含むゴム複合体１００Ａを用いた。従来例２としてナイロン心＋６×４×０．１７５構成のスチールコードを含むゴム複合体２００Ａを用いた。

実施例１として、５×５×０．１５５構成のスチールコードを含むゴム複合体３０Ａを用いた。実施例２として、５×７×０．１５５構成のスチールコードを含むゴム複合体３０Ｂを用いた。

比較例１として、１×３＋５×７×０．１５構成のスチールコードを含むゴム複合体３０Ｃを用いた。

耐曲げ疲労性は、従来例１を基準（１００）として、それに対する比率で評価した。

実施例１，２の耐曲げ疲労性指数は１５７，１６２となり、いずれも比較例１の結果（１１０）を大幅に上回った。

ちなみに、比較例１の耐曲げ疲労性指数（１１０）は、基準となる従来例１のそれ（１００）よりも向上しているが、従来例２の結果（１２０）よりも小さくなった。

撚り不良の発生頻度は、従来例２が多かった。

本発明は、エスカレータや動く歩道などの乗客搬送コンベアのハンドベルト（手摺）の補強に利用可能である。

（ａ）はハンドベルトの一部を切り欠いて示す断面図、（ｂ）はハンドベルトのスチールコード補強層を示す断面図。 ハンドベルトが用いられるエスカレータを模式的に示す側面図。 （ａ）は本発明の実施例のスチールコードを示す断面図、（ｂ）は本発明の実施例のゴム複合体を示す断面図。 （ａ）は本発明の他の実施例のスチールコードを示す断面図、（ｂ）は本発明の他の実施例のゴム複合体を示す断面図。 （ａ）は比較例のスチールコードを示す断面図、（ｂ）は比較例のゴム複合体を示す断面図。 スチールコード埋設ゴムシートからなる試験片を示す斜視図。 （ａ）は試験機のチャックで把持された試験片を示す図、（ｂ）は屈曲させた試験片を示す図。 （ａ）は従来のスチールコードを示す断面図、（ｂ）は従来のゴム複合体を示す断面図。 （ａ）は他の従来のスチールコードを示す断面図、（ｂ）は他の従来のゴム複合体を示す断面図。

符号の説明

１，２，４〜６…帆布（クッション材）、３…スチールコード補強層、７…化粧ゴム層、８…ビードゴム、
１０…ハンドベルト（手摺）、１２…ピンチローラ、
３５Ｃ，１０３…心ストランド（鋼心）、２０３…繊維心、
１００，２００，３０１，３０２，３０３…スチールコード、
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，１００Ａ，２００Ａ…ゴム複合体、
３１，３１Ｂ，３１Ｃ，１０１，２０１…側ストランド、
３２，３２Ｂ，３２Ｃ，３３，３３Ｂ，３３Ｃ，１０２，２０２…ワイヤ、
３５…心部空間、３６…ゴム充填心部、３９…ゴム、
４０…屈曲試験片（ゴム複合体、ゴムシート）、４２…チャック。

Claims (4)

1. 乗客搬送コンベア用ハンドベルトの補強に用いられるスチールコードであって、
   各々がｍ本のワイヤを撚り合わせてなり、前記ワイヤの撚り合わせの向きとは逆向きに撚り合わせられたｎ本のストランドと、
   前記ｎ本のストランドによって周囲を取り囲まれ、ゴムが充填される心部空間と、を有することを特徴とするスチールコード。
2. 前記ｍを５〜７のいずれかの整数とし、前記ｎを４〜６のいずれかの整数とすることを特徴とする請求項１記載のスチールコード。
3. 乗客搬送コンベア用ハンドベルトの補強に用いられるゴム複合体であって、
   シート状のゴム板と、
   所定の間隔をおいて実質的に平行になるように前記ゴム板のなかに埋め込まれた複数本のスチールコードと、を具備し、
   前記スチールコードは、
   各々がｍ本のワイヤを撚り合わせてなり、前記ワイヤの撚り合わせの向きとは逆向きに撚り合わせられたｎ本のストランドと、
   前記ｎ本のストランドによって周囲を取り囲まれ、ゴムが充填された心部と、を有することを特徴とするゴム複合体。
4. 前記ｍを５〜７のいずれかの整数とし、前記ｎを４〜６のいずれかの整数とすることを特徴とする請求項３記載のゴム複合体。

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