JP2001140177A - 非自転性ワイヤロープ - Google Patents

非自転性ワイヤロープ

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JP2001140177A
JP2001140177A JP2000248598A JP2000248598A JP2001140177A JP 2001140177 A JP2001140177 A JP 2001140177A JP 2000248598 A JP2000248598 A JP 2000248598A JP 2000248598 A JP2000248598 A JP 2000248598A JP 2001140177 A JP2001140177 A JP 2001140177A
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Yasuo Yokoyama
康雄 横山
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ほぼ完全に非自転性でありながら素線間の摩
耗や疲労による断線が生じ難い長尺で非自転性のレード
ルクレーン用のワイヤロープを提供する。 【解決手段】 芯ストランドの周囲に該芯ストランドの
素線の撚りと同じ向きに素線が撚り合わされてワイヤロ
ープが形成され、かつ、前記側のストランドピッチ倍数
よりもワイヤロープのピッチ倍数の方が大きいワイヤロ
ープにおいて、前記側ストランドの計に対する前記芯ス
トランドの径の比を1.3〜1.8、ストランドのピッチ倍数
を5〜8とするとともにワイヤロープのピッチ倍数を8〜1
0とし、かつ、前記芯ストランドおよび側ストランドを
ともに外周面を平準化した異形素線を最外周層に有する
ものとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は非自転性のワイヤロ
ープに係り、特に天井クレーンなどに使用される長尺非
自転性ワイヤロープに関する。
【0002】
【従来の技術】ワイヤロープには各種の構造のものがあ
り、JISなどの規格にしたがって用途に合わせて用いら
れている。そのうち一般的にクレーンに使用されるのは
JIS13号あるいはJIS18号に規定されるものである。これ
らはいわゆる自転性をもったワイヤロープである。自転
性とはワイヤロープに張力を与えたとき、ワイヤロープ
が回転しようとする性質をいう。ところで、製鋼工場の
レードルクレーンでは、大荷重に耐えるように長尺のワ
イヤロープが複数の滑車を通過させて使用されている。
このようなクレーンに自転性のワイヤロープを使用した
ときには、ワイヤロープは滑車(シーブ)を繰り返し通
過するとき間に滑車との間で自転することがあり、複数
の滑車を通過するとき交互に逆方向の曲げを繰り返すこ
ととなり、疲労によりワイヤロープの寿命が短くなると
いう問題が指摘されていた。
【0003】この問題を解決するために、いわゆる非自
転性のワイヤロープを使用する試みがなされている。非
自転性とはワイヤロープに張力を与えたとき、ワイヤロ
ープが回転しようとする力が小さい性質をいう。特開平
8-92885号公報には、外周層を平滑化した異形断面素線
を少なくとも最外周層に有する多層撚りの芯ストランド
と、この芯ストランドの周囲に設けられ芯ストランドの
撚りと同じ向きに撚り合わされた複数の芯ストランドと
を有し、側ストランドは、芯ストランドの撚りとは逆向
きに撚り合わされてワイヤロープが形成され、かつ、側
ストランドのピッチ倍数よりもロープのピッチ倍数のほ
うが大きいことを特徴とする難自転性ワイヤロープが提
案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この提案により従来問
題とされていたワイヤロープが滑車を通過するとき曲げ
方向が逆転し、複数の滑車を通過すると互いに逆方向の
曲げ応力を繰り返し受け、疲労によりワイヤロープの寿
命が短くなるという問題はかなり解決される。しかしな
がら、上記技術では非自転性の性質が十分ではない。ま
た、ワイヤロープの外部側素線とシーブとの接触による
断線や、芯ストランドと側ストランドとの接触による断
線に基づく寿命の低下という問題が残されている。
【0005】本発明は、上記従来の非自転性ワイヤロー
プのもつ問題点を解決することを目的とする。すなわ
ち、実用上非自転性でありながら素線間の摩耗や疲労に
よる断線が生じ難い長尺の天井クレーン用ワイヤロープ
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するために、ワイヤロープの構造について種々検討を
加え、本発明を完成した。すなわち、本発明は、芯スト
ランドの周囲に芯ストランドの素線の撚りと同じ向きに
素線が撚り合わされた複数の側ストランドを有し、前記
側ストランドは、前記芯ストランドの素線の撚りとは逆
方向に撚り合わされてワイヤロープが形成され、かつ、
前記側ストランドのピッチ倍数よりもワイヤロープのピ
ッチ倍数の方が大きいワイヤロープにおいて、前記側ス
トランドの径に対する前記芯ストランドの径の比を1.3
〜1.8とし、ストランドのピッチ倍数を5〜8とし、ワイ
ヤロープのピッチ倍数を8〜10とし、かつ、前記芯スト
ランドおよび側ストランドをともに外周面を平滑化した
異形素線を最外周層に有することにしたものである。
【0007】
【発明の実施の形態】図1に本発明に係る非自転性ワイ
ヤロープ1の基本構造を示す。本発明に係る非自転性ワ
イヤロープ1は、芯ストランド2の周囲に前記芯ストラ
ンドの素線の撚り(S-Lay)と同じ向きに撚り合わされ
た(S-Lay)複数の側ストランド3とを有し、前記側スト
ランド3は、前記芯ストランドの素線の撚りとは逆方向
に撚り合わされて(Z-Lay)ワイヤロープが形成されて
いる(以降このような撚り方向の組み合わせを略称して
S-S-Zと呼ぶ)。撚り方向の組み合わせによってワイヤ
ロープの非自転性を生み出している。
【0008】ストランドピッチ倍数とは、側ストランド
外径d2に対する側ストランドのピッチ長さの1の比l/d2
のことである。ロープピッチ倍数とは、ワイヤロープ外
径Dに対するロープピッチ長さLの比L/Dのことである。
【0009】本発明者は非自転性を生み出すのに最適な
ワイヤロープのピッチ倍数とストランドのピッチ倍数の
組み合わせを実験的に研究した。ワイヤロープの非自転
性を表すパラメータとして自転トルクを使用した。自転
トルクとは一定の条件下でワイヤロープに張力を与えた
場合にワイヤロープを軸として発生する回転トルクのこ
とである。自転トルクが小さいほどワイヤロープの非自
転性が優れることを表す。本発明では、自転トルク1kg
×10-3以下を非自転性とした。
【0010】以下に実験結果を示す。図2は、ストラン
ド数が8、ワイヤロープ外径Dが35.5mmのS-S-Z撚りのワ
イヤロープについて、ストランドピッチ倍数が自転トル
クに及ぼす影響を測定した結果である。ロープピッチ倍
数が6,8,10のそれぞれの場合について示してある。こ
こに示されているように、ロープピッチ倍数を大きく
し、ストランドピッチ倍数を小さくすると自転トルクが
低減し、非自転性となる。そしてロープピッチ倍数8〜1
0、かつ、ストランドピッチ倍数8以下においてほぼ非自
転性となることがわかる。
【0011】図3は、ストランド数が6、ワイヤロープ
外径Dが35.5mmのS-S-Z撚りのワイヤロープについて、ス
トランドピッチ倍数が自転トルクに及ぼす影響を測定し
た結果である。ロープピッチ倍数が6,8,10のそれぞれ
の場合について示してある。ここに示されているよう
に、ロープピッチ倍数を大きくし、ストランドピッチ倍
数を小さくすると自転トルクが低減し、非自転性とな
る。そしてロープピッチ倍数8〜10、かつ、ストランド
ピッチ倍数8以下においてほぼ非自転性となることがわ
かる。
【0012】図2と図3に示した実験結果から以下の結
論を得た。 (1)自転トルクに及ぼす影響は、ワイヤロープのピッチ
倍数の方が側ストランドのピッチ倍数より非常に大き
い。 (2)従来技術でもワイヤロープのピッチ倍数をストラン
ドのピッチ倍数より大きくする技術は見受けられるが、
従来技術の通常のワイヤロープのピッチ倍数7.5程度で
は十分な非自転性を生み出すことはできない。 (3)そこで本発明ではワイヤロープのピッチ倍数を従来
技術の通常の値である7.5より大きな値である8〜10とす
る。 (4)さらに、この条件下で十分な非自転性を生み出すた
めに、ストランドピッチ倍数を5〜8とする。
【0013】本発明においては芯ストランド外径d1と側
ストランド外径d2の比d1/d2(以下d 1/d2と表す)の最適
値を決定した理由について説明する。最適d1/d2の決定
理由はd1/d2がワイヤロープの寿命を表す指標である破
断曲げ回数に重要な影響を及ぼすことに基づいている。
なおd1/d2が1.0とは芯ストランドと側ストランドの外径
が等しいことを示しており、芯ストランドの周囲に側ス
トランドが6本取り巻いていることを表す。
【0014】図4にd1/d2が破断曲げ回数に及ぼす影響
を実験的に観察した結果を示す。d1/d2が大きくなると
破断曲げ回数は大きくなってワイヤロープの寿命が長く
なる。しかしd1/d2が1.8を超えるとかえって破断曲げ回
数は減少し、ワイヤロープの寿命が短くなる。その理由
は、以下のように説明できる。
【0015】d1/d2が大きくなるということは側ストラ
ンドの数が増すことであり、シーブ、ドラムへの接触面
積が増して、摩耗は軽減する。しかし、側ストランドの
数が多くなりすぎると、素線が細くなるために素線切れ
が発生しやすくなる。結果としてd1/d2が1.8のときワイ
ヤロープは最高の寿命を示すことがわかった。d1/d2
1.8とは側ストランドが8本であることを示している。実
用面を考えるとd1/d2の最適値は1.3〜1.8である。
【0016】以上の実験結果に基づいて、ストランドピ
ッチ倍数、ロープピッチ倍数、d1/d 2の最適範囲が明ら
かになった。この条件を採用することにより、ワイヤロ
ープの自転性はほぼ完全に消滅し、レードルクレーンの
ような多数のシーブを通過し曲げ方向が繰り返し逆転す
る場合にも、曲げ疲労による素線断線の発生は避けるこ
とができた。しかし、レードルクレーンのような大荷重
を受けるものにおいては、素線の断線は曲げ疲労による
ものだけではなく、素線間の接触疲労によるものがあ
り、さらに、側ストランドについてはシーブの溝におけ
る接触応力による断線も考慮しなければならない。
【0017】そのため、本発明においては芯ストラン
ド、側ストランドをともに、外周面を平滑化した異形素
線を最外周層に有するものとした。これによって素線間
の接触面積を従来にくらべ格段に大きくすることがで
き、いわゆるフレッティング疲労(fretting)を低減す
ることができることがわかった。このストランドの外周
面の平滑化は、通常の円形断面心線で形成したストラン
ドを引き抜きダイスを通し、圧縮成形することによって
達成できる。
【0018】表1は、外径35.5mmのS-S-Z撚りのワイヤ
ロープにおいて、側ストランドピッチ倍数を5、ロープ
ピッチ倍数を9.5、側ストランドの径に対する芯ストラ
ンドの径の比を1.4とし、製鋼工場におけるワイヤロー
プとして使用したときに素線切れが発生するまでの使用
寿命を、芯・側ストランドがともに丸線のときの使用寿
命を1.0として比較して示したものである。ここに示す
ように、芯ストランド、側ストランドの外周面を平滑化
した場合には、他の場合に比べて寿命が格段に延びてい
ることが確認できる。
【0019】
【表1】
【0020】
【実施例】表2に本発明によるワイヤロープの寿命を比
較例とともに示す。表2に示す14種類の構造を有するワ
イヤロープを準備し、製鋼工場のレードルクレーンにお
いて使用した。No.1〜6は本発明によるワイヤロープで
あり、No.7〜14は比較例のワイヤロープである。ワイヤ
ロープの寿命は、ワイヤロープ廃却時に、試用期間から
推定した累積破断曲げ回数により評価する。ワイヤロー
プ使用条件は揚程38m、シープ径925mm、ワイヤロープ掛
け本数44本、荷重455tである。破断曲げ回数は多いほど
寿命が長く良好であることを表す。
【0021】従来の平均的な技術レベルは表2中No.12の
比較例である。No.12の比較例の破断回数は200441回で
あった。これを100%として、他の実験例の結果を百分率
で示した。No.1からNo.6に示した発明例ではいずれも従
来技術である比較例よりも寿命が長かった。特にd1/d2
が1.8のとき、最高の性能を得た。例えばNo.5の発明例
の破断回数は392864回であり、No.12の比較例の破断回
数200441回に比較して196%という非常に長い寿命を得
た。
【0022】
【表2】
【0023】
【発明の効果】本発明により、疲労による素線断線の少
ない非自転性のワイヤロープを得ることができ、製鋼工
場のレードルクレーンのような大荷重で、かつ繰り返し
曲げ状態で使用されるようなワイヤロープであっても、
疲労による素線断線寿命の大幅な延長が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るワイヤロープの構造を示す正面
図と断面図である。
【図2】 ストランドピッチ倍数が自転トルクに及ぼす
影響を実験的に測定した結果である。(ストランド数:
6、ワイヤロープ外径D:35.5mm、S-S-Z撚り)
【図3】 ストランドピッチ倍数が自転トルクに及ぼす
影響を実験的に測定した結果である。(ストランド数:
8、ワイヤロープ外径D:35.5mm、S-S-Z撚り)。
【図4】 芯ストランド外径/側ストランド外径比が破
断曲げ回数に及ぼす影響を実験的に観察した結果であ
る。
【符号の説明】
1:ワイヤロープ 2:芯ストランド 3:側ストランド 4:芯ストランド素線 5:側ストランド素線 L:ロープピッチ長 l:側ストランドピッチ長 D:ワイヤロープ外径 d1:芯ストランド外径 d2:側ストランド外径

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芯ストランドの周囲に芯ストランドの素
    線の撚りと同じ向きに素線が撚り合わされた複数の側ス
    トランドを有し、前記側ストランドは、前記芯ストラン
    ドの素線の撚りとは逆方向に撚り合わされてワイヤロー
    プが形成され、かつ、前記側ストランドのピッチ倍数よ
    りもワイヤロープのピッチ倍数の方が大きいワイヤロー
    プにおいて、 前記側ストランドの径に対する前記芯ストランドの径の
    比が1.3〜1.8であり、 ストランドのピッチ倍数は5〜8であり、ワイヤロープの
    ピッチ倍数が8〜10であり、かつ、 前記芯ストランドおよび側ストランドがともに外周面を
    平滑化した異形素線を最外周層に有することを特徴とす
    る非自転性ワイヤロープ。
JP2000248598A 1999-08-27 2000-08-18 非自転性ワイヤロープ Pending JP2001140177A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016094677A (ja) * 2014-11-13 2016-05-26 東京製綱株式会社 クレーン用ワイヤロープ

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