JP2001192989A

JP2001192989A - 多層ストランド型ワイヤロープ

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Publication number: JP2001192989A
Application number: JP2000001232A
Authority: JP
Inventors: Kousaku Enku; 幸作円句
Original assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2000-01-07
Filing date: 2000-01-07
Publication date: 2001-07-17
Anticipated expiration: 2020-01-07
Also published as: JP3975044B2

Abstract

(57)【要約】【課題】要求される破断荷重と可撓性を満足させつつ、
内部腐食を防止するとともに疲労性を向上することがで
きる無給油で長期間の使用を行える高揚程クレーンなど
に好適な多層ストランド型ワイヤロープを提供する。【解決手段】表面が略平滑な心ストランド１とこれの外
周に表面が略平滑な複数本のストランド２，３を撚合し
た内層ロープＡの外周に表面が略平滑な複数本の外層ス
トランドＢを配してなる非自転型のワイヤロープであ
り、前記内層ロープＡの各ストランド間にロープグリー
ス６が含有され、さらに内層ロープＡの外表面が厚さ
０．１〜０．２ＳＤ（ＳＤ：内層ロープ径）の低摩擦係
数の熱可塑性樹脂Ｃで被覆されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高揚程クレーンなど
に使用され、シーブで曲げられたりドラムに巻き付けら
れる多層ストランド型ワイヤロープの改良に関する。

【０００２】

【従来技術】ワイヤロープとして動索すなわち常にある
範囲内をロープ軸方向に動くロープが知られている。か
かる動索のうちタワークレーンなどの高揚程クレーンに
使用されるワイヤロープ（特に１本吊りロープ）は長尺
ロープとなるので、ドラムに巻かれるロープ量を増やす
ためにロープ径が極力小さく、ロープ破断荷重を上げる
ためにロープ有効断面積が大きく、さらにロープの絡み
を防ぐために回転が抑えられることが要求される。この
対策として、従来この種のワイヤロープにおいては、回
転を抑えるためにストランドタイプとし、破断荷重を上
げるためにロープを構成するストランドを異形断面形状
としており、代表的な種類としてヘルクレスタイプやナ
フレックスタイプのものが知られている。

【０００３】しかし、従来のこの種の多層ストランドワ
イヤロープにおいては、過酷なドラムへの巻き上げ等が
繰り返される関係から内層ストランドと外層ストランド
との点接触によるストランド相互のフレッテング摩耗が
進行し、ワイヤの摩耗断線により疲労寿命が短くなる問
題あった。また、ロープ構造上、外層ストランドが接触
しあっているため、メンテナンスとしてグリースを補給
しても、外層ストランドには補給されるものの内層まで
は浸透しないため、内部腐食が生じて内部腐食の進行に
より早期断線しやすく、疲労性の低下が著しいという問
題があった。

【０００４】従来、動索ロープにおけるストランド相互
のフレッテングを緩和するため、断面三角形の樹脂製フ
ィラーを介装して撚り合わせることも提案されている
が、別部材を製作してこれをロープの製作時に撚り合わ
せることとは難しく手間とコストが高くなる点、フィラ
ーの材質、位置、挿入量により、フレッテング緩和にバ
ラツキが生じ十分な効果が期待できない点に問題があ
り、あまり実用的とはいえなかった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記のような問
題点を解決するために創案されたもので、その目的とす
るところは、要求される破断荷重と可撓性を満足させつ
つ、内部腐食を防止するとともに疲労性を向上すること
ができる無給油で長期間の使用を行える多層ストランド
型ワイヤロープを提供することにある。

【０００６】上記目的を達成するため本発明は、表面が
略平滑な心ストランドとこれの外周に表面が略平滑な複
数本のストランドを撚合した内層ロープと、該内層ロー
プの外周に表面が略平滑な複数本の外層ストランドを配
してなる非自転型のワイヤロープにおいて、前記内層ロ
ープの各ストランド間にロープグリースが含有され、さ
らに内層ロープの外表面が厚さ０．１〜０．２ＳＤ（Ｓ
Ｄ：内層ロープ径）の低摩擦係数の熱可塑性樹脂で被覆
され、その周囲に表面が略平滑な外層ストランドが複数
本撚り合わされていることを特徴としている。前記被覆
低摩擦係数樹脂としては、弗素樹脂または二硫化モリブ
デンのいずれかを４〜１０重量％含有するポリプロピレ
ン樹脂が好適である。

【０００７】

【作用】本発明は内層ロープの外表面に低摩擦係数の熱
可塑性樹脂の被覆を施しているため、内層ストランドと
外層ストランドとのフレッティングが防止され、疲労性
が向上するとともに形崩れが防止される。また、内層ロ
ープの外表面全体が熱可塑性樹脂で被覆されているた
め、製造時に内層ストランド間に含有させたグリースが
内部封止され、流出がなくなるため、内部腐食とそれに
起因する断線が防止され、かつまた内層ストランド同士
のフレッティングが防止されるため、疲労性が向上す
る。使用上も内層に含有させたグリースの流出が起らな
くなるため、無給油で長期間の使用が可能となり、メン
テナンスフリー化を図ることができる。

【０００８】前記低摩擦係数の熱可塑性樹脂の被覆厚さ
を内層ロープ径ＳＤとの関係で０．１〜０．２ＳＤの範
囲としているため、十分なフレッテング緩和効果とグリ
ース封止効果をあげることができ、また、破断荷重の低
下を招かないロープ径に抑えることができるとともに、
可撓性の低下を防止することができる。低摩擦係数の熱
可塑性樹脂として、ポリプロピレンは親油性があるもの
の摩擦係数が比較的高く、摩擦抵抗によりフレッティン
グ防止効果が乏しくなるともにロープの可撓性を損な
う。しかし、本発明は弗素樹脂または二硫化モリブデン
を重量比で４〜１０％添加しているため、フレッティン
グ防止とそれによる耐疲労性の向上を経済的に達成する
ことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を添付図面を
参照して説明する。図１と図３は本発明を適用した高揚
程クレーン用ワイヤロープの第１実施例を示している。
このワイヤーロープは、Ｐ・Ｓ（１９）＋３９ＸＰ・
７の構造のもので、内層ロープＡと被覆樹脂層Ｃと外層
ストランドＢの３層からなっており、内層ロープＡは、
１本の芯ストランド１と、該芯ストランド１の外周を囲
んで撚り合わされた７本の側第１ストランド２と、該側
第１ストランド２を囲む１４本の側第２ストランド３か
ら構成されている。芯ストランド１は１×１９の構造と
なっており、側第１ストランド２は１×７の構造になっ
ている。側第２ストランド３は相対的に径の異なる２種
の７本づつのストランド３ａ，３ｂを円周方向で交互に
配してなる。外層ストランドＢは１×７からなるストラ
ンド４を１８本前記内層ロープＡの周りに撚り合わせた
構成としている。

【００１０】前記芯ストランド１は、中心ワイヤ１ａの
周りに細径のワイヤ１ｂを９本配しさらにその上層に太
径ワイヤ１ｃを９本を配置して撚り合わせ、この撚り合
わせたストランド素体をダイス中を連続的に通過させて
表面が略平滑になるよう塑性加工してなる。側第１スト
ランド２および側第２ストランド４は、それぞれ、中心
のワイヤの回りに６本のワイヤを配して撚り合わせ、撚
り合わせストランド素体を同様にダイス中を連続的に通
過させて表面が略平滑になるよう塑性加工してなる。

【００１１】前記内層ロープＡにはグリース６が含有さ
れている。グリース６は側第２ストランド３と側第１ス
トランド２のあいだ、側第１ストランド２と芯ストラン
ド１の間およびそれらストランドを構成する各ワイヤ間
のすき間に充填されている。被覆樹脂層Ｃは前記内層ロ
ープＡの外周表面上に、側第２ストランド３の各山谷を
くさびのように埋めるように緊密に施されている。そし
て被覆樹脂層Ｃの外表面側は外層ストランドＢと側第２
ストランド３の間に薄肉樹脂層ｃを形成するとともに各
外層ストランドＢの谷部をくさびのように埋めている。

【００１２】被覆樹脂層Ｃは、低摩擦係数熱可塑性樹脂
からなっており、内層ロープＡの径ＳＤに対して、０．
１〜０．２ＳＤの厚さとなっている。このように厚さを
限定したのは、０．１ＳＤ以下の場合には、被覆層が薄
いためストランド相互の被覆が破壊し易く、フレッテン
グの緩和効果が乏しくなるからである。上限を０．２Ｓ
Ｄとしたのは、これ以上では樹脂層が厚くなって結果と
してロープ径有効断面積が減少するためこれを避けるべ
く各ストランド径を細くする必要が生じる。そうする
と、ロープ破断荷重を低下してしまうからである。また
あまり被覆層が厚いとロープの可撓性が増加しすぎる点
も挙げられる。

【００１３】被覆樹脂層Ｃの形成に使用する樹脂は、比
重が軽い点、非吸湿性、耐熱性などに加えて親油性があ
ることからポリプロピレン樹脂が好適である。しかし、
ポリプロピレン樹脂単体では摩擦係数が大きいため、こ
れを前記範囲の厚さで被覆しても摩擦抵抗が大きくな
り、内層ロープＡの側第２ストランド３と外層ストラン
ドＢ間の摩擦を緩和することは困難である。そこで、本
発明は、ポリプロピレン樹脂を主材８としこれに固体潤
滑剤９を添加したものを使用するのである。固体潤滑剤
９としては、弗素樹脂、二硫化モリブデンが代表的なも
のであり、場合によっては、グラファイト、二硫化タン
グステンを使用してもよい。弗素樹脂は表面エネルギー
が小さく非粘着性であることにより外層ストランドとの
強接による凝着が起らず、かつまた耐熱性がすぐれてい
るため、高温地域での使用においても前記フレッティン
グ防止、グリース封入等の効果を十分に達成することが
できる。弗素樹脂としては、ポリ四ふっ化エチレン（Ｐ
ＴＦＥ）、パーフルオロアルキコシ・弗素樹脂（ＰＦ
Ａ）でもよいが、成形性の面から、四ふっ化エチレン・
六ふっ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン四ふ
っ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、フッ化ビリニデン
（ＰＶＤＦ）などが選択的に使用される。

【００１４】固体潤滑剤９の添加量は重量比で４〜１０
％の範囲がこのましい。その理由は、固体潤滑剤の添加
量が４％以下では、摩擦抵抗の減少度合いが少なく、側
第２ストランド３と外層ストランドＢ間の摩擦を十分に
緩和できないため、フレッティングが十分に改善されず
耐疲労性が劣ることになるからであり、１０％以上と過
多に添加しても効果が飽和するのみならず、経済的にも
不利だからである。被覆樹脂層Ｃを得るには、前記固体
潤滑剤９を混合し均一に混練した樹脂材料を溶融し、押
出し機の出口側に配したダイス中を内層ロープＡを通過
させればよい。これによる被覆樹脂層は外形がほぼ円形
である。ついで、このように被覆した被覆樹脂層Ｃの外
周に外層ストランドＢを配して撚り合わせる。そのとき
に、撚り合わせ口のボイスにてロープ中心方向への圧縮
力を付与する。それにより被覆樹脂層Ｃを外層ストラン
ドＢの断面形状に合致するように塑性変形させるもので
ある。

【００１５】図２は本発明による多層ストランド型ワイ
ヤロープの第２実施例を示している。このロープは全
体として３５×Ｐ・７の構成であり、内層ロープＡの芯
ストランド１が１×７からなっており、側第１ストラン
ド２は１×７構造で６本からなっている。側第２ストラ
ンド３は１×７構造の細径のストランド３ａが６本、太
径のストランド３ｂが６本からなっている。外層ストラ
ンドＢは１×７構造で１６本使用されている。その他の
構成は第１実施例と同じであるから、同じ部分に同じ符
号を付し、説明は省略する。なお本発明は実施例に示す
ものに限定されず、１×ｎ（ｎ＝６〜１２本）で表面が
略平滑なストランドを複数本撚り合わせた内層ロープを
有するヘルクレスロープやナフレックスロープを含む。
用途としては、クレーンロープなど各種建設機械、荷役
機械などに用いられるものを含む。

【００１６】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。芯ストラン
ド１として、ワイヤ径２．２０ｍｍのワイヤ１本の周り
にワイヤ径１．１０ｍｍのワイヤ９本、さらにその上層
にワイヤ径１．９０ｍｍのワイヤ９本を配置して撚り合
わせ、撚り合わせたストランドをダイスにて表面が略平
滑になるよう塑性加工を施した。

【００１７】側第１ストランド（１＋６）は芯部と側に
それぞれ直径１．８０ｍｍのワイヤ、側第２ストランド
の細径ストランド（１＋６）は、芯と側がそれぞれ直径
１．２０ｍｍのワイヤを、太径ストランド（１＋６）は
芯と側にそれぞれ直径１．６５ｍｍのワイヤを使用し、
外層ストランド（１＋６）は芯と側にそれぞれ直径１．
５６ｍｍのワイヤを使用し、それぞれ撚り合わせ後、ダ
イスを通過させを略平滑になるように塑性加工を施し
た。

【００１８】次いで芯ストランドの周りに側第１ストラ
ンド７本、側第２ストランド１４本を配し、それらを同
時に撚り合わせ、同時にソフトタイプグリース（成分：
ポリブテン９０％，鉱油系炭化水素系ワックス１０％）
を充填して直径２２ｍｍの内層ロープを得た。次に、ポ
リプロピレン樹脂に二硫化モリブデンを８ｗｔ％添加し
た複合樹脂を押出し機により内層ロープの表面に種々の
厚さ０．００〜０．２５ＳＤで被覆して被覆樹脂層を得
た。そして、前記被覆樹脂層の周りに外層ストランド１
８本を配して撚り合わせ、直径Ｄが３０〜３２ｍｍの多
層ストランド型ワイヤロープを得た。

【００１９】得られた各ロープの特性を試験した結果を
表１に示す。従来例は被覆樹脂層を有しないものであ
る。比較例３は、固体潤滑剤を添加しないポリプロピレ
ン樹脂だけの場合である。破断荷重は２００ｔ引張り試
験機によって試験した結果である。可撓性はロープと同
径の丸棒の曲げ剛性度とロープの曲げ剛性度との比を測
定し、従来例を１００として指数で表した。耐疲労性は
往復平面曲げ試験の結果によって評価した。内部腐食の
有無は塩水噴霧試験１００時間によって試験した結果で
ある。

【００２０】

【表１】

【００２１】この表１から、本発明のようにポリプロピ
レン樹脂に固体潤滑剤を所定量添加した樹脂を所定厚さ
被覆すると、可撓性がよく、破断荷重も良好で、疲労性
も優れかつ耐食性もすぐれた特性が得られていることが
わかる。なお、内部断線状況とくに内層ロープと外層ス
トランドの接面切れを検査したところ、従来例を１００
とすると、実施例１，２，３はそれぞれ約１０と大幅に
低減していたことが確認された。

【００２２】次に、弗素樹脂（ＦＥＰ）および二硫化モ
リブデンをポリプロピレン樹脂に種々の添加量で添加
し、被覆層厚さ０．１５ＳＤにて被覆するほか前記と同
一の条件で製作したロープについて、特性を試験した結
果を表２に示す。

【００２３】

【表２】

【００２４】この表２から弗素樹脂および二硫化モリブ
デンの主樹脂への添加量４〜１０％の範囲とすることで
良好な摩擦緩和、疲労性向上が得られていることがわか
る。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、表面が略
平滑な心ストランドとこれの外周に表面が略平滑な複数
本のストランドを撚合した内層ロープと、該内層ロープ
の外周に表面が略平滑な複数本の外層ストランドを配し
てなる非自転型のワイヤロープにおいて、前記内層ロー
プの各ストランド間にロープグリースが含有され、さら
に内層ロープの外表面が厚さ０．１〜０．２ＳＤ（Ｓ
Ｄ：内層ロープ径）の低摩擦係数の熱可塑性樹脂で被覆
され、その周囲に表面が略平滑な外層ストランドが複数
本撚り合わされているので、低摩擦係数の熱可塑性樹脂
層により、内層ロープの最外層のストランドと外層スト
ランド間の摩擦が緩和され、フレッティングによる断線
が防止されるとともに、疲労性が向上され、さらに熱可
塑性樹脂層により、内層ロープに含有しているグリース
が封止されるため内部腐食が生じず、グリースにより内
層ロープを構成する各ストランド間のフレッティングが
緩和されるため疲労性が向上し、したがって、全体とし
て従来ロープとほぼ同レベルの可撓性を保持したまま無
給油条件でも高耐疲労性、高耐食性、耐形崩れ性が得ら
れるというすぐれた効果が得られる。

【００２６】請求項２によれば、被覆低摩擦係数樹脂
が、弗素樹脂または二硫化モリブデンを４〜１０重量％
含有したポリプロピレン樹脂であるため、フレッティン
グ防止とそれによる耐疲労性の向上を経済的に達成でき
るというすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による多層ストランド型ワイヤロープの
第１実施例を示す断面図である。

【図２】本発明による多層ストランド型ワイヤロープの
第２実施例を示す断面図である。

【図３】図１の部分的拡大図である。

【符号の説明】

Ａ内層ロープＢ外層ストランドＣ低摩擦係数熱可塑性樹脂からなる被覆樹脂層６グリース８ポリプロピレン樹脂９固体潤滑剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面が略平滑な心ストランド１とこれの外
周に表面が略平滑な複数本のストランド２，３を撚合し
た内層ロープＡと、該内層ロープＡの外周に表面が略平
滑な複数本の外層ストランドＢを配してなる非自転型の
ワイヤロープにおいて、前記内層ロープＡの各ストラン
ド間にロープグリース６が含有され、さらに内層ロープ
Ａの外表面が厚さ０．１〜０．２ＳＤ（ＳＤ：内層ロー
プ径）の低摩擦係数の熱可塑性樹脂Ｃで被覆され、その
周囲に表面が略平滑な外層ストランドＢが複数本撚り合
わされていることを特徴とする多層ストランド型ワイヤ
ロープ。
【請求項２】被覆低摩擦係数樹脂Ｃが、弗素樹脂または
二硫化モリブデンを４〜１０重量％含有したポリプロピ
レン樹脂である請求項１に記載の多層ストランド型ワイ
ヤロープ。