JP2004115985A - ハイブリッドロープ - Google Patents

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Abstract

【目的】高強度化および軽量化を図る。
【構成】ハイブリッドロープ１は複数本の繊維束２１を撚り合わせてなる繊維ストランド２０を複数本撚り合わせて形成された繊維ロープ２が中心に配置されている。繊維ロープ２の外側に複数本の鋼線３０を撚り合わせて防護層３が形成されている。防護層３の外側周囲に被覆層４が形成されている。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は，クレーン用の動索，エレベータ用の動索，その他の用途に用いられるハイブリッドロープに関する。
【０００２】
【従来技術】
動索としてワイヤロープが使用されている。従来の代表的なワイヤロープの構造を図５に示す。このワイヤロープ５０は，繊維束５１を中心に配置し，その周りに６つの鋼製のストランド５２を撚り合わせて６×Ｆｉ（２９）の構造としたものである。繊維束５１は，その周りに撚り合わされたストランド５２を支えてワイヤロープ５０の形状を保つとともにグリースを保持するものである。ストランド５２の損傷，腐食等を防ぐためにワイヤロープ５０の内側の繊維束５１からストランド５２にグリースが補給される。鋼製のストランド５２がワイヤロープ５０の主構成要素であるから，軽量化を図ることに限界がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は，軽量化を図ることができるハイブリッドロープを提供することを目的とする。
【０００４】
この発明は，摩擦に強いハイブリッドロープを提供することを目的とする。
【０００５】
この発明は，劣化の検出が容易にできるハイブリッドロープを提供することを目的とする。
【０００６】
【発明の開示】
この発明によるハイブリッドロープは，複数本の繊維束を撚り合わせてなる繊維ストランドを複数本撚り合わせて形成された繊維ロープが中心に配置され，上記繊維ロープの外側に複数本の鋼線を撚り合わせて防護層が形成され，上記防護層の外側周囲に被覆層が形成されているものである。
【０００７】
防護層は，複数本の鋼線を，繊維ロープの外側周囲に隣り合う鋼線が適度の隙間を保って（または，ほぼ密着する程度の間隔で），断面でみた場合にほぼ円周上に配置されるように撚り合わされて形成されている。防護層は一層に限らず，複数層設けてもよい。また，鋼線は，単線だけでなく，単線を撚り合わせた鋼ストランドを含む概念である。
【０００８】
繊維ロープは，複数本の繊維ストランドを撚り合わせて形成される。繊維ストランドは繊維束を撚り合わせたものである。繊維束は多数本のアラミド繊維等の合成繊維または天然繊維のフィラメントを束ねたものである。繊維ロープおよび繊維ロープを形成する繊維ストランドの撚り方，繊維ロープの径の大きさ，繊維ストランドおよび繊維束の径の大きさ，および本数は，最終製品としてのハイブリッドロープの形状，径の大きさおよび要求される引張り，曲げに対する強度に応じて定められる。
【０００９】
繊維ロープは，同径の鋼製のロープよりも軽量であり，弾性係数が小さく，疲労強度がある。すわなち，繊維ロープは軽量であり，曲げやすく，繰返し引張りおよび曲げに対して疲労しにくい。このような繊維ロープを動索として用いるのでハイブリッドロープは，軽量であり，柔軟性および耐久性にすぐれている。
【００１０】
防護層を形成する鋼線の撚り方（たとえばスパイラル状，ブレード状等），鋼線が鋼ストランドで形成されている場合のその撚り方，鋼線の径の大きさ，形状および本数は最終製品のとしてのハイブリッドロープの形状，径の大きさに応じて定められる。防護層は，繊維ロープに摩擦等の外力が加わるのを防ぎ，衝撃力などを吸収または緩和して繊維ロープの損傷，破断等を防止することができる。
【００１１】
防護層は，鋼線により形成されているため，ワイヤロープの損傷検出器（その一例が実開平６−８７８６１号に示されている）を使用して損傷等の箇所を容易に検出または発見することができる。したがって，ハイブリッドロープの交換時期の判断が適切に行なえ，かつ容易である。
【００１２】
被覆層は防護層の外側外周に形成されている。合成樹脂または合成繊維を巻回し，包囲し，または編組する等の被覆の方法，および被覆の厚さは最終製品のとしてのハイブリッドロープの形状，径の大きさに応じて定められる。被覆層により，ハイブリッドロープの腐食を防止する。
【００１３】
一実施態様では，上記防護層を形成する鋼線の撚りピッチが上記繊維ロープの撚りピッチよりも短い。例えば，繊維ロープの撚りピッチよりも撚りピッチを小さく調整して鋼線をスパイラル状に撚り合わせて防護層を形成する。
【００１４】
上記防護層を形成する鋼線の径は，上記繊維ロープの径よりも小さいことが望ましい。ハイブリッドロープは，繊維ロープよりも径の小さい鋼線により形成された防護層，および軽量であり，弾性係数が小さく，疲労強度がある繊維ロープにより構成されるので，全体として軽量であり，柔軟性および耐久性がよい。したがって，このハイブリッドロープを使用する装置では，例えば，小さな径のシーブを使用できるので装置等の省スペース化および省エネルギ化を実現できる。
【００１５】
【実施例の説明】
図１は第１実施例のハイブリッドロープの断面図である。図２は，ハイブリッドロープにおいて繊維ロープの一部を露出させ，防護層の一部を露出させて示す正面図である。ハイブリッドロープ１は，その断面において，７本の繊維束２１を撚り合わせてなる繊維ストランド２０を７本撚り合わせて形成された繊維ロープ２が中心に配置されている。この繊維ロープ２の外側周囲に　１３０本の鋼線（単線）３０をスパイラル状に撚り合わせて防護層３が形成されている。防護層３の外側周囲には被覆層４がその全周囲を覆うように形成されている。
【００１６】
繊維ロープ２は，径が　３．５ｍｍの７本の繊維ストランド２０を，撚りピッチ６０ｍｍで撚り合わされて，径が１０ｍｍに形成されている。繊維ストランド２０もまた，径が　１．２ｍｍの繊維束２１を７本撚り合わせて形成されている。繊維束２１は，径が１２μｍの数千本のアラミド系繊維のフィラメント２２を束ねたものである。繊維ロープ２は，同径の鋼製のロープよりも軽量であり，弾性係数が小さく，疲労強度がある。このような繊維ロープ２を動索として用いるハイブリッドロープは，軽量であり，柔軟性および耐久性がよい。
【００１７】
防護層３は，繊維ロープ２の外側周囲に　１３０本の鋼線３０を，撚りピッチ５０ｍｍで，隣り合う鋼線３０が適度の隙間を保って（または，ほぼ密接する程度に），断面でみた場合にほぼ円周上に配置されるように，一層に，スパイラル状に撚り合わされて形成されている。鋼線３０は，径が　０．２ｍｍの円形の断面形状を有する。
防護層３は，繊維ロープ２に摩擦等の外力が加わるのを防ぎ，衝撃力などを吸収または緩和して繊維ロープ２の損傷，破断等を防止する。
【００１８】
防護層３は，鋼線３０により形成されているためワイヤロープの損傷検出器等の機器で破損等の箇所を検出しやすい。したがって，ハイブリッドロープ１の交換時期の判断が容易となる。
【００１９】
防護層３の外周には，その全周囲にわたって，厚さ１ｍｍでポリエチレン被覆が施され，被覆層４が形成されている。これにより，ハイブリッドロープ１の腐食を防止することができる。
【００２０】
表１に，図１，２に示す第１実施例のハイブリッドロープ（第１実施例）および図５に示す構造の従来の代表的なワイヤロープ（従来例）についての疲労試験結果を示す。図５のワイヤロープ５０は，中心にポリプロピレンの繊維束５１が形成され，繊維束５１の周りに鋼製のストランド５２が撚り合わされ，６×Ｆｉ（２９）の構造を有する。ワイヤロープ５０の径は１０ｍｍ，撚りピッチは６０ｍｍである。
【００２１】
【表１】
Figure 2004115985
【００２２】
疲労試験は，図３に示すように，被試験ロープ（第１実施例のハイブリッドロープ１または従来のワイヤロープ５０）を駆動シーブ１０に掛け，２つの同じ径の試験シーブ１２，１３を介して（Ｓ曲げして）テンションシーブ１１に掛ける。テンションシーブ１１に重り１４を吊下げることにより被試験ロープに張力を与える。駆動シーブ１０は，５サイクル／分で往復回転する。１サイクルのストロークは，３０００ｍｍである。疲労試験は，安全率６で，試験シーブ１２，１３の径Ｄと被試験ロープの径ｄとの比Ｄ／ｄが１０，１６，および２０の場合について行った。ハイブリッドロープ１では，ハイブリッドロープ１が破断するまでのストロークと，防護層３に断線が生じるまでのストロークとを測定した。またワイヤロープ５０では，ワイヤロープ５０が破断するまでのストロークを測定した。
【００２３】
表１の寿命比は，ワイヤロープ５０においてＤ／ｄが１０，および安全率が６の条件で破断するまでのストロークを指数化し，１としている。疲労試験を行った結果，ハイブリッドロープ１の破断までのストロークは，Ｄ／ｄが１０，１６，および２０のいずれの場合においても，ワイヤロープ５０の破断までのストロークの４倍以上であった（寿命比はそれぞれ４，１６および２４）。また，ハイブリッドロープ１の防護層３の断線検知までのストロークは，Ｄ／ｄが１０，１６，および２０のいずれの場合も，ワイヤロープ５０の破断までのストロークの２倍以上であった（寿命比はそれぞれ２，８および１２）。したがって，ハイブリッドロープ１は，ワイヤロープ５０よりも疲労強度が高いことが確認できた。
【００２４】
図４は第２実施例のハイブリッドロープを示すもので，繊維ロープの一部を露出し，防護層の一部を露出して示す正面図である。第２実施例のハイブリッドロープ１ａの防護層３ａは複数本の鋼線３０をブレード状に撚り合わせている点で，第１実施例のハイブリッドロープ１と異なる。鋼線３０ａをブレード状に撚り合わせることにより防護層３ａは一層の柔軟性を有することになる。このように防護層３，３ａの撚り方，防護層３，３ａを形成する鋼線３０の形状，径の大きさおよび本数はハイブリッドロープ１に求められる性質，形状，径の大きさ等に応じて定められる。
【００２５】
繊維ロープ２および繊維ロープ２を形成する繊維ストランド２０の撚り方，繊維ストランド２０および繊維ストランド２０を形成する繊維束２１の径の大きさおよび本数は，ハイブリッドロープ１の形状，径の大きさ等，および要求される引張り，曲げに対する強度等に応じて定められる。
【００２６】
被覆層４は，合成樹脂または合成繊維を巻回し，包囲し，または編組する等の被覆の方法，および被覆の厚さはハイブリッドロープ１に要求される性質，形状，径の大きさ等に応じて定められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のハイブリッドロープの断面図である。
【図２】ハイブリッドロープにおいて繊維ロープを露出し，防護層を露出した正面図である。
【図３】疲労試験装置の構成を示す。
【図４】第２実施例のハイブリッドロープにおいて繊維ロープを露出し，防護層を露出した正面図である。
【図５】従来の動索用ワイヤロープの断面図である。
【符号の説明】
１，１ａ　ハイブリッドロープ
２　繊維ロープ
３，３ａ　防護層
４　被覆層
２０　繊維ストランド
２１　繊維束
３０，３０ａ　鋼線

Claims (3)

  1. 複数本の繊維束を撚り合わせてなる繊維ストランドを複数本撚り合わせて形成された繊維ロープが中心に配置され，上記繊維ロープの外側に複数本の鋼線を撚り合わせて防護層が形成され，上記防護層の外側周囲に被覆層が形成されている，ハイブリッドロープ。
  2. 上記防護層を形成する鋼線の撚りピッチが上記繊維ロープの撚りピッチよりも短い，請求項１に記載のハイブリッドロープ。
  3. 上記防護層を形成する鋼線の径は，上記繊維ロープの径よりも小さい，請求項１または２に記載のハイブリッドロープ。
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