JP2004115985A - ハイブリッドロープ - Google Patents
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Abstract
【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
【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】
【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)
- 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。
- 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。
- 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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