JP2004277993A - Steel wire rope and control cable - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数本の素線を撚り合わせたワイヤロープおよびそのワイヤロープを有するコントロールケーブルに関する。 The present invention relates to a wire rope in which a plurality of strands are twisted and a control cable having the wire rope.
現在、ワイヤロープおよびコントロールケーブルは、広範囲の産業分野で適用されている。そのため、陸上や海上、また、高温、高負荷荷重といった様々な条件下で利用され、その使用条件は過酷なものとなっている。このような過酷な使用条件に耐えうる耐久性を有するワイヤロープおよびコントロールケーブルが望まれている。中でも、摺動しながら屈曲を受ける場合の疲労耐久性(屈曲疲労疲労耐久性)を十分にもつワイヤロープが必要とされている。 Currently, wire ropes and control cables are applied in a wide range of industrial fields. Therefore, it is used under various conditions such as land and sea, high temperature and high load, and the use conditions are severe. There is a demand for a wire rope and a control cable having durability that can withstand such severe use conditions. In particular, there is a need for a wire rope that has sufficient fatigue durability when subjected to bending while sliding (bending fatigue fatigue durability).
ワイヤロープの特性を向上させる処理のひとつに形付けがあるが、この形付けの程度を表すのによく使用されるのが形付け率である。形付け率とは、ロープをほぐしたストランドのうねり径Tを、ロープの実測外径Dで除した値(Φ=T/D×100[%])をいう。形付け率Φが100%以上になるとストランドは浮き気味で、ロープの伸びも大きくなり、形崩れを呈する場合がある。逆に、形付け率Φが100%以下のときは、撚りが戻りやすく、ロープを切断するとロープ端面からほどけてしまう。そのため、一般に、形付け率90〜95%を目標にして、形付け作業が行われる。 Shaping is one of the processes for improving the characteristics of the wire rope, and the shaping rate is often used to indicate the degree of this shaping. The shaping ratio refers to a value (Φ = T / D × 100 [%]) obtained by dividing the waviness diameter T of the strand where the rope is loosened by the measured outer diameter D of the rope. When the shaping ratio Φ is 100% or more, the strands tend to float, the elongation of the ropes increases, and the strands may exhibit shape collapse. Conversely, when the shaping ratio Φ is 100% or less, twisting is likely to return, and when the rope is cut, it is unraveled from the rope end surface. Therefore, in general, a shaping operation is performed with a target of a shaping rate of 90 to 95%.
形付け率の範囲を規定することで屈曲疲労耐久性を向上させたワイヤロープを開示した文献として、引用文献1がある。引用文献1では、形付け率Φを65〜90%としている。そして、形付け率Φが90%を超えると屈曲疲労耐久性が低下することを示している(表2の比較例2,3を参照)。
As a document which discloses a wire rope in which the bending fatigue durability is improved by defining the range of the shaping ratio, there is cited
しかしながら、形付け率Φが65〜90%の範囲にあるワイヤロープは、撚りが戻りやすいので、実用に適したワイヤロープとは言い難い。
そこで、本願発明者らは、形付け率として理想的な値である、Φの値が90%を超えた場合においても、締め率や残留応力などを適切な値とすることにより、屈曲疲労耐久性に優れたワイヤロープが得られることを発見した。 Therefore, the present inventors set the tightening rate and the residual stress to appropriate values even when the value of Φ, which is an ideal value for the shaping ratio, exceeds 90%, to achieve bending fatigue durability. It has been found that a wire rope with excellent properties can be obtained.
本発明は、この発見に基づいてなされたものであり、従来よりもさらに屈曲疲労耐久性に優れたワイヤロープおよびそのワイヤロープを有するコントロールケーブルを提供することを目的とする。 The present invention has been made based on this finding, and an object of the present invention is to provide a wire rope that is more excellent in bending fatigue durability than before and a control cable having the wire rope.
本発明のワイヤロープは、芯ストランドと、該芯ストランドの周囲に撚り合わされた芯素線と該芯素線の周囲に撚り合わされた側素線とからなる1種類以上の側ストランドをもつワイヤロープにおいて、前記ワイヤロープの最外端部に位置する前記側ストランドの前記側素線はその圧縮残留応力が600MPa以上で、前記側ストランドはその形付け率が83〜103%であり、さらにその締め率が6〜10%であることを特徴とする。 The wire rope of the present invention is a wire rope having at least one type of side strand comprising a core strand, a core strand twisted around the core strand, and a side strand twisted around the core strand. In the above, the side strand of the side strand located at the outermost end of the wire rope has a compressive residual stress of 600 MPa or more, the side strand has a shaping ratio of 83 to 103%, and further tightens the The rate is 6 to 10%.
また、本発明のコントロールケーブルは、本発明のワイヤロープと、該ワイヤロープを摺動可能に挿通する導管とを有することを特徴とする。 Further, a control cable of the present invention includes the wire rope of the present invention and a conduit through which the wire rope is slidably inserted.
本発明のワイヤロープの側ストランドは、その形付け率が91〜100%であるのが好ましい。また、前記側ストランドは、1種類であるのが好ましく、1本の芯素線と6本の側素線とからなるのが好ましい。 The side strand of the wire rope of the present invention preferably has a shaping ratio of 91 to 100%. The side strands are preferably of one type, and are preferably composed of one core strand and six side strands.
本発明のワイヤロープの撚り構造は、19+8×7構造であるのが好ましい。また、前記芯ストランドは、ウォーリントン撚りであるのが好ましい。 The twist structure of the wire rope of the present invention is preferably a 19 + 8 × 7 structure. Preferably, the core strand is a Warrington twist.
さらに、前記側ストランドの前記側素線は、亜鉛−アルミニウム合金めっき層を有するのが好ましく、前記亜鉛−アルミニウム合金めっき層は、1〜20wt%のアルミニウムを含むのが好ましい。 Further, the side strand of the side strand preferably has a zinc-aluminum alloy plating layer, and the zinc-aluminum alloy plating layer preferably contains 1 to 20 wt% aluminum.
また、前記芯ストランドおよび前記側ストランドおよび前記芯ストランドと前記側ストランドとの撚り合わせは、SAE粘度グレードが#80〜#550の撚り油により撚り合わされるのが好ましい。 Preferably, the core strand, the side strand, and the core strand and the side strand are twisted with a twisting oil having a SAE viscosity grade of # 80 to # 550.
本願発明のコントロールケーブルにおいて、前記ワイヤロープの表面は、樹脂により被覆されているのが望ましい。また、前記導管は、その内部に樹脂製のライナーを有するのが望ましい。 In the control cable of the present invention, the surface of the wire rope is desirably coated with a resin. The conduit preferably has a resin liner inside.
さらに、前記ワイヤロープは、押し引き双方向に前記導管を摺動するのが望ましい。 Further, it is desirable that the wire rope slides on the conduit in both push and pull directions.
本発明のワイヤロープは、ワイヤロープの最外端部に位置する側ストランドの側素線はその圧縮残留応力が600MPa以上で、側ストランドはその形付け率が83〜103%であり、さらにその締め率が6〜10%とすることにより、摺動しながら屈曲を受ける場合の疲労耐久性に優れたワイヤロープとなる。また、本発明のワイヤロープを有するコントロールケーブルもまた、従来よりもさらに耐久性に優れ、長寿命となる。 In the wire rope of the present invention, the side strand of the side strand located at the outermost end of the wire rope has a compressive residual stress of 600 MPa or more, and the side strand has a shaping ratio of 83 to 103%. By setting the tightening rate to 6 to 10%, a wire rope excellent in fatigue durability when receiving bending while sliding is obtained. Further, the control cable having the wire rope of the present invention also has higher durability and longer life than conventional ones.
さらに、側ストランドの側素線に亜鉛−アルミニウム合金めっき層を有するワイヤロープは、耐食性とともに滑り性に優れる。 Furthermore, a wire rope having a zinc-aluminum alloy plating layer on the side strands of the side strands has excellent sliding resistance as well as corrosion resistance.
また、本発明のワイヤロープは、#80〜#550の撚り油により撚り合わされることにより、生産性が高く、耐久性に優れたワイヤロープとなる。 Further, the wire rope of the present invention is twisted with the twisting oil of # 80 to # 550, so that the wire rope has high productivity and excellent durability.
また、ワイヤロープの表面を樹脂により被覆したり、導管内部に樹脂製のライナーを備えることで、摺動性のよいコントロールケーブルとなる。 In addition, by covering the surface of the wire rope with a resin or providing a resin liner inside the conduit, a control cable having good slidability is obtained.
以下に、本発明のワイヤロープおよびコントロールケーブルを実施するための最良の形態を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the wire rope and the control cable of the present invention will be described.
[ワイヤロープ]
本発明のワイヤロープは、芯ストランドと、芯ストランドの周囲に撚り合わされた芯素線とその芯素線の周囲に撚り合わされた側素線とからなる1種類以上の側ストランドをもつ、いわゆる複撚り構造のワイヤロープである。
[Wire rope]
The wire rope according to the present invention is a so-called multiple wire having a core strand, one or more types of side strands composed of a core strand twisted around the core strand and side strands twisted around the core strand. It is a twisted wire rope.
本発明のワイヤロープは、鋼線材を伸線加工した複数本の素線からなる。各素線は、炭素鋼、ステンレス鋼などの合金鋼からなる鋼線など、通常のワイヤロープに用いられている鋼線であればよい。伸線加工前後の素線の減面率に特に限定はないが、90〜99.5%、より好ましくは95〜99.5%である。素線の減面率が上記範囲にあれば、ワイヤロープの耐久性が保たれる。 The wire rope of the present invention includes a plurality of strands obtained by drawing a steel wire rod. Each element wire may be a steel wire used for a normal wire rope, such as a steel wire made of alloy steel such as carbon steel or stainless steel. Although there is no particular limitation on the area reduction rate of the strand before and after drawing, it is 90 to 99.5%, more preferably 95 to 99.5%. When the area reduction rate of the wire is in the above range, the durability of the wire rope is maintained.
また、素線の形状に特に限定はなく、円形の断面をもつ丸線が好ましい。また、素線の太さにも特に限定はない。素線の硬さは、ワイヤロープの使用目的に応じて適宜選択すべき事項であるが、ビッカース硬さが600〜800Hv、より好ましくは670〜770Hvである。素線の硬さが上記範囲にあれば、ワイヤロープの耐久性が保たれる。 The shape of the element wire is not particularly limited, and a round wire having a circular cross section is preferable. The thickness of the wire is not particularly limited. The hardness of the strand is a matter to be appropriately selected according to the purpose of use of the wire rope, and the Vickers hardness is 600 to 800 Hv, more preferably 670 to 770 Hv. When the hardness of the wire is in the above range, the durability of the wire rope is maintained.
芯ストランドは、1本のコア材からなるものでも、束ねられたり撚り合わされた複数本の素線からなるものでも、いずれでもよい。複数本の素線を撚り合わせる場合には、内層の素線と外層の素線とが点接触する交差撚りでも、内層の素線と外層の素線とが線接触する平行撚りでも、その他の撚りかたでもかまわない。より好ましくはウォーリントン撚りである。ウォーリントン撚りは、実断面積が高い密な撚りかたであるため、引っ張り強度に優れる。 The core strand may be made of one core material, or may be made of a plurality of bundled or twisted strands. When twisting a plurality of strands, cross stranding where the inner strand and outer strand are in point contact with each other, parallel twisting where the inner strand and the outer strand are in line contact, It can be twisted. More preferably, it is Warrington twist. The Warrington twist is a dense twist having a high actual cross-sectional area and therefore has excellent tensile strength.
側ストランドは、芯素線と芯素線の周囲に撚り合わされた側素線とからなる。芯素線の周囲に撚り合わされた側素線(第1側素線)の周囲に別の側素線(第2側素線)を撚り合わすというように、2層以上の側素線からなる側ストランドも使用可能である。2層以上の側素線を撚り合わせる場合には、交差撚りでも平行撚りでもその他の撚りかたでもよい。また、芯素線および側素線の本数に特に限定はないが、1本の芯素線と6本の側素線とからなるのが好ましい。 The side strand includes a core element and a side element twisted around the core element. It consists of two or more layers of side strands such that another side strand (second side strand) is twisted around the side strand (first side strand) twisted around the core strand. Side strands can also be used. When twisting two or more layers of side strands, cross-twisting, parallel twisting, or other twisting methods may be used. There is no particular limitation on the number of core strands and side strands, but it is preferable that the core strand and one side strand be composed of one core strand and six side strands.
芯ストランドと側ストランドとの撚り構造に特に限定はなく、通常のワイヤロープに用いられる撚り構造であれば特に限定はない。1本の芯ストランドに側ストランドを複数本撚り合わせる以外にも、芯ストランドの周囲に撚り合わされた側ストランド(第1側ストランド)の周囲に同一または別の種類の側ストランド(第2側ストランド)を撚り合わすというように、2層以上の側ストランドからなる構造でもよい。芯ストランドと側ストランドとの撚り構造として特に好ましいのは、W(19)+8×7構造である。 The twist structure of the core strand and the side strand is not particularly limited, and is not particularly limited as long as the twist structure is used for a normal wire rope. In addition to twisting a plurality of side strands into one core strand, the same or another type of side strand (second side strand) around the side strand (first side strand) twisted around the core strand. A structure composed of two or more layers of side strands may be used. Particularly preferred as the twisted structure of the core strand and the side strand is a W (19) + 8 × 7 structure.
本発明のワイヤロープは、最外端部に位置する側ストランドの側素線の圧縮残留応力が600MPa以上、より好ましくは700〜1000MPaである。側ストランドが2層以上からなる場合は、最外層に位置する側ストランドが最外端部に位置する側ストランドとなる。 In the wire rope of the present invention, the compressive residual stress of the side strand of the side strand located at the outermost end is 600 MPa or more, more preferably 700 to 1000 MPa. When the side strand is composed of two or more layers, the side strand located at the outermost layer is the side strand located at the outermost end.
また、側ストランドはその形付け率が83〜103%、より好ましくは91〜100%である。形付け率については前述したが、ワイヤロープをほぐしたストランドのうねり径をワイヤロープの外接円の直径であるワイヤロープの実測外径で除した値(百分率)である。 The side strands have a shaping ratio of 83 to 103%, more preferably 91 to 100%. As described above, the shaping ratio is a value (percentage) obtained by dividing the undulation diameter of the strand in which the wire rope is loosened by the measured outer diameter of the wire rope, which is the diameter of the circumscribed circle of the wire rope.
さらにワイヤロープの締め率が6〜10%、より好ましくは7〜10%である。締め率とは、ワイヤロープの計算外径からワイヤロープの実測外径を引いた値をワイヤロープの計算外径で除した値(百分率)である。 Further, the tightening rate of the wire rope is 6 to 10%, more preferably 7 to 10%. The tightening rate is a value (percentage) obtained by subtracting the measured outer diameter of the wire rope from the calculated outer diameter of the wire rope by the calculated outer diameter of the wire rope.
最外端部に位置する側ストランドの側素線の圧縮残留応力、形付け率、締め率の値がそれぞれ上記範囲にないと、十分な屈曲疲労耐久性を有するワイヤロープを得ることができない。 If the values of the compressive residual stress, the shaping rate, and the tightening rate of the side strands of the side strand located at the outermost end are not in the above ranges, a wire rope having sufficient bending fatigue durability cannot be obtained.
なお、ワイヤロープの実測外径が1.5mmの場合、プレフォーム(撚り合わせ前の形付け)において側ストランドのうねり径を1.65〜1.95mm、より好ましくは、1.75〜1.95mmとし、素線を撚り合わせる撚り線機のボイス形状・ボイス抵抗や撚り速度、ポストフォーム(撚り合わせ後の連続形付け)、プレテンション(使用前のワイヤロープに大きな張力を与えて形付けを行う方法)など行い、所望の残留応力、形付け率、締め率の値を有するワイヤロープが得られる。 When the measured outer diameter of the wire rope is 1.5 mm, the undulation diameter of the side strand in the preform (shaping before twisting) is 1.65 to 1.95 mm, more preferably 1.75 to 1.95. 95mm, voice shape and voice resistance of twisting machine to twist strands, twisting speed, post form (continuous shaping after twisting), pretension (shape by applying large tension to wire rope before use) And the like, and a wire rope having desired values of residual stress, shaping ratio, and tightening ratio is obtained.
また、本発明のワイヤロープは、SAE粘度グレードが#1000以下の撚り油で撚り合わされた素線からなるのが好ましい。ここで、SAE粘度グレードとは、SAE( Society of Automotive Engineers/米国自動車技術者協会)で定めた粘度分類であり、番号が大きい程、粘度が高い。粘度の高い撚り油で撚り合わせたワイヤロープは、高温条件下での使用において撚り油が流出し難く、耐久性が高いワイヤロープとなるが、SAE粘度グレードが#1000を超えると、ワイヤロープを撚る工程においてボイス部の摺動抵抗やポストフォーム部の摩擦抵抗が必要以上に高くなるといった機械ロスが生じ、ワイヤロープの生産性が低くなることがある。そのため、より好ましくは、芯ストランドおよび側ストランドおよび芯ストランドと側ストランドとの撚り合わせは、SAE粘度グレードが#80〜#550の撚り油により撚り合わされる。#80未満の粘度では、ワイヤロープの耐久性が損なわれる虞があるので好ましくない。 In addition, the wire rope of the present invention is preferably made of a strand twisted with a twisting oil having a SAE viscosity grade of # 1000 or less. Here, the SAE viscosity grade is a viscosity classification defined by SAE (Society of Automotive Engineers / American Society of Automotive Engineers), and the higher the number, the higher the viscosity. A wire rope twisted with a high-viscosity twisting oil is less durable when used under high-temperature conditions, and becomes a highly durable wire rope. When the SAE viscosity grade exceeds # 1000, the wire rope is twisted. In the twisting step, mechanical loss occurs such that the sliding resistance of the voice part and the friction resistance of the post foam part become unnecessarily high, and the productivity of the wire rope may be reduced. Therefore, more preferably, the core strand, the side strand, and the twist of the core strand and the side strand are twisted with a twisting oil having a SAE viscosity grade of # 80 to # 550. If the viscosity is less than # 80, the durability of the wire rope may be impaired, which is not preferred.
側ストランドの側素線は、亜鉛−アルミニウム合金めっき層を有するのが好ましい。亜鉛−アルミニウム合金めっき層は、アルミニウムを1〜20wt%含むのが好ましく、より好ましくは2〜15wt%である。2層以上の側ストランドからなる場合は少なくとも最外層の側ストランドに、側ストランドが2層以上の側素線からなる場合は少なくとも最外層の側素線に、亜鉛−アルミニウム合金めっきを施すとよい。亜鉛−アルミニウム合金めっきを施すことにより、ワイヤロープの耐食性や滑り性が向上する。 The side strand of the side strand preferably has a zinc-aluminum alloy plating layer. The zinc-aluminum alloy plating layer preferably contains 1 to 20 wt% of aluminum, more preferably 2 to 15 wt%. It is good to apply zinc-aluminum alloy plating to at least the outermost layer side strand when the side strand is composed of two or more layers, and to at least the outermost layer side strand when the side strand is composed of the two or more side strands. . By applying the zinc-aluminum alloy plating, the corrosion resistance and the slipperiness of the wire rope are improved.
亜鉛−アルミニウム合金めっきを施す方法としては、伸線加工前の鋼線材(母材)を溶融状態の合金めっき浴に浸漬する方法(ディッピング)のほか、電気めっき法など、従来用いられている方法でよい。また、母材に形成する亜鉛−アルミニウム合金めっき層の厚さは、10〜50μm、より好ましくは20〜40μmである。 As a method of applying a zinc-aluminum alloy plating, a conventionally used method such as a method of dipping a steel wire (base material) before wire drawing in a molten alloy plating bath (dipping), an electroplating method, and the like. Is fine. The thickness of the zinc-aluminum alloy plating layer formed on the base material is 10 to 50 μm, more preferably 20 to 40 μm.
なお、伸線加工前の鋼線材(母材)に亜鉛−アルミニウム合金めっきを施すと、Zn−Al−Fe3元金属間化合物層が得られる。アルミニウムは、金属間化合物層の靭性を高める働きがある。そのため、このZn−Al−Fe3元金属間化合物層の硬さ・厚さは、ワイヤロープの耐久性に影響を及ぼす。そこで、Zn−Al−Fe3元金属間化合物層の硬さを90〜200Hv、より好ましくは100〜160Hvとし、さらに、厚さを3〜15μm、より好ましくは4〜10μmとすることで、伸線加工後の耐久強度を向上することができる。 When a zinc-aluminum alloy plating is applied to a steel wire (base material) before wire drawing, a Zn-Al-Fe ternary intermetallic compound layer is obtained. Aluminum has the function of increasing the toughness of the intermetallic compound layer. Therefore, the hardness and thickness of the Zn-Al-Fe ternary intermetallic compound layer affect the durability of the wire rope. Therefore, the hardness of the Zn—Al—Fe ternary intermetallic compound layer is set to 90 to 200 Hv, more preferably 100 to 160 Hv, and the thickness is set to 3 to 15 μm, more preferably 4 to 10 μm, and the wire drawing is performed. Durability after processing can be improved.
さらに、本発明のワイヤロープの表面は、ポリエチレン、ポリアミド、アセタール樹脂などの樹脂で覆われるのが好ましい。ワイヤロープの表面を樹脂で覆うことにより、耐久性がより向上し、ワイヤロープをコントロールケーブルの導管などに挿通して用いる場合の摺動性がよくなる。 Further, the surface of the wire rope of the present invention is preferably covered with a resin such as polyethylene, polyamide, and acetal resin. By covering the surface of the wire rope with the resin, the durability is further improved, and the slidability when the wire rope is inserted into a control cable conduit or the like is improved.
[コントロールケーブル]
本発明のコントロールケーブルは、前述した本発明のワイヤロープとそのワイヤロープを摺動可能に挿通する導管とからなる。
[Control cable]
The control cable of the present invention includes the above-described wire rope of the present invention and a conduit through which the wire rope is slidably inserted.
導管は、鋼線などを断面矩形状に圧延し、巻線したアウタスプリングから構成される一般的な構造の導管でよい。導管は、樹脂製で筒状のライナー上にアウタスプリングを螺旋状に密着して巻いた構造でもよい。樹脂製のライナーをもつコントロールケーブルは、ワイヤロープの摺動性がよく、操作性に優れる。ライナーの材質としては、ポリエチレン、アセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレートなどが好ましい。さらに、アウタスプリングの外周に樹脂製のアウターコートを装着してもよい。 The conduit may be a conduit having a general structure composed of an outer spring wound by rolling a steel wire or the like into a rectangular cross section and winding. The conduit may have a structure in which an outer spring is spirally tightly wound on a cylindrical liner made of resin. A control cable having a resin liner has good slidability of the wire rope and excellent operability. As the material of the liner, polyethylene, acetal resin, polybutylene terephthalate and the like are preferable. Further, a resin outer coat may be attached to the outer periphery of the outer spring.
本発明のコントロールケーブルは、ワイヤロープが引き方向または押し引き双方向に導管内を摺動するのが好ましく、自動車などのアクセル、スロットル、クラッチ、ブレーキ、ウィンドウレギュレータ等の各種オープナー等の操作に用いられる。 In the control cable of the present invention, it is preferable that the wire rope slides in the conduit in both the pulling direction and the pushing and pulling direction, and is used for operation of various openers such as an accelerator of an automobile, a throttle, a clutch, a brake, and a window regulator. Can be
以下に本願発明の実施例および比較例を、図および表を用いて説明する。 Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be described with reference to the drawings and tables.
(試料1)
母線として鋼線(SWRH62A)を用意した。この母線の表面に亜鉛めっき層(厚さ30μm)をディッピングにて形成し、伸線して芯ストランドの芯素線、第1・第2・第3側素線および側ストランドの芯素線を得た。また、側ストランドの側素線は、母線の表面に11%のアルミニウムを含む亜鉛−アルミニウム合金めっき層(厚さ30μm)をディッピングにて形成し、この母線を伸線した。伸線後の各素線の外径は、表1に示す値とした。なお、伸線加工により、各素線の減面率が97〜99%、硬さが750Hvとなった(表2)。
(Sample 1)
A steel wire (SWRH62A) was prepared as a bus bar. A galvanized layer (thickness: 30 μm) is formed on the surface of this bus bar by dipping and drawn to form a core strand of a core strand, first, second, and third side strands and a core strand of a side strand. Obtained. The side strands of the side strands were formed by dipping a zinc-aluminum alloy plating layer (thickness: 30 μm) containing 11% aluminum on the surface of the bus bar, and the bus bar was drawn. The outer diameter of each of the drawn wires was a value shown in Table 1. In addition, by wire drawing, the area reduction rate of each strand became 97 to 99%, and the hardness became 750 Hv (Table 2).
そして、表2に示した圧縮残留応力、形付け率、締め率となるように製造条件を調整して各素線を撚り合わせ、W(19)+8×7構造のワイヤロープ(試料1)を得た。撚り油には、SAE粘度グレードが#100のものを用いた。 Then, the production conditions were adjusted so that the compressive residual stress, shaping ratio, and tightening ratio shown in Table 2 were obtained, and the individual wires were twisted. Obtained. The twist oil used had a SAE viscosity grade of # 100.
なお、表2の*の欄は、側ストランドの側素線の値である。また、表2に記した圧縮残留応力、形付け率、締め率の値をもつワイヤロープは、製造工程においてワイヤロープにかかる圧力、張力、また、プレフォーム・ポストフォーム等の度合いを調整することにより得ることができる。 In addition, the column of * of Table 2 is the value of the side strand of a side strand. For wire ropes having the values of compressive residual stress, shaping rate, and tightening rate shown in Table 2, adjust the pressure, tension, and the degree of preform / postform applied to the wire rope in the manufacturing process. Can be obtained by
また、W(19)+8×7構造とは、ウォーリントン型の撚り構造をもち19本の素線からなる1本の芯ストランド10と7本の素線からなる8本の側ストランド20とで構成されるロープの構造である。W(19)+8×7構造のワイヤロープの断面形状を、図1に示す。なお、図1の斜線部は、撚り油の付着部分を示している。
In addition, the W (19) + 8 × 7 structure is defined as a
具体的には、1本の芯素線15の周囲に6本の第1側素線11を配し、第1側素線11の周囲であって隣り合う第1側素線11の間に位置するように6本の第3側素線13を配し、隣り合う第3側素線の間に6本の第2側素線12を配す。これらの側素線11〜13を同時に同一ピッチ、同一方向へ撚り合わせ、各素線が互いに線接触するように平行撚りを行う。また、側ストランド20は、芯素線25の周囲に6本の側素線21を撚り合わせる。芯ストランド10の周囲に側ストランド20を撚り合わせて、図1に示す断面を有するワイヤロープとなる。
Specifically, six
側ストランドの側素線には、亜鉛−アルミニウム合金めっきを施した素線を用い、その他の素線には、亜鉛めっきを施した素線を用いた。 For the side strands of the side strands, zinc-aluminum alloy plated strands were used, and for the other strands, zinc plated strands were used.
(試料2)
すべての素線に、亜鉛めっきを施した素線を用いた他は、試料1と同様にして試料2のワイヤロープを得た。
(Sample 2)
A wire rope of sample 2 was obtained in the same manner as in
(試料3)
側ストランドの側素線の圧縮残留応力を700MPaとした他は、試料1と同様にして試料3のワイヤロープを得た。
(Sample 3)
A wire rope of Sample 3 was obtained in the same manner as in
(試料4)
側ストランドの側素線の圧縮残留応力を800MPaとした他は、試料1と同様にして試料4のワイヤロープを得た。
(Sample 4)
A wire rope of
(試料5)
形付け率を90%とした他は、試料1と同様にして試料5のワイヤロープを得た。
(Sample 5)
A wire rope of
(試料6)
形付け率を94%とした他は、試料1と同様にして試料6のワイヤロープを得た。
(Sample 6)
A wire rope of Sample 6 was obtained in the same manner as in
(試料7)
素線の硬さを700Hvとした他は、試料1と同様にして試料7のワイヤロープを得た。
(Sample 7)
A wire rope of Sample 7 was obtained in the same manner as in
(試料8)
側ストランドの側素線の圧縮残留応力を400MPaとした他は、試料1と同様にして試料8のワイヤロープを得た。
(Sample 8)
A wire rope of Sample 8 was obtained in the same manner as in
(試料9)
側ストランドの側素線として、5%のアルミニウムを含む亜鉛−アルミニウム合金めっきを施した素線を用い、表2に示す側ストランドの側素線の硬さ、圧縮残留応力、形付け率の値の他は、試料1と同様にして試料9のワイヤロープを得た。
(Sample 9)
As the side strands of the side strands, the strands coated with zinc-aluminum alloy containing 5% aluminum were used, and the values of the hardness, compressive residual stress, and shaping ratio of the side strands shown in Table 2 were used. Otherwise, the wire rope of Sample 9 was obtained in the same manner as in
(試料10)
表2に示す側ストランドの側素線の硬さ、圧縮残留応力、形付け率の値の他は、試料1と同様にして試料10のワイヤロープを得た。
(Sample 10)
A wire rope of
(試料11)
表2に示す側ストランドの側素線の圧縮残留応力、形付け率の値の他は、試料1と同様にして試料11のワイヤロープを得た。
(Sample 11)
A wire rope of
(試料12)
側ストランドの側素線の圧縮残留応力を400MPaとし、SAE粘度グレードが#60の撚り油を用いた他は、試料1と同様にして試料12のワイヤロープを得た。
(Sample 12)
A wire rope of
(試料13)
側ストランドの側素線の圧縮残留応力を400MPaとし、SAE粘度グレードが#300の撚り油を用いた他は、試料1と同様にして試料13のワイヤロープを得た。
(Sample 13)
A wire rope of
(試料14)
側ストランドの側素線の圧縮残留応力を400MPaとし、SAE粘度グレードが#500の撚り油を用いた他は、試料1と同様にして試料14のワイヤロープを得た。
(Sample 14)
A wire rope of Sample 14 was obtained in the same manner as in
(試料15)
側ストランドの側素線の圧縮残留応力を400MPaとし、SAE粘度グレードが#1000の撚り油を用いた他は、試料1と同様にして試料15のワイヤロープを得た。
(Sample 15)
A wire rope of
表2の素線減面率は、素線の断面積を母線の断面積で除した値(百分率)をSとすると、100−S[%]で表される値である。表2では、複数か所計測したうちのその最小値と最大値を示した。素線の硬さは、素線の断面の複数か所において、マイクロビッカース硬さ計を用いて測定荷重1.96N(0.2kgf)で測定を行い、平均値を算出した。また、残留応力は、側ストランド20の各側素線21に対して、細束X線残留応力測定装置により測定した。
The wire reduction ratio in Table 2 is a value represented by 100-S [%], where S is a value (percentage) obtained by dividing the cross-sectional area of the wire by the cross-sectional area of the bus. Table 2 shows the minimum value and the maximum value of the measurement at a plurality of locations. The hardness of the strand was measured at a measurement load of 1.96 N (0.2 kgf) using a micro Vickers hardness tester at a plurality of locations on the cross section of the strand, and the average value was calculated. The residual stress was measured for each
形付け率は、図2(B)に示すワイヤロープをほぐしたストランドのうねり径Tと、図1または図2(A)に示すワイヤロープの外接円の直径であるワイヤロープの実測外径Dを測定すると、
形付け率=T/D×100[%]
で表される。すなわち、表2の形付け率は、側ストランド20のうねり径をTとし、うねり径Tをワイヤロープの実測外径Dで除した値(百分率)である。
The shaping rate is determined by the waviness diameter T of the strand obtained by loosening the wire rope shown in FIG. 2B and the measured outer diameter D of the wire rope which is the diameter of the circumscribed circle of the wire rope shown in FIG. 1 or FIG. When you measure
Shaping rate = T / D × 100 [%]
Is represented by That is, the shaping ratio in Table 2 is a value (percentage) obtained by dividing the waviness diameter T by the measured outer diameter D of the wire rope, where T is the waviness diameter of the
締め率は、ワイヤロープの直径方向の各素線外径の総和である計算外径D’を算出し、ワイヤロープの実測外径Dを測定すると、
締め率=(D’−D)/D’×100[%]
で表される。すなわち、表2の締め率において、計算外径D’は、芯ストランド10の芯素線15の外径をa、第1側素線11の外径をb1 、第2側素線12の外径をb2 、側ストランド20の芯素線25の外径をc、側素線21の外径をcとしたとき、
D’=(a+2b1+2b2)+2(c+2d)
となる。
Tightening rate, when calculating the calculated outer diameter D 'which is the sum of the outer diameters of the individual wires in the diameter direction of the wire rope, and measuring the measured outer diameter D of the wire rope,
Tightening rate = (D′−D) / D ′ × 100 [%]
Is represented by That is, in the tightening ratios in Table 2, the calculated outer diameter D ′ is such that the outer diameter of the
D '= (a + 2b 1 + 2b 2) +2 (c + 2d)
It becomes.
なお、各ストランドの計算外径およびワイヤロープの計算外径は、表1に示した通りである。 The calculated outer diameter of each strand and the calculated outer diameter of the wire rope are as shown in Table 1.
《評価》
〈屈曲疲労耐久試験〉
試料1〜15のワイヤロープの屈曲疲労耐久試験(以下、耐久試験とする)を行った。耐久試験は、固定プーリと回転プーリにより行った。それぞれの耐久試験の方法は、以下の通りである。
《Evaluation》
<Bending fatigue endurance test>
The wire ropes of
図3に、ワイヤロープの屈曲疲労耐久性を測定するための装置を示す。全長1000mmのワイヤロープ1(すなわち、試料1〜15のいずれか)の一端は、エアシリンダ51固定されている。エアシリンダ51から延出したワイヤロープ1は、プーリ52の周囲に形成された溝部521に180°反転した後、すぐにプーリ53の周囲に形成された溝部531で90°反転の状態となるように配索された。ワイヤロープ1は、ストッパー54に設けられた貫通孔に通されており、ワイヤロープ1の他端には、10kgのウェイト55を連結した。
FIG. 3 shows an apparatus for measuring the bending fatigue durability of a wire rope. One end of the
図4はプーリ52,53の正面図と側面図を、図5はプーリ52,53の溝部を拡大して示したものである。プーリ52,53はアセタール樹脂製で、溝底径Lは28mmとした。また、溝角度θは30°で、溝底部の曲率半径Rは1.5mmとした。
FIG. 4 is a front view and a side view of the
固定プーリによる耐久試験では、プーリ52,53は固定されており、ワイヤロープ1は、エアシリンダ51の往復動により、図3の矢印方向へ各プーリの溝部521,531を摺動するようになっている。また、回転プーリによる耐久試験では、プーリ52,53は回転可能に固定されており、エアシリンダ51の往復動によりワイヤロープが往復動し、図3の矢印方向へ各プーリ52,53が回動するようになっている。
In the durability test using the fixed pulley, the
耐久試験は、以下の条件のもとで行った。ワイヤロープ1は、エアシリンダ51によりウェイト55が上昇する方向へ引っ張られ、ストッパー54にウェイト55が突き当たったときの張力が343Nの状態で0.5秒間保持した。その後、ワイヤロープ1は、ウェイト55が下降する方向へ動くようにした。この上昇と下降の往復動を1往復とした。この際、ワイヤロープ1の往復動のストロークは100mmで、往復速度は、20往復/分とした。
The durability test was performed under the following conditions. The
固定プーリによる耐久試験では、20万回往復動後のワイヤロープの破断の有無を確認した。回転プーリによる耐久試験では、ワイヤロープが破断するまでの往復回数を測定した。試験結果を表3に示す。 In the durability test using the fixed pulley, the presence or absence of breakage of the wire rope after reciprocating 200,000 times was confirmed. In a durability test using a rotating pulley, the number of reciprocations until the wire rope was broken was measured. Table 3 shows the test results.
表3には、固定プーリにおいて20万回往復動後にワイヤロープの破断が見られなかった試料については「破断無し」と記載した。また、回転プーリにおいてワイヤロープが破断するまでの往復回数を記載した。 In Table 3, a sample in which the wire rope was not broken after reciprocating 200,000 times with the fixed pulley was described as “no break”. In addition, the number of reciprocations until the wire rope breaks in the rotating pulley is described.
表3より、側ストランドの側素線の圧縮残留応力が600MPa以上、形付け率が83〜103%、締め率が6〜10%の範囲にあるワイヤロープは、高い屈曲疲労耐久性を有することがわかる。固定プーリによる耐久試験では破断が確認されなかったため、回転プーリによる耐久試験結果を踏まえて以下に具体的に説明する。 According to Table 3, the wire rope having a compressive residual stress of the side strand of the side strand of 600 MPa or more, a shaping ratio of 83 to 103%, and a tightening ratio of 6 to 10% has high bending fatigue durability. I understand. Since no breakage was confirmed in the durability test using the fixed pulley, a specific description will be given below based on the results of the durability test using the rotating pulley.
回転プーリによる耐久試験において、試料1〜7は、往復回数が14万回以上となっても破断することが無く、高い耐久性を示した。また、試料1および4〜7は、特に高い耐久性を示した。試料3,4,5では、残留応力または形付け率が若干低い値ではあるが、残留応力、形付け率、締め率の値が上記範囲で、十分な耐久性を示した。試料2では、亜鉛めっきのみを施した素線を用いたので滑り性に欠けるものの、十分な耐久性を示した。つまり、高い耐久性をもつ試料1〜7は、残留応力、形付け率、締め率の値が全て上記の範囲内にあった。
In a durability test using a rotating pulley,
試料8〜12は、往復回数が12万回以下で破断し、耐久性が低かった。これらの試料では、残留応力、形付け率、締め率のうち少なくとも1つの値が上記範囲内の値となっていないワイヤロープであった。 Samples 8 to 12 were broken when the number of reciprocations was 120,000 or less, and had low durability. In these samples, at least one of the residual stress, the shaping ratio, and the tightening ratio was a wire rope that did not fall within the above range.
また、同様の残留応力、形付け率、締め率とした試料8および試料12〜15のうち、粘度の高い撚り油で撚り合わされた素線からなる試料8および試料13〜15は、#60の撚り油を用いた試料12よりも耐久性に優れたワイヤロープであった。
Further, among
〈塩水噴霧試験〉
試料1,2および9のワイヤロープの塩水噴霧試験を行った。塩水噴霧試験は、JISZ 2371に準じて行った。環境温度は、33〜37℃に維持し、塩水は連続的に噴霧し、赤錆が発生するまでの時間を測定した。図6に試験結果を示す。
<Salt spray test>
A salt spray test was performed on the wire ropes of
亜鉛−アルミニウム合金めっき層を有する試料のうち、アルミニウムを11%含む試料1とアルミニウムを5%含む試料9では、試験開始から赤錆が発生するまでの時間は、どちらも336時間であった。一方、亜鉛めっき層(アルミニウムを含まない)を有する試料2は、試験開始から赤錆が発生するまでの時間が240時間であった。したがって、亜鉛−アルミニウム合金めっき層を有する試料1,9の耐食性が優れていることが分かった。
Among the samples having a zinc-aluminum alloy plating layer, in
1:ワイヤロープ
10:芯ストランド
11:第1側素線 12:第2側素線 13:第3側素線
15:芯ストランドの芯素線
20:側ストランド
21:側ストランドの側素線
25:側ストランドの芯素線
1: wire rope 10: core strand 11: first side wire 12: second side wire 13: third side wire 15:
Claims (22)
前記ワイヤロープの最外端部に位置する前記側ストランドの前記側素線はその圧縮残留応力が600MPa以上で、前記側ストランドはその形付け率が83〜103%であり、さらにその締め率が6〜10%であることを特徴とするワイヤロープ。 In a wire rope having one or more types of side strands consisting of a core strand and a core strand twisted around the core strand and a side strand twisted around the core strand,
The side strand of the side strand located at the outermost end of the wire rope has a compressive residual stress of 600 MPa or more, the side strand has a shaping rate of 83 to 103%, and further has a tightening rate of 83 to 103%. A wire rope characterized by being 6 to 10%.
前記ワイヤロープは、芯ストランドと、該芯ストランドの周囲に撚り合わされた芯素線と該芯素線の周囲に撚り合わされた側素線とからなる1種類以上の側ストランドをもち、前記ワイヤロープの最外端部に位置する前記側ストランドの前記側素線はその圧縮残留応力が600MPa以上で、前記側ストランドはその形付け率が83〜103%であり、さらにその締め率が6〜10%であることを特徴とするコントロールケーブル。 A control cable having a wire rope and a conduit slidably inserted through the wire rope,
The wire rope has a core strand, and one or more types of side strands each including a core strand twisted around the core strand and a side strand twisted around the core strand. The side strand of the side strand located at the outermost end has a compressive residual stress of 600 MPa or more, the side strand has a shaping ratio of 83 to 103%, and a tightening ratio of 6 to 10%. % Control cable.
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