JP2010230543A

JP2010230543A - 耐久性試験方法

Info

Publication number: JP2010230543A
Application number: JP2009079361A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Misaki; 喜生三崎; Kazutaka Awata; 和孝粟田; Tsukasa Nishida; 司西田
Original assignee: Chuo Hatsujo KK; Chuo Spring Co Ltd
Current assignee: Chuo Hatsujo KK; Chuo Spring Co Ltd
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: JP5231306B2

Abstract

【課題】操作用被覆ワイヤロープ１０の耐久性を短時間で試験できる耐久性試験方法を得る。
【解決手段】試験される操作用被覆ワイヤロープ１０のコート８を周方向に沿って切り、ワイヤロープ１からリング状のコート８を剥ぎ取り、次に、円錐にリング状のコート８を装着して押し込むことにより、リング状のコート８を径方向外側に破断するまで押し広げ、破断した直後のコート８の長さを測定して、押し広げて破断したときのコート８の長さに対して、押し広げる前のコート８の周長に対する割合を算出し、割合に基づいて耐久性を判断する。コート８の周長は、コート８の外径と内径との中間径から算出する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ワイヤロープの外周を樹脂により被覆してコートを形成した操作用被覆ワイヤロープの耐久性を試験する耐久性試験方法に関する。

従来より、特許文献１にあるように、芯ストランドの周囲に複数本の側ストランドを撚り合わせたワイヤロープの外周に、樹脂によるコートを形成した操作用被覆ワイヤロープが知られている。

コートを形成する際には、金型内にワイヤロープを通すと共に、金型に溶融樹脂を注入する。溶融樹脂はワイヤロープとほぼ直交方向から金型に注入され、溶融樹脂は金型内でワイヤロープの外周の沿って流れて、ワイヤロープの外周を被覆する。その際、溶融樹脂はワイヤロープの外周に、左回りと右回りとの両側からワイヤロープの外周を包むように流れて、注入側と反対側で合流し、合流箇所にウエルドラインと呼ばれるワイヤロープ長手方向に沿ったラインマークが発生する場合もある。

溶融樹脂によるコートの形成が適切に行われると、十分な耐久性が得られ、合流箇所でも溶融樹脂が適切に接合して、ウエルドラインを目視では判別できないほどになる。しかし、コートの形成が適切に行われないと、十分な耐久性が得られず、特に、合流箇所で溶融樹脂が適切に接合せず、合流箇所の強度が他の箇所よりも低くなってしまう。

そこで、耐久性を試験するために、操作用被覆ワイヤロープを複数のプーリに巻掛け、操作用被覆ワイヤロープの一端をシリンダに連結し、他端に重りを取り付けて、シリンダを駆動して繰り返し荷重を加え、操作用被覆ワイヤロープに破損が生じるまでの往復回数を測定して、耐久性を試験していた。

特開２００８−３０３４９３号公報

しかしながら、こうした従来の試験方法では、シリンダを駆動して繰り返し荷重を加える回数が、数十万回にも及び、耐久性の試験に長時間を要するという問題があった。
本発明の課題は、短時間で耐久性を試験できる耐久性試験方法を提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
ワイヤロープの外周を樹脂により被覆してコートを形成した操作用被覆ワイヤロープの耐久性を試験する耐久性試験方法において、
試験される前記操作用被覆ワイヤロープの前記コートを周方向に沿って切り、前記ワイヤロープからリング状の前記コートを剥ぎ取り、次に、リング状の前記コートを径方向外側に破断するまで押し広げ、破断した直後の前記コートの長さを測定して、押し広げて破断したときの前記コートの長さに対して、押し広げる前の前記コートの周長に対する割合を算出し、該割合に基づいて耐久性を判断することを特徴とする耐久性試験方法がそれである。

その際、円錐にリング状の前記コートを装着して押し込むようにしてもよい。また、前記コート周長は、前記コートの外径と内径との中間径から算出するようにするとよい。更に、前記コートが前記樹脂の押出成形により形成された操作用被覆ワイヤロープの耐久性試験に適する。

本発明の耐久性試験方法によると、コートの伸び率を測定することにより、そのコートを用いた操作用被覆ワイヤロープの従来の耐久性試験による耐久回数を短時間で知ることができるという効果を奏する。また、リング状のコートを押し広げて測定するので、ウエルドラインがどの箇所に形成されていても、その箇所に関わりなく、ウエルドラインの箇所が最も弱いときには、ウエルドラインの箇所から破断するので、適切な押出成形が行われたかどうかを判断できる。

本発明の一実施形態としての試験される操作用被覆ワイヤロープの拡大断面図である。本実施形態のコートの伸び率を測定する試験装置の正面図である。本実施形態のコートの伸び率を測定する試験装置の平面図である。本実施形態のコートの伸び率を測定する説明図である。操作用被覆ワイヤロープの従来の耐久性試験の説明図である。操作用被覆ワイヤロープの従来の耐久性試験に用いるプーリの部分断面図である。本実施形態のコートの伸び率と耐久性との関係を示すグラフである。

以下本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１はワイヤロープで、ワイヤロープ１は多数本の素線２を撚り合わせて形成され、素線２の素材としては、鋼線材やＳＵＳ線材が用いられ、必要に応じて、亜鉛メッキ等による表面処理が施されたものでもよい。

本実施形態のワイヤロープ１は、図１に示すように、１９本の素線２が撚り合わされた芯ストランド４の廻りに、６本の素線２が撚り合わされた側ストランド６が８本撚り合わされて形成されている。本実施形態では、ワイヤロープ１の外径は１．５ｍｍに形成している。

本実施形態の試験される操作用被覆ワイヤロープ１０は、ワイヤロープ１の外周を樹脂により被覆してコート８を形成し、ワイヤロープ１とコート８とにより形成されている。本実施形態では、コート８の外径を２．１ｍｍに形成している。コート８の樹脂には、本実施形態では、ナイロン１１が用いられており、ナイロン１１の機械的物性は、引張降伏強度が４２ＭＰａ、そのときの伸度が８％で、引張破壊強度が５３ＭＰａ、そのときの伸度が３００％である。また、ロックウエル硬度が１０８Ｒで、ショア硬度は７２Ｄである。尚、樹脂はナイロン１１に限らず、ナイロン１２やナイロン６６などの他のポリアミド樹脂やポリエチレン等でもよい。

樹脂によるワイヤロープ１の被覆は、押出成形により行われ、図示しない金型内にワイヤロープ１を通すと共に、金型に溶融樹脂を注入する。溶融樹脂はワイヤロープ１とほぼ直交方向から金型に注入され、溶融樹脂は金型内でワイヤロープ１の外周に沿って流れて、ワイヤロープ１の外周を被覆する。

その際、溶融樹脂はワイヤロープ１の外周に、左回りと右回りとの両側からワイヤロープ１の外周を包むように流れて、注入側と反対側で合流し、形成条件によっては合流箇所にウエルドラインがワイヤロープ１の長手方向に沿って発生する場合がある。

次に、伸び率について詳細に説明する。伸び率はコート８を押し広げて破断するまでに伸びた、押し広げる前のコート周長に対する割合であり、ワイヤロープ１を樹脂で被覆してコート８を形成した操作用被覆ワイヤロープ１０から、コート８をリング状に剥ぎ取る。例えば、操作用被覆ワイヤロープ１０の端から、軸方向の幅が２ｍｍとなるように、刃物で全周に沿って切り、ワイヤロープ１からリング状のままで抜き取る。軸方向の幅は２ｍｍに限らず、適宜決定すればよい。

この軸方向の幅が２ｍｍのリング状のコート８を図２、図３に示す試験装置２１に装着する。試験装置２１は円錐部２２を備え、円錐部２２は先端側の直径が１ｍｍで、根本側の直径が１０ｍｍに形成されると共に、その間の長さが４６ｍｍに形成され、テーパ角度θがほぼ１１．４度に形成されている。

円錐部２２は、リンク状のコート８を径方向外側に幅の全域でほぼ均等に押し広げることができるテーパ角度θに形成する。テーパ角度θが大きすぎると、コート８を押し込んだ際に、押し込んだコート８の前側が先に押し広げられて切れるように破断してしまい、試験の再現性や、長さＬ２の測定結果の差が小さくなり、正確な試験を実施できない場合がある。

本実施形態では、リング状のコート８の内径がワイヤロープ１の外径の１．５ｍｍと同じになるので、円錐部２２の先端直径を１ｍｍとしているが、測定するコート８の内径に応じて変えればよく、円錐部２２のテーパ角度θがほぼ同じになるようにすればよい。

リング状のコート８を、図４（イ）に示すように、円錐部２２の先端から挿入する。そして、コート８が破断するまで、コート８を円錐部２２に円周方向で均等に押圧力が加わるように押し込む。例えば、コート８を円錐部２２に押し込むに従って、コート８が径方向に広がる。そこで、種々の径の異なる円形の孔を開けた治具を用意して、径が広がるに従って治具の孔を代えて、コート８を径方向で均等に押し込むようにする。本実施形態では、押込み速度を０．５ｍｍ／ｓ、試験時の雰囲気温度を２５℃で行った。試験は同じ条件で行うのが好ましい。

コート８を円錐部２２に押し込んで、コート８が破断したとき、直ちに破断したコート８の長さＬ２を、図４（ロ）に示すように、測定する。リング状のコート８を押し広げて破断したときの長さに対して、押し広げる前のコート８の周長に対する割合を伸び率として算出する。この測定時の破断前と破断後とのコート８の長さの変化を示す伸び率を、下記の計算式で算出する。

伸び率（％）＝（Ｌ２-Ｌ１）/Ｌ１×１００
ここで、Ｌ１は押し広げる前のコート８の長さであり、以下の計算式で算出される。即ち、Ｌ１はコート８の内径と外径との中間径を直径として、その中間径の周長をコート８の長さとして算出する。あるいは、別にリング状のコート８をワイヤロープ１から切り取り、これを軸方向に一箇所切断して、押し広げる前のコート８の長さＬ１を実測してもよい。Ｌ２は破断直後のコート８の前述した長さの実測値である。

Ｌ１＝（ワイヤロープ１の外径実測値＋（コート８の外径実測値−ワイヤロープ１の外径実測値）／２）×π
次に、操作用被覆ワイヤロープ１０の従来の耐久性試験について図５によって説明する。

まず、操作用被覆ワイヤロープ１０の一端をエアシリンダ３０のロッドに接続する。その後、第１プーリ３２に１８０度巻掛けた後、第２プーリ３４に９０度巻掛けてから、下方に引き出す。ストッパー板３６の貫通孔３８に操作用被覆ワイヤロープ１０を通した後、操作用被覆ワイヤロープ１０の端に重り４０を取り付ける。

第１プーリ３２及び第２プーリ３４の形状は、図６に示すように、プーリー直径が２８ｍｍで、プーリー溝は半径１．１５ｍｍ、溝角度は２０度とした。重り４０の重量は９８Ｎで、エアシリンダ３０は速度０．３３Ｈｚで、ストロークを１００ｍｍで駆動する。重り４０を引き上げた際には、重り４０がストッパー板３６に突き当てられて、操作用被覆ワイヤロープ１０に３４３Ｎの過荷重が０．５秒間加わるようにする。

エアシリンダ３０を往復動させて、操作用被覆ワイヤロープ１０のコート８に割れが発生するまでの往復回数を計測し、コート割れが発生するまでの回数を耐久性試験の結果とする。

操作用被覆ワイヤロープ１０のコート８が異なる６種類の実施例１〜６について、伸び率による耐久性試験と従来の耐久性試験とを行い、両者の結果を比較した。異なる６種類の実施例１〜６について、下記表１に示す。実施例１〜６では、図示しない押出成形機の溶融樹脂を金型に注入するスクリュー圧送機のスクリュー回転数を代えており、実施例６の回転数を１として、実施例１〜５はその回転数に対する比で示している。

これらの実施例１〜６の操作用被覆ワイヤロープ１０についての伸び率と従来の耐久性試験との結果を表２に示す。実施例１〜５では同じ３本の操作用被覆ワイヤロープ１０について試験を行い、実施例６については同じ４本の操作用被覆ワイヤロープ１０について試験を行い、伸び率についてはそれぞれ平均値を示した。また、表２の結果については、図７にグラフとして示す。

この結果から、伸び率と従来の耐久性試験とには相関があり、図７に示すように、直線的関係がある。予め伸び率と従来の耐久性試験とをそれぞれの操作用被覆ワイヤロープ１０について行い、伸び率と従来の耐久性試験との関係を測定する。

これにより、前述したコート８の伸び率を測定することにより、そのコート８を用いた操作用被覆ワイヤロープ１０の従来の耐久性試験による耐久回数を知ることができる。前述した実施形態では、コート８の伸び率８３％のとき、コート割れ回数１０万回を達成できることがわかる。

即ち、実施例３の形成条件でコート８を形成し、そのときのコート８の伸び率を測定して、伸び率が８３％あれば、耐久性試験でコート割れ回数１０万回を達成できる。実施例４〜６のように、伸び率が８３％以上あれば、コート割れ回数は１０万回以上を達成できる。

また、本実施形態では、コート８の樹脂をナイロン１１としたが、前述したようにナイロン１１の機械的物性は、引張破壊強度が５３ＭＰａ、そのときの伸度が３００％である。このことから、６種類の実施例１〜６では伸度が３００％にまで達せず、その前に破断している。即ち、ウエルドラインでの破断が耐久性試験の結果に大きな影響を与えている。

本耐久性試験では、リンク状のコート８を試験装置２１の円錐部２２に装着して、破断するまで押し広げるので、ウエルドラインがどの位置にあっても破断するときの長さＬ２の測定に影響を与えない。即ち、ウエルドラインの位置を目視で確認できなくても、それとは関係なく、長さＬ２を測定できる。

前述したように、リング状のコート８を押し広げて、破断するときの伸び率が８３％以上なるように、コート８を形成すれば、従来の耐久性試験によるコート割れ回数１０万回を達成できる。数十万回にも及ぶ耐久性試験をそれぞれのコート８について行なう必要がなく、容易にコート８の耐久性を確認できる。また、操作用被覆ワイヤロープ１０を形成した後、その端の一部のコート８を切り取って、前述した伸び率の測定を行い、その結果が８３％以上となれば、耐久性試験の１０万回以上と同等の耐久性を有することがわかる。コート８を切り取っても、その操作用被覆ワイヤロープ１０を使用することができるので、出荷する製品１本１本について伸び率を測定してデータとして保存することも可能である。

また、リング状のコート８を押し広げて測定するので、ウエルドラインがどの箇所に形成されていても、その箇所に関わりなく、ウエルドラインの箇所が最も弱いときには、ウエルドラインの箇所から破断するので、適切な押出成形が行われたかどうかを判断できる。

以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

１…ワイヤロープ２…素線
４…芯ストランド６…側ストランド
８…コート１０…操作用被覆ワイヤロープ
２１…試験装置２２…円錐部
３０…エアシリンダ３２，３４…プーリ
３６…ストッパー板３８…貫通孔
４０…重り

Claims

ワイヤロープの外周を樹脂により被覆してコートを形成した操作用被覆ワイヤロープの耐久性を試験する耐久性試験方法において、
試験される前記操作用被覆ワイヤロープの前記コートを周方向に沿って切り、前記ワイヤロープからリング状の前記コートを剥ぎ取り、次に、リング状の前記コートを径方向外側に破断するまで押し広げ、破断した直後の前記コートの長さを測定して、押し広げて破断したときの前記コートの長さに対して、押し広げる前の前記コートの周長に対する割合を算出し、該割合に基づいて耐久性を判断することを特徴とする耐久性試験方法。
円錐にリング状の前記コートを装着して押し込むことによりリンク状の前記コートを押し広げることを特徴とする請求項１に記載の耐久性試験方法。
前記コート周長は、前記コートの外径と内径との中間径から算出することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の耐久性試験方法。
前記コートは前記樹脂の押出成形により形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の耐久性試験方法。