JP2013130223A

JP2013130223A - ワイヤーロープ

Info

Publication number: JP2013130223A
Application number: JP2011279058A
Authority: JP
Inventors: Takaya Hashimoto; 貴弥橋本; Shingo Kazehaya; 真伍風早
Original assignee: Asahi Intecc Co Ltd
Current assignee: Asahi Intecc Co Ltd
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2013-07-04
Also published as: EP2607724A1; US20130152541A1; CN103174042A

Abstract

【課題】耐久性に優れ、可撓性に富むワイヤーロープを提供する。
【解決手段】ワイヤーロープ１Ａは、複数の金属素線１１が撚られて形成された多条コイル体１０を備え、前記多条コイル体１０の軸線方向において金属素線１１，１１間に間隙が形成されている。この金属素線１１，１１間の間隙は、互いに異なる複数の間隔ｄ１，ｄ２を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤーロープに関するものである。

従来、素線を複数撚り合わせた多条コイル体を主体とするワイヤーロープはよく知られている（図７参照）。また、特許文献１には、芯線を備えたフレキシブルシャフトであって、該芯線の周囲に微小隙間を開けてらせん状に素線が巻き付けられている構造が開示されている。また、特許文献２には、外層又は内層の少なくとも一方の素線間に一定の間隔を形成したフレキシブルシャフトが開示されている。また、特許文献３には、内外層において複数のコアを互いに反対方向に撚り合わせることができる層型ケーブルの製造方法が開示されている。

特開平９−４９５１７号公報特開２００１−２８０３３３号公報特開平７−１４４４８号公報

しかしながら、上記した多条コイル体を主体とする周知のワイヤーロープは、ワイヤーロープを湾曲させた状態でねじる方向に力が加わると、素線同士がこすれ合って摩擦熱が生じたり塑性発熱が生じたりして過熱され、これにより素線が変形して不具合が生じたり、素線自身が断線したりしてしまうおそれがあった。

また、特許文献１に開示されたフレキシブルシャフトは、素線間に間隙を有しているため可撓性に優れるものの、フレキシブルシャフトを湾曲状態にしてねじって回転させた場合に熱が発生したとき、フレキシブルシャフトの各層が１本の素線のみで形成されているため、この発生した熱によって素線自身が破断し、フレキシブルシャフトの耐久性が急激に低下して該フレキシブルシャフトが破壊してしまうおそれがあった。

また、特許文献２に開示されたフレキシブルシャフトは、長さ方向において一部の素線間に間隙が形成されているものの、この間隙が形成されている部分以外の部分においては密巻きに形成されており、このフレキシブルシャフトの密巻きに形成された部分によって、発熱による過熱の熱影響を受け、全体としてフレキシブルシャフトの耐久性が必ずしも十分ではなかった。

また、特許文献３に開示されたケーブルは、素線間に間隙が形成されておらず、特許文献１及び特許文献２に記載されたフレキシブルシャフトと同様に、熱影響を受けやすく、ケーブルの耐久性に問題あった。

そこで本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、素線同士の摩擦を避けて発熱を防止することで耐久性に優れ、しかも可撓性に優れているワイヤーロープを提供することを目的とする。

本発明は、複数の金属素線が撚られて形成された多条コイル体を備えるワイヤーロープであって、前記多条コイル体の軸線方向において金属素線間に間隙が形成されていることを特徴とするワイヤーロープである。

このように、金属素線間に間隙が形成されていると、隣り合う金属素線同士が干渉しにくくなるため、ワイヤーロープが湾曲し易くなる。また、例えばワイヤーロープを湾曲させて該ワイヤーロープの軸線周りにトルクが付与された場合でも、各金属素線同士は接触しにくいため摩擦による発熱を防止でき、ワイヤーロープの耐久性を向上させることができる。

上記ワイヤーロープにおいて、前記金属素線間の間隙が、互いに異なる複数の間隔を有している、ワイヤーロープとしてもよい。

かかる構成とすることにより、ワイヤーロープが多様に湾曲した場合であっても、各湾曲に応じて柔軟に各金属素線が変形可能となるため、ワイヤーロープの耐久性が確保されると共に、可撓性が良好となる。

また、上記のワイヤーロープにおいて、前記多条コイル体の内側に更に多条コイル体が配置されており、内側の多条コイル体の外周に外側の多条コイル体が巻回されている構成であって、前記外側の多条コイル体の巻回方向と、前記内側の多条コイル体の巻回方向とが同じ方向であり、かつ前記外側の多条コイル体の縦断面方向における巻回角度と、前記内側の多条コイル体の縦断面方向における巻回角度とが異なっている、ワイヤーロープとしてもよい。

上記のように外側の多条コイル体と内側の多条コイル体の各巻回方向が同じであると、ワイヤーロープにトルクが付与された場合に両多条コイル体にひずみが生じにくく、全体としてトルクに対する耐力が向上する。また、外側の多条コイル体と内側の多条コイル体とが互いに巻回角度が異なるため、仮に外側の多条コイル体の内周面と内側の多条コイル体の外周面とが接触した状態となったときに両多条コイル体が互いに点接触することとなり、前記外側の多条コイル体における金属素線間の間隙に内側の多条コイル体の金属素線が入り込んでしまうことを防止できる。

さらに、上記のワイヤーロープにおいて、前記外側の多条コイル体の縦断面方向における巻回角度は、前記内側の多条コイル体の縦断面方向における巻回角度よりも大きい、ワイヤーロープが望ましい。

かかる構成とすることにより、外側の多条コイル体において金属素線の長手方向に沿って発生する張力を内側の多条コイル体に比べて低減させることが可能となる。これにより、外側の多条コイル体を構成する金属素線の疲労を緩和することが可能となり、もってワイヤーロープの耐久性を向上させることができる。

本発明のワイヤーロープは、金属素線間に間隙を形成することで湾曲時の金属素線同士の摩擦による発熱を防止したため、耐久性が大幅に向上し、また可撓性にも優れる効果がある。

実施例１にかかるワイヤーロープの縦断面を示す概要図（ａ）は試験結果を示す図表、（ｂ）は試験の構成を示す概念図実施例２にかかるワイヤーロープの縦断面を示す概要図実施例２の変形例１にかかるワイヤーロープの縦断面を示す概要図実施例２の変形例２にかかるワイヤーロープの縦断面を示す概要図実施例２の変形例３にかかるワイヤーロープの縦断面を示す概要図従来のワイヤーロープの縦断面を示す概要図

本発明にかかるワイヤーロープの実施形態を添付図面に従って説明する。

（実施例１）
図１に示すように、ワイヤーロープ１Ａは、複数の金属素線１１が撚られて形成された多条コイル体１０を備えている。該金属素線１１としては、特に限定されるものではないが、ステンレス鋼線、炭素鋼線、ばね鋼線等の高硬度の金属が好適に採用される。

また、前記多条コイル体１０の軸線方向において該多条コイル体１０を構成する金属素線１１，１１間には、間隙が形成され、これにより前記金属素線１１，１１同士が非接触に配置されている。

ここで、前記金属素線１１，１１間の間隙は、互いに異なる複数の間隔ｄ１，ｄ２を有している。具体的には、幅狭の間隔ｄ１と、間隔ｄ１より幅広の間隔ｄ２を有している。

上記したように、金属素線１１，１１間に間隙が形成されていると、ワイヤーロープ１Ａが湾曲した際に、湾曲部位の内側で金属素線１１，１１同士が互いに干渉することなく接近し易くなるため、ワイヤーロープ１Ａの可撓性が向上する。また、例えばワイヤーロープ１Ａを湾曲させて該ワイヤーロープ１Ａの軸線周りにトルクが付与された場合でも、各金属素線１１，１１同士は接触しにくいため、互いの摩擦による発熱を防止でき、金属素線１１自身の断線等が回避できるためワイヤーロープ１Ａの耐久性が向上する。

また、前記金属素線１１，１１間の間隙が、互いに異なる複数の間隔ｄ１，ｄ２からなるため、ワイヤーロープ１Ａが多様に湾曲した場合であっても、各湾曲に応じて柔軟に各金属素線１１が変形可能となる。このため、ワイヤーロープ１Ａの可撓性が良好となり、さらに摩擦による発熱を確実に防止することができる。

次に、図２に従って、ワイヤーロープの耐久試験、及びその結果について説明する。試験対象としたワイヤーロープは、実施例１にかかるワイヤーロープ１Ａと、従来品のワイヤーロープ１００（図７参照）である。試験は、図２ｂに示すように、湾曲状態にしたワイヤーロープの一端をモーターに接続し、他端をブレーキに接続し、該モーターを駆動させて連続的にワイヤーロープの軸線周りにトルクを付与して該ワイヤーロープの耐久時間を測定した。試験条件としては、湾曲部Ｒの直径が４０ｍｍ、４５ｍｍ、５０ｍｍの各場合についてモーター回転数１８００（ｒｐｍ）、ブレーキ制動力２０（Ｎ・ｍｍ）で試験し、試験対象のワイヤーロープから異音が発生するまでの時間を耐久時間（ｓｅｃ）とした。

試験結果は、図２ａの通りである。実施例１のワイヤーロープ１Ａも従来品のワイヤーロープ１００も湾曲部Ｒの直径が大きくなると耐久時間が増大するが、その値は実施例１にかかるワイヤーロープ１Ａの方が最大約２００％向上した。これは、ワイヤーロープ１Ａは各金属素線１１，１１同士が接触しにくいため互いの摩擦による発熱を防止でき、金属素線１１自身の断線等が回避できるために耐久性が向上するものと考えられる。

なお、上記ワイヤーロープ１Ａにあって、金属素線１１，１１間の間隙が単数の間隔を有している構成でも構わないが、該ワイヤーロープ１Ａが多様に湾曲した場合にも各湾曲に応じて柔軟に各金属素線１１が変形可能となるように、金属素線１１，１１間の間隙は複数の間隔ｄ１，ｄ２を有することが望ましい。

また、図１に示すワイヤーロープ１Ａおいては、間隔ｄ１が複数形成されている部分と、間隔ｄ２が複数形成されている部分とが分かれて存在しているが、これに限定されることなく、間隔ｄ１と間隔ｄ２とは交互に形成されていてもよいし、さらにランダム（任意の位置）に形成されていてもよい。
該ワイヤーロープ１Ａが多様に湾曲した場合、各湾曲に応じて柔軟に各金属素線１１が変形可能となる観点においては、間隔ｄ１と間隔ｄ２とが、交互又はランダム（任意の位置）に形成されていることが好ましい。また、実施例１において、金属素線１１，１１間の間隔は、間隔ｄ１及び間隔ｄ２と異なる幅を有する間隔をさらに設けることもできる。

（実施例２）
以下、実施例２を、図３に従って説明する。上記実施例１と共通する部分については説明を省略し、図中では同じ符号を付すこととする。

図３に示すように、ワイヤーロープ１Ｂは、前記多条コイル体１０の内側に更に多条コイル体２０が配置されている。以下、外側の多条コイル体１０を外側多条コイル体１０とし、内側の多条コイル体２０を内側多条コイル体２０として説明する。

前記内側多条コイル体２０の外周面上には、外側多条コイル体１０が巻回されている。そして、該外側多条コイル体１０の巻回方向と、前記内側多条コイル体２０の巻回方向とが同じ方向となるように両多条コイル体１０，２０が配置されている。さらに、該外側多条コイル体１０の縦断面方向における巻回角度αと、前記内側多条コイル体２０の縦断面方向における巻回角度βとが互いに異ならせてある。具体的には、前記外側多条コイル体１０の縦断面方向における巻回角度αが、前記内側多条コイル体２０の縦断面方向における巻回角度βよりも大きくなるように設定されている。

上記のように外側多条コイル体１０と内側多条コイル体２０の各巻回方向が同じであると、ワイヤーロープ１Ｂにトルクが付与された場合に両多条コイル体１０，２０にひずみが生じにくく、全体としてトルクに対する耐力が向上する。また、外側多条コイル体１０と内側多条コイル体２０の各巻回角度α，βが互いに異なるため、両多条コイル体１０，２０が互いに点接触して配置されることとなり、前記外側多条コイル体１０における金属素線１１，１１間の間隙に内側多条コイル体２０の金属素線２１が入り込んでしまうことを防止できる。特に、本実施例では、外側多条コイル体１０における巻回角度αが、内側多条コイル体２０における巻回角度βよりも大きくなるようにしたため、該外側多条コイル体１０の金属素線１１の長手方向に沿って発生する張力を低減させることが可能となる。これにより、外側多条コイル体１０を構成する金属素線１１の疲労を緩和することが可能となり、これによりワイヤーロープ１Ｂの耐久性が向上する。

さらに、実施例２の変形例１を説明する。
図４に示すように、ワイヤーロープ１Ｃは、外側多条コイル体１０の巻回方向と、内側多条コイル体２０の巻回方向とが同じ方向となるように両多条コイル体１０，２０が配置されている。さらに、該外側多条コイル体１０の縦断面方向における巻回角度αが、該内側多条コイル体２０の縦断面方向における巻回角度βよりも小さくなるように設定されている。

かかる構成とすることによっても、ワイヤーロープ１Ｃにトルクが付与された場合に両多条コイル体１０，２０にひずみが生じにくく、全体としてトルクに対する耐力が向上する。また、両多条コイル体１０，２０が互いに点接触して配置されることとなり、該外側多条コイル体１０における金属素線１１，１１間の間隙に内側多条コイル体２０の金属素線２１が入り込んでしまうことを防止できる。

さらに、実施例２の変形例２を説明する。
図５に示すように、ワイヤーロープ１Ｄは、外側多条コイル体１０の内周と内側多条コイル体２０の外周との間に間隙ｓが形成されている。

かかる構成とすることにより、ワイヤーロープ１Ｄが湾曲した場合に、外側多条コイル体１０の金属素線１１と、内側多条コイル体２０の金属素線２１とが互いに干渉しにくくなるため、より一層ワイヤーロープ１Ｄが湾曲し易くなる。また、湾曲したワイヤーロープ１Ｄの軸線周りにトルクが付与された場合でも、摩擦による発熱をより一層確実に防止でき、ワイヤーロープ１Ｄの耐久性を大幅に向上させることができる。

さらに、実施例２の変形例３を説明する。
図６に示すように、ワイヤーロープ１Ｅは、外側多条コイル体１０の金属素線１１，１１間における間隔ｄ１１，ｄ１２が、内側多条コイル体２０の金属素線２１，２１間における間隔ｄ１３より大きい幅に設定されている。

かかる構成とすることにより、ワイヤーロープ１Ｅが更に湾曲し易くなり、湾曲したワイヤーロープ１Ｅの軸線周りにトルクが付与された場合でも、摩擦による発熱をより一層確実に防止でき、ワイヤーロープ１Ｅの耐久性を大幅に向上させることができる。

本発明は、上述した実施例等に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で設計変更を行ったり、適宜組み合わせたりすることは勿論可能である。
なお、これまでに述べた金属素線１１，１１間の間隔ｄ１，ｄ２，ｄ１１，ｄ１２は、ワイヤーロープ１Ａ〜１Ｅの長軸方向において湾曲状に変形され得る主要部に少なくとも配置されていればよい。

上記したワイヤーロープ１Ａ〜１Ｅは、多条コイル体１０や、内側多条コイル体２０の内部に駆動用のコアシャフトを挿入する等した内視鏡用処置具の部材として、また、産業用の部材として、好適に使用することができる。

１Ａ〜１Ｅワイヤーロープ
１０多条コイル体（外側多条コイル体）
１１金属素線
２０内側多条コイル体
ｄ１，ｄ２，ｄ１１，ｄ１２間隔

Claims

複数の金属素線が撚られて形成された多条コイル体を備えるワイヤーロープであって、
前記多条コイル体の軸線方向において金属素線間に間隙が形成されていることを特徴とするワイヤーロープ。
請求項１に記載のワイヤーロープにおいて、
前記金属素線間の間隙が、互いに異なる複数の間隔を有している、ワイヤーロープ。
請求項１又は請求項２に記載のワイヤーロープにおいて、
前記多条コイル体の内側に更に多条コイル体が配置されており、内側の多条コイル体の外周に外側の多条コイル体が巻回されている構成であって、
前記外側の多条コイル体の巻回方向と、前記内側の多条コイル体の巻回方向とが同じ方向であり、かつ前記外側の多条コイル体の縦断面方向における巻回角度と、前記内側の多条コイル体の縦断面方向における巻回角度とが異なっている、ワイヤーロープ。
請求項３に記載のワイヤーロープにおいて、
前記外側の多条コイル体の縦断面方向における巻回角度は、前記内側の多条コイル体の縦断面方向における巻回角度よりも大きい、ワイヤーロープ。