JP2018523027A - ハイブリッドより線 - Google Patents

Abstract

コア（２）とこのコア（２）の回りに配置されたアウターワイヤ（３'）を有するハイブリッドより線（１）であって、アウターワイヤ（３'）の少なくとも一部が圧縮されており、圧縮されたアウターワイヤが扁平化された横断面形状を有し、アウターワイヤ（３'）がスチールからなり、かつコア（２）がファイバーコアである。この種のハイブリッドより線（１）のための対応する形成方法が、同様に開示されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、コアと、このコアの回りに配置された、互いに側方において接触するアウターワイヤとを有するハイブリッドより線に関する。

さらに、本発明の対象は、複数のこの種のハイブリッドより線を有するケーブルに関する。

さらに、本発明は、この種のハイブリッドより線を形成する方法にも関する。

米国特許第５９４６８９８号明細書には、独立したワイヤケーブルコアを有するワイヤケーブルが記述されている。その場合にハイブリッドより線からなるケーブル構造も記述されており、そのハイブリッドより線はファイバーコアとその回りに配置されたワイヤとを有している。このケーブルは、全体として設けられるワイヤケーブルの内部にコアケーブルとして挿入される。この既知のケーブルにおいては、ケーブル構造の内部でワイヤ又はより線のずれを回避する努力がなされ、かつ、ケーブル全体を圧縮して、それによって圧縮されたケーブルの横断面を圧縮されていないケーブルに対して減少させることが、提案される。

独国特許出願第１９２０７４４号明細書は、円セグメント形状のシングルワイヤの少なくとも１つの層からなるアルミニウム被覆を有するアルミニウム−スチール−架空電線を記述しており、その場合にアルミニウム層がスチールコアを実質的に間隙なしで包囲しており、かつ特に油圧プレスによってスチールコアとプレスされている。この公報は、ケーブルにも関するものであるが、ハイブリッドより線に関するものではない。使用される材料に基づいて、さらに、このケーブルは比較的大きい重量を有している。

米国特許第３１４２１４５号明細書は、ケーブルコアを非円形の横断面、特に台形の横断面を有する補強ワイヤと螺旋形状に縒る装置を開示している。補強ワイヤは、コアと縒るために、コイル上にこのあらかじめ定められた形状で準備される。この公報も、ハイブリッドより線ではなく、ケーブルに関するものである。

独国特許出願第１２５６４３号明細書は、ロープウェイ用の、支持ケーブルに関するものであり、そのコアは、１つのワイヤスクリューあるいは共通の長手軸を有する複数の互いに入り組んだワイヤスクリューによって形成されており、そのワイヤスクリュー内へ麻ロープが挿入されている。ワイヤスクリューと麻ロープとからなるコアを中心に、横断面がＳ字形状に形成された、個々の成形ワイヤが縒られる。この公報も、ハイブリッドより線に向けられたものではない。

米国特許出願公開第５９４６８９８（Ａ）号明細書 独国特許出願第１９２０７４４号明細書 米国特許出願第３１４２１４５号明細書 独国特許出願第１２５６４３号明細書

それに対して本発明の課題は、比較的小さい直径を有し、もしくはあらかじめ定められた直径に関して比較的高い破断力を有する、ハイブリッドより線を提供することであり、その場合にハイブリッドより線もしくはこのハイブリッドより線から形成されたケーブルは、比較的小さい重量を有することができるものである。

したがって本発明によれば、コアと、このコアの回りに配置された、互いに側方で接触するアウターワイヤとを有するハイブリッドより線が設けられ、その場合に特に、アウターワイヤの少なくとも一部が圧縮されており、その場合に圧縮されたアウターワイヤが扁平化された横断面形状を有し、アウターワイヤがスチールからなり、コアはファイバーコアである。その場合にこのハイブリッドより線は、もちろんコアの回りにアウターワイヤもしくはワイヤの複数の層を有することができ、その場合に特に重要なのは、少なくとも形成する間の、外側の層における、外側のワイヤの相互接触及び、横断面が扁平化されるまでそれが圧縮されることである。

その場合にアウターワイヤは、ほぼ台形状もしくは円セグメント形状の横断面形状を有することができる。さらに、アウターワイヤが側方において互いに平面的に接触していると、安定性とコンパクト性のために効果的である。代替的に、ハイブリッドより線内で、第１の圧縮されたアウターワイヤの側方の扁平化された領域が、隣接する圧縮されたアウターワイヤの側方の扁平化された領域に、好ましくは部分的に実質的に一定に、間隔をもって対向することができる。好ましくはアウターワイヤはスチールからなる。コアは特にファイバーコアであり、したがって天然繊維又はプラスチック繊維からなるコアであり、その場合にプラスチック繊維はその負荷能力がより高いことにより、優先される。

アウターワイヤの圧縮は、それ自体知られた圧縮工具を用いて実施される。特別な特徴は、この場合においては、上述した米国特許第５９４６８９８号明細書に提案されているように、多数のハイブリッドより線から形成されたケーブルがこの種の圧縮工具によって圧縮されるのではなく、ケーブルの構成部分、すなわちハイブリッドより線が、最終的なケーブルの形成前にすでに圧縮されることである。

言及しなければならないが、圧縮されないハイブリッドより線からなるケーブルは、圧縮されたフルスチールケーブルに比較して、直径が同じ場合に比較的小さい破断力を有している。フルスチールケーブルと比較可能な破断力を得るために、圧縮されないハイブリッドより線はより大きい直径をもたなければならず、それによって、この種のケーブルのコスト増は別にして、より大きい重量がもたらされる。

ここで行われるハイブリッドより線の圧縮によって、アウターワイヤは冷間変形されて、アウターワイヤの横断面が扁平化され、その場合に円い横断面から始まって、特にほぼ台形状又は円セグ状の横断面が得られる。その場合に重要なことは、圧縮プロセスによってワイヤ間の間隙が最小化されて、その場合に相対的な金属横断面とそれに伴ってハイブリッドより線の破断力も著しく増大されることである。

したがってこのハイブリッドより線によって、比較的軽い、圧縮されたハイブリッドケーブルを得ることができ、そのハイブリッドケーブルは、圧縮されたスチールケーブルに比較して等しいケーブル公称直径において、単位長さあたりのより小さい重量と、より高い比剛性を有することができる。

好ましくは、このハイブリッドより線によって形成されたケーブルは、ツイストフリーのケーブルであることができ、すなわち、ハイブリッドより線のトルクは、ケーブルの内部の配置が適切である場合に、相殺しあい、あるいは少なくともほぼ補償することができ、それとは異なり従来のハイブリッドケーブルにおいては、ファイバーコアがフルスチールワイヤより線によって包囲されており、ファイバーとスチールワイヤのトルクが異なることにより、ツイストフリーとなることができない。

ハイブリッドより線を形成するための本発明に係る方法において、ワイヤもしくはアウターワイヤがコアの回り、特にファイバーコアの回りに配置され、圧縮され、その場合にアウターワイヤはまだ圧縮されない状態において少なくともほぼ接触を有しており、圧縮の間に側方の接触領域内で、好ましくは平面的に、互いに接触し、その場合に少なくともアウターワイヤの一部が圧縮後に接触領域内で扁平化された横断面形状を有している。

圧縮されたワイヤより線において、インナーワイヤが設けられる場合にそれは、アウターワイヤと、すなわち外側のワイヤ層のワイヤと、等しい横圧力剛性を有しており、かつそれによってワイヤは、アウターワイヤの変形に必要な反圧を構築することができる。しかし、ファイバーコアそれ自体は、圧縮工具（たとえばローラ、ダイツール、ハンマー）の外的圧力に耐えることはできない。むしろファイバーコアは、撓む。それによってアウターワイヤはそれ自体、充分に変形できない。したがって「圧縮」後に、すなわち圧縮工具の通過後に、ハイブリッドより線は再び弾性的に復帰することができ、すなわち反圧がファイバーコアのみによって構築される場合には、ワイヤは圧縮後に再び半径方向外側へ移動し、ワイヤのとりたてていうほどの変形は残らない。それに対して本方法においては、ファイバーコアは最大で、ワイヤ、特にワイヤの層が複数である場合に外側層のワイヤが、互いに完全に接触するまで撓む。その場合に、このアウターワイヤが圧縮の間、丸屋根の形式で互いに支持しあうと、効果的である。丸屋根形成の結果、ワイヤのこのような相後支持によって、圧縮する際に径方向圧力全体が外側のワイヤ層へ作用し、かつアウターワイヤの所望の可塑冷間変形を行うことができる。圧縮する際にワイヤが、丸屋根形成前にファイバーコアに対して少し多く押圧された場合に、ファイバーコアはその寸法だけ弾性的に復帰するので、圧縮されたハイブリッドより線の変形されたワイヤは、わずかに離隔することができる。

この「丸天井形成」を得るために、それに応じた数のアウターワイヤが、しかるべきワイヤ直径とケーブルワイヤのしかるべき縒り角度において、設けられ、これは、実際においては形成すべきケーブルの寸法全体に従って、容易に見いだすことができる。

たとえば、３．８ｍｍの直径を有する圧縮されたハイブリッドより線を形成するために、０．８５ｍｍの直径を有する１１本のワイヤと１７°の縒り角度の組み合わせが、効果的であることが明らかにされている。しかし、アウターワイヤの数は、３から２０とすることができ、その場合にファイバーコアとアウターワイヤの間の重量分配に基づいて、８から１４の領域が、特に好ましいことが明らかにされている。縒り角度は、それぞれワイヤ数に応じて５°から３０°とすることができ、その場合に１５°から２５°の領域が、特に好ましいことが明らかにされている。それによって、それぞれワイヤ直径の選択に応じて、異なる直径を有するハイブリッドより線が得られる。圧縮の程度は、初期直径と最終直径をしかるべく寸法設計することによって定められる。ここでは、それぞれアウターワイヤの数に応じて、２％から２０％の領域内の圧縮によって、より線の直径減少が可能であり、その場合に４％から１０％の領域が好ましいことが明らかにされている。

スチールワイヤが使用される、この技術によって、全体として、ハイブリッドより線を有するケーブルを得ることができ、そのケーブルは、従来のスチールケーブルと同じ破断力を有する場合に、約３０％低い重量を有し、もしくは重量がほぼ同じ場合には、比較的ずっと高い破断力を有する。

以下、図面を参照しながら好ましい実施例を用いて本発明をさらに説明するが、本発明はそれらの実施例に限定されるものではない。

ハイブリッドより線の一部を、まだアウターワイヤの圧縮前に軸測投影法で示している。 このハイブリッドより線を、アウターワイヤの圧縮後に同種の軸測投影法で示している。 この種のハイブリッドより線を有する非ツイストフリーのハイブリッドケーブルを示す横断面図である。 この種のハイブリッドより線を使用した、ツイストフリーのハイブリッドケーブルを示している。

図１には、ハイブリッドより線１の一部が図式的に斜視図で示されている。このハイブリッドより線１は、ファイバーコア２と、このファイバーコア２の回りに配置されたスチールワイヤ３とを有しており、その場合に図１に示す例においては、１層のワイヤ（アウターワイヤ）３のみが示されている。しかしここで（以下の例においても同様に）、ワイヤ３の外側の層を有する、２層又はそれより多い層のワイヤを設けることも考えられ、それらは後で圧縮する際に冷間変形される。

この種の冷間変形が、図２の表示から読み取ることができ、その場合に明らかなように、ファイバーコア２を中心とするワイヤ３’は、圧縮が行われた後に、その側方が平面的に互いに添接して、ほぼ台形状の横断面を有する。全体として、ハイブリッドケーブルもしくはハイブリッドより線１は、ワイヤ３'を有する（外側の）ワイヤ層４の圧縮によって、図１に比較して小さい横断面を有している。

図３には、ハイブリッドケーブル５の横断面が示されており、ハイブリッドケーブルはこの実施形態においてツイストフリーではなく、かつ図２に示す圧縮されたハイブリッドより線１において使用されている。詳細には、コア−ハイブリッドより線６が設けられており、その回りに内側のより線層７の６本のハイブリッドより線が配置されている。そして、８本のハイブリッドより線１（図１に示す）を有する外側層８が設けられており、その場合に、それ自体知られているように、プラスチック中間層９がこの外側層８の外側のハイブリッドより線１を支持している。

比較するために、図４にツイストフリーのハイブリッドケーブル１０の横断面が示されており、その場合に比較可能なハイブリッドより線１（図２を参照）が、ケーブル１０のコア１１のためと、全部で３つのより線層１２、１３及び１４を構築するために、使用される。その場合にハイブリッドより線（図２の１）は、コンパクトな構造を得るためにも、異なる直径を有している。

図４に示すハイブリッドケーブル１０はツイストフリーであって、その場合に図３のケーブル５において示されるような、プラスチック中間層又は支持ボディは使用されていない。

図３と図４に示す横断面は、可能なケーブル構造のための例であって、その場合にもちろん他の異なるケーブル構造可能性も与えられている。

特に図２から明らかなように、ハイブリッドより線１の圧縮もしくはアウターワイヤ３’の冷間変形によって、よりコンパクトな横断面が得られ、その場合にハイブリッドより線１の横断面全体が縮小されており、かつその場合にワイヤ３の横断面は円い横断面形状からほぼ台形又は円セグメント状の形状（ワイヤ３'）へ変化する。ワイヤ３もしくは３’の間の間隙は、圧縮プロセスによって縮小され、その場合に相対的な金属横断面及びそれに伴ってハイブリッドより線１の破断力も増大される。このように全体として、従来のスチールケーブルと等しい破断力において、約３０％低い重量を有することができ、あるいは逆に等しい重量においてずっと高い破断力を有することができる、ケーブル５もしくは１０が可能になる。

以下の表１に、従来の圧縮されたスチールケーブルと、たとえば図３に示すような、圧縮されたハイブリッドケーブルのための値が、対比して示されている。

圧縮されたハイブリッドケーブルは、圧縮されたスチールケーブルに比較して、４０％高い比剛性を有している。

圧縮されたハイブリッドケーブルと圧縮されていないそれとの対比（等しい破断力における）が、表２に示すように、以下のケーブル公称直径をもたらす。

完全を期するためにさらに述べておくが、「比破断力」というのは、ケーブルの長さ重量に対する一般的な破断力の比である。

Claims (10)

1. コア（２）と、このコア（２）の回りに配置されているアウターワイヤ（３'）とを有するハイブリッドより線（１）において、
   アウターワイヤ（３'）の少なくとも一部が圧縮され、圧縮されたアウターワイヤが扁平化された横断面形状を有し、アウターワイヤ（３'）がスチールからなり、かつコア（２）がファイバーコアである、ことを特徴とするハイブリッドより線。
2. 圧縮されたアウターワイヤ（３'）が、ほぼ台形状もしくは円セグメント形状の横断面を有している、ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッドより線。
3. 圧縮されたアウターワイヤ（３'）が、互いに側方において、好ましくは平面的に、接触している、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッドより線。
4. 第１の圧縮されたアウターワイヤ（３'）の側方の扁平化された領域が、隣接する圧縮されたアウターワイヤ（３'）の側方の扁平化された領域に、間隔をもって対向している、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッドより線。
5. 対向する扁平化された領域の間の間隔が、少なくとも部分的に、実質的に一定である、ことを特徴とする請求項４に記載のハイブリッドより線。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の複数のハイブリッドより線（１）を有するケーブル（５；１０）。
7. ツイストフリーの形状の、請求項６に記載のケーブル（１０）。
8. ハイブリッドより線（１）を形成する方法であって、アウターワイヤ（３）がコア（２）、特にファイバーコア、の回りに配置されて圧縮され、かつ、アウターワイヤ（３）はまだ圧縮されない状態において少なくともほぼ接触を有し、圧縮の間に側方の接触領域内で、好ましくは平面的に、互いに接触し、かつアウターワイヤ（３'）の少なくとも一部が圧縮後に、接触領域内で扁平化された横断面形状を有する、ハイブリッドより線を形成する方法。
9. アウターワイヤ（３）が、圧縮の間に丸屋根状に互いに支持しあう、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. コア（２）としてファイバーコアが使用され、及び／又は、アウターワイヤ（３；３'）としてスチールワイヤが使用される、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の方法。

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