JP2021188197A - ワイヤロープ - Google Patents

Abstract

【課題】ストランドを異型にするといった二次加工を行うことなく、ワイヤロープの充填率を高めて、初期伸びを低減するワイヤロープの提供。【解決手段】ワイヤロープ１０は、芯材２０と、芯材２０の周りに互いに撚り合わされた複数の側ストランド３０とを備える。ワイヤロープ１０は、さらに、ワイヤロープ１０の横断面において、芯材２０と、ワイヤロープ１０の周方向に沿って互いに隣り合う２つの側ストランド３０と、に当接する金属線状のスペーサ４０を備える。【選択図】図２

Description

本明細書に開示される技術は、ワイヤロープに関する。

芯材と、芯材の周りに撚り合わされた複数の側ストランドと、を備えるワイヤロープが広く使用されている。従来、ワイヤロープを構成するストランドとして、外形が円柱状となるように加工した異形ストランドを用いることにより、ワイヤロープの充填率（ワイヤロープの横断面における隙間の少なさ）を高める技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８−７６６２５号公報 国際公開第２００４／０５５２６３号

ワイヤロープの初期伸びが大きいとワイヤロープの操作性が低下するおそれがあるため、ワイヤロープの初期伸びは小さいことが好ましい。ワイヤロープの初期伸びとは、新品のワイヤロープを使用するときの初期の段階（新品の状態から数回伸ばした段階）で生じる伸びであり、初期伸びは、伸ばした回数が多くなると漸減していく。上記従来の技術では、ワイヤロープの充填率を高めることができるため、ワイヤロープの初期伸びを低減することができる。しかしながら、上記従来の技術では、ストランドを異形にするためにスウェージング加工や異形ダイスによる伸線加工といった二次加工を行う必要がある。また、二次加工のうち、ワイヤロープを引っ張った状態で加熱するテンションアニール処理を行うことで、初期伸びを低減することが可能となる。しかし、二次加工によってワイヤロープの柔軟性が低下する上に、ワイヤロープの製造工程が煩雑になり、延いては製造コストが上昇するという課題がある。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本明細書に開示されるワイヤロープは、芯材と、互いに撚り合わされた複数の第１の金属素線から形成される側ストランドが前記芯材の周りに複数互いに撚り合わされた複数の側ストランドと、ワイヤロープの横断面において、前記芯材と、前記ワイヤロープの周方向に沿って互いに隣り合う２つの前記側ストランドと、に当接する金属線状のスペーサと、を備える。本ワイヤロープでは、芯材と２つの側ストランドとに当接する金属線状のスペーサの存在により、芯材と２つの側ストランドとの間に存在する隙間を埋めることができる。従って、本ワイヤロープによれば、ワイヤロープの充填率を高めることができ、これにより、二次加工を行うことなくワイヤロープの初期伸びを低減することができる。

（２）上記ワイヤロープにおいて、前記芯材は、互いに撚り合わされた複数の第２の金属素線を有し、前記ワイヤロープの横断面において、前記スペーサは、前記芯材を構成する前記複数の第２の金属素線の内、前記ワイヤロープの周方向に沿って互いに隣り合う２つの前記第２の金属素線に当接する構成としてもよい。本ワイヤロープによれば、芯材を構成する２つの第２の金属素線と２つの側ストランドとに当接する金属線状のスペーサの存在により、芯材を構成する２つの第２の金属素線と２つの側ストランドとの間に存在する隙間を埋めることができ、ワイヤロープの充填率を効果的に高めることができ、これにより、二次加工を行うことなくワイヤロープの初期伸びを効果的に低減することができる。

（３）上記ワイヤロープにおいて、Ｎ（Ｎは３以上の整数）個の前記側ストランドを備え、前記ワイヤロープの周方向に沿って互いに隣り合う２つの前記側ストランドのＮ個の組合せのそれぞれについて、１つの前記スペーサが配置されている構成としてもよい。本ワイヤロープによれば、スペーサの存在により、周方向の全体にわたって芯材と２つの側ストランドとの間に存在する隙間を埋めることができ、ワイヤロープの充填率をさらに効果的に高めることができ、これによりワイヤロープの初期伸びをさらに効果的に低減することができる。

（４）上記ワイヤロープにおいて、前記ワイヤロープは、平行撚りにより形成されている構成としてもよい。本ワイヤロープによれば、芯材と２つの側ストランドとに当接するスペーサの構成を容易に実現することができる。

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、ワイヤロープ、ワイヤロープの製造方法等の形態で実現することができる。

第１実施形態におけるワイヤロープ１０の構成を概略的に示す断面斜視図 第１実施形態におけるワイヤロープ１０の横断面構成を示す説明図 第２実施形態におけるワイヤロープ１０ａの横断面構成を示す説明図

Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．ワイヤロープ１０の構成：
図１は、第１実施形態におけるワイヤロープ１０の構成を概略的に示す断面斜視図であり、図２は、第１実施形態におけるワイヤロープ１０の横断面構成を示す説明図である。第１実施形態のワイヤロープ１０は、種々の用途（例えば、内視鏡操作用）に用いられ得る。

図１および図２に示すように、ワイヤロープ１０は、芯材２０と、複数の（より具体的には６本の）側ストランド３０とを備えている。

芯材２０は、互いに撚り合わされた複数の金属素線２２を有している。より具体的には、芯材２０は、１本の金属素線２２の周りに６本の金属素線２２が撚り合わされた２層構成を有している。芯材２０を構成する各金属素線２２は、例えば、ＳＵＳにより形成されている。芯材２０を構成する各金属素線２２は、特許請求の範囲における第２の金属素線の一例である。

各側ストランド３０は、互いに撚り合わされた複数の金属素線３２を有している。より具体的には、各側ストランド３０は、１本の金属素線３２の周りに６本の金属素線３２が撚り合わされた２層構成を有している。側ストランド３０を構成する各金属素線３２は、例えば、ＳＵＳにより形成されている。側ストランド３０を構成する各金属素線３２は、特許請求の範囲における第１の金属素線の一例である。

本実施形態では、ワイヤロープ１０は、複数の（より具体的には６本の）金属線状のスペーサ４０を備えている。各スペーサ４０は、１本の金属素線により形成されている。図２に示すように、各スペーサ４０は、ワイヤロープ１０の横断面（長手方向に直交する断面）において、芯材２０と、ワイヤロープ１０の周方向に沿って互いに隣り合う２つの側ストランド３０と、に当接している。なお、本実施形態では、芯材２０は複数の金属素線２２を有しており、各スペーサ４０は、ワイヤロープ１０の横断面において、芯材２０を構成する複数の金属素線２２の内、ワイヤロープ１０の周方向に沿って互いに隣り合う２つの金属素線２２に当接している。各スペーサ４０は、例えば、ＳＵＳにより形成されている。

本実施形態では、ワイヤロープ１０は６本の側ストランド３０を備えるため、ワイヤロープ１０の周方向に沿って互いに隣り合う２つの側ストランド３０の組合せは６個存在する。本実施形態では、これら６個の組合せのそれぞれについて、１つのスペーサ４０が配置されている。

本実施形態では、ワイヤロープ１０は、平行撚りにより形成されている。すなわち、各スペーサ４０と各側ストランド３０とは、同一ピッチかつ同一撚り方向で撚られている。そのため、各スペーサ４０は、２本の側ストランド３０と線接触している。換言すれば、ワイヤロープ１０の任意の横断面において、各スペーサ４０は、２つの側ストランド３０に当接している。

Ａ−２．第１実施形態の効果：
以上説明したように、第１実施形態のワイヤロープ１０は、芯材２０と、複数の側ストランド３０とを備える。各側ストランド３０は、互いに撚り合わされた複数の金属素線３２から形成される。複数の側ストランド３０は、芯材２０の周りに互いに撚り合わされている。第１実施形態のワイヤロープ１０は、さらに、金属線状のスペーサ４０を備える。スペーサ４０は、ワイヤロープ１０の横断面において、芯材２０と、ワイヤロープ１０の周方向に沿って互いに隣り合う２つの側ストランド３０とに当接している。

このように、第１実施形態のワイヤロープ１０は、ワイヤロープ１０の横断面において、芯材２０と、ワイヤロープ１０の周方向に沿って互いに隣り合う２つの側ストランド３０とに当接する金属線状のスペーサ４０を備えるため、スペーサ４０の存在により、芯材２０と２つの側ストランド３０との間に存在する隙間を埋めることができる。従って、第１実施形態のワイヤロープ１０によれば、ストランドを異形にするためのスウェージング加工や異形ダイスによる伸線加工といった二次加工を行うことなく、ワイヤロープ１０の充填率（ワイヤロープ１０の横断面における隙間の少なさ）を高めることができ、これによりワイヤロープ１０の初期伸びを低減することができる。例えば、内視鏡操作用等の用途においては、ワイヤロープの初期伸びによる操作性の低下の問題が大きいが、これらの用途に本実施形態のワイヤロープ１０を用いれば、初期伸びを低減することによって操作性の低下を効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態のワイヤロープ１０では、芯材２０は、互いに撚り合わされた複数の金属素線２２を有しており、ワイヤロープ１０の横断面において、スペーサ４０は、芯材２０を構成する複数の金属素線２２の内、ワイヤロープ１０の周方向に沿って互いに隣り合う２つの金属素線２２に当接している。そのため、本実施形態のワイヤロープ１０によれば、スペーサ４０の存在により、芯材２０を構成する２つの金属素線２２と２つの側ストランド３０との間に存在する隙間を埋めることができ、ワイヤロープ１０の充填率を効果的に高めることができ、これによりワイヤロープ１０の初期伸びを効果的に低減することができる。

また、第１実施形態のワイヤロープ１０は、６個の側ストランド３０を備えており、ワイヤロープ１０の周方向に沿って互いに隣り合う２つの側ストランド３０の６個の組合せのそれぞれについて、１つのスペーサ４０が配置されている。そのため、本実施形態のワイヤロープ１０によれば、スペーサ４０の存在により、周方向の全体にわたって芯材２０と２つの側ストランド３０との間に存在する隙間を埋めることができ、ワイヤロープ１０の充填率をさらに効果的に高めることができ、これによりワイヤロープ１０の初期伸びをさらに効果的に低減することができる。

また、第１実施形態のワイヤロープ１０は、平行撚りにより形成されているため、芯材２０と２つの側ストランド３０とに当接するスペーサ４０の構成を容易に実現することができる。

第１実施形態のワイヤロープ１０は、特許文献２の特に図１５に示す装置と類似した公知の構成の撚り線機を用いて製造可能である。スウェージング加工や異形ダイスによる伸線加工といった二次加工を行ってもよいが、そういった二次加工を行う必要性はない。

Ｂ．第２実施形態：
図３は、第２実施形態におけるワイヤロープ１０ａの横断面構成を示す説明図である。以下では、第２実施形態のワイヤロープ１０ａの構成の内、上述した第１実施形態のワイヤロープ１０と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。

図３に示すように、第２実施形態のワイヤロープ１０ａは、芯材２０ａの構成が、第１実施形態のワイヤロープ１０と異なっている。すなわち、第２実施形態のワイヤロープ１０ａでは、芯材２０ａは、単一の金属素線から構成されている。

第２実施形態のワイヤロープ１０ａは、上述した第１実施形態のワイヤロープ１０と同様に、芯材２０ａと、ワイヤロープ１０ａの周方向に沿って互いに隣り合う２つの側ストランド３０とに当接する金属線状のスペーサ４０を備える。そのため、第２実施形態のワイヤロープ１０ａによれば、上述した第１実施形態のワイヤロープ１０と同様に、スペーサ４０の存在により、芯材２０ａと２つの側ストランド３０との間に存在する隙間を埋めることができ、ワイヤロープ１０ａの充填率を高めることができ、これによりワイヤロープ１０ａの初期伸びを低減することができる。

本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変更することができる。例えば、ワイヤロープ１０，１０ａにおける側ストランド３０の本数や、側ストランド３０や芯材２０を構成する素線の本数や層数は、種々変更可能である。また、上記実施形態では、各スペーサ４０は、１本の金属素線により形成されているが、各スペーサ４０が複数の金属素線の撚り線であってもよい。また、上記実施形態のワイヤロープ１０における各部材の材料は、あくまで一例であり、種々変更可能である。

本明細書で開示される技術によって、二次加工のうちのテンションアニール処理を施した。ワイヤロープとその処理を施さないワイヤロープの初期伸びの低減量を評価した。

評価には、２種類のワイヤロープ（ワイヤロープＡ及びＢ）を用いた。本発明例に相当するワイヤロープＡは、上述した第２実施形態のワイヤロープ１０ａと同様の構成のワイヤロープである。一方、比較例に相当するワイヤロープＢは、スペーサ４０を無くした以外はワイヤロープＡと同じ構成のワイヤロープである。また、ワイヤロープＡ及びＢともに同じ撚り線機を用いて製造したが、ワイヤロープＢのみに、テンションアニール処理を施した。ワイヤロープＡ及びＢは複数作製した。

ワイヤロープＡ及びＢの詳細構成は下記の通りである。ここで、ワイヤロープＢにはスペーサ４０を設けていない。
＜側ストランド３０の構成＞
・側ストランド３０の本数：６
・金属素線３２の本数：７
・金属素線３２の直径：φ０．０８ｍｍ
・金属素線３２の材料：ＳＵＳ３０４
＜芯材２０ａ＞
・芯材２０ａの構成：１本の金属素線
・芯材２０ａの直径：φ０．１７ｍｍ
・芯材２０ａの材料：ＳＵＳ３０４
＜スペーサ４０＞
・スペーサ４０の本数：６
・スペーサ４０の直径：φ０．０８ｍｍ
・スペーサ４０の材料：ＳＵＳ３０４

複数作製したワイヤロープＡ及びＢから各５本ずつ抽出し、引張試験を各ロープで行い、各試行での初期伸び（ｍｍ）を算出し、その平均値を算出した。引張試験では、ロープ用の引張試験機を用い、ワイヤロープを破断するまで引っ張り、引っ張っている間に、ワイヤロープの伸びと荷重（応力）との関係を測定した。その関係から、初期伸びを算出した。本発明例（ワイヤロープＡ）及び比較例（ワイヤロープＢ）における引張試行Ｎｏ．及び初期伸び（ｍｍ）、そして初期伸びの平均値を表１に示す。

表１に示すように、スペーサ４０を備えるワイヤロープＡ（本発明例）の初期伸びの平均値は、０．０９５ｍｍであり、スペーサ４０を備えず、かつ、テンションアニール処理を施されたワイヤロープＢ（比較例）の初期伸びの平均値（０．１１２ｍｍ）よりも下回っていた。すなわち、ワイヤロープＡ（本発明例）の構成では、テンションアニール処理を施されたものと同等程度以上に、初期伸びを低減できることが確認できた。この結果から、上記実施形態のように、ワイヤロープ１０が、その横断面において、芯材２０と、ワイヤロープ１０の周方向に沿って互いに隣り合う２つの側ストランド３０とに当接する金属線状のスペーサ４０を備えれば、ワイヤロープ１０の初期伸びを低減することが可能であると言える。

１０：ワイヤロープ（第１実施形態）
１０ａ：ワイヤロープ（第２実施形態）
２０：芯材（第１実施形態）
２０ａ：芯材（第２実施形態）
２２：金属素線
３０：側ストランド
３２：金属素線
４０：スペーサ

Claims (4)

1. ワイヤロープであって、
   芯材、
   互いに撚り合わされた複数の第１の金属素線から形成される側ストランドが前記芯材の周りに複数互いに撚り合わされた複数の側ストランド、及び
   ワイヤロープの横断面において、前記芯材と、前記ワイヤロープの周方向に沿って互いに隣り合う２つの前記側ストランドと、に当接する金属線状のスペーサ、
   を備えるワイヤロープ。
2. 請求項１に記載のワイヤロープであって、
   前記芯材は、互いに撚り合わされた複数の第２の金属素線を有し、
   前記ワイヤロープの横断面において、前記スペーサは、前記芯材を構成する前記複数の第２の金属素線の内、前記ワイヤロープの周方向に沿って互いに隣り合う２つの前記第２の金属素線に当接するワイヤロープ。
3. 請求項１または請求項２に記載のワイヤロープであって、
   Ｎ（Ｎは３以上の整数）個の前記側ストランドを備え、
   前記ワイヤロープの周方向に沿って互いに隣り合う２つの前記側ストランドのＮ個の組合せのそれぞれの間に１つの前記スペーサが配置されている、ワイヤロープ。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のワイヤロープであって、
   前記ワイヤロープは、平行撚りにより形成されている、ワイヤロープ。

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