JP2702063B2

JP2702063B2 - ワイヤロープ

Info

Publication number: JP2702063B2
Application number: JP5255888A
Authority: JP
Inventors: 宏之宮崎
Original assignee: Tokyo Rope Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Tokyo Rope Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-10-13
Publication date: 1998-01-21
Anticipated expiration: 2013-01-21
Also published as: JPH0770962A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クレーン及びホイスト
等に用いられ、高揚程で多層巻きの荷役機械用途や建設
機械用途への適合が十分に可能であり、実用性に優れた
ワイヤロープに関する。

【０００２】

【従来の技術】クレーンやホイスト等の荷役機械や建設
機械に使用されるワイヤロープとしては、一般にＪＩＳ
規格（JIS G 3525）に定められたＩＷＲＣ６×Ｆｉ
（29）、ＩＷＲＣ６×ＷＳ（31）等の６ストランドロ
ープ、あるいはフラット形ストランドロープ、多層スト
ランドロープがあり、そのロープ径は８〜２０mm程度の
ものが中心である。

【０００３】この種のワイヤロープは、使用中におい
て、シーブ等による繰り返し曲げ、高揚程での負荷、除
荷による変動荷重、ウィンチドラムでの繰り返し巻取
り、ロープ同士の強い擦れなどの作用を受ける。したが
って、ワイヤロープは耐疲労性に優れるとともに、ドラ
ムでの巻取性および耐形崩れ性が良好であることが望ま
れる。

【０００４】とくに、吊荷等によりワイヤロープに張力
が作用したときに、ロープにはその撚りがもどる方向に
自転しようとするトルクが発生する。ワイヤロープにお
いてはトルクが小さく自転し難い性質、すなわち非自転
性に優れていることが要求される。

【０００５】現在、使用されているラフテレーンクレー
ンでは、４本吊りでＨ／Ｄ＝９０程度であり、理論上の
引き戻しトルク係数Ｋは５８×１０^-3以下となることが
必要とされ、ロープピッチを伸ばし、ストランドピッチ
を縮めた難自転性ロープが供給されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近時、
ラフテレーンクレーンの高揚程化が進むにつれて将来的
にはシーブ直径２４０mmに対して吊り高さ約２６ｍ（Ｈ
／Ｄ＝１１０）程度まで対応し得るワイヤロープの開発
が需要家から強く要望されている。このような高揚程の
吊り用途においては引き戻しトルク係数Ｋを４５×１０
^-3以下にすることが要求されるので、従来のワイヤロー
プではこの要求に応えることができない。

【０００７】この種のワイヤロープとしては、シーブ等
による繰り返し曲げ、高揚程での負荷、除荷による変動
荷重、ウィンチドラムでの繰り返し巻取り、ロープ同士
の強擦などの作用を受ける。したがって、これらの作用
に対してロープは耐久性を持つことが要求される。すな
わち、耐疲労性に優れ、かつドラムの巻取り時における
巻取り性および耐形崩れ性が良好であることが望まれ
る。

【０００８】とくに吊荷等により張力がロープに作用し
たときに、ロープにはその撚りが戻る方向に自転しよう
とするトルクが生じるが、その引き戻しのトルクが小さ
く自転しにくい性質、すなわち非自転性に優れているこ
とが必要である。

【０００９】しかしながら、従来の６ストランドワイヤ
ロープにおいては、耐疲労性、ドラムでの巻取性、並び
に耐形崩れ性の点では良好であるが、非自転性に劣って
いるので高揚程の吊り作業ではからみ付き等が発生しや
すい。この非自転性を改善するために、６ストランドワ
イヤロープではロープピッチを更に長くすることが考え
られるが、ロープピッチを長くすると、非自転性は向上
するが、ドラムでの巻取性が低下してしまう。また、心
ロープの撚り方向をロープの撚り方向と逆にすると、非
自転性は向上するが、撚りのアンバランスに起因して耐
形崩れ性が低下するという不都合がある。

【００１０】従来のフラット形ストランドロープにおい
ては、非自転性は良好であるものの、ストランドに小心
が挿入され、これが変形していること、ロープピッチが
長いことなどから、耐疲労性、ドラムでの巻取性、耐形
崩れ性に劣る。

【００１１】一方、従来の多層ストランドロープにおい
ては、非自転性、耐形崩れ性は良好であるものの、耐疲
労性に劣り、製造コストも高くなる。このように従来の
ワイヤロープにおいては、非自転性、耐疲労性、ドラム
での巻取性、耐形崩れ性の諸特性を同時に満足すること
が困難であり、とくに近時の高揚程で、かつ多層巻きの
荷役機械用途や建設機械用途への適合が難しくなってき
ている。

【００１２】本発明はこのような点に着目してなされた
ものであって、その目的とするところは、非自転性、耐
疲労性、ドラムでの巻取性、耐形崩れ性の各特性をとも
に良好に保ち、高揚程で多層巻きの荷役機械用途や建設
機械用途への適合が十分に可能であり、ラフテレーンク
レーンの高揚程化に必要なＨ／Ｄ＝１１０程度（引き戻
しトルク係数Ｋが４５×１０^-3以下）に対応することが
できる実用性に優れたワイヤロープを提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係るワイヤロー
プは、繊維心と、この繊維心に複数本のワイヤが撚り合
わされた心ストランドと、この心ストランドの撚りと同
じ向きに撚り合わされた複数本の側ストランドとを有
し、複数本の側ストランドは心ストランドの撚りとは逆
向きに撚り合わされてロープが形成され、かつ、側スト
ランドの撚りピッチ長を側ストランドの外径で割った指
数としての側ストランドのピッチ倍数よりもロープの撚
りピッチ長をロープの外径で割った指数としてのロープ
のピッチ倍数のほうが大きいことを特徴とする。

【００１４】「ピッチ倍数」とは、ストランド又はロー
プの撚りピッチ長をその外径で割った数値（指数）を表
わすものと定義する。また、「外径比率」とは、心スト
ランドの外径を側ストランドの外径で割った数値（指
数）を表わすものと定義する。なお、心ストランドと側
ストランドとの外径比率を１. ０４から１. １８までの
範囲とすることが望ましい。両者の外径比率をこのよう
な範囲にすると、耐疲労性及び可撓性に優れるとともに
トルク係数Ｋが小さくなり、非自転性に優れた全体とし
て特性バランスの良いワイヤロープとなる。

【００１５】ＩＷＳＣは一般にＩＷＲＣより柔軟性（可
撓性）が劣るため、本発明では心部を繊維心とした上で
ＩＷＳＣの構成素線数を次のように指定した。素線本数
が少なすぎると、ロープの柔軟性が損なわれて可撓性に
問題を生じる。一方、素線の本数が多すぎると、各素線
が細くなり過ぎて耐摩耗性が損なわれ、フレッティング
による素線の摩耗が問題になる。ここで表示記号「Ｓｅ
Ｓ」は、日本工業規格（ＪＩＳ）で定められた交差撚り
と平行撚りのシール形とを組み合わせたセミシール形ス
トランドを表わすものと定義する。なお、「シール形」
とは、各層の素線数が１＋ｎ＋ｎのように表わされ、内
外層の素線数が同数で内層の凹みに外層素線が収まった
平行撚りの基本形の１つのことをいう。心ストランドを
構成する各ワイヤの素線数を６≦Ｎ₁ ≦１８，１２≦Ｎ
₂ ≦２４, １２≦Ｎ ₃ ≦２４とそれぞれ規定することに
よりロープの可撓性およびフレッティングともに満足す
ることができる。第１層Ｎ ₁ の素線数が６を下回る場合
は可撓性が劣化するからであり、これが１８を上回る場
合は線径が細くなりすぎて撚り合わせが困難になるから
である。また、第２層Ｎ ₂ および第３層Ｎ ₃ の素線数が
１２を下回る場合は可撓性が劣化するからであり、これ
が２４を上回る場合は線径が細くなりすぎてフレッティ
ングの問題が生じるとともに、可撓性も過剰になるから
である。

【００１６】また、側ストランドの本数は４本乃至８本
であって、各側ストランドは２０本乃至５５本の素線を
撚り合わして形成されていることが好ましい。この場合
に、ロープ径は６〜３０mmであることが望ましい。ロー
プ径が３０mmを上回ると、ロープの可撓性が低下するか
らであり、ロープ径が６mmを下回ると満足な非自転性を
確保することが困難になるからである。

【００１７】

【作用】本発明に係るワイヤロープにおいては、複数本
の側ストランドを心ストランド及び側ストランドの撚り
とは逆向きに撚り合わせてロープが形成され、かつ、側
ストランドのピッチ倍数よりもロープのピッチ倍数のほ
うを大きくしているため、ロープに張力が作用したとき
にコア部に発生するトルクの向きと、外層部に発生する
トルクの向きとが逆向きとなって互いに相殺され、高揚
程で多層巻きであっても実質的にほとんど自転しなくな
る。

【００１８】また、心ストランドと側ストランドとの外
径比率を１．０４〜１．１８の範囲とすることによって
非自転性をより向上させることができる。さらに、心ス
トランド内には繊維心が挿入されているので、ロープの
柔軟性が良好になり、これによりロープの耐疲労性、ド
ラムでの巻取性、耐形崩れ性の低下が有効に防止され
る。

【００１９】この場合に、心ストランドの素線数を所定
の構成にしているので、ロープの可撓性およびフレッテ
ィングの両者ともにバランス良くなり、優れた耐久性を
持つロープを得ることができる。

【００２０】

【実施例】以下、添付の図面を参照しながら本発明の種
々の実施例について説明する。図１および図２を参照し
ながら第１の実施例について説明する。第１実施例のワ
イヤロープ２は、心ストランド３の外周に６本の側スト
ランド９を撚り合わせて外層部８を形成してなるＩＷＳ
Ｃ６×ＷＳ（３１）の構成をもつものである。

【００２１】心ストランド３は、繊維心４の外周に複数
本のワイヤを平行撚りにより４層構造に撚り合わせたも
のである。繊維心４は、ポリプロピレン等の合成繊維あ
るいはマニラ麻等の天然繊維からなり、その外径は心ス
トランド３の外径の１０〜５０％とする。また、心スト
ランド３の撚りピッチはその外径の５〜８倍とする。そ
して、心ストランド３の撚りの方向と、側ストランド９
で構成された外層部８の撚りの方向とが互いに逆の方
向、すなわち心ストランド３がＳ撚りの場合は外層部８
が普通Ｚ撚りとなっている。

【００２２】このような構成のワイヤロープ２において
は、心ストランドの撚りの方向と、外層部８の撚りの方
向とが互いに逆向きであるため、ロープ２に張力が作用
したときに、心ストランド３に発生するトルクの向き
と、外層部８に発生するトルクの向きとが逆方向となっ
て互いに相殺される。このため、高揚程であってもロー
プは実質的にほとんど自転しない。

【００２３】また、心ストランド３のなかに繊維心４を
挿入しているので、ロープ２の柔軟性が良好となり、こ
れによってロープ２の耐疲労性、ドラムでの巻取り性、
耐形崩れ性などの諸特性を良好に保つことができる。

【００２４】次に、表１を参照しながら実施例１〜４の
ロープを従来例１〜２および比較例１〜２のものとそれ
ぞれ比較して説明する。従来例１〜２としてＩＷＲＣ６
×ＷＳ（31）の構造でロープ径ｄが１６mmのワイヤロー
プを、実施例１〜４及び比較例１〜２としてＩＷＳＣ６
×ＷＳ（31）の構造でロープ径ｄが１６mmのワイヤロー
プを、それぞれ供試した。従来例１〜２は心ロープと側
ストランドとの外径比率がそれぞれ１．２３と１．０９
のものであるが、これは心ロープの撚り方向の構成が異
なるため経験的に設定された値である。

【００２５】実施例１〜４及び比較例２は、比較例１の
心ストランドと側ストランドとの外径比率を基準（１．
００）として、それぞれの外径比率を１．０３，１．０
６，１．０９，１．１２，１．１５にとったものであ
る。［撚り方向］従来例１〜２では、心ロープをＺ撚り、側
ストランドをＳ撚り、ロープ全体をＺ撚り（Ｚ／Ｓ／
Ｚ）とした。実施例１〜４及び比較例１〜２では、心ロ
ープをＳ撚り、側ストランドをＳ撚り、ロープ全体をＺ
撚り（Ｓ／Ｓ／Ｚ）とした。［ピッチ倍数］撚りピッチ倍数は、従来例１では心ロー
プをその径の６．５倍に、側ストランドをその径の７．
８倍に、ロープをその径の６．２倍とした。従来例２、
実施例１〜４、及び比較例１〜２では心ロープ（心スト
ランド）をその径の６．５倍に、側ストランドをその径
の５．０倍に、ロープをその径の７．５倍とした。従来
例２、実施例１〜４、及び比較例１〜２ではいずれもロ
ープピッチ倍数のほうを側ストランドピッチ倍数よりも
大きくしている。［トルク係数Ｋ］表１中に示すトルク係数Ｋは下記
（１）式を用いて求めた指数であり、トルク係数Ｋの値
が小さくなるほど自転しにくいロープであることを表わ
す。

【００２６】Ｋ＝Ｔ／（Ｗ×Ｄ） …（１）ただし、Ｗはロープにかかる張力（Ｎ）、Ｔは張力Ｗに
よるトルク（Ｎ・ｍ）、Ｄはロープ外径（ｍ）をそれぞ
れ表わす。

【００２７】表１から明らかなように、実施例１〜４及
び比較例１〜２のロープのトルク係数Ｋはいずれも従来
例１〜２のそれを下回っており、いずれのロープも自転
し難いものであるという結果を得た。［可撓性］表１中に示す可撓性は、４００mmの距離のス
パン間にロープを支持し、その中間点に３ｋｇの荷重を
かけた時の撓み量（mm) を測定して評価した。従来例１
の結果を基準（１００％）としてそれぞれを比較評価し
た。なお、比較例１では従来例１の基準値を下回る結果
となったが、実施例１〜４及び比較例２はいずれも従来
例１，２と同等か又はそれを上回る結果が得られた。［曲げ疲労性］表１中に示す疲労性は、ロープの繰り返
し曲げ疲労試験の結果を示すものである。繰り返し曲げ
疲労試験は、Ｓ曲げ試験法によるものであり、その条件
は係数（Ｄ／ｄ）を２０とし、安全率Ｓｆを５とした。
ロープの１ピッチ間における総ワイヤの１０％に断線が
生じた時点をロープの寿命として判定し、それまでに印
加した繰り返し曲げ回数（サイクル数）で評価した。従
来例１の結果を基準（１００％）としてそれぞれを比較
評価した。比較例１〜２では従来例１の基準値を下回っ
たが、実施例１〜４はいずれも従来例１の基準値を上回
る結果が得られた。

【００２８】

【表１】

【００２９】上記実施例のワイヤロープは、トルク係数
Ｋが小さく、Ｈ／Ｄ＝１１０程度の高揚程クレーンにお
いて良好な非自転特性が得られる。また、心ストランド
と側ストランドとの外径比率を１．０４〜１．１８の範
囲に設定すると、可撓性および耐疲労性は従来品と同等
レベルの品質が保たれて良好であり、ドラムでの巻取り
性および耐形崩れ性を良好に保持することができるとと
もに、トルク係数Ｋを４５×１０^-3以下にすることがで
きる。

【００３０】次に、図３および図４を参照しながら第２
の実施例について説明する。ワイヤロープ２の心ストラ
ンド３は樹脂被覆層７により覆われ、その外周に６本の
側ストランド９が撚り合わせられ、これら６本の側スト
ランド９によって外層部８が形成されている。すなわ
ち、ワイヤロープ２はＩＷＳＣ６×ＷＳ（３１）の構造
をなしている。

【００３１】心ストランド３は、繊維心４の外周に複数
本のワイヤ５を撚り合わせてなる。繊維心４は、ポリプ
ロピレン等の合成繊維あるいは天然繊維からなり、その
外径は心ストランド３の外径の１０〜５０％にあたる。
また、心ストランド３の撚りのピッチはその外径の５〜
８倍にあたる。

【００３２】６本の側ストランド９からなる外層部８の
撚り方向は、心ストランド３の撚り方向に対して逆向き
である。すなわち、心ストランド３をＳ撚りとすると、
外層部８はＺ撚りとする。

【００３３】心ストランド３は樹脂被覆層７で覆われて
いる。樹脂被覆層７は、ポリエチレンなどの熱可塑性高
分子樹脂からなり、その平均厚さは０．３〜０．９mmで
あることが望ましい。

【００３４】このような構成のワイヤロープ２において
は、ロープに張力が作用したときに心ストランド３に生
じるトルクの向きと、外層部８に生じるトルクの向きと
が互いに相殺されるので、高い揚程であっても実質的に
自転を生じなくなる。また、心ストランド３を熱可塑性
高分子樹脂で被覆しているので、心ストランド３がロー
プ外部へ飛び出す危険性がほとんどない。

【００３５】次に、図５および図６を参照しながら６ス
トランドロープを製造する場合について説明する。素
線としてＪＩＳＧ3525に定められた鋼線を用いた。素
線の平均径は約０．７０mmである。繊維心４には２．２
４mm径のポリプロピレン繊維を用いた。図５に示す押出
し機１１を用いて樹脂被覆層７を形成した。図６に示す
撚り線機２０を用いて６本の側ストランド９をコア部３
ａに撚り合わせた。［コア部の形成］繊維心４を送り出し部のリールから巻
き解きながら巻き取り部の巻取機へ向かって所定速度で
送給する。送給路にはボイスが設けられており、繊維心
４の他に、ボイスに向かって送り出し部のスイフトから
多数本の素線が送給される。これらの素線は繊維心４の
外周にＳ撚りに撚り合わされて心ストランド３を形成す
るものである。心ストランド３の撚りピッチの平均を３
３mmとし、心ストランド３の平均直径を５．４５mmとし
た。［樹脂被覆処理］図５に示すように、コア部３ａとなる
心ストランド３を押出し機１１の下部キャスト部１５に
挿通させ、心ストランド３をキャスト部１５から引き抜
きながら溶融した樹脂７ａを心ストランド３の外周に付
着させる。押出し機１１は、シリンダ１２内にスパイラ
ル状の押出しロッド１４を有し、シリンダ１２内の溶融
樹脂７ａがキャスト部１５に加圧供給されるようになっ
ている。被覆材用の樹脂７ａとしてポリエチレンを用い
た。

【００３６】キャスト部１５の出口１７は入口１６より
径が少し大きく、キャスト部１５から心ストランド３を
引き抜くと、所望量の溶融樹脂７ａが心ストランド３の
周囲に付着して、所望厚さの樹脂被覆層７が形成され
る。本実施例では引き抜き速度、出口１７の径、樹脂温
度を調節することにより平均厚さ０．６mmの樹脂被覆層
７を心ストランド３の周囲に付着形成し、樹脂被覆コア
部３ａとした。［ロープの撚合］撚り線機２０は送り出し部のスイフト
から巻き取り部の巻取機までの間に設けられ、連続送給
される各ストランドに所定の張力が印加されるように張
力制御されている。

【００３７】図６に示すように、撚り線機２０の鏡板２
２にはプレフォーム装置２３が取り付けられている。プ
レフォーム装置２３の直ぐ下流側には固定フレーム２４
にボイス２５が取り付けられている。

【００３８】撚り線機２０の中心に樹脂被覆コア部３ａ
を通すとともに、プレフォーム装置２３により側ストラ
ンド９を形付け（プレフォーム）し、これらをボイス２
５によってコア部３ａに上撚りする。撚り方向はＺ撚り
である。

【００３９】ここで形付けとは、ボイス２５で撚られる
前にストランドに弾性限以上の応力を与えて、撚られた
ストランドのスパイラルと同形状になるように予め成形
することをいう。

【００４０】ボイス２５を出ると、６ストランドロープ
２となる。ロープ２の最終仕上げ径は１６mmである。側
ストランド９の撚りピッチを１２０mmとし、ピッチ倍数
をロープ径Ｄの７．５倍とした。

【００４１】なお、上記実施例では６ストランドのワイ
ヤロープを製造する場合について説明したが、フラット
形ストランドロープ又は多層ストランドロープ等の他の
ワイヤロープを製造することもできる。

【００４２】

【発明の効果】本発明のワイヤロープによれば、非自転
性、耐疲労性、ドラムでの巻取性、耐形崩れ性の諸性質
をともに満たすので、高揚程で多層巻きの荷役機械用や
建設機械用への適合が十分に可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るワイヤロープを示す
横断面図。

【図２】第１実施例のワイヤロープの部分切取図。

【図３】本発明の第２実施例に係るワイヤロープを示す
横断面図。

【図４】第２実施例のワイヤロープの部分切取図。

【図５】心ストランドに樹脂を被覆する装置の主要部を
示す部分断面図。

【図６】樹脂被覆された心ストランドに側ストランドを
逆向きに撚り合わせる装置の主要部を示す図。

【符号の説明】

３…心ストランド、４…繊維心、５…ワイヤ、７…樹脂
被覆層、８…外層部、９…側ストランド

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維心と、この繊維心に複数本のワイヤ
が撚り合わされた心ストランドと、この心ストランドの
撚りと同じ向きに撚り合わされた複数本の側ストランド
とを有し、複数本の側ストランドは心ストランドの撚りとは逆向き
に撚り合わされてロープが形成され、かつ、側ストランドの撚りピッチ長を側ストランドの外径で割
った指数としての側ストランドのピッチ倍数よりもロー
プの撚りピッチ長をロープの外径で割った指数としての
ロープのピッチ倍数のほうが大きいことを特徴とするワ
イヤロープ。
【請求項２】心ストランドの外径を側ストランドの外
径で割った指数としての外径比率を１. ０４から１. １
８までの範囲とすることを特徴とする請求項１記載のワ
イヤロープ。
【請求項３】心ストランドが交差撚りと平行撚りのシ
ール形とを組み合わせたセミシール形ＳｅＳ（ａ＋Ｎ
₁ ) ＋Ｎ ₂ に構成され、第１層Ｎ ₁ の素線数および第２
層Ｎ ₂ の素線数がそれぞれ６≦Ｎ₁ ≦１８，１２≦Ｎ₂
≦２４で規定され、心部（ａ＋Ｎ₁ ）を撚り合わせた上
に第２層Ｎ₂ を撚り合わせることを特徴とする請求項１
記載のワイヤロープ。
【請求項４】側ストランドの本数が４本乃至８本であ
って、各側ストランドは２０本乃至５５本の素線を撚り
合わして形成されていることを特徴とする請求項１記載
のワイヤロープ。
【請求項５】心ストランドが交差撚りと平行撚りのシ
ール形とを組み合わせたセミシール形ＳｅＳ（ａ＋Ｎ
₁ ) ＋Ｎ ₂ ＋Ｎ ₃ に構成され、第１層Ｎ ₁ の素線数、第
２層Ｎ ₂ の素線数、第３層Ｎ ₃ の素線数がそれぞれ６≦
Ｎ ₁ ≦１８，１２≦Ｎ ₂ ≦２４, １２≦Ｎ ₃ ≦２４で規
定され、心部（ａ＋Ｎ ₁ ）を撚り合わせた上に第２層Ｎ
₂ および第３層Ｎ ₃ を撚り合わせることを特徴とする請
求項１記載のワイヤロープ。