JP3096238B2

JP3096238B2 - ワイヤロープ

Info

Publication number: JP3096238B2
Application number: JP08028013A
Authority: JP
Inventors: 三樹夫倉田; 俊彦鯖江; 啓文植木
Original assignee: Shinko Wire Co Ltd
Current assignee: Kobelco Wire Co Ltd
Priority date: 1996-02-15
Filing date: 1996-02-15
Publication date: 2000-10-10
Anticipated expiration: 2016-02-15
Also published as: US5946898A; CN1208793A; JPH09228275A; EP0896087A1; CN1105800C

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤロープに関
し、特に動索用として好適なワイヤロープに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ワイヤロープには種々の
ものがあるが、高強度と柔軟性とを併せて求められる動
索用のワイヤロープとしては、一般に、素線を撚り合わ
せたストランドを更に撚り合わせたワイヤロープ状のロ
ープ心（ＩＷＲＣ：IndependntWire Rope Core ）を用
いたＩＷＲＣワイヤロープが使用されている。

【０００３】〔図５〕に、従来のＩＷＲＣワイヤロープ
の代表１例の構成を示す。このＩＷＲＣワイヤロープ
は、ＪＩＳに準拠する[6×Fi(25)] タイプのもので、
(a)図に示すように、７本の素線(13)を撚り合わせたス
トランド(12)７本を、ワイヤロープ状に撚り合わせた[7
×7]タイプのＩＷＲＣ(11)上に、[Fi(25)]の６本の主ス
トランド(14)を撚り合わせて巻き付けた構成とされ、建
設機械、クレーン、さく井、その他の動索として用いら
れている。

【０００４】ところで、これらＩＷＲＣワイヤロープで
は、使用により主ストランドとＩＷＲＣとが擦れ合い、
双方の素線が磨滅したり曲げられたりして断線を起こす
ことがある。また、使用時の強い引張応力や外圧によっ
て主ストランドがＩＷＲＣ側に落ち込むことにより、Ｉ
ＷＲＣのストランド間や素線間の圧力が大きくなったり
ストランドや素線が動いたりして断線や型崩れが起こる
ことがあり、これらが耐用寿命を律する大きな要因とな
る。

【０００５】そして、その断線や型崩れの原因は、〔図
５〕の (a)図に示したように、円形断面の素線(13)を撚
り合わせたストランド(12)を更に撚り合わせたＩＷＲＣ
(11)は、外周側が凹凸の著しい断面を有するものとな
り、このＩＷＲＣ(11)上に巻き付けられた主ストランド
(14)とは、同 (b)図（断面略図）および (d)図（展開軌
跡図）に示すように、点Ｐで表される点接触となるた
め、強い引張応力や外圧が負荷されると、最外側の素線
(13)に大きな圧力がかかること、また、同 (c)図に示す
ように、主ストランド(14)が、ＩＷＲＣ(11)のストラン
ド(12)間に落ち込むこと、更にまた、それらストランド
(12)および素線(13)が円形断面であるために動き易いこ
とによる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のＩ
ＷＲＣワイヤロープでは、ロープ心が凹凸の著しい断面
を有しているため、点接触するロープ心と主ストランド
にかかる圧力が大きくなり、かつロープ心のストランド
および素線が動き易いことから、主ストランドがロープ
心側に落ち込み易いといった問題点があった。すなわ
ち、従来のワイヤロープ状のロープ心（ＩＷＲＣ）を用
いたワイヤロープでは断線や型崩れを効果的に抑制でき
ず、これを解決して耐用寿命をより延長させるために
は、新たな観点から、断線や型崩等の破壊に対する強度
を高めたワイヤロープを開発することが課題となる。

【０００７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、ワイヤロープ状のロープ心（ＩＷＲＣ）を用
いることを前提とし、そのロープ心と主ストランドとの
接触面積を大きくし、外力を分散して両者間の接触圧力
を減少させると共に主ストランドのロープ心側への落ち
込みを抑えることができ、よって断線や型崩れ等の破壊
に対する強度を高めて耐用寿命の延長が図れるワイヤロ
ープを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成とされている。すなわち、本
発明に係るワイヤロープは、変形可能な心上に素線を撚
り合わせたストランドを更に撚り合わせてなるワイヤロ
ープ状のロープ心の上に主ストランドを撚り合わせてな
るワイヤロープにおいて、前記ロープ心が、該ロープ心
の外接円に対する各ストランドの内接領域に相当するロ
ープ心と前記主ストランドとの接触範囲Ｔｚを大きくす
るように予め縮径成形されていることを特徴とする。

【０００９】また、前記ロープ心が、該ロープ心と前記
主ストランドとの接触範囲Ｔｚの合計ｎ・Ｔｚ（ｎ：ロ
ープ心のストランド数）が該ロープ心の外接円の円周に
対して２０％以上となるように縮径成形されていると良
い。

【００１０】また、前記ロープ心が、該ロープ心と前記
主ストランドとの接触範囲Ｔｚの合計ｎ・Ｔｚ（ｎ：ロ
ープ心のストランド数）が該ロープ心の外接円の円周に
対して２０％以上であって、かつ、隣合う前記接触範囲
Ｔｚ間に介在する前記外接円の円弧に対応する前記ロー
プ心と前記主ストランドとの非接触範囲Ｇｚが該ロープ
心の外接円の円周に対して２０％以下となるように縮径
成形されていると良い。

【００１１】本発明では、主ストランドを巻き付けるロ
ープ心を、予め縮径成形しているので、つまり〔図２〕
の (a)図に示すように、繊維心などの変形可能な心(4)
上に素線(3) を撚り合わせたストランド(2) を更に撚り
合わせてなるワイヤロープ状のロープ心(1')を、 (b)図
に示すように、該ロープ心(1')の撚り合わせ時の径Ｄよ
りも小さな径ｄに縮径成形してなるロープ心(1) として
いるので、その縮径成形により、各ストランド(2) の断
面形状を整形して、全体の断面形状をより円に近いもの
とすることができる。また、ロープ心(1) の断面形状を
円に近づけることで、主ストランド(5) との接触が点か
ら線への接触に近づいて接触面積が拡大することより、
外力が分散して両者間の接触圧力が減少し、断線や型崩
れを効果的に抑制することができる。

【００１２】これを更に詳しく説明すると、例えば１本
の主ストランド(5) を、従来のように撚り合わせただけ
のロープ心(1')と、上記のように縮径成形したロープ心
(1)上に撚り合わせて巻き付け、これらを任意点で切断
した横断面を表すと、 (c)図および (d)図に示すように
なる。そして、これらを比較すると、 (c)図に示す縮径
成形していないロープ心(1')では、主ストランド(5) と
の接触は、その外接円上の点Ｐでの点接触となるが、
(d)図に示す縮径成形したロープ心(1) では、その外接
円上の範囲Ｔz で表される領域内での線接触となる。更
にこれを、所定数の主ストランドを巻き付けたロープ心
の展開軌跡図として表すと、〔図３〕の (a)図に示すよ
うに、縮径成形したロープ心(1) のストランド(2) と主
ストランド(5) との接触部Ｔは、いくつかの接触点が連
なった螺旋円弧状の線接触となり、これにより両者間の
接触面積は大幅に拡大される。

【００１３】なお、その接触範囲を断面上で表すとする
と、螺旋状の主ストランド(5) の内接円（ロープ心の外
接円と一致）がロープ心(1) のストランド(2) の外面と
接する円弧の長さとなり、その円周方向の範囲が〔図
２〕の (d)図中の接触範囲Ｔzに当たる。また数値的に
は、ロープ心(1) の外接円の円周に対する該円弧の長さ
の割合、つまり接触範囲Ｔz の割合で表すことができ
る。一方、〔図３〕の (a)図に示すように、ロープ心
(1) の各ストランド(2) 間には、主ストランド(5) との
非接触部Ｇが形成され、これを断面上で表すと、〔図
２〕の (d)図中の非接触範囲Ｇz に当たる。

【００１４】また、縮径成形したロープ心(1) では、
〔図３〕の (b)図に示すように、断面がより円に近づく
と共にその外接円上でのストランド(2) 間の間隔が小さ
くなるので、主ストランド(5) の落ち込みが少なくな
る。更にまた、縮径成形により、各ストランドの断面形
状が円形から扇形に近づくと共に内部空隙が小さくなる
ため、ロープ心の素線やストランド間の滑りによる動き
が減少し、主ストランドの落ち込みが少なくなると共に
落ち込みによる圧力や各素線およびストランドの動きに
よる磨耗が減少し、これによっても断線や型崩れが抑制
される。

【００１５】ところで、ロープ心を単に縮径成形しただ
けでは、上記作用は十分には現れてこない場合がある。
すなわち、前述のロープ心と主ストランドの接触範囲Ｔ
z の合計が、該ロープ心の外接円の円周に対して２０％
未満であると、主ストランドとの接触面積の拡大が不十
分となり、断線や型崩れを有効に抑制し難い。従って、
ロープ心は、該ロープ心と主ストランドとの接触範囲Ｔ
z の合計が該ロープ心の外接円の円周に対して２０％以
上となるように縮径成形することが好ましい。

【００１６】一方、前述の主ストランドの非接触範囲Ｇ
ｚは、該ロープ心のストランド数ｎと、縮径成形後の上
記接触範囲Ｔｚとによって定まる。これを、〔図４〕に
よって説明すると、例えば、 (a)図〜 (c)図に示すよう
に、ストランド(S) の数ｎがそれぞれ異なるロープ心
(C),(C'),(C") では、その外接円上における主ストラン
ドとの非接触範囲Ｇｚの率は、該外接円の円周値から接
触範囲Ｔｚの合計値を引き、これを上記のストランド数
ｎで除した値、つまりＧｚ＝｛ 100−（ｎ・Ｔｚ）｝／
ｎで表される値となる。そして、それぞれの主ストラン
ドとの接触範囲Ｔｚの合計と、主ストランドとの非接触
範囲Ｇｚとは、同 (d)図のグラフに示す関係となる。す
なわち、構成するストランド数の少ないロープ心の場合
では、主ストランドとの接触範囲Ｔｚの合計が、その外
接円の円周に対して２０％以上となるように縮径成形さ
れていても、主ストランドの非接触範囲Ｇｚは比較的大
きくなる。しかし、この非接触範囲Ｇｚが大きくなるこ
とは、主ストランドを支持する支点の間隔が広くなるこ
とであり、これにより外力による主ストランドの曲げ歪
みが大きくなって断線の１要因となる。従って、ロープ
心は、主ストランドとの接触範囲Ｔｚの合計が、その外
接円の円周に対して２０％以上であって、かつ隣合う前
記接触範囲Ｔｚ間に介在する前記外接円の円弧に対応す
る前記ロープ心と主ストランドとの非接触範囲Ｇｚが該
ロープ心の外接円の円周に対して２０％以下となるよう
に縮径成形することがより好ましい。すなわち、上記の
好適な条件については、〔図４〕における (d)図のグラ
フでの斜線領域を参照すれば明らかであるが、ロープ心
のストランド数ｎを基準に、ｎ＝３の場合、接触範囲Ｔ
ｚの合計は４０％以上であり、ｎ＝４の場合、接触範囲
Ｔｚの合計は２０％以上であり、また、ｎ＝６の場合、
非接触範囲Ｇｚが１３．３％以下で、接触範囲Ｔｚの合
計は２０％以上であり、ストランド数ｎの多少により適
応範囲が異なることを表している。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。〔図１〕は、本発明に係るロープ心ワイヤロープの１実
施形態を示す図面であって、 (a)図は断面構成を示す断
面図、 (b)図および (c)図はロープ心の製造過程の説明
図である。

【００１８】〔図１〕の (a)図に示す本例のワイヤロー
プは、[6×Fi(25)] タイプのＩＷＲＣワイヤロープであ
って、繊維心(4) 上に７本の素線(3) を撚り合わせてな
る４本のストランド(2) を、更にワイヤロープ状に撚り
合わせて[4×8(1+7)] タイプのロープ心(1) とし、この
ロープ心(1) 上に、[Fi(25)]の６本の主ストランド(5)
を撚り合わせて巻き付けた構成とされている。

【００１９】一方、ロープ心(1) は、 (b)図に示すよう
に、変形可能な繊維心(4) の回りに素線(3) を撚り合わ
せたストランド(2) を更に撚り合わせてなるワイヤロー
プ状のロープ心(1')を、主ストランド(5) の巻き付け前
において、 (c)図に示すように、該ロープ心(1')の撚り
合わせ時の径Ｄよりも小さな径ｄに縮径成形されてお
り、その縮径成形により、内部空隙を小さくすると共に
断面形状をより円に近い形状に整えたものとされてい
る。なお、本例においては、縮径成形後のロープ心(1)
と主ストランド(5) との接触範囲Ｔｚの合計が該ロープ
心(1) の外接円の円周に対して２０％以上となるよう
に、その縮径成形率を予め設定した。

【００２０】上記本例のワイヤロープでは、縮径成形に
より、ロープ心(1) の断面形状を円に近い形状に整えて
いるので、該ロープ心(1) と主ストランド(5) の接触面
積が大きくなり、これにより外力が分散し両者間の接触
圧力が減少する。また、このロープ心(1) の断面形状が
円に近づくと共に、その外接円上での各ストランド(2)
間の間隔が小さくなるので、該ロープ心(1) と主ストラ
ンド(5)との非接触間隔、つまり主ストランド(5) を支
持する支点の間隔が狭くなって、外力による主ストラン
ド(5) の曲げ歪みが減少すると共に、主ストランド(5)
のロープ心(1) 側への落ち込みが少なくなる。更に、縮
径成形によりロープ心(1) の内部空隙が小さくなるた
め、該ロープ心(1) の各ストランド(2) や素線(3) 間の
滑りによる動きが減少し、主ストランド(5) の落ち込み
が少なくなると共に、落ち込みによる圧力や各ストラン
ド(2) や素線(3) の動きによる磨耗が減少する。従っ
て、本例のワイヤロープでは、これらの複合効果によ
り、断線や型崩れを抑えて破壊に対する強度を高め、耐
用寿命を延長させることができる。しかも、そのロープ
心のストランドは繊維心を有しているので、当該ワイヤ
ロープの柔軟性を高く維持することができる。

【００２１】

【実施例】次いで、本発明のロープ心ワイヤロープの具
体的な実施例について述べる。まず、〔図１〕の (b)図
に示した構成のもとで、直径 5.8mmに撚り合わした、[4
×8(1+7)] タイプのロープ心(1')を準備し、これをダイ
スを通して直径 5.4mmに縮径成形して、同 (c)図に示し
た断面構成のロープ心(1) とし、このロープ心(1) 上
に、[Fi(25)]の６本の主ストランド(5) を撚り合わせて
巻き付けて、直径14.7mmでロープピッチ87mmの[6×Fi(2
5)] タイプのＩＷＲＣワイヤロープを製作した。また、
比較例として、ＪＩＳに準拠する一般的な[6×Fi(25)]
タイプであって、上記本実施例のものと同径で同ロープ
ピッチのＩＷＲＣワイヤロープを準備した。ここで、本
実施例の上記ダイスよる加工減面率は約13％で、これに
より縮径成形後のロープ心(1) の外接円上における主ス
トランド(5) の接触範囲Ｔz の合計は円周の約56％、各
ストランド(2) 間それぞれの主ストランド(5) との非接
触範囲Ｇz は円周の約11％となっている。なお、ワイヤ
ロープの破断強度は、本実施例のもので 137kN、比較例
のもので 141kNである。

【００２２】そして、これらＩＷＲＣワイヤロープにつ
いて、曲げ試験用シーブ径；240mm、曲げ径／ロープ径
＝18、ロープ張力；27kN、安全率；5 、曲げ方式；Ｓ曲
げ、接触角； 180°×２回、ストローク；1200mm、最終
繰返し曲げ回数；12,00O回とする試験条件で曲げ疲労試
験を行い、試験後の断線分布状態を調べた。試験後の断
線状況を〔表１〕、各段階のロープ径を〔表２〕に示
す。ただし、これらの値は試験回数３回による平均値で
ある。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】〔表１〕に示す試験結果から判るように、
本実施例のワイヤロープは、断線数、断線分布ともに比
較例のものより良好で、特に断線分布では内部およびＩ
ＷＲＣでの断線数で効果を発揮し、比較例のものより断
線数が大きく下回る結果を得ており、また〔表２〕に示
すように、負荷時および無負荷時いずれの場合もロープ
径の減少率が小さく、これらの結果から本発明に係るワ
イヤロープは、断線や型崩れの少ない優れた耐用特性を
有するものであることが確認された。

【００２６】なお、上記実施例では、[4×8(1+7)] タイ
プのロープ心（ＩＷＲＣ）を用いた[6×Fi(25)] タイプ
のＩＷＲＣワイヤロープを例にして述べたが、本発明は
これに限定されるものでない。すなわち、ロープ心（Ｉ
ＷＲＣ）を予め縮径成形して、その内部断面形状を円に
近づけ、該ロープ心と主ストランドとの接触範囲を大き
く、非接触範囲を小さくすることにより、断線や型崩れ
等の破壊に対する強度を高める本発明の要旨を逸脱しな
い限り、各種のＩＷＲＣワイヤロープに適用して同様の
効果が得られることは言うまでもなく、更に進めて、素
線径、素線本数、ストランド本数、縮径成形率などのロ
ープ心の構成、形状を変化させることにより、強度、柔
軟性等の諸特性において従来のワイヤロープにない優れ
た性能のワイヤロープの製作が可能である。

【００２７】また、上記実施例でのロープ心の加工減面
率、つまり縮径成形率は、該ロープ心を構成するストラ
ンド数からみて好ましい１例であって、この縮径成形率
は、縮径成形後のロープ心と主ストランドの接触範囲Ｔ
ｚの合計が２０％以上となるように設定されれば良い、
しかし、前述のように、隣合う接触範囲Ｔｚ間に介在す
る前記外接円の円弧に対応する前記ロープ心と主ストラ
ンドとの非接触範囲Ｇｚが広くなると、外力による主ス
トランドの曲げ歪みが大きくなって断線の１要因となる
ので、特にストランド数の少ないロープ心では、接触範
囲Ｔｚの合計だけでなく、主ストランドとの非接触範囲
Ｇｚがロープ心の外接円の円周に対して２０％以下とな
るように、その縮径成形率を設定することが望ましい。

【００２８】また、上記実施例でのロープ心のストラン
ドは、繊維心上に素線を撚り合わせたものとしたが、こ
のストランドの心は、該ストランドに柔軟性を与え、か
つ構成するロープ心の縮径成形を阻害しない変形性を有
するものであれば、例えば、繊維ロープやゴム等の他の
変形可能な材質を用いることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係るワイ
ヤロープは、ロープ心と主ストランドとの接触面積を大
きくして、外力を分散し両者間の接触圧力を減少させる
と共に、主ストランドのロープ心側への落ち込みを抑え
ることができ、よって断線や型崩れ等の破壊に対する強
度を高めて耐用寿命を延長させることができる。また、
素線径、素線本数、ストランド本数、縮径成形率などの
ロープ心の構成、形状を変化させることにより、強度、
柔軟性等の諸特性において従来のワイヤロープにない優
れた性能のワイヤロープの製作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るワイヤロープの１実施形態を示す
図面であって、 (a)図は断面構成を示す断面図、 (b)図
および (c)図は縮径成形過程の説明図である。

【図２】本発明のワイヤロープに関わるロープ心の縮径
成形およびロープ心と主ストランドとの接触関係を示す
説明図である。

【図３】本発明のワイヤロープに関わる主ストランドを
巻き付けたロープ心の展開軌跡図および断面略図であ
る。

【図４】本発明のワイヤロープに関わるロープ心のスト
ランド数と主ストランドの接触範囲および非接触範囲と
の関係を示す説明図である。

【図５】従来のＩＷＲＣワイヤロープの代表１例の構成
を示す図面である。

【符号の説明】

(1) --ロープ心、(1')--ロープ心、(2) --ストランド、
(3) --素線、(4) --繊維心、(5) --主ストランド、Ｐ--
接触点、Ｇ--非接触部、Ｇz --非接触範囲、Ｔ--接触
部、Ｔz --接触範囲。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−228893（ＪＰ，Ａ) 特開平６−101181（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−84240（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−9987（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−81022（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−11596（ＪＰ，Ｕ) 実開昭48−47956（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D07B 1/00 - 9/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】変形可能な心上に素線を撚り合わせたス
トランドを更に撚り合わせてなるワイヤロープ状のロー
プ心の上に主ストランドを撚り合わせてなるワイヤロー
プにおいて、前記ロープ心が、該ロープ心の外接円に対
する各ストランドの内接領域に相当するロープ心と前記
主ストランドとの接触範囲Ｔｚを大きくするように予め
縮径成形されていることを特徴とするワイヤロープ。
【請求項２】前記ロープ心が、該ロープ心と前記主ス
トランドとの接触範囲Ｔｚの合計ｎ・Ｔｚ（ｎ：ロープ
心のストランド数）が該ロープ心の外接円の円周に対し
て２０％以上となるように縮径成形されている請求項１
記載のワイヤロープ。
【請求項３】前記ロープ心が、該ロープ心と前記主ス
トランドとの接触範囲Ｔｚの合計ｎ・Ｔｚ（ｎ：ロープ
心のストランド数）が該ロープ心の外接円の円周に対し
て２０％以上であって、かつ、隣合う前記接触範囲Ｔｚ
間に介在する前記外接円の円弧に対応する前記ロープ心
と前記主ストランドとの非接触範囲Ｇｚが該ロープ心の
外接円の円周に対して２０％以下となるように縮径成形
されている請求項１記載のワイヤロープ。