JP3186025U - 合成繊維製の心綱およびその心綱を有するワイヤロープ - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性が高く、しかも保油性も良好な合成繊維製の心綱、およびこの合成繊維製の心綱を有するワイヤロープを提供する。
【解決手段】合成繊維材からなるマルチフィラメント２で形成された合成繊維製の心綱１であって、複数本のマルチフィラメント２を撚り合わせて複数本のヤーン３を形成すると共に、これらヤーン３を撚り合わせて複数本の心綱ストランド４を形成し、これら心綱ストランド４同士を捻り合わせて構成されていることを特徴とする合成繊維製の心綱１、並びにこの心綱１を有するワイヤロープ。
【選択図】図１

Description

本考案は、合成繊維製の心綱、並びにその心綱を有するワイヤロープに関する。

ワイヤロープの多くは、その形状を維持すべくワイヤロープの中心部分に心綱を備えている。
また、前記心綱は、上記の機能に加えて、ロープストランドの潤滑・防錆に必要なグリースをロープストランドに補給する機能をも有する。

従来、このような心綱には、含油性に富むサイザル麻などの天然繊維が用いられていた。
しかし、かかる天然繊維は含油性に富む反面、腐り易く、また、繊維の長さも短く強度を出しづらいため、近年では、天然繊維に代えて耐久性が高く、繊維長も長いポリプロピレン等の合成繊維からなる心綱が普及しつつある。

合成繊維製の心綱としては、心綱の含油率を高めるべく様々な工夫を施したワイヤロープ用心綱が知られている（特許文献１参照）。
このワイヤロープ用心綱は、複数本の多ボイド複合フィルム（フラットヤーン）を撚り合わせて複数本のストランドを形成した後、かかる複数本のストランド同士を撚り合わせることで心綱を得ている。また、図５に示すように多ボイド複合フィルム２００に予め微細な割裂加工２０１を施すと共に、さらなる含油性の向上を図るべく、粒子径０．５μｍ〜２０μｍの無機フィラー２０３を重量比で５％〜６０％程度、その基材に添加している。よって、このワイヤロープ用心綱では、これら含油率を高める様々な工夫によって天然繊維心と同等あるいはそれに近い含油率を達成している。
しかしながら、空隙を確保したことによって繊維の耐久性低下を引き起こすことがあった。

特開２００１−０３２１８２号公報

そこで、本考案者等のさらなる研究によれば、心綱の耐久性を向上させるべく、その心綱を構成するフィラメントに着目した。すなわち、複数種類ある合成繊維製のフィラメントのうち、強度及び保油性共に良好なフィラメントを見出すことで心綱のさらなる耐久性向上を試みた。

しかしながら、モノフィラメント等に代表される強度の高いフィラメントは、高い強度を有するが故に線密度が高く、そのまま使用した場合には十分な保油性が得られなかった。つまり、心綱自体の強度は高くなるものの、油量不足に伴うフレッティングや錆が発生し、必ずしも耐久性の高い心綱を得られるとは限らなかった。
逆に、スパンフィラメント等の保油性に優れるフィラメントは、繊維長が短く、ほつれ易いため、繰り返し曲げが負荷される長期の使用を考慮すると、必ずしも耐久性の高い心綱が得られるとは言い難かった。

本考案は、このような技術的課題を考慮してなされたもので、耐久性が高く、しかも保油性も良好な合成繊維製の心綱、およびこの合成繊維製の心綱を有するワイヤロープの提供を課題とする。

上記した課題を解決するため本考案は、合成繊維材からなるマルチフィラメントで形成された合成繊維製の心綱であって、
複数本のマルチフィラメントを撚り合わせてなるヤーンを複数本形成すると共に、その複数本のヤーンを撚り合わせてなる心綱ストランドを複数本形成し、かかる複数本の心綱ストランドを撚り合わせて構成されていることを特徴とする。

このように構成された本考案の心綱は、フィラメントとして細く長い原糸（長繊維）を複数本撚り合わせて１本の糸とする所謂マルチフィラメントを採用している。
マルチフィラメントは、その構造上、短い繊維を撚り合わせたスパンフィラメント（紡績糸）に較べて伸びづらく耐久性を有するが、原糸が長繊維であるため、内部に(マルチフィラメントとマルチフィラメントとの間に)空隙が少なく保油性に劣る。また、太い単繊維で構成されるモノフィラメントに較べると、その保油性は高いものの、フィラメントを構成している原糸がモノフィラメントに較べて格段に細くコシ(強度)がないため、型崩れし易い。

そこで本考案では、マルチフィラメントの特性を最大限に引き出すべく、心綱ストランドの製造に先立ち、予め、複数本のマルチフィラメントを撚り合わせて１本のヤーンを形成し、そのヤーンを複数本集め(束ね)、その複数本のヤーンを撚り合わせて心綱ストランドを製造し、その心綱ストランドを複数本集め(束ね)、かかる複数本の心綱ストランドを撚り合わせて心綱を得ている。

すなわち、複数本のマルチフィラメントを、事前に(または「予め」)撚り合わせることで(一次撚り加工)、撚り合わされていないマルチフィラメントの束と比べて、剛性と断面の保形性を確保し、これによって、後の撚り加工(２次撚り加工、３次撚り加工)におけるフィラメントの型崩れ（潰れ）や過密状態を防止する。
したがって、フィラメント内(マルチフィラメントとマルチフィラメントとの間)のみならず、ヤーン等の各部材間(ヤーンとヤーンとの間)にも隙間が確保される。
このように本考案では、耐久性および保油性に富む合成繊維製の心綱を得るために、あえて中間的性質を有するマルチフィラメントを採用すると共に、その特性を１次撚り加工によって最大限に引き出すことで、モノフィラメント及びスパンフィラメントで得られない耐久性と保油性の両立を実現している。

また、前記マルチフィラメントは、ポリエステル製であることが望ましい。

また、本考案は、上記した各手段に記載の合成繊維製の心綱を有するワイヤロープをも提供する。

なお、上述した各項目は、本考案の課題並びに実用新案登録請求の範囲を逸脱しない限りにおいて組み合わせ可能である。

このように本考案によれば、耐久性が高く、しかも保油性も良好な合成繊維製の心綱、およびこの合成繊維製の心綱を有するワイヤロープを提供できる。

本考案第１の実施の形態に示す心綱の製造工程を示す図。 疲労に伴うロープ径の推移を示すグラフ。 疲労に伴う伸びの推移を示すグラフ。 疲労に伴う断線数の推移を示すグラフ。 従来のワイヤロープ用心綱に用いられる多ボイド複合フィルム（フラットヤーン）の拡大図。

以下、本考案の合成繊維製の心綱、並びにこの合成繊維製の心綱を有するワイヤロープについて図面を参照しながら説明する。

はじめに合成繊維製の心綱について説明する。
本考案第１の実施の形態に示す心綱１は、その心綱１を構成しているフィラメントとして、ポリエステル製のマルチフィラメント２を用いている。
ポリエステル製のマルチフィラメント２は、繊維長及び線径が均一であることから天然繊維に較べて加工性が良く、しかも、長繊維である。
なお、本実施の形態では、マルチフィラメント２内(マルチフィラメントとマルチフィラメントとの間)に隙間を確保すべく５０００ｄｔｅｘ以下のマルチフィラメントを採用している。また、耐久性を保持するために延伸加工を施し、最終的には５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の強度を有するマルチフィラメントを得ている。
そして、このように加工されたマルチフィラメントに１次〜３次撚り加工を施して心綱１を得る。すなわち、本実施の形態に示す合成繊維製の心綱１は、３工程撚りで製造されている。

１次撚り加工は、複数本のマルチフィラメント２を撚り合わせてヤーン３を製造する工程である。すなわち、心綱ストランドの製造に先立ち、その心綱ストランドを構成するための１本のヤーン３を、複数本のマルチフィラメント２を撚り合わせて製造する。そして、そのヤーンを複数本製造する（図１（ａ）参照）。

続いて、２次撚り加工では、１次撚り加工で得られた複数本のヤーン３を撚り合わせて心綱ストランド４を製造する。そして、その心綱ストランド４を複数本製造する（図１（ｂ）参照）。また、得られた心綱ストランド４をディッピングして油付けにし、その内部にロープグリースを保持させる。

そして、最終工程の３次撚り加工では、２次撚り加工で得られた複数本の心綱ストランド４を撚り合わせて心綱１を得る（図１（ｃ）参照）。

このように本実施の形態に示す合成繊維製の心綱１では、複数本のマルチフィラメント２を撚り合わせて１本のヤーンを形成するとともに、かかるヤーンを複数本集め、その複数本のヤーン３を撚り合わせて心綱ストランド４を製造している。また、その心綱ストランド４を複数本集め、その複数本の心綱ストランド４を撚り合わせて心綱１を得ている。

すなわち、心綱ストランド４の製造に先立ち、上記した１次撚り加工により、複数本のマルチフィラメント２を撚り合わせて１本のヤーン３を形成することで、コシ(強度の)弱いマルチフィラメント２においても、ヤーン相当の剛性と断面の保形成を確保する。また、これによって後の撚り加工(２次撚り加工と３次撚り加工)におけるフィラメントの型崩れ（潰れ）や過密状態を防止する。このように本考案では、マルチフィラメント２を用いながらも高い強度と高い含油率を達成している。

このように本考案第１の実施の形態では、複数本のマルチフィラメントを事前に(予め)撚り合わせることで、撚り合わされていないマルチフィラメントの束と比べて、剛性と断面の保形性を確保し、これによって後の撚り加工(２次撚り加工と３次撚り加工)におけるマルチフィラメントの型崩れ（潰れ）や過密状態を防止する。
したがって、保油性の向上によってマルチフィラメントを用いた心綱の更なる耐久性向上が図られている。

続いて、上記した合成繊維製の心綱をエレベータ用のワイヤロープ１０に適用した実施の形態を説明する。

本考案第２の実施の形態に示すワイヤロープ１０は、上記した１次撚り工程から３次撚り工程を経て製造された合成繊維製の心綱１を有する。また、この心綱１に沿うようにスチールワイヤ製のロープストランド１１が設けられている。

また、図２〜図４に本実施の形態に示すワイヤロープ１０と、従来品との耐久性比較結果を示す。
なお、各試験体のロープ規格は、８×Ｓ（１９） Ｏ／Ｏ １２ｍｍ Ａ種とする。また、その一方を従来の天然繊維心（サイザル麻）を用いたワイヤロープとし、他方を本実施の形態に示す合成繊維製の心綱１を備えたワイヤロープ１０とした。

また、試験方法は、遊星式疲労試験に従って実施し、疲労に伴うロープ径の推移、伸びの推移、断線数の推移を各々測定した。また、各図において点線は従来型ワイヤロープの測定値を示している。また、実線は本実施の形態に示すワイヤロープ１０の測定値を示している。

図２は、疲労に伴うロープ径の推移を示している。この図を参照すると、曲げ回数が増すにつれて各ワイヤロープは共にロープ径の減少が見られるが、例えば、ロープ径９．６ｍｍに達する曲げ回数で比較すると、従来型ワイヤロープで約３８０万回（図２中ａ点）、一方、本考案のワイヤロープは、約１０００万回（図２中ｂ点）であり、この比較結果からも明らかなように、天然繊維心を有する従来型のワイヤロープに較べて、本考案のワイヤロープは、そのロープ径の減少において２倍以上の耐久性を有することが理解できる。

図３は、疲労に伴う伸びの推移を示している。この図を参照すると、曲げ回数が増すにつれて各ワイヤロープ共にロープの伸びが見られるが、例えば、伸び率０．８％に達する曲げ回数で比較すると、従来型ワイヤロープで約３５０万回（図３中ａ点）、一方、本考案のワイヤロープは、約８００万回（図３中ｂ点）であり、この比較結果からも明らかなように、天然繊維心を有する従来型のワイヤロープに較べて、本考案のワイヤロープは、その伸びにおいて２倍以上の耐久性を有することが理解できる。

図４は、疲労に伴う断線数の推移を示している。この図を参照すると、曲げ回数が増えるにつれて各ワイヤロープは共に断線が確認できるものの、例えば、従来品は曲げ回数約１７０万回（図中ａ点）付近から断線数が増加し、一方、本考案のワイヤロープは、曲げ回数約９００万回（図中ｂ点）に達しても殆ど断線は無く、この比較結果からも明らかなようにその耐久性が証明される。

このように本実施の形態に示すワイヤロープは、合成繊維製の心綱１を用いつつも、その心綱１の保油性によって適時ロープグリースが補給されるため、繰り返しの曲げに伴うフレッティング摩耗が大幅に抑制され、結果として、長期の使用にも耐える耐久性の高いワイヤロープを得ることができた。

なお、上記した心綱１及びワイヤロープ１０は、あくまでも本考案の一実施に過ぎず、その詳細は各種仕様に応じて変更可能である。

また、上記した第２の実施の形態では、本考案の心綱１をワイヤロープ１０に配置したが、ロープストランドに組み込む心綱としても利用できる。

また、合成繊維としてポリエステルを用いたが、マルチフィラメントの形態を取り得る合成繊維であれば、ポリエチレンやポリプロピレン等、他の合成繊維を用いても良い。

また、本実施の形態に示す心綱及びワイヤロープは、エレベータ用の動索や、クレーン用のケーブル等、繰り返し曲げが負荷される場所での使用に適しており、その様な場所に用いることによって、それら機器の信頼性を向上させることができる。
このように本考案に係る心綱１及びワイヤロープ１０は様々な形態を取り得る。

１ 心綱
２ マルチフィラメント
３ ヤーン
４ 心綱ストランド
５ 隙間
１０ ワイヤロープ
１１ ロープストランド
１００ 動索用ロープ
１０１ ソリッド状の心綱（樹脂連続体）
１０２ ストランド
２００ 多ボイド複合フィルム（フラットヤーン）
２０１ 割裂加工跡
２０３ 無機フィラー

Claims (2)

1. 合成繊維材からなるマルチフィラメントで形成された合成繊維製の心綱であって、
   複数本のマルチフィラメントを撚り合わせてなるヤーンを複数本形成するとともに、その複数本のヤーンを撚り合わせてなる心綱ストランドを複数本形成し、かかる複数本の心綱ストランドを撚り合わせて構成されていることを特徴とする合成繊維製の心綱。
2. 請求項１に記載の心綱を有するワイヤロープ。

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