JP3653362B2

JP3653362B2 - 電線入り繊維ロープ

Info

Publication number: JP3653362B2
Application number: JP33893396A
Authority: JP
Inventors: 洋一首藤
Original assignee: 東京製綱繊維ロープ株式会社
Priority date: 1996-12-04
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2016-12-04
Also published as: JPH10168772A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電線入り繊維ロ-プに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロープに通信機能や送電機能を持たせる手段として電線入り繊維ロープないし電らん入り繊維ロープが従来より知られている。
かかる電線入り繊維ロープは、ロープが撚り構造の場合には各ストランドの中心に電線を入れ、ロープが編組構造の場合には中心の空洞部に電線を入れた構造となっていた。しかしながら、繊維ロープはワイヤロープに比べて格段に伸びが大きいため、ロープに負荷がかかった時にロープに伸びが生ずることによって電線が切れやすく、また、ロープに張力が作用することによってロープ長手方向と直角の断面における中心方向への応力(ラジアルフォース)が発生し、これにより電線が半径方向から強力に圧縮されて損傷し、電線としての機能が低下したりあるいは消失してしまうという問題があった。
このため、従来では電線入り繊維ロープでは電線機能を低下させないようにロープにかかる負荷の限界を見極め、ロープ本来の安全率よりも高い安全率のもとで使用しなければならず、この結果ロープとしては必要以上に太径で引張り強さの大きなものとなり、近年の繊維ロープ使用環境に十分対応することが困難となっていた。
【０００３】
すなわち、近年、海洋開発の発達に伴い、ブイ類の係留索に信号伝達機能を持たせる必要性が迫られている。この場合、ブイ類の係留索として十分な機能を発揮するするためにはロープは太径で高強力でなければならず、ロープの引張り強さを許せる限り十分に利用できるようにしなければならない。
この点に関してアラミド繊維や超高分子量ポリエチレン繊維などで代表される高強力・高弾性繊維の出現によりかなり高強力のロープとすることが可能である。しかしこのようなロープにおいて、前記のようにストランドの中心やロープの中心に電線を入れる構造としたのでは、係留索としての機能を発揮させると電線の機能が失われ、逆に電線の機能を活かそうとすると本来の目的である強力特性が発揮されなくなるという問題が生ずる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような問題点を解消するために研究して創案されたもので、その目的とするところは、ロープ本来の強力特性を発揮することができしかもそれでいて電線の機能が損なわれず、通信機能や送電機能をもつ係留索としてきわめて有効な電線入り繊維ロープを提供することにある。
なお、本発明において、「電線」とは電力線、信号線の双方を含む概念である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、高強力・高弾性率繊維からなる心の外周に複数本の電線を配すると共に各電線の間に柔軟性のある線状体を配し、これらを心の外周に螺旋状に巻き付け、さらにその外周に電線と線状体を固定する通水性の固定層を設け、該固定層の外周に合成繊維からなる外層を設けた構成としたものである。
心の周りに合成繊維からなる保護層を設け、これの外周に前記電線と線状体を配して螺旋状に巻き付けてもよく、保護層は好ましくは編組構造からなっている。線状体は無負荷の状態で径が電線の径よりも適度に太いものたとえば電線径に対し１０〜３０％程度太いものを使用することが好ましい。
本発明において、「線状体」は巻き付け可能な柔軟性があるものであれば限定はなく、合成高分子系、金属系、あるいはそれらの複合したものなどを使用できる。
固定層はヤーン、テープ、帯布などの条体を巻き付けることで構成される。条体は通水性を有していてもよいし、通水性を有しないものであってもよい。後者の場合には条体の幅方向でオーバラップ状にせず各巻き間に隙間をあけるように巻き付ければよい。
表層は好ましくは編組構造からなっている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。
図１ないし図３は本発明による電線入り繊維ロープの第１実施例を示している。１は強力母体となるべき心であり、電気絶縁性がよくしかも高強力、高弾性率でかつ伸びの少ない特性の繊維、たとえば引張り強さが２０ｇｆ／Ｄ以上、伸度が３〜５％、引張り弾性率５００ｇｆ／Ｄ以上のものが用いられる。この特性を備えた繊維の例としては、アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン、ポリアリレートなどの高性能繊維が挙げられる。心１はこうした繊維からなるヤーンを撚り合わせたストランド１０を編組して構成されている。その構造は８打ち、１２打ち、１６打ち、２４打ちなど任意である。
２は前記強力母体としての心１を保護するため心１の外周に密着させて設けられている保護層(第４層)である。該保護層２は心１に用いた繊維よりも伸度の大きな汎用繊維、たとえばポリエステル、ナイロンなどから選択された繊維からなるヤーンを撚り合わせたストランド２０を２×２４打ち、３×１６打ちなどに編組している。
【０００７】
３は電線配置層(第３層)であり、複数本(この例では４本)の電線４と柔軟性のある線状体５との組み合わせからなっている。
前記各電線４，４は導体４０の周りを外被４１で被覆されることで構成されており、保護層２の外周に等間隔で配置されている。線状体５は前記各電線４，４の間に配されている。線状体５はこの例では隣あう電線４，４の間に２本ずつ計８本配されている。そしてそれら電線４と線状体５は保護層２の外周に螺旋状に巻き付けられている。図３はこの状態を示している。
前記線状体５は適度の弾性(可縮性)と柔軟性を有するものであればよく、たとえばステンレスの撚り線、合成高分子系のロッド、あるいは合成繊維の紐状ないしコード状のものが挙げられる。具体例としてはステンレス線の１×１９構造のもの、ウレタン樹脂のロッド、ナイロンのコードなどが挙げられる。
線状体５の断面形状は円形、矩形など任意であり、また中実であっても中空であってもよいが、電線４が後述する固定層や外層から受ける外力の影響を軽減するため、無負荷状態において電線４の巻き付け径よりも適度に突出するように、電線４の直径よりも太い径(断面積)を有していることが好ましい。
【０００８】
線状体５の増径の程度は線状体５の可縮度合いにもよるが、一般的に電線４の直径に対して約１０〜３０％大きい範囲から選定すればよい。電線の直径の１０％を下回る太さでは、固定層や外層からの力が作用したときに、その力が電線４に直接的に作用してしまう危険があるため好ましくない。しかし、電線４の直径の３０％を超える太さとした場合には、電線４に対する外力の影響防止には効果があるものの、電線４が浮いて保護層２から離間して動きやすくなり、配置の片寄りが生ずる不都合があるため好ましくない。
電線４と線状体５の固定層２に対する巻き付けピッチは、強力母体としての心１の伸びに追従し得るよう適宜選定するもので、たとえば心１と保護層２を合算した径の５〜９倍程度の範囲が挙げられる。
【０００９】
６は電線４と線状体５を動かないように固定するため前記電線配置層３の外周に施された固定層(第２層)である。
この固定層６はロープの内部まで水を浸透させ、水深の深いところで使用された場合にもロープの受ける水圧の影響をできるだけ少なくするようにすべく通水性を有していることが必要である。
前記通水性は固定層を構成する部材自体に備わっていてもよい。あるいは層を構成する部材そのものには通水性がないが、電線配置層３への取付け具合によって通水性を得てもよい。
【００１０】
この第１実施例は前者の態様を採用しており、多孔質の条体６０が用いられ、これを電線配置層３の外周に螺旋状に巻き付けている。この多孔質の条体６０としては、合成繊維の織物または編物、不織布あるいは孔明け加工により多数の孔を配設した多孔性のテープ状ないし帯布状が挙げられる。しかし、条体６０はこれに限らず、たとえば１．５ｍｍ〜３ｍｍ程度のヤーンまたはストランドであってもよい。
合成繊維や繊維としては伸びのある程度あるものたとえば、ポリエステル、ナイロンなどが挙げられる。このように条体自体が通水性を有している場合には、条体６０は巻回幅方向でオーバーラップしていてもよい。また、前記条体６０は電線配置層３に面する側に粘着層あるいは接着層を有していてもよい。
７は前記固定層６の外周を覆う外層(第１層)であり、ポリエステルなど耐摩耗性の良好な合成繊維を編組したもので、この例では２×２４打ちからなっているが、３×１６打ち、２×３２打ちなどでもよい。
【００１１】
図４は本発明の第２実施例を示している。
この実施例においては、固定層６の条体６０としてそれ自体には通水性のないものたとえばたとえばポリエチレン系やビニール系などの合成樹脂テープが用いられており、該条体６０は幅方向でラップし合わないように各ターンごとに適度の隙間を設けて螺旋状に巻き付けられている。
他の構成は第１実施例と同じであるから、同じ部位や部分に同符号を付し、説明は省略する。
【００１２】
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
すなわち、場合によっては、心１の外周の保護層２を省略し、心１の外周に電線配置層３を直接設けてもよい。
また、電線４の配置本数は４本でなく、３本、５本、６本など任意である。線状体５も必ずしも２本組とする必要はなく、隣あう電線４，４間に１本ずつ配置してもよいし、３本組あるいはそれ以上としてもよい。
【００１３】
【実施例】
次に本発明の実施例を示す。
1)アラミド繊維を使用し、これを２×８(8打ち)に編組して径１５ｍｍの心とした。この心の外周にポリエステル繊維を２×２４打ちに編組して保護層(第４層)を作った。この保護層形成時の径は１８ｍｍである。
この保護層の外周に径が４ｍｍの電線を４本等間隔に配置し、各電線の間に無負荷時の径が５ｍｍのウレタン線状体を２本ずつ引き揃えて配置し、ピッチ１３５ｍｍで螺旋状に巻き付けて電線配置層(第3層)を得た。この段階での径は２８ｍｍである。
そして、電線配置層の外周に幅７０ｍｍのポリエステル繊維製の帯布を各ターンがラップするように巻き付け、径が２８，５ｍｍの固定層(第2層)を得しめ、この固定層の外周にポリエステル繊維により２×２４打ちに編組して外層(第1層)を得た。
こうして得られた本発明の電線入りロープは、径が３６ｍｍで、引張り強さ１８tonｆ、伸度６％の特性を示した。
2)このロープの性能を比較するため、アラミド繊維を２×８(8打ち)に編組し、その中心に直径４ｍｍの電線を４本入れて径１７ｍｍとし、その外周にポリエステル繊維を２×２４打ちに編組したロープを作り、直径２２ｍｍ、引張り強さ１８tonf、伸度６％の従来型電線入りロープを得た。
【００１４】
試験内容は次の通りである。
A.繰り返し引張りによる導体抵抗値の変化
これは試料長１．６ｍのロープの両端を把持し、荷重範囲１tonｆ〜５tonｆの間で軸線方向の引張りと除荷を繰り返し、抵抗値の変化を見たものである。
この結果を表１に示す。
B.Ｕ曲げ繰り返し引張りによる導体抵抗値の変化
これは試料長６．６ｍの試料をシーブ径１２１０ｍｍ（Ｄ／ｄ＝３３．６）のシーブを経由させ、試料の両端を把持して２．２tonｆの荷重にて交互に引張りと除荷を繰り返し、抵抗値の変化を見たものである。
この結果を表２に示す。
【００１５】
【表１】

【００１６】
【表２】

【００１７】
これら表１と表２から明らかなように、本発明品はA.の試験において６００００回程度まで引張りの影響がないが、従来品では電線が損傷されるため、１０００回で抵抗値が上がってしまっている。また、B.の試験でも、本発明品は５０回のＵ曲げでも抵抗値に変化はないが、従来品は１０回のＵ曲げで著しく抵抗値が上がってしまっている。
これらから、本発明のように強度母体として心の周辺に電線を柔軟性のある線状体と交互に巻き付け、固定層でその配置を固定することによって高強力でしかも良好な電線機能が得られることがわかる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明した本発明の請求項１によるときには、高強力・高弾性率繊維からなる心１の外周に複数本の電線４を配すると共に各電線４，４の間に柔軟性のある線状体５を配し、これらを心１の外周に螺旋状に巻き付け、さらにその外周に電線４と線状体５を固定する通水性の固定層６を設け、該固定層６の外周に合成繊維からなる外層７を設けたので、心１が強力母体となって優れた高強力性能を発揮し、しかも、電線４が心１の周辺に配されているためロープに外力がかかった時にもロープ中心方向の応力の影響を受けにくく、かつ各電線４は電線間に配置された線状体５によるスペーサ作用により外力の負荷を軽減される。しかも、線状体５と電線４を固定する固定層６は通水性を有しているため、水がロープ内部まで浸透し、水深の深い場合にも電線４が水圧の影響を受けることが少ない。このため、ブイの係留索などに使用した場合にロープの強力を十分に利用しつつしかも電線機能を良好に維持することができるというすぐれた効果が得られる。
【００１９】
請求項２によれば、心１が外周に合成繊維からなる保護層２を有し、これの周りに電線４と線状体５の巻き付けているため、心１への圧痕等の発生が防止され強力母体の特性を十分に発揮させることができるというすぐれた効果が得られる。請求項３によれば、線状体５が無負荷の状態で径が電線４の径よりも１０〜３０％程度太いものからなっているため、外力が作用したときにこれを自ら受け止め電線への負荷を的確に軽減することができるというすぐれた効果が得られる。
請求項４によれば、固定層６はヤーン、テープ、帯布などの条体を巻き付けることで構成されているため、電線４と線状体５をしっかりと固定することができるとともに、線状体５が圧縮されてその反力で巻き付け状態が緊張されるためゆるまないというすぐれた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す側面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図３】本発明における電線と線状体の巻き付け段階の状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す側面図である。
【符号の説明】
１心
２保護層(第４層)
３電線配置層
４電線
５線状体
６固定層
７外層
６０条体

Claims

高強力・高弾性率繊維からなる心１の外周に複数本の電線４を配すると共に各電線４，４の間に柔軟性のある線状体５を配し、これらを心１の外周に螺旋状に巻き付け、さらにその外周に電線４と線状体５を固定する通水性の固定層６を設け、該固定層６の外周に合成繊維からなる外層７を設けたことを特徴とする電線入り繊維ロープ。
心１が周りに合成繊維からなる保護層２を有し、これの外周に電線と線状体を配して螺旋状に巻き付けているものを含む請求項１に記載の電線入り繊維ロープ。
線状体５が無負荷の状態で電線径に対し１０〜３０％程度太い径ないし断面積を有している請求項１又は請求項２に記載の電線入り繊維ロープ。
固定層６がヤーン、テープ、帯布などの条体６０を巻き付けることで構成されている請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電線入り繊維ロープ。