JP5252651B2

JP5252651B2 - Ｃ形断面ラッピングワイヤおよびそれを用いたケーブルラッピング構造と方法

Info

Publication number: JP5252651B2
Application number: JP2009148388A
Authority: JP
Inventors: 健草梛
Original assignee: SOLANA TECHNO CORPORATION
Current assignee: SOLANA TECHNO CORPORATION
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2029-06-23
Also published as: JP2011006846A

Description

本発明は、主ケーブルにらせん状に巻き付けられる、断面が略Ｃ形のラッピングワイヤ、およびそのＣ形断面ラッピングワイヤを用いたケーブルラッピング構造とケーブルラッピング方法に関する。

多数の金属線を平行に集束した太いケーブル（本願では、主ケーブルと呼ぶ。例えば吊橋ケーブル）に対して、内部への水等の進入を防いで防食対策を施すためには、主ケーブルの外周にラッピングワイヤを隙間なく緊密にらせん状に巻き付けることが有効であることが知られている。しかし、円形断面のラッピングワイヤを用いた構造の場合、主ケーブルが、その軸方向にかかる荷重の変動を受けたり、熱膨張に伴う伸縮を繰り返すことにより、らせん状に巻き付けられているラッピングワイヤ同士の接触部に隙間が生じ、その隙間を通して、あるいはその隙間発生に起因して巻き付けラッピングワイヤの外側に施された厚膜塗装に割れが生じ、その割れ目を通して、雨水等が進入し、防食性能を低下させるおそれがあった。

このような問題に対処するために、略Ｚ形断面のラッピングワイヤを使用する吊橋ケーブルのラッピング構造が提案されている（特許文献１）。このケーブルラッピング構造では、図４に示すように、多数の金属線１０１を平行に集束した主ケーブル１０２（吊橋ケーブル）の外周に、左右両側に鈎形の係合部１０３、１０４を形成した略Ｚ形断面のラッピングワイヤ１０５を、係合部１０３、１０４における突片の内側を斜めに形成して突片同士を密着させ係合させた状態でらせん状に巻き付けていく。このケーブルラッピング構造により、隣接する略Ｚ形断面の巻き付けラッピングワイヤ１０５同士が、互いに係合し合うので、橋荷重の変動や熱膨張による伸縮の繰り返しに伴う隙間の発生を防止でき、ラッピングワイヤ１０５の外面に施された厚膜塗装１０６に割れ目が生じるのを防ぐことができるようになった。

特許第２９８６２８８号公報

上記特許文献１に開示された略Ｚ形断面のラッピングワイヤを使用したケーブルラッピング構造は、防食性能改善の面では優れた効果を発揮できるが、ラッピングワイヤ自体の製造の容易化、低コスト化、ラッピング時等の不具合の発生防止、ラッピングマシンの構造簡素化、小型化、低コスト化の面では、以下のような問題が残されている。

上記のような略Ｚ形断面のラッピングワイヤの断面形状は、通常、ロール圧延によって形成するが、左右両側に鈎形の係合部を有する左右非対称の断面形状であるので、圧延ロールの形状が比較的複雑にならざるを得ない。そのため、ロールの製作費用等を含むラッピングワイヤの製造コストの低減に限界が生じるとともに、ラッピングワイヤの製造自体の容易化にも問題が残ることとなる。また、ラッピングワイヤの表面には、通常、防錆処理として溶融亜鉛めっき等のめっきが施されるが、上記のような突片の突出方向が互いに逆方向となる鈎形の係合部を左右両側に有する略Ｚ形断面形状では、いずれか一方の鈎形係合部にめっき溜まり等の不良が発生しやすくなるおそれがある。

また、略Ｚ形断面のラッピングワイヤは、その断面形状から、１本巻き２本巻きにかかわらず、ワイヤがらせん状に巻き付けられていく際に、隣接して次に巻かれるワイヤが直前に巻かれたワイヤの上に部分的に重なるように巻き付けられていくので、ワイヤが溶融亜鉛めっきされていることもあって、ワイヤ同士の摩擦力が原因で、巻き付け張力が小さいと次々と巻き付けられていくワイヤの締め付けが悪くなり、徐々に巻径が大きくなり易い。その結果、巻かれたワイヤがラッパ状に膨らんで主ケーブルから浮いてしまうことがある。従来は、このような不具合が生じないようにするため、ある一定以上の強い張力で巻き付けていくようにしているが、ワイヤの断面形状的に、不具合の発生の懸念を完全に払拭するのは困難である。

また、通常、ラッピングマシンは、主ケーブルの上にまたがるように設置されるが、巻き付け張力の反力がマシンに作用するのでラッピングマシンには常に主ケーブルを中心とするトルク（モーメント）がかかり、それがマシンを転倒させようとする力になる。実際は転倒防止のために、種々の対策が採られているが、上述の如く巻き付け張力をある程度大きくせざるを得ないので、転倒防止のための反力対策も比較的複雑な構造で大がかりなものとなり、ラッピングマシンが比較的高価なものとなっている。また、ラッピングワイヤの巻き付けのためにラッピングマシンにはモータを搭載するが、巻き付け張力を大きくするためにはモータ容量も大きくならざるを得ず、この面からもラッピングマシンの低コスト化が難しい状況となっている。

さらに、上述の如く、巻き付け張力をある程度大きくせざるを得ず、ラッピングワイヤにはある一定以上の張力をかける必要があるので、ワイヤ巻き付け時の断線防止のためには、ワイヤ断面積をそれほど小さくはできない。したがって、ワイヤ製造に使用する材料量の低減にも限界が生じることとなり、この面からの低コスト化も難しいというのが実情である。

そこで本発明の課題は、上記のような現状における問題点、とくに特許文献１に開示された略Ｚ形断面のラッピングワイヤを使用したケーブルラッピング構造における問題点に着目し、特許文献１に開示された構造に比べ、ラッピングワイヤ自体の製造の容易化、低コスト化、ラッピング時等の不具合の発生防止、ラッピングマシンの構造簡素化、小型化、低コスト化が可能な、Ｃ形断面ラッピングワイヤおよびそれを用いたケーブルラッピング構造と方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るＣ形断面ラッピングワイヤは、多数の金属線を平行に集束した主ケーブルの外周にらせん状に巻き付けられるラッピングワイヤであって、断面が略Ｃ形であり、該略Ｃ形断面の開口側を主ケーブルの径方向外方に向けラッピングワイヤ同士を隣接させてらせん状に巻き付けられる第１層と、該第１層上に前記略Ｃ形断面の開口側を主ケーブルの径方向内方に向けラッピングワイヤ同士を隣接させてらせん状に巻き付けられる第２層とを形成するように巻き付けられ、前記第１層の巻き付けラッピングワイヤと前記第２層の巻き付けラッピングワイヤとが主ケーブルの軸方向に実質的に半ピッチずれた状態にて、一方の巻き付けラッピングワイヤの前記略Ｃ形断面の腕部の内側面と他方の巻き付けラッピングワイヤの前記略Ｃ形断面の腕部の内側面とが主ケーブルの径方向に対して斜めに形成されて主ケーブルの軸方向に互いに係合し合うように、前記略Ｃ形断面形状が形成されていることを特徴とするものからなる。

また、本発明に係るＣ形断面ラッピングワイヤを用いたケーブルラッピング構造は、断面が略Ｃ形に形成されたラッピングワイヤを、多数の金属線を平行に集束した主ケーブルの外周に前記略Ｃ形断面の開口側を主ケーブルの径方向外方に向けラッピングワイヤ同士を隣接させてらせん状に巻き付けた第１層と、該第１層上に前記ラッピングワイヤの略Ｃ形断面の開口側を主ケーブルの径方向内方に向けラッピングワイヤ同士を隣接させてかつ前記第１層の巻き付けラッピングワイヤに対し主ケーブルの軸方向に実質的に半ピッチずらした状態にてらせん状に巻き付けた第２層とを有し、主ケーブルの径方向に対して斜めに形成された第１層の巻き付けラッピングワイヤの前記略Ｃ形断面の腕部の内側面と第２層の巻き付けラッピングワイヤの前記略Ｃ形断面の腕部の内側面とが主ケーブルの軸方向に互いに係合し合うように構成されていることを特徴とするものからなる。

上記Ｃ形断面ラッピングワイヤおよびそれを用いたケーブルラッピング構造においては、ラッピングワイヤの表面に防錆等のためにめっきが施されていることが好ましい。めっきとしては、従来から行われている溶融亜鉛めっきを採用できる。

このような本発明に係るＣ形断面ラッピングワイヤおよびそれを用いたケーブルラッピング構造においては、主ケーブルの外周に、上記第１層を形成するＣ形断面ラッピングワイヤと、上記第２層を形成するＣ形断面ラッピングワイヤとが、Ｃ形断面の開口側を対向させた形態でらせん状に重ね巻きされ、第１層の巻き付けラッピングワイヤのＣ形断面の腕部と第２層の巻き付けラッピングワイヤのＣ形断面の腕部が、それらの内側面同士で互いに係合し合って、第１層における隣接ラッピングワイヤ同士および第２層における隣接ラッピングワイヤ同士が、主ケーブルの軸方向に密接された状態に保たれることになる。換言すれば、第１層の隣接ラッピングワイヤは、第２層のラッピングワイヤによって、第２層の隣接ラッピングワイヤは、第１層のラッピングワイヤによって、それぞれ、密接状態に維持される。そして、この密接状態の維持は、主ケーブルにかかる荷重の変動や、主ケーブルの熱膨張に伴う伸縮とは無関係に達成可能であるから、第１層、第２層ともに、隙間が生じない目標とするラッピング形態に維持されることとなる。

また、上記ラッピングワイヤの断面形状が略Ｃ形断面であり、このＣ形断面形状は断面において容易に左右対称形状とできるため、前述の特許文献１におけるＺ形断面のワイヤに比べ、形状がシンプルであり、製造し易く、かつ、廉価に製造できる。ロール圧延で製造する場合にも、圧延ロールの形状をＺ形断面の場合よりもシンプルにできる。また、Ｃ形断面においては左右の腕部が同方向に延びることになるので、溶融亜鉛めっき等を施す場合にあっても、断面形状的にめっき溜まり等の不良が発生しにくい。

また、第１層、第２層のそれぞれにおいて、Ｃ形断面ラッピングワイヤは、隣接ワイヤ同士が部分的にオーバーラップすることなく、外側面同士が密接した状態で隣接配置されることになるので、特許文献１に記載の構造のように隣接ワイヤ同士が部分的にオーバーラップして巻かれたワイヤがラッパ状に膨らみ主ケーブルから浮いてしまうような状態は発生しない。したがって、本発明では、小さい巻き付け張力であっても、Ｚ形断面ラッピングワイヤにおけるような不具合が発生するおそれは全くない。

また、巻き付け張力が小さくてもよいことから、ラッピングマシンに作用する巻き付け張力の反力も小さくなり、マシンの転倒防止のための反力対策も比較的容易に実施できる。また、その結果として、マシンも小型化できるので、従来のマシンよりも廉価に製作できるようになる。

さらに、ラッピング張力を小さくできるので、ワイヤの断面積を小さくしても断線しにくくなる。したがって、ラッピングワイヤ製造に使用する材料量を従来より減少させることができるので、この面からも、従来のＺ形断面ワイヤよりも廉価に製造可能となる。

本発明は、ケーブルラッピング方法についても提供する。すなわち、本発明に係るＣ形断面ラッピングワイヤを用いたケーブルラッピング方法は、断面が略Ｃ形に形成されたラッピングワイヤを、多数の金属線を平行に集束した主ケーブルの外周に前記略Ｃ形断面の開口側を主ケーブルの径方向外方に向けラッピングワイヤ同士を隣接させてらせん状に巻き付けて第１層を形成するとともに、該第１層上に前記ラッピングワイヤの略Ｃ形断面の開口側を主ケーブルの径方向内方に向けラッピングワイヤ同士を隣接させてかつ前記第１層の巻き付けラッピングワイヤに対し主ケーブルの軸方向に実質的に半ピッチずらした状態にてらせん状に巻き付けて第２層を形成し、主ケーブルの径方向に対して斜めに形成された第１層の巻き付けラッピングワイヤの前記略Ｃ形断面の腕部の内側面と第２層の巻き付けラッピングワイヤの前記略Ｃ形断面の腕部の内側面とを主ケーブルの軸方向に互いに係合させ合うことを特徴とする方法からなる。

このＣ形断面ラッピングワイヤを用いたケーブルラッピング方法においては、第１層のラッピングワイヤと第２層のラッピングワイヤを１台のラッピングマシンで主ケーブルに巻き付けていくことができる。すなわち、第１層のラッピングワイヤを巻き付けた直後に第２層のラッピングワイヤを順次巻き付けていくことができる。したがって、少なくとも第１層、第２層を必要とするラッピング形態にあっても、ラッピング時間等がとくに増えることはなく、容易にラッピングを進めていくことが可能である。

このように、本発明に係るＣ形断面ラッピングワイヤおよびそれを用いたケーブルラッピング構造と方法によれば、特許文献１に開示された略Ｚ形断面のラッピングワイヤを使用したケーブルラッピング構造における問題を実質的にすべて解消でき、ラッピングワイヤ自体の製造の容易化、低コスト化、ラッピング時等の不具合の発生防止、ラッピングマシンの構造簡素化、小型化、低コスト化が可能になる。

本発明の一実施態様に係るＣ形断面ラッピングワイヤを用いたケーブルラッピング構造および方法を示す斜視図である。図１のケーブルラッピング構造の部分断面図である。図１のケーブルラッピング構造における第１層と第２層のＣ形断面ラッピングワイヤの係合状態を示す拡大部分断面図である。特許文献１に開示された従来の略Ｚ形断面のラッピングワイヤを使用したケーブルラッピング構造を示す部分断面図である。

以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１〜図３は、本発明の一実施態様に係るＣ形断面ラッピングワイヤ、それを用いたケーブルラッピング構造および方法を示している。図１において、１は、多数の金属線１ａを平行に集束した主ケーブルを示しており、主ケーブル１の外周に、本発明に係るＣ形断面ラッピングワイヤが、主ケーブル１の径方向内側の第１層を形成するＣ形断面ラッピングワイヤ２、径方向に該第１層の外側の第２層を形成するＣ形断面ラッピングワイヤ３として、１台のラッピングマシン（図示略）によって、順次らせん状に巻き付けられていく。これらラッピングワイヤ２、３は、実質的に同一のもので、それぞれ、断面が略Ｃ形であり、該略Ｃ形断面の開口側を対向させて巻き付けられていく。すなわち、略Ｃ形断面の開口側を主ケーブル１の径方向外方に向けラッピングワイヤ２同士が隣接されてらせん状に巻き付けられることにより第１層が形成され、該第１層上に、第１層のラッピングワイヤ２に対し半ピッチずれた状態にて、略Ｃ形断面の開口側を主ケーブル１の径方向内方に向けラッピングワイヤ３同士が隣接されてらせん状に巻き付けられることにより第２層が形成される。ラッピングワイヤ２、３の表面には、防錆等のために、例えば溶融亜鉛めっきが施されている。

図２、図３に示すように、第１層の巻き付けラッピングワイヤ２と、第２層の巻き付けラッピングワイヤ３とが主ケーブル１の軸方向に実質的に半ピッチずれた状態にて巻き付けられ、巻き付けられた状態では、一方の巻き付けラッピングワイヤ、例えばラッピングワイヤ２の略Ｃ形断面の腕部の内側面４ａと、他方の巻き付けラッピングワイヤ、例えばラッピングワイヤ３の略Ｃ形断面の腕部の内側面５ａとが，主ケーブル１の径方向に対して斜めに（傾斜面に）形成されており、両腕部の内側面４ａ、５ａが主ケーブル１の軸方向に互いに係合し合うように、略Ｃ形断面形状が形成されている。

第１層、第２層ともに、略Ｃ形断面形状の開口部を同じ方向に向けて（第１層では、主ケーブル１の径方向外側に向けて、第２層では、主ケーブル１の径方向内側に向けて）、順次ラッピングワイヤ２、３が巻き付けられていくので、主ケーブル１の外周上で隣接配置されるラッピングワイヤ２、３は、各々、同じ巻き付け姿勢で隣接することになる。そして、隣接ラッピングワイヤ２同士および隣接ラッピングワイヤ３同士にはオーバーラッピング部位はなく、上述の如く、互いに半ピッチずれた状態で巻き付けられるので、隣接ラッピングワイヤ２同士および隣接ラッピングワイヤ３同士は、略Ｃ形断面の腕部の外側面４ｂ同士および外側面５ｂ同士で密接した状態で隣接配置されることになる。

そして、第１層のラッピングワイヤ２が巻き付けられた直後に、第２層のラッピングワイヤ３が、ラッピングワイヤ２の略Ｃ形断面の腕部の斜面に形成された内側面４ａに、ラッピングワイヤ３の略Ｃ形断面の腕部の斜面に形成された内側面５ａが係合するように巻き付けられていくので、ラッピングワイヤ３は、隣接ラッピングワイヤ２同士を互いに引き寄せ外側面４ｂ同士を密接させるように、重ね巻きされていく。同時に、そのときにラッピングワイヤ２側から受ける反力により、隣接ラッピングワイヤ３同士も互いに引き寄せられ、外側面５ｂ同士が密接される。したがって、略Ｃ形断面ラッピングワイヤ２、３を順次所定の形態で重ね巻きしていくだけで、実質的に自動的に、隣接ラッピングワイヤ２同士間および隣接ラッピングワイヤ３同士間に隙間が発生しない状態で、各ラッピングワイヤ２、３がらせん状に巻き付けられていくことになり、理想的なラッピング構造が極めて容易に得られることになる。

このラッピング構造においては、とくに外側の第２層の隣接ラッピングワイヤ３間に隙間が発生しないので、その外側に容易に所望の厚膜塗装（図示略）を施すこともできる。その場合にも、隣接配置されているラッピングワイヤ２およびそれに係合されている隣接配置されたラッピングワイヤ３は、基本的に主ケーブル１にかかる荷重の変動や、熱膨張に起因する主ケーブル１の伸縮の影響を受けないので、ラッピング構造が崩れることはなく所望のラッピング形態がそのまま維持され、したがってその上に施されている厚膜塗装に割れが生じることもない。

また、前述の如く、ラッピングワイヤ２、３は、シンプルな略Ｃ形断面形状であるため、特許文献１のＺ形断面のワイヤに比べ製造し易く、かつ、廉価に製造できる。ロール圧延による製造における圧延ロールも、シンプルで廉価に製作できる。溶融亜鉛めっき等を施す場合にも、めっき溜まり等の不良が発生しにくい。

また、前述の如く、第１層、第２層ともに、隣接ワイヤ同士が部分的にオーバーラップして巻かれたワイヤがラッパ状に膨らみ主ケーブル１から浮いてしまうような状態の発生は確実に回避される。したがって、巻き付け張力は小さくて済む。その結果、ラッピングマシンに作用する巻き付け張力の反力も小さくなるので、マシン転倒防止のための反力対策も容易に実施できることになる。また、ラッピングマシンも小型化できるので、より廉価に製作できるようになる。

さらに、前述したように、ラッピング張力を小さくできる結果、ワイヤの断面積を小さくすることも可能になり、ラッピングワイヤ製造に使用する材料量を低減してコストダウンをはかることも可能になる。

本発明に係るＣ形断面ラッピングワイヤとケーブルラッピング構造、方法は、主ケーブルへのラッピングが要求されるあらゆる分野に適用可能であり、とくに吊橋ケーブルのラッピングに最適なものである。

１主ケーブル
１ａ金属線
２第１層を形成するＣ形断面ラッピングワイヤ
３第２層を形成するＣ形断面ラッピングワイヤ
４ａ、５ａＣ形断面の腕部の内側面
４ｂ、５ｂＣ形断面の腕部の外側面

Claims

多数の金属線を平行に集束した主ケーブルの外周にらせん状に巻き付けられるラッピングワイヤであって、断面が略Ｃ形であり、該略Ｃ形断面の開口側を主ケーブルの径方向外方に向けラッピングワイヤ同士を隣接させてらせん状に巻き付けられる第１層と、該第１層上に前記略Ｃ形断面の開口側を主ケーブルの径方向内方に向けラッピングワイヤ同士を隣接させてらせん状に巻き付けられる第２層とを形成するように巻き付けられ、前記第１層の巻き付けラッピングワイヤと前記第２層の巻き付けラッピングワイヤとが主ケーブルの軸方向に実質的に半ピッチずれた状態にて、一方の巻き付けラッピングワイヤの前記略Ｃ形断面の腕部の内側面と他方の巻き付けラッピングワイヤの前記略Ｃ形断面の腕部の内側面とが主ケーブルの径方向に対して斜めに形成されて主ケーブルの軸方向に互いに係合し合うように、前記略Ｃ形断面形状が形成されていることを特徴とするＣ形断面ラッピングワイヤ。
表面にめっきが施されている、請求項１に記載のＣ形断面ラッピングワイヤ。
断面が略Ｃ形に形成されたラッピングワイヤを、多数の金属線を平行に集束した主ケーブルの外周に前記略Ｃ形断面の開口側を主ケーブルの径方向外方に向けラッピングワイヤ同士を隣接させてらせん状に巻き付けた第１層と、該第１層上に前記ラッピングワイヤの略Ｃ形断面の開口側を主ケーブルの径方向内方に向けラッピングワイヤ同士を隣接させてかつ前記第１層の巻き付けラッピングワイヤに対し主ケーブルの軸方向に実質的に半ピッチずらした状態にてらせん状に巻き付けた第２層とを有し、主ケーブルの径方向に対して斜めに形成された第１層の巻き付けラッピングワイヤの前記略Ｃ形断面の腕部の内側面と第２層の巻き付けラッピングワイヤの前記略Ｃ形断面の腕部の内側面とが主ケーブルの軸方向に互いに係合し合うように構成されていることを特徴とする、Ｃ形断面ラッピングワイヤを用いたケーブルラッピング構造。
前記ラッピングワイヤの表面にめっきが施されている、請求項３に記載のＣ形断面ラッピングワイヤを用いたケーブルラッピング構造。
断面が略Ｃ形に形成されたラッピングワイヤを、多数の金属線を平行に集束した主ケーブルの外周に前記略Ｃ形断面の開口側を主ケーブルの径方向外方に向けラッピングワイヤ同士を隣接させてらせん状に巻き付けて第１層を形成するとともに、該第１層上に前記ラッピングワイヤの略Ｃ形断面の開口側を主ケーブルの径方向内方に向けラッピングワイヤ同士を隣接させてかつ前記第１層の巻き付けラッピングワイヤに対し主ケーブルの軸方向に実質的に半ピッチずらした状態にてらせん状に巻き付けて第２層を形成し、主ケーブルの径方向に対して斜めに形成された第１層の巻き付けラッピングワイヤの前記略Ｃ形断面の腕部の内側面と第２層の巻き付けラッピングワイヤの前記略Ｃ形断面の腕部の内側面とを主ケーブルの軸方向に互いに係合させ合うことを特徴とする、Ｃ形断面ラッピングワイヤを用いたケーブルラッピング方法。
第１層のラッピングワイヤと第２層のラッピングワイヤを１台のラッピングマシンで主ケーブルに巻き付けていく、請求項５に記載のＣ形断面ラッピングワイヤを用いたケーブルラッピング方法。