JP6224610B2 - 穴あきロープ - Google Patents
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Description
そのため、特許文献1、2では、容易に結合するためのバックルが提案されているが、バックル、又はバックルとロープの取付部の強度は、ロープの強度よりも弱いため、ロープの強度を最大限に利用することができないという問題がある。
2.ロープ全長に渡って固着部が設けられていることを特徴とする1に記載された穴あきロープ。
3.穴あきロープを形成するひも一本の引張強度をP、穴あきロープを形成するひもの本数をnとしたときに、両隣の開口部のうち一方の開口部のみに他の穴あきロープが挿入された状態の固着部が、0.8nP〜0.97nP本分の引張に対する破壊強度を有することを特徴とする1または2に記載された穴あきロープ。
4.前記二本のひもをπの位相差を有する正弦波状で重ねあわせるように連続交差させ、交差箇所で固着したことを特徴とする1〜3のいずれかに記載された穴あきロープ。
5.前記二本のひもが、断面が略円形のひもであることを特徴とする1〜4のいずれかに記載された穴あきロープ。
6.前記断面が略円形のひもがカーンマントル構造のひもであることを特徴とする5に記載された穴あきロープ。
7.前記二本のひもが帯状のひもであることを特徴とする、1〜4のいずれかに記載された穴あきロープ。
8.前記開口部の長さが帯の幅の1.2倍から3倍となるように一定の間隔で固着されていることを特徴とする7に記載された穴あきロープ。
9.1〜8のいずれかに記載された穴あきロープからなるペット用リード。
10.1〜8のいずれかに記載された穴あきロープからなるクレーン用のスリング。
ペット用リードとして用いた場合、突発的、瞬間的な動作によって加わる力が開口部の変形により吸収されるので、動物、引率者の双方に対するショックが緩和され、リードの破損が抑制される。
クレーン用のスリングとして用いた場合は、穴あきロープを相互に通すことで容易に結合でき、結合は強固で解けない。特に帯状のひもを用いたベルトスリングは、安定して荷物を確保できるので安全性が高い。
2.内芯
3.固着部
A.挿入ロープ
B.被挿入ロープ
AT.挿入ロープの先端
b1〜b4.被挿入ロープの開口部
wa.挿入ロープの固着部を中心とする狭幅部
wb.被挿入ロープの開口部を中心とする広幅部
本発明の穴あきロープを形成するひもは、特に限定されることなく使用することができる。ひもの材質、および太さは同じであることが好ましい。ひもの強度、および伸び率が異なると、穴あきロープとした際にバランスが悪く強度が低下するためである。二本のひもは、一本のひもを折り返したものでもよい。
固着方法は、限定されず、ひもの材質等に応じて適宜選択される。例えば、化学繊維製ロープであれば、融着、接着、縫製を採用することができる。天然繊維製ロープであれば、接着、縫製等を採用することができる。また、糸を撚ってひもを作成する際に、二本のひもを形成する糸を一定間隔で互いに編み込むことにより固着部を形成してもよい。
断面が略円形のひもの例は、カーンマントル構造のひも、三つ打、八つ打等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。カーンマントル構造のひもと三つ打が好ましく、カーンマントル構造のひもがより好ましい。三つ打はロープ表面の凹凸が大きく結合時に凹凸が噛みあうため、強固に結合することができる。カーンマントル構造のひもは内芯と外皮とからなり、屈曲性が全方向に一定であるため、穴あきロープとしたときに捻れにくい。カーンマントル構造のひもの外皮のみを固着すると、内芯の性能を低下させることなく穴あきロープに加工することができる。この際、固着部において、外皮は内芯に対して滑ることができるので、穴あきロープの捻れなどを吸収できる。他方、外皮とともに内芯の一部も固着すると、固着部の保型力が高まるため、変形に対する修復性が向上する。
カーンマントル構造のひもの構造を図1aに、三つ打のひもの構造を図1bに示す。カーンマントル構造のひもの外皮1は、袋編みされた鞘状である。内芯2は、多数の線状材で構成され、撚線あるいは束状にまとめられている。外皮1は、表面保護、耐摩耗性を分担し、内芯2は、抗線力などの強度を分担している。
本発明の穴あきロープは、二本のひもが一定の間隔で固着した少なくとも3つの固着部を有していればよい。三本以上のひもから形成することもできる。n本のひもは、2π/nの位相差を有する正弦波状となるように連続交差させ、交差箇所を固着して本発明の穴あきロープとすることができる。また、本発明の穴あきロープを形成するひもを、複数本の細紐から形成してもよい。例えば、二本の細紐を平行に並べて一本のひもに見立てて、二本の細紐からなるひもをそれぞれπの位相差を有する正弦波状で重ねあわせて連続交差させて穴あきロープを形成することができる。
本発明の穴あきロープは、交差箇所毎にひもの上下を入れ替えても、入れ替えなくてもよい。上下を入れ替えたものは、構造的にバランスがよく、意匠性にも優れる。上下を入れ替えていないものは、製造が簡便である。
図2は、断面が円形のカーンマントル構造のひもを折り返して二本のひもとした穴あきロープの例である。πの位相差を有する正弦波状となるように連続交差させ、交差箇所を固着した。図2aは交差箇所毎に交互に上下が入れ替わるように重ね合わせた穴あきロープの概略である。図2bは交差箇所で上下が入れ替わらずに重ね合わせた穴あきロープの概略である。図2cは、外皮のみが固着されている場合の固着部3の断面図である。
図3に、固着部を形成したロープの例を示す。図3aは、ロープの全長に渡って一定の間隔で固着部を形成した本発明の穴あきロープである。図3bは、ロープの両端側に一定の間隔で固着部を形成した本発明の穴あきロープである。
穴あきロープ先端を開口部毎に表裏となるように交互に4回通した様子を図4に示す。
開口部に挿入するロープは、開口部の大きさに適した径を有するものであれば特に限定されるものでない。固着部が形成されていない一般のロープも開口部に挿入して結合できる。本発明の穴あきロープを開口部に挿入することが好ましい。本発明の固着部が形成された穴あきロープ先端を、他の開口部に挿入すると、挿入ロープの固着部を中心とする狭幅部と被挿入ロープの開口部を中心とする広幅部とが噛み合うことで結合がさらに強まる。
図5に、穴あきロープの先端を他の穴あきロープの4箇所の開口部に挿入し、張力を加えた様子を示す。固着部が形成されている挿入ロープAの先端ATを被挿入ロープBの開口部4箇所(b1〜b4)に挿入している。挿入ロープAの固着部を中心とする狭幅部waと被挿入ロープの開口部を中心とする広幅部wbとが噛みあって強固に結合している。穴あきロープと平行な方向に張力が加わると、2つの開口部に挿入しただけでも挿入したロープは抜けない。張力のかかる方向が一定でない場合は、3つ以上の開口部に挿入するとよい。挿入する開口部が増えるほど、接触面積増加によって最大静止摩擦力が大きくなる。
次に、本発明の穴あきロープの固着部近辺の強度について、場合分けして説明する。本発明の穴あきロープの開口部に他のロープを挿入して結合を作成したときの固着部の状態は次の(i)〜(iii)に場合分けできる。
他のロープが挿入されていない本発明の穴あきロープの、張力が加わっていない状態を図6aに、張力が加わって伸長した状態を図6bに示す。張力が加わると穴あきロープが伸ばされ、固着部は捻れるように変形する。固着部には面内で捻れる力が加わるのみであり、固着面に対して垂直な方向の力、すなわち、固着部を剥がすように作用する力は働かない。この固着部を面内で捻る力は、固着面全体で受け止められる。固着部は強固に形成されていて固着部が回転する角度には上限があるため、捻る力により固着部が破壊されるより先に、固着部近辺の屈曲したひもが断裂する。
本発明の穴あきロープの複数の開口部に、別の穴あきロープを挿入した様子を図7に示す。固着部Aは両隣の開口部に穴あきロープが挿入されており、挿入したロープが障害となるため、張力が加わっても開口部を形作る二本のひもは完全に平行とはならない。上記(i)の固着部と比べて固着部Aが捻られる角度は小さく、固着部Aを捻るように働く力は小さいから、(i)の固着部よりも固着部Aは破壊されにくい。
また、挿入した穴あきロープの固着部Bには、上記(i)の固着部と同じ状態で張力が加わる。しかし、挿入した穴あきロープの伸びは、挿入された穴あきロープの伸びと等しいから、挿入した穴あきロープは開口部を形作る二本のひもが平行となるまで伸長しない。したがって、穴あきロープ単独で延伸した時と比べて固着部Bが捻られる角度は小さいから、固着部Bは破壊されにくい。
したがって、(ii)の固着部の方が(i)の固着部よりも強度に優れる。
本発明の穴あきロープのロープ先端をロープ途中部分の開口部に挿入して円環部を形成したときの分岐部分を図8に示す。固着部Cは隣接する開口部Ha、Hbのうち、一方の開口部Haのみに穴あきロープが挿入されている。ここで、固着部Cに加わる力を図9aに、固着部Cにおいて下側のひもに加わる力を図9bに、固着部Cにおいて上側のひもに加わる力を図9cに示す。固着部Cの下側のひもには張力f1と張力f4が加わり、上側のひもには張力f3と張力f2が加わる。張力f1の水平方向成分と、張力f3の水平方向成分とは等しく、これらは張力f4、f2それぞれと向きが逆で大きさが同じである。したがって、固着部Cの下側のひもが受ける合力は、図9bに示したf1+f4となる。同様に、固着部Cの上側のひもが受ける力は図9cに示したf3+f2となる。したがって、固着部Cには、固着面を面内でロープに対して垂直な方向にずらす方向の力が加わり、その大きさは張力f1、f3の傾きが大きいほど強くなる。固着部に作用する力の左右対称性が壊れているため、上記(i)、(ii)の固着部より、(iii)の固着部のほうが加わる力が大きくなり、破壊されやすい。
穴あきロープ全体の引張強度は、穴あきロープがn本のひもで形成されているときn×Pを超えることはない。本発明において、固着部の破壊強度がn×P以上であると、荷重がn×Pに達した時に穴あきロープが破断してしまう。固着部の破壊強度がn×Pより小さいと、穴あきロープが破断するより先に固着部が破壊される。固着部が破壊されても穴あきロープはまだ破断しないため、固着部が先に破壊されることにより穴あきロープの限界を知ることができ、ロープの破断という最悪の事態を防ぐことができる。安全性のマージンを考慮すると、固着部は、0.8nP〜0.97nP本分の引張に対する破壊強度を有することが好ましく、0.9nP〜0.95nP本分の引張に対する破壊強度を有することがより好ましい。
本発明の穴あきロープは、ペット用リード、家畜用の頭絡、手綱など動物用に使用することができる。動物の大きさに応じて任意の位置に結合を形成することができるので、汎用性が高い。また、全長に渡って固着部を形成した穴あきロープは任意の位置で結合して輪を形成できるため、片方の末端に首輪、途中に胴輪、もう一方の末端に人の持ち手を形成することができる。本発明の穴あきロープとナスカンを結合して、従来の首輪の金具とナスカンとを繋いでもよい。ペット用リードとした場合、突発的、瞬間的な動作によって加わる力が開口部の変形により吸収されるので、動物、引率者の双方に対するショックが緩和され、リードの破損が抑制される。
本発明の穴あきロープは、開口部に手や足の指を通して容易に掴まることができ、開口部に挿した指を傷めない。また、結合部が開口部により固定されて動かないため、形成された輪が絞られない。このため、人命救助用、登山用に好適である。
ロープワークに習熟していないものでも容易に強固な結合を形成することができるため、アウトドア用、荷締め用、車両牽引用に好適である。
適切に結合した状態であれば張力が加わっても挿入したロープが抜けることはなく、破断する前に固着部が破壊して限界を知ることができるため、登山用、車両牽引用、船舶用、漁業用、玉掛け用等に適用可能である。特に、帯状のひもから形成された穴あきロープはロープが転がって動くことがないため、玉掛け用に好適である。
本発明の穴あきロープは上記動物用、人命救助用、登山用、アウトドア用、荷締め用、車両牽引用、船舶用、漁業用、玉掛け用に限定されることなく、広範な用途に使用することができる。例えば、ひもの色を変えたり、交差の順序を変えたりすることで、意匠性を高めることができるため、携帯電話のストラップ、ズボンやバックのベルトといった日用品の代替として使用できる。
引張圧縮試験機(ストログラフV10−C、東洋精機株式会社製)を用いて引張強度試験を行ったところ、ナイロンロープ単独の引張強度は18.6kNであった。
穴あきロープの先端を、ロープ途中部分の連続する開口部に挿入して輪を形成した。分岐部の引張強度試験を行ったところ、両隣の開口部のうち、一方の開口部のみに穴あきロープが挿入された(iii)の状態の固着部が、34.3kNの荷重で破壊された。固着部が破壊されたときの荷重は、0.92×2×18.6(=34.3)で表される。さらに荷重を加えると、36.3kNの荷重でロープが破断した。挿入した穴あきロープが抜けて、結合部が解けることはなかった。
大型犬に使われる太い革ベルトによる首輪の場合、力の強い犬種では2週間から1か月で革と金属部分がはがれるなどして破断する。金属製のチェーンによる首輪であっても、金属疲労により1か月程度で破断する。本発明の穴あきロープからなる首輪とリードの場合には、長期間使用しても破断せず、色あせ以外の劣化が見られない。また、皮や金属などの固い材質を用いた首輪の場合、犬の首の部分の毛が抜けたり、部品の一部と皮膚とが擦れて怪我をしたりするが、本構成による首輪とリードの場合にはこのような事態は起こらない。
帯状のひもから構成したために伸展性が低く、クレーン作業のスリングに適している。また、略円形のロープの場合には物体を吊り下げたときに転がって動いてしまうが、帯状のひもで構成されたベルトスリングは物体の出っ張った部分でも包み覆うために固定しやすい。
Claims (9)
- 二本のひもを一定の間隔で固着した少なくとも3つの固着部と、隣接する固着部間に形成された開口部を有する穴あきロープであって、
穴あきロープを形成するひも一本の引張強度をP、穴あきロープを形成するひもの本数をnとしたときに、両隣の開口部のうち一方の開口部のみに他の穴あきロープが挿入された状態の固着部が、0.8nP〜0.97nP本分の引張に対する破壊強度を有することを特徴とする穴あきロープ。 - ロープ全長に渡って固着部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の穴あきロープ。
- 前記二本のひもをπの位相差を有する正弦波状で重ねあわせるように連続交差させ、交差箇所で固着したことを特徴とする請求項1または2に記載された穴あきロープ。
- 前記二本のひもが、断面が略円形のひもであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の穴あきロープ。
- 前記断面が略円形のひもがカーンマントル構造のひもであることを特徴とする請求項4に記載の穴あきロープ。
- 前記二本のひもが帯状のひもであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の穴あきロープ。
- 前記開口部の長さが帯の幅の1.2倍から3倍となるように一定の間隔で固着されていることを特徴とする請求項6に記載の穴あきロープ。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の穴あきロープからなるペット用リード。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の穴あきロープからなるクレーン用のスリング。
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