JP6631979B2

JP6631979B2 - ワイヤーロープ

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Publication number: JP6631979B2
Application number: JP2018094523A
Authority: JP
Inventors: 貴弥橋本
Original assignee: Asahi Intecc Co Ltd
Current assignee: Asahi Intecc Co Ltd
Priority date: 2018-05-16
Filing date: 2018-05-16
Publication date: 2020-01-15
Anticipated expiration: 2036-05-11
Also published as: JP2018168521A

Description

本発明は、複数の金属素線からなるワイヤーロープに関する。

従来から、複数の金属素線を撚り合わせて構成されたワイヤーロープが知られている。ワイヤーロープは、一般に、一本の金属素線に比べ、耐衝撃性に優れ、柔軟性に富む等の利点がある。また、ワイヤーロープは、通常、繰り返し折り曲げされることから、そのような使用状態において耐久性に富むことが望ましい。

例えば、特許文献１には、最外アルミ撚線層１４の内側の撚線間隙にグリース６を充填させ、寿命を向上させたアルミ撚線（ワイヤーロープ）が記載されている（図１等参照）。

また、特許文献２には、金属素線１６の表面に凸凹面を形成し、凸凹面が形成された複数本の金属素線１６を撚り合わせて素撚り線１７を形成し、その素撚り線１７を複数本撚り合わせた後、その周りに樹脂コーティング１８を施し、樹脂コーティング１８と素撚り線１７との間にグリスを充填し、寿命を向上させた撚り線ワイヤーロープが記載されている（図２等参照）。

さらに、引用文献３には、側ストランドに異形加工を施し、芯ストランドと側ストランドとを面接触させ、芯ストランド・側ストランド間に潤滑油を封止し、耐摩耗性等を向上させたインナーワイヤーロープが記載されている（図１等参照）。

しかしながら、引用文献１乃至引用文献３に記載のワイヤーロープは、ワイヤロープ内にグリスを充填していることから、ワイヤーロープの耐久性は向上するものの、ワイヤーロープ製造の際には常にグリスを充填させる工程が必要であった。

また、引用文献１乃至引用文献３に記載のワイヤーロープは、ワイヤロープ内にグリスを充填していることから、これらのワイヤーロープを、患者の体内に挿入される医療装置で使用することができず、医療装置で使用する為に、グリスを使用せずに耐久性を向上させたワイヤーロープの開発が望まれていた。

特開２００４−３２７２５４号公報特開平８−１４４１８２号公報特開２００４−１２４３４２号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、内部にグリスを使用せずに耐久性を向上させたワイヤーロープ、特に、患者の体内に挿入される医療装置に使用可能であって、耐久性を向上させたワイヤーロープを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の第１の態様は、複数の金属素線を巻回して形成されたワイヤーロープにおいて、前記複数の金属素線の内、少なくとも１本の特殊金属素線は、その断面における外周の硬度が、その断面における中心の硬度よりも高いことを特徴とする。

また、本発明の第２の態様は、第１の態様の発明において、前記特殊金属素線を中心に配置したことを特徴とする。

また、本発明の第３の態様は、第２の態様の発明において、前記複数の金属素線は、前記特殊金属素線と、その特殊金属素線に接触する複数の側金属素線のみからなることを特徴とする。

また、本発明の第４の態様は、第３の態様の発明において、前記特殊金属素線の断面を円形とし、前記複数の側金属素線の断面を略台形状としたことを特徴とする。

また、本発明の第５の態様は、第４の態様のワイヤロープを複数本撚って形成したことを特徴とする。

さらに、本発明の第６の態様は、第１の態様の発明において、複数の前記特殊金属素線を撚った撚線を中心に配置したことを特徴とする。

本発明の第１の態様の発明によれば、複数の金属素線を巻回して形成されたワイヤーロープにおいて、複数の金属素線の内、少なくとも１本の特殊金属素線は、その断面における外周の硬度が、その断面における中心の硬度よりも高いので、内部にグリスを使用せずに医療装置に使用可能であって、耐久性を向上させる効果を奏する。

また、第２の態様の発明によれば、第１の態様の発明において、特殊金属素線をワイヤーロープの中心に配置したので、第１の態様の発明の効果に加え、耐久性をさらに向上させる効果を奏する。

また、第３の態様の発明によれば、第２の態様の発明において、複数の金属素線は、特殊金属素線と、その特殊金属素線に接触する複数の側金属素線のみからなるので、第２の態様の発明の効果に加え、耐久性をさらに向上させる効果を奏する。

また、第４の態様の発明によれば、第３の態様の発明において、特殊金属素線の断面を円形とし、複数の側金属素線の断面を略台形状としたので、第３の態様の発明の効果に加え、耐久性をさらに向上させる効果を奏する。

また、第５の態様の発明によれば、ワイヤーロープを、第４の態様のワイヤロープを複数本撚って形成したので、耐久性をさらに向上させる効果を奏する。

さらに、第６の態様の発明によれば、第１の態様の発明において、複数の前記特殊金属素線を撚った撚線を中心に配置したので、第１の態様の発明の効果に加え、柔軟性を向上させる効果を奏する。

本発明の第１実施形態のワイヤロープの断面図である。第１実施形態のワイヤロープに使用する特殊金属素線断面の第１の硬度分布を示す図である。第１実施形態のワイヤロープに使用する特殊金属素線断面の第２の硬度分布を示す図である。第２実施形態のワイヤロープの側面図である。図４のＡ−Ａ断面図である。第３実施形態のワイヤロープの側面図である。図６のＢ−Ｂ断面図である。第４実施形態のワイヤロープの断面図である。第５実施形態のワイヤロープの断面図である。

以下、上述した本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態のワイヤロープの断面図であり、図２は、第１実施形態のワイヤロープに使用する特殊金属素線断面の第１の硬度分布を示す図であり、図３は、第１実施形態のワイヤロープに使用する特殊金属素線断面の第２の硬度分布を示す図である。

図１において、ワイヤロープ１は、中心に位置する芯線３（本発明の「特殊金属素線」に相当）と、その芯線３の周りに巻回された６本の側線５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ及び５ｆ）とを備えている。

芯線３は、ワイヤーロープ１の中心を先端から基端まで延びる、断面円形の金属素線である。芯線３の材料は特に限定されるものではないが、本実施形態では、ステンレス鋼が使用されている。

ここで、芯線３は、断面における外周部の硬度が断面における中心部の硬度よりも高くなっている。すなわち、芯線３の表面のみを硬化させ、芯線３の内部を硬化させない構造とした。これによって、芯線３の柔軟性を維持すると共に、側線５との接触による耐摩耗性を向上させることができた。

なお、金属素線の断面における外周部の硬度を断面における中心部の硬度よりも高くするには、スエージング及びダイス引き等従来の公知の製法が利用可能である。

また、芯線３の表面のみを硬化させ、芯線３の内部を硬化させない構造とは、例えば、図２に示すように、芯線３の硬度が、ワイヤロープ１の断面中心から外周に向って２次曲線的に増大する構造の他、１次直線的に増大する場合の構造、また、図３に示すように、芯線３の硬度が、ワイヤーロープ１の中心部近傍では平坦であって、その平坦部から外周に向って増大する場合の構造であっても良い。

なお、図２及び図３における硬度は、ビッカース硬度計により測定したビッカース硬度を示しており、単位は「ＨＶ」である。

また、図２において、芯線３の硬度は、ワイヤロープ１の断面中心では６５０ＨＶ程度、外周では７００ＨＶ程度であり、その差は５０ＨＶである。また、図３において、芯線３の硬度は、ワイヤーロープ１の中心部近傍では６５０ＨＶ程度で平坦であり、外周では７００ＨＶ程度であり、その差は５０ＨＶである。

なお、本出願人による実験によれば、断面中央における硬度を５５０ＨＶ、断面外周における硬度を５８０ＨＶまで下げた場合であっても柔軟性及び耐摩耗性の向上は認められた。

一方、ワイヤーロープ１の断面全体の硬度を例えば７００ＨＶにした場合には、ワイヤーロープ１の柔軟性が損なわれ、耐久性が低下した。

側線５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ及び５ｆ）は、芯線３の周りに長手方向に向って螺旋状に巻回された、断面円形の金属素線である。側線５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ及び５ｆ）の材料も特に限定されるものではないが、本実施形態では、ステンレス鋼が使用されており、その他タングステンを使用することも可能である。

本実施形態のワイヤーロープ１によれば、断面における外周部の硬度を中心部の硬度よりも高くした芯線３をワイヤーロープ１の中心に配置し、複数の側線５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ及び５ｆ）をすべて芯線３に接触するようにしたので、ワイヤーロープの耐久性を向上させることができる。

（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態を説明するが、第１実施形態と共通する部分については説明を省略し、図中では同じ符号を付することとする。
図４は、第２実施形態のワイヤロープの側面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。

図４及び図５において、ワイヤロープ１１は、中心に位置する芯線３と、その芯線３の周りに巻回された６本の側線１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ及び１５ｆ）とを備えている。

側線１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ及び１５ｆ）は、芯線３の周りに長手方向に向って螺旋状に巻回された、異形加工され略台形状の金属素線である。側線１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ及び１５ｆ）の材料は特に限定されるものではないが、本実施形態では、ステンレス鋼が使用されており、その他タングステンを使用することも可能である。

本実施形態のワイヤーロープ１１によれば、断面における外周部の硬度を中心部の硬度よりも高くした芯線３をワイヤーロープ１の中心に配置し、断面形状が略台形状の６本の側線１５をすべて芯線３に対して面接触するようにし、かつ、ワイヤーロープ１１の断面外周を略円形状としたので、ワイヤロープ１１のトルク伝達性（ワイヤーロープの一端を回転された場合の、ワイヤーロープの他端でのトルク伝達性）を向上させることができるとともに、ワイヤーロープの耐久性を向上させることができる。

（第３実施形態）
以下、本発明の第３実施形態を説明するが、第１実施形態と共通する部分については説明を省略し、図中では同じ符号を付することとする。
図６は、第３実施形態のワイヤロープの側面図であり、図７は、図６のＢ−Ｂ断面図である。

図６及び図７において、ワイヤロープ１０１は、中心に位置する、第２実施形態の芯ワイヤロープ１１と、その芯ワイヤロープ１１の周りに巻回された６本の側ワイヤロープ２１、３１、４１、５１、６１及び７１とを備えている。

側ワイヤロープ２１、３１、４１、５１、６１及び７１は、各々が芯ワイヤロープ１１の周りに長手方向に向って螺旋状に巻回された、芯ワイヤーロープ１１と同様な構成の撚線である。

すなわち、側ワイヤロープ２１は、中心に位置する芯線３ａ（本発明の「特殊金属素線」に相当）と、その芯線３ａの周りに巻回された６本の側線２５（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ及び２５ｆ）とからなり、側ワイヤロープ３１は、中心に位置する芯線３ｂ（本発明の「特殊金属素線」に相当）と、その芯線３ｂの周りに巻回された６本の側線３５（３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ及び３５ｆ）とからなり、側ワイヤロープ４１は、中心に位置する芯線３ｃ（本発明の「特殊金属素線」に相当）と、その芯線３ｃの周りに巻回された６本の側線４５（４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ及び４５ｆ）とからなる。

また、側ワイヤロープ５１は、中心に位置する芯線３ｄ（本発明の「特殊金属素線」に相当）と、その芯線３ｄの周りに巻回された６本の側線５５（５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅ及び５５ｆ）とからなり、側ワイヤロープ６１は、中心に位置する芯線３ｅ（本発明の「特殊金属素線」に相当）と、その芯線３ｅの周りに巻回された６本の側線６５（６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄ、６５ｅ及び６５ｆ）とからなり、側ワイヤロープ７１は、中心に位置する芯線３ｆ（本発明の「特殊金属素線」に相当）と、その芯線３ｆの周りに巻回された６本の側線７５（７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄ、７５ｅ及び７５ｆ）とからなる。

本実施形態のワイヤーロープ１０１によれば、断面における外周部の硬度を中心部の硬度よりも高くした芯線を中心に配置し、断面形状が略台形状の６本の側線をすべて芯線に面接触するようにし、かつ、断面外周を略円形状としたワイヤロープを複数本撚って、ワイヤーロープ１０１を形成したので、ワイヤロープ１０１のトルク伝達性（ワイヤーロープの一端を回転された場合の、ワイヤーロープの他端でのトルク伝達性）をさらに向上させることができるとともに、ワイヤーロープの耐久性をさらに向上させることができる。

（第４実施形態）
以下、第４実施形態を説明する。図８は、第４実施形態のワイヤロープの断面図である。

図８において、ワイヤロープ８１は、中心に位置する芯撚線１３と、その芯撚線１３の外側に配置された４本の側線８２と、芯撚線１３及び側線８２の周りに巻回された８本の側線８５とを備えている。

芯撚線１３は、４本の金属素線（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び１３ｄ（本発明の「特殊金属素線」に相当））からなり、各金属素線は、断面円形である。金属素線（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び１３ｄ）の材料は特に限定されるものではないが、本実施形態では、ステンレス鋼が使用されている。

ここで、芯撚線１３を構成する各金属素線（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び１３ｄ）は、断面における外周部の硬度が断面における中心部の硬度よりも高くなっている。すなわち、各金属素線（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び１３ｄ）は、金属素線の表面のみを硬化させ、金属素線の内部を硬化させない構造とした。そして、芯撚線１３は、この金属素線を４本撚ることによって構成されている。これによって、芯撚線１３の柔軟性を向上させることができ、耐久性を向上させることができる。

また、４本の側線８２（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ及び８２ｄ）は、芯撚線１３の外側に配置され、芯撚線１３を構成する金属素線（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び１３ｄ）よりも細い径の金属素線から構成され、断面円形である。なお、側線８２（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ及び８２ｄ）の材料は特に限定されるものではないが、本実施形態では、ステンレス鋼が使用されている。

さらに、８本の側線８５（８５ａ、８５ｂ、８５ｃ、８５ｄ、８５ｅ、８５ｆ、８５ｇ及び８５ｈ）は、芯撚線１３及び側線８２（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ及び８２ｄ）の外側に配置され、断面円形の金属素線である。なお、側線８５（８５ａ、８５ｂ、８５ｃ、８５ｄ、８５ｅ、８５ｆ、８５ｇ及び８５ｈ）の材料は特に限定されるものではないが、本実施形態では、ステンレス鋼が使用されている。

本実施形態のワイヤーロープ８１によれば、断面における外周部の硬度を中心部の硬度よりも高くした金属素線を４本撚った芯撚線１３を、ワイヤーロープ８１の中心に配置したので、ワイヤロープ８１の柔軟性をさらに向上させることができ、耐久性を向上させることができる。

（第５実施形態）
以下、第５実施形態を説明する。図９は、第５実施形態のワイヤロープの断面図である。

図９において、ワイヤロープ９１は、中心に位置する芯撚線２３と、その芯撚線２３の外側に配置された４本の側線９２と、芯撚線２３及び側線９２の周りに巻回された８本の側線９５とを備えている。

芯撚線２３は、４本の金属素線（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及び２３ｄ（本発明の「特殊金属素線」に相当））からなり、各金属素線は、断面円形である。金属素線（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及び２３ｄ）の材料は特に限定されるものではないが、本実施形態では、ステンレス鋼が使用されている。

ここで、芯撚線２３を構成する金属素線（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及び２３ｄ）の内、金属素線２３ｄは、断面における外周部の硬度が断面における中心部の硬度よりも高くなっている。すなわち、金属素線２３ｄは、金属素線の表面のみを硬化させ、金属素線の内部を硬化させない構造とした。
一方、金属素線２３ａ、２３ｂ及び２３ｃは、断面全体における硬度が略一定である。

そして、芯撚線２３は、金属素線を４本撚ることによって形成されている。これによって、芯撚線２３の柔軟性をさらに向上させることができる。

また、４本の側線９２（９２ａ、９２ｂ、９２ｃ及び９２ｄ）は、芯撚線２３の外側に配置され、芯撚線２３を構成する金属素線（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及び２３ｄ）よりも細い径の金属素線から構成され、断面円形である。なお、側線９２（９２ａ、９２ｂ、９２ｃ及び９２ｄ）の材料は特に限定されるものではないが、本実施形態では、ステンレス鋼が使用されている。

さらに、８本の側線９５（９５ａ、９５ｂ、９５ｃ、９５ｄ、９５ｅ、９５ｆ、９５ｇ及び９５ｈ）は、芯撚線２３及び側線９２（９２ａ、９２ｂ、９２ｃ及び９２ｄ）の外側に配置され、断面円形の金属素線である。なお、側線９５（９５ａ、９５ｂ、９５ｃ、９５ｄ、９５ｅ、９５ｆ、９５ｇ及び９５ｈ）の材料は特に限定されるものではないが、本実施形態では、ステンレス鋼が使用されている。

本実施形態のワイヤーロープ９１によれば、断面における外周部の硬度を中心部の硬度よりも高くした金属素線を使用した芯撚線２３を、ワイヤーロープ９１の中心に配置したので、ワイヤロープ９１の柔軟性を向上させることができ、耐久性を向上させることができる。

以上、本発明の各種実施形態のワイヤーロープについて説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更して実施することが可能である。

例えば、第１実施形態乃至第３実施形態において、側線５、側線１５、側線２５、側線３５、側線４５、側線５５、側線６５及び側線７５は、６本の金属素線によって形成するとしたが、金属素線の本数は６本に限定されず、３本以上であれば良い。

また、第４実施形態及び第５実施形態において、芯撚線１３及び芯撚線２３は、４本の金属素線を撚ることによって形成するとしたが、金属素線の本数は４本に限定されず、複数本以上であれば良い。

また、第４実施形態及び第５実施形態において、側線８５及び側線９５は、８本の金属素線としたが、金属素線の本数は８本に限定されず、芯撚線１３又は芯撚線２３を覆うように構成される本数であれば良い。

また、第４実施形態及び第５実施形態において、側線８２及び側線９２を記載したが、側線８２及び側線９２は無くても良い。

１，１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１・・・ワイヤーロープ
３・・・芯線
１３，２３・・・芯撚線
５，１５，２５，３５，４５，５５，６５，７５，８２，８５，９２，９５・・・側線

Claims

複数の金属素線を巻回して形成されたワイヤーロープにおいて、
前記複数の金属素線のうちの1本が、前記ワイヤーロープの中心に配置されたステンレス鋼の芯線であり、
他の前記複数の金属素線が、前記芯線の外側に配置され、それぞれが前記芯線に接触する、ステンレス鋼またはタングステンの側線であり、
前記複数の金属素線のうち前記芯線のみが、その断面における外周の硬度がその断面における中心の硬度よりも高い硬度分布を有することを特徴とするワイヤーロープ。
前記芯線及び前記複数の側線の断面を円形としたことを特徴とする請求項１に記載のワイヤーロープ。
前記芯線の断面を円形とし、前記複数の側線の断面を略台形状としたことを特徴とする請求項１に記載のワイヤーロープ。
請求項３に記載のワイヤーロープを複数本撚って形成したことを特徴とするワイヤーロープ。