JPH04214488A - ワイヤロープ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、芯綱の周りに複数本の
ストランドが撚り合わされたワイヤロープに係り、特に
、昇降機、クレーン、リフト等に用いるのに好適なワイ
ヤロープに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にワイヤロープにあっては、昇降機
、クレーン、リフト等に備えられる場合、トラクション
シーブに巻掛けられたり、巻付けられた状態で荷重が掛
けられるため、特に、曲げに対する柔軟性や疲労強度が
大きいことが要求されている。

【０００３】図３は従来の昇降機用ワイヤロープを示す
断面図、図４は図３のワイヤロープに組込まれる前の状
態を示す芯綱の断面図である。

【０００４】図３に示す従来のワイヤロープは、上記の
要求を満たすために、中心部の芯綱１と、この芯綱１の
周りに撚り合わせた複数本、例えば８本の鋼線ストラン
ド（小綱）２とからなり、この鋼線ストランド２は、そ
れぞれ多数本の細い鋼素線３を撚り合わすことにより形
成されている。

【０００５】また、上述した芯綱１は、例えば図４に示
すように、いわゆる３ストランド構成で、３本の麻スト
ランド４から構成されており、それぞれの麻ストランド
４は、図示を省略したが多数本のサイザル麻、マニラ麻
等の天然繊維を撚り合わせ潤滑油を含浸させることによ
り形成されている。

【０００６】このような従来のワイヤロープでは、図４
に示す芯綱１単体の輪郭形状と、図３に示す鋼線ストラ
ンド２を周りに撚り合わせた状態での芯綱１の輪郭形状
とが異なっている。すなわち、鋼線ストランド２を周り
に撚り合わせることによって芯綱１が大きく変形し、こ
の状態で芯綱１が、鋼線ストランド２との間で隙間なく
密着して馴染むようになっている。また、このワイヤロ
ープは８本の鋼線ストランド２を備えていることから、
通常の６本の鋼線ストランドを備えるものと比べ、乗か
ごの走行時に振動を防止することができる。

【０００７】そして、上記のような天然繊維を撚り合わ
せた芯綱を有する有機繊維芯綱方式の８本ストランドワ
イヤロープは、次のような種々の利点を有している。

【０００８】■ワイヤロープがトラクションシーブやプ
ーリ類と係合するときの騒音や振動は、乗かごの運転速
度の高速化とともに増加する傾向にあるが、８本ストラ
ンドワイヤロープは外形の凹凸の程度が６本ストランド
ワイヤロープと比べて小さいため、上記の騒音や振動が
少なくて済む。

【０００９】■８本ストランドワイヤロープは、６本ス
トランドワイヤロープと比べて、ワイヤロープの断面積
に占める芯綱の断面積の比率が大きくなることから、ワ
イヤロープの張力に対するばね定数が適度に低くなる。 このため、トラクションマシンのギヤの噛み合いに伴う
脈動等をより吸収しやすく、乗かごの防振を図ることが
できる。

【００１０】■サイザル麻、マニラ麻等の天然繊維を撚
り合わせて構成した芯綱は、ワイヤロープの曲げ変形と
伸び変形に対して適当な可塑性すなわち内部損失を有し
ており、ワイヤロープの横振動、縦振動に対して減衰能
力が高い。

【００１１】■特に昇降機用ワイヤロープでは、シーブ
との係合時の騒音振動の低下を図るために、ワイヤロー
プの外径を大きくする代わりに、ワイヤロープの本数を
増やす設計が好まれている。そして、ワイヤロープの本
数が増えた場合、隣接するワイヤロープが横揺れにより
互いに衝突して衝突音を発することが避けられないが、
芯綱を有する８本ストランドワイヤロープでは、上記の
衝突時に鈍くて低い衝突音で済む。

【００１２】■ストランド本数が多くかつ柔軟なワイヤ
ロープは、トラクションシーブのロープ溝面にワイヤロ
ープが接触する際に接触点が多くの箇所に分散されてお
り、上記のロープ溝面とワイヤロープの外層素線との接
触のヘルツ面圧が減ってロープ溝面の摩耗が少なくなる
。また、接触のヘルツ面圧に起因したワイヤロープの外
層素線の摩耗も緩和され、ワイヤロープの摩耗寿命が長
くなる。

【００１３】■サイザル麻、マニラ麻等の天然繊維を撚
り合わせて構成した芯綱は、ロープオイルを含浸させた
ときの含油能力が高いので、長期間にわたり使用される
昇降機のワイヤロープの潤滑と防錆に適している。特に
、８本ストランドワイヤロープは上記の■で述べたよう
に芯綱の断面積比が大きいので含油能力が高い。

【００１４】■ワイヤロープの低周期大振幅の横揺れに
対しては空気の撹拌抵抗が有意義な制振作用をするが、
有機繊維芯綱方式の８本ストランドワイヤロープは断面
積の割には重量が軽いので空気抵抗を得るのに有利であ
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のワイヤロープでは、例えば昇降機に用いられる場合
、次のような不具合があった。

【００１６】■ワイヤロープの両端に乗かごと釣り合い
錘とを吊り上げた状態でトラクションシーブに巻掛けら
れて、ワイヤロープとシーブ溝との間の摩擦力で駆動さ
れるようになっているので、十分な摩擦力を得るのにワ
イヤロープをシーブ溝にくさびの如く食い込ませる必要
がある。そのためにトラクションシーブのシーブ溝は、
単なる丸溝状に形成されておらず、例えば次のような形
状にシーブ溝が形成されている。

【００１７】図５はワイヤロープがアンダーカット付き
丸溝に係合する状態を示す断面図、図６はワイヤロープ
がＶ溝に係合する状態を示す断面図である。

【００１８】図５の丸溝５の底部には、アンダーカット
加工が施されて角底部６が設けられている。この場合、
ワイヤロープは丸溝５および角底部６間の稜線から強い
側圧Ｐ１を受けるので、断面形状が三角形に近づくよう
なつぶれ変形を生じる。同様に、図６に示すようにＶ溝
７の場合でも、ワイヤロープはＶ溝７の左右両斜面から
強い側圧Ｐ２を受けるので、断面形状が三角形に近づく
ようなつぶれ変形を生じる。

【００１９】上述したようにワイヤロープがアンダーカ
ット付き丸溝５やＶ溝７に係合する場合、ワイヤロープ
が強く押圧されて発生する局部曲げ応力は、本出願人が
行なったワイヤロープの素線応力の数値解析によると、
単純引張応力（張力に基づく応力）および単純曲げ応力
（綱車の周囲に曲げられたときに生じる曲げ応力）より
大きく、合成応力全体の中の卓越成分になり得ることが
判明している。なお、上記の本出願人が行なった数値解
析では、実際のワイヤロープの素線応力の数値解析は極
めて難しいために変分的手法を用いたが、実際の応力を
測定するのが困難であるため上記の解析結果を実測応力
と比較して校正することは困難である。

【００２０】上記のワイヤロープの素線応力の数値解析
は、次のように求められている。すなわち、まずワイヤ
ロープの安全率に関する各種の法規上の規定から見れば
明らかのように、ワイヤロープの素線の応力に関する従
来の理論は下記の計算式に基づいている。

【００２１】σｔ＝Ｔ／Ａ σｂ＝Ｅｒ×δ／Ｄ ここで、σｔ：張力に基づく応力（ｋｇｆ／ｍｍ２）、
σｂ：綱車の周囲に曲げられたときに生じる曲げ応力（
ｋｇｆ／ｍｍ２）、Ｔ：張力（ｋｇｆ）、Ａ：素線の合
計断面積（ｍｍ２）、Ｅｒ：ワイヤロープの弾性係数（
ｋｇｆ／ｍｍ２）、δ：素線の直径（ｍｍ）、Ｄ：綱車
の直径（ｍｍ）である。

【００２２】図７は芯綱の剛性率とワイヤロープの外層
素線に発生する応力の関係を示す特性図である。なお、
この図７は、例えば８本ストランドロープが図５に示す
ように９０゜アンダーカット付き丸溝５に係合する場合
に外層素線に加わる合成応力を、上記の数１および数２
に基づいて計算した結果を示しており、図５の一点鎖線
で示す中心線との間で形成される角度θ（０゜〜１８０
゜）を横軸に取り、各角度θの位置で外層素線に加わる
合成応力を縦軸に取ってある。

【００２３】上記の合成応力は、図７に示すように、４
５゜の角度θの位置でピーク値に到達しており、このピ
ーク値は、芯綱の剛性率Ｇ（横弾性係数）が高くなるほ
どに小さく、剛性率Ｇが低くなるほど大きくなる傾向に
ある。すなわち、芯綱の剛性率Ｇがワイヤロープの外層
素線に加わる合成応力の程度に極めて大きな影響を与え
ており、この芯綱の剛性率Ｇを向上させることが重要で
あるといえる。また、ワイヤロープがアンダーカット付
き溝やＶ溝に係合する場合、芯綱の剛性率Ｇが低いとき
、この芯綱がつぶれることによって、ワイヤロープとシ
ーブ溝の接触位置で外層素線に強い局部曲げ応力の生じ
ることが上記の数値解析の結果により裏付けられている
。

【００２４】上記のようにワイヤロープの断面形状がつ
ぶれ変形を生じた結果、乗かごの往復運転時にワイヤロ
ープの自転が妨げられてしまうので、ワイヤロープは外
周上の特定の外層素線のみがトラクションシーブの溝面
と接触する当たり癖が付き、その部分が集中的に摩耗し
てロープ寿命が著しく短くなる。特に、８本ストランド
ワイヤロープは６本ストランドワイヤロープよりも上記
のつぶれ変形量が大きく、永久変形として残り易い。こ
の永久変形の有無は上述したワイヤロープの自転を妨げ
ることと密接な関係があり、ロープ寿命に大きな影響を
及ぼしている。なお、上記のつぶれ変形がない状態では
、乗かごの往復運転を反復するとワイヤロープが自転し
て、トラクションシーブの溝面と接触するワイヤロープ
の外周上の位置が変わるようになっているので、ワイヤ
ロープ外周部の素線摩耗や断線は外周部の全面にわたっ
て均一的に生じ、その結果、ロープ寿命が長くなる。

【００２５】■昇降機用ワイヤロープでは常時、張力が
掛っていることからワイヤロープの初期伸びや経年伸び
が比較的大きいため、ワイヤロープの切り詰め作業を頻
繁に行なわなければならない。また、複数本のワイヤロ
ープでは不均等に伸びることがあり、各ワイヤロープに
掛る張力のバラツキが生じやすい。

【００２６】■天然繊維を単に撚り合わせて潤滑油を含
浸された芯綱では、芯綱自体の形状を保持する繊維の相
互間の摩擦力が小さいためにつぶれ変形や伸び変形が生
じやすく、この芯綱の変形に伴って、上記のワイヤロー
プ全体のつぶれ変形や伸び変形が容易に生じる。

【００２７】なお、このような問題を解決する手段とし
て、例えばワイヤロープの構成を変えることなく、ワイ
ヤロープにその破断強度の３０〜４０％程度の張力をあ
らかじめ反復して加えることによって、芯綱の締まりと
ストランドへの馴染みを向上させるプリテンション処理
方法が既に実用化されている。また、ワイヤロープにあ
る程度の張力を加えながらジグザグ配置のローラの間を
通過させることによって、芯綱の締まりとストランドへ
の馴染みを向上させるポストフォーム処理方法も既に実
用化されている。これらのプリテンション処理方法およ
びポストフォーム処理方法では、いずれもロープ寿命を
ある程度延長させる効果を有することが経験的に確認さ
れている。しかしながら、ワイヤロープの構成は変えて
ないので、芯綱の繊維の相互間のずれを防止することは
困難である。

【００２８】また、ワイヤロープのつぶれ変形や伸びを
防止するため、通常の６本ストランドを有するワイヤロ
ープをベースとして、６本ストランドの中心位置にワイ
ヤストランドを設けた７本ストランドを有する鋼芯ワイ
ヤロープが昇降機以外の用途向けとしてある。この鋼芯
ワイヤロープでは、上述した利点■〜■を有していない
ことから昇降機用としては不適である。

【００２９】さらに、昇降機用として使用できるように
８本ストランドロープをベースとして、８本のストラン
ドの中心位置にもう１本のストランドを設けた９本のス
トランドを有する鋼芯ワイヤロープも既に昇降機用とし
て実用化されている。この鋼芯ワイヤロープでは、潤滑
油を含浸させた天然繊維を収納するスペースが中央スト
ランドの外周と周囲ストランドの内側との間のわずかな
隙間に制限されるので、上述した利点■〜■をが少から
ず損なわれてしまい、昇降機用としては問題がある。そ
こで、振動、騒音の問題についてあまり厳しくない一部
の機種に限定されていた。

【００３０】本発明はこのような従来技術における実情
に鑑みてなされたもので、その目的は、素線切れ、つぶ
れ変形や伸び変形を防止することができるばかりか、柔
軟性および潤滑性を確保することのできるワイヤロープ
を提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、潤滑油が含浸される芯綱と、この芯綱の周
りに撚り合わさせる複数本のストランドとから構成され
、各ストランドが互いに撚り合わされる多数本の金属素
線からなるワイヤロープにおいて、上記芯綱は、上記金
属素線より柔軟な材料で一体的に形成されるコア部と、
このコア部に設けられ上記潤滑油を含む含油部とからな
る構成にしてある。

【００３２】

【作用】本発明は上記のように芯綱のコア部は一体的に
形成されているので、芯綱が繊維ストランド等よりなる
場合と比べて、荷重時に芯綱が弾性変形を生じる量や、
荷重が除かれた後、芯綱が塑性変形を生じている量が小
さくて済み、これによって、芯綱の変形に起因するワイ
ヤロープのつぶれ変形や伸び変形を防止することができ
る。また、芯綱は上述したように弾性変形が比較的小さ
く、すなわち、芯綱の剛性が向上することから、ストラ
ンド素線の局部曲げ応力が小さくなり、したがって、ス
トランドの素線切れを防止することができる。

【００３３】そして、上記のコア部は金属素線より柔軟
な材料で形成されていることから、ワイヤロープの柔軟
性を大幅に損なうことがない。上記のコア部には含油部
が設けられているので、ワイヤロープが緊張したときに
含油部から潤滑油がしみ出してストランドの金属素線を
潤滑することができる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明のワイヤロープの実施例を図に
基づいて説明する。

【００３５】図１は本発明のワイヤロープの一実施例を
示す断面図、図２は図１のワイヤロープに組込まれる前
の状態を示す芯綱の断面図である。

【００３６】図１に示す本実施例のワイヤロープは、１
本の芯綱１１と、この芯綱１１の周りに撚り合わさせる
複数本、例えば８本の鋼線ストランド１２とから構成さ
れている。各ストランド１２は、互いに撚り合わされる
多数本の金属素線、例えば鋼素線１３からなっている。

【００３７】上述した芯綱１１は、図２に示すように、
多数本のサイザル麻、マニラ麻等の天然繊維を撚り合わ
せ、弾性接着剤を含浸させた１本の麻ストランド１４と
、この麻ストランド１４の周りに設けられ、多数本のサ
イザル麻、マニラ麻等の天然繊維を撚り合わせた複数本
の麻ストランド１５とからなっている。

【００３８】上記の弾性接着剤が硬化する前に、麻スト
ランド１４の周りに８本の麻ストランド１５が撚り合わ
されるので、麻ストランド１４が強く絞り上げられて弾
性接着剤がにじみ出し、麻ストランド１５の内側部分が
浸潤される。次いで、上記の弾性接着剤を加熱処理によ
り硬化させるか、あるいは自然硬化させた後、麻ストラ
ンド１５の外側部分に潤滑油を含浸させるようになって
いる。これにより、芯綱１１は、麻ストランド１４およ
び麻ストランド１５の内側部分からなり弾性接着剤で一
体的に形成されるコア部１６と、麻ストランド１５の外
側部分からなり潤滑油を含む含油部１７とから構成され
ている。

【００３９】この実施例にあっては、芯綱１１のコア部
１６は一体的に形成されていることから、芯綱１１を押
しつぶそうとする力を受けるとき、コア部１６を構成す
る天然繊維が相互にずれることが阻止されるので、荷重
時に芯綱１１が弾性変形を生じる量や、荷重が除かれた
ときに芯綱１１が塑性変形を生じている量が小さくて済
む。また、芯綱１１は上述したように弾性変形が比較的
小さく、すなわち、芯綱１１の剛性が向上することから
、ストランド１２の鋼素線１３の局部曲げ応力が小さく
なる。また、麻ストランド１５の一部は、互いに撚り合
わせた天然繊維から構成され、潤滑油を含む含油部１７
を形成している。

【００４０】このように構成した実施例では、芯綱１１
に力が掛るとき、芯綱１１の弾性変形や塑性変形の生じ
る量が小さいので、芯綱１１の変形に起因するワイヤロ
ープのつぶれ変形や伸び変形を防止することができる。 また、ストランド１２の鋼素線１３の局部曲げ応力が小
さくなることから、鋼素線１３の素線切れを防止できる
とともに、隣合うストランド１２が接触する部分でいわ
ゆる外層素線の谷切れが生じることを防止できる。そし
て、コア部１６の塑性変形が防止されることから、芯綱
１１の伸び変形を抑制してワイヤロープの伸び量を少な
くすることができる。

【００４１】上記のコア部１６は、鋼素線１３より柔軟
な天然繊維および弾性接着剤で形成されていることから
、中心位置にワイヤストランドを設けた鋼芯ワイヤロー
プと比べて、ワイヤロープの柔軟性を大幅に損なうこと
がない。

【００４２】含油部１７からしみ出した潤滑油によって
ストランド１２の鋼素線１３が潤滑されるので、鋼素線
１３表面の摩擦力を小さくしたり、発錆を防止すること
ができる。

【００４３】なお、この実施例では、コア部１６および
含油部１７に天然繊維を用いたが、この天然繊維の代わ
りに、必要に応じて合成繊維、ガラス繊維、カーボン繊
維等を用いることもできる。

【００４４】また、この実施例では、多数本の天然繊維
を撚り合わせて弾性接着剤を含浸させることによって芯
綱１１のコア部１６を形成したが、この天然繊維等の材
料の代わりに、未硫化ゴムにより一体的に棒状体を形成
し、この棒状体の周囲に多数本のサイザル麻、マニラ麻
等の天然繊維を撚り合わせた複数本の麻ストランドを設
け、この麻ストランドの一部の天然繊維に上記の未硫化
ゴムを含浸させて、硬化した天然繊維および未硫化ゴム
自体によりコア部を形成させることもできる。

【００４５】また、芯綱に天然繊維等を用いる代わりに
、芯綱全体を多孔質の弾性体から一体的に形成して、多
数の孔に潤滑油を含浸させるようにしてもよい。

【００４６】また、熱可塑性を有する合成繊維の綱で構
成して、この綱の中心部を加熱して融解接着させること
によってコア部を一体的に形成して、このコア部の周り
で上記の合成繊維の一部により含油部を形成することも
できる。

【００４７】さらに、この実施例にあっては８本ストラ
ンドロープの場合を例示したが、本発明はこれに限らず
、他の本数のストランドを有するワイヤロープの場合に
も適用することができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、ス
トランド素線の局部曲げ応力を小さくして素線切れを防
止でき、したがって、ワイヤロープの寿命を延長するこ
とができる。同時に、ワイヤロープのつぶれ変形を防止
してワイヤロープが自転しやすい形状に保持することに
より、ワイヤロープ外周部の素線摩耗や断線を外周部の
全面にわたって均一的に生じさせることができ、したが
って、上述したワイヤロープの寿命をより大きくするこ
とができる。万一、ワイヤロープの自転が阻害されるよ
うな過酷な条件下にあっても、芯綱の剛性向上に伴って
ワイヤロープ接触部の局部曲げ応力も小さくなるので、
この場合でもやはりワイヤロープの寿命を延長すること
ができる。そして、ワイヤロープの伸び量が少なくなる
ので、ワイヤロープの切り詰め作業を行なう間隔を大き
くすることができるとともに、複数本のワイヤロープに
掛る張力がバラツキの生じることを防止できる。

【００４９】また、上記のワイヤロープは、中心位置に
ワイヤストランドを設けた鋼芯ワイヤロープと比べて大
きな柔軟性を有していることから、トラクションシーブ
のロープ溝面にワイヤロープが接触する際に接触点を多
くの箇所に分散でき、したがって、ロープ溝面の摩耗や
ワイヤロープの摩耗を少なくできる。そして、ワイヤロ
ープは潤滑性をも有していることから、ワイヤロープ表
面の潤滑と防錆を施すことができ、したがって、長期間
にわたり使用される昇降機に好適なワイヤロープを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワイヤロープの一実施例を示す断面図
である。

【図２】図１のワイヤロープに組込まれる前の状態を示
す芯綱の断面図である。

【図３】従来の昇降機用ワイヤロープを示す断面図であ
る。

【図４】図３のワイヤロープに組込まれる前の状態を示
す芯綱の断面図である。

【図５】ワイヤロープがアンダーカット付き丸溝に係合
する状態を示す断面図である。

【図６】ワイヤロープがＶ溝に係合する状態を示す断面
図である。

【図７】芯綱の剛性率とワイヤロープの外層素線に発生
する応力の関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１１　　芯綱 １２　　ストランド １３　　鋼素線（金属素線） １４　　麻ストランド １５　　麻ストランド １６　　コア部 １７　　含油部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　潤滑油が含浸される芯綱と、この芯綱
   の周りに撚り合わさせる複数本のストランドとから構成
   され、各ストランドが互いに撚り合わされる多数本の金
   属素線からなるワイヤロープにおいて、上記芯綱は、上
   記金属素線より柔軟な材料で一体的に形成されるコア部
   と、このコア部に設けられ上記潤滑油を含む含油部とか
   らなることを特徴とするワイヤロープ。