KR20110073795A - 와이어 로프 - Google Patents

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 와이어 로프는, 코어 상에 나선형으로 꼬인 다중 스트랜드를 포함하며, 상기 다중 스트랜드는 여러 가닥의 와이어 소선이 꼬인 형태로 이루어지고, 상기 와이어 소선의 표면에 경질의 질화층이 형성되는 것을 특징으로 한다.

와이어 로프, 스트랜드, 소선, 질화, 질화층

Description

와이어 로프 {WIRE ROPE}

본 발명의 예시적인 실시예는 와이어 로프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스트랜드를 구성하는 와이어 소선이 질화 처리된 금속 와이어 로프에 관한 것이다.

일반적으로, 금속재의 와이어 로프는 기계, 건설, 선박, 어업, 임업, 광업, 공중 케이블을 비롯한 엘리베이터 등의 광범위한 분야에서 널리 사용되고 있다.

이러한 와이어 로프는 코어 상에 나선형으로 꼬인 복수의 스트랜드를 구비하여 이루어지는 바, 그 스트랜드는 여러 가닥의 와이어 소선이 꼬인 형태로서 이루어진다.

여기서, 상기 와이어 소선은 경강 선재를 다이에서 일정 치수로 인발 가공하여 이루어지며, 코어는 합성 섬유 또는 천연 섬유로서 이루어지고 그리스를 함유시켜 와이어 소선의 방청과 로프 굴곡 시에 소선 간의 윤활을 양호하게 하는 역할을 수행한다.

그런데, 종래 기술에 따른 와이어 로프는 금속 소재의 회전수단과 마찰이 이루어지며 고중량의 물체를 지탱하는 경우가 대부분이고, 이에 따라 회전수단과의 마찰로 인한 마모 문제와 고중량에 견뎌야 하는 고인성을 필요로 한다.

이를 만족시키기 위해 종래 기술에서는 고강도를 지닌 와이어 소선을 사용하거나 와이어 소선의 직경을 줄이고 개수를 늘림으로써 강도를 증가시키는 방법을 사용해 왔다. 그러나 이러한 방법들은 제작 원가를 증가시키고, 그 제작 원가에 의해 경쟁적 우위를 확보하지 못하게 된다는 결과를 초래한다.

따라서 본 발명의 예시적인 실시예는 상기에서와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 와이어 소선을 질화 처리하여 표면 경도, 강도 및 인성을 증가시킬 수 있도록 한 와이어 로프를 제공한다.

이를 위해 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 와이어 로프는, 코어 상에 나선형으로 꼬인 다중 스트랜드를 포함하며, 상기 다중 스트랜드는 여러 가닥의 와이어 소선이 꼬인 형태로 이루어지고, 상기 와이어 소선의 표면에 경질의 질화층이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 와이어 로프에 있어서, 상기 와이어 소선은 질소 분위기가 조성된 진공 챔버의 내부에서 질화 처리될 수 있다.

상기 와이어 로프에 있어서, 상기 질화층은 상기 질소 분위기에 노출되는 시간에 따라 두께가 변화할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 스트랜드를 구성하는 와이어 소선의 표면을 질화 처리하여 그 표면에 질화층을 형성함에 따라, 와이어 소선의 표면 경도와 강도 및 인성을 향상시킴으로써 고강도 및 고경도의 와이어 로프를 구성할 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 와이어 로프는 와이어 소선의 소재를 저가 소재로 대체할 수 있으면서도 고경도 및 고강도를 유지할 수 있고, 다양한 마찰 환경 및 고장력 환경에서의 안정성 및 수명을 연장시킬 수 있으며, 금속 마찰에 의한 와이어 소선의 단절 등에 의해 발생하는 안전 사고를 미연에 방지할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 와이어 로프의 구성을 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 와이어 로프(100)는 크레인용, 수산용, 광산용, 시추용, 선박용, 교량용, 임업용, 케이블용, 호이스트용, 항공용, 스포츠용, 엘리베이터용 또는 일반 기계용 등으로 사용되는 다양한 형태의 금속 와이어 로프로서 이루어진다.

이러한 와이어 로프(100)는 코어(10) 상에 나선형으로 꼬인 다중 스트랜드(30)를 포함하는 바, 그 스트랜드(30)는 여러 가닥의 와이어 소선(50)이 꼬인 형태로 구성된다.

여기서, 상기 와이어 소선(50)은 주로 경강 선재를 다이에서 일정 치수로 인발 가공하여 이루어지며, 스트랜드(30)는 여러 가닥의 와이어 소선(50)을 꼬아 구성한 것으로 그 소선의 배열에 따라 다양한 종류의 규격으로서 구별된다.

그리고, 상기 코어(10)는 양질의 합성 섬유 또는 천연 섬유로서 이루어지는데, 그 내부에 그리스를 함유시켜 소선의 방청과 로프 굴곡 시에 소선 간의 윤활을 양호하게 하는 역할을 수행한다.

본 실시예에서, 상기 와이어 로프(100)는 와이어 소선(50)의 재질이나 개수, 직경 등을 변화시키지 않고, 와이어 소재의 표면 경도, 강도, 및 인성을 향상시킬 수 있는 구성으로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 상기 와이어 로프(100)는 와이어 소선(50)의 표면에 경질의 질화층(70)이 형성된다.

상기 질화층(70)은 와이어 소선(50)의 전 둘레면에 걸쳐 질화 처리되어 형성되는 것으로, 와이어 소선(50)의 중심 방향으로 충분한 깊이까지 질화 처리됨으로써 형성된다.

따라서, 본 실시예에서는 와이어 소선(50)의 표면에 경질의 질화층(70)이 형 성됨으로, 그 와이어 소선(50)의 표면부 경도가 2배 이상 증가하게 되고, 경질의 질화층(70)과 중심부 사이의 복합 효과에 의해 전체 와이어 로프(100)의 강도 및 인성을 증가시킬 수 있게 된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 와이어 로프(100)에 있어, 와이어 소선(50)을 질화 처리하는 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2a에서와 같이, 본 실시예에 따른 와이어 로프에 있어, 와이어 소선(50)을 질화 처리하기 위한 질화 처리장치(90)는 질소 가스 공급원(91)으로부터 공급되는 질소 가스에 의해서 내부에 질소 분위기를 조성하는 진공 챔버(93)를 포함하고 있다.

그리고, 상기 질화 처리장치(90)는 와이어 소선(50)을 풀어내고 감으면서 진공 챔버(93) 내부로 와이어 소선(50)을 위치시키기 위한 제1 및 제2 보빈(95, 97)을 포함하고 있다.

여기서, 상기 제1 및 제2 보빈(95, 97)은 진공 챔버(93)의 내부에서 별도의 하우징(98) 내부에 회전 가능하게 장착되는 바, 제1 보빈(95)은 와이어 소선(50)을 하우징(98) 외부로 풀어내기 위해 일측 방향으로 회전 가능하게 구성되며, 제2 보빈(97)은 질화 처리된 와이어 소선(50)을 감기 위해 제1 보빈(95)과 동일한 방향으로 회전 가능하게 구성된다.

따라서, 본 실시예에서는 진공 챔버(93)의 내부에 일정한 온도 분위기를 유지시킴과 동시에, 질소 가스 공급원(91)으로부터 공급되는 질소 가스로서 진공 챔 버(93)의 내부에 질소 분위기를 조성한 상태에서, 제1 보빈(95)을 회전시키며 와이어 소선(50)을 풀어내고, 제2 보빈(97)을 회전시켜 와이어 소선(50)을 감는다.

그러면, 본 실시예에서는 상기 와이어 소선(50)이 진공 챔버(93)의 진공 분위기에 노출되는 바, 이로 인해 와이어 소선(50)의 전 표면이 질소 가스에 의해 질화 처리되면서 그 표면에 경질의 질화층(70: 이하 도 1 참조)을 형성하게 된다.

이 경우, 상기 질화층(70)은 진공 챔버(93) 내부의 질소 분위기에 노출되는 시간에 따라 두께가 변화하는데, 그 질화층(70)의 두께는 제1 및 제2 보빈(95, 97)을 통해 와이어 소선(50)을 풀어내고 감는 속도에 따라 결정될 수 있다.

본 발명에서 상기한 질화층(70)의 두께는 와이어 로프(100)의 종류에 따라 다양하게 변화될 수 있으므로, 본 실시예에서 어느 특정한 값으로 특별히 한정하지 아니한다.

한편, 본 실시예에서는 제1 및 제2 보빈(95, 97)을 진공 챔버(93)의 내부에 장착하지 않고, 도 2b에서와 같이 진공 챔버(93)의 외부에 회전 가능하게 장착할 수도 있다.

즉, 상기 와이어 소선(50)은 제1 보빈(95)에 감긴 상태로 풀리면서 진공 챔버(93)의 내부로 인입되고, 그 진공 챔버(93)의 내부에서 질화 처리된 상태로 진공 챔버(93)의 외부로 인출되며 제2 보빈(97)에 감기게 된다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 스트랜드(30)를 구성하는 와이어 소선(50)의 표면을 질화 처리하여 그 표면에 질화층(70)을 형성함에 따라, 와이어 소선(50)의 표면 경도와 강도 및 인성을 향상시킴으로써 고강도 및 고경도의 와이어 로프(100)를 구성할 수 있게 된다.

따라서, 본 실시예에 따른 와이어 로프(100)는 와이어 소선(50)의 소재를 저가 소재로 대체할 수 있으면서도 고경도 및 고강도를 유지할 수 있고, 다양한 마찰 환경 및 고장력 환경에서의 안정성 및 수명을 연장시킬 수 있으며, 금속 마찰에 의한 와이어 소선(50)의 단절 등에 의해 발생하는 안전 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 와이어 로프의 구성을 도시한 도면이다.

도 2a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 와이어 로프에 있어, 와이어 소선을 질화 처리하기 위한 일 예에 따른 질화 처리장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 와이어 로프에 있어, 와이어 소선을 질화 처리하기 위한 다른 예에 따른 질화 처리장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명>

10... 코어 30... 스트랜드

50... 와이어 소선 70... 질화층

90... 질화 처리장치 91... 질소가스 공급원

93... 진공 챔버 95, 97... 보빈

98... 하우징

Claims (2)

1. 코어 상에 나선형으로 꼬인 다중 스트랜드를 포함하는 와이어 로프에 있어서,

   상기 다중 스트랜드는 여러 가닥의 와이어 소선이 꼬인 형태로 이루어지며, 상기 와이어 소선의 표면에 경질의 질화층이 형성되는 것을 특징으로 하는 와이어 로프.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 와이어 소선은 질소 분위기가 조성된 진공 챔버의 내부에서 질화 처리되고,

   상기 질화층은 상기 질소 분위기에 노출되는 시간에 따라 두께가 변화하는 것을 특징으로 하는 와이어 로프.

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