WO1997001410A1

WO1997001410A1 - Scie a cable

Info

Publication number: WO1997001410A1
Application number: PCT/JP1996/001778
Authority: WO
Inventors: Takao Ogino; Susumu Yamada; Ichiro Miyao; Shuichiro Koroku; Yuhei Fujimoto
Original assignee: Osaka Diamond Industrial Co.
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 1997-01-16
Also published as: EP0778102A4; JP2876191B2; KR970705450A; DE69620109T2; EP0778102A1; EP0778102B1; ZA965417B; JPH0911037A; DE69620109D1

Description

明細書

ワイヤソ一

技術分野

この発明は、石材、コンクリート等の切断に使用されるワイヤフーに関し、特に、ワイヤロープの上に弾性部材を介在して複数個の研削部材が所定の間隔をおいて配置されたダイヤモンドワイヤソーに関するものである。

背景技術

従来のダイヤモンドワイヤソ一は、たとえば、ョ一口ッパ特許公開第 0， 1 6 0 , 6 2 5号公報に開示されている。

第 1 図は、このような従来のダイヤモンドワイヤソ一の一部を示す軸に沿った断面図である。第 1 図に示すように、ダイヤモンドワイヤソ一 1 0 は、ワイヤロープ 1 と、研削部材 2 と、ゴム弾性部材 4 とを備えている。複数個の環状の研削部材 2がワイヤロープ 1 の上に所定の間隔をおいて長手方向に沿って挿入されて取付けられている。研削部材 2 とワイヤロープ 1 との間、およびワイヤロープ 1 の上で隣接する研削部材 2の間は、可撓性被覆材として好ましくはゴム素材からなるゴム弾性部材 4 によつて接合されている。研削部材 2は、台金 3 と砥材層 5 とを備えている。砥材層 5 は、台金 3の外周面上に電着または金属焼結によつて形成されたダイヤモンド粒子等の超砥粒からなる。

上述のように構成されるこの種のダイヤモンドワイヤソ一は、石材、コンクリート等の切断に際して装置や経費が一 1 一比較的安価で良好な寸法精度が得られるのでよく用いられている。

このような構造を有するダイヤモンドワイヤソ一は、通常、第 2図に示すように使用される。

まず、石材、コンクリート壁等の被加工物 1 1 にコアドリル等により貫通孔 1 5 と 1 6 が形成される。次に、これらの貫通孔 1 5 と 1 6 にダイヤモンドワイヤソー 1 0が通され、ガイドプーリ 1 3 と 1 4 に巻掛けされる。次に、駆動プーリ 1 2 にダイヤモンドワイヤソー 1 0が巻掛けされるとともに、ダイヤモンドワイヤソー 1 0が閉じられたループをなすようにエンドレス化される。このように、ダイャモンドワイヤソー 1 0 をループ状に形成し、被加工物 1 1 に沿ってダイヤモンドワイヤソ一 1 0 を配置し、適当なガイドプーリ 1 3 と 1 4 を介して駆動プーリ 1 2 と係合させる。

以上のようにセットし、たとえば油圧により、 Aの位置にある駆動プーリ 1 2を Bの位置に向かって、つまりダイャモンドワイヤソー 1 0 が被加工物 1 1 を圧接する方向に圧力を加えた状態で駆動プーリ 1 2 を駆動する。このとき、被加工物 1 1 の切断箇所に冷却水を供給しながら、ダイヤモンドワイヤソー 1 0 を 2 5〜 3 0 m / s e c . の高速度で走行させる。

以上のようなダイヤモンドワイヤソ一 1 0 の動作において、研削部材 2 の砥材層が衝撃的に被加工物 1 1 に接して、微小な破砕を繰返しながら切断が進行する。

このようにダイヤモンドワイヤソ一が使用されるため、ダイヤモンドワイヤソ一には張力だけでなく、衝撃力や屈曲力等の種々の機械的な外力が加わる。ダイヤモンドワイャソ一 1 0 は、第 1 図に示すように構成されているので、この機械的な外力は最終的にはダイヤモンドワイヤソ一 1 0 のワイヤロープ 1 に加えられることになる。

しかしながら、ワイヤロープ 1 は、その外周部が単にゴ厶弾性部材 4で被覆されているだけであるので、ワイヤ口ープ 1 とゴム弾性部材 4 との間の接合強度が必ずしも十分でない。このため、ワイヤロープ 1 とゴム弾性部材 4 との間で剝離が発生したり、ゴム弾性部材 4 によるワイヤロープ 1 の保護が十分でないという問題点があった。

すなわち、ダイヤモンドワイヤソ一 1 0 に対して加えられる繰返し曲げや衝撃等の機械的な外力によって、ゴム弾性部材 4 と研削部材 2 との間、およびゴム弾性部材 4 とヮィャロープ 1 との間で剝離が生ずる。このような剝離が生ずると、研削部材 2がワイヤロープ 1 の上で回転し、または長手方向に移動し、台金 3がワイヤロープ 1 と摩擦 ' 摩耗する。これにより、ワイヤロープ 1 が早い時期に摩耗し、破断することがあった。

具体的には、研削部材 2がワイヤロープ 1 のまわりを回転するようになると、研削部材 2の端面（研削部材 2の台金 3の端面）がワイヤロープと接触し、台金が摩耗し、ヮィャロープが損傷し、時には研削部材 2の破壊やワイヤ口 ―プの断線が生ずるという問題点があつた。

また、第 3図に示すように研削部材 2がワイヤロープ 1 の上で矢印で示す方向に 2 aで示す位置に移動すると、隣の研削部材 2 との間でゴム弾性部材が圧縮され、 4 aに示すように膨れ上がる。この現象はジャム（j am ) と呼ばれる。このように隣り合う研削部材の間隔が小さくなり、ゴム弾性部材が隣り合う研削部材の間で異常に膨れ上がると、被加工物の切断溝に詰り、最終的にはワイヤロープの破断を招くことになるという問題点があつた。

このように、ゴム弾性部材と研削部材との間、およびゴム弾性部材とワイヤロープとの間で剥離が生ずることにより、ワイヤロープの機械的な損傷が早期に起こり、結果としてダイヤモンドワイヤソ一の寿命が短くなるという問題点があった。

さらに、切断時の冷却と被加工物の切屑の除去のために冷却水が使用されるので、上記の剥離した箇所から水が浸入し、ワイヤロープに錡が発生し、比較的短い時間でワイャロープが切断するという問題点があった。

また、ゴム弾性部材によるワイヤロープの補強が十分でないため、まだ研削部材の砥材層が残っているにもかかわらず、ワイヤロープが断線し、ダイヤモンドワイヤソ一の寿命が短くなるという問題点があつた。

このワイヤ口ープの断線は、単に寿命の問題のみならず、 1 1 張力の加わった走行中に断線すれば、ワイヤソ一が飛び跳ねるので、取扱者の安全にもかかわる非常に重要な問題点でもある。

発明の開示

そこで、この発明の 1 つの目的は、上記のような従来のダイヤモンドワイヤソ一が有する欠点を解消することであり、ワイヤロープとゴム弾性部材との間の接合強度を向上させることである。

また、この発明のもう 1 つの目的は、ワイヤロープとゴム弾性部材との間の接合強度を高めることによって、ワイャロープの機械的な損傷やワイヤロープに靖が生ずることによる化学的な損傷を抑制し、寿命が長く、耐久性のあるダイヤモンドワイヤソーを提供することである。

この発明に従ったワイヤソ一は、ワイヤロープと、複数個の研削部材と、弾性部材とを備える。複数個の研削部材は、ワイヤロープを取囲みかつワイヤロープの長手方向に沿って所定の間隔をおいて配置されている。個々の研削部材は両端面と外周面と内周面とを有する。ゴム製の弾性部材は、複数個の研削部材の間でワイヤロープを取囲んで被覆し、さらに研削部材の内周面とワイヤロープとの間にも充塡されている。ワイヤロープは複数本のストランドを含む。ストランドの各々は複数本の素線を含む。さらに、ヮィャロープは、複数本のストランドの間に第 1 の空隙と、複数本の素線の間に第 2の空隙を有する。弾性部材は、ストランド間の第 1 の空隙と素線間の第 2 の空隙とからなる空隙の 2 0 %以上を充填している。

ワイヤソ一の好ましい 1 つの実施例によれば、ワイヤ口 —プは、スチール線の表面に、銅、亜鉛または錫の少なくとも 1 種の金属、またはその金属を含む合金をめつきしたスチールコードから構成される。この場合、少なくとも、研削部材の両端面と弾性部材との間、および研削部材の内周面と弾性部材との間に接着材層が形成される。接着材層は塩化ゴム系接着剤を含む。

また、本発明のワイヤソ一の好ましいもう 1 つの実施例によれば、ワイヤ口一プは、上記のようなめっきが表面に施されていないスチール線から構成される。この場合、研削部材の両端面と弾性部材との間、および研削部材の内周面と弾性部材との間に接着材層が形成され、さらにワイヤロープと弾性部材との間にも接着材層が形成される。これらの接着材層は塩化ゴム系接着剤を含む。

この発明のワイヤソ一のもう 1 つの実施例では、ワイヤロープは、ァラミド繊維とスチール線とを含む。

さらに、この発明の好ましい実施例においては、弾性部材はドライゴムと液状ゴムを含む。

この発明のワイヤソーを用いると、以下のような作用効果を達成することができる。

ワイヤ口ープに所定の間隔で設けられた研削部材が被加ェ物に圧接された状態で走行移動させられて被加工物の切断が行なわれる。この際、ワイヤロープには、張力だけでなく、衝撃力、摩擦抵抗等の種々の力が作用する。また、切断時にはワイヤロープはガイドプーリや駆動プーリによつて屈曲されるので、ワイヤロープには曲げ応力が加わる。以上の諸応力により、従来のワイヤロープは疲労し、ゴ厶弾性部材と研削部材との間、およびゴム弾性部材とワイャロープとの間に剥離が生ずる。その剥離した部分から、研削時に使用する冷却水が浸入し、ワイヤロープに锖が発生し、ついにはワイヤソ一の破断事故が発生する。

従来のワイヤフーで上記のような剥離が発生しやすいのは、ゴム弾性部材がワイヤロープの外周面のみを被覆し、ワイヤロープの内面の空隙にまで十分に侵入していないために、ワイヤロープとゴム弾性部材との間の接合面積が少ないからである。

これに対して、本発明のワイヤソーでは、ワイヤロープのストランド間の空隙、および Zまたは素線間の空隙にゴム弾性部材が充填されている。特に、本発明のワイヤソ一では、ワイヤロープの内部空隙、ストランド間の空隙と素線間の空隙のうち、少なくとも 2 0 %以上をゴム弾性部材が充填している。そのため、ゴム弾性部材は複雑な形状を呈しながら、ワイヤロープに絡みついて物理的な楔効果をもたらす。このようにして、ゴム弾性部材がワイヤロープに強固に接合しているので、容易に剝離しない。

また、ゴム弾性部材は、成形工程においてワイヤロープのストランド間の空隙と素線間の空隙に充填された後、引続いて行なわれる加硫工程において加硫接着によってワイャロープとゴム弾性部材とが強固に接合される。そのため、完成したワイヤソ一では、ゴム弾性部材は加硫されているのでゴ厶弾性体となる。このゴム弾性体は、ストランド間の空隙および/またはストランドを構成する素線間の空隙に存在することによって、ワイヤソ一の可撓性が損なわれることはない。

以上のことから、ゴム弾性部材とワイヤロープとの間、およびゴム弾性部材と研削部材の間で剝離が生じ難いので、研削部材のワイヤロープのまわりでの回転や、ワイヤ口一プの長手方向すなわち軸方向に沿った研削部材の移動等が防止される。その結果、研削部材がワイヤロープと摩擦することがないので、ワイヤロープの断線の発生が抑制される。また、上記のような剝離が抑制されるので、冷却水がワイヤ口ープに浸入する可能性も少なく、ワイヤロープに錡が発生し難い。その結果、ワイヤソ一の寿命を長くすることかできる。さらに、上述のようにゴム弾性部材が複雑な形状でワイヤロープに絡みついているので、屈曲によるワイヤロープの疲労に対しても有効に補強することができる。したがって、耐久性に優れたワイヤソ一を得ることができる。

図面の簡単な説明

第 1 図は、従来のダイヤモンドワイヤツーの一部を示す軸に沿った断面図である。

第 2図は、ダイヤモンドワイヤツーの使用方法として被加工物の切断方法を説明するための図である。

第 3図は、従来のダイヤモンドワイヤソ一において研削部材が長手方向に沿って移動することによる問題点を説明するための図である。

第 4図は、この発明の 1 つの実施形態としてダイヤモンドワイヤソ一の一部を示す軸に沿った断面図である。

第 5図は、この発明のもう 1 つの実施形態としてダイヤモンドワイヤソ一の一部を示す軸に沿った断面図である。第 6図は、この発明の 1 つの実施形態としてダイヤモンドワイヤソ一に用いられるワイヤロープを示す軸に垂直な断面図である。

第 7図は、ワイヤロープの形付率を説明するための図である。

第 8図〜第 1 2図は、この発明の一実施例に従ってワイャロープのストランド間および/または素線間の空隙にゴム弾性部材が充填される割合に応じてその状態を示すワイャロープとゴム弾性部材の模式的な軸に垂直な断面図である

第 1 3図は、この発明の一実施例において用いられたダィャモンドワイヤソ一の屈曲試験装置を概念的に示す図である。

第 1 4図は、第 1 3図に示された屈曲試験装置の揺動装置の部分を説明するための図である。

第 1 5図は、この発明のもう 1 つの実施形態であるワイャロープを示す軸に垂直な断面図である。

発明を実施するための最良の形態

第 4図に示すように、この発明の 1 つの実施形態に従つたダイヤモンドワイヤソー 1 0 0 は、ワイヤロープ 1 1 0 と、複数個の研削部材 2 と、ゴム弾性部材 4 0 とを備える。複数個の研削部材 2は、ワイヤロープ 1 1 0の長手方向に沿って所定の間隔をおいて配置され、ゴム弾性部材 4 0を介在してワイヤロープ 1 1 0のまわりを取囲んでいる。研削部材 2 の両端面および内周面とゴム弾性部材 4 0 との界面には、接着材層 6が形成されている。この接着材層 6 は、ゴム弾性部材 4 0 とこれに接する研削部材 2を形成する金属との間でゴム弾性部材 4 0の加硫中において接着作用をもたらす。

ワイヤロープ 1 1 0 には、通常、炭素含有量が 0 . 4〜 1 . 0 %の炭素鋼からなるスチール線、またはステンレス鋼（たとえば S U S 3 0 4 ) からなるスチール線などが用いられる。特にこの実施の形態では、ゴム弾性部材 4 0 との接合力を向上させるために、ワイヤロープ 1 1 0 は、スチール線の表面に銅、亜鉛または錫の少なくとも 1 種（これら個々の金属およびこれら金属の組合せからなる合金を含む）をめつきしたスチールコードの複数本から構成されるのが好ましい。また、スチール線の表面上に銅をめつきし、さらにその上に亜鉛をめつきし、めっきを施したスチ一ル線を高温で処理し、めっき金属をスチール線中に拡散させ、次いで、このスチール線を伸線して得られるスチールコード、たとえばタイヤ用スチールコードとして使用されるコードでワイヤロープ 1 1 0を形成すれば、接合強度の向上の観点からより一層好ましい。

研削部材 2の各々は、ほぼ円筒状の台金 3 と、その台金 3の外周面上に形成される砥材層 5 とを備える。台金 3 は、たとえば、ステンレス鋼からなり、その少なくとも外周面には銅めつきが施される。砥材層 5 は、ダイヤモンド粒子、立方晶窒化ホウ素（ c B N ) 粒子等の超砥粒を金属マトリクス中に分散させたものから構成される。このような超砥粒の粒度、種類および集中度は、使用条件に応じて適当に選ばれる。砥材層 5 は、たとえば、上述の超砥粒を混入させた銅およびコバルトの粉末を、台金 3の上に焼結させることにより固着される。あるいは、超砥粒を台金 3の上に電解めつきにより固定して、砥材層 5 を形成するようにしてもよい。

なお、台金 3の内周面の両端部には、ワイヤロープ 1 1 0の挿入を容易にするため、またゴム弾性部材 4 0の進入を容易にするため、テ一パが形成されるのが好ましい。また、砥材層 5 は、台金 3の軸線方向の両端部を覆わないように形成するのが好ましい。

ゴム弾性部材 4 0 と研削部材 2 との間の界面に形成される接着材層 6 の材料としては、ゴムと金属とをゴムの加硫中において接着作用をもたらすものが用いられる。このような接着剤としては、塩化ゴムを主成分とする塩化ゴム系接着剤、塩酸ゴムを主成分とする塩酸ゴム系接着剤等があり、前者を用いるのがより好ましい。

塩化ゴム系接着剤は、塩化ゴムをポリクロロプレン、二トリルゴ厶、ポリイソシァネートなどの助剤とともにトルェンその他の溶剤に溶解させたもので、代表的なものとして、 " Chem l ok 2 2 0 " (登録商標； Lord Cor pora t i on 製）がある。この Chem l ok 2 2 0 を用いるに際しては、フェノール系樹脂を主成分とする糊料を下塗剤として併用することにより一層接着力を向上させることかできる。このフエノール系樹脂を主成分とする糊料は、熱硬化性のフノール系樹脂単独、あるいは、フエノール系樹脂と少量のポリアセ夕一ル系樹脂等の変成樹脂をメチルェチルケトンなどの溶剤に溶解したもので、その代表例としては、 " Ch em l ok 2 0 5 " (登録商標； Lord Cor po ra t i on製）がある。

ゴム弾性部材 4 0 は、たとえば型を用いた成形によりヮィャロープ 1 1 0 を取囲むように形成される。より詳細には、上記の接着剤が研削部材 2の所定の領域に付与された後、第 4 図に示されるような配置状態となるように、型内にワイヤロープ 1 1 0 と研削部材 2 とが挿入される。次に、ゴム弾性部材 4 0 を構成するゴムが、未加硫状態で、型内に形成されたキヤビティを埋めるように押込まれる。このように押込まれたゴムは、研削部材 2 とワイヤロープ 1 1 0 との間の空隙だけでなく、ワイヤロープを構成するストランド間の空隙および Zまたはそのストランドを構成する素線間の空隙にまで充填される。

次に、型内のゴムに対して所定の圧力を保ったまま、加硫が行なわれる。ゴムの加硫に際しては、ワイヤロープ 1 1 0 を構成するスチールコードとの接着性向上効果を示す物質、たとえばステアリン酸コバルトのような、有機酸のコバルト塩を、ゴ厶 1 0 0重量部当り 1 〜 2重量部配合して、加硫を行なうことがより好ましい。

ゴム弾性部材 4 0 の形成に用いられる加硫前のゴム材料の具体的な配合としては、ドラィゴムと液状ゴムとから構成されるゴム 1 0 0重量部に対して、酸化亜鉛、硫黄、シリカ、カーボン、滑剤（ステアリン酸）、加硫促進剤、接着助剤、ステアリン酸コバル卜が所定の割合で添加される。

加硫促進剤としては、通常、グァニジン系、チアゾール系、チウラム系等の加硫促進剤が適している。加硫は、たとえば、温度 1 5 0 °C程度、時間 1 0分の条件下で行なわれる。このとき、上記の接着剤による接着作用も達成される。

上述したゴム材料の具体的組成において、ドライゴムや液状ゴムとしては天然ゴム（ N R ) や二小リルブタジエンゴム（N B R ) が用いられる。

このようにして形成されたゴム弾性部材 4 0 において、第 4 図に示すように、その一部が、台金 3 の一部を覆うように形成されている。これによつて、ゴム弾性部材 4 0 による研削部材 2 の保持強度をより高めることができる。第 5 図には、この発明のもう 1 つの実施の形態に従ったダイヤモンドワイヤフー 2 0 0 の構成が示されている。第 4 図に示されるダイヤモンドワイヤソ一 1 0 0 と異なる点は、めっきが表面に施されていないスチール線からワイヤ口一プ 1 2 0 を構成していることと、そのワイヤロープ 1 2 0 とゴム弾性部材 4 0 との間の界面にも接着材層 Ί を形成していることである。ダイヤモンドワイヤソー 2 0 0 の他の構成は、上述で詳細に説明したとおり、第 4 図に示されたダイヤモンドワイヤソ一 1 0 0 の構成と同様である。この実施の形態では、接着材層 7 を形成する材料としては、上述の接着材層 6 を形成する材料と同様のものが用いられる。接着剤は、ワイヤロープ 1 2 0 の外周面だけでなく、ワイヤロープを構成するストランド間および Zまたはストランドを構成する素線間の空隙にまで入り込むように塗布される。

第 6 図には、上述の 2つの実施の形態で用いられるワイャロープ 1 1 0 または 1 2 0 の構成が示されている。一例として、スチール線からなる素線 1 0 1 を 1 9本燃り合せて線条体ストランド 1 0 2 a〜 l 0 2 gが形成されている。さらに、これらのストランド 1 0 2 a〜 1 0 2 gを 7本撚り合せてヮィャロープ 1 1 0 または 1 2 0が構成されている o

ワイヤロープ 1 1 0 または 1 2 0 には、素線 1 0 1 間の空隙 1 0 3 a， 1 0 3 bが存在している。たとえば、ストランド 1 0 2 a に着目すると、ストランド 1 0 2 a を構成する 1 9本の素線 1 0 1 の間には 2種類の空隙が存在している。すなわち素線 1 0 1 間の空隙として、比較的広い空隙 1 0 3 a と比較的狭い空隙 1 0 3 bが存在する。

また、ストランド 1 0 2 gを中心として 6 本のストランド 1 0 2 a〜 l 0 2 f がそのまわりを取囲むことによってワイヤロープ 1 0 または 1 2 0 が形成されている。ストランド間の空隙としては、ストランド 1 0 2 a と 1 0 2 b と 1 0 2 g との間、ストランド 1 0 2 b と 1 0 2 c と 1 0 2 g との間、ストランド 1 0 2 c と 1 0 2 d と 1 0 2 g との間、ストランド 1 0 2 d と 1 0 2 e と 1 0 2 g との間、ストランド 1 0 2 e と 1 0 2 f と 1 0 2 g との間、およびストランド 1 0 2 a と 1 0 2 f と 1 0 2 g との間にそれぞれ空隙 1 0 4 が形成されている。これらの空隙 1 0 3 a、 1 0 3 b、 1 0 4 は、ワイヤロープ 1 1 0 または 1 2 0 の外周部 1 0 5 から独立して存在している。

この発明のダイヤモンドワイヤツーにおいては、ゴム弾性部材がワイヤロープ 1 1 0 または 1 2 0 の外周部 1 0 5 だけでなく、ワイヤロープ 1 1 0 または 1 2 0 の内部に独立して存在する空隙、ストランド間の空隙 1 0 4 と素線間の空隙 1 0 3 3 と 1 0 3 bのすベての領域にわたって充塡されるのが最も好ましい。ストランド間の空隙 1 0 4 と素線間の空隙 1 0 3 a と 1 0 3 bの全領域のうち、少なくとも 2 0 %以上がゴム弾性部材によって充塡されれば、ゴム弾性部材が複雑な形状を呈してヮィャロープに絡みついて物理的な楔効果をもたらす。このようにして、ゴム弾性部材がワイヤロープに強固に接合する。

一般に、ダイヤモンドワイヤソ一の製造は、金型の所定位置にワイヤロープと研削部材をセットし、通常の圧縮成形法、射出成形法等でゴム弾性部材を成形し、加硫工程を通じてワイヤロープ、研削部材およびゴム弾性部材のそれぞれの間を接合して行なわれる。

上述のワイヤロープの空隙にゴム弾性部材が充塡し、楔効果を発揮させる手段としては以下のものが挙げられる。

① ゴム弾性部材の材料に流動性のよい材料を使用する方法。

② 高圧成形、高温成形等の特殊な成形条件で加工する方法。

ここで、高圧成形では、圧力によってゴム弾性部材を空隙に押込む方法が採用される。また、ゴム弾性体の流動性が高温になるにつれて増加する場合には、より高温に加熱する高温成形によって、空隙にゴム弾性部材を充塡する方法が採用される。

③ ワイヤロープの形付率の大きなものを使用する方法。ここで、形付率とは以下のようにして測定されるものである。ワイヤロープを構成する 6本のストランドを解いた後、第 7図に示すように各ストランドの山〜谷の距離 Hを測定し、その距離 Hを実際のロープの直径で割り、その割合を求める。 6本のストランドの値の平均値をもってこのワイヤロープの形付率とする。

このように測定された形付率の大きなものを使用すれば、ワイヤロープを構成するストランド間およびまたは素線間の空隙を大きくすることができ、ワイヤロープの空隙にゴム弾性部材を充塡させるのが容易になる。

上記の 3つの方法以外にも種々の方法が考えられるが、それらの方法についての得失を考慮して、いずれの方法を採用するのかについて決定する。

しかしながら、本発明の要点は、いずれの方法においても、ワイヤロープの空隙にゴム弾性部材を入り込ませ、力!] 硫工程において接合することによって、ワイヤロープとゴ厶弾性部材を絡ませ、いかに強固に接合できるか、ということに尽きるものであり、それを実現するための方法は、どの方法であっても強固な接合を具現化できるものであればいずれの手段でもよい。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。ここでは、その一例としてゴム弾性部材の配合組成を変化させ、未加硫ゴムの成形時における流動性を向上させる方法を実施した。

具体的には、ゴム弾性部材の流動性を向上させかつ物理 141 P T 96 01778 的強度の低下を抑制するために、以下の表 1 に示すように、主要材料となるドラィゴムに低分子量の液状ゴムを配合した試料 A〜 Eの 5種類の試料を作製して評価した。

ここで、試料 Aは従来から使用されているものであり、比較のための試料である。また、表 1 中において配合組成を示す数値は、ドライゴムと液状ゴムの合計を 1 0 0重量部として、各添加物の配合組成が重量部を単位として示されている。ドライゴムと液状ゴムとしては天然ゴムが用いられた。

1 比較例実施例

配合組成

(重量部） A B C D E ドライゴム 100 95 90 85 80 液状ゴム 0 5 10 15 20 亜鉛華 ίί 3 15 15 15 15 15 硫黄 3 3 3 3 3 シリ力 15 15 15 15 15 カーボン 45 45 45 45 45 滑剤 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

(ステ了¹ Jン酸）加硫促進剤 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 接着助剤① 4 4 4 4 4 接着助剤② 4 4 4 ' 4 4 ステ了リン酸 2 2 2 2 2 コノくル卜表 2は、試料 A〜 Eの 5種類について、その物性を評価したものを示している。表 2 によれば、液状ゴムの配合比率が高くなるに従って粘度、引張強度、ゴムの硬さが低下し、流動性、伸びは増加する。接着性については、液状ゴムの比率が 0 〜 2 0重量部の範囲では、大きな変化は見られなかった。

表 2 比較例実施例

評価項目

A B C D E ム-ニ -粘度 78 50 35 28 24

(M L _{1 + 4} ) 引張強度 240 215 204 189 180

( kg/cm²) ゴムの硬さ〇〇〇 Δ X 素線間への X X 〇〇〇

流れ性接着性〇〇〇〇〇耐久性 X 〇 ◎ 〇 △ 一方、ワイヤロープにはゴム弾性部材との接合力を向上させるために、スチール線の表面上に銅を 7 0 %、その上にさらに亜鉛を 3 0 %めっきし、高温で銅と亜鉛を拡散させて伸線したスチールコードでワイヤロープを形成した。ワイヤロープの仕様は以下のとおりである。

素線：直径 0 . 3 2 mm 0のスチール線で上述のようにして黄銅がめっきされたスチールコード

構成：第 6図に示すように中心ストランド 1 0 2 gを ( 1 + 6 + 1 2 ) 本のスチールコードからなる素線 1 0 1 で構成し、その中心ストランドのまわりに配置される 6本のストランド 1 0 2 a〜 1 0 2 ί を（ 1 + 6 + 1 2 ) 本のスチールコードからなる素線 1 0 1 で構成した。

ワイヤロープの直径： 4 . 7 6 m m ø

ワイヤロープの引張り強度： 1 9 1 O k g以上

上記仕様を満足するように 7 X 1 9ブラストメッキ素線普通 Z燃り（ B G ZO ) の油なし品を選定した。

第 4図に示すように、接着材層 6 を形成するように研削部材 2の所定の領域（少なくとも端面と内周面）に下塗剤として "Chemlok 2 0 5 " の接着剤が塗布され、上塗剤として "Chemlok 2 2 0 " の接着剤が塗布された。その後、第 4図に示すような配置状態となるように、上記のように選定されたワイヤロープ 1 1 0 にこの研削部材 2を挿入し、研削部材 2間の間隔が 2 5 . 0 mmになるように金型の内部の所定位置にワイヤロープ 1 1 0 と研削部材 2 とをセットした。ゴム弾性部材として上記の 5種類の組成のゴム材料が、それぞれ未加硫状態で、金型内に形成された空隙を埋めるように押し込んだ。そのゴム材料に 4 0 0 k g / c m ² の圧力をかけ、通常の圧縮成形法により成形した。その後、温度 1 6 0 °C、 1 0分間の条件下で加硫を行なつて、それぞれのゴム弾性部材の試料に対応して 5種類のダイヤモンドワイヤツー 1 0 0を形成した。

これら 5種類のダイヤモンドワイヤソ一 1 0 0 のそれぞについて 3本のワイヤソ一試料を作製した。各種のダイヤモンドワイヤフーについてゴムの流動性を調べるために、ワイヤロープの長手方向すなわち軸方向に垂直に切断し、ゴム弾性部材のワイヤロープの空隙への充塡状況を観察した。

その観察結果は、第 8図〜第 1 2図と表 3 に示される。第 8図は、ワイヤロープ 1 1 0のストランド 1 0 2 a〜 1 0 2 g間、および素線 1 0 1 間のすべての空隙にゴム弾性部材 4 0が充填された状態を観察した結果として示す模式図である。

第 9図は、ワイヤロープ 1 1 0 においてストランド 1 0 2 a〜 1 0 2 g間のすべての空隙にゴム弾性部材 4 0が充塡されているが、素線 1 0 1 間では一部の空隙にゴム弾性部材 4 0が充塡された状態を観察結果として示す模式図である。素線 1 0 1 間の空隙のうち、ワイヤロープ 1 1 0の外周部に近いところでゴム弾性部材 4 0の充塡率が高く、 P T JP96 01778 中心のストランド 1 0 2 gにおいては、素線 1 0 1 間にゴム弾性部材 4 0がほとんど充塡されていないことがわかる。第 1 0図は、ワイヤロープ 1 1 0 においてストランド 1 0 2 a〜 1 0 2 g間のすべての空隙にはゴ厶弾性部材 4 0 が充填されているが、素線 1 0 1 間の空隙の一部にゴム弾性部材 4 0が充填された状態を観察結果として示す模式図である。素線 1 0 1 間の空隙の中で、ワイヤロープ 1 1 0 の外周部に近いところでは、ゴム弾性部材 4 0 の充塡率が比較的高い。

第 1 1 図は、ワイヤロープ 1 1 0 において、ストランド

1 0 2 a〜 1 0 2 g間の空隙の一部分、素線 1 0 1 間の空隙の一部分にゴム弾性部材 4 0が充塡された状態を観察結果として示す模式図である。この充填された状態は、圧縮成形圧力の加え方やワイヤロープの状態により、一定のパ夕一ンを形成するものではない。

第 1 2図は、ワイヤロープ 1 1 0 の外周部にはゴム弾性部材 4 0が存在しているが、ワイヤロープ 1 1 0 の空隙、すなわちストランド間と素線間の空隙にはゴム弾性部材 4 ' 0がほとんど充填されていない状態を観察結果として示す模式図である。表 3

さらに、 5種類のダイヤモンドワイヤソ一それぞれについて第 1 3図と第 1 4図に示されるような装置を用いて屈曲試験を行なった。第 1 3図に示すように、ダイヤモンドワイヤソ一 3 0の一方端を台の上でクランプ装置 3 5 によつて固定し、ダイヤモンドワイヤソー 3 0の他方端は揺動装置 3 1 を通じてローラ一を介して 7 . 8 k gの重量のおもり 3 2 につないで荷重を与えた。第 1 4図に示すように、ダイヤモンドワイヤソ一 3 0 の中間部は 4個の固定ローラ 3 3 a 〜 3 3 dによって湾曲されており、 4個の固定ローラ 3 3 a 〜 3 3 dの間に設置された 2個の可動ローラ 3 4 a , 3 4 bによっても湾曲されている。これらの 2個の可動ローラ 3 4 a と 3 4 bは、第 1 4図の矢印で示される方向に往復移動することにより、可動ローラ 3 4 a と 3 4 b の間に介在するダイヤモンドワイヤフー 3 0がその方向に従って揺り動かされることにより屈曲される。

このような屈曲を繰返して行ない、ワイヤロープとゴム弾性部材が剝離し、ワイヤ口—プが破断するまでの回数を測定した。

その結果、表 4 に示すように、ゴム弾性部材の材料として試料 B ， C , D ， Eを用いて製作したダイヤモンドワイャフー 1 0 0 (第 4図）は、比較例の試料 Aを用いたダイャモンドワイヤソ一に比べて約 2 5 %高い破断回数を示した。これは、ゴム弾性部材の材料として試料 B , C , D ， Eを用いたダイヤモンドワイヤソー 1 0 0の実施例では、表 3 に示すようにゴム弾性部材 4 0がワイヤロープ 1 1 0 の空隙内を 2 0 %以上充填しており、楔効果を発揮するためである。以上のように、本発明のダイヤモンドワイヤソ一 1 0 0 は、従来のダイヤモンドワイヤフーに比べて耐久性が約 2 5 %向上することがわかる。表 4

なお、ゴム弾性部材をワイヤロープの空隙に十分充塡させるために他の成形方法、高温成形法や高圧成形法を用いて充塡し、加硫処理後の接合強度を高めたダイヤモンドヮィャソ一について、屈曲試験により耐久性を調べた結果、上記とほぼ同様の評価結果を得た。

また、第 5図に示すように、めっき処理が施されないスチール線を用いてワイヤロープ 1 2 0を構成し、ワイヤ口 —プ 1 2 0 とゴム弾性部材 4 0 との間と、研削部材 2 と弾性部材 4 0 との間にそれぞれ接着材層 7 と 6を形成したダィャモンドワイヤツー 2 0 0 についても、上述と同様に 5 種類のダイヤモンドワイヤソーを製作した。この場合、第 5図において接着材層 7は、ワイヤロープ 1 2 0の外周だけでなく、ワイヤロープを構成するストランド間ゃストランドを構成する素線間の空隙にも入り込むように接着剤を塗布した。上述と同様にゴム弾性部材のワイヤロープの空隙への充填状況を観察したが、表 3 と同様の結果を得た。また、屈曲試験によりダイヤモンドワイヤフーの耐久性を調べたが、その結果も表 4 に示すものと同様であった。

さらに、第 1 5図に示すように、中心のストランド部分にァラミド繊維の集合体 1 0 6を使用したワイヤロープ 1 3 0を用いて上述と同様の 5種類のダイャモンドワイヤソ —を製作した。それぞれのダイヤモンドワイヤフーについてゴム弾性部材の流動性の影響を調べた。

その結果、ゴム弾性部材の材料として試料 Aと試料 B〜 E との間には、上述のようにダイヤモンドワイヤソ一の耐久性が約 2 5 %と顕著な向上は見られなかったものの、試料 B〜 Eを用いたダイヤモンドワイヤソ一は、試料 Aを用いたダイヤモンドワイヤソ一に比べて耐久性が約 1 0 %向上した。これは、中心のストランド部分にァラミド繊維の集合体を使用するため、ストランド間の空隙が、当初からァラミド繊維で一部分充填されているからであり、中心ストランドのまわりのストランドの素線間の空隙に主にゴム弾性部材が充塡されるためと考えられる。

以上のように、本発明のダイヤモンドワイヤソ一においては、ゴム弾性部材がワイヤロープの内部の空隙にまで入り込み、楔効果によりワイヤロープとゴム弾性部材とが強固に接合する。そのため、石材やコンクリート等の切断において耐久性の優れた、寿命の長いダイヤモンドワイヤソ一を得ることができる。

上述で開示された実施の形態や実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味でかつその範囲内でのすベての変更が含まれることが意図される。

産業上の利用可能性

この発明のワイヤソ一は、石材やコンクリート等の切断に効果的に用いられ、特に高い耐久性と長い寿命を示す。

Claims

請求の範囲

1 . ワイヤロープ（ 1 1 0 ; 1 2 0 ; 1 3 0 ) と、

前記ワイヤロープを取囲みかつ前記ワイヤロープの長手方向に沿って所定の間隔をおいて配置された、両端面と外周面と内周面とを有する複数個の研削部材（ 2 ) と、

複数個の前記研削部材の間で前記ワイヤロープを取囲んで被覆し、さらに前記研削部材の前記内周面と前記ワイヤロープとの間にも充填されたゴム製の弾性部材（ 4 0 ) とを備えたワイヤソ一（ 1 0 0 ； 2 0 0 ) であって、

前記ワイヤロープ（ 1 1 0 ； 1 2 0 ； 1 3 0 ) は複数本のストランド（ 1 0 2 a〜 l 0 2 g ) を含み、前記ストランドの各々は複数本の素線（ 1 0 1 ) を含み、さらに、前記ワイヤロープは複数本の前記ストランドの間に第 1 の空隙（ 1 0 4 ) と、複数本の前記素線の間に第 2の空隙（ 1 0 3 a , 1 0 3 b ) とを有しており、

前記弾性部材は、前記ストランド間の第 1 の空隙と前記素線間の第 2の空隙とからなる空隙の 2 0 %以上を充塡している、ワイヤフー。

2. 前記ワイヤロープ（ 1 1 0 ) は、スチール線の表面に、銅、亜鉛および錫からなる群より選ばれた少なくとも 1 種の金属、またはその金属を含む合金をめつきしたスチ —ルコードから構成される、請求項 1 に記載のワイヤソ一。

3. 少なくとも、前記研削部材（ 2 ) の両端面と前記弾性部材（ 4 0 ) との間、および前記研削部材（ 2 ) の内周面と前記弾性部材（ 4 0 ) との間に接着材層（ 6 ) をさらに備える、請求項 2 に記載のワイヤフー。

4 . 前記接着材層（ 6 ) は、塩化ゴム系接着剤を含む、請求項 3 に記載のワイヤソー。

5. 前記ワイヤロープ（ 1 2 0 ) は、スチール線から構成される、請求項 1 に記載のワイヤソ一。

6 . 前記研削部材（ 2 ) の両端面と前記弾性部材（ 4

0 ) との間、および前記研削部材（ 2 ) の内周面と前記弾性部材（ 4 0 ) との間に接着材層（ 6 ) と、前記ワイヤ口 —プ（ 1 2 0 ) と前記弾性部材（ 4 0 ) との間に接着材層

( 7 ) とをさらに備える、請求項 5 に記載のワイヤソー。

7. 前記接着材層（ 6 , 7 ) は、塩化ゴム系接着剤を含む、請求項 6 に記載のワイヤソー。

8 . 前記ワイヤロープ（ 1 3 0 ) は、ァラミド繊維（ 1 0 6 ) とスチール線とを含む、請求項 1 に記載のワイヤソ o

9 . 前記弾性部材（ 4 0 ) は、ドライゴムと液状ゴムを含む、請求項 1 に記載のヮィャソ一。