WO2018051395A1 - 動索用ワイヤロープおよびその製造方法 - Google Patents

動索用ワイヤロープおよびその製造方法 Download PDF

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茂樹 渡邉
香里 金盛
竹内　潤
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東京製綱株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a moving wire rope, for example, a gondola moving rope, a lifting moving rope, and a moving wire rope used as a moving rope for other facilities or equipment.
  • the present invention also relates to a method for manufacturing a moving wire rope.
  • the wire rope for the rope used as the rope is subjected to repeated bending under tension.
  • a fiber core is used as the core material for a moving rope
  • the diameter of the fiber core is reduced and the wire rope itself is also reduced.
  • the wire rope is elongated in the longitudinal direction.
  • a wire rope for moving ropes used for gondola, lift, etc. is excessively elongated in the longitudinal direction, it must be cut off.
  • Patent Document 1 describes using a plastic core material for the core material of a wire rope.
  • the plastic core described in Patent Document 1 includes a plastic core 2 disposed at the center and a plastic jacket 3 that is softer than the core 2 provided around the core.
  • the soft jacket 3 is deformed by being compressed from the periphery by the strands 4.
  • the strand 4 Since the strand 4 is supported by the core 2, the elongation in the longitudinal direction of the wire rope can be suppressed. Further, since the jacket 3 that has been compressed and deformed enters the gap between the strands 4, direct contact between the strands 4 can be avoided. However, since the jacket 3 is compressed and deformed, if the wire rope is continuously used, the jacket 3 is further compressed, and there is a possibility that contact between the strands 4 and elongation of the wire rope may occur.
  • This invention is intended to remarkably suppress contact between strands and diameter reduction and elongation during use of a wire rope.
  • a method of manufacturing a wire rope for moving cords according to the present invention includes a plurality of resin cores in which a resin outer layer having a melting temperature lower than the melting temperature of the inner core is laminated around a resin inner core having a circular cross section.
  • the strands are spirally twisted with a gap between the strands, and heated at a temperature exceeding the melting temperature of the outer layer and lower than the melting temperature of the inner layer to melt the outer layer.
  • the strand is clamped from its periphery, and the outer layer is cured.
  • the resin core is composed of a resin inner core and a resin outer layer laminated around the inner core and having a melting temperature lower than the melting temperature of the inner core.
  • a melting temperature lower than the melting temperature of the inner core.
  • the gap between the plurality of strands and the valley between the strands on the strand surface facing the gap are filled with the flowing outer layer resin, so that the adjacent strands do not directly contact each other, Fretting wear can be prevented.
  • the deformation of the wire rope when the wire rope is bent on the sheave can be reduced.
  • the inner core is not melted by heating, multiple strands tightened from the surroundings are supported by the inner core and do not decrease in diameter even when used continuously, thus providing a wire rope with little or no elongation. Is done.
  • the plurality of strands are tightened to such an extent that they bite into the inner core.
  • a plurality of strands are tightened and bitten from the surface of the inner core to a depth of 10% or less of the outer diameter of the inner core.
  • the wire rope for moving cords comprises a resin core in which a resin outer layer having a melting temperature lower than the melting temperature of the inner core is laminated around the resin inner core having a circular cross section, and a spiral around the resin core.
  • the valleys between the strands on the surface are filled with a cured resin constituting the outer layer having a shape that matches the shape of the gap and the shape of the valley.
  • the melting temperature difference between the inner core and the outer layer is 15 ° C. or more. Only the outer layer can be reliably melted without melting the inner core.
  • the melting temperature of the outer layer is 80 ° C. or higher.
  • the outer layer is prevented from melting or softening during use or transport of the wire rope.
  • the melt flow rate of the outer layer is 30 g / 10 min or less. It is possible to prevent dripping when the outer layer is heated and melted.
  • the manufacturing apparatus of a wire rope is shown schematically. It is sectional drawing of the wire rope in the middle of manufacture. It is sectional drawing of the completed wire rope.
  • FIG. 1 schematically shows a wire rope manufacturing apparatus.
  • 2 and 3 show sectional views of the wire rope taken along lines II-II and III-III in FIG. 1, respectively.
  • one resin core 2 and six strands 3 sent out from a twisting machine are sent to twisted voice 11.
  • a resin core 2 includes an inner core 2a made of high-density polyethylene having a circular cross section, and an outer layer 2b made of low-density polyethylene having an annular cross-section laminated (coated) on the outer peripheral surface of the inner core 2a with an equal thickness. Consists of The inner core 2a is made solid by, for example, extrusion molding or pultrusion molding. The outer layer 2b is laminated (coated) with an equal thickness on the outer peripheral surface of the inner core 2a by, for example, extrusion lamination.
  • the melting point (melting temperature) of the high-density polyethylene constituting the inner core 2a is about 120 to 140 ° C
  • the melting point of the low-density polyethylene constituting the outer layer 2b is about 95 to 115 ° C
  • the melting point of the outer layer 2b is Below the melting point.
  • Other types of resins having different melting points may be selected as the inner core 2a and the outer layer 2b, respectively.
  • two types of thermoplastic resins having a melting point difference of 15 ° C. or more are selected as the resins constituting the inner core 2a and the outer layer 2b, respectively.
  • a resin having a melting point of 80 ° C. or higher is preferably selected for the outer layer 2b.
  • a polyolefin-based resin imparted with flexibility and weather resistance is suitable as a resin constituting the inner core 2a and the outer layer 2b.
  • the outer layer 2b is adjusted so that the melt flow rate measured by ISO 1133 (JIS K 7210) is 30 g / 10 min or less, more preferably 20 g / 10 min or less.
  • the melt flow rate of the outer layer 2b can be adjusted by changing the molecular weight of the resin or mixing an additive such as a filler for adjusting the melt viscosity.
  • the strand 3 is a total of 31 steel strands twisted in a Warrington seal form.
  • the number of steel strands constituting the strand 3, the twisted structure, and the number of strands 3 constituting the wire rope can be appropriately changed according to the tensile strength required for the wire rope.
  • the resin core 2 and the six strands 3 are collected in the twisting voice 11, and the six strands 3 are spirally wound around the resin core 2.
  • a jig for arranging the six strands 3 in a spiral shape around the resin core 2 while ensuring a uniform gap may be installed.
  • the wire rope 1 ⁇ / b> A that has undergone the twisting voice 11 six strands 3 are spirally twisted around the resin core 2 with a gap between the adjacent strands 3. It becomes a state.
  • the wire rope 1A then proceeds to the heating device 12.
  • the heating device 12 for example, an induction heating type device having a coil and capable of temperature control is used.
  • the wire rope 1A strand 3 is heated uniformly from its surroundings.
  • Heating by the heating device 12 is performed at a temperature higher than the melting point of the outer layer 2b and lower than the melting point of the inner core 2a. Thereby, only the outer layer 2b can be melted, and the inner core 2a can be kept solid. Since the inner core 2a and the outer layer 2b have a melting point difference of 15 ° C. or more, it becomes easy to melt only the outer layer 2b without melting the inner core 2a. Although the melted outer layer 2b tends to sag downward, as described above, the melt flow rate of the outer layer 2b is adjusted to 30 g / 10 min or less, more preferably 20 g / 10 min or less. Dropping can be suppressed, and the state in which the outer layer 2b is laminated with the same thickness around the inner core 2a can be maintained even after heating.
  • the fastening voice 13 is preferably a perfect voice having a through hole with a perfect cross section.
  • the six strands 3 when the six strands 3 are strongly tightened from the periphery in the tightening voice 13, all the six strands 3 move toward the center of the wire rope, and the gap between the strands 3 is narrowed. .
  • the six strands 3 have a force that causes a slight dent in the inner core 2a located at the center of the resin core 2, for example, a force that causes a depth of 10% or less of the outer diameter of the inner core 2a.
  • the tightening voice 13 In the tightening voice 13, the diameter of the wire rope 1B as the final product is determined.
  • the outer layer 2 b around the inner core 2 a is melted, when the six strands 3 are tightened by the tightening voice 13, the outer layer 2 b flows outward in the radial direction, and the outer layer 2 b that has flowed flows between the adjacent strands 3. Enter the spiral gap.
  • the melted outer layer 2 b also fills the valleys (spiral grooves) 3 a between the strands on the surface of the strand 3 facing the gap between the strands 3.
  • the diameter of the wire rope 1B sent out from the tightening voice 13 is smaller than that of the wire rope 1A described above.
  • the wire rope 1B is then sent to the straightening roll 14, where the wire rope 1B is bent or flattened.
  • the melted outer layer 2b of the wire rope 1B is cured by natural cooling.
  • the outer layer 2b may be forcibly cooled by, for example, air cooling.
  • the wire rope 1B is wound around a winding bobbin (not shown).
  • the diameter of the wire rope 1B is hardly reduced even when the wire rope 1B is continuously used, and therefore the elongation of the wire rope 1B is extremely small. Further, in the gap between the six strands 3 and the valley 3a between the strands on the surface of the strand 3, the outer layer 2b (resin constituting the outer layer 2b) that enters in a molten state and then hardens is held. Yes. Fretting wear caused by the strands 3 rubbing against each other is prevented or reduced, and the deformation of the wire rope 1B when the wire rope 1B is bent by being bent on the sheave can be reduced.

Abstract

断面円形の内心の周囲に上記内心の溶融温度よりも低い溶融温度を有する外層が積層された樹脂心（２）と，６本のストランド（３）が用意される。撚り合わせボイス（11）において，樹脂心（２）の周りに６本のストランド（３）がストランド（３）間に隙間を確保した状態でらせん状に撚り合わされる。ワイヤロープ（１Ａ）は次に加熱装置（12）において上記外層の溶融温度を超えかつ上記内心の溶融温度よりも低い温度で加熱される。その後に締め付けボイス（13）において６本のストランド（３）をその周囲から締め付けることでワイヤロープ（１Ｂ）が形成される。溶融した外層を自然冷却によって硬化させた後，ワイヤロープ（１Ｂ）は巻き取られる。

Description

動索用ワイヤロープおよびその製造方法
　この発明は動索用ワイヤロープに関し，たとえばゴンドラ用の動索，リフト用の動索，その他施設ないし設備の動索として用いられる動索用ワイヤロープに関する。また，この発明は，動索用ワイヤロープの製造方法に関する。
　動索として使用される動索用ワイヤロープは張力下で繰り返しの曲げを受ける。動索用ワイヤロープの心材に繊維心を使用した場合，繊維心に減径が生じワイヤロープ自体も減径する。ワイヤロープの径が減少するとワイヤロープには長手方向の伸びが生じる。ゴンドラ，リフト等に用いられる動索用ワイヤロープは，長手方向に伸びが過剰に生じた場合，伸びた分を切り詰めなければならない。
　特許文献１はワイヤロープの心材にプラスチック製心材を用いるものを記載する。特許文献１に記載のプラスチック製心材は，中心に配置されたプラスチック製コア２と，その周囲に設けられるコア２よりも柔らかいプラスチック製ジャケット３から構成される。ストランド４によって周囲から圧縮されることで柔らかいジャケット３が変形する。
スイス国特許ＣＨ６８９０９８明細書
　コア２によってストランド４が支えられるので，ワイヤロープの長手方向の伸びを抑えることができる。また圧縮されて変形したジャケット３がストランド４間の隙間に入ることで，ストランド４同士の直接の接触を避けることができる。しかしながら，ジャケット３は圧縮されて変形するものであるから，ワイヤロープを継続して使用し続けると，ジャケット３がさらに圧縮され，ストランド４同士の接触やワイヤロープの伸びが生じる可能性がある。
　この発明は，ストランド同士の接触およびワイヤロープの使用中の減径と伸びとを著しく抑制することを目的とする。
　この発明による動索用ワイヤロープの製造方法は，断面円形の樹脂製の内心の周囲に上記内心の溶融温度よりも低い溶融温度を有する樹脂製の外層が積層された樹脂心の周りに，複数本のストランドを，ストランド間に隙間を確保した状態でらせん状に撚り合わせ，上記外層の溶融温度を超えかつ上記内心の溶融温度よりも低い温度で加熱して上記外層を溶融し，複数本のストランドをその周囲から締め付け，上記外層を硬化することを特徴とする。
　樹脂心が，樹脂製の内心と，内心の周囲に積層された，内心の溶融温度よりも低い溶融温度を有する樹脂製の外層とによって構成されているので，外層の溶融温度を超えかつ内心の溶融温度よりも低い温度で加熱することによって，内心を溶融させることなく，外層のみを溶融させることができる。複数本のストランドは，ストランド間に隙間を確保した状態でらせん状に撚り合わされているので，外層が溶融した状態において複数本のストランドをその周囲から締め付けると，溶融した外層が径方向外向きに流動して複数本のストランドの間の隙間に入り込む。溶融した外層は上記隙間に面するストランドの表面の素線間の谷間にも入り込む。その後冷却工程（自然冷却または強制冷却）を経ることで，溶融した外層は硬化する。外層の樹脂は，締め付け後のストランド間の隙間の形状および上記隙間に面するストランドの表面の素線間の谷間の形状に合致する形状を持って硬化する。
　この発明によると，複数本のストランドの間の隙間および隙間に面するストランド表面の素線間の谷間が流動する外層の樹脂によって埋められるので，隣り合うストランド同士は直接に接触することがなく，フレッティング摩耗を防止することができる。またワイヤロープがシーブに掛けられて屈曲したときのワイヤロープの変形も少なくすることができる。さらに，内心は加熱によって溶融しないので，周囲から締め付けられた複数本のストランドは内心によって支えられ，連続使用をしても減径せず，したがって伸びが少ないまたは伸びをほとんど生じないワイヤロープが提供される。
　一実施態様では，上記内心に食い込む程度に上記複数本のストランドを締め付ける。好ましくは，上記内心の表面から内心の外径の10％以下の深さまで，複数本のストランドを締め付けて食い込ませる。複数本のストランドを比較的強く締め付けておくことによって，ワイヤロープの伸びを著しく抑制することができる。内心の外形に対して10％以下の深さまでに食い込みをとどめておくことで，内心の強度が低下して大きな伸びが発生することが防止される。
　この発明による動索用ワイヤロープは，断面円形の樹脂製の内心の周囲に上記内心の溶融温度よりも低い溶融温度の樹脂製の外層が積層された樹脂心，および上記樹脂心の周囲にらせん状に撚り合わされた複数本のストランドを備え，上記複数本のストランドが上記内心に接しておりまたは上記内心に食い込んでおり，上記複数本のストランド間の隙間，および上記隙間に面する上記ストランドの表面の素線間の谷間が，上記隙間の形状および上記谷間の形状に合致する形状を有する上記外層を構成する硬化状態の樹脂によって埋められている。この発明によると，フレッティング摩耗が生じにくく，シーブに掛けられて屈曲したときの変形が少なく，さらに連続使用を経ても減径せず，したがって伸びが少ないまたは伸びをほとんど生じないワイヤロープが提供される。
　好ましくは，上記内心と上記外層の溶融温度差が15℃以上である。内心を溶融させることなく，外層のみを確実に溶融させることができる。
　一実施態様では，上記外層の溶融温度が80℃以上である。ワイヤロープの使用中または搬送中に，外層が溶融または軟化することが抑制される。
　他の実施態様では，上記外層のメルトフローレートが30ｇ／10min 以下である。上記外層を加熱して溶融したときの垂れ落ちを防止することができる。
ワイヤロープの製造装置を概略的に示す。 製造途中のワイヤロープの断面図である。 完成したワイヤロープの断面図である。
　図１はワイヤロープ製造装置を概略的に示している。図２および図３は，それぞれ図１のII－II線，III－III線に沿うワイヤロープの断面図を示している。
　図１を参照して，撚線機（図示略）から送り出された１本の樹脂心２と６本のストランド３が撚り合わせボイス11に送られる。
　図２を参照して，樹脂心２は，断面円形の高密度ポリエチレン製の内心２ａと，内心２ａの外周面に等厚に積層（被覆）された断面環状の低密度ポリエチレン製の外層２ｂとから構成される。内心２ａはたとえば押出し成形または引抜き成形によって中実に作製される。外層２ｂはたとえば押出し積層によって内心２ａの外周面に等厚に積層（被覆）される。
　内心２ａを構成する高密度ポリエチレンの融点（溶融温度）は120～140℃程度であり，外層２ｂを構成する低密度ポリエチレンの融点は 95～115℃程度であり，外層２ｂの融点は内心２ａの融点よりも低い。融点に差のある他の種類の樹脂を，内心２ａおよび外層２ｂとしてそれぞれ選択してもよい。好ましくは15℃以上の融点差を持つ２種類の熱可塑性樹脂が，内心２ａおよび外層２ｂを構成する樹脂としてそれぞれ選択される。また，ワイヤロープの使用中または搬送中に外層２ｂが溶融または軟化することを抑制するために，外層２ｂには好ましくは80℃以上の融点を持つ樹脂が選択される。屈曲性や耐候性を付与したポリオレフィン系の樹脂が内心２ａおよび外層２ｂを構成する樹脂として適している。
　さらに，外層２ｂはＩＳＯ 1133（ＪＩＳ Ｋ 7210 ）で測定されるメルトフローレートが30ｇ／10min以下，より好ましくは20ｇ／10min以下となるように調整される。たとえば樹脂の分子量を変える，または溶融粘度を調整するフィラー等の添加剤を混合することによって，外層２ｂのメルトフローレートを調整することができる。
　ストランド３は，この実施例では合計31本のスチール製素線をウォーリントンシール形で撚り合わせたものである。ストランド３を構成するスチール製素線の本数，および撚り合わせの構造，さらにワイヤロープを構成するストランド３の本数は，ワイヤロープに求められる引張強度などに応じて適宜変更することができる。
　図１を参照して，撚り合わせボイス11において樹脂心２および６本のストランド３が集められ，樹脂心２の周りに６本のストランド３がらせん状に撚り合わされる。
　撚り合わせボイス11の入り口には，６本のストランド３を等間隔の隙間を確保して樹脂心２の周りにらせん状に配置するための治具を設置してもよい。図２を参照して，撚り合わせボイス11を経たワイヤロープ１Ａは，樹脂心２の周囲に，６本のストランド３が，隣り合うストランド３との間に隙間を確保してらせん状に撚り合わされた状態となる。
　ワイヤロープ１Ａは次に加熱装置12に進む。
　加熱装置12には，たとえばコイルを備える誘導加熱方式の温度制御可能なものが用いられる。加熱装置12が備えるコイルを通過するときに，ワイヤロープ１Ａ（ストランド３）はその周囲から均一に加熱される。
　加熱装置12による加熱は，上述した外層２ｂの融点よりも高く，かつ内心２ａの融点よりも低い温度で行われる。これにより，外層２ｂのみを溶融させ，内心２ａは固体のまま維持することができる。内心２ａと外層２ｂとが15℃以上の融点差を持つことで，内心２ａを溶融させることなく，外層２ｂのみを溶融させるのが容易になる。溶融した外層２ｂは下向きに垂れがちになるが，上述したように，外層２ｂのメルトフローレートが30ｇ／10min 以下，より好ましくは20ｇ／10min 以下に調整されているので，溶融した外層２ｂの垂れ落ちを抑制することができ，加熱後においても，内心２ａの周囲に外層２ｂを等厚に積層した状態を保つことができる。
　外層２ｂが溶融している状態のワイヤロープ１Ａは，次に締め付けボイス13に進み，ここで６本のストランド３が比較的強く周囲から締め付けられる。締め付けボイス13には好ましくは断面真円の通過孔を有する真円ボイスが用いられる。
　図３を参照して，締め付けボイス13において６本のストランド３が周囲から強く締め付けられることで，６本のストランド３はいずれもワイヤロープの中心に向けて移動し，ストランド３間の隙間が狭まる。好ましくは，樹脂心２の中心に位置する内心２ａにわずかに凹みが生じる程度の力，たとえば内心２ａの外径に対して10％以下の深さの食い込みを生じる力で，６本のストランド３は締め付けボイス13によって締め付けられる。締め付けボイス13において最終製品としてのワイヤロープ１Ｂの直径が定められることになる。
　内心２ａの周囲の外層２ｂが溶融しているので，締め付けボイス13によって６本のストランド３が締め付けられると，外層２ｂが径方向外向きに流動し，流動した外層２ｂは隣り合うストランド３間のらせん状の隙間に入り込む。また，溶融した外層２ｂは，ストランド３間の隙間に面するストランド３の表面の素線間の谷間（らせん状の溝）３ａも埋める。締め付けボイス13から送り出されるワイヤロープ１Ｂは，上述したワイヤロープ１Ａよりもその直径が小さくなる。
　ワイヤロープ１Ｂはその後矯正ロール14に送られ，ここでワイヤロープ１Ｂの曲がりや偏平が矯正される。
　巻き取り工程に達するまでの間に，ワイヤロープ１Ｂの溶融した外層２ｂは自然冷却によって硬化する。もちろん，たとえば空冷することで外層２ｂを強制的に冷却してもよい。外層２ｂが硬化した後に，ワイヤロープ１Ｂは巻き取りボビン（図示略）に巻き取られる。
　６本のストランド３が内心２ａによって中心から支えられるので，ワイヤロープ１Ｂは，使用を続けてもその直径がほとんど減少せず，したがってワイヤロープ１Ｂの伸びは著しく少ない。また，６本のストランド３の間の隙間，およびストランド３の表面の素線間の谷間３ａには，溶融した状態で入り込みその後に硬化する外層２ｂ（外層２ｂを構成する樹脂）が保持されている。ストランド３同士が擦れ合うことによって生じるフレッティング摩耗が防止または低減され，さらにワイヤロープ１Ｂがシーブに掛けられて屈曲したときのワイヤロープ１Ｂの変形も少なくすることができる。
　１Ａ，１Ｂ　ワイヤロープ
　２　樹脂心
　２ａ　内心
　２ｂ　外層
　３　ストランド
　３ａ　素線間の谷間
　11　撚り合わせボイス
　12　加熱装置
　13　締め付けボイス
　14　矯正ロール

Claims (7)

  1. 　断面円形の樹脂製の内心の周囲に上記内心の溶融温度よりも低い溶融温度を有する樹脂製の外層が積層された樹脂心の周りに，複数本のストランドを，ストランド間に隙間を確保した状態でらせん状に撚り合わせ，
    　上記外層の溶融温度を超えかつ上記内心の溶融温度よりも低い温度で加熱して上記外層を溶融し，
    　複数本のストランドをその周囲から締め付け，
    　上記外層を硬化する，
    　動索用ワイヤロープの製造方法。
  2. 　上記内心の表面から内心の外径の10％以下の深さまで，上記複数本のストランドを締め付けて食い込ませる，
    　請求項１に記載の動索用ワイヤロープの製造方法。
  3. 　自然冷却または強制冷却によって上記外層を硬化する，
    　請求項１または２に記載の動索用ワイヤロープの製造方法。
  4. 　断面円形の樹脂製の内心の周囲に上記内心の溶融温度よりも低い溶融温度の樹脂製の外層が積層された樹脂心，および
    　上記樹脂心の周りにらせん状に撚り合わされた複数本のストランドを備え，
    　上記複数本のストランドが上記内心に接しておりまたは上記内心に食い込んでおり，
    　上記複数本のストランド間の隙間，および上記隙間に面する上記ストランドの表面の素線間の谷間が，上記隙間の形状および上記谷間の形状に合致する形状を有する上記外層を構成する硬化状態の樹脂によって埋められている，
    　動索用ワイヤロープ。
  5. 　上記内心と上記外層の溶融温度差が15℃以上である，
    　請求項４に記載の動索用ワイヤロープ。
  6. 　上記外層の溶融温度が80℃以上である，
    　請求項４または５に記載の動索用ワイヤロープ。
  7. 　上記外層のメルトフローレートが30ｇ／10min以下である，
    　請求項４から６のいずれか一項に記載の動索用ワイヤロープ。
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