(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-01-24
(45)【発行日】2025-02-03
(54)【発明の名称】ケーブルレイドロープ
(51)【国際特許分類】
D07B 1/06 20060101AFI20250127BHJP
【FI】
D07B1/06 Z
(21)【出願番号】P 2020105937
(22)【出願日】2020-06-19
【審査請求日】2023-04-25
(73)【特許権者】
【識別番号】000192626
【氏名又は名称】神鋼鋼線工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100115381
【氏名又は名称】小谷 昌崇
(74)【代理人】
【識別番号】100137143
【氏名又は名称】玉串 幸久
(72)【発明者】
【氏名】古田 剛史
【審査官】山下 航永
(56)【参考文献】
【文献】実開平05-081299(JP,U)
【文献】特開2016-011481(JP,A)
【文献】特公昭51-018537(JP,B1)
【文献】特開2012-020793(JP,A)
【文献】中国実用新案第207987601(CN,U)
【文献】米国特許出願公開第2007/0130905(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
D07B 1/00 - 9/00
D02G 1/00 - 3/48
D02J 1/00 - 13/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のストランドを撚り合わせた構成のシェンケルが3本又は4本撚り合わされ、
シェンケル同士の撚り方向が、ストランド同士の撚り方向に対して逆方向であり、
シェンケル同士の撚りのピッチがロープ径の7倍以上且つ11倍以下であり、
隣接するシェンケルが互いに接触しており、
前記複数のストランドのそれぞれは、複数の素線を撚り合わせた構成であり、
ストランド同士の撚り方向が、素線同士の撚り方向と同じ方向である、ケーブルレイドロープ。
【請求項2】
可とう度が15
70から2400である、請求項1に記載のケーブルレイドロープ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ケーブルレイドロープに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ワイヤロープは鋼やステンレス鋼といった材質のものが使用されている。ワイヤロープは、強度が高く、曲げることができ、長物が得られるといった性質から、多くの分野で使用されている。ワイヤロープは、その用途によって、構造部材として使用される静索と運搬機器などに使用される動索とに区別される。一般的なワイヤロープは、素線を撚り合わせた構成のストランドを、ロープ心(鋼製、繊維製等)の周りに撚り合わせた構造である。
【0003】
ロープの撚り方には、ロープ自体の撚り方向がストランドの撚り方向と異なる普通撚りと、撚り方向が同じであるラング撚りとがある。普通撚りのロープでは、ロープの撚りが戻りにくいため、キンクを起こしにくく、作業性が良い。一方、ラング撚りのロープでは、撚りが戻りやすいものの、素線の撚りの傾斜が緩やかで、耐摩耗性に優れるといった特徴がある。一般的には、普通撚りのロープが使用されている。
【0004】
普通撚りのワイヤロープにおいても、負荷がかかると撚りが解ける方向に回転する性質(自転性)があるため、クレーン等の用途においては、吊り荷が回転し、また巻上索の場合にはフックシーブのからみ等につながる。そのため、非自転性ロープが使用されるが、非自転性ロープは、その構造上の理由により、硬くて取り扱い性に劣る。非自転性のロープは、例えば特許文献1~4に開示されている。
【0005】
これに対し、特許文献5に開示されているように、柔軟性を有するワイヤロープであるケーブルレイドロープが知られている。特許文献5に開示されたケーブルレイドロープは、7×(IWRC6×WS(36))構成であり、1855本もの素線から構成されるため、柔軟性があるワイヤロープとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開平6-287876号公報
【文献】特開2000-160488号公報
【文献】特開2001-140177号公報
【文献】特開2001-192989号公報
【文献】特開平4-50388号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1に開示されたケーブルレイドロープは、柔軟性があるワイヤロープとして用いられるものの、非自転性については全く期待できない。
【0008】
そこで、本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、柔軟性と非自転性を併せ持つケーブルレイドロープを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記の目的を達成するため、本発明は、複数のストランドを撚り合わせた構成のシェンケルが3本又は4本撚り合わされ、シェンケル同士の撚り方向が、ストランド同士の撚り方向に対して逆方向であり、シェンケル同士の撚りのピッチがロープ径の7倍以上且つ11倍以下であり、隣接するシェンケルが互いに接触しており、前記複数のストランドのそれぞれが、複数の素線を撚り合わせた構成であり、ストランド同士の撚り方向が、素線同士の撚り方向と同じ方向である、ケーブルレイドロープである。
【0010】
本発明に係るケーブルレイドロープでは、ワイヤロープとしての柔軟性を確保しつつ、非自転性を有することができる。すなわち、3本又は4本のシェンケルを撚り合わせたケーブルレイドロープであるため、荷物を吊す等、ケーブルレイドロープに引張荷重がかけられたときに、最外周層を構成するシェンケル同士が解けようとする力を弱めることができる。しかも、シェンケル同士の撚り方向がストランド同士の撚り方向に対して逆方向であり、且つ、シェンケル同士の撚りのピッチがロープ径の7倍以上且つ11倍以下であるため、シェンケル同士が解けようとする力を、ストランド同士がより締まろうとする力とバランスさせ易くすることができる。この結果、非自転性を有するロープとすることができる。さらに、ストランドを撚り合わせた構成のシェンケルを撚り合わせる構成であるために、シェンケルを有しない構造の非自転性ロープに比べ、柔軟性を向上することができる。このため、シェンケル数が3本又は4本であるとしても、ケーブルレイドロープとしての柔軟性を確保することができる。
【0012】
また、ストランド同士の撚り方向が素線同士の撚り方向と同じ方向であるため、ケーブルレイドロープで荷物を吊す等、ケーブルレイドロープに引張荷重がかけられたときに、最外周層のシェンケル同士が解けようとする力は、ストランド同士がより締まろうとする力と、素線同士がより締まろうとする力として作用する。したがって、解けようとする力と、より締まろうとする力とをよりバランスさせ易くすることができる。この結果、より自転し難い構成とすることができる。
前記ケーブルレイドロープにおいて、可とう度が1570から2400であってもよい。
【発明の効果】
【0013】
以上説明したように、本発明によれば、ケーブルレイドロープに柔軟性と非自転性を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図1】3×(7×7)構成のケーブルレイドロープの構成を説明するための図である。
【
図2】4×(7×7)構成のケーブルレイドロープの構成を説明するための図である。
【
図3】3×(IWRC6×S(19))構成のケーブルレイドロープの構成を説明するための図である。
【
図4】4×(IWRC6×S(19))構成のケーブルレイドロープの構成を説明するための図である。
【
図5】3×(IWRC6×WS(31))構成のケーブルレイドロープの構成を説明するための図である。
【
図6】4×(IWRC6×WS(31))構成のケーブルレイドロープの構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0016】
本実施形態に係るケーブルレイドロープ10は、
図1に示すように、3×(7×7)構成のケーブルレイドロープである。具体的には、本ケーブルレイドロープ10は、3本のシェンケル20を撚り合わせた構成であり、各シェンケル20は、7本のストランド30を撚り合わせた構成である。そして、各ストランド30は、7本の素線40を撚り合わせた構成である。なお、
図2に示すように、3本のシェンケル20ではなく、4本のシェンケル20を撚り合わせた4×(7×7)構成であってもよい。
【0017】
このケーブルレイドロープを作成するには、まず、7本の鋼製の素線40を撚り合わせてストランド30を形成し、このストンランドを7つ撚り合わせてシェンケル20にする。そして、3本または4本のシェンケル20を撚り合わせることにより、ケーブルレイドロープ10を得ることができる。なお、3本または4本のシェンケル20を撚り合わせた後で、図外のスウェージングマシンによって、縮径するようにしてもよい。これにより、より一層、層心径(円周が複数のシェンケル20の中心を通るように設定された仮想の円の直径)を小さくすることが可能となる。
【0018】
素線40としては、公称径が0.76~0.89mmの線材が用いられる。そして、ケーブルレイドロープ10の層心径は、7.7mm~8.5mm(例えば約8.1mm)となっている。本ケーブルレイドロープ10では、3本又は4本のシェンケル20が用いられるため、層心径を比較的小さく抑えることができる。これにより、ケーブルレイドロープ10が引っ張られたときの回転モーメントを比較小さくすることができるため、ケーブルレイドロープ10の自転力を小さくすることができて、非自転性が向上する。
【0019】
ケーブルレイドロープ10の撚り方向(シェンケル20同士の撚り方向)は、シェンケル20の撚り方向(ストランド30同士の撚り方向)と逆向きの撚り方向となっている。つまり、本ケーブルレイドロープ10は、普通撚りのワイヤロープとなっている。一方で、シェンケル20の撚り方向は、ストランド30の撚り方向(素線40同士の撚り方向)と同じ向きの撚り方向となっている。つまり、各シェンケル20はラング撚りになっている。このため、ケーブルレイドロープ10が解けようとする自転力(シェンケル20同士が解けようとする自転力)に対するストランド30の抵抗を強めることができる。すなわち、ケーブルレイドロープ10の撚り方向が、シェンケル20の撚り方向と逆向きであり、かつ、シェンケル20の撚り方向がストランド30の撚り方向と同じ向きであるため、ケーブルレイドロープ10が解ける方向に回転しようとした際には、各シェンケル20を構成するストランド30及び各ストランド30を構成する素線40がそれぞれ締まる方向に回転する。したがって、ケーブルレイドロープ10としての非自転性の向上が図れる。
【0020】
ケーブルレイドロープ10の撚りのピッチ、すなわち軸方向におけるシェンケル20同士の撚りのピッチ(1つのシェンケル20が360度周回するに必要なロープ10の軸方向長さ)は、ケーブルレイドロープ10の直径(ロープ径)の7~11倍に設定されている。ここで、ケーブルレイドロープ10の直径は、ケーブルレイドロープ10の外接円の直径によって定義される。なお、撚り長さは、求める非自転性能に合わせて、7~11倍の範囲内で設定することができる。
【0021】
シェンケル20の構造(素線数およびストランド数)、ロープ心の有無等については、用途に応じて変更することが可能である。例えば、耐摩耗性や耐食性が要求される場合には、ケーブルレイドロープ10の直径を所定の直径としつつ、素線数の少ない構成を採用することができる。一方、柔軟性や耐曲げ疲労性が要求される場合には、ケーブルレイドロープ10の直径を所定の直径としつつ、素線数の多い構成を採用することができる。
【0022】
ケーブルレイドロープ10は、
図3~
図6に示すように、IWRC6を有するシェンケル20同士が撚り合わされた構成とすることができる。具体的に、
図3に示すケーブルレイドロープ10の構成は、3×(IWRC6×S(19))であり、
図4に示すケーブルレイドロープ10の構成は、4×(IWRC6×S(19))である。また、
図5に示すケーブルレイドロープ10の構成は、3×(IWRC6×WS(31))であり、
図6に示すケーブルレイドロープ10の構成は、4×(IWRC6×WS(31))である。
【実施例】
【0023】
ここで、ケーブルレイドロープ10の実施例について説明する。
【0024】
【0025】
表1に示すように、実施例1~6のケーブルレイドロープ10は、何れも3×(7×7)構成のケーブルレイドロープ10であり、3本のシェンケル20を撚り合わせた構成である。実施例1及び4では、撚り長さ倍率が8倍であり、実施例2及び5では、撚り長さ倍率が9倍であり、実施例3及び6では、撚り長さ倍率が10倍である。ここで、撚り長さ倍率とは、ケーブルレイドロープ10の外径(ロープ径)に対するケーブルレイドロープ10の撚りのピッチの倍率を意味している。実施例1~6の何れにおいても、公称径が0.76~0.89mmの素線40が用いられている。なお、実施例1~6は何れもスウェージング加工がされていない。
【0026】
実施例1~3では、撚り方向がS×(Z×Z)となっている。すなわち、ロープ10、シェンケル20、ストランド30の順で、S撚り、Z撚り、Z撚りとなっている。つまり、ストランド30はZ撚り(7本の素線40同士がZ方向に撚られている)であり、シェンケル20はZ撚りであり(7本のストランド30同士がZ方向に撚られている)であり、ケーブルレイドロープ10自体はS撚り(3本のシェンケル20同士がS方向に撚られている)である。これに対し、実施例4~6では、撚り方向がS×(Z×S)となっており、ストランド30がS撚りである点で実施例1~3と異なるが、その他は実施例1~3と同じである。
【0027】
比較例1のケーブルレイドロープは、IWRC6×(IWRC6×S(19))でり、6本のシェンケルをロープ心周りに撚り合わせた構成である。比較例1のケーブルレイドロープの撚り方向は、Z×(S×Z)である。
【0028】
実施例1~3のケーブルレイドロープ10及び比較例1のケーブルレイドロープについて、可とう度を測定した。可とう度は、ロープとしての曲がり易さを示す指標であり、長さ400mmのロープを両端支持した状態で、その中央に吊す錘の重さを増加させたときのたわみ量の変化から求めることができる。より具体的には、ケーブルレイドロープ10の直径をd、たわみ量の変化量をΔy、荷重の変化量をΔQとし、可とう度をFとして、下記の式(1)から可とう度Fを算出した。なお、Δy/ΔQは、荷重の変化量ΔQに対してたわみ量の変化量Δyが直線的に変化する領域での近似直線の傾きを採用した。
F=4.96×104×d4/(400)3×Δy/ΔQ ・・・(1)
【0029】
実施例1~6のケーブルレイドロープ10及び比較例1のケーブルレイドロープについて、自転角及び自転トルク係数を測定した。自転角は、実破断力の約20%の重量を吊った際の、10×d(dはロープの直径)の長さのスパンにおける自転角度(゜)を表している。ただし、比較例1のケーブルレイドロープにおいては、約10%の重量の錘を吊す試験とした。比較例1において負荷を軽減したのは、かなりの自転が予想されたからである。なお、ロープ自体が解ける方向(シェンケル20同士の撚りが解ける方向)に回転する場合を+回転、ロープ自体が締まる方向に回転する場合を-回転とした。自転角が40゜以下であれば、非自転性を有するものと言える。
【0030】
自転トルク係数は、1mのロープに実破断力の約20%の引張荷重がかけられた状態での、ロープが元に戻るために必要なトルクを表すものであり、以下の式により算出した。
【0031】
k={T/(W・d)}×103 ・・・(2)
なお、kは自転トルク係数であり、Wはロープに作用する張力(N)であり、Tは張力Wによってロープに発生するトルクであり、dはロープ径(mm)である。自転トルク係数が0.030以下であれば、非自転性を有するものと言える。
【0032】
【0033】
表1に示すように、実施例1~3のケーブルレイドロープ10の可とう度は1570~2400となっており、比較例1のケーブルレイドロープの可とう度に比べると低い。しかしながら、ケーブルレイドロープではなくシェンケルを備えない一般のワイヤロープ(参考1~3)に比べると、実施例1~3のケーブルレイドロープ10の可とう度は、非常に大きくなっている。ここで、参考1~3のワイヤロープの構成はそれぞれ、3×F(40)、4×F(40)、6×37である。したがって、実施例1~3のケーブルレイドロープ10では、ワイヤロープとしての柔軟性が確保されていることが分かる。
【0034】
表2に示すように、実施例1~6のケーブルレイドロープ10では何れも、自転角及び自転トルク係数の何れにおいても非自転性として定義された範囲内に収まっているため、実施例1~6は非自転性を有すると言える。これに対し、比較例1では、自転角及び自転トルク係数の何れにおいても非自転性の定義を満たさない。以上より、実施例1~6の何れも、ワイヤロープとしての柔軟性を確保しつつ、非自転性を有することができる。
【0035】
また、実施例1~3では、実施例4~6に比べて、より非自転性が高められている。撚り長さ倍率が9倍の実施例2では、引張荷重が負荷されても自転がないという結果になっており、撚り方向がS×(Z×Z)である場合には、撚り長さ倍率が9倍のときに最も非自転性が高められている。なお、撚り方向がS×(Z×S)である実施例4~6を参照すれば、S×(Z×S)の場合に、撚り長さ倍率をもっと大きくすれば、より非自転性を高められる可能があるが、撚り長さ倍率が11倍を超えるとうねりが生じ易くなり、しかもシェンケル20が解けやすくなる。一方、撚り長さ倍率が7倍を下回ると、非自転性が得られない可能性がある。したがって、撚り長さ倍率は、7倍以上11倍以下が好ましく、7倍以上10倍以下がより好ましく、8倍以上10倍以下でもよい。
【0036】
以上説明したように、本実施形態に係るケーブルレイドロープ10では、ワイヤロープとしての柔軟性を確保しつつ、非自転性を有することができる。すなわち、3本又は4本のシェンケル20を撚り合わせたケーブルレイドロープ10であるため、荷物を吊す等、ケーブルレイドロープ10に引張荷重がかけられたときに、最外周層を構成するシェンケル20同士が解けようとする力を弱めることができる。しかも、シェンケル20同士の撚り方向がストランド30同士の撚り方向に対して逆方向であり、且つ、シェンケル20同士の撚りのピッチがロープ径の7倍以上且つ11倍以下であるため、シェンケル20同士が解けようとする力を、ストランド30同士がより締まろうとする力とバランスさせ易くすることができる。この結果、非自転性を有するロープとすることができる。さらに、ストランド30を撚り合わせた構成のシェンケル20を撚り合わせる構成であるために、シェンケルを有しない構造の非自転性ロープに比べ、柔軟性を向上することができる。このため、シェンケル20数が3本又は4本であるとしても、ケーブルレイドロープ10としての柔軟性を確保することができる。
【0037】
ケーブルレイドロープ10で荷物を吊す等、ケーブルレイドロープ10に引張荷重がかけられたときに、最外周層のシェンケル20同士が解けようとする力は、ストランド30同士がより締まろうとする力と、素線40同士がより締まろうとする力として作用する。したがって、ストランド30同士の撚り方向が、素線40同士の撚り方向と同じ方向である場合には、解けようとする力と、より締まろうとする力とをよりバランスさせ易くすることができる。この結果、より自転し難い構成とすることができる。
【0038】
なお、今回開示された実施形態は、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。本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。
【符号の説明】
【0039】
10 ケーブルレイドロープ
20 シェンケル
30 ストランド
40 素線