JP2010144305A - 動索用ロープ - Google Patents

Abstract

【目的】伸びが比較的生じない構造を持つ動索用ロープを提供する。
【構成】樹脂心２の周囲に８本のストランド３を撚り合わることによって動索用ロープ１は構成される。撚線工程において上記樹脂心２を塑性変形させることにより，上記ストランド３間の隙間に上記樹脂心２の一部の樹脂が充填されている。上記充填による上記ストランド３間の隙間を占める樹脂の充填率が５０％以上とされる。
【選択図】図１

Description

この発明は，動索用ロープに関し，例えばエレベータ用の動索，クレーン用の動索または窓拭き用ゴンドラの動索，その他の用途に用いられる動索用ロープに関する。

ワイヤロープ，特にエレベータ等に用いられる動索用ワイヤロープには，複数のワイヤを撚り合わせたストランドを，さらに複数撚り合わせたものが用いられている。ロープ形状を保持するために，一般には複数本のストランドの中心に心材が設けられる。

動索用ロープの心材として繊維心を用いたものがある。一般には，防錆や潤滑のために，繊維心に油を染みこませておく。しかしながら，使用に伴う油分の消費および繊維心そのものの劣化によって，もともと空隙の存在する繊維心の径が次第に減少し，このため動索用ロープには使用中に伸びが生じることがある。

特許文献１には，心材として棒状合成樹脂を用いたワイヤロープが提案されている。繊維心に代えて合成樹脂心材を用いることによって，ロープの伸びが大幅に減少する。
実開平６−２２３９８号公報

この発明は，新規な構造を有する，比較的伸びが生じない動索用ロープを提供することを目的とする。

この発明による動索用ロープは，樹脂連続体の周囲に，複数本（たとえば，６本または８本）のストランドを撚り合わせて構成されるものである。ストランドとしては，複数本のワイヤ素線を撚り合わせたものを用いることができる。

この発明による動索用ロープは，撚線工程において上記樹脂連続体を塑性変形させることにより，上記ストランド間の隙間に上記樹脂連続体の一部が充填されており，上記ストランド間の隙間を占める樹脂の充填率が５０％以上であることを特徴とする。上記複数本のストランドのそれぞれは互いに離間していてもよいし接していてもよい。いずれにしても，ストランド間には隙間（空間）が存在する。

撚線工程において，樹脂連続体の周囲に複数本のストランドが撚り合わされる。複数本のストランドは樹脂連続体にきつく巻き付けられることになる。樹脂連続体は樹脂製であるから，複数本のストランドをきつく巻き付けることによって塑性変形する。これにより，樹脂連続体の一部がストランド間の隙間に入り込む（充填される）。好ましくは，樹脂連続体には，その断面が円形の，鋼製の補強材等が含まれていないもの（無垢丸棒）が用いられる。

この発明の動索用ロープは，ストランド間の隙間を占める樹脂の充填率が５０％以上であることを特徴とする。充填率は次式によって定義される。

充填率（％）＝Ａ／Ｂ×１００

ここでＢは，動索用ロープの断面において，隣接する２つのストランドの最も近接する箇所を直線で結び，この直線と，隣接する２つのストランドと，複数本のストランドによって規定される内接円とによって囲まれる複数個の隙間（空間）の断面積の総和である。Ａは，上記隙間中に充填されている樹脂連続体の断面積（総和）である。

充填率は，樹脂連続体の直径を異ならせることによって調整される。直径の大きな樹脂連続体を用いると充填率は大きくなり，直径の小さな樹脂連続体を用いると充填率は小さくなる。樹脂連続体の直径を異ならせることに代えて，複数本のストランドの樹脂連続体への巻き付け（締付け）の強さを変えることによって，充填率を調整してもよい。

充填率が５０％未満である場合，充填率が低くなるほど動索用ロープに生じる使用時の伸びが大きくなるが，充填率が５０％以上であれば，充填率を上げても，使用時に動索用ロープに生じる伸びは比較的変化しない。ストランド間の隙間に樹脂を５０％以上充填させると，動索用ロープの使用時の伸びを比較的小さく抑えることができる。

充填率が５０％以上である動索用ロープは，撚線工程後における樹脂連続体の断面積が，撚線工程前の上記樹脂連続体の断面積の８５％以下となる。撚線工程においては，樹脂連続体は塑性変形してストランド間の隙間に充填していくとともに，長手方向に引き伸ばされるからである。したがって，この発明による動索用ロープは，撚線工程の前後の樹脂連続体の断面積比によって規定することができる。

この発明による動索用ロープは，樹脂連続体の周囲に，複数本のストランドを撚り合わせて構成されるものであって，撚線工程において上記樹脂連続体を塑性変形させることにより，上記ストランド間の隙間に上記樹脂連続体の一部が充填されており，撚線工程後の上記樹脂連続体の断面積が，撚線工程前の上記樹脂連続体の断面積の８５％以下であることを特徴とする。

図１は，エレベータ用ワイヤロープの断面図を示している。

エレベータ用ワイヤロープ１は，樹脂製の心材（以下，樹脂心という）２が中心に配置され，樹脂心２の周囲に８本のストランド３が撚り合わされて構成されている。

ストランド３は１＋９＋９の構造をもつもので，断面形状が円形の１９本のワイヤ素線を撚り合わせてつくられている。すなわち，ワイヤロープ１は８×Ｓ（１９）の構造を持つ。

樹脂心２は，ポリエチレン，ポリプロピレン等の可塑性樹脂をその素材とする。樹脂心２は，撚線工程（樹脂心２の周囲に８本のストランド３を撚合わせる工程）前は，表面が滑らかな（無垢）丸棒状の形状を持ち，その断面はほぼ真円である。撚線工程を経ると，図１に示すように，隣合うストランド３の間の隙間に，塑性変形によって樹脂心２の表面の一部が入り込み（充填され），長手方向に引き伸ばされる。ストランド３は樹脂心２に螺旋状に巻付けられるので，隣合うストランド３の間の隙間は螺旋状に位置する。このため，撚線工程後において樹脂心２の表面には凸部が螺旋状に現れる。

樹脂心２が中心に配置されているので，この樹脂心２によってエレベータ用ワイヤロープ１の形状を保つことができる。また，ストランド３間（微視的にはさらにストランド３を構成する複数本のワイヤ素線間）に樹脂が入り込むので，径方向へのワイヤロープ１の変形が大幅に抑制され，ロープ径の減少率が小さくなる。ワイヤロープ１の使用中の伸びは小さい。

また，ロープ径の減少速度（長期間の使用に伴ってストランド３が樹脂心２に次第に食込むこと等によるロープ径の減少の速さ）が非常に遅いので，ストランド３間のフレッティングが効果的に抑制され，赤錆の進行も非常に遅くなる。

図２は，上記撚線工程に用いられるエレベータ用ワイヤロープ製造装置を，概略的に示している。

この実施例では，筒形（Ｔ形）（tubular type）撚線機10を用いる例を説明する。筒形撚線機10は回転胴11を含み，回転胴11の両端面に固定された回転軸（図示略）を中心にして回転胴11は回転する。回転軸は，駆動モータ（図示略）による回転駆動に応じて回転する。

回転胴11の内部空間に，８つ（８つ以上であってもよい）の繰出しボビン12が直列（一列）に配置されている。この繰出しボビン12のそれぞれに，上述のストランド３が巻き回されている。繰出しボビン12のそれぞれは，回転胴11内においてフライヤ（図示略）によって支持されており，フライヤの両端は回転自在に支持されている。このため回転胴11の回転はフライヤに伝達されず，したがって回転胴11が回転しても繰出しボビン12は回転胴11とともに回転しない。繰出しボビン12はストランド３の繰出しのための回転のみを行う。

繰出しボビン12から繰出された８本のストランド３は，回転胴11の外側空洞に導かれ，外側空洞を通って回転胴11の外部に導き出される。

筒形撚線機10の外部（上流側）に，樹脂心２が載せられた心掛け台21が設置されている。心掛け台21から繰出された樹脂心２も，筒形撚線機10の回転胴11の外側空洞に導かれて外側空洞を通って回転胴11の外部に導き出される。

筒形撚線機10から送り出された１本の樹脂心２および８本のストランド３のうち，８本のストランド３はプレフォーマ13によって型付けられた後，ボイス14に送られる。ボイス14において１本の樹脂心２および８本のストランド３が集められて締付けられ，かつ撚合わされてワイヤロープ１となる（図１参照）。その後，ワイヤロープ１は矯直ロール15において直線状に矯正された後，径調整圧延ロール16に送られる。径調整圧延ロール16において周囲から圧延されたワイヤロープ１が，キャプスタン17を経て，巻取りボビン22に巻き取られる。

上述したように，８本のストランド３のそれぞれの間には隙間が存在する。８本のストランド３のそれぞれは互いに接していても，互いに離間していてもよい。ストランド３は断面が円形であるので，ストランド３が互いに接していても，隣接する２つのストランド３間には隙間が形成される。隣接するストランド３間の隙間の間隔（大きさ）は，ワイヤロープ製造装置の筒形撚線機10の回転胴11の回転速度を調節することによって，調整（制御）することができる。

筒形撚線機10の回転胴11の回転速度の調節に代えて，樹脂心２およびストランド３の搬送速度を増減することによって，隣接するストランド３間の隙間を調整（制御）してもよい。

ワイヤロープ１は，その中心に可塑性を持つ樹脂心２が配置されており，樹脂心２の周囲に８本のストランド３が撚り合わされている。上述のボイス14における締付け，および径調整圧延ロール16における圧延によって，８本のストランド３が樹脂心２に食い込み，この結果ストランド３間の隙間に樹脂心２の表面の一部が入り込む（充填される）ことになる。

樹脂心２の直径を異ならせることによって，ストランド３間の隙間への樹脂心２の充填の程度は調整される。比較的太い直径の樹脂心２を用いると，樹脂心２のストランド３間の隙間への充填量は多くなる。細い直径の樹脂心２を用いると充填量は少なくなる。もちろん，ボイス14における締付けの程度（孔径）および圧延ロール16における圧延の程度を増減することによって，ストランド３間の隙間への樹脂心２の充填の程度を調整してもよい。

図３は，ワイヤロープ１の一部拡大断面図を，樹脂心２を省略して示すものである。図３を参照して，ストランド３間の隙間への樹脂心２の充填の程度（充填率）は，次式によって算出される。

充填率（％）＝Ａ／Ｂ×１００

ここでＢは，図３において一点鎖線ハッチングで示すように，ワイヤロープ１の断面において，隣接する２つのストランド３の最も近接する箇所を直線で結び，この直線と，隣接する２つのストランド３と，８本のストランド３によって規定される内接円（破線で示す）とによって囲まれる隙間（空間）ｂの断面積の総和である。Ａは，上記隙間中に充填されている樹脂心２の断面積（総和）である。上記ＡおよびＢは，ワイヤロープ１の断面を写真撮影し，写真上でプラニメータを使用して測定される。

図１に示すワイヤロープ１は，樹脂心２の充填率が１００％である場合を示している。

図４は，６本のストランド３Ａ（ストランド３Ａのそれぞれは，１＋７＋（７＋７）＋１４の構造をもつ）を樹脂心２の周囲に撚り合わせた，他の態様のワイヤロープ１Ａの断面図を示している（６×ＷＳ（３６）構造のワイヤロープである）。図４に示すワイヤロープ１Ａは，樹脂心２の充填率が５０％である場合を示している。

参考として，樹脂心２の充填率が１０％のワイヤロープ１の断面図を，図５に示しておく。

図６（Ａ）は，充填率と，樹脂心２の断面積比（ワイヤロープ製造装置を用いた撚線工程後のワイヤロープ１における樹脂心２の断面積と，撚線工程前の樹脂心２の断面積との比）との関係を示すグラフである。図６（Ｂ）は，充填率と，ワイヤロープ１の伸び率との関係を示すグラフである。

図６（Ａ）に示すグラフは，充填率を異ならせて（異なる直径を持つ樹脂心２を用いて）作成した複数のワイヤロープ１のそれぞれについて，撚線工程後のワイヤロープ１における樹脂心２の断面積と撚線工程前の樹脂心２の断面積を測定して得られたグラフである。充填率が小さいほど断面積比は大きくなる。これは，充填率が小さい（すなわち樹脂心２の直径が小さい）と，ボイス14における締付け力が弱まり，撚線工程中の樹脂心２の引き伸ばしの量が少なくなるからである。撚線工程後の樹脂心２の充填率が５０％以上である場合，断面積比は８５％以下であった。

図６（Ｂ）に示すグラフは，充填率を異ならせて作成した複数のワイヤロープ１のそれぞれについて，遊星式疲労試験機を用いてワイヤロープ１の使用後の伸び状態をシミュレーションした結果を示している。充填率が大きいほど，伸び率（使用前のワイヤロープ１に対する使用後（試験後）のワイヤロープ１の伸びの大きさ）は小さくなる。充填率が５０％以上であれば，それ以上充填率を上げても伸び率はほとんど変化しないことが分かる。

したがって，ストランド３間の隙間を占める樹脂心２の充填率が５０％以上であれば，図６（Ａ）にしたがって換言すると，撚線工程後の樹脂心２の断面積が，撚線工程前の樹脂心２の断面積の８５％以下であれば，使用中に伸びの小さいワイヤロープ１であることを確認することができる。

エレベータ用ワイヤロープの断面図である。 エレベータ用ワイヤロープ製造装置を概略的に示す。 エレベータ用ワイヤロープの一部の断面図であり，充填率の算出に用いられる領域を示す。 充填率５０％のエレベータ用ワイヤロープの他の例を示す断面図を示す。 充填率１０％のエレベータ用ワイヤロープの断面図を示す。 （Ａ）は充填率と樹脂心の断面積比との関係を示すグラフを，（Ｂ）は充填率と伸び率との関係を示すグラフを，それぞれ示す。

符号の説明

１，１Ａ エレベータ用ワイヤロープ
２ 樹脂心
３，３Ａ ストランド

Claims (7)

1. 樹脂連続体の周囲に，複数本のストランドを撚り合わせて構成される動索用ロープであって，
   撚線工程において上記樹脂連続体を塑性変形させることにより，上記ストランド間の隙間に上記樹脂連続体の一部が充填されており，
   上記ストランド間の隙間を占める樹脂の充填率が５０％以上であることを特徴とする，
   動索用ロープ。
2. 樹脂連続体の周囲に，複数本のストランドを撚り合わせて構成される動索用ロープであって，
   撚線工程において上記樹脂連続体を塑性変形させることにより，上記ストランド間の隙間に上記樹脂連続体の一部が充填されており，
   撚線工程後の上記樹脂連続体の断面積が，撚線工程前の上記樹脂連続体の断面積の８５％以下であることを特徴とする，
   動索用ロープ。
3. 上記複数本のストランドのそれぞれが互いに離間しているまたは接している，
   請求項１または２に記載の動索用ロープ。
4. ８本のストランドが樹脂連続体の周囲に撚り合わされている，
   請求項１から３のいずれか一項に記載の動索用ロープ。
5. ６本のストランドが樹脂連続体の周囲に撚り合わされている，
   請求項１から３のいずれか一項に記載の動索用ロープ。
6. 上記樹脂連続体の材質がポリプロピレンである，
   請求項１から５のいずれか一項に記載の動索用ロープ。
7. 上記樹脂連続体の材質がポリエチレンである，
   請求項１から５のいずれか一項に記載の動索用ロープ。

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