(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装被覆前のロープ径（ＤＲ）との関係で素線径（ＷＲ）を１５≦ＤＲ／ＷＲ≦１００とした引張り強度２８０ｋｇｆ/mm2以上の高強度鋼素線を使用したストランド形ワイヤロープにして、素線を撚り合わせて構成した芯ストランド２ａの周りに複数本の側ストランド２ｂを配して撚り合わせかつ外周に高分子化合物被覆５を施した１本の被覆芯シェンケル２の周りに、素線を撚り合わせた芯部３ａの周りに複数本の側素線３０１，３０２，３０３を配して複層に撚り合わせしかも前記被覆芯シェンケル２の被覆前のものよりも外径が相対的に小さい側ストランド３を複数本配して撚合し、かつ前記側ストランド３間を含む外側には全体に高分子化合物からなる外装被覆６が施され断面が円形状をなしていることを特徴とするワイヤロープ。
【請求項２】
ワイヤロープがエレベータ用ロープである請求項１に記載のワイヤロープ。
【請求項３】
ワイヤロープがクレーン用ロープ類である請求項１に記載のワイヤロープ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエレベータ用あるいはクレーン用で代表される荷役機械用の動索として好適なワイヤロープに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤロープは静索のほか動索として汎用されている。かかる動索の代表的なものとしては、エレベータ用ロープやクレーン用ロープがある。
エレベータは一般にロープとシーブとの摩擦力を利用してロープに連結したかごを上下に動かすシステムであり、エレベータかごとカウンターウェイトがシーブを経由して結合されている。こうした吊り上げ及び駆動を行なうメインロープとして、従来のエレベータ用ロープは、一般に中心に繊維芯を配した６×Ｓ（１９）、８×Ｓ（１９）、６×Ｗ（１９）、８×Ｗ（１９）、６×Ｆｉ（２５）、８×Ｆｉ（２５）の構造を持ち、直径約１２ｍｍ、破断荷重６４．４ｋＮクラスのワイヤロープが用いられていた。また、ロープを構成する素線材質に関し、シーブが高価で交換に多大な手間と時間がかかることを考慮してシーブの摩耗を防止すべく低炭素鋼を使用していた。
【０００３】
また、クレーン用ロープとしては、古くから６×３７、６×１９の構造のものが用いられ、これに代って、６×Ｆｉ（２２＋７）や６×Ｆｉ（１９＋６）のロープが多く採用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のエベータ用ロープは、ロープの素線径が太いために図１４（ｂ）のようにシーブ４００の径ＳＤが５００ｍｍ程度と大きなものになり、これに関連してモータなどの駆動機械類も大型化していた。このため、屋上に設置される機械室の小型化を図ることができず、ことにビルが高層化すると、ロープの自重増加により設備がさらに大型化することを避けられなかった。
【０００５】
さらに、従来のエレベータ用ロープでは、シーブの摩耗を防止するために低炭素鋼を使用して硬さを意図的に抑えていたため、ロープの強度の向上が制約を受け、これがまた高層ビルへの適用上問題となっていた。
【０００６】
また、従来のエレベータ用ロープは、錆の発生や疲労性向上のために塗油が必要であり、その結果摩擦係数が小さくなり、シーブとロープの間に滑りが生じやすい。この滑りによりモータの回転によるシーブの回転運動がロープに正確に伝わらず、シーブの回転運動とかごの上下運動が連動しなくなり、かごの正確な位置制御ができなくなる。そこで、従来では、シーブ４００の溝４０１にアンダーカット４０２を形成する特別な加工を施したり、ダブルラップ方式でロープを巻回したりしており、このため、設備コストが高価になったり、ロープの取り付け及び交換作業に非常に手間がかかるという問題があった。
【０００７】
一方、従来のクレーン用ロープも、同様な理由からシーブ径やドラム径が大きくなって大型化を避けられず、金属同士の接触であるため摩耗が多く、シーブ、ドラムおよびロープの寿命が短くなり、またさびの発生が起りやすく、これを低減するため塗油を必要とするので、油がシーブやドラムに多量に付着したり周囲に飛散し、クレーンボデイや周辺を汚すなどの問題があった。
【０００８】
本発明は前記のような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、柔軟でロープ径が細く軽量化されながらも高い鋼材断面密度により必要強度を維持でき、しかもシーブ径を小さくしても必要な疲労性を維持しつつシーブとの良好な摩擦接触を実現することができ、また油の塗布や補給を要さずボデイや周辺の環境をきれいに保つことができ、エレベータ用およびクレーン用で代表される荷役機械用の動索として好適なワイヤロープを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、外装被覆前のロープ径（ＤＲ）との関係で素線径（ＷＲ）を１５≦ＤＲ／ＷＲ≦１００とした引張り強度２８０ｋｇｆ/mm2以上の高強度鋼素線を使用したストランド形ワイヤロープにして、素線を撚り合わせて構成した芯ストランドの周りに複数本の側ストランドを配して撚り合わせかつ外周に高分子化合物被覆を施した１本の被覆芯シェンケルの周りに、素線を撚り合わせた芯部の周りに複数本の側素線を配して複層に撚り合わせしかも前記被覆芯シェンケルの被覆前のものよりも外径が相対的に小さい側ストランドを複数本配して撚合し、かつ前記側ストランド３間を含む外側には全体に高分子化合物からなる外装被覆６が施され断面が円形状をなしていることを特徴としている。
【００１０】
本発明ワイヤロープは、シーブと良好な摩擦係数が得られるので、動力を伝達するエレベーター用たとえば吊り上げ及び駆動を行なうメインロープ、異常速度検出用のガバナロープなどに好適である。また、エレベータ用のほかクレーンで代表される荷役設備や機械の動索としても好適である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
図１（ａ）は本発明によるワイヤロープを適用したトラクション式エレベータを模式的に示しており、１は本発明によるワイヤロープ、ａは前記ワイヤロープ１の端末に固定されたかご、ｂはワイヤロープ１の他端末に固定されたカウンターウエイト、ｃはワイヤロープ１の移動を制御する駆動シーブ、ｄは駆動シーブｃを駆動するモータ、ｅはそらせ用のガイドシーブである。
【００１２】
図１（ｂ）は本発明によるワイヤロープを適用したクレーンを示しており、ｆは走行体、ｇはブーム、ｈは巻き上げドラム、ｉはブーム伏仰ドラムであり、本発明ロープ１は巻き上げドラムからブーム頂のシーブｊを経由して導かれており、また別の本発明ロープ１はブーム伏仰ドラムｉからブームｇに連結されている。
図示するものはジブクレーンであるが、クレーンとしては、天井クレーンジブクレーン、橋形クレーン、アンローダ、さらにトラッククレン、ホイストクレーン、クローラクレーンなどの各種移動式クレーンが対象とされる。
【００１３】
図２と図３は前記ワイヤロープ１の一例を拡大して示しており、全体として（７×７）＋７×（３＋９＋１５）の構造、詳しくは、｛（１＋６）＋６×（１＋６）｝＋８×｛（３＋９＋１５）｝の構造式のストランドタイプロープからなっている。
ワイヤロープ１は、中心の芯シェンケル２と、これを囲むように配置された複数本（図面では８本）の側ストランド３とを有し、しかも前記芯シェンケル２は高分子化合物被覆５が施され、側ストランド３間を含む外側には全体に高分子化合物からなる外装被覆６が施され、断面が円形状をなしている。
【００１４】
前記芯シェンケル２は、図３のように、中心の芯ストランド２ａのまわりに複数本（図面では６本）の側ストランド２ｂを配して撚合してなり、この状態で全体に高分子化合物被覆５が施されている。
各側ストランド３は、複層すなわちこの例では芯部（第１層）３ａと、これのまわりに複数本の素線を配して撚合することにより構成した第２層３ｂと、該第２層３ｂのまわりに複数本の素線を配して撚合した第３層３ｃとからなっており、各側ストランド３は個別的に高分子化合物被覆は施されていない。
【００１５】
各部の構成を製作工程を加味して詳細に説明すると、芯シェンケル２の芯ストランド２ａと側ストランド２ｂは、それぞれ所要本数たとえばこの例では７本の鋼素線を撚り合わせて構成されている。また、側ストランド３の各層３ａ，３ｂ，３ｃはそれぞれ複数本この例では３本と、９本と１５本の鋼素線を３工程で撚り合わせることにより構成されている。
【００１６】
芯シェンケル２と側ストランド３における鋼素線の径（ＷＲ）は、外装被覆６を施す前のロープ径（ＤＲ）との関係で、１５≦ＤＲ／ＷＲ≦１００の範囲のものが使用される。
これは、１５＜ＤＲ／ＷＲではシーブとの繰り返し曲げにより比較的早期に疲労限に達して安全性に問題が生ずるとともに短寿命になるためであり、ＤＲ／ＷＲ＞１００ではコスト高になるためである。さらに好適には、３３≦ＤＲ／ＷＲ≦７５である。
【００１７】
鋼素線は、引張り強度２８０kg/mm2以上の特性を有することが好適である。その理由は細径化によっても十分な破断荷重を実現するためであり、引張り強度２８０kg/mm2未満ではこの目的を達成しがたいからである。かかる鋼素線は、一般的に、炭素含有量が０．８０ｗｔ％以上の炭素鋼線材を伸線することによって作られる。そして、鋼素線の表面には耐食性被覆層たとえば、亜鉛、あるいは亜鉛・アルミニウム合金めっき、黄銅めっきなどのいずれかが施されている。
【００１８】
芯シェンケル２の芯ストランド２ａは、図４（ａ）のように中心の芯素線２００と、これと同等かあるいは相対的に径の細い多数の側素線２００’から構成されている。同じく芯シェンケル２の側ストランド２ｂは、図４（ｂ）のように、中心の芯素線２０１と、これと同等かあるいは相対的に径の細い多数の側素線２０１’から構成されている。かかる構成は、中心の芯素線２００と側素線２００’を一括して撚り合わせることにより得られる。
前記芯ストランド２ａの撚り方向と側ストランド２ｂの撚り方向は同じ方向たとえばＳ方向となっている。
【００１９】
側ストランド２ｂの芯素線２０１の直径は、好ましくは芯ストランド２ａの芯素線２００の直径よりも相対的に小さいことが好ましく、それにより、芯ストランド２ａの直径ｄ１を側ストランド２ｂの直径ｄ２よりも適度に大きくしている。なお、「ストランドの直径」とはストランドを構成する外層の素線群の外接円を意味する。
【００２０】
上記のように芯ストランド２ａの直径ｄ１を側ストランド２ｂの直径ｄ２よりも大きくするのは、芯シェンケルを作ったときに、各側ストランド２ｂ間に合成高分子化合物の浸透を許容する隙間を形成するためであり、その（ｄ１−ｄ２）／ｄ２×１００は、通常、約１．４〜６．８％程度が好ましい。
【００２１】
上記のようにして得た１本の芯ストランド２ａの周りに複数本（図面では６本）の側ストランド２ｂを配して撚り合わせる。この場合の撚りピッチは一般に仕上げシェンケル径の６〜９倍程度とし、撚り方向は芯ストランド２ａおよび側ストランド２ｂの撚り方向と異なる方向すなわちこの例ではＺ方向とする。これは製造が容易であり、工程の変動に対して型崩れが少ないからである。
以上により図５（ａ）のような素芯シュンケル２’が作られる。なお図では１つの側ストランドのみ素線を示し、他は省略している。そして本発明は、この素芯シュンケル２’を高分子化合物５にて被覆し、図５（ｂ）のように高分子化合物被覆芯シェンケル２を形成する。
【００２２】
この高分子化合物は、特性として、鉄鋼との接着性がよく、耐摩耗性、耐油性、耐水性、温度特性、耐侯性、柔軟性（耐ストレスクラック性）を有していることが好ましく、代表的な高分子化合物としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、弗素樹脂などの汎用合成樹脂が挙げられるが、そのほかエンジニアリングプラスチックを使用してもよい。あるいは、ジエン系、オレフイン系、ウレタン系などのゴムであってもよい。
【００２３】
前記高分子化合物被覆５の形成方法は任意であり、溶解物中に素芯シュンケル２’を連続的に通過させてもよいし、素芯シュンケル２’の周りに押出し機により押し出してもよい。高分子化合物被覆５は、素芯シュンケル２’と側ストランド３とのフレッティングを防止するとともに、最終の外装高分子化合物被覆６の形成時に側シェンケル相互間に高分子化合物が充填されるのに十分なスペースを確保することができるよう、被覆厚さｔを設定する。このとき、側シェンケル間のスペースは、０．３〜１．５ｍｍ程度が望ましい。
高分子化合物は各側ストランド２ｂ，２ｂ間の隙間を通して芯ストランド２ａの表面に達することにより、緩衝性能のある膜を形成する。高分子化合物の一部５０は側ストランド２ｂの素線間にも浸透し、また芯ストランド２ａの素線間にも浸透していてもよい。
【００２４】
次に、側ストランド３について説明すると、基本的には複層構造であれば構造を問わず、また製作法も問わないが、いま、一例を挙げると、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）はかかる側ストランド３の１本の製作工程を例示している。側ストランド３の芯部（第１層）３ａは、径が同等の複数本（図面では３本）の素線３００から構成されており、それら素線径は芯シュンケル２の芯ストランド２ａの素線と同等かまたは適度に小さく側ストランド２ｂよりも適度に大きい。第１工程としてまず図６（ａ）のように、複数本の素線３００を所定の撚りピッチで撚り合わせる。
【００２５】
次いで、図６（ｂ）のように、第２工程として、前記芯部（第１層）３ａの周りに芯部素線と同等または適度に細い径の複数本（図面では９本）の側素線３０１を配して所定の撚りピッチで撚り合わせて第２層３ｂを形成する。ついで、第３工程として、第１層＋第２層からなる撚合体の外周に、第２層の素線と同等かまたは適度に細い所要数（図面では１５本）の素線３０２を配し、所定の撚りピッチで撚り合わせ、これで図６（ｃ）に示す側ストランド３を得る。この場合、第１工程の撚り方向と第２工程の撚り方向は同一（たとえばＺ方向）であるが、第３工程の撚り方向は逆方向（たとえばＳ方向）とされる。
【００２６】
この側ストランド３の外径Ｄ２は被覆芯シェンケル２の外径Ｄ１よりも小さく、好ましくは、素芯シェンケル２’の外径よりも小さくする。それにより側ストランド３，３間に後述する外装被覆層６のための高分子化合物を浸透させることができ、好都合である。
【００２７】
次に、高分子化合物被覆５を有する芯シェンケル２の周りに、側ストランドル３を複数本（図示するものでは７本）配し、それらを撚り合わせる。この最終撚りの撚りピッチは撚り構造と素線径に応じて適宜選択するが、通常、仕上げロープ径の６〜９倍程度とし、かつ撚り方向を芯シェンケル２の撚り方向と一致させて行なう。たとえばこの例ではＺ方向とする。このようにして図７に示す素ロープ１’が完成する。
【００２８】
素ロープ１’は最終的に全体を高分子化合物によって被覆し、外装被覆層６を形成する。この外装被覆層６は、側ストランド３，３間のフレッティングを防止するとともに、シーブとの摩擦係数の調整を図るためのもので、高分子化合物は耐摩耗性、耐侯性がよく、適度の弾性を持ち摩擦係数が比較的高い特性を有し、かつ加水分解しない特性であることが好ましい。その例としては、ポリウレタン系、エーテル系のポリウレタンエラストマーなどの合成樹脂、あるいはゴムが挙げられる。
【００２９】
高分子化合物６００は側ストランドの外径（外接円）から所定の厚さＴの層６０１を形成する。好適には、各側ストランド３，３間の隙間を通して芯シュンケル２の表面の高分子化合物被覆５と接着される。外装被覆層６の被覆厚さＴは、これがあまり薄いと耐久性に乏しくまた摩耗寿命も低下する。厚すぎるとロープの柔軟性が損なわれるばかりかロープ径が大きくなり、強度効率が低下するので、通常０．３〜１．０ｍｍとすることが好ましい。外装被覆層６の形成方法はたとえば押出し機を使用するなど任意である。
【００３０】
なお、製造上は、素ロープ１’を撚る工程で千鳥状に配置した３本程度のロール間に側ストランド３を通過させて螺旋状の型付けを行い、ボイス通過後、ならしロールを通すことによって行われる。型付率は０．６０〜０．９０程度より好ましくは、０．６５〜０．８５で行なえばよい。ここで、型付率とは、ロープ径とロープからストランドを取り出したときの、ストランドの高さの比をいう。この工程により、ロープの回転性を防止するとともにばらけを防止し、かつ側ストランド間の隙間を均等で最適なものに調整することができる。
【００３１】
図８〜図１３は本発明の別の実施例を示しており、（７×１９）＋１０×（３７）とした本発明ロープを示している。詳しくは、構造式は、｛（１＋６）＋１２｝＋６×｛（１＋６）＋１２）｝＋１０×｛（１＋６）＋１２＋１８｝としている。
この実施例も第１実施例と同じく被覆芯シェンケル２と、これを囲む複数本（図面では１０本）の側ストランド３とを有し、しかも前記芯シェンケル２は高分子化合物被覆５が施され、側ストランド３間を含む外側には全体に高分子化合物からなる外装被覆６が施され、断面が円形状をなしている。
【００３２】
芯シェンケル２の芯ストランド２ａは、図９（ａ）のように、中心の１本の芯素線２００と、これよりも相対的に径の細い多数の側素線２０１，２０２から構成されている。かかる構成を得るには、芯素線２００と側素線２０１，２０２を一括して撚り合わせてもよい。しかし、好ましくは回転性が生じないようにするため、２工程撚りにて構成する。
【００３３】
図９（ａ）（ｂ）はこの芯シェンケル２の芯ストランド２ａの製作工程を示しており、（ａ）のように、一本の芯素線２００の周りにこれよりも相対的に径の細い複数本（図面では６本）の側素線２０１を配して所定の撚りピッチで撚り合わせる第１工程により１＋ｎからなる内層２０ａを作り、（ｂ）のように、内層２０ａの外周に複数本（図面では１２本）の側素線２０２を配して所定の撚りピッチで撚り合わせる第２工程により外層２０ａ’を形成している。この場合、第１工程の撚り方向と第２工程の撚り方向は同一方向（たとえばＺ方向）とする。図９において素線の断面中の符号は撚り方向を示している。
なお、内層２０ａの側素線２０１と外層２０ａ’の側素線２０２は同等の径としているがこれに限られるものではない。
【００３４】
図１０（ａ）（ｂ）は芯シェンケル２の各側ストランド２ｂの製作工程を示しており、一本の芯素線２０３の周りにこれよりも相対的に径の細い複数本（図面では６本）の側素線２０４を配して所定の撚りピッチで撚り合わせる第１工程により１＋ｎからなる内層２０ｂを作り、この内層２０ｂの外周に外層となるべき複数本ｍ（図面では１２本）の側素線２０５を配して所定の撚りピッチで撚り合わせる第２工程｛（１＋ｎ）＋ｍ｝により形成している。この場合、第１工程の撚り方向と第２工程の撚り方向は同じ方向（たとえばＳ方向）とする。撚りピッチは芯ストランド２ａと側ストランド２ｂとも同じである。
【００３５】
側ストランド２ｂの芯素線２０３の径は、好ましくは芯ストランド２ａの芯素線２０１の直径よりも相対的に小さく、たとえば、芯ストランド２ａの側素線２０１，２０２と同等とする。側ストランド２ｂの側素線２０４，２０５の径は芯ストランド２ａの側素線２０１，２０２の径よりも小さく、それにより、芯ストランド２ａの直径ｄ１を側ストランド２ｂの直径ｄ２よりも適度に大きくしている。なお、「ストランドの直径」とはストランドを構成する外層の素線群の外接円を意味する。
【００３６】
上記のように芯ストランド２ａの直径ｄ１を側ストランド２ｂの直径ｄ２よりも大きくするのは、芯シェンケルを作ったときに、各側ストランド２ｂ間に高分子化合物の浸透を許容する隙間を形成するためであり、その（ｄ１−ｄ２）／ｄ２×１００は、通常、約１．４〜６．８％程度である。
【００３７】
上記のようにして得た１本の芯ストランド２ａの周りに複数本（図面では６本）の側ストランド２ｂを配して撚り合わせる。この場合の撚りピッチは一般に仕上げシェンケル径の６〜９倍程度とし、撚り方向は芯ストランド２ａの撚り方向と同じにする。これは製造が容易であり、工程の変動に対して型崩れが少ないからである。
以上により図１１（ａ）のような素芯シュンケル２’が作られる。そして本発明は、この素芯シュンケル２’を高分子化合物にて被覆し、図１１（ｂ）のように高分子化合物被覆５を形成し、被覆芯シェンケル２とする。高分子化合物は、第１実施例に説明したものと同じであり、被覆方法も同様である。
【００３８】
高分子化合物は各側ストランド２ｂ，２ｂ間の隙間を通して芯ストランド２ａの表面に達することにより、緩衝性能のある膜を形成する。高分子化合物の一部は側ストランド２ｂの素線間にも浸透し、また芯ストランド２ａの素線間にも浸透していてもよい。
【００３９】
次に、側ストランド３の例について製造工程とあわせて説明すると、側ストランド３は複層たとえば、芯部（第１層）３ａとこれを囲む第２層３ｂと、これを囲む第３層３ｃからなっている。
図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）はかかる側ストランド３の製作工程を示しており、第１工程として、図１２（ａ）のように、１本の中心素線３００の周りにこれよりも適度に径の細い複数本（図面では６本）の素線３０１を配して所定の撚りピッチで撚り合わせ、第１層３ａを得る。
【００４０】
次いで、図１２（ｂ）のように、第２工程として、前記芯部（第１層）３ａの周りに複数本（図面では１２本）の側素線３０２を配して所定の撚りピッチで撚り合わせて第２層３ｂを形成する。側素線３０２の径は第１層３ａの素線３０１と同等の太さであってもよい。
ついで、第３工程として、第１層＋第２層からなる撚合体の外周に、第２層の素線３０２より適度に細い所要数（図面では１８本）の素線３０３を配し、所定の撚りピッチで撚り合わせ、これで図１２（ｃ）に示す側ストランド３を得る。この場合、第１工程の撚り方向ないし第３工程の撚り方向はすべて同一（たとえばＳ方向）とされる。
【００４１】
この側ストランド３の外径Ｄ２は被覆芯シェンケル２の外径Ｄ１よりも小さく、さらには、素芯シェンケル２’の外径よりも小さくする。それにより側ストランド３，３間に後述する外装被覆層６のための高分子化合物を浸透させることができ、好都合である。
なお、側ストランド３の第１層３ａの素線径と芯シェンケル２の芯ストランド２ａの素線径との関係は、素線２００と３００、素線２０１と３０１をおのおの同等としてよい。側ストランド３の第２層３ｂの素線３０２は芯シェンケル２の芯ストランド２ａの素線２０２と同等でよい。さらに、側ストランド３の第３層３ｃの素線３０３は芯シェンケル２の側ストランド２ｂの素線，２０４，２０５と同等でよい。
【００４２】
次に、高分子化合物被覆５を有する芯シェンケル７の周りに側ストランド３を複数本配し、それらを撚り合わせて本発明ロープとする。この最終撚りの撚りピッチは撚り構造と素線径に応じて適宜選択するが、通常、仕上げロープ径の６〜９倍程度とし、かつ撚り方向を芯シェンケル２の撚り方向と一致させて行なう。たとえばこの例ではＺ方向とする。このようにして図１３に示す素ロープ１’が完成する。
【００４３】
素ロープ１’は最終的に全体を高分子化合物によって被覆し、外装被覆層６を形成する。高分子化合物とその被覆法は第１実施例に述べたとおりであり、高分子化合物６００は側ストランドの外径（外接円）から所定の厚さＴの層６０１を形成する。好適には、各側ストランド３，３間の隙間を通して芯シュンケル２の表面の高分子化合物被覆５と接着される。また、外装被覆層６の被覆厚さＴは、これがあまり薄いと耐久性に乏しくまた摩耗寿命も低下する。厚すぎるとロープの柔軟性が損なわれるばかりかロープ径が大きくなり、強度効率が低下するので、通常０．３〜１．０ｍｍとすることが好ましい。外装被覆層６の形成方法はたとえば押出し機を使用するなど任意である。
【００４４】
なお、上記実施例は本発明の数例であり、これに限定されるものではなく、被覆芯シェンケル２の周りに複層の側ストランドを形成し、その側ストランドの外周を含む全体を高分子化合物で被覆した構造のワイヤロープをすべて含む。
芯シェンケルの構成および側ストランドの構成は、実施例のもののほか、（１＋６）＋６×（１＋６）＋８×（１＋６＋１２）などを含む。
【００４５】
さらに本発明において、芯シェンケルや側ストランドの撚り形式は、多層撚り、平行撚り（各層同一撚りピッチ）のいずれも含んでいる。
多層撚りの例をあげると、次のとおりである。
▲１▼｛（１＋６）＋６×（１＋６）｝＋８×（３＋９＋１５）
▲２▼（１＋６＋１２)＋６×{(１＋６＋１２)｝＋１０×{(１＋６＋１２＋１８)
▲３▼｛（１＋６）＋６×（１＋６）｝＋８×（１＋６＋１２）
▲４▼（１＋６＋１２）＋６×（１＋６＋１２）
▲５▼（１＋６＋１２＋１８）＋６×（１＋６＋１２＋１８）
【００４６】
平行撚りの例を挙げると、次のとおりである。
▲１▼｛（１＋６）＋６×（１＋６）｝＋８×（２７）
▲２▼｛（１＋６＋１２)＋６×{(１＋６＋１２)｝＋１０×（３７）
▲３▼｛（１×１９）＋６×(１９）｝＋１０×（３７）
▲４▼｛（１＋６）＋６×（１＋６）｝＋８×（１９）
▲５▼（１×１９）＋６×(１９）
▲６▼（１×３７）＋６×(３７）
▲７▼｛（１＋６）＋６×（１＋６）｝×６ｏｒ８｛Ｓ（１９），Ｗ（１９），Ｆｉ（２５）｝
このような平行撚り形式とした場合、内外層の素線が互いに相接して線接触の状態となり、ストランドの締りがよいため形崩れを起しにくく、またストランドの内部摩耗が少なく、さらに素線間の空隙が少なく有効断面積が大きくなるので、切断荷重が大となる利点がある。
【００４７】
実施例のものにおいて、芯シェンケル２の撚り方向と側ストランド３の撚り方向、芯シェンケル２のストランド２ａ，２ｂの撚り方向、側ストランド３の各層３ａ，３ｂ，３ｃの撚り方向は上記説明の方向に限られない。
【００４８】
【実施例の作用】
本発明によるワイヤロープの特性を述べると、伸びが４〜６％と少ないためエレベータ用や、クレーン用などの荷役機械用として適切である。可撓性は８００〜１８００であるためかなり曲げやすい。弾性係数は従来の繊維芯タイプが４００００〜６００００Ｎ／ｍｍ2であるのに対して、７４０００Ｎ／ｍｍ2以上であり、これもエレベータ用や荷役用のロープとして好適な特性である。Ｓ曲げ疲労試験においては、Ｄ／ｄ＝２０、ＳＦ＝１０すなわち計算破断荷重の１／１０の荷重でのテストの条件で従来の繊維芯タイプが２００００〜４００００回であるが、本発明ロープは４５００００回を越えるきわめて高い耐疲労性を示す。
【００４９】
本発明によるロープは、直径が小さな高強度鋼線材からなる素線を多数本撚り込むことにより芯シュンケル２と側ストランド３を構成しているので、要求強度を実現しつつロープの径を細くして軽量化することができ、さらに良好な疲労性を実現し得るため、ドラムやシーブ４の径を小さくすることができる。すなわちたとえば被覆も含めてロープ重量を従来比で２０％以上軽くすることができるため、図１３（ａ）のようにシーブ４の径ＳＤを従来比の５０％以下とすることができる。また、ドラムやシーブ４の小型化によりこれを駆動するモーター類のトルクを小さくすることができるので、寸法を小さくすることができる。またロープを軽量化することができるので、モーター類の容量も小さいものにすることができ、クレーンに適用した場合には、クレーン本体を小型化することができる。ドラムやシーブの径を極限まで小さくしなければ、ロープの長寿命化を図ることができる。
【００５０】
また、芯シュンケル２に高分子化合物被覆５を施して外径を増径することにより、側ストランド相互間に隙間を形成することができ、また、全体被覆をするときに前記側ストランド相互間の隙間から高分子化合物が内部に入りやすくなる。そして、芯シュンケル２の径を変えることなく被覆径すなわち高分子化合物被覆５の厚さを変えてやるだけで、側ストランド相互間の隙間寸法を容易にコントロールすることができる。
【００５１】
このように芯シュンケル２が高分子化合物被覆５を有し、その高分子化合物被覆９の周りに側ストランド３を配して撚合しているので、芯シュンケル２と側ストランド３とがメタルタッチせず、フレッティングが防止されるので、ロープ寿命を向上させることができる。また、外装被覆層６によりロープ表面を被覆しており、ロープがシーブやドラムと金属接触しないので両者の摩耗が低減され、これによってもロープやシーブやドラムの長寿命化を図ることができる。
【００５２】
また、芯シュンケル２が高分子化合物被覆５の分だけ増径しているので、スペーサとしての機能を発揮し、側ストランド３，３に外装被覆層１０の高分子化合物が浸透充填しやすい隙間を形成することができる。このため、側ストランド３，３間のフレッティングが緩和され、疲労性を向上することができる。
【００５３】
また、外装被覆層６として使用する高分子化合物の選択により摩擦係数を制御することができ、シーブ４の溝は図１４（ａ）に示すような丸溝で足りることになるので、コストを低減することができる。それでいてモータの回転によるシーブの回転運動をロープに正確に伝えて、シーブの回転運動と荷重物の上下運動をよく連動させ、正確な位置制御を行なえるので、乗り心地をよくすることができる。またロープ断面が円形状であるため、自転やねじれの影響（片荷重による部分断線）が軽減される。
さらに、無給油とすることができるので、その手間が省けるとともにドラムやシーブに油が付着したり、周辺に飛散することがなくなるので機械室やクレーンなどの機械を清潔にすることができる。
【００５４】
また、芯シェンケル２は芯ストランド２ａの外径が側ストランド２ｂの外径よりも大きく構成され、また側ストランド３は芯シェンケル２と撚り方向が異なっているので、不都合なロープの回転性を排除することができ、これにより高分子化合物被覆５や外装被覆層６の接着関係が安定し、耐久性を高いものとすることができる。
【００５５】
本発明はまた側ストランド３を用いたストランド形であるため、ケーブルレイド形のロープ（シェンケルタイプ）と比べて、次のような特徴がある。
▲１▼ケーブルレイド形のロープは基本的に側が６つのシェンケルからなっているため、軸線と直角方向の断面形状が６角形に近い形状となるが、ストランド形は使用するストランド数が多くなるので、ロープの断面形状をより丸いものとすることができる。それにより、出来上がったロープの使用時に、側ストランドとシーブ間に介在する外装被覆６にかかる面圧を緩和することができる。その結果、外装被覆６とこれを有するロープの長寿命化を実現できるとともに、外装被覆６の変形が少なくなるため、エレベータに適用した場合に振動を減少することができる。
【００５６】
▲２▼ケーブルレイド形のロープよりも鋼材断面密度を高くすることができるので、ロープ径が小さくてもケーブルレイド形ロープと同一強度を得ることができ、これにより、ロープを巻収するドラムを小さくすることができ、ハンドリング性がよくなる。また、外装被覆を同じ厚さにした場合にも高分子化合物の量を少なくすることができ、コストを削減できる。ロープを同一寿命に設定した場合、シーブ径の小型化と動力系の小型化を図ることができる。
【００５７】
▲３▼側ストランドをフライヤー数の多い撚線機で一度に撚ることができるので、ケーブルレイド形に比較して撚り線工程を減少させることができる。
▲４▼ケーブルレイド形の側シェンケルの場合のように複数本のストランドを作り、それらさらに撚り合わせるのでないため、各ストランドのフレッティングを減少させることができ、これにより摩耗による寿命低下を改善することができる。  ことに平行撚りあるいはこれに準ずるものととすることによりフレッティングをさらに減じて寿命を伸ばすことができる。
【００５８】
【実施例】
実施例１
（１）素線
原料として直径５．５ｍｍの高炭素鋼線材（Ｃ：０．８２％、Ｓｉ：０．２１％、Ｍｎ：０．４８％、残部鉄及び不可避的不純物）を用いた。
この鋼線材を次の工程で伸線して素線を得た。
１）酸洗い後、１０パス程度で冷間伸線を行って線径２．０ｍｍとし、これを９８０℃程度で空気パテインティングし、酸洗い後、４パス程度の冷間伸線を行って線径１．６５ｍｍとし、９８０℃程度で加熱後、５５０℃程度で鉛パテンティングを行い、酸洗い、湯洗い後に電気メッキ法にて亜鉛めっきを施し、水性タイプ潤滑剤を使用して２０パス程度の湿式伸線を行い、最終径０．２９０ｍｍ〜０．３１０ｍｍの素線を得た。各素線の特性は、引張り強さ３２０kg/mm2、破断時伸び２％であった。
【００５９】
（２）芯シェンケルの製作
２−１）芯シェンケルの芯ストランドの製作工程
第１工程：１＋６
径０．３１０ｍｍの芯素線１本と、径０．３１０ｍｍの６本の側素線を、撚りピッチ１５．０ｍｍにてＳ方向に撚り合せ、外径０．９３ｍｍの芯ストランドを作った。
【００６０】
２−２）芯シェンケルの側ストランドの製作工程
第１工程：１＋６
径０．２９０ｍｍの芯素線１本と、径０．２９０ｍｍの６本の側素線を、撚りピッチ１５．０ｍｍでＳ方向に撚り合せ、外径０．８７ｍｍの側ストランドを得た。
【００６１】
２−３）芯シェンケル撚り工程（１×１２）＋６×（１×１２）
前記２−１）で得た１本の芯シェンケル芯ストランドの回りに、２−２）で得た６本の芯シェンケル側ストランドを配し、撚りピッチ２２．００ｍｍでＺ方向に撚り合せ、外径２．６７ｍｍの芯シェンケルを得た。
【００６２】
（３）芯シェンケルの被覆
溶融ポリエチレンをエクスチュルーダにて押出し、前記芯シェンケルに０．３０ｍｍの厚さで被覆し、仕上げ径３．２７ｍｍの樹脂被覆芯シェンケルを得た。
【００６３】
（４）側ストランドの製作
４−１）第１工程：１×３
径０．３００ｍｍの３本の素線を撚りピッチ８．０ｍｍでＺ方向に撚り合わせ、外径０．６５ｍｍの芯部（第１層）を得た。
４−２）第２工程：第１層＋第２層
前記第１層の周りに、径０．３００ｍｍの９本の素線を配し、撚りピッチ１６．０ｍｍでＺ方向に撚り合せ、外径１．２５ｍｍの複層撚合体を得た。
【００６４】
４−３）第３工程：第１層＋第２層＋第３層
前記第２層の周りに径０．３００ｍｍの素線を１５本配し、撚りピッチ２２．０ｍｍでＳ方向に撚り合わせ、径１．８５ｍｍの側ストランドを得た。
【００６５】
（５）ロープ撚り工程
チューブラー型撚線機を使用し、前記被覆芯シェンケルの周りに、側ストランドを８本を配し、ピッチ５０．００ｍｍ、撚り方向Ｚにて撚り合せ、外径６．９７ｍｍの素ロープを得た。
【００６６】
（６）型付けおよびならし
撚線機に直径が８．０ｍｍの３本のロールを千鳥状に配置した型付装置を配し、ボイスの下流に直径が５０ｍｍの上下で対をなす９＋１０組のならしロールを配しておき、型付率平均７０％程度の型付けとならしを行なった。
【００６７】
（７）全体被覆
型付けおよびならしを施した素ロープに溶融ポリウレタンをエクスチュルーダにて０．５０ｍｍの厚さに被覆し、径７．９７ｍｍの仕上げロープを得た。得られたロープの鋼材断面密度は３７．２％、表面の摩擦係数（μ）は０．３、破断荷重は４０ｋＮであった。
【００６８】
本発明ロープ３本を、かごとカウンターウエイトの重量２ｔｏｎの模擬エレベータに使用したところ、径１５０ｍｍ、溝３個で溝Ｒ５．２５ｍｍの丸溝付きシーブを使用して、安全率１０で円滑に運転することができた。
比較のため、素線径０．４７５〜０．９５５ｍｍの低炭素鋼素線（Ｃ：０．４２ｗｔ％）を用いた比較ロープ：構造８×Ｓ（１９）、径１２．５ｍｍ、強度６３．５ＫＮ×３本を作成し、前記模擬エレベータに使用したところ、シーブ径５００ｍｍ、シーブ溝３個、溝Ｒ６．２ｍｍアンダーカット付きでなければ、円滑な運転ができなかった。
【００６９】
実施例２
本発明を適用して図８に示す（７×１９）＋１０×（３７）構造のロープを製作した。素線としては、０．２７８〜０．２８６ｍｍの範囲の亜鉛めっき付ワイヤ（引張り強さおよび伸び特性は実施例１と同じ）を５０３本使用した。
【００７０】
（１）芯シェンケルの製作
１−１）芯シェンケルの芯ストランドの製作工程
第１工程：１＋６
径０．２８６ｍｍの芯素線１本と、径０．２８２ｍｍの６本の側素線を、撚りピッチ９．０ｍｍにてＺ方向に撚り合せ、外径０．８５ｍｍの内層を作った。
第２工程：（１＋６）＋１２
前記内層（１＋６）の周りに外層用の径０．２８２ｍｍの側素線１２本を配し、撚りピッチ１４ｍｍでＺ方向で撚り合せ、外径１．４１ｍｍの芯ストランドを得た。
【００７１】
１−２）芯シェンケルの側ストランドの製作工程
第１工程：１＋６
径０．２８２ｍｍの芯素線１本と、径０．２７８ｍｍの６本の側素線を、撚りピッチ９．０ｍｍでＳ方向に撚り合せ、外径０．８４ｍｍの内層を得た。
第２工程：（１＋６）＋１２
内層（１＋６）の周りに、外層用の径０．２７８ｍｍの１２本の側素線を配し、撚りピッチ１４．０ｍｍでＳ方向に撚合せ、外径１．４０ｍｍの側ストランドを得た。
【００７２】
１−３）芯シェンケル撚り工程｛（１＋６）＋１２｝＋６×｛（１＋６）＋１２｝  前記１−１）で得た１本の芯シェンケル芯ストランドの回りに、２−２）で得た６本の芯シェンケル側ストランドを配し、撚りピッチ３０．０ｍｍでＺ方向に撚り合せ、外径４．２１ｍｍの芯シェンケルを得た。
【００７３】
（２）芯シェンケルの被覆
溶融ポリエチレンをエクスチュルーダにて押出し、前記芯シェンケルに０．３０ｍｍの厚さで被覆し、仕上げ径４．８１ｍｍの樹脂被覆芯シェンケルを得た。
【００７４】
（３）側ストランドの製作
３−１）第１工程：１＋６
径０．２８６ｍｍの１本の芯素線のまわりに０．２８２ｍｍの６本の側素線を配し、撚りピッチ１６．０ｍｍでＳ方向に撚り合わせ、外径０．８５ｍｍの芯部（第１層）を得た。
３−２）第２工程：第１層＋第２層
前記第１層の周りに、径０．２８２ｍｍの１２本の素線を配し、撚りピッチ１６．０ｍｍでＳ方向に撚り合せ、外径１．４１ｍｍの複層撚合体を得た。
【００７５】
３−３）第３工程：第１層＋第２層＋第３層
前記第２層の周りに径０．２７８ｍｍの素線を１８本配し、撚りピッチ１６．０ｍｍでＳ方向に撚り合わせ、径１．９７ｍｍの側ストランドを得た。
【００７６】
（４）ロープ撚り工程
チューブラー型撚線機を使用し、前記被覆芯シェンケルの周りに、側ストランドを１０本を配し、ピッチ６５．００ｍｍ、撚り方向Ｚにて撚り合せ、外径径８．７５ｍｍの素ロープを得た。
【００７７】
（５）型付けおよびならし
撚線機に直径が９．０ｍｍの３本のロールを千鳥状に配置した型付装置を配し、ボイスの下流に直径が５５ｍｍの上下で対をなす９＋１０組のならしロールを配しておき、型付率平均７０％程度の型付けとならしを行なった。
【００７８】
（６）全体被覆
型付けおよびならしを施した素ロープに溶融ポリウレタンをエクスチュルーダにて０．５０ｍｍの厚さに被覆し、径９．７５ｍｍの仕上げロープを得た。得られたロープの鋼材断面密度は４１．４％、表面の摩擦係数（μ）は０．３、破断荷重は６４ｋＮであった。
本発明ロープ３本を、かごとカウンターウエイトの重量２ｔｏｎの模擬エレベータに使用したところ、径１５０ｍｍ、溝３個で溝Ｒ５．２５ｍｍの丸溝付きシーブを使用して、安全率１０で円滑に運転することができた。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明した本発明によるときには、外装被覆前のロープ径（ＤＲ）との関係で素線径（ＷＲ）を１５≦ＤＲ／ＷＲ≦１００とした高強度鋼素線を使用したストランド形ワイヤロープにして、素線を撚り合わせて構成した芯ストランド２ａの周りに複数本の側ストランド２ｂを配して撚り合わせかつ外周に高分子化合物被覆５を施した１本の被覆芯シェンケル２の周りに、素線を撚り合わせた芯部３ａの周りに複数本の側素線３０１，３０２，３０３を配して複層に撚り合わせて構成されしかも前記被覆芯シェンケル２よりも外径が相対的に小さい側ストランド３を複数本配して撚合し、かつ前記側ストランド３間を含む外側には全体に高分子化合物からなる外装被覆６が施され断面が円形状をなしているため、次のようなすぐれた効果が得られる。
【００８０】
１）外装被覆前のロープ径（ＤＲ）との関係で素線径（ＷＲ）を１５≦ＤＲ／ＷＲ≦１００とした引張り強度２８０ｋｇｆ/mm2以上の高強度材質の細径の素線を多数撚り込んでいるため、疲労性が良好な細径かつ軽量で要求強度を満足するロープとすることができ、それによりシーブ、ドラム、モータ類を小型化できて、省スペースを図ることができる。
【００８１】
２）芯シェンケル２の周りだけでなく、側ストランド３間を含む外側に全体に高分子化合物からなる外装被覆６が施され断面が円形状をなしており、この部分がシーブやドラムと接触するので、ロープとドラム、シーブの摩耗を防止することができるとともに、被覆高分子化合物により摩擦係数が高くなるので、シーブやドラムの特殊な溝加工が不要になり、またシーブに対するロープのダブルラップが不要になる。特にダブルラップが不要になることでシーブ軸に作用する力を軽減できるため、軸や軸受け小型化することができ、これによってもコストダウンを図ることができる。
【００８２】
３）芯シェンケル２が高分子化合物で被覆されているため、側ストランド３とのフレッティングが緩和され、ロープ寿命を向上することができるとともに、芯シェンケル２が高分子化合物被覆５により増径され、かつ側ストランド３の外径が芯シェンケル２の被覆前のものそれより相対的に小さいので、側ストランド３，３間に隙間を形成することが可能となり、全体を高分子化合物で被覆したときにその高分子化合物が側ストランド３，３間に充填されえる。このため、側ストランド間３，３のフレッティングが緩和され、疲労性を改善し、ロープの寿命を向上することができる。
【００８３】
４）芯シェンケル２の径を変えることなく、高分子化合物の被覆厚さを変えるだけで側ストランド間の高分子化合物の侵入隙間を容易にコントロールすることができるので、全体被覆高分子化合物の性質などに即応することができる。これにより生産性を向上することができる。
【００８４】
５）芯シェンケル２と側ストランド３とを組合わせたストランド形ロープであるため、第１に鋼材断面密度を高くすることができ、これによりロープ径が小さくても高い強度を得ることができ、それによりハンドリング性がよくなり、被覆材としての高分子化合物の量を少なくすることができ、またシーブ径や動力系を一段と小型化することができる。第２に側ストランド３を使用しているためその断面形状を丸い形状とすることができ、これによりシーブとの間に介在する外装被覆にかかる面圧を緩和することができ、それにより外装被覆の長寿命化を実現できるとともに外装被覆の変形が少なくなるため、エレベータに適用した場合に振動を減少することができる。第３に側がシェンケルタイプ（ストランドをさらに撚り合わせたたもの）ではなくストランドタイプであるため、フレッティングを減少させることができ、摩耗による寿命低下を改善することができる。
【００８５】
６）さび止めのための給油を省略することができるため、作業性がよくなるとともに、シーブ、ドラムあるいは周辺への油の付着や飛散がなくなり、ロープ使用機械や使用環境を清潔なものに改善することができる。
【００８６】
請求項２によれば、前記請求項１の特性によりシステムの省スペースやコストダウンが可能な実用性の高いエレベータ用ロープを提供できるというすぐれた効果が得られる。
【００８７】
請求項３によれば、前記請求項１の特性によりシーブ径、ドラム径が小型で、摩耗が少なく、長寿命で低コストのクレ−ン類用のロープ提供できるというすぐれた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のロープを適用したエレベータの一例を模式的に示す説明図、（ｂ）は本発明のロープを適用したクレーンの一例を示す説明図である。
【図２】本発明ロープの第１実施例を示す部分切欠斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う拡大断面図である。
【図４】（ａ）は第１実施例における芯シェンケルの芯ストランドの断面図、（ｂ）は同じく芯シェンケルの側ストランドの断面図である。
【図５】（ａ）は第１実施例における素芯シェンケルの断面図、（ｂ）は被覆芯シェンケルの断面図である。
【図６】（ａ）は第１実施例における側ストランドの第１層の断面図、（ｂ）は第２層撚合状態の断面図、（ｃ）は第３層を撚合した側ストランドの断面図である。
【図７】（ａ）は第１実施例における素ロープの断面図である。
【図８】本発明によるワイヤロープの第２実施例を示す拡大断面図である。
【図９】（ａ）は第２実施例の芯シェンケルの芯ストランドの製作第１工程の断面図、（ｂ）は第２工程により得られた芯ストランドの断面図である。
【図１０】（ａ）は第２実施例の芯シェンケルの側ストランド製作第１工程の断面図、（ｂ）は第２工程により得られた側ストランドの断面図である。
【図１１】（ａ）は第２実施例の素芯シェンケルの断面図、（ｂ）は第２実施例の被覆芯シェンケルの断面図である。
【図１２】（ａ）は第２実施例の側ストランドの第１層を示す断面図、（ｂ）は第２層製作状態の断面図、（ｃ）は完成した側ストランドの断面図である。
【図１３】第２実施例の素ロープの断面図である。
【図１４】（ａ）は本発明ロープが使用するシーブの側面図、（ｂ）は従来ロープが使用するシーブの側面図である。
【符号の説明】
１  ワイヤロープ
２  芯シェンケル
２’  素芯シェンケル
２ａ  芯シェンケルの芯ストランド
２ｂ  芯シェンケルの側ストランド
３  側ストランド
３ａ  側ストランドの第１層
３ｂ  側ストランドの第２層
５  高分子化合物被覆
６  外装被覆
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0003910377.tif 000012
【図１２】
0003910377.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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