ワイヤロープ技術発展の系統化調査

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Historical Development of Wire Rope Technologies

谷口

運 Hakobu Taniguchi■ 要旨
近代的なワイヤロープは、1834 年にドイツの鉱山技師が工具を使って鉄線をより合わせたロープを製作し、金属鉱山で使用したことに始まる。従来の麻ロープに比べ強度面等の優位性が確認され、以後、製造方法、製造設備等々の基本技術が確立され発展していった。
我が国においては、1866 年横須賀製鉄所で幕府の艦船用綱索として繊維ロープを製造したのが、製綱業の始まりで、メーカーが創立して繊維ロープの生産を開始したのは 1887 年である。そして、ワイヤロープ事業へ進出したのが 1897 年である。当初は造船所や炭鉱用で、構成の簡単な交差よりの普通よりワイヤロープ 6 × 7，6 × 19
であったが、ラングよりワイヤロープ、フラット形ロープ，平行よりワイヤロープ等々の製造技術が次々と確立していった。また、1911 年に関東で 1 社、1918 年に関西で 2 社がワイヤロープの製造を開始し、以後主に関西地区に次々とワイヤロープメーカーが設立された。
本調査研究は、我が国におけるワイヤロープが基礎技術の発展と共に、社会や諸産業とどのようにかかわってき
たかを時系列的に纏め、ワイヤロープ技術の系統化を試みたものであり、調査した範囲は、1897 年のワイヤロー
プ製造開始から 1980 年代にかけての技術である（線材については一部 1990 年頃まで）。
殆どの技術が海外先行であったが、当時その文献等の資料はなく、輸入した製品を調査したり、実験・試作等を繰返し行っての技術開発であった。特に開発の効果が大きかったと思われるものは、焼結（超硬）合金ダイスの開発、
ロープ解析と設計基礎の確立及び高張力鋼線である。
従来叩きダイスで素線の線引き加工を行っていたのが、焼結合金ダイスの開発によって格段に品質及び生産性が向上し、ロープ解析もロープ設計の理論的基礎が確立し、品質及び能率向上に大きく貢献した。高張力鋼線は、線材及び線引き加工の技術開発により可能となり、吊橋用ケーブル及びスチールコードへの波及効果は大きい。

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

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■ Abstract
It is said that application of modern wire ropes dates from 1834 when a German mining engineer produced
ropes by twisting iron wires together using tools and used the resulting ropes in the mining of metal ores.
Competitive edges such as strength aspects and other features of these wire ropes over conventional hemp ropes
was confirmed. Since then, elementary technologies such as manufacturing methods and manufacturing facilities
have been established and developed.
In Japan, rope production was started in 1866 at Yokosuka Iron Works, where textile ropes were manufactured
for ropes of warships owned by Japan's feudal government. In 1887, a manufacturer was established and started
production of textile ropes. In 1897, they expanded their business operations to wire rope projects. At that time,normal 6 × 7 and 6 × 19 ordinary lay ropes (cross lay) having simple composition were used at shipyards andcoal mines. Subsequently, manufacturing technologies for Lang’s lay wire ropes, flat type ropes, parallel lay wire
ropes, and others were established one after another. In 1911, one manufacturer in the Kanto region and in 1918,
two manufacturers in the Kansai region started wire rope production. Thereafter, wire rope manufacturers were
established successively, mostly in the Kansai region.
This paper summarizes chronologically how wire ropes came to be involved in society and various industries
along with development of elementary technologies in Japan and the sequential systematization of wire rope
technologies. The scope of the research covers technologies from the start of wire rope production in 1897 up
through the 1980s, to around 1990 for wire rods.
Almost all technologies were imported from abroad, and no data or literature describing the status at the time areavailable. Technical development was made through investigation of imported goods, repeated experiments, andtrial production. Items presumed to have contributed very much to development are the creation and advancementof cemented carbide dies, rope analyses, establishment of foundations of design, and high-tensile-strength steel
wires.
According to the conventional technology, cast iron wire drawing dies were used for wire drawing of element
wires. Meanwhile, development of cemented carbide dies improved quality and productivity markedly. Theoreticalfoundations for rope analyses and rope design were established, thereby contributing greatly to the improvementof quality and efficiency. High-tensile strength steel wires were realized by the technical development of wire rods
and wire drawing processing, and their influences on suspension bridge cables and steel cords are remarkable.

■ Profile

谷口

2

運

■ Contents
1. はじめに… …………………………………………… 03
Hakobu Taniguchi

2. ワイヤロープの創生… ……………………………… 07

国立科学博物館

産業技術史資料情報センター 主任調査員

3. 日本のワイヤロープ製造の始まり… ……………… 09

昭和39年 3月
昭和39年 4月
平成 5年 7月
平成 8年 6月
平成10年 6月
平成12年 11月
平成23年 4月

九州工業大学 鉱山工学科卒業
東京製綱株式会社 入社
本社 技術部 専任副部長
本社 品質保証部長
本社 品質保証部長兼安全統括部長
退職国立科学博物館 産業技術史資料情報センター
主任調査員

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

4. 第二次世界大戦までの発展… ……………………… 13
5. 戦後から近代的産業への時代 (1960 年以前 )…… 23
6. 高度成長下の時代(1960 年以降 )……………… 41

7. 線材と設備の発展… ………………………………… 60
8. まとめ… ……………………………………………… 67
9. 参考資料… …………………………………………… 73

1 はじめに
ワイヤロープは、鋼線をより合せてつくられ、‘鋼索’

横須賀製鉄所を創設し、幕府の艦船用綱索を製作したとか‘ケーブル’又は単に‘ワイヤ’と呼ばれることことにあり、その後、東京製綱が 1887 年（明治 20 年）もあり、更に細いものは‘コード’とも呼ばれる。ワ

に創立され繊維ロープの製造を開始した。

イヤロープの素線は、適切な熱処理とその後の冷間引

東京製綱は、当時係留索や鉱山用ワイヤロープは全抜き加工によって製造され高い引張り強さと靭性を有て海外からの輸入に頼っていたので、1897 年（明治する。その素線をより合わせたワイヤロープは、細く

30 年）ワイヤロープ事業へ進出した。設備はイギリて高い破断強度と優れた柔軟性をもち、耐疲労性にもスから購入し、線材もスウェーデンから輸入してワイ

優れ、長尺物の製作も可能であるので、重量物の牽引、ヤロープを製作した。当初は、交差よりの 6 × 7、6

吊り上げ、支持、繋留等々において極めて有効な機械

× 19 のような簡単な構成のものであったが、ラング要素として、またコンクリート、ゴムなどの補強材とより、平行より、フラット形、ロックドコイルなどをして、あらゆる産業になくてはならないものになって太平洋戦争までには製作するようになっていた。また、いる。

多くのワイヤロープメーカーが主に関西地区に創立さワイヤロープは表 1.1 及び図 1.2 に示すように、素れた。

線を一度だけより合わせたスパイラルロープや素線を種々のワイヤロープの基礎技術は戦前に出来てお平行に束ねた平行線ストランドもあるが、素線をよりり、その後大きく変化したものは少ないが、実際にそ合わせてストランドとし、そのストランドをさらによの効果が確認され、使用され始めたのは産業構造が大り合わせたストランドロープが一般的である。ワイヤ

きく変化し、ワイヤロープの需要が高まる戦後のこと

ロープの構成や呼び方、種類等々に関しては、9 章のとなる。例えば平行よりと称するフィラー形やシール

参考資料「ワイヤロープの概要」を参照されたい。

形は既に 19 世紀後半に考案されているが、実際に普ワイヤロープはそれ単独で使用されることは少な及したのは、1950 年代に入ってからであった。戦後、

く、大半は設備（用途）に付帯する部材で設備に合っ焼結合金ダイス、ワイヤロープ解析、異形線ロープ、たワイヤロープ特性が求められ、ワイヤロープの種類

道路防護施設、吊橋用ワイヤ・ワイヤロープ、非自転は多岐に亘っている。

性ワイヤロープ、そしてスチールタイヤコード及び高したがって、我が国におけるワイヤロープの技術は、我が国の産業の発展に伴って開発されてきたものであり、産業の発展に大きく貢献してきた。また、し張力鋼線等々の開発が行われた。
本調査研究は、これらの技術開発の経緯を 6 つの章に分けて記述し、最後にまとめを行う。

ばしば人命にかかわる大切な役目をも担うことも多い

第 2 章では、古代より存在した繊維ロープから強度ので、「産業の命綱」として社会のために大いに貢献

上ワイヤロープが必要になり、近代的なワイヤロープ

してきた。

が誕生した歴史の概要を記載する。

古代より、物を縛ったり、物を移動するのに‘なわ’

第 3 章では、我が国において製綱業（繊維ロープ）とか‘つな’と言われるものを使用し始めたのは紀元が始まった 1864 年からワイヤロープメーカーが誕生

前 1400 年頃とされており、繊維ロープの歴史は非常し操業する直後までの歴史を、その背景を明らかにしに古い。繊維ロープより更に強度のあるものという必ながら記載する。

要性からワイヤロープが考え出されたが、近代的なワ

第 4 章では、第二次大戦終結までの技術発展及びそイヤロープが誕生するまでに、金製のワイヤ状髪飾り、の後のワイヤロープメーカーの誕生と炭鉱関係で需要

手編みによる青銅製ロープ、鉄線や銅線のワイヤローの多い九州への進出、そして、ワイロープではなく鋼プは存在していた。近代的なワイヤロープは、1834

線の範疇であるが歴史として興味があるので、軍需用

年にドイツの鉱山技師が、鉄線を 4 本より合せてスト製品であるガンワイヤ（大砲の砲身補強のために巻きランドとし、そのストランドを 3 本より合わせたワイ

つける鋼線）の製造等について記載する。

ヤロープを製作し、炭鉱の立坑に使用し好成績を収めたことに始まった。

第 5 章では、戦後から近代的産業への時代まで（1960
年）の技術開発について記載する。この時代に開発さ我が国における製綱業の源流は、江戸幕府の勘定奉れた焼結合金ダイス及びワイヤロープ解析は、特に品行小栗上野介忠順の献策により、1864 年（元治元年）

質及び生産性の向上に大きく貢献した技術であった。

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

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第 6 章では、1960 年以降の高度成長下の時代について記載する。東洋一の夢の吊橋と言われた若戸大橋

吊橋用では線径 5.0mm で 1800MPa 級も製作出来るようになった。

に使用されたメインケーブルの製作、高揚程クレーン

第 8 章で、技術発展の歴史をまとめ、今日の技術水の出現に対応した非自転性ワイヤロープの開発、そし準を実現したことについて考察し、今後の課題について、スチールタイヤコード、高張力鋼線の開発などにて述べる。
第 9 章は、ワイヤロープ関連年表、ワイヤロープのつき述べる。
第 7 章では、線材と伸線機、より線機の発展について記載する。
線材の非金属介在物制御等により、スチー

概要及びワイヤロープの JIS 制定・改正の履歴を参考資料として記載した。

ルタイヤコード用では線径 0.20mm で 4000Mpa 級、

図 1.1 ワイヤロープ技術開発の経緯

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ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.Marchワイヤロープ技術発展の系統化調査

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表 1.1

ワイヤロープの構成による分類

注）17 と 18 の断面図は画いたもの
なので、心綱や空隙部が黒くなっていない。

図 1.2 ワイヤロープの断面図及びより方

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ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March2 ワイヤロープの創生ものとされている。
ボンベイの遺跡より発掘されたナポリの国立博物館

2.1 繊維ロープに、紀元前 600 年頃の青銅製ロープが保存されている。

古代より、物を縛ったり物の移動に使用する植物のこのロープは手編みによるもので、直径が 0.7mm のつるなどで作ったロープが必然的に発生したことは容素線 19 本でストランドとし、さらにそのストランド

易に想像される。植物の繊維や動物の毛を手で編んだ

3 本をより合せた 3 × 19 構成で、長さは 4.5m である。

りより合せて長い紐状にした“なわ”、“つな”と称す

13 世紀頃には、針金鍛冶 wire smith と呼ぶ職人が針るものである。

金を金，銀，青銅などの金属片を鎚打ちして製作してこれらが登場したのは紀元前 1,400 年ごろとされていた。14 世紀にはドイツのレンネ地区で、伸線ダイいる。古代エジプトで行われたロープの作り方が第ス（draw plate）を使用し、水力を応用して針金を製

18 王朝の墳墓の一場面に描かれている。
（図 2.1）作したとされている。それまでの針金製造では、伸線工はブランコに腰かけ、両手で針金の掴みを握り両足を突張ることによって針金を型孔から引き出していた。水車利用では、水車軸に設けたクランクで針金を引っ張るようにした。2）15 世 紀 に は イ タ リ ヤ の レ オ ナ ル ド ダ ビ ン チ

図 2.1 古代エジブトで行われたロープの作り方

1）（Leonardo da Vinci）がなまし鉄線，銅線でロープを製作した記述があり、1644 年にドイツのダンチッヒ

この絵画はやや破損しているが、右手の人物は、回転具に取り付けてある 2 条の紡糸を、それぞれ別々（Danzig）の要塞築造の搬土用として鉄線ロープが用いられたという。

に綯いながら、ゆっくり前進している。一方左手の人物は、2 本の紡糸を取り付けた回転具を、右手の人とは反対方向によじって、紡糸を結合させながら、ロープができあがるにつれてあとずさりしている。
中央に座っている人物は、紡糸の間にロープの通し棒を挟み込んで持っている。紡糸がしっかり結合しているのを確かめながら、ロープを作っていくのが

図 2.2 14 〜 15 世紀頃のワイヤの伸線 3）

彼の役目である。
1750 年頃からサイザル麻ロープが使用されるようになり、1783 年にスペイン海軍に採用されたという記録があるが機械で製作したものではなく、1792 年にイギリスのカートライト（Cartwright）が麻ロー
プ製造機の特許を取得したコードレイヤーというもの
が最初の製綱機とされている。

2.2 ワイヤロープ
2.2.1

近代ワイヤロープ誕生以前の海外の歴史

ワイヤロープは、紀元前 3000 年代にシュブァド王

図 2.3 ダビンチのワイヤ製造機械 4）妃が金製でワイヤ状のものをリングにして髪飾りとし

さらに、つぎのような記録がある。1750 年にドイ

たということから始まったと言われ、現在、ロンドン

ツで製綱を目的にフェルテン・ギレアウメ社が設立のケンシントン博物館に保存されているロープ（よっされ、1760 年にロイド船級協会が創立された（1781

たものでなく束ねたもの）の一片は紀元前 800 年頃の年法的に承認される）。1821 年 に は ド イ ツ ゼ ノ ア

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

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（Geneva）の吊橋工事に数本の鉄線を平行に束ねた束ル（Newall）が、4 × 4 構成のワイヤロープ用製綱機

環索（selvagee）を使用、1830 年にイギリス ウールを設計し、約 2 年にわたり改良を繰り返した後特許をウィッチ造船所のジョージ・ライト・ビンクス（George取得した。1840 年にイギリスのアーギバルとスミス

Wright Brinks）が麻綱の代わりに、捩じられた鉄線がワイヤロープ専用の撚り線機械を発明し、ワイヤより索を考案し実験した。1832 年にイギリス ダービ

ロープの製造を開始した。1844 年にウイリアム・ブ

イのウイルソン（J.B.Wilson）とランカシャーのヘイ

リバンド（William Bullivant ）が船舶用曳索として、

ドック（Haydock）が、炭鉱用に子縄（ストランド）ロー

6 × 7，6 × 19，ケーブルレイドロープ等を発明した。

プを製造した。

当時の製造業者はステファンソン（Stephensom）. ウ
イルキンス（Wilkins），ウェザーレイ（Weatherley），

2.2.2 近 代ワイヤロープの誕生から 1887 年までの歴史

エ リ オ ッ ト（Elliot）， ピ ー タ ー・ ハ ッ ギ ー（Peter
Haggie）等であった。1854 年にホースフォル（horsfoll

近 代 ワ イ ヤ ロ ー プ の 歴 史 は、1834 年 に ド イ ツがパテンティングの技術を発明し、ピアノ線を製造しClausthal の鉱山技師アルバート（Albert）が、工具て販売した。1862 年にライランド会社のジョージ・を使って 3.5mm の鉄線からなる 3 × 4 構成のラング

ペドソン（George Pedson）が連続圧延の原理についよりワイヤロープ 605m 2 本を製造し、Carolin 坑のて特許を取得し、1885 年にブライン（S.H.Bryne）が立抗に使用され好成績を収めたことに始まる。彼は翌

連続伸線機を発明した。1876 年にニューワル（Newall）

年ドイツにおいて、ワイヤロープの実験報告と製造方がヤハズよりロープ（ストランドのより方向が Z よ法を発表しており、
この成功の意義はきわめて大きく、りのものと S よりのものを混ぜて撚ったロープ）を

その後主要な立坑が同様の鉄製のワイヤロープを使用

考 案 し、Reddish

するに至った。

（F.W.Scott）がロックドコイルロープを考案して 1884

Atlas Rope Works の ス コ ッ ト

年に Latch & Batcheler 社が製造を開始した。1879
年にイギリスのジョン・ラング（John Lang）がラン
グよりワイヤロープの特許を取得し、翌年 G.Cradockが農耕機用にラングよりロープを製作した。
これらにより、圧延、伸線、より線の技術と設備の基礎がほぼ出来たのである。
【引用，参考文献】
1） チャールズ・シンガー他：「技術の歴史第 2 巻 原始時代から古代東方 下」筑摩書房
図 2.4 より線工具とストランド、ロープ 5）

ここに、これまで使用されていた鎖や麻ロープに

2） 原善四郎：「鉄と人間」新日本出版社
月1988 年 6

p117

対するワイヤロープの優位性がはっきり示され、こ

3） 東京製綱：「東京製綱 100 年史」1989 年

れを端緒に近代ワイヤロープ発展の歴史が始まるこ4） ワイヤロープハンドブック編集委員会：「ワイヤとになる。

ロープハンドブック」日刊工業新聞社

そして、1835 年にビンクス（G.W.Binks）が麻や植物繊維用の機械を使用して、鉄線で 4 × 43 のストラ
（Brenner）がワイヤロープに関する論文をニューカッp5

Vol.5 2012.March

1995 年

5） ワイヤロープハンドブック編集委員会：「ワイヤロープハンドブック」日刊工業新聞社

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

p60

p4

ンドロープを製作し、1838 年にイギリスのブレンナー
スル（New Castle ）で発表し、イギリスのニューワ

81978 年

p382

1995 年

3 日本のワイヤロープ製造の始まり
間の資本が次々に近代産業に投下され始めていた。す3.1 製綱業の源流

でに設立されていた日本鐵道（明治 14 年設立）、大阪

わが国においても、植物繊維などを手によって縄を国各地で鉄道・紡績・電灯の会社が続出した。農商務ない、綱を作って生活の要具としていたと思われるが、省の統計によると、明治 19 年から 23 年の 4 年間に新江戸幕府は、長崎製鉄所の創設、軍艦教授所及び蕃所設された企業は大小合わせて実に 2,643 社にのぼった調書（東大の前身）の設置に続き、勘定奉行として海とされている。一方、国内では想像を絶する程の海事軍事務を兼掌していた小栗上野介忠順の「四面環海の思想が沸騰しており、国防重視の海軍増強論、商船をわが国としては、どうしても海上に進出しなければな駆使した通商拡大論、国民の栄養という視点からの大らない」という献策により、1864 年（元治元年）横型漁船建造論が燃え上っていた。それに対し、近代的須賀製鉄所創設を計画し、仏国海軍技師フランソア・

造船所の代表である横須賀造船所は、清輝、磐城、天ウェルニーを招聘して工事に着手した。しかし、艦船

竜といった軍艦建造に余念がなく、石川島平野、川崎に必要な綱索を供給することは、当時のわが国の製綱

兵庫、三菱長崎などの民間の造船所も旧幕府施設の払業にあっては、質・量共に到底不可能であったので、下げを受けて稼動していたが業績はそれほど好ましく製鉄所の一部門として所内に製綱工場を建設することなかった。

紡績（明治 15 年設立）の業績が上向きになると、全を決め、仏国シェルプール造船所から製綱頭目を招いた。そして、フォアターン・アンド・トラベラーという繊維ロープの製綱機械が据付けられ、1866 年（慶3.3 国内メーカーの設立運動

応 2 年）に製綱工場が完成し、幕府の艦船用綱索は自山田昌邦（江戸幕府の海軍に籍をおいた後、沼津兵給されるようになった。その後、財政難から一度は仏学校の教授、海軍兵学校・札幌農学校などでも教鞭を国への担保となったが、明治政府の時代に取戻し、横執る）が近代的な製綱事業を興そうと決意し、沼津兵須賀造船所と改称され、製綱工場は 1889 年（明治 22 年）

学校時代の教官としての先輩である渡部一郎（後に温まで存続した。

と改める）、赤松大三郎に相談し、両氏の全面的な賛成を得ていろいろ研究討議を重ね、いよいよ製綱会社
創立に乗出すことになった（明治 18・9 年代でこの時
山田は 40 才）。そして、日本財界に頭角を顕わしていた渋沢栄一、益田孝、浅野総一郎の三巨頭に対し、その製綱事業が緊要で有望であり、計画が真摯で妥当であることを説き、彼らの共鳴を得て会社設立のために三巨頭の全面的な協力と後援を受けることになった。

3.4 東京製綱会社の創立総会
図 3.1 当時の製綱機 1）

この横須賀造船所製綱工場の建設を機に、わが国の製綱業界も次第に機械化の機運が高まった。
その一つとして、東京に民営の「製綱社」が 1885
年（明治 18 年）頃組織されている。

1887 年（明治 20 年）2 月 1 日

東京府日本橋区の第一国立銀行で創立総会が行われた。出席した株主は渋沢栄一、渡部温、益田孝、浅野総一郎他 10 名とこの事業の主唱者である山田昌邦で、当時における実業界の第一線ないしは確たる資産家として評価を得ていた人達ばかりであった。

3.2 国内メーカー設立の背景

議長の渋沢栄一が、「近年、わが国の海運は日に日に開けております。当然ながら船舶用具の需要は急速

明治維新以来、政財界は猛烈なインフレに悩まされに増加しているわけでありますが、その供給は決してていたが、大蔵卿・松方正義の政策が効果を表し、民満足できる状況ではありません。この現実を直視した

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

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とき、私どもはここに近代的設備をそなえ、かつこのイギリス及びアメリカに注文した機械は、1888 年

分野の嚆矢ともなるべき製綱会社を設立すべく決意致（明治 21 年）2 月 23 日から 5 月 4 日に到着し、第一しました。もしこの事業が成功すれば、外国からの輸工場に据付けられ、10 月 6 日に運転を挙行した。また、入の一端を防ぎ、国家の公益になること間違いなしと6 月及び 10 月の 2 回にわたり、細物用の製造機械と確信するものであります。
」と宣言し、株主達の心を製綱機三台をイギリスに追加注文した。追加注文した

十分にうち東京製綱会社が誕生した。

機械類が 1889 年（明治 22 年）2 月から 4 月に到着した。

「公称資本金；7 万円、営業目的 ; 各種綱具（繊維ロー

更に、3 月になると横須賀海軍造船所から、製綱工場を廃止して軍用品は全て東京製綱の製品を採用するとプ）の製造」
本社・工場は、東京府麻布区に約 1 万 3 千坪の土地いう特約命令書の草案が提示されたので、同意書を提を家屋つきのまま購入し建設することになった。初代

出すると共に製綱工場の設備機械類の払下げも受ける

社長には渡部温が就任し、山田昌邦は支配人となった。

ことになった。これは第二工場を建設して据付けることになり、その年の 11 月 25 日に運転を開始した。

3.5 操業への対応とその結果設備は赤松や海軍関係者からの情報もあり、会社設

その後ワイヤロープ製造決定直前まで

3.6 の状況

立時から横須賀造船所 製綱工場に設置されているイ

農商務省、海軍各鎮守府、日本郵船会社などで品質・ギリス製製綱機（当時軍艦用の綱類だけで能力いっぱ

技術が良好であることが確認され、1890 年（明治 23 年）

いの操業をしていなかった）の払下げによる稼動を予にはシンガポールや上海などにも輸出するようになっ定していた。従って、会社設立と同時にこの製綱機のた。また、1892 年（明治 25 年）には、日本郵船会社

払下げを願い出て、優秀な技術者をスカウトした。し横浜倉庫にて香港製繊維ロープとの耐力比較試験が行

かし、海軍省から 1887 年（明治 20 年）2 月 15 日に「払われ、東京製綱会社の製品が優秀であることが証明さ

下げ認許成り難し」という思いがけない通達が届いた。

れた。

直ぐに海外からの新機械導入を決定し、海軍省艦政局

1894 年（明治 27 年）企業組織は株式会社となり、の許可を得て、イギリスに製綱機械一式の注文をだし

商号も〔東京製綱株式会社〕となった。そして、日・た他、洋行する益田にもアメリカの最優秀機械の買入

清戦争による軍用・船舶用の網類及び石油採掘事業のれを依頼したが、新機械到着までには相当の期間がか勃興による石油さく（鑿）井用綱（繊維ロープ）の需要かるので、つなぎに山田が顧問のような地位にいてか増大に対応するために設備を増設した。

なり尽力していた「製綱社」（前述）の機械一式の提1895 年（明治 28 年）関西地方の需要伸張が顕著の供を申し出て承認された。昼夜兼行の工事で 4 月 21

ため、兵庫工場の新設を決め、翌年 3 月に竣工した。

日には操業開始の運びとなった。
製糸方法は手取ヤーンというもので、野州麻を「人針台」という長い針のある台の上にのせ反復通過させてスライバーを作り、そのあとスライバーを腰に巻き

ワイヤロープ事業への進出と製造技術

3.7 の確立
3.7.1

ワイヤロープ事業への進出の経緯

つけスピンナーのフックにかけ、後ろに下がりながら

海外では麻や植物繊維の撚り機を用いて作られてい右手でしごくようにしてヤーンを作った後、ある長さたワイヤロープも 1840 年頃に鋼索専門の機械が登場になると木枠に巻いた。

し、相次いで改良が加えられ製造技術が急速に発展し10 人 1 組の合同作業で、ロープの製作もほぼ同様
であった。

ていた。
我が国では繊維ロープの製造は既に行われていたが、係留索や鉱山用ワイヤロープなどに使用されていたワイヤロープにおいては全てが海外からの輸入（明治 16 年頃からと言われている）に頼っていた。
そんな状況下で我が国唯一の繊維ロープの製造メーカーであった東京製綱は鋼索事業への進出を模索していた。社内ではワイヤロープ事業への進出推進を唱え

図 3.2 麻梳き及び子綱撚り合せ作業 2）

10

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

る者（山田昌邦）、時期尚早を唱える者（益田孝）の論争の末、1897 年（明治 30 年）渡部温社長は臨時株

主総会を開催し、ワイヤロープ事業への進出を正式に宣言し、資本金 16 万円の増資を決定した。

の記念日」と定められている。
ワイヤロープの主要原料は線材であるが、1897 年（明治 30 年）頃は陸海軍の工廠で小規模の坩堝鋼を製

3.7.2

東京製綱のワイヤロープ製造への進出

造している程度であり、鉄鋼一貫製鉄法をめざした官

当時の国内では、原料である線材・製造設備・製造

営八幡製鐵所の第 1 高炉火入れが 1901 年（明治 34 年）

技術等が何一つない“ゼロ”からの出発で全くの開拓で鋼材ができ始めたのが明治 37 年であることからも、の時代であった。明治 30 年の臨時株主総会の決議を線材はもちろん全部を輸入に頼っていた。

受け、東洋で初めてのワイヤロープ工場を東京市深川2

設備も全てを輸入に頼り、しかも国内に誰一人とし

区東大工町の工場敷地 13,000m （3,906 坪）においてて経験者がいない状況にもかかわらず、工場建設は予建設に着手した。設備は全てジャーデン・マジソン

想外に早く進み操業開始にこぎつけた。しかし、ワイ商会を通じてイギリスに注文し、同時にこれら設備の

ヤロープの生産および販売が軌道に乗るまでにはそう

据付および技術指導のためイギリス人技師 2 名を招い

とうな苦難と時間を要した。頼みの綱のイギリス人技た。深川工場の陣容は、逓信省を退官した藤倉身達が師は機械屋でワイヤロープ製造に関する知識と経験を

初代深川工場長となり、工員 300 名であった。工員のもたなかったので、輸入されたワイヤロープを見本に

一部は麻布の本社工場から麻綱工が移されたが、工員苦心惨憺したようである。当初、線材はイギリスからの大部分は素人工であった。イギリスに発注した設備

輸入していたが、スウェーデン材でないと無理であるは翌年（明治 31 年）には順次工場に到着し、イギリことが判りスウェーデン材に切替えたり、焼入れ炉をス人技師も 6 月には着任し、同年 10 月には早くも操

20 フィートから 50 フィートに改造するなどの努力を業を開始した。当時の時事新報にだした鋼索（ワイヤした。

ロープ）の広告（図 3.3）および深川分工場とその内1902 年（明治 35 年）には横須賀海軍造船所で、東京製綱製造のワイヤロープを試験し、その結果イギリ部の写真（図 3.4）である。

スの最上級品に比べても遜色ない旨の証明書を得ることができた。操業開始から 5 年の開発期間を経て海外メーカーに並ぶ技術を確立できた。
また、ワイヤロープの使用に必須のワイヤロープ用
グリースが 1905 年（明治 38 年）に小林久吉商店（後の八弘鉱油）により開発された。
3.7.4

国内に於けるワイヤロープの評価

明治 31 年 8 月 10 日付「時事新報」への広告

1907 年（明治 40 年）東京上野で東京勧業博覧会が図 3.3 時事新報 3）開催され、東京製綱が出品した製品が最高名誉の金牌3.7.3を獲得した。そのとき授与された賞状には、「創業以製造技術の確立

来二十年間、鋭意設備ノ整頓ニ力メ、各種ノ綱及鋼索

わが国の製鉄業は、大島高任が釜石大橋地区で洋式ヲ製造シ、内外ノ需要ヲ充タセリ。其品質均一ニシテ、高炉を創設し、1857 年（安政 4 年）12 月 1 日に火入試験ノ結果佳良ナルヲ確認ス。其功允ニ賞スベン」とれ初出銑を行った。これを記念して 12 月 1 日が「鉄記してある。

図 3.4 深川分工場とその内部写真 4）

ワイヤロープ技術発展の系統化調査11【引用，参考文献】

3） 「東京製綱 100 年史」東京製綱株式会社 1989 年

1） 「東京製綱 100 年史」東京製綱株式会社 1989 年
まえがき4） 「東京製綱 100 年史」東京製綱株式会社 1989 年

2） 「東京製綱 100 年史」東京製綱株式会社 1989 年
p40

12

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

p73

Vol.5 2012.March

まえがき ＆ p74

4 第二次世界大戦までの発展
4.1 小倉（分）工場の新設
東京製綱は北九州の小倉にワイヤロープ製造工場を建設し、1908 年（明治 41 年）に操業を開始した。工
場建設の狙いは、小倉の背後に位置する筑豊炭鉱地帯で消費される大量のワイヤロープを供給することにあった。また、小倉は玄界灘に面し大陸とも近く将来の大陸進出への橋頭堡にならんというものであった。
工場用地は企救郡足立村大字砂津（現在；小倉北区高浜 1-3-1）で、万葉集に「とよくにの、岐久の浜辺の、

図 4.1 明治 42 年当時の小倉工場 1）

まなごつちまなほにしあらば、如何で嘆かむ」と詠まれ、風光明媚をもって知られ由緒深い土地であった。
工場建坪は 1,725 坪で、焼入れ工場、線洗場、乾燥室、4.2 三井万田坑巻綱に国産ワイヤロープ採用

鍍金工場、製線工場、製綱工場、試験室、心綱貯蔵室、炭鉱には全て輸入ワイヤロープが使われていたが、修繕工場、原料倉庫、製品倉庫及び事務所などがあっ

パテンティング炉その他の設備を改善しつつ品質の向た。製綱機械一式や汽鑵などイギリス製で、伸線機の上に努めた結果、日露戦争後からは少しではあるが国

動力は蒸気汽鑵であった。工場長が池永雅之助、従業産のワイヤロープにも目を向けるようになってきた。

員 111 名、月産 40t（炭鉱向け 70％、海軍向け 30％）

そんな中、1910 年（明治 43 年）小倉工場で製造した体制でスタートした。

周 4 インチ半（直径 36mm）のラング撚りワイヤロー

線材は、八幡製鐵所が前年から生産を始めて製作した八幡線材を当初使用しようとしたが、材質が十分でプが三井万田坑巻綱に採用された。このできごとは、輸入品に国産品が取って替わる始まりといえた。

なくスウェーデン材に切り替えることで順調に滑り出した。

4.3 英国ロイド協会の認定工場に指定
1914 年（大正 3 年）東京製綱の深川工場がイギリスの権威あるロイド協会から認定工場に指定された。
これはワイヤロープ製造の技術および品質の優秀性が認められたということで、名実共に世界の技術レベルに到達したことを示すできごとであった。
建設当時の小倉工場全景

この年、東京製綱はロシアから 0.31mm（30 番線）の極細鋼線 100t を受注するというできごともあった。
ワイヤロープの主要技術である伸線技術が海外から評価された証といえよう。

4.4 我が国初めてのケーブルカーが誕生
1917 年（大正 6 年）に生駒山に我が国最初のケー
ブルカーが架設された。東京製綱は大正元年にイギリスからフラット形ロープの製造可能な設備を輸入し試作を始めていたが、このとき受注には至らず、ラッチ
社製のフラット形ワイヤロープが採用された。
小倉工場の二◯◯トン試験機（明治四十二年当時）
ワイヤロープ技術発展の系統化調査13

「私が 1925 年（大正 14 年）東北大学において鋼索の研究を始め、1929 年（昭和 4 年）その製造実務に当っていちばん困ったことは、鋼索の製造に関する文献の少ないことであった。・・・・・海外においても綴った著書は見当たらない現状である。・・・・鋼索製造に関してはその製造技術が今日でもなお各国において秘められているのが主因であると思う。戦後わが国においても鋼索に関する研究は盛んになり・・・」と記している。

図 4.2 開設当時の生駒山ケーブルカー 2）

この困難な時代になされたワイヤロープを製造するに必要な改良・発明技術を紹介する

4.5 ワイヤロープ製造メーカの誕生

4.6.1

線材の熱処理技術（パテンティング）

1898 年（明治 31 年）東京製綱がワイヤロープの生

パテンティングという技術は、1854 年（安政元年）

産を開始し、1911 年（明治 44 年）には横浜製綱（後にイギリスのホースフォル（James Horsfall）が発明に東京製綱と合併）の操業で 2 社体制となり、1918 年（大し特許を取得した高炭素鋼の熱処理法であり、この技

正 7 年）には東洋製綱（後に、東京製綱と合併）、関西術は画期的な技術であったために、以来この熱処理は製綱（現テザックワイヤロープ）の 4 社体制であった。

パテンティングといわれるようになった。

第一次大戦が終戦を迎えると産業界は長い不況に突入し、ワイヤロープ業界も製造、販売に競争の時代を迎えた。しかし、この戦後不況を脱すると基幹産業やJIS に お い て は、 パ テ ン チ ン グ（Patenting） は、軍需産業が活況に向かい、ワイヤロープの需要も拡大

オーステナイト｛1 種以上の元素を含むγ鉄（911℃に向かった。この頃になると、特殊ワイヤロープを除〜 1392℃までの温度範囲での純鉄の安定な状態）固いた一般ワイヤロープ（6 × 7、6 × 19、6 × 24）の溶体｝化後、引き続き行われる線引き又は圧延に適し製造技術も普及し、1932 年（昭和 7 年）には西田製綱所、た組織を得るために、適切な条件下で冷却する熱処理

1933 年には朝日製綱所（後に神鋼鋼線工業と合併）、と定義されている。なお、焼入れ（Quenching）は金

泉州製綱所、嘉田製綱所などが次々に設立され、ワイ属製品を所定の高温状態から急冷する処理、焼なまし

ヤロープ産業が我が国に根付いていった。大正末期か（Annealing）は金属の機械的性質を変化させ、残留ら第二次大戦終結までの 20 年間は、国内ワイヤロー

応力の除去、硬さの低減、延性の向上、被削性の向上、プ業界にとって大きな変革の時代で、製品や製造方法

冷間加工性の改善、結晶組織の調整、ガスその他不純に数々の改良・発明がなされ、品質の向上が大いにな

物の放出、化学組織の均一化などを行うための処理とされた時期でもある。

それぞれ定義されている。
2）パテンティング技術の発明と語源

4.6 製造技術の進展

1952 年「THE WIRE ASSOCIATION」 発 行 のワイヤロープを製造する主要な工程は、①硬鋼線を加熱冷却し金属組織を整える工程（パテンティング工「STEEL WIRE IN AMERICA」4）によれば、次のよ
うに書かれている。

程）、②鋼線表面の酸化物を除去する工程（洗線工程）、『Annealing is as old as metal working but the③鋼線を冷間伸線し鋼線の引っ張り強度を高める工程

patenting of wire is something of our own times,（伸線工程）、④鋼線の防食を必要とする場合は、鋼線

that is , there may be some old wireman dozing in

表面を鍍金する工程（鍍金工程）、⑤鋼線を束ねる乃

his wheel chair somewhere who was living when

至撚り合せる工程（撚り線工程）の 5 工程である。

patenting was first conceived. It was in 1854 that

これら工程を自力で試行錯誤を繰り返しながら改James Horsfall of Hay Mills, Birmiingham,England,

良・発明がなされ、海外に劣らない技術レベルに到達

was granted a patent for a process to manufacture3）

していく時代であった。その頃の困難さを西岡 は、

141）パテンティング（パテンチング）の定義

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.Marchwire for pianos and musical instruments. The wire

was marketed as“Newly Invented Patent SteelMusic wire”and the word patent has clung to theprocess ever since. A couple of years later Horsfall
took another patent for rope and general wire andcalled the product“Patent Crucible Steel Wire.”
That word crucible means now a certain grade ofrope wire ………』
又、2010 年の日本塑性加工学会第 68 回の伸線技術分科会資料「進化を続けるピアノ線」5）にも次のよう

図 4.4 恒温変態線図に書かれている。
『バーミンガムのホースフォル（James Horsfall）

図 4.4 は TTT 曲線（time temperature transformation

は高炭素鋼の熱処理法に関する特許をヴィクトリア女

diagram）とも言われるもので、パーライト組織の変王に申請した（1854 年）。これが高炭素鋼特有の熱処

態開始線は Ps、変態終了線は Pt、ベイナイト㋥組織の理法であるパテンティングの起源である。……「ホー変態開始線は Bs、変態終了線は Bt、マルテンサイト

スフォルの特許」はパテンティングという言葉が現代の変態開始温度は Ms、変態終了温度は Mt を表わしに至るまで技術用語として残るほど衝撃的であった。』ている。パーライト組織の変態を開始するまでの時間
は、A1 点直下では非常に長いが、温度が下がるとと

3）パテンティング処理

もに短くなり、550℃付近で最も短くなる。A1 点以下

ワイヤロープに使用する素線（鋼線）は、炭素含有

550℃までの温度で変態させると、セメンタイトとフェ量が 0.6％の線材をパテンティングして使用していた。

ライトが交互にラメラー状（層状）に析出したパーラ

当時の加熱炉はマッフル式と呼ばれ、線材は煉瓦製のイト組織となる。その中でも比較的高い温度領域でのチューブの中を通り、線材と燃焼炎（ガス）とは直接

変態は粗いパーライトであるが、変態時の温度が下が触れない構造になっていた。線材を加熱炉に通しオー

るにつれて細かいパーライト組織になる。以下 350℃㋑

ステナイト 領域の 900℃〜 1000℃に加熱後、冷却媒位までの領域で変態させると羽毛状ベイナイト（上部体（一般的には鉛）中で恒温変態され、微細パーライ

ベイナイト）に、350℃〜 220℃位の領域では針状ベ㋺

ト（ソルバイト ）組織を得る。この組織は、パーラ㋩

イナイト（下部ベイナイト）に、220℃以下ではマルイト 組織の中でセメンタイトの微細化した組織で、テンサイトと呼ぶ非常に硬い組織に変態する。

本質的にはパーライト組織と同様であるが、パーライ

注）イ，ロ，ハ，ニの用語については、参考資料の 9.2.2

ト組織に比べセメンタイト層状間隔は狭く、組織全体を参照

が細かく均一で伸線加工性がよく、さらに伸線加工により強度、じん性ともに優れた繊維状組織となる。図
4.3 は鉄 - 炭素平衡状態図、図 4.4 は鉛パテンティングの際生じる恒温変態線図を示す。

4.6.2

伸線技術（ダイス）

ワイヤロープの強度レベルは線引き工程での素線の冷間引き抜き加工により決まってくるが、この工程で最も重要な工具がダイスである。
当時は叩きダイス（叩きバンともいう）といわれるものが使われていた。石垣進の「泉南地域における伸線技術の展開：叩きバンの技術について」6）によると、①ダイス（鋼）の台（6 面体）を鍛冶屋で製作する。赤くなるまで熱してポンチ（孔の形を作る工具で当時としては高価な高速度鋼を用いていた）で下孔まで打ち抜く。②焼鈍しは、赤く熱して（1,000℃）藁
灰の中に入れて除冷する。③バックリリーフを面取りする。④裏面の下孔をハンマで孔周辺から渦巻状に叩きながら締めていく。⑤ライス（きり）で孔径を修正し、真円に近づけ、孔の仕上がり寸法を確定する。⑥

図 4.3 鉄 - 炭素平衡状態図

表面からアプローチ部とベアリング部の境目にポンチ

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

15

を入れ、丸みをもたせる。⑦ゲージで孔の大きさを確

頃やっと製品ができるようになった。ストランドの心認する。以上が叩きダイスを仕上げる大まかな工程での素線は断面が△形状であるが、当初正三角形で角をある。

立て原料も 0.80%C 硬鋼線材を使用していたが巧くい

これらの作業はワイヤロープ製造工程で最も熟練をかず、試行錯誤の末△形状の角に丸みを付け、原料要するものであり、その出来不出来で品質および生産

も 0.40%C 硬鋼線材を使うことで成功した。また、ス性を大きく左右した。特に 0.3mm 位の鋼線を伸線す

トランドは心の△形状に沿うように外層に丸素線が撚るダイス孔型作りはまさに神業で、ごく一部の熟練者

られ、ストランドの断面も△形状になっている。そのしか出来なかった。親方にでもなれば、そのノウハウため、6 本のストランドのフラットの面をロープ心のをかわれ相当高額の賃金を得ていた。図 4.5 は現在東外側に正しく並ぶように撚り込むにはイギリスから京製綱に保管されている叩きダイス、図 4.6 は当時の輸入した製綱機の改造を必要とした。 国産のフラッ叩きダイスと工具である。

ト形ロープ 1 号は何処へ納品されたか記録はないが、我が国で初めて架設されたケーブルカー第 1 号の生
駒山ケーブル 1 号線（大正 7 年 8 月開通）に、△心フラット形ロープ 6 × F（△＋ 7）（図 4.7）、ロープ
径 30mm、ロープ長さ 1,106m が採用された。その後、
丸い素線を三角形状により合わせた丸線三角心入り、
例えば、6 × F｛（3 × 2+3）+7｝｛参考資料 9.2.1（3）参照｝のようなフラット形ロープが製作出来るように

図 4.5 東京製綱に保管されている叩きダイス
大きさ（概略） W 55mm × L 180mm × H 40mm

なり、耐疲労性が良いことからこの方が多く使用されるようになった。

図 4.7 6 × F（△＋ 7）の断面図（2）平行よりワイヤロープ
図 4.6 叩きダイスと工具 7）

4.6.3

16

製綱技術

平行よりワイヤロープは 1890 年（明治 23 年）ごろに相前後して フィラー形、シール形、ウォーリント
ン形が発明された。1927 年（昭和 2 年）に東京製綱（1）フラット形ロープ（Flattened Strand Rope）

は石油さく井用ワイヤロープおよびエレベータ用ワイ

フラット形ロープ（ストランドの断面が三角状の

ヤロープとして 6 × S（19）を製作している。それまロープ，flattened strand rope）の考案は比較的早く、

では、国産エレベータでは国産の一般用ワイヤロープ

1888 年（明治 21 年）にドイツのラッチ・バチェラ会が利用されていたと考えられる。6 × S（19）は、1社が考案し製造している。

本の心素線に 1 層目に 9 本の細い素線を、2 層目に 9

明治 40 年代に東京製綱はイギリス等ですでに実用本の素線を配し同一ピッチで撚り込み、ストランドを化されていたフラット形ロープの研究に着手したが、作る。ストランドは隣り合う素線同士が長手方向に線

当時のワイヤロープは新興工業で製造技術は殆んど公接触している。次に繊維心の周囲に 6 本のストランド

開されることはなかったので、輸入していたフラットを配するようにより込み図 4.8 に示す（断面）ワイヤ

形ロープを見本に独力で研究をしていた。1912 年（大ロープを完成させる。

正元年）イギリスからフラット形ロープも製作可能な

平行よりワイヤロープがわが国で正式の規格に取り製綱機およびストランダーを購入し、機械の改造や新入れられたのは、1933 年（昭和 8 年）の日本標準規格

たに工具を開発して試作を重ね、1915 年（大正 4 年）

JES281 号にさく井用として 6 × S（19）、1973 年にエワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.Marchレベータ用として 6 × W（19）が取り上げられている。

図 4.8 6 × S（19）の断面図（3）不反発ワイヤロープ製造機（シノサイ式不反発
ワイヤロープ製造法）
不反発撚りワイヤロープの特長は反復屈曲に対する疲労が少なく寿命が長いことである。他にも切断してもバラケない、柔軟で扱いやすい、キンク（形くずれの 1 種で、ロープがねじりと弛みを同時に受け、ロー

図 4.9 特許公報

プがもつれた状態をいう）を生じにくいなどの利点がある。この製造方法は 1898 年（明治 31 年）に海外で発明されたといわれているが、わが国ではまったくの未知の技術であった。
東京製綱は 1927 年（昭和 2 年）頃から
「トルー・レイ」と呼ばれる一種の不反発ロープの開発に着手し、1930
年（昭和 5 年）に「不反発ワイヤロープの製造方法」、
1931 年（昭和 6 年）に「不反発ワイヤロープ製造機」の特許を得た。この製造方法は発明者の篠崎亦一郎、

図 4.10 特許公報添付の図面

佐藤徳三、飯村志郎 3 氏の功労をたたえてその頭文字をとり「シノサイ式」と名づけられた。

（4）非自転性・平ストランドロープ

この技術は、従来の撚り線機の鏡板（素線又はスト

関東大震災が発生した 1923 年（大正 12 年）頃までは、ランドをより合わせるとき、それらが所定の配列にな

炭鉱の立抗用ワイヤロープやドレッジャー（浚渫船）るようにガイドするための治具）とボイス（ストラン

用・クレーン巻上げ用等のワイヤロープは、機械本体

ド又はロープを一定の形に締め付けるため、より口にと共に設備の一部として全て輸入品でまかなわれてい取り付ける道具で、ラッパ形状を半割にしたみぞをもた。関東大震災を境にして重工業のきざしがみえ、クつ治具）との間にさらに鏡板を設け、一旦撚り込んだ

レーン類の使用が増加していた。大震災の翌年、内務

ものを解撚し再度撚り込むものであった。一旦ロープ

省横浜土木出張所の震災復旧護岸工事用ドレッジャーに撚り込んだストランドを解撚するとストランドにラに使用する取替えワイヤロープに、一般的に使用され

セン状の形がつき、5 章ワイヤロープの形付けの項にていた東京製綱のヘルクレスロープを用いたところ問記載するような効果がある。設備は工場に設置されて題が生じた。ヘルクレスロープの内層が飛び出しやすいた撚り線機を改造したものである。1932 年（昭和 7く使用する上では取扱いが面倒であった。しかも、非年）第 4 回発明博覧会で大賞（最高賞）を獲得、1935

自転（負荷時に回転しない）の程度も十分とは言いが年（昭和 10 年）に帝国発明協会においてシノサイ式

たかった。そこで、輸入されたドレッジャーに取り付

撚合機械装置その他に対し優秀卓抜のものとして表彰けられていたワイヤロープを調査したところ、F｛A+6

状が授与されている。図 4.9 は特許公報、図 4.10 は公× 19+7 ×（2 × 7+12）｝という構成の G/O であった。

報添付の図面を示す。図 4.10 において、16 が一旦撚

すなわち、それは、 繊維心の周りにストランド 6 本

り込んだ部分で、11,12 の箇所が解撚している部分で（素線 19 本をより合わせたもの）をより合わせ、最上ある。

層に図 4.12 に示すフラット形のストランド（7 本の素線をより合わせたストランドを 2 本並べ、その周囲にワイヤロープ技術発展の系統化調査

17

12 本の素線をフラット状により合わせたもの）を 7

いワイヤロープの製作要請が東京製綱にあった。東京

本よりあわせたロープで、ロープ径 44mm であった。

製綱では過去の平ストランド製作の経験を生かし、当

このワイヤロープの作り方を関係者で研究し、いろい

時外国で立坑掘削用に使用されていた、構成が A+4

ろ工夫をしたが、全く同じものは製綱機の関係で作る× F（10）+6 × F（10）の平ストランドロープ（10ことが出来ず、図 4.13 に示すような最上層のストラン

本の素線をフラットにより合わせたストランドを、繊ド（7 本の素線をより合わせたストランドを 2 本並べ、

維心のまわりに下層に 4 本、上層に 6 本より合わせた

その周囲に 15 本の素線をフラット状により合わせた

ロープでシンキングロープという，図 4.14）を納品しもの）は 6 本で製作し、ロープをドレッジャーに取り使用したところ良好な成績を収めた。その後、1933

付け使用したところ、輸入ロープと全く同様な成績を年（昭和 8 年）には大阪駅建設の基礎工事用にも同構あげることができた。これが、我が国における非自転成のものが採用され、明治の初めから輸入ワイヤロー

性平ストランドロープの実用品第 1 号であった。

プに頼っていた立坑用等のワイヤロープは逐次国産品が使われるようになった。

図 4.11 ヘルクレスロープ
図 4.14 シンキングロープ

戦争の進行とともにワイヤロープの輸入も難しくなり、輸入に頼っていた立坑巻上用ワイヤロープも国内で生産する必要が生じ、平ストランドロープの経験が多い東京製綱がこれを担当した。当時我が国最大の立坑であった三井三池の四ツ山立坑に、1942 年（昭和
図 4.12 最上層ストランドの図 8）

17 年）、コンセントリックロープ（図 4.15 に示すように丸い素線 195 本をよりあわせ、その上に 10 本の素線をフラットにより合わせたストランドを 8 本より合わせたもの）ロープ径 60mm 長さ 490m

2 丸（巻）を納入した。このワイヤロープは破断強度が大きく、非自転性の程度も良好で耐摩耗性にも優れている。このことで、非自転性の平ストランドロープの各種構造の一応の開発が終了した。

図 4.13 東京製綱カタログ（昭和 7 年版）

炭鉱の立坑掘削用ワイヤロープも全て輸入品に頼っていたが、1932 年（昭和 7 年）に古河鉱業好間鉱業所が始めて国産の平ストランドロープを使用した。同坑ではヘルクレスロープを使用していたが、ワイヤロープの回転に起因する事故があったため、回転しな

18

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

図 4.15 コンセントリックロープ

（5）フラットロープ（Flat rope）
明治時代後半期に九州筑豊炭田からスタートした我が国炭鉱界は北海道石狩炭田、東北常磐炭田へと発展し、昭和初期には出炭量が年間 3,000 万 t を超えるま本より等が用いられ、編みやすくするため、よりの長さはロープ径の 16 〜 20 倍にされる。
炭鉱が衰退するとその使用量も減少し、近年は殆んど生産されていない。

でになっていた。この時期、鉱山業界は機械化と合理化の時代を迎え、立坑掘削、立坑及び斜坑の巻上げ等々（6）ロックドコイルロープにワイヤロープの需要が急増していた。その中で立坑ロックドコイルロープとは、丸い素線を何層かより巻上げ方式の一つにケーペ式があった。これは、1877

合わせた上に、T 字形の素線や Z 字形の素線をより

年にハンノファー坑の技師長ケーペ（Carl Friedrich

合わせたロープである。

Koepe ）が考案したもので、モーターにより動かさ①ロックドコイルロープの特長

れる滑車（ドライビングシーブ）にワイヤロープを釣

イ . ロープ表面に凹凸がなく、シーブ、ドラムの外瓶式にかけ、滑車の溝とワイヤロープとの摩擦によっ

部面との接触面積が非常に多く、ロープ、シーて荷を巻上げる方法で、この場合、図 4.16 のように

ブともに摩耗が少ない。

両ケージの下部にバランスロープを吊下げて荷重が平衡になるようにしていた。このバランスロープには、

ロ . 各層が互いに反対方向に撚られているので自転に対する抵抗が大きい。

巻上げ用ロープ（図では巻き綱）と同じものが使用さ

ハ . 有効断面積（素線密度）が大きくなるので、同れていたが、回転の問題から、図 4.17 のようなフラッ径のワイヤロープに対して強度が高い。

トロープの製造技術を研究し、使用されるようになっ

ニ . 伸びが少ない。

た。
このロープの最大の特長は回転しないことにある。

ホ . 外層の緊密な結合のため水分が内部に入り難く、内部腐食が発生し難い。
②海外の開発1884 年（明治 17 年）にドイツのラッチ・バチュラー（Latch & Batchelor）が、ロックドコイルロープの特許を取得して製造したとの記録があるが、それがどのような構造であったかは不明である。現在の形に近い
ロックドコイルロープ（Locked coil rope）の製造は、
1891 年（明治 24 年）にドイツ T. & W.Smith 会社のバルマー（Bulmer）がロックドコイルロープ用製綱機を考案してから以降のことである。
③日本でのロックドコイルロープの製作

図 4.16 ケープ式巻上 9）

藤倉見達（後の東京製綱深川工場長）が逓信省時代の 1892 年（明治 25 年）に渡欧の際、ドイツから図 4.18のようなロックドコイルロープの見本を持ち帰ったようである。

図 4.17 フラットロープ

このワイヤロープの作り方は、シェンケルという4 本のストランドを S より（よりの方向が S 字形にみえる）又は Z より（よりの方向が Z 字形にみえる）
により合わせたロープを交互に平行に並べて 1 組と図 4.18 ドイツから持ち帰ったロックドコイルロープ 10）

し、その数組をさらに並べて横から編みワイヤまたは編みストランドでシングル、または、ダブルに縫って

東京製綱は大正 10 年代にはロックドコイルロープ

帯状に編み上げたものである。この場合、シェンケルの研究に着手し、深川工場の川野貴一が 12 本やすりの構成は、
（1+6）の 7 本より、
（繊維心 +5+11）の 16という各種やすりを使用してダイスを作り、大正 12

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

19

年 7 月初めてロックドコイルロープ用（Z）素線（素コイルロープ（図 4.20）が登場している。A 型は最上線の断面図：図 4.19）の試作に成功した。

層の素線が丸線と異形線、B 型は最上層の素線が異形

しかし、その後の関東大震災（1923 年，大正 12 年
9 月）で素線およびダイスその他工具類は焼失した。

線（Z 線）で、C 型は最上層の素線が異形線（Z 線）で、その下層も素線が異形線（T 線）になっている。
戦後その研究も進み、本格的に製造されるようになったのは昭和 30 年代前半からであった。

図 4.19 試作したロックドコイルロープの素線 11）1935 年（昭和 10 年）、日立鉱山の鈴木所長から「複線式索道にはロックドコイルロープが最適であるが、図 4.20 東京製綱の昭和 24 年版カタログの一部（7）軍需用製品

国産品がなくて困っている。ぜひ東京製綱で研究して日露戦争、第一次世界大戦という国情を反映し、東もらいたい」という話が直接の動機となり本格的な

京製綱は軍、とりわけ海軍からの受注は大きな比重を研究開発に着手した。以前、ロックドコイル用（Z）占めていた。中には特定兵器用として、防潜網（敵の素線の製作経験があるとはいえ、長さ 500m の素線

魚雷や潜水艦が要塞地帯へ侵入するのを防ぐ兵器）、を叩きダイスで伸線するとなると容易ではなかった。

掃海具 { パラペン（機雷防御機）を曳航するロープで、500m に近づくにつれダイスが摩耗して線径が徐々に敵が仕掛けた機雷索をひっかけて切断する兵器 }、阻

太くなり、そのままロープを撚っていくと、ロープの塞気球用係留索（500 〜 1000m の長さのロープを陸終わり近くになると素線が浮き上がるなどの現象が発上や艦船につなぎ、敵機の侵入を防ぐ）等々があった。

生した。また、機械にかかっている間はいかにもロープのように見えたけれども、ロープの一端を切断した
とたん、撚りが戻ってバラバラになってしまったりした。当時の技術者が後年語ったところによると、「撚り作業中はハンマーで叩き、その時の音で密着度を確かめながら作業をした」というように苦心惨憺たるものだったと東京製綱百年史に記してある。
1942 年（昭和 17 年）東京製綱川崎工場で国産第 1防潜網号となるロックドコイルロープが誕生し、日立鉱山の複線式索道主索に使用された。
（それまではドイツから輸入したロックドコイルロープが用いられていた。）
ロープの仕様は、B 形、ロープ直径 38mm、ロープの長さ 516m、数量 1 丸（巻）、破断強度 103t、
重量 3,932kgであった。なお、複線式索道（bicable rope way）とは、2 本以上のワイヤロープを用い、支索とえい索として使用されているものである。

掃海具（パラペンロープ）

日立鉱山での使用結果は、従来使用していたドイツ製を上回る評価であった。
異形線（Z 線、T 線）の伸線や撚り線の際に特別な技術および装置を要し、ロープの取扱いが適当でないと線の浮きが生じるなどの欠点があり、限られたメーカー（東京製綱）が製造するに留まっていた。戦後に発行された、東京製綱の昭和 24 年（1949 年）版カタ
ログに普及品としての A 形、B 形、C 形のロックド

20

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

阻塞気球用係留索図 4.21 特定兵器の例 12）

一方、東京製綱の小倉工場ではガンワイヤの製造を行った。

に周囲から冷水を放出し収縮させると、二つの砲身はぴったりと重なり合い寸分の誤差もなく密着し 1 本の軍艦の主砲は、重量を軽くするため砲身の肉厚を出砲身になった。その後、内筒を内側に自緊法（オート・来るだけ薄くするが、口径が大きくなり使用する火薬

フレタージ法）ではめ、すばらしい強度を保たせるよの量が増大するにつれ砲身が裂けてしまうようになっ

うに完成させられる。
』と記載されている。

たので、強度補強のために砲身に平らな鋼線を巻きつ

図 4.22 に、東京製綱小倉工場が昭和 16 年に海軍艦けるようになり、それがガンワイヤでアメリカ、イギ

政本部に提出した、ガンワイヤの製造設備増設申請書

リス、ドイツ等の先進国では行われていた。日本でガを示す。（月産 20t → 50t）

ンワイヤを最初に製作したのは、東京製綱 70 年史によれば 1918 年（大正 7 年）である。
又、『 戦艦「大和」の建造 13） 』によれば、「海軍は、
大正 9 年（1920）、ひと回り大きい 48cm 砲を一門造って試射したことがある。呉海軍工廠の砲熕部で試作したもので、亀ヶ首実験場で実際に射って成功している。
48cm 砲が造れたのだから、46cm 砲が造れぬわけはない。能力も設備も呉海軍工廠にはある——艦政本部
第一部では自信を持っていた。
」と記載されており、この 48cm 砲に小倉工場で製作したガンワイヤが使用されたものと推測される。
ガンワイヤは、
幅 6.35mm（1/4 吋）、厚さ 1.5mm（1/16吋）で、1860N/mm2（190kgf//mm2）以上の強度が必要であった。製造工程は東京製綱百年史によると次のようになっている。
① 0.8％ C 径 13mm の線材を 1 束 100kg になるよ

図 4.22 ガンワイヤの増産申請書

うに電気溶接→熱処理→洗線（硫酸槽）→水洗い→中和（石灰液槽）→乾燥、②圧延（楕円形）、③ ①の熱処理以降の工程、④伸線（叩きダイスにより扁平楕円形状に）、⑤ ①の熱処理以降の工程、⑥伸線（7 回の加工で扁平楕円形→長方形）、⑦直線機をとおして矯
正し 1 巻 80㎏の重量に巻き取る。
（長さは 1140m）
当時各国をつうじ大砲の口径すなわち弾丸の直径は40cm（16 吋）が最大であったが、戦艦大和は 46cm（18吋）に決定された。上記の『 戦艦「大和」の建造 14）』によれば、
『大正 12 年（1923）スウェーデンから輸入し神戸製鋼が開発した KPR（コゥベ・ピアノ・ロッド）を使用して、昭和 10 年（1935）から海軍の指導で本格製造に入り、46cm 砲に使われた。当時、東京製綱
小倉工場は製造設備を拡張し量産体制に入っていた。
砲熕部からは定期的に係員を出張させて監督させてい図 4.23 46 糎砲の構造 15）た。昭和十年代としては最高の品質を作っていた。一日の製造量は 1.6 トン（80 キロ× 20 巻）。全長 20.70mの内筒に砲尾部部分が加わるから、22m の巨大な砲長であり、これにガンワイヤを 24 重に巻き付けるのだから、380㎞（26.7t）にもなった。このガンワイヤを巻きつけた砲身を予め加熱した外側の砲身（筒）に挿入し焼きばめする。加熱で膨張している外側の砲身

ワイヤロープ技術発展の系統化調査21

【引用，参考文献】
1） 東 京 製 綱：「 東 京 製 綱 70 年 史 」 1957 年

p412& p414 & p416
2） 東京製綱：「産業とロープ」創立 80 周年特集号
1967 年 p103） 西岡多三郎：「鋼索の製造」誠文堂新光社

昭和29 年 まえがき
4） 「STEEL WIRE IN AMERICA」 THE WIRE
図 4.24 45 口径 46 糎砲 膅内曲線図 16）

ASSOCIATION 1952 年 p193
5） 落合征雄：「進化を続けるピアノ線」日本塑性加工学会 68 回伸線技術分科会資料 2010.6.25 p1
6） 石垣進：「泉南地域における伸線技術の展開：
叩きバンの技術について」大阪府立大學經濟研
究 .1997,42（4）, p147
7） 東京製綱：「東京製綱 100 年史」1989 年 p101
8） 東京製綱：「東京製綱 100 年史」1989 年 p194
9） 西岡多三郎：「鋼索とその使用 2 ワイヤロープの主なる使用設備」 昭和 38 年

p410） 東京製綱：「東京製綱 100 年史」1989 年 p241
11） 東京製綱：「東京製綱 100 年史」1989 年 p241
12） 東京製綱：「東京製綱 100 年史」1989 年 p209 &p21013） 御田重宝：『戦艦「大和」の建造』講談社
図 4.25 46cm 砲の弾丸

17）

年

p34

14） 御田重宝：『戦艦「大和」の建造』講談社
年

2007 年

戦艦大和」双葉社

p144

16） 御田重宝：『戦艦「大和」の建造』講談社

年 p121

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

1988

p120

17） 御田重宝：『戦艦「大和」の建造』講談社

22

1988

p129

15） CG 製作：成瀬京司「豪華本

年

1988

1988

5 戦後から近代的産業への時代（1960 年以前）
より、タングステンカーバイトの粉末に結合剤を混ぜ

5.1 焼結（超硬）合金ダイスの開発

合わせ焼結するという方法が考え出され、焼結合金工

ワイヤロープ用素線の製造工程で鋼線を伸線するダ

史 2）によれば、『超硬合金は、ドイツの電球メーカー、

イスには、古くから叩きダイス（叩きバン、盤金ともOsramlamp 社の Schroter が、特殊鋼製ダイスで電球言われた）が使用されていた。しかし、台には Cr ま用のフィラメントの伸線を行うと、ダイス表面に WC

たは W を含む高炭素鋼が用いられていたが、耐摩耗が析出して非常に硬くなることを発見したことに起源性が著しく劣るためダイス穴が太るとハンマで平均にする』と記されている。

叩いて修理しなければならず、ダイスの製作と修理は著しく作業能率を低下させていた。

具産業の基礎が築かれた。後藤裕明のイゲタロイの歴

クルップ（Krupp）社はこれら焼結合金を工業化し1926 年「ウイデイア」「Widia（Wie Diamant）」という商品名で発売した。

（1）海外における焼結合金ダイスの開発の経緯
米国の状況について「Steel Wire Handbook1）」に（2）日本における焼結合金ダイスの開発

は、『20 世紀の初め頃までは、孔が一つ又は図 5.1 の我が国での焼結合金は、1929 年（昭和 4 年）前後、

ように同じサイズの孔を複数穿った鋳鉄のダイスが使

住友電線製造所、芝浦製作所、東京電気が研究所を開用されていた。一つの孔でスチールの径が 12 ゲージ

設し、住友電線製造所は線引きダイスのための超硬合（2.68 mm）で 100 ポンド（45kg）以上伸線出来るこ

金ダイスに力を注いだ。芝浦製作所と東京電気は切削とはなかった。伸線の速度は、
1 分間に 400 フィート（約工具を追及し（後に合併して東芝）「タンガロイ」の120m）以下であった。

商標で製品化した。

伸線作業には熟練を要するので、イギリスやカナダ

上記後藤のイゲタロイの歴史によれば、「住友電線

から高い旅費を支払ってアメリカに作業者を雇い入れ製造所は 1927 年、クルップ社の超硬合金の情報を入ていた。
』と記されている。

手し、超硬合金に関する研究を開始し、1929 年には自家用の伸線ダイスの製造に成功し、1932 年には井ゲタハードロイの商品名で発売を始めた」と記されている。
しかし、主に銅線や鉄線を伸線するダイスで、高価である上に硬鋼線の伸線に使用すると割れが発生し使用不可能になることがあった。
東京製綱の経営陣は、叩きダイスを作る腕ききの熟練工が極度に減少し、製品の品質にも影響を及ぼす時代が到来することを察知し、非常に非能率的な叩きダ
イスにいつまでも依存していてはいけないと考え、すでに戦争のさなかに硬鋼線用の安価な超硬合金ダイス

図 5.1 複数の孔を穿った鋳鉄のダイス 1）の開発を理想に描いていた。
そうした願望から、終戦前から東京大学教授で粉末

欧州ではダイヤモンドダイスが伸線用ダイスとし

冶金学の権威、志村繁隆博士と嘱託契約を結んでいた。

て、1800 年代前半頃から使用され始めたようである

1945 年（昭和 20 年）、川崎工場は戦災による焼跡のが、第一次大戦中、ドイツは伸線ダイス用のダイヤ

整理や損傷機械の修理など復旧作業に追われたが、翌モンドが非常に欠乏し、代替品の開発が種々進めら

年の 1946 年（昭和 21 年）3 月、東大に対し正式に超れ、1914 年〜 1923 年にかけ、ローマン（Lohmann）、

硬合金ダイス自家製造の研究を委託した。

ヴ ェ イ ト ラ ン デ ル（Voightlander）、リーブマン

東大はその 7 月に志村教授指導の下に大学院研究生（Liebmann）、 レ イ ス（Laise）、バウムハウアー

ら 3 名を配し、東京製綱からは 4 名の技術者を派遣し（Baumhauer）およびシュレーテル（Schroter）らにて直ちに超硬合金ダイスの研究に入り、翌年 10 月にワイヤロープ技術発展の系統化調査

23

は第 1 回試作品が完成した。その後も試作、テスト、

硬さは HRA 90 前後でダイヤモンドに次ぎ、800℃研究を重ね、苦闘の末、1949 年（昭和 24 年）8 月に

でも硬さの低下が少ない。すなわち耐摩耗性が非常に目的とした性能をもち、経済的に自給しうる超硬合金

高いため製品の寸法精度が良く、仕上げ面も美しい。
「引き抜き用超硬合金ダイスについて 4）」で鈴木は、ダイスを開発した。
そして、同年 9 月、建坪 32 坪という実験室のよう

次のように記されている。
『超硬合金のじん性は、
図 5.2

なものであったが、ダイス研究工場を建設（改造）しに示すように結合材量の増加とともに、実用合金の組て超硬合金ダイスの自社製造を開始し、又、ダイスの成範囲内では確実に増加することが知られている。し

再生研磨も行うようにした。1951 年（昭和 26 年）にかし、結合材量を一定とすれば、硬質相のかたさ、強は軌道にのったので、研磨設備を整備拡充のため研究

さ、粒度、粒度分布、形状、結合材の分布と層の厚さ、工場を 64 坪に拡張し、叩きダイスを全面的に超硬合結合材中の不純物と組成、硬質相と結合材間の接着強

金ダイスに切り替えた。

度、その他合金中の残留応力、表面および内部の欠陥

又、前記後藤のイゲタロイの歴史によれば、「住友などにより、広く影響される。

電線製造所も 1953 年（昭和 28 年）オーストリアの有換言すれば、合金の強じん性は、原料粉末の性質、力な超硬合金メーカーであった MP 社（Metalwerk

合金の製造工程、焼結条件などにより、またそれら

Plansee）と技術提携を行い、……1959 年から商品名のわずかな相違により、左右されることを示すもの

は現在使用されているイゲタロイ ® になった」と記である。さらにいえば、所望の性質を示す超硬合金

されている。おそらく、この技術提携により合金ダイの製造が、いかにむずかしいものであるかを示すにスの性能も大きく向上したものと推察される。

外ならない。』

石垣進の「泉南地域における金属加工業の生成と展開 3）」によると、「第二次世界大戦中開発された超硬合金ダイスが広がりを見せるのは、昭和 30（1955）
年代後半であった。
」と記されている。
焼結合金ダイスの他に、天然ダイヤモンドダイス及び焼結ダイヤモンドダイス（人工ダイヤモンドの細粒をコバルトで焼結したもの）があり、何れも硬く、耐摩耗性も大きいので高価ではあるが、細い鋼線で寸法の精度や均一性を要求される場合や、高速化が要求される極細線の製造に使用される。
（3）超硬合金ダイスの製造方法と性能
製造方法は粉末状タングステンカーバイトと粉末のコバルトを特別な比率で混合する。混合した粉末を所

図 5.2 Co 量と機械的性質の関係 5）

要とする形状にプレスし、加熱して白墨程度の密度の超硬合金ダイスの日本工業規格として、JIS B 4111

ニブをつくる。これを、真空または水素雰囲気中にて（超硬線引ダイス）があり、形状、使用線径、標準穴

通常 1,350 〜 1,500℃の温度で焼結すると、ニブは 15

径などが規定されていたが、平成 11 年 1 月 20 に廃止〜 20％収縮し、所期の密度、硬度、靭性、均一性がになった。また、JIS H 5501（超硬合金）に規定され得られる。焼結後、研磨して平滑な表面と正確な寸法ていた超硬線引ダイスの化学成分及び硬度等は表 5.1に仕上げる。

のとおりである。

表 5.1 超硬線引ダイスの化学成分及び硬度（JIS H 5501 超硬合金）

24

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March（4）超硬合金ダイス開発の効果とその影響ても、1933 年（昭和 8 年）にはさく井用として 6 ×

伸線加工する場合、加工点であるダイスは高い圧力

S（19）が JES281 号に、1937 年（昭和 12 年）にはさと摩耗を受けることになり、これによりダイスの出来

く井用の 6 × S（19）とエレベータ用の 6 × W（19）

不出来が伸線の品質と生産性を左右する。叩きダイス

が JES409 号にとりあげられていた。しかし、全体とで、指定の径に仕上げ、製品となるダイスを作ること

しては石油さく井、エレベータ用としても交差よりのは職人芸であり、各会社は職人を何人雇えるかで、生

6 × 19 が圧倒的で、限定用途以外は平行よりワイヤ産量が決定されたほどであった。又細径は 0.3mm がロープは使用されていなかった。

限度で品質のバラツキもあり、一回の伸線量は合金ダ

それが 1950 年（昭和 25 年）代から、次のような経イスの場合約 6000㎏に対し、叩きダイスの場合は精々緯により、平行よりワイヤロープの製造技術が開発さ200㎏（1mm 程度）で、このダイス寿命がネックとなっれ、非常に多く使用されるようになった。

ていたため、伸線機の高速化、連続伸線等の技術や潤（1）政府は戦後復興のためインフラ整備の公共事業を滑剤の研究が進まなかったと考えられる。
1949 年（昭和 24 年）の焼結（超硬）合金ダイスの計画し、その膨大な建設事業のため思いきった

開発は画期的な技術であり、ワイヤロープの生産性及機械化を断行することにし、1948 年（昭和 23 年）

び品質の向上に大きな貢献をした。合金ダイスは焼結に「建設機械整備費」という費目を新設して国したダイスを研磨することにより、0.3mm 以下の細産機械メーカーの育成に乗り出した。

径まで精度を出すことが可能となり、その後のスチー

また、進駐アメリカ軍が我が国に持ち込んだ多ルコード等の極細素線まで生産可能となり、ワイヤ量の大型建設機械が、1947 年（昭和 22 年）の春

ロープの生産範囲が大きく広がる契機ともなった。現から逐次国内に払い下げられ、戦後復興のため

在では、0.1mm 程度まで合金ダイスで生産可能であに使用されるようになった。

り、それより細径となると焼結ダイヤモンドダイスが払い下げられた、この大型建設機械の付属品で使用されている。

消耗品でもあったワイヤロープは、頻繁に取り

その他に、熟練作業者の確保が不要なため新規創業替える必要があり、これら取替え用ワイヤロー
プを何時までも輸入品には頼れなかった。

が容易となったこともあげられる。
ただ、会社内においては、工場長よりも高額の賃金

当時わが国で一般の建設機械に使用されていたを得ていた叩きダイスの熟練工達にとっては、革新的

ワイヤロープは、6 × 19 または 6 × 24 等の交差な技術の前には抗しようもなかったが、ショックはおよりワイヤロープであり、これら従来から用いおきかったようである。

られていたワイヤロープを取替え用に用いたと
5）

なお、
前述の「引き抜き用超硬合金ダイスについて 」

ころ数時間〜数日で破断した。大型建設機械ので次のように記されている。
『超硬合金ダイスが、ふつワイヤロープの使用条件は過酷で、従来の交差

うのダイスに比べて貴重視されるのは、その性能がすよりワイヤロープに替わる構成のワイヤロープ

ぐれているためである。事実、超硬合金ダイスを用いが求められた。

ると、線材・引き抜き材の外観・寸法精度・性質がす

これは、我が国では第一次世界大戦後の不況にぐれ、高速伸線にも適して、寿命が長く、産量の増加

よる雇用対策として、公共事業での大型建設機に役立つ。そればかりか、一方では、超硬の加工技術

械の使用を禁止したなどの事情があり、そのたの進歩により、異形ダイスの製造が容易となったので、めに大型建設機械の開発が停滞し、欧米に大き品質のすぐれた異形線・材の量産にも、やはり超硬合

く遅れたことに起因する。

金ダイスが威力を発揮するなど、高価な初期コストを払い下げられた大型建設機械に付いている各種ワ

つぐなってもなおあまりあるものがある。
』

イヤロープを調べると、平行よりのワイヤロープ

5.2
5.2.1

建設機械の大型化による平行より
ワイヤロープの技術革新

技術革新の経緯が使用されていた。しかし、当時のわが国では、6× S（19）、6 × W（19）の平行よりワイヤロープ
がエレベータなどの用途に使用されるに過ぎず、
平行よりロープの技術知見は非常に少なかった。

平行よりワイヤロープは、世界的には 1890 年（明治 23 年）前後には製品化され、特にシール形は、最（2）建設省は 1949 年（昭和 24 年）度以降、新たに購も早くからアメリカで使用されていた。わが国におい入した建設機械が稼動するに伴って使用するワ

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

25

イヤロープを選定しようとしたが、決定するた

行よりワイヤロープが適していることが判明しめの技術資料が無かった。そこで、建設省の土た。この実験は、ワイヤロープの主流であった木研究所沼津支所において、1950 年（昭和 25 年）

交差よりワイヤロープから平行よりワイヤロー

から 1951 年（昭和 26 年）にかけ大々的に実験

プに替わっていく一大転換期となる重要な実験を行うことになった。ワイヤロープ径 16mm、であった。

構成が 6 × Fi（21）、6 × Fi（25）、6 × W（19）の各繊維心入りとワイヤロープ心入りの計 6 種（3）1951 年（昭和 26 年）5 月、政府は日本発送電を類でいろいろと製造条件を変え、合計で 600 本

解体し、全国を 9 電力会社に再編して、開発〜の試料を製作し、全国 20 ヶ所の工事現場に配付発電〜送配電を一貫して行う新方式にし、翌年し、使用実績を調査した。その知見により、ワ

9 月に特殊法人「電源開発株式会社」を設立しイヤロープの線材、製線条件、製綱条件等の貴た。これを機に各電力会社と電源開発株式会社

重な技術資料が得られた。この実験の結果は、はいっせいに水力発電用の大ダム建設に踏み出

社団法人建設機械化協会発行の「建設機械用ワ

し（大ダム建設計画は一部戦前から進められてイヤロープに関する研究」や一連の資料に発表いたが、太平洋戦争で中止していた。）、1953 年されている。

（昭和 28 年）ダム建設候補地として表 5.3 に示す

表 5.2 は、ワイヤロープ 1 本でどれだけの量掘削

15 地点が採択された。巨大ダム建設時代の幕開出来たかを示している。例えば、土質が砂と砂利けであり電力の「水主火従」の時代であった。7）の紀の川では、6 × Fi（25）IWRC のロープを使

なお、ダム建設のケーブルクレーンに使用され3用し、9050m の掘削が出来たことを示している。

たロックドコイルロープを、東京製綱が 1951 年

作業現場の土質、機械操縦者の熟練度等の複雑（昭和 26 年）から 1954 年（昭和 29 年）に生産な因果関係があるが、おおよそ 6 × Fi（21）、6

した実績は、138 丸（巻），594t966kg で、残業× Fi（25）のワイヤロープ心入り（IWRC）平に次ぐ残業が続いたという記録がある。

表 5.2 実験結果 6）

26

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March表 5.3 水力ダム建設計画 8）1953 年（昭和 28 年）度は電源開発 5 ヶ年計画のかった。

初年度に当たり、建設機械の需要は急激に増大輸入された大型建設機械には平行よりワイヤした（建設の機械化第 57 号）。これらの大型工

ロープが取り付けられており、我が国でもこれ事には大型高性能建設機械が要求され、国内メーらに対応すべく、交差よりワイヤロープから平カーで対応する態勢は未だ十分とは言い難く、

行よりワイヤロープへと大きく舵がとられ、平当時としては貴重な外貨を大型建設機械に振り行よりロープの性能向上に向け拍車がかかった。

当て電力確保に向けダム建設を急いだ。
大型建設機械の威力が示されたのは佐久間ダムである。愛知県と静岡県の県境を流れる天竜川
水系は暴れ天竜と異名をもつ激流で、峻険な山
岳地帯の大型ダムは従来の建設工法を大幅にく
つがえすほどの大事業であった。
「湖水を拓く 9）」によれば、『昭和 28 年 3 月に着工し、早くも 2 年 4 ヶ月後には全堤体が完成した。
想像を絶するスピード工事であった。堤体の高さは 150m で、日本では初めて 100m を越す超大型高ダムであった。それまでは木曽川の丸山ダ

図 5.3 佐久間ダム建設現場 10）

ムの 88m が日本最高であった。一挙に 2 倍近い高さのダムを超スピード工事で完成させた。アメリカから輸入した大型土木機械による最新式
機械化施工の成功例である。アメリカ技術陣の強力な支援もあった。建設現場は「大型土木機
械の展示場」と呼ばれた。
』と書かれている。
ショベルローダーを例にとれば、当時我が国のショベルローダーの能力は 0.5m3 であったが、米国マリオン社製は 3m3 で、ショベルのひとす
くいが 6 倍もの力を発揮した。このような大型機械を導入しての工事であるから、従来の工法で使用されるワイヤロープでは使用に耐え得な

図 5.4 佐久間ダム 11）

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

27

（4）戦時中は河川改良工事が放置され、各河川の荒廃

結局、ヘルクレスロープ 19 × 7 を投じてみたがこはひどい状態であったので戦後工事が再開された。

れも芳しくなかった。東京製綱では技術者を集めて更しかし、1937 年（昭和 12 年）に製作されたバケッに研究し、今度は索道やケーブルクレーンで好成績を3

ト容量 1m の古いタワーエキスカベータ 1 台が収めたロープと同一仕様のロープを作り試用してみた

戦後、手取川から庄川へと転用されたが、そのが、満足な結果は得られなかった。途方にくれて悩ん

他は人海戦術での作業であった。

でいた時に、当時の課長が終戦直後に GHQ 使用の平建設省は建設機械整備費の予算によって、1949

行よりロープ（フィラー形）を見たことをふと思い出

年（昭和 24 年）〜 1952 年（昭和 27 年）にかけし、上司に相談した。二人は直ちに現地事務所にとん

11 台のタワーエキスカベータが全国の主要河川で行って説明した。そして 6 × Fi（25）C/L のローに河床掘削用として投入された。図 5.5 は横軸にプを製作し、ようやく好結果が得られた。

河川の流程、縦軸に河川の標高をとり、河川のタワーエキスカベータは瞬間的に非常に大きな荷重

勾配の状況を示すもので、神通川や庄川は流程がかかる機械で、安全率は 3 以下で設計されており、が 120km で標高が 1000 〜 1500m であるので勾過酷な条件で使用されるため、適したワイヤロープと配は緩やかであるが、常願寺川は約 55km の流しては、平行よりのフィラー形繊維心入りのラングよ程で標高が 2500m もあり河川の勾配が非常に急りで、フラット形のような複雑な構成のものは不適当であることを表わしている。特に河川の勾配がであるとの結論を得た。これを契機として大小各種の急な常願時川には、1949 年（昭和 24 年）に旧内

タワーエキスカベータが多数設置され、平行よりワイ3

務省新潟土木出張所で作ったバケット容量 1.5yd

ヤロープの評価が確立するに至った。

3（1.15m ）のタワーエキスカベータをモデルにして、日立製作所が製作した 2 台が配備され、続いて同じ日立製作所製のタワーエキスカベータが配備された（いずれもバケット容量 2m3）。

図 5.5 河川の流程と標高の状態 12）

1 号機 2 号機の主索には、当時最適と信じられてい図 5.6 タワーエキスカベータ 13）

た 3 角心のフラットンド形ワイヤロープが採用され、使用しても主索に異常は認められなかった。続く 3 号機の主索にも、当然のように 3 角心のフラットンド形
ワイヤロープが採用された。しかし、過酷な使用条件には耐えきれず、ワイヤロープの損傷が激しく早期に破断してしまった。破断が発生するや直ちに建設省土木研究所、日立製作所、東京製綱等のエキスパートが共同で実地調査を行い、原因の究明と今後の対策が審議されたが、ワイヤロープの構成の複雑さと負荷状態の多様性により、理論解析は困難であった。
「タワー
エキスカベータに問題はないか？」、「ワイヤロープ材
料の線材をスウェーデン材に変えては？」、「ワイヤ
ロープの構成や製造方法に問題がないか？」等々の意見があった。

28

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

表 5.4 タワーエキスカベータ仕様概要 14）

表 5.5 実績の表 15）

ワイヤロープに荷重を負荷した場合、交差よりロープは同一より角でよられているので、心素線を除く各
層素線に対し均一の張力がかかるが、素線相互が点接触しているため、二次曲げを受けたり接触点で圧こんを生じたりするので、疲労や内部摩耗により寿命が短い。平行よりロープの場合は、各層相互に線接触しているので二次曲げによる疲労や内部摩耗が少なく、形くずれも起こし難いので、寿命が交差よりロープに比べ長い。図 5.8 に交差よりロープと平行よりロープの曲げ疲労寿命の比較を示す。
D/d の D はシーブ（ロープをガイドする溝車）の直径、d はロープ径である。
な お、 同 じ 平 行 よ り で も、Fi（25） → Fi（29）→ WS（31）→ WS（36）の順に、素線数の多い方が5.2.2

交差よりロープと平行よりロープの比較など

寿命は長くなっている。これは、素線径が細いために

図 5.7 に示すように、交差よりロープのストランド

シーブでの曲げ応力が小さくなるためである。{Fi とは、各層の素線のより角度を一定にして、1 層ずつよ

WS での相違もあるが }り合わせたもので、素線は各層相互に交差し、素線は点接触しているので「点接触より」とも言われ、これに対して平行よりロープのストランドは、太さの異なる素線を組み合わせ、各層の素線のよりの長さを同一にして 1 工程でより合わせたもので、素線は各層線で接触するので「線接触より」とも言われる。

図 5.8 交差よりロープと平行よりロープの曲げ疲労寿命の比較 16）

又、平行よりロープは交差よりロープに比べロープ断面での素線の充填率が大きいので、ロープ径と素線の強度が同一であれば、ロープの破断強度も大きくなる。表 5.6 にロープ径 20mm の比較を示す。
図 5.7 交差よりロープと平行よりロープのストランドの比較

表 5.6 交差よりロープと平行よりロープの破断荷重の比較

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

29注）ワイヤロープの破断強度は、素線の引張強さ、ロー

日本標準規格 JES があり、ワイヤロープとしては当プの断面積（素線の断面積の合計）、及びストラン時さく井用の 6 × S（19）やエレベータ用の 6 × W（19）

ドとロープの各より角度（よりの長さ）による係等があったが、1950 年（昭和 25 年）5 月 9 日にワイ数によって概ね決まる。従って、ロープ構成が異ヤロープ（鋼索）の日本工業規格 JIS G 3525 が制定

なればストランドとロープの各よりの長さが異なされた。

るので、構成の異なるロープを比較した場合、ロープ破断荷重の比と断面積の比は一致しない。

その適用範囲は、鉱山、索道、船舶、漁業、機械、
サク井などに使用するもので、ワイヤロープは表 5.7に示す 11 種類の構成で、1 号〜 7 号が交差より、8 号

製造技術面では、交差よりロープのストランドは、と 9 号がフラット形で、平行よりは 10 号の S（19）素線を 1 層ずつより合わせればよいので、比較的熟練と 11 号の W（19）のみで、Fi（25）などは含まれてを要しないが、平行よりロープのストランドは、数種いなかった。

類の素線径を決める設計面と多くの素線を 1 度によりその後、平行よりワイヤロープの技術向上と需要合わせる技術、すなわち、製作始めに各素線が所定のの増加により、1953 年（昭和 28 年）に 6 × Fi（25）、場所になるように素線を配列し、それが製作終了まで

1959 年（昭和 34 年）に IWRC 6 × Fi（25）、6 × Fi

落込んだり、飛び出したり、入れ替わったりしないよ（29）及 8 × S（19）が夫々制定され、そして 1973 年

うに素線のバックテンションを管理したりする技術が（昭和 48 年）には、6 × WS（26）、6 × WS（31）、6必要であるので、熟練を要する。

× WS（36）、6 × WS（41）、IWRC 6 × Fi（29）、8× W（19）及び 8 × Fi（25）が制定された。（詳細は5.3 日本工業規格「ワイヤロープ」の制定

9 章の参考資料参照）

これまでの規格として 1921 年（大正 10 年）制定の
表 5.7 1950 年（昭和 25 年）制定の JIS G 3525

切断荷重区分裸；単級（12 × 6 は 145Kg/mm2 ,24 × 6 及び 30 × 6 は 155 Kg/mm2）1 級（165 Kg/mm2） 2 級（155 Kg/mm2） 3 級（145 Kg/mm2） 特級（175 Kg/mm2）
めっき；単級（140Kg/mm2）1 級（150 Kg/mm2） 2 級（140 Kg/mm2）3 級（130 Kg/mm2） 特級（規定なし）

30

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

5.4 ワイヤロープ解析と設計基礎の確立
1949 年（昭和 24 年）東京製綱の小野進は、「ワイ
ヤロープの設計は、技術者のカンに頼っているが、より正確なものにするために、素線の形状・寸法を立体的に解析することはできないか？」という上司の要請を受け、いろいろと考え検討した後、「ワイヤロープにおける素線、ストランドおよびロープ自体の基本形
状は大変複雑であるが、実用上、それらの表面はその中心線より等距離にあると考えられる。したがって、
その中心線に垂直な無数の円盤からなると考えられるので、これを大円（Great circle）とする管状曲面（Canalsurface）であるとして、そのベクトル関数（Vector

図 5.10 より合わせ角度による曲面の投影

function）を用いて解析する方法が最も適している。
」

数が大きい、つまりよりの長さが長いほど、素線は緩と考え、研究に取組んだ。

やかに捻られることが分かる。

この頃は電源開発が始まった時代であり、ロックド

このことはなんとなく分かっていても、このように

コイルロープの需要が急増していたこともあり、一般理論的なベクトル解析によりきちんとした投影図が示のワイヤロープだけでなく、ロックドコイルロープのされ、関係者は納得し理解を深めたと思われる。

T 線や Z 線の設計上からも解析が必要であった。そこのように、彼はロープの中心を表わす曲線や外層うして、彼は 1951 年（昭和 26 年）に、ガリ版刷りで素線の表面を表わす曲面等多くの式を導きだして、実‘Wire Rope の解析’
（図 5.9）という資料を作成して際にワイヤロープの設計に適用できるようにした。

社内で発表し、
ワイヤロープの設計基礎を確立させた。

構成が 7 × 7、より方がラング Z より、ストランド

彼は後になって、「当時は今日のように計算に便利をよるピッチ係数 A1=3.0、ロープをよるピッチ係数

なコンピュータがなく、手まわしのタイガー計算機な

A2=3.5 として、ロープ径 100mm のロープを製作する

どを使って、まさに人海戦術で数値計算をしたもので場合のワイヤロープの設計例は、図 5.11 及び表 5.8 のす。
今昔の感を禁じえない。
」と言っていたようである。

ようになっている。

図 5.11 7 × 7
図 5.9 小野進の Wire Rope の解析

ロープ断面と記号

表 5.8 7 × 7 ロープの計算例

より合わせ時のよりの長さによる外側素線の曲面状
況を表したものが、図 5.10 である。
ピッチ係数は、よりの長さ÷ストランドの外側素線がなす中心の円周であるが、このピッチ係数 A が 0.5 ,1.0 および 3.0 でより合わせる場合の素線の曲面の投影
図で、素線がねじられる状況を示している。ピッチ係

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

31

中心ストランド（図及び表の 10）は、表の a 欄が小野はその後、このワイヤロープの解析に関し、ワその半径で 17.5607、d 欄がその直径で 35.1214 である

イヤロープ研究会での発表（1959 年常磐炭鉱にて。

ので、ストランドの直径は 35.1214mm となる。中心1984 年名古屋にて）や、
ロックドコイルや光ファイバーストランドの中心素線（図及び表の 11）は、同様にケーブル等の異形線ロープに関する特許の取得（1986a 欄 6.1676、d 欄 12.3352 であるので、中心ストラン

年出願、1997 年登録）、
また講演（1987 年大阪大学にて）ドの中心素線径は 12.3352mm となる。中心ストランをしたりし、1989 年には京都大学工学博士号を取得し

ドの側素線（図及び表の 12）も同様にして、素線径ている。更に退社後、2005 年に「工学の数学—ワイヤ

は 11.3931mm となる。なお、この a 欄の 11.8642 は、

ロープの微分幾何学—」を発刊している。

中心素線と側素線の中心距離を示して {（12.3352 ＋

一方、海外においては、ソ連で理解ある国家指導11.3931）÷ 2 } おり、b 欄の 5.6966 は側素線の半径をのもと、大規模な財政的援助を得て多くの研究所並示している。

びに製造工場で多年の研究がなされ、1957 年に教授同様に、側ストランド（図及び表の 20）の直径は

工博デーゲー シトコフ（D.G.Zhitkov）＆技師イー

32.4393mm、側ストランドの中心素線（図及び表のテー ポスペホフ（I.T.Pospekhov）が‘ワイヤロープ

21）の径は、11.2466mm 側素線（図及び表の 22）の（DRAHTSEILE）’17）を出版しており、その中の「丸径 10.5963mm となる。なお、20 〜 22 の a 欄 33.7804

ストランドロープ構成の理論的基礎」には、小野と同はロープ中心から側ストランドの中心までの距離、じベクトル解析によるロープ設計が記載されている。

20 の b 欄 16.2197 は 側 ス ト ラ ン ド の 半 径、21 欄 のそ の 設 計 の 一 例 を あ げ れ ば、6 ×（1 ＋ 6 ＋ 6 ＋

b5.6233 は側ストランドの中心素線の半径、22 の b 欄12）＋ 1 繊維心

10.9214 は側ストランドの中心からその側素線までの表示では 6 × Fi（25）}距離、c 欄 5.2982 は側ストランドの側素線の半径をそ

ランドのヨリ程（よりの長さ）はロープ径の 7.5 倍、れぞれ示す。

ストランドに於けるワイヤのヨリ程はストランド径のフィラー形構成のロープ { 我が国のでは、ロープに於けるスト

実際に、例えばロープ径 40mm のワイヤロープを8 倍として、ロープの直径 20mm の場合、ストランド

製作する場合は、40 ÷ 100=0.4 を上記の各値に乗じの直径は 6.54mm、ワイヤ直径は、中心素線 1.39mm、て求めればよい。その結果はつぎのようになる。

側の素線は下から 1.37mm、0.55mm、1.3mm で、ロー中心ストランド；中心素線の径 4.93mm

側ストランドプに於けるストランドのヨリ程は 150mm、ストラン

側素線の径 4.56mm

ドに於けるワイヤのヨリ程は 52.5mm となっている。

ストランド径 14.0mm

これは、目標とするロープ径が示されていないので；中心素線の径 4.50mm

直接の比較はでき難いが、我が国で行われている設計

側素線の径 4.24mm
ストランド径 13.0mmを応用した値と大差ないようである。
シ ト コ フ と ポ ス ペ ホ フ が こ の‘ ワ イ ヤ ロ ー プ（DRAHTSEILE）’を出版したのは 1957 年であるので、この解析手法を用いれば、従来の試行錯誤的なワイ

小野が 1949 年からワイヤロープ解析に取り組み、社

ヤロープ設計方法に対し、ワイヤロープを構成する最内発表した 1951 年からは 6 年後になる。しかし、小小単位の正確な素線の大きさを決定する設計方法を可野が社外で発表したのは 1959 年（常磐炭鉱にて）で能とするものであった。

あるので、両者とも独自にワイヤロープ解析を研究しこれによりワイヤロープ製造時のトラブルが少なく発表したものと思われる。

なったことはもちろん、品質も大幅に向上し、ユーザーからもより信頼されるようになった。また、新たな構

参考）Zhitkov & Pospekhov 提唱（1957 年）のワイ

成のワイヤロープの開発期間を大きく短縮できるよう

ヤロープの寿命推定式も、Niemann 提唱（1946にもなった。

年）の式とともに業界では広く知られている。

また、今日ではコンピュータの発達に伴い、この解32

N=（920 × 103）÷《〔8.5C1C2 σt〕÷ {（D ÷ d）

析手法はワイヤロープの設計条件やワイヤロープ使用-8}-1》（普通品質素線で製造したロープ）

条件をコンピュータに投入することで、ワイヤロープ

N: 繰返し曲げ回数のストランドおよびストランドを構成する素線それぞD: シーブ径（mm） d: ワイヤロープ径（mm）

れの挙動をシミュレートするソフトウエアー開発の基C1: ワイヤロープ構成および素線の引張強さに礎ともなった。

よる係数

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.Marchσt : 引張応力（kgf/mm2）

フォームされる。

C2: ワイヤロープの径による係数
例えば、6 × 37 普通よりロープ径 20mm 素

線の引張強さ 180 kgf/mm

2

ロープ破断荷重2

シーブ径 400mm

23.1tf ロープ断面積 156mm

なお、4.6.3（3）項で記述したシノサイ式ワイヤロー
プ製造法もプレフォームである。

で は、C1=0.86、C2=1.04 と な り、 安 全 率 5 とす る と、 σt=23100 ÷（156 × 5）=29.6 kgf/
mm2 となるので、
N=（920 × 103）
÷《〔8.5 × 0.86 × 1.04 × 29.6〕
÷ {（400 ÷ 20）-8}-1》=51,830 回
つまり、51,800 回ほど繰返し曲げ回数を行うと、ワイヤロープは寿命（破断する）ということである。

5.5 ワイヤロープの形付け

図 5.12“Quill”方式 19）

ワイヤロープ素線は伸線により生ずる内部応力と、撚るときに生ずる応力とをもっている。ワイヤロープ
形付けの目的は、素線の撚りに基づく内部応力を除去
し、切断した場合の反発や素線の飛び出しを防ぎ、内部応力に基づく損傷やロープの性質の劣化をなくすための処理であり、通常、撚り合せ前の形付け（プレフォーム）と撚り合せ後の形付け（ポストフォーム）がある。今日では略全てのワイヤロープ撚り線工程で両方又は一方の何れかが実施されている。
（1）撚り合せ前の形付け（プレフォーム）

図 5.13 プレフォーム装置 20）

素線またはストランドがボイスで撚られる前に、弾性限以上の応力を与えて、撚られたストランド又は形付け形状の程度を表わすには、図 5.14 に示すよ

ロープのスパイラル（spiral）と同形に形付けするもうにワイヤロープを解したストランドのうねり径 dw

ので、前者をワイヤプレフォーム、後者をストランド

をロープ径 dr で除した形付率（%）が実際上よく使

プレフォームと呼ぶが、多層のストランドをワイヤプ用される。形付率が 100％以上になるとストランドは

レフォームする場合、下層とその上の各層の形付けが浮き気味でロープ径は太くなり、ロープの伸びも大均一なことが重要で、不均一になると形崩れを起こしきくなり、ちょうちん状形崩れを呈する場合がある。

やすい。

形付率が低い（ロープの種類等によって異なるが凡

西岡の「鋼索の製造」の年表によれば、「1898 年
（明治

そ 80% 以下）場合は切断するとロープ素線は反発し、

18）

31 年）に型付け（プレフォーム）された鋼索の製造」

撚りが戻りやすくなる。形付けをしないロープでも形となっているが、アメリカン・ケーブルコムパニーが、

付率は 70％位あるが、通常 85 〜 95％位を目標に形付

1925 年（大正 14 年）に図 5.12 のような“Quill”方けが行われる。

19）、およびロール式のプレフォームヘッド（図 5.13

プレフォームの効果は、ワイヤロープの切り口がバに類似している）を発明したとの記録もあるようでラケない、キンクを生じにくい、ロープのスプライスある。

がしやすい、可撓性が大きい、耐疲労性が大で寿命が式

プレフォームの装置には種々の形のものが使用されている。普通、図 5.13 に示すように、ワイヤプレ

長い、使用中断線しても切断素線による損傷が少ない、などがあげられる。

フォームの場合は 3 個の円筒形ピン、ストランドプ
レフォームの場合は 3 個のローラの間を通し、中央のピン又はローラを上下に調整して適当な形にプレワイヤロープ技術発展の系統化調査

33

を撚合機のボイス口直後に配置し、ストランドまたは
ワイヤロープをキャプスタンで引き出すことで各素線または各ストランドを互いになじませ且つ整形するものである。

図 5.14 形付率の測定法 21）

図 5.16 屈曲式ポストホーム装置 23）

発明の説明文には、「従来の鋼索は直ちに急激な過大（2）撚り合せ後の形付け（ポストフォーム）の荷重をかけると、鋼索が変形したり素線の破断を生従 来、 図 5.15 に 示 す フ ォ ー マ ー ロ ー ラ（Former

ずる様な事があり、鋼索の寿命を著しく短縮する欠点

roller）を用いてワイヤロープの形状を整形していた。

があった。この危険を防止する為、一般に鋼索の使用

これは、より合わせの際ロープがボイス｛（4.6.3（3）

当初は軽い荷重から徐々に重い荷重をかける様にして項参照）により押えられて楕円形になったものをこれ使用し、十分鋼索の歪が取れて滑車になじんだ後、正と直角方向の楕円溝をもったフォーマーローラで円形規の荷重をかけて使用するを常とするが、作業にかなに整形する方法である。

りの注意と長い時間を要し、能率の低下を来たす事を免れ得なかった。
本発明は、これらの欠点を除去する為、ボイスを経た後の鋼索又はストランドに適当な荷重を与えて鋼索を緊張すると共に、その各部分に順次各方向に対して屈曲を与えて各素線及び各ストランド間に相互に微量の移動を行わしめ、残留せる不均一な張力を緩和し均一ならしめ即ち素線間の歪を除去し且素線
又はストランド相互の微量な滑動性を助成させる仕上装置に係り、……如何なる滑車にも即時に適応させ最初より重い荷重にて使用を可能ならしめたもの……」と書かれている。この発明はワイヤロープの製造法および品質改善に大きく寄与し、昭和 32 年にポストホー

図 5.15 フォーマーローラ

22）

ム・ワイヤロープの研究で日本金属学会から「功労賞」を受賞し、
昭和 33 年には発明協会から「特賞」（図 5.17）

帝国産業（現テザックワイヤロープ）の西岡多三郎
は「鋼索の製造を、同年に大阪府発明功労者として表彰された。

22）

」で、
「6 × 7 反発性鋼索にその最大切断荷重の 95% 〜 99% に相当する荷重を 5 分間掛
けてその荷重を除いた後の鋼索は子綱の反撥力を失う。……かかる処理をすれば反撥性鋼索は、たちどころに完全な不反撥性に一変する事実はすでに判っている。しかし、鋼索の製造においての実用化された設備があるとは聞かない。
」と記述している。

34

図 5.17 発明特賞

そこで西岡は屈曲式ポストホーム装置「鋼索又はス

その後 1968 年（昭和 43 年）に発刊された「ワイヤロー

トランドを撚合した後その各ストランド又は索線を互プ便覧」には、ポストフォームの方法は大別すると引になじませ且成形する仕上装置」を 1953 年（昭和 28

張式、圧縮式、屈曲式の 3 種類になると書かれている。

年）に発明して特許出願し、1957 年（昭和 32 年）特引張式ポストフォームは、ボイスを出てからワイ許権を取得している。この装置（図 5.16）は 3 〜 4 個

ヤロープに 2 個の溝付き引き出しドラム又はキャタのローラを 1 組とし、相互に 90°の傾きをもった 2 組

ピラの速度差により引張り力を与えて形付けする方

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.Marchそれに最も適したロープはロックドコイルである法である。
圧縮式ポストフォームは、ボイスを出た直後に各 2が、柔軟性の点で巻上げ用ワイヤロープへの適用に個の圧縮ローラからなる 2 組を互いに直角に取付け、は不向きで、使い易さの観点からロックドコイルをワイヤロープがこの 2 個のローラを通る間に円形度を

1 本のストランドとして、それを数本撚り合せてロー

整え、ロープの中のゆるんだストランドや素線を締めプにする技術（図 5.19）が、1954 年（昭和 29 年）にて接触関係を安定させ、ワイヤロープのなじみをよく

東京製綱の新保赳夫、多田源司の両名により提案さする方法である。

れている。

屈曲式ポストフォームは、縦、横に配列した多くの（特公昭 32-72 号）

ローラを通してワイヤロープを屈曲させ形付けする方法で、
図 5.18 は 3 個ずつ 4 組のローラからできており、各組の両端のローラは固定で、中央ローラは調整できるようになっている。各組は 90°づつ傾けて置かれているためロープは 4 方向から曲げられる。主としてス
トランドや細いワイヤロープに用いられる。

図 5.19 ストランドの構成をロックドコイルにしたロープ

しかし、上記の方法は、実際には素線および撚り合せの製造技術上の難関がある上に、使用時にストラン
引張式

ドの形崩れ等が発生する恐れがあり、実用化するには問題があった。
そこで、昭和製綱（後に東京製綱と合併）の高橋瞳
は、製線および撚り合せの簡単な丸線で構成した撚り
線を、要求される平滑な外形になるように圧縮成形する方法を考えだした。そうして、図 5.21 に示すワイ

圧縮式

ヤロープを製作して諸特性を調査し、1959 年（昭和34 年）の第 7 回ワイヤロープ研究会において、「SRAF
ロープの特性と疲労試験の結果について」という演題で、「このような撚り線の圧縮成形法を採用して製作したところ、ロープの諸種の特性値、特にその疲労性について、予想以上に—むしろ予想に反して—面白い

屈曲式
図 5.18 ポストフォームの方法

結果がでたので、これらの製法概要と特性について述
べたい」と講演をしている。
成形は図 5.20 に示すように、丸線を撚り合せたス
トランドを矢印方向に均一に圧縮すると、撚り線内に5.6 異形線（ストランド）ロープ

矢印で示すような力が働いて、各素線の変形抵抗が同

ワイヤロープを動索として使用する場合、例えば炭断面は異形状の断面となる。

じであれば各素線間の接線は直線状となって、各素線

鉱鉱山の石炭を坑道から搬送するための巻上げ用ワイ
ヤロープは、シーブ（ロープをガイドする溝車）を通過してドラムに巻き上げられる。その際、ワイヤロー
プはシーブの溝との強擦により摩耗を生じる。そこでワイヤロープの耐摩耗性を向上させるため、ロープの外周を平滑な面にし、シーブの溝とロープの接触面積を増大させるという考え方がある。

（a）7 本より（b）W（19）
図 5.20 SRAF の成形前後

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

35

②ストランド撚り線中に加工（ダイスを通す）する方法
図（b）に示すようにストランド撚り線中に、丸線の撚り合わせ箇所にダイスをおき同時に加工する方法である。
③ストランド撚り線後に加工（ダイスを通す）する方法

図 5.21 SRAF ロープの断面図

図（c）に示すように、丸線ストランドに撚り合せ繰り返し引張荷重を 6t と 4t とした場合について、従来型（丸線ストランドロープ）の 6 × 7

26mm、た後に、1 〜 3 回ダイスを通して異形ストランドに加工する方法である

異形ストランドロープの SRAF 6 × 7 26mm、SRAF

なお、ダイスのかわりにローラを用いて圧延によっ6×7て作ることもできる。

24.7mm、 及 び SRAF

7×7

22.7mm の 4

種類の試料で疲労試験を行った結果が図 5.22 である。
耐疲労性が従来型のワイヤロープに比べ改善している
ことが示されている。{ 同じロープ径で比較すると、SRAF ロープは、丸線ストランドロープより断面積が大きいにもかかわらず、優るとも劣らない結果が出た
ことは意外であった。}（a）

耐摩耗性は室内実験は行わなかったが、従来型ワイヤロープと一連にエンドレスにつないで現場で使用して比較し、顕著な差を生じており、耐食性などの性能も併せて優っている。

（b）

図 5.22 疲労試験結果（c）

異形ストランドの製造は次の何れかの方法で製造さ

図 5.23 異形線ストランドの製造方法

れる。
（図 5.23）

異形線ストランドロープは、上記の「スラフロープ」①異形線を撚り合わす方法の他、その後「タフロープ」、「サンロープ」、「リバー図（a）に示すように、所定本数扇形側線と 1 本のダイフォームドロープ」等の製品がだされ、1993 年

六角心線を撚り合わせて異形線ストランドをつくる（平成 5 年）に日本工業規格として制定された。
（JIS方法である。しかし、素線の製造に技術を要し、まG 3546 異形線ロープ） 参考に、一般用ワイヤロープた形状が適切でないとロープにした場合に肩上がりとの比較表を、表 5.9 に示す。

や隙間を生じ、曲げ疲労性も良くない。
表 5.9 一般用ワイヤロープと異形線ロープの比較（例）36

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

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5.7 道路防護施設

ブルの仕様を示す必要があり、世界初の野外実車衝突実験が計画されることになった。まず室内での模型実験から始まって、野外での低速実車衝突実験を経て野高速道路の最も早く発達していたアメリカでは、戦外での高速実車衝突実験へと進んだ。

前から車輌が道路から逸脱する等の事故を防止する道
路防護施設が開発されていて、「防護柵」という総称のもとに「ビーム形」と「ケーブル形」の 2 種類が用いられていた。
我が国の道路の発達は先進諸外国に比べ著しく立ち
遅れ、道路交通網の整備は大きな課題であった。

（1）模型実験
模型実験ではポスト（支柱）に係るものは建設省
土木研究所において、ケーブルに係るものについて
は東京製綱において実験することになり、室内模型
実験装置が東京製綱川崎工場の研究所内に設置され政府は 1956 年（昭和 31 年）4 月 16 日に日本道路た。模型実験の対象として考える車輌の種類は、い公団を設立し、同年に名神高速道路の調査費を計上しす ゞ BC-20 型 の バ ス（ 重 量 12.1t、 全 長 10,300mm 、た。1957 年（昭和 32 年）4 月に高速自動車国道法が

幅 2,420mm）、シボレー 57 年型の乗用車（重量 1.9t、

制定され、10 月には名神高速道路建設が決定し逐次

全長 5,020mm 、幅 1,930mm ）、日野 T-10 型のトラッ

道路近代化が始まり、近代的な道路建設と自動車の高ク（重量 13.7t、全長 7,095mm 、幅 2,455mm ）とした。

速化・大型化に伴う車輌の路外逸脱を防止し、事故の装置（図 5.24）は自動車（模型）の走行路と自動車発生を予防するための施設が必要になった。当時、道の衝突を受けるケーブルとからなり、計測装置として

路防護柵としてはガードレールが主流で、日本道路公「ストロボ閃光装置」「動力計」「オシログラフ記録装置」

団は日本鋼管（現 JFE）など鉄鋼メーカーと共にガー「静荷重張力計」等が取り付けてある。実物に対するドレールの模型実験などの調査試験が行われていた。

模型の相似率は、長さで 1/25 とし、時間と速度及び一方、ガードケーブルは、日本道路公団計画部技術

力と重量は運動方程式より算出して決められた。

課（後の名神高速道路部）の技術課長から「アメリカの文献によってロープによる道路防護柵を研究しているが、その性能効果についてはいまだ知らない。東京
製綱と共同研究を行いたい」という申し入れがあり、1957 年（昭和 32 年）日本道路公団の二人の技官と東京製綱の研究グループおよび東京大学の久保慶三郎助
教授の協力を得て研究開発がスタートした。日本道路公団計画の名古屋−神戸間の高速道路においても道路防護柵を設けるように計画されているが、諸外国の文献、特に米国のそれに見られる試験データとしては、設計の対象は乗用車であり、しかも比較的低速（約50km/hr）である。我が国で市販されている道路防護
柵のガードレールも大体以上の文献を参考としたもののようで、高速道路用としては決して安全なものとはいい難かった。そこで、レールに対するケーブル（ワイヤロープ）の優位性に着目した研究開発を推進することになった。すなわち、ワイヤロープの伸びを利用することにより自動車の衝突時の運動エネルギーを吸収しつつ車の進行方向を誘導し、さらに、ワイヤロー

図 5.24 模型実験の平面図と様子

プの弾性伸びの復元力で再び最初の進行方向に車を復

衝突車の入射角度・車種・速度、ケーブルのポスト元させるというところにあった。
（その他の防護施設

間隔・初張力の変化によるケーブルの撓みや張力の変の復元、切断、汚れ、美観等々の面では、ケーブルは化、車の反射角等々のデータが得られ、実車実験に向レールを凌ぐ利点がある。
）

けての仕様や条件設定の基礎資料となった。

高速自動車道路時代の防護柵として活用されるには、その要求に沿った実験データに基づくガードケー

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

37

（2）野外低速衝突実験

実験結果から車の運動性をまとめると、

昭和 33 年 10 月に入ると、川崎工場内敷地では室内①車がガードケーブルに衝突した場合、容易に方向転模型実験のデータを基に、高速衝突実験の予備実験と換しケーブルに沿って運動し、ケーブルを乗越えてして野外低速衝突実験に取り掛かっていた。トヨタ

道路外へ飛び出す恐れはなかった。

48 年型 4 t 積トラックを利用し、時速 15 〜 26km の②ケーブル高さを前車輪に全然触れないほど高くした

速さで、2 〜 8 本で組まれたケーブルに衝突させ、ケー場合は、前車輪の方向変換性が極めて悪く、車のはブルの張力や性能の実証を繰り返した。衝突実験は、み出しが大きかった。

工場内の舗装道路を 20°の角度で横断したガードケー③前車輪取付け用ナット等の突出部がケーブルにからブルを設置し、試験用トラックを引っ張って約 100m

み、衝突ポスト間隔内でケーブルに接触したまま停疾走してトリッパーなる装置によるロープの掴みを止する場合が多く、ガードケーブルが非常に安全なはなしてケーブルにトラックを突き当てる（図 5.25）。

ブレーキの役目をしている。

ケーブルは 7 × 7 ＋ 6 × Fi（21） 直径 16mm、ポス等々であった。

ト（支柱）は市販の 5 インチφのガス管を使用した。
トラックがケーブルに当ってからの走行軌跡は路面に（3）高速野外実験

石灰をまいておき、前輪の軌跡より測定した。トラッ

実験の目的を大別すると①模型実験のデータと実車

クの速さは主として牽引用トラックの速度計によっ

実験データとの理論的関連性、②実物道路におけるた。また、試験車の運動性は主としてコダック社製

ケーブルおよび自動車の破損程度、③ケーブルに自動

16 ミリ撮影機により撮影し検討した。

車が衝突した後の自動車の運動性について、というも

車の全重量、速度、ケーブル本数、索高、初張力の組合わせにより 18 種類の実験を実施した。

のである。
実 験 は 24.5m の 高 さ の 傾 斜 を 利 用 し て 木 製 軌 道
100m を敷設し、車輌を自然落下させて防護柵に衝突させるものであった。この高さから得られる車両の最大速度は 73km/h であった。実験は車輌を 15°の角度で衝突するように防護柵を敷設し、支柱を車輌進行方
向に No.1、No.2、No.3、・・・・No.10、の番号をつけ、車輌が常に支柱 No.5、No.6 の中間に衝突するように
セッティングした。
ケーブルは 7 × 7 直径 18 mm のもので、ポスト（支柱）は 5 インチφのガス管を使用した。
車輌速度の測定は、サイクルカウンター型、抵抗回路型、ダイナモ型の 3 通りの方法を採用した。

図 5.26 高速野外実験配置図

図 5.25 野外低速衝突実験配置図と実験風景

38

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March昭 和 34 年 6 月 8 日 に 第 1 回 目 の 実 験 が 富 士 山 麓
で行われ、7 月 18 日の第 14 回目の実験は、建設省、道路公団、その他官民立会いで一般公開実験とし、
NHK テレビによってその状況が報道された。
そして 7 月 31 日までの間に 18 回にわたる実験を行った。
図 5.27 に試験設備全景と公開試験衝突の瞬間写真
を、図 5.28 と図 5.29 に実験結果の一例を示す。

図 5.29 衝突速度と最大変位の関係

これら実験の結論として、①ケーブルの最大張力については低速実験で得た結果と同じ傾向を示したが、模型実験との関連性では値は相当低い値であった。②
最高速度（実測）75.2km/h まで実験したが 1 回もケーブルを超えてコース外へ飛びだしたり、転倒したことはなく、車輌の破損程度が少なかったこと。また、防護柵の損傷も軽微で、柵の復旧が極めて簡単であることが実証された。③自動車の運動性については、模型実験の結果とまったく同様の性向を示した。
今までのことを総合して高速道路用として考えると、ケーブルに関しては大体次のことがいえる結論になった。①初張力は大きい方が良いが、6 〜 10ton あ
図 5.27 試験設備全景と公開試験衝突の瞬間写真れば充分と思われる。②ケーブル本数は多い方がエネ
ルギー吸収が大きく好ましい。③ケーブルの全張力は25ton 以下であり、ケーブル本数の 5 〜 8 本は過度のように見えるが、その撓みからすると本数を減らすのは考慮の余地がある。④ポスト間隔は 5m 〜 10m の間で直線コースでは長くした方が反って安全である。
初張力が小さい場合のみ短くした方が良い。⑤索高は低いと転倒するから 1m 以上が望ましい。⑥ケーブ
ルの役目は、下段は車輪の方向転換用、上段は倒れるのを防止するのが目的と考えるべきである。⑦ガード
ケーブルにおける車の破損は後輪であるから、倒れを防ぐ索高があれば車は比較的安全である。
以上の実験を経て、新しい時代に対応した製品が市場に送り出されることになった。
（4）ガードフェンス設置要綱
我が国の道路技術界のこの分野の権威者を集め、谷図 5.28 衝突速度と最大張力の関係

藤正三委員長以下、副委員長 1 名、委員 19 名、幹事 8 名、

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

39

協力者 6 名からなる交通安全施設小委員会の 3 年間に4） 「引き抜き用超硬合金ダイスについて」塑性と加わたる研究と審議を経て「ガードフェンス設置要綱」

工がまとめられ、1965 年（昭和 40 年）4 月 20 日に社団

1964-10 p748

法人 日本道路協会から発行された。本書は、この分

日本塑性加工学会

コロナ社

vol .5 No.45

5） 「引き抜き用超硬合金ダイスについて」塑性と加野における最初の指導書であり、このガードフェンス

工

設置要綱は、ガードフェンスの設置の適正を期するた

1964-10 p745

日本塑性加工学会

コロナ社

vol .5 No.45

めに定められたもので、ガードフェンスを設置する場

6） 東京製綱：「産業とロープ合は、当該道路の道路および交通の状況を十分考慮し

7） 高崎哲郎：「湖水を拓く」鹿島出版会 2006 年て設置しなければならないとされている。

No,9」1963 年

p4

p124
8） 東京製綱：「東京製綱 100 年史」 1989 年（5）ワイヤロープ

p3409） 高崎哲郎：「湖水を拓く」鹿島出版会 2006 年

野外低速衝突実験で使用されたワイヤロープは一p110

般に使用されている 7 × 7+6 × Fi（21）であったが、

10） 東京製綱：「東京製綱 100 年史」 1989 年

p346

高速野外衝突実験では素線径の太い 7 × 7 の構成のワ

11） 高崎哲郎 :：「湖水を拓く」鹿島出版会

2006 年

イヤロープが使用され、ガードフェンス設置要綱では

P110

更に素線径の太い 3 × 7 の構成のワイヤロープになっ12） 東京製綱：「東京製綱 100 年史」 1989 年ている。これは耐食性・耐摩耗性やコスト面から検討

13） 「MACHINERY JAPAN CONSTRUCTION

され決定されたと思われる。これを機に 3 × 7 の構成

EQUIPMENT 1953」 ASSOCIATION FORのワイヤロープが道路防護索として多く使用されるよCONSTRUCTION MECHANIZATION IN

うになった。

p348

JAPAN P14
14） 東京製綱：「東京製綱 100 年史」 1989 年

p350（6）その後、1961 年（昭和 36 年）には、北海道開発

15） 東京製綱：「産業とロープ

p6

局ならびに札幌鉄道管理局の協賛により東京製綱は落16） 貝塚商工会議所製綱活性化研究会「ワイヤロー

石防止柵の強度実験を行い、更に 1963 年（昭和 38 年）

プのすべて（下）‐ 安全への道 ‐ 」 貝塚商工には日本国有鉄道施設局が土讃線において、落石を防会議所止するための試作品の実験を 11 月 28 日と 12 月 18 日の両日に実施した。この実験には 4 社（A 社、B 社、
C 社、D 社）が参加した。

平成 7 年

No,9」1963 年

P14017） D.G.Zhitkov：「DRAHTSEILE」VEB 工学出版
ベルリン

1957 年

P216

18） 西岡多三郎：「鋼索の製造」 誠文堂新光社

また、雪崩防止にもワイヤロープの有効性が認められ、南八甲田山系黒石市大川原大字蛭貝沢の雪崩危険指定地区に正式採用となり、1964 年（昭和 39 年）11月には雪崩防止工事が完成し、青森テレビでも報道された。

昭和 29 年

p1419） アメリカン・ケーブルコムパニー・インコーポ
レーテッド「特許第 75486 号」出願

大正 14 年20）「STEEL WIRE HADBOOK VOLUME 3」THE
WIRE ASSOCIATION INC,

1972 年 版

p196

fig.7.14【引用，参考文献】

21）「ワイヤロープハンドブック」日刊工業新聞社

1） 「STEEL WIRE HADBOOK VOLUME 1」THE
WIRE ASSOCIATION INC,

1956 年版

p2522） 後藤裕明：「イゲタロイ ®の歴史」 2009 年 1 月
SEI テクニカルビュー
3） 石垣進第 174 号：
「泉南地域における金属加工業の生成と展開」大阪府立大學經濟研究 .1996,41（4）,
p119

40

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

1995 年p16522）「ワイヤロープハンドブック」日刊工業新聞社
1995 年

p166

23） 西田多三郎「特許公報」出願公告

昭 30-8886 号

6 高度成長下の時代 (1960 年以降 )我が国で初めてワイヤロープを用いた近代的な吊り

6.1 吊り橋と吊り材の変遷

橋が作られたのは、1908 年（明治 41 年）群馬県下の吊り橋の歴史は古く吊り材としては、つたやかずらの吊り橋が作られ、この桐淵橋を皮切りに、昭和 12のような植物繊維が用いられていた。我が国では 713

年までの 30 年間に記録の不備等あるが、大よそ 177年（和銅 6 年）斐太後風土記の藤橋が文献に示されて橋が架設されている。

いるが、「祖谷のかずら橋」（図 6.1）という原始的な吊り橋が現在も徳島県に保存されている。

桐淵橋である。山岳渓谷の多い我が国ではその後多く

芥川龍之介の「河童」に登場する上高地の河童橋
は、1891 年（明治 24 年）に設置された丸太の跳ね橋を 1910 年（明治 43 年）に吊り橋に架け替えている。
吊り材としてのワイヤロープは架設が容易で、工期も短く、工費も安い等の利点があり、ストランドロー
プ（ストランドを 1 層ないし数層より合わせたロープで最も一般的なロープ）が用いられた。しかし、ロープの断面充填率が少ないので破断強度が低く、しかも永久伸びや弾性伸びが大きいため、吊り橋が長くなるにしたがって適さなくなった。その点、スパイラルロー
プ（素線を 1 層ないし数層より合わせたロープ）やロッ
クドコイルロープを使用した方が有利であったが、素図 6.1 祖谷のかずら橋 1）

線強度や価格の高い点ではストランドロープが有利であった。

欧米で 17 世紀ごろから吊り橋の吊り材にチェーン

また、長大な吊り橋になると、主索は鋼線を平行にが用いられるようになった。19 世紀には スイスのジェ

並べたパラレルワイヤ形式にする必要がある。パラレ

ネバ（Geneva）の吊り橋に平行なワイヤを束ねた束

ルワイヤは力学的には最も吊り橋の主索として合理的環索（selvagee）が用いられ、19 世紀半ば頃からは、ではあるが、架設設備が大規模になるため、よほど長架設が容易なワイヤロープを用いた吊り橋が作られる

大な橋でないと工期・費用の点で経済的でないとされようになった。

ていた。しかし、架設方法が逐次開発されたことによ

ワイヤロープの特性を生かした近代的吊り橋は、1823 年に完成したフランスのセーヌ河のサン・アント

り、近年はパラレルワイヤ形式の長大な吊り橋が架設されるようになった。

ワーヌ橋、1825 年完成のフランスのローヌ橋が発祥と我が国では昭和 30 年代に入ると工期も短く、工費いわれている。架橋技術および吊り材の発展に伴って、も安く、しかも美観にも優れていることから吊り橋のだんだん長い吊り橋が可能となり、それから 112 年後建設計画がもちあがった。この頃になると我が国の吊の 1937 年（昭和 12 年）にはサンフランシスコ港に大り橋の架橋技術も発達し、吊り橋の主索に用いるスト型吊り橋として想起される中央径間 1,280m のゴール

ランドロープ、ロックドコイル、スパイラルロープのデンゲート橋が架設され、従来は不可能とされていた性能も一段と向上していた。以下は、これらのワイヤ

海峡等にも吊り橋が架設されるようになった。

ロープを主索に用いた代表的な吊り橋である。

しかし、全ての吊り橋が順調に架設されてきたわけではない。1940 年 7 月に開通したアメリカのタコマ・（1）小鳴門橋

ナローズ橋（中央径間 853m）は、建設中から風によ1961 年（昭和 36 年）7 月に完成した徳島県の小鳴る揺れがあり、開通からわずか 4 ヵ月後の 11 月には門橋（図 6.2）は、全長 441.4m、最大支間長 160m、

風速 19m/s の影響で落橋するという事故が発生して高さ 23.5m の吊り橋で、主索に 7 × 37 G/O ロープ

いる。この事故は激しい揺れを始めてから、崩壊を終

径 54mm のロープ 19 本を用い、中央支柱に支えられえるまでの全過程が映像に残され、以後の風による振た左右二つの主索で吊られている。吊り索にも 7 ×

動についての研究が急速に進展した。

19 G/O ロープ径 40mm のロープが用いられている。

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

41

ストランドロープを用いた吊り橋では、我が国最長であった。

（3）若戸大橋 4）5）6）
北九州の若松市と戸畑市の間の洞海湾口に架けられ主索には長さ 253m のもの 38 丸（巻）、長さ 234mのもの 38 丸（巻）の計 76 丸（巻）が使用された。

た我が国最初の大吊り橋の若戸大橋（図 6.4）は、昭和 30 年 10 月に調査に着手し、33 年 5 月に若戸大橋工事事務所を設立、総工費 51 億円と 4 ヵ年の歳月とを費やし、1962 年（昭和 37 年）9 月 26 日に開通した。

図 6.4 若戸大橋

1）背景と経緯
洞海湾をはさむ石炭と海運の町若松と、鉄の町戸畑との間の交通は従来渡船によっていたが、北九州の近代産業が繁栄するにつれて障害となっていた。そして、
図 6.2 小鳴門橋 2）と主索の断面図（2）神納橋1930 年（昭和 5 年）4 月の第 1 若戸丸転覆事故（死者72 名）を機に連絡道路建設の要望が高まり、1938 年（昭和 13 年）にはトンネルを作る予定になっていたが、北海道開発局が、西独デュッセルドルフ市のノルト

太平洋戦争勃発により中止された。しかし、1952 年（昭ブリュッケ橋を参考に、我が国における斜張橋の先駆

和 27 年）には再びその必要性が叫ばれ、その地形やになろうと研究に取組んで決定・設計し、石狩川の神

社会情勢の変化もあって、連絡構想はトンネルから橋

居古潭に架設した神納橋 251m（図 6.3）は、我が国

梁に大変更され、1955 年（昭和 30 年）に当時の建設

初期の斜張橋である。時代の美意識を反映した直線だ

省によって現地調査が開始された。

けで構成され、
極めてスッキリとした近代美といえる。
1963 年（昭和 38 年）に完成したこの橋の主索には、
ロックドコイルロープが使用された。

翌年日本道路公団が設立されると、それは公団へと引継がれた。
調査において、洞海湾に架ける橋の形式としては、

D 形 ロープ径 54mm

116m

8 丸（巻），

大別して吊り橋、トラスト、アーチの 3 種類が検討さ

C 形 ロープ径 48mm

68m

8 丸（巻）

れたが、結論としては経済性と美観の点から吊り橋が断然有利であることが判明した。
吊り橋の主索としては、パラレルワイヤ、ロックド
コイルロープ、スパイラルロープ、ストランドロープの 4 種類が考えられた。パラレルワイヤは力学的には最も合理的ではあるが、日本では施工経験がなく現場
仮設備や工期の点で不利。ロックドコイルロープは伸びの面では利点はあるが、素線の強度と製作費（2 割程度割高）面で不利。ストランドロープは他のワイヤロープに比較して伸びが大きく主索としては不適当である。結局、若戸吊り橋としての要求に十分満足できうるのは、スパイラルロープということになった。

図 6.3 神納橋の大きさ と主索 54mm の断面図
3）42

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

その後、地質調査、試錐、岩石試験、止水調査を展

開し、ワイヤロープの試験へと進展した。

注）LZ；ロープ径 61mm で最外層のより方向が Z よりのもの。保証破断力 310t 以上
LS；ロ ープ径 61mm で最外層のより方向が S よ2）若戸大橋の概要
若戸大橋は、吊橋部 627m、中央径間 367m、若松側の側径間 89m、戸畑側の側径間 89m で、桁下高は大型貨物船の出入りに備えて満潮面上 40m を確保し、建設当時は東洋一の夢の吊橋と言われた。

りのもの。保証破断力 310t 以上
SZ；ロ ープ径 36.6mm で最外層のより方向が Zよりのもの。保証破断力 100t 以上
主索のねじれ（トルク）を防ぐために図 6.8 のように、主塔の高さは海面から約 84m で、塔頂には 1 ブロッ

下方から LS が 3 本、その上に LZ を 6 本、さらにそク約 20 トンの鋳鋼製サドルが主索を支え、塔の本体の上に LS を 7 本というように、LS・LZ を交互に積は鋼板をリベットで組み合わせた矩形断面で、力学的み上げ、外周の凹部に SZ6 本を配置して一本の円形にはフレキシブル形式にされている。吊橋部橋台は、の束にされている。

基礎の上に約 11,000 トンの主索の引張りに耐えるため、約 30,000 トンのコンクリートのアンカーブロックが施工されている。主索の端部は、一本一本のロープが特殊合金で取付けられた鋳鋼製ソケットによって橋台に固定されている。主索のサグは 35m で中央径間の約 1/10 であり、主索には補剛桁を吊るために、
間隔約 8.4m 毎にロープ径 40mm のハンガーロープ
124 本が取付けられている。

図 6.8 主索の断面

3）主索（メインケーブル）

4）プレテンション加工及び測長等

主索（図 6.5）は、東京製綱で製作した 1 × 127（素東京製綱川崎工場から戸畑までは、すべて鉄道貨車

線径 5mm）でロープ径 61mm のスパイラルロープ（図で輸送された。川崎工場の専用線横には 20t のジブク

6.6）55 本（LS27 本、LZ28 本）と、同じく東京製綱

レーンを設置し、61mm のロープ（一条の長さ 700m

製 1 × 61（素線径 5mm）でロープ径 36.6mm のスパで重量約 15t）はトキ 35t 車に 2 丸ずつ積まれ、現地イラルロープ（図 6.7）6 本（SZ6 本）の合計 61 本のでは戸畑市営専用線の勾配も修正し仮ホームを設けてワイヤロープを、現地で平行に束ね、その上の外周を荷降ろしされた。

径が 4.0mm のワイヤでラッピングしてあり、その直径は 508mm である。

弾性係数の向上などの目的で行われるプレストレス（プレテンション加工）作業は、戸畑側取付け橋
梁とその延長部に設備したプレストレスヤード（延長 800m、幅 9.5m）上に引き伸ばして、160t 引張試
験機により、ロープ保証破断力の 1/2 の荷重で 2 時間
保持して行われた。その後、61mm のロープは 70t，36.6mm のロープは 22t の張力をかけた状態で正確に測長してマーキングした上、片端のソケット加工が行われた。この測長作業では、正確に測長するため、温度影響、アンカー端と引きつけ端間の摩擦による張力

図 6.5 主索の断面変化に対する影響、また 1 本づつ巻尺で計る間違い等をなくすように、予め作成しておいた定規ロープを同一張力で同時に平行に張って測長が行われた。
5）ワイヤロープ製作上の技術的問題
素線径 5mm のめっき線で引張強さ 150kgf/mm2 以
上の素線を製作した実績がなかったので、いろいろな実験を繰返し、最終的には神戸製鋼所において特に若図 6.6 LZ,LS のロープ断面

図 6.7 SZ のロープ断面

戸大橋用に吟味して製作したピアノ線材（KPR）のワイヤロープ技術発展の系統化調査

43

表 6.1 若戸用線材

0.80%C、10mm φにて製作した。JIS 線材との化学成（％）

これらの要求から、繋船岸壁は旧来のコンクリートを主体とした重力式構造に代って、鋼材を主材料とし分の比較を表 6.1 に示す。
JIS 線材に比べ若戸用線材は、C,Mn,Si 等の化学成分の範囲が厳しくなっている。
従来のめっき方法では要求の仕様を満足する均一で平滑なめっきが出来なかった。この若戸用素線を製作た構造になりつつあった。その主役となったのが鋼矢板で、Z 型、ボックス型、あるいは鋼管矢板といった新製品が開発され、それを錨定するものに丸鋼のタイロッドが使用されていた。

する数年前から、線が溶融亜鉛浴から出る時に斜めに

鋼矢板岸壁に加わる力は、図 6.9 に示すように、背引出す方式から垂直に引出す方式に変えるために、溶後の裏込めによる主働土圧、干満の影響による残留水

融亜鉛鍋の形状や加熱方法等々の度重なる実験研究を

圧、鋼矢板根入れ部前面に作用する受働土圧、および行い、また、0.80%C 線材を使用した素線のめっきは錨定張力である。岸壁の大型化に伴って錨定張力も高実績がなかったことからも試作を繰り返し行った。伸くなり、タイロッドにも太いもの、長いもの、かつま線作業では、発生熱によって品質をそこなわないようた高張力のものが要求されるようになった。しかし、に伸線速度および冷却に細心の注意をし、より線作業

太径のタイロッドは製造限界により、リングジョイン

では、今までとはめっきの合金層と純亜鉛層の割合がトの増加、ターンバックルの大形化、およびタイロッ

違い傷がつき易い素線であるため、より合わせ時のボド自身のネジ切りによる有効断面積の減少等、不経済

イス（締めつけ工具）の締め加減にも大変注意して製性と現場作業の困難性が顕在化し港湾工事関係者の頭作をした。

痛のタネだった。

また、長さの公差が厳しく通常の機械での計尺ではクリヤ出来ないので、予め心になる素線を展開して計
尺・マーキングをして、その上に側の素線をより合わせる方法で製作した。
端末のソケット付け方法も、クリープ等の問題のため使用メタルや方法など各種の実験を行い検討して決定した。{ メタルは含銅亜鉛合金（Cu2%,Zn98%）を使用 }6.2 タイワイヤー（矢板式係船岸控索）図 6.9 鋼矢板岸壁に加わる力 7）

四面を海に囲まれた日本は、古くから海運による文

そこで、このタイロッドに替わるワイヤロープを使化・産業の交流が図られ、大都市の大半が海岸に生成用したタイワイヤーを研究し、試作・実験等を行い製発展し、近代港湾がその中核として活発な活動を営ん品化した（商品名；タイロープ）。強度、弾性係数、でいる。我が国の戦後、産業経済の高度成長に伴って耐食性等からワイヤロープはロックドコイルとし、更商港の整備や臨海工業地帯の整備拡張で工業港の建設に、一般のケーブルクレーン等に使用されるロックドと、国造りの重点が港湾整備にも向けられていた。しコイルとは異なる設計にした。

かも、世界の海運界の顕著な動きの一つとして、輸送

44

タイロープは従来のタイロッドに比較して、次のよ

費の節減を図るために船舶を大型化する等の傾向にあうに数多くの利点がある。

り、繋船岸壁の拡大改善工事が不可欠で、さらに、こ（1）タイロープは破断荷重が高いので、タイロッドに比れら施設を早急に建設する必要があり、施工の迅速性、べ径を減少できる。したがって、重量も大幅に軽費用の節減、施工の確実性等が求められた。

減でき、現場での作業性が向上し経済的でもある。

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March（2）弾性係数が高く（16,000kgf/mm2）伸びが少ない。
（3）柔軟性が大きいので運搬が実に容易である。

タイロープとして重要な要素である曲げによる強度低下の試験結果を図 6.10 に示す。
タイロープのロープ径 48mm の端末を、曲げ角度 0（4）全長を通じて品質が均一である。
（5）任意の長さのものが容易に得られる。

度、10 度、15 度、20 度にして試験機で引張試験を行なっ（6）曲げ応力が生じない。

ているが、何れも切断荷重は同じで、20 度以下では（7）防錆費用が割安である。

強度の低下はない結果になっている。
タイロープは海岸においてしかも地中に埋め込まれ（8）取り付けが容易である。

て使用されるので耐食性が重要である。
タイロープの主たる仕様を表 6.2 に示す。

そのためにタイロープは、①密閉形といわれるロッ

上層の Z 線を 1 層にしたロックドコイルロープ B

クドコイルを使用し、内部には十分ロープグリースを形と Z 線を 2 層にしたロックドコイルロープ特殊 C充填する。②ロープを構成する素線は亜鉛めっきとす形で、素線はすべて亜鉛めっきし、撚り方は上層 Zる。③ロープ表面には、ジンクリッチ系塗料による塗より、以下内層に向かって交互に反対より、ロープは装（当初）又は特殊ナイロンゴムテープをハーフラッ

プレストレス（プレテンション）加工をして伸びを少プ、あるいは高密度ポリエチレン被覆等をし、3 段のなくする。ワイヤロープの両端はソケット加工をし、防食対策をしている。

締結金具を取付ける。
表 6.2 タイロープの仕様

タイロープは、まず 1962 年（昭和 37 年）横浜港山下埠頭第四バース試験区間 25m の間に使用され、次に、新潟地震により致命的な被害をこうむった新潟
臨港埠頭の B.C バース延長 445m の区間に採用（間隔3.21m）となり、1965 年（昭和 40 年）に工事完了した。
新潟臨港埠頭の状況を図 6.11 に示す。
な お、 海 外 に お い て は、1939 〜 1941 年 に、Wilhelmshaven の第Ⅳ港口西口岸壁にロープ径 73mm,
長さ 30m のもの、Hamburg Altona 漁港の岸壁にロープ径 36mm, 長さ 6.4m のものが使用された実例がある。

図 6.10 曲げによる強度低下試験

図 6.11 新潟臨港埠頭のタイロープ 8）

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

45

6.3 ワイヤロープの劣化判定と検査⑤同一使用環境における過去の使用実績に基づく方法。
通常①や②がごく一般的に用いられ、ワイヤロープ（1）ワイヤロープの劣化の交換基準もこれらに基づいて規定されているのが普ワイヤロープは各方面多岐に使用され、それらの寿通である。索端の切り捨て（切り詰め）が実施される命に関してはロープの構造、用途および使用期間の経場合には③の強度試験を行い、実際の劣化を直接把握

過とともに、疲労、摩耗、腐食などによって次第に劣することが出来る唯一の方法であるが、あくまでも使化していくが、概してその劣化の進行は一般の鋼材に用しているロープのごく一部分の評価でしかない。④比べ速い。これは、ワイヤロープが多数の細い鋼線では磁気や超音波などを利用するもので過去から様々な作られているので曲げやすいという利点がある反面、検査方法および装置の研究がされてきている。⑤は一腐食の影響が大きいなどの欠点があるためである。ワ部の用途においてはロープ交換時期の判断に利用してイヤロープが使用上求められる機能の多くは、動力のいるところもある。

伝達や荷重の支持といった要素で、その破断は構造全

アメリカの R.A.Egen は、これらワイヤロープの劣体の崩壊や大きな人的および物的損害をもたらす危険化やその検査、管理について考えるさいには、劣化の性がある。

メカニズムとその結果として現れる損傷形態および付ワイヤロープを動索として使用する鉱山やエレベー

随的現象・劣化兆候を区別して考える必要があると提タでは早くからこのことが認識され、ワイヤロープの案 9）している（表 6.3）。また、外観検査においては、種々

劣化状態を常に監視し、ロープ交換時期を決定すべくの損傷形態ごとにその程度を数量的に表現し、それら努力がなされてきた。一方、吊り橋などの静索としてをもとにロープの強度低下率を推定する方法（後述）ワイヤロープを使用する分野では、暗に他の構造物とを西岡多三郎（前述）は提案している。

同程度の耐久性であろうと思われていたが、近年、初期に建設された吊り構造物の老化が指摘されるように

表 6.3 ワイヤロープの使用劣化のメカニズムと損傷形態 9）なって、ワイヤロープの経年劣化に注意が払われるよ
うになってきた。ワイヤロープの使用劣化は強度の低下と定義づけられるが、劣化状態の観察や測定から直接的に強度低下率あるいは余寿命を知ることは、ワイヤロープの有史以来いろいろ研究されているが決定的な方法は無いと言っても過言ではないと思われる。
従って、一般的には経験的な一定の基準に照らして判

鋼索鉄道などの運輸施設、鉱山の巻上げ設備、クレー

定し、ワイヤロープの管理およびその廃棄がなされてンなどの作業機械およびエレベータなど、動索としている。

使用されるワイヤロープについては殆どのものに、ワワイヤロープ劣化の主要な原因は摩耗、腐食、疲労

イヤロープの管理および交換基準が用途分野ごとに法によるが、それらは損傷形態として顕在化するが、そ規で定められている。通常のワイヤロープ検査では、れらのメカニズムが単独で発現することはまれで、一

一般的に①ロープ表面状態の目視観察、②表面断線数

般にはそれらが複合的あるいは相乗的に作用してワイおよび位置の確認、③ロープ直径減少量の測定のようヤロープを次第に劣化させていく。

な項目が実施されている。表面断線数は疲労進行の度

ワイヤロープの交換時期を決める判断材料を得る手合いを表す指標、直径減少量は摩耗および腐食の進行段としての劣化評価の方法は次のようなものがある。

程度を表す指標とされており、交換基準も、一般的に①摩耗や腐食の程度、断線数、形くずれの有無などのは外観（形くずれ、腐食など）、素線断線数、直径減損傷状態を目視観察する、いわゆる外観検査による少率によって規定されている。規定は ISO でもある方法。

がそれぞれの国が、ワイヤロープの用途別に規定を設②直径減少やワイヤロープ全体の伸びの増大など、劣化に付随する現象について測定する方法。
③使用しているワイヤロープの一部について強度試験を行う方法。
④非破壊検査による方法。

46（2）ワイヤロープの交換基準

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

けており、表 6.4 は我が国のワイヤロープ交換基準例、
表 6.5 は海外のワイヤロープ交換基準例である。

表 6.4

国内のワイヤロープ交換基準例（3）ワイヤロープの交換時期の判定方法

表 6.5 海外のワイヤロープ交換基準例

重減少率を減じたものが、損傷ロープの残存破断荷重

どのような施設においても、あらかじめワイヤロー率となり、新品時のロープ破断荷重と残存破断荷重率

プのおおよその使用期間を決めているのが普通であの積が残存破断荷重と推定されるというものである。

る。架空索道などにおいては使用期間や運転回数の制

推定値の信頼がどのようなものであるかを昭和 35

限を設け、その制限値に達したら新たなロープに取り

年〜 36 年の期間に、鉱山保安局の竹内健二技官が調換える場合もある。このような規定は目視を主とする

査し発表 11）している。この調査は西岡式 ABCDE 法

人的な検査法に多くを依存しているため、検査人によの推定値信頼度を高め、実用化を図り、ワイヤロープ

る検査値のバラツキは否定できない。

管理の向上に資する目的で行われたもので、ABCDE

ワイヤロープの強度低下又は余寿命を推定する方法の一つとして、1961 年（昭和 36 年）に発表

10）法を使用し且つ適宜切断試験を実施している鉱山・炭された鉱の中から 7 鉱山 11 炭鉱を選び、同一試料を 3 名が西岡式 ABCDE 法がある。これは、使用されている

調査したものである。この発表によると『信頼度をい

損傷ワイヤロープの破断荷重を、破断試験を行わず推かにとるべきか、すなわち許容誤差として何パーセン定するために考えだされた方法である。炭鉱、鉱山、トを与えるべきかは、使用されているロープの重要度

林業、索道、リフトなどで広く使用されている、6 × 7、によって決められるべき問題ではあるが、実際上 14%

サンロープ（6 × 7 異形線）
、6 × 19 についての推定

以上の誤差を生じることはないと考えられる』として法である。この推定法はロープを実験室的に損傷させいる。

て試験した結果を基礎に、実際に使用された損傷ロー
プの検査結果と照合して破断荷重の減少率を推定するものである。

（4）ワイヤロープの非破壊検査 12）
ワイヤロープの管理・交換基準は目視などの人的なこの方法ではワイヤロープの損傷を、検査手段によるところが大きいが、人的手段に代わり・A 項 摩耗（Abrasion）：摩耗による破断荷重減うるワイヤロープ検査方法を求め、様々な非破壊検査

少率・B 項 断線（Broken wire）：断線による破断荷重
減少率
・C 項 腐食（Corrosion）：腐食による破断荷重減
少率・D 項 形崩れ（Deformation）：型崩れによる破断
荷重減少率
・E 項 偏心その他（Eccentricity etc）：
（破断荷重
減少率は A 項及び B 項に含む）の 5 項目に分類し、これらを項目ごとに定量化した方法が研究されてきた。これまでに研究された検査方
法は、電磁的な手法、振動を利用するもの、音響を利用するもの、超音波を利用するもの、放射線を利用するものなどが挙げられる。この中で電磁的な手法が最も古くから研究されてきた方法で、電磁誘導探傷法、
漏洩磁束探傷法および全磁束法があり、ワイヤロープ
全長にわたって比較的簡便に素線断線を検知できる方法として、我が国でも実用化されている。他の方法に関しては研究はされているが、ワイヤロープの実用的
非破壊検査法としては道半ばと言える。

推定破断荷重減少率を合計し、100 からこの推定破断荷

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

47

ドでも M.Jezewski らを中心として 1946 年から独自

1）電磁誘導探傷法
原形は 1906 年にイギリスの C.McCan が提案したロープ断面積測定装置に求めることができるが、本に研究開発が行われ、Magnetic Defectgraph として探傷器が実用化された。

格的なロープ劣化検査装置としては、1929 年にイギ

我が国においては、1963 年（昭和 38 年）から見沢、

リスの T.F.Wall が発表したものが最初と思われる。

松木、小門、藤中らを中心にこの方式の探傷法の研究

1946 年には南アフリカの A.Semmelink がロープとが行われ、三井ロープテスタなどとして実用化された。

同軸に励磁コイルと検出コイルを配置する新しい探探傷の原理は図 6.13 に示すとおりで、電磁石やコイ

傷装置を発表し、その後、1956 年にカナダのオンタ

ルによって静磁界を発生させ、ロープの一部を磁化す

リオ鉱山局と McPhar 社との共同研究により、OMA

ると、断線などの断面欠損部では磁束の流れが妨げら（Ontario Mining Association）ロープテスタとしてれロープ表面に磁束が漏洩する。コイルなどによって結実した。我が国では内藤（電気試験所）、鈴木、秋

この漏洩磁束を検出し損傷を評価するのである。この吉ら、高岡ら（資源試験所）によって、この方式のワ方式の探傷法は、断線などの局部的損傷の検知には適イヤロープ探傷法の開発が行われた。

しているが、ロープ断面積が徐々に変化しているよう

基本的な原理を図 6.12 に示す。ロープを取巻くよな摩耗や腐食による損傷を評価することは困難である。

うに配置したコイルに交流電流 I を通電したとき、コ
イル両端の電圧（誘導起電力）E は、
交番磁界 H によってロープ軸方向に誘起される磁束φの時間変化に比例する。誘起される磁束の量は断面積によって異なるか
ら、この状態でロープの長さにそってコイルを移動させながら誘導起電力の変化を観測すれば、各部分の損
傷（断面積の減少）の有無が判定出来る。

（a）ワイヤロープ損傷による漏洩磁束

図 6.12 電磁誘導探傷の原理

2）漏洩磁束探傷法
1931 年にドイツの Bochum ロープ試験所の A.Otto
によって開発された探傷器が、この方式の最初のものでソレノイド形励磁コイルと 1 対の差動形検出コ（b）励磁方式の例（同軸ソレノイド方式）
図 6.13 漏洩磁束探傷

イルからなるものであった。1950 年代からは他の機関でも研究開発が行われはじめ、2 分割形差動コイルを用いることが実用化への大きなブレイクスルーと1980 年前後にアメリカやカナダにおいて開発されなった。この 2 分割形差動コイルについては、すでにもので、ワイヤロープ各部の断面積を直接測定しよう

1937 年に R.Wornle と H.Muller がドイツで特許を取とするもので、摩耗や腐食の程度を定量的に評価でき、得していた。

Return Flux 法と Main Flux 法がある。

1966 年イタリアに本部を置く OITAF（国際鋼索輸

48（3）全磁束法

Return Flux 法

は F.Kitzinger,J.R.Naud や送機構）が、各国の探傷器の実情を調査した上で、一B.G.Marchent によって開発されたもので、図 6.14（a）

つの模範的な探傷器（OITAF-Instrument）を開発・のように外部磁石とロープとで磁気閉回路を構成した発表するに至って、漏洩磁束探傷法は一つの実用的ワ

とき、そこに流れる磁束の量はロープの磁気抵抗つ

イヤロープ検査法としての地位を獲得した。ポーラン

まり断面積を反映する。NS 両磁極とロープとのエア

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.Marchギャップ部に設けたホール素子によって磁束密度を計には、各ストランドの分解検査によって確認された内測し、ロープ断面積変化を評価するものである。

部断線の位置がその素線断面積に比例した大きさの縦Main Flux 法は H.R.Weischesel によって開発され線で示されている。第 7 行は、これらを加算したものたもので、図 6.14（b）のようにコイルを検出要素とで、第 9 行の探傷記録線図とよく対応している。な

するものであるが、誘起起電力を積分するところが漏お、同図にあるように、δ 0 はストランド中心の素線洩磁束法と異なる点である。ロープを移動させているを、δ 2 はストランド上層の素線を、δ 1 は、δ 0 ととき、摩耗などによって断面積が小さくなっている部

δ 2 の間の素線を夫々表わしており、この 10m 間では、分を通過すると、ロープ中の磁束量の時間変化が誘導δ 2 の断線は 1 本もなく、断線はδ 1 とδ 0 のみである。

起電力としてコイルに発生するので、この誘導起電力探傷されたこのワイヤロープは、使用後取り替えにの時間積分値を計測すれば、その部分の磁束減少量つより廃棄されたもので、使用環境から内部腐食と摩耗

まり断面積の減少量を知ることが出来る。前者が両磁が多く発生していたものと思われる。

極間の平均的な磁束量しか測定できないのに対し、後者はより局所的な断面積にも追随できる特徴をもっている。
我が国では京都大学の花崎、塚田を中心にその実用化が研究され、最近では超大橋のハンガーロープなどの保守管理のツールとして評価されている。

（a）Return Flux 法

図 6.15 漏洩磁束探傷記録例とその部分の分解結果 12）

6.4 アルミニウムめっきワイヤロープ

13）

鋼材にアルミニウムをめっきする製造技術が 1959
年前後に米国アメリカンチェーン・アンド・ケーブル・カンパニー（American Chain & Cable Co. Inc.）に（b）Main Flux 法
図 6.14 全磁束法の原理より開発され、日本でも 1964 年（昭和 39 年）に特許登録されている。
興国鋼線索（現ジェイ−ワイテックス）は、1962 年（昭（4）磁気検査の実施例

和 37 年）に同社とアルミニウムめっきに関する技術

炭 鉱 の C.B.C（Cable Belt Conveyor） 設 備（ 機 長

提携をし、同社のもつ特許の実施権を取得した後、ア2,150m, 平均傾斜 12°, 石炭及びズリを毎時 400 〜 450t

ルミニウムを鋼線にめっきする技術およびそのめっき運搬するもの）に使用されているワイヤロープ {6 ×

した鋼線でワイヤロープ等を製造する技術開発に着手

S（19） 36mm

使用期間約 22 ヶ月、総運搬量約 300

し、1964 年（昭和 39 年）に特許出願し、1975 年（昭万 t} について漏洩磁束探傷（探傷装置は図 6.13 に示

和 50 年）には特許権を取得した。「従来方法では到底したタイプのもの）を実施した例がワイヤロープハン

得られる事が出来なかった極めて大きな抗張力と靭性ドブックに記載されている。

を備え、且つ任意の線径に伸線加工せしめる事の出来

図 6.15 は、ある区間（893 〜 903 間の長さ 10m のるアルミニウムめっき鋼線の製造方法で、これによりロープ）について探傷記録図と探傷後にロープを分解得られた鋼線はワイヤロープ等に使用されるものであ検査した結果を対比したものである。同図の上部 6 行る。」と特許の内容はなっている。

ワイヤロープ技術発展の系統化調査49

図 6.16 アルミニウムめっき工程図

アルミニウムめっき鋼線（鋼線材）の製造工程図を施例、図 6.17 に鋼線の塩水噴霧試験結果｛カタログ

図 6.16 に示す。亜鉛めっき鋼線の製造工程とほぼ同「ALUMINIZED」に記載されたものを筆者が和文にじであるが、亜鉛めっき炉は 450℃程度にされるのにしたもの｝を示す。

対し、アルミニウム炉は 660℃程度にされるので、浴表 に は 線 径 が 0.83mm か ら 4.24mm 迄 の 8 種 類 の中に入るまでの鉄面の酸化防止が重要で、鉄面の清浄、

データが示されている。メッキ後の抗張力は、焼入（パフラックス、浴面の酸化防止等に注意が必要である。

テンティング）後の抗張力より 2 〜 7 kg/mm2 しか低

アルミニウムめっきを施された鋼線材は常温のまま下していない。一方総減面率 87.2 〜 94.5% の伸線加硬質ダイス中に挿通し引き抜き加工を施こすが、めっ工をすると、抗張力は 171 〜 240kg/mm2 にも上昇す

き過程における抗張力、並びに屈曲性の低下はほとん

る結果になっている。

どみられないので、めっき前の原料鋼線材と同様の良塩水噴霧試験結果の図は、めっきの付着量及び最好な引き抜き加工を行うことが出来る。従って、数初に発錆するまでの時間と 50% 発錆迄の時間を、亜回に及ぶ伸線加工が可能となって線材に減面率 60 〜

鉛めっきとアルミニウムめっきで比較したグラフが95％の加工を与える事ができ、各種広範囲の線径並び示されている。アルミニウムめっきの付着量は非常に靭性の優れた任意の高抗張力を有する鋼線が得られに少ないのに、発錆の時間が亜鉛めっきに比べ長くる。これらアルミニウムめっき鋼線を数本撚成して、なっている。

繊維心入りワイヤロープ又はロープ心入りワイヤロー

アルミニウムめっきは、緻密均質で密着性の良い酸プを製作する。表 6.6 に線材から伸線まで加工した実化被膜による安定した被覆保護作用と鉄より低い電極

図 6.17 アルミニウムめっき鋼線と亜鉛めっき鋼線の塩水噴霧試験結果

50

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March異なった Z よりと S よりの併用が行われる。しかし、

表 6.6 線材から伸線まで加工した実施例

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

原線

焼入
アルミメッキ
炉温 1000℃（アルミ温度 665℃）
鉛温 550℃

線径

焼入
時間

線径

浸漬
時間

線径

線径

mm

分

mm

秒

mm

mm

伸線
抗張力

総減
面率

伸線
回数

焼入後 メッキ後 伸線後 ネジリ回数 附着量％

回kg/mm2 kg/mm2 kg/mm2（各回平均）

0.83

0.25

0.82

1.60

0.85

1.39

0.42

1.38

2.68

1.42

2.08

0.60

2.06

3.86

2.10

2.76

0.84

2.74

4.48

2.82

2.76

0.84

2.74

4.48

2.81

3.55

1.4

3.53

5.40

3.59

3.55

1.4

3.53

5.40

3.60

4.24

1.7

4.22

5.75

4.30

建設用タワークレーン、移動式クレーン、海上クレー

試験結果

94.5
11
（23）
89.9
10
（20.5）
0.72 88.2
9（21）
0.94 88.99（22）
1.00 87.4
9（20.5）
1.23 88.3
10（19.5）
1.29 87.2
9（20.5）
1.45 88.6
9

伸線後

メッキ

回

g/m2 1×d8回

巻解（スパン 100d）

0.2

121

114

240

72

20.0

良

0.45

116

110

211

59

24.2

良

113

107

192

58

30.6

良

111

106.5

187

58

34.4

良

ンなどの高揚程化が進み、しかもクレーンの構造上、巻上索は 1 本のワイヤロープ（Z より）のみが使用される場合が多くなり、自転性の少ないワイヤロープが必要になった。昭和の初期に護岸工事用機械や炭鉱の立坑用等に、非自転性平ストランドロープやコンセン

112

108.5

178

59

38.6

良

トリックロープ等が使用されるようになったが、これ

102

99.8

181

54

45.0

良

らは使用条件の厳しいクレーンには適応できなかった

113

110

171

51

45.2

良

115

113

181

47

53.8

良

（価格面からも）。そこで開発されたのが新たな非自転電位による電気化学的保護作用の二重の効果があり、性ロープ（非自転性ロープといえども自転力が皆無ではない）である。

特に酸化被膜は時間の経過によりますます緻密、安定1964 年（昭和 39 年）に東京製綱の細谷清は、ノン化して、外部の化学変化を受け難くなる所謂“金属のローテイションロープを考案して出願し、1976 年（昭受働態化現象”を起こす。この被膜の侵されない環境

和 51 年）に実用新案登録された。このワイヤロープ

ではめっき層の消耗は無く、その厚みに関係なく長期の特性は、クレーン等の巻上げ索に使用した際、荷重の保護寿命を保つことができる。
（亜鉛めっきの場合が加わっても回転し難い点、及びロープ外周面が平滑

は、酸化皮膜が脆くて密着力が弱く、剥がれて消耗すでシーブとの接触面積が大きく耐摩耗性を具備しているので保護寿命はめっき層の厚みに比例する。
）

る点にある。図 6.19 に断面図、図 6.20 にこのワイヤ

図 6.18 は、アルミめっき鉄線と亜鉛めっき鉄線をロープの層心半径を示す。

大気中亜硫酸ガスの多い工業地帯に 5 年間暴露した結ストランドは、（繊維心 +15+15）の構成で線接触状果を示しているが、アルミメッキは殆んどサビが発生

態（平行より）により合わせ、断面はほぼハマグリ形

していない。

にしている。ロープは、繊維心の周りに 3 〜 4 本（図は 4 本の場合を示す）のストランドをストランドのより方向とは反対方向にし、かつ、ロープのよりの長さをストランドのよりの長さとの相互関係により、ロープ全体が非回転となるようにより合わせたものである。
ストランド形状をハマグリ形にしているのは、ストランドとシーブ溝の接触面積を多くして単位面積当りの面圧を小さくし、耐摩耗性を向上させるためである。
ストランド数を 3 本〜 4 本としたのは、2 本ではロープに撚ったときストランドをハマグリ形に維持するこ
図 6.18 暴露試験結果

従って、アルミニウムめっきワイヤロープはこの特とが困難であり、5 本以上になると通常の丸ストラン
ドタイプのロープ層心半径と差が近接し非自転性の効
果が減少するためである。

長を生かし、亜硫酸ガスの多い工業地帯、火山温泉地
帯の硫黄性雰囲気や船舶・海岸等の海洋性雰囲気などの所に多く使用されるようになった。

6.5 非自転性ロープ
自転とはワイヤロープに張力が作用したとき、その軸の回りに自転することをいい、造船所、製鉄所などで使用される大型高揚程クレーンの巻上索は、ワイ

図 6.19 断面図

図 6.20 層心半径

ヤロープの自転力によるシーブブロックの回転、さらロープ全体の回転モーメントを M、ロープを構成すに巻上索のからみつきを防止するために、より方向のるストランドの回転モーメントを Ms、ストランドを

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

51

構成する素線の回転モーメントを Mw とすれば、普又、トルク係数を下記のように定義した場合、ロー

通よりのため、ストランドとロープのより方向が異なプの構造（構成）によるトルク係数の値を表 6.8 にるので、M ＝ Ms − Mw であり、Ms と Mw が互いに示す。

打消しあってロープ全体の回転モーメントが小さくなる。また、同一断面積を有する通常の 6 ストランドロー

K ＝ MT ／（T × d）

プに比べ、層心径（ロープ中心からストランドの中心

K ；トルク係数までの距離）も小さいため、ロープ全体の回転モーメ
ント M をさらに小さくすることが出来る。この非自転MT；ロープ張力 Tkgf のときのロープトルク（kgf-m）

T ；ロープ張力（kgf） d；ロープ径（m）

性ロープ（ノンローテイションロープ）は、ロープの設計や製造方法等多少ことなるが、その後、多くのワ表 6.8 ロープの構造（構成）によるトルク係数

イヤロープメーカーが製作するようになり、
“モノロー
プ”
、
“バランスロープ”，“トルクレスワイヤロープ”，“ユニロープ”，“リバーランスロープ”等の商品名で販売されるようになった。図 6.21 に各種ロープの自転性
能を、表 6.7 にその試料のロープ明細を示す。
この図は荷重時の自転角を比較したもので、No.1〜 No6 の普通の 6 ストランドロープは自転角が大きいのに対し、No.7 と No.8 の 4 ストランドロープ、及び、
No.9 と No.10 の多層ストランドロープは自転角が非常に少ない。No.7 は、荷重時によりのかかる方向に自転している。これは Ms より Mw の方が大きくなったためである。
表 6.7 各種ロープの構造

6.6 建築物へのワイヤロープの適用
建築の分野におけるワイヤロープの使用は、エレ
ベータ等の付随的なもの、あるいはテントなどにおける仮設的性格のものとしては古くから行われていた。
これが建築構造の主体部分に本格的に用いられるようになったのは最近の吊り屋根構造が出現してからである。吊り屋根構造の古いところでは、帝政ロシア時代の 1896 年、全ロシア博の展示場として作られた 4 個の吊り屋根の記録があり、また、1933 年のシカゴ博
覧 会 で は、Locomotive round house pavilionに大胆な手法でサスペンション工法を試みているが、これらは散発的なものであった。
吊り屋根構造が現代建築の中で連続した流れを作り出したのは、1953 年に、故 M.Nowicki 設計のノース
カロライナ展示場と一般に言われている。
吊り屋根構造が、その発想の起点とする技術的確信の背景はいうまでもなく吊り橋構造であるが、1940
年に起こったタコマ・ナローズ橋の落橋は建築家たちの夢を萎縮させてしまったに違いない。
かくして、建築におけるサスペンション構造は、吊り橋に比較してはるかに遅いスタートを切ったのである。
我が国での吊り屋根構造の建築物は、1964 年（昭和 39 年）に東京オリンピック競技施設として、東京
図 6.21 各種ロープの自転性能

52

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

大学・丹下健三研究室で設計し、坪井善勝研究室で構造計算され、清水建設が施工した、超近代的な吊り屋

メ イ ン ケ ー ブ ル は、1 × 127 ロ ー プ 径 52mm 破根方式の「屋内総合競技場（代々木体育館）」であった。

断 荷 重 1,960kN（200tf）31 本 と 1 × 127 ロ ー プ 径（図 6.22）34.5mm 破断荷重 930kN（95tf）6 本を図 6.25 のように結束したもので、1 本のケーブルにかかる張力は約14,710kN（1,500tf）であり、競技場に使用されたメイ
ンケーブルや押えワイヤロープの重量は約 305t、屋根の総重量は 2,500t であった。屋根用ワイヤロープの概要を表 6.9 に示す。

図 6.22 国立屋内総合競技場（代々木体育館）

14）

表 6.9 代々木体育館の吊屋根用ワイヤ 15）工法は世界でも初めてとなるもので、競技場および観覧席の上に吊り屋根を架け、主体となるメインケー
ブルが建物の軸方向に 2 本走り、アンカーブロックからメインポールを経て、他端のポールを経由して他端のアンカーブロックに架け渡されたサスペンション構
造になっている。さらに、このメインケーブルから観客席の外周を回る側壁へ向かって吊り鉄骨梁を架け、これによって定まる曲面を押えワイヤロープで緊張して安定させている。
また、2 本のメインケーブル（図 6.23）は平行に架け渡すのではなく、ポール間中央に向けて紡錘形に拡張させ、従来の円形や楕円形からくる圧迫感を取り除き、開放的な感覚を観客に与えている。
図 6.24 はメインケーブル架設工事の様子を示す。

図 6.25 メインケーブルの断面 14）

6.7 樹脂複合ロープ
1960年代になると、ワイヤロープの弱点である腐食による劣化や炭鉱・鉱山等で使用されるワイヤロープの素線同士の圧擦による摩耗断線の防止策として、合成樹脂等を使用した樹脂複合ワイヤロープが開発された。
図 6.23 メインケーブルの架け渡し状況 14）（1）フィラー型ワイヤロープの場合、フィラー線は小さいから、心や他の側素線に比べ腐食が早く、線の細りや腐食折線によりストランドの形崩れが早く起こり、ワイヤロープの寿命が短くなる
欠点があるということで、1960 年（昭和 35 年）に、
東洋製綱（後に東京製綱と合併）の幅野により「被覆フィラー線を有するストランド」が出願されている。（実願 35-12597）これは、図 6.26 のよ
うに、ストランドをより合わせる時にナイロン、
塩化ビニール、ポリエチレン等の合成樹脂の可塑性被覆を施したフィラー線をいれるというものであり、フィラー線の腐食防止の他、水等の内部侵入防止や耐疲労性も増すとしている。

国立屋内総合競技場の吊屋根工事
図 6.24 メインケーブル架設工事の様子

15）

また、同年に東京製綱の飯村、古谷らは合成樹

ワイヤロープ技術発展の系統化調査53脂の摩擦係数が小さいことに着目し、ストラン（3）1980 年（昭和 55 年）になると神鋼鋼線工業の吉ド内の素線の直接摩擦を避けるため、ストラン

田、福田、冨口らにより、ワイヤロープの心ロードの内層を合成樹脂で被覆し、その上に上層をプと各ストランド間に形成される空隙部、さらよ り 合 わ せ て 製 作 す る 図 6.27 の よ う な ワ イ ヤには各ストランド間に形成される空隙部に独立ロープで、従来のワイヤロープは摩擦による摩した樹脂を固形化した緩衝材を充填するという耗が烈しいのに対し、内部の耐摩耗性が向上す技術が提案（特願昭 55-188641）された。

るという技術を提案している。
（実願 35-37254）

従来から提案されている溶融した樹脂を被覆したワイヤロープは、優れた耐腐食性をもち海洋での係留索等の用途に用いられたが、反面ワイ
ヤロープの主用途であるクレーン等の動索としては可撓性に劣り、被覆した樹脂の割れや剥離が起こりやすい等の欠点があった。このような課題を解決するために、動索に基本的に要求さ図 6.26 幅野提案のロープれる可撓性を従来通りに維持しながら、耐摩耗性、耐疲労性を向上させようとするもので、提案されたワイヤロープは、樹脂で成形された断面が三角形状の線条体（充填材）を、芯（心）ストランドと各側ストランドとの隙間に充填されるように撚り込んだもの（図 6.29）である。
充填材には中心部にワイヤ又は麻等からなる補
強心を埋入している。製造はかご型製綱機でボ

図 6.27 飯村、古谷ら提案のロープビンに巻かれた充填材を側ストランドと一緒に撚り込む。充填材の断面形状は三角形状だけで（2）さらに、1973 年（昭和 48 年）に、アメリカのなく、図に示すように扇状のものもあり心スト

Amsted industries Incorporated 社 が 溶 融 し たランドと側ストランドの分離と同時に隣接する

樹脂をワイヤロープ全体に充填する技術を提案

各側ストランドをも分離するものである。

（USP 3,824,777）している。これは図 6.28 に示す
ようにエクストルーダー（extruder）によりワ
イヤロープに溶融した樹脂を圧入充填して製作するものである。
しかし、樹脂と素線が接着しているため可撓性（曲げ易さ）に難があり、シーブでの曲げで樹脂の割れや剥離が発生する欠点があった。

図 6.29 充填材入りワイヤロープ及びその充填材

このワイヤロープは撚り減り { ロープのよりに基づいて生じる効率の低下、すなわち素線の集合破断荷重に対するロープの破断荷重の差（％）
をいう } も少なくなり、特に動索としての使用中、動荷重による心ストランドと各側ストランドとの間に生ずる接触圧を、これらの間に充填した充填材によって著しく緩和できるため、心スト
ランドおよび各側ストランドの摩耗、疲労が軽減できる。
ワ イ ヤ ロ ー プ IWRC

6 × Fi（25） 16mm で、（イ）従来品（充填材なし）、（ロ）断面三角固 形状の樹脂充填材（提案品）、（ハ）溶融樹脂の充図 6.28 Amsted industries Incorporated 社提案のワイヤロープと製作機械

54

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March填（先行技術）、の 3 種類を S 字繰り返し曲げ（両曲げとも言われ、一つの平面内においてロープが交互に反対方向に曲げられる負荷方法）試験
した結果が表 6.10 に示されている。
このデータによれば、（ロ）の断面三角固形状の樹脂充填材ロープは、（イ）の従来のロープより初断線及び 10% 断線までの曲げ回数は遅い（断線が少ないことになる）が（ハ）の溶融樹脂の充填ロープよりは劣ることがわかる。
次に、動索のワイヤロープに求められる基本的

図 6.30 鋼ケーソンの沈設作業 16）（4）1994 年になると、スイスのファツアー・アーゲー

6

社により提案（図 6.31）され日本には 1995 年に× Fi（29） 44mm について比較している。表 6.11

特許出願された（特願平 07-160159）技術がある。

に試験結果を示しているが、（ロ）の断面三角固

それは、ワイヤロープの伸びの抑制と滑車を通形状の樹脂充填材ロープ（提案品）は動索とし過する場合のロープ振動を抑制することを主たて許容できる可撓性を維持し、撚り減りも少なる目的に各側ストランド間にリボン状の固形充い。（ハ）の溶融樹脂の充填ロープは明らかに可填材を配置することが有効であると提案してい撓性に劣り、動索としての使用に不適であるこる。固形充填材の中央の内向きに湾曲した凹状とが示されている。

部分の両側面を布などで補強している。

な性能である可撓性能をワイヤロープ IWRC

表 6.10 繰り返し曲げ試験の結果

これら固形充填材は、プラスチックを絞り成形
又は引き抜き成形もしくは押し出し成形により製作される。他には、ガラス繊維強化エポキシ ビニル・エステル樹脂またはポリエチレンが挙げられる。

表 6.11 可撓性等の試験結果

図 6.31 ファツアー・アーゲー社提案のワイヤロープ

この鋼ケーブルは特に支持ケーブルとして、又は引張ケーブルとして例えば空中ケーブル、ケー
ブルカーなどで使用するのに適しているとされている。
以上の点から、提案技術が動索の疲労性改善に（5）1998 年にアメリカでブライドン社から図 6.32 の有効な技術であることが明らかになった。

ようなロープの特許が出されている。

明石海峡大橋の橋脚の主塔基礎となる鋼ケーソ（US6,360,522 B1）ン（直径 80m ×高さ 65m）を、ケーソン最上面

弾性体や塑性体の充填物が各ストランド間に挟に設置した 8 基のリニアウインチでロープを巻

ま れ、 ス ト ラ ン ド を 固 定 し、 且 つ ロ ー プ の 外取りながら海底の所定位置に沈設させる作業が周円まできている。 充填材は、引抜き加工を

1989 年（平成元年）3 月に行われたが、このローしたもので、引張強度が 100Mpa、望ましくは

プに樹脂複合ロープ 120mm が使用された。（図200Mpa、さらには 400Mpa 以上が望ましいとし

6.30）

ている。
このロープは、Conveying Systems 用となっていて、前述のファツアー・アーゲー社提案のロー

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

55

プと同じくケーブルカーやロープウェイ用と考入りタイヤで走る有軌道車輌の設計に関する研究を企えられる。しかし、側ストランドが 5 本である

画したのが発端で、荷重の関係から綿やレーヨンなどのはめずらしい。

の繊維コードでは強度の点で問題にならず、高い強度をもつ「メタリック鉄道用タイヤ」という考えが生まれた。しかし、細い素線（直径 0.2mm）やゴムとの接着技術など開発途上には多くの難関が多く、ミシェラ
ン社が製造を開始したのは 1936 年で翌年の 1937 年に初めて長距離輸送用に使用された。1940 年には 1,000
本のタイヤがアメリカの車輌に装備された。また、1946 年にフランスにおいて特許も取得している。

図 6.32 ブライドン提案のロープトラック、バス用ラジアルタイヤは、その生い立ちからも当然いえるように、ヨーロッパの普及率は群を（6）樹脂複合ロープの発展
ワイヤロープの弱点である素線の腐食や圧擦にぬいており、フランスはその筆頭で、1968 年には早よる疲労断線を防止する手段として、樹脂が広くも 90％という普及率を示し、1969 年には 92％に達く活用されるようになった。素線の不必要な動したようである。これに次いでフランスと並ぶラジアきを防止し素線摩耗を低減するために素線間のルタイヤ開発国のイタリアとイギリスでは、1969 年

隙間に樹脂を食い込ませる技術や、シーブとワに 20 〜 30％の普及率、一説によるとイギリスは補修

イヤロープの接触圧の一部を樹脂が受け持つ構用の 35％がラジアルタイヤといわれている。自動車

造のワイヤロープなどの開発が進められ、振動の本場アメリカでは、数％の普及率に留まっていたがの少ない静寂なエレベータやクレーンを可能に

フランス、ミシェラン社のアメリカ大陸上陸に伴い、している。

急速にスチールコード・タイヤが伸びることになる。

また、吊り橋に使用するケーブルなどはケーブ

我が国では、1962 年（昭和 37 年）にスチールコー

ル表面を樹脂で被覆することで大きな防食効果

ド・タイヤが製造されたが、その普及状況は、ヨーロッを発揮している。

パの先進国よりはるかに低い状況で、1964 年頃から

6.8

各タイヤメーカが開発に乗り出し販売は 1967 年から

スチールタイヤコード（スチールコード）17）

で、歴史が浅い関係もあって 1969 年にはその普及率
は 0.6 〜 0.7％程度であった。1970 年にスチールコード・（1）経緯

ラジアルタイヤが製造されているが、1970 年末にやっタイヤは、丸太又はそれを輪切りにして使った車輪と 1.1 〜 1.5％に達した程度であった。その後の自動から始まり、さらに荷車や馬車の車輪として使われ車産業の発展に伴い、現在ではその殆どがスチールていった。19 世紀の中頃空気入りタイヤが開発され、

コード・タイヤとなっている。

自動車の普及とともに質・量両面にわたり著しい進歩を遂げてきた。タイヤは柔らかいゴムを補強材で補強した複合材で、補強材は綿→レーヨン→ナイロン→ポス チ ー ル コ ー ド の 材 料 は カ ー ボ ン 量 0.6 〜 0.8 ％リエステルと変転し 1940 年代後半になると、ワイヤ程度の高炭素鋼であり、普通 5.5mm 径の線材からロープの例から見て、素線を細くすればかなり屈曲性0.38mm 〜 0.15mm 径に伸線したものを数本撚り合せの良いコードが出来ることからスチールコードが注目てコードにするが、スチールコード・メーカの製造工を集めるようになった。スチールコードを使用したラ程は大まかに図 6.33 のようになる。①製鉄会社から

ジアルタイヤの特色は、①燃費の減少

良質の鋼線材を入手する。②線材の汚れを除去する。

②良好な耐摩⑤良好な③線材をダイス穴に通して線を引き（複数回）細くすなどで、他の繊維補強材に比べる。（1 次伸線という）④伸線で硬くなった線を熱処

高強度、高弾性係数、高剛性、高硬度、高熱伝導度、

理して、再び線を引きやすくする。⑤ 1 次伸線よりさ

高耐熱性に起因するものである。

らに細いダイス穴に通して線引き（複数回）し、細く

耗性③高い操縦安定性

高速高荷重の耐久性

56（2）スチールコードの製造④パンクの減少

スチールコードのラジアルタイヤというアイディアする。（2 次伸線という）⑥線の表面をブラスめっきが最初に考え出されたのは、1929 年フランスのタイヤする。⑦ 2 次伸線よりさらに細いダイス穴に通して線メーカであるミシェラン社が鉄道会社と協定し、空気引き（複数回）し、所望の線径まで細くする。⑧ワイワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March図 6.33 スチールコードの製造工程

ヤロープをつくるのと同じ原理で、複数の線を撚り合せてスチールコードをつくる。⑨錆びないように梱包してタイヤメーカに出荷する。
スチールコードの構成（構造）は技術の進化に伴って変わり、またタイヤの種類によっても異なる。素線

トラックタイヤのカーカス用を細くし、多数の素線を撚り合せた方が耐屈曲疲労性に良いわけで、昭和 50 年前後には芯として 0.15mm
を 3 本撚り合せ、その周囲にやはり 0.15mm を 7 本撚
り合せたものを 5 本撚り合せた構成 {（1 × 3）＋（5× 7）} のコードが、トラック用カーカスコードとし

トラック用ベルトコード

乗用車用ベルトコード

図 6.35 スチールコードの構成（例）て用いられていた。

6.9 高張力鋼線の開発（1）スチールコードの強度推移 18）
図 6.36 にスチールコード用ワイヤの強度の推移を示す。スチールコードで補強されたタイヤは 1960 年
図 6.34 スチールラジアルタイヤとスチールコードの断面

代に入って普及し始めた。そして、その優れた性能が理解されると共に、走行性、耐久性の向上と軽量化のためにワイヤ高強度化の要請が強くなった。止むこと

その後、昭和 60 年代になると太い素線と細い素線のない高強度化要請とそれに応える開発の結果、図にを組み合わせ、素線数も少ないものが使用されるよう示すように 1970 年代の 2800MPa から 10 年きざみでになった。これは、撚り合せする素線本数が多ければ400MPa ずつ強度を上げ、2000 年には 4000MPa と実多いだけ加工費用が嵩む道理で、耐疲労性や接着性がに 40％以上もの強度増加を実現した。現在ではスチー

許す限り素線を太くするなどの努力がなされたこと

ルラジアル・タイヤは全世界で乗用車、トラック・バによる。コード径が 1.60mm で径が 0.22mm の素線がスの 95％以上にまで装着されるようになってきた。

27 本使用され、さらに 0.15mm の素線がその外周を巻回している（3 ＋ 9 ＋ 15 ＋ Wr）。このコードはトラッ
クタイヤのカーカスに使用されている。ベルト用コードではさらに簡単な構成で、全部で 9 本（3 ＋ 6）の素線で、コード径は 1.13mm であり、多くはトラック
タイヤ、バスタイヤのベルト部に使われている。乗用
車用ラジアルタイヤのベルトではトラック用ほどの強度がいらないので、もっと細い素線を 4 本〜 5 本撚り
合せたコード径が 0.22mm や 0.28mm のコードを使うケースが多い。
図 6.36 スチールコードワイヤの強度推移 18）
ワイヤロープ技術発展の系統化調査

57

（2）吊橋用ケーブルの強度推移 18）1550MPa のものが使用された。ケーブルワイヤの高図 6.37 に吊橋用ケーブルワイヤの強度推移を示す。

強度化の検討が始まったのは、明石海峡大橋の構想が本格的な鉄ワイヤを用いた吊り橋は 1855 年に架けら具体化した 1970 年代で、明石海峡大橋の中央径間はれたナイアガラ鉄道橋に始まり、中央径間は 244m

2000m となる超長大橋となるため、1550MPa 級ワイの錬鉄ワイヤが使用された。そのときのワイヤ強度

ヤで大丈夫か危ぶまれた。そのため、10 年以上に及は 700MPa であった。ナイアガラ橋が完成したそのぶ研究の結果 1800MPa 級の強度をもつワイヤが開発

年に酸性転炉製鋼法が発明されスチールが誕生した。

された。このワイヤは我が国が吊り橋の技術において12 年後の 1867 年に工事が始まったブルックリン橋に初めて世界に発信した技術となった。

この「炭素を 0.7％程度含むスチールパーライト組織のワイヤ」がケーブルに採用された。このワイヤは（2）高強度を実現した技術（素線の冷却）

1100MPa で錬鉄ワイヤの 1.6 倍の強度をもっていた。

高強度の鋼線が製作可能となったのは、主に 7.1 項1903 年に架けられたウィリアムズバーク橋に、1854に記す線材の技術開発と伸線時の素線冷却技術向上の年に発明されたパテンティング処理を適用したワイ

寄与が大きい。伸線時は、加工熱や摩擦熱で熱を発生ヤが使用されワイヤ強度は 1400MPa まで上がった。

する。素線は線材の成分にもよるが一般に 180℃以上

1931 年に完成したジョージワシントン橋では中央径になると、硬く脆くなる性質が有り、時間とともに顕間は 1000m を超え、ワイヤ強度は 1550MPa に達した。

著になってくる。これを歪時効と呼び、撚り線中に断その後中央径間の長さは徐々に伸び、1981 年完成の線が多発したり、延性がなくなりロープとしての性能

イギリスのハンバー橋で 1410m に達したが中央径間を確保出来なくなる。延性を評価する試験として、片が長くなってもこの範囲ではワイヤ強度を上げること方からねじりを加えていき、破断する試験（捻回試験）なく吊り橋の架設が可能であったため新たなワイヤのがある。延性がなくなると当然ねじり回数が減ったり、開発が要請されることは無かった。

異常破断を呈する。このように、伸線時の素線温度上昇をいかに抑えるかが、素線の品質に大きく影響する
ことがわかり、温度上昇対策として種々のことが実施されている。1950 年（昭和 25 年）代にはダイスの水
冷、1974 年には神戸製鋼所より特許出願された素線を直接水冷する方法（直冷伸線法 19） 図 6.38 参照）、
及び伸線時の巻き付けブロックの冷却を強化したスト
レートライン伸線機（ナローギャップブロック、設備
技術の項参照）等設備面からの改善も盛んに行なわれた。又、設備面の対応だけでなく、温度上昇を抑える
運用面での対応も進んでいる。1970 年代に神戸製鋼

図 6.37 吊橋用ケーブルワイヤの強度推移 18）

所により最終加工に近いダイスの加工量を少なくし、各ダイスの温度上昇を均一化するような「等温パスス

我が国では、大型の吊り橋が架けられるようにな

ケジュール」設計 20）が考案され（表 6.12 及び図 6.39）、

るのは 1960 年代に入ってからで、短期間に大型の

更に近年は PC の表計算ソフトにより温度上昇をシ

吊 り 橋 が 次 々に架けられた。ワイヤは海外 と 同 じ

ミュレート出来るようになっている。

図 6.38 直冷伸線装置概略図 19）及び伸線時の線温の比較 19）

58

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March表 6.12 等温パススケジュール実験のパススケジュール 20）

図 6.39 ダイス出口の線材温度の実測値及び計算値 20）

図 6.38 は、通常の方法と直冷伸線で、原料の線径

8） 東京製綱：「産業とロープ」創立 80 周年特集号

5.5mm から 8 回の伸線で 1.8mm の線径に加工した場
合の各ダイスの入口と出口の温度を示している。通常の方法だと最高 260℃位まで上昇するのに対し、直冷伸線の場合は最高 150℃位になっており、その効果が顕著に表れている。

1967 年

9） 「ワイヤロープハンドブック」日刊工業新聞社
1995 年

温度が等しくなるように設計されたもので、実測値195 〜 210℃の範囲でほぼ等しくなっている。B は前半に大きい減面率を与えたもので、No.2,3,4 ダイス
で 220℃〜 225℃に上昇している。C は各ダイスの減面率をほぼ等しくし、D は後半を大きい減面率にしp835

10）「ワイヤロープハンドブック」日刊工業新聞社
1995 年

ま た、 表 6.12 と 図 6.39 で、A は 各 ダ イ ス 出 口 の

p33

p843

11）「ロープ便覧」ワイヤロープ便覧編集委員会
亜書房

昭和 42 年白p771

12）「ワイヤロープハンドブック」日刊工業新聞社
1995 年

p848 〜 86413） カタログ 「ALUMINIZED」 鋼国鋼線索1983 年たもので、いずれも No.1 ダイスから No.5 ダイスに

14） 東京製綱：「産業とロープ No.12」1964 年 p6進むにしたがって順次高温になり、最終ダイスでは

15） 東京製綱：「東京製綱 100 年史」 1989 年

250℃ ,270℃になっている。No.1 ダイスから後のダイ

16）「神鋼鋼線の歴史をふりかえる 50 年史」神鋼鋼

スは、順次減面率を小さくする A のような伸線加工をすることが好ましいことを示している。

p450

線工業
17） 服部六郎：「タイヤの話」 大成社

昭和 61 年

P111
【引用，参考文献】

18） 高橋稔彦：「高張力鋼線開発の歴史に学ぶ」金1） 東京製綱：「東京製綱 100 年史」1989 年

p424

属

2） 東京製綱：「東京製綱 100 年史」1989 年

p427

P68

3） 東京製綱：「産業とロープ」創立 80 周年特集号
1967 年

p31

Vol.75（2005）No.11

19） 神 戸 製 鋼 所 条 鋼 開 発 部「A New Cooling
System for High Speed Wire Drawing」神戸製

4） パンフレット：「若戸大橋」北九州市道路公社
2011 年 4 月発行

鋼所

1975.10

Wire Convention 発表論文

20） 中村・川上・松下・野口：「 高炭素鋼線の等温パ

5） 東京製綱：「産業とロープ No.8」 1962 年
6） 東京製綱：「東京製綱 100 年史」 1989 年

アグネ技術センター

ススケジュールによる伸線」 塑性と加工
p431

7） 東京製綱：「産業とロープ No.15」1965 年 p25

塑性加工学会

コロナ社

日本

vol.19 no.211 1978-8

P703

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

59

7 線材と設備の発展
ワイヤロープの基本技術は、材料である線材の発展、
線を熱処理し細く長く作る（製線）技術、この線を撚

ウェーデン材は特に海軍用のロープにもっぱら使用された。当時の輸入線材量を表 7.1 に示す。

り合わせる（撚り線）技術とに大きく分類され、各々国内では、高まる需要に対応して、1931 年（昭和の製造技術と機械技術の進歩とともに発展している。

6 年）に神戸製鋼所が 85kg/ 束の 0.6％ C 材（5.5mm）

ここでは線材と設備の発展について記述する。

で捻回値 13 回という外国水準に並ぶ線材を製造した。
初期品は東京製綱で試用したが満足できるものではな

7.1 線材の技術発展（開発）についてかったが、1 ヶ月にわたる試行で問題点を解決し、東ワイヤロープは殆どが鋼で構成されており、ワイヤなった。1937 年（昭和 12 年）に始まった日中戦争がロープの品質は、この鋼の材料である線材の品質に掛拡大すると、スウェーデンからの輸入が止まり、神戸

かっているといっても過言ではない。ワイヤロープ

製鋼所は海軍から線材・ピアノ線の開発を指示され、の素線は、一般的には硬鋼線材 0.4%C 〜 0.8%C の線

昭和 16 年頃国産化に成功し、0.8 〜 0.9％ C の高炭素

材径 5.5mm 〜 12mm 程度から伸線加工し、最終的に線材も同社のものが使用されるようになった。また住0.2mm 〜 3mm 程度に引き揃えて作られる。

友電工でも小束ではあるがバネ用線材を作っていた。

京製綱、東洋製綱などの需要家に供給されるように

ワイヤロープが国内にて初めて製造された 1897 年

戦後は、ケーブルカー用など一部が米国線材で、その（明治 30 年）当時は、使用される線材はすべて輸入材

他は神戸製鋼所線材が使用されるようになったが、満であり、主な輸入先は米国、スウェーデン、英国であっ州産の低リン、低銅銑が入らなくなり、昭和 23 年頃た。国内では 1907 年（明治 40 年）に八幡製鉄所（現には一時品質が著しく低下した。しかし、昭和 25 年新日鐵）で線材工場を立ち上げ、1916 年（大正 5 年）にはスウェーデンからの輸入が復活したので、0.65 〜に東京製綱が自給のため線材製造を始めた（大正 7 年

0.80％ C の製造が可能となった。その後、製鉄各社はに浅野に譲渡、現住金小倉）が、0.2％ C 以下の軟鋼世界の新鋭線材圧延設備を取り入れ、線材生産を質・線材が主流であった。大正時代に入って線材の年間量ともに向上させ、円滑な国内供給、高級線材の品質

需要は 10 万 ton であったが、2 社の生産量が 5 万 ton向上に貢献した。

であり、依然として輸入線材が大量に使用された。こ線材の技術発展は、高強度鋼線（ワイヤ）は製造工の頃から輸入線材は、ロープ用には米国製 0.6%C、細程での断線や品質試験での不良・断線等が多く、これ線用に英国製 0.6％ C、高級ロープ用にスウェーデン

らを解決するために真空溶解炉（真空中で溶解と鋳造

製 0.65 〜 0.8％ C というように用途に応じて使い分けを行い、ガスによる溶鋼の汚染を防ぐと同時に脱ガスるようになった。

によって鋼質の改善を図る炉）の採用や、不可避的に昭和に入ると入手が容易であった米国材の使用量が残存する非金属介在物を微細化する技術、連続鍛造鋼

増えるとともに英国製は少なくなっていった。またス

塊の中心偏析を軽減する技術及びワイヤの強度と延性

表 7.1 昭和初期の輸入特殊線材量 1）

60

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

を両立させる金属学的な手法の開発が大きいと言える②中心偏析を軽減する技術 2）が、スチールワイヤの基礎となるパーライト鋼に関す

パーライト鋼の強度を増加させる最も有効な手法とる金属学的知見が 1940 年代までに解明されていたこ

して C 量の増加がある。しかし、図 7.2 は連続鋳造片とが大いに貢献している。代表的な知見として、パーの Mn の偏析状況を示すが、最終凝固位置の連続鋳造

ライト鋼の強度はセメンタイトラメラ間隔に支配され片中心部に Mn や P が偏析し、この領域の加工性がること、ラメラ間隔はパーライト変態温度によって決低下して伸線時や撚り線時の断線の原因となり、C 量

まること、それが合金元素の添加によって変化するこが増えるほどこの影響は顕著に現れる。このために開となどである。

発されたのが連続鋳造鋼塊の中心偏析を軽減する技術である。この偏析を軽減する技術として注湯時に溶鋼①金属介在物を微細化する技術

2）を電磁撹拌する技術や凝固中の鋳片に圧下を加える技

スチールコードが今日の発展を遂げることができた術（ロールの入口と出口における圧延材の厚みの差、最大の要因は、0.1mm 〜 0.2mm という極細のスチー

つまり圧下を生じるような圧延加工を行うことを、現ルワイヤを安定して製造する技術が 1970 年（昭和 45

場用語として「圧下をかける」という）が、新日本製鐡、

年）代に完成したことにある。その技術とは、極細線

神戸製鋼などにより 1975 年頃から 1980 年代にかけ開の伸線あるいは撚り線加工中の断線やタイヤコードの発され、0.8％ C 鋼の使用が可能になり 3200MPa ワイ

疲労破壊の原因となる酸化物系の介在物を微細化する

ヤが実現した。

技術である。図 7.1 にスチールワイヤをコードに撚る
工程での断線頻度に及ぼす介在物のサイズの影響を示
すが、断線を防ぐためには介在物を 10 μ m 以下に小さくする必要があることが示されている。そこで介在物を 10 μ m 以下にする技術として開発されたのが、介在物を軟質化して熱間線材圧延の工程で延伸させ、さらに伸線工程で粉砕・分断して結果として 10 μ m以下にする技術である。そのために介在物の組成を制御して融点を下げる技術が新日本製鐡、神戸製鋼など
により 1976 年頃に開発された。この技術は酸化物系

図 7.2 ワイヤの中心部に現れる Mn 偏析 2）③強度と延性を両立させる金属学的な手法の介在物を低融点組成にするために意識的に酸素を1990 年頃には、スチールコード用ワイヤの強度は

数 10ppm 含有するように精錬される。したがって介

3600MPa、吊り橋用ワイヤの強度は 1800MPa の技術

在物の総量は多くなるが、介在物の融点を下げることが完成した。これは、鋼線の強度と延性を両立させるによって介在物は熱間圧延により長手方向に延伸され金属組織学的な手法で、新日本製鐡、神戸製鋼により微細化される。この技術はスチールコード用ワイヤ製開発された。鋼線の強度向上は、パテンティング後の造技術の最も重要な技術である。この技術の完成には線材の強度増加、冷間伸線加工による強度増加、吊り電子計算機の発達とともに開発が進められた計算科学

橋用鋼線では亜鉛めっきによる強度低下抑制の要因が（コンピュータ・シュミレーション）が導入され、酸ある。強度と延性を両立させるためには、伸線加工量

化物系介在物の状態図の決定、精錬、凝固プロセス条の増加による強度増加を避けるべきとの鋼線強度設計

件等の確立に大きな力を発揮した。

指針が確立された。これは、伸線加工量の増加によって鋼線の繊維集合組織が発達し異方性が増すことが延性の劣化をもたらすためである。また、亜鉛めっきによる強度低下を抑制するためにパテンティング材の強度を固溶体硬化作用によって増加させ、亜鉛めっき工
程での強度低下の抑制にも有効な Si の添加量を増加している。その他、最終パテンティング処理後に行われるブラスめっきの最適化や伸線加工技術ではダイス形状、各段伸線減面率の最適設計等の技術が開発された。

図 7.1 介在物と断線 2）
ワイヤロープ技術発展の系統化調査

61

表 7.2 ケーブルワイヤおよびスチールコードワイヤの組成の推移 3）

図 7.3 にパテンティング処理後の強度に及ぼす C、1998 年 の 明 石 海 峡 大 橋 の ケ ー ブ ル は、 亜 鉛 め っ

Cr 量の影響を示す。C 量の増加によってパテンティ

き工程での強度低下の抑制に有効な Si を従来のピング材強度が増加し、更に Cr 添加鋼では同一の C 量

ア ノ 線 の 0.25% か ら 0.9% ま で 増 加 さ せ て 1800Mpa

であっても強度が一層増加する。

を、更に 0.88%C、Si 1.2% として Cr を 0.2% 添加し、

図 7.4 は伸線加工硬化率に及ぼす C、Cr 量の影響を2000Mpa を達成した（表 7.2）。表 7.3 にスチールコー

示したものであるが、C、Cr 量の増加とともに加工

ドワイヤと吊橋ケーブルワイヤの高強度化の推移とそ硬化率が増加している。図 7.5 は溶融めっき時（450℃）のキーとなった技術を示す。スチールワイヤの進歩をの強度低下に及ぼすめっき前の鋼線強度と Si、Cr の支えたのは、介在物制御技術に代表される独創性に富影響を示す。同一の鋼種では、伸線減面率を増加させんだ日本発の技術であった。

て高強度化するほど強度低下が増加し、又、合金元素

また製造面では、線材を製造する段階でパテンティの影響が顕著で、高 Si 鋼線では強度低下量が減少し、ング処理を施し、次工程での省力化に結びつけ、線材

3）の付加価値を高めることも行われた。線材は熱間圧延

Si-Cr 鋼では更に強度低下を防ぐことが可能である。

でビレットから圧延し製造されるが、その冷却の過程
で、温度調整された衝風（空気）を吹きつけて冷却速度をコントロールし、パテンティンク処理と同等のソルバイト組織を得るステルモア法が開発されている。
冷却媒体として空気以外に溶融塩やミストを使用する場合もある。

図 7.3 パテンティング材強度に及ぼす C、Cr 量の影響 3）

図 7.6 線材への直接熱処理例（Stelmor 法）4）

さらに、線材の一束質量は、ワイヤロープ素線製造
における生産性向上に大きく影響するため、年々大束図 7.4 加工硬化率に及ぼす C、Cr 量の影響 3）化になっている。1929 年頃には 40㎏ / 束 だったもの
が、1933 年 に は 80 ㎏ / 束、1956 年 に は 180 ㎏ / 束、
1959 年（昭和 34 年）には 370㎏ / 束と増加を続け、現在はほぼ 2000㎏ / 束となっている。
我が国の線材は、線材の取り扱いにおいても、製造時、輸送時の傷や錆の管理が充分なされており、客先満足度が高い。スチールコード用線材の製造はわが国が後発なので、非金属介在物を微細化する技術の開発
当時は海外のほうが技術は進んでいた（当時、世界の図 7.5 溶融亜鉛めっき時の強度低下に及ぼす
伸線材強度と合金元素の影響 3）

62

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

製鉄メーカーをリードしていたのは、US スチール、
ベスレヘムなどの米国材であったが、ドイツのテイッ表 7.3 スチールワイヤの高強度化とキー技術など 2）

セン材の評価は高かったようである。
）と考えられる

人である。図 7.7 は初期のギャレット工場の平面図でが、中心偏析を軽減する技術が開発される 1985 年頃ある。4 インチ（約 10.2cm）角の分塊材を加熱炉（H）

からは、線材全般の視点からして、ステルモアなどので加熱した後、一連の分塊ロール（h）に送り込み（hインライン調整冷却、2t 大単重コイルなどが標準装は機関 g で駆動）、h から出た約 1.5 インチ（約 3.8cm）

備化し、欧米への高級高炭素鋼線材の輸出が本格化し、角のビレットは加熱炉（A）で再加熱後、n から n5 ま

海外メーカーへの技術指導も行われるようになり、我での圧延機群を通過させる。n5 を出た棒は管（b）をが国の線材の技術は世界のトップクラスになった。

へて圧延機（m）に入り S2 から s7 にいたる一連の圧延機群を通る。

7.2 設備の発展
7.2.1

伸線機

（1）圧延法の初期

これら各ロールの間には溝か管があり、圧延材（線）はロールから次のロールに送り込まれ、以前のように工員がいちいち線の端をつかまえて次のロールの溝に5）かませる必要がなくなった。

鍛造品の棒を溝ロールで圧延する方法は 1830 年までにほぼ確立し、直径 5/16 〜 9/32 インチ（約 7.9 〜
7.1mm）のロッドを 1 巻き 10 〜 20 ポンド（4.5 〜 9.1kg）のコイルに仕上げていた。その頃まで大量の長い線材を必要とはしなかったが電信の出現によって事態は急変し、この急迫した要望に「ベルギー縦列」と呼ばれる一連の溝ロールを用いる方法が採用された。
これは、
溝ロールの入口のすきまはロールごとに次々に狭くなり、断面の形は正方形⇒菱形⇒長方形⇒円形と変化したものであった。1862 年ジョージ・ベトソンは連続圧延法を発明して特許を得、マンチェスターのジョン
ソン兄弟会社の工場にその設備をした。16 基のロールを縦列に配置したが、1 基おきにロールの軸を水平

図 7.7 初期のギャレット線材圧延工場配置と垂直にし、ベルギー式のようにロッドが圧延機を通新興の電信事業（長い線要望）には、直径 1/6 イン

過していく間に定期的にそれを裏返す手間を省くこと

チ（約 4.2mm）の鉄線が用いられ、1850 年にはじめが出来た。また各ロールの回転速度は、固定歯車が順てドーヴァーとカレーの間に施設された海底電線と、次その前のものより速くなるよう調整され、圧延によ1858 年の最初の大西洋横断海底電線はともに鉄線でりロッドが延びても撓みを起こさないようになっていあり、銅線が用いられるのはその少し後である。（ギャた。その後、はるかに生産量が大きく、融通性のある

レット工場で製作）

圧延工場が、ウィリアム・ギャレットの設計によって実現した。彼はチャールズ・モーガンの協力を得てアメリカ合衆国に 1882 年以降数多くの工場を建設した

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

63

（2）引抜きによる方法 5）

slip type）とに分けられ、前者はワイヤの貯線は最終滑車を用い、ロッドを引抜いて線にする方法は昔かブロックだけで、途中のブロックはワイヤに引抜き力ら行われており、この滑車すなわち巻き胴は垂直の軸を伝えるのに必要な回数だけ巻き付け、ブロックの周上を回転し、その上に線を巻き取ってコイルにするも速度はその表面に巻き付けてある線の速度よりも若干ので、同時にダイスを通って引抜くのに必要な張力を速くしてすべりながら引抜き力を伝える構造になって線に与える働きもする。19 世紀のはじめには動力でいる。ノンスリップ形には貯線形とストレートライ

回転させる巻き胴がすでに広く普及していた。径の太ン形（straight-line type）とがあり、各ブロック毎にい線の引抜きには鋼のダイスを用いたが、細線にはダ

速度を調節する必要がある。なお、線材はダイス孔をイヤモンド、その他の宝石が早くから採用されていた。

貫通して引抜かれるので、鋼の場合ダイス孔の壁面で多数の巻き胴をもつ引抜き機が出現したのは 1875 年

100kgf/mm2 を超える高圧になる。そこで、適当な潤頃であるが、
広く一般に使用されるようになったのは、滑材を線の表面に付着させるが、その潤滑材に液体（石1885 年ブライン（S.H.Bryne）が特許（図 7.8）を提けん水など）を使用するものを湿式、固体（石灰・燐出した以後である。線は巻き胴（b）にかかって各ダ酸塩等の被膜処理、石けん粉など）を使用するものをイスを通り、最後に巻き胴（d）に巻き取られる。は乾式という。

じめ不均一な摩耗を防ぐため、ダイスは全部歯車で回ノンスリップ形の貯線形伸線機が主流であったが、転するようになっていたが、後にこの装置が不要なこ制御システムの進歩により貯線量の監視が不要で、貯とが判った。巻き胴の回転速度は線の延びに対応して線量が一定であるストレートライン伸線機が 1960 年

綿密に調節されるが、1890 年には早くも最後のダイ

代に開発され、更に、ナローギャップのブロックをスの引抜き速度は毎分 1000 フィート（約 305m）に使用し冷却能力が優れたストレートライン伸線機が達していた。

1970 年代に開発され、現在主流となっている。ブロッ
クの素材も鋳鉄に溶射していたが、熱伝導率の良い合金鋼を使用し表面は焼入れ処理したものに近年はなっている。

図 7.8 初期の連続線引き機（伸線機）

我が国は戦後復興のなかで、復興資材である線材の高品質化と加工技術に対する要望が強くなった。それまでは、1 台の伸線機に 1 ダイス 1 ブロックの単釜伸図 7.9 貯線形伸線機線機であったが、1951 年（昭和 26 年）神戸製鋼所は国産初の軟鋼線材用乾式連続伸線機を試作し、1952
年（昭和 27 年）、米国エトナ社と提携して試作した伸線機が我が国初の高炭素鋼線用乾式連続伸線機とされている。6）
以後連続伸線機が急速に普及していき、それに関連した技術開発も盛んに行われた。
伸線機の種類は非常に多く、種々の見地からの分類方法があるが、普通使用される分類は、単独伸線機と連続伸線機とに分けられ、前者は縦型と横型とがあり、主として太物の伸線に使用される。連続伸線機は、スリップ形（slip type）とノンスリップ形（non-64

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

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図 7.10 ストレートライン伸線機

にパンツ 1 枚の姿で往復し雨天休日、雨降らねば一日八里を走ったと同じだという。』

図 7.11 乾式伸線機の基本構造
図 7.13 東京製綱深川分工場の製索場 7）

図 7.12 ナローギャップブロック（実開 S55-177911）

7.2.2

製綱機

図 7.14 張り打ち法 8）

近代撚り線機（製綱機）はイギリスでニューワル

より線機の呼び方として、ストランドを撚る場合の（Newall）が 1838 年に各 4 本の素線よりなる 4 本の

撚り線機をストランダー、そのストランドを撚り合せ

子縄用撚り線機を設計し、1840 年に改良した撚り線る場合をクローサーと一般的に呼んでいる。ストラ機の特許をイギリスで獲得した。

ンダー、クローサーとも図 7.15 に示すかご形（P 形）

我が国においては、
東京製綱が 1898 年（明治 31 年）と図 7.16 に示す筒形（T 形）に分けられる。P 形よにイギリスから設備を購入しワイヤロープの製造を開り線機はかご形をしていてボビンが遊星運動をする機始しているが、石垣進の 1997 年発行「泉南地域にお構であり、重量物であるボビン自体を廻すため回転速けるワイヤロープ工業の生成と展開 8）」によると次の度が T 形より遅いので生産性が悪く、当初は殆どがように記されている。
『関西製綱（現テザックワイヤ

P 形であったが現在では太物や特殊ワイヤロープの製ロープ）は、1918 年（大正 7 年）にワイヤロープの造に使用されるようになり多くが T 形に変わってい製造に着手しているが、ワイヤロープの製造技術の開る。T 形はボビンが直線状に配列されており、その回発に苦労している。
「途方に迷って苦心と苦闘を重ね

転は P 形の 5 〜 10 倍で、小型のストランダーでは 3,000た結果、宮本工場長が張り打ち（漁業用の繊維ロープ

回 /min、大型でも 250 回 /min のものが多く、非常の製作で編み出された方法）に成功し、それ以後は製に高能率である。ただ、高速のため保持枠の強度や振品がぐっとよくなったのでした。…（中略）…張り打動を防ぐための基礎強化を必要とする。T 形は、1953

ち法については、「簡単工場」といわれる手張り工場

年にドイツ クルップラインハウゼン社より受けローの例がある。この設備については、「これは恐らく工

ルタイプが、又同時期にドイツ クラフト社よりバー場という名に値しないかも知れぬ砂浜や畑の中の野天タイプが導入されたが、前者は受けロールの寿命が短の空地で電動機などの設備はむろんなく、甚だしい場

く、後者は受けロールタイプに比較し回転数が若干劣

合は電灯もない。そのような場所に棒くいを 二百米る等の問題があった。その後ベアリングタイプに移行

余の間隔に立て、購入した鋼線を張っておいて、歯車し、現状の T 型は殆どがベアリングタイプであるが、のついた 2 枚の鉄板の穴に鋼線の端を束にし、手で廻更に T 形のベアリング式はベアリングの口径で回転して撚ってゆくのである。夏であれば鋼線を張るため数が制限されるため、ベアリングの部分のみ小口径にワイヤロープ技術発展の系統化調査

65改良したスキップタイプ（図 7.17）が 1990 年代に開が可能である。ボビンは公転せず巻取りドラムが回転発された。これは素線又はストランドのガイドがカテする形式で、素線は機械後方に設置されたサプライボ

ナリ曲線状になっており、張力の均一性が高く回転体

ビンから供給される。この形式は回転を速くすることの慣性モーメントが小さいから、高速回転が通常の Tができ、素線本数の多い構成のストランドのより線

形よりも容易である。また、ベアリングの潤滑剤もグが容易である。但しねじりを与えて撚ることから、素リース潤滑から、高回転になるに従って、オイルミス

線の品質に生産性が左右されることやストランドのよト潤滑に変化してきている。

り戻りコントロールが難しい等の難点もある。タイヤ
コード用の DT 形より線機は、最終製品のコードを製造する撚り線機として開発されたため、回転数は 2,000
回 /min 程度の高速回転で 1 分間に 4,000 回の捩じりを付与し、クレードル内にはならしロール等の複雑な機構を備えている。

図 7.15 かご形（P 形）より線機

図 7.18 DT 形より線機【引用，参考文献】
1） 東京製綱：「東京製綱 100 年史」1989 年
9）（Steel wire handbook fig.7.13）
図 7.16 筒形（T 形）より線機

p2132） 高橋稔彦：「高張力鋼開発の歴史に学ぶ」 金属
アグネ技術センター

Vol.75（2005）No.11

P693） 樽井敏三他：「高炭素鋼線の組織制御と高強度化」
新日鉄技報

第 381 号

2004 年

4） 「ワイヤロープハンドブック」日刊工業新聞者
1995 年

p65

5） チャールズ・シンガー他：「技術の歴史 第 10 巻
鋼鉄の時代 下」 筑摩書房 1979 年

P510 〜 5126） 山根茂洋：「二次加工技術開発の歴史」 神戸製
鋼技報／ Vol.61 No.1（Apr.2011）P94
図 7.17 スキップ形より線機（濱名鐵工の機械）

7） 東京製綱「東京製綱 100 年史」1989 年

p74

8） 石垣進：「泉南地域におけるワイヤロープ工業のその後、1980 年代に主にワイヤロープのストランド用に改良開発し、現在ではその効率の良さでワイヤロープ以外にタイヤコード等でも大いに利用されている DT 形（バンチャーとも呼ばれる）がある。
これは図 7.18 に示すように、サプライを機械本体より外側に出すことで、理論上は無制限でサプライを大きく出来、先枠（よったストランドを巻くもの）の取替えだけで停止時間を極端に短縮でき、又通常は 1
回転で 1 ピッチ撚れるが、本機械は 1 回転で 2 ピッチ
よることが出来、2 倍の回転数と同じ効率を得ること

66

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

生成と展開」 大阪府立大學經濟研究 .1997,42（2）,p42 〜 43
9） 「STEEL WIRE HAND BOOK VOLUME 3」
THE WIRE ASSOCIATION INC. 発行
P195 fig.7.13

1972 年

8 まとめ開始した。その後、農商務省、海軍各鎮守府、日本郵

8.1 技術発展の概要

船会社などで品質が良好であることが確認され、輸出

紀元前 1400 年ごろから、物を縛ったり移動する

軍用・船舶用の網類及び石油さく井用綱の需要対応のために、植物繊維などで作った縄とか綱と称するももするようになり、明治 27 年には日・清戦争によるための設備を増設した。

のが存在していた。1750 年頃からサイザル麻ロープ

その後、東京製綱は船の係留索や炭鉱用ワイヤロー

が 使 用 さ れ る よ う に な り、1792 年 に は イ ギ リ ス のプは全て輸入されていたので、1897 年（明治 30 年）

Cartwright が麻ロープ製造機「コードレイヤー」のワイヤロープ事業への進出を決めた。線材は当初イ特許を取得し、最初の製綱機となった。1821 年にはドギリスから輸入していたがうまく出来ないので、ス

イツのゼノアの吊橋用に鉄線を束ねた束環索が使用さ

ウェーデン材に切替え、設備はイギリスから購入した。

れた。そして、1834 年にドイツの鉱山技師が工具を招聘したイギリス人技師を頼みにしたが、機械屋でワ使って 3.5mm の鉄線で 3 × 4 構成のワイヤロープをイヤロープの製造に関する経験を有していなかったの製作し、炭鉱の立坑に使用して好成績を収め近代ワイで、輸入したワイヤロープの見本を頼りに生産が軌道

ヤロープが誕生した。1840 年にイギリスでワイヤローにのるまで苦心惨憺したようであるが、1907 年にはプ用の製綱機が発明され、1854 年には同じイギリスの

東京勧業博覧会で最高名誉の金牌を獲得した。そして、ホースフォルが高炭素鋼の熱処理法に関する特許を取1908 年に、筑豊炭鉱地帯で消費される大量のワイヤ

得し、‘Newly Invented Patent Steel Music Wire’とロープを供給するために小倉工場を新設し、2 年後にいう名で市場にだした。この技術は非常に画期的な発は小倉工場で製作した 36mm のラングよりワイヤロー

明で、高炭素鋼特有の熱処理法で現代も残っているパ

プが三井万田坑に使用され、炭鉱用ワイヤロープが国

テンティングの起源となった。その後、1862 年には連産にとって替わるキッカケとなった。1914 年には深続圧延法、1876 年にはスコットによって早くもロック

川工場が英国ロイド協会の認定工場となり、技術レベ

ドコイルロープ、
1879 年にはラングよりワイヤロープ、

ルが世界に認められた。1911 年には横浜製綱（後に1885 年には連続伸線機が発明され、ワイヤロープの製

東京製綱と合併）が設立、1918 年には関西製綱（現造技術と設備の基礎がほぼ整った。

テザックワイヤロープ）がワイヤロープの製造を開始

我が国において、江戸幕府は長崎製鉄所の創設、軍し、東洋製綱（後に東京製綱と合併）も設立された。

艦教授所及び蕃所調書（東大の前身）の設置に続き、以後の技術開発については、表 8.1 に示すが主なも勘定奉行小栗上野介忠順の「四面環海の我が国としてのついて記述する。

は、どうしても海上に進出しなければならない。
」と1930 年（昭和 5 年）に開発され特許を取得した「不いう献策により、1864 年（元治元年）横須賀製鉄所

反発ワイヤロープの製造方法」は、その 3 年前から「ト創設を決め、製綱工場にはフランスから繊維ロープのルー・レイ」と呼ばれる反発しないワイヤロープの製製綱機械を購入し、製綱頭目を招いて艦船に必要な綱作につき研究し、発明者の 3 人の名前をとり「シノサ

索を 1866 年から製造した。これを機に、我が国の製イ式」と名づけられ、発明博覧会や帝国発明協会から綱業界も次第に機械化の機運が高まっていった。

表彰された。

民間の資本が次々に近代産業に投下され大小の企業

1935 年（昭和 10 年）頃製作された軍需用のガンワが新設されていた明治 19 年前後に、山田昌邦は近代

イヤは、戦艦大和の大砲の砲身補強に使用され、ワイ的な製綱事業を興そうと決意し、先輩の渡部、赤松とヤロープには含まれず鋼線の分野になるが、歴史的に相談し、財界に頭角を顕していた渋沢、益田、浅野の見て興味があり九州で製作されたものであるので調三巨頭の共鳴を受け、1887 年（明治 20 年）東京製綱査した。特別に開発された 0.80%C の線材を使用し、会社が創立された。議長は「我が国の海運は日に日に

1,860N/mm2（190kgf/mm2）の製品を製作している。

開け、船舶用具の需要は急速に増加している。外国か

ロックドコイルロープは、1892 年（明治 25 年）にらの輸入の一端を防ぎ、国家の公益になること間違いドイツから持ち帰った見本を頼りに、1920 年頃からなし。」と宣言した。イギリスやアメリカから機械は研究を始め、2 年後に異形線の試作に成功したが、関購入し、翌年から運転を挙行して繊維ロープの製造を東震災でダイスや工具も焼失してしまい、日立鉱山か

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

67

らの要望により 1935 年再び研究に着手し、1942 年（昭この若戸大橋の後、パラレルワイヤ形式の技術の進

和 17 年）に国産第 1 号が日立鉱山の複線式索道主索

歩により、近年はパラレルワイヤ形式の長大な吊橋がに輸入品に替わって使用された。

架設されるようになった。

6 × S（19）や 6 × W（19）の平行よりワイヤロー

線材においては新日本製鐡、神戸製鋼により、非金

プは、さく井用やエレベータ用には昭和 10 年前後か

属介在物を微細化する技術、中心偏析を軽減する技

ら使用されていたが、戦後の建設事業、電源開発事業

術および強度と延性を両立させる金属学的な手法が及び河川改良工事などの建設機械の大型化によって、1970 年代から 1990 年頃にかけて開発され、伸線加工

6 × Fi（25）などの製造技術が 1940 〜 1950 年に開発時の設備や加工技術の改善もなされ、スチールコード

され、交差よりワイヤロープに比べ耐疲労性等の優れ用では線径 0.20mm で 4,000Mpa 級、吊橋用めっき鋼

た平行よりワイヤロープが非常に多く使用されるよう線では線径 5.0mm で 1,800Mpa 級の高強度鋼線の製になった。

作が可能となっている。

銅線や鉄線用には既に存在していたが、硬鋼線用を目的に東大に委託し 1949 年（昭和 24 年）に開発され以上のようなワイヤロープの技術開発につき、その系統図を図 8.1 に示す。

た焼結合金ダイスは、それまでの長い間叩きダイスという非能率的な手段によって線引き作業を行っていた生産現場に大きな変化をもたらし、生産性及び品質の向上に大きく貢献し、ワイヤロープ業界の一大技術革新であったと言える。

今回の調査をした結果、先ず多くの技術がその開発時には既に海外では開発されていたものであったこと「ワイヤロープの設計は技術者のカンに頼っているが分かった。我が国のどの産業においても同じである

ので、ワイヤロープを立体的に解析出来ないか？」とが戦前は西岡が 1953 年に「鋼索の製造」に記していいう要請を受け、小野はベクトル関数を用い、1951

るように、当時鋼索の製造に関する文献は少なかった

年（昭和 26 年）に‘Wire Rope の解析’を社内で発ので、海外の技術を真似ると言っても簡単ではなく、表した。これは一般のワイヤロープの設計ばかりでな

輸入品を見て試行錯誤しての技術開発で、経営者及びく、当時電源開発が始まりロックドコイルロープの需従業員が強い開発意欲をもち、長い時間と膨大なエネ要が急増していた頃なので、その異形線（Z 線，T 線）

ルギーを投入したと思われる。

の設計にも大いに役立った。この研究により、ワイヤケーブルカーの架設によるフラット形ストランド

ロープの品質、生産性が大きく向上した。その後ワイ

ロープ、炭鉱の立抗巻上用の非自転性平ストランド

ヤロープ研究会でもこの解析を発表している。
（1959

ロープ、索道用のロックドコイルロープ、道路防護柵

年常磐炭鉱、1984 年名古屋）

用のガードケーブル、高揚程クレーン用の非自転性

1957 年（昭和 32 年）高速自動車国道法が制定され

ロープ、そして吊橋用のケーブルや自動車用のスチー

た後、日本道路公団とメーカーで道路防護柵（ガードルタイヤコード等々ワイヤロープは我が国の産業の発ケーブル）の共同研究が決まり、模型実験、野外低速展とともに、インフラ整備に必要不可欠なものとして衝突実験そして高速野外衝突実験が富士山麓で実施さその需要の高まりと相まって、技術的にも要求仕様のれた。この結果を基に委員会で検討され 1965 年「ガー高まりとともに発展してきた。大まかには戦前までは

ドフェンス設置要綱」が発行され、ワイヤロープの仕輸入品の国産化であり、戦後はワイヤロープの性能を様が決まった。

生かした用途の拡大と、使用される設備の大型化・高我が国で初めてワイヤロープを用いた吊橋は、1908

揚程化に結びついた技術が開発された。つまりワイヤ

年（明治 41 年）群馬県の桐淵橋であるが、1962 年（昭ロープの技術開発には、それを促す社会・産業の発展

和 37 年）に若戸大橋が完成し、当時東洋一の夢の吊があり、需要があったことである。ハードルの高いも橋と呼ばれた。メインケーブルは、直径 5.0mm の素のはその時代に権威のある大学教授に依頼したり、建線を 127 本より合わせた直径 61mm のスパイラルロー

設省や道路公団などと共同研究をしたりした。他の業

プ 55 本と、直径 5.0mm の素線を 61 本より合わせた種と同じであるが、国産化の過程や、その後の海外や

直径 36.6mm のスパイラルロープ 6 本の合計 61 本の国内の他メーカーとのお互いの競争によって技術開発

スパイラルロープを現地で平行に束ね、その上の外周が行われた。

を直径 4.0mm のワイヤでラッビングしてあり、その直径は 508mm である。

68

8.2 考察ワイヤロープ技術発展の系統化調査

そして、吊橋用（パラレルワイヤ）に線径 5.0mm
で 1,800Mpa 級のめっき線、スチールコード用に線径

Vol.5 2012.March0.20mm で 4,000Mpa 級のワイヤロープが製作出来る及びその需要家だけでなく、設備の設計者など多くのようになった。鉄鋼材料は強度と耐疲労性の両立は非人にとって貴重な資料となった。

常に難しいが、何れも単に強度だけでなく、
ワイヤロー

また、我が国のワイヤロープ産業の特色としては、

プとして必要な靭性や耐疲労性・耐久性などが充分確

大阪の泉南地域に多くの企業が集中していることが認され保証されているので、この分野に限れば世界のあげられる。明治 30 年代から大正時代には、関東地

トップ水準に達したと言える。
（2000 年頃）これは、

区 1 社、関西地区 2 社であったが、昭和に入ると関西

素線を作るメーカーとロープを撚るメーカーとが異な地区に次々とワイヤロープメーカーが設立され、それる大半の欧米のワイヤロープメーカーとは違って、我に伴い、ワイヤロープ及びその素線を製造する小規が国では素線からロープ撚り線まで一貫して生産する

模の企業も数多く誕生していった。1997 年石垣進発

メーカーが主体であり、尚且つ原料である線材を製造

行の「泉南地域におけるワイヤロープ工業の生成と展する製鉄メーカーと一体となって材質から検討する体開」に記されている、昭和 40 〜 50 年代のワイヤロー

制が整っており、原料である線材から素線作り、撚り

プ関係の工場分布状況を表 8.2 に示す。東京通産局管線等を一括して改善する土台が日本には存在するから内が 11 〜 12% であるのに対し、大阪通産局内の大阪である。

だけで 80 〜 81% を占めている。大阪の殆どは泉南地

製鉄メーカーは巨大な高炉をかかえる大量生産方式

域であり、泉南地域に集中した理由は、まず在来の繊で品質・コストを維持している一方で、需要家は、機維ロープの製造技術があったこと、線材メーカーが近械、土木、索道、運輸など様々な分野で多様なロープくにあったこと、そして線材と製品の海上輸送が可能を使用することから、ロープメーカーはそのつなぎとであったことなどがあげられるし、また、関東大震災いう立場にあるため、需要家におけるロープの使用性により関東地区の各工場が焼失したことから、関西の能に関する情報をいち早く入手して開発・改善に生かメーカーにワイヤロープの注文が殺到したために関東

すのみならず、製鉄メーカーとの交流によって品質のの有力な技術屋（職人）が西下し、関西地区の企業に最適化が行われた。

就職しその企業の技術力を高めたとも言われている。

ワイヤロープの寿命（廃棄までの使用期間）は、
そのロープの品質のみならず、使用される設備・環境・

表 8.2 ワイヤロープ及び線工場の地域別分布状況 1）

条件、設備を動かす人の技能、保守管理の仕方等々
数多くの要因によるので、単に JIS やメーカーのカ
タログに合わせるだけでなく、需要家の用途、設備、
使用条件・環境等々により 1 つ 1 つ細かく管理して製作することが肝要である。こうした需要家ごとの作り分けは我が国のお家芸で、長い実績に立脚しているため品質に対する高い信頼性を保証している。

現在のワイヤロープ業界の状況は、我が国の経済成

さらに、需要家に対しては、ロープの性能保証にと長の停滞とともに、その進歩も足踏み状態となってい

どまらず、使用方法、使用時のトラブル解消、余寿るのが現状である。ただ、世界的に見れば、ワイヤロー

命判断の相談など幾多のアフターケアでサポートしプは、産業の発展（特に鉱山・石油掘削）に必要不可ている。需要家の設備や使用条件が千差万別である

欠なものであり、全世界の需要は計り知れないものがとともに人命に直結する部品なので、こうしたフォある。これらの安全な使用、且つ資源の有効的活用のローが極めて重要である。これはワイヤロープ業界観点から、ワイヤロープの製造技術だけでなく、点検の大きな特徴であると思われる。

技術やメンテナンス等日本のワイヤロープメーカーがそして、ワイヤロープの発展に寄与したと思われるものとして、ワイヤロープ関係 JIS（日本工業規格）

蓄積した技術ノウハウを世界で生かすことが今後の課題である。

の制定・改正（参考資料 9.3 参照）、及び 1967 年に発刊された「ワイヤロープ便覧」があげられる。前者は夫々の時代におけるワイヤロープメーカーの製造技術

8.3 今後の技術動向と使用者側のニーズにより規格を決めたものであり、ワイヤロープは今後も、更なる高強度化、長寿命化

後者はワイヤロープ研究会が総力を結集して執筆・編（耐曲げ疲労性、耐摩耗性）や耐食性が要求される。

集・発刊したもので、いずれもワイヤロープのメーカー

使用条件が過酷になるにつれ、ワイヤロープに対する

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

69

要求品質も高度化し、その要求を満足させるため、軽登録候補

くて高強度な炭素繊維が補強材として使用されること

名称が期待される。又耐摩耗、耐疲労性向上のため、ワイ

資料形態：展示

ヤロープを樹脂で充填し、保護した複合材料ロープが所在地：東京製綱繊維ロープ株式会社

使われ始めており、好結果がでている。

製作者：FRODINGHAM IRON

：張打式製綱機

更に設備自体の大型化（深海石油掘削装置等）に伴&ST E E L.

CO,LTDう太径・長尺化が進むと考えられ、軽量化のため、更製作年なる高張力化が要求される。このためそれに使用され選定理由：繊維ロープの製造機械で現存最古の製綱機る線材も更なるハイカーボン（過共析鋼）の実用化が	東京製綱株式会社が国内初の民間会社とし進むと考えられる。

：1889 年〜 1892 年て設立された明治 20 年頃に英国から輸入

また、従来人手に頼っているワイヤロープの点検・した繊維ロープ製造機械

メンテナンスは、更に簡易に手軽に点検できるよう	名称は「張打式製綱機」と呼ばれ、フォアにロープテスターの改良や普及が進み、ワイヤロー

ターン、トップカート、トラベラーから構プを安全に且つ経済的に使用できることになると思成されている。

われる。
【引用，参考文献】
1） 石垣進：「泉南地域におけるワイヤロープ工業の8.4 謝辞、登録候補

生成と展開」 大阪府立大學經濟研究 .1997,42（2）,

謝辞

p47

このたびの「ワイヤロープの技術の系統化調査」に関しては、多数の方にご協力いただいた。
特に、東京製綱株式会社の和田鎮夫氏には最初から最後まで多大のご協力を、村田秀樹氏にも多忙な中いろいろとご協力・ご指導をいただいた。又、同社の伊藤建司氏他研究所の方及び関係会社の方、そして日本
鋼索工業会会員各社の技術関係者及び財団法人日本クレーン協会の井上誠氏には、資料の提供にご協力いた
だいた。
これに対し、この紙面を借りて深く感謝の意を表します。

70

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March表 8.1 技術発展の歴史一覧

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

71

技術開発系統図
図 8.1 ワイヤロープ

72

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

9 参考資料
9.1 ワイヤロープ関連年表

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

73

74

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.Marchワイヤロープ技術発展の系統化調査

75

9.2 ワイヤロープの概要

1）ワイヤロープの呼び方
ワイヤロープは、心綱の種類、構成、より方、より方向、表面状況（裸、めっき）及びロープグリースのワイヤロープは製品の種類が多種多様であるばかり

種類、種別（素線の引張強さ）、直径、長さ及び数量（丸でなく、用途も広範囲で文字どおり「空から海まで」数）で表される。しかし、これらを文字で表すのは長いたる処で重要な役目を担い、「産業の命綱」である。

くなり過ぎるので、通常記号で表す。{ 7）項表示のワイヤロープハンドブックでは、“ワイヤロープ”と個所参照 }

いう用語の意味は、「多数のより合わされた鋼線で構成され、高い引張強さをもつ鋼線の集合によって大きい破断力を有するとともに、素線間のすべりを利用することによって十分なる可撓性を有する機械要素をい

2）心綱
心綱は側のストランドを支えてワイヤロープの形状を保つ役目があり、繊維心とロープ心とがある。

う。鋼索ともいう。
」とされている。しかし、近年吊

繊維心は材質により、天然繊維心と合成繊維心が橋などに使用されるようになった鋼線を束ねた平行線あり、何れもロープグリースを保持し、使用中にワケーブルもワイヤロープと言える。

イヤロープの内部から潤滑と防錆に必要なロープグ

ワイヤロープの特徴は、一般の鉄鋼二次製品に比べリースを補給する。従前はマニラ麻やサイザル麻等て、①引張り強度が非常に強い、②柔軟性に富む、小の天然繊維心が一般に使用されたが、近年は強度的さなシーブに曲げることが出来る、③長尺物が得られに優れ、入手もし易く、含油性も良い合成繊維心がる、④衝撃性に優れている、⑤繰り返し疲労に強い、使用されている。

⑥端末の加工が自在であり、エンドレス加工も可能、ロープ心はワイヤロープの強度を上げたり、形崩⑦耐食性を高めるため、亜鉛めっきや被覆加工が可能、れを防止したりする目的で、素線を撚り合せたワイ等々の特徴があるが、逆に素線が細いため、腐食等にヤロープを入れるもので、IWRC（Independent Wire

弱い、形崩れしやすい、撚られているため自転トルク

Rope Core）と呼ばれ、その構成は 7 × 7（7 本の素線が発生する等の欠点もある。

を撚り合せたストランドを 7 本撚り合せたもの）である。JIS にはないが、同じ IWRC でも構成が 6 ×

9.2.1

ワイヤロープの種類

7 や 7 × 19 の も の、 及 び IWSC（Independent Wire

（1）一般用ワイヤロープ

Strand Core）と呼ばれるストランドを心にしたもの

この項での一般用ワイヤロープの範囲は、「JIS Gもある。繊維心入りの場合は、ワイヤロープの構成の3525 ワイヤロープ」及び「JIS G 3546 異形線ロープ」

前は何も表示しないが｛例； 6 × WS（36）O ／ Oに規定されているとおり、機械、エレベータ、建設、

B種

30mm｝
、ロープ心入りの場合

ワイヤロープ

船舶、漁業、林業、鉱業、索道などに用いられるワイの構成の前に IWRC と表示する｛例； IWRC 6 × WS

ヤロープとする。一般的なワイヤロープの構成を図 9.1（36）O ／ O

B種30mm｝。

及び図 9.2 に示す。
3）構成
ストランドの本数は通常は 6 本であるが、エレベー
タ用のように柔軟性を要求されるものは 8 本、クレーン用など荷重下で回転し難いワイヤロープの場合 19本のものもある。ストランドは数本〜数十本の素線を
1 層又は多層に撚り合わせてストランドにするが、2層以上重ねて撚る場合、そのストランドの撚り方及び
図 9.1 繊維心入りワイヤロープ

素線の配列の仕方により、種々のパターンがあり特徴が異なる。
交差よりは、ストランドを 1 工程で 1 層ずつ、2 工
程以上で撚り合わせるもので、各層間のよりの長さ（素線のらせんのピッチ）が異なり、各層間の素線は交差しており点で接触している。素線径はストランドの中
心素線のみ若干太いが、他はほぼ同一線径である。
（図

図 9.1 ロープ心入りワイヤロープ

76

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

9.6 の 6 × 19,6 × 24,6 × 37 等）

異形線ロープ（Wire ropes with profile wires）は、

平行よりは、ストランドを 1 工程で撚り合わせるもストランドに異形加工を施し、素線同士の接触状態をので、素線径は 3 種類以上となり、各素線のよりの長線接触から面接触に変え、ストランドの表面が平滑にさは同じで、各素線は互いに線状に接触している。従っなったもので、同径の丸線のワイヤロープに比べ、断て、交差よりに比べ耐疲労性が良い。

面積が大きく破断荷重も高い。また、シーブやローラーなどでの摩耗に強い。表示は構成の部分に“P”をつける。（図 9.5 参照）
4）より方向及びより方
ワイヤロープ及びストランドのより方向には、Z よ

交差よりりと S よりの二つがある。右肩が上がって左が下がり、Z 字の形に見えるものを Z より、左肩が上がり右が下がっていて S 字の形に見えるものを S よりという。
素線を撚り合わせてストランドを作る時のより方向を
平行より

ストランドのより方向といい、ストランドを撚り合わ

図 9.3 交差よりと平行よりせてワイヤロープを作る時のより方向をロープのより

平行よりには、素線の配列の仕方により次のような方向とし、この組合わせにより四つのケースがあり、夫々表 9.1 のように呼ばれる。

撚り方がある。
（断面図は図 9.6 参照）

表 9.1 より方向とより方①シール形（Seal type rope）は、素線の配列が、中心 1 本 + 内層 n 本 + 外層 n 本となっており、内層と外層の本数は同じであるが、内層の素線径は外層の素線径より細い。シール形は他の平行よりに比べて、外層の素線径が太いので耐摩耗性に優れている。
②ウォーリントン形（Warrington type rope）は、素線の配列が、
中心 1 本 + 内層 n 本 + 外層
（n 本 +n 本）

普通より（Ordinary lay）は、ロープのより方向ととなっており、外層が内層の 2 倍の本数であるが太ストランドのより方向が異なるもので、ワイヤロー

い素線と細い素線を交互に配列した構成である。

プの外観では、素線がワイヤロープの軸と大体平行③フィラー形（Filler type rope）は、素線の配列が、になっている。形崩れを起こし難く、取り扱いも容中心 1 本 + 内層 n 本 +（内層 n 本）+ 外層 2n 本となっ易である。通常普通 Z よりで、指定がなければ普通ており、（内層 n 本）の素線は、フィラー線又はパッZ よりで製作される。普通 S よりは、つり荷などが回キングワイヤ等といわれ、内層と外層の素線の間隙

転しないように普通 Z よりとペアで使用する場合で、を埋めている。ストランドの充填率が高く、シール
形やウォーリントン形に比べ耐疲労性が良く、ク

普通 S よりを単独で使用することは殆どない。
,
ラングより（Lang s lay）は、ロープのより方向とレーン用等広く使用されている。

ストランドのより方向が同じもので、ワイヤロープの④ウォーリントンシール形は、素線の配列が、ウォー

外観では、素線はワイヤロープの軸に対しある角度をリントン形とシール形を組み合わせたもので、他のなしており、普通よりに比べ、表面に現れている素線構成に比べ内層が多いので柔軟性に富み、耐疲労性の長さが長いので耐摩耗性が良い。ただし、ワイヤロー

はフィラー形より更に良いが、素線の種類が多いの

プの自転性が大きい、型崩れし易い、取り扱い難い欠でコスト面が短所である。

点がある。

中心 1 本 + 内層 n 本 + 内層（n 本 +n 本）+ 外層 2n 本
（ウォーリントン形）（シール形）

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

77

ロープグリースは、赤ロープグリース（主成分はペトロラタム）と黒ロープグリース（主成分はアスファル
ト）の 2 種類があり、表示する場合の記号は、前者がO（Oil）、後者が C（Composition）である。一般には赤ロープグリースであり、黒ロープグリースは鉱山用や土建関係の一部に用いられている。
Z より

S より

6）表面状況（めっきの有無）
ワイヤロープの素線は、めっきをしない裸の場合と亜鉛めっきした場合の 2 種類がある。裸の素線をより合わせたワイヤロープの場合記号は何も用いず、めっきの場合は G（Galvanized）と表示する。

普通 Z より

7）表示

普通 S より

ワイヤロープのより方、より方向、ロープグリース、
表面状況を表示する場合、それらの組み合わせにより
表 9.2 のように JIS で定められている。斜線の左側は、
表面状況（めっきの有無）の区分とロープグリースの種類で、斜線の右側は、より方とより方向を表す。
8）種別

ラング Z より

ワイヤロープの種別とは破断強度のクラスを表し、

ラング S よりE 種、G 種、A 種及び B 種の 4 種類がある。いずれも、

図 9.4 ワイヤロープのより方とより方向

ワイヤロープを構成する素線の公称引張強さによるもので、JIS に決められている破断荷重の区分を表 9.3

5）ロープグリース
ワイヤロープ又はその心綱に塗布又は含浸させるに示す。

表 9.2 表示の略号

注 1）めっきロープの場合は一般に赤グリースなので、グリースの O は省略し、黒グリースの場合のみグリースの C を付ける。
注 2）一般に Z よりなので、より方向が Z の場合、Z の略号は省略する。
注 3）普通よりでロープのより方向が S よりの場合は、普通よりの略号は省略する。
表示例 1.

6 × 24 G/O G 種

表示例 2.

6 × P・WS（36） C/LS B 種

12mm｛24 本線 6 より めっき 普通 Z より 赤グリース塗り G 種 12mm ｝
30mm｛異形線ウォーリントンシール形 36 本線 6 より

78

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

裸ラング S より

黒グリース塗りB種

30mm ｝

表 9.3 破断荷重による区分

9）JIS に規定されているワイヤロープ

G 3525 ワイヤロープ」に規定されているワイヤロー

図 9.5 に「JIS G 3546 異形線ロープ」、図 9.6 に「JIS図 9.5 JIS

G

プを示す。

3546

異形線ロープ

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

79

図 9.6 JIS G 3525 ワイヤロープ

80

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

（2）クレーン等に使用される非自転性ワイヤロープ
近年荷役機械は高能率化とともに高揚程化され、1本の巻上索では吊荷が回転して作業に支障をきたすことから、回転し難いワイヤロープが使用されるようになった。
多層ストランドワイヤロープは、断面形状が円形又は異形加工したストランドを 2 層以上互いに反対方向に撚り合わせて、各層間のトルクを相殺するようにしたもので、2 層より合わせたものをヘルクレスロープ（Hercules rope）、3 層以上より合わせたものをナフ

図 9.8 ロックドコイルロープの断面図

レックスロープ（Nuflex rope）と呼んでいる。
（ヘル
クレスロープは図 9.6 の最下段右を参照）

6 × 61 などが使用されている。ゴンドラを曳くワイ

3 本又は 4 本ストランドのワイヤロープは、ストラ

ヤロープを曳索、バランスを保つためのワイヤロープ

ンド数を 3 本又は 4 本として、一般の 6 本ストランド

を平衡索といい、これらには一般の平行よりワイヤ

ワイヤロープよりも層心径を小さくし、更にストランロープが使用される。

ドとロープのよりの長さを加減することによってワイヤロープの回転トルクを少なくしたもので、ストラン
ドの断面形状が円形や蛤形をしたもの、及び異形加工
したストランドをより合わせたものがある。

図 9.9 18 × Fi（29）及び 6 × 61 の断面図
図 9.7 4 本ストランドロープの断面図の例

2）ケーブルカー用ワイヤロープ
一般的に山上と山下とを 2 両の車両を交互に運転す（3）索道、鋼索鉄道用ワイヤロープ

るつるべ式又は交走式と呼ばれる方式であり、ケーブ

索道には、ロープウェイやスキーリフトの他、林業

ルカーを牽引しているのがワイヤロープで、繊維心入における運材索道やその他の架空索道などがあり、鋼りで柔軟性に富み、表面がやや平滑なフラット形ワイ

索鉄道はケーブルカーに代表されるものである。これ

ヤロープが使用される。
（図 9.10 に代表的なものを示す）

らのワイヤロープに関しては、（財）日本鋼索交通協会制定のワイヤロープ規格がある。
1）ロープウェイ用ワイヤローブ
人を乗せたゴンドラは空中に張られたワイヤロープ
をレールとして動いている。このワイヤロープは支索図 9.10 ケーブルカー用ワイヤロープの断面図と呼ばれ殆どがロックドコイルロープ（Locked coilrope）である。中心に何本かの丸い素線を撚り合わせ、（4）橋梁用ワイヤロープ

その上に異形の素線を撚り合わせて表面を全く平滑につり橋のメインロープとしては、7 × 7，7 × 19，7

しているので、ゴンドラの乗客に振動を感じさせない× 37，1 × 91，1 × 127 等が小規模つり橋には使用さし、ロープの破断強度も高く雨水等の内部浸入も少な

れるが、関門橋や本州四国連絡橋のようにスパンがい。図 9.8 にロックドコイルロープの断面を示す。

400m 以上になると、撚らないで鋼線十数本から 200

支索に常に一定の張力を与えるために、シーブを通本以上を 6 角形に束ねたものを単位とし、更にそれをして重り（数十トン）を下方に吊っているロープを緊束ねたものが使用されている。これを平行線ケーブル

張索といい、破断荷重が大きくて素線数が多く、耐疲と呼ぶが、平行線ケーブルはより合わせていないので、労性の良いワイヤロープが適しており、18 × Fi（29）、

鋼線 1 本 1 本の強度の合計がほぼワイヤロープの破断

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

81

荷重に等しくなる。図 9.11 に構造用ワイヤロープ（JISG 3549）の代表的な断面図を示す。

（7）ステンレスロープ
JIS G 3557 一般用ステンレス鋼ワイヤロープには、6

なお、CFRC（Center Fit Wire Rope Core）とは、

× 7,6 × 19, 6 × 37,7 × 7,7 × 19,7 × 37, 6 × WS（26）,外層ストランドをロープにより合わせる時に、ロープ

6 × WS（31）, 6 × WS（36）, IWRC 6 × WS（26）,

心のストランドも同時により合わせるもので、ロープ

IWRC6 × WS（31）, IWRC6 × WS（36）, 19 × 7 のの側ストランド内側の谷間にロープ心の外層ストラン

13 種類の構成があり、各構成とも SA 種と SB 種がある。
JIS G 3550 構造用ステンレス鋼ワイヤロープには、ドをはめ込んだ形状となる。

1 × 19, 1 × 37, 7 × 7, 7 × 19, 7 × 37 の 5 種類の構成があり、各構成とも A 種と B 種がある。
（8）ケーブルレイドロープ
1 本のワイヤロープをストランドとみなし（シェンケルという。）それを心の周りにより合わせたもの（普通 6 本）で、原形は 6 × 7,7 × 7 を 6 本より合わせたチラーロープ（6 × 6 × 7 又は 7 × 7 × 7）であり、船の操舵索として用いられている。又、ロープ径の太い玉掛索として柔軟性に優れているケーブルレイド
図 9.11 構造用ワイヤロープの断面図

ロープ（図 9.13）が使用されている。

（5）安全施設用ワイヤロープ
道路や駐車場の自動車を防護したり、山間部での落石を押えたり、落石を受止めたりする施設に、強度が大きい、柔軟性があり作業し易い、弾力性がある等々
により、素線 7 本をより合わせたストランドを 3 本よ
り合わせてワイヤロープにした（3 × 7）ガードケー

図 9.13 ケーブルレイドロープ（9）タイヤコード、ベルトコード

ブルが使用されている。

タイヤやベルトは、柔らかいゴムを補強材で補強し（6）操作用ワイヤロープた複合材であり、補強材として使用されるワイヤロー

医療機械、
計測機械、
運動器具などの操作用、及び窓・プはタイヤコードとかベルトコードと呼ばれる。比扉などの開閉用として使用される細径のワイヤロープ

較的単純な構成が多く、一般のワイヤロープに比べで、JIS G 3540 に規定されているワイヤロープの構

素線径が 0.15 〜 0.38mm と細く、引張強さは 3,000 〜

成は、図 9.12 に示す 4 種類である。炭素鋼とステン

3,500N/mm2 として鋼材料としては最強である。又、レス鋼がある。

ゴムとの化学反応による接着を図るため、ブラスめっきを行う。代表的な構成を図 9.14 に示す。

図 9.12 操作用ワイヤロープの断面図

82

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

図 9.14 代表的なスチールタイヤコード

（10）その他のワイヤロープ

Concrete）は、その特性を生かし、PC タンク、橋梁、JIS G 3537「亜鉛めっき鋼より線」に規定されてい枕木、梁、桁、パイル、ヒューム管等々、土木、建築

る電力用・通信用の架空地線、埋設地線などに使用すの分野に多く使用されている。このプレストレストコ

るワイヤロープの構成を、図 9.15 に示す。素線の標準

ンクリートに用いる鋼線及び鋼より線を、それぞれ

2

2

2

引 張 強 さ は、1230N/mm 、880 N/mm 、690 N/mm

PC 鋼線、PC 鋼より線といい、JIS G 3536 に規定さである。

れている PC 鋼より線を表 9. 4 に示す。

プ レ ス ト レ ス ト コ ン ク リ ー ト（Prestressed

図 9.15 亜鉛めっき鋼より線

表 9.4 PC 鋼より線

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

83

図 9.16 ワイヤロープの製造工程の一例

9.2.2

ワイヤロープの製造方法（1）ワイヤロープの製造工程
ワイヤロープの製造工程の一例を図 9.16 に示すも必要な強度と靭性のある微細パーライト（ソルバイト）組織とする熱処理をパテンティングと言い、ワイ
ヤロープ製造上重要な工程である。
加熱の熱源としては、ガス、石油、石炭等が用いら（2）線材

れるが、高温で加熱するため、線材表面の炭素量が減

ワイヤロープの原料となる線材は、鋼片（ビレット）

少する脱炭を起こさないよう、炉内の雰囲気に注意をを 1000 〜 1200℃に加熱後圧延機で熱間圧延し製造さ払う必要がある。脱炭を起こした場合、後工程で、引れた硬鋼線材（JIS G 3506）又はピアノ線材（JIS G

張強さの不足、断線等のトラブルが発生する可能性が3502）で、
ワイヤロープ用素線の線径と規格に応じて、ある。

鋼種や線材径を選択する。主に SWRH 42 〜 82 で線

所定の温度に加熱された線材は、冷却媒体中で等温

材径 5.5mm 〜 13mm の高炭素鋼線材が使用される。

変態されソルバイト組織となる。ソルバイト組織は、品質特性としては、特に化学成分が規格どおりで、且

基本的にはパーライト組織であるが、ラメラー間隔がつ安定していること、非金属介在物が少ないこと、線

狭く、組織が緻密であり、後工程での伸線加工性がき

材表面・内部とも欠陥が無いこと、更には線材表面にわめて良好となる。冷却媒体は、鉛が一般的であるが発生するスケールが落ちやすく、少ないことが要求さ

環境問題があり、空気、ソルト、流動床（加熱した砂れる。又近年、従来ロープメーカーで実施していた熱を流動させ冷却層としたもの）、水、ミスト等が開発

処理を、線材メーカーで実施する場合もあり、規定のされている。鉛浴温度は、一般的に低温ほどソルバイ

引張強さや組織が安定していることも要求される。

ト組織が密となり、引張強度は高くなるが、低過ぎると加工し難いベイナイト組織が出てくる恐れがあり、（3）熱処理（パテンティング）

84

ある一定の温度幅での管理が必要である。

線 材 を 加 熱 炉 で オ ー ス テ ナ イ ト 領 域（900 〜

線材はパテンティング終了後巻き取られるが、巻取1000℃）に加熱し、更に所定の温度に加熱された溶融りの形式には、ボビン取り、キャリア取り、束取り等

鉛槽中を通過させて冷却し、ワイヤロープ用素線に最がある。なお、近年生産性の向上を図るため、線材表

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March面にすべりを良くする石鹸の塗布や巻き容量を大きく多い。化学的方法には、酸洗い法、電解酸洗い法、溶したもの等種々実施されている。

解塩法等があるが、酸洗い法が最も広く一般的で、短線材製造時に熱間圧延の温度を利用し、パテンティ

時間の処理が必要な場合は塩酸、時間的制約が無い場

ング処理を行なう場合が近年多くなってきている。こ合はコスト面から硫酸が多く使用される。酸洗いの際、の時冷却媒体は、空気、ミスト、溶融塩・鉛等が使

特に高炭素鋼では水素脆性（一般に鋼は発生期の水素用され、DP（Direct Patenting）、DLP（Direct Lead

原子（H）の侵入によって脆性化するもので、この脆

Patenting）と称されている。

性を水素脆性という）が問題となる場合があったが、インヒビター（抑制剤）を添加することにより、殆ど『用語解説』

問題がなくなった。

○オ ー ス テ ナ イ ト；1 種 以 上 の 元 素 を 含 む γ 鉄（911 〜 1392℃までの温度範囲での純鉄の安定な状態）固溶体2）コーティング（被膜処理）
次工程の伸線加工で金属間接触を防止するためには○微 細パーライト（ソルバイト）組織；α鉄と微潤滑剤を必要とし、このキャリアとしての役目を果た

粒セメンタイトとの機械的混合物で、マルテン

すものが、コーティングである。コーティングが無けサイトを 500 〜 600℃に焼きもどした場合、並びれば、潤滑剤が一様に引き込まれず、摩擦力が増大に焼入れのさい、A1 変態を 600 〜 550℃においし、伸線材表面の傷や異常変形が生じるばかりでなて生ぜしめたときに得られる組織である。

く、ダイスの異常摩耗や摩擦抵抗が過大となり、伸線○パ ーライト；オーステナイトの共析分解によっ加工が不可能となる。コーティングには、線材表面にて形成されるフェライトとセメンタイト（Fe3C）

物理的に付着させる方法と化学的に反応させ付着させの層状集合体る方法があり、組み合わせで使用される場合もある。

○ラ メラー（lamella）間隔；パーライト組織はセ

現在最も多く使われているのは、物理的方法では、ほメンタイト（Fe3C）とフェライト（Fe）が層状

う砂を温水に溶かし、線材を通過後乾燥させるほう砂組織になっており、その間隔をいう。同一の炭コーティングで、化学反応方法では、塗装の下地とし素量でもセメンタイト層の間隔が小さいと鋼材て開発された燐酸塩コーティングを使用する方法であの力は大きくなる。

る。燐酸塩コーティングでは、予熱した線材を 85℃○ベ イナイト；パーライトが形成される温度と、〜 95℃に加熱した燐酸塩浴にとおし、その後亜硝酸

マルテンサイトが形成され始める温度との間のソーダ液に浸漬後乾燥させる。強固な皮膜が形成され温度間隔で起こるオーステナイトの分解によっ耐熱性にも優れ、又さび止めとしても有効なため、現て形成される準安定構成物で、炭素がセメンタ

在ワイヤロープ用素線のコーティング剤として最も広イトの形を取って微細に析出しているフェライ

く使用されているが、設備費や薬剤が高価であることとからなる。

等のデメリットもある。

（4）伸線前処理
熱処理が終了した線材は、次工程の伸線加工のため次の処理を行う。

（5）伸線
コーティングされた線材は、所定の線径・強度・靭性を満たすようにするため、ダイスに通して引き抜く
冷間加工（伸線）を行なう。

1）スケール除去
熱処理した線材には酸化してできたスケールが発生

1）伸線方法しており、スケールは非常に硬く次工程の障害となる

伸線の加工度は減面率で表し、一般に 70 〜 90％でので除去しなければならない。除去には、機械的方法

加工されるが、減面率が少なければ、伸線材の強度はと化学的方法及びそれらの組み合わせがある。機械的

低く、減面率が大きくなると強度は上昇するが、逆に方法には、線材を曲げる、サンドペーパーやワイヤブ

脆くなる。細い素線は、パテンティングから伸線の工ラシで擦る、ショットブラス等の方法があり、環境負程を繰り返し行って製造する。

荷も少ないことから盛んに利用されているが、表面の錆びは除去できないこと、ミクロなスケールが残存する可能性もあるので化学的方法と併用されるケースがワイヤロープ技術発展の系統化調査85

図 9.19 ダイスの形状と名称

3）冷却
図 9.17 伸線前後の組織

伸線加工時には、変形加工時の加工熱やダイスとの摩擦熱等で発熱するが、伸線温度が高くなると伸線した後の素線の品質、特に靭性に影響し脆くなるため、
極力伸線時の熱を低くすることがワイヤロープの品質に欠かせないため、種々の冷却方法が実用化されている。例えば、伸線機のブロックに大量の水を内側から噴射したり、ダイス直後のワイヤを直接水で冷却する方法等があり、いずれも少なくともワイヤは 180℃以
下（線の種類によってはもっと低温にすべきとの文献もある）にすべきである。
4）潤滑剤
潤滑剤は、金属石鹸を主体として種々の添加物が含まれるが、乾式伸線機用には大きく分けて、水溶性のナトリウム系と難水溶性のカリシウム系とに分けられる。一般に難水溶性のものが融点が高く過酷な伸線条

図 9.18 加工度と機械的性質の関係件に耐えられるが、伸線材の表面残渣が問題になる場
合は、水溶性のナトリウム系が使用される。添加剤としては、イオウ、二硫化モリブデン、二硫化タングス
テン等が頻繁に使用されている。

2）ダイス
近年のダイスは、焼結したタングステンカーバイト
を所定の穴形状に仕上げ（ニブ）、これを鉄ケースに（6）めっき入れて焼き嵌めしたものである。
ダイスの品質により、

ワイヤロープは、一般の鋼材と比べ素線に冷間加工

伸線材の加工精度や摩擦抵抗、生産性が大きく影響さを施すため引張強度は大きいが、細径のため腐食にはれる。アプローチ角度は一般に 8 〜 12°をとるが、ダ

極めて弱く、このためロープグリースを塗布している

イスに接触するベアリング部分の長さはダイス孔径にが、それでも海洋や長期に空気中に暴露される場合は対し一定の比率（ダイスファクターと称す）以上を確

めっきが必要である。また、防食とは別の目的、特に保すべきであり、この比率が小さいと内部まで一律のタイヤコードにおいてはゴムとの接着を目的にめっき

塑性加工が得られず、断線や内部欠陥を生ずる恐れが（ブラスめっき）する場合もある。

ある。
1）めっきの種類と特徴
一般の鋼材と同様、ワイヤロープは、亜鉛やアルミ、
亜鉛アルミ合金等のめっきが殆どであり、めっき方法
としては、溶融めっきと電気めっきの 2 種類がある。

86

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March溶融めっき法の工程は、脱脂→酸洗い→水洗→フラッ

4）めっき後冷間加工を行ったもの

クス処理→乾燥→溶融亜鉛浴浸漬→絞り→冷却→巻取

めっき後冷間加工（伸線加工）を行ったものはめっりとなる。この場合、加熱することにより、亜鉛と鉄

き付着量は減少するものの、引張り強さや靭性は裸ワの合金層が生成され、強固な付着性が形成される。電イヤとほぼ同等の水準が得られワイヤロープ用として

気めっき法は通電することによって、線材表面にめっ広く使用される。ただし、耐防食性を要求されるもの

きが形成されるが、めっき付着量は電流密度と時間には適さない。

の関数で決定できることから、容易に付着量をコントロールすることが可能である。

（7）ストランディング
所定本数の素線をより合わせてストランドを作る工程である。より線機の種類や特徴は第 7 章参照
ワイヤロープの塗油は、一般的にはストランド製作
時点で塗油を行い、たまに重防食用として、クローサー
時にも更に塗油を行なう場合がある。噴射法は、溶融したグリースをポンプで素線のより合わせ口に噴射

溶融亜鉛めっき

し内部まで浸透させる。より合わせた後でロープ表面に噴射塗布する場合もある。最近はグリースを加熱せずにゼリー状の状態で特殊ポンプにて直接よりあわせ口へ充填する省エネ型装置が利用されている。浸漬法
は、ストランド又はロープをよりあわせた後に、溶融したグリース中に浸漬したり、グリース槽中に取り付けたローラー上を通過させて塗油する。滴下法は、ス
トランド又はロープのより合わせ時に、流動性のある

電気亜鉛めっき
図 9.20 亜鉛めっきの付着状況

2）絞り
溶融亜鉛鍋から線を引き出す場合、亜鉛付着量の管グリースを滴下又は流下する方法で、少量塗油の場合にこの方法で行う。
塗油量は全く塗布しないものから、棒状にべっとり塗布するものまであり、グリースの種類、用途で多数の種類になる。

理、表面の酸化防止、表面の平滑性確保の目的で、亜鉛浴を出たところで、ガラス繊維や炭粉、おがくずで不完全燃焼状態としたり、窒素で外気と遮断したりすることを絞りと称する。

（8）クロージング
クロージングは、基本的にストランドと同様である
が、ストランドをそのまま撚り合わせてもワイヤロー

線を引き上げる速度を早くするとめっき付着量は多プの内部応力により、バラケが生じて取り扱いが難し

くなり、逆に遅くすると少なくなるが、ある線速以下

くなる。このため、ストランドをよりあわせ時に内部では合金層の発達で付着量がかえって多くなる。又線

応力除去のため、プレフォームを実施する点が大きく

速が早くなると、表面状況はでこぼこが多く、不均一

異なる。より線機のより口に形付け用のロールを配置となりやすい。

し、ストランドにあらかじめ所定の形をつけてよりあわせ、内部応力の除去を行なう。なお撚ったあと、

3）垂直めっきと斜めめっき
亜鉛浴に対し垂直に引き上げる方式を垂直めっき、ロール等で締め上げ同様な効果をあげるものを ポス
トフォームと呼ぶ。

ある角度で引き上げるのを斜めめっきと称する。垂直めっきは、亜鉛のつきまわり（付着性）は均一になり（9）プレテンションやすいが、直後の水冷時に水落ちが発生しやすく、設

ロープに仕上げた後、荷重を加えて残留応力を除去

備上の対応が必要である。斜めめっきは、めっきのつする方法で、形付けされることなく、よりの不均一を

きまわりは若干劣るものの設備上の管理はしやすい。

均一化する。プレテンションは弾性係数の向上等の目的で行われる。

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

879.2.3

ワイヤロープの試験

ワイヤロープ（JIS G 3525）及び異形線ロープ（JISG 3546）に規定されている試験項目と試験方法がある。
（1）素線試験
ワイヤロープの一端から適当な長さを切取って、1本のストランド（ロープ構成が 19 × 7 の場合は各層ごとに 1 本）を採り、これを素線に解き、心線及びフィ
ラー線を除いたものを試験片とする。

図 9.22 実際径の測り方

外 観 試 験 は 目 視 に よ っ て 行 い、 破 断 試 験 は、 試
験片の両端を、径 1.00mm 未満のものは、つかみ間
隔 100mm、径 1.00mm 以上のものは、つかみ間隔約200mm でつかみ破断するまで徐々に引っ張る。

9.2.4

わが国のワイヤロープ生産量の推移

日本におけるワイヤロープの JIS 認定メーカーの団体である「日本鋼索工業会」が昭和 29 年に発足し、ねじり試験は、試験片の両端を、その径の 100 倍のJIS メーカーの生産量統計数値がある（図 9.23，
表 9.5）。

つかみ間隔で固くつかみ、その一方を、素線径 0.20mm

ただ、この統計には、タイヤコード、亜鉛めっき鋼よ以上 1.00mm 未満は 180 回／分以下で、
素線径 1.00mm

り線、PC 鋼より線は含まれていない。

以上 4.50mm 以下は 60 回／分以下で回転し、試験片

昭和 48 年までは高度成長に伴い順調に生産量は増が破断したときのねじり回数を調べる。巻解試験は、加したが、その後は変動はあるものの生産量は減少の試験片をこれと同一径（3.15mm を超えるもの等例外

一途を呈している。その理由として、林業、漁業の衰もある）の心金の周囲に 8 回密接して巻き付け、更に退による需要減、円高による輸出量の激減が主原因でこれを解き戻した後、試験片の折損の有無を調べる。

あるが、直近では、製造業が海外に移転することによ

亜鉛付着量試験は、JIS H 0401（溶融亜鉛めっき試験

る需要減、又近年韓国、中国での安価品の輸入拡大に方法）の塩化アンチモン液を用いる方法による。径のより、国内メーカーの減産が続いている。

測定は、試験片を同一断面において 2 方向以上をマイ

また、表 9.6 は、ワイヤロープの主要部門別受注量
割合｛石垣進「泉南地域におけるワイヤロープ工業

クロメーターで測定する。

の生成と展開」大阪府立大學經濟研究 .1997,42（2）,（2）ロープ試験p54｝を示す。炭鉱・鉱山が大幅に減少し、それに代わっ外観試験は目視によって行い、破断試験は、ロープの一端から適正な長さを切り取り、図 9.21 のように

図 9.24 は、タイヤコード使用量の変遷｛石川泰弘「技両端をホワイトメタル又は亜鉛などで円すい形に固め術の系統化調査報告書 16」国立科学博物館

る方法か、これに代わる適切な方法でロープを引張試示す。1976 年（昭和 51 年）頃からスチールタイヤコー

験機に取り付け、これを破断するまで徐々に引っ張り、ドが急激に伸びていることを示している。

そのときの破断荷重を測定する。

図 9.21 ワイヤロープ破断試験の試料

実際径の測定は、ロープの一端から 1.5m 以上離れた任意の点 2 ヶ所以上又は同一断面において 2 方向以上をノギスで図 9.22 のようにして測定して、その平均値を実際径とする。
（破断荷重の 5% に相当する引張荷重下でもよい）

88て土建及び鉄鋼・機械が増えていることが分かる。

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.Marchp43｝を

図 9.23 ワイヤロープ生産量の推移（表 9.5 をグラフにしたもの）
表 9.5 ワイヤロープ生産量の推移

単位：t

表 9.6 ワイヤロープの部門別受注割合（%）

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

89

の原料事情を考慮したもので、この規格によって製造された鋼索は戦前の鋼索や諸外国の鋼索とくらべて品質が悪く、海外への輸出や将来の重要な用途に対しては不適当であったため、改正の原案はそれらの点を考慮して主要生産者によって作成された。旧 JES、BS，
DIN，FS（アメリカ）等を参考にし、また、Fi 形が追加された。
1956 年の改正では、前回の改正についての見直しの審議と、今までの規格を検討して解釈上不分明な点
図 9.24 タイヤコード使用量の変遷を明確に表現すると共に、時代の要請に合うように改正された。改正の要点は、規格名称は従来“鋼索”として世人になじまれていたが、学術用語では“ワイヤ

9.3

ワイヤロープの JIS 制定・改正の履歴

ロープ”となっており、規格に採用する用語は学術用語によるのが第一義的な原則であるので“ワイヤロープ”に改称したことなどであった。Fi〔29〕,7 ×

9.3.1 G 3525 ワイヤロープ（構成や種別の変遷は表 9.9 及び表 9.10 参照）

7+Fi〔25〕,8 × S〔19〕,LCR 等々の要望あったがデー
タ不足などで見送られた。

1950 年制定以前に日本標準規格（JES）があり、さ1959 年の改正では、8 ストランドロープならびに 6

く井用の 6 × S（19）やエレベータ用の 6 × W（19）× Fi（22 ＋ 7）, 7 × 7 ＋ 7 × Fi（19 ＋ 6）が追加さ等が入っていた。制定された JIS のワイヤロープ構成

れた。8 ストランドロープの追加は、昭和 33 年 10 月

は、交差より（1 〜 7 号）
、フラット形（8 〜 9 号）、

4 日付けで建築基準法施行令の一部が“エレベータの平行より（10 〜 11 号）の 11 種類であった。

主索は JIS

1953 年の改正では、1950 年の制定は戦後の低品位

G

3525 に定めるエレベータ用鋼索の規格に適合すること”と改正され、昭和 34 年 1 月 1 日

表 9.7 ワイヤロープ関係の JIS 制定・改正履歴一覧

90

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

から実施されたために早急に追加されたものである。

され工業技術院標準部より JIS と ISO 規格を整合さ

1964 年の改正では、ワイヤロープ製造技術の向上せるように指導を受けたための対応で、整合化が可能にかんがみて、実情にそうよう外国規格の長所などもなものは改正を行ったが、破断荷重の相違（表 9.8 参照）

取り入れ改正がなされた。すなわち、従来からの懸案など強制法規の関係により安全操業の観点から整合化であったワイヤロープ径に、標準数の採用という重要出来ない部分が殆どてあるために、ISO の翻訳版を別な改正を行った他、素線の標準引張強さの種別の変更

規格「G 7301などであった。

特性」として制定した。その他に構成や種別の整理を1973 年の改正では、技術の進歩に伴い、ワイヤロー

一般用ワイヤロープ− ISO 仕様及び行い種類を少なくした。

プの需要が変化し、また、輸出増加により国際性をお2006 年の改正は、従来のより合わせ後の素線の規

びてきたことことに対処して改正が行われた。すなわ

定とともに、更に ISO 規格に従い、より合わせ前のち、エレベータなどで使用される構成のものの種別の素線の特性、試験及び検査を附属書で規定した。

追加および削除、様式および用語の改正などである。
エレベータ用については、日本エレベータ協会より

9.3.2

G 3546

異形線ロープ

種々改正意見がだされたが、エレベータ用にのみ関す

1973 年の G 3525 改正時から制定の要望があったがるものなので、その一部のみを取り上げた。フラット

見送られ、1978 年にクレーン用に、1984 年にエレベー

ンドストランドロープの△心は削除され、合成繊維心タ用として認可された事などから、1988 年に G 3525が追加された。異形線ストランドロープ及び 4 ストラとは別規格とすることが決まり、1993 年にようやく 7

ンドロープの追加要望があったが、時期尚早のため見種類のロープ構成が制定された。
2000 年の改正は、ワイヤロープの需要の変化によ送った。
1977 年の改正は、SI 単位の導入により単位を併記したもので内容の改正はなかった。

るロープ構成の追加（2 種類）と G 3525 との整合化のためであった。

1988 年の改正は、ワイヤロープの技術の進歩に伴う需要の変化への対応と、“貿易の技術的障害に関する協定（ガット・スタンダード・コード）”の趣旨にのっ9.3.3 G 3550 構造用ステンレス鋼ワイヤロープ
2003 年制定の理由とって、国際規格（ISO）との整合性を考慮し、さら2000 年 6 月に施行された建築基準法及びその施工に国際単位系への全面移行に対処したものであった。

令・告示で、ステンレス鋼が構造用鋼材として新たに

なお、号別の呼び方は廃止された。

位置付けられ、構造用ケーブルとして炭素鋼とステン

1995 年の改正は、JIS Z 8301（規格表の様式）が改

レス鋼が規定されたために制定された。（炭素鋼につ正（1990 年）されたための形式改正と国際規格（ISO）

いては、2000 年に JIS G 3549 構造用ワイヤロープととの整合性を考慮してのものであった。

して規定されている）

1998 年の改正は、“規制緩和推進計画”が閣議決定

なお、ステンレス鋼ワイヤロープに関しては、JIS

表 9.8 JIS と ISO 規格の破断荷重係数の比較（例）ワイヤロープ技術発展の系統化調査91

G 3535 航空機用ワイヤロープ、JIS G 3540 操作用ワ

プグリースを塗布できない特殊環境下においても重要

イヤロープがあるが、いずれも動索で細いロープが対視されており、近年では原子力発電所の機械設備や、象であり、構造用は静索を対象としたものである。

ダム・せき（堰）・水門などにおけるゲート用、その他船舶、漁業用等々幅広い分野に使用されるように

9.3.4 G 3557 一般用ステンレス鋼ワイヤロープ
2004 年制定の理由

しかし、統一した規格が制定されていないために各ステンレス鋼ワイヤロープは、古くから比較的細い製造業者の製品規格が適用されているが、その規格はロープで機械器具の操作用、自動車などのコントロー

製造業者により異なり、需要家においては製品の互換

ルケーブルの他、飛行機の制御用ロープとしても使用性がなく混乱する可能性が指摘されてきた。

されて、JIS にも規定されていた。一方、ステンレス

従って、それに対処し、合わせてステンレス鋼ワイ

鋼ワイヤロープは、炭素鋼ワイヤロープとは異なり耐ヤロープの幅広い普及と技術の発展に役立つよう規格

食性に優れているため、海上や化学物質を含んだ腐食化された。

性雰囲気においてその性能を発揮するとともに、ロー

92

なった。

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.Marchワイヤロープ技術発展の系統化調査

93

表 9.9 JIS G 3525 の変遷（交差より関係）

表 9.10 JIS G 3525 の変遷（平行より関係）

94

ワイヤロープ技術発展の系統化調査

Vol.5 2012.March

国立科学博物館 北九州産業技術保存継承センター

技術の系統化調査報告
共同研究編 第 5 集
平成 24（2012）年 3 月 31 日

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