JPS6366389A - 異形線ロ−プ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、異形線ロープ、特に、強度保持用又は補強
材用の表面が平滑な異形線ロープに関する。

［従来の技＃ｉ］ 異形線で構成されろ表面が平滑なワイヤロープは、所謂
、ロックドコイルロープとして、ロープウェーのレール
ロープや斜張橋の支索としてこれまでも使用されて来た
が、これらのロープでは、ロープを形成するワイヤの外
周線が比較的粗い近で撚合するのでＪｆＪ　選的にも安
定しているが、近年、強度保持又は補強用部材として、
更にａ造の安定した異形線ロープが求められており、そ
のため、ワイヤ断面の外周線の粘度を一層高める必要が
生じている。例えば、通信用ケーブル等がその例である
。

即ち、従来から用いられている通信用光ケーブルは、光
学繊維を内臓したアルミパイプのような金属円筒体を芯
としてこれに曲鉛めっき又はアルミめっきをした断面円
形のｍｓ即ち円形ワイヤを所定のピッチで撚合して補強
部材を形成するが、この芯とワイヤが線接触をするに過
ぎないから、撚線時にワイヤにより掛けられる圧力のた
めに芯が変形又は圧潰する恐れがある。

これを回避するには撚線ｎのボイス圧を低くすれば良い
が、ボイス圧が低く過ぎると撚りが甘くなり、ロープと
しての構造が不安定になってしまう。加えて、ワイヤ同
士がヘリックスを描きながら線接触をするために互いに
ずれやすく、このことも芯の圧潰を招くことになる。

他方、金属円筒体の芯の代りに、ワイヤ断面をし、これ
に上記同様にめっきしたワイヤ断面円形の鋼ワイヤを撚
合し、円筒撚合体に光学ｍ紺を挿入した構造のものもあ
る。

然し、この異形ワイヤを用いたロープでは通信用光ケー
ブルのように小径（例えば、１０麿φ）のものではワイ
ヤ断面の寸法が小さい多数本の異形ワイヤを鋼線で正確
に成形することが困難である。このため成形が容易なア
ルミニウム線のような非鉄金Ｉｉａ線を用いると、必要
な強度を得るために撚合層を複数にしなければならず、
最も内側の撚合体に変形が生じる恐れがある。

更には、異形ワイヤのワイヤ断面は、ロープ断而で理悲
とされる断面に同じになっていないために、特に本数が
少なくなるとベリツクス角やワイヤのねじれにより隣接
する異形ワイヤと面接触をしなくなって構造的に不安定
になり、ロープに力が作用すると異形ワイヤ同士にずれ
を生じてしまうと言う問題があった。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明の目的は、ロープを形成したときに本数の多少
に関わらず隣接するｂのの側面同士の全面積が実質的に
面接触し合うワイヤ所面形状を有する異形線ロープを提
供することにある。

［問題点を解決するための手段］ この発明に基づく異形線ロープは、隣接する側面が面接
触するようにワイヤ断面の外周線をξη直交座標におい
て次式を満足する曲線にして形成したワイヤを組合わせ
て成るものである。

ξ＝ｒｃｏｓ　　Φ η＝±ｒＳ１ｎ２Φ＋〈Φ２　／Ａ２　）（士の符号は
φに同じ） 但し、前記異形線ロープの軸線をＺ軸とし、任意のロー
１断面上に互いに直交する座標軸Ｘ軸及びＹ軸を採って
形成される右手系ＸＹＺ直角庄標に於いて、 ｒ：原点からＸＹ平面上の前記ロープ断面上の任意の点
までの動径の長さ； φ：前前記径径、Ｘ軸から反時計方向へ測った角度； Ｐ　：　＋ｌｉ＋記ワイＡ７のピッチ：Ａ＝Ｐ／（２π
ｒ）； λ２−１＋Ａ”： Φ＝（Ａ２φ）／λ２ とする。

この５Ｆ、明の異形線ロープ酸いては、ワイへ７の、異
形ねロープのロープ断面に対応する断面形状が従来のＴ
ワイヤ、Ｚワイヤ等の断面形状よりも更に精密に構成出
来る。

異形線ロープ用ワイヤは、ワイＡ７断面が同一形状であ
り、円周方向にＮｉｌ！ｌ（整数１１！ｌ）並ぶ大きさ
にしても良い。

［作用］ 以上の通り成形して形成したワイヤを撚線漂に掛けてピ
ッチＰになるように撚り上げると、隣接するワイヤが互
いに全体に亙って実質的に面接触し製造時及び使用時に
相互のずれが生じない異形、ゆロープが形成される。

［実施例］ 以下に、図面を参照してこのＵ明を実施例に基づいて説
明する。

この発明に基づく異形線ロープに於いては、これを５１
成する各ワイヤはピッチＰが同一の無数のへワックスの
集合であると考えられる。

第１図を参照して、一般に、異形線口〜１１はロープ中
心軸を中心とする同心円上に円周方向に同−形状又は異
なった形状のワイヤ２（本図では同一形状のＴワイヤと
して示されている）を相接触させて並べて構成されてい
る。そして、隣接するワイヤ２の側面が完全に面接触す
る場合にはワイヤ断面（ワイヤが撚り上げられる前のワ
イヤ外周面に直角な断面を言う。以下、同じ。）の互い
に隣りあった外周線３の部分は同一直線または同一曲線
になっていなければならない。通信用光ケーブルの場合
はワイヤ２は光フアイバーケーブル４を挿通したアルミ
バイブ５を囲、憫する４１ｉ１．：なっている。以下、
この外周１腺曲、腺を求めろことにする。なお、外周線
曲線と言う場合は直線部分をも含む乙のとする。

第２図に於いて、Ｚ軸は異形線ロー１１の中心軸上に採
られた軸で、このＺ軸とロープ１の任意のロープ１新面
上に互いに直交するように採られたＸ軸及びＹ軸の２軸
とて右手系ＸＹ／直角座標を形成する。ＯはＸＹＺ座標
の原点である。

今、同じロープ断面上の任意の一木のワイヤ２の任意の
点をＨとし、ＯＨを動径６とし、この動径６の長さをｒ
とし、Ｘ軸上の点Ｈ１を０Ｈ１＝ｒに選び、Ｘ軸からＹ
軸の方へ反時計方向に測った動径ＯＨまでの角度をφと
し、点ト１１及び点Ｈを通る撚り上げ後のワイヤ２のへ
ワックスをそれぞれ７，８とし、点Ｈ１を通りかつヘリ
ックス７゜８と直交する、Ｚ軸を中心軸とする半径ｒの
円筒上のへワックスを９とし、ヘリックス８，９の交点
を６とし、点Ｑを通りＺ軸に平行な直線とＸＹ平面との
交点をＣとし、動径ＯＣのＸ軸からＹ軸の方に反時計方
向に測った角度をΦとする。

この場合、ヘリックス８，９のＱに於ける位置ベクトル
は、それぞれ、次のように表わされる。

１｜＝［ｒｃＯ３Φ　ｒｓｉｎΦ　ｒＡ（Φ−φ）］１
２＝［ｒｃＯｓΦ　ｒｓｉｎＯｒＢΦ］ここで、Ａ＝Ｐ
／（２ｙｒｒ）、λ”＋１＝Ａ”、［３＝Ｐ’／（２π
ｒ）　　　（但し、Ｐ′はへリックス９のピッチ）であ
る。

次に、ヘリックス９の接線ベクトルを１とし、ヘリック
ス８の陪法線ベクトルを亘とすると、ｔ　＝［−５ｉｎ
Φ／、ｃｚ　　ｃｏｓΦ／μ　Ｂ／μ］ｂ＝［Ａｓ１ｎ
Φ／λ　−Ａ　ＣＯＳΦ／λ　１／λ］ここで、μ”＋
１＝８”。

一１＝回であるから、Ｂ＝−１／Ａ。

故に、 土２＝［ｒｃｏｓΦ　ｒ　ｓｉｎΦ　−ｒΦ／ＡＩ。

これより点ＱのＸＹＺ座標は Ｘ　＝　ｒ　ｃｏｓΦ Ｙ＝ｒｓｉｎ　　Φ Ｚ＝−ｒΦ／Ａ になる。

そコテ、Ｘ−ξ、Ｙ２　＋２２　＝７２２とすれば、点
Ｑは ξ＝ｒｃｏｓ　　Φ （士の符号はφに同じ） 但し、Ａ＝Ｐ／（２ｙｒｒ）、λ２　＝　’ｌ　＋　Ａ
　２で表わされる。

更に、Ｚ＝−ｒΦ／Ａ＝ｒＡ（Φ−φ）から、Φ＝（Ａ
２φ）／λ２になる。

所で、ロープ断面でのワイヤ２の断面がローフ１の中心
軸と同心の円弧部分とロープの中心を通る半径方向に延
びる直線部分とより成るものか、これに別の円弧部分を
加えたものかで形成されると、製造技術上有利である。

直線部分については、φ＝ｋ（一定）として、ｒ　ｆｆ
ｉ　ｒ　１からｒ２　（但し、ｒｌ　＜ｒ２　）まで変
化させる場合、 ξ＝ｒｃｏｓｋ η＝±ｒ　　ｓｉｎ　２　　ｋ＋　　（ｋ”　／Ａ”　
　）をξη座標にプロットすることになる。

ｒ＝ｃ　（一定）、即ち、ロー１１の中心軸と同心の円
弧である場合、 ξ＝　ｃ　ｃｏｓΦ をξη座標にプロットすることになる。

又、両者の間を結ぶ他の円弧部の場合は、第３図に示す
ようにこの円弧部の半径をＲとし、ロー１１の中心０か
らこの円弧部の中心Ｍまでの距離をｒ−とし、ＯＭから
反時計方向に測ったＯＭとＯＨの成す角をθ、０Ｈ＝ｒ
とした場合、ｒ　＝　ｒ　”　ｃｏｓθ＋　　Ｒ”−ｒ
−”　　ｓｉｎｇ　Ｂ（士の符号は円弧が上弦の場合は
＋、下弦の場合は−）。

この条件とξ、ηの一般式を組合わせてξη座標にプロ
ットすることになる。

ワイヤ２の形状を全て同じにし、整数個でロー１１を構
成するようにすると製造、組立及び保守点検上有用であ
る。

以上を第４図に示すＴワイヤに適用する。この場合、任
意のＴワイヤのロープ断面上での直線部はφを一般にφ
１及びφ２　（但し、φ１くφ２）と、円弧部の半径を
一般にｒｌ及びｒ２とする事が出来るが、説明及び計算
の便宜を計るため、φ１＝−φａ、φ２＝φ０とする事
にすると、イ）ロープ断面でφ０に於ける直線部ＥＦに
対応する部分は ξ＝ｒｃｏｓΦ１ 但し、ｒ１≦ｒ≦ｒ２ Φｉ　＝　（Ａ”φｏ）／λ２ ０）ロープ断面で−φ０に於ける直線部ＧＨに対応する
部分は ξ＝ｒｃｏｓΦｌ 引し、ｒ１≦ｒ≦ｒ２ ハ）ロープ断面でｒ＝ｒ１に於ける円弧部ＥＨに対応す
る部分は ξ＝　　ｒｊ　　ＣＯＳΦ 但し、φＤ≧φ≧０ ξ＝　　ｒｌ　　ＣＯ３Φ 但し、Ｏ≧φ≧−φ〇 二）ロープ断面でｒ＝ｒ２に於ける円弧部ＦＧに対応す
る部分は ξ＝　　ｒ２　　ｃｏｓΦ 但し、φロ　≧φ≧０ ξ＝　　ｒ２　　ｃｏｓΦ 但し、Ｏ≧φ≧−φ口 なお、φ０＝π／Ｎ　（Ｎは正の整数）になっていると
良い。Ｎとしては、例えば、６が考えられる。

又、製造上及び使用上の理由からＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈの隅部
はアール取りされているとよい。

このＴワイヤの１例を次表と第５図に示す。なお、この
データはφ＝Ｏ２ ｒ＝　＜ｒ１＋ｒ２　）／２の交点が原点になる座標変
換をしたξη座標上の数値である。

位　　置　ξ（１＄ｉ位Ｍ）　η（単位朋）Ｒ１２，５
０００，００Ｏ Ｒ２２，４１２２，３３９ Ｒ３−０，０８５２，１４６ Ｒ４−２，５８１１，９４２ Ｒ５−２，５０００，０００ Ｒ６−２，５８１−１，９４２ Ｒ７−０，０８５−２，１４６ Ｒ８−２，４１２２，３３９ 次に、第６図に示す２ワイヤに付いて、ξ及びηの式に
次の条件に従うΦ及び「を与えると所望の外周線が得ら
れる。なお、ここで、 φ１　＝−３φロ　、　φ２　＝３φロ　。

ｒ心＝　（ｒ１＋ｒ２　）／２と設定する事にする。

イ）円弧部Ａ１について： ３φ０≧φ≧−φａ ｒ＝ｒｊ 口）直線部Ａ２について： φ＝３φａ ｒＱ　　−Ｒｓ　　≧　ｒ　≧　ｒ　１ハ）小円弧部Ａ
３について： ３φロ　≧φ≧３φＯ −ｓｉｎ’　［Ｒ１／　（ｒｏ　−Ｒ１）　］ｒ＝　　
（ｒｏ　　−Ｒ１）ｃｏｓ　　θ但し、 ０≦θ≦　ｓｉｎ’　　［Ｒｔ　／　（ｒａ　　−Ｒｔ
　　）　　Ｅ　≦π二）円弧部Ａ４について： ３φＯ−５ｉｎ−’　　［Ｒｔ　　／　　（ｒｏ　　−
Ｒ２）　　１　　≧φ≧φ（１＋　５ｉｎ−’　　［Ｒ
２／　（ｒｏ　＋Ｒｏ　）　］ｒ＝ｒＱ ホ）小円弧部Ａ５について： φｏ　　＋　　５ｉｎ（［Ｒ２／　　（ｒａ　　＋Ｒ２
）］≧φ≧φａ 但し、 ０≦θ≦　Ｓｉｎ′Ｌ［Ｒ２／　（ｒａ　　＋Ｒｏ　　
）　　］　≦πへ）直線部へ〇について： φ＝φＯ ｒ２≧ｒ≧ｒｏ　＋Ｒ２ ト）円弧部Ａ７について： φａ≧φ≧−３φ【 ｒ＝ｒ２ チ）直線部へ８について： φ＝−３φ口 ｒ２≧ｒ≧ｒａ　＋Ｒ２ す）小円弧部Ａ９についてニ ー３φＯ＋５ｉｎ−’　［Ｒ２／　（ｒｏ　＋Ｒ２１≧
φ≧−３φ口 ｒ＝　（ｒｏ　＋Ｒ２）ｃｏｓ　ｆ） 但し、 ０≦θ≦ｓｉｎ′Ｌ［Ｒ２／　（ｒａ　＋Ｒ２）　１≦
πヌ）円弧部ＡＩＯについてニ ーφ（１−５ｉｎ−’　　［Ｒｔ　／　（ｒａ−Ｒ１）
≧φ≧−３φＤ　　＋　　ｓｉｎ”　　［Ｒ２１／　　
（ｒａ　　＋Ｒ２）］ｒ　＝　ｒａ ル）小円弧部Ａ１１についてニ ーφ口≧φ≧ 一φ（１−５ｉｎ−’　　［Ｒｔ　／　（ｒａ　−Ｒｔ
　＞　］ｒ＝　（ｒｅ　−Ｒｔ　）ｃｏｓθ 但し、 ０≦θ≦５ｉｎ−’　　［Ｒｔ　／　（ｒａ　−Ｒｔ　
）　１≦πヲ）直線部Ａ１２について： φ＝−φ０ ｒａ−Ｒ工≧ｒ≧ｒ１ 以上をξ及びηの式に代入することにより、所望の外周
曲線が得られる。

なお、φａ＝π／（３Ｎ＞になっていると良く、又、■
ワイヤの場合と同様の理由から１、に、Ｌ。

Ｍの隅部もアール取りされているとよい。

なお、ワイヤの外周線は上述の２例に限定されるもので
はなく、上記のξ、ηの式を満足する種々のワイヤの外
周線の決定に適用出来るものであるし、隣接するワイヤ
の接触面にだけ適用してもよい。

［発明の効果］ 以上の通り、この発明に基づく異形線ロープはワイヤの
隣接側面同士が実質的に面接触をするので、ロープ製作
時や使用時にワイヤ間のずれが生じることがないため、
外部から荷重が加わった場合にもロープの変形が少なく
、安定した構造が保証されると言う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に基づく異形線ロープの１実施例の横
断面図、第２図及び第３図はこの発明の詳細な説明図、
第４図はこのブＬ明を適用したＴワイヤの、ロープ断面
での断面図、第５図はＴワイヤの具体例のξη断面図、
第６図はこの発明を適用した２ワイヤの、ロープ断面で
の断面図である。 １・・・異形線ロープ、２・・・ワイヤ、３・・・外周
線、４・・・光フアイバケーブル、５・・・アルミパイ
プ、６・・・動径、７，８．９・・・ヘリックス、Ｎ・
・・正の整数、０・・・原点、Ｈ，Ｈｌ・・・点、Ｑ・
・・交点、Ｒ１゜Ｒ２・・・半径、ｘ、ｙ、ｚ・・・座
標軸、Ｐ・・・ピッチ、ｒ・・・動径の長さ、ξ、η・
・・・座標軸、θ、φ、Φ・・・角度。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第　１　口

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）隣接するワイヤ断面の外周線をξη直交座標に於
   いて次式を満足する曲線にしたことを特徴とする異形線
   ロープ ξ：ｒ　ｃｏｓ　Φ η＝±ｒ√ｓｉｎ＾２Φ＋（Φ＾２／Ａ＾２）（±の符
   号はφに同じ） 但し、前記異形線ロープの軸線をＺ軸とし、任意のロー
   プ断面上に互いに直交する座標軸Ｘ軸及びＹ軸を採って
   形成される右手系ＸＹＺ直角座標に於いて、 ｒ：原点からＸＹ平面上の前記ロープ断面上の任意の点
   までの動径の長さ； φ：前記動径の、Ｘ軸から反時計方向へ測った角度； Ｐ：前記ワイヤのピッチ； Ａ＝Ｐ／（２πｒ）； λ＾２＝１＋Ａ＾２； Φ＝（Ａ＾２φ）／λ＾２。
2. （２）前記外周線が、φをφ＿１とφ＿２と２つの一定
   値としかつｒを連続的に変化させて形成された曲線より
   成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の異形
   線ロープ。
3. （３）前記外周線が、ｒをｒ＿１及びｒ＿２（但し、ｒ
   ＿１＜ｒ＿２）との２つの一定値としφをφ＿１≦φ≦
   φ＿２として形成された曲線より成ることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の異形線ロープ。
4. （４）前記外周線においてφ＝φ＿１、φ＿２とｒ＝ｒ
   ＿１、ｒ＿２における角の部分を滑らかな曲線にしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の異形線ロー
   プ。
5. （５）｜φ＿２−φ＿１｜＝２π／Ｎ（但し、Ｎは正の
   整数）であることを特徴とする特許請求の範囲第２項乃
   至第４項のいずれかの１項に記載の異形線ロープ。
6. （６）前記ロープ断面の外周線が円弧部分を含む場合、 ｒ＝ｒ′ｃｏｓθ ±√Ｒ＾２−ｒ′＾２ｓｉｎ＾２θ （±の符号は、外側に凸のときは＋、凹のときは−とす
   る） 但し、 ｒ′：原点から円弧の中心までの距離： Ｒ：該円弧の半径： θ：該ロープ断面において該直線から反時計方向へ測っ
   て該直線と前記円弧部分の点を結ぶ直線との成す角で、 ｜θ｜≦ｓｉｎ＾４［Ｒ／（ｒ′−Ｒ）］≦πにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５のいずれ
   かの１に記載の異形線ワイヤ。
7. （７）φ＿１＝−３φ＿０及びφ＿２＝３φ＿０（φ＿
   ０＞０）の場合、−３φ＿０≦φ≦φ＿０の範囲内でｒ
   ＝ｒ＿２であり、−φ＿０≦φ≦３φ＿０の範囲内でｒ
   ＝ｒ＿１であり、−３φ＿０≦φ≦−φ＿０及びφ＿０
   ≦φ≦３φ＿０の範囲内でｒ＝（ｒ＿１＋ｒ＿２）／２
   であり、φ＝−３φ＿０及びφ＿０で （ｒ＿１＋ｒ＿２）／２≦ｒ≦ｒ＿２であり、φ＝−φ
   ＿０及び３φ＿０で ｒ＿１≦ｒ≦（ｒ＿１＋ｒ＿２）／２であることを特徴
   とする特許請求の範囲第６項記載の異形線ロープ。
8. （８）前記外周線においてφ＝−３φ＿０及びφ＿０と
   ｒ＝ｒ＿２及び（ｒ＿１＋ｒ＿２）／２、並びに、φ＝
   −φ＿０及び３φ＿０とｒ＝ｒ＿１及び（ｒ＿１＋ｒ＿
   ２）／２における角の部分を滑らかな曲線としたことを
   特徴とする特許請求の範囲第７項記載の異形線ロープ。
9. （９）φ＿０＝π／（３Ｎ）（但し、Ｎは正の整数）で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第７項又は第８項
   記載の異形線ロープ。