JP3569203B2 - 緩衝装置用ワイヤーロープ - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤーロープに係り、殊に引張り荷重が負荷された際のエネルギー吸収量を高めたワイヤーロープに係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワイヤーロープは様々な用途および態様で使用されているが、例えば図３に示すような落石防護装置にも多く使用されている。この落石防護装置は地山に打設された基礎１に立設された支柱２と、この支柱に取付けられた網体３とを有しており、ワイヤーロープは、支柱２間に張り渡され、網体３の上部及び下部を支持する上側支持ロープ４及び下側支持ロープ５として、また網体３に対して山側に設置されたアンカーと支柱上端との間で張り渡される控えロープ６として、更には端部支柱とその側方に設置されたアンカーとの間で張り渡される側方アンカーロープ７として使用されている。
【０００３】
各ワイヤーロープ４〜７には、その中途に、ロープに一定以上の張力が加わった際に、ロープ長の延伸を許容すると共に滑り摩擦を発生させる緩衝装置ないしブレーキ装置８が設けてあり、この緩衝装置の形状変化や、同緩衝装置によってもたらされる滑り摩擦によってエネルギーが吸収されるようになされている。この緩衝装置は種々の態様にて構成されているが、いずれにしても別途構成した緩衝装置ないしブレーキ装置をワイヤーロープの中途に取付ける必要があり、その取付け作業に経費と手間がかかるという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、緩衝装置やブレーキ装置を別途設けることなくワイヤーロープ自体にエネルギー吸収能力を持たせるようにすることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、鋼製の芯線と、この芯線の周囲に撚り合わされた複数本の鋼製素線とを有するワイヤーロープにおいて、少なくとも各鋼素線が、ワイヤーロープに引張力が作用し層心径が小さくなる際に素線の絞りによって圧縮弾性変形すると共にロープの伸びをもたらす、前記素線よりも弾性力に優れた被覆層を有していることを特徴とする。
【０００６】
ここで弾性変形可能の被覆層としては、ワイヤーロープが張力を受けた際に、素線が弾性変形を開始する前に、素線間に発生する絞り作用により圧縮力を受けて横断面積を縮小するような材料製ものすべてを含む。また、有機繊維材はアラミド、ポリエチレン、ポリアリレートなどの原材料から成るものを指す。
【０００７】
このように構成された本発明によるワイヤーロープに張力が作用すると各素線にも張力が発生し、撚られた各素線が絞られてロープ芯方向にも力が働く。この時、素線よりも弾性力の優れた被覆材が圧縮され、被覆素線径が小さくなり、同時に、この被覆素線で構成されているロープの層心径が小さくなる。これによる被覆層の弾性変形が張力エネルギーの一部を吸収し、次いでそのエネルギー吸収能力が最大限になったときに素線の弾性変形が開始する。即ち、素線による本来のエネルギー吸収が開始する前に被覆層によるエネルギー吸収が行われ、これがいわば従来技術における上記の緩衝装置あるいはブレーキ装置の作用に取って代わることになる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、被覆層が素線より弾性係数の小さい材料で形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、被覆層の材料がプラスチックまたはゴムであることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の例を、図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は撚り線型のワイヤーロープに本発明を適用した場合の概念図であって、図１（Ａ）の左半部はワイヤーロープ１０の外表面を示し、右半部は各一本の被覆素線１０ａと被覆芯線１０ｂとを代表的に示す破断図である。図１（Ｂ）は図１（Ａ）中のＢ‐Ｂ線に沿う横断面図である。
【００１５】
図１（Ｂ）から明らかなとおり、ワイヤーロープは被覆層１２を有する複数の素線１１、即ち被覆素線１０ａを撚り合わせることによって形成されている。即ち、鋼製もしくは有機繊維材製の各素線１１はプラスチックまたはゴム製の被覆層１２を有している。被覆層としては、プラスチックまたはゴム以外にも、素線に比較して弾性係数が低い材料であれば使用可能である。この被覆層の外表面は摩擦抵抗の小さいものであることが好ましい。しかし、一方において、この被覆材は素線との接着性の良いものであることが好ましい。これら両方の作用を合わせ持たせるために、被覆層を２層にして、外層と内層にそれぞれ目的の機能および作用を持たせるようにすることが好ましい。
【００１６】
このように構成したワイヤーロープ１０に引張力が作用すると、上記のように各素線にも張力が発生し、撚られた各素線が絞られてロープ芯方向にも力が働く。この時、素線よりも弾性力の優れた被覆材が圧縮されて、被覆素線径が小さくなり、同時に、この被覆素線で構成されているロープの層心径が小さくなる。
【００１７】
図２に示すように、層心径をＤ´、ロープ撚り長さをＰ、撚り１回分側素線中心軸長をＸとすると、これらの間の関係は下式で表すことができる。
【００１８】
Ｘ２＝Ｐ２＋（π・Ｄ´）２
Ｘは被覆材の圧縮が行われる第一段階では、素線の弾性伸びは無視できる程度であるので一定とすると、層心径Ｄ´が小さくなるとＰの値が大きくなる。換言すると、ロープが伸びることになる。この時のロープに作用する力と第一段階の伸びの積は、このロープのエネルギー吸収量と等価と考えられる。
【００１９】
このようにロープに張力がかかると、第一段階で素線が絞られて各素線をロープ中心方向へ引き寄せるような力が発生するため、素線間の被覆層が圧縮され、その横断面を縮小せしめる。この横断面を縮小させる力として、ロープに作用する引張力のエネルギーの一部が先ず初めに使用される。そして残余の引張力エネルギーは、第二段階で素線１１の弾性変形によって、更には素線の塑性変形によって吸収される。第一段階での被覆層１２の横断面縮小によるエネルギー吸収が、言わば従来技術における緩衝装置もしくはブレーキ装置によるエネルギー吸収に相当する。
【００２０】
上記の被覆層１２は付随的に防錆効果をも有するが、この被覆層は上記のように主としてエネルギー吸収を目的とするものであり、従ってこの被覆層の作用は従来の防錆用メッキ層等の作用とは本質的に異なる。
【００２４】
上記被覆層の厚さは任意であるが、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２５】
本発明によるワイヤーロープは図３に関して説明した落石防護装置に、上側支持ロープ、下側支持ロープ、控えロープおよび側方アンカーロープとして使用することができる。落石が落石防護装置の網体に衝突すると、その衝撃エネルギーが各ロープにも分散して伝達され、ロープに働く張力として作用する。この張力のエネルギーの一部は上記のように第一段階で吸収され、残余のエネルギーは第二段階で吸収される。
【００２６】
本発明によるワイヤーロープは落石防護装置の他に落石防止用ネットロープとしても使用可能であり、その他にも落橋防止装置、ガードケーブル、飛来落下養生ネット、係船索、係留索に適用可能である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、ロープの伸びを２段階に発生させることにより、耐衝撃性の強化を図ることが出来るものであり、またワイヤーロープに別途緩衝装置あるいはブレーキ装置を設けることなく、素線によるエネルギー吸収に先立って、引張エネルギーの一部を吸収できるので、緩衝装置あるいはブレーキ装置を別途取付ける手間および経費が不要であり、従って迅速且つ安価にワイヤーロープ張設作業を行い得るものであり更に緩衝装置あるいはブレーキ装置がワイヤーロープ自体に設けられていないことによって落石防護装置等の設置構造物は、これを見るものに整然とした感じを与えることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるワイヤーロープの一部破断概略部分図（Ａ）、および横断面図（Ｂ）である。
【図２】本発明によるワイヤーロープに張力が作用した際のロープの動作を説明する図である。
【図３】従来の緩衝装置またはブレーキ装置を備えたワイヤーロープを用いて構成した場合の落石防護装置の斜視図である。
【符号の説明】
１０・・・ワイヤーロープ
１０ａ・・・被覆素線
１０ｂ・・・芯線
１１・・・素線
１２・・・被覆層

Claims (3)

  1. 鋼製の芯線と、この芯線の周囲に撚り合わされた複数本の鋼製素線とを有するワイヤーロープにおいて、少なくとも各鋼素線が、ワイヤーロープに引張力が作用し層心径が小さくなる際に素線の絞りによって圧縮弾性変形すると共にロープの伸びをもたらす、前記素線よりも弾性力に優れた被覆層を有していることを特徴とする緩衝装置用ワイヤーロープ。
  2. 被覆層が素線より弾性係数の小さい材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の緩衝装置用ワイヤーロープ。
  3. 被覆層の材料がプラスチックまたはゴムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の緩衝装置用ワイヤーロープ。
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