ワイヤロープおよびコントロールケーブル
【課題】本発明は、さらに屈曲疲労耐久性に優れたワイヤロープおよびそのワイヤロープを有するコントロールケーブルを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明のワイヤロープは、素線を多数本撚り合わせて形成した芯ストランド３０の周りに、素線を多数本撚り合わせて形成した側ストランド２０を複数本撚り合わせたワイヤロープであって、芯ストランド３０はＺｎめっき素線からなる第１の層Ｉとこの第１の層Ｉに摺接するＺｎ−Ａｌ合金めっき素線からなる第２の層ＩＩとを有する複層構造であることを特徴とする。芯ストランド３０の締め率は０．５〜４％である。
【解決手段】本発明のワイヤロープは、素線を多数本撚り合わせて形成した芯ストランド３０の周りに、素線を多数本撚り合わせて形成した側ストランド２０を複数本撚り合わせたワイヤロープであって、芯ストランド３０はＺｎめっき素線からなる第１の層Ｉとこの第１の層Ｉに摺接するＺｎ−Ａｌ合金めっき素線からなる第２の層ＩＩとを有する複層構造であることを特徴とする。芯ストランド３０の締め率は０．５〜４％である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本の素線を撚り合わせたワイヤロープおよびそのワイヤロープを有するコントロールケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ワイヤロープおよびコントロールケーブルは、広範囲の産業分野で適用されている。そのため、陸上や海上、また、高温、高負荷荷重といった様々な条件下で利用され、その使用条件は過酷なものとなっている。このような過酷な使用条件に耐えうる耐久性を有するワイヤロープおよびコントロールケーブルが望まれている。中でも、摺動しながら屈曲を受ける場合の疲労耐久性（屈曲疲労耐久性）の高いワイヤロープが望まれている。
【０００３】
本発明者らはすでに特許文献１において、側ストランドの形付け率と締め率および側ストランドの側素線の圧縮残留応力などの最適化を図ることにより、上記の要望に対応できるワイヤロープとコントロールケーブルとを提案している。
【０００４】
しかし、近年車両の組み立てにおては部品や部材のモジュール化が一般的となっており、例えば、ワイヤロープの破損時にもワイヤロープのみの交換ではなくワイヤロープを含むモジュールの交換を余儀なくされるようになった。このため交換費用が増大し、従来にもまして高い疲労耐久性が求められるようになった。
【特許文献１】特開２００４−２７７９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、従来技術（特許文献１）を改良してさらに屈曲疲労耐久性に優れたワイヤロープおよびそのワイヤロープを有するコントロールケーブルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ワイヤロープは小さな曲げ半径で繰り返し曲げ伸ばしを行うと、曲げ伸ばし毎に芯ストランドとその周りの側ストランドとで、曲げ半径の相違によりズレが生じ、このズレによって芯ストランドの素線と側ストランドの素線とが接触して摩耗し断線する。更に繰り返し曲げ伸ばしを行うとロープが破断する。これは、上記のようにロープを構成する素線間の摩耗が原因であり、従来からワイヤロープ内にオイルやグリスを封入して素線間の摩擦係数を小さくすることが実施されている。
【０００７】
ところで、一般的に異種金属同士または同種合金同士（例えば、鋼と鋼）の素線の組み合わせは、同種純金属同士の素線の組み合わせより摩擦係数が小さいことが知られている。例えば、機械工学便覧（昭和５４年版、社団法人日本機会学会発行）の第３編「力学・機械力学」によれば、同種純金属同士の摩擦係数μは０．７〜１．４であるが、異種金属同士または同種合金同士（鋼を含む）の摩擦係数μは０．３〜０．４である。
【０００８】
図５は特開２００４−２７７９９３号公報で提案したＷ（１９）＋８×７構造のワイヤロープの断面を模式的に示したものである。Ｗ(19)＋８×７構造は周知の通りウォーリントン型の撚り構造をもち、１９本の素線からなる１本の芯ストランド１０と７本の素線からなる８本の側ストランド２０とで構成されるロープの構造である。なお、芯ストランド１０と、外接する８本の側ストランド２０との隙間３０は撚り油の付着部分となっている。
【０００９】
具体的には、１本の芯素線１５の周囲に６本の第１側素線１１を配し、第１側素線１１の周囲であって隣り合う第１側素線１１の間に位置するように６本の第３側素線１３を配し、隣り合う第３側素線の間に６本の第２側素線１２を配す。これらの側素線１１〜１３を同時に同一ピッチ、同一方向へ撚り合わせ、各素線が互いに線接触するように平行撚りを行う。また、側ストランド２０は、芯素線２５の周囲に６本の側素線２１を撚り合わせる。そして先の芯ストランド１０の周囲にこの側ストランド２０を撚り合わせて、図５に示す断面を有するワイヤロープとしたものである。
【００１０】
各素線にはめっきが施されており、芯ストランド２０を形成する素線（芯素線および第１〜３側素線）と側ストランド２０の芯素線２５とは亜鉛めっき（以後、Ｚｎめっきという）鋼線（○で表示）であり、側ストランド２０の側素線２１は亜鉛とアルミニウムの合金めっき（以後、Ｚｎ−Ａｌ合金めっきという）鋼線（●で表示）である。
【００１１】
ＺｎめっきとＺｎ−Ａｌ合金めっきは異種金属同士の組み合わせであり、上記のように摩擦係数が小さい。従って、撚り油の潤滑作用も相まって芯ストランド１０と側ストランド２０との摺動は滑らかなものとなる。しかし、１９本の素線からなる１本の芯ストランド１０では、全ての素線にＺｎめっきが施されているために素線同士の摺接は純金属同士の組み合わせとなり摩擦係数は極めて高い。すなわち、小さな曲げ半径で繰り返し曲げ伸ばしを行うと、芯ストランドの素線同士が摩耗して断線し、それが起点となってロープ破断に繋がるわけである。すなわち、ワイヤロープの耐久性をより一層高めるためには、芯ストランド１０と側ストランド２０との滑り性のみならず芯ストランドを構成する素線同士の滑り性をも向上させなければならないことを見出した。
【００１２】
このような知見から本発明者らは芯ストランドの素線も異種金属の組み合わせとすれば上記のような断線を防止できるということに想到し、鋭意研究の結果本発明を完成した。
【００１３】
すなわち、本発明のワイヤロープは、素線を多数本撚り合わせて形成した芯ストランドの周りに、素線を多数本撚り合わせて形成した側ストランドを複数本撚り合わせたワイヤロープにおいて、芯ストランドはＺｎめっき素線からなる第１の層とこの第１の層に摺接するＺｎ−Ａｌ合金めっき素線からなる第２の層とを有する複層構造であることを特徴とする。
【００１４】
本発明のワイヤロープにおいては、側ストランドの側素線はＺｎ−Ａｌ合金めっき素線であることが望ましい。
【００１５】
また、本発明のワイヤロープの好適な態様は、芯ストランドの芯素線はＺｎめっき素線であり、この芯素線に外接する側素線はＺｎ−Ａｌ合金めっき素線であることが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明のワイヤロープの好適な態様は、芯ストランドの芯素線はＺｎ−Ａｌ合金めっき素線であり、この芯素線に外接する側素線はＺｎめっき素線としてもよい。
【００１７】
本発明のワイヤロープは、芯ストランドの締め率が０．５〜４％であることが望ましい。
【００１８】
また、本発明のワイヤロープは、ワイヤロープの最外端部に位置する側ストランドの側素線はその圧縮残留応力が６００ＭＰａ以上で、側ストランドはその形付け率が８３〜１０３％であり、さらにその締め率が６〜１０％であることが望ましい。
【００１９】
本発明のコントロールケーブルは、ワイヤロープと、このワイヤロープを摺動可能に挿通する導管とを有するコントロールケーブルにおいて、ワイヤロープは、素線を多数本撚り合わせて形成した芯ストランドの周りに、素線を多数本撚り合わせて形成した側ストランドを複数本撚り合わせて形成されており、
芯ストランドはＺｎめっき素線からなる第１の層とこの第１の層に摺接するＺｎ−Ａｌ合金めっき素線からなる第２の層とを有する複層構造であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のワイヤロープは、芯ストランドがＺｎめっき素線からなる第１の層とこの第１の層に摺接するＺｎ−Ａｌ合金めっき素線からなる第２の層とを有する複層構造である。異種金属同士の摺接面は摩擦係数が小さいのでＺｎめっき素線のみの単層の芯ストランドより滑り性に優れる。従って、従来のワイヤロープよりも更に一層疲労耐久性に優れたワイヤロープとなり、本発明のワイヤロープを有するコントロールケーブルもまた、従来よりもさらに耐久性に優れ、長寿命となる。
【００２１】
また、芯ストランドの締め率を０．５〜４％に限定することでさらにワイヤロープの寿命延長効果を高めることができる。
【００２２】
本発明のワイヤロープは、ワイヤロープの最外端部に位置する側ストランドの側素線はその圧縮残留応力が６００ＭＰａ以上で、側ストランドはその形付け率が８３〜１０３％であり、さらにその締め率が６〜１０％とすることにより、安定して高い耐久性を維持するすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明のワイヤロープおよびコントロールケーブルを実施するための最良の形態を説明する。
【００２４】
［ワイヤロープ］
本発明のワイヤロープは、素線を多数本撚り合わせて形成した芯ストランドの周りに、素線を多数本撚り合わせて形成した側ストランドを複数本撚り合わせたいわゆる複撚り構造のワイヤロープであり、その芯ストランドは、Ｚｎめっき素線からなる第１の層と、この第１の層に摺接するＺｎ−Ａｌ合金めっき素線からなる第２の層とを有する複層構造であることを特徴とする。
【００２５】
本発明の好適な実施の形態を図１に示す。図１は図５と同様にＷ（１９）＋８×７構成のワイヤロープの断面模式図であるが、ここで、本実施の形態と図５に示す従来技術との違いは、従来技術では芯ストランド１０の１９本の素線が全てＺｎめっき素線である一種類のめっき素線のみからなる単層構造となっているのに対して、本実施の形態では芯ストランド３０の６本の第１側素線１１ａはＺｎ−Ａｌ合金めっき素線であり、芯素線１５、第２側素線１２および第３側素線１３は全てＺｎめっき素線であることである。すなわち、芯ストランド３０はＺｎめっきの芯部（芯素線１５）にＺｎ−Ａｌ合金めっき素線からなる第２の層ＩＩ（第１側素線１１ａ）と、さらにその上にＺｎめっきの第１の層Ｉ（第２側素線１２および第３側素線１３）を積層した２種類以上のめっき線組み合わせからなる複層構造となっている。従って、芯部と第２の層ＩＩとの摺接は異種金属同士の組み合わせであり、また、第２の層ＩＩと第１の層Ｉとの摺接も異種金属同士の組み合わせとなるので、同種純金属（Ｚｎめっき）同士の摺接である芯ストランド１０に比べてその摩擦係数は格段に小さくなり、各層間の滑り性は向上する。従って、摩耗による素線の断線発生を抑制することができる。
【００２６】
図３に芯ストランドが複層構造（芯ストランド３０）のワイヤロープＡ（以後、ロープＡという）と従来技術になる芯ストランドが単層構造（芯ストランド１０）のワイヤロープＢ（以後、ロープＢという）との曲げによる荷重（Ｐ）−撓み（δ）線図を示す。図３は、荷重（Ｐ）−撓み（δ）線図を概念的に示したものであり、実線ａがロープＡの荷重（Ｐ）−撓み（δ）線図（以後、線図ａという）であり、点線ｂはロープＢの荷重（Ｐ）−撓み（δ）線図（以後、線図ｂという）である。なお、ロープＡとロープＢとは上記のように芯ストランドの構成は異なるが、側ストランドの構成や各素線の太さ、あるいは撚り線工程などその他の構成要因や製造条件は同一として形成されたものである。
【００２７】
図３（ａ）の荷重（Ｐ）−撓み（δ）線図は、次のようにして得ることができる。線図ｂを例に取ると、まず撚り合わせられたロープＢから所定長さＬの試料Ｓｂを採取して図３（ｂ）に示すように試料Ｓｂの一端側ｃを固定する。負荷速度を一定として他端ｄに荷重Ｐを負荷する。ロープＢは弾性体であるので荷重Ｐの増加に比例して撓みδも増加する（点線ＯＱ1）。所定の荷重ＰQでは撓みはδQ1となるがここで除荷を開始する。除荷速度は方向は逆であるが負荷速度と同じとする。ロープＢは内部摩擦があるので除荷開始と同時には復元を開始しない。すなわち、荷重ＰがΔＰ1除荷されるまでは撓みδQ1は一定のままで維持される（点線Ｑ1Ｒ1）。その後荷重Ｐの減少に比例して撓みδも減少し撓みδT1で荷重Ｐは０となる（点線Ｒ1Ｔ1）。このようにしてロープＢの線図ｂ（Ｏ→Ｑ1→Ｒ1→Ｔ1→Ｏ）を得ることができる。ここで除荷後（荷重Ｐを０としても）撓みδT1は残るが、この撓みδT1は内部摩擦による抵抗分であり、時間の経過と共に解消されて略０となる。 ロープＡについても同様にして線図ａ（Ｏ→Ｑ0→Ｒ0→Ｔ0→Ｏ）を得ることができる。
【００２８】
線図ａと線図ｂとを比較すると次の（ア）〜（エ）が分かる。（ア）同一荷重Ｐを負荷するとロープＡの方がロープＢよりも撓みは大きい（例えば、ＰQでδQ1＜δQ0）。（イ）同一撓みではロープＡ方がロープＢよりも荷重が小さい（δQ1でＰq＜ＰQ）。（ウ）ロープＡの方がロープＢよりも復元開始が早い（ΔＰ0＜ΔＰ1）。（エ）ロープＡの方がロープＢよりも除荷後の撓みが少ない（δT0＜δT1）。これら（ア）〜（エ）の現象はロープＡとロープＢとの芯ストランドの構成の違いによって生じるものであり、ロープＡの芯ストランドがＺｎめっき素線とＺｎ−Ａｌ合金めっき素線との複層構造であり、その摺接面における摩擦係数が小さく滑り性に優れるためである。
【００２９】
このような優れた滑り性を有する芯ストランド３０の締め率は０．５〜４％である。締め率がこの範囲にないと十分な屈曲疲労耐久性を有するワイヤロープを得ることができない。
【００３０】
図４から分かるように、ロープＡ（○）はロープＢ（△）に比べていずれの締め率においても耐久性は高い。そして、芯ストランドの締め率が２％までは締め率の増加と共に耐久性は増加するが、それ以降は締め率の増加に伴って耐久性は減少する。すなわち、芯ストランドの締め率は０．９〜３％がより好ましいことが分かる。なお、この耐久試験を実施するに当たり、芯ストランドの締め率（％）は、芯ストランド製造時の（計算外径−実外径）／計算外径×１００とし、供試ロープの形付け率は９７％、締め率は７．４％とした。
【００３１】
本実施の形態における芯ストランドの上記のような作用は図１に示すＷ（１９）＋８×７構成のワイヤロープのみならずその他の構成ワイヤロープでも同様に得ることができる。図２に７×７構成のワイヤロープの断面模式図を示す。この構成は、芯ストランド４０が側ストランド２０と同様に１本の芯素線１５ａと６本の側素線１１とで構成されている。ここで、芯素線１５ａをＺｎ−Ａｌ合金めっき素線とし、６本の側素線１１をＺｎめっき素線とすれば、芯素線１５ａが第２の層ＩＩで側素線１１が第１の層Ｉである複層構造とすることができる。従って、従来のＺｎめっき素線のみの単層構造に比べて芯素線と側素線との摺接面における摩擦係数を小さくすることができ耐久性の高いワイヤロープとすることができる。
【００３２】
Ｚｎめっきと良好な滑り性を有するＺｎ−Ａｌ合金めっき層は、アルミニウムを１〜２０ｗｔ％含むのが好ましく、より好ましくは２〜１５ｗｔ％である。２層以上の側ストランドからなる場合は少なくとも最外層の側ストランドに、Ｚｎ−Ａｌ合金めっきを施すとよい。Ｚｎ−Ａｌ合金めっきを施すことにより、ワイヤロープの耐食性をも向上することができる。
【００３３】
Ｚｎ−Ａｌ合金めっきを施す方法としては、伸線加工前の鋼線材（母材）を溶融状態の合金めっき浴に浸漬する方法（ディッピング）のほか、電気めっき法など、従来用いられている方法でよい。また、母材に形成するＺｎ−Ａｌ合金めっき層の厚さは、１０〜５０μｍ、より好ましくは２０〜４０μｍである。
【００３４】
なお、伸線加工前の鋼線材（母材）にＺｎ−Ａｌ合金めっきを施すと、Ｚｎ−Ａｌ−Ｆｅ３元金属間化合物層が得られる。アルミニウムは、金属間化合物層の靭性を高める働きがあり、このＺｎ−Ａｌ−Ｆｅ３元金属間化合物層の硬さ・厚さは、ワイヤロープの耐久性に影響を及ぼす。そこで、Ｚｎ−Ａｌ−Ｆｅ３元金属間化合物層の硬さを９０〜２００Ｈｖ、より好ましくは１００〜１６０Ｈｖとし、さらに、厚さを３〜１５μｍ、より好ましくは４〜１０μｍとすることで、伸線加工後の素線の耐久強度を向上することができる。
【００３５】
以上のような本発明のワイヤロープにおいては、芯ストランドの構成以外の構成要因や製造条件などは、特許文献１（特開２００４−２７７９９３号公報）に開示されている構成や条件を適用することができる。すなわち、各素線は、炭素鋼、ステンレス鋼などの合金鋼からなる鋼線など、通常のワイヤロープに用いられている鋼線であればよく、伸線加工前後の素線の減面率は９０〜９９．５％、より好ましくは９５〜９９．５％である。
【００３６】
また、素線の形状は、円形の断面をもつ丸線が好ましく、また、素線の太さにも特に限定はない。素線の硬さは、ビッカース硬さが６００〜８００Ｈｖ、より好ましくは６７０〜７７０Ｈｖである。
【００３７】
芯ストランドは、束ねられたり撚り合わされた複数本の素線からなるものであるが、内層の素線と外層の素線とが点接触する交差撚りでも、内層の素線と外層の素線とが線接触する平行撚りでも、その他の撚りかたでもかまわない。より好ましくはウォーリントン撚りである。ウォーリントン撚りは、実断面積が高い密な撚りかたであるため、引張り強度に優れる。
【００３８】
側ストランドは、芯素線と芯素線の周囲に撚り合わされた側素線とからなる。芯素線の周囲に撚り合わされた側素線（第１側素線）の周囲に別の側素線（第２側素線）を撚り合わすというように、２層以上の側素線からなる側ストランドも使用可能である。２層以上の側素線を撚り合わせる場合には、交差撚りでも平行撚りでもその他の撚りかたでもよい。また、芯素線および側素線の本数に特に限定はないが、１本の芯素線と６本の側素線とからなるのが好ましい。２層以上の側素線からなる側ストランドの場合には、他の層と摺接する側素線同士が異種金属の組み合わせとなるようにめっき組成を選択することが望ましい。
【００３９】
芯ストランドと側ストランドとの撚り構造は、通常のワイヤロープに用いられる撚り構造であれば特に限定はない。１本の芯ストランドに側ストランドを複数本撚り合わせる以外にも、芯ストランドの周囲に撚り合わされた側ストランド（第１側ストランド）の周囲に同一または別の種類の側ストランド（第２側ストランド）を撚り合わすというように、２層以上の側ストランドからなる構造でもよい。芯ストランドと側ストランドとの撚り構造として特に好ましいのは、Ｗ（１９）＋８×７構造である。
【００４０】
本発明のワイヤロープは、最外端部に位置する側ストランドの側素線の圧縮残留応力が６００ＭＰａ以上、より好ましくは７００〜１０００ＭＰａである。側ストランドが２層以上からなる場合は、最外層に位置する側ストランドが最外端部に位置する側ストランドとなる。
【００４１】
また、側ストランドはその形付け率が８３〜１０３％、より好ましくは９１〜１００％である。さらにワイヤロープの締め率が６〜１０％、より好ましくは７〜１０％である。
【００４２】
最外端部に位置する側ストランドの側素線の圧縮残留応力、形付け率、締め率の値がそれぞれ上記範囲にないと、十分な屈曲疲労耐久性を有するワイヤロープを得ることができない。
【００４３】
また、本発明のワイヤロープは、ＳＡＥ動粘度グレードが＃１０００以下（４０℃）の撚り油で撚り合わされた素線からなるのが好ましい。より好ましくは、＃８０〜＃５５０の撚り油により撚り合わされる。
【００４４】
さらに、本発明のワイヤロープの表面は、ポリエチレン、ポリアミド、ポリアセタール樹脂などの樹脂で覆われるのが好ましい。ワイヤロープの表面を樹脂で覆うことにより、耐久性がより向上し、ワイヤロープをコントロールケーブルの導管などに挿通して用いる場合の摺動性がよくなる。
【００４５】
［コントロールケーブル］
本発明のコントロールケーブルは、前述した本発明のワイヤロープとそのワイヤロープを摺動可能に挿通する導管とからなる。
【００４６】
導管は、鋼線などを断面矩形状に圧延し、巻線したアウタスプリングから構成される一般的な構造の導管でよい。導管は、樹脂製で筒状のライナー上にアウタスプリングを螺旋状に密着して巻いた構造でもよい。樹脂製のライナーをもつコントロールケーブルは、ワイヤロープの摺動性がよく、操作性に優れる。ライナーの材質としては、ポリエチレン、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート、フッ素樹脂などが好ましい。さらに、アウタスプリングの外周に樹脂製のアウターコートを装着してもよい。
【００４７】
本発明のコントロールケーブルは、ワイヤロープが引き方向または押し引き双方向に導管内を摺動するのが好ましく、自動車などのアクセル、スロットル、クラッチ、ブレーキ、ウィンドウレギュレータ等の各種装置の操作に用いられる。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例（ロープＡ）と比較例（ロープＢ）とによって本願発明を更に詳しく説明する。
【００４９】
（試料の作成）
母線として鋼線（ＳＷＲＨ６２Ａ）を用意した。この母線の表面にＺｎめっき層（厚さ３０μｍ）をディッピングにて形成し、伸線して芯ストランドの芯素線、第１（ロープＢ）・第２・第３側素線および側ストランドの芯素線を得た。また、芯ストランドの第１側素線（ロープＡ）および側ストランドの側素線は、母線の表面にアルミニウムを含むＺｎ−Ａｌ合金めっき層（厚さ３０μｍ）をディッピングにて形成し、この母線を伸線した。伸線後の各素線の外径は、表１に示す値とした。なお、伸線加工による各素線の減面率は９７〜９９％であり、硬さは７００〜７５０Ｈｖであった（表２参照）。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
これらの素線を組み合わせて芯ストランドがＺｎめっき素線とＺｎ−Ａｌ合金めっき素線との複層構造の供試ロープＡと芯ストランドがＺｎめっき素線のみの単層構造の供試ロープＢとを得た。なお、各ロープの構成はＷ（１９）＋８×７構成である。
【００５３】
この時、側ストランドの側素線と供試ロープＡの芯ストランドの第１側素線のめっきの種類と、側ストランドの側素線の硬さ、残留応力、形付け率および各素線の撚り油粘度などの組み合わせを、表２の組み合わせ条件１〜１７のように選択して、同一番号の組み合わせ条件でそれぞれ供試ロープＡと供試ロープＢとを作製した。すなわち、組み合わせ条件１で得られた供試ロープＡを試料Ａ０１、また同様にして得られた供試ロープＢを試料Ｂ０１として、試料Ａ０１〜試料Ａ１７と試料Ｂ０１〜試料Ｂ１６の合計３３個の試料を作製した。
【００５４】
なお、試料Ａ１６、試料Ｂ１６とは、組み合わせ条件１６で作製した各供試ロープの撚り油を超音波洗浄で除去して得られた試料である。また、試料Ａ１７は芯ストランドの１９本の全素線をＺｎ−Ａｌ合金めっき素線とし、供試ロープの撚り油を超音波洗浄で除去して得られたものである。また、供試ロープの締め率は７．４％、また、芯ストランドの締め率は２％で一定とした。
【００５５】
（試験および評価）
以上の３３個の試料について、特開２００４−２７７９９３号公報に開示の方法で屈曲疲労耐久試験（以後、単に耐久試験という）を実施した。結果を表２に併記して示す。表２には試料番号は記載されていないが、例えば、組み合わせ条件１の供試ロープＡの欄：２５０×１０3回は試料Ａ０１の耐久試験結果であり、組み合わせ条件１の供試ロープＢの欄：１９０×１０3回は試料Ｂ０１の耐久試験結果である。以下同様に供試ロープＡの欄は各試料Ａ０２〜１７の、供試ロープＢの欄は試料Ｂ０２〜１６の耐久試験結果である。なお、耐久試験は固定プーリ耐久試験と回転プーリ耐久試験とを実施したが、固定プーリ耐久試験では供試ロープＡと供試ロープＢとの全ての試料について「破断なし」の結果であった。従って、表２の耐久試験結果は回転プーリによるものである。
【００５６】
表２から全ての組み合わせ条件で供試ロープＡの方が供試ロープＢよりも耐久性の高いことが分かる。特に好適な組み合わせ条件である１〜７では、供試ロープＡの方が供試ロープＢよりも耐久性が４０，０００〜６０，０００回も増加しており改良効果の高いことが分かる。供試ロープＡは１８０、０００回以上の耐久性を示し、中でも試料Ａ０１、０６、０７では２５０，０００回まで破断することなく安定した耐久性を維持することができた。これらのことから芯ストランドの複層化がワイヤロープの長寿命化に大きく寄与していることが分かる。
【００５７】
また、撚り油を除去して素線同士の摺接だけとした場合（組み合わせ条件１６）の耐久性は、試料Ａ１６では３０，０００回であり、試料Ｂ１６では２０，０００回であった。これはＺｎめっき同士の摺接面における摩擦係数よりもＺｎめっきとＺｎ−Ａｌ合金めっきとの摺接面における摩擦係数の方が小さいことをより顕著に示す結果である。
【００５８】
さらに、試料Ａ１７は芯ストランドの１９本の全素線をＺｎ−Ａｌ合金めっき素線とし、供試ロープの撚り油を超音波洗浄で除去して得られたものであるが、耐久性は３０，０００回と試料Ａ１６のそれと変わらなかった。すなわち、芯ストランドをＺｎ−Ａｌ合金めっきとＺｎめっきとの複層構造とすれば、ロープの寿命延長効果が得られることが分かった。
【００５９】
一方、組み合わせ条件８〜１２の場合には、いずれも供試ロープＢよりも供試ロープＡの方が耐久性は高いが、好適な組み合わせ条件である１〜７で得られた供試ロープＢの耐久性より低く満足できるものではなかった。また、組み合わせ条件１３〜１５の場合には、比較的高い耐久性（２１０×１０3回）が得られたが、撚り油動粘度が＃３００〜＃１０００と高いために生産性を低下させるおそれがあり量産化するには適当ではない。
【００６０】
本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更することができる。本発明は、硬鋼線などの炭素鋼系の素線に各種のめっき処理を施し、ワイヤロープの各層で異種のめっき層の組み合わせとなるように撚り構成したワイヤロープに関するものであるが、ステンレス鋼線の場合には、めっきを施さないで他のめっき素線と組み合わせて撚り構成としてもよい。また、実施例ではＺｎめっきとＺｎ−Ａｌめっきとの組み合わせで説明したが、これらのめっきの他にＳｎめっきなどその他のめっきを使用して、異種のめっき鋼線同士の組み合わせとすることもできる。さらに、側ストランドおよび芯ストランドのいずれの場合も、上記の異種めっき層を有する素線に代えて、各めっき材質に相当する材質の素線（金属線）を用いてもよい。
【００６１】
また、ワイヤロープの単撚り（１×７、１×１２）など、あるいは麻芯ロープの側ストランドや芯ストランドなどの断面中心から放射状方向で相接する素線に適用してもよい。この場合にも上記実施例と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明のワイヤロープ及びワイヤケーブルは、自動車などのアクセル、スロットル、クラッチ、ブレーキ、ウィンドウレギュレータ等に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施例であるワイヤロープＡの断面模式図である。
【図２】本発明の他の態様であるワイヤロープ（７×７）の断面模式図である。
【図３】ワイヤロープＡとワイヤロープＢの荷重−撓み線図を説明する説明図である。（ａ）は荷重−撓み線図の概念図であり、（ｂ）は測定方法の概要図である。
【図４】芯ストランドの締め率による耐久性の変化を示すグラフである。
【図５】比較例であるワイヤロープＢの断面模式図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０、３０：芯ストランド １１：第１側素線 １２：第２側素線 １３：第３側素線 １５：芯ストランドの芯素線 ２０：側ストランド ２１：側ストランドの側素線 ２５：側ストランドの芯素線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本の素線を撚り合わせたワイヤロープおよびそのワイヤロープを有するコントロールケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ワイヤロープおよびコントロールケーブルは、広範囲の産業分野で適用されている。そのため、陸上や海上、また、高温、高負荷荷重といった様々な条件下で利用され、その使用条件は過酷なものとなっている。このような過酷な使用条件に耐えうる耐久性を有するワイヤロープおよびコントロールケーブルが望まれている。中でも、摺動しながら屈曲を受ける場合の疲労耐久性（屈曲疲労耐久性）の高いワイヤロープが望まれている。
【０００３】
本発明者らはすでに特許文献１において、側ストランドの形付け率と締め率および側ストランドの側素線の圧縮残留応力などの最適化を図ることにより、上記の要望に対応できるワイヤロープとコントロールケーブルとを提案している。
【０００４】
しかし、近年車両の組み立てにおては部品や部材のモジュール化が一般的となっており、例えば、ワイヤロープの破損時にもワイヤロープのみの交換ではなくワイヤロープを含むモジュールの交換を余儀なくされるようになった。このため交換費用が増大し、従来にもまして高い疲労耐久性が求められるようになった。
【特許文献１】特開２００４−２７７９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、従来技術（特許文献１）を改良してさらに屈曲疲労耐久性に優れたワイヤロープおよびそのワイヤロープを有するコントロールケーブルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ワイヤロープは小さな曲げ半径で繰り返し曲げ伸ばしを行うと、曲げ伸ばし毎に芯ストランドとその周りの側ストランドとで、曲げ半径の相違によりズレが生じ、このズレによって芯ストランドの素線と側ストランドの素線とが接触して摩耗し断線する。更に繰り返し曲げ伸ばしを行うとロープが破断する。これは、上記のようにロープを構成する素線間の摩耗が原因であり、従来からワイヤロープ内にオイルやグリスを封入して素線間の摩擦係数を小さくすることが実施されている。
【０００７】
ところで、一般的に異種金属同士または同種合金同士（例えば、鋼と鋼）の素線の組み合わせは、同種純金属同士の素線の組み合わせより摩擦係数が小さいことが知られている。例えば、機械工学便覧（昭和５４年版、社団法人日本機会学会発行）の第３編「力学・機械力学」によれば、同種純金属同士の摩擦係数μは０．７〜１．４であるが、異種金属同士または同種合金同士（鋼を含む）の摩擦係数μは０．３〜０．４である。
【０００８】
図５は特開２００４−２７７９９３号公報で提案したＷ（１９）＋８×７構造のワイヤロープの断面を模式的に示したものである。Ｗ(19)＋８×７構造は周知の通りウォーリントン型の撚り構造をもち、１９本の素線からなる１本の芯ストランド１０と７本の素線からなる８本の側ストランド２０とで構成されるロープの構造である。なお、芯ストランド１０と、外接する８本の側ストランド２０との隙間３０は撚り油の付着部分となっている。
【０００９】
具体的には、１本の芯素線１５の周囲に６本の第１側素線１１を配し、第１側素線１１の周囲であって隣り合う第１側素線１１の間に位置するように６本の第３側素線１３を配し、隣り合う第３側素線の間に６本の第２側素線１２を配す。これらの側素線１１〜１３を同時に同一ピッチ、同一方向へ撚り合わせ、各素線が互いに線接触するように平行撚りを行う。また、側ストランド２０は、芯素線２５の周囲に６本の側素線２１を撚り合わせる。そして先の芯ストランド１０の周囲にこの側ストランド２０を撚り合わせて、図５に示す断面を有するワイヤロープとしたものである。
【００１０】
各素線にはめっきが施されており、芯ストランド２０を形成する素線（芯素線および第１〜３側素線）と側ストランド２０の芯素線２５とは亜鉛めっき（以後、Ｚｎめっきという）鋼線（○で表示）であり、側ストランド２０の側素線２１は亜鉛とアルミニウムの合金めっき（以後、Ｚｎ−Ａｌ合金めっきという）鋼線（●で表示）である。
【００１１】
ＺｎめっきとＺｎ−Ａｌ合金めっきは異種金属同士の組み合わせであり、上記のように摩擦係数が小さい。従って、撚り油の潤滑作用も相まって芯ストランド１０と側ストランド２０との摺動は滑らかなものとなる。しかし、１９本の素線からなる１本の芯ストランド１０では、全ての素線にＺｎめっきが施されているために素線同士の摺接は純金属同士の組み合わせとなり摩擦係数は極めて高い。すなわち、小さな曲げ半径で繰り返し曲げ伸ばしを行うと、芯ストランドの素線同士が摩耗して断線し、それが起点となってロープ破断に繋がるわけである。すなわち、ワイヤロープの耐久性をより一層高めるためには、芯ストランド１０と側ストランド２０との滑り性のみならず芯ストランドを構成する素線同士の滑り性をも向上させなければならないことを見出した。
【００１２】
このような知見から本発明者らは芯ストランドの素線も異種金属の組み合わせとすれば上記のような断線を防止できるということに想到し、鋭意研究の結果本発明を完成した。
【００１３】
すなわち、本発明のワイヤロープは、素線を多数本撚り合わせて形成した芯ストランドの周りに、素線を多数本撚り合わせて形成した側ストランドを複数本撚り合わせたワイヤロープにおいて、芯ストランドはＺｎめっき素線からなる第１の層とこの第１の層に摺接するＺｎ−Ａｌ合金めっき素線からなる第２の層とを有する複層構造であることを特徴とする。
【００１４】
本発明のワイヤロープにおいては、側ストランドの側素線はＺｎ−Ａｌ合金めっき素線であることが望ましい。
【００１５】
また、本発明のワイヤロープの好適な態様は、芯ストランドの芯素線はＺｎめっき素線であり、この芯素線に外接する側素線はＺｎ−Ａｌ合金めっき素線であることが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明のワイヤロープの好適な態様は、芯ストランドの芯素線はＺｎ−Ａｌ合金めっき素線であり、この芯素線に外接する側素線はＺｎめっき素線としてもよい。
【００１７】
本発明のワイヤロープは、芯ストランドの締め率が０．５〜４％であることが望ましい。
【００１８】
また、本発明のワイヤロープは、ワイヤロープの最外端部に位置する側ストランドの側素線はその圧縮残留応力が６００ＭＰａ以上で、側ストランドはその形付け率が８３〜１０３％であり、さらにその締め率が６〜１０％であることが望ましい。
【００１９】
本発明のコントロールケーブルは、ワイヤロープと、このワイヤロープを摺動可能に挿通する導管とを有するコントロールケーブルにおいて、ワイヤロープは、素線を多数本撚り合わせて形成した芯ストランドの周りに、素線を多数本撚り合わせて形成した側ストランドを複数本撚り合わせて形成されており、
芯ストランドはＺｎめっき素線からなる第１の層とこの第１の層に摺接するＺｎ−Ａｌ合金めっき素線からなる第２の層とを有する複層構造であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のワイヤロープは、芯ストランドがＺｎめっき素線からなる第１の層とこの第１の層に摺接するＺｎ−Ａｌ合金めっき素線からなる第２の層とを有する複層構造である。異種金属同士の摺接面は摩擦係数が小さいのでＺｎめっき素線のみの単層の芯ストランドより滑り性に優れる。従って、従来のワイヤロープよりも更に一層疲労耐久性に優れたワイヤロープとなり、本発明のワイヤロープを有するコントロールケーブルもまた、従来よりもさらに耐久性に優れ、長寿命となる。
【００２１】
また、芯ストランドの締め率を０．５〜４％に限定することでさらにワイヤロープの寿命延長効果を高めることができる。
【００２２】
本発明のワイヤロープは、ワイヤロープの最外端部に位置する側ストランドの側素線はその圧縮残留応力が６００ＭＰａ以上で、側ストランドはその形付け率が８３〜１０３％であり、さらにその締め率が６〜１０％とすることにより、安定して高い耐久性を維持するすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明のワイヤロープおよびコントロールケーブルを実施するための最良の形態を説明する。
【００２４】
［ワイヤロープ］
本発明のワイヤロープは、素線を多数本撚り合わせて形成した芯ストランドの周りに、素線を多数本撚り合わせて形成した側ストランドを複数本撚り合わせたいわゆる複撚り構造のワイヤロープであり、その芯ストランドは、Ｚｎめっき素線からなる第１の層と、この第１の層に摺接するＺｎ−Ａｌ合金めっき素線からなる第２の層とを有する複層構造であることを特徴とする。
【００２５】
本発明の好適な実施の形態を図１に示す。図１は図５と同様にＷ（１９）＋８×７構成のワイヤロープの断面模式図であるが、ここで、本実施の形態と図５に示す従来技術との違いは、従来技術では芯ストランド１０の１９本の素線が全てＺｎめっき素線である一種類のめっき素線のみからなる単層構造となっているのに対して、本実施の形態では芯ストランド３０の６本の第１側素線１１ａはＺｎ−Ａｌ合金めっき素線であり、芯素線１５、第２側素線１２および第３側素線１３は全てＺｎめっき素線であることである。すなわち、芯ストランド３０はＺｎめっきの芯部（芯素線１５）にＺｎ−Ａｌ合金めっき素線からなる第２の層ＩＩ（第１側素線１１ａ）と、さらにその上にＺｎめっきの第１の層Ｉ（第２側素線１２および第３側素線１３）を積層した２種類以上のめっき線組み合わせからなる複層構造となっている。従って、芯部と第２の層ＩＩとの摺接は異種金属同士の組み合わせであり、また、第２の層ＩＩと第１の層Ｉとの摺接も異種金属同士の組み合わせとなるので、同種純金属（Ｚｎめっき）同士の摺接である芯ストランド１０に比べてその摩擦係数は格段に小さくなり、各層間の滑り性は向上する。従って、摩耗による素線の断線発生を抑制することができる。
【００２６】
図３に芯ストランドが複層構造（芯ストランド３０）のワイヤロープＡ（以後、ロープＡという）と従来技術になる芯ストランドが単層構造（芯ストランド１０）のワイヤロープＢ（以後、ロープＢという）との曲げによる荷重（Ｐ）−撓み（δ）線図を示す。図３は、荷重（Ｐ）−撓み（δ）線図を概念的に示したものであり、実線ａがロープＡの荷重（Ｐ）−撓み（δ）線図（以後、線図ａという）であり、点線ｂはロープＢの荷重（Ｐ）−撓み（δ）線図（以後、線図ｂという）である。なお、ロープＡとロープＢとは上記のように芯ストランドの構成は異なるが、側ストランドの構成や各素線の太さ、あるいは撚り線工程などその他の構成要因や製造条件は同一として形成されたものである。
【００２７】
図３（ａ）の荷重（Ｐ）−撓み（δ）線図は、次のようにして得ることができる。線図ｂを例に取ると、まず撚り合わせられたロープＢから所定長さＬの試料Ｓｂを採取して図３（ｂ）に示すように試料Ｓｂの一端側ｃを固定する。負荷速度を一定として他端ｄに荷重Ｐを負荷する。ロープＢは弾性体であるので荷重Ｐの増加に比例して撓みδも増加する（点線ＯＱ1）。所定の荷重ＰQでは撓みはδQ1となるがここで除荷を開始する。除荷速度は方向は逆であるが負荷速度と同じとする。ロープＢは内部摩擦があるので除荷開始と同時には復元を開始しない。すなわち、荷重ＰがΔＰ1除荷されるまでは撓みδQ1は一定のままで維持される（点線Ｑ1Ｒ1）。その後荷重Ｐの減少に比例して撓みδも減少し撓みδT1で荷重Ｐは０となる（点線Ｒ1Ｔ1）。このようにしてロープＢの線図ｂ（Ｏ→Ｑ1→Ｒ1→Ｔ1→Ｏ）を得ることができる。ここで除荷後（荷重Ｐを０としても）撓みδT1は残るが、この撓みδT1は内部摩擦による抵抗分であり、時間の経過と共に解消されて略０となる。 ロープＡについても同様にして線図ａ（Ｏ→Ｑ0→Ｒ0→Ｔ0→Ｏ）を得ることができる。
【００２８】
線図ａと線図ｂとを比較すると次の（ア）〜（エ）が分かる。（ア）同一荷重Ｐを負荷するとロープＡの方がロープＢよりも撓みは大きい（例えば、ＰQでδQ1＜δQ0）。（イ）同一撓みではロープＡ方がロープＢよりも荷重が小さい（δQ1でＰq＜ＰQ）。（ウ）ロープＡの方がロープＢよりも復元開始が早い（ΔＰ0＜ΔＰ1）。（エ）ロープＡの方がロープＢよりも除荷後の撓みが少ない（δT0＜δT1）。これら（ア）〜（エ）の現象はロープＡとロープＢとの芯ストランドの構成の違いによって生じるものであり、ロープＡの芯ストランドがＺｎめっき素線とＺｎ−Ａｌ合金めっき素線との複層構造であり、その摺接面における摩擦係数が小さく滑り性に優れるためである。
【００２９】
このような優れた滑り性を有する芯ストランド３０の締め率は０．５〜４％である。締め率がこの範囲にないと十分な屈曲疲労耐久性を有するワイヤロープを得ることができない。
【００３０】
図４から分かるように、ロープＡ（○）はロープＢ（△）に比べていずれの締め率においても耐久性は高い。そして、芯ストランドの締め率が２％までは締め率の増加と共に耐久性は増加するが、それ以降は締め率の増加に伴って耐久性は減少する。すなわち、芯ストランドの締め率は０．９〜３％がより好ましいことが分かる。なお、この耐久試験を実施するに当たり、芯ストランドの締め率（％）は、芯ストランド製造時の（計算外径−実外径）／計算外径×１００とし、供試ロープの形付け率は９７％、締め率は７．４％とした。
【００３１】
本実施の形態における芯ストランドの上記のような作用は図１に示すＷ（１９）＋８×７構成のワイヤロープのみならずその他の構成ワイヤロープでも同様に得ることができる。図２に７×７構成のワイヤロープの断面模式図を示す。この構成は、芯ストランド４０が側ストランド２０と同様に１本の芯素線１５ａと６本の側素線１１とで構成されている。ここで、芯素線１５ａをＺｎ−Ａｌ合金めっき素線とし、６本の側素線１１をＺｎめっき素線とすれば、芯素線１５ａが第２の層ＩＩで側素線１１が第１の層Ｉである複層構造とすることができる。従って、従来のＺｎめっき素線のみの単層構造に比べて芯素線と側素線との摺接面における摩擦係数を小さくすることができ耐久性の高いワイヤロープとすることができる。
【００３２】
Ｚｎめっきと良好な滑り性を有するＺｎ−Ａｌ合金めっき層は、アルミニウムを１〜２０ｗｔ％含むのが好ましく、より好ましくは２〜１５ｗｔ％である。２層以上の側ストランドからなる場合は少なくとも最外層の側ストランドに、Ｚｎ−Ａｌ合金めっきを施すとよい。Ｚｎ−Ａｌ合金めっきを施すことにより、ワイヤロープの耐食性をも向上することができる。
【００３３】
Ｚｎ−Ａｌ合金めっきを施す方法としては、伸線加工前の鋼線材（母材）を溶融状態の合金めっき浴に浸漬する方法（ディッピング）のほか、電気めっき法など、従来用いられている方法でよい。また、母材に形成するＺｎ−Ａｌ合金めっき層の厚さは、１０〜５０μｍ、より好ましくは２０〜４０μｍである。
【００３４】
なお、伸線加工前の鋼線材（母材）にＺｎ−Ａｌ合金めっきを施すと、Ｚｎ−Ａｌ−Ｆｅ３元金属間化合物層が得られる。アルミニウムは、金属間化合物層の靭性を高める働きがあり、このＺｎ−Ａｌ−Ｆｅ３元金属間化合物層の硬さ・厚さは、ワイヤロープの耐久性に影響を及ぼす。そこで、Ｚｎ−Ａｌ−Ｆｅ３元金属間化合物層の硬さを９０〜２００Ｈｖ、より好ましくは１００〜１６０Ｈｖとし、さらに、厚さを３〜１５μｍ、より好ましくは４〜１０μｍとすることで、伸線加工後の素線の耐久強度を向上することができる。
【００３５】
以上のような本発明のワイヤロープにおいては、芯ストランドの構成以外の構成要因や製造条件などは、特許文献１（特開２００４−２７７９９３号公報）に開示されている構成や条件を適用することができる。すなわち、各素線は、炭素鋼、ステンレス鋼などの合金鋼からなる鋼線など、通常のワイヤロープに用いられている鋼線であればよく、伸線加工前後の素線の減面率は９０〜９９．５％、より好ましくは９５〜９９．５％である。
【００３６】
また、素線の形状は、円形の断面をもつ丸線が好ましく、また、素線の太さにも特に限定はない。素線の硬さは、ビッカース硬さが６００〜８００Ｈｖ、より好ましくは６７０〜７７０Ｈｖである。
【００３７】
芯ストランドは、束ねられたり撚り合わされた複数本の素線からなるものであるが、内層の素線と外層の素線とが点接触する交差撚りでも、内層の素線と外層の素線とが線接触する平行撚りでも、その他の撚りかたでもかまわない。より好ましくはウォーリントン撚りである。ウォーリントン撚りは、実断面積が高い密な撚りかたであるため、引張り強度に優れる。
【００３８】
側ストランドは、芯素線と芯素線の周囲に撚り合わされた側素線とからなる。芯素線の周囲に撚り合わされた側素線（第１側素線）の周囲に別の側素線（第２側素線）を撚り合わすというように、２層以上の側素線からなる側ストランドも使用可能である。２層以上の側素線を撚り合わせる場合には、交差撚りでも平行撚りでもその他の撚りかたでもよい。また、芯素線および側素線の本数に特に限定はないが、１本の芯素線と６本の側素線とからなるのが好ましい。２層以上の側素線からなる側ストランドの場合には、他の層と摺接する側素線同士が異種金属の組み合わせとなるようにめっき組成を選択することが望ましい。
【００３９】
芯ストランドと側ストランドとの撚り構造は、通常のワイヤロープに用いられる撚り構造であれば特に限定はない。１本の芯ストランドに側ストランドを複数本撚り合わせる以外にも、芯ストランドの周囲に撚り合わされた側ストランド（第１側ストランド）の周囲に同一または別の種類の側ストランド（第２側ストランド）を撚り合わすというように、２層以上の側ストランドからなる構造でもよい。芯ストランドと側ストランドとの撚り構造として特に好ましいのは、Ｗ（１９）＋８×７構造である。
【００４０】
本発明のワイヤロープは、最外端部に位置する側ストランドの側素線の圧縮残留応力が６００ＭＰａ以上、より好ましくは７００〜１０００ＭＰａである。側ストランドが２層以上からなる場合は、最外層に位置する側ストランドが最外端部に位置する側ストランドとなる。
【００４１】
また、側ストランドはその形付け率が８３〜１０３％、より好ましくは９１〜１００％である。さらにワイヤロープの締め率が６〜１０％、より好ましくは７〜１０％である。
【００４２】
最外端部に位置する側ストランドの側素線の圧縮残留応力、形付け率、締め率の値がそれぞれ上記範囲にないと、十分な屈曲疲労耐久性を有するワイヤロープを得ることができない。
【００４３】
また、本発明のワイヤロープは、ＳＡＥ動粘度グレードが＃１０００以下（４０℃）の撚り油で撚り合わされた素線からなるのが好ましい。より好ましくは、＃８０〜＃５５０の撚り油により撚り合わされる。
【００４４】
さらに、本発明のワイヤロープの表面は、ポリエチレン、ポリアミド、ポリアセタール樹脂などの樹脂で覆われるのが好ましい。ワイヤロープの表面を樹脂で覆うことにより、耐久性がより向上し、ワイヤロープをコントロールケーブルの導管などに挿通して用いる場合の摺動性がよくなる。
【００４５】
［コントロールケーブル］
本発明のコントロールケーブルは、前述した本発明のワイヤロープとそのワイヤロープを摺動可能に挿通する導管とからなる。
【００４６】
導管は、鋼線などを断面矩形状に圧延し、巻線したアウタスプリングから構成される一般的な構造の導管でよい。導管は、樹脂製で筒状のライナー上にアウタスプリングを螺旋状に密着して巻いた構造でもよい。樹脂製のライナーをもつコントロールケーブルは、ワイヤロープの摺動性がよく、操作性に優れる。ライナーの材質としては、ポリエチレン、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート、フッ素樹脂などが好ましい。さらに、アウタスプリングの外周に樹脂製のアウターコートを装着してもよい。
【００４７】
本発明のコントロールケーブルは、ワイヤロープが引き方向または押し引き双方向に導管内を摺動するのが好ましく、自動車などのアクセル、スロットル、クラッチ、ブレーキ、ウィンドウレギュレータ等の各種装置の操作に用いられる。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例（ロープＡ）と比較例（ロープＢ）とによって本願発明を更に詳しく説明する。
【００４９】
（試料の作成）
母線として鋼線（ＳＷＲＨ６２Ａ）を用意した。この母線の表面にＺｎめっき層（厚さ３０μｍ）をディッピングにて形成し、伸線して芯ストランドの芯素線、第１（ロープＢ）・第２・第３側素線および側ストランドの芯素線を得た。また、芯ストランドの第１側素線（ロープＡ）および側ストランドの側素線は、母線の表面にアルミニウムを含むＺｎ−Ａｌ合金めっき層（厚さ３０μｍ）をディッピングにて形成し、この母線を伸線した。伸線後の各素線の外径は、表１に示す値とした。なお、伸線加工による各素線の減面率は９７〜９９％であり、硬さは７００〜７５０Ｈｖであった（表２参照）。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
これらの素線を組み合わせて芯ストランドがＺｎめっき素線とＺｎ−Ａｌ合金めっき素線との複層構造の供試ロープＡと芯ストランドがＺｎめっき素線のみの単層構造の供試ロープＢとを得た。なお、各ロープの構成はＷ（１９）＋８×７構成である。
【００５３】
この時、側ストランドの側素線と供試ロープＡの芯ストランドの第１側素線のめっきの種類と、側ストランドの側素線の硬さ、残留応力、形付け率および各素線の撚り油粘度などの組み合わせを、表２の組み合わせ条件１〜１７のように選択して、同一番号の組み合わせ条件でそれぞれ供試ロープＡと供試ロープＢとを作製した。すなわち、組み合わせ条件１で得られた供試ロープＡを試料Ａ０１、また同様にして得られた供試ロープＢを試料Ｂ０１として、試料Ａ０１〜試料Ａ１７と試料Ｂ０１〜試料Ｂ１６の合計３３個の試料を作製した。
【００５４】
なお、試料Ａ１６、試料Ｂ１６とは、組み合わせ条件１６で作製した各供試ロープの撚り油を超音波洗浄で除去して得られた試料である。また、試料Ａ１７は芯ストランドの１９本の全素線をＺｎ−Ａｌ合金めっき素線とし、供試ロープの撚り油を超音波洗浄で除去して得られたものである。また、供試ロープの締め率は７．４％、また、芯ストランドの締め率は２％で一定とした。
【００５５】
（試験および評価）
以上の３３個の試料について、特開２００４−２７７９９３号公報に開示の方法で屈曲疲労耐久試験（以後、単に耐久試験という）を実施した。結果を表２に併記して示す。表２には試料番号は記載されていないが、例えば、組み合わせ条件１の供試ロープＡの欄：２５０×１０3回は試料Ａ０１の耐久試験結果であり、組み合わせ条件１の供試ロープＢの欄：１９０×１０3回は試料Ｂ０１の耐久試験結果である。以下同様に供試ロープＡの欄は各試料Ａ０２〜１７の、供試ロープＢの欄は試料Ｂ０２〜１６の耐久試験結果である。なお、耐久試験は固定プーリ耐久試験と回転プーリ耐久試験とを実施したが、固定プーリ耐久試験では供試ロープＡと供試ロープＢとの全ての試料について「破断なし」の結果であった。従って、表２の耐久試験結果は回転プーリによるものである。
【００５６】
表２から全ての組み合わせ条件で供試ロープＡの方が供試ロープＢよりも耐久性の高いことが分かる。特に好適な組み合わせ条件である１〜７では、供試ロープＡの方が供試ロープＢよりも耐久性が４０，０００〜６０，０００回も増加しており改良効果の高いことが分かる。供試ロープＡは１８０、０００回以上の耐久性を示し、中でも試料Ａ０１、０６、０７では２５０，０００回まで破断することなく安定した耐久性を維持することができた。これらのことから芯ストランドの複層化がワイヤロープの長寿命化に大きく寄与していることが分かる。
【００５７】
また、撚り油を除去して素線同士の摺接だけとした場合（組み合わせ条件１６）の耐久性は、試料Ａ１６では３０，０００回であり、試料Ｂ１６では２０，０００回であった。これはＺｎめっき同士の摺接面における摩擦係数よりもＺｎめっきとＺｎ−Ａｌ合金めっきとの摺接面における摩擦係数の方が小さいことをより顕著に示す結果である。
【００５８】
さらに、試料Ａ１７は芯ストランドの１９本の全素線をＺｎ−Ａｌ合金めっき素線とし、供試ロープの撚り油を超音波洗浄で除去して得られたものであるが、耐久性は３０，０００回と試料Ａ１６のそれと変わらなかった。すなわち、芯ストランドをＺｎ−Ａｌ合金めっきとＺｎめっきとの複層構造とすれば、ロープの寿命延長効果が得られることが分かった。
【００５９】
一方、組み合わせ条件８〜１２の場合には、いずれも供試ロープＢよりも供試ロープＡの方が耐久性は高いが、好適な組み合わせ条件である１〜７で得られた供試ロープＢの耐久性より低く満足できるものではなかった。また、組み合わせ条件１３〜１５の場合には、比較的高い耐久性（２１０×１０3回）が得られたが、撚り油動粘度が＃３００〜＃１０００と高いために生産性を低下させるおそれがあり量産化するには適当ではない。
【００６０】
本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更することができる。本発明は、硬鋼線などの炭素鋼系の素線に各種のめっき処理を施し、ワイヤロープの各層で異種のめっき層の組み合わせとなるように撚り構成したワイヤロープに関するものであるが、ステンレス鋼線の場合には、めっきを施さないで他のめっき素線と組み合わせて撚り構成としてもよい。また、実施例ではＺｎめっきとＺｎ−Ａｌめっきとの組み合わせで説明したが、これらのめっきの他にＳｎめっきなどその他のめっきを使用して、異種のめっき鋼線同士の組み合わせとすることもできる。さらに、側ストランドおよび芯ストランドのいずれの場合も、上記の異種めっき層を有する素線に代えて、各めっき材質に相当する材質の素線（金属線）を用いてもよい。
【００６１】
また、ワイヤロープの単撚り（１×７、１×１２）など、あるいは麻芯ロープの側ストランドや芯ストランドなどの断面中心から放射状方向で相接する素線に適用してもよい。この場合にも上記実施例と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明のワイヤロープ及びワイヤケーブルは、自動車などのアクセル、スロットル、クラッチ、ブレーキ、ウィンドウレギュレータ等に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施例であるワイヤロープＡの断面模式図である。
【図２】本発明の他の態様であるワイヤロープ（７×７）の断面模式図である。
【図３】ワイヤロープＡとワイヤロープＢの荷重−撓み線図を説明する説明図である。（ａ）は荷重−撓み線図の概念図であり、（ｂ）は測定方法の概要図である。
【図４】芯ストランドの締め率による耐久性の変化を示すグラフである。
【図５】比較例であるワイヤロープＢの断面模式図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０、３０：芯ストランド １１：第１側素線 １２：第２側素線 １３：第３側素線 １５：芯ストランドの芯素線 ２０：側ストランド ２１：側ストランドの側素線 ２５：側ストランドの芯素線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素線を多数本撚り合わせて形成した芯ストランドの周りに、素線を多数本撚り合わせて形成した側ストランドを複数本撚り合わせたワイヤロープにおいて、
前記芯ストランドは、Ｚｎめっき素線からなる第１の層と該第１の層に摺接するＺｎ−Ａｌ合金めっき素線からなる第２の層とを有する複層構造であることを特徴とするワイヤロープ。
【請求項２】
前記側ストランドの側素線はＺｎ−Ａｌ合金めっき素線である請求項１に記載のワイヤロープ。
【請求項３】
前記芯ストランドの芯素線はＺｎめっき素線であり、該芯素線に外接する側素線はＺｎ−Ａｌ合金めっき素線である請求項１または２に記載のワイヤロープ。
【請求項４】
前記芯ストランドの芯素線はＺｎ−Ａｌ合金めっき素線であり、該芯素線に外接する側素線はＺｎめっき素線である請求項１または２に記載のワイヤロープ。
【請求項５】
前記芯ストランドの締め率が０．５〜４％である請求項２又は３に記載のワイヤロープ。
【請求項６】
前記ワイヤロープの最外端部に位置する前記側ストランドの側素線はその圧縮残留応力が６００ＭＰａ以上で、前記側ストランドはその形付け率が８３〜１０３％であり、さらにその締め率が６〜１０％である請求項１〜５のいずれかに記載のワイヤロープ。
【請求項７】
ワイヤロープと、該ワイヤロープを摺動可能に挿通する導管とを有するコントロールケーブルにおいて、
前記ワイヤロープは、素線を多数本撚り合わせて形成した芯ストランドの周りに、素線を多数本撚り合わせて形成した側ストランドを複数本撚り合わせて形成されており、
前記芯ストランドは、Ｚｎめっき素線からなる第１の層と該第１の層に摺接するＺｎ−Ａｌ合金めっき素線からなる第２の層とを有する複層構造であることを特徴とするコントロールケーブル。
【請求項１】
素線を多数本撚り合わせて形成した芯ストランドの周りに、素線を多数本撚り合わせて形成した側ストランドを複数本撚り合わせたワイヤロープにおいて、
前記芯ストランドは、Ｚｎめっき素線からなる第１の層と該第１の層に摺接するＺｎ−Ａｌ合金めっき素線からなる第２の層とを有する複層構造であることを特徴とするワイヤロープ。
【請求項２】
前記側ストランドの側素線はＺｎ−Ａｌ合金めっき素線である請求項１に記載のワイヤロープ。
【請求項３】
前記芯ストランドの芯素線はＺｎめっき素線であり、該芯素線に外接する側素線はＺｎ−Ａｌ合金めっき素線である請求項１または２に記載のワイヤロープ。
【請求項４】
前記芯ストランドの芯素線はＺｎ−Ａｌ合金めっき素線であり、該芯素線に外接する側素線はＺｎめっき素線である請求項１または２に記載のワイヤロープ。
【請求項５】
前記芯ストランドの締め率が０．５〜４％である請求項２又は３に記載のワイヤロープ。
【請求項６】
前記ワイヤロープの最外端部に位置する前記側ストランドの側素線はその圧縮残留応力が６００ＭＰａ以上で、前記側ストランドはその形付け率が８３〜１０３％であり、さらにその締め率が６〜１０％である請求項１〜５のいずれかに記載のワイヤロープ。
【請求項７】
ワイヤロープと、該ワイヤロープを摺動可能に挿通する導管とを有するコントロールケーブルにおいて、
前記ワイヤロープは、素線を多数本撚り合わせて形成した芯ストランドの周りに、素線を多数本撚り合わせて形成した側ストランドを複数本撚り合わせて形成されており、
前記芯ストランドは、Ｚｎめっき素線からなる第１の層と該第１の層に摺接するＺｎ−Ａｌ合金めっき素線からなる第２の層とを有する複層構造であることを特徴とするコントロールケーブル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２８３２５９（Ｐ２００６−２８３２５９Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０８８０３（Ｐ２００５−１０８８０３）
【出願日】平成１７年４月５日（２００５．４．５）
【出願人】（０００２１０９８６）中央発條株式会社 (173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月５日（２００５．４．５）
【出願人】（０００２１０９８６）中央発條株式会社 (173)
【Ｆターム（参考）】
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