CN100335398C - 电梯用绳索 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种电梯用绳索，包括：包含相互捻合的多根子绳的绳索本体，所述各子绳具有相互捻合的多根钢制绳股；以及包覆于所述绳索本体外周的树脂制的包覆体，所述包覆体具有内层和包覆于所述内层外周的外层，所述内层的磨擦系数大于所述外层的磨擦系数。本发明的电梯用绳索可实现长寿命化。

Description

电梯用绳索
技术领域
本发明涉及电梯中使用的、悬吊轿厢的电梯用绳索。
背景技术
在传统的电梯装置中，铸铁制或钢制的滑轮上卷挂着钢制的绳索。为了防止绳索的早期磨损和断线，使用了直径具有绳索直径的40倍以上的滑轮。这样，想要减小滑轮的直径，绳索的直径也必须小。若减小滑轮的直径，则有可能因轿厢中载置的物品和乘降的乘客的载重变动而容易使轿厢振动，或者滑轮上的绳索的振动传给轿厢。增加绳索的根数，会使电梯装置的结构复杂化。
发明内容
本发明就是为了解决上述课题，其目的在于，提供一种在使用钢制绳股的情况下可实现长寿命化的电梯用绳索。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电梯用绳索，包括：包含相互捻合的多根子绳的绳索本体，所述各子绳具有相互捻合的多根钢制绳股；以及包覆于所述绳索本体外周的树脂制的包覆体，所述包覆体具有内层和包覆于所述内层外周的外层，所述内层的磨擦系数大于所述外层的磨擦系数。
较佳地，在上述电梯用绳索中，所述内层的磨擦系数比所述外层的磨擦系数高20％以上。
较佳地，在上述电梯用绳索中，所述外层的硬度要比所述内层的硬度高。
较佳地，在上述电梯用绳索中，所述内层的颜色与所述外层的颜色不同。
由于具备上述技术特征，本发明的电梯用绳索可实现长寿命化。
附图说明
图1为表示本发明实施例1的电梯用绳索的剖面图。
图2为表示本发明实施例2的电梯用绳索的剖面图。
图3为表示本发明实施例3的电梯用绳索的剖面图。
图4为将图3的电梯用绳索的各层剖切表示的侧面图。
图5为表示将图3的电梯用绳索卷挂于滑轮的状态的剖面图。
图6为表示图5的电梯用绳索外周部的磨损状态的剖面图。
图7为表示本发明实施例4的电梯用绳索的剖面图。
具体实施方式
下面参照附图说明适用于本发明的实施例。
实施例1
图1为表示本发明实施例1的电梯用绳索的剖面图。
图中，电梯用绳索具有芯绳1和围住芯绳1外周的第2子绳层2。芯绳1包括：位于中心的芯子绳3、以及捻合于芯子绳3外周的多根(本例是8根)的第1子绳4。芯子绳3由3层以上构成。
芯子绳3具有相互捻合的多根的钢制芯绳股5。作为芯绳股5，采用了直径相互不同的多根的绳股。即，使用的是多根的芯绳股5a和配置在芯绳股5a间的间隙中、直径小于芯绳股5a的芯绳股5b。
芯绳股5的捻合长度相互等同。另外，芯绳股5相互平行捻合，形成与邻接的芯绳股5相互线接触的状态(JIS G 3525 12.2b)。
实施例1中的芯子绳3的剖面构造是密封形状，但也可以是沃林顿(日文：ウオリントン)形、沃林顿密封形或填料(日文：フイラ-)形(JIS G 3525)等。
各第1子绳4包括：相互捻合的多根(本例是中心1根、外周6根合计7根)的钢制的第1绳股6、以及各自独立地包覆于该捻合的多根的第1绳股6群的各外周的树脂制的第1子绳包覆体7。第1子绳包覆体7例如由聚乙烯树脂构成。
第2子绳层2具有捻合于芯绳1外周的多根(本例是8根)的第2子绳8。各第2子绳8具有相互捻合的多根的钢制的第2绳股9。作为第2绳股9，采用了直径相互不同的多根的绳股。即，作为第2绳股9，使用的是多根的第2绳股9a和配置在第2绳股9a间的间隙中、直径小于第2绳股9a的第2绳股9b。
第2子绳8的根数与第1子绳4的根数相同。另外，第2子绳8的捻合长度与第1子绳4的捻合长度相同。并且，第2子绳8与第1子绳4平行状捻合，形成与邻接的第1子绳4相互线接触状态。
在这种电梯用绳索中，因在第1子绳4上设置有第1子绳包覆体7，故可抑止芯子绳3和第1子绳4的磨损，同时可依靠缓冲作用来缓和弯曲应力，可实现长寿命化。
由于第1子绳4的根数与第2子绳8的根数相同，第1子绳4的捻合长度与第2子绳8的捻合长度相同，第2子绳8与第1子绳4平行状捻合，因此，不仅可提高绳股充填率，而且能抑止长年使用时的芯绳1的变形。
并且，芯绳1具有芯子绳3，芯绳股5的捻合长度相互等同。另外，芯绳股5相互平行捻合以使与邻接的芯绳股5相互线接触，故可抑止因芯绳股5的磨损所引起的劣化，可确保稳定的强度。
实施例2
图2为表示本发明实施例2的电梯用绳索的剖面图。图中，电梯用绳索具有芯绳1和围住芯绳1外周的第2子绳层11。芯绳1的结构与实施例1相同。第2子绳层本体16由捻合于芯绳1外周的多根(本例是8根)的第2子绳8构成。各第2子绳8的结构与实施例1相同。
第2子绳层11包括：第2子绳层本体16、配置于第2子绳层本体16的外周部即相互邻接的第2子绳8间的间隙中的多根(本例是8根)的辅助子绳13、以及将第2子绳层本体16的外周和辅助子绳13包覆的树脂制的第2子绳层包覆体12。第2子绳层包覆体12由磨擦系数0.2以上的高磨擦树脂材料例如、聚氨基甲酸乙脂构成。
各辅助子绳13包括：相互捻合的多根(本例是7根)的钢制的辅助子绳绳股14、以及包覆于外周的树脂制的辅助子绳包覆体15。辅助子绳包覆体15例如由聚乙烯树脂构成。辅助子绳13的直径设定得比第2子绳8的直径小。另外，辅助子绳13的捻合长度与第2子绳8的捻合长度相同。并且，辅助子绳13与第2子绳8平行状捻合，形成与邻接的第2子绳8相互线接触状态。
在这种电梯用绳索中，因将第2子绳层包覆体12配置在与滑轮(未图示)的接触部分，故利用与滑轮的直接接触可防止第2子绳8的磨损。另外，可缓和因第2绳股9被滑轮压坏而发生的弯曲应力，可实现电梯用绳索的长寿命化，并可实现滑轮的小径化。
另外，因将第2子绳层包覆体12配置在最外周，故还可防止滑轮侧的磨损，可提高第2绳股9及滑轮的材料选择的自由度。从而可进一步提高整体的强度，并可低成本地构成滑轮。
由于与驱动滑轮接触的第2子绳层包覆体12由例如聚氨基甲酸乙脂等的高磨擦树脂材料构成，故即使驱动滑轮的直径减小，也能确保充分的驱动力的传递效率。
另外，由于将辅助子绳13配置在第2子绳8间的间隙中，故可提高绳股的充填密度，不仅能提高整体的强度，而且可防止绳索的变形，实现长寿命化。
另外，因将辅助子绳包覆体15配置在辅助子绳13上，故辅助子绳绳股14与第2绳股9不直接接触，可抑止辅助子绳绳股14和第2绳股9的磨损，可实现长寿命化。
另外，由于辅助子绳13的捻合长度与第2子绳8的捻合长度相同，辅助子绳13与第2子绳8平行状捻合，因此，可抑止第2子绳8和辅助子绳13的磨损引起的劣化，可实现电梯用绳索的长寿命化。
实施例3
图3为表示本发明实施例3的电梯用绳索的剖面图。除了第2子绳层包覆体12的材料之外，芯绳1和第2子绳层11的结构与实施例2相同。
图中，在第2子绳层11的外周配置第3子绳层21。第3子绳层21包括：与第2子绳层11的外周捻合的多根(本例是20根)的第3子绳22、以及包覆于外周的树脂制的第3子绳层包覆体23。
实施例3的绳索本体27具有芯绳1、第2子绳层11和第3子绳22。第3子绳层包覆体23包覆于绳索本体27的外周。
各第3子绳22具有相互捻合的多根(本例是7根)的钢制的第3绳股24。作为第3绳股24，使用了配置于第3子绳22中心的中心绳股24a和配置在中心绳股24a外周的6根外周绳股24b。另外，第3子绳22的直径设定得比第2子绳8的直径小。
第3子绳层包覆体23具有内层25和包覆于内层25外周的外层26。第3子绳22被配置于内层25的外周面的内侧。即，第3子绳22被内层25包覆，不在内层25的外部露出。
作为内层25和外层26的材料，例如可使用聚氨基甲酸乙脂等的高磨擦树脂材料。作为高磨擦树脂材料，磨擦系数最好是0.2以上，可确保充分的驱动力的传递效率。
内层25的磨擦系数比外层26的磨擦系数高出20％以上。外层26的硬度比内层25的硬度大。内层25的颜色与外层26的颜色不同。并且，第3子绳层包覆体23由实施过难燃处理的树脂构成。
在实施例2中，将聚氨基甲酸乙脂树脂作为第2子绳层包覆体12的材料，但在实施例3中，因第2子绳层包覆体12不是最外层，故例如可用聚乙烯树脂作为第2子绳层包覆体12的材料。即，第2子绳层包覆体12的材料最好是与第1子绳包覆体7相同的材料或者熔解温度低的材料。
由芯绳1和第2子绳层11组成的内层绳索的直径，被设定为适用的滑轮即、卷挂有该电梯用绳索的滑轮直径的1/27以下。所有的绳股5、6、9、14、24的直径设定为适用的滑轮直径的1/400以下。
图4为将图3的电梯用绳索的各层剖切表示的侧面图。芯子绳3及第3子绳22的捻合方向与第1子绳4及第2子绳8的捻合方向相互反向。
采用这种结构，不仅可抑止整体的直径，而且可提高钢制的绳股5、6、9、14、24的组装密度，可实现高强度化。
另外，由于使用了第1子绳包覆体7、第2子绳层包覆体12和辅助子绳包覆体15，因此，可分别防止芯绳股5与第1绳股6、第1绳股6与第2绳股9、第2绳股9与辅助子绳绳股14、辅助子绳绳股14与第3绳股24、以及第2绳股9与第3绳股24的直接接触，不仅能防止因磨损引起的劣化，而且可依靠缓冲作用来缓和弯曲应力，可实现电梯用绳索的长寿命化。
并且，因在与滑轮的接触部分配置有第3子绳层包覆体23，故还可防止因与滑轮的直接接触而引起的第3子绳22的磨损。又可缓和因第3绳股24被滑轮压坏所发生的弯曲应力，可实现电梯用绳索的长寿命化，并可实现滑轮的小径化。
另外，因将第3子绳层包覆体23配置在最外周，故还可防止滑轮侧的磨损，可提高第3绳股24及滑轮的材料选择的自由度。从而可进一步提高整体的强度，并可低成本地构成滑轮。
由于与驱动滑轮接触的第3子绳层包覆体23由高磨擦树脂材料构成，故即使驱动滑轮的直径减小，也能确保充分的驱动力的传递效率。
第3子绳层包覆体23的聚氨基甲酸乙脂树脂可以在软质至硬质中任意选择，但为了确保对滑轮表面上的微小滑动的耐磨损性能，最好是使用90度以上的硬质聚氨基甲酸乙脂树脂。并且，为了防止因使用环境引起的加水分解，与酯系相比，最好是使用醚系。
作为第1子绳包覆体7、第2子绳层包覆体12和辅助子绳包覆体15的材料，通过选择电梯用绳索被滑轮弯曲时能自由滑动的材料，则可减小弯曲阻力。另外，第1子绳包覆体7、第2子绳层包覆体12和辅助子绳包覆体15必须具有绳股间不会被压坏的硬度。作为这种材料，低磨擦且硬质的聚氯乙烯材料是适合的。
与第3子绳层包覆体23相比，第1子绳包覆体7、第2子绳层包覆体12和辅助子绳包覆体15不必具有大的磨擦系数，并且，因滑轮所引起的弯曲也不大，故未必需要有优良的伸长特性。因此，作为第1子绳包覆体7、第2子绳层包覆体12和辅助子绳包覆体15的材料，也可使用尼龙、硅、聚丙烯或聚氯乙烯等的树脂。
由于第3子绳22具有包含中心绳股24a和6根外周绳股24b在内的单纯的7根绳股构造，因此，可减小电梯用绳索的直径，并不容易变形，可方便于进行第3子绳层包覆体23的包覆。
另外，在多层构造的电梯用绳索中，因负荷引起的张力和滑轮造成的多年的重复弯曲，在内部会发生捻合复原方向的回转扭矩，有可能破坏各层的载重负担的平衡而使切断强度及寿命的降低。
对此，通过将第1子绳4与芯子绳3反向捻合，将第3子绳22与第2子绳8反向捻合，可使内部的回转扭矩平衡，可减小绳索整体的捻合复原扭矩。
在最外层无包覆体的绳索中，寿命由张力和滑轮引起的弯曲应力两者的重复次数所决定，首先是从绳索表面的绳股开始发生断线。但是，在使用了第3子绳层包覆体23的绳索中，因与滑轮的接触压力减小，故不是绳索表面、而是内部的绳股优先因弯曲疲劳而容易断线。
受这种弯曲疲劳影响的寿命次数，通过发明者的试验研究，发现了具有以下公式所示的关系。
寿命计算式
与滑轮接触的绳股发生断线的计算式
寿命次数Nc＝10.0×k×1.05D/d
绳索内部的绳股发生断线的计算式
寿命次数Nn＝19.1×k×1.05D/d
(k：由绳索构造和绳索强度决定的系数)
此时，对于寿命次数Nn，若需要求取与D/d＝40时的Nc值同等的D/d值，则是26.7。因此，想要确保适用于传统的一般性电梯用绳索的条件即、D/d＝40时的同等的寿命，必须将内层的绳索直径控制在滑轮直径的1/27以下。换言之，必须使用内层绳索直径的27倍以上的滑轮。
在上述电梯用绳索中，因所有的绳股5、6、9、14、24的直径均设定在适用的滑轮直径的1/400以下，故即使适用的滑轮直径减小，也不会损害弯曲疲劳寿命。
图5为表示将图3的电梯用绳索卷挂于滑轮的状态的剖面图，图6为表示图5的电梯用绳索外周部的磨损状态的剖面图。外周部的磨损因长期运转或异常而发生。图6的状态与图5的状态相比，因绳索与绳索槽30的接触状态松弛，故有可能降低牵引能力。
牵引能力可用下列公式进行计算。
牵引能力＝eK2·θ·μ
K2：由与绳索槽的接触状态(通常是槽的形状)所决定的系数
θ：电梯用绳索对滑轮的卷装角度
μ：磨擦系数
此时，与剖面U字形的绳索槽的通常的接触状态下，K2约为1.2，但K2随着绳索外周部的磨损而下降。假定K2下降至1.0，因卷挂角度θ一定，故若磨擦系数μ不增大20％，就不能确保牵引能力。
单从牵引能力方面看，电梯用绳索的磨擦系数越高越有利。然而，因某种原因造成轿厢越过最上层，平衡块与升降路底部的缓冲器发生冲撞时，最好电梯用绳索相对于滑轮发生滑移，可以使轿厢不再上升，有时由法规来要求该性能。
实施例3中，因内层25的磨擦系数大于外层26的磨擦系数，故即使外层26磨损使内层25露出的场合，也可抑止牵引能力的下降。特别是因内层25的磨擦系数比外层26的磨擦系数高出20％以上，故即使内层25露出时也能维持充分的牵引能力。
另外，聚氨基甲酸乙脂树脂的硬度越低，磨擦系数越高，故通过将外层26的硬度设定得比内层25的硬度高，可容易地使内层25的磨擦系数高于外层26的磨擦系数。
另外，内层25的颜色与外层26的颜色不同，通过目视可容易地确认外层26发生了磨损而使内层25露出这一现象，可容易地对绳索交换的必要性作出判断。
并且，因第3子绳层包覆体23由实施过难燃处理的树脂构成，故当建筑物发生火灾时，即使火焰进入了升降路内，也可防止沿电梯用绳索延烧。另外，通过采用难燃处理性材料构成第3子绳层包覆体23，也可防止沿电梯用绳索延烧。
实施例4
图7为表示本发明实施例4的电梯用绳索的剖面图。图中，各第1子绳4没有第1子绳包覆体，由多根的第1绳股6构成。这样，第1子绳4与芯绳股5及第2绳股9直接接触。
至少一部分的芯绳股5的剖面，通过从外周压缩芯子绳3而异形化。另外，第1绳股6的剖面，通过从外周压缩第1子绳4而异形化。并且，至少一部分的第2绳股9的剖面，通过从外周压缩第2子绳8而异形化。其它结构与实施例1相同。
在这种电梯用绳索中，异形化的绳股5、6、9相互间不是以点而是以面或线接触，由此可提高绳股组装密度。减小了绳股5间、绳股6间及绳股9间的接触压力，可抑止绳股5、6、9的磨损。并且，可降止芯子绳3、第1子绳4和第2子绳8的变形，可实现长寿命化。

Claims (4)

1.一种电梯用绳索，其特征在于，包括：
包含相互捻合的多根子绳的绳索本体，所述各子绳具有相互捻合的多根钢制绳股；以及
包覆于所述绳索本体外周的树脂制的包覆体，
所述包覆体具有内层和包覆于所述内层外周的外层，所述内层的磨擦系数大于所述外层的磨擦系数。
2.如权利要求1所述的电梯用绳索，其特征在于，所述内层的磨擦系数比所述外层的磨擦系数高20％以上。
3.如权利要求1所述的电梯用绳索，其特征在于，所述外层的硬度要比所述内层的硬度高。
4.如权利要求1所述的电梯用绳索，其特征在于，所述内层的颜色与所述外层的颜色不同。
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