CN1535240A - 电梯用绳索及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

电梯用绳索包括：内层绳索、包覆内层绳索的外周的树脂制的内层包覆体、设置在内层包覆体的外周部的外层、包覆外层的外周且由高摩擦树脂材料制成的外层包覆体。内层绳索具有多根内层子绳。外层具有多根外层子绳、涂在外层子绳的外周部的粘结剂层。内层子绳具有从内层包覆体的外周局部露出的多个露出部，并在露出部与外层直接接触。

Description

电梯用绳索及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于电梯的、悬吊轿厢的电梯用绳索及其制造方法。
背景技术
以往在电梯装置中为了防止绳索过早地磨损和断线，一般使用具有绳索直径的40倍以上直径的钢丝滑轮。因此，为了缩小钢丝滑轮的直径就得减小绳索的直径。但是，一旦减小绳索直径，则存在因装载在轿厢内的货物和上下乘客的负载变动而使轿厢容易振动而使绳索在钢丝滑轮处的振动传递至轿厢的危险。另外，如增加绳索的根数，则电梯装置的结构变得复杂。而且，一旦减小驱动滑轮的直径，则驱动摩擦力下降，需要增加轿厢的重量。
本发明内容
本发明为解决上述问题，其目的在于提供一种既能维持强度高、使用寿命长、摩擦力大、又能减小直径的电梯用绳索及其制造方法。
本发明的电梯用绳索，包括：具有多根由多根钢制的绳股捻合而成的内层子绳的内层绳索；包覆内层绳索的外周的树脂制的内层包覆体；具有多根钢制的绳股捻合而成的多根外层子绳、涂在外层子绳的外周部上的多层粘结剂层、设置在所述内层包覆体的外周部的外层；由高摩擦树脂材料构成、通过所述粘结剂层粘结在所述外层子绳上、并包覆所述外层的外周的外层包覆体，内层子绳具有从内层包覆体的外周局部露出的多个露出部，在露出部与外层直接接触。
另外，本发明的电梯用绳索的制造方法，包括：将多根包含多根钢制的绳股的内层子绳捻合制作内层绳索的工序；由熱可塑性树脂构成的内层包覆体包覆内层绳索的外周的工序；将多根包含多根钢制的绳股的外层子绳与内层子绳反向捻合并配置在内层包覆体的外周部、同时由高摩擦树脂构成的外层包覆体包覆外层的外周的工序；通过边将内层包覆体及外层包覆体加热软化边将拉伸力施加于内层绳索及外层子绳而使内层子绳局部地从内层包覆体的外周露出、并使内层子绳与外层局部直接接触的工序；以及使内层包覆体及外层包覆体硬化的工序。
附图的简单说明
图1是表示本发明的实施例1的电梯装置的结构图。
图2是表示图1的驱动滑轮的局部剖视图。
图3是表示图1的主绳索的剖视图。
图4是表示图3的主要部分的放大图。
图5是表示配置在图1的内层绳索的外周部之前的外层子绳及单位包覆体的剖视图。
图6是表示本发明的实施例2的电梯用绳索的剖视图。
图7是表示本发明的实施例3的电梯用绳索的剖视图。
图8是表示图7的外层子绳及单位包覆体的制造过程中的状态的剖视图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的较佳实施例进行说明。
实施例1
图1是表示本发明的实施例1的电梯装置的结构图。图中，支承梁2水平固定于升降井1内的上部。在支承梁2上装载有驱动装置(卷扬机)3。驱动装置3包括具有电机的驱动装置本体4及由该驱动装置本体4旋转的驱动滑轮5。驱动装置3水平配置成其驱动滑轮5的旋转轴垂直延伸。
驱动滑轮5上卷绕有电梯用绳索即多根主绳索6。图1中为了简单起见仅表示了1根主绳索6。主绳索6的两端部连接在支承梁2上。轿厢7及配重8由主绳索6悬吊在升降井1内，由驱动装置3进行升降。
在轿厢7的下部设有卷绕有主绳索6的一对轿厢吊滑轮9。在配重8的上部设有卷绕有主绳索6的一对配重吊滑轮10。在支承梁2上装载有将主绳索6从驱动滑轮5引导至轿厢吊滑轮9的第1滑轮11、将主绳索6从驱动滑轮5引导至配重吊滑轮10的第2滑轮12。
图2是图1的驱动滑轮5的局部剖视图。驱动滑轮5的外周部形成插入主绳索6的多个绳索槽5a。与主绳索6接触的绳索槽5a的内周面比如由尼龙、氨基甲酸乙酯、聚乙烯等树脂构件5b构成。另外，轿厢吊滑轮9及配重吊滑轮10也具有与图2相同的截面结构。
图3是图1的主绳索6的剖视图，图4是图3的主要部分的放大图。内层绳索21包括芯绳22和设置在芯绳22的外周部的多根内层子绳23。芯绳22具有多根芯子绳24。各芯子绳24由多根钢制的绳股25相互捻合而成。芯子绳24相互捻合而成，而内层子绳23为与芯子绳24相反方向捻合而成。
内层子绳23由多根钢制的绳股26相互捻合而成。内层子绳23的截面结构为沃灵顿密封(ウオリントンシ-ル)式钢芯(JIS G 3525)。内层绳索21的直径设定为驱动绳索5的直径的1/27以下。另外，内层子绳23与芯子绳25局部相互直接接触。
在内层绳索21的外周包覆有树脂制的内层包覆体27。内层包覆体27比如由聚乙烯树脂等熱可塑性树脂构成。
在内层包覆体27的外周部设有外层28。外层28具有多根外层子绳29及涂在外层子绳29的外周部的多层粘合剂层30。各外层子绳29由配置在中心的中心绳股31及配置在中心绳股31的外周的6根外周绳股32构成。另外，外层子绳29与内层子绳23相反方向捻合而成。
在外层28的外周包覆有外层包覆体33。外层包覆体33由摩擦系数在0.2以上的高摩擦树脂材料比如聚氨基甲酸乙酯树脂构成。另外，外层包覆体33通过粘合剂层30与外层子绳粘接。
内层子绳23具有从内层包覆体27的外周局部外露的多个露出部23a，并在露出部23a处与外层28直接接触。即，内层子绳23与外层28在内层子绳23与外层子绳29交叉的部分相互直接接触。
外层包覆体33具有多个单位包覆体34，该单位包覆体34按每根外层子绳29将外层子绳29及粘结剂层30的外周进行包覆。外层28在与露出部23a接触的部分处从单位包覆体34局部露出。
所有的绳股25、26、31、32的直径设定为驱动滑轮5的直径的1/400以下。另外，外层子绳29的直径设定为比内层子绳23的直径小。
如此的主绳索6中，钢制芯绳22配置在中心部、且在芯绳22的外周配置有比内层子绳23直径小的外层子绳29，因此，在抑止整体直径的同时，可提高钢制绳股25、26、31、32的捻合密度，实现高强度化。
另外，内层子绳23与外层子绳29相互反向捻合而成，内层子绳23与外层子绳29交叉的部分处内层子绳23与外层28相互直接接触，故能防止因主绳索6的反复弯曲，内层包覆体27在内层子绳23与外层28之间磨损，各层的强度负荷平衡长期不会变化，可维持稳定的强度。
而且，在与驱动滑轮5、轿厢吊滑轮9、配重吊滑轮10、第1滑轮11及第2滑轮12等的钢丝滑轮接触的部分配置外层包覆体33，故可防止因与钢丝滑轮直接接触引起的外层子绳29的磨损。
而且，可缓和外层子绳29的绳股31、32被挤压在钢丝滑轮上而产生的弯曲应力，可延长主绳索6的使用寿命，还可实现钢丝滑轮的小直径化。
另外，因为在最外周配置有外层包覆体33，所以能防止钢丝滑轮侧的磨损，提高外层子绳29的绳股31、32及钢丝滑轮材料选择的自由度。因此，能进一步提高整体的强度，并能廉价地构成钢丝滑轮。
而且，与驱动滑轮5接触的外层包覆体33由高摩擦树脂材料构成，故即使驱动滑轮5的直径小，也能确保足够的驱动力的传递效率。
这里，作为构成外层包覆体33的高摩擦树脂，最好是摩擦系数在0.2以上，可确保足够的驱动力的传递效率。
另外，聚氨基甲酸乙酯树脂可从软质至硬质自由选择，但为了确保相对于钢丝滑轮表面上的微小滑动的耐磨擦性能，最好使用90度以上的硬质聚氨基甲酸乙酯树脂。而且，为了防止使用环境下发生的加水分解，醚系树脂比酯系树脂更佳。
而且，作为内层包覆体27的材料，通过选择主绳索6在钢丝滑轮处弯曲时容易自由滑动的材料，可减少弯曲阻力。另外，内层包覆体27需要在内层子绳23的绳股26之间及外层子绳29的绳股之间不被压坏的硬度。作为这种材料，低摩擦、硬质的聚乙烯材料比较合适。
另外，内层包覆体27与外层包覆体33相比不需要大的摩擦系数，而且钢丝滑轮引起的弯曲也不大，故并不一定需要好的延伸特性。作为内层包覆体27的材料，也可使用尼龙、硅酮、聚丙烯、或聚氯乙烯等树脂。通过使用这种内层包覆体27，可抑止使用钢制的内层绳索21的场合的使用寿命的下降。
而且，外层子绳29具有包含中心绳股31和6根外周绳股32的单纯的7根绳股结构，故可减小主绳索6的直径，同时不易变形，容易进行单位包覆体34的包覆。
而且，内层子绳23的截面结构不是密封(シ-ル)形和填充(フイラ-)形，而是沃灵顿(ウオリントン)形，故不必使用极细的绳股26，可防止磨损引起的绳股26的断线，实现长的使用寿命。另外，为了实现长的使用寿命，内层子绳23的绳股26不是交叉捻合，而是平行捻合为佳。此时，通过将位于外周部的绳股26的根数取为与位于其内侧的绳股26的根数相同或其2倍，可将绳股26合理地、非常平衡地进行配置，能进一步防止绳股26的磨损。
另外，通过将内层子绳23与芯子绳24反向捻合，将外层子绳29与内层子绳23反向捻合，能平衡内部的旋转扭矩，可减小绳索整体的回捻扭矩。
而且，绳索槽5a的内周面由树脂构件5b构成，因而能抑止外层包覆体34的磨损，同时提高驱动力传递效率。
而且，如上所述将柔软性高的主绳索6卷绕在直径小的钢丝滑轮上的场合，万一外层包覆体33破损时，钢丝滑轮与外层子绳29的接触压力增加，存在钢丝滑轮及外层子绳29的磨损显著发展的危险。
因此，适用于电梯用绳索直径的20倍的直径的钢丝滑轮的场合，外层子绳29的根数取为12根以上(图1中为21根)为佳。另外，适用于电梯用绳索直径的15倍的直径的钢丝滑轮的场合，外层子绳29的根数取为16根以上为佳。
由此，可抑止万一外层包覆体33破损时钢丝滑轮与外层子绳29之间的接触压力的增大，可抑止钢丝滑轮及外层子绳29的损耗。因此，钢丝滑轮不需要特别高价的材料，可廉价地构成钢丝滑轮。
而且，无外层包覆体33的绳索的使用寿命是由张力和钢丝滑轮引起的弯曲应力的重复次数决定的，从绳索表面的绳股先开始断线。但是，使用外层包覆体33的绳索因降低了与钢丝滑轮的接触压力，故不是在绳索的表面，而是内部的绳容易因弯曲疲劳而先发生断线。
根据发明者的试验研究，发现如此的弯曲疲劳引起的寿命次数具有下式所示的关系。
寿命计算式
与钢丝滑轮接触的绳股断线的计算式
寿命次数Nc＝10.0×k×1.05D/d
绳索内部的绳股断线的计算式
寿命次数Nn＝19.1×k×1.05D/d
(k是由绳索结构和绳索强度决定的系数)
这里，对用于使寿命次数Nn与D/d＝40时的Nc值相同的D/d值进行求解，得出D/d＝26.7。因此，如想确保传统的一般的电梯用绳索所适用至今的条件，即，与D/d＝40时同等的寿命，则必须将内层绳索21的直径取为钢丝滑轮直径的1/27以下。换言之，必须使用内层绳索21的直径的27倍以上的钢丝滑轮。
另外，上述电梯用绳索中，所有的绳股25、6、10、11的直径设定在所适用的钢丝滑轮直径的1/400以下，故即使减小适用的钢丝滑轮的直径也不会有损弯曲疲劳寿命。
下面对主绳索6的制造方法进行说明。制造主绳索6的场合，首先将内层子绳23捻合在芯绳22的外周部以制造内层绳索21。然后，通过熱可塑性树脂包覆内层绳索21的外周形成内层包覆体27。
另一方面，在外层子绳29的外周部涂上粘结剂以形成粘结剂层30。粘结剂层30可以子绳为单位进行涂布，也可以绳股为单位进行涂布。然后，利用单位包覆体34包覆外层子绳29及粘结剂层30的外周，通过粘结剂层30将单位包覆体34粘结固定于外层子绳29上。图5是表示配置在图1的内层绳索21的外周部之前的外层子绳29及单位包覆体34的剖视图。
然后，将单位包覆体34包覆的外层子绳29与内层子绳23反向捻合并配置在内层包覆体27的外周部。由此，外层28配置在内层包覆体27的外周部，同时，外层28的外周被外层包覆体33包覆。
另外，将外层子绳29配置在内层包覆体27的外周部时，比如利用高频加热装置等边对内层包覆体27及单位包覆体34进行加热软化，边将拉伸力施加于内层绳索21及外层子绳29。由此，包覆体27、33在间隙中塑性流动并形成图3所示的截面形状。另外，内层子绳23从内层包覆体27的外周局部露出，同时外层28从外层包覆体33局部露出，内层子绳23与外层28局部直接接触。然后，使内层包覆体23及外层包覆体33硬化。
这样的制造方法中，边将内层包覆体27及外层包覆体33加热软化，边将拉伸力施加于内层绳索21及外层子绳29，故内层子绳23与外层28能容易地局部直接接触。
另外，在将外层子绳29捻合在内层绳索21的外周之前，预先在外层子绳29的外周部形成粘结剂层30，可确保牢固的粘结力的同时，可在捻合于内层绳索21之前的工序中涂上粘结剂层30，可防止外层子绳29生锈。
而且，单位包覆体34包覆粘结在每个外层子绳29上，可确保稳定的粘结强度。
不过，将内层包覆体27及外层包覆体33加热软化，并将拉伸力施加于外层子绳29的工序，也可在将由单位包覆体34包覆的外层子绳29配置在内层包覆体27的外周部的工序之后进行。
实施例2
下面，图6是表示本发明的实施例2的电梯用绳索的剖视图。图中，内层绳索41包括芯绳42、设置在芯绳42的外周部的多根内层子绳43。芯绳42具有多根芯子绳44。各芯子绳44由多根钢制的绳股45相互捻合而成。
内层子绳43由多根钢制的绳股46相互捻合而成。内层子绳43的绳股46的截面通过将内层子绳43从外周进行压缩而异型化。芯子绳44的绳股45的截面通过将芯子绳44从外周进行压缩而异型化。其他结构与实施例1相同。
这种电梯用绳索在制造内层子绳43及芯子绳44时，捻合成比精加工直径大5％左右后，使其通过精加工直径的拉模，从而绳股之间不是点接触而是变成面或线接触。由此，可提高绳股45、46的安装密度。另外，降低绳股45之间及绳股46之间的接触压力，抑止绳股45、46的磨损。而且，可防止内层子绳43及芯子绳44的变形，延长使用寿命。
实施例3
下面，图7是表示本发明的实施例3的电梯用绳索的主要部分的剖视图。图中，圆周方向相互邻接的单位包覆体34通过粘结剂47相互粘结。作为粘结剂47较佳为与单位包覆体34的特性接近的橡胶系粘结剂。其他结构与实施例1相同。
这种电梯用绳索可提高相对于外力的形状稳定性，而且可使外层子绳29之间的负荷均等化，从而延长使用寿命和产品质量的稳定化。
另外，比如如图8所示，可在将外层子绳29配置在内层绳索21(图1)的外周部之前将粘结剂47涂布在单位包覆体34的外周部。由此，可在将外层子绳29捻合于内层绳索21的外周部的工序中使单位包覆体34相互粘结，压力及温度稳定的管理环境下实现产品质量高的管理。单位包覆体34相互粘结后，将粘结部分以外粘上的粘结剂47除去，或者，如实用上没有问题则也可留着。
实施例1～3所示的多层结构的绳索具有随长年疲劳引起的各层负荷负担率发生变化的特性。为此，尽管与绳索的结构也有关系，但优先减小损伤发展的层的强度负担率。即，通过将一方的层的强度设定为20～80％，最好在整体强度显著下降之前检测出最弱层的异常并进行更换。
比如，将弯曲应力最大的最弱层即外层子绳29的强度进行合算后的强度最好设定在整个电梯用绳索强度的20％以内。由此，即使外层子绳29断线的场合，也可仅由内层绳索21确保近80％的残留强度，能提高可靠性。
为了实现这种结构，比如将外层子绳29的绳股31、32的强度设定得比内层子绳23的绳股26的强度低。具体来说，比如外层子绳29的绳股31、32的强度设定为1320～2060N/mm2，内层子绳23的绳股26的强度设定为1910～2450N/mm2。
另外，在此场合，外层子绳29的外周绳股32采用不预成形(不推斥捻合)的推斥捻合加以捻合，容易检测出断线。即，一旦外周绳股32断线，则断线部上浮，朝外层包覆体33的外部伸出。因此，外周绳股32的断线可由目视确认，能更正确地判断整个绳索的使用寿命，提高可靠性。另外，不必使用用于检查断线状态的探伤装置，可降低维护费用。
为了促进这种上浮特性，也可在单位包覆体34的表面涂上硅油等脱模剂后捻合外层子绳29，从而防止单位包覆体34之间的融接。
不过，如想在发生断线后也能确保形状稳定，也可将外层子绳29进行不推斥捻合加工，同时将单位包覆体34的加热温度设定得高一些，使圆周方向相互邻接的单位包覆体34相互融接。

Claims (14)

1.一种电梯用绳索，其特征在于，
包括：
具有多根由多根钢制的绳股捻合而成的内层子绳的内层绳索；
包覆所述内层绳索的外周的树脂制的内层包覆体；
具有多根钢制的绳股捻合而成的多根外层子绳、涂在所述外层子绳的外周部上的多层粘结剂层、设置在所述内层包覆体的外周部的外层；
由高摩擦树脂材料构成、通过所述粘结剂层粘结在所述外层子绳上并包覆所述外层的外周的外层包覆体，
所述内层子绳具有从所述内层包覆体的外周局部露出的多个露出部，在所述露出部与所述外层直接接触。
2.如权利要求1所述的电梯用绳索，其特征在于，所述内层子绳与所述外层子绳相互反向捻合而成，所述内层子绳在所述内层子绳与所述外层子绳交叉的部分处与所述外层相互直接接触。
3.如权利要求1所述的电梯用绳索，其特征在于，所述外层包覆体针对每个所述外层子绳具有包覆所述外层子绳及所述粘结剂层的外周的多个单位包覆体，所述外层在与所述露出部接触的部分从所述单位包覆体局部露出。
4.如权利要求3所述的电梯用绳索，其特征在于，在圆周方向相互邻接的所述单位包覆体通过粘结剂相互粘结。
5.如权利要求3所述的电梯用绳索，其特征在于，在所述单位包覆体的表面涂上脱模剂。
6.如权利要求3所述的电梯用绳索，其特征在于，在圆周方向相互邻接的所述单位包覆体相互融接。
7.如权利要求1所述的电梯用绳索，其特征在于，通过从外周对所述内层子绳进行压缩使所述内层子绳的截面异型化。
8.如权利要求7所述的电梯用绳索，其特征在于，所述内层子绳的截面结构为沃灵顿密封(ウオリントンシ-ル)形钢芯。
9.如权利要求1所述的电梯用绳索，其特征在于，所述外层子绳的所述绳股用推斥捻合法捻合。
10.如权利要求1所述的电梯用绳索，其特征在于，所述外层子绳的所述绳股的强度设定为比所述内层子绳的所述绳股的强度低。
11.如权利要求10所述的电梯用绳索，其特征在于，所述外层子绳的所述绳股的强度设定为1320～2060N/mm2，所述内层子绳的绳股的强度设定为1910～2450N/mm2。
12.一种电梯用绳索的制造方法，包括：
将多根包含多根钢制的绳股的内层子绳捻合制作内层绳索的工序；
由熟可塑性树脂构成的内层包覆体包覆所述内层绳索的外周的工序；
将多根包含多根钢制的绳股的外层子绳与所述内层子绳反向捻合并配置在内层包覆体的外周部、同时由高摩擦树脂构成的外层包覆体包覆所述外层的外周的工序；
通过边将所述内层包覆体及所述外层包覆体加热软化边将拉伸力施加于所述内层绳索及所述外层子绳而使所述内层子绳局部地从所述内层包覆体的外周露出、并使所述内层子绳与所述外层局部直接接触的工序；以及
使所述内层包覆体及所述外层包覆体硬化的工序。
13.如权利要求12所述的电梯用绳索的制造方法，其特征在于，在由单位包覆体包覆所述各外层子绳的外周后，通过将所述外层子绳配置在所述内层包覆体的外周部，从而形成所述外层包覆体。
14.如权利要求13所述的电梯用绳索的制造方法，其特征在于，将所述外层子绳配置在所述内层包覆体的外周部时，边将所述内层包覆体及所述单位包覆体加热软化边将拉伸力施加于所述内层绳索及所述外层子绳。
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