JP2004277989A - 駆動可能な支持または牽引手段およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】支持または牽引手段の摩損が低減され、かつ熱発生、早すぎる固着の発生、および高い牽引力における支持または牽引手段のねじれなどの不都合な作用が回避される、駆動可能な支持または牽引手段を提供する。
【解決手段】本発明は、少なくとも一層の合成繊維材料のストランドと、ストランドを包む外側ケーシングとを有する、駆動可能な支持または牽引手段およびその製造のための方法であって、前記ストランドが互いに対する移動についてある摩擦係数で潤滑されるように、潤滑剤が、支持または牽引手段に選択的に組み込まれる。

Description

本発明は、特許請求の範囲に記載された駆動可能な支持または牽引手段およびその製造方法に関する。

鋼のケーブルは、支持または牽引手段として知られており、いくつかの鋼のストランドが、ケーブルを形成するために撚られている。以下においては、支持または牽引手段は、リフトの領域のための駆動可能なケーブルまたはベルトとして論じられる。本発明の教示内容によれば、駆動可能な支持または牽引手段の応用は、例えば、クレーンにおけるような他の技術分野においても完全に可能である。リフトの分野において、支持または牽引手段は、駆動プーリにおける摩擦結合によって駆動され、あるいは偏向ローラーにおいて偏向され、ストランドは、曲げおよび張力で負荷を受け、かつ牽引力を吸収する。これらの支持または牽引手段に結合された乗りかごまたはカウンターウェイトが、リフト昇降路においてこのような方法で駆動される。

支持手段の駆動能力は、ヨーロッパ標準規格ＥＮ−８１−１パラグラフ９．３で決定され、そこでは最低必要条件は、次のように解釈される。ａ）乗りかごは、公称負荷の１２５％で負荷を受けているときに、停止点に、スリップなしに保持されなければならず、ｂ）緊急制動の場合には、空の乗りかご、または公称負荷を受けている乗りかごは、低減された緩衝装置のストロークを含めて、緩衝装置の設計スピードを超えないスピードに減速されなければならず、そしてｃ）カウンターウェイトが緩衝装置に載置され、かつ駆動が上昇方向に行われているときに、空の乗りかごが上昇すべきでない。

そのような支持または牽引手段の重量低減の目的を有し、充分にメインテナンスフリーの支持または牽引手段を提供するための合成繊維材料のケーブルは、ＥＰ−０６７２７８１から知られている。このケーブルにおいて、アラミドのストランドが、Ｓ撚りおよびＺ撚りの２つの層で撚られ、そしてポリウレタン（ＰＵ）の外側ケーシングによって完全に包まれている。外側ケーシングは、外側ストランド層に固定結合され、かつ外側ストランド層に対して高い結合力を有し、駆動プーリから外側ケーシングを介する外側ストランド層への牽引力の導入が、その場合に外側ストランド層が変位または圧縮することなく可能となる。駆動可能な支持または牽引手段の耐用年数に関する要求は高く、この要求によれば、駆動可能な支持または牽引手段は、１０^６回とまではいかなくとも、少なくとも１０^５回の曲げ負荷に耐えなければならない。摩擦低減中間ケーシングが、外側ストランド層と内側ストランド層との間に配置される。摩擦低減中間ケーシングは、駆動プーリにおいて曲っている間に、内側ストランド層に対する外側ストランド層の相対的な移動を確実にし、この相対運動を通して、ストランドにとって不都合である相互摩擦による摩損を回避する。前記中間ケーシングは、内側ストランド層から外側ストランド層を分離している。

そのような駆動可能な合成繊維材料のケーブルの場合には、互いに対するストランドの摩擦係数の大きさが、制御された形で設定できないことは、第１に不都合であると解っている。ＥＰ−０６７２７８１は、互いに対するストランドの潤滑剤としてケイ素の使用を実際に開示しているが、拡散したケイ素は、ＰＵの外側ケーシングを通ってまたはケーブルから容易に出てしまい、次には、ケイ素が駆動プーリに到達するやいなや、ケーブルの駆動能力およびリフトの有用性を制限してしまう。

そのうえ、摩擦係数が大きすぎると、熱の発生または早すぎる固着の発生を導き、一方、摩擦係数が小さすぎると、外側ケーシングにおけるストランドのねじれ（ケーブルねじれ）を導くという不都合が示されている。熱発生、早すぎる固着、およびケーブルねじれのこれらの作用は、合成繊維材料のケーブルの耐用年数を減少させる。

これらの不都合のための解決方法として、ＵＳ５８８１８４３に、アラミドのストランドが、ケーブルを形成するためのいくつかのストランド層に撚られ、かつポリアミド（ＰＡ）またはＰＵの外側ケーシングによって包まれている、リフトのためのケーブルが開示されている。各ストランドは、付加的にＰＡまたはＰＵのストランドケーシングによって保護されている。外側ケーシングとストランドケーシングとの間の摩擦係数は、０．１５以上であり、駆動プーリから外側ケーシングを通って外側ストランド層のストランドのストランドケーシング内への牽引力の導入を可能とし、一方、ストランドケーシング間の摩擦係数が、０．１０以上であり、互いに対するストランドの移動を容易にする。

外側ケーシングと外側ストランド層との間の結合力は、ＵＳ５８８１８４３に従った教示の欠点であり、それによって、駆動プーリから外側ケーシングを介する外側ストランド層の牽引力の導入が、外側ストランド層の変位または圧縮なしにはできない。各ストランドがストランドケーシングを備える、合成繊維材料のケーブルの高価な製造プロセスも、不都合である。一方、ストランドケーシングによるケーブル径における増大は欠点であり、このストランドケーシングは、ストランドが互いに対して直接的に摩擦できないように、ストランドの相互間隔を生じさせている。

欧州特許第０６７２７８１号明細書 米国特許第５８８１８４３号明細書

本発明の第１の目的は、少なくとも一層の合成繊維材料のストランドと、支持または牽引手段を包む外側ケーシングとを有する駆動可能な支持または牽引手段であって、支持または牽引手段の摩損が低減され、かつ熱発生、早すぎる固着の発生、およびより高い牽引力における支持または牽引手段のねじれなどのような不都合な作用が回避される、駆動可能な支持または牽引手段を提供することである。

本発明のさらなる目的は、最小径で最大の機能性を可能にする、駆動可能支持または張力手段を提供することである。

これらの目的の達成は、駆動可能な支持または牽引手段の製造のための現用の信頼性のある方法と両立される。

これらの目的は、特許請求の範囲に記載された本発明により達成される。

本発明は、駆動可能な支持または牽引手段に潤滑剤を選択的に組み込むことにあり、潤滑剤が、ドライ潤滑剤としてストランドの含浸剤に混合され、かつ／または潤滑剤が、前記外側ケーシングの材料に混合され、かつ／または潤滑剤が、ウェット潤滑剤として前記ストランドの少なくとも１つの外面に塗布され、かつ／または潤滑剤が、中間ケーシングの材料に混合され、かつ／または潤滑剤が、中間ケーシングに塗布される。

有利には、牽引力を受ける外側ケーシングおよび牽引力を受けるストランドは、潤滑剤により直接相互接触で潤滑される。外側ケーシングとストランドのこの直接相互接触は、固定結合、望ましくは材料結合によって第１の接触領域に従って生じる。有利には、外側ケーシングのストランドとの溶解が、第１の接触領域において少なくとも局所的に生じる。有利には、外側ケーシングのストランドとのそのような溶解は、外側ケーシングのストランドへの押し出しの間に行なわれ、ストランドのマトリックス材料が溶解される。ストランドのマトリックス材料は、有利には、材料結合を助けるため少なくとも１つの添加剤を有している。例えば、そのような添加剤は、ストランドのマトリックス材料の融点を低下させる。外側ケーシングとストランドとの間のこの固定結合を介して、駆動プーリからの牽引力は、不都合な熱発生または早すぎる固着の発生を生じさせることなく、ストランド内に有効に導入され得る。いくつかのストランド層を有する支持または牽引手段の場合には、第１の接触領域は、外側ケーシングと外側ストランド層のストランドとの間に延在する。

有利なことに、外側ケーシングとストランドとの間の第１の接触領域は、少なくとも外側ケーシングの塗布時には、潤滑剤が無い。

有利なことに、牽引力を受けるストランドは、潤滑剤により、互いに直接接続で潤滑される。このストランドの直接相互接触は、第２の接触領域に従って起こる。ＵＳ５８８１８４３とは対照的に、ストランドケーシングの使用は回避される。有利には、ストランドは、選択可能な摩擦係数で互いに対する移動について潤滑される。ストランド間の摩擦係数は、充分低く選択され、駆動プーリにおける屈曲の間におけるストランドが、ケーブルねじれが生じる不都合無く相対的な移動を実行できる。外側ケーシングに接触しているストランドの不都合な変位または圧縮は、そのようにして回避される。いくつかのストランド層を有する支持または牽引手段の場合において、第２の接触領域は、外側ストランド層にだけでなく、内側ストランド層にも配置される。

有利には、いくつかのストランド層を使用する場合において、少なくとも１つの中間ケーシングによる、少なくとも１つの外側ストランド層と１つの内側ストランド層との分離がある。中間ケーシングは、支持または牽引手段のねじれ剛性を増大させる。中間ケーシングとストランド層は、潤滑剤によって、互いに直接接触して潤滑される。中間ケーシングと外側ストランド層の直接相互接触は、第３の接触領域に従って起こり、中間ケーシングと内側ストランド層の直接相互接触は、第４の接触領域に従って起こる。

有利には、ＰＵおよび／またはポリエステルは、外側または中間ケーシングの材料として使用される。有利には、ケーシングは完全にストランドを包んでいる。

第１の望ましい実施の形態においては、中間ケーシングと外側ストランド層との間の第３の接触領域、および中間ケーシングと内側ストランド層との間の第４の接触領域が、選択可能な摩擦係数で互いに対する移動について潤滑される。有利には、ストランド間の摩擦係数は、ほぼ０．０１であり、またはストランドと中間ケーシングとの間の摩擦係数は、ほぼ０．６０である。有利には、ストランドと中間ケーシングとの間の摩擦係数は、ストランドの間の摩擦係数も０．０５、望ましくは０．１０だけ高い。それゆえ、支持または牽引手段での外力の作用のもとで、ストランドの相対的な移動は、目標とされるように容易にされ、内側ストランド層と中間ケーシングとの間の相対的な移動は、目標とされるように一層困難とされる。

さらに望ましい実施の形態においては、中間ケーシングと外側ストランド層との間の第３の接触領域は、選択可能な摩擦係数で互いに対する移動について潤滑され、一方、中間ケーシングと内側ストランド層との間の第４の接触領域が、固定的に結合され、かつ有利には互いに対する材料結合で配置される。このことは、外側ストランド層に対する外側ケーシングの固定結合に類似して、有利には、例えば内側ストランド層上での中間ケーシングの押し出しの間に、中間ケーシングと内側ストランド層が一緒に溶解することによって行われ、内側ストランド層のストランドのマトリックス材料が、少なくとも局所的に溶解される。有利には、ストランド間の摩擦係数は、ほぼ０．０１であり、またはストランドとケーシングとの間の摩擦係数は、ほぼ０．６０である。有利には、中間ケーシングと外側ストランド層との間の摩擦係数は、ストランドの間の摩擦係数よりも０．０５、望ましくは０．１０だけ高い。中間ケーシングと内側ストランド層との間の固定結合に起因して、互いに対するストランドの移動は、支持または牽引手段上における外力の作用のもとで、目標とされるように容易にされ、外側ストランド層と中間ケーシングとの間の相対的な移動は、目標とされるようにより困難とされ、中間ケーシングと内側ストランド層との間の相対的な移動は、目標とされるように防止される。

支持または牽引手段は、シングルまたはダブルケーブル、平ベルト、歯付きベルト、またはポリーＶベルトとしてのケーブルの実施の形態において、合成繊維材料からなる。

支持または牽引手段といった名称によって、支持手段だけでなく、牽引手段をも意味されている。リフトの分野における支持手段は、乗りかご、公称負荷、およびカウンターウェイトの重量を保持する。例えば、乗りかごおよびカウンターウェイトは、昇降路ヘッド内に配設された偏向ローラーにおいて、支持手段としてのケーブルまたはベルトによって吊されている。リフトの分野における牽引手段は、駆動部から、乗りかごおよびカウンターウェイトを移動させるための牽引力を受ける。例えば、駆動プーリによって駆動されるケーブルベルトが牽引手段である。支持手段それ自体は、駆動される必要はなく、例えば種々の支持および牽引手段が、リフトに設けられている。支持または牽引手段は、偏向ローラーまたは駆動プーリで屈曲および張力で負荷を受ける。

合成という用語は、ケーブルまたはベルトが、牽引力を受けるために単に押し出しによって製造される手段を含むこと意味する。有利には、アラミドが、繊維材料として使用される。アラミドは、鋼のおよそ１／２の弾性率を有し、牽引力に起因する弾性伸張は、それに対応してより高い。加えて、アラミドは、異方性材料であり、アラミド繊維は、横断方向には、長手方向の少なくとも１／１０小さい負荷を受けることができる。有利には、アラミドのストランドは、ＰＵ溶液のような含浸剤で含浸されている。繊維材料および含浸剤は、ストランドのマトリックス材料を形成する。例えば、含浸は、２／３ＰＵ溶液に対して１／３アラミドの割合で、実質的に一定の濃度をもっている。

支持または牽引手段は、摩擦結合または機械的に確実動作の結合によって、軸、駆動プーリ、または歯車によって駆動される。

有利には、ドライ潤滑剤は、フィラメントの含浸前に含浸剤と混ぜられ、かつ／またはドライ潤滑剤は、外側または中間ケーシング材料と混ぜられ、かつ／またはウェット潤滑剤は、ストランドに塗布される。

タルカムパウダー、グラファイトパウダー、二硫化モリブデン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、鉛（Ｐｂ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、三酸化ホウ素（ＢＯ_３）、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化銅（Ｃｕ_２Ｏ）、三酸化モリブデン（ＭｏＯ_３）、および二酸化チタン（ＴｉＯ_２）は、ドライ潤滑剤として適している。

例えば有機ポリマー、ポリカルバミド、金属石けん、ケイ酸塩、金属酸化物、ケイ酸、有機物親和性ベントナイト等のような、有機および／または無機増粘剤の添加剤を有する、動物、植物、石油化学、および合成油またはグリース、グリセロール、ポリブタン、ポリマーエステル、ポリオレフィン、ポリグリコール、ケイ素、石けん、天然または合成ワックス、樹脂、およびタールが、ウェット潤滑剤として適している。本発明の教示内容によって、当業者は、他の知られている潤滑剤ならびに知られている潤滑剤の混合物を使用することができる。

有利には、潤滑剤は、支持または牽引手段において、僅かに動くかまたは全く動かないような粘性がある。有利には、潤滑剤は、充分に大きな分子であり、支持または牽引手段から外側ケーシングを通って出ることができない。合成繊維材料のストランドを有する支持または牽引手段のそのような教示は、鋼ケーブルの従来の教示と対照的である。従来の教示では、鋼ストランドの間の摩擦係数を低減するために薄く粘性の高い油またはグリースが、鋼ケーブルの内部に施され、同時に鋼ケーブルと駆動プーリとの間の摩擦係数を増大させるために、粘着性樹脂が鋼ケーブルの外側に施される。

Claims (9)

1. 少なくとも一層の合成繊維材料のストランドと、前記ストランドを包む外側ケーシングとを有する駆動可能な支持または牽引手段であって、潤滑剤が、ストランドの含浸剤に混合され、かつ／または潤滑剤が、前記外側ケーシングの材料に混合され、かつ／または潤滑剤が、前記ストランドの少なくとも１つの外面に塗布され、かつ／または潤滑剤が、中間ケーシングの材料に混合され、かつ／または潤滑剤が、中間ケーシングに塗布されることを特徴とする、駆動可能な支持または牽引手段。
2. 前記潤滑剤が、ドライ潤滑剤および／またはウェット潤滑剤であることを特徴とする、請求項１に記載の駆動可能な支持または牽引手段。
3. 第１の接触領域が、前記外側ケーシングとストランドとの間に、潤滑剤によって潤滑された固定結合を形成し、かつ／またはストランド相互間の第２の接触領域が、摩擦係数を低減する潤滑剤が提供され、かつ／または中間ケーシングと外側ストランド層との間の第３の接触領域が、摩擦係数を増大させる潤滑剤が提供され、かつ／または中間ケーシングと内側ストランド層との間の第４の接触領域が、摩擦係数を増大させる潤滑剤が提供され、かつ／または第４の接触領域が、前記中間ケーシングと内側ストランド層との間の、潤滑剤によって潤滑された固定結合を形成することを特徴とする、請求項１または２に記載の駆動可能な支持または牽引手段。
4. 前記外側ケーシングおよびストランドが、第１の接触領域において少なくとも局所的に一緒に溶解され、かつ／または第４の接触領域における中間ケーシングおよびストランドが、少なくとも局所的に一緒に溶解され、かつ／またはストランドのマトリックス材料が、材料結合を助けるための少なくとも１つの添加剤を有し、かつ／または前記外側ケーシングが、第１の接触領域において少なくとも局所的に前記ストランドのマトリックス材料と共に溶解され、かつ／または前記中間ケーシングが、第４の接触領域において少なくとも局所的に前記ストランドのマトリックス材料と共に溶解されることを特徴とする、請求項３に記載の駆動可能な支持または牽引手段。
5. シングルケーブル、ダブルケーブル、平ベルト、歯付きベルト、またはポリＶベルトであることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の駆動可能な支持または牽引手段。
6. 少なくとも一層の合成繊維材料のストランドと、前記ストランドを包む外側ケーシングとを有する駆動可能な支持または牽引手段の製造方法であって、潤滑剤が、ストランドの含浸剤に混合され、かつ／または潤滑剤が、前記外側ケーシングの材料に混合され、かつ／または潤滑剤が、前記ストランドの少なくとも１つの外面に塗布され、かつ／または潤滑剤が、中間ケーシングの材料に混合され、かつ／または潤滑剤が、中間ケーシングに塗布されることを特徴とする、駆動可能な支持または牽引手段の製造方法。
7. タルカムパウダー、グラファイトパウダー、二硫化モリブデン、ポリテトラフルオロエチレン、鉛、金、銀、三酸化ホウ素、酸化鉛、酸化亜鉛、酸化銅、三酸化モリブデン、および／または二酸化チタンのようなドライ潤滑剤が使用され、かつ／または動物油、植物油、石油化学油、および／または合成油、またはグリース、グリセロール、ポリブタン、ポリマーエステル、ポリオレフィン、ポリグリコール、ケイ素、石けん、および／または天然ワックス、樹脂、またはタール、および／または合成ワックス、樹脂、またはタールのようなウェット潤滑剤が使用されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 有機ポリマー、ポリカルバミド、金属石けん、ケイ酸塩、金属酸化物、ケイ酸、および／または有機物親和性ベントナイトのような、有機および／または無機増粘剤の添加剤を有するウェット潤滑剤が使用されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 前記外側ケーシングおよびストランドが、第１の接触領域において少なくとも局所的に一緒に溶解され、かつ／または材料結合を助けるための少なくとも１つの添加剤が、ストランドのマトリックス材料に使用され、かつ／または前記外側ケーシングが、第１の接触領域において少なくとも局所的に前記ストランドのマトリックス材料と共に溶解され、かつ／または前記中間ケーシングおよびストランドが、第４の接触領域において少なくとも局所的に一緒に溶解され、かつ／または前記中間ケーシングが、第４の接触領域において少なくとも局所的に前記ストランドのマトリックス材料と共に溶解されることを特徴とする、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。