JP2011046462A - Elevator device and wire rope for elevator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エレベータ装置およびエレベータ用ワイヤロープに関する。 The present invention relates to an elevator apparatus and an elevator wire rope.
近年の中低層建物向けのエレベータについては、建築設計の自由度が大きく、省スペース化を図ることができる機械室なし構造が一般的になりつつある。 In recent years, for elevators for low-rise buildings, a structure without a machine room, which has a high degree of freedom in architectural design and can save space, is becoming common.
図2に機械室なし構造のつるべ式エレベータの一例を示す。図2において、1は乗りかご、2はつり合いおもり、3は巻上機に備わる駆動綱車、4は主索、5a、5bは乗りかご1、および、つり合いおもり2を吊持する吊り車、6は昇降路である。主索4の一端は、昇降路6の上部に固定され、乗りかご1の吊り車5a、駆動綱車3、つり合いおもり2の吊り車5bの順で引廻され、もう一端が再度昇降路6の上部で固定されている。主索4の乗りかご1側張力とつり合いおもり2側張力との差と、駆動綱車3と主索4の間に生ずる摩擦力とが釣り合い、乗りかご1とつり合いおもり2とをつるべ式に駆動している。
FIG. 2 shows an example of a slidable elevator having a structure without a machine room. In FIG. 2, 1 is a passenger car, 2 is a counterweight, 3 is a driving sheave provided in the hoist, 4 is a main rope, 5a and 5b are suspension cars that suspend a
また、主索4に関して、これまでエレベータに用いられてきた構造は、JIS B 3525に規定された繊維心構造が最も一般的である。繊維心を有する主索の断面の一例を図3に示す。図3において、7aはストランド、8は素線、9は合成繊維、または天然繊維から作られる心綱である。心綱9の周囲に6本または、8本程度のストランド7aが撚られる構造が普通であり、主索に張力が加わると、ストランド7aが心綱9を圧縮する方向に力が作用する。主索の強さについては、前記規格に強度等級が規定され、概ね1300N/mm2〜1900N/mm2程度の破断荷重をもつ素線8が等級に応じて使い分けられている。
As for the main rope 4, the fiber core structure defined in JIS B 3525 is the most common structure that has been used for elevators so far. An example of a cross section of a main rope having a fiber core is shown in FIG. In FIG. 3, 7a is a strand, 8 is a strand, 9 is a heart rope made of synthetic fiber or natural fiber. A structure in which six or eight
ところで、近年、エレベータ駆動システムの小型化と、ロープ寿命の向上、また、環境調和の観点から、ロープ全体が樹脂で被覆されたロープが提案されている。そのようなロープの代表例として、特許文献1に記載されたロープの構造を図4に示す。図4において、110はワイヤロープ外周に設けられたウレタン等からなる被覆樹脂、111aはそれぞれの表面に被覆112が施された素線、113は素線111aを撚って構成され、個々にポリエチレン、ポリウレタン等からなる被覆114が施されたストランド、115は、ストランド114と同様に個々に被覆された素線を撚って構成され、周囲をポリエチレン、ポリウレタン等の被覆材で覆われた心綱である。図4の樹脂被覆ロープでは、素線間の接触圧が、素線個々の被覆により緩和され、さらに、ロープ全周がウレタン等で覆われているため、駆動綱車との接触圧も低く抑えられ、従来のワイヤロープよりも使用中の負荷が減り、寿命向上が狙えると考えられる。
By the way, in recent years, a rope in which the entire rope is coated with a resin has been proposed from the viewpoint of miniaturization of the elevator drive system, improvement of the rope life, and environmental harmony. As a typical example of such a rope, the structure of the rope described in
また駆動システムの小型化は、ロープ寿命に依存している。小型化では、駆動綱車3を含む巻上機(図示せず)や吊り車5a,5bを小型化することがポイントであるが、駆動綱車3や吊り車5a,5bの小型化により、主索4に生じる曲げ応力が増加し、疲労寿命が低下するため、エレベータの構造を規定する国内法規(例えば建築基準法)では、駆動綱車3や吊り車5a、5bの径Dと主索径dとの比(D/d)が40を下回らないこととしている。しかし、ロープの損傷は曲げ応力のみではなく、素線間、および、素線と綱車表面との摩擦の影響が大きく、樹脂被覆ロープはこれらの摩擦による負荷を軽減するため、駆動綱車3や吊り車5a、5bの小型化をしても従来ロープ並みの寿命を確保することができると考えられる。さらに、樹脂被覆ロープでは、潤滑のためにグリスを使うことがないため、保守時の給油が不要で、グリスによる汚損が生じず、廃油処理の必要がないので、環境負荷も軽減される。
The downsizing of the drive system depends on the rope life. In downsizing, the point is to downsize the hoisting machine (not shown) including the driving
樹脂被覆ロープに関して、ロープ内部の摩擦負荷を軽減するために、前述の公知例にあげたような素線ごとに被覆を施すような構造については、以下の問題が生じる。すなわち、素線間の摩擦、および、ストランド間の摩擦を低減する被覆として、ポリエチレンや、ポリアミド、ポリウレタン等の樹脂が示されているが、ストランド間、または、ストランドと心綱との間の摩擦に対して、これらの樹脂は破壊が早く、従来ロープと比較して大幅な寿命向上は望めないことを、発明者らは試験的に確認した。 Regarding the resin-coated rope, the following problem arises with respect to the structure in which the coating is performed for each element wire as described in the above-mentioned known examples in order to reduce the friction load inside the rope. That is, resins such as polyethylene, polyamide, and polyurethane are shown as coatings for reducing friction between strands and friction between strands, but friction between strands or between strands and cores. On the other hand, the inventors have confirmed on a trial basis that these resins are quick to break, and that a significant improvement in service life cannot be expected compared to conventional ropes.
すなわち、発明者らによる曲げ疲労試験の結果によると、このような樹脂被覆ロープでは、心綱とストランドとの間、またはストランド間の被覆が最初に損傷を受け、その後、図5の黒丸で示した部分で急速に破壊が進み、使用可能な強度が確保される期間は、従来ロープと比較して、明確な差が出なかった。 That is, according to the results of the bending fatigue test by the inventors, in such a resin-coated rope, the coating between the cord and the strand, or the coating between the strands is damaged first, and then the black circle in FIG. The period during which breakage rapidly progressed and the usable strength was ensured was not clearly different compared to conventional ropes.
ここで、図5は、樹脂被覆ロープの破断試験結果としての破断状況を示す図であって、素線断線部120を黒丸で示し、素線非断線部121を白丸で示している。
Here, FIG. 5 is a diagram showing a breaking state as a result of the breaking test of the resin-coated rope, in which the
また、従来の樹脂被覆ロープでは、個々の素線毎に被覆を施すため、製造コストが極めて高くなるうえ、ロープ径の管理が従来以上に困難となり、そのため、実使用においては張力管理が困難となって、それによる寿命低下を生じることが考えられる。さらに全体断面積に対する素線断面積の比率が小さいため、張力負荷に対して、被覆材のクッション効果から、従来ロープより大きく絞られてロープの弾性率が低下することが考えられる。ロープの弾性率が、大きく低下するとエレベータにおいては、かごへの乗り込み時に沈み込みが大きくなる等の問題が生じる。 In addition, since the conventional resin-coated rope is coated for each individual wire, the manufacturing cost is extremely high, and the rope diameter is more difficult to manage than in the past, which makes it difficult to manage the tension in actual use. Therefore, it is considered that the lifetime is reduced. Furthermore, since the ratio of the wire cross-sectional area with respect to the total cross-sectional area is small, it is conceivable that the elastic modulus of the rope is reduced due to the cushioning effect of the covering material against the tension load and is reduced more than the conventional rope. If the elastic modulus of the rope is greatly reduced, problems such as an increase in sinking when entering the car arise in the elevator.
本発明は、ロープ全体を樹脂被覆で覆う樹脂被覆ロープに関して、エレベータの主索に適用したときに生じる上記の問題に鑑みてなされたものであり、エレベータ用ワイヤロープの寿命を向上し、かつ、製造コストを安くすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems that occur when applied to the main rope of an elevator, with respect to the resin-coated rope that covers the entire rope with a resin coating, and improves the life of the wire rope for the elevator, and The objective is to reduce manufacturing costs.
上記目的を達成するために、本発明に係るエレベータ装置は、乗りかごとつり合いおもりとをワイヤロープにより吊持し、前記ワイヤロープを巻き掛けた駆動綱車によって、前記乗りかごとつり合いおもりとをつるべ式に摩擦駆動するエレベータ装置であって、前記ワイヤロープは、全体が略円形断面を有し、かつ、前記ワイヤロープは、複数の鋼製素線を撚り合わせた鋼心と、合成繊維を筒状に編んで前記鋼心全体の周囲を覆うように配置された心綱被覆材と、前記心綱被覆材内に充填された固体潤滑剤と、それぞれが複数の鋼製素線を撚り合わせた複数のストランドであって、前記心綱被覆材を囲むように配列されたストランドと、前記複数のストランド全体の周囲を覆うように配置されて当該ワイヤロープ表面を覆う合成樹脂製の外側被覆層と、を有すること、を特徴とする。 In order to achieve the above object, an elevator apparatus according to the present invention suspends a ride car and a balance weight with a wire rope, and uses the drive sheave on which the wire rope is wound to provide the ride car and the balance weight. An elevator apparatus that frictionally drives in a slipping manner, wherein the wire rope has a substantially circular cross section as a whole, and the wire rope includes a steel core obtained by twisting a plurality of steel strands, and a synthetic fiber. A core rope covering material that is knitted into a tubular shape and covers the entire periphery of the steel core, and a solid lubricant filled in the core rope cover material, each of which twists a plurality of steel strands. A plurality of strands that are arranged to surround the core rope covering material, and an outer side made of a synthetic resin that is arranged so as to cover the entire periphery of the plurality of strands and covers the surface of the wire rope Having a covering layer, and characterized.
また、本発明に係るエレベータ用ワイヤロープは、エレベータの乗りかごとつり合いおもりとを吊持して駆動綱車によってつるべ式に摩擦駆動するエレベータ用ワイヤロープであって、全体が略円形断面を有し、かつ、複数の鋼製素線を撚り合わせた鋼心と、合成繊維を筒状に編んで前記鋼心全体の周囲を覆うように配置された心綱被覆材と、前記心綱被覆材内に充填された固体潤滑剤と、それぞれが複数の鋼製素線を撚り合わせた複数のストランドであって、前記心綱被覆材を囲むように配列されたストランドと、前記複数のストランド全体の周囲を覆うように配置されて当該ワイヤロープ表面を覆う合成樹脂製の外側被覆層と、を有すること、を特徴とする。 The elevator wire rope according to the present invention is an elevator wire rope that hangs an elevator car and a counterweight and frictionally drives it with a driving sheave in a slidable manner, and has an approximately circular cross section as a whole. And a steel core obtained by twisting a plurality of steel strands, a core rope covering material arranged so as to cover the entire periphery of the steel core by knitting synthetic fibers in a cylindrical shape, and the core rope covering material A solid lubricant filled therein, a plurality of strands each formed by twisting a plurality of steel strands, the strands arranged so as to surround the core rope covering material, and the whole of the plurality of strands A synthetic resin outer covering layer that is disposed so as to cover the periphery and covers the surface of the wire rope.
本発明によれば、エレベータ用ワイヤロープの寿命を向上し、かつ、製造コストを安くすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lifetime of the wire rope for elevators can be improved and manufacturing cost can be made cheap.
以下、本発明に係る樹脂被覆ロープを主索に用いたエレベータ装置の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of an elevator apparatus using a resin-coated rope according to the present invention as a main rope will be described with reference to the drawings.
図1に本発明のエレベータ装置における主索の実施形態を示す。図1において、鋼心10は複数の鋼製素線8aを撚り合わせたものである。心綱被覆材(ブレード)12は合成繊維を筒状に編んで鋼心10全体の周囲を覆うように配置されている。ストランド7dは、複数の鋼製素線8bを撚り合わせたものであって、複数(図1の例では6本)のストランド7dが心綱被覆材12の外側を囲むように配置されている。複数のストランド7d全体の周囲を覆ってワイヤロープ表面を覆うウレタン樹脂製の外側被覆層14が形成されている。心綱被覆材12内には固体潤滑剤13が充填されている。
FIG. 1 shows an embodiment of a main rope in the elevator apparatus of the present invention. In FIG. 1, a
心綱被覆材12は、たとえば0.2mmから0.5mm程度の厚さに合成繊維を筒状に編んだものである。張力が負荷されると、心綱被覆材12は鋼心10とストランド7dとからせん断力を受ける。そのため、心綱被覆材12を構成する合成繊維としては、耐摩耗性に優れたポリプロピレンやポリエステルが望ましい。
The heart
これらの材料からなる心綱被覆材12は、従来の樹脂材料による被覆とは異なって柔軟なため、鋼心10の曲げや、ストランド7dからの押し付け圧に対して、耐久性が高く、ロープへの繰返し曲げに対して、鋼心10とストランド7dとの間の絶縁機能を長く維持することができる。
Since the cord
心綱被覆材12の内側、鋼心10の素線8a間には二硫化モリブデンMoS2または二硫化タングステンWS2からなる固体潤滑剤13が充填され、鋼心10の素線間の潤滑を担う。
A
外側被覆層14は、シランカップリング剤等でストランド7dに接着され、ロープ外周を覆うJIS A 90以上の硬度をもつウレタン被覆である。外側被覆層14は、最も薄い部分においては、1mm以下の厚さとしている。心綱被覆材12の厚さ、および外側被覆層14の厚さは、それぞれの寿命と、駆動綱車に巻きかかり、送られるときの送り半径により決定される。被覆の厚さは、厚いほうが、耐久性が高いが、綱車で送られるときの送り半径が張力によって大きく変化するため、個々のロープの張力差が大きくなり、結果的にロープ寿命を低下させる。前述の厚さであれば、被覆による送り半径の変化に問題なく、また、十分な被覆寿命を得ることができる。
The
鋼心10に充填した固体潤滑剤13は、心綱被覆材12内に封入されているが、経年的に心綱被覆材12の外部に漏れていく。一般の潤滑油のように流動性をもつ潤滑剤の場合、製造過程で心綱被覆材12の外部に漏れ、外側被覆層14とストランド7d間の接着寿命を低下させるが、固体潤滑剤13は、接着界面に入り込むことが少なく、外側被覆層14とストランド7dとの剥離を一般グリスよりも軽減できる。
The
ワイヤロープの素線8a、8bは、原材料に対して熱処理と引き抜き加工により強化されるが、断面積が小さいほど金属組織が均質化するために強度を得やすく、細く強度の高いものでは3500N/mm2を超えるものも実用化されている。一般に素線強度が高くなるほどロープの破断荷重が高くなるため、エレベータシステムにおけるロープ本数を削減できる。しかし、樹脂被覆ロープでは、張力が高くなると外側被覆層14への負担が増し、被覆寿命を低下させるとともに、素線間の摩擦が増えるため、繰返し曲げに対する素線の寿命向上も少ない。したがって、素線強度については、外側被覆層14の強度に合ったものを選ぶ必要がある。また、素線8a、8bの極端な細径化は、磁気探傷等による保守作業で作業性を悪化させ、主索に対する信頼を低下させることにもなる。そのため、素線8a、8bの断面積としては、0.05mm2以上0.35mm2以下が望ましく、その範囲の素線によるワイヤロープは、公称径として8mmから10mmに相当する。本実施形態のエレベータ装置に使うロープの素線8a、8bは、破断強度として2000N/mm2〜2500N/mm2を有するものが望ましい。なぜなら、その範囲の破断強度であれば、前記範囲の断面積を持つ素線において強度と適度な延性を両立でき、かつ、品質的なバラつきが少ないとともに、外側被覆層14の寿命も確保できるからである。
The
以上、図1により本発明によるロープ構造の主要な構成部分と効果を説明した。なお、図1は、鋼心(IWRC)をもつ6ストランド・シールロープ、すなわち、IWRC6×S(19)(7×7+6×S[1+9+9])に心綱被覆材12、および外側被覆層14を加えた構成を示したが、他の構成、例えば6ストランド・ウォリントン構成のIWRCロープ(7×7+6×W[1+6+(6+6)])等であっても同等の効果を得られる。
The main components and effects of the rope structure according to the present invention have been described with reference to FIG. FIG. 1 shows a 6-strand seal rope having a steel core (IWRC), that is,
以上、本発明の樹脂被覆ロープを用いることにより、エレベータロープとして繰り返し曲げが負荷される条件下であっても長寿命を確保でき、かつ、安価で製造することができる。 As described above, by using the resin-coated rope of the present invention, a long life can be ensured even at a condition where repeated bending is applied as an elevator rope, and the elevator rope can be manufactured at a low cost.
1 … 乗りかご
2 … つりあいおもり
3 … 駆動綱車
4 … 主索(ロープ)
5a,5b … 吊車
7a,7d … ストランド
8、8a、8b … 素線
10、15 … 鋼心
11 … 被覆付素線
12 … 心綱被覆材(ブレード)
13 … 固体潤滑剤
14 … 外側被覆層
DESCRIPTION OF
5a, 5b ...
13 ...
Claims (9)
前記ワイヤロープは、全体が略円形断面を有し、かつ、
前記ワイヤロープは、
複数の鋼製素線を撚り合わせた鋼心と、
合成繊維を筒状に編んで前記鋼心全体の周囲を覆うように配置された心綱被覆材と、
前記心綱被覆材内に充填された固体潤滑剤と、
それぞれが複数の鋼製素線を撚り合わせた複数のストランドであって、前記心綱被覆材を囲むように配列されたストランドと、
前記複数のストランド全体の周囲を覆うように配置されて当該ワイヤロープ表面を覆う合成樹脂製の外側被覆層と、
を有すること、を特徴とするエレベータ装置。 An elevator apparatus that suspends a vehicle and a counterweight with a wire rope, and frictionally drives the vehicle and the counterweight with a drive sheave on which the wire rope is wound.
The wire rope has a substantially circular cross section as a whole, and
The wire rope is
A steel core in which a plurality of steel strands are twisted together;
A shingle covering material arranged so as to cover the entire periphery of the steel core by knitting a synthetic fiber into a tubular shape;
A solid lubricant filled in the cord rope covering material;
Each of a plurality of strands obtained by twisting a plurality of steel strands, the strands arranged so as to surround the core rope covering material,
An outer covering layer made of a synthetic resin that is disposed so as to cover the entire periphery of the plurality of strands and covers the surface of the wire rope;
The elevator apparatus characterized by having.
全体が略円形断面を有し、かつ、
複数の鋼製素線を撚り合わせた鋼心と、
合成繊維を筒状に編んで前記鋼心全体の周囲を覆うように配置された心綱被覆材と、
前記心綱被覆材内に充填された固体潤滑剤と、
それぞれが複数の鋼製素線を撚り合わせた複数のストランドであって、前記心綱被覆材を囲むように配列されたストランドと、
前記複数のストランド全体の周囲を覆うように配置されて当該ワイヤロープ表面を覆う合成樹脂製の外側被覆層と、
を有すること、を特徴とするエレベータ用ワイヤロープ。 An elevator wire rope that suspends an elevator car and a counterweight and frictionally drives it by a driving sheave.
The whole has a substantially circular cross section, and
A steel core in which a plurality of steel strands are twisted together;
A shingle covering material arranged so as to cover the entire periphery of the steel core by knitting a synthetic fiber into a tubular shape;
A solid lubricant filled in the cord rope covering material;
Each of a plurality of strands obtained by twisting a plurality of steel strands, the strands arranged so as to surround the core rope covering material,
An outer covering layer made of a synthetic resin that is disposed so as to cover the entire periphery of the plurality of strands and covers the surface of the wire rope;
An elevator wire rope characterized by comprising:
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