JP2022138922A - Pulley and elevator - Google Patents

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敦史 飯島
Atsushi Iijima
貴 安部
Takashi Abe
浩史 川上
Hiroshi Kawakami
純 布重
Jun Nunoe
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    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66BELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/04Driving gear ; Details thereof, e.g. seals
    • B66B11/08Driving gear ; Details thereof, e.g. seals with hoisting rope or cable operated by frictional engagement with a winding drum or sheave
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/32Friction members
    • F16H55/36Pulleys
    • F16H55/48Pulleys manufactured exclusively or in part of non-metallic material, e.g. plastics

Abstract

To provide a pulley that can be reduced in weight and cost while maintaining reliability.SOLUTION: A resin pulley 5A is formed while containing a resin and includes a body part 7, an inner peripheral part 9 provided on an inner peripheral side of the body part 7 and an outer peripheral part 8 provided on an outer peripheral side of the body part 7. The resin pulley 5A further includes an expansion suppression part 10 of which expansion coefficient at the time of absorption of water is smaller than the body part 7.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、プーリーおよびエレベーターに関する。 The present invention relates to pulleys and elevators.

エレベーターは、一般に、垂直方向に移動可能な乗りかごと、つり合い重りとが、エレベーターロープにより結合された構造を有する。 An elevator generally has a structure in which a vertically movable car and a counterweight are connected by an elevator rope.

図1は、エレベーター100の構成の一例を示す図である。エレベーター100では、図1に示すように、昇降路6内を鉛直方向(図中の両矢印方向)に移動可能な乗りかご1と、つり合い重り(カウンターウェイト)2とが、主索(エレベーターロープ)4により結合されている。主索4は、シーブ3に備え付けられた巻上機(不図示)により駆動し、頂部に固定されたプーリー5を介して、一端が乗りかご1の頂部に固定され、他端がつり合い重り2の頂部に固定されている。 FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an elevator 100. As shown in FIG. In the elevator 100, as shown in FIG. 1, a car 1 that can move vertically (in the direction of the double arrow in the figure) in the hoistway 6 and a counterweight 2 are connected to a main rope (elevator rope ) 4. The main rope 4 is driven by a hoist (not shown) attached to the sheave 3, one end is fixed to the top of the car 1 through a pulley 5 fixed to the top, and the other end is a counterweight 2. affixed to the top of the

ここで、作業員の負担軽減の観点から、エレベーター部品の可搬性および据付作業性の向上が望まれている。樹脂部品は金属部品と比較して比重が1/7程度であり、非常に軽量であることから、エレベーターの部品の材料としてよく用いられる。樹脂部品が、例えばプーリーのような強度部品として用いられる場合、引張強さやクリープ特性といった機械的特性が高いことに加え、吸水による寸法変化が少ない特性を有することが求められる。 Here, from the viewpoint of reducing the burden on workers, it is desired to improve the portability and installation workability of elevator parts. Resin parts have a specific gravity about 1/7 that of metal parts, and are very lightweight, so they are often used as materials for elevator parts. When a resin part is used as a strength part such as a pulley, for example, it is required to have high mechanical properties such as tensile strength and creep property, as well as properties with little dimensional change due to water absorption.

このような特性を考慮し、従来から、樹脂プーリーの成形材料として、ガラス繊維などの強化繊維を所定量配合した強化ナイロン(ポリアミド)、例えば、PA6、PA66、ポリアミド610(PA610)、ポリアミド612(PA612)、ポリアミド11(PA11)、ポリアミド12(PA12)などのガラス繊維強化材を用いることが知られている(特許文献1参照)。 Considering such characteristics, conventionally, reinforced nylon (polyamide) containing a predetermined amount of reinforcing fiber such as glass fiber, such as PA6, PA66, polyamide 610 (PA610), polyamide 612 ( PA612), polyamide 11 (PA11), polyamide 12 (PA12), and other glass fiber reinforcing materials are known to be used (see Patent Document 1).

特開2020-56419号公報JP 2020-56419 A

しかしながら、特許文献1に記載の樹脂プーリーをエレベーターに適用する場合、プーリーは大型化し、体積も大きくなる。ガラス繊維などの強化繊維は高価であることから、特許文献1に記載の樹脂プーリーをエレベーターに適用すると、部品全体に強化繊維が含まれていることから、強化繊維の量に応じて高コストになってしまうという問題がある。 However, when the resin pulley described in Patent Literature 1 is applied to an elevator, the pulley becomes large and bulky. Since reinforcing fibers such as glass fibers are expensive, when the resin pulley described in Patent Document 1 is applied to an elevator, the entire part contains reinforcing fibers, so the cost increases according to the amount of reinforcing fibers. There is a problem of becoming

本発明は、上記を考慮してなされたものであり、信頼性を維持しつつ軽量化および低コスト化を図ることができるプーリーを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a pulley capable of achieving weight reduction and cost reduction while maintaining reliability.

上述した課題を解決するため、本発明の一態様では、樹脂を含んで形成され、本体部と、前記本体部の内周側に設けられた内周部と、前記本体部の外周側に設けられた外周部と、を有するプーリーであって、前記本体部よりも吸水時の膨張率が小さい膨張抑制部を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, in one aspect of the present invention, there is provided a main body portion formed containing a resin, an inner peripheral portion provided on the inner peripheral side of the main body portion, and a main body portion provided on the outer peripheral side of the main body portion. and an outer peripheral portion having an outer circumference, the pulley comprising an expansion suppressing portion having an expansion coefficient smaller than that of the main body portion when water is absorbed.

本発明によれば、信頼性を維持しつつ軽量化および低コスト化を図ることができるプーリーを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pulley which can achieve weight reduction and cost reduction while maintaining reliability can be provided.

エレベーターの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of an elevator. 実施形態1の樹脂プーリーの構成を示す図である。4 is a diagram showing the configuration of the resin pulley of Embodiment 1. FIG. 実施形態2の樹脂プーリーの構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a resin pulley according to Embodiment 2;

以下、本発明に係る実施形態および実施例について、文章もしくは図面を用いて説明する。ただし、本発明に示す構造、材料、その他の具体的な数値などは、ここで取り上げた実施形態に限定されることはなく、要旨を変更しない範囲で適宜組合せや改良が可能である。また、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, embodiments and examples according to the present invention will be described with reference to sentences or drawings. However, the structure, materials, and other specific numerical values shown in the present invention are not limited to the embodiments taken up here, and can be appropriately combined and improved without changing the gist of the invention. Elements that are not directly related to the present invention are omitted from the drawing.

以下の説明において、添え字を付加した符号で同一または類似の構成要素を区別し、添え字を除外した符号本体で同一または類似の構成要素を総称する。 In the following description, the same or similar components are distinguished by the reference numerals with subscripts, and the same or similar components are generically referred to by the main body of the code without the subscripts.

先ず、本発明の実施形態を説明する。本実施形態のエレベーター用の樹脂プーリー5Aは、本体部7と、本体部7の外周側に備えられた外周部8と、本体部7の内周側に備えられた内周部9と、樹脂プーリー5A(あるいは本体部7)の円周と同心円状に備えられた膨張抑制部10と、を含んで構成される。本体部7、外周部8、および内周部9は、何れもボス穴の中心の同心円状に配置される。 First, an embodiment of the present invention will be described. The resin pulley 5A for an elevator of the present embodiment includes a body portion 7, an outer peripheral portion 8 provided on the outer peripheral side of the main body portion 7, an inner peripheral portion 9 provided on the inner peripheral side of the main body portion 7, and a resin An expansion suppressing portion 10 provided concentrically with the circumference of the pulley 5A (or main body portion 7) is included. The body portion 7, the outer peripheral portion 8, and the inner peripheral portion 9 are all arranged concentrically at the center of the boss hole.

本実施形態のエレベーター100は、主索4と、主索4を駆動させる巻上機(不図示)と、頂部に固定された樹脂プーリー5Aと、主索4の一端に接続されたつり合い重り2と、主索4の他端に接続され主索4が駆動されることにより昇降路6内を上下する乗りかご1と、を備える。 The elevator 100 of this embodiment includes a main rope 4, a hoist (not shown) that drives the main rope 4, a resin pulley 5A fixed to the top, and a counterweight 2 connected to one end of the main rope 4. and a car 1 that is connected to the other end of a main rope 4 and moves up and down in a hoistway 6 by driving the main rope 4 .

ここで、本実施形態の樹脂プーリー5Aの各種形状を示す実施形態を、図2~図3の模式図に、それぞれ示す。 Here, embodiments showing various shapes of the resin pulley 5A of the present embodiment are shown in schematic diagrams of FIGS. 2 and 3, respectively.

図2は、実施形態1の樹脂プーリー5Aの構成を示す図である。図2は、平板状の樹脂プーリー5Aを平面視した図である。樹脂プーリー5Aは、本体部7の内周部9に膨張抑制部10を有する。この場合、外周部8は、本体部7と同材である。 FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the resin pulley 5A of the first embodiment. FIG. 2 is a plan view of the flat resin pulley 5A. The resin pulley 5</b>A has an expansion suppressing portion 10 on the inner peripheral portion 9 of the body portion 7 . In this case, the outer peripheral portion 8 is made of the same material as the main body portion 7 .

図3は、実施形態2の樹脂プーリー5Aの構成を示す図である。図3は、平板状の樹脂プーリー5Aを平面視した図である。樹脂プーリー5Aは、本体部7の外周部8に膨張抑制部10を有している。この場合、内周部9は、本体部7と同材である。 FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the resin pulley 5A of the second embodiment. FIG. 3 is a plan view of the flat resin pulley 5A. The resin pulley 5</b>A has an expansion suppressing portion 10 on the outer peripheral portion 8 of the body portion 7 . In this case, the inner peripheral portion 9 is made of the same material as the body portion 7 .

なお、外周部8や内周部9を膨張抑制部10とする場合に限らず、本体部7を膨張抑制部10とする構成であってもよい。この場合、外周部8および内周部9は、同材である。 In addition, it is not limited to the case where the outer peripheral portion 8 or the inner peripheral portion 9 is used as the expansion suppressing portion 10 , and the main body portion 7 may be configured to be the expansion suppressing portion 10 . In this case, the outer peripheral portion 8 and the inner peripheral portion 9 are made of the same material.

以下、本実施形態の樹脂プーリー5Aの各部の構成について、詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of each part of the resin pulley 5A of this embodiment will be described in detail.

(樹脂プーリー5Aの本体部7)
本実施形態の樹脂プーリー5Aの本体部7は、構成単位としてカプロラクタム単位を含むポリアミド樹脂で形成されている。ポリアミド樹脂は、構成単位として、脂肪族ポリアミドのモノマー単位を含む。脂肪族ポリアミドのモノマー単位は、例えば、カプロアミド単位、オクタンアミド単位、デカンアミド単位、ウンデカンアミド単位、ドデカンアミド単位、テトラメチレンアジパミド単位、テトラメチレンスベラミド単位、テトラメチレンセバカミド単位、テトラメチレンドデカミド単位、ヘキサメチレンアジパミド単位、ヘキサメチレンセバカミド単位、ヘキサメチレンドデカミド単位、またはデカメチレンセバカミド単位などである。
(Body portion 7 of resin pulley 5A)
The body portion 7 of the resin pulley 5A of the present embodiment is made of a polyamide resin containing a caprolactam unit as a structural unit. Polyamide resins contain aliphatic polyamide monomer units as structural units. Monomer units of aliphatic polyamides are, for example, caproamide units, octanamide units, decanamide units, undecaneamide units, dodecaneamide units, tetramethylene adipamide units, tetramethylenesuberamide units, tetramethylene sebacamide units, tetramethylene Dodecamide units, hexamethylene adipamide units, hexamethylene sebacamide units, hexamethylene dodecamide units, decamethylene sebacamide units, and the like.

また、ポリアミド樹脂は、構成単位として、芳香族ポリアミドのモノマー単位を含んでいても良く、上記芳香族ポリアミドのモノマー単位は、例えば、テトラメチレンイソフタルアミド単位、ヘキサメチレンイソフタルアミド単位、オクタメチレンテレフタルアミド単位、ノナメチレンテレフタルアミド単位、デカメチレンテレフタルアミド単位、ウンデカメチレンテレフタルアミド単位、ドデカメチレンテレフタルアミド単位、メタキシリレンアジパミド単位、またはメタキシリレンセバカミド単位などである。 Further, the polyamide resin may contain aromatic polyamide monomer units as structural units, and the aromatic polyamide monomer units are, for example, tetramethylene isophthalamide units, hexamethylene isophthalamide units, octamethylene terephthalamide units, units, nonamethylene terephthalamide units, decamethylene terephthalamide units, undecamethylene terephthalamide units, dodecamethylene terephthalamide units, metaxylylene adipamide units, or metaxylylene sebacamide units.

なお、樹脂プーリー5Aに必要な強度と信頼性が確保される範囲内であれば、本体部7の材料は特に制限されない。例えば、ポリイミド、ポリアセタール共重合体、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステルを少なくとも1種類以上を含む樹脂材料からなり、さらに単一または複数の樹脂材料を組合せても良い。 The material of the body portion 7 is not particularly limited as long as the strength and reliability required for the resin pulley 5A are ensured. For example, resin materials containing at least one of polyimide, polyacetal copolymer, modified polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polyetherimide, polyethersulfone, polyamideimide, polyetheretherketone, phenolic resin, epoxy resin, and unsaturated polyester. and may be a combination of single or multiple resin materials.

(樹脂プーリー5Aの膨張抑制部10)
本実施形態の樹脂プーリー5Aの膨張抑制部10は、主にポリアミド樹脂で構成され、ガラス繊維や炭素繊維などの繊維状強化材を含んでいても良い。
(Expansion suppressing portion 10 of resin pulley 5A)
The expansion suppressing portion 10 of the resin pulley 5A of the present embodiment is mainly made of polyamide resin, and may contain a fibrous reinforcing material such as glass fiber or carbon fiber.

膨張抑制部10に含まれる繊維状強化材の材質としては、膨張抑制部10の性能を満たす範囲において、特に制限無く用いることができる。具体的な材質の例としては、ガラス繊維、炭素繊維、パラ系アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維などの高強度繊維が挙げられる。そして、膨張抑制部10は、これらの材料から少なくとも1種類以上を含んだ材料で形成される。 As the material of the fibrous reinforcing material contained in the expansion suppressing portion 10, any material can be used without any particular limitation as long as the performance of the expansion suppressing portion 10 is satisfied. Examples of specific materials include high-strength fibers such as glass fibers, carbon fibers, para-aramid fibers, ultra-high molecular weight polyethylene fibers, polyarylate fibers, and polybenzoxazole fibers. The expansion suppressing portion 10 is made of a material containing at least one of these materials.

本実施形態において、膨張抑制部10に含まれる繊維状強化材は、樹脂プーリー5Aの全体に対する体積割合で10~50%とすることが望ましい。さらに好ましくは、20~40%である。繊維状強化材の体積割合が10%より少ないと、膨張抑制効果が十分に得られない。繊維状強化材の体積割合が50%より多いと、コストの上昇に加え、材料界面の増加により疲労強度が低下してしまう。 In the present embodiment, the fibrous reinforcing material contained in the expansion suppressing portion 10 preferably accounts for 10 to 50% by volume of the resin pulley 5A as a whole. More preferably, it is 20 to 40%. If the volume ratio of the fibrous reinforcing material is less than 10%, the effect of suppressing expansion cannot be sufficiently obtained. If the volume ratio of the fibrous reinforcing material is more than 50%, the cost increases and the fatigue strength decreases due to the increase in material interfaces.

膨張抑制部10の吸水率は、3.0%以下であり、好ましくは2.5%以下である。ここで吸水率は、23℃で相対湿度50%の恒温恒湿下で、純水に24時間浸漬したときの吸水率をいう。吸水率はISO62に準拠して測定される。このように、樹脂組成物は、吸水性が小さいため、吸水・吸湿による膨潤、膨張に伴う寸法変化や物性低下を抑制できる。本実施形態の樹脂プーリー5Aは、寸法安定性に優れ、精度の要求される用途のプーリーとして安価に提供できる。 The expansion suppressing portion 10 has a water absorption rate of 3.0% or less, preferably 2.5% or less. Here, the water absorption rate refers to the water absorption rate when immersed in pure water for 24 hours under constant temperature and constant humidity of 23° C. and relative humidity of 50%. Water absorption is measured according to ISO62. As described above, since the resin composition has low water absorption, it is possible to suppress dimensional changes and deterioration of physical properties due to swelling and expansion due to water absorption and moisture absorption. The resin pulley 5A of the present embodiment is excellent in dimensional stability and can be provided at a low cost as a pulley for applications requiring precision.

(膨張抑制部10の変形例1)
膨張抑制部10は、上述のような材料変更だけでなく、形状変更によっても形成することができる。例えば、内周部9の半径方向の長さdをプーリー直径cに対して一定以上の割合とすることができる(図2)。十分な膨張抑制性能を有するためには、プーリー直径cに対する内周部9の半径方向の長さdの割合(=d/c)を6.5%以上とすることが望ましい。さらに好ましくは、6.9~10%である。10%より大きくなると、重量およびコストが増加する。
(Modification 1 of the expansion suppressing portion 10)
The expansion suppressing portion 10 can be formed not only by changing the material as described above, but also by changing the shape. For example, the radial length d of the inner peripheral portion 9 can be set at a certain ratio or more with respect to the pulley diameter c (FIG. 2). In order to have sufficient expansion suppressing performance, it is desirable that the ratio of the radial length d of the inner peripheral portion 9 to the pulley diameter c (=d/c) is 6.5% or more. More preferably, it is 6.9 to 10%. Greater than 10% increases weight and cost.

(膨張抑制部10の変形例2)
膨張抑制部10は、樹脂プーリー5Aの本体部7、外周部8、および内周部9の少なくとも何れかの最表層を被覆するように形成されていても良い。この場合、膨張抑制部10の材料として防湿材を用いることができる。この場合、本体部7、外周部8および内周部9は同材である。
(Modified Example 2 of Expansion Suppression Part 10)
The expansion suppressing portion 10 may be formed so as to cover the outermost layer of at least one of the main body portion 7, the outer peripheral portion 8, and the inner peripheral portion 9 of the resin pulley 5A. In this case, a moisture-proof material can be used as the material of the expansion suppressing portion 10 . In this case, the body portion 7, the outer peripheral portion 8 and the inner peripheral portion 9 are made of the same material.

防湿材は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリアミド(PA)、非晶質ポリオレフィン(APO)などを基材とし、湿気の透過を抑制する層として、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛(ZnO)、酸化チタン(TiO2)などの非導電性で非ハロゲンの防湿物質をコーティングして形成される。 Moisture-proof materials are based on, for example, polyethylene terephthalate (PET), linear low-density polyethylene (LLDPE), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyamide (PA), amorphous polyolefin (APO), etc. The moisture-impermeable layer is formed by coating a non-conductive, non-halogen, moisture-proof material such as alumina, silica, zinc oxide (ZnO), or titanium oxide (TiO2).

なお、防湿材は、2種類以上のものを多層にコーティングした多元コート層としても良い。これらの物質のコーティングには、PVDやCVDによる蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの方法を用いることができる。防湿材の厚さは1~500μmとすることが望ましい。さらに好ましくは、1~250μmである。防湿材が1μmより薄いと、防湿性を担保することが困難である。また、防湿材が500μmより厚いとコストが上昇する。 Note that the moisture-proof material may be a multi-coated layer obtained by coating two or more kinds of materials in multiple layers. Methods such as vapor deposition by PVD or CVD, sputtering, and ion plating can be used for coating these substances. It is desirable that the moisture-proof material has a thickness of 1 to 500 μm. More preferably, it is 1 to 250 μm. If the moisture-proof material is thinner than 1 μm, it is difficult to secure the moisture-proof property. Also, if the moisture-proof material is thicker than 500 μm, the cost increases.

膨張抑制部10のより具体的な構成の例は、後述する樹脂プーリー5Aの実施例によって詳述する。 A more specific configuration example of the expansion suppressing portion 10 will be described in detail with reference to an example of the resin pulley 5A, which will be described later.

(樹脂プーリー5Aの有効厚さ)
樹脂プーリー5Aの形状を規定するため、有効厚さの概念を用いる。プーリー体積Vと表面積Aとの関係から導出される有効厚さ(2×V/A)が薄いほど軽量だが強度に劣り、厚いほど重く強度に優れる。材料コストは有効厚さが薄いほど安くなる。そのため、強度と材料コストのバランスから、プーリー直径が380mm以下の場合、有効厚さ12mm以下であることが望ましい。しかしながら、有効厚さが薄くなることで、吸水による変形の問題が大きくなる。有効厚さが12mm以上であれば、各部位(例えば内周部9)が十分な厚みを持つため、膨張抑制部10を特に設けなくても吸水による変形は限定的となる。
(Effective thickness of resin pulley 5A)
The concept of effective thickness is used to define the shape of the resin pulley 5A. The thinner the effective thickness (2×V/A) derived from the relationship between the pulley volume V and the surface area A, the lighter the weight but the lower the strength. Material costs are lower for smaller effective thicknesses. Therefore, when the pulley diameter is 380 mm or less, the effective thickness is preferably 12 mm or less from the balance between strength and material cost. However, the reduction in effective thickness increases the problem of deformation due to water absorption. If the effective thickness is 12 mm or more, each portion (for example, the inner peripheral portion 9) has a sufficient thickness, so deformation due to water absorption is limited even if the expansion suppressing portion 10 is not particularly provided.

(樹脂プーリー5Aを用いたエレベーター100)
上述の本体部7、外周部8、内周部9、および膨張抑制部10を含んで構成された樹脂プーリー5Aは、図1に一例を示すような、エレベーター100に適用することができる。
(Elevator 100 using resin pulley 5A)
The resin pulley 5A including the main body portion 7, the outer peripheral portion 8, the inner peripheral portion 9, and the expansion suppressing portion 10 described above can be applied to an elevator 100, an example of which is shown in FIG.

このとき、樹脂プーリー5Aが、乗りかご1とつり合い重り2との間の張力を支える構造とする必要があり、樹脂プーリー5Aの縦弾性係数が少なくとも2GPa以上であることが望ましい。より好ましくは、樹脂プーリー5Aの縦弾性係数が2.5~5GPaの範囲内である。この縦弾性係数を満たす樹脂プーリー5Aを形成する条件として、例えば射出成形では、シリンダ温度240~280℃で、金型温度40~120℃が挙げられる。ポリアミドの分子量が少なくとも10万以上が必要である。 At this time, the resin pulley 5A needs to have a structure that supports the tension between the car 1 and the counterweight 2, and it is desirable that the modulus of longitudinal elasticity of the resin pulley 5A is at least 2 GPa or more. More preferably, the modulus of longitudinal elasticity of the resin pulley 5A is within the range of 2.5 to 5 GPa. Conditions for forming the resin pulley 5A that satisfies this modulus of longitudinal elasticity include, for example, a cylinder temperature of 240 to 280.degree. C. and a mold temperature of 40 to 120.degree. The polyamide must have a molecular weight of at least 100,000.

このように樹脂プーリー5Aが十分な縦弾性係数を有することにより、長期的な信頼性を有する樹脂プーリーとなる。 Since the resin pulley 5A has a sufficient modulus of longitudinal elasticity in this manner, the resin pulley has long-term reliability.

次に、本発明の実施例として、本発明のエレベーター用の樹脂プーリー5Aのより具体的な例を示す。 Next, as an example of the present invention, a more specific example of the resin pulley 5A for an elevator of the present invention will be shown.

(吸水による変形の評価)
吸水による樹脂プーリー5Aの変形を評価するため、有限要素法(FEM)による解析を実施した。樹脂プーリー5Aの形状データから有限要素法に対応した要素分割により分割された有限個の要素で構成されるプーリーFEMモデルを作製する。プーリーFEMモデルでは、各部材の材料情報が各部材に割り当てられるとともに、要素の境界に節点が定義される。そして、節点毎に材料情報に基づいて運動方程式が演算されることで、変形解析を行う。
(Evaluation of deformation due to water absorption)
In order to evaluate the deformation of the resin pulley 5A due to water absorption, analysis was performed using the finite element method (FEM). A pulley FEM model composed of a finite number of elements divided by element division corresponding to the finite element method is produced from the shape data of the resin pulley 5A. In the pulley FEM model, material information for each member is assigned to each member and nodes are defined at the boundaries of the elements. Deformation analysis is performed by calculating an equation of motion for each node based on the material information.

樹脂プーリー5Aの吸水率と縦弾性係数との関係から、各実施例における吸水率に相当する縦弾性係数を算出し、プーリーFEMモデルに対して適用し、FEM解析に用いた。ポアソン比は0.4とした。また、吸水による寸法変化量は1Kの熱荷重を与えることで模擬した。 From the relationship between the water absorption rate and the longitudinal elastic modulus of the resin pulley 5A, the longitudinal elastic modulus corresponding to the water absorption rate in each example was calculated, applied to the pulley FEM model, and used for the FEM analysis. Poisson's ratio was set to 0.4. Also, the amount of dimensional change due to water absorption was simulated by applying a thermal load of 1K.

吸水率は、23℃で相対湿度50%の恒温恒湿下で、純水に24時間浸漬したときの吸水率をいう。吸水率はISO62に準拠して測定される。 The water absorption rate refers to the water absorption rate when immersed in pure water for 24 hours under constant temperature and constant humidity of 23° C. and relative humidity of 50%. Water absorption is measured according to ISO62.

(実施例1)
実施例1では、ポリアミドを主成分とする本体部7と、本体部7の内周側(内周部9)に配置した膨張抑制部10とを有する樹脂プーリー5Aを想定し、FEMモデルを作製した。外周部8は、本体部7と同材である。
(Example 1)
In Example 1, a resin pulley 5A having a main body portion 7 mainly composed of polyamide and an expansion suppressing portion 10 arranged on the inner peripheral side (inner peripheral portion 9) of the main body portion 7 is assumed, and an FEM model is produced. did. The outer peripheral portion 8 is made of the same material as the main body portion 7 .

(実施例2)
実施例2では、樹脂プーリー5Aは、ポリアミドを主成分とする本体部7と、内周部9の最表層を防湿材により被覆することで形成した膨張抑制部10とを有する樹脂プーリー5Aを想定し、FEMモデルを作製した。外周部8および内周部9は、本体部7と同材である。
(Example 2)
In the second embodiment, the resin pulley 5A is assumed to have a body portion 7 mainly composed of polyamide and an expansion suppressing portion 10 formed by coating the outermost layer of the inner peripheral portion 9 with a moisture-proof material. Then, an FEM model was created. The outer peripheral portion 8 and the inner peripheral portion 9 are made of the same material as the main body portion 7 .

(実施例3)
実施例3では、ポリアミドを主成分とする本体部7と、内周部9の半径方向の長さdをプーリー直径に対して7%とすることで形成した膨張抑制部10とを有する樹脂プーリー5Aを想定し、FEMモデルを作製した。外周部8および内周部9(膨張抑制部10)は、本体部7と同材である。
(Example 3)
In Example 3, a resin pulley having a body portion 7 mainly composed of polyamide and an expansion suppressing portion 10 formed by setting the radial length d of the inner peripheral portion 9 to 7% of the pulley diameter. Assuming 5A, an FEM model was created. The outer peripheral portion 8 and the inner peripheral portion 9 (expansion suppressing portion 10 ) are made of the same material as the main body portion 7 .

(実施例4)
実施例4では、ポリアミドを主成分とする本体部7と、内周部9の半径方向の長さdをプーリー直径に対して10%とすることで形成した膨張抑制部10とを有する樹脂プーリー5Aを想定し、FEMモデルを作製した。外周部8および内周部9(膨張抑制部10)は、本体部7と同材である。
(Example 4)
In Example 4, a resin pulley having a body portion 7 whose main component is polyamide and an expansion suppressing portion 10 formed by setting the radial length d of the inner peripheral portion 9 to 10% of the pulley diameter. Assuming 5A, an FEM model was created. The outer peripheral portion 8 and the inner peripheral portion 9 (expansion suppressing portion 10 ) are made of the same material as the main body portion 7 .

(比較例)
比較例では、ポリアミドを主成分とする本体部7と、外周部8と、内周部9とを有する樹脂プーリーを想定し、FEMモデルを作製した。本比較例では、樹脂プーリーは、膨張抑制部10を有さない。
(Comparative example)
In the comparative example, an FEM model was produced assuming a resin pulley having a main body portion 7 mainly composed of polyamide, an outer peripheral portion 8 and an inner peripheral portion 9 . In this comparative example, the resin pulley does not have the expansion suppressing portion 10 .

各実施例および比較例の解析結果を表1に示す。

Figure 2022138922000002
Table 1 shows the analysis results of each example and comparative example.

Figure 2022138922000002

実施例1は、膨張抑制部10として内周部9にガラス繊維を含有しており、吸水に対する内径変化率は0.03%と非常に低い結果となった。実施例2~4も同様に膨張抑制部10を有しているため、吸水による内径変化率は低かった。 In Example 1, the inner peripheral portion 9 contains glass fiber as the expansion suppressing portion 10, and the change rate of the inner diameter with respect to water absorption was as low as 0.03%. Since Examples 2 to 4 also had the expansion suppressing portion 10, the inner diameter change rate due to water absorption was low.

一方、膨張抑制部10を持たない比較例では、吸水による内径変化率が0.1%と、他の実施例と比較して3倍程度大きかった。内径が0.1%ほど変化すると、樹脂プーリーと軸受との間に隙間が生じ、空転、異常摩耗、脱落などが発生する恐れがある。以上から、吸水による変形抑制に対する膨張抑制部10の有効性が解析的に示された。 On the other hand, in the comparative example without the expansion suppressing portion 10, the change rate of the inner diameter due to water absorption was 0.1%, which was about three times as large as that in the other examples. If the inner diameter changes by about 0.1%, a gap is created between the resin pulley and the bearing, which may cause slippage, abnormal wear, dropout, and the like. From the above, the effectiveness of the expansion suppressing portion 10 for suppressing deformation due to water absorption was analytically shown.

(樹脂プーリー5Aの作製および評価)
カプロラクタムを始めとした原料を射出成形または注型重合により樹脂プーリー5Aを作製することができる。このとき、膨張抑制部10の部分に繊維状強化材を混ぜた原料を使用することで、図2に示すエレベーター用樹脂プーリーを作製することができる。
(Preparation and evaluation of resin pulley 5A)
The resin pulley 5A can be produced by injection molding or cast polymerization of raw materials such as caprolactam. At this time, the resin pulley for an elevator shown in FIG. 2 can be produced by using a raw material mixed with a fibrous reinforcing material for the portion of the expansion suppressing portion 10 .

実施例3をもとにして、注型重合により樹脂プーリー5Aを作製した。有効厚さは12mm、直径に対する内周部の長さを7%とした。また、比較例をもとにして、同様に樹脂プーリーを作製した。有効厚さは12mmとした。これら2つのプーリーに対して給水試験を行った。 Based on Example 3, a resin pulley 5A was produced by cast polymerization. The effective thickness was 12 mm, and the inner peripheral length was 7% of the diameter. Also, based on the comparative example, a resin pulley was produced in the same manner. The effective thickness was 12 mm. A water supply test was performed on these two pulleys.

吸水試験後の各プーリーの寸法を計測した結果、その内径変化率はそれぞれ0.03%、0.1%であった。この結果から、吸水による変形抑制に対する膨張抑制部10の有効性が実験的に示された。 As a result of measuring the dimensions of each pulley after the water absorption test, the inner diameter change rates were 0.03% and 0.1%, respectively. From this result, the effectiveness of the expansion suppressing portion 10 for suppressing deformation due to water absorption was experimentally demonstrated.

本実施形態に係る樹脂プーリー5Aは、軽量かつ高強度の樹脂プーリーであるため、可搬性に優れる。また、膨張抑制部10を備えているため、吸水による寸法変化を抑制でき、樹脂プーリー5Aの長寿命化にも効果を示す。そのため、メンテナンス頻度や保守にかかる作業工程の削減、エレベーターの長寿命化などが可能となる。 Since the resin pulley 5A according to the present embodiment is a lightweight and high-strength resin pulley, it is excellent in portability. Moreover, since the expansion suppressing portion 10 is provided, it is possible to suppress dimensional change due to water absorption, which is effective in extending the life of the resin pulley 5A. Therefore, it is possible to reduce maintenance frequency and maintenance work processes, and extend the service life of elevators.

なお、上記した各実施形態および各実施例は、本発明の理解を助けるために具体的に説明したものであり、本発明は、説明した全ての構成を備えることに限定されるものではない。例えば、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。さらに、各実施例の構成の一部について、削除・他の構成に置換・他の構成の追加をすることが可能である。 It should be noted that the above-described embodiments and examples are specifically described to aid understanding of the present invention, and the present invention is not limited to having all the described configurations. For example, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, or to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Furthermore, it is possible to delete, replace with another configuration, or add another configuration for a part of the configuration of each embodiment.

1:乗りかご、2:つり合い重り(カウンターウェイト)、3:シーブ、4:主索、5A:樹脂プーリー、6:昇降路、7:本体部、8:外周部、9:内周部、10:膨張抑制部、100:エレベーター 1: car, 2: counterweight, 3: sheave, 4: main rope, 5A: resin pulley, 6: hoistway, 7: main body, 8: outer periphery, 9: inner periphery, 10 : expansion suppressing part, 100: elevator

Claims (7)

樹脂を含んで形成され、本体部と、前記本体部の内周側に設けられた内周部と、前記本体部の外周側に設けられた外周部と、を有するプーリーであって、
前記本体部よりも吸水時の膨張率が小さい膨張抑制部を備えた
ことを特徴とするプーリー。
A pulley formed containing resin and having a body portion, an inner peripheral portion provided on the inner peripheral side of the main body portion, and an outer peripheral portion provided on the outer peripheral side of the main body portion,
A pulley comprising an expansion suppressing portion having an expansion coefficient smaller than that of the main body portion when water is absorbed.
請求項1に記載のプーリーであって、
前記樹脂は、構成単位としてカプロラクタム単位を含むポリアミド樹脂である
ことを特徴とするプーリー。
A pulley according to claim 1,
The pulley, wherein the resin is a polyamide resin containing a caprolactam unit as a structural unit.
請求項1に記載のプーリーであって、
前記膨張抑制部は、前記内周部または前記外周部であり、体積割合で10~50%の繊維状強化材を含む
ことを特徴とするプーリー。
A pulley according to claim 1,
The pulley, wherein the expansion suppressing portion is the inner peripheral portion or the outer peripheral portion and contains a fibrous reinforcing material of 10 to 50% by volume.
請求項1に記載のプーリーであって、
前記膨張抑制部は、前記内周部であり、前記プーリーの直径に対する前記内周部の半径方向の長さの割合が6.5~10%である
ことを特徴とするプーリー。
A pulley according to claim 1,
The pulley, wherein the expansion suppressing portion is the inner peripheral portion, and the ratio of the radial length of the inner peripheral portion to the diameter of the pulley is 6.5 to 10%.
請求項1に記載のプーリーであって、
前記膨張抑制部は、前記本体部、前記内周部、および前記外周部の少なくとも何れかの最表層を1~500μmの厚さで被覆する防湿材によって形成されている
ことを特徴とするプーリー。
A pulley according to claim 1,
The pulley, wherein the expansion suppressing portion is formed of a moisture-proof material covering an outermost layer of at least one of the main body portion, the inner peripheral portion, and the outer peripheral portion with a thickness of 1 to 500 μm.
請求項1~5の何れか1項に記載のプーリーであって、
前記プーリーの直径が380mm以下であり、前記プーリーの体積Vと表面積Aとの関係から導出される有効厚さ(2×V/A)が12mm以下である
ことを特徴とするプーリー。
The pulley according to any one of claims 1 to 5,
A pulley having a diameter of 380 mm or less, and an effective thickness (2×V/A) derived from a relationship between a volume V and a surface area A of the pulley of 12 mm or less.
請求項1に記載のプーリーと、
乗りかごと、
つり合い重りと、
前記乗りかごと前記つり合い重りとを前記プーリーを介して接続する主索と、
前記主索を駆動することで前記乗りかごを昇降路内の上下に移動させる巻上機と
を有することを特徴とするエレベーター。
A pulley according to claim 1;
car and
a counterweight and
a main rope connecting the car and the counterweight via the pulley;
and a hoist for moving the car up and down in a hoistway by driving the main rope.
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