JP4493766B2 - 合成繊維ロープの交換の必要性を識別する装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前文に記載したように、合成繊維、好ましくは芳香族ポリアミド繊維から構成されたロープを交換する必要性の有無を識別する（見分ける）装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＰ０７３１２０９Ａ１から、撚られた繊維ロープを交換する必要性の有無を識別する装置は既知である。撚られたロープは高張力合成繊維の幾つかの層から成り、これらの層は互いに重ねられ、強固に接合するロープ・シースによって取り囲まれている。内部ロープの最大許容摩耗を識別できるように、ロープの押出シースは同軸的に配置された異なる色を有する。力の差によって駆動綱車（トラクションシーブ）に生じるスリップのために、駆動ロープ又は被駆動ロープ上で生じる摩耗を、ロープのシースが表示する。駆動綱車内のロープの規定走行面を参照することによって、シースの摩耗をロープ内部の摩耗状態へ相関づけるために、実験値が使用される。従って、下地にある色が見えるようになると、それはロープの内部が最大許容限度まで摩耗していること、及び特定された残存期間内にロープを交換すべきことを示すものと解釈される。
【０００３】
合成繊維ロープを交換する必要があるかどうかを識別する前記の装置を使用すると、ロープ・シースの簡単な視覚検査によってロープの状態を容易に評価することができる。しかし、この間接的な方法で得られる表示は実験値に依存しており、ロープの正確な内部状態に関してなされたものと言うことはできない。例えば、早期の材料疲労、短期間の過荷重、又は外部の影響に起因するロープ摩耗は考慮されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の根底にある問題は、摩耗の真の状態を信頼性をもって表示する、ロープ交換の必要性を識別する装置を提案することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の問題に対する解決方法として、最初に言及された装置は、独立請求項１の特徴部分に記載される特徴を備えることによって更に改善された。
【０００６】
本質的に、本発明は外面上、中立のねじれ特性を有するロープ構造を有し、その個々のストランド層の間で、反動トルク比によって、ロープが不安定なねじれ均衡（釣合い）状態の位置をとるようにされる。摩耗又は他の影響によってストランド層が弱くなると内部ねじれ均衡状態が乱され、摩耗したロープが操作中に荷重を掛けられると、ロープがトルクの変化条件に対応する新しい均衡位置を取るまで、ロープがその長手方向軸の周りでねじられるように、相互に対向して作用するロープ内のトルク間の関係が設定される。従ってロープのねじれは、ロープの特定の特性変化、例えば破壊強さの喪失を生じたロープの内部摩耗を表す。それに対応して、ロープの構造上の変化が適切な装置によって検出され、ロープ交換の必要性を示すものとなる。ロープのねじれあるいは歪みがどのように単純なものであっても、それはロープ摩耗が許容できない大きさになっていることを示す。
【０００７】
これによって、何れにしても設置されている荷重支持合成ストランドを本発明に従って特定されるように撚るだけで、摩耗によってロープの荷重支持構造に或る規定可能量を超えた弱化が生じると直ちに、ロープのどのような摩耗でもロープのねじれとして非常に簡単に表示されるという利点を達成することができる。ロープのねじれ、従ってその交換の必要性は、高価な追加装置なしに検出可能である。特に、参照（基準）マークを付けることにより、ロープの状態を可視的にチェックすることが可能になる。
【０００８】
本発明の更なる改善として、反対方向に撚られた隣接同心ストランド層の間に、摩擦を低減するインターシースが設けられる。これにより、インターシースの材料と寸法を適宜選択し、ストランド層の相互間の半径方向の距離、従ってねじれ均衡状態を決定することができるという利点が得られる。更に、ロープの所望の有効寿命を得るために、インターシースの疲労強度を利用することができる。曲げられたときの相対移動に起因して、ストランドの外側の層が長手方向に変位し、それによってインターシースが摩耗すると、反対方向に撚られたストランドの間に接触点が生じる。ストランドの相互間の摩擦、引っ張りによる収縮力、及びロープが駆動綱車を通過するときに生じる駆動綱車上の圧力に起因して、横方向の応力により究極的にストランドが破壊する。前述の因果関係によってロープがねじれ、その交換の必要性が表示される。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態において、多層に撚られたロープのストランド最外層は、多層並行撚りロープ・コアの周りを反対方向に且つ系統的に取り巻いている。これは、ストランドの最外層に隣接してそれを支持しているロープ・コアの層が最大の横方向応力を受け、その結果、このストランド層の繊維（フィラメント）又はストランドは他のどの層よりも先に損傷箇所を表示するという利点を有する。この選択されたストランド層のみが弱くなり、他のストランド層のすべては損傷を受けず、合成繊維ロープの残存荷重支持能力を十分に確保する。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態において、摩耗していないロープの外面の長さ方向に沿ってマークが付けられ、このマークがロープの長手方向軸の周りを螺旋状に巻き付くことにより、ロープのねじれを表示する。
【００１１】
本発明の実施形態は図面に示され、以下により詳細に説明される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、高張力、荷重支持アラミド繊維ストランド２、３、４、５が互いに重なり合うようによられている３つの同心層から成る、例えばエレベータ設備の駆動ロープとして使用されるシース付きアラミド繊維ロープ１を示す。本質的に、アラミド繊維ロープ１は並行（平行）撚りのロープ・コア６で構成され、その周りに、本発明に従ってカバー層７が反対方向に撚られている。カバー層７とロープ・コア６の隣接したストランド層１４との間には、好ましくはポリウレタンのインターシース９が設けてある。ロープ・シース１０はカバー層７の外側を取り巻き、確実にそれに結合されている。ロープシース１０には、アラミド繊維ロープ１の長手方向の全長に渡って、アラミド繊維ロープの回転位置を示す耐摩耗性色付きあるいはカラー線１１が取り付けられている。カラー線１１の代わりに、アラミド繊維ロープ１の長手方向軸２０に対する回転位置を表示及び／又は確定するのに適した他の装置を使用することもできる。
【００１３】
ここで説明した実施形態において、カバー層７に隣接したロープ・コア６のストランド層１４、インターシース９、及びカラー線１１と組み合わせられたカバー層７は、本発明に従ってアラミド繊維ロープ１を交換する必要性を識別する装置を構成する。
【００１４】
ロープ・コア６はコア・ストランド２を含み、その周りで第１の撚り合わせ方向１２に、第１のストランド層１３の例えば５本の同一ストランド３が螺旋状に撚られ、それと共に、更に第２のストランド層１４の１０本のストランド３、４が、ねじり方向と繊維及びストランドの撚り合わせ方向との間にバランスのとれた割合で並行に撚られる。第２のストランド層１４は、それぞれ５本の同一ストランド３、４の２つのタイプを交互に配置したものである。図２の断面で示されるように、大きな直径を有する５つのストランド４が、それらを支持する第１のストランド層１３の窪みに螺旋状に配置される一方、第１のストランド層１３のストランド３と同一直径を有する５つのストランド３は、ストランド４を支える第１のストランド層１３の最高点の上に配置され、それによって、より大きい直径を有する２つの隣接したストランド４の間のギャップを充填している。このようにして、二重並行撚りのロープ・コア６は、ほぼ円筒形の外側プロフィルを有する第２のストランド層１４を受け入れるが、このことは、インターシース９と組み合わせられて、後で説明する更なる利点をもたらす。
【００１５】
ロープ１が長手方向の荷重を受けるとき、ロープ・コア６の並行撚りは、撚り合わせ方向１２とは反対方向にトルクを発生させる。
【００１６】
ここで、カバー層７は、更に、第１の撚り合わせ方向１２とは反対の第２の撚り合わせ方向１５に撚られた１７本のアラミド繊維ストランド５から成る。ロープ１が長手方向に荷重を掛けられると、並行撚りのロープ・コア６の方向とは反対の方向にトルクを発生させる。
【００１７】
ロープ・コア６の種々のストランド層１３、１４及びカバー層７は、それらの数及び構造に関係なく、反対方向のトルクが相互に打ち消されるように、相互に適合化されなければならない。このようにバランスのとれたアラミド繊維ロープ１が荷重の掛かった状態で駆動綱車の上を走行すると、外部トルクは発生しない。これまで説明した実施形態を発展させた実施形態では、１つ又は複数の同心撚りストランド層を使用することができ、このようなストランド層の各々は、支持する相手のストランド層とは反対方向に撚られる。更に、ストランドの複数撚りカバー層を構成することもできる。本発明から引き出される有利な効果に関連して、ストランド層の間のトルク比は、０．１から１までの間の、特定された値以上になるように注意しなければならない。
【００１８】
内部ねじり均衡を釣り合わせる１つの可能性として、ストランド層の間の半径方向距離が決定要素となる。この距離は、使用されるストランドの直径、後に説明するインターシースの厚さ、ロープ・コア内のストランド層の数、及びカバー層の中で使用されるストランドの数によって決定される。ストランドは、カバー層を形成するために、例えば非荷重支持ストランドと一緒に撚ることができる。
【００１９】
アラミド繊維ロープ１に使用される荷重支持ストランド２、３、４、５のすべては、単一のアラミド繊維からねじられるか撚り合わせられ、アラミド繊維を保護する物質、例えばポリウレタン溶液で含浸処理される。高張力合成繊維、例えば、高度に配向された分子鎖を有する芳香族ポリアミド又はアラミドは、高い荷重支持能力と低い比重量とを有する。しかし、それらの原子構造に起因して、それらは低い限界伸びを有し、横方向に発生する応力に敏感である。可視表示（インディケータ）を用いて、高張力繊維から作られたロープの内部の摩耗状態を決定する簡単な方法を提供するために、本発明に従って使用されるのは、実にこのような材料特性である。
【００２０】
ロープ・コア６とカバー層７との間のインターシース９は、ポリウレタン又はポリエステルから成る。ポリウレタン又はポリエステルはロープ・コア６の上に射出成形され、２つの隣接したストランド層７、１４のストランド３、４、５の間のすべての隙間１７、１８を充填する。このことにより、ロープ・コア６とカバー層７との間でトルクを伝達するように働く広い接触領域との確実な結合が生じる。インターシース９によりカバー層７と第２のストランド層１４との間の接触が防止され、それによって、ストランド３、４、５の相互の摩擦、及び図示されていない駆動綱車の上をロープ１が走行するときのストランド２、３、４、５の相互移動に起因する摩耗も防止される。インターシース９は、ロープ上に最大許容荷重が掛かったとき、ストランド間の隙間１７、１８がカバー層７によって作り出された収縮力の下で完全に満たされ、かつまた隣接するストランド層７及び１４のストランド３、４、５の間で０．１ｍｍのシース厚１６が確保されるような厚さを有する。
【００２１】
ポリウレタンから作られるロープ・シース１０は、カバー層７を取り巻き、駆動綱車の上で所望の摩擦係数を与える。ポリウレタンは耐摩耗性が大きいので、ロープ１が駆動綱車を通過するとき損傷しない。ロープ・シース１０は、駆動綱車を通過するとき、カバー層７の上に押し出され、流動可能な合成物質がカバー層７のすべての隙間１７、１８へ圧入され、それによって大きな接触面を作り出す。ロープ・シース１０の外面１９には、ロープ１の長さ方向に参照マークとしてのカラー線１１が設けてあり、これがロープ１の回転位置を示す。カラー線１１の代わりに、ロープ１の回転を適切な方法で検出する他の装置又はマーキングを設けることもできる。更に、ロープ・シース１０がない場合、カラー線１１又はそれに相当する装置を直接カバー層７へ設けることができる。
【００２２】
これまで説明した合成繊維ロープの交換識別装置が機能する態様は、エレベータ昇降路の中を案内されるかごのかごフレームを釣合い錘へ結合するアラミド繊維から作られたエレベータ・ロープの駆動に関する。かご及び釣合い錘を上下させるために、ロープは駆動モータによって駆動される駆動綱車の上を走行する。駆動トルクは、いつでも巻付き角度内にあるロープ部分へ摩擦によって伝達される。この時点で、ロープ１は大きい横断力を受ける。
【００２３】
本発明に従ってトルクに関し中立である駆動ロープ１は、一端ではかごの上にあり他端では釣合い錘の上にある各ねじり剛性固定点の間で、ねじれなしに、即ち、その長手方向軸２０の周りでねじられることなく、駆動綱車に架けられる。ロープ１を取り付けるとき、ロープ１の長さに沿ったカラー線１１としての形態をとっているマークは、参照点、例えば駆動綱車に対するロープ１の回転位置を揃える取付補助手段として利用される。ロープ１を取り付けるとき、それが動く間マークの経路を視覚的にチェックできるように、ロープを揃えておくと便利である。
【００２４】
荷重をかけられたロープ１が駆動綱車を横断するとき、ストランド２、３、４、５は引っ張り応力の差を補償するように相対的に移動する。これらの相対移動は、外側のカバー層７及びストランド層１４ではより大きく、コア・ストランド２へ近づくにつれて小さくなる。カバー層７のストランド５の長手方向の変位により摩耗を生じる恐れがあり、ストランドの最外層と内側層との間にあって各層のストランド間の接触を防止するインターシース９は、摩耗して使用不可能な時点に至る。インターシース９が使用不可能になるまで摩耗する時点は、インターシース９のねじり剛性によって設計上決定することができる。
【００２５】
カバー層７のストランド５の長手方向移動に起因して、インターシース９が使用不可能になるまで摩耗すると直ちに、反対方向に撚られたストランド３、４、５の間に接触点が生じる。ストランド層７、１４のストランド３、４、５による相互の摩擦、圧力、及びストランドの外層、即ち、カバー層７の収縮力による横方向の応力により、最終的に第２のストランド層１４のストランド３、４に破損が生じる。これによって第２のストランド層１４は弱くなり、その結果、ロープが荷重を掛けられるとトルクはかなり減少するか又は皆無となる。これは転じて内部ねじれ均衡状態の乱れを生じ、使用不可能となるまで摩耗したロープ１は、動作中に移動しながら、トルクの変化条件に対応する新しい均衡位置を取るまで、その長手方向軸２０の周りでねじれを生じる。
【００２６】
ロープ１のねじれは、その長さ方向に沿ったカラー線１１又は他の相当するマークが、ロープ１の長手方向軸２０の周りで螺旋状に湾曲することによって、可視的に検出することができる。ロープのねじれあるいは歪みがどのように単純なものであっても、それは前述したメカニズムが作用している徴候である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従ってロープ交換の必要性を識別する装置の第一の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示される実施形態の断面図である。
【符号の説明】
１ アラミド繊維ロープ
２ コア・ストランド
３、４、５ ストランド
６ ロープ・コア
７ カバー層
１３、１４ ストランド層
９ インターシース
１０ ロープ・シース
１１ カラー線
１２、１５ 撚り合わせ方向
１６ シース厚
１７、１８ 隙間
１９ 外面
２０ 長手方向軸

Claims (5)

1. 相互に撚られ且つ荷重支持アラミド繊維ストランド（３、４、５）から作られ、ロープに掛かる荷重に依存する有効寿命を有する少なくとも２つの同心ストランド層（７、１４）と、交換の必要性を表示する表示装置（１１）とから構成された、合成繊維ロープ（１）の交換の必要性を識別する装置であって、
   少なくとも２つの隣接した同心ストランド層（７、１４）が相互に反対の方向に撚られ、ロープの長手方向軸（２０）を中心とするロープの回転位置を検出する装置（１１）が設けられていることを特徴とする、ロープ交換の必要性を識別する装置。
2. 互いに反対方向に撚られたストランドの隣接同心ストランド層（７、１４）の間に、インターシース（９）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のロープの交換の必要性を識別する装置。
3. カバー・ストランド層（７）が、並行撚りのロープ・コア（６）の上に撚られており、カバー・ストランド層（７）と並行撚りのロープ・コア（６）は互いに反対の方向に撚られていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のロープの交換の必要性を識別する装置。
4. ロープ（１）の回転位置を可視的に検出するための装置（１１）が設けられていることを特徴とする、請求項１から３の任意の一項に記載のロープの交換の必要性を識別する装置。
5. ロープ（２１）の外面に、ロープ（１）の長さに沿ったマーク（１１）が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のロープの交換の必要性を識別する装置。

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