JP6305659B2 - Elevator rope and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
この発明は、合成繊維製のロープ芯を有するエレベータロープ及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an elevator rope having a synthetic fiber rope core and a method of manufacturing the same.
従来のエレベータロープでは、ロープ中心のロープ芯として、芯綱が配置されている。芯綱は、一般に3本の芯綱ストランドを互いに撚り合わせてなる三つ打ちロープとして構成されている。各芯綱ストランドは、多数のヤーンにより構成されている。各ヤーンは、繊維を束ねて構成されている。芯綱の外周には、複数本の鋼製ストランドが撚り合わせられている。 In a conventional elevator rope, a core rope is arranged as a rope core at the center of the rope. The core rope is generally configured as a three-pipe rope formed by twisting three core rope strands together. Each core rope strand is composed of a number of yarns. Each yarn is configured by bundling fibers. A plurality of steel strands are twisted around the outer periphery of the core rope.
このような構成のエレベータロープでは、鋼製ストランドがエレベータロープの長軸方向にかかる荷重を負担する役割を担い、芯綱はエレベータロープの形状を保持する役割を担っている。 In the elevator rope having such a configuration, the steel strand plays a role of bearing a load applied in the long axis direction of the elevator rope, and the core rope plays a role of maintaining the shape of the elevator rope.
エレベータロープには、かごの重量、カウンタウェイトの重量、及びエレベータロープ自身の重量の負荷がかかる。高層の建造物では、かごの昇降距離も長いため、使用されるエレベータロープの長さも長くなる。エレベータロープの長さが長くなると、エレベータロープ自身の重量の影響が大きくなるため、ロープの強度及びロープの重量によって、かごの最大昇降距離が制限される。即ち、かごの昇降距離を拡大するためには、より質量比強度(強度/単位長さあたり重量)の高い、軽量で高強度なロープが必要であった。 The elevator rope is loaded with the weight of the car, the weight of the counterweight, and the weight of the elevator rope itself. In a high-rise building, the lift distance of the car is long, so the length of the elevator rope used is also long. As the length of the elevator rope becomes longer, the influence of the weight of the elevator rope itself becomes larger, so the maximum lifting distance of the car is limited by the strength of the rope and the weight of the rope. That is, in order to increase the lifting distance of the car, a light and high strength rope having a higher mass specific strength (strength / weight per unit length) is required.
これに対して、従来のハイブリッドロープでは、ロープ中心を構成する繊維ロープの編組みピッチをL、高強度合成繊維ロープの直径をdとしたときに、L/dの値が6.7以上に設定されており、これにより繊維の強度利用率を向上させている。強度利用率とは、合成繊維の引張強度に対する合成繊維ロープの引張強度の比率である。このようなハイブリッドロープは、ロープ芯にIWRC(Independent Wire Rope Core)が配置されたロープと比較して、軽量であり、同等以上の引張強度を有している(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, in the conventional hybrid rope, when the braid pitch of the fiber rope constituting the rope center is L and the diameter of the high strength synthetic fiber rope is d, the value of L / d is 6.7 or more. Thus, the strength utilization rate of the fiber is improved. The strength utilization ratio is the ratio of the tensile strength of the synthetic fiber rope to the tensile strength of the synthetic fiber. Such a hybrid rope is lighter and has a tensile strength equal to or higher than a rope having an IWRC (Independent Wire Rope Core) disposed on a rope core (see, for example, Patent Document 1).
また、従来の合成繊維ロープでは、合成繊維製の経糸及び緯糸により織成された筒状織物と、筒状織物内に引き揃えられた複数の合成繊維の芯材とをそれぞれ有する複数本のストランドが互いに撚り合わせられ、又は組み合わされている。これにより、強度利用率が高められている(例えば、特許文献2参照)。 Further, in the conventional synthetic fiber rope, a plurality of strands each having a tubular fabric woven with synthetic fiber warps and wefts and a plurality of synthetic fiber cores aligned in the tubular fabric Are twisted together or combined. Thereby, the intensity utilization rate is increased (for example, refer to Patent Document 2).
通常、エレベータロープは、その破断強度の概ね10%の荷重負荷範囲で使用されるが、この際のロープ全体の引張方向の歪みは約1%あるいは1%未満である。特許文献1のようなハイブリッドロープでは、強度利用率が高いものの、引張方向に1%の歪みを発生させたときの荷重は微々たるものである。このため、エレベータロープとして使用する場合、即ち破断強度の10%の荷重負荷範囲で使用する場合、エレベータロープの荷重を合成繊維ロープが負担する効果は殆どない。
Usually, an elevator rope is used in a load applied range of approximately 10% of its breaking strength, but the strain in the tensile direction of the entire rope at this time is about 1% or less than 1%. In the hybrid rope as in
また、特許文献2の合成繊維ロープにおいても、同様の理由で、引張方向に1%の歪みを発生させたときの荷重が低く、そのため、特許文献2の合成繊維ロープをエレベータロープのロープ芯として使用しても、事実上鋼製ストランドが荷重を殆ど負担することになり、そのロープ芯に荷重を負担させる効果は乏しい。
Also, in the synthetic fiber rope of
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、より大きな荷重をロープ芯に負担させて、ロープ断面積に対して鋼製ストランドの断面積の割合を低減することができ、これにより全体の軽量化及び質量比強度の向上を図ることができるエレベータロープ及びその製造方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can impose a larger load on the rope core to reduce the ratio of the cross-sectional area of the steel strand to the rope cross-sectional area. It is possible to obtain an elevator rope capable of reducing the overall weight and improving the mass specific strength, and a method for manufacturing the same.
この発明に係るエレベータロープは、合成繊維からなる荷重負担部と、荷重負担部の外周を覆う被覆部とを有するロープ芯、及びロープ芯の外周に巻き付けられている撚り線からなる複数本の鋼製ストランドを備え、荷重負担部に使用される合成繊維の引張強度が20cN/dtex以上、引張弾性率が500cN/dtex以上であり、荷重負担部の合成繊維の繊維間空隙率が17%以下である。
また、この発明に係るエレベータロープの製造方法は、合成繊維からなる荷重負担部と、荷重負担部の外周を覆う被覆部とを有するロープ芯、及びロープ芯の外周に巻き付けられている複数本の鋼製ストランドを備えているエレベータロープの製造方法であって、荷重負担部に使用される合成繊維の引張強度が20cN/dtex以上、引張弾性率が500cN/dtex以上であり、繊維間空隙率を予め17%以下とした荷重負担部を有するロープ芯の外周に複数本の鋼製ストランドを巻き付ける工程を含む。
An elevator rope according to the present invention includes a rope core having a load bearing portion made of synthetic fiber and a covering portion covering the outer periphery of the load bearing portion, and a plurality of steels made of a stranded wire wound around the outer periphery of the rope core. The synthetic fiber used in the load bearing part has a tensile strength of 20 cN / dtex or more, a tensile elastic modulus of 500 cN / dtex or more, and the inter-fiber porosity of the synthetic fiber in the load bearing part is 17% or less. is there.
Moreover, the manufacturing method of the elevator rope which concerns on this invention is a rope core which has a load bearing part which consists of synthetic fibers, and the coating | coated part which covers the outer periphery of a load bearing part, and the several wound wound around the outer periphery of a rope core A method of manufacturing an elevator rope equipped with steel strands, wherein the synthetic fiber used for the load bearing part has a tensile strength of 20 cN / dtex or more, a tensile modulus of 500 cN / dtex or more, and an inter-fiber porosity. Including a step of winding a plurality of steel strands around the outer periphery of the rope core having a load bearing portion of 17% or less in advance.
この発明のエレベータロープ及びその製造方法は、より大きな荷重をロープ芯に負担させて、ロープ断面積に対して鋼製ストランドの断面積の割合を低減することができ、これにより全体の軽量化及び質量比強度の向上を図ることができる。 The elevator rope and the manufacturing method thereof according to the present invention can reduce the ratio of the cross-sectional area of the steel strand to the cross-sectional area of the rope by placing a larger load on the rope core, thereby reducing the overall weight and The mass specific strength can be improved.
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるエレベータロープを示す側面図、図2は図1のII−II線に沿う断面図である。エレベータロープは、ロープ芯1と、ロープ芯1の外周に配置され撚り合わせられている撚り線からなる複数本(この例では8本)の鋼製ストランド2とを有している。Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a side view showing an elevator rope according to
ロープ芯1は、中心に配置されている荷重負担部3と、荷重負担部3の外周に被覆されている合成繊維製の被覆部4とを有している。図1では、鋼製ストランド2を部分的に取り除いてロープ芯1を見せるとともに、被覆部4を部分的に取り除いて荷重負担部3を見せている。
The
荷重負担部3は、引張強度20cN/dtex以上、引張弾性率500cN/dtex以上の繊維集合体により構成されている。また、ロープ芯1に1%の引張歪みを付与したとき、即ち1%の引張歪みを生じさせたとき、ロープ芯1に発生する応力は50MPa以上である。
The
ここで、歪みは、ロープ芯1に0.1kNの荷重を付与したときの長さを基準とした値とする。また、応力は、ロープ芯1に0.1kNの荷重を付与したときのロープ芯1の見かけ断面積から計算される。ロープ芯1に0.1kNの荷重を付与したとき、ロープ芯1の外径が10mmであったとする。そのままロープ長手方向に1000mm間隔で目印を付け、目印の間隔が1010mmとなるまで引っ張る。このときに発生する荷重が15kNであった場合、応力は
(15×1000)÷[(10÷2)2×π]=191MPa
となる。Here, the strain is a value based on the length when a load of 0.1 kN is applied to the
It becomes.
荷重負担部3に使用される繊維としては、炭素繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール繊維、アラミド繊維、及びポリアリレート繊維などが挙げられる。被覆部4に使用される繊維としては、特に限定されないが、融点の高い繊維が好ましく、例えば炭素繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリエチレンテレフタラート繊維、ポリブチレンテレフタラート繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ポリアミド繊維、及びフッ素樹脂系繊維などが挙げられる。
Examples of the fiber used for the
荷重負担部3は、エレベータロープに引張荷重がかかったときに、荷重を分担し、外周の鋼製ストランド2にかかる負荷を軽減する役割を持つ。被覆部4は、荷重負担部3の繊維が鋼製ストランド2と直接接触するのを防止し、荷重負担部3が摩擦により損傷するのを防止する役割を持つ。
The
荷重負担部3の繊維間空隙率は、17%以下である。荷重負担部3の繊維間空隙率を17%以下としたロープ芯1は、少しの歪みを付与しただけで高荷重が発生する。
The inter-fiber porosity of the
繊維間空隙率を17%以下とした場合にこのような作用が出る理由は、次の通りである。合成繊維ロープを引っ張ったときの伸びと荷重との関係を示す曲線、いわゆる荷重歪み曲線においては、2段階の領域が存在する。引張初期には構造伸び領域と呼ばれる領域、即ち引張歪みを与えても微小な荷重しか発生しない領域が存在する。さらに引張歪みを与えた際に、材質伸び領域と呼ばれる領域、即ち高荷重が発生する領域が存在する。 The reason why such an effect appears when the inter-fiber porosity is 17% or less is as follows. In a curve showing the relationship between elongation and load when a synthetic fiber rope is pulled, so-called load strain curve, there are two-stage regions. In the initial stage of tension, there is a region called a structural elongation region, that is, a region where only a minute load is generated even when a tensile strain is applied. Further, when a tensile strain is applied, there is a region called a material elongation region, that is, a region where a high load is generated.
構造伸び領域は、合成繊維ロープの撚り方に依存し、撚り角が大きいほど構造伸びが大きい。材質伸び領域は、繊維の物性に依存し、合成繊維ロープに使用される繊維が高弾性率であるほど、一定歪みあたり発生する荷重が高い。 The structural elongation region depends on the twisting method of the synthetic fiber rope, and the structural elongation increases as the twist angle increases. The material elongation region depends on the physical properties of the fiber, and the higher the elastic modulus of the fiber used in the synthetic fiber rope, the higher the load generated per constant strain.
引張歪み1%以下で高荷重を発生させるという課題を解決するためには、構造伸び領域を最小限にする必要がある。構造伸び領域は、繊維集合体である合成繊維ロープの繊維間の空隙が詰まっていく段階である。このため、構造伸び領域を低減するためには、繊維の撚り角を小さくすること、また、繊維間の空隙を低減することが必要であることが分かった。 In order to solve the problem of generating a high load at a tensile strain of 1% or less, it is necessary to minimize the structural elongation region. The structural elongation region is a stage where the gaps between the fibers of the synthetic fiber rope which is a fiber assembly are clogged. For this reason, in order to reduce a structural elongation area | region, it turned out that it is necessary to make the twist angle of a fiber small and to reduce the space | gap between fibers.
繊維間の空隙を低減する方法としては、大きく分けて2つの方法が挙げられる。1つは、繊維集合体である合成繊維ロープを径方向に圧縮する方法である。もう1つは、繊維集合体であるロープを軸方向に引っ張り、繊維を引き揃える方法である。ここでは、後者の繊維を引き揃える方法が、合成繊維ロープの構造伸び領域を低減するのに特に有効である。 As a method for reducing the space between the fibers, there are roughly two methods. One is a method of compressing a synthetic fiber rope, which is a fiber assembly, in the radial direction. The other is a method of pulling the rope, which is a fiber assembly, in the axial direction to align the fibers. Here, the latter method of aligning the fibers is particularly effective in reducing the structural elongation region of the synthetic fiber rope.
実施の形態1では、1回、あるいは複数回、ロープ芯1に所定の引張荷重を付与することにより、荷重負担部3の繊維間空隙率が17%以下に低減されている。所定の引張荷重を付与する工程は、荷重負担部3と被覆部4とによりロープ芯1が形成された後で、かつロープ芯1の外周に鋼製ストランド2が巻き付けられる前に実施されてもよいし、荷重負担部3の外周に被覆部4が被覆される前に荷重負担部3に対して実施されてもよい。
In the first embodiment, by applying a predetermined tensile load to the
引張荷重は、例えばワイヤロープ用のプレテンション装置によって1回あるいは複数回付与することができる。 The tensile load can be applied once or a plurality of times by a pretensioning device for wire rope, for example.
繊維間空隙率の下限は特に設定されないが、好ましくは10%以上である。10%未満になると、繊維の断面形状の塑性変形が大きくなり、繊維の物性に影響を与える可能性がある。これらの観点から、繊維間空隙率は10〜17%、より好ましくは10〜15%、特に好ましくは12〜13%が良い。 The lower limit of the inter-fiber porosity is not particularly set, but is preferably 10% or more. If it is less than 10%, the plastic deformation of the cross-sectional shape of the fiber becomes large, which may affect the physical properties of the fiber. From these viewpoints, the inter-fiber porosity is preferably 10 to 17%, more preferably 10 to 15%, and particularly preferably 12 to 13%.
所定の引張荷重の値については、特に制限されないが、荷重負担部3の破断荷重の5〜40%が好ましく、15〜30%であることが更に好ましい。5%を下回ると、繊維が十分に引き揃えられず、十分に繊維間空隙率を低減できない場合がある。また、40%を上回ると、一部の繊維が破断し、ロープ芯1の破断強度を低下させてしまう場合がある。
The value of the predetermined tensile load is not particularly limited, but is preferably 5 to 40% of the breaking load of the
上記の合成繊維ロープの撚り及び繊維間空隙率が荷重歪み曲線に与える影響を図3に示す。図3において、黒い四角形は、アラミド繊維製の三つ打ちロープのデータを示している。また、黒丸は、アラミド繊維を下撚りした繊維ストランドを束ねたロープで、かつ繊維間空隙率が22%のロープのデータを示している。さらに、白丸は、アラミド繊維を下撚りした繊維ストランドを束ねたロープにあらかじめ破断荷重の30%の荷重をかけ、繊維間空隙率を11%としたロープのデータを示している。 FIG. 3 shows the influence of the twist of the synthetic fiber rope and the inter-fiber porosity on the load strain curve. In FIG. 3, black squares indicate data of a three-strand rope made of aramid fiber. Further, black circles indicate data of a rope in which fiber strands obtained by twisting aramid fibers are bundled and the inter-fiber porosity is 22%. Further, white circles show data on a rope in which a load of 30% of the breaking load is applied in advance to a rope bundled with fiber strands obtained by twisting aramid fibers and the inter-fiber porosity is 11%.
これらのデータは、0.1kNの引張荷重を合成繊維ロープにかけた状態で、合成繊維ロープに1000mm間隔で目印を付け、そこから引張荷重を大きくしていき、所定の引張荷重のときに目印の間隔の変化を記録して作成したものである。なお、図6の横軸の歪み(%)は、
[(所定荷重での目印間隔mm)−1000mm]/1000mm×100
の式により計算された歪み量である。These data show that with a tensile load of 0.1 kN applied to the synthetic fiber rope, marks are added to the synthetic fiber rope at 1000 mm intervals, and the tensile load is increased from there. It was created by recording changes in Note that the distortion (%) on the horizontal axis in FIG.
[(Mark interval at specified load mm) -1000mm] / 1000mm × 100
The amount of distortion calculated by the equation
図3に示すように、撚りの影響を低減した下撚りのみのロープは、三つ打ちロープと比較して、低歪み領域で荷重が発生している。また、同ロープの繊維間空隙率を22%から11%に低減することで、さらに低歪み領域で荷重が発生し、1%歪みでは88MPaの応力が発生していることがわかる。 As shown in FIG. 3, the rope with only the lower twist in which the influence of the twist is reduced generates a load in a low strain region as compared with the three-strike rope. It can also be seen that by reducing the inter-fiber porosity of the rope from 22% to 11%, a load is generated in a lower strain region, and a stress of 88 MPa is generated at 1% strain.
参考に、図4は繊維間空隙率22%のロープ芯1の荷重負担部3の断面拡大写真と繊維間空隙率11%のロープ芯1の荷重負担部3の断面拡大写真とを比較して示す説明図である。図4から、合成繊維ロープに破断荷重の30%の荷重を予め付与することで、繊維間の空隙が大幅に低減できていることがわかる。
For reference, FIG. 4 compares a cross-sectional enlarged photograph of the
図5はアラミド繊維を下撚りした繊維ストランドを束ねたロープにおける荷重負担部3の繊維間空隙率と、ロープ芯1の1%歪みでの発生応力との関係を示すグラフである。図5に示す関係から、ロープ芯1の1%歪みでの発生応力が50MPa以上となるためには、荷重負担部3の繊維間空隙率を17%以下に低減すればよいことが分かる。また、荷重負担部3の繊維間空隙率が15%以下であれば、ロープ芯1の1%歪みでの発生応力を安定して50MPa以上にできる。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the inter-fiber void ratio of the
なお、繊維間空隙率は、0.1kN以下の負荷をかけた状態で断面観察用のサンプルを作製し、図4のような断面観察画像を撮影して測定される。但し、外周に鋼製ストランド2が巻き付けられた後に観察してはならない。これは、外周に鋼製ストランド2が巻き付けられた後に観察すると、外周からの力によって繊維間空隙率が変化する場合があるためである。
Note that the inter-fiber porosity is measured by preparing a sample for cross-sectional observation under a load of 0.1 kN or less and photographing a cross-sectional observation image as shown in FIG. However, it should not be observed after the
繊維間空隙率は、図4のような観察画像中の繊維断面積の総和をA、それ以外の部分の面積、即ち観察画像全体の面積から繊維断面積の総和を引いた面積をBとした場合、[B÷(A+B)×100]で表わされる。図4では、円形で暗く映っている部分が繊維断面である。 As for the inter-fiber porosity, the sum of the fiber cross-sectional areas in the observation image as shown in FIG. 4 is A, and the area of the other part, that is, the area obtained by subtracting the sum of the fiber cross-sectional areas from the entire observation image is B. In this case, [B ÷ (A + B) × 100]. In FIG. 4, a circular and dark portion is a fiber cross section.
荷重負担部3の外周に繊維を巻き付ける、もしくは繊維で編みこむことにより、被覆部4が形成され、実施の形態1のロープ芯1が完成する。被覆部4の繊維には、必要に応じてエレベータロープ用のグリースを含浸していてもよい。被覆部4の繊維にロープグリースを含浸しておくことにより、エレベータロープとしての使用時に、被覆部4から鋼製ストランド2にロープグリースを供給できるため、鋼製ストランド2の錆び抑制に有効である。
By covering the outer periphery of the
また、実施の形態1のエレベータロープは、ロープ芯1に8本の鋼製ストランド2が巻き付けられた構造であり、例えばJISG3525に定義されている8×S(19)、8×W(19)、又は8×Fi(25)の構造である。
Further, the elevator rope of the first embodiment has a structure in which eight
このような構成を持つロープ芯1と鋼製ストランド2とを組み合わせてなるエレベータロープは、従来の三つ打ち合成繊維ロープをロープ芯1として有する8×S(19)、8×W(19)、又は8×Fi(25)ロープと比較して、破断荷重が増加し、破断強度(kN)を単位長さあたり重量(kg/m)で割った質量比強度(kN/kg/m)は、160kN/kg/m以上、好ましくは180kN/kg/m以上である。
The elevator rope composed of the
また、伸び1%時点での発生荷重が増加し、エレベータロープの伸び1%時の発生荷重をロープ呼称径から計算される断面積で割った発生応力は、80MPa以上、さらに好ましくは90MPa以上である。なお、ロープ呼称径は、エレベータロープの外周の直径を表わしており、ロープ呼び径、又はロープ公称径ともいう。また、鋼製ロープの中心に、鋼線の代替として軽量かつ高強度なロープ芯1を配置することで、全体の軽量化を図ることができる。
The generated load at 1% elongation increases, and the generated stress divided by the cross-sectional area calculated from the nominal rope diameter is 80MPa or more, more preferably 90MPa or more. is there. The nominal rope diameter represents the diameter of the outer circumference of the elevator rope and is also referred to as the nominal rope diameter or the nominal rope diameter. Moreover, the weight reduction of the whole can be achieved by arrange | positioning the lightweight and high intensity |
従って、より大きな荷重をロープ芯1に負担させて、ロープ断面積に対して鋼製ストランド2の断面積の割合を低減することができ、これにより全体の軽量化及び質量比強度の向上を図ることができる。
Therefore, a larger load can be borne on the
実施の形態2.
次に、図6はこの発明の実施の形態2によるエレベータロープを示す側面図、図7は図6のVII−VII線に沿う断面図である。実施の形態2では、荷重負担部3に可撓性樹脂5が含浸され硬化されている。可撓性樹脂5としては、硬化前の粘度が低く、硬化後に柔軟性を有する樹脂が好ましい。硬化前の粘度が高いと、荷重負担部3の繊維間に十分に含浸させるのが困難となる。また、硬化後の柔軟性が乏しいと、ロープ芯1全体が硬くなり、エレベータロープの柔軟性が損なわれる。具体的には、硬化後の可撓性樹脂5の硬度は、50A〜70Aであることが望ましい。
6 is a side view showing an elevator rope according to
また、可撓性樹脂5は、製造の観点から、何らかのトリガーにより短時間で硬化させることができる樹脂が好ましい。以上の点から、好適な可撓性樹脂5として、例えば2液熱硬化型のウレタン樹脂が挙げられる。
Moreover, the
可撓性樹脂5を荷重負担部3の繊維間に含浸させ硬化させるプロセスは、例えば次のように実施される。まず、荷重負担部3の繊維集合体を作る工程で、より小単位の繊維ストランドを束ねる際に、繊維ストランドに硬化前の熱硬化型の可撓性樹脂5を含浸させる。この後、繊維ストランドに荷重を付与しながら束ねて繊維集合体とし、引き続き繊維集合体に引張荷重を付与しながら加熱することにより、樹脂を硬化させる。付与する引張荷重は、実施の形態1と同様である。
The process of impregnating the
これにより、繊維間空隙率を17%以下に低減した状態で、樹脂で硬化させた荷重負担部3の繊維集合体ができる。他の構成及び製造方法は、実施の形態1と同様である。
Thereby, the fiber aggregate of the
このようなエレベータロープでは、実施の形態1と同様の効果に加えて、製造時の巻き取り及び使用中の屈曲により曲げられた場合にも、荷重負担部3の繊維間空隙率が、荷重負担部3に引張荷重を付与する前の値に戻り、増加してしまうのを防止することができる。即ち、荷重負担部3の繊維を引き揃え、繊維間空隙率を低減した状態で可撓性樹脂5を荷重負担部3に含浸させ硬化させることにより、エレベータロープが曲げられた場合にも、繊維同士の相対位置を固定することができ、低減した繊維間空隙率を維持することができる。
In such an elevator rope, in addition to the same effects as those of the first embodiment, the inter-fiber porosity of the
なお、可撓性樹脂5に使用される樹脂は、2液熱硬化型のウレタン樹脂に限定されるものではない。
また、可撓性樹脂5を含浸させ硬化させる方法は、上記の例に限定されるものではない。The resin used for the
The method of impregnating and curing the
実施の形態3.
次に、図8はこの発明の実施の形態3によるエレベータロープを示す側面図、図9は図8のIX−IX線に沿う断面図である。実施の形態3のロープ芯1は、中心に配置されている荷重負担部3と、押出成形により荷重負担部3の外周に被覆されている合成樹脂製の被覆部6とを有している。
Next, FIG. 8 is a side view showing an elevator rope according to
被覆部6に使用される合成樹脂としては、柔軟性及び耐摩耗性が高く、摩擦係数の低い樹脂が好ましい。柔軟性に乏しいと、被覆後のロープ芯1及びそれを用いたエレベータロープが曲がり難く、また繰り返し曲げにより被覆部6が破損する恐れがある。また、耐摩耗性が低いと、鋼製ストランド2との接触摩耗により被覆部6が損傷し、エレベータロープとしての寿命が低下する恐れがある。さらに、摩擦係数が高いと、鋼製ストランド2との間の摩擦力が高くなり、エレベータロープが曲がり難くなる恐れがある。
As the synthetic resin used for the covering
さらにまた、被覆部6に使用される合成樹脂としては、荷重負担部3で使用する繊維の融点よりも低い温度で成形できる樹脂が好ましい。これらを勘案し、被覆部6に使用される好適な樹脂として、例えばポリエチレン、又はポリプロピレンが挙げられる。
Furthermore, as the synthetic resin used for the covering
荷重負担部3の外周に被覆部6を成形する際には、押出機を用い、電線などの線状物を樹脂で被覆する方法と同様の方法で成形することができる。他の構成及び製造方法は、実施の形態1と同様である。
When the covering
このようなエレベータロープでは、実施の形態1と同様の効果に加えて、荷重負担部3の外周に被覆部6をより短時間で形成することができ、ロープ芯1の生産性を向上させることができる。
In such an elevator rope, in addition to the same effects as in the first embodiment, the covering
なお、被覆部6に使用される樹脂は、上記の例に限定されるものではない。
In addition, resin used for the coating |
実施の形態4.
次に、図10はこの発明の実施の形態4によるエレベータロープを示す側面図、図11は図10のXI−XI線に沿う断面図である。実施の形態4では、荷重負担部3に可撓性樹脂5が含浸され硬化されている。また、荷重負担部3の外周には、押出成形により被覆部6が被覆されている。即ち、実施の形態4は、実施の形態2と実施の形態3とを組み合わせたものである。
Next, FIG. 10 is a side view showing an elevator rope according to
このようなエレベータロープでは、実施の形態2、3と同様の効果を得ることができる。 With such an elevator rope, the same effects as in the second and third embodiments can be obtained.
実施の形態5.
次に、図12はこの発明の実施の形態5によるエレベータロープを示す側面図、図13は図12のXIII−XIII線に沿う断面図である。実施の形態5では、ロープ芯1の外周に12本の鋼製ストランド2が巻き付けられている。ロープ芯1の構成は、図12では実施の形態2と同様であるが、実施の形態1、3又は4と同じであってもよい。他の構成及び製造方法は、実施の形態1〜4と同様である。
12 is a side view showing an elevator rope according to
このようなエレベータロープでは、実施の形態1〜4で示した8本の鋼製ストランド2が巻き付けられた構造と比較して、エレベータロープの断面積に対する鋼製ストランド2の断面積の割合が低く、エレベータロープが軽量化される。具体的には、8本の鋼製ストランド2を用いる場合、上記の断面積の割合は46%であり、12本の鋼製ストランド2を用いる場合、上記の断面積の割合は36%である。なお、エレベータロープの断面積は、ロープの呼称径から計算することとする。
In such an elevator rope, the ratio of the cross-sectional area of the
このように、鋼製ストランド2の断面積の割合が低くなった分、同じ径のエレベータロープでも、ロープ芯1の径を太くすることができ、ロープ芯1への荷重負担分を増加させることができる。その結果、エレベータロープの質量比強度をさらに向上させることができる。ロープ全体の断面積に対する鋼製ストランド2の合計の断面積の割合は、実施の形態5で示したように、40%以下とするのが特に好適である。
Thus, the diameter of the
なお、実施の形態5では12本の鋼製ストランド2を用いた例を示したが、13本以上の鋼製ストランド2を用いて、鋼製ストランド2の断面積の割合をさらに低下させ、エレベータロープをさらに軽量化することも可能である。
In addition, although the example which used the 12
実施の形態6.
次に、図14はこの発明の実施の形態6によるエレベータロープを示す側面図、図15は図14のXV−XVに沿う断面図である。実施の形態6では、ロープ芯1の荷重負担部3が、下撚りされた繊維がさらに撚られた構造となっている。また、荷重負担部3を直線状にしたときの長さをLとし、荷重負担部3を解撚して荷重負担部3を構成している下撚りした繊維を直線状にしたときの長さをL0としたとき、L0÷Lが1.1以下となっている。
14 is a side view showing an elevator rope according to
即ち、実施の形態1〜5と実施の形態6とは、荷重負担部3が、繊維を下撚りしたものを束ねたものかという点、及びL0÷Lが1.1以下で撚られているかという点で異なっている。
That is, in the first to fifth embodiments and the sixth embodiment, whether the
下撚りした繊維の撚り方は、三つ打ち、又は八つ打ちなどが挙げられる。そのうえで、実施の形態2、4のように、荷重負担部3に可撓性樹脂が含浸、硬化されていてもよい。
Examples of the method of twisting the lower twisted fiber include three strikes or eight strikes. In addition, as in the second and fourth embodiments, the
被覆部は、実施の形態1、2のように合成繊維からなっていても、実施の形態3、4のように押出成形された合成樹脂からなっていてもよい。さらに、実施の形態1〜4のように、8本の鋼製ストランドがロープ芯1に巻きつけられていてもよく、実施の形態5のように12本の鋼製ストランドがロープ芯1に巻きつけられていてもよい。
The covering portion may be made of synthetic fiber as in the first and second embodiments, or may be made of synthetic resin extruded as in the third and fourth embodiments. Furthermore, eight steel strands may be wound around the
このようなエレベータロープでは、荷重負担部3が、下撚りされた繊維が例えば三つ打ち又は八つ打ちでさらに撚られた構造となっているので、製造途中に繊維がほつれたり、ドラム等に巻き取る際に極端に偏平して断面形状が崩れたりすることがない。また、L0÷Lが1.1以下であるため、ロープ芯1の1%歪みでの発生応力が高まり、上記のような製造上の問題がより起き難くなる。
In such an elevator rope, the
なお、実施の形態1〜6の構成は、あらゆる外径のエレベータロープに適用できる。
また、ロープ芯1の外径は、エレベータロープの外径に対して適宜設定される。
さらに、各鋼製ストランド2の素線構成は特に制限されない。
さらにまた、この発明の構成は、かご及び釣合おもりを吊り下げる主ロープだけでなく、かご及び釣合おもりから吊り下げられるコンペンロープにも適用することができる。The configurations of the first to sixth embodiments can be applied to elevator ropes having any outer diameter.
Moreover, the outer diameter of the
Furthermore, the wire configuration of each
Furthermore, the configuration of the present invention can be applied not only to the main rope that suspends the car and the counterweight but also to the compen- sion rope that is suspended from the car and the counterweight.
以下に、実施例及び比較例を示し、本発明の効果を説明する。
実施例1.
パラ型アラミド繊維のケブラー129(東レ・デュポン社製)1670dtexの撚糸3本を下撚りし、3本下撚りしたものを12本束ねてストランドとし、ストランド8本を束ねて荷重負担部3とした。次に、ポリエステル繊維のテトロン1670T-360-705M(東レ社製)1670dtexの撚糸を6本下撚りし、6本下撚りしたものを荷重負担部3の外周に巻き付けて被覆部4とし、Φ10mmのロープ芯1を作製した。Examples and comparative examples will be shown below to explain the effects of the present invention.
Example 1.
Para-aramid fiber Kevlar 129 (manufactured by Toray DuPont) 1670 dtex twisted yarn is twisted and 3 twisted yarns are bundled into 12 strands, and 8 strands are bundled into
このロープ芯1に対して、ロープ芯1の長手方向全域にわたり荷重負担部3の破断荷重値の30%の負荷を付与した。そして、設計破断荷重値の30%の負荷を2回付与した後のロープ芯1の外周に、ロープ芯1に50kgfの荷重を付与した状態で、8本の鋼製ストランド2を巻き付け、実施例1のΦ14mmの8×S(19)のエレベータロープを得た。ロープ呼称径である14mmから計算されるロープ断面積に対する鋼製ストランド2の断面積の割合は46%であった。
A load of 30% of the breaking load value of the
実施例2.
パラ型アラミド繊維のケブラー129(東レ・デュポン社製)1670dtexの撚糸3本を下撚りし、3本下撚りしたものを12本束ねてストランドとし、ストランド8本を束ねて荷重負担部3とした。次に、荷重負担部3に2液混合型のポリウレタン可撓性樹脂5、HysolU-10FL(Henkel社製)を含浸させ、荷重負担部3の破断荷重値の30%の負荷を付与しながら、150℃で5分加熱し、可撓性樹脂5を硬化させた。Example 2
Para-aramid fiber Kevlar 129 (manufactured by Toray DuPont) 1670 dtex twisted yarn is twisted and 3 twisted yarns are bundled into 12 strands, and 8 strands are bundled into
次に、ポリエステル繊維のテトロン1670T-360-705M(東レ社製)1670dtexの撚糸を6本下撚りし、6本下撚りしたものを荷重負担部3の外周に巻き付けて被覆部4とし、Φ10mmのロープ芯1を作製した。
Next, the polyester fiber Tetoron 1670T-360-705M (Toray Industries, Inc.) 1670dtex twisted yarn is twisted six times, and the six twisted yarns are wound around the outer periphery of the
このロープ芯1の外周に、ロープ芯1に50kgfの荷重を付与した状態で、8本の鋼製ストランド2を巻き付け、実施例2のΦ14mmの8×S(19)のエレベータロープを得た。ロープ呼称径である14mmから計算されるロープ断面積に対する鋼製ストランド2の断面積の割合は46%であった。
Eight
実施例3.
被覆部4として、ポリエステル繊維のテトロンを使用せずに、高密度ポリエチレンであるノバテックHE121(日本ポリエチレン社製)の押出被覆成形により、荷重負担部3の外周に厚さ0.5〜1mmの高密度ポリエチレン被覆を設けたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例3のΦ14mmの8×S(19)のエレベータロープを得た。Example 3
High-density polyethylene with a thickness of 0.5 to 1 mm on the outer periphery of the
実施例4.
被覆部4として、ポリエステル繊維のテトロンを使用せずに、高密度ポリエチレンであるノバテックHE121(日本ポリエチレン社製)の押出被覆成形により、荷重負担部3の外周に厚さ0.5〜1mmの高密度ポリエチレン被覆を設けたこと以外は、実施例2と同様にして、実施例3のΦ14mmの8×S(19)のエレベータロープを得た。Example 4
High-density polyethylene with a thickness of 0.5 to 1 mm on the outer periphery of the
実施例5.
パラ型アラミド繊維のケブラー129(東レ・デュポン社製)1670dtexの撚糸3本を下撚りし、3本下撚りしたものを16本束ねてストランドとし、ストランド8本を束ねて荷重負担部3とした。次に、荷重負担部3に2液混合型のポリウレタン可撓性樹脂5、HysolU-10FL(Henkel社製)を含浸させ、荷重負担部3の破断荷重値の30%の負荷を付与しながら、150℃で5分加熱し、可撓性樹脂5を硬化させた。Example 5 FIG.
Para type aramid fiber Kevlar 129 (manufactured by Toray DuPont) 1670dtex, 3 strands are twisted, 16 strands are bundled into 16 strands, 8 strands are bundled into
次に、ポリエステル繊維のテトロン1670T-360-705M(東レ社製)1670dtexの撚糸を6本下撚りし、6本下撚りしたものを荷重負担部3の外周に巻き付けて被覆部4とし、Φ12mmのロープ芯1を作製した。
Next, the polyester fiber Tetron 1670T-360-705M (manufactured by Toray Industries, Inc.) 1670dtex is twisted 6 times, and the 6 twisted yarns are wound around the outer periphery of the
このロープ芯1の外周に、ロープ芯1に50kgfの荷重を付与した状態で、12本の鋼製ストランド2を巻き付け、実施例5のΦ14mmの12×S(19)のエレベータロープを得た。ロープ呼称径である14mmから計算されるロープ断面積に対する鋼製ストランド2の断面積の割合は36%であった。
Twelve
実施例6.
パラ型アラミド繊維のケブラー129(東レ・デュポン社製)1670dtexの撚糸3本を下撚りし、3本下撚りしたものを16本束ねてストランドとし、ストランド8本を八つ打ちで撚って荷重負担部3とした。次に、荷重負担部3に2液混合型のポリウレタン可撓性樹脂5、HysolU-10FL(Henkel社製)を含浸させ、荷重負担部3の破断荷重値の30%の負荷を付与しながら、150℃で5分加熱し、可撓性樹脂5を硬化させた。Example 6
Para type aramid fiber Kevlar 129 (manufactured by Toray DuPont) 1670dtex twisted yarn is twisted, 3 twisted yarns are bundled into 16 strands, and 8 strands are twisted in eight and loaded It was set as the
次に、ポリエステル繊維のテトロン1670T-360-705M(東レ社製)1670dtexの撚糸を6本下撚りし、6本下撚りしたものを荷重負担部3の外周に巻き付けて被覆部4とし、Φ12mmのロープ芯1を作製した。
Next, the polyester fiber Tetron 1670T-360-705M (manufactured by Toray Industries, Inc.) 1670dtex is twisted 6 times, and the 6 twisted yarns are wound around the outer periphery of the
このロープ芯1の外周に、ロープ芯1に50kgfの荷重を付与した状態で、12本の鋼製ストランド2を巻き付け、実施例6のΦ14mmの12×S(19)のエレベータロープを得た。ロープ呼称径である14mmから計算されるロープ断面積に対する鋼製ストランド2の断面積の割合は36%であった。
Twelve
比較例1.
ロープ芯1に対し、ロープ芯1の長手方向全域にわたり荷重負担部3の破断荷重値の30%の負荷を付与する工程を省いたことを除いては、実施例1と同様にして比較例1のエレベータロープを得た。Comparative Example 1
Comparative Example 1 in the same manner as in Example 1 except that the step of applying a load of 30% of the breaking load value of the
比較例2.
荷重負担部3に使用する繊維が、パラ型アラミド繊維のケブラー129(東レ・デュポン社製)1670dtexではなく、ポリエステル繊維のテトロン1670T-360-705M(東レ社製)1670dtexであることを除いては、実施例1と同様にして比較例2のエレベータロープを得た。Comparative Example 2
Except that the fiber used for the
上記のような実施例1〜6及び比較例1、2について、鋼製ストランド2を巻き付ける前の荷重負担部3の繊維間空隙率を断面観察から算出した。また、完成したエレベータロープについて、1%歪み時の発生荷重(kN)、及び破断荷重(kN)をそれぞれ測定した。さらに、破断荷重(kN)を単位質量(kg/m)で割ることにより、質量比強度(kN/kg/m)を算出した。結果を図16に示す。
About Examples 1-6 as described above and Comparative Examples 1 and 2, the inter-fiber void ratio of the
また、実施例1〜6及び比較例1、2で使用した繊維材料の物性は以下の通りであった。即ち、
パラ型アラミド繊維のケブラー129(東レ・デュポン社製)1670dtex
引張強度:23.4cN/dtex
引張弾性率:670cN/dtex
ポリエステル繊維のテトロン1670T-360-705M(東レ社製)1670dtex
引張強度:8.1cN/dtex
引張弾性率:90cN/dtexMoreover, the physical property of the fiber material used in Examples 1-6 and Comparative Examples 1 and 2 was as follows. That is,
Para-type aramid fiber Kevlar 129 (Toray DuPont) 1670dtex
Tensile strength: 23.4cN / dtex
Tensile modulus: 670cN / dtex
Polyester fiber Tetoron 1670T-360-705M (Toray Industries, Inc.) 1670dtex
Tensile strength: 8.1cN / dtex
Tensile modulus: 90cN / dtex
図16に示した結果から、実施例1〜6はいずれも繊維間空隙率が17%以下となっており、かつロープ芯に1%歪みを加えたときの発生応力が50MPaを超えている。その結果、それらを用いたエレベータロープでは、1%歪み時の発生荷重、破断荷重、及び質量比強度が、比較例1〜2よりも高くなっていることがわかる。 From the results shown in FIG. 16, in each of Examples 1 to 6, the inter-fiber void ratio is 17% or less, and the generated stress when 1% strain is applied to the rope core exceeds 50 MPa. As a result, in the elevator ropes using them, it can be seen that the generated load, the breaking load, and the mass specific strength at the time of 1% strain are higher than those of Comparative Examples 1 and 2.
一方、比較例1においては、鋼線を巻き付ける前に荷重負担部3に荷重を付与しなかったため、繊維間空隙率を下げられておらず、その結果ロープ芯1の1%歪みでの発生応力を高めることができなかったと考えられる。
On the other hand, in Comparative Example 1, since the load was not applied to the
また、比較例2においては、繊維間空隙率は下げられているが、高強度かつ高弾性率な繊維を使用していないために、ロープ芯1の1%歪みでの発生応力を高めることができなかったと考えられる。
Further, in Comparative Example 2, the inter-fiber void ratio is lowered, but since no high-strength and high-modulus fiber is used, the generated stress at 1% strain of the
実施例1と実施例2との比較、あるいは実施例3と実施例4との比較において、実施例2が実施例1よりも、あるいは実施例4が実施例3よりも少しだけロープ芯1の1%歪み時の発生応力が高くなっている理由は、次の通りと考えられる。即ち、製造工程上、荷重負担部3の破断荷重値の30%の引張荷重を付与した後、ドラムなどに巻き取る工程が存在する。実施例1及び実施例3では、荷重負担部3に可撓性樹脂5が含浸されていないため、引張荷重を付与したことにより低減した荷重負担部3の繊維間空隙率が、巻き取り工程において荷重負担部が曲げられたことにより、少しだけ上昇したためであると考えられる。一方、実施例2及び実施例4では、荷重負担部3に可撓性樹脂5が含浸されているため、巻取り工程後も荷重負担部3の繊維間空隙率が上昇しにくかったと考えられる。
In the comparison between Example 1 and Example 2, or the comparison between Example 3 and Example 4, Example 2 is slightly more than Example 1 or Example 4 is slightly less than Example 3. The reason why the generated stress at 1% strain is high is considered as follows. That is, in the manufacturing process, there is a step of winding around a drum or the like after applying a tensile load of 30% of the breaking load value of the
また、実施例5では、実施例1〜4と比較して鋼製ストランド2の断面積の割合が低くなっているため、エレベータロープの1%歪み時の発生荷重及び破断荷重は、実施例1〜4と比較すると低下している。しかし、鋼製ストランド2の断面積の割合が低くなっているため、エレベータロープの単位質量が軽くなっており、質量比強度が実施例1〜4と比較して高くなっていることが分かる。
Moreover, in Example 5, since the ratio of the cross-sectional area of the
1 ロープ芯、2 鋼製ストランド、3 荷重負担部、4,6 被覆部、5 可撓性樹脂。 1 rope core, 2 steel strands, 3 load bearing part, 4, 6 covering part, 5 flexible resin.
Claims (12)
前記ロープ芯の外周に巻き付けられている撚り線からなる複数本の鋼製ストランド
を備え、
前記荷重負担部に使用される合成繊維の引張強度が20cN/dtex以上、引張弾性率が500cN/dtex以上であり、前記荷重負担部の合成繊維の繊維間空隙率が17%以下であるエレベータロープ。 A rope core having a load bearing portion made of synthetic fiber and a covering portion covering an outer periphery of the load bearing portion, and a plurality of steel strands made of a stranded wire wound around the outer periphery of the rope core,
Elevator rope in which the synthetic fiber used in the load bearing part has a tensile strength of 20 cN / dtex or more, a tensile elastic modulus of 500 cN / dtex or more, and the inter-fiber porosity of the synthetic fiber in the load bearing part is 17% or less. .
前記ロープ芯の外周に巻き付けられている複数本の鋼製ストランド
を備えているエレベータロープの製造方法であって、
前記荷重負担部に使用される合成繊維の引張強度が20cN/dtex以上、引張弾性率が500cN/dtex以上であり、
繊維間空隙率を予め17%以下とした前記荷重負担部を有する前記ロープ芯の外周に前記複数本の鋼製ストランドを巻き付ける工程を含むエレベータロープの製造方法。 Manufacture of an elevator rope comprising a rope core having a load bearing portion made of synthetic fiber and a covering portion covering the outer periphery of the load bearing portion, and a plurality of steel strands wound around the outer periphery of the rope core A method,
The tensile strength of the synthetic fiber used for the load bearing part is 20 cN / dtex or more, the tensile elastic modulus is 500 cN / dtex or more,
An elevator rope manufacturing method comprising a step of winding the plurality of steel strands around an outer periphery of the rope core having the load bearing portion in which the inter-fiber porosity is 17% or less in advance.
を含む請求項11記載のエレベータロープの製造方法。 The method of manufacturing an elevator rope according to claim 11, further comprising: impregnating a flexible resin between the fibers of the load bearing portion and curing the flexible resin in a state where the inter-fiber void ratio is 17% or less.
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