JP6625241B2 - エレベータ用ワイヤロープ - Google Patents

Description

本発明は、エレベータ用ワイヤロープに係り、さらに詳細には、高いグリース含有量を有したファイバ芯を、中心ストランドと内層ストランドとの間の空スペース、または中心ストランド間の空スペースに配置することにより、高弾性、低伸率の特性を維持しながら、柔軟性を向上させることができるエレベータ用ワイヤロープに関する。

一般的に、金属製ワイヤロープは、機械、建設、船舶、漁業、鉱業、橋梁、空中ケーブルを含めたエレベータなどの広範囲な分野で汎用されている。図１は、従来のワイヤロープ１０の基本的な構成を図示する。

図１を参照すれば、従来のワイヤロープ１０は、内側に位置するロープコア、または中心２０の外側に外層ストランド３０が撚られている。ここで、外層ストランド３０は、１本芯線３１を中心に、何本もの素線３２が、所定ピッチで撚線されている構造である。図１に図示されたワイヤロープ１０は、外層ストランド３０が単一層からなる構造であるが、外層ストランド３０は、複層によってもなる。

従来のワイヤロープ１０は、長手方向の荷重による張力が作用するか、あるいはシーブとの接触移動がなされる過程において、ストランドを構成する素線間に、接触摩擦を伴う荷重作用が反復されることにより、疲労寿命が低下され、また防錆用メッキ層が損傷され、錆発生により、その防止のために、グリースなどの潤滑剤を塗油している。

従来のワイヤロープは、中心部に、グリースを湛えている芯鋼が設けられており、芯鋼に湛えているグリースを外層ストランドに供給する形態を取っている。芯鋼の材質は、ファイバからなる場合と、鋼芯からなる場合との二種がある。

ファイバ材質の芯鋼は、グリースを相対的に多く湛えることができ、ワイヤロープ自らの柔軟性が高いという長所があるが、切断荷重が低く、伸率が高く、機械的特性値が低いという問題点がある。

鋼芯からなる場合は、ワイヤロープの中央に、芯鋼が位置するＩＷＲＣ（independent wire rope core）と、ＩＷＲＣストランドが、外層ストランド内側の間々に位置するＣＦＲＣ（center fir rope core）との二種がある。鋼芯材質の芯鋼の場合、ロープ全体が鋼材質でなっていることにより、切断荷重が高く、伸率が低く、ロープの形態変形が少なく、機械的特性にすぐれる。特に、ＣＦＲＣの場合、金属の断面積が広く、高層エレベータ用ワイヤロープに多用されている。しかし、かような鋼芯は、ファイバ材質に比べ、グリース含有量が相対的に低く、ファイバ材質に比べ、柔軟性が低いという問題点がある。

最近、超高層建物の増加により、超高層用建物に使用されるエレベータロープの需要が増大しており、従来、中／高層用エレベータロープに比べ、さらに長距離を運行しなければならないので、高安全率、高弾性係数及び低伸率を有することが要求されている。それだけではなく、長運行距離を高速で運行するとき、運行時及び乗下車の時、乗り心地を維持するために、振動最小化が要求されている。

大韓民国登録特許公報第１０−１０９１５７８号

本発明は、前述の問題点、及びかような要求を満足させるために創出されたものであり、さらに詳細には、高グリース含有量を有したファイバ芯を、中心ストランドと内層ストランドとの間の空スペース、または中心ストランド間の空スペースに配置することにより、高弾性、低伸率の特性を維持しながら、柔軟性を向上させることができるエレベータ用ワイヤロープに関する。

前述の目的を達成するための本発明のエレベータ用ワイヤロープは、複数のワイヤが撚られて形成された中心ストランドと、ファイバ芯とからなるロープコア；複数のワイヤが撚られて形成され、前記ロープコアの外周に配置される内層ストランド；及び複数のワイヤが撚られて形成され、前記内層ストランドの外周に配置される外層ストランドを含み、前記内層ストランド及び前記外層ストランドは、それぞれ１０本が設けられ、前記ファイバ芯は、前記中心ストランドと前記内層ストランドとの間の空スペース、または前記中心ストランド間の空スペースのうち少なくとも一空間以上に配置されることを特徴とするのである。

前述の目的を達成するための本発明のエレベータ用ワイヤロープの前記中心ストランドは、３本ないし５本が設けられ、前記ファイバ芯は、３本ないし６本が設けられることが望ましく、前記ファイバ芯は、前記ロープコアの中心、及び前記中心ストランドに接する仮想の第１円内部に配置されることが望ましい。

前述の目的を達成するための本発明のエレベータ用ワイヤロープのグリース含有量は、１．５％ないし２．５％範囲であることが望ましく、前記ファイバ芯は、サイザル（sisal）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＰＥ）、アラミド繊維のうちいずれか一つからなることが望ましい。

前述の目的を達成するための本発明のエレベータ用ワイヤロープの前記中心ストランドは、９本ないし１９本の素線からなり、前記内層ストランドは、７本ないし９本の素線からなり、前記外層ストランドは、１９本ないし２６本の素線からなることが望ましい。

本発明によるエレベータ用ワイヤロープは、高グリース含有量を有したファイバ芯を、中心ストランドと内層ストランドとの間の空スペース、または中心ストランド間の空スペースに配置することにより、芯鋼が、鋼芯（特に、ＣＦＲＣ芯鋼構造）からなる場合の機械的特性としての高弾性、低伸率の特性を維持しながら、柔軟性、及びグリース含有量の増加による使用寿命が向上する長所がある。

また、本発明は、中心ストランドと内層ストランドとの間の空スペース、または中心ストランド間の空スペースに配置されるファイバ芯のグリース含有量を調節することができることにより、ワイヤロープの使用環境条件別グリース含有量の管理及び調整が簡便であるという長所がある。

それと共に、本発明のワイヤロープは、ロープコアの中心部に、グリースを湛えたファイバ芯が位置することにより、ワイヤロープの内部から外部に、グリース供給が漸進的に進められ、それにより、高速走行の場合にも、グリースの飛散が排除される効果がある。従って、本発明のワイヤロープは、超高層建物用エレベータワイヤロープに要求される品質特性に適する。

従来のワイヤロープを示す図面である。 既存ワイヤロープの構成品を示す図面であり、（１０ｘ２６ＷＳ＋１０ｘ７＋１ｘ３６ＷＳ）構造の断面図である。 本発明の実施形態による３本の中心ストランドと、３本のファイバ芯とでロープコアが形成されたところを示す図面であり、（１０ｘ１９Ｓ＋１０ｘ７＋（３ｘ９Ｗ＋３Ｆ））構造の断面図である。 本発明の実施形態による３本の中心ストランドと、３本のファイバ芯とでロープコアが形成されたところを示す図面であり、（１０ｘ１９Ｓ＋１０ｘ７＋（３ｘ１２Ｗ＋３Ｆ））構造の断面図である。 本発明の実施形態による３本の中心ストランドと、３本のファイバ芯とでロープコアが形成されたところを示す図面であり、（１０ｘ１９Ｓ＋１０ｘ７＋（３ｘ１５Ｓ＋３Ｆ））構造の断面図である。 本発明の実施形態による４本の中心ストランドと、５本のファイバ芯とでロープコアが形成されたところを示す図面であり、（１０ｘ１９Ｓ＋１０ｘ７＋（４ｘ９Ｗ＋４Ｆ）＋１ＦＣ）構造の断面図である。 本発明の実施形態による５本の中心ストランドと、６本のファイバ芯とでロープコアが形成されたところを示す図面であり、（１０ｘ１９Ｓ＋１０ｘ７＋（５ｘ９Ｗ＋５Ｆ）＋１ＦＣ）構造の断面図である。

本発明は、エレベータ用ワイヤロープに係り、高グリース含有量を有したファイバ芯を、中心ストランドと内層ストランドとの間の空スペース、または中心ストランド間の空スペースに配置することにより、高弾性、低伸率の特性を維持しながら、柔軟性を向上させることができるエレベータ用ワイヤロープに関する。以下、本発明による望ましい実施形態について、添付された図面を参照して詳細に説明する。

図３を参照すれば、本発明のエレベータ用ワイヤロープ１００は、中心ストランド１１１とファイバ芯１１２とからなるロープコア１１０、内層ストランド１２０、外層ストランド１３０を含んで構成される。

前記ロープコア１１０は、前記中心ストランド１１１と前記ファイバ芯１１２とからなる。前記中心ストランド１１１は、複数のワイヤ１が撚られて形成されたものであり、前記中心ストランド１１１は、９本ないし１９本のワイヤ１が撚られて形成される。前記中心ストランド１１１は、鋼芯がない形態であるWarrington（以下、Ｗ）構造であり、９Ｗ、１２Ｗ、１９Ｗの構造が適用されることが望ましい。

ただし、前記中心ストランド１１１構造は、それらに限定されるものではなく、必要によっては、Seale（以下、Ｓ）構造が適用されてもよい。例えば、前記中心ストランド１１１は、１５Ｓ、１７Ｓ、１９Ｓが使用されてもよい。Warrington構造及びSeale構造は、公知された技術であり、その詳細な説明は省略する。

前記ファイバ芯１１２は、１０％ないし３５％のグリース含有量を有するファイバ芯が使用されてもよい。グリースを湛えた前記ファイバ芯１１２から、前記内層ストランド１２０及び前記外層ストランド１３０にグリースが供給される。かように、グリースが供給されることにより、ワイヤロープの柔軟性が高くなり、それを介して、ワイヤロープの疲労寿命低下と、防錆用メッキ層損傷による錆発生とを防止することができる。

前記ファイバ芯１１２は、天然ファイバであるサイザル（sisal）素材からなることが望ましいが、それに限定されるものではなく、多様な素材からもなる。前記ファイバ芯１１２は、合成ファイバであるポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＰＥ）、アラミド繊維のうちいずれか一つが使用されてもよい。特に、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＰＥ）とアラミド繊維とが使用されれば、追加してロープ自体の破断荷重が増大することにより、疲労寿命が延長されるという効果がある。該アラミド繊維は、Kelvar、Technora、Tawaron、Heracromのようなアラミド繊維が使用されてもよい。

前記ロープコア１１０は、前記中心ストランド１１１と前記ファイバ芯１１２とからなり、前記中心ストランド１１１は、３本ないし５本、前記ファイバ芯１１２は、３本ないし６本が配置されることが、前記ロープコア１１０の空スペースを活用することができる側面で望ましい。

前記内層ストランド１２０は、複数のワイヤ１が撚られて形成されたものであり、前記内層ストランド１２０は、７本ないし９本のワイヤ１が撚られて形成される。前記内層ストランド１２０は、（１＋６）構造（中央に１本のワイヤを中心に、周辺に６本のワイヤが撚線されたストランド）であり、７本の素線からなることが望ましいが、９Ｗの構造が適用されてもよい。前記内層ストランド１２０構造は、それらに限定されるものではなく、必要によっては、多様な構造によってもなる。

前記外層ストランド１３０は、複数のワイヤ１が撚られて形成されたものであり、前記外層ストランド１３０は、１９本ないし２６本のワイヤ１が撚られて形成される。前記外層ストランド１３０は、ロープ径が１２ｍｍ以下では、１９Ｓ構造が望ましく、ロープ径が１２ｍｍ以上である場合には、２５Ｆｉ、２６ＷＳの構造が望ましい（ここで、２５Ｆｉは、Filler構造であり、２６ＷＳは、Warrington Seale構造である。Filler構造とWarrington Seale構造は、公知された技術であり、詳細な説明は省略する）。前記外層ストランド１３０構造は、それらに限定されるものではなく、必要によっては、多様な構造によってもなる。

前記内層ストランド１２０は、前記ロープコア１１０の外周に配置され、１０本が配置される。前記外層ストランド１３０は、前記内層ストランド１２０の外周に配置されて１０本が配置される。すなわち、前記ロープコア１１０・前記内層ストランド１２０・前記外層ストランド１３０の順に配置される。

前記内層ストランド１２０が、前記ロープコア１１０外周に配置されながら、前記中心ストランド１１１と前記内層ストランド１２０との間には、空スペースが発生する。また、前記ロープコア１１０に、３本ないし５本の前記中心ストランド１１１が配置されることにより、前記中心ストランド１１１間に空スペースが発生する。このような空スペースに、前記ファイバ芯１１２が設けられる。

図３ないし図７を参照すれば、前記ファイバ芯１１２は、前記ロープコア１１０の中心に配置され、前記中心ストランド１１１に接する仮想の第１円１４０内部に配置されてもよい。前記ファイバ芯１１２が、前記ロープコア１１０の中心に配置されるためには、前記中心ストランド１１１が４本以上によってならなければならず、その場合、前記中心ストランド１１１間の中央空きスペースに、前記ファイバ芯１１２が配置されてもよい。前記仮想の第１円１４０内部に、前記ファイバ芯１１２が配置されることが望ましいが、それに限定されるものではない。

例えば、前記中心ストランド１１１と前記内層ストランド１２０との間に空スペースがあるならば、前記仮想の第１円１４０を外れ、前記ファイバ芯１１２が配置されてもよい。前記ファイバ芯１１２は、前記中心ストランド１１１と前記内層ストランド１２０との間の空スペースに配置されるために、押されながら配置されてもよい。

本発明は、図２に図示された１０本の２６ＷＳ（外層ストランド）＋１０本の７ワイヤ（内層ストランド）＋１本の３６ＷＳ（中心ストランド）からなる既存の構成品２００ ＣＦＲＣ（center fir rope core）ワイヤロープにおいて、１本の３６ＷＳからなる中心ストランドの代わりに、３本ないし５本からなる前記中心ストランド１１１と、グリースが含浸された前記ファイバ芯１１２とが配置される前記ロープコア１１０を適用したものである。

本発明のワイヤロープ１００の構造を表現すれば、次の通りである。

本発明のワイヤロープ：１０ｘ２６ＷＳ＋［１０ｘＡ＋（ＮｘＢ＋ＮｘＦ）＋ＦＣ］と示すことができる。ここで、Ｎは、３ないし５の整数であり、Ａは、７本ないし９本の素線によって構成されたストランド、Ｂは、９本ないし１９本の素線によって構成されたストランド、Ｆは、ファイバ芯を示すことができる。

すなわち、Ａは、前記内層ストランド１２０、Ｂは、前記中心ストランド１１１、Ｆは、前記ファイバ芯１１２を示す（ここで、１０ｘ２６ＷＳは、前記外層ストランド１３０を示し、本発明のワイヤロープの式中、ＦＣは、前記ロープコア１１０の中心に配置される前記ファイバ芯１１２を示し、Ｆは、前記中心ストランド１１１と前記内層ストランド１２０との間に配置される前記ファイバ芯１１２を示す）。

本発明のワイヤロープ１００は、主に、ＣＦＲＣ構造に適用され、ＣＦＲＣ構造のワイヤロープは、中心ストランド、内層ストランド、外層ストランドが同時に撚線される。すなわち、中心ストランド外周に、内層ストランドを位置させ、内層ストランド外周の間々に外層ストランドを位置させ、同時に撚りながらワイヤロープが製作される。

本発明のワイヤロープ１００の撚線過程について述べれば、次の通りである。前記ファイバ芯１１２に塗油がなされるようにした後、塗油された前記ファイバ芯１１２を、空スペースにあらかじめ配置させた形態で、前記ロープコア１１０を製造した後、その外周に、１０本の前記内層ストランド１２０と、１０本の前記外層ストランド１３０とを同時に配して撚線する本発明のワイヤロープ１００を製作する。

本発明のワイヤロープ１００のグリース含有量は、１．５％ないし２．５％の範囲で形成することが望ましい。本発明のワイヤロープ１００の前記ファイバ芯１１２は、グリース含有量を調整することができるので、それを介して、ワイヤロープ１００の使用環境条件別グリース含有量を調節することができる。それにより、本発明のワイヤロープ１００のグリース含有量を１．５％ないし２．５％に維持することができる。グリース含有量が過度に少なければ（１．５％より少なければ）、ワイヤロープ１００の柔軟性が低くなり、疲労寿命が低下したり、あるいは錆が発生する危険性があり、グリース含有量が過度に高ければ（２．５％より高ければ）、グリース飛散の問題点が発生しうる。従って、前記ファイバ芯１１２を介する、本発明のワイヤロープ１００に対するグリース含有量を、１．５％ないし２．５％の範囲で形成することが望ましい。

次は、本発明のワイヤロープ１００の具体的実施形態を示す。下記実施形態は、本発明理解の一助とするためのものであり、本発明を限定するものではない。

図２は、１０ｘ２６ＷＳ＋１０ｘ７＋１ｘ３６ＷＳからなる既存の構成品２００であり、図３ないし図５は、３本の前記中心ストランド１１１と、３本の前記ファイバ芯１１２とが組み合わされ、前記ロープコア１１０が構成されたものであり、図３は、１０ｘ１９Ｓ＋１０ｘ７＋（３ｘ９Ｗ＋３Ｆ）、図４は、１０ｘ１９Ｓ＋１０ｘ７＋（３ｘ１２Ｗ＋３Ｆ）、図５は、１０ｘ１９Ｓ＋１０ｘ７＋（３ｘ１５Ｓ＋３Ｆ）によって構成されている。図６は、４本の前記中心ストランド１１１と、５本の前記ファイバ芯１１２とが組み合わされ、前記ロープコア１１０が構成されたものであり、図６は、１０ｘ１９Ｓ＋１０ｘ７＋（４ｘ９Ｗ＋４Ｆ）＋１ＦＣによって構成されている。図７は、５本の前記中心ストランド１１１と、６本の前記ファイバ芯１１２とが組み合わされ、前記ロープコア１１０が構成されたものであり、図７は、１０ｘ１９Ｓ＋１０ｘ７＋（５ｘ９Ｗ＋５Ｆ）＋１ＦＣによって構成されている。

かような本発明の実施形態を、既存の構成品２００（図２）と比較し、ロープグリース含有量及び柔軟性を評価し、その結果は、次の通りである。ここで、該グリース含有量は、重量法を利用し、グリース除去前後のワイヤロープ重量を測定し、ワイヤロープ内及びロープコア内に含有されたグリース含有量を比較した。

ここで、前記ファイバ芯１１２のグリース含有量が１５％である場合に係わる試験結果は、前の数を意味し、前記ファイバ芯１１２のグリース含有量が３０％である場合に係わる試験結果は、後の数を意味する。例えば、図７の場合、前記ファイバ芯１１２のグリース含有量を１５％にした場合が、ロープ全体のグリース含有量が、既存の構成品２００より１．３倍増加したものであり、前記ファイバ芯１１２のグリース含有量を３０％にした場合、ロープ全体のグリース含有量が、既存の構成品２００より２．１倍増加したものである。

前記［表１］を参照すれば、図７のワイヤロープ１００（５本の中心ストランド１１１と６本のファイバ芯１１２は、既存の構成品２００より、ワイヤロープ１００のグリース含有量が１．３倍ないし２．１倍増加したということが分かる。かように、本発明のワイヤロープ１００は、既存の構成品２００に比べ、ワイヤロープ１００全体のグリース含有量が増加することが分かり、ロープコア１１０のグリース含有量も増加することが分かる。

このような本発明のワイヤロープ１００は、次のような効果を有する。

従来の、芯鋼が鋼芯からなるワイヤロープは、グリース含有量が相対的に低く、ファイバ材質に比べて柔軟性が低いという問題点があり、疲労寿命が低下し、錆発生という問題点があった。

本発明のワイヤロープ１００は、高グリース含有量を有した前記ファイバ芯１１２を、前記中心ストランド１１１と前記内層ストランド１２０との間の空スペース、または前記中心ストランド１１１間の空スペースに配置することにより、芯鋼が、鋼芯（特に、ＣＦＲＣ芯鋼構造）からなる場合の機械的特性としての高弾性、低伸率の特性を維持しながら、柔軟性、及びグリース含有量増加による使用寿命が向上するという長所がある。

また、本発明のワイヤロープ１００は、前記ロープコア１１０が、前記中心ストランド１１１と前記ファイバ芯１１２とからなることにより、前記ロープコア１１０自体の柔軟性を向上させることができる。また、前記中心ストランド１１１と前記内層ストランド１２０との間の空スペースにグリースが含浸された前記ファイバ芯１１２を配置することにより、前記ファイバ芯１１２のグリースが、前記内層ストランド１２０と前記外層ストランド１３０とに移動することにより、ワイヤロープ１００全体の柔軟性が上昇する。

ワイヤロープ１００の柔軟性上昇により、ワイヤロープ１００を動的に使用するとき、ロープに負荷されるベンディングストレス（bending stress）が少なく作用されると共に、エレベータシステムの駆動牽引力を低くするという長所がある。

また、ワイヤロープ１００の使用時、前記ファイバ芯１１２を前記ロープコア１１０の最内側中心部に配置することにより、漸進的なグリース流出がなされ、それを介して、グリース飛散やグリースの早期消尽を防止し、再塗油の必要性を排除すると共に、疲労特性を向上することができるという長所がある。それにより、高速走行の場合にも、グリース飛散が排除されるという効果がある。従って、本発明のワイヤロープは、超高層建物用エレベータワイヤロープに要求される品質特性に適する。

それ以外にも、前記ファイバ芯１１２のグリース含有量を調節できることにより、ワイヤロープ１００全体のグリース含有量の調節も可能であり、ワイヤロープ１００の使用環境条件別グリース含有量の管理及び調整が簡便であるという長所がある。

以上、多様な実施形態を挙げて本発明について説明したが、それらに限定されるものではなく、本発明の権利範囲から合理的に解釈されるものであるならば、いずれも本発明の権利範囲に属するということは言うまでもない。

Claims (7)

1. 芯鋼がＣＦＲＣ鋼芯構造からなるエレベータ用ワイヤロープであって、
   複数のワイヤが撚られて形成された中心ストランドと、ファイバ芯とからなるロープコアと、
   複数のワイヤが撚られて形成され、前記ロープコアの外周に配置される内層ストランドと、
   複数のワイヤが撚られて形成され、前記内層ストランドの外周に配置される外層ストランドと、を含み、
   前記内層ストランド及び前記外層ストランドは、それぞれ１０本が設けられ、
   前記ファイバ芯は、前記中心ストランドと前記内層ストランドとの間の空スペース、または前記中心ストランド間の空スペースのうち少なくとも一空間以上に配置され、
   前記ファイバ芯は、１０％〜３５％のグリース含有量を有し、
   前記エレベータ用ワイヤロープのグリース含有量は、１．５％〜２．５％範囲であることを特徴とするエレベータ用ワイヤロープ。
2. 前記中心ストランドは、３本ないし５本が設けられ、
   前記ファイバ芯は、３本ないし６本が設けられることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ用ワイヤロープ。
3. 前記ファイバ芯は、前記ロープコアの中心と、
   前記中心ストランドに接する仮想の第１円内部と、に配置されることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ用ワイヤロープ。
4. 前記ファイバ芯は、サイザル（sisal）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＰＥ）、アラミド繊維のうちいずれか一つからなることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ用ワイヤロープ。
5. 前記中心ストランドは、９本ないし１９本の素線からなることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ用ワイヤロープ。
6. 前記内層ストランドは、７本ないし９本の素線からなることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ用ワイヤロープ。
7. 前記外層ストランドは、１９本ないし２６本の素線からなることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ用ワイヤロープ。
   

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