JP7134365B2 - エレベータ用駆動シーブ及びエレベータ - Google Patents

Description

本発明は、懸架体が巻き掛けられるエレベータ用駆動シーブ、及びエレベータ用駆動シーブを備えたエレベータに関するものである。

特許文献１には、エレベータが記載されている。このエレベータは、鋼線を撚り合わせて樹脂で被覆した樹脂被覆ロープと、シーブと、を備えている。シーブの溝表面における周方向及び幅方向の表面粗さは、算術平均粗さＲａ＝４～１０μｍとされている。上記表面粗さ曲線の山高さの平均値をＺｐａとし、谷深さの平均値をＺｖａとした場合、Ｚｖａ／Ｚｐａ＝１．５～２．０である。

特許第４７９７７６９号公報

上記のようなシーブの表面に、油、水などの液体、又はグリースなどの半固体物が異物として付着した場合、樹脂被覆ロープとシーブとの間の摩擦係数が変動してしまう。このため、上記のようなシーブでは、適正な摩擦力が得られなくなる場合があるという課題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、懸架体とエレベータ用駆動シーブとの間の摩擦係数の変動を抑制できるエレベータ用駆動シーブ及びエレベータを提供することを目的とする。

本発明に係るエレベータ用駆動シーブは、懸架体が巻き掛けられるエレベータ用駆動シーブであって、シーブ本体と、前記シーブ本体の外周面上に形成された多孔質体層と、を備え、前記多孔質体層は、前記懸架体と接触する接触面を有しており、前記多孔質体層の内部には、互いに連結された複数の空孔が形成されており、前記複数の空孔のうちの少なくとも一部の空孔は、前記接触面に開口している。
本発明に係るエレベータは、本発明に係るエレベータ用駆動シーブを有する巻上機と、前記懸架体と、前記懸架体により吊り下げられ、前記エレベータ用駆動シーブの回転によって昇降するかごと、を備える。

本発明によれば、懸架体とエレベータ用駆動シーブとの間の摩擦係数の変動を抑制することができる。

実施の形態１に係るエレベータの構成を模式的に示す図である。 実施の形態１に係るエレベータ用駆動シーブの構成を示す側面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面を示す断面図である。 実施の形態１に係るエレベータ用駆動シーブの１つの接触面及びその周囲の構成をより詳細に示す断面図である。 図４のＶ部を拡大して示す模式的な断面図である。 実施の形態１に係るエレベータ用駆動シーブにおいて、接触面とベルトとの間に生じる接触圧力の軸方向分布と、ベルトの速度と接触面の周速度との速度差Ｖの軸方向分布と、を示す図である。 実施の形態１に係るエレベータ用駆動シーブの構成の第１変形例を示す断面図である。 実施の形態１に係るエレベータ用駆動シーブの構成の第２変形例を示す断面図である。 実施の形態２に係るエレベータ用駆動シーブの接触面及びその周囲の構成を示す断面図である。 図９のＸ部を拡大して示す模式的な断面図である。 図９のＸＩ部を拡大して示す模式的な断面図である。 実施の形態２に係るエレベータ用駆動シーブの構成の第１変形例を示す断面図である。 実施の形態２に係るエレベータ用駆動シーブの構成の第２変形例を示す断面図である。 実施の形態３に係るエレベータ用駆動シーブの構成を示す断面図である。

実施の形態１．
実施の形態１に係るエレベータ用駆動シーブ及びエレベータについて説明する。図１は、本実施の形態に係るエレベータの構成を模式的に示す図である。図１に示すように、本実施の形態のエレベータは、昇降路１００と、昇降路１００の上部に設けられた機械室１０１と、を備えた建物に設置されている。

機械室１０１には、巻上機１０、そらせ車１１及びエレベータ制御装置１２が設置されている。巻上機１０は、エレベータ用駆動シーブ２０と、エレベータ用駆動シーブ２０を回転させる巻上機モータ（図示せず）と、エレベータ用駆動シーブ２０の回転を制動する巻上機ブレーキ（図示せず）と、を有している。以下の説明では、エレベータ用駆動シーブのことを単に「駆動シーブ」という場合がある。

駆動シーブ２０及びそらせ車１１には、複数本の懸架体、例えば複数本のベルト１３が巻き掛けられている。図１では、１本のベルト１３のみを示している。ベルト１３の外層は、ポリウレタン、エポキシ、ポリエステル、ビニルエステル等の樹脂によって形成されている。ベルト１３の内部の耐荷重部材には、鋼製ロープ、強化繊維束、又はこれらを組み合わせた複合材が用いられている。ベルト１３の一方の端部１３ａは、昇降体としてのかご１４に接続されている。ベルト１３の他方の端部１３ｂは、昇降体としての釣合おもり１５に接続されている。本実施の形態では懸架体としてベルト１３が用いられているが、懸架体としては樹脂被覆ロープなどのロープが用いられていてもよい。

かご１４及び釣合おもり１５は、１：１ローピング方式によってベルト１３により吊り下げられている。かご１４及び釣合おもり１５は、駆動シーブ２０の回転によって昇降路１００内を昇降する。エレベータ制御装置１２は、巻上機１０を制御することにより、かご１４の運行を制御するように構成されている。

昇降路１００内には、一対のかごガイドレール（図示せず）と、一対の釣合おもりガイドレール（図示せず）と、が設置されている。かごガイドレールは、かご１４の昇降を案内するように構成されている。釣合おもりガイドレールは、釣合おもり１５の昇降を案内するように構成されている。

かご１４は、かご枠１６及びかご室１７を有している。ベルト１３の端部１３ａは、かご枠１６に接続されている。かご室１７は、かご枠１６に支持されている。

図２は、本実施の形態に係る駆動シーブ２０の構成を示す側面図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面を示す断面図である。図３では、駆動シーブ２０の中心軸線２２を通りかつ中心軸線２２と平行な平面で駆動シーブ２０を切断した断面が示されている。図３の左右方向は、駆動シーブ２０の中心軸線２２に沿う方向、すなわち駆動シーブ２０の軸方向を表している。図３の上下方向は、駆動シーブ２０の径方向を表している。

図２及び図３に示すように、駆動シーブ２０は、シーブ本体２１を有している。駆動シーブ２０の中心軸線２２は、シーブ本体２１の中心軸線でもある。シーブ本体２１の中心軸線２２上には、回転軸部２３が形成されている。シーブ本体２１の外周部には、巻き掛けられたベルト１３に接触する円筒面状の接触面２４と、軸方向において接触面２４の両端部に形成された縁部２５と、を有している。

接触面２４は、ベルト１３に対するトラクション表面として機能する。縁部２５は、接触面２４に対して径方向外側に鍔状に突出している。本実施の形態の駆動シーブ２０には、軸方向に並列した３つの接触面２４が形成されている。接触面２４の個数は３つに限られず、１つ、２つ又は４つ以上であってもよい。互いに隣り合う２つの接触面２４の間には、１つの縁部２５が挟まれている。

図４は、本実施の形態に係る駆動シーブ２０の１つの接触面２４及びその周囲の構成をより詳細に示す断面図である。図４では、図３と同様に、中心軸線２２を通りかつ中心軸線２２と平行な平面で駆動シーブ２０を切断した断面が示されている。また、図４では、駆動シーブ２０に巻き掛けられるベルト１３の構成も併せて示されている。

図４に示す断面において、接触面２４は、径方向外側に凸となる凸曲線状に形成されている。同断面において、接触面２４の頂部２４ａは、接触面２４の軸方向中心部に位置している。すなわち、接触面２４の軸方向中心部は、接触面２４において最も径方向外側に突出している。

また、同断面において、頂部２４ａを通り中心軸線２２に垂直な仮想の平面をＰ１とする。このとき、同断面における接触面２４は、平面Ｐ１よりも軸方向一端側に位置する第１曲線部２４ｂと、平面Ｐ１よりも軸方向他端側に位置する第２曲線部２４ｃと、を有している。第１曲線部２４ｂ及び第２曲線部２４ｃは、平面Ｐ１に対して対称となるように形成されている。第１曲線部２４ｂ及び第２曲線部２４ｃは、平面Ｐ１上に位置する頂部２４ａで互いに連続的かつ滑らかに接続されている。

駆動シーブ２０の外周部には、多孔質体層２６が形成されている。多孔質体層２６は、シーブ本体２１の外周面２１ａ上に全周にわたって形成されている。多孔質体層２６は、接触面２４を外周に有している。多孔質体層２６は、例えば、駆動シーブ２０の軸方向及び周方向の全体にわたって均一な厚さを有している。ここで、多孔質体層２６の厚さとは、駆動シーブ２０の径方向における多孔質体層２６の寸法のことである。

多孔質体層２６は、駆動シーブ２０の軸方向において、ベルト１３の幅よりも広い範囲に形成されている。すなわち、駆動シーブ２０の軸方向における多孔質体層２６の幅は、同方向におけるベルト１３の幅Ｗ１（図６参照）よりも広くなっている。

多孔質体層２６は、耐摩耗性及び耐食性を備えた材料を用いて形成されるのが望ましい。多孔質体層２６の材料としては、例えば、ステンレス、硬質クロム、ニッケルクロム合金、セラミック、珪藻土、又はガラス体を用いることができる。ただし、多孔質体層２６の材料はこれらに限定されず、多孔質化処理が可能な材料、又は多孔質体の形成が可能な材料であれば、種々の材料を用いることができる。後述するような異物の浸透作用をより高めるため、多孔質体層２６には、親水処理又は親油処理が施されていてもよい。

図５は、図４のＶ部を拡大して示す模式的な断面図である。図５に示すように、多孔質体層２６の内部には、互いに連結された複数の空孔２７が形成されている。すなわち、多孔質体層２６は、連続多孔質体により形成されている。複数の空孔２７のうちの一部の空孔２７は、接触面２４に開口している。図５に示す空孔２７は球状の形状を有しているが、空孔２７の形状は球状には限られない。

図６は、本実施の形態に係る駆動シーブ２０において、接触面２４とベルト１３との間の接触圧力Ｐの軸方向分布と、ベルト１３の速度と接触面２４の周速度との速度差Ｖの軸方向分布と、を示す図である。図６では、図４と同一の断面が示されている。また、図６では、接触圧力Ｐの軸方向分布及び速度差Ｖの軸方向分布のそれぞれが、軸方向におけるベルト１３の幅Ｗ１の範囲で示されている。速度差Ｖは、ベルト１３の速度から接触面２４の周速度を減じた値である。

図６に示すように、接触面２４の頂部２４ａでは、接触面２４とベルト１３との間の接触圧力Ｐが最大になっている。軸方向において頂部２４ａから離れるほど、接触面２４とベルト１３との間の接触圧力Ｐが低くなっている。

接触面２４の周速度は、中心軸線２２と接触面２４との間の径方向距離に比例する。すなわち、接触面２４の周速度は、接触面２４の頂部２４ａで最も速くなる。一方、ベルト１３の速度は、軸方向の位置によらず一定である。このため、軸方向の位置によっては、ベルト１３の速度と接触面２４の周速度との速度差Ｖが生じる。例えば、図６に示す例において、接触面２４の軸方向中心部では、接触面２４の周速度がベルト１３の速度よりも速いため、負の速度差Ｖが生じている。接触面２４の軸方向端部では、接触面２４の周速度がベルト１３の速度よりも遅いため、正の速度差Ｖが生じている。これにより、接触面２４とベルト１３との間に局部的なすべりが発生し、接触面２４又はベルト１３が摩耗しやすくなる場合がある。

本実施の形態に係る駆動シーブ２０の効果について、図１～図６を参照しつつ説明する。図１に示したようなエレベータをトラクションにより駆動する場合、以下の式（１）の関係が満たされる必要がある。ここで、ベルト１３のかご１４側の張力をＴ１とし、ベルト１３の釣合おもり１５側の張力をＴ２とし、ベルト１３と駆動シーブ２０の接触面２４との間の摩擦係数をμとし、駆動シーブ２０に対するベルト１３の巻付角をθ（図１参照）とする。
Ｔ１／Ｔ２≦ｅ^μθ ・・・（１）

駆動シーブ２０の接触面２４に異物が付着すると、通常、摩擦係数μは減少する。摩擦係数μが著しく減少すると、式（１）の関係が満たされなくなり、トラクションによるエレベータの駆動、すなわちかご１４の昇降を行うことができなくなる。接触面２４に付着する異物としては、水、油などの液体、グリースなどの半固形物、及び、粉塵などの固体がある。

また、張力Ｔ１と張力Ｔ２との差が大きい場合、かご１４側のベルト１３の伸びと釣合おもり１５側のベルト１３の伸びとの差に起因して、駆動シーブ２０とベルト１３との間に局部的なすべりが生じる。

ベルト１３の外層は樹脂を用いて形成されているため、ベルト１３と駆動シーブ２０の接触面２４との間には、両者の凝着により大きい摩擦力が生じる。これにより、巻上機１０の駆動力は、駆動シーブ２０を介してベルト１３に確実に伝達される。また、ベルト１３に代えて樹脂被覆ロープが懸架体として用いられる場合にも、樹脂被覆ロープと接触面２４との間には両者の凝着により大きい摩擦力が生じるため、巻上機１０の駆動力がベルト１３に確実に伝達される。

図４に示した断面において、接触面２４は、径方向外側に凸、すなわち外周側に凸となる凸曲線状に形成されている。これにより、駆動シーブ２０の軸方向におけるベルト１３の横ずれが生じるのを抑制できる。このため、駆動シーブ２０に対するベルト１３のトラッキング性を安定させることができ、駆動シーブ２０の接触面２４からのベルト１３の脱落を防止することができる。また、接触面２４の軸方向両端部に縁部２５が形成されていることにより、駆動シーブ２０におけるベルト１３の設置位置を容易に判別できるため、ベルト１３を据え付ける際の作業性を向上させることができる。

また、駆動シーブ２０の接触面２４は、互いに連結された複数の空孔２７を内部に有する多孔質体層２６によって形成されている。複数の空孔２７のうちの少なくとも一部の空孔２７は、接触面２４に開口している。これにより、油、水、グリースなどの潤滑性の高い異物が接触面２４又はベルト１３に付着した場合、付着した異物は、接触面２４に形成された開口から空孔２７内に入り込む。このため、接触面２４上の異物の量を減少させ、あるいは接触面２４上から異物を除去することができる。また、多孔質体層２６内には互いに連結された複数の空孔２７が形成されているため、接触面２４から空孔２７に入り込んだ異物は、毛細管現象によって多孔質体層２６の内部に浸透する。

毛細管現象による異物の浸透深さｈは、以下の式（２）によって表すことができる。ここで、多孔質体層２６と異物との界面における表面張力をγとし、多孔質体層２６と異物との界面における接触角をΘとし、異物の密度をρとし、重力加速度をｇとし、空孔２７の平均半径をｒとする。
ｈ＝２γｃｏｓΘ／ρｇｒ ・・・（２）

式（２）から分かるように、異物の浸透深さｈは、空孔２７の平均半径ｒに反比例する。

また、異物が多孔質体層２６に接触した時点から時間ｔが経過したときにおける異物の浸透深さｈ’は、以下の式（３）によって表すことができる。ここで、異物の粘度をηとする。
ｈ’＝（ｒγｔｃｏｓΘ／２η）^1/2 ・・・（３）

式（３）から分かるように、異物が多孔質体層２６に接触した時点から時間ｔが経過したときにおける異物の浸透深さｈ’は、空孔２７の平均半径ｒの１／２乗に比例する。このため、空孔２７の平均半径ｒを大きくすると、単位時間当たりの異物の浸透深さ（ｈ’／ｔ）が大きくなるため、単位時間当たりの異物の浸透量、すなわち異物の浸透速度を大きくすることができる。

多孔質体層２６の内部に浸透した異物には、駆動シーブ２０の回転による遠心力が作用する。遠心加速度Ｇは、回転半径Ｒ及び回転角速度ωを用いて、以下の式（４）で表すことができる。
Ｇ＝Ｒω² ・・・（４）

駆動シーブ２０の回転中においても、毛細管現象により異物を多孔質体層２６内に保持できるように、空孔２７の平均半径ｒは、以下の式（５）のように設定されるのが好ましい。
ｒ＜（３ρＧ／（８γｃｏｓΘ））^1/2 ・・・（５）

接触面２４における空孔２７の面積率、すなわち接触面２４の開口面積率をＸとすると、開口面積率Ｘは、１０％以上３０％以下であることが好ましい。

接触面２４に付着した異物が多孔質体層２６に浸透する浸透速度、及び多孔質体層２６による異物の除去可能量は、いずれも接触面２４の開口面積率Ｘに比例する。つまり、開口面積率Ｘが小さくなるほど、異物の浸透速度は小さくなり、単位時間当たりの異物の除去可能量が少なくなる。開口面積率Ｘが１０％よりも小さくなると、異物の浸透速度が小さくなるため、駆動シーブ２０の回転中、接触面２４に付着した異物は、多孔質体層２６に浸透する前にベルト１３に接触しやすくなる。これにより、異物の付着箇所が増加するため、ベルト１３と駆動シーブ２０との間の摩擦係数の変動が生じやすくなる。したがって、開口面積率Ｘは、１０％以上であることが好ましい。

一方、接触面２４とベルト１３との間の接触圧力は、（１－Ｘ）^-1に比例する。つまり、開口面積率Ｘが大きくなるほど、接触面２４とベルト１３との間の接触圧力は大きくなる。開口面積率Ｘが３０％よりも大きくなると、接触面２４とベルト１３との間の接触圧力が大きくなるため、接触面２４又はベルト１３の摩耗が著しく増加したり、多孔質体層２６が損傷したりする場合がある。したがって、開口面積率Ｘは、３０％以下であることが好ましい。

接触面２４の開口面積率Ｘを１０％以上３０％以下にすることにより、接触面２４及びベルト１３の摩耗を効果的に抑制しつつ、多孔質体層２６による異物の除去可能量を増加させることができる。このため、長期間にわたって、ベルト１３と駆動シーブ２０との間の摩擦係数の変動範囲を小さくすることができる。したがって、駆動シーブ２０のトラクション性能を長期間安定して維持することができる。

駆動シーブ２０が長期間使用されると、接触面２４の摩耗により多孔質体層２６の厚さは減少する。駆動シーブ２０の使用期間において、多孔質体層２６による異物除去効果を継続して維持するために、多孔質体層２６の厚さは５μｍ以上であることが好ましい。さらに、多孔質体層２６において異物を保持できる体積を十分に確保するために、多孔質体層２６の厚さは５０μｍ以上であることが好ましい。

なお、図４及び図６に示した多孔質体層２６は、駆動シーブ２０の軸方向の全体にわたって均一な厚さを有しているが、多孔質体層２６は、不均一な厚さを有していてもよい。

多孔質体層２６は、例えば、耐摩耗性及び耐食性を備えた材料により形成されている。これにより、接触面２４の摩耗、変形及び損傷が抑制され、安定したトラクション性能を長期間維持できる。

このように、本実施の形態によれば、水、油などの液体、又はグリースなどの半固形物が異物として接触面２４に付着した場合、接触面２４の異物を多孔質体層２６の内部に浸透させることができる。これにより、異物を接触面２４から除去できるとともに、接触面２４から除去した異物を多孔質体層２６の内部に保持することができる。したがって、ベルト１３と駆動シーブ２０との間の摩擦係数の変動を長期間にわたって抑制することができる。よって、安定した摩擦係数を長期間にわたって確保することができる。

また、本実施の形態によれば、ベルト１３の外層の摩耗を抑制できるため、ベルト１３の使用寿命を長くすることができ、ベルト１３の交換頻度を減少させることができる。したがって、エレベータの保守の高効率化を図ることができる。

さらに、本実施の形態では、エレベータの基本構成に対して設備を追加する必要がない。このため、昇降路１００及び機械室１０１のそれぞれのスペースの制約を受けず、かつ昇降路１００及び機械室１０１のそれぞれにおけるレイアウトの自由度を低下させずに、ベルト１３と駆動シーブ２０との間の摩擦係数の変動を抑制することができる。

図７は、本実施の形態に係る駆動シーブ２０の構成の第１変形例を示す断面図である。図７では、図４と同様に、駆動シーブ２０の１つの接触面２４及びその周囲の構成が示されている。

図７に示すように、本変形例では、接触面２４が波状の断面形状を有している点において、図４に示した構成と異なっている。図７に示す断面において、接触面２４は、軸方向中心部に位置する１つの凸部３０と、凸部３０を挟んで両側に位置する２つの凹部３１、３２と、を有している。凸部３０、凹部３１及び凹部３２のそれぞれは、駆動シーブ２０の周方向に延伸しており、接触面２４の全周に形成されている。

接触面２４が波状の断面形状を有することにより、接触面２４とベルト１３との間の接触圧力Ｐの軸方向分布におけるピークを低減することができる。これにより、接触面２４及びベルト１３のそれぞれにおける摩耗、変形及び損傷をさらに抑制することができる。このため、長期使用により多孔質体層２６の空孔２７に目詰まりが生じるのを抑制することもできる。したがって、本変形例によれば、ベルト１３と駆動シーブ２０との間の摩擦係数の変動をさらに長期間にわたって抑制することができる。

図８は、本実施の形態に係る駆動シーブ２０の構成の第２変形例を示す断面図である。図８では、図４と同様に、駆動シーブ２０の１つの接触面２４及びその周囲の構成が示されている。

図８に示すように、本変形例では、接触面２４が断面において複数の凸部３３を有している点で、図４に示した構成と異なっている。複数の凸部３３は、駆動シーブ２０の軸方向に沿って並列している。複数の凸部３３のそれぞれは、上底が下底よりも短い台形状の断面形状を有している。互いに隣り合う２つの凸部３３の間には、凹部３４が形成されている。凸部３３及び凹部３４のそれぞれは、駆動シーブ２０の周方向に延伸しており、接触面２４の全周に形成されている。

ベルト１３における駆動シーブ２０と接触する面は、凸部３３が嵌め込まれる凹部１８と、凹部３４に嵌り込む凸部１９と、を備えた凹凸状の断面形状を有している。凹部１８及び凸部１９のそれぞれは、ベルト１３の長手方向に延伸している。これにより、ベルト１３及び駆動シーブ２０の双方の接触面が平坦状に形成されている場合と比較すると、ベルト１３と駆動シーブ２０との間の接触摩擦力が増加するため、より大きい動力を伝達することができる。また、ベルト１３と駆動シーブ２０とは、ベルト１３の幅方向すなわち駆動シーブ２０の軸方向において互いに噛み合っているため、駆動シーブ２０に対してベルト１３の横ずれが生じるのを防止することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る駆動シーブ２０は、ベルト１３が巻き掛けられるエレベータ用駆動シーブであって、シーブ本体２１と、シーブ本体２１の外周面２１ａ上に形成された多孔質体層２６と、を備えている。多孔質体層２６は、ベルト１３と接触する接触面２４を有している。多孔質体層２６の内部には、互いに連結された複数の空孔２７が形成されている。複数の空孔２７のうちの少なくとも一部の空孔２７は、接触面２４に開口している。ここで、ベルト１３は、懸架体の一例である。

接触面２４に異物が付着すると、ベルト１３と駆動シーブ２０との間の摩擦係数が減少又は増加する。上記構成によれば、毛細管現象により、接触面２４に付着した異物を空孔２７内に入り込ませ、多孔質体層２６に保持することができる。これにより、接触面２４上の異物の量を減少させるか、又は接触面２４上から異物を除去することができる。したがって、駆動シーブ２０と、駆動シーブ２０に巻き掛けられるベルト１３と、の間の摩擦係数の変動を抑制することができる。よって、駆動シーブ２０とベルト１３との間において、適正な摩擦力を得ることができる。

本実施の形態に係る駆動シーブ２０において、接触面２４における空孔２７の面積率は、１０％以上３０％以下である。

この構成によれば、接触面２４及びベルト１３の摩耗を効果的に抑制しつつ、多孔質体層２６による異物の除去可能量を増加させることができる。したがって、駆動シーブ２０のトラクション性能を長期間安定して維持することができる。

本実施の形態に係る駆動シーブ２０において、多孔質体層２６の厚さは、５μｍ以上である。

この構成によれば、多孔質体層２６による異物除去効果を長期間継続して維持することができる。

本実施の形態に係る駆動シーブ２０では、シーブ本体２１の中心軸線２２を通りかつ中心軸線２２に平行な断面において、接触面２４は、外周側に凸となる凸曲線状に形成されている。上記断面において、接触面２４の頂部２４ａは、中心軸線２２に沿う方向で接触面２４の中心部に位置している。

この構成によれば、駆動シーブ２０の軸方向におけるベルト１３の横ずれが生じるのを抑制できる。このため、駆動シーブ２０に対するベルト１３のトラッキング性を安定させることができ、駆動シーブ２０からのベルト１３の脱落を防止することができる。

本実施の形態に係る駆動シーブ２０では、上記断面において、接触面２４は、頂部２４ａを通り中心軸線２２に垂直な平面Ｐ１よりも中心軸線２２に沿う方向で一端側に位置する第１曲線部２４ｂと、中心軸線２２に沿う方向で平面Ｐ１よりも他端側に位置する第２曲線部２４ｃと、を有している。第１曲線部２４ｂ及び第２曲線部２４ｃは、平面Ｐ１に対して対称となるように形成されている。第１曲線部２４ｂ及び第２曲線部２４ｃは、頂部２４ａにおいて連続的かつ滑らかに接続されている。

この構成によれば、接触面２４とベルト１３との間の接触圧力Ｐの軸方向分布におけるピークを低減することができる。これにより、接触面２４及びベルト１３のそれぞれにおける摩耗、変形及び損傷を抑制することができる。このため、長期使用により多孔質体層２６の空孔２７に目詰まりが生じるのを抑制することもできる。したがって、上記構成によれば、ベルト１３と駆動シーブ２０との間の摩擦係数の変動をさらに長期間にわたって抑制することができる。

本実施の形態に係るエレベータは、本実施の形態に係る駆動シーブ２０を有する巻上機１０と、ベルト１３と、ベルト１３により吊り下げられ、駆動シーブ２０の回転によって昇降するかご１４と、を備えている。

この構成によれば、上記と同様の効果が得られるエレベータを実現できる。したがって、この構成によれば、エレベータのトラクション性能を長期間にわたって安定して維持することができる。

本実施の形態に係るエレベータにおいて、懸架体は、ベルト１３又は樹脂被覆ロープである。

ベルト１３の外層及び樹脂被覆ロープの外層は、いずれも樹脂により形成されている。したがって、ベルト１３又は樹脂被覆ロープと駆動シーブ２０の接触面２４との間には、両者の凝着により大きい摩擦力を生じさせることができる。よって、巻上機１０の駆動力をベルト１３に確実に伝達することができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係るエレベータ用駆動シーブについて説明する。図９は、本実施の形態に係る駆動シーブ２０の接触面２４及びその周囲の構成を示す断面図である。図９の左右方向は、駆動シーブ２０の軸方向を表している。図９の上下方向は、駆動シーブ２０の径方向を表している。図１０は、図９のＸ部を拡大して示す模式的な断面図である。図１１は、図９のＸＩ部を拡大して示す模式的な断面図である。本実施の形態は、多孔質体層２６が多層構造を有している点で、実施の形態１と異なっている。なお、実施の形態１と同様の構成については説明を省略する。

図９～図１１に示すように、多孔質体層２６は、接触面２４を有する第１層４１と、第１層４１の内周側に設けられた第２層４２と、を有している。第１層４１及び第２層４２はいずれも、多孔質体を用いて形成された多孔質体層である。第２層４２は、シーブ本体２１の外周面２１ａ上に形成されている。第１層４１は、第２層４２上に積層して形成されている。接触面２４は、実施の形態１の接触面２４と同様に、径方向外側に凸となる凸曲線状に形成されている。

第１層４１及び第２層４２のうち、少なくとも、接触面２４を有する第１層４１は、耐摩耗性及び耐食性を備えた材料を用いて形成されるのが望ましい。第１層４１及び第２層４２のそれぞれは、駆動シーブ２０の全周にわたって形成されている。例えば、第２層４２の厚さは、第１層４１の厚さよりも厚くなっている。ここで、第１層４１の厚さとは、駆動シーブ２０の径方向における第１層４１の寸法のことであり、第２層４２の厚さとは、駆動シーブ２０の径方向における第２層４２の寸法のことである。

第１層４１の内部には、互いに連結された複数の空孔４３が形成されている。複数の空孔４３のうち少なくとも一部の空孔４３は、接触面２４に開口している。また、少なくとも一部の空孔４３は、第１層４１と第２層４２との間の界面４５に開口している。

第２層４２の内部には、互いに連結された複数の空孔４４が形成されている。複数の空孔４４のうち少なくとも一部の空孔４４は、界面４５に開口している。これにより、少なくとも一部の空孔４４は、第１層４１の空孔４３とつながっている。

ここで、図１１に示す断面において、第１層４１に形成された空孔４３の平均半径をｒ１とし、第２層４２に形成された空孔４４の平均半径をｒ２とする。このとき、平均半径ｒ２は、平均半径ｒ１よりも小さくなっている（ｒ２＜ｒ１）。

本実施の形態では、実施の形態１により得られる効果に加えて、以下のような効果が得られる。第１層４１の空孔４３の平均半径ｒ１が相対的に大きく設定されるため、接触面２４に開口する空孔４３の平均開口径を大きくすることができる。これにより、接触面２４に付着した異物が第１層４１に浸透する浸透速度を大きくすることできる。

第１層４１に浸透した異物は、界面４５を介して第２層４２に浸透する。第２層４２の空孔４４の平均半径ｒ２が相対的に小さく設定されるため、第２層４２の空孔４４内では異物の表面にメニスカスが形成され、第２層４２に対する異物の付着力が大きくなる。これにより、第２層４２に浸透した異物に対し、重力、又は駆動シーブ２０の回転による遠心力が作用したとしても、異物が接触面２４に流出したり外部に飛散したりすることを効果的に抑制することができる。また、第２層４２の空孔４４の平均半径ｒ２を調整することにより、接触面２４から除去した異物の保持量を調整することができる。

図１２は、本実施の形態に係る駆動シーブ２０の構成の第１変形例を示す断面図である。本変形例では、駆動シーブ２０の軸方向において、第２層４２は、第１層４１の形成範囲の一部のみに形成されている。第２層４２が形成されていない部分における第１層４１の厚さは、第２層４２が形成されている部分における第１層４１の厚さよりも厚くなっている。本変形例によれば、第２層４２の体積を調整することができるため、接触面２４から除去した異物の保持量を調整することができる。

図１３は、本実施の形態に係る駆動シーブ２０の構成の第２変形例を示す断面図である。本変形例では、駆動シーブ２０の軸方向において、シーブ本体２１の外周面２１ａの一部に凹部２１ｂが形成されている。凹部２１ｂは、駆動シーブ２０の周方向に延伸した溝状に形成されている。凹部２１ｂには、第２層４２が形成されている。例えば、第２層４２の厚さは、凹部２１ｂの深さと同程度である。駆動シーブ２０の軸方向において、第２層４２が第１層４１の形成範囲の一部のみに形成されている点は、第１変形例と同様である。本変形例によっても、第２層４２の体積を調整することができるため、接触面２４から除去した異物の保持量を調整することができる。

本実施の形態の多孔質体層２６は、第１層４１及び第２層４２が積層された２層構造を有しているが、３層以上に積層された構造を有していてもよい。

また、本実施の形態では、空孔の平均半径が異なる第１層４１及び第２層４２が積層されているため、多孔質体層２６の空孔の平均半径は、駆動シーブ２０の径方向において不連続に変化している。しかしながら、多孔質体層２６の空孔の平均半径は、駆動シーブ２０の径方向において連続的に変化していてもよい。この場合、多孔質体層２６は、空孔の平均半径が内周側ほど小さくなるような傾斜材料層を有する。

また、本実施の形態では、第２層４２の厚さが均一となっているが、第２層４２の厚さは、駆動シーブ２０の軸方向又は周方向において不均一であってもよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る駆動シーブ２０において、多孔質体層２６は、接触面２４を有する第１層４１と、第１層４１の内周側に設けられた第２層４２と、を有している。第２層４２が有する複数の空孔４４の平均半径ｒ２は、第１層４１が有する複数の空孔４３の平均半径ｒ１よりも小さい。

この構成によれば、多孔質体層２６に形成された空孔の平均半径が内周側ほど小さくなっているため、空孔の毛細管力をさらに大きくすることができる。これにより、多孔質体層２６に浸透した異物に対し、重力、又は駆動シーブ２０の回転による遠心力が作用したとしても、異物が接触面２４に流出したり外部に飛散したりすることを効果的に抑制することができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係るエレベータ用駆動シーブについて説明する。図１４は、本実施の形態に係る駆動シーブ２０の構成を示す断面図である。図１４では、中心軸線２２と垂直な平面で駆動シーブ２０を切断した断面が示されている。本実施の形態は、第２層４２が駆動シーブ２０の周方向の一部のみに形成されている点で、実施の形態２と異なっている。なお、実施の形態１又は２と同様の構成については説明を省略する。

図１４に示すように、本実施の形態では、駆動シーブ２０の周方向において、第２層４２は、第１層４１の形成範囲の一部のみに形成されている。第１層４１は、駆動シーブ２０の周方向の全体にわたって形成されている。

駆動シーブ２０の周方向において、シーブ本体２１の外周面２１ａの一部には、凹部２１ｂが形成されている。凹部２１ｂは、駆動シーブ２０の軸方向に延伸した溝状に形成されている。凹部２１ｂには、第２層４２が形成されている。例えば、第２層４２の厚さは、凹部２１ｂの深さと同程度である。

本実施の形態によれば、第２層４２の形成範囲を狭くすることができるため、駆動シーブ２０の製造コストを低減することができる。また、第２層４２の体積を調整することができるため、接触面２４から除去した異物の保持量を調整することができる。

第２層４２は、駆動シーブ２０に対して着脱自在に取り付けられていてもよい。この場合、例えば、第２層４２は、駆動シーブ２０の軸方向に沿って抜き差しできるように構成されていてもよい。第２層４２が駆動シーブ２０に対して着脱自在に取り付けられている場合、第２層４２に保持されている異物の処理を容易に行うことができるため、駆動シーブ２０のメンテナンス性が向上する。

上記実施の形態１～３のそれぞれに係る駆動シーブ２０が適用されるエレベータの構成は、図１に示した構成には限定されない。また、上記実施の形態１～３のそれぞれに係る駆動シーブ２０の構成は、そらせ車１１、吊り車、返し車など、エレベータに用いられる種々の回転滑車に適用することができる。

１０ 巻上機、１１ そらせ車、１２ エレベータ制御装置、１３ ベルト、１３ａ、１３ｂ 端部、１４ かご、１５ 釣合おもり、１６ かご枠、１７ かご室、１８ 凹部、１９ 凸部、２０ エレベータ用駆動シーブ、２１ シーブ本体、２１ａ 外周面、２１ｂ 凹部、２２ 中心軸線、２３ 回転軸部、２４ 接触面、２４ａ 頂部、２４ｂ 第１曲線部、２４ｃ 第２曲線部、２５ 縁部、２６ 多孔質体層、２７ 空孔、３０ 凸部、３１、３２ 凹部、３３ 凸部、３４ 凹部、４１ 第１層、４２ 第２層、４３、４４ 空孔、４５ 界面、１００ 昇降路、１０１ 機械室、ｒ１、ｒ２ 平均半径。

Claims (7)

1. 懸架体が巻き掛けられるエレベータ用駆動シーブであって、
   シーブ本体と、
   前記シーブ本体の外周面上に形成された多孔質体層と、
   を備え、
   前記多孔質体層は、前記懸架体と接触する接触面を有しており、
   前記多孔質体層の内部には、互いに連結された複数の空孔が形成されており、
   前記複数の空孔のうちの少なくとも一部の空孔は、前記接触面に開口しており、
   前記多孔質体層は、前記接触面を有する第１層と、前記第１層の内周側に設けられた第２層と、を有しており、
   前記第２層が有する前記複数の空孔の平均半径は、前記第１層が有する前記複数の空孔の平均半径よりも小さいエレベータ用駆動シーブ。
2. 前記接触面における前記空孔の面積率は、１０％以上３０％以下である請求項１に記載のエレベータ用駆動シーブ。
3. 前記多孔質体層の厚さは、５μｍ以上である請求項１又は請求項２に記載のエレベータ用駆動シーブ。
4. 前記シーブ本体の中心軸線を通りかつ前記中心軸線に平行な断面において、前記接触面は、外周側に凸となる凸曲線状に形成されており、
   前記断面において、前記接触面の頂部は、前記中心軸線に沿う方向で前記接触面の中心部に位置している請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のエレベータ用駆動シーブ。
5. 前記断面において、前記接触面は、前記頂部を通り前記中心軸線に垂直な平面よりも前記中心軸線に沿う方向で一端側に位置する第１曲線部と、前記中心軸線に沿う方向で前記平面よりも他端側に位置する第２曲線部と、を有しており、
   前記第１曲線部及び前記第２曲線部は、前記平面に対して対称となるように形成されており、
   前記第１曲線部及び前記第２曲線部は、前記頂部で連続的かつ滑らかに接続されている請求項４に記載のエレベータ用駆動シーブ。
6. 請求項１～請求項５のいずれか一項に記載のエレベータ用駆動シーブを有する巻上機と、
   前記懸架体と、
   前記懸架体により吊り下げられ、前記エレベータ用駆動シーブの回転によって昇降するかごと、
   を備えるエレベータ。
7. 前記懸架体は、ベルト又は樹脂被覆ロープである請求項６に記載のエレベータ。

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