JPWO2011070648A1 - エレベータ用ロープ - Google Patents

Abstract

エレベータ用ロープは、芯ロープと、複数本の外層子縄と、樹脂製の外層被覆体とを有している。芯ロープは、１本の鋼製の芯子縄と、芯子縄の外周に被覆された樹脂製の芯子縄被覆体と、芯子縄被覆体の外周に設けられた複数本の鋼製の芯ロープ子縄からなる芯ロープ子縄集合体と、芯ロープ子縄集合体の外周に設けられた樹脂製の芯ロープ被覆体とを有している。外層被覆体は、外層子縄に接着されている。芯子縄及び芯ロープ子縄は、中心素線の外周に２層の素線を束ねた３層構造である。外層子縄は、中心素線の外周に１層の素線を束ねた２層構造である。

Description

この発明は、複数本の鋼製の子縄と複数層の樹脂製の被覆体とを組み合わせたエレベータ用ロープに関するものである。

従来のエレベータ用ロープでは、複数本の芯子縄を撚り合わせてなる芯ロープの外側に複数本の内層子縄が配置され、内層子縄の外側に複数本の外層子縄が配置されている。また、芯ロープと内層子縄との間に樹脂製の芯ロープ被覆体が配置され、内層子縄と外層子縄との間に樹脂製の内層被覆体が配置され、外層子縄の外側に樹脂製の外層被覆体が配置されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４１０８６０７号公報

上記のような従来のエレベータ用ロープでは、芯子縄を撚り合わせてなる芯ロープが中心に配置されているため、芯子縄を撚り合わせる工程が必要であり、製造に手間がかかる。また、子縄を撚り合わせてなる芯ロープは外力に対して比較的断面形状が崩れ易く、しかも、綱車に巻き掛けられた際にロープ中心には力が集中するため、芯ロープの断面形状が崩れ、エレベータ用ロープ全体の断面形状も崩れる恐れがある。

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、製造を容易にすることができるとともに、断面形状を変形し難くすることができるエレベータ用ロープを得ることを目的とする。

この発明に係るエレベータ用ロープは、１本の鋼製の芯子縄と、芯子縄の外周に被覆された樹脂製の芯子縄被覆体と、芯子縄被覆体の外周に設けられた複数本の鋼製の芯ロープ子縄からなる芯ロープ子縄集合体と、芯ロープ子縄集合体の外周に設けられた樹脂製の芯ロープ被覆体とを有する芯ロープ、芯ロープ被覆体の外周に設けられた複数本の鋼製の外層子縄からなる外層子縄集合体、及び外層子縄集合体の外周に設けられた樹脂製の外層被覆体を備え、芯子縄及び芯ロープ子縄は、中心素線の外周に２層の素線を束ねた３層構造であり、外層子縄は、中心素線の外周に１層の素線を束ねた２層構造である。

この発明のエレベータ用ロープは、芯子縄を１本のみ用いたため、子縄を撚り合わせる工程を減らすことができ、製造を容易にすることができる。また、芯ロープ子縄を、芯子縄の外周に直接撚り合わせず、芯子縄被覆体の外周に設けたため、芯ロープの断面形状を変形し難くすることができる。

この発明の実施の形態１によるエレベータ用ロープの断面図である。 この発明の実施の形態２によるエレベータ用ロープの断面図である。 この発明の実施の形態３によるエレベータ用ロープの断面図である。 この発明の実施の形態４によるエレベータ用ロープの断面図である。 実施の形態１、２、３又は４のエレベータ用ロープが適用されるエレベータ装置の一例を示す側面図である。

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によるエレベータ用ロープの断面図である。図において、エレベータ用ロープの中心には、１本の鋼製の芯子縄１が配置されている。芯子縄１の外周には、樹脂製の芯子縄被覆体２が設けられている。芯子縄被覆体２の外周には、複数本（ここでは８本）の鋼製の芯ロープ子縄３が撚り合わせられている。

８本の芯ロープ子縄３からなる芯ロープ子縄集合体４及び芯子縄被覆体２の外周には、樹脂製の芯ロープ被覆体５が設けられている。芯ロープ６は、芯子縄１、芯子縄被覆体２、芯ロープ子縄３及び芯ロープ被覆体５により構成されている。

芯ロープ被覆体５の外周には、複数本（ここでは２０本）の鋼製の外層子縄７が撚り合わせられている。２０本の外層子縄７からなる外層子縄集合体８及び芯ロープ被覆体５の外周には、樹脂製の外層被覆体９が設けられている。外層子縄７と外層被覆体９とは、接着剤により接着されている。

芯子縄１、芯ロープ子縄３及び外層子縄７を含む全ての子縄は、製造時にダイスにより外周から圧縮（塑性加工）されており、それらの素線の断面形状が異形化されている。

芯子縄１及び芯ロープ子縄３は、中心素線の外周に２層の素線を束ねた３層構造である。また、芯子縄１及び芯ロープ子縄３の断面構造は、シール形である。さらに、芯子縄１及び芯ロープ子縄３の２層の素線の撚り長さは等しい。即ち、芯子縄１及び芯ロープ子縄３は、平行撚りで構成されている。外層子縄７は、中心素線の外周に１層の素線を束ねた２層構造である。

芯子縄被覆体２及び芯ロープ被覆体５の材料には、芯ロープ子縄３や外層子縄７からの圧力を保持することが必要であるため、例えばポリエチレン又はポリプロピレンなど、ある程度の硬さを有する樹脂が用いられている。また、芯子縄被覆体２及び芯ロープ被覆体５は、架橋剤を混入することにより架橋された樹脂により構成されている。

さらに、芯子縄被覆体２及び芯ロープ被覆体５は、エレベータ用ロープとしての柔軟性を高めるとともに、綱車により曲げられた際に発生するロスを低減するため、摩擦係数がある程度低い方が良い。

このように、芯子縄被覆体２及び芯ロープ被覆体５の材料としては、外層被覆体９の材料よりも硬く、かつ同一の金属材料に対する摩擦係数が低いものが好適である。さらに、芯子縄被覆体２及び芯ロープ被覆体５は、芯子縄１、芯ロープ子縄３及び外層子縄７との間に滑りが生じるため、耐摩耗性に優れていることが好適である。

外層被覆体９は、綱車との間のトラクション能力を確保する必要があるため、綱車に対する摩擦係数が０．２以上で十分な耐摩耗性を有する樹脂、例えばポリウレタンにより構成されている。また、外層子縄７は、架橋剤を混入することにより架橋された樹脂により構成されている。

芯子縄被覆体２及び芯ロープ被覆体５は、使用時に張力が作用した状態でも、図１に示すように、隣り合う芯ロープ子縄３間に入り込み、互いに接しているのが好適である。また、芯ロープ被覆体５及び外層被覆体９は、使用時に張力が作用した状態でも、図１に示すように、隣り合う外層子縄７間に入り込み、互いに接しているのが好適である。

このようなエレベータ用ロープでは、芯子縄１を１本のみ用いたため、使用時に張力が作用し、芯ロープ子縄３から芯子縄１に荷重が加わった際に、変形しにくく、エレベータ用ロープ全体の断面形状を安定させることができ、かつ子縄を撚り合わせる工程を減らすことができ、製造を容易にすることができる。また、芯ロープ子縄３を、芯子縄１の外周に直接撚り合わせず、芯子縄被覆体２の外周に撚り合わせたため、芯ロープ６の断面形状を変形し難くすることができ、これによってもエレベータ用ロープ全体の断面形状を安定させることができる。

さらに、芯子縄１、芯ロープ子縄３及び外層子縄７を含む全ての子縄が他の子縄と直接接触しないため、子縄同士の接触による摩耗損傷を防止し、エレベータ用ロープの長寿命化を図ることができる。

さらにまた、外層被覆体９は、綱車との間でトラクションを発生させるために、外層子縄７に接着する必要があり、外層被覆体９を外層子縄７に接着する前には、外層子縄７の製造時などに付着した汚れや油分を十分に洗浄する必要がある。このとき、外層子縄７の構造が複雑であると、外層子縄７の内部まで十分に洗浄することができない。これに対して、実施の形態１では、芯子縄１及び芯ロープ子縄３を３層構造としつつ、外層子縄７を２層構造としたので、十分な強度を確保しつつ、外層子縄７を十分に、かつ容易に洗浄し、外層被覆体９を外層子縄７に強固に接着することができる。

また、芯子縄１、芯ロープ子縄３及び外層子縄７の素線の断面形状が異形化されているので、直径の異形加工を実施していない子縄と比べて、有効断面積を増加することができる。

さらに、芯子縄被覆体２及び芯ロープ被覆体５が、架橋された樹脂材料で構成されているので、高温環境での使用や、曲げが連続的に作用することによる温度上昇に対して、耐久性を高め、長寿命化を図ることができる。

さらにまた、外層被覆体９も架橋された樹脂材料で構成されているので、高温環境での使用や、曲げが連続的に作用することによる温度上昇に対して、耐久性を高め、長寿命化を図ることができる。また、非常制動時の綱車とエレベータ用ロープとの間のスリップによる温度上昇に対して、強度低下を防止することができ、十分な減速性能を維持することができる。

また、芯子縄１及び芯ロープ子縄３の断面構造がシール形であり、かつ芯子縄１及び芯ロープ子縄３の素線は平行に撚り合わされているため、素線同士が線接触の状態となり、芯子縄１及び芯ロープ子縄３の内部の摩耗損傷を少なくすることができ、かつ素線間の空隙を少なくして有効断面積を大きくすることができる。

ここで、外層子縄７の本数を多くすると、同じ断面構造であれば、外層子縄７を構成する素線径を細径化できるため、曲げ疲労に対する寿命を長くすることができる。しかし、芯ロープ６の断面積比率が大きくなる分、必要な柔軟性（曲げ疲労性）を確保するためには、芯ロープ６の断面構造を多層化したり、芯ロープ６に含まれる子縄を多層化したりする必要が生じ、構成が複雑になるとともに、素線及び子縄の本数が増加して、製造に手間がかかり、製造コストが高くなる。

逆に、外層子縄７の本数を減少させると、綱車の溝とエレベータ用ロープとが接触する際の外層子縄７から外層被覆体９に作用する局部的な面圧が増加し、外層子縄７に損傷を与え易くなる。また、必要な柔軟性を確保するためには、外層子縄７の断面構造をより多層化する必要があり、構成が複雑になるとともに、エレベータ用ロープ全体における充填密度が低下、即ち有効断面積が減少する。

また、素線の直径を同じとして、有効断面積、即ちロープ直径も同等に確保しようとすると、素線の本数を増加させ、かつ素線の層を増加させる必要が生じる。

これに対して、現実的には、外層子縄７の本数を、芯ロープ６に含まれる子縄（芯子縄１及び芯ロープ子縄３）の本数の２〜２．５倍にすることで、従来のエレベータ用ロープに比べて柔軟性が優れ、綱車溝との接触時に外層子縄７から外層被覆体９に作用する圧力を抑制することができ、製造コストを抑制することができる。

実施の形態２．
次に、図２はこの発明の実施の形態２によるエレベータ用ロープの断面図である。実施の形態１では全ての子縄に異形加工を施したが、実施の形態２では芯子縄１に異形加工を施さない。他の構成は、実施の形態１と同様である。

ここで、例えば製造時の素線張力の不均一などにより、芯子縄１の素線の一部に断線が生じた場合、芯子縄１は、中心に単独で存在しており、他の子縄と撚られておらず、断線した素線を拘束する力が弱いため、断線した素線が芯子縄１の外周から突出する現象を発生し易い。また、芯子縄１は、直径の異なる素線を組み合わせて構成されているので、外部から作用する圧力に対して、直径の小さい素線が優先的に切れ易い。このようにして、芯子縄１の素線の一部が断線し、芯子縄１の断面形状に崩れが発生すると、エレベータ用ロープ全体の断面形状にも崩れが発生する恐れがある。

これに対して、実施の形態２では、芯子縄１のみ異形加工を施さないことにより、芯子縄１の素線に断線が生じた場合に、断線した素線の変形を芯子縄１内の隙間の範囲で吸収し、芯子縄１の断面形状の崩れを抑えることができる。また、異形加工を施す場合に比べて、製造時の素線張力の均一化を図り易くすることができ、素線の早期の断線を抑えることができる。

実施の形態３．
次に、図３はこの発明の実施の形態３によるエレベータ用ロープの断面図である。実施の形態３では、芯ロープ子縄３の本数を６本とした。これに伴い、外層子縄７の本数は１６本とした。他の基本的な断面構造は、実施の形態１と同様である。

このように、芯ロープ子縄３の本数を６本とすることにより、芯ロープ６に含まれる全ての子縄（芯子縄１及び芯ロープ子縄３）の径を殆ど同じにすることができ、それらの子縄を構成する素線の径も殆ど同じにすることができる。

ここで、樹脂被覆を用いないタイプの従来のエレベータ用ロープでは、綱車との接触部分で優先的に断線が発生し、その部分から断線が進行する。これに対して、外層被覆体９を有するエレベータ用ロープでは、外層子縄７が綱車と接触せず、また子縄同士も接触しないため、疲労寿命を決定する因子は、綱車で曲げられることにより素線に発生する曲げ応力が支配的である。

実施の形態３のエレベータ用ロープでは、芯子縄１及び芯ロープ子縄３を構成する素線の径を殆ど同じであるため、曲げ応力により特定部分で早期に損傷が進行することを防止し、エレベータ用ロープ全体の長寿命化を図ることができる。また、このような効果をより確実に得るためには、芯子縄１で最も太い素線の径と、芯ロープ子縄３で最も太い素線の径と、外層子縄７で最も太い素線の径との差をほぼなくす、具体的には０．１ｍｍ以内とすることが好適である。

また、素線径とともに、芯子縄１、芯ロープ子縄３及び外層子縄７を含む全ての子縄の直径の差をほぼなくす、具体的には１ｍｍ以内とすることにより、エレベータ用ロープの柔軟性を向上させることができ、また製造上も装置を統一化することができる。

特に、実施の形態３では、外層子縄７を１６×７で構成し（それぞれ７本の素線で構成された１６本の外層子縄７）、芯ロープ６を６×Ｓ（１９）＋Ｓ（１９）で構成している（１９本の素線をシール形に配置した６本の芯ロープ子縄３、及び１９本の素線をシール形に配置した１本の芯子縄１）。

これにより、エレベータ用ロープ全体の素線数を２４５本と抑えながら、芯子縄１、芯ロープ子縄３及び外層子縄７の素線の最大径を殆ど同じにすることができる。この結果、耐疲労性を高め、実装密度、即ち有効断面積を向上させることができ、製造コストを抑制することができる。このように、芯子縄１、芯ロープ子縄３及び外層子縄７を含む全ての子縄に含まれる全ての素線の合計数は、２５０本以下とするのが好適である。

また、上記のように構成することで、外層被覆体９を除いたロープ径を８ｍｍとし、全ての素線の径を０．５ｍｍ以下とすることができる。これにより、綱車の直径を最小で２００ｍｍとし、素線径の４００以上に設定することができ、十分な曲げ疲労寿命を確保することができる。

さらに、実施の形態３のエレベータ用ロープは、実装密度が高く、素線強度も高いため、ロープ径８ｍｍは、樹脂被覆を全く用いないタイプのエレベータ用ロープのロープ径１０ｍｍに相当する。ロープ径１０ｍｍとした場合の綱車の最小の直径は４００ｍｍであるため、綱車の直径を半分にすることができる。

実施の形態４．
次に、図４はこの発明の実施の形態４によるエレベータ用ロープの断面図である。実施の形態４では芯子縄１に異形加工を施さない。他の構成は、実施の形態３と同様である。

このような構成によれば、実施の形態２と同様に、芯子縄１の断面形状の崩れを抑えることができるとともに、素線の早期の断線を抑えることができる。

ここで、図５は実施の形態１、２、３又は４のエレベータ用ロープが適用されるエレベータ装置の一例を示す側面図である。図において、昇降路１１の上部には、機械室１２が設けられている。機械室１２内には、機械台１３が設置されている。機械台１３上には、巻上機１４が支持されている。巻上機１４は、駆動シーブ１５及び巻上機本体１６を有している。巻上機本体１６は、駆動シーブ１５を回転させる巻上機モータと、駆動シーブ１５の回転を制動する巻上機ブレーキとを有している。

機械台１３には、そらせ車１７が取り付けられている。駆動シーブ１５及びそらせ車１７には、懸架手段としての複数本のエレベータ用ロープ１８が巻き掛けられている。そらせ車１７には、エレベータ用ロープ１８の駆動シーブ１５よりも釣合おもり１０側の部分が巻き掛けられている。

エレベータ用ロープ１８の一端部には、かご１９が吊り下げられている。即ち、かご１９は、駆動シーブ１５の一側でエレベータ用ロープ１８により昇降路１１内に吊り下げられている。エレベータ用ロープ１８の他端部には、釣合おもり２０が吊り下げられている。即ち、釣合おもり２０は、駆動シーブ１５の他側でエレベータ用ロープ１８により吊り下げられている。

昇降路１１内には、かご１９の昇降を案内する一対のかごガイドレール２１と、釣合おもり２０の昇降を案内する一対の釣合おもりガイドレール２２とが設置されている。かご１９には、かごガイドレール２１に係合してかご１９を非常停止させる非常止め装置２３が搭載されている。

なお、この発明のエレベータ用ロープが適用されるエレベータ装置のタイプは、図５のタイプに限定されるものではない。例えば、機械室レスエレベータ、２：１ローピング方式のエレベータ装置、マルチカー方式のエレベータ装置、又はダブルデッキエレベータ等にも、この発明は適用できる。
また、この発明のエレベータ用ロープは、かご１９を吊り下げるためのロープ以外のロープ、例えばコンペンロープやカバなロープ等にも適用することができる。

Claims (10)

1. １本の鋼製の芯子縄と、前記芯子縄の外周に被覆された樹脂製の芯子縄被覆体と、前記芯子縄被覆体の外周に設けられた複数本の鋼製の芯ロープ子縄からなる芯ロープ子縄集合体と、前記芯ロープ子縄集合体の外周に設けられた樹脂製の芯ロープ被覆体とを有する芯ロープ、
   前記芯ロープ被覆体の外周に設けられた複数本の鋼製の外層子縄からなる外層子縄集合体、及び
   前記外層子縄集合体の外周に設けられ、前記外層子縄に接着された樹脂製の外層被覆体
   を備え、
   前記芯子縄及び前記芯ロープ子縄は、中心素線の外周に２層の素線を束ねた３層構造であり、
   前記外層子縄は、中心素線の外周に１層の素線を束ねた２層構造であるエレベータ用ロープ。
2. 前記芯子縄、前記芯ロープ子縄及び前記外層子縄を含む全ての子縄は、製造時に外周から圧縮されており、それらの素線の断面形状が異形化されている請求項１記載のエレベータ用ロープ。
3. 前記芯子縄、前記芯ロープ子縄及び前記外層子縄を含む全ての子縄のうち、前記芯子縄を除く子縄は、製造時に外周から圧縮されており、それらの素線の断面形状が異形化されている請求項１記載のエレベータ用ロープ。
4. 前記芯子縄被覆体及び前記芯ロープ被覆体の材料は、前記外層被覆体の材料よりも硬く、かつ同一の金属材料に対する摩擦係数が低い請求項１記載のエレベータロープ。
5. 前記芯子縄被覆体及び前記芯ロープ被覆体は、架橋された樹脂材料で構成されている請求項１記載のエレベータ用ロープ。
6. 前記外層被覆体は、架橋された樹脂材料で構成されている請求項１記載のエレベータ用ロープ。
7. 前記芯子縄及び前記芯ロープ子縄の断面構造はシール形であり、前記芯子縄及び前記芯ロープ子縄の素線は平行に撚り合わされている請求項１記載のエレベータ用ロープ。
8. 前記芯子縄、前記芯ロープ子縄及び前記外層子縄を含む全ての子縄の直径の差は１ｍｍ以内である請求項１記載のエレベータ用ロープ。
9. 前記芯子縄の素線の最大径と、前記芯ロープ子縄の素線の最大径と、前記外層子縄の素線の最大径との差は、０．１ｍｍ以内である請求項１記載のエレベータ用ロープ。
10. 前記芯子縄、前記芯ロープ子縄及び前記外層子縄を含む全ての子縄に含まれる全ての素線の合計数は、２５０本以下である請求項１記載のエレベータ用ロープ。

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