KR101667991B1

KR101667991B1 - 엘리베이터용 와이어 로프

Info

Publication number: KR101667991B1
Application number: KR1020150037932A
Authority: KR
Inventors: 배련환
Original assignee: 고려제강 주식회사
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2016-10-21
Also published as: KR20160112332A; JP2018511717A; CN107407050A; WO2016148338A1; CN107407050B; JP6424296B2

Abstract

본 발명은 초고층 엘리베이터용 와이어 로프에 관한 것이다.
본 발명의 와이어 로프는, 36개의 소선들로 이루어진 중심 스트랜드의 주위로 26개의 소선들로 이루어진 외층 스트랜드 10개가 연선되고, 이들 중심 스트랜드와 외층 스트랜드들 사이에 7개의 소선들로 이루어진 강심 10개가 개재된 10×26＋[1×36＋10×7] 구조의 와이어 로프에 있어서, 상기 강심 중 적어도 어느 하나의 중심에 섬유심(F)이 포함된 10x26＋[{(10-N)×7＋N×(6＋F)}＋1×36](N=1∼10) 구조로 이루어진다.
본 발명은 초고층 엘리베이터용 와이어 로프는 고탄성, 저신율의 특성을 유지하면서 안정적인 도유가 이루어지도록 한 엘리베이터용 와이어 로프에 관한 것이다.

Description

엘리베이터용 와이어 로프{WIRE ROPE FOR ELEVATOR}

본 발명은 초고층 건물의 엘리베이터용 와이어 로프에 관한 것으로, 코어 스트랜드와 외층 스트랜드 사이에 다수의 강심 스트랜드가 개재되어 이루어진 와이어 로프의 강심 중 적어도 하나의 강심에 그리스 함유량이 높은 섬유심이 포함되도록 하여 고탄성, 저신율의 특성을 유지하면서 안정적인 도유가 지속적으로 이루어지도록 한 엘리베이터용 와이어 로프에 관한 것이다.

일반적으로 금속재 와이어 로프는 기계, 건설, 선박, 어업, 광업, 교량, 공중 케이블을 비롯한 엘리베이터 등의 광범위한 분야에서 널리 사용되고 있는바, 이러한 와이어 로프의 기본적인 구조를 도1에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.

도시된 바와같이, 일반적인 와이어 로프(R)는 안쪽에 위치하는 코어 또는 중심(1)의 외측으로 다수의 외층 스트랜드(2)가 꼬여져 있는 구조이다. 이때, 각 외층 스트랜드(2)는 한 가닥의 심선(2a)을 중심으로 여러 가닥의 단위 소선(2b)이 소정의 피치로 연선되어진 구조로서, 꼬임의 방향과 피치 및 동원되는 스트랜드 수와 꼬임층수 등의 조건에 따라 규격표시별로 구별되어 진다.

도시된 구조의 와이어 로프(R)는 외층 스트랜드(2)가 단일층으로 이루어진 구조이나, 외층 스트랜드가 복수개의 층으로 이루어진 구조 역시 일반적이다.

한편, 와이어 로프의 경우에는 그 길이방향으로 하중에 의한 장력이 작용하거나, 시브와의 접촉이동이 이루어지는 과정에서 스트랜드 상호간 및 각 스트랜드를 구성하는 소선 간에 접촉마찰을 수반하는 하중의 작용이 반복됨에 따라 피로수명이 저하되고, 또한 방청용 도금층이 손상되어 녹이 발생하게 됨에 따라 이의 방지를 위해 그리스 등의 윤활제를 도유하고 있다.

이와 같은 와이어 로프에서는 그 중심부를 구성하고 있는 심강(rope core)에서 머금고 있는 그리스가 외층 스트랜드로 공급되는 형태를 취하고 있는바, 상기 심강의 재질이 사이잘(Sisal) 등의 섬유로 이루어진 경우와 강심(steel core)으로 이루어진 두 종류로 대별된다.

상기 섬유 재질의 심강이 사용된 와이어 로프의 경우에는 그리스를 상대적으로 많이 머금을 수 있어 그리스 함유량이 높고 로프 자체이 유연성이 높은 장점이 있으나, 절단하중이 낮고 신율이 높아서 기계적 특성치는 낮다.

한편, 상기 강심은 와이어 로프의 중앙에 심강이 위치하는 IWRC(Independent Wire Rope Core)와 IWRC 스트랜드가 외층 스트랜드 안쪽의 사이 사이에 위치하는 CFRC(Center Fit Rope Core)의 두 종류가 대표적이며, 이러한 강심은 상기 섬유 재질의 심강에 비해서 그리스 함유량은 상대적으로 낮으나 로프 전체가 강 재질로 이루어져 있음에 따라 절단하중이 높고, 신율이 낮으며, 로프의 형태 변형이 적어서 기계적 특성이 우수하여 높은 장력이 가해지는 용도에 사용되며, 특히 상기 CFRC의 경우에는 금속의 단면적이 넓어서 고층용 엘리비이터용 와이어 로프로 많이 사용되고 있다.

특허 제10-1091578호에는 IWRC 심강의 외측에 6개의 외층 스트랜드가 연선되어 이루어진 와이어 로프에서 IWRC 심강의 외주 측에 그리스의 통과를 위한 홀이 형성된 코팅막을 처리하여 와이어 로프의 사용중에 코팅막에 형성된 홀을 통해서 심강 측으로부터 외층 스트랜드 쪽으로 그리스의 공급이 지속적으로 이루어지도록 한 구조가 개시되고 있다.

한편, 최근에는 초고층 건물이 증가됨에 따라 초고층용 건물에 사용되는 엘리베이터용 와이어 로프에 대한 수요도 증가되고 있는 추세에 있다. 이와 같은 초고층용 엘리베이터에 사용되는 와이어 로프는 종래의 중층이나 고층용 건물의 엘리베이터에서 사용되는 와이어 로프에 비해서 긴 운행거리에 따른 안전성을 확보하기 위해 종래의 와이어 로프에 비해 더 높은 안전율과 탄성계수 및 낮은 신율을 나타내면서도 긴 운행거리를 고속으로 운행함에 있어 승,하차시 승차감 유지를 위한 진동발생이 최소화되는 품질특성이 요구되고 있다.

본 발명은 상기 종래의 초고층 빌딩용 엘리베이터 와이어 로프의 문제점을 해결하기 위한 것으로, CFRC 강심 구조를 채택하여 고탄성, 저신율 특성을 유지하면서도 와이어 로프의 사용조건을 고려하여 그리스 함유량의 적절한 변화가 가능하도록 한 엘리베이터용 와이어 로프를 제공하는데 발명의 목적을 두고 있다.

일반적으로 초고층 건물의 엘리베이터는 운행속도가 빠르기 때문에 그리스 함유량이 적은 것이 그리스 비산방지 등의 측면에서 유리하기는 하나, 상대적으로 적은 그리스 함유량은 와이어 로프의 사용수명에 영향을 미칠 수 있기 때문에 정기적인 점검과 보수 및 재도유를 필요로 하게 된다.

따라서, 본 발명은 고탄성이면서도 저신율의 특성을 지닌 CFRC 강심 구조로 이루어진 와이어 로프에 있어서 CFRC강심의 중심에 그리스가 침유된 섬유심을 적용함에 따라 로프는 종래의 CFRC강심 대비하여 보다 높은 내부 그리스 함유량을 가지게 됨에따라, 로프 사용시 로프 내부를 통해서 점진적인 그리스의 유출이 일어나도록 함으로써 그리스의 조기 소진을 방지하여 피로 품질을 유지하고 재도유의 필요성을 배제하는 기술적 특징이 있다.

본 발명은 기본적으로 36개의 소선들로 이루어진 중심 스트랜드의 주위로 26개의 소선들로 이루어진 외층 스트랜드 10개가 연선되고, 이들 중심 스트랜드와 외층 스트랜드들 사이에 7개의 소선들로 이루어진 CFRC 강심 10개가 개재된 아래의 구조를 바탕으로 한다.

로프 구조: 10×26(외층 스트랜드)＋[1×36(중심 스트랜드)＋10×7(강심)]

상기 구조는 도2에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 36개의 소선들로 이루어진 중심 스트랜드(10)의 외측으로 26개의 소선들로 이루어진 10개의 외층 스트랜드(20)가 연선되고, 상기 중심 스트랜드(10)와 외층 스트랜드(20) 사이 사이의 공간에 7개의 소선들로 이루어진 7개의 강심(30)이 위치한 구조를 이루고 있다.

본 발명은 상기 CFRC 구조의 와이어 로프에서 하나 이상의 강심의 중심 소선이 합성섬유로 이루어진 구조를 통해서 상기 본 발명의 목적이 달성된다.

상기 강심의 중심 소선을 이루는 합성섬유로는 폴리프로필렌(PP)이 바람직하며, 이러한 합성섬유재 중심 소선(섬유심)은 사용조건에 따라 7개의 강심 스트랜드 중 적어도 어느 하나에 적용되는바, 경우에 따라서는 7개의 강심 스트랜드 모두에 상기 합성섬유(PP)재 섬유심이 사용될 수도 있다.

본 발명에 따른 와이어 로프의 그리스 함유량은 그리스를 포함한 로프 전체 중량의 1.2 ∼ 2.0wt% 범위를 나타낸다.

본 발명에 따른 엘리베이터용 와이어 로프는 CFRC 심강 구조의 로프가 지니는 기계적 특성으로서의 고탄성 및 저신율을 유지하면서도 그리스의 함유량 증가가 가능하다는 장점이 있다.

그리고, 본 발명의 와이어 로프는 심강(RC)의 중앙에 삽입되는 도유된 섬유심(PP)의 갯수에 대한 변화만으로 목표로 하는 그리스의 함유량을 손쉽게 조정가능하므로 그리스 함유량 관리 및 조정 작업이 간편하다는 이점이 있다.

이에 더하여, 본 발명의 와이어 로프는 심강의 가장 안쪽 중심부에 그리스를 머금은 섬유심(PP)가 위치하여 점진적인 유출이 이루어지기 때문에 엘리베이터의 고속 주행의 경우에도 그리스의 비산이 배제되는 효과가 있기에 초고층 건물용 엘리베이터 와이어 로프에서 요구되는 품질특성에 부합된다.

도1은 일반적인 와이어 로프의 구조를 보인 정면도.
도2는 10×26＋[10×7＋1×36] 구조의 와이어 로프에 대한 단면도.
도3은 본 발명에 따른 10×26＋[(8×7＋2(×6＋F)＋1×36] 구조의 와이어 로프에 대한 단면도.
도4는 본 발명에 따른 10×26＋[(6×7＋4×(6＋F)＋1×36] 구조의 와이어 로프에 대한 단면도.
도5는 본 발명에 따른 10×26＋[(4×7＋6×(6＋F)＋1×36] 구조의 와이어 로프에 대한 단면도.
도6은 본 발명에 따른 10×26＋[(2×7＋8×(6＋F)＋1×36] 구조의 와이어 로프에 대한 단면도.
도7은 본 발명에 따른 10×26＋[(10×(6＋F)＋1×36] 구조의 와이어 로프에 대한 단면도.

본 발명은 10x26＋[1x36＋10x7] 구조의 CFRC 와이어 로프에서 적어도 하나의 강심(RC)의 중심 소선이 합성섬유재 혹은 천연섬유심으로 이루어진다. 이때, 상기 강심의 중심 소선을 구성하는 합성섬유로는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 나일론 (NYLON) 등이 사용될 수 있으며, 천염섬유심으로는 Sisal이 사용될 수 있다. 합성섬유재 중에서는 폴리프로필렌(PP)이 가장 바람직하다. 본 발명의 와이어 로프 구조는 아래와 같다.

본 발명의 와이어 로프: 10x26＋[{(10-N)×7＋N×(6＋F)}＋1×36]

F는 섬유심, N= 1∼10의 정수

본 발명의 와이어 로프의 제조는, 섬유심(F)에 대한 도유가 이루어지도록 한 후에 도유된 섬유심을 중심으로 해서 소선들을 연선시켜 강심 스트랜드를 제조하여 이를 중심 스트랜드의 주위에 연선되도록 한 후, 그 외측에 외층 스트랜드들이 꼬여지도록 하는 통상적인 와이어 로프 제조 공정으로 이루어진다.

이때, 상기 섬유심(F)이 포함된 강심은 필요에 따라 1개 내지 10개 사이에서 변화가 가능하다.

도3내지 도7은 도유된 섬유심을 포함하는 강심이 중심 스트랜드와 외층 스트랜드 사이에 개재된 본 발명에 따른 실시예 구조의 엘리베이터 와이어 로프에 대한 단면도이다. 도3은 두 개의 강심에 섬유심이 포함된 경우이고, 도4 내지 도7은 각각 4개, 6개, 8개 및 10의 섬유심이 포함된 강심으로 이루어진 와이어 로프이다.

상기 도3 내지 도7의 본 발명에 따른 실시예 구조의 와이어 로프와 도1에 도시된 종래 구조의 와이어 로프에 대한 그리스 함유량(그리스를 포함한 로프 전체 중량에 대한 그리스 중량)을 측정하였던 바, 그 결과는 아래와 같다.

구분	구조	강심내 섬유심 개수	함유량(wt%)
종래예	10×26＋[1×36＋10×7]	0	1.0 ∼1.2
실시예1	10×26＋[(8×7＋2(×6＋F)＋1×36]	2	1.2 ∼1.4
실시예2	10×26＋[(6×7＋4×(6＋F)＋1×36]	4	1.4 ∼1.6
실시예3	10×26＋[(4×7＋6×(6＋F)＋1×36]	6	1.5 ∼1.7
실시예4	10×26＋[(2×7＋8×(6＋F)＋1×36]	8	1.6 ∼1.8
실시예5	10×26＋[(10×(6＋F)＋1×36]	10	1.8 ∼2.0

강심내 섬유심 개수에 따른 그리스 함유량

상기 [표 1]에서 본 발명의 실시예에서 강심의 중앙에 삽입된 섬유심 1개의 그리스 함유량은 약 40%였다. 상기 [표 1]에서와 같이, 본 발명의 실시예 로프는 강심내 섬유심이 포함되지 않은 종래의 CFRC 구조의 와이어 로프에 비해 증가된 그리스 함유량을 나타내고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예 로프에서는 강심내 섬유심의 개수가 증가될 수록 그리스 함유량이 거의 비례적으로 증가함을 알 수 있고, 이에 따라 섬유심의 갯수 조절을 통한 와이어 로프 자체의 그리스 함유량에 대한 조절을 용이하게 할 수 있게 된다.

10. 중심 스트랜드
20. 외층 스트랜드
30. 강심
F. 섬유심

Claims

36개의 소선들로 이루어진 중심 스트랜드의 주위로 26개의 소선들로 이루어진 외층 스트랜드 10개가 연선되고, 이들 중심 스트랜드와 외층 스트랜드들 사이에 7개의 소선들로 이루어진 강심 10개가 개재된 10×26＋[1×36＋10×7] 구조의 와이어 로프에 있어서, 상기 강심 중 적어도 어느 하나의 중심에 섬유심(F)이 포함된 10x26＋[{(10-N)×7＋N×(6＋F)}＋1×36](N=1∼10의 정수) 구조인 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 와이어 로프.
제1항에 있어서, 상기 섬유심(F)은 폴리프로필렌(PP)인 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 와이어 로프.
제1항에 있어서, 상기 와이어 로프의 그리스 함유량은 그리스를 포함한 로프 전체 중량의 1.2 ∼ 2.0wt% 범위인 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 와이어 로프.