WO2016199204A1

WO2016199204A1 - エレベータ用主ロープ並びにそれを用いるエレベータ装置

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Publication number: WO2016199204A1
Application number: PCT/JP2015/066518
Authority: WO
Inventors: 真人中山; 俊昭松本; 松本　達也; 一平古川; 洋平中本
Original assignee: 株式会社日立製作所; 東京製綱株式会社
Priority date: 2015-06-08
Filing date: 2015-06-08
Publication date: 2016-12-15
Also published as: JPWO2016199204A1; CN107709214B; CN107709214A; JP6607935B2

Abstract

本発明は、ロープ寿命を向上できるエレベータ用主ロープ（２）を提供する。本発明によるエレベータ用主ロープ（２）は、心ストランド（７）と、心ストランド（７）の周囲に配置される複数の側ストランド（８Ａ～８Ｆ）と、心ストランド（７）および複数の側ストランド（８Ａ～８Ｆ）を被覆する被覆樹脂（９）とを有するＩＷＲＣと、ＩＷＲＣの周囲に配置される複数の主ストランド（１０Ａ～１０Ｊ）と、を備えるものであって、複数の側ストランド（８Ａ～８Ｆ）は、複数の側ストランド（８Ａ～８Ｆ）の各中心が位置する仮想層心円（１１）の周上に略等間隔で配置され、仮想層心円（１１）の周長に対して、複数の側ストランド（８Ａ～８Ｆ）の内、仮想層心円（１１）の周方向において隣り合う二つの側ストランド（８Ａ～８Ｆ）の間隙（ａ）の総計の割合が８．５％以上であるか、あるいは複数の主ストランド（１０Ａ～１０Ｊ）の仮想内接円（１２）の半径に対して、複数の側ストランド（８Ａ～８Ｆ）の各仮想外接円と、複数の主ストランド（１０Ａ～１０Ｊ）の仮想内接円（１２）との間隙（ｂ）の割合が３．０％以上である。

Description

エレベータ用主ロープ並びにそれを用いるエレベータ装置

　本発明は、乗りかごの昇降のために使用されるエレベータ用ロープ並びにそれを用いるエレベータ装置に関する。

　エレベータ装置の乗りかごは、昇降路内において、主ロープによって吊られると共に昇降駆動される。このようなエレベータ用の主ロープにおいては、鋼心の周囲に複数本の主ストランドが撚り合わされる。

　主ロープの強度と柔軟性を共に確保するために、鋼心（Steel Core）として独立した一つのロープすなわちＩＷＲＣ（Independent Wire Rope Core）が用いられる。ＩＷＲＣに関する従来技術として、特許文献１に記載の技術が知られている。本従来技術によるエレベータ用主ロープにおいては、ＩＷＲＣの心ストランドおよび側ストランドの素線として２０５０Ｎ／ｍｍ^２以上の強度を有する素線が用いられ、主ストランドの素線として１７７０Ｎ／ｍｍ^２以下の強度を有する素線が用いられる。さらに、ＩＷＲＣの心ストランドの集合破断荷重は、すべての主ストランドの集合破断荷重の０．４倍以上かつ０．６倍以下の大きさに設定される。

特許第５３０７３９５号公報

　上記従来技術による主ロープにおいては、ＩＷＲＣの心ストランドおよび側ストランドの接触あるいは側ストランド同士の接触が発生し易い。また、主ロープに張力が負荷されたり、主ロープがエレベータの綱車（シーブ）や滑車（プーリ）を通過する際に屈曲されたりすると、ストランド同士が近接して接触し、互いに擦れ合う。これらにより、ストランドに摩耗が生じるため、主ロープの寿命が短くなるという問題がある。

　そこで、本発明は、ロープ寿命を向上できるエレベータ用主ロープ並びにそれを用いるエレベータ装置を提供する。

　上記課題を解決するために、本発明によるエレベータ用主ロープは、心ストランドと、心ストランドの周囲に配置される複数の側ストランドと、心ストランドおよび複数の側ストランドを被覆する被覆樹脂とを有するＩＷＲＣ（Independent Wire Rope Core）と、ＩＷＲＣの周囲に配置される複数の主ストランドと、を備えるものであって、複数の側ストランドは、複数の側ストランドの各中心が位置する仮想層心円の周上に略等間隔で配置され、仮想層心円の周長に対して、複数の側ストランドの内、仮想層心円の周方向において隣り合う二つの側ストランドの間隙の総計の割合が８．５％以上である。

　また、上記課題を解決するために、本発明によるエレベータ用主ロープは、心ストランドと、心ストランドの周囲に配置される複数の側ストランドと、心ストランドおよび複数の側ストランドを被覆する被覆樹脂とを有するＩＷＲＣ（Independent Wire Rope Core）と、ＩＷＲＣの周囲に配置される複数の主ストランドと、を備えるものであって、複数の主ストランドの仮想内接円の半径に対して、複数の側ストランドの各仮想外接円と、複数の主ストランドの仮想内接円との間隙の割合が３．０％以上である。

　また、本発明によるエレベータ装置は、乗りかごおよび釣り合い錘と、昇降路内において乗りかごおよび釣り合い錘を吊る主ロープと、主ロープを駆動する巻上機と、を備えるものであって、主ロープは、上記本発明によるエレベータ用主ロープとする。

　本発明によれば、ＩＷＲＣを構成するストランド同士の接触を防止できるので、ロープ寿命を向上することができる。また、エレベータ装置の信頼性が向上したり、エレベータ装置の保守が容易になったりする。

　上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の一実施形態であるエレベータ装置を示す概略構成図である。本発明の一実施形態であるエレベータ用主ロープを示す断面図である。ストランド間の間隙寸法を併記した断面図である。素線擦れ寸法比と間隔比Ａの関係を示す。素線擦れ個数比と間隔比Ｂの関係を示す。間隔比Ａと間隔比Ｂの関係例を示す。主ロープサンプル中の代表サンプルの断面を示す。主ロープサンプル中の代表サンプルの断面を示す。主ロープサンプル中の代表サンプルの断面を示す。主ロープサンプル中の代表サンプルの断面を示す。主ロープサンプル中の代表サンプルの断面を示す。主ロープサンプル中の代表サンプルの断面を示す。素線擦れ寸法比と間隔比Ａの関係および素線擦れ個数比と間隔比Ｂの関係を示す。ロープ破断強度の許容対比率とロープ掛け本数との関係を示す。ロープ破断強度の対比率と間隔比Ａとの関係を示す。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において、参照番号が同一のものは同一の構成要件あるいは類似の機能を備えた構成要件を示している。

　図１は、本発明の一実施形態であるエレベータ装置を示す概略構成図である。

　図１に示すように、乗りかご３には主ロープ２の一端が接続され、釣り合い錘４には主ロープ２の他端が接続される。主ロープ２は巻上機１のシーブと方向転換プーリ２０に巻き掛けられる。乗りかご３および釣り合い錘４は、図示されない昇降路内において主ロープ２によって吊られる。巻上機１のモータによってシーブが回転すると、主ロープ２が駆動されるので、乗りかご３および釣り合い錘４は、図示されないガイドレールに案内されながら昇降する。主ロープ２として、後述するような本発明の一実施形態であるエレベータ用主ロープが用いられる。

　本実施形態によれば、後述するように主ロープ２の強度の低下を抑えつつ主ロープ２の寿命が向上するため、エレベータ装置の信頼性が向上する。さらに、主ロープの寿命が向上することにより主ロープの保守点検頻度が低減できるので、エレベータ装置の保守が容易になる。また、主ロープの強度低下が抑制されているため、所望の積載量に対するロープ掛け本数の増加を抑制できるので、シーブやプーリの寸法の増大や、昇降路内におけるロープ設置空間の増大を抑えることができる。

　図２は、本発明の一実施形態であるエレベータ用主ロープを示す断面図である。本図２は、主ロープの長手方向に垂直な方向における断面を示す（他の断面図も同様）。

　図２に示すように、本実施形態のエレベータ用主ロープは、ロープ芯材となるＩＷＲＣと、このＩＷＲＣの周囲に配置され、ＩＷＲＣの外周において撚り合わされながら巻き付けられる１０本の主ストランド１０Ａ～１０Ｊとからなる。主ストランド１０Ａ～１０Ｊは、ＩＷＲＣの外周表面に接する。さらに、主ロープ断面において、主ストランド１０Ａ～１０Ｊは、ＩＷＲＣの周囲において周方向に沿って略等間隔に配置される。

　ＩＷＲＣは、その中心部すなわち主ロープの中心部に配置される１本の心ストランド７と、心ストランド７の外周において、心ストランド７との間に間隔を保持して、撚られながら巻き付けられる６本の側ストランド８Ａ～８Ｆと、心ストランド７と側ストランド８Ａ～８Ｆとの間および側ストランド同士の間も含めて、心ストランド７と側ストランド８Ａ～８Ｆの周囲全体を被覆する被覆樹脂９とを有している。側ストランド８Ａ～８Ｆは、主ロープ断面において、側ストランド８Ａ～８Ｆの中心が心ストランド７の中心すなわちＩＷＲＣの中心（すなわち主ロープ中心）を中心とする同一円周上に等間隔に位置するように配置される。このように、ＩＷＲＣは、心ストランド７、側ストランド８Ａ～８Ｆおよび被覆樹脂９によって構成される、断面が円形の独立したロープからなる。

　なお、主ストランド１０Ａ～１０Ｊ、心ストランド７と側ストランド８Ａ～８Ｆは、鋼線からなる複数本の素線が、ストランド断面が略円形となるように撚り合わされる公知の構成を有する。

　図２の主ロープ断面において、心ストランド７および側ストランド８Ａ～８Ｆのストランド径（直径）は、互いに等しく、かつ主ストランド１０Ａ～１０Ｊのストランド径（直径）よりも小さな値に設定される。なお、このようにＩＷＲＣの各ストランド径を等しくすることにより、主ロープを構成するストランドのストランド径の種類が低減できるので、生産性が向上したり、コストが低減されたりする。また所定の主ロープ径（直径）およびそれに対応するＩＷＲＣ径（直径）のもとで、心ストランド７と側ストランド８Ａ～８Ｆの間、側ストランド同士間、および側ストランド８Ａ～８Ｆと主ストランド１０Ａ～１０Ｊの間に被覆樹脂９が介在するように、心ストランド７および側ストランド８Ａ～８Ｆのストランド径の大きさが設定される。これにより、心ストランド７と側ストランド８Ａ～８Ｆとの間、側ストランド同士の間、側ストランド８Ａ～８Ｆと主ストランド１０Ａ～１０Ｊの間における直接的な接触が防止される。このため、主ロープに張力が負荷されたり、主ロープがエレベータのシーブやプーリを通過する際に屈曲されたりしても、各ストランド間の接触による素線の摩耗が防止される。従って、ロープ寿命を向上できると共に、ロープ強度の経年低下を抑えることができる。

　ここで、所定の主ロープ径およびそれに対応するＩＷＲＣ径のもとで、心ストランド７と側ストランド８Ａ～８Ｆが互いに接触し、側ストランド同士が互いに接触し、かつ側ストランド８Ａ～８Ｆと主ストランド１０Ａ～１０Ｊが互いに接触するように、心ストランド７および側ストランド８Ａ～８Ｆのストランド径の大きさが設定される場合、本実施形態よりも、心ストランド７および側ストランド８Ａ～８Ｆのストランド径が大きくなるので、強度は大きくなる。すなわち、本実施形態は、ロープの長寿命化が可能となる反面、ロープ強度が低下する傾向にある。従って、エレベータ装置において、同じ荷重を支えるためのロープ掛け本数が増加する傾向にある。

　これに対し、後述するようなエレベータ用主ロープの寿命と強度に関する本発明者の検討により得られた新規な知見に基づき、本実施形態では、図２に示すように、心ストランド７と側ストランド８Ａ～８Ｆとの間、側ストランド同士の間、および側ストランド８Ａ～８Ｆと主ストランド１０Ａ～１０Ｊとの間に間隙を設けるようにＩＷＲＣにおける各ストランドを配置し、かつ側ストランド８Ａ～８Ｆの中心が位置する円周の長さ、すなわち側ストランド８Ａ～８Ｆの仮想層心円の周長に対する側ストランド８Ａ～８Ｆ間の間隙寸法の総計値の割合が８．５％以上２０％以下にする。これにより、ロープ強度の低下を抑えながらロープ寿命を向上することができる。

　以下、エレベータ用主ロープの寿命と強度に関する本発明者の検討について説明する。

　図３は、ストランド間の間隙寸法（ａ，ｂ）を併記した図２と同様の断面図である。

　図３に示すように、側ストランド８Ａ～８Ｆは、心ストランド７の中心を中心とする仮想層心円１１の円周上に側ストランド８Ａ～８Ｆの各中心を位置させて、仮想層心円１１の周方向に沿ってほぼ等間隔に配置される。ここで、仮想層心円１１の円周上において隣り合う二個の側ストランド間の間隙寸法をａとする。また、主ストランド１０Ａ～１０Ｊは、ＩＷＲＣの表面に接し、かつ主ストランド１０Ａ～１０Ｊに内接し、心ストランド７の中心を中心とする仮想内接円１２に沿って等間隔に配置されている。ここで、主ロープおよびＩＷＲＣの径方向において隣り合う側ストランドと主ストランドの間隙寸法をｂとする。なお、以下の検討においては、隣り合う二個の側ストランドの各々の仮想外接円（側ストランドの中心を中心とし、ストランド径を直径とする円）の間隙の大きさ上記ａと見なし、側ストランド８Ａ～８Ｆの各外周に接する各仮想外接円と主ストランド１０Ａ～１０Ｊの仮想内接円１２との間隙の大きさを上記ｂと見なす。なお、主ロープ断面において、仮想内接円１２はＩＷＲＣ外周（すなわち被覆樹脂の外周）に一致している。

　以下の検討結果におけるロープ構成に係るパラメータである「間隔比Ａ」および「間隔比Ｂ」について説明する。

　間隔比Ａは、側ストランドの仮想層心円（図３の１１）の円周長に対する間隙寸法ａの総計値の割合あり、式（１）で表される。

　間隔比Ａ（％）＝（ａの総計値／仮想層心円の円周長）×１００　…　（１）
　なお、間隙寸法ａの総計値は、例えば図３の場合、側ストランドが６本であるから、６ａとなる。

　また、間隔比Ｂは、主ストランドの仮想内接円（図３の１２）の半径に対する間隙寸法ｂの割合であり、式（２）で表される。

　間隔比Ｂ（％）＝（ｂ／仮想内接円の半径）×１００　…　（２）
　図４は、本発明者による一検討結果であり、素線擦れ寸法比と間隔比Ａの関係を示す。本検討結果は、繰り返し屈曲疲労試験の結果であり、試験機としては遊星式疲労試験機を使用し、試験条件としてロープ張力はロープ破断強度の１／１０とし、繰り返し屈曲回数は６００万回としている。屈曲試験後ロープを分解して、光学顕微鏡を用いて、ＩＷＲＣのストランドの素線における素線擦れ痕の長さを測定している。なお、図４においては、間隔比Ａ＝０（％）の場合、すなわち側ストランドが仮想層心円の周方向に沿って間隙なく接する場合における素線擦れ痕の長さを基準長さとして、各間隔比に対する素線擦れ痕の長さを、基準長さに対する寸法比である素線擦れ寸法比によって示している。

　図４に示すように、本発明者の検討によれば、間隔比Ａを８．５％以上とすればＩＷＲＣのストランドの素線に擦れが発生しない。従って、間隔比Ａを８．５％以上とすることにより、ロープ寿命を向上できる。

　図５は、本発明者による一検討結果であり、素線擦れ個数比と間隔比Ｂの関係を示す。本検討結果は、繰り返し屈曲疲労試験の結果であり、試験機および試験条件は先の図４の場合と同じである。屈曲試験後ロープを分解して、光学顕微鏡を用いて、ＩＷＲＣのストランドの素線における素線擦れ痕の個数を測定している。なお、図５においては、間隔比Ｂ＝０（％）の場合、すなわち側ストランドと主ストランドが仮想内接円の径方向に沿って間隙なく接する場合における素線擦れ痕の個数を基準個数として、各間隔比に対する素線擦れ痕の個数を、基準個数に対する個数比である素線擦れ個数比によって示している。

　図５に示すように、本発明者の検討によれば、間隔比Ｂを３．０％以上とすればＩＷＲＣのストランドの素線に擦れが発生しない。従って、間隔比Ｂを３．０％以上とすることにより、ロープ寿命を向上できる。

　図６は、本発明者の検討における間隔比Ａと間隔比Ｂの関係例を示す。図中のプロット１３～１８は、本発明者の検討における主ロープサンプル中の代表サンプルにおける間隔比Ａおよび間隔比Ｂの値を示す。

　本発明者の検討における主ロープサンプルのＩＷＲＣにおいては、所定のロープ径および所定のＩＷＲＣ径のもとで、図１の実施形態と同様に、一本の心ストランドの回りに６本の側ストランドが同一の仮想層心円周に沿って等間隔に配置される。心ストランドのストランド径と側ストランドのストランド径は同じ大きさｄとし、ＩＷＲＣにおける側ストランドおよび心ストランドの中心の位置は変えずに、ｄを変えることによって図３における間隙寸法ａ，ｂを変えている。ここで、仮想層心円は、ｄが最大の場合、すなわち隣接するストランドが間隙なく接する場合の側ストランドの中心を通り、この中心の位置はｄを変えても変えない。

　このとき、側ストランドおよび心ストランドの断面形状の外形を円とみなし、かつＡ＝Ｂ＝０の場合のｄの値すなわちｄの最大値をｄ_０とすると、間隙寸法ａの総計値＝６ａ＝６（ｄ_０－ｄ）、仮想層心円の円周長＝２πｄ_０、間隙寸法ｂ＝（ｄ_０－ｄ）／２、仮想内接円の半径＝３ｄ_０／２であるから、式（１），（２）より、Ａ＝１００×３（ｄ_０－ｄ）／（π・ｄ_０），Ｂ＝１００×（ｄ_０－ｄ）／３ｄ_０である。従って、式（３）が得られる。

　Ｂ＝πＡ／９　…　（３）
　式（３）が示すように、間隔比Ｂは間隔比Ａに比例する。これに対し、本発明者の検討における主ロープサンプル中の代表サンプルについては、図６に示すように、プロット１３～１８はほぼ一直線に並んでおり、間隔比Ａと間隔比Ｂは比例関係にある。プロット１３に対応する主ロープサンプルの側ストランドおよび心ストランドの径（直径）は、プロット１３の場合に最大となり、間隙寸法ａ，ｂ＝０となるので、間隔比Ａ，Ｂ＝０となる。プロット１４～１８に対応する主ロープサンプルの側ストランドおよび心ストランドの径（直径）は、プロット番号の順に小さくなり、間隙寸法ａ，ｂが大きくなるため、間隔比Ａ，Ｂはともに増加する。プロット１３～１８の（Ａ，Ｂ）は、それぞれ、（０，０），（６，２．１），（１０，３．６），（１４．３，５．１），（１８，６．３），（２４，８．３）であり、式（３）の関係がほぼ満たされている。

　本発明者の検討における主ロープサンプルのように、間隔比Ａ，Ｂの間に上記のような比例関係を設定すれば、Ａ≧８．５％（図３）およびＢ≧３％（図４）の一方が満たされれば、他方も満たされる。

　図７～１２は、本発明者の検討における主ロープサンプル中の代表サンプルの断面を示す。図７，８，９，１０，１１および１２は、それぞれ、図６におけるプロット１３，１４，１５，１６，１７および１８の（Ａ，Ｂ）を有する主ロープサンプルを示す。なお、図７～１２の主ロープサンプルにおいて、主ロープ径、ＩＷＲＣ径、主ストランド数（１０本）および主ストランドのストランド径は変えずに一定としている。また、側ストランドのストランド径と心ストランドのストランド径は同じ大きさとしているが、これにより主ロープを構成するストランド径の種類が低減できるので、生産性が向上したりコストが低減されたりする。

　図７に示す主ロープサンプルは、Ａ＝０，Ｂ＝０である（図６のプロット１３）。このため、ＩＷＲＣにおいて側ストランド同士は層心円１１の周方向で接触する。さらに、各側ストランドが、主ストランドの仮想内接円１２、すなわちＩＷＲＣの外周表面に接する。このため、図７の主ロープサンプルにおいては、主ロープの径方向すなわちＩＷＲＣの径方向で、側ストランド８Ｂと主ストランド１０Ｃが接触し、側ストランド８Ｅと主ストランド１０Ｈとが接触する。

　図８～１２に示す主ロープサンプルにおいて、６本の側ストランドは、それらの中心が図７の主ロープサンプルと同じ層心円１１の周上に位置し、層心円１１の周方向に沿って等間隔に配置される。図８～１２の順に、側ストランドおよび心ストランドの径を小さくしている。すなわち、側ストランドおよび心ストランドの中心位置は、図７の主ロープサンプルと変えずに、ストランド径の大きさを変化させる。また、主ストランドの仮想内接円１２の直径は、図７の主ロープサンプルと同じである。これにより、心ストランドと側ストランドの間、側ストランド間、および主ストランドと側ストランド間に、間隙が設けられる。このため、側ストランド同士の接触および側ストランドと主ストランドの接触が防止され、ロープ寿命を向上できる。

　図１３は、本発明者による一検討結果であり、素線擦れ寸法比と間隔比Ａの関係および素線擦れ個数比と間隔比Ｂの関係を示す。本検討結果は、上述した図７～図１２に示した主ロープサンプルを代表とする、図６に示すような比例関係にある種々の間隔比Ａ，Ｂを有する主ロープサンプルに対する繰り返し屈曲疲労試験の結果である。なお、試験機、試験条件、測定方法などについては、図４および図５に示した検討結果と同様である。

　図１３が示すように、図７～１２に示すような主ロープサンプル、すなわち図６に示すような関係にある間隔比Ａ，Ｂを有する主ロープサンプルについて、間隔比Ａが８．５％以上、あるいは間隔比Ｂが３．０％以上であれば、ストランド同士の接触による擦れを防止することができる。従って、ロープ寿命を向上できる。ここで、図６に示す関係あるいは式（３）の関係により、間隔比Ａが８．５％以上であることは間隔比Ｂが３％以上であることに対応する。従って、間隔比Ａが８．５％以上であれば、ストランド同士の接触を防止して、ロープ寿命を向上できる。

　図１に示す実施形態のエレベータ用主ロープ並びに図７～１２に示すようなエレベータ用主ロープサンプルにおいては、１本の心ストランドの回りに、６本の側ストランドが配置される。６本の側ストランドの中心を、層心円の周方向に沿って、隣り合う側ストランドの中心を結ぶ６本の直線は、正六角形を描く。従って、間隔比Ａ，Ｂ＝０の場合、所定の径を有するＩＷＲＣ内、すなわち主ストランドの仮想内接円１２内において、心ストランドおよび側ストランドが最密充填される。従って、図７～１２に示すような主ロープサンプル中で、図７の主ロープサンプルのＩＷＲＣのストランド総断面積が最大となる。このため、図７～１２に示すような主ロープサンプルにおいては、間隔比Ａ，Ｂ＝０である図７の主ロープサンプルのロープ破断強度が最大となる。しかし、上述したように、間隔比Ａを８．５％以上として、ロープ寿命を向上させると、ＩＷＲＣ内におけるストランド径が小さくなりストランドの総断面積が低減するため、ロープ破断強度は低下する。ロープ破断強度が低下する場合、エレベータ装置においては、ロープ掛け本数を増やすことになるが、シーブやプーリの大きさやロープ設置空間の増大を招く。そこで、このような点を考慮した、ロープ破断強度に関する本発明者の検討について、次に説明する。

　図１４は、本発明者の検討結果である、ロープ破断強度の許容対比率とロープ掛け本数との関係を示す。ロープ破断強度の許容対比率とは、ある荷重をあるロープ掛け本数で支持できる場合のロープ破断強度に対する、同じ荷重を、ロープ掛け本数を増やして支持する場合において許容されるロープ破断強度の比を示す。図１４における曲線１９は、ある荷重をあるロープ掛け本数で支持できる場合のロープ破断強度に対する、同じ荷重を、ロープ掛け本数を１本増やして支持する場合において許容されるロープ破断強度の比と、ロープ掛け本数の関係を示す。従って、ロープ掛け本数をｎとすれば、図１９の関係は、ロープ破断強度の許容対比率＝ｎ／（ｎ＋１）である。例えば、３本の主ロープで支持できる荷重を４本の主ロープで支持する場合、許容されるロープ破断強度は、３本の主ロープで支持する場合のロープ破断強度の０．７５倍である。

　図１４が示すように、通常のロープ掛け本数である３～１０本の場合、ロープ破断強度の許容対比率を０．９１以上とすることにより、ロープ破断強度が低下しても、ロープ掛け本数の増加を１本に止めることができる。すなわち、図１３に示すように、間隔比Ａを８．５％以上として寿命が向上する反面、破断強度が低下する主ロープを用いる場合でも、ロープ破断強度の対比率を０．９１以上とすることにより、ロープ掛け本数の増加を１本に止めることができ、シーブやプーリの大きさやロープ設置空間の増大を抑えることができる。

　図１５は、本発明者の検討結果であり、ロープ破断強度の対比率と間隔比Ａとの関係を示す。本検討結果は、所定の主ロープ径のもとで、図７～１２に示すような主ロープサンプルを含む種々の間隔比Ａを有するＩＷＲＣを備える主ロープサンプルに対するものである。但し、主ストランドの本数は、通常の使用本数である６本、８本、１０本、１２本としている。図１５におけるプロット列２０，２１，２２，２３が、それぞれ主ストランド本数６，８，１０，１２の場合である。

　間隔比Ａが大きくなるほどＩＷＲＣにおけるストランド径が小さくなるので、図１５が示すように、ロープ破断強度が低下する。なお、間隔比Ａが同じ大きさであっても、主ストランド本数が増えるとロープ破断強度が低下するが、これは所定の主ロープ径のもとで主ストランドの本数を増やすと主ストランドのストランド径が小さくなるためである。但し、エレベータ用主ロープの柔軟性については、主ストランドのストランド径が小さい方が好ましい。

　上述したように、ロープ掛け本数の増大を１本に止める場合、ロープ破断強度の対比率は０．９１以上とする。これを満たすためには、図１５に示すように、主ストランド本数が６本、８本、１０本および１２本の場合、それぞれ間隔比Ａを、３１．５％以下、２３％以下、２０％以下および１８％以下とする。すなわち、通常の主ストランド本数（６～１２本）に対しては、間隔比Ａを１８％以下とすれば、ロープ掛け本数の増大を１本に止めることができ、シーブやプーリの大きさやロープ設置空間の増大を抑えることができる。

　また、上述したように、間隔比Ａが８．５％以上であれば、ストランド同士の接触を防止して、ロープ寿命を向上できる。従って、通常の主ストランド本数（６～１２本）に対しては、間隔比Ａを８．５％以上かつ１８％以下とすれば、ロープ強度の低下を抑えながらロープ寿命を向上することができる。また、主ストランド本数が６本、８本、１０本および１２本の場合、それぞれ間隔比Ａを、８．５％以上３１．５％以下、８．５％以上２３％以下、８．５％以上２０％以下および８．５％以上１８％以下とすることにより、ロープ強度の低下を抑えながらロープ寿命を向上することができる。

　なお、上記のようにロープ強度の低下を抑えながらロープ寿命を向上することができる間隔比Ａの範囲のもとで、ＩＷＲＣの側ストランドは、本数を本実施形態のように６本として、正六角形を描くように配置することが力学的バランス上好ましい。さらに、このような配置とし、間隔比Ａ＝０の場合の層心円上に側ストランドを配置して、間隔比Ａ＝０の場合よりも側ストランドおよび心ストランドのストランド径を小さくすることにより、ストランド間に間隙を設けることが好ましい。これにより、ロープ強度が低下しても、ＩＷＲＣ内にストランドを最密充填する場合のロープ強度すなわち最大ロープ強度から大幅に低下することがなく、ロープ強度の低下を抑えることができる。さらに、主ロープの柔軟性を考慮すると、図２の実施形態のように、主ストランドの本数を１０本とすることが好ましい。これにより、柔軟性、ロープ強度およびロープ寿命というエレベータ用主ロープの主要特性のバランスが向上する。

　ここで、本実施形態と、前述した特許文献１などにおける従来技術との比較について述べておく。

　本実施形態では、ＩＷＲＣを有するエレベータ用主ロープの寿命を向上するためのストランドの間隔比の範囲が数値的に明らかにされているのに対し、ストランド同士を単に離す従来技術はあるものの、間隔比の数値範囲は明らかにされていない。また、間隔比を大きくしてロープ寿命を向上する際に犠牲となるロープ破断強度について、ロープ掛け本数を１本増しまで許容するというような考え方は従来技術には無く、そのような考え方に基づく間隔比の数値範囲も従来技術では明らかではない。さらに、強度の低下を抑えながら、ストランド間に間隙を設けるために、仮想される最密充填時の側ストランドの層心円周に沿って側ストランドを配置するという側ストランドの配置構成についても、従来技術では明らかではない。

　なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。

　例えば、本発明によるエレベータ用主ロープは、機械室を備えるエレベータおよび機械室レスエレベータのいずれにも適用できる。

１…巻上機，２…主ロープ，３…乗りかご，４…釣り合い錘，７…心ストランド，８Ａ～８Ｆ…側ストランド，９…被覆樹脂，１０Ａ～１０Ｊ…主ストランド，１１…仮想層心円，１２…仮想内接円，２０…方向転換プーリ

Claims

　心ストランドと、前記心ストランドの周囲に配置される複数の側ストランドと、前記心ストランドおよび前記複数の側ストランドを被覆する被覆樹脂とを有するＩＷＲＣ（Independent Wire Rope Core）と、
　前記ＩＷＲＣの周囲に配置される複数の主ストランドと、
を備えるエレベータ用主ロープにおいて、
　前記複数の側ストランドは、前記複数の側ストランドの各中心が位置する仮想層心円の周上に略等間隔で配置され、
　前記仮想層心円の周長に対して、前記複数の側ストランドの内、前記仮想層心円の周方向において隣り合う二つの側ストランドの間隙の総計の割合が８．５％以上であることを特徴とするエレベータ用主ロープ。
　心ストランドと、前記心ストランドの周囲に配置される複数の側ストランドと、前記心ストランドおよび前記複数の側ストランドを被覆する被覆樹脂とを有するＩＷＲＣ（Independent Wire Rope Core）と、
　前記ＩＷＲＣの周囲に配置される複数の主ストランドと、
を備えるエレベータ用主ロープにおいて、
　前記複数の側ストランドは、前記複数の側ストランドの各中心が位置する仮想層心円の周上に略等間隔で配置され、
　前記複数の主ストランドの仮想内接円の半径に対して、前記複数の側ストランドの各仮想外接円と前記仮想内接円との間隙の割合が３．０％以上であることを特徴とするエレベータ用主ロープ。
　請求項１に記載のエレベータ用主ロープにおいて、
　前記複数の主ストランドの本数が６本であり、前記割合が３１．５％以下であることを特徴とするエレベータ用主ロープ。
　請求項１に記載のエレベータ用主ロープにおいて、
　前記複数の主ストランドの本数が８本であり、前記割合が２３％以下であることを特徴とするエレベータ用主ロープ。
　請求項１に記載のエレベータ用主ロープにおいて、
　前記複数の主ストランドの本数が１０本であり、前記割合が２０％以下であることを特徴とするエレベータ用主ロープ。
　請求項１に記載のエレベータ用主ロープにおいて、
　前記複数の主ストランドの本数が１２本であり、前記割合が１８％以下であることを特徴とするエレベータ用主ロープ。
　請求項１，３，４，５，６のいずれか一項に記載のエレベータ用主ロープにおいて、
　前記仮想層心円は、前記複数の主ストランドの仮想内接円内に前記複数の側ストランドが仮想的に最密充填される場合における層心円であることを特徴とするエレベータ用主ロープ。
　請求項１，３，４，６のいずれか一項に記載のエレベータ用主ロープにおいて、
　前記仮想層心円は、前記複数の主ストランドの仮想内接円内に前記複数の側ストランドが仮想的に最密充填される場合における層心円であり、
　前記複数の側ストランドの本数が６本であることを特徴とするエレベータ用主ロープ。
　請求項１に記載のエレベータ用主ロープにおいて、
　前記複数の側ストランドの本数が６本、前記複数の主ストランドの本数が１０本であり、
　前記仮想層心円は、前記複数の主ストランドの仮想内接円内に前記複数の側ストランドが仮想的に最密充填される場合における層心円であり、
　前記割合が２０％以下であることを特徴とするエレベータ用主ロープ。
　請求項２に記載のエレベータ用主ロープにおいて、
　前記仮想層心円は、前記複数の主ストランドの仮想内接円内に前記複数の側ストランドが仮想的に最密充填される場合における層心円であることを特徴とするエレベータ用主ロープ。
　乗りかごおよび釣り合い錘と、
　昇降路内において前記乗りかごおよび前記釣り合い錘を吊る主ロープと、
　前記主ロープを駆動する巻上機と、
を備えるエレベータ装置において、
　前記主ロープは、
　心ストランドと、前記心ストランドの周囲に配置される複数の側ストランドと、前記心ストランドおよび前記複数の側ストランドを被覆する被覆樹脂とを有するＩＷＲＣ（Independent Wire Rope Core）と、
　前記ＩＷＲＣの周囲に配置される複数の主ストランドと、
を備え、
　前記複数の側ストランドは、前記複数の側ストランドの各中心が位置する仮想層心円の周上に略等間隔で配置され、
　前記仮想層心円の周長に対して、前記複数の側ストランドの内、前記仮想層心円の周方向において隣り合う二つの側ストランドの間隙の総計の割合が８．５％以上であることを特徴とするエレベータ装置。
　乗りかごおよび釣り合い錘と、
　昇降路内において前記乗りかごおよび前記釣り合い錘を吊る主ロープと、
　前記主ロープを駆動する巻上機と、
を備えるエレベータ装置において、
　前記主ロープは、
　心ストランドと、前記心ストランドの周囲に配置される複数の側ストランドと、前記心ストランドおよび前記複数の側ストランドを被覆する被覆樹脂とを有するＩＷＲＣ（Independent Wire Rope Core）と、
　前記ＩＷＲＣの周囲に配置される複数の主ストランドと、
を備え、
　前記複数の側ストランドは、前記複数の側ストランドの各中心が位置する仮想層心円の周上に略等間隔で配置され、
　前記複数の主ストランドの仮想内接円の半径に対して、前記複数の側ストランドの各仮想外接円と前記仮想内接円との間隙の割合が３．０％以上であることを特徴とするエレベータ用主ロープ。