WO2022190698A1 - プーリーおよびエレベーター - Google Patents

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WO2022190698A1
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WO
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pulley
peripheral portion
inner peripheral
main body
resin
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PCT/JP2022/003258
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French (fr)
Inventor
敦史 飯島
貴 安部
浩史 川上
純 布重
Original Assignee
株式会社日立製作所
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00—Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/04—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals
    • B66B11/08—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals with hoisting rope or cable operated by frictional engagement with a winding drum or sheave
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/32—Friction members
    • F16H55/36—Pulleys
    • F16H55/48—Pulleys manufactured exclusively or in part of non-metallic material, e.g. plastics

Definitions

  • the present invention relates to pulleys and elevators.
  • An elevator generally has a structure in which a vertically movable car and a counterweight are connected by an elevator rope.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the elevator 100.
  • a car 1 that can move vertically (in the direction of the double arrow in the figure) in the hoistway 6 and a counterweight 2 are connected to a main rope (elevator rope ) 4.
  • the main rope 4 is driven by a hoist (not shown) attached to the sheave 3, one end is fixed to the top of the car 1 through a pulley 5 fixed to the top, and the other end is a counterweight 2. affixed to the top of the
  • Resin parts have a specific gravity about 1/7 that of metal parts, and are very lightweight, so they are often used as materials for elevator parts.
  • a resin part is used as a strength part such as a pulley, for example, it is required to have high mechanical properties such as tensile strength and creep property, as well as properties with little dimensional change due to water absorption.
  • reinforced nylon containing a predetermined amount of reinforcing fiber such as glass fiber, such as PA6, PA66, polyamide 610 (PA610), polyamide 612 ( PA612), polyamide 11 (PA11), polyamide 12 (PA12), and other glass fiber reinforcing materials are known to be used (see Patent Document 1).
  • the present invention has been made in consideration of the above, and an object of the present invention is to provide a pulley that can achieve weight reduction and cost reduction while maintaining reliability.
  • a main body portion formed containing a resin, an inner peripheral portion provided on the inner peripheral side of the main body portion, and a main body portion provided on the outer peripheral side of the main body portion. and an outer peripheral portion having an outer circumference, the pulley comprising an expansion suppressing portion having an expansion coefficient smaller than that of the main body portion when water is absorbed.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the resin pulley of Embodiment 1.
  • FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a resin pulley according to Embodiment 2;
  • the resin pulley 5A for an elevator of the present embodiment includes a body portion 7, an outer peripheral portion 8 provided on the outer peripheral side of the main body portion 7, an inner peripheral portion 9 provided on the inner peripheral side of the main body portion 7, and a resin An expansion suppressing portion 10 provided concentrically with the circumference of the pulley 5A (or main body portion 7) is included.
  • the body portion 7, the outer peripheral portion 8, and the inner peripheral portion 9 are all arranged concentrically at the center of the boss hole.
  • the elevator 100 of this embodiment includes a main rope 4, a hoist (not shown) that drives the main rope 4, a resin pulley 5A fixed to the top, and a counterweight 2 connected to one end of the main rope 4. and a car 1 that is connected to the other end of a main rope 4 and moves up and down in a hoistway 6 by driving the main rope 4 .
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the resin pulley 5A of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a plan view of the flat resin pulley 5A.
  • the resin pulley 5 ⁇ /b>A has an expansion suppressing portion 10 on the inner peripheral portion 9 of the body portion 7 .
  • the outer peripheral portion 8 is made of the same material as the main body portion 7 .
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the resin pulley 5A of the second embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view of the flat resin pulley 5A.
  • the resin pulley 5 ⁇ /b>A has an expansion suppressing portion 10 on the outer peripheral portion 8 of the body portion 7 .
  • the inner peripheral portion 9 is made of the same material as the body portion 7 .
  • the structure is not limited to the case where the outer peripheral portion 8 and the inner peripheral portion 9 are used as the expansion suppressing portion 10 , and the main body portion 7 may be configured as the expansion suppressing portion 10 .
  • the outer peripheral portion 8 and the inner peripheral portion 9 are made of the same material.
  • the body portion 7 of the resin pulley 5A of the present embodiment is made of a polyamide resin containing a caprolactam unit as a structural unit.
  • Polyamide resins contain aliphatic polyamide monomer units as structural units.
  • Monomer units of aliphatic polyamides are, for example, caproamide units, octanamide units, decanamide units, undecaneamide units, dodecaneamide units, tetramethylene adipamide units, tetramethylenesuberamide units, tetramethylene sebacamide units, tetramethylene Dodecamide units, hexamethylene adipamide units, hexamethylene sebacamide units, hexamethylene dodecamide units, decamethylene sebacamide units, and the like.
  • the polyamide resin may contain aromatic polyamide monomer units as structural units, and the aromatic polyamide monomer units are, for example, tetramethylene isophthalamide units, hexamethylene isophthalamide units, octamethylene terephthalamide units, units, nonamethylene terephthalamide units, decamethylene terephthalamide units, undecamethylene terephthalamide units, dodecamethylene terephthalamide units, metaxylylene adipamide units, or metaxylylene sebacamide units.
  • aromatic polyamide monomer units are, for example, tetramethylene isophthalamide units, hexamethylene isophthalamide units, octamethylene terephthalamide units, units, nonamethylene terephthalamide units, decamethylene terephthalamide units, undecamethylene terephthalamide units, dodecamethylene terephthalamide units, metaxylylene adipamide units, or metaxylylene sebacamide units.
  • the material of the body portion 7 is not particularly limited as long as the strength and reliability required for the resin pulley 5A are ensured.
  • resin materials containing at least one of polyimide, polyacetal copolymer, modified polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polyetherimide, polyethersulfone, polyamideimide, polyetheretherketone, phenolic resin, epoxy resin, and unsaturated polyester and may be a combination of single or multiple resin materials.
  • the expansion suppressing portion 10 of the resin pulley 5A of the present embodiment is mainly made of polyamide resin, and may contain a fibrous reinforcing material such as glass fiber or carbon fiber.
  • the material of the fibrous reinforcing material contained in the expansion suppressing portion 10 can be used without any particular limitation as long as the performance of the expansion suppressing portion 10 is satisfied.
  • specific materials include high-strength fibers such as glass fibers, carbon fibers, para-aramid fibers, ultra-high molecular weight polyethylene fibers, polyarylate fibers, and polybenzoxazole fibers.
  • the expansion suppressing portion 10 is made of a material containing at least one of these materials.
  • the fibrous reinforcing material contained in the expansion suppressing portion 10 preferably accounts for 10 to 50% by volume of the entire resin pulley 5A. More preferably, it is 20 to 40%. If the volume ratio of the fibrous reinforcing material is less than 10%, the effect of suppressing expansion cannot be sufficiently obtained. If the volume ratio of the fibrous reinforcing material is more than 50%, the cost increases and the fatigue strength decreases due to the increase in material interfaces.
  • the water absorption rate of the expansion suppressing portion 10 is 3.0% or less, preferably 2.5% or less.
  • the water absorption rate refers to the water absorption rate when immersed in pure water for 24 hours under constant temperature and constant humidity of 23° C. and relative humidity of 50%. Water absorption is measured according to ISO62.
  • ISO62 Water absorption Standardization Standard
  • the expansion suppressing portion 10 can be formed not only by changing the material as described above, but also by changing the shape.
  • the radial length d of the inner peripheral portion 9 can be set at a certain ratio or more with respect to the pulley diameter c (FIG. 2).
  • the ratio of the radial length d of the inner peripheral portion 9 to the pulley diameter c is 6.5% or more. More preferably, it is 6.9 to 10%. Greater than 10% increases weight and cost.
  • the expansion suppressing portion 10 may be formed so as to cover the outermost layer of at least one of the main body portion 7, the outer peripheral portion 8, and the inner peripheral portion 9 of the resin pulley 5A.
  • a moisture-proof material can be used as the material of the expansion suppressing portion 10 .
  • the body portion 7, the outer peripheral portion 8 and the inner peripheral portion 9 are made of the same material.
  • Moisture-proof materials are based on, for example, polyethylene terephthalate (PET), linear low-density polyethylene (LLDPE), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyamide (PA), amorphous polyolefin (APO), etc.
  • PET polyethylene terephthalate
  • LLDPE linear low-density polyethylene
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PA polyamide
  • APO amorphous polyolefin
  • the moisture-impermeable layer is formed by coating a non-conductive, non-halogen, moisture-proof material such as alumina, silica, zinc oxide (ZnO), or titanium oxide (TiO2).
  • the moisture-proof material may be a multiple coating layer in which two or more kinds of materials are coated in multiple layers. Methods such as vapor deposition by PVD or CVD, sputtering, and ion plating can be used for coating these substances. It is desirable that the moisture-proof material has a thickness of 1 to 500 ⁇ m. More preferably, it is 1 to 250 ⁇ m. If the moisture-proof material is thinner than 1 ⁇ m, it is difficult to secure the moisture-proof property. Also, if the moisture-proof material is thicker than 500 ⁇ m, the cost increases.
  • expansion suppressing portion 10 A more specific configuration example of the expansion suppressing portion 10 will be described in detail with reference to an example of the resin pulley 5A described later.
  • Effective thickness of resin pulley 5A The concept of effective thickness is used to define the shape of the resin pulley 5A. The thinner the effective thickness (2 ⁇ V/A) derived from the relationship between the pulley volume V and the surface area A, the lighter the weight but the lower the strength. Material costs are lower for smaller effective thicknesses. Therefore, when the pulley diameter is 380 mm or less, the effective thickness is preferably 12 mm or less from the balance between strength and material cost. However, the reduction in effective thickness increases the problem of deformation due to water absorption. If the effective thickness is 12 mm or more, each portion (for example, the inner peripheral portion 9) has a sufficient thickness, so deformation due to water absorption is limited even if the expansion suppressing portion 10 is not particularly provided.
  • the resin pulley 5A including the main body portion 7, the outer peripheral portion 8, the inner peripheral portion 9, and the expansion suppressing portion 10 described above can be applied to an elevator 100, an example of which is shown in FIG.
  • the resin pulley 5A needs to have a structure that supports the tension between the car 1 and the counterweight 2, and it is desirable that the modulus of longitudinal elasticity of the resin pulley 5A is at least 2 GPa or more. More preferably, the modulus of longitudinal elasticity of the resin pulley 5A is within the range of 2.5 to 5 GPa.
  • Conditions for forming the resin pulley 5A that satisfies this modulus of longitudinal elasticity include, for example, a cylinder temperature of 240 to 280.degree. C. and a mold temperature of 40 to 120.degree.
  • the polyamide must have a molecular weight of at least 100,000.
  • the resin pulley 5A has a sufficient modulus of longitudinal elasticity, the resin pulley has long-term reliability.
  • the longitudinal elastic modulus corresponding to the water absorption rate in each example was calculated, applied to the pulley FEM model, and used for FEM analysis. Poisson's ratio was set to 0.4. Also, the amount of dimensional change due to water absorption was simulated by applying a thermal load of 1K.
  • the water absorption rate refers to the water absorption rate when immersed in pure water for 24 hours at a constant temperature and humidity of 23°C and a relative humidity of 50%. Water absorption is measured according to ISO62.
  • Example 1 In Example 1, a resin pulley 5A having a main body portion 7 mainly composed of polyamide and an expansion suppressing portion 10 arranged on the inner peripheral side (inner peripheral portion 9) of the main body portion 7 is assumed, and an FEM model is produced. did.
  • the outer peripheral portion 8 is made of the same material as the main body portion 7 .
  • the resin pulley 5A is assumed to have a body portion 7 mainly composed of polyamide and an expansion suppressing portion 10 formed by coating the outermost layer of the inner peripheral portion 9 with a moisture-proof material. Then, an FEM model was created.
  • the outer peripheral portion 8 and the inner peripheral portion 9 are made of the same material as the main body portion 7 .
  • Example 3 a resin pulley having a body portion 7 mainly composed of polyamide and an expansion suppressing portion 10 formed by setting the radial length d of the inner peripheral portion 9 to 7% of the pulley diameter. Assuming 5A, an FEM model was created. The outer peripheral portion 8 and the inner peripheral portion 9 (expansion suppressing portion 10 ) are made of the same material as the main body portion 7 .
  • Example 4 a resin pulley having a body portion 7 whose main component is polyamide and an expansion suppressing portion 10 formed by setting the radial length d of the inner peripheral portion 9 to 10% of the pulley diameter. Assuming 5A, an FEM model was created. The outer peripheral portion 8 and the inner peripheral portion 9 (expansion suppressing portion 10 ) are made of the same material as the main body portion 7 .
  • Comparative example In the comparative example, an FEM model was produced assuming a resin pulley having a main body portion 7 mainly composed of polyamide, an outer peripheral portion 8 and an inner peripheral portion 9 . In this comparative example, the resin pulley does not have the expansion suppressing portion 10 .
  • Table 1 shows the analysis results of each example and comparative example.
  • Example 1 glass fiber was contained in the inner peripheral portion 9 as the expansion suppressing portion 10, and the inner diameter change rate with respect to water absorption was as low as 0.03%. Since Examples 2 to 4 also had the expansion suppressing portion 10, the inner diameter change rate due to water absorption was low.
  • the change rate of the inner diameter due to water absorption was 0.1%, which was about three times larger than that of the other examples. If the inner diameter changes by about 0.1%, a gap is created between the resin pulley and the bearing, which may cause slippage, abnormal wear, dropout, and the like. From the above, the effectiveness of the expansion suppressing portion 10 for suppressing deformation due to water absorption was analytically shown.
  • the resin pulley 5A can be produced by injection molding or cast polymerization of raw materials such as caprolactam. At this time, the resin pulley for an elevator shown in FIG. 2 can be produced by using a raw material mixed with a fibrous reinforcing material for the portion of the expansion suppressing portion 10 .
  • a resin pulley 5A was produced by cast polymerization.
  • the effective thickness was 12 mm, and the inner peripheral length was 7% of the diameter.
  • a resin pulley was produced in the same manner. The effective thickness was 12 mm. A water supply test was performed on these two pulleys.
  • the resin pulley 5A according to this embodiment is a lightweight and high-strength resin pulley, and is therefore excellent in portability. Moreover, since the expansion suppressing portion 10 is provided, it is possible to suppress dimensional change due to water absorption, which is effective in extending the life of the resin pulley 5A. Therefore, it is possible to reduce maintenance frequency and maintenance work processes, and extend the service life of elevators.

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Abstract

樹脂プーリー（５Ａ）は、樹脂を含んで形成され、本体部（７）と、本体部（７）の内周側に設けられた内周部（９）と、本体部（７）の外周側に設けられた外周部（８）と、を有する。樹脂プーリー（５Ａ）は、本体部（７）よりも吸水時の膨張率が小さい膨張抑制部（１０）を備えた。

Description

プーリーおよびエレベーター
　本発明は、プーリーおよびエレベーターに関する。
　エレベーターは、一般に、垂直方向に移動可能な乗りかごと、つり合い重りとが、エレベーターロープにより結合された構造を有する。
　図１は、エレベーター１００の構成の一例を示す図である。エレベーター１００では、図１に示すように、昇降路６内を鉛直方向（図中の両矢印方向）に移動可能な乗りかご１と、つり合い重り（カウンターウェイト）２とが、主索（エレベーターロープ）４により結合されている。主索４は、シーブ３に備え付けられた巻上機（不図示）により駆動し、頂部に固定されたプーリー５を介して、一端が乗りかご１の頂部に固定され、他端がつり合い重り２の頂部に固定されている。
　ここで、作業員の負担軽減の観点から、エレベーター部品の可搬性および据付作業性の向上が望まれている。樹脂部品は金属部品と比較して比重が１／７程度であり、非常に軽量であることから、エレベーターの部品の材料としてよく用いられる。樹脂部品が、例えばプーリーのような強度部品として用いられる場合、引張強さやクリープ特性といった機械的特性が高いことに加え、吸水による寸法変化が少ない特性を有することが求められる。
　このような特性を考慮し、従来から、樹脂プーリーの成形材料として、ガラス繊維などの強化繊維を所定量配合した強化ナイロン（ポリアミド）、例えば、ＰＡ６、ＰＡ６６、ポリアミド６１０（ＰＡ６１０）、ポリアミド６１２（ＰＡ６１２）、ポリアミド１１（ＰＡ１１）、ポリアミド１２（ＰＡ１２）などのガラス繊維強化材を用いることが知られている（特許文献１参照）。
特開２０２０－５６４１９号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の樹脂プーリーをエレベーターに適用する場合、プーリーは大型化し、体積も大きくなる。ガラス繊維などの強化繊維は高価であることから、特許文献１に記載の樹脂プーリーをエレベーターに適用すると、部品全体に強化繊維が含まれていることから、強化繊維の量に応じて高コストになってしまうという問題がある。
　本発明は、上記を考慮してなされたものであり、信頼性を維持しつつ軽量化および低コスト化を図ることができるプーリーを提供することを目的とする。
　上述した課題を解決するため、本発明の一態様では、樹脂を含んで形成され、本体部と、前記本体部の内周側に設けられた内周部と、前記本体部の外周側に設けられた外周部と、を有するプーリーであって、前記本体部よりも吸水時の膨張率が小さい膨張抑制部を備えたことを特徴とする。
　本発明によれば、信頼性を維持しつつ軽量化および低コスト化を図ることができるプーリーを提供できる。
エレベーターの構成の一例を示す図である。 実施形態１の樹脂プーリーの構成を示す図である。 実施形態２の樹脂プーリーの構成を示す図である。
　以下、本発明に係る実施形態および実施例について、文章もしくは図面を用いて説明する。ただし、本発明に示す構造、材料、その他の具体的な数値などは、ここで取り上げた実施形態に限定されることはなく、要旨を変更しない範囲で適宜組合せや改良が可能である。また、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
　以下の説明において、添え字を付加した符号で同一または類似の構成要素を区別し、添え字を除外した符号本体で同一または類似の構成要素を総称する。
　先ず、本発明の実施形態を説明する。本実施形態のエレベーター用の樹脂プーリー５Ａは、本体部７と、本体部７の外周側に備えられた外周部８と、本体部７の内周側に備えられた内周部９と、樹脂プーリー５Ａ（あるいは本体部７）の円周と同心円状に備えられた膨張抑制部１０と、を含んで構成される。本体部７、外周部８、および内周部９は、何れもボス穴の中心の同心円状に配置される。
　本実施形態のエレベーター１００は、主索４と、主索４を駆動させる巻上機（不図示）と、頂部に固定された樹脂プーリー５Ａと、主索４の一端に接続されたつり合い重り２と、主索４の他端に接続され主索４が駆動されることにより昇降路６内を上下する乗りかご１と、を備える。
　ここで、本実施形態の樹脂プーリー５Ａの各種形状を示す実施形態を、図２～図３の模式図に、それぞれ示す。
　図２は、実施形態１の樹脂プーリー５Ａの構成を示す図である。図２は、平板状の樹脂プーリー５Ａを平面視した図である。樹脂プーリー５Ａは、本体部７の内周部９に膨張抑制部１０を有する。この場合、外周部８は、本体部７と同材である。
　図３は、実施形態２の樹脂プーリー５Ａの構成を示す図である。図３は、平板状の樹脂プーリー５Ａを平面視した図である。樹脂プーリー５Ａは、本体部７の外周部８に膨張抑制部１０を有している。この場合、内周部９は、本体部７と同材である。
　なお、外周部８や内周部９を膨張抑制部１０とする場合に限らず、本体部７を膨張抑制部１０とする構成であってもよい。この場合、外周部８および内周部９は、同材である。
　以下、本実施形態の樹脂プーリー５Ａの各部の構成について、詳細に説明する。
（樹脂プーリー５Ａの本体部７）
　本実施形態の樹脂プーリー５Ａの本体部７は、構成単位としてカプロラクタム単位を含むポリアミド樹脂で形成されている。ポリアミド樹脂は、構成単位として、脂肪族ポリアミドのモノマー単位を含む。脂肪族ポリアミドのモノマー単位は、例えば、カプロアミド単位、オクタンアミド単位、デカンアミド単位、ウンデカンアミド単位、ドデカンアミド単位、テトラメチレンアジパミド単位、テトラメチレンスベラミド単位、テトラメチレンセバカミド単位、テトラメチレンドデカミド単位、ヘキサメチレンアジパミド単位、ヘキサメチレンセバカミド単位、ヘキサメチレンドデカミド単位、またはデカメチレンセバカミド単位などである。
　また、ポリアミド樹脂は、構成単位として、芳香族ポリアミドのモノマー単位を含んでいても良く、上記芳香族ポリアミドのモノマー単位は、例えば、テトラメチレンイソフタルアミド単位、ヘキサメチレンイソフタルアミド単位、オクタメチレンテレフタルアミド単位、ノナメチレンテレフタルアミド単位、デカメチレンテレフタルアミド単位、ウンデカメチレンテレフタルアミド単位、ドデカメチレンテレフタルアミド単位、メタキシリレンアジパミド単位、またはメタキシリレンセバカミド単位などである。
　なお、樹脂プーリー５Ａに必要な強度と信頼性が確保される範囲内であれば、本体部７の材料は特に制限されない。例えば、ポリイミド、ポリアセタール共重合体、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステルを少なくとも１種類以上を含む樹脂材料からなり、さらに単一または複数の樹脂材料を組合せても良い。
（樹脂プーリー５Ａの膨張抑制部１０）
　本実施形態の樹脂プーリー５Ａの膨張抑制部１０は、主にポリアミド樹脂で構成され、ガラス繊維や炭素繊維などの繊維状強化材を含んでいても良い。
　膨張抑制部１０に含まれる繊維状強化材の材質としては、膨張抑制部１０の性能を満たす範囲において、特に制限無く用いることができる。具体的な材質の例としては、ガラス繊維、炭素繊維、パラ系アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維などの高強度繊維が挙げられる。そして、膨張抑制部１０は、これらの材料から少なくとも１種類以上を含んだ材料で形成される。
　本実施形態において、膨張抑制部１０に含まれる繊維状強化材は、樹脂プーリー５Ａの全体に対する体積割合で１０～５０％とすることが望ましい。さらに好ましくは、２０～４０％である。繊維状強化材の体積割合が１０％より少ないと、膨張抑制効果が十分に得られない。繊維状強化材の体積割合が５０％より多いと、コストの上昇に加え、材料界面の増加により疲労強度が低下してしまう。
　膨張抑制部１０の吸水率は、３．０％以下であり、好ましくは２．５％以下である。ここで吸水率は、２３℃で相対湿度５０％の恒温恒湿下で、純水に２４時間浸漬したときの吸水率をいう。吸水率はＩＳＯ６２に準拠して測定される。このように、樹脂組成物は、吸水性が小さいため、吸水・吸湿による膨潤、膨張に伴う寸法変化や物性低下を抑制できる。本実施形態の樹脂プーリー５Ａは、寸法安定性に優れ、精度の要求される用途のプーリーとして安価に提供できる。
（膨張抑制部１０の変形例１）
　膨張抑制部１０は、上述のような材料変更だけでなく、形状変更によっても形成することができる。例えば、内周部９の半径方向の長さｄをプーリー直径ｃに対して一定以上の割合とすることができる（図２）。十分な膨張抑制性能を有するためには、プーリー直径ｃに対する内周部９の半径方向の長さｄの割合（＝ｄ／ｃ）を６．５％以上とすることが望ましい。さらに好ましくは、６．９～１０％である。１０％より大きくなると、重量およびコストが増加する。
（膨張抑制部１０の変形例２）
　膨張抑制部１０は、樹脂プーリー５Ａの本体部７、外周部８、および内周部９の少なくとも何れかの最表層を被覆するように形成されていても良い。この場合、膨張抑制部１０の材料として防湿材を用いることができる。この場合、本体部７、外周部８および内周部９は同材である。
　防湿材は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアミド（ＰＡ）、非晶質ポリオレフィン（ＡＰＯ）などを基材とし、湿気の透過を抑制する層として、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）などの非導電性で非ハロゲンの防湿物質をコーティングして形成される。
　なお、防湿材は、２種類以上のものを多層にコーティングした多元コート層としても良い。これらの物質のコーティングには、ＰＶＤやＣＶＤによる蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの方法を用いることができる。防湿材の厚さは１～５００μｍとすることが望ましい。さらに好ましくは、１～２５０μｍである。防湿材が１μｍより薄いと、防湿性を担保することが困難である。また、防湿材が５００μｍより厚いとコストが上昇する。
　膨張抑制部１０のより具体的な構成の例は、後述する樹脂プーリー５Ａの実施例によって詳述する。
（樹脂プーリー５Ａの有効厚さ）
　樹脂プーリー５Ａの形状を規定するため、有効厚さの概念を用いる。プーリー体積Ｖと表面積Ａとの関係から導出される有効厚さ（２×Ｖ／Ａ）が薄いほど軽量だが強度に劣り、厚いほど重く強度に優れる。材料コストは有効厚さが薄いほど安くなる。そのため、強度と材料コストのバランスから、プーリー直径が３８０ｍｍ以下の場合、有効厚さ１２ｍｍ以下であることが望ましい。しかしながら、有効厚さが薄くなることで、吸水による変形の問題が大きくなる。有効厚さが１２ｍｍ以上であれば、各部位（例えば内周部９）が十分な厚みを持つため、膨張抑制部１０を特に設けなくても吸水による変形は限定的となる。
（樹脂プーリー５Ａを用いたエレベーター１００）
　上述の本体部７、外周部８、内周部９、および膨張抑制部１０を含んで構成された樹脂プーリー５Ａは、図１に一例を示すような、エレベーター１００に適用することができる。
　このとき、樹脂プーリー５Ａが、乗りかご１とつり合い重り２との間の張力を支える構造とする必要があり、樹脂プーリー５Ａの縦弾性係数が少なくとも２ＧＰａ以上であることが望ましい。より好ましくは、樹脂プーリー５Ａの縦弾性係数が２．５～５ＧＰａの範囲内である。この縦弾性係数を満たす樹脂プーリー５Ａを形成する条件として、例えば射出成形では、シリンダ温度２４０～２８０℃で、金型温度４０～１２０℃が挙げられる。ポリアミドの分子量が少なくとも１０万以上が必要である。
　このように樹脂プーリー５Ａが十分な縦弾性係数を有することにより、長期的な信頼性を有する樹脂プーリーとなる。
　次に、本発明の実施例として、本発明のエレベーター用の樹脂プーリー５Ａのより具体的な例を示す。
（吸水による変形の評価）
　吸水による樹脂プーリー５Ａの変形を評価するため、有限要素法（ＦＥＭ）による解析を実施した。樹脂プーリー５Ａの形状データから有限要素法に対応した要素分割により分割された有限個の要素で構成されるプーリーＦＥＭモデルを作製する。プーリーＦＥＭモデルでは、各部材の材料情報が各部材に割り当てられるとともに、要素の境界に節点が定義される。そして、節点毎に材料情報に基づいて運動方程式が演算されることで、変形解析を行う。
　樹脂プーリー５Ａの吸水率と縦弾性係数との関係から、各実施例における吸水率に相当する縦弾性係数を算出し、プーリーＦＥＭモデルに対して適用し、ＦＥＭ解析に用いた。ポアソン比は０．４とした。また、吸水による寸法変化量は１Ｋの熱荷重を与えることで模擬した。
　吸水率は、２３℃で相対湿度５０％の恒温恒湿下で、純水に２４時間浸漬したときの吸水率をいう。吸水率はＩＳＯ６２に準拠して測定される。
（実施例１）
　実施例１では、ポリアミドを主成分とする本体部７と、本体部７の内周側（内周部９）に配置した膨張抑制部１０とを有する樹脂プーリー５Ａを想定し、ＦＥＭモデルを作製した。外周部８は、本体部７と同材である。
（実施例２）
　実施例２では、樹脂プーリー５Ａは、ポリアミドを主成分とする本体部７と、内周部９の最表層を防湿材により被覆することで形成した膨張抑制部１０とを有する樹脂プーリー５Ａを想定し、ＦＥＭモデルを作製した。外周部８および内周部９は、本体部７と同材である。
（実施例３）
　実施例３では、ポリアミドを主成分とする本体部７と、内周部９の半径方向の長さｄをプーリー直径に対して７％とすることで形成した膨張抑制部１０とを有する樹脂プーリー５Ａを想定し、ＦＥＭモデルを作製した。外周部８および内周部９（膨張抑制部１０）は、本体部７と同材である。
（実施例４）
　実施例４では、ポリアミドを主成分とする本体部７と、内周部９の半径方向の長さｄをプーリー直径に対して１０％とすることで形成した膨張抑制部１０とを有する樹脂プーリー５Ａを想定し、ＦＥＭモデルを作製した。外周部８および内周部９（膨張抑制部１０）は、本体部７と同材である。
（比較例）
　比較例では、ポリアミドを主成分とする本体部７と、外周部８と、内周部９とを有する樹脂プーリーを想定し、ＦＥＭモデルを作製した。本比較例では、樹脂プーリーは、膨張抑制部１０を有さない。
　各実施例および比較例の解析結果を表１に示す。
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例１は、膨張抑制部１０として内周部９にガラス繊維を含有しており、吸水に対する内径変化率は０．０３％と非常に低い結果となった。実施例２～４も同様に膨張抑制部１０を有しているため、吸水による内径変化率は低かった。
　一方、膨張抑制部１０を持たない比較例では、吸水による内径変化率が０．１％と、他の実施例と比較して３倍程度大きかった。内径が０．１％ほど変化すると、樹脂プーリーと軸受との間に隙間が生じ、空転、異常摩耗、脱落などが発生する恐れがある。以上から、吸水による変形抑制に対する膨張抑制部１０の有効性が解析的に示された。
（樹脂プーリー５Ａの作製および評価）
　カプロラクタムを始めとした原料を射出成形または注型重合により樹脂プーリー５Ａを作製することができる。このとき、膨張抑制部１０の部分に繊維状強化材を混ぜた原料を使用することで、図２に示すエレベーター用樹脂プーリーを作製することができる。
　実施例３をもとにして、注型重合により樹脂プーリー５Ａを作製した。有効厚さは１２ｍｍ、直径に対する内周部の長さを７％とした。また、比較例をもとにして、同様に樹脂プーリーを作製した。有効厚さは１２ｍｍとした。これら２つのプーリーに対して給水試験を行った。
　吸水試験後の各プーリーの寸法を計測した結果、その内径変化率はそれぞれ０．０３％、０．１％であった。この結果から、吸水による変形抑制に対する膨張抑制部１０の有効性が実験的に示された。
　本実施形態に係る樹脂プーリー５Ａは、軽量かつ高強度の樹脂プーリーであるため、可搬性に優れる。また、膨張抑制部１０を備えているため、吸水による寸法変化を抑制でき、樹脂プーリー５Ａの長寿命化にも効果を示す。そのため、メンテナンス頻度や保守にかかる作業工程の削減、エレベーターの長寿命化などが可能となる。
　なお、上記した各実施形態および各実施例は、本発明の理解を助けるために具体的に説明したものであり、本発明は、説明した全ての構成を備えることに限定されるものではない。例えば、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。さらに、各実施例の構成の一部について、削除・他の構成に置換・他の構成の追加をすることが可能である。
１：乗りかご、２：つり合い重り（カウンターウェイト）、３：シーブ、４：主索、５Ａ：樹脂プーリー、６：昇降路、７：本体部、８：外周部、９：内周部、１０：膨張抑制部、１００：エレベーター

Claims (7)

  1. 　樹脂を含んで形成され、本体部と、前記本体部の内周側に設けられた内周部と、前記本体部の外周側に設けられた外周部と、を有するプーリーであって、
    　前記本体部よりも吸水時の膨張率が小さい膨張抑制部を備えた
    　ことを特徴とするプーリー。
  2. 　請求項１に記載のプーリーであって、
    　前記樹脂は、構成単位としてカプロラクタム単位を含むポリアミド樹脂である
    　ことを特徴とするプーリー。
  3. 　請求項１に記載のプーリーであって、
    　前記膨張抑制部は、前記内周部または前記外周部であり、体積割合で１０～５０％の繊維状強化材を含む
    　ことを特徴とするプーリー。
  4. 　請求項１に記載のプーリーであって、
    　前記膨張抑制部は、前記内周部であり、前記プーリーの直径に対する前記内周部の半径方向の長さの割合が６．５～１０％である
    　ことを特徴とするプーリー。
  5. 　請求項１に記載のプーリーであって、
    　前記膨張抑制部は、前記本体部、前記内周部、および前記外周部の少なくとも何れかの最表層を１～５００μｍの厚さで被覆する防湿材によって形成されている
    　ことを特徴とするプーリー。
  6. 　請求項１～５の何れか１項に記載のプーリーであって、
    　前記プーリーの直径が３８０ｍｍ以下であり、前記プーリーの体積Ｖと表面積Ａとの関係から導出される有効厚さ（２×Ｖ／Ａ）が１２ｍｍ以下である
    　ことを特徴とするプーリー。
  7. 　請求項１に記載のプーリーと、
    　乗りかごと、
    　つり合い重りと、
    　前記乗りかごと前記つり合い重りとを前記プーリーを介して接続する主索と、
    　前記主索を駆動することで前記乗りかごを昇降路内の上下に移動させる巻上機と
    　を有することを特徴とするエレベーター。
     
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60164162U (ja) * 1984-04-10 1985-10-31 三菱レイヨン株式会社 プ−リ−
JPH0861467A (ja) * 1994-08-12 1996-03-08 Norihiro Nakajima プラスチック製滑車及びその製造方法
JP2007192386A (ja) * 2006-01-23 2007-08-02 Jtekt Corp プーリ装置
CN107474243A (zh) * 2017-08-23 2017-12-15 江苏易元新材料科技有限公司 单体浇铸尼龙、尼龙轮、尼龙轮的制备方法及应用
CN107687512A (zh) * 2016-08-05 2018-02-13 株式会社日立制作所 滑轮
JP2020056419A (ja) * 2018-09-28 2020-04-09 Ntn株式会社 樹脂製プーリ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60164162U (ja) * 1984-04-10 1985-10-31 三菱レイヨン株式会社 プ−リ−
JPH0861467A (ja) * 1994-08-12 1996-03-08 Norihiro Nakajima プラスチック製滑車及びその製造方法
JP2007192386A (ja) * 2006-01-23 2007-08-02 Jtekt Corp プーリ装置
CN107687512A (zh) * 2016-08-05 2018-02-13 株式会社日立制作所 滑轮
CN107474243A (zh) * 2017-08-23 2017-12-15 江苏易元新材料科技有限公司 单体浇铸尼龙、尼龙轮、尼龙轮的制备方法及应用
JP2020056419A (ja) * 2018-09-28 2020-04-09 Ntn株式会社 樹脂製プーリ

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