JP2016089108A - エレベーターロープ及びそれを用いたエレベーター - Google Patents
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Abstract
Description
図2は、エレベーターロープ(ワイヤロープ)の一例を示す断面の模式図である。図2に示すように、ワイヤロープ4は、複数の鋼線(10a,10b及び10c)を撚り合わせて構成される鋼線ストランド(以下、ストランドとも称する)9を、合成繊維または天然繊維からなる心綱8を中心に複数本撚り合わせてなる。図2では心綱8の周りに6本のストランド9を配置しているが、8本のストランド9を配置していてもよい。ワイヤロープ4に張力が加わると、鋼線ストランド9が心綱8を圧縮する方向に力が作用する。ワイヤロープ4は、鋼線ストランド9同士の擦れや摩耗抑制及びロープ‐シーブ間の油膜形成のために、心綱8及びストランド9の表面、内部及びその両方に、ロープ油又はロープ油を半固体化したグリースを含んでいる。
上記一般式(1)で表される化合物は、シクロヘキシル骨格などの環状炭化水素を複数有し、環同士が炭化水素を介して、又は直接結合することで非常にかさ高い分子構造を有する(立体障害が大きい)化合物であり、せん断抵抗が大きく、面圧が増加した場合でも油膜の厚さを維持することができ、高いトラクション特性と高い耐摩耗性を実現することができる。当該化合物を基油とすることで、トラクション特性に優れたロープ油又はグリースを調製可能である。
本発明に係るエレベーターロープが含むグリースに適用される増ちょう剤は、上記基油を半固体状又は固化するために用いるものであり、エレベーターロープに基油を固定するための必須の成分である。本発明において、増ちょう剤は、一般的なパラフィンワックスの融点である40〜90℃の範囲よりも大きい融点(滴点)を有し、ロープ油を半固体化可能なものを選定する必要がある。具体的には金属石鹸、ウレア化合物又はこれらの混合物を用いる。
上述した本発明に係る基油は、高いトラクション特性を示す一方で、基油単独では粘性が低いものもある。粘性が低いと、接触部への油の張り付き(付着性)は弱くなり、シーブからの動力伝達時に油膜切れを起こしてロープの摩耗が発生しやすい。そのため、接触部では油膜の構造を維持する必要があり、基油の粘性を高めるような施策が必要となる。本発明では、基油の粘性を高めるために増粘剤を用いることができる。本発明において増粘剤は必須の成分では無く、基油の成分や接触面圧等のエレベーターロープの作動条件に応じて、必要があれば用いることができるものである。
図1は、トラクション式エレベーターの一例を示す模式図である。図1に示すように、本発明に係るエレベーター100は、昇降路7の上部に巻上機(図示せず)を配し、巻上機シーブ3にワイヤロープ4がかけられ、ワイヤロープ4の両端に乗りかご1とカウンターウェイト2とを吊り下げることで重量のつり合いを取っている。巻上機を回転させることで、巻上機シーブ3とワイヤロープ4との間に生じる摩擦力(トラクション)によって乗りかご1を昇降する構造である。ワイヤロープ4には、上述した本発明に係るエレベーターロープを用いる。
ロープ油の動粘度測定(40,100℃)はJIS規格(JIS K2283)に基づき測定した。また、グリースのちょう度(混和ちょう度)及び滴点は、JIS規格(JIS K2220)に基づき測定し、離油度の測定はJIS規格(JIS K2220)に規定された器具を用い、温度条件を変更して測定した。また、ロープ油の40℃及び100℃の動粘度の値から、JIS規格(JIS K 2283)に基づき粘度指数を評価した。また、ロープ油の40℃の動粘度の値から、ISO(International Organization for Standardization) 3448に基づき、粘度グレードを評価した。
トラクション係数測定は、ボールオンディスク試験装置を用いて行った。本試験装置はボール及びディスク双方が回転する機構を有し、すべり速度、転がり速度を任意に変更できる。測定条件は、荷重30N(ヘルツ面圧:0.82GPa)、転がり速度:500mm/s、温度30℃、すべり速度:0〜1000mm/sとし、すべり速度を変化させてトラクション係数を測定し、その最大値(μmax)を試料のトラクション係数とした。
油の極圧試験はファレックス摩擦摩耗試験装置を用い、ASTM(America Society for Testing and Materials)‐D2670を参考にして行った。試験片の材質は炭素鋼(ジャ‐ナルピン(φ6.35mm):ニッケルクロム鋼鋼材(SAE3135)、Vブロック:硫黄快削鋼(AISI1137))であり、油で浸漬した試験片について、一定速度および荷重条件下(回転速度:290min−1、温度:70℃、ならし運転:89N,5min、本測定:445N,3h)で行った。摩耗量は負荷機構のラチェットの目盛り変化からピンとブロックの合計の摩耗深さを計算により求めた。
増粘剤などの重量平均分子量(Mw)は、ゲル濾過クロマトグラフィ装置(溶媒:テトラヒドロフラン、ポリスチレン標準)により測定した。
10リットル(以下、リットルを「L」と記す)のガラス製反応容器に、α‐メチルスチレン5kgと、触媒として12‐タングステン酸100gとを入れ、50℃で1時間加熱、攪拌して反応させた後、20℃の水浴にて冷却し、触媒を濾別した。この濾液を200Lオートクレーブに入れ、さらにシクロヘキサン100kgと、Pdを含む活性炭担体の水添触媒(5質量%Pd担持)(以下、この触媒を「Pd/C水添触媒」と記す)500gを入れ、密閉後、水素圧60kg/cm2(G)、180℃で8時間水素化を行い、室温まで放冷し、Pd/C水添触媒を濾別した。
2Lのステンレス製オートクレーブに、クロトンアルデヒド561g及びジシクロペンタジエン352gを仕込み、170℃で3時間攪拌して反応させた。反応溶液を室温まで冷却した後、ラネーニッケル触媒18gを加え、水素圧9kg/cm2(G)、150℃で4時間水素化を行った。冷却後、触媒を濾別した後、濾液を減圧蒸留し、105℃/20mmHg留分500gを得た。
基油1〜4及びビシクロヘキシル(基油5)について、増粘剤として固体ポリイソブチレン(重量平均分子量9,000)を添加したロープ油を調製し、調整したロープ油について、動粘度(40℃)を測定し、ISO粘度グレードを評価した。また、ロープ油のトラクション係数(30℃)を測定した。表1にロープ油の組成と特性の評価結果を示す。なお、表1の組成について、「%」は「質量%」を意味するものとする。後述する表2及び3についても同様である。いずれも優れたトラクション係数(後述する比較例2(赤ロープグリース)の2倍以上)を有し、ロープ油として優れた性能を示した。なお、本明細書において、「参考例」のロープ油は、増ちょう剤を含まないので本発明ではないが、エレベーターロープに用いられるロープ油としては新規なものであり、本発明の効果の一部(優れたトラクション特性及び耐摩耗性)を達成することができるものである。
参考例6について、基油1と増粘剤としてスチレンエラストマ(スチレン‐エチレン共重合体、スチレン共重合比=約70%、重量平均分子量80,000)を用いたロープ油を調製した。表1にロープ油の組成と特性の評価結果を併記する。表1に示すように、分子構造の異なる増粘剤を使用した場合においても、高トラクション特性を維持した。
実施例にて用いたロープ油との比較を目的として、ポリイソブテン(ポリイソブチレン)油(重量平均分子量700)を用意した。
参考例1に示したロープ油の配合をベースとして、基油1又は基油4に増粘剤と増ちょう剤とを添加してグリースを作製した。表3にグリースの組成と特性の評価結果を示す。なお、表3中、金属石鹸増ちょう剤として12‐ヒドロキシステアリン酸リチウム、リチウムコンプレックス石鹸として12‐ヒドロキシステアリン酸リチウムとアゼライン酸ジリチウムとの反応物、ウレア系増ちょう剤としてジフェニルメタン‐4,4‐ジイソシアネ‐トとオクチルアミンとの反応物を用いた。
実施例7〜9について、増ちょう剤の含有量、反応温度及び反応時間を調整することで、基油に増粘剤を配合しなくても、増粘剤を混合した場合と同程度の混和ちょう度及び離油度を有するグリースが得られた。実施例10及び11では、粘性の異なる基油1(二量体)と基油3(三量体)とを混合することで、ロープ油自体の粘性を調整できることが示された。
Claims (8)
- 複数の鋼線をより合わせて形成したストランドと、心綱と、を含み、
前記心綱を中心として前記心綱の周りに複数本の前記ストランドをより合わせたエレベーターロープにおいて、
前記ストランドの表面は、グリースで被覆され、
前記グリースは、下記一般式(1)で表される基油と、金属石鹸及びウレア化合物のうちの少なくとも1種を含む増ちょう剤と、を含むことを特徴とするエレベーターロープ。
- 前記基油は、下記一般式(2)〜(7)で表される化合物のうちの少なくとも1種であることを特徴とする請求項1記載のエレベーターロープ。
- 前記増ちょう剤は、金属石鹸であり、前記グリースは、前記増ちょう剤を5〜20質量%含み、前記グリースの滴点が90℃以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載のエレベーターロープ。
- 前記増ちょう剤は、ウレア化合物であり、前記グリースは、前記増ちょう剤を10〜25質量%含み、前記グリースの滴点が90℃以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載のエレベーターロープ。
- 前記グリースは、混和ちょう度が200〜475であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のエレベーターロープ。
- さらに、前記基油は、重量平均分子量が1,000以上100,000以下の増粘剤を含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のエレベーターロープ。
- 前記心鋼の表面は、前記基油又は前記グリースで被覆されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のエレベーターロープ。
- 巻上機と、前記巻上機に接続され溝を備えたシーブと、前記溝に通されたワイヤロープと、前記ワイヤロープに接続され昇降するかごと、前記ワイヤロープが通されたプーリと、前記ワイヤロープに接続され前記かごとの吊り合いを取るカウンターウェイトと、前記巻上機の回転を制御する制御装置と、を備え、
前記ワイヤロープが、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の前記エレベーターロープであることを特徴とするエレベーター。
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