JP3724322B2

JP3724322B2 - Wire rope and elevator using it

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Publication number: JP3724322B2
Application number: JP2000077776A
Authority: JP
Inventors: 謙介加藤; 律寺本; 博美稲葉; 長瀬　　博; 一朗中村; 雄二吉冨
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2020-03-15
Also published as: CN1388844A; EP1273695A4; CN1177100C; JP2001262482A; WO2001068973A1; EP1273695B1; EP1273695A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロープ式エレベータに係り、特に樹脂材料で素線を被覆すると共にロープ外周を樹脂材料で被覆したワイヤロープを用いたエレベータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロープ式エレベータはモータ、減速機、シーブ、そらせ車からなる駆動装置を備え、シーブに巻き掛けたメインロープ(以後ロープと呼ぶ)の一方に乗りかごの荷重を、シーブを介して他方にカウンタウェイトの荷重を作用させ、ロープ・シーブ間の摩擦により乗りかご、カウンタウェイトを昇降させる機構を有している。
【０００３】
ロープは一般に、鋼製の素線を撚り合わせて形成されるストランドを、さらに撚り合わせて形成される。この鋼製のロープは、エレベータを吊り上げて駆動するに必要な摩擦特性、耐摩耗・疲労特性などを満たしており、信頼性が高い。
【０００４】
ただし、ロープは消耗品であるため寿命が存在する。ロープの寿命要因は、四つに分類される。すなわち、シーブを通過するための曲げ延ばしに起因する疲労、素線同士の相互移動による摩耗、シーブの溝壁面との接触に起因するロープ外層素線の摩耗、および、大気との接触による腐食である。このため、シーブ通過の繰り返し曲げによる影響を低減する目的で、ロープ径ｄとシーブ径Ｄの比率（Ｄ／ｄ）は、従来４０以上を確保して使用されている。
【０００５】
一方、シーブ径Ｄは、乗りかごを昇降させるために必要なモータの駆動トルクと直接関係するため、モータをはじめとしたエレベータシステムの小型・軽量化のためには、シーブを小径化することが必要となる。
【０００６】
また、鋼製ロープは、鋳鉄製シーブに巻き掛けられて摩擦駆動されるため、ロープがシーブへ巻き込む際の金属接触から、振動、騒音が発生し、乗り心地に影響を与えている。
【０００７】
これらを解決する手段として、鋼製素線と比較して、柔軟性に富むアラミド繊維などの合成繊維を撚り合わせ、さらにこれをウレタンなどの樹脂で被覆したロープを用いて、シーブ径を低減、及び振動、騒音を低減させる方法が、特開平７−２６７５３４号に記述されている。
【０００８】
また、樹脂で被覆された合成繊維ロープの寿命時期を判別するために、合成繊維ロープの内部に、合成繊維よりも強度の低い導電性カーボン繊維を埋め込み、この破断を電圧で確認してロープの寿命を判別する方法が、特開平８−２６１９７２号に記述されている。
【０００９】
一方で、ロープの寿命は、シーブとの接触圧が高いほど短くなる。すなわち、ロープ接触圧力Ｐropeは、ロープ張力Ｆに比例し、シーブ径Ｄに反比例するため、シーブ径を小さくした場合、その圧力は上昇する（Ｐrope≒Ｆ／（Ｄｄ））。
【００１０】
これを解決する手段として、鋼製素線、あるいはアラミド繊維などの合成繊維を撚り合わせたストランドを複数本一列に配置し、これらを樹脂で被覆した平型ベルトを用いて、シーブとの接触圧力を低減し、ロープ表面に被覆された樹脂を長寿命化させる方法が、ＰＣＴＷＯ９９／４３８８５号に記述されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ロープ式エレベータをはじめとしたロープを用いる機械システムのシーブを小径化させ、シーブを駆動する電動機、巻き上げ機の小型化を図り、機械システムの設置面積を縮小させるためには、ロープ曲げ半径の低下に伴うロープ寿命、強度の低下を抑制しなければならない。
【００１２】
本発明の目的は、ロープの曲げ半径を減少させた場合に、ロープの寿命、強度の低下を抑制して、安全性と信頼性を確保したロープを提供することにある。
【００１３】
本発明のさらに別の目的は、シーブ径を減少させた場合に、ロープの寿命、強度の低下を抑制して、安全性と信頼性を確保したエレベータを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、樹脂材料で被覆した素線を複数本撚り合わせてストランドを構成し、前記ストランドを複数本撚り合わせてワイヤロープを構成し、構成されたワイヤロープの外周を樹脂材料で被覆した構成とした。
【００１５】
さらに、乗りかごとカウンタウェイトが複数のロープにより連結され、ロープをモータにより駆動するシーブに巻きかけて摩擦駆動するエレベータにおいて、樹脂被覆された複数の鋼製素線を撚り合わせてストランドを構成し、複数のストランドを撚り合わせて１本のロープ構成し、前記ワイヤロープの外周を樹脂材料で被覆すると共に、ワイヤロープの軸方向に対する垂直断面の形状が、略円形としたエレベータを提案する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を、図面を用いて説明する。
【００１７】
荷重支持部材としてのワイヤロープは、鋼製の素線を撚り合わせて形成されるストランドを、さらに撚り合わせて形成される。ロープはその柔軟性から、シーブに巻き掛けられ、あるいは巻き込まれる形態で、動索としてエレベータをはじめとした広範な機械システムに使用されている。鋼から構成されるロープは消耗部品であるため、その長寿命化は機械システムの信頼性、安全性の向上に貢献する。
【００１８】
鋼製ロープの寿命に及ぼす要因は、大きく次の四つに分類される。シーブを通過するための曲げ延ばしに起因する疲労、素線同士の相互移動による摩耗、シーブの溝壁面との接触に起因するロープ外層素線の摩耗、および、大気との接触による腐食である。これらの中で、シーブ通過の繰り返し曲げによる疲労と摩耗の影響を低減するため、従来は、ロープ径ｄとシーブ径Ｄの比率（Ｄ／ｄ）に着目し、機械システム毎にある値以上（エレベータの場合、４０以上）を確保して使用されている。
【００１９】
シーブ径Ｄの低減は、機械システムの小型化、省スペース化、あるいは低コスト化に貢献する。本発明のロープは、上述した四つの寿命要因の影響を極力排除し、長寿命を実現するため、以下の実施例で示す構造からなる。
【００２０】
図１は、本発明に係わるロープの一実施例の断面概略図である。荷重支持部材であるワイヤロープ１は、鋼製の素線２を撚り合わせてストランド３を構成し、さらに、ストランド３を撚り合わせて構成される。各素線２は、素線被覆４が施され、ロープ１全体は、中間被覆材６で覆われ、さらに最外層はロープ被覆５が施される。
【００２１】
シーブを小径化、あるいは、エレベータの場合、ロープ径ｄとシーブ径Ｄの比率Ｄ／ｄを従来の値である４０以下とするためには、前述した寿命要因の中で、シーブ通過の曲げに起因するロープ１の疲労特性を改善しなければならない。そこで、ロープ１を構成する素線２に作用する曲げ応力に着目し、シーブを小径化した際に必要となる素線形状を検討した。動索としてのロープは、シーブへの巻き掛け時に、素線２に曲げ応力σｂが作用する。ここで、最大発生曲げ応力σｂｍａｘは、素線２の断面において最外層で生じ、その値は素線２の中心からの距離に比例、すなわち素線２の直径δに比例する。素線２の縦弾性率をＥで表すと、最大発生曲げ応力σｂｍａｘは次式で表される。
【００２２】
σｂｍａｘ＝Ｅδ／Ｄ
また、ロープ１の曲げ伸ばしにより、素線２の最外層に繰り返し作用する応力振幅σａは次式で表される。
【００２３】
σａ＝Ｅδ／２Ｄ
上式より、素線２の直径δを小径化することで、素線２に発生する応力を低減できる。ところで、従来のエレベータではシーブ径が５００ｍｍでそれに用いられている素線の直径が０．８ｍｍのワイヤロープが用いられている。そこで、一例として、炭素含有量０．７％、直径０．３ｍｍの鋼製の素線を用いて、部分片振り引張りによる疲労試験を実施し、その疲労限度σａｌを求めた。このときの平均応力は５００ＭＰａである。その結果を図２に示す。これより、疲労限度はσａｌは、応力振幅σａが２６０ＭＰａ程度であることが明らかとなった。
【００２４】
従って、前述の疲労試験を実施した素線を用いて、ワイヤロープを構成して、エレベータのシーブを小径化した場合、ロープ径ｄとシーブ径Ｄの比率Ｄ／ｄを４０以下とするためには、次式を満足しなければならない。
【００２５】
Ｅδ／２Ｄ＜２６０（ＭＰａ）
例えば、従来の鋼製素線を用いたエレベータシステムでは、シーブ径Ｄが５００ｍｍで、ロープ径ｄが１２ｍｍであり、ロープ１を構成する素線の径δが０．８ｍｍである。このシーブ径Ｄとロープ径ｄの比Ｄ／ｄは４１．７である。それに対して、本実施例の構成のワイヤロープを用いた場合、シーブ径Ｄを２００ｍｍに小径化させ、ロープ径ｄを１２ｍｍ、ロープ１を構成する素線の直径δを０．５０ｍｍ程度で構成すると、Ｄ／ｄは１６．７となる。また、シーブ径Ｄを１００ｍｍに小径化すると、ロープ径ｄは１２ｍｍ、ロープ１を構成する素線の直径δを０．２５ｍｍ程度で構成すると、Ｄ／ｄは８．３ｍｍとなる。
【００２６】
疲労の観点から、素線２に生じる曲げ応力σｂは、前述したように素線２の直径δを小径化することにより低減できる。一方で、素線２の小径化は、ロープの寿命要因である素線２の相互移動による摩耗を考慮すると、寿命に対して悪影響を及ぼす。この素線２の相互移動量、すなわち滑り距離は、ロープ径ｄの増加に伴い、増加する。相互移動の距離を低減するためには、ロープ径ｄは小径であることが望ましい。しかしながら、ロープ径ｄの減少は、同時にロープ１の破断強度を低下させるため、素線２の破断強度を増加させる必要がある。このため、ロープ１を構成する素線２は、破断強度が１，７７０ＭＰａ以上である素線で構成するとよい。
【００２７】
また、本実施例では、素線２相互移動による摩耗を低減するため、素線２の表面に素線被覆４を施した。素線被覆４は、ポリエチレン、ポリアミド、４フッ化エチレン、ポリウレタン、エポキシ、塩化ビニルなどの樹脂から構成される。これら素線被覆４は、鋼と比較して弾性率が低いため、素線２相互が接触した際は接触面積が確保され、低面圧での摺動となる。この結果、素線２に局部的な集中接触が発生せず、素線２の摩耗を低減する。
【００２８】
素線２の摩耗を低減する目的である素線被覆４は、鋼より塑性流動圧力が低い材料、すなわち、軟質被膜材によっても形成される。素線２相互の接触滑りによる摩擦力は、おおむね、接触面積Ａｗと材料の持つせん断強さｓの積Ａｗ・ｓにより表される。ここで、接触面積Ａｗは、（垂直荷重）／（材料の塑性流動圧力）にほぼ等しいため、母材である鋼の接触面積は小さい。従って、素線２相互の滑りに伴うせん断を、せん断強さの低い軟質被覆材で形成される素線被覆４が受け、垂直荷重を母材である鋼製素線２が支え、低摩擦を得る。ここでの素線被覆４を形成する軟質被覆材は、二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤などを用いても効果が現れる。
【００２９】
素線２の直径δを減少させ、シーブ径Ｄの小径化を図る場合、素線２相互の滑りによる摩耗の他、ロープ１の最外層素線とシーブ溝との接触による摩耗も考慮しなければならない。このため、本実施例では、図１に示すように素線２とシーブ溝との摩耗を低減するため、ロープ１の最外層表面に、ロープ被覆５を施した。この被覆材は、先に示した素線２の被覆材のうちの一つを用いればよい。一般に、摩耗は材料の持つ降伏圧力に対する接触面圧の比と密接な関係を持っており、これを低下させることにより、摩耗量を低減することができる。すなわち、前述したとおり、接触面圧の低下は摩耗量の低減に有効である。素線２が直接シーブ溝と接触する場合と比較して、ロープ１全体を閉じた状態で被覆し、接触させることにより、接触点での曲率半径が増加し、接触面積の増加、すなわち接触面圧の低減を図ることができる。また、接触点での曲率の他、材料の弾性率を低下させることにより、接触面積の増加、接触面圧の低下を図ることができる。
【００３０】
中間被覆材６は、素線２と最外層に施されたロープ被覆５との間に配置され、ロープ被覆５の内部からの摩耗を低減させる。また、ロープ被覆５は、ロープ１全体を外気から遮断する機能も備えるため、ロープ１の耐腐食性を向上させる。このため、ロープ１が屋外に露出された機械システムにおいても安定した信頼性と寿命を確保することができる。また、ロープ被覆材は難燃性であることが望ましい。さらに、ロープ被覆５は、任意の色に着色され、屋外、あるいは屋内に設置された機械システムのデザイン性に幅を持たせることができる。
【００３１】
ロープ１は、以上説明したように構成されるているため、それぞれの鋼製の素線２が相互に、あるいは、シーブ溝と直接接触しない構造となっている。このため、複数の素線２を撚り合わせて構成されるストランド３は、その外層に配置された素線に対して、特に耐摩耗性を持たせる必要はない。本発明であるロープ１は、各素線２の直径δがほぼ等しいウォーリントン型のストランド３により構成されることが望ましい。
【００３２】
機械システムの小型、軽量化を促進するため、シーブ径Ｄを小径化する際には、素線２の小径化による曲げ応力の低減、素線２の小径化に伴う摩耗を減少させるための素線２への素線被覆４、及びロープ１全体へのロープ被覆５に加えて、ロープ１の撚り方法もロープが持つ柔軟性に影響を及ぼす。一般に機械システムで用いられるロープ１の撚り方法は、素線２の撚り方向とストランド３の撚り方向とが同一であるラング撚り、及び、素線２の撚り方向とストランド３の撚り方向とが逆である普通撚りとがある。
【００３３】
ラング撚りロープの場合、素線２がロープ１の中心軸となす角度は、普通撚りロープと比較して大きいため、ロープ全体が曲げに対する柔軟性が高い。このため、本発明であるロープ１をシーブの小径化に活用する場合、例えば、エレベーターの場合、ロープ径ｄとシーブ径Ｄの比Ｄ／ｄの値が４０を下回る条件で使用するときは、ラング撚りで撚られたロープ１が使用される。また、ラング撚りロープでは、普通撚りロープと比較して、ロープ表面に現れる素線が長く、表面が円滑であるため、局部的な接触を抑え、接触面圧が低い。このため、ロープ１がシーブに巻き込まれたとき、ロープ被覆５に作用する圧縮応力は、普通よりロープと比較して、ラング撚りロープを用いた場合は低くなる。ロープ１とシーブとの接触圧力は、シーブ径が小さいほど上昇する。ロープ被覆５の疲労、寿命を考慮し、本発明であるロープ１をシーブの小径化に活用する場合、例えば、エレベーターの場合、ロープ径ｄとシーブ径Ｄの比Ｄ／ｄの値が４０を下回る条件で使用するときは、ラング撚りで撚られたロープ１が使用される。
【００３４】
一方で、普通撚りロープは、張力が作用したときに、撚りが戻る方向に働く自転に対する抵抗が大きくなる。これより、ロープ１の回転を抑えることが優先される機械システムに、本実施例のロープ１を適用する場合は、普通撚りで撚られたロープ１が使用される。
【００３５】
荷重支持部材としてのロープ１の劣化、寿命は、ロープ１を構成する素線２の破断から生じる。最外層がロープ被覆５で覆われたロープ１の劣化判定は、漏洩磁束法などの磁気探傷法により、荷重支持部材を構成する素線２の破断が検出される。
【００３６】
図３は、本発明の実施例であるロープ１が、シーブ７に巻きかかった状態での断面の概略図である。エレベータの場合、ロープ１は、シーブ溝８に巻きかかり、図中省略した電動機により、シーブ７を回転させ、ロープ１とシーブ溝８との間で発生する摩擦力により、ロープ１が駆動される。シーブ溝８は、シーブ７に取り付けられたライニング９に形成されており、シーブ７からの着脱が可能である。ライニング９は、ロープ被覆５との間で発生する摩擦力、摩耗などを考慮して、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエチレンなどの樹脂から構成される。これらの樹脂材料を用いることにより、同様の樹脂材料であるロープ被覆材５との接触が、弾性的、あるいは粘弾性的な樹脂摩擦となり、エレベータとして充分な摩擦力を確保することができる。なお、ライニング９に代わって、樹脂材料のコーティングによっても適正な摩擦力、耐摩耗性を確保できる。
【００３７】
図４は、本発明の他の実施例であるロープの断面概略図である。本実施例で図１の実施例と異なる点は、ロープ１の中心に繊維心１０を配置した点である。この繊維心１０は、麻などの天然繊維、あるいは、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、アラミド、ＰＢＯなどの合成繊維で形成される。本構成とすることで、ロープ１に張力が作用したとき、あるいは、シーブ７に巻き掛けられ、ロープ１が曲げられたときに、ストランド３に発生する相互に滑りによる素線２、あるいは、素線被覆４の摩耗を低減することができる。また、高強度の合成繊維を用いて繊維心１０を構成することによりロープ１の破断強度が増加する。このとき、鋼製素線２から形成されるストランド３の伸びと、繊維心の伸びが一致し、荷重を適切に両者に分配できるよう、繊維心の撚りは設定される。なお繊維芯の代わりに、ロープ芯材としてポリウレタン、ポリアミド、ポリエチレンなどの樹脂材料を用いてもよい。
【００３８】
図５は、本発明の他の実施例であるロープの断面概略図である。本実施例で図１の実施例と異なる点は、ロープの中心に配置されたストランド３をストランド被覆１１した点である。ストランド被覆１１は、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエチレンなどの樹脂材料から構成される。これにより、先の実施例と同じく、相互滑りによる素線２、あるいは、素線被覆４の摩耗を低減することができる。
【００３９】
図６は、本発明の他の実施例であるロープの断面概略図である。本実施例で図１の実施例と異なる点は、全てのストランド３にストランド被覆１１を施した点である。これにより、先の実施例に比べ各ストランド３相互の滑りによる素線２、あるいは、素線被覆４の摩耗の低減効果が大きい。
【００４０】
図７は、本発明の他の実施例であるロープの断面概略図である。本実施例で図６の実施例と異なる点は、各素線は被覆されておらず、各ストランド３をストランド被覆１１しその内部に、潤滑剤１２を充填した点である。潤滑剤１２として、二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤、あるいは、グリースなどの油脂等を用いている。この構成によって、ロープ１に曲げが作用しても、潤滑剤１２の働きで素線２相互の滑りにより生じる摩耗を低減できる。なお、各素線２を被覆しさらに潤滑材を封入しておけば、図６の実施例よりもさらに寿命を延ばすことが可能となる。なおこれまでの実施例で、各ストランド間に先の被覆材と同じ材料を充填材として充填することで寿命を延ばすことが可能となる。
【００４１】
図８は、前述のワイヤロープを用いてエレベータを構成した第１の実施例の斜視図である。また図９は、同実施例の昇降路を上方より描いた平面図である。
【００４２】
エレベータの乗りかご５１は、かご下プーリ５２を介してロープ５３により支持される。ロープ５３の一端は、支持点５４にて建屋に固定される。もう一端は、かご下プーリ５２、シーブ５６、つり合い重り５７に設置されるつり合い重りプーリ５８を経た後、支持点５５にて建屋に固定される。そして、駆動機５９によりシーブ５６を回転させ、シーブ５６とロープ５３の間の摩擦力によりロープ５３を駆動して、乗りかご５１及び、つり合い重り５７を上下方向に移動させる。駆動機５９には、ブレーキ６０を設ける。
【００４３】
図８は、駆動機５９を１個のモータよりなるギヤレス駆動機として描いてあるが、減速ギヤを用いるギヤド駆動機を用いてもよい。図９に示すように、乗りかご５１は、ガイド装置６１および乗りかごレール６２により、上下方向のみに移動可能なように規制されている。同様につり合い重り５７も、図示はされていないが、ガイド装置及びつり合い重りレール６３により上下方向のみに移動可能なように規制される。また、昇降路側に設置される乗り場側ドア７３ａ、７３ｂと相対するように、乗りかご５１には、かご側ドア７２ａ、７２ｂを設置する。図８及び図９では、駆動機５９は、乗りかご５１の上方に張り出すように描いてあるが、より薄型のモータや減速機を用いて、乗りかご５１と昇降路壁６４の間隙に駆動機５９を設置してもよい。
【００４４】
使用したロープ５３を先の実施例の構成とすることで、図８中のかご下プーリ５２、シーブ５６、つり合い重りプーリ５８は、従来のロープを用いた場合より小径とすることが可能となる。
【００４５】
エレベータの昇降路下部には、余裕空間を掘り下げて設けている。本発明のロープを用いた構成とすると、かご下プーリ５２が小径となり、乗りかご５１下方への同プーリ突き出し寸法が小さくなり、従来よりもピットを浅く構成することが可能となるため、建屋建設コストを低減する効果が得られる。
【００４６】
さらにかご下プーリ５２を小さくできるため、かご総重量を低減でき、乗りかご５１を小さな駆動力で加減速できるため、駆動機の大きさや、駆動機のを構成するモータを小型化でき、駆動機に電力を供給する電力源の容量を縮小することも可能となる。また、図示はされていないが、一般に乗りかご５１には、ロープ５３が破断したときに乗りかご５１を制動する非常止め装置を設ける。そして乗りかご５１とかご下プーリ５２を合わせた重量が減少することにより、非常止め装置の必要な制動力が減少し、非常止め装置自体を従来よりも軽量化できる。
【００４７】
さらに、シーブ５６が小径となることにより、乗りかご５１を規定の速度で移動させるために必要なシーブ５６の回転数が増大すると同時に、駆動機５９が発生するトルクが小さくなる。すなわち、駆動機５９は高速かつ小トルクにて作動することとなる。これにより、駆動機５９をギヤレス駆動機とした場合には、モータの径を小径とすることが可能となる。また、ギヤド駆動機を用いた場合には、減速機の減速比を小さくするか、または減速機を不要とすることが可能となる。これにより、昇降路頂部の駆動機５９設置空間を縮小することができ、最上階建屋天井が低い場合の昇降路突出量を減少する効果が得られる。
【００４８】
図９に示すように、駆動機５９、シーブ５６、つり合い重りプーリ５８およびつり合い重り５７を昇降路内にスペース効率よく配置するためには、シーブ５６およびつり合い重りプーリ５８を、乗りかご５１と昇降路壁６４の間隙に、略直線状に並べることが好適である。ここで、シーブ５６およびつり合い重りプーリ５８が小径化されると、つり合い重りプーリ５８の設置位置が図中矢印Ａの方向に移動する。これにより、図中上方の昇降路壁６４とつり合い重り５７の間隙が拡大するため、つり合い重り５７の幅寸法（図中Ｂ寸法）を大きくすることが可能となる。この結果、同じ重量のつり合い重り５７を構成するための、つり合い重り厚さ寸法（図中Ｃ寸法）が小さくなり、乗りかご５１と昇降路壁６４の間隙（図中Ｄ寸法）を縮小することが可能となり、昇降路占有面積が小さくなる効果が得られる。
【００４９】
また、先に述べた本発明ロープを図８及び図９のロープ５３に用いることで、次の効果を持つ。
【００５０】
まず、ロープ５３の長寿化により、ロープ交換周期を長くすることができる。すなわち、ロープ５３とシーブ５６の間の摩擦係数が、従来のロープを用いた場合よりも大きくなり、シーブ５６へのロープ５３の押し付け力を減少させることができる。この押し付け力は、乗りかご５１とつり合い重り５７の重量により発生するロープ張力により発生する。従って、押し付け力の減少させること、すなわち乗りかご５１とつり合い重り５７を軽量化しても、ロープ５３とシーブ５６間に滑りが発生しない。これにより、乗りかご５１及びつり合い重り５７の製造コストを低減でき、さらに駆動機５９や電力源の容量を縮小できるという効果がある。
【００５１】
図９の実施例では、かご下プーリ５２とシーブ５６の長手方向軸が同方向ではなく、むしろ略直角をなしている。このようなレイアウトのエレベータに従来の平型ベルトを用いると、かご下プーリ５２とシーブ５６の間で平型ベルトが捻じられる。捻じられた平型ベルトは、かご下プーリ５２およびシーブ５６への入射面が斜めとなり、偏摩耗や摩擦特性の不安定を生じる原因となる。これに対し、本発明のロープ５３は、断面が略円形のため、捻じりが発生するレイアウトとしても偏摩耗が発生したり、摩擦特性が不安定となることはない。
【００５２】
また、一般に樹脂繊維ロープは紫外線により変質し脆化するため、展望エレベータや屋外設置エレベータなど昇降路内に太陽光が直接または間接に入射する条件下では利用できない。これに対し、本発明のロープは、荷重を負担する強度部材として鋼線を用いているため、紫外線による劣化はなく、前述のような環境でも利用することが可能である。
【００５３】
さらに、樹脂繊維ロープは、摂氏２００度〜７００度程度で変質し、極端に強度が低下するため、エレベータに用いた場合、建屋火災時に材料によってはロープ破断が生じる可能性がある。また、鋼撚り線入りの平型ベルトは、建屋火災により高温になると鋼撚り線を束ねている外装樹脂材が溶融することにより、鋼撚り線同志がからみ合い易くなり、エレベータが動作不良となる可能性がある。これに対し、本発明のロープは、荷重を負担する強度部材として鋼線を用いているため、火災時に昇降路内が高温となっても、樹脂被覆材が溶融するだけで、強度は従来のワイヤロープと同じく摂氏１０００度近辺まで保たれる。エレベータは建屋火災時に利用することが禁じられているため、建屋火災時のロープ耐久性の低さが直接にエレベータの安全性を損なわないが、不慮の事態により建屋火災時にエレベータを利用した場合への対応として、上記の効果は有効である。
【００５４】
また、従来のワイヤロープにより構成されたエレベータでは、高揚程となるに従いロープ長も長くなり、ロープ自体の重量をロープが支えるため、さらにロープ強度を増さねばならないという問題が発生する。これに対し、本発明のロープ５３は、同等強度の従来のワイヤロープよりも単位長さ当たりの重量が小さい。このため、高揚程エレベータに用いても、ロープ自重による懸垂荷重の増加という問題を緩和できる。
【００５５】
本発明のロープが軽量であることから、エレベータ設置時及びロープ交換時のロープ搬入、搬出、掛け渡し、撤去工事作業が容易となる。
【００５６】
また、従来のワイヤロープと鋼製シーブの組み合わせでは、ロープとシーブの接触により騒音が発生する。これは、特にシーブが高速回転する高速エレベータにおいて顕著な傾向である。これに対し、本発明のロープを用いると、ロープ表面を鋼より軟質な樹脂で被覆したため、シーブが鋼製であっても樹脂製であっても、接触騒音の発生を抑制することができる。
【００５７】
さらに、従来のワイヤロープは、潤滑油を含浸させて、素線間またはストランド間の摩耗を防止している。しかしこのため、潤滑油の飛散や衣服などへの付着といった油汚濁が生じる可能性があった。これに対し、本発明のロープでは、潤滑油を用いないため、油汚濁は発生しない。一般にエレベータでは、乗りかごなど乗客乗載部にワイヤロープが露出することはないが、昇降路壁の汚れ防止や、保守点検作業者の作業環境改善に対し、上記の効果は有効である。
【００５８】
また、樹脂繊維ロープは、一般に使用開始時の初期伸びが大きく、エレベータに利用した場合には、設置してから一定時間後に、ロープ長さの調整を行わなければならない。これは、樹脂繊維自体が鋼線よりも軟質であるため、なじんで密着するのに時間がかかるためである。これに対し、本発明のロープは、中心部が鋼線により構成されるため、従来のワイヤロープと同様に、早期に初期伸びが安定し、再度のロープ長さ調整の必要が少ない。
【００５９】
本発明のロープは、表面を樹脂により被覆してあるため、樹脂種類の選択または樹脂に顔料を混入することにより、任意の色に着色することが可能である。これにより、展望エレベータや屋外型エレベータにおいて、建屋や昇降路とロープ５３を同色として、ロープの存在を目立たなくさせたり、または、逆に建屋や昇降路と全く異なる色に着色して、エレベータの動作を強調させたりすることができる。また、ロープを部分毎に異なる色に着色し、乗りかご５１の上下位置により、異なった配色となるように構成することもできる。この場合には、色の境界にて樹脂層が分離することを防止する必要がある。このため、樹脂に予め顔料を混入することなく、ロープ本体の外周部に連続的に樹脂被覆を行う作業と同時に顔料を混入し、この混入顔料を切り替えることで、連続した樹脂層でありながら異なった色に着色することを可能とする。以上のように、ロープ５３を着色することにより、デザイン性向上効果が得られる。
【００６０】
図１０に、本発明のロープを用いてエレベータを構成した第２の実施例の平面図を示す。本実施例と図９の実施例との相違点は、主につり合い重り５７の設置位置が異ならせた点である。すなわち、乗りかご５１の、かご側ドア７２ａ、７２ｂの反対側面と、昇降路壁６４の間に、つり合い重り５７を設置したものである。これに伴い、かご下プーリ５２、シーブ５６、駆動機５９などの配置が変更される。このような配置の差異は、建屋レイアウトの制約により発生するものである。図１０に示すように、この実施例では、かご下プーリ５２とシーブ５６の長手方向軸が異なる方向を向いている他に、シーブ５６とつり合い重りプーリ５８の長手方向軸も異なる方向を向いている。すなわち、ロープは、プーリ５２とシーブ５６の間で捻られ、さらにシーブ５６とつり合い重りプーリ５８の間でも捻られることとなる。よって、このような配置のエレベータに従来の平型ベルトを用いると、図８および図９の構成の場合に比べ、偏摩耗や摩擦特性の不安定を招く。しかし、本発明のロープを用いた場合は、その特徴である略円形の断面形状により、図１０の配置としても、偏摩耗や摩擦特性の不安定現象は発生しない。すなわち、本実施例の配置は、本発明のロープの長所が、より活用される構成である。
【００６１】
図１１は、本発明のロープを用いてエレベータを構成した第３の実施例の斜視図である。この実施例では、頂部プーリ６５、６６を用いることにより、シーブ５６、駆動機５９、ブレーキ６０を昇降路底部に設置する。この構成の主な利点は、一般に騒音を発生する可能性のある駆動機５９を、最も騒音が響きやすい昇降路頂部ではなく、比較的騒音が問題となり難い昇降路底部に設置できることである。しかしその反面、図８および図９の実施例に比べて、ロープ５３の全長が長くなり、ロープ全体の重量が増大するため、据付作業に多大な労力を必要とするという問題がある。しかし、この構成において、本発明のロープを用いれば、ロープ全体の重量が減少し、据付作業を容易化する効果が得られる。すなわち本実施例は、本発明のロープが軽量であるという長所が、より活用される構成である。
【００６２】
図１２は、本発明のロープを用いてエレベータを構成した第４の実施例の斜視図である。この実施例は、図１１のつり合い重り５７の位置を図１０に示すようにかごの裏面側に配置したものである。当然のことながら本実施例では、ロープ５３に２箇所で捻りが加わるという図１０のの問題と、ロープ長が長いためロープ全体の重量が増大するという図１１の問題を併せ持つ。しかし、本発明のロープを用いることにより、捻りが加わるレイアウトでも偏摩耗や摩擦特性の不安定化を防ぎ、ロープ全体の重量を低減することが可能である。
【００６３】
図１３は、本発明のロープを用いてエレベータを構成した第５の実施例の斜視図である。この実施例では、昇降路頂部または昇降路の上に設けられた機械室内に、シーブ５６、駆動機５９、ブレーキ６０を配置する。乗りかご５１は、かご枠６８により支持され、さらに縦枠６９、クロスヘッド７０を介してロープ５３により吊り下げられる。ロープ５３は、一端がクロスヘッド７０に取付けられ、シーブ５６および反らせ車６７を介し、他端はつり合い重り５７に取付けられる。そして、シーブ５６を回転させ、シーブ５６とロープ５３の摩擦力によりロープ５３を駆動することにより、乗りかご５１およびつり合い重り５７を移動させる。乗りかご５１をかご枠６８を介して支持すること、および反らせ車６７を用いることは、本発明の必須用件ではない。
【００６４】
本実施例は、エレベータの構成として広く用いられているものであるが、本構成も本発明のロープを用いることができる。特に、本実施例では、反らせ車６７を用いることが多く、反らせ車６７を用いない構成と比べて、巻き付け角、すなわちシーブ５６にロープ５３が巻き付いている角度範囲が小さくなり易い。シーブ５６とロープ５３の間の摩擦力は、この巻き付け角が小さくなると減少する特性を有する。このため、摩擦力が不足して、シーブ５６とロープ５３が滑りやすくなる。これに対し、本発明のロープ５３を用いると、従来のワイヤロープと比べて高い摩擦力が得られるため、ロープ５３が滑ることのない信頼性の高いエレベータを構成することが可能となる。
【００６５】
図１４は、本発明のロープを用いてエレベータを構成した第６の実施例の斜視図である。本実施例では、直径寸法に対して厚さ寸法が小さい円筒形状からなる薄型の駆動機５９、ブレーキ６０、シーブ５６を用いる。そして、駆動機５９を昇降路と乗りかご５１の間隙に配置することにより、昇降路頂部への駆動機設置空間を縮小することが可能である。本実施例の駆動機５９は、永久磁石式ギヤレス同期モータにより構成することが好適である。ここで、シーブ５６の直径が大きいと、同じ速度で乗りかご５１を移動させるために必要な、シーブ５６の回転速度が小さくなり、駆動機５９が発生するトルクは増大する。このため、駆動機５９を構成するモータの直径を過度に大きくする必要が有る。しかし、本発明のロープを用いれば、シーブ５６を小径とすることができ、駆動機５９を適度に小径として昇降路寸法を縮小することが可能となる。
【００６６】
図１５は、本発明のロープを用いてエレベータを構成した第７の実施例の斜視図である。この実施例では、乗りかご５１は、吊点７１にてロープ５３により吊り上げられる。そしてロープ５３は、シーブ５６を介してつり合い重り５７に接続される。この構成は、乗りかご５１を吊り上げるのに縦枠やクロスヘッドを用いないため、乗りかご周辺の構造を簡略化できる長所を有する。さらに、クロスヘッドを不要とすることにより、乗りかごとクロスヘッドを含めた全高が縮小されるため、昇降路頂部に設ける余裕空間を小さく構成することができる。ここで、余裕空間には駆動機５９を設置するため、駆動機５９の高さ寸法が小さければ小さいほど余裕空間も小さくなる。そして、本発明のロープを用いれば、シーブ５６が小径となり、連動して駆動機５９を構成するモータの直径も小さくなるため、駆動機５９の高さ寸法が縮小される。これにより、昇降路頂部の余裕空間を小さくすることができる。
【００６７】
図１６は、本発明のロープを用いてエレベータを構成した第８の実施例の斜視図である。この実施例は、つり合い重り５７の内部に、駆動機５９、ブレーキ６０、シーブ５６を設け、シーブ５６によりロープ５３を駆動して、乗りかご５１およびつり合い重り５７を上下方向に移動させるものである。本構成では、駆動機などを建屋側に設置する必要がないため、昇降路空間を従来以上に縮小することが可能となる。しかし、つり合い重り５７の内部に駆動機５９、ブレーキ６０、シーブ５６を設置するためには、これらの装置を小型化しなければならない。これに対し、本発明のロープを用いれば、シーブ５６を小径化できるため、駆動機５９及びブレーキ６０が小型化され、これらをつり合い重り５７を内部に設置することが可能となる。
【００６８】
図１６では、つり合い重り５７の内部に駆動機５９、ブレーキ６０、シーブ５６を設ける構成としたが、これらの装置を乗りかご５１に設置する場合についても、本発明のロープを用いることにより同様の効果が得られる。
【００６９】
図１７は、本発明のロープを用いてエレベータを構成した第９の実施例の斜視図である。本実施例は、乗りかご５１とつり合い重り５７を頂部プーリ６５とロープ５３を介して連結すると共に、駆動ローラ７４と抑えローラ７５を用いてレール７６を挟持し、駆動機５９にて駆動ローラ７４を回転させることにより、乗りかご５１とつり合い重り５７を上下方向に移動させるものである。本構成も図１６の構成と同様に、駆動機などを建屋側に設置する必要がないため、昇降路空間を縮小する効果をもつ。ここで、建屋側に懸垂荷重を負担させないためには、頂部プーリ６５をレール７６にて支持する構成が好適である。しかし、昇降路を拡大しないためには、頂部プーリ６５の中心をレール７６から水平方向にずらして設置する必要があり、レール７６に懸垂荷重による曲げモーメントが働いて座屈を起こしやすくなる。これに対し、本発明のロープを用いると、頂部プーリ６５が小径化できるため、頂部プーリ６５とレール７６の水平方向ずれが縮小され、曲げモーメントが低減され、レール７６を軽量化することが可能となる。
【００７０】
本発明のロープは、前述のエレベータ以外の用途にも利用が可能である。その１つとして、揚重用クレーンに適用した場合について説明する。揚重用クレーンは一般に屋外または比較的広い屋内空間で利用されることが多いため、それを構成するロープが風雨または塵埃にさらされやすい。このため、発錆や塵埃による摩耗によりロープ寿命が短くなる。これに対し、本発明のロープでは、ロープ表面を樹脂層にて被覆しているため、強度構成部である鋼撚り線部が直接に風雨や塵埃にさらされることがない。このため、従来のワイヤーロープに比べて、ロープ寿命を長くすることができる。
【００７１】
また、本発明のロープでは、表面樹脂層に着色することが容易であるため、視認性の高い色に着色することにより、揚重用クレーンの作業者または周辺にて玉掛け作業を行う作業者からの視認を容易化し、安全性及び操作性の高い揚重用クレーンを構成することができる。この場合、ロープ表面樹脂層の色は、黄色、橙色または各種蛍光色などが好ましい。ただし、周辺環境がこれらの色と同系統であり視認性が改善されない場合は、他の色を用いてもよいことはもちろんである。
【００７２】
エレベータ以外の用途に本発明のロープを用いた他の例として、スキー場などで用いられるゴンドラやリフトに適用した場合について説明する。これらゴンドラやリフトも、前述の揚重用クレーンと同様に、屋外で利用されることが多いため、本発明のロープが樹脂被覆されていることにより得られる高い耐候性により、ロープ寿命が長くなる効果が得られる。
【００７３】
また、従来のワイヤロープの外観は、鋼線が剥き出しの状態であるため、スキー場の景観に適したものであるとは言えない。これに対し本発明のロープを用いれば、表面樹脂層に着色することが容易であるため、景観に適した外観を有するリフトを構成することができる。例えば、リフトの存在を目立たせなくしたい場合には、白色または白色に近い淡色に着色することが好適である。また、逆にリフトの架設方向を目立たせたい場合には、赤、青、緑など視認性の高い色が適している。特に、相隣接したリフトのロープ色を異なったものとすることにより、乗客が選択しようとするリフトが、どの方向に移動するものであるかを判別することが容易である効果が得られる。
【００７４】
さらに、椅子式リフトでは、ワイヤロープの直下に乗客が着座する。そして、ワイヤロープへの潤滑油塗布状態によっては、潤滑油の滴下により乗客の衣服が汚れるという問題が発生する。これに対し、本発明のロープでは潤滑油の塗布が不要であるため、乗客の衣服を汚す恐れがない。
【００７５】
ところで、スキー場のリフトに用いるロープは、両端部を結合して無端状とする必要がある。従来のワイヤロープでは、ロープを構成するストランドをほぐし、各々の端部のストランド同士を編み込むスプライス加工を施すことにより無端状としている。これに対し、本発明のロープでは、以下の作業により無端状のロープを得る。
【００７６】
まず、各々の端部の表面被覆樹脂を一定区間について除去する。次に、内部の鋼ロープを構成するストランドをほぐし、各々の端部のストランド同士を編み込むスプライス加工を施す。その後、加工部を樹脂材に再度被覆する。
【００７７】
ここで、再被覆部からロープ内部に雨水などが浸透すると、発錆によるロープ強度の低下を引き起こす。このため、再被覆は少なくとも防水性の高い方法によらなければならない。好適な例としては、熱収縮性樹脂よりなるチューブを加熱することにより被覆するか、粘着材つき樹脂テープを巻きつける構造がよい。また、元々の表面樹脂層と再被覆樹脂との間をシーリング材にて密閉すると、さらに防水性が高まる。
【００７８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているため、エレベータのシーブを小径化した場合、懸念されるロープ寿命の低下を抑制、あるいは、向上させることができる。このため、モータ、巻き上げ機をはじめとした機器の小型、軽量化、エレベータ設置の省スペース化、および、ロープ寿命の増加によるシステムの安全性、信頼性の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロープの断面概略図である。
【図２】本発明のロープ素線の疲労試験結果を示す図である。
【図３】本発明のロープがシーブ溝に巻きかかった状態の概略図である。
【図４】本発明のロープの他の実施例の断面概略図である。
【図５】本発明のロープの他の実施例の断面概略図である。
【図６】本発明のロープの他の実施例の断面概略図である。
【図７】本発明のロープの他の実施例の断面概略図である。
【図８】本発明のエレベータの第１の実施例の斜視図である。
【図９】本発明のエレベータの第１の実施例の平面図である。
【図１０】本発明のエレベータの第２の実施例の平面図である。
【図１１】本発明のエレベータの第３の実施例の斜視図である。
【図１２】本発明のエレベータの第４の実施例の斜視図である。
【図１３】本発明のエレベータの第５の実施例の斜視図である。
【図１４】本発明のエレベータの第６の実施例の斜視図である。
【図１５】本発明のエレベータの第７の実施例の斜視図である。
【図１６】本発明のエレベータの第８の実施例の斜視図である。
【図１７】本発明のエレベータの第９の実施例の斜視図である。
【符号の説明】
１…ロープ、２…素線、３…ストランド、４…ワイヤ被覆、５…ロープ被覆、６…中間被覆、７…シーブ、８…溝、９…ライニング、１０…繊維心、１１…ストランド被覆、１２…潤滑剤、１３…間隙充填材、５１…乗りかご、５２…かご下プーリ、５３…ロープ、５４…支持点、５５…支持点、５６…シーブ、５７…つり合い重り、５８…つり合い重りプーリ、５９…駆動機、６０…ブレーキ、６１…ガイド装置、６２…かごレール、６３…つり合い重りレール、６４…昇降路壁、６５…頂部プーリ、６６…頂部プーリ、６７…反らせ車、６８…かご枠、６９…縦枠、７０…クロスヘッド、７１…吊部、７２…かご側ドア、７３…乗り場側ドア。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rope type elevator, and more particularly, to an elevator using a wire rope in which a strand is covered with a resin material and the outer periphery of the rope is covered with a resin material.
[0002]
[Prior art]
A rope type elevator is equipped with a drive unit consisting of a motor, speed reducer, sheave, and baffle, and loads the car on one side of the main rope (hereinafter referred to as a rope) wrapped around the sheave and counterweight on the other side through the sheave. And a mechanism for raising and lowering the car and counterweight by friction between the rope and sheave.
[0003]
A rope is generally formed by further twisting strands formed by twisting steel strands. This steel rope satisfies the frictional characteristics and wear / fatigue characteristics necessary to lift and drive an elevator and is highly reliable.
[0004]
However, since the rope is a consumable item, it has a lifetime. There are four types of rope life factors. That is, fatigue due to bending extension to pass through the sheave, wear due to mutual movement of strands, wear of the outer rope layer wires due to contact with the groove wall surface of the sheave, and corrosion due to contact with the atmosphere is there. For this reason, the ratio (D / d) of the rope diameter d to the sheave diameter D is conventionally used with 40 or more secured for the purpose of reducing the influence of repeated bending of the sheave passage.
[0005]
On the other hand, the sheave diameter D is directly related to the driving torque of the motor required to raise and lower the car. Therefore, in order to reduce the size and weight of the elevator system including the motor, the sheave diameter may be reduced. Necessary.
[0006]
Further, since the steel rope is wound around a cast iron sheave and driven by friction, vibration and noise are generated from the metal contact when the rope is wound around the sheave, which affects the riding comfort.
[0007]
As a means to solve these problems, compared with steel strands, twisted synthetic fibers such as aramid fibers rich in flexibility, and further using a rope coated with a resin such as urethane to reduce the sheave diameter, JP-A-7-267534 describes a method for reducing vibration and noise.
[0008]
In addition, in order to determine the lifetime of the synthetic fiber rope coated with resin, conductive carbon fiber having a lower strength than the synthetic fiber is embedded inside the synthetic fiber rope, and this breakage is confirmed by voltage to check the rope. A method for determining the lifetime is described in JP-A-8-261972.
[0009]
On the other hand, the life of the rope becomes shorter as the contact pressure with the sheave increases. That is, the rope contact pressure (Prope) is proportional to the rope tension F and inversely proportional to the sheave diameter D. Therefore, when the sheave diameter is reduced, the pressure increases (Prope≈F / (Dd)).
[0010]
As a means to solve this, contact pressure with the sheave using a flat belt in which a plurality of strands made by twisting synthetic strands such as steel strands or aramid fibers are arranged in a row and these are coated with resin is used. PCT WO99 / 43885 describes a method for reducing the resistance and extending the life of the resin coated on the rope surface.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In order to reduce the diameter of the sheaves of mechanical systems using ropes such as rope-type elevators, reduce the size of the motors and hoists that drive the sheaves, and reduce the installation area of the mechanical system, the rope bending radius must be reduced. It is necessary to suppress the decrease in rope life and strength that accompany it.
[0012]
An object of the present invention is to provide a rope that secures safety and reliability by suppressing a decrease in the life and strength of the rope when the bending radius of the rope is reduced.
[0013]
Still another object of the present invention is to provide an elevator that secures safety and reliability by suppressing a decrease in the life and strength of a rope when the sheave diameter is reduced.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention forms a strand by twisting a plurality of strands coated with a resin material, configures a wire rope by twisting a plurality of the strands, and The outer periphery was covered with a resin material.
[0015]
Furthermore, in the elevator in which the car and the counterweight are connected by a plurality of ropes, and the rope is wound around a sheave driven by a motor and frictionally driven, a plurality of resin-coated steel strands are twisted together to form a strand. The present invention proposes an elevator in which a plurality of strands are twisted to form one rope, the outer periphery of the wire rope is covered with a resin material, and the shape of the cross section perpendicular to the axial direction of the wire rope is substantially circular.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
The wire rope as the load supporting member is formed by further twisting strands formed by twisting steel strands. Because of its flexibility, the rope is used in a wide range of mechanical systems including elevators as a moving cord in the form of being wound around or wrapped around a sheave. Since ropes made of steel are consumable parts, extending their life contributes to improving the reliability and safety of mechanical systems.
[0018]
Factors affecting the life of steel ropes can be broadly classified into the following four. Fatigue due to bending and extension for passing through the sheave, wear due to mutual movement of the strands, wear of the rope outer layer strand due to contact with the groove wall surface of the sheave, and corrosion due to contact with the atmosphere. Among these, in order to reduce the effects of fatigue and wear due to repeated bending through the sheave, conventionally, the ratio (D / d) of the rope diameter d to the sheave diameter D has been focused, and more than a certain value for each mechanical system ( In the case of an elevator, 40 or more) is secured.
[0019]
Reduction of the sheave diameter D contributes to downsizing, space saving, or cost reduction of the mechanical system. The rope of the present invention has a structure shown in the following examples in order to eliminate the influence of the above four life factors as much as possible and realize a long life.
[0020]
FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of a rope according to the present invention. A wire rope 1 as a load supporting member is formed by twisting steel strands 2 to form a strand 3 and further twisting the strand 3. Each strand 2 is coated with a strand 4, the entire rope 1 is covered with an intermediate coating 6, and the outermost layer is coated with a rope coating 5.
[0021]
In order to reduce the sheave diameter, or in the case of an elevator, the ratio D / d of the rope diameter d to the sheave diameter D is 40 or less, which is the conventional value, the bending of the sheave passage is one of the above-mentioned life factors. The fatigue properties of the resulting rope 1 must be improved. Therefore, paying attention to the bending stress acting on the strand 2 constituting the rope 1, the shape of the strand required when the sheave is reduced in diameter was examined. In the rope as the moving rope, a bending stress σb acts on the strand 2 when being wound around the sheave. Here, the maximum generated bending stress σbmax is generated in the outermost layer in the cross section of the strand 2, and its value is proportional to the distance from the center of the strand 2, that is, proportional to the diameter δ of the strand 2. When the longitudinal elastic modulus of the element wire 2 is represented by E, the maximum generated bending stress σbmax is represented by the following equation.
[0022]
σbmax = Eδ / D
Further, the stress amplitude σa that repeatedly acts on the outermost layer of the wire 2 due to the bending and stretching of the rope 1 is expressed by the following equation.
[0023]
σa = Eδ / 2D
From the above equation, the stress generated in the strand 2 can be reduced by reducing the diameter δ of the strand 2. By the way, in a conventional elevator, a wire rope having a sheave diameter of 500 mm and a wire diameter of 0.8 mm is used. Therefore, as an example, a fatigue test by partial swing tension was performed using a steel wire having a carbon content of 0.7% and a diameter of 0.3 mm, and the fatigue limit σal was obtained. The average stress at this time is 500 MPa. The result is shown in FIG. From this, it became clear that the fatigue limit is σal and the stress amplitude σa is about 260 MPa.
[0024]
Therefore, when the wire rope is constructed using the strands subjected to the fatigue test described above and the sheave of the elevator is reduced in diameter, the ratio D / d of the rope diameter d to the sheave diameter D is set to 40 or less. Must satisfy the following equation:
[0025]
Eδ / 2D <260 (MPa)
For example, in an elevator system using a conventional steel wire, the sheave diameter D is 500 mm, the rope diameter d is 12 mm, and the diameter δ of the wire constituting the rope 1 is 0.8 mm. The ratio D / d between the sheave diameter D and the rope diameter d is 41.7. On the other hand, when the wire rope having the configuration of this embodiment is used, the sheave diameter D is reduced to 200 mm, the rope diameter d is set to 12 mm, and the diameter δ of the strands constituting the rope 1 is set to about 0.50 mm. Then, D / d becomes 16.7. Further, when the sheave diameter D is reduced to 100 mm, the rope diameter d is 12 mm, and when the diameter δ of the wire constituting the rope 1 is about 0.25 mm, D / d is 8.3 mm.
[0026]
From the viewpoint of fatigue, the bending stress σb generated in the strand 2 can be reduced by reducing the diameter δ of the strand 2 as described above. On the other hand, the reduction in the diameter of the strand 2 has an adverse effect on the lifetime in consideration of wear due to mutual movement of the strands 2 which is a life factor of the rope. The mutual movement amount of the strands 2, that is, the sliding distance, increases as the rope diameter d increases. In order to reduce the distance of mutual movement, the rope diameter d is desirably a small diameter. However, since the decrease in the rope diameter d simultaneously decreases the breaking strength of the rope 1, it is necessary to increase the breaking strength of the strand 2. For this reason, the strand 2 which comprises the rope 1 is good to comprise with the strand whose breaking strength is 1,770 Mpa or more.
[0027]
Further, in this embodiment, in order to reduce wear due to mutual movement of the strands 2, the strand coating 4 is applied to the surface of the strands 2. The strand coating 4 is made of a resin such as polyethylene, polyamide, tetrafluoroethylene, polyurethane, epoxy, or vinyl chloride. Since these wire coverings 4 have a lower elastic modulus than steel, when the strands 2 come into contact with each other, a contact area is secured and sliding with a low surface pressure is achieved. As a result, local concentrated contact does not occur on the strand 2 and wear of the strand 2 is reduced.
[0028]
The strand coating 4 for reducing the wear of the strand 2 is also formed of a material having a plastic flow pressure lower than that of steel, that is, a soft coating material. The frictional force caused by the contact slip between the strands 2 is generally expressed by the product Aw · s of the contact area Aw and the shear strength s of the material. Here, since the contact area Aw is substantially equal to (vertical load) / (plastic flow pressure of the material), the contact area of the base steel is small. Accordingly, the wire 2 formed by a soft coating material having a low shear strength receives the shear associated with the mutual sliding of the wires 2, and the steel wire 2 as a base material supports the vertical load, thereby reducing low friction. obtain. The soft coating material forming the wire coating 4 here is effective even when a solid lubricant such as molybdenum disulfide or graphite is used.
[0029]
When the diameter δ of the strand 2 is reduced and the sheave diameter D is reduced, wear due to contact between the outermost strand of the rope 1 and the sheave groove as well as wear due to mutual sliding of the strands 2 must be considered. I must. For this reason, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the rope coating 5 is applied to the outermost layer surface of the rope 1 in order to reduce the wear of the strand 2 and the sheave groove. As the covering material, one of the covering materials of the strand 2 shown above may be used. Generally, wear has a close relationship with the ratio of the contact surface pressure to the yield pressure of a material, and by reducing this, the amount of wear can be reduced. That is, as described above, the reduction of the contact surface pressure is effective in reducing the wear amount. Compared to the case where the strand 2 is in direct contact with the sheave groove, the entire radius of the rope 1 is covered and brought into contact with each other, thereby increasing the radius of curvature at the contact point and increasing the contact area, that is, the contact surface. The pressure can be reduced. Further, by reducing the elastic modulus of the material in addition to the curvature at the contact point, it is possible to increase the contact area and the contact surface pressure.
[0030]
The intermediate covering material 6 is disposed between the strand 2 and the rope covering 5 applied to the outermost layer, and reduces wear from the inside of the rope covering 5. Moreover, since the rope covering 5 also has a function of blocking the entire rope 1 from the outside air, the corrosion resistance of the rope 1 is improved. For this reason, stable reliability and life can be ensured even in a mechanical system in which the rope 1 is exposed outdoors. Further, the rope covering material is desirably flame retardant. Furthermore, the rope covering 5 is colored in an arbitrary color, and the design of a mechanical system installed outdoors or indoors can be widened.
[0031]
Since the rope 1 is configured as described above, the steel strands 2 are not in contact with each other or with the sheave groove directly. For this reason, the strand 3 constituted by twisting a plurality of strands 2 does not have to have particularly wear resistance with respect to the strands arranged in the outer layer. The rope 1 according to the present invention is preferably constituted by a Warrington type strand 3 in which the diameter δ of each strand 2 is substantially equal.
[0032]
When the sheave diameter D is reduced in order to promote the reduction of the size and weight of the mechanical system, the bending stress is reduced by reducing the diameter of the strand 2 and the wear for reducing the diameter of the strand 2 is reduced. In addition to the strand coating 4 on the wire 2 and the rope coating 5 on the entire rope 1, the twisting method of the rope 1 also affects the flexibility of the rope. Generally, the twisting method of the rope 1 used in the mechanical system is a Lang twist in which the twisting direction of the strand 2 and the twisting direction of the strand 3 are the same, and the twisting direction of the strand 2 and the twisting direction of the strand 3 are reversed. There is a normal twist that is.
[0033]
In the case of a Lang twisted rope, since the angle formed by the strand 2 with the central axis of the rope 1 is larger than that of the ordinary twisted rope, the entire rope is highly flexible to bending. For this reason, when the rope 1 according to the present invention is used for reducing the diameter of the sheave, for example, in the case of an elevator, when the value of the ratio D / d between the rope diameter d and the sheave diameter D is less than 40, A rope 1 twisted by Lang twist is used. Moreover, in the Lang twist rope, since the strand which appears on a rope surface is long and the surface is smooth compared with a normal twist rope, a local contact is suppressed and a contact surface pressure is low. For this reason, when the rope 1 is wound around the sheave, the compressive stress acting on the rope coating 5 is lower than usual when using a lang stranded rope. The contact pressure between the rope 1 and the sheave increases as the sheave diameter decreases. In consideration of fatigue and life of the rope coating 5, when the rope 1 according to the present invention is used for reducing the sheave diameter, for example, in the case of an elevator, the ratio D / d of the rope diameter d to the sheave diameter D is 40. When used under lower conditions, a rope 1 twisted by Lang twist is used.
[0034]
On the other hand, ordinary twisted ropes have greater resistance to rotation that works in the direction in which the twist returns when tension is applied. From this, when applying the rope 1 of a present Example to the mechanical system where priority is given to suppressing rotation of the rope 1, the rope 1 twisted by the normal twist is used.
[0035]
The deterioration and life of the rope 1 as the load supporting member are caused by the breakage of the wire 2 constituting the rope 1. In determining the deterioration of the rope 1 whose outermost layer is covered with the rope coating 5, the breakage of the wire 2 constituting the load supporting member is detected by a magnetic flaw detection method such as a leakage magnetic flux method.
[0036]
FIG. 3 is a schematic view of a cross section in a state where the rope 1 according to the embodiment of the present invention is wound around the sheave 7. In the case of an elevator, the rope 1 is wound around the sheave groove 8, the sheave 7 is rotated by an electric motor omitted in the drawing, and the rope 1 is driven by the frictional force generated between the rope 1 and the sheave groove 8. . The sheave groove 8 is formed in a lining 9 attached to the sheave 7 and can be detached from the sheave 7. The lining 9 is made of a resin such as polyurethane, polyamide, or polyethylene in consideration of frictional force generated between the rope covering 5 and wear. By using these resin materials, the contact with the rope coating material 5 which is a similar resin material becomes an elastic or viscoelastic resin friction, and a sufficient frictional force as an elevator can be secured. In place of the lining 9, appropriate frictional force and wear resistance can be ensured by coating with a resin material.
[0037]
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a rope according to another embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the embodiment of FIG. 1 in that a fiber core 10 is arranged at the center of the rope 1. The fiber core 10 is formed of natural fibers such as hemp or synthetic fibers such as polypropylene, polyester, polyamide, polyethylene, aramid, and PBO. By adopting this configuration, when tension is applied to the rope 1 or when it is wound around the sheave 7 and the rope 1 is bent, the strands 2 or strands generated by the mutual slip generated in the strands 3 are generated. Wear of the wire coating 4 can be reduced. Moreover, the breaking strength of the rope 1 increases by comprising the fiber core 10 using a high-strength synthetic fiber. At this time, the strand of the fiber core is set so that the elongation of the strand 3 formed from the steel wire 2 and the elongation of the fiber core coincide with each other and the load can be appropriately distributed to both. Instead of the fiber core, a resin material such as polyurethane, polyamide, or polyethylene may be used as the rope core material.
[0038]
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a rope according to another embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the embodiment of FIG. 1 in that the strand 3 disposed at the center of the rope is covered with the strand 11. The strand coating 11 is made of a resin material such as polyurethane, polyamide, or polyethylene. Thereby, similarly to the previous embodiment, it is possible to reduce the wear of the strand 2 or the strand coating 4 due to mutual sliding.
[0039]
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a rope according to another embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the embodiment of FIG. 1 in that the strand coating 11 is applied to all the strands 3. Thereby, compared with the previous Example, the reduction effect of the wear of the strand 2 or the strand coating | cover 4 by the sliding of each strand 3 is large.
[0040]
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a rope according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the difference from the embodiment of FIG. 6 is that each strand 3 is not covered, each strand 3 is covered with a strand 11 and the inside thereof is filled with a lubricant 12. As the lubricant 12, a solid lubricant such as molybdenum disulfide or graphite, or an oil such as grease is used. With this configuration, even when bending is applied to the rope 1, it is possible to reduce wear caused by the sliding of the strands 2 due to the action of the lubricant 12. In addition, if each strand 2 is covered and a lubricant is further encapsulated, the life can be further extended as compared with the embodiment of FIG. In addition, in the Example so far, it becomes possible to extend a lifetime by filling the same material as a previous coating | covering material between each strand as a filler.
[0041]
FIG. 8 is a perspective view of a first embodiment in which an elevator is constructed using the wire rope described above. FIG. 9 is a plan view depicting the hoistway of the same embodiment from above.
[0042]
The elevator car 51 is supported by a rope 53 via a car lower pulley 52. One end of the rope 53 is fixed to the building at a support point 54. The other end passes through a counterweight pulley 58 installed on a car lower pulley 52, a sheave 56, and a counterweight 57, and is then fixed to the building at a support point 55. Then, the sheave 56 is rotated by the driving device 59, and the rope 53 is driven by the frictional force between the sheave 56 and the rope 53, so that the car 51 and the counterweight 57 are moved in the vertical direction. The driving machine 59 is provided with a brake 60.
[0043]
Although FIG. 8 depicts the drive unit 59 as a gearless drive unit composed of a single motor, a geared drive unit using a reduction gear may be used. As shown in FIG. 9, the car 51 is regulated by the guide device 61 and the car rail 62 so as to be movable only in the vertical direction. Similarly, although not shown, the counterweight 57 is also regulated by the guide device and the counterweight rail 63 so as to be movable only in the vertical direction. In addition, car-side doors 72a and 72b are installed in the car 51 so as to face the landing-side doors 73a and 73b installed on the hoistway side. In FIGS. 8 and 9, the drive unit 59 is drawn so as to protrude above the car 51, but is driven into the gap between the car 51 and the hoistway wall 64 using a thinner motor or reduction gear. A machine 59 may be installed.
[0044]
By using the rope 53 used in the configuration of the previous embodiment, the lower pulley 52, sheave 56, and counterweight pulley 58 in FIG. 8 can have a smaller diameter than when a conventional rope is used. .
[0045]
A marginal space is dug down at the lower part of the elevator hoistway. With the configuration using the rope of the present invention, the car lower pulley 52 has a small diameter, the size of the pulley protruding downward from the car 51 is reduced, and the pit can be configured shallower than in the prior art. The effect of reducing the cost can be obtained.
[0046]
Further, since the car lower pulley 52 can be reduced, the total car weight can be reduced, and the car 51 can be accelerated / decelerated with a small driving force, so that the size of the driving machine and the motor constituting the driving machine can be reduced. It is also possible to reduce the capacity of the power source that supplies power to the power source. Although not shown, generally, the car 51 is provided with an emergency stop device for braking the car 51 when the rope 53 is broken. And since the combined weight of the car 51 and the car lower pulley 52 is reduced, the necessary braking force of the emergency stop device is reduced, and the emergency stop device itself can be made lighter than before.
[0047]
Further, since the sheave 56 has a small diameter, the rotational speed of the sheave 56 necessary for moving the car 51 at a specified speed increases, and at the same time, the torque generated by the drive unit 59 decreases. That is, the drive unit 59 operates at a high speed and with a small torque. Thereby, when the drive machine 59 is a gearless drive machine, the diameter of the motor can be made small. Moreover, when a geared drive is used, it becomes possible to make the reduction ratio of a reduction gear small, or to make a reduction gear unnecessary. Thereby, the drive machine 59 installation space of the hoistway top part can be reduced, and the effect of reducing the hoistway protrusion amount when the top floor building ceiling is low is obtained.
[0048]
As shown in FIG. 9, in order to arrange the drive unit 59, the sheave 56, the counterweight pulley 58 and the counterweight 57 in the hoistway in a space-efficient manner, the sheave 56 and the counterweight pulley 58 are moved up and down with the car 51. It is preferable to arrange them substantially linearly in the gap between the road walls 64. Here, when the diameter of the sheave 56 and the balance weight pulley 58 is reduced, the installation position of the balance weight pulley 58 moves in the direction of arrow A in the figure. As a result, the gap between the upper hoistway wall 64 in the figure and the counterweight 57 is enlarged, and therefore the width dimension (dimension B in the figure) of the counterweight 57 can be increased. As a result, the balance weight thickness dimension (dimension C in the figure) for constituting the balance weight 57 of the same weight is reduced, and the gap (dimension D in the figure) between the car 51 and the hoistway wall 64 is reduced. And the effect of reducing the hoistway occupation area can be obtained.
[0049]
Further, the use of the rope of the present invention described above for the rope 53 of FIGS. 8 and 9 has the following effects.
[0050]
First, the longevity of the rope 53 can increase the rope replacement period. That is, the coefficient of friction between the rope 53 and the sheave 56 becomes larger than when a conventional rope is used, and the pressing force of the rope 53 on the sheave 56 can be reduced. This pressing force is generated by rope tension generated by the weight of the counterweight 51 and the counterweight 57. Therefore, even if the pressing force is reduced, that is, the weight of the car 51 and the balance weight 57 is reduced, no slip occurs between the rope 53 and the sheave 56. As a result, the manufacturing cost of the car 51 and the counterweight 57 can be reduced, and the capacities of the drive unit 59 and the power source can be reduced.
[0051]
In the embodiment of FIG. 9, the longitudinal axes of the car lower pulley 52 and sheave 56 are not in the same direction, but rather are substantially perpendicular. When a conventional flat belt is used for an elevator having such a layout, the flat belt is twisted between the car lower pulley 52 and the sheave 56. In the twisted flat belt, the incident surfaces to the lower pulley 52 and the sheave 56 are inclined, which causes uneven wear and unstable friction characteristics. On the other hand, since the rope 53 of the present invention has a substantially circular cross section, uneven wear does not occur and frictional characteristics do not become unstable even in a layout in which twisting occurs.
[0052]
In general, resin fiber ropes are denatured and become brittle by ultraviolet rays, and therefore cannot be used under conditions where sunlight directly or indirectly enters a hoistway such as a viewing elevator or an outdoor installation elevator. On the other hand, since the rope of the present invention uses a steel wire as a strength member that bears a load, the rope is not deteriorated by ultraviolet rays and can be used in the above-described environment.
[0053]
Furthermore, since the resin fiber rope changes in quality at about 200 to 700 degrees Celsius and extremely decreases in strength, when used in an elevator, the rope may break depending on the material at the time of building fire. In addition, when a flat belt with steel strands becomes hot due to a building fire, the exterior resin material that bundles the steel strands melts, making it easy for the steel strands to become entangled and the elevator malfunctioning. there is a possibility. On the other hand, since the rope of the present invention uses a steel wire as a strength member that bears the load, even if the inside of the hoistway becomes hot during a fire, the resin coating material only melts, and the strength is Like the wire rope, it is kept up to around 1000 degrees Celsius. Since elevators are prohibited from being used in the event of a building fire, the low durability of the rope during a building fire does not directly impair the safety of the elevator, but if the elevator is used during a building fire due to an unexpected situation As a countermeasure, the above effect is effective.
[0054]
Moreover, in the elevator comprised with the conventional wire rope, since the rope length becomes long and the rope supports the weight of rope itself as it becomes high lift, the problem that a rope intensity | strength must be increased further generate | occur | produces. On the other hand, the rope 53 of the present invention has a smaller weight per unit length than a conventional wire rope having the same strength. For this reason, even if it uses for a high lift elevator, the problem of the increase in the suspension load by rope weight can be relieved.
[0055]
Since the rope of the present invention is lightweight, it is easy to carry in, carry out, route and remove the rope when installing the elevator and exchanging the rope.
[0056]
Moreover, in the combination of the conventional wire rope and steel sheave, noise is generated by the contact between the rope and the sheave. This is a remarkable tendency especially in a high-speed elevator where the sheave rotates at a high speed. On the other hand, when the rope of the present invention is used, the surface of the rope is covered with a softer resin than steel, so that the generation of contact noise can be suppressed regardless of whether the sheave is made of steel or resin.
[0057]
Furthermore, conventional wire ropes are impregnated with lubricating oil to prevent wear between strands or strands. However, this may cause oil pollution such as splashing of lubricating oil and adhesion to clothes. On the other hand, in the rope of the present invention, since no lubricating oil is used, no oil pollution occurs. In general, in an elevator, a wire rope is not exposed to a passenger mounting portion such as a passenger car, but the above-described effect is effective for preventing dirt on the hoistway wall and improving the working environment of maintenance and inspection workers.
[0058]
In addition, the resin fiber rope generally has a large initial elongation at the start of use, and when used in an elevator, the rope length must be adjusted after a certain time from installation. This is because the resin fiber itself is softer than the steel wire, so that it takes time to become familiar and adhere. On the other hand, since the center part of the rope of the present invention is made of a steel wire, the initial elongation is stabilized at an early stage and the need for adjusting the rope length again is small as in the case of the conventional wire rope.
[0059]
Since the surface of the rope of the present invention is coated with a resin, it can be colored in any color by selecting a resin type or mixing a pigment into the resin. As a result, in the observation elevator or outdoor type elevator, the building or hoistway and the rope 53 are made the same color to make the presence of the rope inconspicuous, or conversely, it is colored in a completely different color from the building or hoistway. The operation can be emphasized. Further, the rope may be colored in a different color for each portion, and may be configured to have a different color depending on the vertical position of the car 51. In this case, it is necessary to prevent the resin layer from separating at the color boundary. For this reason, it is different in spite of being a continuous resin layer by mixing the pigment simultaneously with the operation of continuously covering the outer periphery of the rope body with the resin without previously mixing the pigment into the resin and switching the mixed pigment. It is possible to color in different colors. As described above, by coloring the rope 53, a design improvement effect can be obtained.
[0060]
In FIG. 10, the top view of the 2nd Example which comprised the elevator using the rope of this invention is shown. The difference between the present embodiment and the embodiment of FIG. 9 is that the installation position of the counterweight 57 is mainly changed. That is, a counterweight 57 is installed between the side surface of the car 51 opposite to the car side doors 72 a and 72 b and the hoistway wall 64. Accordingly, the arrangement of the car lower pulley 52, the sheave 56, the drive 59, and the like is changed. Such a difference in arrangement occurs due to restrictions on the building layout. As shown in FIG. 10, in this embodiment, in addition to the longitudinal axes of the car lower pulley 52 and the sheave 56 facing different directions, the longitudinal axis of the counterweight pulley 58 and the counterweight pulley 58 also faces different directions. Yes. That is, the rope is twisted between the pulley 52 and the sheave 56, and is further twisted between the sheave 56 and the balance pulley 58. Therefore, when a conventional flat belt is used for an elevator having such an arrangement, uneven wear and instability of friction characteristics are caused as compared with the configurations of FIGS. However, when the rope of the present invention is used, uneven wear and unstable friction characteristics do not occur even with the arrangement shown in FIG. That is, the arrangement of the present embodiment is a configuration in which the advantages of the rope of the present invention are more utilized.
[0061]
FIG. 11 is a perspective view of a third embodiment in which an elevator is constructed using the rope of the present invention. In this embodiment, the sheave 56, the drive unit 59, and the brake 60 are installed at the bottom of the hoistway by using the top pulleys 65 and 66. The main advantage of this configuration is that the driver 59, which can generate noise in general, can be installed not at the top of the hoistway where noise is most likely to sound, but at the bottom of the hoistway where noise is relatively difficult. On the other hand, however, the total length of the rope 53 becomes longer and the weight of the entire rope increases compared to the embodiments of FIGS. 8 and 9, so that there is a problem that much labor is required for the installation work. However, in this configuration, when the rope of the present invention is used, the weight of the entire rope is reduced, and the effect of facilitating the installation work can be obtained. In other words, the present embodiment is a configuration in which the advantage that the rope of the present invention is lightweight is more utilized.
[0062]
FIG. 12 is a perspective view of a fourth embodiment in which an elevator is constructed using the rope of the present invention. In this embodiment, the balance weight 57 of FIG. 11 is arranged on the back side of the car as shown in FIG. As a matter of course, the present embodiment has both the problem of FIG. 10 in which the rope 53 is twisted at two locations and the problem of FIG. 11 in which the weight of the entire rope increases due to the long rope length. However, by using the rope of the present invention, it is possible to prevent uneven wear and instability of frictional characteristics even in a layout where twist is applied, and to reduce the weight of the entire rope.
[0063]
FIG. 13 is a perspective view of a fifth embodiment in which an elevator is constructed using the rope of the present invention. In this embodiment, the sheave 56, the drive unit 59, and the brake 60 are arranged in a machine room provided on the top of the hoistway or on the hoistway. The car 51 is supported by a car frame 68 and is suspended by a rope 53 via a vertical frame 69 and a crosshead 70. One end of the rope 53 is attached to the cross head 70, and the other end is attached to a counterweight 57 via a sheave 56 and a curling wheel 67. Then, by rotating the sheave 56 and driving the rope 53 by the frictional force between the sheave 56 and the rope 53, the car 51 and the counterweight 57 are moved. It is not an essential requirement of the present invention to support the car 51 via the car frame 68 and to use the curling wheel 67.
[0064]
Although the present embodiment is widely used as a configuration of an elevator, this configuration can also use the rope of the present invention. In particular, in this embodiment, the curling wheel 67 is often used, and the winding angle, that is, the angle range in which the rope 53 is wound around the sheave 56 is likely to be smaller than the configuration in which the curving wheel 67 is not used. The frictional force between the sheave 56 and the rope 53 has a characteristic of decreasing as the winding angle decreases. For this reason, the frictional force is insufficient, and the sheave 56 and the rope 53 become slippery. On the other hand, when the rope 53 of the present invention is used, a higher frictional force than that of the conventional wire rope can be obtained. Therefore, it is possible to configure a highly reliable elevator in which the rope 53 does not slip.
[0065]
FIG. 14 is a perspective view of a sixth embodiment in which an elevator is constructed using the rope of the present invention. In the present embodiment, a thin driver 59, a brake 60, and a sheave 56 having a cylindrical shape whose thickness is smaller than the diameter are used. And by arranging the drive unit 59 in the gap between the hoistway and the car 51, it is possible to reduce the drive unit installation space at the hoistway top. It is preferable that the driving machine 59 of the present embodiment is constituted by a permanent magnet type gearless synchronous motor. Here, if the diameter of the sheave 56 is large, the rotational speed of the sheave 56 necessary for moving the car 51 at the same speed decreases, and the torque generated by the drive unit 59 increases. For this reason, it is necessary to excessively increase the diameter of the motor constituting the drive unit 59. However, if the rope of the present invention is used, the sheave 56 can be reduced in diameter, and the hoistway dimension can be reduced by setting the drive unit 59 to an appropriate small diameter.
[0066]
FIG. 15 is a perspective view of a seventh embodiment in which an elevator is constructed using the rope of the present invention. In this embodiment, the car 51 is lifted by a rope 53 at a hanging point 71. The rope 53 is connected to a counterweight 57 via a sheave 56. This configuration has an advantage that the structure around the car can be simplified because no vertical frame or crosshead is used to lift the car 51. Further, by eliminating the need for the crosshead, the overall height including the car and the crosshead is reduced, so that the margin space provided at the top of the hoistway can be made small. Here, since the drive unit 59 is installed in the margin space, the margin space becomes smaller as the height dimension of the drive unit 59 is smaller. If the rope of the present invention is used, the sheave 56 has a small diameter, and the diameter of the motor constituting the drive machine 59 is also reduced in conjunction with it, so that the height dimension of the drive machine 59 is reduced. Thereby, the marginal space at the top of the hoistway can be reduced.
[0067]
FIG. 16 is a perspective view of an eighth embodiment in which an elevator is constructed using the rope of the present invention. In this embodiment, a driving machine 59, a brake 60, and a sheave 56 are provided inside the counterweight 57, and the rope 53 is driven by the sheave 56 to move the car 51 and the counterweight 57 in the vertical direction. . In this configuration, it is not necessary to install a driving machine or the like on the building side, so that the hoistway space can be reduced more than before. However, in order to install the driving device 59, the brake 60, and the sheave 56 inside the counterweight 57, these devices must be miniaturized. On the other hand, if the rope of the present invention is used, the diameter of the sheave 56 can be reduced, so that the drive unit 59 and the brake 60 can be reduced in size, and the balance weight 57 can be installed inside.
[0068]
In FIG. 16, the driving weight 59, the brake 60, and the sheave 56 are provided inside the counterweight 57. However, when these devices are installed in the car 51, the rope of the present invention can be used similarly. An effect is obtained.
[0069]
FIG. 17 is a perspective view of a ninth embodiment in which an elevator is constructed using the rope of the present invention. In this embodiment, the counterweight 51 and the balance weight 57 are connected to each other via the top pulley 65 and the rope 53, the rail 76 is sandwiched between the driving roller 74 and the holding roller 75, and the driving roller 59 is driven by the driving machine 59. , And the counterweight 51 and the counterweight 57 are moved in the vertical direction. Similar to the configuration of FIG. 16, this configuration also has the effect of reducing the hoistway space because it is not necessary to install a driving machine or the like on the building side. Here, a configuration in which the top pulley 65 is supported by the rail 76 is preferable in order not to suspend the suspension load on the building side. However, in order not to enlarge the hoistway, the center of the top pulley 65 needs to be shifted from the rail 76 in the horizontal direction, and a bending moment due to the suspension load acts on the rail 76, which easily causes buckling. On the other hand, when the rope of the present invention is used, the diameter of the top pulley 65 can be reduced, so that the horizontal displacement between the top pulley 65 and the rail 76 is reduced, the bending moment is reduced, and the weight of the rail 76 can be reduced. It becomes.
[0070]
The rope of the present invention can be used for applications other than the elevator described above. As one of them, a case where the present invention is applied to a lifting crane will be described. In general, the crane for lifting is often used outdoors or in a relatively large indoor space, and thus the ropes constituting the crane are easily exposed to wind and rain or dust. For this reason, the life of the rope is shortened due to rusting or wear due to dust. On the other hand, in the rope of this invention, since the rope surface is coat | covered with the resin layer, the steel strand wire part which is an intensity | strength structure part is not directly exposed to a rain and a dust. For this reason, a rope life can be lengthened compared with the conventional wire rope.
[0071]
Further, in the rope of the present invention, since it is easy to color the surface resin layer, by coloring it with a high visibility color, from the operator of the lifting crane or the worker who performs the slinging work in the vicinity Visualization is facilitated, and a crane for lifting with high safety and operability can be configured. In this case, the color of the rope surface resin layer is preferably yellow, orange or various fluorescent colors. However, if the surrounding environment is the same system as these colors and the visibility is not improved, it is needless to say that other colors may be used.
[0072]
As another example in which the rope of the present invention is used for purposes other than an elevator, a case where it is applied to a gondola or a lift used in a ski resort or the like will be described. These gondolas and lifts are also often used outdoors like the above-described lifting cranes, so the high life resistance obtained by the resin coating of the rope of the present invention has the effect of extending the rope life. Is obtained.
[0073]
Moreover, since the external appearance of the conventional wire rope is a state in which the steel wire is exposed, it cannot be said that it is suitable for the landscape of the ski resort. On the other hand, if the rope of this invention is used, since it is easy to color a surface resin layer, the lift which has the external appearance suitable for the landscape can be comprised. For example, when it is desired to make the presence of the lift inconspicuous, it is preferable to color the white or a light color close to white. On the other hand, when it is desired to make the erection direction of the lift stand out, colors with high visibility such as red, blue and green are suitable. Particularly, by making the rope colors of adjacent lifts different from each other, it is possible to easily determine in which direction the lift to be selected by the passenger is moving.
[0074]
Furthermore, in a chair type lift, a passenger sits directly under a wire rope. And depending on the state of the lubricating oil applied to the wire rope, there arises a problem that the clothes of the passengers become dirty due to the dripping of the lubricating oil. On the other hand, since the rope of the present invention does not require the application of lubricating oil, there is no risk of contaminating the clothes of the passengers.
[0075]
By the way, a rope used for a ski lift needs to be endless by joining both ends. The conventional wire rope is made endless by loosening the strands constituting the rope and performing a splicing process in which the strands at each end are knitted together. On the other hand, in the rope of the present invention, an endless rope is obtained by the following operation.
[0076]
First, the surface coating resin at each end is removed for a certain section. Next, the strand which comprises an internal steel rope is loosened, and the splice process which knits the strand of each edge part is given. Thereafter, the processed portion is again coated with the resin material.
[0077]
Here, when rainwater or the like permeates into the rope from the re-coating portion, the rope strength is reduced due to rusting. For this reason, re-coating must be at least by a highly waterproof method. As a preferred example, a structure in which a tube made of a heat-shrinkable resin is coated by heating or a resin tape with an adhesive material is wound is preferable. Further, when the space between the original surface resin layer and the re-coated resin is sealed with a sealing material, the waterproof property is further enhanced.
[0078]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, when the diameter of the elevator sheave is reduced, it is possible to suppress or improve the decrease in the rope life that is a concern. For this reason, it is possible to improve the safety and reliability of the system by reducing the size and weight of the equipment such as the motor and the hoisting machine, saving the space for installing the elevator, and increasing the life of the rope.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a rope of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a fatigue test result of the rope strand of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of a state in which the rope of the present invention is wound around a sheave groove.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of the rope of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of the rope of the present invention.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of the rope of the present invention.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of the rope of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view of the first embodiment of the elevator according to the present invention.
FIG. 9 is a plan view of the first embodiment of the elevator according to the present invention.
FIG. 10 is a plan view of a second embodiment of the elevator according to the present invention.
FIG. 11 is a perspective view of a third embodiment of the elevator according to the present invention.
FIG. 12 is a perspective view of a fourth embodiment of the elevator according to the present invention.
FIG. 13 is a perspective view of a fifth embodiment of the elevator according to the present invention.
FIG. 14 is a perspective view of a sixth embodiment of the elevator according to the present invention.
FIG. 15 is a perspective view of a seventh embodiment of the elevator according to the present invention.
FIG. 16 is a perspective view of an eighth embodiment of the elevator according to the present invention.
FIG. 17 is a perspective view of a ninth embodiment of an elevator according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rope, 2 ... Strand, 3 ... Strand, 4 ... Wire coating, 5 ... Rope coating, 6 ... Intermediate coating, 7 ... Sheave, 8 ... Groove, 9 ... Lining, 10 ... Fiber core, 11 ... Strand coating, DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Lubricant, 13 ... Gap filler, 51 ... Ride car, 52 ... Car lower pulley, 53 ... Rope, 54 ... Support point, 55 ... Support point, 56 ... Sheave, 57 ... Balance weight, 58 ... Balance weight pulley 59 ... Driver, 60 ... Brake, 61 ... Guide device, 62 ... Cable rail, 63 ... Balance weight rail, 64 ... Hoistway wall, 65 ... Top pulley, 66 ... Top pulley, 67 ... Burdle, 68 ... Cage Frame: 69 ... Vertical frame, 70 ... Cross head, 71 ... Suspension part, 72 ... Car side door, 73 ... Landing side door.

Claims

複数の鋼製素線を撚り合わせてストランドを構成し、前記ストランドを撚り合わせて構成される荷重支持部材のワイヤロープにおいて、
前記ストランドを構成する素線毎に、樹脂材料で被覆し、前記ワイヤロープの最外周を樹脂材料で被覆された構造であることを特徴とするワイヤロープ。In a wire rope of a load support member configured by twisting a plurality of steel strands to form a strand, and twisting the strands,
A wire rope having a structure in which each strand constituting the strand is covered with a resin material and the outermost periphery of the wire rope is covered with a resin material.

複数の鋼製素線を撚り合わせてストランドを構成し、前記ストランドを撚り合わせて構成される荷重支持部材のワイヤロープにおいて、
前記ストランドの外周を樹脂材料で被覆し、前記被覆されたストランド内の各素線の間隙に樹脂材料を充填し、前記ワイヤロープ最外周を樹脂材料で被覆した構成としたことを特徴とするワイヤロープ。In a wire rope of a load support member configured by twisting a plurality of steel strands to form a strand, and twisting the strands,
A wire having a configuration in which an outer periphery of the strand is coated with a resin material, a resin material is filled in a gap between the strands in the coated strand, and an outermost periphery of the wire rope is coated with a resin material. rope.

乗りかごと、カウンタウェイトとが複数のメインロープにより連結され、前記メインロープをモータにより駆動するシーブに巻きかけて摩擦駆動するエレベータにおいて、
前記メインロープは、複数のストランドを撚り合わせて構成され、少なくとも１つのストランドは樹脂材料で被覆した複数の鋼製素線を撚り合わせて構成され、前記メインロープの最外周も樹脂材料で被覆し、前記メインロープの軸方向に対する垂直断面が略円形の形状としたことを特徴とするエレベータ。In an elevator in which a car and a counterweight are connected by a plurality of main ropes, and the main ropes are wound around a sheave driven by a motor and friction driven,
The main rope is formed by twisting a plurality of strands, at least one strand is formed by twisting a plurality of steel strands coated with a resin material, and the outermost periphery of the main rope is also covered with a resin material. An elevator characterized in that a vertical cross section with respect to the axial direction of the main rope has a substantially circular shape.

乗りかごと、カウンタウェイトとが複数のメインロープにより連結され、前記メインロープをモータにより駆動するシーブに巻きかけて摩擦駆動するエレベータにおいて、
前記メインロープは、鋼製素線を複数本撚り合わせてストランドを構成し、前記ストランドの最外周を樹脂材料で被覆し、前記樹脂被覆した複数のストランドを撚り合わせて１本のワイヤロープとした構造であり、前記メインロープの軸方向に対する垂直断面の形状を略円形としたことを特徴とするエレベータ。In an elevator in which a car and a counterweight are connected by a plurality of main ropes, and the main ropes are wound around a sheave driven by a motor and friction driven,
The main rope is a strand formed by twisting a plurality of steel wires, covering the outermost periphery of the strand with a resin material, and twisting the plurality of strands coated with the resin to form one wire rope. An elevator having a structure, wherein the shape of a cross section perpendicular to the axial direction of the main rope is substantially circular.

請求項第４項に記載されたエレベータにおいて、
前記各素線の間隙に非金属材料が充填されたことを特徴とするエレベータ。In the elevator according to claim 4,
An elevator characterized in that a gap between each of the strands is filled with a nonmetallic material.

請求項３から請求項５のいずれか１項に記載されたエレベータにおいて、
前記ワイヤロープは、同一径の素線で構成したことを特徴とするエレベータ。The elevator according to any one of claims 3 to 5,
The said wire rope was comprised with the strand with the same diameter, The elevator characterized by the above-mentioned.

乗りかごとカウンターウェイトが複数のメインロープにより連結され、前記メインロープをモータにより駆動するシーブに巻きかけて摩擦駆動するエレベータにおいて、
前記メインロープの直径ｄと前記シーブの直径Ｄとの比Ｄ／ｄの値が４０を下回るとき、前記メインロープを構成する素線の直径δと、前記シーブの直径Ｄが、次式を満足することを特徴とするエレベータ。
Ｅδ／２Ｄ＜σａｌ（ＭＰａ）
ここで、Ｅは前記素線の縦弾性率、δは前記素線の直径、Ｄは前記シーブの直径、σａｌは素線の疲労限度を表す。In an elevator in which a car and a counterweight are connected by a plurality of main ropes, and the main ropes are wound around a sheave driven by a motor and frictionally driven,
When the ratio D / d of the main rope diameter d to the sheave diameter D is less than 40, the diameter δ of the strand constituting the main rope and the diameter D of the sheave satisfy the following equation: An elevator characterized by that.
Eδ / 2D <σal (MPa)
Here, E is the longitudinal elastic modulus of the strand, δ is the diameter of the strand, D is the diameter of the sheave, and σal is the fatigue limit of the strand.

請求項３から請求項７のいずれか１項に記載されたエレベータにおいて、
前記メインロープが、前記素線の撚り方向と、前記ストランドの撚り方向とが同一であるラング撚りロープで構成されたことを特徴とするエレベータ。The elevator according to any one of claims 3 to 7,
The elevator characterized in that the main rope is composed of a Lang twist rope in which the strand twist direction and the strand twist direction are the same.