JP4495816B2 - シース付き合成繊維ロープ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１のプリアンブルに記載のシース付き合成繊維ロープ、好ましくは芳香族ポリアミド製のシース付き合成繊維ロープと、請求項５のプリアンブルに記載のその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
荷役技術、特にエレベータ、クレーン構造、および露天掘り採鉱に関する荷役技術では、可動ロープが機械の重要な要素であり酷使されやすい。特に複雑な態様は、駆動ロープのローディングであり、例えばそのロープがエレベータ構造で使用されたり吊るされたケーブルカーに使用される場合である。これらの場合、必要とされるロープの長さは長く、エネルギーを考慮すると質量はできる限り最小であることが要求される。高張力の合成繊維ロープ、例えば高度に配向した分子鎖を有する芳香族ポリアミドまたはアラミド製のロープは、スチール製のロープよりもこれらの要件を良く満たす。
【０００３】
このようなシース付き合成繊維ロープは、本出願人のＥＰ０６７２７８１Ａ１により知られるようになった。そこでは、合成シースは、ストランドに接着する表面が大きく形成されるように押し出すことによって付けられる。しかし、ロープがロープ車またはプーリ上で曲がるとき、ストランドは補償的な動きをし、ある状況下では、ストランドの異なる層でストランドに相対的な動きが生じる可能性がある。これらの動きはストランドの最外層で最も大きく、特に、ロープ車の巻掛け角度に位置するロープ部分に、摩擦によって駆動トルクが伝達されるとき、シースが持ち上げられて盛上りが形成される可能性がある。ロープ構造のこのような変化は、ロープの有効寿命を短くする可能性があるために望ましくない。同様のことが、採鉱に使用されるようなドラムに巻かれたロープに当てはまる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の根底にある問題は、有効寿命が長いシース付き合成繊維ロープ、ならびにそのようなロープの製造方法を提案することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この目的は、請求項１に述べる特徴を備えた合成繊維ロープによって満たされる。合成繊維ロープを製造するための解決策は、請求項５の特徴によって与えられる。
【０００６】
本発明から得られる利点は、ストランドの最外層でシースの結合が永続することからなる。ストランドの最外層との接触表面ができる限り広くなるような以前の接着結合に加え、本発明によれば、シースはストランドの最外層に構造的に固定された固定手段によって固定される。特に接合が一体になされているとき、シースと固定手段の間の結合力は、固定手段の材料の強さに相当し、それによってその結合力は従来の接着力よりも何倍も大きい。固定手段が、確実なはめ込みによってストランドの最外層に接続される場合、シースの分離は、アラミド繊維ストランドに損傷を与えてのみ可能である。
【０００７】
シースとの単一一体結合、例えば接着剤による結合と組み合わせて、固定手段をストランドの外層のロープ構造と一体化する別の利点として、ロープが駆動綱車上を通過するにつれて、固定手段がストランドの最外層の動きおよび／または変形に追従する。適切な弾性変形性を有する材料を適切に選択することによって、アラミド繊維の層に作用する力、および曲げ荷重の結果としてシースに作用する力を、互いに相殺することができ、それによって、シースとストランド層の間の相対的な動きが妨げられる。
【０００８】
本発明を発展させた別の例では、固定手段およびシースが、溶着可能な材料または硬化可能な材料で作製される。この材料を選択することによって、結合剤をさらに使用することなく、固定手段とシースを接合することが可能になる。同時に、接合部は永続的になり、接合された部分そのものと同一の材料の作用を示し、したがって固定手段およびシースの単一一体構造に等しい。固定手段とシースが同一の材料で作製される場合、接合部は特に均質である。次いで生じる均一な材料のパラメータによって、均一な分子結合による接合部分の接合がより簡単になる。
【０００９】
本発明により実現される機能的な利点に加え、本発明によるシース付き合成繊維ロープの製造は、従来のロープレイングマシンに最小限の変更を加えて簡単に行うことができる。知られている手法で製造される心綱の表面には、固定手段を備える荷重支持繊維ストランドが、ストランドの最外層で撚られる。次いで合成材料のシースが付着される前に、繊維ストランドを熱的または化学的に前処理し、次いで繊維ストランドと固定手段との間に分子結合を形成する。従来のロープレイングマシンに、前処理ステーションを後付けすることが適切であり、その他は調整作業を行うだけである。
【００１０】
固定手段とシースを互いに溶着する場合、シースが押し出されるときに、シースと固定手段の永続的な融着が生じるように固定手段を加熱するため、本質的に加熱装置を設けなければならない。
【００１１】
別の好ましい代替方法では、シースをストランドの最外層上で硬化する。この実施形態では、固定手段をわずかに腐食する適切な前処理ステーションを使用することによって、固定手段に下地を付着させ、押し出されたシースと分子間で相互に結合させるためにこのようにして固定手段を準備する。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態では、固定手段は１本または複数本の固定ストランドの形をとり、この固定ストランドは、荷重支持アラミド繊維ストランドとともにストランドの最外層で撚られる。ストランドを互いの周りに螺旋状に捩って得られる撚合せロープ構造は、すでに簡単な手法によって、ストランドの最外層に固定ストランドの確実なはめ込みを与える。シースの固定は、最外層内で撚られる固定ストランドの本数によって調整することができる。固定ストランドの直径が荷重支持アラミド繊維ストランドの直径よりも小さい場合、この実施形態により特に良好な確実なはめ込みが実現する。各固定ストランドの周辺は、直径がより大きい２本のアラミド繊維ストランド間で圧迫され、それによってストランドの層内に固定される。予め製造された固定ストランドは、同じロープレイングマシンによって、アラミド繊維ストランドと共に加工することができる。
【００１３】
さらに固定手段は、アラミド繊維と共に捩れてそれらに固定され、その結果ストランドの最外層用の荷重支持ストランドを形成する固定繊維の形をとることができる。固定繊維は、ストランドの繊維の最外層に配置され、後でその表面に押し出されるシースにも単一一体化して結合する。このような固定ストランドが多数存在すると、シースとその固定部分の間に全体として広い結合領域が作り出され、それによって結合が強まりロープの有効寿命も長くなる。
【００１４】
さらに、細い固定ストランドは、短時間でかつ比較的低いエネルギー消費で融解温度まで加熱することができ、その結果、この実施形態は、ロープ表面にシースを連続的に押し出すのに有利である。
【００１５】
本発明による合成繊維ロープは、エレベータの設置の際に利点をもたらし、例えば、エレベータの昇降路内に案内されるかごのかご枠と釣合いおもりとを連結する場合に利点をもたらす。かごおよび釣合いおもりを昇降させる目的で、ロープは、駆動モータによって駆動される駆動綱車上を通過する。本発明による合成繊維ロープが駆動綱車を通過するとき、ロープのシースと合成繊維ロープの間に相対的な動きは生じない。
【００１６】
図面に示す本発明の３種の例示的な実施形態を参照することにより、本発明のさらに一層の詳細について以下に述べる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるシース付きロープ１の第１の例示的な実施形態を示す。ロープ１はコアストランド２で構成され、その周りには、第１ストランド層５の５本の同一なストランド４が、第１撚り方向３で螺旋状に撚られ、第２ストランド層７の１０本のストランド４、６が、繊維およびストランドの捩れ方向と撚り方向との間でバランスのとれた割合で平行な撚りで撚られている。特定の要件に対応するように、異なる数の撚りストランド４を選択することができ、この例示的な実施形態での数により確定されない。ロープ１に使用される荷重支持ストランド２、４、６、９は、個々のアラミド繊維から捩れ、または撚られ、含浸物質、例えばポリウレタン溶液で処理され、それによってアラミド繊維を保護する。
【００１８】
心綱８は、ポリウレタンまたはポリエステルの中間シース１２で囲まれており、その表面には、ストランドカバー層１１が配置されている。中間シース１２は、ストランドカバー層１１が配置される直前に、心綱８の表面に押し出される。このためストランドカバー層１１と第２ストランド層７の間の接触が妨げられ、それによって、ロープ１が駆動綱車上を通って相対的な動きがストランド４、６、９の間に生じるとき、ストランド４、６、および９が互いに擦られることによる摩耗が妨げられる。中間シース１２は、心綱８とストランドカバー層１１の間の内部モーメントを伝達する役割も果たす。
【００１９】
ストランドカバー層１１は、第１撚り方向３とは反対の第２撚り方向１０に撚られる。ロープ１が長手方向に負荷を加えられるとき、ストランドカバー層１１によって、平行に撚られた心綱８とは反対の方向にトルクが生じる。
【００２０】
ポリウレタンのロープシース１４はストランドカバー層１１を囲み、駆動綱車上に所望の摩擦係数を確保する。さらに、ポリウレタンは摩耗に強いため、ロープ１が駆動綱車を通過するときに損傷を受けない。例えば溶着や硬化によって、または接着剤の使用によって、ロープシース１４は、ポリウレタンの固定ストランド１３に一体となって結合される。ここで例を挙げると、９本のアラミド繊維ストランド９と交互になり、それぞれが隣接する２本のアラミド繊維ストランド９の間に配置されているこれらのポリウレタンストランド１３の９本は、一緒に撚られてストランドカバー層１１を形成する。
【００２１】
図１に、アラミド繊維ストランド９とポリウレタンストランド１３が、等しい太さであることを示すが、ストランドカバー層１１へのポリウレタンストランド１３の確実なはめ込みは、ポリウレタンストランド１３がアラミド繊維ストランド９よりも細い場合に、さらに改善することができる。より細いポリウレタンストランド１３の周は、直径がより大きい隣接するアラミド繊維ストランド９の間で圧迫され、それによって、中間シース１２上に半径方向に押圧される。
【００２２】
ロープシース１４は、通過プロセスで、ストランドカバー層１１の表面に押し出される。押出しプロセス中、流動性の合成材料が、ストランドカバー層の表面のすべての隙間に押し込められ、したがって広い接着表面が形成される。ロープシース１４を押し出す前に、ポリウレタンストランド１３を融解温度に加熱して、押出し中に、ロープシース１４とポリウレタンストランド１３が共に溶着されるようにする。それによって作り出される永続的な単一一体結合によれば、カバー層１１へのポリウレタンストランドの改善された確実なはめ込みを介して、高張力ロープ１と永続的に接続するロープシース１４が得られる。
【００２３】
ロープシースは、２層に押し出すこともできる。前述の説明は、付着されるシースの第１層に全く同じように当てはまる。図２は、本発明によるシース付きロープ２０の、第２の例示的な実施形態の断面図を示す。機能および構造に関し、心綱２１とそこに堅く結合された中間シース２２は、上記第１の例示的な実施形態の関連部分に対応する。１７本のアラミド繊維ストランド２４のカバー層２３は、中間シース２２の表面に配置される。個々のアラミド繊維ストランド２４のそれぞれには、別個のポリウレタン製シームレス外被２５が与えられる。これまで述べてきたアラミド繊維ロープ２０は、ロープシース２６によって囲まれる。ロープシース２６は、やはりアラミドストランド２４を取り囲む外被２５の場合と同様に、熱可塑性の成形可能なポリウレタンからなり、この材料は、対応する外被２５の外表面に沿って、ストランドカバー層２３に一体となって溶着される。これらの永続的な分子結合を介して、ロープシース２６は、アラミド繊維ロープ２０に確実なはめ込みで結合する。この例示的な実施形態でも、外被２５の形の固定手段が、最初にロープ構造に確実なはめ込みで固定され、ロープシース２６を押し出す直前に、加熱、接着剤による結合、若干の腐蝕、または硬化によって、ロープシース２６に永続的に結合される。
【００２４】
図３に、本発明の第３の例示的な実施形態として、アラミド繊維ロープ３０を示す。心綱構造３１、それを囲む中間シース３２、およびストランドカバー層３４のストランド３３の本数は、この場合も上述の２つの例示的な実施形態のものと同一である。ロープシース３７はストランドカバー層３４を囲み、そのカバー層にはシースが確実なはめ込みで接合される。ポリウレタン繊維３５は、繊維の最外層、すなわちストランド３３の外部シース表面に配置される。ストランド３３を、中間シース３２の周りに螺旋状に巻き付けるために、ポリウレタン繊維３５は、その少なくとも一部がロープシース３７に隣接する表面に接するように確実に配置される。ロープシース３７を押し出す直前に、ポリウレタン繊維３５を加熱し、ぴたりと押圧されるロープシース３７に融着させる。ストランド３３の一構成要素として、ポリウレタン繊維３５を、ストランド構造およびストランドカバー層３４に確実なはめ込みで結合させる。その後、ポリウレタン繊維３５に一体となって結合されたロープシース３７を、このような多数のポリウレタン繊維３５を介して、アラミド繊維ロープ３０に確実なはめ込みで永続的に固定する。さらに、記述した本発明の例示的な実施形態は、シースを特に望ましく固定するために、互いに意図的に組み合わせることができる。
【００２５】
エレベータ設置の際の吊下げ手段として使用されるのと同様に、ロープは、材料を取り扱う装置、例えば採鉱の際の巻揚げギア、建設用クレーン、屋内用クレーン、船舶用クレーン、架空索道、スキーリフトなどの広範囲に及ぶ装置で使用することができるとともに、エスカレータの牽引手段として使用することができる。駆動力は、駆動綱車またはケーペ綱車上の摩擦によって、あるいは回転するロープドラムに巻かれたロープによって加えることができる。牽引ロープは、可動の従動ロープとして理解され、場合によっては駆動ロープまたは懸架ロープとも呼ばれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による固定ストランドを備えた駆動ロープの第１の例示的な実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明による、ストランドを包み込む駆動ロープの第２の例示的な実施形態を示す断面図である。
【図３】固定繊維を備えた本発明の第３の例示的な実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２０、３０ ロープ
２ コアストランド
３ 第１撚り方向
４ 細いストランド
５ 第１ストランド層
６ 太いストランド
７ 第２ストランド層
８、２１、３１ 心綱
９ アラミド繊維ストランド
１０ 第２撚り方向
１１、２３、３４ ストランドカバー層
１２、２２、３２ 中間シース
１３ ポリウレタンストランド
１４、２６、３７ ロープシース
２４ アラミド繊維ストランド
２５ 外被
３３ ストランド
３５ ポリウレタン繊維
３６ アラミド繊維

Claims (10)

1. 共に撚り合わされて複数の層に配置された荷重支持合成繊維ストランド（２、４、６、９、２４、３３）からなり、また、ストランドの最外層（１１、２３、３４）に接合されて該最外層を取り囲むシース（１４、２６、３７）を有する、合成繊維ロープであって、
   ストランドの最外層（１１、２３、３４）が、シース（１４、２６、３７）に永続的に固定された固定手段（１３、２５、３５）を有しており、合成繊維ストランド（９、２４、３３）に損傷を与えなければ、シース（１４、２６、３７）をストランドの最外層（１１、２３、３４）から分離することができないことを特徴とする、前記合成繊維ロープ。
2. 固定手段（１３、２５、３５）およびシース（１４、２６、３７）が、互いに接合されて一体になっていることを特徴とする請求項１に記載の合成繊維ロープ。
3. 固定手段（１３、２５、３５）およびシース（１４、２６、３７）が、溶着または硬化することが可能な材料で作製されることを特徴とする請求項１または２に記載の合成繊維ロープ。
4. 固定手段（１３、２５、３５）が、ストランドの最外層（１１、２３、３４）に嵌め込みで結合されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の合成繊維ロープ。
5. 固定手段が、荷重支持合成繊維ストランド（９）と共にストランドの最外層（１１）で撚られた少なくとも１つの固定ストランド（１３）の形をとることを特徴とする請求項１または４に記載の合成繊維ロープ。
6. 固定手段が、ストランドの最外層（２３）の少なくとも１つの合成繊維ストランド（２４）を取り囲む外被（２５）の形をとることを特徴とする請求項１または４に記載の合成繊維ロープ。
7. 固定手段が、ストランドの最外層（３４）でアラミド繊維（３６）と共に撚り合わされて荷重支持合成繊維ストランド（３３）を形成する、少なくとも１つの固定繊維（３５）の形をとり、該固定繊維（３５）が、シース（３７）に隣接する表面の複数部分に位置することを特徴とする請求項１または４に記載の合成繊維ロープ。
8. 共に撚り合わされて複数の層に配置された荷重支持合成繊維ストランド（２、４、６、９、２４、３３）からなり、また、ストランドの最外層（１１、２３、３４）に接合されて該最外層を取り囲むシース（１４、２６、３７）を有する、合成繊維ロープを製造する方法であって、
   ストランドの最外層の合成繊維ストランド（９、２４、３３）が固定手段（１３、２５、３５）と共に撚られ、
   固定手段（１３、２５、３５）は、前処理されて、シース（１４、２６、３７）が付着するときに分子結合し始め、これにより、固定手段がシース（１４、２６、３７）に永続的に結合され、合成繊維ストランド（９、２４、３３）に損傷を与えなければ、シース（１４、２６、３７）をストランドの最外層（１１、２３、３４）から分離することができないことを特徴とする方法。
9. 固定手段（１３、２３、３４）の表面にシース（１４、２６、３７）を押し出して溶着する前に、固定手段（１３、２５、３５）を融解温度に加熱することを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. シース（１４、２６、３７）をストランドの最外層（１１、２３、３４）上で硬化させる前に、固定手段（１３、２５、３５）を化学的に前処理することを特徴とする請求項８に記載の方法。

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