專利名稱：電梯用繩索及其制造方法
技術領域：
本發明涉及用于電梯的、懸吊轎廂的電梯用繩索及其制造方法。
背景技術：
以往在電梯裝置中為了防止繩索過早地磨損和斷線，一般使用具有繩索直徑的40倍以上直徑的鋼絲滑輪。因此，為了縮小鋼絲滑輪的直徑就得減小繩索的直徑。但是，一旦減小繩索直徑，則存在因裝載在轎廂內的貨物和上下乘客的負載變動而使轎廂容易振動而使繩索在鋼絲滑輪處的振動傳遞至轎廂的危險。另外，如增加繩索的根數，則電梯裝置的結構變得復雜。而且，一旦減小驅動滑輪的直徑，則驅動摩擦力下降，需要增加轎廂的重量。
本

發明內容
本發明為解決上述問題，其目的在于提供一種既能維持強度高、使用壽命長、摩擦力大、又能減小直徑的電梯用繩索及其制造方法。
本發明的電梯用繩索，包括具有多根由多根鋼制的繩股捻合而成的內層子繩的內層繩索；包覆內層繩索的外周的樹脂制的內層包覆體；具有多根鋼制的繩股捻合而成的多根外層子繩、涂在外層子繩的外周部上的多層粘結劑層、設置在所述內層包覆體的外周部的外層；由高摩擦樹脂材料構成、通過所述粘結劑層粘結在所述外層子繩上、并包覆所述外層的外周的外層包覆體，內層子繩具有從內層包覆體的外周局部露出的多個露出部，在露出部與外層直接接觸。
另外，本發明的電梯用繩索的制造方法，包括將多根包含多根鋼制的繩股的內層子繩捻合制作內層繩索的工序；由熱可塑性樹脂構成的內層包覆體包覆內層繩索的外周的工序；將多根包含多根鋼制的繩股的外層子繩與內層子繩反向捻合并配置在內層包覆體的外周部、同時由高摩擦樹脂構成的外層包覆體包覆外層的外周的工序；通過邊將內層包覆體及外層包覆體加熱軟化邊將拉伸力施加于內層繩索及外層子繩而使內層子繩局部地從內層包覆體的外周露出、并使內層子繩與外層局部直接接觸的工序；以及使內層包覆體及外層包覆體硬化的工序。
附圖的簡單說明

圖1是表示本發明的實施例1的電梯裝置的結構圖。
圖2是表示圖1的驅動滑輪的局部剖視圖。
圖3是表示圖1的主繩索的剖視圖。
圖4是表示圖3的主要部分的放大圖。
圖5是表示配置在圖1的內層繩索的外周部之前的外層子繩及單位包覆體的剖視圖。
圖6是表示本發明的實施例2的電梯用繩索的剖視圖。
圖7是表示本發明的實施例3的電梯用繩索的剖視圖。
圖8是表示圖7的外層子繩及單位包覆體的制造過程中的狀態的剖視圖。
具體實施例方式
以下，根據附圖對本發明的較佳實施例進行說明。
實施例1圖1是表示本發明的實施例1的電梯裝置的結構圖。圖中，支承梁2水平固定于升降井1內的上部。在支承梁2上裝載有驅動裝置(卷揚機)3。驅動裝置3包括具有電機的驅動裝置本體4及由該驅動裝置本體4旋轉的驅動滑輪5。驅動裝置3水平配置成其驅動滑輪5的旋轉軸垂直延伸。
驅動滑輪5上卷繞有電梯用繩索即多根主繩索6。圖1中為了簡單起見僅表示了1根主繩索6。主繩索6的兩端部連接在支承梁2上。轎廂7及配重8由主繩索6懸吊在升降井1內，由驅動裝置3進行升降。
在轎廂7的下部設有卷繞有主繩索6的一對轎廂吊滑輪9。在配重8的上部設有卷繞有主繩索6的一對配重吊滑輪10。在支承梁2上裝載有將主繩索6從驅動滑輪5引導至轎廂吊滑輪9的第1滑輪11、將主繩索6從驅動滑輪5引導至配重吊滑輪10的第2滑輪12。
圖2是圖1的驅動滑輪5的局部剖視圖。驅動滑輪5的外周部形成插入主繩索6的多個繩索槽5a。與主繩索6接觸的繩索槽5a的內周面比如由尼龍、氨基甲酸乙酯、聚乙烯等樹脂構件5b構成。另外，轎廂吊滑輪9及配重吊滑輪10也具有與圖2相同的截面結構。
圖3是圖1的主繩索6的剖視圖，圖4是圖3的主要部分的放大圖。內層繩索21包括芯繩22和設置在芯繩22的外周部的多根內層子繩23。芯繩22具有多根芯子繩24。各芯子繩24由多根鋼制的繩股25相互捻合而成。芯子繩24相互捻合而成，而內層子繩23為與芯子繩24相反方向捻合而成。
內層子繩23由多根鋼制的繩股26相互捻合而成。內層子繩23的截面結構為沃靈頓密封(ウオリントンシ-ル)式鋼芯(JIS G 3525)。內層繩索21的直徑設定為驅動繩索5的直徑的1/27以下。另外，內層子繩23與芯子繩25局部相互直接接觸。
在內層繩索21的外周包覆有樹脂制的內層包覆體27。內層包覆體27比如由聚乙烯樹脂等熱可塑性樹脂構成。
在內層包覆體27的外周部設有外層28。外層28具有多根外層子繩29及涂在外層子繩29的外周部的多層粘合劑層30。各外層子繩29由配置在中心的中心繩股31及配置在中心繩股31的外周的6根外周繩股32構成。另外，外層子繩29與內層子繩23相反方向捻合而成。
在外層28的外周包覆有外層包覆體33。外層包覆體33由摩擦系數在0.2以上的高摩擦樹脂材料比如聚氨基甲酸乙酯樹脂構成。另外，外層包覆體33通過粘合劑層30與外層子繩粘接。
內層子繩23具有從內層包覆體27的外周局部外露的多個露出部23a，并在露出部23a處與外層28直接接觸。即，內層子繩23與外層28在內層子繩23與外層子繩29交叉的部分相互直接接觸。
外層包覆體33具有多個單位包覆體34，該單位包覆體34按每根外層子繩29將外層子繩29及粘結劑層30的外周進行包覆。外層28在與露出部23a接觸的部分處從單位包覆體34局部露出。
所有的繩股25、26、31、32的直徑設定為驅動滑輪5的直徑的1/400以下。另外，外層子繩29的直徑設定為比內層子繩23的直徑小。
如此的主繩索6中，鋼制芯繩22配置在中心部、且在芯繩22的外周配置有比內層子繩23直徑小的外層子繩29，因此，在抑止整體直徑的同時，可提高鋼制繩股25、26、31、32的捻合密度，實現高強度化。
另外，內層子繩23與外層子繩29相互反向捻合而成，內層子繩23與外層子繩29交叉的部分處內層子繩23與外層28相互直接接觸，故能防止因主繩索6的反復彎曲，內層包覆體27在內層子繩23與外層28之間磨損，各層的強度負荷平衡長期不會變化，可維持穩定的強度。
而且，在與驅動滑輪5、轎廂吊滑輪9、配重吊滑輪10、第1滑輪11及第2滑輪12等的鋼絲滑輪接觸的部分配置外層包覆體33，故可防止因與鋼絲滑輪直接接觸引起的外層子繩29的磨損。
而且，可緩和外層子繩29的繩股31、32被擠壓在鋼絲滑輪上而產生的彎曲應力，可延長主繩索6的使用壽命，還可實現鋼絲滑輪的小直徑化。
另外，因為在最外周配置有外層包覆體33，所以能防止鋼絲滑輪側的磨損，提高外層子繩29的繩股31、32及鋼絲滑輪材料選擇的自由度。因此，能進一步提高整體的強度，并能廉價地構成鋼絲滑輪。
而且，與驅動滑輪5接觸的外層包覆體33由高摩擦樹脂材料構成，故即使驅動滑輪5的直徑小，也能確保足夠的驅動力的傳遞效率。
這里，作為構成外層包覆體33的高摩擦樹脂，最好是摩擦系數在0.2以上，可確保足夠的驅動力的傳遞效率。
另外，聚氨基甲酸乙酯樹脂可從軟質至硬質自由選擇，但為了確保相對于鋼絲滑輪表面上的微小滑動的耐磨擦性能，最好使用90度以上的硬質聚氨基甲酸乙酯樹脂。而且，為了防止使用環境下發生的加水分解，醚系樹脂比酯系樹脂更佳。
而且，作為內層包覆體27的材料，通過選擇主繩索6在鋼絲滑輪處彎曲時容易自由滑動的材料，可減少彎曲阻力。另外，內層包覆體27需要在內層子繩23的繩股26之間及外層子繩29的繩股之間不被壓壞的硬度。作為這種材料，低摩擦、硬質的聚乙烯材料比較合適。
另外，內層包覆體27與外層包覆體33相比不需要大的摩擦系數，而且鋼絲滑輪引起的彎曲也不大，故并不一定需要好的延伸特性。作為內層包覆體27的材料，也可使用尼龍、硅酮、聚丙烯、或聚氯乙烯等樹脂。通過使用這種內層包覆體27，可抑止使用鋼制的內層繩索21的場合的使用壽命的下降。
而且，外層子繩29具有包含中心繩股31和6根外周繩股32的單純的7根繩股結構，故可減小主繩索6的直徑，同時不易變形，容易進行單位包覆體34的包覆。
而且，內層子繩23的截面結構不是密封(シ-ル)形和填充(フイラ-)形，而是沃靈頓(ウオリントン)形，故不必使用極細的繩股26，可防止磨損引起的繩股26的斷線，實現長的使用壽命。另外，為了實現長的使用壽命，內層子繩23的繩股26不是交叉捻合，而是平行捻合為佳。此時，通過將位于外周部的繩股26的根數取為與位于其內側的繩股26的根數相同或其2倍，可將繩股26合理地、非常平衡地進行配置，能進一步防止繩股26的磨損。
另外，通過將內層子繩23與芯子繩24反向捻合，將外層子繩29與內層子繩23反向捻合，能平衡內部的旋轉扭矩，可減小繩索整體的回捻扭矩。
而且，繩索槽5a的內周面由樹脂構件5b構成，因而能抑止外層包覆體34的磨損，同時提高驅動力傳遞效率。
而且，如上所述將柔軟性高的主繩索6卷繞在直徑小的鋼絲滑輪上的場合，萬一外層包覆體33破損時，鋼絲滑輪與外層子繩29的接觸壓力增加，存在鋼絲滑輪及外層子繩29的磨損顯著發展的危險。
因此，適用于電梯用繩索直徑的20倍的直徑的鋼絲滑輪的場合，外層子繩29的根數取為12根以上(圖1中為21根)為佳。另外，適用于電梯用繩索直徑的15倍的直徑的鋼絲滑輪的場合，外層子繩29的根數取為16根以上為佳。
由此，可抑止萬一外層包覆體33破損時鋼絲滑輪與外層子繩29之間的接觸壓力的增大，可抑止鋼絲滑輪及外層子繩29的損耗。因此，鋼絲滑輪不需要特別高價的材料，可廉價地構成鋼絲滑輪。
而且，無外層包覆體33的繩索的使用壽命是由張力和鋼絲滑輪引起的彎曲應力的重復次數決定的，從繩索表面的繩股先開始斷線。但是，使用外層包覆體33的繩索因降低了與鋼絲滑輪的接觸壓力，故不是在繩索的表面，而是內部的繩容易因彎曲疲勞而先發生斷線。
根據發明者的試驗研究，發現如此的彎曲疲勞引起的壽命次數具有下式所示的關系。
壽命計算式與鋼絲滑輪接觸的繩股斷線的計算式壽命次數Nc＝10.0×k×1.05D/d繩索內部的繩股斷線的計算式壽命次數Nn＝19.1×k×1.05D/d(k是由繩索結構和繩索強度決定的系數)
這里，對用于使壽命次數Nn與D/d＝40時的Nc值相同的D/d值進行求解，得出D/d＝26.7。因此，如想確保傳統的一般的電梯用繩索所適用至今的條件，即，與D/d＝40時同等的壽命，則必須將內層繩索21的直徑取為鋼絲滑輪直徑的1/27以下。換言之，必須使用內層繩索21的直徑的27倍以上的鋼絲滑輪。
另外，上述電梯用繩索中，所有的繩股25、6、10、11的直徑設定在所適用的鋼絲滑輪直徑的1/400以下，故即使減小適用的鋼絲滑輪的直徑也不會有損彎曲疲勞壽命。
下面對主繩索6的制造方法進行說明。制造主繩索6的場合，首先將內層子繩23捻合在芯繩22的外周部以制造內層繩索21。然后，通過熱可塑性樹脂包覆內層繩索21的外周形成內層包覆體27。
另一方面，在外層子繩29的外周部涂上粘結劑以形成粘結劑層30。粘結劑層30可以子繩為單位進行涂布，也可以繩股為單位進行涂布。然后，利用單位包覆體34包覆外層子繩29及粘結劑層30的外周，通過粘結劑層30將單位包覆體34粘結固定于外層子繩29上。圖5是表示配置在圖1的內層繩索21的外周部之前的外層子繩29及單位包覆體34的剖視圖。
然后，將單位包覆體34包覆的外層子繩29與內層子繩23反向捻合并配置在內層包覆體27的外周部。由此，外層28配置在內層包覆體27的外周部，同時，外層28的外周被外層包覆體33包覆。
另外，將外層子繩29配置在內層包覆體27的外周部時，比如利用高頻加熱裝置等邊對內層包覆體27及單位包覆體34進行加熱軟化，邊將拉伸力施加于內層繩索21及外層子繩29。由此，包覆體27、33在間隙中塑性流動并形成圖3所示的截面形狀。另外，內層子繩23從內層包覆體27的外周局部露出，同時外層28從外層包覆體33局部露出，內層子繩23與外層28局部直接接觸。然后，使內層包覆體23及外層包覆體33硬化。
這樣的制造方法中，邊將內層包覆體27及外層包覆體33加熱軟化，邊將拉伸力施加于內層繩索21及外層子繩29，故內層子繩23與外層28能容易地局部直接接觸。
另外，在將外層子繩29捻合在內層繩索21的外周之前，預先在外層子繩29的外周部形成粘結劑層30，可確保牢固的粘結力的同時，可在捻合于內層繩索21之前的工序中涂上粘結劑層30，可防止外層子繩29生銹。
而且，單位包覆體34包覆粘結在每個外層子繩29上，可確保穩定的粘結強度。
不過，將內層包覆體27及外層包覆體33加熱軟化，并將拉伸力施加于外層子繩29的工序，也可在將由單位包覆體34包覆的外層子繩29配置在內層包覆體27的外周部的工序之后進行。
實施例2下面，圖6是表示本發明的實施例2的電梯用繩索的剖視圖。圖中，內層繩索41包括芯繩42、設置在芯繩42的外周部的多根內層子繩43。芯繩42具有多根芯子繩44。各芯子繩44由多根鋼制的繩股45相互捻合而成。
內層子繩43由多根鋼制的繩股46相互捻合而成。內層子繩43的繩股46的截面通過將內層子繩43從外周進行壓縮而異型化。芯子繩44的繩股45的截面通過將芯子繩44從外周進行壓縮而異型化。其他結構與實施例1相同。
這種電梯用繩索在制造內層子繩43及芯子繩44時，捻合成比精加工直徑大5％左右后，使其通過精加工直徑的拉模，從而繩股之間不是點接觸而是變成面或線接觸。由此，可提高繩股45、46的安裝密度。另外，降低繩股45之間及繩股46之間的接觸壓力，抑止繩股45、46的磨損。而且，可防止內層子繩43及芯子繩44的變形，延長使用壽命。
實施例3下面，圖7是表示本發明的實施例3的電梯用繩索的主要部分的剖視圖。圖中，圓周方向相互鄰接的單位包覆體34通過粘結劑47相互粘結。作為粘結劑47較佳為與單位包覆體34的特性接近的橡膠系粘結劑。其他結構與實施例1相同。
這種電梯用繩索可提高相對于外力的形狀穩定性，而且可使外層子繩29之間的負荷均等化，從而延長使用壽命和產品質量的穩定化。
另外，比如如圖8所示，可在將外層子繩29配置在內層繩索21(圖1)的外周部之前將粘結劑47涂布在單位包覆體34的外周部。由此，可在將外層子繩29捻合于內層繩索21的外周部的工序中使單位包覆體34相互粘結，壓力及溫度穩定的管理環境下實現產品質量高的管理。單位包覆體34相互粘結后，將粘結部分以外粘上的粘結劑47除去，或者，如實用上沒有問題則也可留著。
實施例1～3所示的多層結構的繩索具有隨長年疲勞引起的各層負荷負擔率發生變化的特性。為此，盡管與繩索的結構也有關系，但優先減小損傷發展的層的強度負擔率。即，通過將一方的層的強度設定為20～80％，最好在整體強度顯著下降之前檢測出最弱層的異常并進行更換。
比如，將彎曲應力最大的最弱層即外層子繩29的強度進行合算后的強度最好設定在整個電梯用繩索強度的20％以內。由此，即使外層子繩29斷線的場合，也可僅由內層繩索21確保近80％的殘留強度，能提高可靠性。
為了實現這種結構，比如將外層子繩29的繩股31、32的強度設定得比內層子繩23的繩股26的強度低。具體來說，比如外層子繩29的繩股31、32的強度設定為1320～2060N/mm2，內層子繩23的繩股26的強度設定為1910～2450N/mm2。
另外，在此場合，外層子繩29的外周繩股32采用不預成形(不推斥捻合)的推斥捻合加以捻合，容易檢測出斷線。即，一旦外周繩股32斷線，則斷線部上浮，朝外層包覆體33的外部伸出。因此，外周繩股32的斷線可由目視確認，能更正確地判斷整個繩索的使用壽命，提高可靠性。另外，不必使用用于檢查斷線狀態的探傷裝置，可降低維護費用。
為了促進這種上浮特性，也可在單位包覆體34的表面涂上硅油等脫模劑后捻合外層子繩29，從而防止單位包覆體34之間的融接。
不過，如想在發生斷線后也能確保形狀穩定，也可將外層子繩29進行不推斥捻合加工，同時將單位包覆體34的加熱溫度設定得高一些，使圓周方向相互鄰接的單位包覆體34相互融接。
權利要求
1.一種電梯用繩索，其特征在于，包括具有多根由多根鋼制的繩股捻合而成的內層子繩的內層繩索；包覆所述內層繩索的外周的樹脂制的內層包覆體；具有多根鋼制的繩股捻合而成的多根外層子繩、涂在所述外層子繩的外周部上的多層粘結劑層、設置在所述內層包覆體的外周部的外層；由高摩擦樹脂材料構成、通過所述粘結劑層粘結在所述外層子繩上并包覆所述外層的外周的外層包覆體，所述內層子繩具有從所述內層包覆體的外周局部露出的多個露出部，在所述露出部與所述外層直接接觸。
2.如權利要求1所述的電梯用繩索，其特征在于，所述內層子繩與所述外層子繩相互反向捻合而成，所述內層子繩在所述內層子繩與所述外層子繩交叉的部分處與所述外層相互直接接觸。
3.如權利要求1所述的電梯用繩索，其特征在于，所述外層包覆體針對每個所述外層子繩具有包覆所述外層子繩及所述粘結劑層的外周的多個單位包覆體，所述外層在與所述露出部接觸的部分從所述單位包覆體局部露出。
4.如權利要求3所述的電梯用繩索，其特征在于，在圓周方向相互鄰接的所述單位包覆體通過粘結劑相互粘結。
5.如權利要求3所述的電梯用繩索，其特征在于，在所述單位包覆體的表面涂上脫模劑。
6.如權利要求3所述的電梯用繩索，其特征在于，在圓周方向相互鄰接的所述單位包覆體相互融接。
7.如權利要求1所述的電梯用繩索，其特征在于，通過從外周對所述內層子繩進行壓縮使所述內層子繩的截面異型化。
8.如權利要求7所述的電梯用繩索，其特征在于，所述內層子繩的截面結構為沃靈頓密封(ウオリントンシ-ル)形鋼芯。
9.如權利要求1所述的電梯用繩索，其特征在于，所述外層子繩的所述繩股用推斥捻合法捻合。
10.如權利要求1所述的電梯用繩索，其特征在于，所述外層子繩的所述繩股的強度設定為比所述內層子繩的所述繩股的強度低。
11.如權利要求10所述的電梯用繩索，其特征在于，所述外層子繩的所述繩股的強度設定為1320～2060N/mm2，所述內層子繩的繩股的強度設定為1910～2450N/mm2。
12.一種電梯用繩索的制造方法，包括將多根包含多根鋼制的繩股的內層子繩捻合制作內層繩索的工序；由熟可塑性樹脂構成的內層包覆體包覆所述內層繩索的外周的工序；將多根包含多根鋼制的繩股的外層子繩與所述內層子繩反向捻合并配置在內層包覆體的外周部、同時由高摩擦樹脂構成的外層包覆體包覆所述外層的外周的工序；通過邊將所述內層包覆體及所述外層包覆體加熱軟化邊將拉伸力施加于所述內層繩索及所述外層子繩而使所述內層子繩局部地從所述內層包覆體的外周露出、并使所述內層子繩與所述外層局部直接接觸的工序；以及使所述內層包覆體及所述外層包覆體硬化的工序。
13.如權利要求12所述的電梯用繩索的制造方法，其特征在于，在由單位包覆體包覆所述各外層子繩的外周后，通過將所述外層子繩配置在所述內層包覆體的外周部，從而形成所述外層包覆體。
14.如權利要求13所述的電梯用繩索的制造方法，其特征在于，將所述外層子繩配置在所述內層包覆體的外周部時，邊將所述內層包覆體及所述單位包覆體加熱軟化邊將拉伸力施加于所述內層繩索及所述外層子繩。
全文摘要
電梯用繩索包括內層繩索、包覆內層繩索的外周的樹脂制的內層包覆體、設置在內層包覆體的外周部的外層、包覆外層的外周且由高摩擦樹脂材料制成的外層包覆體。內層繩索具有多根內層子繩。外層具有多根外層子繩、涂在外層子繩的外周部的粘結劑層。內層子繩具有從內層包覆體的外周局部露出的多個露出部，并在露出部與外層直接接觸。
文檔編號B66B7/06GK1535240SQ0281475
公開日2004年10月6日 申請日期2002年6月27日 優先權日2002年6月27日
發明者本田武信 申請人:三菱電機株式會社