(57)【要約】エレベータ用ロープにおいて、内層ロープ（２４）は、繊維の束で構成されている繊維芯（２１）と、それぞれ複数本の鋼製の素線を含み繊維芯の外周に配置されている複数本の内層ロープ子縄（２７）と、繊維芯と内層ロープ子縄の層との外周に被覆されている樹脂製の内層ロープ被覆体（２３）とを有している。内層ロープ被覆体の外周には、それぞれ複数本の鋼製の素線を含む複数本の外層子縄（２５）が配置されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維の束で構成されている繊維芯と、それぞれ複数本の鋼製の素線を含み前記繊維芯の外周に配置されている複数本の内層ロープ子縄と、前記繊維芯と前記内層ロープ子縄の層との外周に被覆されている樹脂製の内層ロープ被覆体とを有している内層ロープ、及び  それぞれ複数本の鋼製の素線を含み前記内層ロープ被覆体の外周に配置されている複数本の外層子縄  を備えているエレベータ用ロープ。
【請求項２】
前記内層ロープ子縄の本数は、前記外層子縄の本数よりも多い請求項１記載のエレベータ用ロープ。
【請求項３】
各前記内層ロープ子縄の直径は、各前記外層子縄の直径よりも小さい請求項１又は請求項２に記載のエレベータ用ロープ。
【請求項４】
前記内層ロープ子縄を構成する前記素線の直径は、前記外層子縄を構成する前記素線のうちのどの素線の直径よりも小さい請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエレベータ用ロープ。
【請求項５】
前記内層ロープ子縄を構成する前記素線の引張強度は、前記外層子縄を構成する前記素線のうち最も引張強度が高い素線の引張強度以上である請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエレベータ用ロープ。
【請求項６】
前記繊維芯を構成する材料の強度は、３０００ＭＰａ以上である請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のエレベータ用ロープ。
【請求項７】
前記繊維芯の配置可能な断面積が、鋼線部分の断面積に対して４０％以上である請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエレベータ用ロープ。
【請求項８】
前記繊維芯のロープ全体に対する強度寄与率が２０％以上である請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のエレベータ用ロープ。
【請求項９】
前記繊維芯の外周は、樹脂製の繊維芯被覆体により被覆されている請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のエレベータ用ロープ。
【請求項１０】
繊維の束で構成されている繊維芯の外周に、それぞれ複数本の鋼製の素線を含む複数本の内層ロープ子縄を撚り合わせる工程、  前記繊維芯と前記内層ロープ子縄の層との外周に樹脂製の内層ロープ被覆体を被覆する工程、及び  それぞれ複数本の鋼製の素線を含む複数本の外層子縄を前記内層ロープ被覆体の外周に撚り合わせる工程  を含んでいるエレベータ用ロープの製造方法。
【請求項１１】
前記繊維芯の外周に前記内層ロープ子縄を撚り合わせる前に、前記繊維芯の外周に樹脂製の繊維芯被覆体を被覆する工程をさらに含んでいる請求項１０記載のエレベータ用ロープの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、例えばかごを吊り下げる主索等として用いられるエレベータ用ロープ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  近年、エレベータの超高速化及び超高揚程化が急速に進んでいる。このような超高速で超高揚程のエレベータでは、使用されるロープの直径及び長さが大きくなり、巻上機に作用する軸荷重におけるロープ質量の割合が大きくなる。そして、作用荷重の増大に対応するため、機器の大型化及びロープの安全率確保が課題となっている。【０００３】  これに対して、従来のハイブリッドロープでは、高強度合成繊維芯の外周に複数本の鋼製子縄が撚り合わされている。また、ロープの撚りピッチにより、繊維部分の強度分担が大きくされている。さらに、高強度合成繊維芯の外周に繊維製の網組みスリーブが設けられており、ロープ全体に引張荷重が作用した際にスリーブが径方向に縮小するようになっている。これにより、高強度合成繊維芯に圧縮力が発生し、ロープの形状が安定する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４７８７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  上記のような従来のハイブリッドロープでは、合成繊維芯を束ねることにより生じる構造的な隙間を十分に縮小することができなかった。また、質量比強度が高い合成繊維芯のメリットが十分には発揮されていなかった。さらに、樹脂製のスリーブは製造上多大な時間がかかるため、本数が多く長尺なエレベータ用ロープとしては、コストの面から適用しにくいという問題もあった。【０００６】  この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成により繊維芯内の構造的な隙間を十分に縮小することができるエレベータ用ロープ及びその製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  この発明に係るエレベータ用ロープは、繊維の束で構成されている繊維芯と、それぞれ複数本の鋼製の素線を含み繊維芯の外周に配置されている複数本の内層ロープ子縄と、繊維芯と内層ロープ子縄の層との外周に被覆されている樹脂製の内層ロープ被覆体とを有している内層ロープ、及びそれぞれ複数本の鋼製の素線を含み内層ロープ被覆体の外周に配置されている複数本の外層子縄を備えている。  この発明に係るエレベータ用ロープの製造方法は、繊維の束で構成されている繊維芯の外周に、それぞれ複数本の鋼製の素線を含む複数本の内層ロープ子縄を撚り合わせる工程、繊維芯と内層ロープ子縄の層との外周に樹脂製の内層ロープ被覆体を被覆する工程、及びそれぞれ複数本の鋼製の素線を含む複数本の外層子縄を内層ロープ被覆体の外周に撚り合わせる工程を含んでいる。
【発明の効果】
【０００８】  この発明のエレベータ用ロープ及びその製造方法は、簡単な構成により繊維芯内の構造的な隙間を十分に縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す側面図である。
【図２】図１のエレベータ用ロープの断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２によるエレベータ用ロープの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。  実施の形態１．  図１はこの発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す側面図である。図において、昇降路１の上部には、機械室２が設けられている。機械室２内には、機械台３が設置されている。機械台３上には、巻上機４が支持されている。巻上機４は、駆動シーブ５及び巻上機本体６を有している。巻上機本体６は、駆動シーブ５を回転させる巻上機モータと、駆動シーブ５の回転を制動する巻上機ブレーキとを有している。
【００１１】  機械台３には、そらせ車７が取り付けられている。駆動シーブ５及びそらせ車７には、複数本（図では１本のみ示す）のエレベータ用ロープ８が巻き掛けられている。駆動シーブ５の外周には、エレベータ用ロープ８が挿入される複数のロープ溝（図示せず）が形成されている。
【００１２】  エレベータ用ロープ８の第１の端部には、かご９が接続されている。エレベータ用ロープ８の第２の端部には、釣合おもり１０が接続されている。かご９及び釣合おもり１０は、エレベータ用ロープ８により吊り下げられており、駆動シーブ５を回転させることにより昇降路１内を昇降する。
【００１３】  昇降路１内には、かご９の昇降を案内する一対のかごガイドレール１１と、釣合おもり１０の昇降を案内する一対の釣合おもりガイドレール１２とが設置されている。
【００１４】  かご９は、エレベータ用ロープ８が接続されたかご枠１３と、かご枠１３に支持されているかご室１４とを有している。
【００１５】  図２は図１のエレベータ用ロープ８の断面図であり、長さ方向に直角な断面を示している。エレベータ用ロープ８の中心には、高強度合成繊維芯２１が配置されている。高強度合成繊維芯２１は、アラミド繊維、ＰＢＯ（ポリ−パラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維、又は炭素繊維などの高強度合成繊維材料の束により構成されている。また、高強度合成繊維芯２１を構成する材料の引張強度、即ち高強度合成繊維芯２１の断面の単位面積当たりの強度は、鋼製ロープに使用される鋼線よりも高い３０００ＭＰａ以上である。
【００１６】  さらに、高強度合成繊維芯２１は、複数本の子縄を撚ったロープ形態ではなく、繊維を束ねたストランド状態である。ストランド状態とは、繊維が単に束ねられた状態、又は子縄の構成単位である複数の繊維束が撚り合わせられている状態である。
【００１７】  高強度合成繊維芯２１の外周には、複数本（ここでは１８本）の内層ロープ子縄２２が撚り合わされて配置されている。高強度合成繊維芯２１と内層ロープ子縄２２の層との外周は、樹脂製の内層ロープ被覆体２３により被覆されている。内層ロープ２４は、高強度合成繊維芯２１、内層ロープ子縄２２及び内層ロープ被覆体２３を有している。
【００１８】  内層ロープ被覆体２３の外周には、複数本（ここでは１２本）の外層子縄２５が撚り合わされて配置されている。外層子縄２５は、エレベータ用ロープ８の最外層に位置し、外部に露出している。
【００１９】  各内層ロープ子縄２２の直径は、各外層子縄２５の直径よりも小さく、概ね１／２以下である。また、内層ロープ子縄２２の本数は、外層子縄２５の本数よりも多い。言い換えると、外層子縄２５の本数は、内層ロープ子縄２２の本数よりも少ない。
【００２０】  内層ロープ被覆体２３は、内層ロープ子縄２２の層と外層子縄２５の層との間に介在している。また、内層ロープ被覆体２３は、隣り合う内層ロープ子縄２２の間、及び隣り合う外層子縄２５の間に入り込んでいる。内層ロープ被覆体２３の材料としては、例えばポリエチレン又はポリプロピレンなど、ある程度の硬さを有する樹脂が用いられている。
【００２１】  各内層ロープ子縄２２は、複数本の鋼製の素線を撚り合わせて構成されている。より詳細には、各内層ロープ子縄２２は、中心に配置された内層ロープ子縄芯素線２６と、内層ロープ子縄芯素線２６の外周に撚り合わされて配置された複数本（ここでは６本）の内層ロープ子縄外層素線２７とを有する２層構造である。内層ロープ子縄芯素線２６の直径は、内層ロープ子縄外層素線２７の直径と同じである。
【００２２】  各外層子縄２５は、複数本の鋼製の素線を撚り合わせて構成されている。より詳細には、各外層子縄２５は、中心に配置された外層子縄芯素線２８と、外層子縄芯素線２８の外周に撚り合わされて配置された複数本の外層子縄中間素線２９と、外層子縄中間素線２９の層の外周に撚り合わされて配置された複数本の外層子縄外層素線３０とを有する３層構造である。
【００２３】  外層子縄中間素線２９の本数は、外層子縄外層素線３０の本数と同じである（ここでは９本ずつ）。外層子縄芯素線２８の直径は、外層子縄外層素線３０の直径よりも大きい。外層子縄中間素線２９の直径は、外層子縄外層素線３０の直径よりも小さい。
【００２４】  内層ロープ子縄２２を構成する素線２６，２７の直径は、外層子縄２５を構成する素線２８，２９，３０のうちのどの素線の直径よりも小さい。また、内層ロープ子縄２２を構成する素線２６，２７の引張強度は、外層子縄２５を構成する素線２８，２９，３０のうち最も引張強度が高い素線の引張強度以上である。ここで、素線の引張強度は、素線１本ずつを引っ張ったときの強度である。
【００２５】  高強度合成繊維芯２１の配置可能な断面積は、エレベータ用ロープ８に含まれる鋼線部分、即ち内層ロープ子縄２２及び外層子縄２５の合計の断面積に対して４０％以上である。また、高強度合成繊維芯２１の部分のエレベータ用ロープ８全体に対する強度寄与率は、２０％以上である。
【００２６】  このようなエレベータ用ロープを製造する場合、まず高強度合成繊維芯２１の外周に内層ロープ子縄２２を撚り合わせる。次に、高強度合成繊維芯２１と内層ロープ子縄２２の層との外周に内層ロープ被覆体２３を被覆する。そして、内層ロープ被覆体２３の外周に外層子縄２５を撚り合わせる。
【００２７】  ここで、通常の高強度合成繊維芯は、多数の繊維を撚ったり並べたりすることで束状に構成されており、各繊維間及び各繊維子縄間に構造上の隙間が存在するため、高強度合成繊維芯を単品でロープとして使用する場合、材料の持つ高強度の特性を発揮させるために大きな伸びを与える必要がある。このため、伸びを与えていない高強度合成繊維芯を鋼製の子縄と組み合わせて使用する場合には、高強度合成繊維芯がロープ全体の強度負担に寄与しにくい。
【００２８】  これに対して、実施の形態１のエレベータ用ロープ８では、高強度合成繊維芯２１の外周に内層ロープ子縄２２が配置されているため、内層ロープ２４の製造時に内層ロープ子縄２２により中心の高強度合成繊維芯２１を締め付けることができ、高強度合成繊維芯２１内に存在する隙間を縮小することができる。しかも、内層ロープ２４の外周に外層子縄２５が配置されているため、外層子縄２５によっても高強度合成繊維芯２１を締め付けることができ、高強度合成繊維芯２１における繊維の実際の充填密度をさらに向上させることができる。
【００２９】  内層ロープ子縄２２なしで高強度合成繊維芯２１の外周に外層子縄２５を直接撚り合わせることも考えられるが、１つの工程で高強度合成繊維芯２１の隙間を十分に縮小するためには高強度合成繊維芯２１の変形量を大きくする必要があるため、大きな締め付け力（圧縮力）が必要となり、外層子縄２５が損傷又は変形したり、高強度合成繊維芯２１の外周が損傷したりすることが懸念される。
【００３０】  これに対して、実施の形態１では、多くの内層ロープ子縄２２を用いることで、圧力を分散させることができる。また、高強度合成繊維芯２１を締め付ける工程を、内層ロープ２４を撚り合わせる工程と外層子縄２５を撚り合わせる工程とに分けて、高強度合成繊維芯２１に対する締め付け力を２工程に分散させることができる。このため、外層子縄２５が損傷又は変形したり、高強度合成繊維芯２１の外周が損傷したりするのを防止することができる。
【００３１】  このように、実施の形態１のエレベータ用ロープでは、高強度合成繊維芯２１を用いつつ、簡単な構成により繊維芯内の構造的な隙間を十分に縮小することができる。
【００３２】  また、内層ロープ２４の外周に内層ロープ被覆体２３が設けられているので、内層ロープ２４としての構造的な隙間を従来の繊維芯ロープに比べて大幅に削減できる上に、内層ロープ子縄２２と外層子縄２５との直接接触を防止でき、経年使用時の内層ロープ２４の変形（へたり）及び摩耗による減径を防止することができる。また、外層子縄２５同士の接触圧力増加による素線２８，２９，３０の摩耗増加を抑制することができる。
【００３３】  さらに、駆動シーブ５のロープ溝と接触し摩擦力が作用する部分である最外周に鋼製の外層子縄２５が配置されているので、従来の鋼製ロープと同様に耐摩耗性を保持することができ、摩擦による極端な強度低下を懸念する必要がない。
【００３４】  さらにまた、内層ロープ子縄２２の本数を外層子縄２５の本数よりも多くしつつ、内層ロープ子縄２２の直径を外層子縄２５の直径よりも大幅に小さくすることで、内層ロープ２４における高強度合成繊維芯２１部分の占有面積を大きくすることができる。
【００３５】  また、外層子縄２５の本数を多くしつつ外層子縄２５の直径もなるべく小さくすることで、エレベータ用ロープ８としての高強度合成繊維芯２１部分の占有面積を大きくすることができる。
【００３６】  具体例として、図２のように、外層子縄２５を１２本の平行撚り構造とし、内層ロープ子縄２２の本数を１８本とし、各内層ロープ子縄２２の素線２６，２７の本数を７本とすることで、高強度合成繊維芯２１を配置可能な断面積を、鋼線部分の有効断面積に対して４０％以上確保することができる。
【００３７】  さらに、内層ロープ子縄２２を構成する素線２６，２７の直径を、外層子縄２５を構成する素線２８，２９，３０のうちのどの素線の直径よりも小さくしたので、曲げ作用時に内層ロープ子縄２２の素線２６，２７に発生する応力を低減することができる。しかも、内層ロープ子縄２２を構成する素線２６，２７の引張強度を、外層子縄２５を構成する素線２８，２９，３０のうち最も引張強度が高い素線の引張強度以上としたので、外層子縄２５の素線２８，２９，３０が内層ロープ子縄２２の素線２６，２７に対して優先して断線することになる。従って、点検時に内層ロープ子縄２２の断線状態を確認できなくても、確認容易な外層子縄２５の断線状態から適正な交換判断をすることができる。
【００３８】  また、一般的な繊維芯入りロープに使用される芯綱は、それぞれ多数の繊維を束ねた３本の芯綱子縄を束ねた三つ打ちと呼ばれる構造を有している。そのような構造は、柔軟性が高く、内部に適度な隙間を確保することができるため、繊維芯に強度を負担させないロープにおいては最適である。しかし、実施の形態１のエレベータ用ロープ８は、高強度合成繊維芯２１が強度を負担することでその効果が大きくなるため、高強度合成繊維芯２１としては、片打ちと呼ばれる子縄のみの構成を適用する方が望ましい。
【００３９】  実施の形態２．  次に、図３はこの発明の実施の形態２によるエレベータ用ロープ８の断面図である。実施の形態２では、高強度合成繊維芯２１の外周が樹脂製の繊維芯被覆体３１により被覆されている。内層ロープ子縄２２は、繊維芯被覆体３１の外周に撚り合わされて配置されている。即ち、繊維芯被覆体３１は、高強度合成繊維芯２１と内層ロープ子縄２２との間に介在している。また、繊維芯被覆体３１の材料は、内層ロープ被覆体２３の材料と同じである。
【００４０】  このようなエレベータ用ロープ８を製造する場合、高強度合成繊維芯２１の外周に内層ロープ子縄２２を撚り合わせる前に、高強度合成繊維芯２１の外周に繊維芯被覆体３１を被覆する。他の構成及び製造方法は、実施の形態１と同様である。
【００４１】  このような構成により、エレベータ用ロープ８に曲げが作用した際の内層ロープ子縄２２と高強度合成繊維芯２１との相対的な滑りによる繊維の損傷を防止することができ、経年使用時の繊維部分の寿命低下を抑制することができる。
【００４２】  高強度合成繊維芯２１に繊維芯被覆体３１を被覆する場合、高強度合成繊維芯２１の材料としては、被覆工程において合成繊維芯が溶融するのを防止するため、例えばアラミド繊維、ＰＢＯ繊維、又は炭素繊維など、融点が非常に高い材料、又は明確な融点がないような材料を用いるのが好適である。
【００４３】  なお、繊維芯被覆体３１の材料は、内層ロープ被覆体２３の材料と異なっていてもよい。  また、この発明のエレベータ用ロープが適用されるエレベータのタイプは、図１のタイプに限定されるものではない。例えば、機械室レスエレベータ、２：１ローピング方式のエレベータ装置、マルチカー方式のエレベータ装置、又はダブルデッキエレベータ等にも、この発明は適用できる。  さらに、この発明のエレベータ用ロープは、かご９を吊り下げるためのロープ以外のロープ、例えばコンペンロープ又はガバナロープ等にも適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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