(57)【要約】  金属素線(9)、好ましくは鋼製ワイヤを荷重支持材として含むワイヤロープ(3)を開示する。ロープ(3)は、金属素線(9)を撚った少なくとも１本以上のストランド(7)を含み、ロープ(3)は潤滑剤(8)で潤滑される。別の目的は、鋼製ロープの潤滑に潤滑剤(8)を使用することである。潤滑剤(8)は、少なくとも油および粉末材料を含み、粉末材料は少なくとも粒子(10)を含み、粒子の硬度はモース硬度で４を上回る。また、ワイヤロープなどを懸垂ロープとして備えるトラクションシーブエレベータも開示する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製ワイヤ(9)からなる１本以上のストランド(7)および潤滑剤(8)を含み、該潤滑剤(8)は油(11)および粉末材料を含む鋼製ワイヤロープ(3)において、前記潤滑剤(8)はペースト状であり、該潤滑剤(8)に含まれる粉末材料はモース硬度で４を上回る硬度の粒子(10)を含むことを特徴とする鋼製ワイヤロープ。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼製ワイヤロープにおいて、前記粒子(10)の硬度は前記ストランド(7)の素線(9)の鋼の硬度とほぼ同じであるか、あるいは該ストランド(7)の該素線(9)の該鋼の硬度より高いことを特徴とする鋼製ワイヤロープ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の鋼製ワイヤロープにおいて、前記潤滑剤に含まれる粒子の最長寸法と最短寸法の比、すなわち該粒子の実質アスペクト比は最大で約５であり、好ましくは該実質アスペクト比は２未満、より好ましくは1.5未満、さらに好ましくは最大で約1.2であり、最適には限りなく１に近いことを特徴とする鋼製ワイヤロープ。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載の鋼製ワイヤロープにおいて、前記粒子(10)の形状は実質的に球形またはほぼ球形であることを特徴とする鋼製ワイヤロープ。
【請求項５】
前記請求項のいずれかに記載の鋼製ワイヤロープにおいて、前記粉末材料はスピネル族鉱物に属する粒子(10)を含み、該粒子は八面体などの等軸晶系の結晶形を有することを特徴とする鋼製ワイヤロープ。
【請求項６】
前記請求項のいずれかに記載の鋼製ワイヤロープにおいて、前記粉末材料は酸化マンガン(II、III)に分類されるMn3O4および／または酸化マンガン(IV)に分類されるMnO2を含むことを特徴とする鋼製ワイヤロープ。
【請求項７】
請求項６に記載の鋼製ワイヤロープにおいて、前記粉末材料は酸化マンガン(II、III)に分類されるMn3O4および／または酸化マンガン(IV)に分類されるMnO2であることを特徴とする鋼製ワイヤロープ。
【請求項８】
前記請求項のいずれかに記載の鋼製ワイヤロープにおいて、前記粒子(10)の少なくとも一部は、粒子寸法が前記懸垂ロープ(3)の接触面および該懸垂ロープ(3)の対向接触面の凹凸よりも大きいことを特徴とする鋼製ワイヤロープ。
【請求項９】
前記請求項のいずれかに記載の鋼製ワイヤロープにおいて、前記潤滑剤(8)は結合剤を含み、該結合剤の割合は該潤滑剤(8)の０〜５重量％であり、好ましくは0.2〜３重量％、より好ましくは0.3〜0.6重量％、最適には約0.4重量％であることを特徴とする鋼製ワイヤロープ。
【請求項１０】
少なくともエレベータ乗りかご(1)と、場合に応じてカウンタウェイト(2)と、鋼製ワイヤ(9)からなる１本以上のストランド(7)を含む複数の懸垂ロープ(3)とを含み、該ロープは巻上機を備えたトラクションシーブ(4)を周回するように案内され、前記懸垂ロープ(3)は少なくとも油を含む潤滑剤(8)で潤滑されるトラクションシーブエレベータにおいて、前記懸垂ロープ(3)の前記潤滑剤(8)は粉末材料を含み、該粉末材料はモース硬度で４を上回る硬度の粒子(10)を含むことを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のトラクションシーブエレベータにおいて、前記粒子(10)の硬度は前記懸垂ロープ(3)の前記ストランド(7)の素線(9)の鋼の硬度とほぼ同じであるか、あるいは該懸垂ロープ(3)の該ストランド(7)の該素線(9)の該鋼の硬度より高いことを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載のトラクションシーブエレベータにおいて、該エレベータの前記懸垂ロープ(3)の前記潤滑剤(8)中の前記粉末材料は粒子(10)を含み、該粒子の実質アスペクト比、すなわち該潤滑剤に含まれる粒子の最長寸法と最短寸法の比は最大で約５、好ましくは該実質アスペクト比は２未満、より好ましくは1.5未満、さらに好ましくは最大で約1.2であり、最適には限りなく１に近く、または該粒子(10)は実質的に球形もしくはほぼ球形であることを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項１３】
請求項１０、１１または１２に記載のトラクションシーブエレベータにおいて、該エレベータの前記懸垂ロープ(3)の前記潤滑剤(8)中の粉末材料はスピネル族鉱物に属する粒子(10)を含み、該粒子は八面体などの等軸晶系の結晶形を有することを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項１４】
請求項１０ないし１３のいずれかに記載のトラクションシーブエレベータにおいて、該エレベータの前記懸垂ロープ(3)の前記潤滑剤(8)中の前記粉末材料は、酸化マンガン(II、III)に分類されるMn3O4および／または酸化マンガン(IV)に分類されるMnO2を含むことを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項１５】
鋼製ワイヤロープが１本以上のストランド(7)を含み、該ストランドは鋼製ワイヤ(9)からなり、油および粉末材料を含む鋼製ワイヤロープ用潤滑剤(8)において、該潤滑剤(8)はペースト状であり、該潤滑剤(8)中の粉末材料はモース硬度で４を上回る硬度の粒子(10)を含むことを特徴とするロープ用潤滑剤。
【請求項１６】
請求項１５に記載の鋼製ワイヤロープのロープ用潤滑剤において、前記粒子(10)の硬度は前記ロープの前記ストランド(7)の素線(9)の鋼の硬度とほぼ同じであるか、または該ロープの該ストランド(7)の該素線(9)の該鋼の硬度より高いことを特徴とするロープ用潤滑剤。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の鋼製ワイヤロープのロープ用潤滑剤において、該潤滑剤(8)中の前記粉末材料は粒子(10)を含み、該粒子の実質アスペクト比、すなわち該潤滑剤に含まれる粒子の最長寸法と最短寸法の比は最大で約５、好ましくは該実質アスペクト比は２未満、より好ましくは1.5未満、さらに好ましくは最大で約1.2であり、最適には限りなく１に近く、または該粒子(10)は実質的に球形もしくはほぼ球形であることを特徴とするロープ用潤滑剤。
【請求項１８】
請求項１５、１６または１７に記載の鋼製ワイヤロープのロープ用潤滑剤において、該潤滑剤(8)中の前記粉末材料はスピネル族鉱物に属する粒子(10)を含み、該粒子は八面体などの等軸晶系の結晶形を有することを特徴とするロープ用潤滑剤。
【請求項１９】
請求項１５ないし１８のいずれかに記載の鋼製ワイヤロープのロープ用潤滑剤において、該潤滑剤(8)中の前記粉末材料は酸化マンガン(II、III)に分類されるMn3O4および／または酸化マンガン(IV)に分類されるMnO2を含むことを特徴とするロープ用潤滑剤。
【請求項２０】
金属を荷重支持材として含む鋼製ロープなどのロープを潤滑する潤滑剤(8)の使用であって、該潤滑剤(8)は少なくとも油および粉末材料を含み、該潤滑剤(8)中の粉末材料は硬度がモース硬度で４を上回る粒子(10)を含むことを特徴とする潤滑剤の使用。
【請求項２１】
請求項２０に記載の潤滑剤(8)の使用において、該潤滑剤(8)中の前記粉末材料は粒子(10)を含み、該粒子の硬度は前記ロープの前記ストランド(7)の素線(9)の鋼の硬度とほぼ同じであるか、または該ロープの該ストランド(7)の該素線(9)の該鋼の硬度より高いことを特徴とする潤滑剤の使用。
【請求項２２】
請求項２０または２１に記載の潤滑剤(8)の使用において、該潤滑剤(8)中の前記粉末材料は粒子(10)を含み、該粒子の実質アスペクト比、すなわち該潤滑剤に含まれる粒子の最長寸法と最短寸法の比は最大で約５、好ましくは該実質アスペクト比は２未満、より好ましくは1.5未満、さらに好ましくは最大で約1.2であり、最適には限りなく１に近く、または該粒子(10)は実質的に球形もしくはほぼ球形であることを特徴とする潤滑剤の使用。
【請求項２３】
請求項２０、２１または２２に記載の潤滑剤(8)の使用において、該潤滑剤(8)中の前記粉末材料は粒子(10)を含み、該粒子の実質アスペクト比、すなわち粒子(10)の最長寸法と最短寸法の比は最大で１〜２であり、好ましくは１〜１．５、適切には１〜１．２、最適には限りなく１に近く、または該粒子(10)は実質的に球形もしくはほぼ球形であることを特徴とする潤滑剤の使用。
【請求項２４】
請求項２０ないし２３のいずれかに記載の潤滑剤(8)の使用において、該潤滑剤(8)中の前記粉末材料は酸化マンガン(II、III)に分類されるMn3O4および／または酸化マンガン(IV)に分類されるMnO2を含むことを特徴とする潤滑剤の使用。
【発明の詳細な説明】
【詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段に規定する鋼製ワイヤロープ、請求項１０の前段に規定する鋼製ワイヤロープを備えたエレベータ、請求項１５の前段に規定する潤滑剤、および請求項２０の前段に規定する鋼製ワイヤロープの潤滑における潤滑剤の使用を対象とする。
【０００２】
エレベータまたは他の巻上機の金属素線を撚ったロープ、具体的には巻上ロープ、すなわち懸垂ロープは、一般的に、何らかの適切な潤滑剤を使用して潤滑する。潤滑剤によって、ロープの動作が向上し、さらにはロープの摩耗が低減し、これによりロープの耐用年数が長くなる。また、潤滑剤はロープの錆を防止できる。ロープは、通常、ロープの製造に際して潤滑され、例えば製造するロープ構造体に潤滑剤を塗布するようにする。普通、エレベータロープは鋼製ワイヤロープである。鋼製ワイヤロープまたは鋼製ワイヤロープの１本以上のストランドは、プラスチックまたは麻繊維などの柔らかい心材を含んでいてもよい。
【０００３】
従来、鋼製エレベータロープに使用される潤滑剤はパラフィンベースである。しかし、パラフィンを使用する場合、ロープが熱を持つと油の構造が薄くなるという問題が生じ、この場合、パラフィンによって結合された油はロープから簡単に分離してしまう。パラフィンベースの潤滑剤には別の問題もあり、高温下におけるトラクションシーブとロープの接触が不安定になり、その結果、トラクションシーブとロープの間の摩擦係数がエレベータ基準で求められている値を満たすのが難しくなる可能性がある。摩擦係数が低いと、ロープがトラクションシーブ上で滑る可能性があり、これにより問題が生じて、安全上の危険を招く可能性もある。他の比較的薄い潤滑剤でも、パラフィンに混合された油の場合と同様の問題が起きる。
【０００４】
本願と同一の出願人による国際特許出願公開第WO2011144816A1号が提示する方式では、油および比較的高い割合の増粘剤を含む潤滑剤を用いた鋼製ロープを示し、増粘剤はロープの鋼製ワイヤより柔らかい素材の１または複数の固体添加物を含んでいる。本発明は、当該国際特許公開公報が提示する方式を有利に改良したものである。
【０００５】
通常、エレベータおよびエレベータ構造体は極力軽量にすることが望ましく、そうすればエレベータの製造および設置の費用を安く抑えることができるであろう。しかし、その一方で、エレベータ乗りかごおよびカウンタウェイトがより軽量になると、エレベータロープとトラクションシーブ間の摩擦が減少する。摩擦の減少はエレベータの軽量化を妨げつつも、一般には摩擦が大きくてもロープがすぐに摩耗しないことを目指す。
【０００６】
本発明の趣旨は、鋼製ロープの鋼製ワイヤとほぼ同等の硬度またそれ以上の硬度の固体添加物を含有する潤滑剤を、油、パラフィンまたはパラフィンと混合させた油の代わりとなる潤滑剤として用いるタイプのエレベータロープをエレベータに配設することである。添加物が硬質であるため、エレベータロープとトラクションシーブの間の摩擦は、従来技術によって潤滑したエレベータロープにおける摩擦より大きくできる。
【０００７】
本発明は、上記問題を解消し、例えばトラクションシーブエレベータの懸垂ロープなどの鋼製ワイヤロープとして、潤滑グリースタイプの潤滑剤を用いて潤滑し、懸垂ロープとトラクションシーブの間の摩擦係数が既存の方式のものより高いロープを実現することを目的とする。また、本発明は、耐用年数が従来よりも長いトラクションシーブエレベータの懸垂ロープを実現することを目的とする。その他にも、ロープの走行時に潤滑剤がロープにしっかりと留まるトラクションシーブエレベータの懸垂ロープを実現することを目的とする。また、本発明は、懸垂ロープが潤滑グリースタイプの潤滑剤で潤滑されるトラクションシーブエレベータの実現を目的とする。本発明はさらに、潤滑グリースタイプの潤滑剤を使用してエレベータの懸垂ロープなどの鋼製ワイヤロープを潤滑することを実現することを目的とする。本発明はとくに、国際特許公開公報第WO2011144816A1号が提示する方式を改善することを目的とする。
【０００８】
本発明による鋼製ワイヤロープは、請求項１の特徴段に記載された事項により特徴付けられるものであり、本発明による鋼製ワイヤロープを備えたエレベータは、請求項９の特徴段に記載された事項により特徴付けられるものである。同様に、本発明による潤滑剤は、請求項１３の特徴段に記載された事項により特徴付けられるものであり、本発明による鋼製ワイヤロープの潤滑における潤滑剤の使用は、請求項１７の特徴段に記載された事項により特徴付けられる。本発明の他の実施形態は、他の請求項に記載された事項により特徴付けられる。
【０００９】
本発明の一態様は、油および硬質の粉末材料を含むペースト型の潤滑剤を使用して鋼製ワイヤロープを潤滑する方法に関するものである。粉末材料粒子の基本部分または主部分の硬度は、ロープの鋼製ワイヤの硬度とほぼ同等か、もしくはワイヤの硬度より高い。本発明による潤滑剤はすべて、粉末材料粒子の主部分の硬さがモース硬度で少なくとも４である。
【００１０】
粉末材料として適しているのは、例えばMn3O4およびMnO2であるが、概ね同様の特性を有する他の粉末材料も適している。
【００１１】
粉末材料は、その粒子中において、または粒子に対して、水と結合しないことが好ましい。有利には、粉末材料は、親水性ではなく、疎水性である。
【００１２】
好ましくは、潤滑剤に含まれる粒子は、球状か塊状か楕円体状である。有利には、粒子の最長寸法と最短寸法の比、すなわち粒子の実質アスペクト比は、最大約５である。好ましくは、実質アスペクト比は２未満、より好ましくは1.5未満、さらに好ましくは最大約1.2であり、最適には限りなく１に近い。理想的な粉末材料において、すべての粒子またはほとんどの粒子は球状または概ね球状であり、これにより、平均アスペクト比は最大で約1.2となる。
【００１３】
本発明を実施する有利な方法は、エレベータロープまたはロープの潤滑に関連して本発明を適用することである。得られる明瞭な利点は、鉄製または鋼製のトラクションシーブと巻上ロープとして使用される鋼製ワイヤロープの間のけん引力の向上である。また、このような巻上ロープの耐用年数が延びることも利点の１つである。ゴム、ポリウレタンまたは同様の素材で被覆されたトラクションシーブを使用した巻上ロープの駆動に関しても、同様の利点が得られる。トラクションシーブのコーティングの種類は、例えばヨーロッパ特許出願公開第1688384A2号公報に記載のコーティングと同様のものでよい。
【００１４】
今日、エレベータで使用されるロープのほとんどは、引張強度が1370N/m2〜1960N/m2である。引張強度の高い鋼製ワイヤ製のロープもエレベータで使用されるが、これらのロープは、とくにエレベータの場合、８mmより細い巻上ロープに適用される。
【００１５】
好ましくは、潤滑剤は、少なくとも油と、増粘剤として機能し潤滑剤の50重量％超の固体粉末材料とを含む。増粘剤は、小粒子中に１種類以上の固体添加物を含み、添加物の硬度は、ロープの金属ワイヤとほぼ同じか、あるいはワイヤより高く、また、増粘剤は有機物ではないことが好ましい。
【００１６】
有利には、本発明の潤滑剤において、１種類以上の固体添加物を含む増粘剤は大部分が油と混合されるため、油と増粘剤の混合物はペースト状になる。
【００１７】
粉末材料は、かなり微細にするものとする。有利には、粒子寸法は75μm未満とする。好ましくは、粉末材料の少なくとも50質量％は、粒子寸法が１〜10μmの範囲である。
【００１８】
有利には、潤滑剤もまた少量の結合剤を含有し、その量は例えば潤滑剤の約０〜10重量％である。別の添加物、例えば保存性を向上させるようなものを使用してもよい。
【００１９】
本発明の一態様において、実際には金属ロープ、場合によっては非金属部分を含む鋼製ワイヤロープを潤滑する。
【００２０】
本発明の別の態様は、少なくともエレベータ乗りかご、場合によってはカウンタウェイト、ならびに鋼製ワイヤからなる１本以上のストランドを含む複数本の懸垂ロープを含むトラクションシーブエレベータに関するものであり、懸垂ロープは巻上機を備えたトラクションシーブの周縁を通るように案内され、また懸垂ロープは少なくとも油を含む潤滑剤で潤滑される。本発明によるトラクションシーブエレベータの懸垂ロープの潤滑剤はペースト状であり、潤滑剤中の粉末材料は、モース硬度で４を上回る硬度の粒子を含んでいる。
【００２１】
また、粉末材料は、懸垂ロープのストランドの素線の鋼の硬度とほぼ同じか、もしくは懸垂ロープのストランドの素線の鋼の硬度より高い硬度を有する粒子を含む。
【００２２】
本発明のさらに別の態様は、鋼製ワイヤロープ用のロープ潤滑剤に関するものであり、その場合のロープは鋼製ワイヤからなる１本以上のストランドを含む。ロープ潤滑剤は、油および粉末材料を含み、潤滑剤の粉末材料は、モース硬度で４を上回る粒子を含んでいる。
【００２３】
本発明のさらに別の態様は、例えば荷重支持材として金属を含有する鋼製ロープなどのロープの潤滑における上記潤滑剤の使用に関する。
【００２４】
とりわけ本発明による方式の利点の１つとして、エレベータロープとトラクションシーブのロープ溝との摩擦が、従来の油またはグリースで潤滑したエレベータロープを使用する場合よりも大きくなることが挙げられる。別の利点として、トラクションシーブにおける摩擦がより良好になるため、エレベータロープのトラクションシーブにおける滑り制御も向上する。これらの利点により、トラクションシーブの両側におけるロープ力の比を大きくできるため、モータのトルクをより効率よく利用できるという利点が得られ、乗りかごの正味積載量と自重の比を改善できる。さらに、摩擦を大きくすることで、トラクションシーブの径を小さくでき、または、逆にエレベータロープとトラクションシーブの接触角を小さくできるという利点がある。また、利点の１つとして、良好な摩擦が得られることにより、より小型で軽量な構造体をエレベータに使用することができ、その結果、費用を削減できる。さらに別の利点として、エレベータロープの錆または摩耗が起きにくいため、例えばパラフィンで潤滑したロープと比較して、ロープの耐用年数がはるかに長くなる。また別の利点として、潤滑剤は、ロープの内部に非常に良好に染み込んで、ロープに十分に固着し続けるため、ロープから容易に分離したり、エレベータの他の部品に飛び散ったりしない。
【００２５】
さらに、本発明によれば、従来の方法で潤滑したロープよりもロープの耐用年数が長くなるという利点がある。本発明の重要な一態様として、適切な量の潤滑剤を用いることと、潤滑剤の摩擦係数がパラフィンを用いた潤滑剤より高いことから、トラクションシーブとロープとの間の摩擦係数が十分に高いことが挙げられる。そのため、ロープはエレベータの作動状況下でトラクションシーブ上で滑らない。さらなる利点として、潤滑剤は、ロープが非常に高温になって遠心力などの影響を受けても、ロープに確実に留まり、ロープから容易に剥がれることはない。この場合、より早い速度でも安全に使用できる。また別の利点として、簡易かつ安価に配設を行える。さらには、潤滑剤に含まれる硬質の粒子は押しつぶされることがなく、粒子は形状が実質的に円形であるため、粒子が玉軸受の機能を果たすという利点もある。また、潤滑剤に含まれる粒子は、硬質で円形なので、対向面同士が接触することがない。
【００２６】
グリース、グリース化合物もしくはペースト、または類似のものなどの固体材料を含む潤滑剤を使用して潤滑したロープ、具体的には鋼製ロープも本発明の概念の範囲に含まれる。潤滑は、好ましくは、ロープを撚り構造にする前に、ロープの素線またはストランドに対して行う。
【００２７】
本発明の一部の実施形態についても、本願の明細書部分で説明する。本願の発明の内容は、添付の特許請求の範囲に規定されているものとは別の形で規定することも可能である。また、発明の内容は、とくに発明をその表現または内在するサブタスクの点から見た場合、または一連の利点あるいは達成される利点の範疇から見た場合、いくつかの異なる発明から構成されていてもよい。この場合、添付の特許請求の範囲に含まれる属性のいくつかは、個々の発明の概念からみて不必要であるかもしれない。同様に、本発明の各実施形態に関連して示す様々な細部は、他の実施形態に適用することもできる。また、少なくともいくつかの下位請求項は、少なくとも適切な状況において、それ自体で発明性を有すると認めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
以下に、本発明について、実施形態の例を挙げて添付図面を参照しながら詳細に述べる。
【図１】トラクションシーブエレベータをロープ張力図とともにトラクションシーブの側方から見た概略図である。
【図２】エレベータの懸垂ロープなど、潤滑剤で潤滑された１本の金属ロープの断面を示す。
【図３】本発明により潤滑されたエレベータロープの摩耗について測定結果を基に集計したグラフである。
【図４】異なる方法で潤滑した２本のエレベータロープの滑り率の比、ならびにエレベータロープとロープ溝との間の摩擦係数について測定結果を基に集計したグラフである。
【図５】本発明に係る潤滑剤で潤滑されたエレベータのトラクションシーブのロープ溝内における懸垂ロープなどの金属ロープの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は一般的なトラクションシーブエレベータの概略図を示し、本エレベータは、エレベータ乗りかご１、カウンタウェイト２すなわち釣合い重り、およびこれらの間に固定され互いに平行な複数本のエレベータロープ３で構成されたエレベータ索具を備えている。エレベータロープ３は、エレベータの巻上機によって回転するトラクションシーブ４に案内されて、エレベータロープ３に適応した寸法のロープ溝内を通る。トラクションシーブ４は、回転するにつれ、摩擦によってエレベータ乗りかご１およびカウンタウェイト２を上方向および下方向に動かす。
【００３０】
カウンタウェイト２とエレベータ乗りかご１の差と、乗りかごの任意の時点における荷重との和に応じて、トラクションシーブ４の両側ではエレベータロープ３に作用するロープ力TCTWおよびTCARの大きさが異なる。エレベータ乗りかご１が定格荷重の半分未満を積載している場合、カウンタウェイトは通常、荷重の掛かっているエレベータ乗りかご１より重いことになる。この場合、カウンタウェイト２とトラクションシーブ４の間のロープ力TCTWは、エレベータ乗りかご１とトラクションシーブ４の間のロープ力TCARより大きい。これに対して、エレベータ乗りかご１が定格荷重の半分を上回る積載をしている場合、カウンタウェイト２は通常、荷重の掛かったエレベータ乗りかご１より軽くなる。この場合、カウンタウェイト２とトラクションシーブ４の間のロープ力TCTWは、エレベータ乗りかご１とトラクションシーブ４の間のロープ力TCARより小さい。図１に示す状況では、エレベータ乗りかご１とトラクションシーブ４の間のロープ力はTCAR＞TCTWである。そのため、トラクションシーブ４のロープ溝内におけるロープ力TCTWおよびTCARによって生じるロープ張力がエレベータロープ３に作用する力は一定でなく、カウンタウェイト２側からエレベータ乗りかご１側に移ると、大きくなる。このような大きくなっていくロープ張力を、図１の張力チャート５に概略的に示す。上述のとおり、当該張力の違いにより、ロープ溝においてエレベータロープ３の滑りが起こる可能性がある。したがって、滑りを抑制してトラクションシーブ４における張力の差を補償するようにする。例えば、摩擦を大きくすることで補償を行える。
【００３１】
図２は、エレベータ乗りかごを懸垂して動かすエレベータ用懸垂ロープ３などの金属ロープの断面を示す。エレベータの懸垂ロープ３は、芯線６を中心として撚られたストランド７からなり、ストランド７自体は、例えば鋼製ワイヤ９などの金属素線を撚ったものである。エレベータロープ３は、ロープの製造に関連して潤滑剤８で潤滑する。潤滑剤８は、各ストランド７間とストランドの各素線９間にも施され、潤滑剤８を施すことにより、各ストランド７および各素線９が互いに擦れ合うのを防止するものである。本発明によるエレベータロープ３の潤滑剤８は、エレベータのエレベータロープ３とトラクションシーブ４の間の摩擦係数に影響を及ぼすため、従来技術による潤滑オイルまたは潤滑グリースを使用して潤滑したエレベータロープよりも摩擦が大きくなる。
【００３２】
本発明によるエレベータの懸垂ロープ３の潤滑剤８は、目的に適した少なくとも何らかの基油、および何らかの増粘剤、すなわち好ましくは無機の固体粉末状添加物を含み、後者は「粉末材料」と称され、潤滑剤８はさらに、必要に応じてポリイソブテンなどの何らかの結合剤あるいは他の何らかの適切な有機化合物を含む。基油は、ここではより簡単に「油」と称するが、例えば何らかの適切な合成潤滑油であり、例えば耐摩耗剤および耐食剤などのいろいろな添加物を含んでいる。油の役割は、とりわけ、水分がロープ３内に入り込むのを防止し、ロープを腐食および摩耗から保護することにある。耐フレッチング性の、さらに場合によっては固着防止性の潤滑剤をエレベータロープ３の潤滑剤として本発明の目的に適用可能であるが、用途によっては制限を受ける。
【００３３】
潤滑剤８の粉末材料は、粒径の異なる複数の小粒子からなる微粒子粉末材料を１種類以上含む。このような粒子は、少なくとも一部、好ましくは大部分が適度な硬さである。これらの粒子の硬度は、モース硬度で、ロープの素線９の鋼の硬度とほぼ同じであるか、あるいは素線９の鋼の硬度より高い。好ましくは、固体粉末材料はスピネル族鉱物に属し、一般的な結晶形は例えば八面体などの等軸晶系である。
【００３４】
エレベータで最も一般的に使用される鋼製ワイヤの強度等級は、1370N/m2、1570N/m2、1770N/m2および1960N/m2であり、この場合の強度は定格引張強度として算出される。ただし、さらに強度の高い鋼製ワイヤを使用することも可能である。商業用エレベータでは、定格引張強度が2000〜3000N/m2の鋼製ワイヤであっても設置できる。通常、より強度の高い鋼製ワイヤの硬度は、強度の低い鋼製ワイヤよりも高い。
【００３５】
粉末材料の粒子は、高比重である。したがって、粒子の比重は使用される油の比重の何倍も大きい。そのため、粒子は、少なくとも長期間保存すると、潤滑剤８の底部に沈澱する傾向がある。潤滑剤８は、好ましくは、このような沈降を遅らせたり、さらには防止したりする添加物を含む。
【００３６】
結合剤は、潤滑剤８の他の材料すなわち油と、粉末材料との結合をより良好に維持するものである。結合剤は、例えば、ブテン化合物などの有機ベースの塊か、あるいは例えば樹脂ベースまたはワックスベースの材料など、目的に適した何らかの材料でよい。
【００３７】
潤滑剤８は、その様々な構成材料を機械的に相互に混ぜ合わせることで、簡単に作製できる。潤滑剤８の各構成材料の混合比は、油が例えば約10〜40％、好ましくは約15〜30％、最適には約20％、粉末材料が例えば約60〜95％、好ましくは約70〜85％、そして結合剤が例えば約0〜5％、好ましくは約0.2〜3％、最適には約0.3〜0.6％、例えば0.4％である。上記の百分率の数字は、重量百分率である。粉末材料の量が多いため、潤滑剤８の構造はペースト状となる。結合剤および粉末材料によって、潤滑剤８はロープ上にしっかりと留まり、容易には分離しない。
【００３８】
本発明による潤滑剤８は、とくに次の点において従来の潤滑グリースと異なる。すなわち、潤滑剤は好ましくは、粉末材料の割合が非常に高く、油の割合が低い。粉末材料の割合は例えば最大95％でよく、この場合、基油の割合は最高でも5％に留まる。これに対し、従来技術による潤滑グリースでは、グリース中の基油の割合は80〜90％であり、この場合、粉末材料および他の材料の割合は10〜20％程度でしかない。
【００３９】
図３は、様々な方法で潤滑したエレベータロープの摩耗試験で得られた測定結果を基に集計したグラフを示す。曲線p1は従来技術によるパラフィンを使用して潤滑したロープを表し、曲線n1は本発明による潤滑剤８で潤滑したロープを表している。ロープの摩耗試験は試験装置を使用して行い、ロープをロープシーブの溝内で前後動させ、ロープの直径の減少に基づいてロープの摩耗度合いを判断した。
【００４０】
どちらのロープも、公称直径は８mmであった。試験時の廃棄限界は、各ロープの直径が公称直径に対して６％細くなる値に設定した。本例では、廃棄限界は8*0.94＝7.52ミリメートルであった。
【００４１】
図３から分かるように、ロープp1の初めの太さは約8.05mmであり、パラフィンベースの潤滑剤で潤滑されたものであり、試験サイクルを約100万回行った後の直径の厚さは7.54ミリメートルだった。また、試験サイクル120万回以内で廃棄限界の7.52ミリメートルに達した。そこでロープp1の目的適合性が実質的になくなったと考えられる。これに対し、本発明による潤滑剤８で潤滑したロープn1は、試験サイクルを1000万回行っても、初期動作期間後の摩耗がまったく起こらず、試験サイクル約1400万回まで使用に耐えた。これはロープp1の約12倍超である。
【００４２】
図４は、トラクションシーブ４のロープ溝の摩擦係数と、従来技術によるパラフィンベース潤滑剤で潤滑した鋼製ロープp1および本発明による潤滑剤８で潤滑した鋼製ロープn1の滑り率との関係を示す、実験室で行われた測定結果に基づいて集計したグラフを示す。よって、図示した例は、互いに対して摺動する２つの対象物間の有効摩擦係数を実験的に求めたものであり、個々の素材の特定の摩擦係数を示すものではない。
【００４３】
グラフから見てとれるように、従来技術によるパラフィンベースの潤滑剤で潤滑した鋼製ロープの場合、図４の曲線p1で示すように、有効摩擦係数が滑りの初期段階で線形、かつ比較的急速に上昇している。滑りが約0.2％の時、有効摩擦係数の上昇率が低下し、この段階ですぐに約0.08になっている。その後、滑りが大きくなると、有効摩擦係数の上昇率の低下がさらに早まり、滑りがより大きくなっても、限界の約0.09以上の上昇は起こらない。これは、トラクションシーブ４のロープ溝内のエレベータロープの把持力が失われた状態である。
【００４４】
これに対して、本発明による潤滑剤８で潤滑した鋼製ロープの場合、図４に曲線n1で示すように、有効摩擦係数は滑りの初期段階でやはり線形、かつ比較的急速に上昇する。滑りが大きくなると、有効摩擦係数もまた上がり続け、曲線p1で示すロープよりも有効摩擦係数の値が実質的に線形に増大する。本発明による潤滑剤８で潤滑したロープn1を使用した場合、滑りが大きくなると、有効摩擦係数の値が約0.13に達する。この場合、トラクションシーブ４の把持余力は、予期せぬ状況に備えてかなり高い維持され、有効摩擦係数は、数値的には、0.1を上回る値、例えば約0.13に設定できる。これにより、ロープ力の比TCAR/TCTWをより大きくでき、そうすれば、走行質量をより減らすことができ、その結果、より小さい加速力でエネルギー消費量が低減し、損失が少なくなる。また、機材の節減も可能である。エレベータ乗りかごを軽量化しない場合は、良好な摩擦係数または摩擦把持力をいろいろな方法で利用することも可能である。例えば、滑動によって加速を低減させる必要はなく、また、表面圧力がもはや障害とはならないため、ロープ溝内の下部切込みを削減して、ロープ力を高めることも可能である。これは、実際上は、懸垂ロープ３の本数を削減できることを意味する。さらに、潤滑作用が良好であれば、より小型の綱車の使用が可能である。
【００４５】
図５は、トラクションシーブ４のロープ溝内における、エレベータの鋼製懸垂ロープ３などの金属ロープの断面の拡大図であり、本ロープは本発明による潤滑剤８が施されている。上述したとおり、潤滑剤８は、粉状であり、大きさの異なる小さな固体粒子10を含む特定の粉末材料を含んでいる。好ましくは、粒子10はある程度丸みを帯びていて、有利には球形、塊状または楕円形である。有利には、粒子10の最長寸法と最短寸法の比は、１に近い。
【００４６】
形状が円形または略円形である以外に、粒子10の少なくとも一部、好ましくは粒子10の大部分の硬度は、モース硬度による硬度がロープの素線９の鋼の硬度とほぼ同じか、あるいは素線９の鋼よりも高い。使用可能な材料の種類として、スピネル族鉱物に属する固体材料があり、これは、例えば八面体などの等軸晶系の結晶形を有するため、これらの材料の粒子は、ほぼ球形みなすことができる。例えば、酸化マンガン(II、III)に分類されるMn3O4は、本発明による潤滑剤８において粉末材料として使用可能な材料である。Mn3O4の硬度はモース硬度で約5.5であり、この値は良質なナイフの炭素鋼製刃の刃先の硬度に相当する。
【００４７】
また、酸化マンガン(IV)すなわち二酸化マンガンMnO2は、本発明による潤滑剤８の粉末材料として使用することも可能である。MnO2の硬度は、モース硬度で約５である。その場合、MnO2の硬度もまた、最も一般的に使用される素線９の鋼の硬度より高い。
【００４８】
好ましくは、粉末材料の主材料の粒子10の硬度は４より高く、例えば、モース硬度で４〜６、適切には５〜5.5である。
【００４９】
図５は、潤滑剤８中の粉末材料が主要な円形または略円形の固体粒子10として懸垂ロープ３の表面とトラクションシーブ４のロープ溝の表面の間に配された状態を示す拡大図である。各固体粒子10間において、潤滑剤８は合成潤滑油11および結合剤を有し、これらの量は先に述べたとおりである。２つの隣接する鋼表面の間の粒子10の層は、各鋼表面の表面粗さよりも厚い。その場合、粒子10は、鋼表面よりも硬いか、もしくは少なくとも同じ硬さであり、２つの鋼表面が互いに接し合うのを防止する。これにより、懸垂ロープ３の摩耗だけでなく、トラクションシーブ４のロープ溝の摩耗も軽減できる。２つの表面の間の滑り面12は、粒子10間の各所で多少なりとも曲線を成し、常に変化していてもよい。
【００５０】
本発明による潤滑剤８の潤滑能力により、粉末材料のやや球状の硬質粒子10は懸垂ロープ３の滑り面および／または回転面とトラクションシーブ４との間に層を形成し、この層が表面の凹凸間の接触を防止するものと本願発明者は確信している。同時に、粒子10は複雑な滑り面を形成し、滑り面は容易にせん断できないため、摩擦が高まるとともに、表面の摩耗が低減する。硬質粒子10は略球形のため、摩損が生じることはない。粒子10の粒径が様々であるため、接触面間の動的接触状態において、粒子同士が効果的に係合できる。
【００５１】
粒子10の大きさの分布は、好ましくは、粒子10の一部が懸垂ロープ３の表面およびトラクションシーブ４の溝の凹凸より大きくなるようにする。例えば、１つの実現可能な粒子の大きさは次の通りである。すなわち、粉末材料は63μmを超える大きさの粒子を０％、20〜63μmの粒子を１％、6.3〜20μmの粒子を16％、２〜6.3μmの粒子を63％および２μm未満の粒子を20％含む。他の粒径および百分率分布を呈する別の大きさ分布であってもよい。粒子10の一部は、懸垂ロープ３の表面およびトラクションシーブ４の溝の表面の凹凸よりも小さい。小さい粒子の割合が高いと、油と接触する粒子の総表面積は大きくなる。
【００５２】
上述の試験ではっきり証明されたが、潤滑剤８に含まれる硬質でほぼ球状の粒子10を有する粉末状の粉末材料の割合が高いため、潤滑剤８で潤滑したエレベータ懸垂ロープ３の耐用年数は、従来技術による潤滑剤で潤滑したエレベータロープの耐用年数よりはるかに長く、さらには、ロープ３とトラクションシーブ４の間の摩擦係数が従来の潤滑剤を使用する場合に比べて大きいため、値決めがより有利になった。
【００５３】
本発明によるエレベータの特徴的態様としてはとりわけ、本エレベータには、上述の硬質個体粒子10を有する粉末材料を含有する潤滑剤８で潤滑した懸垂ロープ３が設けられ、懸垂ロープ３の荷重支持材は、例えば鋼などの金属製であることが挙げられる。潤滑剤８の全質量には、実質的に硬質でほぼ球形の粒子10を有する粉末材料が上述の適切な百分率で含まれている。また、潤滑剤８は、上述の結合剤および他の添加物を含んでいる。
【００５４】
さらに、上述した粉末材料を含有する潤滑剤８を金属素線９を撚ったロープの潤滑に使用することは、本発明による手法の特徴である。
【００５５】
当業者には明白なことであるが、本発明の様々な実施形態は上述の例に限定されるものではなく、以下に示す特許請求の範囲において変更してもよい。よって、例えば、潤滑剤の成分および様々な構成要素の混合比は上述のものとは異なってもよい。
【００５６】
同様に、合成潤滑油に代えて、目的に適した鉱油または植物油を潤滑剤の油として使用可能であることも当業者には明白であろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年11月22日(2018.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製ワイヤからなる１本以上のストランドおよび潤滑剤を含み、該潤滑剤は油および粉末材料を含む鋼製ワイヤロープにおいて、前記潤滑剤はペースト状であり、該潤滑剤に含まれる粉末材料はモース硬度で４を上回る硬度の粒子を含むことを特徴とする鋼製ワイヤロープ。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼製ワイヤロープにおいて、前記粒子の硬度は前記ストランドの素線の鋼の硬度とほぼ同じであるか、あるいは該ストランドの該素線の該鋼の硬度より高いことを特徴とする鋼製ワイヤロープ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の鋼製ワイヤロープにおいて、前記潤滑剤に含まれる粒子の最長寸法と最短寸法の比、すなわち該粒子の実質アスペクト比は最大で約５であり、好ましくは該実質アスペクト比は２未満、より好ましくは1.5未満、さらに好ましくは最大で約1.2であり、最適には限りなく１に近いことを特徴とする鋼製ワイヤロープ。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載の鋼製ワイヤロープにおいて、前記粒子の形状は実質的に球形またはほぼ球形であることを特徴とする鋼製ワイヤロープ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の鋼製ワイヤロープにおいて、前記粉末材料はスピネル族鉱物に属する粒子を含み、該粒子は八面体などの等軸晶系の結晶形を有することを特徴とする鋼製ワイヤロープ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の鋼製ワイヤロープにおいて、前記粉末材料は酸化マンガン(II、III)に分類されるMn3O4および／または酸化マンガン(IV)に分類されるMnO2を含むことを特徴とする鋼製ワイヤロープ。
【請求項７】
請求項６に記載の鋼製ワイヤロープにおいて、前記粉末材料は酸化マンガン(II、III)に分類されるMn3O4および／または酸化マンガン(IV)に分類されるMnO2であることを特徴とする鋼製ワイヤロープ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の鋼製ワイヤロープにおいて、前記粒子の少なくとも一部は、粒子寸法が前記懸垂ロープの接触面および該懸垂ロープの対向接触面の凹凸よりも大きいことを特徴とする鋼製ワイヤロープ。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の鋼製ワイヤロープにおいて、前記潤滑剤は結合剤を含み、該結合剤の割合は該潤滑剤の０〜５重量％であり、好ましくは0.2〜３重量％、より好ましくは0.3〜0.6重量％、最適には約0.4重量％であることを特徴とする鋼製ワイヤロープ。
【請求項１０】
少なくともエレベータ乗りかごと、場合に応じてカウンタウェイトと、鋼製ワイヤからなる１本以上のストランドを含む複数の懸垂ロープとを含み、該ロープは巻上機を備えたトラクションシーブを周回するように案内され、前記懸垂ロープは少なくとも油を含む潤滑剤で潤滑されるトラクションシーブエレベータにおいて、前記懸垂ロープの前記潤滑剤は粉末材料を含み、該粉末材料はモース硬度で４を上回る硬度の粒子を含むことを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のトラクションシーブエレベータにおいて、前記粒子の硬度は前記懸垂ロープの前記ストランドの素線の鋼の硬度とほぼ同じであるか、あるいは該懸垂ロープの該ストランドの該素線の該鋼の硬度より高いことを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載のトラクションシーブエレベータにおいて、該エレベータの前記懸垂ロープの前記潤滑剤中の前記粉末材料は粒子を含み、該粒子の実質アスペクト比、すなわち該潤滑剤に含まれる粒子の最長寸法と最短寸法の比は最大で約５、好ましくは該実質アスペクト比は２未満、より好ましくは1.5未満、さらに好ましくは最大で約1.2であり、最適には限りなく１に近く、または該粒子は実質的に球形もしくはほぼ球形であることを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項１３】
請求項１０、１１または１２に記載のトラクションシーブエレベータにおいて、該エレベータの前記懸垂ロープの前記潤滑剤中の粉末材料はスピネル族鉱物に属する粒子を含み、該粒子は八面体などの等軸晶系の結晶形を有することを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項１４】
請求項１０ないし１３のいずれかに記載のトラクションシーブエレベータにおいて、該エレベータの前記懸垂ロープの前記潤滑剤中の前記粉末材料は、酸化マンガン(II、III)に分類されるMn3O4および／または酸化マンガン(IV)に分類されるMnO2を含むことを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項１５】
鋼製ワイヤロープが１本以上のストランドを含み、該ストランドは鋼製ワイヤからなり、油および粉末材料を含む鋼製ワイヤロープ用潤滑剤において、該潤滑剤はペースト状であり、該潤滑剤中の粉末材料はモース硬度で４を上回る硬度の粒子を含むことを特徴とするロープ用潤滑剤。
【請求項１６】
請求項１５に記載の鋼製ワイヤロープのロープ用潤滑剤において、前記粒子の硬度は前記ロープの前記ストランドの素線の鋼の硬度とほぼ同じであるか、または該ロープの該ストランドの該素線の該鋼の硬度より高いことを特徴とするロープ用潤滑剤。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の鋼製ワイヤロープのロープ用潤滑剤において、該潤滑剤中の前記粉末材料は粒子を含み、該粒子の実質アスペクト比、すなわち該潤滑剤に含まれる粒子の最長寸法と最短寸法の比は最大で約５、好ましくは該実質アスペクト比は２未満、より好ましくは1.5未満、さらに好ましくは最大で約1.2であり、最適には限りなく１に近く、または該粒子は実質的に球形もしくはほぼ球形であることを特徴とするロープ用潤滑剤。
【請求項１８】
請求項１５、１６または１７に記載の鋼製ワイヤロープのロープ用潤滑剤において、該潤滑剤中の前記粉末材料はスピネル族鉱物に属する粒子を含み、該粒子は八面体などの等軸晶系の結晶形を有することを特徴とするロープ用潤滑剤。
【請求項１９】
請求項１５ないし１８のいずれかに記載の鋼製ワイヤロープのロープ用潤滑剤において、該潤滑剤中の前記粉末材料は酸化マンガン(II、III)に分類されるMn3O4および／または酸化マンガン(IV)に分類されるMnO2を含むことを特徴とするロープ用潤滑剤。
【請求項２０】
金属を荷重支持材として含む鋼製ロープなどのロープを潤滑する潤滑剤の使用であって、該潤滑剤は少なくとも油および粉末材料を含み、該潤滑剤中の粉末材料は硬度がモース硬度で４を上回る粒子を含むことを特徴とする潤滑剤の使用。
【請求項２１】
請求項２０に記載の潤滑剤の使用において、該潤滑剤中の前記粉末材料は粒子を含み、該粒子の硬度は前記ロープの前記ストランドの素線の鋼の硬度とほぼ同じであるか、または該ロープの該ストランドの該素線の該鋼の硬度より高いことを特徴とする潤滑剤の使用。
【請求項２２】
請求項２０または２１に記載の潤滑剤の使用において、該潤滑剤中の前記粉末材料は粒子を含み、該粒子の実質アスペクト比、すなわち該潤滑剤に含まれる粒子の最長寸法と最短寸法の比は最大で約５、好ましくは該実質アスペクト比は２未満、より好ましくは1.5未満、さらに好ましくは最大で約1.2であり、最適には限りなく１に近く、または該粒子は実質的に球形もしくはほぼ球形であることを特徴とする潤滑剤の使用。
【請求項２３】
請求項２０、２１または２２に記載の潤滑剤の使用において、該潤滑剤中の前記粉末材料は粒子を含み、該粒子の実質アスペクト比、すなわち粒子の最長寸法と最短寸法の比は最大で１〜２であり、好ましくは１〜１．５、適切には１〜１．２、最適には限りなく１に近く、または該粒子は実質的に球形もしくはほぼ球形であることを特徴とする潤滑剤の使用。
【請求項２４】
請求項２０ないし２３のいずれかに記載の潤滑剤の使用において、該潤滑剤中の前記粉末材料は酸化マンガン(II、III)に分類されるMn3O4および／または酸化マンガン(IV)に分類されるMnO2を含むことを特徴とする潤滑剤の使用。
【国際調査報告】
2019522735.tif 000008
2019522735.tif 000009
2019522735.tif 000010