(57)【要約】【課題】ポリウレタン等の高摩擦、耐摩耗性に優れる樹脂がロープ外周を覆う樹脂被覆ロープをトラクションエレベータの主索に適用した場合の必要なトラクション性能とロープ寿命を両立し、安全性の高い駆動装置を備えたエレベータ装置を提供する。【解決手段】本発明のエレベータ装置は、乗りかごと、釣合いおもりと、前記乗りかごと前記つり合いおもりとを吊持するワイヤロープと、前記ワイヤロープが巻き掛かかる駆動綱車とを有し、前記ワイヤロープは、略円形断面を有し、かつ、最外層をウレタン樹脂により被覆され、前記駆動綱車は、その溝の底部にアンダカット状の切り欠きを設け、且つ前記切り欠きのエッジ部分が曲面形状となっていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗りかごと、釣合おもりと、前記乗りかごと前記釣合いおもりとを吊持するワイヤロープと、前記ワイヤロープが巻き掛かかる駆動綱車とを有し、
前記ワイヤロープは、略円形断面を有し、かつ、最外層をウレタン樹脂により被覆され、
前記駆動綱車は、その溝の底部にアンダカット状の切り欠きを設け、且つ前記切り欠きのエッジ部分が曲面形状となっていることを特徴とするエレベータ装置。
【請求項２】
前記溝の底部に設けたアンダカット状の切欠きは、前記樹脂被覆を取り去ったときの最外層ストランド部分を外形とする内部ロープの公称径に対し、その内部ロープが溝表面と接触した際、略９５〜１０５゜の角度となる寸法であることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ装置。
【請求項３】
前記溝の底部に設けたアンダカット状の切欠きのエッジ近傍に、内部ロープの公称径と一致させた曲面部を接触角として略２０〜３０゜にわたり設けていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエレベータ装置。
【請求項４】
前記溝の材質を鉄材とし、かつ、その溝表面にダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）コーティングを施したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエレベータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂被覆ロープに適した溝構造を有する駆動綱車を備えたトラクションエレベータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の中低層建物向けのエレベータについては、建築設計の自由度が大きく、省スペース化を図ることができる機械室なし構造が一般的になりつつある。
【０００３】
機械室なし構造のつるべ式（トラクション式）エレベータにおいて、従来から用いられている主索（メインロープ）の構造は、一般的にＪＩＳ Ｂ３５２５に規定された繊維心構造である。図８に、繊維心を有する主索５の断面の一例を示す。図８において、主索５は、素線８と、素線８を撚り合わせたストランド７ａと、合成繊維、又は天然繊維から作られる芯綱９とから構成され、芯綱９の周囲に６本または、８本程度のストランド７ａが撚られる構造となっている。主索５に張力が加わるとストランド７ａが芯綱９を圧縮する方向に力が作用する。主索５の強さについては、前記規格に強度等級が規定され、概ね１３００Ｎ／ｍｍ２〜１９００Ｎ／ｍｍ２程度の破断荷重をもつ素線８が等級に応じて使い分けられている。
【０００４】
近年、駆動システムの小型化と、ロープ寿命の向上、また、環境調和の観点から、全体が樹脂で被覆されたロープが提案されている（例えば、特許文献１など参照）。このような提案の代表例として樹脂被覆ロープ５ａの断面図を図９に示す。図９において、樹脂被覆ロープ５ａは、単体で表面に被覆１２が施された素線１１ａと、素線１１ａを撚って構成され、個々にポリエチレン、ポリウレタン等からなる被覆１４が施されたストランド１３と、ストランド１３と同様に個々に被覆された素線１ｌｂを撚って構成され、周囲をポリエチレン、ポリウレタン等の被覆材で覆われた芯綱１５及びロープ外周に設けられたポリウレタンからなる被覆樹脂１０により構成されている。この樹脂被覆ロープ５ａでは、素線間の接触圧は素線１１の個々の被覆１２により緩和される。さらに、樹脂被覆ロープ５ａ全周がウレタン等で覆われているため、駆動綱車との接触圧も低く抑えられ、従来のワイヤロープよりも使用中の負荷が減り、寿命向上が狙えると考えられる。
【０００５】
駆動システムの小型化については、ロープ寿命に依存している。小型化では、駆動機構である駆動綱車を含む巻上機や吊り車を小型化することがポイントであるが、これらの小型化により、主索に生じる曲げ応力が増加し、疲労寿命が低下するため、エレベータの構造を規定する国内法規（例えば建築基準法）では、駆動綱車や吊り車の径（シーブ径）Ｄと主索径ｄとの比（Ｄ／ｄ）が４０を下回らないこととしている。
【０００６】
しかしながら、ロープの損傷は曲げ応力のみではなく、素線間、および、素線と綱車表面との摩擦の影響が大きい。このため、上記樹脂被覆ロープを用いることで、これらの摩擦による負荷を軽減でき、駆動綱車や吊り車の小型化をしても従来ロープ並みの寿命を確保することができる。
【０００７】
また、上記樹脂被覆ロープでは、潤滑のためにグリスを使うことがないため、保守時の給油がなく、グリスによる汚損が生じず、廃油処理の必要がない分、環境負荷も軽減される。
【０００８】
トラクションエレベータに用いる樹脂被覆ロープでは、外周を覆う樹脂として、耐摩耗性とトラクション（駆動力）を得るのに必要な高摩擦係数とを兼ね備えたポリウレタンを用いる構成が多い。一般のトラクションエレベータでは、ワイヤロープと鉄製の駆動綱車との組合せでトラクション性能を確保するため、駆動綱車の溝構造として、溝底部を切欠いて接触圧を上げたアンダカット溝や、くさび効果により接触圧を上げたＶ溝を用いる等の必要がある。表面にポリウレタン被覆を施した樹脂被覆ロープでは、同被綱の摩擦係数が高いため、ロープ公称径に近い曲率で溝を成形したＵ溝であっても、必要なトラクション性能を得ることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３７２４３２２号（第１５頁、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、火災や経年的劣化等により表面を覆うポリウレタンが脱落した場合には、内部のワイヤロープが直接、駆動綱車の溝と接するため、一般のＵ溝ではトラクション性能が低下し、エレベータの荷重状態によっては滑りを生じる可能性がある。これに対して、駆動綱車の溝をＶ溝とした場合、ウレタン被覆が脱落しても必要なトラクション性能が得ることができる。しかし、Ｖ溝をウレタン被覆ロープと組み合わせた場合、ポリウレタン被覆への負荷が高く、きわめて早期に被覆が破壊され、内部ワイヤロープを保持する機能が失われる。
【００１１】
従って、ポリウレタン被覆ロープをトラクションエレベータに適用する場合、想定される使用条件でトラクション性能を確保するとともに、適切なロープ寿命を与える溝構造としなければならない。
【００１２】
しかしながら、ウレタン被覆ロープに適したそのような溝構造についてはこれまで提案がない。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑み為されたものであり、その目的は、ポリウレタン等の高摩擦、耐摩耗性に優れる樹脂がロープ外周を覆う樹脂被覆ロープをトラクションエレベータのロープ（主索）に適用した場合の、必要なトラクション性能とロープ寿命を両立し、安全性の高い駆動装置を備えたエレベータ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のエレベータ装置によれば、乗りかごと、つり合い重りと、前記乗りかごと前記つり合いおもりとを吊持するワイヤロープと、前記ワイヤロープが巻き掛かかる駆動綱車とを有し、前記ワイヤロープは、略円形断面を有し、かつ、最外層をウレタン樹脂により被覆され、前記駆動綱車は、その溝の底部にアンダカット状の切り欠きを設け、且つ前記切り欠きのエッジ部分が曲面形状となっているエレベータ装置が提供される。
【００１５】
これにより、必要なトラクション性能とロープ寿命を両立することができる。
【００１６】
また、本発明のエレベータ装置によれば、前記溝の底部に設けたアンダカット状の切り欠きは、前記樹脂被覆を取り去ったときの最外層ストランド部分を外形とする内部ロープの公称径に対し、その内部ロープが溝表面と接触した際、略９５〜１０５゜の角度となる寸法であるエレベータ装置が提供される。
【００１７】
また、本発明のエレベータ装置によれば、前記溝の底部に設けたアンダカット状の切欠きのエッジ近傍に、内部ロープの公称径と一致させた曲面部を接触角として略２０〜３０゜にわたり設けているエレベータ装置が提供される。
【００１８】
これにより、樹脂被覆ロープが脱落した場合でも、必要なトラクション性能を維持することができる。
【００１９】
また、本発明のエレベータ装置によれば、前記溝の材質を鉄材とし、かつ、その溝表面にダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）コーティングを施したエレベータ装置が提供される。
【００２０】
これにより、前記溝の耐摩耗性を向上することができる。
【発明の効果】
【００２１】
樹脂被覆ロープを用いるトラクションエレベータにおいて、必要なトラクション性能とロープ寿命を両立し、また、前記ロープの表面樹脂が欠落した状態にあっても必要なトラクション性能を確保することができる安全性の高い駆動装置を備えたエレベータ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のトラクションエレベータ概要図。
【図２】本発明のエレベータ装置における樹脂被覆ロープが駆動シーブ溝に巻きかかった状態を示す断面図。
【図３】本発明のエレベータ装置における樹脂被覆ロープの被覆脱落時のロープが駆動シーブ溝に巻きかかった状態を示す断面図。
【図４】本発明のトラクション性能を説明するための概略図。
【図５】摩擦距離とロープ摩擦係数との関係図。
【図６】本発明の駆動シーブ溝表面に耐摩耗被覆ＤＬＣを施したときの断面図。
【図７】ワイヤロープと鋳鉄製溝で耐摩耗被覆ＤＬＣを用いた場合の状態図。
【図８】従来の繊維心ワイヤロープの断面図。
【図９】従来の樹脂被覆ロープの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係るエレベータ装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本実施例の機械室なし構造のつるべ式（トラクション式）エレベータ装置を示す概略図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施例のエレベータ装置は、乗りかご１と、つり合いおもり２と、乗りかご１及びつり合いおもり２の上部にそれぞれ取り付けられた吊り車３ａ、３ｂと、巻上機（図示せず）に備わる駆動綱車４と、メインロープ５と、昇降路６とで構成されている。メインロープ５の一端は昇降路６の上部に固定され、乗りかご１の吊り車３ａ、駆動綱車４、つり合いおもり２の吊り車３ｂの順で引廻され、もう一端が再度昇降路６の上部で固定されている。これにより、メインロープ５の乗りかご１側の張力とつり合いおもり２側の張力との差と、駆動綱車４とメインロープ５の間に生ずる摩擦力とが釣り合い、乗りかご１とつり合いおもり２とをつるべ式に駆動している。
【００２６】
このようなエレベータ装置に、後述する樹脂被覆ロープに適した駆動綱車を用いることで、必要なトラクション性能とロープ寿命を両立し、また、前記ロープの表面樹脂が欠落した状態にあっても必要なトラクション性能を確保することができる安全性の高い駆動装置を備えたエレベータ装置を提供することができる。
【００２７】
以下に、駆動綱車の溝構造の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図２は、本発明の実施例のエレベータ装置における樹脂被覆ロープが駆動綱車のシーブ溝に巻き掛けられた状態を示す断面図である。
【００２９】
図２において、１６はシーブ溝、１７は樹脂被覆ロープであり、樹脂被覆ロープ１７は、例えば鋼心２０を備え、その周りにストランド２１が配置された内部ワイヤロープ１９と、内部ワイヤロープ１９表面を覆うポリウレタン被覆１８で構成され、鋼心２０はストランド２１との接触圧を緩和するための緩衝材２２で覆われている。シーブ溝１６には内部ワイヤロープ１９の公称径に適合する曲面２３が設けられ、表面のポリウレタン被覆１８が脱落すると、負荷張力により内部ワイヤロープ１９は、曲面２３部分に嵌まり込む。また、シーブ溝１６の底部には、アンダカット状の切欠き２４が設けられている。なお、溝側の各エッジ部分２５は、樹脂被覆ロープ１７のポリウレタン側への攻撃性を緩和するため、曲面形状となっている。
【００３０】
図３は、本発明の実施例のエレベータ装置における樹脂被覆ロープの被覆脱落時のロープが駆動シーブ溝に巻きかかった状態を示す断面図を示す。
【００３１】
曲面２３部分は、内部ワイヤロープ１９との接触角度αとして概ね１２５〜１４５゜で構成される。さらに、切り欠き２４は、アンダカット角度βとして８５〜１０５゜で構成される。
【００３２】
図４に示すように、メインロープ５がシーブに巻きかかっている場合、トラクション比νは、溝係数κ、摩擦係数μ、ロープ巻付角θとすると、
ν ＝ ｅｘｐ｛κ・μ・θ｝  ・・・・（１）
で表される。
【００３３】
なお、溝係数κは、シーブ溝とワイヤロープとの接触角度α、アンダカット角度βより、
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で表される。
【００３４】
ロープ巻付角θは、本実施例では概ね１３０〜１８０°で構成される。
【００３５】
また、摩擦係数μに関しては、図５に、摩擦距離に対応する摩擦係数の試験結果の一例を示す。
【００３６】
試験結果において、摩擦係数μは、摩耗や潤滑状態によって異なるが、樹脂被覆ロープではポリウレタン被覆脱落時の内部ワイヤロープの外層摩耗は少ないと考えられ、０．１１〜０．１４程度となる。
【００３７】
一般のトラクションエレベータにおいては、１．８以上のトラクション比を必要とするが、本発明における溝構造、即ち、接触角度α、アンダカット角度βによれば、内部ロープとの組合せで必要なトラクション比を確保できる。
【００３８】
上記の溝構造の場合、ポリウレタン樹脂で被覆された状態の新しいロープに対しては、概ね７０〜１０５゜程度のアンダカットに類似の構造となるが、アンダカットエッジ部分を曲面としてエッジ近傍の接触圧力を緩和しているため、ポリウレタン被覆への負荷が軽減され、発明者らの評価によれば、Ｖ溝構造に比べ、被覆の破壊に至る負荷回数で、１．３倍程度改善が見られている。
【００３９】
ポリウレタンの耐摩耗性は、鉄材との組合せにおいても極めて優れており、条件によっては鉄材側の摩耗が先行し、溝の断面形状が変化して必要な接触状態を得られなくなる可能性がある。
【００４０】
そこで、図６に示すように溝表面にはダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）被覆２６を施すことが望ましい。一般にＤＬＣ被覆は表面被覆材料として摩擦部分の耐摩耗性を向上させるために用いることが多い。
【００４１】
しかし、一般のワイヤロープと鉄製シーブ溝との組合せにおいては、ロープ素線の硬度に対して溝側の硬度が低く、図７に示すように、ロープ素線との接触時に生じるくぼみ変形のため、ＤＬＣ層が繰り返し曲げ変形を受け、耐久性が不足して耐摩耗性の向上は小さい。
【００４２】
一方、ポリウレタン被覆ロープとの組合せでは、接触圧が低くなり、溝側の変形が極めて小さいためＤＬＣ層の劣化がなく、ポリウレタンによる摩擦に対して溝側を保護し、形状を保持することができる。
【００４３】
なお、図２、図３では、鋼心（ＩＷＲＣ）をもつ８ストランド・シールロープ、即ち、ＩＷＲＣ８×Ｓ（１９）（７×７＋８×Ｓ［ｌ＋９＋９］）にブレード、およびウレタン被覆を加えた構成を示したが、他の構成、例えば８ストランド・ウォリントン構成のＩＷＲＣロープ（７×７＋８×Ｗ［ｌ＋６＋（６＋６）］）等であっても同等の効果を得られる。
【００４４】
以上のように、本発明の実施例における溝構造の主要な構成部分と効果を説明したが、本発明が本実施例に限定されないことは勿論である。
【符号の説明】
【００４５】
１…  乗りかご
２…  つりあいおもり
３ａ、３ｂ…  吊車
４…  駆動綱車
５…  主索（メインロープ）
６…  昇降路
７a、７b、７c、１３、２１…  ストランド
８…  素線
９…  芯綱（繊維心）
１０、１８…  ポリウレタン被覆
１１…  被覆付素線
１２…  素線被覆
１４…  ストランド被覆
１５、２０…  鋼心
１６…  綱車溝（シーブ溝）
１７…  樹脂被覆ロープ
１９…  内部ワイヤロープ
２２…  緩衝材
２３…  曲面部
２４…  アンダカット部
２５…  エッジ部分
２６…  ＤＬＣ被覆
α…  接触角度
β…  アンダカット角度
θ…  巻き付け角
μ…  摩擦係数
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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