(57)【要約】【課題】システム負荷の軽減が可能で、強度、屈曲性、エレベーターシステムの設計に応じて形状を任意に変えられる形状自由度と成形性、繊維同士の擦れによる断線を予防できる優れた信頼性を有するエレベーター用主索を提供する。【解決手段】主索の長尺方向に配されたコア部と、コア部の周囲に配された高強度部と、高強度部の周囲に配され高強度部の形状を維持する支持部と、主索の全体を覆う樹脂材料からなる被覆部とから構成され、高強度部が、高強度繊維からなる耐荷重フィラメントにより形成されている、エレベーター用主索を構成する。【選択図】図２
2019049064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベーター用の主索であって、
前記主索の長尺方向に配されたコア部と、
前記コア部の周囲に配された高強度部と、
前記高強度部の周囲に配され前記高強度部の形状を維持する支持部と、
前記主索の全体を覆う樹脂材料からなる被覆部とから構成され、
前記高強度部が、高強度繊維からなる耐荷重フィラメントにより形成されている
ことを特徴とするエレベーター用主索。
【請求項２】
前記コア部が丸棒状であり、中実構造もしくは中空の長尺構造を有することを特徴とする請求項１に記載のエレベーター用主索。
【請求項３】
前記コア部が矩形状または多角柱形状の長尺構造を有し、前記被覆部により覆われた平らな外側面を有することを特徴とする請求項１に記載のエレベーター用主索。
【請求項４】
前記高強度部は、前記耐荷重フィラメントを前記主索の長尺方向に平行に配した構造を有し、前記耐荷重フィラメントの表面もしくは内部に、固体もしくは液体の潤滑材が配されていることを特徴とする請求項１に記載のエレベーター用主索。
【請求項５】
前記高強度部は、撚り合わされた複数の前記耐荷重フィラメントを配した構造を有し、前記耐荷重フィラメントの表面もしくは内部に、固体もしくは液体の潤滑材が配されていることを特徴とする請求項１に記載のエレベーター用主索。
【請求項６】
前記高強度部は、繊維束同士を織り込んだ前記耐荷重フィラメントの構造体を有し、前記構造体の表面もしくは内部には固体もしくは液体の潤滑材が配されていることを特徴とする請求項１に記載のエレベーター用主索。
【請求項７】
前記支持部が前記高強度部を兼ねる前記耐荷重フィラメントの構造体を有し、一方向もしくは複数方向に前記コア部の周囲に巻き付けて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のエレベーター用主索。
【請求項８】
前記コア部がポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブテン樹脂、これらを成分に含む熱可塑性エラストマ、天然ゴム、合成ゴムから少なくとも１種類以上選定される材料からなり、樹脂単体もしくはこれらの樹脂混合物、無機物等を含む複合材料からなることを特徴とする請求項１に記載のエレベーター用主索。
【請求項９】
前記被覆部がポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブテン樹脂、これらを成分に含む熱可塑性エラストマ、天然ゴム、合成ゴムから少なくとも１種類以上選定される材料からなり、樹脂単体もしくはこれらの樹脂混合物、無機物等を含む複合材料からなることを特徴とする請求項１に記載のエレベーター用主索。
【請求項１０】
主索と、
前記主索を巻上げる巻上機と、
前記主索に接続された、つり合い重りと、
前記主索に接続され、前記主索が巻上げられることにより駆動される乗りかごと、を備え、
前記主索に請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のエレベーター用主索が用いられている
ことを特徴とするエレベーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベーター用主索、及びこの主索を用いたエレベーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベーターは、一般に、垂直方向に移動可能な乗りかごと、つり合い重りとが、巻上機を介して、エレベーターロープにより結合された構造を有する。
【０００３】
トラクション式エレベーターの一例の模式図を、図１に示す。
図１に示すように、垂直方向に移動可能な乗りかご１と、つり合い重り（カウンターウェイト）２とが、主索（エレベーターロープ）４により結合されている。主索４は、図示しない巻上機に接続されたシーブ３と、頂部に固定された滑車５を介して、一端が乗りかご１の頂部に固定され、他端がつり合い重り２の頂部に固定されている。乗りかご１とつり合い重り２によって発生する張力の差と、主索４とシーブ３の間に生じる摩擦力とが釣り合っている。
そして、巻上機を作動させることにより、乗りかご１は、図中矢印で示すように、昇降路６内を垂直方向に移動する。
【０００４】
エレベーター用の主索の例としては、例えば、JIS G 3525で規定されたロープが一般的である。ロープは、合成繊維又は天然繊維からなる心綱の周りに、複数のストランドを配置し、これらを撚った構造である。ストランドは、鋼線の束を撚り合わせた構造を有する。
また、鋼線同士の擦れや摩耗の抑制及びロープ‐シーブ間の潤滑性維持のために、ロープの表面には、粘性を持った油もしくはグリース状の油が塗布されている。同様に、心綱にも油が配されており、ロープに張力が加わると、鋼線ストランドが心綱を圧縮する方向に力が作用し、ロープの表面に油が供給される。
【０００５】
図１のエレベーターにおいて、主索４とシーブ３の接触部における接触面圧（ヘルツ面圧）が高くなるように、主索４の張力を上げると、主索４の表面の油は接触部で弾性流体潤滑膜を形成し、巻上機の動力は接触部を通じて主索４に伝達される。これは、トラクションドライブと呼ばれる駆動方式の１種であり、主索４が動くことで乗りかご１とつり合い重り２が駆動し、エレベーターの昇降（乗りかご１の昇降）が起こる。
【０００６】
主索の素材及び構造は、エレベーターシステムの昇降性能に影響を及ぼすため、重要な設計項目である。具体的には、主索の最小曲げ半径、重量、強度、動力伝達性能、などが挙げられる。例えば、主索の最小曲げ半径（屈曲半径）は、エレベーター内でロープと接続する滑車の径に影響する。主索の曲げ半径が大きくなると、滑車の径もロープ屈曲に合わせて大きくする必要があり、結果的にエレベーターシステム全体の占める体積が増加し、かつ複雑なレイアウトが必要となる。
【０００７】
ここで、高階床のエレベーターシステムでは、主索も昇降路に合わせて長くする必要がある。主索には、乗りかごやつり合い重りに加え、長尺化した主索自身の自重もかかることから、これらを支持するために、径の太い主索を用いる必要がある。結果として、エレベーターシステム全体が重くなり、昇降に伴うエネルギー効率が大きく低下する。そのため、主索には、張力を支持するための強度に加え、適切な屈曲性とシステム負荷を軽減する軽量材料の適用が求められる。
【０００８】
これらの要求に対応する従来技術の例としては、特許文献１にベルト形状のロープが開示されている。特許文献１に記載されたロープは、ベルト形状をなしており、かつ耐荷重部材を複数含み、各耐荷重部材は、ベルト形状のロープの幅方向に離隔して配向され、高い摩擦抵抗を備えるコーティングに埋め込まれた構造を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１５−７４８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載のロープなど、従来技術の解決すべき課題としては、耐荷重部材を幅方向に配する構造であるため、主索のとりうる構造が限定される点である。
従来技術の主索で主に用いられるベルト形状は、シーブ面との接触や一方向への屈曲において適した構造を有する。その一方で、屈曲方向が限定されるため、昇降路に配する際のローピングに制約が生じる。
主索において解決すべき課題は、例えば複雑なローピングに対しても適合可能な構造を有する主索とするなど、エレベーターシステムの設計に応じて形状を任意に変えられる、形状自由度と成形性に優れた主索を提供することである。
【００１１】
加えて、従来技術の主索は、耐荷重部材が樹脂被覆部分（コーティング）と一体化した構造を有することから、耐荷重部材として用いた高強度繊維の束が、繊維同士が直接接触した構造を有する。このため、屈曲等による繊維の擦れにより破断が起こり、結果として強度低下を生じる恐れがある。
主索において別途解決すべき課題は、繊維同士の擦れによる断線を予め防止できるような、信頼性に優れた主索を提供することである。
【００１２】
上述したように、従来の技術では、上述した課題を十分に満足する主索が提供できず、さらなる改善が望まれていた。
【００１３】
本発明の目的は、上記事情に鑑みて、システム負荷の軽減が可能で、強度、屈曲性、エレベーターシステムの設計に応じて形状を任意に変えられる形状自由度と成形性、繊維同士の擦れによる断線を予防できる優れた信頼性、を有する主索を提供することにある。また、本発明の目的は、この主索を用いたエレベーターを提供することにある。
また、本発明の上記の目的及びその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、エレベーター用の主索であって、主索の長尺方向に配されたコア部と、コア部の周囲に配された高強度部と、高強度部の周囲に配され高強度部の形状を維持する支持部と、主索の全体を覆う樹脂材料からなる被覆部とから構成され、高強度部が、高強度繊維からなる耐荷重フィラメントにより形成されているものである。
【００１５】
本発明のエレベーターは、主索と、主索を巻上げる巻上機と、主索に接続された、つり合い重りと、主索に接続され、主索が巻上げられることにより駆動される乗りかごと、を備え、主索に上記本発明のエレベーター用主索が用いられているものである。
【発明の効果】
【００１６】
上述の本発明のエレベーター用主索によれば、高強度繊維からなる耐荷重フィラメントにより形成されている高強度部を、コア部の周囲に配したことで、従来の鋼線を用いた主索と比較して、ロープ重量に対する耐荷重能力が高い主索を得ることができ、また、高強度、屈曲性、システム負荷を軽減すること、が可能となる。また、従来はベルト形状に限られていた、主索の形状を、エレベーターシステムの設計に応じて任意に変えることが可能となり、主索の形状自由度と成形性に優れた構造となる。さらに、繊維同士の擦れによる断線を抑制することができ、高強度部の信頼性を大幅に高めることができる。
【００１７】
また、本発明のエレベーターによれば、本発明に係るエレベーター用主索を用いることによって、高階床化に対してもシステムの重量の増加を最小限に抑え、小型・省エネ化に資するエレベーターを提供することができる。
【００１８】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】トラクション式エレベーターの一例の模式図である。
【図２】本発明のエレベーター用主索の実施形態の断面模式図である。
【図３】本発明のエレベーター用主索の実施形態の断面模式図である。
【図４】本発明のエレベーター用主索の実施形態の断面模式図である。
【図５】Ａ〜Ｄ  本発明のエレベーター用主索の第１の実施例の形成方法及び模式図（側面図と断面図）である。
【図６】Ａ〜Ｄ  本発明のエレベーター用主索の第２の実施例の形成方法及び模式図（側面図と断面図）である。
【図７】Ａ〜Ｄ  本発明のエレベーター用主索の第３の実施例の形成方法及び模式図（側面図と断面図）である。
【図８】Ａ〜Ｄ  本発明のエレベーター用主索の第４の実施例の形成方法及び模式図（側面図と断面図）である。
【図９】Ａ〜Ｃ  本発明のエレベーター用主索の第５の実施例の形成方法及び模式図（側面図と断面図）である。
【図１０】Ａ〜Ｄ  本発明のエレベーター用主索の第６の実施例の形成方法及び模式図（側面図と断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る実施形態について、文章もしくは図面を用いて説明する。ただし、本発明に示す構造、材料、その他具体的な数値等は、ここで取り上げた実施形態に限定されることはなく、要旨を変更しない範囲で適宜組み合わせや改良が可能である。また、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２１】
本発明のエレベーター用主索は、主索の長尺方向に配されたコア部と、コア部の周囲に配された高強度部と、高強度部の周囲に配され高強度部の形状を維持する支持部と、主索の全体を覆う樹脂材料からなる被覆部とから構成される。
そして、本発明のエレベーター用主索の高強度部は、高強度繊維からなる耐荷重フィラメントにより形成されている。
本発明のエレベーター用主索を構成する各部は、それぞれ独立した構成であるが、高強度部及び支持部を、同一の構成で兼用しても構わない。
【００２２】
本発明のエレベーターは、主索と、主索を巻上げる巻上機と、主索に接続されたつり合い重りと、主索に接続され、主索が巻上げられることにより駆動される乗りかごと、を備えており、主索に上記本発明のエレベーター用主索を用いる。
【００２３】
ここで、本発明のエレベーター用主索の各種形状を示す実施形態を、図２〜図４の断面模式図に、それぞれ示す。
図２〜図４に示す各実施形態では、コア部（７，７’，７”）、高強度部８、支持部９、被覆部１０、の４つの部分から主索が構成されている。
【００２４】
図２に示す実施形態では、丸棒状（断面が円形状で中実構造・充填構造）のコア部７を有し、このコア部７に沿って、周囲に同心円状に、高強度部８、支持部９、及び被覆部１０が形成されている。
【００２５】
図３に示す実施形態では、四角柱状（角棒状、断面が矩形状で中実構造・充填構造）のコア部７’を有し、このコア部７’に沿って、周囲に略矩形状に、高強度部８、支持部９、及び被覆部１０が形成されている。
【００２６】
図４に示す実施形態では、円筒状（断面が円環状で中空構造）のコア部７”を有し、このコア部７”に沿って、周囲に同心円状に、高強度部８、支持部９、及び被覆部１０が形成されている。
【００２７】
以下、本発明のエレベーター用主索の各部の構成について、詳細に説明する。
【００２８】
（主索のコア部）
本発明の主索のコア部は、図２〜図４に示したように、主索の中心部に配置され、かつ主索の長尺方向に配される。即ち、コア部は、主索の長尺方向に平行な方向に延びて形成された長尺構造を有している。
【００２９】
主索は、例えば巻上機に接続されたシーブとの接触部分などにおける、屈曲や面方向の荷重に対して適切に主索の形状を支持する機能が求められ、適度な屈曲性と圧縮剛性を持つことが重要となる。
また、主索の形状は、実質的にコア部の構造により決定される。このため、主索のシーブとの接触部の断面が円（真円／楕円）もしくは平面で接するように、そして、主索の形状がエレベーターシステムの設計に応じて好ましい形状となるように、コア部の形状を選定する。
【００３０】
このとき、エレベーターシステムが主索の変形を一定の範囲で許容する設計とすることで、コア部の設計自由度をより高くすることができる。
例えば、コア部を図２に示したような丸棒状とすることで、屈曲異方性を持たないロープ状の主索となる。
例えば、コア部を図３に示した矩形状のような角棒状とすることにより、ベルト状の主索を得ることができる。
例えば、コア部を図４に示したような中空の円筒状とすることで、主索がシーブとの接触部でのみ楕円もしくは扁平状となり、シーブ−主索間の動力伝達能力の向上を図ることが可能となる。
また、主索のシーブとの接触面を平面とするために、コア部の形状に、図３に示したような矩形状、もしくは三角柱、五角注、六角注などの多角柱形状を選定しても良い。コア部を矩形状又は多角柱形状として、被覆部により一定の材料厚で覆うことにより、平らな外側面を有する主索を構成することができる。
【００３１】
上述したように実質的にコア部の構造により主索の形状が決定されるので、コア部の形状を選定することにより、主索の形状を、エレベーターシステムの設計に応じて任意に変えることが可能となる。これにより、形状自由度と成形性に優れた構造の主索を実現することができる。
【００３２】
コア部の材質としては、コア部の性能を満たす範囲において、特に制限無く用いることができる。具体的な材質の例としては、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブテン樹脂や、上記樹脂を含む熱可塑性エラストマ、もしくは天然ゴム、合成ゴム等が挙げられる。そして、これらの材料から、少なくとも１種類以上選定された材料からなるコア部を構成する。また、上述した樹脂単体の他、適度な屈曲性と圧縮剛性を付与するために、用途に応じて、上述した樹脂の混合物（ポリマーブレンド等）、もしくは、無機物等を含む複合材料（樹脂に無機フィラーを分散させたもの等）を用いることができる。また、コア部の性能を満たす範囲において、高強度繊維を含んでもよい。高強度繊維の例としては、炭素繊維、パラ系アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維等が挙げられる。また、炭素繊維等の高強度繊維を一方向に配し、樹脂を含浸してテープ状に成型したＵＤ（Ｕｎｉ−Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）テープを用いてもよい。
上述した材料をコア部に使用することにより、従来の鋼線を用いた主索と比較して、主索の軽量化を図ることができる。
【００３３】
（主索の高強度部）
本発明の主索の高強度部は、図２〜図４に示したように、主索のコア部の周囲に配され、主索の長尺方向に延びて形成されている。
そして、主索の高強度部は、高強度繊維からなる耐荷重フィラメントにより形成されており、主索の長尺方向に平行な複数の耐荷重フィラメント、もしくは、撚り合わされた複数の耐荷重フィラメント、によって構成されている。
さらに、耐荷重フィラメントの表面もしくは内部には、固体もしくは液体の潤滑材が配されている。
主索に必要な強度と信頼性が確保される範囲内であれば、高強度部の構造は特に制限されない。
高強度部のより具体的な構成の例は、後述する主索の実施例（図５〜図１０を参照）によって詳述する。
【００３４】
コア部の周囲に、高強度電位からなる耐荷重フィラメントにより形成された高強度部を配することにより、主索の長尺方向の張力を高強度部の耐荷重フィラメントで支持することができる。
このように主索の長尺方向の張力を高強度部の耐荷重フィラメントで支持するので、コア部に前述した樹脂材料等を用いることができる。そして、コア部に樹脂材料等を用いることにより、従来の鋼線を用いた主索と比較して、主索の軽量化を図ることができる。
【００３５】
耐荷重フィラメントを形成する高強度繊維の例としては、炭素繊維、パラ系アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維などの高強度・高弾性繊維であり、より好ましくは炭素繊維である。また、炭素繊維等の高強度繊維を一方向に配し、樹脂を含浸してテープ状に成型したＵＤテープを適宜用いてもよい。
炭素繊維は、引張強度特性及び引張剛性に優れており、エレベーター用の主索として適する。
一方で、炭素繊維は表面方向からの力や擦れ等に弱いため、繊維同士を密に配し、かつ表面に十分な潤滑材で覆うことで、信頼性を大きく向上することができる。
【００３６】
耐荷重フィラメントを覆う潤滑材は、コア部や高強度繊維と化学的に相互作用・変質するものでなければ、特に制限無く用いることができる。具体的には、鉱油（パラフィン油、ナフテン油）、合成エステル油、合成エーテル油、合成炭化水素油、シリコーン油などを適宜配合した混合油、もしくはこれらを基油としたグリースや、ワックスなどの常温で固体の潤滑材である。
これらの潤滑材を耐荷重フィラメントに配する方法は、特に限定されないが、事前に耐荷重フィラメントに含浸して配する方法、耐荷重フィラメントを主索に配してから潤滑材に浸漬する方法などがある。
【００３７】
また、潤滑油の代わりに、フッ素樹脂などの自己潤滑性を持つ樹脂材料を複合化した、プリプレグなどを適宜用いることもできる。
【００３８】
高強度部には、上述した潤滑材の他、耐荷重フィラメント以外の成分を適宜配合することができるが、耐荷重フィラメント以外の成分（潤滑材を含む）は、高強度部の断面積の５０％以下とすることが望ましい。
【００３９】
（主索の支持部）
本発明の主索の支持部は、図２〜図４に示したように高強度部の周囲に配され、高強度部を支持するものである。
支持部は、高強度部をコア部と密着させて、高強度部の形状を維持、結束又は固定することを目的としている。
このような支持部としては、例えば、高強度部の周囲に螺旋状に巻き付けた構造が挙げられる。
【００４０】
本発明の主索は、高強度部で張力を担う構造を有するため、支持部自体は必ずしも高強度を有している必要はないが、高強度部と一体化させる関係上、高強度部に準じる強度を持ち、かつ高強度部を支持できるような構造であることが望ましい。
【００４１】
支持部の材質や形状等は、特に制限は無いが、主索の形成時のプロセス性を考慮すると、テープ状、フィルム状もしくは紐状の構造物を用いることが望ましい。また、支持部による固定をより強固とする目的で、支持部の表面に粘着層を形成することや、支持部に半硬化物（プリプレグ）を用いることも、可能である。
【００４２】
支持部の材質は、樹脂または高強度繊維を、ベース材として用いることが望ましい。
樹脂材料の例としては、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブテン樹脂や、上記樹脂を含む熱可塑性エラストマ、もしくは天然ゴム、合成ゴム等が挙げられる。また、これらを主材とした熱融着テープ・フィルムを用いることで、巻付け支持の信頼性をより高めることができる。また、炭素繊維等の高強度繊維を一方向に配し、樹脂を含浸してテープ状に成型したＵＤテープを適宜用いてもよい。
高強度繊維の例としては、炭素繊維、パラ系アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維などが挙げられる。
【００４３】
このとき、張力に対し十分な強度を有することができれば、支持部を高強度部と兼ねて用いることも可能である。このように支持部が高強度部を兼ねる場合、高強度繊維からなる耐荷重フィラメントの構造体により高強度部兼支持部を構成し、例えば、高強度部兼支持部をコア部の周囲に一方向もしくは複数方向に巻き付ける。このとき、高強度繊維からなる耐荷重フィラメントの構造体の表面もしくは内部に、固体もしくは液体の潤滑材を配する。
【００４４】
（主索の被覆部）
本発明の主索の被覆部は、樹脂材料からなり、図２〜図４に示したように、主索の全体を被覆できる構造を有する。
樹脂材料からなる被覆部で主索の全体を被覆することにより、支持部の効果をさらに高めることができ、主索形状の安定化、内層部の良好な保護、及び主索の表面を介した良好な動力伝達能力を実現できる。
【００４５】
被覆部の材質としては、被覆部の性能を満たす範囲において、特に制限無く用いることができる。具体的な材質の例としては、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブテン樹脂や、上記樹脂を含む熱可塑性エラストマ、もしくは天然ゴム、合成ゴム等が挙げられる。そして、これらの材料から、少なくとも１種類以上選定された材料からなる被覆部を構成する。
また、上述した樹脂単体の他、適度な屈曲性と圧縮剛性を付与するために、用途に応じて、上述した樹脂の混合物（ポリマーブレンド等）、もしくは、無機物等を含む複合材料（樹脂に無機フィラーを分散させたもの等）を用いることができる。
上述した材料を用いて被覆部を構成することにより、内層部の保護と主索の表面を介した動力伝達を良好に行うことができる。
【００４６】
なお、上述の、被覆部の材質として、コア部の材質として挙げられた材料と同様の材料を挙げている。そのため、コア部の材質と被覆部の材質は、同一の材料を使用することが可能であるが、必ずしも同一の材料である必要はない。コア部と被覆部のそれぞれについて、要求される特性や成型方法等の違いに応じて、より適切な異なる材料を採用することも可能である。例えば、コア部と被覆部とで、種類の異なる樹脂を使用すること、ポリマーブレンドの樹脂の混合比を異ならせること、複合材料の無機物の種類や混合比を異ならせること、等も可能である。
【００４７】
また、被覆部は、主索全体において、主索の断面の幅方向において、より多くの部分を占めていることが望ましい。好ましくは、高強度部と支持部を合わせた厚さよりも、被覆部を厚く形成することが望ましい。さらに好ましくは、主索の断面の幅方向の５０％以上を占めていることが望ましい。
【００４８】
（主索を用いたエレベーター）
上述のコア部から被覆部までによって構成された、エレベーター用主索は、図１に一例を示したような、エレベーターの主索に適用することができる。
【００４９】
このとき、主索が、エレベーターシステムのかごとつり合い重りとの間の張力を支える構造とする必要があり、主索の弾性率が少なくとも２ＧＰａ以上であることが望ましい。より好ましくは、主索の弾性率が２．５〜５ＧＰａの範囲内である。
このように主索が十分な弾性率を有することにより、主索の屈曲性と信頼性を有し、かつ複雑なローピングに対しても適合可能な構造を有する主索となる。これにより、エレベーターシステムの設計に応じて形状を任意に変えられる、形状自由度と成形性に優れた主索を提供できる。とりわけ、耐用年数が長く、かつ屈曲半径を小さくできる点が、本発明の特長である。
【００５０】
次に、垂直方向に移動可能なエレベーターの乗りかごと、少なくとも１本のロープを含んで乗りかごを吊り下げるローピングにより形成されるエレベーターについて説明する。ローピングは、本発明に示す主索を少なくとも１つ、好ましくは複数本含む。主索の性能によって、良好な動力伝達性能及び高い昇降能力を備えたエレベーターが実現できる。
また、本発明の主索の構成（特に、各部の構造と材質）によって、主索が良好な曲げ特性を有するので、主索は小さな半径の駆動輪で駆動することが可能である。これによって、必要に応じて高回転速度を有するシーブが適用可能になり、システム全体の設計自由度が向上する。
【００５１】
また、エレベーターのシーブ及び／又は転向滑車を１回以上巻回するローピング経路についても、ローピングの配置を高い自由度で簡単に形成することが可能である。また、丸棒型のコア部を用いた主索とすることで、屈曲方向の制約が無くなり、自由なローピングによりカウンターウェイトを懸垂できる。
【実施例】
【００５２】
次に、本発明の実施例として、本発明のエレベーター用主索のより具体的な例を、主索の形成方法と共に示す。これらの実施例は、いずれも主索の屈曲性と信頼性を有し、かつ複雑なローピングに対しても適合可能な構造を有する主索となる。
【００５３】
なお、実施例の各図において、左の図は、左半分を側面図、右半分を中心軸に沿った面での断面図としており、右の図は中心軸に垂直な面での断面図としている。
【００５４】
（第１の実施例）
本発明のエレベーター用主索の第１の実施例を、図５Ａ〜図５Ｄに示す。
この例は、高強度部の耐荷重フィラメントを、主索の長尺方向に平行に配した構成である。
【００５５】
まず、図５Ａに示すように、丸棒状のコア部７を用意する。コア部７の形成方法は、丸棒状に形成することが可能であれば、特に限定されない。
【００５６】
次に、図５Ｂに示すように、コア部７の周囲に、耐荷重フィラメント１１を、主索の長尺方向に平行に配置することによって、高強度部を形成する。耐荷重フィラメント１１の表面には、潤滑材（高粘度潤滑油、グリースもしくはワックス）が配されている。
そして、図５Ｂの側面図の左端部に一部示すように、主索の長尺方向に平行な耐荷重フィラメント１１がばらけることがないように、図中縦方向の耐荷重フィラメントを巻き付けて束ねることが望ましい。この縦方向の耐荷重フィラメントは、長尺方向の耐荷重フィラメントのように密に設けなくても構わない。
なお、図５Ｂの右の図では、主索の長尺方向に平行な耐荷重を点で示し、縦方向の耐荷重フィラメントの図示は省略している。
【００５７】
次に、図５Ｃに示すように、耐荷重フィラメント１１から成る高強度部の周囲に、テープ状又はフィルム状の構造物を、螺旋状に巻き付けることにより、支持部９を形成する。
【００５８】
さらに、図５Ｄに示すように、支持部９の周囲に、樹脂材料からなる被覆部１０を形成する。これにより、第１の実施例のエレベーター用主索を製造することができる。
【００５９】
本実施例の主索の構造では、同じ耐荷重フィラメント１１同士が撚り合っておらず、全てコア部７に平行に配されている。耐荷重フィラメント１１のほとんどが主索の長尺方向に配される繊維束となっており、高強度部を高密度に配することが可能となる。
また、耐荷重フィラメント１１の表面に配されている潤滑材が、主索の形成プロセスにおいて一時的にフィラメント同士を固定する役割を担い、さらに支持部９により主索の構造が強固に支持される。
【００６０】
（第２の実施例）
本発明のエレベーター用主索の第２の実施例を、図６Ａ〜図６Ｄに示す。
この例は、複数の撚り合わされた耐荷重フィラメントを配して高強度部を構成した例である。
【００６１】
まず、図６Ａに示すように、第１の実施例の図５Ａと同様に、丸棒状のコア部７を用意する。
【００６２】
次に、撚り合わされた複数の耐荷重フィラメントを、１つのユニット１２として形成する。そして、図６Ｂに示すように、このユニット１２を複数配置して、コア部７の周囲を覆うことにより、高強度部１３を構成する。なお、図６Ｂ以降では、ユニット１２の詳細な図示は省略している。
【００６３】
ユニット１２を構成する、撚り合わされた複数の耐荷重フィラメント構造の例としては、中心フィラメントの周囲で撚り合わせた構造を有することが望ましい。この構造において、中心フィラメントは丸い構造を有し、撚り合わせた耐荷重フィラメントの少なくとも一つの層は中心フィラメントに接し、密な構造を有する。そして、各ユニット１２は、主索の長手方向に延びて配置されている。
【００６４】
本実施例では、高強度部の耐荷重フィラメント全体において潤滑材が配されている。さらに、ポリマーコーティング等で表面が被覆されていても良い。
【００６５】
次に、図６Ｃに示すように、耐荷重フィラメントのユニット１２から成る高強度部１３の周囲に、テープ状又はフィルム状の構造物を、螺旋状に巻き付けることにより、支持部９を形成する。
【００６６】
さらに、図６Ｄに示すように、支持部９の周囲に、樹脂材料からなる被覆部１０を形成する。これにより、第２の実施例のエレベーター用主索を製造することができる。
【００６７】
本実施例の主索の構造では、耐荷重フィラメントを撚り合わせたユニット１２が、主索の長手方向に延びて配置されているので、主索の伸長に対して、高い引張剛性と強度を示す。
【００６８】
なお、本実施例では、主索の長手方向に配される繊維束が第１の実施例よりも少なくなるため、高強度部１３の断面積を広くとる必要があるが、事前に耐荷重フィラメントを撚り合わせてユニット１２を形成しておくことで、主索の形成時の生産性が高まり、かつ主索の形状安定性にも優れる。
【００６９】
（第３の実施例）
本発明のエレベーター用主索の第３の実施例を、図７Ａ〜図７Ｄに示す。
本実施例では、耐荷重フィラメントを撚り合わせる代わりに、コア部に対して、縦横の方向から耐荷重フィラメントを織り上げ、層状の構造体を形成した例である。
【００７０】
まず、図７Ａに示すように、第１の実施例の図５Ａと同様に、丸棒状のコア部７を用意する。
【００７１】
次に、図７Ｂに示すように、コア部７に対して、主索の長手方向に平行な方向及び主索の長手方向に垂直な方向にそれぞれ延びる、耐荷重フィラメント１４を織り上げて、互いに垂直な縦横方向に平織りされた層状の構造体により高強度部を構成する。なお、図７Ｂ以降の各断面図では、高強度部の詳細な図示は省略している。
【００７２】
本実施例では、高強度部の層状の構造体の表面もしくは内部に、固体もしくは液体の潤滑材が配されている。
【００７３】
本実施例の高強度部を構成する、耐荷重フィラメント１４を縦横方向に織り上げた、層状の構造体の作製方法は、任意の方法を用いることができる。例えば、コア部７の表面で直接１本１本織り上げる方法や、予め織り上げたものを別途作製しておいてコア部７に被せる方法を、用いることができる。
【００７４】
次に、図７Ｃに示すように、縦横方向に織り上げた耐荷重フィラメント１４から成る高強度部の周囲に、テープ状又はフィルム状の構造物を、螺旋状に巻き付けることにより、支持部９を形成する。
【００７５】
さらに、図７Ｄに示すように、支持部９の周囲に、樹脂材料からなる被覆部１０を形成する。これにより、第３の実施例のエレベーター用主索を製造することができる。
【００７６】
本実施例の主索の構造では、コア部７の表面に耐荷重フィラメント１４を直接形成するため、高密度かつ寸法安定性に優れた構造を有する。また、耐荷重フィラメント１４同士が構造的に支持されているため、一部の耐荷重フィラメント１４が破断した場合でも強度の低下が生じにくくなる。そのため、主索の長期使用に対する信頼性が高まる。
【００７７】
（第４の実施例）
本発明のエレベーター用主索の第４の実施例を、図８Ａ〜図８Ｄに示す。
本実施例では、耐荷重フィラメントを撚り合わせる代わりに、コア部に対して、斜めに交差する２つの方向から耐荷重フィラメントを織り上げ、層状の構造体を形成した例である。
【００７８】
まず、図８Ａに示すように、第１の実施例の図５Ａと同様に、丸棒状のコア部７を用意する。
【００７９】
次に、図８Ｂに示すように、コア部７に対して、斜めに図中右下方向及び右上方向にそれぞれ延びる耐荷重フィラメント１５を織り上げた層状の構造体により高強度部を構成する。なお、図８Ｂ以降の各断面図では、高強度部の詳細な図示は省略している。
【００８０】
本実施例では、高強度部の層状の構造体の表面もしくは内部に、固体もしくは液体の潤滑材が配されている。
【００８１】
本実施例の高強度部を構成する、耐荷重フィラメント１５を斜めに交差する２つの方向に織り上げた、層状の構造体の作製方法は、任意の方法を用いることができる。例えば、コア部７の表面で直接１本１本織り上げる方法や、予め織り上げたものを別途作製しておいてコア部７に被せる方法を、用いることができる。
【００８２】
次に、図８Ｃに示すように、斜めに交差する２つの方向に織り上げた耐荷重フィラメント１５から成る高強度部の周囲に、テープ状又はフィルム状の構造物を、螺旋状に巻き付けることにより、支持部９を形成する。
【００８３】
さらに、図８Ｄに示すように、支持部９の周囲に、樹脂材料からなる被覆部１０を形成する。これにより、第４の実施例のエレベーター用主索を製造することができる。
【００８４】
本実施例の主索の構造では、コア部７の表面に耐荷重フィラメント１５を直接形成するため、第３の実施例と同様に、高密度かつ寸法安定性に優れた構造を有する。また、耐荷重フィラメント１５同士が構造的に支持されているため、一部の耐荷重フィラメント１５が破断した場合でも強度の低下が生じにくくなる。そのため、主索の長期使用に対する信頼性が高まる。
【００８５】
（第５の実施例）
本発明のエレベーター用主索の第５の実施例を、図９Ａ〜図９Ｃに示す。
本実施例では、高強度部と支持部を個別に設ける代わりに、支持部で張力をも支持して高強度部を兼ねる構成とした例である。
【００８６】
まず、図９Ａに示すように、第１の実施例の図５Ａと同様に、丸棒状のコア部７を用意する。
【００８７】
次に、図９Ｂに示すように、コア部７の周囲に、高強度繊維からなる耐荷重フィラメントにより形成された、テープ状又はフィルム状の構造物を、螺旋状に巻き付けて、層構造の高強度部兼支持部１６を構成する。なお、図９Ｂ以降の各断面図では、高強度部兼支持部１６の詳細な図示は省略している。
【００８８】
本実施例では、高強度部兼支持部１６の層状の構造体の表面もしくは内部に、固体もしくは液体の潤滑材が配されている。
【００８９】
さらに、図９Ｃに示すように、高強度部兼支持部１６の周囲に、樹脂材料からなる被覆部１０を形成する。これにより、第５の実施例のエレベーター用主索を製造することができる。
【００９０】
本実施例の構造では、高強度部と支持部を個別に設けた場合と比較して、主索の長尺方向の強度が低下するが、高強度部を支持部で兼ねることにより、高強度部の形成プロセスを省略できるため、省プロセス化などの効果が得られる。
【００９１】
（第６の実施例）
本発明のエレベーター用主索の第６の実施例を、図１０Ａ〜図１０ＤＣに示す。
本実施例では、第５の実施例と同様に、高強度部と支持部を個別に設ける代わりに、支持部で張力をも支持して高強度部を兼ねる構成とした例であり、２つの方向から高強度部兼支持部を巻き付けた例である。
【００９２】
まず、図１０Ａに示すように、第１の実施例の図５Ａと同様に、丸棒状のコア部７を用意する。
【００９３】
次に、図１０Ｂに示すように、コア部７の周囲に、高強度繊維からなる耐荷重フィラメントにより形成された、テープ状又はフィルム状の構造物を、螺旋状に巻き付けて、層構造の高強度部兼支持部１６を構成する。本実施例では、高強度部兼支持部１６に第５の実施例と同じ符号を付しているが、高強度部兼支持部１６の厚さは第５の実施例の高強度部兼支持部１６の厚さの半分程度としている。なお、図１０Ｂ以降の各断面図では、高強度部兼支持部１６の詳細な図示は省略している。
【００９４】
次に、図１０Ｃに示すように、高強度部兼支持部１６の周囲に、高強度部兼支持部１６の巻き付け方向に対して斜めに交差する方向に、高強度繊維からなる耐荷重フィラメントにより形成された、テープ状又はフィルム状の構造物を、螺旋状に巻き付けて、層構造の第２の高強度部兼支持部１７を構成する。第２の高強度部兼支持部１７の厚さは第５の実施例の高強度部兼支持部１６の厚さの半分程度としている。なお、図１０Ｃ以降の各断面図では、第２の高強度部兼支持部１７の詳細な図示は省略している。
【００９５】
本実施例では、高強度部兼支持部１６と第２の高強度部兼支持部１７のそれぞれの層状の構造体の表面もしくは内部に、固体もしくは液体の潤滑材が配されている。
【００９６】
本実施例において、高強度部兼支持部１６と第２の高強度部兼支持部１７には、いずれも高強度繊維からなる耐荷重フィラメントにより形成された構成であれば、同じ材料を使用しても良く、それぞれ異なる材料を使用しても良い。
【００９７】
さらに、図１０Ｄに示すように、第２の高強度部兼支持部１７の周囲に、樹脂材料からなる被覆部１０を形成する。これにより、第６の実施例のエレベーター用主索を製造することができる。
【００９８】
本実施例の構造では、高強度部と支持部を個別に設けた場合と比較して、主索の長尺方向の強度が低下するが、高強度部を支持部で兼ねることにより、高強度部の形成プロセスを省略できるため、省プロセス化などの効果が得られる。
【００９９】
上述した各実施例は、各構造の特徴を端的に示した例であり、複数の実施例の構成を適宜組み合わせて使用することもできる。
【０１００】
また、上述した図５〜図１０の各実施例では、図２の実施形態と同様の丸棒状のコア部７を使用していたが、図３や図４と同様の角棒状や円筒状のコア部等、その他の形状のコア部を使用しても良い。その他の形状のコア部を使用しても、各実施例と同様に、コア部の周囲に高強度部と支持部と被覆部を形成して、本発明のエレベーター用主索を構成することができる。
【０１０１】
また、上記に示した構成のエレベーター用主索は、図１に示したエレベーターに用いることができる。
主索（ロープ）は一端を昇降路の頂部に固定され、乗りかご、巻上機に接続したシーブ、頂部に固定した滑車、つり合い重りの順でロープが引廻され、両端が乗りかごとつり合い重りの頂部で固定された構造を有する。これは、巻上機が回転することで、シーブを通じて主索が駆動し、つり合い重り及び乗りかごが駆動する機構を有する、トラクション式エレベーターである。
【０１０２】
本発明に係る主索は、特に軽量かつ高強度の主索であるため、高階床のエレベーターもしくはエレベーターシステム自体の小型化に性能を発揮する。
また、主索自体は、樹脂材料からなる被覆部で覆われているため、主索の長寿命化にも効果を示す。そのため、メンテナンス頻度や保守にかかる作業工程の削減、エレベーターロープ等の摩耗抑制、エレベーターの長寿命化が可能となる。
【０１０３】
なお、上記した各実施例は、本発明の理解を助けるために具体的に説明したものであり、本発明は、説明した全ての構成を備えることに限定されるものではない。例えば、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。さらに、各実施例の構成の一部について、削除・他の構成に置換・他の構成の追加をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１  乗りかご、２  つり合い重り（カウンターウェイト）、３  シーブ、４  主索、５  滑車、６  昇降路、７  コア部（丸棒状）、７’  コア部（角棒状）、７”  コア部（円筒状、中空）８  高強度部、９  支持部、１０  被覆部、１１  耐荷重フィラメント、１２  （撚り合わせた耐荷重フィラメントの）ユニット、１３  高強度部、１４  耐荷重フィラメント、１５  耐荷重フィラメント、１６  高強度部兼支持部、１７  第２の高強度部兼支持部
【図１】
2019049064.tif 000003
【図２】
2019049064.tif 000004
【図３】
2019049064.tif 000005
【図４】
2019049064.tif 000006
【図５】
2019049064.tif 000007
【図６】
2019049064.tif 000008
【図７】
2019049064.tif 000009
【図８】
2019049064.tif 000010
【図９】
2019049064.tif 000011
【図１０】
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