专利名称：电梯用绳索及电梯装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用于电梯中的用于垂吊轿厢的电梯用绳索及使用该绳索的电梯装置。
背景技术：
以往，在电梯装置中为防止绳索过早磨损及断线等，而使用具有绳索直径的40倍以上直径的索轮。为此，为缩小索轮的直径必须缩小绳索的直径。
但是，若缩小绳索的直径则可能因轿厢中搭载的货物及乘载的乘客的荷重的变动使轿厢易于发生振动，或索轮上绳索的振动向轿厢传递。或者，增加绳索的根数，而使电梯装置的结构复杂化。进而，如缩小驱动滑轮的直径，则驱动摩擦力降低，从而有必要增加轿厢的重量。
发明内容
本发明为了解决上述课题而作成的，其目的在于，获得一种既可维持高强度、长寿命及高摩擦的同时又可实现细径化的电梯用绳索，以及使用该绳索的、设置安排紧凑的电梯装置。
本发明的电梯用绳索具有内层绳索、被覆于内层绳索外周的树脂制内层被覆体、及设于内层被覆体外周部的外层，内层绳索具有由数根钢制元线绞合而成的数根内层子绳，外层具有由数根钢制元线绞合而成的数根外层子绳。
另外，本发明的电梯装置，具有具备设有索槽的驱动索轮的驱动装置、嵌入索槽内并卷绕于驱动索轮的电梯用绳索、及由电梯用绳索悬吊于升降通道内利用驱动装置进行升降的轿厢及配重，电梯用绳索具有内层绳索、被覆于内层绳索外周的树脂制内层被覆体、及设于内层被覆体外周部的外层，内层绳索包括由数根钢制元线绞合而成的数根内层子绳，外层包括由数根钢制元线绞合而成的数根外层子绳，索槽上的与电梯用绳索的接触面由高摩擦树脂材料构成。
图1为本发明的实施形态1的电梯装置的简略主视图。
图2为表示图1的电梯装置的俯视图。
图3为图1的电梯用绳索的剖视图。
图4表示将图3的电梯用绳索分层剖断时的侧视图。
图5为表示图1的驱动索轮、轿厢吊轮，配重吊轮、轿厢侧导向轮及配重侧导向轮的主视图。
图6为图5的索槽的剖视图。
图7为本发明实施形态2的电梯用绳索的剖视图。
图8为表示将本发明实施形态3的电梯用绳索分层剖断时的侧视图。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的较佳实施形态加以说明。
图1为本发明的实施形态1的电梯装置的简略主视图，图2为表示图1的电梯装置的俯视图。
图中，升降通道31内的上部固定有支承台32。支承台32上装配有薄形的驱动装置33。驱动装置33具有电动机34及被电动机34转动的驱动索轮35。另外，驱动装置33被水平安置以使驱动索轮35的旋转轴垂直延伸。
驱动索轮35上卷绕数根(图中仅示明1根)电梯用绳索36。每根电梯用绳索36具有连接于支承台32的第1端部36a及第2端部36b。
轿厢37悬吊于电梯用绳索36的第1端部36a与驱动索轮35之间。轿厢37下部设有一对卷绕电梯用绳索36的吊轮38。
配重39悬吊于电梯用绳索36的第2端部36b与驱动索轮35之间。配重39的上部设有一对卷绕电梯用绳索36的配重吊轮40。轿厢37及配重39由驱动装置33通过电梯用绳索36在升降通道31内升降。
升降通道31内的上部设有用于将自驱动索轮35延伸过来的电梯用绳索36向轿厢37引导的轿厢侧导向轮41。另外，升降通道31内的上部设有用于将自驱动索轮35延伸过来的电梯用绳索36向配重39引导的配重侧导向轮42。
驱动装置33、轿厢侧导向轮41及配重侧导向轮42被安置成，在垂直投影面内与轿厢37重叠。另外，轿厢侧导向轮41及配重侧导向轮42的直径为电梯用绳索36的直径的15倍以上、20倍以下。
另外，升降通道31内设置有一对引导轿厢37升降的轿厢导轨43、及一对引导配重39升降的配重导轨44。图1中导轨43、导轨44被省略。
以下，图3为图1的电梯用绳索36的剖视图，图4表示将图3的电梯用绳索36分层剖断时的侧视图。
图中，内层绳索1具有芯绳2及设于芯绳2外周部的数根内层子绳3。芯绳2具有数根芯子绳4。每根芯子绳4是由数根钢制元线5相互绞合而构成。各芯子绳4相互绞合，各内层子绳3以与芯子绳4相反的方向进行绞合。
内层子绳3由数根钢制元线6相互绞合而构成。内层子绳3的剖面构造为渥林顿(日文ウオリントン)型(JIS G 3525)。内层绳索1的直径设定为驱动索轮35的直径的1/27以下。
内层绳索1的外周被覆有树脂制的内层被覆体7。内层被覆体7，例如是由聚乙烯树脂构成。
内层被覆体7的外周部设有外层8。外层8具有数根外层子绳9。每根外层子绳9由位于中心的中心元线10及位于中心元线10的外周上的6根外周元线11构成。另外，外层子绳9以与内层子绳3相反的方向进行绞合。
所有元线5、6、10、11的直径均设定为驱动索轮35的直径的1/400以下。
图5为表示图1的驱动索轮35、轿厢吊轮38，配重吊轮40、轿厢侧导向轮41及配重侧导向轮42的主视图，图6为图5的索槽的剖视图。
图中，驱动索轮35、轿厢吊轮38、配重吊轮40、轿厢侧导向轮41及配重侧导向轮42的外周部设有使电梯用绳索36嵌入其中的索槽45。索槽45与电梯用绳索36的接触面由高摩擦树脂材料(树脂制衬垫)46构成。作为高摩擦树脂材料46，使用摩擦系数0.2以上的材料，例如聚胺酯树脂。
这样的电梯装置，由于在电梯用绳索36的中心部设有钢制的内层绳索1，且内层绳索1外周设有直径小于内层子绳3的外层子绳9，故可控制整体直径，可提高钢制元线5、6、10、11的组装密度，可实现电梯用绳索36的高强度化。
另外，由于内层绳索1与外层8之间设有树脂制的内层被覆体7，防止了内层子绳3与外层子绳9间直接接触及滑擦，可在防止磨损引起的劣化的同时因缓冲作用而缓和弯曲应力，可实现电梯用绳索36的长寿命化。
进而，因索槽45与电梯用绳索36间的接触面是由高摩擦树脂材料46构成的缘故，可防止因与索轮35、38、40、41、42直接接触引起的外层子绳9的磨损。另外，可缓和因外层子绳9的元线10、11在索轮35、38、40、41、42上被压扁而引起的弯曲应力，可在实现电梯用绳索36的长寿命化的同时实现索轮35、38、40、41、42的小径化。从而，在进一步提高电梯用绳索36的整体强度的同时，可实现索轮35、38、40、41、42的结构的廉价化。
进而，因索槽45上设有高摩擦树脂材料46，即使缩小驱动索轮35的直径也可确保足够的驱动力传递效率。因而，不须要为了增加电梯用绳索36与驱动索轮35间的摩擦力而增加轿厢37的重量、或为了增加电梯用绳索36向驱动索轮35的卷绕角度而增设导向轮，电梯装置的结构也不会复杂化。
此处，作为高摩擦树脂材料46以摩擦系数0.2以上为宜，可确保足够的驱动力的传递效率。另外，只要摩擦系数为0.2以上，不限于聚胺酯，也可用聚乙烯等。
另外，对聚胺酯树脂可从软质至硬质的范围内自由选取，但对应于电梯用绳索36在索轮35、38、40、41、42表面有微小滑动的现象，为了确保耐磨损性能而以使用硬度85～98的硬质聚胺酯树脂为宜。尤其是以硬度90度以上的聚胺酯树脂为宜。另外，为了防止在使用环境中发生水解，醚类树脂较酯类树脂更为理想。
进而，由于是在索槽45上设高摩擦树脂材料46，故比在电梯用绳索36的最外周被覆高摩擦树脂材料的场合易于加工。
更进一步，由于选用电梯用绳索36在索轮35、38、40、41、42上弯曲时可容易自由滑动的材料作为内层被覆体7的材料，故可减少弯曲阻力。更进一步地，内层被覆体7的硬度必须达到在内层子绳3的元线6之间及外层子绳9的元线11之间不被挤坏的程度。这样的材料，以低摩擦硬质聚乙烯为宜。
另外，作为内层被覆体7的材料，例如，也可使用尼龙、硅、聚丙烯、或聚氯乙烯等树脂。由使用这样的内层被覆体7，可抑制使用钢制内层绳索1场合下的寿命的降低。
进而，由于外层子绳9具有中心元线10及6根外周元线11组成的简单的7根元线结构，可缩小电梯用绳索36的直径的同时能抑制形状的破坏。
更进一步，由于内层子绳3的剖面结构不采用密封(seal)型或填装(filler)型，而采用渥林顿型，故不使用直径极细的元线6，从而可防止因磨耗引起元线6断线，可实现长寿命化。另外，为增长寿命起见，内层子绳3的元线6不采用交叉绞合，而以平行绞合为宜。此时，通过将位于外周部的元线6的根数设定为与位于其内侧的元线6的根数相同、或为其2倍，可使元线6稳当、均衡地得以安置，从而可进一步防止元线6的磨耗。
另外，具有多层结构的电梯用绳索36，因负荷引起的张力或由索轮引起的经年累月的反复弯曲，而在内部产生回绞方向的转矩，使各层的荷重负担的均衡被打破，有引起截断强度或寿命减少的可能性。
对此，将内层子绳3以与芯子绳4相反的方向进行绞合，将外层子绳9以与内层子绳3相反的方向进行绞合，从而，可使内部的转矩获得均衡，可降低绳索整体的回绞转矩。
另外，如上述，当将高柔软性电梯用绳索36卷绕于小直径的索轮35、38、40、41、42的场合，索轮35、38、40、41、42与外层子绳9间接触压力增加，从而有引起索轮35、38、40、41、42及外层子绳9的损耗显著加快的可能性。
为此，对应用于直径为电梯用绳索36的直径的20倍的索轮的场合，外层子绳9的根数以12根以上(图3中为19根)为宜。另外，对应用于直径为电梯用绳索36的直径的15倍的索轮的场合，外层子绳9的根数以16根以上为宜。
由此，可抑制索轮与外层子绳9间接触压力的增大，可抑制索轮与外层子绳9的损耗。从而，作为索轮的材料不须特别昂贵，可廉价地构成索轮。
进而，对于索槽表面由金属构成的场合，寿命是由张力及索轮引起的弯曲应力的反复次数决定的，断线首先发生于绳索表面的元线。但是，对于索槽45上设置高摩擦树脂材料46的场合，因与索轮的接触压力被减少，故不再是绳索的表面，而变成内部元线因弯曲疲劳最先易于断线。
对于这种弯曲疲劳造成的寿命次数，依据发明者的实验研究，了解到具有以下式表达的关系。
寿命计算式与索轮接触的元线断线的计算式寿命次数Nc＝10.0×K×1.05D/d绳索内部的元线断线的计算式寿命次数Nn＝19.1×K×1.05D/d(k为由绳索结构及绳索强度确定的系数)此处，求出将寿命次数Nn设为与D/d＝40时的Nc值相同时的D/d值为26.7。由此可知，为确保达到与以往的普通电梯用绳索满足的D/d＝40条件下的同等寿命，内层绳索1的直径必须设定为索轮直径的1/27以下。换言之，必须使用直径为内层绳索1的27倍以上的索轮。
另外，由于上述电梯用绳索，所有的元线5、6、10、11的直径都设定为所用索轮直径的1/400以下，因而即使缩小所用索轮的直径也不会对弯曲疲劳寿命造成损害。
进一步地，由于外层8暴露于外部，可目视确认外周元线11的断线。因此，不再需要使用检查断线状态用的探伤装置等，可降低维修费用。
另外，上述电梯装置，由于使用高强度、长寿命、高摩擦的电梯用绳索36，轿厢侧导向轮41及配重侧导向轮42的直径即使设定为电梯用绳索36直径的15倍以上、20倍以下，也可维持足够的绳索寿命。
因而，可在不放大升降通道31的高度尺寸的情况下，将轿厢侧导向轮41及配重侧导向轮42安置于轿厢37的上方空间内，不须扩大升降通道31的横截面积。
此外，轿厢侧导向轮41及配重侧导向轮42的直径，在实际使用上运行频度不高以及运行频度高的电梯装置中，分别以设为绳索直径的15倍以上、及20倍以上为宜，可确保足够的寿命。另外，为了抑制升降通道31的高度尺寸，导向轮41、42的直径以绳索直径的30倍以下为宜。尤其，将导向轮41、42的直径设为绳索直径的15～20倍范围内时，可有效地缩小升降通道31的高度尺寸。进一步地，若将导向轮41、42的直径设为驱动装置33的设置高度范围内，可更有效地缩小升降通道31的高度尺寸。
图7为本发明实施形态2的电梯用绳索的剖视图。图中，内层绳索23具有芯绳24及设于芯绳24外周部的数根内层子绳25。芯绳24具有数根芯子绳26。每根芯子绳26是由数根钢制元线27相互绞合而构成。
内层子绳25是将数根钢制元线28相互绞合而构成。内层子绳25的元线28的截面因从外周压缩内层子绳25而发生异形化。芯子绳26的元线27的截面因从外周压缩芯子绳26而发生异形化。其他结构与实施形态1同样。
这样的电梯用绳索，由于在内层子绳25及芯子绳26的制造时，先按比完成品直径大5％程度绞合，再穿过完成品直径的拉模，从而使元线与元线之间不是以点而是以面或线相接触。由此，可提高元线27、28的组装密度。另外，元线27之间和元线28之间的接触压力降低，从而可抑制元线27、28的磨损。进而，防止内层子绳25及芯子绳26的形状破坏，可实现长寿命化。
此外，对于外层子绳9的元线10、11的截面，可通过从外周压缩外层子绳9而使之发生异形化。
图8为表示将本发明实施形态3的电梯用绳索分层剖断时的侧视图。此例中，内层子绳3、芯子绳4及外层子绳9被各自按相同的方向绞合。其他结构与实施形态1同样。
使用该电梯用绳索时，由于子绳3、4、9向同一方向绞合，即使在电梯用绳索受荷重作用或反复弯曲而使绞合松开的情况下，子绳3、4、9的荷重分配也难以变得不均衡，从而在可维持高强度的同时实现长寿命化。
此外，实施形态1～3所示的多层结构的绳索，具有因常年使用疲劳会导致各层的荷重负担率发生变化的特性。为此，尽管绳索结构不同，也能减少对损伤进程快的层的强度负担率。即，以采用将某一层的强度设定为20～80％，从而可在整体强度显著下降之前检测到最弱层发生的异常并更换的方法为宜。
例如，将弯曲应力最大的最弱层、即外层子绳9的强度合计的强度设定为电梯用绳索整体强度的20％为宜。如此，即使外层子绳9发生断线，仅内层绳索1仍能确保近80％的残余强度，从而可提高可靠性。
此外，在对于内层绳索1的芯子绳4不加被覆或不进行异形加工时等、比外层子绳9寿命更短的结构的场合，将内层绳索1的强度设定为整体的20％、对外层子绳9进行预成形加工的做法是有效的。
权利要求
1.一种电梯用绳索，其特征在于，具有内层绳索、被覆于上述内层绳索外周的树脂制内层被覆体、及设于上述内层被覆体外周部上的外层，上述内层绳索具有由数根钢制元线绞合而成的数根内层子绳，上述外层具有由数根钢制元线绞合而成的数根外层子绳。
2.一种电梯装置，其特征在于，具有驱动装置、嵌入在上述索槽内并卷绕于上述驱动索轮的电梯用绳索、及由上述电梯用绳索悬吊于升降通道内利用上述驱动装置进行升降的轿厢及配重，上述驱动装置具有设置了索槽的驱动索轮，上述电梯用绳索具有内层绳索、被覆于上述内层绳索外周的树脂制内层被覆体、及设于上述内层被覆体外周部上的外层，上述内层绳索具有由数根钢制元线绞合而成的数根内层子绳，上述外层具有由数根钢制元线绞合而成的数根外层子绳，上述索槽的与上述电梯用绳索的接触面是由高摩擦树脂材料构成。
3.根据权利要求2所述的电梯装置，其特征在于，上述高摩擦树脂材料的摩擦系数为0.2以上。
4.根据权利要求2所述的电梯装置，其特征在于，上述高摩擦树脂材料为聚胺酯树脂。
5.根据权利要求2所述的电梯装置，其特征在于，上述内层绳索的直径设定为上述驱动索轮的直径的1/27以下。
6.根据权利要求2所述的电梯装置，其特征在于，上述各元线的直径设定为上述驱动索轮的直径的1/400以下。
7.根据权利要求2所述的电梯装置，其特征在于，上述驱动装置以上述驱动索轮的旋转轴向垂直方向延伸的方式安置于上述升降通道的上部，在上述升降通道的上部，设有将自上述驱动索轮延伸的上述电梯用绳索向上述轿厢引导的轿厢侧导向轮、及将自上述驱动索轮延伸的上述电梯用绳索向上述配重引导的配重侧导向轮，在上述轿厢侧导向轮及配重侧导向轮上设有上述电梯用绳索嵌入其中的索槽，上述轿厢侧导向轮及配重侧导向轮二者中至少其中任一方上的索槽的与上述电梯用绳索的接触面是由上述高摩擦树脂材料构成。
8.根据权利要求7所述的电梯装置，其特征在于，上述驱动装置、上述轿厢侧导向轮及上述配重侧导向轮被设置成在垂直投影面内与上述轿厢重叠，上述轿厢侧导向轮及上述配重侧导向轮的直径为上述电梯用绳索的直径的15倍以上、30倍以下。
全文摘要
一种电梯装置，其电梯用绳索具有内层绳索、被覆于内层绳索外周的树脂制内层被覆体、及设于内层被覆体外周部上的外层，上述内层绳索包括由数根钢制元线绞合而成的数根内层子绳，外层包括由数根钢制元线绞合而成的数根外层子绳。驱动索轮上的索槽的与电梯用绳索的接触面是由高摩擦树脂材料构成。
文档编号B66B11/08GK1585721SQ0282045
公开日2005年2月23日 申请日期2002年11月12日 优先权日2002年11月12日
发明者本田武信 申请人:三菱电机株式会社