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KR20040102000A - 엘리베이터용 합성섬유로프 - Google Patents

엘리베이터용 합성섬유로프 Download PDF

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KR20040102000A
KR20040102000A KR10-2004-7011712A KR20047011712A KR20040102000A KR 20040102000 A KR20040102000 A KR 20040102000A KR 20047011712 A KR20047011712 A KR 20047011712A KR 20040102000 A KR20040102000 A KR 20040102000A
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KR
South Korea
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rope
elevator
twisted
strands
filaments
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
KR10-2004-7011712A
Other languages
English (en)
Inventor
스미스로리
파이트존엘.주니어
심킨스해리
워커로이제이.
코랄렉앨런샌포드
화이트힐에이.시메온
헌틀리마크지.
깁슨필립
Original Assignee
티센 엘리베이터 캐피탈 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 티센 엘리베이터 캐피탈 코포레이션 filed Critical 티센 엘리베이터 캐피탈 코포레이션
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Abstract

본 발명에서는, 압축 및 마모에 대하여 향상된 저항성을 갖는 엘리베이터용 합성로프가 제공되며, 상기 로프의 레이어들을 형성하는 복수의 스트랜드를 포함하고, 각 스트랜드는 높은 모듈러스의 합성 필라멘트들(21)로 이루어진 복수의 사전 트위스트된 스트랜드(19)로 형성된다. 1이상의 스트랜드 또는 스트랜드들의 레이어에는 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 윤활제가 주입되어 스트랜드 및 서브스트랜드들 사이의 마모를 저감시키고 로프의 사용수명을 연장시킨다. 로프의 외부는 구동 시브에 의한 견인을 고려하여 재킷(35)으로 커버될 수 있다. 청구되는 로프를 포함하여 이루어지는 엘리베이터 시스템이 또한 제공된다.

Description

엘리베이터용 합성섬유로프{SYNTHETIC FIBER ROPE FOR AN ELEVATOR}
종래의 견인 구동 엘리베이터는 승강로내의 로프에 의해 매달린 엘리베이터 카를 사용한다. 통상적으로, 상기 로프는 구동 시브 및 여타 시브들에 걸쳐 엘리베이터 샤프트의 최상부까지 상향 연장되었다가 다시 샤프트로부터 평형추까지 하향 연장된다. 상기 구동 시브 및 로프는, 구동 시브의 회전이 상기 로프를 변위시키고 결과적으로 엘리베이터 카를 상승 또는 하강시킬 수 있도록 마찰 접촉되어 있다.
종래의 견인 엘리베이터는 엘리베이터를 구동시키는데 강철 와이어 로프를 사용하는 것이 일반적이다. 강철 로프는 비교적 저렴하며 내구성은 있으나 무겁다. 높은 높이의 적용을 위해서는, 로프가 매우 길어야 하며, 그에 따라 강철 로프의 무게는 카의 밑바닥으로부터 매달려 있는 비슷한 무게의 보상 로프(및 인장장치(tensioning device) 및 평형추와 상쇄(offset) 되어야 한다. 흔히 상기 카와 로프의 조합된 무게는 로프의 인장력을 초과하기 때문에 추가 로프를 사용해야 한다.
종래기술은 견인 구동 엘리베이터에 사용되는 강철 로프를 대체하기 위한 노력으로서 합성재료로 만들어진 여러 로프들을 개발하였다. 합성 로프의 예시들은 다음의 관련자료들에서 찾을 수 있다:
하지만, 지금까지 개발된 합성 로프들은 합성재료의 사용에서 기인하는 문제들에 적절히 대응하지 못하고 있다. 합성 로프는 2이상의 실패 모드, 즉 압축과 마모를 겪는다. 종래기술의 합성 로프들은, 섬유 스트랜드들의 나선형으로 감긴 일련의 레이어들로부터 로프들을 구성하고 상기 레이어들 사이에 인터시드(intersheath)(통상적으로 폴리우레탄으로 구성됨)를 배치함으로써 상기한 2가지 문제들을 해결하려 시도하였다. 이러한 시도는 로프들의 사용수명을 단축시키는 압축 및 마모의 문제를 적절히 해결하지는 못했다. 또한, 인터시드의 사용은 상기 로프들에 대한 제조 공정에서 추가적인 단계들을 필요로 하며, 로프의 탄성을 바람직하지 않게 증가시켜 승객이 엘리베이터 카에 타고 내릴 때 상기 카가 반동을 일으키게 한다.
따라서, 압축 및 마모에 대해 향상된 저항성을 갖는 합성재료로 만들어지고, 로프의 구조에서 인터시드에 대한 필요성을 없애주는 경량의 엘리베이터용 로프를 제공하는 것이 바람직하다.
본 출원은, 그 전문이 본 명세서에서의 참조를 위해 채용되었으며 2002년 1월 30일에 출원된 미국가출원 일련번호 제60/353,020호에 대한 우선권리를 청구함.
본 발명은 대체로 엘리베이터용 로프에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 로프 및 상기 로프에 연결된 엘리베이터 카를 구동시키기 위한 견인 시브(traction sheave)에 관한 것이다. 본 발명의 로프는 로프의 수명에 걸쳐 압축 및 마모에 의한 열화를 저감시키는 개선된 구조를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 로프의 사시도,
도 2a는 도 1의 로프를 구성하는 3개의 스트랜드의 내측레이어의 일 실시예를 나타내는 사시도로서, 서브스트랜드들 중 하나가 정렬로부터 벗어나 있는 상태를 나타내고 있는 도,
도 2b는 3개의 사전-트위스트된 서브스트랜드들(그 중 하나는 합성 필라멘트로 이루어진 3개의 얀으로부터 만들어짐)로부터 만들어지는, 본 발명에 따른 스트랜드의 확대사시도,
도 3은 본 발명에 따른 로프를 포함하는 엘리베이터 시스템의 도,
도 4는 PTFE의 건조 입자 윤활제가 주입된 내측레이어 및 중간레이어를 나타내는 도 1의 로프를 도시하고 있는 도,
도 5a는 2가지 상이한 단면들로 번갈아 이루어지는 외측레이어 스트랜드를 나타내는 로프의 일 실시예의 단면도,
도 5b는 로프의 스트랜드를 형성하는 특정 서브스트랜드를 형성하는 얀을 보다 상세히 나타낸 도 5a에 나타낸 실시예의 단면도이다.
본 발명은 압축 및 마모에 대하여 향상된 저항성을 갖는 엘리베이터용 합성 로프를 제공한다. 본 발명의 로프들은 특히 견인 구동 엘리베이터 시스템(traction drive elevator system)에서 사용된다. 본 발명의 로프는 나선형으로 놓인 복수의 스트랜드(strand)를 포함하며, 각 스트랜드는 나선형으로 놓인 복수의 사전 트위스트된(pre-twisted) 서브스트랜드들로부터 형성된다. "사전 트위스트된 서브스트랜드"라는 용어는 각각의 서브스트랜드가 1이상의 트위스트 단계를 활용하여 조합되는 복수의 얀(yarn)으로 이루어진다는 것을 의미한다. 예를 들어, 첫번째 트위스트 단계에서, (복수의 합성 필라멘트들로 이루어지는) 얀이 제1방향으로 트위스트된다. 후속하는 트위스트 단계에서는, 이러한 복수의 얀들이 서로의 주위에서 제2방향으로 트위스트된다. 상기 제2방향은 상기 제1방향과 동일하거나 반대의 방향일 수 있다. 대안실시예에서는, 복수의 얀들이 서로의 주위에서 단일 방향으로 트위스트 될 수도 있다.
상기 얀들은, KEVLAR, 보다 바람직하게는 KEVLAR29 또는 KEVLAR49란상표명(KEVLAR는 E. I. du Pont de Nemours and Company의 상표명임)으로 판매되는 아라미드 폴리머(aramid polymer)를 포함하는 필라멘트들과 같이 높은 모듈러스의 합성 필라멘트들로 구성되는 복수의 합성 필라멘트들이다. 복수의 사전 트위스트된 서브스트랜드들은 각각의 스트랜드를 형성하기 위하여 조합된다. 1이상의 스트랜드 또는 서브스트랜드들에는 윤활제가 주입(impregnant) 또는 코팅되어 스트랜드들 사이의 마모를 저감시키고 로프의 사용수명을 증가시킬 수 있다. 로프의 외부는 구동 시브에 의한 견인을 고려하여 외측 재킷으로 커버될 수 있다.
일 실시예에서, 로프는 스트랜드들의 내측레이어, 중간레이어 및 외측레이어들을 포함한다. 각 스트랜드는 얀으로 이루어지는 복수의 사전 트위스트된 서브스트랜드들을 포함하고, 각각의 얀은 복수의 합성 필라멘트들로 이루어진다. 각각의 서브스트랜드가 사전 트위스트된 다음 복수의 서브스트랜드들이 서로의 주위에 나선형태로 놓임으로써 각각의 스트랜드를 형성한다. 이 실시예에서, 내측레이어는 서로의 주위에서 나선형으로 놓인 3개의 스트랜드를 포함하며 윤활제의 입자들이 주입될 수 있다. 상기 윤활제는 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene:PTFE)를 포함한다. 이 특정 실시예에서, 상기 내측레이어는 PTFE의 수성 분산물(dispersion)내에 디핑(dip)된 다음 건조되기 때문에, 상기 PTFE는 미세 건조 입자들의 형태를 취하게 된다. 중간레이어는 내측레이어 주위에서 나선형으로 놓인 6개의 스트랜드를 포함한다. 외측레이어는 중간레이어 주위에서 나서형으로 놓인 12개의 스트랜드를 포함한다. 각각의 중간레이어 및 외측레이어 또한 서로의 주위에서 나선형으로 놓인 복수의 사전 트위스트된 서브스트랜드로부터 형성된다. 상기 중간레이어 및 외측레이어는 (PTFE와 같은) 윤활제가 선택적으로 주입될 수도 있다. 마지막으로, 스트랜드의 외측레이어를 커버하는데 외부재킷이 사용된다. 외부재킷은 폴리에스테르 또는 나일론과 같은 합성섬유들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 외부재킷은, 상기 스트랜드의 외측레이어 위에서 크로스해치 패턴(crosshatch pattern)으로 엮여진(braided) CORDURA나일론 섬유(CORDURA는 E. I. du Pont de Nemours and Company의 상표명임)로 이루어진다.
청구되는 로프의 밀도는 강철의 밀도보다 현저히 낮아서 구동모터가 별도의 머신룸 대신 엘리베이터 샤프트내에 배치될 수 있도록 한다. 또한, 본 발명에 따른 하프-인치 직경의 로프를 이동시키기 위한 구동 시브(drive sheave)는, 예를 들어 직경이 10.5 인치 정도로 최소 직경이 20인치인 하프-인치 강철 로프에 사용되는 시브와 비교했을 때 상당히 더 작다. 보다 작은 상기 시브는 엘리베이터를 작동시키는데 필요한 전체 공간을 줄여주고 요구되는 모터의 토크를 저감시키는 것을 돕는다.
이제부터는, 청구되는 발명의 몇가지 실시예들에 대해 같은 참조부호가 같은 요소들을 나타내는 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예를 나타내는 로프(1)는 내측레이어(5), 중간레이어(11), 외측레이어(16) 및 재킷(35)을 포함한다. 상기 내측레이어(5)는 서로의 주위에서 나선방향으로 래핑된(wrapped) 3개의 스트랜드(7)를 포함한다. 외측레이어(16)는 내측레이어(5) 주위에서 나선방향으로 래핑된 6개의 스트랜드(13)를 포함한다. 외측레이어(16)는 중간레이어 주위에서 나선방향으로 래핑된 12개의 스트랜드(17)를 포함한다. 각 레이어의 나선방향의 래핑은 이전 층의 도(degree) 및 방향과 함께 놓이거나 변화할 수 있다. 도라는 용어에서, 각 레이어의나선각은 5 내지 35°까지 변화할 수 있다. 나선각은 다음과 같은 공식을 사용하여 결정된다.
여기서, HA = 나선각
p = 피치 직경
L = 레이 길이
일 실시예에서, 각 레이어에 대한 나선각의 레이는 우측방향을 향하며 래핑의 도는 20°이다. 일 실시예에서, 각 레이어의 나선각은 상이하며 각각의 레이어는 동일한 레이 길이를 갖는다.
도 2a는 도 1에 나타낸 3개의 스트랜드들의 내측레이어(5)의 일 실시예의 확대사시도이다. 이 실시예에서, 7개의 사전 트위스트된(pre-twisted) 서브스트랜드(19)들은 내측 레이어의 각 스트랜드(7)를 포함한다. 또한 도 2a는 서브스트랜드(19)들 중 하나가 정렬된 다른 서브스트랜드들로부터 편향되어 그것의 구성요소인 서브스트랜드(19), 얀(yarn:20) 및 필라멘트(21)를 통해 상기 스트랜드(7)의 구조를 보여주고 있다.
도 2b는 내측레이어의 일 스트랜드(7)의 다른 실시예의 확대사시도이며, 사전 트위스트된 서브스트랜드(19)들을 보다 상세히 도시하고 있다. 도 2b에서, 스트랜드(7)는 3개의 사전 트위스트된 서브스트랜드(19)로 구성된다. 각 서브스트랜드(19)는 다음과 같이 형성된다. 다수의 연속하는 필라멘트(21)로부터 개별적으로 3개의 얀(20)이 형성된다. 각 얀(20)은 인치당 1 내지 6회, 바람직하게는 2내지 4회의 턴(tpi)으로 그것의 길이방향 축선에 대해 반시계방향(작은 화살표로 나타냄)으로 트위스트된다. 그 다음, 3개의 트위스트된 얀(20)은 인치 당 동일한 횟수로 시계방향(큰 화살표로 나타냄)으로 함께 트위스트된다. 대안적으로는, 서브스트랜드(19)를, 1 내지 6, 바람직하게는 2 내지 4 tpi로 서브스트랜드내의 모든 얀들과 함께 시계방향으로 트위스트시킴으로써 단일의 트위스팅 단계로 형성될 수 있다. 트위스팅에서 인치 당 턴의 양은 개개의 얀, 서브스트랜드(19) 및 구성되는 스트랜드들의 직경에 따라 비례적으로 크거나 작게 변화한다. 도 2b의 하부에는, 3개의 서브스트랜드(19)가 (예를 들어, 도 2a에 보다 명확히 나타나 있듯이) 원통형의 아웃라인으로 도시되어 있다. 하지만, 본 실시예의 3개의 서브스트랜드는 동일한 방식, 즉 다중필라멘트 얀을 트위스트시킴으로써 형성되며, 서브스트랜드(19)들 중 어떤 것도 시딩(sheathing)이 없다.
도 2b에 나타나 있듯이, 이 때 3개의 사전 트위스트된 서브스트랜드(19)들이 각각의 스트랜드(7)를 형성하기 위하여 서로의 주위에 나선형태로 놓인다. 각 레이어를 위한 각 스트랜드는 동일한 방식으로 형성되거나, 다른 도의 트위스트를 가지거나, 가변적인 개수의 사전 트위스트된 서브스트랜드들 또는 가변적인 수의 필라멘트들의 다중필라멘트 얀으로 구성될 수도 있다. 사전 트위스팅의 도는 변화될 수 있고 5 내지 45°가 바람직하다.
상기 얀은, 높은 강도, 높은 모듈러스, 폴리아미드 섬유(polyamide fibers), 폴리오레핀 섬유(polyolefin fibers), 폴리벤족사졸 섬유(polybenzoxazole fibers)및 폴리벤조티아졸 섬유(polybenzothiazole fibers) 또는 그들의 합성물과 같은(이들을 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아님) 저 크리프 섬유(low creep fiber)로 이루어질 수 있다. 폴리머가 폴리아미드인 경우, 파라-아미드(para-amide)가 바람직하며, 상기 파라-아미드는 KEVLAR, 보다 바람직하게는 KEVLAR29 또는 KEVLAR49란 상표명으로 판매된다(KEVLAR는 E. I. du Pont de Nemours and Company의 상표명임).
일 실시예에서, 중간레이어(11) 및 외측레이어(16)의 스트랜드 또한 사전 트위스트된 서브스트랜드들로 구성된다. 스트랜드들의 사전 트위스팅은, 예를 들어 로프(1)가 견인 엘리베이터의 구동 시브 위를 지날 때 서브스트랜드들의 과도한 압축을 방지한다. 이렇게 하지 않을 경우 발생할 수 있는 압축을 상쇄시킴으로써, 로프(1)의 서브스트랜드들의 사전 트위스트된 구조는 로프의 전체 사용수명을 연장시킨다.
(스트랜드 7 및 13에 대응되는) 내측레이어(5) 및 중간레이어(11)에는 상기 스트랜드들과 다른 스트랜드들과의 마모를 방지하기 위한 윤활제가 주입될 수 있다. 상기 스트랜드들은 TEFLON과 같은 PTFE의 분산물(dispersion)내에 상기 레이어들을 디핑(dip)한 다음 상기 분산물을 건조시킴으로써 상기 주입이 이루어진다. 일단 건조가 되면, PTFE는 미세한 입자들(30)(도 4 참조)로 형성되어 스트랜드들을 윤활시키는 역할을 한다. 로프(1)의 수명이 다할때 까지, PTFE의 미세한 입자들(30)은 내측레이어(5) 및 중간레이어(11)로부터 외측레이어(16)로 옮겨가지 않을것으로 판단된다. 대안적으로, 로프(1)의 스트랜드들은 그들이 형성될 때 PTFE의 분산물을 주입함으로써 별도의 디핑 단계를 생략할 수도 있다.
스트랜드들의 최외각레이어(16)에 걸쳐 외부 재킷(35)이 적용될 수도 있다. 상기 외부 재킷(35)은 나일론이나 폴리에스테르 재료로 형성되는 것이 보통이다. 외부 재킷은 크로스해치 패턴으로 엮어지는 것이 바람직하다. 특정 실시예에서, 상기 재킷은 CORDORA나일론 섬유로 이루어진다.
특정한 적용례에 적합하다면 어떠한 직경의 로프도 채용될 수 있으나, 영국 표준 치수로 1/4″, 3/8″, 1/2″, 5/8″, 3/4″ 및 1 인치 직경인 로프 및 미터법 치수로 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 20 및 22mm 직경의 로프들을 생각해 볼 수 있다.
도 5a 및 5b에 나타낸 또 다른 실시예에서, 외측레이어(16)의 스트랜드들은 제1직경 또는 단면을 갖는 제1스트랜드(18) 및 상기 제1스트랜드(18)의 것보다 짧거나 작은 제2직경 또는 단면을 갖는 제2스트랜드(41)를 포함하여 이루어진다. 중간레이어(11)의 스트랜드들(13) 주위의 위치에서 두 세트의 스트랜드(18,41)들이 번갈아 배치된다. 보다 큰 직경의 스트랜드들(18)은 중간레이어(11)의 스트랜드(13)들 사이의 커스프(cusp:23)내에 끼워맞춰진다. 유사한 직경의 스트랜드들(41)이 각 스트랜드(13)의 크라운(25)에 인접하게 위치된다. 각각의 스트랜드 7, 13, 18 및 41은 복수의 사전 트위스트된 서브스트랜드들(20)을 포함한다.
일 바람직한 실시예에서, 로프(1)는 0.5인치의 직경을 가지며 외측레이어(16)에서는 12개, 중간레이어(11)에서는 6개, 그리고 내측레이어(5)에서는 3개의 스트랜드들을 포함한다. 외측레이어(16)의 12개의 스트랜드들은 6개의 큰 스트랜드(18) 및 6개의 작은 스트랜드(41)를 포함한다. 도 5b에 나타나 있듯이, 큰 스트랜드(18) 각각은 3개의 서브스트랜드(59)로 만들어진다. 각 서브스트랜드(59)는 21000의 데니어(denier)를 갖는다. 각 서브스트랜드(59)는 7개의 얀(60)으로 형성된다. 각 얀(60)은, 1쌍의 얀이 함께 트위스트 된 것이라기 보다는 아라미드(aramid) 섬유로 형성되는 단일의 다중필라멘트 얀이다. 이는, 명칭 3000/1/7으로 나타낸다. 동일한 명칭 체계(designating system)를 사용하면, 외측레이어의 6개의 보다 작은 스트랜드들(41) 각각은 3개의 서브스트랜드(69)로 만들어지고, 각 서브스트랜드(69)는 4개의 얀(70)으로 형성되며 명칭 3000/1/4으로 나타낸다. 중간레이어의 6개의 스트랜드들(41) 각각은 3개의 서브스트랜드(79)로 만들어지고, 각 서브스트랜드는 6개의 얀(80)으로 형성되며 명칭 3000/1/6으로 나타낸다. 내측레이어의 3개의 스트랜드들(41) 각각은 3개의 서브스트랜드(89)로 만들어지고, 각 서브스트랜드(89)는 3개의 얀(90)으로 형성되며 명칭 3000/1/3으로 나타낸다. 각 서브스트랜드에 있어서, 각각의 얀은 한 방향으로 개별적으로 트위스트되며, 모든 3개 이상의 트위스트된 얀들은 반대방향으로 트위스트되어 함께 파일링(pile)됨으로써 서브스트랜드를 형성한다. 이 때 스트랜드들은 상기 서브스트랜드들을 형성하기 위해 수행된 것과 마찬가지로 서브스트랜드들을 나선방향으로 함께 트위스트시킴으로써 3개의 동일하게 구성된 서브스트랜드들로부터 형성된다. 로프(1)는 종래의 로프 래잉 기술(rope laying technique)에 의하여 형성되어 3개의 스트랜드들(7)이 내측레이어(5)를 형성하기 위해 먼저 놓이고, 6개의 스트랜드들(13)이 중간레이어(11)를 형성하기 위해 상기 내측레이어(5) 위에 놓인 후, 6개의 스크랜드들(18)이 외측레이어(16)를 형성하기 위해 중간레이어 위에 놓인다. 그런 다음, 구동 시브에 의한 견인을 제공하기 위하여 외측의 묶인 CORDURA나일론 섬유 재킷으로 덮힌다.
또 다른 실시예에서, 로프(1)는 0.375 인치의 직경을 가지며, (상술된 0.5인치 로프에서와 같이) 3레이어의 스트랜드보다는 2레이어의 스트랜드로 이루어진다. 외측레이어는 6개의 스트랜드를, 내측레이어는 3개의 스트랜드를 갖는다. 외측레이어의 6개의 스트랜드들 각각은 3개의 서브스트랜드들로 만들어진다. 3개의 서브스트랜드들 각각은 19880의 데니어를 갖는다. 각 서브스트랜드들은 7개의 다중필라멘트 얀 쌍을 가진다. 각 얀의 쌍은 함께 트위스트되며 플라이(ply)라 불린다. 이는, 명칭 1420/2/7로 나타낸다(얀 직경/플라이 당 얀의 개수/서브스트랜드 당 파일의 개수).
내측레이어의 3개의 스트랜드들 각각은 3개의 서브스트랜드로 만들어지고, 동일한 명칭 체계를 이용하면 상기 각 서브스트랜드는 1420/2/5로 나타낸다. 각 서브스트랜드에 있어서, 각 2개의 얀 쌍이 한 방향으로 함께 트위스트된 다음, 5개 이상의 트위스트된 얀 쌍이 반대방향으로 트위스트되어 함께 파일링됨으로써 서브스트랜드를 형성한다. 그 후, 서브스트랜드를 형성시키는데 사용된 것과 동일한 방향으로 상기 서브스트랜드들을 나선방향으로 함께 래잉함으로써 3개의 동일하게 구성된 서브스트랜드로부터 스트랜드들이 형성된다. 상기 로프는 종래의 로프 래잉기술에 의하여 형성되는데, 먼저 3개의 내측레이어 스트랜드가 내측레이어를 형성하기 위하여 나선방향으로 놓인 다음, 6개의 외측레이어 스트랜드가 외측레이어를 형성하기 위하여 내측레이어 위에서 나선방향으로 놓인다. 로프의 외부는 구동 시브에 의한 견인을 제공하기 위하여 외측의 묶인 CORDURA나일론 섬유 재킷과 같은 재킷으로 덮힌다.
본 발명에 따라 만들어진 로프들은, 전체 예상수명에 걸쳐 그들의 초기 특성 및 물리적 속성을 측정하기 위하여 테스트되었다. 로프에 대한 AE 값을 얻는데에는 사이클릭-벤드-오버-시브-피로 시험(cyclic-bend-over-sheave-fatigue test)이 수행되었다. 이와 관련하여, 상기 "AE" 값은 로프의 강성 기준으로서 사용되고, 단면적과 Young의 탄성계수와 곱으로서 정의된다. 이들 테스트에 있어서, (아라마이드 섬유로부터 형성되고 0.5″의 직경을 갖는) 본 발명의 로프들은, 1000 내지 2000 lbs의 인장력하에 배치되는 시브(통상적으로 10″정도의 직경) 위에 배치된 다음, 2 내지 5초 정도의 사이클 기간을 갖는 여러 차례의 벤딩 사이클(250,000 내지 3,000,000)을 거쳤다. AE 값은 여러 상이한 벤딩사이클에서 취해졌다.
로프의 AE 값은 680,000 내지 2,900,000의 범위에 있으며, 통상적으로 980,000이다. 동일한 0.5 인치 직경의 강철 로프의 AE는 550,000 정도이다. 상기 데이터는, 강철 로프와 동일한 속성을 얻는데 현저히 더 작은 단면적이 (및 그에 따라 보다 얇고 궁극적으로는 가벼운 로프도) 사용될 수 있다는 것을 나타낸다. 본 발명의 로프의 초기 파괴 강도는 25000 lbs 이상이었다. 추가적인 테스트 결과들은, 본 발명의 로프들이 파괴 강도의 실질적인 양은 유지하면서, 강철 로프의 수명의 2배 정도를 가져야 한다는 것을 나타낸다. 강철 로프와 달리, 본 발명의 합성 로프는, 그들이 주기적인 윤활을 요하지 않고, 녹슬지 않으며 물에 노출될 경우 실제로 마찰계수를 증가시킬 수 있다는 점에서 특히 유리하다.
도 3은, 본 발명의 로프가 증발시스템내에 포함되는 본 발명의 또 다른 형태를 나타낸다. 증발시스템(31)은 엘리베이터 카(33), 평형추(36), 구동 시브(37) 및 구동모터를 포함한다. 본 발명에 따른 로프(39)는 엘리베이터 시스템내에서 상기 카(33)를 이동시키는데 사용된다.
본 발명의 특정 실시예들에 대하여 도시 및 설명하였으나, 당업자라면 본 발명의 벗어남 없이 보다 광범위한 형태로 변화 및 수정이 가해질 수 있으며, 따라서, 후속 청구항들의 목적은 본 발명의 기술적사상 및 범위내에 있는 상기한 변화 및 수정 모두를 포괄하는 것이라는 점을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (49)

  1. 엘리베이터용 로프에 있어서,
    상기 로프를 형성하는 복수의 스트랜드를 포함하고,
    상기 각각의 스트랜드는 복수의 사전 트위스트된 서브스트랜드를 포함하고,
    상기 각각의 서브스트랜드는 함께 트위스트되는 복수의 얀을 포함하고,
    상기 각각의 얀은 그것의 길이방향 축선을 중심으로 제1방향으로 트위스트되고, 상기 복수의 얀은 서로에 대해 제2방향으로 트위스트되어 상기 각각의 사전 트위스트된 서브스트랜드를 형성하고,
    상기 얀은 높은 모듈러스의 합성 필라멘트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 합성 필라멘트들은 폴리아미드(polyamide) 필라멘트, 폴리오레핀(polyolefin) 필라멘트, 폴리벤족사졸(polybenzoxazole) 필라멘트, 폴리벤조티아졸(polybenzothiazole) 필라멘트 또는 그들의 합성물을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 필라멘트들은 아라미드 필라멘트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로하는 엘리베이터용 로프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 사전 트위스트된 서브스트랜드는 서로의 주위에서 나선형으로 래핑되어(wrapped) 각각의 스트랜드를 형성하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1방향 및 상기 제2방향은 반대인 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1방향 및 상기 제2방향은 동일한 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 로프는 복수의 스트랜드의 레이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 레이어는 내측레이어, 중간레이어 및 외측레이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  9. 제7항에 있어서,
    1이상의 레이어는 상기 레이어의 1이상의 스트랜드내에 윤활제를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 윤활제는 폴리테트라플루오로에틸렌의 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 얀은 KEVLAR아라미드 필라멘트들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 KEVLAR아라미드 필라멘트는 KEVLAR29 필라멘트 또는 KEVLAR49 필라멘트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 로프의 직경은 1/4 내지 1 인치의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  14. 제13항에 있어서,
    하프 인치 직경의 로프의 파괴강도는 초기에는 25,000 lbs보다 큰 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  15. 제13항에 있어서,
    나일론 또는 누빔(woven) 폴리에스테르의 외부재킷을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 외부재킷은 크로스해치 패턴으로 엮어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  17. 제4항에 있어서,
    상기 얀은 인치 당 1 내지 6회의 턴으로 반시계방향으로 각각 트위스트되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 얀은 상기 서브스트랜드를 형성하기 위하여 인치 당 1 내지 6회의 턴으로 시계방향으로 함께 트위스트되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  19. 엘리베이터용 로프에 있어서,
    서로의 주위에서 나선형으로 놓인 3개의 스트랜드로 이루어진 내측레이어;
    상기 내측레이어의 주위에서 나선형으로 놓인 6개의 스트랜드로 이루어진 중간레이어;
    상기 중간레이어의 주위에서 나선형으로 놓인 12개의 스트랜드로 이루어진 외측레이어를 포함하고,
    상기 각 스트랜드는 복수의 사전 트위스트된 서브스트랜드를 포함하고,
    상기 각 서브스트랜드는 함께 트위스트되는 복수의 얀을 포함하고,
    상기 각각의 얀은 그것의 길이방향 축선을 중심으로 제1방향으로 트위스트되고, 상기 복수의 얀은 서로에 대해 제2방향으로 트위스트되어 상기 각각의 사전 트위스트된 서브스트랜드를 형성하고,
    상기 얀은 높은 모듈러스의 합성 필라멘트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 합성 필라멘트들은 폴리아미드 필라멘트, 폴리오레핀 필라멘트, 폴리벤족사졸 필라멘트, 폴리벤조티아졸 필라멘트 또는 그들의 합성물을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 합성 필라멘트들은 아라미드 필라멘트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 제1방향 및 상기 제2방향은 반대인 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 제1방향 및 상기 제2방향은 동일한 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 로프는 복수의 스트랜드의 레이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 윤활제는 폴리테트라플루오로에틸렌의 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  26. 제19항에 있어서,
    상기 얀은 KEVLAR아라미드 필라멘트들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 KEVLAR아라미드 필라멘트는 KEVLAR29 필라멘트 또는 KEVLAR49 필라멘트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 로프의 직경은 1/4 내지 1 인치의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  29. 제28항에 있어서,
    하프 인치 직경의 로프의 파괴강도는 25,000 lbs보다 큰 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  30. 제19항에 있어서,
    나일론 또는 누빔(woven) 폴리에스테르의 외부재킷을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 외부재킷은 크로스해치 패턴으로 엮어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  32. 제19항에 있어서,
    상기 얀은 인치 당 1 내지 6회의 턴으로 반시계방향으로 각각 트위스트되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 복수의 얀은 상기 서브스트랜드를 형성하기 위하여 인치 당 1 내지 6회의 턴으로 시계방향으로 함께 트위스트되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  34. 엘리베이터용 로프에 있어서,
    나선방향으로 놓인 스트랜드들로 이루어진 내측레이어; 및
    각각 선행 레이어 주위에서 나선형으로 놓인 스트랜드들로 이루어지는 1이상의 외측레이어를 포함하고,
    상기 각 스트랜드는 복수의 사전 트위스트된 서브스트랜드를 포함하고,
    상기 각 서브스트랜드는 함께 트위스트되는 복수의 얀을 포함하고,
    상기 각각의 얀은 그것의 길이방향 축선을 중심으로 제1방향으로 트위스트되고, 상기 복수의 얀은 서로에 대해 제2방향으로 트위스트되어 상기 각각의 사전 트위스트된 서브스트랜드를 형성하고,
    상기 얀은 높은 모듈러스의 합성 필라멘트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 합성 필라멘트들은 폴리아미드 필라멘트, 폴리오레핀 필라멘트, 폴리벤족사졸 필라멘트, 폴리벤조티아졸 필라멘트 또는 그들의 합성물을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  36. 제34항에 있어서,
    상기 합성 필라멘트들은 아라미드 필라멘트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  37. 제34항에 있어서,
    상기 제1방향 및 상기 제2방향은 반대인 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  38. 제34항에 있어서,
    상기 제1방향 및 상기 제2방향은 동일한 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  39. 제34항에 있어서,
    1이상의 레이어는 상기 레이어의 1이상의 스트랜드내에 윤활제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 윤활제는 폴리테트라플루오로에틸렌의 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  41. 제34항에 있어서,
    누빔된 외부재킷을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 외부재킷은 나일론 또는 폴리에스테르로 형성되고 크로스해치 패턴으로누빔되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  43. 엘리베이터 시스템에 있어서,
    (a) 엘리베이터 카;
    (b) 복수의 스트랜드를 포함하는 로프로서, 상기 각 스트랜드는 복수의 사전 트위스트된 서브스트랜드를 포함하고, 상기 각 서브스트랜드는 함께 트위스트되는 복수의 얀을 포함하고, 상기 각각의 얀은 그것의 길이방향 축선을 중심으로 제1방향으로 트위스트되고, 상기 복수의 얀은 서로에 대해 제2방향으로 트위스트되어 상기 각각의 사전 트위스트된 서브스트랜드를 형성하고, 상기 얀은 높은 모듈러스의 합성 필라멘트들을 포함하는 상기 로프;
    (c) 상기 카를 이동시키기 위하여 상기 로프를 변위시키는 구동모터;
    (d) 상기 로프의 변위를 안내하기 위한 1이상의 시브; 및
    (e) 상기 카의 무게와 평형을 맞추기 위하여 상기 로프에 연결되는 평형추를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 시스템.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 합성 필라멘트들은 폴리아미드 필라멘트, 폴리오레핀 필라멘트, 폴리벤족사졸 필라멘트, 폴리벤조티아졸 필라멘트 또는 그들의 합성물을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 시스템.
  45. 제43항에 있어서,
    상기 합성 필라멘트들은 아라미드 필라멘트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 시스템.
  46. 제43항에 있어서,
    상기 로프는 누빔 외부재킷으로 커버되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 시스템.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 재킷은 폴리에스테르 또는 나일론으로 형성되고, 크로스해치 패턴으로 누빔되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 시스템.
  48. 제43항에 있어서,
    상기 1이상의 스트랜드내에 윤활제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 시스템.
  49. 제48항에 있어서,
    상기 윤활제는 폴리테트라플루오로에틸렌의 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 시스템.
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