JP2018177535A - エレベータシステム用のベルト、およびエレベータシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 エレベータシステムベルト用の引張部材を提供する。
【解決手段】 エレベータシステム用のベルトは、ベルト幅に沿って配置され、ベルトの長さに沿って長手方向に延在する複数の引張部材を含む。各引張部材は、複数の荷重担持繊維から形成されるコア部材及びコア部材を囲む複数のオーバラップ部材を含む。ジャケット材料は、複数の引張部材を少なくとも部分的に封入する。エレベータシステムは、昇降路と、昇降路内に位置決めされ、昇降路内で移動可能なエレベータかごと、昇降路に沿ってエレベータかごを懸垂保持及び／または駆動するため、エレベータかごに動作可能に接続されるベルトとを含む。ベルトは、ベルト幅に沿って配置され、ベルトの長さに沿って長手方向に延在する複数の引張部材を含む。各引張部材は、複数の荷重担持繊維から形成されるコア部材及びコア部材を囲む複数のオーバラップ部材を含む。
【選択図】図２

Description

本明細書で開示される実施形態は、エレベータシステムに関し、より詳細には、エレベータシステムのエレベータかごを懸垂保持及び／または駆動する荷重担持部材に関する。

エレベータシステムは、建物内の種々のレベルの間で、乗客、貨物、または両方を運ぶために有用である。一部のエレベータは、牽引に基づき、エレベータかごを支持し、エレベータかごの所望の移動及び位置決めを達成するためのベルト等の荷重担持部材を利用する。

ベルトが荷重担持部材として使用される場合、複数の引張要素またはコードが、共通ジャケット内に埋め込まれる。ジャケットは、コードを所望の位置に保持し、摩擦荷重経路を提供する。例示的な牽引エレベータシステムにおいて、機械は、昇降路に沿ってエレベータかごを駆動するため、ベルトが相互作用する牽引シーブを駆動する。ベルトは、通常、鋼要素から形成される引張部材を利用するが、代替的に、合成繊維または炭素繊維複合材等の他の材料から形成される引張部材を利用する場合がある。

炭素繊維複合材引張部材において、部材は、通常、屈曲が非常に困難であり、引張部材の断面エリアにおいて、選択された引張性能を提供することが所望され、引張部材は、屈曲下で損傷される場合がある。

本発明は、改善されたエレベータシステムベルト用の引張部材を提供する。

一実施形態において、エレベータシステム用のベルトは、ベルト幅に沿って配置され、ベルトの長さに沿って長手方向に延在する複数の張引部材を含む。各引張部材は、複数の荷重担持繊維から形成されるコア部材、及び、コア部材を囲む複数のオーバラップ部材を含む。ジャケット材料は、複数の張引部材を少なくとも部分的に封入する。

付加的にまたは代替的に、このまたは他の実施形態において、複数の荷重担持繊維は、マトリックス材料内に位置決めされる。

付加的にまたは代替的に、このまたは他の実施形態において、荷重担持繊維は、炭素、ガラス、アラミド、ナイロン、及びポリマー繊維の１つまたは複数である。

付加的にまたは代替的に、このまたは他の実施形態において、マトリックス材料は、ポリウレタン、ポリエステル、ビニルエステル、またはエポキシ材料である。

付加的にまたは代替的に、このまたは他の実施形態において、複数のオーバラップ部材は合成繊維である。

付加的にまたは代替的に、このまたは他の実施形態において、合成繊維は、Ｖｅｃｔｒａｎ（登録商標）またはＤｙｎｅｅｍａ（登録商標）またはＺｙｌｏｎ（登録商標）繊維の１つまたは複数である。

付加的にまたは代替的に、このまたは他の実施形態において、複数のオーバラップ部材は金属ワイヤである。

付加的にまたは代替的に、このまたは他の実施形態において、複数のオーバラップ部材は、コア部材の周りに巻付けられるまたは編まれる。付加的にまたは代替的に、このまたは他の実施形態において、ジャケット材料は、ポリウレタン、ポリエステル、エチレン・プロピレン・ジエン・エラストマー、クロロプレン、クロロスルフォニル・ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル、ポリアミド、ポリプロピレン、ブチルゴム、アクリロニトリル・ブタジエン・ゴム、スチレン・ブタジエン・ゴム、アクリルエラストマー、フルオロエラストマー、シリコーンエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、スチレンブロック及びジエンエラストマー、天然ゴム、またはその組合せからなる群から選択される。

別の実施形態において、エレベータシステムは、昇降路と、昇降路内に配設され、昇降路内で移動可能なエレベータかごと、昇降路に沿ってエレベータかごを懸垂保持及び／または駆動するため、エレベータかごに動作可能に接続されるベルトとを含む。ベルトは、ベルト幅に沿って配置され、ベルトの長さに沿って長手方向に延在する複数の張引部材を含む。各引張部材は、複数の荷重担持繊維から形成されるコア部材、及び、コア部材を囲む複数のオーバラップ部材を含む。ジャケット材料は、複数の張引部材を少なくとも部分的に封入する。

付加的にまたは代替的に、このまたは他の実施形態において、複数の荷重担持繊維は、マトリックス材料内に位置決めされる。

付加的にまたは代替的に、このまたは他の実施形態において、荷重担持繊維は、炭素、ガラス、アラミド、ナイロン、及びポリマー繊維の１つまたは複数である。

付加的にまたは代替的に、このまたは他の実施形態において、マトリックス材料は、ポリウレタン、ビニルエステル、ポリエステル、またはエポキシ材料である。

付加的にまたは代替的に、このまたは他の実施形態において、複数のオーバラップ部材は合成繊維である。

付加的にまたは代替的に、このまたは他の実施形態において、複数のオーバラップ部材は金属ワイヤである。

付加的にまたは代替的に、このまたは他の実施形態において、複数のオーバラップ部材は、コア部材が故障する場合にエレベータかごを懸垂保持するように構成される。

付加的にまたは代替的に、このまたは他の実施形態において、ジャケット材料は、ポリウレタン、ポリエステル、エチレン・プロピレン・ジエン・エラストマー、クロロプレン、クロロスルフォニル・ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル、ポリアミド、ポリプロピレン、ブチルゴム、アクリロニトリル・ブタジエン・ゴム、スチレン・ブタジエン・ゴム、アクリルエラストマー、フルオロエラストマー、シリコーンエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、スチレンブロック及びジエンエラストマー、天然ゴム、またはその組合せからなる群から選択される。

以下の説明は、いずれの点でも制限的であると考えられるべきでない。添付図面を参照して、同様の要素は同様に番号付けられる。

エレベータシステムの一実施形態の略図である。 エレベータシステムベルトの一実施形態の略断面図である。 エレベータベルト用の引張部材の一実施形態の断面図である。 エレベータベルト用の引張部材の一実施形態の別の断面図である。

開示される装置及び方法の１つまたは複数の実施形態の詳細な説明は、図を参照して、制限ではなく例証として本明細書で提示される。

図１には、例示的な牽引エレベータシステム１０の概略図が示される。本発明の理解のために必要とされないエレベータシステム１０の（ガイドレール、安全装置等のような）特徴部は、本明細書で論じられない。エレベータシステム１０は、１つまたは複数のベルト１６によって昇降路１２内で動作可能に懸垂保持または支持されるエレベータかご１４を含む。１つまたは複数のベルト１６は、エレベータシステム１０の種々の構成要素の周りにルーティングされる１つまたは複数のシーブ１８と相互作用する。１つまたは複数のベルト１６は、同様に、釣り合い錘２２に接続され得、釣り合い錘２２は、エレベータシステム１０のバランスを助け、動作中に牽引シーブの両側のベルト張力の差を減少させるために使用される。

シーブ１８はそれぞれ、エレベータシステム１０内の他のシーブ１８の径と同じかまたは異なる場合がある径２０を有する。シーブのうちの少なくとも１つのシーブは、牽引シーブ５２であり得る。牽引シーブ５２は、機械５０によって駆動される。機械５０による駆動シーブの移動は、牽引シーブ５２の周りにルーティングされる１つまたは複数のベルト１６を（牽引によって）駆動する、移動させる、及び／または推進させる。シーブ１８のうちの少なくとも１つは、ダイバータ、デフレクタ、またはアイドラシーブであり得る。ダイバータ、デフレクタ、またはアイドラシーブは、機械５０によって駆動されるのではなく、エレベータシステム１０の種々の構成要素の周りで１つまたは複数のベルト１６を誘導するのを助ける。

幾つかの実施形態において、エレベータシステム１０は、エレベータかご１４を懸垂保持及び／または駆動するための２つ以上のベルト１６を使用し得る。更に、エレベータシステム１０は、種々の構成を有し得、それにより、１つまたは複数のベルト１６の両側が１つまたは複数のシーブ１８に係合する、または、１つまたは複数のベルト１６の一方の側だけが１つまたは複数のシーブ１８に係合する。図１の実施形態は、１つまたは複数のベルト１６がかご１４及び釣り合い錘２２で終端する１：１ローピング配置構成を示すが、他の実施形態は、他のローピング配置構成を利用する場合がある。

ベルト１６は、エレベータかご１４を懸垂保持及び／または駆動するための強度要件を満たすことが可能であるのに十分に強くありながら、低い曲げ応力を提供し、ベルト寿命要件を満たし、また、スムーズな動作を有するために、１つまたは複数のシーブ１８を通過するときに十分な柔軟性を有するために構築される。

図２は、例示的なベルト１６構成または設計の断面略図を提供する。ベルト１６は、ベルト１６に沿って長手方向に延在し、ベルト幅２６に沿って配置される複数の引張部材２４を含む。引張部材２４は、ジャケット材料２８内に少なくとも部分的に閉囲されて、ベルト１６内での引張部材２４の移動を制限し、引張部材２４を保護する。ジャケット材料２８は、牽引シーブ５２の対応する表面と相互作用するように構成される牽引側３０を画定する。ジャケット材料２８用の例示的な材料は、例えば、熱可塑性及び熱硬化性ポリウレタンのエラストマー、ポリアミド、熱可塑性ポリエステルエラストマー、及びゴムを含む。幾つかの実施形態において、ジャケット材料２８は、ポリウレタン、ポリエステル、エチレン・プロピレン・ジエン・エラストマー、クロロプレン、クロロスルフォニル・ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル、ポリアミド、ポリプロピレン、ブチルゴム、アクリロニトリル・ブタジエン・ゴム、スチレン・ブタジエン・ゴム、アクリルエラストマー、フルオロエラストマー、シリコーンエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、スチレンブロック及びジエンエラストマー、天然ゴム、またはその組合せからなる群から選択される。他の材料がベルト１６の要求機能を満たすために適切である場合、他の材料がジャケット材料２８を形成するために使用されてもよい。例えば、ジャケット材料２８の主要な機能は、ベルト１６と牽引シーブ５２との間に十分な摩擦係数を提供して、両者の間に所望の量の牽引力を生成することである。ジャケット材料２８は、同様に、牽引負荷を引張部材２４に伝達すべきである。更に、ジャケット材料２８は、耐摩耗性があり、また、引張部材２４を、例えば、衝撃損傷、化学物質等の環境因子に対する暴露から保護すべきである。

ベルト１６は、ベルト幅２６及びベルト厚３２を有し、ベルト幅２６とベルト厚３２とのアスペクト比は１より大きい。ベルト１６は、牽引側３０に対向する後側３４、及び、牽引側３０と後側３４との間に延在するベルト縁３６を更に含む。８つの引張部材２４が図２の実施形態において示されるが、他の実施形態は、他の数の引張部材２４、例えば、６つ、１０、または１２の引張部材２４を含んでもよい。更に、図２の実施形態の引張部材２４は、実質的に同一であるが、他の実施形態では、引張部材２４は、互いに異なってもよい。

図３に示すように、引張部材２４はそれぞれ、合成繊維から、または、複数の荷重担持繊維（load-carrying fibers）４２等の複合構造から形成されるコア部材４０を含み、荷重担持繊維４２は、幾つかの実施形態において、マトリックス材料４４内に配設される。他の実施形態において、マトリックス材料は使用されず、引張部材２４はいわゆる「乾式繊維（ｄｒｙ ｆｉｂｅｒ）」構造から形成される。

例示的な荷重担持繊維４２は、例えば、炭素、ガラス、アラミド、ナイロン、及びポリマー繊維を含むが、それに限定されない。荷重担持繊維４２のそれぞれは、実質的に同一であってもよい、または、異なってもよい。更に、マトリックス材料４４は、例えば、ポリウレタン、ポリエステル、ビニルエステル、及びエポキシ等の任意の適した材料から形成されてもよい。荷重担持繊維４２の材料及びマトリックス材料４４は、引張部材２４の所望の剛性及び強度を達成するように選択される。

コア部材４０は、幾つかの実施形態において、引出し成形法（pultrusion）によって薄層として形成されてもよい。標準的な引出し成形法において、荷重担持繊維４２は、マトリックス材料４４と共に含浸され、加熱式ダイ、及び、マトリックス材料４４が架橋結合を受ける更なる硬化加熱器を通して引出される。引出される荷重担持繊維４２の制御された移動及び支持は、コア部材４０の所望の直線または曲線プロファイルを形成するために使用されてもよいことを当業者は理解するであろう。例示的な実施形態において、コア部材４０は、約０．５ミリメートル〜約４ミリメートルの断面厚を有する。別の実施形態において、コア部材４０は、１ミリメートルの断面厚を有する。更に、幾つかの実施形態において、コア部材４０は円形断面を有し、一方、他の実施形態において、コア部材４０は、長方形または楕円等の他の断面形状を有してもよい。他の実施形態において、コア部材４０は、単一または複数材料の乾式繊維コア構成であってもよい。

引張部材２４は、コア部材４０の外周に配設される複数のオーバラップ（overwrap）要素４６を更に含む。オーバラップ要素４６は、引張部材２４に沿って全体的に長手の方向に延在し、幾つかの実施形態では、コア部材４０の周りに巻付けられるまたは編まれる。幾つかの実施形態において、オーバラップ要素４６は、Ｖｅｃｔｒａｎ（商標）またはＤｙｎｅｅｍａ（登録商標）またはＺｙｌｏｎ（登録商標）等の複数の合成繊維である。挙げた材料が例示に過ぎないこと、及び、他の材料が利用されてもよいことを当業者は容易に認識するであろう。オーバラップ要素４６は、コア部材４０に対して減少した曲げ剛性を有するが、荷重担持繊維４２と比較して同様の引張強度を持つように構成される。その結果は、同等の引張強度を有する全コア引張部材と比較すると、減少した曲げ剛性を有する引張部材２４になる。

図４に示す代替の実施形態において、オーバラップ要素は、鋼ワイヤ等の複数の金属ワイヤ４８、または、複数の金属ワイヤ４８から形成されるストランドである。幾つかの実施形態において、金属ワイヤ４８は、例えば、破断または熱事象によってコア部材４０が損傷または故障する場合に、昇降路１２内でエレベータかご１４を支持するのに十分である。

用語「ａｂｏｕｔ（約）」は、出願時に入手可能な機器に基づく特定の量の測定値に関連する誤差の程度を含むことを意図される。例えば、「約」は、所与の値の±８％または５％または２％の範囲を含み得る。

本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を述べるためのものに過ぎず、本開示を制限することを意図されない。本明細書で使用するとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が別途明確に指示しない限り、複数形を同様に含むことを意図される。用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（備える）」及び／または「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備えている）」が、本明細書で使用されるとき、述べた特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／または構成要素の存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素構成要素、及び／またはその群の存在または追加を排除しないことが更に理解されるであろう。

本開示は例示的な１つまたは複数の実施形態を参照して述べられたが、本開示の範囲から逸脱することなく、種々の変更が行われてもよく、その要素が等価物と交換されてもよいことが当業者によって理解されるであろう。更に、本開示の教示に従って、本開示の本質的範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料に適合するため多くの修正が行われてもよい。したがって、本開示が、本開示を実施するために企図されるベストモードとして開示される特定の実施形態に限定されるのではなく、本開示が、特許請求の範囲内に入る全ての実施形態を含むことになることが意図される。

Claims (17)

1. エレベータシステム用のベルトであって、
   ベルト幅に沿って配置され、前記ベルトの長さに沿って長手方向に延在する複数の引張部材を備え、各引張部材は、
   複数の荷重担持繊維から形成されるコア部材、
   前記コア部材を囲む複数のオーバラップ部材、及び、
   前記複数の引張部材を少なくとも部分的に封入するジャケット材料を含む、ベルト。
2. 前記複数の荷重担持繊維は、マトリックス材料内に配設される、請求項１に記載のベルト。
3. 前記荷重担持繊維は、炭素、ガラス、アラミド、ナイロン、及びポリマー繊維の１つまたは複数である、請求項２に記載のベルト。
4. 前記マトリックス材料は、ポリウレタン、ポリエステル、ビニルエステル、またはエポキシ材料である、請求項２に記載のベルト。
5. 前記複数のオーバラップ部材は合成繊維である、請求項１に記載のベルト。
6. 前記合成繊維は、Ｖｅｃｔｒａｎ（商標）またはＤｙｎｅｅｍａ（登録商標）またはＺｙｌｏｎ（登録商標）繊維の１つまたは複数である、請求項５に記載のベルト。
7. 前記複数のオーバラップ部材は金属ワイヤである、請求項１に記載のベルト。
8. 前記複数のオーバラップ繊維は、前記コア部材の周りに巻付けられるまたは編まれる、請求項１に記載のベルト。
9. 前記ジャケット材料は、ポリウレタン、ポリエステル、エチレン・プロピレン・ジエン・エラストマー、クロロプレン、クロロスルフォニル・ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル、ポリアミド、ポリプロピレン、ブチルゴム、アクリロニトリル・ブタジエン・ゴム、スチレン・ブタジエン・ゴム、アクリルエラストマー、フルオロエラストマー、シリコーンエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、スチレンブロック及びジエンエラストマー、天然ゴム、またはその組合せからなる群から選択される、請求項１に記載のベルト。
10. エレベータシステムであって、
    昇降路と、
    前記昇降路内に配設され、前記昇降路内で移動可能なエレベータかごと、
    前記昇降路に沿って前記エレベータかごを懸垂保持及び／または駆動するため、前記エレベータかごに動作可能に接続されるベルトと、
    を備え、前記ベルトは、
    ベルト幅に沿って配置され、前記ベルトの長さに沿って長手方向に延在する複数の引張部材を含み、各引張部材は、
    複数の荷重担持繊維から形成されるコア部材、
    前記コア部材を囲む複数のオーバラップ部材、及び、
    前記複数の引張部材を少なくとも部分的に封入するジャケット材料を含む、エレベータシステム。
11. 前記複数の荷重担持繊維は、マトリックス材料内に配設される、請求項１０に記載のエレベータシステム。
12. 前記荷重担持繊維は、炭素、ガラス、アラミド、ナイロン、及びポリマー繊維の１つまたは複数である、請求項１１に記載のエレベータシステム。
13. 前記マトリックス材料は、ポリウレタン、ビニルエステル、ポリエステル、またはエポキシ材料である、請求項１１に記載のエレベータシステム。
14. 前記複数のオーバラップ部材は合成繊維である、請求項１０に記載のエレベータシステム。
15. 前記複数のオーバラップ部材は金属ワイヤである、請求項１０に記載のエレベータシステム。
16. 前記複数のオーバラップ部材は、前記コア部材が故障する場合に前記エレベータかごを懸垂保持するように構成される、請求項１０に記載のエレベータシステム。
17. 前記ジャケット材料は、ポリウレタン、ポリエステル、エチレン・プロピレン・ジエン・エラストマー、クロロプレン、クロロスルフォニル・ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル、ポリアミド、ポリプロピレン、ブチルゴム、アクリロニトリル・ブタジエン・ゴム、スチレン・ブタジエン・ゴム、アクリルエラストマー、フルオロエラストマー、シリコーンエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、スチレンブロック及びジエンエラストマー、天然ゴム、またはその組合せからなる群から選択される、請求項１０に記載のエレベータシステム。

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