JP2005515138A - 振動や騒音を低減する溝構造を備えたベルトアセンブリを含んだエレベータシステム設計 - Google Patents

Abstract

鋼線コードのような複数の細長い荷重保持部材を被覆するジャケットを有したベルトを取り入れたエレベータシステム設計に関する。ジャケットは、上記ベルトの少なくとも一方の側面に間隔をおいて設けられた複数の溝を含む。上記溝の幅と、上記システムの少なくとも駆動シーブの寸法と、が、該溝幅と該シーブ直径との比率が所定の範囲内にあるように選択される。１つの実施例においては、上記比率が望ましくは約０．０５よりも小さい。また、望ましくは、上記溝は、該溝がベルトジャケット上のシーブ係合面に接続する溝エッジにおいてフィレットを含む。

Description

本発明は一般にエレベータシステム設計に関する。より具体的には、本発明は、特殊な溝構造を備えたベルトアセンブリを取り入れたエレベータシステム設計方法に関する。

エレベータシステムは、例えば、乗客や荷物を建物内の異なる乗場に運搬するために昇降路内を移動するかごと釣合おもりを通常含む。ロープやベルトのような荷重保持部材は、通常、一連のシーブ上を走行し、かごおよび釣合おもりの荷重を保持する。エレベータシステムに用いられる種々の形式の荷重保持部材が存在する。

荷重保持部材の形式の１つに被覆付鋼線ベルトがある。一般的な構成は、ベルトアセンブリ長さに沿って延びた複数の鋼線コードを含む。ジャケットが上記コードの上に加えられ、上記ベルトアセンブリの外形をなす。幾つかのジャケット付加プロセスは、上記ベルトアセンブリの少なくとも一方の側のジャケット表面に溝を形成する。また、幾つかのプロセスは、ベルト長さに沿ったジャケット外形に対して、鋼線コードの変形や位置的な不規則性をもたらし易い。

図６は、例えば双方の現象を示している。この図から明らかなように、ジャケット２００の外形とコード２１０との間の間隔がベルト長さに沿って変化する。この図から明らかなように、上記コード２１０は、溝間隔に応じた等しい長さを有する一連のコードセグメントを含むかのように上記ジャケット内に設けられる。説明のために、図６は通常の実際的なコード配置よりも強調した形で示している。幾つかの例においては、ジャケットの外側表面に対するコードの実際の変形や位置的な不規則性を人の目では識別し得ないだろう。

一般的なジャケット付加プロセスが用いられると、このジャケット付加プロセスの間
のコード支持の仕方により、ベルト長さに沿ったジャケット外側表面に対して、コードのジオメトリや構造に変形が起こり易くなる。

上記のような構成は有益であることが判明しているが、改良の余地がある。上記のようなベルトに関連した特有の問題の１つとして、ベルトがエレベータシステム内を走行する時に、ジャケット内の溝やコードの構成は、シーブのような他のシステム部品と相互に作用しあい、不快な騒音や振動を発生してしまうことが挙げられる。例えば、ベルトアセンブリが一定速度で移動する時に、シーブと接触する溝の定常周波数が耳障りな可聴音を発生させる。ジャケット外側表面に対してコード間隔が反復的なパターンで変化することが、上記の騒音発生の一因になると信じられている。

エレベータシステム運転中に振動や不快な騒音の発生を最小限にするか、あるいは、除去する代替的な構成が要求されている。本発明はこの要求に応えるものである。

一般に、本発明はエレベータシステムの運転中に振動や騒音を最小限にするように選択された構造を有する複数の溝を備えたベルトを含んだエレベータシステム設計に関する。

本発明により設計されたエレベータシステムは、例えば、建物内の乗場間において乗客や荷物を運搬するかごを含む。ベルトがかごを保持し、かごの移動を容易にする。このベルトは、該ベルトの少なくとも一方の側面に間隔をおいて設けられた複数の溝を備える。かごの移動にともなって上記ベルトがその上を走行する、少なくとも１つのシーブは、ベルト上の上記溝の幅に対して所定の関係を有するように選択された直径を有する。上記溝幅と上記シーブ直径の比率は、約０．０５より小さくなるように選択される。

１つの実施例においては、上記溝幅と上記直径の比率は、約０．００１から約０．０１５の間となるように選択される。

本発明によるエレベータシステム設計方法は、昇降路内でベルトやかごを移動させる役割を担う少なくとも上記駆動シーブの直径を選択する段階を含む。そして、上記溝幅は、該溝幅と上記シーブ直径の比率が約０．０５より小さくなるように選択される。本発明のベルトアセンブリが、上記ベルトの長手方向の軸に対してほぼ平行に延びた複数のコードを含む。上記コード上のジャケットが、エレベータシステム運転中の振動や騒音の発生を最小限にするように構成された複数の溝を含む。

もう１つの実施例においては、溝がジャケットのシーブ係合表面の近くにフィレットを備える。上記フィレットの曲率半径は、振動や騒音を最小限にするように他のシステムパラメータに合わせて設定変更可能である。１つの実施例においては、フィレットが約０．１ｍｍから約０．５ｍｍの間にある曲率半径を有する。

当業者であれば、最良の形態が記載された以下の詳細な説明を参照することにより、本発明の様々な特徴や利点を把握することができよう。

図１および図２は、エレベータシステム用に設計されたベルトアセンブリ２０を概略的に示す。複数のコード２２が、ベルトアセンブリ２０の長手方向の軸にほぼ平行に並べられる。１つの実施例においては、コード２２は鋼線ワイヤのストランドからなる。

ジャケット２４がコード２２を被覆する。このジャケット２４は、望ましくは、ポリウレタン系の材料を含む。種々の上記材料が市販されており、エレベータベルトアセンブリに利用できることが技術的に知られている。当業者であれば、本明細書を参照することにより、具体的な構成の必要に応じて適切なジャケット材料を選択することができよう。

ジャケット２４は、上記ベルトアセンブリ２０の外側の幅と厚さとを定める。１つの実施例においては、上記ベルトの上記幅は３０ｍｍであり、上記厚さは３ｍｍである。この実施例においては、上記コード２２の直径は１．６５ｍｍである。上記コード２２は、望ましくは、アセンブリの全長に沿って延びる。

ジャケット２４は、該ジャケット２４の少なくとも一方の側面３２に複数の溝３０を含む。図示の実施例においては、上記溝は上記ベルトアセンブリの全幅に亘って延びる。

上記溝は、通常公知でありかつ上記ベルトアセンブリ２０の形成に適した、幾つかの製造プロセスによって生ずる。図１と図２の実施例においては、エレベータシステム運転中の振動の低減に有用な構造を備える。

図示の実施例においては、上記溝の構造は各溝の各端部に、勾配の緩やかなエッジつまりフィレット３４を含み、上記端部において、上記各溝はジャケット外側の側面３２に接続する。フィレット３４は、ジャケット２４の外側表面３２に接続するところで急勾配のエッジが通常設けられている一般的な溝設計と異なる。エレベータシステム運転中にベルトが懸架されるシーブに各溝が接触する時に、勾配の緩やかなフィレットは騒音や振動を低減する。

望ましくは、本発明の構成における各々の勾配の緩やかなエッジつまりフィレット３４の曲率半径が、上記ベルトアセンブリ２０と他のエレベータシステム部品との間の相互作用によって発生する振動の大きさを最小限にするように選択される。曲率半径の選択に影響を及ぼすファクタには、溝３０間の距離つまり間隔、各溝の幅Ｗ、ジャケット材料の剛性、各溝の深さを通常決定するジャケット材料の厚さ、が含まれる。一般に、より大きな曲率半径を有することが望ましく、これにより、上記ジャケット２４の側面３２と上記溝３０との間の移行部が滑らかになる。本発明のフィレット設計を取り入れたベルトは、約０．１ｍｍ〜約０．５ｍｍの範囲内にあるフィレット曲率半径を含む。１つの実施例においては、フィレット３４の曲率半径は約０．２ｍｍである、もう１つの実施例においては、この曲率半径は約０．４ｍｍである。

上記フィレット３４のもう１つの利点は、ベルトアセンブリ２０が駆動シーブ５８上を走行する時に、このフィレットが剪断に対する感度を低減させようとすることである。駆動シーブのそれぞれの側には別々の重量が掛かるため、上記ベルトアセンブリ２０の一部分は、駆動シーブ５８の反対側の他の部分よりも大きな荷重を受けやすくなる。これにより、ジャケット材料２４に剪断が生じる。溝３０上にフィレット３４を設けることにより、上記剪断に対する感度や、エレベータシステム運転中の振動や騒音の発生に与える影響が低減される。

最適な騒音低減特性を実現させるような、上記溝構造とエレベータシステムの他の部品との関係、を生じるように、各溝３０の幅Ｗが望ましくは選択される。図３は、本発明のベルトアセンブリ２０を含んだエレベータシステム５０の実施例を概略的に示す。もちろん、ロープやベルトがその周囲を走行するシーブを含んだ他の形式のエレベータシステム構成があり、本発明は、説明のために概略的に示した上記実施例のシステム構成に限定されるわけではない。このエレベータシステム５０は、一般的な方法で昇降路５６内を移動する、一般的な釣合おもり５２とかご５４を含む。このベルトアセンブリ２０はシステム運転中に上記の釣合おもり５２とかご５４との荷重を保持するように作用する。図示された実施例は、モータ機構６０により駆動される駆動シーブ５８を含む。従動シーブ６２，６４，６６が、例えば、建物内の乗場の間において乗客や荷物を運搬するために、必要に応じて、昇降路内のかご５４や釣合おもり５２の所望の移動を容易にする。

上記溝幅Ｗは、少なくとも、上記システム５０の駆動シーブ５８の直径と寸法的な関係を有するように選択される。幾つかの構成においては上記システム５０内の全てシーブが等しい直径を有し、また、他の構成においては上記システム内に異なるサイズのシーブが存在する。少なくとも、上記溝幅Ｗと上記駆動シーブ（具体的な構成によっては複数の駆動シーブ）の寸法との関係が、ベルトアセンブリ２０の騒音低減特性を最適にするように選択される。

一般に、上記溝３０の幅Ｗが増大すれば、より大きなシーブ直径であることが望ましい。所望の寸法関係を有した構成に比べ、より小さなシーブ直径に対し比較的より大きな溝幅Ｗにすることが、より大きな振動や騒音を発生させやすいという認識を本発明は取り入れている。

図４は、上記の現象をグラフ７０に図示する。第１のプロット７２は、上記実施例と一致するベルト寸法を有する構成において発生する振動の大きさを示す。上記プロット７２は、上記シーブ直径が７５ｍｍのときに発生する振動の大きさである。プロット７４は、上記シーブ直径が１００ｍｍに増大したときに発生する振動の大きさを示す。プロット７６は、上記シーブ直径が１２５ｍｍにさらに増大したときに発生する振動の大きさを示す。上記プロット７２，７４，７６の各々の最高最低振幅を参照すれば、所定の溝における構造や寸法に対してより大きなシーブ直径にすることで、振動値を最小限にすることができ、従って、エレベータシステム運転中の騒音発生も最も起こりにくくなる。

シーブ直径と溝幅Ｗとを選択するにあたって考慮しなければならない１つのファクタは、より小さなシーブ直径は、要求されるトルクをより小さくし、モータ機構６０を備えた装置をより安価にすることができるため、望ましくもある点である。他方、より大きなシーブ直径は、ベルトアセンブリ２０の寿命を増大させやすく、さらに本発明に従って、エレベータシステム運転中に発生する振動や騒音の大きさを低減させやすい。本明細書に記載の利点を把握した当業者であれば、具体的な構成の必要の応じて適切な寸法関係を選択することができよう。

本発明によれば、シーブ直径に対する溝幅Ｗの比率が０．０５より小さいときに、溝幅Ｗとシーブ直径とが好適な関係になる。本発明の１つの実施例によれば、上記の比率が０．０５を上回ると、振動の大きさは許容レベル以上であるとみなされる。また、エレベータかごの移動速度がより低いような実施例においては、具体的なエレベータシステムによっては、より高い比率であっても許容できる場合がある。

図５から明らかなように、溝幅とシーブ直径の比率が増大すると、振動（と騒音）の大きさは増大する。図５のプロット８０は、Ｘ軸上に溝幅とシーブ直径の比率を取り、Ｙ軸上に振動の振幅を取ったものである。上記の比率が０．００８より小さいときには、振動の大きさが実質的に同等になり、この振動レベルではエレベータシステム内においていかなる可聴騒音を発生しなくなるため、該振動レベルは多くの構成において許容可能であるとみなされる。上記の比率が０．００８から０．０５まで増大すると、上記プロットから明らかなように、振動の大きさはほぼ直線状に増大する。

溝幅とシーブ直径の比率の好適な範囲は、約０．００８より小さい範囲である。本明細書においてパラメータの前に「約」という用語が使われるときには、１０分の１の桁のおおよそ全範囲に亘って変化する大きさまで含むように解釈されるべきである。例えば、「約０．００８」は、０．００７１〜０．００８９の範囲を少なくとも含むように解釈され、「約０．０５」は、０．０４１〜０．０５９の範囲を少なくとも含むように解釈されるべきである。

所定のエレベータシステムの詳細に応じて、種々の範囲が用いられるであろう。本明細書に記載の利点を把握した当業者であれば、具体的な構成の必要に応じて最適な比率を選択することができよう。

上記溝幅Ｗと上記シーブの寸法（つまりシーブ直径）との関係と、溝３０上にフィレット３４を設けることと、を組み合わせることによって、本発明の構成は、エレベータシステム運転中における振動と騒音の発生を低減することについて大幅な改善を促す。

幾つかの実施例においては、溝３０の幅を最小限にすることが望ましい。しかしながら、製造上の公差のため、上記溝３０の幅を小さくすることに限界がある点に留意されたい。上記公差は、ジャケット２４を形成するよう選択された特定の材料や製造プロセスの工作機械に応じて変化する。

さらに、図５から明らかなように、所定の幅より小さいと、本発明の構成の騒音低減効果が増大することはないと考えられている。

また、最適な騒音低減性能を実現させる各溝３０の具体的な幅は、具体的なエレベータシステムの他の特性、例えば全体のベルトアセンブリの寸法やシーブ直径、に応じて変化する。エレベータシステム内のベルトアセンブリ２０の移動速度は、最適に選択される溝幅Ｗに影響を及ぼすもう１つのファクタである。一般に、本発明によれば、より低い範囲にある、溝幅とシーブ直径の比率を、低速よりも高速のエレベータシステムに使用することが望ましい。言い換えれば、エレベータ速度が増加すれば、溝幅とシーブ直径との好適な比率は減少する。同様に、エレベータ速度が減少すれば、溝幅とシーブ直径の比率の許容範囲は上昇する。本明細書に記載の上記利点を把握した当業者であれば、具体的な構成における騒音低減特性を最適化するために、適切な溝幅Ｗとシーブ直径を選択できよう。

上述の記載は、本質的に例示的なものであり、限定的なものではない。当業者であれば、開示された実施例から、本明細書の趣旨から逸脱することのない変更や改良を想到することができよう。本発明に付与される法的な保護範囲は、添付の請求項を検討することによって定められる。

本発明の態様に従って設計されたベルトアセンブリの一部分を示した概略図。 図１の線２−２に沿って破断した断面図。 本発明の態様に従って設計されたエレベータシステムを示した概略図。 エレベータシステム設計に対する本発明のアプローチの特徴を示した図。 溝幅の寸法とシーブ直径の寸法との間の関係に影響をもたらす振動を示した図。 従来技術のベルトを示した概略図。

Claims (17)

1. 少なくとも１つの駆動シーブ上を走行する一方の側面に複数の溝を備えた、ベルトを有したエレベータシステムの設計方法であって、
   少なくとも上記駆動シーブの直径を選択する段階と、
   上記シーブ直径との比率が約０．０５より小さくなるようにベルト上の溝幅を選択する段階と、
   を含んだエレベータシステムの設計方法。
2. 上記比率が約０．０１５より小さくなるように上記シーブ直径と上記溝幅とを選択する段階を含んだ請求項１に記載のエレベータシステムの設計方法。
3. 上記比率が約０．００８より小さくなるように上記シーブ直径と上記溝幅とを選択する段階を含んだ請求項１に記載のエレベータシステムの設計方法。
4. 上記比率が０．００１から０．０１５の間であるように上記シーブ直径と上記溝幅とを選択する段階を含んだ請求項１に記載のエレベータシステムの設計方法。
5. 溝幅とシーブ直径の上記比率をエレベータかごの走行予想速度に基づいて選択する段階を含んだ請求項１に記載のエレベータシステムの設計方法。
6. 上記予想速度が第１の速度であるときに、第１の範囲内となるように上記比率を選択する段階と、
   上記予想速度がより低速度の第２の速度であるときに、より大きな第２の範囲内となるように上記比率を選択する段階と、
   を含んだ請求項５に記載のエレベータシステムの設計方法。
7. 上記予想速度が概ね１ｍ／ｓであり、かつ、上記比率が約０．００８より小さくなるように上記シーブ直径と上記溝幅とを選択する段階を含んだ請求項５に記載のエレベータシステムの設計方法。
8. 各溝のエッジにフィレットを設ける段階を含んだ請求項１に記載のエレベータシステムの設計方法。
9. かごと、
   上記かごを保持しかつ上記かごの移動を容易にし、かつ、少なくとも一方の側面上に間隔をおいて設けられた複数の溝を備えた、ベルトと、
   上記かごの移動にともなって上記ベルトが走行し、かつ、上記ベルト上の上記溝の幅との比率が約０．０５より小さくなるように上記溝の幅との関係を有する直径を有した、少なくとも１つのシーブと、
   を備えたエレベータシステム。
10. 上記比率が約０．０１５より小さくなることを特徴とする請求項９に記載のエレベータシステム。
11. 上記比率が約０．００８より小さくなることを特徴とする請求項９に記載のエレベータシステム。
12. 上記比率が０．００１から０．０１５の間であることを特徴とする請求項９に記載のエレベータシステム。
13. 各溝のエッジにフィレットを備えた請求項９に記載のエレベータシステム。
14. 上記フィレットの各々が、約０．１ｍｍから約０．５ｍｍの間にある曲率半径を有することを特徴とする請求項１３に記載のエレベータシステム。
15. ベルトの長手方向の軸に実質的に平行に並べられた複数のコードと、
    上記コード上にジャケットと、
    を備え、かつ、
    上記ジャケットは、該ジャケットの少なくとも一方の側面上に、長手方向に間隔をおいて設けられた複数の溝を備え、
    上記溝は、上記ジャケットの上記一方の側面の近くにフィレットを備えることを特徴とする、エレベータベルトアセンブリ。
16. 各フィレットは、等しい曲率半径を有することを特徴とする請求項１５に記載のエレベータベルトアセンブリ。
17. 各フィレットは、約０．１ｍｍから約０．５ｍｍの間にある曲率半径を有することを特徴とする請求項１５に記載のエレベータベルトアセンブリ。

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