JP2007529394A - 少なくとも一つの外面が粗面化されたジャケットを有するエレベーターの耐荷重部材 - Google Patents

Abstract

エレベーターの耐荷重部材アセンブリーはポリウレタンジャケット（４４）の少なくとも一つの粗面化された表面（４６）を有する。一つの実施例では、ジャケットが張力部材（４２）上に押し出された後、表面（４６）を粗面化するのに機械的粗面化が用いられる。他の実施例では、ジャケット（４４）の成形温度を調節してメルトフラクチャーを起こさせることによって、成形プロセス中に表面（４６）が粗面化される。他の実施例はジャケット表面の化学的粗面化、および表面の局部的加熱による粗面化を含む。粗面化されたジャケット表面は耐荷重部材アセンブリーの摩擦特性を改善する。

Description

本発明は一般にエレベーターシステムに用いられる耐荷重部材に関する。より具体的には、本発明は特殊なジャケット表面を有するエレベーター耐荷重部材に関する。

エレベーターシステムは通常、例えばビルディング内の異なる階へ人や貨物を運ぶために昇降路内を移動するかご室およびカウンターウエイトを含む。ロープやベルトなどの耐荷重部材が通常、一連の綱車の周りを移動しつつ、かごおよびカウンターウエイトの荷重を支持している。各種の形式の耐荷重部材がエレベーターシステムに用いられている。

一つの形式の耐荷重部材は被覆されたスチールベルトである。通常の構成はアセンブリーの長さにわたって延びる複数のスチールコードを含む。コード上にジャケットが付与されて、アセンブリーの外部を形成する。一部のジャケット付与プロセスでは、結果的にアセンブリーの少なくとも片側のジャケット表面に溝が生じる。また一部のプロセスでは、アセンブリーの長さにわたって、ジャケットの外面に対するスチールコードの位置に捻れや不規則性が生じる傾向がある。

一部の被覆スチール耐荷重部材の場合は、コード上にジャケットを付与するための押し出しプロセスが、ジャケット付与プロセスにとって有利な化学的性質を有するウレタン材料を選択することを要求する。しかしながら得られるジャケットは、エレベーターシステムに設置されたときに所望の水準のトラクションを有することが難しいおそれがある。加工の観点からは有利な一部のウレタン材料においては、得られるジャケットとエレベーター綱車との間の摩擦係数が、昇降路内のトラクションの要求に合致するのに望ましい値よりも高くなったり低くなったりしてしまう。

通常のプロセスは、綱車と接触する表面において平滑な、または光沢のある外面を与える。ある場合は、この平滑性がジャケットと駆動綱車との間に望ましくない付着をもたらす。多くの場合において、平滑な表面と駆動綱車の間の摩擦係数が、所望のトラクション性能と合致しない。

ウレタンジャケットの望ましくない摩擦特性を低減または除去するための別の構成が求められている。本発明はこの要求に答えるものである。

一般的に、本発明はウレタンジャケットの外部に少なくとも一つの粗面を含む、エレベーターシステム用の耐荷重部材である。

一つの実施例の耐荷重部材は複数の張力部材を含む。ジャケットは実質的に張力部材を取り囲んでいる。ジャケットは、ジャケットの外部に少なくとも一つの粗面を有する。

一つの実施例では、ジャケットは幅と厚さを有する実質的に矩形の断面を有する。粗面はジャケットの全幅にわたって延びる。一つの実施例では、粗面は少なくとも約５ミクロンの深さを有する複数のくぼみを含む。他の実施例では、上記一つの表面がジャケットの幅にわたって延びる複数の溝を有し、各々の隣り合う溝の組の間にジャケットの部分が設けられる。これらの各々の部分が粗面を含む。

エレベーターシステム用の耐荷重部材の製造方法の一つの実施例は複数の張力部材を実質的に取り囲むウレタンジャケットの一つの表面を粗面化することを含む。

一つの実施例では、表面は例えば化学浸食液または化学エッチング技術を用いて化学的に粗面化される。他の実施例では、表面はジャケット表面を研磨すること、擦ること、または研削することの少なくとも一つを用いて機械的に粗面化される。他の実施例では、表面は表面をエンボス加工することによって粗面化される。

他の実施例では、ジャケットが張力部材上に押し出されるときに押し出し装置の温度が、上記一つの表面を粗面化するように調節される。一つの実施例ではメルトフラクチャーを誘発することによって表面が粗面化される。この実施例では、純粋なポリウレタン以外の成分を含む表面層がメルトフラクチャーによって中断される。結果として、アミド成分が完全に上記一つの表面に移動することがメルトフラクチャーによって防止され、かくして一つの表面が完全に平滑または光沢性となることが防止される。

本発明の様々な特徴および利点は、以下における現在において好ましい実施例の詳細な説明から、当業者にとって明らかとなる。

図１はエレベーターシステム用に設計された耐荷重部材４０を概略的に図示している。複数のコード４２が耐荷重部材４０の長手軸に実質的に平行に整列している。一つの実施例ではコード４２はスチールワイヤーのストランドでできている。

ジャケット４４が実質的にコード４２を取り巻いている。一つの実施例ではジャケット４４はポリウレタンベースの材料からなる。エレベーターシステムに有用な各種のポリマー材料が市販されており、当該技術で知られている。一つの実施例では好ましいウレタン材料は熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）である。この説明を読めば、当業者は特定の状況の要求に合致する適切なジャケット材料を選択することができよう。

実施例のジャケット４４は耐荷重部材４０の外部の長さＬ、幅Ｗ、および厚さｔを定める。一つの実施例では耐荷重部材の幅Ｗは約３０ミリメートルであり、厚さｔは約３ミリメートルである。同じ実施例においてコード４２の直径は約１．６５ミリメートルである。コード４２は好ましくはアセンブリーの全長にわたって延びる。他の実施例では耐荷重部材は矩形ではなく円形である。

ジャケット４４は外面４６および４８を有する。少なくとも一つの外面４６または４８が、耐荷重部材４０が移動してエレベーターかご室を所望のように移動させるときに、エレベーターシステム内の駆動綱車および場合により他の部品と接触する。少なくとも外面４６が実施例の耐荷重部材４０の幅Ｗおよび長さＬにわたって粗面になっている。

実施例のアセンブリーは表面４６を一定間隔で中断する複数の距離を置いた溝４７を有する。これはある種のベルト製造技術によって生じたものである。公知のように、溝の位置にあたるコードの一部は少なくとも部分的に露出しており、ジャケット４４によって完全に覆われていない可能性がある。溝４７が表面４６を中断するとは言え、これらの溝は表面４６の粗さに貢献し、あるいはこれを構成すると見なされていない。

実施例の表面４６の粗さは表面の複数の不規則性を含み、これが表面４６を粗面（すなわち平滑ではない）にしている。図示された実施例では、表面４６にわたって複数のくぼみ（ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）４９が分布している。一部の実施例では、表面の不規則性のパターンは制御された方法で定められてもよい。他の実施例では、表面不規則性は表面４６にわたってランダムに分布する。

一つの実施例では、少なくとも２ミクロン程度の深さである複数のくぼみ４９が表面４６上に設けられる。他の実施例では、約５ミクロンの深さのくぼみが含まれる。より深いくぼみまたはその他の表面中断部が用いられてよい。本明細書を利用する当業者は特定の実施例の要求に応じて適切な深さおよびパターンを選択することができよう。例えばエステルベースのＴＰＵにおけるくぼみは、エーテルベースのＴＰＵジャケットのそれよりも浅くても同じ結果を提供する可能性がある。

一つの実施例は、耐荷重部材が用いられるエレベーターシステムの綱車の表面のきめ（ｔｅｘｔｕｒｅ）に、実質的に対応するきめを有する表面４６を含む。綱車の粗さに実質的に対応するジャケット粗さを有するということは、綱車の粗さの１／１０から綱車の粗さの１０倍の範囲のジャケット粗さを含む。綱車表面およびジャケットの粗さを選択することによって、表面のきめの組み合わせが所望のトラクション性能を保証する。

図２および図３は他の耐荷重部材４０’の実施例を示しており、これは平ベルトとして形成されているが、表面４６’上に溝４７を含まない。この実施例では、複数のくぼみ４９’が表面４６’上に設けられることによって表面が粗面化されている。図２および図３の実施例は図１の実施例を製造するのに用いられたものとは異なる製造技術を用いて製造されている。溝４７は図１の実施例において見られるのみである。

粗面４６、４６’は平滑な、または光沢のある表面と比較して著しく異なる、耐荷重部材と駆動綱車との間の摩擦係数を提供する。粗面４６は一部の実施例においてトラクションを著しく減少させる。ジャケット４４、４４’の製造のために選択されたウレタン材料に従って、摩擦係数が圧力の増加とともに減少するならば、粗面４６は圧力を増加し、摩擦を減少させる効果がある。他方、一部のウレタン材料においては摩擦係数は圧力の増加とともに増加する。したがって粗さの増加が摩擦を増加させる効果を有する可能性がある。いずれの場合も、表面４６、４６’の粗さは付着を、したがって見かけの摩擦を著しく減少させる。本明細書を利用する当業者は、耐荷重部材を製造するために選択された材料を考慮に入れて、その特定の状況の要求に合致する適切な表面のきめ（すなわち粗さ）を選択することができよう。

図４は耐荷重部材４０の製造方法を概略的に図示している。コード供給源５０がコード４２を供給する。位置決め装置５２がコード４２を所望の整列状態に整列し、かくしてコードは耐荷重部材４０の長手軸と平行に延びる。張力装置５４がジャケット付与プロセス中にコード４２に加えられる張力の強さを制御する。ジャケット付与ステーション５６が好ましくはジャケット材料をコード４２に付与するための、適切な型またはその他の装置を含む。供給源５８が選択されたポリマー材料（図示された実施例ではＰＵ）を、従来の方法でジャケット付与ステーション５６に供給する。ジャケット材料はプレス成形、押出し成形、またはその他の方法でコード４２上に付与される。形成されたアセンブリーは次に、好ましくは表面仕上げステーション６０で処理される。図示された実施例では表面仕上げステーション６０は、ジャケット４４の表面４６を粗面化するのに用いられる少なくとも一つの装置を含む。仕上げステーション６０における処理は、例えば所望の材料取り扱いに従って、乾式でも湿式でもよい。

図４に相当する一つの実施例が、国際公開第ＷＯ２００３／０４２０８５号にさらに詳細に記載されている。この書類の教示は参考として本明細書に組み込まれている。

図６は表面４６を粗面化するための一つの装置を概略的に図示している。ローラー６３が表面４６を所望の程度の粗さにエンボス加工する表面パターン６４を含む。一つの実施例では、形成された耐荷重部材がローラー６３と、平滑な表面を有する他のローラー（図示せず）との間を通過し、かくしてジャケット４４の片側のみが粗面化された表面４６を有する。他の実施例では対向するローラー６３がジャケット４４の両側と接触し、かくして表面４６および４８が粗面化される。一つの実施例ではローラー６３は自由回転式であり、耐荷重部材が通過するときにその移動に対応して回転する。他の実施例ではローラーは動力付きであって制御された速度で回転する。各種のエンボスパターンが、粗面化された表面の所望の表面のきめを定めるのに用いられてよい。本明細書を利用する当業者はその特定の状況の要求に合致する適切な構成を選択することができよう。

図７は本発明の実施例においてジャケット４４の表面４６を粗面化するために用いられる他の装置を図示している。図７の実施例では研磨パッド６５が粗面６６を有し、これは仕上げステーション６６の機械に、表面６６がジャケット４４の表面４６と少なくとも接触するように支持される。一つの実施例では駆動機械が研磨装置６５を、円形に、または往復式に高速で動かし、ジャケット４４を擦って表面４６を粗面化する。

図８は他の実施例を概略的に図示しており、この場合はサンドペーパーなどの研磨シート６７が仕上げステーション６０内に適切に支持され、少なくとも表面４６に接触して該表面を所望の程度に粗面化する。

図９は表面４６を粗面化するための他の装置を概略的に図示している。この例では、バフ仕上げパッド６８が適切に支持され、少なくとも表面４６を擦って該表面を適切な程度の粗さになるまでバフ仕上げする。

表面４６を粗面化するための特定の装置は、ジャケットを製造するために選択された特定の材料、および所与の用途に所望される特定の表面のきめに従って様々であってよい。本明細書を利用する当業者はその状況にとってどれが最も有効であるかを理解するであろう。またそれはここに説明された装置、または他の類似の機能装置の二つ以上の組み合わせを含んでもよい。

図６〜図９の実施例は機械的な粗面化技術を図示しているが、他の実施例の仕上げステーション６０は化学的な粗面化プロセスを利用する。図１０は所望の粗さを得るために表面４６に化学薬品を塗布するのに有用な塗布装置６９を示している。一つの実施例では、表面４６の材料を部分的に浸食するために、少なくとも表面４６に化学浸食液が塗布され、例えば水で化学浸食液を洗い流した後に粗面化された表面が得られる。他の例では化学的エッチング技術が少なくとも表面４６に用いられる。本明細書を利用する当業者はその特定の状況の要求に合致する、少なくとも表面４６の所望の粗さを達成するための、適切な化学薬品および処理時間を選択することができよう。

一つの実施例では仕上げステーション６０は形成装置、寸法検査装置、および硬化用冷水槽を有し、該水槽中でジャケット材料および材料内のコードが適切な温度に冷却される。仕上げステーションの形成装置は好ましくはジャケットに強制的に所望の外部形状（すなわち矩形断面）を持たせるような剛構造を含む。公知のレーザー式三角測量測定装置などの検査装置が、所望の形状が達成されたかどうかを判定する。

次いで、得られた耐荷重部材４０は好ましくは例えばスプールに巻いて６２に収納され、エレベーターシステムに設置するために各地に出荷されるのを待つ。耐荷重部材４０は特定の長さにあらかじめ切断されてもよく、また長いまま供給されて設置場所において技術者が特定の用途のための適切なベルト材料長さを選択してもよい。

図５はコード４２にジャケット４４を付与すると同時にジャケット４４の少なくとも片面を粗面化するための、実施例の成形装置７０を概略的に図示している。図５の実施例は図４に概略的に図示された装置の中で用いられてもよい。図５の実施例に関連する技術が用いられる場合は、仕上げステーション６０は表面４６を粗面化するための装置を必ずしも必要としない。後述するように、表面粗さはジャケット４４がコード４２に付与される押し出しプロセスの過程で定めることができる。図５に概略的に図示される技術が用いられる場合でも、仕上げステーション６０内で粗面化装置を用いて粗さを追加してもよい。

図５の実施例の成形装置７０は入口側７４を有する型ハウジング７２を含む。コード位置決め装置７６が好ましくは入口側７４に位置する。コード位置決め装置７６は複数の開口部７８を有し、これを通してコード４２が装置７０に送り込まれる。開口部７８は好ましくは機械加工によって、またはその他の方法で正確に形成されており、コード４２の外面と開口部７８の内面との間に密な公差が保たれている。開口部７８とコード４２がぴったりはまり合うことによって成形プロセス中のジャケット材料の逆流が防止される。

型ハウジング７２は一つまたは複数の開口部７９を有し、これを通して圧入によってジャケット材料がコードに付与される。当該技術で公知のように、材料が適切に加熱される場合は圧入をポリウレタンなどの成形材料に用いることができる。この説明を読めば、当業者は所望の結果を得るための適切な条件を選択することができよう。

成形装置７０は型ハウジング７２の出口側８２に温度調節された開口部８０を含む。開口部８０は好ましくは耐荷重部材４０の外形および表面を制御するような形状を有する。さらに開口部８０はジャケット４４の外面に所望の効果を及ぼすように温度調節されている。一つの実施例では型ハウジング７２内の温度は開口部８０の温度より高い。型７２の出口付近の温度を低くすることによって、いわゆるメルトフラクチャーが起こる。この実施例ではメルトフラクチャーの際にジャケット４４の表面４６が粗面化される。

開口部８０の温度を型ハウジング７２内の温度より低くすることによって、アセンブリーが型ハウジング７２から出るときにジャケット４４の表面が効果的に冷却される。このような冷却の過程で、ジャケット材料の一部が開口部８０の壁に接しつつ効果的に硬化されるとともに、アセンブリーが引き続き型機械を通過する際に引きはがされる。この効果はジャケット材料内に乱流を誘発または発生させ、ポリウレタン原材料内の非ポリウレタン成分が完全にジャケット４４の表面４６に移動するのを防止する。ほとんどのポリウレタン材料の成形の際にその外面にアミドを多く含むアミドリッチ層が形成されることは知られている。ポリウレタン材料への、ワックス、離型剤等を含む各種の添加剤が通常、外面に移動して薄い層を形成する。この層は０．１ミリメートルより薄く、ポリウレタン原材料に添加された“不純物”を含む。メルトフラクチャーを起こさせることによって（例えば開口部８０の温度を型の残りの部分より低温にすることによって）通常のアミドリッチ層が部分的にしか形成されず、かつ本発明の実施例の目的を達成するのに十分な粗さを有する不規則な表面４６が得られる。メルトフラクチャーに起因する表面４６の微細な不規則性は、５ミクロン程度のくぼみ４９を含んでもよい。これは一部のポリウレタン材料においてジャケット４４の摩擦特性を改善するのに十分である。

他の実施例では、表面４６を粗面化するのに表面４６の局部加熱が用いられる。この場合、ジャケット４４の表面材料が局部的に蒸発され、溶融され、または燃焼される。図１１に、表面４６の少なくとも選択された部分を加熱して所望の局部的表面変化を起こさせる精密な熱源９０が概略的に示されている。一つの実施例では熱源９０はレーザービーム９２をジャケット表面にあてる。他の実施例では熱源９０は電子ビーム９２をジャケット表面にあてる。

一つの実施例では熱源９０は図４の仕上げステーション６０中またはその前に配置される。局部的加熱は例えばジャケット材料を水槽で冷却する前に用いるのが有利である。この説明を読めば当業者はその特定の状況の要求に合致する適切な構成および適切なパラメータを選択することができよう。

粗面化をジャケット形成の過程で行っても、ポリウレタンが少なくとも部分的に冷却された後に行っても、得られる平滑でなく、かつ光沢のない表面は改善されたトラクション制御を提供する。開示された技術は各種の表面のきめを得るのに用いることができる。

上述の説明は例示的な性格のものであり、限定的な性格のものではない。当業者には開示された実施例に対する、本発明の主旨から必ずしも逸脱しない変形および改良が明らかとなろう。本発明に与えられる法的保護の範囲は請求の範囲を検討することによってのみ決定可能である。

図１は本発明の一つの実施例によって設計された耐荷重部材の一例の一部の概略図である。 図２は本発明の他の実施例によって設計された耐荷重部材の他の例の一部の概略図である。 図３は図２の３−３線に沿った断面図である。 図４は本発明の一つの実施例によって設計された耐荷重部材の製造方法の一例の概略図である。 図５は他の実施例の方法を実施するための工具の一例の概略図である。 図６は図４に示される実施例に用いられる装置の一例の概略図である。 図７は図４に示される実施例に用いられる装置の他の例の概略図である。 図８は図４に示される実施例に用いられる装置の他の例の概略図である。 図９は図４に示される他の実施例に用いられる装置の他の例の概略図である。 図１０は図４に示される他の実施例に用いられる装置の他の例の概略図である。 図１１は図４に示されるものと類似の他の実施例に用いられる装置の他の例の概略図である。

Claims (24)

1. 複数の張力部材を実質的に取り囲むポリマージャケットの少なくとも一つの表面を粗面化することを含むことを特徴とする、エレベーターシステム用の耐荷重部材を製造する方法。
2. 前記表面の化学的な粗面化または機械的な粗面化の少なくとも一方を含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 化学的な粗面化は、前記一つの表面に化学薬品を塗布すること、または前記一つの表面を化学的にエッチングすることの少なくとも一方を含むことを特徴とする、請求項２記載の方法。
4. 機械的な粗面化は、前記一つの表面を研磨すること、前記一つの表面を擦ること、前記一つの表面を研削すること、前記一つの表面をエンボス加工することの少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項２記載の方法。
5. 前記一つの表面をエンボス加工することを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
6. 前記張力部材上にポリマーを押し出し、かつ押し出し中にメルトフラクチャーを生じさせることを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
7. 前記張力部材の周囲にジャケットを形成し、かつ形成装置の温度を低くすることによって前記少なくとも一つの表面を粗面化することを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
8. 少なくとも約５ミクロンの深さを有する複数のくぼみを前記一つの表面に設けることを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
9. 前記一つの表面に光沢のないきめを設けることを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
10. 前記一つの表面の局部的な部分を加熱することを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
11. 局部的な加熱が、前記局部的な部分におけるジャケット材料の一部の溶融、蒸発、または燃焼の少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１０記載の方法。
12. 少なくとも一つの張力部材と、
    前記張力部材を実質的に取り囲むとともに、外部に少なくとも一つの粗面を有するジャケットと、
    を備えることを特徴とする、エレベーターシステム用の耐荷重部材。
13. 前記一つの表面が光沢性でないことを特徴とする、請求項１２記載の耐荷重部材。
14. 前記ジャケットは、幅と厚さとを有する実質的に矩形の断面を有し、かつ前記粗面が全幅にわたって延びることを特徴とする、請求項１２記載の耐荷重部材。
15. 前記一つの表面が少なくとも約２ミクロンの深さを有する複数のくぼみを含むことを特徴とする、請求項１２記載の耐荷重部材。
16. 前記一つの表面が前記ジャケットの幅にわたって延びる複数の溝を含み、各々の隣接する溝の組の間にジャケット部分が設けられ、かつこれらの各々のジャケット部分が粗面を有することを特徴とする、請求項１２記載の耐荷重部材。
17. 前記一つの表面がエレベーターシステムの綱車の表面に実質的に対応するきめを有することを特徴とする、請求項１２記載の耐荷重部材。
18. 前記粗面がエンボス加工されたパターンを含むことを特徴とする、請求項１２記載の耐荷重部材。
19. 少なくとも一つの張力部材を取り囲むポリマージャケットの少なくとも一つの表面を粗面化すること、を含む方法によって製造されたことを特徴とするエレベーターシステム用の耐荷重部材。
20. 前記方法は、前記一つの表面の化学的粗面化を含むことを特徴とする、請求項１９記載の耐荷重部材。
21. 前記方法は、表面を擦ること、研削すること、研磨すること、または表面に粗いパターンをエンボス加工することの少なくとも一つを用いて前記一つの表面を機械的に粗面化することを含むことを特徴とする、請求項１９記載の耐荷重部材。
22. 前記方法は、前記張力部材上にポリマーを押し出し、かつ押し出し中にメルトフラクチャーを生じさせることを含むことを特徴とする、請求項１９記載の耐荷重部材。
23. 前記方法は、前記一つの表面の局部的な部分を加熱することを含むことを特徴とする、請求項１９記載の耐荷重部材。
24. 局部的な加熱は、前記局部的な部分におけるジャケット材料の蒸発、溶融、または燃焼の少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項２３記載の耐荷重部材。

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