JP2014533228A - エレベータシステムベルト - Google Patents

Abstract

エレベータかごを懸架および／または駆動するためのベルトは、複数のコードとして配置された複数のワイヤを含む。複数のコードは、ベルトの横端部に相対してベルトの最内部に配置された１本以上の内部コードと、１本以上の内部コードの横方向の外部に配置された１本以上の外側コードとを含む。１本以上の外側コードの構造は、１本以上の内部コードの構造と異なる。ジャケットが、複数のコードを実質的に保持する。

Description

本明細書中に開示される主題は、エレベータシステムに関する。より詳細には、開示の主題は、エレベータ懸架および／または駆動のための引張部材に関する。

エレベータシステムは昇降手段を用いる。その昇降手段は、例えば、エレベータかごへ動作可能に接続されるロープまたはベルトであり、１つ以上の綱車（滑車としても知られる）を介して経路設定されて、エレベータを昇降路に沿って推進する。特に昇降ベルトは、典型的には、ジャケット材料内に少なくとも部分的に設けられた複数のワイヤを含む。これら複数のワイヤは、１つ以上の撚り線として配置され、これらの撚り線は１つ以上のコードとして配置されることが多い。

ワイヤ配置構成は典型的には、少なくとも破壊強度、コード寿命およびトルクまたはねじりの３つの基本的要求を念頭において設計される。コード中において用いられるスチールの全体的断面積は、コードの破壊強度の主要な決定因子である。小断面積のワイヤを多数用いることは、コストおよび製造上の理由により回避されることが多く、大断面積のワイヤを用いた場合、疲労寿命が限定されるため、コードの寿命全体が制限される。さらに、ワイヤ断面積をほぼ等しくすることが典型的には好適である。なぜならば、ワイヤを最大にした場合、疲労寿命が最短になり、また、コード寿命を決定する際の限定要素ともなる。

昇降ベルト構造において、複数のコードが典型的にはジャケット内において長手方向において均等間隔を空けて配置され、コードはＳ方向およびＺ方向に交互に配置される。エレベータシステムの綱車を中心として配置される、誘導特徴（例えば、リブ構成または多Ｖ構成）が無いベルトを維持するために、綱車は、凹状王冠特徴を含む。このような王冠を綱車上に設けることにより、コードの機械挙動および疲労挙動に影響が出、例えば王冠の上端から最も離隔したコードへの負荷が最も軽い。

本発明の１つの態様によれば、エレベータかごを懸架および／または駆動するためのベルトは、複数のコードとして配置された複数のワイヤを含む。複数のコードは、ベルトの横端部に相対してベルトの最内部に配置された１本以上の内部コードと、１本以上の内部コードの横方向の外部に配置された１本以上の外側コードとを含む。これら１本以上の外側コードは、１本以上の内部コードと異なる構造を有する。ジャケットが、複数のコードを実質的に保持する。

あるいは、本発明のこの態様または他の態様において、１本以上の外側コードは、１本以上の内部コードと直径が異なる複数のワイヤによって形成される。

あるいは、本発明のこの態様または他の態様において、１本以上の外側コード内の複数のワイヤは、複数の撚り線として形成される。

あるいは、本発明のこの態様または他の態様において、複数の撚り線は、右手方向または左手方向に撚られた複数の外側撚り線によって包囲されたコアを含む。

あるいは、本発明のこの態様または他の態様において、外側コードそれぞれのコアは、内部コードそれぞれのコアと異なる材料によって形成される。

あるいは、本発明のこの態様または他の態様において、各外側コードのコアは非金属である。

あるいは、本発明のこの態様または他の態様において、１本以上の外側コードは、ベルトのコードの総数の約５０％である。

あるいは、本発明のこの態様または他の態様において、１本以上の外側コードは、多コードベルト中の２本のコードである。

本発明の別の態様によれば、エレベータシステムは、エレベータかごと、１つ以上の綱車と、１本以上のベルトとを含む。１本以上のベルトは、かごへ動作可能に接続され、エレベータかごを懸架および／または駆動するために、１つ以上の綱車と相互作用する。１本以上のベルトのうち少なくとも１本のベルトは、複数のコードとして配置された複数のワイヤを含む。複数のコードは、ベルトの横端部に相対してベルトの最内部に配置された１本以上の内部コードと、１本以上の内部コードの横方向の外部に配置された１本以上の外側コードとを含む。１本以上の外側コードは、１本以上の内部コードと異なる構造を有する。ジャケットが、１つ以上のコードを実質的に保持する。

あるいは、本発明のこの態様または他の態様において、１つ以上の綱車のうち少なくとも１つの綱車は、回転軸に沿った凹状王冠を含む。

１：１のローピング配置構成を有する例示的なエレベータシステムの模式図である。 異なるローピング配置構成を有する別の例示的なエレベータシステムの模式図である。 片持ち型配置構成を有する別の例示的なエレベータシステムの模式図である。 例示的なエレベータベルトの断面図である。 エレベータベルトのための従来技術のコードの断面図である。 エレベータベルトの実施形態の断面図である。 エレベータベルトの別の実施形態の断面図である。 エレベータベルトの別の実施形態の断面図である。 エレベータベルトの別の実施形態の断面図である。 エレベータベルトの別の実施形態の断面図である。

以下の詳細な説明において、図面を参照しつつ、例示目的のために本発明ならびに利点および特徴について説明する。

図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃは、例示的な牽引エレベータシステム１０の模式図である。エレベータシステム１０の特徴のうち、本発明の理解に不要なもの（例えば、ガイドレール、安全装置）については、本明細書中において説明を控える。エレベータシステム１０は、エレベータかご１２を含む。エレベータかご１２は、昇降路１４内において１本以上のベルト１６によって動作可能に懸架または支持される。１本以上のベルト１６は、エレベータシステム１０の様々な構成要素の周囲に経路設定されるように、１つ以上の綱車１８と相互作用する。１本以上のベルト１６はまた、カウンターウェイト２２へと接続され得る。カウンターウェイト２２は、エレベータシステム１０のバランスを支援することと、動作時において牽引綱車の両側上のベルト張力の差を低減することを支援するために用いられる。

綱車１８はそれぞれ、直径２０を有する。直径２０は、エレベータシステム１０内のその他の綱車１８の直径と同じ直径または異なる直径を有し得る。綱車１８のうち少なくとも１つは、駆動綱車であり得る。駆動綱車は、機械５０によって駆動される。機械５０によって駆動綱車が移動すると、駆動綱車の周囲に経路設定される１本以上のベルト１６が（牽引を通じて）駆動、移動および／または推進される。

綱車１８のうち少なくとも１つは、ダイバータ綱車、デフレクタ綱車またはアイドラー綱車であり得る。ダイバータ綱車、デフレクタ綱車またはアイドラー綱車は、機械５０によって駆動されず、エレベータシステム１０の様々な構成要素の周囲の１本以上のベルト１６の誘導を支援する。さらに、綱車１８（例えば、ダイバータ綱車、デフレクタ綱車またはアイドラー綱車）のうち１つ以上は、回転軸に沿って凹状形状または王冠を有し得、これにより、綱車１８に沿って１本以上のベルト１６を、綱車１８を中心として配置された状態または所望の位置に保持する。

いく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１２を懸架および／または駆動するための２本以上のベルト１６を用い得る。加えて、エレベータシステム１０は、（図１Ａ、図１Ｂまたは図１Ｃ中の例示的なエレベータシステムに示すように）１本以上のベルト１６の両側が１つ以上の綱車１８と係合するかまたは１本以上のベルト１６のうち１つの側部のみが１つ以上の綱車１８と係合するような、様々な構成を有し得る。

図１Ａは、１本以上のベルト１６は、かご１２およびカウンターウェイト２２において終端する、１：１のローピング配置構成を提示する。図１Ｂおよび図１Ｃは、異なるローピング配置構成を提示する。詳細には、図１Ｂおよび図１Ｃは、かご１２および／またはカウンターウェイト２２上に１つ以上の綱車１８を設けることができることを示す。これら１つ以上の綱車１８は、１本以上のベルト１６と係合する。１本以上のベルト１６は典型的には、昇降路１４内の構造（例えば、マシンルームレスエレベータシステム）またはマシンルーム内の（マシンルームを用いたエレベータシステム用の）構造においていずれかの箇所において終端し得る。配置構成において用いられる綱車１８の数により、特定のローピング比（例えば、図１Ｂおよび図１Ｃに示す２：１のローピング比または異なる比）が決定される。図１Ｃはまた、片持ち型エレベータを提示する。本発明は、図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃ中に示す例以外の型のエレベータシステム上においても用いることが可能である。

図２は、例示的なベルト構造または設計の模式図である。各ベルト１６は、ジャケット２６内で１つ以上のコード２４によって構成される。図２に見られるように、ベルト１６のアスペクト比は、１よりも大きい（すなわち、ベルト幅は、ベルト厚さよりも大きい）。

ベルト１６は、エレベータかご１２を懸架および／または駆動するための強度要求を満たすだけの充分な強度を維持しつつ、低い曲げ応力が得られ、ベルト寿命要求が満たされ、かつ平滑な動作が得られるように、１つ以上の綱車１８上を通過する際に充分な可撓性を持つように構成される。

ジャケット２６は、任意の適切な材料（例えば、単一の材料、複数の材料、同一の材料または異なる材料を用いた２つ以上の層および／または膜）であり得る。１つの配置構成において、ジャケット２６はポリマー（例えば、エラストマー）であり得、例えば押し出しまたはモールドホイールプロセスによりコード２４へ適用される。別の配置構成にいおいて、ジャケット２６は織物であり得、コード２４と係合および／または一体化する。さらなる配置構成として、ジャケット２６は、上記の代替例の１つ以上の組み合わせであり得る。

ジャケット２６は、内部においてコード２４を実質的に保持することができる。「実質的に保持する」という表現は、機械５０からのトルクをジャケット２６を通じてコード２４へと伝達して、エレベータかご１２の移動を駆動するように、ジャケット２６が充分にコード２４と係合していることを意味する。ジャケット２６は、（例えば図２に示すように）コード２４を完全に被覆するか、コード２４を実質的に被覆するか、またはコード２４を少なくとも部分的に被覆することができる。

ここで図３を参照すると、各コード２４は、幾何学的に安定した配置構成において複数のワイヤ２８を含む。任意選択的に、これらのワイヤ２８のうちいくつかまたは全てを撚り線３０として形成することもでき、その後これらの撚り線３０をコード２４として形成する。コード２４は、右手方向（Ｓ配置方向）または左手方向（Ｚ配置方向）において撚られる。「幾何学的に安定した配置構成」という表現は、ワイヤ２８（および用いられる場合は撚り線３０）がコード２４内において理論位置にほぼ留まっている状態を指す。

ここで図４を参照すると、ベルト１６が綱車１８上を通過している様子が図示されている。綱車１８は、綱車の回転軸３４に沿って凹状王冠３２を有する。図４に示すベルト１６内において、８本のコードが配置される。ベルト１６内において用いられるコード２４の本数は、特定の用途に依存する。これらのコードは、内部コード３６および外側コード４０を含む。これらの内部コード３６は、ベルト１６の横端部３８に対して、ベルト１６の最内部において配置される。外側コード４０は、内部コード３６と異なる構成を有し、内部コード３６の外部に配置される。図４においては、６本の内部コード３６および２本の外側コード４０を有する８本のコードによって構成されるベルト１６を図示しているが、この構成はあくまで例示である。他の構成が本開示の範囲内において企図される（例を非限定的に挙げると、図５〜図７に示す構成）。図５は、４本の内部コード３６および４本の外側コード４０を有する、８本のコードによって構成されるベルト１６を示す。図６は、８本の内部コード３６および２本の外側コード４０を有する、１０本のコードによって構成されるベルト１６の実施形態を示す。図７は、６本の内部コード３６および４本の外側コード４０を有する、１０本のコードによって構成されるベルト１６の実施形態を示す。コード総数に対する外側コード４０の比率（およびよってコード総数に対する内部コード３６の比率）は、特定の用途に依存する。例えば、外側コード４０は、ベルト１６のいて、コード２４の総数のうち約５０％までを占め得る。図６のベルト１６において、外側コード４０は、コード２４の総数のうち２０％を含み、図５のベルト１６内において、外側コード４０は、コード２４の総数のうち５０％を含む。

綱車１８の王冠３２に起因して、ベルト１６の外側部分においては、ベルト１６の内側部分と異なる応力および歪み条件が発生するため、外側コード４０は、内部コード３６と異なる構成にされる。その結果、異なる負荷条件を利用したベルト１６の構造が得られる。例えば、いくつかの実施形態において、ベルト１６の外側部分に発生する応力および／または歪み条件は、ベルト１６の内側部分に発生する応力および／または歪み条件よりも低い。そのため、例えば、外側コード４０のワイヤ２８のうち少なくともいくつかのサイズのワイヤ２８を約５％〜約２０％の範囲で低減することにより、外側コード４０の可撓性を増加させることができ、これにより、外側コード４０の疲労寿命が増加する。他の実施形態において、例えば、撚り長さを内部コード３６と外側コード４０との間において変更することができる。いくつかの実施形態において、外側コード４０の撚り長さは、内部コード３６の撚り長さよりも短く、これにより外側コード４０の可撓性が増加する。例えば、一実施形態において、内部コード３６の撚り長さは約２０ｍｍであり得、外側コード４０の撚り長さは約１５ｍｍであり得る。

ここで図８を参照すると、いくつかの実施形態において、外側コード４０および／または内部コード３６は、中央撚り線／またはコア４２を含む（「キング撚り線」としても知られる）。中央撚り線／またはコア４２は、複数の外側撚り線４４によって包囲される。図８の実施形態において、外側コード４０はそれぞれ、内部コード３６のコア４２とは異なって構成されたコア４２を有する。例えば、外側コード４０のコア４２は、内部コード３６のコア４２よりもワイヤまたは撚り線よりも小さな（例えば１０％小さな）直径を有し得、あるいは、非金属の搬送負荷の無いまたはコア４２を有し得る。そのような実施形態において、外側コード４０の外側撚り線４４のワイヤサイズを大きくすることにより、外側コード４０の定格荷重を保持することができる。さらに、外側コード４０のコア４２の撚り長さは内部コード３６のコア４２の撚り長さと異なり得る。例えば、一実施形態において、外側コード４０のコア撚り長さは約７．５ｍｍであり得、内部コード３６のコア４２の撚り長さは約１２ｍｍであり得る。

他の実施形態において、異なる撚り構成を有する外側コード４０および内部コード３６を用いて、綱車１８の王冠３２上におけるベルト１６上の力の均衡を得ることができる。異なる撚り構成は、ｓｚＳ、ｚｓＺ、ｓｓＺおよびｚｚＳを含む。「ｓ」および「Ｓ」は、左手方向のねじりまたは「撚り」を示し、「ｚ」および「Ｚ」は、右手方向の撚りを示す。例えば、ｓｚＳコードにおいて、コア４２は左手方向のねじりを有し、外側撚り線４４は右手方向のねじりを有する。コード４０および３６の全体のねじり（大文字「Ｓ」によって示す）は、左手方向である。

さらなる可能性として、ベルト１６は、内部コード３６および外側コード４０と異なる１つ以上のさらなる構成のコード２４を含み得る。換言すれば、ベルト１６は、３つ以上の異なる構成のコード２４を持ち得る。本明細書中に記載のような異なる構成のコード２４を用いることにより、各コード２４の負荷を均衡にして、ベルト１６の寿命を延ばすことが可能になる。コード２４の負荷を均衡させることにより、寿命（疲労応答）も均衡化され、これにより、王冠３２上のベルト１６が安定化される。上記記載において、異なる構成のコード２４を、王冠３２を有する綱車１８と係合するベルト１６において用いるように記載されているが、異なる構成のコード２４は、追加的にまたは代替的に、他の配置構成綱車（例えば、王冠３２の無い綱車）と係合するベルト１６において用いることもでき得る。

本発明について、ごく限られた数の実施形態に関連して詳述したが、本発明はそのような開示の実施形態に限定されないことが容易に理解される。むしろ、本発明を、本明細書中において述べていない任意の数の変更、改変、代替例または均等な配置構成を含むように本発明を変更することが可能であるが、そのような変更は、本発明の意図および範囲に応じてなされる。さらに、本発明の多様な実施形態について述べたが、本発明の態様は、記載の実施形態のうち一部のみを含み得ることが理解される。よって、本発明は、上記の記載によって限定されるものとしてではなく、添付の特許請求の範囲のみによって限定されるものとしてみなされるべきである。

Claims (19)

1. エレベータかごを懸架および／または駆動するためのベルトであって、
   複数のコードとして配置された複数のワイヤであって、前記複数のコードは、前記ベルトの横端部に対して、前記ベルトの最内部において配置された１本以上の内部コードと、前記１本以上の内部コードの横方向の外部に配置された１本以上の外側コードとを含み、前記１本以上の外側コードは、前記１本以上の内部コードと異なる構造を有する、複数のワイヤと、
   前記複数のコードを実質的に保持するジャケットと
   を含む、ベルト。
2. 前記１本以上の外側コードは、複数のワイヤによって形成され、前記ワイヤのうち少なくとも１本は、前記１本以上の内部コードを形成する複数のワイヤと異なる直径を有する、請求項１に記載のベルト。
3. 前記１本以上の外側コード内の前記複数のワイヤは、複数の撚り線として形成される、請求項１に記載のベルト。
4. 前記複数の撚り線は、複数の外側撚り線によって包囲されたコアを含む、請求項３に記載のベルト。
5. 前記外側コードそれぞれのコアは、前記内部コードそれぞれのコアと異なる材料で形成される、請求項４に記載のベルト。
6. 各外側コードのコアは非金属である、請求項５に記載のベルト。
7. 前記１本以上の外側コードは、前記ベルトのコードの総数のうち約５０％までを成す、請求項１に記載のベルト。
8. 前記１本以上の外側コードは、多コードベルトの２本のコードを含む、請求項１に記載のベルト。
9. 前記外側コードの複数のワイヤの撚り長さは、前記内部コードの複数のワイヤの撚り長さよりも短い、請求項１に記載のベルト。
10. 前記ベルト構造は、前記ベルトの横中心の周りで実質的に対称である、請求項１に記載のベルト。
11. エレベータシステムのためのベルトおよび綱車の組み合わせであって、
    エレベータかごと、
    １つ以上の綱車と、
    １本以上のベルトであって、前記１本以上のベルトは、前記かごへ動作可能に接続され、かつ前記エレベータかごを懸架および／または駆動するために前記１つ以上の綱車と相互作用し、前記１本以上のベルトの各ベルトは、
    複数のコードとして配置された複数のワイヤであって、前記複数のコードは、前記ベルトの横端部に対して、前記ベルトの最内部において配置された１本以上の内部コードと、前記１本以上の内部コードの横方向の外部に配置された１本以上の外側コードとを含み、前記１本以上の外側コードの構造は、前記１本以上の内部コードの構造と異なる、複数のワイヤと、
    前記１つ以上のコードを実質的に保持するジャケットと
    を含む、１本以上のベルトと
    を含む、組み合わせ。
12. 前記１つ以上の綱車のうち少なくとも１つの綱車は、回転軸に沿った凹状王冠を含む、請求項１１に記載の組み合わせ。
13. 前記１本以上の外側コードは、複数のワイヤによって形成され、前記ワイヤのうち少なくとも１本は、前記１本以上の内部コードを形成する複数のワイヤと異なる直径を有する、請求項１１に記載の組み合わせ。
14. 前記１本以上の外側コード内の前記複数のワイヤは、複数の撚り線として形成される、請求項１１に記載の組み合わせ。
15. 前記複数の撚り線は、複数の外側撚り線によって包囲されたコアを含む、請求項１４に記載の組み合わせ。
16. 前記外側コードそれぞれのコアは、前記内部コードそれぞれのコアと異なる材料で形成される、請求項１５に記載の組み合わせ。
17. 各外側コードのコアは非金属である、請求項１６に記載の組み合わせ。
18. 前記１本以上の外側コードは、前記ベルトのコードの総数のうち約５０％を成す、請求項１１に記載の組み合わせ。
19. 前記１本以上の外側コードは、多コードベルトのうち２本のコードを含む、請求項１１に記載の組み合わせ。

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