JP2018177538A - エレベータシステムのためのベルト - Google Patents
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Abstract
【課題】剛性、強度及び耐久特性の調整においてより良い柔軟性を可能にするエレベータシステムのためのベルトを提供する。【解決手段】エレベータシステムのためのベルトは、ベルトの幅に沿って配置され、かつベルトの長さに沿って縦方向に延びる複数の引張部材を含む。各引張部材は、複数の第１繊維と、第１繊維に分散された第１繊維とは異なる複数の第２繊維とを含む。ジャケット素材は、複数の引張部材を少なくとも部分的に封入する。【選択図】図２
Description
本明細書に開示の実施形態は、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吊り下げる及び／または駆動するための荷重受け部材に関する。
エレベータシステムは、乗客、貨物、またはその両方を建物内の様々な階層間で搬送するために有用である。エレベータには、牽引ベースであって、エレベータかごを支持し、かつエレベータかごの所望の移動及び配置を達するためのベルトといった荷重受け部材を利用するものがある。
ベルトが荷重受け部材として用いられる場合、複数の引張部材は通常のジャケット内に組み込まれる。ジャケットは、引張部材を所望の配置に保持し、摩擦荷重経路を提供する。例示的牽引エレベータシステムでは、機械は牽引滑車を駆動し、それによりベルトが昇降路に沿ってエレベータかごを駆動するよう作用する。ベルトは一般的に鋼鉄要素から形成された引張部材を利用するが、炭素繊維複合材といった合成繊維または他の素材から形成された引張部材を代替的に利用してもよい。
１つの実施形態では、エレベータシステムのためのベルトは、ベルトの幅に沿って配置され、かつベルトの長さに沿って縦方向に延びる複数の引張部材を含む。各引張部材は、複数の第１繊維と、第１繊維に分散する第１繊維とは異なる複数の第２繊維とを含む。ジャケット素材は、複数の引張部材を少なくとも部分的に封入する。
さらに、または代替的に、この実施形態または他の実施形態では、第１繊維は、１つ以上の炭素、ガラス、アラミド、ナイロン、及び高分子繊維である。
さらに、または代替的に、この実施形態または他の実施形態では、第繊維はマトリックス素材に配置される。
さらに、または代替的に、この実施形態または他の実施形態では、第２繊維は高密度ポリエチレン繊維である。
さらに、または代替的に、この実施形態または他の実施形態では、シェルは、外面で第１繊維へと含浸された溶解第２繊維から形成された引張部材の外面に配置される。
さらに、または代替的に、この実施形態または他の実施形態では、引張部材は、コア部分及び外側リング部分を含む。
さらに、または代替的に、この実施形態または他の実施形態では、１つ以上のバリア層は、引張部材のコア部分と外側リング部分間に配置される。
さらに、または代替的に、この実施形態または他の実施形態では、外側リング部分は、外側リング部分に配置された第２繊維を溶解し、続いて硬化させることで形成される。
さらに、または代替的に、この実施形態または他の実施形態では、外側リング部分は、外側リング部分をマトリックス素材で含浸することで形成される。
さらに、または代替的に、この実施形態または他の実施形態では、第２繊維は、第１繊維を潤滑化及び／または保護するよう１つ以上のテフロン、グラファイト、酸化チタン、窒化ホウ素を含む。
さらに、または代替的に、この実施形態または他の実施形態では、複数の引張部材は、複数のコード、ベルトに配置された複数のコードへと捻れるかまたは編み込まれている。
別の実施形態では、エレベータシステムは、昇降路と、昇降路に配置されその中で移動可能なエレベータかごと、及び昇降路に沿ってエレベータかごを吊り下げ及び／または駆動するようエレベータかごに動作可能に連結されたベルトとを含む。ベルトは、ベルトの幅に沿って配置され、かつベルトの長さに沿って縦方向に延びる複数の引張部材を含む。各引張部材は、複数の第１繊維と、第１繊維に分散する第１繊維とは異なる複数の第２繊維とを含む。ジャケット素材は、複数の引張部材を少なくとも部分的に封入する。
さらに、または代替的に、この実施形態または他の実施形態では、第１繊維は、１つ以上の炭素、ガラス、アラミド、ナイロン、及び高分子繊維である。
さらに、または代替的に、この実施形態または他の実施形態では、第１繊維はマトリックス素材に配置される。
さらに、または代替的に、この実施形態または他の実施形態では、第２繊維は高密度ポリエチレン繊維である。
さらに、または代替的に、この実施形態または他の実施形態では、シェルは、外面で第１繊維へと含浸された溶解第２繊維から形成された引張部材の外面に配置される。
さらに、または代替的に、この実施形態または他の実施形態では、１つ以上のバリア層は、引張部材のコア部分と外側リング部分間に配置される。
さらに、または代替的に、この実施形態または他の実施形態では、第２繊維は、第１繊維を潤滑化及び／または保護するよう１つ以上のテフロン、グラファイト、酸化チタン、窒化ホウ素を含む。
さらに、または代替的に、この実施形態または他の実施形態では、複数の引張部材は、複数のコード、ベルトに配置された複数のコードへと捻れるかまたは編み込まれている。
以下の記述は、いかなる場合でも制限を意図するものではない。添付図面を参照すると、同様の要素は同様の番号が付けられている。
開示された装置及び方法における１つ以上の実施形態の詳細な説明は、例示として、かつ制限なく図面を参照して本明細書に表される。
図１に示されるのは、例示的牽引エレベータシステム１０の概略図である。本発明の理解において必要でないエレベータシステム１０の機能（ガイドレール、安全装置等）は、本明細書には記述されない。エレベータシステム１０は、１本以上のベルト１６で昇降路１２内に動作可能に吊り下げられたかまたは支持されたエレベータかご１４を含む。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巡らされた滑車１８及び５２と相互作用する。滑車１８はダイバータ、偏向器または遊動輪滑車として構成され、滑車５２は機械５０によって駆動される牽引滑車５２として構成される。機械５０による牽引滑車５２の移動は、牽引滑車５２の周囲に巡らされた１本以上のベルト１６を駆動、移動及び／または推進（牽引を通じて）する。ダイバータ、偏向器または遊動輪滑車１８は、機械５０によって駆動されないが、エレベータシステム１０の様々な構成要素の周囲に１本以上のベルト１６を誘導するのを補助する。１本以上のベルト１６は、エレベータシステム１０のバランスを取るのを補助し、かつ動作中に牽引滑車の両側におけるベルト張力の差を減らすよう用いられる釣り合いおもり２２に同様に連結され得た。滑車１８及び５２はそれぞれ、互いと同じかまたは異なり得る直径を有する。
いくつかの実施形態では、エレベータシステム１０は、エレベータかご１４を吊り下げる及び／または駆動するために２本以上のベルト１６を用い得た。さらに、エレベータシステム１０は、１本以上のベルト１６の両側が滑車１８、５２を係合するかまたは１本以上のベルト１６の片側のみが滑車１８、５２を係合するかのいずれかになるように様々な構成を有し得た。図１の実施形態が、１本以上のベルト１６がかご１４及び釣り合いおもり２２で終結する１：１のローピング配置を示す一方で、他の実施形態は他のローピング配置を用いてもよい。
ベルト１６は、ベルト寿命必須要件を満たし、かつ円滑な動作を備えるよう構築される一方で、エレベータかご１４及び釣り合いおもり２２を吊り下げ及び／または駆動するための強度必須要件を満たすことが可能であるよう十分な強度を持つ。
図２は、例示的ベルト１６構成または設計における断面図を提供する。ベルト１６は、ベルト１６に沿って縦方向に延び、かつベルト幅２６にわたって配置された複数の引張部材２４を含む。引張部材２４は、ベルト１６における引張部材２４の移動を制限し、かつ引張部材２４を保護するためにジャケット素材２８に少なくとも部分的に包含される。ジャケット素材２８は、牽引滑車５２の対応面と相互作用するよう構成された牽引側３０を定義する。ジャケット素材２８の例示的素材は、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。他の素材は、ベルト１６の必要な機能を満たすのに適している場合にはジャケット素材２８を形成するのに用いられてもよい。例えば、ジャケット素材２８の主要な機能は、ベルト１６と牽引滑車５２間の十分な摩擦係数を提供し、その間に所望の牽引量を生み出すことである。ジャケット素材２８はさらに、引張部材２４に牽引負荷を伝えるべきである。さらに、ジャケット素材２８は耐摩耗性があり、かつ、衝撃ダメージと、例えば化学薬品といった環境的要因への露出から引張部材２４を保護するべきである。
いくつかの実施形態では、ジャケット素材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、クロロスルホニルポリエチレン、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、アクリル系エラストマー、フルオロエラストマー、シリコンエラストマー、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、またはそれらの組み合わせといった素材から形成される。
ベルト１６はベルト幅２６及びベルト厚３２を有し、１より大きいベルト幅２６からベルト厚３２のアスペクト比を持つ。ベルト１６はさらに、牽引側３０に対向する後側３４及び牽引側３０と後側３４の間に延びるベルト縁３６を含む。図２の実施形態では８つの引張部材２４が説明される一方で、他の実施形態は、例えば、６、１０または１２の引張部材２４といった他の数の引張部材２４を含んでもよい。さらに、図２の実施形態における引張部材２４が実質的に同一である一方で、他の実施形態では、引張部材２４は互いとは異なっていてもよい。
ここで図３を参照すると、いくつかの実施形態では、引張部材２４はそれぞれ、液晶ポリマー、炭素繊維、ガラス繊維またはアラミド繊維といった複数の第１繊維４２を含み、かつさらに第１繊維４２間に分散する複数の第２繊維４６を含む。第２繊維４６は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ)またはポリプロピレンといった、第１繊維４２に対して高い靱性を有する繊維である。第２繊維４６は、第１繊維４２間の直接的接触を削減し、それにより第１繊維４２が擦り切れるのを低減する。
いくつかの実施形態では、引張部材２４はさらに、第１繊維４２及び第２繊維４６が晒されるマトリックス素材４４を含んでもよい。ポリウレタン、ビニルエステル、またはエポキシといった素材は、マトリックス素材として利用されてもよい。他の実施形態では、引張部材２４は、いわゆる「ドライ繊維」構造でマトリックス素材４４を使用せずに形成される。
引張部材２４は、いくつかの実施形態では、引き抜き成形法によって薄層として形成されてもよい。一般的な引き抜き成形法では、第１繊維４２は、マトリックス素材４４で含浸され、マトリックス素材４４が架橋を受けるところで加熱された金型及び追加の硬化加熱器を通じて引き出される。例示的実施形態では、引張部材２４は、約０．５ｍｍから約５ｍｍの断面厚を有する。さらに、いくつかの実施形態では、図３に示されるように、引張部材２４が円形断面を有し、一方で他の実施形態では引張部材２４は、長方形、長円形または楕円形といった他の断面形状を有していてもよい。例えば、円形、長円形または楕円形断面の構成では、引張部材２４の外径及び／または内径は、０．５ｍｍと５ｍｍの間であってもよい。
ここで図４を参照すると、引張部材は、コア部分６２及び外側リング部分６０を有する。いくつかの実施形態では、１つ以上のバリア層６４は、コア部分６２から外側リング部分６０を分離する。バリア層６４は、例えば熱可塑性または熱硬化性ポリマーから形成される。
いくつかの実施形態では、外側リング部分６０は、第１繊維４２を、いくつかの実施形態においては第１繊維４２と第２繊維４６を含んで編み込むかまたは集め、かつ外側リング部分６０をマトリックス素材４４で含浸することで形成される。一方でコア部分６２は、ドライ繊維構造として形成される。そういった実施形態では、第２繊維４６は、第１繊維４２に潤滑化及び／または保護を供給するよう、例えば、テフロン（登録商標）、グラファイト、酸化チタン、窒化ホウ素または類似の素材といった素材を含んでもよい。別の実施形態では、一度形成されると、引張部材２４の外面４８は、外側リング部分６０における第２繊維４６が外側リング部分６０で第１繊維４２を含浸して溶解し得るように、表面加熱プロセスを受ける。一度冷却されると、このプロセスは引張部材２４のコア部分６２を保護し、繊維４２がその中で擦り切れるのを防ぐよう、引張要素２４の硬質外側リング部分６０に外面４８からの選択された深さを生じさせる。あるいは、引張部材２４の全体にわたって第２繊維４６が第１繊維４２を溶解し、かつ含浸するよう、引張部材２４は完全に加熱され、可撓制の引張部材２４をもたらす。いくつかの実施形態では、引張部材２４は、図５に示されるようなロープまたはコード６６を形成するよう他の引張部材２４と捻れるかまたは編み込まれてもよい。コード６６自体は、ベルト１６において引張部材２４として用いられてもよい。
ハイブリッドファイバ引張部材２４の使用は、引張部材２４及びベルト１６の剛性、強度及び耐久特性の調整においてより良い柔軟性を可能にし、かつ繊維の選択及びその使用割合が特定の適用または使用における選択された必須要件を満たすことを可能にする。
「約」という用語は、出願時に利用可能である装置に基づいて特定分量の計測に関する誤差を含む意図がある。例えば、「約」は、指定された値の±８％または５％、または２％の範囲を含むことができる。
本明細書に用いられる用語は、特定の実施形態を記述する目的のためであり、本開示の限定を意図するものではない。本明細書に用いられるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他のものを指し示していない限り、複数形をも同様に含むことを意図する。「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（含む）」及び／または「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含んでいる）」の用語が、本明細書に用いられる時、表明された特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／または構成要素の存在を記述するが、他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素及び／またはそれらのグループの１つ以上の存在及び／または付加を除外するものではないことは、さらに理解されるであろう。
本開示が例示的実施形態または複数の実施形態を参照して記述されてきた一方で、様々な変更が行われ、かつ本開示の範囲から逸脱することなく均等物がその要素と置き換えられてもよいことが当業者に明らかとなろう。さらに、多くの修正が特定の状況または素材に適合するよう本開示の教示にその重要な範囲から逸脱することなく行われてもよい。よって、本開示は本開示の実行に考慮された最適なモードとして開示された特定の実施形態に制限しないことが意図されているが、本開示は特許請求の範囲内にある全ての実施形態を含む。
Claims (20)
- エレベータシステムのためのベルトであって、ベルトの幅に沿って配置され、かつ前記ベルトの長さに沿って縦方向に延びる複数の引張部材を含み、各引張部材は、複数の第１繊維と、前記第１繊維とは異なり、前記第１繊維へと分散された複数の第２繊維と、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素材と、を含む、前記ベルト。
- 前記第１繊維が、１つ以上の液晶ポリマー、炭素、ガラス、アラミド、ナイロン、及びポリマー繊維である、請求項１に記載のベルト。
- 前記第１繊維が、マトリックス素材に配置される、請求項１に記載のベルト。
- 前記第２繊維が、高密度ポリエチレンまたはポリプロピレン繊維である、請求項１に記載のベルト。
- 前記引張部材の外面にある、前記外面で前記第１繊維へと含浸された溶解第２繊維から形成されたシェルをさらに備える、請求項１に記載のベルト。
- 前記引張部材が、コア部分及び外側リング部分を含む、請求項１に記載のベルト。
- 前記引張部材の前記コア部分と前記外側リング部分間に配置された１つ以上のバリア層をさらに備える、請求項６に記載のベルト。
- 前記外側リング部分が、前記外側リング部分に配置された第２繊維を溶解し、続いて硬化させることで形成される、請求項６に記載のベルト。
- 前記外側リング部分をマトリックス素材で含浸することで前記外側リング部分を形成することをさらに含む、請求項６に記載のベルト。
- 前記第２繊維が、前記第１繊維を潤滑化及び／または保護するよう１つ以上のテフロン、グラファイト、酸化チタン、窒化ホウ素を含む、請求項１に記載のベルト。
- 複数の引張部材が、複数のコード、前記ベルトに配置された複数のコードへと捻れるかまたは編み込まれる、請求項１に記載のベルト。
- 前記ジャケット素材が、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、クロロスルホニルポリエチレン、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、アクリル系エラストマー、フルオロエラストマー、シリコンエラストマー、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、またはそれらの組み合わせから構成される群から選択される、請求項１に記載のベルト。
- エレベータシステムであって、昇降路と、前記昇降路内に配置され、かつその中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吊り下げ及び／または駆動するよう前記エレベータかごに動作可能に連結されたベルトと、前記ベルトは、ベルトの幅に沿って配置され、かつ前記ベルトの長さに沿って縦方向に延びる複数の引張部材と、を含み、各引張部材は、複数の第１繊維と、前記第１繊維とは異なり、前記第１繊維へと分散された複数の第２繊維と、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素材と、を含む、前記エレベータシステム。
- 前記第１繊維が、１つ以上の液晶ポリマー、炭素、ガラス、アラミド、ナイロン、及びポリマー繊維である、請求項１３に記載のエレベータシステム。
- 前記第１繊維が、マトリックス素材に配置される、請求項１３に記載のエレベータシステム。
- 前記第２繊維が、高密度ポリエチレンまたはポリプロピレン繊維である、請求項１３に記載のエレベータシステム。
- 前記引張部材の外面にあり、前記外面で前記第１繊維へと含浸された溶解第２繊維から形成されたシェルをさらに備える、請求項１３に記載のエレベータシステム。
- 前記引張部材のコア部分と外側リング部分間に配置された１つ以上のバリア層をさらに備える、請求項１３に記載のエレベータシステム。
- 前記第２繊維が、前記第１繊維を潤滑化及び／または保護するよう１つ以上のテフロン、グラファイト、酸化チタン、窒化ホウ素を含む、請求項１３に記載のエレベータシステム。
- 複数の引張部材が、複数のコード、前記ベルトに配置された複数のコードへと捻れるかまたは編み込まれる、請求項１３に記載のエレベータシステム。
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