JP4763127B2 - エレベータ用引張り部材 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、エレベータシステムに関し、特に、このようなエレベータシステムのための引張り部材に関する。
【０００２】
【背景技術】
一般的な牽引式エレベータシステムは、かご、つりあいおもり、かごとつりあいおもりとを連結させている２本もしくは３本以上のロープ、ロープを動かすための牽引滑車および牽引滑車を回転させるための機械を備えている。これらのロープは、鋼製ワイヤがよられたものつまり捻られたものであり、滑車は、鋳鉄からなるものである。機械として、ギアを備えたもの、もしくは備えていないもののどちらを利用することもできる。ギアを備えた機械によって、より小型で低コストの高速モータを使用することが可能となるが、付加的なメンテナンスおよびスペースが必要となる。
【０００３】
一般的な円形鋼製ロープおよび鋳鉄製滑車は、非常に信頼性が高く、かつコスト効率が高いことが分かっているが、これらを使用する際には制限がある。１つの制限は、ロープと滑車との間の牽引力である。このような牽引力は、ロープの接触角を増大させること、もしくは滑車に溝部を切りこむこと、によって、増大させることができる。しかし、これらの技術を利用した場合、摩耗（接触角）もしくはロープ圧力（切りこみ）が増大することに起因して、ロープの耐性が低下する。牽引力を増大させる他の方法は、合成材料から形成されたライナを滑車の溝部に設けることである。このようなライナによって、ロープおよび滑車の摩耗が緩和されると同時に、ロープと滑車との間の摩擦係数が増大する。
【０００４】
円形の鋼製ロープを使用する際のもう１つの制限は、このような円形状鋼製ワイヤロープの柔軟性および疲労特性である。エレベータの安全規約では、現在、各鋼製ロープの最小直径ｄ（ＣＥＮではｄ_min＝８ｍｍ、ＡＮＳＩではｄ_min＝９．５ｍｍ（３／８“））が規定され、かつ牽引式エレベータのＤ／ｄ比が４０以上であること（Ｄ／ｄ≧４０）が要求されている。Ｄは、滑車の直径である。このことによって、滑車の直径Ｄは、少なくとも３２０ｍｍ（ＡＮＳＩでは３８０ｍｍ）とされている。滑車の直径Ｄが大きいほど、エレベータシステムを移動させるために機械が必要とするトルクが大きい。
【０００５】
引張り強さの大きな軽量の合成繊維が開発されるにつれて、エレベータシステムにおける鋼製ワイヤロープに代えて、アラミド繊維といった合成繊維からなる荷重伝達ストランドを有するロープを用いることが提案されている。このように提案している最近の出版物として、グラデンバック等に付与された米国特許第４，０２２，０１０号、ウィルコックスに付与された米国特許第４，６２４，０９７号、クリー等に付与された米国特許第４，８８７，４２２号、デ・アンジリス等に付与された米国特許第５，５６６，７８６号、が挙げられる。鋼繊維の代わりにアラミド繊維を利用することの利点として、引張り強さ−重量比率が改善されることおよびアラミド材料の柔軟性が優れていることに加えて、ロープの合成材料と滑車との間の牽引力が増大することが挙げられている。
【０００６】
一般的な円形ロープの他の欠点は、ロープ圧力が大きいほど、ロープの寿命が短いことである。ロープ圧力（P_rope）は、ロープが滑車の表面上を移動する際に発生するものであり、ロープにおける張力（F）に正比例し、かつ滑車の直径Ｄおよびロープの直径ｄに反比例する（つまりP_ropeはF/(Dd)に比例する）。加えて、滑車に切りこみを入れるといった牽引力増大技術が適用された滑車の溝部形状によって、ロープが受ける最大ロープ圧力がいっそう増大する。
【０００７】
要求されるＤ／ｄ比、ひいては滑車の直径Ｄ、を減少させるために、このような合成繊維ロープの柔軟性が利用されていても、ロープには過度なロープ圧力が加わる。滑車の直径Ｄとロープ圧力との間の反比例関係によって、アラミド繊維からなる一般的なロープを用いて滑車の直径Ｄを減少させることが制限される。加えて、アラミド繊維は、引張り強さは大きいが、横荷重を受けた場合に損傷しやすい。要求されるＤ／ｄは減少されたとしても、結果として生じるロープ圧力に起因して、過度な損傷がアラミド繊維に生じ、ロープの耐性が悪化する。
【０００８】
上述した技術があるにも拘わらず、本出願人の譲度人の指示下にある科学者および技術者は、エレベータシステムを駆動するための、効率および耐性が優れた方法および装置を開発するために努めている。
【０００９】
【発明の開示】
本発明によると、エレベータ用の引張り部材の縦横比は１より大きくされている。縦横比は、引張り部材の厚さｔに対する幅ｗの比とする（縦横比＝ｗ／ｔ）。
【００１０】
本発明の主な特徴は、引張り部材が平らなことである。縦横比が増大されていることによって、引張り部材の係合面がその幅寸法により画定されるようになっており、この幅寸法は、ロープ圧力を分配させるために最適化される。従って、最大圧力が、引張り部材において最小とされる。加えて、円形ロープ（縦横比は１）よりも縦横比を大きくすることによって、引張り部材の断面積を一定に維持しながら、引張り部材の厚さを減少させることができる。
【００１１】
さらに、本発明によると、引張り部材のコーティングの共通層内部に、複数の独立した荷重伝達コードが挿入されている。このコーティング層によって、個々のコードが分離されているとともに、牽引滑車と係合する係合面が画定されている。
【００１２】
引張り部材のこのような形状に起因して、ロープ圧力が、引張り部材に亘ってより均一に分散され得る。結果として、ロープの最大圧力が、同等の荷重伝達能力を有する一般的なロープを用いたエレベータと比較して、著しく減少する。さらに、荷重耐性を同等とした場合に、ロープの実効的直径「ｄ」（曲げ方向に測定したもの）が減少する。従って、滑車の直径「Ｄ」を、Ｄ／ｄ比率を減少させることなく、減少させることが可能となる。加えて、滑車の直径Ｄを減少させることによって、変速機を必要とせずに、低コストでより小型の高速モータを駆動用機械として利用することが可能となる。
【００１３】
本発明の特定の実施例では、個々のコードは、アラミド繊維といった非金属材料のストランドからなる。このような材料の重量特性、強度特性、耐性および特に柔軟性を有するコードを本発明の引張り部材に挿入することによって、ロープの最大圧力を許容可能な限界値以下に抑えながら、牽引滑車の許容可能な直径をさらに減少させることができる。上述したように、滑車の直径が減少することによって、滑車を駆動する機械に必要なトルクが減少し、回転速度が増大する。従って、エレベータシステムを駆動するために、小型で低コストの機械を利用することが可能となる。
【００１４】
本発明の他の特定の実施例では、個々のコードは、鋼といった金属材料のストランドから形成されている。適切な寸法および構造を有する金属材料の柔軟性を有するコードを、本発明の引張り部材に挿入することによって、牽引滑車の許容可能な直径が減少されると同時に、ロープの最大圧力を許容可能な限界値以下に抑えることができる。
【００１５】
本発明の更に他の特定の実施例では、エレベータシステムの牽引駆動装置は、縦横比が１より大きな引張り部材と、引張り部材を受容するように設けられた牽引面と、を備えている。引張り部材は、その幅寸法によって画定されている係合面を有する。滑車の牽引面とこの係合面とは、相補的な形状を有しており、これによって、牽引力が得られるとともに、引張り部材と滑車との間の係合が案内されるようになっている。代わりの実施例の構成では、牽引駆動装置は、滑車と係合する複数の引張り部材を備えており、滑車は、滑車のそれぞれ反対側に配置された一対のリムと、互いに隣接する引張り部材の間に配置された１つあるいは複数のデバイダと、を備えている。一対のリムおよびデバイダは、ロープが緩んだ状態等でアライメントが乱れることがないように、引張り部材を案内するよう機能する。
【００１６】
更に他の実施例では、滑車の牽引面は、滑車と引張り部材との間の牽引力を適したものとし、かつ引張り部材の摩耗を減少させるような材料によって画定されている。１つの構成では、牽引面は、滑車に備えられた滑車ライナに一体に設けられている。他の構成では、牽引面は、牽引滑車に接合されたコーティング層によって画定されている。更に他の構成では、牽引滑車は、牽引面を画定している材料から形成される。
【００１７】
本願では、主に、牽引滑車を備えたエレベータ装置に利用される牽引駆動装置として記載されたが、引張り部材は、引張り部材を移動させるために牽引滑車を利用していないエレベータ装置（例えば、間接ロープ式エレベータシステム、リニアモータ駆動式エレベータシステム、もしくは、つりあいおもりを備えた自己駆動式エレベータ）にも、利用可能であるとともに、利益をもたらす。これらの用途では、滑車の寸法を減少させることは、エレベータシステムに必要なスペースを減少させるために効果的である。本発明の上述した目的および他の目的、特徴、利点は、実施例についての以下の詳細な説明および付随の図面によってより明確となるだろう。
【００１８】
【発明を実施するための最良の形態】
図１に、牽引式エレベータシステム１２が示されている。エレベータシステム１２は、かご１４、つりあいおもり１６、牽引駆動装置１８および機械２０を備えている。牽引駆動装置１８は、かご１４とつりあいおもり１６とを相互に連結させている引張り部材２２と、牽引滑車２４と、を備えている。滑車２４が回転した場合に、引張り部材２２、ひいてはかご１４およびつりあいおもり１６、が移動するように、引張り部材２２は滑車２４と係合している。機械２０は、滑車２４と係合して、これを回転させる。ギアを備えた機械２０が図示されているが、この構成は単に例示的な目的のために図示されていることは認識されるべきであり、本発明では、ギアを備えた機械もしくはギアを備えていない機械のどちらも利用できる。
【００１９】
引張り部材２２および滑車２４は、図２により詳細に示されている。引張り部材２２は、共通コーティング層２８内部に複数のコード２６を備えた単一部材である。各ロープ２６は、商業的に入手可能なアラミド繊維といった高強度の合成非金属繊維のストランドがよられたものつまり捻られたものから形成されている。コード２６は、長さが等しく、コーティング層２８内部で幅方向にほぼ等間隔で離間されており、かつ幅寸法に沿って直線的に配置されている。コーティング層２８は、ポリウレタン材料から形成され、好ましくは、熱可塑性ウレタンから形成される。このような材料は、各コード２６が他のコードに２６に対して長手方向に移動しないように拘束し得る方法で、複数のコード２６の表面全体に亘って押し出される。代わりの実施例として、透過性材料を用いることも可能であり、この場合、平らなロープの視覚的点検が容易となるという利点が得られる。構造上、当然、その色については制限がない。牽引力、摩耗性、コードへの牽引荷重の伝達性、環境要因に対する耐性、といったコーティング層に必要な機能を十分に満たすものであれば、他の材料をコーティング層に用いることも可能である。その材料が熱可塑性ウレタンの機械的特性と同等もしくはこれ以上でない場合は、滑車の直径を効果的に減少させられるという本発明の付加的な利点が十分に得られない可能性があることは、認識されるべきである。熱可塑性ウレタンの機械的特性によって、滑車の直径を、１００ミリメートル未満にまで減少させることができる。コーティング層２８によって、牽引滑車２４の対応する面と接触する係合面３０が画定されている。
【００２０】
図６ａでより詳細に示されているように、引張り部材２２は、引張り部材２２の長さに対して横方向に測定された幅ｗと、滑車２４を中心として引張り部材２２が曲がる方向に測定された厚さｔ１と、を有する。各コード２６は直径ｄを有するとともに、距離ｓだけ離間されている。加えて、コード２６と係合面３０との間のコーティング層２８の厚さがｔ２とされ、コード２６と反対側の面との間の厚さをｔ３とされており、ｔ１＝ｔ２＋ｔ３＋ｄとなっている。
【００２１】
引張り部材２２の全体的な寸法に起因して、断面積の縦横比が１よりはるかに大きくなる。ここで、縦横比を、厚さｔ１に対する幅ｗの比（つまり縦横比＝ｗ／ｔ１）とする。縦横比１は、一般的な円形ロープが有するような円形断面に対応している。縦横比が大きくなるほど、引張り部材２２の断面積はより平らになる。引張り部材２２を平らにすることによって、引張り部材２２の断面積つまり荷重伝達能力に悪影響を及ぼすことなく、その厚さｔ１を小さくするとともに、幅ｗを大きくすることができる。このような形状によって、ロープ圧力が引張り部材２２の幅ｗに亘って分散されるとともに、ロープの最大圧力が、断面積および荷重伝達能力が同等な円形ロープを用いる場合よりも減少する。図２に示されているように、独立した５本のコード２６をコーティング層２８内部に備えた引張り部材２２では、縦横比は５より大きくなっている。縦横比が５より大きい状態で図示されているが、引張り部材の縦横比が１より大きい場合、特に２より大きい場合に、効果が得られると考えられる。
【００２２】
互いに隣接するコード２６の間隔ｓは、引張り部材２２の材料および形成工程、引張り部材２２に亘るロープ圧力の分布、に依存する。重量を考慮すると、互いに隣接するコード２６の間隔を最小とすることによって、コード２６の間のコーティング材料の量を少なくすることが望ましい。しかし、ロープの応力分布を考慮した場合、過度な応力がコーティング層２８内部の互いに隣接するコード２６の間に発生しないように、コード２６を互いに近づける程度が制限される。これらの考察に基づいて、この間隔は、要求される特定の荷重伝達能力のために最適化される。
【００２３】
コーティング層２８の厚さｔ２は、ロープの応力分布およびコーティング層２８の材料の特性に依存する。上述したように、引張り部材２２の期待寿命を最大とするのに十分な材料を配置するとともに、コーティング層２８に過度な応力が生じないようにすることが望ましい。
【００２４】
コーティング層２８の厚さｔ３は、引張り部材２２の使用法に依存する。図１に示されているように、引張り部材２２は、１つの滑車２４の表面上を移動するため、頂部面３２は滑車２４と係合することがない。このような用途では、厚さｔ３を、非常に小さくすることができるが、引張り部材２２が滑車２４の表面上を移動する際の歪みに耐え得るのに十分な大きさとしなければならない。厚さｔ３における張力を減少させるために、引張り部材の表面３２に溝を設けることが望ましい。これに対して、第２の滑車を中心とした引張り部材２２の曲げ方向を逆にすることが必要なエレベータシステムでは、厚さｔ３と厚さｔ２とを等しくしなければならない場合がある。このような用途では、引張り部材２２の上方面３２および下方面３０の両方が係合面となるため、摩耗および応力に対する要求事項が同じである。
【００２５】
個々のコード２６の直径ｄおよび数は、特定の用途に依存する。上述したように、柔軟性を大きくするとともに、コード２６における応力を小さくするために、厚さｄを可能な限り小さくすることが望ましい。
【００２６】
図２には、複数の円形状ロープ２６がコーティング層２８内部に埋め込まれているものを示したが、コスト、耐性および製造の容易性などの理由により、縦横比が１より大きいものを含め、他の形状を有する個々のロープを引張り部材２２に利用することも可能である。実施例では、長円形ロープ３４（図６ｂ）、平形つまり方形のロープ３６（図６ｃ）、もしくは、引張り部材２２の幅に亘って配置された１本の平形ロープ３８（図６ｄ）、が利用されている。図６ｄの実施例の利点は、ロープ圧力がより均一に分散されるため、引張り部材２２におけるロープの最大圧力が、他の形状の場合よりも低減されることである。ロープはコーティング層内部に挿入され、コーティング層によって係合面が画定されているため、実際のロープ形状は、牽引力のためにはあまり重要ではなく、他の目的のために最適化される。
【００２７】
他の好適な実施例では、各コード２６は、好ましくは、７本のストランドが捻られたものから形成され、各ストランドは、７本の金属ワイヤが捻られたものからなる。本発明のこの構成の好適な実施例では、高炭素鋼が用いられる。好ましくは、このような鋼には冷間引抜きおよび亜鉛めっきが行われ、これによって、このようなプロセスの認識されている強度特性および耐腐食性が得られるようにする。コーティング層は、好ましくは、難燃性成分をベースとして含んでいるウレタン材料である。
【００２８】
図７を参照すると、鋼のコードを利用した好適な実施例では、コード２６の各ストランド２７は、７本のワイヤを有しており、中心ワイヤ３１の周りで６本のワイヤ２９が捻られた状態となっている。各コード２６は、中心に配置された１本のストランド２７ａと、中心のストランド２７ａの周りで捻られた外側の６本のストランド２７ｂと、を有する。好ましくは、中心ストランド２７ａを構成する個々のワイヤ２９の捻りパターンは、中心ストランド２７ａの中心ワイヤ３１の周りで単一方向に捻られたものであり、外側ストランド２７ｂのワイヤ２９は、外側ストランド２７ｂの中心ワイヤ３１の周りで反対方向に捻られている。ストランド２７ａにおいてワイヤ２９が中心ワイヤ３１の周りで捻られている状態と同様に、外側のストランド２７ｂは、中心ストランド２７ａの周りで同一方向に捻られている。例えば、１つの実施例では、個々のストランドが中心ワイヤ３１を有しており、各中心ワイヤ３１の周りで、中心ストランド２７ａの捻られたワイヤ２９は時計方向に捻られ、外側ストランド２７ｂのワイヤ２９は反時計方向に捻られている。さらに、コード２６のレベルでは、外側ストランド２７ｂは、中心ストランド２７ａの周りで時計方向に捻られている。捻りの方向によって、コードの全ワイヤにおける荷重分配特性が改善される。
【００２９】
本発明のこのような実施例を成功させるためには、非常に小さな寸法のワイヤ２９を用いることが重要である。各ワイヤ２９，３１の直径は、０．２５ミリメートル未満であり、好ましくは、約０．１０〜０．２０ミリメートルである。特定の実施例では、ワイヤの直径は、０．１７５ミリメートルである。小さな寸法のワイヤを好んで用いることによって、直径の小さな滑車を使用することができるという利点が得られる。直径の小さなワイヤは、平形ロープのストランドに大きな応力を加えることなく、小さな直径の滑車（直径約１００ミリメートル）の曲げ半径に耐え得る。本発明のこのような特別の実施例では、複数の細いコード２６、好ましくは全直径が約１．６ミリメートルのもの、が平形ロープのエラストマーに挿入されているため、各コードに加わる圧力が、従来技術のロープよりもはるかに低減される。ｎを平形ロープ内部の平行なコードの数とすると、所定の荷重およびワイヤ断面積に対して、コード圧力は少なくともｎ^-1/2に減少する。
【００３０】
図８を参照すると、金属材料からなるコードを利用した構成の代わりの実施例では、各コード２６における中心ストランド３７の中心ワイヤ３５の直径が大きくなっている。例えば、上述した実施例のワイヤ２９（０．１７５ミリメートル）が利用される場合、全コードにおける中心ストランドの中心ワイヤ３５のみが、約０．２０〜０．２２ミリメートルの直径を有する。このように中心ワイヤの直径を変更することの効果は、ストランド３７ａの周りで捻られているストランド３７ｂ間の接触が低減されるだけでなく、ワイヤ３５を囲んでいるワイヤ２９間の接触が低減されることである。このような実施例では、コード２６の直径は、上述した実施例の１．６ミリメートルよりも僅かに大きくなる。
【００３１】
図９を参照すると、金属材料から形成されたコードを利用した構成の第３の実施例では、図８の実施例の構想が拡大されていることによって、ワイヤとワイヤとの間、ストランドとストランドとの間、の接触がさらに低減されている。３つの異なる寸法のワイヤを用いて、本発明のコードが構成されている。この実施例では、最も太いワイヤは、中心ストランド２００の中心ワイヤ２０２である。中間の直径を有するワイヤ２０４は、中心ストランド２００の中心ワイヤ２０２の周りに配置されていることによって、中心ストランド２００の一部となっている。この中間の直径を有するワイヤ２０４は、さらに、全ての外側ストランド２１０の中心ワイヤ２０６となっている。最も小さな直径のワイヤは、２０８の番号が付けられており、各外側ストランド２１０における各ワイヤ２０６を囲んでいる。この実施例の全ワイヤの直径もまた、０．２５ｍｍ未満である。代表的な実施例では、ワイヤ２０２を０．２１ｍｍ、ワイヤ２０４を０．１９ｍｍ、ワイヤ２０６を０．１９ｍｍ、ワイヤ２０８を０．１７５ｍｍ、とすることができる。この実施例では、ワイヤ２０４およびワイヤ２０６は、直径が等しく、単に配置に関する情報を与えるために、別個に番号が付けられていることは認識されるだろう。本発明は、ワイヤ２０４およびワイヤ２０６の直径を等しくしたものに制限されない。用いられているワイヤの全直径は、単に例示的なものであり、中心ストランドの外側ワイヤ間の接触が低減され、外側ストランドの外側ワイヤ間の接触が低減され、かつ外側ストランド間の接触が低減されるような原理を用いて再決定することが可能である。（単に例示的目的のために）記載された実施例では、外側ストランドの外側ワイヤ間には、０．１４ｍｍの間隔が得られる。
【００３２】
図２に戻って参照すると、牽引滑車２４は、基部４０およびライナ４２を備えている。基部４０は、鋳鉄からなるとともに、滑車２４のそれぞれ反対側に配置されたリム４４を備えていることによって溝部４６を構成している。ライナ４２は、牽引面５０を有する基部４８と、滑車２４のリム４４によって支持されている一対のフランジ５２と、を備えている。ライナ４２は、ポリウレタン材料（例えば出願人が所有する米国特許第５，１１２，９３３号に記載されているもの）、もしくは、コーティング層２８の係合面３０に所望の牽引力を与え、かつ摩耗性を有するような他の適した材料から形成される。引張り部材２２もしくは滑車２４を交換する際のコストは高いため、牽引駆動装置１８内部では、滑車２４もしくは引張り部材２２ではなく、滑車のライナ４２が摩耗することが望ましい。従って、ライナ４２は、牽引駆動装置１８内部では、犠牲層として機能する。ライナ４２は、接合もしくは他の一般的方法により溝部４６内に固定されているとともに、引張り部材２２を受容するための牽引面５０を画定している。牽引面５０は、直径Ｄを有する。牽引面５０と係合面３０との間の係合によって、エレベータシステム１２を移動させるための牽引力が得られる。上述した牽引部材とともに利用される滑車の直径は、従来技術の滑車よりも効果的に減少される。特に、本発明の平形ロープとともに利用されるべき滑車の直径は、１００ｍｍ以下にまで減少され得る。当業者にはすぐ認識され得るように、このように滑車の直径が減少することによって、非常に小さな機械を使用することが可能となる。実際、機械の寸法は、例えば８人乗りエレベータのための低揚程用ギアレス装置の用途において通常の寸法の１／４に減少され得る。このことは、１００ｍｍの滑車によって必要なトルクが約１／４に低減し、モータの回転速度が増大するためである。従って、図示されている機械にかかるコストが減少する。
【００３３】
滑車がライナ４２を備えているように図示されているが、ライナ４２を備えていない滑車とともに引張り部材２２を利用することも可能なことは、当業者には認識されるべきである。代わりの実施例として、ライナ４２に代えて、ポリウレタンといった選択された材料の層を滑車にコーティングすることもでき、もしくは、滑車を、適切な合成材料から成形もしくは鋳造することも可能である。このような代わりの実施例では、滑車の寸法が減少したことにより滑車におけるライナを交換するよりも単に滑車全体を交換する方が低コストとなる場合には、良好なコスト効率が得られることが確認されている。
【００３４】
滑車２４およびライナ４２の形状によって、引張り部材２２が受容されるスペース５４が画定されている。リム４４およびライナ４２のフランジ５２は、引張り部材２２と滑車２４との間の係合に対する境界面を画定し、引張り部材２２が滑車２４から外れないようにこの係合を案内するようになっている。
【００３５】
牽引駆動装置１８についての代わりの実施例が図３に示されている。この実施例では、牽引駆動装置１８は、３本の引張り部材５６および牽引滑車５８を備えている。各引張り部材５６の形状は、図１および図２に関して述べられた引張り部材２２と同じである。牽引滑車５８は、基部６２、滑車５８のそれぞれ反対側に配置された一対のリム６４、一対のデバイダ６６および３つのライナ６８を備えている。デバイダ６６は、横方向に、リム６４から離間されているとともに、互いに離間されており、これによって、ライナ６８を受容するための３つの溝７０を画定している。図２に関して述べられたライナ４２と同様に、各ライナ６８は、引張り部材５６の１つを受容するための牽引面７４を画定している基部７２と、リム６４もしくはデバイダ６６に隣接した一対のフランジと、を備えている。さらに図２に示されているように、ライナ４２は、引張り部材の端部とライナ４２のフランジ７６との間にスペース５４が存在し得るのに十分な幅となっている。
【００３６】
牽引駆動装置１８の代わりの実施例が図４および図５に示されている。図４には、凸形状の牽引面８８を有する滑車８６が示されている。このような牽引面８８の形状によって、運転中、平形引張り部材９０が中央に保持される。図５には、外形が設けられた係合面９４を有する引張り部材９２が示されており、この係合面９４は、被覆されたコード９６によって画定されている。牽引滑車９８は、ライナ１００を備えており、このライナ１００は、引張り部材９２の外形に対して相補的な外形を有する牽引面１０２を有する。このような相補的形状によって、引張り部材が係合状態で案内されるとともに、引張り部材９２と牽引滑車９８との間の牽引力が増大する。
【００３７】
本発明の引張り部材および牽引駆動滑車を利用することによって、ロープの最大圧力が著しく減少し、これに対応して、滑車の直径および要求されるトルクが減少する。このようなロープの最大圧力の減少は、引張り部材の断面積の縦横比が１より大きいことに起因する。このような形状の場合、引張り部材が図６ｄに示されたようなものであるとすると、ロープの最大圧力の概算値は、以下のように計算される。
【００３８】
【数１】

【００３９】
ここで、Ｆは、引張り部材における最大張力である。この他の図６а−ｃの形状の場合も、ロープの最大圧力は、ほぼ同じであるが、個々のロープが不連続なことに起因して僅かに大きい値となる。円形ロープが円形状溝部内にある場合、ロープの最大圧力の概算値は、以下のように計算される。
【００４０】
【数２】

【００４１】
直径および張力レベルが同等であるとすると、係数（４／π）に起因して、ロープの最大圧力が少なくとも２７％大きい値となる。より重要なことは、幅ｗがコードの直径ｄよりもはるかに大きいことであり、これによって、ロープの最大圧力が著しく減少する。通常のロープ用の溝部が切り込まれている場合は、ロープの最大圧力はいっそう大きくなるため、平形引張り部材を用いることによって、ロープの最大圧力の相対的減少量がより大きくなる。本発明の引張り部材の他の利点は、引張り部材の厚さｔ１が、同等の荷重伝達能力を有する円形ロープの直径ｄよりもはるかに小さいことである。このことによって、引張り部材の柔軟性が、一般的なロープよりも向上される。
【００４２】
本発明は、その実施例に関して図示および記載が行われたが、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、様々な変更、省略および追加を加えることができることは、当業者には認識されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の牽引駆動装置を備えたエレベータシステムの斜視図。
【図２】 牽引駆動装置の側断面図であり、引張り部材および滑車を示している。
【図３】 他の実施例の側断面図であり、複数の引張り部材を示している。
【図４】 更に他の実施例を示す図であり、引張り部材を中央に配置するために凸形状を有する牽引滑車を示している。
【図５】 更に他の実施例を示す図であり、牽引力を増大させるとともに引張り部材と滑車との間の係合を案内するような相補的形状を有する牽引滑車および引張り部材を示している。
【図６ａ】 引張り部材の断面図。
【図６ｂ】 引張り部材の他の実施例の断面図。
【図６ｃ】 引張り部材の他の実施例の断面図。
【図６ｄ】 引張り部材の他の実施例の断面図。
【図７】 本発明の他の実施例の１つのコードの拡大断面図であり、このコードは、中心ストランドの周りで６本のストランドが捻られたものである。
【図８】 本発明の他の実施例の１つのコードの拡大断面図。
【図９】 本発明の他の実施例のコードの１つを示す拡大断面図。

Claims (41)

1. 牽引駆動装置と、かごと、つりあいおもりと、を備える、建物で使用される乗用エレベータシステムであって、
   前記牽引駆動装置は、機械により駆動される牽引滑車と、前記かごに昇降力を供給するために該かごと前記つりあいおもりとを相互に連結させて懸吊している複数の引張り部材と、を備えており、
   前記引張り部材は、それぞれ幅ｗ、曲げ方向に測定された厚さｔおよび厚さｔに対する幅ｗの比として規定された、１より大きい縦横比を有しているとともに、該引張り部材の幅寸法によって画定された、前記牽引滑車に係合する係合面を有しており、
   前記牽引滑車は、各々の前記引張り部材にそれぞれ対応する複数の牽引面と、該牽引滑車の両側に設けられた一対の保持リムと、前記複数の牽引面を分離する１つまたは複数のデバイダと、を備えており、前記複数の牽引面は、前記引張り部材のそれぞれの係合面と摩擦係合しており、
   前記引張り部材は、それぞれエラストマーコーティングの共通層に埋め込まれた複数の独立した荷重伝達コードを備えており、前記コーティング層によって独立した荷重伝達コードが分離されており、前記コーティング層は、前記牽引滑車と係合する前記係合面を画定しているとともに、前記牽引滑車から前記荷重伝達コードに牽引力を伝達して前記かごと前記つりあいおもりとを移動させるように機能し、
   前記牽引面と、前記引張り部材にそれぞれ面した前記保持リムの面および前記デバイダの面と、は、前記引張り部材のコーティング層に対して犠牲材料となる非金属材料から形成されていることを特徴とするエレベータシステム。
2. 前記の荷重伝達コードは、非金属材料のストランドから形成されていることを特徴とする請求項１記載のエレベータシステム。
3. 前記エラストマーは、ウレタンであることを特徴とする請求項１または２に記載のエレベータシステム。
4. 前記ウレタン材料は、熱可塑性ウレタンであることを特徴とする請求項３記載のエレベータシステム。
5. 前記コーティング層によって、前記の複数の独立した荷重伝達コードが長手方向へと別々に移動しないようになっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエレベータシステム。
6. 前記コーティング層によって各荷重伝達コードが拘束されていることによって、各荷重伝達コードが別々に移動しないようになっていることを特徴とする請求項５記載のエレベータシステム。
7. 前記の独立した荷重伝達コードは、前記コーティングの共通層の内部で、幅方向に離間されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のエレベータシステム。
8. 前記コーティング層によって、前記の複数の独立した荷重伝達コードのための１つの係合面が画定されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のエレベータシステム。
9. 前記コーティング層が幅方向に延びていることによって、前記係合面が前記の複数の独立した荷重伝達コードの周囲に延びていることを特徴とする請求項８記載のエレベータシステム。
10. 前記コーティング層の前記係合面が前記荷重伝達コードの外側表面形状によって画定されていることによって、前記牽引滑車と前記引張り部材との間の牽引力が増大されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のエレベータシステム。
11. 前記の複数の独立した荷重伝達コードは、直線的に配置されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のエレベータシステム。
12. 前記の複数の独立した荷重伝達コードの断面は、円形であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のエレベータシステム。
13. 前記の独立した荷重伝達コードの縦横比は、１より大きいことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のエレベータシステム。
14. 前記の複数の独立した荷重伝達コードの断面は、平形であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のエレベータシステム。
15. 前記の独立した荷重伝達コードは、非金属材料のストランドから形成されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のエレベータシステム。
16. 前記の独立した荷重伝達コードは、金属からなることを特徴とする請求項１に記載のエレベータシステム。
17. 前記の独立した荷重伝達コードは、複数の独立したワイヤから構成されており、このワイヤには、直径が０．２５ミリメートル未満のものが含まれていることを特徴とする請求項１６記載のエレベータシステム。
18. 前記の複数のワイヤは、複数のワイヤおよび中心ワイヤのストランドを構成する捻りパターンで配置されていることを特徴とする請求項１７記載のエレベータシステム。
19. 前記ストランドパターンは、前記の複数のワイヤが１本の前記中心ワイヤの周りで捻られたものとされていることを特徴とする請求項１８記載のエレベータシステム。
20. 前記の複数の荷重伝達コードは、それぞれ、中心ストランドの周りを複数のストランドが囲んだ状態のパターンで構成されていることを特徴とする請求項１９記載のエレベータシステム。
21. 前記コードパターンは、前記中心ストランドの周りで複数の外側ストランドが捻られたものとして規定されることを特徴とする請求項２０記載のエレベータシステム。
22. 前記中心ストランドは、１本の前記中心ワイヤの周りで複数のワイヤが第１の方向に捻られたものからなり、各外側ストランドは、１本の前記中心ワイヤの周りで複数の前記ワイヤが第２の方向に捻られたものからなり、前記外側ストランドは、前記中心ストランドの周りで前記第１の方向に捻られていることを特徴とする請求項２１記載のエレベータシステム。
23. 各ストランドの各中心ワイヤは、各中心ワイヤの周りで捻られている全てのワイヤよりも太いことを特徴とする請求項２１または２２に記載のエレベータシステム。
24. 前記中心ストランドの前記中心ワイヤは、各外側ストランドの前記中心ワイヤよりも太いことを特徴とする請求項２３記載のエレベータシステム。
25. 前記中心ストランドの前記中心ワイヤは、前記の複数の荷重伝達コードの各コードに含まれる他の全てのワイヤよりも、直径が大きいことを特徴とする請求項２０または２１に記載のエレベータシステム。
26. 前記の全てのワイヤの直径が、０．２５ミリメートル未満であることを特徴とする請求項１７〜２５のいずれかに記載のエレベータシステム。
27. 前記ワイヤの直径は、約０．１０〜０．２０ミリメートルの範囲内にあることを特徴とする請求項１９〜２６のいずれかに記載のエレベータシステム。
28. 前記コーティング層は、透過性を有するものであることを特徴とする請求項１〜２７のいずれかに記載のエレベータシステム。
29. 前記コーティング層は、難燃性を有するものであることを特徴とする請求項１〜２８のいずれかに記載のエレベータシステム。
30. 前記荷重伝達コードの最大ロープ圧力は、以下の式によって近似的に求められ、
    Ｐ_max＝（２Ｆ／Ｄｗ）
    Ｆは、前記引張り部材における最大張力であり、Ｄは、牽引滑車の直径であることを特徴とする請求項５〜２９のいずれかに記載のエレベータシステム。。
31. 前記コーティング層の前記係合面は、前記荷重伝達コードの外側表面によって形状付けられていることによって、前記牽引滑車と係合した状態で前記引張り部材を案内するようになっていることを特徴とする請求項１〜３０のいずれかに記載のエレベータシステム。
32. 前記引張り部材の縦横比は、２以上であることを特徴とする請求項１〜３１のいずれかに記載のエレベータシステム。。
33. 前記牽引面が、前記引張り部材の前記係合面に対して相補的な外形を有していることによって、前記牽引滑車と前記引張り部材との間の牽引力が増大されていることを特徴とする請求項３２記載のエレベータシステム。
34. 前記牽引面が、前記引張り部材の前記係合面に対して相補的な外形を有していることによって、前記引張り部材が前記牽引滑車と係合している状態で、前記引張り部材を案内するようになっていることを特徴とする請求項３２または３３に記載のエレベータシステム。
35. 前記牽引面は、直径Ｄを有しており、前記直径Ｄは、横方向に変化していることによって、前記引張り部材と前記牽引滑車とが係合している状態で、案内機構を構成することを特徴とする請求項３２〜３４のいずれかに記載のエレベータシステム。
36. 前記牽引滑車の周りに配置された滑車ライナを備えており、前記滑車ライナによって、前記牽引面と、前記引張り部材にそれぞれ面した前記保持リムの面および前記デバイダの面と、が画定されていることを特徴とする請求項３２〜３５のいずれかに記載のエレベータシステム。
37. 前記牽引面と、前記引張り部材にそれぞれ面した前記保持リムの面および前記デバイダの面と、は、前記牽引滑車に接合された非金属コーティングから形成されていることを特徴とする請求項３２〜３５のいずれかに記載のエレベータシステム。
38. 前記牽引滑車は、非金属材料から形成されており、前記非金属材料によって、前記牽引面と、前記引張り部材にそれぞれ面した前記保持リムの面および前記デバイダの面と、が画定されていることを特徴とする請求項３２〜３５のいずれかに記載のエレベータシステム。
39. 前記牽引面と、前記引張り部材にそれぞれ面した前記保持リムの面および前記デバイダの面と、は、ポリウレタンから形成されていることを特徴とする請求項３２〜３８のいずれかに記載のエレベータシステム。
40. 前記牽引滑車の直径は、１００ミリメートル以下であることを特徴とする請求項１〜３９のいずれかに記載のエレベータシステム。
41. 前記の荷重伝達コードと、前記引張り部材の係合面と、の間のコーティング層の厚さは、前記の荷重伝達コードと、前記係合面の反対側の前記引張り部材の表面と、の間のコーティング層の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項１〜４０のいずれかに記載のエレベータシステム。

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