JP4922665B2 - 数本のケーブルを接続する、機械的にプラスの接続部を有する支持手段 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の序文による、互いから離間されて延在する数本のケーブルと、ケーブルケーシングとを有するエレベータ装置において使用する支持手段に関する。

ランニングケーブルは、運搬技術、特に、エレベータ、クレーン構造、および、採掘における、重要且つ非常に負荷がかかる機械的要素である。例えば、エレベータ構造で使用される駆動ケーブルの装荷は、特に多面的である。

従来のエレベータ装置の場合、エレベータケージおよび釣り合いおもりは数本の鋼製のストランドケーブルにより一緒に接続される。ケーブルは、駆動モータによって駆動される駆動プーリ上を通る。駆動モーメントは、ルーピング角度にわたる駆動プーリ上のそれぞれのケーブル部に対して、摩擦対（ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｃｏｕｐｌｅ）の下で与えられる。その場合、ケーブルは、張力、曲げ、圧縮、および、ねじりの応力を受ける。ケーブルプーリ上の曲げにより生ずる相対運動は、ケーブル構造内で摩擦を生じ、ケーブルの摩耗に対して悪影響を与える。それぞれのケーブル構造、曲げ半径、溝の外形、および、ケーブルの安全性の要素に依存して、発生する一次的および二次的応力がケーブルの状態に悪影響を与える。

強度の要件の他に、エネルギー、最小可能質量の理由により、エレベータ装置の場合には更なる要件が存在する。例えば、芳香族ポリアミド、特に、アラミドの高強度合成繊維ケーブルは、鋼製のケーブルよりも良好に上記要求を満たす。

アラミド繊維よりなるケーブルは、従来の鋼製ケーブルと比較して、同じ断面および同じ耐荷重能力について、単位体積のケーブル重量の四分の一から五分の一だけの重量を有する。しかしながら、鋼と比べて、アラミド繊維は長手軸方向の耐荷重能力についての横断方向の強度が実質的に低い。

したがって、例えば欧州特許出願公開第０６７２７８１号明細書には、駆動プーリ上を通る際の最小可能な横断方向の応力にアラミド繊維を曝すために、駆動ケーブルとして好適な平行によられたアラミド繊維ストランドケーブルが開示される。同文献から知られているアラミドケーブルは、サービス寿命、高い摩耗強度、および、最高曲げ強度に関して非常に良好な値を提供するが、好ましくない状況下では、平行によられたアラミドケーブルは局所的にケーブルが解ける現象が生じる場合があり、元のケーブル構造のバランスを恒久的に乱す。

これらのねじり現象およびケーブル構造における変化は、例えば欧州特許出願公開第１０６１１７２号明細書に開示する合成繊維ケーブル等で回避することができる。このために、合成繊維ケーブルは、ケーブルケーシングを用いて一緒に接続される二本の平行に延在するケーブルを備える。欧州特許出願公開第１０６１１７２号明細書による合成繊維ケーブルは、実質的に平行に延在する二本のケーブルの特徴により長手軸方向の強度を実現する。それに反して、ケーブルケーシングは、ねじり現象およびケーブル構造の変化を防止する。更に、ケーブルケーシングは、絶縁体（保護効果）として機能し、高い摩擦係数を有する。その弱点は、適用分野および使用により、欧州特許出願公開第１０６１１７２号明細書による合成繊維ケーブルのウェブにある可能性がある。

異なる半径のトラック上を各ケーブルが通るよう駆動プーリの周りについて移動される場合、二本以上のケーブルに対する支持手段は、不都合な点を有する。半径の差により、ケーブルは、異なる速度で駆動プーリの牽引によって移動される。それにより、ケーブルケーシングのウェブ部分は、せん断応力に曝される。せん断作用により、ケーブルケーシングのウェブ領域が、特に、動的に生ずるせん断力を考慮した場合に、損傷し得る。
欧州特許出願公開第０６７２７８１号明細書 欧州特許出願公開第１０６１１７２号明細書

本発明は、ウェブ破損をとりわけ回避するために、二本以上のケーブルを備える知られている支持手段を更に改善することを目的とする。本発明は、合成繊維ケーブルを備える支持手段に、特に適用される。

本発明は、ウェブ領域が堅くなった場合に上述の問題が優勢にならないといった認識に基づく。したがって、せん断力の直接的な影響は実際には防止されるが、この場合、より速く循環するケーブルが他方のケーブルに沿って引きずられ、スリップが生じ、摩耗が増加される。

本発明によると、上記目的は、請求項１に記載の特徴を有する支持手段によって実現される。従属請求項は、請求項１の特徴より提供される本発明の便宜的、且つ、有利な発展および／または実施形態を有する。

本発明は、図面に例示する実施形態の実施例に基づいて、以下により詳細に説明する。

全ての図面を通じて、同じ構成要素、あるいは、同じ効果を有する構成要素には、詳細には同一の構造を有さなくても、同じ参照符号が付与される。図面は原寸に比例していない。

エレベータ装置において使用する第１の支持手段１０は、図１Ａおよび図１Ｂに示される。支持手段１０は、少なくとも二本のケーブル１１．１および１１．２を備える。これらのケーブル１１．１および１１．２は、例えば、長手軸方向Ｌにおける力を許容するよう設計される合成繊維ストランド１２を備える。ケーブル１１．１および１１．２は、間隔Ａ１（中心間）で支持手段１０の長手軸方向Ｌに沿って、互いに対して平行に配置される。ケーブル１１．１および１１．２は、ウェブ領域１４を有するケーブルケーシング１３によってねじりから保護されるよう、互いに対して固定される。ケーブルケーシング１３は、支持手段１０の長手軸方向Ｌに対して平行に延在する遷移領域を二本のケーブル間に形成し、当該領域はウェブまたはウェブ領域１４と呼ばれる。

本発明によると、接続手段１５がウェブ領域１４に設けられる。これらの接続手段１５は、長手軸方向Ｌにおいてケーブル１１．１および１１．２の誘導される相対運動を可能にするよう設計される。

第１の実施形態においてこれらの接続手段１５がどのように設計されているかは、図１Ａおよび図１Ｂから明らかであろう。第１のケーブル１１．１のケーブルケーシング１３は、支持手段１０の長手軸方向Ｌに対して平行に延在する長手軸方向の溝１５．１の形態を有する。第２のケーブル１１．２のケーブルケーシング１３には、長手軸方向の溝１５．１と係合する対応する対応部材１５．２が設けられる。このような接続は、例えば、キーエンドグルーブ接続と呼ばれ、対応部材１５．２がキーとして機能し、長手軸方向の溝１５．１はグルーブ（溝）として機能する。

図１Ｂは、二本のケーブル１１．１および１１．２のケーブルケーシング１３が、接続手段１５によってどのように一緒に接続されているかを示す斜視図である。この場合、接続手段１５は、二本のケーブル１１．１および１１．２の長手軸方向Ｌに対して平行な相対移動が可能となるよう設計される。

本発明によると、少なくとも二本のケーブルが一緒に接続されるが、これは剛性な接続部によるものではない。本発明による支持手段１０の隣接するケーブル１１．１および１１．２間の接続は、隣接する一本のケーブルとそれぞれ接続されて機械的に確動式に一緒に合わされる接続要素１５．１および１５．２を用いて形成される。一方でケーブル１１．１から隣接するケーブル１１．２へのねじりモーメントの伝達が可能となり、他方で支持手段１０の長手軸方向Ｌにおける互いに対するケーブル１１．１および１１．２の移動が可能となる。

接続手段１５が誘導要素１５．１と対応する対応部材１５．２とを備えることが重要であり、長手軸方向（Ｌ）における互いに対するケーブル１１．１、１１．２、および、１１．３の誘導される相対運動を可能にする。

接続手段１５は、長手軸方向Ｌのせん断動作によりどの変形も接続要素１５に生じないように設計されることが好ましい。これは、相互に接触する接続要素１５．１および１５．２間の摩擦を非常に小さくすることで、少なくともある長手領域分において互いにすれ違うことを可能にすることで実現される。

本発明によると、「隣接するケーブルの相対移動」といった用語は、
（１）二本のケーブル１１．１および１１．２が全長にわたって（ケーブルの伸びが同じとして）互いに対して均等に移動する場合、
（２）ケーブル１１．１および１１．２の一方が他方よりもより強く伸び、伸びの間、各ケーブルの個々の長手領域間の相対移動が生ずる（この場合の相対移動量はケーブルの長手上の位置に依存する）場合、
といった二つの場合を含む。

本発明によると、隣接するケーブル１１．１および１１．２間の接続は、せん断応力によって負荷をかけられることはなく、変形もされない。

記載した原理は、三本以上のケーブルの集合にも転用される。

本発明による、三本のケーブル１１．１から１１．３を有する支持手段１０は、図２Ａおよび図２Ｂに示される。図１Ａおよび図１Ｂに示される支持手段１０と同様に、支持手段１０は、エレベータ装置で使用されるよう設計される。支持手段１０は、三本のケーブル１１．１、１１．２、および、１１．３を備え、三本のケーブル１１．１、１１．２、および、１１．３それぞれは、数本のストランド１２を備える。ケーブル１１．１、１１．２、および、１１．３は、長手軸方向Ｌにおける力を許容するよう設計され、このとき、ケーブル１１．１、１１．２、および、１１．３は、互いに対して間隔Ａ１で支持手段１０の長手軸方向Ｌに沿って配置され、ケーブルケーシング１３を用いて接続される。ケーブルケーシング１３は、二本のケーブル１１．１と１１．２間、および、１１．２と１１．３間のウェブ領域１４をそれぞれ形成する。接続手段１５は、ウェブ領域１４に設けられる。接続手段１５は、長手軸方向Ｌにおけるケーブル１１．２に対するケーブル１１．１、および、ケーブル１１．３に対するケーブル１１．２の誘導される相対運動を可能にするよう、設計される。

図２Ａおよび図２Ｂから分かるように、二本の外側ケーブル１１．１と１１．３はそれぞれ、内側ケーブル１１．２に対向する対応部材１５．２を有する。これらの対応部材１５．２は、長手軸Ｌに対して平行に延在する。対応部材１５．２は、中央のケーブル１１．２の長手軸方向の溝１５．１と係合し、上述された互いに対するケーブルの相対移動を可能にするよう設計される。

本発明の好ましい実施形態では、ケーブルのストランド１２は、支持手段１０のケーブルのうち少なくとも二本が、ねじりの応力下で反対方向の（相互に補償する）固有のねじりモーメントを発生するよう配置される。

図１Ｂに示す例では、これら各ケーブルのストランド１２はそれぞれ平行に（同じ回転方向で）配置され、異なるケーブル１１．１および１１．２のストランドは反対方向の回転で配置される。

接続要素１５．１および１５．２は、対応するケーブル１１．１から１１．３のケーシング１３の構成要素でもよい。この場合、接続要素１５．１および１５．２は、単一の製造工程（対応する材料に応じて押し出しまたは硫化）において対応するケーブルのケーシング１３に固定される。

各ケーブル１１．１から１１．３は、どの場合でも、同じツールによってそれぞれ個別に製造されることが有利である。

その後、数本のケーブルは、対応する補完的な接続要素１５．１および１５．２が互いに対して差し込まれるよう（クリック−シート接続と呼ばれる）合わされる。差込によって接続要素を接続する代わりに、接続要素は、対応部材１５．２が長手軸方向の溝１５．１に押し込められるよう設計されてもよい。

最適化パラメータは、補完的な接続要素１５．１および１５．２間の摩擦係数である。摩擦係数を最適化することにより、ケーブルの相対運動の場合の接続要素１５におけるせん断応力が回避されるか、少なくとも最小化される。

更に、機械的な補強部を個々の接続要素１５に設けることも可能である。

合成繊維ケーブルを有する支持手段１０の使用が特に好ましい。金属製、合成および／または有機ストランド１２、あるいは、上記材料の組み合わせが特に好ましい。

ケーブル１１．１から１１．３は、ストランド１２の二段階あるいは多段階のねじりにより形成されることが好ましい。ストランドを有する三層１２．２、１２．３、および１２．４と、中央のストランド１２．１とを備える、ケーブル１１．１から１１．３は、図１Ａから図２Ｂに示される。しかしながら、これはケーブル１１．１から１１．３の構造の例に過ぎない。

例えば、アラミド繊維のケーブルヤーンがケーブル１１．１から１１．３において一緒にねじられてもよい。

図から分かるように、ケーブル１１．１から１１．３の外周全体は、合成材料よりなるケーブルケーシング１３によって囲われている。ケーブルケーシング１３は、合成および／または有機材料を含む。ゴム、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、または、ポリアミド等の材料は、ケーブルケーシングに特に適している。それぞれ弾性的に変形可能である合成材料が、ケーブル１１．１から１１．３に射出成形されるか押し出され、その上で成形体に形成されることが好ましい。ケーブルケーシングの材料は、外側から外周におけるストランド１２間の全ての隙間に浸透し、隙間を充填する。それにより形成されるケーブルケーシング１３のストランド１２に対する接合が非常に強くなるため、ケーブル１１．１および１１．３のストランド１２とケーブルケーシング１３との間で小さい相対運動だけが生ずる。長手軸方向の溝１５．１または対応部材１５．２のいずれか一方が、ケーブルケーシングに取り付けられるか、ケーブルケーシング１３と一体化され、対応部材は長手軸方向の溝１５．１に差し込まれるか押し込まれるよう設計される。

接続要素１５は、図示するように、ケーブルケーシング１３と密接して接続されることが好ましい。

接続要素１５は細長い構造を有し、ケーブルケーシング１３に沿って長手軸方向Ｌに延在することが好ましい。しかしながら、接続要素１５が支持手段１０の長手領域にわたってだけ、それぞれの場合に延在してもよいことは理解されるであろう。隣接するケーブル間にウェブ１４が存在しない長手領域が、長手領域間に設けられることが好ましい。

更なる実施形態によると、短い繊維片（例えば、ガラス繊維、アラミド繊維等）あるいは織布が、接続要素１５の領域に埋め込まれ、補強部として機能してもよい。

図示する支持手段１０は、ケーブルプーリによる駆動に特に適しており、ケーブルプーリと支持手段１０との間の力の伝達は実質的に摩擦対により行われる。

本発明の実施形態により、せん断動作が長手軸Ｌに対して平行な長手軸方向の移動に変換される点で、ウェブ破損あるいはウェブ領域における弱化が回避される。それにより、ウェブ領域の損傷と、同時に、二本以上のケーブルを有する従来の支持手段の摩耗が、減少される。

本発明による、二本の、三本の、または多数本のケーブルは、支持手段１０のケーブルが異なる半径の円形路に沿って、従って、駆動プーリの円周において異なる速度で駆動プーリにおいて移動する際に、駆動プーリにおける走行半径差を問題なく補償する。

二本のケーブルを有する、本発明による第１の支持手段の概略的な断面図である。 図１Ａの支持手段の斜視図である。 三本のケーブルを有する、本発明による第２の支持手段の概略的な断面図である。 図２Ａの支持手段の斜視図である。

符号の説明

１０ 支持手段
１１．１、１１．２、１１．３ ケーブル
１２ 合成繊維ストランド
１２．１ 中央のストランド
１２．２、１２．３、１２．４ ストランドを有する三層
１３ ケーブルケーシング
１４ ウェブ領域
１５ 接続手段
１５．１ 長手軸方向の溝
１５．２ 対応部材

Claims (9)

1. 長手軸方向（Ｌ）における力を許容するよう設計される、数本のストランド（１２）よりなる少なくとも二本のケーブル（１１．１、１１．２、１１．３）を備え、ケーブル（１１．１、１１．２、１１．３）は、互いから間隔（Ａ１）で支持手段（１０）の長手軸方向（Ｌ）に沿って配置され、二本のケーブル（１１．１、１１．２、１１．３）間でウェブ（１４）を形成するケーブルケーシング（１３）を用いて接続される、エレベータ装置において使用する支持手段（１０）であって、
   接続手段（１５）がウェブ領域（１４）に設けられ、
   接続手段（１５）が、長手軸方向（Ｌ）において互いに対するケーブル（１１．１、１１．２、１１．３）の誘導される相対運動を可能にするよう設計されることを特徴とする、支持手段。
2. 接続手段（１５）は、長手軸方向（Ｌ）において互いに対するケーブル（１１．１、１１．２、１１．３）の誘導される相対運動を可能にする誘導要素（１５．１）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の支持手段（１０）。
3. 一方のケーブル（１１．１）のストランド（１２）と、他方のケーブル（１１．２）のストランド（１２）は、長手軸方向（Ｌ）に沿った支持手段のねじりを回避するよう反対方向の固有のねじりモーメントによって負荷がかけられることを特徴とする、請求項１または２に記載の支持手段（１０）。
4. ケーブルケーシング（１３）は、合成および／または有機材料を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の支持手段（１０）。
5. ストランド（１２）は、金属、合成および／または有機材料を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の支持手段（１０）。
6. 接続手段（１５）は、機械的に確動な接続部、好ましくは、キーアンドグルーブ接続部（１５．１、１５．２）の形態で実現されることを特徴とする、請求項１または２に記載の支持手段（１０）。
7. 支持手段（１０）は、長手軸方向（Ｌ）において一方のケーブル（１１．１）で延在する長手軸方向の溝（１５．１）と、他方のケーブル（１１．２）でこの長手軸方向の溝（１５．１）と係合する対応部材（１５．２）と、を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の支持手段（１０）。
8. 接続手段（１５）は、差し込み可能な構造を有することを特徴とする、請求項１、２、６、または７に記載の支持手段（１０）。
9. 接続手段（１５）は、ケーブルケーシング（１３）の一体型構成要素として構成されることを特徴とする、請求項１、２、６、または７に記載の支持手段（２０）。

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