(57)【要約】【課題】軽量でかつ柔軟性が高く、シーブの直径を小さくすることが可能なエレベータシステムのベルトを提供する。【解決手段】エレベータシステムのベルトは、ベルト幅方向に少なくとも部分的に延び、ベルトの長さに沿って長手方向に延びる引張部材であって、複数の芳香族ポリエステルベース繊維から少なくとも部分的に形成された引張部材と、引張部材を少なくとも部分的に被覆するジャケット材とを含む。エレベータシステムは、昇降路と、昇降路に配置され、昇降路内を移動可能なエレベータかごと、エレベータかごに動作可能に接続されて、エレベータかごを吊り下げる及び／または昇降路に沿って駆動するベルトとを含む。ベルトは、ベルト幅方向に少なくとも部分的に延び、ベルトの長さ方向に長手方向に延びる引張部材を含む。引張部材は、複数の芳香族ポリエステルベース繊維から少なくとも部分的に形成される。ジャケット材は、引張部材を少なくとも部分的に被覆する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータシステムのベルトであって、
ベルト幅方向に少なくとも部分的に延び、前記ベルトの長さに沿って長手方向に延びる引張部材であって、複数の芳香族ポリエステルベース繊維から少なくとも部分的に形成される前記引張部材と、
前記引張部材を少なくとも部分的に被覆するジャケット材と、
を含む、前記ベルト。
【請求項２】
前記芳香族ポリエステルベース繊維は、布に形成される、請求項１に記載のベルト。
【請求項３】
前記布は、複数の芳香族ポリエステルベース繊維を含む前記布の一部として形成された炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン、超高分子量ポリプロピレン、ポリベンゾオキサゾール繊維、または、ナイロンをさらに含む、請求項２に記載のベルト。
【請求項４】
前記引張部材は、ベルト厚さ方向に配列された複数の布層を含む、請求項２に記載のベルト。
【請求項５】
前記ベルト幅方向に配置された複数の引張部材をさらに含む、請求項１に記載のベルト。
【請求項６】
前記引張部材は、
複数の耐荷重繊維を含むコードと、
前記コードを少なくとも部分的に囲む芳香族ポリエステルベース繊維の少なくとも１つの層と、
を含む、請求項１に記載のベルト。
【請求項７】
前記耐荷重繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、及び、ポリマー繊維の１つまたは複数である、請求項６に記載のベルト。
【請求項８】
前記複数の耐荷重繊維は、マトリクス材で配置される、請求項６に記載のベルト。
【請求項９】
前記ジャケット材は、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、クロロスルフォニルポリエチレン、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、スチレンブロックジエンエラストマー、天然ゴム、及び、少なくとも２つの化合物の任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載のベルト。
【請求項１０】
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、前記昇降路内を移動可能なエレベータかごと、
前記エレベータかごに動作可能に接続されて、前記エレベータかごを吊り下げる、及び／または、前記昇降路に沿って駆動するベルトとを含み、前記ベルトは、
ベルト幅方向に少なくとも部分的に延び、前記ベルトの長さに沿って長手方向に延びる引張部材であって、複数の芳香族ポリエステルベース繊維から少なくとも部分的に形成される前記引張部材と、
前記引張部材を少なくとも部分的に被覆するジャケット材と
を含む、前記エレベータシステム。
【請求項１１】
前記複数の芳香族ポリエステルベース繊維は、布に形成される、請求項１０に記載のエレベータシステム。
【請求項１２】
前記布は、複数の芳香族ポリエステルベース繊維を含む前記布の一部として形成された炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン、超高分子量ポリプロピレン、ポリベンゾオキサゾール繊維、または、ナイロンをさらに含む、請求項１１に記載のエレベータシステム。
【請求項１３】
前記引張部材は、ベルト厚さ方向に配列された複数の層を含む、請求項１０に記載のエレベータシステム。
【請求項１４】
前記ベルト幅方向に配置された複数の引張部材をさらに含む、請求項１０に記載のエレベータシステム。
【請求項１５】
前記引張部材は、
複数の耐荷重繊維を含むコードと、
前記コードを少なくとも部分的に囲む芳香族ポリエステルベース繊維の少なくとも１つの層と、
を含む、請求項１０に記載のエレベータシステム。
【請求項１６】
前記耐荷重繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、及び、ポリマー繊維の１つまたは複数である、請求項１５に記載のエレベータシステム。
【請求項１７】
前記複数の耐荷重繊維は、マトリクス材で配置される、請求項１５に記載のエレベータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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／または駆動する耐荷重部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータシステムは、建物の様々な階の間で、乗客、貨物、または、その両方を運ぶのに役立つ。一部のエレベータは、トラクションベースであり、エレベータかごを支持し、エレベータかごの所望の動き及び位置を達成するためのロープまたはベルト等の耐荷重部材を利用している。
【０００３】
高層への吊り上げのための金属製ロープは、その引張強度と剛性の割に、重く、太い。代わりに、ベルトが耐荷重部材として使用されることが多い。ベルトが耐荷重部材として使用される場合、複数の引張部材またはコードが、共通のジャケットに埋め込まれる。ジャケットは、コードを所望の位置に保持し、また、摩擦荷重経路を提供する。例示のトラクションエレベータシステムにおいては、マシンが、ベルトが接触するトラクションシーブを駆動して、エレベータかごを昇降路に沿って駆動する。ベルトは、典型的に、スチール要素から形成された引張部材を利用するが、これらのベルトには、高層への吊り上げ用途において、スチールロープと同じ問題が多くある。代わりに、炭素繊維複合材等の複合材で形成された引張部材を利用してよい。
【０００４】
炭素繊維複合材の引張部材においては、部材は、良好な強度対重量特性を有するが、典型的には、使用されている剛性熱硬化性マトリクスが原因で、柔軟性が低下し、また、スチールワイヤから形成された引張部材と比較して、高温性能も低下する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態においては、エレベータシステムのベルトは、ベルト幅方向に少なくも部分的に延び、ベルトの長さに沿って長手方向に延びる引張部材を含み、引張部材は、複数の芳香族ポリエステルベース繊維から少なくとも部分的に形成され、ジャケット材が、引張部材を少なくとも部分的に被覆する。
【０００６】
さらに、または、代わりに、この実施形態または他の実施形態において、芳香族ポリエステルベース繊維は、布に形成される。
【０００７】
さらに、または、代わりに、この実施形態または他の実施形態において、布は、複数の芳香族ポリエステルベース繊維を含む布の一部として形成された炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン、超高分子量ポリプロピレン、ポリベンゾオキサゾール繊維、または、ナイロンをさらに含む。
【０００８】
さらに、または、代わりに、この実施形態または他の実施形態において、引張部材は、ベルト厚さ方向に配列された複数の布層を含む。
【０００９】
さらに、または、代わりに、この実施形態または他の実施形態において、複数の引張部材が、ベルト幅方向に配置される。
【００１０】
さらに、または、代わりに、この実施形態または他の実施形態において、引張部材は、複数の耐荷重繊維を含むコードと、コードを少なくとも部分的に囲む芳香族ポリエステルベース繊維の少なくとも１つの層とを含む。
【００１１】
さらに、または、代わりに、この実施形態または他の実施形態において、耐荷重繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、及び、ポリマー繊維の１つまたは複数である。
【００１２】
さらに、または、代わりに、この実施形態または他の実施形態において、複数の耐荷重繊維は、マトリクス材で配置される。
【００１３】
さらに、または、代わりに、この実施形態または他の実施形態において、ジャケット材は、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、クロロスルフォニルポリエチレン、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、スチレンブロックジエンエラストマー（ｓｔｙｒｅｎｅ  ｂｌｏｃｋ  ａｎｄ  ｄｉｅｎｅ  ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）、天然ゴム、及び、少なくとも２つの化合物の任意の組み合わせからなる群から選択される。
【００１４】
別の実施形態においては、エレベータシステムは、昇降路と、昇降路内に配置され、昇降路内を移動可能なエレベータかごと、エレベータかごに動作可能に接続されて、エレベータかごを吊り下げる及び／または昇降路に沿って駆動するベルトとを含む。ベルトは、ベルト幅方向に少なくとも部分的に延び、ベルトの長さに沿って長手方向に延びる引張部材を含む。引張部材は、複数の芳香族ポリエステルベース繊維から少なくとも部分的に形成される。ジャケット材は、引張部材を少なくとも部分的に被覆する。
【００１５】
さらに、または、代わりに、この実施形態または他の実施形態において、複数の芳香族ポリエステルベース繊維は、布に形成される。
【００１６】
さらに、または、代わりに、この実施形態または他の実施形態において、布は、複数の芳香族ポリエステルベース繊維を含む布の一部として形成された炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン、超高分子量ポリプロピレン、ポリベンゾオキサゾール繊維、または、ナイロンをさらに含む。
【００１７】
さらに、または、代わりに、この実施形態または他の実施形態において、引張部材は、ベルト厚さ方向に配列された複数の層を含む。
【００１８】
さらに、または、代わりに、この実施形態または他の実施形態において、複数の引張部材は、ベルト幅方向に配置される。
【００１９】
さらに、または、代わりに、この実施形態または他の実施形態において、引張部材は、複数の耐荷重繊維を含むコードと、コードを少なくとも部分的に囲む芳香族ポリエステルベース繊維の少なくとも１つの層とを含む。
【００２０】
さらに、または、代わりに、この実施形態または他の実施形態において、耐荷重繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、及び、ポリマー繊維の１つまたは複数である。
【００２１】
さらに、または、代わりに、この実施形態または他の実施形態において、複数の耐荷重繊維は、マトリクス材で配置される。
【００２２】
以下の記載は、いかなる点においても制限と解釈すべきではない。添付図面を参照すると、類似の要素には類似の番号が付けられている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】エレベータシステムの実施形態の概略図である。
【図２】エレベータシステムベルトの実施形態の概略断面図である。
【図３】エレベータシステムベルトの実施形態の別の概略断面図である。
【図４】エレベータシステムベルトの実施形態のさらに別の概略断面図である。
【図５】エレベータシステムベルトの実施形態のさらに別の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
開示の装置及び方法の１つまたは複数の実施形態の詳細な記載を、図面を参照して、制限ではなく例示のために記載する。
【００２５】
図１に示すのは、例示のトラクションエレベータシステム１０の概略図である。本発明の理解に必要ないエレベータシステム１０の特徴（ガイドレール、安全装置等）は、本明細書には記載しない。エレベータシステム１０は、１つまたは複数のベルト１６を用いて昇降路１４内に運転可能に吊り下げられた、または、支持されたエレベータかご１２を含む。１つまたは複数のベルト１６は、エレベータシステム１０の様々な構成要素を通るように１つまたは複数のシーブ１８と接触する。１つまたは複数のベルト１６は、カウンタウェイト２２にも接続でき、カウンタウェイト２２は、運転中、エレベータシステム１０を釣り合わせるのを助けるために、また、トラクションシーブの両側のベルトの引張力の相違を少なくするために使用される。
【００２６】
シーブ１８は、それぞれ、直径２０を有し、直径２０は、エレベータシステム１０の他のシーブ１８の直径と同じであっても異なってもよい。シーブの少なくとも１つが、トラクションシーブ５２であってよい。トラクションシーブ５２は、マシン５０によって駆動される。マシン５０による駆動シーブの動きは、トラクションシーブ５２を通る１つまたは複数のベルト１６を（牽引によって）駆動、移動及び／または推進する。シーブ１８の少なくとも１つは、ダイバータシーブ、そらせシーブ、または、アイドラシーブであってよい。ダイバータシーブ、そらせシーブ、または、アイドラシーブは、マシン５０によって駆動されないが、１つまたは複数のベルト１６をエレベータシステム１０の様々な構成要素を通るように誘導するのを助ける。
【００２７】
ある実施形態においては、エレベータシステム１０は、エレベータかご１２を吊り下げるために、及び／または、駆動するために２つ以上のベルト１６を使用できる。さらに、エレベータシステム１０は、１つまたは複数のベルト１６の両側のいずれかが、１つまたは複数のシーブ１８に係合するように、または、１つまたは複数のベルト１６の片側のみが１つまたは複数のシーブ１８に係合するように、様々な構成を有してよい。図１の実施形態は、１：１のロープ配置を示し、１つまたは複数のベルト１６は、かご１２とカウンタウェイト２２で終了しているのを示しているが、他の実施形態は、他のロープ配置を使用してよい。
【００２８】
ベルト１６は、十分な柔軟性を有するように構成されて、１つまたは複数のシーブ１８を通る時、曲げ応力が低く、ベルトの寿命要件を満たし、滑らかな動作を提供する一方、エレベータかご１２を吊り下げるために、及び／または、駆動するための強度要件を満たすことができるように十分に頑丈である。
【００２９】
図２は、例示のベルト１６の構造または設計の断面の概略図である。ベルト１６は、ベルト１６に沿って長手方向に延び、且つ、ベルト幅２６方向に少なくとも部分的に配置されて延びる引張部材２４を含む。引張部材２４は、ベルト１６内で引張部材２４が動かないようにし、且つ、引張部材２４を保護するジャケット材２８に少なくとも部分的に囲まれる。ジャケット材２８は、トラクションシーブ５２の対応する表面に接触するように構成されたトラクション側３０を画定する。ジャケット材２８の例示の材料は、例えば、熱可塑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。他の材料は、ベルト１６に必要な機能を満たすのに適していれば、ジャケット材２８の形成に使用されてよい。例えば、ジャケット材２８の主な機能は、ベルト１６とトラクションシーブ５２の間に十分な摩擦係数を与えて、それらの間に所望の牽引量を生み出すことである。ジャケット材２８は、引張部材２４に牽引荷重も伝えるべきである。さらに、ジャケット材２８は、耐摩耗性でなければならず、例えば、衝撃損傷、化学物質等の環境要因への暴露から、引張部材２４を保護しなければならない。
【００３０】
ベルト１６は、ベルト幅２６とベルト厚さ３２を有し、ベルト幅２６とベルト厚さ３２のアスペクト比は、１より大きい。ベルト１６は、トラクション側３０の反対側の裏側３４と、トラクション側３０と裏側３４の間に延びるベルト端部３６とをさらに含む。
【００３１】
引張部材２４は、液晶ポリマー材料から形成される。液晶ポリマーは、４−ヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロキシナフタレン−２−カルボン酸の重縮合によって生成された芳香族ポリエステルである。ある実施形態においては、液晶ポリマーは、Ｖｅｃｔｒａｎ（商標）材料である。液晶ポリマーは、典型的な炭素繊維より低い密度、約１．４ｇ／ｃｍ３を有する。さらに、液晶ポリマーの引張強度は、典型的な炭素繊維プロファイルの引張強度より高く、約３０００〜３２００メガパスカルである。ある実施形態においては、液晶ポリマー材料は、織ることによって、または、他のプロセスによって布に形成される。
【００３２】
ある実施形態においては、引張部材２４は、液晶ポリマー布の一部として形成された炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン、超高分子量ポリプロピレン、ポリベンゾオキサゾール繊維、または、ナイロンの１つまたは複数を有する液晶ポリマー材料を含む。さらに、ある実施形態においては、引張部材２４を形成する布は、少なくとも５０％液晶ポリマー繊維から形成される。
【００３３】
別の実施形態においては、図３に示すように、引張部材２４は、ベルト厚さ方向３２に積み重ねられたまたは配列された複数の布層６０を含んでよい。ある実施形態においては、布層６０は、積層されてよい、または、接着剤によって結合されてよい、一方、他の実施形態においては、布層６０は、接着剤によって結合されず、周囲のジャケット材２８のみによって適所に維持される。図示の実施形態においては、布層６０は、サイズ及び形状が同じであるが、これらのパラメータは、例えば、予測される荷重、または、他の所望の性能特性に基づいて、布層６０間で異なってよいことを当業者は容易に理解されよう。さらに、布層６０の組成は異なってよい。
【００３４】
図４を参照すると、ある実施形態においては、複数の引張部材２４が、ベルト幅２６方向に配置されてよく、各引張部材２４は、１つまたは複数の布層６０を有する。図示の実施形態においては、引張部材２４は、布層６０のサイズ、形状、及び、数が同じであるが、これらのパラメータは、例えば、予測される荷重、または、他の所望の性能特性に応じて、引張部材２４間で異なってよいことを当業者は容易に理解されよう。さらに、布層６０の組成は、引張部材２４間で異なってよい。
【００３５】
図５を参照すると、ある実施形態においては、引張部材２４は、コード６２が１つまたは複数の布層６０に包まれた、または、覆われたハイブリッド構造である。ある実施形態においては、コード６２は、マトリクス材６６内に配置された複数の耐荷重繊維６４から形成された合成部材である。例示の耐荷重繊維６４は、液晶ポリマー繊維、アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン、超高分子量ポリプロピレン、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、または、これらの組み合わせを含むが、これらに限らない。他の実施形態においては、いわゆる「乾燥繊維」構成を利用し、マトリクス材６６は利用しない。
【００３６】
さらに、マトリクス材６６は、例えば、ポリウレタン、ビニルエステル、及び、エポキシ樹脂等の任意の適切な材料から形成されてよい。耐荷重繊維６４及びマトリクス材６６の材料は、引張部材２４が所望の剛性及び強度になるように選択される。
【００３７】
６つの引張部材２４を図５の実施形態で示しているが、他の実施形態は、他の数の引張部材２４、例えば、４、８、１０または１２の引張部材２４を含んでよい。さらに、図５の実施形態の引張部材２４は、ほぼ同じであるが、他の実施形態においては、引張部材２４は、互いに異なってよい。
【００３８】
引張部材２４における液晶ポリマー等の芳香族ポリエステルベース繊維の使用によって、炭素繊維複合材引張部材またはスチールコード引張部材と比較して、引張部材２４の重量が減り、且つ、引張部材２４の柔軟性も向上して、エレベータシステム１０で使用するシーブ１８の直径を小さくすることができる。
【００３９】
「約」という語は、出願時に利用可能な機器に基づいて、特定量の測定に関連する誤差の程度を含むことを意図している。例えば、「約」は、所与の値の±８％、５％、または、２％を含み得る。
【００４０】
ここで使用される用語は、特定の実施形態を記載する目的のためだけに使用されており、本開示を制限することを意図していない。ここで使用される場合、単数形「ａ」「ａｎ」「ｔｈｅ」は内容が明らかに複数形でないことを示していない限り、複数形も含むことを意図している。本明細書で使用される「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（含む）」、及び／または「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」という語は、記載した特徴、整数値、ステップ、動作、要素、及び／または、構成要素の群の存在を特定するが、それらの１つまたは複数の他の特徴、整数値、ステップ、動作、要素、及び／または、構成要素の存在または追加を除外しないことをさらに理解されよう。
【００４１】
本開示は、例示の実施形態（単数または複数）を参照して記載したが、本開示の範囲を逸脱することなく、様々な変更が行われてよく、例示の実施形態の要素を同等の要素で置き換えてよいことを当業者は理解されよう。さらに、特定の状況または材料を本開示の教示に適合させるための多くの修正が、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく、行われてよい。よって、本開示は、本開示を実行するために考慮された最適な態様として開示された特定の実施形態に制限されず、本開示は、請求項の範囲に該当する全ての実施形態を含むことを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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