(57)【要約】【課題】  エレベータシステムベルト用引張部材を提供する。【解決手段】  エレベータベルトは、ベルト幅に沿って配置され、ベルトの長さに沿って長手方向に伸びる複数の引張部材を含む。各引張部材は、複合材料で形成されたコア部材と、引張部材の耐熱性を向上させる複数の第２繊維とを含む。ジャケット材料は、引張部材を被包する。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、エレベータかごを昇降路沿いに吊るし及び／または駆動するように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、ベルト幅に沿って配置され、ベルトの長さに沿って長手方向に伸びる複数の引張部材を含む。各引張部材は、複合材料で形成されたコア部材と、引張部材の耐熱性を向上させる複数の第２繊維とを含む。ジャケット材料は、引張部材を少なくとも部分的に被包する。【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用のベルトであって、前記ベルトは、
ベルト幅に沿って配置され、前記ベルトの長さに沿って長手方向に伸びる複数の引張部材を備え、各引張部材は、
複合材料で形成されたコア部材と、
前記引張部材の耐熱性を向上させる複数の第２繊維と、
前記複数の引張部材を少なくとも部分的に被包するジャケット材料と、
を含む、ベルト。
【請求項２】
前記コア部材は、マトリックス材料内に配置された複数の第１繊維を含む、請求項１に記載のベルト。
【請求項３】
前記第１繊維は、炭素、ガラス、アラミド、ナイロン、及びポリマ繊維のうちの１つ以上である、請求項２に記載のベルト。
【請求項４】
前記マトリックス材料は、ポリウレタン、ビニルエステル、ポリベンゾオキサジン、またはエポキシ材料である、請求項２に記載のベルト。
【請求項５】
前記複数の第２繊維は、複数のバサルト繊維である、請求項１に記載のベルト。
【請求項６】
前記複数の第２繊維は、前記コア部材と前記ジャケット材料の間に配置される、請求項１に記載のベルト。
【請求項７】
前記コア部材内の第１部材に対する第２繊維の体積比率は、１０％〜２５％である、請求項６に記載のベルト。
【請求項８】
前記複数の第２繊維は、前記コア部材を囲む、請求項６に記載のベルト。
【請求項９】
前記複数の第２繊維は、前記コア部材内において前記第１繊維と共に分散される、請求項１に記載のベルト。
【請求項１０】
第１繊維に対する第２繊維の体積比率は、４０％〜６０％である、請求項９に記載のベルト。
【請求項１１】
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を前記昇降路沿いに吊るし及び／または駆動するように前記エレベータかごに動作可能に連結されたベルトと、
を備え、前記ベルトは、
ベルト幅に沿って配置され、前記ベルトの長さに沿って長手方向に伸びる複数の引張部材を含み、各引張部材は、
複合材料で形成されたコア部材と、
前記引張部材の耐熱性を向上させる複数の第２繊維と、
前記複数の引張部材を少なくとも部分的に被包するジャケット材料と、
を含む、エレベータシステム。
【請求項１２】
前記コア部材は、マトリックス材料内に配置された複数の第１繊維を含む、請求項１１に記載のエレベータシステム。
【請求項１３】
前記第１繊維は、炭素、ガラス、アラミド、ナイロン、及びポリマ繊維のうちの１つ以上である、請求項１２に記載のエレベータシステム。
【請求項１４】
前記マトリックス材料は、ポリウレタン、ビニルエステル、ポリベンゾオキサジン、またはエポキシ材料である、請求項１２に記載のエレベータシステム。
【請求項１５】
前記複数の第２繊維は、複数のバサルト繊維である、請求項１１に記載のエレベータシステム。
【請求項１６】
前記複数の第２繊維は、前記コア部材と前記ジャケット材料の間に配置される、請求項１１に記載のエレベータシステム。
【請求項１７】
前記コア部材内の第１部材に対する第２繊維の体積比率は、１０％〜２５％である、請求項１６に記載のエレベータシステム。
【請求項１８】
前記複数の第２繊維は、前記コア部材を囲む、請求項１１に記載のエレベータシステム。
【請求項１９】
前記複数の第２繊維は、前記コア部材内において前記第１繊維と共に分散される、請求項１１に記載のエレベータシステム。
【請求項２０】
第１繊維に対する第２繊維の体積比率は、４０％〜６０％である、請求項１９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】
本明細書において開示される実施形態は、エレベータシステムに関し、特にエレベータシステムのエレベータかごを吊るし及び／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、建物内の様々なレベル間で乗客、積み荷、またはその両方を運ぶのに有用である。いくつかのエレベータは、牽引に基づいており、エレベータかごを支持してエレベータかごの所望の移動及び配置を達成するために、ベルトなどの耐荷重部材を利用する。
【０００３】
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、すなわちコードが、一般のジャケットに埋め込まれる。ジャケットは、コードを所望された位置で保持し、摩擦負荷経路を提供する。例示的牽引エレベータシステムにおいて、マシンは牽引シーブを駆動し、ベルトは当牽引シーブと相互作用して、昇降路に沿ってエレベータかごを駆動する。ベルトは通常、鋼製要素で形成された引張部材を利用するが、代替的に合成繊維、または炭素繊維複合体などの他の材料で形成された引張部材を利用し得る。
【０００４】
炭素繊維複合引張部材において、当部材は、重量特性に関して優れた強度を有するが、通常、鋼線で形成された引張部材と比べて低下した耐熱性能を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、改善されたエレベータシステムベルト用引張部材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態において、エレベータシステム用ベルトは、ベルト幅に沿って配置され、ベルトの長さに沿って長手方向に伸びる複数の引張部材を含む。各引張部材は、複合材料で形成されたコア部材と、引張部材の耐熱性を向上させる複数の第２繊維とを含む。ジャケット材料は、複数の引張部材を少なくとも部分的に被包する。
【０００７】
付加的または代替的に、当実施形態または別の実施形態において、コア部材は、マトリックス材料内に配置された複数の第１繊維を含む。
【０００８】
付加的または代替的に、当実施形態または別の実施形態において、第１繊維は、炭素、ガラス、アラミド、ナイロン、及びポリマ繊維のうちの１つ以上である。
【０００９】
付加的または代替的に、当実施形態または別の実施形態において、マトリックス材料は、ポリウレタン、ビニルエステル、ポリベンゾオキサジン、またはエポキシ材料である。
【００１０】
付加的または代替的に、当実施形態または別の実施形態において、複数の第２繊維は、コア部材とジャケット材料の間に配置される。
【００１１】
付加的または代替的に、当実施形態または別の実施形態において、コア部材内の第１部材に対する第２繊維の体積比率は、１０％〜２５％である。
【００１２】
付加的または代替的に、当実施形態または別の実施形態において、複数の第２繊維は、コア部材を囲む。
【００１３】
付加的または代替的に、当実施形態または別の実施形態において、複数の第２繊維は、コア部材内において第１繊維と共に分散される。
【００１４】
付加的または代替的に、当実施形態または別の実施形態において、第１繊維に対する第２繊維の体積比率は、４０％〜６０％である。
【００１５】
別の実施形態において、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、エレベータかごを昇降路沿いに吊るし及び／または駆動するように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、ベルト幅に沿って配置され、ベルトの長さに沿って長手方向に伸びる複数の引張部材を含む。各引張部材は、複合材料で形成されたコア部材と、引張部材の耐熱性を向上させる複数の第２繊維とを含む。ジャケット材料は、複数の引張部材を少なくとも部分的に被包する。
【００１６】
付加的または代替的に、当実施形態または別の実施形態において、コア部材は、マトリックス材料内に配置された複数の第１繊維を含む。
【００１７】
付加的または代替的に、当実施形態または別の実施形態において、第１繊維は、炭素、ガラス、アラミド、ナイロン、及びポリマ繊維のうちの１つ以上である。
【００１８】
付加的または代替的に、当実施形態または別の実施形態において、マトリックス材料は、ポリウレタン、ビニルエステル、ポリベンゾオキサジン、またはエポキシ材料である。
【００１９】
付加的または代替的に、当実施形態または別の実施形態において、複数の第２繊維は、コア部材とジャケット材料の間に配置される。
【００２０】
付加的または代替的に、当実施形態または別の実施形態において、コア部材内の第１部材に対する第２繊維の体積比率は、１０％〜２５％である。
【００２１】
付加的または代替的に、当実施形態または別の実施形態において、複数の第２繊維は、コア部材を囲む。
【００２２】
付加的または代替的に、当実施形態または別の実施形態において、複数の第２繊維は、コア部材内において第１繊維と共に分散される。
【００２３】
付加的または代替的に、当実施形態または別の実施形態において、第１繊維に対する第２繊維の体積比率は、４０％〜６０％である。
【００２４】
以下の説明は、決して制限的にみなされるべきではない。添付図面を参照すると、同様の要素には同様の番号が付加されている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】エレベータシステムの一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一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一実施形態の別の断面図である。
【図４】エレベータシステムベルトの一実施形態のさらに別の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
開示される装置及び方法の１つ以上の実施形態の詳細説明が、制限ではなく例示として、図を参照しながら本明細書において提示される。
【００２７】
例示的牽引エレベータシステム１０の概略図が、図１に示される。本発明の理解に必要とされないエレベータシステム１０の特徴（ガイドレール、安全装置など）は、本明細書において論述されない。エレベータシステム１０は、１つ以上のベルト１６で昇降路１４内に動作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つ以上のベルト１６は、１つ以上のシーブ１８と相互作用して、エレベータシステム１０の様々な構成要素の周りを通される。１つ以上のベルト１６はまた、カウンタウェイト２２に連結され得、これは、エレベータシステム１０の均衡保持を助け、作動中に牽引シーブの両側のベルト引張の差を低減するために使われる。
【００２８】
シーブ１８はそれぞれ、エレベータシステム１０内の他のシーブ１８の直径と同一であり得る、または異なり得る直径を有する。シーブのうちの少なくとも１つは、牽引シーブ５２であり得る。牽引シーブ５２は、マシン５０により駆動される。マシン５０による駆動シーブの動きは、牽引シーブ５２の周りを通る１つ以上のベルト１６を駆動し、移動させ、及び／または前進させる（牽引を通して）。シーブ１８のうちの少なくとも１つは、ダイバータ、デフレクタ、またはアイドラシーブであり得る。ダイバータ、デフレクタ、またはアイドラシーブは、マシン５０により駆動されないが、１つ以上のベルト１６をエレベータシステム１０の様々な構成要素の周りへ導く助けをする。
【００２９】
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を吊るす及び／または駆動するために、２つ以上のベルト１６を使用し得る。さらに、エレベータシステム１０は、１つ以上のベルト１６の両側が１つ以上のシーブ１８と係合する、または１つ以上のベルト１６の片側のみが１つ以上のシーブ１８と係合するように、様々な構成を有し得る。図１の実施形態は、１つ以上のベルト１６がかご１２及びカウンタウェイト２２で終端する１対１のロープ配置を示し、一方別の実施形態は、別のロープ配置を利用し得る。
【００３０】
ベルト１６は、１つ以上のシーブ１８上を通る際、曲げ応力が低く、ベルト寿命要件を満たし、並びに滑らかに動作するのに、十分な可撓性を有し、同時にエレベータかご１２を吊るし及び／または駆動するための強度要件を満たすことが可能なように、十分に頑強に構築される。
【００３１】
図２は、例示的ベルト１６の構造または設計の断面概略図を提供する。ベルト１６は、ベルト１６に沿って長手方向に伸び、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。ベルト１６内の引張部材２４の移動を抑制し、引張部材２４を保護するために、引張部材２４は、ジャケット材料２８内に少なくとも部分的に囲まれる。ジャケット材料２８は、牽引シーブ５２の対応表面と相互作用するように構成された牽引側３０を定義する。ジャケット材料２８の例示的材料には、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、ポリアミド、熱可塑性ポリエステルエラストマ、並びにゴムが含まれる。他の材料も、ベルト１６の求められる機能を満たすのに適していれば、ジャケット材料２８を形成するために使用され得る。例えば、ジャケット材料２８の主要機能は、ベルト１６と牽引シーブ５２の間に所望する牽引量を生み出すために、ベルト１６と牽引シーブ５２の間に十分な摩擦係数をもたらすことである。ジャケット材料２８はまた、牽引荷重を引張部材２４へ送らなければならない。さらに、ジャケット材料２８は、耐摩耗でなければならず、衝撃破損、及び例えば化学物質などの環境要因への露出から引張部材２４を保護しなければならない。
【００３２】
ベルト１６は、ベルト幅２６とベルト厚み３２とを有し、ベルト厚み３２に対するベルト幅２６のアスペクト比は１より大きい。ベルト１６はさらに、牽引側３０に対向する背面側３４と、牽引側３０と背面側３４の間に伸びるベルト縁部３６とを含む。図２の実施形態において、６個の引張部材２４が例示されるが、別の実施形態は、例えば４、８、１０、または１２個の引張部材２４など、他の数の引張部材２４を含み得る。さらに、図２の実施形態の引張部材２４は実質的に同一であるが、別の実施形態において、引張部材２４はお互いに異なり得る。
【００３３】
図２に示されるように、引張部材２４はそれぞれ、合成繊維で、またはマトリックス材料４４内に配置された複数の第１繊維４２など複合材構造物で形成された複合コア部材４０を含む。
【００３４】
例示的第１繊維４２は、例えば炭素、ガラス、アラミド、ナイロン、及びポリマ繊維を含むが、これに限定されない。第１繊維４２のそれぞれは、実質的に同一であり得る、または異なり得る。さらに、マトリックス材料４４は、例えばポリウレタン、ビニルエステル、ポリベンゾオキサジン、及びエポキシなど任意の好適な材料で形成され得る。引張部材２４の所望する剛度及び強度を達成する第１繊維４２及びマトリックス材料４４の材料が、選択される。
【００３５】
コア部材４０は、いくつかの実施形態において引出成形プロセスにより、薄い層として形成され得る。標準引出成形プロセスにおいて、第１繊維４２は、マトリックス材料４４で満たされ、加熱された成形型及び追加硬化加熱器を通して引き延ばされ、マトリックス材料４４は架橋結合される。引き延ばされた第１繊維４２の制御された動き及び支持は、コア部材４０の所望する直線状または曲線状外形を形成するために使用され得ることが、当業者には理解されよう。例示的実施形態において、コア部材４０は、約０．５ミリメートル〜約４ミリメートルの断面の厚さを有する。別の実施形態において、コア部材４０は、１ミリメートルの断面の厚さを有する。さらに、図２に示されるようないくつかの実施形態において、コア部材４０は円形断面を有し、一方別の実施形態において、コア部材４０は、図３に示される矩形、長円形、または楕円形など、他の断面形状を有し得る。
【００３６】
引張部材２４はさらに、コア部材４０の外周に配置されたカバー４６を含む。カバー４６は、コア４０を囲い、引張部材２４に沿った一般に長手方向に伸びる。カバー４６は、引張部材２４の高温耐性を高めるために、例えばバサルト繊維（basalt fibers）などの第２繊維で形成される。例えばコア４０と外周に配置されたカバー４６材料との共押出または共引出成形により、カバー４６はコア４０に対し形成及び適用され得、または引出成形プロセス後に完了したコア４０の周りにバサルト繊維が巻き付けられ得、またはバサルト繊維の織られたカバー４６内にコア４０が挿入され得る。いくつかの実施形態において、コア４０内の第１繊維４２に対するカバー４６内のバサルト繊維の体積分率は、少なくとも１％である。別の実施形態において、体積分率は１０％〜２５％である。
【００３７】
別の実施形態において、図４に示されるように、バサルトで形成されたいくつかの実施形態における第２繊維４８は、コア４０内で第１繊維４２と共に分散され、引張部材２４を形成するようにコア４０と共に共同形成される。第１繊維４２に対する第２繊維４８の体積比率は少なくとも１％であり、一方いくつかの実施形態において体積比率は４０％〜６０％である。第１繊維４２と共にコア４０内に第２繊維４８を分散させることにより、引張部材２４の高温耐性は向上する。さらに、いくつかの実施形態において、引張部材２４の高温耐性をさらに高めるために、バサルト繊維のカバー４６も含まれ得る。このような実施形態において、第１繊維４２に対する第２繊維４８の体積比率は６０％を超え得、いくつかの実施形態においては７５％以上を超え得る。
【００３８】
第２繊維４８の比較的高い結晶性に少なくとも部分的に起因して、第２繊維４８は、炭素、ガラス、アラミド、及び他の第１繊維４２と比べて、優れた耐熱性能を有する。さらに、第２繊維４８の引張強度は、炭素繊維第１繊維４２の引張強度に匹敵するが、第２繊維４８の剛度は炭素繊維第１繊維４２の剛度よりも低い。
【００３９】
用語「ａｂｏｕｔ（約）」は、本出願の出願時に利用可能な備品に基づく特定量の測定に伴う誤差の度合いを含むことを意図する。例えば用語「ａｂｏｕｔ（約）」は、所定値の±８％または５％または２％の範囲を含むことができる。
【００４０】
本明細書において使用される用語は、特定の実施形態のみを説明することを目的とし、本開示を限定する意図はない。本明細書において使用される単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈上別に明示されない限り、複数形も含むことが意図される。用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（備える）」及び／または「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備えている）」が本明細書において使用される場合、記載される特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／または構成要素の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／またはそれらの群の存在または追加を除外しないことが、さらに理解されよう。
【００４１】
本開示は例示的実施形態（複数可）を参照して説明されているが、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な変更が加えられ得、同等物がその要素の代わりに置き換えられ得ることは、当業者には理解されよう。さらに、特定の状況または材料を本開示の教義に適合させるために、本開示の本質的範囲から逸脱することなく、数多くの改変が行われてもよい。したがって、本開示は、本開示を実施するために企図された最良の態様として開示された特定の実施形態に限定されず、本開示は、添付の特許請求の範囲に含まれる全ての実施形態を含むことが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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