JP2006500303A - プレストレッチされた合成コードを備えたエレベータベルトアセンブリ - Google Patents

Abstract

エレベータ荷重支持アセンブリ（４０）は、ウレタンジャケット内に複数の合成コード、すなわちポリマーコード（４２）を含む。上記コードはプレストレッチされ、上記ジャケットは上記ストレッチされたコードが応力緩和しないようにする。本発明の構成により、弾性伸びや据付伸びがほとんどないか、あるいは全くない荷重支持アセンブリ（４０）が得られる。

Description

本発明は、一般にエレベータシステム用の荷重支持部材に関する。より具体的には、本発明は、ポリウレタン材料に封入されたプレストレッチポリマーコードを備えたエレベータベルトアセンブリに関する。

一般にエレベータシステムは、昇降路内を移動し、例えば建物内の別の階床へ乗客や荷物を輸送する、かごと釣合おもりとを含む。ロープやベルト等の荷重支持部材は、通常、一組のシーブ上を走行し、かごや釣合おもりの荷重を支持する。エレベータシステムに用いられる荷重支持部材には多くの種類がある。

一般的に用いられてきた荷重支持部材はスチールロープである。このロープ構成は効果的であることが証明されてはいるが、当業者は改良を行うために常に努力している。例えば、軽量化と高強度化の２つは、極めて望ましい荷重支持アセンブリ特性である。より大型の建物は、より長い走行距離をエレベータに要求するため、荷重支持アセンブリに要求される長さが増大する。より計量の代替品は、上記のような建物のエレベータシステムに関連する経済性を改善するであろう。

より軽量の材料を用いた代替的なベルト構成が幾つか提案されているが、通常の安全法規や乗客の乗り心地基準を満足させる必要がある。通常の法規はベルトが所定の強度基準に適合することを要求し、乗り心地基準は最小量の伸びを要求する。代替材料が使用されるとすると、強度や伸びの要求基準に適合することに関連した設計上の問題がより複雑になりかねない。より軽量の材料は伸びやすく、材料の組成によって異なる破壊強度を有しやすい場合がある。

本発明は、スチールではなくポリマー材料コードを有し、かつ、強度や伸びの要求基準を満足することができる荷重支持部材を製造する方法を提供する。

一般的に言えば、本発明は、ストレッチされた状態に保持されるようジャケット内に封入された、プレストレッチ合成材料コードを有したエレベータベルトアセンブリに関する。本発明の構成により、弾性伸びや据付伸びが最小となるベルトアセンブリが得られる。

ある実施例においては、上記コードは、上記コードの破断強度の約１０％の張力を用いてプレストレッチされる。

エレベータベルトアセンブリを製造する本発明の方法は、複数の合成材料コードを所定の配置に位置決めするステップを含む。上記コードの各々は、プレストレッチされるように張力が掛けられる。このストレッチされたコードはジャケットで被覆され、これにより、完成したベルトアセンブリが所定の量だけ予めストレッチされたコードを有する。

当業者であれば、以下の発明の詳細な説明における発明を実施するための最良の形態を参照することによって、本発明の種々の特徴や利点が明らかとなろう。

図１および図２は、エレベータシステム用に設計されたベルトアセンブリ４０の一部を概略的に示す。複数のコード４２がベルトアセンブリ４０の長手方向の軸にほぼ平行に配置される。コード４２は、ベルト組付工程において所望の量だけプレストレッチ（予備伸張）される。これにより本発明の構成は、ベルトがエレベータシステムに取り付けられて運転時の荷重を受けたときに、弾性伸びや据付時の伸び（以下、据付伸びと呼ぶ）がほとんどないかあるいは全く無い、ベルトアセンブリを提供することが可能となる。

丸形コードを備えたフラットベルトアセンブリが、一例として図１および図２に示されているが、本発明は必ずしもこれに限定されるわけではない。フラット（平形）ではないロープや平形コードを備えたアセンブリなど、その他の荷重支持アセンブリの構成も本発明の範囲に属する。本明細書中に用いられる「ベルト」という用語は、その用語の最も厳密な意味で解釈されるべきではなく、種々の荷重支持部材のアセンブリ設計を意味することに留意されたい。

コード４２は、望ましくは、合成材料（最も望ましくは、ポリマー）を含む。実施例の材料としては、ＰＢＯ（商標名Ｚｙｌｏｎとして販売されている）、液晶ポリマー（商標名Ｖｅｃｔｒａｎとして販売されているポリエステル−ポリアリル（polyester-polyarylate）など）、Ｐタイプのアラミド（商標名Ｋｅｖｌａｒ、商標名Ｔｅｃｈｎｏｒａ、商標名Ｔｗａｒｏｎ等として販売されている）、極めて高い分子量のポリエチレン（例えば商標名Ｓｐｅｃｔｒａとして販売されている）、およびナイロンが挙げられる。当業者であれば、本明細書を参照して、具体的な構成での要求に合うように適切な材料や材料の組合せを選択することができよう。

合成材料すなわちポリマー材料を用いることにより、ベルトが、例えばスチール被覆ベルトに比べてより高い強度−重量の比率を有することが可能となる。

ジャケット４４がコード４２を覆う。ジャケット４４は、望ましくは、硬化時に圧縮性とならないポリウレタン系の材料を含む。様々な上記材料が市販されており、エレベータアセンブリにとって有用であることが技術的に知られている。一例として、上記望ましいウレタン材料は、エーテル系のポリウレタンである。具体例として、ＭＤＩエーテル系の材料が本発明の１つの具体的な態様として望ましい。

上記ジャケット材料は、望ましくは、硬化した際には実質的に圧縮性とならず、ベルトアセンブリをエレベータシステム内で長期間にわたって使用可能にさせる特性を有する。上記ジャケット材料の摩擦特性は、望ましくは、厳密に制御される。ある実施例においては、トラクションシーブ材料に対する摩擦係数値について所望の最小値は０．２である。十分なジャケット摩擦特性は、エレベータシステム運転中のトラクションを適切なものにする。

ジャケット材料は、耐摩耗性が高く、切断や引き裂き（tear）に強いことが望ましく、これにより、上記アセンブリの寿命期間にわたって、ベルトアセンブリの摩耗（abrasion）が起こりにくくなる。ジャケットの摩耗は振動の誘発や早期のベルト交換をもたらすため、切断抵抗や引き裂き抵抗が十分にあることが望ましいことが認識されよう。

ジャケット材料においてその他の望ましい特性は、コード４２とエレベータシステムのシーブとの間に起こる荷重を保持する十分な引張荷重を有することである。ジャケット材料はシーブに接触するため、コード上の荷重はコードとシーブとの間でジャケット材料によって吸収されなければならない。

ジャケット材料の圧縮永久歪み（Compression set）特性は乗り心地に影響を与える。ある実施例においては、圧縮永久歪みは約４０％が望ましい。

ジャケット材料のもう一つの望ましい特性は、ジャケットの劣化を防止するために耐加水分解特性が十分であることである。上記特性が十分でなければ、エレベータ昇降路内では一般に温度や湿度のレベルが比較的に高いために、加水分解が生じてしまう。また、上記材料は、一部の昇降路で使用される潤滑剤等の汚染物質によって悪影響を受けないことが望ましい。また、耐光性（耐紫外線）が最大となる材料を選択することが望ましい。

以下の表は、本発明により設計されたある実施例のアセンブリにおけるジャケット材料の所望の特性をまとめたものである。

当業者であれば、本明細書を参照して、具体的な構成の要求に合うように適切なジャケット材料を選択することができよう。

図３は、本発明により設計されたベルトアセンブリ４０を製造する方法を概略的に示す。コード供給部５０はコード４２を供給する。

ある実施例においては、各コードは予め作られ、個々のスプールに巻き付けられている。ベルトアセンブリは、例えば、１２本のポリマーコードを別々に備える。

位置決め装置５２はコード４２を所望の位置を調整し、これにより、上記コードはベルトアセンブリ４０の長手方向の軸に沿って平行に延びる。上記コードは、コードの破壊強度の所望のパーセンテージに相当するように設定された荷重の下で伸ばされる。本発明の手法は、ベルトアセンブリが運転に供するエレベータシステムに設けられたときに予測される荷重以上の荷重を付与することを含む。例えば、上記コードはコード破断強度の少なくとも約１０％となる荷重を用いてプレストレッチされる（予備的に伸ばされる）。この実施例においては、エレベータ安全法規が安全率を１０：１〜１２：１の範囲に入るように通常要求しているため、破断強度レベルの約１０％の下でコードを引張プレストレッチさせている。上記のように約１０％程度でコードをプレストレッチさせておくことにより、弾性伸びや据付伸びがほとんどないか、あるいは全く無いベルトにすることができる。言い換えれば、上記ベルト設計により、伸びを通常約１０％程度までにすることが可能となり、ベルト設計を安全法規に適合させることができる。上記のように約１０％程度でプレストレッチさせることにより、ベルトがエレベータシステムに取り付けられて運転に供されるときに、システム運転中の伸びが実質的に無くなる。

張力装置５４は、上記ストレッチ荷重を付与し、製造工程中のコード４２に掛かる張力
の大きさを制御する。１つの張力装置５４を概略的に示しているが、ベルトアセンブリ４０の組付ラインに沿って複数の張力装置を使用してもよい。例えば、望ましくは、ジャケット付与装置５６の両側にあるコードに等しい張力が付与される。望ましくは、張力装置５４は、コードをプレストレッチさせるように所望の範囲に張力を監視・制御するように適切にプログラムされた制御装置を含む。

具体的に示していないが、（例えば公知の）張力フィードバック装置が上記製造装置内に組み込まれていることが望ましく、これにより、必要に応じて、各コードに個々に掛かる張力が組付工程全体を通して監視・調節される。

ジャケット付与装置５６は、望ましくは、適切なモールドもしくはコード４２上にジャケット材料を付与する他の装置を含む。供給部５８は、選択された材料をジャケット付与装置５６に一般的な方法で供給する。ジャケット材料は、プレス成形、押出成形、あるいはその他の方法でコード４２に付与される。予め荷重を加えられたコード４２は、コードがプレストレッチした状態から応力緩和した状態や無負荷状態にならないような方法でジャケットに接合され、ウレタン材料で被覆される。

ある実施例においては、ジャケット付与装置５６の一部として、あるいは、ジャケット付与装置５６のすぐ後にローラ５９が組み込まれる。ローラ５９は、望ましくはテフロン（登録商標）で被覆されている。ローラ５９により、ジャケット材料が付与された後直ぐにベルトアセンブリに表面処理がなされる。ローラ５９により、ジャケット表面上に例えばエンボス加工パターンが付与される場合もある。ローラ５９により、ジャケット外部の寸法制御が容易になる。

成形されたベルトアセンブリ４０は、望ましくは、その後、仕上げ加工装置６０で処理される。ある実施例においては、仕上げ加工装置６０は、成形装置と、寸法点検装置と、ジャケット材料とこの材料内部のコードとを適切な温度に冷却する硬化用冷却水槽と、を含む。

ジャケット４４が一旦硬化すると、ジャケット４４はコード４２をプレストレッチされた状態で保持する。従って、本発明のベルトアセンブリは、このベルトアセンブリがエレベータシステムに取り付けられる前に既にストレッチされているコードを有する。本発明のベルトアセンブリには弾性伸びや据付伸びがほとんど生じない。所定の構成において要求される（もし要求されるのであれば）ストレッチ量の公差は、例えば、組付の際に上記コードをストレッチさせるために付与される荷重を制御することによって制御される。本明細書の利点を把握した当業者であれば、所定の材料と構成の具体的な要求基準を考慮して、本発明により設計された最終のベルトアセンブリの所望のレベルのストレッチを達成するのに必要な製造パラメータを制御することが可能となるだろう。

完成したベルトアセンブリ４０は、その後、符号６２、例えばエレベータシステムに取り付けるために種々の現場に出荷されるスプールに保管されることが望ましい。このベルトアセンブリ４０を所定の長さに事前に切断しておいてもよいし、大量に供給して据付現場の作業者が具体的な構成に適した長さのベルト材料を選択するようにしてもよい。

本明細書は、本来、例示的なものであって限定的なものではない。当業者であれば、本発明の趣旨から逸脱することなく、開示された実施例に基づいて変更や改良を想到するであろう。本発明に与えられる法的な保護範囲は、添付の特許請求の範囲に基づいて定められる。

本発明により設計されたベルトアセンブリの実施例の一部を示す概略図。 図１の線２−２に沿って破断された断面図。 本発明の態様により設計されたベルトアセンブリを製造する方法を示す概略図。

Claims (14)

1. ジャケット内に複数のコードを備えたエレベータベルトアセンブリを製造する製造方法であって、
   （ａ）上記複数のコードを所定の位置に位置決めするステップと、
   （ｂ）上記コードをストレッチさせるように所定の量だけコードに張力を掛けるステップと、
   （ｃ）所定のジャケット材料を付与するステップであって、これにより、上記コードが上記ジャケット内に封入されて、上記ジャケット内で上記コードがストレッチされた状態で保持されることとなるステップと、
   を含んだ製造方法。
2. 上記コードには、上記ベルトアセンブリがエレベータシステムに取り付けられたときにこのベルトアセンブリに生ずる予測最大荷重以上の荷重を用いて張力が掛けられることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. 上記コードには、上記コードの破断強度の所望のパーセンテージに相当する荷重を用いて張力が掛けられることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
4. 上記荷重は、上記コードの破断強度の少なくとも約１０％に相当することを特徴とする請求項３に記載の製造方法。
5. 上記ジャケット材料が実質的に非圧縮性のウレタンを含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
6. 合成材料を用いて上記コードを製造するステップを含んだ請求項１に記載の製造方法。
7. エレベータベルトアセンブリであって、
   ストレッチされた複数のコードと、
   上記ストレッチされたコード上に付与され、かつ、上記ベルトアセンブリに外部荷重を与えることなく上記コードを所望の長さだけストレッチさせた状態に保持する、ジャケットと、
   を含んだエレベータベルトアセンブリ。
8. 上記ベルトアセンブリの弾性伸びが限られていることを特徴とする請求項７に記載のエレベータベルトアセンブリ。
9. 上記コードが合成材料を含んでいることを特徴とする請求項７に記載のエレベータベルトアセンブリ。
10. 上記ジャケットがエーテル系のポリウレタンを含んでいることを特徴とする請求項７に記載のエレベータベルトアセンブリ。
11. 上記アセンブリがエレベータシステムに取り付けられたときにこのアセンブリに生ずる予測最大荷重以上の荷重に対応する長さだけ、上記コードがストレッチされていることを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
12. 上記コードの破断強度の少なくとも約１０％となる荷重に対応する長さだけ、上記コードがストレッチされていることを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
13. （ａ）複数のコードを所定の位置に位置決めするステップと、
    （ｂ）所定の量だけコードに張力を掛けることにより上記コードをストレッチさせるステップと、
    （ｃ）上記ストレッチさせたコードに所定のジャケット材料を付与するステップであって、これにより、上記コードが上記ジャケット内に封入されて、上記ジャケット内で上記コードがストレッチされた状態で保持されることとなるステップと、
    を含んだ製造方法により製造されたエレベータベルトアセンブリ。
14. 上記コードは合成材料を含み、かつ、上記ジャケットは実質的に非圧縮性のウレタン材料を含むことを特徴とする請求項１３に記載のエレベータベルトアセンブリ。

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