KR102558412B1 - 추가적인 층을 갖는 엘리베이터 벨트 - Google Patents

Abstract

엘리베이터 시스템용 벨트는, 벨트 폭을 따라 배열되고 상기 벨트의 길이를 따라 길이방향으로 연장되는 복수의 인장 부재; 상기 복수의 인장 부재를 적어도 부분적으로 캡슐화하는 재킷 재료; 및 상기 복수의 인장 부재 중 하나 이상의 인장 부재 또는 상기 재킷 재료의 적어도 일부에 도포된 1차 오버레이 층을 포함한다. 엘리베이터 시스템은 승강로; 상기 승강로 내에서 이동 가능한 엘리베이터 카; 및 상기 승강로를 따라 상기 엘리베이터 카를 현수하고/하거나 구동하기 위해 상기 엘리베이터 카에 동작 가능하게 연결된 벨트를 포함한다. 상기 벨트는, 벨트 폭을 따라 배열되고 벨트 길이를 따라 길이방향으로 연장되는 복수의 인장 부재; 상기 복수의 인장 부재를 적어도 부분적으로 캡슐화하는 재킷 재료; 및 상기 복수의 인장 부재 중 하나 이상의 인장 부재 또는 상기 재킷 재료의 적어도 일부에 도포되는 1차 오버레이 층을 포함한다.

Description

추가적인 층을 갖는 엘리베이터 벨트{ELEVATOR BELT WITH ADDITIVE LAYER}

본 명세서에 개시된 실시예는 엘리베이터 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엘리베이터 시스템의 엘리베이터 카(elevator car)를 현수하고/하거나 구동하기 위한 부하 지탱 부재에 관한 것이다.

엘리베이터 시스템은 빌딩 내의 다양한 레벨 사이에서 승객, 화물 또는 이들 모두를 운반하는데 사용 가능하다. 일부 엘리베이터는 견인 기반이며, 엘리베이터 카를 지지하고 엘리베이터 카를 원하는 만큼 이동시켜 위치시키기 위해 벨트와 같은 부하 지탱 부재를 사용한다.

벨트가 부하 지탱 부재로서 사용되는 경우, 복수의 인장 요소(tension element) 또는 코드(cord)가 공통 재킷(jacket) 내에 매립된다. 이 재킷은 원하는 위치에 코드를 유지하고 마찰 부하 경로를 제공한다. 예시적인 견인 엘리베이터 시스템에서, 기계는 승강로를 따라 엘리베이터 카를 구동하기 위해 벨트와 상호 작용하는 견인 시브(traction sheave)를 구동한다. 벨트는 전형적으로 강철 요소(steel element)로 형성된 인장 부재를 사용하지만, 대안적으로 합성 섬유 또는 탄소 섬유 복합 재료와 같은 다른 재료로 형성된 인장 부재를 사용할 수 있다.

일 실시예에서, 엘리베이터 시스템용 벨트는, 벨트 폭을 따라 배열되고 상기 벨트의 길이를 따라 길이방향으로 연장되는 복수의 인장 부재; 상기 복수의 인장 부재를 적어도 부분적으로 캡슐화하는 재킷 재료; 및 상기 복수의 인장 부재 중 하나 이상의 인장 부재 또는 상기 재킷 재료의 적어도 일부에 도포된 1차 오버레이 층(overlay layer)을 포함한다.

추가적으로 또는 대안적으로, 이 실시예 또는 다른 실시예에서, 상기 1차 오버레이 층은 부직포 탄소 나노튜브 시트(non-woven carbon nanotube sheet)로 형성된다.

추가적으로 또는 대안적으로, 이 실시예 또는 다른 실시예에서, 상기 탄소 나노튜브는 다중 벽 탄소 나노튜브이다.

추가적으로 또는 대안적으로, 이 실시예 또는 다른 실시예에서, 상기 1차 오버레이 층은 발포성 내화 재료(intumescent material)로 형성된다.

추가적으로 또는 대안적으로, 이 실시예 또는 다른 실시예에서, 2차 오버레이 층이 상기 1차 오버레이 층 위에 도포된다.

추가적으로 또는 대안적으로, 이 실시예 또는 다른 실시예에서, 상기 2차 오버레이 층은 상기 벨트의 견인 표면을 한정한다.

추가적으로 또는 대안적으로, 이 실시예 또는 다른 실시예에서, 상기 2차 오버레이 층은 엘라스토머 재료이다.

추가적으로 또는 대안적으로, 이 실시예 또는 다른 실시예에서, 상기 1차 오버레이 층은 랩핑(wrapping), 딥핑(dipping), 스프레이, 라미네이팅 또는 인발(pultrusion) 공정 중 하나 이상의 공정에 의해 상기 복수의 인장 부재에 형성된다.

추가적으로 또는 대안적으로, 이 실시예 또는 다른 실시예에서, 상기 1차 오버레이 층은 상기 벨트의 열 성능을 향상시키도록 구성된다.

다른 실시예에서, 엘리베이터 시스템은 승강로; 상기 승강로 내에 위치되고 상기 승강로 내에서 이동 가능한 엘리베이터 카; 및 상기 승강로를 따라 상기 엘리베이터 카를 현수하고/하거나 구동하기 위해 상기 엘리베이터 카에 동작 가능하게 연결된 벨트를 포함한다. 상기 벨트는, 벨트 폭을 따라 배열되고 상기 벨트의 길이를 따라 길이방향으로 연장되는 복수의 인장 부재; 상기 복수의 인장 부재를 적어도 부분적으로 캡슐화하는 재킷 재료; 및 상기 복수의 인장 부재 중 하나 이상의 인장 부재 또는 상기 재킷 재료의 적어도 일부에 도포되는 1차 오버레이 층을 포함한다.

추가적으로 또는 대안적으로, 이 실시예 또는 다른 실시예에서, 상기 1차 오버레이 층은 부직포 탄소 나노튜브 시트로 형성된다.

추가적으로 또는 대안적으로, 이 실시예 또는 다른 실시예에서, 상기 탄소 나노튜브는 다중 벽 탄소 나노튜브이다.

추가적으로 또는 대안적으로, 이 실시예 또는 다른 실시예에서, 상기 1차 오버레이 층은 발포성 내화 재료로 형성된다.

추가적으로 또는 대안적으로, 이 실시예 또는 다른 실시예에서, 2차 오버레이 층이 상기 1차 오버레이 층 위에 도포된다.

추가적으로 또는 대안적으로, 이 실시예 또는 다른 실시예에서, 상기 2차 오버레이 층은 상기 벨트의 견인 표면을 한정한다.

이하의 설명은 어떤 식으로든 본 발명을 제한하는 것으로 고려되어서는 안 된다. 첨부 도면을 참조하면, 동일한 요소에는 동일한 참조 번호가 매겨진다.
도 1은 엘리베이터 시스템의 일 실시예의 개략도이다;
도 2는 엘리베이터 시스템 벨트의 일 실시예의 개략적인 단면도이다;
도 3은 엘리베이터 벨트용 인장 부재의 일 실시예의 단면도이다;
도 4는 엘리베이터 벨트용 인장 부재의 일 실시예의 다른 단면도이다;
도 5는 엘리베이터 시스템 벨트의 일 실시예의 다른 단면도이다; 및
도 6은 엘리베이터 시스템 벨트의 일 실시예의 또 다른 단면도이다.

개시된 장치 및 방법의 하나 이상의 실시예에 대한 상세한 설명은 도면을 참조하여 예시적인 것으로서 여기에 제시되고 본 발명을 제한하지 않는 것으로 고려된다.

도 1에는 예시적인 견인 엘리베이터 시스템(10)의 개략도가 도시되어 있다. (가이드 레일, 안전 장치 등과 같이) 본 발명을 이해하는데 요구되지 않는 엘리베이터 시스템(10)의 특징은 여기서 설명되지 않는다. 엘리베이터 시스템(10)은 하나 이상의 벨트(16)에 의해 승강로(14) 내에 동작 가능하게 현수되거나 지지되는 엘리베이터 카(12)를 포함한다. 하나 이상의 벨트(16)는 엘리베이터 시스템(10)의 다양한 구성 요소 둘레로 라우팅되도록 하나 이상의 시브(18)와 상호 작용한다. 하나 이상의 벨트(16)는 또는 균형추(22)에 연결될 수 있고, 이 균형추는 엘리베이터 시스템(10)을 균형 잡는 것을 돕고 동작 동안 견인 시브의 양측에서의 벨트 장력의 차이를 감소시키는데 사용된다.

시브(18)는 각각 엘리베이터 시스템(10)에서 다른 시브(18)의 직경과 동일하거나 상이할 수 있는 직경(20)을 갖는다. 시브들 중 적어도 하나는 견인 시브(52)일 수 있다. 견인 시브(52)는 기계(50)에 의해 구동된다. 기계(50)에 의해 시브를 구동시키면, 견인 시브(52) 둘레로 라우팅되는 하나 이상의 벨트(16)를 (견인력을 통해) 구동, 이동 및/또는 추진시킬 수 있다. 시브(18)들 중 적어도 하나는 전환기(diverter), 편향기(deflector) 또는 아이들러(idler) 시브일 수 있다. 전환기, 편향기 또는 아이들러 시브는 기계(50)에 의해 구동되는 것이 아니라, 엘리베이터 시스템(10)의 다양한 구성 요소 주위로 하나 이상의 벨트(16)를 안내하는 것을 돕는 것이다.

일부 실시예에서, 엘리베이터 시스템(10)은 엘리베이터 카(12)를 현수하고/하거나 구동하기 위해 2개 이상의 벨트(16)를 사용할 수 있다. 또한, 엘리베이터 시스템(10)은 하나 이상의 벨트(16)의 양측이 하나 이상의 시브(18)와 맞물리거나 하나 이상의 벨트(16)의 일측만이 하나 이상의 시브(18)와 맞물리도록 다양한 구성을 가질 수 있다. 도 1의 실시예는 하나 이상의 벨트(16)가 카(12)와 균형추(22)에서 종료하는 1:1 로프 배열을 도시하지만, 다른 실시예에서는 다른 로프 배열을 이용할 수 있다.

벨트(16)는 하나 이상의 시브(18)를 통과할 때 낮은 굽힘 응력을 제공하고, 벨트 수명 요건을 충족시키며, 평활한 동작을 할 만큼 충분한 유연성을 갖는 한편, 엘리베이터 카(12)를 현수하고/하거나 구동하는데 필요한 강도 요건을 충족시킬 수 있을 만큼 충분히 강하도록 구성된다.

도 2는 예시적인 벨트(16)의 구조 또는 디자인의 단면 개략도를 제공한다. 벨트(16)는, 벨트(16)를 따라 길이방향으로 연장되고 벨트 폭(26)에 걸쳐 배열된 복수의 인장 부재(24)를 포함한다. 인장 부재(24)는 벨트(16)에서 인장 부재(24)의 이동을 억제하고 인장 부재(24)를 보호하기 위해 재킷 재료(28) 내에 적어도 부분적으로 둘러싸인다. 재킷 재료(28)는 견인 시브(52)의 대응 표면과 상호 작용하도록 구성된 견인 측(30)을 형성한다. 재킷 재료(28)의 예시적인 재료는 예를 들어 열가소성 및 열경화성 폴리우레탄의 탄성 중합체, 폴리아미드, 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머 및 고무를 포함한다. 벨트(16)에 요구되는 기능을 충족하기에 적절하다면 재킷 재료(28)를 형성하는데 다른 재료를 사용할 수도 있다. 예를 들어 재킷 재료(28)의 주요 기능은 벨트(16)와 견인 시브(52) 사이에 충분한 마찰 계수를 제공하여 이들 사이에 원하는 양의 견인력을 생성하는 것이다. 재킷 재료(28)는 또한 인장 부재(24)에 견인 부하를 전달해야 한다. 또한, 재킷 재료(28)는 내마모성을 가져야 하고, 예를 들어 화학 재료와 같은 환경 인자에 노출시 손상으로부터 인장 부재(24)를 보호해야 한다.

벨트(16)는 벨트 폭(26) 및 벨트 두께(32)를 갖고, 여기서 벨트 두께(32)에 대한 벨트 폭(26)의 종횡비는 1보다 더 크다. 벨트(16)는 견인 측(30)과 반대쪽 후방 측(34), 및 이 견인 측(30)과 후방 측(34) 사이에서 연장되는 벨트 에지(edge)(36)를 더 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 인장 부재(24)는 스트랜드(strand)(40)로 배열될 수 있는 복수의 강철 와이어(38)로 형성된 코드이다. 대안적으로 도 4를 참조하면, 인장 부재(24)는 매트릭스 재료(44) 내에 배치된 복수의 부하 운반 섬유(42)와 같은 합성 섬유 또는 복합 구조로 형성될 수 있다.

예시적인 부하 운반 섬유(42)는 예를 들어, 탄소, 유리, 아라미드, 나일론 및 중합체 섬유를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 각 부하 운반 섬유(42)는 실질적으로 동일하거나 변할 수 있다. 또한, 매트릭스 재료(44)는 예를 들어 폴리우레탄, 비닐에스테르 및 에폭시와 같은 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 부하 운반 섬유(42) 및 매트릭스 재료(44)의 재료는 인장 부재(24)의 원하는 강성 및 강도를 달성하도록 선택된다.

인장 부재(24)는 일부 실시예에서 인발 공정에 의해 얇은 층으로 형성될 수 있다. 표준 인발 공정에서, 부하 운반 섬유(42)는 매트릭스 재료(44) 내에 함침되고 나서, 가열된 다이 및 추가적인 경화 히터를 통해 당겨지며 매트릭스 재료(44)가 가교된다. 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 당겨진 부하 운반 섬유(42)의 움직임 및 지지를 제어하여 인장 부재(24)의 원하는 선형 또는 곡선 프로파일을 형성할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예시적인 실시예에서, 인장 부재(24)는 약 0.5 밀리미터 내지 약 5 밀리미터의 단면 두께를 갖는다. 또한, 일부 실시예에서, 인장 부재(24)는 원형 단면을 갖는 반면, 다른 실시예에서 인장 부재(24)는 직사각형 또는 타원형과 같은 다른 단면 형상을 가질 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 인장 부재(24)는 예를 들어 재킷 재료(28)와의 접착을 촉진하기 위해 인장 요소 부재 코팅 층(46)을 포함할 수 있다.

8개의 인장 부재(24)가 도 2의 실시예에 도시되어 있지만, 다른 실시예에서는 다른 개수의 인장 부재(24), 예를 들어, 6개, 10개 또는 12개의 인장 부재(24)를 포함할 수 있다. 또한, 도 2의 실시예의 인장 부재(24)는 실질적으로 동일하지만, 다른 실시예에서, 인장 부재(24)는 와이어(38)의 수, 재료 또는 배열에 있어서 서로 상이할 수 있다.

벨트(16)는 탄소 나노튜브 시트로 형성된 하나 이상의 1차 오버레이 층(48)을 포함한다. 일부 실시예에서, 탄소 나노튜브 시트는 부직포 탄소 나노튜브 시트이고, 그리고 또한 다중 벽 탄소 나노튜브의 부직포 시트일 수 있다. 1차 오버레이 층(48)은 벨트(16)의 화재 및 열 성능을 향상시켜 발열이 발생하는 동안 인장 부재(24)와 재킷 재료(28)를 보호하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 1차 오버레이 층(48)은 탄소 나노튜브 시트로 형성된다.

다른 실시예에서, 1차 오버레이 층은 목탄(char) 형성을 촉진시키기 위해 발포성 내화 재료로 형성될 수 있고, 따라서 열 전도 및 화염 형성 및 확산을 지연시킨다. 발포성 내화 재료의 예로는 이러한 재료로 형성된 페이퍼 또는 발포성 내화 재료를 포함하는 코팅을 포함한다. 발포성 내화 코팅은 3개의 할로겐 없는 난연성 첨가제, 즉 제2 상 암모늄 폴리포스페이트(phase II ammonium polyphosphate)와 같은 산 공급원(acid source), 펜타에리트리톨과 같은 탄소 공급원(carbon source), 및 난연성 충전제 및 중합체 결합제와 함께 혼합된 멜라민과 같은 발포제(blowing agent)를 포함할 수 있다. 수산화알루미늄(Al(OH)₃) 및 수산화마그네슘(Mg(OH)₂)은 난연성 충전제의 예입니다.

1차 오버레이 층(48)은 재킷 재료(28)의 주위 둘레 전체에 도포되거나 또는 견인 측(30), 후방 측(34) 및/또는 벨트 에지(36)와 같은 선택된 표면 상에 도포될 수 있다. 2차 오버레이 층(54)은 엘리베이터 시스템(10)의 동작 동안 마모 또는 다른 손상으로부터 1차 오버레이 층(48)을 보호하기 위해 1차 오버레이 층(48) 위에 도포된다. 일부 실시예에서, 2차 오버레이 층(54)은 견인 측(30) 및 후방 측(34)에 도포되는 반면, 다른 실시예에서 2차 오버레이 층(54)은 견인 측(30), 후방 측(34) 및/또는 벨트 에지(36)에 선택적으로 도포될 수 있다. 2차 오버레이 층(54)은 재킷 재료(38)와 동일한 재료로 형성될 수 있고 또는 대안적으로 벨트(16)의 견인 및 마모 성능을 향상시키기 위해 상이한 재료로 형성될 수 있다.

이제 도 5를 참조하면, 일부 실시예에서, 1차 오버레이 층(48)은 인장 부재(24)를 직접 보호하기 위해 인장 부재(24)에 도포될 수 있다. 1차 오버레이 층(48)의 이러한 도포는, 예를 들어, 인장 부재(24)를 랩핑하는 것에 의해 수행되거나, 1차 오버레이 층(48)의 액체 또는 고체 코팅을 예를 들어 딥핑 또는 스프레이 공정 또는 라미네이팅 공정을 통해 인장 부재(24)에 도포하는 것에 의해 수행될 수 있다. 1차 오버레이 층(48)의 도포는 인장 부재(24)에 도포된 후에 재킷 재료(38)의 도포와 같은 후속 공정이 수행되어 벨트(16)를 완성한다. 또한, 1차 오버레이 층(48)의 도포는 인장 부재(24)를 형성하는데 사용되는 인발 공정에 병합될 수 있다.

이제 도 6을 참조하면, 일부 실시예에서, 1차 오버레이 층(48)은 인장 부재(24) 및 재킷 재료(38) 모두에, 예를 들어, 견인 측(30) 및 후방 측(34)에 도포된다.

1차 오버레이 층(48)을 사용하면 특히 2차 오버레이 층(54)과 함께 사용될 때 벨트(16)의 화재 및 열 성능을 향상시키고 벨트(16)의 마찰 및 견인 성능을 유지시킬 수 있다.

용어 "약"은 본 출원서를 제출할 때 이용 가능한 장비에 기초하여 특정 양의 측정과 관련된 오차의 정도를 포함하도록 의도된다. 예를 들어, "약"은 주어진 값의 ± 8% 또는 5% 또는 2%의 범위를 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예만을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 제한하려고 의도된 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 단수 형태의 요소 및 "상기" 요소는, 문맥 상 명백히 달리 지시하지 않는 한, 복수의 형태를 포함하는 것으로 의도된다. 나아가 본 명세서에서 사용되는 "포함하는" 및/또는 "구비하는"이라는 용어는 명시된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 구성 요소의 존재를 나타내지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소 구성 요소 및/또는 이들의 그룹이 존재하거나 또는 추가되는 것을 배제하는 것은 아닌 것으로 이해된다.

본 발명은 예시적인 실시예 또는 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경이 일어날 수 있으며 구성 요소에 등가물이 대신 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않으면서 본 명세서의 내용에 특정 상황 또는 재료를 적용하도록 많은 변형이 이루어질 수 있다. 그리하여, 본 발명은 본 발명을 수행하기 위해 고려된 최상의 형태로서 개시된 특정 실시예로 제한되지 않고, 본 발명은 청구범위의 범위 내에 속하는 모든 실시예를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (15)

1. 엘리베이터 시스템용 벨트로서,
   벨트 폭을 따라 배열되고 상기 벨트의 길이를 따라 길이방향으로 연장되는 복수의 인장 부재(tension member);
   상기 복수의 인장 부재를 적어도 부분적으로 캡슐화하는 재킷 재료(jacket material); 및
   상기 복수의 인장 부재 및 상기 재킷 재료의 적어도 일부에 도포된 1차 오버레이 층(overlay layer)을 포함하는, 엘리베이터 시스템용 벨트.
2. 제1항에 있어서, 상기 1차 오버레이 층은 부직포 탄소 나노튜브 시트로 형성된, 엘리베이터 시스템용 벨트.
3. 제2항에 있어서, 상기 탄소 나노튜브는 다중 벽 탄소 나노튜브인, 엘리베이터 시스템용 벨트.
4. 제1항에 있어서, 상기 1차 오버레이 층은 발포성 내화 재료(intumescent material)로 형성된, 엘리베이터 시스템용 벨트.
5. 제1항에 있어서, 상기 1차 오버레이 층 위에 도포된 2차 오버레이 층을 더 포함하는, 엘리베이터 시스템용 벨트.
6. 제5항에 있어서, 상기 2차 오버레이 층은 상기 벨트의 견인 표면을 한정하는, 엘리베이터 시스템용 벨트.
7. 제6항에 있어서, 상기 2차 오버레이 층은 엘라스토머 재료인, 엘리베이터 시스템용 벨트.
8. 제1항에 있어서, 상기 1차 오버레이 층은 랩핑, 딥핑, 스프레이, 라미네이팅 또는 인발 공정 중 하나 이상의 공정에 의해 상기 복수의 인장 부재에 형성되는, 엘리베이터 시스템용 벨트.
9. 제1항에 있어서, 상기 1차 오버레이 층은 상기 벨트의 열 성능을 향상시키도록 구성된, 엘리베이터 시스템용 벨트.
10. 엘리베이터 시스템으로서,
    승강로;
    상기 승강로 내에 배치되고 상기 승강로 내에서 이동 가능한 엘리베이터 카; 및
    상기 승강로를 따라 상기 엘리베이터 카를 현수하고/하거나 구동하기 위해 상기 엘리베이터 카에 동작 가능하게 연결된 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 벨트를 포함하는, 엘리베이터 시스템.
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