JP2000355477A - 空気式エレベータ - Google Patents

空気式エレベータ

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JP2000355477A JP2000155616A JP2000155616A JP2000355477A JP 2000355477 A JP2000355477 A JP 2000355477A JP 2000155616 A JP2000155616 A JP 2000155616A JP 2000155616 A JP2000155616 A JP 2000155616A JP 2000355477 A JP2000355477 A JP 2000355477A
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B9/00—Kinds or types of lifts in, or associated with, buildings or other structures
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 【解決手段】 空気作動式エレベータは、一対の細長い
垂直管状円筒形シャフトと、この垂直シャフトの上端部
付近および下端部付近でそれらの間に延び、ほぼ閉じた
系をもたらす、水平方向に延びる交差シャフトとを有す
る。かご室は垂直シャフトの一方の中に配設され、交差
シャフトの少なくとも一方の中にあるファンが、それら
のシャフトの端部の間で空気を移動させてかご室の上下
で圧力差を生じさせ、かご室をその一方のシャフト中で
上向きおよび下向きに移動させる。シャフトの少なくと
も一方に空気を入れ、シャフトからの漏れを補償するた
めに、少なくとも１つの通気口が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエレベータに関し、
さらに詳細には、エレベータのかご室を移動させるため
に空気圧に依拠する空気作動式エレベータに関する。
【０００２】
【従来の技術】高層建造物では、アクセス・エレベータ
が稼働する高さは、鋼製ケーブルの重量によって制限さ
れる。これらのケーブルは非常に重くなるので、エレベ
ータの許容荷重は大きく低下し、稼働できる高さは一般
に約３０階までに制限される。この条件に適応するため
に、エレベータ・システムを複数段階の垂直揚程（ｌｉ
ｆｔ）に区分化し、偏位した位置にあるその他のエレベ
ータが別の揚程を開始するフロアで乗り換える。区分数
は建造物の高さによって決まる。現況技術であるこのシ
ステムは、煩わしく、使用するスペースが大きすぎ、コ
ストもかかる。
【０００３】エレベータのかご室を上向きおよび下向き
に移動させるために、また一例では管中で輸送車両（ｔ
ｒａｎｓｐｏｒｔ ｖｅｈｉｃｌｅ）を水平方向に移動
させるために空気圧を使用する様々な提案がなされてい
る。
【０００４】空気式エレベータに関する既存の特許は、
大量の空気を外部からシャフトに直接引き込む、または
シャフトから外部に直接吐き出すことによって移動させ
るエレベータのかご室を収容したシャフトに依拠してい
る。天候および季節の変化によるばらつきがあるので、
この方法は大量の空気の濾過処理を必要とし、非実用的
であり、不便であり、コストが高くなる傾向がある。
【０００５】従来技術におけるこのような取組みの例と
しては、Ｋｉｌｐａｔｒｉｃｋの米国特許証第３３１８
４１８号、Ｈｏｐｋｉｎｓの米国特許証第３９４９９５
３号、Ｄｉｇｇｓの米国特許証第４０２３５００号、Ｓ
ａｓｓａｋの米国特許証第４４８７４１０号および第４
９９７０６０号、Ｓｏｒｓの米国特許証第５４４７２１
１号および第５５８３３２６号がある。これらの装置の
一部は、かご室の底部に作用してこれを上向きに移動さ
せるかなりの速度の大量の空気を供給し、その後空気の
体積を制御しながら減少させてかごを下向きに移動させ
るために、ファンその他の手段に依拠する。
【０００６】Ｓｏｒｓの米国特許証第５４４７２１１号
および第５５８３３２６号は、かごの上に負圧を生み出
し、真空によってかごを上昇させることに依拠してい
る。
【０００７】Ｓａｓｓａｋの米国特許証第４９９７０６
０号には、空気を使用して、高層建造物中を自由落下す
るかごのためのクッションをもたらすことが開示されて
いる。
【０００８】Ｄｉｇｇｓの米国特許証第４０２３５００
号は、搭乗者を搬送するビークルをトンネルに沿って移
動させるために圧力の差を生じさせる点で、重要であ
る。
【０００９】容易に分かるであろうが、上昇運動を実現
するためにかごを収容するシャフト中に大量の空気を高
速で移動させることは、建築物の外部から空気を引き込
む場合には、その空気が通常漏れていく建築物の残りの
部分を汚染しないように濾過またはその他の方法で処理
しなければならないので、比較的費用がかかる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、両方
向にかご室を移動させるのに同じ循環空気を使用し、漏
れによって失われた少量の空気のみを交換すればよい、
本質的に閉じたシャフト系中でかご室が上向きおよび下
向きに移動する、新しい空気式エレベータ・アセンブリ
を提供することである。
【００１１】本発明の目的は、比較的経済的に製造する
ことができ、操作および保守が比較的簡単な、このよう
な空気式エレベータ・アセンブリを提供することであ
る。
【００１２】別の目的は、フェイル・セイフであり、か
つ高層建築物で効果的に使用することができる、このよ
うなエレベータ・アセンブリを提供することである。
【００１３】さらに別の目的は、同じ空気をほぼ周囲の
大気圧で循環させる、このようなエレベータ・アセンブ
リを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前述および関連の目的
は、閉じた端部を備えた、容積がほぼ等しい一対の細長
い垂直管状円筒形シャフトと、この垂直シャフトの上端
部付近および下端部付近でそれらの間に延び、閉じたシ
ャフト系をもたらす、水平方向に延びる交差シャフトと
を含む空気作動式エレベータ・アセンブリで容易に達成
することができることが分かっている。エレベータのか
ご室は垂直シャフトの一方の中に配設され、その中に隙
間なく（ｓｎｕｇｌｙ）収まるように、その一方のシャ
フトと関連づけて寸法を採られる。
【００１５】封止手段は、シャフトの内側表面と封止係
合した状態で、かご室の周囲に設けられ、ファン手段
は、交差シャフトの少なくとも一方の中にあり、その一
方のシャフトの両端の間で空気を移動させてかご室の上
下で圧力差を生じさせ、そのかご室をその一方のシャフ
ト中で上向きおよび下向きに移動させる。
【００１６】垂直方向に離間した複数のドアが、シャフ
トの長さに沿って設けられ、かご室のドアは、シャフト
のドアと位置合わせすることができる。かご室中、およ
び各エレベータ・ストップにある制御手段は、ファン手
段およびドアに動作可能に接続され、それらを動作させ
る。かご室の移動中およびドアが開いている間に、閉じ
たシャフト系中で実質的に周囲圧力状態を維持し、シャ
フトからの漏れを補償するために、垂直シャフトおよび
交差シャフトの少なくとも一方に空気を受け入れる少な
くとも１つの通気口が設けられる。
【００１７】シャフトの上端部は、ドーム形のキャップ
を有することが好ましい。一方のシャフトは、その内側
周囲の周りで離間した、垂直方向に延びる複数の細長い
レールを有し、かご室の周囲には、それらのレールをそ
の中に受ける協働凹部がある。
【００１８】封止手段が一方のシャフトのドアの周りに
設けられ、かご室のドアの周りにあるかご室の封止手段
と協働することが望ましい。かご室は、かご室を所定位
置に保持するために前記レールと係合することができる
制動手段を有する。かご室の上下で一方のシャフト中の
圧力を感知するために、圧力感知手段が設けられる。
【００１９】ファン手段は両交差シャフト中に設けられ
ることが好ましく、また、可変ピッチ・ブレードを備え
た可逆式かつ可変速度式のファンであることが望まし
い。一方のシャフトの下端部付近の交差シャフトは、そ
の下端部から上方に間隔をあけて配置され、かご室が自
由落下する場合に空気の圧縮によってかご室のためのク
ッションをもたらす密閉区域をその下に形成する。密閉
区域から外側に向かう空気の流れを制御するために、バ
ルブ手段が設けられる。
【００２０】望ましくは、もう１本の交差シャフトが密
閉区域から延び、バルブ手段はその中に配設される。
【００２１】シャフトは複数のセクションから組み立て
られたものであり、隣接するセクションの間の接合部の
周りには補強用カラーが設けられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】最初に図１を参照すると、番号２
で概略的に示され、本発明を実施したエレベータを収容
した、高層建築物が示してある。図から分かるように、
複数のフロア６からなる地盤面下部構造４と、垂直に延
びるコア８と、コア８に沿って垂直方向に離間した一連
のオフィス・フロア・クラスタ１０とがある。建築物２
が極めて高いので、ケーブル１２がコア８に沿って離間
した各位置から下向きかつ外向きに延び、この建築物を
安定させ、支持する。
【００２３】次に図２を参照すると、コア８が断片的に
断面図で示してあり、番号１４、１６で概略的に示す、
基部４からコア８の上端部付近まで延びる一般に円筒形
の性質の２本の細長い垂直シャフトを収容していること
が分かる。図から分かるように、シャフト１４、１６
は、基部１８上に堅固に据え付けられた平面状の底面１
７と、ドーム形キャップ２０で閉じられた上端部とを有
する。上端部付近のシャフト１４と１６の間には、ファ
ン２４を収容した交差シャフト２２が延びており、下端
部付近のシャフト１４と１６の間には、ファン２８を収
容した交差シャフト２６が延びている。また、その下端
部付近の交差シャフト２６より下のシャフト１４と１６
の間には、後述の目的のためのバルブ３２をその中に備
えた通気管３０が延びている。やはり図２から分かるよ
うに、番号３４で概略的に示すかご室は、シャフト１４
内を上向きおよび下向きに移動する。図から分かるよう
に、コア８は、シャフト１４、１６がその中を通って延
びる開口を備えた、横方向に延びるフロア６を有する。
【００２４】次に図３を参照すると、メイン・シャフト
１４は、ほぼその全長にわたって延びる開口部３６を有
し、それを覆って、各フロア６の位置にドア開口部４０
を備えた囲みパネル３８が延びている。シャフト１４、
１６は複数のセクションから組み立てられたものであ
り、堅固な係合をもたらすために、スリーブ付きの封止
カラー４２がその接合部の周りに設けられる。支持ブラ
ケット４４が、シャフト１４、１６を各フロア６で一定
の位置に固定し、一方向通気口４６が、メイン・シャフ
ト１４の頂部にあるキャップ２０に設けられる。
【００２５】図４および図５から分かるように、内側に
配設された垂直に延びるレール４８が、開口部３６の両
側、およびメイン・シャフト１４の反対側に設けられ、
スリーブ付きの複数のセクションとして形成される。下
部構造４およびフロア・クラスタ１０中に位置するフロ
ア６の位置では、水平方向に延びるレール５０が、囲み
パネル３８のシャフト・ドア開口部４０の上下で、シャ
フト１４を介して垂直レール４８および囲みパネル３８
に固定され、シャフト１４を補強し、図３の上側のフロ
アに見られるシャフト開口部４０を閉じる位置から、そ
の下のフロアに示すかご室３４への出入りを可能にする
位置までドア５４がその中を滑動するトラック５２を提
供する。
【００２６】かご室３４は、シャフト１４の周囲壁面に
隙間をあけて密接するようにそれと関連づけて寸法を採
られた、概ね円筒形の周囲壁面５６を有し、また垂直レ
ール４８がその中に延びる凹部５８を有する。かご室３
４のドア開口部では、かご室のドア６０の囲み側のレー
ルを受ける凹部５８は、内部フランジ６４に固定された
チャネル部材６２によって形成され、チャネル部材６６
が、ドア開口部のもう一方の側で周囲壁面５６のフレー
ムの差込み部分６７に固定され、レール４８のための凹
部５８を形成する。
【００２７】かご室３４のドア開口部の上下には、かご
室３４の周囲壁面を補強し、その中をかご室のドア６０
が図５に両方向矢印で示すように開いた位置と閉じた位
置の間で滑動するトラック７０を提供する、水平レール
６８がある。
【００２８】次に図６を参照すると、かご室３４が、横
方向に延びる屋根７２および床７４を有し、その周囲に
延びる封止エレメント７６が、その上側および下側の周
囲の周りに延び、かご室３４とメイン・シャフト１４の
周囲壁面との間の封止を実現していることが分かる。シ
ャフト上の封止エレメント７６と協働するように、封止
エレメント（図示せず）を、かご室のドア６０の開口部
の周りに設けることもできる。屋根７２および床７４の
上には圧力センサ７８があり、制御装置８０がかご室３
４中に設けられる。昇降用呼出しボタン・パネル８６
は、各エレベータ・ストップ（ｅｌｅｖａｔｏｒ ｓｔ
ｏｐ）で、コア８の壁面に設けられる。
【００２９】図２を参照すると、圧力センサ８２はシャ
フト１４、１６中でそれらの上端部付近および下端部付
近にも設けられ、コンピュータ制御装置８４は、下部構
造４中に設けられる。
【００３０】本発明の空気式エレベータ・アセンブリの
動作中には、メイン・シャフト１４内でのエレベータの
かご室３４の上向きおよび下向きの移動は、かご室３４
の上下でメイン・シャフト１４中の圧力差が生じた結果
として起こる。かご室を上向きに移動させるには、ファ
ン２４、２８を操作して、交差シャフト２６を介してメ
イン・シャフト１４の底部に加圧空気を導入しながら、
ファン２４を使って上側交差シャフト２２を介して空気
を除去することによって、かご室３４の床７４により大
きな圧力をかける。
【００３１】かご室の直径が約３．６６ｍ（１２フィー
ト）、望ましい移動速度が毎秒約６．１０ｍ（約２０フ
ィート）すなわち毎時約２０．９ｋｍ（１３マイル）で
あると仮定すると、１ｃｍ2あたり約７０．４ｇ（１平
方インチあたり約１ポンド）、すなわち１ｍ2あたり約
７０４ｋｇ（１平方フィートあたり１４４ポンド）未満
の差が必要となる。そのためには、ファンは、毎秒約６
２．３ｍ3（約２２００立方フィート）の率でかご室の
下のメイン・シャフト中への空気の移動を生み出すこと
ができなければならない。
【００３２】同様に、メイン・シャフト１４内でのかご
室の下向きの移動は、重力（かご室３４の重量）によっ
てもたらされ、これにより、メイン・シャフト１４の上
側部分中に空気が移動するにつれて、メイン・シャフト
１４の下側部分から空気が排出される。降下速度の制御
はファンの運動に依拠するが、下向きの移動の速度が速
くなりすぎた場合には、ファンの運動に関連するシャフ
ト内のかご室３４の下に閉じ込められた空気によるクッ
ション効果（ｃｕｓｈｉｏｎｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）
を、レール４８に対する何らかの制動作用で補助するこ
とができる。
【００３３】これに関連して、かご室は、エレベータ・
アセンブリで停電またはその他何らかの突発的な問題が
発生した場合にレールを把持するために、フェイル・セ
イフな制動機構を備えなければならない。制動機は、磁
気、油圧、または空気圧によって非係合位置に保持する
ことができ、このような障害が起こった場合には自動的
に制動状態に入ることができる。
【００３４】かご室の凹部中にガイド・ローラまたはシ
ューを設け、摩擦を最小限に抑えて上向きおよび下向き
のかご室の運動を滑らかにすることもできる。
【００３５】かご室上の封止部材は、比較的耐久性の高
い性質を有するものとし、ポリアミド樹脂などの低摩擦
材料の固体エレメントを含むことも、あるいは弾性ポリ
ウレタン（ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａ
ｎｅ）などの材料から製造した弾性圧縮性または変形可
能なエレメントを含むこともできる。各フロアのシャフ
ト・ドアの周りの封止部材も同じ特性を有するものと
し、この場合には、メイン・シャフト上に協働する封止
エレメントがあることもある。
【００３６】占有部（ｏｃｃｕｐａｎｃｙ）のあるフロ
アにドアがありさえすればよいが、何らかの故障が起こ
った場合にメイン・シャフトへの非常口（ｅｍｅｒｇｅ
ｎｃｙ ａｃｃｅｓｓ）を提供するために、フロア・ク
ラスタ間のコア中にいくつかのドアを備えることが望ま
しい。
【００３７】電子制御ファン２４、２６は、可逆式かつ
可変速度式であり、可変ピッチ・ブレードを有して、フ
ァンの動作の高度な制御を実現し、それにより快適なレ
ベルの加速、減速、および速度をもたらすことができ
る。
【００３８】制御上の理由から、ただ１つのファンを好
ましくは下側交差シャフト中で利用することもできる
が、より高い制御性をもたらし、一方のファン・ユニッ
トに障害が発生した場合のバックアップ・システムを提
供するために、２つ使用することが好ましい。
【００３９】突発的な障害が発生した場合に備えて、前
述の制動機に加えて、図示のエレベータ・アセンブリ
は、シャフト１４の底部の下側交差シャフト２６の下に
ある閉じた空気ポケット（ａｉｒ ｐｏｃｋｅｔ）から
延びる通気管３０中にバルブ３２を含む。このバルブは
基本的に、エレベータのかご室３４が自由落下する場合
に、メイン・シャフト１４の底部にある閉じたポケット
からの空気の流出速度を制御し、メイン・シャフト１４
の基部で、制御された速度で流出する空気のクッション
をもたらす。
【００４０】容易に分かるであろうが、シャフト１４、
１６の頂部および底部と、かご室３４の頂部および底部
とに設けられたセンサは、コンピュータ制御装置に情報
を提供し、これがファンおよびバルブの動作を制御し
て、状況に応じて必要な圧力差または安全クッションを
提供する。エレベータ・アセンブリは、フロアを選択す
るためのかご室内の制御パネルや、かご室の呼出しを可
能にし、その位置を識別するためのコア壁面上の制御パ
ネルなど、従来の制御装置を備える。
【００４１】かご室の制御パネルからの情報、およびケ
ーブル上の圧力センサからの情報は、レールの長さに沿
って位置するケーブルまたは接触面によって、コア中の
コンピュータ制御装置に転送することができるので有利
である。同様に、照明、通信、およびかご室の制御のた
めの電力は、レールの長さに沿った同じケーブルまたは
別個のケーブルによって供給することができる。
【００４２】第２のシャフト１６中の空気の体積は第１
のシャフト中の空気の体積とほぼ同じであり、ほぼ密閉
された系中で空気がシャフト間を移動していることが分
かるであろう。空気の一部が系から失われることを避け
ることは基本的に不可能であり、メイン・シャフト１４
の頂部にある一方向バルブ４６を介して補給空気を導入
することができる。
【００４３】したがって、本発明の空気式エレベータ・
アセンブリは、比較的容易に製造することができ、操作
が簡単であることが分かるであろう。これにより、相当
な垂直方向距離にわたって動作するエレベータで大きな
問題となる長いケーブルがなくなる。エネルギー・コス
トは比較的低く、操作は非常に簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気式エレベータ・アセンブリを利用
する高層建築物を示す部分概略図である。
【図２】その中のエレベータ・アセンブリを示す、図１
の建築物のコアおよびフロア・クラスタの一部の断片的
な断面図である。
【図３】かご室をファントム線で示し、交差シャフトを
除去してファンが見えるようにした、エレベータ・アセ
ンブリの平行なシャフトの断片的な正面図である。
【図４】フロアおよびかご室のドアが開いている、メイ
ン・シャフトの断片的な斜視図である。
【図５】図４の線５−５に沿った、メイン・シャフトお
よびかご室の断片的な断面図である。
【図６】かご室およびメイン・シャフトの断片的な正面
断面図である。
【符号の説明】 ６ フロア ８ コア １０ フロア・クラスタ １４ 垂直シャフト １６ 垂直シャフト １７ 底面 １８ 基部 ２０ ドーム形キャップ ２２ 交差シャフト ２４ ファン ２６ 交差シャフト ２８ ファン ３０ 通気管 ３２ バルブ ８２ 圧力センサ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 空気作動式エレベータ・アセンブリであ
    って、（ａ）容積がほぼ等しい、閉じた端部を備えた一
    対の細長い垂直管状円筒形シャフトと、（ｂ）前記垂直
    シャフトの上端部付近および下端部付近でそれらの間に
    延び、閉じたシャフト系をもたらす、水平方向に延びる
    交差シャフトと、（ｃ）前記垂直シャフトの一方の中に
    配設された、その中に隙間なく収まるように前記一方の
    シャフトと関連づけて寸法を採られたかご室と、（ｄ）
    前記一方のシャフトの内側表面と封止係合する、前記か
    ご室の周囲の封止手段と、（ｅ）前記交差シャフトの少
    なくとも一方の中にあり、前記一方のシャフトの両端の
    間で空気を移動させて前記かご室の上下で圧力差を生じ
    させ、前記かご室を前記一方のシャフト中で上向きおよ
    び下向きに移動させるためのファン手段と、（ｆ）前記
    一方のシャフトの垂直方向に離間した複数のドアと、
    （ｇ）前記一方のシャフトの前記ドアと位置合わせする
    ことができる、前記かご室のドアと、（ｈ）前記ファン
    手段およびドアに動作可能に接続され、それらを動作さ
    せる、前記かご室中の制御手段と、（ｉ）前記垂直シャ
    フトの少なくとも一方および交差シャフト中に空気を入
    れ、前記シャフトからの漏れを補償し、前記閉じたシャ
    フト系中で実質的に周囲圧力状態を維持するための、少
    なくとも１つの通気口とを含む空気作動式エレベータ・
    アセンブリ。
  2. 【請求項２】 前記シャフトの上端部がドーム形のキャ
    ップを有する、請求項１に記載の空気作動式エレベータ
    ・アセンブリ。
  3. 【請求項３】 前記一方のシャフトが、その内側周囲の
    周りで離間した、垂直方向に延びる複数の細長いレール
    を有し、前記かご室が、その周囲に、前記レールをその
    中に受ける協働凹部を有する、請求項１に記載の空気作
    動式エレベータ・アセンブリ。
  4. 【請求項４】 封止手段が、前記一方のシャフト上の前
    記ドアの周りに設けられる、請求項１に記載の空気作動
    式エレベータ・アセンブリ。
  5. 【請求項５】 前記かご室が、前記一方のシャフトの前
    記ドアの周りにある前記封止手段と協働する封止手段
    を、そのかご室の前記ドアの周りに有する、請求項４に
    記載の空気作動式エレベータ・アセンブリ。
  6. 【請求項６】 前記かご室が、前記かご室を所定位置に
    保持するために前記レールと係合することができる制動
    手段を有する、請求項１に記載の空気作動式エレベータ
    ・アセンブリ。
  7. 【請求項７】 前記かご室の上下で前記一方のシャフト
    中の圧力を感知するための圧力感知手段を含む、請求項
    １に記載の空気作動式エレベータ・アセンブリ。
  8. 【請求項８】 ファン手段が両交差シャフト中に設けら
    れる、請求項１に記載の空気作動式エレベータ・アセン
    ブリ。
  9. 【請求項９】 前記ファン手段が、可変ピッチ・ブレー
    ドを備えた可逆式かつ可変速度式のファンである、請求
    項１に記載の空気作動式エレベータ・アセンブリ。
  10. 【請求項１０】 前記垂直シャフトの前記下端部付近の
    前記交差シャフトが、一方のシャフトの前記下端部から
    上方に間隔をあけて配置され、前記かご室が自由落下す
    る場合に空気の圧縮によって前記かご室のためのクッシ
    ョンをもたらす密閉区域をその下に形成する、請求項１
    に記載の空気作動式エレベータ・アセンブリ。
  11. 【請求項１１】 前記密閉区域から外側に向かう空気の
    流れを制御するためにバルブ手段が設けられる、請求項
    １０に記載の空気作動式エレベータ・アセンブリ。
  12. 【請求項１２】 前記一方のシャフトの前記密閉区域と
    前記シャフトのもう一方との間に交差シャフトを含み、
    前記バルブ手段がその中に配設される、請求項１１に記
    載の空気作動式エレベータ・アセンブリ。
  13. 【請求項１３】 前記シャフトが、複数のセクションを
    組み立てることによって製造され、隣接するセクション
    の間の接合部の周りに補強用カラーが設けられる、請求
    項１に記載の空気作動式エレベータ・アセンブリ。
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