JP4597190B2 - エレベータ荷重支持部材の摩耗および破損検出 - Google Patents

Description

本発明は、一般にエレベータ荷重支持部材の状態を監視することに関する。特に、本発明は、異なる信号を用いてエレベータ荷重支持部材の摩耗状態および起こり得る破損状態をそれぞれ判定することに関する。

一般的にエレベータ装置は、かごおよびつり合おもりの重量を支持し、かごが昇降路内で望まれるように動くことを可能にする、ロープまたはベルトなどの荷重支持部材を含む。長年、スチールロープが用いられてきた。最近では、ジャケット内に包み込まれた複数の張力部材を含むジャケット付きロープ、または被覆されたスチールベルトが導入されている。たとえば、張力部材は鋼製のストランドからできたスチールコードである。ジャケットはポリウレタン材料からなる。

新しい荷重支持部材と古いスチールロープとの違いで、新たな難問が持ち上がったが、それは張力部材を被覆するジャケットが張力部材の状態の目視検査を不可能にしてしまったことである。さまざまな検査技術が提案された。それらの技術のいくつかは、電気学に基づくもので、ベルト内の張力部材の導電性に依存して張力部材の状態に関する判定をするものである。

新しいタイプのベルトに用いられるある装置は、たとえば損傷したベルトの表示を提供する損傷ベルトスイッチである。そのようなスイッチはベルトの深刻な欠陥または破損状態の表示を提供するのに有用である。機械的な損傷ベルトスイッチのある欠点は、エレベータベルトが良好な場合でも特異な機械的状態によって連動または作動してしまう可能性があることである。また、そのようなスイッチは壊れる可能性もある。別体の損傷ベルトスイッチを用いることによって持ち上がった別の問題は、ハードウェアや設置および潜在的維持費の増加である。もちろん、エレベータ装置に関連する複雑性を最小にすることが望ましい。

ベルトの摩耗状態を監視し、ベルトが損傷またはそうでなく深刻なダメージを受けているか否かを判定するための改善された技術が必要とされている。本発明は、従来の損傷ベルトスイッチ構成に依存することなく両方のタイプの判定を行えるユニークな方法を提供する。

大まかに言えば、本発明は、異なる二つのタイプの信号を用いて、荷重支持部材の状態に関する二つの異なるタイプの判定を行うエレベータ荷重支持部材監視構成である。

エレベータベルトの状態を監視する一実施例の方法は、ベルト内の少なくとも一つの張力部材に第１の特性を有する第１の信号を付与することを含む。異なる第２の特性を有する第２の信号は、ベルト内の少なくとも一つの張力部材に付与される。ベルトの摩耗状態は第１の信号への応答に基づいて判定される。ベルトの破損状態は第２の信号への応答に基づいて判定される。

一実施例では、張力部材の抵抗値は付与された信号に基づいて判定される。第２の信号によって提供される情報は、好ましくは、損傷したベルト状況が容易に判定され得るように継続的に監視される。第１の信号への応答は、通常はエレベータベルト上の通常の摩耗が長い年月で徐々に起こるので、所定期間にわたって得てもよい。

一実施例では、第１の信号特性は第１の周波数であり、第２の信号はより高い第２の周波数を有する。

エレベータベルトの状態を監視する一実施例の装置は、ベルト内の少なくとも一つの張力部材に第１の信号を付与する制御装置を含む。制御装置はまた、ベルト内の少なくとも一つの張力部材に第２の信号を付与する。第１の信号は好ましくは、周波数などの特性を有し、その特性は第２の信号の対応する特性とは異なるものである。制御装置は、第１および第２の信号に応答する張力部材の電気的性能を利用して、ベルトの摩耗状態と破損状態をそれぞれ判定する。

本発明の様々な特徴および利点は、以下における現在において好ましい実施例の詳細な説明から、当業者にとって明らかとなる。詳細な説明に付随する図面は以下に簡潔に説明され得る。

図１は、監視装置２０およびエレベータベルト２２を含むエレベータ荷重支持部材アッセンブリを概略的に示す。この例ではベルトが示されているが、本発明は特定の種類の荷重支持部材に限定されない。複数の張力部材２４はジャケット被覆２６に包み込まれている。一実施例では、張力部材２４は従来の方法で巻かれた個々の鋼製のストランドからなるスチールコードからなる。一実施例では、ジャケット被覆２６はポリウレタン材料からなる。張力部材２４は、かごおよびつり合おもりに関連するエレベータ装置の荷重を支え、従来の方法で昇降路内において望まれるようにかごを移動させる能力を提供する。

監視装置２０は張力部材２４に電気信号を選択的に与える制御装置３０を含む。張力部材２４との電気的結合は３２で概略的に示されている。図1では各張力部材２４と制御装置３０との電気的接続が示されているが、本発明によって提供される技術は、一つまたは選択されたいくつかの数のみの張力部材２４を監視することによっても利用可能である。一実施例では、複数の張力部材２４が監視の目的で電気的に結合されている。

制御装置３０は、制御装置３０がエレベータ装置内のベルトの耐用年数の間ベルト２２の通常の摩耗を監視できるように設計された第1のモジュール３４を含む。一実施例では、張力部材２４の抵抗値が張力部材の機械的完全性の表示を提供する、抵抗値ベースの検査（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｂａｓｅｄ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）（ＲＢＩ）が用いられている。たとえば、ダメージを受けたまたは擦り切れたワイヤは中断されていない機械的完全性を有するワイヤよりも高い抵抗値を有することが知られている。この記載の恩恵を受ける当業者であれば、その特定の状態の要求にあった適切な監視技術（すなわち、どの変数を監視し、どのようにそれを張力部材の状態と関連付けるか）を選択することが可能である。

制御装置３０は、第１のモジュール３４を用いて、第１のタイプの信号を少なくとも一つの張力部材２４に与え、ベルトアッセンブリ２２の摩耗状態に関する判定を行う。第２のモジュール３６によって、制御装置３０はベルト２２の深刻な破損や損傷状態に関する判定ができる。第２のモジュール３６は、別体の機械的損傷ベルトスイッチに置き換えたり、損傷ベルトスイッチを含むシステムにおいて補足表示を提供してもよい。第２のモジュール３６によって、制御装置３０は第２のタイプの信号を張力部材２４に与えて、ベルト２２の破損状態に関する別の判定を行うことができる。第２のモジュール３６によって、制御装置３０はベルト２２の全長にわたって、別のタイプの検査システムでは「目視」できないであろうベルトの部分においても、張力部材の連続性について即時チェックをすることができる。

一実施例では、第１のモジュール３４と第２のモジュール３６は、制御装置３０の少なくとも一部として機能するマイクロプロセッサ上のソフトウェアのプログラミングを有する。別の実施例では、第１および第２のモジュール３４は、ハードウェアまたはファームウェアを有する。さらに別の実施例では、ソフトウェアとハードウェアとファームウェアとの組み合わせによって図示のモジュールの機能を提供する。

図２は、二つの異なるタイプのベルト状態判定を行うため制御装置３０によって与えられた二つの例の信号を概略的に示している。符号４０で示される第１の信号トレースは、第１のモジュール３４を用いる制御装置３０によって与えられた第１の信号を示す。信号４０は、選択された継続時間と振幅を有する複数のパルス４２を含む。

第１の信号４０の周波数は、図２に示される信号５０の周波数と比べて比較的低い。一実施例では、第２の信号５０は第２のモジュール３６内でプログラムを組むことによって指向された少なくとも一つの張力部材２４に制御装置３０によって与えられる。第２の信号５０は第１の信号４０のパルス４２と比べて短い継続時間と小さい振幅を有する複数のパルス５２を含む。第２の信号５０の周波数は第１の信号４０の周波数よりもかなり高い。第２の信号５０によって制御装置３０は損傷ベルトまたは破損状態の判定を行うことができる一方、第１の信号４０によって制御装置３０は摩耗状態の判定を行うことができる。

第２の信号５０のより高い周波数、より小さい振幅およびより短いパルス継続時間によって、制御装置はベルト２２が損傷しているか重大な破損状態にあるか否かを連続的かつ瞬時に監視できる。第２の信号５０により低い電流を用いることによって、コードに付加される電圧の存在によってコード（すなわち、張力部材）２４の腐食を加速する可能性を大きくせずに、ベルトを監視するシステムの能力を強化する。一実施例では、第２の信号５０の使用によって、腐食の可能性を減らす第１の信号４０のパルス間のより長いインターバルが可能になる。

ベルトが損傷もしくは破損状態にあるか否かにかかわる即時判定ができることが重要であるため、第２の信号５０のより高い周波数が好ましい。損傷した張力部材の判定には張力部材にわたる電気的連続性を判定する必要が実質的にあるだけなので、小さい振幅のパルス５２は損傷したベルトの判定を行うのに十分な情報を提供する。

第１の信号４０を用いて観測可能な通常の摩耗は、張力部材２４の電気的特性の変化率に基づいている。張力部材２４のスチールコードの電気抵抗が一実施例では用いられる。そのようなベルトは通常の機械的および環境運転条件下で非常に長い耐用年数を有すると信じられている。長い期間にわたらなければ疲労や摩耗の可能性は少ない。したがって、第１の信号４０の低い周波数は、ベルトの摩耗状態に関する判定をするために所定期間にわたって十分な情報（すなわち、張力部材２４における結果的摩耗による抵抗値の結果的増加）を提供する。より大きなパルス４２は、実際の抵抗値に関するより正確な情報を提供し、それは長い期間にわたって統合されてわずかな摩耗の判定を行うことができる。

本発明は、長い期間（すなわち１０年から２０年）にわたる張力部材の抵抗値などの電気的特性のわずかな割合の変化と張力部材２４が損傷した際の抵抗値の瞬間的莫大な変化との間の差を活用したものである。この本質的に異なる変化によって、単一の制御装置３０は二つの異なるタイプの信号を用いて異なる二つのタイプのベルト状態を判定する本質的に異なる機能を実行することができる。

一実施例では、信号４０と５０を同期させて制御装置が行う判定のための信号間のどのような干渉もなくすよう制御装置３０およびモジュール３４および３６がプログラムされる。図２の実施例では、パルス４２はパルス５２が付与されると同時には張力部材のいずれにも付与されない。パルス４２はパルス５２のオフタイムの間に付与される。

一実施例では、制御装置３０は、制御装置３０がベルトの破損状態の存在を判定する前に損傷した張力部材の判定を、ベルト内の少なくとも一つの他の張力部材が損傷したことを判定することによって、確認することを要求することによる破損状態判定の照合を利用する。

別の実施例では、制御装置３０はエレベータ装置が使用されている時に判定するようプログラムされている。より高い使用期間には、この実施例の制御装置３０は、第２の信号５０の周波数を上げて、もっと連続的な破損状態の検査を行う。第１の信号を第２の信号と孤立させたい場合には、第１の信号５０のオフタイムに入るようにパルス４２の特性を調整するとともに第１の信号の周波数が調整されてもよい。

別の実施例では、制御装置３０は、摩耗検出の結果が一つまたは複数の張力部材２４の摩耗の状態を示すときは常に、第２の信号５０によって提供された監視を増加するようプログラムされる。摩耗の増加は破損状態の可能性の増加に合致することがあり、この実施例の制御装置は破損検出をこれによって調整する。

この記載の恩恵を受ける当業者であれば、この記述の制御装置によって提供される機能を実現するために市販のマイクロプロセッサや電子機器から選択することができ、またソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはそれらの組み合わせを特別に設計することができるであろう。二つの異なるモジュールを有する単一の制御装置３０が図１に概略的に示されているが、個々の要素が摩耗状態と破損状態の監視を提供してもよい。

本発明によって設計された検査装置は、二つの機能性を提供し、エレベータベルトの状態を監視することに関連する経済性を増す。本発明の構成によって、たとえば、機械的損傷ベルトスイッチと比較して洗練性および柔軟性を増すことができる。損傷ベルトスイッチを不要とすることに関連したコスト削減がある。

上述の説明は例示的な性格のものであり、限定的な性格のものではない。当業者には開示された実施例に対する、本発明の主旨から必ずしも逸脱しない変形および改良が明らかとなろう。本発明に与えられる法的保護の範囲は添付の請求の範囲を検討することによってのみ判定可能である。

本発明の実施例に従って設計されたベルトの摩耗状態および破損状態を監視するための装置を含むエレベータベルトアッセンブリの概略図。 図1の実施例に用いられる信号の例を概略的に示すタイミング線図。

Claims (20)

1. エレベータ装置における荷重支持部材の状態を監視する方法であって、
   荷重支持部材内の少なくとも一つの張力部材に第１の特性を有する第１の電気信号を付与し、
   荷重支持部材内の少なくとも一つの張力部材に第２の異なる特性を有する第２の電気信号を付与し、
   所定期間にわたって第１の電気信号への応答の変化率を監視することによって荷重支持部材の摩耗状態を判定し、
   第２の電気信号への応答を連続的に監視することによって荷重支持部材の破損状態を判定する、
   各ステップを含むことを特徴とする方法。
2. 第１および第２の特性は周波数であり、第２の周波数は第１の周波数よりも高いことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 第１の電気信号は第１の振幅を有し、第２の電気信号はより小さい第２の振幅を有することを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 第１の電気信号は第１の継続時間を有する一連のパルスからなり、第２の電気信号はより短い第２の継続時間を有する一連のパルスからなることを特徴とする請求項２記載の方法。
5. エレベータ装置の使用状態を判定し、より高い使用期間には第２の周波数を上げることを含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
6. 第１の電気信号への応答が増加した摩耗状態を示すとき第２の周波数を上げることを含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
7. 電気信号はそれぞれ一連のパルスからなり、第１の信号パルスが第２の信号パルスとは同時に発生しないように電気信号を同期させることを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
8. 選択された数の張力部材が破損を示す第２の電気信号の応答を提供するときにのみ荷重支持部材の破損状態が存在することを判定することを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
9. 第１および第２の電気信号を複数の張力部材にそれぞれ与え、電気信号に対する各張力部材の個々の応答を判定することを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
10. 長い期間にわたって第１の電気信号への応答の変化率を監視することよって摩耗状態を周期的に判定することを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
11. エレベータ装置における荷重支持部材の状態を監視する装置であって、該装置は、
    荷重支持部材内の少なくとも一つの張力部材に第１の特性を有する第１の電気信号を付与し、荷重支持部材内の少なくとも一つの張力部材に第２の異なる特性を有する第２の電気信号を付与する制御装置を有し、該制御装置は、所定期間にわたって第１の電気信号への応答の変化率を監視することによって荷重支持部材の摩耗状態を判定し、第２の電気信号への応答を連続的に監視することによって荷重支持部材の破損状態を判定することを特徴とする装置。
12. 電気信号はそれぞれ一連のパルスからなり、制御装置は第１の信号パルスが第２の信号パルスとは同時に発生しないように電気信号を同期させることを特徴とする請求項１１記載の装置。
13. 第１の電気信号は第１の継続時間を有する一連のパルスからなり、第２の電気信号はより短い第２の継続時間を有する一連のパルスからなることを特徴とする請求項１１記載の装置。
14. 第１の特性は第１の周波数であり、第２の特性はより高い第２の周波数であることを特徴とする請求項１１記載の装置。
15. 第１の電気信号は第１の振幅を有し、第２の電気信号はより小さい第２の振幅を有することを特徴とする請求項１４記載の装置。
16. 制御装置は、エレベータ装置の使用状態を判定し、エレベータ装置の使用が選択された閾値を超える場合は第２の周波数を上げることを特徴とする請求項１４記載の装置。
17. 制御装置は、第１の電気信号への応答が増加した摩耗状態を示すとき第２の周波数を上げることを特徴とする請求項１４記載の装置。
18. 制御装置は、所定期間にわたって第１の電気信号への応答を統合して摩耗状態の判定を行い、第２の電気信号への応答を連続的に監視して破損状態の判定を即座に行うことを特徴とする請求項１１記載の装置。
19. エレベータ荷重支持部材アッセンブリであって、該アッセンブリは、
    複数の導電性の張力部材と、
    張力部材を覆う非導電性の被覆と、
    張力部材の少なくとも一つと電気的に結合された制御装置とを備えてなり、該制御装置は、荷重支持部材内の少なくとも一つの張力部材に第１の特性を有する第１の電気信号を付与し、張力部材に第２の異なる特性を有する第２の電気信号を付与し、制御装置は、所定期間にわたって第１の電気信号への応答の変化率を監視することによって荷重支持部材の摩耗状態を判定し、第２の電気信号への応答を連続的に監視することによって荷重支持部材の破損状態を判定することを特徴とするアッセンブリ。
20. 第１の特性は第１の周波数であり、第２の特性はより高い第２の周波数であることを特徴とする請求項１９記載のアッセンブリ。

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