JP3089343B2 - エレベータシステムの作動を制御しモニタする方法およびこの方法に用いる減摩ベアリング - Google Patents

エレベータシステムの作動を制御しモニタする方法およびこの方法に用いる減摩ベアリング

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エレベータシステムの作動を制御し監視す
る方法に関する。更に、前記方法に使用される減摩ベア
リングも、本発明の課題である。
エレベータシステムの制御は、２つの要求を満たさな
ければならない。一方において、作動の制御は、使用者
によって入力された信号に応じて行われなければなら
ず、ここで、更に、特別なモーション・プログラムを利
用することができ、他方においては、作動の安全性を連
続的にモニタしなければならず、これは、主として、ド
アの閉じ状態、移動速度の監視、過荷重に対する保護を
含む。
このような制御および監視は、作動中において連続的
に検出されるためのある種の入力値の検出と処理を前提
としている。これは、通常、その時間と軌跡と評価とに
基づく作動データの検出を可能にする制御とチェック手
段を使用して行われる。そこでは、エレベータケージの
エレベータシャフト内におけるその位置および／又は移
動を可能な限り正確に検出し、それを所定の位置に静止
させることが不可欠である。
位置および／又は移動状態の検出は、夫々、一般的
に、追跡システム又はエレベータケージに直接接続され
たベルト、ロープ等の機械的構成によって行われ、これ
によって、直接的なチェック機能を行うことができる。
しかしながら、前記機械的構成により、このようなシス
テムを高い移動速度と高いリフト高で使用する可能性は
限られたものとなる。
更に、摩擦係合、ベルトドライブ、チェーンドライ
ブ、その他の伝動装置を利用して、その値が制御のため
の入力値として作用する、回転運動からパルス又はアナ
ログ電圧を発生する別の構造も知られている。大抵、そ
れはその大半がある程度の量スリップし、従って、保持
位置での直接的最終的な停止を許容しないアタッチメン
トを備えた付加的装置である。従って、停止および／又
は変更手段、あるいは比較的高価な複数のシステムの組
み合わせが、更に必要となる。
そこで、本発明の主要課題は、機械的に行う必要があ
る入力値の検出を不要または少なくするように、エレベ
ータシステムの動作及び位置制御と欠陥監視を単純化す
ることにある。
前記課題の解決は、請求項１に記載の特徴と、更に請
求項15による減摩ベアリングとによってなされる。
本発明は、エレベータシステムには、様々なグループ
の構成部材、特に、エレベータとシャフトドアと同様、
エレベータケージを作動させるために、複数の回転駆動
部材が存在するという事実に基づく。駆動モータの軸や
トランスミッションのパーツ等の回転駆動部材は、一般
に、減摩ベアリングにより支持されている。従って、回
転パーツの回転移動状態は、それが静的なものであれ、
あるいは動的なものであれ、従動パーツの静的または動
的状態に対応する値を表わす。
例えば、エレベータケージの駆動は、大抵、トラック
ロープが移動するプーリによって行われる。もしも前記
プーリの回転数が数えられれば、夫々のカウント値は、
シャフト内でのエレベータケージのある位置に対応して
いる。しかし、もしも前記プーリの回転速度を測定すれ
ば、これはエレベータケージの移動速度を表わす値とな
る。
本発明によれば、互いに枢動可能な構成部材の移動お
よび回転移動状態が、これら部材間の減摩ベアリングに
組み込まれたパルス及び周波数発生器によって検出さ
れ、これらのパルス値及び周波数を前記システムの動作
及び位置制御と欠陥監視のために使用するデータとして
分析するコンピュータを使用する。
パルス発生器を内蔵した減摩ベアリングは、例えば、
ヨーロッパ特許公開公報（EPO 631 140A1）号から知
られている。ここでは、サイン状磁界を発生する南北極
が磁性化されている磁性材からなるリング形状のエンコ
ーダが、ベアリング周リングに取り付けられ、パルスが
前記マグネットリングの回転によって発生する、電気端
子を備えたセンサが前記固定ベアリングリングの一個所
に配置されている。一回転毎に発生されるパルスの数
は、前記マグネットリング上の極の数に対応する。これ
らパルスを適当な評価回路によって計数することによっ
て、回転部分の回転数と夫々の回転位置とを計算するこ
とができる。回転中のパルス周波数が、回転速度の測定
値となる。
このようなベアリングを使用することによって、エレ
ベータシステムの制御と監視のための様々な可能性が開
ける。従って、エレベータケージの移動速度は、前記主
モータ、前記プーリ又は偏向滑車のベアリング内のパル
ス発生器によって検出することができる。更に、速度
も、上述したように、単数または複数のガイドローラの
回転速度を測定することによって、エレベータケージに
対して直接的に測定することができる。最後に、前記偏
向滑車のベアリングも、エレベータの速度を、前記トラ
ックロープに追加して、又、これから独立して安全の理
由から設けられている速度制限ロープのために検出する
のに適当である。
更に、前記キャビンとシャフトドアとは、本発明によ
る方法で制御、監視することができる。ドアの駆動に
は、大抵、夫々の回転駆動部材を備えたケーブルコント
ロールが使用され、前記各回転駆動部材には、少なくと
も１つのパルス発生器を備えた減摩ベアリングを組み込
むことができる。パルスのカウントされた値から、夫々
のドアの回転状態を検出し、これを前記作動および安全
制御に含ませることができる。
内蔵パルス発生器を備えたベアリングは、一般の標準
式ベアリングの寸法であるので、過剰な労力の必要な
く、既存のエレベータシステムを本発明による前記制御
監視法に適用することも可能である。
次に、本発明を、図面に示されたエレベータシステム
を参照してより詳細に説明する。
図１はエレベータシステムの概略原理図であり、図２
は本発明による方法に使用可能な減摩ベアリングを示
す。
このエレベータシステムは、最上階の上方に主駆動モ
ータ１を有していて、これには、トランスミッションを
介してプーリ２が接続されている。そして、これに巻き
掛けられた互いに平行に延出するロープが、一方にエレ
ベータケージ５、他方にカウンタウェイト６を坦持し、
前記カウンタウェイトを坦持している側でロープは偏向
滑車７上で案内される。前記エレベータケージ５は、そ
の両側方、更に、上部および下部にガイドローラ８を有
し、これらローラはバネ力下でシャフトガイド上を移動
する。
このエレベータシステムは、更に、速度制限のための
安全手段を有する。全てのロープ又はロープ固定部材が
破損するといった可能性の低い出来事の場合でさえ、十
分に効果的であるように、前記安全手段は、エレベータ
ケージの駆動系、サスペンション系、及びガイド系から
独立している。図示されている実施形態において、それ
は、その両端部が前記エレベータケージに固定され、上
方偏向滑車10と下方偏向滑車11の周りで案内されて、ル
ープを形成しているロープ９からなる。前記安全回路に
超過速度を知らせるという所定の機能に加えて、既知の
システムにおいて、走行速度は、速度計とパルス発生器
などの追加導入装置によつて検出される。
前記エレベータケージ５は、その駆動装置がエレベー
タケージのルーフ上に配設された機械作動式キャビンド
アを有するとともに、更に、前記ドアを作動し、ロック
を作動するためのローラ12を有している。各フロアに
は、類似構造で、図面の明瞭性のために図示されていな
いシャフトドア13が、前記キャビンドアに対向して設け
られている。
すべてのコースの動作及び位置制御と欠陥監視は、前
記駆動装置、エレベータケージ、シャフトドアのサービ
スフィールドに、電流、コントロール及び信号ライン
（図示せず）によって接続された中央コントロール・シ
ステム14において行われる。
上記した記載から理解されるように、従来式のもの同
様、前記エレベータシステムは、電気モータの軸、プー
リ及びロープローラ、ローラ等の複数の回転部材を有す
る。これらの回転部材は、一般的に、減摩ベアリング、
特に、そのインナー・ベアリングリングが固定式で、ア
ウター・ベアリングリングが可動式、又はその逆である
ローラベアリングに支持されている。これらのベアリン
グは、マニホールド式に、パルス発生器の内蔵によっ
て、前記エレベータシステムの制御および／又は監視に
利用することができる。
従って、前記主駆動モータ１のベアリングおよび／又
は前記プーリ２のベアリングおよび／又は前記偏向滑車
７のベアリングが、パルス周波数の検出と、前記制御シ
ステム14内のコンピュータによる移動速度への転換に適
当である。そこでのパルスの検出と処理は、方向に基づ
いて行われる。
更に、パルス周波数の検出は、前記速度制限のロープ
９ために、偏向滑車10及び11の一方または双方において
行われる。検出値の相互比較と、それらを前記駆動系か
ら受取られた速度値と比較することによって、ロープの
スリップの発生が直接的かつ量的に明らかにされ、必要
な制御測定を自動的に始めることができる。
前記エレベータケージ５の速度と同様に、そのシャフ
ト内での位置も、ある減摩ベアリングにパルス発生器を
使用することによって検出することができる。これを行
うために、前記周波数に代えて、又はそれに加えて、パ
ルス数を検出し、それらを、方向に基づいて加算手段で
加算する必要がある。ここでも、ロープのスリップとロ
ープの伸びをバランスさせるために、前記主駆動系から
得られた値を、速度制限のための手段から得られた値と
比較することができる。
パルス発生器を備えた適当なベアリングを選択し、か
つ、それに対応して設計されたコンピュータプログラム
により、移動軌跡の測定を非常に高精度で行うことがで
きるので、シャフト内の動力装置に対する機械的接触の
必要がなく、停止位置を決めることができる。
速度および軌跡測定の別の可能性は、エレベータケー
ジ５がそれによってシャフト内でガイドレール上を案内
されるガイドローラ８のベアリングによつて提供され
る。
これらのガイドローラの回転数と速度は、エレベータ
ケージ６が移動した軌跡に直接関係しているので、これ
らのベアリング内のパルス発生器から得られたパルス値
を軌跡および速度値に変換することができる。少なくと
も２つのガイドローラの測定値を検出し、その差を除去
することによって、可能な不正確性を訂正することが可
能である。
前記ガイドローラ８のパルス発生器は、又、前記主駆
動系と安全手段からの測定値と比較される値を検出する
のにも好適である。
又、前記エレベータドアの制御と監視は、この目的に
適したベアリング内のパルス発生器を使用することによ
って行うことができる。ここでは、前記ドアの開閉と、
ロック部材の作動のためのローラ12のベアリングが特に
適している。これらの測定値を処理することによって、
前記キャビンドアの作動を前記シャフトドア13の作動と
調和させることができる。
エレベータシステムの故障の大半は、ドアの領域に発
生することが一般的に知られている。本発明の方法によ
れば、故障になりつつある状態を前もって認識すること
が可能である。即ち、それは、例えば、プーリが繰り返
し異なるパルスシーケンスを提供するか否かを全てのド
アの操作について比較することから検出できる。そこか
ら、そのベアリング自身に欠陥があるのか、それともロ
ープの張力に欠陥があるのか、という結論を導くことが
できる。そのような故障を前もって知ることにより、全
システムの停止が必要になる前に、検査または修理を行
うことができる。
本発明による方法は、単一のエレベータシステムに限
定されず、併設された、又は異なった場所に設置された
複数のエレベータの検出も行うことができる。従って、
例えば、大きな建築物集合体において複数のエレベータ
を集中監視することも可能である。
内蔵パルス発生器を備えた前記減摩ベアリングの取り
付けは、普通のベアリングと同じである。静止アウター
・リングを備える既知の減摩ベアリングにおいて、装置
寸法は、普通のベアリングの寸法に対応している。唯一
の相違は、前記センサからの信号ラインを設置する空間
を確保する必要があることである。上述した全体システ
ムにおいて、逆の機能のベアリング、即ち、静止インナ
ー・リングと回転アウター・リングを備えたベアリング
も使用できる。
そのようなベアリングが、図２に示されている。この
場合、インナー・リング16が静止式で、アウター・リン
グ18はベアリングボール19によって回転可能であり、例
えば、ガイドローラ８を有する。図２の左側において、
このベアリングはシーリング・リング20によりシールさ
れている。これらの部材および寸法において、外径Ｄ、
内径ｄ、そして軸方向長さｂは、従来式構造のものと同
じである。
図２の左側に、標準式シルーリングが特殊シルーリン
グ21によって置き換えられていて、これは前記インナー
・リングに固定されるとともに、その内部には、信号検
出用のセンサが組み込まれている。前記センサは、前記
アウター・ベアリングリング18と供回りするマグネット
リングの誘導パルスを受ける。これらのパルスは、信号
ライン22によって前記制御システム14に伝送される。従
って、前記ベアリングは、従来式ベアリングと比較し
て、寸法ａだけ大きく形成されている。ベアリングの長
手方向延出のこの領域は、通常、このベアリングを建造
物に固定する領域内には位置していないので、信号検出
と電気接続用に利用することが可能である。
回転インナー・リングを備えた実施形態の場合、前記
マグネットリングは、インナー・リング16に固定され、
これと供回りし、前記センサを備えたシールリング21は
アウター・リング18に固定されている。
本発明による方法は、そのために実施されるベアリン
グと併用されることによって、更に、ベアリングの圧力
波やノイズ周波数などの交替信号検出を使用して、それ
らを論理的に利用可能なパルスに変換することもでき
る。
更に、本発明によれば、ガラスファイバーラインを介
してマイクロレーザビームによって、公転するボール、
ボールケージ又はローラケージを直接走査することも可
能である。
フロントページの続き (72)発明者 フィッシャー，フーベルト ドイツ連邦共和国 デー−80637 ミュ ンヘン パッシュシュトラーセ 46 ／312 (56)参考文献 特開 昭56−132274（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−107383（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−51185（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−140070（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−81833（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−27943（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−16362（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−240280（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−192688（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−256991（ＪＰ，Ａ) 米国特許5594334（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B66B 1/00 - 5/02 G01P 3/48 - 3/481

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】互いに枢動可能な部材の運動を、 これらの部材間の減摩ベアリングに内蔵されたパルス及
    び周波数発生器によって検出し、コンピュータにより、
    前記検出したパルス値及び周波数を前記システムの安全
    作動状態の為の動作及び位置制御と欠陥監視のためのデ
    ータとして分析することを特徴とするエレベータシステ
    ムの作動を制御し監視する方法。
  2. 【請求項２】エレベータケージ（５）の移動速度は、駆
    動モータ（１）のベアリングに内蔵されたパルス発生器
    によって検出されることを特徴とする請求項１の方法。
  3. 【請求項３】エレベータケージ（５）の移動速度は、プ
    ーリ（２）のベアリングに内蔵されたパルス発生器によ
    って検出されることを特徴とする請求項１又は２の方
    法。
  4. 【請求項４】エレベータケージ（５）の移動速度は、偏
    向滑車（７）のベアリングに内蔵されたパルス発生器に
    よって検出されることを特徴とする請求項１〜３のいず
    れかの方法。
  5. 【請求項５】エレベータケージ（５）の移動速度は、ガ
    イドローラ（８）のベアリングに内蔵されたパルス発生
    器によって検出されることを特徴とする請求項１〜４の
    いずれかの方法。
  6. 【請求項６】エレベータケージ（５）の移動速度は、異
    なるガイドローラ（８）のベアリングに内蔵された少な
    くとも２つのパルス発生器によって検出され、前記検出
    値は、互いに比較され平均化されることを特徴とする請
    求項１〜４のいずれかの方法。
  7. 【請求項７】エレベータケージ（５）の移動速度は、速
    度制限ロープ（９）用の偏向滑車（10,11′）のベアリ
    ングに内蔵されたパルス発生器によって検出されること
    を特徴とする請求項１〜６のいずれかの方法。
  8. 【請求項８】エレベータケージ（５）の位置は、請求項
    １〜７に使用されたパルス発生器の内の少なくとも１つ
    と、検出されたパルス数の前記エレベータケージの軌跡
    のインターバルへの回路変換とによって検出されること
    を特徴とする請求項１〜７のいずれかの方法。
  9. 【請求項９】前記エレベータケージ（５）が通過した距
    離は、ガイドローラ（８）のベアリングに内蔵された少
    なくとも１つのパルス発生器のパルス値によって検出さ
    れることを特徴とする請求項１〜８のいずれかの方法。
  10. 【請求項１０】ある運動サイクル中において前記エレベ
    ータケージ（５）が通過した距離は、両方向において検
    出され、これら検出値は測定ミスの訂正のために互いに
    比較されることを特徴とする請求項８又は９の方法。
  11. 【請求項１１】ロープのスリップが、請求項１〜７にお
    いて使用される少なくとも２つのパルス発生器の検出パ
    ルス数を比較することによって検出され、前記制御値を
    適用することによってバランスされることを特徴とする
    請求項８〜10のいずれかの方法。
  12. 【請求項１２】キャビンドアの位置が、このキャビンド
    ア用の駆動装置のベアリングに内蔵された少なくとも１
    つのパルス発生器によって検出され、これが、前記エレ
    ベータシステムの安全制御に含まれることを特徴とする
    請求項１〜11のいずれかの方法。
  13. 【請求項１３】夫々のシャフトドアの位置が、シャフト
    ドア（13）用の駆動装置に内蔵されたパルス発生器によ
    って検出され、これが前記エレベータシステムの安全制
    御に含まれることを特徴とする請求項１〜12のいずれか
    の方法。
  14. 【請求項１４】ドアのロック状態が、ドアロック機構の
    駆動装置のベアリングに内蔵された少なくとも１つのパ
    ルス発生器によって検出され、これが前記エレベータシ
    ステムの安全制御に含まれることを特徴とする請求項12
    又は13の方法。
  15. 【請求項１５】請求項１〜14のいずれかの方法を実施す
    るための減摩ベアリングであって、前記ベアリングのイ
    ンナーリング（16）は静止式であり、アウター・リング
    （18）は回転式に構成されており、前記アウター・リン
    グに固定されたマグネットリングに対向するセンサが、
    ベアリングギャップを軸心方向にカバーするシールリン
    グ（21）に内蔵されていることを特徴とする減摩ベアリ
    ング。
  16. 【請求項１６】前記減摩ベアリングは、ボールベアリン
    グとして構成されていることを特徴とする請求項15の減
    摩ベアリング。
  17. 【請求項１７】請求項１〜14のいずれかの方法を実施す
    るための減摩ベアリングであって、前記減摩ベアリング
    は、内蔵パルス発生器と、圧力に応答して信号を検出す
    る手段とを有することを特徴とする減摩ベアリング。
  18. 【請求項１８】請求項１〜14の方法を実施するための減
    摩ベアリングであって、前記減摩ベアリングは、内蔵パ
    ルス発生器と、前記ベアリングのノイズ周波数に応答し
    て信号を検出する手段とを有することを特徴とする減摩
    ベアリング。
  19. 【請求項１９】請求項１〜14のいずれかの方法を実施す
    るための減摩ベアリングであって、前記減摩ベアリング
    は、内蔵パルス発生器と、周波数信号検出のための手段
    とを有し、前記パルス発生器はマイクロレーザによる直
    接走査によりパルスを発生する手段であることを特徴と
    する減摩ベアリング。
  20. 【請求項２０】前記信号検出手段は、ガラスファイバー
    ラインを有することを特徴とする請求項19の減摩ベアリ
    ング。
JP08531483A 1995-04-21 1996-04-19 エレベータシステムの作動を制御しモニタする方法およびこの方法に用いる減摩ベアリング Expired - Fee Related JP3089343B2 (ja)

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