JP4820815B2 - エレベータ荷重支持部材の状態を監視する電気信号適用方法 - Google Patents

Description

本発明は概ねエレベータシステムにおける荷重支持部材の監視に関する。さらに具体的には、本発明は電気による監視方法を用いる回路配列に関する。

エレベータシステムは通常ロープもしくはベルトの配列によって支えられるかごや釣合いおもりを含んでなる。駆動機はロープもしくはベルトを移動させて、例えばビルディング内の異なる階へとかごを希望通りに移動させる。従来はスチールロープが使用されていた。最近では、その他の種類の荷重支持アセンブリが導入されている。一つの例はポリウレタンジャケットに覆われた複数のスチールコードをもつ被覆スチールベルトである。

新たなベルトの導入により、時間の経過に従いベルトの質をチェックする新しい監視方法の必要性が生じる。引張り部材のジャケットにより目視検査が妨げられる。被覆スチールベルトは耐用年数を延ばすと考えられてきたが、ベルト内の引張り部材（すなわち、スチールコード）の強度のあらゆる質的低下を検出するように引張り部材の状態を監視することが望ましい。様々な監視方法が開発されている。

一つのアプローチは引張り部材の特性、したがってベルトの強度の測定に電気を用いることである。一例の方法はスチールコード引張り部材の断面積が部材の電気抵抗に直接関係する事実に依存する。したがって、引張り部材の抵抗を監視することにより引張り部材における状態の指標を提供する。

抵抗による検査方法を利用するため、引張り部材の抵抗を測定することができるように電気回路を配列する効果的な方法が要求される。本発明は、例えば被覆スチールベルトにおける引張り部材の効果的な監視を可能にする独特な回路配列や効果的な電気信号特性を提供することによりこうした必要性に取り組む。

概して、本発明はエレベータ荷重支持部材の効果的な電気による監視を可能にする回路の配列である。

一例の方法は、複数のパルスを備えるとともに約１０％未満のデューティ比をもつ電気信号を引張り部材の少なくとも一つに印加することを含む。一例では、デューティ比は約１％未満である。低デューティ比により引張り部材に通流される電気エネルギー量は最小限に抑えられ、これは電気伝導体としての引張り部材の使用に起因するあらゆる腐食の可能性を低減させる傾向がある。

荷重支持部材が間隔を介した複数の電気伝導性をもつ引張り部材を備えてなる場合に、一例の方法は、これらの間隔を介した引張り部材の間に電界が確立されないようにするために互いに隣り合わない引張り部材に対してのみに電気信号を戦略的に印加することを含む。この方法により、ともすれば引張り部材にわたっての電気の印加により発生しうる引張り部材のあらゆる腐食や質的低下が回避される。

一例では、荷重支持部材が使用される昇降路に関して引張り部材が効果的にカソードとなるように引張り部材に印加される電気信号が選択される。この一例では昇降路の接地電位に対して電気信号の電位が負となるように電気信号の電位を制御することにより達成される。

別の例では、電気信号は隣り合わない引張り部材のみに対して所定の時間印加される。

図１はかご２２および釣合いおもり２４が昇降路２６内を移動するエレベータシステム２０を概略的に示す。駆動機２８が荷重支持部材３０を移動させ、これによりかご２２の所望の移動とこれに対応する釣合いおもり２４の移動を行う。エレベータの移動は周知の通りである。

図２に示すように、実施例の荷重支持部材３０はポリウレタンジャケット３４で包まれた複数のスチールコード引張り部材３２をもつ被覆スチールベルトである。図から認識できるように、引張り部材３２は周知の方法により一本のコードにより合わされた複数のスチールストランドを備えてなる。ジャケット材料３４は通常、各々の引張り部材を取り込んでこれらの間の隙間を埋める。引張り部材３２はベルト３０の全長に沿って長手方向に（図２のＬにより示す）平行に延びる。本発明は特定の荷重支持部材に限定されるものではない。

また図２は引張り部材３２と電気的接続を確立するコネクタ４０を示す。具体的には図示していないが、一例ではコネクタ４０がジャケット材料３４を貫通するコネクタ部材を含み、引張り部材３２のうち少なくとも選択されたものと電気接続を確立する。図１の例のコネクタ４０がベルト３０の両端に取り付けられ、引張り部材３２と、選択された電気による監視方法を実行するように適切にプログラムされたコントローラ４２と、を連結させる電気的接続を提供する。実施例のコネクタ４０はベルト３０の各々の面を受ける第１の部分４６および第２の部分４８を含む。固定部材５０によりコネクタ４０が実施例のベルト３０の末端に近い所望の位置に固定される。

コントローラ４２は引張り部材３２の選択された電気特性を監視することにより望ましくは引張り部材３２の状態を監視し、これによりこのベルト３０の状態を監視する。一例では、引張り部材の断面積に関する判定を行うように各引張り部材における抵抗が監視され、時間の経過に従う引張り部材の局所的な引張もしくは劣化の検出を提供する。本明細書はコントローラ４２が必要な測定を行うことが可能な様々な回路配列を含む。実施例のコントローラ４２は各々の引張り部材３２の電気抵抗に関して測定を行うオーム計部品４４を含む。

図３は本発明の実施例に従い設計された一例の回路配列を概略的に示す。この例では、各々の引張り部材３２Ａ〜３２Ｌが別々にコントローラ４２に連結されている。各々の引張り部材はこれに応じて図３に概略的に示すように各々、回路を確立している（コントローラ４２と引張り部材３２Ａとの接続のみしか具体的に示されていないが）。各々の引張り部材についても同様の接続がなされる。この配列の一つの利点はどの引張り部材についても別々に監視が行われることである。一方、この配置によりどの引張り部材も同時に監視することができる。すべての引張り部材が適切に電力供給されれば、それぞれの引張り部材の間には電位差がないためコード間の腐食の危険性はない。

引張り部材の間でイオンが移動しうるほどの電界がこれらのコード間に確立されるとき、腐食の危険性の一因が発生しうる。こうしたイオンの移動を最小限にすることにより腐食の危険性を最小限に抑える。

引張り部材３２Ａおよび３２Ｇが一つの回路ループを確立し、コントローラ４２がこの回路に電気信号を印加して監視する別の実施例の配列を図４に示す。この実施例では、一方のコネクタ４０がコントローラ４２と接続を確立している。もう一方のコネクタ４０は引張り部材３２Ａと３２Ｇとを連結して回路ループを確立する電気的連結部６０を含んでなる。この実施例では、第１と第７（すなわち、３２Ａと３２Ｇ）の引張り部材が一つの回路を形成するとともに第２と第８の引張り部材が別の回路を形成するように引張り部材が２本ずつの６セットに組み合わされる。同様に、第６と第１２の引張り部材が回路を形成する。こうした方法を用いることにより、コントローラ４２によって印加される電気信号を伝えるように同時に通電される２つの引張り部材の間の距離が最大に保たれる。通電される引張り部材間の距離を最大に保つことにより、この引張り部材の間に確立される電界が原因でベルト３０にわたって移動する移動イオンに関連した腐食の危険性を最小限に抑える。回路ループを確立すべく互いに隣り合わない引張り部材を利用することにより、本発明のアプローチは、ともすれば引張り部材への電気の印加に関連する腐食の危険性を最小限に抑える。

特記すべきは図４ではただ一組の電気的連結部６０しか示されていないが、ベルト３０に沿って６組の別の回路ループを確立するように６組の電気的連結部６０が用いられる。図４に示す配列の一つの利点は、コントローラ４２と実際に接続を行うために一つのコネクタ４０しか必要とせず、コネクタ４０とコントローラ４２との電気的連結（すなわち、配線）の複雑さや経費を最低限に抑える。ベルト３０の一端におけるコネクタ４０内の電気的連結部６０は、ベルトの端部付近で外部配線が必要ないように効果的にコネクタの内部をとることができる。

図５は別の実施例の回路配列を示す。この例では電気的結合部６０，６２を用いて電気的に結合された３本の引張り部材からなる４組が回路ループを確立する。ある事例では、ベルト３０の長さが個々の引張り部材に対して短すぎるため（もしくは２本の引張り部材に対してさえも）、十分精度の高い監視を可能にする信号対雑音比を達成するのに十分な長さの回路を確立することができない。図５に示す配列は、単一の回路ループ内における引張り部材の数を増やすことにより比較的短いベルトにおいてもより優れた信号対雑音比の確立を容易にしている。この実施例では、引張り部材３２Ａ，３２Ｅ，３２Ｉが第１の回路ループを確立している。引張り部材３２Ｂ，３２Ｆ，３２Ｊが別のループを確立している。同様に、さらに２つのループが、所定の時間通電される引張り部材の間の最大実行可能距離を維持するように選択的に確立される。

図６はコントローラ４２との接続がただ一つのコネクタ４０によって確立される図４と同様の利点をもつ別の実施例を示す。この実施例では、４本の引張り部材３２Ａ，３２Ｄ，３２Ｇ，３２Ｊが一つの回路ループを確立する。３つの電気的連結部６０，６２，６４がループの確立に必要である。コネクタ４０のうちの一つが連結部６０，６４を含み、あらゆる外部配線を必要としないが、これは多くの場合有利である。具体的に示していないが、図６に示すような１２本の引張り部材をもつベルトを使用する配列は、望ましくは一つの回路ループ内で連結された４本の引張り部材からなる３組の回路ループを含んでなる。

図７は６本の引張り部材が電気的に結合して一つの回路ループをつくることにより確立される２組の回路ループの実施例を示す。図７では、引張り部材３２Ａ，３２Ｃ，３２Ｅ，３２Ｇ，３２Ｉ，３２Ｋが単一の回路ループ内で連結している。電気的結合部６０，６２，６４，６６，６８が回路ループを確立する。残りの引張り部材が第２の回路をグループ化している。こうした配列により、コントローラ４２を用いて監視する必要のある回路数を最小限に抑える。同時に通電される引張り部材間の距離は、例えば図４の例と比べて減少しているが、特定の状況における必要性に応じて有利となる場合がある。本明細書により利益を得る当業者にとっては、特定の状況の必要性を最もよく満たす適切な配列を選択することが可能であろう。

各々の記述された実施例では、ベルト３０はこのベルトの全長にわたって延びる１２本の引張り部材をもつ。もちろん、異なる数の引張り部材のその他の回路配列がより有益であることもある。特定の状況においてどのような回路配列が最もよく機能するかは本明細書により利益を得る当業者にとって理解できるであろう。

いくつかの例における別の特徴は引張り部材３２に印加される電気信号を効果的に制御して更なる腐食の危険性を軽減させることである。電位差をもつ引張り部材間の水平方向の距離を増加させることは、通電されたコード間に電気伝導性の経路をつくり出す可能性を低減させる一つの方法である。いくつかの例におけるさらに別の特徴は引張り部材３２に適用される最大動作電位を制限することである。一例では、最大電圧は２Ｖである。効果的な監視信号は例えば０〜２Ｖの間の電位をもちうる。

別の例では、電気信号が複数のパルスを備えるとともに信号の「オン」時間が非常に短くなるように非常に低いデューティサイクルをもつ。一例では、デューティ比は約１％以下であり、電位が引張り部材３２に印加される時間を最小限に抑える。電気信号の作動時間を最小限にすることにより起こりうる腐食の危険性をさらに最小限に抑える。

別の例では、電気信号は、引張り部材３２をベルト３０が使用される環境に関してカソードとして設定する極性をもつように選択される。例えば、信号の電気的極性は昇降路２６の有効な接地面と比較して負である。引張り部材と昇降路もしくはビルディングの地面との間に迷走電流経路が確立される場合にはこうした特性をもつ電気信号を印加することにより腐食の危険性を軽減させる。

エレベータ荷重支持部材の引張り部材に電気を加える際に発生しうる腐食の危険性を最小限に抑える様々な方法について述べてきた。上記の２つ以上の方法を組み合わせることによりさらに腐食の危険性を軽減させ、エレベータベルトにおける効果的な電気による監視を可能にする。

本発明の実施例により設計されたエレベータ荷重支持部材アセンブリを含むエレベータシステムの選択された部分を概略的に示す図。 本発明の実施例に有用な電気コネクタを概略的に示すエレベータベルトの一部の斜視図。 本発明の実施例により設計された回路配列の一例を概略的に示す図。 別の回路配列を概略的に示す図。 別の回路配列を示す図。 別の回路配列の例を示す図。 別の回路配列の例を示す図。

Claims (13)

1. 間隔を介した複数の電気的に伝導性のある引張り部材をもつエレベータ荷重支持部材の状態を監視する方法であって、
   複数のパルスを備えるとともに約１０％未満のデューティ比をもつ選択された電気信号を前記引張り部材に印加し、
   この印加された信号のオン時の抵抗値に基づいて前記引張り部材の状態を測定することを備え、
   少なくとも２つの隣り合わない引張り部材を電気的に通流するように結合させて前記電気信号をこの結合した引張り部材に印加することを特徴とする状態監視方法。
2. 一度につき前記引張り部材の一つに前記信号を印加することを特徴とする請求項１に記載の状態監視方法。
3. 前記信号を通電させる前記引張り部材が、ベルトアセンブリが使用される昇降路に関してカソードとなるように確立されることを特徴とする請求項１に記載の状態監視方法。
4. 前記電気信号の電位を前記昇降路の接地電位と比較して負となるように制御することを特徴とする請求項３に記載の状態監視方法。
5. 前記電気信号が、一度につき互いに隣り合わない引張り部材に印加されることを特徴とする請求項１に記載の状態監視方法。
6. 間隔を介した複数の電気的に伝導性のある引張り部材をもつエレベータ荷重支持部材の状態監視装置であって、
   複数のパルスを備えるとともに約１０％未満のデューティ比をもつ電気信号を前記引張り部材に選択的に印加するコントローラを備え、
   前記コントローラが、前記引張り部材に印加された信号のオン時の抵抗値を測定し、この測定された抵抗値に基づき前記荷重支持部材の状態を測定し、
   前記コントローラと前記引張り部材との間に電気的に伝導性のある接続を確立するコネクタを含むとともに、前記コネクタが、少なくとも２つの隣り合わない引張り部材を連結する少なくとも一つの連結部を含むことを特徴とするエレベータ荷重支持部材の状態監視装置。
7. 前記電気信号を通電させる前記引張り部材が、ベルトアセンブリが使用される昇降路に関してカソードとなるように、前記コントローラが前記電気信号を印加することを特徴とする請求項６に記載の状態監視装置。
8. 前記電気信号が、前記昇降路の接地電位と比較して負となる極性をもつことを特徴とする請求項７に記載の状態監視装置。
9. 前記電気信号が、一度につき互いに隣り合わない引張り部材のみに印加されることを特徴とする請求項６に記載の状態監視装置。
10. 前記コントローラが、前記信号を複数の引張り部材全体に同時に印加することを特徴とする請求項６に記載の状態監視装置。
11. エレベータ荷重支持部材アセンブリであって、
    複数の導電性をもつ引張り部材と、
    前記引張り部材を概ね囲んだ非導電性のジャケットと、
    複数のパルスを備え、約１０％未満のデューティ比を備える電気信号を前記引張り部材に選択的に印加するコントローラと、
    を備え、
    前記コントローラが、前記引張り部材に印加された信号のオン時の抵抗値を測定し、この測定された抵抗値に基づいて前記荷重支持部材の状態を測定し、
    前記コントローラと前記引張り部材との間に電気的に伝導性をもつ接続を確立するコネクタを含むとともに、前記コネクタが、少なくとも２つの隣り合わない引張り部材を連結する少なくとも一つの連結部を含むことを特徴とするエレベータ荷重支持部材アセンブリ。
12. 前記電気信号が、前記アセンブリが使用される昇降路の接地電位と比較して負となる極性をもつことを特徴とする請求項１１に記載のエレベータ荷重支持部材アセンブリ。
13. 前記デューティ比が約１％未満であることを特徴とする請求項１１に記載のエレベータ荷重支持部材アセンブリ。

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