(57)【要約】【課題】ベルト駆動トラクションシーブエレベータにおける、とくに駆動機とトラクションシーブの間の伝導にベルトを１本のみ使用する場合の安全性を改善。【解決手段】本発明は、出力シャフト（14）がエンドレス駆動部材（20）を介してトラクションシーブ（16）に接続された駆動機（12）を有する次のようなトラクションシーブエレベータに関する。すなわち、このエレベータは、トラクションシーブに関連してエンコーダ（46）が設けられ、モータ速度検出装置（35）が設けられ、エンコーダの出力信号およびモータ速度検出装置の速度信号が供給されるモニタ装置（36）が設けられ、モニタ装置は比較器を有し、比較器は、エンコーダの出力信号をモータ速度検出装置の速度信号と比較し、モニタ装置は、比較の結果が閾値を超えると、緊急動作を開始する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力シャフトがエンドレス駆動部材を介してトラクションシーブに接続された駆動機を有するトラクションシーブエレベータにおいて、該エレベータは、
−前記トラクションシーブに関連してエンコーダが設けられ、
−モータ速度検出装置が設けられ、
−前記エンコーダの出力信号および前記モータ速度検出装置の速度信号が供給されるモニタ装置が設けられ、
−該モニタ装置は比較器を含み、該比較器は、前記エンコーダの出力信号を前記モータ速度検出装置の速度信号と比較し、
−前記モニタ装置は、前記比較の結果が閾値を超えると、緊急動作を開始することを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項２】
請求項１に記載のトラクションシーブエレベータにおいて、前記モータ駆動装置の電源周波数は前記モータ速度検出装置へ供給されることを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のトラクションシーブエレベータにおいて、前記モニタ装置は、該エレベータの安全チェーン回路を開くように構成されていることを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載のトラクションシーブエレベータにおいて、前記駆動機は、前記トラクションシーブに単一の駆動部材で接続されていることを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のトラクションシーブエレベータにおいて、前記モニタ装置は、エレベータ制御装置もしくは前記モータ駆動装置に組み込まれていることを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のトラクションシーブエレベータにおいて、前記モータ速度検出装置は、前記駆動機の回転部に関連してエンコーダを含むことを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のトラクションシーブエレベータにおいて、前記モータ速度検出装置は、エレベータ制御装置もしくはモータ駆動装置に関連して、または前記駆動機に関連して設けられていることを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載のトラクションシーブエレベータにおいて、前記エンドレス駆動部材の近くに磨耗検出装置が設けられ、該磨耗検出装置は、前記モニタ装置に接続されていることを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載のトラクションシーブエレベータにおいて、前記エンドレス駆動部材および出力シャフトの近くに、ならびに/または前記トラクションシーブの駆動プーリの近くに、少なくとも１つのスリップ検出装置が設けられ、該スリップ検出装置は前記モニタ装置に接続されていることを特徴とするトラクションシーブエレベータ。
【請求項１０】
駆動機の出力シャフトとトラクションシーブのシャフトとの間にあるエンドレス駆動部材を介して駆動機が前記トラクションシーブを駆動するトラクションシーブエレベータにおいて該トラクションシーブを駆動する方法において、該方法は、前記トラクションシーブの速度を測定して前記駆動機の速度と比較し、該比較の結果が閾値を超えると、緊急動作を開始させることを特徴とするトラクションシーブの駆動方法。
【請求項１１】
請求項10に記載の方法において、前記駆動機の速度はモータ駆動装置の電源電圧周波数から得ることを特徴とする駆動方法。
【請求項１２】
請求項10または11に記載の方法において、前記トラクションシーブの速度は、該トラクションシーブに関連して設けられたエンコーダによって得ることを特徴とする駆動方法。
【請求項１３】
請求項10ないし12のいずれかに記載の方法において、前記閾値は、トラクションシーブのリムの速度の値で0.05m/sから1m/sの範囲に設定することを特徴とする駆動方法。
【請求項１４】
請求項10ないし13のずれかに記載の方法において、該方法は、前記閾値を超えると、前記エレベータの安全チェーン回路を開くことを特徴とする駆動方法。
【請求項１５】
請求項10ないし14のいずれかに記載の方法において、該方法は、前記閾値を超えると、エレベータかごの把持装置を作動させることを特徴とする駆動方法。
【請求項１６】
請求項10ないし15のいずれかに記載の方法において、該方法は、前記閾値を記憶装置に保存することを特徴とする駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力シャフトがエンドレス駆動部材を介してトラクションシーブに接続された駆動機を有するトラクションシーブエレベータに関するものである。したがって、駆動機とトラクションシーブの間における伝動はエンドレス駆動部材を介して生じる。
【背景技術】
【０００２】
駆動機がトラクションシーブにエンドレス駆動部材、例えばエンドレスベルトもしくはエンドレスチェーンを介して接続されたトラクションシーブエレベータは公知である。エレベータの安全に関する欧州規則であるEN81-1によれば、駆動機とトラクションシーブの間には安全上、少なくとも２つの並行な駆動部材が要求されている。
【０００３】
この構造の不利な点は、非常に嵩張ることと、２つの並行な駆動ベルトのうち１つだけが摩耗しても、これらの並行なベルトの保守および交換に要する保守費用が実質的に倍になることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって本発明は、十分な安全水準および/またはほとんど嵩張らない上述の種類のトラクションシーブエレベータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１によるトラクションシーブエレベータによって解決される。本発明の好適な実施例は、対応する従属請求項２ないし９の構成要件である。
【０００６】
さらに本発明は、駆動機がエンドレス駆動部材を介してトラクションシーブを駆動するものであり、十分な安全水準を提供し、および/または駆動機とトラクションシーブの間に必要な駆動構造がほとんど嵩張らないトラクションシーブエレベータにおけるトラクションシーブの駆動方法を提供することを目的とする。本発明の目的は請求項10による方法によって解決される。本発明の好適な実施例は独立請求項11ないし16の構成要件である。
【０００７】
本発明の実施例を本願明細書および図面にも開示する。とくに、明確なもしくは暗黙の副課題に照らして、または達成される利点もしくは一連の利点から本発明を考慮した場合、本発明の内容は別の発明を構成することがある。このような場合、後述の請求項に含まれる特性の一部が別な発明概念の観点から不要なことがある。
【０００８】
本発明によるトラクションシーブエレベータにおいて、トラクションシーブに関連してエンコーダが設けられている。このエンコーダはトラクションシーブの回転速度に応動するように設けられている。エンコーダは、トラクションシーブ自体に関連して、またはトラクションシーブへ回転可能に取り付けられた要素、例えばそのシャフトに関連して配置してもよい。
【０００９】
本発明はモータ速度検出装置を含む。このようなモータ速度検出装置は、すべての近代のエレベータに広く用いられている。これらの装置は、例えばそのモータの回転部に関連して配置されたエンコーダの信号を利用することができる。モータ速度検出装置はまた、モータ駆動部の電源周波数を駆動機へ供給する入力を有していてもよい。電源周波数からモータ速度検出装置は、モータの対応する回転速度を容易に算出することができる。モータ速度検出装置は、エレベータ制御装置もしくはモータ駆動部の一部であってもよい。もちろん、モータ速度検出装置は別個の部品として設けることもできる。
【００１０】
本発明によればさらに、エンコーダの出力信号とモータ速度検出装置の速度信号が供給されるモニタ装置が設けられている。速度信号は速度検出装置の出力信号である。モニタ装置は比較器を有し、これはエンコーダの出力信号をモータ速度検出装置の速度信号と比較する。通常運行中は、これらの値は、駆動機の出力シャフトとトラクションシーブの間のエンドレス駆動部材の伝動比に応じた一定の関係にある。比較結果が許容値から閾値だけ逸脱すると、モニタ装置は緊急動作を開始する。緊急動作の開始は、好ましくは、エレベータの安全チェーン回路の開放を含み、トラクションシーブを制動し、駆動機を停止することになる。これに関して行うべきことは、ベルト駆動式トラクションシーブエレベータでは、トラクションシーブにはエレベータかごと、釣合い重りがあればそれも懸垂されているので、トラクションシーブについてブレーキをかけなければならないことである。
【００１１】
要約すれば、本発明は、EN81-1で義務的な第２のエンドレス駆動部材を使用せず、駆動部材を単一構成とし、冗長性の欠如は、エンドレス駆動部材を介した駆動機とトラクションシーブの連結が適切に機能していることを本発明によるモニタ装置によって確実にすることで補償している。
【００１２】
本発明の駆動機とは「モータ」の同意語として用いられる。したがって、駆動機は、歯車付モータもしくは歯車なしのモータでよい。駆動機はまた、モータ駆動装置の電力用電子回路も任意に含んでよい。とくに、永久電磁モータが駆動機として使用される。
【００１３】
もちろん、比較の結果、閾値を超えると、更なる緊急動作を開始することができ、例えば、かごがシャフトピットに絶対に突っ込まないように、エレベータかごの把持装置を作動させることができよう。状況に応じて緊急信号を遠隔監視もしくは保守センタへ送信し、保守技術員が緊急作業を開始できるようにすることも考えられる。
【００１４】
本発明の利点は、駆動部材、とくに駆動ベルトもしくは駆動チェーンが１つだけであり設置および保守費用が低いことである。さらに、エンドレス駆動要素を１つしか使用しないことにより、その配置に必要なスペースが、欧州規則に規定されている現行の配置の半分になり、嵩張らない駆動装置構造になる。
【００１５】
モータの速度は現行のエレベータ装置ではすべて測定されているので、本発明を機能させるにはトラクションシーブの速度の測定だけを追加すればよい。駆動機の出力シャフトとトラクションシーブの軸上の駆動プーリの間にはエンドレス駆動部材が１つだけ設けられているので、本構造は、駆動機のシャフトとトラクションシーブのシャフトの間の小さな不整合には影響されない。パラメータ許容度は大きく、したがって駆動機の基台の機械的構造にほとんど費用がかからない。
【００１６】
エンコーダの出力信号およびモータ速度検出装置の速度信号に代わって、これらの信号から得られるどんな信号も、例えば、ある時間、例えば0.1秒間にわたって積分した信号でも、これを使うことができ、やたらに緊急動作を生ずるようなどんなノイズピークも排除することができる。
【００１７】
モータ速度はモータの回転部、例えば回転子もしくはモータ出力シャフトに関連して配置されたエンコーダによって、またはモータ駆動装置の電源周波数から検出することができる。もちろん、冗長性の理由から、これらの信号を両方とも、すなわち、モータ駆動装置からの電源周波数およびモータのエンコーダ信号を使用することもできる。いずれの場合も、モータ駆動装置もしくはエンコーダからのこれらの信号はモータ速度検出装置へ送られ、これは、駆動機の回転速度を示す出力信号として速度信号を出力する。
【００１８】
好ましくは、閾値は事前設定値であり、これは好ましくは、エレベータの設置もしくは保守の際、エレベータ制御装置へ入力される。この値は遠隔監視センタを介して設定することもできる。この値は、運行中に適応させることもできる。
【００１９】
もちろん、本発明の最高の利点が得られるのは、駆動機をトラクションシーブに接続するのに駆動部材を１つだけ使用する場合である。この場合、スペース節約の利点に関する上述のすべての利点が達成される。もちろん、本発明は、駆動機とトラクションシーブの間に設けた複数の並行なエンドレス駆動部材に関連して使用することもできる。このような場合、本発明によれば、トラクションシーブエレベータの、とくに駆動部における全体的な安全性が向上する。
【００２０】
本発明はまた、駆動機とトラクションシーブの間にあるエンドレス駆動部材を介してエレベータ駆動機がトラクションシーブを駆動するトラクションシーブエレベータにおいてトラクションシーブを駆動する方法に関するものである。もちろん、エンドレス部材は通常、駆動機の出力シャフトおよびトラクションシーブのシャフトに配置されている駆動プーリに配設されている。本発明において、トラクションシーブの速度を測定して駆動機の速度と比較する。比較結果が基準値を閾値だけ超えると、緊急動作が開始される。本方法発明の効果および利点に関しては、上述のトラクションシーブエレベータに関する発明の説明を参照する。閾値は好ましくは、トラクションシーブのリムにおける速度変化が0.01m/sから0.5m/sの範囲を絶対に外れない値に設定する。こうすれば、エンドレス駆動部材にスリップがあっても許容範囲内に収まるであろう。
【００２１】
比較用の基準値ならびに閾値は、好ましくはエレベータ制御装置もしくはモニタ装置内に含まれる不揮発性記憶装置に保存される。こうすれば、停電があってもトラクションシーブエレベータを再始動することができる。
【００２２】
さらに、停電後は速度信号およびエンコーダの出力信号も適切な作動値にリセットすることが好ましい。これは、モータ駆動装置の電源周波数を用いて速度信号を得ている場合に、とくに重要である。
【００２３】
好ましくは、エンドレス駆動部材に関連して磨耗検出装置が設けられ、これは、光学的に、または機械的もしくは電気的もしくは磁気的手段を介してエンドレス駆動部材の磨耗をモニタする。歪実測値が基準値から許容程度を超えて逸脱したことを磨耗検出装置が検出すると、保守信号を遠隔監視もしくは保守センタへ発信し、エンドレス駆動部材の保守、例えばその交換を開始することができる。
【００２４】
さらに、エンドレス駆動部材が駆動機の出力シャフトおよび/またはトラクションシーブのシャフトと接する位置にスリップ検出装置を設けることができる。この場合、モニタ装置は、緊急動作を開始する比較に際して、駆動プーリにおけるエンドレス駆動部材の何らかのスリップの発生を考慮することができる。スリップ検出装置からの値を使用して必要な保守、例えば駆動ベルトの張力の低下に関する情報を得ることもできる。
【００２５】
好ましくは、エンコーダの出力信号と速度信号と間の差を使用して遠隔監視もしくは保守センタ用の保守信号としてスリップ信号を得て、エンドレス駆動部材の保守、例えばその交換を開始することができる。これらの値の差が閾値以内より離れて変動すると、これは、ベルトとモータ出力シャフトおよびトラクションシーブもしくはそのシャフトの対応する表面との間でスリップが増していることを示している。したがって、このスリップ信号をモニタすることによってスリップを制御することができ、必要ならば、措置を講ずることができる。さらに、このような場合、スリップ信号の基準値か、運行中スリップ信号を繰り返し測定して値を保存し、これを基準値として使用してスリップの経時変化を得ることができる。
【００２６】
ここで、添付図面を参照して一例として本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】トラクションシーブエレベータの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１はトラクションシーブエレベータ10を示し、これは、出力シャフト14を備えた駆動機12と、回転シャフト18に固定的に装着されたトラクションシーブ16とを有している。トラクションシーブ16のシャフト18は軸受けにより支持されているが、かんりゃくかのためこれは図示していない。駆動機12の出力シャフト14およびトラクションシーブ16のシャフト18はエンドレス駆動ベルト20を介して接続され、これは、出力シャフト14と、トラクションシーブ16のシャフト18に回転可能に取り付けられた駆動プーリ22に直接掛けられている。トラクションシーブ16はその外側リム24にロープ溝もしくはベルト溝を有し、これには、エレベータかご、および釣合い重りがある場合にはそれを駆動する巻上げロープ/ベルトが掛けられている。トラクションシーブ16に関連して２つのブレーキ26、28が設けられ、これらはトラクションシーブの両側に同軸的に配置されている。２つのブレーキ26、28は、非常時にトラクションシーブを停止する機能を有する。ブレーキ26、28はエレベータ制御装置30を介して作動する。エレベータ制御装置はモータ駆動装置32に連結され、これは、駆動機12の制御用部品、好ましくは絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)、サイリスタその他としての電力用部品で構成されている。モータ駆動装置32は駆動機12に接続されている。エレベータ制御装置30はさらに、遠隔監視もしくは保守センタ34へ、好ましくは電話回線接続もしくはインターネット接続を介して接続されている。エレベータ制御装置30はモニタ装置36を有し、これは、駆動機の速度をトラクションシーブの速度と比較するように設けられている。モニタ装置36は基準値および閾値用の記憶装置38を有している。さらに、モータ速度検出装置35が設けられ、これはモニタ装置36に接続されている。速度検出装置35の入力はモータ駆動装置32の出力40に接続されている。この接続によってモータ速度検出装置35は、駆動機の電源電圧の周波数を得、これによってモータ速度を計算することができる。
【００２９】
さらに、モータ速度検出装置35の入力はモータエンコーダ42に接続され、エンコーダは、駆動機12の出力シャフト14にあるマーキングと共同作用して駆動機の速度信号を得る。
【００３０】
モニタ装置36はさらに、トラクションシーブのエンコーダ46と接続され、エンコーダは、トラクションシーブ16のシャフト18に関連して設けられ、これによってシャフト18上のマーキング48を読み取ってトラクションシーブの速度信号を得る。さらに、モニタ装置36は磨耗検出装置50と接続され、これはエンドレスベルト20に隣接もしくは関連して配置されている。またさらに、モニタ装置36はエレベータの安全チェーン回路54のスイッチ52と機能的に接続されている。
【００３１】
駆動ベルト20が駆動プーリと接する位置には第１のスリップ検出装置56が、また駆動ベルト20が出力シャフト14と接する位置には第２のスリップ検出装置58が設けられている。両検出装置56、58はモニタ装置36と無線で接続されている。これらは、もちろん、通常の有線、例えばシリアルバスで接続することもできる。磨耗検出装置50およびスリップ検出装置56、58はオプション装置である。本実施例において、モニタ装置36はエレベータ制御装置30の一部であるが、必ずしもそうする必要はない。
【００３２】
本発明は次のように機能する。
通常運行中にモータエンコーダ42もしくはモータ駆動装置32の出力40から得られた速度信号は、トラクションシーブエンコーダ46の出力信号に対して一定の関係を有している。この固定関係は、駆動機12の出力シャフト14とトラクションシーブ16の駆動プーリ22の間のエンドレスベルトの伝動比によって決まる。いずれにせよ、通常運行中は、これらの信号の比較結果は記憶装置38に保存されている基準値に対応する。
【００３３】
エンドレスベルト20が破損し、またはエンドレスベルト20が駆動機12の出力シャフト14もしくはトラクションシーブ16の駆動プーリ22上で異常にスリップすると、片やトラクションシーブエンコーダ46の出力信号とモータエンコーダ42の速度信号および/またはモータ駆動装置32からの出力信号との比較値は、記憶装置38にやはり保存されている閾値だけ基準値から逸脱する。このような場合、モニタ装置36はエレベータの安全チェーン回路34のスイッチ52を開き、これによって駆動機12が緊急停止し、またエレベータ制御装置を介してトラクションシーブブレーキ26および28を（これらを消勢することで）起動することになる。さらにモニタ装置は、電話網もしくはインターネットを介してエレベータ制御装置30と接続されている遠隔監視もしくは保守センタ34に対して、エレベータ制御装置30を介して緊急発呼する。
【００３４】
駆動機12とトラクションシーブ16の間にエンドレス駆動ベルト20の形でエンドレス駆動部材が１つしか設けられていなくても、トラクションシーブエレベータの運転の安全は、このようなやり方で維持することができる。
【００３５】
モニタ装置は、図示の実施例では磨耗検出装置50にも接続され、この検出器は、エンドレス駆動ベルト20の表面を光学的に走査する。モニタ装置36は、磨耗検出装置50からの信号を記憶装置38に保存されている基準値と比較し、遠隔監視もしくは保守センタ34へ保守信号を発し、こうしてエンドレス駆動ベルト20はその破損前に交換することになる。さらに、スリップ検出装置56、58が設けられ、駆動プーリ22もしくは出力シャフト14におけるベルト20のスリップを検出する。これらのスリップ検出装置56、58は、磨耗検出装置50と一緒に同じセンサとして設けてもよい。スリップ検出装置および磨耗検出装置は、好ましくは回転部品の近くで支持体に固定される。各スリップ検出装置はモニタ装置36へスリップ信号を発するが、この信号は、片やベルトと、他方では駆動プーリ22もしくは出力シャフト14との間のそれぞれの速度差に関する情報を含んでいる。この速度差が不揮発性記憶装置38に保存されている基準値からこれも保存されている第２の閾値だけ逸脱すると、保守信号が遠隔監視もしくは保守センタ34へ発せられ、相応の保守を指示する。
【００３６】
一部の実施例では、スリップ検出装置を追加しなくても磨耗検出を行うことができる。なぜなら、モータ速度とトラクションシーブ速度の間の差が大きくなることは、駆動ベルトのスリップ、ひいては磨耗も増えることを示しているからである。
【００３７】
上述の実施例では、モータ速度検出装置の速度信号は、モータ駆動装置32およびモータエンコーダ42から得られる。本発明は、これらの２つの検出系統のうちの一方だけでも実現できることは明白である。さらに、モータ速度検出装置35、モニタ装置36およびエレベータ制御装置30は、統合した装置として設ける必要はなく、別々の場所に設けてもよいことも当業者に明らかである。もちろん、これらの構成要素は、エレベータ制御装置30にて実行される制御プログラムのソフトウエアコンポーネントとして設けることもできる。
【００３８】
さらに、モータエンコーダ42は、駆動機12の他の何らかの回転部分、例えば駆動機12の回転子に関連して配置することができる。そのためには、モータエンコーダ42を駆動機12のケーシング内に配置することが考えられる。同様に、トラクションシーブエンコーダ46は、他の回転部分、例えばトラクションシーブ16自体、もしくは駆動プーリ22に関連して配置できることも明らかである。
【００３９】
当然ながら、駆動ベルト20は、エレベータロープと平行にトラクションシーブへ（シャフト22に代わって）直接掛けることも考えられる。
【００４０】
さらに、駆動機12の出力シャフト14の長さおよびトラクションシーブ16のシャフト18の長さが誇張表示されていることは、理解されるところである。このようなシャフトの長さの表示は、本発明の機能説明のために誇張したものであり、実際にはシャフトはもっと短い。
【００４１】
注意すべきは、本明細書に記載のさまざまな実施例は互いに組み合わせることができることである。本発明は添付の特許請求の範囲内で変化させることができる。
【符号の説明】
【００４２】
10  トラクションシーブエレベータ
12  駆動機
14  出力シャフト
16  トラクションシーブ
18  回転シャフト
20  エンドレス駆動ベルト
22  駆動プーリ
24  外縁部
26  ブレーキ
28  ブレーキ
30  エレベータ制御装置
32  モータ駆動装置
34  遠隔監視もしくは保守センタ
35  モータ速度検出装置
36  モニタ装置
38  記憶装置
40  モータ駆動装置出力
42  モータエンコーダ
44  マーキング
46  トラクションシーブエンコーダ
48  マーキング
50  磨耗検出装置
52  スイッチ
54  安全チェーン回路
56、58  スリップ検出装置
【図１】
2014169186.tif 000003