空中ケーブル、とりわけチェアーリフトまたはケーブルカーの牽引ケーブルの速度を計測する装置および方法

本発明は、空中ケーブル、詳細にはチェアーリフトまたはケーブルカーの牽引ケーブルの速度の計測に関する。

現在、チェアーリフトのリフトやケーブルカー型空中ケーブルの頭上ケーブルは、駆動モータによって作動される駆動プーリによって駆動される。ケーブルの速度を計測するため、エンコーダやタコメータ等の速度センサによって駆動プーリやケーブル案内用ローラーの速度を計測する。しかしながら、この計測は、ケーブルがプーリ上でスリップする場合があるため、精度が十分でない。更に、これらのセンサは、磨耗や熱膨張の影響を受け易い。ケーブルの速度が不正確であると、多くの被牽引車輛のケーブルの速度がばらつき、停止してしまう。

鋼製ケーブル上の磁化した領域によって形成されたマークを検出するための装置が仏国特許発明第1549170号明細書に記載されている。しかしながら、この装置は、ケーブルの速度を計算することは不可能であり、この速度は既知であるか、または一定であると推定される。

ケーブル表面上に静電荷を誘導する、ケーブルの速度を計測するための装置が欧州特許出願第0355994号明細書に記載されている。この装置は、第1及び第2の静電荷センサを含み、これらのセンサの各々が電気信号を発生するようになっている。電気信号の振幅が表面上の静電荷の量を表す。しかし、非金属コーティングでコーティングされたケーブルの速度を計測するようにはなっていない。

仏国特許発明第1549170号明細書

欧州特許出願第0355994号明細書

本発明の目的は、これらの欠点を解決することであり、更に詳細には、特に、人々を高い安全性及び信頼性で輸送するため、空中ケーブルの牽引ケーブルの速度を十分な精度で、簡単に使用されるように、計測するための装置を提供することである。

本発明の一態様によれば、空中ケーブル、詳細にはチェアーリフト又はケーブルカーの牽引ケーブルの速度を計測するための装置であって、牽引ケーブルはマークを含み、装置は、マークの存在に関する第1及び第2の情報信号を夫々伝送するように構成された第1及び第2のセンサを含み、第2センサは、第1センサから基準距離のところに配置されており、装置は、第1及び第2の情報信号間の位相シフトを決定するように構成された第1決定手段と、決定された位相シフト及び基準距離から、牽引ケーブルの速度情報を決定するための第2決定手段とを含む、装置において、第1及び第2のセンサは、容量型距離センサであり、これらのセンサの各々は、牽引ケーブル上のマークとセンサとの間の距離に関する情報信号を伝送することを特徴とする、装置が提案される。

かくして、ケーブルの速度とできるだけ近い速度を良好な精度で計測する。このような計測装置は使用が容易であり、調節をほとんど必要とせず、較正工程の数が少ない。

容量型センサには、金属及び非金属を感知するため、任意の種類の対象物の存在を検出できるという利点がある。このようなセンサは、非金属コーティングを持つ金属製ケーブルに特に適している。

基準距離は、牽引ケーブル上の二つのマークの最小離間距離よりも厳密に小さい。

かくして、ケーブルに加わる牽引力や温度による効果によって生じる場合があるケーブルの伸びによって速度計測が妨げられることがない。このような牽引力や温度による効果は、ケーブル上の二つのマーク間の距離を延ばしてしまう場合がある。

牽引ケーブルは、幾つかのストランドを形成するように組み立てられた幾つかのワイヤを含んでいてもよく、ストランドは螺旋状に縒り合わせられ、牽引ケーブル上のマークと対応する、牽引ケーブルの二つの連続したストランド間に配置された溝を形成する。

ケーブルは、螺旋状構造によりケーブル上にマーク(溝)を自然に形成し、ケーブルに追加のマークを付ける必要がない。

本発明の別の態様によれば、空中ケーブル、詳細にはチェアーリフト又はケーブルカーの牽引ケーブルの速度を計測するための方法であって、牽引ケーブルはマークを含み、方法は、マークの存在を示す信号を発生するための第1及び第2の信号発生工程を含み、第2信号発生工程は、第1信号発生工程から基準距離のところで行われ、方法は、第1及び第2の信号発生工程間の位相シフトを決定する位相シフト決定工程と、決定された位相シフト及び基準距離から、牽引ケーブルの速度情報を決定する速度情報決定工程とを含む方法において、第1及び第2の信号発生工程は、夫々、第1及び第2の容量型距離センサを含み、これらのセンサの各々は、牽引ケーブル上のマークとセンサとの間の距離に関する情報信号を伝送するように構成されている、ことを特徴とする、方法が提案される。

この他の利点及び特徴は、非限定的例として与えられた、添付図面に示す本発明の特定の実施形態の以下の説明から更に明瞭に理解されるであろう。

図1は、空中ケーブルの牽引ケーブルの速度を計測するための本発明による装置を示す概略図である。

図2は、空中ケーブルの牽引ケーブルの速度を計測するための本発明による方法の主要工程を示す概略図である。

図1には、空中ケーブルの牽引ケーブル2の速度情報Vを計測するための装置1が示してある。

従来の方法で、リフト設備において、乗客を輸送する車輛(ゴンドラ、シート、鋼索鉄道)が取り付けられたケーブル2は、駆動プーリによって駆動される。駆動プーリは、駅に配置され、電動型の駆動モータによって作動される。明瞭化を図るため、駆動モータは図1には示してない。詳細には、ケーブル2は金属製であり、強い引張強度を有する。ケーブル2は、非金属材料製の、例えばプラスチック製の保護コーティングで部分的に又はその全体が覆われていてもよい。

ケーブル2は、全体として、螺旋状に縒り合わせた幾つかのワイヤで形成されている。螺旋状に縒り合わせた一組のワイヤがストランド3を形成する。ケーブル2は、更に、良好な引張強度を得るために螺旋状に縒り合わせた幾つかのストランド3を含んでいてもよい。図1には、例えば6本のストランド3を螺旋状に縒り合わせたケーブル2が示してある。螺旋状に縒り合わせたストランドは溝4を形成する。各溝4は、ケーブル2の二つの連続したストランド3間に配置される。螺旋状構成では、ストランド3及び溝4はケーブル2に沿って交互に配置され、ケーブル2の表面にマーク5を形成するということに着目されたい。更に、ケーブル2は、ケーブルの二つの連続したマーク5間の距離、例えば二つの連続した溝4間の距離、又は二つの連続したストランド3間の距離と対応するピッチPを有する。図には、更に、長さ方向軸線6が示してある。ケーブル2は、この長さ方向軸線に沿って前方又は後方に移動する。

更に、計測装置1は、第1及び第2のセンサ7、8及び計測ブロック9を含む。計測ブロック9は、二つの信号間の位相シフトdtを決定するための第1決定手段10、及びケーブル2の速度情報Vを決定するための第2決定手段11を含む。計測ブロック9は、例えば、コンピュータと一体化したマイクロプロセッサ又はプログラム可能オートマット(automat)であってもよい。

一般的には、センサ7、8は、ケーブル2上のマーク5の存在を検出するための存在センサである。第1センサ7は、ケーブル2上のマーク5の存在に対する第1情報信号S1を接続部12を通して第1決定手段10に伝達する。第2センサ8は、ケーブル2上のマーク5の存在に対する第2情報信号S2を接続部13を通して第1決定手段10に伝達する。ケーブル2が移動するとき、マーク5がセンサ7、8を通過して移動する。かくして、センサ7、8が発した各信号S1、S2の振幅は、センサによってマーク5が検出されたかどうかに従って変化する。例えば、信号の振幅は、マーク5が検出されたときに最大であり、検出されていない場合には最小である。更に、第2センサ8は、第1センサ7から基準距離dxのところに配置されている。第1決定手段10は、二つの信号S1及びS2を受け取り、これらの信号の位相シフトdtを計算し、これを接続部14を通して第2決定手段11に伝達する。第2決定手段11は、次いで、ケーブル2の速度V、好ましくはケーブル2の長さ方向変位速度Vを、位相シフトdt及び基準距離dxから決定する。更に、基準距離dxは、ケーブル2上の分離された二つのマーク5の最小離間距離よりも厳密に小さい。かくして、ケーブル2の速度Vを計測するためのケーブルマークがケーブル2上で規則的に離間されている必要はない。図1に示す実施形態によれば、ケーブル2上の二つのマーク5の最小離間距離はケーブル2のピッチPに等しい。更に、基準距離dxは、ケーブル2が伸びた場合でも、ピッチPよりも小さい。

位相シフトdtは、ケーブル2のマーク5、例えば溝4又はストランド3が基準距離dx間を移動する時間と対応する。第2決定手段11はケーブル2の長さ方向速度Vを以下の方程式に従って決定する。 V=dx/dt ここで、 V:ケーブル2の速度 dx:第1及び第2のセンサ7、8間の基準距離 dt:第1及び第2の信号S1、S2間の位相シフト 更に、第2演算処理手段11は、位相シフトdtの符号に従って、ケーブルの変位方向、即ち前方又は後方、を決定する。

ケーブル上のマーク5の通過を検出するため、様々な種類のセンサを使用できる。例えば、センサは、デジタルセンサであってもよいし、アナログセンサであってもよい。デジタルセンサは、デジタル信号S1、S2を第1決定手段10に向かって伝送する。この場合、第1決定手段は、信号S1、S2の信号の位相シフトdtを計算する前にこれらの信号の周波数が同じであるようにこれらの信号を同期するための同期手段を含む。かくして、信号S1、S2間の位相シフトについての計算精度を向上する。

センサ7、8は、アナログ信号S1、S2を第1決定手段10に向かって伝送するアナログセンサであってもよい。この場合、第1決定手段10は、第1及び第2のアナログ信号を二つのデジタル信号SN1及びSN2に変換し、これらの二つのデジタル信号SN1、SN2間の位相シフトdtを計算するためのA/Dコンバータを含む。A/Dコンバータは、好ましくは、デジタル信号SN1、SN2を同期するように、クロック信号発振器に連結されている。詳細には、デジタル信号SN1、SN2を同期することにより、同じ周波数の二つの信号SN1、SN2を発生できる。図1には、これらのデジタル信号SN1、SN2の振幅Aが時間Tに従って示してある。各デジタル信号SN1、SN2は、関連するセンサに対向しているマークが存在する場合には高レベルであり、そうでない場合には低レベルであるということに着目されたい。

好ましい実施形態によれば、センサ7、8は、誘導型アナログ距離センサ(inductive analog distance sensor)である。例えば、ケーブル2は金属製であり、センサ7、8が渦電流型の誘導型アナログ距離センサである。この場合、センサ7、8は、振動する電磁場を発生し、この電磁場はケーブル2の金属表面が入ってきたときに減衰される。センサ7、8によって送出される存在情報信号は、センサに関するマーク5の相対位置に従って、即ちセンサ7、8からのマーク5の表面の距離に従って変化する電圧であってもよい。更に、振動する電磁場を介してケーブルとセンサとが相互作用するため、これらのセンサ7、8は無接触センサである。アナログセンサは、ケーブルがセンサに近い場合に高いレベルをもち、そうでない場合には低レベルをもつ信号を送信する。有利には、このようなセンサ7、8は、金属製の物体の存在を検出でき、ストランド3を螺旋状に縒り合わせた空中ケーブルの牽引ケーブル2に特に適している。変形例では、溝4やストランド3と異なる追加の金属マークをケーブル2の表面に配置してもよい。

別の実施形態によれば、ケーブル2は強磁性体であり、センサ7、8はリラクタンス(磁気抵抗)が可変の誘導型アナログ距離センサである。センサ7、8、及びケーブル2によって形成されたユニットは磁気回路を形成し、ケーブル2の表面とセンサ7、8との間の距離が磁気回路のリラクタンスを決定する。この場合、送出された信号のレベルもまた、ケーブル2の強磁性体マーク5の表面とセンサ7、8との間の距離に従って変化する。

別の実施形態によれば、センサ7、8は、容量型アナログ距離センサ(capacitive analog distance sensor) である。このようなセンサの計測ヘッドは、円筒形の導体及び金属製のエンベロープで形成されており、基準容量のコンデンサを形成する。ケーブル2のマーク5がセンサ7、8のヘッドの端部に近付くと、基準容量が変化し、センサによって送出される信号が減少する。このようなセンサは、非金属材料製コーティング、例えばプラスチックコーティングを施したケーブルの速度を計測するのに特に適している。この実施形態では、マークは、コーティングの表面に配置されたピンであってもよい。ケーブル2の表面上のマーク間の間隔を等しくする必要はない。

更に別の実施形態によれば、センサ7、8は、ケーブル2の表面の画像を捕捉するように形成された画像獲得システム、例えば小型デジタルカメラであってもよい。この実施形態では、計測装置1は、二つのセンサ7、8と関連した少なくとも一つの照明システム15、16を含み、即ちセンサ毎に一つの照明システムが設けられている。照明システム15、16は、制御手段17によって制御される。制御手段17は、好ましくは、計測ブロック9に含まれる。各照明システム15、16は、センサ7、8が表面の画像を獲得し、これらの画像を第1及び第2のデジタル信号又はアナログ信号で第1決定手段10に伝送できるようにするため、ケーブル2の表面を照明するための一つ又はそれ以上の発光ダイオードを含んでいてもよい。更に、第1決定手段10は、デジタル画像用の演算処理手段、例えば画像内の対象物を認識するためのソフトウェアツールを持つデジタル信号プロセッサを含む。画像演算処理手段は、画像内のマーク5の有無を認識し、画像中にマークが認識された場合の高レベル信号SN1及びそうでない場合の低レベル信号SN2の二つのデジタル信号を発生する。この実施形態では、マークが、ケーブル2の表面上に配置したマーク、例えば反射塗料によって形成したマークであってもよい。

有利には、計測精度を向上するため、同じ種類の二つのセンサ7、8を使用してもよい。更に、種類が異なるセンサの組み合わせを使用してもよい。

図2には、空中ケーブルの牽引ケーブルの速度を計測するための方法の主要工程が示してある。この方法は、上文中に説明した計測装置1によって実施できる。ケーブルには、マーク、例えばケーブルの連続した二つのストランドを離間する溝等が設けられている。方法は、ケーブルの第1通過点でケーブル上のマークの存在を示す信号を発生するための第1信号発生工程が行われる第1工程E1を含む。次いで、第1通過点から基準距離dxだけ離間したケーブルの第2通過点でケーブル上のマークの存在を示す信号を発生するための第2信号発生工程が行われる第2工程E2を含む。次いで、第3工程E3で、これらの二つの信号発生工程間の位相シフトを決定し、第4工程E4で、決定された位相シフト及び基準距離から、ケーブルの速度Vに関する情報を決定する。