JP2014201412A - エレベーターの自動診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】推定ではなく実測値に基づいて精度良く複数のロープのテンションのばらつきを自動診断する。【解決手段】かご１と、釣合おもり３と、かご１及び釣合おもり２を吊り下げるロープ３と、複数本の前記ロープが巻き掛けられた駆動シープ４ｂと、巻上げ機４と、巻上げ機４の回転速度及び停止を制御する制御装置５と、を有し、前記制御装置５の情報からロープテンションの状態を診断するエレベーターの自動診断装置において、かご１の上昇開始を検知する距離センサ７と、診断時には通常運転時と異なる加速指令を前記巻上げ機４に与えて診断のための診断運転を行う診断運転制御部９と、前記診断運転時の前記距離センサ７の検知情報及び前記巻上げ機４の回転軸の回転加速度情報に基づいて前記複数本のロープ３のテンションのばらつきを判定するロープテンション判定部１０と、を備えた。【選択図】図２

Description

本発明は、エレベーターの自動診断装置に係り、特に、複数本使われるロープ同士のテンションの状態、特にロープテンションのばらつきの発生を自動監視し、診断するエレベーターの自動診断装置に関する。

複数本使われるロープ同士のテンションのばらつきの発生の監視は、従来、保守作業者が実機でロープテンションのばらつきを計測することにより行っていた。しかし、このような保守作業者による計測では、効率が悪いことから、通常起動時の自動診断情報からロープのスリップ異常を自動で判定し、異常の兆候をいち早く検知して点検作業を指示し、ロープの異常劣化を防止するできる装置が、すでに提案されている(特許文献１参照)。

この従来技術は、かごと、釣合おもりと、かご及び釣合おもりを吊り下げる主索と、主索が巻き掛けられた駆動シーブを含み、駆動シーブの回転によりかご及び釣合おもりを昇降させる巻上げ機とを有するエレベーターに設けられ、エレベーターを点検するためのエレベーターの自動点検装置であって、かごの荷重を検出荷重として検出するための荷重検出装置、駆動シーブの回転トルクを検出するためのトルク検出装置、及びトルク検出装置からの情報に基づいて、かごの荷重を推定荷重として求め、検出荷重と推定荷重とを比較することにより、エレベーターの異常の有無を判定する判定装置を備えたことを特徴とするものであった。

特開２００７−１１２５３８号公報

ところで、上述した公知のエレベーターの自動診断装置は、モータトルクから荷重を推定するようになっている。そのため、シープ回転軸やプーリ回転軸の抵抗、かごが摺動して動くかご走行抵抗などが推定荷重へ影響を与える。この影響のため、モータトルクから推定された荷重に基づいてロープの異常を特定することは難しいという課題があった。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものでその目的は、推定ではなく実測値に基づいて精度良く複数のロープのテンションのばらつきを自動診断可能な診断装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、かごと、釣合おもりと、前記かご及び前記釣合おもりを吊り下げるロープと、複数本の前記ロープが巻き掛けられた駆動シープ及び当該駆動シーブと同期して回転する回転軸を含み、前記駆動シープを回転させて前記かご及び前記釣合おもりを昇降させる巻上げ機と、前記巻上げ機の回転速度及び停止を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置の情報からロープテンションの状態を診断するエレベーターの自動診断装置において、前記かごの上昇開始を検知する検知手段と、診断時には通常運転時と異なる加速指令を前記巻上げ機に与えて診断のための診断運転を行う診断運転制御手段と、前記診断運転時の前記検知手段の検知情報及び前記巻上げ機の回転軸の回転加速度情報に基づいて前記複数本のロープのテンションのばらつきを判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。なお、前記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。

本発明によれば、推定ではなく実測値に基づいて精度良く複数のロープのテンションのばらつきを自動診断することができる。

本発明の実施形態に係るエレベーターの駆動機構全体を概略的に示す概略構成図である。 本発明の実施形態に係る自動診断装置の概略構成を示す機能ブロック図である。 ロープテンションにばらつきがない場合の診断運転時の稼動データを示す図である。 ロープテンションにばらつきがある場合の診断運転時の稼動データを示す図である。 ばらつきの有無及び程度を判断するときの処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施形態に係るエレベーターの駆動機構全体を概略的に示す概略構成図である。図１において、かご１と釣合おもり２は、ロープ３の端部でそれぞれ締結される。ロープ３は、かご１を昇降させる巻上げ機４の駆動シーブ４ｂに巻き掛けられ、巻上げ機４の回転軸には回転検出器４ａが設けられている。巻上げ機４は、制御装置５によって回転と停止を制御され、駆動シーブ４ｂは回転軸と同期して回転する。また、かご１の底部には、上昇及び下降時の衝撃を緩和するための防振ゴム６が設けられている。さらに、かご１の床下には、床の撓み量を換算して乗客荷重を算出する距離センサ７が備えられている。なお、ロープ３は、通常は２本以上の複数本が使用され、複数本のロープ３が前記駆動シーブに巻き掛けられている。

図２は、本発明の実施形態に係る自動診断装置の概略構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、自動診断装置は、無人検知部８、診断運転制御部９、ロープテンション判定部１０及びばらつき程度判定部１１を含む。なお、診断運転制御部９、ロープテンション判定部１０及びばらつき程度判定部１１は、それぞれ中央処理装置（ＣＰＵ）を搭載した制御回路を備え、あるいは、メインの中央処理装置（ＣＰＵ）を備えた制御装置５によって予めプログラミングされた制御を実行する。ＣＰＵは、制御部と演算部を含み、制御部が命令の解釈とプログラムの制御の流れを制御し、演算部が演算を実行する。また、プログラムは図示しないメモリに格納され、実行すべき命令（ある数値又は数値の並び）を前記プログラムの置かれたメモリから取り出し、前記プログラムを実行する。

無人検知部８は、距離センサ７の信号から乗客の有無を判定する。診断運転制御部９は、無人検知部８からの判定信号により、無人であると判定された状態で制御装置５から起動命令を受けた場合、通常より急な加速度で起動するように指令を与えて診断専用の運転を行う。ロープテンション判定部１０は、後述のステップＳ１からステップＳ９までの処理に基づいてロープ同士のテンションのばらつきを判定する。ばらつき程度判定部１１は、ばらついていることが分かった場合、起動時の加速指令値を下げて診断運転を行い、加速指令の下げ量と実際の加速度からテンションのばらつきの程度を判定する。この判定処理は、後述のステップＳ１０からステップＳ１２の処理である。

なお、図２では、制御装置５と、無人検知部８、診断運転制御部９、ロープテンション判定部１０及びばらつき程度判定部１１は、機能として異なるので独立した状態となっているが、実機では、制御装置５内に搭載される。そのため、制御装置５のメインのＣＰＵによって全ての制御を実行することも可能である。

図３及び図４は診断運転時の稼動データを示す図である。この稼動データは、巻上げ機４の加速度指令Ｄ１、巻上げ機４の回転軸の実加速度Ｄ２及び距離センサ７の出力Ｄ３の関係を時間軸を横軸にとって示している。

診断運転時、ロープテンションにばらつきがない場合は、図３に示すように、複数本のロープ３にほぼ同時に回転力が作用するので、摩擦力は十分でありロープ３のスリップは微少となり、加速度指令Ｄ１による加速度と実際の回転加速度（実加速度）Ｄ２はほぼ同じ値となる。一方、ロープテンションにばらつきが生じていると、テンションの強いロープ３から回転力が作用して廻り始める。しかし、摩擦力が不足しているのでロープ３はスリップしながら回転を始め、ロープテンションの強い順に回転力が作用する。その結果、全てのロープ３が廻り始めるまでには時間の差が発生する。

この時間差は、図４に示すように、実際の加速度Ｄ２はロープ３のスリップの影響で段階的に上昇する（Ｄ２’）ため、指令値と同等の加速度になるまでに時間を要することから発生する。この段階的な加速と時間差の発生からロープテンションのばらつきが発生していると判定することができる。

図５は、ばらつきの有無及び程度を判断するときの処理手順を示すフローチャートである。ばらつきの判断は、図３及び図４に示した時間Ｔｌ〜Ｔ４に基づいて行われる。

図５において、まず、巻上げ機４の回転軸の回転開始時間Ｔ２が基準値より小さいか否かを判定する（ステップＳ１）。この判定で基準値より小さい場合は（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、ロープ３と巻上げ機４の回転溝でスリップが発生することなく追従して加速を開始したことを示しているので、摩擦力は正常であると判断する（ステップＳ２）。これに対し、ステップＳ１で回転開始時間Ｔ２が基準値より大きいと判定した場合は（ステップＳ１：Ｎｏ）、ロープ３と巻上げ機４の回転溝の摩擦力が低下傾向であることを報知して診断を終了する（ステップＳ３）。

次に、かご１が加速を開始した時間Ｔ３が基準値より大きいか否かを判定する（ステップＳ４）。大きい場合は（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ロープ３の潤滑状態は正常であると判断する（ステップＳ５）。これに対しかご１が加速を開始した時間Ｔ３が基準値より小さいと判定した場合は（ステップＳ４：Ｎｏ）、ロープ３の潤滑が枯渇傾向と判断する（ステップＳ６）。これは、ロープ３に含浸された油が抜けると、ロープ３のばね定数が大きくなってロープ３の伸びに要する時間が短くなり、その結果、巻上げ機４の回転軸が回転を開始してからかご１に慣性力が作用するまでの時間ロスが減るためである。そして、ステップＳ６でのロープ３の潤滑が枯渇傾向である判断結果を報知して診断を終了する。なお、時間Ｔ３は、距離センサ７の出力Ｄ３変化から検出される。この出力変化は、かご１が上昇を開始したときのかご１の床の慣性力による撓みによって検出される。

ステップＳ５でロープの潤滑状態が正常であった場合、巻上げ機４の回転軸が等加速度になるまでに要する時間Ｔ４が基準値より小さいか否かを判定する（ステップＳ７）。小さい場合は（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、ロープ３同士のテンションのばらつきは許容範囲であると判断して（ステップＳ８）診断を終了する。

他方、巻上げ機４の回転軸が等加速度になるまでに要する時間Ｔ４が基準値より大きいと判定した場合は（ステップＳ７：Ｎｏ）、ロープ３同士のテンションがばらづいた状態にあると判断し（ステップＳ９）、診断運転の巻上げ機４の加速度指令値をＡ％だけ小さくして診断運転を再度開始する（ステップＳ１０）。

そして、巻上げ機４の回転軸が等加速度になるまでに要する時間Ｔ４ａを算出し（ステップＳ１１）、巻上げ機４の回転軸が等加速度になるまでに要する時間Ｔ４に対する診断運転の巻上げ機４の加速度指令値をＡ％だけ小さくしたときの前記時間Ｔ４ａの変化率を算出し、テンションのばらつき状態を判断する（ステップＳ１２）。

この判断に基づき、変化率が小さい場合は、ロープ３同士のテンションがばらついた状態であり、そのばらつきの程度も急いで調整を要する状況であると報知し、変化率が大きい場合はロープ３同士のテンションはばらついた状態ではあるが、調整は次回の点検日まで許されると報知して診断を終了する。

以上のように、本実施形態によれば、次のような効果を奏する。

１）かご１の上昇開始（Ｔ４，Ｔ４ａ）を検知する距離センサ７（検知手段）と、診断時には通常運転時と異なる加速指令を前記巻上げ機４に与えて診断のための診断運転を行う診断運転制御部９（診断運転制御手段）と、前記診断運転時の前記距離センサ７の検知情報及び前記巻上げ機４の回転軸の回転加速度情報に基づいて前記複数本のロープ３のテンションのばらつきを判定するロープテンション判定部１０（ロープテンション判定手段）と、を備えたので、実測値に基づいて精度良く複数のロープのテンションのばらつきを自動診断することができる。

さらに、自動診断の結果に基づいて、ばらつきが大きくなった場合は自動報知を行い、保全作業を指示することができる。これにより、ロープの早期劣化を防止することも可能となる。

ばらつきの自動診断は、巻上げ機４の回転軸が等加速度になるまでに要する時間Ｔ４を基準値と比較し（ステップＳ７）、基準値より大きいと判定した場合に、ロープ３同士のテンションがばらづいた状態にあると判断する（ステップＳ９）ことにより行われる。

２）診断運転時の加速度指令値Ｄ１及び巻上げ機４の回転軸の回転加速度情報（軸加速度）Ｄ２に基づいてばらつきの程度を判定するばらつき程度判定部１１（ばらつき程度判定手段）をさらに備えたので、実測値に基づいて精度良く複数のロープのテンションのばらつきの程度の判定を自動診断することができる。

ばらつきの程度の判定の自動診断は、回転加速度情報Ｄ２の変化率に基づいて行われる。具体的には、巻上げ機４の加速度指令値Ｄ１を予め設定した値（例えばＡ％）だけ小さくして診断運転を再度開始し（ステップＳ１０）、加速度指令値Ｄ１を予め設定した値だけ小さくする前の巻上げ機４の回転軸が等加速度になるまでに要する時間に対する小さくした後の巻上げ機４の回転軸が等加速度になるまでに要する時間の変化率（ステップＳ１１，Ｓ１２）に基づいて行われる。

３）検知手段としてかご１内の荷重をかご下床の撓み量から換算して算出する距離センサ７を使用するので、特別な装置を付加することなく、かご１の上昇開始を検出することができ、また、診断運転時の要件である乗客無しの状態を無人検知部８を用いて検出することができる。

なお、特許請求の範囲におけるかごは本実施形態では符号１に、釣合おもりは符号２に、巻上げ機は符号４に、回転軸は回転検出器４ａが取り付けられた軸部材に、駆動シーブは符号４ｂに、制御装置は符号５に、検知手段は距離センサ７に、診断運転制御手段は診断運転制御部９に、複数本のロープのテンションのばらつきを判定する判定手段はロープテンション判定部１０に、ばらつき程度判定手段はばらつき程度判定部１１に、それぞれ対応する。

本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１ かご
２ 釣合おもり
３ ロープ
４ 巻上げ機
４ａ 回転検出器
４ｂ 駆動シーブ
５ 制御装置
７ 距離センサ
９ 診断運転制御部、
１０ ロープテンション判定部
１１ ばらつき程度判定部

Claims (5)

1. かごと、釣合おもりと、前記かご及び前記釣合おもりを吊り下げるロープと、複数本の前記ロープが巻き掛けられた駆動シーブ及び当該駆動シーブと同期して回転する回転軸を含み、前記駆動シープを回転させて前記かご及び前記釣合おもりを昇降させる巻上げ機と、前記巻上げ機の回転速度及び停止を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置の情報からロープテンションの状態を診断するエレベーターの自動診断装置において、
   前記かごの上昇開始を検知する検知手段と、
   診断時には通常運転時と異なる加速指令を前記巻上げ機に与えて診断のための診断運転を行う診断運転制御手段と、
   前記診断運転時の前記検知手段の検知情報及び前記巻上げ機の回転軸の回転加速度情報に基づいて前記複数本のロープのテンションのばらつきを判定する判定手段と、
   を備えたことを特徴とするエレベーターの自動診断装置。
2. 請求項１に記載のエレベーターの自動診断装置において、
   前記診断運転時の加速度指令値及び前記巻上げ機の回転軸の回転加速度情報に基づいて前記ばらつきの程度を判定するばらつき程度判定手段をさらに備えたこと
   を特徴とするエレベーターの自動診断装置。
3. 請求項２に記載のエレベーターの自動診断装置において、
   前記ばらつきの程度の判定が前記回転加速度情報の変化率に基づいて行われること
   を特徴とするエレベーターの自動診断装置。
4. 請求項３に記載のエレベーターの自動診断装置において、
   前記変化率が、前記巻上げ機の加速度指令値を予め設定した値だけ小さくして診断運転を再度開始し、前記加速度指令値を予め設定した値だけ小さくする前の前記巻上げ機の回転軸が等加速度になるまでに要する時間に対する前記小さくした後の前記巻上げ機の回転軸が等加速度になるまでに要する時間の変化率であること
   を特徴とするエレベーターの自動診断装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載のエレベーターの自動診断装置において、
   前記検知手段が、前記かご内の荷重をかご下床の撓み量から換算して算出する距離センサであること
   を特徴とするエレベーターの自動診断装置。

Images