JP2019142245A - 昇降機点検装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エレベーターの乗りかご吊り用のワイヤーロープのように複数本併設されたロープをガイドラインとして利用することで、ＧＰＳの電波を受信できない環境で風の影響などを受けたときでも、昇降路内での衝突などを抑制する技術を提供する。【解決手段】昇降機点検装置は、エレベーターの昇降路内部を飛行して点検する昇降機点検装置であって、エレベーターの昇降路内部を撮像する撮像部と、前記撮像部を搭載している本体部と、前記昇降路内部で垂直方向に併設されている各ロープと接触して摺動する複数のガイド部と、前記複数のガイド部と前記本体部とを連結する部材であり、少なくとも１つのガイド部が、前記垂直方向と直行する水平方向でのロープ同士の離間または近接の変化に追従して当該水平方向を移動するように、前記ガイド部と連結している連結部材と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、飛行体を用いてエレベーターの昇降路内部を点検する技術に関する。

近年、ＩｏＴ（Internet of Things）技術の発展に伴い、遠隔操縦または自律飛行を行うドローンなどの飛行体を活用し、人の立ち入れない場所等の点検を行うことが増えてきている。エレベーターの点検も例外ではなく、例えば、地震発生時や保守点検時に昇降路内の機器を確認するため、飛行体を活用して点検する方法が提案されてきている。

しかしながら、このような飛行体は、ＧＰＳ（Global Positioning System）の電波を用いて位置情報を確認しながら無人飛行することから、閉鎖空間などＧＰＳの受信環境の悪い条件の下での飛行の際、位置情報を確認できずに障害物と衝突するおそれがある。

この問題を解決するため、上下方向に貫通する貫通穴をドローン本体に設け、飛行軌道上に張設されたガイドラインをこの貫通穴に挿通させて、ガイドラインに沿ってドローンを飛行させるシステムが提案されている（例えば特許文献１）。

特許第６１４３３１１号公報

自律飛行体を用いてエレベーターを点検する場合、エレベーターの昇降路を垂直飛行させる必要があるが、空間的に余裕の無い昇降路内に飛行体用のガイドラインを新たに張設するのは困難である。一方、既設の乗かご吊り用のワイヤーロープをガイドラインとして利用し、飛行体を垂直飛行させることは可能であり、好適な方法といえる。

しかしながら、乗かご吊り用のワイヤーロープは、安全性の観点でロープ束として構成されている。すなわち、乗かご吊り用のワイヤーロープは複数本併設され、これらがそれぞれ近接するように設けられている。このようなワイヤーロープの張設状態で特許文献１の技術を用いると、近接するワイヤーロープと飛行体の本体とが接触するため、飛行体を設置することができない。

本発明では、上記のような実情を鑑みてなされたもので、エレベーターの乗りかご吊り用のワイヤーロープのように複数本併設されたロープをガイドラインとして利用することで、ＧＰＳの電波を受信できない環境で風の影響などを受けたときでも、昇降路内での衝突などを抑制する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、代表的な本発明の昇降機点検装置は、エレベーターの昇降路内部を飛行して点検する昇降機点検装置であって、エレベーターの昇降路内部を撮像する撮像部と、前記撮像部を搭載している本体部と、前記昇降路内部で垂直方向に併設されている各ロープと接触して摺動する複数のガイド部と、前記複数のガイド部と前記本体部とを連結する部材であり、少なくとも１つのガイド部が、前記垂直方向と直行する水平方向でのロープ同士の離間または近接の変化に追従して当該水平方向を移動するように、前記ガイド部と連結している連結部材と、を有する。

複数本が併設されたワイヤーロープを用いて、エレベーターの昇降路内部での安定飛行を行うことができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

実施形態に係るエレベーター全体を示す図である。 第１実施形態に係る飛行体の構成例を示す図であり、ガイドラインの主ロープ同士が近接した場合の態様例を示す図である。 第１実施形態に係る飛行体の構成例を示す図であり、主ロープ同士が離間した場合の態様例を示す図である。 ガイド部をロープの１本のみに挿通し、１本のロープのみでガイドさせる場合を例示した図である。 第２実施形態に係る飛行体の構成例を示す図であり、主ロープ同士が近接した場合の態様例を示す図である。 第２実施形態に係る飛行体の構成例を示す図であり、主ロープ同士が離間した場合の態様例を示す図である。

本実施形態の自律飛行体には、張設されたガイドラインに沿って飛行するための、当該ガイドラインに接触して摺動するガイド部が設けられている。ガイド部は、エレベーターの乗りかごの昇降方向に張設される主ロープもしくはコンペンロープに接触し摺動する構成を有しており、自律飛行体は、これらのロープに沿って上下に移動することができる。

以下、図面に基づき本実施形態の態様を説明する。尚、図１〜図５に示されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向は、各図面で共通である。
（第１実施形態）
図１は、エレベーターの全体構成を示す図である。エレベーター１００（昇降機）は、乗かご１０２が各階床に設置された乗場１０３の間を昇降運転する昇降路１０１を有する。尚、図１においては、最上階と最下階のみが示されている。昇降路１０１には、その下部にピット１０４が設けられ、その上部に機械室１０５が設けられている。

乗かご１０２は、主ロープ１０８および機械室１０５に設置された巻上機１０６を介して、吊り合い重り１０７と連結している。また高階床エレベーターの場合、主ロープ１０８自体の重さの影響により、乗かご１０２が最上階付近にあるときと、最下階付近にあるときとで、巻上機１０６に対し乗かご１０２側と吊り合い重り１０７側の重量の差が大きく変化してしまう。この重量の差の変化を小さくするため、ピット１０４に設置されたプーリー１０９を介して、乗かご１０２の下部と吊り合い重り１０７の下部とがコンペンロープ１１０によって接続されている。この主ロープ１０８またはコンペンロープ１１０を、自律飛行体２００が垂直移動するためのガイドラインとして用いることで、新たに昇降路１０１内にガイドラインを張設する必要が無くなる。

自律飛行体２００は、内部の各センサの計測値に基づき、姿勢を維持しながら自律で飛行するドローンである。自律飛行体２００の本体部には、エレベーターの昇降路内部を撮像するカメラ２２０（撮像部）を有している。自律飛行体２００は、保守点検者が所持している携帯端末装置（ノート型コンピュータやタブレット端末など）からの無線を介した指示に従い、昇降路１０１内を上方に進み、上部に設置されるカメラ２２０の向きを変更させながら、昇降路１０１の内部を撮像する。この撮像された映像は、保守点検者が所持している携帯端末装置に送信され、また自律飛行体２００に備えられている補助記憶装置（フラッシュメモリやハードディスクドライブなど）に記憶される。保守点検者は、この映像を確認することで、昇降路１０１の内部の状況を把握することができる。すなわち自律飛行体２００は、昇降路１０１内を飛行して点検する昇降機点検装置として機能する。

ＧＰＳの電波を安定して受信できる環境であれば、自律飛行体２００は、自らの位置や向きを認識しながら、規定の位置となるように補正しながら飛行することが可能となる。しかしながら、閉鎖空間となる昇降路１０１内では、ＧＰＳの電波を受信することが困難となるため、自律飛行体２００自らで位置取りを行うのは困難となる。そこで本実施形態では、既設の主ロープ１０８やコンペンロープ１１０をガイド部に挿通させ、ガイド部を主ロープ１０８やコンペンロープ１１０に摺動させる構成とすることで、これら各ロープに沿った安定飛行を実現することができる。

図２および図３は、第１実施形態における自律飛行体２００を垂直方向（Ｚ軸方向）における上方から視認した場合の平面図である。尚、図２および図３は、主ロープ１０８をガイドラインとした場合を例示しているが、コンペンロープ１１０やその他の既設ロープでも同様である。

自律飛行体２００は、点検に用いる撮像用のカメラ２２０を上部に搭載した本体部２０１を備える。本体部２０１には、自機の姿勢を維持するための各種センサや制御装置、無線通信を行うため機器なども備えられている。本体部２０１には、アーム部材２０９を介してガイド取付け部２０６が固定されている。アーム部材２０９とガイド取付け部２０６とは、複数のガイド部２０７ａ、２０７ｂと本体部２０１とを連結する連結部材３００として機能する。

ガイド取付け部２０６は、主ロープ１０８に対面している本体部２０１の側面Ｓと並行となる長手部材である。ガイド取付け部２０６には、当該ガイド取付け部２０６の長手方向の特定位置に固定された固定式ガイド部２０７ａと、ガイド取付け部２０６の延伸方向に沿って摺動する可動式ガイド部２０７ｂとが配置されている。ガイド取付け部２０６の延伸方向は、図中におけるＺ軸方向と直行するＸ軸方向となっており、以下、必要に応じて水平方向と称する。可動式ガイド部２０７ｂは、ガイド取付け部２０６の長手方向の端部に設けられたストッパ部材２０６ａと、固定式ガイド部２０７ａとの間を移動範囲としてスライドする。

主ロープ１０８は、複数のロープ１０８ａ〜１０８ｅにより構成されているロープ束となっている。ロープ１０８ａ〜１０８ｅは、昇降路１０１の内部で垂直方向に併設されているロープであり、ここでは、固定式ガイド部２０７ａがロープ１０８ｄに取り付けられ、可動式ガイド部２０７ｂがロープ１０８ｅに取り付けられているものとする。

ロープ１０８ａ〜１０８ｅは、昇降路１０１の垂直方向における位置によって、並びが変化する。図２および図３は、この変化の態様例を示しており、例えば図２に示すような全体として密となる並びとなったり、図３に示すような全体として疎となる並びとなったりする。可動式ガイド部２０７ｂは、ガイドラインとして選定されたロープ同士の離間または近接の変化に追従して移動することで、ロープ同士の距離の変化を吸収する。

図２、図３の例では、固定式ガイド部２０７ａ、可動式ガイド部２０７ｂの２つのガイド部が、それぞれ１本ずつロープを挿通して本体部２０１をガイドしている。固定式ガイド部２０７ａに挿通されるロープ１０８ｄが水平面（Ｘ−Ｙ面）における位置取りの基準となっており、垂直方向（Ｚ軸方向）ごとに変化するロープ同士の距離を吸収するため、可動式ガイド部２０７ｂが水平方向（Ｘ軸方向）に移動する。

このように本実施形態では、複数のロープでガイドされる構成としているが、仮に１本のロープのみでガイドする場合について説明する。

図４は、仮にガイド部をロープ１０８ｄの１本のみに挿通し、ロープ１０８ｄの１本のみでガイドさせる場合を示す対比例である。仮にロープ１０８ｄの１本のみでガイドを行う場合、ロープ１０８ｄを軸としたＸ−Ｙ平面での回転が生じやすく、本体部２０１は図４の矢印Ａのように移動し、位置が定まらなくなる可能性がある。本実施形態では、この回転を抑制するため、固定式ガイド部２０７ａの他に可動式ガイド部２０７ｂを設け、可動式ガイド部２０７ｂも他のロープ（図２、図３の例ではロープ１０８ｅ）に挿通させる。このように２本以上の複数のロープによりガイドする構成とすることで、１本のロープによるガイドよりも安定した飛行を実現することができる。

また、固定式ガイド部２０７ａを仮に可動式とし、ガイド取付け部２０６に沿って移動可能とする構成としてもよいが、水平方向（Ｘ軸方向）での位置が定まらなくなる可能性がある。このことから本実施形態では、１つのガイド部を固定とし、他方のガイド部を可動としている。

尚、ロープ１０８ａ〜１０８ｅなどの各ロープには、通常それぞれラベルが付されており、いずれのロープがどの位置にくるのかが管理されている。保守点検者は、このラベルを確認し、垂直方向のいずれの位置においても各ロープとガイド取付け部２０６とが接触しないようにロープを選定し、固定式ガイド部２０７ａおよび可動式ガイド部２０７ｂを取り付ける。

次に、本体部２０１を垂直方向に推進させるプロペラ部の構成について説明する。本体部２０１には、回転翼連結部２０８が左右に取り付けられている。回転翼連結部２０８の一端部は本体部２０１に固定されており、他端部には、推進力を得るための回転翼２０４が取り付けられている。回転翼連結部２０８の長手方向には、本体部２０１からの指令を回転翼２０４の駆動部まで出力し、また本体部２０１に設けられるバッテリからの電力を回転翼２０４の駆動部まで供給するケーブル線が付設されている。回転翼２０４は、本体部２０１からの指令により回転軸２０４ａを中心にして回転し、その回転数も制御される。

狭い昇降路１０１では、回転翼２０４の回転駆動により発生した気流によって渦が生じ、部分的な気圧差が生ずる。また回転翼２０４には個体差もあり、全てが同じ推進力を発生することが困難であり、この推進力の差により自律飛行体２００の安定飛行が低下する。これに加え、ロープ１０８ａ〜１０８ｅは剛体ではないため、それぞれが不規則に、垂直方向において独立して波状に揺れる。よってＸ−Ｙ平面上での各ロープの相対位置が固定とはならず、不規則に変動する（図４の矢印Ｂなど）。このように回転翼２０４それぞれの推進力の差が大きく、また各ロープの相対位置が変動すると、自律飛行体２００のＸ−Ｙ平面上における水平移動や回転（図４の矢印Ａ）が生じて、カメラ２２０による好適な撮影ができなくなる。

自律飛行体２００のＸ−Ｙ平面上での回転運動は、主ロープ１０８を挿通している固定式ガイド部２０７ａや可動式ガイド部２０７ｂを中心に発生しやすい。また回転モーメントの観点から、基軸となる主ロープ１０８から回転翼２０４が離れる程回転力が大きくなる。よって本実施形態では、より主ロープ１０８側へと寄せるため、本体部２０１とガイド部２０２の間に、回転翼２０４の回転軸２０４ａが位置するように設計されている。すなわち、回転翼２０４の回転軸２０４ａは、本体部２０１のロープに対面している側面Ｓよりも、当該側面Ｓと垂直を成す方向（Ｙ軸方向）において主ロープ１０８に近接している。これにより、主ロープ１０８と回転翼２０４との間の距離が短くなり、回転モーメント力を小さくすることができ、もって自律飛行体２００のＸ−Ｙ平面上での回転を低減させることができる。尚、ガイド取付け部２０６に対し本体部２０１と同じ距離となるように回転軸２０４ａを配置してもよい。

本実施形態では、垂直方向に張設された既設ロープを用い、且つ複数のロープをガイドラインとして用いる構成について説明した。また、ロープ間の近接や離間の変化に追従する構成や、Ｘ−Ｙ平面上での回転を低減させるため、回転翼２０４をロープに寄らす構成について説明した。本実施形態の態様により、昇降路１０１内の安定飛行を実現することができる。また図１に示すように、垂直方向（Ｚ軸方向）における上下２箇所に、ガイド取付け部２０６、固定式ガイド部２０７ａ、可動式ガイド部２０７ｂのセットをそれぞれ設け、計４つで主ロープ１０８と接触し、摺動させてもよい。これにより、Ｙ−Ｚ平面上での回転を抑制することも可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態とは異なる構成例について説明する。
図５および図６は、第２実施形態における自律飛行体２００を垂直方向（Ｚ軸方向）の上方から視認した場合の平面図である。尚、第２実施形態の自律飛行体２００も、第１実施形態と同様にコンペンロープ１１０やその他の既設ロープをガイドラインとすることができる。

第２実施形態の自律飛行体２００は、本体部２０１と、少なくとも２つのガイド部２０２を有する。ガイド部２０２は、主ロープ１０８を挿通し、接触、摺動することで本体部２０１をガイドするための部材である。各ガイド部２０２は、本実施形態においても第１実施形態と同様にロープ１０８ｄ、１０８ｅの２本のロープを挿通するものとする。

第２実施形態の連結部材３００も、本体部２０１とガイド部２０２を接続する部材であり、連結部２０３（第１部材）、リンク部材２０５（第２部材）のセットをガイド部２０２ごとに設け、且つ板部材２１１を含めた構成となっている。

連結部２０３は、一端部がガイド部２０２と回転可能もしくは固定となるように連結しており、他端部が軸２０３ａを介して本体部２０１と回転可能に連結している。また連結部２０３は、長手方向の中央部付近に回転翼２０４を備えている。このように回転翼２０４は、本体部２０１とガイド部２０２の間（本体部２０１と主ロープ１０８との間）に配置される構成となっている。

連結部２０３は、長手方向の中央部付近でリンク部材２０５と接続している。リンク部材２０５の一端部は、軸２０５ａを中心に連結部２０３に対して回転可能となるように取り付けられている。リンク部材２０５の他端部には、板部材２１１の長孔２１１ａを貫通している軸２０５ｂが設けられている。板部材２１１は、本体部２０１の水平方向（Ｘ軸方向）の中央に固定されており、長孔２１１ａは、主ロープ１０８と本体部２０１との遠近方向（Ｙ軸方向）が長手となるように、板部材２１１の左右中央に設けられている。リンク部材２０５の軸２０５ｂの動きは、板部材２１１の長孔２１１ａで規制されており、軸２０５ｂは遠近方向（Ｙ軸方向）のみにスライド移動することができる。

リンク部材２０５は、軸２０５ｂを共有した状態で左右に２つ設けられており、いずれも板部材２１１の長孔２１１ａおよび軸２０５ｂにより、端部の移動方向が規制される。板部材２１１と、２つのリンク部材２０５を含んだ構成を、ここではスライドリンク機構２１０と称する。スライドリンク機構２１０は、第１実施形態と同様に、近接および離間によるロープ双方の距離差を吸収する機能を有している。

第１実施形態の自律飛行体２００は、ロープ１０８ｄ、１０８ｅをガイドラインとしているものの、基準となるのは固定式ガイド部２０７ａに挿通されているロープ１０８ｄである。よって、基準となるロープ１０８ｄと本体部２０１とのＸ−Ｙ平面での位置関係が一定に維持される構成となっている。これに対し、第２実施形態のスライドリンク機構２１０を用いることで、ロープ１０８ｄ、１０８ｅの近接／離間にかかわらず、ロープ１０８ｄとロープ１０８ｅとの間の水平方向（Ｘ軸方向）における中央部に本体部２０１が常に位置するようになる。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、複数のロープをガイドラインとして用いる構成、ロープ間の近接や離間の変化に追従する構成、回転翼２０４をロープに寄らす構成について説明した。第２実施形態の態様においても、昇降路１０１内の安定飛行を実現することができる。また図１に示すように、垂直方向（Ｚ軸方向）における上下２箇所に、連結部２０３とリンク部材２０５とのセットおよび板部材２１１をそれぞれ設けてもよい。

第１実施形態の態様と第２実施形態の態様とをそれぞれ組み合わせてもよい。例えば、第１実施形態で説明した回転翼２０４の取り付け態様と第２実施形態で説明した回転翼２０４の取り付け態様とを相互に入れ替えてもよい。

以上に詳説したように、本実施形態によって、エレベーター１００の主ロープ１０８やコンペンロープ１１０のように複数本が近接した既設ロープをガイドラインとして用いることができる。また、垂直移動の際にロープ間の距離が変化しても、自律飛行体を安定して飛行させることができる。

尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１００：エレベーター
１０１：昇降路
１０８：主ロープ
１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ、１０８ｅ：ロープ
１１０：コンペンロープ
２００：自律飛行体
２０１：本体部
２０２：ガイド部
２０４：回転翼
２０７ａ：固定式ガイド部
２０７ｂ：可動式ガイド部
２２０：カメラ
３００：連結部材

Claims (4)

1. エレベーターの昇降路内部を飛行して点検する昇降機点検装置であって、
   エレベーターの昇降路内部を撮像する撮像部と、
   前記撮像部を搭載している本体部と、
   前記昇降路内部で垂直方向に併設されている各ロープと接触して摺動する複数のガイド部と、
   前記複数のガイド部と前記本体部とを連結する部材であり、少なくとも１つのガイド部が、前記垂直方向と直行する水平方向でのロープ同士の離間または近接の変化に追従して当該水平方向を移動するように、前記ガイド部と連結している連結部材と、
   を有する昇降機点検装置。
2. 請求項１に記載の昇降機点検装置であって、
   前記昇降機点検装置は、回転により前記本体部を前記垂直方向に推進させる回転翼を有し、
   前記回転翼の回転軸は、前記本体部の前記ロープに対面している側面よりも、前記側面と垂直を成す方向において前記ロープに近接していることを特徴とする昇降機点検装置。
3. 請求項１に記載の昇降機点検装置であって、
   前記連結部材は、前記ロープに対面している前記本体部の側面と並行となる長手部材を有し、
   前記複数のガイド部は、前記長手部材に配置されており、前記ロープ同士の離間または近接の変化に追従して移動する前記ガイド部は、前記長手部材の延伸方向を摺動して前記水平方向を移動することを特徴とする昇降機点検装置。
4. 請求項１に記載の昇降機点検装置であって、
   前記連結部材は、前記ガイド部ごとに、
   一端部が前記ガイド部と連結し、他端部が前記本体部と回転可能に連結している第１部材と、
   一端部が前記第１部材の中央部と回転可能に連結し、他端部に軸を有する第２部材と、を有し、
   前記第２部材の前記軸は、前記ロープに対面している前記本体部の側面と垂直を成す方向で移動するように規制されていることを特徴とする昇降機点検装置。

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