JP2020019645A - エレベータのロープ伸び量検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】 エレベータのロープ伸び量検出装置に関し、従来技術ではエレベータの制御信号を必要としており、予め制御信号を取り込むための構造を持たないエレベータに適用するためには大掛かりな改造を必要としていた。【解決手段】 巻き上げ機に巻きかけられ、一端にかごを接続し、他端に釣合い錘を接続したロープの伸び量を検出するエレベータのロープ伸び量検出システムであって、前記かごに取り付けられ、加速度と磁束密度を計測する計測装置と、前記かごが昇降する際の所定の基準位置から前記釣合い錘とのすれ違い位置までの移動距離の変化に基づいて前記ロープの伸び量の異常を検出する判定装置と、を有することを特徴とするエレベータのロープ伸び量検出システム。【選択図】図６

Description

本発明は、エレベータのロープ伸び量を検出するロープ伸び量検出システムに関する。

エレベータのロープ伸び量検出装置を開示する文献としては、例えば、特許文献１が知られており、同文献の請求項１には「ロープにて接続されたかごと釣合い錘が巻上機の綱車に掛けられ、この巻上機の回転方向によって昇降し、前記かごと前記釣合い錘が昇降する昇降路底部にかご及び釣合い錘が落下したとき衝撃をやわらげる緩衝器と、前記ロープと前記昇降路内の前記かご位置を測定し、エレベータの制御回路に前記巻上機の回転数に比例したパルス数を演算することでかご位置を出力する位置検出装置と、前記かごが最上階へ停止したとき前記釣合い錘と前記緩衝器との間隙を計測するエレベータのロープ伸び量検出装置において、前記かごと前記釣合い錘が隣接する位置を検出して信号を出力する隣接位置検出装置と、この隣接位置検出装置の信号が出力したとき、前記位置検出装置のかご位置信号及び前記釣合い錘と前記緩衝器の間隙値を予め記憶する記憶装置と、前記ロープが前記綱車に掛けられる綱車溝の摩耗量を測定する綱車溝摩耗測定装置と、前記摩耗量から前記記憶装置に記憶されたかご位置信号を補正する補正装置と、前記記憶装置に記憶されたかご位置信号と間隙値と、前記位置検出装置から出力されるかご位置信号を演算する演算装置とを備えたことを特徴とするエレベータのロープ伸び量検出装置」が開示されている。

特開平６−１８３６６２号公報

しかしながら、特許文献１では、ロープ伸び量の検出に必須のかご位置信号をエレベータの制御回路から入手しているため、そもそも外部装置と通信できないリレー式エレベータや、制御回路が出力する制御信号の意味が不明な他社製のエレベータなど、有意な制御信号を取得できないエレベータを対象とする場合には、ロープ伸び量を検出できないという課題があった。

そこで、本発明は、有意な制御信号を取得できないエレベータを対象とする場合であっても、ロープ伸び量を検出できるエレベータのロープ伸び量検出システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のエレベータのロープ伸び量検出システムは、巻き上げ機に巻きかけられ、一端にかごを接続し、他端に釣合い錘を接続したロープの伸び量を検出するものであって、前記かごに取り付けられ、加速度と磁束密度を計測する計測装置と、前記かごが昇降する際の所定の基準位置から前記釣合い錘とのすれ違い位置までの移動距離の変化に基づいて前記ロープの伸び量の異常を検出する判定装置と、を有するものとした。

本発明によれば、有意な制御信号を取得できないリレー式や他社製のエレベータ等を対象とする場合であっても、ロープ伸び量を検出できるエレベータのロープ伸び量検出システムを提供することができる。

一実施例のロープ伸び量検出システムの機能ブロック図 一実施例のロープ伸び量検出システムを取り付けたエレベータの側面図 一実施例のロープ伸び量検出システムを取り付けたエレベータの上面図 一実施例のロープ伸び量検出システムの計測値とエレベータの動作を示す概要図 一実施例のロープ伸び量検出システムの判定フローチャート 一実施例の初期状態とロープ伸び状態で観測される信号の比較図

以下、本発明のロープ伸び量検出システムについて、図面を用いて詳細に説明する。

まず、図１を用いて、一実施例のロープ伸び量検出システム１００の構成を説明する。ここに示すように、ロープ伸び量検出システム１００は、計測装置１と判定装置２に大別され、公衆回線３を介して保守管理サーバ４に接続されている。なお、保守管理サーバ４は、外部の管制センター等に設置され、判定装置２が出力する判定結果を保守員や管理者に通知するとともに、判定結果に応じた是正作業を指示するサーバである。

計測装置１は、後述するかご７に取り付けられるものであり、互いに垂直関係にある三軸方向の磁気を個別に検出する磁気センサ１ａと、磁気センサ１ａの一軸と同一の方向の加速度を検出する加速度センサ１ｂと、両センサの計測値を無線通信で判定装置２に送信する通信部１ｃと、両センサや通信部に電力を供する電源部１ｄを具備する。なお、磁気センサ１ａは、一般にＭＲセンサやホール素子として知られているものであり、金属等の磁性体を近づけると空間の磁束密度の変化に応じて計測値が変動するものである。

また、判定装置２は、後述する機械室１１に設置されるものであり、計測装置１と無線で接続され、公衆回線３に有線または無線で接続される通信部２ａと、計測装置１から受信した各種計測値に基づき後述する判定処理を実行する演算部２ｂと、演算部２ｂの判定結果と計測装置１から受信した計測値を記憶する記憶部２ｃと、各部に電力を供する電源部２ｄを具備する。なお、判定装置２は、具体的には、ＣＰＵ等の演算装置、半導体メモリ等の主記憶装置、ハードディスク等の補助記憶装置、および、通信装置などのハードウェアを備えた計算機である。そして、補助記憶装置に記録されたデータベースを参照しながら、主記憶装置にロードされたプログラムを演算装置が実行することで、上述した演算部２ｂを実現するが、以下では、このような周知技術を適宜省略しながら説明する。

次に、本実施例のロープ伸び量検出システム１００を取り付けたエレベータについて、図２（側面図）と図３（上面図）を用いて詳細に説明する。

両図に示すように、このエレベータは、昇降路５の内部に設けたガイドレール６に沿って昇降するかご７と、かご７の一側面を開閉するかご戸８と、かご戸８を取り付けるかご戸敷居９と、昇降路５内をかご７と逆方向に昇降することでかご７の昇降時の負荷を軽減する釣合い錘１０と、昇降路５の上方に設けられた機械室１１と、機械室１１に設置された巻き上げ機１２と、かご７と釣合い錘１０を両端に接続し、巻き上げ機１２に巻きかけられたロープ１３と、機械室１１に設置され、巻き上げ機１２を制御する制御装置１４と、昇降路５の底部に設けられ、かご７が下方に行き過ぎた場合に底部と衝突する際の衝撃を緩和する緩衝器１５と、昇降路５の各階に設けられ、昇降路５に面した開口を開閉する乗り場戸１６と、乗り場戸１６を取り付ける乗り場戸敷居１７を具備する。なお、図２では、かご７と釣合い錘１０の移動量と、巻き上げ機１２の巻き上げ量が同一である、一般に１：１ローピングと呼ばれる構成を例示しているが、他のローピング方式を用いても良い。また、図２では、２階床の建屋に据え付けたエレベータを例示しているが、階床数はこの例に限定されない。

図２に示すように、本実施例では、計測装置１を、後述する各計測値を計測可能であり、かつ、他機器と接触しない位置である、かご戸敷居９の下部に取り付けている。また、判定装置２を、作業性などの観点から、機械室１１の制御装置１４近傍に取り付けている。なお、計測装置１と判定装置２からなる本実施例のロープ伸び量検出システム１００は、エレベータの制御装置１４から独立したシステムであるため、エレベータの据え付け後に後付けすることもできる。

図３の上面図に示すように、本実施例においては、かご７の前後方向をＸ軸、左右方向をＹ軸、上下方向をＺ軸としており、Ｘ軸方向の磁束密度Ｍ_Ｘ、Ｙ軸方向の磁束密度Ｍ_Ｙ、Ｚ軸方向の磁束密度Ｍ_Ｚ、加速度Ａ_Ｚを計測できる向きに、計測装置１を取り付けている。

次に、図４と図５を用いて、本実施例のロープ伸び量検出システム１００により実行されるロープ伸び量の検出方法を詳細に説明する。

まず、図４を用いて、かご７の挙動と、計測装置１が計測した計測値等の関係を概説する。同図は、かご７が下階から上階に移動する間に、磁気センサ１ａが計測した磁束密度Ｍ_Ｘ、Ｍ_Ｙ、Ｍ_Ｚの変化（図４（ａ）〜（ｃ））と、加速度センサ１ｂが計測した加速度Ａ_Ｚおよびそれに基づく昇降速度Ｖ_Ｚ、移動距離Ｚの変化（図４（ｄ）〜（ｆ））を示しており、時刻Ｔ_１はかご７が下階を出発する時刻、時刻Ｔ_２はかご７と釣合い錘１０がすれ違う時刻、時刻Ｔ_３はかご７が上階に到着した時刻である。以下、各グラフを説明する。

図４（ａ）は、かご７の前後方向の磁束密度Ｍ_Ｘの変化を示しており、かご７が下階または上階にいるときには、各階床の乗り場戸１６や乗り場戸敷居１７の影響により、測定値が低下することを示している。

図４（ｂ）は、かご７の左右方向の磁束密度Ｍ_Ｙの変化を示しており、かご７が釣合い錘１０とすれ違うときには、釣合い錘１０の影響により、測定値が低下することを示している。

図４（ｃ）は、かご７の上下方向の磁束密度Ｍ_Ｚの変化を示しており、かご７が下階（最下階）にいるときには、緩衝器１５の影響により、測定値が上昇することを示している。

図４（ｄ）は、かご７の上下方向の加速度Ａ_Ｚを示しており、時刻Ｔ_１後の所定期間は加速し、時刻Ｔ_３前の所定期間は減速することを示している。

図４（ｅ）は、加速度Ａ_Ｚの積分演算で求められる、かご７の昇降速度Ｖ_Ｚを示しており、かご７が下階と上階の間を略一定の速度で昇降することを示している。

図４（ｆ）は、昇降速度Ｖ_Ｚの積分演算で求められる、基準位置である下階（最下階）からのかご７の移動距離Ｚを示している。また、かご７が、時刻Ｔ_２のタイミングかつ移動距離Ｌの位置で、釣合い錘１０とすれ違いを開始することを示している。

次に、図５を用いて、ロープ伸び量検出システム１００により実行される、ロープ伸び量の検出手順を説明する。

まず、ステップＳ１では、判定装置２は、かご７が最下階にいるかを判定する（Ｓ１）。例えば、図４（ｃ）のように、所定の判定値Ｍ_Ｚ＿ｔｈを超える磁束密度Ｍ_Ｚを計測した場合、昇降路５の底部に設置した緩衝器１５を検出したことになるため、最下階にいると判定し、次のステップに進む。一方、最下階にいないと判定した場合は、ステップＳ１を繰り返す。なお、ここでは、緩衝器１５の検出状況に基づいて、かご７が最下階にいるかを判定したが、最下階の近傍に緩衝器１５ではない磁性体マーカーを設けておき、この検出状況により最下階にいるかを判定してもよい。

ステップＳ２では、判定装置２は、かご７が上方向に走行開始したかを判定する。例えば、図４（ｅ）のように、所定の判定値Ｖ_Ｚ＿ｔｈを超える昇降速度Ｖ_Ｚを計測した場合、かご７が上方向に走行していると判定し、次のステップに進む。一方、上方向に走行していないと判定した場合は、ステップＳ２を繰り返す。

ステップＳ３では、判定装置２は、かご７が走行開始してから、釣合い錘１０とすれ違う前に走行停止するかを判定する。走行停止の検出は、例えば、かご７の昇降速度が判定値Ｖ_Ｚ＿ｔｈ以下になった場合に、走行停止したと判定する。走行停止したと判定した場合は、ステップＳ１に戻り、走行停止を検出しない場合は、次のステップに進む。

ステップＳ４では、判定装置２は、かご７と釣合い錘１０のすれ違いを検出する。例えば、図４（ｂ）のように、所定の判定値Ｍ_Ｙ＿ｔｈより小さな磁束密度Ｍ_Ｙを計測した場合、上昇中の計測装置１と下降中の釣合い錘１０の下端が等しい高さになったと判定し、次のステップに進む。なお、このタイミングが、上述した時刻Ｔ_２に該当する。一方、すれ違いを検出できない場合は、ステップＳ３に戻る。

ステップＳ５では、判定装置２は、かご７が最下階を出発する時刻Ｔ_１から釣合い錘１０とすれ違う時刻Ｔ_２までの移動距離Ｌを算出する。例えば、図４（ｅ）、（ｆ）のように、かご７の昇降速度Ｖ_Ｚの時刻Ｔ_１から時刻Ｔ_２までの積算演算から移動距離Ｌを算出する。

ステップＳ６では、判定装置２は、記憶部２ｃに移動距離Ｌの初期値Ｌａが記憶済みであるかを判定する。初期値Ｌａが記憶されていない場合は、ステップＳ７に進み、今回の計測値Ｌを初期値Ｌａとして記憶して処理を終了する。一方、記憶されている場合はステップＳ８に進む。なお、初期値Ｌａとは、ロープ伸び量検出システム１００を取り付けた後、最初に計測された移動距離Ｌであり、望ましくは、エレベータを据え付けた直後に計測された移動距離Ｌである。

その後、判定装置２は、ステップＳ８で、初期値Ｌａと今回の移動距離Ｌｂ（現在値）の差分ΔＬを求め、ステップＳ９で、差分ΔＬに基づいてロープ１３の伸び量δを算出し、これを記憶部２ｃに記憶する。なお、図２に例示した１：１ローピングのエレベータの場合、差分ΔＬと伸び量δの関係は、
δ ＝ ２ × ΔＬ ・・・（式１）
で示されるが、この換算式は、ローピングの種類に応じて適宜係数を変更すればよい。

次に、図６を用いて、初期状態時とロープ伸び状態時に観測される計測値の相違を示しながら、ステップＳ８とステップＳ９の処理を詳細に説明する。図６（ａ）は図４（ｂ）に相当するものであり、実線はロープ伸びのない初期状態時の磁束密度Ｍ_Ｙａ、破線はロープ伸び状態時の磁束密度Ｍ_Ｙｂである。両磁束密度と判定値Ｍ_Ｙ＿ｔｈの交点の比較から、経年劣化などの影響によりロープ１３が伸びた場合、かご７と釣合い錘１０がすれ違うまでの時間が、時刻Ｔ_２ａから時刻Ｔ_２ｂに早まることが分かる。また、図６（ｂ）は図４（ｆ）に相当するものであり、ロープ１３が伸びた場合、かご７と釣合い錘１０のすれ違い位置が、上側の移動距離Ｌ_ａから下側の移動距離Ｌ_ｂに変化することを示している。そして、両移動距離の差がステップＳ８で算出される差分ΔＬであり、ステップＳ９では、この差分ΔＬと上述した（式１）を用いてロープ１３の伸び量δを算出することができる。

ここで、図５に戻ると、ステップＳ１０で、判定装置２は、伸び量δが所定の判定値δ_ｔｈを超過しているか判定し、超過している場合は、ステップＳ１１で、通信部２ａと公衆回線３を介して、保守管理サーバ４に、ロープ伸びの異常を通知する。なお、図５のステップＳ８からステップＳ１０では、差分ΔＬに基づいて伸び量δを演算し、この伸び量δを所定の判定値δ_ｔｈと比較することで異常の有無を判断する例を示しているが、差分ΔＬを所定の判定値Ｌ_ｔｈと比較することで異常の有無を判断しても良い。

以上で説明したように、本実施例のロープ伸び量検出システム１００によれば、ロープ伸びの異常を、エレベータの制御装置１４から独立した、簡易な構成で検出でき、また、公衆回線３と保守管理サーバ４を介して、適切なタイミングで保守員にロープの保守作業を指示することができる。

なお、上記実施例では建屋を２階床として説明したが、建屋が３階床以上の場合には、かご７が最下階から１階床上に移動する場合など、非常停止時以外でもかご７と釣合い錘１０がすれ違う前に走行停止することが考えられる。

この場合においては走行停止後に磁束密度Ｍ_Ｘ方向の検出があるか否か（乗り場戸１６の位置でかご７が停止するか否か）と、移動距離があらかじめ記憶していた階高と判定値異常に乖離していないかで非常停止の有無を判断し、非常停止がない場合において移動距離の積算をすることで、最下階からかご７と釣合い錘１０とがすれ違うまでの距離を求めることができる。

なお、上記実施例では移動距離Ｌを測定する際の基準階を最下階とした例を説明したが、他の階床を基準階としても良く、その場合、例えば、図５のフローチャート中「最下階」を当該の基準階と読み替えた処理を実行すればよい。

１００ ロープ伸び量検出システム、
１ 計測装置、
１ａ 磁気センサ、
１ｂ 加速度センサ、
１ｃ 通信部、
１ｄ 電源部、
２ 判定装置、
２ａ 通信部、
２ｂ 演算部、
２ｃ 記憶部、
２ｄ 電源部、
３ 公衆回線、
４ 保守管理サーバ、
５ 昇降路、
６ ガイドレール、
７ かご、
８ かご戸、
９ かご戸敷居、
１０ 釣合い錘、
１１ 機械室、
１２ 巻き上げ機、
１３ ロープ、
１４ 制御装置、
１５ 緩衝器、
１６ 乗り場戸、
１７ 乗り場戸敷居、

Claims (5)

1. 巻き上げ機に巻きかけられ、一端にかごを接続し、他端に釣合い錘を接続したロープの伸び量を検出するエレベータのロープ伸び量検出システムであって、
   前記かごに取り付けられ、加速度と磁束密度を計測する計測装置と、
   前記かごが昇降する際の所定の基準位置から前記釣合い錘とのすれ違い位置までの移動距離の変化に基づいて前記ロープの伸び量の異常を検出する判定装置と、
   を有することを特徴とするエレベータのロープ伸び量検出システム。
2. 請求項１に記載のエレベータのロープ伸び量検出システムであって、
   前記判定装置は、前記移動距離の初期値と現在値の差分が所定の判定値を超えたとき、または、前記差分から算出される前記ロープの伸び量が所定の判定値を超えたときに、前記ロープの伸び量が異常であると判定することを特徴とするエレベータのロープ伸び量検出システム。
3. 請求項１または請求項２に記載のエレベータのロープ伸び量検出システムであって、
   前記判定装置は、
   前記計測装置が計測する前記かごの上下方向の磁束密度の変化に基づいて前記基準位置を特定するとともに、
   前記計測装置が計測する前記かごの左右方向の磁束密度の変化に基づいて前記すれ違い位置を特定することを特徴とするエレベータのロープ伸び量検出システム。
4. 請求項１または請求項２に記載のエレベータのロープ伸び量検出システムであって、
   前記判定装置は、
   前記計測装置が計測する前記かごの前後方向の磁束密度の変化に基づいて前記かごの停止位置が乗り場戸の位置であるかを判定することを特徴とするエレベータのロープ伸び量検出システム。
5. 請求項１または請求項２に記載のエレベータのロープ伸び量検出システムであって、
   前記判定装置は、公衆回線を介して保守管理サーバと接続されており、前記ロープの伸び量の異常が検出されると、前記保守管理サーバを介して、保守員に異常を通知、または、保守員に是正作業を指示することを特徴とするエレベータのロープ伸び量検出システム。

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