JP5346864B2 - エレベータのシーブの磨耗診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、主ロープが巻き掛けられるシーブのガイド溝の磨耗を診断するエレベータのシーブの磨耗診断装置に関する。

エレベータにおいては、周知のように、電動モータにより駆動されるシーブに主ロープが巻き掛けられている。シーブの外周面にはガイド溝がその外周面の全周に亘って設けられている。主ロープは、そのガイド溝に嵌め込まれてシーブに巻き掛けられている。この主ロープの一端には乗りかごが結合されており、同他端には釣合おもりが結合されている。シーブが電動モータにより駆動されると、シーブのガイド溝と主ロープとの間に生じる摩擦によって主ロープが移動し、これによって乗りかごは昇降する。

シーブのガイド溝は主ロープと摩擦することによって磨耗する。この磨耗によりシーブのガイド溝と主ロープとの間に生じる摩擦力が小さくなると、シーブのガイド溝と主ロープとの間に滑りが生じる。この滑りは、乗りかごの昇降速度の制御、乗りかごの停止時の位置決めの際に支障を招く。そこで、従来、シーブのガイド溝の磨耗の定期的な診断が行われている。

その診断を行うため、エレベータ制御装置には、所定距離を走行させる間に電動モータの制御に用いられた実際のパルス数が、予め設定されたパルス数の基準値を超えた場合に、シーブのガイド溝の磨耗量が正常範囲を超えた異常であると診断するものがある（特許文献１参照）

特開平９−２２１２８４号公報

シーブのガイド溝と主ロープとの間に生じる滑りの原因は、シーブのガイド溝の磨耗のみではない。このため、前述のエレベータ制御装置のように、電動モータの制御に用いられたパルス数のみに基づいたシーブのガイド溝の磨耗の診断には、誤りが生じることが懸念される。

本発明は前述の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、シーブの磨耗診断の精度を向上させることができるエレベータのシーブの磨耗診断装置を提供することにある。

前述の目的を達成するために本発明に係るエレベータのシーブの磨耗診断装置は次のように構成されている。

〔１〕 本発明に係るエレベータのシーブの磨耗診断装置は、乗りかごと釣合おもりを吊り下げる主ロープが巻き掛けられるシーブのガイド溝の磨耗を診断するエレベータのシーブの磨耗診断装置において、前記ガイド溝内の前記主ロープに対し前記ガイド溝の底部側から接して位置し、前記主ロープから受ける圧力を検出する接触圧検出手段と、前記シーブの回転中に前記接触圧検出手段によって所定値以上の圧力が検出される時間間隔が、前記ガイド溝の磨耗量が正常範囲内である場合の時間間隔よりも短いことを、前記ガイド溝に異常な磨耗が生じていることと診断する診断手段と、を備えたことを特徴とする。

シーブのガイド溝が主ロープとの摩擦で磨耗すると、主ロープはガイド溝に対し、磨耗前よりも深い位置まで嵌まり込むことになる。これに伴い、「〔１〕」に記載のエレベータのシーブの磨耗診断装置においては、接触圧検出手段に対する主ロープの接触面積が大きくなり、この結果、シーブの回転中に接触検知手段により所定値以上の圧力が検出される時間間隔は、磨耗後の方が磨耗前よりも短くなる。そして、診断手段は、その時間間隔が正常範囲内の値よりも短い場合、シーブのガイド溝に異常な磨耗が生じていると診断する。また、接触圧検出手段により検出される圧力の方向はシーブの径方向であるのに対し、シーブに対する主ロープの滑りの方向はシーブの周方向であるので、シーブの回転中に接触圧検出手段により所定値以上の圧力が検出される時間間隔は、シーブに対する主ロープの滑りの影響が小さい。これにより、シーブの磨耗診断の精度を向上させることができる。

〔２〕 本発明に係るエレベータのシーブの磨耗診断装置は、乗りかごと釣合おもりを吊り下げる主ロープが巻き掛けられるシーブのガイド溝の磨耗を診断するエレベータのシーブの磨耗診断装置において、前記ガイド溝内の前記主ロープに対し前記ガイド溝の底部側から接して位置し、前記主ロープから受ける圧力を検出する接触圧検出手段と、前記接触圧検出手段により検出された圧力に基づき、前記シーブの回転中に前記接触圧検出手段により前記所定値以上の圧力が検出された回数を計数し、その回数が、前記シーブの前記ガイド溝の磨耗量が正常範囲である場合の回数の上限を超えたことを、ガイド溝に異常な磨耗が生じていることと診断する診断手段と、を備えたことを特徴とする。

シーブの回転中に接触圧検出手段により所定値以上の圧力が検出される時間間隔は、シーブのガイド溝の磨耗後の方が、磨耗前よりも短くなる。その時間間隔が短いほど、接触圧検出手段により所定値以上の圧力が検出される回数は多くなる。つまり、「〔２〕」に記載の磨耗診断装置において、検出回数演算手段と磨耗判定手段は、シーブのガイド溝の磨耗量が正常範囲である場合に所定値以上の圧力が断続する時間間隔が、上限回数が得られるときの時間間隔よりも短いことを、ガイド溝に異常な磨耗が生じていることと判定する手段を構成している。

〔３〕 本発明に係るエレベータのシーブの磨耗診断装置は、「〔１〕」または「〔２〕」に記載のエレベータのシーブの磨耗診断装置において、前記診断手段は、前記乗りかごが無負荷状態であり、かつ、ガイド溝の摩耗の診断を開始する位置として予め設定された診断開始位置に停止していることを診断の開始条件とし、この診断の開始条件が満たされている場合に、前記シーブを駆動する電動モータの回転速度を、前記シーブと前記主ロープとの間に滑りが生じない回転速度として予め設定された低回転速度に制御する診断運転手段を備えたことをことを特徴とする。

この「〔３〕」に記載のエレベータのシーブの磨耗診断装置において、診断手段は、乗りかごが無負荷状態であり、かつ、診断開始位置に停止している場合に、診断運転手段により電動モータを制御して乗りかごを低速で走行させ、この状態で診断を開始する。つまり、診断の際、主ロープに対するシーブのトラクションコントロールを行う。これによって、シーブに対する主ロープの滑りがシーブの磨耗診断に与える影響をさらに小さくすることができ、したがってシーブの磨耗診断の精度をさらに向上させることができる。

本発明に係るエレベータのシーブの磨耗診断装置によれば、前述のように、シーブの磨耗診断の精度を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るエレベータの構成の概略図である。 本実施形態に係る磨耗診断装置に備えられた感圧センサが、シーブのガイド溝に設けられた状態の断面図である。 感圧センサの出力特性を示す図である。 主ロープが接触したときの感圧センサの出力値を示す図である。 シーブの回転中に得られる感圧センサの出力値の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る磨耗診断装置のブロック線図である。 図６に示した磨耗診断装置が磨耗診断を行う際の処理の流れを示すフローチャートである。

以下に、本発明の一実施形態に係るエレベータのシーブの磨耗診断装置について図１〜図７を用いて説明する。

図１に示すエレベータは機械室レスエレベータであり、昇降路１内に、乗りかご２、釣合おもり３を備えている。これら乗りかご２と釣合おもり３は、主ロープ４により連結されている。主ロープ４はシーブ５に巻き掛けられている。このシーブ５は電動モータ６により駆動されるようになっている。シーブ５が電動モータ６により駆動されると、シーブ５のガイド溝５ａと主ロープ４との間に生じる摩擦によって主ロープ４が移動し、これによって乗りかご２は昇降する。電動モータ６は、エレベータ制御盤７からのパルス信号によって回転速度、回転方向を制御されるようになっている。そのエレベータ制御盤７は、図示しないが、乗りかご２および昇降路１に設けられた各種センサの出力信号に基づき、乗りかご２内の荷や人の重量を検出するよう設定されており、また、建物の各階床に対して予め設定された着床レベル、すなわち乗りかご２のドアの開閉を許可する高さ位置で乗りかご２が停止するよう電動モータ６を制御するよう設定されている。

図２に示すように、シーブ５の外周面にはガイド溝５ａがその外周面の全周に亘って設けられている。主ロープ４は、そのガイド溝５ａに嵌め込まれてシーブ５に巻き掛けられている。シーブ５のガイド溝５ａが主ロープ４との摩擦で磨耗すると、図２に２点差線で示すように、主ロープ４はガイド溝５ａに対し、磨耗前（実線で示す）よりも深い位置まで嵌まり込むことになる。

本実施形態に係る磨耗診断装置１０は、シーブ５のガイド溝５ａ内に設けられた感圧センサ１１を備えている。この感圧センサ１１は、ガイド溝５ａ内の主ロープ４に対しガイド溝５ａの底部側から接して位置し、主ロープ４から受ける圧力を検出する接触圧検出手段である。感圧センサ１１は検出した圧力に相応する電気信号を出力するものであり、その電気信号の出力値は、図３に示すように主ロープ４との接触面積に比例するようになっている。つまり、図２に示したようにシーブ５のガイド溝５ａの磨耗によって主ロープ４のガイド溝５ａに嵌まり込む位置が深くなるほど、感圧センサ１１に対する主ロープ４の接触面積が大きくなり、これに伴って感圧センサ１１の出力値が大きくなる。

また、シーブ５の回転中に主ロープ４が感圧センサ１１に接触した場合、感圧センサ１１の出力値には、磨耗前と磨耗後とで差が生じる。例えば図４に示すように、シーブ５の回転速度が磨耗前も磨耗後も同じである場合、磨耗前においては線Ａで示すように接触時点から時間Ｔ１で最大出力値Ｐ１ｍａｘに達するのに対し、磨耗後においては線Ｂで示すように接触時点から時間Ｔ２（＞Ｔ１）で最大出力値Ｐ２ｍａｘ（＞Ｐ１ｍａｘ）に達するようになる。

さらに、シーブ５の回転中に出力値がＰ１ｍａｘ以上となる圧力が感圧センサ１１によって検出される時間間隔は、シーブ５のガイド溝５ａの磨耗後の方が磨耗前よりも短くなる。例えば図６に示すように、シーブ５の回転速度が磨耗前も磨耗後も同じである場合、磨耗前においては線Ａで示すように最大出力値Ｐ１ｍａｘが検出される時間間隔はΔＴ１となるのに対し、磨耗後においては線Ｂで示すように最大出力値Ｐ２ｍａｘ（＞Ｐ１ｍａｘ）が検出される時間間隔はΔＴ２（＜ΔＴ１）となる。磨耗後の時間間隔ΔＴ２が磨耗前の時間間隔ΔＴ１よりも短い理由は、シーブ５のガイド溝５ａの磨耗によって、主ロープ４のガイド溝５ａに嵌まり込む位置が深くなるほど、ガイド溝５ａに嵌まり込んで位置する主ロープ４の部分の長さ寸法が短くなるからである。

磨耗診断装置１０はさらに、エレベータ制御盤７に設けられた診断手段２０を備えている。この診断手段２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムおよびデータを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵの作業領域として利用されるＲＡＭ（Random Access Memory）、補助記憶装置等を備えており、ＲＯＭまたは補助記憶装置に記憶された制御プログラムおよびデータを読み出して、シーブ５のガイド溝５ａの診断に係る情報処理を行うものである。

図６に示すように、診断手段２０は、制御プログラムにより設定された手段として、無負荷判定手段２１、着床レベル判定手段２２、ドア状態判定手段２３、準備運転手段２４を備えている。

無負荷判定手段２１は、エレベータ制御盤７から取得した乗りかご２内の負荷の検出値に基づき、乗りかご２内が無負荷かどうかを判定するものである。着床レベル判定手段２２は、乗りかご２の停止している位置の情報をエレベータ制御盤７から取得し、乗りかご２の停止している位置がドアの開閉を許可する位置として予め設定された着床レベルかどうかを判定するものである。ドア状態判定手段２３は、エレベータ制御盤７から取得した乗りかご２のドアの状態の情報に基づき、乗りかご２のドアが閉じているかどうかを判定するものである。

準備運転手段２４は、シーブ５のガイド溝５ａの磨耗の診断を開始する位置として予め設定された診断開始位置まで乗りかご２を走行させる準備運転をエレベータ制御盤７に指令するものである。診断開始位置は、主ロープ４の重量を考慮して乗かご２と釣合おもり３とが釣り合う状態に最も近い状態となる乗かご２の位置に設定されており、補助記憶装置を利用して設けられた記憶手段２８に予め記憶されている。準備運転時の電動モータ６の回転速度は、乗客を載せた乗りかご２を運転するときの通常の回転速度より遅く、シーブ５と主ロープ４との間に滑りが生じない回転速度として設定された低回転速度であり、記憶手段２８に予め記憶されている。

なお、乗りかご２が無負荷状態であり、かつ、診断開始位置に停止していることは、診断の開始条件である。

診断手段２０は、制御プログラムにより設定された手段としてさらに、診断運転手段２５、検出回数演算手段２６、磨耗判定手段２７を備えている。

診断運転手段２５は、前出の診断開始位置から、予め設定された停止位置まで所定速度で乗りかご２を走行させる診断運転をエレベータ制御盤７に指令するものである。停止位置は、診断に必要な回数以上の複数回シーブ５を回転させるための位置である。診断運転時の所定速度に対応する電動モータ６の回転速度は、乗客を載せた乗りかご２を運転するときの通常の回転速度より遅く、シーブ５と主ロープ４との間に滑りが生じない回転速度として設定された低回転速度であり、記憶手段２８に予め記憶されている。つまり、診断運転手段２５は、前出の診断の開始条件が満たされている場合に、シーブ５と主ロープ４との間に滑りが生じない回転速度として予め設定された低回転速度に電動モータ６を制御するものである。

検出回数演算手段２６は、診断運転中に感圧センサ１１の出力値に基づき、シーブ５の回転中に感圧センサ１１によって所定値以上の圧力が検出された回数を計数するものである。その所定値は磨耗前の状態での出力値、すなわちＰ１ｍａｘである。この出力値Ｐ１ｍａｘは基準圧力値として前出の記憶手段２８に予め記憶されている。磨耗判定手段２７は、検出回数演算手段２６により計数された検出回数が、シーブ５のガイド溝５ａの磨耗量が正常範囲である場合の検出回数の上限として予め設定された上限回数を超えることを、ガイド溝５ａに異常な磨耗が生じていることと判定するものである。上限回数は、シーブ５の磨耗前において診断運転により得られる出力値Ｐ１ｍａｘの検出回数の９０％に設定されている。

シーブ５の回転中に出力値がＰ１ｍａｘ以上となる圧力が感圧センサ１１により検出される時間間隔は、シーブ５のガイド溝５ａの磨耗後の方が磨耗前よりも短くなる、ということは既に述べた。その時間間隔が短いほど、診断運転中において出力値Ｐ１ｍａｘとなる圧力の検出回数は多くなる。つまり、検出回数演算手段２６と磨耗判定手段２７は、シーブ５のガイド溝５ａの磨耗量が正常範囲である場合にＰ１ｍａｘ以上の出力値が検出される時間間隔が、上限回数が得られるときの時間間隔よりも短いことを、ガイド溝５ａに異常な磨耗が生じていることと判定する手段を構成している。

磨耗診断装置１０はさらに、診断結果保存手段１２、警報出力手段１３を備えている。診断結果保存手段１２は、検出回数演算手段２６により計数された検出回数と、磨耗判定手段２７による判定の結果とを対応付けて時系列に保存する、すなわち、シーブ５の診断履歴を保存するものである。警報出力手段１３は通信回線（電話回線、インターネット回線）を用いて外部と通信可能な通信装置を備えたものであり、磨耗判定手段２７によってシーブ５のガイド溝５ａに異常な磨耗が生じていると判定された場合に、その判定結果としての警報と、その判定を導出した検出回数の計数結果とを管制センタ３０に送信するものである。

このように構成された本実施形態に係る磨耗診断装置１０の動作を、図７を用いて次に説明する。

図７に示すように、診断手段２０において無負荷判定手段２１、着床レベル判定手段２２、ドア状態判定手段２３はそれぞれ、エレベータ制御盤７からの取得した情報に基づき、乗りかご２内は無負荷かどうかの判定、乗りかご２の位置が着床レベルかどうかの判定、乗りかご２のドアは閉じているかの判定のそれぞれを行う（ステップＳ１）。

それら３つの判定がすべて真である場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、診断手段２０において準備運転手段２４は、乗りかご２を診断開始位置に向かって走行させるようエレベータ制御盤７に指令を与え（ステップＳ２）、その後、エレベータ制御盤７から取得した乗りかご２の位置の情報に基づき、乗りかご２が診断開始位置に到着したかどうかの判定を繰り返し行う（ステップＳ３）。そして、準備運転手段２４は、乗りかご２が診断開始位置に到着したと判定すると（ステップＳ３でＹＥＳ）、乗りかご２を停止させる（ステップＳ４）。これで、シーブ５の磨耗診断の準備が完了する。

次に、診断手段２０において診断運転手段２５は、乗りかご２を診断開始位置から停止位置に向かって走行させるようエレベータ制御盤７に指令を与え、これと並行して、検出回数演算手段２６は、出力値がＰ１ｍａｘ以上となる感圧センサ１１の圧力の検出回数の計数を開始する。その後、診断運転手段２５は、エレベータ制御盤７から取得した乗りかご２の位置の情報に基づき、乗りかご２が停止位置に到着したかどうかの判定を繰り返し行う（ステップＳ６）。そして、診断運転手段２５は、乗りかご２が停止位置に到着したと判定すると（ステップＳ６でＹＥＳ）、乗りかご２を停止させ、これと並行して検出回数演算手段２６は計数を終了する（ステップＳ７）。

次に、診断手段２０において磨耗判定手段２７は、検出回数演算手段２６により計数された検出回数が上限回数を超えたかどうかの判定を行う（ステップＳ８）。その判定の結果が真である場合、すなわち、シーブ５のガイド溝５ａに異常な磨耗が生じているとの結果である場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、警報出力手段１３はその判定結果としての警報と、その判定結果を導出した検出回数の計数結果とを管制センタ３０に送信する（ステップＳ９）。次に、診断結果保存手段１２は、その判定結果と、診断運転中の検出回数とを対応付けて保存する（ステップＳ１０）。これで、シーブ５のガイド溝５ａを診断する際の磨耗診断装置１０の動作は終了である。

なお、ステップＳ８において磨耗判定手段２７による判定の結果が、検出回数演算手段２６により計数された検出回数が上限回数以下であるという結果である場合、すなわち、シーブ５のガイド溝５ａの磨耗が正常範囲内であるとの結果である場合（ステップＳ８でＮＯ）、警報出力手段１３による管制センタ３０への警報の送信は行われずに、診断結果保存手段１２が、その判定結果と、診断運転中の検出回数とを対応付けて保存すし（ステップＳ１０）、磨耗診断装置１０の動作は終了する。

本実施形態に係る磨耗診断装置１０によれば次の効果を得られる。

本実施形態に係る磨耗診断装置１０において、感圧センサ１１により検出される圧力の方向はシーブ５の径方向であるのに対し、シーブ５に対する主ロープ４の滑りの方向はシーブ５の周方向であるので、シーブ５の回転中に出力値がＰ１ｍａｘ以上となる圧力が感圧センサ１１により検出される回数は、シーブ５に対する主ロープ４の滑りの影響が小さい。これにより、シーブ５の磨耗診断の精度を向上させることができる。

本実施形態に係る磨耗診断装置１０において、診断手段２０は、乗りかご２が無負荷状態であり、かつ、診断開始位置に停止している場合に、診断運転手段２５により電動モータ６を低回転速度に制御して乗りかご２を低速度で走行させ、この状態で診断を開始する。つまり、診断の際、主ロープ４に対するシーブ５のトラクションコントロールを行う。これによって、シーブ５に対する主ロープ４の滑りがシーブ５の磨耗診断に与える影響（ノイズ）をさらに小さくすることができ、したがってシーブ５の磨耗診断の精度をさらに向上させることができる。

本実施形態に係る磨耗診断装置１０において、検出回数演算手段２６は感圧センサ１１の出力値がＰ１ｍａｘになる回数を計数する。その回数を用いれば出力値Ｐ１ｍａｘ以上の時間間隔を算出でき、この時間間隔と電動モータ６の回転数とから、ガイド溝５ａ内で主ロープ４が接触する部分の円周寸法を算出することができる。これにより、シーブ５のガイド溝５ａの磨耗量を寸法の形で把握することができる。

なお、前述の実施形態の診断手段２０は、検出回数演算手段２６と磨耗判定手段２７によって、感圧センサ１１の出力値がＰ１ｍａｘ以上となった検出回数が、シーブ５のガイド溝５ａの磨耗量が正常範囲である場合の検出回数の上限を超えたことを、ガイド溝５ａに異常な磨耗が生じていることと判定するものであるが、本発明の診断手段はそれに限定されるものではない。診断手段は、検出回数演算手段２６の替わりに、感圧センサ１１の出力値に基づき、Ｐ１ｍａｘ以上の出力値が検出される時間間隔を演算する手段を備え、かつ、磨耗判定手段２７の替わりに、上限回数が得られるときの時間間隔よりも短いことを、ガイド溝５ａに異常な磨耗が生じていることと判定する手段を備えたものであってもよい。

前述の実施形態において、検出回数演算手段２６はエレベータ制御盤７に設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。電動モータ６の制御では電動モータ６の回転速度を把握する必要があり、その回転速度を把握するために、電動モータ６の出力軸に設けられたロータリエンコーダ等のセンサからの出力を計数することが行われる。その計数のための装置はエレベータ制御盤７とは離れて電動モータ６付近に設けられるものである。その装置に検出回数演算手段２６が設けられていてもよい。

１ 昇降路
２ 乗りかご
３ 釣合おもり
４ 主ロープ
５ シーブ
５ａ ガイド溝
６ 電動モータ
７ エレベータ制御盤
１０ 磨耗診断装置
１１ 感圧センサ（接触圧検出手段）
１２ 診断結果保存手段
１３ 警報出力手段
２０ 診断手段
２１ 無負荷判定手段
２２ 着床レベル判定手段
２３ ドア状態判定手段
２４ 準備運転手段
２５ 診断運転手段
２６ 検出回数演算手段
２７ 磨耗判定手段
２８ 記憶手段
３０ 管制センタ

Claims (3)

1. 乗りかごと釣合おもりを吊り下げる主ロープが巻き掛けられるシーブのガイド溝の磨耗を診断するエレベータのシーブの磨耗診断装置において、
   前記ガイド溝内の前記主ロープに対し前記ガイド溝の底部側から接して位置し、前記主ロープから受ける圧力を検出する接触圧検出手段と、
   前記シーブの回転中に前記接触圧検出手段によって所定値以上の圧力が検出される時間間隔が、前記ガイド溝の磨耗量が正常範囲内である場合の時間間隔よりも短いことを、前記ガイド溝に異常な磨耗が生じていることと診断する診断手段と、
   を備えたことを特徴とするエレベータのシーブの磨耗診断装置。
2. 乗りかごと釣合おもりを吊り下げる主ロープが巻き掛けられるシーブのガイド溝の磨耗を診断するエレベータのシーブの磨耗診断装置において、
   前記ガイド溝内の前記主ロープに対し前記ガイド溝の底部側から接して位置し、前記主ロープから受ける圧力を検出する接触圧検出手段と、
   前記接触圧検出手段により検出された圧力に基づき、前記シーブの回転中に前記接触圧検出手段により前記所定値以上の圧力が検出された回数を計数し、その回数が、前記シーブの前記ガイド溝の磨耗量が正常範囲である場合の回数の上限を超えたことを、ガイド溝に異常な磨耗が生じていることと診断する診断手段と、
   を備えたことを特徴とするエレベータのシーブの磨耗診断装置。
3. 請求項１または２に記載のエレベータのシーブの磨耗診断装置において、
   前記診断手段は、
   前記乗りかごが無負荷状態であり、かつ、ガイド溝の摩耗の診断を開始する位置として予め設定された診断開始位置に停止していることを診断の開始条件とし、この診断の開始条件が満たされている場合に、前記シーブを駆動する電動モータの回転速度を、前記シーブと前記主ロープとの間に滑りが生じない回転速度として予め設定された低回転速度に制御する診断運転手段
   を備えたことを特徴とするエレベータのシーブの磨耗診断装置。

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