JP5536543B2 - 昇降機機器の健全性確認装置 - Google Patents

Description

この発明は、昇降機機器の健全性確認装置、特に、地震時自動診断及び復旧システムに設置される独立駆動装置であって揺れによる影響を受け易いロープの異常を検出する昇降機機器としてのロープ揺れ検出センサの健全性を監視・確認するものである。

従来、１００ｋｍ以上離れた震度３〜４程度の地区において、建物揺れの固有周期が長い高層ビル、例えば上下走行距離２００ｍ、５０階程度までのビルでは、建物揺れが地震動に共振し、揺れが更に大きくなり、昇降機のロープが昇降路機器と引っ掛かるという被害が発生している。通常、地震自動復旧運転では、震度４〜５程度の中規模地震を対象に昇降機が機器の異常の有無を自動診断して復旧するが、高層ビルに適用する際には、長周期振動の発生の有無を考慮せずに実施してしまうと、機器破損を発生させてしまう恐れが考えられる。

また、従来技術として、長周期地震が発生した際に、長周期地震を検知する長周期地震検知装置を備え、長周期地震検知装置により長周期地震を検知した場合、昇降機の管制運転を行う昇降機の地震管制運転システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、昇降機ロープのストランド破断を検出し、その破断検出結果に基づいて昇降機を制御する昇降機の制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。また、災害によりかごを停止させた後、かごを走行させながら昇降機装置の異常の有無を判定する昇降機の自動点検方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。更に、巻上機の綱車の主ロープ出口近傍に設けられ、綱車の主ロープ出口近傍のロープ変位を測定するロープ変位検知手段を備え、ロープ変位検知手段は、綱車の主ロープ出口近傍の通常時のロープ位置を測定して予め記憶しておき、地震発生時に昇降機が地震管制運転で停止してから一定時間経過したら綱車の主ロープ出口近傍のロープ位置を測定し、通常時の主ロープ位置と比較し、閾値を超えた場合にロープ引っ掛りの発生を検知する昇降機ロープ類の引っ掛り検知装置が知られている（例えば、特許文献４参照）。

特開２００７−３２０７１９号公報 特開平８−３０１５４３号公報 特開２００７−１１２５３７号公報 特開２００８−１８４２５３号公報

従来の昇降機の地震管制運転システムに用いられる長周期地震を検知する長周期振動感知器は既に存在しているが、数秒から十数秒周期のゆっくりとした揺れを検出するセンサを使用するため、センサ自体が比較的高価なものとなっている。
また、従来の昇降機ロープ類の引っ掛り検知装置では、巻上機の綱車のかご側主ロープ出口近傍、及びそらせ車の釣合いおもり側主ロープ出口近傍にそれぞれ主ロープのロープ変位を測定するロープ変位検知手段としてのロープ変位検知センサを設置しており、主ロープは通常複数本で構成されているので、ロープ変位検知センサの測定部は、複数本のロープに対応するために複数のセンサ測定部を備えた構成であるので、構成が複雑になるという問題点がある。

そこで、比較的高価な長周期振動感知器に代わり、地震耐震対策で巻上機等に取り付けられているロープ外れ止めガイドに安価なロープ揺れ検出センサを取り付けることにより、長周期振動によるロープ揺れを検出するようにした昇降機のロープ揺れ検出装置が提案されている。このロープ揺れ検出装置は、昇降機のロープが巻き掛けられる巻上機、そらせ車、コンペンシーブ、かご上返し車等に近接して設けられたロープ外れ止めガイドと、ロープ外れ止めガイド又はその近傍に設けられ、長周期振動によるロープ揺れ又はロープの引っ掛かりを振動データとして検出するロープ揺れ検出センサとを備えた構成であり、このロープ揺れ検出センサは独立駆動装置であって昇降機機器として健全性に問題がないかどうかを常に監視・確認する必要がある。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、地震時自動診断及び復旧システムに設置される独立駆動装置であって揺れによる影響を受け易いロープの異常を検出する昇降機機器としてのロープ揺れ検出センサの健全性を監視・確認する昇降機機器の健全性確認装置を提供するものである。

この発明に係る昇降機機器の健全性確認装置においては、外部から独立した状態で駆動し続ける複数からなる昇降機機器の健全性を監視するために定期的に接点出力を確認するものであって、健全性確認信号と異常時の出力信号とを区別することにより健全性を確認するようにしたものにおいて、各健全性確認信号出力パルスのインターバルを個別に設定することができ、健全性確認信号と異常時の出力信号を区別する独立駆動装置である複数の昇降機機器と、複数の昇降機機器を直列接続する装置信号線と、装置信号線を介して複数の昇降機機器から送信される健全性確認信号又は異常時の出力信号を接点信号入力部から入力する信号受信装置とを備え、信号受信装置は、各健全性確認信号出力パルスのインターバルを個別に設定することにより、出力パルスが重ならないようにし、単位時間当りの接点出力パルス数をカウントし、接点出力時間間隔を計測し、その計測値によって故障した機器を判定できるようにしたものである。

また、信号受信装置は、接点出力時間間隔を計測した計測値が規定値よりも少なかった場合に故障した機器があると判定するものである。

また、複数の昇降機機器は、巻上機、コンペンシーブ及びかご上返し車にそれぞれ設けられたロープ揺れ検出装置であり、信号受信装置は、昇降機制御盤に設けたものである。

この発明によれば、外部から独立した状態で駆動し続ける複数からなる昇降機機器の健全性を一つの信号受信装置で確認することができ、接続されている複数の機器のうち、いずれが故障したかを速やかに検出することができる。

この発明の実施例１における昇降機機器の健全性確認装置を備えた１対１ローピングシステムの昇降機の全体構成を示すシステム構成図である。 この発明の実施例１における昇降機機器の健全性確認装置の構成を示す構成図である。 この発明の実施例１における昇降機機器の健全性確認装置により異常時の出力信号と健全性確認の出力信号とを区別していることを示す説明図である。 健全性確認を必要とする昇降機機器が３個で全てが正常動作している場合の信号受信装置側のパルス出力系列を示す説明図である。 健全性確認を必要とする昇降機機器が３個で最初の１個が異常動作している場合の信号受信装置側のパルス出力系列を示す説明図である。 健全性確認を必要とする昇降機機器が３個で真ん中の１個が異常動作している場合の信号受信装置側のパルス出力系列を示す説明図である。 健全性確認を必要とする昇降機機器が３個で最後の１個が異常動作している場合の信号受信装置側のパルス出力系列を示す説明図である。 この発明の実施例１における昇降機機器の健全性確認装置により得られたパルス数カウント値を集計して示すグラフである。 昇降機機器の健全性確認装置の一部である独立駆動装置側の異常発報と健全性確認の判定の流れを示すフローチャートである。 昇降機機器の健全性確認装置の一部である信号受信装置側の異常検出動作と正常判定動作の流れを示すフローチャートである。 昇降機機器の健全性確認装置の一部である信号受信装置側の判定処理動作の流れを示すフローチャートである。 この発明の実施例２における昇降機機器の健全性確認装置を備えた２対１ローピングシステムの昇降機の全体構成を示すシステム構成図である。

実施例１．
図１はこの発明の昇降機機器の健全性確認装置を備えた１対１ローピングシステムの昇降機の全体構成を示すシステム構成図である。この昇降機は、図１に示すように、昇降機のかご１と、釣り合いおもり２と、巻上機３と、そらせ車４と、巻上機３及びそらせ車４に巻き掛けられて、その両端部がかご１の上部及び釣り合いおもり２の上部にそれぞれ連結固定された主索５と、コンペンシーブ６と、コンペンシーブ６に巻き掛けられて、その両端部がかご１の下部及び釣り合いおもり２の下部にそれぞれ連結固定したコンペンロープ７と、この発明による信号受信装置を内蔵している昇降機制御盤８と、巻上機３及びコンペンシーブ６にそれぞれ設けられ、外部から独立した状態で駆動し続ける独立駆動装置である昇降機機器としてのロープ揺れ検出装置９と、ロープ揺れ検出装置９の出力信号を昇降機制御盤８の信号受信装置に送信する装置信号線１０とから構成されている。また、独立駆動装置である昇降機機器としてのロープ揺れ検出装置９は、巻上機３の主索５の出入側２箇所及びコンペンシーブ６のコンペンロープ７の出入側２箇所の合計４個が設置されている。そして、ロープ揺れ検出装置９の具体的な構成は、本出願人が先に特許出願した特願２００９−２７１１１５号に記載されているものとほぼ同一の構成であるので、詳細な説明は省略する。

図２はこの発明の昇降機機器の健全性確認装置の構成を示す構成図である。
独立駆動装置である昇降機機器としてのロープ揺れ検出装置９は、ロープの揺れを検出するセンサ１１、センサ１１からの信号を処理する信号処理部１２、健全性確認信号出力間隔設定部１３、信号処理部１２からの信号と健全性確認信号出力間隔設定部１３からの信号を入力して異常時の出力信号と健全性確認の信号とを区別する出力判定部１４、及び出力判定部１４の出力を接点出力パルスとして出力する接点出力部１５を備えている。ロープ揺れ検出装置９は、健全性確認信号出力パルスのインターバルを個別に異なる値で設定でき、そのインターバルの値の比率を素数比にしている。各ロープ揺れ検出装置９の接点出力部１５は装置信号線１０により直列に接続されており、ロープ揺れ検出装置９の全ての接点出力が昇降機制御盤８の信号受信装置１６に送信される。この信号受信装置１６は、接点信号入力部１７、接点入力数計測部１８、及び故障判定部１９を備えている。信号受信装置１６は、単位時間当り（一定期間内）の接点出力パルス数をカウントし、接点出力時間間隔を計測する。この計測値が規定値よりも少ない場合は故障した装置があると判断する。また、この数値によってどの装置が故障したかを推定する。

図３はこの発明の昇降機機器の健全性確認装置により異常時の出力信号と健全性確認の出力信号とを区別していることを示す説明図である。
異常検出と健全性確認用のパルス長を区別する必要がある。すなわち、異常時の出力信号及び健全性確認の出力信号のいずれの信号も信号受信装置１６の同じ取り口で取り込むため、異常検出用と健全性確認用とでパルス長を変えることで対応する。例えば、異常時はパルス長５００ｍｓ、健全性確認用はパルス長１５０ｍｓを出力とする。この場合、図３（ａ）に示すように、信号受信装置１６は、４００ｍｓ以上の出力信号で異常と判定する。また、その他の方法として、パルス長１５０ｍｓは同じにして、パルスの連続／不連続で対応する。例えば、異常時はパルスを連続３回出力、健全性確認用はパルスを１回出力とする。この場合、図３（ｂ）に示すように、信号受信装置１６は、連続３回の出力信号で異常と判定する。

図４は健全性確認を必要とする昇降機機器（１〜３）が３個で全てが正常動作している場合の受信装置側のパルス出力系列を示す説明図である。ここでは全部の機器（１〜３）が正常にパルスを出力しているので、信号受信装置側のパルス出力系列を見ると、パルスの欠けた箇所は何処にも見当たらないことが判り、正常動作と判断できる。図５は健全性確認を必要とする昇降機機器が３個で最初の１個が異常動作している場合の受信装置側のパルス出力系列を示す説明図である。ここでは最初の機器（ｐｌｓ１）だけが正常にパルスを出力していないので、信号受信装置側のパルス出力系列を見ると、最初の１個のパルスのみが欠けていることが判り、最初の機器（ｐｌｓ１）が異常と判断できる。図６は健全性確認を必要とする昇降機機器が３個で真ん中の１個が異常動作している場合の受信装置側のパルス出力系列を示す説明図である。ここでは真ん中の機器（ｐｌｓ２）だけが正常にパルスを出力していないので、信号受信装置側のパルス出力系列を見ると、真ん中の１個のパルスのみが欠けていることが判り、真ん中の機器（ｐｌｓ２）が異常と判断できる。図７は健全性確認を必要とする昇降機機器が３個で最後の１個が異常動作している場合の受信装置側のパルス出力系列を示す説明図である。ここでは最後の機器（ｐｌｓ３）だけが正常にパルスを出力していないので、信号受信装置側のパルス出力系列を見ると、最後の１個のパルスのみが欠けていることが判り、最後の機器（ｐｌｓ３）が異常と判断できる。

図８はこの発明の昇降機機器の健全性確認装置により得られたパルス数カウント値を集計して示すグラフである。
３個の昇降機機器の出力インターバルをそれぞれ３１ｍｉｎ、６７ｍｉｎ、８９ｍｉｎとした場合の、１０００ｍｉｎ毎の信号出力総数をカウントしたものである。正常の場合のカウント数を○、最初の機器（異常１）、真ん中の機器（異常２）、最後の機器（異常３）が故障して出力しなくなった場合のカウント数をそれぞれ「＊」、「＋」、「×」で表わしたものである。

図９は独立駆動装置である昇降機機器としてのロープ揺れ検出装置９側の異常発報と健全性確認の判定の流れを示すフローチャートである。
独立駆動装置側では、健全性確認信号出力間隔設定部１３によりインターバル（Ｎ）を設定し（ステップＳ１）、タイマーカウント値（ｎ）を初期設定し（ステップＳ２）、タイマーカウントを開始する（ステップＳ３）。次に、ステップＳ４で異常発報を検出すると、異常発報用パルスを出力する（ステップＳ５）。一方、ステップＳ４で異常発報を検出しなければ、ステップＳ６に進みタイマーカウント値（ｎ）とインターバル（Ｎ）が一致すれば健全性確認用パルスを出力する（ステップＳ７）。

図１０は信号受信装置側の異常検出動作と正常判定動作の流れを示すフローチャートである。
信号受信装置側では、タイマーカウント値（ｍ）、パルス数カウント値（ｋ）を初期設定し（ステップＳ１１、１２）、タイマーカウントを開始する（ステップＳ１３）。次に、ステップＳ１４でパルスの有無を検出し、ステップＳ１５で異常発報を検出すると、異常検出時動作をする（ステップＳ１６）。一方、ステップＳ１５で異常発報がなければ、健全性確認用パルスのパルス数をカウントする（ステップＳ１７）。健全性確認用パルスのカウント値（ｋ）が正常時パルス数上限（ｋｍａｘ）と正常時パルス数下限（ｋｍｉｎ）の間に入っていれば（ステップＳ１８）、健全性確認用パルスは正常判定となる（ステップＳ１９）。ステップＳ１８で健全性確認用パルスのカウント値（ｋ）が正常時パルス数上限（ｋｍａｘ）と正常時パルス数下限（ｋｍｉｎ）の間に入っていなければ、故障検出時動作をする（ステップＳ２０）。

図１１は信号受信装置側の判定処理動作の流れを示すフローチャートである。
信号受信装置側では、健全性確認用パルスのカウント値（ｋ）が正常時パルス数上限（ｋｍａｘ）より大きければ（ステップＳ２１）、異常パターン０（ノイズ混入、健全性出力機能異常）と判断する（ステップＳ２２）。また、健全性確認用パルスのカウント値（ｋ）が最初の機器の正常時パルス数上限（ｋｍａｘ１）と正常時パルス数下限（ｋｍｉｎ１）の間に入っていなければ（ステップＳ２３）、異常パターン１と判断する（ステップＳ２４）。また、健全性確認用パルスのカウント値（ｋ）が真ん中の機器の正常時パルス数上限（ｋｍａｘ２）と正常時パルス数下限（ｋｍｉｎ２）の間に入っていなければ（ステップＳ２５）、異常パターン２と判断する（ステップＳ２６）。また、健全性確認用パルスのカウント値（ｋ）が最後の機器の正常時パルス数下限（ｋｍｉｎＬ）以上でなければ（ステップＳ２７）、異常パターンＬと判断する（ステップＳ２８）。そして、上記以外であれば異常なしと判断する（ステップＳ２９）。なお、ここで、故障検出時動作のうち故障パターンを判定する処理は、ノイズ混入又は健全性出力機能の異常と機器故障による異常がＬ通りある場合を示す。

実施例２．
図１２はこの発明の昇降機機器の健全性確認装置を備えた２対１ローピングシステムの昇降機の全体構成を示すシステム構成図である。図中、実施例１の図１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。この昇降機は、図１２に示すように、かご１の上部にかご上返し車２０を設けている。また、釣り合いおもり２の上部に釣り合いおもり上返し車２１を設けている。かご１及び釣り合いおもり２は、かご上返し車２０及び釣り合いおもり上返し車２１に巻きかけられて主索５により吊られている。そして、独立駆動装置である昇降機機器としてのロープ揺れ検出装置９は、巻上機３の主索５の出入側２箇所、コンペンシーブ６のコンペンロープ７の出入側２箇所、及びかご上返し車２０の出入側２箇所の合計６個が設置されているものである。また、ロープ揺れ検出装置９の出力信号を昇降機制御盤８の信号受信装置に送信する装置信号線１０がかご上返し車２０の分だけ追加されている。

１ 昇降機のかご
２ 釣り合いおもり
３ 巻上機
４ そらせ車
５ 主索
６ コンペンシーブ
７ コンペンロープ
８ 昇降機制御盤
９ 昇降機機器としてのロープ揺れ検出装置（独立駆動装置）
１０ 装置信号線
１１ センサ
１２ 信号処理部
１３ 健全性確認信号出力間隔設定部
１４ 出力判定部
１５ 接点出力部
１６ 信号受信装置
１７ 接点信号入力部
１８ 接点入力数計測部
１９ 故障判定部
２０ かご上返し車
２１ 釣り合いおもり上返し車

Claims (4)

1. 外部から独立した状態で駆動し続ける複数からなる昇降機機器の健全性を監視するために定期的に接点出力を確認するものであって、健全性確認信号と異常時の出力信号とを区別することにより健全性を確認するようにした昇降機機器の健全性確認装置において、
   各健全性確認信号出力パルスのインターバルを個別に設定することができ、健全性確認信号と異常時の出力信号を区別する独立駆動装置である複数の昇降機機器と、
   前記複数の昇降機機器を直列接続する装置信号線と、
   前記装置信号線を介して前記複数の昇降機機器から送信される健全性確認信号又は異常時の出力信号を接点信号入力部から入力する信号受信装置とを備え、
   前記信号受信装置は、各健全性確認信号出力パルスのインターバルを個別に設定することにより、出力パルスが重ならないようにし、単位時間当りの接点出力パルス数をカウントし、接点出力時間間隔を計測し、その計測値によって故障した機器を判定できるようにしたことを特徴とする昇降機機器の健全性確認装置。
2. 信号受信装置は、接点出力時間間隔を計測した計測値が規定値よりも少なかった場合に故障した機器があると判定することを特徴とする請求項１記載の昇降機機器の健全性確認装置。
3. 複数の昇降機機器は、巻上機及びコンペンシーブにそれぞれ設けられたロープ揺れ検出装置であり、信号受信装置は、昇降機制御盤に設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の昇降機機器の健全性確認装置。
4. 複数の昇降機機器は、巻上機、コンペンシーブ及びかご上返し車にそれぞれ設けられたロープ揺れ検出装置であり、信号受信装置は、昇降機制御盤に設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の昇降機機器の健全性確認装置。

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