JP6992776B2

JP6992776B2 - エレベータ用ロープの診断システム及び診断方法

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Publication number: JP6992776B2
Application number: JP2019030868A
Authority: JP
Inventors: 智之平田; 佑輔大野; 利軍田
Original assignee: Fujitec Co Ltd
Current assignee: Fujitec Co Ltd
Priority date: 2018-10-09
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2022-01-13
Anticipated expiration: 2039-02-22
Also published as: JP2020059602A

Description

本発明は、エレベータ用ロープの診断システム及び診断方法に関する。

従来、例えば、エレベータ用ロープの診断システムは、磁化されたエレベータ用ロープからの漏洩磁束を検出する磁束検出部と、磁束検出部が検出した漏洩磁束に基づいて、時間軸と漏洩磁束軸とからなる波形を演算する波形演算部とを備えている（例えば、特許文献１）。そして、ロープが断線している場合には、断線部分から磁束が漏洩するため、漏洩磁束の大きさに基づいて、ロープの断線の有無が判定されている。

ところで、検出された磁束（例えば、ロープから漏洩する磁束、ロープの内部を通過する磁束等）を示す波形が、時間軸と磁束軸とからなるため、ロープの断線が有ると判定したとしても、ロープの断線位置を正確に特定することは、困難な作業である。例えば、エレベータかごが所定の乗場に位置する時間を特定しておくことで、ロープの断線位置をある程度（例えば、隣接する階床間の距離に相当する範囲）までに特定できたとしても、そこからさらに、ロープの断線位置を正確に特定することは、困難な作業である。

特開２００９－２４９１１７号公報

そこで、課題は、磁束を示す波形の任意位置に対応するロープの位置を特定する作業が容易になるエレベータ用ロープの診断システム及び診断方法を提供することである。

エレベータ用ロープの診断システムは、磁化されたエレベータ用ロープの磁束を検出する磁束検出部と、前記ロープに対する前記磁束検出部の変位量を検出する変位検出部と、前記磁束検出部が検出した磁束と前記変位検出部が検出した変位量とに基づいて、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形を演算する波形演算部と、を備える。

また、エレベータ用ロープの診断システムは、前記波形演算部が演算した波形からノイズを除去した補正波形を演算するノイズ除去演算部を備える、という構成でもよい。。

また、エレベータ用ロープの診断システムにおいては、前記磁束検出部は、前記エレベータ用ロープからの漏洩磁束を検出し、前記ノイズ除去演算部は、前記波形演算部が演算した波形に基づいて、フーリエ級数展開による関数を演算する関数演算部と、前記関数演算部が演算した関数に対して、所定の周期の成分を除去する成分除去部と、前記成分除去部が前記所定の周期の成分を除去した後の関数に基づいて、波形を演算する補正波形演算部と、を備える、という構成でもよい。

また、エレベータ用ロープの診断システムは、前記補正波形演算部が演算した波形に基づいて、前記ロープの断線の有無を判定する断線判定部を備える、という構成でもよい。

また、エレベータ用ロープの診断方法は、磁束を検出する磁束検出部が、磁化されたエレベータ用ロープに対してロープ長さ方向に変位することによって、前記ロープの磁束を検出することと、前記ロープに対する前記磁束検出部の変位量を検出することと、検出した磁束と検出した変位量とに基づいて、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形を演算することと、を含む。

図１は、一実施形態に係るエレベータ用ロープの診断システムがロープを診断する状態を示す模式図である。図２は、エレベータの制御ブロック図である。図３は、図１の実施形態に係る診断具の斜視図である。図４は、同実施形態に係る磁束検出部の縦断面図である。図５は、同実施形態に係る磁束検出部の要部斜視図である。図６は、同実施形態に係る磁束検出部の要部縦断面図である。図７は、同実施形態に係る診断システムの制御ブロック図である。図８は、エレベータ用ロープの要部図である。図９は、図８のIX－IX線断面図である。図１０は、診断システムの制御フロー図である。図１１は、時間と磁束との関係を示す図である。図１２は、時間とロープに対する磁束検出部の変位量との関係を示す図である。図１３は、ロープ距離と磁束との関係を示す図である。図１４は、補正後のロープ距離と磁束との関係を示す図である。図１５は、他の実施形態に係る診断システムの制御ブロック図である。

以下、エレベータ用ロープの診断システム及び診断方法における一実施形態について、図１～図１４を参照しながら説明する。なお、各図において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致しておらず、また、各図面の間での寸法比も、必ずしも一致していない。

図１に示すように、本実施形態に係るエレベータ用ロープ１１の診断システム（以下、単に「診断システム」ともいう）１は、ロープ１１の断線の有無を診断するために用いられている。ここで、診断システム１の各構成を説明するのに先立って、エレベータ１０の構成について説明する。

図１及び図２に示すように、エレベータ１０は、ユーザが乗るためのかご１０ａと、ロープ１１によってかご１０ａと接続される釣合錘１０ｂとを備えている。また、エレベータ１０は、ロープ１１が巻き掛けられる綱車１０ｃを有する巻上機１０ｄと、巻上機１０ｄなどの各部を制御するエレベータ制御部１２とを備えている。

本実施形態に係るエレベータ１０は、巻上機１０ｄを機械室Ｘ１の内部に配置する、という構成であるが、斯かる構成に限られない。例えば、エレベータ１０は、巻上機１０ｄを昇降路Ｘ２の内部に配置する、という構成でもよい。

エレベータ１０は、ユーザや作業員にかご１０ａの移動の情報が入力される移動情報入力部１０ｅを備えている。また、エレベータ１０は、かご１０ａが各乗場Ｘ３に位置することを検出するかご位置検出部１０ｆと、かご１０ａの移動量を検出するかご移動量検出部１０ｇとを備えている。

移動情報入力部１０ｅは、例えば、ユーザに操作される操作ボタン（かご１０ａの内部に配置される操作ボタン、各乗場Ｘ３に配置される操作ボタン）や、作業員に操作される手動操作部である。なお、手動操作部は、かご１０ａの移動速度、移動方向、移動距離を入力して設定することができる。

かご位置検出部１０ｆの構成は、特に限定されないが、例えば、かご位置検出部１０ｆは、各乗場Ｘ３に配置される各種センサ（例えば、光電センサ、近接センサ等）としてもよい。また、かご移動量検出部１０ｇの構成は、特に限定されないが、例えば、かご移動量検出部１０ｇは、綱車１０ｃの回転量を検出する各種センサ（例えば、エンコーダ）としてもよい。

エレベータ制御部１２は、各情報を取得する取得部１２ａと、各種情報を記憶する記憶部１２ｂとを備えている。また、エレベータ制御部１２は、かご１０ａの位置を演算するかご位置演算部１２ｃと、巻上機１０ｄの運転を制御する巻上制御部１２ｄとを備えている。

かご位置演算部１２ｃは、かご位置検出部１０ｆ及びかご移動量検出部１０ｇが検出した情報に基づいて、かご１０ａの位置を演算する。例えば、かご位置演算部１２ｃは、かご１０ａの位置に基づいて、かご１０ａの移動量及びかご１０ａの移動速度を演算することも可能である。

診断システム１は、ロープ１１を診断するための診断具２を備えている。なお、診断具２が配置される位置は、特に限定されない。例えば、図１においては、診断具２は、機械室Ｘ１の内部に配置されている。また、診断具２は、例えば、機械室Ｘ１（例えば、床）に固定されていてもよく、例えば、作業員に把持されていてもよい。

図３に示すように、診断具２は、ロープ１１の磁束を検出する磁束検出部３と、ロープ１１に対する磁束検出部３の変位量を検出する変位検出部４と、磁束検出部３及び変位検出部４を連結する診断具本体２ａとを備えている。本実施形態においては、磁束検出部３と変位検出部４とは、互いに固定されている、という構成であるが、例えば、磁束検出部３と変位検出部４とは、互いに分離されている、という構成でもよい。

変位検出部４は、外周がロープ１１に接する回転部４ａと、回転部４ａの回転量を検出する回転検出部４ｂと、回転部４ａが回転可能となるように、回転部４ａと診断具本体２ａとを接続する接続部４ｃとを備えている。回転検出部４ｂの構成は、特に限定されないが、例えば、回転検出部４ｂは、回転部４ａの回転量を検出する各種センサ（例えば、エンコーダ）としてもよい。

回転部４ａの外周部は、ロープ１１を引っ掛けて位置決めするために、凹状に形成されている。そして、接続部４ｃは、診断具本体２ａに対して変位可能に接続されており、変位検出部４は、回転部４ａをロープ１１に向けて加力する弾性部４ｄを備えている。したがって、弾性部４ｄが弾性変形することによって、回転部４ａがロープ１１に加圧して接している。

なお、変位検出部４の構成は、ロープ１１に対する磁束検出部３の変位量を検出可能な構成であれば、特に限定されない。例えば、回転部４ａ、回転検出部４ｂ、接続部４ｃ、及び弾性部４ｄは、本実施形態に係る構成に対して異なる構成であってもよく、設けられていなくてもよい。

磁束検出部３は、ロープ１１の磁束を検出する検出部本体３ａと、検出部本体３ａと診断具本体２ａとを接続する接続部３ｂとを備えている。そして、接続部３ｂは、診断具本体２ａに対して変位可能に接続されており、磁束検出部３は、検出部本体３ａをロープ１１に向けて加力する弾性部３ｃを備えている。したがって、弾性部３ｃが弾性変形することによって、検出部本体３ａがロープ１１に加圧して接している。

ところで、磁束を用いた診断には、例えば、漏洩磁束法と、全磁束法とがある。本実施形態においては、漏洩磁束法が採用されており、磁束検出部３は、例えば、ロープ１１から漏洩する磁束を検出する、という構成である。なお、全磁束法が採用され、磁束検出部３は、例えば、ロープ１１の内部を通る磁束を検出する、という構成でもよく、また、両方が採用され、磁束検出部３は、例えば、その両方の磁束を検出する、という構成でもよい。

なお、漏洩磁束法とは、磁化されたロープ１１から漏洩する磁束を検出し、ロープ１１の劣化を診断するものである。例えば、素線が断線することによって、ロープ１１の表面に凹凸が生じた場合に、当該凹凸から磁束が漏洩するため、当該漏洩磁束を検出することによって、ロープ１１を診断（例えば、断線の発見）することができる。

一方、全磁束法とは、磁化されたロープ１１の内部を通る磁束を検出し、ロープ１１の劣化を診断するものである。例えば、ロープ１１が部分的に細くなったり、腐食や摩耗などがあったりすることによって、有効断面積（磁束が通過できる断面積）が変化した場合に、当該部分の内部を通る磁束が減少するため、当該磁束を検出することによって、ロープ１１を診断（例えば、細り、腐食、摩耗、断線の発見）することができる。

図４に示すように、検出部本体３ａは、ロープ１１を磁化させる永久磁石３ｄ，３ｄと、永久磁石３ｄ，３ｄ及びロープ１１と協働して磁気回路（図４の実線矢印で図示）を構成するために、永久磁石３ｄ，３ｄを接続するヨーク３ｅとを備えている。ヨーク３ｅの材質は、特に限定されないが、ヨーク３ｅは、高い透磁率を有しており、例えば、純鉄や低炭素鋼で形成されてもよい。

検出部本体３ａは、ロープ１１からの漏洩磁束を計測する計測部３ｆと、ロープ１１からの漏洩磁束を集めるために、ロープ１１の所定部分を覆うように配置される磁性部３ｇとを備えている。磁性部３ｇは、磁性を有しており、計測部３ｆは、磁性部３ｇを通る磁束を計測している。計測部３ｆの構成は、特に限定されないが、例えば、計測部３ｆは、磁束の大きさを電圧（電流）の大きさに変換する検出コイルとしてもよい。

また、検出部本体３ａは、先端に、ロープ１１をガイドする案内部３ｈを備えている。案内部３ｈは、ロープ１１を引っ掛けて位置決めするために、凹状に形成されている。案内部３ｈは、磁性部３ｇと非磁性部３ｉとによって構成されている。そして、磁性部３ｇと非磁性部３ｉとは、連接されている。

磁性部３ｇの材質は、特に限定されないが、磁性部３ｇは、高い透磁率を有しており、例えば、純鉄や低炭素鋼で形成されてもよい。また、非磁性部３ｉの材質は、特に限定されないが、非磁性部３ｉは、低い透磁率を有しており、例えば、硬質樹脂で形成されてもよい。

例えば、磁性部３ｇの透磁率は、非磁性部３ｉの透磁率の１００倍以上であることが好ましく、また、１０００倍以上であることがより好ましい。また、例えば、磁性部３ｇの透磁率は、大気の透磁率の１００倍以上であることが好ましく、また、１０００倍以上であることがより好ましい。

なお、磁束検出部３の構成は、磁化されたロープ１１の磁束を検出可能な構成であれば、特に限定されない。例えば、検出部３ａ、接続部３ｂ、弾性部３ｃ、永久磁石３ｄ、ヨーク３ｅ、計測部３ｆ、磁性部３ｇ、案内部３ｈ、及び非磁性部３ｉは、本実施形態に係る構成に対して異なる構成であってもよく、設けられていなくてもよい。

図５及び図６に示すように、磁性部３ｇは、端部３ｊ，３ｊと、端部３ｊ，３ｊを連結する連結部３ｋとを備えている。端部３ｊの先端は、案内部３ｈを構成するために、凹状に形成されており、連結部３ｋは、端部３ｊの基端に連結され、ロープ１１（案内部３ｈ）に沿って延びている。

これにより、磁性部３ｇは、ロープ１１の一部（以下、「磁性被覆部分」という）１１ａを覆うように配置されている。そして、ロープ１１の磁性被覆部分１１ａからの漏洩磁束は、磁性部３ｇによって集められており、計測部３ｆは、連結部３ｋを通る磁束を計測する。したがって、ロープ１１の磁性被覆部分１１ａからの漏洩磁束を確実に検出することができる。

図７に示すように、診断システム１は、ロープ１１の情報が入力されるロープ情報入力部１ａと、診断するための情報が入力される診断情報入力部１ｂとを備えている。また、診断システム１は、情報を処理する処理部５と、処理部５で処理された情報を出力する出力部１ｃとを備えている。

ロープ情報入力部１ａには、例えば、診断しているロープ１１の情報（例えば、ロープ１１の外径等）が、入力される。診断情報入力部１ｂには、例えば、診断に関する情報（例えば、診断開始の指示、診断終了の指示等）が、入力される。各入力部１ａ，１ｂの構成は、特に限定されないが、例えば、各入力部１ａ，１ｂは、マウス、キーボード、各種スイッチとしてもよい。また、出力部１ｃは、例えば、情報を表示する装置（例えば、モニタ）としてもよく、また、例えば、外部に向けて信号を出力する装置としてもよい。

処理部５は、各部１ａ，１ｂ，３，４から情報を取得する取得部５ａと、各種情報を記憶する記憶部５ｂとを備えている。また、処理部５は、磁束検出部３が検出した磁束と変位検出部４が検出した変位量とに基づいて、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形を演算する波形演算部５ｃと、波形演算部５ｃが演算した波形からノイズを除去した補正波形を演算するノイズ除去演算部５ｈと、ノイズ除去演算部５ｈが演算した補正波形に基づいて、ロープ１１の断線の有無を判定する断線判定部５ｇとを備えている。

ノイズ除去部５ｈは、波形演算部５ｃが演算した波形に基づいて、フーリエ級数展開による関数を演算する関数演算部５ｄと、関数演算部５ｄが演算した関数に対して、所定の周期の成分を除去する成分除去部５ｅとを備えている。また、ノイズ除去部５ｈは、成分除去部５ｅが所定の周期の成分を除去した後の補正関数に基づいて、補正波形を演算する補正波形演算部５ｆを備えている。

関数演算部５ｄは、波形演算部５ｃが演算した波形を、フーリエ級数展開した以下の関数に演算する。

ここで、ｆ（ｘ）は、磁束であり、ｘは、ロープ距離であり、Ｌは、ロープ１１の全計測距離、即ち、磁束が計測されたロープ１１の範囲の全長である。また、Ｌ／ｎは、周期であり、周期がＬ／ｎの成分とは、Ａ_ｎｃｏｓ（ｎ・２π／Ｌ）ｘ及びＢ_ｎｓｉｎ（ｎ・２π／Ｌ）ｘである。

成分除去部５ｅは、関数演算部５ｄが演算した関数に対して、外乱（ノイズ）となる周期の成分を除去する。具体的には、成分除去部５ｅは、当該関数に対して、所定の周期よりも大きい周期の成分を除去すると共に、所定の周期よりも小さい周期の成分を除去する。

補正波形演算部５ｆは、外乱となる周期の成分を除去された補正関数に基づいて、補正波形を演算し、断線判定部５ｇは、当該補正波形に基づいて、ロープ１１の断線の有無を判定する。これにより、ロープ１１の断線の有無を適正に判定することができる。

ここで、漏洩磁束法において、外乱となる周期の成分の一例について、説明する。まず、図６に戻り、磁束検出部３の構造から特定できる外乱について、説明する。

ロープ１１から磁束が漏洩しているが、ロープ１１の表面の凹凸が大きい位置ほど、ロープ１１から漏洩する磁束の大きさが大きくなる。そして、図６に示すように、ロープ１１に断線部分１１ｂがある場合には、ロープ１１の表面に大きな凹凸が存在することになるため、ロープ１１の断線部分１１ｂから漏洩する磁束の大きさは、大きくなる。

また、磁束検出部３で検出される漏洩磁束の周期は、ロープ１１の表面の凹凸の長さ（ロープ長さ方向Ｄ４の寸法）とほぼ同じとなる。即ち、ロープ１１の断線部分１１ｂによる漏洩磁束の周期は、断線部分１１ｂの長さ（ロープ長さ方向Ｄ４の寸法）Ｗ１とほぼ同じである。

ところで、磁性部３ｇは、ロープ１１の磁性被覆部分１１ａからの漏洩磁束を集めており、計測部３ｆは、磁性部３ｇを通る磁束を計測している。一方で、ロープ１１の磁性被覆部分１１ａ以外からの漏洩磁束は、大気に漏れていくため、計測部３ｆは、計測することが殆どできない。

これにより、磁束検出部３は、磁性被覆部分１１ａ（磁性部３ｇ）の長さ（ロープ長さ方向Ｄ４の寸法）Ｗ２よりも大きい周期の成分の漏洩磁束を検出することができないことになる。したがって、磁性被覆部分１１ａの長さＷ２よりも大きい周期の成分は、外乱である可能性が高い。よって、磁性被覆部分１１ａの長さＷ２よりも大きい周期の成分は、フーリエ級数展開された関数から、除去されることが好ましい。

次に、漏洩磁束法において、診断されるロープ１１の構造から特定できる第１の外乱について、説明する。

図８及び図９に示すように、ロープ１１は、中心に配置される芯材１１ｃと、芯材１１ｃの周囲に配置され、撚り合わされる複数のストランド１３とを備えている。ストランド１３は、複数の素線１３ａ，１３ｂ、具体的には、内部に配置される複数の内素線１３ａと、外層を構成するために内素線１３ａの周囲に配置され、撚り合わされる複数の外素線１３ｂとを備えている。

ストランド１３、内素線１３ａ及び外素線１３ｂの本数は、特に限定されない。また、芯材１１ｃの材質は、特に限定されないが、例えば、芯材１１ｃは、繊維や合成樹脂で形成されてもよい。また、内素線１３ａ及び外素線１３ｂの材質は、特に限定されないが、例えば、鋼で形成されてもよい。

ところで、複数のストランド１３が撚り合わされているため、ロープ１１は、径方向外方に凸状となる凸部１１ｄを備えている。そして、凸部１１ｄがロープ１１の表面の凹凸を構成しているため、凸部１１ｄの長さ（ロープ長さ方向Ｄ４の寸法）Ｗ３とほぼ同じ周期の磁束が、凸部１１ｄに起因してロープ１１から漏洩する。

しかも、例えば、外素線１３ｂの露出している部分（例えば、図８の中央のハッチングで図示している部分）の全体が断線して欠損している場合でも、当該断線部分１１ｂの長さ（ロープ長さ方向Ｄ４の寸法）は、凸部１１ｄの長さＷ３よりも小さくなる。例えば、当該断線部分１１ｂがロープ長さ方向Ｄ４と平行に延びている場合に、断線部分１１ｂの長さは、最大となり、凸部１１ｄの長さＷ３とほぼ同じ長さとなる。

これにより、凸部１１ｄの長さＷ３以上の周期の成分は、外乱である可能性が高い。したがって、凸部１１ｄの長さＷ３以上の周期の成分は、フーリエ級数展開された関数から、除去されることが好ましい。

本実施形態においては、磁性被覆部分１１ａ（磁性部３ｇ）の長さＷ２は、凸部１１ｄの長さＷ３よりも、大きい、という構成である。なお、磁性被覆部分１１ａ（磁性部３ｇ）の長さＷ２は、凸部１１ｄの長さＷ３よりも、小さい、という構成でもよい。

次に、漏洩磁束法において、診断されるロープ１１の構造から特定できる第２の外乱について、説明する。

複数の外素線１３ｂが大きな力で撚り合わされているため、外素線１３ｂが切断した場合には、外素線１３ｂの先端部１３ｃは、外方に押し出される。これにより、外素線１３ｂの先端部１３ｃは、隣接される外素線１３ｂの外側に乗り上げたり、径方向外方に突出したりする。そして、外素線１３ｂの先端部１３ｃが、ロープ１１の表面の凹凸を構成するため、先端部１３ｃの長さ（ロープ長さ方向Ｄ４の寸法）Ｗ４とほぼ同じ周期の磁束が、先端部１３ｃに起因してロープ１１から漏洩する。

ところで、切断された外素線１３ｂの先端部１３ｃの長さＷ４は、外素線１３ｂの外径以上となる。例えば、当該先端部１３ｃがロープ１１の径方向と平行に突出している場合に、当該先端部１３ｃの長さＷ４は、最小となり、外素線１３ｂの外径とほぼ同じ長さとなる。

これにより、外素線１３ｂの外径よりも小さい周期の成分は、外乱である可能性が高い。したがって、外素線１３ｂの外径よりも小さい周期の成分は、フーリエ級数展開された関数から、除去されることが好ましい。

本実施形態に係る診断システム１の構成については以上の通りであり、次に、本実施形態に係る診断方法について、図１０～図１４を主に参照しながら説明する（図１～図９も参照）。

まず、ロープ情報入力部１ａに、ロープ１１の情報が入力される（ロープ情報入力工程Ｓ１）。例えば、記憶部５ｂが、ロープ１１の外径に対応する凸部１１ｄの寸法Ｗ３及び外素線１３ｂの外径を、記憶している場合には、ロープ情報入力部１ａに、ロープ１１の外径が入力される。

そして、磁束検出部３及び変位検出部４がロープ１１に接する状態から、かご１０ａが移動される（かご移動工程Ｓ２）ため、磁束検出部３は、ロープ１１に対して変位する。このとき、磁束検出部３は、磁化されたロープ１１の磁束を検出しており（磁束検出工程Ｓ３）、変位検出部４は、ロープ１１に対する磁束検出部３の変位量を検出している（変位検出工程Ｓ４）。

そして、磁束検出部３が検出した磁束は、図１１に示すように、時間軸と磁束軸とからなる波形で表すことができ、また、変位検出部４が検出した変位量は、図１２に示すように、時間軸とロープ１１に対する磁束検出部３の変位量軸とからなる波形で表すことができる。

ところで、図１２に示すように、時間軸とロープ１１に対する磁束検出部３の変位量軸とからなる波形が、直線ではないため、かご１０ａの移動速度は、診断開始から終了まで同じではなく、変化している。そこで、磁束検出部３が検出した磁束と変位検出部４が検出した変位量とに基づいて、波形演算部５ｃは、図１３に示すように、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形を演算する（波形演算工程Ｓ５）。

このとき、診断開始時のかご１０ａの位置と、各乗場Ｘ３間の距離とが、診断情報入力部１ｂに入力されることによって、ロープ距離軸上に、かご１０ａの位置を出力することができる。なお、ロープ距離軸は、ロープ１１のロープ長さ方向Ｄ４の距離であって、診断開始時に磁束検出部３に検出される位置（診断開始位置）からの距離を示している。

そして、波形演算部５ｃが演算した波形に基づいて、関数演算部５ｄは、以下のように、フーリエ級数展開による関数を演算する(関数演算工程Ｓ６）。

その後、成分除去部５ｅは、フーリエ級数展開された当該関数に対して、外乱となる周期の成分を除去する（成分除去工程Ｓ７）。このとき、フーリエ級数展開された当該関数は、ロープ距離軸に関する関数であるため、長さに起因する外乱を除去することができる。

例えば、ロープ１１の磁性被覆部分１１ａの長さＷ２よりも大きい周期の成分と、ロープ１１の凸部１１ｄの長さＷ３以上の周期の成分と、外素線１３ｂの外径よりも小さい周期の成分とが、フーリエ級数展開された関数から除去される。なお、磁性被覆部分１１ａの長さＷ２は、診断情報入力部１ｂによって入力されてもよく、処理部５の記憶部５ｂに記憶されていてもよい。

ここで、成分除去工程Ｓ７の一例を以下に説明する。

まず、第１の外乱の成分除去として、ロープ１１の磁性被覆部分１１ａの長さＷ２よりも大きい周期の成分を除去する。例えば、ロープ１１の全計測距離Ｌは、２０ｍ（＝２０×１０^３ｍｍ）であり、ロープ１１の磁性被覆部分１１ａの長さＷ２は、１０ｍｍであるとする。これにより、ロープ１１の磁性被覆部分１１ａの長さＷ２である１０ｍｍ（＝２０×１０^３ｍｍ／２，０００）よりも大きい周期の成分、即ち、ｎ＜２，０００の周期の成分を除去する。

次に、第２の外乱の成分除去として、ロープ１１の凸部１１ｄの長さＷ３以上の周期の成分を除去する。例えば、診断するロープ１１のロープ径が１０ｍｍであって、ロープ１１の凸部１１ｄの長さＷ３は、６７．５ｍｍであるとする。これにより、ロープ１１の凸部１１ｄの長さＷ３である６７．５ｍｍ（≒２０×１０^３ｍｍ／２９６．２）以上の周期の成分、即ち、ｎ≦２９６．２の周期の成分を除去する。

さらに、第３の外乱の成分除去として、外素線１３ｂの外径よりも小さい周期の成分を除去する。例えば、診断するロープ１１のロープ径が１０ｍｍであって、外素線１３ｂの外径は、０．６６ｍｍであるとする。これにより、外素線１３ｂの外径である０．６６ｍｍ（≒２０×１０^３ｍｍ／３０，３０３．０３）よりも小さい周期の成分、即ち、ｎ＞３０，３０３．０３の周期の成分を除去する。

これにより、ｎ＜２，０００の周期の成分と、ｎ≦２９６．２の周期の成分と、ｎ＞３０，３０３．０３の周期の成分とが除去されるため、以下の式のように、２，０００≦ｎ≦３０，３０３の周期帯の成分が残る。なお、Ａ_０がｎ＝０の周期の成分と考えられるため、Ａ_０は除去される。

このように、外乱となる周期の成分が除去される。

そして、外乱となる周期の成分が除去された後の補正関数に基づいて、補正波形演算部５ｆは、図１４に示すように、補正波形を演算する（補正波形演算工程Ｓ８）。なお、関数演算工程Ｓ６、成分除去工程Ｓ７、及び補正波形演算工程Ｓ８は、波形演算工程Ｓ５で演算された波形からノイズを除去した補正波形を演算しているため、当該工程Ｓ６～Ｓ８は、全体としてノイズ除去演算工程Ｓ１０という。

その後、断線判定部５ｇは、補正波形に基づいて、ロープ１１の断線の有無を判定する（断線判定工程Ｓ９）。例えば、断線判定部５ｇは、磁束の大きさが閾値（図１４における破線）を超えている位置で、ロープ１１が断線していると、判定する。なお、閾値は、診断情報入力部１ｂによって入力されてもよく、処理部５の記憶部５ｂに記憶されていてもよい。

このように、外乱となる磁束を除去した後の補正波形に基づいて、ロープ１１の断線の有無が判定されるため、ロープ１１の断線の有無を適正に判定することができる。また、波形の一方の軸が、ロープ距離軸であるため、磁束を示す波形の任意位置、例えば、ロープ１１が断線していると判定された位置（ロープ１１の断線判定位置）を特定する作業が容易になる。

例えば、図１４に示すように、ロープ１１の断線判定位置は、かご１０ａが２階に位置している際に磁束検出部３が検出しているロープ１１の位置から、所定距離Ｗ５だけ離れた位置である。したがって、例えば、かご１０ａを２階の乗場Ｘ３に位置した後、所定距離Ｗ５だけ上昇させた際に、磁束検出部３が検出しているロープ１１の位置（又はその周辺位置）を確認することで、ロープ１１の断線位置を確認することができる。

なお、ロープ１１の診断方法は、斯かる方法に限られない。例えば、ロープ情報入力工程Ｓ１は、成分除去工程Ｓ７よりも前であれば、特に順番は限定されない。また、図１１～図１４に係る波形は、出力部１ｃで表示されてもよく、表示されなくてもよく、また、例えば、診断情報入力部１ｂによって、図１１～図１４の波形の表示と非表示とが、選択可能であってもよい。

以上より、本実施形態に係るエレベータ用ロープ１１の診断方法は、磁束を検出する磁束検出部３が、磁化されたエレベータ用ロープ１１に対してロープ長さ方向Ｄ４に変位することによって、前記ロープ１１の磁束を検出すること（Ｓ３）と、前記ロープ１１に対する前記磁束検出部３の変位量を検出すること（Ｓ４）と、検出した磁束と検出した変位量とに基づいて、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形を演算すること（Ｓ５）と、を含む。

また、本実施形態に係るエレベータ用ロープ１１の診断システム１は、磁化されたエレベータ用ロープ１１の磁束を検出する磁束検出部３と、前記ロープ１１に対する前記磁束検出部３の変位量を検出する変位検出部４と、前記磁束検出部３が検出した磁束と前記変位検出部４が検出した変位量とに基づいて、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形を演算する波形演算部５ｃと、を備える。

斯かる診断方法及び診断システム１によれば、磁束検出部３がロープ１１に対して変位することによって、ロープ１１の磁束が、検出される。また、ロープ１１に対する磁束検出部３の変位量が、検出される。そして、検出した磁束と検出した変位量とに基づいて、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形が、演算される。これにより、波形の一方の軸が、ロープ距離軸であるため、磁束を示す波形の任意位置に対応するロープ１１の位置を特定する作業が容易になる。

また、本実施形態に係るエレベータ用ロープ１１の診断システム１は、前記波形演算部５ｃが演算した波形からノイズを除去した補正波形を演算するノイズ除去演算部５ｈを備える、という構成である。

斯かる構成によれば、検出した磁束に基づいて、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形が演算された後、当該波形からノイズを除去した補正波形が演算される。これにより、ロープ１１の断線の有無を判定するために外乱となる磁束を除去することができる。

また、本実施形態に係るエレベータ用ロープ１１の診断システム１においては、磁束検出部３は、前記エレベータ用ロープ１１からの漏洩磁束を検出し、前記ノイズ除去演算部５ｈは、前記波形演算部５ｃが演算した波形に基づいて、フーリエ級数展開による関数を演算する関数演算部５ｄと、前記関数演算部５ｄが演算した関数に対して、所定の周期の成分を除去する成分除去部５ｅと、前記成分除去部５ｅが前記所定の周期の成分を除去した後の関数に基づいて、波形を演算する補正波形演算部５ｆと、を備える、という構成である。

斯かる構成によれば、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形が演算された後、当該波形に基づいて、フーリエ級数展開による関数が演算される。そして、当該関数に対して、所定の周期の成分が除去され、除去された後の関数に基づいて、波形が演算される。これにより、ロープ１１の断線の有無を判定するために外乱となる磁束を除去することができる。

また、本実施形態に係るエレベータ用ロープ１１の診断システム１は、前記補正波形演算部５ｆが演算した波形に基づいて、前記ロープ１１の断線の有無を判定する断線判定部５ｇを備える、という構成である。

斯かる構成によれば、補正された波形に基づいて、ロープ１１の断線の有無が判定される。これにより、外乱となる磁束を除去した後の波形に基づいて、ロープ１１の断線の有無を判定することができる。

また、本実施形態に係るエレベータ用ロープ１１の診断システム１は、診断される前記ロープ１１の情報が入力されるロープ情報入力部１ａを備え、前記成分除去部５ｅは、前記ロープ情報入力部１ａに入力された情報に基づいて、前記関数に対して、前記所定の周期の成分を除去する、という構成である。

斯かる構成によれば、入力されたロープ１１の情報に基づいて、所定の周期の成分が除去される。これにより、ロープ１１の構成に起因して外乱となる磁束を除去することができる。

また、本実施形態に係るエレベータ用ロープ１１の診断システム１においては、前記ロープ１１は、撚り合わされる複数のストランド１３を備えることによって、径方向外方に凸状となる凸部１１ｄを備え、前記成分除去部５ｅは、前記関数に対して、前記凸部１１ｄの前記ロープ長さ方向Ｄ４の寸法Ｗ３以上の周期の成分を除去する、という構成である。

斯かる構成によれば、ロープ１１の凸部１１ｄによる凹凸によって漏洩磁束が発生すること、及び、凸部１１ｄのロープ長さ方向Ｄ４の寸法Ｗ３よりも大きい欠損（断線部分）が発生している可能性が低いことに対して、凸部１１ｄのロープ長さ方向Ｄ４の寸法Ｗ３以上の周期の成分が、除去される。これにより、外乱となる磁束を除去することができる。

また、本実施形態に係るエレベータ用ロープ１１の診断システム１においては、前記ロープ１１は、撚り合わされる複数のストランド１３を備え、前記ストランド１３は、外層を構成する複数の外素線１３ｂを備え、前記成分除去部５ｅは、前記関数に対して、前記外素線１３ｂの外径よりも小さい周期の成分を除去する、という構成である。

斯かる構成によれば、切断された外素線１３ｂがロープ１１の径方向外方に突出した場合に、当該突出する部分の、ロープ長さ方向Ｄ４の寸法Ｗ４は、外素線１３ｂの外径以上となる。これにより、外素線１３ｂの外径よりも小さい周期の成分は、外乱である可能性が高い。それに対して、外素線１３ｂの外径よりも小さい周期の成分が、除去される。これにより、外乱となる磁束を除去することができる。

また、本実施形態に係るエレベータ用ロープ１１の診断システム１は、前記磁束検出部３は、前記ロープ１１からの漏洩磁束を集めるために、前記ロープ１１の所定部分１１ａを覆うように配置される磁性部３ｇと、前記磁性部３ｇを通る磁束を計測する計測部３ｆと、を備え、前記成分除去部５ｅは、前記関数に対して、前記所定部分１１ａの前記ロープ長さ方向Ｄ４の寸法Ｗ２よりも大きい周期の成分を除去する、という構成である。

斯かる構成によれば、ロープ１１の所定部分１１ａからの漏洩磁束が集められるため、ロープ１１の所定部分１１ａからの漏洩磁束を確実に検出することができる。一方で、ロープ１１の所定部分１１ａのロープ長さ方向Ｄ４の寸法Ｗ２よりも大きい周期の成分が、外乱である可能性が高いことに対して、当該周期の成分が、除去される。これにより、外乱となる磁束を除去することができる。

なお、エレベータ用ロープ１１の診断システム１及び診断方法は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、エレベータ用ロープ１１の診断システム１及び診断方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に一つ又は複数選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

（１）上記実施形態に係る診断システム１及び診断方法においては、波形演算部５ｃが演算した波形に基づいて、関数演算部５ｄは、フーリエ級数展開による関数を演算する、という構成である。しかしながら、診断システム１及び診断方法は、斯かる構成に限られない。例えば、波形演算部５ｃが演算した波形に基づいて、フーリエ級数展開による関数が演算されない、という構成でもよい。即ち、診断システム１は、関数演算部５ｄ、成分除去部５ｅ及び補正波形演算部５ｆのうち、少なくとも一つを備えていない、という構成でもよい。

（２）また、上記実施形態に係る診断システム１及び診断方法においては、変位検出部４は、外周がロープ１１に接する回転部４ａと、回転部４ａの回転量を検出する回転検出部４ｂとを備えている、という構成である。しかしながら、診断システム１及び診断方法は、斯かる構成に限られない。

例えば、図１５に示すように、変位検出部は、かご移動量検出部１０ｇを備えている、という構成でもよい。即ち、変位検出部は、かご１０ａの移動量を検出することによって、ロープ１１に対する磁束検出部３の変位量を検出する、という構成でもよい。図１５に係る処理部５は、かご移動量検出部１０ｇが検出した情報を、エレベータ制御部１２を経由して、取得部５ａで取得している。

また、処理部５は、かご位置検出部１０ｆが検出した情報を、取得部５ａで取得している。斯かる構成によれば、診断開始時のかご１０ａの位置や各乗場Ｘ３間の距離が不明であったり、入力したりしなくても、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形において、ロープ距離軸上に、かご１０ａの各乗場Ｘ３に位置する際の、磁束検出部３に検出されるロープ１１の位置を表示することができる。

（３）また、上記実施形態に係る診断システム１及び診断方法においては、補正波形演算部５ｆが演算した補正波形に基づいて、断線判定部５ｇがロープ１１の断線の有無を判定する、という構成である。しかしながら、診断システム１及び診断方法は、斯かる構成に限られない。例えば、補正波形演算部５ｆが演算した補正波形に基づいて、作業員がロープ１１の断線の有無を判定する、という構成でもよい。即ち、作業員が、出力部１ｃに表示された波形を見て、ロープ１１の断線の有無を判定してもよい。

（４）また、上記実施形態に係る診断システム１及び診断方法においては、成分除去部５ｅは、磁性被覆部分１１ａ（磁性部３ｇ）の長さＷ２よりも大きい周期の成分と、ロープ１１の凸部１１ｄの長さＷ３以上の周期の成分と、外素線１３ｂの外径よりも小さい周期の成分とを除去する、という構成である。しかしながら、診断システム１及び診断方法は、斯かる構成に限られない。

例えば、成分除去部５ｅは、ロープ１１の他の寸法よりも大きい又は小さい周期の成分を除去する、という構成でもよい。また、成分除去部５ｅは、設定された周期帯以外の周期の成分を除去する、という構成でもよい。斯かる周期帯は、複数回の実験結果に基づいて、外乱となる周期の成分を導き出すことによって、設定されてもよい。

（５）また、上記実施形態に係る診断システム１及び診断方法においては、磁束検出部３は、磁性部３ｇを備えている、という構成である。しかしながら、診断システム１及び診断方法は、斯かる構成に限られない。例えば、磁束検出部３は、磁性部３ｇを備えていない、という構成でもよい。

（６）また、上記実施形態に係る診断方法においては、診断具２が固定され、かご１０ａが移動することによって、磁束検出部３がロープ１１に対して変位する、という構成である。しかしながら、診断方法は、斯かる構成に限られない。例えば、かご１０ａが停止した状態で、診断具２が把持されてロープ１１に対して移動されることによって、磁束検出部３がロープ１１に対して変位する、という方法でもよい。

（７）また、上記実施形態に係る診断システム１及び診断方法においては、ノイズ除去演算部５ｈは、波形をフーリエ級数展開による関数を演算し、所定の周期の成分を除去した後、補正波形を演算する、という構成である。しかしながら、診断システム１及び診断方法は、斯かる構成に限られない。即ち、ノイズ除去演算部５ｈは、ノイズを除去できる構成であれば、特に限定されない。

例えば、磁束法が採用され、磁束検出部３は、磁化されたロープ１１の内部を通る磁束を検出する構成であっても、ノイズ除去演算部５ｈは、波形をフーリエ級数展開による関数を演算し、所定の周期の成分を除去した後、補正波形を演算する、という構成でもよく、特に限定されない。例えば、周囲の環境によって、磁束検出部３が常に一定量のノイズの磁束を検出する場合には、ノイズ除去演算部５ｈは、当該一定量の磁束をノイズとして除去する、という構成でもよい。

１…診断システム、１ａ…ロープ情報入力部、１ｂ…診断情報入力部、１ｃ…出力部、２…診断具、２ａ…診断具本体、３…磁束検出部、３ａ…検出部本体、３ｂ…接続部、３ｃ…弾性部、３ｄ…永久磁石、３ｅ…ヨーク、３ｆ…計測部、３ｇ…磁性部、３ｈ…案内部、３ｉ…非磁性部、３ｊ…端部、３ｋ…連結部、４…変位検出部、４ａ…回転部、４ｂ…回転検出部、４ｃ…接続部、４ｄ…弾性部、５…処理部、５ａ…取得部、５ｂ…記憶部、５ｃ…波形演算部、５ｄ…関数演算部、５ｅ…成分除去部、５ｆ…補正波形演算部、５ｇ…断線判定部、５ｈ…ノイズ除去演算部、１０…エレベータ、１０ａ…かご、１０ｂ…釣合錘、１０ｃ…綱車、１０ｄ…巻上機、１０ｅ…移動情報入力部、１０ｆ…かご位置検出部、１０ｇ…かご移動量検出部、１１…ロープ、１１ａ…磁性被覆部分、１１ｂ…断線部分、１１ｃ…芯材、１１ｄ…凸部、１２…エレベータ制御部、１２ａ…取得部、１２ｂ…記憶部、１２ｃ…かご位置演算部、１２ｄ…巻上制御部、１３…ストランド、１３ａ…内素線、１３ｂ…外素線、１３ｃ…先端部、Ｘ１…機械室、Ｘ２…昇降路、Ｘ３…乗場

Claims

磁化されたエレベータ用ロープの磁束を検出する磁束検出部を有する診断具を備え、
前記診断具は、機械室の内部に配置され、前記機械室に対して固定されるエレベータ用ロープの診断システムであって、
前記エレベータ用ロープに対する前記磁束検出部の変位量を検出する変位検出部と、
前記磁束検出部が検出した磁束と前記変位検出部が検出した変位量とに基づいて、前記エレベータ用ロープのロープ距離軸と磁束軸とからなる波形を演算する波形演算部と、を備え、
前記波形演算部は、取得した診断開始時のかごの位置の情報と各乗場間の距離の情報とに基づいて、前記ロープ距離軸上にかごの乗場の位置を出力する、エレベータ用ロープの診断システム。
磁化されたエレベータ用ロープの磁束を検出する磁束検出部を有する診断具を備え、
前記診断具は、機械室の内部に配置され、前記機械室に対して固定されるエレベータ用ロープの診断システムであって、
前記エレベータ用ロープに対する前記磁束検出部の変位量を検出する変位検出部と、
前記磁束検出部が検出した磁束と前記変位検出部が検出した変位量とに基づいて、前記エレベータ用ロープのロープ距離軸と磁束軸とからなる波形を演算する波形演算部と、
前記波形演算部が演算した波形からノイズを除去した補正波形を演算するノイズ除去演算部と、を備える、エレベータ用ロープの診断システム。
前記磁束検出部は、前記エレベータ用ロープからの漏洩磁束を検出し、
前記ノイズ除去演算部は、
前記波形演算部が演算した波形に基づいて、フーリエ級数展開による関数を演算する関数演算部と、
前記関数演算部が演算した関数に対して、所定の周期の成分を除去する成分除去部と、
前記成分除去部が前記所定の周期の成分を除去した後の関数に基づいて、波形を演算する補正波形演算部と、を備える、請求項２に記載のエレベータ用ロープの診断システム。
前記ノイズ除去演算部が演算した補正波形に基づいて、前記エレベータ用ロープの断線の有無を判定する断線判定部を備える、請求項２又は３に記載のエレベータ用ロープの診断システム。
磁束を検出する磁束検出部を有する診断具を、機械室の内部に配置して、前記機械室に対して固定することと、
前記磁束検出部が、磁化されたエレベータ用ロープに対して前記エレベータ用ロープのロープ長さ方向に変位することによって、前記エレベータ用ロープの磁束を検出することと、
前記エレベータ用ロープに対する前記磁束検出部の変位量を検出することと、
検出した磁束と検出した変位量とに基づいて、前記エレベータ用ロープのロープ距離軸と磁束軸とからなる波形を演算することと、
取得した診断開始時のかごの位置の情報と各乗場間の距離の情報とに基づいて、前記ロープ距離軸上にかごの乗場の位置を出力することと、を含む、エレベータ用ロープの診断方法。