JP7003977B2 - エレベーターの診断システム - Google Patents

Description

本発明は、同一グループのエレベーターの各々のかごに搭載された荷重センサーの異常を検知することのできる診断システムに関するものであり、より具体的には、経年劣化等による荷重センサーの出力のずれを早期に発見できるエレベーターの診断システムに関するものである。

エレベーターのかごは、主ロープに吊り下げられたかご枠に乗客や荷物を載せるかご室を内包した構造であり、建物のシャフト内を走行する。かごの乗り心地を良好なものにするために、一般的に、かご枠に防振ゴムを介してかご室を配置している。かご室に乗客や荷物が載ると、防振ゴムは荷重に応じて圧縮されて、かご室はかご枠に対して相対的に降下する。この性質を利用し、かご枠に取り付けられたロードセルの如き荷重センサーでかご室の底面を検知し、かご室に載っている乗客や荷物の荷重を測定することができる。測定された荷重は、定格積載に対する過積載の判定はもちろん、かごを動かす際の様々な制御に用いられている。

エレベーターの据付時には、所定重量のウェイトをかご室に載せることで、荷重センサーの出力から算出される荷重と、実際の荷重の関係を調整することができる。しかしながら、長期に亘ってエレベーターを使用した場合、防振ゴムの特性変化や荷重センサーの取付位置がずれるなどの経年劣化、経年変化により、荷重センサーの出力から算出される荷重と実際の荷重がずれてしまう虞がある。

そこで、特許文献１の診断システムでは、個々のエレベーターについて、正常と診断されるセンサーデータを予め保持している蓄積学習データ群に加え、蓄積学習データ群の中心とそれに近いものだけを残して遠いものを蓄積学習データ群から削除する更新作業を行なうようにしている。これにより、正常と判断される範囲内で外れ値となるセンサーデータが入ってきた場合であっても、すぐに削除して、外れ値によるノイズの影響を抑制できるように蓄積学習データを更新することで、荷重センサーの経年劣化に追従するようにしている。

特開２０１５－３５１１８号公報

特許文献１では、個々の荷重センサーの経年変化に経時的に学習データを追従させるようにしているから、それぞれのエレベーターにおいて複数のデータを取得して蓄積し、学習等させるシステムが夫々必要となり、導入が容易ではない。

一方で、複数のエレベーターを併設して同じ群管理下で制御することや、駅などの同じ建物に設置、或いは、複数の棟を持つ集合住宅に設置することがある。これら複数のエレベーター（以下「同一グループのエレベーター」と称する）は、同じような頻度、同じような乗客や荷物の荷重下で使用されることが多い。

とくに、同一グループのエレベーターについて、導入時期がほぼ同時期であり、機種も同じ又は近い場合、防振ゴムの劣化や荷重センサーの取付位置のずれ等も同じように進行する。

このことに着目し、発明者らは、同一グループのエレベーターについて、エレベーターどうしの荷重センサーの出力を比較し、差異がある場合に異常として検出できるのではないかと考え、本発明に至った。

本発明の目的は、同じグループのエレベーターの各々に搭載された荷重センサーの異常を検知することのできる診断システムを提供することである。

本発明のエレベーターの診断システムは、
同一グループのエレベーターのかごに搭載された荷重センサーの異常を検知する診断システムであって、
各荷重センサーからの出力を記録する記録部と、
前記記録部に記録された各荷重センサーの出力どうしを比較して異常判断を行なう診断部と、
を具える。

前記同一グループのエレベーターは３基以上であることが望ましい。

前記かごは、かご枠に防振ゴムを介してかご室を配置して構成され、
前記荷重センサーは、前記かご枠に対する前記かご室の相対的な位置を検出するロードセルとすることができる。

前記診断部は、所定の診断条件に応じて荷重センサー毎に較正した閾値に基づいて異常判断を行なうことが望ましい。

前記診断条件は、前記各エレベーターの設置位置とすることができる。

前記診断条件は、前記各エレベーターの停止可能階床数とすることができる。

前記診断部は、前記記録部に記録された各荷重センサーの出力を各かごの定格積載に対する荷重割合を算出し、当該荷重割合で出発した前記かごの出発回数を比較する構成とすることができる。

前記診断部は、前記記録部に記録された各荷重センサーの出力が各かごの定格積載を超えた検出回数を比較する構成とすることができる。

前記診断部は、利用者の少ない時間帯に前記荷重センサーの出力の差が所定の閾値以上の状態が所定時間以上継続した場合に、異常と判断することができる。

本発明のエレベーターの診断システムによれば、同一グループのエレベーター間で荷重センサーの出力を比較することで、荷重センサーの異常を早期に発見することができる。

図１は、エレベーターのブロック図である。

図面を参照して本発明の一実施形態に係るエレベーターの診断システム３０について説明を行なう。

本発明の診断システム３０は、同じ群管理下で制御される複数のエレベーターや、駅などの同じ建物、或いは、複数の棟を持つ集合住宅などの同一グループのエレベーターの診断に適用することができる。診断システム３０は、導入時期がほぼ同時期であり、また、機種が同じ又は近いエレベーターの診断にとくに有効である。

図１は、エレベーターのブロック図を示している。図に示すように、かご１０は、主ロープ１５の一端に吊り下げられており、主ロープ１５の他端にはカウンターウェイト１６が吊り下げられている。主ロープ１５は、巻上機１８に連結されたシーブ１７に掛けられ、巻上機１８が正逆回転することで、かご１０をシャフト内で昇降させることができる。また、かご１０の停止はシーブ１７に連結されたブレーキ１９により行なうことができる。

かご１０は、かご枠１１に防振ゴム１３を載置し、防振ゴム１３上に乗客や荷物を載せるかご室１２を配置して構成される。かご枠１１には、荷重センサー１４が設置されている。荷重センサー１４は、たとえばロードセルであり、かご室１２内の乗客や荷物の荷重によって、かご室１２が防振ゴム１３を圧縮させてかご枠１１内で沈み込むことで生ずる相対的な位置の変化を電圧変化として検出し、信号出力する。荷重センサー１４の信号は、インターフェース２１を介してエレベーターの運行制御部２０に送信される。

エレベーターは、図１に示すように、個々のかご１０の運行を制御する運行制御部２０を具える。運行制御部２０は、かご呼びや乗場呼びに応答して、巻上機１８の駆動やブレーキ１９の作動を制御してかご１０を昇降させたり、かご１０の扉開閉などの制御を行なう。同一グループのエレベーターが群管理される場合には、各運行制御部２０は図示しない群管理制御装置に接続され、群管理制御される。

運行制御部２０には、インターフェース２１を通じて荷重センサー１４の信号が入力され、運行制御部２０は、荷重センサー１４により検出された荷重に基づいて、以下のような制御を行なう。

・荷重センサー１４の出力に基づき、巻上機１８の駆動電圧の調整やブレーキ１９の作動タイミングの調整により、かご１０の発停止ショックを低減。
・荷重センサー１４の出力によればかご１０の荷重が小さく、かご１０に少人数しか載っていないが、多くのかご呼び（階床ボタンの操作）が行なわれたときに、異常な操作としてかご呼びをキャンセルする機能（所謂いたずら呼びキャンセル機能）。
・かご１０内が乗場呼びに応答しても乗客が乗り込むことができない程度の混雑状況の際に、乗場呼びに応答せず通過する機能（所謂オートバイパス機能）。
・群管理制御の場合、かご１０内の積載荷重を考慮しつつ、平均の待ち時間が最小となるように複数のかご１０を制御。

すなわち、荷重センサー１４の信号は、上記のような種々のエレベーターの制御に非常に重要な役割を担っている。そして、長期に亘ってエレベーターを使用した場合、防振ゴム１３の特性変化や荷重センサー１４の取付位置がずれるなどの経年劣化、経年変化が生じ、荷重センサー１４の出力にずれが生じてしまうと、発停止ショックの発生、いたずら呼びキャンセル機能やオートバイパス機能の正常な動作の妨げ、待ち時間の増加等による運行効率の低下、さらには、過積載を検出できずにかご１０を運行し、エレベーターの各機器に損傷や寿命低下が生じるなどの問題が起こる可能性がある。

そこで、本発明では、同じような頻度、同じような乗客や荷物の荷重下で使用される同一グループのエレベーターについて、荷重センサー１４どうしの出力を比較することにより、経年劣化を考慮しつつ、異常を早期に発見できるようにしている。同一グループのエレベーターは、荷重センサー１４どうしの出力を相対的に比較するために、３基以上で構成することが望ましい。従って、図１に示すように、同様の構造を有するエレベーターは３基以上配置される。なお、エレベーターは、併設されていてもよいし、同じ建物内で離れた場所にあっても構わない。また、各エレベーターは、定格積載が同じであることが望ましいが、定格積載が異なるものであってもよい。

図１に示すように、各運行制御部２０は、インターフェース２２を通じて各かご１０の荷重センサー１４の信号を診断システム３０に入力する。診断システム３０は、各荷重センサー１４の信号を記録する記録部３１と、記録部３１に記録された各荷重センサー１４の信号を比較し、異常を診断する診断部３５を具える。

たとえば、記録部３１は、第１記録部３２と第２記録部３３を具え、第１記録部３２は、各荷重センサー１４から受信したすべての信号をかご１０の号機や時間などと共にログデータと共に記録する構成、第２記録部３３は、所定の条件を満たすログデータのみを注出して記録する構成とすることができる。具体的には、各エレベーターの運行制御部２０にインターフェース２２を介して接続され、また、第１記録部３２及び第２記録部３３に接続されたログデータ注出部３４を具え、運行制御部２０によるかご１０の出発、停止など所定のイベントが発生したときに第１記録部３２に記録された荷重センサー１４のログデータを注出し、第２記録部３３に記録する構成することができる。

運行制御部２０による所定のイベントとして、所定の時間帯、たとえば、利用者の少ない夜間などの時間帯のものに限定したかご１０の発停止、定格積載に対して所定荷重割合以上で出発した出発回数などを挙げることができる。

診断部３５は、第２記録部３３に記録された各荷重センサー１４の信号を比較して異常判定を行なう。たとえば、診断部３５は、各荷重センサー１４の信号に所定の閾値以上の差がある場合には、異常と判断する。診断部３５が異常と判断すると、図示しない発報手段によりエレベーターの管理室や遠隔管理所に発報したり、記録部３１に異常発生をログデータとして記録しておき、次回の定期点検の際にメンテナンス員が確認可能な構成とすることができる。

上記した閾値は、すべての荷重センサー１４に対して同一の値とすることもできるが、所定の条件（以下「診断条件」という）に応じてパラメーターで較正した閾値を適用することもできる。たとえば、同一グループのエレベーターが同じエレベーターホールに複数基設置されている場合、設置位置によってエレベーターの使用頻度が異なることがある。具体的には、入口に近いエレベーターほど、使用頻度が高くなる傾向にある。このような場合、使用頻度が高いエレベーターは、使用頻度の低いエレベーターに比べて防振ゴム１３の劣化が早くなることが考えられる。そこで、当該使用頻度の高いエレベーターに適用される閾値は、他のエレベーターよりも大きくなるように設定すればよい。

同様に、同一グループのエレベーターであっても、停止可能階床数を違えて設定する場合がある。停止可能階床数を診断条件とした場合、停止可能階床数の多いエレベーターほど、使用頻度が高くなることがある。このため、当該使用頻度の高いエレベーターに適用される閾値は、他のエレベーターよりも大きくなるように設定すればよい。

診断部３５は、所定時間内（たとえば２４時間）に、定格積載に対して荷重センサー１４で測定された荷重が所定割合以上の状態で出発した出発回数を比較するようにしてもよい。所定荷重割合以上で出発した出発回数が同一グループの他のエレベーターに比して突出して多いと、経年劣化等による荷重センサー１４の出力異常である疑いがあるから、診断部３５がその出発回数を比較することで荷重センサー１４の異常を判定できる。なお、当該出発回数は、その回数自体を比較するのではなく、所定時間における総出発回数に対する割合を比較するようにしてもよい。詳細は、実施例にて説明する。

診断部３５は、所定時間内（たとえば１週間）に、定格積載に対して荷重センサー１４で測定された荷重が所定割合以上の状態でオートバイパス機能により乗り場呼び階床を通過した回数を比較することもできる。当該回数が同一グループの他のエレベーターに比して突出して多いと（たとえば２倍）、経年劣化等による荷重センサー１４の出力異常である疑いがあるから、診断部３５がその回数を比較することで荷重センサー１４の異常を判定できる。なお、所定時間を１週間としたのは、オートバイパス機能の発生頻度が比較的少ないためである。

また、診断部３５は、所定時間内（たとえば１週間）に、荷重センサー１４で測定された荷重が、定格積載を超えた（たとえば定格積載の１１０％）検出回数を比較することもできる。当該検出回数が同一グループの他のエレベーターに比して突出して多いと（たとえば２倍）、経年劣化等による荷重センサー１４の出力異常である疑いがあるから、診断部３５がその検出回数を比較することで荷重センサー１４の異常を判定できる。なお、所定時間を１週間としたのは、定格積載を超える荷重となる検出回数が比較的少ないためである。

診断部３５は、ログデータ注出部３４により利用者の少ない夜間などの時間帯における所定時間（たとえば１０分）の継続したログデータを診断条件として取得し、当該所定時間における荷重センサー１４どうしの出力の差を比較するようにしてもよい。

上記のように、同一グループの複数のエレベーターについて、診断部３５がかご１０内が空の状態で荷重センサー１４の出力を比較することにより、防振ゴム１３の経年劣化や荷重センサー１４の取付位置のずれなどの経年変化の異常を早期に発見できる。

上記説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を限縮するように解すべきではない。また、本発明の各部構成は、上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

同一グループの各エレベーターについて、出発毎に定格積載に対する荷重割合を測定し、回数分布を求めて荷重センサー１４の異常判定を行なった。

同一グループのエレベーターは、１号機～６号機の６基である。診断システム３０のログデータ注出部３４は、第１記録部３２に記録された各荷重センサー１４の出力のうち、出発毎の荷重を注出して第２記録部３３に記録した。診断部３５は、第２記録部３３に記録された荷重について、定格積載に対する荷重割合を０～２５％、２５～５０％、５０～８０％、８０％以上の４グループに分けてテーブル化した。検出荷重毎の１日の出発回数の分布例を表１に示す。

診断部３５は、同一グループのエレベーターについて、所定期間（１日）における検出荷重毎の出発回数の最大値、最小値を注出する（表２参照）。

そして、診断部３５は、検出荷重毎の出発回数の最大値が、最小値の２倍より大きい場合に異常判定を行なう。本実施例の場合、検出荷重が２５－５０％の分布について、最大値（４号機）が最小値（６号機）の２倍以上となっており、また、検出荷重が５０－８０％の分布について、最大値（４号機）が最小値（３号機）の２倍以上となっているため異常判定となる。また、検出荷重が０－２５％の場合も最小値（４号機）の出発回数が０であるため、最大値（３号機）に対して異常判定となる。

異常判定の理由は、４号機の荷重センサー１４が実際の荷重に対して過大、或いは過小な出力を行なっている、或いは、３号機及び／又は６号機の荷重センサー１４が実際の荷重に対して過小、或いは過大な出力を行なっていることが考えられ、その原因として荷重センサー１４や防振ゴム１３の経年劣化、経年変化が推定される。そこで、診断部３５は、荷重センサー１４等に異常があることを、発報手段によりエレベーターの管理室や遠隔管理所に発報したり、記録部３１に異常発生をログデータとして記録しておき、次回の定期点検の際にメンテナンス員が確認可能な状態としておけばよい。

なお、本実施形態の判定フローを適用した場合、同じ検出荷重域において最大値の出発回数が１、最小値が０など、試行回数が少ない場合には異常判定となり得る。このため、実機への適用に際し、試行回数が所定数よりも少ない場合には、当該検出荷重域について異常判定をスキップしたり、所定期間を長くすることもできる。また、統計的な手法を採用することで、これらケースが異常判定とならないようにしてもよい。

本発明によれば、上記のように、同一グループのエレベーターの荷重センサー１４の出力を比較することで、個々の荷重センサー１４の値を参照しても判定し難い荷重センサー１４や防振ゴム１３の経年劣化、経年変化を早期に異常として判定することができる。

１０ かご
１１ かご枠
１２ かご室
１３ 防振ゴム
１４ 荷重センサー
２０ 運行制御部
３０ 診断システム
３１ 記録部
３４ ログデータ注出部
３５ 診断部

Claims (8)

1. 同一グループのエレベーターのかごに搭載された荷重センサーの異常を検知する診断システムであって、
   各荷重センサーからの出力を記録する記録部と、
   前記記録部に記録された各荷重センサーの出力どうしを比較し、前記出力に所定の閾値以上の差がある場合に異常と判断する診断部と、
   を具え、
   前記診断部は、所定の診断条件に応じて荷重センサー毎に較正した閾値に基づいて異常判断を行なうものであり、前記診断条件は、前記各エレベーターの設置位置である、
   エレベーターの診断システム。
2. 同一グループのエレベーターのかごに搭載された荷重センサーの異常を検知する診断システムであって、
   各荷重センサーからの出力を記録する記録部と、
   前記記録部に記録された各荷重センサーの出力どうしを比較し、前記出力に所定の閾値以上の差がある場合に異常と判断する診断部と、
   を具え、
   前記診断部は、所定の診断条件に応じて荷重センサー毎に較正した閾値に基づいて異常判断を行なうものであり、前記診断条件は、前記各エレベーターの停止可能階床数である、
   エレベーターの診断システム。
3. 前記診断部は、利用者の少ない時間帯に前記荷重センサーの出力の差が所定の閾値以上の状態が所定時間以上継続した場合に、異常と判断する、
   請求項1又は請求項２に記載のエレベーターの診断システム。
4. 同一グループのエレベーターのかごに搭載された荷重センサーの異常を検知する診断システムであって、
   各荷重センサーからの出力を記録する記録部と、
   前記記録部に記録された各荷重センサーの出力どうしを比較し、前記出力に所定の閾値以上の差がある場合に異常と判断する診断部と、
   を具え、
   前記診断部は、利用者の少ない時間帯に前記荷重センサーの出力の差が所定の閾値以上の状態が所定時間以上継続した場合に、異常と判断する、
   エレベーターの診断システム。
5. 前記同一グループのエレベーターは３基以上である、
   請求項１乃至請求項４の何れかに記載のエレベーターの診断システム。
6. 前記かごは、かご枠に防振ゴムを介してかご室を配置して構成され、
   前記荷重センサーは、前記かご枠に対する前記かご室の相対的な位置を検出するロードセルである、
   請求項１乃至請求項５の何れかに記載のエレベーターの診断システム。
7. 前記診断部は、前記記録部に記録された各荷重センサーの出力を各かごの定格積載に対する荷重割合を算出し、当該荷重割合で出発した前記かごの出発回数を比較する、
   請求項１乃至請求項６の何れかに記載のエレベーターの診断システム。
8. 前記診断部は、前記記録部に記録された各荷重センサーの出力が各かごの定格積載を超えた検出回数を比較する、
   請求項１乃至請求項７の何れかに記載のエレベーターの診断システム。

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