JP7467736B1 - エレベータの異常音診断システムおよび異常音診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素で安価なエレベータの異常音診断システムを提供する。
【解決手段】実施の形態によるエレベータの異常音診断システムにおいては、各々の音センサの測定により作成された音圧測定データに基づいて異常音が発生していると判定された場合、各々の音圧測定データの音圧ピーク値が発生した時刻の時刻差を測定時刻差として算出する。この測定時刻差に基づいて、各々の音センサから画定される基準点に対する異常音の発生方角を測定発生方角として算出し、この測定発生方角と、音圧ピーク値が発生した乗りかごの昇降位置における機器配置データとに基づいて、異常音を発生させた異常音発生機器が特定される。
【選択図】図３

Description

実施の形態は、エレベータの異常音診断システムおよび異常音診断方法に関する。

エレベータの異常音診断は、正常時の音圧データと診断時の音圧データとを比較することにより行われる。例えば、乗りかごの昇降中に撮像した画像と、測定した音圧データと、乗りかごの昇降位置とに基づいて、異常音が発生している昇降位置を特定する異常音診断システムが知られている。あるいは、例えば、複数の音センサの向きと、音圧差と、乗りかごの昇降位置と、学習データベースとに基づいて異常音が発生している昇降位置を特定する異常音診断システムも知られている。このような異常音診断システムは、処理が複雑になり高価なシステムになり得る。

特許第７００６８６４号公報 特開２０２２－０２５８２８号公報

実施の形態は、簡素で安価なエレベータの異常音診断システムおよび異常音診断方法を提供することを目的とする。

実施の形態によるエレベータの異常音診断システムは、乗りかごの上面に設けられ、乗りかごの昇降中に発生する音を測定する２つ以上の音センサと、各々の音センサの測定により作成された音圧測定データに基づいて、異常音が発生しているか否かを判定する第１異常音判定部と、第１異常音判定部により異常音が発生していると判定された場合、各々の音圧測定データの音圧ピーク値が発生した時刻の時刻差を測定時刻差として算出する第１時刻差算出部と、測定時刻差に基づいて、各々の前記音センサから画定される基準点に対する異常音の発生方角を測定発生方角として算出する方角算出部と、測定発生方角と、音圧ピーク値が発生した乗りかごの昇降位置における機器配置データとに基づいて、異常音を発生させた異常音発生機器を特定する機器特定部と、を備えている。

実施の形態によるエレベータの異常音診断方法は、乗りかごの上面に設けられた２つ以上の音センサにより、前記乗りかごの昇降中に発生する音を測定するステップと、各々の音センサの測定により作成された音圧測定データに基づいて、異常音が発生しているか否かを判定するステップと、異常音が発生していると判定された場合、各々の音圧測定データの音圧ピーク値が発生した時刻の時刻差を測定時刻差として算出するステップと、測定時刻差に基づいて、各々の音センサから画定される基準点に対する異常音の発生方角を測定発生方角として算出するステップと、測定発生方角と、音圧ピーク値が発生した乗りかごの昇降位置における機器配置データとに基づいて、異常音を発生させた異常音発生機器を特定するステップと、を備えている。

図１は、第１の実施の形態によるエレベータ装置を示す概略図である。 図２は、図１の乗りかごを上方から見たときの機器配置を示す概略図である。 図３は、第１の実施の形態によるエレベータの異常音診断システムを示すブロック図である。 図４（ａ）は、図３に示す第１異常音判定部による判定処理を説明するための模式図であり、図４（ｂ）は、図２に示す音センサへの音源からの音の到達時間を説明するための模式図であり、図４（ｃ）は、図３に示す第１時刻差算出部による測定時刻差の算出処理を説明するための模式図である。 図５（ａ）は、図３に示す第２異常音判定部による判定処理を説明するための模式図であり、図５（ｂ）は、図３に示す第２時刻差算出部による測定時刻差の算出処理を説明するための模式図である。 図６は、図１の乗りかごを上方から見たときの機器配置を示す概略図であって、基準時刻差を説明するための図である。 図７（ａ）は、図３に示す方角算出部が用いる基準時刻差を説明するための表であり、図７（ｂ）は、図３に示す方角算出部による発生方角の算出処理を説明するためのグラフである。 図８は、図３に示す機器特定部が用いる機器配置データの一例である。 図９は、第１の実施の形態によるエレベータの異常音診断方法を示すフローチャートである。 図１０は、第２の実施の形態によるエレベータの異常音診断システムを示すブロック図である。

以下、図面を参照して、本実施の形態によるエレベータの異常音診断システムおよび異常音診断方法について説明する。

（第１の実施の形態）
図１に示すように、本実施の形態によるエレベータの乗りかご1は、図示しない釣合錘と主ロープで連結されている。この主ロープは、図示しない巻上機に連結されたトラクションシーブに巻きかけられており、巻上機が主ロープを巻き上げることにより、乗りかご1と釣合錘が昇降する。乗りかご1の昇降は、昇降路2内に設けられた一対のガイドレール3A、3Bに案内される。乗りかご1の上部および下部には、ガイドレール3Ａ、3Ｂに転動するガイドローラ4A、4Bが設けられている。図２に示すように、乗りかご1の上面には、主ロープが巻き掛けられたシーブ5A、5Bが設けられている。また、乗りかご1の上面には、第１機器6A、第２機器6Bおよび第３機器6Cが設けられている。

本実施の形態によるエレベータ異常音診断システム10は、乗りかご1が昇降している間に異常音が発生しているか否かを診断するシステムである。以下、異常音診断システム10について説明する。

図２および図３に示すように、異常音診断システム10は、２つ以上の音センサ11～14と、診断装置20と、音データベース15と、機器配置データベース16と、表示部17と、を備えている。音センサ11～14および診断装置20は、乗りかご1の上面に設置されていてもよい。音データベース15および機器配置データベース16は、エレベータの制御装置内に設置されていてもよく、制御装置外に設置されていてもよい。あるいは、データベース15、16は、クラウドサーバーに設けられていてもよい。表示部17は、エレベータの監視室に設けられていてもよい。本実施の形態においては、図２に示すように、一例として、４つの音センサ11～14を備えた異常音診断システム10について説明する。４つの音センサ11～14は、第１音センサ11と、第２音センサ12と、第３音センサ13と、第４音センサ14である。

音センサ11～14は、乗りかご1の上面に設けられている。音センサ11～14は、乗りかご1の昇降中に発生する音を測定する。音センサ11～14は、20Hz～20kHzまでの音を測定可能なマイクロホンであってもよい。音センサ11～14は、後述する音圧データ作成部22と、有線または無線で接続されていてもよい。音センサ11～14から音圧データ作成部22に音信号が送信される。音センサ11～14は、乗りかご1の上面に固定されていてもよい。音センサ11～14は、図２に示すように、上方から見たときに、乗りかご1の上面に位置する上梁（図示せず）の中央部に配置されていてもよいが、乗りかご1の上面の４隅にそれぞれ配置されていてもよい。音センサ11～14が指向性を有する場合、音センサ11～14の向きは任意であり、音センサ11～14の向きは固定されていてもよい。

診断装置20は、本実施の形態による異常音診断の各種処理を行う。診断装置20は、通信部21と、音圧データ作成部22と、第１異常音判定部23と、第１時刻差算出部24と、スペクトログラム作成部25と、第２異常音判定部26と、第２時刻差算出部27と、方角算出部28と、機器特定部29と、かご位置取得部30と、機器交換判定部31と、情報記録部32と、を含んでいてもよい。

通信部21は、上述した音データベース15、機器配置データベース16および表示部17に通信可能に構成されている。通信部21は、インターネットを介して各データベース15、16および表示部17と通信可能であってもよい。

音圧データ作成部22は、各々の音センサ11～14により測定された音から、音圧測定データを作成する。音圧測定データは、乗りかご1の昇降を開始してからの時刻と音圧との関係を示すデータである。図４（ａ）および（ｂ）は、音圧測定データを模式的に示している。音圧データ作成部22は、音センサ11～14毎に音圧測定データを作成する。このため、本実施の形態では、４つの音圧測定データが作成される。

第1異常音判定部23は、各々の音圧測定データに基づいて、異常音が発生しているか否かを判定する。例えば、第1異常音判定部23は、予め記憶されていた音圧基準データの音圧ピーク値と音圧測定データの音圧ピーク値とを比較することにより、異常音が発生しているか否かを判定してもよい。各々の音圧測定データは、対応する音圧基準データと比較される。すなわち、音圧測定データおよび音圧基準データはそれぞれ、対応する音センサ11～14と関連付けられている。

より具体的には、第1異常音判定部23は、上述した通信部21を介して、後述する音データベース15に記憶されている各々の音圧基準データを取得する。各々の音圧基準データと、対応する音圧測定データとが比較される。より具体的には、図４（ａ）に示すように、音圧測定データP1の音圧ピーク値から、対応する音圧基準データP0の音圧ピーク値を引いた音圧ピーク値差ΔPが、所定の第１の閾値以上である場合に、異常音が発生していると判定されてもよい。この音圧ピーク値差ΔPが、第１の閾値よりも小さい場合には、異常音が発生していないと判定されてもよい。音圧ピーク値は、音圧測定データにおいて音圧の最高値である。図４（ａ）は、第１音センサ11から得られた音圧測定データP1を代表的に例示している。

上述したように本実施の形態においては、４つの音圧測定データが作成される。第１異常音判定部23は、各々の音圧測定データが、対応する音圧基準データと比較される。少なくとも１つの音圧測定データについての音圧ピーク値差ΔPが上述した第１の閾値以上である場合に、第１異常音判定部23は、異常音が発生していると判定してもよい。

第1時刻差算出部24は、第1異常音判定部23により異常音が発生していると判定された場合、各々の音圧測定データの音圧ピーク値が発生した時刻の時刻差を測定時刻差として算出する。測定時刻差は、後述する異常音発生機器から発生した異常音が、各々の音センサ11～14に到達するまでの時刻差である。図４（ｂ）に示すように、異常音発生機器から発生した異常音は、各々の音センサ11～14に到達するまでの時間は異なり得る。そこで、本実施の形態による異常音診断システム10では、異常音が各々の音センサ11～14に到達するまでの時刻差を用いて、異常音の発生方角を特定する。

例えば、第1時刻差算出部24は、第１音センサ11に対応する音圧測定データの音圧ピーク値が発生した時刻と、他の音センサ12～14に対応する音圧測定データの音圧ピーク値が発生した時刻との差を算出してもよい。本実施の形態においては、図４（ｃ）に示すように、第1時刻差算出部24は、第２音センサ12に対応する音圧ピーク値が発生した時刻t2と第１音センサ11に対応する音圧ピーク値が発生した時刻t1との測定時刻差Δt_21iを算出する。図４（ｃ）は、第１音センサ11から得られた音圧測定データP1と第２音センサ12から得られた音圧測定データP2を代表的に例示している。同様にして、第1時刻差算出部24は、第３音センサ13に対応する音圧ピーク値が発生した時刻t3と時刻t1との測定時刻差Δt_31iを算出する。また、第1時刻差算出部24は、第４音センサ14に対応する音圧ピーク値が発生した時刻t4と時刻t1との測定時刻差Δt_41iを算出する。

スペクトログラム作成部25は、上述した音圧データ作成部22により作成された各々の音圧測定データから測定スペクトログラムを作成する。測定スペクトログラムは、音圧測定データを高速フーリエ変換することにより作成されてもよい。測定スペクトログラムは、乗りかご1の昇降を開始してからの時刻と周波数と音圧との関係を示すデータである。図５（ａ）は、測定スペクトログラムから得られる周波数－音圧特性を模式的に示している。図５（ａ）には、後述する基準スペクトログラムから得られる周波数－音圧特性が重ねて示されている。スペクトログラム作成部25は、音圧測定データ毎に測定スペクトログラムを作成する。このため、本実施の形態では、４つの測定スペクトログラムが作成されて、周波数－音圧特性がそれぞれ得られる。図５（ａ）は、第１音センサ11から得られた測定スペクトログラムから得られる周波数－音圧特性を代表的に例示している。

スペクトログラム作成部25は、第1異常音判定部23により異常音が発生していないと判定された場合に、上述した測定スペクトログラムを作成してもよい。あるいは、スペクトログラム作成部25は、第1異常音判定部23により異常音が発生していない判定された場合だけでなく、第１異常音判定部23により異常音が発生したと判定された場合にも、測定スペクトログラムを作成してもよい。

第２異常音判定部26は、第1異常音判定部23により異常音が発生していないと判定された場合、上述した測定スペクトログラムに基づいて、異常音が発生しているか否かを判定する。例えば、第２異常音判定部26は、予め記憶されていた基準スペクトログラムのピーク周波数と、測定スペクトログラムのピーク周波数とを比較することにより、異常音が発生しているか否かを判定してもよい。各々の測定スペクトログラムのピーク周波数は、対応する基準スペクトログラムのピーク周波数と比較される。各々の測定スペクトログラムは、対応する音センサ11～14と関連付けられている。

第２異常音判定部26は、上述した通信部21を介して、後述する音データベース15に記憶されている各々の基準スペクトログラムを取得する。各々の基準スペクトログラムのピーク周波数と、対応する測定スペクトログラムのピーク周波数とが比較される。より具体的には、図５（ａ）に示すように、測定スペクトログラムのピーク周波数f1と、対応する基準スペクトログラムのピーク周波数f0とのピーク周波数差Δfの絶対値が、所定の第２の閾値以上である場合に、異常音が発生していると判定されてもよい。このピーク周波数差Δfの絶対値が、第２の閾値よりも小さい場合には、異常音が発生していないと判定されてもよい。ピーク周波数は、スペクトログラムにおいて音圧ピーク値が発生した際の周波数である。

上述したように本実施の形態においては、４つの測定スペクトログラムが作成される。第２異常音判定部26により、各々の測定スペクトログラムのピーク周波数が、対応する基準スペクトログラムのピーク周波数と比較される。少なくとも１つの測定スペクトログラムについてのピーク周波数差Δfの絶対値が上述した第２の閾値以上である場合に、第２異常音判定部26は、異常音が発生していると判定してもよい。

第２時刻差算出部27は、第２異常音判定部26により異常音が発生していると判定された場合、各々の測定スペクトログラムの音圧ピーク値が発生した時刻の時刻差を測定時刻差として算出する。第２時刻差算出部27により算出される測定時刻差は、上述した第１時刻差算出部24により算出される測定時刻差と同様にして、後述する方角算出部28で用いられる値である。

例えば、第２時刻差算出部27は、第１時刻差算出部24と同様に、第１音センサ11に対応する測定スペクトログラムの音圧ピーク値が発生した時刻と、他の音センサ12～14に対応する測定スペクトログラムの音圧ピーク値が発生した時刻との差を算出してもよい。他の音センサ12～14に対応する測定スペクトログラムの音圧ピーク値は、第１音センサ11に対応する測定スペクトログラムから得られたピーク周波数f1についての音圧ピーク値であってもよい。本実施の形態においては、図５（ｂ）に示すように、第２時刻差算出部27は、第２音センサ12に対応する音圧ピーク値（ピーク周波数f1についての音圧ピーク値）が発生した時刻t2と第１音センサ11に対応する音圧ピーク値（ピーク周波数f1についての音圧ピーク値）が発生した時刻t1との測定時刻差Δt_21iを算出する。図５（ｂ）は、第１音センサ11のピーク周波数f1の時間特性（ピーク周波数f1を成分とする音圧測定データP1）と第２音センサ12のピーク周波数f1の時間特性（ピーク周波数f1を成分とする音圧測定データP2）を代表的に例示している。同様にして、第２時刻差算出部27は、第３音センサ13に対応する音圧ピーク値（ピーク周波数f1についての音圧ピーク値）が発生した時刻t3と第１音センサ11に対応する音圧ピーク値（ピーク周波数f1についての音圧ピーク値）が発生した時刻t1との測定時刻差Δt_31iを算出する。また、第２時刻差算出部27は、第４音センサ14に対応する音圧ピーク値（ピーク周波数f1についての音圧ピーク値）が発生した時刻t4と第１音センサ11に対応する音圧ピーク値（ピーク周波数f1についての音圧ピーク値）が発生した時刻t1との測定時刻差Δt_41iを算出する。

第２時刻差算出部27は、図５（ｂ）に示すような、測定スペクトログラムのピーク周波数の時間特性を作成し、音圧ピーク値が発生した時刻を算出してもよい。しかしながら、第２時刻差算出部27は、上述した測定スペクトログラムから、音圧ピーク値が発生した時刻を算出してもよい。

方角算出部28は、上述した測定時刻差に基づいて、各々の音センサ11～14から画定される基準点SPに対する音の発生方角を測定発生方角として算出する。上述した第1異常音判定部23により異常音が発生していると判定された場合、方角算出部28は、第1時刻差算出部24により算出された測定時刻差を用いる。上述した第２異常音判定部26により異常音が発生していると判定された場合、方角算出部28は、第２時刻差算出部27により算出された測定時刻差を用いる。

本実施の形態においては、図６に示すように、基準点SPから右側に延びる方角を0°と設定する。この0°の方角から反時計回りに角度が進むように方角を設定する。基準点SPは、上方から見たときの４つの音センサ11～14の中心点である。

例えば、方角算出部28は、基準時刻差を用いて測定発生方角を算出してもよい。基準時刻差は、上述の基準点SPに対する所定の発生方角で発生した音が各々の音センサ11～14に到達する時刻の時刻差である。図７（ａ）には、基準時刻差の例が示されている。Δt_21jは、第１音センサ11と第２音センサ12についての基準時刻差である。Δt_31jは、第１音センサ11と第３音センサ13についての基準時刻差であり、Δt_41jは、第１音センサ11と第４音センサ14についての基準時刻差である。

基準時刻差は、図６に示すように、所定の半径を有する円周C上に仮想音源を所定の角度で配置して、各々の音センサ11～14に音が到達するまでの時刻差として算出することができる。仮想音源は0°から所定の角度刻みで配置してもよい。図７（ａ）には、10°刻みで仮想音源を移動させた場合の基準時刻差Δt_21j、Δt_31j、Δt_41jが示されている。基準時刻差は、10°よりも小さい角度刻みで設定されていてもよいが、10°よりも大きい角度刻みで設定されていてもよい。各々の基準時刻差Δt_21j、Δt_31j、Δt_41jには、方角が関連付けられている。各々の基準時刻差は、理論的に求められていてもよく、実験的に求められていてもよい。

方角算出部28は、基準時刻差Δt_21j、Δt_31j、Δt_41jと測定時刻差Δt_21i、Δt_31i、Δt_41iとの差についての二乗和平方根（SRSS）を算出することにより、測定発生方角を算出してもよい。例えば、以下の式を用いて測定発生方角が算出されてもよい。

上記式（１）に、上述した第1時刻差算出部24または第２時刻差算出部27により算出された測定時刻差Δt_21i、Δt_31i、Δt_41iを代入するとともに、ある方角での基準時刻差Δt_21j、Δt_31j、Δt_41jを代入する。このことにより、その方角におけるIが算出される。基準時刻差を方角毎に代入して式（１）の計算を実行することにより、方角毎にIが算出される。Iが最小となる方角が、測定発生方角である。このようにして算出された例が、図７（ｂ）に示されている。図７（ｂ）の横軸は方角であり、縦軸はIである。図７（ｂ）からわかるように、Iが最小となる方角が存在し、その方角が測定発生方角である。

機器特定部29は、上述の測定発生方角と、機器配置データとに基づいて、異常音を発生させた異常音発生機器を特定する。機器特定部29が用いる機器配置データは、上述した音圧測定データの音圧ピーク値または上述した測定スペクトログラムの音圧ピーク値が発生した乗りかご1の昇降位置における機器配置データである。機器特定部29は、乗りかご1の昇降位置毎に予め記憶されていた複数の機器配置データから、音圧ピーク値が発生した乗りかご1の昇降位置における機器配置データを特定する。

乗りかご1の昇降運転を制御する制御装置（図示せず）は、乗りかご1の昇降位置と時刻との関係を示す昇降位置データを有している。この昇降位置データを用いると、音圧ピーク値が発生した時刻における乗りかご1の昇降位置が特定できる。この際、各々の音センサ11～14に対応して複数の音圧ピーク値が存在しているため、各々の音圧ピーク値における時刻の平均値を用いて乗りかご1の昇降位置を特定してもよく、最も大きい音圧ピーク値における時刻を用いて乗りかご1の昇降位置を特定してもよい。乗りかご1の昇降位置は、後述するかご位置取得部30により取得されてもよい。機器特定部29は、後述する機器配置データベース16に記憶されている複数の機器配置データのうち、音圧ピーク値が発生した時刻における乗りかご1の昇降位置に最も近い昇降位置における機器配置データを機器配置データベース16から取得する。

機器配置データは、例えば、図８に示すようなデータ構造を有していてもよい。図８に示す機器配置データは、ある昇降位置におけるデータである。各機器には、基準点SPに対する方角が関連付けられている。機器特定部29は、測定発生方角に最も近い方角に位置する機器を異常音発生機器として特定する。測定発生方角から等角度に複数の機器が位置する場合には、その複数の機器を異常音発生機器と特定してもよい。

機器配置データには、乗りかご1の上面に設けられた機器と、昇降路2に設けられた機器とが含まれている。機器配置データには、異常音を発生する可能性がある機器が含まれる。このような機器としては、例えば、上述したガイドレール3A、3B、ガイドローラ4A、4B、シーブ5A、5B、第１機器6A、第２機器6B、第３機器6C、巻上機およびトラクションシーブ等が挙げられるが、これらに限られることはない。これらの機器から、異常音発生機器が特定される。図８では、代表的に、第１機器6A、第２機器6Bおよび第３機器6Cの方角が示されている。

かご位置取得部30は、乗りかご1の昇降運転を制御する制御装置から、乗りかご1の昇降位置データを取得する。取得した乗りかご1の昇降位置データは、上述した機器特定部29で用いられる。

機器交換判定部31は、上述した機器特定部29により特定された異常音発生機器を交換すべきか否かを判定する。機器交換判定部31は、異常音発生機器から発生した異常音の音圧の大きさまたは異常音のピーク周波数のずれの大きさに基づいて、交換すべきか否かを判定してもよい。上述した第1異常音判定部23により異常音が発生していると判定された場合、機器交換判定部31は、上述した音圧ピーク値差ΔPが所定の第３の閾値以上である場合に、異常音発生機器を交換すべきと判定してもよい。第３の閾値は、上述した第１の閾値よりも大きくてもよい。あるいは、上述した第２異常音判定部26により異常音が発生していると判定された場合、機器交換判定部31は、上述したピーク周波数差Δfが所定の第４の閾値以上である場合に、異常音発生機器を交換すべきと判定してもよい。第４の閾値は、上述した第２の閾値よりも大きくてもよい。

情報記録部32は、異常音が発生していると判定された場合であって、異常音発生機器が交換すべきでないと判定された場合、上述した機器特定部29により特定された異常音発生機器の情報と、上述した機器交換判定部31により判定された異常音発生機器の交換判定結果を記録してもよい。異常音発生機器の情報と交換判定結果は、診断装置20外の図示しないデータベースに記録されてもよく、診断装置20内の図示しないメモリなどに記録されてもよい。また、情報記録部32は、第1異常音判定部23および第２異常音判定部26により異常音が発生していないと判定された場合、上述した音圧データ作成部22により作成された各々の音圧測定データと、スペクトログラム作成部25により作成された各々の測定スペクトログラムを、上述した音データベース15に記録してもよい。

音データベース15は、上述した複数の音圧基準データを記憶している。音圧基準データは、正常時における音圧データであってもよい。例えば、音圧基準データは、最下階から最上階に途中停車することなく乗りかご1が昇降するパターンでの音圧データであってもよい。音データベース15に記憶された複数の音圧基準データは、各々の音圧測定データに対応している。更に、音データベース15は、乗りかご1の任意の昇降パターンに対応するように複数の音圧基準データを記憶していてもよい。この場合、診断時の乗りかご1の昇降パターンに対応する昇降パターンの音圧基準データが、第1異常音判定部23で用いられてもよい。音データベース15に記憶された複数の音圧基準データは、複数の昇降パターンに対応するとともに、各々の音センサ11～14に対応していてもよい。

更に、音データベース15は、前回の診断時までに異常音が発生していないと判定されて作成された各々の音圧測定データを音圧基準データとして記憶していてもよい。これらの音圧基準データが、第1異常音判定部23による音圧測定データとの比較で用いられてもよい。この場合、前回の診断時からの音圧データの変化、例えば、音圧が増加傾向にあるか否かなどを確認することができる。

また、音データベース15は、上述した複数の基準スペクトログラムを記憶している。基準スペクトログラムは、正常時におけるスペクトログラムであってもよい。例えば、基準スペクトログラムは、最下階から最上階に途中停車することなく乗りかご1が昇降するパターンでのスペクトログラムであってもよい。音データベース15に記憶された複数の基準スペクトログラムは、各々の測定スペクトログラムに対応している。更に、音データベース15は、乗りかご1の任意の昇降パターンに対応するように複数の基準スペクトログラムを記憶していてもよい。この場合、診断時の乗りかご1の昇降パターンに対応する昇降パターンの基準スペクトログラムが、第２異常音判定部26で用いられてもよい。音データベース15に記憶された複数の基準スペクトログラムは、複数の昇降パターンに対応するとともに、各々の音センサ11～14に対応していてもよい。

更に、音データベース15は、前回の診断時までに異常音が発生していないと判定されて作成された各々の測定スペクトログラムを基準スペクトログラムとして記憶していてもよい。これらの基準スペクトログラムが、第２異常音判定部26による測定スペクトログラムとの比較で用いられてもよい。この場合、前回の診断時からのスペクトログラムの変化、例えば、周波数が高まる傾向にあるか否かなどを確認することができる。

機器配置データベース16は、上述した複数の機器配置データを記憶している。機器配置データベース16には、複数の昇降位置における機器配置データが記憶されていてもよい。最上位置における機器配置データには、昇降路2の上部に設置された巻上機およびトラクションシーブ（いずれも図示せず）などの機器が含まれていてもよい。

表示部17は、上述した機器特定部29により特定された異常音発生機器を表示してもよい。表示部17は、上述した通信部21を介して、機器特定部29から異常音発生機器の情報を取得してもよい。表示部17は、上述した機器交換判定部31による異常音発生機器の交換判定結果を表示してもよい。異常音発生機器を交換すべきという判定結果が表示された場合には、異常音発生機器の交換作業が行われてもよい。

このような構成からなる本実施の形態の作用、すなわち、エレベータの異常音診断方法について図９を用いて説明する。

まず、ステップS1として、乗りかご1を昇降させて、各々の音センサ11～14により音を測定する。乗りかご1の昇降パターンは、音データベース15に記録されている基準音圧データに対応する昇降パターンであればよい。例えば、乗りかご1は、最下階から途中停車することなく最上階に昇降させてもよい。

ステップS1の後、ステップS2として、音圧データ作成部22は、各々の音センサ11～14により測定された音から、音圧測定データを作成する。本実施の形態においては、４つの音圧測定データが作成される。

ステップS2の後、ステップS3として、第1異常音判定部23は、各々の音圧測定データに基づいて、異常音が発生しているか否かを判定する。より具体的には、第1異常音判定部23は、乗りかご1の昇降パターンに対応する音圧基準データを、音データベース15から取得する。そして、第1異常音判定部23は、互いに対応する音圧基準データの音圧ピーク値と音圧測定データの音圧ピーク値とを比較することにより、異常音が発生しているか否かを判定する（図４（ａ）参照）。本実施の形態においては、少なくとも１つの音圧測定データについての音圧ピーク値差ΔPが上述した第１の閾値以上である場合に、異常音が発生していると判定されてもよい。

ステップS3において異常音が発生していると判定された場合、ステップS4として、第1時刻差算出部24は、各々の音圧測定データの音圧ピーク値が発生した時刻の時刻差を測定時刻差として算出する（図４（ｂ）参照）。本実施の形態においては、上述した測定時刻差Δt_21i、Δt_31i、Δt_41iが算出される。

ステップS3において異常音が発生していないと判定された場合、ステップS5として、スペクトログラム作成部25は、上述した各々の音圧測定データから測定スペクトログラムを作成する。本実施の形態においては、４つの測定スペクトログラムが作成される。

ステップS5の後、ステップS6として、第２異常音判定部26は、各々の測定スペクトログラムに基づいて、異常音が発生しているか否かを判定する。より具体的には、第２異常音判定部26は、乗りかご1の昇降パターンに対応する基準スペクトログラムを、音データベース15から取得する。そして、第２異常音判定部26は、基準スペクトログラムのピーク周波数と測定スペクトログラムのピーク周波数とを比較することにより、異常音が発生しているか否かを判定する（図５（ａ）参照）。本実施の形態においては、少なくとも１つの測定スペクトログラムについてのピーク周波数差Δfの絶対値が上述した第２の閾値以上である場合に、異常音が発生していると判定されてもよい。

ステップS6において異常音が発生していると判定された場合、ステップS7として、第２時刻差算出部27は、各々の測定スペクトログラムの音圧ピーク値が発生した時刻の時刻差を測定時刻差として算出する（図５（ｂ）参照）。本実施の形態においては、上述した測定時刻差Δt_21i、Δt_31i、Δt_41iが算出される。

ステップS6において異常音が発生していないと判定された場合、後述するステップS12に移行する。

ステップS4またはステップS7の後、ステップS8として、方角算出部28は、測定時刻差に基づいて、各々の音センサ11～14から画定される基準点SPに対する音の発生方角を測定発生方角として算出する。ステップS3において異常音が発生していると判定された場合、方角算出部28は、ステップS4において算出された測定時刻差を用いる。ステップS6において異常音が発生していると判定された場合、方角算出部28は、ステップS7において算出された測定時刻差を用いる。方角算出部28は、上述した式（１）に測定時刻差を代入するとともに、上述した基準時刻差を方角毎に代入して、Iを方角毎に算出する。Iが最小となる方角として、測定発生方角が算出される。

ステップS8の後、ステップS9として、機器特定部29は、測定発生方角と、機器配置データとに基づいて、異常音を発生させた異常音発生機器を特定する。より具体的には、上述したかご位置取得部30により、乗りかご1の昇降位置が取得される。続いて、音圧ピーク値が発生した時刻における乗りかご1の昇降位置が特定され、この昇降位置における機器配置データが、機器配置データベース16から取得される。その後、機器配置データベース16から、測定発生方角に最も近い方角に位置する機器が、異常音発生機器として特定される。

ステップS9の後、ステップS10として、機器交換判定部31は、異常音発生機器を交換すべきか否かを判定する。ステップS3において異常音が発生していると判定された場合には、上述した音圧ピーク値差ΔPが上述した第３の閾値以上である場合に、異常音発生機器は交換すべきと判定されてもよい。ステップS6において異常音が発生していると判定された場合には、上述したピーク周波数差Δfが上述した第４の閾値以上である場合に、異常音発生機器は交換すべきと判定されてもよい。

ステップS10において異常音発生機器が交換すべきと判定された場合、ステップS11において、表示部17は、異常音発生機器の情報と、異常音発生機器の交換判定結果を表示する。この表示を見たオペレータにより、異常音発生機器の交換作業が行われてもよい。ステップS11の後、本実施の形態による異常音診断方法は終了してもよい。

ステップS10において異常音発生機器が交換すべきでないと判定された場合、ステップS12において、情報記録部32により情報が記録される。より具体的には、上述したステップS3またはステップS6において異常音が発生していると判定された場合、情報記録部32は、異常音発生機器の情報と、異常音発生機器の交換判定結果を図示しないデータベースなどに記録する。ステップS6において異常音が発生していないと判定された場合、情報記録部32は、上述した各々の音圧測定データと、各々の測定スペクトログラムを、音データベース15に記録する。ステップS12の後、本実施の形態による異常音診断方法は終了してもよい。

このように本実施の形態によれば、各々の音センサ11～14の測定により作成された音圧測定データに基づいて異常音が発生していると判定された場合、各々の音圧測定データの音圧ピーク値が発生した時刻の時刻差を測定時刻差として算出する。この測定時刻差に基づいて、各々の音センサ11～14から画定される基準点SPに対する異常音の発生方角を測定発生方角として算出し、この測定発生方角と、音圧ピーク値が発生した乗りかご1の昇降位置における機器配置データとに基づいて、異常音を発生させた異常音発生機器が特定される。このことにより、簡素な構成で異常音発生機器を特定することができる。このため、簡素な構成で安価にエレベータの異常音を診断することができる。

また、本実施の形態によれば、第1異常音判定部23は、予め記憶されていた音圧基準データの音圧ピーク値と、音圧測定データの音圧ピーク値とを比較することにより、異常音が発生しているか否かを判定する。このことにより、音圧測定データの音圧ピーク値に基づいて異常音の発生の有無を判定することができる。このため、異常音の発生の有無を容易に判定することができ、第1異常音判定部23の構成を簡素化させることができるとともに安価に構成することができる。

また、本実施の形態によれば、方角算出部28は、基準点SPに対してある発生方角で発生した音が各々の音センサ11～14に到達する時刻の時刻差である基準時刻差を用いて、異常音の発生方角である測定発生方角が算出される。このことにより、測定発生方角を容易に算出することができ、方角算出部28の構成を簡素化させることができるとともに安価に構成することができる。とりわけ本実施の形態によれば、方角算出部28は、基準時刻差と測定時刻差との差についての二乗和平方根を算出することにより測定発生方角を算出する。このことにより、測定発生方角を容易に算出することができる。

また、本実施の形態によれば、機器特定部29は、乗りかご1の昇降位置毎に予め記憶されていた複数の機器配置データから、音圧ピーク値が発生した乗りかご1の昇降位置における機器配置データを特定する。このことにより、異常音が発生したときの乗りかご1の昇降位置における機器配置データを用いて異常音発生機器を特定することができる。このため、機器特定部29の構成を簡素化させることができるとともに安価に構成することができる。

また、本実施の形態によれば、第1異常音判定部23により異常音が発生していないと判定された場合、第２異常音判定部26が、各々の音圧測定データから得られる測定スペクトログラムに基づいて、異常音が発生しているか否かが判定される。第２異常音判定部26が異常音が発生していると判定した場合、各々の測定スペクトログラムの音圧ピーク値が発生した時刻の時刻差が、測定時刻差として算出される。このことにより、音圧測定データに基づいた判定により異常音が発生していないと判定された場合であっても、測定スペクトログラムに基づいた異常音が発生していると判定された場合には、測定時刻差を算出することができる。算出された測定時刻差に基づいて、上述した測定発生方角が算出されて、異常音発生機器を特定することができる。このため、第２異常音判定部26は、第1異常音判定部23とは異なる観点で異常音の発生の有無を判定することができ、異常音発生の有無の判定精度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、第２異常音判定部26は、予め記憶されていた基準スペクトログラムの音圧ピーク値に対応するピーク周波数と、測定スペクトログラムの音圧ピーク値に対応するピーク周波数とを比較することにより、異常音が発生しているか否かを判定する。このことにより、測定スペクトログラムの音圧ピーク値に基づいて異常音の発生の有無を判定することができる。このため、周波数のずれの有無の観点で異常音の発生の有無を判定することができる。

また、本実施の形態によれば、機器交換判定部31は、機器特定部29により特定された異常音発生機器を交換すべきか否かを判定する。このことにより、オペレータは、異常音発生機器が交換すべきか否かを容易に認識することができる。このため、異常音発生機器が交換すべきと判定された場合には、異常音発生機器を迅速に交換することができ、エレベータ装置の安全性および信頼性を向上させることができる。

なお、上述した本実施の形態においては、４つの音センサ11～14を用いて異常音診断を行う例について説明した。しかしながら、本実施の形態は、このことに限られることはない。2つ以上の任意の個数の音センサを用いて異常音診断を行ってもよい。この場合、上述した式（１）は、音センサの個数に応じた式に修正される。

（第２の実施の形態）
次に、図１０を用いて、第２の実施の形態によるエレベータの異常音診断システムおよび異常音診断方法について説明する。

図１０に示す第２の実施の形態においては、音センサの向きが変更可能になっている点が主に異なり、他の構成は、図１～図９に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図１０において、図１～図９に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１０に示すように、本実施の形態による異常音診断システム10は、音センサ11～14の向きを変更可能なセンサ駆動部18と、センサ駆動部18を制御するセンサ駆動制御部33と、を更に備えていてもよい。本実施の形態による音センサ11～14はそれぞれ、指向性を有している。

センサ駆動部18は、乗りかご1の上面に固定されている。乗りかご1の上面には、４つのセンサ駆動部18が固定されており、対応する音センサ11～14の向きを変更する。例えば、センサ駆動部18は、乗りかご1の上面に位置する上梁などに、磁力を用いて固定されていてもよい。音センサ11～14は、センサ駆動部18に固定されていてもよい。例えば、センサ駆動部18は、３軸旋回装置のように構成されていてもよい。この場合、音センサ11～14の向きを任意の方向に変更することができる。センサ駆動部18は、センサ駆動制御部33から発信された制御信号に従って駆動される。センサ駆動制御部33は、診断装置20内で構成されていてもよい。

このように本実施の形態によれば、音センサ11～14の向きを、センサ駆動部18によって変更することができる。このことにより、音センサ11～14の向きを、異常音が発生していると予想される機器に向けることができる。このため、音の測定精度を向上させることができ、異常音診断の精度を向上させることができる。また、各々の音センサ11～14の向きを互いに異なる向きに向けることもできる。この場合、複数の方向からの音を精度良く測定することができ、異常音診断の精度を向上させることができる。

以上述べた実施の形態によれば、簡素な構成で安価にエレベータの異常音を診断することができる。

本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

1：乗りかご、10：異常音診断システム、11：第１音センサ、12：第２音センサ、13：第３音センサ、14：第４音センサ、18：センサ駆動部、20：診断装置、23：第1異常音判定部、24：第1時刻差算出部、26：第２異常音判定部、27：第２時刻差算出部、28：方角算出部、29：機器特定部、31：機器交換判定部、33：センサ駆動制御部、SP：基準点

Claims (10)

1. 乗りかごの上面に設けられ、前記乗りかごの昇降中に発生する音を測定する２つ以上の音センサと、
   各々の前記音センサの測定により作成された音圧測定データに基づいて、異常音が発生しているか否かを判定する第１異常音判定部と、
   前記第１異常音判定部により異常音が発生していると判定された場合、各々の前記音圧測定データの音圧ピーク値が発生した時刻の時刻差を測定時刻差として算出する第１時刻差算出部と、
   前記測定時刻差に基づいて、上方から見たときの各々の前記音センサから画定される基準点に対する異常音の発生方角を測定発生方角として算出する方角算出部と、
   前記測定発生方角と、前記音圧ピーク値が発生した前記乗りかごの昇降位置における機器配置データとに基づいて、異常音を発生させた異常音発生機器を特定する機器特定部と、
   を備えた、エレベータの異常音診断システム。
2. 前記第１異常音判定部は、予め記憶されていた音圧基準データの音圧ピーク値と、前記音圧測定データの前記音圧ピーク値とを比較することにより、異常音が発生しているか否かを判定する、
   請求項１に記載のエレベータの異常音診断システム。
3. 前記方角算出部は、前記基準点に対してある発生方角で発生した音が各々の前記音センサに到達する時刻の時刻差である基準時刻差を用いて、前記測定発生方角を算出する、
   請求項１または２に記載のエレベータの異常音診断システム。
4. 前記方角算出部は、前記基準時刻差と前記測定時刻差との差についての二乗和平方根を算出することにより、前記測定発生方角を算出する、
   請求項３に記載のエレベータの異常音診断システム。
5. 前記機器特定部は、前記乗りかごの昇降位置毎に予め記憶されていた複数の機器配置データから、前記音圧ピーク値が発生した前記乗りかごの昇降位置における機器配置データを特定する、
   請求項１または２に記載のエレベータの異常音診断システム。
6. 前記第１異常音判定部により異常音が発生していないと判定された場合、各々の前記音圧測定データから得られる測定スペクトログラムに基づいて、異常音が発生しているか否かを判定する第２異常音判定部と、
   前記第２異常音判定部により異常音が発生していると判定された場合、各々の前記測定スペクトログラムの音圧ピーク値が発生した時刻の時刻差を前記測定時刻差として算出する第２時刻差算出部と、を更に備えた、
   請求項１または２に記載のエレベータの異常音診断システム。
7. 前記第２異常音判定部は、予め記憶されていた基準スペクトログラムのピーク周波数と、前記測定スペクトログラムのピーク周波数とを比較することにより、異常音が発生しているか否かを判定する、
   請求項６に記載のエレベータの異常音診断システム。
8. 前記機器特定部により特定された異常音発生機器を交換すべきか否かを判定する機器交換判定部を更に備えた、
   請求項１または２に記載のエレベータの異常音診断システム。
9. 前記音センサの向きを変更可能なセンサ駆動部と、
   前記センサ駆動部を制御するセンサ駆動制御部と、を更に備えた、
   請求項１または２に記載のエレベータの異常音診断システム。
10. 乗りかごの上面に設けられた２つ以上の音センサにより、前記乗りかごの昇降中に発生する音を測定するステップと、
    各々の前記音センサの測定により作成された音圧測定データに基づいて、異常音が発生しているか否かを判定するステップと、
    異常音が発生していると判定された場合、各々の前記音圧測定データの音圧ピーク値が発生した時刻の時刻差を測定時刻差として算出するステップと、
    前記測定時刻差に基づいて、上方から見たときの各々の前記音センサから画定される基準点に対する異常音の発生方角を測定発生方角として算出するステップと、
    前記測定発生方角と、前記音圧ピーク値が発生した前記乗りかごの昇降位置における機器配置データとに基づいて、異常音を発生させた異常音発生機器を特定するステップと、
    を備えた、エレベータの異常音診断方法。