WO2016002370A1

WO2016002370A1 - エレベータのロープ劣化伸び診断装置、エレベータのロープ劣化伸び診断方法、及びエレベータのロープ劣化伸び診断用突起部材

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Publication number: WO2016002370A1
Application number: PCT/JP2015/064324
Authority: WO
Inventors: 大樹福井
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2015-05-19
Publication date: 2016-01-07
Also published as: CN106660741B; DE112015003122T5; JP6239112B2; KR101878619B1; KR20170013974A; JPWO2016002370A1; CN106660741A

Abstract

据え付け時のかご（６）が最上階に停止しているときの釣合錘（７）の初期停止位置と、釣合錘（７）の下方に配置された錘緩衝器（１１）と、の間に設けられ、経年劣化によりロープ（５）に生じた劣化伸び量が、予め設定された許容範囲を超えたとき、釣合錘（７）と機械的に接触して外乱を与える突起部材（３０）を備え、突起部材（３０）は、突起部材（３０）から釣合錘（７）に与えられる外乱の周波数が、釣合錘（７）を介してかご（６）に伝わる振動があらかじめ決められた振動周波数よりも小さくなるように規定された所望の特定周波数になるような断面形状を有している。

Description

エレベータのロープ劣化伸び診断装置、エレベータのロープ劣化伸び診断方法、及びエレベータのロープ劣化伸び診断用突起部材

　この発明は、経年劣化によりエレベータのロープに生じる劣化伸びを診断するエレベータのロープ劣化伸び診断装置、エレベータのロープ劣化伸び診断方法、及びエレベータのロープ劣化伸び診断用突起部材に関するものである。

　一般的に、エレベータのかごと釣合錘とを繋いでいるロープは、滑車に巻き掛けられて使用されている。これにより、ロープは、かごの昇降に伴って経年的に繰り返し曲げ疲労を受けるので、ロープ伸びが生じる。ロープ伸びが生じた状態で、かごが最上階に停止したときの釣合錘の停止位置は、ロープが伸びた分だけ、据え付け時よりも昇降路底部に近づいた状態になる。

　このため、ロープ伸びを放置した場合、釣合錘と、衝撃を吸収するために昇降路底部に設置されたバッファとの距離が、据え付け時よりも次第に小さくなり、最終的には、釣合錘とバッファとが衝突する恐れがある。

　釣合錘とバッファとの衝突を防ぐために、釣合錘とバッファとの間隔が、設定値以上確保されているか否かを、保守員が、定期点検時に確認することが一般的に知られている。設定値未満になっている場合には、ロープの長さ調整または切り詰めが保守員により行われる。

　しかし、釣合錘とバッファとの間隔が確実に設定値以上ある場合でも、保守員は、定期点検時に毎回釣合錘とバッファとの間隔を点検する必要がある。このため、保守員の定期点検に時間と手間がかかってしまう。

　これを解決するために、ガイドレールの所望の位置に、釣合錘のガイド体と機械的に接触したときに、外乱（例えば、振動、音）を発生する外乱手段を設けたエレベータの釣合錘クリアランス確認装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された外乱手段は、ガイドレールに設けられた突起部材で構成されている。

　この突出部材には、ガイドレールに固定される薄板と、薄板に設けられる高摩擦材からなる粒状突出部、または、高摩擦材からなる線状突出部と、で構成されている例が挙げられている。他にも、突出部は、上端から下端に向かうにつれて徐々にガイドレールから離れる方向へ傾斜するくさび部材と、くさび部材に設けられた線状突出部と、で構成されている例が挙げられている。

特開２００４－２０３６２０号公報

　しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
　特許文献１に示されているエレベータの釣合錘クリアランス確認装置では、ガイド体は、突起部材に乗り上げながら通過することになる。このとき、釣合錘は、突起部材より外乱を受けて振動し、その振動がかごにも伝わり、かごの振動を誘発する。これにより、かご内の乗客に不快感を与えるという問題があった。

　また、ロープ伸びの増加に応じて、ガイド体が、機械的に接触しながら突起部材を通過する速度が増加する。これに伴って、かごの振動も大きくなるので、かご内の乗客に不快感を与えるとともに、不安感を抱かせてしまうという問題があった。

　特許文献１には、ガイド体が突起部材に乗り上げる部分を、上端から下端に向かうにつれて徐々にガイドレールから離れる方向へ傾斜するくさび部材を用いて滑らかに乗り上げる例も挙げられている。しかし、ロープ伸びが、設定値以上に増加してしまった場合、ガイド体が突起部材を超えてしまい、突起部材により釣合錘に振動が発生することを防ぐことができない。従って、突起部材を通過する際に発生した振動は、かごに伝わり、かご内の乗客に不快感を与えるという問題は解決されていない。

　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ロープの劣化伸びを検出するとともに、釣合錘が突起部材と接触したときに、かごに伝わる振動を抑制することができるエレベータのロープ劣化伸び診断装置、エレベータのロープ劣化伸び診断方法、及びエレベータのロープ劣化伸び診断用突起部材を得ることを目的とする。

　この発明によるエレベータのロープ劣化伸び診断装置は、ロープを介して昇降路内を反対方向に昇降されるかご及び釣合錘、据え付け時においてかごが最上階に停止しているときの釣合錘の初期停止位置よりも下方となる位置で、昇降路内に配置された錘緩衝器、初期停止位置と錘緩衝器との間に設けられ、経年劣化によりロープに生じた劣化伸び量が、予め設定された劣化伸びの許容範囲を超えたとき、釣合錘と機械的に接触し、釣合錘に外乱を与える突起部材、及びかごが最上階に停止した際に、最上階に停止するまでの移動中に突起部材から釣合錘に外乱が与えられた状態が発生したことを検出した場合に、ロープに生じた劣化伸び量を演算する劣化伸び量演算部を備え、突起部材は、突起部材から釣合錘に与えられる外乱の周波数が、所望の特定周波数となるような断面形状を有しており、所望の特定周波数は、据え付け時のかごが最上階に停止したとき、釣合錘を介してかごに伝わる振動があらかじめ決められた振動周波数よりも小さくなるように規定されている。

　この発明によるエレベータのロープ劣化伸び診断方法は、ロープを介して昇降路内を反対方向に昇降されるかご及び釣合錘、据え付け時においてかごが最上階に停止しているときの釣合錘の初期停止位置よりも下方となる位置で、昇降路内に配置された錘緩衝器、初期停止位置と錘緩衝器との間に設けられ、経年劣化によりロープに生じた劣化伸び量が、予め設定された劣化伸びの許容範囲を超えたとき、釣合錘と機械的に接触し、釣合錘に外乱を与える突起部材、及びかごが最上階に停止した際に、最上階に停止するまでの移動中に突起部材から釣合錘に外乱が与えられた状態が発生したことを検出した場合に、ロープに生じた劣化伸び量を演算する劣化伸び量演算部を備えたエレベータのロープ劣化伸び診断装置において、劣化伸び量演算部により実行されるエレベータのロープ劣化伸び診断方法であって、突起部材は、突起部材から釣合錘に与えられる外乱の周波数が、所望の特定周波数となるような断面形状を有しており、所望の特定周波数は、据え付け時のかごが最上階に停止したとき、釣合錘を介してかごに伝わる振動があらかじめ決められた振動周波数よりも小さくなるように規定されており、劣化伸び量演算部において、かごが最上階に移動中において、位置センサを介して取得したかごの位置情報に基づいてかご位置時系列データを生成し、記憶部に記憶させる第１ステップと。かごが最上階に移動中において、電流センサを介して取得したかご及び釣合錘を昇降させる巻上機のトルク電流情報に基づいて、トルク電流時系列データを生成し、記憶部に記憶させる第２ステップと、トルク電流時系列データに基づいて所望の特定周波数に起因する振動を検出することで、突起部材から釣合錘に外乱が与えられた状態が発生したことを検出する第３ステップと、第３ステップで、突起部材から釣合錘に外乱が与えられた状態が発生したことを検出した場合には、位置情報の時系列データに基づいて、釣合錘に外乱が与えられた状態が発生した時刻でのかご位置と、かごが最上階で停止した時刻におけるかご位置との差分値を、劣化伸びの許容範囲を超えた伸び量である劣化伸び量として算出する第４ステップと、を有する

　この発明によるエレベータのロープ劣化伸び診断用突起部材は、昇降路内を反対方向に昇降されるかごと釣合錘との間を接続するロープに生じた劣化伸び量が、予め設定された劣化伸びの許容範囲を超えたとき、釣合錘と機械的に接触し、上記釣合錘に外乱を与えるために使用されるエレベータのロープ劣化伸び診断用突起部材であって、上記釣合錘と機械的に接触した際に、上記釣合錘に対して所望の特定周波数を有する外乱を与えることができる断面形状を有しており、上記所望の特定周波数は、上記据え付け時の上記かごが上記最上階に停止したとき、上記釣合錘に発生している錘側１次固有振動数以下の周波数として設定される。

　この発明によるエレベータのロープ劣化伸び診断装置、ロープ劣化伸び診断方法、及びロープ劣化伸び診断装置の突起部材によれば、突起部材の形状は、釣合錘が突起部材と接触したときに、突起部材が釣合錘に与える外乱の周波数を所望の特定周波数になるような形状に設定している。これにより、ガイド部材が突起部材と接触したときに、釣合錘に与える外乱を特定周波数に限定することができる。また、所望の特定周波数は、据え付け時のかごが最上階に停止したとき、釣合錘を介してかごに伝わる振動があらかじめ決められた振動周波数よりも小さくなるように規定されているので、かご内の乗客に不快感を与える周波数に達することはない。この結果、ロープの劣化伸びを検出するとともに、釣合錘が突起部材と接触したときに、かごに伝わる振動を抑制することができる。

本発明の実施の形態１におけるエレベータ全体を示す構成図である。図１のかごが最上階に停止しているときの、錘バッファと釣合錘との位置関係を示す拡大図である。図２の錘用ガイドレールに設けられた突起部材を拡大して示す斜視図である。図３の突起部材のＣ－Ｃ線に沿った断面図である。一般的なエレベータの速度パターン及び釣合錘の位置の時系列波形を示す図である。５階床のエレベータにおける全体１次固有振動数ｆａとかご位置との関係を示す図である。５階床のエレベータにおける、錘側１次固有振動数ｆｂとかご位置との関係を示す図である。図６及び図７を重ねたグラフを示した図である。図１のエレベータ制御装置の特に診断部の構成を具体的に示した構成図である。正常時、電流センサで検出されるかごが任意の階から最上階へ走行するときの巻上機トルク電流波形示す図である。劣化伸び発生時、電流センサで検出されるかごが任意の階から最上階へ走行するときの巻上機トルク電流波形示す図である。図１１の巻上機トルク電流波形における、釣合錘の位置の時系列波形を示す図である。図３の突起部材の変形例を示す断面図である。図３の突起部材の取付位置を変更した例を示す斜視図である。本実施の形態２におけるエレベータのロープが、エレベータの運転に伴って曲げ疲労を受けたときの運転回数とロープ伸び率との関係を示す図である。本実施の形態３における錘用ガイドレールに設けられた突起部材を拡大して示す斜視図である。図１６の突起部材を、ガイド部材が全て通過したとき、かごが任意の階から最上階へ走行するときの巻上機トルク電流波形を示す図である。

　実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１におけるエレベータ全体を示す構成図である。図１に示すように、昇降路１の上部には、機械室２が設けられている。機械室２内には、綱車を有する巻上機３、そらせ車４、及びエレベータ制御装置２０が設けられている。また、巻上機３とそらせ車４とは、互いに間隔を置いて配置されている。

　綱車及びそらせ車４には、共通の主索（例えば、ロープ、ベルト）５が巻き掛けられている。以下、主索５をロープ５として説明する。ロープ５には、かご６及び釣合錘７が吊り下げられている。この例では、ロープ５の一端部にシャックルばね８ａを介してかご６の上部が接続され、ロープ５の他端部にシャクルばね８ｂを介して釣合錘７の上部が接続されている。

　かご６及び釣合錘７は、巻上機３の駆動力で綱車が回転されることにより、昇降路１内を上下方向へ移動（昇降）される。かご６は、昇降路１内に設置されたガイドレール（図示せず）に沿って、昇降路１内を上下移動される。また、釣合錘７は、昇降路１内に設置された錘用ガイドレール９（後述する図２に示す）に沿って、かご６と反対方向に昇降路１内を上下移動される。

　巻上機３の駆動は、エレベータ全体の運転を管理しているエレベータ制御装置２０により制御されている。エレベータ制御装置２０は、かご６の運転を制御する制御部２１と、経年劣化によるロープ５の劣化伸びを診断する診断部２２と、を有している。

　制御部２１は、かご６が停止している位置の情報であるかご位置情報、及び巻上機３に流れている電流の情報である電流情報に基づいて、巻上機３に出力する巻上機トルク電流を決定している。ここで、制御部２１は、巻上機３に設けられ、かご６の位置を検出可能な位置センサ３ａから、かご位置情報を取得している。また、制御部２１は、制御部２１内に設けられ、巻上機３に流れている電流を検出可能な電流センサ２１ａから、電流情報を取得している。

　昇降路１の下方に設けられた昇降路ピットの底面（以下、ピット面と称す）１ａには、予期しない原因によりかご６及び釣合錘７がピット面１ａに衝突したときの衝撃を緩和するかごバッファ（かご緩衝器）１０及び錘バッファ（錘緩衝器）１１が設けられている。

　図２は、図１のかご６が最上階に停止しているときの、錘バッファ１１と釣合錘７との位置関係を示す拡大図である。図２に示すように、錘用ガイドレール９は、水平方向（図２の矢印Ａ方向）について、互いに対向して一対設けられ、下端部は、ピット面１ａに固定されている。

　ここで、釣合錘７は、複数（この例では、４つ）のガイド部材１２を介して錘用ガイドレール９に設けられている。この例では、ガイド部材１２は、昇降路１の高さ方向（図２の矢印Ｂ方向）について、釣合錘７の上端部に設けられた２つの上部ガイド１２ａと、釣合錘７の下端部に設けられた２つの下部ガイド１２ｂとを有している。釣合錘７の上下移動は、各ガイド部材１２が錘用ガイドレール９に沿って摺動することにより行われる。

　ここで、エレベータ据え付け時、かご６が最上階に停止しているとき（即ち、釣合錘７が最下端にいるとき）、下部ガイド１２ｂの下端部の初期停止位置は、錘バッファ１１の上端部から昇降路１の上方に、予め設定された距離だけ離れた位置に設定されている。予め設定された距離とは、経年劣化によるロープ５の劣化伸び量が許容範囲内である距離Ｌ０と、ロープ５の劣化伸び量が許容範囲外である錘バッファ１１の上端部からの距離Ｌｃと、を合わせた距離になっている。ここで、「劣化伸び量が許容範囲内である」とは、ロープ５に伸びが発生したとしても、伸び量を監視することまでは必要ない許容レベルの伸び量の範囲を意味する。

　しかし、経年劣化が進み、ロープ５の劣化伸び量が距離Ｌ０を超えると、釣合錘７の下端部が、錘バッファ１１の上端部に近づく。さらに、経年劣化が進むと、釣合錘７の下端部と錘バッファ１１の上端部とが接触してしまう恐れがある。そこで、錘用ガイドレール９の少なくとも一方には、下部ガイド１２ｂが、初期停止位置から距離Ｌ０よりも下降したとき、下部ガイド１２ｂと機械的に接触し、ガイド１２を介して外乱を釣合錘７に与えることが可能な突起部材３０が設けられている。ここで、「初期停止位置から距離Ｌ０よりも下降したとき」とは、即ち、下部ガイド１２ｂが、錘バッファ１１の上端部からの距離Ｌｃ内に入ったときである。

　突起部材３０は、エレベータ据え付け時において、釣合錘７が最下端にいるときの下部ガイド１２ｂの下端部と、錘バッファ１１の上端部と、の間に設けられている。具体的には、突起部材３０は、その上端部が、錘バッファ１１の上端部から距離Ｌｃ上方に離れた位置となるように、錘用ガイドレール９に取り付けられている。突起部材３０により発生した外乱は、釣合錘７から巻上機３に対しても外乱を与える。

　本実施の形態１では、突起部材３０が巻上機３に与えた外乱に基づいて、診断部２２が、ロープ５の劣化伸びを診断している。従って、ロープ劣化伸び診断装置は、診断部２２と突起部材３０とを有している。

　図３は、図２の錘用ガイドレール９に設けられた突起部材３０を拡大して示す斜視図である。また、図４は、図３の突起部材３０のＣ－Ｃ線に沿った断面図である。なお、図３のＣ－Ｃ断面は、釣合錘７が錘用ガイドレール９に沿って昇降路１内を昇降する方向に沿った方向の断面である。図３に示すように、錘用ガイドレール９は、ガイド部材１２が摺動可能になっている摺動部９ａと、摺動部９ａを支持する支持部９ｂとで断面略Ｔ字型に構成されている。

　摺動部９ａは、支持部９ｂから平行に延びる一対の対向面９０ａ、９１ａと、一対の対向面９０ａ、９１ａの支持部９ｂから離れた端部を塞ぐ塞ぎ面９２ａと、を有している。ガイド部材１２は、一対の対向面９０ａ、９１ａ及び塞ぎ面９２ａに沿って摺動する。なお、図３では、対向面９１ａは、見えていない。

　突起部材３０は、一対の対向面９０ａ、９１ａ及び塞ぎ面９２ａの少なくとも１面に設けられ、かつ、ガイド１２と接触可能な位置に配置されている。この例では、突起部材３０は、対向面９０ａに設けられている。また、突起部材３０は、対向面９０から離れる方向に突出している。ここで、図４に示すように、突起部材３０の断面形状は、正弦波１波長分の形状になっている。

　従って、ガイド部材１２は、突起部材３０を通過するとき、正弦波の形状に沿って滑らかに通過する。これにより、ガイド部材１２が、突起部材３０と接触したとき、または、突起部材３０を通過したときに、突起部材３０からガイド部材１２に伝わる外乱の波長（以下、外乱波長と称す）は、突起部材３０の断面形状の正弦波の波長と一致する。

　このとき、突起部材３０が、ガイド部材１２を介して釣合錘７に与える外乱の特定周波数は、下式（１）のように表すことができる。ここで、ｆｄ［Ｈｚ］は、特定周波数、Ｖ［ｍ／ｓ］は、速度、ｄ［ｍ］は、外乱波長である。

　上式（１）により、突起部材３０が釣合錘７に与える外乱の特定周波数は、ガイド部材１２が、突起部材３０と接触する速度、または、突起部材３０を通過する速度と、外乱波長と、を設定することで求めることができる。

　ここで、外乱波長ｄを発生させる突起部材３０を、一般的な速度パターンのエレベータに適用したとき、ロープ５の劣化伸びに伴って釣合錘７に与えられる外乱による周波数について、図５を用いて説明する。図５は、一般的なエレベータの速度パターン及び釣合錘７の位置の時系列波形を示す図である。図５（Ａ）は、一般的なエレベータのかご６が任意の階から最上階へ走行する速度パターンの時系列波形を示す図である。また、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のエレベータの釣合錘７の位置の時系列波形を示す図である。

　なお、図５（Ｂ）において、波形（ａ）は、ロープ５の劣化伸びが発生していない正常時の波形であり、かご６が最上階に停止する位置に対応する釣合錘７の初期停止位置を０としている。また、波形（ｂ）は、波形（ａ）のときよりもロープ５の劣化伸びが増加した劣化時１の状態を示している。さらに、波形（ｃ）は、波形（ｂ）のときよりもロープ５の劣化伸びが増加した劣化時２の状態を示している。

　図５（Ｂ）の波形（ａ）～（ｃ）に示すように、ロープ５の劣化伸びが発生していても、ロープ５がある量だけ劣化伸びした状態における釣合錘７の移動距離は、劣化伸びが発生していない正常時における釣合錘７の移動距離と変わらない。また、かご６が最上階に停止したときの釣合錘７の位置は、劣化伸び量だけ錘バッファ１１方向へ近づいている。

　突起部材３０は、釣合錘７の初期停止位置０から距離Ｓ１下方にずらした位置Ｓ１に設置した場合、ガイド部材１２が突起部材３０と接触または通過する速度は、劣化時１では、速度Ｖ１であり、劣化時２では、速度Ｖ２である。このとき、速度Ｖ２は、最大通過速度になっている。なお、位置Ｓ１は、図１の下部ガイド１２ｂの下端部から距離Ｌ０の位置と同じ位置である。

　この速度Ｖ１及び速度Ｖ２を上式（１）に代入すると、釣合錘７に与えられる外乱による周波数は、通過速度の増加に伴って増加し、最大通過速度で最大値になることがわかる。また、釣合錘７に与えられる外乱による周波数は、最大通過速度においては、常に一定になることがわかる。

　このことを用いて、エレベータの速度パターンの所望の通過速度のとき、乗客に不快感を与えない特定周波数になるように、外乱波長ｄを設定する。これにより、劣化伸び量の増加に伴って徐々に外乱による周波数が増加しても、乗客に不快感を与える周波数が、釣合錘７に伝わらないような設定が可能になる。

　そこで、突起部材３０が釣合錘７に与える乗客に不快感を与えない特定周波数の設定方法の一例を説明する。先ず、かご６と釣合錘７との縦振動の全体固有角振動数（以下、全体１次固有角振動数と称す）は、下式（２）で示すことができる。

　ここで、ωａ［ｒｅｄ／ｓ］は、全体１次固有角振動数（ωａ＝２πｆａ）、ｋ［Ｎ／ｍ］は、ロープ剛性、ｆａ［Ｈｚ］は、全体１次固有振動数である。また、ｍに＾を付するものを以下、ｍ（ハット）と称し、下式（３）で算出する。ｍ（ハット）［ｋｇ］は、等価質量であり、下式（３）において、ｍ１［ｋｇ］は、かご６の質量、ｍ２［ｋｇ］は、釣合錘７の質量である。

　上式（２）において、ロープ剛性ｋは、巻上機３からかご６までのロープ５、巻上機３から釣合錘７までのロープ５、及びシャックルばね８ａ、８ｂが直列接続された１つの直列ばねとしたときの等価ばね剛性であり、一定の値である。また、等価質量ｍ（ハット）も、一定の値である。従って、上式（２）で表される振動数とかご位置との関係は、図６のように示される。なお、図６は、５階床の建物を例示している。

　図６は、５階床のエレベータにおける全体１次固有振動数ｆａとかご位置との関係を示す図である。図６に示すように、上式（２）で表される全体１次固有振動数ｆａは、かご位置に関係なく、一定の振動数ｆａ１になっている。

　次に、巻上機３を固定点としたとき、釣合錘７の縦振動の錘側固有角振動数（以下、錘側１次固有角振動数と称す）は、下式（４）で示すことができる。ここで、ωｂ［ｒｅｄ／ｓ］は、錘側１次固有角振動数（ωｂ＝２πｆｂ）、ｋ１［Ｎ／ｍ］は、錘側ロープ剛性、ｍ２［ｋｇ］は、釣合錘の質量、ｆｂ［Ｈｚ］は、錘側１次固有振動数である。

　上式（４）において、錘側ロープ剛性ｋ１は、巻上機３から釣合錘７までのロープ５、及び釣合錘７に取り付けられているシャックルばね８ｂが直列接続された１つの直列ばねとしたときの等価ばね剛性になる。従って、上式（４）で表される振動数とかご位置との関係は、図７のように示される。なお、図７は、先の図６と同様に、５階床の建物を例示している。

　図７は、５階床のエレベータにおける、錘側１次固有振動数ｆｂとかご位置との関係を示す図である。図７に示すように、錘側１次固有振動数ｆｂは、かご位置が５階に向かうに連れて小さくなっている。これは、かご６が１階から５階へ上昇するに連れて、巻上機３から釣合錘７までのロープ５の長さが長くなるので、錘側ロープ剛性ｋ１の値が小さくなるからである。

　従って、錘側１次固有振動数ｆｂは、かご６の上昇に応じて小さくなり、かご６が５階に到着したとき、錘側１次固有振動数ｆｂは、ｆｂ１になる。このとき、図６の全体１次固有振動数ｆａとかご位置との関係図、及び図７の錘側１次固有振動数ｆｂとかご位置との関係図を比較する。

　図８は、図６及び図７を重ねたグラフを示した図である。図８に示すように、この例では、かご位置が最上階である５階付近では、錘側１次固有振動数ｆｂ１が、全体１次固有振動数ｆａ１よりも小さくなっている。これにより、釣合錘７が突起部材３０を通過したときの外乱による周波数が、錘側１次固有振動数ｆｂ１よりも小さい場合、乗客に不快感を与えることはない。

　そこで、所望の通過速度を、図５で示した最大通過速度Ｖ２とし、突起部材３０により釣合錘７に与えられる特定周波数を、錘側１次固有振動数であるｆｂ１とすると、外乱波長ｄは、上式（１）に代入して、下式（５）のように設定される。

　このように外乱波長ｄを設定することにより、ロープ５に劣化伸びが生じ、突起部材３０とガイド部材１２とが機械的に接触し始めると、釣合錘７に伝わる周波数は、増加していくが、特定周波数に設定した錘側１次固定振動数ｆｂ１を超えることはない。

　この結果、突起部材３０によって巻上機３に与えられる周波数を錘側１次固定振動数ｆｂ１に限定することで、全体１次固有振動数ｆａ１に影響を与えないようにすることができる。これにより、ガイド部材１２が突起部材３０を通過したときに、かご６に伝わる振動の影響を小さくすることができる。また、かご６に伝わる振動の影響が小さいので、かご６内の乗客に不快感を与えることを防止することができるとともに、不安感を抱かせることを防止することができる。

　次に、診断部２２が、ロープ５の劣化伸びを診断する劣化伸び診断方法について説明する。図９は、図１のエレベータ制御装置２０の特に診断部２２の構成を具体的に示した構成図である。

　図９に示すように、診断部２２は、劣化伸び量演算部２２１と、報知内容判定部２２２と、を有している。劣化伸び量演算部２２１には、位置センサ３ａからかご６の位置情報と、電流センサ２１ａから巻上機のトルク電流情報と、が入力されている。

　図１０は、正常時、電流センサ２１ａで検出されるかご６が任意の階から最上階へ走行するときの巻上機トルク電流波形示す図である。また、図１１は、劣化伸び発生時、電流センサ２１ａで検出されるかご６が任意の階から最上階へ走行するときの巻上機トルク電流波形示す図である。図１０及び図１１を比較すると、時刻ｔ１において、ガイド部材１２が突起部材３０を通過していることがわかる。これは、ガイド部材１２が突起部材３０を通過したときに、釣合錘７に錘側１次固有振動数ｆｂ１が与えられたことで変化した周波数の影響が、巻上機トルク電流に現れたものである。

　劣化伸び量演算部２２１は、かご６が移動を開始して停止する毎に、巻上機トルク電流の時系列データを電流センサ２１ａを介して取得し、図示しない記憶部にトルク電流情報として巻上機トルク電流波形を記憶させる。

　さらに、劣化伸び量演算部２２１は、位置センサ３ａからかご６が最上階に到達した情報を受信したとき、記憶部から巻上機トルク電流波形を取得する。また、劣化伸び量演算部２２１は、取得した巻上機トルク電流波形から外乱の影響の有無を確認する（第３ステップ）。

　外乱の影響の有無は、巻上機トルク電流波形において、かご６が運転を開始するときの電流値と、かご６が停止するときの電流値と、を除いた範囲の電流値が、予め設定された許容電流値幅に入っているか否かで判断される。即ち、劣化伸び量演算部２２１は、かご６が等速度で運転しているときの電流値（以下、等速度電流値と称す）から外乱の影響の有無を確認している。ここで、許容電流値幅は、正常時の巻上機トルク電流波形の等速度電流値から決定されている。

　このとき、巻上機トルク電流波形に、外乱の影響が無い場合、即ち、等速度電流値が、予め設定された許容電流値幅に入っている場合、劣化伸び量演算部２２１は、劣化伸び量を演算することはない。

　一方、巻上機トルク電流波形に、外乱の影響がある場合、即ち、等速度電流値が、予め設定された許容電流値幅から外れた部分がある場合、劣化伸び量演算部２２１は、突起部材３０が設けられている位置Ｓ１から釣合錘７がどのくらい下方に停止したかを演算する（第４ステップ）。劣化伸び量演算部２２１が行う演算方法は、先の図５で示したように、ロープ５の劣化伸びが発生していても、釣合錘７の移動距離は変わらないことを利用している。

　図１２は、図１１の巻上機トルク電流波形における、釣合錘７の位置の時系列波形を示す図である。なお、図１２の波形（ａ）は、ロープ５の劣化伸びが発生していない正常時の波形であり、かご６が最上階に停止する位置に対応する釣合錘７の初期停止位置を０としている。また、波形（ｂ）は、波形（ａ）のときよりもロープ５の劣化伸びが増加した劣化時３の状態を示している。

　ここで、劣化伸び演算部２２１は、先の図９に示したように、位置センサ３ａを介してかご６の位置情報を取得できるとともに、電流センサ２１ａを介して巻上機のトルク電流情報を取得できる。そこで、劣化伸び演算部２２１は、かご６が最上階に移動中におけるかご６の位置情報の時系列データ及びトルク電流情報の時系列データを、図示しない記憶部に記憶させる（第１ステップ、及び第２ステップ）。

　なお、位置センサ３ａに基づいて生成されるかご６の位置情報の時系列データは、位置の変化としては、プラスマイナスの方向は逆であるが、釣合錘７の位置の変化と同じである。従って、劣化伸び演算部２２１は、生成したかご６の位置情報の時系列データに関して、最上階で停止した際の位置を０と見なし、かつ、プラスマイナスを反転させることで、図１２に示した正常時の釣合錘７の位置情報の時系列データに相当するデータとしてかご６の位置情報の時系列データを扱うことができる。

　そこで、図１２に示すように、劣化伸び量演算部２２１は、図１２の診断距離Ｐを演算する。劣化時３では、時刻ｔ１のとき、突起部材３０が設けられている位置Ｓ１を釣合錘７が通過することがわかる。

　具体的には、劣化伸び量演算部２２１は、先ず、外乱の影響が現れた時刻ｔ１を演算する。外乱の影響が現れた時刻ｔ１は、巻上機のトルク電流情報の時系列データの中で、許容電流値幅から外れた位置から演算可能である。

　次に、劣化伸び量演算部２２１は、かご６の位置情報の時系列データに基づいて、時刻ｔ１におけるかご６の位置と、かご６が最上階に到達した時刻におけるかご６の位置（すなわち、０の位置）の差分から、診断距離Ｐを演算することができる。このようにして求めた診断距離Ｐは、結果的には、図１２に示した劣化時３における釣合錘７の位置に関して、突起部材３０を通過した際の釣合錘７の位置Ｓ１と、最上階に停止した際の釣合錘７の位置Ｓ２との差分である診断距離Ｐに相当する。

　劣化伸び量演算部２２１は、演算した診断距離Ｐを、報知内容判定部２２２に送る。報知内容判定部２２２は、診断距離Ｐの値に応じて報知内容を決定している。

　報知内容判定部２２２は、診断距離Ｐが、設計時に予め設定された距離を超えたか否かで、保守センターへ警告する報知内容を決定している。ここで、設計時に予め設定された距離を、以下、距離Ｐ１として説明する。

　診断距離Ｐが０よりも大きく距離Ｐ１よりも小さい（０＜Ｐ＜Ｐ１）のとき、報知内容判定部２２２は、ロープ５に劣化伸びが発生している情報を保守センターへ報知することを決定する。一方、診断距離Ｐが距離Ｐ１以上（Ｐ１≦Ｐ）のとき、報知内容判定部２２２は、ロープ５の劣化伸びがエレベータの運転に影響を与える可能性があると判断し、ロープ５の劣化伸びによりエレベータの運転を休止する情報を保守センターへ報知することを決定する。Ｐ１≦Ｐのとき、報知内容判定部２２２は、エレベータの運転を休止する情報を制御部２１にも送る。

　従って、診断距離Ｐが０＜Ｐ＜Ｐ１のとき、報知内容判定部２２２は、エレベータの運転は継続されるが、劣化伸びが発生している内容を第１警告として報知部４０に送る。一方、診断距離ＰがＰ１≦Ｐのとき、報知内容判定部２２２は、ロープ５の劣化伸びによりエレベータの運転を休止することを第２警告として報知部４０に送る。このとき、報知内容判定部２２２は、第２警告を制御部２１にも送る。

　報知部４０は、第１警告または第２警告に従って、保守センターへロープ５の劣化伸びが発生している情報、または、ロープ５の劣化伸びによりエレベータの運転を休止することを報知する。また、第２警告を受信した制御部２１は、専門技術者による対応が行われるまで、エレベータの運転を休止する。

　このように、本実施の形態１による劣化伸び診断装置では、ガイド部材が突起部材に接触または通過したときに釣合錘に与えられる外乱の特定周波数が、所望の速度のときに、かご内の乗客に不快感を与える周波数以下になるように、突起部材の断面形状を設定している。また、突起部材の断面形状は、正弦波１波長分の形状になっている。このような構成を備えることで、ロープの劣化伸びが増加し、ガイド部材が突起部材を通過する通過速度が増加しても、釣合錘からかごに伝わる振動の影響を抑制することができる。この結果、かご内の乗客に不快感をあたえることを防止することができる。

　また、突起部材から釣合錘に与えられる外乱の特定周波数最大値を、錘側１次固有振動数以下に設定している。このような構成を備えることで、釣合錘からかごに伝達される振動の影響を、さらに抑制することができる。この結果、かごが揺れることにより、かご内の乗客が、不安感を抱くことを防止することができる。

　さらに、先行技術文献１に開示されたエレベータの釣合錘クリアランス確認装置では、ガイド体が外乱手段を通過したときの振動及び音でロープの劣化伸びを判断している。これにより、据え付け初期に外乱手段を設置した位置まで、ロープ劣化伸びが発生したか、発生してないか、という判断しかできなかった。これにより、継続的にロープ劣化伸び量を監視した診断ができないという問題があった。

　これに対して、本発明の劣化伸び診断装置では、巻上機トルク電流に外乱の影響が確認された場合、診断部の劣化伸び量演算部が、突起部材が設けられている位置から釣合錘がどのくらい下方に停止したかを演算している。このような構成を備えることで、劣化伸び量を継続的に確認することができる。この結果、劣化伸びがエレベータの運転に影響を与える可能性がある値に到達するまで、エレベータの運転を継続させることができる。

　なお、本実施の形態１では、劣化伸び量演算部２２１が、突起部材３０が設けられている位置Ｓ１から釣合錘７が停止する停止位置Ｓ２までの診断距離Ｐを演算した後、保守センターへ通報している。しかし、単純に、巻上機トルク電流波形が外乱の影響を確認したタイミングで、診断距離Ｐを演算することなく、劣化伸びが発生している情報を保守センターへ報知するようにしてもよい。

　また、本実施の形態１では、巻上機トルク電流波形に外乱の影響が現れたタイミングで、ガイド部材１２が、突起部材３０が設けられている位置Ｓ１を通過したことを用いて、診断距離Ｐを演算しているが、これに限るものではない。例えば、劣化伸び量の増加に応じてガイド部材１２が突起部材３０と接触または通過する速度が増加することに伴って、突起部材３０から釣合錘７に伝わる外乱の周波数が増加するので、巻上機トルク電流波形に現れる外乱の特定周波数の大きさから劣化伸び量を診断してもよい。

　また、本実施の形態１では、突起部材３０の断面形状を、正弦波１波長分の形状としているが、同様の周波数の主成分を有する三角波、台形波とした場合にも、同等の効果を得ることができる。

　さらに、本実施の形態１では、所望の通過速度を、最大通過速度Ｖ２としているが、減速区間である速度Ｖ１でもよい。ガイド部材１２が突起部材３０を通過する通過速度は、図５（Ａ）に示すように、一定の変化率で変化している。図１３は、図３の突起部材３０の変形例を示す断面図である。図１３の断面は、図３のＣ－Ｃ断面に相当する。図１３に示すように、突起部材３０の断面形状は、正弦波１波長分の形状を、ガイド部材１２が突起部材３０を所望の変化率の速度で通過したときに、正弦波の外乱を釣合錘７に作用させるように歪ませている。

　また、本実施の形態１では、突起部材３０は、対向面９０ａに取り付けられているが、ガイド部材１２と摺動部９ａとの摺動面に設けられていればよい。図１４は、図３の突起部材３０の取付位置を変更した例を示す斜視図である。図１４に示すように塞ぎ面９２ａに設けられていてもよい。また、一対の対向面９０ａ、９１ａにそれぞれ設けられていてもよいし、一対の対向面９０ａ、９１ａ及び塞ぎ面９２ａの全ての面に設けられていてもよい。

　また、本実施の形態１では、劣化伸び診断装置を、機械室ありのエレベータに用いた例を説明したが、機械室レスのエレベータに用いてもよい。

　実施の形態２．
　先の実施の形態１では、ロープ５の劣化期間に伴うロープの伸び率の変化特性を考慮せずに、突起部材３０を取り付ける位置Ｓ１を決定していた。これに対して、本実施の形態２では、ロープ５の劣化期間に伴うロープの伸び率の変化特性を利用して、突起部材３０を取り付ける位置Ｓ１を適切に決定する場合について説明する。

　図１５は、本実施の形態２におけるエレベータのロープ５が、エレベータの運転に伴って曲げ疲労を受けたときの運転回数とロープ伸び率との関係を示す図である。図１５に示すように、ロープ５の劣化伸びは、大きく３つのゾーンに分類することができる。

　具体的には、１つ目が、エレベータ据付の直後から半年程度の期間でロープの伸びが発生する初期伸び区間Ｚ１である。２つ目が、運転回数に応じて微小にロープの伸びが増加する安定区間Ｚ２である。そして、３つ目が、劣化が進み、安定区間Ｚ２に対して劣化伸びが急激に増加し、最終的に破断に至る恐れのある加速区間Ｚ３である。

　初期伸び区間Ｚ１におけるロープ伸び率は、０～ｈ１である。また、安定区間Ｚ２におけるロープ伸び率は、ｈ１～ｈ２である。さらに、加速区間Ｚ３におけるロープ伸び率は、ｈ２～ｈ３である。

　そこで、本実施の形態２では、突起部材３０を錘用ガイドレール９に取り付ける位置Ｓ１を、加速区間Ｚ３で生じるロープ伸び率ｈ２以上ｈ３以下（ｈ２＜ロープ伸び率＜ｈ３）の範囲内に設定する。その他の構成は、先の実施の形態１と同様である。

　このように、本実施の形態２における劣化伸び診断装置では、ロープの劣化期間のうち、ロープの劣化伸びが進み、最終的に破断に至る恐れがある加速区間におけるロープの伸び率を考慮して突起部材を設置する位置を設定している。このような構成を備えることで、加速区間の劣化伸びに限定して診断することができる。

　なお、ここでは突起部材を設置する位置を加速区間におけるロープの伸び率を考慮して設定する例を説明したが、初期伸び区間や安定区間のロープの伸び率を考慮して設定してもよい。さらに、初期伸び区間、安定区間、加速区間のそれぞれのロープ伸び率を考慮した位置に複数の突起部材を設置してもよい。

　このような構成を備えることで、安定区間における劣化伸びであるか、あるいは、加速区間における劣化伸びであるかを確実に区別するこができる。

　また、安定区間と加速区間とのロープ伸び率の傾きが大きく異なることを利用して、診断距離の変化率が予め設定された値以上になった場合に、ロープの劣化伸びが、加速区間内の劣化伸びであると判断することができる。従って、劣化伸びが急激に増加し、最終的に破断に至る恐れのある加速区間における劣化伸びを確実に検出することができる。

　実施の形態３．
　先の実施の形態１では、錘用ガイドレール９の高さ方向に沿って、１つの突起部材３０が設けられている例について説明した。これに対して、本実施の形態３では、錘用ガイドレール９の高さ方向に沿って複数の突起部材３０が設けられている例について説明する。

　図１６は、本実施の形態３における錘用ガイドレール９に設けられた突起部材３０を拡大して示す斜視図である。図１６に示すように、錘用ガイドレール９の摺動部９ａの対向面９０ａには、先の実施の形態１と同様の断面形状を有する突起部材３０が、錘用ガイドレール９の高さ方向に沿って複数（この例では、３つ）設けられている。

　本実施の形態３では、各突起部材３０は、錘用ガイドレール９の高さ方向について、互いに隣り合った状態で配置されている。これにより、ガイド部材１２は、ロープ５の劣化伸び量に応じて、突起部材３０を通過する個数が変化する。

　図１７は、図１６の突起部材３０を、ガイド部材１２が全て通過したとき、かご６が任意の階から最上階へ走行するときの巻上機トルク電流波形を示す図である。図１７に示すように、巻上機トルク電流波形には、各突起部材３０を通過した影響が現れている。その他の構成は、先の実施の形態１と同様である。

　このように、本実施の形態３における劣化伸び診断装置では、突起部材が錘用ガイドレールの高さ方向に沿って複数設けられている。このような構成を備えることで、劣化伸び量演算部は、巻上機トルク電流波形に現れた電流値幅を超える外乱の数から劣化伸び量を診断することができる。

　また、巻上機トルク電流波形における加減速の周波数が、突起部材による外乱の特定周波数よりも低い周波数帯域であることを利用して、加減速の周波数以下を除去するハイパスフィルターを用いて、突起部材による外乱の特定周波数の影響だけを抽出してもよい。

　これにより、突起部材による外乱が小さく、外乱の影響が、巻上機トルク電流波形に顕著に表れない場合でも、各突起部材による影響だけを分離することができる。従って、巻上機トルク電流波形に現れる外乱数を容易に確認することができる。

　なお、本実施の形態３では、外乱数を数えることにより劣化伸び量を診断する方法を述べたが、これに限るものではない。例えば、巻上機トルク電流波形の周波数分析を実施することで、ガイド部材１２が突起部材３０を通過する個数が増えるに連れて外乱の特定周波数の値が増加する。これを用いて、特定周波数成分のピークの高さから外乱数を判断してもよい。

Claims

　ロープを介して昇降路内を反対方向に昇降されるかご及び釣合錘、
　据え付け時において上記かごが最上階に停止しているときの上記釣合錘の初期停止位置よりも下方となる位置で、上記昇降路内に配置された錘緩衝器、
　上記初期停止位置と上記錘緩衝器との間に設けられ、経年劣化により上記ロープに生じた劣化伸び量が、予め設定された劣化伸びの許容範囲を超えたとき、上記釣合錘と機械的に接触し、上記釣合錘に外乱を与える突起部材、及び
　上記かごが上記最上階に停止した際に、上記最上階に停止するまでの移動中に上記突起部材から上記釣合錘に外乱が与えられた状態が発生したことを検出した場合に、上記ロープに生じた劣化伸び量を演算する劣化伸び量演算部
　を備え、
　上記突起部材は、上記突起部材から上記釣合錘に与えられる上記外乱の周波数が、所望の特定周波数となるような断面形状を有しており、
　上記所望の特定周波数は、上記据え付け時の上記かごが上記最上階に停止したとき、上記釣合錘を介して上記かごに伝わる振動があらかじめ決められた振動周波数よりも小さくなるように規定されている
　エレベータのロープ劣化伸び診断装置。
　上記所望の特定周波数は、上記釣合錘に発生している錘側１次固有振動数以下の周波数として設定される
　請求項１に記載のエレベータのロープ劣化伸び診断装置。
　上記劣化伸び量演算部は、位置センサを介して上記かごの位置情報を取得するとともに、電流センサを介して上記かご及び上記釣合錘を昇降させる巻上機のトルク電流情報を取得し、上記かごが上記最上階に移動中における位置情報の時系列データ及び上記トルク電流情報の時系列データを記憶部に記憶し、上記トルク電流情報の時系列データの遷移状態に基づいて、上記突起部材から上記釣合錘に外乱が与えられた状態が発生したことを検出した場合には、上記位置情報の時系列データに基づいて、上記釣合錘に外乱が与えられた状態が発生した時刻でのかご位置と、上記かごが最上階で停止した時刻におけるかご位置との差分値を上記劣化伸びの許容範囲を超えた伸び量である上記劣化伸び量として算出する
　請求項１または請求項２に記載のエレベータのロープ劣化伸び診断装置。
　上記突起部材は、上記釣合錘が昇降される方向に沿って複数設けられており、
　上記劣化伸び量演算部は、電流センサを介して上記かご及び上記釣合錘を昇降させる巻上機のトルク電流情報を取得し、上記かごが上記最上階に移動中における上記トルク電流情報の時系列データを記憶部に記憶し、上記トルク電流情報の時系列データの遷移状態に基づいて、上記突起部材から上記釣合錘に外乱が与えられた状態が発生したことを検出した場合には、検出した回数に応じて、複数設けられた上記突起部材の設置位置に対応する伸び量が上記劣化伸び量として発生したと判断する
　請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のエレベータのロープ劣化伸び診断装置。
　上記劣化伸び演算部により演算された上記劣化伸び量に応じて外部に行う警告の内容を決定する報知内容判定部
　をさらに備える
　請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のエレベータのロープ劣化伸び診断装置。
　上記突起部材の断面形状は、上記突起部材から上記釣合錘に与えられる上記外乱の波長が、正弦波１波長になる形状である
　請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のエレベータのロープ劣化伸び診断装置。
　上記突起部材は、エレベータ据付け後の初期段階においてロープ伸びが発生する初期伸び区間と、ロープ伸びがある範囲内で安定している安定区間と、ロープ伸びが増加し最終的に上記ロープが破断に至る恐れのある加速区間とに区分されるロープ劣化期間のうち、上記加速区間に相当するロープ伸びを検出する位置に設置されている
　請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のエレベータのロープ劣化伸び診断装置。
　ロープを介して昇降路内を反対方向に昇降されるかご及び釣合錘、
　据え付け時において上記かごが最上階に停止しているときの上記釣合錘の初期停止位置よりも下方となる位置で、上記昇降路内に配置された錘緩衝器、
　上記初期停止位置と上記錘緩衝器との間に設けられ、経年劣化により上記ロープに生じた劣化伸び量が、予め設定された劣化伸びの許容範囲を超えたとき、上記釣合錘と機械的に接触し、上記釣合錘に外乱を与える突起部材、及び
　上記かごが上記最上階に停止した際に、上記最上階に停止するまでの移動中に上記突起部材から上記釣合錘に外乱が与えられた状態が発生したことを検出した場合に、上記ロープに生じた劣化伸び量を演算する劣化伸び量演算部
　を備えたエレベータのロープ劣化伸び診断装置において、上記劣化伸び量演算部により実行されるエレベータのロープ劣化伸び診断方法であって、
　上記突起部材は、上記突起部材から上記釣合錘に与えられる上記外乱の周波数が、所望の特定周波数となるような断面形状を有しており、
　上記所望の特定周波数は、上記据え付け時の上記かごが上記最上階に停止したとき、上記釣合錘を介して上記かごに伝わる振動があらかじめ決められた振動周波数よりも小さくなるように規定されており、
　上記劣化伸び量演算部において、
　　上記かごが上記最上階に移動中において、位置センサを介して取得した上記かごの位置情報に基づいてかご位置時系列データを生成し、記憶部に記憶させる第１ステップと。
　　上記かごが上記最上階に移動中において、電流センサを介して取得した上記かご及び上記釣合錘を昇降させる巻上機のトルク電流情報に基づいて、トルク電流時系列データを生成し、上記記憶部に記憶させる第２ステップと、
　　上記トルク電流時系列データに基づいて上記所望の特定周波数に起因する振動を検出することで、上記突起部材から上記釣合錘に外乱が与えられた状態が発生したことを検出する第３ステップと、
　　上記第３ステップで、上記突起部材から上記釣合錘に外乱が与えられた状態が発生したことを検出した場合には、上記位置情報の時系列データに基づいて、上記釣合錘に外乱が与えられた状態が発生した時刻でのかご位置と、上記かごが最上階で停止した時刻におけるかご位置との差分値を、上記劣化伸びの許容範囲を超えた伸び量である上記劣化伸び量として算出する第４ステップと、
　を有する
　エレベータのロープ劣化伸び診断方法。
　昇降路内を反対方向に昇降されるかごと釣合錘との間を接続するロープに生じた劣化伸び量が、予め設定された劣化伸びの許容範囲を超えたとき、上記釣合錘と機械的に接触し、上記釣合錘に外乱を与えるために使用されるエレベータのロープ劣化伸び診断用突起部材であって、
　上記釣合錘と機械的に接触した際に、上記釣合錘に対して所望の特定周波数を有する外乱を与えることができる断面形状を有しており、
　上記所望の特定周波数は、据え付け時の上記かごが最上階に停止したとき、上記釣合錘に発生している錘側１次固有振動数以下の周波数として設定される
　エレベータのロープ劣化伸び診断用突起部材。