特許 7507122 ロープ寿命の診断方法及び診断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-19

(45)【発行日】2024-06-27

(54)【発明の名称】ロープ寿命の診断方法及び診断装置

(51)【国際特許分類】

   B66B 5/02 20060101AFI20240620BHJP

   B66B 5/00 20060101ALI20240620BHJP

【ＦＩ】

B66B5/02 C

B66B5/02 S

B66B5/00 G

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021077398

(22)【出願日】2021-04-30

(65)【公開番号】P2022171029

(43)【公開日】2022-11-11

【審査請求日】2023-06-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000232955

【氏名又は名称】株式会社日立ビルシステム

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】西江 聡

(72)【発明者】

【氏名】西迫 竜一

【審査官】須山 直紀

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／７５２２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／１２５１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－６６８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２４３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００２／１０４７１５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｂ ５／０２

Ｂ６６Ｂ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エレベーターのロープ寿命を診断するロープ寿命診断方法において、
磁気センサと気圧センサで通過階床数を計測し、
通過階数計数部で磁気センサで計測した通過階床数と気圧センサで計測した通過階床数を各々カウントし、
異常診断部が磁気センサで計測した通過階床数と気圧センサで計測した通過階床数を比較し、
異常診断部が比較した通過階床数が不一致であったとき、外部通報部が磁気センサと気圧センサの少なくとも一方が故障していることを通報するロープ寿命の診断方法。

【請求項2】

通過階数計測部は同じ時刻に磁気センサで計測した通過階床数のカウントと気圧センサで計測した通過階床数のカウントを開始し、
同じ時刻に磁気センサで計測した通過階床数のカウントと気圧センサで計測した通過階床数のカウントを終了し、
異常診断部は前記カウント期間の磁気センサで計測した通過階床数と気圧センサで計測した通過階床数を比較する請求項１に記載のロープ寿命診断方法。

【請求項3】

前記異常診断部が通過階床数の不一致を検出したとき、磁気センサが各階付近の昇降路内壁面に設置されたマーカ磁石を検出する間隔が一定かどうかを判定し、
当該間隔が一定でないときは、前記磁気センサに異常が発生していると判定する、請求項１に記載のロープ寿命の診断方法。

【請求項4】

マーカ磁石を検出する間隔が一定であるとき、外部通報部は気圧センサの故障を通報し磁気センサによる通過階床数検出をする請求項３に記載のロープ寿命診断方法。

【請求項5】

エレベーターのロープ寿命を診断するロープ寿命診断装置において、
磁気センサと気圧センサで通過階床数を計測し、
通過階数計数部で磁気センサで計測した通過階床数と気圧センサで計測した通過階床数を各々カウントし、
異常診断部が磁気センサで計測した通過階床数と気圧センサで計測した通過階床数を比較し、
異常診断部が比較した通過階床数が不一致であったとき、外部通報部が磁気センサと気圧センサの少なくとも一方が故障していることを通報する、ロープ寿命の診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エレベーターのロープ寿命の診断方法及び診断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エレベーターにおける乗りかごの移動距離や高度の計測には、様々な技術が用いられている。

【0003】

例えば、特許文献１には、かごの外側の上部に加速度計及び高度計を設けた構成を有し、加速度の大きさについて所定の閾値を設定し、その閾値の大きさを所定の時間より長く継続して超えた場合に、エレベーターの起動の回数に一回を加算する、エレベーターの起動回数計測装置であって、高度計が測定する高度に基づいてかごが停止している階床を判定するものが開示されている。また、特許文献１には、計測した起動回数は、エレベーターの主ロープの寿命の算出に用いられること、算出された寿命は、主ロープの交換時期の決定などに用いられることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６６２８００４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載されているエレベーターの起動回数計測装置は、加速度計もしくは高度計の故障を検出することができないため、計測処理を継続してしまう。そのため、加速度計もしくは高度計が故障した場合、実際の起動回数と、計測した起動回数とに乖離が発生する点で改善の余地がある。

【0006】

本発明の目的は、エレベーターの起動回数及び乗りかごの通過階床数の計数処理の信頼性を向上させるとともに、階床検出の精度を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の課題は、磁気センサと気圧センサで通過階床数を計測し、通過階数計数部で磁気センサで計測した通過階床数と気圧センサで計測した通過階床数を各々カウントし、異常診断部が磁気センサで計測した通過階床数と気圧センサで計測した通過階床数を比較し、異常診断部が比較した通過階床数が不一致であったとき、外部通報部が磁気センサと気圧センサの少なくとも一方が故障していることを通報する、ロープ寿命の診断方法で解決される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、エレベーターの起動回数及び乗りかごの通過階床数の計数処理の信頼性を向上させるとともに、階床検出の精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係るエレベーターの診断システムを示す全体構成図である。

【図2】図１の診断装置における起動回数及び通過回数の計数処理を示すフローチャートである。

【図3】エレベーターが移動している状態であって気圧センサおよび磁気センサが正常に機能している場合におけるかご速度、気圧センサの出力および磁気センサの出力の経時変化を示すグラフである。

【図4】磁気センサの出力に異常が生じている場合におけるかご速度、気圧センサの出力および磁気センサの出力の経時変化を示すグラフである。

【図5】気圧センサの出力に異常が生じている場合におけるかご速度、気圧センサの出力および磁気センサの出力の経時変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示は、エレベーターの制御信号を使用せずに、エレベーターの運転状態を監視・診断する方法及び装置に関する。

【0011】

以下、図面を用いて、実施形態について説明する。

【0012】

図１は、実施形態に係るエレベーターの診断システムを示す全体構成図である。

【0013】

本図に示すように、エレベーターは、乗りかご１と、乗り場ドア２と、を含む。乗りかご１は、昇降路内に設置され、図示していない主ロープ及び巻上機により昇降する。乗りかご１には、図示していないかごドアが設けられている。

【0014】

乗り場ドア２は、各階に設置されている。乗り場ドア２は、乗りかご１が各階に停止した際にかごドアと連動して開閉する。

【0015】

本図においては、各階の乗り場ドア２の上方であって昇降路側の壁面にマーカー磁石３が設置されている。また、乗りかご１の上部には、診断装置４が設置されている。診断装置４は、乗りかご１の運転状態等を計測し診断する機能を有するコンピュータ装置である。

【0016】

マーカー磁石３と診断装置４とは、各階に乗りかご１が到着した状態で、接近する位置に設置されている。

【0017】

診断装置４は、磁気センサ５と、加速度センサ６と、気圧センサ７と、Ｉ／Ｆ回路８（インターフェイス回路）と、起動回数計数部９と、通過階床計数部１０と、階床検出部１１と、初期状態記憶部１２と、異常診断部１３と、外部通報部１４（外部通知部）と、を有する。起動回数計数部９、通過階床計数部１０、階床検出部１１、異常診断部１３及び外部通報部１４は、コンピュータ装置に内蔵された演算ユニットである。起動回数計数部９、通過階床計数部１０、階床検出部１１、異常診断部１３及び外部通報部１４は、それぞれがいくつかの演算ユニットに分かれて設置されていてもよいし、１つの中央演算ユニット（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）に含まれるものであってもよい。初期状態記憶部１２は、コンピュータ装置のメモリの１つである。

【0018】

磁気センサ５は、各階に設置されたマーカー磁石３による磁界を検出するものである。加速度センサ６は、乗りかご１の走行状態（加速度）を検出するものである。加速度センサ６により検出された加速度は、１階積分することにより、かご速度が算出できる。また、当該加速度を２階積分することにより、乗りかご１の移動距離が算出できる。気圧センサ７は、乗りかご１のかご位置（高度）を検出するものである。

【0019】

Ｉ／Ｆ回路８は、磁気センサ５、加速度センサ６及び気圧センサ７の出力信号を受信し、各機器に送信するものである。起動回数計数部９は、Ｉ／Ｆ回路８を介して受信した各センサの出力信号をもとに起動回数を計数する。通過階床計数部１０は、各センサの出力信号をもとに通過回数を計数する。階床検出部１１は、各センサからの出力信号をもとに乗りかご１の現在階を推定する。

【0020】

初期状態記憶部１２は、磁気センサ５の出力信号をもとに、各階に設置されたマーカー磁石３の検出間隔を測定し、記憶する。異常診断部１３は、通過階床計数部１０および初期状態記憶部１２のデータをもとに、磁気センサ５および気圧センサ７の診断を行う。外部通報部１４は、異常診断部１３による診断結果を、図示していない管制センターに対して通報する。これにより、専門技術者に通知することができ、専門技術者による是正作業を実施させることができる。

【0021】

なお、階ごとに異なる形状等を有するマーカー磁石３を設置すれば、磁気センサ５により検出される磁界の違いから、磁気センサ５が通過した階を特定することができる。

【0022】

図２は、図１の診断装置における起動回数及び通過回数の計数処理を示すフローチャートである。

【0023】

本図に示す計数処理は、乗りかご１の出発を検出するたびに実行される。乗りかご１の出発は、加速度センサ６の出力信号をもとに、起動回数計数部９にて検出する。

【0024】

起動回数計数部９は、Ｉ／Ｆ回路８を介して取得した加速度センサ６の出力信号をもとに乗りかご１の出発を検出する。そして、階床検出部１１にて検出した乗りかご１の現在階を、出発階として記憶する（Ｓ００１）。

【0025】

起動回数計数部９は、起動回数の計数を階床別に記憶しており、工程Ｓ００１にて記憶した出発階における起動回数に１を加算する（Ｓ００２）。

【0026】

起動回数計数部９は、乗りかご１の出発を検出すると、乗りかご１の出発信号を通過階床計数部１０に対して送信する。通過階床計数部１０は、乗りかご１の出発信号を受信すると、各階の乗り場ドア２付近に設置されたマーカー磁石３の通過の検出を開始し、マーカー磁石３の通過した回数を磁気センサ５により検出した通過階床数として記憶する（Ｓ００３）。

【0027】

また、通過階床計数部１０は、各階に設置されたマーカー磁石３の検出間隔（時間）を計測し、記憶する（Ｓ００４）。

【0028】

通過階床計数部１０は、加速度センサ６の出力信号をもとに、乗りかご１の停止を検出するまで、工程Ｓ００３およびＳ００４の処理を実施する（Ｓ００５）。

【0029】

乗りかご１の到着を検出した通過階床計数部１０は、階床検出部１１にて検出した乗りかご１の現在階と、工程Ｓ００１にて記憶した出発階とから、その回の出発から停止に至る移動において通過した階床を計数し、気圧センサ７により検出した通過階床数として記憶する（Ｓ００６）。

【0030】

なお、通過階床計数部１０は、同じ時刻に磁気センサ５で計測した通過階床数のカウント（計数）と気圧センサ７で計測した通過階床数のカウント（計数）とを開始することが望ましい。また、同じ時刻に磁気センサ５で計測した通過階床数のカウントと気圧センサ７で計測した通過階床数のカウントを終了する。

【0031】

異常診断部１３は、工程Ｓ００３にて計測した磁気センサ５により検出した通過階床数と、工程Ｓ００６にて計測した気圧センサ７により検出した通過階床数とを比較する（Ｓ００７）。この場合に、異常診断部１３は、同じ時刻に計数を開始し同じ時刻に計数を終了する間に検出された２つの通過階床数（磁気センサ５により検出された通過階床数及び気圧センサ７により検出された通過階床数）を比較することが望ましい。言い換えると、カウント期間における磁気センサ５で計測した通過階床数と気圧センサ７で計測した通過階床数とを比較する。

【0032】

磁気センサ５により検出した通過階床数と、気圧センサ７により検出した通過階床数とが不一致の場合、異常診断部１３は、磁気センサ５の診断を実施する（Ｓ００８）。

【0033】

工程Ｓ００８において診断結果が異常である場合、磁気センサ５に異常が発生していると判定し、外部通報部１４から管制センターに磁気センサ５の異常を通報する（Ｓ００９）。具体的には、マーカー磁石３（図１）が脱落している場合等が考えられる。

【0034】

通過階床計数部１０は、工程Ｓ００１にて記憶した出発階と、階床検出部１１で検出した乗りかご１の現在階とから、各階の通過回数を計数する。通過回数の計数は、例えば乗りかご１が１階から５階まで走行した場合、１階から４階を通過したとして、１階から４階の通過回数に１を加算する（Ｓ０１０）。

【0035】

階床検出部１１は、気圧センサ７の出力信号をもとにした階床検出処理を継続して実施する（Ｓ０１１）。

【0036】

工程Ｓ００７にて、磁気センサ５により検出した通過階床数と、気圧センサ７により検出した通過階床数とが一致した場合は、磁気センサ５及び気圧センサ７ともに正常と判定し、工程Ｓ０１０及びＳ０１１の処理を実施する。

【0037】

工程Ｓ００８にて、異常診断部１３による診断の結果、磁気センサ５が正常である場合、気圧センサ７に異常が発生していると判定し、外部通報部１４から管制センターに気圧センサ７の異常を通報する（Ｓ０１２）。

【0038】

通過階床計数部１０は、工程Ｓ００１にて記憶した出発階と、磁気センサ５により検出した通過階床数とから、乗りかご１の現在階を算出し、各階の通過回数を計数する（Ｓ０１３）。

【0039】

階床検出部１１は、工程Ｓ０１３にて磁気センサ５により検出した通過階床数から算出した現在階を基準に、磁気センサ５により検出した通過階床数を使用した乗りかご１の現在階検出処理を継続する（Ｓ０１４）。この場合、以降の起動回数、通過回数および乗りかご１の階床検出には、磁気センサ５の出力信号を用いることができる。

【0040】

以上の工程により、起動回数、通過回数および乗りかご１の階床の計測精度を向上させることができる。

【0041】

以下、異常診断部１３による診断処理について、図３、図４及び図５を用いて説明する。

【0042】

図３は、エレベーターが移動している状態であって気圧センサおよび磁気センサが正常に機能している場合におけるかご速度、気圧センサの出力および磁気センサの出力の経時変化を示すグラフである。ここで、「正常に機能している」ことを「正常状態である」と表現してもよい。

【0043】

本図においては、乗りかご１（図１）が１階から５階まで移動する際における乗りかご１のかご速度、気圧センサ７の出力及び磁気センサ５の出力を示している。

【0044】

気圧センサの出力は、階（高度）が上がるに従って低下する。一方、磁気センサ５の出力は、各階に設置されたマーカー磁石３に接近するたびに、出力が大きくなる。

【0045】

初期状態記憶部１２（図１）は、磁気センサ５および気圧センサ７が正常に機能している場合において、磁気センサ５により検出されるマーカー磁石３の間隔を初期状態（Ｓ１～Ｓ４）として記憶する。

【0046】

図４は、磁気センサの出力に異常が生じている場合におけるかご速度、気圧センサの出力および磁気センサの出力の経時変化を示すグラフである。

【0047】

本図においては、一例として、３階に設置されたマーカー磁石３（図１）が脱落した状態で、乗りかご１が１階から５階まで移動した場合を示している。

【0048】

磁気センサ５は、３階に設置されているはずのマーカー磁石３を検出できないため、検出間隔Ｔ２が正常時と比較して増大する。異常診断部１３は、直近の検出間隔（Ｔ１～Ｔ４）と、初期状態記憶部１２に記憶されている検出間隔（Ｓ１～Ｓ４）とを比較し、検出間隔Ｔ２が初期状態Ｓ２と異なることをもって異常が生じていると判定する。なお、直近の検出間隔は、検出間隔についての最新のデータが望ましいが、これに限定されるものではなく、例えば数日前のデータであってもよい。

【0049】

磁気センサ５自体が故障した場合においても、検出間隔に影響が出るため、本処理で故障の検出は可能である。

【0050】

図５は、気圧センサの出力に異常が生じている場合におけるかご速度、気圧センサの出力および磁気センサの出力の経時変化を示すグラフである。

【0051】

本図においては、一例として、乗りかご１（図１）が５階まで移動しても、気圧センサ７の出力が４階分の変化量となっている場合を示している。

【0052】

気圧センサ７が異常の状態で乗りかご１が移動した場合、気圧センサ７により検出した通過階床数と、磁気センサ５により検出した通過階床数とが一致しない。一方、磁気センサ５によるマーカー磁石３の検出間隔（Ｔ１～Ｔ４）は、初期状態（Ｓ１～Ｓ４）と一致している。このため、磁気センサ５およびマーカー磁石３は正常であると判定できる。この場合、異常診断部１３は、気圧センサ７に異常が生じていると判定する。

【0053】

このように、磁気センサ５及び気圧センサ７のデータを組み合わせることにより、起動回数および通過回数の計数処理の信頼性を向上させるとともに、階床検出の精度を向上させることができる。

【0054】

また、通過回数は、ロープの屈曲回数に対応する値として計測され、ロープの寿命診断に活用される。

【符号の説明】

【0055】

１：乗りかご、２：乗り場ドア、３：マーカー磁石、４：診断装置、５：磁気センサ、６：加速度センサ、７：気圧センサ、８：Ｉ／Ｆ回路、９：起動回数計数部、１０：通過階床計数部、１１：階床検出部、１２：初期状態記憶部、１３：異常診断部、１４：外部通報部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】