JP2013124156A - エレベータシステム、エレベータのプーリ溝診断装置、及びエレベータのプーリ溝診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プーリ溝の摩耗を検出する。
【解決手段】昇降路を上下に移動可能なかごと、かごを支えるロープと、ロープの移動に伴い回転動作するプーリとを備えるエレベータシステムにおいて、プーリの回転数を検出するエンコーダと、かごを検出する位置検出装置と、エンコーダ及び位置検出装置に接続されるプーリ溝診断装置とを備え、プーリ溝診断装置は、かごが位置検出装置に検出されてから、かごが前記昇降路内の所定の位置に到達するまでの距離を、エンコーダから得られるプーリの回転数に基づいて算出し、初期状態での距離算出結果と所定時間が経過した後での距離算出結果との差分から、プーリの溝の摩耗の度合いを診断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレベータシステム、エレベータのプーリ溝診断装置、及びエレベータのプーリ溝診断方法に関する。

エレベータのかごは、そのかごを支えるロープを移動させることにより、上下に移動する。そして、ロープが移動すると、そのロープを支えるプーリが回転する。よって、ロープを支えるプーリ溝は、かごが移動する度に経年変化（摩耗）していく。

したがって、エレベータの定期点検時に、プーリ溝の経年変化（摩耗）の度合いを計測する必要がある（特許文献１）。

特開２０１０−１３２３９９号公報

しかしながら、プーリ溝にはロープが嵌まっている上、溝の変化は数ｍｍ程度と小さいため、手動による測定は困難である。また、測定が困難である故、測定値にばらつきが発生する虞があった。更に、定期的に手動で点検するのでは手間がかかり、最新の状態を知ることができない。

本発明の目的は、エレベータのプーリ溝の経年変化を自動的に診断できるようにしたエレベータ、エレベータのプーリ溝診断装置、及びプーリ溝診断方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、エレベータのプーリ溝の経年変化をより正確に測定することのできるエレベータ、エレベータのプーリ溝診断装置、及びプーリ溝診断方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、エレベータのプーリの交換のタイミングを適切に通知することのできるエレベータ、エレベータのプーリ溝診断装置、及びプーリ溝診断方法を提供することにある。

本発明の一つの実施態様に従うエレベータシステムは、昇降路を上下に移動可能なかごと、かごを支えるロープと、ロープの移動に伴い回転動作するプーリと、プーリの回転数を検出するエンコーダと、かごを検出する位置検出装置と、エンコーダ及び位置検出装置に接続されるプーリ溝診断装置とを備え、プーリ溝診断装置は、かごが位置検出装置に検出されてから、かごが昇降路内の所定の位置に到達するまでの距離を、エンコーダから得られるプーリの回転数に基づいて算出し、初期状態での距離算出結果と所定時間が経過した後での距離算出結果との差分から、プーリの溝の摩耗の度合いを診断する。

好適な実施形態では、プーリ溝診断装置は、初期状態での距離算出結果と所定時間が経過した後の距離算出結果との差分が所定の閾値よりも大きい場合は、プーリの交換時期であると判定して、判定結果を出力しても良い。

図１は、本発明の一実施形態に係るエレベータのプーリ溝診断システムの構成図である。 図２は、非常止め制御装置１２におけるプーリ溝の経年変化の検出に係る機能構成を示す機能ブロック図である。 図３は、外枠１の初期の移動距離を算出する処理を示すフローチャートである。 図４は、プーリ溝の経年変化を検出する処理を示すフローチャートである。

本実施形態では、以下に述べるように、プーリの回転数から算出される移動距離の、当初からの変化量に基づいて、プーリ溝の経年変化（摩耗）を検出する。以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るプーリ溝診断装置を備えるエレベータシステムの構成図である。

エレベータシステムは、エレベータの外枠１を備える。外枠１は、内部に上かご２と下かご３を備える。かご２，３は、それぞれ上方向の非常止め装置４を２つずつ備える。エレベータシステムは、外枠１を上下方向に移動させるモータ５と、そのモータ５を制御するモータ制御装置６とを備える。エレベータシステムは、外枠１と対向する位置に釣り合い錘７を備え、外枠１と釣り合い錘７はロープ８で連結されている。エレベータシステムは、釣り合い錘７の上下移動（すなわち、ロープ８の移動）に応じて回転するプーリ９を備える。プーリ９の軸には、エンコーダ１０が取り付けられている。

昇降路内の上端付近には、上方向の非常止め用の位置検出スイッチ１１が設置されている。この位置検出スイッチ１１は、エレベータの外枠１が上端付近に移動した場合にオンになる。エレベータシステムは、位置検出スイッチ１１のオンを検出可能な非常止め制御装置１２を備える。非常止め制御装置１２は、エンコーダ１０が発生するパルス信号を利用して、位置検出スイッチ１１がオンになってから、外枠１が最上階（上端）に停止するまでの移動距離を算出すると共に、エンコーダ１０が発生するパルス信号を利用して、外枠１の移動速度を算出する。そして、上端までの残距離に対する外枠１の速度が異常であると判断すると、外枠１が上端に達するまでに非常止め装置４を動作させる機能を有する。以下、プーリ溝の経年変化を検出する仕組みの概要について説明する。

エンコーダ１０は、例えば、プーリ９が１回転（又は所定の角度回転）する度に多数のパルス信号を発生する。すなわち、発生パルス数を利用して、外枠１の移動距離を算出できる。位置検出スイッチ１１がオンになってから、外枠１が昇降路の上端に到達するまでの移動距離は、エンコーダ１０のパルス信号を利用して算出できる。プーリ溝が経年変化で摩耗している場合は、プーリ溝が摩耗していない場合と比較して、発生パルス数が多くなる。なぜなら、プーリ溝が摩耗している場合は、プーリ９の直径が短くなるので、外枠１を同じ距離だけ移動させるのに必要なプーリ９の回転数が多くなるからである。

一方、位置検出スイッチ１１の取付位置と、外枠１が最上階（上端）で停止する位置との間の距離は、時間が経っても殆ど変化しない。そこで、プーリ溝が経年変化していないときの、位置検出スイッチ１１の取付位置と外枠１の最上階での所定の停止位置との間の移動距離（これを「初期移動距離」と言う）を、エンコーダ１０のパルス信号に基づいて算出し、これを保持しておく。プーリ溝が経年変化していない時とは、例えば、エレベータが設置された直後、又はプーリが交換された直後等である。その後、或る時点における位置検出スイッチ１１の取付位置と最上階での所定の停止位置との間の移動距離を、上記と同様にエンコーダ１０のパルス信号に基づいて算出する。そして、この算出された移動距離と初期移動距離とを比較し、差分を算出する。この差分が、プーリ溝の経年変化（摩耗）の度合いとなる。そこで、本実施例では、この差分と所定の閾値とを比較し、この差分が所定の閾値よりも大きい場合は、プーリ溝の交換時期であると判断し、エレベータの管理者にプーリの交換を促すようにする。

図２は、非常止め制御装置１２におけるプーリ溝の経年変化の検出に係る機能構成を示す機能ブロック図である。非常止め制御装置１２は、例えば、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１４と、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）バッファ１３とを備える。

Ｉ／Ｏバッファ１３は、エンコーダ１０が発生するパルス信号と、位置検出スイッチ１１が発生する検出信号とを受信し、ＭＰＵ１４に通知する。

ＭＰＵ１４は、コンピュータプログラム（以下「プログラム」という）を実行することにより、各種機能を実現する。例えば、以下において説明する、位置検出部１５、距離演算部１６、及び変化検出部１７は、ＭＰＵ１４で実行されるプログラムである。なお、それらの機能１５，１６，１７は、ハードウェア回路として設けることもできる。

位置検出部１５は、位置検出スイッチ１１が発生する位置信号を受信し、位置検出スイッチ１１がオンされたか否かを検出する。

距離演算部１６は、エンコーダ１０が発生するパルス信号を利用して、位置検出スイッチ１１がオンされてから、外枠１が所定の停止位置まで移動したときの移動距離を算出する。

変化検出部１７は、エレベータの外枠１が、所定の停止位置で停止した際に、距離演算部１６にて算出された移動距離を随時保存する。変化検出部１７は、エレベータが設置された直後から所定の数回の移動距離の平均値を算出し、これを初期移動距離として保持する。変化検出部１７は、初期移動距離を算出した後、或る時点において距離演算部１６にて算出された移動距離と、初期移動距離との差分を算出する。そして、変化検出部１７は、その差分が所定の閾値よりも大きいか否かを判定し、その差分が所定の閾値よりも大きい場合は、プーリ溝が経年変化したと判断する。変化検出部１７は、プーリ溝が所定以上摩耗したと判断した場合、Ｉ／Ｏバッファ１３及び制御線１８を介して、モータ制御装置６にその旨を通知する。

モータ制御装置６は、非常止め制御装置１２からプーリ溝が経年変化した旨の通知を受けると、プーリ９の交換を促す異常検出信号をエレベータの管理装置（不図示）等に送信する。その際、モータ制御装置６は、安全のため、プーリが交換されるまでエレベータを動作させないようにしても良い。

図３は、外枠１の初期移動距離を算出する処理を示すフローチャートである。当該処理は、エレベータが設置された直後、すなわち、プーリ溝が経年変化（摩耗）していない状態において実行される。

非常止め制御装置１２は、下記のステップＳ１２からＳ１４までの処理を所定のＮ（Ｎは正の整数）回繰り返す（Ｓ１１ｓ）。

外枠１が上方に走行し、上端付近の位置検出スイッチ１１を通過する時、位置検出スイッチ１１がオンになる。そして、外枠１は、最上階（上端）の所定の位置で停止する。このとき、位置検出部１５は、位置検出スイッチ１１がオンになったことを検出する（Ｓ１２）、そして、位置検出部１５は、外枠１が最上階の所定の位置で停止したことを検出する（Ｓ１３）。

距離演算部１６は、位置検出部１５が位置検出スイッチ１１のオンを検出してから、外枠１が所定の位置に停止したことを検出するまでの間の移動距離を、エンコーダ１０のパルス信号に基づいて算出し、保存する（Ｓ１４）。

非常止め制御装置１２は、上記のステップＳ１２からＳ１４までの処理の繰り返しを完了したら（Ｓ１１ｅ）、次のステップＳ１５の処理を行う。

変化検出部１７は、ステップＳ１４において保存された複数の移動距離の平均値を算出し、これを初期移動距離として保存し（Ｓ１５）、当該処理を終了する。

これにより、プーリ溝が経年変化（摩耗）していない状態における初期移動距離を算出できる。

図４は、プーリ溝の経年変化を検出する処理を示すフローチャートである。当該処理は、初期移動距離が算出された後から実行される。

外枠１が上方に走行し、位置検出スイッチ１１を通過する時、位置検出スイッチ１１がオンになる。そして、外枠１は、最上階の所定の位置に停止する。このとき、位置検出部１５は、位置検出スイッチ１１がオンになったことを検出する（Ｓ２１）、そして、位置検出部１５は、外枠１が最上階の所定の位置に停止したことを検出する（Ｓ２２）。

距離演算部１６は、位置検出部１５が位置検出スイッチ１１のオンを検出してから、外枠１が所定の位置に停止したことを検出するまでの間の移動距離を、エンコーダ１０のパルス信号に基づいて測定する（Ｓ２３）。

変化検出部１７は、初期移動距離と今回測定された移動距離との差分を算出し、この差分が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ２４）。

この差分が所定の閾値よりも大きくない場合（Ｓ２４：ＮＯ）、変化検出部１７は、プーリ溝の経年変化（摩耗）はまだ問題ないレベルであると判断し、ステップＳ２１の処理に戻る。

この差分が所定の閾値よりも大きい場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、変化検出部１７は、プーリ９の交換が必要な時期に至ったと判断し、モータ制御装置６にプーリ溝の異常を検出した旨の信号を送信する（Ｓ２５）。

モータ制御装置６（のＭＰＵ）は、非常止め制御装置１２から異常検出信号を受信すると（Ｓ２６）、エレベータの管理装置等にプーリ溝の交換を促す旨の異常検出信号を出力する（Ｓ２７）。

これにより、エレベータの管理者は、プーリ９を交換する適切なタイミングを容易に知ることができる。

上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

例えば、経年変化を検出するための処理は、モータ制御装置６が備えるＭＰＵ２０で処理されても良いし、通信ネットワークで接続された遠隔地の計算機で処理されても良い。

例えば、昇降路内の下端付近に位置検出スイッチ１１を備え、その位置検出スイッチ１１がオンになってから、外枠１が下端に到達するまでの間に発生したエンコーダ１０のパルス信号を検出する。そして、その検出されたパルス信号を利用して算出された移動距離に基づいて、プーリ溝の経年変化を検出するようにしても良い。

１…外枠、４…非常止め装置、５…モータ、６…モータ制御装置、７…釣り合い錘、８…ロープ、９…プーリ、１０…エンコーダ、１１…位置検出スイッチ、１２…非常止め制御装置

Claims (7)

1. 昇降路を上下に移動可能なかごと、前記かごを支えるロープと、前記ロープの移動に伴い回転動作するプーリとを備えるエレベータシステムにおいて、
   前記プーリの回転数を検出するエンコーダと、
   前記かごを検出する位置検出装置と、
   前記エンコーダ及び前記位置検出装置に接続されるプーリ溝診断装置とを備え、
   前記プーリ溝診断装置は、
   前記かごが前記位置検出装置に検出されてから、前記かごが前記昇降路内の所定の位置に到達するまでの距離を、前記エンコーダから得られる前記プーリの回転数に基づいて算出し、
   初期状態での距離算出結果と所定時間が経過した後での距離算出結果との差分から、前記プーリの溝の摩耗の度合いを診断する、
   エレベータシステム。
   
2. 前記プーリ溝診断装置は、
   前記初期状態での距離算出結果と所定時間が経過した後の距離算出結果との差分が所定の閾値よりも大きい場合は、前記プーリの交換時期であると判定して、判定結果を出力する
   請求項１記載のエレベータシステム。
   
3. 前記位置検出装置は、前記昇降路の上端側に設置され、
   前記所定の位置は、前記かごの最上階での停止位置として設定される、
   請求項２記載のエレベータシステム。
   
4. 前記初期状態の距離算出結果は、前記プーリが取り付けられてから所定時間内に前記かごを複数回上下動させて得られる、複数回の距離算出結果の平均値として求められる、
   請求項３に記載のエレベータシステム。
   
5. 前記かごは、外枠内に上下のかごを収容するダブルデッキ型のかごとして構成される
   請求項４に記載のエレベータシステム。
   
6. 昇降路を上下に移動するかごを支えるためのロープが巻回されるプーリの溝を診断するための診断装置であって、
   前記プーリの回転数を検出するためのエンコーダと、前記かごを検出するための位置検出装置とに接続されており、
   前記かごが前記位置検出装置に検出されてから、前記かごが前記昇降路内の所定の位置に到達するまでの距離を、前記エンコーダから得られる前記プーリの回転数に基づいて算出し、
   初期状態での距離算出結果と所定時間が経過した後での距離算出結果との差分から、前記プーリの溝の摩耗の度合いを診断する、
   エレベータのプーリ溝診断装置。
   
7. 昇降路を上下に移動するかごを支えるためのロープが巻回されるプーリの溝を診断するための診断方法であって、
   前記プーリの回転数を検出するためのエンコーダと、前記かごを検出するための位置検出装置とに接続されており、
   前記かごが前記位置検出装置に検出されてから、前記かごが前記昇降路内の所定の位置に到達するまでの距離を、前記エンコーダから得られる前記プーリの回転数に基づいて算出し、
   初期状態での距離算出結果と所定時間が経過した後での距離算出結果との差分から、前記プーリの溝の摩耗の度合いを診断する、
   エレベータのプーリ溝診断方法。
   

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