JP5050362B2 - エレベータ - Google Patents

Description

本発明はエレベータに係り、特にエレベータに用いるシーブの異常検出に関する。

従来のエレベータの例が、特許文献１に記載されている。この公報に記載のエレベータ装置では、エレベータシーブを小径化するために、ワイヤロープを構成する複数の素線を樹脂被覆し、さらに全体を樹脂被覆している。このような樹脂被覆ワイヤロープを用いたエレベータでは、樹脂が劣化すると樹脂の硬さが増加してシーブとの間の摩擦係数が低下する。

そこで、ロープとシーブとのすべり量を定期的にメンテナンスする必要が生じている。このすべり量の点検方法が、特許文献２に記載されている。この公報では、軽荷重運転が多いエレベータにおいてすべり量を測定するために、駆動シーブに等間隔で反射テープを配置している。そして乗りかごが基準階に停止したときに、制御回路を作動させて反射テープからの反射信号を取り出し、カウンターで計数してすべり量を把握している。

着床精度を向上させる従来の例が、特許文献３に開示されている。この公報に記載のエレベータでは、シーブに取り付けたロータリーエンコーダで運転中の乗りかごの相対位置変化を測定する。一方、乗りかごに取り付けた位置検出器と昇降路に取り付けた遮蔽板とを用いて、乗りかごの絶対位置変化を測定する。これら乗りかごの相対位置変化と絶対位置変化とから着床制御の誤差を計算し、着床位置を修正している。この誤差には、ロープとシーブとのすべりを含む。

特開２００１−２６２４８２号公報 特開平７−１０４１２号公報 特開２００３−１１８９４６号公報

上記特許文献１では、シーブを小径化したときのワイヤロープの摩耗低減については考慮されているものの、摩耗の進展を把握することについては十分には考慮されていない。また、上記特許文献２では、シーブとロープとの間のすべりを測定するために、光電装置や反射テープなどを付加しているので、既に設置されている数多くのエレベータにこれら装置を取り付けることは困難であるとともに、費用が嵩む。また、保守員が現地に出向いてメンテナンスしなければならず、運転停止等の不具合も生じる。

上記特許文献３では、エレベータを運転中にロープとシーブとのすべり量を測定し、乗りかごの位置を求めているが、使用開始時のロープまたはシーブに生じる正常時のすべり量と劣化時の異常すべり量を区別することが困難である。

本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的はエレベータにおいて、ロープやシーブの劣化を簡単な方法で判断することにある。本発明の他の目的は、エレベータに高価なすべり測定装置を付加することなく、かつ無人ですべり量を測定することにある。本発明のさらに他の目的は、メンテナンス費用を増大させずに信頼性の高いエレベータを実現することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、乗りかごとカウンターウェイトとをロープで接続し、このロープを装架するシーブを駆動して乗りかごを昇降させるロープ式エレベータにおいて、前記乗りかごまたはこの乗りかごが接続されたロープの少なくともいずれかの速度を検出する速度検出手段と、過去実績のロープ及びシーブの表面劣化の進行に基づいて定めた前記乗りかごの上昇運転、下降運転におけるそれぞれの規定速度範囲として上限値及び下限値を記憶する速度データベースを設け、エレベータを無積載で所定区間運転することを繰り返し、そのとき検出された乗りかごおよび／またはロープの速度を用いて前記速度データベースを参照し、前記規定速度範囲外であればロープとシーブの少なくともいずれかが劣化したと判定するものである。

本発明によれば、過去実績のロープ及びシーブの表面劣化の進行に基づいて定めた乗りかごの上昇運転、下降運転におけるそれぞれの規定速度範囲を記憶する速度データベースを設け、エレベータを無積載で所定区間運転することを繰り返し、検出された速度で劣化を判定するので、樹脂被覆ワイヤロープを用いたエレベータのようにロープとシーブとのすべり量を定期的にメンテナンスする必要がある場合であっても、劣化の程度が無視できる程度であり正常運転が可能な状態かどうかが簡便に判断できる。また、専用のすべり測定装置が不要であるとともに、無人ですべりを測定できる。その結果、メンテナンス費用を増大させずに、信頼性の高いエレベータを実現できる。

以下、本発明に係るエレベータを、図面を用いて説明する。図１に、エレベータ１００の一実施例を、模式図で示す。エレベータ１００では、ロープ２の一方端に乗りかご１が連結されており、ロープ２の他端にはカウンターウェイト６が連結されている。ロープ２の途中の部分は、乗りかご１の上方に配置した駆動装置３に取り付けたシーブ４と、シーブ４から離れた位置にあるそらせ車５に巻きかけられている。シーブ４には、このシーブ４の回転量を計測するシーブエンコーダ１２が取り付けられている。

乗りかご１は、昇降路内に配置されており、昇降路の側壁にはレール７が取り付けられている。乗りかご１は、レール７に案内されて昇降路内を昇降する。レール７の各階床に対応した位置には、遮蔽板８が取り付けられている。一方、乗りかご１の上部には、位置検出装置であるポジテクタ９が取り付けられている。ポジテクタ９は、乗りかご１が遮蔽板８を通り過ぎると、検出信号を発生する。

乗りかご１の速度を検出するために、乗りかご１の側方であって下方および上方にはガバナプーリー１１ａ，１１ｂが配置されており、このガバナプーリー１１ａ，１１ｂには、ガバナロープ１０が装架されている。ガバナロープ１０は、ループ状に形成されている。乗りかご１の側面には、ガバナロープ１０に係合する係合手段が設けられている。したがって、ガバナロープ１０は乗りかご１とともに移動する。ガバナプーリー１１ａには、このプーリー１１ａの回転速度を検出するガバナプーリーエンコーダ１３を取り付ける。

このように構成したエレベータ１００では、駆動装置３がシーブ４を回転させて、乗りかご１を昇降路内で上下に移動させる。乗りかご１が遮蔽板を横切ると、ポジテクタ９のスイッチがＯＮになり、乗りかご１が各階の乗降場に達したことを検出する。このとき、シーブ４の速度をシーブ４に取り付けたシーブエンコーダ１２が検出する。さらに、ガバナプーリー１１ａに取り付けたガバナプーリーエンコーダ１３を用いて、高精度に乗りかご１の昇降速度を検出する。

これらのエンコーダ１２，１３の信号は配線１５ａ，１５ｂにより演算部１６に送られる。また、ポジテクタ９の信号はテールコード１４により演算部１６に送られる。演算部１６は記憶手段を有し、記憶手段にはデータベース１７が収納されている。データベース１７には、すべり量と摩擦係数のデータが１７を用いて以下に記載の演算を実行する。演算の結果、ロープ２やシーブ４が劣化していることが明らかになった場合には、電話回線１８を用いて警報手段１９を作動させる。

ところで、ロープ２とシーブ４との間には、ロープ２とシーブ４間に発生するすべりで速度差がある。図２に、乗りかご１の速度とシーブ４の速度の時間変化を示す。乗りかご１を無積載の状態にして、エレベータ１００を往復運転して求めたグラフである。乗りかご１の速度２２を実線で、シーブ４の速度２４を破線で示す。時間軸よりも上側の上昇運転時の乗りかご速度がＶｕ、時間軸よりも下側の下降運転時の乗りかご速度がＶｄである。上昇運転の運転時間がＴｕ、下降運転の運転時間がＴｄである。

乗りかご１は、搭乗者がいない無積載の状態なので、乗りかご１よりもカウンターウェイト６の方が重い。乗りかご１が上昇してロープ２がシーブ４を通過するときは、シーブ４の回転速度よりも乗りかご１の速度が早い。乗りかご１が下降するときは、逆に乗りかご１の速度の方が遅い。このように乗りかご１の上昇時と下降時の双方で、ロープ２とシーブ４間に速度差が生じており、ロープ２とシーブ４がすべる。

ロープ２とシーブ４間の摩擦係数が低下すると、シーブ４の速度は変化せずに定められた速度で回転するが、乗りかご１の上昇速度Ｖｕは、Ｖｕ′まで増加し、下降速度ＶｄはＶｄ′に減少する。図２では、ロープ２とシーブ４との摩擦係数が低下したときの乗りかご速度２６を、一点鎖線で示している。乗りかご１の速度Ｖが変化したので、運転時間も変化する。上昇運転では、運転時間がΔＴｕだけ減少し、下降運転ではΔＴｄだけ増加する。乗りかご速度Ｖおよび運転時間Ｔが変化したので、ロープ２とシーブ４とのすべり量も変化する。

乗りかご速度，運転時間およびすべり量の少なくともいずれかの値が予め定めた値を超えると、乗りかご１は定められた着床位置からずれた位置で停止する。この乗りかご速度，運転時間およびすべり量の少なくともいずれかの値の増加量が限界量を超えると、ロープ２とシーブ４との摩擦係数が減少して駆動装置３が停止しているにも関わらず、乗りかご１またはカウンターウェイト６のいずれか質量の大きい方が落下する。そこで本実施例では、乗りかご速度，運転時間およびすべり量の少なくともいずれかを測定し、ロープ２とシーブ４の劣化を、以下の方法により評価する。

図３を用いて、乗りかご速度Ｖを用いてロープ２およびシーブ４の劣化を評価する手法を説明する。図３に、図１に示したエレベータ１００が有する乗りかご速度監視システムを、フローチャートで示す。乗りかご監視システムが作動すると、初めにエレベータ100が無積載で所定区間運転される（ステップ３１）。このときの乗りかご１の速度を、測定する（ステップ３２）。測定した乗りかご１の速度を用いて、記憶手段に予め記憶した速度データベース１７を参照する（ステップ３３）。

測定した乗りかご１の速度が速度データベース１７に記憶された規定速度の範囲内にあるか否かを判定する（ステップ３４）。測定した乗りかご１の速度が規定範囲内であればステップ３１に戻り、測定を繰り返す。その際、所定間隔をおいて、ステップ３１〜ステップ３４を繰り返す。測定した乗りかご１の速度が規定範囲外であれば、ロープ２またはシーブ４が劣化しているものと判定し、ステップ３５にて警報手段を作動させる。

図４に、記憶手段が備える乗りかご速度のデータベース１７の詳細を、グラフで示す。乗りかご速度のデータベース１７は、エレベータ１００を上昇運転および下降運転させて求める。同図（ａ）に示すように、乗りかご１を上昇運転させた時に、乗りかご１の速度が予め定めた上限値Ｖｕ１以上に増加したら、ロープ２とシーブ４の間のすべりが規定値を超えていることになる。この場合、過去の実績等に基づいてロープ２やシーブ４の表面の劣化が進行していると判断され、使用限界を超えているものと判断する。

また、乗りかご１の速度が予め定めた下限値Ｖｕ２以下に減少するのは、エレベータ
１００に異常が発生して、ロープ２とシーブ４との間がすべりにくい状態になったからである。乗りかご１の速度が、上限値Ｖｕ１から下限値Ｖｕ２の間の速度の場合は、たとえロープ２やシーブ４の表面が劣化していても、劣化の程度が無視できることを示しているので、この状態を正常運転状態とする。このように、乗りかご１を上昇運転させて異常運転と正常運転を規定し、データベース１７に格納する。

同様に下降運転の場合には、図４（ｂ）に示すように、異常運転と正常運転とを規定する。すなわち、乗りかご１を下降運転させたときに、ロープ２やシーブ４の表面の劣化が進行して、乗りかご１の速度が下限値Ｖｄ２以下に低下したら、異常と判断する。また、乗りかご１の速度が上限値Ｖｄ１以上に増加したときも異常と判断し、乗りかご１の速度がこれら上限値Ｖｄ１から下限値Ｖｄ２の間なら正常運転と判断する。このデータもデータベース１７に記憶する。

エレベータ１００を上昇運転および下降運転させたときの乗りかご１およびシーブ４の速度の変化を、図５に示す。横軸は時間であり、縦軸は乗りかご１の速度５０，５２，
５６，５８およびシーブ４の速度５４である。実線で示した速度５０は、正常状態での上昇運転時の乗りかご１の速度であり、速度５２は、正常状態での下降運転時の速度である。シーブの速度５４を、破線で示す。一点鎖線で示した速度５６は、乗りかご１の速度が正常状態よりも増加したときの上昇運転時の速度であり、速度５８は、乗りかご１の速度が正常状態よりも低下したときの下降運転時の速度である。

ほぼ一定速度になったときの乗りかご１の速度とシーブ４の速度とを比較する。上昇運転では、乗りかご１の速度の方がシーブ４の速度よりΔＶｕだけ速い。下降運転では、乗りかご１の速度が、シーブ４の速度よりΔＶｄだけ遅い。そこで、乗りかご１の速度差
ΔＶを、次式で定義する。ΔＶ＝ΔＶｕ＋ΔＶｄ。ロープ２またはシーブ４が劣化して上昇時の乗りかご１の速度差がΔＶｕ′、下降時の乗りかご１の速度差がΔＶｄ′にそれぞれ増加すると、乗りかご１の速度差の合計ΔＶ′も、ΔＶ′＝ΔＶｕ′＋ΔＶｄ′に変化する。ロープ２またはシーブ４が劣化する前に比較して、乗りかご１の速度差は増加する。

エレベータ１００が備える乗りかご速度差監視システムの、処理内容を図６にフローチャートで示す。乗りかご速度差監視システムでは、初めにステップ６１で、エレベータ
１００を無積載で所定区間だけ往復運転させる。このとき、ほぼ一定速度になったときの乗りかご１の速度を測定する（ステップ６２）。測定した乗りかご１の速度から、乗りかご１の上昇時と下降時の速度差を演算する（ステップ６３）。

求めた乗りかご１の速度差を用いて、予め記憶手段が備えるデータベース１７を参照する（ステップ６４）。求めた乗りかご１の速度が、規定範囲に入っているか否かを判断する（ステップ６５）。乗りかご１の速度差が規定範囲内であれば、ステップ６１に戻り、所定間隔でステップ６１からステップ６５を繰り返す。求めた乗りかご１の速度差が規定範囲外であれば、警報手段を作動させて（ステップ６６）、監視を停止する。

記憶手段が備えるデータベース１７に格納する速度差データの詳細を、図７のグラフを用いて説明する。過去の実績等に基づいて、乗りかご１の速度差が予め定めた規定値
ΔＶ１以上に増加したら、ロープ２とシーブ４の間のすべりが限界値を超えており、ロープ２やシーブ４の表面の劣化が進行していると判断する。また、乗りかご１の速度が
ΔＶ２以下まで低下したら、なんらかの異常が発生してロープ２とシーブ４とがすべりにくくなったものと判断する。これら２つの状態は、異常状態である。乗りかご１の速度がΔＶ１〜ΔＶ２の間の速度では、たとえ表面劣化があったとしても、その劣化の程度を無視できるものと判断し、正常運転状態とする。これらのデータを、データベース１７に格納する。

ところで、乗りかご１の速度および乗りかご１の速度差は、昇降路内の温度や湿度などの要因に影響される。ロープ２やシーブ４の劣化を、乗りかご１の速度の変化から求める場合に、測定した乗りかご１の速度から温度や湿度の影響を取り除けば、より高精度にロープ２やシーブ４の劣化を判断できる。

そこで、温度や湿度の影響を取り除く方法を、以下に説明する。ロープ２とシーブ４との間の摩擦係数は、温度や湿度により変化するので、乗りかご１の速度も温度や湿度の変化に応じて変化する。図８に、温度および湿度の影響を補償する測定システムを示す。この図８では、図１に示したエレベータ１００に、温度および湿度の検出手段を付加している。温度計２０ａと湿度計２０ｂが、昇降路内であってシーブの近傍に設けられている。

上述した温度計２０ａと湿度計２０ｂを用いて、乗りかごの速度を補正する乗りかご速度監視システムの処理内容を、図９にフローチャートで示す。初めに、無積載にしてエレベータ１００を予め定めた区間だけ昇降運転する（ステップ９１）。この昇降運転において、乗りかご１の速度がほぼ一定速度になったときに、乗りかご１の速度を測定する（ステップ９２）。温度を温度計２０ａで、湿度を湿度計２０ｂで測定する（ステップ９３）。測定した温度および湿度、乗りかご１の速度を用いてエレベータ１００の記憶手段が備える温度と湿度のデータベース１７を参照する（ステップ９４）。そして、温度および湿度補償をした乗りかご１の速度を求める。補正された乗りかご１の速度を用いて、乗りかご１の補正された速度データベース１７を参照する（ステップ９５）。

補正された乗りかご１の速度が上限値および下限値の範囲内にあるか否かを判断する
（ステップ９６）。範囲内であれば、正常状態にあるものと判断し、ステップ９１に戻る。所定間隔で、ステップ９１〜ステップ９６を繰り返す。範囲外のときは、警報を発し、エレベータ１００を停止する（ステップ９７）。

ステップ９４の詳細を、図１０を用いて説明する。同図（ａ）は、乗りかご１が上昇しているときの、温度および湿度と乗りかご１の速度の関係を示すグラフであり、同図(ｂ)は下降時の温度および湿度と乗りかご１の速度との関係を示すグラフである。

ステップ９１〜ステップ９３を実行して、ロープ２とシーブ４を運転する。使用前の状態を基準状態とし、このときの温度をｔｅｍｐ１、湿度をｈｕｍ１とする。乗りかご監視システムを用いて定期的に測定したとき（ステップ９３）の温度が、ｔｅｍｐ２、湿度がｈｕｍ２である。温度および湿度が増加すると、ロープ２とシーブ４との間の摩擦係数が低下する。乗りかご１を上昇運転させると、乗りかご１の速度Ｖｕは増加する。一方、乗りかご１を下降運転させると、乗りかご１の速度Ｖｄは減少する。

測定した上昇時および下降時の乗りかご速度Ｖｕ，Ｖｄを、図１０（ａ），（ｂ）に示した補正曲面を用いて、基準状態に換算する。具体的には、データベース１７には乗りかご１の速度Ｖｕ＝Ｖｕ（ｈｕｍ，ｔｅｍｐ），Ｖｄ＝Ｖｄ（ｈｕｍ，ｔｅｍｐ）が、温度および湿度をパラメータとして格納されている。これらは離散的データで格納されているので、（ｈｕｍ２，ｔｅｍｐ２）におけるＶｄ２，Ｖｕ２および(ｈｕｍ１，ｔｅｍｐ１)におけるＶｄ１，Ｖｕ１を離散データから補間して求める。

本実施例では、補間に曲面を用いる。基準状態の温度ｔｅｍｐ１および湿度ｈｕｍ１で補正されて、上昇時の乗りかご１の速度はＶｕ２からＶｕ１に、下降時の乗りかご１の速度はＶｄ２からＶｄ１に変化する。以下、この補正された乗りかご１の速度Ｖｕ２，Ｖd2を用いて、ロープ２およびシーブ４の劣化を判断する。本実施例では、乗りかご１の速度を用いてロープおよびシーブの劣化を評価しているが、乗りかご１の速度の代わりに上昇時と下降時の乗りかご１の速度差を用いてもよい。この場合、図９のステップ９２，９４，９５，９６における乗りかご１の速度を、乗りかご１の速度差に置換する。

次に、運転時間によりロープおよびシーブの劣化を判断する方法を、図１１に示した運転時間監視システムのフローチャートを用いて説明する。エレベータ１００は、運転時間監視システムを有している。このシステムを作動させるときには、初めにエレベータ100を無積載で所定区間運転する（ステップ１１１）。この所定区間だけエレベータ１００を運転したときに要する運転時間を測定する（ステップ１１２）。測定した所定区間に対する運転時間を用いてデータベースを参照する（ステップ１１３）。予め求めたロープ２およびシーブ４の劣化と所定区間に対する運転時間との関係に基づいて、ロープ２またはシーブ４が正常であるか否かを判定する（ステップ１１４）。所定区間の運転に要する運転時間が所定時間内であれば、所定時間後にステップ１１１〜１１４を繰り返す。所定区間の運転に要する運転時間が所定時間を超えていれば、警報手段を作動させて（ステップ
１１５）、エレベータ１００を停止する。

図１２は図１１のステップ１１３で用いる所定運転区間の運転に要する運転時間のデータベースである。このデータベースは以下のようにして予め求められる。所定運転区間に対する運転時間が減少してＴｕ２以下になることは、ロープ２やシーブ４の表面の劣化が進行してロープ２とシーブ４の間のすべりが増加したことを示しているから、使用限界を超えている。一方、所定運転区間について運転したときに要する運転時間が増加してＴｕ１以上になることは、エレベータ１００になんらかの異常が発生してロープ２とシーブ４との間がすべりにくくなっている状態を示している。所定区間運転したときの運転時間がＴｕ１〜Ｔｕ２の間では、たとえ表面劣化があったとしても、その劣化を無視できる正常運転状態を示している。上記は上昇運転についての説明であるが、乗りかご１を下降運転させた時に所定区間運転するのに要する運転時間Ｔｄのデータベースも、上記と同様に求めることができる。

ロープ２やシーブ４の劣化を運転時間で評価するときは、エレベータ運転中のロープ２やシーブ４の環境条件をも考慮すれば、より高精度に劣化を評価できる。そこで、速度差を用いたロープ２やシーブ４の劣化の評価と同様に、昇降路内の温度および湿度を計測して、環境条件で補正する。このときの補正方法は、図１０（ａ）の縦軸を乗りかご下降時の運転時間Ｔｄとし、図１０（ｂ）の縦軸を乗りかご上昇時の運転時間Ｔｕとしたものとなる。

ロープ２やシーブ４の劣化を判断する他の例は、すべり量を用いる方法である。図１３に、エレベータ１００が備えるすべり量監視システムの処理内容を、フローチャートで示す。上記各例と同様に、初めにエレベータ１００を無積載で所定区間運転する（ステップ１３１）。このときのロープ２または乗りかご１の移動量およびシーブ４の回転量を測定する（ステップ１３２）。測定したロープ２または乗りかご１の移動量およびシーブ４の回転量から、ロープ２とシーブ４の間のすべり量Ｓを求める（ステップ１３３）。求めたすべり量Ｓを用いて、エレベータ１００の記憶手段に記憶されたすべり量データベース
１７を参照する（ステップ１３４）。

データベース１７に記憶されたデータと演算したすべり量とを比較して、すべり量が規定範囲内に入るか否かを判定する（ステップ１３５）。規定範囲内であれば正常と判断し、所定時間経過したら、ステップ１３１〜ステップ１３５を繰り返す。規定範囲外であれば、警報手段を作動させ（ステップ１３６）、エレベータ１００を停止する。

すべり量データベース１７の詳細を、図１４を用いて説明する。すべり量Ｓが増加してＳ１以上であれば、ロープ２やシーブ４の表面の劣化が許容範囲を超えて進行していることが、事前の実験または経験から知られている。このため、すべり量がＳ１を超えたら異常と判断する。また、すべり量Ｓが低下してＳ２以下になったときは、エレベータ１００になんらかの異常が発生し、ロープ２とシーブ４がすべりにくくなっているので、これも異常と判断する。すべり量がＳ１からＳ２の間の場合には、たとえ表面劣化があったとしても、その劣化は無視できる程度であり、正常と判断する。このすべり量Ｓを用いた劣化の判断においても、環境条件である昇降路内の温度および湿度を測定して、それらですべり量を補正すればより高精度な劣化判断が可能になる。

上記乗りかご１の速度Ｖおよび運転時間Ｔ、すべり量Ｓの検出には、以下の方法を用いる。乗りかご１の速度を検出するために、乗りかご１に位置検出器であるポジテクタ９を設置する。ポジテクタ９が階毎に設けた遮蔽板８の１つを横切り、その後他の階の遮蔽板を横切るまでの時間Ｔを測定する。ポジテクタ９の位置は予め測定して求めているので、ポジテクタ９，９間の距離Ｈは既知である。この測定区間における遮蔽板８の間隔Ｈから次式で乗りかご１の速度Ｖを求める。
Ｖ＝Ｈ／Ｔ ………（１）
運転時間Ｔに関しては、ガバナプーリーエンコーダ１３を用いて測定する。なお、乗りかご１の速度Ｖの計測にも、ガバナプーリーエンコーダ１３を用いることができる。

すべり量Ｓは、乗りかご１の移動量Ｌとシーブ４の回転量を表す回転角Ｑ、ロープ２をシーブ４に巻き付けたときのロープ２の曲率半径Ｒを用いて、式（２）で求められる。
Ｓ＝｜Ｌ−Ｑ×Ｒ｜ ………（２）
ここで、シーブ４の回転角Ｑを、シーブ４に取り付けたシーブエンコーダ１２が検出する。ロープ２の曲率半径Ｒは、シーブ４にロープ２を巻き付けたときのロープ２の中心が通る円の半径である。

エレベータ１００の使用に伴い、ロープ２およびシーブ４が摩耗してロープ２の曲率半径Ｒは減少する。この減少量は、ロープ２の曲率半径Ｒの１％程度であるから、すべり量Ｓの値にはほとんど影響しない。ロープ２の曲率半径Ｒは、シーブ４の内径にロープ２の径を加えた値の１／２である。エレベータ１００の運転距離である乗りかご１の移動量Ｌは、ポジテクタ９が遮蔽板８を通過する回数から求められる。したがって、これらの値は既知である。

すべり量Ｓを、ロープ２の速度とシーブ４の回転量からも求めることができる。この例を、図１５に示したすべり量監視システムのフローチャートを用いて説明する。エレベータ１００を無積載で所定区間運転する（ステップ１５１）。このときの乗りかご１の速度およびシーブ４の回転速度を測定する（ステップ１５２）。乗りかご１の速度Ｖを、２つの遮蔽板８，８の間隔と、この２つの遮蔽板８，８間をポジテクタ９が通過するときの時間から求める。または、ガバナプーリーエンコーダ１３で直接ロープ２の速度Ｖを測定する。

測定した乗りかご１の速度とシーブ４の回転速度とから、式（３）を用いてすべり量Ｓを求める（ステップ１５３）。この際、乗りかご１の速度Ｖを運転時間Ｔで積分して、乗りかご移動量を求める。同様に、シーブ４の回転速度Ｖ′を運転時間Ｔで積分して、シーブ４の回転量を求める。

Ｓ＝｜∫Ｖ(Ｔ)ｄＴ−∫Ｖ′(Ｔ)ｄＴ｜ ………（３）
乗りかご１の速度Ｖ，運転時間Ｔおよびすべり量Ｓを、遮蔽板８およびポジテクタ９を用いて求めるときは、乗りかご１の加減速によりロープ２が伸縮するので測定精度が低下する。そこで、遮蔽板８とポジテクタ９を用いてこれら諸量を測定する場合には、加減速の影響を補償すればより高精度に測定できる。

図１６に、１階から１０階まで乗りかご１を上昇させたときの、乗りかご１の速度とシーブ４の速度の変化例を示す。下段に、ポジテクタ９の検出信号をあわせて示す。ポジテクタ９が各階に対応して設けられた遮蔽板８_i(ｉ＝１，…，１０) を検出すると、ポジテクタの信号は、ＬｏからＨｉに変化する。

このとき、シーブエンコーダ１２の回転角変化から求めたシーブ４の速度１６２と、ポジテクタ９の信号および遮蔽板８_i(ｉ＝１，…，１０) 間の距離から求めた乗りかご１の速度１６０は、図１６に示すように、中間部に速度一定領域１６０ａ，１６２ａを有する台形に近似した形になる。

すなわち、全運転領域は、加速時のロープ２の伸縮領域Ｒａ、ロープ２の伸縮が無い領域Ｒｂ、減速時のロープ２の伸縮領域Ｒｃに分けられる。そこで、エレベータ１００の運転パターンに含まれる速度一定領域Ｒｂを利用して、精度の低下を補償する。具体的には、乗りかご１を加速させた後の乗りかご１の速度がほぼ一定になる領域Ｒｂでの乗りかご１の速度と運転時間、シーブ４の回転速度を比較する。そして、求めた乗りかご１の速度とシーブ４の回転速度と運転時間から、すべり量を算出する。

これにより、領域Ｒａ，Ｒｃにおけるロープ伸縮の影響を排除できる。本実施例では、ロープの伸縮がない４階から７階までを測定区間Ｉ_nt74とした。このときの、すべり量は式（４）から求められる。
Ｓ＝｜Ｖ−Ｖ′｜×Ｔｓ ………（４）
ここでＴｓは、速度一定での運転時間である。

ロープ２の伸縮が無い領域Ｒｂは、以下のように求める。エレベータ１００の運転速度Ｖと加速度α₁，減速度α₂は、エレベータ１００の仕様で定まる。運転速度Ｖを加速度
α₁または減速度α₂で除算すれば、加速時間ｔ₁および減速時間ｔ₂を算出できる。エレベータ１００を運転してからｔ₁ 秒後には速度がほぼ一定となるから、エレベータ運転からｔ₁ 秒経過後に最初に乗りかご１が横切った遮蔽板８から、速度一定の領域が始まる。エレベータ１００の停止よりもｔ₂秒以上前であって、最もｔ₂秒に近い時間に乗りかご１が遮蔽板８を横切るまでの時間が、速度一定の領域である。

加速度センサーを乗りかご１に取り付け、起動直後の乗りかご１の加速が済んで、加速度が０となった後に乗りかご１が横切った遮蔽板８から速度一定の領域が始まるとしてもよい。この場合、乗りかごが減速し始めて加速度が０から変化する直前に横切った遮蔽板８までの時間を速度一定の領域とする。

加速度の影響を補償した乗りかご１の速度や運転時間、すべり量を測定する他の方法を、図１７を用いて説明する。乗りかご１を上昇させる場合を例にとる。エレベータ１００の移動階が少ない、低層の建物等に有効な測定方法である。エレベータ１００の停止階数が４以上あれば、経験的に乗りかご１の速度が一定速度になる区間に、遮蔽板８を２箇所以上設定できる。

これに対して、停止階数が２階しかないエレベータ１００では、ポジテクタ９が遮蔽板８を横切るのは、乗りかご１が移動したすぐ後か、または停止直前である。このような状況では、ポジテクタ９が検出した乗りかご１の移動量には、ロープ２の伸びの影響が含まれる。そこで、搭乗者がいる場合の通常の運転モードよりも加速度を大きくして、ポジテクタ９の信号がＬｏに変化する前に、一定速度で運転する。

乗りかご１を停止するときは、ポジテクタ９の信号がＨｉに変化してから、減速させて停止する。または、通常の運転モードでの加速時間を短くし、ポジテクタ９の信号がＬｏに変化する前に、一定速度で運転する。乗りかご１を停止するときは、ポジテクタ９の信号がＨｉに変化してから減速する。速度一定領域Ｒｂで乗りかご１の速度や運転時間、すべり量を測定する。

乗りかご速度や運転時間，すべり量を、使用開始時に測定し、所定時間経過後に再びこれらの量を測定する。使用開始時の値と再計測時の値とを比較して、ロープ２やシーブ４の劣化を判断する。乗りかご速度や運転時間，すべり量は、積載条件の影響を受けるので、最初に測定した条件と同じ条件で測定する。そのためには、同一条件を設定しやすい、深夜から早朝の搭乗者がいない時間を利用するのがよい。

通常走行時にしか測定できない等の理由で、乗りかご速度や運転時間，すべり量を通常走行時に比較するときは、積載量を変化させて測定したときのデータベースを用いて積載量の影響を補償する。図１８に、このときに用いるデータベース１７の一例を示す。横軸には、定格積載量を１００％としたときの積載量を百分率で示す。

積載量が増加すると、同図（ａ）に示した乗りかご１の上昇速度Ｖｕが低下し、同図
（ｂ）に示した下降速度Ｖｄは増加する。同図（ｃ）に示した速度差ΔＶは、積載量が
５０％近くになると、ほぼ０になる。積載量が０から５０％の間であるＤ％のときには、積載量が０％のときと比べて上昇速度Ｖｕが減少し、下降速度Ｖｄが増加する。また速度差ΔＶは、減少する。

図１８に示したデータベース１７を用いて、積載量がＤ％のときの値を、０％のときの値に換算する。図１８（ａ）の縦軸を乗りかご下降時の運転時間Ｔｄに、同図（ｂ）の縦軸を乗りかご上昇時の運転時間Ｔｕに、同図（ｃ）の縦軸をすべり量Ｓに置き換えて、運転時間とすべり量の補正に使用することもできる。

本発明に係るエレベータの一実施例の模式図である。 エレベータにおける乗りかご速度とシーブ速度の変化を説明するグラフである。 図１に示したエレベータが備える乗りかごの速度を監視するフローチャートである。 図１に示したエレベータの異常診断を説明するグラフである。 図１に示したエレベータが備える乗りかごの速度とシーブ速度の変化を説明するグラフである。 図１に示したエレベータが備える乗りかごの速度差を監視するフローチャートである。 図１に示したエレベータの異常診断を説明するグラフである。 本発明に係るエレベータの他の実施例の模式図である。 図８に示したエレベータが備える乗りかごの速度を監視するフローチャートである。 図８に示したエレベータが備える乗りかごの速度と温湿度との関係を説明するグラフである。 エレベータの運転時間を監視するフローチャートである。 図１１のステップ１１４を説明するグラフである。 すべり量監視のフローチャートである。 図１３のステップ１３５を説明するグラフである。 すべり量監視のフローチャートである。 乗りかごの速度とシーブ速度の変化を説明するグラフである。 乗りかごの速度とシーブ速度の変化を説明するグラフである。 乗りかごの積載量とすべり量との関係を説明するグラフである。

符号の説明

１…乗りかご、２…ロープ、３…駆動装置、４…シーブ、５…そらせ車、６…カウンターウェイト、７…レール、８…遮蔽板、９…ポジテクタ、１０…ガバナロープ、１１…ガバナプーリー、１２…シーブエンコーダ、１３…ガバナプーリーエンコーダ、１４…テールコード、１５…配線、１６…演算部、１７…データベース、１８…電話回線、１９…警報手段。

Claims (6)

1. 乗りかごとカウンターウェイトとをロープで接続し、このロープを装架するシーブを駆動して乗りかごを昇降させるロープ式エレベータにおいて、
   前記乗りかごまたはこの乗りかごが接続されたロープの少なくともいずれかの速度を検出する速度検出手段と、過去実績のロープ及びシーブの表面劣化の進行に基づいて定めた前記乗りかごの上昇運転、下降運転におけるそれぞれの規定速度範囲として上限値及び下限値を記憶する速度データベースを設け、エレベータを無積載で所定区間運転することを繰り返し、そのとき検出された乗りかごおよび／またはロープの速度を用いて前記速度データベースを参照し、前記規定速度範囲外であればロープとシーブの少なくともいずれかが劣化したと判定することを特徴とするエレベータ。
2. 前記エレベータの運転時間を検出する運転時間検出手段を設け、前記速度データベースは運転時間とロープおよびシーブの少なくともいずれかの前記劣化の関係を記憶し、測定した運転時間を用いて前記速度データベースを参照し、ロープとシーブの少なくともいずれかの劣化を判定することを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
3. エレベータが停止する各階に遮蔽板を、前記乗りかごに前記速度検出手段をそれぞれ設け、この速度検出手段は遮蔽板を検出すると信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
4. 前記乗りかごに固定されループ状に形成された検出用ロープと、この検出用ロープが装架され乗りかごが昇降する昇降路の上下方向に配置された一対のプーリーとを有し、この一対のプーリーの少なくともいずれかに前記速度検出手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
5. 乗りかごとカウンターウェイトとをロープで接続し、このロープを装架するシーブを駆動して乗りかごを昇降させるロープ式エレベータにおいて、
   前記乗りかごの速度及び前記シーブの速度を検出する速度検出手段と、
   前記乗りかごの上昇時と下降時との速度差の規定範囲を記憶する速度差データベースと、を設け、
   エレベータを無積載で所定区間運転することを繰り返し、一定速度になったとき検出された乗りかごの速度から速度差を演算して前記速度差データベースを参照し、該速度差が規定範囲外であればロープとシーブの少なくともいずれかが劣化したと判定することを特徴とするエレベータ。
6. 前記乗りかごが昇降する昇降路に温度および湿度を計測する温湿度検出手段を設け、前記速度データベースは、温度および湿度と、乗りかご速度と運転時間とすべり量の少なくともいずれかとの関係を記憶することを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。

Images