JP5567579B2 - エレベータの引張部材の監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、エレベータの引張部材を監視する装置に関する。

本発明は、エレベータに使用される引張部材を監視し、その欠陥を検出する引張部材監視装置に関する。典型的なエレベータシステムは、昇降路と、この昇降路の最上部に位置する巻上機と、昇降路に取付けられたかご用ガイドレールおよびカウンターウエイト用ガイドレールと、を含み、かつガイドレールに沿って昇降路内を上下に移動するエレベータかごおよびカウンターウエイトを備える。かごおよびカウンターウエイトは、ワイヤロープやベルト（ベルト自体がワイヤロープを含むかどうかは関係ない）によって互いに連結される。引張部材は、巻上機によって駆動され、かごおよびカウンターウエイトをガイドレールに沿って移動させる。

ワイヤロープは、通常、複数の素線をより合わせてなるストランドをさらにより合わせて構成される。高頻度の曲げや引張応力、摩擦などの影響によって、ロープを構成する素線やストランドに断線や摩耗などが生じてしまうことがある。

このため、ロープの欠陥の有無を確認する検査が定期的に行われている。従来では、エレベータに使用されるロープの素線切れを検査する方法として、技術作業員による目視検査と、電磁気探傷法による検査と、が併用されている。

磁気的検査法による例として、引用文献１に開示されたロープ欠陥検出装置が挙げられる。このロープ欠陥検出機器は、素線破断等の欠陥を磁気的に検出する検出部と、この検出部からの信号を処理する信号処理部と、からなる。素線に破断があると、ロープが通過する検出部のチャネルの位置で磁界に乱れが生じ、この乱れがセンサによって捕捉され、信号として取り出されて信号処理部に送られ、ロープの破断位置が計測されロープの欠陥が検出される。

また、他の従来例としては、引用文献２に開示されているように、Ｕ字状のフレームに紐を張った点検装置を作業員が手で保持しながら、移動中のエレベータロープに直接当接させ、欠陥箇所から伝達される振動を作業員自身の手で確認し、さらに目視を行うという方法が用いられている。

特開２００４−１４９３１７号公報 特開２００１−６３９３８号公報

しかしながら、引用文献１の検出装置は、装置が高価であるとともに、素線切れなどによる磁界の僅かな乱れを精度良く検出するためには、エレベータを点検用の低い速度で運転する必要があり、通常の運転速度では検出速度が低いという欠点があった。

さらに、引用文献２では、移動中のロープに対して作業員が点検装置を当接させながら、ロープ全長に亘って欠陥箇所から伝達される振動を作業員自身の手で確認し、かつ欠陥箇所の位置の特定も作業員が行わなければいけないため、多大な時間と労力を要するという欠点があった。また、作業員が、装置を手で保持した状態で移動中のエレベータロープに装置を直接当接させなければいけないため、危険を伴うという問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構成でロープの欠陥を検知する安価なエレベータロープ監視装置を提供することを目的としている。

本発明による引張部材監視装置は、少なくとも１つの接触センサおよび欠陥判定装置を備える。接触センサは、引張部材に近接しかつ非接触に配置され、接触時に接触信号を出力する。欠陥判定装置は、接触信号を受け、接触信号に基づいて引張部材の欠陥の有無を判断する。

さらに、本発明によるエレベータシステムは、エレベータかごと、カウンターウエイトと、巻上機と、少なくとも1つのエレベータ用引張部材と、引張部材監視装置と、を備える。引張部材監視装置は、欠陥判定装置と、引張部材に近接しかつ非接触に配置された少なくとも１つの接触センサと、を備える。接触センサは、接触時に接触信号を出力する。欠陥判定装置は、接触信号を受け、接触信号に基づいて引張部材の欠陥の有無を判断する。

さらに、本発明による引張部材監視方法は、引張部材に近接しかつ非接触状態で少なくとも１つの接触センサを配置するステップと、接触センサと引張部材の接触時に接触センサにより接触信号を出力させるステップと、接触信号に基づいて引張部材の欠陥を判断するステップと、を含む。

本発明の上記および他の特徴や利点は、発明を実施するための形態、特許請求の範囲および図面から明らかになる。図面についての簡単な説明を以下に記載する。

本発明の引張部材監視装置が設置されるエレベータシステムを示す図である。 本発明の引張部材監視装置の構成図である。 本発明の巻上機、複数の引張部材および引張部材監視装置の斜視図である。 図３の引張部材監視装置を線４−４で切断した上面図である。 図３の引張部材監視装置の側面図である。 本発明の実施例による検知回路の回路図である。 本発明の引張部材監視装置による処理手順を示すフローチャートである。 本発明の他の実施例の引張部材監視装置を示す上面図である。

以下、図面に基づいて、本発明のエレベータ引張部材監視装置の実施の形態を説明する。図面において同様の符号又は類似の符号を使用している。

図を参照すると、昇降路１２の最上部に位置する機械室１４に、駆動シーブ７を備えた巻上機６が配設されている。少なくとも１本のエレベータ用の引張部材３は、一端がエレベータかご１に接続され、他端がカウンターウエイト２に接続されている。引張部材３は、巻上機６によって駆動され、この巻上機６に設けられた駆動シーブ７およびアイドラシーブ８を介して、かご１およびカウンターウエイト２をかご用ガイドレール４（１つのレールのみを図１に示す）およびカウンターウエイト用ガイドレール５（１つのレールのみを図１に示す）に沿って移動させる。

本発明による引張部材監視装置２０は、少なくとも１つの接触センサを備え、該センサは、図示の実施例では音響発振器２１からなる。この音響発振器２１は、機械室１４内でかつ駆動シーブ７の近傍で引張部材３に対して設置される。音響発振器２１は、支持部材２２と、この支持部材２２に片持ち式に取付けられた少なくとも1つの振動板２３（図１では複数の振動板２３を示している）と、を備える。振動板２３は、金属板製であり、薄くて細長い矩形状をなし引張部材３に向かって延びている。振動板２３は、同じ固有振動数を有するように同一の長さを有する。振動板２３は、引張部材３に対向する支持部材２２の前縁２４に沿って等間隔に整列して引張部材３の近傍まで延びている。隣接する振動板２３の間隔は、引張部材３の分離する構成要素（素線やワイヤ）の厚さ（または径）よりも小さい。さらに複数の振動板２３は、引張部材３に面する先端２３ａが引張部材３の外周を円弧状に囲むように配置される（図４）。これによって、各振動板２３の先端２３ａと引張部材３との間の間隔が実質的に均等になる。この振動板２３の先端２３ａと引張部材３との間の間隔は、エレベータの通常運転状態下で移動する引張部材３に振動板２３が接触しないように、例えば、数ミリ程度に設定されている。したがって、引張部材３に欠陥がない場合には、振動板２３は引張部材３に接触しない。しかし、引張部材３にストランドや素線の破断２８などの欠陥箇所があり、引張部材３の外周面からストランドや素線２８が突出している場合、欠陥箇所が振動板２３を通過する際にストランドや素線が振動板２３に接触する。欠陥箇所が振動板２３に接触すると、振動板２３が振動して、音として接触信号を発する。

図４を参照すると、本発明の一実施例では、エレベータシステム１０は、４本の引張部材３を備えており、各引張部材に対してそれぞれ音響発振器２１が設置されている。これらの４つの音響発振器２１の振動板２３は、それぞれ長さが異なり、したがって固有振動数が異なる。これらの固有振動数は、可聴周波数帯域にあり、例えば、それぞれ、５００Ｈｚ、８００Ｈｚ、１ｋＨｚ、１．５ｋＨｚである。一本の引張部材３に欠陥があった場合、音響発振器２１の振動板２３は、この引張部材３の破断箇所２８から突出する素線やワイヤによってはじかれ、他の音響発振器２１の振動板２３とは異なる固有振動数の音を発する。この振動板２３からの音の周波数によって、破断箇所２８から突出する素線やワイヤによりはじかれた音響発振器２１、したがって、この音響発振器２１に対応する引張部材３を容易に特定することができる。図示した実施例では、４本の引張部材３が用いられ、各引張部材３に対応する音響発振器には４本の振動板２３が設けられているが、これに限定されない。

さらに、図６を参照すると、引張部材監視装置２０は、音響発振器２１の近傍に配置され、音響発振器２１からの音を集めるマイクロフォン２５と、このマイクロフォン２５に接続された検出回路３０と、を備える。検出回路３０は、マイクロフォン２５の検出信号に対してフィルタリング処理を行うバンドパスフィルタ３２と、コンパレータ３４と、メモリ３６と、を備える。マイクロフォン２５が検出する音響信号には、音響発振器２１からの音のほか、周囲の騒音が含まれるので、バンドパスフィルタ３２は、マイクロフォン２５からの出力信号から、振動板２３の固有振動数を含むレンジの周波数信号を分離し、コンパレータ３４に出力する。コンパレータ３４は、バンドパスフィルタ３２により分離された分離信号と、基準値と、を比較する。分離信号が基準値を超える場合、コンパレータ３４は基準値を超えるレベルの信号を欠陥検知信号として出力する。

エレベータシステム１０は、巻上機に接続されたロータリーエンコーダ４０を備える（図２）。ロータリーエンコーダ４０は、引張部材の長手方向の移動に同期しており、引張部材における複数の長手方向の位置を特定するアドレスを生成する。ロータリーエンコーダ４０によって生成されたアドレスは、検出回路３０内のメモリ３６に記録され、コンパレータ３４によって抽出された欠陥検知信号がこのアドレスに書き込まれる。図２を参照すると、検出回路３０は、エレベータ制御装置５０に接続されている。エレベータ制御装置５０は、公衆回線６０を介して監視センター７０へとデータを送信し、引張部材３の欠陥を報告する。アドレス内の欠陥検知信号を含んだデータを読み取ることにより欠陥箇所を含んだ引張部材３の長手方向の位置を容易に特定することができる。

図７は本発明の引張部材監視装置２０の処理手順を示すフローチャートである。以下、フローチャートにしたがって本発明の処理手順について説明する。

本発明の引張部材監視装置は、通常運転中にエレベータの引張部材３を常時監視する。まず、エレベータの運転の毎に、走行回数を示すカウンタＮをインクリメントする（ステップ１０１）。ステップ１０２では、ロータリーエンコーダ５０に同期して、音響発振器２１を通過中の引張部材の位置Ｒを示すカウンタをインクリメントする。そして、この位置Ｒにおけるフィルタリング処理が施された信号を読み込み（ステップ１０３）、基準値と比較する（ステップ１０４）。

ここで、信号のレベルが基準値を超えている場合は、ステップ１０５へと進み、引張部材の位置Ｒにおける欠陥検出回数ＭＲをインクリメントする。ついで、ステップ１０６において、欠陥検出回数ＭＲを走行回数Ｎで除算し、しきい値Ｓと比較する。この欠陥発生率（ＭＲ/Ｎ）がしきい値Ｓを超えている場合は、引張部材に欠陥があると判断して、公衆回線６０を介して監視センター７０に発報する（ステップ１０７）。一方、しきい値Ｓを超えていなければ、引張部材に欠陥がないと判断して、ステップ１０８に進む。

ステップ１０４において、信号のレベルが基準値を超えていない場合も、ステップ１０８に進む。ステップ１０８では、引張部材全長にわたって欠陥検知が行われたかを確認し、位置Ｒの値が所定の最大値に達したら（Ｒ≧Ｒ０）、引張部材の全長に亘って検査が終了したと判断して、ステップ１０１に戻る。位置Ｒの値が最大値に達していなければ、ステップ１０２に戻り、次の引張部材位置Ｒについて上記の処理を繰り返す。

このように、本発明では、引張部材全長に亘って複数回の検知を行い、特定の位置での欠陥検出回数と走行回数との比から引張部材の欠陥を判定するため、昇降路内の騒音やノイズによって検知結果が左右されることなく、より正確に引張部材の欠陥を特定することができる。

また、音響発振器２１の振動板２３は、一定以上の衝撃を受けると壊れるように構成されている。したがって、作業員が振動板２３の破損を確認することによっても引張部材の欠陥を確認することができる。

以上、図１〜図７の実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明は上記の記載に限定されない。

図示した実施例において、本発明のエレベータシステムは、１：１ローピングとして構成され、４本の引張部材を用いているが、これに限定されず、他のローピング構成であっても本発明の引張部材監視装置を効果的に使用することができる。

実施例の引張部材監視装置は、機械室を有するエレベータシステムに用いられ、機械室１４内に設けられた巻上機６の駆動シーブ７の近傍に配設されているが、本発明の引張部材監視装置をマシンルームレス型のエレベータシステムに用いてもよく、また、該監視装置をアイドラシーブ８に近接して設けてもよい。

図示した実施例において、引張部材監視装置２０の音響発振器２１は、引張部材３の一方の面に面して設置されているが、図８のように、引張部材３の全周に音響発振器２１を設けてもよい。同様に、開示した実施例は、接触センサとして振動板２３を有する音響発振器２１を用いているが、接触センサは、ワイヤや素線の破断箇所に接触したときに接触を示す信号を出力する電気スイッチやポテンショメータなどとしてもよい。

本発明の一実施例では、引張部材の欠陥が確認された場合に、リアルタイムに監視センターへと発報して遠隔地でデータの確認を行っているが、欠陥の状態が許容される程度であれば一定期間、検知回路のメモリ内に保存しておき、メンテナンス時に作業員がこれを確認するようにしてもよい。

本発明の引張部材監視装置によれば、簡単な構成で複数本の引張部材を常時監視することができる。従来のように作業員が検出装置を引張部材に当接させる必要がないため、作業員の安全性が確保されるとともに、労力の軽減および検査時間の短縮が実現される。さらに、目視や音聴によって引張部材の欠陥を作業員自身が判断する必要がないため、個人差や誤聴などがなく、より正確な引張部材の欠陥検知を行うことができる。

さらに、本発明の引張部材監視装置によれば、１つまたは複数の引張部材の中で引張部材の欠陥箇所を容易かつ正確に特定することができ、したがって、保守、点検時における引張部材欠陥箇所へのアクセスや報告書の作成等が容易になる。

上記説明は、例示的なものであり、限定的なものではない。例示的な実施例を参照して本発明について説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更や修正がなされることを理解されたい。

１ エレベータかご
２ カウンターウエイト
３ 引張部材
４ かご用ガイドレール
５ カウンターウエイト用ガイドレール
６ 巻上機
７ 駆動シーブ
８ アイドラシーブ
１０ エレベータシステム
１２ 昇降路
１４ 機械室
２０ 引張部材監視装置
２１ 音響発振器
２２ 支持部材
２３ 振動板
２３ａ 振動板先端
２４ 支持部材前縁
２５ マイクロフォン
２８ ストランドの断線または素線切れ
３０ 検出回路
３２ バンドパスフィルタ
３４ コンパレータ
３６ メモリ
４０ ロータリーエンコーダ
５０ エレベータ制御装置
６０ 公衆回線
７０ 監視センター

Claims (37)

1. 対応する引張部材に近接しかつ非接触に配置され、接触時に異なる接触信号を出力する複数の接触センサと、
   前記接触センサから接触信号を受け、該接触信号に基づいて引張部材の欠陥の有無を判断する欠陥判定装置と、
   接触センサを通過する引張部材の位置を測定する装置と、
   を備え、
   前記接触センサは、対応する引張部材に向かって延びる少なくとも１つの振動板を備え、
   前記複数の接触センサの各々は、前記振動板に対して設けられ、接触信号として音響センサ出力信号を出力する音響センサを含むことを特徴とする引張部材監視装置。
2. 欠陥判定装置は、音響センサ出力信号から、前記振動板の固有振動数を含むレンジの周波数信号を分離するフィルタを含むことを特徴とする請求項１に記載の引張部材監視装置。
3. 欠陥判定装置は、上記分離された信号に基づいて引張部材の欠陥の有無を判断することを特徴とする請求項２に記載の引張部材監視装置。
4. 複数の引張部材および複数の接触センサを有し、各接触センサは、引張部材監視装置に異なる接触信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の引張部材監視装置。
5. 接触センサは振動板であり、複数の引張部材の各々に対応する振動板の固有振動数がそれぞれ異なることを特徴とする請求項４に記載の引張部材監視装置。
6. 引張部材の位置に関連付けて検出された欠陥を記憶する記憶装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の引張部材監視装置。
7. 接触センサの近傍を通過する引張部材の位置を測定する装置を備えることを特徴とする請求項４に記載の引張部材監視装置。
8. 引張部材の位置に関連付けて検出された欠陥を記憶する記憶装置を備えることを特徴とする請求項７に記載の引張部材監視装置。
9. 引張部材の周囲を囲むように、引張部材に対して複数の接触センサが配置されることを特徴とする請求項１に記載の引張部材監視装置。
10. 欠陥判定装置は、特定の位置での欠陥検出回数から引張部材の欠陥を判定することを特徴とする請求項６に記載の引張部材監視装置。
11. 前記欠陥判定装置は、走行回数を測定し、特定の位置での欠陥検出回数と走行回数との比から引張部材の欠陥を判定することを特徴とする請求項１０に記載の引張部材監視装置。
12. 引張部材がワイヤロープであることを特徴とする請求項１に記載の引張部材監視装置。
13. 引張部材がベルトであることを特徴とする請求項１に記載の引張部材監視装置。
14. エレベータかごと、カウンターウエイトと、巻上機と、少なくとも1つのエレベータ用引張部材と、
    引張部材監視装置と、
    接触センサを通過する引張部材の位置を測定する装置と、
    を備えるエレベータシステムであって、
    引張部材監視装置は、
    対応する引張部材に近接しかつ非接触に配置され、接触時に異なる接触信号を出力する複数の接触センサと、
    前記接触センサから接触信号を受け、該接触信号に基づいて引張部材の欠陥の有無を判断する欠陥判定装置と、
    を備え、
    前記接触センサは、対応する引張部材に向かって延びる少なくとも１つの振動板を備え、
    前記複数の接触センサの各々は、前記振動板に対して設けられ、接触信号として音響センサ出力信号を出力する音響センサを含むことを特徴とするエレベータシステム。
15. 欠陥判定装置は、音響センサ出力信号から、前記振動板の固有振動数を含むレンジの周波数信号を分離するフィルタを含むことを特徴とする請求項１４に記載のエレベータシステム。
16. 欠陥判定装置は、上記分離された信号に基づいて引張部材の欠陥の有無を判断することを特徴とする請求項１４に記載のエレベータシステム。
17. 複数の引張部材および複数の接触センサを有し、各接触センサは、引張部材監視装置に異なる接触信号を出力することを特徴とする請求項１４に記載のエレベータシステム。
18. 接触センサは振動板であり、複数の引張部材の各々に対応する振動板の固有振動数がそれぞれ異なることを特徴とする請求項１７に記載のエレベータシステム。
19. 引張部材の位置に関連付けて検出された欠陥を記憶する記憶装置を備えることを特徴とする請求項１４に記載のエレベータシステム。
20. 接触センサの近傍を通過する引張部材の位置を測定する装置を備えることを特徴とする請求項１７に記載のエレベータシステム。
21. 引張部材の位置に関連付けて検出された欠陥を記憶する記憶装置を備えることを特徴とする請求項２０に記載のエレベータシステム。
22. 引張部材の周囲を囲むように、引張部材に対して複数の接触センサが配置されることを特徴とする請求項１４に記載のエレベータシステム。
23. 欠陥判定装置は、特定の位置での欠陥検出回数から引張部材の欠陥を判定することを特徴とする請求項１９に記載のエレベータシステム。
24. 前記欠陥判定装置は、走行回数を測定し、特定の位置での欠陥検出回数と走行回数との比から引張部材の欠陥を判定することを特徴とする請求項２３に記載のエレベータシステム。
25. 引張部材がワイヤロープであることを特徴とする請求項１４に記載のエレベータシステム。
26. 引張部材がベルトであることを特徴とする請求項１４に記載のエレベータシステム。
27. 対応する引張部材に近接しかつ非接触状態で複数の接触センサを配置するステップと、
    接触センサと引張部材とが接触すると接触センサにより異なる接触信号が出力されるステップと、
    接触信号に基づいて引張部材の欠陥を判断するステップと、
    接触センサを通過する引張部材の位置を測定するステップと、
    を含み、
    前記接触センサは、対応する引張部材に向かって延びる少なくとも１つの振動板を備え、
    前記複数の接触センサの各々は、前記振動板に対して設けられ、接触信号として音響センサ出力信号を出力する音響センサを含むことを特徴とする引張部材監視方法。
28. 複数の引張部材および複数の接触センサを有し、各接触センサは異なる接触信号を出力することを特徴とする請求項２７に記載の引張部材監視方法。
29. 接触センサは振動板であり、引張部材の各々に対応する振動板の固有振動数がそれぞれ異なることを特徴とする請求項２８に記載の引張部材監視方法。
30. 引張部材の位置に関連付けて欠陥が記憶されることを特徴とする請求項２７に記載の引張部材監視方法。
31. 接触センサを通過する引張部材の位置が測定されることを特徴とする請求項２８に記載の引張部材監視方法。
32. 引張部材の位置に関連付けて欠陥が記憶されることを特徴とする請求項３１に記載の引張部材監視方法。
33. 引張部材の周囲を囲むように、引張部材に対して複数の接触センサが配置されることを特徴とする請求項２７に記載の引張部材監視方法。
34. 特定の位置での欠陥検出回数をカウントするステップと、
    この欠陥検出回数から引張部材の欠陥を判定するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項２７に記載の引張部材監視方法。
35. 走行回数を測定するステップをさらに含み、
    前記の引張部材欠陥判定ステップは、特定の位置での欠陥検出回数と走行回数との比から引張部材の欠陥を判定することを特徴とする請求項３４に記載の引張部材監視方法。
36. 引張部材がワイヤロープであることを特徴とする請求項２７に記載の引張部材監視方法。
37. 引張部材がベルトであることを特徴とする請求項２７に記載の引張部材監視方法。

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