JP2009040586A - エレベータのロープ診断システム - Google Patents

Abstract

【課題】素線切れ本数の計測作業を含む主ロープの点検作業に関わる保守員の作業負荷を軽減する。
【解決手段】エレベータ１０の制御盤１４にロープ診断装置２０を設ける。ロープ診断装置２０は、データ計測部２１、エレベータ仕様記憶部２２、素線切れ本数予測部２３を備え、乗りかご１１の運行状態を示す稼働実績データを用いて、主ロープ１の中で最も疲労している部分を特定し、その部分における素線切れ本数を予測する。これにより、素線切れ本数の計測作業を含む主ロープの点検作業に関わる保守員の作業負荷を軽減することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エレベータの主ロープの劣化状態を診断するためのロープ診断システムに関する。

図６および図７はエレベータに用いられる主ロープの一般的な構成を示す図であり、図６は主ロープの側面図、図７は主ロープの断面図を示している。

エレベータに用いられる主ロープ１は、素線２と呼ばれる細い銅線が撚り合わされてストランド３を形成し、そのストランド３が中央部の繊維心４のまわりに何本も撚り合わせっている。

定期点検では、ロープテスタを用いて主ロープ１の素線２の破断状態をチェックする。ロープテスタには磁気探傷器が用いられ、主ロープ１の漏れ磁束を検知して素線切れの有無を判断する。このロープテスタでは、素線切れの発生箇所を特定することはできるが、実際に破断している本数までは分からない。このため、通常、ロープテスタで素線切れを確認した後に、保守員がその破断箇所付近を目視によって検査し、破断している素線の本数を計測して、交換基準に達しているか否かを判断している。

このように、エレベータのロープ点検では、ロープテスタによる素線切れの有無の確認と、目視による素線切れ本数の計測を行う必要があり、非常に手間と時間がかかっていた。

従来、このようなロープ点検の作業負担を軽減するものとして、特許文献１に開示されている主ロープ診断装置がある。この主ロープ診断装置は、主ロープの中で最も劣化している部分を推定する機能を備える。これにより、定期点検の際に、上記推定された部分の素線切れ本数を計測するだけで済み、作業負荷を軽減することができる。
特開２００６−２７８８８号公報

しかしながら、上記特許文献１では、劣化部分の推定処理に際し、主ロープの長さと質量、かご位置、かご速度、停止階床毎の起動回数などの多数のデータを必要とすると共に、これらのデータを用いて主ロープの各部分の張力を演算するなど、非常に複雑な処理を必要とする。このため、汎用性が低く、現実的ではないといった問題がある。

また、上記特許文献１では、主ロープの中で最も劣化している部分を推定することで、ロープテスタによる点検を省略することはできるが、保守員の目視による素線切れ本数の計測作業は依然として必要である。したがって、点検作業の大幅な合理化は期待できない。

さらに、ロープテスタを用いた場合には、素線切れの発生箇所をある程度特定することができ、その付近だけを目視点検することで済む。しかし、上記特許文献１では、最も劣化している部分を推定する程度に留まるため、ロープテスタで測定した場合よりも目視点検の範囲が広がってしまう可能性が高く、作業負荷が逆に増えてしまうなどの問題がある。

本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、素線切れ本数の計測作業を含む主ロープの点検作業に関わる保守員の作業負荷を軽減することのできるエレベータのロープ診断システムを提供することを目的とする。

本発明に係るエレベータのロープ診断システムは、エレベータの制御盤に設けられたロープ診断装置と、このロープ診断装置にネットワークを介して接続される監視センタとからなるエレベータのロープ診断システムであって、上記ロープ診断装置は、上記エレベータの乗りかごの運行状態を示す稼働実績データを計測するデータ計測手段と、上記エレベータの仕様データを記憶した記憶手段と、上記データ計測手段によって計測された稼働実績データと、上記記憶手段に記憶された仕様データとに基づいて、上記エレベータの主ロープの中で最も疲労している部分の素線切れ本数を予測する素線切れ本数予測手段とを具備して構成される。

本発明によれば、素線切れ本数の計測作業を含む主ロープの点検作業に関わる保守員の作業負荷を軽減することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るエレベータのロープ診断システムの構成を示す図である。

エレベータ１０の主ロープ１の一端に乗りかご１１が連結され、他端にカウンタウエイト１２が連結されている。主ロープ１は、図６および図７に示したように、複数本の素線２からなるストランド３を有する。主ロープ１は、このストランド３を中央部の繊維心４のまわりに何本も撚り合わせて形成されている。

図１に示すように、主ロープ１は、駆動シーブ１３に巻回されている。図示せぬ巻上機（モータ）によって駆動シーブ１３を回転させると、乗りかご１１が主ロープ１を介してカウンタウエイト１２と共に昇降路内を移動する。

乗りかご１１の運行制御は、機械室などに設置された制御盤１４によって行われる。制御盤１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有する汎用のコンピュータからなる。また、この乗りかご１１の下端にはテールコード１５が取付けられている。乗りかご１１と制御盤１４との間の制御信号の伝送や乗りかご１１に対する電源供給などは、このテールコード１５を介して行われる。

ここで、本実施形態において、エレベータ１０の制御盤１４にはロープ診断装置２０が設けられている。このロープ診断装置２０は、監視センタ３０側での処理負荷を軽減するために、エレベータ１０側に設置されている。このロープ診断装置２０には、データ計測部２１、エレベータ仕様記憶部２２、素線切れ本数予測部２３が設けられている。

データ計測部２１は、乗りかご１１の運行状態を示す稼動実績データを計測する。エレベータ仕様記憶部２２には、エレベータ１０に固有の仕様データが記憶されている。この稼動実績データと仕様データについては、後に詳しく説明する。素線切れ本数予測部２３は、これらのデータに基づいて主ロープ１の中で最も劣化している部分を特定し、その部分における素線切れ本数を予測する。

また、ロープ診断装置２０には通信部２４が設けられている。素線切れ本数予測部２３によって予測された結果は、この通信部２４から監視センタ３０に対して定期的に送信される。

監視センタ３０は、遠隔地に存在しており、ネットワーク４０を介してエレベータ１０の運転状態を遠隔監視している。なお、図１の例では、１台のエレベータ１０しか示されていないが、実際には各地に点在する多数のエレベータがネットワーク４０を介して監視センタ３０に接続されている。監視センタ３０は、これらのエレベータの運転状態を常時監視しており、何らかの異常が検出された場合に保守員をその現場に派遣する。

この監視センタ３０には、通信部３１、実測時期決定部３２、予測式算出部３３、データベース（ＤＢ）３３が設けられている。なお、これらの構成要素は１つのコンピュータに組み込まれている。

通信部３１は、エレベータ１０との間でデータの通信処理を行う。実測時期決定部３２は、通信部３１によって受信した素線切れ本数の予測結果に基づいて、エレベータ１０に用いられている主ロープ１の実測時期（保守員が実際に主ロープ１の素線切れの状態を点検する時期）を決定する。

予測式算出部３３は、エレベータ１０に用いられている主ロープ１の素線切れ本数を予測するための予測式を算出する。この予測式算出部３３にて算出された予測式は、監視センタ３０からネットワーク４０を介してエレベータ１０側のロープ診断装置２０に与えられる。ロープ診断装置２０の素線切れ本数予測部２３は、この予測式を用いて主ロープ１に対する素線切れ本数の予測処理を行う。

図２は監視センタ３０に設けられたデータベース３４の一例を示す図である。

データベース３４には、各エレベータの機種と実測日、稼働実績と素線切れ本数の最大値が記録されている。「稼働実績」とは、乗りかご１１の運行状態を示すものであり、具体的には、乗りかご１１が基準階に停止した回数あるいは各階床の停止回数を含む。

なお、このデータベース３４は、ロープ点検時に素線切れ本数が実測される度に適宜更新され、常に最新のデータが保存されるようになっている。

このような構成において、ロープ診断装置２０では、主ロープ１の中での最も疲労している部分を特定し、その部分における素線切れ本数を最大値として予測する。主ロープ１の疲労は、駆動シーブ１３や従動シーブ１３ａを通過する際の摩耗や繰り返し曲げ回数の影響が大きく、特に駆動シーブ１３を通過するときの影響が大きい。

ここで、乗りかご１２の位置と主ロープ１の位置との関係は決まっているため、乗りかご１２の稼働実績を追跡すれば、主ロープ１のどの部分が何回駆動シーブ１３を通過したのかが分かる。そこで、乗りかご１２の稼働実績として、乗りかご１２が各階床を停止した回数を計測し、その中で最も停止回数の多い階床に対応した主ロープ１の部分を最も疲労しているものとみなし、その部分での素線切れの本数を最大値として予測する。

なお、一般に停止回数が最大となるのは基準階である。したがって、基準階に対応した主ロープ１の位置を最も疲労している部分とみなし、その部分での素線切れの本数を最大値として予測することでも良い。

以下に、具体的な処理動作について詳しく説明する。
ロープ診断装置２０に設けられたデータ計測部２１は、エレベータ１０の制御盤１４から乗りかご１１の稼働実績データを取得し、乗りかご１１が基準階に停止した回数または各階床に停止した回数の最大値を計測する。一方、エレベータ仕様記憶部２２には、このエレベータ１０に固有の仕様データとして、少なくとも、エレベータ１０が乗用、住居用、寝台用のいずれかを示す用途データと、ロープ１の安全率を示すデータが記憶されている。なお、ロープ１の安全率とは、負荷に対するロープ１の強さを表したものであり、予めロープ種類毎に実験等によって求められている。

素線切れ本数予測部２３は、データ計測部２１によって計測されたデータとエレベータ仕様記憶部２２に記憶された仕様データとに基づいて、主ロープ１の中で最も疲労している部分の素線切れ本数を予測する。このときに用いられる予測式は、監視センタ３０のデータベース３４に保存された同機種のエレベータの稼働実績と主ロープの素線切れ本数との関係データを基に作成されている。

すなわち、データベース３４には、図２に示したように、各エレベータ毎に機種と実測日、その時の稼動実績及び素線切れ本数の最大値が記録されている。監視センタ３０の予測式算出部３３は、これらのデータを統計的に分析することで、素線切れと相関の高いパラメータを抽出し、そのパラメータを使用した予測式を導出し、これをロープ診断装置２０に与える。

また、分析の結果、稼動実績として基準階の停止回数との相関が高いことや、エレベータ用途との相関が高いことが分かっており、これらのパラメータを加味することで、予測精度を向上させることができる。

具体的には、以下のような予測式が監視センタ３０からロープ診断装置２０に対して与えられている。
Ｙ＝Ａ＊ｆ（ｘ）＋Ｃ１＋Ｃ２ …（１）
上記（１）式において、Ｙは素線切れ本数、Ａは定数である。ｆ（ｘ）は素線切れ本数を予測するための関数であり、同機種エレベータの稼働実績と素線切れ本数との関係データから導き出される。ｘは稼働実績として得られる基準階の停止回数または各階床の停止回数の最大値を示す。また、Ｃ１，Ｃ２は仕様データであり、Ｃ１は用途、Ｃ２は安全率である。

このように、同機種エレベータの稼働実績と素線切れ本数との関係データを基に作成された予測式を用いることで、素線切れ本数をより正確に予測することができる。さらに、その予測式に仕様データ（用途と安全率）を加味することで、予測精度を上げることができる。

ロープ診断装置２０は、上記予測式に従って予測した結果を通信部２４を介して監視センタ３０へ定期的に送信する。なお、予測結果の送信方法として、毎回、監視センタ３０に送信しても良いし、ある程度まとめてから送信することでも良い。

監視センタ３０では、素線切れ本数の予測結果を通信部３１にて受信すると、実測時期決定部３２に与える。実測時期決定部３２では、この素線切れ本数の予測結果に基づいて次回の実測時期を決定する。

図３に実測時期の決定方法を示す。図中の黒丸印は、定期的に収集された稼働実績データ（データ１，データ２，データ３…）を基に上記（１）式に従って予測した素線切れ本数をプロットしたものである。

実測時期決定部３２は、素線切れ本数の変化から次回の素線切れ本数を予測するための予測式を作成し、その予測式から素線切れ本数が点検基準に至る時期（Ｔｘ）を実測時期として決定する。

監視センタ３０では、上記点検基準に達する時期（Ｔｘ）を支社店などに連絡し、交換時期に至る前に素線切れ本数を実測するように指示する。この指示を受けた保守員は、現場に出向いて、主ロープ１の中の基準階あるいは停止回数が最大の階床に対応した部分の素線切れ本数を目視により計測し、予め定められた交換基準に照らし合わせて交換を必要とするかを判断する。素線切れ本数が交換基準に達していれば、直ちに交換の手配を行うことになる。

以上のように、多数のデータを収集、分析処理を必要とせずに、乗りかご１１が基準階に停止した回数あるいは各階床に停止した回数の最大値から主ロープ１の中で最も疲労している部分を特定し、その部分における素線切れ本数を予測することができる。保守員は、その予測結果に従って必要な時期に点検作業を行えば良いので、ロープ点検に関わる作業負荷を大幅に軽減できる。

なお、上記実施形態では、稼働実績データとして、乗りかご１１が基準階に停止した回数あるいは各階床に停止した回数の最大値を計測するものとしたが、乗りかご１１のドアの開閉回数を計測することでも良い。詳しくは、乗りかご１１が基準階にいるときのドアの開閉回数または乗りかご１１が各階床にいるときのドアの開閉回数の最大値を計測し、その計測データとエレベータ仕様データを用いて素線切れ本数を予測する。

このように、ドアの開閉回数からでも主ロープ１の最も劣化している部分の素線切れ本数を予測することができる。この場合、ドアの開閉回数は、各階に設置されている図示せぬドアスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号を検出するだけで簡単に計測できるといった利点がある。ただし、乗りかご１１が基準階などに停止した場合に、単に待機のために停止しただけであって、ドアの開閉はしないこともあるので、精度的には上記実施形態のように乗りかご１１が基準階に停止した回数あるいは各階床に停止した回数の最大値を計測することが好ましい。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態では、監視センタ側に実測時期の補正機能を設けたことを特徴とするものである。

図４は本発明の第２の実施形態に係るエレベータのロープ診断システムの構成を示す図である。なお、上記第１の実施形態における図１の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。

図１の構成と異なる点は、監視センタ３０側に実測時期補正部３５が設けられていることである。この実測時期補正部３５は、実測時期決定部３２で決定された実測時期を実測結果３６に従って補正する。実測結果３６は、定期点検などで保守員が実際に目視によって計測した主ロープ１の素線切れ本数を示す。この実測結果３６を実測時期補正部３５に入力することで、実測時期決定部３２で得られた実測時期が補正される。

図５はその実測時期の補正方法を示したものである。図中の黒三角印は、予測式から求めた実測時期に達する前に、定期点検により主ロープ１の素線切れ本数を実測した値を示している。この実測値が予測式で算出される値以下であれば、その予測式を用いて次回の実測時期を決定する。

一方、実測値が予測式で算出される値を超えている場合には、その実測値を通るように現在の予測式をオフセットする。図中の点線がオフセット後の予測式を示している。このオフセット後の予測式を用いることにより、実測時期がＴｘからＴｙに補正されることになる。

なお、実測値が予測式の値を超える要因としては、ロープ劣化による素線切れの進行が早いことが考えられるが、実測値を基に予測式を見直すことで、予測精度を向上させることができる。また、実測値が予測式の値よりも低い場合には、予測よりも素線切れの進行が遅い傾向になると考えられる。その場合、今の予測式でも安全上問題ないので、そのまま使用するものとする。

以上のように、実際の点検結果を実測時期の予測式に反映させることで、次回の実測時期を適正化することができる。これにより、実測時期の予測誤差により点検基準をオーバした状態で放置してしまうような事態を防いで、常に信頼性の高い保守点検を行うことができる。

なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の形態を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を省略してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

図１は本発明の第１の実施形態に係るエレベータのロープ診断システムの構成を示す図である。 図２は同実施形態における監視センタに設けられたデータベースの一例を示す図である。 図３は同実施形態における監視センタに設けられた実測時期決定部による実測時期の決定方法を説明するための図である。 図４は本発明の第２の実施形態に係るエレベータのロープ診断システムの構成を示す図である。 図５は同実施形態における監視センタに設けられた実測時期補正部の実測時期の補正方法を説明するための図である。 図６はエレベータに用いられる主ロープの一般的な構成を示す側面図である。 図７はエレベータに用いられる主ロープの一般的な構成を示す正面図である。

符号の説明

１０…エレベータ、１１…乗りかご、１２…カウンタウエイト、１３…駆動シーブ、１３ａ…従動シーブ、１４…制御盤、１５…テールコード、２０…ロープ診断装置、２１…データ計測部、２２…エレベータ仕様記憶部、２３…素線切れ本数予測部、２４…通信部、３０…監視センタ、３１…通信部、３２…実測時期決定部、３３…予測式算出部、３４…データベース、３５…実測時期補正部、３６…実測結果。

Claims (10)

1. エレベータの制御盤に設けられたロープ診断装置と、このロープ診断装置にネットワークを介して接続される監視センタとからなるエレベータのロープ診断システムであって、
   上記ロープ診断装置は、
   上記エレベータの乗りかごの運行状態を示す稼働実績データを計測するデータ計測手段と、
   上記エレベータの仕様データを記憶した記憶手段と、
   上記データ計測手段によって計測された稼働実績データと、上記記憶手段に記憶された仕様データとに基づいて、上記エレベータの主ロープの中で最も疲労している部分の素線切れ本数を予測する素線切れ本数予測手段と
   を具備したことを特徴とするエレベータのロープ診断システム。
2. 上記データ計測手段は、上記稼働実績データとして、上記エレベータの乗りかごが基準階に停止した回数を計測することを特徴とする請求項１記載のエレベータのロープ診断システム。
3. 上記データ計測手段は、上記稼働実績データとして、上記エレベータの乗りかごが各階床を停止した回数の最大値を計測することを特徴とする請求項１記載のエレベータのロープ診断システム。
4. 上記データ計測手段は、上記稼働実績データとして、上記エレベータの乗りかごが基準階にいるときのドアの開閉回数を計測することを特徴とする請求項１記載のエレベータのロープ診断システム。
5. 上記データ計測手段は、上記稼働実績データとして、上記エレベータの乗りかごが各階床にいるときのドアの開閉回数の最大値を計測することを特徴とする請求項１記載のエレベータのロープ診断システム。
6. 上記記憶手段に記憶された仕様データには、少なくとも、上記エレベータが乗用、住居用、寝台用のいずれかを示す用途データを含むことを特徴とする請求項１記載のエレベータのロープ診断システム。
7. 上記記憶手段に記憶された仕様データには、上記用途データの他に、上記エレベータに用いられる主ロープの安全率を示すデータを含むことを特徴とする請求項６記載のエレベータのロープ診断システム。
8. 上記素線切れ本数予測手段は、上記監視センタに設けられたデータベースに保存された同機種のエレベータの稼働実績と主ロープの素線切れ本数との関係データを基に作成された予測式を用いて当該エレベータにおける主ロープの素線切れ本数を予測することを特徴とする請求項１記載のエレベータのロープ診断システム。
9. 上記監視センタは、
   上記ロープ診断装置から上記素線切れ本数予測手段による素線切れ本数の予測結果を取得する予測結果取得手段と、
   この予測結果取得手段によって得られた素線切れ本数の予測結果に基づいて、上記エレベータの主ロープに対する実測時期を決定する実測時期決定手段と
   を具備したことを特徴とする請求項１記載のエレベータのロープ診断システム。
10. 上記監視センタは、
    上記実測時期決定手段によって決定された実測時期を事前の実測結果に基づいて補正する実測時期補正手段をさらに具備したことを特徴とする請求項９記載のエレベータのロープ診断システム。

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