(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁ブレーキに流れる電流を示す信号を取得し、取得した前記信号に基づき前記電磁ブレーキが異常状態にあるか否かを判定する異常検出装置において、
前記電磁ブレーキの異常診断時における前記電磁ブレーキの状態を反映した特性を推定する特性推定器と、
前記電磁ブレーキの異常検出の規定値を記憶する規定値保存器と、
前記信号と、前記特性と、前記規定値とに基づき、前記電磁ブレーキが異常状態にあるか否かを判定する判定器と、
前記判定器による判定結果を出力する出力器と、を備え、
前記信号に基づき、前記電磁ブレーキの特性を考慮した特徴量を演算する特徴量演算器と、
前記特性と前記規定値とに基づき、前記特性を加味した固有規定値を設定する固有規定値設定器と、を更に備え、
前記判定器は、前記特徴量が前記固有規定値の範囲内にあるか否かを判定する異常検出装置。
【請求項２】
電磁ブレーキに流れる電流を示す信号を取得し、取得した前記信号に基づき前記電磁ブレーキが異常状態にあるか否かを判定する異常検出装置において、
前記電磁ブレーキの異常診断時における前記電磁ブレーキの状態を反映した特性を推定する特性推定器と、
前記電磁ブレーキの異常検出の規定値を記憶する規定値保存器と、
前記信号と、前記特性と、前記規定値とに基づき、前記電磁ブレーキが異常状態にあるか否かを判定する判定器と、
前記判定器による判定結果を出力する出力器と、を備え、
前記電磁ブレーキの表面温度を計測する表面温度計測器と、
前記電磁ブレーキの外気温度を計測する外気温度計測器と、
前記電磁ブレーキの動作履歴を保存する動作履歴保存器と、
前記動作履歴保存器に保存された前記動作履歴に基づき、前記電磁ブレーキの内部に蓄えられた熱量を推定する熱量推定器と、
前記表面温度計測器により計測された表面温度と、前記外気温度計測器により計測された外気温度とに基づき、前記電磁ブレーキから放熱された放熱量を推定する放熱量推定器と、
前記熱量推定器により推定された熱量と、前記放熱量推定器により推定された放熱量とに基づき、前記電磁ブレーキのコイルの温度を推定する温度推定器と、を更に備え、
前記特性推定器は、前記温度推定器により推定された推定温度に基づき前記電磁ブレーキの電気回路の電気抵抗を推定する異常検出装置。
【請求項３】
電磁ブレーキに流れる電流を示す信号を取得し、取得した前記信号に基づき前記電磁ブレーキが異常状態にあるか否かを判定する異常検出装置において、
前記電磁ブレーキの異常診断時における前記電磁ブレーキの状態を反映した特性を推定する特性推定器と、
前記電磁ブレーキの異常検出の規定値を記憶する規定値保存器と、
前記信号と、前記特性と、前記規定値とに基づき、前記電磁ブレーキが異常状態にあるか否かを判定する判定器と、
前記判定器による判定結果を出力する出力器と、を備え、
前記電磁ブレーキの表面温度を計測する表面温度計測器と、
前記表面温度計測器により計測された表面温度と、前記電磁ブレーキの構造とに基づき、前記電磁ブレーキのコイルの温度を推定する温度推定器と、を更に備える異常検出装置。
【請求項４】
前記電磁ブレーキが正常な状態であるときに、電流計測器により計測された前記電磁ブレーキに流れる電流を示す信号を正常データとして保存する正常データ保存器を更に備え、
前記特性推定器は、前記正常データに基づき、前記電磁ブレーキの特性を推定する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の異常検出装置。
【請求項５】
前記特性推定器は、前記電磁ブレーキのコイルの温度に基づいて前記電磁ブレーキの特性を推定する請求項４に記載の異常検出装置。
【請求項６】
前記信号と、前記特性とに基づき、前記電磁ブレーキの特性を考慮した特徴量を演算する特徴量演算器を更に備え、
前記判定器は、前記特徴量が前記規定値の範囲内にあるか否かを判定する請求項２または請求項３に記載の異常検出装置。
【請求項７】
前記信号に基づき、前記電磁ブレーキの特性を考慮した特徴量を演算する特徴量演算器と、
前記特性と前記規定値とに基づき、前記特性を加味した固有規定値を設定する固有規定値設定器と、を更に備え、
前記判定器は、前記特徴量が前記固有規定値の範囲内にあるか否かを判定する請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の異常検出装置。
【請求項８】
前記特性は、前記電磁ブレーキの電気回路の電気抵抗である、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の異常検出装置。
【請求項９】
前記特性は、前記電磁ブレーキに供給される電圧である、請求項１または請求項３に記載の異常検出装置。
【請求項１０】
前記電磁ブレーキの表面温度を計測する表面温度計測器と、
前記電磁ブレーキの外気温度を計測する外気温度計測器と、
前記電磁ブレーキの動作履歴を保存する動作履歴保存器と、
前記動作履歴保存器に保存された前記動作履歴に基づき、前記電磁ブレーキの内部に蓄えられた熱量を推定する熱量推定器と、
前記表面温度計測器により計測された表面温度と、前記外気温度計測器により計測された外気温度とに基づき、前記電磁ブレーキから放熱された放熱量を推定する放熱量推定器と、
前記熱量推定器により推定された熱量と、前記放熱量推定器により推定された放熱量とに基づき、前記電磁ブレーキのコイルの温度を推定する温度推定器と、を更に備え、
前記特性推定器は、前記温度推定器により推定された推定温度に基づき前記電磁ブレーキの電気回路の電気抵抗を推定する請求項１または請求項３に記載の異常検出装置。
【請求項１１】
前記動作履歴保存器は、前記表面温度計測器により計測された表面温度と、前記外気温度計測器により計測された外気温度との差が所定値以下となった時点を起点として、前記電磁ブレーキの動作履歴を保存する請求項１０に記載の異常検出装置。
【請求項１２】
前記電磁ブレーキのコイルの温度を計測するコイル温度計測器を更に備え、
前記特性推定器は、前記コイル温度計測器により計測された計測温度に基づき前記電磁ブレーキの電気回路の電気抵抗を推定する請求項１に記載の異常検出装置。
【請求項１３】
前記電磁ブレーキの表面温度を計測する表面温度計測器と、
前記表面温度計測器により計測された表面温度と、前記電磁ブレーキの構造とに基づき、前記電磁ブレーキのコイルの温度を推定する温度推定器と、を更に備える請求項１に記載の異常検出装置。
【請求項１４】
前記特性に基づき前記電磁ブレーキのコアが静止している場合の電流波形を推定する静止時波形推定器と、
前記電磁ブレーキのコアの変位を計測する変位計測器と、
前記変位計測器により計測された変位が電流波形に及ぼす影響量を推定する波形影響推定器と、を備え、
前記判定器は、前記静止時波形推定器により推定した電流波形と、前記波形影響推定器により推定した影響量とに基づき、前記コアが変位した場合の波形を推定し、推定した前記波形と、取得した前記信号の波形とを比較して、前記信号の波形が推定した前記波形に対し、所定の範囲内に収まっているか否かを判定する請求項２または請求項３に記載の異常検出装置。
【請求項１５】
前記電磁ブレーキは、エレベータの巻き上げ機に設けられる請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の異常検出装置。
【請求項１６】
電磁ブレーキに流れる電流を示す信号を取得し、取得した前記信号に基づき前記電磁ブレーキが異常状態にあるか否かを判定する異常検出方法において，
前記電磁ブレーキの異常診断時における前記電磁ブレーキの状態を反映した特性を推定するステップと、
前記信号と、前記特性と、前記電磁ブレーキの異常検出の規定値とに基づき、前記電磁ブレーキが異常状態にあるか否かを判定するステップと、
前記判定するステップによる判定結果を出力するステップと、を備え、
前記信号に基づき、前記電磁ブレーキの特性を考慮した特徴量を演算するステップと、
前記特性と前記規定値とに基づき、前記特性を加味した固有規定値を設定するステップと、を更に備え、
前記判定するステップでは、前記特徴量が前記固有規定値の範囲内なるか否かを判定する異常検出方法。
【請求項１７】
前記推定するステップでは、前記電磁ブレーキが正常な状態であるときに電流計測器により計測された前記電磁ブレーキに流れる電流のデータと、前記電磁ブレーキのコイル温度とに基づき、前記電磁ブレーキの特性を推定する、請求項１６に記載の異常検出方法。
【請求項１８】
前記信号と、前記特性とに基づき、前記電磁ブレーキの特性を考慮した特徴量を演算するステップを更に備え、
前記判定するステップでは、前記特徴量が前記規定値の範囲内にあるか否かを判定する請求項１６に記載の異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁ブレーキの異常検出装置および異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁ブレーキを利用する装置としてエレベータが挙げられる。エレベータは、ビル内で人々を上下方向に輸送する装置であり、都市空間において必須の装置である。エレベータは、かごに接続されたロープを巻上機にて駆動することで昇降している。ブレーキは、かごを静止状態を保持するために巻上機に備えられている。ブレーキは、停電時でもかご位置を保持できるように、電源オフの状態でブレーキが効いて制動力を出す構造となっている。ブレーキの代表的な構造として、電磁ブレーキが存在する。これは、静止時にはばね力で制動力を生じさせ、稼動時にブレーキを開放したい場合に、ソレノイドに電流を流し、ばね力に対抗する力を生じさせてブレーキを開放する。
【０００３】
電磁ブレーキにおいて、動作に不具合が生じると、ブレーキが稼動せず、制動力が開放されないため、かごが昇降できなくなる。そのため、適切な保守によってブレーキの動作を確認することが望ましい。電磁ブレーキの異常を検出するための装置として、例えば特許文献１に示す発明が開示されている。特許文献１に開示された技術では、ソレノイド内の電磁石のコイルに流れる電流を計測し、その波形の変動から異常な動作を検出している。また、特許文献２に開示された発明では、コイルの温度が所定値以下のときに電磁ブレーキの診断を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−９１３５７号公報
【特許文献２】特開２０００−３５１５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１、２では、いずれもコイルに流れる電流波形から異常の有無を検出しようとしている。電流波形がコイルの温度に依存するため、特許文献２では、正確な診断を行うためにコイル温度が所定の値の時に診断を実施している。しかし、コイルの温度は、どのような頻度でコイルに電流が流されたかということと、外気温とのバランスで決定し、同じように電流が流された場合でも、時間経過に伴うコイル温度の低下は外気温の影響を受けるため一様ではない。
【０００６】
また、電磁ブレーキの状態は、電磁ブレーキの設置環境、稼働履歴、材料、および構造等の個体差の影響を受けるため、個体差を考慮した異常検出が求められる。
【０００７】
よって、電磁ブレーキの状態によらず正確に異常を検出することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、電磁ブレーキに流れる電流を示す信号を取得し、取得した前記信号に基づき前記電磁ブレーキが異常状態にあるか否かを判定する異常検出装置は、前記電磁ブレーキの異常診断時における前記電磁ブレーキの状態を反映した特性を推定する特性推定器と、前記電磁ブレーキの異常検出の規定値を記憶する規定値保存器と、前記信号と、前記特性と、前記規定値とに基づき、前記電磁ブレーキが異常状態にあるか否かを判定する判定器と、前記判定器による判定結果を出力する出力器とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
電磁ブレーキの状態によらず正確に異常を検出することができる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】異常検出対象である電磁ブレーキを備えるエレベータの全体構成図を示す。
【図２】電磁ブレーキの概略図を示す。
【図３】第１の実施形態に係る異常検出装置の全体構成のブロック図を示す。
【図４】電流計測器で計測される電流波形を示す。
【図５】コイルの温度と電流値の関係を示す図である。
【図６】コイルの温度の推定する手順を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態に係る異常検出装置の全体構成のブロック図を示す。
【図８】第３の実施形態に係る異常検出装置の全体構成のブロック図を示す。
【図９】第４の実施形態に係る異常検出装置の全体構成のブロック図を示す。
【図１０】第５の実施形態に係る異常検出装置の全体構成のブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の第１の実施形態における異常検出装置について説明する。
【００１２】
まず、異常検出対象である電磁ブレーキ１０を備えるエレベータの構造について説明する。図１は、エレベータ１の全体構成図である。図１に示すようにエレベータ１は、利用者を乗せるためのかご２と、かご２をロープ３を介して上下動させるための駆動装置４と、かご２とのバランスを取るための釣り合い錘５と、駆動装置４の近傍に配置されロープ３が装架される反らせ車６とを備える。
【００１３】
乗りかご２と釣り合い錘５とは、建築構造物内に形成された昇降路１７内に設けられ、駆動装置４と反らせ車６とは、建築構造物内に形成された機械室１８内に設けられている。駆動装置４は、駆動モータ７と、電磁ブレーキ１０とを備える。また、機械室１８内には、後述のソレノイド１１の表面に取り付けられた表面温度計測器８と、ソレノイド１１の近傍に外気温（機械室１８内の温度）を測定する外気温度計測器９とが設置されている。
【００１４】
次に、図２を参照して異常検出対象である電磁ブレーキ１０の構造について説明する。図２は、電磁ブレーキ１０の概略図を示している。
【００１５】
電磁ブレーキ１０は、ソレノイド１１と、制動ばね１２と、レバー１３と、ライニング１４と、ドラム１５とを有する。ソレノイド１１は、コア１１Ａと、コイル１１Ｂと、ロッド１１Ｃとを有する。ロッド１１Ｃは、コア１１Ａに接続され、レバー１３に力を伝達する。制動ばね１２は、レバー１３を介してライニング１４をドラム１５に押し付ける。ライニング１４はレバー１３に取り付けられている。ドラム１５は、ロープ３が巻きかけられた図示せぬシーブに接続されている。
【００１６】
コイル１１Ｂに電流が流れていない場合、コア１１Ａは作動しないので、制動ばね１２の付勢力によってレバー１３を介してライニング１４がドラム１５に押し付けられている。これにより、ドラム１５は回転しない（静止している）ので、かご２も静止状態となる。一方、かご２が昇降する時には、コイル１１Ｂに電流が流され、コア１１Ａが稼働し、ロッド１１Ｃを介してレバー１３が押される。この時の力が制動ばね１２の付勢力を上回ると、レバー１３が回動しライニング１４がドラム１５から離間する。これにより、ドラム１５に対する制動力が開放され、かご２の昇降が可能となる。
【００１７】
次に、本実施形態に係る異常検出装置について、図３を参照して詳細に説明する。図３は、本実施形態に係る異常検出装置２０の全体構成のブロック図を示す。
【００１８】
異常検出装置２０は、基準時刻設定器２１と、動作履歴保存器２２と、熱量推定器２３と、表面温度計測器８と、外気温度計測器９と、放熱量推定器２４と、内部温度推定器２５とを備える。
【００１９】
基準時刻設定器２１は、表面温度計測器８で計測された表面温度および外気温度計測器９で計測された外気温度が等しいか否かを判断し、等しい場合にその時刻を基準時刻として設定する。動作履歴保存器２２は、エレベータ１の制御盤１６から、基準時刻以降のエレベータ１の動作履歴を取得し保存する。熱量推定器２３は、動作履歴保存器２２に保存された動作履歴に基づき電磁ブレーキ１０の稼働履歴を推定し、当該稼働履歴に基づき、コイル１１Ｂに蓄えられた熱量を推定する。表面温度計測器８は、ソレノイド１１の表面温度を計測する。外気温度計測器９は、外気（機械室１８内）の温度を計測する。放熱量推定器２４は、表面温度計測器８で計測された表面温度および外気温度計測器９で計測された外気温度に基づき、単位時間当たりの放熱量を推定する。内部温度推定器２５は、熱量推定器２３により推定された熱量および放熱量推定器２４により推定された放熱量に基づき、コイル１１Ｂの内部温度を推定する。
【００２０】
異常検出システム２０は、さらに、正常データ保存器２６と、特性推定器２７と、電流計測器２８と、信号取得器２９と、フィルタ処理器３０と、特徴量演算器３１と、規定値保存器３２と、判定器３３と、出力器３４とを備える。
【００２１】
正常データ保存器２６は、正常時の電磁ブレーキ１０のコイル１１Ｂに流れる電流のデータが正常データとして保存される。なお、正常データ保存器２６には正常データを測定した時の温度も保存される。特性推定器２７は、異常診断時に、正常データ保存器２６に保存された正常データと、内部温度推定器２５により推定された内部温度とに基づき、電磁ブレーキ１０の電気回路の特性値を推定する。すなわち、特性推定器２７は、異常診断時における電磁ブレーキ１０の状態を反映した電気特性を推定する。電磁ブレーキ１０の状態とは、個体ごとの、気温、稼働履歴、および製造上の材料・構造のばらつきを指す。なお、特性推定器２７は、例えば、電気回路の電気抵抗、インダクタンス、および電源電圧を推定する。
【００２２】
電流計測器２８は、電磁ブレーキ１０が動作する時にコイル１１Ｂに流れる電流を計測する。信号取得器２９は、電流計測器２８が計測した電流の信号を取得する。フィルタ処理器３０は、信号取得器２９が取得した信号をフィルタ処理し、フィルタ処理した信号を特徴量演算器３１に入力する。フィルタ処理により、ノイズや異常検出に不要となる周波数成分が信号から除去される。フィルタ処理としては、例えばローパスフィルタ処理が好適である。
【００２３】
特徴量演算器３１は、特性推定器２７により推定された特性値と、フィルタ処理された信号とに基づき特徴量を演算する。
【００２４】
規定値保存器３２は、特徴量演算器３１で演算された特徴量が異常値であるか否かを判断するための規定値が保存されている。当該規定値は、電磁ブレーキ１０の種類に応じて複数保存されており、作業者が電磁ブレーキ１０の種類に対応する規定値を選択し、選択された規定値が使用される。なお、規定値の選択は、これに限られず、電流計測器２８が計測した電流波形から種類を判定して選択しても良いし、制御盤１６に当該電磁ブレーキ１０の種類を登録しておき、登録した電磁ブレーキ１０の種類を取得して選択しても良い。また、規定値保存器３２に、エレベータ１が備える電磁ブレーキ１０に対応する規定値のみを保存するようにしても良い。
【００２５】
判定器３３は、選択された規定値に基づき、特徴量演算器３１で演算された特徴量が異常値であるか否かを判定する。出力器３４は、判定器３３による判定結果を出力する。
【００２６】
次に、電流計測器２８で計測される電流波形について図４を用いて説明する。図４は、横軸が時間を示し、縦軸が電流を示している。図４に示すように、交流電源を整流して使用する場合、所定周波数で振動する電流波形が得られる。コイル１１Ｂに流れる電流は、コイル１１Ｂへの通電とともに立ち上がり始める。電流値の上昇に伴ってソレノイド１１内部の吸引力が上昇し、吸引力が制動力に打ち勝ったタイミングでコア１１Ａが動く。コア１１Ａが動くと、ソレノイド１１内部の磁場が乱れるため、コイル１１Ｂに逆起電力が生じ、電圧が降下し、その結果電流が降下する。その後、電流は上昇し、コア１１Ａの稼動が終わると所定値に至る。図３において、時刻ｔ１は、コア１１Ａが動き始める時刻であり、電流Ｉ１は、時刻ｔ１における電流値であり、電流Ｉ２は、時刻ｔ２における電流値である。
【００２７】
図４に示した電流波形によれば、電流波形がもともとの振動振幅以外の降下現象を生じた場合は、コア１１Ａが稼動したことがわかる。つまり、正常にブレーキが動作した場合の波形と比較すると、ブレーキの挙動に異常が見られる場合は、降下現象の現れ方が異なることになる。また、一定時間経過後の電流値は、電源の電圧と回路が持つ抵抗によって決まる。この応答は、電気回路としての応答であるため、例えば抵抗が変化すると、波形全体の大きさが変化する。例えば、抵抗が増大し、電源電圧が変化しなかった場合は、電流値が低下する。電流値の変動は、回路の特性の影響を受けるため、同じ磁場の乱れであっても回路特性が異なる場合は電流波形が変動する大きさは異なる。そこで、電気回路の特性値の違いによる電流波形の変動を考慮するため、特性推定器２７では、電流波形の変化に基づき、電磁ブレーキ１０の電気回路の特性値（抵抗値、インダクタンス、および電源電圧）を推定する。
【００２８】
ところで、コイル１１Ｂは通電に伴って発熱する。コイル１１Ｂは筐体内に閉じ込められているため、通電時間が増大するとともに内部温度は上昇する。コイル１１Ｂの温度が上昇すると電気抵抗も増大するので、電流値はコイル１１Ｂの温度上昇に伴って低下する。よって、異常を検出するための判定値を一定の値としていた場合は、この温度上昇の影響を受けることになる。
【００２９】
図５は、コイル温度と電流値の関係を示す図である。図５に示すように、コイル温度が上昇すると、電気抵抗が増大するため電流値が低下する。よって、図４における時刻ｔ２でも、コイル１１Ｂの温度上昇に伴い電流値は低下する。このように、電流波形は温度に依存して生じるものであるため、温度をあらかじめ把握することで電流波形の変化を加味した判定ができるようになる。コイル１１Ｂの温度上昇は、事前にどの程度電流が流れたかで変わる。コイル１１Ｂの発熱量は、電流値と電圧と時間の積で表される。そのため、コイル１１Ｂに蓄えられた熱量がどの程度外部に放熱されたかがわかれば、現在のコイル温度が推定できる。ソレノイド１１から外部にどの程度の熱が放出されるかは、内部温度と外気温度の差で決まる。このとき、ソレノイド１１の筐体の熱伝導による熱抵抗をｈ１、筐体から大気への熱伝達による熱抵抗をｈ２とし，コイル温度をＴ１、筐体表面温度をＴ２、外気温度をＴ３とすると，熱流量をＱとしたとき，
Ｑ＝（Ｔ１−Ｔ２）／ｈ１・・・（１）
Ｑ＝（Ｔ２−Ｔ３）／ｈ２・・・（２）
の関係となる。式（1），式（２）よりＱを削除すると
（Ｔ１−Ｔ２）／ｈ１=＝（Ｔ２−Ｔ３）／ｈ２・・・（３）
となる。つまり、上式に則れば、熱抵抗をあらかじめ把握しておけば、表面温度と外気温度を計測することで、熱流量と内部温度が求められる。稼動頻度が少ない場合、または、前回稼動から十分時間が立っている場合には、上式に則り温度を推定すればよい。
【００３０】
しかし，上式はあくまで内部温度が一定だった場合の仮定であり、実際にはコイルへの通電時間によって内部に蓄えられる熱は変化する。このため、本実施形態では以下のように温度を推定する。
【００３１】
次に、本実施形態におけるコイル１１Ｂの温度を推定する手順について図６を参照して具体的に説明する。
【００３２】
図６は、本実施形態におけるコイル温度の推定手順を示すフローチャートである。図６に示すように、基準時刻設定器２１が、表面温度計測器８で計測された表面温度および外気温度計測器９で計測された外気温度が等しいか否かを判断する（Ｓ１）。表面温度と外気温度とが等しいと判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、基準時刻設定器２１は、その時刻を基準時刻として設定する。基準時刻では熱流量が０となる。なお、以前の基準時刻が設定されている場合には、基準時刻を更新する。また、表面温度と外気温度との差が所定値（例えば±０．５℃）以下であれば、その時刻を基準時刻として設定するようにしても良い。表面温度と外気温度とが等しくない場合（Ｓ１：ＮＯ）、基準時刻設定器２１はステップＳ１を繰り返し実行する。
【００３３】
動作履歴保存器２２は、基準時刻以降のエレベータ１の動作履歴を取得し保存する（Ｓ３）。例えば、基準時刻を設定した後の、エレベータ１の動作履歴が動作履歴保存器２２に保存される。熱量推定器２３は、動作履歴保存器２１に保存された動作履歴に基づき、基準時刻からコイル１１Ｂに蓄えられた熱量Ｑｉｎ（Ｑｉｎ＝∫Ｅ・Ｉｄｔ）を計算定する（Ｓ４）。
【００３４】
放熱量推定器２４は、上記の式（２）により求められる熱容量Ｑに基づき、基準時刻からの放熱量Ｑｏｕｔ（Ｑｏｕｔ＝∫Ｑｄｔ）を計算する（Ｓ５）。内部温度推定器２５は、コイル１１Ｂが得た熱量Ｑｉｎとコイル１１Ｂからの放熱量Ｑｏｕｔとに基づき、残留熱量Ｑｒを計算し（Ｓ６）、予め求められた残留熱量Ｑｒとコイル１１Ｂの温度Ｔとの関係（計算式またはテーブル）に基づき、当該関係からコイル温度Ｔを計算する（Ｓ７）。そして、計算されたコイル温度Ｔに基づき、特性推定器２７において、予め求められたコイル温度とコイル抵抗の関係（計算式またはテーブル）から、コイル１１Ｂの現在の抵抗値が推定される。
【００３５】
次に、特性推定器２７における特性値（例えば、電気抵抗、インダクタンス、および電源電圧）の推定について説明する。
【００３６】
特性推定器２７には、ソレノイド１１の電気回路の設計上の理想電流波形および理想波形に対して想定しうるばらつき範囲内での電流波形に関するデータ（電気抵抗、インダクタンス、および電源電圧）がデータベースとして保存されている。なお、電流波形において、一定時間経過後の電流値は、回路が持つ電気抵抗と電源電圧の影響を受け、電流の立ち上がり速度は，回路が持つ電気抵抗とインダクタンスの影響を受ける。
【００３７】
正常データ保存器２６に保存された正常データを、データベースと照らし合わせることで、電磁ブレーキ１０の電気抵抗、インダクタンス、および電源電圧を推定する。これにより、温度変化によるコイル１１Ｂの電気抵抗のばらつきだけでなく、電磁ブレーキ１０の材料やシステムのばらつきを含めた電気抵抗等が推定される。材料やシステムによる特性のばらつきとしては、例えば、コイル１１Ｂ自体の電気抵抗およびインダクタンスのばらつき、電気回路に含まれる他の電気抵抗のばらつき、電源電圧の絶対値のばらつきなどが挙げられる。
【００３８】
特性推定器２７は、推定したコイル温度から推定したコイル１１Ｂの電気抵抗と、正常データから推定した電気抵抗、インダクタンス、および電源電圧とに基づき、予め求めた関係（計算式またはテーブル）から、特性値（例えば、電気抵抗、インダクタンス、および電源電圧）を推定する。
【００３９】
次に、特徴量演算器３１にて演算される特徴量について説明する。特徴量演算器３１は、特性推定器２７により推定された特性値（電気抵抗、インダクタンス、および電源電圧）と、フィルタ処理された信号とに基づき特徴量を演算する。例えば、特性推定器２７により推定された特性値に基づいて、フィルタ処理された信号を補正し、補正した信号に基づきコア１１Ａが駆動を開始する時刻である時刻ｔ１を特徴量として演算する。なお、特徴量としては、時刻ｔ１に限られず、推定された特性値から適宜設定しても良い。
【００４０】
そして、判定器３３において、演算された特徴量が、電磁ブレーキ１０の種類に基づき選択された規定値の上限および下限の範囲内にあるか否かを判定し、判定結果が出力器３４により出力される。出力器３４による出力としては、例えば、端末の表示部に出力しても良いし、通信回線を介して監視センタに出力しても良い。
【００４１】
以上のように、本実施形態の異常検出装置２０では、特性推定器２７は、異常診断時における電磁ブレーキ１０の状態を反映した電磁ブレーキ１０の電気特性を推定する。判定器３３は、電磁ブレーキに流れる電流を示す信号と、推定した電気特性と、規定値とに基づき、電磁ブレーキ１０が異常状態にあるか否かを判定する。
【００４２】
具体的には、特徴量演算器３１は、電磁ブレーキに流れる電流を示す信号と、推定した電気特性とに基づき、電磁ブレーキ１０の電気特性を考慮した特徴量を演算し、判定器３３は、特徴量が規定値の範囲内にあるか否かを判定する。
【００４３】
かかる構成により、電磁ブレーキ１０の異常検出をする際に、電磁ブレーキ１０の状態（電磁ブレーキ１０自身の特性および設置環境）を加味して異常検出をすることができる。よって、電磁ブレーキ１０の状態によらず正確に異常を検出することができるので、検出精度が向上し、異常の予兆を検出することができる。よって、適切なタイミングで電磁ブレーキ１０の保守を実行することができ、保守による不稼働時間を低減し、利用者の利便性を向上させることができる。
【００４４】
また、特性推定器２７は、電磁ブレーキ１０の電気回路の電気抵抗、電磁ブレーキ１０に供給される電圧を推定する。電磁ブレーキ１０の異常検出をする際に、電磁ブレーキ１０の現在の状態を加味して異常検出をすることができる。
【００４５】
また、特性推定器２７は、電磁ブレーキ１０が正常状態にあるときの正常データに基づき、電磁ブレーキ１０の電気特性を推定する。よって、電磁ブレーキ１０の正常状態を加味して異常検出をすることができるので、検出精度が向上し、異常の予兆を検出することができる。
【００４６】
また、熱量推定器２３は、動作履歴保存器２２に保存された動作履歴に基づき、電磁ブレーキ１０の内部に蓄えられた熱量を推定する。放熱量推定器２４は、表面温度計測器８により計測された表面温度と、外気温度計測器９により計測された外気温度とに基づき、電磁ブレーキ１０から放熱された放熱量を推定する。内部温度推定器２５は、熱量推定器２３により推定された熱量と、放熱量推定器２４により推定された放熱量とに基づき、電磁ブレーキ１０のコイル１１Ｂの温度を推定する。特性推定器２７は、内部温度推定器２５により計測された推定温度に基づきコイル１１Ｂの電気抵抗を推定する。
【００４７】
よって、推定する電気抵抗は、電磁ブレーキ１０の温度を反映した電気抵抗であるので、電磁ブレーキ１０の状態を加味して異常検出をするので、検出精度が向上し、異常の予兆を検出することができる。なお、表面温度計測器８および外気温度計測器９は、環境が安定した状態にある機械室１８内に設置されている。よって、放熱量推定器２４は、表面温度および外気温度に基づき、放熱量の推定の精度を向上させることができる。ひいては、内部温度の推定の精度を向上させることができ、コイル１１Ｂの電気抵抗の推定の精度を向上させることができる。
【００４８】
次に、本発明の第２の実施形態に係る異常検出装置について説明する。なお、第１の実施形態と同一の部材については同一の参照番号を付して説明を省略し、異なる部分について説明を行う。
【００４９】
図７は、第２の実施形態に係る異常検出装置１２０の全体構成のブロック図を示す。
【００５０】
異常検出装置１２０は、固有規定値設定器３５を備える。固有規定値設定器３５は、特性推定器２７により推定された特性値と、規定値保存器３２に保存された規定値とに基づき、特性値を加味した固有規定値を算出する。すなわち、電磁ブレーキ１０固有の規定値（固有規定値）を算出する。
【００５１】
本実施形態における特徴量演算器３１では、フィルタ処理された信号のみから特徴量を演算する。例えば、特徴量演算器３１がフィルタ処理された信号に基づき電流Ｉ２を演算し、固有規定値設定器３５が、特性値から電流Ｉ２を算出して、規定値と特性値からの電流Ｉ２とに基づき固有規定値を算出する。判定器３３において、特徴量演算器３１で演算された電流Ｉ２が、固有規定値の範囲内になるか否かが判定される。
【００５２】
次に、本発明の第３の実施形態に係る異常検出装置について説明する。なお、第１の実施形態と同一の部材については同一の参照番号を付して説明を省略し、異なる部分について説明を行う。
【００５３】
図８は、第３の実施形態に係る異常検出装置２２０の全体構成のブロック図を示す。
【００５４】
異常検出装置２２０は、コイル１１Ｂの温度を直接計測するコイル温度計測器３６を備える。ソレノイド１１の表面温度や外気温度等からコイル１１Ｂの温度を推定するのではなく、コイル温度計測器３６によりコイル１１Ｂの温度を直接計測する。
【００５５】
特性推定器２７では、コイル温度計測器３６により計測されたコイル１１Ｂの温度に基づき、電磁ブレーキ１０の電気特性を推定する。本実施形態の異常検出装置２２０においても、第１の実施形態の異常検出装置２０と同様の効果を奏することができる。
【００５６】
次に、本発明の第４の実施形態に係る異常検出装置について説明する。なお、第１の実施形態と同一の部材については同一の参照番号を付して説明を省略し、異なる部分について説明を行う。
【００５７】
図９は、第４の実施形態に係る異常検出装置３２０の全体構成のブロック図を示す。
【００５８】
異常検出装置３２０は、ソレノイド１１のコイル１１Ｂの電気抵抗などのパラメータを直接計測することが場合に、そのパラメータを保存する回路パラメータ保存器３７を備える。特性推定器２７では、回路パラメータ保存器３７に保存された電気抵抗に基づき、特性値を推定する。本実施形態の異常検出装置３２０においても、第１の実施形態の異常検出装置２０と同様の効果を奏することができる。
【００５９】
次に、本発明の第５の実施形態に係る異常検出装置について説明する。なお、第１の実施形態と同一の部材については同一の参照番号を付して説明を省略し、異なる部分について説明を行う。
【００６０】
図１０は、第５の実施形態に係る異常検出装置４２０の全体構成のブロック図を示す。
【００６１】
本実施形態では、コア１１Ａの変位に基づき異常検出が実行される。異常検出装置４２０は、特徴量演算器３１および規定値保存器３２に代えて、変位計測器３８、波形影響量推定器３９、および静止時波形推定器４０を備える。
【００６２】
変位計測器３８は、コア１１Ａの変位を計測する。波形影響量推定器３９は、計測されたコア１１Ａの変位が電流波形に及ぼす影響を推定する。静止時波形推定器４０は、特性推定器２７で推定された特性値に基づき、コア１１Ａが動かなかった場合の電流波形を推定する。
【００６３】
判定器３１では、波形影響量推定器３９により推定された電流波形に及ぼす影響量と、静止時波形推定器４０で推定した電流波形に基づき、コア１１Ａが変位した時の正常波形を推定する。また、判定器３１では、推定された正常波形と、フィルタ処理された信号とを比較して、フィルタ処理された信号が推定された正常波形に対し、所定の範囲内に収まっているか否かを判定する。
【００６４】
かかる構成により、電磁ブレーキ１０の異常検出をする際に、電磁ブレーキ１０の状態を加味して異常検出をすることができるので、検出精度が向上し、異常の予兆を検出することができる。
【００６５】
上記の実施形態において、基準時刻設定器２１と、熱量推定器２３と、放熱量推定器２４と、内部温度推定器２５と、特性推定器２７と、信号取得器２９と、フィルタ処理器３０と、特徴量演算器３１と、判定器３３と、出力器３４  固有規定値設定器３５と、波形影響量推定器３９と、静止時波形推定器４０とは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｔｎｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）により実現される。動作履歴保存器２２と、正常データ保存器２６と、規定値保存器３２と、回路パラメータ保存器３７とは、例えば、メモリにより実現される。
【００６６】
本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、その趣旨から逸脱しない範囲で、他の様々な形に変更することができる。
【００６７】
例えば、上記実施形態では，電磁ブレーキ１０として、図２に示すドラム形ブレーキを対象にした例を示したが、ソレノイドを使用して電磁力によって動作されるブレーキであれば良く、ディスクブレーキであっても良い。
【００６８】
また、エレベータ１で電磁ブレーキ１０が使用される実施形態を示したが、電磁ブレーキ１０が使用される対象としては、エスカレータであっても良いし、自動車であっても良い。また、異常検出装置２０は、特性推定器２７、特徴量推定器３１、規定値保存器３２、判定器３３、および出力器３４のみから構成されても良い。この場合、特性推定器２７が、内部温度推定器２５から内部温度を、正常データ保存器２６から正常データを取得し、特徴量演算器３１がフィルタ処理器３０からフィルタ処理した信号を取得するように構成しておけば良い。そして、異常検出装置２０は、必要に応じて、特性推定器２７、特徴量推定器３１、規定値保存器３２、判定器３３、および出力器３４以外の構成を備えるようにしても良い。また、内部温度推定器２５は、表面温度計測器８で計測された表面温度と、電磁ブレーキ１０の構造とに基づき、コイル１１Ｂの温度を推定しても良い。
【符号の説明】
【００６９】
８：表面温度計測器、９：外気温度計測器、２０、１２０、２２０、３２０、４２０：異常検出装置、２２：動作履歴保存器、２３：熱量推定器、２４：放熱量推定器、２５：内部温度推定器、２６：正常データ保存器、２７：特性推定器、３１：特徴量演算器、３２：規定値保存器、３３：判定器、３４：出力器、３５：固有規定値設定器、３６：コイル温度計測器、３８：変位計測器、３９：波形影響推定器、４０：静止時波形推定器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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