(57)【要約】【課題】データ伝送に必要な電力を確保でき、故障診断に必要なセンサのデータを分割するとこなく外部に確実に伝送する。【解決手段】エレベータ設備内の故障診断対象機器の１つである乗りかご１０１に故障診断に必要なデータを計測するためのセンサ６ａが設置される。この乗りかご１０１にエレベータ運転中の振動を利用して発電する振動発電素子５ａと、この発電素子１０１によって得られた電力をセンサ６ａの駆動電力として蓄えると共に、センサ６ａによって計測されたデータを収集して外部の監視装置１に無線ネットワークを介して伝送するデータ収集装置４ａが設けられる。【選択図】      図１
2013112516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータ設備内の故障診断対象機器に設置され、上記故障診断対象機器の故障診断に必要なデータを計測するセンサと、
上記故障診断対象機器に設けられ、エレベータ運転中の振動を利用して発電する発電素子と、
この発電素子によって得られた電力を上記センサの駆動電力として蓄えると共に、上記センサによって計測されたデータを収集して外部の監視装置に無線ネットワークを介して伝送するデータ収集装置と
を具備したことを特徴とするエレベータのデータ収集システム。
【請求項２】
上記故障診断対象機器として、昇降路内を昇降動作する移動体を含み、
上記発電素子は、
上記移動体の側面の上端部と下端部のうちの少なくとも一方の端部に振動板を介して取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のエレベータのデータ収集システム。
【請求項３】
上記振動板の近傍に設置され、上記移動体の昇降動作中に上記端部から流れ込む気流を上記振動板に集めて振動させる集風器を備えたことを特徴とする請求項２記載のエレベータのデータ収集システム。
【請求項４】
上記発電素子は、
上記移動体として上記昇降路内を昇降動作する乗りかごに設置されていることを特徴とする請求項２記載のエレベータのデータ収集システム。
【請求項５】
上記発電素子は、
上記移動体として上記昇降路内を昇降動作するカウントウェイトに設置されていることを特徴とする請求項２記載のエレベータのデータ収集システム。
【請求項６】
上記データ収集装置は、
一次蓄電素子と、
この一次蓄電素子よりも容量の大きい二次蓄電素子とを有し、
上記発電素子によって得られた電力を上記一次蓄電素子に蓄えた後、上記一次蓄電素子に蓄えられた電力を定期的に上記二次蓄電素子へ送ることを特徴とする請求項１記載のエレベータのデータ収集システム。
【請求項７】
上記データ収集装置は、
予め設定された時刻データに従って上記センサから収集したデータを定期的に上記監視装置に伝送することを特徴とする請求項１記載のエレベータのデータ収集システム。
【請求項８】
予め上記故障診断対象機器のデータ収集に必要な複数のセンサの組み合わせが登録されたテーブルを備え、
上記データ収集装置は、
上記テーブルの中で指定されたセンサの組み合わせに基づいてデータ収集動作を行うことを特徴とする請求項１記載のエレベータのデータ収集システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、エレベータの故障診断に必要なセンサのデータを収集するエレベータのデータ収集システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータでは、点検対象とする機器（例えば乗りかごなど）にセンサを設置しておき、そのセンサのデータを収集して外部の監視装置に伝送するデータ収集システムがある。この種のデータ収集システムでは、通常、センサの駆動電源として電池が使用される。これは、電池を使用せずに既設の物件に電源敷設の工事を行うと、多大な費用が発生してしまうためである。
【０００３】
しかし、センサの駆動電源として電池を使用すると、定期的な電池残量の確認、消耗時の電池交換作業などが必要となる。そこで、無線機能付きのセンサにおいて、自家発電により電力を発生し、センサ内部に蓄えるようしたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５０８２４号公報
【特許文献２】特開２００９−１５９６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、データ収集システムにおいて、センサの駆動電源として電池を使用した場合には、定期的な電池残量の確認や電池交換作業などが必要となり、エレベータの保守員に負担がかかる。
【０００６】
また、電力貯蔵の機能を備えたセンサでは、貯蔵可能な電力量が少なく、一回の無線伝送時間を制限する必要がある。このため、データ量が多いと、データを分割して伝送しなければならない。したがって、データの伝送に時間がかかり、特に加速度や音などのデータ量の多い計測を行うエレベータには不向きである。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、データ伝送に必要な電力を確保でき、故障診断に必要なセンサのデータを分割することなく外部に確実に伝送することのできるエレベータのデータ収集システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態に係るエレベータのデータ収集システムは、エレベータ設備内の故障診断対象機器に設置され、上記故障診断対象機器の故障診断に必要なデータを計測するセンサと、上記故障診断対象機器に設けられ、エレベータ運転中の振動を利用して発電する発電素子と、この発電素子によって得られた電力を上記センサの駆動電力として蓄えると共に、上記センサによって計測されたデータを収集して外部の監視装置に無線ネットワークを介して伝送するデータ収集装置とを具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は一実施形態に係るエレベータのデータ収集システムの全体構成を模式的に示した図である。
【図２】図２は同実施形態におけるデータ収集システムの中継装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】図３は同実施形態におけるデータ収集システムのデータ収集装置の内部構成を示すブロック図である。
【図４】図４は同実施形態におけるデータ収集システムの発電機構の構成を示す図である。
【図５】図５は同実施形態における乗りかごの側面の下端部に発電素子を設置した例を示す図である。
【図６】図６は同実施形態における乗りかごが乗場付近を走行しているときの気流の流れを説明するための図である。
【図７】図７は同実施形態におけるデータ収集システムの２段階充電動作を示す図である。
【図８】図８は同実施形態におけるデータ収集システムの定時刻データ収集動作を示す図である。
【図９】図９は同実施形態におけるデータ収集システムの指定データ収集動作を示す図である。
【図１０】図１０は同実施形態におけるデータ収集システムの収集指令テーブルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
【００１１】
（システム構成）
図１は一実施形態に係るエレベータのデータ収集システムの全体構成を模式的に示した図である。
【００１２】
本実施形態におけるエレベータのデータ収集システムは、監視装置１と、この監視装置１に通信ネットワーク２を介して接続された複数台の中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ…と、これらの中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ…に無線接続される複数台のデータ収集装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…とを備える。
【００１３】
監視装置１は、外部の監視センタ内に設置されている。この監視装置１は、各物件のエレベータの運転状態を通信ネットワーク２を介して遠隔監視している。この監視装置１から出力される指令情報は、通信ネットワーク２を介して中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ…に送られる。
【００１４】
中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ…は、各物件毎にエレベータの昇降路内などに設けられており、それぞれに通信ネットワーク２に接続されている。これらの中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ…は、監視装置１から送られてきた指令情報に従って、管理下にあるデータ収集装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…に無線接続して指令情報を伝達する。
【００１５】
データ収集装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…は、それぞれにエレベータ設備内の故障診断対象機器に設置されたセンサ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ…によって測定されたデータを収集する装置である。これらのデータ収集装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…は、小型の無線端末としての機能を有し、センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ…のデータを無線ネットワークにより中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ…に伝送する。
【００１６】
なお、図１では、データ収集装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…とセンサ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ…が分離されているが、実際には一体化されて、故障診断対象機器に設置されている。つまり、本実施形態において、センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ…は、無線端末であるデータ収集装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…と一体化されて、無線センサとして使用されるものである。
【００１７】
エレベータ設備内の故障診断対象機器とは、具体的にはエレベータの乗りかご１０１、カウンタウェイト１０２、巻上機１０３、制御盤１０４などである。
【００１８】
エレベータの乗りかご１０１は、巻上機１０３に架設されたロープ１０４の一端に連結されている。ロープ１０４の他端には「吊り合い錘」と呼ばれるカウンタウェイト１０２が連結されている。巻上機１０３が駆動されると、乗りかご１０１とカウンタウェイト１０２がロープ１０４を介して昇降路内を上下に昇降動作する。
【００１９】
また、制御盤１０５は、巻上機１０３の駆動制御など、エレベータ全体の制御を行うメインコントローラとして存在する。
【００２０】
本実施形態では、乗りかご１０１にセンサ６ａ、カウンタウェイト１０２にセンサ６ｂが設置されている。また、巻上機１０３にセンサ６ｃ、制御盤１０５にセンサ６ｄが設置されている。センサ種類としては、例えば温度センサ、加速度センサ、音センサ、電圧センサ、電流センサ、温度センサなどがあり、機器の故障診断の内容に応じて適宜使い分けられる。
【００２１】
なお、図１の例では、１つの故障診断対象機器に１つのセンサしか設置されていないが、１つの故障診断対象機器に複数種類のセンサが設置されていても良い。また、センサは無線端末であるデータ収集装置と一体型であり、無線センサとして使用される。
【００２２】
ここで、本システムにおいて、エレベータの移動体である乗りかご１０１とカウンタウェイト１０２には、それぞれに振動発電素子５ａ，５ｂが設置されている。振動発電素子５ａ，５ｂは、振動によって発電する素子である。なお、この振動発電素子５ａ，５ｂの構成については後に図４を参照して詳しく説明する。
【００２３】
乗りかご１０１に設置された振動発電素子５ａによって得られた電力は、データ収集装置４ａに与えられる。後述するように、データ収集装置４ａでは、この振動発電素子５ａの電力をセンサ６ａの駆動電力として蓄える機能を備える。カウンタウェイト１０２に設置された振動発電素子５ｂについても同様であり、振動発電素子６ｂによって得られた電力はデータ収集装置４ｂに与えられる。データ収集装置４ｂでは、この振動発電素子５ｂの電力をセンサ６ｂの駆動電力として蓄える機能を備える。
【００２４】
また、その他のデータ収集装置４ｃ，４ｄには、図示せぬ商用電源が接続されており、その商用電源から供給される電力をセンサ６ｃ，６ｄに与えている。
【００２５】
このように、センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ…によって測定されたデータは、それぞれに対応したデータ収集装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…を介して無線ネットワークにより中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ…に伝送される。中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ…では、データ収集装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…から送られてきたセンサデータを通信ネットワーク２を介して外部の監視装置１に伝送する。
【００２６】
監視装置１は、中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ…から送られてきたセンサデータを元に故障診断などを行う。また、動作音などのセンサデータは監視装置１に接続された２次記憶装置１１に蓄えられ、後に運転環境の分析などに利用される。
【００２７】
次に、本システムを構成する各装置の構成について詳しく説明する。
【００２８】
（中継装置内部構成）
図２は本システムの中継装置３の内部構成を示すブロック図である。なお、図２では、複数台の中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ…の１つを代表して中継装置３として示す。
【００２９】
中継装置３は、ＣＰＵ３１、通信インタフェース３２、プログラムＲＯＭ３３、データ保管ＲＯＭ３４、ワークＲＡＭ３５、リアルタイマ３６、無線インタフェース３７を備える。
【００３０】
ＣＰＵ３１は、プログラムＲＯＭ３３に予め記憶されたプログラムに従って動作する。ＣＰＵ３１は、通信インタフェース３２を通じて受信した監視装置１の指令に従って各処理を実行する。例えば時刻設定指令であれば、ＣＰＵ３１は、監視装置１から送られてきた時刻データの値を内部のリアルタイマ３６にセットする。
【００３１】
また、ＣＰＵ３１は、内部に設けられた無線インタフェース３７を通じて管理下にあるデータ収集装置４に対して監視装置１の指令を伝達する。なお、無線インタフェース３７は複数設けられており、それぞれにデータ収集装置４を接続することが可能である。
【００３２】
データ収集装置４から時刻設定終了などの通知が送られてくると、ＣＰＵ３１は、その通知を通信インタフェース３２を通じて監視装置１に転送する。なお、無線インタフェース３７からＣＰＵ３１に対しては、無線接続開始などを即座に通知するための割り込み信号線が接続している。
【００３３】
また、データ収集装置４から動作音などのセンサデータが送られてきた場合は、そのセンサデータをワークＲＡＭ３５に一旦保管する。そして、同時に送られてくるデータ区切り用の符号を用い、ワークＲＡＭ３５に保管されたセンサデータをデータ保管ＲＯＭ３４に分割して保管する。保管処理終了後に通信インタフェース３２を通じて監視装置１に収集終了を通知する。その後、監視装置１はデータ送付指令を出力し、必要なセンサデータを中継装置３のデータ保管ＲＯＭ３４から取り出す。
【００３４】
（データ収集装置内部構成）
図３は本システムのデータ収集装置４の内部構成を示すブロック図である。なお、図３では、複数台のデータ収集装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…の１つを代表してデータ収集装置４として示す。
【００３５】
データ収集装置４は、制御ＣＰＵ４１、電源回路４２、二次蓄電素子（二次電池）４３、無線インタフェース４４、リアルタイマ４５、ＲＯＭ４６、ＲＡＭ４７、センサＩＦ（センサインタフェース）４８、センサＩＦ（センサインタフェース）４９、充電制御回路５０、一次蓄電素子５１を備える。
【００３６】
制御ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４６に予め記憶された制御プログラムに従って動作する。無線インタフェース４４から制御ＣＰＵ４１に対して割り込み信号線が接続されており、無線接続開始時などに即座に状況の通知を可能としている。
【００３７】
制御ＣＰＵ４１は、無線インタフェース４４からの動作指令を受けて各処理を実行する。例えば、時刻設定指令であれば、時刻設定指令と共に送られて来た時刻データをリアルタイマ４５に設定する。そして、制御ＣＰＵ４１は、無線インタフェース４４を介して中継装置３に時刻設定の完了通知を送る。
【００３８】
その後、制御ＣＰＵ４１は、電源回路４２に対して電源低消費モード指令を出力すると共に、自己も電源低消費モードに入る。電源回路４２は、二次蓄電素子（電池）４３に蓄えられた電力を装置内の各部に供給すると共にセンサ６などに供給する。電源回路４２は、電源低消費モード指令を受けると、無線インタフェース４４、センサＩＦ４８、センサＩＦ４９、センサ６などに対する電源供給を休止する。リアルタイマ４５に設定された時刻になると、制御ＣＰＵ４１が起動されて電源低消費モードから通常動作モードに復帰する。
【００３９】
通常動作モードにおいて、制御ＣＰＵ４１は無線インタフェース４４を介して中継装置３にデータ収集の開始を通知して、データ収集動作を行う。データ収集動作においては、センサＩＦ４８、センサＩＦ４９を介して受信したセンサデータを一旦ＲＡＭ４７に記憶した後、無線インタフェース４４を介して中継装置３に送る。
【００４０】
なお、図３の例では、データ収集装置４が「動作音測定装置」として用いられ、センサＩＦ４８にセンサ６として集音センサ（マイク）、センサＩＦ４９に加速度センサ７が接続された構成が示されている。
【００４１】
二次蓄電素子４３は、一次蓄電素子５１から充電制御回路５０を経由して定期的に充電される。一次蓄電素子５１は、振動発電素子５に接続されており、振動発電素子５で発生した電力を蓄える。つまり、本システムにおいて、充電動作は２段階になっており、まず、振動発電素子５の電力を一次蓄電素子５１に充電し、その一次蓄電素子５１に蓄えられた電力を二次蓄電素子４３に定期的に充電する。
【００４２】
なお、一次蓄電素子５１はスーパーキャパシタなどであり、連続充電に対する耐久はあるが、容量（蓄電量）が少ない。これに対し、二次電池である二次蓄電素子４３は連続充電に対する耐久が低いが、容量が大きい。
【００４３】
（発電機構の構成）
図４は本システムの発電機構の構成を示す図である。なお、図４では、乗りかご１０１に設置された振動発電素子５ａを例にして説明するが、カウンタウェイト１０２に設置された振動発電素子５ｂについても同様の構成である。
【００４４】
発電機構６０は、振動発電素子５ａと、この振動発電素子５ａを支持する振動板６１と、一対の集風器６２，６３とを備える。振動発電素子５ａは、振動によって電力を発生する素子である。なお、「振動発電素子」については公知であるため、ここではその詳しい説明を省略する。
【００４５】
振動発電素子５ａは、振動板６１の先端部に取り付けられている。振動板６１は、乗りかご１０１の側面に水平に取り付けられ、乗りかご１０１の走行時の気流を受けて小刻みに振動する。この振動板６１の上下に一対の集風器６２，６３が設置されている。
【００４６】
集風器６２は、乗りかご１０１の上昇時に発生する気流を振動板６１にて効率的に集めるものであり、内部を広げた気流通路を有する。集風器６３は、乗りかご１０１の下降時に発生する気流を振動板６１にて効率的に集めるものであり、中央部を広げた気流通路を有する。
【００４７】
乗りかご１０１が走行を開始すると、集風器６２，６３の気流通路内で強弱を伴って気流が振動板６１に吹き出す。これにより、振動板６１が振動し、振動発電素子５がその振動を受けて発電する。集風器６２，６３の気流通路の広げておくことで、一定の強さの気流ではなく、強弱を付けた気流が不規則に吹き出すので、振動板６１が振動しやすくなる。
【００４８】
また、この振動板６１には加速度センサ７が取り付けられており、この加速度センサ７から上昇運転／下降運転などのエレベータの運転動作に関連した振動情報を取得する構成になっている。
【００４９】
ここで、乗りかご１０１に振動発電素子５ａを設置する場合には、乗りかご１０１の走行中に気流を受けやすい場所として、乗りかご１０１の側面、特に上端部あるいは下端部が好ましい。これは、乗りかご１０１が走行しているとき、乗りかご１０１の端部から流れ込む気流が強いためである。
【００５０】
図５に乗りかご１０１の側面の下端部に振動発電素子５ａを設置した例を示す。なお、図４に示した発電機構６０の構成部品（振動板６１、集風器６２，６３）は省略してある。図中の１０６は乗りかご１０１の正面に開閉自在に設けられたかごドアである。
【００５１】
乗りかご１０１の側面の下端部に振動発電素子５ａを設置した場合には、乗りかご１０１が下降方向に走行しているときに、下端部から流れ込む気流を強く受ける。さらに、乗りかご１０１の正面近くに振動発電素子５ａを配置しておけば、気流をより強く受けることができる。
【００５２】
このときの様子を図６に示す。図中の１０７は昇降路、１０８は乗場、１０９は乗場ドアである。乗りかご１０１は、かごドア１０６が設けられた正面を昇降路１０７に向けて昇降動作する。
【００５３】
ここで、各階の乗場１０８では、利用者を乗りかご１０１に乗降させるために昇降路１０７と乗りかご１０１の間隔が狭くなっている。このため、乗りかご１０１がこの乗場１０８の狭域部分に差し掛かったときに気流がかご正面に入り込み、増速流が発生する。したがって、乗りかご１０１の下端部のかご正面に近くに振動発電素子５ａを設置しておけば、振動発電素子５ａが増速流により大きく振動して効率的に発電できる。
【００５４】
なお、乗りかご１０１の上端部に振動発電素子５ａを設けた場合も同様であり、かご正面近くに設置しておくことで、大きく振動して効率的な発電が可能である。また、乗りかご１０１の上端部と下端部の両方に振動発電素子５ａを設けることでも良い。
【００５５】
振動発電素子５ａで発生した電力はデータ収集装置４ａに与えられ、一次蓄電素子５１を介して二次蓄電素子４３に蓄えられる。データ収集装置４ａ内の二次蓄電素子４３に蓄えられた電力は、センサ６ａを含むデータ収集装置４ａの動作中の駆動電力として使用される。
【００５６】
また、カウンタウェイト１０２についても同様であり、カウンタウェイト１０２の上端部および下端部の少なくとも一方に振動発電素子５ｂを設置しておくことが好ましい。振動発電素子５ｂで発生した電力はデータ収集装置４ｂに与えられ、一次蓄電素子５１を介して二次蓄電素子４３に蓄えられる。データ収集装置４ｂ内の二次蓄電素子４３に蓄えられた電力は、センサ６ｂを含むデータ収集装置４ｂの動作中の駆動電力として使用される。
【００５７】
次に、本システムの動作について、（ａ）発電機構の動作、（ｂ）２段階充電動作、（ｃ）定時刻データ収集動作、（ｄ）指定データ収集動作に分けて詳しく説明する。
【００５８】
なお、以下の説明では特に断らない限り、本システムを構成する複数の中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ…、データ収集装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…、センサ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ…を、それぞれ代表して中継装置３、データ収集装置４、センサ６と記載して説明する。
【００５９】
（ａ）発電機構動作
図４を用いて発電機構の動作を説明する。
【００６０】
発電機構６０の振動発電素子５は、エレベータの移動体（乗りかご１０１，カウンタウェイト１０２）の側面に振動板６１を介して設置される。振動発電素子５の上下には集風器６２，６３が取り付けられており、乗りかご１０１の昇降動作に伴って発生する気流を振動板６１に吹き付ける。
【００６１】
このような構成により、乗りかご１０１の上昇時には上側にある集風器６２を通して送られる気流により振動板６１が振動する。下降時には下側にある通路を集風器６３を通して送られる気流により振動板６１が振動する。この場合、集風器６２，６３の気流通路の内部を広げてあるので、一定の強さの気流でなく、強弱を持った気流が発生する。この気流を受けて振動板６１が上下に小刻みに振動し、振動発電素子５がその振動を受けて発電することになる。
【００６２】
本システムでは、この振動発電素子５で発電した電力を用いて、スーパーキャパシタなどの一次蓄電素子５１を充電し、その蓄電した電力を定期的に二次蓄電素子４３に充電する構成をとっている。したがって、発電した電力をすぐに消費してしまうことはないので、二次蓄電素子４３の蓄電量を大きくとることができ、長時間のデータ伝送が可能となる。
【００６３】
なお、二次蓄電素子４３に直接充電してく方式でも、同様の効果が期待できる。しかし、二次蓄電素子４３を連続充電すると、劣化が早まるので好ましくない。
【００６４】
ここで、実存する１０μＷ（２０Ｈｚ加速度１Ｇ）の発電性能の素子を１日８時間発電動作させると、発電量Ｐｗは以下のようになる。  
発電量Ｐｗ＝１０μＷ×８Ｈ×３６００Ｓｅｃ／Ｈ
＝２８８ｍＷ・Ｓｅｃ
無線センサ（センサ６）の使用電力量Ｐｕは、約１６０ｍＷ（動作電圧３．３Ｖ５０ｍＡ）程度と考えられ、動作可能時間Ｔｘは約１．８秒となる。今後、発電性能は１００μＳ以上となる予定であり、その場合は動作可能時間Ｔｘは１８秒となる。
【００６５】
１日１回当たりの平均走行時間が９０秒のエレベータシステムでは、５個の振動発電素子を設ければ、二次電池の初期充電量から電力を低下させずに構成可能である。
【００６６】
また、二次電池の容量を２４００ｍＡＨとすると、１日１回当たりの平均走行時間が９０秒の走行を考えると、振動発電なしの場合には、１９２０日（約５．１年）で容量を消費して交換が必要となる。これに対し、１個の発電振動素子を搭載すると、２４００日（約６．７年）に寿命を伸ばすことが可能となる。このため、２個の発電振動素子を搭載すれば、３２００日（約８．８年）で交換すればよくなる。
【００６７】
このように、エレベータの故障診断に必要なセンサのデータを無線により収集するシステムにおいて、移動体である乗りかご１０１とカウンタウェイト１０２の昇降動作を利用して発電を行うことで、センサ６ａ，６ｂの駆動電源を電池とした場合でも、蓄電量を大きくとることができる。したがって、伝送量が大きい走行音や加速度のデータであっても分割伝送することなく、１回で効率的に送ることができる。
【００６８】
なお、図１に示す巻上機１０３や制御盤１０５に設置されたセンサ６ｃ，６ｄについては、商用電源に接続されたデータ収集装置４ｃ，４ｄから電力を受けるので、データ伝送の問題はない。
【００６９】
（ｂ）２段階充電動作
図７は本システムの２段階充電動作を示す図である。
【００７０】
上述したように、エレベータの運転時に移動体である乗りかご１０１やカウンタウェイト１０２の昇降動作に伴い、その移動体に設置された振動発電素子５が振動により発電する。この振動発電素子５によって得られた電力は、まず、センサ６と一体化されたデータ収集装置４内の一次蓄電素子５１に蓄えられる。
【００７１】
図７に示すように、一次蓄電素子５１に蓄えられた電力は所定時間Ｔbut毎に二次蓄電素子４３に与えられる。この二次蓄電素子４３に蓄えられた電力は、データ収集装置４の動作中に消費されて低下していくが、定期的に一次蓄電素子５１から充電されることで、最大値まで復帰することができる。二次蓄電素子４３の充電後は一次蓄電素子５１の電力が低下するが、移動体の昇降動作によって直ぐに電力が補充される。
【００７２】
このように、一次蓄電素子５１と二次蓄電素子４３を用いて二段階で充電する構成により、データ収集装置４の駆動源として使用する二次蓄電素子４３の充電回数を減らすことができる。これにより、二次蓄電素子４３の劣化を防いで、交換時期を延ばすことができる。
【００７３】
（ｃ）定時刻データ収集動作
図８は本システムの定時刻データ収集動作を示す図であり、故障診断対象機器に設置されたセンサ６のデータをデータ収集装置４で収集した後、中継装置３を介して監視装置１に伝送する場合の処理の流れが示されている。
【００７４】
なお、ここではデータ収集装置４が「動作音測定装置」として用いられ、図３に示すようにデータ収集装置４にセンサ６として集音センサが接続されていると共に加速度センサ７が接続されている場合を例にして説明する。
【００７５】
監視装置１から時刻設定指令などの指令情報が通信ネットワーク２を介して中継装置３に送られる（ステップＳ１０１）。中継装置３は、送られてきた指令情報に基づきデータ収集装置４に無線接続して、その指令情報を伝達する。
【００７６】
ここで、図２に示したように、中継装置３のＣＰＵ３１は通信インタフェース３２を介して受信した指令情報に従って動作する。この指令情報が時刻設定指令の場合には、ＣＰＵ３１は時刻設定指令と共に送られてきた時刻データを内部のリアルタイマ３６にセットする。さらに、ＣＰＵ３１は内部に複数個設けられた無線インタフェース３７を通じて管理下にあるデータ収集装置４に対して時刻設定指令を同時に伝達する（ステップＳ１０２）。
【００７７】
また、図３に示したように、データ収集装置４の制御ＣＰＵ４１は無線インタフェース４４を介して指令情報を受信する。指令情報が時刻設定指令の場合、制御ＣＰＵ４１はリアルタイマ４５に時刻設定指令と共に送られてきた時刻データを設定する。その後、制御ＣＰＵ４１は無線インタフェース４４を通じて中継装置３に時刻設定が完了した旨を通知する（ステップＳ１０３）。
【００７８】
中継装置３のＣＰＵ３１は、無線インタフェース３７を通じてデータ収集装置４から時刻設定の完了通知を受け取ると、その完了通知を通信インタフェース３２を通じて監視装置１に送る（ステップＳ１０４）。
【００７９】
データ収集装置４では、リアルタイマ４５に時刻データを設定した後、電源低消費モードに入る。電源低消費モードでは、無線インタフェース４４、センサＩＦ４８、４９などの各部に対する電源供給が休止される。リアルタイマ４５に設定された時刻になると、制御ＣＰＵ４１が起動され、電源低消費モードから通常動作モードに復帰する（ステップＳ１０５）。
【００８０】
通常動作モードに復帰すると、データ収集装置４は、センサ６にて測定された動作音のデータ収集動作を開始する。その際、データ収集装置４は、中継装置３を介してデータ収集動作の開始を通知する（ステップＳ１０６，Ｓ１０７）。
【００８１】
データ収集動作の開始を通知後、データ収集装置４は、センサＩＦ４８，４９を介してセンサ６と加速度センサ７のデータを収集して一旦ＲＡＭ４７に保管した後、中継装置３に送る（ステップＳ１０８）。中継装置３では、データ収集装置４から送られてきたデータをワークＲＡＭ３５に一旦保管した後、データ保管ＲＯＭ３４に保管する。
【００８２】
ここで、故障診断対象機器に加速度センサ７が設置されている場合、その加速度センサ７から得られる振動情報を用いて、例えば上昇運転の開始〜終了までの動作音データ、下降運転の開始〜終了までの動作音データといったように、エレベータの運転動作毎に動作音データをデータ保管ＲＯＭ３４に分割して保管することができる。
【００８３】
保管処理終了後、中継装置３は通信インタフェース３２を通じて監視装置１に対してデータ収集の終了を通知する（ステップＳ１０９）。
【００８４】
監視装置１は、中継装置３からデータ収集の終了通知を受信すると、データ伝送開始指令を中継装置３に送り、故障診断に必要な動作音データを中継装置３のデータ保管ＲＯＭ３４から取り出して受け取る（ステップＳ１１０，Ｓ１１１）。
【００８５】
監視装置１では、受け取った動作音データに基づいて故障診断を行う。その際、加速度センサ７の振動情報によってデータ保管ＲＯＭ３４に動作音データが分割保管されている場合には、その保管単位での故障診断が可能である。故障診断の結果、何らかの異常音が検出された場合には、例えば保守員を現場に派遣して対処する。
【００８６】
このように、故障診断対象機器に設置されたセンサのデータをデータ収集装置４にて収集して中継装置３を介して監視装置１に伝送する際に、データ収集装置４でデータを一旦保管しておき、予め設定された時刻になったら、保管したデータを一括して伝送する。これにより、データを連続的に送るよりも、二次蓄電素子４３の電力消費を抑えることができる。
【００８７】
また、図７で説明したように、二次蓄電素子４３は一次蓄電素子５１を通じて定期的に充電されているため、データ伝送に必要な電力が常に確保されている。したがって、データ量が多くなっても分割して送る必要はなく、短時間で一度に大量に送ることが可能である。
【００８８】
また、故障診断対象機器に加速度センサ７を取り付けることにより、加速度センサ７の振動情報からエレベータの運転状況を検知することができ、その運転状況に応じたデータ分析、異常確認が可能となる。
【００８９】
（ｄ）指定データ収集動作
図９は本システムの指定データ収集動作を示す図であり、故障診断対象機器に設置された各種センサ６のデータをデータ収集装置４で個別に収集した後、中継装置３を介して監視装置１に伝送する場合の処理の流れが示されている。
【００９０】
監視装置１から動作音収集要求などのデータ収集の開始指令が通信ネットワーク２を介して中継装置３に送られる（ステップＳ２０１）。中継装置３は、送られてきた指令情報に基づきデータ収集装置４に無線接続して、その指令情報を伝達する。
【００９１】
ここで、中継装置３のデータ保管ＲＯＭ３４には、図１０に示すような収集指令テーブル３８が設けられている。この収集指令テーブル３８は、故障診断対象機器のデータ収集に必要なセンサ６の組み合わせを指定するためのテーブルである。
【００９２】
図１０の例では、登録番号１に乗りかご１０１を故障診断する場合のセンサ６の組み合わせが指定されている。また、登録番号２に乗りかご１０１と巻上機１０３を故障診断する場合のセンサ６の組み合わせが指定され、登録番号３にドア１０６と制御盤１０４を故障診断する場合のセンサ６の組み合わせが指定されている。
【００９３】
さらに、収集指令テーブル３８には、センサ６の種類に応じた測定の開始条件などが登録されている。例えば、乗りかご１０１に温度センサを設置した場合、即時測定を開始する。その場合、１０ｍＳの周期で１０２４個のデータを収集する。
【００９４】
乗りかご１０１に加速度センサを設置した場合も同様であり、即時測定を開始して１０ｍＳの周期で１０２４個のデータを収集する。乗りかご１０１に集音センサを設置した場合には、即時測定を開始して０．１ｍＳの周期で２０秒間のデータを収集する。
【００９５】
その他、例えば巻上機１０３であれば、電圧センサが用いられる。この場合、駆動時に５０Ｖ以上で測定を開始して１ｍＳの周期で２０秒間のデータを収集する。ドア１０６であれば、電流センサが用いられ、戸開閉時に２Ａ以上で測定を開始して１ｍＳの周期で１０秒間のデータを収集する。制御盤１０５であれば、温度センサが用いられ、即時測定を開始して１Ｓの周期で１０秒間のデータを収集する。
【００９６】
監視装置１からデータ収集の開始指令が送られてくるとき、この収集指令テーブル３８の中のセンサ組み合わせ（登録番号）が指定される。中継装置３のＣＰＵ３１は、監視装置１からの指令に従い動作する。データ収集要求の場合は、指定されたデータ収集装置４と接続している無線インタフェース３７を通じて、そのときの指令情報をデータ収集装置４に伝達する（ステップＳ２０２）。
【００９７】
無線接続開始時において、データ収集装置４内部の時刻カウント値を初期化（０）にすると同時に、中継装置３内部にデータ収集装置４との接続時刻のデータをセットする。このときの接続時刻のデータをＴｓとする。複数のセンサデータを収集する場合には、それぞれの接続時刻Ｔｓを記憶する。この接続時刻Ｔｓは、ｍＳｅｃの単位で記憶されるものとする。無線接続開始時刻の時間差は中継装置３とデータ収集装置４の間ではほとんど発生しないと考えられ、互いに時刻データを無線にて伝え合う場合に比べると時間の誤差は少ない。
【００９８】
データ収集装置４の制御ＣＰＵ４１は、無線インタフェース４４を通じてデータ収集の開始指令を受け取るとデータ収集動作を開始する（ステップＳ２０３）。制御ＣＰＵ４１は、無線インタフェース４４を通じて中継装置３にデータ収集動作の開始を通知する（ステップＳ２０４）。また、中継装置３では、監視装置１に対してデータ収集装置４がデータ収集動作を開始した旨を返答する（ステップＳ２０５）。
【００９９】
データ収集装置４の制御ＣＰＵ４１は、データ収集動作開始後にセンサＩＦ４８，４９を介して受信したセンサデータを一旦ＲＡＭ４７に保管する。そして、制御ＣＰＵ４１は、その保管したセンサデータを運転開始終了情報（開始条件に到達したことや、測定に必要な個数／時間に到達したことなど）および測定時刻（ｘ番目ではＴｎｘ）と共に中継装置３に送る（ステップＳ２０６）。この場合、中継装置３の時刻を基準とすると、データ収集装置４から送られてきた測定時刻はＴｓ＋Ｔｎｘとなる。
【０１００】
中継装置３では、データ収集装置４から送られたセンサデータを一旦ワークＲＡＭ３５に時刻データと共に保管する。そして、中継装置３は、同時に送られてくる収集開始終了情報を用いて、ワークＲＡＭ３５内部のデータをデータ保管ＲＯＭ３４に分割して保管した後、データ収集装置４との無線接続を終了する（ステップＳ２０７）。保管処理終了後、中継装置３は、通信インタフェース３２を通じて監視装置１に収集終了を通知する（ステップＳ２０８）。
【０１０１】
監視装置１は、中継装置３からデータ収集の終了通知を受信すると、データ伝送開始指令を中継装置３に送り、故障診断に必要な動作音データを中継装置３のデータ保管ＲＯＭ３４から取り出して受け取る（ステップＳ２０９，Ｓ２１０）。
【０１０２】
別の組み食わせのセンサデータを収集する場合には、収集指令テーブル３８の中の別の登録番号を指定する。収集指令テーブル３８内には、センサ６の種類に応じた測定周期や測定時間数、測定点数、開始条件などの情報が含まれており、様々な組み合わせのデータ収集要求に対応できる。
【０１０３】
このような構成によれば、監視装置１では、データ収集を要求する際に収集指令テーブル３８に予め登録されたセンサの組み合わせ（登録番号）だけを指定すれば良いので、細かい設定情報をその都度送り込む必要がなくなり、データ収集の効率が上がる。この収集指令テーブル３８は固定ではなく、監視装置１からシステム内容に応じて適宜変更可能である。
【０１０４】
また、監視装置１では、複数のデータ収集装置４から無線接続時刻を起点とする測定時刻をセンサデータと共に受け取ることができ、その測定時刻は中継装置３の内部時刻を基準にすることができる。このため、複数のデータ収集装置４のセンサデータを比較する場合に測定時刻の差を小さくすることができ、時系列に従った異常診断や故障検知を行う場合の精度を向上させることができる。
【０１０５】
以上述べた少なくとも１つの実施形態によれば、データ伝送に必要な電力を確保でき、故障診断に必要なセンサのデータを分割することなく外部に確実に伝送することのできるエレベータのデータ収集システムを提供することができる。
【０１０６】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０７】
１…監視装置、２…通信ネットワーク、３ａ，３ｂ，３ｃ…中継装置、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…データ収集装置、５ａ，５ｂ…振動発電素子、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ…センサ、７…加速度センサ、３１…ＣＰＵ、３２…通信インタフェース、３３…プログラムＲＯＭ、３４…データ保管ＲＯＭ、３５…ワークＲＡＭ、３６…リアルタイマ、３７…無線インタフェース、３８…収集指令テーブル、４１…制御ＣＰＵ、４２…電源回路、４３…二次蓄電素子（電池）、４４…無線インタフェース、４５…リアルタイマ、４６…ＲＯＭ、４７…ＲＡＭ、４８，４９…センサＩＦ、５０…充電制御回路、５１…一次蓄電素子、６０…発電機構、６１…振動板、６２，６３…集風器、１０１…乗りかご、１０２…カウンタウェイト、１０３…巻上機、１０４…ロープ、１０５…制御盤、１０６…かごドア、１０７…昇降路、１０８…乗場、１０９…乗場ドア。
【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】
2013112516.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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