(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、シューのような摺動部材の摩耗を高精度に予測し、交換回数を低減するエレベーター装置を提供することである。【解決手段】  本発明のエレベーター装置は、昇降路内を昇降する昇降体１,２と、前記昇降体１,２に備えられたガイド装置３,４と、前記昇降体１,２の昇降に伴う姿勢変化しようとする力に対して前記ガイド装置３，４を介して抗力して抑制する抗力体５,６と、を備えたエレベーター装置において、前記ガイド装置３,４と前記抗力体５，６の間にかかる荷重を検出する荷重検出手段９ａ〜９ｃと、前記荷重検出手段ａ〜９ｃにより得られた荷重を取得する収集手段１３と、を備えたことを特徴とする。【選択図】  図２
2016008115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降路内を昇降する昇降体と、前記昇降体に備えられたガイド装置と、前記昇降体の昇降に伴う姿勢変化しようとする力に対して前記ガイド装置を介して抗力して抑制する抗力体と、を備えたエレベーター装置において、
前記ガイド装置と前記抗力体の間にかかる荷重を検出する荷重検出手段と、
前記荷重検出手段により得られた荷重を取得する収集手段と、
を備えたことを特徴とするエレベーター装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエレベーター装置において、前記ガイド装置とは、前記抗力体と摺動する摺動部材と、前記昇降体に固定されたホルダと、前記ホルダと前記摺動部材の間に荷重検出手段を備えたことを特徴とするエレベーター装置。
【請求項３】
請求項１に記載のエレベーター装置において、前記収集手段から得られた情報と、前記昇降体の位置情報に基づき、前記昇降体の位置と荷重の関係を分析する荷重変動取得手段と、
該荷重変動取得手段と、前記昇降体の運行履歴を基に、摺動部材の摩耗量を予測する摩耗予測手段と、
前記摩耗予測手段より得られた結果と、これまでの運行履歴の実績に基づき、前記摺動部材の交換時期を予測する交換時期予測手段と、を備えることを特徴とするエレベーター装置。
【請求項４】
請求項２に記載のエレベーター装置において、前記ガイド装置における摺動部材とは、硬度が前記抗力体より小さい軟部材と、鋼と同等以上の硬度、剛性をもつ硬部材で構成されており、
前記軟部材は前記抗力体と摺動する面に、前記硬部材は前記荷重検出手段と接触る面にそれぞれ備えられていることを特徴とするエレベーター装置。
【請求項５】
請求項２に記載のエレベーター装置において、前記摺動部材の鉛直方向の前後両側を、弾性体で支持されていることを特徴とするエレベーター装置。
【請求項６】
請求項２に記載のエレベーター装置において、前記ガイド装置には、前記昇降体の鉛直方向の挙動を検出するための加速度検出手段を備えることを特徴とするエレベーター装置。
【請求項７】
請求項６に記載のエレベーター装置において、前記加速度検出手段と、前記昇降体の初期位置からかごの運行情報を算出する運行情報算出手段と、を備えることを特徴とするエレベーター装置。
【請求項８】
請求項３に記載のエレベーター装置において、前記荷重変動取得手段と、前記昇降体の運行情報に基づき、前記昇降体の近接する前記抗力体の水平面内での揺動量を算出し、該算出した揺動量をもとに前記昇降体の制振制御を行うことを特徴とするエレベーター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベーター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベーター装置は、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。近年のビルの高層化に伴って多くのエレベーター装置がビルに納入されている。このエレベーター装置に対するニーズには様々なものがあるが、乗り心地に関するニーズとしては、移動中の振動や騒音は小さいことが望まれる。よって、振動や騒音が常に小さくなるように維持しなければならない。
【０００３】
エレベーターにおいては、人が乗るのはかごであるため、特に、かご内の振動や騒音は小さいことが望ましい。かごの振動や騒音を低減させるためには、かごが滑らかに昇降する必要がある。そのため、かごが走行する昇降路内には、鉛直方向にレールが設置されており、かごに付けられたガイド装置を介してレールと接触させることで滑らかな昇降を実現している。
【０００４】
かごは、ロープによって吊られており、複数本のロープが用いられている。最も単純な構造のエレベーターとして、１：１ローピングのエレベーターを考える。このとき、昇降路内の頂部ないしは昇降路の上部に設けられた機械室内に巻上機が設置される。巻上機にはロープが架けられるシーブがあり、シーブをモーターで回転させることで、かごは昇降する。このとき、シーブに架けられる複数本のそれぞれのロープ間距離と、かごに固定される複数本のそれぞれのロープ間の距離を比較すると、一般に、シーブに架けられるロープ間の距離の方が狭い。そのため、かごが吊られた状態では、理想状態でも複数本のロープのうちいくつかのロープは鉛直方向から僅かに傾いている。
【０００５】
ロープが鉛直でない場合、かごを昇降させると、かごを水平方向に移動させる力が働く。エレベーターのかごは複数本のロープで吊られているが、この水平方向の力と、この力によるモーメントの両方がキャンセルされるならば、昇降によって、かごに水平方向の力は作用しない。しかし、一般には水平方向の力やモーメントはゼロにはならない。そのため、かごは、ガイド装置を介してレールに接触し、レールが水平方向の力を打ち消すことになる。
【０００６】
このように、かごに生じる水平方向の力をキャンセルして乗り心地を良くするため、レールとガイド装置は必要である。ガイド装置としては、ローラーが取り付けられたものと、シューが取り付けられたものがある。このうち、シューが取り付けられたものでは、かごが昇降することで、シューとレールとの間で相対滑りが生じる。そのため、かごの昇降に伴って摩耗が生じる。レールが摩耗すると、レールを交換する必要があるが、これには労力と工期を要するため、一般にはシューの硬さをレールより小さくして、シューが選択的に摩耗するように設計される。そのため、シューには樹脂などの非金属材料が用いられる。そのため、シューは摩滅する前に交換する必要がある。シューの摩耗速度はエレベーターの運行や状態によって異なり、一般的に負荷が大きく、摺動距離が長い方が摩耗は早いことが知られている。つまり、どのようにエレベーターが使われたかによって、シューの交換周期は変化するため、適切な保守のためには、エレベーターがどの程度使用され、どの程度シューが負荷を受けているかを知る必要がある。
【０００７】
このような課題に対し、例えば特許文献１に示すようなシステムが開示されている。本先行技術では、エレベーターに搭載された各種センサのデータを取得し、故障の予兆を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−８０８５２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記先行技術では、エレベーターの運行情報を取得することができる。しかしながら、シューの摩耗には、シューが受ける負荷が寄与しているが、その情報は取得できない。そのため、想定される最大の負荷に基づいて早めに交換せざるを得なかった。シューを交換するためには、エレベーターを停止させる必要があるため、その間は使用できなくなる。利便性の向上のためには、シューの過剰交換を抑止し、交換回数をなるべく少なくすることが求められる。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、シューのような摺動部材の摩耗を高精度に予測し、交換回数を低減するエレベーター装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するために、本発明に係るエレベーター装置は、昇降路内を昇降する昇降体と、前記昇降体に備えられたガイド装置と、前記昇降体の昇降に伴う姿勢変化しようとする力に対して前記ガイド装置を介して抗力して抑制する抗力体と、を備えたエレベーター装置において、前記ガイド装置と前記抗力体の間にかかる荷重を検出する荷重検出手段と、前記荷重検出手段により得られた荷重を取得する収集手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、摺動部材の摩耗を高精度に予測し、交換回数を低減するエレベーター装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るエレベーター装置の概要を示す斜視図である。
【図２】本発明に係るエレベーター装置ガイド装置の構造を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る保守システムの概要を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態であるエレベーター装置について図面を用いて説明する。図１に、本発明に係るエレベーター装置の概要を示す斜視図を示す。昇降路内を昇降する昇降体であるかご１と錘２はロープ（図示せず）で接続されており、該ロープを図示しない巻上機や巻胴式のドラムなどで駆動させることでかご１および錘２は昇降する。かご１にはガイド装置３が備えられており、錘２にはガイド装置４が備えられている。また、ガイドレール５がかごの側面に存在しており、ガイド装置３はガイドレール５と係合している。このような構造によりかご１の昇降に伴う姿勢変化しようとする力に対してガイド装置３を介して抗力して抑制する抗力体として、ガイドレール５が作用する。
【００１５】
また同様に、錘２の側面にはガイドレール６が存在しており、ガイド装置４はガイドレール６と係合している。従って、錘２の昇降に伴う姿勢変化しようとする力に対してガイド装置４を介して抗力して抑制する抗力体として、ガイドレール６が作用する。
【００１６】
なお、本実施例では抗力体としてガイドレール５,６が作用するが、技術の進歩などにより、ガイドレールが不要となった場合、昇降体の昇降に伴う姿勢変化しようとする力に対してガイド装置３，４を介して抗力して抑制するものとして、昇降路壁面やその他の部材を使用してもよい。
【００１７】
図２に、本発明に係るエレベーター装置ガイド装置の構造を示す斜視図を示す。本実施形態においてはガイド装置とガイド装置４は同一の構造をしており、図２はこれらのガイド装置３およびガイド装置４の共通の構造としての分解斜視図が示されている。ガイド装置３およびガイド装置４は、ホルダ７、鋼鈑８ａ〜８ｃ、荷重検出手段であるロードセル９ａ〜９ｃ、ロードセルホルダ１０ａ〜１０ｃ、摺動部材であるシュー１１を備えて構成されている。なお、ロードセル９ｃ、セルホルダ１０ｃは図２に図示されていないが、ロードセル９ａ、セルホルダ１０ａと同様の構造でロードセル９ａ、セルホルダ１０ａと対向して設けられている。
【００１８】
シュー１１はコの字型をしており、コの字の内側にガイドレールレール５やガイドレール６が係合する。シュー１１の硬度はガイドレール５,６より小さい軟部材であり、シュー１１の外側のガイドレール５，６係合しない三面に、鋼と同等以上の硬度、剛性をもつ硬部材である鋼鈑８ａ〜８ｃが接着される。鋼鈑８ａ〜８ｃは、ロードセル９ａ〜９ｃと接触している。このようにホルダ７と摺動部材であるシュー１１の間に荷重検出手段であるロードセル９ａ〜９ｃを備えているため、ガイドレール５，６から受ける反力は、シュー１１から鋼鈑８ａ〜８ｃを介してロードセル９ａ〜９ｃへと伝達され、正確な荷重を計測することができる。
【００１９】
ロードセル９ａ〜９ｃは、ロードセルホルダ１０ａ〜１０ｃに嵌め込まれている。このとき、ロードセル９ａ〜９ｃとロードセルホルダ１０ａ〜１０ｃは互いを完全に固着させるのではなく、力の伝達方向にロードセルが圧縮された際、その圧縮動作がスムーズに行われるように摺動可能に周囲を拘束している。これは、シュー１１からロードセル９ａ〜９ｃに伝わった力が、ロードセルホルダ１０ａ〜１０ｃではなく、ホルダ７に伝達されるようにするためである。ロードセルホルダ１０ａ〜１０ｃはホルダ７に接着されており、ロードセル９ａ〜９ｃの片面はホルダ７に接触している。
【００２０】
ホルダ７には昇降体であるかご１や錘２の鉛直方向の挙動を検出するための加速度検出手段として加速度計１２が取り付けられており、昇降体であるかご１や錘２の鉛直方向の加速度を検出する。これにより、昇降体の他の場所に加速度計１２を取り付けるよりもシュー１１の実際の挙動に近いデータを得ることができる。また、シュー１１の鉛直方向は、弾性体で支持されている。これにより、使用時にはシュー１１をしっかりと固定することができるとともにシューの交換時には容易に交換を行うことができるとともに、シュー１１から伝わるロードセル９ａ〜９ｃへの荷重がシュー１１を固定する部材などで妨げられることなく、良好に計測することが可能となる。
【００２１】
図３は本発明に係る保守システムの概要を示すブロック図である。同図に示す保守システムとしての交換周期設定システムは、ロードセル９ａ〜９ｃで計測した値と、そのロードセル９ａ〜９ｃにより得られた荷重を取得する収集手段として荷重変動推定装置１３が備えられている。このような構成により、シュー１１が実際に受けた荷重を収集することで、シューの摩耗状態が正確に予測可能となり、従来のように想定される最大の負荷に基づいて計算したものよりも交換回数を減らすことが可能となる。
【００２２】
また、本実施形態では、ロードセル９ａ〜９ｃで計測した値と、加速度計１２で計測した値と、昇降路内のガイドレール５,６の各位置での設置状態のデータを記録した昇降路図面ＤＢ１４から、かご位置と荷重変動の関係を荷重変動推定装置１３で推定する。つまり、荷重変動推定装置１３は荷重変動取得手段にも該当する。
【００２３】
この荷重変動推定装置１３で推定したデータと、かごの運行履歴が記録されるとともに、昇降体の初期位置からかごの運行情報を算出する運行情報算出手段である運行パターンＤＢ１５、シューの摩耗ＤＢ１６から、シュー１１にかかった荷重と、その走行距離等を用いて摩耗予測手段である摩耗進展推定装置１７にて、シューの摩耗進展度合いを算出する。その結果に基づき、交換時期予測手段である交換周期設定装置１８にて交換周期を設定する。
【００２４】
なお本実施例においては、荷重変動推定装置１３、昇降路図面ＤＢ１４、運行パターンＤＢ１５、シューの摩耗ＤＢ１６、摩耗進展推定装置１７、交換周期設定装置１８は、制御盤１９内に備えられているが、これらは制御盤とは別に構成してもよい。
【００２５】
また本実施例では、かごの位置情報を昇降路図面ＤＢ１４と加速度計１２から推定したが、エレベーター装置の制御盤１９の駆動装置への駆動指令や、駆動装置に設けられた動作信号であるエンコーダ信号等から取得しても良い。
【００２６】
また本実施例では、かご位置に対する荷重の変動パターンと、運行パターンＤＢ１５から摩耗進展速度を推定したが、運行パターンが想定できない場合は、連続的に荷重を計測し、その結果に基づいて摩耗進展速度を推定しても良い。具体的には、摩耗ＤＢ１６の推定式に、荷重、速度、走行距離を一定期間ごとに入力してそのときの摩耗量を算出し、その積算値によって摩耗量を推定しても良い。
【００２７】
また本実施例では、計測した荷重をガイドシューの摩耗予測に用いたが、かごの位置と荷重変動の関係がわかっているので、この結果をエレベーター装置の制御部に入力し、振動制御に用いてもよい。このときは、予め取得したかご位置と荷重との関係に基づくフィードフォワード制御に用いても、ロードセルの荷重値を別途設けた制振装置にフィードバック制御に用いても、いずれに活用しても良い。
【００２８】
以上、説明したように本実施例によれば、昇降中のガイドシューにかかる荷重が計測できるため、ガイドシューの摩耗を精度よく予測できるので、不要なガイドシューの交換がなくなり、交換のためにエレベーターを停止する回数が削減できる。またシューの摩耗を高精度に予測し、交換回数を低減することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  かご、２  錘、３  ガイド装置、４  ガイド装置、５  ガイドレール  ６  ガイドレール、７  ホルダ、８ａ〜８ｃ  鋼鈑  ９ａ〜９ｃ  ロードセル、１０ａ〜１０ｃ  ロードセルホルダ、１１  シュー、１２  加速度計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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