(57)【要約】  破断検知装置は、例えばセンサ、抽出部（２４）、抽出部（２５）、検出部（２６）、及び判定部（２７）を備える。エレベーターのロープに振動が発生すると、センサの出力信号が変動する。抽出部（２４）は、センサの出力信号から、特定の周波数帯域の振動成分を抽出する。抽出部（２５）は、抽出部（２４）によって抽出された振動成分から、かごの速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させ、判定信号を抽出する。検出部（２６）は、抽出部（２５）によって抽出された判定信号に基づいて、センサの出力信号に異常な変動が発生したことを検出する。
2020217325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベーターのロープに振動が発生すると、出力信号が変動するセンサと、
前記センサの出力信号から、特定の周波数帯域の振動成分を抽出する第１抽出手段と、
前記第１抽出手段によって抽出された振動成分から、エレベーターのかごの速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させ、判定信号を抽出する第２抽出手段と、
前記第２抽出手段によって抽出された判定信号に基づいて、前記センサの出力信号に異常な変動が発生したことを検出する検出手段と、
異常な変動が発生したことが前記検出手段によって検出されると、その変動が発生した時の前記かごの位置に基づいて、前記ロープに破断部が存在するか否かを判定する判定手段と、
を備えた破断検知装置。
【請求項２】
前記第１抽出手段は、前記センサの出力信号が入力されるバンドパスフィルタを備え、
前記第２抽出手段は、
前記バンドパスフィルタの出力信号が入力されるローパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力信号と前記ローパスフィルタの出力信号との差分信号を判定信号として出力する減算器と、
を備えた請求項１に記載の破断検知装置。
【請求項３】
前記かごが走行時に出し得る速度の区間が複数の速度区間に仮想的に分割され、
前記ローパスフィルタは、前記速度区間のそれぞれに対応して設けられた請求項２に記載の破断検知装置。
【請求項４】
前記第２抽出手段は、前記ローパスフィルタとして、第１フィルタ、第２フィルタ、及び第３フィルタを備え、
前記複数の速度区間に、第１速度区間、第２速度区間、及び第３速度区間が含まれ、
前記かごが前記第１速度区間に含まれる速度で移動している時の前記バンドパスフィルタの出力信号が前記第１フィルタに入力され、
前記かごが前記第２速度区間に含まれる速度で移動している時の前記バンドパスフィルタの出力信号が前記第２フィルタに入力され、
前記かごが前記第３速度区間に含まれる速度で移動している時の前記バンドパスフィルタの出力信号が前記第３フィルタに入力され、
前記第２速度区間に含まれる速度は、前記第１速度区間に含まれる速度より大きく、
前記第３速度区間に含まれる速度は、前記第２速度区間に含まれる速度より大きい請求項３に記載の破断検知装置。
【請求項５】
前記減算器は、
前記かごが前記第１速度区間に含まれる速度で移動している時の前記バンドパスフィルタの出力信号と前記第１フィルタの出力信号との差分信号を出力し、
前記かごが前記第２速度区間に含まれる速度で移動している時の前記バンドパスフィルタの出力信号と前記第２フィルタの出力信号との差分信号を出力し、
前記かごが前記第３速度区間に含まれる速度で移動している時の前記バンドパスフィルタの出力信号と前記第３フィルタの出力信号との差分信号を出力する請求項４に記載の破断検知装置。
【請求項６】
前記第１抽出手段は、前記センサの出力信号が入力されるバンドパスフィルタを備え、
前記第２抽出手段は、ハイパスフィルタを備え、
前記ハイパスフィルタは、前記バンドパスフィルタの出力信号が入力され、判定信号を出力する請求項１に記載の破断検知装置。
【請求項７】
前記かごが走行時に出し得る速度の区間が複数の速度区間に仮想的に分割され、
前記ハイパスフィルタは、前記速度区間のそれぞれに対応して設けられた請求項６に記載の破断検知装置。
【請求項８】
前記第１抽出手段は、前記センサの出力信号が入力されるバンドパスフィルタを備え、
前記第２抽出手段は、ノッチフィルタを備え、
前記ロープは、巻上機の駆動綱車に巻き掛けられ、
前記ノッチフィルタは、前記巻上機のトルク脈動が共振する周波数を遮断するための遮断周波数を有し、
前記ノッチフィルタは、前記バンドパスフィルタの出力信号が入力され、判定信号を出力する請求項１に記載の破断検知装置。
【請求項９】
前記第１抽出手段は、前記センサの出力信号が入力されるハイパスフィルタを備え、
前記第２抽出手段は、カットオフ周波数が可変であるローパスフィルタを備え、
前記ロープは、巻上機の駆動綱車に巻き掛けられ、
前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、前記巻上機のトルク脈動の周波数より低くなるように制御され、
前記ローパスフィルタは、前記ハイパスフィルタの出力信号が入力され、判定信号を出力する請求項１に記載の破断検知装置。
【請求項１０】
前記第２抽出手段は、前記かごの加速時の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分と前記かごの減速時の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分とのうちの大きい方を、第１抽出手段によって抽出された振動成分から減衰させることにより、判定信号を抽出する請求項１から請求項７の何れか一項に記載の破断検知装置。
【請求項１１】
前記第２抽出手段は、
前記かごが加速している時は、前記第１抽出手段によって抽出された振動成分から、前記かごの加速時の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させ、判定信号を抽出し、
前記かごが減速している時は、前記第１抽出手段によって抽出された振動成分から、前記かごの減速時の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させ、判定信号を抽出する請求項１から請求項７の何れか一項に記載の破断検知装置。
【請求項１２】
前記第２抽出手段は、前記第１抽出手段によって抽出された振動成分から、前記かごの速度と位置とに依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させ、判定信号を抽出する請求項１に記載の破断検知装置。
【請求項１３】
前記第１抽出手段は、前記センサの出力信号が入力されるバンドパスフィルタを備え、
前記第２抽出手段は、
前記バンドパスフィルタの出力信号が入力されるローパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力信号と前記ローパスフィルタの出力信号との差分信号を判定信号として出力する減算器と、
を備えた請求項１２に記載の破断検知装置。
【請求項１４】
前記かごが走行時に出し得る速度の区間が複数の速度区間に仮想的に分割され、
前記かごが移動する区間が複数の位置区間に仮想的に分割され、
前記ローパスフィルタは、前記速度区間と前記位置区間とのそれぞれの組み合わせに対応して設けられた請求項１３に記載の破断検知装置。
【請求項１５】
エレベーターのロープに振動が発生すると、出力信号が変動するセンサと、
前記センサの出力信号から、特定の周波数帯域の振動成分を抽出する第１抽出手段と、
前記第１抽出手段によって抽出された振動成分から、エレベーターのかごの速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させるための第１減衰手段と、
前記第１抽出手段によって抽出された振動成分から、前記かごの位置に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させるための第２減衰手段と、
前記かごの速度及び位置に基づいて、前記第１減衰手段又は前記第２減衰手段の一方を選択し、判定信号を抽出する第２抽出手段と、
前記第２抽出手段によって抽出された判定信号に基づいて、前記センサの出力信号に異常な変動が発生したことを検出する検出手段と、
異常な変動が発生したことが前記検出手段によって検出されると、その変動が発生した時の前記かごの位置に基づいて、前記ロープに破断部が存在するか否かを判定する判定手段と、
を備えた破断検知装置。
【請求項１６】
前記第１抽出手段は、前記センサの出力信号が入力されるバンドパスフィルタを備え、
前記第１減衰手段は、前記バンドパスフィルタの出力信号が入力される第１ローパスフィルタを備え、
前記第２減衰手段は、前記バンドパスフィルタの出力信号が入力される第２ローパスフィルタを備え、
前記第２抽出手段は、前記バンドパスフィルタの出力信号と前記第１ローパスフィルタの出力信号又は前記第２ローパスフィルタの出力信号との差分信号を判定信号として出力する減算器を備えた請求項１５に記載の破断検知装置。
【請求項１７】
前記かごが走行時に出し得る速度の区間が複数の速度区間に仮想的に分割され、
前記第１ローパスフィルタは、前記速度区間のそれぞれに対応して設けられ、
前記かごが移動する区間が複数の位置区間に仮想的に分割され、
前記第２ローパスフィルタは、前記位置区間のそれぞれに対応して設けられた請求項１６に記載の破断検知装置。
【請求項１８】
前記第２抽出手段は、前記かごの速度に応じて決まる前記第１ローパスフィルタの出力信号の値と前記かごの位置に応じて決まる前記第２ローパスフィルタの出力信号の値とのうちの大きい方を、前記バンドパスフィルタの出力信号の値から減算する請求項１６又は請求項１７に記載の破断検知装置。
【請求項１９】
前記第２抽出手段は、
前記かごの加速時及び減速時は、前記かごの速度に応じて決まる前記第１ローパスフィルタの出力信号の値を、前記バンドパスフィルタの出力信号の値から減算し、
前記かごの定速時は、前記かごの位置に応じて決まる前記第２ローパスフィルタの出力信号の値を、前記バンドパスフィルタの出力信号の値から減算する請求項１６又は請求項１７に記載の破断検知装置。
【請求項２０】
前記検出手段は、前記第２抽出手段によって抽出された判定信号の値が第１閾値を超えると、前記センサの出力信号に異常な変動が発生したことを検出する請求項１から請求項１９の何れか一項に記載の破断検知装置。
【請求項２１】
異常な変動が発生したことが前記検出手段によって検出されると、その変動が発生した時の前記かごの位置を判定点数に紐付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記位置を前記かごが再び通過した際に異常な変動が発生したことが前記検出手段によって検出されると前記判定点数を加点し、前記位置を前記かごが再び通過した際に異常な変動が発生したことが前記検出手段によって検出されなければ前記判定点数を減点する演算手段と、
を更に備え、
前記判定手段は、前記判定点数に基づいて、前記ロープに破断部が存在するか否かを判定する請求項１から請求項２０の何れか一項に記載の破断検知装置。
【請求項２２】
前記センサからの出力信号は、前記ロープが巻き掛けられた駆動綱車を有する巻上機からのトルク信号、前記かごの負荷を検出する秤装置からの秤信号、又は前記巻上機の回転速度に対する指令値と実測値との差分に対応する速度偏差信号である請求項１から請求項２１の何れか一項に記載の破断検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、破断検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、破断検知装置が記載されている。特許文献１に記載された破断検知装置では、センサからの出力信号がかご位置に紐付けて記憶される。かご位置とセンサからの出力信号の変動の推移とに基づいて、ロープに破断部が存在するか否かが判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１７／２０３６０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
出願人が特許文献１に記載された破断検知装置を用いて調査した結果、センサからの出力信号に異常な変動を発生させる要因として、特許文献１に記載されていない要因を見出した。例えば、従来の破断検知装置では、エレベーターのかごの速度に依存する振動成分によって誤検知が生じ、検知精度が悪化するといった問題があった。【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされた。この発明の目的は、ロープに破断部が存在することを精度良く検知できる破断検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る破断検知装置は、エレベーターのロープに振動が発生すると、出力信号が変動するセンサと、センサの出力信号から、特定の周波数帯域の振動成分を抽出する第１抽出手段と、第１抽出手段によって抽出された振動成分から、エレベーターのかごの速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させ、判定信号を抽出する第２抽出手段と、第２抽出手段によって抽出された判定信号に基づいて、センサの出力信号に異常な変動が発生したことを検出する検出手段と、異常な変動が発生したことが検出手段によって検出されると、その変動が発生した時のかごの位置に基づいて、ロープに破断部が存在するか否かを判定する判定手段と、を備える。【０００７】
この発明に係る破断検知装置は、エレベーターのロープに振動が発生すると、出力信号が変動するセンサと、センサの出力信号から、特定の周波数帯域の振動成分を抽出する第１抽出手段と、第１抽出手段によって抽出された振動成分から、エレベーターのかごの速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させるための第１減衰手段と、第１抽出手段によって抽出された振動成分から、かごの位置に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させるための第２減衰手段と、かごの速度及び位置に基づいて、第１減衰手段又は第２減衰手段の一方を選択し、判定信号を抽出する第２抽出手段と、第２抽出手段によって抽出された判定信号に基づいて、センサの出力信号に異常な変動が発生したことを検出する検出手段と、異常な変動が発生したことが検出手段によって検出されると、その変動が発生した時のかごの位置に基づいて、ロープに破断部が存在するか否かを判定する判定手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る破断検知装置は、例えば第１抽出手段、第２抽出手段、検出手段、及び判定手段を備える。第２抽出手段は、第１抽出手段によって抽出された振動成分から、エレベーターのかごの速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させ、判定信号を抽出する。検出手段は、第２抽出手段によって抽出された判定信号に基づいて、センサの出力信号に異常な変動が発生したことを検出する。この発明に係る破断検知装置であれば、ロープに破断部が存在することを精度良く検知できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】エレベーター装置を模式的に示す図である。
【図２】返し車の例を示す斜視図である。
【図３】返し車の断面を示す図である。
【図４】主ロープの破断部の移動を説明するための図である。
【図５】主ロープの破断部の移動を説明するための図である。
【図６】主ロープの破断部の移動を説明するための図である。
【図７】センサからの出力信号の例を示す図である。
【図８】センサからの出力信号の例を示す図である。
【図９】センサ信号が変動する例を説明するための図である。
【図１０】実施の形態１における破断検知装置の例を示す図である。
【図１１】実施の形態１における破断検知装置の動作例を示すフローチャートである。
【図１２】抽出部の機能の一例を示す図である。
【図１３】センサ信号に生じた変動の推移の例を示す図である。
【図１４】センサ信号に生じた変動の推移の例を示す図である。
【図１５】センサ信号に生じた変動の推移の例を示す図である。
【図１６】破断部に起因するセンサ信号の変動の例を示す図である。
【図１７】トルク脈動の共振に起因するセンサ信号の変動の例を説明するための図である。
【図１８】抽出部の機能の一例を示す図である。
【図１９】抽出部の実装例を説明するための図である。
【図２０】減算器に入力される信号の例を示す図である。
【図２１】減算器に入力される信号の例を示す図である。
【図２２】減算器に入力される信号の例を示す図である。
【図２３】抽出部の機能を実現する他の例を示す図である。
【図２４】再現性判定機能の例を説明するための図である。
【図２５】実施の形態１における破断検知装置の他の例を示す図である。
【図２６】破断部の例を示す図である。
【図２７】破断部の例を示す図である。
【図２８】演算部及び判定部の機能の一例を説明するための図である。
【図２９】エレベーター装置を模式的に示す図である。
【図３０】センサ信号が変動する例を説明するための図である。
【図３１】返し車の断面を拡大した図である。
【図３２】センサ信号が変動する例を説明するための図である。
【図３３】実施の形態２における破断検知装置の例を示す図である。
【図３４】抽出部の実装例を説明するための図である。
【図３５】減算器に入力される信号の例を示す図である。
【図３６】抽出部の機能の一例を説明するための図である。
【図３７】実施の形態２における破断検知装置の他の例を示す図である。
【図３８】抽出部の一例を示す図である。
【図３９】ローパスフィルタに関する実装例を示す図である。
【図４０】抽出機能の他の例を説明するための図である。
【図４１】抽出部の実装例を示す図である。
【図４２】抽出部の他の実装例を示す図である。
【図４３】制御装置のハードウェア資源の例を示す図である。
【図４４】制御装置のハードウェア資源の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
添付の図面を参照し、本発明を説明する。重複する説明は、適宜簡略化或いは省略する。各図において、同一の符号は同一の部分又は相当する部分を示す。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、エレベーター装置を模式的に示す図である。エレベーター装置は、かご１及びつり合いおもり２を備える。かご１は、昇降路３を上下に移動する。つり合いおもり２は、昇降路３を上下に移動する。かご１及びつり合いおもり２は、主ロープ４によって昇降路３に吊り下げられる。図１は、かご１及びつり合いおもり２が２：１ローピングで昇降路３に吊り下げられる例を示す。ローピングの方式は、図１に示す例に限定されない。かご１及びつり合いおもり２は、１：１ローピングで昇降路３に吊り下げられても良い。
【００１２】
図１に示す例では、主ロープ４の一方の端部４ａは、昇降路３の頂部に設けられた固定体に支持される。主ロープ４は、端部４ａから下方に延びる。主ロープ４は、端部４ａ側から吊り車５、吊り車６、返し車７、駆動綱車８、返し車９、及び吊り車１０に巻き掛けられる。主ロープ４は、吊り車１０に巻き掛けられた部分から上方に延びる。主ロープ４のもう一方の端部４ｂは、昇降路３の頂部に設けられた固定体に支持される。
【００１３】
吊り車５及び吊り車６は、かご１に備えられる。吊り車５及び吊り車６は、例えばかご床を支持する部材に回転可能に設けられる。返し車７及び返し車９は、例えば昇降路３の頂部に配置された部材に回転可能に設けられる。駆動綱車８は、巻上機１１に備えられる。巻上機１１は、例えば昇降路３のピットに設けられる。吊り車１０は、つり合いおもり２に備えられる。吊り車１０は、例えば調整おもりを支持する枠に回転可能に設けられる。
【００１４】
主ロープ４が巻き掛けられる滑車の配置は、図１に示す例に限定されない。例えば、駆動綱車８は、昇降路３の頂部に配置されても良い。駆動綱車８は、昇降路３の上方の機械室（図示せず）に配置されても良い。エレベーター装置に、図１に示されていない他の滑車が備えられても良い。
【００１５】
秤装置１２は、かご１の負荷を検出する。図１は、秤装置１２が主ロープ４の端部４ａに掛かる負荷に基づいてかご１の負荷を検出する例を示す。秤装置１２は、検出した負荷に応じた秤信号を出力する。秤装置１２から出力された秤信号は、制御装置１３に入力される。
【００１６】
巻上機１１は、トルクを検出する機能を有する。巻上機１１は、検出したトルクに応じたトルク信号を出力する。巻上機１１から出力されたトルク信号は、制御装置１３に入力される。
【００１７】
制御装置１３は、巻上機１１を制御する。制御装置１３は、巻上機１１の回転速度、即ち駆動綱車８の回転速度に対する指令値を演算する。かご１は、駆動綱車８が回転すると移動する。本実施の形態に示す例では、巻上機１１の回転速度とかご１の速度とには対応関係がある。また、巻上機１１は、エンコーダ１４（図１では図示せず）を備える。エンコーダ１４は、駆動綱車８の回転方向及び回転角度に応じた回転信号を出力する。エンコーダ１４から出力された回転信号は、制御装置１３に入力される。
【００１８】
調速機１５は、かご１の下降速度が基準速度を超えると、非常止め（図示せず）を動作させる。非常止めは、かご１に備えられる。非常止めが動作すると、かご１が強制的に停止される。調速機１５は、例えば調速ロープ１６、調速綱車１７、及びエンコーダ１８を備える。調速ロープ１６は、かご１に連結される。調速ロープ１６は、調速綱車１７に巻き掛けられる。かご１が移動すると、調速ロープ１６が移動する。調速ロープ１６が移動すると、調速綱車１７が回転する。エンコーダ１８は、調速綱車１７の回転方向及び回転角度に応じた回転信号を出力する。エンコーダ１８から出力された回転信号は、制御装置１３に入力される。
【００１９】
制御装置１３は、例えば速度検出部２１、位置検出部２２、及び信号生成部２３を備える。速度検出部２１は、かご１の速度を検出する。速度検出部２１は、例えばエンコーダ１４からの回転信号に基づいてかご１の速度を検出する。速度検出部２１は、エンコーダ１８からの回転信号に基づいてかご１の速度を検出しても良い。
【００２０】
位置検出部２２は、かご１の位置を検出する。本実施の形態で示す例では、かご１は上下にしか移動しない。このため、かご１の位置は、かご１が存在する高さと同義である。位置検出部２２は、例えばエンコーダ１４からの回転信号に基づいてかご１の位置を検出する。位置検出部２２は、エンコーダ１８からの回転信号に基づいてかご１の位置を検出しても良い。エンコーダ１４は、かご１の位置に応じた信号を出力するセンサの一例である。同様に、エンコーダ１８は、かご１の位置に応じた信号を出力するセンサの一例である。
【００２１】
信号生成部２３は、速度偏差信号を生成する。速度偏差信号は、巻上機１１の回転速度の実測値と巻上機１１の回転速度に対する指令値との差分に対応する信号である。信号生成部２３は、エンコーダ１４或いはエンコーダ１８からの回転信号と巻上機１１に対する速度指令とに基づいて速度偏差信号を生成する。信号生成部２３は、速度偏差信号を生成するために、速度検出部２１による検出値を利用しても良い。
【００２２】
図２は、返し車７の例を示す斜視図である。図３は、返し車７の断面を示す図である。返し車７を支持する部材に、外れ止め１９が設けられる。例えば、外れ止め１９は、返し車７の軸７ａに設けられる。主ロープ４は、返し車７の溝に巻き掛けられる。外れ止め１９は、主ロープ４が返し車７の溝から外れることを防止する。外れ止め１９は、主ロープ４に一定の隙間を空けて対向する。
【００２３】
外れ止め１９は、例えば対向部１９ａ及び対向部１９ｂを備える。対向部１９ａは、主ロープ４のうち、主ロープ４が返し車７から離れる一方の部分に対向する。対向部１９ｂは、主ロープ４のうち、主ロープ４が返し車７から離れるもう一方の部分に対向する。返し車７は、対向部１９ａと対向部１９ｂとの間に配置される。主ロープ４に異常が発生していなければ、主ロープ４は外れ止め１９に接触しない。
【００２４】
図２及び図３は、主ロープ４の表面から破断部４ｃが突出する例を示す。主ロープ４は、複数のストランドが縒り合されて形成される。ストランドは、複数の素線が縒り合されて形成される。破断部４ｃは、素線が破断した部分である。破断部４ｃは、ストランドが破断した部分であっても良い。かご１が移動すると、破断部４ｃは返し車７を通過する。破断部４ｃは、返し車７を通過する際に外れ止め１９に接触し得る。
【００２５】
図２及び図３は、主ロープ４が巻き掛けられた滑車の一例として返し車７を示す。吊り車５といった他の滑車に対して外れ止めが設けられても良い。図１に示されていない他の滑車に対して外れ止めが設けられても良い。
【００２６】
図４から図６は、主ロープ４の破断部４ｃの移動を説明するための図である。図４は、かご１が最下階の乗場に停止している状態を示す。かご１が最下階の乗場に停止していれば、破断部４ｃは、主ロープ４のうち端部４ａから吊り車５に巻き掛けられた部分の間に存在する。
【００２７】
図６は、かご１が最上階の乗場に停止している状態を示す。かご１が最上階の乗場に停止していれば、破断部４ｃは、主ロープ４のうち返し車７に巻き掛けられた部分から駆動綱車８に巻き掛けられた部分の間に存在する。即ち、かご１が最下階の乗場から最上階の乗場に移動すると、破断部４ｃは、吊り車５、吊り車６、及び返し車７を通過する。かご１が最下階の乗場から最上階の乗場に移動しても、破断部４ｃは、駆動綱車８、返し車９、及び吊り車１０を通過しない。破断部４ｃが発生しても、その破断部４ｃが、主ロープ４が巻き掛けられた全ての滑車を通過する訳ではない。破断部４ｃが発生した位置等により、その破断部４ｃが通過する滑車の組み合わせが決まる。
【００２８】
図５は、かご１が最下階の乗場から最上階の乗場に移動する途中の状態を示す。図５は、破断部４ｃが吊り車５を通過している状態を示す。例えば、吊り車５に対して外れ止めが設けられる。破断部４ｃは、吊り車５を通過する際に外れ止めに接触する。
【００２９】
図７は、センサからの出力信号の例を示す図である。以下の説明では、センサから出力される信号のことをセンサ信号とも表記する。図７Ａは、かご１の位置を示す。図７Ａは、かご１が最下階から位置Ｐに移動した後に最下階に戻った時のかご位置の変化を示す。図７Ａにおいて、最下階のかご位置は０である。図７Ａに示す波形は、例えばエンコーダ１４からの回転信号に基づいて取得される。
【００３０】
図７Ｂは、センサ信号の一例を示す。具体的に、図７Ｂは、巻上機１１のトルクを示す。図７Ｂに示す波形は、かご１が最下階と位置Ｐとの間を移動した時に巻上機１１から出力されたトルク信号の波形である。図７Ｂにおいて、最大トルクはＴｑ１である。図７Ｂにおいて、最小トルクは−Ｔｑ２である。
【００３１】
図７Ｃは、センサ信号の一例を示す。具体的に、図７Ｃは、巻上機１１に対する速度偏差を示す。図７Ｃに示す波形は、かご１が最下階と位置Ｐとの間を移動した時に信号生成部２３が生成した速度偏差信号の波形を示す。
【００３２】
図７Ｄは、センサ信号の一例を示す。図７Ｄは、かご１の負荷を示す。図７Ｄに示す波形は、秤装置１２から出力された秤信号の波形である。図７Ｄは、秤装置１２によって検出された負荷がｗ［ｋｇ］である例を示す。
【００３３】
図７Ｂ、図７Ｃ、及び図７Ｄは、理想的なセンサ信号の波形を示す。しかし、実際のセンサ信号には、様々な要因によって変動が生じる。以下に、センサ信号に生じる変動について説明する。
【００３４】
図８は、センサからの出力信号の例を示す図である。図８Ａは、図７Ａに対応する図である。図８Ｂは、図７Ｂに対応する図である。図８Ｃは、図７Ｃに対応する図である。図８Ｄは、図７Ｄに対応する図である。図８は、主ロープ４に破断部４ｃが存在する場合に得られる波形の例を示す。
【００３５】
破断部４ｃは、かご１が位置Ｐ１を通過する時にある滑車を通過する。例えば、破断部４ｃは、かご１が位置Ｐ１を通過する時に返し車７を通過する。破断部４ｃは、返し車７を通過する際に外れ止め１９に接触する。これにより、かご１が位置Ｐ１を通過する時に主ロープ４に振動が発生する。主ロープ４の端部４ａが変位すると、秤装置１２から出力される秤信号が影響を受ける。即ち、主ロープ４に発生した振動が端部４ａに到達すると、秤装置１２からの秤信号に変動が生じる。
【００３６】
同様に、主ロープ４のうち駆動綱車８に巻き掛けられた部分が変位すると、当該変位は駆動綱車８の回転に影響を与える。このため、主ロープ４に発生した振動が当該部分に到達すると、信号生成部２３によって生成される速度偏差信号に変動が生じる。また、主ロープ４のうち駆動綱車８に巻き掛けられた部分が変位すると、巻上機１１から出力されるトルク信号が影響を受ける。このため、主ロープ４に発生した振動が当該部分に到達すると、巻上機１１からのトルク信号に変動が生じる。
【００３７】
このように、主ロープ４に破断部４ｃが存在すると、センサ信号に変動が発生する場合がある。破断部４ｃに起因するセンサ信号の変動は、同じかご位置で繰り返し発生する。また、破断部４ｃは、素線が切れることによって突然発生する。このため、破断部４ｃに起因するセンサ信号の変動は、突発的に発生する。
【００３８】
図９は、センサ信号が変動する例を説明するための図である。図９Ａは、巻上機１１の回転速度を示す。図９Ａは、かご１が最下階から位置Ｐに移動した時の巻上機１１の回転速度を示す。図９に示す例では、時刻ｔ４までかご１は加速する。時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間、かご１は一定の速度で移動する。かご１は、時刻ｔ５から減速を開始する。
【００３９】
図９Ｂは、巻上機１１のトルク脈動の周波数を示す。巻上機１１の回転速度をｖ（ｔ）、駆動綱車８の径をｒ、巻上機１１の角周波数をω０（ｔ）とすると、（１）式が成立する。
ω０（ｔ）＝ｖ（ｔ）／ｒ    …（１）
また、巻上機１１のトルク脈動の角周波数をω（ｔ）、巻上機１１のトルク脈動の周波数をｆ（ｔ）とすると、（２）式及び（３）式が成立する。
ω（ｔ）＝αω０（ｔ）    …（２）
ｆ（ｔ）＝ω（ｔ）／（２π）    …（３）
αは定数である。（１）式及び（２）式より、（４）式が得られる。
ω（ｔ）＝αｖ（ｔ）／ｒ    …（４）
（３）式及び（４）式より、（５）式が得られる。
ｆ（ｔ）＝αｖ（ｔ）／（２πｒ）    …（５）
【００４０】
（５）式に示すように、巻上機１１のトルク脈動の角周波数は、巻上機１１の回転速度に比例する。このため、巻上機１１の回転速度パターンが図９Ａに示すように台形状であれば、巻上機１１のトルク脈動の周波数パターンも、図９Ｂに示すよう台形状になる。
【００４１】
曲線ｆｎ（ｔ）は、エレベーターの機械系の２次モードの固有振動数を示す。図９Ｂは、巻上機１１のトルク脈動の周波数ｆ（ｔ）が、時刻ｔ３及び時刻ｔ６において固有振動数ｆｎ（ｔ）と交差する例を示す。トルク脈動の周波数ｆ（ｔ）が固有振動数ｆｎ（ｔ）と交差すると、共振が発生する。
【００４２】
図９Ｃは、センサ信号の一例を示す。具体的に、図９Ｃは、巻上機１１のトルクを示す。図９Ｃに示す波形は、かご１が最下階から位置Ｐに移動した時に巻上機１１から出力されたトルク信号の波形である。時刻ｔ３で共振が発生すると、巻上機１１からのトルク信号に変動が生じる。例えば、エレベーターの機械系の振動モードのうち特定の振動モードが共振によって励起された場合に、トルク信号及び速度偏差信号に変動が生じ易い。上記特定の振動モードは、例えば、かご１及びつり合いおもり２が主ロープ４の振動の節となり、主ロープ４が巻き掛けられた各滑車が回転方向に振動するモードである。
【００４３】
このようなトルク脈動の共振に起因するセンサ信号の変動は、巻上機１１の回転速度、即ちかご１の速度に依存する。即ち、トルク脈動の共振に起因するセンサ信号の変動は、巻上機１１の回転速度がｖ１になる度に繰り返し発生する。なお、かご１の加速度を変化させるような制御が行われなければ、例えばかご１が最下階から走行を開始すると、常に同じかご位置で巻上機１１の回転速度がｖ１になる。このため、トルク脈動の共振に起因するセンサ信号の変動は、巻上機１１の回転速度がｖ１になるかご位置で繰り返し発生する。また、トルク脈動の共振に起因するセンサ信号の変動は、時間の経過とともに大きくなる傾向がある。
【００４４】
センサ信号に変動が生じる要因は、上記例に限られない。主ロープ４は滑車に巻き掛けられているため、主ロープ４と滑車との間には摩擦がある。また、かご１に備えられた案内部材とガイドレールとの間には摩擦がある。このため、かご１が単に移動するだけでも、このような摩擦に起因する変動がセンサ信号に発生する。なお、特定のかご速度にだけ着目すると、摩擦に起因するセンサ信号の変動は繰り返し発生することになる。同様に、特定のかご位置にだけ着目すると、摩擦に起因するセンサ信号の変動は繰り返し発生することになる。摩擦に起因するセンサ信号の変動は、ＤＣ成分のようであり、時間の経過とともに大きくなる訳ではない。
【００４５】
図１０は、実施の形態１における破断検知装置の例を示す図である。制御装置１３は、例えば記憶部２０、抽出部２４、抽出部２５、検出部２６、判定部２７、動作制御部２８、及び通報部２９を更に備える。図１０は、主ロープ４に存在する破断部４ｃを検知する機能を制御装置１３が備える例を示す。破断部４ｃを検知するための専用の装置がエレベーター装置に備えられても良い。以下に、図１１から図２４も参照し、破断検知装置の機能及び動作について詳しく説明する。図１１は、実施の形態１における破断検知装置の動作例を示すフローチャートである。
【００４６】
抽出部２４は、センサ信号から、特定の周波数帯域の振動成分を抽出する（Ｓ１０１）。本実施の形態に示す例では、秤信号、速度偏差信号、及びトルク信号の何れもセンサ信号として利用できる。他の例として、かご１に設けられた加速度計（図示せず）からの加速度信号をセンサ信号として利用しても良い。以下においては、センサ信号としてトルク信号を用いる例について詳しく述べる。例えば、抽出部２４は、トルク信号から特定の周波数帯域の振動成分を抽出する。
【００４７】
破断部４ｃが外れ止め１９に接触すると、巻上機１１からのトルク信号に異常な変動が現れる。この異常変動は、破断部４ｃの長さと主ロープ４の速度とに応じた固有の周波数帯域の振動成分を持つ。図３に示すように、破断部４ｃの長さをｄ［ｍ］、主ロープ４の速度をｖｒ［ｍ／ｓ］とすると、異常変動の周波数ｆ［Ｈｚ］は、（６）式で表される。
ｆ＝ｖｒ／ｄ    …（６）
【００４８】
図１２は、抽出部２４の機能の一例を示す図である。抽出部２４は、例えばバンドパスフィルタ４０を備える。記載を簡略化するため、図面等ではバンドパスフィルタのことをＢＰＦとも表記する。バンドパスフィルタ４０に、巻上機１１からのトルク信号が入力される。バンドパスフィルタ４０は、入力されたトルク信号から、（６）式に示す周波数ｆを含む特定の周波数帯域の振動成分を抽出する。破断部４ｃの長さｄは予め設定される。例えば、０．５ピッチから数ピッチ分のストランドが解けることによって破断部４ｃが形成されることを想定し、その解けたストランドの長さが長さｄとして設定される。主ロープ４の速度ｖｒは、かご１の速度に応じて決まる。かご１の定格速度から主ロープ４の速度を算出しても良い。
【００４９】
図１２に示すように、抽出部２４は、増幅器４１を更に備えても良い。増幅器４１は、例えば信号ｕを２乗する。抽出部２４では、増幅器４１から出力された信号ｕ２の平方根を更に求めても良い。抽出部２４では、信号ｕの絶対値を求め、出力信号の符号を正にしても良い。以下の説明では、抽出部２４から出力される信号を出力信号Ｙと表記する。抽出部２４がバンドパスフィルタ４０を備える場合、抽出部２４から出力される信号のことをバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙとも表記する。
【００５０】
図１２は、入力されたトルク信号に対してフィルタ処理を行うために、抽出部２４がバンドパスフィルタ４０を備える例を示す。抽出部２４は、特定の周波数帯域の振動成分を抽出するために、非線形フィルタを備えても良い。抽出部２４に適応フィルタのアルゴリズムを適用し、特定の周波数帯域の振動成分を抽出しても良い。
【００５１】
抽出部２５は、抽出部２４によって抽出された振動成分から、判定信号を抽出する（Ｓ１０２）。判定信号は、センサ信号に突発的な変動が発生したことを判定するために必要な信号である。抽出部２５は、抽出部２４によって抽出された振動成分からトレンド成分を減衰させることにより、判定信号を得る。トレンド成分とは、例えば直近１０００回程度のかご１の走行における振動の長期的な変化傾向を示す成分である。トレンド成分には、例えば定常振動成分及び漸増振動成分が含まれる。
【００５２】
図１３から図１５は、センサ信号に生じた変動の推移の例を示す図である。図１３から図１５において、縦軸は、センサ信号に生じた変動の振幅に対応する値を示す。横軸は、エレベーターの起動回数を示す。横軸は、エレベーターが据え付けられてからの経過時間でも良い。横軸は、かご１が特定の位置を通過した回数でも良い。
【００５３】
図１３は、かご１が位置Ｐ１を通過した時に得られた出力信号Ｙの値を示す。起動回数がＭ１の時点で、主ロープ４に破断部４ｃは発生していない。図１３は、起動回数がＭ２の時に主ロープ４に破断部４ｃが発生した例を示す。上述したように、破断部４ｃは、素線が切れることによって突然発生する。このため、破断部４ｃに起因するセンサ信号の変動は突発的に発生する。主ロープ４に破断部４ｃが発生すると、出力信号Ｙの値は、直前の値と比較して突然大きくなる。
【００５４】
図１６は、破断部４ｃに起因するセンサ信号の変動の例を示す図である。図１６は、主ロープ４に破断部４ｃが発生した後にかご１が最下階と位置Ｐとの間を２往復した例を示す。図１６に示す例では、かご１は、時刻ｔ１、時刻ｔ２、時刻ｔ７、及び時刻ｔ８で位置Ｐ１を通過する。図１６Ｂは、巻上機１１のトルクを示す。図１６Ｃは、出力信号Ｙの値を示す。主ロープ４に破断部４ｃが発生すると、かご１が位置Ｐ１を通過する度に破断部４ｃが外れ止め１９に接触し得る。このため、図１３に示すように、主ロープ４に破断部４ｃが発生すると、位置Ｐ１における出力信号Ｙの値はその後も継続して大きな値を示す。
【００５５】
図１４は、かご１が位置Ｐ２を通過した時に得られた出力信号Ｙの値を示す。位置Ｐ２は、例えば、かご１が最下階から走行を開始した直後に巻上機１１の回転速度がｖ１になる位置である。上述したように、トルク脈動の共振に起因するセンサ信号の変動は、巻上機１１の回転速度、即ちかご１の速度に依存する。しかし、かご１が停止する位置は決まっているため、トルク脈動の共振に起因するセンサ信号の変動が発生する位置には再現性がある。
【００５６】
図１７は、トルク脈動の共振に起因するセンサ信号の変動の例を説明するための図である。例えば、かご１が最下階から走行を開始すると、走行を開始した直後の時刻ｔ３で巻上機１１の回転速度がｖ１になる。このため、時刻ｔ３では、出力信号Ｙの値は大きな値を示す。
【００５７】
図１７において、ｆ１（ｔ）は、かご１が４階に停止する時のトルク脈動の周波数を示す。ｆ２（ｔ）は、かご１が６階に停止する時のトルク脈動の周波数を示す。かご１が４階に停止する場合、時刻ｔ９で巻上機１１の回転速度がｖ１になる。このため、かご１が４階に停止する場合は、時刻ｔ９で出力信号Ｙの値は大きな値を示す。一方、かご１が６階に停止する場合、時刻ｔ９の前後において巻上機１１の回転速度はｖ１にならない。このため、かご１が４階を通過する場合は、時刻ｔ９の前後において出力信号Ｙの値が大きな値を示すことはない。即ち、トルク脈動の共振に起因するセンサ信号の変動は、かご１の速度に依存するが、かご１の位置に常に依存する訳ではない。しかし、トルク脈動の共振に起因するセンサ信号の変動が発生する位置には再現性がある。
【００５８】
図１４は、漸増振動成分を有する出力信号Ｙの例を示す。漸増振動成分は、抽出部２４によって抽出された振動成分のうち、時間を掛けてゆっくり成長する振動成分である。トルク脈動の共振に起因するセンサ信号の変動は、図１４に示すように、時間を掛けて徐々に大きくなる傾向がある。抽出部２５は、このようなかご１の速度に依存する漸増振動成分を減衰させる。
【００５９】
図１５は、かご１がある速度で移動している時に得られた出力信号Ｙの値を示す。摩擦に起因するセンサ信号の変動は、図１５に示すように常に同じような値を示す。図１５は、定常振動成分を有する出力信号Ｙの例を示す。定常振動成分は、抽出部２４によって抽出された振動成分のうち、ＤＣ成分のような定常的に発生する振動成分である。定常振動成分に、漸増振動成分よりも更に変動の遅い振動成分を含めても良い。抽出部２５は、このようなかご１の速度に依存する定常振動成分を減衰させる。
【００６０】
図１８は、抽出部２５の機能の一例を示す図である。抽出部２５は、例えばローパスフィルタ４２、及び減算器４３を備える。記載を簡略化するため、図面等ではローパスフィルタのことをＬＰＦとも表記する。ローパスフィルタ４２に、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙが入力される。減算器４３に、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙとローパスフィルタ４２の出力信号Ｚとが入力される。減算器４３は、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙとローパスフィルタ４２の出力信号Ｚとの差分信号Ｙ−Ｚを判定信号として出力する。減算器４３の出力信号Ｙ−Ｚは、検出部２６に入力される。
【００６１】
図１９は、抽出部２４及び抽出部２５の実装例を説明するための図である。図１９Ａは、巻上機１１のトルクを示す。図１９Ａの横軸は、かご１の速度を示す。例えば、かご１の加速時に、図１９Ａに示すトルク信号がバンドパスフィルタ４０に入力される。図１９Ｂは、増幅器４１の出力信号ｕ２を示す。増幅器４１の出力信号ｕ２は、連続的な信号である。抽出部２４は、増幅器４１の出力信号ｕ２を図１９Ｃに示すように離散化する。抽出部２４は、図１９Ｃに示すような離散化した信号をバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙとして出力する。
【００６２】
例えば、かご１が走行時に出し得る速度の区間が、複数の速度区間に仮想的に分割される。図１９は、かご１の定格速度が９０［ｍ／ｍｉｎ］であり、１５［ｍ／ｍｉｎ］毎に速度区間が設定された例を示す。即ち、かご１が走行時に出し得る速度の区間は、０〜９０［ｍ／ｍｉｎ］である。例えば、上記区間が等分割される。かご速度０〜１５［ｍ／ｍｉｎ］の区間が第１速度区間に設定される。かご速度１５〜３０［ｍ／ｍｉｎ］の区間が第２速度区間に設定される。かご速度３０〜４５［ｍ／ｍｉｎ］の区間が第３速度区間に設定される。かご速度４５〜６０［ｍ／ｍｉｎ］の区間が第４速度区間に設定される。かご速度６０〜７５［ｍ／ｍｉｎ］の区間が第５速度区間に設定される。かご速度７５〜９０［ｍ／ｍｉｎ］の区間が第６速度区間に設定される。図１９Ｃでは、記載を簡略化するため、第ｎ速度区間のことを区間ｎとも表記している。第（ｉ＋１）速度区間に含まれる速度は、第ｉ速度区間に含まれる速度より大きい。図１９は、ｉの最大値ｎが６である例を示す。ｎの値は６でなくても良い。
【００６３】
抽出部２４は、速度区間毎に１つの信号を抽出することにより、連続的な出力信号ｕ２を離散化する。例えば、抽出部２４は、１つの速度区間において最大の値を有する信号ｕ２をその速度区間の出力信号Ｙとして抽出する。
【００６４】
抽出部２５には、速度区間のそれぞれに対応するローパスフィルタ４２が備えられる。例えば、第１速度区間に対応するローパスフィルタ４２をフィルタ４２−１と表記する。同様に、第２速度区間に対応するローパスフィルタ４２をフィルタ４２−２と表記する。第３速度区間に対応するローパスフィルタ４２をフィルタ４２−３と表記する。第ｉ速度区間に対応するローパスフィルタ４２をフィルタ４２−ｉと表記する。
【００６５】
フィルタ４２−１に、かご１が第１速度区間に含まれる速度で移動している時のバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙが入力される。フィルタ４２−１からの出力信号Ｚは、第１速度区間におけるトレンド成分に相当する。フィルタ４２−１からの出力信号Ｚは、減算器４３に入力される。フィルタ４２−２に、かご１が第２速度区間に含まれる速度で移動している時のバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙが入力される。フィルタ４２−２からの出力信号Ｚは、第２速度区間におけるトレンド成分に相当する。フィルタ４２−２からの出力信号Ｚは、減算器４３に入力される。
【００６６】
フィルタ４２−３に、かご１が第３速度区間に含まれる速度で移動している時のバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙが入力される。フィルタ４２−３からの出力信号Ｚは、第３速度区間におけるトレンド成分に相当する。フィルタ４２−３からの出力信号Ｚは、減算器４３に入力される。同様に、フィルタ４２−ｉに、かご１が第ｉ速度区間に含まれる速度で移動している時のバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙが入力される。フィルタ４２−ｉからの出力信号Ｚは、第ｉ速度区間におけるトレンド成分に相当する。フィルタ４２−ｉからの出力信号Ｚは、減算器４３に入力される。
【００６７】
減算器４３は、かご１が第１速度区間に含まれる速度で移動している時のバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙとフィルタ４２−１の出力信号Ｚとの差分信号を、第１速度区間における判定信号として出力する。減算器４３は、かご１が第２速度区間に含まれる速度で移動している時のバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙとフィルタ４２−２の出力信号Ｚとの差分信号を、第２速度区間における判定信号として出力する。減算器４３は、かご１が第３速度区間に含まれる速度で移動している時のバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙとフィルタ４２−３の出力信号Ｚとの差分信号を、第３速度区間における判定信号として出力する。同様に、減算器４３は、かご１が第ｉ速度区間に含まれる速度で移動している時のバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙとフィルタ４２−ｉの出力信号Ｚとの差分信号を、第ｉ速度区間における判定信号として出力する。
【００６８】
図２０から図２２は、減算器４３に入力される信号の例を示す図である。図２０から図２２において、黒丸は、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙを示す。白四角は、ローパスフィルタ４２の出力信号Ｚを示す。図２０は、図１３に示す出力信号Ｙが減算器４３に入力された例を示す。即ち、起動回数Ｍ２で主ロープ４に破断部４ｃが発生する。上述したように、主ロープ４に破断部４ｃが発生すると、出力信号Ｙは突然大きくなる。一方、ローパスフィルタ４２の出力信号Ｚは、出力信号Ｙの急激な変化には追従しない。このため、出力信号Ｙと出力信号Ｚとの差は、主ロープ４に破断部４ｃが発生することによって突然大きくなる。破断部４ｃが発生した後は、出力信号Ｙと出力信号Ｚとの差は徐々に小さくなっていく。
【００６９】
図２１は、図１４に示す出力信号Ｙが減算器４３に入力された例を示す。上述したように、巻上機１１の回転速度がｖ１である時の出力信号Ｙの値は、徐々に大きくなる。図１４に示すようなゆっくりとした変化が出力信号Ｙに現れた場合、出力信号Ｚは出力信号Ｙの変化に追従する。このため、図２１に示す例では、出力信号Ｙと出力信号Ｚとは同じような値になる。
【００７０】
図２２は、図１５に示す出力信号Ｙが減算器４３に入力された例を示す。図１５に示すようなゆっくりとした変化が出力信号Ｙに現れた場合、出力信号Ｚは出力信号Ｙの変化に追従する。このため、図２２に示す例においても、出力信号Ｙと出力信号Ｚとは同じような値になる。
【００７１】
なお、誤検知を防止するため、ローパスフィルタ４２の初期値として、０ではない値が設定されることが望ましい。ローパスフィルタ４２の出力信号Ｚの初期値として０が出力されると、例えば、巻上機１１の回転速度がｖ１になる位置をかご１が通過することによって出力信号Ｙの初期値として大きな値が出力されると、判定信号Ｙ−Ｚの値が突然大きくなって誤検知が発生する。この時の判定信号Ｙ−Ｚは、出力信号Ｙの初期値と出力信号Ｚの初期値との差分である。出力信号Ｚの初期値として０ではない値が設定されていれば、出力信号Ｙの初期値として大きな値が出力されても、判定信号Ｙ−Ｚの値が突然大きくなることはない。このため、誤検知を防止できる。ローパスフィルタ４２の初期値として、例えば、後述する閾値ＴＨ１に１以上の係数を掛けた値が設定されることが望ましい。
【００７２】
図１８及び図１９は、抽出部２５がローパスフィルタ４２を備える例を示す。抽出部２５は、ローパスフィルタ４２を備えずに判定信号を抽出しても良い。例えば、抽出部２５は、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙの移動平均値に基づいて、振動のトレンド成分を演算しても良い。抽出部２５は、例えば直近の２０回分の出力信号Ｙから移動平均値を演算する。他の例として、抽出部２５は、ニューラルネットワークといった機械学習アルゴリズムを利用して、振動のトレンド成分を演算しても良い。即ち、抽出部２５は、学習機能を備えても良い。上記は一例である。抽出部２５は、例えば直近の任意の回数分の出力信号Ｙから移動平均値を演算しても良い。上記任意の回数は、例えば１０回〜１００回に含まれる回数である。
【００７３】
図２３は、抽出部２５の機能を実現する他の例を示す図である。抽出部２５は、例えばハイパスフィルタ４４を備える。図２３では、記載を簡略化するため、ハイパスフィルタのことをＨＰＦと表記している。図１８に示すローパスフィルタ４２を１次遅れ系の伝達関数で設計した場合、減算器４３の出力信号Ｙ−Ｚは（７）式で表される。
Ｙ−Ｚ＝Ｙ−Ｙ／（ｓτ＋１）＝Ｙｓτ／（ｓτ＋１）    …（７）
【００７４】
（７）式において、ｓはラプラス演算子である。τは時定数である。（７）式における伝達関数は、１次のハイパスフィルタの伝達関数である。即ち、抽出部２５は、図２３に示す例でも図１８に示す例と同様の機能を実現できる。図２３に示す例では、ハイパスフィルタ４４にバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙが入力される。ハイパスフィルタ４４は、減算器４３の出力信号Ｙ−Ｚに相当する信号を判定信号として出力する。
【００７５】
抽出部２５がハイパスフィルタ４４を備える場合の実装例は、図１９に示す例と同様である。但し、図１９に示すローパスフィルタ４２−ｉは、ハイパスフィルタ４４−ｉである。即ち、抽出部２５には、速度区間のそれぞれに対応するハイパスフィルタ４４が備えられる。また、ハイパスフィルタ４４−ｉの出力は、ＺではなくＹ−Ｚである。
【００７６】
検出部２６は、抽出部２５によって抽出された判定信号に基づいて、センサ信号に異常な変動が発生したことを検出する（Ｓ１０３）。検出部２６は、センサ信号に発生した突発的な変動を異常な変動として検出する。例えば、検出部２６は、抽出部２５によって抽出された判定信号の値が閾値ＴＨ１を超えるか否かを判定する。検出部２６は、抽出部２５によって抽出された判定信号の値が閾値ＴＨ１を超えると、センサ信号に異常な変動が発生したことを検出する。閾値ＴＨ１は、記憶部２０に予め記憶される。
【００７７】
制御装置１３は、かご１を実際に移動させる特定の運転を行うことにより、閾値ＴＨ１を設定しても良い。例えば、エレベーターの据付が完了すると、閾値ＴＨ１を設定するための設定運転が行われる。設定運転では、かご１の速度が定格速度まで加速された後、０にまで減速される。そして、設定運転において抽出部２４から出力された信号Ｙが記憶部２０に記憶される。更に、記憶部２０に記憶された出力信号Ｙの最大値に係数を掛けた値が閾値ＴＨ１として設定される。この係数は、１以上の値である。係数は２でも良い。制御装置１３は、閾値ＴＨ１を更新するための更新運転を定期的に行っても良い。更新運転の内容は、設定運転の内容と同じでも良い。例えば、更新運転は１ヶ月毎に行われる。
【００７８】
記憶部２０に、閾値ＴＨ１の下限値が予め記憶されても良い。例えば、設定運転によって得られた閾値ＴＨ１が下限値に達していない場合は、閾値ＴＨ１として上記下限値が設定される。更新運転によって得られた閾値ＴＨ１が下限値に達していない場合は、閾値ＴＨ１として上記下限値が設定される。これにより、閾値ＴＨ１として極端に小さい値が設定されることを防止できる。
【００７９】
センサ信号に異常な変動が発生したことが検出部２６によって検出されると、その変動が発生した時のかご位置が記憶部２０に記憶される。例えば、かご１が移動する区間が、上下に連続する複数の位置区間に仮想的に分割される。検出部２６が異常な変動を検出すると、その変動が発生した位置区間を特定するための情報が記憶部２０に記憶される。
【００８０】
判定部２７は、センサ信号に異常な変動が発生したことが検出部２６によって検出されると、主ロープ４に破断部４ｃが存在するか否かを判定する（Ｓ１０４）。判定部２７は、異常な変動が発生した時のかご位置に基づいて上記判定を行う。例えば、判定部２７に、再現性判定機能２７−１と破断判定機能２７−２とが備えられる。再現性判定機能２７−１は、異常な変動が発生したかご位置に再現性があるか否かを判定する（Ｓ１０４−１）。破断判定機能２７−２は、再現性判定機能２７−１の判定結果に基づいて、主ロープ４に破断部４ｃがあるか否かを判定する（Ｓ１０４−２）。
【００８１】
図２４は、再現性判定機能２７−１の例を説明するための図である。図２４Ａは、かご１が位置０から位置Ｐを移動した時に得られた最新の判定信号を示す。図２４Ａに示す例では、位置Ｐ１及び位置Ｐ４において、判定信号の値が閾値ＴＨ１を超えている。図２４Ｂは、かご１が同じ区間を前回移動した時に得られた判定信号を示す。即ち、図２４Ａに示す判定信号は、図２４Ｂに示す判定信号が取得された直後にかご１が再び同じ区間を移動することによって得られた信号である。図２４Ｂに示す例では、位置Ｐ１、位置Ｐ４、及び位置Ｐ５において、判定信号の値が閾値ＴＨ１を超えている。
【００８２】
再現性判定機能２７−１は、例えば、同じ位置をかご１が複数回通過した時に判定信号の値が２回連続して閾値ＴＨ１を超えると、再現性ありと判定する。図２４に示す例では、位置Ｐ１において、判定信号の値が２回続けて閾値ＴＨ１を超えている。このため、再現性判定機能２７−１は、位置Ｐ１において再現性ありと判定する。同様に、再現性判定機能２７−１は、位置Ｐ４において再現性ありと判定する。
【００８３】
一方、位置Ｐ５では、判定信号の最新の値が閾値ＴＨ１を超えていない。このため、再現性判定機能２７−１は、位置Ｐ５において再現性ありとは判定しない。位置Ｐ５での前回の値は、再現性のない事象に起因して発生したと判定される。例えば、位置Ｐ５での前回の値は、乗客がかご１内で飛び跳ねたことによって発生したと判定される。
【００８４】
かご１が移動する区間が複数の位置区間に分割されている場合は、例えば以下のような判定が行われる。再現性判定機能２７−１は、同じ位置区間をかご１が複数回通過した際に判定信号の値が２回連続して閾値ＴＨ１を超えていれば、再現性ありと判定する。例えば、第５位置区間をかご１が通過する際に得られた判定信号の値が２回連続して閾値ＴＨ１を超えると、再現性判定機能２７−１は、第５位置区間において再現性ありと判定する。
【００８５】
再現性判定機能２７−１は、判定信号の値が３回連続して閾値ＴＨ１を超えた場合に、再現性ありと判定しても良い。再現性ありと判定するための上記回数は、任意に設定される。
【００８６】
破断判定機能２７−２は、異常な変動が発生したかご位置に再現性があると再現性判定機能２７−１によって判定されると、主ロープ４に破断部４ｃが発生していると判定する。破断部４ｃが発生していることが破断判定機能２７−２によって判定されると、動作制御部２８は、かご１を最寄り階に停止させる（Ｓ１０５）。また、通報部２９は、エレベーターの管理会社に通報する（Ｓ１０６）。
【００８７】
本実施の形態に示す破断検知装置では、主ロープ４に振動が発生した際に出力信号が変動するセンサを利用して、破断部４ｃの存在を検知する。センサ信号として、例えば秤信号、速度偏差信号及びトルク信号を利用できる。このため、破断部４ｃの有無を判定するために専用のセンサを備える必要はない。また、少なくとも１つのセンサがあれば、破断部４ｃの存在を検知できる。破断部４ｃの有無を判定するために多数のセンサを備える必要はない。
【００８８】
本実施の形態に示す破断検知装置では、抽出部２４によって抽出された振動成分からトレンド成分を減衰させることにより、判定信号が抽出される。具体的に、抽出部２５は、抽出部２４によって抽出された振動成分から、かご１の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させ、判定信号を抽出する。このため、例えばトルク脈動の共振に起因する変動がセンサ信号に含まれていても、検知精度は悪化しない。本実施の形態に示す破断検知装置であれば、主ロープ４に破断部４ｃが存在していることを精度良く検知できる。
【００８９】
本実施の形態では、かご１が移動を開始してから停止するまでの間、破断検知装置が常に同じ動作を行う例について説明した。これは一例である。例えば、エレベーター装置では、かご１が移動を開始する際に、かご１の質量とつり合いおもり２の質量との差に起因する速度制御の過渡応答が生じる。このため、かご１が移動を開始した直後は、巻上機１１からのトルク信号等に変動が生じ易い。このような変動によって検知精度が悪化することを防止するため、かご１が移動を開始した直後は、抽出部２４の機能を停止しても良い。或いは、かご１が移動を開始した直後は、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙを強制的に０にしても良い。他の例として、かご１が移動を開始した直後は、抽出部２５の機能を停止しても良い。他の例として、かご１が移動を開始した直後は、減算器４３の出力信号Ｙ−Ｚを強制的に０にしても良い。
【００９０】
検知精度の悪化を防止する他の例として、かご１が移動を開始した直後は、検出部２６は、判定信号の値が閾値ＴＨ２を超える場合にセンサ信号に異常な変動が発生したことを検出しても良い。閾値ＴＨ２は、閾値ＴＨ１より大きな値である。かご１が移動を開始した直後とは、例えば、かご１が移動を開始してからかご１の速度が速度ｖ２になるまでの間である。速度ｖ２は、記憶部２０に予め記憶される。かご１が移動を開始した直後とは、かご１が移動を開始してからかご１の加速度が一定になるまでの間であっても良い。
【００９１】
同様に、かご１が停止する直前は、巻上機１１からのトルク信号等に変動が生じ易い。このような変動によって検知精度が悪化することを防止するため、かご１が停止する直前は、抽出部２４の機能を停止しても良い。他の例として、かご１が停止する直前は、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙを強制的に０にしても良い。他の例として、かご１が停止する直前は、抽出部２５の機能を停止しても良い。他の例として、かご１が停止する直前は、減算器４３の出力信号Ｙ−Ｚを強制的に０にしても良い。かご１が停止する直前は、検出部２６は、判定信号の値が閾値ＴＨ３を超える場合にセンサ信号に異常な変動が発生したことを検出しても良い。閾値ＴＨ３は、閾値ＴＨ１より大きな値である。かご１が停止する直前とは、例えばかご１の速度が速度ｖ３より遅い間である。速度ｖ３は、記憶部２０に予め記憶される。
【００９２】
かご１が移動を開始した直後及びかご１が停止する直前の双方において、検知精度が悪化することを防止するための上記制御を行っても良い。かご１が移動を開始した直後及びかご１が停止する直前とは、例えばかご１の速度が速度ｖ３より遅い間である。
【００９３】
本実施の形態に示す例では、図１９を用いて抽出部２４及び抽出部２５の実装例について説明した。上述したように、図１９Ａに示すトルク信号は、かご１が加速している時にバンドパスフィルタ４０に入力される。一方、かご１がある階から他の階に移動する場合、図１９Ａに示すようなトルク信号は、かご１が減速している時にもバンドパスフィルタ４０に入力される。本実施の形態に示す例は、かご１の加速時と減速時とを区別せず、速度区間のそれぞれに対して共通の記憶領域が設定された例に相当する。即ち、抽出部２５は、抽出部２４によって抽出された振動成分から、加速時と減速時との平均的なトレンド成分を減衰させることにより、判定信号を抽出する。
【００９４】
他の例として、抽出部２５は、加速時のトレンド成分と減速時のトレンド成分とを比較し、大きい方のトレンド成分を抽出部２４によって抽出された振動成分から減衰させても良い。かご１の１回の走行には、かご１が加速する区間とかご１が減速する区間とがある。例えば、抽出部２５は、かご１が加速時に第１速度区間に含まれる速度で移動している時のバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙａとかご１が減速時に第１速度区間に含まれる速度で移動している時のバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙｄとを比較する。抽出部２５は、出力信号Ｙａと出力信号Ｙｄとを比較し、大きい方を第１速度区間における出力信号Ｙとして採用し、フィルタ４２−１に入力する。
【００９５】
他の例として、かご１の加速時と減速時とを区別し、速度区間のそれぞれに対して、加速時用の記憶領域と減速時用の記憶領域とを設定しても良い。即ち、抽出部２５は、かご１が加速している時は、抽出部２４によって抽出された振動成分から、かご１の加速時の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させることにより、判定信号を抽出する。抽出部２５は、かご１が減速している時は、抽出部２４によって抽出された振動成分から、かご１の減速時の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させることにより、判定信号を抽出する。これにより、検知精度を更に向上させることができる。
【００９６】
本実施の形態では、かご１が移動する方向を考慮せずに破断部４ｃの存在を検知する例について説明した。これは一例である。かご１が上方に移動する場合とかご１が下方に移動する場合とを分けて破断部４ｃの存在を検知しても良い。例えば、センサ信号に異常な変動が発生したことが検出部２６によって検知されると、その変動が発生した時のかご位置とかご１の移動方向とが記憶部２０に記憶される。再現性判定機能２７−１は、かご１の移動方向も考慮し、異常な変動が発生したかご位置に再現性があるか否かを判定する。
【００９７】
本実施の形態では、あるかご位置において判定信号の値が複数回連続して閾値ＴＨ１を超えている場合に、再現性ありと判定される例について説明した。これは一例である。判定部２７は、かご１が同じ位置を通過した際に異常な変動が発生したことが検出部２６によって検出された頻度に基づいて、主ロープ４に破断部４ｃが存在するか否かを判定しても良い。
【００９８】
図２５は、実施の形態１における破断検知装置の他の例を示す図である。図２５に示す例では、制御装置１３は、演算部３０を備える点で図１０に示す例と相違する。
【００９９】
図２５に示す例では、記憶部２０に、破断部４ｃが存在するか否かを判定するための判定点数が記憶される。演算部３０は、検出部２６が検出した結果に応じて判定点数を演算する。例えば、センサ信号に異常な変動が発生したことが検出部２６によって検出されると、その変動が発生した時のかご位置が判定点数に紐付けて記憶部２０に記憶される。判定部２７は、記憶部２０に記憶された判定点数に基づいて、主ロープ４に破断部４ｃが存在するか否かを判定する。かご１が移動する区間が複数の位置区間に分割されている場合、位置区間のそれぞれに対応する判定点数が記憶部２０に記憶される。
【０１００】
図２６及び図２７は、破断部４ｃの例を示す図である。図２６及び図２７は、図３のＡ−Ａ断面に相当する図である。図２６は、破断部４ｃが先端に近づくに従って返し車７から離れる例を示す。破断部４ｃが図２６に示すように主ロープ４の表面から突出する場合、破断部４ｃは、返し車７を通過する際に外れ止め１９に接触する。図２７は、破断部４ｃが返し車７の表面に沿うように配置される例を示す。破断部４ｃが図２７に示すように主ロープ４の表面から突出する場合、破断部４ｃは、返し車７を通過する際に外れ止め１９に接触しない。このため、破断部４ｃが返し車７を通過しても主ロープ４に振動は発生しない。
【０１０１】
破断部４ｃは、外れ止め１９に接触することにより向きが変わることがある。破断部４ｃの向きが図２６に示す向きから図２７に示す向きに変わると、破断部４ｃが返し車７を通過しても主ロープ４に振動が発生しなくなる。一方、破断部４ｃは、返し車７を通過する際に溝の表面に押されて向きが変わることがある。破断部４ｃは、素線或いはストランドが更に解けることによって向きが変わることがある。破断部４ｃの向きが図２７に示す向きから図２６に示す向きに変わると、破断部４ｃが返し車７を通過する際に主ロープ４に振動が発生するようになる。
【０１０２】
図２８は、演算部３０及び判定部２７の機能の一例を説明するための図である。図２８Ａは、かご１の位置を示す。図２８Ｂは、巻上機１１のトルクを示す。図２８Ｃは、判定信号を示す。図２８Ｄは、判定点数の推移の例を示す。
【０１０３】
図２８は、かご１が最下階と位置Ｐとの間を２往復する例を示す。かご１は、時刻ｔ１、時刻ｔ２、時刻ｔ７、及び時刻ｔ８で位置Ｐ１を通過する。また、図２８は、主ロープ４に破断部４ｃが存在する例を示す。破断部４ｃは、時刻ｔ１、時刻ｔ２、時刻ｔ７、及び時刻ｔ８で返し車７を通過する。上述したように、主ロープ４に破断部４ｃが存在しても、破断部４ｃが常に外れ止め１９に接触するとは限らない。図２８に示す例では、時刻ｔ１、時刻ｔ７、及び時刻ｔ８で破断部４ｃが外れ止め１９に接触する。破断部４ｃは、時刻ｔ２で外れ止め１９に接触しない。
【０１０４】
例えば、時刻ｔ１で破断部４ｃが外れ止め１９に接触すると、判定信号の値が閾値ＴＨ１を超える。これにより、検出部２６は、センサ信号に異常な変動が発生したことを検出する。例えば、位置Ｐ１が第８位置区間に含まれる場合を考える。時刻ｔ１において、第８位置区間の判定点数は初期値に設定されている。初期値は例えば０である。演算部３０は、かご１が第８位置区間を通過した際に異常な変動が発生したことが検出部２６によって検出されると、第８位置区間の判定点数に一定値を加算する。図２８Ｄは、加点する一定値が５である例を示す。
【０１０５】
判定部２７は、記憶部２０に記憶された判定点数が閾値ＴＨ４を超えたか否かを判定する。閾値ＴＨ４は記憶部２０に予め記憶される。図２８Ｄは、閾値ＴＨ４が１０である例を示す。時刻ｔ１において、第８位置区間の判定点数は閾値ＴＨ４を超えていない。判定部２７は、判定点数が閾値ＴＨ４を超えていなければ、主ロープ４に破断部４ｃが存在しないと判定する。
【０１０６】
かご１は、時刻ｔ２で位置Ｐ１を再び通過する。時刻ｔ２では、破断部４ｃは外れ止め１９に接触しない。判定点数が０ではない位置を通過した際に異常な変動が発生したことが検出部２６によって検出されなければ、演算部３０は、その位置の判定点数を減点する。時刻ｔ２において、第８位置区間の判定点数は０ではない。演算部３０は、時刻ｔ２において、第８位置区間の判定点数から一定値を減点する。図２８Ｄは、減点する一定値が１である例を示す。
【０１０７】
かご１は、時刻ｔ７で位置Ｐ１を再び通過する。検出部２６は、時刻ｔ７でセンサ信号に異常な変動が発生したことを検出する。このため、演算部３０は、記憶部２０に記憶された第８位置区間の判定点数に５を加算する。時刻ｔ７において、第８位置区間の判定点数は閾値ＴＨ４を超えていない。このため、判定部２７は、主ロープ４に破断部４ｃが存在しないと判定する。
【０１０８】
その後、かご１は時刻ｔ８で位置Ｐ１を再び通過する。検出部２６は、時刻ｔ８でセンサ信号に異常な変動が発生したことを検出する。このため、演算部３０は、記憶部２０に記憶された第８位置区間の判定点数に更に５を加算する。記憶部２０に記憶された第８位置区間の判定点数は、時刻ｔ８で１４になる。時刻ｔ８において、第８位置区間の判定点数は閾値ＴＨ４を超える。これにより、判定部２７は、時刻ｔ８において主ロープ４に破断部４ｃが存在することを判定する。
【０１０９】
図２８に示す例であれば、破断部４ｃが外れ止め１９に接触しない時間帯が発生しても、破断部４ｃの存在を精度良く検出することができる。
【０１１０】
かご１が移動する区間を複数の位置区間に分割しない場合は、記憶部２０に記憶されたかご位置をかご１が再度通過した際に検出部２６によって異常な変動が検出されると、その位置の判定点数に一定値が加算される。当該位置をかご１が再度通過した際に検出部２６によって異常な変動が検出されなければ、その位置の判定点数から一定値が減算される。かかる場合は、記憶部２０に記憶されたかご位置から基準距離以内の位置であれば、同じかご位置とみなしても良い。上記基準距離は、例えば、破断部４ｃが対向部１９ａに接触してから対向部１９ｂに接触するまでに主ロープ４が移動する距離に基づいて設定される。
【０１１１】
閾値ＴＨ４は、判定点数に加算する値の２倍以上の値であることが好ましい。閾値ＴＨ４が判定点数に加算する値の２倍以上の値であれば、再現性のない事象に起因する誤検知を抑制できる。また、破断部４ｃが外れ止め１９に連続して接触しない可能性も考慮し、判定点数から減算する値は、加算する値の２分の１以下の値であることが好ましい。
【０１１２】
閾値ＴＨ４は、判定信号の大きさに応じて可変であっても良い。例えば、閾値ＴＨ４として第１の値と第２の値とが予め設定される。第２の値は、第１の値より大きな値である。判定信号の大きさが基準値以下の場合は、閾値ＴＨ４として第２の値が使用される。即ち、判定信号の大きさが基準値を超えるような変動がセンサ信号に発生した場合は、破断部４ｃの存在を早期に検出できる。一例として、下記条件１を満たす場合は閾値ＴＨ４が１５に設定される。下記条件２を満たす場合は閾値ＴＨ４が１０に設定される。
条件１：［閾値ＴＨ１］≦［判定信号］≦２×［閾値ＴＨ１］
条件２：２×［閾値ＴＨ１］＜［判定信号］
【０１１３】
実施の形態２．
実施の形態１では、特定の周波数帯域の振動成分から、かご１の速度に依存する定常振動成分と漸増振動成分とを減衰させることにより、判定信号を抽出する例について説明した。本実施の形態では、かご１の位置に依存する定常振動成分及び漸増振動成分も考慮する例について説明する。破断検知装置が備える機能のうち本実施の形態で説明しない機能については、実施の形態１で開示した何れの機能を採用しても良い。
【０１１４】
先ず、センサ信号に生じる変動の例について説明する。図２９は、エレベーター装置を模式的に示す図である。図２９では、制御装置１３及び調速機１５を省略している。昇降路３に、かご１の移動を案内するためのガイドレールが設けられる。ガイドレールは、多数のレール部材４５を備える。多数のレール部材４５が上下に繋げられることにより、かご１の移動範囲に亘ってガイドレールが配置される。このため、ガイドレールには、レール部材４５の継目が存在する。
【０１１５】
ガイドレールには油が供給される。ガイドレールに供給された油が枯渇してくると、かご１がレール部材４５の継目を通過する際にかご１が僅かに揺れる。主ロープ４は、吊り車５及び吊り車６に巻き掛けられる。このため、かご１が揺れると主ロープ４に振動が発生する。ガイドレールに供給された油が枯渇すると、かご１がレール部材４５の継目を通過する際にセンサ信号に変動が生じる。レール部材４５の継目に段差があると、センサ信号に生じる変動は大きくなる。
【０１１６】
図３０は、センサ信号が変動する例を説明するための図である。図３０Ａは、図７Ａに対応する図である。図３０Ｂは、図７Ｂに対応する図である。図３０Ｃは、図７Ｃに対応する図である。図３０Ｄは、図７Ｄに対応する図である。図３０は、ガイドレールに供給された油が枯渇してきた時に得られる波形の例を示す。
【０１１７】
かご１は、位置Ｐ３でレール部材４５のある継目を通過する。かご１がこの継目を通過する際に、かご１が僅かに揺れる。これにより、主ロープ４に振動が発生し、秤装置１２からの秤信号に変動が生じる。同様に、かご１が位置Ｐ３を通過する時に、信号生成部２３が生成する速度偏差信号に変動が生じる。かご１が位置Ｐ３を通過する時に、巻上機１１からのトルク信号に変動が生じる。
【０１１８】
ガイドレールへの油の供給量が少なくなると、かご１がレール部材４５の継目を通過する際にセンサ信号に変動が発生する場合がある。レール部材４５の継目に起因するセンサ信号の変動は、同じかご位置で繰り返し発生する。また、ガイドレールの表面の油の量は徐々に少なくなるため、レール部材４５の継目に起因するセンサ信号の変動は、時間の経過とともに大きくなる。
【０１１９】
図３１は、返し車７の断面を拡大した図である。図３１は、図２６の一部を拡大した図に相当する。図３１は、返し車７に形成された溝が摩耗した例を示す。図３１では、溝が摩耗する前の主ロープ４の中心を符号Ｏで示す。溝が摩耗した時の主ロープ４の中心を符号Ｏ´で示す。返し車７に形成された溝が摩耗すると、図３１に示すように、主ロープ４の通過位置がずれる。主ロープ４の通過位置のずれは、返し車７の軸７ａがずれることによっても発生する。そして、主ロープ４の通過位置にずれが発生すると、返し車７が回転する度に主ロープ４に振動が発生する。即ち、かご１が移動することによってセンサ信号に変動が生じる。
【０１２０】
図３２は、センサ信号が変動する例を説明するための図である。図３２Ａは、図７Ａに対応する図である。図３２Ｂは、図７Ｂに対応する図である。図３２Ｃは、図７Ｃに対応する図である。図３２Ｄは、図７Ｄに対応する図である。図３２は、返し車７に形成された溝が摩耗した時に得られる波形の例を示す。
【０１２１】
返し車７に形成された溝が摩耗すると、かご１が移動することによって主ロープ４に振動が発生する。これにより、秤装置１２からの秤信号に変動が生じる。同様に、かご１が移動すると、信号生成部２３が生成する速度偏差信号に変動が生じる。かご１が移動すると、巻上機１１からのトルク信号に変動が生じる。
【０１２２】
このように、滑車に異常が発生すると、かご１が移動することによってセンサ信号に変動が発生する場合がある。このような滑車異常に起因するセンサ信号の変動は、かご位置に因らず発生する。図３２は、かご１がある区間を移動する時にセンサ信号に現れる変動のみを示している。なお、特定のかご位置にだけ着目すると、滑車異常に起因するセンサ信号の変動は繰り返し発生することになる。また、溝の摩耗は徐々に進行するため、滑車異常に起因するセンサ信号の変動は、時間の経過とともに大きくなる。
【０１２３】
図３３は、実施の形態２における破断検知装置の例を示す図である。制御装置１３は、速度検出部２１、位置検出部２２、及び信号生成部２３に加え、記憶部２０、抽出部２４、抽出部２５、検出部２６、判定部２７、動作制御部２８、及び通報部２９を更に備える。本実施の形態における破断検知装置の動作例は、図１１に示す例と同様である。
【０１２４】
抽出部２４は、センサ信号から、特定の周波数帯域の振動成分を抽出する（Ｓ１０１）。抽出部２４の機能は、実施の形態１で開示した機能と同様である。抽出部２４は、例えばバンドパスフィルタ４０を備える。バンドパスフィルタ４０に、例えば巻上機１１からのトルク信号が入力される。バンドパスフィルタ４０は、入力されたトルク信号から、（６）式に示す周波数ｆを含む特定の周波数帯域の振動成分を抽出する。
【０１２５】
抽出部２５は、抽出部２４によって抽出された振動成分から、判定信号を抽出する（Ｓ１０２）。本実施の形態に示す例では、抽出部２５は、抽出部２４によって抽出された振動成分から、かご１の速度と位置とに依存する定常振動成分と漸増振動成分とを減衰させることにより、判定信号を抽出する。
【０１２６】
抽出部２５は、図１８に示すように、例えばローパスフィルタ４２、及び減算器４３を備える。ローパスフィルタ４２に、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙが入力される。減算器４３に、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙとローパスフィルタ４２の出力信号Ｚとが入力される。減算器４３は、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙとローパスフィルタ４２の出力信号Ｚとの差分信号Ｙ−Ｚを判定信号として出力する。減算器４３の出力信号Ｙ−Ｚは、検出部２６に入力される。
【０１２７】
図３４は、抽出部２４及び抽出部２５の実装例を説明するための図である。図３４Ａは、巻上機１１のトルクを示す。図３４Ａの横軸は、図１９Ａに示す例と異なり、かご１の位置を示す。図３４Ａに示すトルク信号がバンドパスフィルタ４０に入力される。図３４Ｂは、増幅器４１の出力信号ｕ２を示す。抽出部２４は、増幅器４１の出力信号ｕ２を図３４Ｃに示すように離散化する。抽出部２４は、図３４Ｃに示すような離散化した信号をバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙとして出力する。
【０１２８】
上述したように、かご１が走行時に出し得る速度の区間が、複数の速度区間に仮想的に分割される。例えば、上記区間は、第１速度区間から第ｎ速度区間に等分割される。本実施の形態に示す例では、更に、かご１が移動する区間が、上下に連続する複数の位置区間に仮想的に分割される。例えば、上記区間は、第１位置区間から第ｍ位置区間に等分割される。
【０１２９】
図３４は、一定の高さ毎に位置区間が設定された例を示す。例えば、かご位置０〜０．３［ｍ］の区間が第１位置区間に設定される。かご位置０．３〜０．６［ｍ］の区間が第２位置区間に設定される。第２位置区間は、第１位置区間の直上の区間である。かご位置０．６〜０．９［ｍ］の区間が第３位置区間に設定される。第３位置区間は、第２位置区間の直上の区間である。第３位置区間より上方の区間についても、同様に設定される。第（ｊ＋１）位置区間に含まれる高さは、第ｊ位置区間に含まれる高さより高い。図３４は、ｊの最大値ｍが６である例を示す。ｍの値は４６でなくても良い。
【０１３０】
本実施の形態に示す例では、図３４Ｃに示すように、位置区間と速度区間とに関し、区間（ｊ、ｉ）と表記する。例えば、区間（１１、５）との表記は、かご１が第１１位置区間に含まれる位置を第５速度区間に含まれる速度で移動する区間であることを意味する。
【０１３１】
抽出部２４は、位置区間毎に１つの信号を抽出することにより、連続的な出力信号ｕ２を離散化する。例えば、抽出部２４は、１つの位置区間において最大の値を有する信号ｕ２をその位置区間の出力信号Ｙとして抽出する。
【０１３２】
抽出部２５には、位置区間と速度区間とのそれぞれの組み合わせに対応するローパスフィルタ４２が備えられる。例えば、第１位置区間に対応するローパスフィルタ４２をフィルタ４２（１、ｉ）と表記する。第１速度区間に対応するローパスフィルタ４２をフィルタ４２（ｊ、１）と表記する。第２位置区間に対応するローパスフィルタ４２をフィルタ４２（２、ｉ）と表記する。第２速度区間に対応するローパスフィルタ４２をフィルタ４２（ｊ、２）と表記する。同様に、第ｍ位置区間と第ｎ速度区間とに対応するローパスフィルタ４２をフィルタ４２（ｊ、ｉ）と表記する。
【０１３３】
かご１が第１位置区間を移動している時のバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙは、フィルタ４２（１、１）からフィルタ４２（１、ｎ）の何れかに入力される。例えば、かご１が第１速度区間に含まれる速度で移動していれば、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙはフィルタ４２（１、１）に入力される。かご１が第５速度区間に含まれる速度で移動していれば、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙはフィルタ４２（１、５）に入力される。フィルタ４２（１、ｉ）からの出力信号Ｚは、第１位置区間であり且つ第ｉ速度区間である区間におけるトレンド成分に相当する。フィルタ４２（１、ｉ）からの出力信号Ｚは、減算器４３に入力される。
【０１３４】
同様に、かご１が第ｊ位置区間を移動している時のバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙは、フィルタ４２（ｊ、１）からフィルタ４２（ｊ、ｎ）の何れかに入力される。例えば、かご１が第１速度区間に含まれる速度で移動していれば、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙはフィルタ４２（ｊ、１）に入力される。かご１が第５速度区間に含まれる速度で移動していれば、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙはフィルタ４２（ｊ、５）に入力される。フィルタ４２（ｊ、ｉ）からの出力信号Ｚは、第ｊ位置区間であり且つ第ｉ速度区間である区間におけるトレンド成分に相当する。フィルタ４２（ｊ、ｉ）からの出力信号Ｚは、減算器４３に入力される。
【０１３５】
減算器４３は、かご１が第１速度区間に含まれる速度で第１位置区間を移動している時のバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙとフィルタ４２（１、１）からの出力信号Ｚとの差分信号を、区間（１、１）における判定信号として出力する。同様に、減算器４３は、かご１が第ｉ速度区間に含まれる速度で第ｊ位置区間を移動している時のバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙとフィルタ４２（ｊ、ｉ）からの出力信号Ｚとの差分信号を、区間（ｊ、ｉ）における判定信号として出力する。図３４Ｃに示す網掛け部分は、かご１がある階から他の階に移動した時に判定信号が出力される区間の例を示す。
【０１３６】
検出部２６は、抽出部２５によって抽出された判定信号に基づいて、センサ信号に異常な変動が発生したことを検出する（Ｓ１０３）。検出部２６は、センサ信号に発生した突発的な変動を異常な変動として検出する。例えば、検出部２６は、抽出部２５によって抽出された判定信号の値が閾値ＴＨ１を超えると、センサ信号に異常な変動が発生したことを検出する。センサ信号に異常な変動が発生したことが検出部２６によって検出されると、その変動が発生した時のかご位置が記憶部２０に記憶される。例えば、検出部２６が異常な変動を検出すると、その変動が発生した位置区間を特定するための情報が記憶部２０に記憶される。
【０１３７】
本実施の形態においても、実施の形態１で開示したＳ１０４からＳ１０６に示す処理と同様の処理が行われる。
【０１３８】
図３５は、減算器４３に入力される信号の例を示す図である。図３５において、破線は増幅器４１の出力信号ｕ２を示す。即ち、破線は、離散化される前の出力信号Ｙを示す。白丸は、離散化された出力信号Ｙを示す。実線は、ローパスフィルタ４２の出力信号Ｚを示す。図３５において、横軸はかご位置である。図３５は、かご１が第ｊ−１位置区間、第ｊ位置区間、及び第ｊ＋１位置区間を通過した時に得られた信号を示す。なお、図３５に関する説明では、位置区間のみを考慮する。
【０１３９】
図３５Ａは、第ｊ位置区間において閾値ＴＨ１を超える出力信号Ｙ（ｊ）が存在する例を示す。出力信号Ｙ（ｊ）がレール部材４５の継目に起因して発生している場合、第ｊ位置区間の出力信号Ｚ（ｊ）は出力信号Ｙ（ｊ）に追従する。出力信号Ｚ（ｊ）の値は、出力信号Ｙ（ｊ）の値と同じような値になる。このため、第ｊ速度区間の判定信号である出力信号Ｙ（ｊ）−Ｚ（ｊ）は、閾値ＴＨ１より小さな値になる。図３５Ａに示す例では、第ｊ−１位置区間、第ｊ位置区間、及び第ｊ＋１位置区間のそれぞれにおいて、検出部２６は、センサ信号に異常な変動が発生したことを検出しない。
【０１４０】
図３５Ｂは、図３５Ａに示す信号が取得された直後に、かご１が第ｊ−１位置区間、第ｊ位置区間、及び第ｊ＋１位置区間を再び通過した時の信号を示す。図３５Ｂに示す例では、第ｊ−１位置区間において閾値ＴＨ１を超える出力信号Ｙ（ｊ−１）が存在する。図３５Ｂに示す出力信号Ｙ（ｊ−１）は、図３５Ａに示す出力信号Ｙ（ｊ）が第ｊ−１速度区間にずれたものである。このような事象は、例えば主ロープ４が伸びることによって発生する。
【０１４１】
図３５Ｂに示す例では、第ｊ−１位置区間の出力信号Ｚ（ｊ−１）は出力信号Ｙ（ｊ−１）の急激な変化に追従しない。このため、第ｊ−１位置区間の判定信号である出力信号Ｙ（ｊ−１）−Ｚ（ｊ−１）が閾値ＴＨ１より大きければ、破断部４ｃが存在すると破断判定機能２７−２によって判定される可能性がある。
【０１４２】
一方、第ｊ位置区間では、出力信号Ｙ（ｊ）が急激に小さくなる。出力信号Ｚ（ｊ）は、出力信号Ｙ（ｊ）の急激な変化に追従しない。このため、第ｊ位置区間の判定信号である出力信号Ｙ（ｊ）−Ｚ（ｊ）は負の値になる。第ｊ位置区間では、等価的に閾値ＴＨ１が高くなり、検知感度が低下する。
【０１４３】
上記は位置区間について説明であるが、速度区間についても同様の事象が発生し得る。以下に、このような誤検知を防止するための機能について説明する。本機能を備える制御装置１３の例は、図３３に示す例と同様である。制御装置１３は、演算部３０を更に備えても良い。
【０１４４】
図３６は、抽出部２５の機能の一例を説明するための図である。抽出部２５は、ローパスフィルタ４２の出力信号Ｚについて、隣接する位置区間の値と隣接する速度区間の値も考慮した上で、判定信号として信号Ｙ−Ｚを出力する。例えば、抽出部２５は、以下のように判定信号を出力する。
【０１４５】
2020217325.tif 000003
2020217325.tif 000004
【０１４６】
ＳＩ（ｋ）は、第ｋ位置区間における判定信号である。ｘは、かご位置である。ＢＰＦ（ｘ）は、バンドパスフィルタ４０の出力である。ｖ（ｘ）は、かご１の速度である。ＴＦ（ｋ，ｌ）は、第ｋ位置区間及び第ｌ速度区間におけるトレンド成分である。Δｐは、分割された位置区間の長さである。Δｖは、分割された速度区間の長さである。
【０１４７】
例えば、図３６に示すような走行パターンでかご１が移動した例を考える。図３６に示す例では、かご１が第７位置区間を通過した時の速度は、第４速度区間及び第５速度区間に含まれる。位置区間に関しては第７位置区間が通過区間であるため、抽出部２５は、出力信号Ｚについて第７位置区間の値だけでなく第６位置区間の値と第８位置区間の値も考慮する。速度区間に関しては第４速度区間及び第５速度区間が通過区間であるため、抽出部２５は、出力信号Ｚについて第４速度区間の値及び第５速度区間の値だけでなく、第３速度区間の値と第６速度区間の値も考慮する。即ち、抽出部２５は、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙの値から減算する値として、第６位置区間から第８位置区間の何れかの区間の値であり且つ第３速度区間から第６速度区間の何れかの区間の値であるものの中で一番大きな値を採用する。
【０１４８】
他の例として、抽出部２５は、隣接する位置区間の値と隣接する速度区間の値を考慮する際に、かご１の実施の通過区間のみを考慮しても良い。即ち、図３６に示す例では、かご１が第６位置区間を通過した時の速度は、第３速度区間及び第４速度区間に含まれる。かご１が第７位置区間を通過した時の速度は、第４速度区間及び第５速度区間に含まれる。かご１が第８位置区間を通過した時の速度は、第５速度区間及び第６速度区間に含まれる。抽出部２５は、かご１が第７位置区間を通過した時にバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙの値から減算する値として、図３６の白星印が付された区間の値の中で一番大きな値を採用しても良い。
【０１４９】
同様に、図３６に示す例では、かご１が第１７位置区間を通過した時の速度は、第６速度区間に含まれる速度である。位置区間に関しては第１７位置区間が通過区間であるため、抽出部２５は、出力信号Ｚについて第１７位置区間の値だけでなく第１６位置区間の値と第１８位置区間の値も考慮する。速度区間に関しては第６速度区間が通過区間であるため、抽出部２５は、出力信号Ｚについて第６速度区間の値だけでなく第５速度区間の値も考慮する。即ち、抽出部２５は、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙの値から減算する値として、第１６位置区間から第１８位置区間の何れかの区間の値であり且つ第５速度区間から第６速度区間の何れかの区間の値であるものの中で一番大きな値を採用する。
【０１５０】
他の例として、抽出部２５は、隣接する位置区間の値と隣接する速度区間の値を考慮する際に、かご１の実施の通過区間のみを考慮しても良い。即ち、図３６に示す例では、かご１が第１６位置区間を通過した時の速度は、第６速度区間に含まれる。かご１が第１７位置区間を通過した時の速度は、第６速度区間に含まれる。かご１が第１８位置区間を通過した時の速度は、第６速度区間に含まれる。抽出部２５は、かご１が第１７位置区間を通過した時にバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙの値から減算する値として、図３６の黒星印が付された区間の値の中で一番大きな値を採用しても良い。
【０１５１】
図３７は、実施の形態２における破断検知装置の他の例を示す図である。図３７に示す例は、抽出部２５が減衰機能３１、減衰機能３２、及び抽出機能３３を備える点で、図３３に示す例と相違する。
【０１５２】
例えば、抽出部２４は、センサ信号から、特定の周波数帯域の振動成分を抽出する（Ｓ１０１）。抽出部２４がバンドパスフィルタ４０を備える場合、バンドパスフィルタ４０は、入力されたトルク信号から、（６）式に示す周波数ｆを含む特定の周波数帯域の振動成分を抽出する。
【０１５３】
図３７に示す例では、減衰機能３１は、抽出部２４によって抽出された振動成分から、かご１の速度に依存する定常振動成分と漸増振動成分とを減衰させる機能を有する。減衰機能３２は、抽出部２４によって抽出された振動成分から、かご１の位置に依存する定常振動成分と漸増振動成分とを減衰させる機能を有する。抽出機能３３は、減衰機能３１による減衰又は減衰機能３２による減衰の一方を選択する。例えば、抽出機能３３は、かご１の速度とかご１の位置とに基づいて上記選択を行う。抽出機能３３は、減衰機能３１による減衰を選択すれば、減衰機能３１を用いて判定信号を抽出する。抽出機能３３は、減衰機能３２による減衰を選択すれば、減衰機能３２を用いて判定信号を抽出する（Ｓ１０２）。
【０１５４】
図３８は、抽出部２５の一例を示す図である。図３８に示すように、抽出部２５は、例えばローパスフィルタ４２ｖ、ローパスフィルタ４２ｐ、及び減算器４３を備える。ローパスフィルタ４２ｖは、減衰機能３１の機能を実現する。ローパスフィルタ４２ｐは、減衰機能３２の機能を実現する。減算器４３は、抽出機能３３の機能の一部を実現する。
【０１５５】
ローパスフィルタ４２ｖに、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙが入力される。ローパスフィルタ４２ｐに、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙが入力される。減算器４３に、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙが入力される。減算器４３には、ローパスフィルタ４２ｖの出力信号Ｚ或いはローパスフィルタ４２ｐの出力信号Ｚも入力される。減算器４３は、出力信号Ｙと出力信号Ｚとの差分信号Ｙ−Ｚを判定信号として出力する。減算器４３の出力信号Ｙ−Ｚは、検出部２６に入力される。
【０１５６】
ローパスフィルタ４２ｖに関する実装例は、図１９に示す例と同様である。例えば、かご１が走行時に出し得る速度の区間が、複数の速度区間に仮想的に分割される。抽出部２５には、速度区間のそれぞれに対応するローパスフィルタ４２ｖが備えられる。第ｉ速度区間に対応するローパスフィルタ４２ｖをフィルタ４２ｖ−ｉと表記する。フィルタ４２ｖ−ｉに、かご１が第ｉ速度区間に含まれる速度で移動している時のバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙが入力される。フィルタ４２ｖ−ｉからの出力信号Ｚは、第ｉ速度区間におけるトレンド成分に相当する。
【０１５７】
図３９は、ローパスフィルタ４２ｐに関する実装例を示す図である。図３９Ａは、巻上機１１のトルクを示す。図３９Ａの横軸は、かご１の位置を示す。例えば、図３９Ａに示すトルク信号がバンドパスフィルタ４０に入力される。図３９Ｂは、増幅器４１の出力信号ｕ２を示す。抽出部２４は、増幅器４１の出力信号ｕ２を図３９Ｃに示すように離散化する。抽出部２４は、図３９Ｃに示すような離散化した信号をバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙとして出力する。
【０１５８】
例えば、かご１が移動可能な区間が、上下に連続する複数の位置区間に仮想的に分割される。例えば、上記区間は、第１位置区間から第ｍ位置区間に等分割される。図３９では、記載を簡略化するため、第ｊ位置区間のことを区間ｊと表記している。図３９は、ｊの最大値ｍが２５である例を示す。
【０１５９】
抽出部２５には、位置区間のそれぞれに対応するローパスフィルタ４２ｐが備えられる。第ｊ位置区間に対応するローパスフィルタ４２ｐをフィルタ４２ｐ−ｊと表記する。フィルタ４２ｐ−１に、かご１が第１位置区間を移動している時のバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙが入力される。フィルタ４２ｐ−１からの出力信号Ｚは、第１位置区間におけるトレンド成分に相当する。フィルタ４２ｐ−ｊに、かご１が第ｊ位置区間を移動している時のバンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙが入力される。フィルタ４２ｐ−ｊからの出力信号Ｚは、第ｊ位置区間におけるトレンド成分に相当する。
【０１６０】
抽出機能３３は、かご１の速度に応じて決まるローパスフィルタ４２ｖの出力信号Ｚｖの値と、かご１の位置に応じて決まるローパスフィルタ４２ｐの出力信号Ｚｐの値とを比較する。例えば、抽出機能３３は、出力信号Ｚｖの値と出力信号Ｚｐの値とのうち大きい値を、出力信号Ｚとして減算器４３に出力する。例えば、かご１が第ｉ速度区間に含まれる速度で第ｊ位置区間を移動していれば、抽出機能３３は、フィルタ４２ｖ−ｉから出力される信号の値とフィルタ４２ｐ−ｊから出力される信号の値とを比較し、大きい方を出力信号Ｚとして出力する。
【０１６１】
図４０は、抽出機能３３の他の例を説明するための図である。図４０は、抽出機能３３が隣接する位置区間の値と隣接する速度区間の値も考慮した上で出力信号Ｚの決定を行う例を示す。例えば、図４０の星印に示すように、かご１が第４速度区間に含まれる速度で第３位置区間を移動する例を考える。かかる場合、抽出機能３３は、第４速度区間の値だけでなく、第３速度区間の値及び第５速度区間の値も考慮する。また、抽出機能３３は、第３位置区間の値だけでなく、第２位置区間の値及び第４位置区間の値も考慮する。即ち、抽出機能３３は、第３速度区間の値、第４速度区間の値、第５速度区間の値、第２位置区間の値、第３位置区間の値、及び第４位置区間の値の中で一番大きな値を出力信号Ｚとして出力する。
【０１６２】
他の例として、抽出機能３３は、かご１の加速時及び減速時は、かご１の速度に応じて決まるローパスフィルタ４２ｖの出力信号Ｚｖを出力信号Ｚとして出力しても良い。かかる場合、抽出機能３３は、かご１の定速時は、かご１の位置に応じて決まるローパスフィルタ４２ｐの出力信号Ｚｐを出力信号Ｚとして出力する。
【０１６３】
減算器４３は、入力された出力信号Ｙと出力信号Ｚとの差分信号を、判定信号として出力する。
【０１６４】
検出部２６は、抽出部２５によって抽出された判定信号に基づいて、センサ信号に異常な変動が発生したことを検出する（Ｓ１０３）。例えば、検出部２６は、抽出部２５によって抽出された判定信号の値が閾値ＴＨ１を超えると、センサ信号に異常な変動が発生したことを検出する。センサ信号に異常な変動が発生したことが検出部２６によって検出されると、その変動が発生した時のかご位置が記憶部２０に記憶される。例えば、検出部２６が異常な変動を検出すると、その変動が発生した位置区間を特定するための情報が記憶部２０に記憶される。その後、実施の形態１で開示したＳ１０４からＳ１０６に示す処理と同様の処理が行われる。
【０１６５】
実施の形態３．
本実施の形態では、実施の形態１に示す例において、抽出部２４及び抽出部２５が採用可能な他の実装例について説明する。
【０１６６】
図４１は、抽出部２５の実装例を示す図である。図９に示すように、巻上機１１のトルク脈動とエレベーターの機械系は、周波数Ｆ１で共振する。図４１に示す例では、抽出部２４は、バンドパスフィルタ４０を備える。抽出部２５は、例えばノッチフィルタ４６を備える。ノッチフィルタ４６に、バンドパスフィルタ４０の出力信号Ｙが入力される。ノッチフィルタ４６は、減算器４３の出力信号Ｙ−Ｚに相当する信号を判定信号として出力する。
【０１６７】
図４１Ａは、ノッチフィルタ４６が周波数Ｆ１を遮断する周波数特性を有する例を示す。図４１Ｂは、ノッチフィルタ４６が複数の遮断周波数を有する例を示す。例えば、ノッチフィルタ４６は、周波数Ｆ１だけでなく、周波数Ｆ２も遮断する周波数特性を有する。図４１Ｂに示す例は、巻上機１１のトルク脈動とエレベーターの機械系とが、複数の周波数で共振する場合に好適である。
【０１６８】
図４１Ｃは、ノッチフィルタ４６の遮断周波数が可変である例を示す。例えば、ノッチフィルタ４６の遮断周波数は、巻上機１１のトルク脈動の周波数ｆ（ｔ）に合わせて制御される。図４１Ｃに示す例は、例えば図４１Ｂに示す周波数Ｆ１及びＦ２が設計段階で既知でない場合に好適である。
【０１６９】
図４２は、抽出部２４及び抽出部２５の他の実装例を示す図である。図４２Ａに示す例では、抽出部２４は、ハイパスフィルタ４７を備える。ハイパスフィルタ４７に、例えば巻上機１１からのトルク信号が入力される。抽出部２５は、カットオフ周波数ＦＬが可変であるローパスフィルタ４８を備える。ローパスフィルタ４８は、カットオフ周波数ＦＬが巻上機１１のトルク脈動の周波数ｆ（ｔ）よりも常に低くなるように制御される。ローパスフィルタ４８に、ハイパスフィルタ４７の出力信号Ｙが入力される。ローパスフィルタ４８は、減算器４３の出力信号Ｙ−Ｚに相当する信号を判定信号として出力する。
【０１７０】
ハイパスフィルタ４７とローパスフィルタ４８を組み合わせることにより、図４２Ｂに示すような周波数特性を有するバンドパスフィルタと同様の機能が実現できる。巻上機１１のトルク脈動の周波数ｆ（ｔ）は、図４２Ｂに示すバンドパスフィルタの通過帯域の外側に配置される。このため、トルク脈動の共振に起因するセンサ信号の変動を抑制することができる。
【０１７１】
実施の形態１〜３では、主ロープ４に破断部ｃが存在することを検知する例について説明した。エレベーターには、主ロープ４以外にも様々なロープが使用される。破断検知装置によって、主ロープ４以外のロープに破断部が存在することを検知しても良い。主ロープ４はベルトであっても良い。
【０１７２】
実施の形態１〜３において、符号２０〜３０に示す各部は、制御装置１３が有する機能を示す。図４３は、制御装置１３のハードウェア資源の例を示す図である。制御装置１３は、ハードウェア資源として、例えばプロセッサ５１とメモリ５２とを含む処理回路５０を備える。記憶部２０の機能は、例えばメモリ５２によって実現される。制御装置１３は、メモリ５２に記憶されたプログラムをプロセッサ５１によって実行することにより、符号２１〜３０に示す各部の機能を実現する。
【０１７３】
プロセッサ５１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ或いはＤＳＰともいわれる。メモリ５２として、半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク或いはＤＶＤを採用しても良い。採用可能な半導体メモリには、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭ等が含まれる。
【０１７４】
図４４は、制御装置１３のハードウェア資源の他の例を示す図である。図４４に示す例では、制御装置１３は、例えばプロセッサ５１、メモリ５２、及び専用ハードウェア５３を含む処理回路５０を備える。図４４は、制御装置１３が有する機能の一部を専用ハードウェア５３によって実現する例を示す。制御装置１３が有する機能の全部を専用ハードウェア５３によって実現しても良い。専用ハードウェア５３として、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又はこれらの組み合わせを採用できる。
【０１７５】
制御装置１３が有する機能は、エレベーター装置の制御機器とネットワークで接続されたクラウド上の計算機に実装されても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１７６】
この発明に係る破断検知装置は、ロープに発生した破断部を検知するために利用できる。
【符号の説明】
【０１７７】
１  かご、  ２  つり合いおもり、  ３  昇降路、  ４  主ロープ、  ４ａ  端部、  ４ｂ  端部、  ４ｃ  破断部、  ５  吊り車、  ６  吊り車、  ７  返し車、  ７ａ  軸、  ８  駆動綱車、  ９  返し車、  １０  吊り車、  １１  巻上機、  １２  秤装置、  １３  制御装置、  １４  エンコーダ、  １５  調速機、  １６  調速ロープ、  １７  調速綱車、  １８  エンコーダ、  １９  外れ止め、  １９ａ  対向部、  １９ｂ  対向部、  ２０  記憶部、  ２１  速度検出部、  ２２  位置検出部、  ２３  信号生成部、  ２４  抽出部、  ２５  抽出部、  ２６  検出部、  ２７  判定部、  ２８  動作制御部、  ２９  通報部、  ３０  演算部、  ３１  減衰機能、  ３２  減衰機能、  ３３  抽出機能、  ４０  バンドパスフィルタ、  ４１  増幅器、  ４２  ローパスフィルタ、  ４３  減算器、  ４４  ハイパスフィルタ、  ４５  レール部材、  ４６  ノッチフィルタ、  ４７  ハイパスフィルタ、  ４８  ローパスフィルタ、  ５０  処理回路、  ５１  プロセッサ、  ５２  メモリ、  ５３  専用ハードウェア
【図１】
2020217325.tif 000005
【図２】
2020217325.tif 000006
【図３】
2020217325.tif 000007
【図４】
2020217325.tif 000008
【図５】
2020217325.tif 000009
【図６】
2020217325.tif 000010
【図７】
2020217325.tif 000011
【図８】
2020217325.tif 000012
【図９】
2020217325.tif 000013
【図１０】
2020217325.tif 000014
【図１１】
2020217325.tif 000015
【図１２】
2020217325.tif 000016
【図１３】
2020217325.tif 000017
【図１４】
2020217325.tif 000018
【図１５】
2020217325.tif 000019
【図１６】
2020217325.tif 000020
【図１７】
2020217325.tif 000021
【図１８】
2020217325.tif 000022
【図１９】
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【図２０】
2020217325.tif 000024
【図２１】
2020217325.tif 000025
【図２２】
2020217325.tif 000026
【図２３】
2020217325.tif 000027
【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
2020217325.tif 000041
【図３８】
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【図３９】
2020217325.tif 000043
【図４０】
2020217325.tif 000044
【図４１】
2020217325.tif 000045
【図４２】
2020217325.tif 000046
【図４３】
2020217325.tif 000047
【図４４】
2020217325.tif 000048
【手続補正書】
【提出日】令和3年6月18日(2021.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベーターのロープに振動が発生すると、出力信号が変動するセンサと、
前記センサの出力信号から、特定の周波数帯域の振動成分を抽出する第１抽出手段と、
判定信号を抽出する第２抽出手段と、
前記第２抽出手段によって抽出された判定信号に基づいて、前記センサの出力信号に異常な変動が発生したことを検出する検出手段と、
異常な変動が発生したことが前記検出手段によって検出されると、その変動が発生した時のエレベーターのかごの位置に基づいて、前記ロープに破断部が存在するか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記第２抽出手段は、前記かごの加速時の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分、又は、前記かごの減速時の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を、前記第１抽出手段によって抽出された振動成分から減衰させることにより、判定信号を抽出する破断検知装置。
【請求項２】
エレベーターのロープに振動が発生すると、出力信号が変動するセンサと、
前記センサの出力信号から、特定の周波数帯域の振動成分を抽出する第１抽出手段と、
判定信号を抽出する第２抽出手段と、
前記第２抽出手段によって抽出された判定信号に基づいて、前記センサの出力信号に異常な変動が発生したことを検出する検出手段と、
異常な変動が発生したことが前記検出手段によって検出されると、その変動が発生した時のエレベーターのかごの位置に基づいて、前記ロープに破断部が存在するか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記第２抽出手段は、前記かごの加速時の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分と前記かごの減速時の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分とのうちの大きい方を、前記第１抽出手段によって抽出された振動成分から減衰させることにより、判定信号を抽出する破断検知装置。
【請求項３】
エレベーターのロープに振動が発生すると、出力信号が変動するセンサと、
前記センサの出力信号から、特定の周波数帯域の振動成分を抽出する第１抽出手段と、
判定信号を抽出する第２抽出手段と、
前記第２抽出手段によって抽出された判定信号に基づいて、前記センサの出力信号に異常な変動が発生したことを検出する検出手段と、
異常な変動が発生したことが前記検出手段によって検出されると、その変動が発生した時のエレベーターのかごの位置に基づいて、前記ロープに破断部が存在するか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記第２抽出手段は、
前記かごが加速している時は、前記第１抽出手段によって抽出された振動成分から、前記かごの加速時の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させ、判定信号を抽出し、
前記かごが減速している時は、前記第１抽出手段によって抽出された振動成分から、前記かごの減速時の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させ、判定信号を抽出する破断検知装置。
【請求項４】
前記第１抽出手段は、前記センサの出力信号が入力されるバンドパスフィルタを備え、
前記第２抽出手段は、
前記バンドパスフィルタの出力信号が入力されるローパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力信号と前記ローパスフィルタの出力信号との差分信号を判定信号として出力する減算器と、
を備えた請求項２又は請求項３に記載の破断検知装置。
【請求項５】
前記かごが走行時に出し得る速度の区間が複数の速度区間に仮想的に分割され、
前記ローパスフィルタは、前記速度区間のそれぞれに対応して設けられた請求項４に記載の破断検知装置。
【請求項６】
前記第２抽出手段は、前記ローパスフィルタとして、第１フィルタ、第２フィルタ、及び第３フィルタを備え、
前記複数の速度区間に、第１速度区間、第２速度区間、及び第３速度区間が含まれ、
前記かごが前記第１速度区間に含まれる速度で移動している時の前記バンドパスフィルタの出力信号が前記第１フィルタに入力され、
前記かごが前記第２速度区間に含まれる速度で移動している時の前記バンドパスフィルタの出力信号が前記第２フィルタに入力され、
前記かごが前記第３速度区間に含まれる速度で移動している時の前記バンドパスフィルタの出力信号が前記第３フィルタに入力され、
前記第２速度区間に含まれる速度は、前記第１速度区間に含まれる速度より大きく、
前記第３速度区間に含まれる速度は、前記第２速度区間に含まれる速度より大きい請求項５に記載の破断検知装置。
【請求項７】
前記減算器は、
前記かごが前記第１速度区間に含まれる速度で移動している時の前記バンドパスフィルタの出力信号と前記第１フィルタの出力信号との差分信号を出力し、
前記かごが前記第２速度区間に含まれる速度で移動している時の前記バンドパスフィルタの出力信号と前記第２フィルタの出力信号との差分信号を出力し、
前記かごが前記第３速度区間に含まれる速度で移動している時の前記バンドパスフィルタの出力信号と前記第３フィルタの出力信号との差分信号を出力する請求項６に記載の破断検知装置。
【請求項８】
前記第１抽出手段は、前記センサの出力信号が入力されるバンドパスフィルタを備え、
前記第２抽出手段は、ハイパスフィルタを備え、
前記ハイパスフィルタは、前記バンドパスフィルタの出力信号が入力され、判定信号を出力する請求項２又は請求項３に記載の破断検知装置。
【請求項９】
前記かごが走行時に出し得る速度の区間が複数の速度区間に仮想的に分割され、
前記ハイパスフィルタは、前記速度区間のそれぞれに対応して設けられた請求項８に記載の破断検知装置。
【請求項１０】
前記第１抽出手段は、前記センサの出力信号が入力されるバンドパスフィルタを備え、
前記第２抽出手段は、ノッチフィルタを備え、
前記ロープは、巻上機の駆動綱車に巻き掛けられ、
前記ノッチフィルタは、前記巻上機のトルク脈動が共振する周波数を遮断するための遮断周波数を有し、
前記ノッチフィルタは、前記バンドパスフィルタの出力信号が入力され、判定信号を出力する請求項２又は請求項３に記載の破断検知装置。
【請求項１１】
前記第２抽出手段は、前記第１抽出手段によって抽出された振動成分から、前記かごの速度と位置とに依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させ、判定信号を抽出する請求項２又は請求項３に記載の破断検知装置。
【請求項１２】
前記第１抽出手段は、前記センサの出力信号が入力されるバンドパスフィルタを備え、
前記第２抽出手段は、
前記バンドパスフィルタの出力信号が入力されるローパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力信号と前記ローパスフィルタの出力信号との差分信号を判定信号として出力する減算器と、
を備えた請求項１１に記載の破断検知装置。
【請求項１３】
前記かごが走行時に出し得る速度の区間が複数の速度区間に仮想的に分割され、
前記かごが移動する区間が複数の位置区間に仮想的に分割され、
前記ローパスフィルタは、前記速度区間と前記位置区間とのそれぞれの組み合わせに対応して設けられた請求項１２に記載の破断検知装置。
【請求項１４】
エレベーターのロープに振動が発生すると、出力信号が変動するセンサと、
前記センサの出力信号から、特定の周波数帯域の振動成分を抽出する第１抽出手段と、
前記第１抽出手段によって抽出された振動成分から、エレベーターのかごの速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させ、判定信号を抽出する第２抽出手段と、
前記第２抽出手段によって抽出された判定信号に基づいて、前記センサの出力信号に異常な変動が発生したことを検出する検出手段と、
異常な変動が発生したことが前記検出手段によって検出されると、その変動が発生した時の前記かごの位置に基づいて、前記ロープに破断部が存在するか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記第１抽出手段は、前記センサの出力信号が入力されるハイパスフィルタを備え、
前記第２抽出手段は、カットオフ周波数が可変であるローパスフィルタを備え、
前記ロープは、巻上機の駆動綱車に巻き掛けられ、
前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、前記巻上機のトルク脈動の周波数より低くなるように制御され、
前記ローパスフィルタは、前記ハイパスフィルタの出力信号が入力され、判定信号を出力する破断検知装置。
【請求項１５】
エレベーターのロープに振動が発生すると、出力信号が変動するセンサと、
前記センサの出力信号から、特定の周波数帯域の振動成分を抽出する第１抽出手段と、
前記第１抽出手段によって抽出された振動成分から、エレベーターのかごの速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させるための第１減衰手段と、
前記第１抽出手段によって抽出された振動成分から、前記かごの位置に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させるための第２減衰手段と、
前記かごの速度及び位置に基づいて、前記第１減衰手段又は前記第２減衰手段の一方を選択し、判定信号を抽出する第２抽出手段と、
前記第２抽出手段によって抽出された判定信号に基づいて、前記センサの出力信号に異常な変動が発生したことを検出する検出手段と、
異常な変動が発生したことが前記検出手段によって検出されると、その変動が発生した時の前記かごの位置に基づいて、前記ロープに破断部が存在するか否かを判定する判定手段と、
を備えた破断検知装置。
【請求項１６】
前記第１抽出手段は、前記センサの出力信号が入力されるバンドパスフィルタを備え、
前記第１減衰手段は、前記バンドパスフィルタの出力信号が入力される第１ローパスフィルタを備え、
前記第２減衰手段は、前記バンドパスフィルタの出力信号が入力される第２ローパスフィルタを備え、
前記第２抽出手段は、前記バンドパスフィルタの出力信号と前記第１ローパスフィルタの出力信号又は前記第２ローパスフィルタの出力信号との差分信号を判定信号として出力する減算器を備えた請求項１５に記載の破断検知装置。
【請求項１７】
前記かごが走行時に出し得る速度の区間が複数の速度区間に仮想的に分割され、
前記第１ローパスフィルタは、前記速度区間のそれぞれに対応して設けられ、
前記かごが移動する区間が複数の位置区間に仮想的に分割され、
前記第２ローパスフィルタは、前記位置区間のそれぞれに対応して設けられた請求項１６に記載の破断検知装置。
【請求項１８】
前記第２抽出手段は、前記かごの速度に応じて決まる前記第１ローパスフィルタの出力信号の値と前記かごの位置に応じて決まる前記第２ローパスフィルタの出力信号の値とのうちの大きい方を、前記バンドパスフィルタの出力信号の値から減算する請求項１６又は請求項１７に記載の破断検知装置。
【請求項１９】
前記第２抽出手段は、
前記かごの加速時及び減速時は、前記かごの速度に応じて決まる前記第１ローパスフィルタの出力信号の値を、前記バンドパスフィルタの出力信号の値から減算し、
前記かごの定速時は、前記かごの位置に応じて決まる前記第２ローパスフィルタの出力信号の値を、前記バンドパスフィルタの出力信号の値から減算する請求項１６又は請求項１７に記載の破断検知装置。
【請求項２０】
前記検出手段は、前記第２抽出手段によって抽出された判定信号の値が第１閾値を超えると、前記センサの出力信号に異常な変動が発生したことを検出する請求項１から請求項１９の何れか一項に記載の破断検知装置。
【請求項２１】
異常な変動が発生したことが前記検出手段によって検出されると、その変動が発生した時の前記かごの位置を判定点数に紐付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記位置を前記かごが再び通過した際に異常な変動が発生したことが前記検出手段によって検出されると前記判定点数を加点し、前記位置を前記かごが再び通過した際に異常な変動が発生したことが前記検出手段によって検出されなければ前記判定点数を減点する演算手段と、
を更に備え、
前記判定手段は、前記判定点数に基づいて、前記ロープに破断部が存在するか否かを判定する請求項１から請求項２０の何れか一項に記載の破断検知装置。
【請求項２２】
前記センサからの出力信号は、前記ロープが巻き掛けられた駆動綱車を有する巻上機からのトルク信号、前記かごの負荷を検出する秤装置からの秤信号、又は前記巻上機の回転速度に対する指令値と実測値との差分に対応する速度偏差信号である請求項１から請求項２１の何れか一項に記載の破断検知装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明に係る破断検知装置は、エレベーターのロープに振動が発生すると、出力信号が変動するセンサと、センサの出力信号から、特定の周波数帯域の振動成分を抽出する第１抽出手段と、判定信号を抽出する第２抽出手段と、第２抽出手段によって抽出された判定信号に基づいて、センサの出力信号に異常な変動が発生したことを検出する検出手段と、異常な変動が発生したことが検出手段によって検出されると、その変動が発生した時のエレベーターのかごの位置に基づいて、ロープに破断部が存在するか否かを判定する判定手段と、を備える。第２抽出手段は、かごの加速時の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分、又は、かごの減速時の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を、第１抽出手段によって抽出された振動成分から減衰させることにより、判定信号を抽出する。
この発明に係る破断検知装置は、エレベーターのロープに振動が発生すると、出力信号が変動するセンサと、センサの出力信号から、特定の周波数帯域の振動成分を抽出する第１抽出手段と、判定信号を抽出する第２抽出手段と、第２抽出手段によって抽出された判定信号に基づいて、センサの出力信号に異常な変動が発生したことを検出する検出手段と、異常な変動が発生したことが検出手段によって検出されると、その変動が発生した時のエレベーターのかごの位置に基づいて、ロープに破断部が存在するか否かを判定する判定手段と、を備える。第２抽出手段は、かごの加速時の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分とかごの減速時の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分とのうちの大きい方を、第１抽出手段によって抽出された振動成分から減衰させることにより、判定信号を抽出する。
この発明に係る破断検知装置は、エレベーターのロープに振動が発生すると、出力信号が変動するセンサと、センサの出力信号から、特定の周波数帯域の振動成分を抽出する第１抽出手段と、判定信号を抽出する第２抽出手段と、第２抽出手段によって抽出された判定信号に基づいて、センサの出力信号に異常な変動が発生したことを検出する検出手段と、異常な変動が発生したことが検出手段によって検出されると、その変動が発生した時のエレベーターのかごの位置に基づいて、ロープに破断部が存在するか否かを判定する判定手段と、を備える。第２抽出手段は、かごが加速している時は、第１抽出手段によって抽出された振動成分から、かごの加速時の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させ、判定信号を抽出する。第２抽出手段は、かごが減速している時は、第１抽出手段によって抽出された振動成分から、かごの減速時の速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させ、判定信号を抽出する。
この発明に係る破断検知装置は、エレベーターのロープに振動が発生すると、出力信号が変動するセンサと、センサの出力信号から、特定の周波数帯域の振動成分を抽出する第１抽出手段と、第１抽出手段によって抽出された振動成分から、エレベーターのかごの速度に依存する定常振動成分及び漸増振動成分を減衰させ、判定信号を抽出する第２抽出手段と、第２抽出手段によって抽出された判定信号に基づいて、センサの出力信号に異常な変動が発生したことを検出する検出手段と、異常な変動が発生したことが検出手段によって検出されると、その変動が発生した時のかごの位置に基づいて、ロープに破断部が存在するか否かを判定する判定手段と、を備える。第１抽出手段は、センサの出力信号が入力されるハイパスフィルタを備える。第２抽出手段は、カットオフ周波数が可変であるローパスフィルタを備える。ロープは、巻上機の駆動綱車に巻き掛けられる。ローパスフィルタのカットオフ周波数は、巻上機のトルク脈動の周波数より低くなるように制御される。ローパスフィルタは、ハイパスフィルタの出力信号が入力され、判定信号を出力する。
【国際調査報告】
2020217325.tif 000049
2020217325.tif 000050
2020217325.tif 000051
2020217325.tif 000052