JPH1059650A - エレベータの乗りかご廻り機器の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、エレベータ走行異常発生
時、ガイドシュー或いはガイドレールの判定、発生原因
及び位置の特定を自動的に行えるエレベータの乗りかご
廻り機器の異常検出装置を提供することにある。 【解決手段】 ガイドシュー付近に設置した振動センサ
３と、乗りかごの上又は下の振動センサ３側に設置した
音センサ４と、各正常値及び各異常特定のための各異常
特徴値を記憶する記憶手段１８とを有し、振動センサ３
からの振動信号と音センサ４からの音信号とに同時に持
たれる同一周波数成分が存在するかの相互相関処理及び
その変化の判定と、暗騒音からの大きい影響を除く処理
とにより、ガイドシューとガイドレールとの部分に異常
有無の判定を行い、各異常周波数帯で振動波形の連続性
の判定及び各異常振動特徴周波数による特定によってガ
イドシュー異常かガイドレール異常かの判定、何の原因
及び異常位置の特定を行う異常判定手段とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エレベータの乗り
かご廻り機器の異常検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エレベータを構成する機器に何らかの異
常が発生したとき、負荷電流が増大したり、運行動作が
円滑にいかなくなったり、つまり機械的な異常振動また
その振動による異常音が発生したりする。そのうち、各
機器の運行動作が不円滑となった場合に異常発生源部位
に直接触れる或いはある機器、部品を通して間接的に触
れると、振動の異常感が敏感であるため、振動による機
械的な異常の検出方法がエレベータの異常検出方法の有
力な一つであり、また異常発生源部位を離れると物体よ
り伝搬される振動の測り方ができなくなるため、音によ
る機械異常検出方法がエレベータの異常検出方法の有力
なもう一つとして従来から活用されてきた。そして、主
なる乗りかご廻り機器である所のガイドシュー及びガイ
ドレールに対し、この方法の典型としては、一つは、異
常検出保守を担当する技術者が乗りかご内に乗り込み、
エレベータを運転し、そのときに乗りかごの異常振動或
いは周辺の異常音が発生しているかどうかを、身体で直
接感じ取ったり聞き取ったりする。振動の間隔、音源の
方位や音色などにより乗りかご廻り機器の何れが異常発
生しているかの判定を行っていた。もう一つは、人の代
わりに振動センサ或いは音センサを持つ測定装置を乗り
かご内に置き、エレベータ走行時、その測定装置の出力
により乗りかご異常振動、周辺の異常音を検出し判定す
る。また、乗りかご上に乗って乗りかご廻り機器の箇所
を振動或いは音の測定装置で直接測定するような場合も
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の検出方
法では、技術者が担当する場合に振動検出に対しては担
当者の感覚や経験などに依存し、音検出に対しては測定
対象物以外の音である暗騒音や壁に当たって返ってくる
反射音などが存在するため担当者の高度な聴覚や経験な
どが必要であり、誰でもが正確に乗りかご廻り機器の異
常の有無の判定、異常を発生している機器がどれである
かを特定することはできなかった。

【０００４】また、従来のセンサを持つ測定装置を利用
する場合、乗りかごの振動センサで感知される異常振動
は乗りかご自体から出てきたものであるか、乗りかご以
外の機器（廻り機器も含む）に伝搬されるものであるか
を弁別することが難しい。また暗騒音や反射音が存在す
るため、捉えた音の中にその異常音の成分を弁別するこ
とが難しい。それらのため乗りかごにおいても振動だけ
又は音だけの手段により乗りかご廻り機器異常の有無判
定、及び異常を発生している機器の特定はできない。

【０００５】本発明の第１目的は、エレベータ運行中、
乗りかご廻り機器異常有無の判定処理およびその異常が
発生する際の異常の特定処理を行えるエレベータのかご
廻り機器の異常検出装置を提供することにある。

【０００６】本発明の第２目的は、乗りかごにおける異
常が発生する場合、乗りかご廻り機器異常有無を正確に
判定できる判定手段を提供することにある。

【０００７】本発明の第３目的は乗りかご廻り機器異常
を判定した後、何れの機器であるかを判定できるととも
に、異常原因を特定できる手段を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１目的は、ガイドレー
ルにガイドシューを介して案内され昇降路内を昇降する
乗りかごと、前記乗りかご及び乗りかごと釣り合うカウ
ンターウェイトを昇降させるための巻上機と、前記乗り
かごの運転を制御する運転制御盤とを有するエレベータ
において、前記乗りかごのガイドシュー付近に取り付け
た振動センサと、前記乗りかごの上又は下に取り付けた
音センサと、前記各センサからの信号と、前記運転制御
盤からの信号と、前記各センサから信号が異常であるか
どうかを判定するための各正常値と、各異常特定のため
の各異常特徴値とが記憶されている記憶手段とを有し、
前記振動センサからの振動信号と前記音センサからの音
信号とに、同一時刻において同一周波数成分が存在する
のかを処理する相互相関処理と、各異常周波数帯での振
動波形の連続性判定処理と、前記運転制御盤からの乗り
かご走行位置信号と、前記各走行正常値及び各異常特徴
値との比較状況に基づいて、前記乗りかごガイドシュー
とガイドレールである廻り機器の異常の有無と、その異
常が発生した機器との少なくともいずれかを判定する異
常判定手段とを備えた構成とすることにより達成するこ
とができる。

【０００９】第２目的は、前記異常判定手段は、乗りか
ごの走行の異常が発生する場合に前記振動センサからの
信号と音センサからの信号との相互相関処理を行うとと
もに、前記相互相関処理し得た周波数分布と前記記憶手
段で記憶してある正常時の相互相関の周波数分布との変
化に基づいて、前記振動信号からの周波数成分の中に同
一の成分をもつことにより、前記乗りかご廻り機器の異
常の有無を判定する特徴を備えた手段とすることにより
達成することができる。

【００１０】第３目的は、前記異常判定手段は、前記乗
りかご廻り機器が異常を起こした場合の前記相互相関変
化の中の前記振動信号がもっている各周波数帯に基づい
て、時間的な増幅の連続性の分析、及び前記記憶手段で
記憶してある前記乗りかご廻り機器の異常における振動
特徴周波数の特定により、前記乗りかご廻り機器の異常
を発生した機器が何れの機器であるかを判定し、何の原
因であるかを特定する特徴を備えた手段とすることによ
り達成することができる。

【００１１】上記の構成であるから、ガイドレールにガ
イドシューを介して案内され走行する乗りかごの異常が
発生するとき、ガイドシュー近傍に取り付けている振動
センサと乗りかご上又は下（振動センサ側）音センサか
らの信号の相互相関処理を行い、正常値よりクロスパワ
ースペクトルのある周波数帯レベルが増加したりクロス
パワースペクトルの新周波数が増えていることを検出し
た場合、その周波数（周波数帯）がガイドシュー振動に
含まれれば捉えた音の異常源がガイドシューとガイドレ
ールの間に発生した振動の異常源と一致したことによ
り、エレベータの巻上機や塔内機器やピット内機器の異
常発生の可能性を排除してガイドシューとガイドレール
である乗りかご廻り機器の何れかに異常があると判定
し、さらに前記相互相関変化の中の前記振動信号がもっ
ている各周波数帯に基づいて、時間的な増幅の連続変化
がしているかによりガイドシューの異常或いはガイドレ
ールの異常であると判定し、記憶手段で記憶してある各
異常の振動特徴周波数を利用してガイドシューの異常或
いはガイドレールの異常を特定するようにした、すなわ
ち、まずかご廻りの機器の異常の有無を判定し、次に異
常を起こした機器がどれであるか、その異常の原因が何
であるかを絞り込むようにしたので、かご廻りの機器の
異常の有無判定および異常を発生している機器、原因の
特定を正確に行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１〜図６により説明する。

【００１３】図１はエレベータの異常検出時における概
略説明図である。１は乗りかご、２は乗りかご１の上部
と下部の左右の４ヶ所にそれぞれに取り付けられたガイ
ドシュー、３は乗りかご１の振動を把握するために一つ
ガイドシュー２に取り付けた振動感知用の圧電式加速度
の振動センサ、４は乗りかご１の上または下に取り付け
た走行音収集用マイクなどからなる音センサ（以下、マ
イクと称す）、５は乗りかご１が昇降を案内する一対の
ガイドレール、６は乗りかご１の吊り上げの主ロープ、
７は乗りかご１と主ロープ６を介して連結されたカウン
ターウェイト、８は乗りかご１を昇降させる巻上機、９
はエレベータ昇降路、１０はエレベータ昇降路のピッ
ト、１１はエレベータの機械室、１２はエレベータ機械
室１１内の運転制御盤、１３は乗りかご１の上に固定さ
れた各階床信号をとるためのポジテクター、１４はガイ
ドレールの各階床に対応するところに固定されたポジテ
クター１３を遮蔽するための遮蔽板、１５は巻上機８と
連動して回転するロータリエンコーダである。

【００１４】図２は異常検出装置の機能ブロック図であ
る。１６は後述する機能を有する処理装置であり、異常
検出及びその異常の特定を行う中央処理手段１７、異常
検出及びその異常特定の処理の過程中で各判定値及び判
定時の各条件値を事前及びリアルタイムで記憶する記憶
手段１８、及びエレベータ運行時にガイドシュー２の振
動センサ３の振動と乗りかご１上又は下の振動センサ３
の側にあるマイク４の音及び機械室１１内の運転制御盤
１２から収集される乗りかご１の運行位置などの信号を
収集するための処理機能を備える。

【００１５】図３はエレベータ運行時にガイドシュー２
の振動センサ３の振動と乗りかご１の上又は下の振動セ
ンサ３の側にあるマイク４の音と機械室１１内の運転制
御盤１２からの乗りかご１の運行位置などが時間に従う
変化を示す説明図である。すなわち、経過時間Ｔで図３
の（ａ）は振動センサ３で捉えた振動波形、図３の
（ｂ）はマイク４で捉えた音波形、図３の（ｃ）は乗り
かご１階床毎を示すポジテクター１３の信号、図３の
（ｄ）は乗りかご１走行の高さを計算するためのロータ
リエンコーダ１５のパルスである。

【００１６】図４は、異常発生時の振動センサ３からの
振動信号とマイク４からの音信号と相互相関処理を示す
図である。すなわち、ｔ時刻で図４の（ａ）は振動セン
サ３からの信号周波数分布処理を行った振動スペクトル
ｆｔであり、図４の（ｂ）はマイク４からの信号周波数
分布処理を行った音スペクトルｇｔであり、図４の
（ｃ）は振動スペクトルｆｔと音スペクトルｇｔとをか
け算処理した後周波数に従う相互相関のクロスパワース
ペクトルｈｔを得、クロスパワースペクトルｈｔにピー
ク周波数Ｍ、Ｎ、Ｌとする周波数帯があるが、振動スペ
クトルｆｔによると、ピーク周波数Ｌとする周波数帯の
主な成分は振動スペクトルｆｔに殆ど存在しないで音ス
ペクトルｇｔにその成分が多いので、実際の相互相関の
周波数帯はピーク周波数Ｍ、Ｎとする周波数帯である。

【００１７】図５は異常発生時振動センサ３からの振動
信号とマイク４からの音信号と相互相関処理の後にその
相互相関性がどのぐらいに変化するかの比較方式を示す
図である。図５のようにＸとするレベル差を用いてレベ
ルで正常と比較する相互相関性の比較方式である。その
中にＸは正常と異常の時にピーク周波数Ｍ、Ｎである周
波数帯が変わらないで正常時のｕ１、ｖ１とするスペク
トルと異常時のｕ２、ｖ２とするスペクトルとのレベル
差である。図５のようにＹとする周波数差を用いて新し
い周波数にスペクトルが増えることによって正常と比較
する相互相関性の比較方式である。その中にＹは異常時
にピーク周波数Ｌである周波数帯にＷ２とするスペクト
ルがあり、そのスペクトルＷ２と正常時におけるピーク
周波数Ｍ、ＮであるスペクトルＵ１、Ｖ１との周波数差
である。

【００１８】一方、ガイドシュー２、ガイドレール５の
異常現象としては次のようなものがある。

【００１９】エレベータ運行時、乗りかご１がガイドレ
ール５に沿って昇降路９内に昇降する。乗りかご１のガ
イドシュー２が介されるガイドレール５に潤滑油を入れ
て摺動する。エレベータ運行コンディション状態により
日常運行と伴い、ガイドシュー２には例えば摩耗や汚れ
などの不具合が出てきて異常が発生し、ガイドレール５
には例えば油切れや継目段差や汚れなどのために具合が
変わってきて異常が発生する。ガイドシュー２の異常が
前記の摺動により振動するとともに摺動音も発生し、そ
して乗りかご１に伝わって乗りかご１が振動する。ガイ
ドレール５の異常が前記の摺動によりガイドシューに振
動をさせるとともに摺動音も発生し、そして乗りかご１
に伝わって乗りかご１が振動する。

【００２０】図６は前述した乗りかご１廻りの異常の判
定とその発生部位、原因の特定を処理装置１６で行う流
れを示す。ステップＳ１は乗りかご１の走行開始と同時
にガイドシュー２の振動センサ３と乗りかご１の上或い
は下振動センサ３側のマイク４からの信号を収集し始め
ることにする。ステップＳ２で乗りかご１走行位置を一
定の時間帯で順次記憶させ、その時間帯の振動センサ３
の振動と音マイク４の音を相互相関処理し（図４を参
照）、その結果、図４の（ｃ）のようにスペクトルｈｔ
に表されたピーク周波数Ｍ、Ｎ、Ｌである周波数帯を、
ステップＳ３で記憶手段１８である記憶装置においてあ
る前記振動と音との相互相関の正常値（図５を参照）と
比較し、ステップＳ４でその振動と音との相互相関性は
図５のように、スペクトルＵ２、Ｖ２がスペクトルＵ
１、Ｖ１よりレベル差Ｘが大きく変わったこと或いは新
しくスペクトルＷ２が増えたことによってエレベータ異
常変化が発生していることを判定する。それと同時に前
述のようにスペクトルＵ２、Ｖ２、Ｗ２が持つ周波数帯
を相互相関変化中の変化特徴として記憶させる。エレベ
ータ異常発生が判定した後、ステップＳ５で同一時刻で
の振動センサ３からの振動スペクトルｆｔに前記記憶さ
せてある相互相関変化中の変化特徴である周波数帯がど
のぐらいに含まれているかを確認する。つまり、図４の
（ａ）のスペクトルｆｔの中に、図５のピーク周波数Ｌ
であるスペクトルＷ２のような周波数成分が殆ど存在し
ていないから、この周波数成分におけるガイドシュー２
近傍の振動センサ３からの振動異常が発生していないこ
とが確認できる。この場合に乗りかご１以外の異常音が
発生していることもある。また、前記スペクトルｆｔの
中に図５のピーク周波数Ｍ、ＮであるスペクトルＷ２、
Ｖ２のような周波数成分が存在していることにより、こ
の周波数成分におけるガイドシュー２近傍の振動センサ
３からの振動異常が発生しており、かつマイク４からの
音の異常発生源とガイドシュー２近傍の振動センサ３か
らの振動の異常発生源と一致したことを判定することに
よって、ステップＳ６で乗りかご１廻り機器であるガイ
ドシュー２とガイドレール５の異常が発生していること
と判定する。それと同時に確認したように含まれていな
いピーク周波数Ｌである周波数帯を前述のエレベータ異
常時の相互相関変化中の変化特徴とする周波数成分中か
ら除き、ピーク周波数Ｍ、Ｎである周波数帯を、乗りか
ご１廻り機器であるガイドシュー２とガイドレール５の
異常時の相互相関特徴周波数として記憶させる。つま
り、最初の相互相関の変化があってその対応の振動スペ
クトルの中に同一周波数が存在しない場合には音の異常
発生源と振動の異常発生源が違って乗りかご１廻り機器
以外の異常が発生していると判定でき、相互相関の変化
を振動の方に確認してその対応の振動スペクトルの中に
同一周波数が存在する場合には音の異常発生源と振動の
異常発生源が同じで乗りかご１廻り機器であるガイドシ
ュー２とガイドレール５のいずれかに異常が発生してい
ると判定できる。

【００２１】さらに、乗りかご１廻り機器の異常におい
てガイドシュー２の異常かガイドレール５の異常かを判
別するためにステップＳ７で前述のステップＳ５の相互
相関特徴周波数帯毎において時間的な振動振幅連続性の
分析を行う。前述の相互相関特徴周波数帯で振動振幅の
増幅変化が連続的に発生する場合にステップＳ８のよう
にガイドシュー２の異常と判定し、その相互相関特徴周
波数帯はガイドシュー２の異常振動周波数成分である。
一方、前述の相互相関特徴周波数帯で振動振幅の増幅変
化が部分的に発生する場合にステップＳ９のようにガイ
ドレール５の異常と判定すると共に、ガイドレール５の
記憶された異常位置は図３の（ｃ）と（ｄ）のように階
床数の上にロータリエンコーダ累積加算値を加算した後
に示され、且つその相互相関特徴周波数帯はガイドレー
ル５の異常振動周波数成分であることが判る。

【００２２】さらに、ステップＳ１０、ステップＳ１１
でガイドシュー２の異常発生原因、ガイドレール５の異
常発生原因の特定処理を行う。つまり、記憶手段１８で
ある記憶装置においてあるガイドシュー２とガイドレー
ル５の各異常原因の振動特徴周波数の中に、前述に判っ
たガイドシュー２の異常振動周波数或いはガイドレール
５の異常振動周波数の何れであるかを判定し、その異常
原因のいずれかを特定できる。

【００２３】複数相互相関特徴周波数帯がある場合には
ステップＳ７〜Ｓ１１を繰り返し行う。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、乗りか
ご走行におけるエレベータの異常の有無判定から乗りか
ご廻り機器の異常の有無判定、及び異常発生した乗りか
ご廻り機器はどれであるか、何が原因かの特定を自動的
に正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すエレベータ異常検出
時における概略説明図である。

【図２】本発明の一実施形態を示す異常検出装置の機能
ブロック図である。

【図３】乗りかご運行時、ガイドシュー振動センサ波形
と、乗りかご上または下のマイクの音波形と、乗りかご
の階床位置のポジテクター信号と、巻上機に付けたロー
タリエンコーダのパルスとの走行時の時間に従う連続変
化波形を示す説明図である。

【図４】乗りかご異常が発生したある時刻で乗りかごの
ガイドシューの振動と乗りかご上又は下の振動センサ側
の音を周波数で相互相関処理するときの波形図である。

【図５】乗りかごの廻りに異常が発生しているかを判定
する時振動と音との相互相関が変化しているかを判定す
るための比較方式を示す説明図である。

【図６】乗りかご廻り機器の異常、発生部位、原因の判
定を行う流れを示す流れ図である。

【符号の説明】

１ 乗りかご ２ ガイドシュー ３ ガイドシューの振動センサ ４ 乗りかご上又は下の音センサ ５ かご側のガイドレール ６ 主ロープ ７ カウンターウェイト ８ 巻上機 ９ 昇降路即ち塔内 １０ ピット １１ 機械室 １２ エレベータの運転制御盤（エレベータの運行位
置） １３ ポジテクター １４ 遮蔽板 １５ ロータリエンコーダ １６ マイコンをもつ処理装置 １７ 記憶手段 １８ 異常検出と判定、原因特定の中央処理手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガイドレールにガイドシューを介して案
   内され昇降路内を昇降する乗りかごと、前記乗りかご及
   び乗りかごと釣り合うカウンターウェイトを昇降させる
   ための巻上機と、前記乗りかごの運転を制御する運転制
   御盤とを有するエレベータにおいて、前記乗りかごのガ
   イドシュー付近に取り付けた振動センサと、前記乗りか
   ごの上又は下に取り付けた音センサと、前記各センサか
   らの信号と、前記運転制御盤からの信号と、前記各セン
   サから信号が異常であるかどうかを判定するための各正
   常値と、各異常特定のための各異常特徴値とが記憶され
   ている記憶手段とを有し、前記振動センサからの振動信
   号と前記音センサからの音信号とに、同一時刻において
   同一周波数成分が存在するのかを処理する相互相関処理
   と、各異常周波数帯での振動波形の連続性判定処理と、
   前記運転制御盤からの乗りかご走行位置信号と、前記各
   走行正常値及び各異常特徴値との比較状況に基づいて、
   前記乗りかごガイドシューとガイドレールである廻り機
   器の異常の有無と、その異常が発生した機器との少なく
   ともいずれかを判定する異常判定手段とを備えたことを
   特徴とするエレベータの乗りかご廻り機器の異常検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記異常判定手段は、乗りかごの走行の
   異常が発生する場合に前記振動センサからの信号と音セ
   ンサからの信号との相互相関処理を行うとともに、前記
   相互相関処理し得た周波数分布と前記記憶手段で記憶し
   てある正常時の相互相関の周波数分布との変化に基づい
   て、前記振動信号からの周波数成分の中に同一の成分を
   もつことにより、前記乗りかご廻り機器の異常の有無を
   判定することを特徴とする請求項１記載のエレベータの
   乗りかご廻り機器の異常検出装置。
3. 【請求項３】 前記異常判定手段は、前記乗りかご廻り
   機器が異常を起こした場合の前記相互相関変化の中の前
   記振動信号がもっている各周波数帯に基づいて、時間的
   な増幅の連続性の分析、及び前記記憶手段で記憶してあ
   る前記乗りかご廻り機器の異常における振動特徴周波数
   の特定により、前記乗りかご廻り機器の異常を発生した
   機器が何れの機器であるかを判定し、何の原因であるか
   を特定することを特徴とする請求項１記載のエレベータ
   の乗りかご廻り機器の異常検出装置。