JP2004196449A - エレベータ - Google Patents

Abstract

【課題】実稼動状態のエレベータにおいて、ロープの損傷進行状態を遠隔で連続的に把握し、ロープの交換時期を判定する方法を提供することにある。
【解決手段】ロープと平行に乗りかごの荷重が負荷されないロープ損傷監視用のケーブルを併設し、ロープの損傷を随時監視する。具体的には、別のプーリーに巻きつけてロープと平行に併設したケーブルの送り出し量を測定し、ロープの伸びを連続的に監視する。あるいは、樹脂被覆ワイヤロープにおいては、外層被覆の摩耗による金属素線の露出を併設したケーブルとの導通により監視する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロープの損傷状態監視方法、及びロープ式エレベータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロープ式エレベータは、巻上げ機と、この巻上げ機に取り付けた滑車であるシーブからなる駆動装置とを備えている。そして、シーブに巻き掛けたメインロープ（以後ロープと呼ぶ）の一方に乗りかごの荷重を、シーブを介して他方にカウンターウェイトの荷重を作用させロープ・シーブ間の摩擦により乗りかご、カウンターウェイトを昇降させる機能を有している。
また、駆動装置を制御するための制御装置を備え、そこから乗りかごへ電力供給や通信のためにテールコードと呼ばれるケーブルが設置されている。
【特許文献１】
特開平５-162934号公報
【特許文献２】
特開2001-19298号公報
【特許文献３】
特開2001-302135号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
安全確保のため、ロープの損傷状態、及び寿命は適切に判定されなければならない。従来の鋼製ロープの場合、作業員が目視にて、もしくは磁気探傷装置でロープの損傷部分を探すことにより寿命の判定を実施している。しかしながら、これらの方法で全てのロープの状況をくまなく確認するには多大な時間を要する。また、メンテナンス時のみの寿命判定となるため、利用頻度の高いエレベータでは頻繁にメンテナンスを行わなくてはならない。また、メンテナンス時には、エレベータを停止させる必要があるために長時間顧客に迷惑をかける。さらに、磁気探傷装置が高価であり経済的に負担が大きくなるという課題がある。
【０００４】
ロープが使用に耐えられなくなる前に、ロープの管理者はこれを把握しなければならない。特に、突然のロープ破断、あるいはロープを用いる機械システムの突然の停止を防止するため、ロープの損傷進行状態は、連続的にモニタリングされ、変化する状態を把握する必要がある。このようにメンテナンス時だけではなく、連続的にロープの損傷進行状態を把握することで、消耗品としてのロープを計画的に交換し、機械システムとしての安全性、信頼性を向上させることができる。
【０００５】
樹脂被覆ロープを使用した場合、ロープ式エレベータは、ロープの外層被覆とシーブとの摩擦によるトラクションにより、乗りかごを運行させる。したがって、樹脂被覆ワイヤロープの損傷状態を検出するには、外層被覆の損傷状態も連続的にモニタリングされなくてはならない。
従来のロープの寿命を判定する方法として、破断が起こるまでのロープの曲げ回数のデータと、実際のロープの曲げ回数からそのロープの寿命を判定する方法が特開2001-19298号公報に記載されている。さらに、樹脂被覆ロープを使用した場合、ロープ内に光ファイバーを設置し、屈曲回数に伴う光ファイバーの透過光量の変化からロープの寿命を判定する方法が記載されている。しかしながら、樹脂被覆ワイヤロープの外層被覆は、ロープの屈曲だけでなくシーブとの摩擦係数が高い場合、或いはすべり距離が長い場合は、摩耗などの損傷が多くなる。また、水分や紫外線などにより損傷する。したがって、前記方法では、外層被覆の寿命を判定するのは困難である。
【０００６】
本発明の目的は、安全性、信頼性を著しく向上させたエレベータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、巻上げ機とシーブからなる駆動装置と、前記シーブに巻き掛けたロープの一方に取り付けられた乗りかごと、前記ロープの他方に取り付けられたカウンターウェイトとを備えたエレベータにおいて、前記ロープが素線を複数本撚り合わされたロープであって、このロープの外周を樹脂材料で被覆した樹脂被覆ワイヤロープによる損傷監視用ケーブルとするとともに、この損傷監視用ケーブル専用のプーリーを設置し、この損傷監視用ケーブルに伸びが生じた場合、前記プーリーの送り出し量を測定してロープの伸びを検出する手段を備えたことにより達成される。
【０００８】
また、上記目的は巻上げ機とシーブからなる駆動装置と、前記シーブに巻き掛けたロープの一方に取り付けられた乗りかごと、前記ロープの他方に取り付けられたカウンターウェイトとを備えたエレベータにおいて、前記ロープが素線を複数本撚り合わされたロープであって、このロープの外周を樹脂材料で被覆した樹脂被覆ワイヤロープによる損傷監視用ケーブルとするとともに、この損傷監視用ケーブルをバネにより昇降路に固定し、前記樹脂被覆ワイヤロープ及び前記通常ロープに伸びが生じた場合、前記バネの変位を測定し、ロープ伸びを検出する手段を備えたことにより達成される。前記樹脂被覆ワイヤロープの外層被覆に目印をつけ、併設したケーブルの目印に対するずれから、外層被覆の損傷を検出するようにことにより達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
ところで、ロープは一般に、鋼製の素線を撚り合わせて形成されるストランドを、さらに撚り合わせて形成される。また、ストランドを撚り合わせてシェンケルを形成し、それをさらに撚り合わせてロープを形成している。
【００１０】
これらのロープの芯には麻や樹脂などが使用される。この鋼製のロープは、エレベータを駆動するのに必要な摩擦特性、耐摩耗性、疲労特性などを満たしており信頼性が高い。
【００１１】
また、シーブを駆動する電動機、巻上げ機の小型化に必要なシーブの小径化を実現するために、屈曲性の高いロープが求められている。これを実現するため、素線を複数本撚り合わせてストランドを構成し、前記ストランドを複数本撚り合わせてワイヤロープを構成し、構成されたワイヤロープの外周を樹脂材料で被覆した構成とする樹脂被覆ワイヤロープがある。外周を樹脂材料で被覆することにより、シーブとの摩擦特性が向上する。
【００１２】
しかしながら、ロープは消耗品であるために損傷し、寿命が存在する。
すなわち、ロープの素線については、シーブを通過する際の曲げ延ばしに起因する疲労、素線同士の相対すべりによる摩耗、シーブの溝壁面との接触に起因するロープ外層の素線の摩耗、及び大気との接触による腐食である。また、ロープ全体に関しては、ロープに張力が負荷されたとき、芯に半径方向の圧縮の力が加わることで芯の径が減少し、撚られた素線が伸ばされ、ロープ伸びが発生する。
【００１３】
また、樹脂被覆ワイヤロープについては、素線のほかに被覆樹脂も損傷する。シーブを通過する際の曲げ延ばしによる素線との摩擦、シーブ溝壁面との摩擦による摩耗、水分、紫外線による損傷などが挙げられる。
【００１４】
乗客を運ぶ輸送システムとしてのエレベータは、その安全確保が重要であり、ロープの損傷、寿命は適切に判断されなければならない。また、近年、昇降路内のスペースの有効利用を行うために、カウンターウェイトなどの各機器同士の隙間が小さくなっている。ロープが設計値以上に伸びると、ロープに繋がれた機器が他の機器と接触する可能性があり、ロープ伸びの監視もエレベータの安全確保に関して重要である。
【００１５】
従来の鋼製ロープでは、エレベータを停止させた状態で素線の破断を目視で確認する、もしくは漏洩磁束法などの磁気を使った探傷方法でロープの素線の損傷部分を探すことにより、損傷の監視、寿命の判定を実施している。また、カウンターウェイトなどのロープに繋いだものの位置を目視で確認することで、ロープの伸びを判断している。
【００１６】
また、正常運転時のエレベータ各部リレースイッチの動作回数、及びその動作間隔などをデータベースとし、このデータベースと実際の動作回数及び動作時間を比較して異常を検知する方法がある。
【００１７】
さらに、ある一定期間におけるエレベータの走行時間データからロープの曲げ回数を推定し、あらかじめ設定した判定値と比較して、ロープの寿命を判定する方法がある。
【００１８】
最外層が樹脂で被覆されたロープの寿命を判定する方法としては、ロープ内に光ファイバーを設置し、ロープの屈曲回数に伴う光ファイバーの白化の進行、すなわち透過光量の変化から、ロープの寿命を判定する方法や、外層の樹脂被覆が損傷した場合、ロープ内部に施した導電性材料とシーブとの接触により、電気的にその損傷を検出する方法がある。
【００１９】
これらの損傷検出は、信頼性の乏しいことが分かった。そこで、本発明の発明者らは、損傷の人による目視と自動制御の組み合わせを種々検討した結果、以下のような実施例を得たものである。
【００２０】
本発明の一実施例を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態であるロープ損傷監視用ケーブル１をロープ２と併設したエレベータの斜視図である。
図１において、ロープ式エレベータは、巻上げ機３、シーブ４からなる駆動装置を備えている。シーブ４に巻き掛けたロープ２の一方に乗りかご５の荷重を、シーブ４を介して他方にカウンターウェイト６の荷重を作用させている。ロープ２とシーブ４との間の摩擦により乗りかご５、カウンターウェイト６を昇降させる機能を有している。
【００２１】
併設した損傷監視用ケーブル１には乗りかご５及びカウンターウェイト６の荷重は負荷されないように設置する。併設した損傷監視用ケーブル１の片側はロープ２と同様に乗りかご５に固定されるが、反対側の端は損傷監視の信号送信のために、制御装置７に固定されている。
【００２２】
図２はシーブ部の拡大斜視図である。尚、図１で説明した同一部品の説明は省略する。
図２において、損傷監視用ケーブル１に乗りかご５及びカウンターウェイト６の荷重が負荷されないように設置するために、損傷監視用ケーブル１用のプーリー８を設置する。この場合、ロープが伸びると、損傷監視用ケーブル１はプーリー８から送り出され、損傷監視用ケーブル１に荷重が負荷されることはない。このときの送り出し量をプーリー８の回転角などから検出し、ロープ伸びを監視できる。
ただし、図２は巻上げ機の横にプーリーを設置しているが、図１の制御装置７の付近に設置してもよい。ロープ伸び量は専用回線、または電話回線やインターネットを用いて管理者に連絡される。
【００２３】
図３は損傷監視用ケーブル１の別の設置構造を示す図である。
【００２４】
図３において、損傷監視用ケーブル１はロープソケット９により固定され、ロープソケット９はコイルバネ10によって昇降路へ設置される。仮に損傷監視用ロープ９が伸びた場合、損傷監視用ケーブル１には、荷重が負荷されコイルバネ10が伸びる。このとき、損傷監視用ケーブル１にできるだけ荷重を負荷しないために、コイルバネ10のバネ定数は小さい方がよい。このときのバネ変位を測定しロープ伸びを検出する。ロープ伸び量は専用回線、または電話回線やインターネットを用いて管理者に連絡される。
【００２５】
図４は複数本撚り合わせてストランドを設けた素線の側面図である。
図４において、１、２は損傷監視用ケーブル及びロープであるが、ストランドを複数本撚り合わせてワイヤロープを構成し、このワイヤロープの外周を樹脂材料で被覆したものである。この樹脂被覆ワイヤロープについては、図６で詳細に説明する。
【００２６】
樹脂被覆ワイヤロープ及び損傷監視用ケーブルに目印11をつけておくと、外層被覆が損傷し、外層被覆が素線からすべることにより被覆によりが生じた場合、それぞれの目印にずれが生じ、外層被覆のよれを検出するようにしたものである。
【００２７】
ロープの伸びは、乗客が乗り降りしたときの荷重変動による伸び、長期使用によるロープ素線間の隙間の縮みによる伸び、芯の樹脂の劣化などによる伸びが考えられる。このうち乗客による伸びは、素線の弾性変形によるものが主であり、乗客がいなくなった場合、容易に回復する。
したがって、エレベータで問題となる伸びは、ロープ素線間の隙間の縮みによる伸び、芯の樹脂の劣化などによる伸びである。したがって、ロープ伸びの測定は、乗客がいないときに測定すると精度よく測定できる。
【００２８】
図５は、樹脂被覆ワイヤロープの外層被覆損傷監視システムを示すシーブ部分の拡大斜視図である。
図５において、樹脂被覆ワイヤロープ12に損傷監視用ケーブル１が併設され、それらがシーブ４から離れた位置で損傷検出孔13を通過し接触するようになっている。
図６は、外層被覆損傷を電気的に検出するために、導電性材料を被覆した樹脂被覆ワイヤロープの断面図である。
図６において、素線14を複数撚り合わせてストランド15を構成し、さらにそれを撚り合わせロープが構成されている。そして外層には導電性材料16が被覆され、さらに最外層被覆17として樹脂が被覆されている。
【００２９】
図７は、樹脂被覆ワイヤロープの外層被覆損傷監視システム図である。
図７において、外層被覆は、シーブを通過する際の曲げ延ばしによる素線との摩擦、シーブ溝壁面との摩擦による摩耗、水分、紫外線などにより損傷する。外層被覆に導電性材料からなる被覆を施し、さらに最外層に非導電性の樹脂材料からなる被覆を施した樹脂被覆ワイヤロープは、最外層被覆17が損傷し摩耗すると、導電性材料16が露出する。
このとき電源18に接続された損傷監視用ケーブル1の外層に取り付けた金属箔19との通電により、導通検出器20にて外層被覆の損傷を検出することができる。外層被覆の損傷は専用回線、または電話回線やインターネットを用いて管理者に連絡される。
【００３０】
ロープに併設する損傷監視用ケーブル１内に、乗りかご５への電力供給や通信のための配線を設置することで、テールコードと同様の働きをすることが可能となる。
【００３１】
図８は、テールコード21を設置している従来のエレベータを示図である。
図８において、テールコード21は乗りかご５から制御装置７に接続されており、乗りかご５の昇降とともに移動する。このときのテールコード21の乗りかご５への荷重により、乗りかごには偏荷重がかかる。偏荷重はエレベータの乗り心地を悪化させるために、ウェイトなどによりバランスをとることで、解消している。したがって、テールコード21をなくすことで、偏荷重がなくなり、ウェイトを積み込む必要もなくなる。また、近年、限られた昇降路スペースで、より大型の乗りかごを設置するために、巻上げ機などの小型化が試みられている。図８に示したテールコード21をなくすことで、乗りかごの大型化など昇降路スペースの有効利用が図れる。
【００３２】
図９は外層被覆の損傷を監視するために、つぶれると発色する微粒子22を外層被覆に入れた樹脂被覆ワイヤロープである。外層被覆は、シーブを通過する際の曲げ延ばしによる素線との摩擦、シーブ溝壁面との摩擦による摩耗、水分、紫外線などにより損傷する。このように損傷し、摩耗するとき、同時に外層被覆内の微粒子23が破損し、そこから微量の色付の液体が漏れ、損傷を知らせる。このとき、発色の有無を確認しやすくするため、外層被覆樹脂を透明にしておいてもよい。
【００３３】
本実施例によれば、ロープの損傷進行状況を連続的に把握することができ、ロープ交換の時期を迅速に決定できる。また、メンテナンスのための停止を極力低減でき、2４時間監視、診断することで利用者の利便性が向上する。このため、エレベータの安全性、信頼性を向上させることができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、安全性、信頼性を著しく向上させたエレベータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例である損傷監視用ケーブルを備えたレベータの概略図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例である損傷監視用ケーブル専用のプーリーを設置した損傷監視用ケーブルの概略図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例であるロープソケットとコイルバネを用いた損傷監視用ケーブルの概略図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例である損傷監視用ケーブルとロープの監視手段を説明する概略図である。
【図５】図５は、本発明の一実施例である樹脂被覆ワイヤロープの外層被覆損傷監視システムの概略図である。
【図６】図６は、本発明の一実施例である外層被覆損傷を検出するために導電性材料を使用した樹脂被覆ワイヤロープの断面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施例である樹脂被覆ワイヤロープの外層被覆損傷監視システムの概略図である。
【図８】図８は、従来のエレベータを説明する斜視図である。
【図９】図９は、本発明の一実施例であるつぶれると発色する微粒子を入れた樹脂被覆ワイヤロープの断面概略図である。
【符号の説明】
１…損傷監視用ケーブル、２…ロープ、３…巻上げ機、４…シーブ、５…乗りかご、６…カウンターウェイト、７…制御装置、８…プーリー、９…ロープソケット、１０…コイルバネ、１１…目印、１２…樹脂被覆ワイヤロープ、１３…損傷検出孔、１４…素線、１５…ストランド、１６…導電性材料、１７…最外層被覆、１８…電源、１９…金属箔、２０…導通検出器、２１…テールコード、２２…微粒子。

Claims (3)

1. 巻上げ機とシーブからなる駆動装置と、前記シーブに巻き掛けたロープの一方に取り付けられた乗りかごと、前記ロープの他方に取り付けられたカウンターウェイトとを備えたエレベータにおいて、
   前記ロープが素線を複数本撚り合わされたロープであって、このロープの外周を樹脂材料で被覆した樹脂被覆ワイヤロープによる損傷監視用ケーブルとするとともに、この損傷監視用ケーブル専用のプーリーを設置し、この損傷監視用ケーブルに伸びが生じた場合、前記プーリーの送り出し量を測定してロープの伸びを検出する手段を備えたエレベータ。
2. 巻上げ機とシーブからなる駆動装置と、前記シーブに巻き掛けたロープの一方に取り付けられた乗りかごと、前記ロープの他方に取り付けられたカウンターウェイトとを備えたエレベータにおいて、
   前記ロープが素線を複数本撚り合わされたロープであって、このロープの外周を樹脂材料で被覆した樹脂被覆ワイヤロープによる損傷監視用ケーブルとするとともに、この損傷監視用ケーブルをバネにより昇降路に固定し、前記樹脂被覆ワイヤロープ及び前記通常ロープに伸びが生じた場合、前記バネの変位を測定し、ロープ伸びを検出する手段を備えたエレベータ。
3. 前記樹脂被覆ワイヤロープの外層被覆に目印をつけ、併設したケーブルの目印に対するずれから、外層被覆の損傷を検出するようにした請求項１及び２に記載のエレベータ。

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