JP2009143678A - エレベーターのロープ検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
樹脂被覆ロープにおいて、外層被覆の損傷の検出，素線切れを確実に検出し、早期にロープ損傷状態を把握する。
【解決手段】
金属素線を撚り合わせたストランドがさらに撚り合わされてシェンケル８〜１９とされ、シェンケルが被覆樹脂内に複数所定間隔で配置されたロープを検査するエレベーターのロープ検査装置において、複数のストランド又はシェンケル８〜１９のうち、隣接間の電気的導通の有無を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレベーターのロープ検査装置に関し、特に、樹脂被覆されたロープの損傷を検査するものに好適である。

エレベーターに使用されているワイヤーロープは、疲労や摩耗により、構成要素の鋼線が万が一には順次破断する恐れがある。破断箇所は経年的に増加する可能性があり、破断箇所が所定数を超えると、ワイヤーロープは寿命に至ったと判断されて交換が行われる。そのため、定期的な検査により、鋼線の破断箇所を目視や計測器で確認し、ワイヤーロープが安全に使用できるか否かを評価している。

エレベーターにおいては、近年、巻上げ機の小型化やシーブの小径化などのために、ロープには柔軟性に優れる樹脂で覆われた樹脂被覆ロープが採用され始めている。樹脂被覆ロープが寿命に至る原因は、シーブを通過する際の曲げ延ばしに起因する疲労や素線同士の相対すべりによるフレッティング摩耗，シーブの溝壁面との接触に起因するロープ外層樹脂の摩耗などが挙げられる。樹脂被覆ロープの寿命診断をするにあたり、素線またはストランドの断線を目視確認だけでは不十分と考えられる。

そこで、樹脂で覆われたストランドやシェンケルが所定間隔で配置された構造のロープの寿命診断として、樹脂被覆ロープのストランド両端間に定電流源を接続して電流を流し電気抵抗を測定してロープの素線切れの有無を検査するものが知られ、例えば特許文献１に記載されている。また、被覆内の外周に導電体を配置し、この導電体とシーブ表面が導通することを検出してロープ外層樹脂の損傷状態を判断するものが、例えば特許文献２に記載されている。

特表２００２−５４０４１９号公報 ＷＯ０２／０１２１０８公報

上記従来技術では、素線切れが発生しても切断面同士が接触していれば電気抵抗の変化は小さく、素線の切れた状態によって検出結果が変動して高精度な計測が難しい。したがって、ロープ素線切れ数がある程度発生してからでなければ損傷状態を検出できない可能性がある。また、複数本あるストランド毎に計測する必要があり装置が複雑になる。上記第２従来技術では、外層被覆の損傷しか検出ができない。

本発明の目的は、樹脂で覆われたストランドやシェンケルが所定間隔で配置された構造のロープであっても、外層被覆の損傷の検出、および樹脂被覆ロープの素線切れに至る前の現象、を簡単な装置構成で確実に検出し、早期にロープ損傷状態を把握することにある。

上記目的を達成するために本発明は、金属素線を撚り合わせたストランドがさらに撚り合わされてシェンケルとされ、該シェンケルが被覆樹脂内に複数所定間隔で配置されたロープを検査するエレベーターのロープ検査装置において、複数の前記ストランド又はシェンケルのうち、隣接間の電気的導通の有無を検出する。

本発明によれば、複数のストランド又はシェンケルのうち、隣接間の電気的導通の有無を検出するので、素線切れを簡単な装置構成で検出可能とし、早期にロープ損傷状態を把握できる。

ロープは一般に、金属の素線を撚り合わせてなるストランドを、さらに撚り合わせてロープを形成している。あるいは、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。

図１に、ロープ検査装置の構成を示す。本ロープ検査装置は、複数のシェンケル８，１１，１２，１６，１７，１８，１９を備え、外層を樹脂９で被覆されたロープ２を対象にしている。また、検査装置は、ロープ２の損傷状態を所定時間毎に把握するためにロープ２に常設する。

ロープ２は、かごやカウンタウェイとの負荷による張力を受けながらシーブ１を通過する度に屈曲を繰り返す。長期に渡り使用を継続していくと、樹脂と素線との間でわずかな速度ずれが発生し、両者間の摩擦によって樹脂側が徐々に摩耗する恐れがある。その結果、樹脂によって覆われて独立していたシェンケルは、樹脂内で移動可能となり、万が一には、シェンケル同士が接触する可能性がある。この状態でロープが曲げられると、シェンケル同士が接触している部位では圧力が高くなり、摩耗が進展し素線切れに発展することもあり得る。そこで、破断に至る前のシェンケル同士の接触を検出することでロープ寿命になる予兆を把握することが望まれる。

ロープ内にある複数のシェンケル８，１１，１２，１７，１８，１９のうち、隣接するシェンケル間の電気的導通の有無を検出するために導通検出器３を備える。導通検出器３には隣接しないシェンケル８，１２，１８同士、およびシェンケル１１，１７，１９同士をそれぞれ電気的に接続して入力される。そして、導通検出器３の出力結果に基づいてロープが寿命に達したかを診断する診断器４と、寿命と判断した場合に警告を促すための警報器５が監視センタに設けられている。診断器４からの診断結果は、図示されていない通信手段で監視センタに送信される。

図２は、ロープ検査装置の対象となるロープの断面図を示す。ロープ２は、金属の素線１３を撚り合わせて形成されるストランド１５を、さらに撚り合わせてシェンケル１２を形成し、それをさらに撚り合わせてロープ２を形成している。ロープ２の中心に芯シェンケル１６を配置し、その廻りにシェンケル８，１１，１２，１７，１８，１９をロープ周方向にほぼ等間隔で複数配置する。芯シェンケル１６とシェンケル８，１１，１２，１７，１８，１９の間には、例えばポリウレタンからなる内層樹脂１０が設けられる。

さらにシェンケル８，１１，１２，１７，１８，１９の周りには例えばポリウレタンからなる外層樹脂９が設けられている。よって、各シェンケルは個々に樹脂に覆われて保護されている。シェンケル８，１１，１２，１７，１８，１９のうち隣接しないシェンケル１１，１７，１９を奇数シェンケル７、残りの隣接しないシェンケル８，１２，１８を偶数シェンケル６と呼ぶ。

図３はロープ検査装置の導通検出器の検出回路を示す。奇数シェンケル７は抵抗器Ｒ４を介して接地する。偶数シェンケル６は、抵抗器Ｒ１を介して＋５Ｖの電源に接続されている。また、奇数シェンケル７には、抵抗器Ｒ３を介してトランジスタＱ１のベース端子が接続されている。そして、トランジスタＱ１のコレクタ端子は抵抗器Ｒ２を介して＋５Ｖ電源、エミッタ端子は接地端子に接続されている。ここで、トランジスタＱ１のコレクタ端子とエミッタ端子間の電圧Ｖａの変化を監視して、隣接するシェンケル同士の接触の有無を検出する。

図４は、ロープと導通検出器の接続方法を示す。ロープ端部は、一般的にはロープソケット２３、およびシンブルロット２２，弾性部材２０を介してロープ端支持部材２１にそれぞれ連結されている。２４はロープクリップである。ここで、ロープ２５と導通検出器の接続は、ロープソケット２３にて折り返しロープクリップ２４で結束された後のロープ端部の樹脂を剥がしてそれぞれ奇数シェンケル７（１１，１７，１９），偶数シェンケル６（８，１２，１８）を別々に束ねて例えば図示されない圧着端子で延長ケーブル４３，４４に接続し導通検出器へ接続される。圧着部で奇数シェンケルと偶数シェンケルが接触しないように樹脂を剥がした後に、例えば、シェンケルの側面を絶縁するなどの処置をとる。

次に、図５に示すように、ロープ２の隣接するシェンケル８とシェンケル１９がロープ内部で接触した場合についての動作を説明する。

図３において、シェンケル同士が接触していない場合は、トランジスタＱ１のベース端子には、電流が流れないのでトランジスタＱ１のコレクタ端子側からエミッタ端子側には電流は流れず、コレクタ・エミッタ間電圧Ｖａは約５Ｖである。これに対して、シェンケル８，１９同士が接触した場合（破線２６が接続された場合）には、トランジスタＱ１のベース端子には、電流２７が流れトランジスタＱ１が動作しコレクタ端子側からエミッタ端子側に電流２８が流れ、コレクタ・エミッタ間電圧Ｖａはほぼ０Ｖになる。よって、コレクタ・エミッタ間電圧Ｖａの変化を検出することでシェンケル同士の接触を検出できる。他の奇数シェンケルと偶数シェンケルが接触しても同様に動作する。また、本検出回路では接地端子を設けてこれを基準電圧にした電圧を出力できるのでエレベーターの制御基盤などに取り込むことが可能になり、この出力電圧値を通信手段で監視センタに送ることが容易となる。

図６は、外層を樹脂で覆われた平型のロープの断面図を示す。素線を撚り合わせた複数のストランド（あるいはストランドをさらに撚り合わせたシェンケルとしても良い）３６〜４０が、樹脂４１に覆われて横方向に間隔を隔てて並んだ構造である。このような平型樹脂ロープ３４においても隣接するストランド（シェンケル）同士の接触状態の変化を導通検出器４２で検出すれば、ロープ構成要素の不均衡な状態を検知できロープ交換時期を把握できる。

次に、シェンケル同士の接触の検出に加え、ロープ外層被覆の摩耗も同時に検出して、ロープ寿命を把握するロープ点検装置について説明する。

図７はロープ点検装置であり、これまで述べてきたシェンケル間同士の接触検出との相違点は、ロープを巻き掛けるシーブとロープ内に配置されたシェンケルとの導通状態を検出することにある。導通状態を把握する必要がある組み合わせは、奇数シェンケルと偶数シェンケル、奇数シェンケルとシーブ、偶数シェンケルとシーブの３つとなる。

図８は、導通検出回路であり、シーブは抵抗器Ｒ４を介して接地する。奇数シェンケルは、抵抗器Ｒ５を介して＋１０Ｖ電源に接続する。偶数シェンケルは抵抗器Ｒ１を介して＋５Ｖ電源ラインに接続する。そして、偶数シェンケルとシーブ１の導通状態を検出するための回路は、前述したシェンケル間同士の導通検出器で用いた検出回路を適用する。一方、＋１０Ｖ電源と接地間にはトランジスタＱ２，Ｑ３，Ｑ４を配置する。トランジスタＱ３，Ｑ４では、カレントミラー回路を構成しており、Ｑ３に流れる電流を複製してＱ４へ流す構成として電圧Ｖｂの電圧レベルが０〜５Ｖの範囲で変化するようにする。そして、トランジスタＱ１，Ｑ４のコレクタ・エミッタ間電圧Ｖａ，Ｖｂの変化を監視することで隣接するシェンケル同士の接触の有無とシェンケルとシーブの接触の有無を検出する。シェンケル、ならびにシーブが接触していない場合には、トランジスタＱ１〜Ｑ４には電流が流れず電圧Ｖａ，Ｖｂは約５Ｖを示す。

シェンケル１９（奇数シェンケル７）がシーブ１と接触した場合（一点鎖線２９が接続された場合）には、トランジスタＱ２が動作し、コレクタ・エミッタ間に電流３１が流れる。これに伴いトランジスタＱ３，Ｑ４も動作し、電流３２，３３が流れる。よって、トランジスタＱ４の電圧Ｖｂは、約５Ｖから約０Ｖに変化する。さらに、トランジスタＱ１も動作し、電流２８が流れ電圧Ｖａは約５Ｖから約０Ｖに変化する。

シェンケル１８（偶数シェンケル６）とシェンケル１９（奇数シェンケル７）が接触した場合（破線４３が接続された場合）は、トランジスタＱ２，Ｑ３，Ｑ４が動作し電圧Ｖｂは約５Ｖから約０Ｖに変化するが、トランジスタＱ１は動作しないので電圧Ｖａは約０Ｖのままになる。シェンケル１８（偶数シェンケル６）とシーブ１４が接触した場合は、トランジスタＱ１のみ動作し電圧Ｖａは０Ｖから＋５Ｖに変化し、電圧Ｖｂは５Ｖのままとなる。

以上のような導通検出回路により、電圧Ｖａ，Ｖｂの電圧変化を監視することで３組の導通状態を検出することができる。検出された電圧値あるいはその情報は、随時、通信手段により監視センタに送られロープが寿命であるかを診断器で診断し、ロープ寿命（交換時期）と判断された場合は、警報器で警告を促す。

また、ロープの芯シェンケル１６をシーブと電気的に導通させた構成にすれば、側シェンケルと芯シェンケルとの接触も検出できる。芯シェンケル１６が、側シェンケルより先にシーブ１に接触することはないので、芯シェンケル１６とシーブとの導通を検出する必要はない。

導通検出器は、常時ロープに接続せず、定期点検時にのみ接続して検査を行っても良い。さらに、ロープ検査装置は、製作したロープの受け入れ検査装置として用いることも良く、ロープ初期不良品の選別が容易に可能となる。

本発明によるロープ検査装置の一実施の形態を示す装置構成図。 本発明によるロープ検査装置の一実施の形態のロープ断面図。 本発明によるロープ検査装置の一実施の形態の導通検出回路。 一実施の形態によるロープ端部接続構成図。 一実施の形態によるロープ損傷状態を説明する図。 他の実施の形態を示すロープ断面図。 他の実施の形態を示す装置構成図。 他の実施の形態を示す導通検出回路。

符号の説明

１ シーブ
２ 樹脂ロープ
３ 導通検出器
４ 診断器
５ 警報器
８，１１，１２，１７，１８，１９ シェンケル
９ 外層被覆樹脂
１６ 芯シェンケル
３４ 平型樹脂ロープ
Ｑ１〜Ｑ４ トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ７ 抵抗器

Claims (5)

1. 金属素線を撚り合わせたストランドがさらに撚り合わされてシェンケルとされ、該シェンケルが被覆樹脂内に複数所定間隔で配置されたロープを検査するエレベーターのロープ検査装置において、
   複数の前記ストランド又はシェンケルのうち、隣接間の電気的導通の有無を検出することを特徴とするエレベーターのロープ検査装置。
2. 請求項１に記載のものにおいて、前記シェンケルは前記ロープの周方向に順に配置され、奇数及び偶数番目毎に取り纏められて接続されたことを特徴とするエレベーターのロープ検査装置。
3. 請求項１に記載のものにおいて、前記シェンケルは順に配置され、前記ロープの端部で奇数及び偶数番目毎に束ねられていることを特徴とするエレベーターのロープ検査装置。
4. 請求項１に記載のものにおいて、前記ロープを巻き掛けるシーブを備え、前記隣接間の電気的導通の有無に代えて前記シーブと前記シェンケルとの導通状態を検出することを特徴とするエレベーターのロープ検査装置。
5. 請求項１に記載のものにおいて、検出された結果に基づく情報を監視センタに送信し、該監視センタで前記ロープ寿命を診断することを特徴とするエレベーターのロープ検査装置。

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