JP2013217891A - エレベータのロープテンション測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エレベータの主ロープに作用するテンションを測定する装置において、乗りかごを任意の位置で停止させた状態で主ロープの固有振動数を計測することにより、容易且つ正確にロープテンションを測定する。
【解決手段】本発明に係るロープテンション測定装置は、乗りかごを吊り下げる複数本の主ロープ３のそれぞれに装着されて各主ロープの固有振動数を検出するための振動センサー８と、該振動センサー８の出力信号に基づいて各主ロープのテンションを算出する演算処理回路１０とを具え、該演算処理回路１０は、複数本の主ロープ３に作用するテンションの合計値と、任意の主ロープ３の固有振動数とから、任意の主ロープ３に作用するテンションを算出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、エレベータにおいて乗りかごを昇降駆動する複数本の主ロープに作用するテンションを測定する方法及び装置に関するものである。

エレベータにおいては、図１に示す如く、乗りかご(１)に取り付けられた滑車(４)(５)、カウンターウェイト(２)に取り付けられた滑車(７)、及び駆動モータ(図示省略)に繋がる滑車(６)に対して、複数本の主ロープ(３)が巻き付けられ、これら複数本の主ロープ(３)によって乗りかご(１)とカウンターウェイト(２)が吊り下げられており、前記駆動モータによって滑車(６)を回転駆動することによって、乗りかご(１)が昇降駆動される。

この様なエレベータにおいて、複数本の主ロープ(３)には同じ大きさのテンションが作用することが理想的であり、主ロープ(３)のテンションにアンバランスが存在すると、一部の主ロープ(３)に過大なテンションが作用することとなり、これによって主ロープ(３)や滑車(４)(５)(６)(７)の寿命が短くなる問題が生じる。

そこで、従来、複数本の主ロープ(３)に作用するテンションを検知し、その検知結果に基づいて複数本の主ロープ(３)に作用するテンションを均一化するための調整を施すことが行なわれている。

従来のエレベータにおける一般的なロープテンション調整方法は、各主ロープにロッドスプリング(圧縮コイルバネ)を連結して、主ロープに作用するテンションの大きさに応じてロッドスプリングが圧縮される様に構成し、ロッドスプリングの圧縮量を目視観測することによって、複数本の主ロープに作用するテンションを均一化するものである。

しかしながら、上述の方法は、ロッドスプリングの圧縮量を目視観測するものであるため、誤差が大きく、作業員によって個人差が生じる問題がある。
そこで、主ロープに対して人為的に振動を与えて主ロープ(３)の固有振動数を計測することにより、主ロープに作用するテンションを測定することが提案されている(特許文献１)。

１本の主ロープに作用するテンションＴは、主ロープの長さをＬ、固有振動数をｆ、主ロープの線密度をρとして、次の数式１によって表わされる。

ここで、主ロープの長さＬと線密度ρは既知の値であるので、固有振動数ｆを加速度センサー等によって計測することにより、数式１からロープテンションＴを算出することが出来る。
そして、各主ロープについて算出したロープテンションに基づいて、複数本の主ロープに作用するテンションを均一化するための調整を施す。

特開平５−１０５３４９号公報

ところが、主ロープの固有振動数を計測する方法においては、乗りかごの停止位置によって主ロープの長さＬが変化するため、主ロープが所定のロープ長となる所定の位置で乗りかごを停止させるか、或いは任意位置で乗りかごを停止させた状態で主ロープの長さを計測する必要があり、計測作業が煩雑となる問題がある。

そこで本発明の目的は、乗りかごを任意の位置で停止させた状態で主ロープの固有振動数を計測することにより、容易且つ正確にロープテンションを測定することが出来るエレベータのロープテンション測定方法及び装置を提供することである。

本発明に係るエレベータのロープテンション測定装置は、乗りかごを吊り下げる複数本(ｎ本)の主ロープのそれぞれに装着されて各主ロープの固有振動数を検出するための振動センサーと、該振動センサーの出力信号に基づいて各主ロープのテンションを算出する演算処理回路とを具え、該演算処理回路は、前記複数本(ｎ本)の主ロープに作用するテンションの合計値をＴｔ、前記複数本(ｎ本)の内、任意(ｊ番目)の主ロープの固有振動数をｆ_ｊとして、下記数式２によって、任意(ｊ番目)の主ロープに作用するテンションＴ_ｊを算出するものである。

上記本発明のロープテンション測定装置を用いたロープテンション測定方法においては、各主ロープに対して人為的に振動力が加えられる。これによって主ロープは固有振動数にて自由振動することになり、この状態で、振動センサーの出力信号が演算処理回路へ供給される。演算処理回路は、振動センサーの出力信号から主ロープの固有振動数を導出する。
この様にして各主ロープの固有振動数が得られると、演算処理回路は、上記の数式２によって、各主ロープに作用するテンションＴ_ｊを算出する。ここで、複数本(ｎ本)の主ロープに作用するテンションの合計値Ｔｔは、乗りかごやカウンターウェイト等、主ロープによって吊り下げられる物体の総重量(既知の値)から決定することが出来る。

本発明に係るエレベータのロープテンション測定方法及び装置によれば、主ロープの長さを変数として含まない数式を用いてロープテンションを算出することが出来るので、乗りかごを任意位置で停止させた状態で、容易且つ正確にロープテンションを測定することが出来る。

図１は、エレベータの概略構成を示す図である。 図２は、本発明に係るロープテンション測定装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係るロープテンション測定装置は、図１に示す如きエレベータにおける主ロープ(３)のテンションを計測するものである。

図１に示すエレベータにおいては、乗りかご(１)に取り付けられた滑車(４)(５)、カウンターウェイト(２)に取り付けられた滑車(７)、及び駆動モータ(図示省略)に繋がる滑車(６)に対して、複数本(ｎ本)の主ロープ(３)が巻き付けられ、これら複数本(ｎ本)の主ロープ(３)によって乗りかご(１)とカウンターウェイト(２)が吊り下げられており、前記駆動モータによって滑車(６)を回転駆動することによって、乗りかご(１)が昇降駆動される。

本発明に係るロープテンション測定装置は、図２に示す如く、各主ロープ(３)に装着されて主ロープ(３)の振動を検知する加速度センサー(８)と、加速度センサー(８)の出力信号から加速度データを収録するデータ収録器(９)と、データ収録器(９)によって収録された加速度データに対してＦＦＴを含む演算処理を施して主ロープ(３)の１次モード固有振動数ｆを導出し、更にその固有振動数からロープテンションを算出する情報処理装置(10)とから構成される。

本発明に係るロープテンション測定装置を用いたロープテンションの測定においては、乗りかご(１)を任意位置で停止させた状態で、各主ロープ(３)に対して外力を加えることによって主ロープ(３)を自由振動させ、この状態で主ロープ(３)の固有振動数を計測する。
そして、各主ロープ(３)の固有振動数の計測値に基づいて、各主ロープ(３)に作用するテンションを算出する。

図１に示されるエレベータにおいて、複数本(ｎ本)の主ロープ(３)に作用するテンションの合計値Ｔｔは、下記数式３に示される様に、各主ロープ(３)に作用するテンションＴ_ｊ(ｊ＝１，２，３，・・・ｎ)の合計値である。

ここで、複数本(ｎ本)の主ロープ(３)に作用するテンションの合計値Ｔｔは、テンションを計測せんとする複数本の主ロープ(３)によって吊り下げられている物体の総重量(既知の値)の２分の１に等しい。例えば、乗りかごを吊り下げている複数本の主ロープ(３)の場合、これらの主ロープは乗りかごを中心としてその両側を鉛直に延びており、両側の主ロープによって乗りかご等の重量が支えられているため、複数本の主ロープ(３)に作用するテンションの合計値Ｔｔは、乗りかご等の総重量の２分の１である。同様に、カウンターウェイトを吊り下げている複数本の主ロープ(３)の場合、複数本の主ロープ(３)に作用するテンションの合計値Ｔｔは、カウンターウェイト等の総重量の２分の１である。

そして、上記数式３における各主ロープ(３)のテンションＴ_ｊ(ｊ＝１，２，３，・・・ｎ)は、主ロープ(３)の長さＬと、主ロープ(３)の固有振動数ｆ_ｊと、主ロープ(３)の線密度ρとから、下記数式４によって算出することが出来る。

数式４において、主ロープ(３)の長さＬと線密度ρは、複数本の主ロープ(３)の間で同一値であるので、下記の数式５の如く、各主ロープ(３)に作用するテンションの比は、各主ロープ(３)の固有振動数の自乗値の比と等しくなる。

従って、数式５から下記の数式６が導出される。

数式６によれば、任意(ｊ番目)の主ロープ(３)に作用するテンションＴ_ｊは、各主ロープ(３)の固有振動数ｆ_ｊと、複数本(ｎ本)の主ロープ(３)に作用するテンションの合計値Ｔｔとから算出することが出来る。
ここで、複数本(ｎ本)の主ロープ(３)に作用するテンションの合計値Ｔｔは上述の如く既知の値である。

図２に示す情報処理装置(10)は、データ収録器(９)によって収録された加速度データに対してＦＦＴを含む演算処理を施して、各主ロープ(３)の固有振動数(１次振動数)固有振動数ｆ_ｊ(ｊ＝１，２，３，・・・ｎ) を導出し、これらの値と、ロープテンションの合計値Ｔｔとを数式６に代入することによって、任意(ｊ番目)の主ロープ(３)のテンションＴ_ｊ(ｊ＝１，２，３，・・・ｎ)を算出する。

上述のロープテンション測定装置によれば、主ロープ(３)の長さを変数として含まない上記の数式６を用いてロープテンションを算出することが出来るので、乗りかご(１)を任意位置で停止させた状態で、容易且つ正確に各主ロープ(３)のテンションＴ_ｊ(ｊ＝１，２，３，・・・ｎ)を測定することが出来る。

尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、加速度センサー(８)に替えて、主ロープ(３)の固有振動数を計測することが可能な種々の振動センサーを採用することが可能である。

又、乗りかご(１)を複数の位置で停止させて、各位置におけるロープテンションを測定することも可能であり、この場合、その中の１つの停止位置が、主ロープ(３)の長さＬが既知の値となる所定の位置であれば、その位置で各主ロープ(３)の固有振動数ｆ_ｊ(ｊ＝１，２，３，・・・ｎ)を計測し、これらの値を上記の数式４に代入して、各主ロープ(３)のテンションＴ_ｊ(ｊ＝１，２，３，・・・ｎ)を算出し、これらの値を上記の数式３に代入することによって、数式６におけるテンションの合計値Ｔｔを求めることも可能である。

(１) 乗りかご
(２) カウンターウェイト
(３) 主ロープ
(８) 加速度センサー
(９) データ収録器
(10) 情報処理装置

Claims (2)

1. エレベータの乗りかごを吊り下げる複数本(ｎ本)の主ロープに作用するテンションを測定する装置において、各主ロープに装着されて各主ロープの固有振動数を検出するための振動センサーと、該振動センサーの出力信号に基づいて各主ロープのテンションを算出する演算処理回路とを具え、該演算処理回路は、前記複数本の主ロープに作用するテンションの合計値をＴｔ、前記複数本の主ロープの内、任意(ｊ番目)の主ロープの固有振動数をｆｊとして、下記数式によって、任意(ｊ番目)の主ロープに作用するテンションＴｊを算出することを特徴とするエレベータのロープテンション測定装置。
   (数式)
   

   
2. エレベータの乗りかごを吊り下げる複数本(ｎ本)の主ロープに作用するテンションを測定する方法において、
   各主ロープを自由振動させるべく外力を加えるステップと、
   各主ロープの固有振動数を検出するステップと、
   前記複数本の主ロープに作用するテンションの合計値をＴｔ、前記複数本の主ロープの内、任意(ｊ番目)の主ロープの固有振動数をｆｊとして、下記数式によって、任意(ｊ番目)の主ロープに作用するテンションＴｊを算出するステップ
   とを有することを特徴とするエレベータのロープテンション測定方法。
   (数式)
   

   

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