JP2015037997A - ロープの劣化診断方法およびエレベータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】つるべ式エレベータに適用する樹脂被覆ロープの劣化診断方法およびロープ劣化診断方法に適したエレベータ装置を提供する。【解決手段】乗りかごとつり合いおもりとをつるべ式に摩擦駆動するエレベータ装置において主索として用いるロープの劣化診断方法であって、ロープが、駆動綱車、吊り車、そらせ車を通過する部分の局所の経年的な第１の伸びを検出し、ロープが、駆動綱車、吊り車、そらせ車を通過しない部分の局所の経年的な第２の伸びを検出し、第１の伸びと第２の伸びとの差を所定の許容値と比べることにより、ロープの劣化を診断する。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、ロープの劣化診断方法およびエレベータ装置に関する。

建築設計の自由度が大きく、省スペース化を図ることができる機械室なし構造のエレベータが一般的になった現在、これまで中低層の建物に導入されていた油圧式エレベータの設置が減少し、巻上機により乗りかごをつるべ式に駆動するエレベータ構造が増えている。

つるべ式エレベータ（トラクション方式エレベータ）に適用するロープ構造として、近年、ワイヤロープ等の抗張力部材の表面をポリウレタンのような耐摩耗性と高摩擦係数を有する樹脂材で被覆したロープ構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

エレベータ機器の小型化軽量化が図れ、給油を省ける樹脂被覆ロープであるが、経年的な劣化に対する強度管理に関しては、抗張力部材である素線7が目視できないため、係る構造固有の、劣化診断手法が可能な樹脂被覆ロープ構造が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

また、抗張力材として化学合成繊維を用いた樹脂被覆ロープ（図示せず）に適用する劣化診断手法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。

特許文献２記載の手法では、判定の信頼性を確保するため、先行して劣化させる素線の耐久性を他の素線に比べて大幅に低下させる必要がある。

つるべ式エレベータにおける樹脂被覆ロープの損傷は、綱車等を通過するときの曲げや張力により素線に生じる応力と、隣接する素線から受ける摩擦によるものであるが、製造上の寸法誤差や構造的に確保している内部の隙間等により、前記の負荷を各素線に均質に作用させるのは困難である。

一般に、素線の曲げ応力は、素線径が太いほど大きくなると考えられるが、実負荷に対しては摩擦の影響が大きく、細い径の素線が先に断線することがある。即ち、ワイヤロープ構造において、各素線に作用する負荷を厳密に管理するのは一般に難しく、特定部位の素線を限定的に劣化させるためには、相当程度、当該部分の素線強度を低下させる必要がある。そのため、ロープ全体の強度も断面積に対して低下し、必要な強度に対してロープの比重が増加する。

また、特許文献３に示したようなロープの経年的伸びについては、抗張力材が鋼製ワイヤであっても損傷に応じた伸びを生じることから、伸びに許容値を設けることは可能であるが、交換を要する強度低下を検出するためのロープ全長に対する適切な許容値を定めることは容易でない。

例えば、特許文献１に示した樹脂被覆ロープの構造では、張力によりストランド8等が絞られ、各素線の被覆9が先行的に劣化した場合、ストランド同士、また、ストランドと心ロープが接触する部分の素線の摩耗・断線が進行する。これにより、各ストランドはロープ断面の略中心に向かって変位するため、らせん状のストランドはロープ長手方向に伸びを生じると考えられる。また、心ロープについても、損傷に伴うストランドの構造的伸びと同時に、特に中心部分の素線の負担が増加し損傷が増すため、伸びに至ると考えられる。

しかし、ロープ全長に対する伸びを計測した場合、このような損傷に伴う伸びと、ロープ内部の隙間等による伸びを分離することは難しく、全長に対する伸びと素線劣化とを直接関連づけることは一般には困難である。エレベータの構造設計において、１台のエレベータには同一製造ロットのロープを用いるのは、ロープの経年的伸びを設定することが難しいことに深く関係する。

ロープ全長に対する伸びの許容値を定める場合、製造ロットによる個体差を考慮したものとする必要があるが、安全を見込むと許容値を相当程度小さくする必要があり、これにより損傷が少なく、強度的に安全であっても許容値を超える場合が生ずる。即ち、安全を見込むほど、不要なロープ交換が増えることなり経済性が悪化する。

特許第３７２４３２２号公報 特開２００４−２１８１４７号公報 特開２００１−１９２１８３号公報

本発明が解決しようとする課題は、つるべ式エレベータに適用する樹脂被覆ロープの劣化診断方法およびロープ劣化診断方法に適したエレベータ装置を提供することにある。

実施形態のロープの劣化診断方法は、乗りかごとつり合いおもりとをつるべ式に摩擦駆動するエレベータ装置において主索として用いるロープの劣化診断方法であって、前記ロープが、駆動綱車、吊り車、そらせ車を通過する部分の局所の経年的な第１の伸びを検出し、前記ロープが、前記駆動綱車、吊り車、そらせ車を通過しない部分の局所の経年的な第２の伸びを検出し、前記第１の伸びと前記第２の伸びとの差を所定の許容値と比べることにより、前記ロープの劣化を診断する。

また、実施形態のエレベータ装置は、ロープを主索として用い、乗りかごとつり合いおもりとをつるべ式に摩擦駆動するエレベータ装置であって、前記ロープが、駆動綱車、吊り車、そらせ車を通過する部分の局所の経年的な第１の伸びを検出する手段と、前記ロープが、前記駆動綱車、吊り車、そらせ車を通過しない部分の局所の経年的な第２の伸びを検出する手段と、前記第１の伸びと前記第２の伸びとの差を所定の許容値と比べることにより、前記ロープの劣化を診断する手段とを備える。

本発明の実施形態に係るロープの劣化診断方法が適用されるつるべ式エレベータの概略構造を示している。 素線劣化による伸びとロープの強度低下の関係を示したグラフである。 ロープの劣化診断処理の流れを示すフローチャートである。 ロープに被覆した樹脂材上に施したマーキングを示す模式図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係るロープの劣化診断方法が適用されるつるべ式エレベータの概略構造を示している。図１において、１は乗りかご、２はつり合いおもり、３は巻上機に備わる駆動綱車、４はロープ、５ａ，５ｂは乗りかご１及びつり合いおもり２を吊持する吊り車、６は昇降路である。

ロープ４の一端は、昇降路６の上部に固定され、乗りかご１の吊り車５ａ、駆動綱車３、つり合いおもり２の吊り車５ｂの順で引廻され、もう一端が再度昇降路６の上部で固定されている。ロープ４の乗りかご１側張力Ｔ２とつり合いおもり２側張力Ｔ１との差と、駆動綱車３と主索の間に生ずる摩擦力とが釣り合い、乗りかご１とつり合いおもり２とをつるべ式に駆動している。

本実施形態に係るロープの劣化判定手法は、つるべ式エレベータで生じるロープの劣化形態に着目し、特に損傷部分の伸びに対する許容値を設けるものである。

ロープ４は、抗張力部材の表面をポリウレタンのような耐摩耗性と高摩擦係数を有する樹脂材で被覆したロープ構造となっている。

ロープ４内部の抗張力部材は、鋼製の素線を撚り合わせたストランドである。本実施形態に係るロープでは、各素線には素線被覆が施されていない。ロープ全体に対して、ポリウレタンやポリエチレン等からなる中間被覆材で覆われ、さらに最外層はポリウレタン等からなる被覆が施されている。

一般に、ロープ４の劣化は駆動綱車３や吊り車５ａ，５ｂを通過する際に曲げられることによるものであり、特に乗りかご１を摩擦駆動するつるべ式エレベータでは、駆動綱車３による劣化が大きい。従って、ロープ４全長において、駆動綱車３を通過する頻度の高い部分の劣化が最も大きく、逆に駆動綱車３や吊り車５ａ，５ｂを通過せず、曲げを受けないロープヒッチ（ロープ固定部）の近傍部分等の劣化は小さい。そのため、ロープ４の劣化部分で生じる伸びについても、駆動綱車３を通過する頻度の高い部分で大きく、ロープヒッチの近傍部分等では小さいと考えられる。
しかし、ロープ４内部の隙間等が張力で減少することに起因する劣化によらない構造的伸びは、ロープ４全長にわたり略均等に生じる。そこで、駆動綱車３を通過する頻度の高い部分の伸び（δ1）とロープヒッチ近傍部分（δ0）の伸びを比較することで、劣化による伸びを抽出することができ、製造ロットごとのバラつきが大きい隙間等による伸びの影響を判定から低減できる。

＜素線劣化による伸びと強度低下の関係＞
図２は、素線劣化による伸びとロープの強度低下の関係を示したグラフである。図２において、横軸は素線劣化による伸び△％、縦軸は強度低下率％である。発明者らの検証によれば、曲げを受ける部分の伸びと曲げを受けない部分の伸びとの差△_１（＝δ1−δ0）が小さい状態では、強度低下は殆ど見られなかった。ところが、伸び量の差△_１が0.5％程度となった状態では、強度低下が約15％程度生じる結果であった（図２参照）。さらに、伸びの差△_１（＝δ1−δ0）は、ロープ４の素線の伸び△とみなしても支障がない。

次に、本実施形態に係るロープの劣化診断方法について、図３により説明する。図３は、ロープの劣化診断処理の流れを示すフローチャートである。

まず、駆動綱車３や吊り車５ａ，５ｂを通過する頻度が高い部分の局所の伸びδ1を検出する（ステップＳ３１）。

次いで、曲げを受けない部分の局所の伸びδ0を検出する（ステップＳ３２）。

尚、ステップＳ３１とステップＳ３２の順序は逆であっても差し支えない。

次に、ロープ４の素線の劣化による伸び△（＝δ1−δ0）を算出する（ステップＳ３３）。

次に、素線の劣化による伸び△が許容値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ３４）。△が許容値よりも小さければ、ロープが劣化していないと診断できるので、引き続き継続使用する（ステップＳ３５）。

一方、△が許容値と等しいか大きければ、ロープが劣化していると診断できるので、ロープの交換手続きに着手する（ステップＳ３６）。

＜部分的な伸びの検出＞
図４は、ロープに被覆した樹脂材上に施したマーキングを示す模式図である。本実施形態によるロープ劣化診断方法においては、１本のロープにおける部分的な伸びを検出する必要がある。そこで、図４に示すような一定間隔のマーキングをロープ全長に亘ってロープに被覆した樹脂材の表面上に施すことで、各部の部分的な伸びを測定することができ、容易に劣化程度を判定できる。ここでの伸びは周知のスケールを使用して目視で測定してもよい。

マーキングについては、被覆樹脂材表面上に印刷する構成であれば、光学的にマーキングを検出することは容易である。昇降路内の特定場所、例えば巻上機の近傍に検出手段（図示せず）を設ければ、ロープの移動速度からマーキングの検出間隔を演算できるため、曲げを受ける部分の伸びを自動検出可能である。

また、ロープヒッチの近傍部分のように曲げを受けない部分については、昇降路に対して静止している部分であるため、マーキング間隔の変化を変位計（図示せず）等により計測することができる。

上述の駆動綱車を通過する頻度の高い部分とは、例えばホテル等におけるロビー階のような、利用者の上下移動の基準となるフロアに乗りかごが停止している際、駆動綱車に巻きかかる部分である。基準フロアでは乗りかごの停止頻度が最も高いため、ロープは同部分において最も劣化が大きい。このような部分は、建物の構造や利用形態によって特定できるため、伸びを検出する場合、乗りかごの位置によって伸びを検出すべき部分を知ることができる。従って、劣化の判定に必要なロープの伸びを検出し、かつ、判定することは容易であり、交換が必要となった状態で管理者に警報を発するように構成できる。

本実施形態によれば、抗張力材が目視できない構造である樹脂被覆ロープにおいて、信頼性が高く、また、経済的な強度管理を可能とする劣化判定手法が実現でき、不要なロープ交換を抑制可能であり、経済性が向上する。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１・・・乗りかご、
２・・・つり合いおもり、
３・・・駆動綱車、
４・・・ロープ、
５ａ，５ｂ・・・吊り車、
６・・・昇降路

Claims (12)

1. 乗りかごとつり合いおもりとをつるべ式に摩擦駆動するエレベータ装置において主索として用いるロープの劣化診断方法であって、
   前記ロープが、駆動綱車、吊り車、そらせ車を通過する部分の局所の経年的な第１の伸びを検出し、
   前記ロープが、前記駆動綱車、吊り車、そらせ車を通過しない部分の局所の経年的な第２の伸びを検出し、
   前記第１の伸びと前記第２の伸びとの差を所定の許容値と比べることにより、前記ロープの劣化を診断することを特徴とするロープの劣化診断方法。
2. 前記第１の伸びは、前記乗りかごが基準停止階に位置しているときに前記駆動綱車に巻きかかる部分の近傍部分で検出し、前記第２の伸びは、ロープ固定部の近傍部分で検出する請求項１記載のロープの劣化診断方法。
3. 前記ロープは、鋼鉄製の心綱を有し、該心綱の周囲に配置する複数の鋼鉄製ストランドを有し、かつ、前記ロープの表面をポリウレタン樹脂により被覆して成る請求項１記載のロープの劣化診断方法。
4. 前記ロープの全長に亘って被覆したポリウレタン樹脂の表面に、一定間隔のマーキングを形成して成る請求項３記載のロープの劣化診断方法。
5. 前記第１の伸びと前記第２の伸びとの差は、前記ロープの素線の伸びとみなして、前記ロープの劣化を診断する請求項１記載のロープの劣化診断方法。
6. 前記ロープの素線の伸びが、前記ロープの敷設当初の素線の長さの０．５％を超える場合には、前記ロープの交換の必要をエレベータ装置の管理者に報知する請求項５記載のロープの劣化診断方法。
7. ロープを主索として用い、乗りかごとつり合いおもりとをつるべ式に摩擦駆動するエレベータ装置であって、
   前記ロープが、駆動綱車、吊り車、そらせ車を通過する部分の局所の経年的な第１の伸びを検出する手段と、
   前記ロープが、前記駆動綱車、吊り車、そらせ車を通過しない部分の局所の経年的な第２の伸びを検出する手段と、
   前記第１の伸びと前記第２の伸びとの差を所定の許容値と比べることにより、前記ロープの劣化を診断する手段とを備えるエレベータ装置。
8. 前記第１の伸びは、前記乗りかごが基準停止階に位置しているときに前記駆動綱車に巻きかかる部分の近傍部分で検出し、前記第２の伸びは、ロープ固定部の近傍部分で検出する請求項７記載のエレベータ装置。
9. 前記ロープは、鋼鉄製の心綱を有し、該心綱の周囲に配置する複数の鋼鉄製ストランドを有し、かつ、前記ロープの表面をポリウレタン樹脂により被覆して成る請求項７記載のエレベータ装置。
10. 前記ロープの全長に亘って被覆したポリウレタン樹脂の表面に、一定間隔のマーキングを形成して成る請求項９記載のエレベータ装置。
11. 前記第１の伸びと前記第２の伸びとの差は、前記ロープの素線の伸びとみなして、前記ロープの劣化を診断する請求項７記載のエレベータ装置。
12. 前記ロープの素線の伸びが、前記ロープの敷設当初の素線の長さの０．５％を超える場合には、前記ロープの交換の必要をエレベータ装置の管理者に報知する請求項１１記載のエレベータ装置。

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