JP2018118810A - エレベータのロープ保守方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロープ径が実際に許容値以下に減少する前に、ワイヤロープを交換すべき時期を容易に予測できるようにする。【解決手段】保守点検時に、ワイヤロープの経路に沿った所定位置に光学式のロープ径測定装置を設け、試験モードで走行させながら、多数の測定点におけるロープ径を測定し、各測定点での減径率を求め、第１減径率として記憶する（Ｓ２〜Ｓ６）。次の保守点検時に、同様に各測定点におけるロープ径を測定し、第２減径率として減径率を求める（Ｓ７〜Ｓ１１）。これら２つの減径率から、各測定点について、減径率が所定の閾値に達する時期を予測し、その中で、最も早く到来する時期を、ロープ交換時期として表示する（Ｓ１２〜Ｓ１４）。【選択図】図４

Description

この発明は、エレベータのロープが所定の減径率に到達するであろう時期をロープの交換時期として予測するロープ保守方法に関する。

エレベータは、一般に、複数本のワイヤロープを介してかごとカウンタウェイトとが連結されており、ワイヤロープが巻き掛けられた駆動シーブを回転駆動することによって、かごが昇降する構成となっている。

ワイヤロープは、張力により僅かに伸びるととともに、駆動シーブとの接触による摩耗や駆動シーブの半径に沿った繰り返しの曲げ変形を受けることによって、経時的に徐々に径が減少していく。駆動シーブと接することがないワイヤロープの部位の径もしくはワイヤロープの公称径を基準径として、当該基準径に対する現在のワイヤロープの径の割合が、ロープの「減径率」と呼ばれるが、一般に、各地域のエレベータに関する法規では、ロープ径の定期的な点検ならびに減径率が所定値に達したときにワイヤロープを交換することを義務づけている。

ロープ径の測定は、ノギス等の測定具を用いて保守作業員が手作業で行うことが一般的であるが、特許文献１に記載されているように、例えば光学式などの非接触式ロープ径測定装置も多く提案されている。特許文献１では、エレベータの機械室内に、複数本のワイヤロープを挟むようにして投光部と受光部とを対向して配置し、受光部からの出力信号を演算処理することで、各ワイヤロープの外径を測定している。

特開２００８−２１４０３７号公報

エレベータのワイヤロープの交換作業は、比較的長時間に亘るエレベータのサービスの停止を伴うことから、事前に日時を調整するなど計画的に実行する必要がある。また、交換用のワイヤロープの手配にも、かなりの日数が必要である。

特許文献１のロープ径測定装置によれば、ロープ径の測定そのものは簡単とはなるが、実際のロープ径が何ｍｍであるか判ったとしても、ワイヤロープの交換時期を直ちに推定することはできない。そのため、不必要に早期にワイヤロープを交換してしまったり、逆に実際の交換作業が適切な交換時期から遅れてしまったりする問題があった。

この発明に係るエレベータのロープ保守方法は、
駆動シーブに巻き掛けられた複数のワイヤロープを有するエレベータにおいて、
上記ワイヤロープの経路に沿った昇降路の所定位置に非接触式ロープ径測定装置を設け、
第１の検査時期に、かごを昇降させつつ、各ワイヤロープに多数設定した測定点におけるロープ径をそれぞれ測定し、
駆動シーブと接することがないワイヤロープの部位の径もしくはワイヤロープの公称径を基準径として、当該基準径に対して求めた各測定点におけるロープ径の減径率を第１減径率として記憶し、
第１の検査時期から期間が経過した第２の検査時期に、かごを昇降させつつ、各ワイヤロープの各測定点におけるロープ径を再度測定し、
駆動シーブと接することがないワイヤロープの部位の径もしくはワイヤロープの公称径を基準径として、当該基準径に対して求めた各測定点におけるロープ径の減径率を第２減径率として記憶し、
各ワイヤロープの各測定点毎に、上記第１減径率および上記第２減径率と上記期間とから、当該測定点における減径率が所定の閾値に達する時期を求め、
各ワイヤロープの各測定点における上記の時期の中で最も早く到来する時期を、ロープ交換時期として表示する、ことを特徴としている。

ワイヤロープは、新品のワイヤロープの使用開始直後に大きな初期伸びを示すが、この初期伸びが安定した後は、ワイヤロープの径の縮小の進行は、ワイヤロープの曲げ回数換言すればエレベータの稼動日数におおよそ比例する。従って、例えば数ヶ月程度の期間をおいて第１の検査時期および第２の検査時期にそれぞれ測定した２つの減径率のデータから、当該測定点における減径率が所定の閾値に達するであろう時期を予測することができる。そして、複数のワイヤロープの複数の測定点の中で、最も早く到達する時期が複数のワイヤロープ全体の交換時期となる。

本発明の好ましい一つの態様では、上記非接触式ロープ径測定装置として可搬型の非接触式ロープ径測定装置を用い、各々の検査時期に、巻上機近傍の所定位置に一時的に取り付ける。このように可搬型の非接触式ロープ径測定装置を用いることで、例えばエレベータの定期的な保守点検の際に非接触式ロープ径測定装置を持ち込んで各測定点における減径率を求めることが可能となる。従って、既存のエレベータについても、本発明の適用が容易となる。

また、本発明の好ましい一つの態様では、巻上機に設けられるロータリエンコーダの出力を用いて、かごの連続的な移動中に、上記非接触式ロープ径測定装置によって各測定点のロープ径の測定を行う。すなわち、ロータリエンコーダが出力するロープ位置と同期させて非接触式ロープ径測定装置の出力値を読み込むことで、かごの連続的な移動中に各測定点におけるロープ径の測定が可能である。

この発明によれば、ロープ径が実際に許容値以下に減少する前に、保守作業員がロープを交換すべき時期を容易に知ることができ、ロープの交換作業を計画的に行うことが可能となる。

エレベータの一構成例を概略的に示す説明図。 複数のワイヤロープに対しロープ径測定装置を配置した状態を示す説明図。 ロープ径測定装置の斜視図。 エレベータ診断装置が実行する処理の流れを示したフローチャート。 ある測定点における減径率の予測を説明するグラフ。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、この発明に係るロープ保守方法が適用されるエレベータの一構成例を示している。エレベータは、上部に機械室２を備えた昇降路１内に、それぞれ図示せぬガイドレールによって上下昇降可能に案内されたかご３とカウンタウェイト４とを備えている。かご３とカウンタウェイト４は、平行に配設された複数（例えば４本）のワイヤロープ５によって互いに連結されており、ワイヤロープ５の中間部が、巻き上げ機６の駆動シーブ７および転向シーブ８に巻き掛けられている。従って、巻き上げ機６を駆動することにより、かご３が昇降する。

エレベータは、巻き上げ機６の動作や図示しないかごドアや乗り場ドアの動作等を制御する制御盤９を備えている。制御盤９は、巻き上げ機６を収容した機械室２に配置されている。巻き上げ機６は、例えば、高トルクの永久磁石型モータの回転軸に駆動シーブ７が取り付けられた直動型の構成であり、駆動シーブ７の回転量ひいてはワイヤロープ５の移動量を検出するロータリエンコーダ１０を備えている。制御盤９は、このロータリエンコーダ１０の信号を用いて、かご３の位置を高精度に制御している。

ロープ保守装置の一部として、機械室２に、非接触式ロープ径測定装置として光学式のロープ径測定装置１１が配置されている。このロープ径測定装置１１は、デジタルカメラに類似した構成であり、ワイヤロープ５を撮影し、取得したイメージデータを画像処理することにより、ワイヤロープ５の径を測定する。このロープ径測定装置１１は、複数（例えば４本）のワイヤロープ５を同時に撮影できるように、ワイヤロープ５の経路に沿った所定の位置に配置される。具体的には、ワイヤロープ５の全長の中で、駆動シーブ７と接することがない部位を含めて、ワイヤロープ５のほぼ全長に亘りロープ径の測定が可能なように、図１，図２に示すように、駆動シーブ７からかご３へ向かって延びるワイヤロープ５の直線状部分に対向して配置されている。

図３は、ロープ径測定装置１１の概略を示しており、筐体１２に撮像用のレンズ１３を備えている。必要に応じて、ＬＥＤライト等の照明を筐体１２に付加するようにしてもよい。一つの実施例では、ロープ径測定装置１１は、保守作業員が持ち運びできる可搬型の装置として構成され、ワイヤロープ５の点検を含むエレベータの保守点検の際に、機械室２に持ち込まれる。機械室２には、可搬型のロープ径測定装置１１を常に同じ位置に設置できるように、ロープ径測定装置１１を所定位置に固定するブラケット等を予め設けておくことが望ましい。ロープ径測定装置１１の筐体１２から延びるケーブル１４は、入出力信号ラインと電源ラインとを含んでおり、機械室２に設置された状態では、制御盤９に図示せぬコネクタを介して接続されている。

ここで、本実施例では、ワイヤロープ５の基準径として駆動シーブ７と接することがないワイヤロープ５の部位の径を用い、この基準径と比較した減径率を求めるようにしている。従って、ロープ径測定装置１１は、例えば「何ｍｍ」といった形でワイヤロープ５の径の絶対的な値を測定する必要はない。つまり、画素数等の値をそのままワイヤロープ５の径として取り扱うことが可能である。

なお、ロープ径測定装置１１としては、ワイヤロープ５を挟んで対向して配置される投光部と受光部とを備えた透過型の構成としてもよい。さらには、複数のワイヤロープ５を個々に撮像する構成のものであってもよい。

また、ロープ保守装置の一部として、エレベータの種々の点検・診断を行うエレベータ診断装置１５が用いられる。このエレベータ診断装置１５は、保守作業員が持ち歩くことができるノート型ないしラップトップ型のコンピュータから構成されており、エレベータの保守点検の際に、制御盤９に接続して用いられる。エレベータ診断装置１５は、ハードディスク等の記憶媒体、液晶ディスプレー等からなる表示装置、キーボードやマウス等の入力装置、制御盤９との間で信号の授受を行う通信装置、等を具備しており、ロープ交換時期予測処理のためのソフトウェアが記憶媒体に格納されている。

図４は、上記エレベータ診断装置１５が実行するロープ交換時期予測処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、所定期間毎（例えば３ヶ月毎）の保守点検時に保守作業員がロープ径測定装置１１を所定位置に設置した後、エレベータ診断装置１５から所定の診断開始用の信号を入力することにより開始される。まず最初のステップ１では、「第１減径率」となる前回値が存在するか否かつまり記憶媒体に前回値のデータが既に格納されているか否かを判定する。

初回の診断であれば、ステップ２へ進み、制御盤９を介してエレベータの試験モードでの走行を開始する。具体的には、かご３が最下階に位置する状態から最上階に達するまで（あるいは逆に最上階から最下階まで）巻き上げ機６によって低速でかご３を上昇（あるいは下降）させる。そして、ステップ３において、ロープ径測定装置１１によってワイヤロープ５の各測定点におけるロープ径の測定を行う。一例では、ロープ径測定装置１１の前を通過し得るワイヤロープ５の実質的な全長を１０２４等分して１０２４箇所の測定点を設定し、ロータリエンコーダ１０の出力に基づき各測定点がロープ径測定装置１１の前を通るタイミングでイメージデータの取得ならびに画像処理を行うことで、各々の測定点におけるロープ径を測定する。すなわち、かご３の連続的な移動中に、ロータリエンコーダ１０が出力するロープ位置と同期させてロープ径測定装置１１の出力値を読み込むことで、かご３の連続的な移動中に各測定点におけるロープ径の測定を行う。１０２４箇所の測定点の全ての計測が終了したら、ステップ４において試験モードでのエレベータの走行を終了する。

次に、ステップ５において、各測定点におけるロープ径の減径率を算出する。具体的には、ステップ４においてロープ径を測定した１０２４箇所の測定点の中で駆動シーブ７に接することがないワイヤロープ５の部位（図１の例では、かご３側の端部）における特定の測定点でのロープ径を基準径とし、当該基準径に対するロープ径の割合を百分率で表した値を各測定点における「減径率」とする。従って、測定したロープ径が仮に基準径と等しければ、減径率は「１００（％）」となる。このようにして、１０２４個の測定点の各々について減径率を求める。そして、ステップ６において、これら１０２４個の測定点における減径率を、各測定点における「第１減径率」としてエレベータ診断装置１５の記憶媒体に格納つまり記憶する。各測定点におけるロープ径の測定値そのものを併せて記憶するようにしてもよい。なお、ワイヤロープ５は、前述したように複数（例えば４本）存在するので、詳しくは、各ワイヤロープ５の個々について１０２４個の第１減径率が求められることとなる。

以上で最初の保守点検時における作業が終了する。保守作業員は、次の保守点検時期が到来するまでの間、ロープ径測定装置１１を一旦取り外して持ち帰ることが可能である。

次に、所定期間（例えば３ヶ月）が経過して保守点検時期となったら同様の作業を行うが、このときには、エレベータ診断装置１５の記憶媒体に前回値のデータが「第１減径率」として存在するので、ステップ１からステップ７以降へ進む。ステップ７〜１０の処理は、ステップ２〜５の処理と同様であり、ステップ７で試験モードでの走行を開始し、ステップ８で例えば１０２４箇所に設定した測定点におけるロープ径を測定し、ステップ９で各々の減径率を求めた後に、ステップ１０でエレベータの走行を終了する。なお、このときの基準径としては、駆動シーブ７に接することがないワイヤロープ５の部位に関して新たに測定したロープ径を基準径として用いてもよく、あるいは、第１減径率を算出する際に用いた初期の基準径を用いてもよい。そして、ステップ１１において、これら１０２４個の測定点における減径率を、各測定点における「第２減径率」として記憶する。

次に、ステップ１２において、各測定点における第１減径率と第２減径率とを用いて、当該測定点における減径率が所定の閾値に達するであろう時期を求める。上記閾値は、例えばエレベータに関する法規に基づいて許容される減径率の限界として設定される。すなわち、図５は、横軸をロープ曲げ回数、縦軸を減径率として、両者の相関を示したものであり、図示するように、ワイヤロープ５は、新品で使用を開始した直後に、いわゆる初期伸びとして急激な径の減少が見られるが、この初期伸びが安定した後は、ワイヤロープの径の縮小の進行は、ワイヤロープの曲げ回数におおよそ比例する。また、ワイヤロープ５の曲げ回数は、エレベータの稼動日数におおよそ比例するので、図５の横軸は、時間（例えば月数）とみなすこともできる。従って、ある保守点検時期ｔ１における減径率つまり第１減径率Ｄ１と、これからある期間（例えば３ヶ月）が経過した時点ｔ２での減径率つまり第２減径率Ｄ２と、を用いて、減径率が所定の閾値Ｄｔｈに達するまでの曲げ回数ひいては所定の閾値Ｄｔｈに達する時期ｔｘを予測することができる。なお、例えば長期のエレベータ休止日が存在する場合などは、減径率が所定の閾値Ｄｔｈに達するまでの曲げ回数を求めた上で、この曲げ回数に対応する時期ｔｘに適宜な補正を加えるようにしてもよい。

ステップ１２では、このような時期ｔｘを１０２４個の測定点の全てについて算出する。より詳しくは、複数のワイヤロープ５の全てについて、１０２４個の測定点における時期ｔｘを求める。従って、例えばワイヤロープ５が４本であれば、「１０２４×４」個の箇所について時期ｔｘが得られる。

次に、ステップ１３では、このようにして求めた多数の時期ｔｘを比較することによって、最も早く到来する時期ｔｘを抽出する。そして、ステップ１４において、この最も早く到来する時期ｔｘを、ワイヤロープ５の交換時期としてエレベータ診断装置１５のディスプレー上に表示し、かつ記憶媒体に記憶する。これにより、保守作業員は、ワイヤロープ５の交換時期を容易にかつ事前に知ることができる。

ステップ１５では、ステップ１０，１１において「第２減径率」として求めた今回の減径率のデータを、各測定点における「第１減径率」として記憶・格納する。換言すれば、前回の「第１減径率」の値を今回の第２減径率の値を用いて更新し、新たな「第１減径率」として保持する。

従って、さらに所定期間（例えば３ヶ月）が経過した次の保守点検時には、同様に、新たに取得した「第２減径率」を用いてワイヤロープ５の交換時期の予測が行われる。このような交換時期の予測を例えば３ヶ月毎に繰り返していけば、やがて予測される交換時期が比較的近い時期（例えば次の保守点検の予定よりも前の時期）となるので、この交換時期の予測に従って、実際のワイヤロープ５の交換作業の日程調整や交換用ワイヤロープ５の手配等を行えばよい。

なお、減径率の算出に際しては、「基準径」として、駆動シーブ７に接することがないワイヤロープ５の部位の実際のロープ径に代えて、ワイヤロープ５の製造業者等から提供されるワイヤロープ５の公称径を用いてもよい。

このように本発明のロープ保守方法によれば、ロープ径が実際に許容値以下に減少する前に、ワイヤロープ５の交換を行うべき時期を事前に予測することができ、適切な時期にワイヤロープ５の交換を実施することができる。特に、上記実施例によれば、可搬型のロープ径測定装置１１を用い、また巻き上げ機６が具備するロータリエンコーダ１０の出力を用いてワイヤロープ５の測定点の位置を特定するので、本発明のロープ保守方法を既存のエレベータに容易に適用することができる。

なお、本発明においては、ロープ径測定装置１１を昇降路１の適切な位置に恒久的に配置することも勿論可能である。また、制御盤９に、診断機能の一つとして本発明のロープ交換時期の予測機能を組み込むようにしてもよい。

また、図１のエレベータの構成は単なる例示に過ぎず、本発明は、他のローピング形式のエレベータや、機械室２を具備しないエレベータ、等にも広く適用することが可能である。

１…昇降路
２…機械室
３…かご
４…カウンタウェイト
５…ワイヤロープ
６…巻き上げ機
７…駆動シーブ
９…制御盤
１０…ロータリエンコーダ
１１…ロープ径測定装置
１５…エレベータ診断装置

Claims (3)

1. 駆動シーブに巻き掛けられた複数のワイヤロープを有するエレベータにおいて、
   上記ワイヤロープの経路に沿った昇降路の所定位置に非接触式ロープ径測定装置を設け、
   第１の検査時期に、かごを昇降させつつ、各ワイヤロープに多数設定した測定点におけるロープ径をそれぞれ測定し、
   駆動シーブと接することがないワイヤロープの部位の径もしくはワイヤロープの公称径を基準径として、当該基準径に対して求めた各測定点におけるロープ径の減径率を第１減径率として記憶し、
   第１の検査時期から期間が経過した第２の検査時期に、かごを昇降させつつ、各ワイヤロープの各測定点におけるロープ径を再度測定し、
   駆動シーブと接することがないワイヤロープの部位の径もしくはワイヤロープの公称径を基準径として、当該基準径に対して求めた各測定点におけるロープ径の減径率を第２減径率として記憶し、
   各ワイヤロープの各測定点毎に、上記第１減径率および上記第２減径率と上記期間とから、当該測定点における減径率が所定の閾値に達する時期を求め、
   各ワイヤロープの各測定点における上記の時期の中で最も早く到来する時期を、ロープ交換時期として表示する、ことを特徴とするエレベータのロープ保守方法。
2. 上記非接触式ロープ径測定装置として可搬型の非接触式ロープ径測定装置を用い、各々の検査時期に、巻上機近傍の所定位置に一時的に取り付ける、ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータのロープ保守方法。
3. 巻上機に設けられるロータリエンコーダの出力を用いて、かごの連続的な移動中に、上記非接触式ロープ径測定装置によって各測定点のロープ径の測定を行う、ことを特徴とする請求項１または２に記載のエレベータのロープ保守方法。

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