JP2020083612A - ロープ測長装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部被覆層で覆われたエレベータ用のロープについて、ロープの部位に限定されず精度よく長さを測定する、ロープ測長装置を提供する。【解決手段】ロープ測長装置は、エレベータ用のロープの外装被覆層に光を照射して、照射光と反射光との光の強度により前記外装被覆層の長手方向に所定の間隔で形成された指標を検出する検出器と、前記ロープの長手方向に沿って前記検出器を摺動する摺動部と、前記検出器が前回検出した指標と今回検出した指標との距離を前記摺動部が摺動した距離に基づいて測定する変位計と、を具備する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、ロープ測長装置に関する。

複数本の鋼鉄製ストランドが外部被覆層で覆われたエレベータ用のワイヤーロープは、従来の目視による検査基準に基づく劣化判定ができない。このことから、外部被覆層の表面に複数の指標を一定の間隔で設け、隣り合う二つの指標の間の距離を検出することで、鋼鉄製ストランドの摩耗・断線に基づくワイヤーロープの劣化具合を判定することが試されている。

しかし、金尺などによる指標間の距離の測定には精度の問題があった。また、昇降路内部にセンサ等の読取装置を配置する方法では、指標間の距離を測定するロープの部位に限りがあった。

特開平１０−３１８７４１号公報 特開２０１１−５１７５１号公報

本発明が解決しようとする課題は、外部被覆層で覆われたエレベータ用のロープについて、ロープの部位に限定されず精度よく長さを測定する、ロープ測長装置を提供する。

上記課題を解決するため、ロープ測長装置は、エレベータ用のロープの外装被覆層に所定の間隔で形成された指標を検出する検出器と、前記ロープの長手方向に沿って前記検出器を摺動する摺動部と、前記検出器が前回検出した指標と今回検出した指標との距離を前記摺動部が摺動した距離に基づいて測定する変位計と、を具備する。

第１の実施形態に係るロープ測長装置およびロープ測長の方法の概略図。 ロープの断面図。 外部被覆層の表面に複数の指標が形成されたロープの外観を示す斜視図。 第１の実施形態に係るロープ測長装置の断面図。 第１の実施形態に係るロープ測長装置の断面図の変形例。 第２の実施形態に係るロープ測長装置およびロープ測長の方法の概略図。 第２の実施形態の変形例１ 第２の実施形態の変形例２ 第３の実施形態に係るロープ測長装置およびロープ測長の方法の概略図。 第１の実施形態乃至第３の実施形態に係る摺動部の例。

以下、ロープ測長装置の実施形態を図面に基づき説明する。

（第１の実施形態）
図１（ａ）は第１の実施形態に係るロープ測長装置１Ａの図である。図１（ｂ）は第１の実施形態に係るロープ測長装置１Ａを用いた、ロープの測長方法の概略図である。本実施形態に係るロープ測長装置１Ａは、被測定対象であるロープ１０に施された指標間の長さを測長し、ロープ１０の部分的な伸びを検出する。

図２はロープ１０の断面図である。ロープ１０は、複数本の鋼鉄製ストランド（以下、ストランドと称する）２２を所定のピッチで撚り合わせることで構成されている。外部被覆層２１は、例えばポリウレタンのような耐摩耗性および高摩擦係数を有する熱可塑性の樹脂材で形成され、隣り合うストランド２２の間の隙間に充填されている。

さらに、外部被覆層２１は、円形の断面形状を有するとともに、ロープ１０の表面２３を規定している。表面２３は、昇降路内の各シーブに巻き掛けられた時に、各シーブに対し摩擦を伴いながら接触するようになっている。

図３は外部被覆層の表面に複数の指標が形成されたロープの外観を示す斜視図である。図３に示すように、複数の指標２５が外部被覆層２１の表面２３に形成されている。指標２５は、ロープ１０の伸びを表示するための要素であって、ロープ１０の長手方向に一定の間隔を存して並んでいる。隣り合う指標２５の間の距離（間隔）は、例えば５００ｍｍである。各指標２５は、例えば外部被覆層２１の周方向に連続した実線あるいは間欠的な破線で規定されている。

なお、指標２５の間の距離（間隔）は、５００ｍｍに限らず、これよりも狭くても、広くてもよい。さらに、各指標２５の態様は、実線あるいは破線に限らず、ロープ１０の伸びを表示するための要素ならば他の線種でもよい。

本実施形態によると、指標２５は、例えば印刷等の簡便な手段で外部被覆層２１の表面２３の上に形成されている。指標２５の色は、例えばレーザ光を外部被覆層２１の表面２３に照射した時に、表面２３で反射された光の強度と指標２５で反射された光の強度との間に明確な差異が生じるように、表面２３の色と異ならせることが望ましい。

ロープ１０は、使用期間の経過に伴ってストランド２２の間の隙間およびストランド２２を構成する複数の素線間の隙間が減少する。これにより、ストランド２２や素線が互いに摩擦を繰り返し、ストランド２２や素線の摩耗・断線が進行する。

特に、ロープ１０が各シーブを通過する部分では、ロープ１０が各シーブとの接触に基づく摩擦を繰り返し受ける。このため、ロープ１０の摩耗・断線の進行具合は、ロープ１０がシーブを通過しない部分に比べて大きい。これにより、ロープ１０のロープ径が減少し、ロープ１０に局部的な伸びが生じる。

したがって、ロープ１０の伸びと強度低下率との関係を明確化し、ロープ１０の中でも劣化が最大となる箇所の伸びを検出することで、ロープ１０の強度を管理することができる。

さらに、エレベータでは、ロープ１０の強度が規定値を下回った時にロープ交換の時期となる。そのため、強度低下に対応するロープ１０の伸び量を交換基準とすることで、ストランド２２の摩耗状態を目視できない状況下においてもロープ１０を安全に使用することができる。

本実施形態のロープ測長装置１Ａは、摺動部１１（１１１）と、検出器３０と、変位計３１と、を有している。

摺動部１１（１１１）は検出器３０を備えており、ロープ１０の長手方向に沿って検出器３０を摺動する部位である。本実施形態の摺動部１１（１１１）は、検出器３０を挟んで２つの支持部１２，１３を有している。支持部１２，１３は先端部にてロープ１０を支持している。即ち、摺動部１１（１１１）はＵ字型の形状を有し、開口部である２点の先端部にてロープ１０を支持している。

支持部１２，１３は、摺動部１１の摺動に伴い前記ロープの長手方向に沿って摺動する。支持部１２，１３は、ロープ１０を径方向に被覆して支持するための回動機構４（図４参照）と固定機構５とを具備する。図４は、第１の実施形態に係るロープ測長装置１Ａの破線Ａの断面図である。

図４では支持部１３を用いて説明するが、支持部１２についても同様の構成である。図４（ａ）は回動機構４と固定機構５とにより、支持部１３がロープ１０を被覆したときの図である。図４（ｂ）は固定機構５を解除して、支持部１３がロープ１０を開放したときの図である。

支持部１３には、回動機構４と固定機構５とがロープ１０を挟さんで配置されている。回動機構４は回動機構基部４１，４２と回動部４３とを有している。固定機構５は固定機構基部５１，５２と回動部５３と掛止部５４とを有している。固定機構基部５２には掛止部を掛止する溝部５２１が施されている。

支持部１３はロープ１０の外部被覆層の上下から径方向に被覆するように上部１３ａおよび下部１３ｂからなる。支持部１３の下部１３ｂには回動機構基部４１と固定機構基部５１とが設けられており、上部１３ａには回動機構基部４２と固定機構基部５２とが設けられている。

回動機構基部４１と回動機構基部４２とは回動部４３を介して連結されている。回動部４３は周方向に回動することで、図４（ｂ）のように回動機構基部４１を移動させて、支持部１３の上部１３ａと下部１３ｂとを離れさせて、ロープ１０の周方向による被覆による支持を開放することができる。回動機構４は例えば蝶番などがある。

固定機構基部５１と固定機構基部５２とは、掛止部５４を固定機構基部５２に施された溝部５２１（図４（ｂ）参照）に掛止することで、回動機構４による回動を抑止して、支持部１３の下部１３ｂを上部１３ａに固着させる（図４（ａ）参照）。

支持部１３の上部１３ａと下部１３ｂとの固着を開放する場合は、掛止部５４を溝部５２１から外して、回動部５３を回動して掛止部５４を固定機構基部５２から外すことで、回動機構４による開放が可能となる（図４（ｂ）参照）。このことから、支持部１３の下部１３ｂは蓋部としての役割を有する。

図４において、支持部１３の上部１３ａはロープ接触部１３１を有し、下部１３ｂはロープ接触部１３２を有している。なお、支持部１２においてはロープ接触部１２１，１２２を有している。本実施形態のロープ測長装置１Ａはロープ接触部１３１，１３２およびロープ接触部１２１，１２２により、ロープ１０を周方向に被覆して保持している。

なお、図４のように支持部１３について、上部１３ａおよび下部１３ｂのように構成する他、図５のように、支持部１３が上部１３ａのみを有し、支持部１２が上部１２ａのみを有し、ロープ接触部１３１およびロープ接触部１２１でロープ１０を保持する機構としてもよい。

図１において、検出器３０はロープ１０の外装被覆層に所定の間隔で形成された指標２５（２５１，２５２）を検出する装置である。検出器３０は、例えば光学センサなどである。図１（ａ）に示すように、検出器３０はロープ１０に光を照射し、指標２５（２５１）にて反射された反射光（Ｌ１１）を検出する。検出器３０は指標２５（２５１）からの反射光と、表面２３からの反射光との光の強度の差異から、照射先の指標２５の有無を判定する。

本実施形態のロープ測長装置１Ａは変位計３１を有している。変位計３１はローラエンコーダであり、基部３１１と回転部３１２と有している。基部３１１は一端が摺動部１１（１１１）に接続され、他端が回転部３１２に接続されている。回転部３１２は回転面がロープ１０に接している。

ロープ測長装置１Ａは破線矢印の方向に移動して、図１（ａ）の状態から図１（ｂ）の状態に遷移したとする。ロープ測長装置１Ａが移動すると、回転部３１２がロープ１０に沿って回転される。

図１（ｂ）において、検出器３０は、指標２５（２５１）のときと同様に、光を照射して指標２５（２５２）にて反射された反射光（Ｌ１２）を検出する。検出器３０は指標２５（２５２）からの反射光と、表面２３からの反射光との光の強度の差異から、照射先の指標２５の有無を判定する。

変位計３１は、検出器３０が前回検出した指標２５（２５１）と今回検出した指標２５（２５２）との距離を、回転部３１２の回転角に基づいて測定する。即ち、回転部３１２の回転角から摺動部１１が摺動した距離を測定し、当該測定値が指標２５間の距離となる。

指標２５間の距離の値があらかじめ設定されており、設定値とロープ測長装置１Ａによる計測値との差分が指標２５間（指標２５１と指標２５２との間）のロープ１０の伸びの値となる。

以上により、本実施形態のロープ測長装置１Ａは、外部被覆層で覆われたエレベータ用のロープについて、ロープの部位に限定されず精度よく長さを測定することができる。

（第２の実施形態）
図６は第２の実施形態のロープ測長装置１Ｂの図となる。本実施形態において、第１の実施形態のロープ測長装置１Ａと同一の機構については、同一の符号を用いて、詳述は省略する。

図６（ａ）は第２の実施形態に係るロープ測長装置１Ｂの図である。図６（ｂ）は第２の実施形態に係るロープ測長装置１Ｂを用いた、ロープの測長方法の概略図である。本実施形態に係るロープ測長装置１Ｂは、被測定対象であるロープ１０に施された指標間の長さを測長し、ロープ１０の部分的な伸びを検出する。

本実施形態のロープ測長装置１Ｂは、摺動部１１（１１２）と、支持部１４と、被照射部１５と、検出器３０と、変位計３２と、摺動部１１（１１２）を摺動するための摺動レール部６０と、を有している。

摺動部１１（１１２）は検出器３０を備えており、摺動レール部６０に沿って検出器３０を摺動させる部位である。

摺動レール部６０は２本のレールが平行に並び、一端部にて支持部１４に接続され、他端部にて双方のレールが蓋部などで固定されている。摺動部１１（１１２）は２本のレールの間隙を摺動する。ただし、摺動レール部６０は図６の構成である必要はなく、例えば、１本のレールから構成され、当該レール上を摺動部１１（１１２）が摺動する機構としてもよい。

支持部１４は先端部にてロープ１０を支持している。支持部１４は第１の実施形態における支持部１３と同様の構成であり、図４または図５のいずれの構成でもよい。

検出器３０は、第１の実施形態と同様に、ロープ１０に光を照射し、指標２５（２５１，２５２）にて反射された反射光（Ｌ１１，Ｌ１２）を検出し、指標２５の有無を判定する。

図６（ａ）において、支持部１４には変位計３２を有している。変位計３２は例えば、レーザ変位計やレーザドップラーなどの光学変位計やワイヤ式変位計などがある。本実施形態ではレーザ変位計を用いた態様について説明する。

本実施形態の摺動部１１（１１２）は、被照射部１５を有している。変位計３２は摺動部１１（１１２）の被照射部１５に光を照射する。

変位計３２は被照射部１５に光を照射し、被照射部１５にて反射された光を受光することで、変位計３２と被照射部１５との距離を測定する。図６（ａ）で変位計３２にて受光される光をＬ２１とし、図６（ｂ）で変位計３２にて受光される光をＬ２２とする。

ロープ測長装置１Ｂは破線矢印の方向に移動して、図６（ａ）の状態から図６（ｂ）の状態に遷移したとする。摺動部１１（１１２）が移動すると、変位計３２から照射される光はＬ２１からＬ２２となる。即ち光路が増加する。

変位計３２は、検出器３０が前回検出した指標２５（２５１）と今回検出した指標２５（２５２）との距離を、光Ｌ２１に基づいて算出された距離値と、光Ｌ２２に基づいて算出された距離値との差分により算出する。

指標２５間の距離の値があらかじめ設定されており、設定値とロープ測長装置１Ｂによる計測値との差分が指標２５間（指標２５１と指標２５２との間）のロープ１０の伸びの値となる。

（第２の実施形態の変形例１）
図７は第２の実施形態の変形例１の図である。第２の実施形態について変位計３２についてレーザ変位計について説明したが、光学変位計としてレーザドップラーを用いてもよい。レーザドップラー（変位計３２）は摺動部１１のロープ１０に対向する面に設けられている。図７では一例として、検出器３０の横にレーザドップラー（変位計３２）を設けている。レーザドップラー（変位計３２）は摺動部１１が摺動すると検出器３０と共に摺動する。

レーザドップラー（変位計３２）はセンサヘッドからレーザ光をロープ１０に照射し、ロープ１０から反射されたレーザ光を受光する。レーザドップラー（変位計３２）は摺動部１１が摺動すると、共に摺動するため、レーザ光の照射光と反射光との周波数が変化する。この周波数の変化に基づくパルスを測定することでレーザドップラー（変位計３２）の速度変化を測定し、信号処理を行うことで距離に変換する。

検出器３０が指標２５１にて検知する手前から摺動部１１とレーザドップラー（変位計３２）とを摺動させ、検出器３０が指標２５１にて検知したとき（図７（ａ））、指標２５１のパルス値を得る。そのまま摺動部１１とレーザドップラー（変位計３２）とを摺動させ、検出器３０が指標２５２を検出したとき（図７（ｂ））のパルス値を得る。その後、摺動部１１とレーザドップラー（変位計３２）の摺動を止める。指標２５１から指標２５２までのパルス値の差分から摺動した距離が算出される。

なお、図７において、レーザドップラー（変位計３２）は摺動部１１のロープ１０に対向する面に配置したが、ロープ１０にレーザを照射することができれば、摺動部１１のどこに配置していてもよい。例えば、第２の実施形態の被照射部１５に配置していてもよい。

また、第１の実施形態におけるローラエンコーダの代わりに光学変位計として、レーザドップラー（変位計３２）は摺動部１１を用いてもよい。

（第２の実施形態の変形例２）
図８は第２の実施形態の変形例２の図である。変位計にワイヤ式変位計（変位計３３）を用いてもよい。ワイヤ式変位計は、ワイヤ３３１と、ワイヤ３３１が巻きかけられているスプール３３２と、スプール３３２の軸に固定されたロータリエンコーダ３３３を有している。ワイヤの先端は摺動部１１の変位測定部１６に固定されている。変位測定部１６は上記実施形態の被照射部１５と同様の構成としてもよい。

変位計にワイヤ式変位計を用いた場合は、摺動部１１により変位測定部１６が変位すると、ワイヤ３３１が引き出され、引き出された長さに基づいてスプール３３２が回転する。スプール３３２が回転すると、スプール３３２の軸に固定されたロータリエンコーダ３３３がスプール３３２の回転とともに回転し、パルスをカウントし、パルスのカウントに基づいて、引き出されたワイヤ３３１の長さを測定する。引き出されたワイヤ３３１の長さの差分が、摺動部１１の変位測定部１６の摺動した長さ（変位量）となる。

本変形例では図８（ａ）のように、検出器３０が指標２５１を検出したときのワイヤ３３１の長さと、図８（ｂ）のように検出器３０が指標２５２を検出したときのワイヤの長さの差分から指標２５間の長さを求める。

本実施形態のロープ測長装置は、外部被覆層で覆われたエレベータ用のロープについて、ロープの部位に限定されず精度よく長さを測定することができる。

（第３の実施形態）
図９は第３の実施形態のロープ測長装置１Ｃの図となる。本実施形態において、第１の実施形態のロープ測長装置１Ａおよび第２の実施形態のロープ測長装置１Ｂと同一の機構については、同一の符号を用いて、詳述は省略する。

図９（ａ）は第３の実施形態に係るロープ測長装置１Ｃの図である。図９（ｂ）は第３の実施形態に係るロープ測長装置１Ｃを用いた、ロープの測長方法の概略図である。本実施形態に係るロープ測長装置１Ｃは、被測定対象であるロープ１０に施された指標間の長さを測長し、ロープ１０の部分的な伸びを検出する。

本実施形態のロープ測長装置１Ｃは、摺動部１１（１１３）と、支持部１４と、検出器３０と、変位計３１と、摺動部１１（１１３）を摺動するための摺動レール部６０と、を有している。

摺動部１１（１１３）は検出器３０を備えており、摺動レール部６０に沿って検出器３０を摺動させる部位である。

検出器３０は、第１の実施形態と同様に、ロープ１０に光を照射し、指標２５（２５１，２５２）にて反射された反射光（Ｌ１１，Ｌ１２）を検出し、指標２５の有無を判定する。

図９（ａ）において、本実施形態のロープ測長装置１Ｃは摺動部１１（１１３）に変位計３１を有している。変位計３１はローラエンコーダであり、基部３１１と回転部３１２と有している。基部３１１は一端が摺動部１１（１１３）に接続され、他端が回転部３１２に接続されている。回転部３１２は回転面がロープ１０に接している。

ロープ測長装置１Ｃは破線矢印の方向に移動して、図９（ａ）の状態から図９（ｂ）の状態に遷移したとする。摺動部１１（１１３）が移動すると、回転部３１２がロープ１０に沿って回転される。

変位計３１は、検出器３０が前回検出した指標２５（２５１）と今回検出した指標２５（２５２）との距離を、回転部３１２の回転角に基づいて測定する。即ち、回転部３１２の回転角から摺動部１１が摺動した距離を測定し、当該測定値が指標２５間の距離となる。

指標２５間の距離の値があらかじめ設定されており、設定値とロープ測長装置１Ｃによる計測値との差分が指標２５間（指標２５１と指標２５２との間）のロープ１０の伸びの値となる。

本実施形態のロープ測長装置は、外部被覆層で覆われたエレベータ用のロープについて、ロープの部位に限定されず精度よく長さを測定することができる。

以上の実施形態のロープ測長装置１（１Ａ〜１Ｃ）は指標２５間の距離の値について、例えば、摺動部１１に図１０のような表示部６を設けて、測定結果を通知してもよい。

また、摺動部１１は記憶部７を有しており、記憶部に指標２５間の距離の値を蓄積してもよい。この場合定期的な検査の場合、同一の指標２５間を検査した場合は、前回検査時の前回値（図１０では１２３ｍｍ）と今回検査時の今回値（図１０では１３５ｍｍ）とを表記してもよい。

また、送信機を内蔵し、無線通信により、携帯端末に指標２５間の距離の値を送信して、当該携帯端末の画面上に通知してもよい。

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、そのほか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（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）…ロープ測長装置
１０…樹脂被覆ロープ
１１（１１１，１１２，１１３）…摺動部
１２，１３，１４…支持部
１２１，１２２，１３１，１３２…ロープ接触部
１５…被照射部
１６…変位測定部
２３…ロープの表面
２５…指標
２５１…第１の指標
２５２…第２の指標
３０…検出器（光学センサ）
３１…変位計（ローラエンコーダ）
３１１…変位計（基部）
３１２…変位計（回転部）
３２…変位計（光学変位計）
３３…変位計（ワイヤ式変位計）
３３１…ワイヤ
３３２…スプール
３３３…ロータリエンコーダ
４…回動機構
４１，４２…回動機構基部
４３…回動部
５…固定機構
５１，５２…固定機構基部
５２１…溝部
５３…回動部
５４…掛止部
６…表示部
６０…摺動レール部
７…記憶部

上記課題を解決するため、ロープ測長装置は、エレベータ用のロープの外装被覆層に光を照射して、照射光と反射光との光の強度により前記外装被覆層の長手方向に所定の間隔で形成された指標を検出する検出器と、前記ロープの長手方向に沿って前記検出器を摺動する摺動部と、前記検出器が前回検出した指標と今回検出した指標との距離を前記摺動部が摺動した距離に基づいて測定する変位計と、を具備する。

Claims (10)

1. エレベータ用のロープの外装被覆層に所定の間隔で形成された指標を検出する検出器と、
   前記ロープの長手方向に沿って前記検出器を摺動する摺動部と、
   前記検出器が前回検出した指標と今回検出した指標との距離を前記摺動部が摺動した距離に基づいて測定する変位計と、
   を具備したロープ測長装置。
2. 前記摺動部は、前記検出器を挟んで設けられ前記ロープを支持する少なくとも２つの支持部を有し、
   前記支持部は、前記摺動部の摺動に伴い前記ロープの長手方向に沿って摺動する、
   請求項１に記載のロープ測長装置。
3. 前記摺動部を摺動するための摺動レール部と、
   前記摺動レール部と接続され前記ロープを支持する支持部と、
   を更に具備する請求項１に記載のロープ測長装置。
4. 前記変位計は前記摺動部に設けられたローラエンコーダである、
   請求項３に記載のロープ測長装置。
5. 前記変位計は前記支持部に設けられ、前記摺動部に光を照射する光学変位計である、
   請求項３に記載のロープ測長装置。
6. 前記変位計は前記摺動部に設けられ、前記ロープにレーザを照射して、前記レーザによる照射光と前記ロープからの反射光との周波数変化に基づいて速度変化を測定することにより、前記摺動部の変位量を測定する光学変位計である、
   請求項３に記載のロープ測長装置。
7. 前記変位計は前記支持部に設けられ、前記摺動部に固定されたワイヤを固定し、前記摺動部の摺動に伴いワイヤを引き出して変位量を測定するワイヤ式変位計である、
   請求項３に記載のロープ測長装置。
8. 前記変位計による測定結果を前記摺動部に表示する表示部を更に具備する、
   請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のロープ測長装置。
9. 前記変位計による測定結果の前回値を記憶する記憶部を更に具備し、
   前記表示部は前記記憶部に記憶された前回値と、前記変位計による測定値である今回値とを表示する、
   請求項８に記載のロープ測長装置。
10. 前記支持部は、前記ロープを径方向に被覆して支持するための回動機構と固定機構とを具備する、
    請求項２乃至請求項９のいずれか１項に記載のロープ測長装置。

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