JP6154730B2 - エレベータ監視システム - Google Patents

Description

本発明は、エレベータ監視システムに係り、さらに詳しくはエレベータのかごとつり合い重りを吊り下げる複数の主ロープのロープテンションを常時監視するエレベータ監視システムに関する。

一般に、エレベータのかごとつり合い重りを吊り下げる主ロープには鋼製のワイヤロープが用いられる。ワイヤロープはストランドと呼ばれる複数本の鋼線を撚ったものを、さらに複数撚り合わせて構成されたものである。このようなワイヤロープでは、疲労や摩耗によりワイヤロープを構成する鋼線が少しずつ破断していく。鋼線の破断数は経年的に増加する。そこで、定期的に探傷を行い、破断数が基準値を超えると、ワイヤロープは寿命に至ったと判断されて交換されることになる。

エレベータ装置は、一般に、乗かご、つり合い重り、主ロープ、ロープソケット、シンブルロッド、支持ばね及びナットを備えている。主ロープは乗かごとつり合い重りを懸架し、複数備えられる。ロープソケットは、これらの主ロープの両端に取り付けられ、同じく複数備えられる。シンブルロッドはロープソケットを固定するためのものである。ばねはシンブルロッドを介して前記主ロープを支持する。ナットは前記シンブルロッドに螺合して前記ばねの伸縮量を決定する。

前記複数の主ロープのそれぞれは経年的に張力に偏差を生じ、この偏差は主ロープの磨耗劣化を加速させる等の問題を招いている。また、急速に鋼線の破断が進行した場合にはストランド切れが発生する場合がある。ストランド切れをした状態でエレベータが走行した場合には、主モータや他のエレベータ機器に切れたストランドが接触することがある。このように切れたストランドが接触すると、接触した他の機器に対して損傷を与える可能性がある。そこで、主ロープにかかる荷重を検出するための装置として、特開２０１１−４２４８１号公報（特許文献１）に記載された技術が知られている。

この特許文献１には、荷重受け部を上記ナット部材の上記綱止め板と逆側に該ナット部材と所定距離離反して位置するように上記綱止め板に固定される検出板と、上記ばね座又は上記ナット部材と上記荷重受け部との間のそれぞれに配設される検出ばねと、上記検出板の上記綱止め板との固定部と上記荷重受け部とを連結する連結部に配設された歪みゲージと、を備えたエレベータの荷重検出装置が記載されている。

特開２０１１−４２４８１号公報

前記特許文献１においては、検出板が底部をダブルナットの鋼止め板と逆側にダブルナットと所定距離離反して位置するように鋼止め板に固定され、検出ばねがばね座と底板との間のそれぞれに配設され、歪みゲージが検出板の側板に配設されている。すなわち、検出板が複数本の主ロープ端のシンブルロッドに取り付けられた検出ばねを全て覆うように設置され、歪みゲージが検出板の側板に配設されていることから、荷重は検出ばねの変化量を合算して検出されることになる。

このように特許文献１記載の技術では、検出ばねの変化量を合算して荷重を検出するので、複数本ある主ロープ各々にかかる荷重を検出することができず、主ロープ各々のテンションのアンバランスを検出することは困難であった。

また、主ロープにストランド切れが発生した場合には、ストランド切れした主ロープの荷重が減少し、他の主ロープにストランド切れした主ロープの荷重が分散して加わることになる。しかし、特許文献１記載の技術では、複数本の主ロープ荷重を全てまとめて検出するので、１本の主ロープのストランド切れを検出することも困難である。その結果、歪みゲージによって荷重を検出したとしても、主ロープのストランド切れ及び荷重検出後のエレベータ制御について十分な配慮がされているわけではなかった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、主ロープのストランド切れを検出可能とし、ストランド切れを検出したとき安全性を考慮してエレベータの制御を行うことにある。

本発明は、乗かごとつり合い重りとを懸架する複数の主ロープのテンションを各主ロープについて計測する複数の計測装置と、前記複数の計測装置によって計測された前記各主ロープのテンションから、各主ロープのテンションの偏差を算出し、前記偏差から前記主ロープのテンションのアンバランスが検出されたとき、ストランド切れと判断するエレベータ制御装置と、を備えたエレベータ監視システムにおいて、前記計測装置は、エレベータ起動時に前記主ロープに加わる荷重を計測し、前記エレベータ制御装置は、前記エレベータ起動時に前記計測した荷重が増大すると、レールの油切れが生じたと判断することを特徴とする。

本発明によれば、主ロープのストランド切れを検出することが可能となり、ストランド切れを検出したとき安全性を考慮してエレベータの制御を行うことができる。なお、前記以外の課題、構成及び効果は、後述の実施形態における説明で明らかにされる。

本発明の実施形態に係る主ロープテンション計測装置の取り付け位置を示す図である。 本発明の実施形態に係る主ロープの端部構造を示す図である。 図２の端部構造に含まれるシンブルロッドにロープテンション計測装置を取り付けた状態を示す図である。 本発明の実施形態に係るエレベータ監視システムのシステム構成の概略を示すブロック図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。

図１はロープテンションを常時監視するための主ロープテンション計測装置の取り付け位置を示すエレベータ装置の概略構成を示す図である。

図１（ａ），（ｂ）は主モータ（巻上げ機）が昇降路の上部に設置された例、図１（ｃ）は下部に設置された例である。

図１において、乗かご２とつり合い重り３は主ロープ４を介してつり下げられ、乗かご２とつり合い重り３を繋ぐ主ロープ４は主モータ５によって駆動される巻上げ機により昇降動作が可能となっている。主ロープテンション計測装置１は、主ロープ４の長手方向の乗かご２側とつり合い重り３側のそれぞれの端部に取り付けられている。図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示したエレベータ装置Ｅは、それぞれシーブに掛けられた主ロープ４の形式は異なっているが、主ロープテンション計測装置１が主ロープ４の長手方向の乗り乗かご２側とつり合い重り３側のそれぞれの端部に取り付けられていることは共通する。

図２は主ロープ４の端部構造を示す図である。同図において、主ロープ４の端部は、シンブルロッド７によって乗かご２、つり合い重り３、あるいは建屋に固定される。シンブルロッド７は、ソケット６、ばね受け座８、ばね９、ばね座１０、ナット１１及びロックナット１２を備えている。ソケット６は主ロープ４を貫通させ、折り返してくさびで固定することにより主ロープ４をシンブルロッド７に連結している。

シンブルロッド７は、乗かご２、つり合い重り３あるいは建屋の支持板１７を貫通し、支持板１７のソケット６設置側とは逆側（支持板１７の上側）でばね受け座８、ばね９及びばね座１０を介してナット１１及びロックナット１２により支持板１７に固定される。シンブルロッド７は、ばね受け座８、ばね９及びばね座１０を貫通している。

ばね９は、ばね受け座８とばね座１０との間に設置され、ナット１１がシンブルロッド７の雄ねじにねじ込まれ、ばね座１０に接してばね９の伸縮量を決定する。ロックナット１２はナット１１の反ばね９側からねじ込まれ、ナット１１を固定する。

図３はシンブルロッド７に主ロープテンション計測装置１を取り付けた状態を示す図である。

主ロープテンション計測装置１にはセンサ部１３が設けられている。センサ部１３は、ナット１１の外径より内径が大きく、ばね座１０外径より外径が小さい円筒形に設定されている。円筒形のセンサ部１３は、ばね座１０とセンサ固定部１４との間で、円筒内にシンブルロッド７とナット１１とロックナット１２が貫通して設置することが可能となっている。センサ部１３のシンブルロッド７の長手方向のばね座１０とセンサ固定部１４との間の長さＬ１は、ナット１１とロックナット１２のシンブルロッド７長手方向への長さＬ２と、ばね９の最大変化長さＡを合算した長さより長くなっている。

センサ部１３は、ばね座１０とセンサ固定部１４との間でばね９により弾性力を付与された状態で支持される。センサ固定部１４は上側のナット１８と下側のロックナット１２により挟まれた状態で固定され（取り付けられ）、ナット１８はさらにロックナット１９によって固定される。これにより、センサ部１３の位置がセンサ固定部１４によって決定される。

センサ部１３の外周面にはシンブルロッド７を軸として対向するように歪みゲージ１５（図では、１５ａ，１５ｂとして示す。）が２個以上配設され、歪みゲージ１５によって円筒状のセンサ部１３本体の長手方向の歪みを計測する。そして、計測されたセンサ部１３本体の歪み量から主ロープ４にかかる荷重を検出することができる。荷重は、後述のエレベータ制御装置１６のＣＰＵによって算出される。

このように歪みゲージ１５を配置すると、歪みゲージ１５ａで計測した値に前記シンブルロッド７を軸にして対向する歪みゲージ１５ｂの信号を合算することにより、シンブルロッド７が傾いた場合でも主ロープ４に加わる垂直荷重を検出することができる。

また、センサ部１３をシンブルロッド７に取り付ける前に歪みゲージ１５によって荷重を計測することにより、センサ固定部１４で位置が決まったときの荷重の絶対値を計測することができる。これにより、乗かご２とつりあい重り３を吊ってセンサ部１３に加わる荷重をなくしてからセンサ部１３をシンブルロッド７に取り付けるという工程を踏むことなく、荷重の絶対値を計測することができる。

図４は本実施形態に係る主ロープテンション（常時）監視システムＳＹのシステム構成の概略を示すブロック図である。

同図において、主ロープテンション監視システムＳＹは、各主ロープ４のシンブルロッド７に取り付けられたｎ個（ｎは１以上の整数）の主ロープテンション計測装置１（１）〜１（ｎ）とエレベータ制御装置１６とから構成されている。エレベータ制御装置１６には、主ロープテンション計測装置１（１）〜１（ｎ）の各センサ部１３に取り付けられた歪みゲージ１５によって計測されたセンサ部１３本体の歪み量が入力され、エレベータ制御装置１６で各主ロープ４のテンションの偏差が算出される。エレベータ制御装置１６は算出したバラツキが予め設定された値以上となった場合に、乗かご２を最寄り階まで運転した後、速やかにエレベータ装置Ｅを停止させる。これと並行して、通信回線を介して保守営業所などの外部へロープテンション調整要の信号を出力する。受信した保守営業所側では、前記調整用の信号に基づいて該当するエレベータ装置Ｅの保守を実行する。

エレベータ制御装置１６は、図示しないＣＰＵ（中央処理装置）とメモリを備えている。ＣＰＵは、制御部と演算部を含み、制御部が命令の解釈とプログラムの制御の流れを制御し、演算部が演算を実行する。また、プログラムは前記メモリに格納され、実行すべき命令（ある数値又は数値の並び）を前記プログラムの置かれたメモリから取り出し、前記プログラムを実行する。

このように構成された本実施形態では、例えば、主ロープ４にストランド切れが発生した場合、ストランド切れした主ロープ４にかかっていた荷重が減少し、他の主ロープ４にかかっている荷重が増加する。そのため、ロープテンション計測装置１によって計測している荷重の計測値が、一部の主ロープ４で急激に減少し、他の主ロープ４で増加すると、エレベータ制御装置１６は急激に荷重が減少した主ロープテンション計測装置１（１）〜１（ｎ）を特定し、その計測装置で計測している主ロープ４にストランド切れが発生したと認識することができる。

そこで、ストランド切れが発生したと認識したエレベータ制御装置１６は、前述のように乗客に対して安全にかつ可及的速やかにエレベータ装置Ｅを停止させる。このようにストランド切れを検知したとき、エレベータ装置Ｅを停止させると、ストランド切れした主ロープ４によって、主モータ５や他の塔内（昇降路内）の機器が損傷することを防ぐことができる。

さらに、本実施形態に係る主ロープテンション計測装置１（１）〜１（ｎ）は、複数本の主ロープ４の荷重変化をそれぞれ常時監視している。そのため、地震などにより主ロープ４が塔内機器に引っ掛かった場合に、エレベータを動かそうとすると、引っ掛かりのある主ロープ４の荷重が上昇することを検出することができる。もし、主ロープ４が塔内機器に引っ掛かった状態でエレベータ装置Ｅを運転すると、主ロープ４につぶれや形崩れが生じる。

そこで、本実施形態では、特定の主ロープ４の荷重が予め設定された値以上上昇した場合には、これを検知した主ロープテンション計測装置１（１）〜１（ｎ）がエレベータ制御装置１６にその旨通知するようにした。エレベータ制御装置１６は、この通知を受けて直ちにエレベータ装置Ｅを停止させるようにした。そして、塔内の引っ掛かりを確認するように指示する信号を出力する。この信号は、前記外部の保守営業所などへ伝送される。前記信号を受信した保守営業所側では、前記塔内の引っ掛かりを確認する信号に基づいて該当するエレベータ装置Ｅの保守点検を行う。これによりストランド切れした主ロープ４の引っ掛かりによる損傷を防止することができる。

また、昇降路内のレールには、乗かご２及びつり合い重り３を当該レールに沿って移動させるために潤滑油が塗られている。潤滑油がなくなってくるとレールと乗かご２又はつり合い重り４の摩擦抵抗が大きくなり、レールと摺り合う部分に摩耗劣化が生じ、あるいは異常音が発生するなどの問題が出てくる。

そこで、エレベータ起動時に主ロープテンション計測装置１（１）〜１（ｎ）で主ロープ４へかかる荷重を計測するようにする。このようにエレベータ起動時に主ロープ４に加わる荷重を計測し、計測した荷重が大きくなると、摩擦抵抗の上昇より荷重が大きくなったと判断される。摩擦抵抗の上昇により荷重が大きくなると、この荷重の増大は、レールの油切れに起因していると判断することができる。

なお、本実施形態では、エレベータ制御装置１６で各主ロープテンション計測装置１（１）〜１（ｎ）の歪みゲージ１５によって検出された歪み量に基づいて荷重を算出しているが、各主ロープテンション計測装置１（１）〜１（ｎ）側に例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの制御回路を実装し、各主ロープテンション計測装置１（１）〜１（ｎ）側で荷重を検出するように構成することもできる。また、エレベータ制御装置１６におけるＣＰＵの荷重検出機能をＡＳＩＣによって行わせるように構成することも可能である。

以上のように、本実施形態によれば、次のような効果を奏する。

（１）乗かご２とつり合い重り３とを懸架する複数の主ロープ４のロープテンションを監視するエレベータ監視システムＳＹにおいて、複数の主ロープ４のテンションを各主ロープについて計測する複数の主ロープテンション計測装置１（計測装置）と、複数の主ロープテンション計測装置１（計測装置）によって計測された前記各主ロープ４のテンションから、各主ロープ４のテンションの偏差を算出し、前記偏差から前記主ロープ４のテンションのアンバランスが検出されたとき、ストランド切れと判断するエレベータ制御装置１６と、を備えたので、主ロープ４のストランド切れを荷重の偏差から検出することができる。また、主ロープ４のストランド切れを荷重の偏差から検出するので、ストランド切れを検出したとき例えば停止制御を速やかに実行することにより、安全性を考慮したエレベータの制御が可能となる。

（２）前記複数の主ロープテンション計測装置１（計測装置）が、乗かご２とつり合い重り３とを懸架する複数の主ロープ４の端部にそれぞれに設けられたシンブルロッド７と、シンブルロッド７が貫通するばね受け座８と、シンブルロッド７が貫通し、一端がばね受け座８に接して主ロープ４を支持するばね９と、ばね９の他端に接して当該ばね９を抑えるばね座１０と、シンブルロッド７にねじ込まれ、ばね座１０に接してばね９の伸縮量を決定するナット１１及びロックナット１２（ナット部材）と、主ロープ４とシンブルロッド７を接続するロープソケット６と、長手方向の一端でばね座１０に接し、他端でシンブルロッド７に取り付けられたセンサ固定部１４に接して両者間に挟持されるセンサ部１３と、センサ部１３に設けられ、当該センサ部１３の歪み量を検出する歪みゲージ１５と、をそれぞれ含むので、複数本ある主ロープ４のテンションの各々の常時監視が可能となる。さらに、センサ部１３をシンブルロッド７の端部に設置されたばね９の端部に取り付けることができるので、設置の際には工事が必要なく、容易に取り付け取り外しが可能となる。

（３）複数の主ロープテンション計測装置１（計測装置）によって計測された主ロープ４のテンションが、歪みゲージ１５によって検出された歪み量から算出されるので、各主ロープ４のそれぞれについて精度良く荷重及び荷重変動を検出することができる。

（４）エレベータ制御装置１６は、ストランド切れと判断したとき、乗かご２の走行を停止させるので、安全性を考慮したエレベータ制御が可能となる。

なお、前記実施形態における効果の説明では、本実施形態の各部について、特許請求の範囲における各構成要素をかっこ書きで示し、若しくは参照符号を付し、両者の対応関係を明確にした。

さらに、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１ 主ロープテンション計測装置
２ 乗かご
３ つり合い重り
４ 主ロープ
５ 主モータ
６ ソケット
７ シンブルロッド
８ ばね受け座
９ ばね
１０ ばね座
１１ ナット
１２ ロックナット
１３ センサ部
１４ センサ固定部
１５，１５ａ，１５ｂ 歪みゲージ
１６ エレベータ制御装置
Ｅ エレベータ装置
ＳＹ エレベータ監視システム

Claims (4)

1. 乗かごとつり合い重りとを懸架する複数の主ロープのテンションを各主ロープについて計測する複数の計測装置と、
   前記複数の計測装置によって計測された前記各主ロープのテンションから、各主ロープのテンションの偏差を算出し、前記偏差から前記主ロープのテンションのアンバランスが検出されたとき、ストランド切れと判断するエレベータ制御装置と、
   を備えたエレベータ監視システムにおいて、
   前記計測装置は、エレベータ起動時に前記主ロープに加わる荷重を計測し、
   前記エレベータ制御装置は、前記エレベータ起動時に前記計測した荷重が増大すると、レールの油切れが生じたと判断することを特徴とするエレベータ監視システム。
2. 請求項１に記載のエレベータ監視システムにおいて、
   前記複数の計測装置が、
   乗かごとつり合い重りとを懸架する複数の主ロープの端部にそれぞれに設けられたシンブルロッドと、
   前記シンブルロッドが貫通するばね受け座と、
   前記シンブルロッドが貫通し、一端が前記ばね受け座に接して前記主ロープを支持するばねと、
   前記ばねの他端に接して当該ばねを抑えるばね座と、
   前記シンブルロッドにねじ込まれ、前記ばね座に接してばねの伸縮量を決定するナット部材と、
   前記主ロープと前記シンブルロッドを接続するロープソケットと、
   長手方向の一端で前記ばね座に接し、他端で前記シンブルロッドに取り付けられたセンサ固定部に接して両者間に挟持されるセンサ部と、
   前記センサ部に設けられ、当該センサ部の歪み量を検出する歪みゲージと、
   をそれぞれ含むことを特徴とするエレベータ監視システム。
3. 請求項２に記載のエレベータ監視システムにおいて、
   前記複数の計測装置によって計測された主ロープのテンションが、前記歪みゲージによって検出された歪み量から算出されることを特徴とするエレベータ監視システム。
4. 請求項１ないし３のいずれか1項に記載のエレベータ監視システムにおいて、
   前記エレベータ制御装置は、ストランド切れと判断したとき、前記乗かごの走行を停止させることを特徴とするエレベータ監視システム。