JP6170810B2 - エレベータの主ロープテンション計測装置及びエレベータ制御システム - Google Patents

Description

本発明は、エレベータの主ロープテンション計測装置及びエレベータ制御システムに係り、さらに詳しくは、エレベータの乗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計測する計測装置及び当該計測装置を備えたエレベータ制御システムに関する。

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。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。そのため、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、荷重は検出ばねの変化量を合算して検出されることから、複数本ある主ロープ各々にかかる荷重を検出することはできず、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、特許文献１記載の技術では、取り付けの際には、主ロープを固定している綱止め板（ベース部）に固定するため、綱止め板に固定用の加工が必要となり、取り付け時に手間がかかるという問題があった。

さらに、通常、主ロープにかかるテンションは、かご側のロープ端部とつり合い重り側のロープ端部のばねの状態によって影響を受けるが、特許文献１では、荷重検出装置の取り付けはかご側のロープ端部のみのため、つり合い重り側の主ロープテンションの計測が困難であった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、複数本ある主ロープのテンションの各々の常時監視を可能とし、荷重を検出する装置の取り付けを容易とすることにある。

前記課題を解決するために、本発明の一態様は、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、を有するエレベータの主ロープテンション計測装置において、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、を備え、前記センサ部は、前記センサ固定部で位置が決まったときの荷重の絶対値を得るため、前記シンブルロッドに取り付ける前に前記歪みゲージによって荷重が計測されることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、複数本ある主ロープのテンションの各々の常時監視が可能となる。また、荷重を検出するセンサ部の取り付けが容易となる。なお、前記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明において明らかにされる。

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主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制御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、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

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を介して吊り下げられ、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。

また、主ロープテンション計測装置１は、主ロープ４の端部に取り付けられたシンブルロッド７の端部に取り付けるため、既に設置されているエレベータ装置Ｅに対して工事等をすることなく、設置することが可能である。

さらに、主ロープテンション計測装置１はシンブルロッド７の端部のエレベータ装置Ｅの運行に影響を与えない位置に設置できるため、常設しておくことも可能である。

加えて、主ロープテンション計測装置１は、複数ある主ロープ４の乗かご２側とつりあい重り３側端部全てに常設することが可能で、常時複数本の主ロープ４にかかる荷重を計測することができる。

図４は本実施形態に係るエレベータ制御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。

同図において、エレベータ制御システム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、この歪み量からエレベータ制御装置１６で各主ロープ４のテンションが算出される。

エレベータ制御装置１６は、さらに算出された各主ロープ４のテンションから主ロープ４毎の偏差を算出する。そして、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は、エレベータ制御装置１６は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の保守を行うことになる。

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。

このような構成されたエレベータ制御システムＳＹでは、例えば地震などにより主ロープ４が塔内機器に引っかかった場合に、エレベータ装置Ｅを動かそうとすると、引っかかりのある主ロープ４の荷重が上昇する。この状態でエレベータ装置Ｅを動かすと、主ロープ４につぶれや形崩れが発生してしまう。

そこで、本実施形態に係るエレベータ制御装置１６では、例えば地震直後のエレベータ装置Ｅの状態を確認するエレベータ確認モードを設けている。このエレベータ確認モードでは、エレベータ制御装置１６は地震直後に主モータ５を駆動してエレベータ装置Ｅを運転させる。そして、荷重が上昇した主ロープ４が検出された場合には、エレベータ制御装置１６は主モータ５の駆動を停止させてエレベータ装置Ｅの運転をやめ、塔内の引っかかりを確認するように信号を発する。これらのモードや機能は前記プログラムにより設定されている。

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、を有するエレベータ装置Ｅ（エレベータ）の主ロープテンション計測装置１において、長手方向の一端でばね座１０に接し、他端で前記シンブルロッド７側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、を備えたので、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。

（２）センサ部１３は、ナット１１及びロックナット１２（ナット部材）の外径より大きい内径と、ばね座１０の外径より小さい外径を有し、シンブルロッド７がセンサ部１３を貫通するように構成されているので、シンブルロッド７の端部からばね座１０側に挿入することにより、センサ部１３をシンブルロッド７に簡単に装着することができる。

（３）センサ部１３が乗かご２側及び前記つり合い重り３側の主ロープ４の端部の少なくとも一方に取り付けられているので、複数の主ロープのテンションをそれぞれ確実に計測することができる。

（４）前記（１）ないし（３）の何れかに記載のエレベータの主ロープテンション計測装置１と、歪みゲージ１５によって検出された歪み量から複数の主ロープ４のテンションの偏差を算出するエレベータ制御装置１６と、を備えているので、複数の主ロープテンション計測装置１の歪み量の偏差、言い換えれば荷重の偏差を容易に検出することができる。

（５）エレベータ制御装置１６は、複数の主ロープ４のテンションの偏差が予め設定された値以上となった場合に、通信回線を介して外部へ異常の信号を出力するので、異常信号を受信した外部の例えば保守営業所で速やかに異常に対応することが可能となり、安全なエレベータ装置の運転に寄与することができる。

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 ロープテンション計測センサ
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
１１，１８ ナット
１２，１９ 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 エレベータ制御システム

Claims (5)

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、
   を有するエレベータの主ロープテンション計測装置において、
   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、
   を備え、
   前記センサ部は、前記センサ固定部で位置が決まったときの荷重の絶対値を得るため、前記シンブルロッドに取り付ける前に前記歪みゲージによって荷重が計測されること
   を特徴とするエレベータの主ロープテンション計測装置。
2. 請求項１に記載のエレベータの主ロープテンション計測装置において、
   前記センサ部は、前記ナット部材の外径より大きい内径と、前記ばね座の外径より小さい外径を有し、
   前記シンブルロッドが前記センサ部を貫通することを特徴とするエレベータの主ロープテンション計測装置。
3. 請求項１に記載のエレベータの主ロープテンション計測装置において、
   前記センサ部が前記乗かご側及び前記つり合い重り側の前記主ロープの端部の少なくとも一方に取り付けられていることを特徴とするエレベータの主ロープテンション計測装置。
4. 請求項１ないし３の何れか１項に記載のエレベータの主ロープテンション計測装置と、
   前記歪みゲージによって検出された歪み量から前記複数の主ロープのテンションの偏差を算出するエレベータ制御装置と、
   を備えたエレベータ制御システム。
5. 請求項４に記載のエレベータ制御システムにおいて、
   前記エレベータ制御装置は、前記複数の主ロープのテンションの偏差が予め設定された値以上となった場合に、通信回線を介して外部へ異常の信号を出力することを特徴とするエレベータ制御システム。