JP6445657B1 - Elevator rope inspection system - Google Patents
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Abstract
【課題】抗張力材の損傷が目視できないロープの保守点検において、ロープ強度が確保されている状態での運用上の寿命を改善し、強度管理の信頼性を向上させる。
【解決手段】一実施形態に係るエレベータのロープ検査システムは、マーク検出センサ21、張力検出装置40、演算装置23を備える。マーク検出センサ21は、検査対象とするメインロープ10の長手方向に一定間隔で設けられた複数のマークを検出する。張力検出装置40は、メインロープ10の張力を検出する。演算装置23は、各マークの間隔からメインロープ10の伸び量を算出すると共に、メインロープ10の張力に基づいて伸び量を一定張力下での伸び量に補正し、その補正後の伸び量に基づいて強度管理を行う。
【選択図】 図1[PROBLEMS] To improve the operational life in a state in which the rope strength is ensured and improve the reliability of strength management in the maintenance inspection of the rope in which the tensile strength material cannot be visually observed.
An elevator rope inspection system according to an embodiment includes a mark detection sensor, a tension detection device, and a calculation device. The mark detection sensor 21 detects a plurality of marks provided at regular intervals in the longitudinal direction of the main rope 10 to be inspected. The tension detection device 40 detects the tension of the main rope 10. The arithmetic unit 23 calculates the extension amount of the main rope 10 from the interval of each mark, corrects the extension amount to the extension amount under a constant tension based on the tension of the main rope 10, and uses the corrected extension amount as the extension amount. Based on strength management.
[Selection] Figure 1
Description
本発明の実施形態は、エレベータのメインロープなどに用いられるワイヤロープの劣化状態を検査するためのロープ検査システムに関する。 Embodiments described herein relate generally to a rope inspection system for inspecting a deterioration state of a wire rope used for an elevator main rope or the like.
近年、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ワイヤロープの普及が進んでいる。この種のワイヤロープは、内部の抗張力部材を目視できず、素線の摩耗状態や断線数の目視点検によって強度管理ができない。このため、例えば素線に通電し、経年劣化に伴う電気的特性の変化を測定する方法や、ロープ内部に抗張力部材よりも先行して劣化する導電部材を配置し、その導通状態を測定する方法が用いられる。しかし、前者の方法については、抗張力部材がスチールコードのように素線が少ないロープ構造に限られる。後者の方法については、アラミド繊維や樹脂被覆付きのワイヤロープには適用できるが、ロープ構造が複雑化するため、製造コストを上昇させる。 In recent years, a wire rope in which the surface of a tensile member is coated with a resin material having wear resistance and a high friction coefficient such as polyurethane has been widely used. This type of wire rope cannot visually check the internal tensile member, and cannot manage the strength by visual inspection of the worn state of the strands and the number of disconnections. For this reason, for example, a method of measuring the change in electrical characteristics due to deterioration over time by energizing a strand, or a method of measuring the conduction state by disposing a conductive member that deteriorates ahead of the tensile member inside the rope. Is used. However, the former method is limited to a rope structure in which the tensile member has few strands such as a steel cord. The latter method can be applied to an aramid fiber or a wire rope with a resin coating, but the rope structure becomes complicated, which increases the manufacturing cost.
ここで、他の方法として、ロープ等の長尺物の表面に一定の間隔でマークを付けておき、点検時にこれらのマークの間隔から伸びの状態を判定する方法がある。 Here, as another method, there is a method in which marks are attached to the surface of a long object such as a rope at a constant interval, and an extension state is determined from the interval between these marks at the time of inspection.
エレベータにおけるロープの強度管理では、経年変化によるロープの伸びに伴い、ロープの残存強度が基準値以下になった時点を交換時期として定めている。しかし、ロープ伸びには、経年劣化による伸び以外に、ロープに作用している張力による弾性伸びが含まれる。この張力による弾性伸びを経年劣化による伸びと区別して検出することは難しい。このため、通常は安全を見越して、点検時に生じると想定される弾性伸び分を考慮して、早めにロープ交換を行っている。 In the rope strength management in elevators, the time when the remaining strength of the rope becomes below the standard value with the elongation of the rope due to secular change is set as the replacement time. However, the rope elongation includes elastic elongation due to tension acting on the rope in addition to elongation due to aging. It is difficult to detect elastic elongation due to tension separately from elongation due to aging. For this reason, the rope is replaced early in consideration of the elastic elongation assumed to occur at the time of inspection, usually in anticipation of safety.
本発明が解決しようとする課題は、抗張力材の損傷が目視できないロープの保守点検において、ロープ強度が確保されている状態での運用上の寿命を改善し、強度管理の信頼性を向上させることのできるエレベータのロープ検査システムを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to improve the operational life in a state where the rope strength is ensured and improve the reliability of strength management in the maintenance inspection of the rope in which the tensile strength material cannot be visually observed. To provide an elevator rope inspection system.
一実施形態に係るエレベータのロープ検査システムは、検査対象とするロープの長手方向に一定間隔で設けられた複数のマークを検出するマーク検出手段と、上記ロープの張力を検出する張力検出手段と、上記マーク検出手段によって検出された上記各マークの間隔から上記ロープの伸び量を算出すると共に、上記張力検出手段によって検出された上記ロープの張力に基づいて上記ロープの伸び量を一定張力下での伸び量に補正し、その補正後の伸び量に基づいて強度管理を行う演算手段とを具備する。 An elevator rope inspection system according to an embodiment includes a mark detection unit that detects a plurality of marks provided at regular intervals in a longitudinal direction of a rope to be inspected, a tension detection unit that detects tension of the rope, The rope extension amount is calculated from the interval between the marks detected by the mark detection means, and the rope extension amount under a constant tension is calculated based on the rope tension detected by the tension detection means. And an arithmetic means for correcting the elongation amount and performing strength management based on the corrected elongation amount.
まず、本発明の実施形態をする前に、図10乃至図12を参照してロープの伸び率と強度との関係について説明する。 First, before carrying out the embodiment of the present invention, the relationship between the elongation percentage and the strength of the rope will be described with reference to FIGS.
例えば、エレベータのメインロープなどに用いられるワイヤロープは、抗張力部材であるストランドと心綱が張力により絞られ、かつ、シーブ等から受ける曲げにより互いに擦れ合う。このため、ロープ劣化の形態は、心綱付近部(図2の点線で囲んだ部分)の素線の摩耗と断線が支配的である。この部分の劣化によりストランドは心綱の方向(ロープ径が減少する方向)に移動するため、ワイヤロープ構造として伸びが生じる。 For example, in a wire rope used for an elevator main rope or the like, a strand and a cord which are tensile strength members are squeezed by tension and rubbed against each other by bending received from a sheave or the like. For this reason, the form of rope deterioration is dominated by the wear and disconnection of the strands in the vicinity of the heart rope (the portion surrounded by the dotted line in FIG. 2). Due to the deterioration of this portion, the strand moves in the direction of the heart rope (the direction in which the rope diameter decreases), so that the wire rope structure is stretched.
このような構造を有するワイヤロープに対して検証を行った結果、伸び率と強度との間に図10に示すような相関性があることが判明した。図10において、横軸はロープの伸び率を表している。機密上、具体的な数値は省略するが、図中のλは数%程度であり、距離にして数mm程度である。縦軸はロープの強度率(これを残存強度率と言う)を表している。ロープが据付け時の新品の状態から経年劣化により徐々に伸びてくると、それに伴い強度も低下する。通常、強度率80%を基準強度として定められ、ロープの伸び率がλになった時点を交換時期とすることで安全性が得られる。 As a result of verifying the wire rope having such a structure, it has been found that there is a correlation as shown in FIG. 10 between the elongation and the strength. In FIG. 10, the horizontal axis represents the elongation percentage of the rope. For the sake of confidentiality, although specific numerical values are omitted, λ in the figure is about several percent and the distance is about several mm. The vertical axis represents the strength factor of the rope (this is called the residual strength factor). When the rope gradually grows due to aging from the new state at the time of installation, the strength also decreases. Usually, the strength rate is set to 80% as the reference strength, and safety is obtained by setting the time when the rope elongation rate becomes λ as the replacement time.
ただし、経年劣化によるロープの伸びには、ストランドや心綱の摩耗によるらせん半径方向の減少に加え、弾性伸びが含まれている。図10に示したロープの伸び率と強度率の特性は、一定張力下における曲げ耐久試験により得られる特性である。張力を除去すると、らせん半径減少に伴う構造的伸びは残るが、構造形状の弾性的復元により素線やストランド等の各部に隙間が生じるため、安定的な伸び量は得られない。 However, the elongation of the rope due to aging includes elastic elongation in addition to the decrease in the radial direction of the spiral due to wear of the strands and cords. The characteristics of the elongation rate and strength factor of the rope shown in FIG. 10 are obtained by a bending durability test under a constant tension. When the tension is removed, the structural elongation associated with the decrease in the spiral radius remains, but a gap is generated in each part of the strands, strands, and the like due to the elastic restoration of the structural shape, so a stable amount of elongation cannot be obtained.
保守点検においても、図10の特性のように耐久試験と同じ張力下で伸び量を測定することが望ましいが、ロープを構成する複数線のロープのそれぞれに一定張力を負荷することは困難である。理由として、一般に複数本のロープを用いるエレベータシステムにおいて、一定レベルの張力のばらつきは避けられないからである。これにより、各ロープの弾性伸びに差が生じ、シーブで送られる各ロープの送り量が張力に応じて異なることから、結果的にエレベータ(乗りかご)の昇降動作に伴って各ロープの張力状態が変化する。 In the maintenance inspection, it is desirable to measure the amount of elongation under the same tension as in the durability test as in the characteristics of FIG. 10, but it is difficult to apply a constant tension to each of the multiple-line ropes constituting the rope. . This is because, in an elevator system using a plurality of ropes, a certain level of tension variation is unavoidable. As a result, there is a difference in the elastic elongation of each rope, and the amount of each rope sent by the sheave varies depending on the tension. As a result, the tension state of each rope as the elevator (cage) moves up and down. Changes.
図11にかご位置に対する5本のロープの張力変化の様子をシミュレーションした結果を示す。条件として、20mの行程で最下階において平均張力下のNo3ロープに対して、平均張力の±2.5%、および、±5%を他のロープに設定したものである。 FIG. 11 shows the result of simulating the change in tension of the five ropes relative to the car position. As a condition, ± 2.5% and ± 5% of the average tension are set for other ropes with respect to the No3 rope under the average tension on the lowest floor in the 20m stroke.
平均張力下のNo3ロープを除き、乗りかごの昇降動作に伴って各ロープの張力は閉ループを描くように変化し、最下階にあるときと最上階に移動したときとでは上下関係が逆転している。さらに、張力のばらつき幅は、特に終端階(図11では最上階)に移動したときに大きくなり、初期の±5%を超えている。 With the exception of No. 3 rope under average tension, the tension of each rope changes in a closed loop as the elevator moves up and down, and the vertical relationship is reversed between when it is on the lowest floor and when it is moved to the top floor. ing. Further, the variation width of the tension becomes large especially when the terminal moves to the final floor (the top floor in FIG. 11), and exceeds the initial ± 5%.
張力のばらつき幅(変動幅)は、初期設定である張力調整後のばらつき幅と昇降行程、シーブ溝半径、ロープ径のばらつき等に依存する。各ロープの張力変化を示す閉ループ曲線は、積載状態が変わらなければ概ね一定であるが、積載状態が変わると変化し、同じ積載状態が継続することで一定の曲線に収束する。 The variation width (variation width) of the tension depends on the variation width after tension adjustment, which is the initial setting, the lifting stroke, the sheave groove radius, the variation in the rope diameter, and the like. The closed loop curve showing the tension change of each rope is generally constant if the loading state does not change, but changes when the loading state changes, and converges to a constant curve as the same loading state continues.
このような張力調整後のばらつきやシーブ径、ロープ径のばらつきに起因する張力変化を有するエレベータシステムにおいて、図10の伸び率-残存強度特性に基づいて保守点検を行う方法はこれまでにない。 In an elevator system having a tension change resulting from variations after tension adjustment, sheave diameter, and rope diameter, there has never been a method for performing maintenance and inspection based on the elongation-residual strength characteristics shown in FIG.
なお、先行文献として記載した特許文献1には、乗りかごの位置変化によるベルトの自重分の張力変化と積載分の変化について、巻上機のトルクを測定することで張力状態を把握し、ベルトの伸び量を補正する方法が示されている(段落[0045]−[0046]参照)。しかし、当該方法で補正されるのは、平均張力の変化に対する伸び量である。張力のばらつきが大きい場合、これに起因する張力変化に対する伸び量は補正できない。
In
伸び率−残存強度特性で得る交換基準の伸び量で強度管理を行うには、適切な伸び量補正がない現状では、図12に示すように、安全を見越して、点検時に生じると想定される弾性伸び分δλを考慮した伸び率λ´を適用する必要がある。このため、ロープ強度が基準値以上ある場合でも早めに交換していることになり、結果的に運用上の寿命を縮めている。 In order to perform the strength management with the exchange standard elongation obtained by the elongation rate-residual strength characteristics, it is assumed that there is no appropriate elongation amount correction, and at the time of inspection in anticipation of safety, as shown in FIG. It is necessary to apply an elongation λ ′ that takes into account the elastic elongation δλ. For this reason, even when the rope strength is equal to or higher than the reference value, the rope is replaced early, and as a result, the operational life is shortened.
以下に、図面を参照して実施形態を説明する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は第1の実施形態に係るマシンルームレスタイプのエレベータの概略構成を示す図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a machine roomless type elevator according to the first embodiment.
エレベータ1は、建屋に設けられた昇降路2を有し、この昇降路2の内部に乗りかご11およびカウンタウェイト12がそれぞれにガイドレールを介して昇降動可能に支持されている。さらに、トラクションシーブ13を有する巻上機14が昇降路2の上部に設置されている。
The
乗りかご11およびカウンタウェイト12は、複数本のメインロープ10を介して昇降路2内に吊り下げられている。なお、図1では、一本のメインロープ10のみを示し、その他のメインロープ10については図示を省略している。
The
メインロープ10の一端部3aおよび他端部3bは、それぞれに昇降路2の上端にロープヒッチ4a,4bを介して固定されている。また、メインロープ10の中間部3cが乗りかご11に設けられたシーブ15、巻上機14に設けられたトラクションシーブ13およびカウンタウェイト12に設けられたシーブ16に連続的に巻き掛けられている。これにより、乗りかご11とカウンタウェイト12を2:1ローピンク形式で支持している。巻上機14の駆動によりトラクションシーブ13が回転すると、そのトラクションシーブ13の回転に伴い、乗りかご11とカウンタウェイト12がメインロープ10を介して昇降路2内をつるべ式に昇降動作する。
One
また、昇降路2内には、調速機(ガバナ)17が設けられている。図中の18は調速機17を回転駆動するためのガバナロープである。調速機17は、乗りかご11の昇降動作に伴って移動するガバナロープ18を介して乗りかご11の位置、速度を検出し、何らかの異常で乗りかご11の速度が設定速度を超えた場合にブレーキを起動する。
Further, a speed governor (governor) 17 is provided in the
なお、機械室がないマシンルームレスタイプのエレベータでは、巻上機14が昇降路2内に設置されるが、本発明は特にこの構成に限定されるものではなく、機械室を有するエレベータであってもよい。機械室を有するエレベータでは、巻上機14が機械室に設置される。また、ローピングについても、図1に示したような2:1ローピングに限らず、例えば1:1ローピングなどの他の方式であっても良い。
In a machine room-less type elevator without a machine room, the hoisting
ここで、本実施形態のロープ検査システムは、マーク検出センサ21と、エンコーダ22と、演算装置23と、表示装置24と、張力検出装置40とを備える。
Here, the rope inspection system of the present embodiment includes a
マーク検出センサ21は、検査対象とするメインロープ10の長手方向に一定間隔で設けられた複数のマーク20(図3参照)を検出する。エンコーダ22は、調速機17に設けられている。エンコーダ22は、乗りかご11の昇降動作に伴い、メインロープ10の移動に同期してパルス信号を発生する。
The
演算装置23は、点検時にマーク検出センサ21によって検出される各マーク20の間にエンコーダ22から発生されるパルス信号をカウントし、そのカウント値からメインロープ10の伸び量を算出する。さらに、本実施形態において、演算装置23は、張力検出装置40によって検出された張力とメインロープ10の弾性率を用いて、上記算出されたメインロープ10の伸び量を一定張力下での伸び量に補正し、その補正後の伸び量に基づいて強度管理を行う。表示装置24は、演算装置23によって得られたメインロープ10の伸び量(マーク間距離)などを表示する。なお、演算装置23と表示装置24は汎用のコンピュータからなる。
The
張力検出装置40は、メインロープ10の端部に設けられ、内部に歪ゲージ等を備えたロードセルを用いてメインロープ10の張力を検出する。なお、図1の例では、乗りかご11側のメインロープ10の一端部3aに張力検出装置40が設けられているが、カウンタウェイト12側のメインロープ10の他端部3bに張力検出装置40が設けられていても良い。
The
ここで、図2および図3を参照してメインロープ10の構造について説明する。
Here, the structure of the
メインロープ10としてワイヤロープが用いられる。図2に示すように、メインロープ10は、抗張力部材としてのロープ本体31と、ロープ本体31を全面的に被覆した外部被覆層32とを主要な要素として備えている。
A wire rope is used as the
ロープ本体31は、心綱30を中心にして複数本の鋼鉄製ストランド33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32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ている。外部被覆層32は、メインロープ10の外表面を規定する外周面32aを有している。外周面32aは、円形の断面形状を有するとともに、各シーブ13,15,16に巻き掛けられた際に、摩擦を伴いながら接触する。
The
さらに、外部被覆層32を形成する樹脂材は、隣り合うストランド33の間の隙間に充填されている。そのため、外部被覆層32は、ロープ本体31の周方向に隣り合うストランド33の間に入り込む複数の充填部34を有している。充填部34は、外部被覆層32の外周面32aの内側に位置されている。
Further, the resin material forming the
図3に示すように、メインロープ10の表面(つまり外部被覆層32の外周面32a)に複数のマーク20が設けられている。これらのマーク20は、メインロープ10の劣化による伸び量を検出するための要素であって、メインロープ10の全長に亘って長手方向に一定の間隔(例えば500mm間隔)で並んでいる。これらのマーク20の1つ1つは、メインロープ10の周方向に連続的な直線あるいは間欠的な点線で形成されている。
As shown in FIG. 3, a plurality of
ところで、メインロープ10は、使用期間の経過に伴ってストランド33の間の隙間およびストランド33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33や素線が互いに摩擦を繰り返し、ストランド33や素線の摩耗・断線が進行する。
By the way, as for the
特に、メインロープ10が各シーブ13,15,16と接触する部分では、摩擦を繰り返し受ける。このため、メインロープ10の摩耗・断線の進行度合いは、メインロープ10がシーブ13,15,16を通過しない部分に比べて大きく、これによりメインロープ10のロープ径が減少したり、メインロープ10に局部的な伸びが生じる。したがって、メインロープ10の伸びと強度低下率との関係を明確化し、メインロープ10の中でも劣化が最大となる部分の伸びを検出することで、メインロープ10の強度を管理することができる。
In particular, the portions where the
マーク検出センサ21は、例えば巻上機14の近傍でメインロープ10に対向させるようにして固定しておく。これにより、点検運転で最上階と最下階の間で乗りかご11を昇降させると、ロープヒッチ4a,4bに近い部分を除き、ロープ10の全長の大部分はマーク検出センサ21を通過し、その通過時に連続的にマーク20を検出することができる。また、エンコーダ22は、乗りかご11の移動に同期してパルス信号を出力するため、略ロープ送り量に応じたパルス出力となる。
The
演算装置23は、マーク検出センサ21から出力されるマーク検出信号をトリガにして、その間にエンコーダ22から出力されるパルス信号の数をカウントすることで、そのカウント値からマーク間の距離をロープ伸び量として演算する。
The
なお、マーク検出センサ21を固定する巻上機14近傍の位置は、乗りかご11側であっても、カウンタウェイト12側であってもよい。カウンタウェイト12側であれば、ロープ張力が乗りかご11の積載状態に依存しないため、交換判定の閾値は特定の構造に対して一定となり、運用上の利便性が高い。これは、乗りかご11とカウンタウェイト12の質量の違いからメインロープ10の弾性的な伸びが異なり、一定の劣化に対して異なる伸び量を示すためである。ただし、交換判定の閾値はロープ張力に合せて変更すればよいため、マーク間隔の測定において本質的な問題ではない。
The position in the vicinity of the hoisting
マーク検出センサ21は、応答性に鑑みてレーザ反射光を用いた光電センサで構成することが望ましい。市販の光電センサでは、近年レーザ光を対象物に照射し、反射光強度の差によって表面の色の変化を検出するセンサが普及している。
The
図4および図5はマーク検出センサ21によってメインロープ10上のマーク20を光学的に検出する場合の基本構成を示す図である。図4はマーク検出センサ21を側面から見た図、図5はマーク検出センサ21を斜め後ろから見た図である。ここでは、メインロープ10の片側に1つのマーク検出センサ21を配置した構成を示すが、マーク20の一部が欠損している場合を考慮すると、後述するように、メインロープ10の両側に一対のマーク検出センサ21を配置しておくことが好ましい。
4 and 5 are diagrams showing a basic configuration when the
マーク検出センサ21は、レーザ光を照射するための照射部25と、反射光を受光するための受光部26とを備える。受光部26は、メインロープ10の長手方向に破線Aで示す範囲内の反射光に対して検出感度を有している。そのため、マーク20にレーザ光が照射されると、受光部26は強い反射光を検出し、その反射光の強度からマーク20の有無を判別することができる。
The
メインロープ10の移動速度が1m/s以下の点検運転であれば、十分な応答性能を得ることができる上、先行文献1のような画像処理カメラによる検出方法にくらべて低コストである。さらに、画像処理カメラによる検出方法では、メインロープ10から離れた場所にカメラを設置してメインロープ10を広範囲に撮影しないと、撮影画像からマーク間隔を測定することができない。これに対し、本実施形態では、メインロープ10の近くにマーク検出センサ21を設置すれば良いので、ロープ検査の環境を広く必要としない利点がある。
If the operation speed of the
ここで、マーク検出センサ21における反射光強度の判定閾値は、点検時に可変できる構成とする。これは、レーザ反射光強度に影響を与えるマーク20とロープ表面状態が経年的に変化するためである。
Here, the determination threshold value of the reflected light intensity in the
例えば、マーク20の一部が欠損した場合には、反射光強度が下がるために検出感度を増加する必要がある。また、ロープ表面に光を反射しやすい(明るい色の)付着物が定着した場合には検出感度を下げる必要がある。ロープ表面の状態は、エレベータの使用条件で異なるため、物件毎に状態に応じて判定閾値を調整可能にすることで、マーク20の誤検出や検出漏れを防ぐことができる。
For example, when a part of the
なお、メインロープ10の表面に設けられたマーク20は反射光強度が高いものとして説明したが、要はメインロープ10の中でマーク20が施されている部分(マーク部)とマーク20が施されていない部分(非マーク部)とで反射光強度に差があればよく、マーク部で反射光強度が下がる構成であっても働きは同じである。
The
また、メインロープ10が自転性を有し、かつ、経年的に一部が欠損するマーク20を確実に検出するためには、ロープ全周に対して検出感度を有する必要がある。そのため、図6に示すように、メインロープ10の両側から挟むように一対のマーク検出センサ21を設けておくことが好ましい。
Further, in order to reliably detect the
この場合、センサ数の増加を抑制するためには、1つのマーク検出センサ21が有するレーザ光のメインロープ10の直径方向の照射範囲、および、反射光の水平方向の受光範囲は、図5に示すように、メインロープ10の直径Bと略一致する構成が望ましい。なぜなら、マーク20の検出漏れを防ぐためには、最低限ロープ幅に対して感度を有する必要があるが、ロープ幅よりも広くした場合には、メインロープ10の背後にある構造物等からの反射の影響を受け、誤検出の可能性が増加するためである。
In this case, in order to suppress an increase in the number of sensors, the irradiation range in the diameter direction of the
次に、本システムの動作について説明する。 Next, the operation of this system will be described.
図7は本システムの動作を説明するためのフローチャートであり、点検運転によりマーク20の間隔を自動測定してメインロープ10の劣化状態を判定する処理が示されている。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the present system, and shows a process for automatically measuring the interval between the
まず、乗りかご11を最下階に移動させ、そこから最上階に向けて点検運転を開始する(ステップS11)。なお、最上階から最下階に向けて乗りかご11を点検運転することでも良い。この点検運転によって、乗りかご11とカウンタウェイト12を吊り下げているメインロープ10が一定の速度でゆっくり移動する。このとき、メインロープ10の移動に同期してエンコーダ22からパルス信号が出力される。演算装置23は、このエンコーダ22から出力されるパルス信号の数を逐次カウントする(ステップS12)。
First, the
また、メインロープ10の移動に伴い、メインロープ10の表面に設けられたマーク20がマーク検出センサ21によって光学的に検出される。演算装置23は、マーク検出センサ21によってマーク20が検出されたときのタイミングで現時点のパルス信号のカウント値を確認し、そのカウント値に基づいてマーク間の距離を算出する(ステップS14)。
Further, as the
詳しくは、演算装置23は、マーク検出センサ21によってマーク20が検出される間にエンコーダ22から発生されたパルス信号の数をカウントし、そのカウント値と1パルス当たりのロープ移動量(パルスレート)に基づいてマーク間の距離を算出する。このとき算出されたマーク間の距離を示すデータは演算装置23内のメモリ23a(図1)に記憶される。この場合、メインロープ10が伸びていなければ、上記算出されたマーク間の距離は据付け時にメインロープ10に付されたマーク間隔(例えば500mm)と同じである。経年劣化によりメインロープ10が延びると、上記算出されたマーク間の距離は上記据付け時のマーク間隔よりも大きくなる。
Specifically, the
以後同様にして、乗りかご11が最上階に到達するまでの間、マーク20の検出タイミングでパルス信号のカウント値を確認して、そのカウント値からマーク間の距離を順次算出してメモリ23aに記憶していく(ステップS12〜S15)。
Thereafter, similarly, until the
なお、パルス信号のカウント方法として、初期値(例えば「0000」)から1パルスずつ積算していく方法と、マーク検出毎に初期値にリセットしてカウントを繰り返す方法がある。前者の方法の場合には、マーク20が検出されたときのパルスの積算値と前回検出されたときのパルスの積算値との差分値を求め、その差分値からマーク間の距離を求めることになる。
As a pulse signal counting method, there are a method of integrating one pulse at a time from an initial value (for example, “0000”), and a method of resetting to an initial value and repeating counting every time a mark is detected. In the former method, a difference value between the integrated value of the pulse when the
ロープ位置とかご位置を関連付けておくためには、前者の方法のように初期値から1パルスずつ積算していく方法が好ましい。この場合、マーク20が検出されたときのパルスの積算値を順次記憶しておけば、後にその積算値を指標として乗りかご11を移動させれば、メインロープ10の中でチェックしたい部分をマーク検出センサ21の設置場所で目視することができる。
In order to associate the rope position and the car position, it is preferable to integrate one pulse at a time from the initial value as in the former method. In this case, if the accumulated values of the pulses when the
なお、例えば2:1ローピングであれば、調速機(ガバナ)17に設けられたエンコーダ22で得られるかご移動量は、ロープ移動量の1/2となる。したがって、パルス信号のカウント値からマーク間隔を求めるためには、そのときのローピングの比率を考慮する必要がある。
For example, in the case of 2: 1 roping, the car movement amount obtained by the
ここで、エレベータ据付け時には、メインロープ10の長手方向にマーク20が等間隔で配列されている。したがって、メインロープ10の劣化による伸びがない場合には、上記パルス信号のカウント値は据付け時のマーク間隔に対応した基準値と略同じになる。一方、メインロープ10の劣化によりメインロープ10が伸びている場合には、上記パルス信号のカウント値は据付け時のマーク間隔に対応した基準値を超えることになる。
Here, when the elevator is installed, the
この様子を図8に示す。 This is shown in FIG.
図8はパルス信号とマーク間隔の関係を説明するためのであり、図8(a)はメインロープ10の移動に同期して出力されるパルス信号、同図(b)は据付け時のマーク間隔、同図(c)は経年変化によりロープ伸びしているときのマーク間隔である。
FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the pulse signal and the mark interval. FIG. 8A is a pulse signal output in synchronization with the movement of the
据付け時のマーク間隔でパルス信号をカウントしたときの基準値をnパルスとすると、メインロープ10が劣化していない場合には、点検運転で得られるカウント値は据付け時のnパルスと多少の誤差を含み略同じである。しかし、劣化によりメインロープ10が伸びた状態にあると、点検運転で得られるカウント値は据付け時のマーク間隔に対応したnパルスよりも多くなる。
Assuming that the reference value when the pulse signal is counted at the mark interval at the time of installation is n pulses, the count value obtained by the inspection operation is slightly different from the n pulse at the time of installation if the
点検運転後、演算装置23は、メモリ23aに測定結果として記憶された各マーク間の距離に基づいてメインロープ10の伸び量を算出する(ステップS16)。上述したように、点検時のロープ伸びには経年劣化による伸び以外に張力による弾性伸びが含まれる。したがって、演算装置23は、張力による弾性伸びを考慮して、上記ステップS16で算出された伸び量を一定張力下での伸び量に補正する(ステップS17)。
After the inspection operation, the
具体的に説明すると、マーク検出センサ21がマークを検出する間にエンコーダ22から発生されるパルス信号の数をCnとすると、マーク間の距離Dは、
D=Cn×γ ・‥(1)
として求められる。
More specifically, assuming that the number of pulse signals generated from the
D = Cn × γ (1)
As required.
γはパルスレートであり、かご移動量に同期している1パルス当たりのロープ送り量である。 γ is a pulse rate, which is the amount of rope feed per pulse synchronized with the amount of car movement.
ここで、メインロープ10がマーク検出センサ21を通過するときの張力Tに応じて、メインロープ10に弾性伸びを生じている。このため、張力検出装置40により点検時の張力を検出することで、次式を用いて標準的張力T0のときの伸び量dを得る。
Here, the
d=D+(T0−T)/k−D0 ・‥(2)
ただし、k=AE/D0
kは無負荷時のマーク間隔D0に対するロープのバネ定数(弾性率)である。Aはロープの断面積、Eはロープの弾性係数である。
d = D + (T0−T) / k−D0 (2)
However, k = AE / D0
k is the spring constant (elastic modulus) of the rope with respect to the mark interval D0 when there is no load. A is the cross-sectional area of the rope, and E is the elastic modulus of the rope.
上記(2)式を用いることで、点検対象のロープがどのような張力状態であっても、標準的張力T0における伸び率Λを次式より得ることができる。 By using the above equation (2), the elongation Λ at the standard tension T0 can be obtained from the following equation, regardless of the tension state of the rope to be inspected.
Λ=d/D0 ・‥(3)
Λは曲げ耐久試験と同じ、一定張力下の伸び率である。ロープの伸び量に含まれる弾性伸び量は交換基準を決める劣化サンプルと同等と見なせるため、図10に示した伸び率−残存強度特性における伸び率λにより管理できる。つまり、図12に示した張力変動を見込んでλ´を交換基準として管理するよりも、強度的に安全性を有するメインロープ10を長く使用することができ、運用上の寿命を改善できる。
Λ = d / D0 (3)
Λ is the elongation rate under a constant tension as in the bending durability test. The amount of elastic elongation included in the amount of elongation of the rope can be regarded as equivalent to a deteriorated sample that determines the exchange standard, and therefore can be managed by the elongation rate λ in the elongation-residual strength characteristics shown in FIG. That is, it is possible to use the
演算装置23は、上記補正後の伸び量dが予め設定された閾値を超える場合にメインロープ10の強度が標準値以下に低下した状態つまり劣化状態にあるものと判定する(ステップS18)。上記閾値は、図10に示した伸び率λに対応している。上述したように、伸び率λは数%であり、距離にして数mmである。つまり、上記補正後の伸び量dが伸び率λに対応した伸び量を超えた場合にメインロープ10が劣化状態にあると判定される。
The
メインロープ10が劣化状態にあると判定した場合、演算装置23は、例えば表示装置24に警告メッセージを表示したり、アラーム音を発するなどして、保守員にロープ交換時期が近付いている旨を知らせる。これにより、保守員による点検作業を削減でき、ロープ交換が必要な時期を把握して対処することができる。
When it is determined that the
また、パルス信号のカウント値から各部のマーク間隔の測定値と点検運転によるロープ移動量とを関連付けことは容易であるため、上記閾値を超えた箇所のロープ位置を表示装置24に表示するようにしても良い。マーク間隔が閾値を超えた箇所は損傷が進んだ部分であり、損傷原因を明らかにするため、外観観察によって損傷レベルの目視確認が望まれる。このような場合に、閾値を超えた箇所のロープ位置を表示させることで、確認作業が容易になる。
Further, since it is easy to correlate the measured value of the mark interval of each part from the count value of the pulse signal and the amount of rope movement by the inspection operation, the rope position at the location exceeding the threshold value is displayed on the
また、メインロープ10の中で最も伸びている箇所つまりマーク間隔が最大のロープ位置を表示装置24に表示することでも良い。一般にメインロープ10の劣化が大きい箇所は、乗りかご11の停止頻度が多い階に関連付られる曲げ負荷が最大となる部分である。しかし、例えば据付け時等に誤って損傷を受けた箇所があると、その損傷部分の劣化が先行する可能性がある。最大伸び部分のロープ位置を表示することで、このような通常劣化とは異なる劣化箇所の確認が容易になる。
Alternatively, the most extended portion of the
また、メモリ23aにマーク測定結果を履歴情報として記録しておき、その履歴情報を点検日毎にグラフ表示することでも良い。このようにすれば、マーク間隔の変化からロープ劣化の状態を容易に把握できるようになる。
Alternatively, the mark measurement result may be recorded as history information in the
さらに、上記履歴情報を図示せぬ遠隔地のエレベータ監視センタに定期的に送るようにすれば、エレベータ監視センタ側では各物件のメインロープ10の劣化状態を一元管理できるようになり、ロープ交換時期の近い物件を保守員に知らせることができる。
Furthermore, if the history information is periodically sent to a remote elevator monitoring center (not shown), the elevator monitoring center can centrally manage the deterioration state of the
このように第1の実施形態によれば、検査対象とするロープに付されたマークの間隔から得られる伸び量を一定張力下での伸び量に補正することで適切な強度管理を行うことができる。これにより、ロープ強度が確保されている状態での運用上の寿命を改善して、強度管理の信頼性を改善できる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to perform appropriate strength management by correcting the elongation amount obtained from the interval between the marks attached to the rope to be inspected into the elongation amount under a constant tension. it can. Thereby, the operational life in a state where the rope strength is secured can be improved, and the reliability of strength management can be improved.
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する
張力検出装置40として、内部に歪ゲージ等を備えたロードセルを用いるのが精度上望ましいが、コスト低減の観点からマーク検出センサ21を張力センサとして共用することも可能である。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described. It is desirable in terms of accuracy to use a load cell having a strain gauge or the like as the
図4および図5で説明したように、マーク検出センサ21として光電センサが用いられる。一般的な光電センサの検出方式として、可視光や赤外光を対象物に照射し、反射光強度の差によってマーク等による表面の変化を検出する方式が普及している。
As described with reference to FIGS. 4 and 5, a photoelectric sensor is used as the
このよう構成の光電センサを用いたマーク検出方法において、メインロープ10に横揺れを加えると反射光強度が変動する。マーク検出センサ21から得られる反射光強度の時間波形をFFT(fast Fourier transform)処理すると、図9に示すような一定間隔で卓越振動数が現れる弦振動波形が得られる。
In the mark detection method using the photoelectric sensor having such a configuration, when the
弦振動の固有振動数νは、次式で表される。 The natural frequency ν of the string vibration is expressed by the following equation.
ν=n/(2L)×√(T/ρ) (n=1,2,3,・‥) ・‥(4)
Lは弦の長さ、Tは張力、ρはロープ線密度である。「弦の長さ」とは、かご位置に対応するメインロープ10の長さのことであり(図1参照)、Lの値はエンコーダ22のパルス信号をカウントすることで得られる。また、ρの値は既知である。
ν = n / (2L) × √ (T / ρ) (n = 1, 2, 3,...) (4)
L is the length of the string, T is the tension, and ρ is the rope line density. The “string length” is the length of the
任意のかご位置でメインロープ10を加振することは容易である。このとき、マーク検出センサ21の反射光強度の波形をFFT処理してメインロープ10の横揺れ振動数を求めれば、上記(4)式からメインロープ10の張力Tを得ることができる。なお、これらの一連の処理は演算装置23にて実行される。
It is easy to vibrate the
なお、エレベータのメインロープ10を構成する各ロープの張力のばらつきは、ロープの送り量の差によって生じる。特定のロープに注目した場合、乗りかご11の移動距離が大きいほど変化幅は大きい。かご側ロープの場合、一般に乗りかご11が最上階に移動したときに各ロープの張力のばらつき幅は最大となる。また、最上階付近では張力変化が大きくなるが、これはロープ送り量の差が短くなったロープに蓄えられるためである。そのため、張力変化幅の抑制にはロープヒッチ4a,4b(図1参照)のバネ定数の低減が有効である。これは、最上階で短くなったロープを延長するのと同じ効果であると考えられる。
In addition, the dispersion | variation in the tension | tensile_strength of each rope which comprises the
ただし、バネ定数を低減しても張力の変化が略一定の閉ループ曲線に収束するまでの昇降回数は増える。いずれにしても、張力状態(積載状態)が決定されてから張力変化が略一定となるまでには、複数回の昇降動作を要する。したがって、信頼性の高い伸び量を求めるためには、点検時に乗りかご11の積載状態を所定の条件(無荷重)に合わせ、乗りかご11を複数回昇降動作させた後に張力検出することが好ましい。
However, even if the spring constant is reduced, the number of times of raising and lowering until the change in tension converges to a substantially constant closed loop curve increases. In any case, a plurality of lifting operations are required until the tension change becomes substantially constant after the tension state (loading state) is determined. Therefore, in order to obtain a highly reliable elongation amount, it is preferable to detect the tension after the
このように第2の実施形態によれば、マーク検出センサを張力センサとして利用することでも、かご位置に応じたロープの張力を得ることができる。これにより、上記第1の実施形態と同様に、張力による弾性伸びを考慮してロープの伸び量を補正して強度管理を行うことができる。 Thus, according to the second embodiment, the rope tension corresponding to the car position can be obtained even by using the mark detection sensor as a tension sensor. Thereby, similarly to the first embodiment, it is possible to perform strength management by correcting the amount of elongation of the rope in consideration of elastic elongation due to tension.
以上述べた少なくとも1つの実施形態によれば、抗張力材の損傷が目視できないロープの保守点検において、ロープ強度が確保されている状態での運用上の寿命を改善し、強度管理の信頼性を向上させることできるエレベータのロープ検査システムを提供することができる。 According to at least one of the embodiments described above, in the maintenance and inspection of the rope where the tensile strength material cannot be visually observed, the operational life in the state where the rope strength is secured is improved and the reliability of the strength management is improved. An elevator rope inspection system can be provided.
なお、図1の例では、調速機17に設けられたエンコーダ22から出力されるパルス信号をカウントする構成としたが、例えばトラクションシーブ13に同様のエンコーダを設け、そのエンコーダから出力されるパルス信号をカウントする構成としても良い。また、乗りかご11の上部にエンコーダを固定し、そのエンコーダの回転部をガイドレールに圧接させる構成としても良い。これらはロータリー型のエンコーダであるが、例えば昇降路2内に乗りかご11の昇降方向に沿って磁気的あるいは光学的にパルス出力するリニアエンコーダ(図示せず)を用いることでも良い。
In the example of FIG. 1, the pulse signal output from the
要するに、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。 In short, several embodiments of the present invention have been described, but these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…エレベータ、2…昇降路、3a…ロープ一端部、3b…ロープ他端部、3c…ロープ中間部、4a,4b…ロープヒッチ、5…ガイドレール、10…メインロープ、11…乗りかご、12…カウンタウェイト、13…トラクションシーブ、14…巻上機、15,16…シーブ、17…調速機、18…ガバナロープ、20…マーク、21…マーク検出センサ、22…エンコーダ、23…演算装置、23a…メモリ、24…表示装置、25…照射部、26…受光部、30…心綱、31…ロープ本体、32…外部被覆層、32a…外周面、33…ストランド、34…充填部、40…張力検出装置。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
上記ロープの張力を検出する張力検出手段と、
上記マーク検出手段によって検出された上記各マークの間隔から上記ロープの伸び量を算出すると共に、上記張力検出手段によって検出された上記ロープの張力に基づいて上記ロープの伸び量を一定張力下での伸び量に補正し、その補正後の伸び量に基づいて強度管理を行う演算手段と
を具備したことを特徴とするエレベータのロープ検査システム。 Mark detection means for detecting a plurality of marks provided at regular intervals in the longitudinal direction of the rope to be inspected;
Tension detecting means for detecting the tension of the rope;
The rope extension amount is calculated from the interval between the marks detected by the mark detection means, and the rope extension amount under a constant tension is calculated based on the rope tension detected by the tension detection means. An elevator rope inspection system comprising: an arithmetic unit that corrects the amount of elongation and performs strength management based on the amount of elongation after the correction.
上記ロープの樹脂被覆面にレーザ光を照射し、その反射光の強度により上記各マークの有無を光学的に検出する光学センサからなり、上記ロープの直径の幅に対して検出感度を有することを特徴とする請求項1記載のエレベータのロープ検査システム。 The mark detection means is
It consists of an optical sensor that irradiates the resin-coated surface of the rope with a laser beam and optically detects the presence or absence of each mark by the intensity of the reflected light, and has a detection sensitivity with respect to the width of the rope diameter. The elevator rope inspection system according to claim 1.
乗りかごを昇降動作させる巻上機の近傍に設置されることを特徴とする請求項2記載のエレベータのロープ検査システム。 The optical sensor is
3. The elevator rope inspection system according to claim 2, wherein the elevator rope inspection system is installed in the vicinity of a hoisting machine that moves the car up and down.
上記ロープの端部に設けられたロードセルを用いて上記ロープの張力を検出することを特徴とする請求項1記載のエレベータのロープ検査システム。 The elevator rope inspection system according to claim 1, wherein the tension detecting means detects the tension of the rope using a load cell provided at an end of the rope.
上記光学センサから得られる上記反射光の強度から上記ロープの横揺れ振動を求め、その横揺れ振動に作用している上記ロープの張力を検出することを特徴とする請求項2記載のエレベータのロープ検査システム。 The tension detecting means is
3. The elevator rope according to claim 2, wherein the roll vibration of the rope is obtained from the intensity of the reflected light obtained from the optical sensor, and the tension of the rope acting on the roll vibration is detected. Inspection system.
乗りかごの積載状態を所定の条件に合わせて複数回昇降動作させた後に上記ロープの張力を検出することを特徴とする請求項1記載のエレベータのロープ検査システム。 2. The elevator rope inspection system according to claim 1, wherein the tension detecting means detects the tension of the rope after the elevator car has been lifted and lowered a plurality of times in accordance with a predetermined condition.
上記演算手段は、
上記マーク検出手段が上記各マークを検出する間に上記パルス発生手段から発生されたパルス信号の数をカウントし、そのカウント値と1パルス当たりのロープ移動量を用いて上記ロープの伸び量を算出することを特徴とする請求項1記載のエレベータのロープ検査システム。 Comprising pulse generating means for generating a pulse signal in synchronization with the movement of the rope;
The computing means is
While the mark detection means detects each mark, the number of pulse signals generated from the pulse generation means is counted, and the amount of rope extension is calculated using the count value and the amount of rope movement per pulse. The elevator rope inspection system according to claim 1.
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