JP6567174B2 - エレベータ用ロープおよびロープ捩れ状態検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、エレベータかごの昇降動作に使用されるエレベータ用ロープに関し、特に、ロープに発生する捩れに着目したエレベータ用ロープおよびロープ捩れ状態検出装置に関する。

エレベータ用ロープを設置する際に、ロープが捩れた状態で設置してしまうと、ロープが短寿命になる等の問題が発生する。そこで、ロープ設置方法を工夫することで、ロープに捩れが発生しない設置作業が行われている。ただし、ロープ設置後は、問題が発生するまでその問題には気付くことはできなかった。

このような問題の対策として、塗料でロープにラインを入れ、設置後にもロープの捩れ状態が可視化できるようにしている従来技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１７００８２号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１のような従来技術において、塗料でロープに付加されたラインは、１本である。このため、ロープの向きによっては、見難い位置にラインが存在することで、捩れの識別が困難な場合があった。

また、例えば１０ｍなどの長い区間で捩れを確認する必要がある場合には、エレベータのレイアウトによっては、ラインでロープの捩れを可視化したとしても、捩れの識別が困難な場合があった。

さらに、ラインは、薄暗い昇降路でも見えるようにするためには、ハッキリとした「線」を描く必要がある。しかしながら、その際には、使用するインクの量が多くなるため、長さ方向に連続的に「線」を描くと、大量に使うインクの代金分、ロープ単価が上がってしまうといったデメリットもあった。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、製造コストの上昇を抑制した上で、ロープの捩れを可視化することのできるエレベータ用ロープ、およびこのロープを用いたロープ捩れ状態検出装置を得ることを目的とする。

本発明に係るエレベータ用ロープは、ロープ本体の外層面にロープの長さ方向における捩れ状態を識別するための捩れ識別マークが形成されたエレベータ用ロープにおいて、捩れ識別マークは、ロープの円周方向において、円周方向の位置を識別可能とする異なる視認性を有するマークとして形成されており、ロープの長さ方向において、あらかじめ決められた間隔を空けた複数の位置に対して同一パターンとして形成されているものである。

また、本発明に係るロープ捩れ状態検出装置は、本発明に係るエレベータ用ロープを用いて、ロープの捩れ状態を診断するロープ捩れ状態検出装置であって、かごの昇降動作に伴って移動するロープの外層面を一定方向から撮像することで、長さ方向に渡って複数箇所における捩れ識別マークを含む画像データを生成するカメラと、複数箇所において生成された画像データのそれぞれに含まれる捩れ識別マークの円周方向の位置を比較することで、長さ方向にわたるロープの捩れ量を定量的に算出し、捩れ量と間隔から単位長さ当たりの捩れ角を算出し、単位長さ当たりの捩れ角があらかじめ設定した許容範囲を超えている場合には、捩れ異常が発生していると判断する判定器とを備えるものである。

本発明によれば、ロープの円周方向の複数箇所に異なる視認性を有するマーキングを付すとともに、このような円周方向のマーキングが、長さ方向に間隔を空けて配置されたエレベータ用ロープを採用している。この結果、製造コストの上昇を抑制した上で、ロープの捩れを可視化することのできるエレベータ用ロープ、およびこのロープを用いたロープ捩れ状態検出装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１におけるロープの外観構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態１におけるロープの円周方向でのマークの配置を説明するための図である。 本発明の実施の形態２におけるロープ捩れ状態検出装置を含むエレベータ装置の全体構成図である。 本発明の実施の形態２において、ロープ捩れが発生していない状態で判定器に取り込まれた２箇所のマーキング部の画像データを示した説明図である。 本発明の実施の形態２において、ロープ捩れが発生している状態で判定器に取り込まれた２箇所のマーキング部の画像データを示した説明図である。 本発明の実施の形態２において、ロープ捩れが発生していない状態で、かごを上昇／下降させた際の、捩れ角θとロープ長さとの関係を示した説明図である。 本発明の実施の形態２において、ロープ捩れが発生している状態で、かごを上昇／下降させた際の、捩れ角θとロープ長さとの関係を示した説明図である。 本発明の実施の形態３におけるロープ捩れ状態検出装置を含むエレベータ装置の全体構成図である。

以下、本発明のエレベータ用ロープおよびロープ捩れ状態検出装置の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。

実施の形態１．
まず始めに、ロープの捩れを可視化するために、本発明で使用されるエレベータ用ロープ１の外観構成について、図１、図２を用いて説明する。なお、以下の説明では、エレベータ用ロープ１を、単にロープ１と称して説明する。

図１は、本発明の実施の形態１におけるロープ１の外観構成を説明するための図である。また、図２は、本発明の実施の形態１におけるロープ１の円周方向でのマーク１１の配置を説明するための図である。

本実施の形態１におけるロープ１には、円周方向において、ロープの捩れを識別するための４種類の捩れ識別マーク１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが、９０度ピッチで配列されている（図２参照）。なお、以下では、４種類の捩れ識別マークを単にマークと称するとともに、４種類の捩れ識別マーク１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの総称をマーク１１と称して説明する。

本実施の形態１では、マーク１１ａは１本の線分、マーク１１ｂは２本の線分、マーク１１ｃは３本の線分、マーク１１ｄは４本の線分として構成され、個々に異なる視認性を有している。

また、このような４つのマーク１１ａ〜１１ｄを備えた円周方向のマーキングは、図１に示すように捩れが発生していない状態において、ロープ１の長さ方向に間隔Ｌごとに連続して、同一パターンとして配置されている。さらに、間隔Ｌの任意の位置には、ロープ１の長さ識別用マーク１２を必要に応じて付加することができる構成となっている。長さ方向の間隔Ｌの最適値は、エレベータのレイアウトに依存するが、可視化の観点からは、０．５〜１ｍ程度が望ましい。

なお、図１、図２では、ロープ１の捩れを識別するために隣り合って形成されるマーク１１は、それぞれ異なった線分の数として構成されている場合を例示したが、本発明は、このような構成に限定されるものではない。線分の数ではなく、色を変えることで、それぞれのマーク１１に視認性を持たせる構成を採用することができる。

また、複数のマーク１１の太さを徐々に変化させた線分を周方向の一周に渡って配列する、あるいは三角形状の１つのマークを周方向に渡って付すことでも、同様の効果を得ることができる。さらに、周方向に複数のマークを形成する場合には、必ずしも等間隔にする必要はなく、また、数も４つに限定されるものではない。

換言すると、マーク１１は、周方向の位置を識別できる構成であれば、それぞれのマーク１１の数、配置、色、形状等は、用途に応じて適切に設計できる。

長さ識別用マーク１２は、捩れ異常が発生したおおよその位置を特定するために存在している。このため、この長さ識別用マーク１２を付す長さ方向の間隔は、捩れ識別マーク１１ほど細かくする必要はない。一例として、長さ識別用マーク１２の間隔は、５〜１０ｍに１回マーキングすることが望ましい。

また、捩れ識別用のマーク１１と長さ識別用のマーク１２は、同じ色あるいは異なる色のいずれを採用することもでき、同じ色であっても、それぞれのマークの機能を発揮することができる。

ロープ１は、最外層がワイヤであるロープ（ワイヤロープ）でも、樹脂製の外層被覆体を備えたロープでもよく、いずれのロープであっても、本発明のマーキングを施すことによって、捩れの可視化を実現することができる。

以上のように、実施の形態１によれば、ロープの円周方向に異なる視認性を有するマークを付すとともに、このような円周方向のマーキングが、長さ方向に間隔を空けて配置されたエレベータ用ロープを採用している。この結果、以下の効果を得ることができる。
（効果１）円周方向に異なる視認性を有するマークを付すことで、ロープの向きによらず、全周のどの方向から見ても、ロープの捩れを確認できる。
（効果２）さらに、円周方向のマーキングを長さ方向に適切な間隔で配置しておくことで、所望の短い区間でロープの捩れを確認できる。
（効果３）長さ方向に連続的にではなく、間隔を空けてマーキングすることで、コストアップを抑制することが可能となる。

実施の形態２．
先の実施の形態１で説明したように、本発明によるマーキングが施されたロープ１を採用することで、目視によるロープの異常検知を容易に行うことが可能となる。これに対して、本実施の形態２では、検査作業の効率化を考え、専用計器を用いて自動でロープ捩れ状態の診断を行う装置構成について説明する。

図３は、本発明の実施の形態２におけるロープ捩れ状態検出装置を含むエレベータ装置の全体構成図である。昇降路の上部には、機械室２０が設けられている。ロープ１の一端には、かご２が接続され、ロープ１の他端には釣り合いおもり３が接続されている。

ロープ１は、機械室２０内に設置された巻上機綱車４および反らせ車５に巻掛けられている。そして、機械室２０内に設置されたエレベータ制御装置２１は、図示していない巻上機モータを駆動制御することで巻上機綱車４を駆動させ、かご２を昇降路内の所望の位置に移動させることとなる。

さらに、本実施の形態２では、自動でロープ捩れ状態の診断を行うために、機械室２０内に、カメラ２２および判定器２３が設けられている。カメラ２２は、ロープ１に付されたマーク１１の画像データを取得する。

また、判定器２３は、間隔Ｌ隔てた２箇所においてカメラ２２を介して取得した、周方向にマーキングされたマーク１１の画像データに含まれているマークの種類とその位置に基づいて、ロープ捩れ状態を判定する。

次に、ロープ１を設置した後において、カメラ２２および判定器２３を用いてロープ捩れ状態の診断を行う具体的な処理手順について、以下に説明する。ロープ１を設置した後、設置作業員による操作入力に基づいて、エレベータ制御装置２１は、ロープ１の捩れ状態を検査するための画像データを収集するために、かご２を昇降させる。

判定器２３は、ロープ１の長さ方向で間隔Ｌだけ離れた２箇所の画像データＩＭＧ１およびＩＭＧ２を、カメラ２２を介して取得する。図４は、本発明の実施の形態２において、ロープ捩れが発生していない状態で判定器２３に取り込まれた２箇所のマーキング部の画像データを示した説明図である。また、図５は、本発明の実施の形態２において、ロープ捩れが発生している状態で判定器２３に取り込まれた２箇所のマーキング部の画像データを示した説明図である。

なお、図４、図５では、説明をわかりやすくするために２つの画像データＩＭＧ１、ＩＭＧ２を長さ方向に並べて記載している。しかしながら、実際には、２つの画像データＩＭＧ１、ＩＭＧ２は、先の図３に示したように、カメラ２２と対向する位置まで移動した際に、取り込まれることとなる。

捩れが発生していない状態では、図４に示すように、画像データＩＭＧ１に含まれているマーク１１の位置と、画像データＩＭＧ２に含まれているマーク１１の位置が、ほぼ同じ位相となる。

一方、捩れが発生している状態では、図５に示すように、画像データＩＭＧ１に含まれているマーク１１の位置と、画像データＩＭＧ２に含まれているマーク１１の位置が、捩れ角Δθだけずれた位相となる。

従って、判定器２３は、２つの画像データＩＭＧ１、ＩＭＧ２による位相から、許容範囲を超えた捩れが発生しているか否かを判定することができる。具体的には、判定器２３は、間隔Ｌだけ離れた２つの画像データＩＭＧ１、ＩＭＧ２における捩れ角Δθから、単位長さあたりの捩れ量を算出することができる。

そして、判定器２３は、算出した捩れ量が、あらかじめ設定しておいた許容範囲内にあるか否かを判断し、捩れ量が許容範囲を逸脱している場合には、許容できない捩れが発生していると判断することができる。

なお、判定器２３は、２つの画像データＩＭＧ１、ＩＭＧ２の中に、捩れ角Δθを求めるための比較対象となる同一のマークとして、マーク１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄのいずれかが含まれている場合には、その同一のマーク位置に基づいて捩れ角Δθを求めることができる。

その一方で、判定器２３は、２つの画像データＩＭＧ１、ＩＭＧ２の中に、捩れ角Δθを求めるための比較対象となる同一のマークとして、マーク１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄのいずれかが含まれていない場合には、少なくとも９０度を超える捩れが発生したと判断でき、結果的に、許容できない捩れが発生していると判断することができる。

なお、図４、図５では、説明を簡素化するために、一番右のロープ１にのみマーク１１が付されている状態を図示している。しかしながら、実際には、全てのロープ１にマーク１１が描かれており、判定器２３は、全てのロープ１に対して、捩れ量の定量的な診断を実施することとなる。

次に、かご２の上昇時および下降時における捩れ角θの変化について、図面を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態２において、ロープ捩れが発生していない状態で、かご２を上昇／下降させた際の、捩れ角θとロープ長さとの関係を示した説明図である。また、図７は、本発明の実施の形態２において、ロープ捩れが発生している状態で、かご２を上昇／下降させた際の、捩れ角θとロープ長さとの関係を示した説明図である。

判定器２３は、間隔Ｌごとに、隣接する２つの画像データから捩れ角Δθを求めることができる。従って、図６、図７の縦軸で示した捩れ角θは、長さ方向で隣接するマーク１１から算出された捩れ角Δθをロープ長さに応じて累積した値に相当する。

また、実際には、捩れ角θは、間隔Ｌごとに算出される離散的な値となる。ただし、図６、図７では、説明をわかりやすくするために、かごを最下階から最上階までの範囲で昇降させた際の捩れ角θの変化を、離散的な値を繋げた連続量として示している。

判定器２３は、図７の点線の丸で示した部分のように、ロープ１の単位長さあたりの捩れ量が任意の区間で許容範囲を超えていれば、異常な捩れがロープ１に発生していると判断する。

なお、図６、図７では、捩れ角θが単調増加あるいは単調減少して、連続的に変化している状態を示している。このような状態が発生しており、かつロープ１の全長で、単位長さ当たりの捩れ量が許容範囲を超えている場合には、設置作業員は、捩れをなくすように、ロープ１を設置し直すことができる。

また、図示していないが、間隔Ｌごとに求めた捩れ角Δθが不連続に変化し、捩れ角θが単調増加あるいは単調減少ではない場合には、ロープが塑性変形していることが考えられる。このような場合には、判定器２３は、ロープ１を交換する必要があると判断することができる。

以上のように、実施の形態２によれば、先の実施の形態１で説明したロープを用いて、一定間隔ごとのマーク位置の位相を画像処理により求めることで、捩れ角を定量的に求めることができる。この結果、自動でロープ捩れ状態の診断を行うことができ、検査作業の効率化を図ることができる。

さらに、一定間隔ごとに算出された捩れ角の累計値から、ロープ全長に渡っての捩れ角の変化状態を把握することができる。この結果、捩れをなくすように再設置する必要があるか、あるいは塑性変形が生じていることによりロープ交換が必要であるかを、自動で判断することができる。

実施の形態３．
先の実施の形態２では、捩れ角θの変化を自動診断し、ロープの再設置あるいは交換の要否を自動診断するロープ捩れ状態検出装置の構成について説明した。これに対して、本実施の形態３では、自動診断結果に基づいて、ロープの捩れを調整する機構をさらに備えたロープ捩れ状態検出装置について説明する。

図８は、本発明の実施の形態３におけるロープ捩れ状態検出装置を含むエレベータ装置の全体構成図である。先の実施の形態２における図３の構成と比較すると、本実施の形態３における図８の構成は、かご吊り車６ａ、釣り合いおもり吊り車６ｂ、ロープ端末金具７ａ、７ｂ、およびロープ回転制御器２４をさらに備えている点が異なっている。そこで、これらの相違点を中心に、以下に説明する。

本実施の形態３におけるロープ１の一端は、かご２の上部に設置されたかご吊り車６ａを経由して、機械室２０内に設置されたロープ端末金具７ａによって保持されている。また、ロープ１の他端は、釣り合いおもり３の上部に設置された釣り合いおもり吊り車６ｂを経由して、機械室２０内に設置されたロープ端末金具７ｂによって保持されている。

さらに、エレベータ制御装置２１は、ロープ回転制御器２４を介してロープ端末金具７ａを駆動させることで、ロープ１の捩れ状態を解消する方向にロープ１を回転させることができる。

より具体的には、エレベータ制御装置２１は、判定器２３によって算出された捩れ角θに応じて、捩れ角θを解消するためのロープ端末金具７ａの回転数を算出し、算出した回転数をロープ回転制御器２４に送信する。ロープ回転制御器２４は、受信した回転数に基づいて、ロープ端末金具７ａを回転制御することで、捩れ角θの解消を行う。

以上のように、実施の形態３によれば、画像処理により定量的に算出された捩れ角に基づいて、ロープの回転方向の位置を自動調整できる構成を備えている。この結果、自動でロープ捩れ状態の診断を行うとともに、診断結果に基づいてロープの捩れをなくす微調整を行うことができ、検査作業の効率化を図り、ロープの捩れを解消する時間の短縮化を実現できる。

なお、上述した実施の形態３では、エレベータ制御装置２１によりロープ端末金具７ａの回転数を算出し、算出した回転数をロープ回転制御器２４に送信する構成として説明した。しかしながら、判定器２３によって算出された捩れ角θを、直接、ロープ回転制御器２４で受信し、ロープ回転制御器２４が自らロープ端末金具７ａの回転数を算出する構成とすることも可能である。

Claims (6)

1. ロープ本体の外層面にロープの長さ方向における捩れ状態を識別するための捩れ識別マークが形成されたエレベータ用ロープにおいて、
   前記捩れ識別マークは、
   前記ロープの円周方向において、前記円周方向の位置を識別可能とする異なる視認性を有するマークとして形成されており、
   前記ロープの前記長さ方向において、あらかじめ決められた間隔を空けた複数の位置に対して同一パターンとして形成されている
   エレベータ用ロープ。
2. 前記捩れ識別マークが形成されていない前記長さ方向の位置に、ロープの長さを示す長さ識別マークがさらに形成されている
   請求項１に記載のエレベータ用ロープ。
3. 前記捩れ識別マークは、前記ロープの円周方向において、形状の違いあるいは色の違いにより前記異なる視認性を有するように形成されている
   請求項１または２に記載のエレベータ用ロープ。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のエレベータ用ロープを用いて、ロープの捩れ状態を診断するロープ捩れ状態検出装置であって、
   かごの昇降動作に伴って移動するロープの前記外層面を一定方向から撮像することで、前記長さ方向に渡って複数箇所における前記捩れ識別マークを含む画像データを生成するカメラと、
   前記複数箇所において生成された前記画像データのそれぞれに含まれる前記捩れ識別マークの前記円周方向の位置を比較することで、前記長さ方向にわたる前記ロープの捩れ量を定量的に算出し、前記捩れ量と前記間隔から単位長さ当たりの捩れ角を算出し、前記単位長さ当たりの捩れ角があらかじめ設定した許容範囲を超えている場合には、捩れ異常が発生していると判断する判定器と
   を備えるロープ捩れ状態検出装置。
5. 前記判定器は、前記長さ方向に隣接する前記捩れ識別マークの比較結果から算出した、前記間隔ごとの前記捩れ量を累積することで、前記ロープの全長にわたる捩れ量の変化を求め、前記捩れ量が不連続に変化する部分を検出した場合には、ロープが塑性変形していると判断する
   請求項４に記載のロープ捩れ状態検出装置。
6. 前記エレベータ用ロープを前記円周方向に回転可能とするように、前記エレベータ用ロープの一端を保持するロープ端末金具と、
   前記ロープ端末金具の前記円周方向における位置制御を実行するロープ回転制御器と
   をさらに備え、
   前記ロープ回転制御器は、前記判定器で定量的に算出された捩れ量に基づいて、捩れ状態を解消するための前記ロープ端末金具の回転量を算出し、算出した前記回転量により前記位置制御を実行することで、前記エレベータ用ロープの前記捩れ状態を調整する
   請求項４または５に記載のロープ捩れ状態検出装置。

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