(57)【要約】【課題】エレベータ向けのワイヤロープについて、その劣化状態を的確に判定できるエレベータロープ劣化判定方法、及びこの判定方法に基づき、安全性を確保しつつ、保守コストを最低限に抑えることができる、信頼性の高いエレベータロープ保守装置を提供する。【解決手段】乗りかごをワイヤロープで吊る構造のエレベータにおけるワイヤロープの径を測定し、その測定値を予め設定した閾値と比較し、その比較結果により前記ワイヤロープの劣化状態を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗りかごをワイヤロープで吊る構造のエレベータにおけるロープの劣化状態を判定するエレベータロープ劣化判定方法であって、
前記ワイヤロープの径を測定し、その測定値を予め設定した閾値と比較し、その比較結果により前記ワイヤロープの劣化状態を判定する
ことを特徴とするエレベータロープ劣化判定方法。
【請求項２】
乗りかごをワイヤロープで吊る構造のエレベータに適用されるエレベータロープ保守装置であって、
前記ワイヤロープの径を測定するロープ外径測定装置と、
前記ワイヤロープの劣化判定用の閾値が設定された演算部を有し、前記ロープ外径測定手段により測定された前記ワイヤロープの径と前記閾値との比較により前記ワイヤロープの劣化状態を判定するロープ劣化判定装置と、
を備えたことを特徴とするエレベータロープ保守装置。
【請求項３】
前記ロープ外径測定装置は、前記ワイヤロープに対してその長さ方向と交差する光ビームを発する投光部と、この投光部から発せられた光ビームを、前記ワイヤロープを介して受光し、受光幅に応じた出力信号を生じる受光部とを有し、前記受光幅からロープ外径を検出する光学式寸法測定装置であることを特徴とする請求項２に記載のエレベータロープ保守装置。
【請求項４】
前記ロープ外径測定装置が測定するワイヤロープは、それぞれ複数の素線からなる心ロープ及びこの心ロープの外周に心ロープ被覆材を介して配置された複数のストランドを有し、これら複数のストランドを含むロープ全体の外周を被覆材で覆った被覆ロープであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のエレベータロープ保守装置。
【請求項５】
前記ロープ劣化判定装置の演算部に設定された閾値として、前記ワイヤロープに甚大な内部損傷が開始するとして予め求められたロープ外径を第１の閾値とし、前記ワイヤロープを交換すべきとして予め求められたロープ外径を第２の閾値として設定したことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のエレベータロープ保守装置。
【請求項６】
前記ロープ劣化判定装置は、前記ロープ外径測定装置により測定された前記ワイヤロープの径が前記閾値に達したタイミングを記録する記録部を有することを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれかに記載のエレベータロープ保守装置。
【請求項７】
前記ロープ劣化判定装置の演算部は、前記ロープ外径測定装置により測定された前記ワイヤロープの径が、前記ワイヤロープに甚大な内部損傷が開始するロープ外径から前記ワイヤロープを交換すべきロープ外径に至るまでの期間に所定の倍率を乗算することで、前記ワイヤロープを交換すべき状態から前記ストランドの破断までの推定期間を求める演算機能を有することを特徴とする請求項６に記載のエレベータロープ保守装置。
【請求項８】
前記ロープ外径測定装置は、前記エレベータの巻上機の近傍に設置したことを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれかに記載のエレベータロープ保守装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、乗りかごをワイヤロープで吊る構造のエレベータのロープ状態を判定可能なエレベータロープ劣化判定方法及びこの劣化判定方法を用いたエレベータロープ保守装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗りかごをワイヤロープで吊る構造のエレベータにおいて、ワイヤロープは基幹部品の一つである。このワイヤロープは、通常使用において、駆動シーブ等により繰り返し曲げられたり、摩擦を受けるため、経年的に強度低下が生じることが知られている。ワイヤロープの強度を適切に保つためには保守管理がきわめて重要であり、損傷程度を確認し、残存強度や残り寿命を適切に把握する必要がある。
エレベータにおけるワイヤロープの主要な管理項目については、ＪＩＳ Ａ４３０２に規定されている。すなわち、素線の断線数、摩耗寸法、ロープ外径等について使用基準が示されており、これに従った保守交換により必要強度が確保される。
【０００３】
しかし、エレベータ構造において、ワイヤロープは昇降路の全体にわたって引廻されるのが普通であり、限られた保守時間の範囲で信頼性の高い調査を行うことは容易でない。そのため、各調査項目に対する作業性の向上と信頼性の向上を図るための保守装置が提案され、これまでにも用いられている。
【０００４】
例えば、エレベータ向けワイヤロープの損傷（断線数や摩耗）状態の調査については、従来、取り扱いの簡便さから漏洩磁束方式の磁気探傷が行われている（例えば、非特許文献１参照）。同方式では、永久磁石等の磁化器により直流磁界をロープ内に形成し、損傷部からロープ外に漏れる磁束をコイルや磁歪素子による磁気センサにより検出している。
【０００５】
この漏洩磁束方式を実行する装置構成は、２つの永久磁石（電磁石でもよい）を極性が逆向きの関係で間隔を保って並列状態で配置し、これら磁石の各一端（Ｓ極、Ｎ極）間をヨークにより接続し、各他端（Ｎ極、Ｓ極）にはＵ字溝を有する磁極片をそれぞれ取り付けている。そして、これら間隔を保って配置された磁極片のＵ字溝内に検査対象のワイヤロープを挿通させる。また、この間隔を保って配置された磁極片間に、検査対象ワイヤロープからの漏洩磁束を検出する磁気センサを配置している。
【０００６】
このように構成すると、一方の磁石から生じた磁気は、その磁極片から検査対象のワイヤロープ内を通り、他方の磁石へ対応する磁極片を介して流れ、さらにヨークを経て前記一方の磁石に戻る磁路を形成する。すなわち、ワイヤロープ内に直流磁界を形成する。このため、ワイヤロープの素線に断線などの損傷が生じていると、ワイヤロープ内の磁束は、この損傷部分から外部に漏洩する。そこで、この漏洩磁束を磁気センサにより検出することで、ワイヤロープに素線断線による損傷が生じていることを検出する。また、この漏洩磁束量により損傷の程度を測定する。
【０００７】
実際の装置は、エレベータに使われている複数のワイヤロープを同時に深傷できるように、上述したワイヤロープの本数分、並列状態でエレベータ昇降路に固定する。そして、エレベータを点検運転してロープを比較的低速の点検速度で送ることにより、略ロープ全長の探傷作業を行っている。
【０００８】
ところで、近年、ワイヤロープの延命や駆動性能（摩擦係数）向上を目指してワイヤロープの外周を樹脂で被覆した、いわゆる被覆ロープが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この被覆ロープは、それぞれ抗張力部材である複数の素線からなる心ロープ及びこの心ロープの外周に配置された複数のストランドを有する。心ロープの外周面は、樹脂材等による被覆材により被覆されており、複数のストランドは心ロープの外周面に、上述した被覆材を介して均等に配置される。さらに、これらを複数のストランドの周囲を覆うように、ロープ全体の外周を樹脂材等による被覆材により被覆している。ロープ全体の外周を被覆している被覆材は、耐久性と摩擦係数確保が求められることから、ポリウレタン樹脂を用いるものが多い。
【０００９】
ここで、被覆のないワイヤロープは、エレベータ巻上機のシーブ簿と直接接触することによってロープ表面の素線から摩耗、断線が進行する。これに対し、上述した樹脂被覆ロープでは、損傷の進み方が、上述した被覆のないワイヤロープとは大きく異なる。すなわち、被覆ロープは、ロープ表面が樹脂で覆われているため、ワイヤロープの内部構造部分の損傷が先行する。一般にエレベータ向けワイヤロープでは、１つのストランド内の素線同士は線接触しており、ストランド同士、また、ストランドと心ロープとは点接触である。このため、面圧の高いストランド同士、または、ストランドと心ロープとの接触部分の摩耗、断線が先行する。したがって、ワイヤロープ表面から進行する損傷形態を基本とした保守管理方法を樹脂被覆ワイヤロープに適用するのは困難である。
【００１０】
これを受けて樹脂被覆ワイヤロープに向けた損傷検知方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この損傷検知方法は、各ストランドと心ロープとの通電を検出することでロープ内部の被覆材の緩衝機能が低下したことを検知するものである。この損傷検知方法によれば、ロープ内部での損傷状態を検出でき、ストランドや心ロープが甚大な損傷を受ける以前に交換できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特表２００５−５２９０４３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９５５８０号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】長田、長谷：小径ロープを使用したマシンルームレスエレベータ（財）日本建築設備・昇降機センター機関紙「建築設備＆昇降機」57号(平成１７年９月発行）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述した樹脂被覆されたワイヤロープ（所謂被覆ロープ）に適用する損傷検知方法は、抗張力部材間の通電を検知する方法であるため、内部被覆材の損傷について、樹脂被覆ワイヤロープ全長に対する損傷が検知される。当然ながら、複数個所で内部被覆材が破壊することが考えられる。この場合、個々の損傷程度が軽度であっても、複数個所で損傷が生じていればロープ全体としての通電量は比較的大きくなる。一方、停止階床などの関係から特にシーブ通過回数が多い部分で素線間の接触(摩耗）が増した場合、その損傷程度により大きな通電量を示すこととなる。
【００１４】
ここで、前者は複数個所であっても被覆材のみの破壊であればロープとしての強度低下は小さい。これに対して、後者は劣化位置が限定的であっても強度低下が大きい損傷である。通電量の大小による劣化程度の検知ではこれらを区別するのが困難である。
【００１５】
エレベータロープでの強度的信頼性を確保するためには、強度低下が考えられる最低レベルの検知で交換する必要がある。しかし、使用条件により、全長にわたって概ね均等に被覆の損傷が進んだ場合、強度的低下が小さいにも関わらず交換が必要と診断されるため不経済となるなど、合理的な判定閾値を決めることが難しい。
【００１６】
また、前述の断線部の漏洩磁束による磁気探傷手法の場合、被覆ロープでは、表面被覆部材が磁気センサとワイヤロープとの間に位置するとともに、断線箇所がロープ内部であるため、素線破断部分と磁気センサとの距離が従来ロープよりも増加し、検出感度が低下する。また、一般に断線部分の漏洩磁束量は、破断素線数とともに、断線した素線の対向する破断面の距離の影響も大きく受ける。すなわち、破断素線数が多くても破断面の距離が小さいと漏洩磁束は少なく、破断素線数が少なくても破断面の距離が離れていると漏洩磁束は多くなる。強度低下は破断素線数が影響するにもかかわらずで、探傷出力と強度低下との相関性が低く、強度低下を適正に検出することが難しい。
【００１７】
このため、強度的信頼性を確保するためには、前述の通電検知と同様、やはり強度低下が考えられる最低レベルの検知で交換する必要があり、過剰な保守コストの増大が起こり得る。
【００１８】
本発明が解決しようとする課題は、エレベータ向けのワイヤロープについて、その劣化状態を的確に判定できるエレベータロープ劣化判定方法、及びこの判定方法に基づき、安全性を確保しつつ、保守コストを最低限に抑えることができる、信頼性の高いエレベータロープ保守装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の実施の形態に係るエレベータロープ劣化判定方法は、乗りかごをワイヤロープで吊る構造のエレベータにおけるロープの劣化状態を判定するエレベータロープ劣化判定方法であって、前記ワイヤロープの径を測定し、その測定値を予め設定した閾値と比較し、その比較結果により前記ワイヤロープの劣化状態を判定することを特徴とする。
【００２０】
本発明の実施の形態に係るエレベータロープ保守装置は、乗りかごをワイヤロープで吊る構造のエレベータに適用されるエレベータロープ保守装置であって、前記ワイヤロープの径を測定するロープ外径測定装置と、前記ワイヤロープの劣化判定用の閾値が設定された演算部を有し、前記ロープ外径測定手段により測定された前記ワイヤロープの径と前記閾値との比較により前記ワイヤロープの劣化状態を判定するロープ劣化判定装置と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
前記ロープ外径測定装置は、前記ワイヤロープに対してその長さ方向と交差する光ビームを発する投光部と、この投光部から発せられた光ビームを、前記ワイヤロープを介して受光し、受光幅に応じた出力信号を生じる受光部とを有し、前記受光幅からロープ外径を検出する光学式寸法測定装置を用いるとよい。
【００２２】
また、前記ロープ外径測定装置が測定するワイヤロープは、それぞれ複数の素線からなる心ロープ及びこの心ロープの外周に心ロープ被覆材を介して配置された複数のストランドを有し、これら複数のストランドを含むロープ全体の外周を被覆材で覆った被覆ロープでもよい。
【００２３】
また、前記ロープ劣化判定装置の演算部に設定された閾値として、前記ワイヤロープに甚大な内部損傷が開始するとして予め求められたロープ外径を第１の閾値とし、前記ワイヤロープを交換すべきとして予め求められたロープ外径を第２の閾値として設定するとよい。
【００２４】
また、前記ロープ劣化判定装置は、前記ロープ外径測定装置により測定された前記ワイヤロープの径が前記閾値に達したタイミングを記録する記録部を有するとよい。
【００２５】
また、前記ロープ劣化判定装置の演算部は、前記ロープ外径測定装置により測定された前記ワイヤロープの径が、前記ワイヤロープに甚大な内部損傷が開始するロープ外径から前記ワイヤロープを交換すべきロープ外径に至るまでの期間に所定の倍率を乗算することで、前記ワイヤロープを交換すべき状態から前記ストランドの破断までの推定期間を求める演算機能を有してもよい。
【００２６】
さらに、前記ロープ外径測定装置は、前記エレベータの巻上機の近傍に設置するとよい。
【００２７】
これらの構成によれば、エレベータロープの損傷状態を容易に把握でき、かつ、高い信頼性を確保できるとともに、不要なロープ交換を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係るエレベータロープ保守装置の全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に用いるロープ外径測定装置部分を拡大して示す平面図である。
【図３】図１で示した本発明の一実施形態に係るエレベータロープ保守装置のロープ外径測定装置部分を側面から見た図である。
【図４】本発明の一実施形態により測定対象となる被覆ロープの断面図である。
【図５】本発明の一実施形態によりロープ外径の測定例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態を説明するための試験状態を表す図である。
【図７】本発明の一実施形態を説明するためのロープ外径変化の推移を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００３０】
この実施の形態に係るエレベータロープ劣化判定方法は、乗りかごをワイヤロープで吊る構造のエレベータにおけるロープの劣化状態（素線断線などによる損傷状態）を判定する方法であって、ワイヤロープの径を測定し、その測定値を予め設定した閾値と比較し、その比較結果により前記ワイヤロープの劣化状態を判定する。このエレベータロープ劣化判定方法は、樹脂被覆ワイヤロープを含むエレベータロープの強度管理を、上述のようにワイヤロープの外径を測定することにより行うものである。
【００３１】
以下、このエレベータロープ劣化判定方法を用いてエレベータロープの保守を行う具体的な装置構成を図１から図３で説明する。
【００３２】
これらの図において、エレベータロープ保守装置は、エレベータロープ２０の外径を測定するロープ外径測定装置１と、その測定結果に応じてエレベータロープ２０の劣化状態を判定するロープ劣化判定装置２とで概略構成される。ロープ外径測定装置１は、投光部１６と受光部１７からなる光学式の寸法測定装置である。投光部１６は、エレベータロープ２０に対して、その長さ方向と交差する光ビーム（例えば、レーザ光：以下、レーザ光として説明する）を発する。受光部１７は、投光部１６から発せられたレーザ光を、エレベータロープ２０を介して受光し、受光幅（エレベータロープ２０により遮光された影の幅）に応じた出力信号を生じる。すなわち、この受光幅からエレベータロープ２０の外径を検出する。
【００３３】
ロープ劣化判定装置２は、制御部１９、演算部２１、及び記録部２２を備えている。制御部１９はロープ劣化判定装置２を統括制御するもので、ロープ外径測定装置１を作動させるべく、発光部１６に発光指令を出力するとともに受光部１７から受光幅に基づくロープ外径を入力する。そして、この測定されたロープ外径を演算部２１に出力して、所定の演算を実行させる。
【００３４】
演算部２１には、エレベータロープ２０のロープ外径に関する劣化判定用の閾値が設定されており、ロープ外径測定装置１により測定されたロープ外径と閾値との比較により、エレベータロープ２０の劣化状態（素線の断線による損傷状態の程度）を判定する。ここで、演算部２１に設定された閾値として、エレベータロープ２０に甚大な内部損傷が開始するとして予め求められたロープ外径を第１の閾値とする。また、エレベータロープ２０を交換すべきとして予め求められたロープ外径を第２の閾値とする。これら第１及び第２の閾値については後で詳述する。
【００３５】
また、演算部２１は、上述した演算機能のほか、ロープ外径測定装置１により測定されたエレベータロープ２０の径が、上述したエレベータロープ２０に甚大な内部損傷が開始するロープ外径から、エレベータロープ２０を交換すべきロープ外径に至るまでの期間に所定の倍率を乗算することで、エレベータロープ２０を交換すべき状態からストランドの破断までの推定期間を求める機能を持つ。
【００３６】
記録部２２は、ロープ外径測定装置１により測定されたエレベータロープ２０の外径が前述した閾値に達したタイミングを記録するものである。
【００３７】
ここで、エレベータロープ２０は、図示のように複数本が並列状態で使用される。このエレベータロープ２０として、この実施の形態では、樹脂被覆ワイヤロープを用いたものとして説明する。この樹脂被覆ワイヤロープ２０は、図４の断面形状で示すとおり、それぞれ複数の素線からなる心ロープ１２、及びこの心ロープ１２の外周に、心ロープ被覆材１４を介して配置された複数のストランド１１を有し、これら複数のストランド１１を含むロープ全体の外周を樹脂被覆材１３で覆った構造である。
【００３８】
以下、上述した各部の詳細構成を説明する。図１において、ロープ外径測定装置（以下、光学式寸法測定装置として説明する）１を構成する投光部１６はレーザ光による光ビームを発する。受光部１７は、図２で示すように、光ビームを受けて出力信号を発するＣＣＤセンサ１８を内蔵している。制御部１９は光ビームの制御を行い、かつ、ＣＣＤセンサ１８からの出力によりに被測定物の長さを演算して出力する。
【００３９】
図３は、図１の投光部１６と受光部１７とを側面から見た配置図である。投光部１６と受光部１７とは、その間に測定対象である樹脂被覆ワイヤロープ２０を挟むように配置されている。そして、投光部１６から光ビームで測定対象の樹脂被覆ワイヤロープ２０を走査し、受光部１７のＣＣＤセンサ１８に投影されたロープ２０の影の部分（境界）を検出することでロープ２０の外径を測定する。すなわち、ＣＣＤセンサ１８のＣＣＤ配置等から影の長さＬ（ロープ２０の外径）を演算できる。そして、上述の走査を繰り返し、かつ、ロープ２０を長手方向に送れば、非接触でロープ２０の直径を実用上連続的、かつ、自動的に計測することができる。
【００４０】
なお、光ビームの走査速度を速め、時間当たりの走査回数を多くすることで、ロープ２０がより高速に移動した場合でも測定が可能である。
【００４１】
ここで、エレベータ用として引廻されたロープを、点検速度（エレベータ運転時より低速のロープ移動速度）で送る条件で測定するためには、５００回／秒以上の走査回数であることが望ましい。このような光学式寸法測定装置１に関しては、市販のものでも数μmの精度で外径測定する性能が容易に得られる。ロープ外径寸法で寿命を判定する上で要求される分解能は、およそ数十μm以上であるため、測定の容易な光学式寸法測定装置１を用いたとしても十分な測定精度が得られる。
【００４２】
このような光学式寸法測定装置１により実際に樹脂被覆ワイヤロープ２０の外径を測定した波形の一部を図５に示す。図５において縦軸は測定されたロープ直径、横軸は測定対象のロープの移動方向（長さ方向）の測定開始点からの距離を表している。測定波形の形状は、内部のストランド構造外形に倣って波うっている。この測定値は、走査速度やロープの送り速度、ロープの揺れの影響を受ける。また、ロープの軸方向（送り方向）と光ビームの走査方向が成す角度は直交することが望ましい。そうでなければ測定された径の絶対値に影響がでるが、出力された波形のピーク値は、マイクロメータによる測定値（図５の波形のピーク付近に点で表示した）と一致しており、これらの影響があっても十分な精度で各部の径を測定できている。
【００４３】
図５に示したロープ外径出力からピーク値部分だけを取り出し、所定の閾値に達したことを識別する演算は容易である。図１に示した装置では、樹脂被覆ワイヤロープ２０の保守において継続的にロープ外径を測定し、経年的な使用によりロープ外径が所定の閾値に達したときに警報を発する機能をもつ。すなわち、図１において、演算部２１はピーク値を抽出し、所定の閾値に達した場合に警報信号を発生する。
【００４４】
また、記録部２２は警報信号を発したタイミングを記録する。この記録部２２により樹脂被覆ワイヤロープ２０が所定の閾値に達した後の運転時間を把握できる。なお、演算部２１には前述のように複数の閾値を持たせるとともに、記録部２２もそれらの閾値毎に警報信号発生のタイミングを記録する。複数の閾値を備えることで、強度管理の信頼性が増すことは後述する。
【００４５】
樹脂被覆ワイヤロープ２０に対して外径寸法に基づいた保守を行うための合理的な閾値を説明する。ＪＩＳ Ａ４３０２に規定された従来のエレベータ用主索の外径寸法管理方法は、摩耗部分の直径が摩耗していない部分の直径の９０%以上であることを使用基準としている。これはロープ表面が巻上機のシーブ溝と直接接触する使用条件で運用されるものである。
【００４６】
これを受けて発明者らは、樹脂被覆ワイヤロープ２０の内部損傷の進行とワイヤロープ外径との関係を知るため、樹脂被覆ワイヤロープ２０を模擬したワイヤロープとシーブとの組合せ条件を設定して試験を行った。すなわち、図６で示すように、シーブ溝６１の表面に樹脂被覆６２を施し、ワイヤロープ６３側は、中心に配置した心ロープ６４とその周囲に均等に配置した複数のストランド６５とを備え、心ロープ６４の外周（各ストランド６５との間）は被覆材６６で被覆した構造とする。なお、シーブ溝６１の表面側に樹脂被覆６２を施したのでロープ６３の表面には樹脂被覆を施していない。
【００４７】
このような組合せ条件で曲げ疲労試験を行い、負荷回数とロープ外径、損傷状態を記録した。表面被覆のないワイヤロープ６３を用いることでロープ６３の内部に給油ができ、内部損傷を抑えたることができるため、比較対象として、内部損傷が少ないロープが得られる。実際の樹脂被覆ワイヤロープ２０は表面が被覆されているため内部に給油できず、図６の試験例では、試験対象のワイヤロープ６３を無給油で曲げ疲労試験を行い、内部損傷が進んだ事例が実際の樹脂被覆ワイヤロープ２０の特性に対応する。したがって、無給油で内部損傷が進んだロープと内部への給油により内部損傷を抑えたロープとについて、外径の推移と強度低下を比較検証する。上述のように、実際の樹脂被覆ワイヤロープ２０の内部損傷は、本試験の給油なし条件と類似の損傷推移を示すと考えられる。
【００４８】
本試験の結果を図７に示す。図７は４本（給油なし条件が３本、給油条件が１本）のロープにおける曲げ疲労試験中のワイヤロープ６３の外径の推移(縦軸は測定したロープ外径を公称径で除した数値）である。
【００４９】
樹脂被覆ワイヤロープ２０では、シーブ溝表面とストランドとの接触がないため、負荷の厳しいロープ内部の損傷が先行する。本試験においてもシーブ溝６１の表面に施した樹脂被覆６２により、ロープ６３の表面の損傷（摩耗）は目立たず、ロープ外径減少の要因は内部損傷（心ロープ被覆材６６、及びストランド６５間部分の素線の損傷）が主因である。
【００５０】
試験開始以後、全ての条件で一様にロープ外径の減少が見られる。これは弾塑性構造体である心ロープ被覆材６６の変形とストランド６５間素線の初期的な摩耗が支配的要因である。いずれにしても強度低下は規格破断荷重の１０%以内にあり、使用に差障りのないレベルである。
【００５１】
曲げ負荷回数が３００万回を超えると、給油により内部損傷が抑えられた条件と無給油で内部損傷が進行した条件とで径の推移に差が生じる。給油により内部損傷が抑えられた条件では、３００万回以後、試験を打ち切った８５０万回までロープ外径は略一定であり、強度低下は規格破断荷重の１０%以内であった。
【００５２】
これに対し、無給油条件では、３００万回以後も略一定の割合でロープ外径は減少し、５５０万回〜６５０万回でストランド６５の破断に至った（給油なし条件１，２）。ストランド破断時のロープ外径の減少は、ロープ公称径の１０％〜１４%程度であった。給油なし条件３は、残存強度率を測定するため、約４００万回で試験を打ち切ったものであるが、規格破断荷重に対して１９%の強度低下であった。
【００５３】
本試験によれば、樹脂被覆ワイヤロープにおいてもロープ外径と損傷程度との間で相関性が高いことがわかる。この試験により、ロープの断面構造を維持する（ストランド破断を防ぐ）ためには、径の減少は公称径の１０%以内、初期の８０%程度の強度率を確保するためには公称径の６%以内での交換を要することが判明した。そこで、この実施の形態では、ロープ交換の閾値を内部ロープの公称径の６％に相当する減少値とする。このことで、十分な安全性を確保することができるとともに不要な交換を避けることができる。
【００５４】
上述の試験とは別に、樹脂被覆ワイヤロープ２０に対して曲げ疲労試験を行い、上述した交換閾値における残存強度を測定した結果を下表に示す。下表に示すように、残存強度率は、建築基準法施行令１２９条の４第１項第三号に係る性能評価でエレベータの使用時に有すべき残存強度である規格破断荷重の８０%を満たしている。強度低下は図６で示した樹脂被覆のないロープ６３に対する曲げ疲労試験よりも少ない。これは、樹脂被覆ワイヤロープに対する試験の場合、交換状態の径の減少分に表面の樹脂被覆部分での厚さの減少分が含まれるため、内部のワイヤロープ部分の径の減少はその分少なく、結果的に強度的な余裕となったためである。
【表１】
2014101197.tif 000003
【００５５】
エレベータ用ワイヤロープの寿命は、起動頻度や張力、昇降行程等の影響を受けるため、使用物件によって様々で、使用年数のバラつきは極めて大きい。交換閾値に達した後、破断するまでの期間を精度よく予測するのは一般には難しく、物件固有の負荷条件を考慮する必要がある。
【００５６】
しかし、図７に示したロープ外径の推移（損傷推移）特性を基にすれば、実用上有用な寿命推定が可能である。すなわち、前述の通り、甚大な内部損傷が始まると（図７では３００万回曲げのタイミング）、これ以後は略一定の割合でロープ外径が減少してロープの破壊（ストランドの破断）に至る。甚大な内部損傷が開始するのはロープ外径が約４%減少した状態なので、その状態からロープ交換閾値（径の減少が６%に）に至るまでの使用期間より、ロープ交換閾値の状態からストランド破断が起こり得る径の減少１０%に達するまでの期間は概ね次の通り推定でき、物件に応じた交換の必要性が把握できる。
【００５７】
交換基準状態からストランドの破断までの推定期間
＝(特定の物件において、ロープ外径の減少が４%の状態から６%に至るまでの期
間） ×（１０ − ６）／（６ − ４）
すなわち、測定されたワイヤロープの径が、このワイヤロープに甚大な内部損傷が開始するロープ外径からこのワイヤロープを交換すべきロープ外径に至るまでの期間に、所定の倍率（上式では２倍）を乗算することで、前記ワイヤロープを交換すべき状態から前記ストランドの破断までの推定期間を求める。この寿命推定は、図１で示した演算部２１及び記録部２２の機能により実行する。
【００５８】
なお、図１乃至図３の構成からなるエレベータロープ保守装置は、判定の信頼性のうえで、測定部分については望ましい設置位置がある。すなわち、ロープ外径測定装置１の投光部分１６と受光部１７とは、エレベータ巻上機の近傍に設置することが望ましい。ロープ２０が巻き掛かるシーブの近傍であれば、ロープ２０の横振動が小さく測定精度がよい。また、トラクション（摩擦駆動）式エレベータでは駆動シーブによる負荷が、他のシーブによる負荷よりも高いため、駆動シーブの溝と接触する部分のロープ損傷が最も激しく、エレベータ巻上機の近傍に設置すればこの損傷状態を的確に検出できる。
【００５９】
なお、図１乃至図３に示した装置構成は、この実施の形態に関する装置を必要な機能ごとに装置として分けたものであり、図中の配線接続状のつながりは機能的なつながりを意味している。そのため物理的な構成については、図１乃至図３の各構成部分のいずれか複数を例えば1つの筐体に収め、一体化したとしても同等の装置である。
【００６０】
また、本保守装置を構成している装置のうち、設置場所が限定されるのはロープ外径測定装置１の投光部１６と受光部１７のみである。例えば、本装置を遠隔保守装置の一部として構成した場合、エレベータ構造部分に設置が必要なのはロープ外径測定装置１の投光部１６と受光部１７のみであり、それ以外の装置を離れた場所に設け、配線接続状のつながりを無線通信手段等で構成するように構成してもよい。
【００６１】
上記実施の形態では、エレベータロープ２０として、被覆ロープを例にとって説明したが、ロープ外径からロープの損傷状態を判定することは、表面を被覆しない一般的なワイヤロープの損傷状態判定にも用いることができる。
【００６２】
また、ロープ外径測定装置として、レーザ光ビームを用いた非接触式の光学式寸法測定装置を例示したが、本発明はこれに限定されず、接触式の公知の寸法測定装置を用いてもよい。
【００６３】
さらに、演算部２１や記録部２２により求めたエレベータロープ２０の寿命や、警報信号などは、インターネットなどの外部回線により、遠隔地に設けた管理設備に送信するようにしてもよい。
【００６４】
以上に述べた本実施形態によるエレベータロープ劣化判定方法及びエレベータロープ保守装置を用いれば、エレベータロープの損傷状態を容易に把握でき、かつ、高い信頼性を確保できるとともに、不要なロープ交換を避けることができる。また、遠隔保守化によりロープ保守にかかる工数を大幅に削減可能である。
【００６５】
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、その他のさまざま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。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。
【符号の説明】
【００６６】
１・・・ロープ外径測定装置
２・・・ロープ劣化判定装置
１１・・・ストランド
１２・・・心ロープ
１３・・・ロープ全体の外周被覆材
１４・・・心ロープ被覆材
１６・・・投光部
１７・・・受光部
１８・・・ＣＣＤセンサ
１９・・・制御部
２０・・・エレベータロープ
２１・・・演算部
２２・・・記録部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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