JP2010066237A - ロープ張力測定治具 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、個々のロープの張力を独立して精度よく測定できるとともに、作業性に優れたロープ張力測定治具を提供することを目的とする。
【解決手段】ロープ張力測定治具10は、一組のローラ13と、重量計12と、プレート(基台)11と、負荷手段(偏心した回転軸131)とを備える。一組のローラ13は、張力が作用しているロープLの延びる方向へ一定の間隔を空けて並んで配置され、それぞれロープLに転接している。重量計12は、ローラ13どうしの間の位置でロープLをローラ13へ押し当てる方向への荷重を測定する。プレート11は、ローラ13および重量計12を保持する。負荷手段は、重量計に荷重が掛かる方向へロープLに対して重量計12を相対的に変位させる。
【選択図】 図1
【解決手段】ロープ張力測定治具10は、一組のローラ13と、重量計12と、プレート(基台)11と、負荷手段(偏心した回転軸131)とを備える。一組のローラ13は、張力が作用しているロープLの延びる方向へ一定の間隔を空けて並んで配置され、それぞれロープLに転接している。重量計12は、ローラ13どうしの間の位置でロープLをローラ13へ押し当てる方向への荷重を測定する。プレート11は、ローラ13および重量計12を保持する。負荷手段は、重量計に荷重が掛かる方向へロープLに対して重量計12を相対的に変位させる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、緊張状態のロープの張力を測定するための治具に関する。
エレベータの乗籠は、複数本のメインロープで昇降路に吊るされている。各メインロープの張力は、作業者の感覚によって確認され調節されることで、均一にしていた。このような方法でメインロープの張力を調整することは、作業熟練者の勘や経験に依存することが多い。また、経験の浅い者が容易に行えるものではないとともに、正確な張力調整を行うことが困難である。
治具を用いてメインロープの張力を測定するロープテンション測定装置が特許文献1に開示されている。このロープテンション測定装置は、籠室に固定され、釣合錘につながる複数のメインロープを突き放す方向に個々に付勢することで、各メインロープの張力を個別に測定する。
また、小型で、作業性を向上させることを意図したロープ張力測定装置が特許文献2に開示されている。このロープ張力測定装置は、隣り合う主ロープのうち1本を横切る方向に変位させ、他の1本の主ロープを基準として相対的にその変位量と張力を測定する。
特開平9−86828号公報
特開2005−345164号公報
特許文献1の測定装置では、メインロープの張力を測定するために、乗籠から釣合錘を吊るしているメインロープの張力を乗籠側から計測している。そのため、装置が大掛かりなものとなり、作業性が悪い。また、特許文献2の測定装置では、測定の基準を他のロープにしているため、絶対量としての測定精度がよくない。
そこで、本発明は、個々のロープの張力を独立して精度よく測定できるとともに、作業性に優れたロープ張力測定治具を提供することを目的とする。
本発明に係るロープ張力測定治具は、一組のローラと、重量計と、基台と、負荷手段とを備える。一組のローラは、張力が作用しているロープの延びる方向へ一定の間隔を空けて並んで配置され、それぞれロープに転接している。重量計は、ローラどうしの間の位置でロープをローラへ押し当てる方向への荷重を測定する。基台は、ローラおよび重量計を保持する。負荷手段は、重量計に荷重が掛かる方向へロープに対して重量計を相対的に変位させる。
負荷手段は、少なくとも一方のローラの回転軸を偏心させてなる。この場合、ローラは、回転軸からの距離が最小および最大となる位置を示す印を外周縁に有する。また、ローラは、回転軸からの距離が最大となる位置をロープへ接する回転位置で、このローラの回転を規制するストッパーを有する。また、ローラは、回転軸からの距離が最短となる位置を自由状態でロープに対して対峙させるように重心位置を調整する錘を有する。
または、負荷手段は、少なくとも一方のローラの位置を変位させるレバーであってもよい。または、負荷手段は、一対のアームと変位気候とで構成されてもよい。一対のアームは、ローラを個々に重量計に対して回動可能に連結する。変位機構は、アームどうしを連結してロープに対して重量計を変位させる方向へアームを回動させる。
または、負荷手段は、ローラに対して重量計をロープに交差する方向へ変位させるスライドであってもよい。
さらに、ローラは、ロープに転接するV字形状の溝を有することも好ましい。
ロープに対して重量計を変位させる場合、ロープを横切る方向に重量計を変位させるかロープに沿う方向に重量計を変位させるかは、重量計とロープの間に設けられるリンク機構によって種々選択されるものである。また、ロープを横切る方向へ重量計を変位させる場合、ロープに対して重量計を離間させるか接近させるかは、重量計が引張荷重を測定するものか圧縮荷重を測定するものかによって適宜選択されるものである。つまり、ロープの一定の区間に横方向の荷重を加えたときにロープに生じる復元力を重量計で測定することができればよい。
本発明に係るロープ張力測定治具は、張力を測定しようとするロープにのみ装着される。したがって、個々のロープの張力を独立して精度よく測定できる。
また、張力を測定するために重量計に与える負荷は、測定対象となるロープにロープ張力測定治具を装着してから負荷手段によって加えられるとともに、張力が掛かっている間のどの区間のロープにでも装着することができる。したがって、作業性に優れている。
本発明に係る第1の実施形態のロープ張力測定治具10は、図1から図8を参照して説明する。図1に示すロープ張力測定治具10は、基台となるY字形状のプレート11と、重量計12と、一組のローラ13と、ハンドル14と、フック15とを有している。重量計12は、プレート11の中央胴部111に固定されている。フック15は、重量計12の計量部に取り付けられている。ローラ13は、中央胴部111を中心に互いに離れる方向へ延びたアーム112の先端に回動可能に取り付けられている。ローラ13の回転軸131は、ローラ13の中心から偏心させて配置されている。
ローラ13は、張力が作用した測定対象となるロープLの延びる方向へ一定の間隔を空けて並んで配置された状態となる。フック15は、ローラ13どうしの間の位置でロープLに掛けられる。そして、重量計12は、測定対象となるロープLにフック15を引っ掛けてローラ13に押し当てる方向への荷重を測定する。重量計12は、ばね秤のようなものであってもよいし、歪ゲージを内蔵して電気的に表示するロードセルのようなものであってもよい。
ローラ13は、図3に示すように、外周部分に溝132と印133A,133Bを有している。溝132は、図2に示すように、測定対象となるロープの直径に適合するV字形状である。図3に示すように、印133Aは、偏心している回転軸131から溝132までの距離が最小となる位置13MNに付けられている。印133Bは、回転軸131から溝132までの距離が最大となる位置13MXに付けられている。ローラ13の位置13MNとフック15とは、図1および図2に示すように、まっすぐに張られたロープLに対して接触するように配置される。
また、各々のローラ13は、図3に示すように、錘134を内蔵している。錘134は、偏心して取り付けられているローラ13の重心位置を調整するためのものであって、ロープ張力測定治具10をロープLに装着する際に自由状態で位置13MNがロープLに対峙するように配置されている。さらに、ローラ13は、側面に係止片135を有している。ローラ13の位置13MXがロープLに接する回転位置で、係止片135は、ローラ13の回転を規制するようにプレート11に設けられたストッパー113と当接する。
ハンドル14は、図1に示すように、アーム112と反対側の中央胴部111の端部に取り付けられている。プレート11は、ハンドルの近傍に吊下げ孔114を有している。吊下げ孔114は、ロープ張力測定治具10そのものが落下しないように吊っておくための落下防止金具Sを取り付けるために使用される。
以上のように構成されたロープ張力測定治具10は、図3に示すように測定対象となるロープLに転接するローラ13が回転することによって、重量計12をロープLに対して相対的に変位させている。つまり、本実施形態における負荷手段は、ローラ13の回転軸131をロープLに向かって寸法Bだけ偏心させたことによって構成されている。
ローラ13が回動して、位置13MNがロープLに接する準備状態P1から位置13MXがロープに接する測定状態P2になることで、重量計12は、ロープLから離れる方向へ相対的に変位量Aだけ移動する。図4に示すように、変位量Aは、回転軸131から位置13MNまでの距離と回転軸131から位置13MXまでの距離の差であり、回転軸131が偏心している寸法Bの2倍に相当する。
フック15によって横方向へ引っ張られたロープLは、ローラ13間において「く」の字に屈曲される。ロープLには張力が作用しているので、再び直線に戻ろうとする復元力がロープLに働く。この結果、フック15を介して重量計12には、ロープLを横切る方向へ、ロープLの張力に応じた大きさの荷重が掛かる。ロープLの張力が大きいほど復元力も大きくなるように、復元力はロープLの張力と線形比例の関係を有している。したがって、復元力を測定することによって、ロープの張力を把握することができる。
また、ロープLがわずかに屈曲する程度の変位量Aによって生じる復元力は、ロープの張力に比べて十分に小さいものである。したがって、重量計12は、直接的にロープの張力を測定する場合よりも小さい値を測定するもので対応することができる。
ロープ張力測定治具10は、測定対象となるロープLに対してローラ13の位置13MNが接する準備状態P1で装着される。重量計12に荷重が掛かる測定状態P2にするためには、ローラ13がロープLに転接した状態で、ローラ13の位置13MXが接するようになるところまでロープLに沿って移動させるだけでよい。
フック15は、ロープ張力測定治具10をロープLに沿ってスライドさせる間、ロープLに対して摺動することとなる。そこで、本実施形態において、フック15にローラを取り付け、そのローラがロープLに転接するようにすると、ロープLに対するフック15の摩擦抵抗が軽減される。
ローラ13の回転軸131は、寸法Bだけ偏心している。そのため、ローラ13には準備状態P1から測定状態P2に至るまでの間、ローラ13は、溝132とロープLの間に生じる摩擦力に起因する回転力のほかに、ローラ13を反対方向へ回転させようとする復元力に起因する反回転力が作用する。ローラ13の回転角度に応じて変位量Aが変化するので、発生する復元力も変化するが、回転力および反回転力の双方に同じ割合で作用することになる。
ロープ張力測定治具10をP1からP2に変化させる場合、
r:ローラ13の半径
θ:P1からのローラの回転角度
B:偏心量
F(θ):回転角度θで生じる復元力
R:変位量Aで生じる復元力
C:回転軸からロープとローラの接点までの距離
μ:接点における静摩擦係数
とすると、
ローラ13の中心に作用するモーメントMは、
M=μF・C−F・Bsinθ
C=r−Bcosθ [F(θ)=R・sin(θ/2)]
M=μF(r−Bcosθ)−F・Bsinθ
ローラ13は、M>0のとき、転動し、M<0のとき、滑ってしまう。
回転力(μF・C)は、回転角度θがπ(180°)までは回転角度θの増大に伴って大きくなり、反回転力(F・Bsinθ)は、回転角度θがπ/2までは回転角度θの増大に伴って大きくなる。よって、ローラが転動し続けるには、θ<π/2のとき、M>0であればよい。したがって、
μF・(r−Bcosθ)−F・Bsinθ>0 (0≦θ≦π/2)
すなわち、
μr−μBcosθ−Bsinθ>0 (0≦θ≦π/2)
であればよい。
r:ローラ13の半径
θ:P1からのローラの回転角度
B:偏心量
F(θ):回転角度θで生じる復元力
R:変位量Aで生じる復元力
C:回転軸からロープとローラの接点までの距離
μ:接点における静摩擦係数
とすると、
ローラ13の中心に作用するモーメントMは、
M=μF・C−F・Bsinθ
C=r−Bcosθ [F(θ)=R・sin(θ/2)]
M=μF(r−Bcosθ)−F・Bsinθ
ローラ13は、M>0のとき、転動し、M<0のとき、滑ってしまう。
回転力(μF・C)は、回転角度θがπ(180°)までは回転角度θの増大に伴って大きくなり、反回転力(F・Bsinθ)は、回転角度θがπ/2までは回転角度θの増大に伴って大きくなる。よって、ローラが転動し続けるには、θ<π/2のとき、M>0であればよい。したがって、
μF・(r−Bcosθ)−F・Bsinθ>0 (0≦θ≦π/2)
すなわち、
μr−μBcosθ−Bsinθ>0 (0≦θ≦π/2)
であればよい。
偏心量である寸法Bは、ロープLの張力を測定するために必要な変位量Aによって設定される。つまり、半径の小さいローラ13を適用し、ロープ張力測定治具10の大きさを小さくするためには、静摩擦係数μが大きくなるようにすればよいことが分かる。
本実施形態のロープ張力測定治具10は、ローラ13の溝132がV字形状であるため、丸溝に比べてロープLとの静摩擦係数μが大きい。したがって、治具全体のサイズを小さいものとすることができているとともに、治具そのものの重量も軽減されるため、作業性が向上している。
前述したロープ張力測定治具10を使用して、緊張されたロープの張力を測定する方法は、エレベータ100のメインロープ5の張力を測定する場合を一例に、図6から図8を参照して説明する。
一般的なエレベータ100の概略的な全体構成を図6に示す。このエレベータ100は、昇降路1の上部に配置された機械室2を有している。巻上機3は、機械室2に据え付けられている。巻上機3に取り付けられたメインシーブ3Aと巻上機3に隣接して配置された逸らせシーブ4に、複数本のメインロープ5が巻き掛けられている。乗籠6はメインロープ5の一端に懸架され、釣合錘7はメインロープ5の他端に懸架されている。メインロープ5が移動することによる重量変化を相殺するためのコンペンロープ8は、昇降路1の下部に設置されたコンペンシーブ9を介して、乗籠6の下部から釣合錘7の下部に取り付けられている。
ロープ張力測定治具10は、図6に示されるように、乗籠6の上側や機械室2を通る区間のメインロープ5に装着して使用される。乗籠6の上側で使用される場合を図7および図8を参照して説明する。
図7に示すようにロープ張力測定治具10は、鉛直方向に張られたメインロープ5に装着される。このとき、ローラ13は回転軸131との距離が最小となる位置13MNでメインロープ5に接する準備状態P1である。この準備状態P1からロープ張力測定治具10を下方へ移動させると、各ローラ13はメインロープ5に沿って転動し、図8に示すように、回転軸131との距離が最大となる位置13MXでメインロープ5に接する測定状態P2になる。ローラ13は、ストッパー113によって係止されるとともに、回転軸131の偏心量である寸法Bの2倍に相当する変位量Aだけ、メインロープ5と重量計12との相対距離を変化させ、メインロープ5の張力に比例した負荷を重量計12に与える。
重量計12は、メインロープ5の張力に比例した数値を表示する。したがって、作業員は、複数あるメインロープ5についてロープ張力測定治具10を装着してそれぞれ測定作業を行い、重量計12に表示される数値を基に、メインロープ5の張力が定められた規定値の範囲内に収まるように、メインロープ5の張力を調節すればよい。なお、重量計12に表示される数値は、ロープ径、縒り線の数、材質などメインロープ5の物性値や、ローラ13による変位量Aなどに基づいて換算したメインロープ5の張力であってもよい。
以下、他の実施形態のロープ張力測定治具10において、第1の実施形態のロープ張力測定治具10と同じ機能を有する構成は、同じ符号を付してその説明を省略する。
本発明に係る第2の実施形態のロープ張力測定治具10は、図9および図10を参照して説明する。ロープLに装着した準備状態P1のロープ張力測定治具10を図9に示し、測定状態P2のロープ張力測定治具10を図10に示す。このロープ張力測定治具10は、負荷手段としてレバー21を備えている。レバー21は、図9と図10に示すように、プレート11のアーム112の端部に回動可能に取り付けられている。
この実施形態において、ローラ13は、偏心しておらず、その中心に回転軸131を有している。回転軸131は、レバー21の回動端に固定されている。ローラ13は、レバー21が操作されることによって、アーム112の端部を中心に回動する。レバー21は、測定状態P2である図10に示す状態において、不用意に回動しないようにロック機構211によって固定される。ロック機構211は、孔212とピン213である意外に、当止めなどであってもよい。
レバー21は、回動操作されることによってローラ13をロープLに押し当て、重量計12に荷重が掛かるようにロープLに対して重量計12を相対的に変位させる負荷手段として機能する。特にこの実施形態の場合、ロープ張力測定治具10が、図9に示す準備状態P1から図10に示す測定状態P2に変化しても、ロープLに対してフック15の位置がずれない。また、レバー21は、ローラ取り付け側の長さに対して操作側の長さを適宜調整することができるため、「梃の原理」によって操作に必要な力を軽減できる。なお、レバー21は、アーム112のどちらか一方に設けられているだけでも、本発明のロープ張力測定治具10の負荷手段として十分に機能する。
本発明に係る第3の実施形態のロープ張力測定治具10は、図11を参照して説明する。このロープ張力測定治具10は、負荷手段として、プレート11に回動可能に連結された一対のアーム112と、アーム112どうしを連結する変位機構22とで構成されている。変位機構22は、具体的にはアーム112どうしを連結するターンバックルである。変位機構(ターンバックル)22を調節してローラ13間の距離が縮まる方向へ回動させると、重量計12はロープLから離れる方向へ変位する。
変位機構22にストッパーを設けておけば、変位量Aを一定にすることができる。また、変位機構22の調節量を任意に変化させれば、変位量Aを自由に設定することができる。したがって、ロープ径や設定される張力が異なる場合でも、同じロープ張力測定治具10で対応することができる。
なお、図11に示したようにアーム112は個々に回動軸を有している以外に、共有する1つの回動軸に連結されてもよいし、重量計12に対する回動角度を同期させるためのカムを2つのアーム112の基部の間に設けてもよい。
本発明に係る第4の実施形態のロープ張力測定治具10は、図12および図13を参照して説明する。このロープ張力測定治具10は、負荷手段として、スライド23をプレート11に有している。スライド23は、重量計12を搭載しており、ローラ13に対して重量計12をロープLに交差する方向へ変位させる。スライド23は、プレート11に設けられた長孔115を利用して移動できるように保持されている。
スライド23の変位量Aは、ボルト231と蝶ナット232とによって調整される。ボルト231は、スライド23の端部に固定されている。蝶ナット232は、プレート11の端部を貫通したボルト231に連結される。ボルト231と蝶ナット232との変わりに、スライド23の端部にナットを取り付け、プレートの端部を貫通させた蝶ボルトでこのナットを締め上げてもよい。
変位量Aは、ナットまたはボルトのネジ代、あるいはスペーサを挿むなどして調整ができる。したがって、ロープ張力測定治具10は、変位量Aを自由に設定しやすく、また設定された変位量Aを一定に維持しやすい。また、ロープLに復元力が発生しない状態で、ロープ張力測定治具10をロープLに装着することができる。
スライド23を移動させるための機構は、ボルトとナットによるもの以外に、梃子の原理を応用したトグル機構であってもよい。
以上の第1から第4の実施形態に基づくロープ張力測定治具10は、いずれも、準備状態P1において測定対象となるロープLに復元力を発生させないように設計することができる。したがって、ロープ張力測定治具10をロープLに対して装着する作業を楽に行える。
本発明に係るロープ張力測定治具は、エレベータのメインロープの張力を測定するために使用される以外に、エレベータにおいてはガバナロープやコンペンロープ、さらには、クレーンなどの揚重機器や荷役機械に用いられるワイヤロープなどに適合するように、ロープの物性値、懸架方向に応じて重量計の表示を換算することで、緊張状態にあるロープに装着してそのロープの張力を測定するために利用できる。
10…ロープ張力測定治具、11…プレート(基台)、12…重量計、13…ローラ、13MN…(回転軸から溝までの距離が最小となる)位置、13MX…(回転軸から溝までの距離が最大となる)位置、21…レバー(負荷手段)、22…変位機構(負荷手段)、23…スライド(負荷手段)、112…アーム、113…ストッパー、131…回転軸、132…溝、133A,133B…印、134…錘、135係止片、L…ロープ、
Claims (9)
- 張力が作用しているロープの延びる方向へ一定の間隔を空けて並んで配置され前記ロープに転接する一組のローラと、
前記ローラどうしの間の位置で前記ロープを前記ローラへ押し当てる方向への荷重を測定する重量計と、
前記ローラおよび前記重量計を保持する基台と、
前記重量計に荷重が掛かる方向へ前記ロープに対して前記重量計を相対的に変位させる負荷手段と
を備えることを特徴とするロープ張力測定治具。 - 前記負荷手段は、少なくとも一方の前記ローラの回転軸を偏心させてなることを特徴とする請求項1に記載のロープ張力測定治具。
- 前記ローラは、前記回転軸からの距離が最小および最大となる位置を示す印を外周縁に有することを特徴とする請求項2に記載のロープ張力測定治具。
- 前記ローラは、係止片を有し、
前記基台は、前記回転軸からの距離が最大となる位置を前記ロープへ接する回転位置で、前記ローラの回転を規制するストッパーを有する
ことを特徴とする請求項2に記載のロープ張力測定治具。 - 前記ローラは、前記回転軸からの距離が最短となる位置を自由状態でロープに対して対峙させるように重心位置を調整する錘を有することを特徴とする請求項2に記載のロープ張力測定治具。
- 前記負荷手段は、少なくとも一方の前記ローラの位置を変位させるレバーであることを特長とする請求項1に記載のロープ張力測定治具。
- 前記負荷手段は、前記ローラを個々に前記重量計に対して回動可能に連結する一対のアームと、前記アームどうしを連結して前記ロープに対して前記重量計を変位させる方向へ前記アームを回動させる変位機構と、で構成されることを特徴とする請求項1に記載のロープ張力測定治具。
- 前記負荷手段は、前記ローラに対して前記重量計を前記ロープに交差する方向へ変位させるスライドであることを特徴とする請求項1に記載のロープ張力測定治具。
- 前記ローラは、前記ロープに転接するV字形状の溝を有することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のロープ張力測定治具。
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