JP2010066237A - ロープ張力測定治具 - Google Patents

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

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。

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。

本発明に係る第１の実施形態のロープ張力測定治具を示す図。 図１に示したロープ張力測定治具をＦ２−Ｆ２線に沿って示す断面図。 図１に示したロープ張力測定治具のローラおよびその周辺を示す図。 図１に示したロープ張力測定治具のローラの偏心量を示す図。 図１に示したロープ張力測定治具のローラが１／４回転した状態を示す図。 図１に示したロープ張力測定治具をエレベータのメインロープに対して使用した例を示す図。 図１に示したロープ張力測定治具をメインロープに装着した準備状態を示す図。 図７に示したロープ張力測定治具の測定状態を示す図。 本発明に係る第２の実施形態のロープ張力測定治具を示す図。 図９に示したロープ張力測定治具の測定状態を示す図。 本発明に係る第３の実施形態のロープ張力測定治具を示す図。 本発明に係る第４の実施形態のロープ張力測定治具を示す図。 図１２に示したロープ張力測定治具の側面図。

符号の説明

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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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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