JP5790586B2 - Elevator rope tension measuring method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、エレベータにおいて乗りかごを昇降駆動する複数本の主ロープに作用するテンションを測定する方法及び装置に関するものである。 The present invention relates to a method and an apparatus for measuring tension acting on a plurality of main ropes that drive a car up and down in an elevator.
エレベータにおいては、図１に示す如く、乗りかご(１)に取り付けられた滑車(４)(５)、カウンターウェイト(２)に取り付けられた滑車(７)、及び駆動モータ(図示省略)に繋がる滑車(６)に対して、複数本の主ロープ(３)が巻き付けられ、これら複数本の主ロープ(３)によって乗りかご(１)とカウンターウェイト(２)が吊り下げられており、前記駆動モータによって滑車(６)を回転駆動することによって、乗りかご(１)が昇降駆動される。 In the elevator, as shown in FIG. 1, the pulley (4) (5) attached to the car (1), the pulley (7) attached to the counterweight (2), and a drive motor (not shown) are connected. A plurality of main ropes (3) are wound around the pulley (6), and the car (1) and the counterweight (2) are suspended by the plurality of main ropes (3). The car (1) is driven up and down by rotationally driving the pulley (6) by the motor.
この様なエレベータにおいて、複数本の主ロープ(３)には同じ大きさのテンションが作用することが理想的であり、主ロープ(３)のテンションにアンバランスが存在すると、一部の主ロープ(３)に過大なテンションが作用することとなり、これによって主ロープ(３)や滑車(４)(５)(６)(７)の寿命が短くなる問題が生じる。 In such an elevator, it is ideal that the same amount of tension acts on the multiple main ropes (3), and if there is an unbalance in the tension of the main rope (3), some of the main ropes Excessive tension acts on (3), which causes a problem that the life of the main rope (3) and pulleys (4), (5), (6), and (7) is shortened.
そこで、従来、複数本の主ロープ(３)に作用するテンションを検知し、その検知結果に基づいて複数本の主ロープ(３)に作用するテンションを均一化するための調整を施すことが行なわれている。 Therefore, conventionally, tensions acting on the plurality of main ropes (3) are detected, and adjustments are made to equalize the tensions acting on the plurality of main ropes (3) based on the detection results. It is.
従来のエレベータにおける一般的なロープテンション調整方法は、各主ロープにロッドスプリング(圧縮コイルバネ)を連結して、主ロープに作用するテンションの大きさに応じてロッドスプリングが圧縮される様に構成し、ロッドスプリングの圧縮量を目視観測することによって、複数本の主ロープに作用するテンションを均一化するものである。 A general rope tension adjustment method in a conventional elevator is configured such that a rod spring (compression coil spring) is connected to each main rope so that the rod spring is compressed according to the tension acting on the main rope. The tension acting on the plurality of main ropes is made uniform by visually observing the amount of compression of the rod spring.
しかしながら、上述の方法は、ロッドスプリングの圧縮量を目視観測するものであるため、誤差が大きく、作業員によって個人差が生じる問題がある。
そこで、主ロープに対して人為的に振動を与えて主ロープ(３)の固有振動数を計測することにより、主ロープに作用するテンションを測定することが提案されている(特許文献１)。
However, since the above-described method is for visually observing the amount of compression of the rod spring, there is a large error, and there is a problem that individual differences occur among workers.
Therefore, it has been proposed to measure the tension acting on the main rope by artificially applying vibration to the main rope and measuring the natural frequency of the main rope (3) (Patent Document 1).
１本の主ロープに作用するテンションＴは、主ロープの長さをＬ、固有振動数をｆ、主ロープの線密度をρとして、次の数式１によって表わされる。 The tension T acting on one main rope is expressed by the following equation 1 where the length of the main rope is L, the natural frequency is f, and the linear density of the main rope is ρ.
ここで、主ロープの長さＬと線密度ρは既知の値であるので、固有振動数ｆを加速度センサー等によって計測することにより、数式１からロープテンションＴを算出することが出来る。
そして、各主ロープについて算出したロープテンションに基づいて、複数本の主ロープに作用するテンションを均一化するための調整を施す。
Here, since the length L and the linear density ρ of the main rope are known values, the rope tension T can be calculated from Equation 1 by measuring the natural frequency f with an acceleration sensor or the like.
And based on the rope tension calculated about each main rope, the adjustment for equalizing the tension which acts on a plurality of main ropes is performed.
ところが、主ロープの固有振動数を計測する方法においては、乗りかごの停止位置によって主ロープの長さＬが変化するため、主ロープが所定のロープ長となる所定の位置で乗りかごを停止させるか、或いは任意位置で乗りかごを停止させた状態で主ロープの長さを計測する必要があり、計測作業が煩雑となる問題がある。 However, in the method of measuring the natural frequency of the main rope, since the length L of the main rope changes depending on the stop position of the car, the car is stopped at a predetermined position where the main rope has a predetermined rope length. Alternatively, it is necessary to measure the length of the main rope while the car is stopped at an arbitrary position, and there is a problem that the measurement work becomes complicated.
そこで本発明の目的は、乗りかごを任意の位置で停止させた状態で主ロープの固有振動数を計測することにより、容易且つ正確にロープテンションを測定することが出来るエレベータのロープテンション測定方法及び装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an elevator rope tension measuring method capable of easily and accurately measuring the rope tension by measuring the natural frequency of the main rope while the car is stopped at an arbitrary position, and Is to provide a device.
本発明に係るエレベータのロープテンション測定装置は、乗りかごを吊り下げる複数本(ｎ本)の主ロープのそれぞれに装着されて各主ロープの固有振動数を検出するための振動センサーと、該振動センサーの出力信号に基づいて各主ロープのテンションを算出する演算処理回路とを具え、該演算処理回路は、前記複数本(ｎ本)の主ロープに作用するテンションの合計値をＴｔ、前記複数本(ｎ本)の内、任意(ｊ番目)の主ロープの固有振動数をｆｊとして、下記数式２によって、任意(ｊ番目)の主ロープに作用するテンションＴｊを算出するものである。
上記本発明のロープテンション測定装置を用いたロープテンション測定方法においては、各主ロープに対して人為的に振動力が加えられる。これによって主ロープは固有振動数にて自由振動することになり、この状態で、振動センサーの出力信号が演算処理回路へ供給される。演算処理回路は、振動センサーの出力信号から主ロープの固有振動数を導出する。
この様にして各主ロープの固有振動数が得られると、演算処理回路は、上記の数式２によって、各主ロープに作用するテンションＴｊを算出する。ここで、複数本(ｎ本)の主ロープに作用するテンションの合計値Ｔｔは、乗りかごやカウンターウェイト等、主ロープによって吊り下げられる物体の総重量(既知の値)から決定することが出来る。
In the rope tension measuring method using the rope tension measuring device of the present invention, vibration force is artificially applied to each main rope. As a result, the main rope freely vibrates at the natural frequency, and in this state, the output signal of the vibration sensor is supplied to the arithmetic processing circuit. The arithmetic processing circuit derives the natural frequency of the main rope from the output signal of the vibration sensor.
When the natural frequency of each main rope is obtained in this way, the arithmetic processing circuit calculates the tension T j acting on each main rope by the above-described
本発明に係るエレベータのロープテンション測定方法及び装置によれば、主ロープの長さを変数として含まない数式を用いてロープテンションを算出することが出来るので、乗りかごを任意位置で停止させた状態で、容易且つ正確にロープテンションを測定することが出来る。 According to the elevator rope tension measuring method and apparatus according to the present invention, the rope tension can be calculated using a mathematical expression that does not include the length of the main rope as a variable, so that the car is stopped at an arbitrary position. Thus, the rope tension can be measured easily and accurately.
以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係るロープテンション測定装置は、図１に示す如きエレベータにおける主ロープ(３)のテンションを計測するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
The rope tension measuring device according to the present invention measures the tension of the main rope (3) in an elevator as shown in FIG.
図１に示すエレベータにおいては、乗りかご(１)に取り付けられた滑車(４)(５)、カウンターウェイト(２)に取り付けられた滑車(７)、及び駆動モータ(図示省略)に繋がる滑車(６)に対して、複数本(ｎ本)の主ロープ(３)が巻き付けられ、これら複数本(ｎ本)の主ロープ(３)によって乗りかご(１)とカウンターウェイト(２)が吊り下げられており、前記駆動モータによって滑車(６)を回転駆動することによって、乗りかご(１)が昇降駆動される。 In the elevator shown in FIG. 1, a pulley (4) (5) attached to a car (1), a pulley (7) attached to a counterweight (2), and a pulley (not shown) connected to a drive motor (not shown). 6) A plurality (n) of main ropes (3) are wound around the main rope (3), and the car (1) and the counterweight (2) are suspended by these multiple (n) main ropes (3). The car (1) is driven up and down by rotating the pulley (6) by the drive motor.
本発明に係るロープテンション測定装置は、図２に示す如く、各主ロープ(３)に装着されて主ロープ(３)の振動を検知する加速度センサー(８)と、加速度センサー(８)の出力信号から加速度データを収録するデータ収録器(９)と、データ収録器(９)によって収録された加速度データに対してＦＦＴを含む演算処理を施して主ロープ(３)の１次モード固有振動数ｆを導出し、更にその固有振動数からロープテンションを算出する情報処理装置(10)とから構成される。 As shown in FIG. 2, the rope tension measuring device according to the present invention is attached to each main rope (3) and detects the vibration of the main rope (3), and the output of the acceleration sensor (8). The data recorder (9) that records acceleration data from the signal, and the acceleration data recorded by the data recorder (9) are subjected to arithmetic processing including FFT and the primary mode natural frequency of the main rope (3) and an information processing device (10) for deriving f and calculating rope tension from its natural frequency.
本発明に係るロープテンション測定装置を用いたロープテンションの測定においては、乗りかご(１)を任意位置で停止させた状態で、各主ロープ(３)に対して外力を加えることによって主ロープ(３)を自由振動させ、この状態で主ロープ(３)の固有振動数を計測する。
そして、各主ロープ(３)の固有振動数の計測値に基づいて、各主ロープ(３)に作用するテンションを算出する。
In the measurement of the rope tension using the rope tension measuring device according to the present invention, the main rope (3) is applied with an external force while the car (1) is stopped at an arbitrary position. 3) Freely vibrate and measure the natural frequency of the main rope (3) in this state.
Then, the tension acting on each main rope (3) is calculated based on the measured value of the natural frequency of each main rope (3).
図１に示されるエレベータにおいて、複数本(ｎ本)の主ロープ(３)に作用するテンションの合計値Ｔｔは、下記数式３に示される様に、各主ロープ(３)に作用するテンションＴｊ(ｊ＝１，２，３，・・・ｎ)の合計値である。
In the elevator shown in FIG. 1, the total value Tt of the tensions acting on a plurality (n) of the main ropes (3) is the tension T acting on each of the main ropes (3) as shown in the following
ここで、複数本(ｎ本)の主ロープ(３)に作用するテンションの合計値Ｔｔは、テンションを計測せんとする複数本の主ロープ(３)によって吊り下げられている物体の総重量(既知の値)の２分の１に等しい。例えば、乗りかごを吊り下げている複数本の主ロープ(３)の場合、これらの主ロープは乗りかごを中心としてその両側を鉛直に延びており、両側の主ロープによって乗りかご等の重量が支えられているため、複数本の主ロープ(３)に作用するテンションの合計値Ｔｔは、乗りかご等の総重量の２分の１である。同様に、カウンターウェイトを吊り下げている複数本の主ロープ(３)の場合、複数本の主ロープ(３)に作用するテンションの合計値Ｔｔは、カウンターウェイト等の総重量の２分の１である。 Here, the total value Tt of the tension acting on the multiple (n) main ropes (3) is the total weight of the object suspended by the multiple main ropes (3) whose tension is measured ( Equal to one half of the known value). For example, in the case of a plurality of main ropes (3) that suspend a car, these main ropes extend vertically on both sides of the car, and the weight of the car etc. is increased by the main ropes on both sides. Since it is supported, the total value Tt of the tension acting on the plurality of main ropes (3) is one half of the total weight of the car or the like. Similarly, in the case of a plurality of main ropes (3) hanging a counterweight, the total tension Tt acting on the plurality of main ropes (3) is one half of the total weight of the counterweight and the like. It is.
そして、上記数式３における各主ロープ(３)のテンションＴｊ(ｊ＝１，２，３，・・・ｎ)は、主ロープ(３)の長さＬと、主ロープ(３)の固有振動数ｆｊと、主ロープ(３)の線密度ρとから、下記数式４によって算出することが出来る。
And the tension T j (j = 1, 2, 3,... N) of each main rope (3) in the
数式４において、主ロープ(３)の長さＬと線密度ρは、複数本の主ロープ(３)の間で同一値であるので、下記の数式５の如く、各主ロープ(３)に作用するテンションの比は、各主ロープ(３)の固有振動数の自乗値の比と等しくなる。
In Formula 4, since the length L and the linear density ρ of the main rope (3) are the same value among the plurality of main ropes (3), as shown in
従って、数式５から下記の数式６が導出される。
数式６によれば、任意(ｊ番目)の主ロープ(３)に作用するテンションＴｊは、各主ロープ(３)の固有振動数ｆｊと、複数本(ｎ本)の主ロープ(３)に作用するテンションの合計値Ｔｔとから算出することが出来る。
ここで、複数本(ｎ本)の主ロープ(３)に作用するテンションの合計値Ｔｔは上述の如く既知の値である。
According to
Here, the total value Tt of the tension acting on the plural (n) main ropes (3) is a known value as described above.
図２に示す情報処理装置(10)は、データ収録器(９)によって収録された加速度データに対してＦＦＴを含む演算処理を施して、各主ロープ(３)の固有振動数(１次振動数)固有振動数ｆｊ(ｊ＝１，２，３，・・・ｎ) を導出し、これらの値と、ロープテンションの合計値Ｔｔとを数式６に代入することによって、任意(ｊ番目)の主ロープ(３)のテンションＴｊ(ｊ＝１，２，３，・・・ｎ)を算出する。
The information processing apparatus (10) shown in FIG. 2 performs arithmetic processing including FFT on the acceleration data recorded by the data recording unit (9), so that the natural frequency (primary vibration) of each main rope (3) is obtained. ) Deriving the natural frequency f j (j = 1, 2, 3,... N), and substituting these values and the total value Tt of the rope tension into
上述のロープテンション測定装置によれば、主ロープ(３)の長さを変数として含まない上記の数式６を用いてロープテンションを算出することが出来るので、乗りかご(１)を任意位置で停止させた状態で、容易且つ正確に各主ロープ(３)のテンションＴｊ(ｊ＝１，２，３，・・・ｎ)を測定することが出来る。
According to the above-described rope tension measuring device, the rope tension can be calculated using the
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、加速度センサー(８)に替えて、主ロープ(３)の固有振動数を計測することが可能な種々の振動センサーを採用することが可能である。 In addition, each part structure of this invention is not restricted to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible within the technical scope as described in a claim. For example, instead of the acceleration sensor (8), various vibration sensors that can measure the natural frequency of the main rope (3) can be employed.
又、乗りかご(１)を複数の位置で停止させて、各位置におけるロープテンションを測定することも可能であり、この場合、その中の１つの停止位置が、主ロープ(３)の長さＬが既知の値となる所定の位置であれば、その位置で各主ロープ(３)の固有振動数ｆｊ(ｊ＝１，２，３，・・・ｎ)を計測し、これらの値を上記の数式４に代入して、各主ロープ(３)のテンションＴｊ(ｊ＝１，２，３，・・・ｎ)を算出し、これらの値を上記の数式３に代入することによって、数式６におけるテンションの合計値Ｔｔを求めることも可能である。
It is also possible to stop the car (1) at a plurality of positions and measure the rope tension at each position. In this case, one stop position is the length of the main rope (3). If L is a predetermined position where the value is a known value, the natural frequency f j (j = 1, 2, 3,... N) of each main rope (3) is measured at that position, and these values are measured. Is substituted into Equation 4 above to calculate the tension T j (j = 1, 2, 3,... N) of each main rope (3) and these values are substituted into
(１) 乗りかご
(２) カウンターウェイト
(３) 主ロープ
(８) 加速度センサー
(９) データ収録器
(10) 情報処理装置
(1) Car
(2) Counterweight
(3) Main rope
(8) Accelerometer
(9) Data recorder
(10) Information processing device
Claims (2)
（数式）
(Formula)
前記複数本の主ロープの間で、主ロープの長さと線密度は同一であり、
各主ロープを自由振動させるべく外力を加えるステップと、
各主ロープの固有振動数を検出するステップと、
前記複数本の主ロープに作用するテンションの合計値をＴｔ、前記複数本の主ロープの内、任意(ｊ番目)の主ロープの固有振動数をｆｊとして、下記数式によって、任意(ｊ番目)の主ロープに作用するテンションＴｊを算出するステップ
とを有することを特徴とするエレベータのロープテンション測定方法。
（数式）
Among the plurality of main ropes, the length and linear density of the main ropes are the same,
Applying an external force to freely vibrate each main rope;
Detecting the natural frequency of each main rope;
The total value of tension acting on the plurality of main ropes is Tt, and the natural frequency of any (jth) main rope among the plurality of main ropes is fj. And calculating a tension Tj acting on the main rope of the elevator rope tension measurement method.
(Formula)
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