JP2003057209A

JP2003057209A - 線状体の腐食箇所検出方法および装置

Info

Publication number: JP2003057209A
Application number: JP2001241199A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Tsukada; 和彦塚田; Kazuya Ogawa; 和也小川; Yasuo Maeda; 泰男前田; Yoshio Akashi; 良男明石; Toshiyuki Moriya; 敏之守谷
Original assignee: HONSHU-SHIKOKU BRIDGE AUTHORITY; Tokyo Seiko Co Ltd; Bridge Engineering Co Ltd
Current assignee: HONSHU-SHIKOKU BRIDGE AUTHORITY; Tokyo Seiko Co Ltd; Bridge Engineering Co Ltd
Priority date: 2001-08-08
Filing date: 2001-08-08
Publication date: 2003-02-26
Anticipated expiration: 2021-08-08
Also published as: JP3545369B2

Abstract

(57)【要約】【目的】線状体の腐食の有無および腐食箇所を正確に
検出する。【構成】腐食箇所を検出すべき対象線状体２の一部を
取り囲むように磁化コイルＣを含む磁化器10を設け，磁
化器10を対象線状体２に沿って一定速度で移動させると
ともに，磁化コイルＣに磁化電流を流すことにより，対
象線状体２を磁化し，対象線状体２を磁化する磁界の強
さを連続的に計測し，磁化された対象線状体２内を通る
磁束量を連続的に計測し，磁化器の移動量を計測する。
基準線状体における磁界の強さと磁束量との関係を計測
しておき，対象線状体２について計測された磁界の強さ
と上記の関係に基づいて，対象線状体２についての補正
された磁束量を算出する。連続的計測の始点位置の計測
磁束量と終点位置の計測磁束量との差および計測位置に
基づいて，計測位置における磁束量のドリフト補正を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は，磁性線状体，とくに強磁性線
状体，たとえば吊橋，斜張橋などに用いられる鋼製メイ
ンロープ（メインケーブル）またはハンガーロープ（ハ
ンガーケーブル）の腐食箇所を検出する方法および装置
に関する。この明細書において線状体とは，ケーブル，
ロープ，ストランド，コード，ワイヤ等の線状体および
ロッド，ポール，シャフト，その他の線状体を含み，撚
ってあるもののみならず，単に束ねただけのものや単体
のものも含む。また，径の大きさ，断面形状は問わな
い。

【０００２】

【発明の背景】吊橋，斜張橋などに用いられる金属製
（特に鋼製）メインロープ（メインケーブル）およびハ
ンガーロープ（ハンガーケーブル）は，屋外にあるので
風雨にさらされる。また海岸付近では塩水の影響を受
け，工業地帯では亜硫酸の影響を受ける。このため，メ
インロープ（メインケーブル）およびハンガーロープ
（ハンガーケーブル）の腐食は免れない。

【０００３】

【発明の開示】この発明は，線状体の腐食の有無および
腐食箇所を検出する方法および装置を提供することを目
的とする。

【０００４】この発明はまた，周囲の磁性体の存在にか
かわらず，線状体の腐食箇所を正確に検出することを目
的とする。

【０００５】さらにこの発明は計測装置において生じる
ドリフトの影響を受けることなく，線状体の腐食箇所を
正確に検出することを目的とする。

【０００６】この発明による線状体の腐食箇所検出方法
は，腐食箇所を検出すべき対象線状体の一部を取り囲む
ように磁化コイルを含む磁化器を設け，磁化器を対象線
状体に沿って一定速度で移動させるとともに，磁化コイ
ルに磁化電流を流すことにより，対象線状体を磁化し，
対象線状体を磁化する磁界の強さを連続的に計測し，磁
化された対象線状体内を通る磁束量を連続的に計測し，
磁化器の移動量を計測し，計測された移動量に対する磁
界の強さおよび磁束量の変化に基づいて（磁界の強さを
参照して求められる磁束量の変化に基づいて），対象線
状体の腐食箇所を検出するものである。

【０００７】この発明による線状体の腐食箇所検出装置
は，腐食箇所を検出すべき対象線状体を通る中心孔が形
成された円筒状の形状を有し，磁界センサおよび検出コ
イル装置が上記中心孔の内部に設けられた磁化器用リー
ルに磁化コイルが巻回された磁化器と，上記磁化器を上
記対象線状体に沿って一定速度で移動させるとともに移
動量センサを備えた移動装置と，上記磁界センサに接続
され，上記磁化コイルが対象線状体を磁化する磁界の強
さを連続的に計測する磁界測定装置と，上記検出コイル
装置に接続され，上記磁化コイルにより磁化された対象
線状体内を通る磁束量を連続的に計測する磁束測定装置
と，上記移動量センサの出力信号により表わされる移動
量，上記磁界測定装置により計測された磁界の強さおよ
び上記磁束測定装置により計測された磁束量の変化に基
づいて（磁界の強さを参照して求められる磁束量の変化
に基づいて）対象線状体の腐食箇所を表わす信号（磁界
の強さおよび磁束量の変化を示す信号を含む）を出力す
る手段とを備えている。

【０００８】この発明によると，磁化器を対象線状体に
沿って一定速度で移動させるとともに対象線状体を磁化
し，磁界の強さおよび磁束量を計測することにより，計
測した磁界の強さを参照して求められた（補正された）
磁束量の変化に基づいて対象線状体における腐食の有無
および腐食箇所を短時間で正確に検出することができ
る。好ましくは，磁界の強さは磁束量が飽和するように
設定される。磁界の強さを計測し，これを参照して求め
られた磁束量の変化に基づいて腐食の有無および腐食箇
所を判定しているので，対象線状体の周囲の強磁性体の
影響を排除した判定が可能となる。

【０００９】一実施態様では，上記磁化器用リールおよ
び上記検出コイル装置は中心を通る面により複数の部分
に分割自在であり，少なくとも上記磁化器用リールの複
数の部分を結合する結合具が設けられている。対象線状
体の一端から磁化器用リールを挿入できないような場合
であっても，磁化器用リールおよび検出コイル装置，し
たがって磁化器を対象線状体に取付けることが可能とな
る。

【００１０】他の実施態様では，上記磁化器用リールの
両端のフランジには，それぞれ少なくとも２つ以上のガ
イドローラが上記対象線状体に接して囲む位置に着脱自
在に固定されている。これにより，磁化器用リールを，
その中心を対象線状体の中心とほぼ一致させた状態で，
すなわち，殆ど傾くことなく移動させることができる。
また，磁化器を対象線状体に沿って移動させたとき，磁
化器と対象線状体とが接触することを防止できる。

【００１１】好ましい実施態様では，基準線状体におけ
る磁界の強さと磁束量との関係を計測しておき，対象線
状体について計測された磁界の強さと上記の関係に基づ
いて，対象線状体についての補正された磁束量を算出す
る。

【００１２】基準線状体としては，測定対象線状体その
もの，測定対象線状体と同じ材質，構造の線状体等を用
いることができる。新品の線状体（たとえばケーブル，
ロープ）を張設するときに，その線状体に印加する磁界
の強さを変化させて対象線状体内を通る磁束量を計測し
て，磁界の強さと磁束量の関係を導出しておく。線状体
の張設後，ある期間が経過したとき（たとえば１年後，
５年後，10年後など）張設されている対象線状体を磁化
し，磁界の強さおよび磁束量を計測し，導出しておいた
磁界の強さと磁束量の関係に基づいて計測した磁界の強
さより磁束量を補正する。これにより，撚り線である線
状体における磁束量の変動，周囲の強磁性体の存在によ
る影響等を排除することができる。

【００１３】さらに好ましい実施態様においては，上記
連続的計測の始点位置の計測磁束量と終点位置の計測磁
束量との差および計測位置に基づいて，計測位置におけ
る磁束量のドリフト補正を行う。

【００１４】各種計測装置に含まれる積分回路等の作用
により計測磁束量にドリフトが生じ零点が変化する場合
がある。このドリフトは直線的に変化するものと考えら
れるので，始点位置の計測磁束量と終点位置の計測磁束
量とにより，ドリフトに依存する磁束量の変化率が得ら
れ，この変化率を用いて，対象線状体の計測位置ごとに
計測磁束量を補正することができる。このようにして，
ドリフトに起因する磁束量の変動を除き，正確な腐食検
出が可能となる。

【００１５】一実施態様として，磁化器用リールの中央
部にはコイル巻回部があり，その一端部にはプーリが，
他端部にはコイル端末巻付け部がコイル巻回部と一体的
に形成される。コイル巻回部，プーリおよびコイル端末
巻付け部の両端には，それぞれフランジが設けられる。
プーリとコイル巻回部のフランジ，コイル巻回部とコイ
ル端末巻付け部のフランジをそれぞれ兼用することで磁
化器用リールの軽量化を図ることができる。

【００１６】プーリを一体的に形成することにより，プ
ーリに回転動力を与え，磁化器用リールに磁化コイルを
容易に巻回することができる。

【００１７】

【実施例】この実施例は吊橋におけるハンガーケーブル
の腐食の有無，および腐食箇所を検出するものである。

【００１８】図１は，吊橋のハンガーケーブルの腐食の
有無および腐食箇所の検出を行う様子を示す全体図であ
る。図２は，図１の一部，特にゴンドラと磁化器を拡大
して示す斜視図である。

【００１９】吊橋は橋脚３間にメインケーブル１を張設
し，メインケーブル１から垂下された多数本のハンガー
ケーブル２によって橋桁４を吊るものである。

【００２０】図１において，多数のハンガーケーブル２
は一本ずつその腐食の有無および腐食箇所が検査され
る。腐食を調べるべきハンガーケーブル２の近くにおい
て，ゴンドラ20を吊上げる吊りロープ21の上端がメイン
ケーブル１に固定具または固定装置（図示略）によって
固定される。ゴンドラ20内には，後述するように磁化電
源40，磁界測定装置50，磁束測定装置45，パルスカウン
タ55，およびデータ記録装置60が搭載される（図２参
照）。ゴンドラ20はウィンチ26によって上下駆動（昇
降）される（図２参照）。ゴンドラ20は，クレーンまた
はワインダーによって昇降してもよい。

【００２１】ゴンドラ20の移動速度は，ウィンチ26の巻
取り速度に依存する。ゴンドラ20の移動速度は５ｍ／mi
n〜60ｍ／min程度が好ましい。

【００２２】また，腐食を調べるべきハンガーケーブル
２に，磁化器10および検出コイル装置200 が上下動自在
に取付けられる（図２〜図４参照）。

【００２３】橋桁４上には，主電源66およびコンピュー
タ65が置かれる。主電源66から延びる電源線67はゴンド
ラ20に導かれ，ウィンチ26の駆動モータ，磁化電源40お
よび他の装置45，50，60に接続されている。データ記録
装置60，その他の装置45，50，55からの信号は信号線68
を通してコンピュータ65に送られる。必要に応じてコン
ピュータ65からの制御信号が信号線68を通して装置45，
50，55，60に与えられる。

【００２４】図２を参照して，腐食を検出すべきハンガ
ーケーブル２が磁化器10に形成された中心孔13に挿通さ
れ，磁化器10は，ハンガーケーブル２に沿って移動自在
に設置されている（図３，図４も参照，以下の説明にお
いて同じ）。磁化器10は，全体的にみて円筒状の磁化器
用リール30に磁化コイルＣが巻回されたものである。

【００２５】磁化器用リール30の中心孔13の内部中央に
は，内周面に沿って検出コイル装置200 が固定されてい
る。検出コイル装置200 には，検出コイル212 と複数の
ホール素子210 とが設けられている（図５および図６参
照）。磁化コイルＣに磁化電源40から磁化電流を流し，
ハンガーケーブル２を磁化する。ホール素子210 からの
信号に基づいて磁界測定装置50によりハンガーケーブル
２を磁化する磁界の強さを検出し，検出コイル212 から
の信号に基づいて磁束測定装置45によりハンガーケーブ
ル２内を通る磁束量を検出する。

【００２６】磁化器用リール30の上下両端に設けられた
フランジ34，37には，それぞれハンガーケーブル２の周
面を，周面に接触した状態で挟込む位置にガイドローラ
14が着脱自在に取付けられている。これにより，磁化器
10はハンガーケーブル２に沿って円滑に移動し，移動中
に磁化器用リール30の内周面がハンガーケーブル２に接
触するのを防ぐことができる。

【００２７】ゴンドラ20は，非磁性の絶縁体であるアル
ミニウムでつくられている。ゴンドラ20は作業員が搭乗
できる大きさである。

【００２８】ゴンドラ20の天板（上面板）には支持腕22
が取付けられている。この支持腕22の先端はゴンドラ20
の外方にのび，ここに連結ロープ23の上端が固定されて
いる。連結ロープ23の下端は磁化器用リール30の上部の
フランジ34の上面に着脱自在に固定されたアイボルト15
に連結されている。ゴンドラ20が上下動することによ
り，磁化器用リール30は検出コイル装置200 とともに，
ゴンドラ20と一緒に上下移動する。

【００２９】ゴンドラ20の下部にはまた保持腕24が固定
され，この保持腕24は測定対象ハンガーケーブル２の方
向に延びている。保持腕24の先端には補助ローラ25が設
けられている。ゴンドラ22が上下動するときに補助ロー
ラ25は，磁化器用リール30の下方においてハンガーケー
ブル２に沿って回転する。補助ローラ25は上下動するゴ
ンドラ20の姿勢を安定化するものである。補助ローラ25
の軸にはロータリーエンコーダ56（図７参照）が取付け
られる。ロータリーエンコーダ56の出力信号はパルスカ
ウンタ55に送られ，ゴンドラ20（したがって磁化器10）
の移動方向と移動量が測定される。

【００３０】図３は，磁化器用リール30の斜視図であ
り，図４は磁化器用リール30の縦断面図である。全体的
にみて円筒状の磁化器用リール30にはハンガーケーブル
２が通る中心孔13が形成されている。磁化器用リール30
は非磁性体の絶縁体，たとえばＭＣナイロンにより形成
されている。この磁化器用リール30の中央部にはコイル
巻回部31があり，その一端部（上端部）にはプーリ32
が，他端部（下端部）にはコイル端末巻付け部33がコイ
ル巻回部31と一体的にかつ軸心（軸方向の中心線）を共
通にして形成されている。すなわち，磁化器用リール30
はプーリ32，コイル端末巻付け部33およびこれらに挟ま
れたコイル巻回部31から構成されている。

【００３１】コイル巻回部31，プーリ32およびコイル端
末巻付け部33の両端には，それぞれフランジが設けられ
ている。すなわちコイル巻回部31の両端にはフランジ35
と36が，プーリ32の両端部にはフランジ34と35が，コイ
ル端末巻付け部33の両端にはフランジ36，37がそれぞれ
一体的に設けられている。フランジ35はプーリ32とコイ
ル巻回部31に兼用され，フランジ36はコイル巻回部31と
コイル端末巻付け部33に兼用されている。コイル巻回部
31に巻回する磁化コイルＣの巻始め端部をコイル端末巻
付け部33へ通すための方形の複数（４つ）の開口38がフ
ランジ36の内周側に形成されている。さらに開口38より
も外周側において，フランジ36には，コイル巻回部31に
巻回し終えた磁化コイルＣの巻終り端部を引き出すため
の方形の複数（４つ）の開口39が形成されている。磁化
器用リール30の両端部のフランジ34，37の外側面には，
上述したように，それぞれガイドローラ14が，ハンガー
ケーブル２を挟むように向き合って，かつハンガーケー
ブル２にローラ部が当接する位置に着脱自在に固定され
ている。またフランジ34には，アイボルト15が着脱自在
に固定されている。

【００３２】磁化器用リール30の中心孔13の内部中央に
は，円環状の検出コイル装置200 が磁化器用リール30の
内周面に沿って固定されている。検出コイル装置200 の
構成の詳細は後述する。円環状の検出コイル装置200 の
内径は，ハンガーケーブル２の外径よりも大きく形成さ
れている。

【００３３】磁化器用リール30は，プーリ32，コイル巻
回部31，コイル端末巻付け部33（それらのフランジ34，
35，36，37を含む）および検出コイル装置200 を含めて
全体をその中心を通る面で丁度半分に割った２つのリー
ル半体30ａ，30ｂから構成されている。リール半体30
ａ，30ｂを構成する要素にそれぞれ添え字ａ，ｂを付
す。すなわちコイル巻回部31ａ，31ｂ，プーリ32ａ，32
ｂ，コイル端末巻付け部33ａ，33ｂ，フランジ34ａ，34
ｂ，フランジ35ａ，35ｂ，フランジ36ａ，36ｂ，フラン
ジ37ａ，37ｂ，検出コイル装置200ａ，200ｂ等である。

【００３４】リール半体30ａ，30ｂの上端部のフランジ
34ａ，34ｂの接合部付近の外周面には，ねじ穴332 が形
成されている。フランジ37ａ，37ｂにも同じように，そ
の接合部付近の外周面にねじ穴332 が形成されている。
また接合用の当板330 が用意される。この当板330 はフ
ランジの外周面に沿うように湾曲しているとともに，ね
じ331 が通る２つの孔が形成されている。リール半体30
ａとリール半体30ｂとが，磁化器用リール30すなわちプ
ーリ32，コイル巻回部31，コイル端末巻付け部33および
検出コイル装置200 が形成されるように，ハンガーケー
ブル２をその中心孔13内に入れた状態で接合される。接
合されたリール半体30ａのフランジ34ａとリール半体30
ｂのフランジ34ｂの接合部の外周面，およびフランジ37
ａとフランジ37ｂの接合部の外周面に当板330 を当て，
この当板330 の孔を通してねじ331 をねじ穴332 にねじ
止めすることによりリール半体30ａとリール半体30ｂと
が結合され，磁化器用リール30および検出コイル装置20
0 が形成される。

【００３５】図５(A)〜(C)は，検出コイル装置200 を拡
大して示すもので，(A) は正面図，(B) は側面図，(C)
は(A) のVC−VC線の断面図である。図６(A)〜(C)は検出
コイル装置200 を構成するボビン半体をさらに拡大して
示すものであり，(A) は正面図，(B) は側面図，(C) は
底面図をそれぞれ示している。

【００３６】検出コイル装置200 は全体的に円環状の形
状を有し，合成樹脂のような非磁性の絶縁体から形成さ
れている。検出コイル装置200 の内径はハンガーケーブ
ル２の外径よりも大きく形成されている。検出コイル装
置200 にはボビン202 が含まれている。ボビン202 の両
側にはフランジ203 が形成され，このフランジ203 間に
おいてボビン202 の外周面に数本のコイル部分 212ａ等
が相互に絶縁した状態で取付けられている。ボビン202
よりも一回り大きな半円形の外カバー206 が設けられ，
ボビン202 と外カバー206 とがその側面において横板21
1 によって相互に結合している。外カバー206 は，磁化
器用リール30の中心孔13の内周面に沿って固着され，ま
たは固定されている。検出コイル装置200 の内部にはほ
ぼ90度の間隔で４つのホール素子210 が設けられてい
る。

【００３７】検出コイル装置200 の一方の側面の横板21
1 に複数のコネクタ209 が設けられている。これらのコ
ネクタ209 にホール素子210 が接続されている。コネク
タ209 にシールド線216 が接続されている。検出コイル
装置200 の側面にはまたコネクタ208 が設けられてい
る。このコネクタ208 にコイル部分212 が接続されてい
る。コネクタ208 にシールド線215 が接続されている。

【００３８】検出コイル装置200 は，上述したように磁
化器用リール30の内部に固定され，２つの半体200ａと2
00ｂとから構成されている。いうまでもなく，検出コイ
ル装置200 の半体200ａ，200ｂと磁化器用リール30の半
体30ａ，30ｂは，同一箇所で分割されている。これらの
半体200ａ，200ｂのボビン半体 202ａの両端にはコネク
タ213 が設けられ，コイル部分 212ａの両端がそれぞれ
接続されている。半体200ｂも半体200ａとほぼ同じ構成
であり，ボビン半体 202ｂの外周面にも複数のコイル部
分が設けられ，両端がコネクタに接続されている。

【００３９】磁化器用リール30は２つのリール半体30
ａ，30ｂから構成されているため，ハンガーケーブル２
の一部を取り囲むように取付けることができる。このと
き，検出コイル装置200 は，半体 200ａに設けられたコ
ネクタ213 と半体 200ｂに設けられたコネクタ（図示
略）とが電気的に接続されることにより，半体 200ａに
設けられたコイル部分 212ａと半体 200ｂに設けられた
コイル部分とが，ハンガーケーブル２のまわりを巻回す
るように（数ターン程度）電気的につながり，これによ
り検出コイル212 が形成される。

【００４０】腐食を測定すべき対象であるハンガーケー
ブル２の下部において，上述したように，２つに分割さ
れたリール半体30ａ，30ｂ（検出コイル装置の半体 200
ａ，200ｂを含む）を接合して磁化器用リール30をつく
る。このとき，好ましくはガイドローラ14は磁化器用リ
ール30に取付けておかない（取外しておく）。また，磁
化器用リール30を連結ロープ23から外しておく。

【００４１】このようにして形成した磁化器用リール30
に磁化コイルＣを次のようにして巻回する。ハンガーケ
ーブル２の下部において，磁化器用リール30の上下の位
置にリール30を回転自在に受けるリール支持部材（図示
略）をハンガーケーブル２に取付ける。これにより，磁
化器用リール30は上下動することなく回転自在に受けら
れる。ゴンドラ20は上方の位置に引上げ，固定してお
く。

【００４２】磁化器用リール30に磁化コイルＣを巻回す
る作業を行う。すなわち，駆動用ロープを巻回した回転
自在なドラムと，駆動用ロープを巻取るためのウィンチ
と，磁化コイルＣが巻回された回転自在なドラム（いず
れも図示略）とを用意し，これらをハンガーケーブル２
の下部の周囲の適切な場所（橋桁４上）に移動しないよ
うに固定しておく。ドラムに巻回された駆動用ロープを
引き出し，磁化器用リール30の上端部に設けられたプー
リ32に掛け，ウィンチに取付ける。ドラムに巻回された
磁化コイルＣの一端部を引出し，コイル巻回部31に沿わ
せ，フランジ36に形成された複数の開口38のうちのいず
れか一つに通してリール30の下端部に一体的に設けられ
たコイル端末巻付け部33に巻付け，固定しておく（磁化
コイルＣの一端を後に外に取出せるようにしておく）。
ウィンチを駆動し，駆動用ロープを巻取ると，磁化器用
リール30がハンガーケーブル２を中心として回転する。
これにより，ドラムからコイル巻回部31に磁化コイルＣ
が巻付けられる。ハンガーケーブル２を均一に磁化する
ために，磁化コイルＣを整列巻にする。整列巻にするた
めには，作業員が手で磁化コイルＣをトラバースする。
磁化コイルＣを巻回し終えたら，磁化コイルＣの他端部
をフランジ36に形成された複数の開口39のうちのいずれ
か一つに通して固定するか，コイル端末巻付け部33に固
定し，外方へ出しておく。磁化コイルＣを磁化器用リー
ル30に巻回することにより磁化器10がつくられる。

【００４３】足場が狭く，他の構造物があるために駆動
用ロープおよび磁化コイルＣがそれぞれ一直線状に張れ
ない場合には，シーブを使用し方向変換をすることによ
り駆動用ロープおよび磁化コイルＣを円滑に巻取るよう
にしてもよい。

【００４４】この後，リール支持部材を取外すことによ
り，磁化器10は上下動自在となる。磁化器10の上下端部
にガイドローラ14を取付ける。また，ゴンドラ20の支持
腕22からのびた連結ロープ23の下端を磁化器10に取付け
る（たとえば，連結ロープ23の下端に取付けられたアイ
ボルト15を磁化器10の上部フランジ34に固定する）。

【００４５】磁化器10に巻回された磁化コイルＣの両端
を磁化電源40に接続する。検出コイル装置200 から磁化
器10の中央孔13を通して引出され，検出コイル212 に接
続されたシールド線215 およびホール素子210 に接続さ
れたシールド線216 をそれぞれ磁束測定装置45および磁
界測定装置50にそれぞれ接続する。

【００４６】なお，磁化器用リール30および検出コイル
装置200 は２分割されているが，３分割以上に分割して
もよい。

【００４７】以上の準備作業を終えたのち，ハンガーケ
ーブル２の腐食の測定は，ゴンドラ20とともに磁化器30
および検出コイル装置200 を一定速度で測定対象のハン
ガーケーブル２に沿って下部から上方へ移動させながら
（逆に上部から下方に移動させながら）行なわれる。

【００４８】このとき，磁化器10の磁化コイルＣには，
ゴンドラ20に組込まれた磁化電源40から磁化電流が流さ
れる。磁化コイルＣに磁化電流が流れることにより磁界
が発生し，ハンガーケーブル２の磁化器10によって囲ま
れた部分が磁化される。磁化電源40から磁化コイルＣに
流れる電流の大きさは，磁束量が飽和するように磁界の
強さを定め，この磁界の強さを一定に保持するように磁
界測定装置50からの検出磁界に基づいてゴンドラ20の外
部のコンピュータ65によって制御される。たとえば，50
kA／ｍ程度の磁界の強さとする。

【００４９】図７は，腐食箇所検出装置の電的的構成を
示すブロック図である。

【００５０】検出コイル装置200 内の検出コイル212 は
シールド線215 によりゴンドラ20内に置かれた磁束測定
装置（フラックスメータ）45に接続されている。磁化コ
イルＣにより磁化されたハンガーケーブル２内を通る磁
束量が磁束測定装置45によって計測され，この計測信号
がデータ記録装置60に与えられる。

【００５１】検出コイル装置200 内のホール素子210
は，磁界測定装置（ガウスメータ）50に接続されてい
る。磁界測定装置50によりハンガーケーブル２の近傍の
磁界の強さ，すなわち磁化器10によって発生する磁界の
強さが計測され，データ記録装置60に与えられる。

【００５２】ゴンドラ20の補助ローラ25に備えられたロ
ータリーエンコーダ56は，パルスカウンター55に接続さ
れている。補助ローラ25が回転するとロータリーエンコ
ーダ56からパルス信号が発生する。このパルス信号は，
パルスカウンター55により計測され，ゴンドラ20すなわ
ち磁化器10の移動量データとして，データ記録装置60に
与えられる。１パルス当りの移動量とパルス数とから移
動量が算出される。

【００５３】データ記録装置60で記録された磁界の強
さ，磁束量および移動距離データはゴンドラ20の外部に
あるコンピュータ65に送られる。

【００５４】コンピュータ65では，計測されたデータを
処理する，例えば，計測されたデータの出力，後述する
磁束量の補正，ドリフト補正，補正後のデータの出力を
行う。コンピュータ65にはまた，測定装置45，50，60，
パルスカウンタ55等の操作，磁化電源40の制御，ウィン
チ26のモータの制御等を行わせることもできる。

【００５５】腐食箇所の検出方法について説明する。

【００５６】先ず，腐食箇所の検出を行うハンガーケー
ブル２の計測始点（たとえばハンガーケーブル２の下部
の位置または上部の位置）において，磁化コイルＣに磁
化電流を流し，磁界の強さおよび磁束量を計測する。

【００５７】次に，ゴンドラ20に設けられたウィンチ26
を駆動させることにより吊りロープ21を巻取り（または
巻戻し），ゴンドラ20をハンガーケーブル２に沿って移
動（上昇または下降）させる。ゴンドラ20に連結された
磁化器10もゴンドラ20と一緒に移動する。磁化器10をハ
ンガーケーブル２に沿って一定速度で移動させながら，
磁化器10の磁化コイルＣに磁化電流を流してハンガーケ
ーブル２を磁化し，連続的に磁界の強さ，磁束量および
移動量を計測する。計測終点においても磁界の強さおよ
び磁束量を計測する。

【００５８】ハンガーケーブル２を磁化したときの磁界
の強さをＨとする。磁化されたハンガーケーブル内を通
る磁束量をφ，その磁束密度をＢとする。ハンガーケー
ブルの透磁率をμ，その断面積をＡとすると次式が成り
立つ。

【００５９】Ｂ＝μＨ＝φ／Ａ ‥‥式(1)

【００６０】この式(1) を変形すると次式が得られる。

【００６１】Ａ＝φ／μＨ ‥‥式(2)

【００６２】透磁率μおよび磁界の強さＨを一定とする
と，ハンガーケーブル２の断面積Ａは，磁束量φに比例
する。

【００６３】ハンガーケーブル２の断面積はその腐食の
度合いに応じて小さくなる。ハンガーケーブル２を磁化
器10によって磁化するとき，磁束量が飽和するように磁
界の強さを一定に設定することで腐食のある箇所では磁
束量は減少し，磁界の強さは増大する。したがって，磁
界の強さＨを一定と考えれば（透磁率も一定），測定し
た磁束量の変化に基づいてハンガーケーブルの腐食箇所
を知ることができる。

【００６４】しかしながら，ハンガーケーブル２の周囲
に，橋とハンガーケーブル２の結合に用いられるリブ
や，ハンガーケーブル２とメインケーブル１をつなぐソ
ケット，橋を構成する鋼材等の強磁性体が存在すること
により，計測される磁界の強さおよび磁束量に変化が現
われてしまう場合がある。加えて，磁化器10を移動させ
たときに磁化器10がハンガーケーブル２の中心に対して
若干傾くことがある。また，ハンガーケーブル２は撚り
線であるために位置により磁界分布が変化する。

【００６５】周囲の強磁性体による影響，磁化器10の姿
勢の影響，撚り線の影響等があったとしても，式(2) が
成り立つ。磁界の強さＨおよび磁束量φを同時に計測
し，磁界の強さＨを参照して磁束量を得ることにより周
囲の強磁性体の影響を受けることなく腐食箇所を検出す
ることが可能である。これを磁界の強さに基づく磁束量
の補正という。

【００６６】また，長時間の計測や長尺のものの計測を
行うと，磁束量を計測する磁束測定装置（フラックスメ
ータ）45が積分回路を含むためにノイズ等の電圧を積分
し，ドリフトが発生する。ドリフトの影響を排除する補
正をドリフト補正という。

【００６７】磁化器10を実際にハンガーケーブル２に沿
って移動させ，磁界の強さ，磁束量および移動量を計測
した結果および上述した磁界の強さに基づく磁束量の補
正とドリフトの補正を同時に行った結果を図８に示す。
この図において，横軸は移動量である。破線Ｍで示すグ
ラフは測定された磁束量を示している。実線Ｌのグラフ
は測定された磁界の強さである。この磁界の強さに基づ
いて補正され，さらにドリフト補正された磁束量が実線
のＮで示されている。この測定において，試料としての
ハンガーケーブルの一部に磁性体を貼り付けた。したが
って，腐食の発生とは反対にハンガーケーブルの断面積
が増大している。腐食が生じている箇所では磁界の強さ
Ｌは増大し，磁束量Ｍは減少するが，図８のグラフでは
逆に，磁性体を設けた箇所では磁界の強さＬが減少し，
磁束量Ｍが増大していることに注意していただきたい。

【００６８】磁束器10は，ケーブルに沿って，60ｍ／mi
n の一定速度で移動させ，磁束量を飽和させるのに必要
な磁界の強さが50kA／ｍとなるように磁化コイルＣに磁
化電流を流した。磁化コイルＣは，電気抵抗が0.67Ωの
ものを使用した。

【００６９】ケーブルは，６×WS（36）（ＪＩＳ規格）
を使用した。計測は便宜上1000mmの長さで行った。計測
を行う始点を０mm，終点を1000mmとし， 500mmの位置を
中心に径 3.2mmで長さ35.5mmのワイヤ（磁性体）を沿わ
せ，固定しておいた。すなわち，ケーブルの断面積は 5
00mmを中心にその両側に約18mmまでの位置で６％増加し
ている。

【００７０】グラフＬおよびＭにおいて，移動量Ｘ＝ 5
00mm，すなわちケーブルの断面積が増加した箇所では，
グラフＬは減少し，グラフＭは増加している。これは上
述した腐食の場合とは反対の強磁性体である部分の断面
積が多くなるためである。

【００７１】グラフＭは，移動量 500mmを中心として緩
やかな放物線を描き，かつ移動量が大きくなるにつれて
ドリフト（零点の移動）が発生していることがわかる。

【００７２】測定した磁界の強さに基づく磁束量の補正
について説明する。

【００７３】ハンガーケーブルと同じ規格の新品のケー
ブル（６×WS（36））（基準ケーブルという）に磁化器
10を取付け，流す磁化電流を変化させて，磁界の強さと
磁束量との関係を計測した結果を図９に示す。

【００７４】図９のグラフから磁界の強さＨと磁束量φ
との関係を求め，これを式で表現すると次のようにな
る。

【００７５】 φ(H)＝9.8637×log_e(H)＋66.128 ‥‥式(3)

【００７６】実際の測定は磁界の強さＨを50kA／ｍにな
るように磁化電流を制御しながら行うので，より正確な
補正を行うためにこの磁界の強さ50kA／ｍおよびそのと
きの磁束量φ(50)を基準にして式(3) を変形すると次式
が得られる。

【００７７】 φ(H)＝φ(50)−9.8637×（log_e50−log_eＨ） ‥‥式(4)

【００７８】計測された磁界Ｈを式(4) に代入すれば，
磁束量φ(H) が算出される。この算出された磁束量φ
(H) が補正後の値である。

【００７９】次にドリフト補正について説明する。図８
のグラフＭにおいて，測定始点（Ｘ＝０mm）における磁
束量φ₀ と，磁化器10を移動させながら終点（Ｘ＝1000
mm）まで計測を行ったときの終点における磁束量φ₁₀₀₀
との差がドリフト補正量であり，グラフから0.75ｋＭｘ
増加していることがわかる。任意の位置の磁束量φ_dは
次式で与えられる。

【００８０】 φ_d ＝φ(X)−0.00075・Ｘ ‥‥式(5)

【００８１】位置Ｘと，そのＸの位置における計測され
たφ(X) とからドリフト補正後の磁束量φ_d が得られ
る。

【００８２】上述した磁界の強さに基づく磁束量の補正
とドリフト補正を行った後の磁束量の変化を表わす図８
のグラフＮにおいて，グラフＭと比較すると，ケーブル
の断面積が増加した箇所において，グラフＮは立上りお
よび立下りが急峻になり，その箇所が明確になる。ま
た，グラフＮでは，ドリフトも補正されている。これら
の補正により，腐食箇所の検出と腐食箇所の範囲が明確
になる。

【００８３】磁界の強さを示すグラフＬでは，小さな正
弦波状の変動が現われている。これは，ケーブルの表面
による影響であり，ホール素子を複数個設け，それらの
平均値を採用することにより正弦波状変動の振幅は小さ
くなる。この振幅が小さくなれば上述した磁束量の補正
によりグラフＮの正弦波状の振幅も小さくすることがで
きる。

【００８４】図10，図11は，ケーブルに沿って磁化器10
の移動速度がそれぞれ異なる場合の磁界の強さおよび磁
束量の変化を示すものである。いうまでもなく速度以外
は同じ条件下で計測を行っている。図10は，磁化器10を
30ｍ／min ，図11は５ｍ／min の一定速度で移動させ，
磁界の強さおよび磁束量の計測を行ったものである。両
者を比較して，磁化器10の移動速度により腐食箇所の検
出に影響がないことが確認できる。

【００８５】上述したように磁束量およびドリフトを補
正することにより，ハンガーロープ２の実際の腐食箇所
を明確に把握することができる。

【００８６】磁界の強さＨ，磁束量φを計測するだけで
なく，あらかじめ同じ素材，構造，寸法をもつ新品のケ
ーブル（基準ケーブル）の断面積Ａａおよび透磁率μａ
を計測しておく。基準ケーブルについて計測した磁界の
強さＨａ，磁束量φａおよび透磁率μａを用いて式(2)
から断面積Ａａをコンピュータ65で算出する。コンピュ
ータ65に基準断面積Ａａが設定され，次式にしたがって
ケーブルの腐食度を算出することができる。

【００８７】腐食度＝Ａ／Ａａ（％） ‥‥式(6)

【００８８】さらに好ましくは，図７のブロック図にお
いて磁化器10と磁化電源40の間に通電方向切替装置を設
置する。磁化コイルＣに流れる電流を磁束量が飽和する
まで上げ，磁界の強さＨ，磁束量φの計測を行った後に
通電方向切替装置によって電流の流れる方向を切替え，
磁束量が飽和するまで電流を上げ再び磁界の強さＨ，磁
束量φの計測を行う。これを繰返し，上述のように断面
積を算出する。以上のように得られた断面積の平均断面
積Ａ_AVを算出し，式(6) を用いて腐食度を求めることも
できる。

【００８９】コンピュータ65の出力は図８に示すような
グラフであってもよいし，式(6) で示すような位置の関
数としての腐食度であってもよいし，腐食箇所を位置で
表わすデータでもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】線状体の腐食箇所の検出を行う様子を示す全体
図である。

【図２】図１の一部，とくにゴンドラおよび磁化器の拡
大斜視図である。

【図３】磁化器用リールの斜視図である。

【図４】図３のIV−IV線に沿う断面図である。

【図５】(A) は検出コイル装置の拡大正面図，(B) はこ
の側面図，(C) は(A) のVC−VC線に沿う断面図である。

【図６】(A)〜(C)は検出コイル装置のボビン半体を拡大
して示すものであり，(A) は正面図，(B) はこの側面
図，(C) は(A) の底面図である。

【図７】腐食箇所検出装置の電気的構成を示すブロック
図である。

【図８】実際に磁化器と線状体に沿って移動させ測定を
行った結果および補正を行った結果を示すグラフであ
る。

【図９】基準線状体の磁界の強さと磁束量との関係を示
すものである。

【図１０】磁化器を高速で移動させたときの測定結果を
示すグラフである。

【図１１】磁化器を低速で移動させたときの測定結果を
示すグラフである。

【符号の説明】

２ハンガーケーブル 10 磁化器 14 ガイドローラ 20 ゴンドラ 21 吊りロープ 25 補助ローラ 26 ウィンチ 40 磁化電源 45 磁束測定装置 50 磁界測定装置 55 パルスカウンター 56 ロータリーエンコーダ 60 データ記録装置 65 コンピュータ 200 検出コイル装置Ｃ磁化コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塚田和彦京都市左京区吉田河原町14 マンハイム鴨川417 (72)発明者小川和也広島県御調郡向島町6904 本州四国連絡橋公団内 (72)発明者前田泰男広島県御調郡向島町6904 本州四国連絡橋公団内 (72)発明者明石良男広島県御調郡向島町5552−25 株式会社ブリッジ・エンジニアリング内 (72)発明者守谷敏之東京都中央区日本橋室町２丁目３番14号東京製綱株式会社内Ｆターム(参考） 2D059 AA41 BB06 BB08 GG21 2G053 AA12 AB01 BA02 BA14 BB12 BC03 BC14 CA03 CA05 CB11 DA02 DB06 DB20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】腐食箇所を検出すべき対象線状体の一部
を取り囲むように磁化コイルを含む磁化器を設け，磁化
器を対象線状体に沿って一定速度で移動させるととも
に，磁化コイルに磁化電流を流すことにより，対象線状
体を磁化し，対象線状体を磁化する磁界の強さを連続的
に計測し，磁化された対象線状体内を通る磁束量を連続
的に計測し，磁化器の移動量を計測し，計測された移動
量に対する磁界の強さおよび磁束量の変化に基づいて，
対象線状体の腐食箇所を検出する，腐食箇所検出方法。
【請求項２】上記対象線状体は鉛直にのび，固定的に
設けられたものである，請求項１に記載の腐食箇所検出
方法。
【請求項３】基準線状体における磁界の強さと磁束量
との関係を計測しておき，対象線状体について計測され
た磁界の強さと上記の関係に基づいて，対象線状体につ
いての補正された磁束量を算出する，請求項１または２
に記載の腐食箇所検出方法。
【請求項４】上記連続的計測の始点位置の計測磁束量
と終点位置の計測磁束量との差および計測位置に基づい
て，計測位置における磁束量のドリフト補正を行う，請
求項１から３のいずれか一項に記載の腐食箇所検出方
法。
【請求項５】腐食箇所を検出すべき対象線状体を通る
中心孔が形成された円筒状の形状を有し，磁界センサお
よび検出コイル装置が上記中心孔の内部に設けられた磁
化器用リールに磁化コイルが巻回された磁化器と，上記
磁化器を上記対象線状体に沿って一定速度で移動させる
とともに移動量センサを備えた移動装置と，上記磁界セ
ンサに接続され，上記磁化コイルが対象線状体を磁化す
る磁界の強さを連続的に計測する磁界測定装置と，上記
検出コイル装置に接続され，上記磁化コイルにより磁化
された対象線状体内を通る磁束量を連続的に計測する磁
束測定装置と，上記移動量センサの出力信号により表わ
される移動量，上記磁界測定装置により計測された磁界
の強さおよび上記磁束測定装置により計測された磁束量
の変化に基づいて対象線状体の腐食箇所を表わす信号を
出力する手段とを備えた，腐食箇所検出装置。
【請求項６】上記移動量センサがロータリーエンコー
ダである，請求項５に記載の腐食箇所検出装置。
【請求項７】上記移動装置は，上記磁界測定装置およ
び上記磁束測定装置を搭載している，請求項５または６
に記載の腐食箇所検出装置。
【請求項８】磁化器用リールは，対象線状体が通る中
心孔が形成された円筒状のコイル巻回部とこのコイル巻
回部の一端に設けられたプーリとを含み，上記プーリは
上記コイル巻回部とその軸心を共通にして一体的に形成
され，上記プーリおよび上記コイル巻回部の両端にはそ
れぞれフランジが設けられている，請求項５から７のい
ずれか一項に記載の腐食箇所検出装置。
【請求項９】上記磁化器用リールおよび上記検出コイ
ル装置は中心を通る面により複数の部分に分割自在であ
り，少なくとも上記磁化器用リールの複数の部分を結合
する結合具が設けられている，請求項５から８のいずれ
か一項に記載の腐食箇所検出装置。
【請求項１０】上記磁化器用リールの両端のフランジ
には，それぞれ少なくとも２つ以上のガイドローラが上
記対象線状体を囲む位置に着脱自在に固定されている請
求項５から９のいずれか一項に記載の腐食箇所検出装
置。
【請求項１１】対象線状体について計測された磁界の
強さ，および基準線状体における磁界の強さと磁束量と
のあらかじめ計測された関係に基づいて，対象線状体に
ついての補正された磁束量を算出する第１の補正手段を
備えた，請求項５から10のいずれか一項に記載の腐食箇
所検出装置。
【請求項１２】上記連続的計測の始点位置の計測磁束
量と終点位置の計測磁束量との差および計測位置に基づ
いて，計測位置における磁束量のドリフト補正を行う第
２の補正手段を備えた，請求項５から11のいずれか一項
に記載の腐食箇所検出装置。