JP2008214037A - エレベータのワイヤロープ検査装置及びロープ外径測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エレベータのワイヤロープの全長に亘る外径測定、外径分布の調査を容易且つ的確に行えるようにして、信頼性の高い保守管理作業を実現できるようにする。
【解決手段】レーザ光源から光ビームを出射する投光部１１を、検査対象となるワイヤロープ３の送り経路に設置すると共に、投光部１１からの光ビームを受光素子１２ａで受光して受光状態に応じた信号を出力する受光部１２を、ワイヤロープ３を挟んで投光部１１と対向する位置に設置し、制御部１３が、ワイヤロープ３を送り動作させながら投光部１１のレーザ光源から光ビームを出射させ、当該光ビームを受光した受光部１２の出力信号に基づいて、ワイヤロープ３の外径を測定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレベータの乗りかご及びカウンターウェイトを吊り下げるワイヤロープの状態を検査するワイヤロープ検査装置及びロープ外径測定方法に関する。

乗りかごやカウンターウェイトをワイヤロープで吊る構造のエレベータにおいて、ワイヤロープは重要な基幹部品の一つとなっている。エレベータで使用されるワイヤロープは、通常、複数本が横並びの状態で駆動綱車に架け渡され、駆動綱車の回転によってエレベータ昇降路内で送り動作される。このような使用状況により、エレベータのワイヤロープは、駆動綱車等により繰り返し曲げられて磨耗を受けるため、経年的に強度低下が生じる。そのため、ワイヤロープの強度を確認して適切な強度を確保させるための保守管理が極めて重要となっている。

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 A 4302に規定されており、素線の断線数、磨耗寸法、ロープ径が一般的に点検されている。しかしながら、これらはワイヤロープの交換条件を規定するものであり、ワイヤロープの損傷程度を確認して、残存強度や残り寿命を適切に把握するには、各ワイヤロープの張力状態などの負荷条件をさらに詳しく知ることが求められる。

このような観点から、例えば、送り動作されるワイヤロープを励磁してその漏れ磁束を検出し、漏れ磁束の検出結果に基づいて、ワイヤロープの損傷を検査する磁気探傷装置（例えば、非特許文献１参照。）や、ワイヤロープに変位を加えることで発生する孤立波を検出し、その検出結果に基づいてワイヤロープの張力を測定する測定装置（例えば、特許文献１参照。）など、エレベータのワイヤロープについて個々の負荷条件を詳細且つ効率よく検査して保守管理の信頼性を向上させるための各種装置が提案されている。
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ー」，（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 特許第３１８８８３３号公報

ところで、エレベータで使用される各ワイヤロープの負荷条件は、同時に送り動作される複数本のワイヤロープ間のロープ外径の差によっても影響を受ける。すなわち、同時に送り動作されるワイヤロープの外径寸法に差があると、個々のワイヤロープ間で駆動綱車の回転で送られる長さに差を生じ、結果的に何れかのワイヤロープの特定部分が受ける負荷張力が増大して駆動綱車の溝との接触圧が高まり、寿命低下につながる場合がある。その際問題となるのは、ワイヤロープの局所的な最外径ではなく、略全体にわたってロープ径を内含した駆動綱車の送り半径である（そのような張力変動があることは、エレベータの昇降に応じてロープ端末部に設けられたばねが個々に伸び縮みすることからも知られている。）。したがって、エレベータで使用されるワイヤロープの負荷条件を的確に把握するには、ワイヤロープの全体的な外径寸法を測定することが求められる。

ワイヤロープの外径寸法管理については、上述したJIS A 4302でも規定されているが、その趣旨は、経年的使用におけるロープ内外部の磨耗による強度低下に対し、必要強度を確保するための判定基準である。そして、実地に行われる点検方法は、ノギスによりロープの最外径を測定し、前記規定に定められた使用基準と比較して損傷程度を判定するというものである。しかしながら、このようなノギスによる測定は、局所的なロープ最外径を測定する際には有効であるが、昇降路の全体にわたって引廻されるワイヤロープの全体的な外径寸法をノギスで測定するのは容易ではなく、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困難である。

また、上述した非特許文献１に記載されている磁気探傷装置を用いたワイヤロープの損傷検査に関しても、ワイヤロープ表面からの漏れ磁束を検出して、それに応じた出力波形が各位置の相対的損傷程度を表すため、ロープの表面形状、撚りの精度が測定の信頼性に影響を及ぼす。例えば、ワイヤロープに局所的にストランドのピッチの乱れがあると、その部分の磁束変化により、実用上の強度低下とは関わりなく出力が生じることがある。このため、ワイヤロープのストランドピッチの乱れを検出することは、磁気探傷装置を用いた損傷検査の信頼性を向上させるために重要となるが、このようなストランドピッチの乱れをノギスに頼る従来の調査方法で特定することは極めて困難であり、このことが損傷検査の信頼性を確保する上で大きな障害となっていた。

以上のように、エレベータで使用されるワイヤロープの保守管理において、その全長に亘る外径分布を調査することは、ワイヤロープの強度を確保し、信頼性を高める上で重要であるにも拘わらず、これまで、ワイヤロープの外径を連続的に、かつ、限られた保守時間内で容易に測定できるようにする提案がなされていないのが現状である。

本発明は、以上のような従来の実情に鑑みて創案されたものであって、エレベータのワイヤロープの全長に亘る外径測定、外径分布の調査を容易且つ的確に行えるようにして、信頼性の高い保守管理作業を実現することができるワイヤロープ検査装置及びロープ外径測定方法を提供することを目的としている。

本発明に係るワイヤロープ検査装置は、検査対象となるワイヤロープの送り経路上の所定位置に設置され、レーザ光源から光ビームを出射する投光部と、ワイヤロープを挟んで投光部と対向する位置に設置され、投光部からの光ビームを受光素子で受光して受光状態に応じた信号を出力する受光部と、ワイヤロープを送り動作させているときに、投光部からの光ビームを受光した受光部の出力信号に基づいて、ワイヤロープの外径を算出するロープ外径算出部とを備える。

また、本発明に係るロープ外径測定方法は、レーザ光源から光ビームを出射する投光部を、検査対象となる前記ワイヤロープの送り経路上の所定位置に設置すると共に、投光部からの光ビームを受光素子で受光して受光状態に応じた信号を出力する受光部を、ワイヤロープを挟んで投光部と対向する位置に設置し、ワイヤロープを送り動作させながら投光部のレーザ光源から光ビームを出射させ、当該光ビームを受光した受光部の出力信号に基づいて、ワイヤロープの外径を測定する。

本発明では、投光部と受光部とがワイヤロープを挟んで対向した位置に配置されるので、投光部のレーザ光源から出射された光ビームはワイヤロープに照射され、ワイヤロープの影が受光部の受光素子に投影される。そして、この受光部から、受光素子の受光状態に応じた信号が出力される。この受光部からの出力信号は、ワイヤロープの影の部分、つまりワイヤロープの外径を反映しているので、この出力信号に基づいてワイヤロープの外径を測定することが可能となる。また、ワイヤロープを送り動作させているときにワイヤロープの外径を連続的に測定することで、ワイヤロープの全長に亘る外径を容易に測定することが可能となる。

本発明によれば、エレベータのワイヤロープの全長に亘る外径測定、外径分布の調査を容易且つ的確に行うことができ、信頼性の高い保守管理作業を実現することができる。

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

［第１の実施形態］
まず、本発明を適用した第１の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態のワイヤロープ検査装置を用いたエレベータ全体の概略構成を示す模式図である。この図１に示すエレベータは、乗りかご１とカウンターウェイト２とをワイヤロープ３によって吊り下げる構造である。ワイヤロープ３は、複数本が横並びの状態で巻上機４に連結された駆動綱車５につるべ式に架け渡され、各ロープの一端が乗りかご１に接続され、他端がカウンターウェイト２に接続されている。巻上機４及び駆動綱車５は、昇降路６の上部に設けられた機械室７内に設置されている。そして、巻上機４の駆動により駆動綱車５を回転させ、駆動綱車５と各ワイヤロープ３との間に生じる摩擦力を利用して各ワイヤロープ３を送り動作することで、乗りかご１を昇降路６内で昇降させる。

本実施形態のワイヤロープ検査装置は、以上のような構造のエレベータにおけるワイヤロープ３の状態を検査するものであり、特にワイヤロープ３の全長に亘る外径の測定を容易且つ的確に行えるようにしたものである。

ワイヤロープ検査装置は、レーザ光源から光ビームを出射する投光部１１と、投光部１１からの光ビームを受光素子で受光して受光状態に応じた信号を出力する受光部１２と、これら投光部１１及び受光部１２を制御するとともに受光部１２からの出力信号に基づいてワイヤロープ３の外径や平均外径を算出する制御部１３とを主要な構成要素として備える。

投光部１１及び受光部１２は、検査対象となるワイヤロープ３の送り経路上で当該ワイヤロープ３を挟んで相対向する位置に各々設置される。具体的には、これら投光部１１及び受光部１２は、例えば図１に示すように、機械室７内の巻上機４を支持するマシンビーム８上で、巻上機４に連結された駆動綱車５の近傍位置に設置される。このとき、投光部１１から照射されて受光部１２により受光される光ビームの照射方向がワイヤロープ３の送り方向と直交するように、投光部１１及び受光部１２は、ワイヤロープ３を挟んで相対向するように各々配置される。また、制御部１３は、投光部１１及び受光部１２とケーブルにより電気的に接続され、任意の位置に配置される。

図２及び図３は、投光部１１及び受光部１２とワイヤロープ３との位置関係を模式的に示す図であり、図２はワイヤロープ３を挟んで相対向するように配置された投光部１１及び受光部１２を上から見た図、図３はワイヤロープ３を挟んで相対向するように配置された投光部１１及び受光部１２を側面から見た図である。

投光部１１は、指向性の高いレーザ光の光ビームを出射するレーザ光源を内蔵し、レーザ光源から出射した光ビームを所定の照射範囲Ｓで照射させる。光ビームを照射する照射範囲Ｓは、図２に示すように、同時に送り動作される複数本のワイヤロープ３（図２に示す例では４本のワイヤロープ）が当該照射範囲Ｓ内に含まれるように設定される。投光部１１は、この照射範囲Ｓに一様にレーザ光の光ビームを照射できるように、照射範囲Ｓの大きさに応じたレーザ光源を内蔵している。なお、単一のレーザ光源で照射範囲Ｓをカバーできないときは、複数のレーザ光源を並べて照射範囲Ｓに光ビームが照射されるようにすればよい。

受光部１２は、例えばＣＣＤセンサなどの受光素子１２ａを内蔵し、投光部１１のレーザ光源から出射され照射範囲Ｓで照射された光ビームを受光素子１２ａで受光して、その受光状態に応じた信号を制御部１３に出力する。ここで、受光部１２は、投光部１１に対して検査対象となるワイヤロープ３を挟んで対向するように配置されているので、投光部１１のレーザ光源から出射された光ビームの一部がワイヤロープ３により遮られ、ワイヤロープ３の影となる部分が受光素子１２ａに投影されることになる。受光部１２は、この受光素子１２ａの受光状態に応じた信号、例えば受光素子１２ａとしてＣＣＤセンサを用いている場合には、画素ごとの受光状態を示す電圧値などの電気信号を制御部１３へと出力する。

制御部１３は、例えば保守点検時などにワイヤロープ３を送り動作させている状態で、投光部１１や受光部１２を作動させ、投光部１１の光源から光ビームを出射させるとともに、受光部１２からの出力信号に基づいて、ワイヤロープ３の外径を算出する（ロープ外径算出部）。受光部１２からの出力信号は、上述したように、受光素子１２ａに投影されたワイヤロープ３の影の部分を反映したものとなる。したがって、制御部１３では、この受光部１２からの出力信号に基づいてワイヤロープ３の影の境界を特定し、例えば受光素子１２ａがＣＣＤセンサであれば、影が投影されている部分の画素数とＣＣＤ配置などから、ワイヤロープ３の外径Ｌ（図２参照）を演算により求めることができる。また、ワイヤロープ３の外径Ｌの演算は、ワイヤロープ３を送り動作させながら行われるので、この演算を繰り返し行うことで、ワイヤロープ３の全長に亘って連続的且つ自動的に、ワイヤロープ３の外径を測定することができる。

実際に投光部１１からの光ビームを受光した受光部１２の出力信号に基づき、制御部１３がワイヤロープ３の外径を連続的に測定した場合の測定結果の一例を図４に示す。この図４に示す波形は、投光部１１及び受光部１２に対するワイヤロープ３の相対速度を３００ｍｍ／ｓｅｃに設定し、３．９μｓｅｃ周期でワイヤロープ３の外径を算出した場合の波形であり、図４の縦軸はワイヤロープ３の外径測定値、横軸は測定開始点を基準としたワイヤロープ３の測定位置をそれぞれ示している。この図４に示す測定波形の形状は、ワイヤロープ３のストランドとストランドを構成する素線の外径に倣ったものであり、ストランドピッチを反映した出現間隔で、ワイヤロープ３の最外径部分を示す極大値が出現している。なお、図４の測定波形上の点は、マイクロメータを用いたワイヤロープ３の外径測定値を図４上にプロットしたものである。

この図４に示す結果から、制御部１３で算出されたワイヤロープ３の最外径部分を示す極大値は、マイクロメータを用いたワイヤロープ３の外径測定値と一致しており、受光部１２からの出力信号に基づいた制御部１３での演算により、ワイヤロープ３の外径を精度良く測定できることが分かる。なお、制御部１３によるワイヤロープ３の外径測定の精度は、制御部１３による演算周期やワイヤロープ３の送り速度により影響を受けるが、例えば保守点検時にワイヤロープ３を点検速度（例えば３２ｍ／ｍｉｎ）で送り動作させながら外径測定を行う場合、５００回／ｓｅｃ以上程度の演算周期で制御部１３による演算を行うようにすれば、ワイヤロープ３の外径を十分な精度で測定することができる。

また、以上説明した構成のワイヤロープ検査装置は、市販の光学式寸法測定装置を用いて容易に実現できる。具体的には、例えば「レーザラインゲージ ＶＧ（型式）」（株式会社キーエンス製）などを用いれば、容易に数μｍの精度でワイヤロープ３の外径を測定する性能が得られる。ワイヤロープ３の外径の差で寿命上問題となるのは数十μｍ以上であるため、このような市販の光学式寸法測定装置を用いたとしても十分な測定精度が得られることになる。

ところで、ワイヤロープ３の残り寿命を的確に把握するには、個々のワイヤロープ３の局所的な外径の増減だけでなく、同時に送り動作される複数本のワイヤロープ３間における平均外径の差を調べることも重要となる。すなわち、同時に送り動作される複数本のワイヤロープ３のうち何れかに、他のワイヤロープと比較して平均外径で数十μｍ程度の差があると、駆動綱車７による送り半径に差が生じて当該ワイヤロープの張力増大を招き、寿命低下の要因となる。したがって、このような複数本のワイヤロープ３間における平均外径の差を調べることは、個々のワイヤロープ３の負荷条件を的確に把握して残り寿命を推定する上で重要な要素となる。

図５は、同時に送り動作される複数本のワイヤロープ３のうち、１本のワイヤロープの平均外径が他のワイヤロープの平均外径（基準値）と異なっている状態で乗りかご１を昇降させた場合を想定し、平均外径が他と異なるワイヤロープの張力変動を計算によって求めた結果の一例を示したものである。なお、図５中のグラフ［Ａ］は、平均外径が基準値に対して２μｍ小さいワイヤロープの乗りかご上昇時における張力変動を示し、図５中のグラフ［Ｂ］は、平均外径が基準値に対して２μｍ小さいワイヤロープの乗りかご下降時における張力変動を示し、図５中のグラフ［Ｃ］は、平均外径が基準値に対して２０μｍ小さいワイヤロープの乗りかご上昇時における張力変動を示し、図５中のグラフ［Ｄ］は、平均外径が基準値に対して２０μｍ小さいワイヤロープの乗りかご下降時における張力変動を示している。この図５に示す結果から、平均外径の差が２μｍ程度であれば乗りかごの上昇時にも下降時にもワイヤロープに大きな張力変動は生じないが、平均外径で２０μｍ程度の差が生じると、乗りかごの上昇時にも下降時にも張力が増大していることが分かる。

このような平均外径の差に起因するワイヤロープ３の負荷条件を把握するため、本実施形態のワイヤロープ検査装置では、制御部１３が、同時に送り動作される複数本のワイヤロープ３それぞれについて、個々のワイヤロープ３の平均外径を算出するようにしている（平均外径算出部）。具体的には、制御部１３は、図４に示したようなワイヤロープ３の外径測定結果の波形から、ワイヤロープ３の最外径部分を示す極大値を所定数サンプリングする。そして、これらサンプリングした所定数の極大値の平均値を算出して、これをワイヤロープ３の平均外径とする。なお、極大値のサンプリング数は制御部１３の演算能力に応じて適宜設定すればよいが、サンプリング数の数を多く設定しておくほどワイヤロープ３の平均外径をより精度良く算出できる。

以上の手法で同時に送り動作される複数本のワイヤロープ３の全長に亘る平均外径を算出し、各ワイヤロープ３間の平均外径の差が明瞭となれば、図５で例示した計算方法により乗りかご１の昇降に伴う各ワイヤロープ３の張力増大を予測することができ、ワイヤロープ３の寿命をより精度良く推定することが可能となる。

以上、具体的な例を挙げながら説明したように、本実施形態のワイヤロープ検査装置によれば、送り動作されているワイヤロープ３に向かって投光部１１のレーザ光源から光ビームを出射させ、ワイヤロープ３を挟んで投光部１１と対向する位置に配置された受光部１２で投光部１１からの光ビームを受光してその受光状態に応じた信号を出力し、制御部１３が受光部１２からの出力信号に基づいてワイヤロープ３の外径を演算により測定するようにしているので、ワイヤロープ３の全長に亘る外径測定、外径分布の調査を容易且つ的確に行うことができ、信頼性の高い保守管理作業を実現することができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、第１の実施形態で説明したワイヤロープ３の外径測定を磁気探傷装置によるワイヤロープ３の損傷検査と同時に行うことで、損傷検査の信頼性を向上させるものである。

図６は、本実施形態のワイヤロープ検査装置を用いたエレベータ全体の概略構成を示す模式図である。図６に示すように、本実施形態では、検査対象となるワイヤロープ３の送り経路上の投光部１１及び受光部１２の近傍に、ワイヤロープ３を励磁すると共にワイヤロープ３からの漏れ磁束を検出して漏れ磁束の検出状態に応じた信号を出力する異常検出部２１が設置されている。また、本実施形態では、上述した第１の実施形態で説明した制御部１３に代えて、制御部２２が設けられている。また、本実施形態では、制御部２２に波形表示部２３と外部記憶装置２４とが接続されている。

異常検出部２１は、永久磁石等の磁化器により検査対象となるワイヤロープ３内に直流磁界を形成し、ワイヤロープ３の損傷部分からワイヤロープ３外に漏れる漏洩磁束をコイルや磁歪素子による磁気センサで検出するものである。異常検出部２１の一構成例を図７に模式的に示す。この図７に例示する異常検出部２１は、一対の永久磁石３１ａ，３１ｂに磁性材料よりなる一対の磁極３２ａ，３２ｂ及びヨーク３３が接続され、一対の磁極３２ａ，３２ｂがワイヤロープ３に近接するように配置される。これにより、一対の磁極３２ａ,３２ｂとその間のワイヤロープ３とが磁気的に結合され、図中矢印で示す方向に磁路が形成される。一対の磁極３２ａ，３２ｂの間のワイヤロープ６が送り動作される部分には、例えばコイル３４ａなどを用いた磁気センサ３４が配設され、この磁気センサ３４により、送り動作されるワイヤロープ３からの漏洩磁束が検出される。

図８は、異常検出部２１により検査対象となるワイヤロープ３を励磁したときの当該ワイヤロープ３内の磁束の様子を示す図であり、図中のＤ部がワイヤロープ３の損傷が発生している箇所を表している。図８に示すように、ワイヤロープ３内の磁束は、損傷発生箇所Ｄにてワイヤロープ３の外部に漏洩するため、その外部漏洩磁束を磁気センサ３４で検出することにより、ワイヤロープ３の損傷発生箇所Ｄを特定することができる。磁気センサ３４は、ワイヤロープ３の外部に漏洩した外部漏洩磁束を検出し、磁束の量に応じた電圧信号を制御部２２に出力する。制御部２２は、この異常検出部２１の磁気センサ３４からの出力信号を増幅し、必要に応じてフィルタ処理などを行って、ワイヤロープ３に発生した損傷の検査を行う。

なお、この異常検出部２１における一対の磁極３２ａ，３２ｂ及び磁気センサ３４の形状は、探傷作業の能率を考慮して、検査対象となるワイヤロープ３の一側面に容易に押し当てられるように図８に示すごとくＵ字状としておくことが望ましい。また、一対の永久磁石３１ａ，３１ｂについては、同磁石の代わりに電磁石を用いるようにしてもよい。また、図８に示す異常検出部２１は、１本のワイヤロープ３を対象としているが、このような異常検出部２１を同時に送り動作されるワイヤロープ３の数に応じて設けるようにすれば、同時に送り動作される複数のワイヤロープ３の探傷作業を同時に行うことが可能となる。

制御部２２は、例えば保守点検時などにワイヤロープ３を送り動作させている状態で投光部１１や受光部１２を作動させ、上述した第１の実施形態と同様の手法でワイヤロープ３の外径測定を行って、ワイヤロープ３の最外径部分となるストランドの間隔の平均値、すなわち平均ストランドピッチを算出する（平均ストランドピッチ算出部）。また、制御部２２は、例えば保守点検時などにワイヤロープ３を送り動作させている状態で異常検出部２１を作動させ、異常検出部２１の磁気センサ３４からの出力信号に基づいてワイヤロープ３の損傷を検査する（損傷検査部）。このとき、制御部２２は、ワイヤロープ３の平均ストランドピッチとワイヤロープ３の最外径部分を示す極大値（図４参照）の個々の出現間隔を比較することで、ワイヤロープ３の局所的なストランドピッチの乱れを検出し（ストランドピッチ乱れ検出部）、異常検出部２１の磁気センサ３４からの出力信号から、ワイヤロープ３の局所的なストランドピッチの乱れが影響していると想定される部分を除外することにより、ワイヤロープ３に発生した損傷の検査をより精度良く行うことができる。

すなわち、異常検出部２１の磁気センサ３４からの出力信号は、ワイヤロープ３の外部に漏洩する磁束の量に応じた電圧信号であるが、ワイヤロープ３からの漏洩磁束はワイヤロープ３の損傷箇所だけでなく、局所的なストランドピッチの乱れが生じている箇所からも発生し、この局所的なストランドピッチの乱れが、磁気センサ３４からの出力信号に基づく損傷の検出精度に影響を及ぼす。図９は、異常検出部２１の磁気センサ３４からの出力信号の一例を示す図であり、図中のＡ部がワイヤロープ３の素線が断線した箇所（損傷箇所）の出力を示し、Ｂ部がワイヤロープ３に撚りの乱れが生じてストランドピッチが平均より５％程度広がっているがワイヤロープ３の強度低下は生じていない箇所を示している。この図９に示すように、磁気センサ３４からの出力信号には、ワイヤロープ３の損傷が発生している箇所とストランドピッチに乱れが生じている箇所とで同様にピークが発生している。そこで、本実施形態のワイヤロープ検査装置では、制御部２２が上述した第１の実施形態で説明したワイヤロープ３の外径測定の手法を応用してワイヤロープ３の局所的なストランドピッチの乱れを検出し、異常検出部２１の磁気センサ３４からの出力信号から、その局所的なストランドピッチの乱れが影響している部分を除外して損傷箇所の検査を行うようにすることで、損傷検査の信頼性を向上させるようにしている。

ワイヤロープ３の平均ストランドピッチは、第１の実施形態で説明したワイヤロープ３の外径測定の結果として得られる図４に示したような波形に基づいて、容易に求めることができる。すなわち、図４の横軸の移動距離軸を検査対象となるワイヤロープ３の送り速度で割って時間軸に変換し、変換後の所定の長さの時間データに対しＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を施して、１次の卓越周波数をとりだせば、測定箇所を通過するワイヤロープ３の隣接ストランド間の平均通過時間（波形の周期）が分かるため、ワイヤロープ３の送り速度との積をとれば所定の時間データに対する平均ピーク間隔（平均ストランドピッチ）を得ることができる。図４の横軸を時間軸に変換したデータをＦＦＴ処理した結果の波形を図１０に示す。この図１０に示す波形において、１次の卓越周波数ｆは約５７Ｈｚであるから、ワイヤロープ３の平均ストランドピッチはその逆数（周期ｔ＝１／ｆ）にワイヤロープ３の送り速度ｖ（３００ｍｍ／ｓ）を掛けた値（５．２６ｍｍ）となる。

ワイヤロープ３の外径を表す所定の長さの波形データから、ワイヤロープ３の平均外径と平均ストランドピッチが得られれば、個々の波について平均値と比較することで、規定の差以上の部分、すなわち、ストランドピッチの乱れが大きい部分を検出することは容易である。そして、検査対象となるワイヤロープ３においてストランドピッチの乱れが大きい部分を検出することができれば、磁気探傷において損傷の影響による出力とストランドピッチの乱れによる出力とを識別し、両者を切り分けることが可能となり、磁気探傷の信頼性を向上させることができる。なお、図４に示したようなワイヤロープ３の外径測定の結果を示す波形をデジタルデータ（テキストファイル等の電子データ）として扱うようにすれば、演算によりピーク値を全長に亘って拾い出して平均値を算出することは容易である。例えば、パーソナルコンピュータ等にそのデータを読み込み、簡単なアルゴリズムを実行すればよい。

波形表示部２３は、図４に示したようなワイヤロープ３の外径測定の結果を示す波形と、図９に示したような異常検出部２１の磁気センサ３４の出力波形とを関連付けて表示するものである。また、外部記憶装置（データ記憶部）２４は、制御部２２に対して取り外し可能な可搬型で且つ繰り返し書き込み／消去が可能に構成され、図４に示したようなワイヤロープ３の外径測定の結果を示す波形や、図９に示したような異常検出部２１の磁気センサ３４の出力波形を時系列のデジタルデータとして記憶するものである。本実施形態のワイヤロープ検査装置では、これら波形表示部２３や外部記憶装置２４を制御部２２に接続して、ワイヤロープ３の外径測定結果を示す波形や磁気探傷結果を示す波形を波形表示部２３に表示させたり、外部記憶装置２４に一時的に記憶させたりすることで、保守作業員によるワイヤロープ３の検査作業をより効率的に行えるようにしている。

すなわち、制御部２２から出力された、或いは外部記憶装置２４に一時的に記憶さて読み出されたワイヤロープ３の外径測定結果を示す波形や磁気探傷結果を示す波形を関連付けて波形表示部２３に表示させるようにすれば、保守作業員は、この波形表示部２３を参照しながら、ワイヤロープ３の損傷状態などを容易に認識することができる。また、制御部２２から出力されたワイヤロープ３の外径測定結果を示す波形や磁気探傷結果を示す波形を外部記憶装置２４に一時的に記憶させておくようにすれば、保守作業員は、この外部記憶装置２４に記憶されたデータを任意のタイミング、任意の場所で読み出すことができ、ワイヤロープ３の検査作業を効率よく行うことができる。

本実施形態のワイヤロープ検査装置において、投光部１１及び受光部１２と異常検出部２１との両測定部分については、望ましい設置位置がある。すなわち、外径測定を行う投光部１１及び受光部１２と磁気探傷を行う異常検出部２１とは、両者が離れた位置に設置されていると、点検時におけるワイヤロープ３の送り動作ではワイヤロープ３に両測定部分を通過しない部分（測定できない部分）が生じることになる。したがって、これら両測定部分は、できるだけ近接した位置に設置することが望ましい。また、一般に、駆動綱車５とワイヤロープ３との間に生じる摩擦力を利用してワイヤロープ３を送り動作させるトラクション方式のエレベータでは、ワイヤロープ３の負荷として駆動綱車５による負荷が最も高く、駆動綱車５の溝と接触する部分でワイヤロープ３の損傷が最も激しくなる。したがって、両測定部分を図６に例示したように駆動綱車５の近傍に設置することで、ワイヤロープ３の検査をより効果的に実施することが可能となる。

ところで、検査対象となるワイヤロープ３の送り方向に対して投光部１１及び受光部１２と異常検出部２１との両測定部分の設置位置を一致させることは困難である。このため、ワイヤロープ３の外径測定結果を示す波形と磁気探傷結果を示す波形とを波形表示部２３に表示させる場合、ワイヤロープ３の同一部分における両測定波形に時間的、又は距離的なズレが生じることになり、その結果、両波形の対応、例えばストランドピッチの乱れがある部分とその結果生じる探傷出力との対応が、検査を行う保守作業員にとって認識し難いものとなることが考えられる。それを改善するために、両波形を波形表示部２３に表示させる場合には、例えば図１１に示すように、ワイヤロープ３の同一部分に対応する波形の位置を表示画面上で一致させた状態で波形表示部２４に各波形を表示させることが望ましい。具体的には、波形表示部２３は、ワイヤロープ３の送り方向における両測定部分の設置位置の差に応じて、両波形の何れか一方の時間軸をシフトさせて、ワイヤロープ３の同一部分に対応する両波形の位置を表示画面上で一致させる。これにより、保守作業員はワイヤロープ３の損傷状態などをより簡便に認識することが可能となり、保守管理作業の信頼性が更に向上する。

以上、具体的な例を挙げながら説明したように、本実施形態のワイヤロープ検査装置によれば、第１の実施形態で説明した光学式のロープ外径測定によりワイヤロープ３のストランドピッチの乱れを検出し、それを磁気探傷による損傷検査に活用してワイヤロープ３の損傷箇所を特定できるようにしているので、ワイヤロープ３の損傷検査を高精度に行うことができ、信頼性の高い保守管理作業を実現することができる。

第１の実施形態のワイヤロープ検査装置を用いたエレベータ全体の概略構成を示す模式図。 投光部及び受光部とワイヤロープとの位置関係を模式的に示す図であり、ワイヤロープを挟んで相対向するように配置された投光部及び受光部を上から見た平面図。 投光部及び受光部とワイヤロープとの位置関係を模式的に示す図であり、ワイヤロープを挟んで相対向するように配置された投光部及び受光部を側面から見た側面図。 実際に投光部からの光ビームを受光した受光部の出力信号に基づき、制御部がワイヤロープの外径を連続的に測定した場合の測定結果の一例を示す図。 同時に送り動作される複数本のワイヤロープのうち、平均外径が他と異なるワイヤロープの乗りかご昇降に伴う張力変動を計算によって求めた結果の一例を示す図。 第２の実施形態のワイヤロープ検査装置を用いたエレベータ全体の概略構成を示す模式図。 異常検出部の一構成例を示す模式図。 異常検出部により検査対象となるワイヤロープを励磁したときの当該ワイヤロープ内の磁束の様子を示す図。 異常検出部の磁気センサからの出力信号の一例を示す図。 図４の横軸を時間軸に変換したデータをＦＦＴ処理した結果の波形を示す図。 ワイヤロープの同一部分に対応する波形の位置を表示画面上で一致させた状態で波形表示部に各波形を表示させ様子を示す図。

符号の説明

１ 乗りかご
２ カウンターウェイト
３ ワイヤロープ
４ 巻上機
５ 駆動綱車
６ 昇降路
７ 機械室
８ マシンビーム
１１ 投光部
１２ 受光部
１３ 制御部
２１ 異常検出部
２２ 制御部
２３ 波形表示部
２４ 外部記憶装置

Claims (10)

1. エレベータの乗りかご及びカウンターウェイトを吊り下げるワイヤロープの状態を検査する検査装置であって、
   検査対象となる前記ワイヤロープの送り経路上の所定位置に設置され、レーザ光源から光ビームを出射する投光部と、
   前記ワイヤロープを挟んで前記投光部と対向する位置に設置され、前記投光部からの光ビームを受光素子で受光して受光状態に応じた信号を出力する受光部と、
   前記ワイヤロープを送り動作させているときに、前記投光部からの光ビームを受光した前記受光部の出力信号に基づいて、前記ワイヤロープの外径を算出するロープ外径算出部とを備えることを特徴とするワイヤロープ検査装置。
2. 前記ロープ外径算出部で算出された前記ワイヤロープの最外径部分を示す極大値を所定数サンプリングすると共にこれら所定数の極大値の平均を算出することで、前記ワイヤロープの平均外径を算出する平均外径算出部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のワイヤロープ検査装置。
3. 前記ロープ外径測定部で算出された前記ワイヤロープの最外径部分を示す極大値の出現間隔を所定数サンプリングすると共にこれら所定数の極大値出現間隔の平均を算出することで、前記ワイヤロープの平均ストランドピッチを算出する平均ストランドピッチ算出部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のワイヤロープ検査装置。
4. 前記ストランドピッチ算出部で算出された前記ワイヤロープの平均ストランドピッチと前記ロープ外径算出部で算出された前記ワイヤロープの最外径部分を示す極大値の個々の出現間隔とを比較することで、前記ワイヤロープの局部的なストランドピッチの乱れを検出するストランドピッチ乱れ検出部を更に備えることを特徴とする請求項３に記載のワイヤロープ検査装置。
5. 前記投光部及び前記受光部は、前記投光部から照射されて前記受光部により受光される光ビームの照射方向が前記ワイヤロープの送り方向と直交するように、前記ワイヤロープが架け渡される駆動綱車近傍に設置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のワイヤロープ検査装置。
6. 前記投光部及び前記受光部の近傍に設置され、前記ワイヤロープを送り動作させているときに当該ワイヤロープを励磁すると共に当該ワイヤロープからの漏れ磁束を検出し、漏れ磁束の検出状態に応じた信号を出力する異常検出部と、
   前記異常検出部からの出力信号に基づいて、前記ワイヤロープの損傷を検査する損傷検査部とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のワイヤロープ検査装置。
7. 前記ロープ外径算出部で連続的に算出された前記ワイヤロープの外径を示す波形と、前記異常検出部で検出された前記ワイヤロープからの漏れ磁束の状態を示す波形とを関連付けて表示する波形表示部を更に備えることを特徴とする請求項６に記載のワイヤロープ検査装置。
8. 前記波形表示部は、前記ワイヤロープの送り方向における前記受光部の設置位置と前記異常検出部の設置位置との差に応じて、前記ワイヤロープの外径を示す波形と前記ワイヤロープからの漏れ磁束の状態を示す波形の何れか一方の時間軸をシフトさせ、前記ワイヤロープの同一部分に対応する波形の位置を表示画面上で一致させて、各波形を表示することを特徴とする請求項７に記載のワイヤロープ検査装置。
9. 前記ロープ外径算出部の算出結果と前記異常検出部の検出結果とを時系列データとして記憶するデータ記憶部を備えることを特徴とする請求項６に記載のワイヤロープ検査装置。
10. エレベータの乗りかご及びカウンターウェイトを吊り下げるワイヤロープの外径を測定する方法であって、
    レーザ光源から光ビームを出射する投光部を、検査対象となる前記ワイヤロープの送り経路上の所定位置に設置すると共に、前記投光部からの光ビームを受光素子で受光して受光状態に応じた信号を出力する受光部を、前記ワイヤロープを挟んで前記投光部と対向する位置に設置し、
    前記ワイヤロープを送り動作させながら前記投光部のレーザ光源から光ビームを出射させ、当該光ビームを受光した前記受光部の出力信号に基づいて、前記ワイヤロープの外径を測定することを特徴とするロープ外径測定方法。

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