JP2010149980A

JP2010149980A - ワイヤーロープ監視装置およびワイヤーロープ監視方法

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Publication number: JP2010149980A
Application number: JP2008329232A
Authority: JP
Inventors: Yugo Oikawa; 裕吾及川; Kazumasa Saito; 和正齋藤
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2010-07-08
Anticipated expiration: 2028-12-25
Also published as: JP5479728B2

Abstract

【課題】ワイヤーロープの点検作業が容易に行えるワイヤーロープ監視装置およびワイヤーロープ監視方法を提供する。
【解決手段】誘導電動機を制御する主制御部は、上部滑車の回転量に応じて所定のパルスを発生するパルス発生器と、誘導電動機の電流値からフックに取付けられた荷重を計測する荷重変換部を備え、主制御部は、ワイヤーロープを下部滑車の円周の長さの半分またはそれ以下の所定長さ毎に区分された複数の単位長ワイヤーロープのそれぞれに位置情報を設定し、位置情報に対応して上部滑車と下部滑車とが複数の単位長ワイヤーロープの各々と接触する回数をパルス発生器で発生するパルスの数と関連付けて計数すると共に、荷重変換部から得られる下部滑車の前記フックに吊下げられる荷重を計測することによりワイヤーロープの寿命を監視する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワイヤーロープ監視装置およびワイヤーロープ監視方法に係り、特に、クレーン等に使用されるワイヤーロープ監視装置およびワイヤーロープ監視方法に関する。

クレーン等に使用されるワイヤーロープは、軸方向の引張り荷重、すなわちそのワイヤーロープに加わる負荷の大きさ、及びその負荷が加えられた状態で滑車（シーブ）やドラムにより、ワイヤーロープが受ける繰り返し曲げ回数、すなわち負荷ごとの曲げ発生頻度により素線の破断が起きる。このようにワイヤーロープの破断等、異常な状態または寿命に達すると重大な事故に繋がる要因になる。

そこで、ワイヤーロープは、作業環境の安全性を確保するために、一定の使用限界に達すると、交換するようになっている。ワイヤーロープの交換基準として、ワイヤーロープの素線数の１０％以上の素線が切断しているもの、直径の減少が公称径の７％を超えるもの等がクレーン等の構造規格等で示されている。従って、ワイヤーロープの安全性を確保するために、定期的な点検を行う必要がある。

しかし、ワイヤーロープを全長に渡ってくまなく点検することは、多大な労力と時間を要するという問題がある。この問題を解決するために、従来から、ワイヤーロープの寿命予測が行われている。

例えば、特許文献１には、ロードセルを用いて負荷を検出し、パルス発生器により曲げ発生頻度を検出して寿命を予測するワイヤーロープ診断装置が記載されている。また、特許文献２には、荷重をワイヤーロープ駆動モータの負荷電流より検出し、曲げ発生頻度をワイヤーロープ駆動モータの回転数によりフックの上下方向の移動量から検出して寿命を予測するクレーン用ワイヤーロープの寿命予測方法及びその装置が記載されている。さらに、特許文献３には、荷重をワイヤーロープ駆動モータの負荷電流より、曲げ発生頻度をワイヤーロープ駆動モータの回転速度の時間積分により求められる、ワイヤーロープの移動距離により検出して寿命を予測するワイヤーロープの寿命判定方法および装置が記載されている。

特開昭６２−１３２１４４号公報特開平７−１７２７６３号公報特開平１０−７３２３号公報

しかしながら、従来の方法では、ワイヤーロープの負荷ごとの曲げ回数は出力されていたが、ワイヤーロープのどの部分の曲げ回数なのかは明確に示されていなかった。

したがって、ワイヤーロープを点検する場合、結局は、ワイヤーロープの全長に渡って点検を行う必要があるため、労力と時間を要するという問題があった。

本発明の目的は、ワイヤーロープの点検作業が容易に行えるワイヤーロープ監視方法およびワイヤーロープ監視装置を提供することである。

本発明の他の目的は、ワイヤーロープ全長に渡り負荷の分布と、曲げ回数の分布を把握できるワイヤーロープ監視装置およびワイヤーロープ監視方法を提供することである。

本発明の更に他の目的は、負荷の分布と、曲げ回数の分布とをワイヤーロープの位置関係と関連付けて表示することにより点検作業の重点化を可能にしたワイヤーロープ監視装置およびワイヤーロープ監視方法を提供することである。

本発明の更に他の目的は、屈曲回数のデータを積み上げることにより、各現場の使用状況に適応した寿命予測を行い、点検作業の効率向上が図れるワイヤーロープ監視装置およびワイヤーロープ監視方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のワイヤーロープ監視装置は、上部滑車とフックが取付けられた下部滑車との間に巻回されたワイヤーロープと、該ワイヤーロープの巻上及び巻下動作を行う誘導電動機と、該誘導電動機を制御する主制御部を備え、前記主制御部は、前記上部滑車の回転量に応じて所定のパルスを発生するパルス発生器と、前記誘導電動機の電流値から前記フックに取付けられた荷重を計測する荷重変換部を備え、前記主制御部は、前記ワイヤーロープを前記下部滑車の円周の長さの半分またはそれ以下の所定長さ毎に区分された複数の単位長ワイヤーロープのそれぞれに位置情報を設定し、該位置情報に対応して前記上部滑車と前記下部滑車とが前記複数の単位長ワイヤーロープの各々と接触する回数を前記パルス発生器で発生するパルスの数と関連付けて計数すると共に、前記荷重変換部から得られる前記下部滑車の前記フックに吊下げられる荷重を計測することにより前記ワイヤーロープの寿命を監視するように構成されている。

また、本発明のワイヤーロープ監視装置は、更に、前記主制御部は、表示部を備え、前記表示部に前記複数の単位長ワイヤーロープの位置情報と前記上部滑車と前記下部滑車が前記複数の単位長ワイヤーロープの各々と接触する回数とを対応付けて表示するように構成されている。

また、本発明のワイヤーロープ監視方法は、上部滑車とフックが取付けられた下部滑車との間に巻回されたワイヤーロープと、該ワイヤーロープの巻上及び巻下動作を行う誘導電動機と、該誘導電動機を制御する主制御部を備え、前記主制御部は、前記上部滑車の回転量に応じて所定のパルスを発生するパルス発生器と、前記誘導電動機の電流値から前記フックに取付けられた荷重を計測する荷重変換部を備えたワイヤーロープ監視装置において、前記ワイヤーロープを前記下部滑車の円周の長さの半分またはそれ以下の所定長さに区分するステップと、前記所定長さに区分された複数の単位長ワイヤーロープに位置情報を対応付けるステップと、前記上部滑車と前記下部滑車とが接触する位置情報を取得するステップと、前記荷重変換部で前記下部滑車の前記フックに吊下げられる加重を計測するステップと、前記誘導電動機の回転に応じて前記上部滑車と前記下部滑車とが前記複数の単位長ワイヤーロープと接触する回数を前記パルス発生器で発生するパルスの数と関連付けて計数するステップとを有し、前記下部滑車の前記フックに吊下げられる荷重を計測するステップで計数される荷重と、前記パルス発生手段で計数するステップで得られる前記上部滑車と前記下部滑車との前記複数の単位長ワイヤーロープとの接触回数から前記ワイヤーロープの寿命を監視するように構成されている。

本発明によれば、ワイヤーロープの点検作業が容易に行えるワイヤーロープ監視装置およびワイヤーロープ監視方法を実現することができる。また、ワイヤーロープ全長に渡り負荷の分布と、曲げ回数の分布を把握できるので、ワイヤーロープの曲げ回数の多い箇所を重点的に点検することが可能となり、ワイヤーロープの点検作業の効率を向上させるワイヤーロープ監視装置およびワイヤーロープ監視方法を実現できる。更に、負荷の分布と、曲げ回数の分布とをワイヤーロープの位置関係と関連付けて表示することにより点検作業の重点化を可能にできる。更に、曲げ回数のデータを記憶させておき、寿命に達した際の曲げ回数を記録することで、使用状況に適応した寿命予想が行える等、優れた効果を有するものである。

次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。

まず、図１および図２を用いて、本発明の一実施例のインバータ式クレーン装置の構成と動作について説明する。図１はインバータ式クレーン装置の全体構成を示す斜視図、図２はインバータ式クレーン装置の主要部の構成を示すブロック図である。

インバータ式クレーン装置は、クレーンフック１、ワイヤーロープ２、巻上誘導電動機３、巻上用装置４、横行誘導電動機５、横行用装置６、横行用ガーダー７、走行誘導電動機８、走行用装置９、走行用ガーダー１０、巻上・横行インバータ装置（主制御部と称す。）１１、巻上・横行インバータ制御部１２、操作入力装置１３、巻上用インバータ１４、横行用インバータ１５、誘導電動機用ブレーキ１６、走行用インバータ装置１７、走行インバータ制御部１８および走行用インバータ１９から構成されている。

インバータ式クレーン装置は、クレーンフック１に取り付けた荷物を、巻上誘導電動機３を備えた巻上用装置４によりワイヤーロープ２を巻上巻下することでＺ方向（Ｚ方向、−Ｚ方向の矢印で示す。）即ち、上下方向に荷物を移動する。また、Ｘ方向（Ｘ方向、−Ｘ方向の矢印で示す。）には、横行誘導電動機５を備えた横行用装置６と、横行用ガーダー７によりＸ方向に移動する。また、Ｙ方向（Ｙ方向、−Ｙ方向の矢印で示す。）には、走行誘導電動機８を備えた走行用装置９と走行用ガーダー１０によりＹ方向に移動する。

巻上誘導電動機３と横行誘導電動機５は、巻上・横行用インバータ装置１１に格納された図２の巻上・横行インバータ制御部１２により制御される。即ち、オペレータが操作入力装置１３からの所定の指示を入力すると、巻上・横行インバータ制御部１２は、巻上用インバータ１４と横行用インバータ１５を制御し、巻上用インバータ１４と横行用インバータ１５から制御に必要な周波数、電圧、電流を巻上誘導電動機３と横行誘導電動機５に加え、同時に誘導電動機用ブレーキ１６を解除制御することで、クレーンフック１に取り付けられた荷物が、落下することなくＺ方向に移動させる。横行用装置６の場合、横行用ガーダー７に沿って巻上用装置４をＸ方向に移動させる。同様に走行用装置９に取り付けてある走行誘導電動機８は、オペレータが操作入力装置１３からの所定の指示を入力すると、走行用インバータ装置１７に格納された図２の走行インバータ制御部１８が走行用インバータ１９を制御し、走行用インバータ１９から制御に必要な周波数、電圧、電流を走行誘導電動機８に加え、同時に誘導電動機用ブレーキ１６を解除制御することで、走行用ガーダー１０に沿って巻上用装置４をＹ方向に移動させる。

また、巻上用インバータ１４は、電流測定部５１を有する。電流測定部５１は、後述するドラム２０を回転させる巻上用誘導電動機３を駆動するための電流値を測定する。

また、巻上・横行インバータ制御部１２は、荷重変換部５２、パルス発生器５３、記憶部５４および表示部５５を有する。荷重変換部５２は、電流測定部５１で測定された電流値データを所定の計算によって荷重データに変換する。即ち、巻上用誘導電動機３を駆動するための電流値は、クレーンフック１に取り付けた荷物の重さに応じて電流値が変化するので、この電流値を荷重変換部５２で荷重データに変換することで、荷重を計測することができる。例えば、荷重が重くなれば、巻上用誘導電動機３を駆動する電流値は大きくなり、荷重が軽くなれば、巻上用誘導電動機３を駆動する電流値は小さくなる。なお、電流値と荷重データとの関係は、前もって実験的に、あるいは、所定の計算により容易に求めることができることはいうまでもない。
パルス発生器５３は、後述するドラム２０の回転量に応じてパルスを生成する。これについては後述する。記憶部５４は、ワイヤーロープ２の曲げ回数および荷重情報等を記憶する。尚、曲げ回数および荷重情報の詳細については後述する。

図３は、本発明の特徴を説明するためのインバータ式クレーン装置の要部を示す概念図である。ワイヤーロープ２は、上部に備えられたドラム２０（上部滑車と称する。）と下部に備えられた移動シーブ２１（下部滑車と称す。）に巻回され、ワイヤーロープ固定端２３は固定シーブ２２に固定されている。

まず、本発明では、ワイヤーロープの点検作業を容易にし、ワイヤーロープ全長に渡り負荷の分布と、曲げ回数の分布が把握できるように、ワイヤーロープ２を複数の単位長ワイヤーロープに区分する。即ち、この区分は、ワイヤーロープ２を等間隔で区分し、区分された各部位を単位長ワイヤーロープ２４と称し、以下単位部と略称することにする。この単位部２４の長さは、次のようにして決定する。即ち、曲げの発生するドラム２０と移動シーブ２１の径から、一般的にドラム２０よりも径が小さい移動シーブ２１の径を基準とする。例えば、ワイヤーロープ２の全長を１０ｍ、ドラム２０の直径を３００mm、移動シーブ２１の直径を２００ｍｍとした場合について説明する。移動シーブ２１の直径は２００ｍｍなので、円周は約６２８ｍｍである。実際にワイヤーロープ２が移動シーブ２１に懸かる長さは、最大で移動シーブ２１の円周の半分（３１４ｍｍ）になる。従って、単位部２４の長さは、３１４ｍｍ、あるいはそれ以下にするのが好ましい。また、荷物の上下のため少しずつワイヤーロープを動かすインチング等の寸動操作を考慮すると、単位部２４は短い方がより屈曲回数測定の重点化が図れる。しかしながら、実際に点検を行う観点から、あまり単位部２４の長さを短くした場合、単位部２４の数が増えて、点検作業や寿命予測が煩雑となる。従って、前もって行った実験等により本実施例では、単位部２４の長さは１００ｍｍとする。その結果、ワイヤーロープ２の全長は１０ｍ、単位部２４の長さは１００ｍｍであるので、単位部２４はワイヤーロープ２を１００分割することとなる。なお、本実施例では、ワイヤーロープ２の全長は１０ｍとし、ワイヤーロープ２を１００分割した場合を説明するが、これに限定されるものではなく、ワイヤーロープの長さや移動シーブの径の大きさにより適宜設定されることは言うまでもない。

次に、単位部２４がドラム２０の回転により移動する場合の位置情報の収集について詳細に説明する。まず、ワイヤーロープ２のワイヤーロープ固定端２３から単位部２４ごとに、Ｌ００１、Ｌ００２、・・・Ｌ１００のように順番に番号を付ける。これを単位部２４の番地と称することにする。これは、本実施例では、ワイヤーロープ２の疲労度を把握する手段として、ワイヤーロープ２の単位部２４毎の曲げ回数の測定を行うため、便宜上、付した番地である。次に、ドラム２０の回転によりパルス発生器５３で発生するパルスと上述した単位部２４の番地との関係を表１に示す。

表１は、単位部２４の番地Ｌ００１、Ｌ００２、・・・Ｌ１００とパルス発生器５３から発生するパルスのＮ０．とを対応させたものである。即ち、パルス発生器５３の最初のパルス（Ｎｏ．１）を単位部２４の番地Ｌ００１に対応づける。また、パルス発生器５３の２番目のパルス（Ｎｏ．２）を単位部２４の番地Ｌ００２に対応付ける。以下同様に、パルス発生器５３の１００番目のパルス（Ｎｏ．１００）を単位部２４の番地Ｌ１００に対応付けることで、パルスの数により単位部２４の番地を特定することができる。また、表１において、位置情報は、ワイヤーロープ２のワイヤーロープ固定端２３からの長さ情報、即ち、１００ｍｍ、２００ｍｍ、・・・１００００ｍｍで表すことができる。

次に、ワイヤーロープ２が劣化したり、磨耗するのは、ワイヤーロープ２とドラム２０および移動シーブ２１とが接触する部分である。これら接触する部分を曲げ回数測定点と称し、ＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３で表すと、図３に示す箇所となる。そして、これら曲げ回数測定点ＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３は、パルス発生器５３がドラム２０の回転に応じて発生するパルスＮｏ．から表１に示すようにして求めることができる。即ち、ワイヤーロープ装置の初期状態（スタート時点）では、曲げ回数測定点ＭＰ１は、単位部２４の番地Ｌ１００に位置し、曲げ回数測定点ＭＰ２は、単位部２４の番地Ｌ０５１に位置し、また、曲げ回数測定点ＭＰ３は、単位部２４の番地Ｌ０４９に位置している。次に、ドラム２０が巻上方向に１００ｍｍ移動した場合、パルス数を１減算する。これによって、曲げ回数測定点ＭＰ１は、単位部２４の番地Ｌ０９９に位置し、曲げ回数測定点ＭＰ２は、単位部２４の番地Ｌ０５０に位置し、また、曲げ回数測定点ＭＰ３は、単位部２４の番地Ｌ０４８に位置することとなる。以下同様に、ドラム２０の巻上方向の回転に応じて所定数のパルス数を減算すれば、曲げ回数測定点の位置を演算で求めることができる。逆に、巻下方向には、ドラム２０の回転に応じて所定数のパルス数を加算することによって演算で求めることができる。これら演算は、巻上・横行インバータ制御部１２が有する演算部（例えば、ＣＰＵであり、図示せず。）で演算により求めることができる。なお、表１に示す曲げ回数測定点ＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３の位置情報の取得は、一実施例であり、これに限定されるものではない。なお、曲げ回数測定点での曲げ回数の測定についての詳細は後述する。

次に、曲げ回数測定点での曲げ回数の測定について詳細に説明する。ワイヤーロープ２の疲労度（劣化あるいは磨耗等）を把握するためには、前述のようにワイヤーロープ２の状態が変化する箇所、即ち、ドラム２０と移動シーブ２１とでワイヤーロープ２に曲げが生じる箇所を測定点として定義する。ここでは、前述のようにドラム２０上の曲げ回数測定点ＭＰ１および移動シーブ２１上の曲げ回数測定点ＭＰ２、ＭＰ３の３点を測定点として定める。そして、これらの測定点（曲げ回数測定点ＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３）を単位部２４が通過すると、曲げ回数がカウントされるように構成されている。次に、曲げ回数の測定について説明する。

図４は、曲げ回数の測定を説明するための図である。図４（ａ）〜（ｄ）は、移動シーブ２１を巻回しているワイヤーロープ２が左回りに単位部２４のＬ０４３〜Ｌ０５３の長さ分、順に移動した状態を示した図である。また、図４（ｅ）および（ｆ）は、ワイヤーロープ２の移動状態を４つのパターンに分類し、各パターンごとの状態（ａ）〜（ｂ）における各単位部２４（Ｌ０４７〜Ｌ０５１）での曲げ回数を累計した例を示す表である。

パターン１はワイヤーロープの移動方向が（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）、パターン２は（ｂ）→（ｃ）→（ｂ）→（ｃ）、パターン３は（ａ）→（ｂ）→（ａ）→（ｂ）、パターン４は（ａ）→（ｂ）→（停止）→（ｃ）の場合である。これらのパターンは、ワイヤーロープ２の移動方向の観点から分類している。ワイヤーロープ２の主な動作として、通常の巻上運転を行う動作と寸動操作等による繰り返し行う動作の２つがある。前者をワイヤーロープ２の移動方向を順方向、後者を往復方向とし、この順方向および往復方向の観点から分類したのが、上記の４パターンである。順方向に属するパターンがパターン１と４、往復方向に属するパターンがパターン２と３である。尚、パターン１と４はともに順方向に属するパターンであるが、パターン４は途中で停止状態を考慮したものである。また、パターン２と３はともに往復方向のパターンに属するが、初期状態が違うケースを考慮したものである。

次に、各パターンにおける単位部２４の曲げ回数のカウントについて説明する。図４（ｅ）および（ｆ）は、パターン１〜４において、図４（ａ）〜（ｂ）に示す各単位部２４（番地Ｌ０４７〜Ｌ０５１）での曲げ回数を累計した一実施例を示す表である。各パターンの状態の上から下、例えば、パターン１では、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）の順に遷移するものとし、各パターンの最上段の状態を初期状態（停止中）とする。なお、図４（ｅ）（ｆ）の状態（ａ）〜（ｄ）は、図４（ａ）〜（ｄ）に対応する。

また、曲げ回数をカウントする条件は、次の３つの条件Ａ、Ｂ、Ｃである。条件Ａは、単位部２４が、曲げ回数測定点ＭＰ２、ＭＰ３上に存在する場合である。条件Ｂは、単位部２４が、曲げ回数測定点ＭＰ２、ＭＰ３に懸かる場合である。条件Ｃは、単位部２４が、動作開始時（起動時）に曲げ回数測定点ＭＰ２、ＭＰ３上に存在する場合である。これら３条件のうち何れかを満たせば曲げ回数がカウントされる。

まず、パターン１について説明する。パターン１は、前述のようにワイヤーロープ２の順方向動作のパターンである。

５つの単位部２４（番地Ｌ０４７、Ｌ０４８、Ｌ０４９、Ｌ０５０、Ｌ０５１）の曲げ回数累計を、番地Ｌ０４７から順に説明する。まず、番地Ｌ０４７は、状態（ａ）では、移動シーブ２１に接していない。即ち、曲げ回数測定点ＭＰ３に接していない（図４（ａ））。したがって、回数はカウントされず、累計回数は０である。次に、状態（ｂ）に遷移すると、番地Ｌ０４７は、曲げ回数測定点ＭＰ３に懸かる。したがって、条件Ｂを満たすので、１回カウントされ、累計回数は１となる。次に、状態（ｃ）に遷移すると、番地Ｌ０４７は曲げ回数測定点ＭＰ３から外れた位置に存在する。したがって、回数はカウントされず、累計回数は１のままである。次に、状態（ｄ）に遷移すると、番地Ｌ０４７は、状態、（ｃ）の場合と同様、依然、曲げ回数測定点ＭＰ３から外れた位置に存在する。したがって、回数はカウントされず、累計回数は１のままである。以上、説明したように、結局、番地Ｌ０４７の曲げ回数累計は１となる。

次に、番地Ｌ０４８について説明する。状態（ａ）では、番地Ｌ０４８は、曲げ回数測定点ＭＰ３に存在している。したがって、条件Ａを満たすので、１回カウントされ、累計回数は１となる。次に、状態（ｂ）に遷移すると、番地Ｌ０４８は曲げ回数測定点ＭＰ３から外れた位置に存在する。しかし、遷移直前の状態（ａ）では、番地Ｌ０４８は、曲げ回数測定点ＭＰ３に存在していたので条件Ｃを満たすことになり、回数が１回カウントされる。したがって、状態（ｂ）では、さらに１回カウントが増え、累計回数は２となる。次に、状態（ｃ）に遷移すると、番地Ｌ０４８は、状態（ｂ）の場合と同様、曲げ回数測定点ＭＰ３から外れた位置に存在する。したがって、回数はカウントされず、累計回数は２のままである。次に、状態（ｄ）に遷移すると、番地Ｌ０４８は、状態（ｃ）の場合と同様、曲げ回数測定点ＭＰ３から外れた位置に存在する。したがって、回数はカウントされず、累計回数は２のままである。以上、説明したように、結局、番地Ｌ０４８の曲げ回数累計は２となる。

以上、パターン１における番地Ｌ０４７および番地Ｌ０４８の曲げ回数累計について説明したが、パターン１の他の単位部２４（番地Ｌ０４９、Ｌ０５０、Ｌ０５１）についても前述した番地Ｌ０４７および番地Ｌ０４８の場合と同様にカウントする。前述のようにして、番地Ｌ０４９、Ｌ０５０、Ｌ０５１について曲げ回数を測定した結果、曲げ回数の累計は、番地Ｌ０４９、Ｌ０５０、Ｌ０５１ともに２回となる。尚、パターン２〜４の曲げ回数累計についても前述したパターン１の場合と同様であるので、詳細な説明は省略する。

なお、上記実施例では、移動シーブ２１の曲げ回数測定点ＭＰ２、ＭＰ３について説明したが、ドラム２０の曲げ回数測定点ＭＰ１についても同様の方法で曲げ回数を測定することができることはいうまでもない。従って、詳細な説明は省略する。

次に、本発明の動作について説明する。図５は、本発明の一実施例の動作を説明するためのフローチャートである。まず、ステップＳ５０１は、荷重情報を取得するステップである。荷重情報は、前述したように、電流測定部５３で測定された電流値データを荷重変換部５３で荷重情報データに変換することにより取得できる。荷重情報が取得されると、次に、単位部２４毎の曲げ回数の測定を行う。

ステップＳ５０２では、単位部２４が移動シーブ２１の曲げ回数測定点ＭＰ２、ＭＰ３上に存在するか否かを判定する。判定結果が曲げ回数測定点ＭＰ２、ＭＰ３上に存在する場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ５０３に進む。ステップＳ５０３では、単位部２４の移動シーブ２１での曲げ回数をカウントアップする。そして、ステップＳ５０４に進む。一方、ステップＳ５０２における判定結果が、曲げ回数測定点ＭＰ２、ＭＰ３上に存在しない場合も（ＮＯの場合）、ステップＳ５０４に進む。

ステップＳ５０４では、単位部２４がドラム２０の曲げ回数測定点ＭＰ１上に存在するか否かを判定する。判定結果が曲げ回数測定点ＭＰ１上に存在する場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ５０５に進む。ステップＳ５０５では、単位部２４のドラム２０での曲げ回数をカウントアップする。そして、ステップＳ５０６に進む。一方、ステップＳ５０４における判定結果が、曲げ回数測定点ＭＰ１上に存在しない場合（ＮＯの場合）も、ステップＳ５０６に進む。

ステップＳ５０６では、単位部２４が移動シーブ２１の曲げ回数測定点ＭＰ２、ＭＰ３に懸かったか否かを判定する。判定結果が曲げ回数測定点ＭＰ２、ＭＰ３に懸かった場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ５０７に進む。ステップＳ５０７では、単位部２４の移動シーブ２１での曲げ回数をカウントアップする。そして、ステップＳ５０８に進む。一方、ステップＳ５０６における判定結果が、曲げ回数測定点ＭＰ２、ＭＰ３に懸かっていない場合（ＮＯの場合）も、ステップＳ５０８に進む。

ステップＳ５０８では、単位部２４がドラム２０の曲げ回数測定点ＭＰ１に懸かったか否かを判定する。判定結果が曲げ回数測定点ＭＰ１に懸かった場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ５０９に進む。ステップＳ５０９では、単位部２４のドラム２０での曲げ回数をカウントアップする。そして、ステップＳ５１０に進む。一方、ステップＳ５０８における判定結果が、曲げ回数測定点ＭＰ１に懸かっていない場合（ＮＯの場合）も、ステップＳ５１０に進む。

ステップＳ５１０では、インバータ式クレーン装置の運転を継続するか否かが判定される。判定結果が運転を継続する場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ５０１に戻り、これまでの動作が繰り返される。一方、ステップＳ５１０における判定結果が、運転を継続しない場合（ＮＯの場合）、曲げ回数の測定は終了する。

上記のようにして各曲げ回数測定点ＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３について、所定期間、例えば、３ヶ月間のカウント値を表２に示す。このカウントテーブルは、記憶部５４に格納されている。

表２は、各曲げ回数測定点ＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３において、例えば、３ヶ月間、各単位部２４の番地毎の曲げ回数を荷重毎にカウントしたカウント数を示す。ここで、負荷とは、荷重変換部５３で計測された負荷を適宜区分して、軽負荷、中負荷、重負荷としたものである。この負荷の区分は、例えば、軽負荷が定格荷重の５０％未満、中負荷が５０〜８０％、重負荷が８０％以上としたものである。但し、この荷重の区分は、一実施例であり、この区分に限定されるものでないことは言うまでもない。

このようにして曲げ回数測定点ＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３での曲げ回数が累積され、記憶部５４に格納されている。さて、ワイヤーロープ２の交換時期かどうかは、前もってワイヤーロープ２の曲げ回数と、例えば、前述したワイヤーロープの交換基準、即ち、ワイヤーロープの素線数の１０％以上の素線が切断している、あるいは、直径の減少が公称径の７％を超える場合等について、前もって、実験的に定めておけば、ワイヤーロープ２のどの番地の単位部２４がワイヤーロープの交換基準を超えているかを容易に把握することができる。表２において、例えば、軽負荷では、曲げ回数が４００回を超えるもの、中負荷では、曲げ回数が３００回を超えるもの、更に、重負荷では、曲げ回数が２００回を超えるものは、例えば、ワイヤーロープ２の破断等、異常な状態または寿命に達し、重大な事故に繋がる場合には、ワイヤーロープ２の交換が必要になる。例えば、表２において、測定点ＭＰ２の中負荷において、単位部２４の番地Ｌ０４７の曲げ回数が３００回を超えているので、交換時期であることが分かる。また、このように所定の期間、曲げ回数測定点ＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３での曲げ回数を単位部２４毎に累積していくことで、これから先、どれぐらいの時間が経過すれば、ワイヤーロープ２のどの番地の単位部２４がワイヤーロープの交換基準を超えるかを容易に予測することが可能となり、極めて簡単にワイヤーロープ監視装置を実現することができる。
次に、測定した曲げ回数の表示について説明する。図６は、本発明の一実施例の表示部５５の概略構成を示す図である。表示部５５は、制御基板２７、７セグメントＬＥＤ表示器２８、スイッチ３１、３２、３３、３４から構成されている。制御基板２７に備えられた７セグメントＬＥＤ表示器２８は、４つの７セグメントＬＥＤを有し、４桁の数字を表示することができる。スイッチ３１、３２、３３、３４は、７セグメントＬＥＤ表示器への表示内容を操作するためのスイッチである。このスイッチ３１、３２、３３、３４の操作については、後述の図７で説明する。

次に、表示内容について説明する。図８は、本発明の一実施例の表示部５５に表示される表示内容を説明するための図である。表示内容は、前述のように荷重を軽負荷・中負荷・重負荷と３区分に分類し、各荷重におけるドラム２０、移動シーブ２１による曲げ発生回数と、各荷重における合計曲げ発生回数、各荷重における合計曲げ発生回数を総合した総合曲げ発生回数を示している。ここで、ドラム２０と移動シーブ２１の曲げ発生回数を分けて測定するのは、ドラム２０と移動シーブ２１の径が違うため、ワイヤーロープ２が受ける負荷が異なるためである。

表示部５５に表示される表示内容は、識別番号８１、表示形式Ａ８２、表示形式Ｂ８３および表示内容８４から構成されている。

識別番号８１は１〜１２を有し、大別すると、１〜４がドラム２０の曲げ回数測定点ＭＰ１の曲げ回数、５〜８が移動シーブ２１の、例えば、曲げ回数測定点ＭＰ２の曲げ回数、９〜１１が荷重別の合計曲げ回数、１２がトータルの曲げ回数である。さらに、１〜４のドラム２０の曲げ回数は、軽負荷、中負荷、重負荷の３種類の荷重によって３つに区分され、４ではこれらの合計曲げ回数が表示される。５〜８の移動シーブ２１の、例えば、曲げ回数測定点ＭＰ２についても１〜４のドラム２０の曲げ回数の場合と同様に軽負荷、中負荷、重負荷の３種類の荷重によって３つに区分されている。なお、５〜８の移動シーブ２１の、例えば、曲げ回数測定点ＭＰ３については、後述のように表示を切替えて表示することもできる。

表示形式Ａには、７セグメントＬＥＤ表示器２８の４つの７セグメントＬＥＤのうち、２つ（上２桁）を用いて表示が行われる。上１桁目には、「ａ、ｂ、ｃ、ｄ」の４文字の何れかが表示され、「ａ」はドラム２０、「ｂ」は移動シーブ２１、「ｃ」は荷重別であることを示している。また、上２桁目には、「−」が上中下の３つの位置の何れかで表示され、「上」は軽負荷、「中」は中負荷、「下」は重負荷であることを示している。

表示形式Ｂには、７セグメントＬＥＤ表示器２８の４つの７セグメントＬＥＤを全て使用して４桁の表示が行われる。この４桁によりそれぞれの項目で測定された曲げ回数が表示される。

次に、曲げ回数の表示について説明する。図７は、本発明の一実施例の７セグメントＬＥＤ表示器２８で曲げ回数を表示する例を示す図である。なお、図７において、スイッチ３１、３２、３３、３４は、図６に示すスイッチ３１、３２、３３、３４に対応する。操作開始時の７セグメントＬＥＤ表示器２８には、ワイヤーロープ２の単位部２４の「番地Ｌ００１〜Ｌ１００」の何れかが表示される。本実施例では、この単位部２４の初期表示を「番地Ｌ００１」とする。この状態において、スイッチ３３は単位部２４の番地を増加させ、スイッチ３２は単位部２４の番地を減少させるスイッチである。例えば、番地Ｌ００１の状態から、「番地Ｌ０５０」を表示させたい場合には、スイッチ３３を４９回押す。また、例えば「番地Ｌ１００」の状態から「Ｌ００１」を表示させるには、スイッチ３３を１回押せばよい。逆に、番地を戻す場合には、スイッチ３２を所定回数押すことで表示することができる。

次に、この状態「番地Ｌ０５０」で、スイッチ３４を押すと、表示が表示形式Ａ８２（図８に示す。）に切り替わる。図７では、識別番号８１が１の表示形式Ａ８２が表示されており、この表示内容は、「ドラム２０の曲げ回数（軽負荷）」である。さらに、この状態からスイッチ３４を押すと、７セグメントＬＥＤ表示器２８には「０３００」が表示される。つまり、この一連の動作から、「ドラム２０の曲げ回数（軽負荷）」は「３００」回であることがわかる。さらに、この状態「０３００」で、スイッチ３１が押されると、直前の表示に戻ることができる。

また、７セグメントＬＥＤ表示器２８で曲げ回数を表示する場合、巻上動作または巻下動作に連動して、曲げ回数を表示させることもできる。この場合、点検時に、直接、単位部２４を確認できるという効果がある。

図９は、本発明の一実施例の巻上動作または巻下動作に連動して、曲げ回数を表示させる一実施例を説明するための図である。図９（ａ）〜（ｃ）は、移動シーブ２１を巻回しているワイヤーロープ２が右回り（巻下動作）に単位部２４の長さ分、順に移動した状態を示した図である。また、図９（ｄ）〜（ｆ）は、図９（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ対応した７セグメントＬＥＤ表示器２８の表示を示している。図９（ａ）では、位置表示点ＤＰ１の位置が番地Ｌ０５１にあるので、図９（ｄ）の７セグメントＬＥＤ表示器２８には「Ｌ０５１」が表示される。図９（ｂ）および（ｃ）でも同様に、位置表示点ＤＰ１の位置にある番地「Ｌ０５０」、「Ｌ０４９」が７セグメントＬＥＤ表示器２８に表示される。このように、巻上動作または巻下動作に連動させて、位置表示点２６にある単位部２４の総合曲げ回数を７セグメントＬＥＤ表示器２８に次々と表示させることもできる。尚、停止している際は、位置表示点ＤＰ１にある単位部２４を表示し続ける。このような方法により、実際のワイヤーロープ２のどの位置の曲げ回数を表示しているかがひと目で分かり、容易に確認を行うことができる。また、ドラム２０と移動シーブ２１の曲げ回数を分けて測定したデータを利用して、曲げ回数のデータにより点検作業を行う上で、より重点的な点検が行うことができる。

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載されたワイヤーロープ監視装置の実施例に限定されるものではなく、他のワイヤーロープ監視装置にも適用できることはいうまでもない。

本発明の一実施例のインバータ式クレーン装置の全体構成を示す斜視図である。本発明の一実施例のインバータ式クレーン装置の主要部の構成を示すブロック図である。本発明の一実施例のインバータ式クレーン装置の要部を示す概念図である。本発明の一実施例の曲げ回数の測定を説明するための図である。本発明の一実施例の動作を説明するための図である。本発明の一実施例の表示部の概略構成を示す図である。本発明の一実施例の曲げ回数の表示を説明するための図である。本発明の一実施例の表示内容を説明するための図である。本発明の他の一実施例の曲げ回数の表示を説明するための図である。

符号の説明

１：クレーンフック、２：ワイヤーロープ、３：巻上誘導電動機、４：巻上用装置、５：横行誘導電動機、６：横行用装置、７：横行用ガーダー、８：走行誘導電動機、９：走行用装置、１０：走行用ガーダー、１１：巻上・横行インバータ装置、１２：巻上・横行インバータ制御部、１３：操作入力装置、１４：巻上用インバータ、１５：横行用インバータ、１６：誘導電動機用ブレーキ、１７：走行用インバータ装置、１８：走行インバータ制御部、１９：走行用インバータ、２０：ドラム、２１：移動シーブ、２２：固定シーブ、２３：ワイヤーロープ固定端、２４：単位部、２７：制御基板、２８：７セグメントＬＥＤ表示器、３１、３２、３３、３４：スイッチ、５１：電流測定部、５２：荷重変換部５２、５３：パルス発生器、５４：記憶部、５５：表示部。

Claims

上部滑車とフックが取付けられた下部滑車との間に巻回されたワイヤーロープと、該ワイヤーロープの巻上及び巻下動作を行う誘導電動機と、該誘導電動機を制御する主制御部を備え、前記主制御部は、前記上部滑車の回転量に応じて所定のパルスを発生するパルス発生器と、前記誘導電動機の電流値から前記フックに取付けられた荷重を計測する荷重変換部を備え、前記主制御部は、前記ワイヤーロープを前記下部滑車の円周の長さの半分またはそれ以下の所定長さ毎に区分された複数の単位長ワイヤーロープのそれぞれに位置情報を設定し、該位置情報に対応して前記上部滑車と前記下部滑車とが前記複数の単位長ワイヤーロープの各々と接触する回数を前記パルス発生器で発生するパルスの数と関連付けて計数すると共に、前記荷重変換部から得られる前記下部滑車の前記フックに吊下げられる荷重を計測することにより前記ワイヤーロープの寿命を監視するワイヤーロープ監視装置。
請求項１に記載のワイヤーロープ監視装置において、更に、前記主制御部は、表示部を備え、前記表示部に前記複数の単位長ワイヤーロープの位置情報と前記上部滑車と前記下部滑車が前記複数の単位長ワイヤーロープの各々と接触する回数とを対応付けて表示することを特徴とするワイヤーロープ監視装置。
上部滑車とフックが取付けられた下部滑車との間に巻回されたワイヤーロープと、該ワイヤーロープの巻上及び巻下動作を行う誘導電動機と、該誘導電動機を制御する主制御部を備え、前記主制御部は、前記上部滑車の回転量に応じて所定のパルスを発生するパルス発生器と、前記誘導電動機の電流値から前記フックに取付けられた荷重を計測する荷重変換部を備えたワイヤーロープ監視装置において、
前記ワイヤーロープを前記下部滑車の円周の長さの半分またはそれ以下の所定長さに区分するステップと、前記所定長さに区分された複数の単位長ワイヤーロープに位置情報を対応付けるステップと、前記上部滑車と前記下部滑車とが接触する位置情報を取得するステップと、前記荷重変換部で前記下部滑車の前記フックに吊下げられる加重を計測するステップと、前記誘導電動機の回転に応じて前記上部滑車と前記下部滑車とが前記複数の単位長ワイヤーロープと接触する回数を前記パルス発生器で発生するパルスの数と関連付けて計数するステップとを有し、前記下部滑車の前記フックに吊下げられる荷重を計測するステップで計数される荷重と、前記パルス発生手段で計数するステップで得られる前記上部滑車と前記下部滑車との前記複数の単位長ワイヤーロープとの接触回数から前記ワイヤーロープの寿命を監視するワイヤーロープ監視方法。