JP2021081224A - ワイヤロープ探傷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高コスト化を抑制しながらＳＮ比を向上させることができるワイヤロープ探傷装置を得る。【解決手段】ワイヤロープ探傷装置においては、プローブ本体５と、プローブ本体５に着脱自在に設けられているカバー組立体３とが含まれている。プローブ本体５には、ワイヤロープ２の一部を通る磁束Ｆを発生する磁化器９と、磁束Ｆのうちワイヤロープ２から漏洩する漏洩磁束ＬＦを検知する磁気センサ７Ａとが含まれている。カバー組立体３には、カバー３１が含まれている。カバー組立体３には、カバー３１に設けられ、磁化器９に着脱自在な第１のポールピース３３１が含まれている。カバー組立体３には、第１のポールピース３３１からカバー３１の長手方向へ離れた位置でカバー３１に設けられ、磁化器９に着脱自在な第２のポールピース３３２が含まれている。【選択図】図１

Description

この発明は、ワイヤロープ探傷装置に関する。

従来、ワイヤロープに沿って配置されるカバーに一対のポールピースが溶接固定されたプローブを有するワイヤロープ探傷装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。従来のワイヤロープ探傷装置において、カバーの内周面には、コイルが貼り付けられている。

特開平０９−２１０９６８号公報

従来のワイヤロープ探傷装置は、ワイヤロープを磁気飽和させたときにワイヤロープの損傷部に発生する漏洩磁束をコイルで検出してワイヤロープの損傷を検出する。よって、従来のワイヤロープ探傷装置は、ワイヤロープの中の磁束密度の分布が均一に近づくほどＳＮ比を向上させることができる。

ワイヤロープの中の磁束密度の分布を均一に近づけるためには、ワイヤロープに含まれているストランドの撚りピッチに応じた間隔で一対のポールピースを配置することが考えられる。

しかし、従来のワイヤロープ探傷装置では、一対のポールピースがカバーに溶接固定され、コイルもカバーに貼り付けられている。よって、ワイヤロープの中の磁束密度を均一化するためには、カバー、コイル及び一対のポールピースの全てをワイヤロープの撚りピッチに応じて交換しなければならない。従って、従来のワイヤロープ探傷装置では、高コスト化は避けられない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、高コスト化を抑制しながらＳＮ比を向上させることができるワイヤロープ探傷装置を得ることを目的とする。

この発明に係るワイヤロープ探傷装置は、プローブ本体と、前記プローブ本体に着脱自在に設けられているカバー組立体と、を備え、前記プローブ本体は、ワイヤロープの一部を通る磁束を発生する磁化器と、前記磁束のうち前記ワイヤロープから漏洩する漏洩磁束を検知する磁気センサと、を有しており、前記カバー組立体は、前記プローブ本体を覆っており前記ワイヤロープの通過方向に沿って配置されるカバーと、前記カバーに設けられ、前記磁化器に着脱自在な第１のポールピースと、前記第１のポールピースから前記カバーの長手方向へ離れた位置で前記カバーに設けられ、前記磁化器に着脱自在な第２のポールピースと、を有している。

この発明に係るワイヤロープ探傷装置によれば、高コスト化を抑制しながらＳＮ比を向上させることができる。

実施の形態によるワイヤロープ探傷装置のプローブを示す分解斜視図である。 図１のカバー組立体を裏側から見た斜視図である。 図２のカバー組立体を示す分解斜視図である。 図１のコイル組立体を示す斜視図である。 図４のコイル組立体をコイルベースの底面から見た斜視図である。 図１の磁化器を示す斜視図である。 図６の磁化器を示す分解斜視図である。 図７の短絡ヨーク部が開放位置に配置されている場合の磁束を説明する概念図である。 図７の短絡ヨーク部が短絡位置に配置されている場合の磁束を説明する概念図である。 図８の溝部にワイヤロープが配置された状態を示す図である。 図１０の外周側磁気回路の磁束及び内周側磁気回路の磁束を説明する概念図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。 磁気回路の長さの違いによるワイヤロープの断面における磁束の磁束密度の分布の傾向を説明する図である。 図１２の溝部を介してポールピースと対向するストランドの対向面積の違いによるワイヤロープの断面における磁束の磁束密度の分布の傾向を説明する図である。 図１１のポールピース幅及びポールピース間距離の組み合わせが最適化された磁束の磁束密度の分布の傾向を説明する図である。 図１２のワイヤロープの断面において図１１のポールピース幅及びポールピース間距離に応じた磁束の磁束密度の最大値と最小値との差を説明する図である。 図１のプローブによるワイヤロープの探傷検査の結果を端末装置に組み込んで使用するシステム構成例を示す図である。 図１のプローブによるワイヤロープの探傷検査の結果を判定器に組み込むことにより、判定器の処理内容をデータロガーに供給するシステム構成例を示す図である。 図１のプローブによるワイヤロープの探傷検査の結果を判定器に組み込むことにより、判定器の処理内容をエレベータ制御盤に供給するシステム構成例を示す図である。

図１は、実施の形態によるワイヤロープ探傷装置のプローブ１を示す分解斜視図である。プローブ１は、カバー組立体３と、プローブ本体５とを備えている。

カバー組立体３は、プローブ本体５に着脱自在に設けられている。カバー組立体３がプローブ本体５に取り付けられている状態では、カバー組立体３がプローブ本体５を覆っている。これにより、カバー組立体３は、プローブ本体５を保護する。カバー組立体３には、溝部３５が設けられている。溝部３５の断面は、Ｕ字形に形成されている。

カバー組立体３は、カバー３１と、第１のポールピース３３１と、第２のポールピース３３２とを有している。カバー３１は、非磁性体から構成されている。カバー３１を構成する非磁性体としては、例えば、ステンレス鋼が用いられている。カバー３１は、プローブ本体５を覆っている。第１のポールピース３３１及び第２のポールピース３３２は、強磁性体から構成されている。第１のポールピース３３１及び第２のポールピース３３２を構成する強磁性体としては、例えば、鉄が用いられている。第１のポールピース３３１は、カバー３１に設けられている。第２のポールピース３３２は、第１のポールピース３３１に対してカバー３１の長手方向へ離れた位置でカバー３１に設けられている。

プローブ本体５は、コイル組立体７と、磁化器９とを有している。

コイル組立体７は、磁気センサ７Ａと、与圧機構７Ｂとを有している。

磁化器９は、バックヨーク９１と、第１の柱状体９８１と、第２の柱状体９８２と、可動ヨーク９４とを有している。

バックヨーク９１は、強磁性体から構成されている。バックヨーク９１を構成する強磁性体としては、例えば、鉄が用いられている。バックヨーク９１は、第１のヨーク端部９１１と、第２のヨーク端部９１２と、ヨーク中央部９１３とを含んでいる。バックヨーク９１の長手方向一端部は、第１のヨーク端部９１１となっている。バックヨーク９１の長手方向他端部は、第２のヨーク端部９１２となっている。ヨーク中央部９１３は、第１のヨーク端部９１１と第２のヨーク端部９１２との間に位置している。

第１の柱状体９８１は、第１の磁石９５１と、第１のフロントヨーク９６１とを含んでいる。

第１の磁石９５１は、永久磁石から構成されている。第１の磁石９５１を構成する永久磁石としては、例えば、ネオジム磁石が用いられている。第１の磁石９５１は、起磁力を発生する。

第１のフロントヨーク９６１は、強磁性体から構成されている。第１のフロントヨーク９６１を構成する強磁性体としては、例えば、鉄が用いられている。

第２の柱状体９８２は、第２の磁石９５２と、第２のフロントヨーク９６２とを含んでいる。

第２の磁石９５２は、永久磁石から構成されている。第２の磁石９５２を構成する永久磁石としては、例えば、ネオジム磁石が用いられている。第２の磁石９５２は、起磁力を発生する。

第２のフロントヨーク９６２は、強磁性体から構成されている。第２のフロントヨーク９６２を構成する強磁性体としては、例えば、鉄が用いられている。

なお、第１の磁石９５１及び第２の磁石９５２は、磁石９５と適宜総称される。

図２は、図１のカバー組立体３を裏側から見た斜視図である。第１のポールピース３３１の底面には、穴３３１２が形成されている。第２のポールピース３３２の底面には、穴３３２２が形成されている。

図３は、図２のカバー組立体３を示す分解斜視図である。溝部３５は、第１の端部３５１と、第２の端部３５２とを有している。第１の端部３５１及び第２の端部３５２のそれぞれの位置は、溝部３５の長手方向において互いに離れた位置となっている。

第１のポールピース３３１は、溝部３５の形状に合わせて形成されている。第１のポールピース３３１の断面は、Ｕ字形に形成されている。第１のポールピース３３１は、第１の端部３５１の裏側の位置でカバー３１に着脱自在に固定されている。第１のポールピース３３１は、磁化器９に着脱自在である。

第２のポールピース３３２は、溝部３５の形状に合わせて形成されている。第２のポールピース３３２の断面は、Ｕ字形に形成されている。第２のポールピース３３２は、第２の端部３５２の裏側の位置でカバー３１に着脱自在に固定されている。第２のポールピース３３２は、磁化器９に着脱自在である。

図４は、図１のコイル組立体７を示す斜視図である。磁気センサ７Ａは、センサ本体７Ａ１と、スペーサ７Ａ２とを含んでいる。

センサ本体７Ａ１は、コイルホルダ７３と、遮蔽板７４と、第１のコイル７５１と、第２のコイル７５２とを含んでいる。

コイルホルダ７３は、強磁性体から構成されている。コイルホルダ７３を構成する強磁性体としては、例えば、鉄が用いられている。コイルホルダ７３の断面は、Ｕ字形に形成されている。コイルホルダ７３は、第１のコイル７５１及び第２のコイル７５２を保持している。

遮蔽板７４は、強磁性体から構成されている。遮蔽板７４を構成する強磁性体としては、例えば、鉄が用いられている。２つの遮蔽板７４の一方は、コイルホルダ７３の両側面の一方に配置されている。２つの遮蔽板７４の他方は、コイルホルダ７３の両側面の他方に配置されている。これにより、２つの遮蔽板７４は、コイルホルダ７３を挟み込んでいる。

第１のコイル７５１及び第２のコイル７５２は、導電性材料から構成されている。第１のコイル７５１及び第２のコイル７５２のそれぞれを構成する導電性材料としては、例えば、銅が用いられている。

スペーサ７Ａ２は、非磁性体から構成されている。スペーサ７Ａ２を構成する非磁性体としては、例えば、ステンレス鋼が用いられている。６つのスペーサ７Ａ２のうち、４つのスペーサ７Ａ２は、２つの遮蔽板７４に固定されている。６つのスペーサ７Ａ２のうち、２つのスペーサ７Ａ２は、コイルホルダ７３に固定されている。

プローブ本体５にカバー組立体３が取り付けられている状態では、スペーサ７Ａ２が磁気センサ７Ａと、カバー３１との間に介在している。カバー３１とコイルホルダ７３との間には、スペーサ７Ａ２によって隙間が形成されている。これにより、第１のコイル７５１及び第２のコイル７５２がカバー３１に接触することが回避されている。

図５は、図４のコイル組立体７をコイルベース７１の底面から見た斜視図である。与圧機構７Ｂは、磁気センサ７Ａと磁化器９との間に介在している。具体的には、与圧機構７Ｂは、磁気センサ７Ａとバックヨーク９１との間に介在している。与圧機構７Ｂは、第１の柱状体９８１と第２の柱状体９８２との間に配置されている。与圧機構７Ｂは、スペーサ７Ａ２がカバー３１に押し付けられた状態を維持する。与圧機構７Ｂは、コイルベース７１と、弾性ブロック７２とを含んでいる。

コイルベース７１は、樹脂から構成されている。コイルベース７１の長手方向一端面は、第１の柱状体９８１に接触している。コイルベース７１の長手方向他端面は、第２の柱状体９８２に接触している。これにより、コイル組立体７は、第１の柱状体９８１と第２の柱状体９８２とで挟まれた位置に保たれている。

コイルベース７１は、第１のベース部７１１と、第２のベース部７１２と、中央ベース部７１３とを含んでいる。第１のベース部７１１及び第２のベース部７１２のそれぞれの位置は、コイルベース７１の長手方向において互いに離れた位置となっている。中央ベース部７１３は、第１のベース部７１１と第２のベース部７１２との間に位置している。また、コイルベース７１には、コイルベース７１の厚さ方向において互いに対向する第１ベース面及び第２ベース面が形成されている。

第１のベース部７１１には、第１ベース面から第２ベース面に達する貫通孔が孔７８１として形成されている。図示は省略するが、孔７８１には、第１のコイル７５１の端部が通されている。

第２のベース部７１２には、第１ベース面から第２ベース面に達する貫通孔が孔７８２として形成されている。図示は省略するが、孔７８２には、第２のコイル７５２の端部が通されている。

中央ベース部７１３における第２ベース面には、４つの端子７９が固定されている。中央ベース部７１３における第１ベース面には、磁気センサ７Ａが取り付けられている。

４つの端子７９は、導電性材料から構成されている。４つの端子７９を構成する導電性材料としては、例えば、銅が用いられている。図示は省略するが、４つの端子７９のうち、孔７８１に近い２つの端子７９には、孔７８１に通された第１のコイル７５１の端部が固定されている。また、図示は省略するが、４つの端子７９のうち、孔７８２に近い他の２つの端子７９には、孔７８２に通された第２のコイル７５２の端部が固定されている。４つの端子７９には、磁気センサ７Ａの検知結果を外部に出力させる信号線が接続されている。

４つの弾性ブロック７２は、コイルベース７１の４つの角部に取り付けられている。４つの弾性ブロック７２のそれぞれは、弾性体から構成されている。弾性ブロック７２を構成する弾性体としては、例えば、ウレタンが用いられている。４つの弾性ブロック７２のそれぞれは、コイルベース７１とバックヨーク９１との間に配置されている。また、４つの弾性ブロック７２のそれぞれは、コイルベース７１及びバックヨーク９１の間において圧縮されることによって弾性変形している。これにより、４つの弾性ブロック７２は、磁気センサ７Ａをカバー組立体３に押し付ける弾性復元力を発生している。

図６は、図１の磁化器９を示す斜視図である。第１のヨーク端部９１１には、第１の柱状体９８１が固定されている。第１の磁石９５１は、第１のヨーク端部９１１と、第１のフロントヨーク９６１との間に配置されている。第１の磁石９５１は、一方の磁極面を第１のフロントヨーク９６１に向けて配置され、他方の磁極面を第１のヨーク端部９１１に向けて配置されている。第１のフロントヨーク９６１には、第１の磁石９５１に接する面と対向する面に第１のダボ９７１が設けられている。第１のダボ９７１には、図２及び図３の穴３３１２が嵌められている。これにより、第１のフロントヨーク９６１に対する第１のポールピース３３１の位置が固定されている。即ち、第１のダボ９７１は、磁化器９に対するカバー組立体３の位置決めを行う。

第２のヨーク端部９１２には、第２の柱状体９８２が固定されている。第２の磁石９５２は、第２のヨーク端部９１２と、第２のフロントヨーク９６２との間に配置されている。第２の磁石９５２は、一方の磁極面を第２のヨーク端部９１２に向けて配置され、他方の磁極面を第２のフロントヨーク９６２に向けて配置されている。第２のフロントヨーク９６２には、第２の磁石９５２に接する面と対向する面に第２のダボ９７２が設けられている。第２のダボ９７２には、図２及び図３の穴３３２２が嵌められている。これにより、第２のフロントヨーク９６２に対する第２のポールピース３３２の位置が固定されている。即ち、第２のダボ９７２は、磁化器９に対するカバー組立体３の位置決めを行う。

第１の磁石９５１及び第２の磁石９５２のそれぞれは、バックヨーク９１の長手方向において互いに離して配置されている。これにより、第１のポールピース３３１及び第２のポールピース３３２のそれぞれは、バックヨーク９１の長手方向において互いに離して配置されている。磁気センサ７Ａは、バックヨーク９１の長手方向において第１のポールピース３３１と、第２のポールピース３３２との間に配置されている。

図７は、図６の磁化器９を示す分解斜視図である。可動ヨーク９４は、強磁性体から構成されている。可動ヨーク９４を構成する強磁性体としては、例えば、鉄が用いられている。可動ヨーク９４は、減磁ヨーク部９４１と、短絡ヨーク部９４２と、接合部９４３とを含んでいる。

バックヨーク９１には、切欠き部９２が設けられている。切欠き部９２は、第１のヨーク端部９１１の端面からヨーク中央部９１３に向けて形成されている。切欠き部９２の断面は、矩形に形成されている。切欠き部９２は、減磁ヨーク部９４１及び接合部９４３が挿入可能な形状及び大きさに形成されている。

第１のヨーク端部９１１には、バックヨーク９１の短手方向に第１のヨーク端部９１１を貫通する２個の貫通孔が孔９８として形成されている。

減磁ヨーク部９４１の断面は、矩形に形成されている。減磁ヨーク部９４１には、接触面９４１１が形成されている。

短絡ヨーク部９４２の断面は、矩形に形成されている。短絡ヨーク部９４２には、両極接触面９４２１が形成されている。

減磁ヨーク部９４１と短絡ヨーク部９４２とは、接合部９４３を介して互いに繋がっている。この例では、短絡ヨーク部９４２が減磁ヨーク部９４１に対して傾斜している。減磁ヨーク部９４１と短絡ヨーク部９４２とがなす角度は、鈍角となっている。接合部９４３には、貫通孔が孔９４４として形成されている。

バックヨーク９１には、支持軸９３が設けられている。支持軸９３は、接合部９４３が切欠き部９２に配置された状態で孔９４４及び２個の孔９８のそれぞれに通されている。これにより、可動ヨーク９４は、支持軸９３を中心に回転自在になっている。

可動ヨーク９４が支持軸９３を中心に回転し、可動ヨーク９４の位置が変更されることにより、接触面９４１１の一部は、第１の磁石９５１の磁極面のうち、第１のヨーク端部９１１に向いている磁極面と接する。可動ヨーク９４が支持軸９３を中心に回転し、可動ヨーク９４の位置が変更されることにより、両極接触面９４２１の一部は、第１の磁石９５１の両方の磁極と接する。

つまり、短絡ヨーク部９４２は、支持軸９３を中心とする可動ヨーク９４の回転により、開放位置ＰＯと、短絡位置ＰＳとの間を移動自在になっている。減磁ヨーク部９４１は、支持軸９３を中心とする可動ヨーク９４の回転により、通常位置ＰＮと、減磁位置ＰＤとの間を移動自在になっている。

図８は、図７の短絡ヨーク部９４２が開放位置ＰＯに配置されている場合の磁束Ｆを説明する概念図である。図８においては、図示の都合上、溝部３５の断面形状部分がハッチングで示されている。図８の例では、磁気回路ＦＣは、磁化器９と、第１のポールピース３３１と、第２のポールピース３３２とから形成されている。

開放位置ＰＯは、両極接触面９４２１が第１の磁石９５１から離れた位置である。

短絡ヨーク部９４２が開放位置ＰＯに位置する場合、減磁ヨーク部９４１は、通常位置ＰＮに位置する。通常位置ＰＮは、減磁ヨーク部９４１が切欠き部９２に挿入された位置である。

減磁ヨーク部９４１が通常位置ＰＮに配置されている場合、減磁ヨーク部９４１は、磁気回路ＦＣの一部に含まれている。これにより、第１の柱状体９８１、第１のポールピース３３１、第２のポールピース３３２、第２の柱状体９８２、バックヨーク９１及び減磁ヨーク部９４１を通る磁束Ｆが発生する。

短絡ヨーク部９４２が開放位置ＰＯに配置されている場合、両極接触面９４２１が第１の磁石９５１の両極に接触しない。

図９は、図７の短絡ヨーク部９４２が短絡位置ＰＳに配置されている場合の磁束Ｆを説明する概念図である。

短絡位置ＰＳは、両極接触面９４２１が開放位置ＰＯよりも第１の磁石９５１に近い位置である。

短絡ヨーク部９４２が短絡位置ＰＳに位置する場合、減磁ヨーク部９４１は、減磁位置ＰＤに位置する。減磁位置ＰＤは、減磁ヨーク部９４１が切欠き部９２から外れた位置である。

減磁ヨーク部９４１が減磁位置ＰＤに配置されている場合、減磁ヨーク部９４１が通常位置ＰＮに配置されている場合と比べ、切欠き部９２では、磁気回路ＦＣに含まれている強磁性体としての減磁ヨーク部９４１が占める部位の割合は減少する。これにより、減磁ヨーク部９４１が減磁位置ＰＤに配置されている場合、減磁ヨーク部９４１が通常位置ＰＮに配置されている場合と比べ、第１の柱状体９８１、第１のポールピース３３１、第２のポールピース３３２、第２の柱状体９８２、バックヨーク９１及び減磁ヨーク部９４１を通る磁束Ｆの磁束量は減少する。

短絡ヨーク部９４２が短絡位置ＰＳに配置されている場合、両極接触面９４２１が第１の磁石９５１の両極に接触する。これにより、第１の柱状体９８１、短絡ヨーク部９４２及び接合部９４３を通る磁束ＦＳが発生する。この結果、第１のポールピース３３１、第２のポールピース３３２及び磁化器９を通る磁束Ｆの磁束量は減少する。

可動ヨーク９４の状態は、短絡ヨーク部９４２が開放位置ＰＯに位置し、かつ減磁ヨーク部９４１が通常位置ＰＮに位置する図８に示す第１の状態になり得る。また、可動ヨーク９４の状態は、短絡ヨーク部９４２が短絡位置ＰＳに位置し、かつ減磁ヨーク部９４１が減磁位置ＰＤに位置する図９に示す第２の状態になり得る。

よって、可動ヨーク９４の状態は、第１の状態と、第２の状態とのいずれか一方の状態になっている。可動ヨーク９４の状態は、可動ヨーク９４が支持軸９３を中心として回転することにより、第１の状態と、第２の状態との間で変化する。

図１０は、図８の溝部３５にワイヤロープ２が配置された状態を示す図である。カバー３１は、ワイヤロープ２の通過方向ＷＤに沿って配置されている。ワイヤロープ探傷装置によってワイヤロープ２の探傷検査が行われるときには、溝部３５の長手方向に沿った通過方向ＷＤにワイヤロープ２がプローブ１に対して移動する。プローブ１は、ワイヤロープ２を溝部３５に接触させながら計測を実施する。

図１０の例では、第１の磁石９５１の極性の向きが第１のヨーク端部９１１から第１のフロントヨーク９６１を介して第１のポールピース３３１に向かう向きとなっている。また、図１０の例では、第２の磁石９５２の極性の向きが第２のポールピース３３２から第２のフロントヨーク９６２を介して第２のヨーク端部９１２に向かう向きとなっている。

つまり、第１の磁石９５１の極性は、第２の磁石９５２の極性と逆向きとなっている。よって、ワイヤロープ２が溝部３５に配置された状態では、第１の磁石９５１及び第２の磁石９５２は、第１のポールピース３３１、ワイヤロープ２の一部、第２のポールピース３３２及び磁化器９から構成された磁気回路ＦＣＣを通る磁束Ｆを発生する。

これにより、ワイヤロープ２が溝部３５に配置された状態では、ワイヤロープ２のうち、第１のポールピース３３１に対向する部分と、第２のポールピース３３２に対向する部分との間の区間Ｗでワイヤロープ２が磁化される。ワイヤロープ２では、第１の磁石９５１及び第２の磁石９５２により磁束Ｆがワイヤロープ２の長手方向に沿って通る。

つまり、磁化器９は、ワイヤロープ２の一部を通る磁束Ｆを発生する。第１のポールピース３３１及び第２のポールピース３３２のそれぞれは、磁化器９で発生した磁束Ｆをワイヤロープ２に導く。

図１０に示すように、ワイヤロープ２のうち、磁束Ｆが通っている部分に損傷部ＢＷがあると、損傷部ＢＷの周囲でワイヤロープ２から磁束Ｆの一部が漏洩磁束ＬＦとして漏洩する。

ワイヤロープ２をプローブ１に対して移動させた場合、第１のコイル７５１及び第２のコイル７５２は、漏洩磁束ＬＦと鎖交する。よって、漏洩磁束ＬＦに応じた信号である誘起電圧が、第１のコイル７５１及び第２のコイル７５２に発生する。これにより、磁気センサ７Ａは、磁束Ｆのうちワイヤロープ２から漏洩する漏洩磁束ＬＦを検知する。

図１１は、図１０の外周側磁気回路ＦＣｏの磁束Ｆｏ及び内周側磁気回路ＦＣｉの磁束Ｆｉを説明する概念図である。また、図１２は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。ワイヤロープ２は、心綱２１と、心綱２１の周りに一定の撚りピッチＴｗで撚り合わされた複数のストランド２２とから構成されている。

図１１に示すように、カバー３１の長手方向における第１のポールピース３３１及び第２のポールピース３３２のそれぞれの寸法は、ポールピース幅Ｌ１として表す。また、第１のポールピース３３１と第２のポールピース３３２との間の距離は、ポールピース間距離Ｌ２として表す。

ワイヤロープ探傷装置のＳＮ比を向上させるには、ワイヤロープ２内の磁束密度を均一化させることが考えられる。磁石９５の起磁力、ワイヤロープ２の透磁率及び第１のポールピース３３１及び第２のポールピース３３２のそれぞれの断面形状が一定である場合、ワイヤロープ２内の磁束密度の均一さは、磁気回路ＦＣの長さと、第１のポールピース３３１及び第２のポールピース３３２のそれぞれに対向する各ストランド２２の対向面積とで決定される。

ここで、磁気回路ＦＣの内周部は、内周側磁気回路ＦＣｉとして表す。内周側磁気回路ＦＣｉを通る磁束Ｆは、磁束Ｆｉとして表す。磁気回路ＦＣの外周部は、外周側磁気回路ＦＣｏとして表す。外周側磁気回路ＦＣｏを通る磁束Ｆは、磁束Ｆｏとして表す。

内周側磁気回路ＦＣｉの経路長は、外周側磁気回路ＦＣｏの経路長に比べて短い。よって、内周側磁気回路ＦＣｉの磁気抵抗は、外周側磁気回路ＦＣｏの磁気抵抗よりも小さい。

また、図１２に示すように、ワイヤロープ２の断面において、心綱２１の中心軸Ｏと、溝部３５の最深点３５３とを通る直線は、仮想直線ＶＬ１として表す。さらに、仮想直線ＶＬ１上において、中心軸Ｏから溝部３５の最深点３５３へ延びる直線は、基準線ＢＰＬとして表す。また、ワイヤロープ２の断面において、ワイヤロープ２における周方向の位置は、基準線ＢＰＬに対する角度によって表す。従って、ワイヤロープ２における基準線ＢＰＬ上の位置は、０°方向の位置となる。

さらに、図１２において、基準線ＢＰＬ上から中心軸Ｏを中心として反時計方向へ進んだ位置は正方向の位置として表し、基準線ＢＰＬ上から中心軸Ｏを中心として時計方向へ進んだ位置は負方向の位置として表す。従って、例えば、中心軸Ｏを通り仮想直線ＶＬ１に直交する直線を仮想直線ＶＬ２とした場合、仮想直線ＶＬ２上において中心軸Ｏから図１２の右側へ延びる直線上の位置は＋９０°方向の位置として表し、仮想直線ＶＬ２上において中心軸Ｏから図１２の左側へ延びる直線上の位置は−９０°方向の位置として表す。また、仮想直線ＶＬ１上において中心軸Ｏから最深点３５３側とは反対側へ延びる直線上の位置は、基準線ＢＰＬからの反時計方向の位置として特定する場合に＋１８０°方向の位置として表し、基準線ＢＰＬからの時計方向の位置として特定する場合に−１８０°方向の位置として表す。

図１２においては、磁束Ｆｉは、ワイヤロープ２の周方向の位置のうち、０°方向の位置に集中する。一方、磁束Ｆｏは、ワイヤロープ２の周方向の位置のうち、＋１８０°方向又は−１８０°方向の位置に集中する。

図１３は、磁気回路ＦＣの長さの違いによるワイヤロープ２の断面における磁束Ｆの磁束密度の分布の傾向を説明する図である。内周側磁気回路ＦＣｉの磁気抵抗は、外周側磁気回路ＦＣｏの磁気抵抗よりも小さい。上述したように、磁束Ｆｉの磁束密度は、磁束Ｆｏの磁束密度よりも大きい。よって、ＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面における磁束Ｆの磁束密度の分布は、０°方向の位置から＋１８０°方向又は−１８０°方向の位置になるほど小さくなる傾向がある。

図１４は、図１２の溝部３５を介して第１のポールピース３３１及び第２のポールピース３３２のそれぞれと対向するストランド２２の対向面積の違いによるワイヤロープ２の断面における磁束Ｆの磁束密度の分布の傾向を説明する図である。

溝部３５を介して第１のポールピース３３１及び第２のポールピース３３２のそれぞれと対向するストランド２２の対向面積は、ポールピース間距離Ｌ２を固定した状態でポールピース幅Ｌ１を増やすほど、＋１８０°方向又は−１８０°方向の位置に集中して大きくなる傾向がある。よって、この場合、＋１８０°方向又は−１８０°方向の位置に磁束Ｆが集まる傾向がある。

また、溝部３５を介して第１のポールピース３３１及び第２のポールピース３３２のそれぞれと対向するストランド２２の対向面積は、ポールピース幅Ｌ１を固定した状態でポールピース間距離Ｌ２を増やすほど、＋１８０°方向又は−１８０°方向の位置に集中して大きくなる傾向がある。よって、この場合でも、＋１８０°方向又は−１８０°方向の位置に磁束Ｆが集まる傾向がある。

よって、第１のポールピース３３１及び第２のポールピース３３２のそれぞれと対向するストランド２２の対向面積の違いに基づいて磁束Ｆの磁束密度の分布を検討した場合、図１４に示すように、ＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面における磁束Ｆの磁束密度の分布は、０°方向の位置から＋１８０°方向又は−１８０°方向の位置になるほど大きくなる傾向がある。

図１５は、図１１のポールピース幅Ｌ１及びポールピース間距離Ｌ２の組み合わせが最適化された磁束Ｆの磁束密度の分布の傾向を説明する図である。図１５に示すように、ポールピース幅Ｌ１及びポールピース間距離Ｌ２の組み合わせが最適化されることにより、磁束Ｆの磁束密度が均一化されている。

ポールピース幅Ｌ１及びポールピース間距離Ｌ２の最適な組み合わせとは、ＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面における磁束Ｆの磁束密度の最大値と最小値との差が、ポールピース幅Ｌ１及びポールピース間距離Ｌ２の組み合わせの中で最小となるポールピース幅Ｌ１及びポールピース間距離Ｌ２の組み合わせである。

ところが、ポールピース幅Ｌ１及びポールピース間距離Ｌ２の最適な組み合わせは、ワイヤロープ２の外径と、ワイヤロープ２のストランド２２の撚りピッチＴｗとに応じて変わる。

よって、ポールピース幅Ｌ１及びポールピース間距離Ｌ２は、ワイヤロープ２の外径と、ワイヤロープ２のストランド２２の撚りピッチＴｗとに応じて決定されている。

図１６は、図１２のワイヤロープ２の断面において図１１のポールピース幅Ｌ１及びポールピース間距離Ｌ２に応じた磁束Ｆの磁束密度の最大値と最小値との差を説明する図である。図１６の例では、ワイヤロープ２の外径を一定にさせた状態において、ワイヤロープ２のストランド２２の撚りピッチＴｗをさまざまな値に変えたときの磁束Ｆの磁束密度を磁界解析した結果が示されている。図１６の例では、ポールピース幅Ｌ１がＴｗ／４であって、ポールピース間距離Ｌ２が３・Ｔｗ／８であるとき、磁束Ｆの磁束密度の最大値と最小値との差が最小となるポールピース幅Ｌ１及びポールピース間距離Ｌ２の組み合わせが示されている。

ここで、ワイヤロープ２におけるストランド２２の数はＮとして表す。

ポールピース幅Ｌ１と、ワイヤロープ２のストランド２２の撚りピッチＴｗとの関係は次のように表す。

ポールピース幅Ｌ１は、Ｔｗ／４以上、Ｔｗ／４＋Ｔｗ／Ｎ以下である。

ポールピース間距離Ｌ２と、ワイヤロープ２のストランド２２の撚りピッチＴｗとの関係は次のように表す。

ポールピース間距離Ｌ２は、３・Ｔｗ／８以上、３・Ｔｗ／８＋Ｔｗ／Ｎ以下である。

図１７は、図１のプローブ１によるワイヤロープ２の探傷検査の結果を端末装置５０１に組み込んで使用するシステム構成例を示す図である。ワイヤロープ探傷装置は、図１７に示すように、ワイヤロープ２の損傷をプローブ１が検出するものである。ワイヤロープ２は、例えば、エレベータのかごを吊り下げるものである。なお、ワイヤロープ２は、クレーンに使用されてもよい。

プローブ１は、ワイヤロープ２に対して例えば通過方向ＷＤに沿って移動しているときに素線の損傷を検出する。プローブ１は、ケーブルを介して、例えば、アナログ信号であるセンサ信号をＡＤ変換器３０１に供給する。ＡＤ変換器３０１は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換器３０１により変換されたデジタル信号は、端末装置５０１に入力される。端末装置５０１としては、例えば、パソコンが用いられる。端末装置５０１は、ＡＤ変換器３０１から入力されたデジタル信号に各種信号処理を施すことにより、素線の損傷の有無を判定する。また、端末装置５０１は、素線の損傷の有無の判定結果を表示する。

図１８は、図１のプローブ１によるワイヤロープ２の探傷検査の結果を判定器４０１に組み込むことにより、判定器４０１の処理内容をデータロガー６０１に供給するシステム構成例を示す図である。プローブ１は、ケーブルを介して、例えば、アナログ信号から構成されたセンサ信号を判定器４０１に供給する。判定器４０１は、マイコンが搭載されている。判定器４０１は、専用ハードウェアである。判定器４０１は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。判定器４０１は、変換したデジタル信号に各種信号処理を施すことにより、素線の損傷の有無を判定する。また、判定器４０１は、素線の損傷の有無の判定結果を報知する。

なお、判定器４０１は、内部で処理した各種信号をアナログ信号又はデジタル信号として外部装置に供給可能である。外部装置としては、例えば、データロガー６０１が用いられる。データロガー６０１は、判定器４０１からアナログ信号又はデジタル信号が入力されることで、波形の表示が可能である。また、データロガー６０１は、判定器４０１の処理内容を記録可能である。

図１９は、図１のプローブ１によるワイヤロープ２の探傷検査の結果を判定器４０１に組み込むことにより、判定器４０１の処理内容をエレベータ制御盤７０１に供給するシステム構成例を示す図である。エレベータ制御盤７０１は、判定器４０１からデジタル信号が入力されることで、どの物件のどのワイヤロープ２が断線しているか等の監視情報を中央監視センターへ伝達可能である。

以上の説明から、この発明に係るワイヤロープ探傷装置は、プローブ本体５と、プローブ本体５に着脱自在に設けられているカバー組立体３と、を備えている。プローブ本体５は、ワイヤロープ２の一部を通る磁束Ｆを発生する磁化器９と、磁束Ｆのうちワイヤロープ２から漏洩する漏洩磁束ＬＦを検知する磁気センサ７Ａと、を有している。カバー組立体３は、プローブ本体５を覆っておりワイヤロープ２の通過方向ＷＤに沿って配置されるカバー３１を有している。カバー組立体３は、カバー３１に設けられ、磁化器９に着脱自在な第１のポールピース３３１を有している。カバー組立体３は、第１のポールピース３３１からカバー３１の長手方向へ離れた位置でカバー３１に設けられ、磁化器９に着脱自在な第２のポールピース３３２を有している。

換言すれば、カバー組立体３は、プローブ本体５から取り外しが自在である。よって、プローブ１によりワイヤロープ２を探傷するときにプローブ１による探傷対象であるワイヤロープ２の形状が以前とは異なっていた場合には以下のようになされることが可能になる。

プローブ本体５に対してカバー組立体３を交換することにより、探傷対象であるワイヤロープ２に応じたカバー組立体３を探傷検査に用いることができる。これにより、ワイヤロープ探傷装置のＳＮ比を向上させることができる。また、プローブ本体５に磁気センサ７Ａが含まれていることから、形状が異なる複数のワイヤロープ２に対して探傷検査を行う場合でも、磁気センサ７Ａを交換せずに探傷検査を行うことができる。従って、ワイヤロープ探傷装置の高コスト化を抑制することができる。これにより、ワイヤロープ探傷装置の高コスト化を抑制しながら、ワイヤロープ探傷装置のＳＮ比を向上させることができる。

また、ポールピース幅Ｌ１及びポールピース間距離Ｌ２は、ワイヤロープ２のストランド２２の撚りピッチＴｗに応じて決定されている。

よって、ワイヤロープ２の形状に応じた第１のポールピース３３１及び第２のポールピース３３２を用いることができる。従って、第１のポールピース３３１と第２のポールピース３３２との間の区間Ｗの間にあるワイヤロープ２の磁束密度の不均衡を低減させることができる。

また、ポールピース幅Ｌ１は、Ｔｗ／４以上、Ｔｗ／４＋Ｔｗ／Ｎ以下である。ポールピース間距離Ｌ２は、３Ｔｗ／８以上、３Ｔｗ／８＋Ｔｗ／Ｎ以下である。なお、ポールピース幅Ｌ１及びポールピース間距離Ｌ２のそれぞれと、撚りピッチＴｗとの関係は、ワイヤロープ２の断面の磁束密度の磁界解析から導かれている。

よって、ワイヤロープ探傷装置は、第１のポールピース３３１と第２のポールピース３３２との間の区間Ｗの間にあるワイヤロープ２の磁束密度の最大値と最小値との差を最小化するポールピース幅Ｌ１及びポールピース間距離Ｌ２の組み合わせを選択させることができる。従って、第１のポールピース３３１と第２のポールピース３３２との間の区間Ｗの間にあるワイヤロープ２の磁束密度の不均衡をさらに確実に低減させることができる。

また、プローブ本体５は、磁気センサ７Ａと磁化器９との間に介在しており、磁気センサ７Ａがカバー３１に押し付けられた状態を維持する与圧機構７Ｂを有している。

よって、ワイヤロープ探傷装置は、磁気センサ７Ａとカバー３１との密着性を高めることができる。従って、プローブ１によりワイヤロープ２の探傷検査が行われているとき、カバー３１、第１のコイル７５１及び第２のコイル７５２のそれぞれの相対的な位置ずれを抑制することができる。これにより、ワイヤロープ２の損傷部ＢＷの位置をより正確に特定することができる。

また、磁化器９は、磁束Ｆを発生する磁石９５と、磁石９５が設けられており、磁束Ｆが通るバックヨーク９１と、短絡ヨーク部９４２を含み、短絡ヨーク部９４２とバックヨーク９１とで磁気回路ＦＣの一部を形成する可動ヨーク９４とを有している。短絡ヨーク部９４２は、磁石９５から離れた開放位置ＰＯと、開放位置ＰＯよりも磁石９５に近い短絡位置ＰＳとの間で磁石９５に対して移動自在となっている。可動ヨーク９４の状態は、短絡ヨーク部９４２が開放位置ＰＯに位置する第１の状態と、短絡ヨーク部９４２が短絡位置ＰＳに位置する第２の状態とのいずれか一方の状態になっている。

よって、短絡ヨーク部９４２は、磁石９５から離れた開放位置ＰＯと、開放位置ＰＯよりも磁石９５に近い短絡位置ＰＳとのいずれか一方に配置される。従って、短絡ヨーク部９４２を短絡位置ＰＳに移動させることにより、磁気回路ＦＣに生じる磁束Ｆを減少させることができる。これにより、第１のポールピース３３１及び第２のポールピース３３２のそれぞれを吸引する磁石９５の吸引力を低減させることができる。この結果、カバー組立体３がプローブ本体５から外れやすくすることができ、カバー組立体３の交換を容易にすることができる。

また、磁化器９は、磁束Ｆを発生する磁石９５と、磁石９５が設けられており、磁束Ｆが通るバックヨーク９１と、減磁ヨーク部９４１を含み、減磁ヨーク部９４１とバックヨーク９１とで磁気回路ＦＣの一部を形成する可動ヨーク９４とを有している。バックヨーク９１には、減磁ヨーク部９４１が挿入可能な切欠き部９２が設けられている。減磁ヨーク部９４１は、切欠き部９２に挿入された通常位置ＰＮと、切欠き部９２から外れた減磁位置ＰＤとの間でバックヨーク９１に対して移動可能となっている。可動ヨーク９４の状態は、減磁ヨーク部９４１が通常位置ＰＮに位置する第１の状態と、減磁ヨーク部９４１が減磁位置ＰＤに位置する第２の状態とのいずれか一方の状態になっている。

よって、減磁ヨーク部９４１は、切欠き部９２に挿入された通常位置ＰＮと、切欠き部９２から外れた減磁位置ＰＤとのいずれか一方に配置される。従って、減磁ヨーク部９４１を減磁位置ＰＤに移動させることにより、磁気回路ＦＣに生じる磁束Ｆを減少させることができる。これにより、第１のポールピース３３１及び第２のポールピース３３２のそれぞれを吸引する磁石９５の吸引力を低減させることができる。この結果、カバー組立体３がプローブ本体５から外れやすくすることができ、カバー組立体３の交換を容易にすることができる。

また、可動ヨーク９４は、バックヨーク９１に設けられた支持軸９３を中心に回転自在になっている。可動ヨーク９４の状態は、可動ヨーク９４が支持軸９３を中心として回転することにより、第１の状態と、第２の状態との間で変化する。

よって、可動ヨーク９４の位置を簡易な構成で変更させることができる。従って、第１のポールピース３３１及び第２のポールピース３３２のそれぞれを吸引する磁石９５の吸引力を低コストで低減させることができる。

実施の形態においては、可動ヨーク９４が支持軸９３を中心に回転自在になっている一例について説明したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、可動ヨーク９４はバックヨーク９１に着脱自在に設けられていてもよい。これにより、バックヨーク９１から取り外した可動ヨーク９４を第１の磁石９５１の磁極の両極を短絡させる短絡位置ＰＳに取り付けることができる。

また、実施の形態においては、可動ヨーク９４が短絡ヨーク部９４２を含む一例について説明したが、特にこれに限定されるものではない。可動ヨーク９４は短絡ヨーク部９４２を含まなくてもよい。

また、実施の形態においては、可動ヨーク９４が減磁ヨーク部９４１を含む一例について説明したが、特にこれに限定されるものではない。可動ヨーク９４は減磁ヨーク部９４１を含まなくてもよい。

２ ワイヤロープ、２２ ストランド、３ カバー組立体、３１ カバー、３３１ 第１のポールピース、３３２ 第２のポールピース、５ プローブ本体、７Ａ 磁気センサ、７Ａ１ センサ本体、７Ａ２ スペーサ、７Ｂ 与圧機構、９ 磁化器、９１ バックヨーク、９２ 切欠き部、９３ 支持軸、９４ 可動ヨーク、９４１ 減磁ヨーク部、９４２ 短絡ヨーク部、９５ 磁石、Ｌ１ ポールピース幅、Ｌ２ ポールピース間距離、ＰＯ 開放位置、ＰＳ 短絡位置、ＰＮ 通常位置、ＰＤ 減磁位置、ＦＣ 磁気回路、Ｔｗ 撚りピッチ、ＷＤ 通過方向。

Claims (7)

1. プローブ本体と、
   前記プローブ本体に着脱自在に設けられているカバー組立体と、
   を備え、
   前記プローブ本体は、
   ワイヤロープの一部を通る磁束を発生する磁化器と、
   前記磁束のうち前記ワイヤロープから漏洩する漏洩磁束を検知する磁気センサと、
   を有しており、
   前記カバー組立体は、
   前記プローブ本体を覆っており前記ワイヤロープの通過方向に沿って配置されるカバーと、
   前記カバーに設けられ、前記磁化器に着脱自在な第１のポールピースと、
   前記第１のポールピースから前記カバーの長手方向へ離れた位置で前記カバーに設けられ、前記磁化器に着脱自在な第２のポールピースと、
   を有しているワイヤロープ探傷装置。
2. 前記カバーの長手方向における前記第１のポールピース及び前記第２のポールピースのそれぞれの寸法をポールピース幅Ｌ１とし、前記第１のポールピースと前記第２のポールピースとの間の距離をポールピース間距離Ｌ２とすると、
   前記ポールピース幅Ｌ１及び前記ポールピース間距離Ｌ２は、前記ワイヤロープのストランドの撚りピッチＴｗに応じて決定されている請求項１に記載のワイヤロープ探傷装置。
3. 前記ワイヤロープにおける前記ストランドの数をＮとすると、
   前記ポールピース幅Ｌ１は、Ｔｗ／４以上、Ｔｗ／４＋Ｔｗ／Ｎ以下であり、
   前記ポールピース間距離Ｌ２は、３Ｔｗ／８以上、３Ｔｗ／８＋Ｔｗ／Ｎ以下である請求項２に記載のワイヤロープ探傷装置。
4. 前記プローブ本体は、
   前記磁気センサと前記磁化器との間に介在している与圧機構、
   を有しており、
   前記与圧機構は、前記磁気センサが前記カバーに押し付けられた状態を維持する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のワイヤロープ探傷装置。
5. 前記磁化器は、
   前記磁束を発生する磁石と、
   前記磁石が設けられており、前記磁束が通るバックヨークと、
   短絡ヨーク部を含み、前記短絡ヨーク部と前記バックヨークとで磁気回路の一部を形成する可動ヨークと、
   を有しており、
   前記短絡ヨーク部は、前記磁石から離れた開放位置と、前記開放位置よりも前記磁石に近い短絡位置との間で前記磁石に対して移動自在となっており、
   前記可動ヨークの状態は、前記短絡ヨーク部が前記開放位置に位置する第１の状態と、前記短絡ヨーク部が前記短絡位置に位置する第２の状態とのいずれか一方の状態になっている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のワイヤロープ探傷装置。
6. 前記磁化器は、
   前記磁束を発生する磁石と、
   前記磁石が設けられており、前記磁束が通るバックヨークと、
   減磁ヨーク部を含み、前記減磁ヨーク部と前記バックヨークとで磁気回路の一部を形成する可動ヨークと、
   を有しており、
   前記バックヨークには、前記減磁ヨーク部が挿入可能な切欠き部が設けられており、
   前記減磁ヨーク部は、前記切欠き部に挿入された通常位置と、前記切欠き部から外れた減磁位置との間で前記バックヨークに対して移動可能となっており、
   前記可動ヨークの状態は、前記減磁ヨーク部が前記通常位置に位置する第１の状態と、前記減磁ヨーク部が前記減磁位置に位置する第２の状態とのいずれか一方の状態になっている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のワイヤロープ探傷装置。
7. 前記可動ヨークは、前記バックヨークに設けられた支持軸を中心に回転自在になっており、
   前記可動ヨークの状態は、前記可動ヨークが前記支持軸を中心として回転することにより、前記第１の状態と、前記第２の状態との間で変化する請求項５又は請求項６に記載のワイヤロープ探傷装置。

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