JP2748836B2 - 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 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はクレーンに用いられるワ
イヤーロープの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クレーン用ワイヤーロープの寿命
予測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】クレーンに使用されるワイヤーロープは
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している。しかし、実際に稼動
途中のワイヤーロープを観察するのみでは、このワイヤ
ーロープの破断に至るまでの寿命（残存寿命）を適格に
判断できない。

【０００３】そこで、現在時点における残存寿命を評価
する手法として、ワイヤーロープにロードセルを介挿し
て吊上げ重量を検出し、この吊上げ重量を複数重量区分
に区分し、各重量区分毎の負荷回数を求めて、この各値
を予め求められている巻上げワイヤーロープの寿命演算
式に代入して、使用途中のワイヤーロープの残存寿命を
演算する方法が提唱されている（特開平３−４４１９１
５号公報）。

【０００４】また、ワイヤーロープの端部にロードセル
を介挿して張力を測定し、ロードセルの出力と稼動時間
の積から現在時点までの総仕事量を求めて、その総仕事
量と予め求められている交換時の限界総仕事量とを比較
して、現時点における残存寿命を得る方法も提唱されて
いる（特開平４−４９１９５号公報）。

【０００５】さらに、クレーンのワイヤーロープを交換
した時刻から該当ワイヤーロープに印加される張力Ｔと
累積曲げ回数Ｎを測定して、これらと予め測定されてい
る新品ワイヤーロープにおける張力Ｔと破断に至るまで
の繰り返し曲げ回数Ｎm との関係を示す新品寿命特性と
を比較して、現時点における残存寿命を得る方法も提唱
されている（特開平５−３９１８７号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た３つの各寿命予測方法においてもまだ改良すべき次の
ような課題があった。一般に、ワイヤーロープにおける
疲労は、ワイヤーロープに印加される張力Ｔと曲げ回数
Ｎに対応する。したがって、クレーンに使用されるワイ
ヤーロープにおける疲労も、ワイヤーロープに印加され
る張力Ｔと曲げ回数Ｎに対応する。クレーンにおけるワ
イヤーロープに印加される張力Ｔは、吊り加重Ｗを、該
当吊り加重Ｗを負担するワイヤーロープ本数ｍで除算し
た値（Ｔ／ｍ）であり、一方、クレーンにおけるワイヤ
ーロープの曲げ回数Ｎは、ワイヤーロープが例えばフッ
クが取付けられた下部滑車やワイヤドラム近傍に配設さ
れた上部滑車を通過する回数で置き換えることができ
る。

【０００７】しかしながら。実際のクレーンにおいて
は、荷物を吊上げる場合にその都度フックを最下端位置
から最上端位置まで移動させることはなくて、ある特定
の中間範囲内において繰返し上下移動させる場合が多
い。

【０００８】その結果、ワイヤーロープ全長のうちのあ
る特定の範囲のみが各滑車でもって繰返し曲げ応力を受
ける。したがって、この特定の範囲の曲げ回数のみが大
きくなり、その他部分の曲げ回数Ｎはさほど大きな値に
ならない。

【０００９】寿命は最も累積疲労が大きい位置の累積疲
労の程度で評価すべきである。しかしながら、上述した
各手法においては、ワイヤーロープを一つの測定対象と
みなして、ワイヤーロープ全体に印加される平均的な曲
げ回数Ｎを検出している。

【００１０】このように、正確な寿命予測ができないの
で、従来手法においては、算出された残存寿命に対して
多少大きい安全係数を乗算して、最終的な残存寿命を決
定していた。

【００１１】したがって、安全係数に対応する期間だ
け、正確な寿命期間より短い期間でもってワイヤーロー
プを交換することになり、クレーンの維持管理費が増大
する。さらに、使用条件が変更になると、安全係数を越
えて局部的に曲げ回数Ｎが上昇する場合も考えられる。
このような場合においては、算出された寿命に誤差が生
じ、ワイヤーロープを交換する前に、ワイヤーロープに
破断等が発生する懸念がある。

【００１２】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、ワイヤーロープを単位長を有した各単位部
位に区分して、各単位部位毎の張力及び曲げ回数を測定
することによって、ワイヤーロープの各単位部位毎に寿
命を算出でき、ワイヤーロープ全体としてより正確な寿
命を測定でき、クレーンにおけるワイヤーロープの交換
時期をより正確な寿命時期に設定することによって、ワ
イヤーロープを正確な寿命期限まで使用でき、クレーン
全体の安全性を十分確保した状態で、維持管理費を節減
できるクレーン用ワイヤーロープの寿命予測方法及び寿
命予測装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に、請求項１の発明は、ワイヤドラムから繰出されて上
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の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において、ワイヤーロープにお
ける各単位部位に印加される張力及び曲げ回数を測定
し、測定された張力と曲げ回数と、予め測定されている
新品ワイヤーロープにおける各印加張力と該当印加張力
下における破断に至る曲げ回数との関係を示す新品寿命
特性とを比較することによって、ワイヤーロープの前記
各単位部位における各寿命を算出するようにしている。

【００１４】また、請求項２の発明のクレーン用ワイヤ
ーロープの寿命予測装置においては、ワイヤーロープに
おける各単位部位に印加される張力を測定する張力測定
手段と、各単位部位の曲げ回数を測定する曲げ回数測定
手段と、予め測定されている新品ワイヤーロープにおけ
る各印加張力と該当印加張力下における破断に至る曲げ
回数との関係を示す新品寿命特性を記憶する新品寿命特
性記憶手段と、測定された各単位部位の曲げ回数と張力
と新品寿命特性とからワイヤーロープの各単位部位にお
ける各寿命を算出する寿命算出手段とを備えている。

【００１５】請求項３の発明は、請求項２における張力
測定手段において、ワイヤドラムを回転駆動させる巻上
げ電動機に対する駆動電流を測定して、予め測定されて
いる駆動電流と張力との関係式から、各単位部位共通の
張力を算出するようにしている。

【００１６】さらに、請求項４の発明においては、曲げ
回数測定手段を、各単位部位が上部滑車と下部滑車とか
らなる複数の滑車のうちのどの滑車相互間に位置してい
るかを検出する単位部位位置検出手段と、フックの位置
が一つの上下位置から次の上下位置に移動する過程で、
単位部位位置検出手段が検出する滑車相互間位置の移動
回数を曲げ回数として出力する移動回数計数手段とで構
成している。

【００１７】また、請求項５の発明は、ワイヤドラムを
回転駆動させる巻上げ電動機の回転数を計測して、この
計測された回転数とワイヤドラム及び各滑車の径とから
フックの移動量を算出するようにしている。

【００１８】

【作用】このように構成された請求項１及び請求項２の
クレーン用ワイヤーロープの寿命予測方法及び寿命予測
装置においては、クレーンに使用されるワイヤーロープ
における各単位部位毎に該当単位部位における張力と曲
げ回数が測定される。一方、新品ワイヤーロープにおけ
る各印加張力と該当印加張力下における破断に至る曲げ
回数との関係を示す新品寿命特性が予め求められてい
る。

【００１９】そして、測定された各単位部位の張力と曲
げ回数が、新品寿命特性内における限界値からどの程度
離れているかを算出することによって、該当単位位置に
おける寿命（残存寿命）が算出される。

【００２０】よって、ワイヤーロープ全体の各単位部位
毎の寿命が把握されるので、局部的に疲労が進行したと
しても、その位置を特定でき、最も疲労が進行している
単位部位の寿命をワイヤーロープ全体の寿命とすること
によって、ワイヤーロープ全体の寿命（残存寿命）を正
確に把握できる。

【００２１】また、請求項３においては、ワイヤーロー
プの各単位部位の張力をワイヤドラムを回転させる巻上
げ電動機の電流より求めている。したがって、ワイヤー
ロープにロードセルを取付ける場合に比較してより簡単
に測定できる。

【００２２】また、請求項４においては、フックが上下
移動した場合において、上下移動過程において、各当単
位部位が滑車を何回通過したが把握できるので、この回
数を該当単位部位の曲げ回数とすることが可能となる。

【００２３】そして、この曲げ回数はフックの移動量か
ら間接的に算出される。請求項５においては、フックの
上下方向の移動量をワイヤドラムを回転駆動する巻上げ
電動機の回転数から算出している。

【００２４】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。図１は実施例のクレーン用ワイヤーロープの寿命予
測方法を適用した寿命予測装置が組込まれたクレーンを
示す概略構成図である。

【００２５】直径Ｄを有するワイヤドラム１の軸２は減
速機３を介して巻上げ電動機４に連結されている。巻上
げ電動機４は巻上電動機制御装置５から供給される駆動
電流Ｉによって正転方向または逆転方向に回転駆動され
る。

【００２６】この巻上げ電動機４に供給される電流Ｉは
変流器６で検出され、演算処理装置７へ入力される。ま
た、この演算処理装置７には、巻上電動機制御装置５か
ら正転／逆転方向に対応する上昇／下降信号ａと速度ノ
ッチ信号ｎが入力される。また、巻上げ電動機４の回転
は回転検出器（ＰＬＧ）８で検出されて回転パルス信号
ｃとして演算処理装置７へ入力される。回転検出器（Ｐ
ＬＧ）８は巻上げ電動機４が１回転するとＡ個（Ａ：自
然数）の回転パルス信号ｃを出力する。

【００２７】ワイヤドラム１の外周面の両端近傍にはワ
イヤーロープ９のそれぞれの先端が固定されている。ワ
イヤーロープ９はフック１３が取付けられた４個の下部
滑車１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ及び２つの上部滑
車１１ａ，１１ｂ及び巻上げ滑車１２に巻回されてい
る。上部滑車１１ａ．１１ｂ及び巻上げ滑車１２はワイ
ヤドラム１の近傍位置に固定されている。巻上げ滑車１
２は各上部滑車１１ａ，１１ｂの中間に配設されてい
る。なお、下部滑車１０ａ〜１０ｄ及び上部滑車１１
ａ．１１ｂはそれぞれ等しい外径ｄ₁ を有しており、巻
上げ滑車１２は外径ｄを有している。

【００２８】したがって、ワイヤドラム１を矢印で示す
正転方向に回転させるとワイヤーロープ９がワイヤドラ
ム１の外周面に巻取られ、フック１３が上昇する。逆
に、ワイヤドラム１を逆転方向に回転させると、外周面
に巻取られているワイヤーロープ９が垂れ下がり、フッ
ク１３が下降する。

【００２９】ワイヤーロープ９は、巻上げ滑車１２に対
して左右対称となるので、フック１３を上下移動させた
としても、巻上げ滑車１２の上端のＰ点のワイヤーロー
プ９は移動しない。

【００３０】上部滑車１１ａ．１１ｂ及び巻上げ滑車１
２の位置から下方に距離Ｅ₀ に巻上端位置検出スイッチ
（ＬＳ）１４が配設されている。上端検出信号ｂは演算
処理装置７及び巻上電動機制御装置５へ入力される。し
たがって、この巻上端位置検出スイッチ（ＬＳ）１４よ
り上方にフック１３を上昇できない。

【００３１】演算処理装置７は、例えば図２に示すよう
なマイクロコンピュータ等の一種の情報処理装置で構成
されており、ワイヤーロープ９の残存寿命を算出する機
能を有する。

【００３２】図２において、バスライン１５に対して各
種情報処理を実行するＣＰＵ１６，各種プログラム等の
固定データを記憶するＲＯＭ１７，算出された各単位部
位Ｅj の累積疲労度（残存寿命）Ｓ(j) やワイヤーロー
プ９の交換を警告出力するＣＲＴ表示器１８，前記回転
検出器（ＰＬＧ）８からの回転パルス信号ｃのパルス数
を計数するカウンタ１９等が接続されている。

【００３３】また、バスライン１５には、変流器６から
の電流Ｉ，巻上電動機制御装置５からの上昇／下降信号
ａ，速度ノッチ信号ｎ，巻上端位置検出スイッチ（Ｌ
Ｓ）１４からの上端検出信号ｂが入力される入力ポート
２０、及び各種可変データを記憶するＲＡＭ２１等が接
続されている。

【００３４】ＲＡＭ２１内には、カウンタ１９における
前回のカウント値Ｃ₀ を記憶保持する前回カウント値メ
モリ２２，前回のフック位置Ｌp を記憶するフック位置
メモリ２２，新品寿命特性メモリ２３、各単位部位Ｅ
₁ ，Ｅ₂ ，Ｅ₃ ．…．Ｅ_j ，…，Ｅ_jmにおける各前回値
を記憶保持する前回値メモリ２４とが設けられている。

【００３５】図３は、新品寿命特性メモリ２３に記憶さ
れてる予め測定されている新品ワイヤーロープにおける
各張力Ｔと該当張力Ｔ下における破断に至るまでの曲げ
回数Ｎm との関係を示す新品寿命特性（Ｓ−Ｎ特性）で
ある。特性(1) ．(2) ，(3）はそれぞれ各下部滑車１０
ａ〜１０ｄ，上部滑車１１ａ．１１ｂの外径ｄ₁ 、及び
滑車の溝形状係数ｆ₁ が異なる場合を示す。

【００３６】前回値メモリ２４に設定されているワイヤ
ーロープ９の各単位部位Ｅ₁ ，Ｅ₂，Ｅ₃ ．…．Ｅ_j ，
…，Ｅ_jmは、図９に示すように、フック１３が上下移動
したとしてもワイヤーロープ９の位置が変化しない巻上
げ滑車１２の上端のＰ点位置を座標原点（０）として、
このＰ点位置から右側方向に２００ｃｍを単位長（Ｅｗ
＝２００）として順番に番地ｊ（1,2,3,…,j, …,jm)１
を付したものである。したがって、Ｐ点位置から６ｍ右
側に離れた単位部位Ｅ_j の番地ｊは３となり、Ｅ₃ で表
現する。逆に左側に６ｍ離れた単位部位は（−）符号を
付して示すので、Ｅ_-3で表現する。

【００３７】なお、この実施例においては説明を簡単に
するために（−）側の各単位部位の説明を省略してい
る。そして、前回値メモリ２４内には、前回フック１３
の上下移動が停止した時点の各単位部位Ｅ₁ ，Ｅ₂ ，Ｅ
₃ ．…．Ｅ_j ，…，Ｅ_jmが、図９に示すように、複数の
滑車１０ａ〜１０ｄ，１１ａ．１１ｂ相互間のどの滑車
とどの滑車との間に位置するかを示す前回の各単位部位
位置Ｅwp(1) ，ＥwP(2) ，…、Ｅwp(j) ，…，Ｅwp(jm)
が記憶されている。

【００３８】例えば、ｊ番目の単位部位Ｅ_j が巻上げ滑
車１２と直ぐ右側の下部滑車１０ｃとの間に位置してい
る場合は、該当単位部位Ｅ_j の前回の単位部位位置Ｅwp
(j)は１となる（Ｅwp(j) ＝１）。また、下部滑車１０
ｃと次の上部滑車１１ｂとの間に位置している場合は２
となる（Ｅwp(j) ＝２）。

【００３９】また、前回値メモリ２４内には、前回フッ
ク１３の上下移動が停止した時点における各単位部位Ｅ
₁ ，Ｅ₂ ，Ｅ₃ ．…．Ｅ_j ，…，Ｅ_jmにおける各累積疲
労度Ｓp(1)，Ｓp(2)，…，Ｓp(j)，…、Ｓp(jm) が記憶
されている。

【００４０】なお、ＲＡＭ２１の前回カウント値メモリ
２２，フック値メモリ２２，前回値メモリ２４の各値は
ワイヤーロープ９を新規のワイヤーロープ９に交換した
時に、フック１３を巻上端検出器１４位置まで上昇させ
た状態において、それぞれ［０］値に初期設定する。

【００４１】このような演算処理装置７のＣＰＵ１６
は、図４に示す流れ図に従って現在時点におけるワイヤ
ーロープ９の累積疲労度Ｓ(j) で示す寿命（残存寿命）
を算出する。

【００４２】流れ図が開始されると、Ｐ１において、フ
ック１３の１回の上下移動が停止したことを、巻上げ電
動機４の停止状態を上昇／下降信号ａにて検出すること
によって検出する。次にＰ２において、図５（ａ）に示
すフック１３の現在位置Ｌの算出処理を実行する。

【００４３】図５（ａ）の流れ図が開始されると、カウ
ンタ１９の現在値Ｃ_A 、及び前回カウント値メモリ２２
の前回値Ｃ₀ を読取って、今回の上下移動に伴う今回の
回転数Ｃを算出する（Ｃ＝｜Ｃ_A −Ｃ₀ ｜／Ａ）。そし
て、今回読取った現在値Ｃ_Aを前回値Ｃ₀ として前回カ
ウント値メモリ２２へ書込む。

【００４４】そして、(1) 式に従って、今回のフック１
３の移動量Ｂ_F を算出する。 Ｂ_F ＝（｜Ｃ_A −Ｃ₀ ｜／Ａｉ）（２πＤ／ｍ） …(1) 但し、 Ａ；巻上電動機１回転当りのパルス数 ｉ：減速機３の減速比 ｍ：フック１３を吊り下げるワイヤーロープ数（実施例
ではｍ＝８） Ｄ：ワイヤドラム１の直径 次に、巻上電動機駆動制御装置５からの上昇／下降信号
ａとフック位置メモリ２２に記憶されている前回のフッ
ク位置Ｌp とから最新のフック位置Ｌを算出して、算出
した最新のフック位置Ｌをフック位置メモリ２２に前回
値Ｌp として書込む。

【００４５】すなわち、上昇の場合は前回のフック位置
Ｌp から今回求めた移動量Ｂ_F を減算し、下降の場合
は、前回のフック位置Ｌに今回求めた移動量Ｂ_F を加算
する。図４のＰ２において、移動後のフック位置Ｌが算
出されると、Ｐ３において、各滑車１０ａ〜１０ｄ，１
１ａ，１１ｂの巻上げ滑車１２の基準点Ｐからワイヤー
ロープ９に沿った距離で示す各位置Ｅs(n)、すなわち基
準点Ｐからの各ワイヤーロープ長さを算出する。但し、
ｎは図９に示すように、巻上げ滑車１２からワイヤーロ
ープ９に沿って右側に順番に存在する各滑車１０ｃ（ｎ
＝１），１１ｂ（ｎ＝２），１０ｄ（ｎ＝３），…の各
配列番号を示す。

【００４６】例えば、滑車１０ｃ（ｎ＝１）の位置Ｅs
(1)は、(2) 式で求められる。 Ｅs(1)＝（πｄ／４）＋（πｄ₁ ／４）＋Ｌ …(2) 滑車１１ｂ（ｎ＝２）の位置Ｅs(2)は、(3式で求められ
る。

【００４７】 Ｅs(2)＝（πｄ／４）＋３（πｄ₁ ／４）＋２Ｌ …(3) 同様に、滑車１０ｄ（ｎ＝３）の位置Ｅs(3)は、(4) 式
で求められる。 Ｅs(3)＝（πｄ／４）＋５（πｄ₁ ／４）＋３Ｌ …(4) 但し、 ｄ₁ ：各滑車１０ａ〜１０ｄ，１１ａ．１１ｂ
の直径 具体的な処理手順は、図５（ｂ）に示すように、最初
に、ｎ＝１に初期設定し、ｎが増加する毎に増える増加
項α＝０に初期設定する。そして、(5) 式で各滑車の各
滑車位置Ｅs(n)を算出する。

【００４８】 Ｅs(n)＝（πｄ／４）＋（πｄ₁ ／４）＋Ｌ＋α …(5) そして、増加項αは(6) 式で示すことができる。 α＝［Ｌ＋（πｄ₁ ／２）］（ｎ＋１） …（６） この（５）（６）式をｎ＝１からロープ本数ｍで定まる
滑車数ｐまで繰返す。

【００４９】ｐ＝（ｍ／２）−１ 図４のＰ３において、各滑車位置Ｅs(n)が求まると、Ｐ
４において、ワイヤーロープ９における各単位部位Ｅ_j
がどの滑車相互間に位置するかを示す各単位部位位置Ｅ
w(j)の算出処理を図６の流れ図に従って実行する。

【００５０】図６の流れ図が開始されると、Ｑ１におい
て、滑車番号ｎ及び単位部位Ｅ_j の番号ｊを１に初期設
定し、比較値Ｅu を単位部位の長さＥw （＝２００ｃ
ｍ）に初期設定する（Ｅu ＝２００）。Ｑ２において、
ｎ番目の滑車の滑車位置Ｅs(n)が比較値Ｅu 未満である
か否かを調べる。未満であれば、Ｑ３へ進み、ｎが滑車
数ｐに達していない場合に滑車番号ｎに１を加算して、
Ｑ２へ戻り、次の滑車番号ｎの滑車位置Ｅs(n)と比較値
Ｅu とを比較する。

【００５１】Ｑ２において、ｎ番目の滑車の滑車位置Ｅ
s(n)が比較値Ｅu を越えると、Ｑ４において、ｊ番目の
単位部位Ｅ_j の単位部位位置Ｅw(j)はｎと決定される。
そして、単位部位Ｅ_j の番号ｊを１だけ増加して、比較
値Ｅu を単位部位の長さＥw （＝２００ｃｍ）だけ増加
して（Ｅu ＝Ｅu ＋２００）、Ｑ２へ戻り、増加後の比
較値Ｅu と滑車位置Ｅs(n)とを比較する。

【００５２】Ｑ３において、ｎが滑車数ｐに達すると、
Ｑ４において、ｊ番号目の単位部位位置Ｅw(j)は（ｎ＋
１）と決定される。なお、これ以降の各番号ｊ＋１，ｊ
＋２，…ｊm の各単位部位位置Ｅw(j+1)，Ｅw(j+2)，
…，Ｅw(jm) も全て同一値（ｎ＋１）と決定される。

【００５３】図４のＰ４において、各単位部位Ｅ_j の位
置Ｅw(j)の算出処理が終了すると、Ｐ５において、各単
位部位Ｅ_j の今回のフック１３の上下移動に伴って発生
した滑車通過回数Ｎk(j)を図７の流れ図を用いて算出す
る。

【００５４】図７の流れ図が開始されると、最初に、単
位部位Ｅ_j の番号ｊを１の初期値に設定し、Ｑ６にて、
今回のフック１３の移動方向を調べる。上昇の場合は、
今回のフック移動に伴って新たに発生した通過回数Ｎk
(j)はＰ４において今回求めた各単位部位Ｅ_j の位置Ｅw
(j)からＲＡＭ２１の前回値メモリ２４に記憶されてい
る前回のフック移動後における各位置Ｅwp(j) を減算し
た値となる。

【００５５】 Ｎk(j)＝Ｅw(j)−Ｅwp(j) …(7) また、下降の場合は(8) 式となる。 Ｎk(j)＝Ｅwp(j) −Ｅw(j) …(8) 以上の各滑車通過回数Ｎk(j)の計算が終了すると、前回
値メモリ２４の各単位部位Ｅ_j の各位置Ｅwp(j) をＰ４
で算出された今回の各位置Ｅw(j)に更新する。

【００５６】図４のＰ５において、今回のフック１３の
移動動作後における各単位部位Ｅ_jの各滑車通過回数Ｎk
(j)が算出されると、Ｐ６において、今回のフック１３
上下移動期間中にワイヤーロープ９に印加された張力Ｔ
を算出する。具体的には、予め巻上げ電動機４の速度ノ
ッチ５における電流Ｉとワイヤーロープ９に印加される
張力Ｔとの関係が測定されており、例えば次に示すよう
に、一次式で示される。

【００５７】 Ｔ＝59,8＋ 0.568Ｉ （ｋｇ／ｍｍ² ） ワイヤーロープ９に印加される張力Ｔは各単位部位Ｅ_j
に均等に印加されるとみなせるので、各単位部位Ｅ_j に
印加される各張力Ｔ(j) は同一となる（Ｔ(j)＝Ｔ）。
なお、フック１３が同一荷重の荷物を運んでいる期間は
同一張力Ｔが継続して印加されているとみなす。

【００５８】Ｐ６にて今回のフック１３移動期間中の張
力Ｔが求まると、Ｐ７にて各単位部位Ｅ_j における各累
積疲労度Ｓ(j) の算出処理を図８の流れ図に従って実行
する。

【００５９】図８の流れ図において、図２のＲＡＭ２１
の新品寿命特性メモリ２３に記憶されている例えば図３
の(1) の特性式を読出す。 Ｎm ＝（1.554 ×１０⁵ ）／（Ｔ^1.439 ） …(9) 今回のフック１３の上下移動に起因する疲労度は、同一
張力Ｔにおける滑車通過回数Ｎk(j)と限界曲げ回数Ｎm
との比で示されるので、各単位部位Ｅ_j における今回の
各疲労度Ｓn(j)は(10)式で示すことができる。

【００６０】 Ｓn(j)＝Ｎk(j)／Ｎm ＝Ｔ^1.439 ・Ｎk(j)／（1.554 ×１０⁵ ） …(10) そして、この今回のフック１３移動に起因する疲労度Ｓ
n(j)にＲＡＭ２１の前回値メモリ２４の前回までの累積
疲労度Ｓp(j)を加算することによって、各単位部位Ｅj
における累積疲労度Ｓ(j) が得られる。

【００６１】 Ｓ(j) ＝Ｓn(j)＋Ｓp(j) …(11) そして、今回のフック１３の移動を加味した現在時点の
各単位位置Ｅ_j の各累積疲労度Ｓ(j) を前回値としてＲ
ＡＭ２１の前回値メモリ２４へ格納する。

【００６２】図４のＰ７において、各単位位置Ｅ_j の各
累積疲労度Ｓ(j) が求まると、Ｐ８において、［１］以
上の累積疲労度Ｓ(j) が存在するか否かを調べる。１以
上の累積疲労度Ｓ(j) が存在すると、該当単位位置Ｅ_j
の残存寿命が尽きたので、ＣＲＴ表示器１８にワイヤー
ロープ９の交換を促す警告を表示する。

【００６３】なお、必要に応じて、２ｍ毎の全ての単位
位置Ｅ_j （j= 1〜jm) の累積疲労度Ｓ(j) （j= 1〜
jm) を同時に表示することも可能である。このように構
成されたクレーン用ワイヤーロープ寿命予測方法及び寿
命予測装置においては、ワイヤーロープ９の例えば２ｍ
毎に設定された各単位部位Ｅ_j 毎にそれぞれ個別に累積
疲労度Ｓ(j) が算出され、一つの単位部位でも累積疲労
度Ｓ(j) が［１］を超えると、ワイヤーロープ９全体の
寿命が尽きたと判断して、警告出力するようにしてい
る。

【００６４】したがって、たとえワイヤーロープ９にお
いて局部的に疲労が進んだとしても、この疲労が発見さ
れずに、稼動中にワイヤーロープ９に破断事故が発生す
ることが未然に防止される。よって、クレーン全体の安
全性をより一層向上できる。

【００６５】また、上述したようの局部的に疲労が進む
ことを予め見越して過大な安全率を乗算したワイヤーロ
ープの交換期間を設定する必要がないので、ワイヤーロ
ープを寿命が尽きるまで有効に使用でき、結果として、
ワイヤーロープ９の交換間隔を長くでき、クレーン全体
の維持管理費を節減できる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように本発明のクレーン用
ワイヤーロープの寿命予測方法及び寿命予測装置におい
ては、ワイヤーロープを単位長を有した各単位部位に区
分して、各単位部位毎の張力及び曲げ回数を測定して、
ワイヤーロープの各単位部位毎に寿命を算出している。
したがって、ワイヤーロープ全体としてのより正確な寿
命を測定でき、クレーンにおけるワイヤーロープの交換
時期をより正確な寿命時期に設定することによって、ワ
イヤーロープを正確な寿命期限まで使用でき、クレーン
全体の安全性を十分確保した状態で、維持管理費を節減
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係わるクレーン用ワイヤ
ーロープの寿命予測方法を用いたクレーン用ワイヤーロ
ープの寿命予測装置の概略構成図

【図２】 同実施例寿命予測装置の演算処理装置の構成
を示すブロック図

【図３】 同演算処理装置に記憶されている新品寿命特
性を示す図

【図４】 同実施例寿命予測装置の動作を示す流れ図

【図５】 同じく同実施例寿命予測装置の動作を示す流
れ図

【図６】 同じく同実施例寿命予測装置の動作を示す流
れ図

【図７】 同じく同実施例寿命予測装置の動作を示す流
れ図

【図８】 同じく同実施例寿命予測装置の動作を示す流
れ図

【図９】 同じく同実施例寿命予測装置の動作を説明す
るための図

【符号の説明】

１…ワイヤドラム、３…減速機、４…巻上げ電動機、５
…巻上電動機制御装置、６…変流器、７…演算処理装
置、８…回転検出器、９…ワイヤーロープ、１０ａ〜１
０ｄ…下部滑車、１１ａ．１１ｂ…上部滑車、１２…巻
上げ滑車、１３…フック、１４…巻上端検出器、１６…
ＣＰＵ、２４…前回値メモリ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−39187（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−101681（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−223784（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−278989（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−95096（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−49195（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−17638（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−51689（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−97397（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−263393（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−187579（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−120794（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−34569（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−44191（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤドラムから繰出されて上部滑車と
   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
   ヤーロープの寿命を予測するクレーン用ワイヤーロープ
   の寿命予測方法において、 前記ワイヤーロープにおける各単位部位に印加される張
   力及び曲げ回数を測定し、測定された張力と曲げ回数
   と、予め測定されている新品ワイヤーロープにおける各
   印加張力と該当印加張力下における破断に至る曲げ回数
   との関係を示す新品寿命特性とを比較することによっ
   て、前記ワイヤーロープの前記各単位部位における各寿
   命を算出するクレーン用ワイヤーロープの寿命予測方
   法。
2. 【請求項２】 ワイヤドラムから繰出されて上部滑車と
   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
   ヤーロープの寿命を予測するクレーン用ワイヤーロープ
   の寿命予測装置において、 前記ワイヤーロープにおける各単位部位に印加される張
   力を測定する張力測定手段と、前記各単位部位の曲げ回
   数を測定する曲げ回数測定手段と、予め測定されている
   新品ワイヤーロープにおける各印加張力と該当印加張力
   下における破断に至る曲げ回数との関係を示す新品寿命
   特性を記憶する新品寿命特性記憶手段と、前記測定され
   た各単位部位の曲げ回数と張力と前記新品寿命特性とか
   ら前記ワイヤーロープの前記各単位部位における各寿命
   を算出する寿命算出手段とを備えたクレーン用ワイヤー
   ロープの寿命予測装置。
3. 【請求項３】 前記張力測定手段は、前記ワイヤドラム
   を回転駆動させる巻上げ電動機に対する駆動電流を測定
   して、予め測定されている駆動電流と張力との関係式か
   ら、各単位部位共通の張力を算出することを特徴とする
   請求項２記載のクレーン用ワイヤーロープの寿命予測装
   置。
4. 【請求項４】 前記曲げ回数測定手段は、前記各単位部
   位が前記上部滑車と下部滑車とからなる複数の滑車のう
   ちのどの滑車相互間に位置しているかを検出する単位部
   位位置検出手段と、前記フックの位置が一つの上下位置
   から次の上下位置に移動する過程で、前記単位部位位置
   検出手段が検出する滑車相互間位置の移動回数を曲げ回
   数として出力する移動回数計数手段とを備えたことを特
   徴とする請求項２又は３記載のクレーン用ワイヤーロー
   プの寿命予測装置。
5. 【請求項５】 前記フックの移動量は、前記ワイヤドラ
   ムを回転駆動させる巻上げ電動機の回転数を計測して、
   この計測された回転数と前記ワイヤドラム及び各滑車の
   径とから算出されることを特徴とする請求項４記載のク
   レーン用ワイヤーロープの寿命予測装置。