JP4285486B2 - ケーブルの形状状態測定方法、及びこれに用いるケーブルの形状状態測定システム、ケーブルの形状状態測定プログラム、ケーブル状態評価方法 - Google Patents
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Description
このようなケーブルには、自動車のドア部等の屈曲可動部分に配索されるものもあり、そのような場合、屈曲可動部分の屈曲動作に伴って複雑に屈曲したり捻れたりし、繰り返し変形することで断線に至ることがある。このため、例えば、具体的な事例におけるケーブルの屈曲や捻れ具合等、その沿線方向における変形時の形状状態をCAE等によりシミュレーションし、繰り返し変形した場合のケーブルの寿命予測や、それに応じた最適なケーブルの設計を行うといった試みが成されていた。
このため、沿線方向に複雑に屈曲変形しているケーブルの曲率等の形状状態をより正確に測定する方法が嘱望されていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ケーブルの沿線方向の形状状態をより正確に測定するための形状状態測定方法、及びこれに用いるケーブルの形状状態測定システム、ケーブルの形状状態測定プログラムの提供を目的とする。
そこで本発明は、外周が被覆されているケーブルにおける断線等の異常を把握する等、ケーブル状態の評価を行うことができるケーブル状態評価方法の提供を第2の目的とする。
この場合、前記曲率算出工程及び曲率分布出力工程によって、各基準点それぞれにおける複数の芯線それぞれの曲率を算出し、これをケーブルの沿線方向の形状状態として出力することができる。これにより、当該ケーブルの形状状態を曲率分布として把握することができる。
この場合、ケーブル断面中心である複数の基準点の内、沿線方向に隣接して並ぶ3点を曲率を算出するための算出単位として特定することで、この3点間における曲率を近似的に算出することができる。また、基準点は3次元座標値によって定められるので、これら3点を通過する円弧が複雑に傾斜していたとしても、常に前記円弧を正確に把握することができる。すなわち、上記構成によれば、前記3点を定めると自ずと前記円弧が一義的に定まるので、曲率を算出するための算出単位である前記3点ごとに確実に曲率を算出することができる。
本発明は、コンピュータに複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を測定するケーブルの形状状態測定方法を実行させるためのケーブルの形状状態測定プログラムであって、前記形状状態測定プログラムは、直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルから取得される、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状のX−Y平面の2次元データを、前記コンピュータの記憶手段に記憶する記憶ステップと、前記記憶ステップにより記憶される複数の前記ケーブルの断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれに含まれる前記複数の芯線の断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として前記複数の芯線それぞれについて取得する基準点座標値取得ステップと、前記基準点座標値取得ステップにより前記複数の芯線それぞれについて得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる前記複数の芯線それぞれについての基準点座標値群に基づいて、前記複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を数値として出力する形状状態出力ステップと、を備えていることを特徴としている(請求項5)。
上記ケーブルの形状状態測定方法において、前記ねじり角算出工程は、前記複数のケーブル断面上の前記複数の芯線の断面それぞれにおいて、前記通過線と前記基準線とが成す現状の角度と、前記ケーブルが屈曲変形していない状態での前記通過線と前記基準線とが成す角度との差を、前記ケーブルの屈曲変形によって生じるねじり変形に起因するねじり角として前記複数の芯線それぞれについて算出し、さらに、これらねじり角を前記複数のケーブル断面それぞれについて算出するものであることが好ましい(請求項8)。
上記ケーブルの形状状態測定方法において、前記ねじり率分布出力工程が出力する、前記複数の芯線それぞれについてのねじり率分布に基づいて、前記ケーブルの屈曲変形に伴う疲労寿命を求める疲労寿命取得工程をさらに備えているものであることが好ましい(請求項9)。
また、本発明は、コンピュータに複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を測定するケーブルの形状状態測定方法を実行させるためのケーブルの形状状態測定プログラムであって、前記形状状態測定プログラムは、直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルから取得される、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状のX−Y平面の2次元データを、前記コンピュータの記憶手段に記憶する記憶ステップと、前記記憶ステップにより記憶される複数の前記ケーブルの断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれに含まれる前記複数の芯線の断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として前記複数の芯線それぞれについて取得する基準点座標値取得ステップと、前記基準点座標値取得ステップにより前記複数の芯線それぞれについて得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる前記複数の芯線それぞれについての基準点座標値群に基づいて、前記複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を数値として出力する形状状態出力ステップと、を備え、前記基準点は前記ケーブル断面における前記複数の芯線の断面それぞれの断面中心であり、前記複数の芯線がそれぞれ複数の導体素線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねられたものであり、前記形状状態出力ステップは、前記複数のケーブル断面形状の2次元データから、前記複数の芯線それぞれの中心に位置する導体素線以外の導体素線の内の一の導体素線の中心を前記基準点に対応する特定点として前記複数の芯線それぞれについて特定し、さらに、これら特定点を前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、これら特定点のX−Y平面における2次元座標値を前記複数の芯線それぞれについて取得する特定点座標取得ステップと、前記複数のケーブル断面上の前記複数の芯線の断面それぞれにおいて、前記基準点及びその基準点に対応する前記特定点を通過する通過線と、所定の基準線とが成す角度の内、当該芯線のねじり変形に起因する角度であるねじり角を、前記複数の芯線それぞれについて算出し、さらに、これらねじり角を前記複数のケーブル断面それぞれについて算出するねじり角算出ステップと、前記ねじり角算出ステップにより算出される前記複数のケーブル断面における前記複数の芯線それぞれについてのねじり角の、Z方向の座標値に対する差分であるねじり率を前記複数の芯線それぞれについて算出し、これらねじり率より得られる当該ケーブル沿線方向における前記複数の芯線それぞれについてのねじり率分布を、前記複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態として出力するねじり率分布出力ステップと、を備えていることを特徴としている(請求項11)。
本発明は、複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されるとともに外周が被覆されているケーブルのケーブル状態を評価するケーブル状態評価方法であって、直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルにおける、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状を、X−Y平面の2次元データとして取得する断面形状取得工程と、前記断面形状取得工程により取得される複数の前記断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれに含まれる前記複数の芯線の断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として前記複数の芯線それぞれについて取得する基準点座標値取得工程と、前記基準点座標値取得工程により前記複数の芯線それぞれについて得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる前記複数の芯線それぞれについての基準点座標値群に基づいて、前記複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を数値として取得する形状状態取得工程と、前記形状状態取得工程により得られる前記ケーブルの沿線方向の形状状態の数値の変位に基づいて、前記ケーブルのケーブル状態を評価する評価工程と、を備え、前記基準点は前記ケーブル断面における前記複数の芯線の断面それぞれの断面中心であり、前記複数の芯線がそれぞれ複数の導体素線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねられたものであり、前記形状状態取得工程は、前記複数のケーブル断面形状の2次元データから、前記複数の芯線それぞれの中心に位置する導体素線以外の導体素線の内の一の導体素線の中心を前記基準点に対応する特定点として前記複数の芯線それぞれについて特定し、さらに、これら特定点を前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、これら特定点のX−Y平面における2次元座標値を前記複数の芯線それぞれについて取得する特定点座標取得工程と、前記複数のケーブル断面上の前記複数の芯線の断面それぞれにおいて、前記基準点及びその基準点に対応する前記特定点を通過する通過線と、所定の基準線とが成す角度の内、当該芯線のねじり変形に起因する角度であるねじり角を、前記複数の芯線それぞれについて算出し、さらに、これらねじり角を前記複数のケーブル断面それぞれについて算出するねじり角算出工程と、前記ねじり角算出工程により算出される前記複数のケーブル断面における前記複数の芯線それぞれについてのねじり角の、Z方向の座標値に対する差分であるねじり率を前記複数の芯線それぞれについて算出し、これらねじり率より得られる当該ケーブル沿線方向における前記複数の芯線それぞれについてのねじり率分布を、前記複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態として取得するねじり率分布取得工程と、を備えていることを特徴としている(請求項12)。
L<P/4
これに対して、本発明のケーブルの形状状態測定方法によれば、上記式を満たすことで、近似的に算出される曲率と、撚り束ねられることで生じる曲率を含む実際のケーブルの曲率との誤差を小さくすることができる。
L<(180/N)×(P/360)
L<P/4
また、本発明は、ケーブルの沿線方向の形状状態を測定するケーブルの形状状態測定システムであって、直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルにおける、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状を、X−Y平面の2次元データとして取得する断面形状取得手段と、前記断面形状取得手段により取得される複数の前記断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として取得する基準点座標値取得手段と、前記基準点座標値取得手段により得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる基準点座標値群に基づいて、前記ケーブルの沿線方向の形状状態を数値として出力する形状状態出力手段と、を備え、前記基準点は前記ケーブル断面におけるケーブル断面中心であり、前記形状状態出力手段は、前記複数のケーブル断面形状の2次元データから、前記基準点以外にケーブル断面上の位置を特定することのできる特定点を、前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、この特定点のX−Y平面における2次元座標値を取得する特定点座標取得手段と、前記複数のケーブル断面上において、前記基準点及びその基準点に対応する前記特定点を通過する通過線と、所定の基準線とが成す角度の内、当該ケーブルのねじり変形に起因する角度であるねじり角を、前記複数のケーブル断面それぞれについて算出するねじり角算出手段と、前記ねじり角算出手段により算出される前記複数のケーブル断面におけるねじり角の、Z方向の座標値に対する差分であるねじり率を算出し、このねじり率より得られる当該ケーブル沿線方向のねじり率分布を前記ケーブル沿線方向の形状状態として出力するねじり率分布出力手段と、を備え、前記ケーブルが複数の導体素線を沿線方向に所定の撚りピッチで螺旋状に撚り束ねられたものであり、前記撚り束ねられた導体素線の内から選択された一つの導体素線の中心を前記特定点としたとき、前記導体素線の撚りピッチをP、前記特定点を定めた導体素線と同一の螺旋径で周方向に配置されている導体素線の総数をN、前記断面形状取得手段によって取得される前記複数のケーブル断面の前記所定間隔をLとした場合、下記式を満たすことを特徴としている(請求項16)。
L<(180/N)×(P/360)
L<P/4
また、本発明は、コンピュータにケーブルの沿線方向の形状状態を測定するケーブルの形状状態測定方法を実行させるためのケーブルの形状状態測定プログラムであって、前記形状状態測定プログラムは、直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルから取得される、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状のX−Y平面の2次元データを、前記コンピュータの記憶手段に記憶する記憶ステップと、前記記憶ステップにより記憶される複数の前記ケーブルの断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として取得する基準点座標値取得ステップと、前記基準点座標値取得ステップにより得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる基準点座標値群に基づいて、前記ケーブルの沿線方向の形状状態を数値として出力する形状状態出力ステップと、を備え、前記基準点は前記ケーブル断面におけるケーブル断面中心であり、前記形状状態出力ステップは、前記複数のケーブル断面形状の2次元データから、前記基準点以外にケーブル断面上の位置を特定することのできる特定点を、前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、この特定点のX−Y平面における2次元座標値を取得する特定点座標取得ステップと、前記複数のケーブル断面上において、前記基準点及びその基準点に対応する前記特定点を通過する通過線と、所定の基準線とが成す角度の内、当該ケーブルのねじり変形に起因する角度であるねじり角を、前記複数のケーブル断面それぞれについて算出するねじり角算出ステップと、前記ねじり角算出手段により算出される前記複数のケーブル断面におけるねじり角の、Z方向の座標値に対する差分であるねじり率を算出し、このねじり率より得られる当該ケーブル沿線方向のねじり率分布を前記ケーブル沿線方向の形状状態として出力するねじり率分布出力ステップと、を備え、前記ケーブルが複数の導体素線を沿線方向に所定の撚りピッチで螺旋状に撚り束ねられたものであり、前記撚り束ねられた導体素線の内から選択された一つの導体素線の中心を前記特定点としたとき、前記導体素線の撚りピッチをP、前記特定点を定めた導体素線と同一の螺旋径で周方向に配置されている導体素線の総数をN、前記断面形状取得ステップによって取得される前記複数のケーブル断面の前記所定間隔をLとした場合、下記式を満たすことを特徴としている(請求項18)。
L<(180/N)×(P/360)
L<P/4
また、本発明は、外周が被覆されているケーブルのケーブル状態を評価するケーブル状態評価方法であって、直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルにおける、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状を、X−Y平面の2次元データとして取得する断面形状取得工程と、前記断面形状取得工程により取得される複数の前記断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として取得する基準点座標値取得工程と、前記基準点座標値取得工程により得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる基準点座標値群に基づいて、前記ケーブルの沿線方向の形状状態を数値として取得する形状状態取得工程と、前記形状状態取得工程により得られる前記ケーブルの沿線方向の形状状態の数値の変位に基づいて、前記ケーブルのケーブル状態を評価する評価工程と、を備え、前記基準点は前記ケーブル断面におけるケーブル断面中心であり、前記形状状態取得工程は、前記複数のケーブル断面形状の2次元データから、前記基準点以外にケーブル断面上の位置を特定することのできる特定点を、前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、この特定点のX−Y平面における2次元座標値を取得する特定点座標取得工程と、前記複数のケーブル断面上において、前記基準点及びその基準点に対応する前記特定点を通過する通過線と、所定の基準線とが成す角度の内、当該ケーブルのねじり変形に起因する角度であるねじり角を、前記複数のケーブル断面それぞれについて算出するねじり角算出工程と、前記ねじり角算出工程により算出される前記複数のケーブル断面におけるねじり角の、Z方向の座標値に対する差分であるねじり率を算出し、このねじり率より得られる当該ケーブル沿線方向のねじり率分布を前記ケーブル沿線方向の形状状態として取得するねじり率分布取得工程と、を備え、前記ケーブルが複数の導体素線を沿線方向に所定の撚りピッチで螺旋状に撚り束ねられたものであり、前記撚り束ねられた導体素線の内から選択された一つの導体素線の中心を前記特定点としたとき、前記導体素線の撚りピッチをP、前記特定点を定めた導体素線と同一の螺旋径で周方向に配置されている導体素線の総数をN、前記断面形状取得工程における前記複数のケーブル断面の前記所定間隔をLとした場合、下記式を満たすことを特徴としている(請求項20)。
L<(180/N)×(P/360)
また、本発明のケーブル状態評価方法によれば、外周が被覆されているケーブルにおける、断線の有無等のケーブル状態の評価を行うことができる。
図中、形状状態測定システムは、被測定物であるケーブルの断面画像を取得するためのX線CTスキャナ装置1と、パーソナルコンピュータ2とを備えている。
記憶部25には、オペレーティングシステムの他、後述する本実施形態に係るケーブルの形状状態測定プログラムとしての曲率分布測定プログラム26や、ねじり率分布測定プログラム27等が格納されている。また、通信部24には、X線CTスキャナ装置1が接続されており、X線CTスキャナ装置1から出力されるデータを受信する。前記曲率分布測定プログラムは、X線CTスキャナ装置1から出力されるデータに基づいてパーソナルコンピュータ2にケーブルの曲率分布測定に係る処理を実行させる。
試料テーブル11は図中矢印の方向に数値制御されて任意の位置に移動可能とされている。ここで図2において、試料テーブル11が移動可能な方向をZ方向、このZ方向に直交しかつ試料テーブル11に対して平行な方向をX方向、試料テーブル11の上面11aに直交する方向をY方向とする。
図2(b)は、試料テーブル11の上面11aに固定されたケーブル4を側方視したときの模式図である。ケーブル4は、図2(b)のように、上面11aに固定された治具Gによって、当該ケーブル4が用いられる実機に配索された状態を再現するように屈曲変形させて固定される。なお、ケーブル4は、図2(b)のように治具Gによる固定の他、ケーブル4が配索された実機ごと固定することもできるし、実機に配索された状態に変形させたケーブル4を樹脂等に埋包することで固定することもできる。
X線管12及び検出器13は、Z方向に対して固定されており、試料テーブル11をZ方向に移動させることで、X線管12から放射されるX線を被測定物に対してZ方向に走査することができる。上記構成によって、X線CTスキャナ装置1は、Z方向に連続する被測定物3のX−Y面に平行な測定面Aの断面内部画像データを取得することができる。
図3(a)において、ケーブル4は、その内部に螺旋状に撚り束ねられた7本の芯線41と、その外周側を覆う絶縁体からなる外部被覆層42とを有している。また、各芯線41は、7本の銅線等の導電金属線材を螺旋状に撚り束ねた素線43と、その外周側を覆う絶縁体からなる被覆層44とにより構成されている。すなわち、各芯線41は、それぞれ独立して信号伝達や電力供給を行うことができるように構成されており、一本のケーブル4によって、多数の信号伝達や電力供給を行えるように構成されている。
なお、ケーブル4を構成している芯線41、芯線41を構成している素線43においても、それぞれ、信号送信や電力供給のためのケーブルとみなすことができる。
以下、上記構成のケーブル4を構成しているケーブルとしての芯線41の曲率分布の測定方法について、図4のフローチャートに基づいて説明する。
また、上記ステップS1は、ケーブル4を、当該ケーブル4が用いられる実機に配索された状態を再現し固定する固定工程を構成している。
なお、一般にX線画像は、X線吸収率の高い部分が明るく現れ、吸収率の低い部分が暗く現れるため、ケーブル4の撮影像は、金属である素線43が存在する部分が明るい淡部、他の部分が暗い濃部となって得られるのであるが、本実施形態の断面内部画像gでは、淡部と濃部とを反転させることで、素線43(芯線41)の断面像が濃部、他の部分が淡部となるように示し、素線43の断面像をより明瞭に把握できるようにしている。
なお、上述したように、ケーブル4(芯線41)の沿線方向とZ方向とはできるだけ一致するように固定することが好ましいが、ケーブル4(芯線41)は沿線方向に屈曲変形しているので、両者は一致していない。
以下、コンピュータ2のCPU21は、ケーブルの形状状態測定プログラムとしての曲率分布測定プログラム26に基づいて、以下の処理(ステップS3〜S7)を実行する。すなわち、CPU21は、X線CTスキャナ装置1から受信した複数の断面内部画像gを、コンピュータ2の記憶部25に格納する(ステップS3)。
なお、上記濃淡画像を2値化画像に変換する際における閾値の設定においては、撮影条件や撮影対象物等の要因によって、明瞭に境界線g3が取得できる設定が事例ごとに異なる。このため、画像処理等によって最適な値をCPU21に求めさせて自動的に処理させても良いし、パーソナルコンピュータ2のオペレータが適宜最適な数値を判断し入力することができる閾値入力手段を備えたものとしてもよい。このようにすることで、様々な事例に柔軟に対応でき、明瞭な境界線g3を得ることができる。
また、上記ステップS2〜S4は、X−Y面に対して平行かつZ方向に所定間隔としての一定のピッチ間隔Lで並ぶ複数のケーブル4(芯線41)断面の断面形状をX−Y平面の2次元データとして取得する断面形状取得工程を構成している。また、上記ステップS2〜S4により構成される断面形状取得工程を実現するためのX線CTスキャナ装置1及びパーソナルコンピュータ2は、断面形状取得手段を構成している。
また、上述したように、ケーブル4(芯線41)は沿線方向に屈曲変形しているので、その沿線方向と、Z方向とはかならずしも一致しておらず、断面内部画像gはケーブル4の沿線方向に対して必ずしも直交しているとは限らない。このため、素線43(芯線41)の切片である上記境界線g3は、真円ではなく楕円状となる場合があるが、このような場合にも、境界線g3の2次元データから、当該境界線g3の面積中心等を求めることで、断面中心g4を特定することができる。
なお、以下の説明では、上記ステップS5により得られる一の芯線41に属する複数の断面中心g4の3次元座標値を、基準点座標値群と呼ぶ。
以上のように、ケーブル4を構成する7本の芯線に係る基準点座標値群が取得され、ケーブル4沿線方向に対する芯線41の中心の座標値の3次元的な変化を把握することができる。
ここで、以下においては、ケーブル4を構成する7本の芯線41の内の特定の1本に着目し、芯線41の曲率の求め方について詳述する。すなわち、CPU21は、ステップS6において、ケーブル4の沿線方向に並ぶ3点の断面中心g4を通過する円弧の曲率を芯線41の近似的な曲率として算出する。
まず、CPU21は、点t1から点t2へのベクトルB1と、点t1から点t3へのベクトルB2とを求める。このベクトルB1とベクトルB2とは、下記式(1)の関係を有している。
B1・B2=(|B1||B2|)cosθ ・・・(1)
但し、「B1・B2」は、ベクトルB1とベクトルB2との内積であり、θはベクトルB1とベクトルB2とが成す角度である。
R=|B3|/sinθ ・・・(2)
但し、|B3|は、点t1,t2間のスカラー量である。
K=1/R ・・・(3)
以上のようにステップS6は、複数の断面中心g4の3次元座標値に基づいて、各断面中心g4における芯線41の曲率を近似的に算出する曲率算出工程を構成している。
CPU21は、各芯線41の形状状態としての曲率を数値として把握しかつ各芯線41のケーブル4沿線方向における曲率分布を把握することができ、これらを数値として出力する(ステップS7)。また、このステップS7は、前記の曲率分布をケーブル4の沿線方向の形状状態として出力する曲率分布出力工程を構成している。
また、上記のように構成された本実施形態の曲率分布測定プログラムによれば、芯線41が沿線方向に複雑に屈曲変形している場合においても、より正確に形状状態としての曲率を測定、把握することができる。
なお、本実施形態では、透過撮影するためにX線CTスキャナ装置1を用いたが、これに限られるものではなく、MRIスキャナ装置を用いることもできるし、それに準じた透過撮影装置を用いることができる。
また、本実施形態により得られた曲率の値に芯線41の半径を乗すれば、芯線41の曲げ歪みが求められる。すなわち芯線41における曲げ歪みの分布を把握することができ、これにより、本実施形態により得られる曲率分布は、芯線41が繰り返し曲げられたときの疲労寿命を取得する際のデータとして活用することもできる。
以下に、撚り束ねられることで生じる芯線41の曲率を把握できる程度に測定を可能とするピッチ間隔Lの決定条件について説明する。まず、一様な曲率を有している部分に対して、芯線41の断面形状を3箇所以上取得することができるピッチ間隔Lの条件について説明する。図8(a)は、芯線41において一様な曲率を有している部分と芯線41の断面形状を取得するためのピッチ間隔Lとの関係を示す模式図である。図中矢印の方向がZ方向であるときに、芯線41が角度εの範囲で一様な曲率半径Rで屈曲する屈曲部Kを有しているとした場合、この屈曲部KのZ方向に占める領域である間隔ZZは、下記式(4)で示される。
ZZ=R×(1−cos(ε/2)) ・・・(4)
L<ZZ/2=(R/2)×(1−cos(ε/2)) ・・・(5)
Rs=(ρ2+(P/2π)2)/ρ ・・・(6)
なお撚りピッチとは、図中ハッチングで示した芯線41に着目したとき、ケーブル4断面において、着目した芯線41が、図のように螺旋状に撚られて断面径方向ほぼ同一の位置となる沿線方向の幅寸法を示している。
ε´=(P/4Rs)×(180/π) ・・・(7)
L<(Rs/2)×(1−cos(ε´/2)) ・・・(8)
上記式(8)を満たすようにピッチ間隔Lを定めれば、本実施形態の芯線41の曲率をより正確に測定することができる。
以上のように、ステップS11は、芯線41断面の断面形状である境界線g3の2次元データから、断面中心g4以外に芯線41断面上の位置を特定することのできる特定点Uを特定し、この特定点UのX−Y座標値を取得する特定点座標取得工程を構成している。
破線V1において、ねじり角αはZ方向の座標値に対して線形の関係にある。ケーブル4(芯線41)が屈曲変形していない状態では、素線43は芯線41を構成すべく所定の撚りピッチpで一定に撚り束ねられるので、芯線41のねじり角αはZ方向の増分に対して一定の角度変化が生じる。
つまり、屈曲変形していないケーブル4における芯線41のねじり角αの差分値は、素線43の撚りピッチp等のケーブル4の仕様等によって定数(w)として定まるため、芯線41のねじり角の差分値がwとなる場合には、ねじり変形が生じていないことを示している。
なお、屈曲変形していないケーブル4におけるねじり角α、及びその差分は、予め測定もしくは算出し、そのデータを定数として記憶部25等に格納しておき、屈曲変形した状態のケーブル4の測定時に参照できるようにされている。
CPU21は、図13のように、このねじり率の沿線方向における分布を芯線41の形状状態として示し出力する(ステップS13)。すなわち、ステップS13は、ねじり角αに対応するZ方向の座標値に対するねじり率を算出し、このねじり率より得られる沿線方向のねじり率分布をケーブル沿線方向の形状状態として出力するねじり率分布出力工程を構成している。
また、上記のように構成された本実施形態のねじり率分布測定プログラムによれば、芯線41が3次元的に複雑に屈曲変形している場合においても、より正確に形状状態としてのねじり率を測定し、把握することができる。
また、上記実施形態により得られたねじり率は、芯線41の沿線方向に対するねじり角変化なので、このねじり率に芯線41の半径等を乗することで芯線41のねじり歪みを求めることができる。すなわち芯線41におけるねじり歪みの分布を把握することができ、これにより、本実施形態により得られるねじり率分布は、ケーブル4の屈曲変形に伴って芯線41が繰り返しねじり変形を受けたときの疲労寿命を取得する際のデータとして活用することもできる。
Δβ=(360/P´)×L ・・・(9)
Δβ<360/N ・・・(10)
なお、上記Nは、特定点Uを定めた素線43と同一の螺旋径で周方向に配置されている素線43の総数であり、ここでは6本である。
Δβ<180/N ・・・(11)
L<(180/N)×(P´/360) ・・・(12)
L<P´/12 ・・・(13)
すなわち、上記断面形状取得工程は、ケーブル4の外観形状を非接触で3次元データとして取得する工程と、この工程により取得されるケーブル4の外観形状の3次元データから、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状を、X−Y平面の2次元データとして取得する工程と、を備えたものであってもよい。前記工程を有するケーブルの形状状態測定方法によれば、3次元データとして構築されたケーブル4の外観形状に基づいて断面形状を取得するので、断面形状をX−Y平面の2次元データとして取得することが容易である。また、当該ケーブルの外観形状を直接的に測定できない場合においても、ケーブルの断面形状を取得することができる。
2 パーソナルコンピュータ
4 ケーブル
41 芯線
43 素線
g4 断面中心(基準点)
O 基準線
Q 通過線
U 特定点
Claims (20)
- 複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を測定するケーブルの形状状態測定方法であって、
直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルにおける、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状を、X−Y平面の2次元データとして取得する断面形状取得工程と、
前記断面形状取得工程により取得される複数の前記断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれに含まれる前記複数の芯線の断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として前記複数の芯線それぞれについて取得する基準点座標値取得工程と、
前記基準点座標値取得工程により前記複数の芯線それぞれについて得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる前記複数の芯線それぞれについての基準点座標値群に基づいて、前記複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を数値として出力する形状状態出力工程と、を備えていることを特徴とするケーブルの形状状態測定方法。 - 前記基準点は前記ケーブル断面における前記複数の芯線の断面それぞれの断面中心であり、
前記形状状態出力工程は、前記基準点座標値群に基づいて、前記各基準点における前記芯線の曲率を近似的に前記複数の芯線それぞれについて算出する曲率算出工程と、
前記曲率算出工程により算出された前記複数の芯線それぞれについての前記各基準点における曲率より得られる前記複数の芯線それぞれについての沿線方向の曲率分布を、前記複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態として出力する曲率分布出力工程と、を備えている請求項1に記載のケーブルの形状状態測定方法。 - 前記曲率算出工程は、前記複数の芯線それぞれについての前記複数の基準点の内のZ方向に隣接して並ぶ3点を前記複数の芯線ごとに特定し、少なくともこれら3点を通過する円弧の曲率を前記芯線の近似的な曲率として順次算出する請求項2に記載のケーブルの形状状態測定方法。
- 複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を測定するケーブルの形状状態測定システムであって、
直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルにおける、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状を、X−Y平面の2次元データとして取得する断面形状取得手段と、
前記断面形状取得手段により取得される複数の前記断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれに含まれる前記複数の芯線の断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として前記複数の芯線それぞれについて取得する基準点座標値取得手段と、
前記基準点座標値取得手段により前記複数の芯線それぞれについて得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる前記複数の芯線それぞれについての基準点座標値群に基づいて、前記複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を数値として出力する形状状態出力手段と、を備えていることを特徴とするケーブルの形状状態測定システム。 - コンピュータに複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を測定するケーブルの形状状態測定方法を実行させるためのケーブルの形状状態測定プログラムであって、
前記形状状態測定プログラムは、直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルから取得される、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状のX−Y平面の2次元データを、前記コンピュータの記憶手段に記憶する記憶ステップと、
前記記憶ステップにより記憶される複数の前記ケーブルの断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれに含まれる前記複数の芯線の断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として前記複数の芯線それぞれについて取得する基準点座標値取得ステップと、
前記基準点座標値取得ステップにより前記複数の芯線それぞれについて得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる前記複数の芯線それぞれについての基準点座標値群に基づいて、前記複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を数値として出力する形状状態出力ステップと、を備えていることを特徴とするケーブルの形状状態測定プログラム。 - 複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されるとともに外周が被覆されているケーブルのケーブル状態を評価するケーブル状態評価方法であって、
直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルにおける、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状を、X−Y平面の2次元データとして取得する断面形状取得工程と、
前記断面形状取得工程により取得される複数の前記断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれに含まれる前記複数の芯線の断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として前記複数の芯線それぞれについて取得する基準点座標値取得工程と、
前記基準点座標値取得工程により前記複数の芯線それぞれについて得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる前記複数の芯線それぞれについての基準点座標値群に基づいて、前記複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を数値として取得する形状状態取得工程と、
前記形状状態取得工程により得られる前記ケーブルの沿線方向の形状状態の数値の変位に基づいて、前記ケーブルのケーブル状態を評価する評価工程と、を備えていることを特徴とするケーブル状態評価方法。 - 複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を測定するケーブルの形状状態測定方法であって、
直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルにおける、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状を、X−Y平面の2次元データとして取得する断面形状取得工程と、
前記断面形状取得工程により取得される複数の前記断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれに含まれる前記複数の芯線の断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として前記複数の芯線それぞれについて取得する基準点座標値取得工程と、
前記基準点座標値取得工程により前記複数の芯線それぞれについて得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる前記複数の芯線それぞれについての基準点座標値群に基づいて、前記複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を数値として出力する形状状態出力工程と、を備え、
前記基準点は前記ケーブル断面における前記複数の芯線の断面それぞれの断面中心であり、
前記複数の芯線がそれぞれ複数の導体素線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねられたものであり、
前記形状状態出力工程は、前記複数のケーブル断面形状の2次元データから、前記複数の芯線それぞれの中心に位置する導体素線以外の導体素線の内の一の導体素線の中心を前記基準点に対応する特定点として前記複数の芯線それぞれについて特定し、さらに、これら特定点を前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、これら特定点のX−Y平面における2次元座標値を前記複数の芯線それぞれについて取得する特定点座標取得工程と、
前記複数のケーブル断面上の前記複数の芯線の断面それぞれにおいて、前記基準点及びその基準点に対応する前記特定点を通過する通過線と、所定の基準線とが成す角度の内、当該芯線のねじり変形に起因する角度であるねじり角を、前記複数の芯線それぞれについて算出し、さらに、これらねじり角を前記複数のケーブル断面それぞれについて算出するねじり角算出工程と、
前記ねじり角算出工程により算出される前記複数のケーブル断面における前記複数の芯線それぞれについてのねじり角の、Z方向の座標値に対する差分であるねじり率を前記複数の芯線それぞれについて算出し、これらねじり率より得られる当該ケーブル沿線方向における前記複数の芯線それぞれについてのねじり率分布を、前記複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態として出力するねじり率分布出力工程と、を備えていることを特徴とするケーブルの形状状態測定方法。 - 前記ねじり角算出工程は、前記複数のケーブル断面上の前記複数の芯線の断面それぞれにおいて、前記通過線と前記基準線とが成す現状の角度と、前記ケーブルが屈曲変形していない状態での前記通過線と前記基準線とが成す角度との差を、前記ケーブルの屈曲変形によって生じるねじり変形に起因するねじり角として前記複数の芯線それぞれについて算出し、さらに、これらねじり角を前記複数のケーブル断面それぞれについて算出する請求項7に記載のケーブルの形状状態測定方法。
- 前記ねじり率分布出力工程が出力する、前記複数の芯線それぞれについてのねじり率分布に基づいて、前記ケーブルの屈曲変形に伴う疲労寿命を求める疲労寿命取得工程をさらに備えている請求項7又は8に記載のケーブルの形状状態測定方法。
- 複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を測定するケーブルの形状状態測定システムであって、
直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルにおける、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状を、X−Y平面の2次元データとして取得する断面形状取得手段と、
前記断面形状取得手段により取得される複数の前記断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれに含まれる前記複数の芯線の断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として前記複数の芯線それぞれについて取得する基準点座標値取得手段と、
前記基準点座標値取得手段により前記複数の芯線それぞれについて得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる前記複数の芯線それぞれについての基準点座標値群に基づいて、前記複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を数値として出力する形状状態出力手段と、を備え、
前記基準点は前記ケーブル断面における前記複数の芯線の断面それぞれの断面中心であり、
前記複数の芯線がそれぞれ複数の導体素線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねられたものであり、
前記形状状態出力手段は、前記複数のケーブル断面形状の2次元データから、前記複数の芯線それぞれの中心に位置する導体素線以外の導体素線の内の一の導体素線の中心を前記基準点に対応する特定点として前記複数の芯線それぞれについて特定し、さらに、これら特定点を前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、これら特定点のX−Y平面における2次元座標値を前記複数の芯線それぞれについて取得する特定点座標取得手段と、
前記複数のケーブル断面上の前記複数の芯線の断面それぞれにおいて、前記基準点及びその基準点に対応する前記特定点を通過する通過線と、所定の基準線とが成す角度の内、当該芯線のねじり変形に起因する角度であるねじり角を、前記複数の芯線それぞれについて算出し、さらに、これらねじり角を前記複数のケーブル断面それぞれについて算出するねじり角算出手段と、
前記ねじり角算出手段により算出される前記複数のケーブル断面における前記複数の芯線それぞれについてのねじり角の、Z方向の座標値に対する差分であるねじり率を前記複数の芯線それぞれについて算出し、これらねじり率より得られる当該ケーブル沿線方向における前記複数の芯線それぞれについてのねじり率分布を、前記複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態として出力するねじり率分布出力手段と、を備えていることを特徴とするケーブルの形状状態測定システム。 - コンピュータに複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を測定するケーブルの形状状態測定方法を実行させるためのケーブルの形状状態測定プログラムであって、
前記形状状態測定プログラムは、直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルから取得される、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状のX−Y平面の2次元データを、前記コンピュータの記憶手段に記憶する記憶ステップと、
前記記憶ステップにより記憶される複数の前記ケーブルの断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれに含まれる前記複数の芯線の断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として前記複数の芯線それぞれについて取得する基準点座標値取得ステップと、
前記基準点座標値取得ステップにより前記複数の芯線それぞれについて得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる前記複数の芯線それぞれについての基準点座標値群に基づいて、前記複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を数値として出力する形状状態出力ステップと、を備え、
前記基準点は前記ケーブル断面における前記複数の芯線の断面それぞれの断面中心であり、
前記複数の芯線がそれぞれ複数の導体素線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねられたものであり、
前記形状状態出力ステップは、前記複数のケーブル断面形状の2次元データから、前記複数の芯線それぞれの中心に位置する導体素線以外の導体素線の内の一の導体素線の中心を前記基準点に対応する特定点として前記複数の芯線それぞれについて特定し、さらに、これら特定点を前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、これら特定点のX−Y平面における2次元座標値を前記複数の芯線それぞれについて取得する特定点座標取得ステップと、
前記複数のケーブル断面上の前記複数の芯線の断面それぞれにおいて、前記基準点及びその基準点に対応する前記特定点を通過する通過線と、所定の基準線とが成す角度の内、当該芯線のねじり変形に起因する角度であるねじり角を、前記複数の芯線それぞれについて算出し、さらに、これらねじり角を前記複数のケーブル断面それぞれについて算出するねじり角算出ステップと、
前記ねじり角算出ステップにより算出される前記複数のケーブル断面における前記複数の芯線それぞれについてのねじり角の、Z方向の座標値に対する差分であるねじり率を前記複数の芯線それぞれについて算出し、これらねじり率より得られる当該ケーブル沿線方向における前記複数の芯線それぞれについてのねじり率分布を、前記複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態として出力するねじり率分布出力ステップと、を備えていることを特徴とするケーブルの形状状態測定プログラム。 - 複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されるとともに外周が被覆されているケーブルのケーブル状態を評価するケーブル状態評価方法であって、
直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルにおける、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状を、X−Y平面の2次元データとして取得する断面形状取得工程と、
前記断面形状取得工程により取得される複数の前記断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれに含まれる前記複数の芯線の断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として前記複数の芯線それぞれについて取得する基準点座標値取得工程と、
前記基準点座標値取得工程により前記複数の芯線それぞれについて得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる前記複数の芯線それぞれについての基準点座標値群に基づいて、前記複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態を数値として取得する形状状態取得工程と、
前記形状状態取得工程により得られる前記ケーブルの沿線方向の形状状態の数値の変位に基づいて、前記ケーブルのケーブル状態を評価する評価工程と、を備え、
前記基準点は前記ケーブル断面における前記複数の芯線の断面それぞれの断面中心であり、
前記複数の芯線がそれぞれ複数の導体素線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねられたものであり、
前記形状状態取得工程は、前記複数のケーブル断面形状の2次元データから、前記複数の芯線それぞれの中心に位置する導体素線以外の導体素線の内の一の導体素線の中心を前記基準点に対応する特定点として前記複数の芯線それぞれについて特定し、さらに、これら特定点を前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、これら特定点のX−Y平面における2次元座標値を前記複数の芯線それぞれについて取得する特定点座標取得工程と、
前記複数のケーブル断面上の前記複数の芯線の断面それぞれにおいて、前記基準点及びその基準点に対応する前記特定点を通過する通過線と、所定の基準線とが成す角度の内、当該芯線のねじり変形に起因する角度であるねじり角を、前記複数の芯線それぞれについて算出し、さらに、これらねじり角を前記複数のケーブル断面それぞれについて算出するねじり角算出工程と、
前記ねじり角算出工程により算出される前記複数のケーブル断面における前記複数の芯線それぞれについてのねじり角の、Z方向の座標値に対する差分であるねじり率を前記複数の芯線それぞれについて算出し、これらねじり率より得られる当該ケーブル沿線方向における前記複数の芯線それぞれについてのねじり率分布を、前記複数の芯線を沿線方向に螺旋状に撚り束ねて構成されたケーブルの沿線方向の形状状態として取得するねじり率分布取得工程と、を備えていることを特徴とするケーブル状態評価方法。 - ケーブルの沿線方向の形状状態を測定するケーブルの形状状態測定方法であって、
直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルにおける、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状を、X−Y平面の2次元データとして取得する断面形状取得工程と、
前記断面形状取得工程により取得される複数の前記断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として取得する基準点座標値取得工程と、
前記基準点座標値取得工程により得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる基準点座標値群に基づいて、前記ケーブルの沿線方向の形状状態を数値として出力する形状状態出力工程と、を備え、
前記基準点は前記ケーブル断面におけるケーブル断面中心であり、
前記形状状態出力工程は、前記基準点座標値群に基づいて、前記各基準点における前記ケーブルの曲率を近似的に算出する曲率算出工程と、
前記曲率算出工程により算出された前記各基準点における曲率より得られる当該ケーブルの沿線方向の曲率分布を前記ケーブルの沿線方向の形状状態として出力する曲率分布出力工程と、を備え、
前記曲率算出工程は、前記複数の基準点の内のZ方向に隣接して並ぶ3点を特定し、少なくともこれら3点を通過する円弧の曲率を前記ケーブルの近似的な曲率として順次算出するものであり、
前記ケーブルが当該ケーブルを複数本沿線方向に所定の撚りピッチで螺旋状に撚り束ねられたものの内の一つであり、前記撚りピッチをP、前記断面形状取得工程における前記ケーブル断面の前記所定間隔をLとした場合、下記式を満たすことを特徴とするケーブルの形状状態測定方法。
L<P/4 - ケーブルの沿線方向の形状状態を測定するケーブルの形状状態測定方法であって、
直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルにおける、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状を、X−Y平面の2次元データとして取得する断面形状取得工程と、
前記断面形状取得工程により取得される複数の前記断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として取得する基準点座標値取得工程と、
前記基準点座標値取得工程により得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる基準点座標値群に基づいて、前記ケーブルの沿線方向の形状状態を数値として出力する形状状態出力工程と、を備え、
前記基準点は前記ケーブル断面におけるケーブル断面中心であり、
前記形状状態出力工程は、前記複数のケーブル断面形状の2次元データから、前記基準点以外にケーブル断面上の位置を特定することのできる特定点を、前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、この特定点のX−Y平面における2次元座標値を取得する特定点座標取得工程と、
前記複数のケーブル断面上において、前記基準点及びその基準点に対応する前記特定点を通過する通過線と、所定の基準線とが成す角度の内、当該ケーブルのねじり変形に起因する角度であるねじり角を、前記複数のケーブル断面それぞれについて算出するねじり角算出工程と、
前記ねじり角算出工程により算出される前記複数のケーブル断面におけるねじり角の、Z方向の座標値に対する差分であるねじり率を算出し、このねじり率より得られる当該ケーブル沿線方向のねじり率分布を前記ケーブル沿線方向の形状状態として出力するねじり率分布出力工程と、を備え、
前記ケーブルが複数の導体素線を沿線方向に所定の撚りピッチで螺旋状に撚り束ねられたものであり、前記撚り束ねられた導体素線の内から選択された一つの導体素線の中心を前記特定点としたとき、前記導体素線の撚りピッチをP、前記特定点を定めた導体素線と同一の螺旋径で周方向に配置されている導体素線の総数をN、前記断面形状取得工程における前記複数のケーブル断面の前記所定間隔をLとした場合、下記式を満たすことを特徴とするケーブルの形状状態測定方法。
L<(180/N)×(P/360) - ケーブルの沿線方向の形状状態を測定するケーブルの形状状態測定システムであって、
直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルにおける、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状を、X−Y平面の2次元データとして取得する断面形状取得手段と、
前記断面形状取得手段により取得される複数の前記断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として取得する基準点座標値取得手段と、
前記基準点座標値取得手段により得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる基準点座標値群に基づいて、前記ケーブルの沿線方向の形状状態を数値として出力する形状状態出力手段と、を備え、
前記基準点は前記ケーブル断面におけるケーブル断面中心であり、
前記形状状態出力手段は、前記基準点座標値群に基づいて、前記各基準点における前記ケーブルの曲率を近似的に算出する曲率算出手段と、
前記曲率算出手段により算出された前記各基準点における曲率より得られる当該ケーブルの沿線方向の曲率分布を前記ケーブルの沿線方向の形状状態として出力する曲率分布出力手段と、を備え、
前記曲率算出手段は、前記複数の基準点の内のZ方向に隣接して並ぶ3点を特定し、少なくともこれら3点を通過する円弧の曲率を前記ケーブルの近似的な曲率として順次算出するものであり、
前記ケーブルが当該ケーブルを複数本沿線方向に所定の撚りピッチで螺旋状に撚り束ねられたものの内の一つであり、前記撚りピッチをP、前記断面形状取得手段によって取得される前記ケーブル断面の前記所定間隔をLとした場合、下記式を満たすことを特徴とするケーブルの形状状態測定システム。
L<P/4 - ケーブルの沿線方向の形状状態を測定するケーブルの形状状態測定システムであって、
直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルにおける、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状を、X−Y平面の2次元データとして取得する断面形状取得手段と、
前記断面形状取得手段により取得される複数の前記断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として取得する基準点座標値取得手段と、
前記基準点座標値取得手段により得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる基準点座標値群に基づいて、前記ケーブルの沿線方向の形状状態を数値として出力する形状状態出力手段と、を備え、
前記基準点は前記ケーブル断面におけるケーブル断面中心であり、
前記形状状態出力手段は、前記複数のケーブル断面形状の2次元データから、前記基準点以外にケーブル断面上の位置を特定することのできる特定点を、前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、この特定点のX−Y平面における2次元座標値を取得する特定点座標取得手段と、
前記複数のケーブル断面上において、前記基準点及びその基準点に対応する前記特定点を通過する通過線と、所定の基準線とが成す角度の内、当該ケーブルのねじり変形に起因する角度であるねじり角を、前記複数のケーブル断面それぞれについて算出するねじり角算出手段と、
前記ねじり角算出手段により算出される前記複数のケーブル断面におけるねじり角の、Z方向の座標値に対する差分であるねじり率を算出し、このねじり率より得られる当該ケーブル沿線方向のねじり率分布を前記ケーブル沿線方向の形状状態として出力するねじり率分布出力手段と、を備え、
前記ケーブルが複数の導体素線を沿線方向に所定の撚りピッチで螺旋状に撚り束ねられたものであり、前記撚り束ねられた導体素線の内から選択された一つの導体素線の中心を前記特定点としたとき、前記導体素線の撚りピッチをP、前記特定点を定めた導体素線と同一の螺旋径で周方向に配置されている導体素線の総数をN、前記断面形状取得手段によって取得される前記複数のケーブル断面の前記所定間隔をLとした場合、下記式を満たすことを特徴とするケーブルの形状状態測定システム。
L<(180/N)×(P/360) - コンピュータにケーブルの沿線方向の形状状態を測定するケーブルの形状状態測定方法を実行させるためのケーブルの形状状態測定プログラムであって、
前記形状状態測定プログラムは、直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルから取得される、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状のX−Y平面の2次元データを、前記コンピュータの記憶手段に記憶する記憶ステップと、
前記記憶ステップにより記憶される複数の前記ケーブルの断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として取得する基準点座標値取得ステップと、
前記基準点座標値取得ステップにより得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる基準点座標値群に基づいて、前記ケーブルの沿線方向の形状状態を数値として出力する形状状態出力ステップと、を備え、
前記基準点は前記ケーブル断面におけるケーブル断面中心であり、
前記形状状態出力ステップは、前記基準点座標値群に基づいて、前記各基準点における前記ケーブルの曲率を近似的に算出する曲率算出ステップと、
前記曲率算出ステップにより算出された前記各基準点における曲率より得られる当該ケーブルの沿線方向の曲率分布を前記ケーブルの沿線方向の形状状態として出力する曲率分布出力ステップと、を備え、
前記曲率算出ステップは、前記複数の基準点の内のZ方向に隣接して並ぶ3点を特定し、少なくともこれら3点を通過する円弧の曲率を前記ケーブルの近似的な曲率として順次算出するものであり、
前記ケーブルが当該ケーブルを複数本沿線方向に所定の撚りピッチで螺旋状に撚り束ねられたものの内の一つであり、前記撚りピッチをP、前記断面形状取得ステップにより取得される前記ケーブル断面の前記所定間隔をLとした場合、下記式を満たすことを特徴とするケーブルの形状状態測定プログラム。
L<P/4 - コンピュータにケーブルの沿線方向の形状状態を測定するケーブルの形状状態測定方法を実行させるためのケーブルの形状状態測定プログラムであって、
前記形状状態測定プログラムは、直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルから取得される、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状のX−Y平面の2次元データを、前記コンピュータの記憶手段に記憶する記憶ステップと、
前記記憶ステップにより記憶される複数の前記ケーブルの断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として取得する基準点座標値取得ステップと、
前記基準点座標値取得ステップにより得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる基準点座標値群に基づいて、前記ケーブルの沿線方向の形状状態を数値として出力する形状状態出力ステップと、を備え、
前記基準点は前記ケーブル断面におけるケーブル断面中心であり、
前記形状状態出力ステップは、前記複数のケーブル断面形状の2次元データから、前記基準点以外にケーブル断面上の位置を特定することのできる特定点を、前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、この特定点のX−Y平面における2次元座標値を取得する特定点座標取得ステップと、
前記複数のケーブル断面上において、前記基準点及びその基準点に対応する前記特定点を通過する通過線と、所定の基準線とが成す角度の内、当該ケーブルのねじり変形に起因する角度であるねじり角を、前記複数のケーブル断面それぞれについて算出するねじり角算出ステップと、
前記ねじり角算出手段により算出される前記複数のケーブル断面におけるねじり角の、Z方向の座標値に対する差分であるねじり率を算出し、このねじり率より得られる当該ケーブル沿線方向のねじり率分布を前記ケーブル沿線方向の形状状態として出力するねじり率分布出力ステップと、を備え、
前記ケーブルが複数の導体素線を沿線方向に所定の撚りピッチで螺旋状に撚り束ねられたものであり、前記撚り束ねられた導体素線の内から選択された一つの導体素線の中心を前記特定点としたとき、前記導体素線の撚りピッチをP、前記特定点を定めた導体素線と同一の螺旋径で周方向に配置されている導体素線の総数をN、前記断面形状取得ステップによって取得される前記複数のケーブル断面の前記所定間隔をLとした場合、下記式を満たすことを特徴とするケーブルの形状状態測定プログラム。
L<(180/N)×(P/360) - 外周が被覆されているケーブルのケーブル状態を評価するケーブル状態評価方法であって、
直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルにおける、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状を、X−Y平面の2次元データとして取得する断面形状取得工程と、
前記断面形状取得工程により取得される複数の前記断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として取得する基準点座標値取得工程と、
前記基準点座標値取得工程により得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる基準点座標値群に基づいて、前記ケーブルの沿線方向の形状状態を数値として取得する形状状態取得工程と、
前記形状状態取得工程により得られる前記ケーブルの沿線方向の形状状態の数値の変位に基づいて、前記ケーブルのケーブル状態を評価する評価工程と、を備え、
前記基準点は前記ケーブル断面におけるケーブル断面中心であり、
前記形状状態取得工程は、前記基準点座標値群に基づいて、前記各基準点における前記ケーブルの曲率を近似的に算出する曲率算出工程と、
前記曲率算出工程により算出された前記各基準点における曲率より得られる当該ケーブルの沿線方向の曲率分布を前記ケーブルの沿線方向の形状状態として取得する曲率分布取得工程と、を備え、
前記曲率算出工程は、前記複数の基準点の内のZ方向に隣接して並ぶ3点を特定し、少なくともこれら3点を通過する円弧の曲率を前記ケーブルの近似的な曲率として順次算出するものであり、
前記ケーブルが当該ケーブルを複数本沿線方向に所定の撚りピッチで螺旋状に撚り束ねられたものの内の一つであり、前記撚りピッチをP、前記断面形状取得工程における前記ケーブル断面の前記所定間隔をLとした場合、下記式を満たすことを特徴とするケーブル状態評価方法。
L<P/4 - 外周が被覆されているケーブルのケーブル状態を評価するケーブル状態評価方法であって、
直交3方向をX,Y,Zとするとき、沿線方向がX−Y平面と交差するように配置された前記ケーブルにおける、X−Y平面と平行かつZ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面形状を、X−Y平面の2次元データとして取得する断面形状取得工程と、
前記断面形状取得工程により取得される複数の前記断面形状の2次元データから、前記ケーブル断面上に定められた所定の基準点を前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、前記ケーブル断面の前記所定間隔に基づいて、前記複数のケーブル断面における前記基準点を3次元座標値として取得する基準点座標値取得工程と、
前記基準点座標値取得工程により得られる複数の前記基準点の3次元座標値からなる基準点座標値群に基づいて、前記ケーブルの沿線方向の形状状態を数値として取得する形状状態取得工程と、
前記形状状態取得工程により得られる前記ケーブルの沿線方向の形状状態の数値の変位に基づいて、前記ケーブルのケーブル状態を評価する評価工程と、を備え、
前記基準点は前記ケーブル断面におけるケーブル断面中心であり、
前記形状状態取得工程は、前記複数のケーブル断面形状の2次元データから、前記基準点以外にケーブル断面上の位置を特定することのできる特定点を、前記複数のケーブル断面それぞれについて特定し、この特定点のX−Y平面における2次元座標値を取得する特定点座標取得工程と、
前記複数のケーブル断面上において、前記基準点及びその基準点に対応する前記特定点を通過する通過線と、所定の基準線とが成す角度の内、当該ケーブルのねじり変形に起因する角度であるねじり角を、前記複数のケーブル断面それぞれについて算出するねじり角算出工程と、
前記ねじり角算出工程により算出される前記複数のケーブル断面におけるねじり角の、Z方向の座標値に対する差分であるねじり率を算出し、このねじり率より得られる当該ケーブル沿線方向のねじり率分布を前記ケーブル沿線方向の形状状態として取得するねじり率分布取得工程と、を備え、
前記ケーブルが複数の導体素線を沿線方向に所定の撚りピッチで螺旋状に撚り束ねられたものであり、前記撚り束ねられた導体素線の内から選択された一つの導体素線の中心を前記特定点としたとき、前記導体素線の撚りピッチをP、前記特定点を定めた導体素線と同一の螺旋径で周方向に配置されている導体素線の総数をN、前記断面形状取得工程における前記複数のケーブル断面の前記所定間隔をLとした場合、下記式を満たすことを特徴とするケーブル状態評価方法。
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