JP4450594B2 - ロープテスタ - Google Patents

Description

本発明はたとえばエレベータロープの検査に好適なロープテスタに関する。

ワイヤロープ（ケーブルと称されるものを含む）は非常に多岐な分野で使用されており、エレベータやクレーン、吊橋などではまさに命綱として使用されている。

こうしたワイヤロープの検査法としては、一般に外観検査が主流を占めている。外観検査は、疲労断線、摩耗、腐食、変形等の各々の状態とこれらの複合効果により、劣化度を経験的に評価するものであり、熟練、経験がそのまま測定精度となるし、情報が表面のみに偏ってしまう問題がある。

そこで、従来、ワイヤロープの軸方向に磁気的に飽和状態に磁化し、局部的な断面積変化を空気中に漏洩する磁束の変化により評価する漏洩磁束探傷法による非破壊検査が外観検査の補助手段的に用いられていた。
この検査機器は一般的に「ロープテスタ」と称され、一般的に、検出器と制御器と記録計から構成され、検出器は、１本ずつワイヤロープを測定すべく、長手方向両端部にそれぞれ永久磁石を内蔵し中間部に検出コイルを内蔵した一対の溝形状の割り本体を、閉じた時に円筒状を呈するようにヒンジ結合した構造となっていた。そして、測定時には、割り本体を拡開して対象のワイヤロープに外囲させ、検出器の中をワイヤロープが通過することにより永久磁石でワイヤロープを強く磁化させ、素線に断線があった場合に発生する漏洩磁束を検出コイルで検出し、選択増幅後検波し、検出信号として出力し、記録するのである。

こうしたロープテスタは、１本のワイヤロープの検査には適している。しかし、複数本のワイヤ（ワーヤ）ロープが並列している場合に、前記検出器を並列に並べ、同時に測定を行なおうとすると、次のような問題が発生する。
すなわち、隣接する検出器の永久磁石が同極（Ｎ極同士が隣接）である場合には、反発力が発生するため位置固定が困難になり、これを解消するために検出器の向きを逆極が隣接するように並列配置すると、隣接磁石間吸引力が発生して磁気回路が形成され、それによりロープの磁化力が低下し、また信号が磁気干渉の影響を受けて不安定化し、精度のよい測定を行なえないという問題があった。

しかも、従来のロープテスタは、検出器ごとに制御器および記録計が組み合わせされているので、コストがかかるとともに、一台一台の調整・マッチングが必要であるため操作も煩雑であり、設置も大きなスペースを必要とする問題があった。

ところで、エレベータ用に用いられるロープの廃棄基準はＪｌＳＡ４３０２「昇降機の検査基準」で定められており、この中のかご上で行う検査として、主索及びガバナロープの検査を規定しており、基準を満足しないロープは交換しなければならないとされている。
近年、昇降路、機械室等の設備をできるだけコンパクトにし、省スペースにするため、機械室を備えた従来型エレベータに変わり、屋上に実質的に機械室を必要としない機械室レスエレベータが主流となっている。
機械室を備えた従来型エレベータの場合には外観検査は容易であり、ロープテスタによる検査もスペースが十分な機械室で実施することが可能であるが、機械室レスエレベータでは、薄型巻上げ装置、薄型制御装置、直径１０ｍｍの多数平行ロープを昇降路内に配置されており、検査は、機械室がないため、かご上、最上部、ピット（底床面）などの狭く、暗く、危険な場所での実施を避けられないので、外観検査は実施できない。さらに、巻上げ装置のコンパクト化のため、シーブ直径は法規の最小値Ｄ／ｄ＝４０を採用することが多い。これは、ローピングの面からは通過するシーブ枚数が増加し、ロープ寿命の面では短くなる方向での使用条件であり、このことから、検査頻度は高くする必要がある。

しかも、ロープの最小直径が１２ｍｍから１０ｍｍへと変わったことによる強度（破断荷重）の減少を補うため、ロープ本数が増え、４本〜８本といった本数が用いられている。また、複雑なローピングにより、ロープ長さが従来型の２〜４倍となり、検査する１台当たりのロープ総長が非常に長くなっている。すなわち、ロープ本数を強度比で１．３倍、ロープ長さを中間の３倍とすると、機械室を備えた従来型エレベータに対して１台当たり約４倍の総長の検査が必要となる。

このように、使用しているロープ総長が長く、測定環境が暗く、危険である機械室レスエレベータでのロープ検査には、ロープテスタが必需と考えられるが、前述のように従来のロープテスタでは、ワイヤロープ１本ずつの測定しか行なえず、かつ測定径全体が大型複雑化するので、対応できなかった。

本発明は前記のような問題点を解消するためになされたもので、その目的とするところは、複数本のワイヤロープを同時に比較的精度よく損傷検査することができ、検査の簡易、能率向上を図ることができるロープテスタを提供することにある。

前記目的を達成するため本発明は、 永久磁石で通過中のワイヤロープを磁化し、素線断線があったときに発生する漏洩磁束を検出コイルで検出する形式のロープテスタであって、検出器が、複数本のワイヤロープのそれぞれを導く複数本の平行状のガイド路を有し、それら各ガイド路の下側に、両端に永久磁石を一体化した磁気回路形成用ブロックと、該磁気回路形成用ブロックの中間上部に固定された電気絶縁材からなる台状のホルダーと、該ホルダーの頂部に設けた湾曲部に固定された湾曲状のパンケーキコイルを備えた磁化検出体をそれぞれ配しており、前記各磁化検出体の隣接するもの同士が溝長手方向で交互に位置がずれかつ永久磁石の磁極が反対方向に配置されていることを特徴としている。

本発明によるときには、検出器が複数の平行状のガイド路を隣接配置しているので小型であり、ワイヤロープが密接していても自在に対応することができる。しかも、各磁化検出体の永久磁石が千鳥状に配置されているので、各チャンネル間で磁気干渉が起こらず、また隣接磁石間で磁気回路形成が生じず、ロープに対する磁化力が低下しない。
したがって、複数本のワイヤロープの探傷を同時測定することができるので、機械室レスエレベータ用ロープなどを、短時間で、安全、確実に検査することが可能である。
しかも、磁化検出体が、両端に永久磁石を一体化した磁気回路形成用ブロックと、該磁気回路形成用ブロックの中間上部に固定された電気絶縁材からなる台状のホルダーと、該ホルダーの頂部に設けた湾曲部に固定された湾曲状のパンケーキコイルを備え、磁化検出体がセグメント化ないしユニット化されているので、チャンネル数が多くても簡単に検出器を組み立てることができる効果が得られる。

好適には、各磁化検出体のパンケーキコイルが単一のコネクタに結線されて制御器に１系統で導かれ、制御器は、各チャンネルからの信号の和として処理し、出力は１系統とする回路となっている。
この構成によれば、複数本のロープを同時測定できる上に、制御器が１台で対応できるため、コストが安く、調整も１台分で足り、全体の装置が小型で設置スペースをとらないという効果が得られる。

以下添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１ないし図８は本発明によるロープテスタの一実施例を示しており、図１において、Ａは検出器、Ｂは制御器であり、制御器Ｂはパソコンなどのデータ記録・分析・機能を有する手段に連絡される。
前記検出器Ａは、図２ないし図８に示されており、アルミニウムなどの非磁性材料からなる底板１と、ステンレスなどの非磁性材料からなり底板１の両側にねじ止めされた側面板２，２とにより構成された樋状断面体を備え、これの幅広溝長手方向両端部には、アルミニウムなどの非磁性材料からなる板状のガイドホルダー３，３が内装固定され、中間部位には同じ材質のガイドホルダー３’が内装固定され、これらにより、長手方向で左右に区画された第１室４ａと第２室４ｂを有する比較的平たい箱型のハウジングが構成されている。
側面板２，２には、図１のように、持ち運び用の吊手や把手を取付けるための雌ねじ穴２０，２０や、固定金具を取付けるための雌ねじ穴２１，２１が適宜設けられる。また、底板１にも図示しないが固定金具を取付けるための雌ねじ穴が設けられる。

前記各ガイドホルダー３、３、３’は、ワイヤロープの直線状移動ガイドを構成するため、頂部幅方向に、図７のように、複数（図面では６個）のＵ字状をなした凹入部３０ａ~３０ｆが、幅狭の区画用突部３１を介して間隔形成されており、最外側の凹入部３０ａ、３０ｆに隣接して端突部３２，３２が形成されている。
図４のように、凹入部３０ａ~３０ｆの幅Ｗは測定対象のワイヤロープの外径と一致するかやや大きく、深さＨすなわち突部頂面から凹入部最下部までの距離は測定対象のワイヤロープの外径よりも大きく構成されている。

前記第１室４ａと第２室４ｂには、それぞれ３個ずつ、磁化検出体５，５´が配置固定されている。この磁化検出体５，５´は、図６で単体を示すように、永久磁石５０，５１を含む磁気回路部体５ａと検出コイル部体５ｂとを備えている。
磁気回路部体５ａは、この例では、前後に位置する２個の永久磁石５０，５１を、鋼などの磁性材からなるブロック（ヨーク）５２により一体化して構成されている。もちろん、ブロック部分を含めて全体を永久磁石としてもよい。そして、永久磁石５０，５１の上部には、上面が前記ガイドホルダー３、３、３´の凹入部３０ａ~３０ｆに合致する曲率で凹入した磁極部材５００，５０１が固定されている。

検出コイル部体５ｂは、合成樹脂などの電気絶縁材で作られ頂部に幅方向に湾曲部５３０を形成したＴ台状のホルダー５３と、２つのパンケーキコイル５４とからなっており、パンケーキコイル５４はＵ字型に曲げ加工され前記ホルダー５３の湾曲部５３０に固定されている。
前記ホルダー５３は、永久磁石５０，５１間の中間に相当するブロック５２の上に配され、ねじによって固定されている。
パンケーキコイル５４の立ち上がり部分の背面からホルダーにかけて、電磁鋼板からなる一対のシールド板５５，５５が固定されている。前記パンケーキコイル５４のリード線は、ホルダー湾曲部５３０に設けた溝に導かれ、ホルダー側面に設けた端子に結線されている。

第１室４ａにおける３個の前記磁化検出体５は、図２と図４のように、幅方向で隣接させずにスペースをあけて配置されている。すなわち、図７のように、３個の前記磁化検出体５は、パンケーキコイル５４と永久磁石が、ガイドホルダー３、３’の第１凹入部３０ａ、第３凹入部３０ｃおよび第５凹入部３０ｅと同軸上にあるように配置され、ブロック５２の下部を底板１とボルトにより連結固定されている。
パンケーキコイル５４と磁極部材５００，５１０は第１凹入部３０ａ、第３凹入部３０ｃおよび第５凹入部３０ｅの湾曲と整合している。
３個の磁化検出体５は、それぞれ永久磁石５０，５１の磁極の方向が同じであり、この例では左端にＮ極が、右端にＳ極が位置している。

第２室４ｂにおける３個の前記磁化検出体５’は、図２と図５のように、幅方向で隣接させずに間隔をあけて、しかも前記第１室４ａにおける前記各磁化検出体５の非延長線上に配置されている。
すなわち、３個の前記磁化検出体５’は、図７のように、パンケーキコイル５４と永久磁石が、ガイドホルダー３、３’の第２凹入部３０ｂと第４凹入部３０ｄおよび第６凹入部３０ｆと同軸上にあるように配置され、ブロック５２の下部を底板１とボルトにより連結固定されている。
パンケーキコイル５４と磁極部材５００，５１０は、前記と同じくガイドホルダー３、３’の第２凹入部３０ｂ、第４凹入部３０ｄおよび第６凹入部３０ｆとそれぞれ湾曲を整合させて配置されている。３個の磁化検出体５’は、それぞれ永久磁石５０，５１の磁極の方向が同じであるが、第１室４ａにおける前記各磁化検出体５とは逆の方向にあり、この例では左端にＳ極が、右端にＮ極が位置している。

前記各磁化検出体５、５’とガイドホルダー３、３’でワイヤロープの間欠的な移動ガイドが形成されるが、それらの摩耗を防止するとともに円滑かつ整然とロープが移動されるようにするため、検出器Ａの上面には、ステンレスなどの非磁性材料からなるガイド板６が張設されている。
このガイド板６は、図４，５のように、磁化検出体５、５’のパンケーキコイル５４と磁極部材５００，５１０およびガイドホルダー３、３’の凹入部３０ａ~３０ｆに合致する曲率を持った複数の平行な溝６０ａ~６０ｆを区画用突部３１に対応するヘヤピン状の屈曲部６１を介して形成し、両端に端突部３２，３２に対応する平坦部６２、６２を形成しており、平坦部６２、６２は側面板２，２の頂部に重ねられ、ビスで固定されている。本発明のガイド路はかかるガイド板６を有する場合を含んでいる。

検出器Ａの結線状態と回路構成を説明すると、前記側面板２にはコネクタ７が固着されており、図７のように磁化検出体５、５’の各パンケーキコイル５４のリード線が底板１の切欠きを介して導かれ、前記コネクタ７に接続されている。
したがって、第１室４ａにおける３個の各磁化検出体５によりチャンネル（ＣＨ）１~３が、第２室４ｂにおける３個の前記磁化検出体５’によりチャンネル（ＣＨ）４~６が構成されている。

コネクタ７はケーブル８により制御器Ｂに接続され、前記チャンネル１~６のデータが入力されるようになっている。制御器Ｂは図９のような回路となっており、各チャンネルからの信号の和として処理し、出力は１系統としている。また、各チャンネルごとにオン・オフスイッチＳＷを設け、全チャンネルおよび任意のチャンネルのみの切換が可能となっている。したがって、ロープ１本ずつの測定も可能である。なお、測定場所によっては、ＡＣ電源が確保できない場合もあるため、電池を組み込んいる。

前記制御器Ｂにはリモコンが付属され、たとえば周波数４２６．０２５ＭＨｚ、出力１ｍＷ以下の電波を用いて発停させるようになっている。制御器Ｂから出力されるロープ全長のデータは記録手段としてのパソコンに直接送られるか、またはメモリーにより保存されてパソコンに転送され、解析ソフトよりモニター上で絶対位置を有する波形として表示されるとともに、モニター上にはあらかじめ設定した断線判定レベルが表され、これを越えたロープ相当個所にマーキングが施されるようになっている。

図１０と図１１は本発明のロープテスタを機械室レスエレベータのメインロープの検査に適用した例を示している。
１０１はワイヤロープであり、４本が並列され中間部分でかご１００を抱くように導かれ、上方に位置する巻上機１０２を経由し、つりあい重り１０３を経由して、端がピット上部に固定されている。

本発明のロープテスタは、たとえば巻上機１０２の下に配置されるもので、検出器Ａは、ロープの動きに合わせて角度が自動調整されるように底板１に取付けた支持金具１０６と側面板２，２に取付けた固定金具１０７およびブラケット１０８でガイドレール１０４に取付けられ、この例では、制御器Ｂはブラケット１０８に連結金具１０９により吊持されている。
測定はシャフト外でリモコン操作により行った。データは制御器とパソコンをＵＳＢで接続し、専用ソフトによりパソコンに転送される。実地に測定を行なった結果、測定時間は取り付け、測定、撤去を含めて１時間以内で十分可能であった。また、作成した模擬断線を明確に測定できることが確認された。

図示するものは本発明の一例であり、これに限定されるものではない。
１）千鳥状配置の磁化検出体５、５’とこれによるチャンネル数は、６個である場合に限られず、これより多くても、少なくてもよい。
２）検出器Ａは、場合によってはガイド板６を覆うカバーないし蓋を有していてもよい。それらは、ハウジングに対してヒンジによって開閉可能にされることが好ましい。

本発明のロープテスタは、複数の磁化検出体５、５’を密接しているのでコンパクトであり、ロープ間隔が数ｍｍと短くても支障なく測定できる。しかも、単純に磁化・検出部を横並びに配置すると、隣接する磁極が反発しあったり、吸引力で別の磁気回路が形成されるが、複数の磁化検出体５、５’がロープ移動方向で千鳥状に配列され、隣接する磁石同士が反対方向に配置しているので、磁化力が低下せず各ロープを確実に磁化できると同時にし、磁器干渉を受けずに安定した信号を取り出すことができる。したがって、密接したロープを複数本同時に漏洩磁束測定可能であり、短時間で安全に検査可能である。
また、制御器Ｂも１台で済むので、測定装置全体もコンパクトになり、リモコン式の遠隔操作とデータ転送、解析が可能なため、少人数ないし無人で常時監視と測定が可能である。

本発明は、機械室レスエレベータ用ロープの損傷検査に好適であるほか、ワイヤロープを並列状に配して移動させる各種動索の損傷検査に適用することができる。

本発明によるロープテスタの一例を示す斜視図である。 検出器の部分切欠平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 磁化検出体を単体の状態で示す斜視図である。 図１においてガイド板を外した状態の平面図である。 検出器の回路図である。 制御器の回路図である。 本発明ロープテスタの使用例を示す説明図である。 図１０の要部拡大図である。

符号の説明

Ａ 検出器
５，５’ 磁化検出体
５ａ 磁気回路部体
５ｂ 検出コイル部体
５０，５１ 永久磁石
５２ 磁気回路形成用ブロック
５３ 状のホルダー
５４ 検出コイル

Claims (2)

1. 永久磁石で通過中のワイヤロープを磁化し、素線断線があったときに発生する漏洩磁束を検出コイルで検出する形式のロープテスタであって、検出器が、複数本のワイヤロープのそれぞれを導く複数本の平行状のガイド路を有し、それら各ガイド路の下側に、両端に永久磁石を一体化した磁気回路形成用ブロックと、該磁気回路形成用ブロックの中間上部に固定された電気絶縁材からなる台状のホルダーと、該ホルダーの頂部に設けた湾曲部に固定された湾曲状のパンケーキコイルを備えた磁化検出体をそれぞれ配しており、前記各磁化検出体の隣接するもの同士が溝長手方向で交互に位置がずれかつ永久磁石の磁極が反対方向に配置されていることを特徴とするロープテスタ。
2. 各磁化検出体のパンケーキコイルが単一のコネクタに結線されて制御器に１系統で導かれ、制御器は、各チャンネルからの信号の和として処理し、出力は１系統とする回路となっている請求項１に記載のロープテスタ。
   

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