JP4638935B2

JP4638935B2 - ワイヤーロープの探傷装置

Info

Publication number: JP4638935B2
Application number: JP2008308927A
Authority: JP
Inventors: 大輔浅井; 俊昭松本; 友治大西
Original assignee: Hitachi Building Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Building Systems Co Ltd
Priority date: 2008-12-03
Filing date: 2008-12-03
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2028-12-03
Also published as: HK1144166A1; CN101750451A; CN101750451B; JP2010133797A

Description

本発明は、電磁気探傷法の実施に好適なワイヤーロープの探傷装置に関する。

ワイヤーロープはエレベーター、リフト、ケーブルカー、クレーン等に多く使用されているが、使用頻度に応じて疲労や摩耗等による局部的な損傷が発生し、構成要素のワイヤーロープが順次破断する。この破断数は経年的に増加し、破断数が所定の値を超えるとワイヤーロープは寿命に至ったと判断されて交換が行われる。そのため、定期的な検査により、ワイヤーロープの破断数を計測し、ワイヤーロープが安全に使用できるか否かを評価する必要がある。

このような使用中のワイヤーロープの破断数を検査するために、簡便に用いることができるワイヤーロープの探傷法として、電磁気探傷法が知られている。この電磁気探傷法を実施する装置として、例えば、永久磁石を用いてワイヤーロープを長手方向に磁化し、ワイヤーロープの破断部から漏洩する漏洩磁束を磁気センサで検出してワイヤーロープの破断を検査するワイヤーロープの探傷装置が従来より知られている。

しかしながら、この種のワイヤーロープの探傷装置は、磁束密度の高い永久磁石を備えていることによってワイヤーロープに引き寄せられるので、ワイヤーロープの移動に伴って摺接摩擦力を受ける。一方、この摺接摩擦力はワイヤーロープ表面の油の状態によって変化する。そのため、この種のワイヤーロープの探傷装置はワイヤーロープの移動方向に振動し、磁気センサで検出した漏洩磁束の検出値に影響を及ぼすという問題があった。

そこで、このような摺接摩擦力による振動の影響を緩和するために、ワイヤーロープとの接触部にガイド体としてローラを備えたワイヤーロープの探傷装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、ブラケットを介して回転可能に取り付けられた一対のローラを備え、これらのローラを回転させて複数のワイヤーロープの表面を同時に清掃することによって、これらワイヤーロープ表面の油の状態を均一にするワイヤーロープの清掃装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−１８１７９２号公報実開昭５９−１２０７７２号公報

しかし、特許文献１に開示されたワイヤーロープの探傷装置では、ワイヤーロープとの接触部にガイド体として設けられたローラがワイヤーロープの移動方向に対する摺接摩擦力を緩和することによって、この探傷装置がワイヤーロープの長手方向へ振動することを抑えることができるが、ワイヤーロープ又は探傷装置がワイヤーロープの径方向に振動することを防止することができない。そのため、この場合には、ワイヤーロープと探傷装置のワイヤーロープの径方向に対する距離が変化し、この変化に伴って磁気センサの出力が変動するので、漏洩磁束の計測精度が低下しやすいという問題があった。

なお、特許文献２に開示されたワイヤーロープの清掃装置では、上述したように、ブラケットを介して取り付けられた一対のローラが複数本のワイヤーロープを両側方から挟み、これらのローラを回転させることによって、複数のワイヤーロープの表面を同時に清掃することができる。しかしながら、ワイヤーロープの振動はワイヤーロープ４本毎で異なっており、これら一対のローラでワイヤーロープがワイヤーロープの径方向に振動することをも抑えようとする場合には、これらローラのワイヤーロープへの押圧力を非常に大きくする必要があり、設置すること自体が困難である。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、ワイヤーロープの径方向に対する押圧力を比較的小さく保ちながらも、このワイヤーロープの振動を抑制することができるワイヤーロープの探傷装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明のワイヤーロープの探傷装置は、ワイヤーロープの長手方向に磁化する磁化手段と、この磁化手段によって磁化される前記ワイヤーロープの部分の近傍に配置され、前記ワイヤーロープの部分に生じている損傷部から漏洩する漏洩磁束を検出する磁気センサとを備えたワイヤーロープの探傷装置において、前記ワイヤーロープに対して前記磁化手段及び前記磁気センサを位置決めさせる位置決め機構を備え、この位置決め機構は、前記ワイヤーロープの外周の少なくとも３箇所で囲むように接触して回転する回転体からなり、この回転体の回転軸と前記ワイヤーロープのストランドの撚り方向とのなす角度が直角となるように配置された接触部と、この接触部が前記ワイヤーロープに密着する力を生じさせる力発生手段とを備えたことを特徴としている。

このように構成した本発明では、ワイヤーロープが少なくとも３箇所で囲まれた回転体からなる接触部が力発生手段による密着力を受けることによって、本発明の探傷装置がワイヤーロープの径方向の少なくとも３箇所において接触部に囲まれた状態でワイヤーロープに固定されるので、ワイヤーロープに対する押圧力を比較的小さく保ちながらも、このワイヤーロープの振動を抑制することができる。これにより、ワイヤーロープの径方向に対する距離が変化することを抑えることができ、ワイヤーロープの径方向に対する距離を一定に保つことができる。そのため、この距離の変動に伴って生じる磁気センサの出力の変動を抑えることができる。また、位置決め機構は、ワイヤーロープの少なくとも３箇所で囲むように接触して回転する回転体からなる接触部を備えているので、ワイヤーロープの移動に伴う摺接摩擦力を緩和することができ、本発明の探傷装置がワイヤーロープの長手方向へ振動することをより抑えることができる。さらに、接触部は、回転体の回転軸とワイヤーロープのストランドの撚り方向とのなす角度が直角となるように配置されているので、ワイヤーロープが本発明の探傷装置を摺接した際に、ワイヤーロープのストランドの凹凸によって探傷装置がワイヤーロープに対して振動することをも抑えることができる。

また、本発明に係るワイヤーロープの探傷装置では、前記発明において、前記力発生手段が弾性体から成ることを特徴としている。このように構成すると、本発明の探傷装置を容易にワイヤーロープに装着脱することができ、高い利便性を確保することができる。

また、本発明に係るワイヤーロープの探傷装置では、前記発明において、前記ワイヤーロープと摺接する非金属のガイド部材を備えたことを特徴としている。このように構成すると、ガイド部材で案内することによって、ワイヤーロープの摺接、あるいは相対的な摺接を容易に実施させることができる。

また、本発明に係るワイヤーロープの探傷装置では、前記発明において、前記位置決め機構を２つ設け、これらの位置決め機構の間に前記磁化手段と前記磁気センサを配置したことを特徴としている。このように構成すると、ワイヤーロープの径方向においてワイヤーロープに確実に固定され、２つの位置決め機構の間に位置する前記磁化手段と前記磁気センサがワイヤーロープの径方向においてワイヤーロープに確実に固定されるので、ワイヤーロープのさらに安定した漏洩磁束の検出を実現することができる。

本発明のワイヤーロープの探傷装置は、ワイヤーロープに対して磁化手段及び磁気センサを位置決めさせる位置決め機構を備え、この位置決め機構は、前記ワイヤーロープの外周の少なくとも３箇所で囲むように接触して回転する回転体からなり、この回転体の回転軸とワイヤーロープのストランドの撚り方向とのなす角度が直角となるように配置された接触部と、この接触部がワイヤーロープに密着する力を生じさせる力発生手段とを備えている。これにより、ワイヤーロープの径方向に対する押圧力を比較的小さく保ちながらも、このワイヤーロープの振動を抑制することができる。したがって、ワイヤーロープの径方向に対する距離の変動に伴って生じる磁気センサの出力の変動を抑えることができ、従来に比べて漏洩磁束の計測精度を向上させることができると共に、漏洩磁束の計測の信頼性を高めることができる。

以下、本発明に係るワイヤーロープの探傷装置を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。

図１は本発明の第１実施形態に係るワイヤーロープの探傷装置の構成を示す分解斜視図、図２は本発明の第１実施形態に備えられる位置決め機構を示す正面図、図３は本発明の第１実施形態によって実施されるワイヤーロープの探傷検査における回転体とワイヤーロープの位置関係を示す図である。

図１に示すように、本発明の第１実施形態に係るワイヤーロープの探傷装置１は、底板１０ａと一対の側板１０ｂ，１０ｃとによって形成される筐体１０と、この筐体１０の中央に配置された磁束検出手段１Ａと、筐体１０の底板１０ａの上面に取り付けられると共に、磁束検出手段１Ａの両側方に一直線上に配置された一対の位置決め機構５，６とを備えている。

磁束検出手段１Ａは、中央に配置されたヨーク９と、このヨーク９の上面に取り付けられた磁気センサ３と、ヨーク９の両端に取り付けられた磁化手段、例えば一対の永久磁石２ａ，２ｂと、これら永久磁石２ａ，２ｂの上面にそれぞれ取り付けられて非磁性体８が配置される一対の連結体１５ａ，１５ｂとを備えている。また、これら連結体１５ａ，１５ｂはそれぞれ凹部を有し、これら連結体１５ａ，１５ｂの凹部にワイヤーロープ４に摺接するＵ字型のガイド部材７が非磁性体８を介して係合される。なお、ガイド部材７は低摩擦の樹脂から構成されている。

図２に示すように、位置決め機構５は、筐体１０の底板１０ａの上面に取り付けられる固定体１８ａと、この固定体１８ａの上面両端に各ヒンジ１６ａ，１６ｂを介してそれぞれ回転可能に取り付けられた側板１７ａ，１７ｂとを備え、固定体１８ａ及び側板１７ａ，１７ｂは、各中央にワイヤーロープ４の外周の例えば３箇所で囲むように接触して回転する長尺形状の回転体５ａ，５ｂ，５ｃからなる接触部を有している。また、側板１７ａ，１７ｂには、回転体５ａ，５ｂ，５ｃをワイヤーロープ４に密着する力を生じさせる力発生手段、例えば、弾性体であるコイルばね５ｄ，５ｅの一端がそれぞれ接続されており、これらコイルばね５ｄ，５ｅの他端は筐体１０の側板１０ｂ，１０ｃにそれぞれ接続されている。

同様に、位置決め機構６は、筐体１０の底板１０ａの上面に取り付けられる固定体１８ｂと、この固定体１８ｂの上面両端に各ヒンジ１９ａ，１９ｂを介してそれぞれ回転可能に取り付けられた側板２０ａ，２０ｂとを備え、固定体１８ｂ及び側板２０ａ，２０ｂは、各中央にワイヤーロープ４の外周の例えば３箇所で囲むように接触して回転する長尺形状の回転体６ａ，６ｂ，６ｃからなる接触部を有している。また、側板２０ａ，２０ｂには、回転体６ａ，６ｂ，６ｃをワイヤーロープ４に密着させる力を生じさせる力発生手段、例えば、コイルばね６ｄ，６ｅの一端がそれぞれ接続されており、これらコイルばね６ｄ，６ｅの他端はそれぞれ筐体１０の側板１０ｂ，１０ｃにそれぞれ接続されている。

ここで、ワイヤーロープ４をガイド部材７及び位置決め機構５，６に配置した際に、回転体５ｂ，５ｃ，６ｂ，６ｃがコイルばね５ｄ，５ｅ，６ｄ，６ｅからそれぞれ内向きに働く力を受けてワイヤーロープ４に接触するようにコイルばね５ｄ，５ｅ，６ｄ，６ｅの長さが予め調整されている。さらに図３に示すように、回転体５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃの回転軸の方向とワイヤーロープ４のストランドの撚り方向とのなす角がそれぞれ直角となるように配置されている。

本発明の第１実施形態に係るワイヤーロープの探傷装置１を用いてワイヤーロープ４の探傷検査を行う場合、まず、探傷装置１の位置決め機構５，６の側板１７ａ，１７ｂ，２０ａ，２０ｂをワイヤーロープ４のそれぞれによって形成させる開口部３０，３１から挿入する。このとき、コイルばね５ｄ，５ｅ，６ｄ，６ｅの力に抗して側板１７ａ，１７ｂ，２０ａ，２０ｂが開き、ワイヤーロープ４の挿入後には、コイルばね５ｄ，５ｅ，６ｄ，６ｅの力によって側板１７ａ，１７ｂ，２０ａ，２０ｂが閉じる方向に回動する。次に、ワイヤーロープ４を各固定体１８ａ，１８ｂの回転体５ａ，６ａ及びガイド部材７に接触させる。このとき、回転体５ｂ，５ｃ，６ｂ，６ｃがコイルばね５ｄ，５ｅ，６ｄ，６ｅからそれぞれ内向きに働く力を受けて元の位置に戻ろうとすることによって、ワイヤーロープ４が回転体５ｂ，５ｃ，６ｂ，６ｃによって押圧される。そして、ワイヤーロープ４をガイド部材７に沿って移動させると、回転体５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃがワイヤーロープ４との摩擦によって回転すると共に、磁気センサ３が一対の永久磁石２ａ，２ｂで磁化されたワイヤーロープ４から漏洩した漏洩磁束を検出する。これによって、ワイヤーロープ４に損傷部が生じている場合には、その損傷部が存在することが検出される。

なお、ワイヤーロープ４の方向とストランドの撚り方向とのなす角を撚り角θとすると、この撚り角θが例えば１７．７°のとき、探傷装置１のワイヤーロープ４に対する摩擦力Ｆをストランドの撚り方向成分Ｆｘ及び各回転体５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃの回転軸方向成分Ｆｙに分けると、Ｆｘはｃｏｓ（１７．７°）、Ｆｙはｓｉｎ（１７．７°）となる。ここで、回転体５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃがない場合と比較すると、Ｆｘは９５％、Ｆｙは３０％となり、各回転体５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃの回転軸方向成分Ｆｙは３０％存在するものの、回転体５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃがない場合に比べて摩擦が低減する。

このように構成した本発明の第１実施形態によれば、ワイヤーロープ４が３箇所で囲まれた位置決め機構５の回転体５ａ，５ｂ，５ｃからコイルばね５ｄ，５ｅによる密着力を受け、さらに別の３箇所で囲まれた位置決め機構６の回転体６ａ，６ｂ，６ｃからコイルばね６ｄ，６ｅによる密着力を受けることによって、本発明の探傷装置１がワイヤーロープ４の径方向の３箇所において回転体５ａ，５ｂ，５ｃに囲まれた状態でワイヤーロープ４に固定され、さらにワイヤーロープ４の径方向の別の３箇所において回転体６ａ，６ｂ，６ｃに囲まれた状態でワイヤーロープ４に固定される。そのため、ワイヤーロープ４に対する押圧力を比較的小さく保ちながらも、このワイヤーロープ４の振動を抑制することができる。これにより、ワイヤーロープ４の径方向に対する距離が変化することを抑えることができ、ワイヤーロープ４の径方向に対する距離を一定に保つことができる。従って、この距離の変動に伴って生じる磁気センサ３の出力の変動を抑えることができ、漏洩磁束の計測精度を向上させることができると共に、漏洩磁束の計測の信頼性を高めることができる。

また、本発明の第１実施形態では、ワイヤーロープ４をガイド部材７に沿って移動させると、回転体５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃがワイヤーロープ４との摩擦によって回転するので、ワイヤーロープ４の移動に伴う摺接摩擦力を緩和することができる。そのため、本発明の探傷装置１がワイヤーロープ４の長手方向へ振動することをより抑えることができ、漏洩磁束の計測精度をより向上させることができる。

また、本発明の第１実施形態では、回転体５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃの回転軸の方向とワイヤーロープ４のストランドの撚り方向とのなす角が直角となっており、各回転体５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃがワイヤーロープ４のストランドの凸部の少なくとも１箇所と常に接触するので、ワイヤーロープ４が本発明の探傷装置１を摺接した際に、ワイヤーロープ４のストランドの凹凸によって探傷装置１がワイヤーロープ４に対して振動することをも抑えることができ、漏洩磁束の計測精度をさらに向上させることができる。

また、本発明の第１実施形態では、探傷装置１の位置決め機構５，６の側板１７ａ，１７ｂ，２０ａ，２０ｂをワイヤーロープ４に押し込むだけで装着でき、また探傷装置１をワイヤーロープ４から引っ張るだけで取り外すことができるので、本発明の探傷装置１を容易にワイヤーロープ４に着脱することができ、高い利便性を確保することができる。

また、本発明の第１実施形態では、ガイド部材７でワイヤーロープ４を案内することによって、ワイヤーロープ４の摺接、あるいは相対的な摺接を容易に実施させることができる。

また、本発明の第１実施形態では、ワイヤーロープ４に２つの位置決め機構５，６の回転体５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃで固定することによって、これら位置決め機構５，６の間に位置する磁束検出手段１Ａはワイヤーロープ４の径方向においてワイヤーロープ４に確実に固定され、微小な振動をも抑えることができるので、ワイヤーロープ４のさらに安定した漏洩磁束の検出を実現することができる。

なお、本発明の第１実施形態では、２つの位置決め機構５，６を備えた場合について説明したが、位置決め機構が１つ又は３つ以上あってもよい。位置決め機構の数が多いほどワイヤーロープ４に固定する支点が増えるので、より漏洩磁束の計測精度を向上させることができる。

また、前記では、例えば位置決め機構５の固定体１８ａ及び側板１７ａ，１７ｂが、各中央にワイヤーロープ４の外周の３箇所で囲むように接触して回転する回転体５ａ，５ｂ，５ｃからなる接触部を有した場合について説明したが、位置決め機構の固定体１８ａ及び側板１７ａ，１７ｂが、ワイヤーロープ４の外周の４箇所以上で囲むように接触して回転する回転体からなる接触部を複数有してもよい。この場合、位置決め機構にワイヤーロープ４の振動を抑える支点が増えるので、漏洩磁束の検出の安定性を高めることができる。

図４は本発明の第２実施形態に係るワイヤーロープの探傷装置の要部を構成する位置決め機構を示す正面図であり、図１ないし図３と対応する部分には同一符号を付してある。

図４に示すように、本発明の第２実施形態に係るワイヤーロープの探傷装置が本発明の第１実施形態と異なるのは、コイルばね５ｄ，５ｅ，６ｄ，６ｅ及び側板１７ａ，１７ｂ，２０ａ，２０ｂを設ける代わりに、位置決め機構５，６が固定体１８ａ，１８ｂの上面両端に配置される板ばね２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂをそれぞれ備えている。また、固定体１８ａ，１８ｂ及び板ばね２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂが、各中央にワイヤーロープ４の外周の各３箇所で囲むように接触して回転する回転体５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃからなる接触部を有している。その他の構成は第１実施形態と同じである。

このように構成した本発明の第２実施形態によれば、前述した第１実施形態と同等の作用効果が得られる他、位置決め機構５，６を容易に作製することができる。これにより、必要に応じて位置決め機構を容易に増やすことができる。

なお、前記各実施形態では、接触部として長尺形状の回転体５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃを設けてあるが、これらの回転体５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃの支持部は、回転体５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃの両端面に設けることができる。一般に、ワイヤーロープ４のストランド間の谷部には油や塵埃等が溜まり易い。前述のように、長尺形状からなる回転体５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃの支持部はワイヤーロープ４のストランド間の谷部よりも離れたところに位置させることができる。従って、回転体５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃの支持部に、ワイヤーロープ４のストランド間の谷部に溜まった油や塵埃等が付着することを防止でき、支持部を含めた回転体５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃの耐久性を確保できる。

本発明の第１実施形態に係るワイヤーロープの探傷装置の構成を示す分解斜視図である。本発明の第１実施形態に備えられる位置決め機構を示す正面図である。本発明の第１実施形態によって実施されるワイヤーロープの探傷検査における回転体とワイヤーロープの位置関係を示す図である。本発明の第２実施形態に係るワイヤーロープの探傷装置の要部を構成する位置決め機構を示す正面図である。

符号の説明

１ワイヤーロープの探傷装置
１Ａ磁束検出手段
２ａ，２ｂ永久磁石
３磁気センサ
４ワイヤーロープ
５，６位置決め機構
５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃ回転体
５ｄ，５ｅ，６ｄ，６ｅコイルばね
７ガイド部材
８非磁性体
９ヨーク
１０筐体
１０ａ底板
１０ｂ，１０ｃ，１７ａ，１７ｂ，２０ａ，２０ｂ側板
１５ａ，１５ｂ連結体
１６ａ，１６ｂ，１９ａ，１９ｂヒンジ
１８ａ，１８ｂ固定体
２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ板ばね
３０，３１開口部

Claims

ワイヤーロープの長手方向に磁化する磁化手段と、この磁化手段によって磁化される前記ワイヤーロープの部分の近傍に配置され、前記ワイヤーロープの部分に生じている損傷部から漏洩する漏洩磁束を検出する磁気センサとを備えたワイヤーロープの探傷装置において、
前記ワイヤーロープに対して前記磁化手段及び前記磁気センサを位置決めさせる位置決め機構を備え、この位置決め機構は、前記ワイヤーロープの外周の少なくとも３箇所で囲むように接触して回転する回転体からなり、この回転体の回転軸と前記ワイヤーロープのストランドの撚り方向とのなす角度が直角となるように配置された接触部と、この接触部が前記ワイヤーロープに密着する力を生じさせる力発生手段とを備えたことを特徴とするワイヤーロープの探傷装置。
請求項１に記載のワイヤーロープの探傷装置において、
前記力発生手段が弾性体から成ることを特徴とするワイヤーロープの探傷装置。
請求項１又は２に記載のワイヤーロープの探傷装置において、
前記ワイヤーロープと摺接する非金属のガイド部材を備えたことを特徴とするワイヤーロープの探傷装置。
請求項１又は２に記載のワイヤーロープの探傷装置において、
前記位置決め機構を２つ設け、これらの位置決め機構の間に前記磁化手段と前記磁気センサを配置したことを特徴とするワイヤーロープの探傷装置。