JP5436659B2 - ロープ検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行中のロープに光線を照射し、ロープを挟んで対向する受光手段で検出した受光量から外径値を求めて、外径異常を検出するためのロープ検査装置に関するものである。

ロープ（例えばワイヤロープ）の外径異常を検出するために、ロープを挟んで対向する位置に配置した投光器と受光器を用いた診断装置が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の診断装置では、投光部から発した光ビームをワイヤロープによって部分的に遮光し、遮光されなかった光ビームを受光部で受光して、その受光量を周波数分析して求めた周波数スペクトルからワイヤロープの外径異常（素線切れ、摩耗・形くずれ、伸び）を診断している。
特開平１１−３２５８４１号公報

通常、走行中のロープは走行方向に対して垂直な方向に振動する（いわゆる「横揺れ」）。またＬＥＤ光源などにより照射される光の強度は不均一である。よって、（１）ロープ外径に対して出力を線形に換算できない、（２）ロープ揺れによって出力が変化する、という問題があった。
特許文献１のような技術を、ロープが横揺れするエレベータなどに適用しようとすると、上記のような問題があるため、適用は困難であった。

そこで、本発明は、受光器の受光量をロープ外径に換算する際に線形の換算式によって換算でき、また、ロープの横揺れによる受光器の受光量の変動を抑制できるロープ検査装置を提供することを目的とする。

本発明は、走行するロープに光線を照射するために、前記光線の光軸と直交し且つ前記ロープの走行方向と直交する第１の方向における前記光線の幅が、前記ロープの最大外径値と前記ロープが走行中に第１の方向に移動する幅とを加算した値より大きい前記光線を出射する光照射手段と、前記ロープを挟んで前記光照射手段と対向して配置され、前記光線の光量を検出する受光手段と、前記受光手段で検出された前記光量を前記ロープの外径値に変換する変換手段と、を含むロープ検査装置であって、前記光線の強度は、前記光線の進行方向に対して垂直な面内で、且つ前記ロープに照射される範囲内では略均一であることを特徴とする。

ここで、ロープに照射される範囲（以下「測定ビーム範囲」と称する）とは、ロープの外径値を測定する際に用いられるビームの範囲である。測定ビーム範囲の寸法のうち、第１の方向（前記光線の光軸と、前記ロープの走行方向とのいずれとも直交する方向）における寸法（これを「光線の幅」と称する）は、前記ロープの最大外径値と前記ロープが走行中に第１の方向に移動する幅（ロープの横揺れによる移動量）とを加算した値より大きくされている。つまり、光線の幅は、ロープの最大外径値より大きいだけでなく、ロープが横揺れした場合でもロープが測定ビーム範囲から外れないように設定されている。
また、「ロープの最大外径値」とは、光線（ビーム）を遮光するロープの外径値のうち、最大の値のことである。

本発明では、測定ビーム範囲内の光線の強度分布が略均一であるので、受光手段での受光量とロープの外径との関係が略線形の関係になる。よって、受光器の受光量をロープの外径に換算する際に、比較的簡単な線形の換算式で換算することができる。
また、本発明では、測定ビーム範囲内の光線の強度分布が略均一であるので、光線内におけるロープの位置が変化した場合でも、同じ外径を有するロープであれば、受光手段での受光量の変動が少ない。

本発明によれば、受光器の受光量をロープ外径に換算する際に線形の換算式によって換算できると共に、ロープの横揺れによって受光手段での受光量の変動を抑制できるロープ検査装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１におけるロープ検査装置による検出手順を説明する模式図である。 本発明の実施の形態１におけるロープ検査装置の光源から受光部までを、ロープの走行方向（長手方向）と垂直な面で切断したときの概略断面図である。 図１−２の矢印Ｂの方向から観察したときの、均一光と測定ビーム範囲とを示す概略図である。 （ａ）は、図１−２のＸ−Ｘ線（均一化光学系より上流側）における光線の強度分布であり、（ｂ）は、図１−２及び図１−３のＹ−Ｙ線（均一化光学系より下流側で、スリットより上流側）における光線の強度分布であり、（ｃ）は、図１−２及び図１−７のＺ−Ｚ線（スリットより下流側）における光線の強度分布である。 本実施の形態で使用されるスリットの正面図である（ａ、ｂ）。 図１−２の矢印Ｂの方向から観察したときの、横長形状に整形したビームとロープとの位置関係を示す概略図である（ａ、ｂ）。 図１−２の矢印Ｂの方向から観察したときの、長方形に整形したビームとロープとの位置関係を示す概略図である（ａ、ｂ）。 ロープの概略断面図である。 ロープの外観を示す概略正面図である。 ロープが加速しながら走行し（０〜α）、その後一定速度となり（α〜β）、最後に減速しながら停止した（β〜γ）場合のロープの計測位置を表すグラフである。 本発明の実施の形態１において、図１−１０のように走行したロープをロープ検査装置で検査して得られた外径値データを、時間軸に対してプロットしたグラフ（時間−外径値グラフ）である。 図１−１１で用いた外径値データを、位置データに対してプロットしたグラフ（位置−外径値グラフ）である。 外径異常が生じたロープの外観を示す概略正面図である。 図１−１３のロープの検査結果から得られた位置−外径値グラフである。 図１−８のような内部構造を有するロープの検査結果から得られた位置−外径値グラフである。（ａ）は外径異常のないロープの位置−外径値グラフであり、（ｂ）は外層ストランドが緩んだロープの位置−外径値グラフであり、（ｃ）は内層ストランドが緩んだロープの位置−外径値グラフである。 本発明の実施形態１において、各区間における総外径値を表したグラフである。 本発明の実施形態１において、同一区間における総外径値の経時変化を表したグラフである。 本発明の実施の形態２におけるロープ検査装置による検出手順を説明する模式図である。 本発明の実施の形態２において、外径値データを、位置データに対してプロットしたグラフ（位置−外径値グラフ）である。 本発明の実施の形態３におけるロープ検査装置による検出手順を説明する模式図である。 本発明の実施の形態３において、図１−８のように走行したロープをロープ検査装置で検査して得られた外径値データを、時間軸に対してプロットしたグラフ（時間−外径値グラフ）である。 図３−２の時間−外径値グラフからの凹凸の頂部（山と谷）の抽出を説明するための図である。 図３−２で用いた外径値データを、凹凸の頂部（山と谷）の位置に基づいて再プロットしたグラフ（位置−外径値グラフ）である。 本発明の実施の形態４におけるロープ検査装置の光源から受光部までを、ロープの走行方向（長手方向）と垂直な面で切断したときの概略断面図である。 本発明の実施の形態４におけるロープ検査装置による検出手順を説明する模式図の一部である。 本発明の実施の形態５におけるロープ検査装置による検出手順を説明する模式図である。 （ａ）は、左側受光素子からの出力を時間に対してプロットしたグラフであり、（ｂ）は、右側受光素子からの出力を時間に対してプロットしたグラフであり、（ｃ）は、ロープの基準位置からのずれを時間に対してプロットしたグラフである。 本発明の実施の形態５におけるロープ検査装置の光源から受光部までを、ロープの走行方向（長手方向）と垂直な面で切断したときの概略断面図である。 本発明の実施の形態６におけるロープ検査装置について、図１−２の矢印Ｂの方向から観察したときの、円形のビームとロープとの位置関係を示す概略図である（ａ、ｂ）。 本発明の実施の形態６におけるロープ検査装置について、図１−２の矢印Ｂの方向から観察したときの、楕円形のビームとロープとの位置関係を示す概略図である（ａ、ｂ）。

Ａ ロープ検査装置、１ ロープ、２ 均一光、２Ｍ 測定ビーム、３ 光照射手段（均一光照射手段）、４ 光源、５ 均一化光学系、６ 受光手段（受光部）、６Ｌ 左側受光部、６Ｒ 右側受光部、７ 受光素子、７Ｌ 左側受光素子、７Ｒ 右側受光素子、８ 集光レンズ、８Ｌ 左側集光レンズ、８Ｒ 右側集光レンズ、１５ スリット、Ｓ 開口部、２０ 変換手段、２１ 受光部出力処理回路、２２ ＡＤ変換器、２３ 換算手段、３０ ロープ位置算出手段、３１ エンコーダ、３２ ロープ位置算出装置、４０ 記憶手段（記憶装置）、５０ 演算装置、５１ 演算手段、６０ 測定ビーム範囲、９０ ロープ搬送手段、Ｃ ロープの中心線、ＤＬ 位置データ、Ｐ パルス信号、Ｄｉｒ１ 第１の方向、Ｄｉｒ２ 長手方向、ＤｉｒＬ 光線の進行方向、ＤｉｒＲ ロープ１の走行方向、ｅｘｔ 抽出グラフ、ｎｏｒ 正常時の振幅の値。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及び、それらの用語を含む別の用語）を用いる。それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分又は部材を示す。

＜実施の形態１＞
図１−１に、実施の形態１におけるロープ検査装置Ａによる検出手順を説明する模式図を示す。また、図１−２に、本発明の実施の形態１におけるロープ検査装置Ａの光源４から受光手段（受光部）６までを、ロープ１の走行方向に対して垂直な面で切断したときの概略断面を示す。図１−２では、ロープ１は紙面と垂直な方向に伸びており、そしてロープ１の長手方向に走行する。
ロープ検査装置Ａは、光照射手段（均一光照射手段）３、スリット１５、受光手段（受光部）６、変換手段２０、ロープ位置算出手段３０、記憶手段４０を含んでいる。

均一光照射手段３は、光線（ビーム）を、走行するロープ１に照射するためのものである。ビームは、その光軸と直交し、且つロープの走行方向に対して直交する方向（第１の方向Ｄｉｒ１）における幅が、前記ロープの最大外径値より大きい。均一光照射手段３は、第１の方向Ｄｉｒ１における幅が少なくともロープ１の最大外径値より大きい測定ビーム範囲６０（図１−３参照）の範囲内で、略均一な強度を有するビーム（均一光２）を射出する。

均一光照射手段３は、例えば、光軸から離れるにしたがって強度が低くなるような不均一な強度分布を有する不均一光（図１−４（ａ））を射出する光源４と、その不均一光を、少なくとも測定ビーム範囲６０にわたって強度を略均一にするための均一化光学系５と、から構成される（図１−２）。図１−４（ｂ）に示すように、均一光２は、測定ビーム範囲６０の範囲内の強度が略均一である。

測定ビーム範囲６０は、均一光２のうちでロープ１の外径測定に利用される均一光（「測定ビーム２Ｍ」と称する）の範囲のことである。測定ビーム範囲６０の第１の方向Ｄｉｒ１における幅（横幅６１：図１−３）は、ロープ１の最大外径値、ロープ１の横揺れの振幅及び測定精度を考慮して、前記ロープ全体に照射されるように設定される。横幅６１は、例えばロープ１の外径１ｄの１０倍以上（例えば１０〜２０倍程度）に設定される。

なお、強度分布が均一な均一光２を射出する光源４を使用すれば、均一化光学系５を使用せずに、光源４のみから均一光照射手段３を構成することもできる。本明細書では、主に、光源４と均一化光学系５とを含む均一光照射手段３について説明するが、いずれの例示でも、光源４のみから成る均一光照射手段３と交換可能である。

光源４としては、様々な周知の光源が利用でき、例えば発光ダイオードや半導体レーザなどが好適である。
均一化光学系５としては、例えば、ケーラー照明系の光学系が挙げられる。ケーラー照明系は、光源４からの不均一光を、複数枚のレンズによって均一光とするものである。なお、均一光２を照射できる光源４（例えば、平行光発光ダイオード）を使用する場合には、均一化光学系５を省略することができる。

スリット１５は、ロープ１の走行方向ＤｉｒＲ（「上下方向」とする）における均一光２の縦方向幅が一定になるように、均一光２の一部を遮光する。均一光２（特に、測定ビーム２Ｍ）の上下部分をスリット１５によって遮光して、測定ビーム２Ｍを、上下方向の幅が一定な横長ビーム形状に整形する。
この横長の測定ビーム２Ｍがロープ１に照射されて、ロープ１がその一部を遮光するとき、ロープ１によって遮光される面積は、「ロープ１の外径×測定ビーム２Ｍの幅」で求めることができる。測定ビーム２Ｍの幅が一定なので、この遮光面積も一定になる。よって、ロープ１が横揺れしたとしても、遮光面積は変動しない。

受光部６は、ロープ１を挟んで均一光照射手段３と対向して配置されている。受光部６には、測定ビーム範囲６０内の均一光２（測定ビーム２Ｍ）を受光するための受光素子７が含まれており、ロープ１の両側を通過した測定ビーム２Ｍの光量を検出する。また、受光部６は、ロープ１と受光素子７との間に配置される集光レンズ８を含んでもよく、受光素子７に対して測定ビーム２Ｍのスポットが大きい場合に、測定ビーム２Ｍを集光して、測定ビーム２Ｍのスポットを受光素子７の受光面に収まる幅に縮小することができる（図１−２）。
受光素子７としては、様々な周知の受光素子が利用でき、例えば半導体素子などが好適である。集光レンズ８は、一般的な凸レンズ（両凸レンズ、片凸レンズ）が利用できる。

演算装置５０は、換算手段２３と、演算手段５１とを含んでいる。換算手段２３は、受光素子７の受光量からロープ１の外径値１ｄへの換算の際の換算処理を行うものであり、後述の変換手段２０の一部を構成している。
演算手段５１は、外径値１ｄのデータ（外径値データＤ）と同期して得られたロープ１の位置データＤＬをあわせて記憶装置に記憶する。また、演算手段５１は、ロープ１の外径値１ｄのデータ（外径値データＤ）と、位置データＤＬとから、ロープ位置に対するロープ外径値１ｄのグラフを描く処理も行う。

変換手段２０は、例えば、ロープに照射した測定範囲における全光量と、受光素子７が受光した光量との比率に基づいて、ロープ１の外径値１ｄに変換するものであり、受光部出力処理回路２１、ＡＤ変換器２２及び換算手段２３から構成されている。

ロープ位置算出手段３０は、ロープ搬送手段９０に内蔵されているエンコーダ３１と、エンコーダ３１からのパルス信号Ｐを受信して位置データＤＬを出力する。

記憶手段（例えばメモリ等の記憶装置）４０とは、外径値データＤと位置データＤＬとを記憶するものである。また、それらのデータを処理した後の処理データ（例えば、後述の演算装置５０の演算手段５１から得られたグラフ等）も記憶する。

このように構成されたロープ検査装置Ａでは、均一化照射手段３からの均一光２をスリット１５で整形した後に走行するロープ１に照射し、ロープ１に遮光されなかった均一光２を集光レンズ８で受光部６に集光し、その光量を測定する。変換手段２０では、光量を外径値１ｄに換算し、記憶装置４０に記憶させる。一方、ロープ位置算出手段３０は、走行するロープ１のうちで測定されている位置を特定し、記憶装置４０に記憶させる。外径値１ｄのデータ（外径値データＤ）と位置データＤＬとは、同期させながら記憶装置４０に記憶させるのが重要である。演算装置５０の演算手段５１は、記憶装置４０から外径値データＤと位置データＤＬとを読み出し、位置データＤＬに対する外径値データＤをプロットする。得られたグラフは、走行するロープ１の外径値１ｄの特徴を反映しているので、外径異常があればその異常がグラフに反映されて、異常を見つけることができる。

次に、スリット１５を用いたビーム整形について詳細に説明する。
図１−５のように、スリット１５（１５１、１５２）には細長い開口部Ｓ１、Ｓ２が形成されている。ロープ検査装置Ａにスリット１５（１５１、１５２）を組み込む時には、開口部Ｓ１、Ｓ２の長手方向が、ロープ１の走行方向ＤｉｒＲと直交するように配置される。
図１−５（ａ）のスリット１５１は、開口部Ｓ１の幅Ｓ１１（図中の上下方向の寸法）が均一光２の測定ビーム範囲６０の直径６１より小さく、開口部Ｓ１の長さＳ１２（図中の左右方向の寸法）が測定ビーム範囲６０の直径６１より大きい。そして、図１−５（ｂ）のスリット１５２は、開口部Ｓ２の幅Ｓ２１も、開口部Ｓ２の長さＳ２２も測定ビーム範囲６０の直径６１より小さい。

図１−６〜図１−７は、図１−２（ａ）の矢印Ｂの方向から観察したときの均一光２と、均一光２の一部を遮光するロープ１とを図示している。

図１−５（ａ）のスリット１５１で整形した横長形状の均一光２の場合、整形後の均一光２（特に、測定ビーム範囲６０内にある測定ビーム２Ｍ）の幅６３は一定になる（図１−６（ａ））。よって、図１−６（ａ）と図１−６（ｂ）とを比較してわかるように、ロープ１が測定ビーム範囲６０内で左右方向に移動しても、ロープ１の外径値１ｄが変化しない限り、ロープ１に遮光されなかった均一光２の総面積は変化しない。つまり、ロープ１が横揺れして、測定ビーム範囲６０内におけるロープ１の位置が変化しても、受光部６での受光量はロープ１の外径値１ｄの変化によってのみ変動する。
また、測定ビーム範囲６０の外側にある均一光２（均一光２の周縁部に存在）は、不均一な強度を含むことがあるが、スリット１５１は、均一光２の上下方向にある強度不均一な部分を遮光する。

また、図１−５（ｂ）スリット１５２で整形した長方形の均一光２の場合も同様に、整形後の測定ビーム範囲６０内にある均一光２の幅６３は一定になる（図１−７（ａ））。よって、図１−７（ａ）と図１−７（ｂ）とを比較してわかるように、ロープ１が測定ビーム範囲６０内で左右方向に移動しても、ロープ１に遮光されなかった均一光２の総面積は変化しない。つまり、ロープ１が横揺れして、測定ビーム範囲６０内におけるロープ１の位置が変化しても、受光部６での受光量が変動しない。
なお、スリット１５１と同様に、スリット１５２も均一光２の上下方向にある強度不均一な部分を遮光する。

なお、スリット１５１では、スリットの開口部Ｓ１の長さＳ１２が測定ビーム範囲６０の直径６１より大きいので、整形後の横長形状ビームは、左右端の少なくとも一方に、測定ビーム領域６０よりも外側にある均一光２（強度が不均一な光も含んでいる）が含まれる。
それに対して、スリット１５２では、開口部Ｓ２の長さＳ２２が測定ビーム範囲６０の直径６１より小さいので、測定ビーム領域６０よりも外側にある均一光２を全て遮断することができる。よって、スリット１５２を通過させることにより、全体にわたって略均一な強度を有する長方形ビームを得ることができる（図１−７）。得られた長方形ビームの強度分布を図１−４（ｃ）に示す。スリット１５２で整形した長方形ビームは均一光２の不均一部分を含まないので、ロープ検査装置Ａの測定精度が高くなる。また、ロープ検査装置Ａに含まれる光学系等からの散乱光を効果的に遮光できるので、受光部６で得られる受光量のデータのノイズを減少することができる。

本発明の均一光２は、ロープ１の中心線Ｃ（図１−２）を通り且つビームの光軸（光線の進行方向ＤｉｒＬ）と直交する面の面内にて強度を測定したときに、測定ビーム範囲６０内にある光（測定ビーム２Ｍ）の強度分布が略均一である。本明細書で「略均一」とは、測定ビーム２Ｍの強度分布が０〜±１０％の均一性を有していることを指す。

光源４から射出される不均一光は、図１−３（ａ）のようなガウス分布の強度分布を有している。そのため、不均一光をロープ１に照射すると、ロープ１が横揺れした場合、ロープ１で遮光される面積が同じでも、遮光されるビーム強度が大きく変化する。スリット１５でビームを整形しても、このビーム強度変化を抑えることはできない。
一方、図１−３（ｂ）のように測定ビーム範囲６０内において略均一な強度分布を有するビーム（均一光）２であれば、ロープ１が横揺れしても、遮光面積が等しければ遮光されるビーム強度もほぼ等しくなる。よって、均一光２をスリット１５で整形すれば、ロープ１が横揺れしても外径値１ｄの測定精度を高くすることができる。

なお、ビームの強度分布が０〜±１０％であれば、最終的に算出されるロープ１の外径値１ｄに対する影響（測定誤差）が、受光素子７の測定精度や、光量をロープ１の外径値１ｄに変換する際の誤差よりも小さくなる。よって、本発明では、測定ビーム範囲６０の強度分布０〜±１０％の均一光２が好適である。

以下に、本実施の形態のロープ検査装置Ａを用いたロープ外径値１ｄの測定方法について詳細に説明する。
測定方法は、ステップ１〜６に分かれており、ロープ１に照射後の均一光２の光量測定（ステップ１）、光量をロープ１の外径値１ｄに変換（ステップ２）、均一光２が照射されているロープ１の位置データＤＬの取得（ステップ３）、外径値１ｄと位置データＤＬの記憶（ステップ４）、外径値１ｄ及び位置データＤＬのデータ解析（ステップ５）、及び解析データからロープ１の外径異常の検出（ステップ６）から構成されている。

（ステップ１：光量の測定）
図１−２に示すように、測定対象のロープ１に対してロープ検査装置Ａを設置する。ロープ検査装置Ａは、建築物等に固定されている。ロープ１は、固定されたロープ検査装置Ａの中を、図１−２の紙面と垂直方向に、任意の速度で走行する。
光源４から射出された不均一光は、均一化光学系５を通って均一光２にされ、スリット１５を通って横長形状又は長方形に整形される（図１−６、図１−７）。整形された均一光２の測定ビーム２Ｍはロープ１に照射されて、その一部はロープ１によって遮光される。遮光されなかった測定ビーム２Ｍは、ロープ１の両側を通って進行する（図１−２）。遮光されなかった測定ビーム２Ｍは、集光レンズ８によって集光され、受光素子７に入射する。受光素子７は、受光した光量に応じた信号を出力する。

測定対象となるロープ１の外径値１ｄが大きくなると、遮光面積が増えるので、受光素子７が受光する光量が低下し、一方、ロープ１の外径が小さくなると、遮光面積が減るので、受光素子７が受光する光量が増加する。この結果、受光素子７が受光する光量には走行するロープのシルエットが反映される。このとき、本実施の形態では、均一化光学系５とスリット１５とを用いているので、受光素子７の受光量と、ロープ１のシルエットの幅（ロープの外径値１ｄ）とは、線形の関係になる。

（ステップ２：ロープ外径値１ｄへの変換）
受光素子７（受光素子６）からの信号は、変換手段２０に入力される（図１−１）。本実施の形態では、変換手段２０は、受光部出力処理回路２１と、ＡＤ変換器２２と、換算手段２３とから構成されている。
まず、受光素子７からの信号（電流値）は、受光部出力処理回路２１に入力されて、電圧信号に変換される（Ｉ−Ｖ変換）。また、受光素子７からの信号からノイズ除去のためのフィルタ処理を行ってもよい。
受光部出力処理回路２１から出力された電圧信号は、ＡＤ変換器２２に入力されて、デジタル信号に変換される。

ＡＤ変換器２２から出力されたデジタル信号は、換算手段２３に入力される。換算手段２３は、デジタル信号を線形の換算式（変換関数）で計算して、ロープ１の外径値１ｄのデータ（外径値データＤ）を出力する。変換関数は、予め、様々な外径値１ｄのロープ１と、そのロープ１をロープ検査装置Ａで測定したときにＡＤ変換器２２から出力されるデジタル信号との関係を調べて、それらの関連性に基づいて決定される。また、変換関数に代えて、多数の換算データ（デジタル信号に対する外径値１ｄの対応を示す複数のデータの組）を保有することもできる。換算手段２３は、換算データを参照して、入力されたデジタル信号を対応する外径値データＤに変換する。

（ステップ３：ロープの位置データＤＬの取得）
ロープ１の位置データＤＬは、ロープ位置算出手段３０により生成される（図１−１）。本実施の形態では、ロープ位置算出手段３０は、ロープ搬送装置９０に内蔵されているエンコーダ３１と、ロープ位置算出装置３２とから構成されている。
エンコーダ３１は、ロープ搬送装置９０がロープ１を所定方向に所定距離ｆ（例えば１ｍ）だけ搬送するごとに、正のパルス信号Ｐを出力する。例えばロータリーエンコーダは、ロープ搬送装置９０が順方向（例えば時計回り）に１回転するごとにパルス信号Ｐを出力する。また、ロープ搬送装置９０が逆方向（例えば反時計回り）に１回転するごとに、エンコーダ３１は負のパルス信号−Ｐを出力する。

エンコーダ３１から出力された正又は負のパルス信号Ｐ、−Ｐは、ロープ位置算出装置３２に入力される。ロープ位置算出装置３２は、ロープ検査装置Ａ設置時のロープ１の位置データＤＬ（初期値）を０として、正のパルス信号Ｐを受けるごとに位置データＤＬに所定距離ｆを加算し、負のパルス信号−Ｐを受けるごとに所定距離ｆを減算して、パルス信号Ｐ、−Ｐを受けた時の位置データＤＬを算出する。得られた位置データＤＬは、ロープ位置算出装置３２から出力され、演算装置５０の演算手段５１に入力される。
なお、位置データＤＬはロープ１が所定距離ｆごとにサンプリングされるので、ロープ１の搬送速度が変化する場合には、サンプリングの時間間隔も変化する。つまり、位置データＤＬのサンプリング間隔は、時間に依存しない。

（ステップ４：データの記憶）
演算装置５０の換算手段２３から出力されたロープ１の外径値データＤ（ステップ２）と、演算装置５０の演算手段５１から出力された位置データＤＬ（ステップ３）とを、記憶装置４０に記憶させる。なお、同じタイミングで記憶された外径値データＤと位置データＤＬとは、関連づけながら（同期させながら）記憶させる。これにより、後述の「ステップ５」で、記憶装置４０に記憶されたデータ列を解析することにより、ある時点におけるロープ１の測定位置と、その測定位置のロープ１の外径値１ｄとを知ることができる。
なお、外径値データＤのデータ数のほうが、位置データＤＬのデータ数より多いので、外径値データＤの一部のみが位置データＤＬと対応付けられる。

（ステップ５：データ解析）
記憶装置４０に記憶された２つのデータ列（外径値データＤと位置データＤＬ）を、演算装置５０の演算手段５１によってデータ解析して、最終的にはロープ１の測定位置に対して外径値１ｄをプロットする。プロットで得られたグラフには、ロープ走行範囲の外観が再現される。
実際のロープ１は表面に凹凸があるため、得られるグラフにも凹凸が現れる。グラフの意味を十分に把握するために、まず、ロープ１と、測定時のロープ１の速度について説明する。

測定対象のロープ１は、図１−８のような複層構造を有している。図１−８に例示したロープは、心鋼３００の周りに、内層を形成する６本の内層ストランド２００が螺旋状に巻き付けられる。内層の外側に、外層を形成する１０本の外層ストランド１０１〜１１０が螺旋状に巻き付けられる。内層ストランド２００及び外層ストランド１０１〜１１０の本数は変更可能である。また、内層ストランド２００及び外層ストランド１０１〜１１０の巻方向（Ｓ撚り、Ｚ撚り）の組合せも任意に選択できる。

図１−９は、６本の外層ストランド１０１〜１０６を撚ったロープ１を示しており、長手方向Ｄｉｒ２（走行方向ＤｉｒＲ）方向に沿って、同じ外層ストランドが６本おきに、繰り返し現れることがわかる。なお、同じストランドが現れるまでの距離を「撚りピッチＴ」と称する。
図１−９からわかるように、外層ストランド１０１〜１０６を螺旋状に巻いているので、ロープ１の外面には微細な凹凸が形成される。この微細な凹凸によって、ロープ１の外径も周期的に変化する。

微細な凹凸の数と、撚りピッチＴと、使用している外層ストランドの本数との間には次のような関連性がある。
撚りピッチＴの範囲内には、使用されている外層ストランドの本数と同数の凹部が含まれる（図１−９では、６本の外層ストランドと、６つの凹部）。また、撚りピッチＴの両端に位置する凸部をそれぞれ０．５個と数えれば、撚りピッチＴの範囲内には、外層ストランドの本数と同数の凸部が含まれている（図１−９では、６本の外層ストランドと、６つの凸部が含まれている）。

測定中のロープ１の走行速度は一定ではなく、図１−１０に示すように、まず、加速しながら走行し（０〜α）、その後一定速度となり（α〜β）、最後に減速しながら停止した（β〜γ）。

図１−８〜図１−９に示すようなロープ１を、図１−１０の条件で走行させた場合、得られる位置データＤＬのデータ列を時間に対してプロットすると、図１−１１のようなグラフになる（「時間−外径値グラフ」と称する）。図１−１１のα〜γは、図１−１０に対応している。

図１−１１の「時間−外径値グラフ」は、ロープ１の外面にある微細な凹凸を反映した凹凸が確認される。しかしながら、実際のロープ１とは異なり、時間−外径値グラフの凹凸は等間隔になっていない。具体的には、時間−外径値グラフでは、０〜αの間では、速度が上昇するに従って凹凸の間隔が徐々に狭くなり、α〜βの間では、速度が一定なので凹凸の間隔も均一で、そしてβ〜γの間では、速度が低下するに従って凹凸の間隔が徐々に広くなっている。

次に、「ステップ４」で外径値データと同期させて記憶していた位置データＤＬを用いて、図１−１１の時間−外径値グラフの横軸を、位置データＤＬに置換する。置換後のグラフを、図１−１２に示す（「位置−外径値グラフ」と称する）。
図１−１２から明らかなように、位置−外径値グラフでは、凹凸は等間隔になっている。すなわち、位置データＤＬに対して外径値データをプロットすることにより、グラフの凹凸の間隔は、測定時のロープ１の速度に依存せず、常に一定になる。

また、この図１−１２の位置−外径値グラフは、図１−９に図示したロープ１を測定した測定データを解析したものであるが、グラフ上で求められる撚りピッチＴ、及び撚りピッチＴ内に含まれる凹凸の数が、図１−９のロープ１の外観と一致した。
なお、図１−１２はロープ１の外径値データをプロットしているので、外層ストランド１０２の突出する向きは反映されない。よって、図１−６のように両側面に凹凸を有するロープ１では、ロープ右側の突出に対応する外径値増加も、左側の突出に対応する外径値増加も、同じ「外径値の増加」として図１−１２のグラフに反映される。

本実施の形態のように、ステップ３で位置データＤＬを取得することにより、ロープ１の走行速度に影響を受けずに、一定間隔の位置における外径値データを検出することができる。

（ステップ６：外径異常の検出）
本実施の形態では、ロープ１に外径異常が生じた場合、その検出の手法が複数ある。以下に、それぞれの検出手法を説明する。

（ａ）位置−外径値グラフからの直接検出手法
図１−１３は、ロープ１の外層ストランド１０２が切断等によって弛みを生じた様子を示している。図１−１３からわかるように、弛んだ外層ストランド１０２が右側に飛び出し、撚りピッチＴの半分（＝Ｔ／２）だけ下がって左側に飛び出し、さらにＴ／２だけ下がって再び右側に飛び出す。外層ストランド１０２が飛び出した部分は外径値１ｄが大きくなるので、ロープ１がＴ／２進むごとに外径値１ｄの大きい部分が現れる。

このような外径異常を生じたロープ１を上述の「ステップ１〜５」に従って測定すると、図１−１４のような位置−外径値グラフが得られる。図１−１４のグラフでは、３つおき（撚りピッチＴの半分＝Ｔ／２に相当）に大きく突出する凸部が、左右に飛び出した外層ストランド１０２に対応する。
このように、位置−外径値グラフの形状に、撚りピッチＴと相関性のある周期的な異変が現れた場合には、外層ストランドが弛んでいると判断することができる。

（ｂ）空間フィルタによる異常抽出
図１−１５は、図１−８のロープ１（外層ストランド１０本、内層ストランド６本）から得られた位置−外径値グラフである。外層ストランドの撚りピッチＴと、内層ストランドの撚りピッチｔとは異なっている。
図１−１５（ａ）は、外径異常のないロープ１から得られたグラフである。図１−１５（ｂ）は、外層ストランド１０１〜１１０のうちの１本が弛みを生じたロープ１から得られた位置−外径値グラフである。図１−１５（ｃ）は、内層ストランド２００のうちの１本が弛みを生じたロープ１から得られた位置−外径値グラフである。なお、内層ストランド２００は外層ストランドによって完全に覆われているので、簡単な視認だけでは、内層ストランド２００の弛みを検出するのは困難な場合がある。

各グラフを比較すると、図１−１５（ａ）のグラフでは、同じ高さの凸部が並んでおり、図１−１５（ｂ）では、５つおきに他より高い凸部が現れ、そして図１−１５（ｃ）では、７〜８つおきに他より高い凸部が現れる。
図１−１５（ｂ）には、低い凸部が４つ続いた後に、高い凸部が１つ現れる、という周期性が見られる。この高い凸部の現れる周期（５つおき）は、外層ストランドの撚りピッチＴ（凸部１０個分に相当）の半分と一致する。
一方、図１−１５（ｃ）では、低い凸部が４つ〜５つ続いた後に、高い凸部が２つ〜１つ現れている。図１−１５（ｂ）と比べると、図１−１５（ｃ）では高い凸部の現れる周期が長い点と、高い凸部の個数（１つ〜２つ）及び低い凸部の個数（４つ〜５つ）にばらつきが見られる点で異なる。図１−１５（ｂ）と図１−１５（ｃ）との相違は、ロープ１の内部構造に起因するものであり、詳細については後述する。

図１−１５（ｂ）及び図１−１５（ｃ）のように、長手方向にストランド周期とは異なる周期の凹凸成分が生じる場合、これらを空間フィルタにより抽出することが有効である。周期Ｔ／２またはｔ／２の波形を通過させる空間フィルタを用意しておき、外径値信号（実線）を処理すると、図１−１５（ａ）〜（ｃ）の破線（抽出グラフｅｘｔ）が得られる。図１−１５（ｂ）における破線（抽出グラフｅｘｔ）は周期Ｔ／２の波形、図１−１５（ｃ）における破線（抽出グラフｅｘｔ）は周期ｔ／２の波形である（以下、「特定帯域抽出波形」と称する）。この波形の最大値、振幅、最大値と最小値の差などを算出し、これを閾値判定することにより異常検出が可能である。
この閾値設定の方法として、予め絶対的な値を設定する方法が考えられるが、後に述べるように、i）複数区間に分割して、その他の区間と比較してこれらの値が突出していないか否かにより異常判定する方法、ii）区間毎の増減量、または増減率を算出し、これらに対して閾値判定する方法、または他の区間と比較して突出していないか否かにより判定する方法も考えられる。

これらの結果を踏まえて、図１−１５（ｃ）の特定帯域抽出波形を検討すると、内層ストランド２００の撚りピッチｔの半分（＝ｔ／２）の周波数が現れていることがわかる。この結果から、図１−１５（ｃ）の位置−外径値グラフには、内層ストランド２００の弛みが現れていると考えることができる。

この検出手法では、位置−外径値グラフを空間フィルタ処理することにより、周期性を有する外径異常を検出することができる。そして、この検出手段では、視認で検出しにくかったストランドの弛みを検出することができる。

なお、周波数抽出を行うための演算機能（第３の演算手段の演算機能）は、演算装置５０（図１−１）が備えていてもよく、また、別に準備した演算装置が備えてもよい。

（ｃ）分割区間の相対的対比による検出手法
異常であるか否かの判定を行う方法として、複数区間に分割して、その他の区間と比較してこれらの値が突出していないか否かにより異常判定する方法を述べる。

図１−１５（ａ）〜（ｃ）の特定帯域抽出波形をロープの長手方向の複数区間に分割する。この分割は、位置データＤＬを用いて、所定長さ（例えば１ｍ）ごとに１区間とする方法が適している。これらの区間ごとに最大値、振幅、最大値と最小値の差などの特徴量を算出する。

図１−１６は、複数の区間の振幅を図示している。図１−１６から、区間１１〜区間１３が、他の区間よりも振幅が大きいことがわかる。よって、区間１１〜区間１３に外径異常が発生していることがわかる。

なお、図１−１６では、区間の間の比較として振幅を使用したが、外径異常を反映する数値で（最大値、最大値と最小値の差など）あれば、振幅に代えて用いることができる。

この検出手法によれば、経時的な光学系の劣化及び／又は汚れ等によって、初期設置時に比べて受光素子７の受光量が低下した場合でも、その受光量低下が相殺される。よって、外径異常を見つける際の精度を、長期的に高く維持することができる。

なお、仮想的な区間の分割を行うための演算機能（第１の演算手段の演算機能）は、演算装置５０（図１−１）が備えていてもよく、また、別に準備した演算装置が備えてもよい。さらに、演算機能は、さらに、各区分の総外径値を比較して、外径異常のある区間を特定する機能を有していてもよい。

（ｄ）同一区間の経時対比による検出手法
実際に使用されるロープ製品では、ロープ１の外径寸法は完全に均質ではなく、初期ばらつき（誤差）があるのが通常である。そして、使用前から存在する「初期ばらつき」が、使用後に生じた「外径異常」と誤認されるおそれがある。そのような誤認のおそれがあれば、初期ばらつきと外径異常とを明確に識別することが必要になる。

初期ばらつきと外径異常とを識別するには、ロープ１の同じ位置における外径変化を経時的に観察するのが有効である。例えば、検出手法（ｃ）と同様に、特定帯域抽出波形を仮想的に複数の区間に分割する。そして、ある時点（例えば、設置直後）に求めた各区間の振幅δ１と、別の時点（例えば、ロープ１の定期検査の時）に求めた各区間の振幅δ２とを求める。同じ区間（例えば区間１）の振幅の経時変化は「δ２−δ１」で求めることができる。このようにして求めた振幅の経時変化の例を図１−１７に示す。

図１−１７から、区間１１〜区間１３が、正常時の振幅の値ｎｏｒよりも大きいことがわかる。また正常時の振幅の値ｎｏｒが不明であっても、他の区間よりも振幅の経時変化が大きいことがわかる。よって、区間１１〜区間１３は、他の区間よりも大きな外径変化が現れた（すなわち、外径異常が発生した）ことがわかる。

なお、図１−１７では、異なる時点での比較として振幅を使用したが、外径異常を反映する数値であれば、振幅に代えて用いることができる。

さらに、図１−１７では、振幅の経時的変化を、振幅の差分（δ２−δ１）で表示したが、差分に代えて、振幅の変化率（（δ２−δ１）／δ１）で表示してもよい。

この検出手法では、複数の区間に分割して、ある区間の振幅を２つの時点で測定して、その差を比較することにより、初期ばらつきが相殺することができる。よって、外径異常のみを検出することができる。
また、この検出手法を利用すると、外径値の経時変化の傾向（トレンド）を監視することができるので、ロープ１の交換計画を立てる際に有用である。

なお、同一区間の経時的変化を求めるには、異なる時点での総外径値を比較する必要があるが、その比較するための演算機能（第２の演算手段の演算機能）は、演算装置５０（図１−１）が備えていてもよく、また、別に準備した演算装置が備えてもよい。

＜実施の形態２＞
本実施の形態では、ロープ検査装置Ａのロープ位置算出手段３０はエンコーダ３１のみ（ロープ位置算出装置３２を含まない）から構成され、代わりに、エンコーダ３１から出力されたパルス信号Ｐ、−Ｐを変換手段２０のＡＤ変換器２２に入力する点で、実施の形態１と異なる（図２−１）。

本実施の形態で用いられるＡＤ変換器２２としては、サンプリング信号を受信したらデジタルデータを出力する「サンプリング機能」を有しているものが利用される。そして、ＡＤ変換器２２に入力されるサンプリング信号として、エンコーダ３１からのパルス信号Ｐ、−Ｐを利用する。すなわち、本実施の形態は、ロープ１の外径値１ｄは、ロープ１が一定の搬送距離ｆだけ搬送されたタイミングでサンプリングされる。

本実施の形態と実施の形態１との相違点を、ロープ外径値の測定方法に沿って説明する。特に、実施の形態１と異なる「ステップ２〜５」について詳細に説明する。

（ステップ２：ロープの外径値への変換）
本実施の形態では、ＡＤ変換器２２から出力されるデジタル信号の出力のタイミングが実施の形態１と異なる。
実施の形態１では、ＡＤ変換器２２からのデジタル信号は、連続的に出力される。
しなしながら、本実施の形態では、エンコーダ３１からのパルス信号Ｐ、−Ｐの入力があった時にのみ、ＡＤ変換器２２からデジタル信号が出力される。よって、「デジタル信号が出力された」ということは、前のデジタル信号が出力されてから、ロープ１が所定距離ｆだけ搬送されたことを意味している。そして、デジタル信号から換算されたロープ１の外径値データＤも、ロープ１を所定距離ｆごとの外径値１ｄであることがわかる。

（ステップ３：ロープの位置データの取得）
本実施の形態では、ロープ位置算出手段３０がエンコーダ３１のみからなる点と、エンコーダ３１から出力されたパルス信号ＰがＡＤ変換器２２に入力される点で、実施の形態１と異なる（図２−１）。よって、ステップ３では、位置データＤＬは得られない。

（ステップ４：データの記憶）
本実施の形態では、ステップ３で位置データＤＬが得られないので、記憶装置４０に記憶されるデータがロープ１の外径値データＤのみになる点で、実施の形態１と異なる（位置データＤＬは記憶されない）。また、外径値データＤが出力されるのは、サンプリング信号が入力された時だけに制限されるので、記憶装置４０に記憶される外径値データＤの個数が実施の形態１に比べて少なくなる。

（ステップ５：データ解析）
本実施の形態では、位置−外径値グラフの横軸の基準となるための位置データＤＬがない点で、実施の形態１と異なる。
本実施の形態では、ロープ１の外径値データＤは、ロープ１を所定距離ｆだけ搬送したタイミングで得られる。よって、外径値データＤの横軸方向の間隔が所定距離ｆになるように、外径値データＤを等間隔で配置すれば、実際のロープ１の外観を反映したグラフをプロットすることができる（図２−２）。

本実施の形態では、エンコーダ３１のパルス信号が出力されるタイミングでデジタル信号がサンプリングされるので、外径値データＤのデータ数を減らして、記憶装置４０の効率的な利用ができる。また、ロープ位置算出装置３２が不要になるのでロープ検査装置Ａの簡略化とコストダウンを図ることができる。

＜実施の形態３＞
本実施の形態では、ロープ検査装置Ａが、エンコーダ３１及びロープ位置算出装置３２を含まず、代わりに演算装置５０の演算手段５１がロープ位置算出手段３０としても機能する点で実施の形態１及び２と異なる（図３−１）。

本実施の形態では、正しくプロットされた時間−外径値グラフでは、（１）グラフの凹凸（山と谷）が等間隔に現れる（図１−１２参照）、（２）グラフの凹凸の個数と、ロープ１の外層に用いられた外層ストランドの本数と、撚りピッチＴとの間に所定の相関関係があること（図１−９及び図１−１２参照）、を利用するものである。

本実施の形態と実施の形態１〜２との相違点を、ロープ外径値１ｄの測定方法に沿って説明する。特に、実施の形態１〜２と異なる「ステップ３〜５」について詳細に説明する

（ステップ３：ロープの位置データの取得）
本実施の形態は、ロープ位置算出手段３０を備えていない（図３−１）。よってステップ３も含まれず、位置データＤＬは得られない。

（ステップ４：データの記憶）
本実施の形態では、ステップ３で位置データＤＬが得られないので、記憶装置４０に記憶されるデータがロープ１の外径値データＤのみになる点で、実施の形態１と異なる（位置データＤＬは記憶されない）。

（ステップ５：データ解析）
本実施の形態では、データ解析の手法が実施の形態１及び２と大きく異なる。
第１に、測定したロープ１の外層ストランドの本数（ｎ本）と、外層ストランドの撚りピッチＴとを予め調べておく。
第２に、演算装置５０の演算手段５１によって、時間−外径値グラフをプロットする（図３−２）。なお、測定時にはロープ１を図１−１０の条件で走行させたので、図３−２の時間−外径値グラフの凹凸は等間隔になっていない。
第３に、図３−２の時間−外径値グラフから、凹凸の頂部（山と谷）を抽出する（図３−３）。

得られた図３−３のグラフを、実施の形態１から得られたグラフの特徴である（１）山と谷とは等間隔に並ぶこと、（２）外層ストランドの撚りピッチＴの範囲内に、山と谷とが、それぞれｎ個ずつ配置されること、の２つを共に実現するように再プロットする。この再プロットは、言い換えれば、図３−３のグラフの凹凸と、ロープ１の表面の凹凸とを対応させることである。この再プロットにより、図３−４のような位置−外径値グラフを得ることができる。

本実施の形態では、実施の形態１で得られた知見を利用して、時間−外径値グラフを位置−外径値グラフに再プロットしているので、エンコーダ３１及びロープ位置算出装置３２が不要になる。よって、ロープ検査装置Ａの簡略化とコストダウンを図ることができる。
また、位置データＤＬを記憶装置４０に記憶する必要がないので、記憶装置４０の効率的な利用ができる。
さらに、ロープの伸びやすべりによって、エンコーダ３１からのパルス信号Ｐと、実際のロープの搬送距離との間にズレが生じた場合でも、本実施の形態はパルス信号Ｐを利用していないので、そのようなズレの影響を受けない。よって、常に正確なロープ位置を確認することができる。

本実施の形態におけるロープ位置算出手段は、図３−３のグラフの凹凸とロープ１の表面の凹凸とを対応させて、外径値１ｄの位置を確定している「演算装置５０の演算手段５１」である、と見なすことができる。なお、凹凸を対応させるための演算機能を有する演算装置を別に準備してもよい。

＜実施の形態４＞
本実施の形態では、受光部６の代わりに、２つの受光部６Ｌ、６Ｒを設けた点で実施の形態１〜３と異なる。本実施の形態は、ロープ１の後方に位置する受光部６は不要であるとして、ロープ１の両側に限定して受光部６Ｌ、６Ｒを設けたものである（図４−１）。

本実施の形態と実施の形態１〜３との相違点を、ロープ外径値の測定方法に沿って説明する。特に、実施の形態１〜３と異なる「ステップ１」について詳細に説明する。

（ステップ１：光量の測定）
図４−１に示すように、光源４から射出された不均一光は、均一化光学系５を通って略均一強度の均一光２にされ、スリット１５を通って横長形状又は長方形に整形される（図１−６、図１−７）。整形された均一光２の測定ビーム２Ｍは、ロープ１に照射される。測定ビーム２Ｍの一部はロープ１によって遮光される。遮光されなかった測定ビーム２Ｍは、ロープ１の両側を通って進行する（図４−１）。

遮光されなかった均一光２の測定ビーム２Ｍは、ロープ１によって２つに分割される（分割光２Ｌ、２Ｒ）。分割光２Ｌ、２Ｒは、２つの集光レンズ８Ｌ、８Ｒによって集光され、２つの受光素子７Ｌ、７Ｒに入射する。２つの受光素子７Ｌ、７Ｒは、受光した分割光２Ｌ、２Ｒの光量に応じた信号を出力する。この２つの受光素子（左側受光素子７Ｌ、右側受光素子７Ｒ）からそれぞれ出力された信号を加算して、１つの受光部出力処理回路２１に入力される（図４−２）。

本実施の形態によれば、図１−２のような直径の大きい１枚の集光レンズ８を、図４−２のように直径の小さい２枚の集光レンズに置き換えることができる。よって、ロープ検査装置Ａの小型化が図れる。

＜実施の形態５＞
本実施の形態では、実施の形態４で説明した「ステップ１」で、左側受光素子７Ｌと右側受光素子７Ｒとからそれぞれ出力された信号を加算して受光部出力処理回路２１に入力する代わりに、ぞれぞれの信号を別々に受光部出力処理回路２１する点で、実施の形態４と異なる（図５−１）。
また、本実施の形態では、実施の形態１〜４に開示されていない２つのデータ解析（これを「ステップ５’：データ解析２」と「ステップ５’’：データ解析３」と称する）を含んでいる点で異なる。

（ステップ５’：データ解析２）
各受光素子７Ｌ、７Ｒから受光部出力処理回路２１に入力された２つのデータ列（Ｌ、Ｒ）は、ＡＤ変換器２２で別々にデジタルデータに変換する。
２つのデジタルデータ（Ｌ、Ｒ）を受光素子７Ｌ、７Ｒからの出力に換算し、換算値を時間軸に対してプロットすると、図５−２（ａ）〜（ｂ）のようなグラフが得られる。

図５−２（ａ）、図５−２（ｂ）のグラフから、測定対象のロープ１が、測定時間の間に周期的な横揺れが生じていることがわかる。
グラフ中の(i)の時点では、左右の受光素子７Ｌ、７Ｒで受光した光量は同じである。これは、図４−１のようにロープ１が均一光２の中心にあり、ロープ１の両側を抜ける分割光２Ｌ、２Ｒが同じ光量になっていることを意味している。
(ii)の時点では、左側受光素子７Ｌの受光量が多く、右側受光素子７Ｒの受光量が少ない。これは、図５−３のようにロープ１が均一光２の中心よりも右側にずれており、ロープ１の左側を抜ける左側分割光２Ｌが、ロープ１の右側を抜ける右側分割光２Ｒよりも多くなっていることを意味している。
(iii)の時点では、左側受光素子７Ｌの受光量が少なく、右側受光素子７Ｒの受光量が多い。これは、ロープ１が均一光２の中心よりも左側にずれており、ロープ１の左側を抜ける左側分割光２Ｌが、ロープ１の右側を抜ける右側分割光２Ｒよりも少なくなっていることを意味している。

図５−２（ａ）、図５−２（ｂ）の結果からロープ１の左右方向の位置を求めて、時間に対してプロットすると、図５−２（ｃ）が得られる。図５−２（ｃ）から、ロープ１が周期的に横揺れしていることがわかる。

さらに、図５−２（ｃ）から求められるロープ１の横揺れの周波数は、ロープ１のテンション（張力）と密接な関係がある。そこで、ある時点におけるロープ１の横揺れの周波数を、正常なテンションがかかった状態のロープ１の横揺れの周波数と比較することにより、ロープ１のテンション異常を検出することができる。

様々な長さのロープ１が正常なテンションで装着されている場合の周波数（これを「基本振動数」と称する）を予め算出しておく。
そして、図５−２（ｃ）のグラフから横揺れの振動数を求め、その時点におけるロープ１の長さをロープ１の位置データＤＬから算出する。
そのロープ１の長さにおける基本振動数と、横揺れの振動数とを比較して、相違する場合にはテンション異常と判定する。

また、図５−２（ｃ）からは、ロープ１の振幅を求めることもできる。求めた振幅が、設計上許される範囲を超えている場合には振幅異常と判定する。

このように、左右の受光素子７Ｌ、７Ｒの光量を別々にグラフ化して、そのグラフを相対的に検討することにより、ロープ位置は、図５−２（ｃ）のように左右に変動（横揺れ）していることを知ることができる。また、左右の分割光２Ｌ、２Ｒの光量変化の量から、ロープ１の横揺れの程度を知ることもできる。さらに、ロープ１の横揺れの周波数から、ロープ１にかかっているテンションの異常を検出することもできる。

（ステップ５’’：データ解析３）
ステップ５’で得られた２つのデジタルデータ（Ｌ、Ｒ）を、演算装置５０に入力する（図５−１）。演算装置５０の演算手段５１では、デジタルデータ（Ｌ、Ｒ）の各々を平均化して、２つの平均値（Ｌ、Ｒ）を算出する。得られた２つの平均値（Ｌ、Ｒ）を受光素子７Ｌ、７Ｒからの出力に換算し、記憶装置４０に記憶する。

左側受光素子７Ｌで受光した光量の平均値は、図５−２（ａ）のａｖｅ（Ｌ）である。そして、右側受光素子７Ｒで受光した光量の平均値は、図５−２（ｂ）のａｖｅ（Ｒ）である。これらの平均値ａｖｅ（Ｌ）、ａｖｅ（Ｒ）は、停止したロープ１を測定した際の受光素子７Ｌ、７Ｒの受光量と一致する。
ａｖｅ（Ｌ）＝ａｖｅ（Ｒ）であるならば、停止時のロープ１は均一光２の中心にあることがわかる。ロープ検査装置Ａを設置する際には、ロープ１が均一光２の中心になるように位置決めするので、設置直後の測定では、ａｖｅ（Ｌ）＝ａｖｅ（Ｒ）となる。

もし、ａｖｅ（Ｌ）≠ａｖｅ（Ｒ）となった場合、ロープ１が均一光２の中心からずれたことがわかる。ａｖｅ（Ｌ）＞ａｖｅ（Ｒ）ならばロープ１は右にずれており、ａｖｅ（Ｌ）＜ａｖｅ（Ｒ）ならばロープ１は左にずれている。このように、平均値ａｖｅ（Ｌ）、ａｖｅ（Ｒ）は、ロープ１とロープ検査装置Ａとの位置関係が適正かどうかを知る指標になる。
また、ロープ１とロープ検査装置Ａとの経時的な位置関係の変化を調べるには、過去に算出した光量の平均値ａｖｅ（Ｌ）、ａｖｅ（Ｒ）と、別の時点における光量の平均値ａｖｅ（Ｌ）、ａｖｅ（Ｒ）とを比較すればよい。

過去の光量の平均値ａｖｅ（Ｌ）、ａｖｅ（Ｒ）と、現時点での光量の平均値ａｖｅ（Ｌ）、ａｖｅ（Ｒ）とを比較することにより、ロープ検査装置Ａを設置したときから現時点までの間に、ロープ１が移動したかどうか、そしてどれくらい移動したか、を知ることができる。

なお、本実施の形態では、光量の平均値ａｖｅ（Ｌ）、ａｖｅ（Ｒ）を求め、それらを過去のデータと比較するための演算機能（第４の演算手段の演算機能）を、演算装置５０（図５−１）が備えている例を説明したが、別に準備した演算装置がその演算機能を備えてもよい。

＜変形例１＞
実施の形態１〜５では、スリット１５により整形した均一光２を使用していたが、整形しない均一光２を使用することもできる。

図６−１のような円形の測定ビーム２Ｍ、または図６−２のような楕円形の測定ビーム２Ｍでは、ロープ１が横揺れしたときに、ロープ１と測定ビーム２Ｍとの位置関係によって、受光部６で受ける受光量が変動する。すなわち、図６−１（ａ）、図６−２（ａ）のように、ロープ１の長軸方向の中心線Ｃが、測定ビーム２Ｍの中心を通る場合と、図６−１（ｂ）、図６−２（ｂ）のように、ロープ１の長軸方向の中心線Ｃが、測定ビーム２Ｍの中心からずれた場合とを比較する。円形の測定ビーム２Ｍの場合、ロープ１に遮光されなかった測定ビーム２Ｍの総面積（受光部６で受光する受光量に比例）は、図６−１（ｂ）のほうが、図６−１（ａ）よりも大きくなる。楕円形の測定ビーム２Ｍの場合も同様に、ロープ１に遮光されなかった測定ビーム２Ｍの総面積は、図６−２（ｂ）のほうが、図６−２（ａ）よりも大きくなる。よって、ロープ１が横揺れして、測定ビーム２Ｍ内におけるロープ１の位置が変化すると、受光部６での受光量が変動する。そのため、実施の形態１〜５のような簡単な変換処理では、ロープ１の外径値１ｄを求めることができない。

しかしながら、円形又は楕円形の測定ビーム２Ｍを用いた場合であっても、測定ビーム２Ｍ中のロープ１の位置ごとに、照射される測定ビーム２Ｍの光量と受光素子７で受光する受光量とに基づいたロープ１の外径値１ｄを求めるためのデータテーブルを用いることにより、ロープ１の外径値１ｄを求めることができる。

＜変形例２＞
実施の形態１〜５では、１本のロープ１の検査をするためのロープ検査装置Ａについて詳述した。もし、複数のロープ１の検査が必要な場合には、均一光照射手段３、受光部６及び受光部出力処理回路２１をロープ１と同数準備して、各ロープ１に対して設置する。そして、複数の受光部出力処理回路２１からの電圧信号を、１つのＡＤ変換器２２に接続すればよい。

＜変形例３＞
実施の形態１〜５で参照した図面では、均一光２は、均一化光学系５から集光レンズ８まで平行な平行均一光として図示されているが、例えば均一化光学系５から集光レンズ８に向かって測定ビーム２Ｍが拡大するような非平行の均一光２を用いることもできる。
非平行な均一光２の場合、測定ビーム２Ｍの光軸に垂直で、且つロープ１の中心線Ｃを通る平面において、測定ビーム２Ｍの強度が均一になるように均一化光学系５を調節する。従って、その平面からロープ１がずれないような用途では、非平行な均一光２を利用できる。

一方、平行な均一光２の場合、均一化光学系５から集光レンズ８までの間であれば、測定ビーム２Ｍの光軸に垂直な面内の測定ビーム２Ｍの強度は略均一である。よって、ロープ１が測定ビーム２Ｍの光軸方向（光線の進行方向ＤｉｒＬ）（図１−２の左右方向）に横揺れしても、ロープ１に照射される測定ビーム２Ｍの均一性が変化しない、という利点がある。

Claims (7)

1. 走行するロープに光線を照射するために、前記光線の光軸と直交し且つ前記ロープの走行方向と直交する第１の方向における前記光線の幅が、前記ロープの最大外径値と前記ロープが走行中に第１の方向に移動する幅とを加算した値より大きい前記光線を出射する光照射手段と、
   前記ロープを挟んで前記光照射手段と対向して配置され、前記光線の光量を検出する受光手段と、
   前記受光手段で検出された前記光量を前記ロープの外径値に変換する変換手段と、
   を含むロープ検査装置であって、
   前記光線の強度は、前記光線の進行方向に対して垂直な面内で、且つ前記ロープに照射される範囲内では略均一であり、
   前記ロープ検査装置は、
   前記ロープの位置データを出力するロープ位置算出手段と、
   前記ロープの前記位置データと前記変換手段から出力される前記外径値とを同期して記録可能な記憶手段と、
   をさらに含み、
   前記ロープ位置算出手段が、時間に対する前記外径値のグラフにおける頂部の間隔を、前記ロープの外層ストランドの本数と撚りピッチとから求めた前記ロープの表面の凹凸の頂部の間隔に一致させることにより、前記グラフの時間データから前記ロープの前記位置データを算出することを特徴とするロープ検査装置。
2. 前記ロープ検査装置が、前記測定ビーム範囲内の前記光線を整形するためのスリットをさらに含み、
   前記スリットには、前記ロープの走行方向と直交する方向に伸びる開口部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のロープ検査装置。
3. 前記ロープ検査装置が、第１の演算手段を含み、
   前記第１の演算手段が、
   前記ロープの前記位置データに基づいて求めた前記ロープの長さを基準として、前記外径値またはこれに基づく算出値を複数の区間に分割する機能と、
   各区間に含まれる前記外径値またはこれに基づく算出値と、他の区間に含まれる外径値またはこれに基づく算出値とを比較する機能と、
   を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のロープ検査装置。
4. 前記ロープ検査装置が、第２の演算手段を含み、
   前記第２の演算手段が、前記区間の各々に含まれる前記外径値またはこれに基づく算出値と、別の時点に測定された同一区間に含まれる前記外径値またはこれに基づく算出値とを比較する機能を備えていることを特徴とする請求項３に記載のロープ検査装置。
5. 前記ロープ検査装置が、第３の演算手段を含み、
   前記第３の演算手段が、前記ロープの前記外径値データから、前記ロープの外径異常に対応した凹凸周期成分を抽出する機能を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のロープ検査装置。
6. 前記受光手段が２つの受光部を備え、
   前記２つの受光部の各々は、前記ロープの両側を通過する２つの光線の各々を受光するように配置されていることをする請求項１〜５のいずれか１項に記載のロープ検査装置。
7. 前記ロープ検査装置が、第４の演算手段を含み、
   前記第４の演算手段が、
   前記２つの受光部の各々で検出した光量の時間的な平均値を求める機能と、
   前記光量の時間的な平均値と、別の時点に検出された前記光量の時間的な平均値とを比較する機能と、
   を備えていることを特徴とする請求項６に記載のロープ検査装置。

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