JP5528550B2 - Wire rope flaw detector - Google Patents
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Description
この発明はエレベータや工事用クレーン等に使用されるワイヤロープの破損や素線の断線(以下,ワイヤロープ損傷部と呼ぶ)を検出するワイヤロープ探傷装置に関するものである。 The present invention relates to a wire rope flaw detector for detecting breakage of a wire rope used in an elevator, a construction crane, or the like, or disconnection of an element wire (hereinafter referred to as a wire rope damaged portion).
この種のワイヤロープ探傷装置としては、特許文献1に示すものがある。これは、一定速度で走行するワイヤロープに対し、ワイヤロープの軸方向所定区間を、永久磁石又は電磁石で磁化し、当該所定区間内に配設された磁気センサにより、ワイヤロープ損傷部より漏洩する磁束を検知するものである。このワイヤロープ探傷装置は、永久磁石又は電磁石とバックヨークで構成される磁化器と、漏洩磁束検知用磁気センサとが、ワイヤロープを概ね半周包む略U字状断面をもつ非磁性材の保護プレートを介してワイヤロープと接触している。
As this kind of wire rope flaw detector, there is one shown in
また、特許文献2のワイヤロープ探傷装置では、磁化器と磁気センサが、被検査物と非接触となっている。
In the wire rope flaw detector of
ワイヤロープ損傷部を感度良く検出するためには、損傷部近傍から漏洩する磁束量を増加させるのが良く、磁石は、ワイヤロープを磁気飽和近くまで磁化できる能力を持つものが選択されることが多い。特許文献1では、ワイヤロープ探傷装置は、磁石とバックヨークで構成される磁化器と、漏洩磁束検知用磁気センサとが、ワイヤロープを半周包むU字状断面をもつ非磁性材の保護プレートを介してワイヤロープと接触している。そのため、磁石がワイヤロープを強力に吸引し、ワイヤロープと保護プレート間に生じる摩擦力が大きく、保護プレートの磨耗により、ワイヤロープの延べ検査距離が短くなる問題点があった。また、特許文献2では、損傷部の漏洩磁束密度が、被検査物から離れるにつれて小さくなるため、被検査物と磁気センサの距離が離れると、損傷部の検出感度が低下するほか、被検査物の振動等により磁気センサとの距離が変動すると、磁気センサに誤検出信号が発生する問題点があった。
In order to detect a damaged portion of the wire rope with high sensitivity, it is preferable to increase the amount of magnetic flux leaking from the vicinity of the damaged portion, and a magnet having the ability to magnetize the wire rope to near magnetic saturation is selected. Many. In
この発明は、前記の問題点に鑑みてなされたもので、ワイヤロープ損傷部の検出感度やS/Nを損なうことなく、装置の長寿命化を図ることを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and aims to extend the life of the apparatus without impairing the detection sensitivity and S / N of the damaged portion of the wire rope.
この発明のワイヤロープ探傷装置は、ワイヤロープの軸方向所定区間を、バックヨークと磁石で構成される磁化器で磁化し、前記所定区間内におけるワイヤロープ損傷部から発生する漏洩磁束を磁気センサで検出して、前記ワイヤロープ損傷部を検出するワイヤロープ探傷装置において、前記ワイヤロープを磁化する前記磁化器を前記ワイヤロープに対して非接触で配設し、前記磁化器における前記ワイヤロープの軸方向前後に、前記ワイヤロープを支持する支持ローラをそれぞれ配設し、前記磁化器と前記ワイヤロープ間を非接触状態で一定の距離に保持し、前記磁気センサを含むセンサユニットを保護プレートを介して前記ワイヤロープと接触させて配設し、前記センサユニットは、前記磁化器又は前記磁化器を保持する基板と、金属バネ又は空気バネを有するスライドブロックを介して接続し、前記スライドブロックにおける前記磁化器又は前記磁化器を保持する基板に対するスライド位置がストッパで規制される構成とし、前記センサユニットは、前記金属バネ又は空気バネを有するスライドブロックにより、前記ワイヤロープの振動による変位に追従し、前記ワイヤロープに対する保護プレートを介しての接触が保持されると共に、接触する押し付け力が調整されるようにしたものである。 The wire rope flaw detector of the present invention magnetizes a predetermined section in the axial direction of the wire rope with a magnetizer composed of a back yoke and a magnet, and uses a magnetic sensor to detect leakage magnetic flux generated from the damaged portion of the wire rope in the predetermined section. In the wire rope flaw detector that detects and detects the damaged portion of the wire rope, the magnetizer that magnetizes the wire rope is disposed in non-contact with the wire rope, and the axis of the wire rope in the magnetizer Support rollers for supporting the wire rope are respectively disposed in the front and rear directions, the magnetizer and the wire rope are held in a non-contact state at a constant distance, and the sensor unit including the magnetic sensor is interposed via a protective plate. The sensor unit is arranged in contact with the wire rope, and the sensor unit includes the magnetizer or a substrate holding the magnetizer, and a metal bar. Or connected via a slide block having an air spring, the slide position relative to the substrate to hold the magnetizer or said magnetizer in the slide block is configured to be regulated by the stopper, the sensor unit, the metal spring or air A slide block having a spring follows the displacement due to the vibration of the wire rope so that the contact with the wire rope through the protective plate is maintained and the pressing force to be contacted is adjusted .
この発明に係るワイヤロープ探傷装置によれは、磁石とバックヨークで構成される磁化器をワイヤロープに対して非接触で配設させて、ワイヤロープと磁化器の間に摩擦力を発生させないようにすると共に、磁気センサを含むセンサユニットを保護プレートを介してワイヤロープと接触させて配設させて、磁気センサを含むセンサユニットとワイヤロープの距離を略一定となるようにしたので、ワイヤロープ損傷部の検出感度やS/Nを損なうことなく、従来の磁化器の保護プレートの摩耗に対して、磁気センサを含むセンサユニットの保護プレートの摩耗を減少させることができ装置の長寿命化を図ることができる。さらに、前記センサユニットは、磁化器又は磁化器を保持する基板と、金属バネ又は空気バネを有するスライドブロックを介して接続し、スライドブロックにおける磁化器又は磁化器を保持する基板に対するスライド位置がストッパで規制される構成とし、前記センサユニットは、前記金属バネ又は空気バネを有するスライドブロックにより、ワイヤロープの振動による変位に追従し、ワイヤロープに対する保護プレートを介しての接触が保持されると共に、接触する押し付け力が調整されるようにしたので、磁化器がワイヤロープに接触する摩擦力より、前記センサユニットがワイヤロープに接触する摩擦力を小さくすることが容易にできる。
この発明の上記以外の目的、特徴、観点及び効果は、図面を参照する以下のこの発明の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。
According to the wire rope flaw detector according to the present invention, a magnetizer composed of a magnet and a back yoke is disposed in a non-contact manner with respect to the wire rope so as not to generate a frictional force between the wire rope and the magnetizer. In addition, the sensor unit including the magnetic sensor is disposed in contact with the wire rope via the protective plate so that the distance between the sensor unit including the magnetic sensor and the wire rope is substantially constant. The wear of the protective plate of the sensor unit including the magnetic sensor can be reduced against the wear of the protective plate of the conventional magnetizer without deteriorating the detection sensitivity and S / N of the damaged part, and the life of the device can be extended. Can be planned. Further, the sensor unit is connected to a magnetizer or a substrate holding the magnetizer via a slide block having a metal spring or an air spring, and the slide position of the slide block with respect to the magnetizer or the substrate holding the magnetizer is a stopper. The sensor unit follows the displacement due to the vibration of the wire rope by the slide block having the metal spring or the air spring, and the contact with the wire rope through the protective plate is maintained . Since the pressing force to be contacted is adjusted, the frictional force with which the sensor unit contacts the wire rope can be easily made smaller than the frictional force with which the magnetizer contacts the wire rope.
Other objects, features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1におけるワイヤロープ探傷装置を示す構成図で、その(a)は正面図、その(b)は(a)のA−A線断面図である。図2は実施の形態1におけるワイヤロープ探傷装置の検出原理を示す説明図で、ワイヤロープ損傷部がない場合を示す。図3は実施の形態1におけるワイヤロープ探傷装置の検出原理を示す説明図で、ワイヤロープ損傷部がある場合を示す。図4は実施の形態1に係るワイヤロープ探傷装置の斜視図である。図1〜図4において、磁化器2は、ワイヤロープ1と磁石3の磁石カバー4とが所定距離(例えば、ワイヤロープ1の径が10〜15mmのとき、5〜10mm程度)離間し、ワイヤロープ1と非接触で配設され、ワイヤロープ1の軸方向所定区間Lを磁化する。磁化器2は、バックヨーク6と、その両端に配設された一対の磁石3と、その磁石カバー4と、その他の支持部品で構成される。前記所定区間とは、ワイヤロープ1のうち、磁化器2のバックヨーク6両端に配設されたN−S対の永久磁石又は電磁石に対向する部分で挟まれたワイヤロープ1の軸方向所定区間であり、図1中のLで示される区間である。
1A and 1B are configuration diagrams showing a wire rope flaw detector according to
磁石3の破損防止のため、磁化器2には磁石カバー4が設けられているが、磁石カバー4とワイヤロープ1とは接触していない。磁石3の吸引力により、ワイヤロープ1が磁石カバー4に接触することを防ぐため、磁化器2におけるワイヤロープ1の軸方向前後には、基板26に固定された支持ローラ5がそれぞれ設けられている。支持ローラ5は異なる数種類の径のワイヤロープ1に対応するため、固定位置をスライドさせてもよい。また、異なる数種類の径のワイヤロープ1に対応するため、磁化器2は基板26との間でスライド機構(ガイドとネジ)を備え、ワイヤロープ1と磁石カバー4の距離が調整できる構造としてもよい。
In order to prevent damage to the
センサユニット7は、図2で示すように、磁気センサ8、鉄心11、磁気センサ8を保持するホルダー9、磁気センサ8をワイヤロープ1の摺動から保護し、かつ磁気センサ8とワイヤロープ1の適切な位置関係を保つ保護プレート12、ベース板25で構成される。磁気センサ8としては、サーチコイル、ホール素子、磁気抵抗効果素子(MR,GMR)、磁気インピーダンス素子(MI)などの種々の素子のなかから、精度、耐久性、コストを検討し最も適切なものを選択することができる。ここでは、サーチコイル10とサーチコイル10に鎖交する磁束量を増加させる鉄心11から構成される磁気センサ8を採用している。図1(b),図3で示すように、ワイヤロープ損傷部19の捕捉範囲を可能な限り広げるため、サーチコイル10および鉄心11は、ワイヤロープ1を概ね半周囲うように断面がU字状に成形されている。保護プレート12は磁気センサ8の内側の外周を、概ね密着して覆うよう成形されており、オーストナイト系ステンレス等の非磁性材料で製作されている。保護プレート12の機能は、磁気センサ8を摩擦係数の小さい樹脂で埋め込みU字状に成形することでも代用できる。
As shown in FIG. 2, the
図1において、基板26上には、一対のエンドブロック24が固定され、両エンドブロック24間には下シャフト23が固定されている。スライドブロック22には、下シャフト23が貫通し、スライドブロック22が下シャフト23に沿って摺動可能となっている。下シャフト23には、下シャフト23が貫通し下シャフト23に沿って摺動可能なストッパ27が設けられており、ストッパ27をセットネジ28で、下シャフト23の所望位置に固定させることにより、スライドブロック22が下シャフト23上で摺動する範囲が規制される。つまり、スライドブロック22は、一方のエンドブロック24とスットパ27間を摺動できるが、他方のエンドブロック24とスットパ27間を摺動できない。
In FIG. 1, a pair of
追従機構13は、センサユニット7がワイヤロープ1の振動などの影響によりワイヤロープ1から離れ、磁気センサ8とワイヤロープ1の距離が変動し、磁気センサ8が誤検出することを防止するために設けられる。追従機構13は、スライドとバネを応用した機構を例とし、センサユニットステージ20、上シャフト21、スライドブロック22、バネ14、抜け止めネジ29、抜け止め板31で構成される。センサユニット7はネジ30(図4)でセンサユニットステージ20に取外し可能に固定されている。上シャフト21はセンサユニットステージ20に埋め込まれて固定され、スライドブロック22が摺動可能に貫通し、先端部に抜け止めネジ29、抜け止め板31を有している。抜け止めネジ29と抜け止め板31により、上シャフト21はスライドブロック22から抜け出ない。ストッパ27で摺動範囲が規制されたスライドブロック22とセンサユニットステージ20との間には、バネ14が圧縮されて介在されている。
The follow-
センサユニット7は、バネ14の押し付け力により、ワイヤロープ1の変位に追従しワイヤロープ1との接触が保持される。このとき、バネ定数は保護プレート12の磨耗を防止するため、必要十分な大きさに留めるとともに、固有振動数がワイヤロープ1の振動数に重ならないよう配慮する必要がある。なお、バネ14は金属バネの例を示したが、空気バネでもよい。また、センサユニットステージ20とセンサユニット7はネジ30で分離可能な構造としており、異なる径のワイヤロープ1を検査するときには、U字状断面寸法の異なるセンサユニット7を使用できる。検査を行わないときには、セットネジ28を緩めスットパ27を摺動させ、スライドブロック22を下シャフト23上で摺動させることにより、センサユニット7をワイヤロープ1から離すことができる。
The
次に動作について説明する。図2,図3に示すように、磁化器2の一方の磁石3より発生した主磁束18がワイヤロープ1の中を通り磁化器2の他方の磁石3とバックヨーク6を経て前記一方の磁石3に戻る磁気回路が形成される。ワイヤロープ1中の磁束密度はおよそ磁気飽和に達するよう磁化器2の起磁力が設定される。ここで、ワイヤロープ1にワイヤロープ損傷部19が存在すると、その近傍では漏洩磁束16が発生している。この漏洩磁束16が磁気センサ8付近を通過するとき、鉄心11の磁束量に変化が生じ、サーチコイル10の両端に誘起電圧が発生する。これによりワイヤロープ損傷部19の存在を検知することができる。
Next, the operation will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, the main
ところで、ワイヤロープ損傷部19が存在しない場合にも、磁気センサ8付近には少なからずワイヤロープ外磁束17が存在する。これらの大きさや分布は磁化器2とワイヤロープ1と磁気センサ8の位置関係に依存する。従って、ワイヤロープ1が振動しワイヤロープ1と磁化器2と磁気センサ8の位置関係に変化が生じた場合、ワイヤロープ外磁束17の大きさも変化する。これにより磁気センサ8の出力が変動し、誤検出が生じる。そこで、磁化器2におけるワイヤロープ1の軸方向前後に支持ローラ5を設置し、支持ローラ5でワイヤロープ1を押し付け、磁化器2とワイヤロープ1の位置関係を非接触で一定距離に保つ。さらに、追従機構13によりセンサユニット7をワイヤロープ1へ接触させ磁気センサ8とワイヤロープ1の距離を一定に保つようにする。
By the way, even when the wire rope damaged
検査中にワイヤロープ1の振動が発生しても、磁気センサ8とワイヤロープ1の距離を一定に保つため、センサユニット7はバネ14でワイヤロープ1に押し当てられる。ただし、保護プレート12の磨耗を防ぐため、バネ14の押付け力は、従来のように、磁化器2による強力な磁束で保護プレートを介して磁化器2をワイヤロープ1に接触させたときの押付け力よりも小さくなるように設定することが容易にできる。つまり、磁化器2がワイヤロープ1に接触する摩擦力より、磁気センサ8がワイヤロープ1に接触する摩擦力を小さくすることが容易である。したがって、従来の磁化器2の保護プレートの摩耗より、実施の形態1の磁気センサ8の保護プレート12の摩耗を減少させることができる。
Even if vibration of the
このように、実施の形態1のワイヤロープ探傷装置によれは、磁石3とバックヨーク6で構成される磁化器2をワイヤロープ1に対して非接触で配設させて、ワイヤロープ1と磁化器2の間に摩擦力を発生させないようにすると共に、磁気センサ8を保護プレート12を介してワイヤロープ1と接触させて配設させて、磁気センサ8とワイヤロープ1の距離を略一定となるようにしたので、ワイヤロープ損傷部の検出感度やS/Nを損なうことなく、磁気センサ8の保護プレート12の摩耗を減少させることができ、装置の長寿命化を図ることができる。
As described above, according to the wire rope flaw detector of the first embodiment, the
実施の形態2.
実施の形態2に係るワイヤロープ探傷装置について説明する。図5は実施の形態2におけるワイヤロープ探傷装置を示す構成図である。図6は実施の形態2におけるワイヤロープ探傷装置を示す斜視図である。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。実施の形態2では、実施の形態1に係るワイヤロープ探傷装置を構成する各構成要素をそれぞれ2組備え、ワイヤロープ1に関し180°対向させた向きに配設したものである。エンドブロック24の近くにあるスットパ27は、下シャフト23上を摺動して所望位置で固定させることができる。
A wire rope flaw detector according to
2組の磁化器2がワイヤロープ1に関し180°対向する向きに配設されることにより、ワイヤロープ1中の磁束分布の均一性が増す。実施の形態2の場合は、磁化器2は、ワイヤロープ1と磁石3の磁石カバー4とが所定距離(例えば、ワイヤロープ1の径が10〜15mmのとき、2〜5mm程度)離間し、ワイヤロープ1と非接触で配設される。また、2組のセンサユニット7がワイヤロープ1に関し180°対向する向きに配設されることにより、それぞれのセンサユニット7が持つ低感度領域、すなわちU字状断面の開口部付近をワイヤロープ損傷部19が通過したときの検出感度を、互いに補うことができる。
By arranging the two sets of
同様して、磁気センサ8を含むセンサユニット7が、ワイヤロープ1に対し概ね半周以上包み込むようなU字状断面構造を有している場合、センサユニット7がワイヤロープ1本あたりP個配設されたとき、センサユニット7が、ワイヤロープの周方向に関し、360/P度の間隔で配設されるようにする。このようにすると、センサユニット7の断面形状をU字形状とすることにより、ワイヤロープ1への着脱を容易にしつつ、ワイヤロープ1周方向に関し、いずれの部分にワイヤロープ損傷部が発生しても均一な検出感度を得ることができる。
Similarly, when the
また、磁化器2がワイヤロープ1本あたりQ個配設されたとき、磁化器2がワイヤロープの周方向に関し、360/Q度の間隔で配設されるようにする。このようにすると、ワイヤロープ1中の磁化の強さを、ワイヤロープ1の周方向に関し均一な状態に近づけることができ、ワイヤロープ1の周方向に関しいずれの部分にワイヤロープ損傷部が発生しても、均一な漏洩磁束を得ることができる。
この発明の各種の変形又は変更は、関連する熟練技術者が、この発明の範囲と精神を逸脱しない中で実現可能であり、この明細書に記載された各実施の形態には制限されないことと理解されるべきである。Further, when Q magnetizers 2 are arranged per wire rope, the
Various modifications or alterations of the present invention can be realized by related skilled engineers without departing from the scope and spirit of the present invention, and are not limited to the embodiments described in this specification. Should be understood.
Claims (3)
前記ワイヤロープを磁化する前記磁化器を前記ワイヤロープに対して非接触で配設し、
前記磁化器における前記ワイヤロープの軸方向前後に、前記ワイヤロープを支持する支持ローラをそれぞれ配設し、前記磁化器と前記ワイヤロープ間を非接触状態で一定の距離に保持し、
前記磁気センサを含むセンサユニットを保護プレートを介して前記ワイヤロープと接触させて配設し、
前記センサユニットは、前記磁化器又は前記磁化器を保持する基板と、金属バネ又は空気バネを有するスライドブロックを介して接続し、
前記スライドブロックにおける前記磁化器又は前記磁化器を保持する基板に対するスライド位置がストッパで規制される構成とし、
前記センサユニットは、前記金属バネ又は空気バネを有するスライドブロックにより、前記ワイヤロープの振動による変位に追従して、前記ワイヤロープに対する保護プレートを介しての接触が保持されると共に、接触する押し付け力が調整されるようにしたワイヤロープ探傷装置。 A predetermined section in the axial direction of the wire rope is magnetized by a magnetizer composed of a back yoke and a magnet, and a leakage magnetic flux generated from the damaged portion of the wire rope in the predetermined section is detected by a magnetic sensor. In the wire rope flaw detector that detects
Arranging the magnetizer for magnetizing the wire rope in a non-contact manner with respect to the wire rope;
Support rollers for supporting the wire rope are respectively arranged before and after the wire rope in the magnetizer, and the magnetizer and the wire rope are held in a non-contact state at a constant distance.
A sensor unit including the magnetic sensor is disposed in contact with the wire rope through a protective plate,
The sensor unit is connected to the magnetizer or a substrate holding the magnetizer via a slide block having a metal spring or an air spring,
The slide position with respect to the magnetizer or the substrate holding the magnetizer in the slide block is regulated by a stopper,
The sensor unit follows the displacement due to the vibration of the wire rope by the slide block having the metal spring or the air spring, and the contact with the wire rope through the protective plate is maintained and the pressing force to contact A wire rope flaw detector that adjusts the angle.
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