JP7405046B2 - 磁性体検査装置および磁性体整磁装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁性体検査装置および磁性体整磁装置に関する。

従来、磁界印加部を備える磁性体検査装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、磁性体としてのスチールワイヤロープを検査する磁性体検査装置が開示されている。この磁性体検査装置は、スチールワイヤロープに対して磁界を印加し、スチールワイヤロープの磁化の向きを整える磁界印加部と、磁界印加部により磁界が印加されたスチールワイヤロープの磁界の変化を検知する検知コイルとを備えている。この磁界印加部は、スチールワイヤロープを挟んで異極（Ｎ極とＳ極と）が対向して配置される２つの磁石を含んでいる。

国際公開第２０１８／１３８８５０号

ここで、上記特許文献１には記載されていないが、磁界印加部の２つの磁石は、磁性体を挟んで同極同士が対向して配置される場合がある。この場合、同極同士の間で互いに対向する方向に反発力が働くとともに、磁性体の長手方向において磁界印加部の一方側と他方側とに互いに反対方向に磁界が広がることにより、磁界の向きが互いに反対方向になる。このため、磁界印加部の磁石間を磁性体が通過する際に磁性体に印加される磁界が反転する。この場合、磁界の反転に起因して一方向に磁性体の磁化を整えることが困難である。したがって、磁石間を磁性体を通過する際に磁界が反転したとしても、一方向に磁性体の磁化を整えることが望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、磁石間を磁性体を通過する際に磁界が反転したとしても、一方向に磁性体の磁化を整えることが可能な磁性体検査装置および磁性体整磁装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による磁性体検査装置は、長尺材からなる磁性体に対して磁性体の長手方向の位置を変化させながら磁界を印加し、磁性体の磁化の大きさと向きとを整える磁界印加部と、磁界印加部により磁界が印加された磁性体の磁界の変化を検知する検知コイルと、を備え、磁界印加部は、磁性体に対して磁性体の長手方向に直交する方向の両側にそれぞれ配置される第１磁石と第２磁石とを含み、第１磁石と第２磁石とは、同極が磁性体側に配置されるとともに、磁性体の長手方向の一方側よりも他方側の方が第１磁石および第２磁石と磁性体との間の磁性体の長手方向に直交する方向の距離が小さくなるように、磁性体を挟んでＶ字状に配置されている。

この発明の第２の局面による磁性体整磁装置は、長尺材からなる磁性体に対して磁性体の長手方向の位置を変化させながら磁界を印加し、磁性体の磁化の大きさと向きとを整える磁界印加部と、磁界印加部により磁界が印加された磁性体の磁界の変化を検知する検知コイルと、を備え、磁界印加部は、磁性体に対して磁性体の長手方向に直交する方向の両側にそれぞれ配置される第１磁石と第２磁石とを含み、第１磁石と第２磁石とは、同極が磁性体側に配置されるとともに、磁性体の長手方向の一方側よりも他方側の方が第１磁石および第２磁石と磁性体との間の磁性体の長手方向に直交する方向の距離が小さくなるように、磁性体を挟んでＶ字状に配置されている。

本発明によれば、上記のように、第１磁石と第２磁石とは、同極が磁性体側に配置されるとともに、磁性体の長手方向の一方側よりも他方側の方が第１磁石および第２磁石と磁性体との間の磁性体の長手方向に直交する方向の距離が小さくなるように、磁性体を挟んでＶ字状に配置されている。これにより、第１磁石および第２磁石の磁性体の長手方向の一方側（開いた側）よりも、磁性体の長手方向の他方側（閉じた側）を磁性体の近くに配置することができる。その結果、第１磁石および第２磁石の開いた側の磁界の大きさよりも、閉じた側の磁界の大きさを大きくすることができる。これにより、第１磁石および第２磁石の開いた側の磁界の影響を大きく受けさせずに、閉じた側の磁界の影響を大きく受けさせた状態で、磁性体を磁化することができる。その結果、第１磁石および第２磁石の間を磁性体が通過する際に磁界が反転したとしても、一方向（第１磁石および第２磁石の閉じた側の磁界に対応する方向）に磁性体の磁化を整えることができる。また、本発明の磁性体検査装置においては、一方向に磁性体の磁化を整えることができるので、ランダムな磁性体の磁化に起因してノイズが検知コイルにより検知されることを抑制することができる。その結果、検知コイルを用いた磁性体の検査を精度よく行うことができる。

本発明の一実施形態による磁性体検査装置を設けたエレベータの全体構成を説明するための図である。 本発明の一実施形態による磁性体検査装置の全体構成を示したブロック図である。 本発明の一実施形態による磁界印加部を説明するための図である。 本発明の一実施形態による磁界印加部の詳細な構成を説明するための図である。 本発明の一実施形態による磁界印加部の磁界を説明するためのグラフである。 複数の開き角度の磁界印加部の磁界のシミュレーション結果を示すグラフである。 本発明の一実施形態による検知部を説明するための図である。 本発明の一実施形態による励振コイルの磁化の励振を説明するための図である。 スチールワイヤロープに傷等がある場合を示す図である。 本発明の一実施形態による電子回路部を示したブロック図である。 比較例によるスチールワイヤロープの磁化の方向を説明するための図である。 本発明の一実施形態および比較例による磁性体の差動信号の計測波形である。 本発明の一実施形態の第１変形例による磁界印加部を説明するための図である。 本発明の一実施形態の第２変形例による磁界印加部を説明するための図である。 本発明の一実施形態の第３変形例による磁界印加部を説明するための図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１～図１２を参照して、本発明の一実施形態による磁性体検査装置１００の構成について説明する。一実施形態では、エレベータ９００に用いられるスチールワイヤロープＷを検査するために磁性体検査装置１００が用いられる例について説明する。なお、以下の説明において、「直交」とは、９０度および９０度近傍の角度をなして交差することを意味する。また、スチールワイヤロープＷは、特許請求の範囲の「磁性体」の一例である。

（エレベータの構成）
図１に示すように、エレベータ９００は、かご部９０１と、スチールワイヤロープＷを巻き上げてかご部９０１を昇降させる巻上機９０２と、を備えている。エレベータ９００では、スチールワイヤロープＷが巻上機９０２により移動されるため、磁性体検査装置１００を固定した状態で、スチールワイヤロープＷの移動に伴って、検査が行われる。スチールワイヤロープＷは、磁性体検査装置１００の位置において、Ｘ方向に延びるように配置されている。

スチールワイヤロープＷは、磁性を有する素線材料が編みこまれる（たとえば、ストランド編みされる）ことにより形成され、Ｘ方向に延びる長尺材からなる磁性体である。また、スチールワイヤロープＷは、かご部９０１を移動させる際に滑車等の機構（巻上機９０２）を通過し、滑車等による応力が加えられる。このため、スチールワイヤロープＷに劣化による切断が起こりかご部９０１が落下するのを防ぐために、普段からスチールワイヤロープＷの状態（傷等の有無）を監視し、劣化が進行したスチールワイヤロープＷを早い段階で交換することが必要である。

（磁性体検査装置の構成）
図２に示すように、磁性体検査装置１００は、磁性体整磁部１と、検知部２と、電子回路部３と、を備えている。磁界印加部１０、検知部２および電子回路部３は、検査ユニットＵとして、フレームＦに対して固定されている。なお、スチールワイヤロープＷの長手方向（Ｘ方向）に直交する面内で互いに直交する方向を、Ｙ方向およびＺ方向とする。また、磁性体整磁部１は、特許請求の範囲の「磁性体整磁装置」の一例である。

図３に示すように、磁性体整磁部１は、磁界印加部（整磁部）１０を含んでいる。磁界印加部１０は、検査対象であるスチールワイヤロープＷに対してスチールワイヤロープＷの長手方向（Ｘ方向）の位置を変化させながら磁界を印加し、スチールワイヤロープＷの磁化の大きさと向きとを整えるように構成されている。詳細には、磁界印加部１０は、長手方向（Ｘ方向）に移動するスチールワイヤロープＷに対して磁界を印加し、スチールワイヤロープＷの磁化の大きさと向きとを整えるように構成されている。磁界印加部１０は、スチールワイヤロープＷに対してスチールワイヤロープＷの長手方向（Ｘ方向）に沿って磁界を印加するように構成されている。

また、磁界印加部１０は、出力される磁界が検知部２での検知に影響しないように、スチールワイヤロープＷの長手方向（Ｘ方向）において検知部２から離間した位置に設けられている。具体的には、磁界印加部１０と検知部２との距離が近過ぎると、磁界印加部１０による磁界が検知部２で検知されてしまう場合がある。そのため、磁界印加部１０は、検知部２に与える影響が問題とならない程度に離間した位置に設けられている。

また、磁界印加部１０は、検知部２に対して、スチールワイヤロープＷの長手方向（Ｘ方向）の一方側（Ｘ２方向側）に配置されている。したがって、スチールワイヤロープＷをＸ１方向に移動させることにより、検査ユニットＵに設けられた磁界印加部１０および検知部２をスチールワイヤロープＷに対して相対的に移動させる場合、Ｘ２方向側の磁界印加部１０によって検知部２により検査される部分に予め磁界が印加され、磁化の大きさと向きとが整えられる。

磁界印加部１０は、スチールワイヤロープＷに対してスチールワイヤロープＷの長手方向（Ｘ方向）の両側にそれぞれ配置される第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとを有している。第１磁石１１ａは、一対のＮ極およびＳ極を有する永久磁石であり、スチールワイヤロープＷに対してスチールワイヤロープＷの長手方向に直交する方向（短手方向、Ｙ方向）の一方側（Ｙ１方向側）に配置されている。また、第２磁石１１ｂは、一対のＮ極およびＳ極を有する永久磁石であり、スチールワイヤロープＷに対してスチールワイヤロープＷの長手方向に直交する方向（短手方向、Ｙ方向）の他方側（Ｙ２方向側）に配置されている。なお、図面では、理解の容易化のために、Ｎ極をハッチングを付して図示し、Ｓ極をハッチングを付さずに白抜きで図示している。

また、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとは、同極がスチールワイヤロープＷ側に配置されるように構成されている。具体的には、第１磁石１１ａは、Ｎ極がスチールワイヤロープＷ側に配置されるとともに、Ｓ極がスチールワイヤロープＷとは反対側に配置されるように構成されている。また、第２磁石１１ｂは、Ｎ極がスチールワイヤロープＷ側に配置されるとともに、Ｓ極がスチールワイヤロープＷとは反対側に配置されるように構成されている。すなわち、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとは共に、Ｎ極がスチールワイヤロープＷ側に配置されるように構成されている。

ここで、本実施形態では、図４に示すように、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとは、同極がスチールワイヤロープＷ側に配置されるとともに、スチールワイヤロープＷの長手方向（Ｘ方向）の一方側（Ｘ２方向側）よりも他方側（Ｘ１方向側）の方が第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂとスチールワイヤロープＷとの間のスチールワイヤロープＷの長手方向（Ｘ方向）に直交する方向（Ｙ方向）の距離Ｄ１、Ｄ２が小さくなるように、スチールワイヤロープＷを挟んでＶ字状に配置されている。具体的には、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとは、スチールワイヤロープＷの位置の変化方向（Ｘ方向）の上流側（Ｘ２方向側）よりも下流側（Ｘ１方向側）の方が第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂとスチールワイヤロープＷとの間のスチールワイヤロープＷの長手方向に直交する方向（Ｙ方向）の距離Ｄ１、Ｄ２が小さくなるように、スチールワイヤロープＷを挟んでＶ字状に配置されている。言い換えると、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとは、検知部２の後述する差動コイル２２側（Ｘ１方向側）に向かって徐々に先細るＶ字状に配置されている。

第１磁石１１ａは、スチールワイヤロープＷとは反対側からスチールワイヤロープＷ側に向かって、スチールワイヤロープＷの位置の変化方向（Ｘ方向）の下流側（Ｘ１方向側）に傾斜している。これにより、第１磁石１１ａは、第１磁石１１ａとスチールワイヤロープＷとの間のスチールワイヤロープＷの長手方向に直交する方向（Ｙ方向）の距離Ｄ１が、スチールワイヤロープＷの位置の変化方向（Ｘ方向）の下流側（Ｘ１方向側）に向かうにつれて徐々に小さくなるように構成されている。また、第１磁石１１ａは、スチールワイヤロープＷに対して開き角度θ１を有している。開き角度θ１は、第１磁石１１ａとスチールワイヤロープＷとがなす角度である。開き角度θ１は、０度よりも大きく９０度よりも小さい値を取る。

同様に、第２磁石１１ｂは、スチールワイヤロープＷとは反対側からスチールワイヤロープＷ側に向かって、スチールワイヤロープＷの位置の変化方向（Ｘ方向）の下流側（Ｘ１方向側）に傾斜している。これにより、第２磁石１１ｂは、第２磁石１１ｂとスチールワイヤロープＷとの間のスチールワイヤロープＷの長手方向に直交する方向（Ｙ方向）の距離Ｄ２が、スチールワイヤロープＷの位置の変化方向（Ｘ方向）の下流側（Ｘ１方向側）に向かうにつれて徐々に小さくなるように構成されている。また、第２磁石１１ｂは、スチールワイヤロープＷに対して開き角度θ２を有している。開き角度θ２は、第２磁石１１ｂとスチールワイヤロープＷとがなす角度である。開き角度θ２は、０度よりも大きく９０度よりも小さい値を取る。

また、本実施形態では、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとは、スチールワイヤロープＷに対して線対称に配置されている。すなわち、第１磁石１１ａの開き角度θ１と、第２磁石１１ｂの開き角度θ２とは同じ値である。また、第１磁石１１ａとスチールワイヤロープＷとの間の距離Ｄ１と、第２磁石１１ｂとスチールワイヤロープＷとの間の距離Ｄ２とも同じ値である。第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとは、スチールワイヤロープＷを挟んで等距離の位置に配置されている。

図５を参照して、Ｖ字状の第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとを有する磁界印加部１０の磁界について説明する。図５に示すグラフでは、縦軸が磁界印加部１０のＸ方向に沿った磁界の磁束密度を示し、横軸が磁界印加部１０に対するＸ方向の座標位置を示している。図５に示すグラフでは、Ｘ座標の０よりもマイナス側が、図４に示す領域Ａ１に概ね対応し、Ｘ座標の０が、図４に示す領域Ａ２に概ね対応し、Ｘ座標の０よりもプラス側が、図４に示す領域Ａ３に概ね対応している。なお、図６に示すグラフも、図５に示すグラフと同様である。

図５に示すように、磁界印加部１０では、スチールワイヤロープＷの長手方向（Ｘ方向）において磁界印加部１０の一方側（Ｘ２方向側）と他方側（Ｘ１方向側）とで磁界の向きが互いに反対方向になる。このため、磁界印加部１０の第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂの間をスチールワイヤロープＷが通過する際にスチールワイヤロープＷに印加される磁界が反転する。また、磁界印加部１０では、第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂの開いた側（Ｘ２方向側）の磁界の大きさよりも、閉じた側（Ｘ１方向側）の磁界の大きさが大きくなっている。このため、第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂの開いた側（Ｘ２方向側）の磁界の影響を大きく受けさせずに、閉じた側（Ｘ１方向側）の磁界の影響を大きく受けさせて、スチールワイヤロープＷを磁化することが可能である。

図６は、複数の開き角度θ１、θ２（θ１＝θ２）の磁界印加部１０の磁界のシミュレーション結果を示している。図６に示すように、開き角度θ１、θ２が大きくなるほど、第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂの開いた側（Ｘ２方向側）の磁界の大きさが小さくなる。一方、開き角度９０度の例を除けば、開き角度θ１、θ２が大きくなっても、第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂの閉じた側（Ｘ１方向側）の磁界の大きさはそれほど変わらない。

また、開き角度θ１、θ２が大きくなると、第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂの閉じた側（Ｘ１方向側）において、わずかに磁界の反転が発生している。具体的には、開き角度４０度、６０度および９０度の例において、第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂの閉じた側（Ｘ１方向側）において、わずかに磁界の反転が発生している。開き角度４０度の例では、Ｘ座標の－１１０ｍｍ付近よりもマイナス側において、磁界がマイナス側からプラス側に反転している。また、開き角度６０度の例では、Ｘ座標の－９０ｍｍ付近よりもマイナス側において、磁界がマイナス側からプラス側に反転している。また、開き角度９０度の例では、Ｘ座標の－６０ｍｍ付近よりもマイナス側において、磁界がマイナス側からプラス側に反転している。このため、本実施形態では、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとは、閉じた側（Ｘ１方向側）において、スチールワイヤロープＷに印加する磁界の向きが反転しない開き角度θ１、θ２（図６に示す例では、たとえば、３０度）を有している。言い換えると、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとは、スチールワイヤロープＷの位置の変化方向（Ｘ方向）の下流側（Ｘ１方向側）において、スチールワイヤロープＷに印加する磁界の向きが反転しない開き角度θ１、θ２を有している。

また、図３および図４に示すように、磁界印加部１０は、第１バックヨーク部１２ａと、第２バックヨーク部１２ｂとを有している。第１バックヨーク部１２ａは、鉄などの軟磁性材料からなり、第１磁石１１ａのスチールワイヤロープＷとは反対側の部分に設けられている。これにより、第１磁石１１ａがスチールワイヤロープＷに印加する磁界の大きさを大きくすることが可能である。また、第２バックヨーク部１２ｂは、鉄などの軟磁性材料からなり、第２磁石１１ｂのスチールワイヤロープＷとは反対側の部分に設けられている。これにより、第２磁石１１ｂがスチールワイヤロープＷに印加する磁界の大きさを大きくすることが可能である。第１バックヨーク部１２ａと第２バックヨーク部１２ｂとは、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂと同様に、Ｖ字状に配置されている。

また、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとは、同極がスチールワイヤロープＷ側に配置されるように構成されている。具体的には、第１磁石１１ａは、Ｎ極がスチールワイヤロープＷ側に配置されるとともに、Ｓ極がスチールワイヤロープＷとは反対側に配置されるように構成されている。また、第２磁石１１ｂは、Ｎ極がスチールワイヤロープＷ側に配置されるとともに、Ｓ極がスチールワイヤロープＷとは反対側に配置されるように構成されている。なお、スチールワイヤロープＷ側とは、後述するようにＶ字状の第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとの内側方向を意味している。また、スチールワイヤロープＷとは反対側とは、Ｖ字状の第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとの外側方向を意味している。

検知部２は、図７に示すように、励振コイル２１と、差動コイル２２と、を含んでいる。励振コイル２１および差動コイル２２は、長尺材からなる磁性体であるスチールワイヤロープＷの延びる方向（Ｘ方向）を中心軸として、長手方向（Ｘ方向）に沿うように複数回巻き回され、スチールワイヤロープＷの延びるＸ方向（長手方向）に沿って円筒形となるように形成される導線部分を含むコイルである。すなわち、円筒形のコイル（差動コイル２２および励振コイル２１）がスチールワイヤロープＷを取り囲むように設けられている。なお、差動コイル２２は、特許請求の範囲の「検知コイル」の一例である。

励振コイル２１は、スチールワイヤロープＷの磁化の状態を励振するように構成されている。具体的には、励振コイル２１に励振電流が流されることにより、励振コイル２１の内部において、励振電流に基づいて発生する磁界がＸ方向に沿って印加されるように構成されている。これにより、励振コイル２１は、スチールワイヤロープＷの長手方向に沿ってスチールワイヤロープＷの磁化の状態を励振するように構成されている。

ここで、図８（Ａ）に示すように、磁界印加部１０により予め磁化の方向が整えられているので、励振コイル２１による磁界の印加がない場合には、傷等のない部分において、スチールワイヤロープＷの磁化の方向は略揃っている。また、図８（Ｂ）に示すように、励振コイル２１に一定の大きさかつ一定の周波数を有する交流電流（励振電流）が外部から流されることにより、スチールワイヤロープＷの延びるＸ方向に振動するように磁界が印加される。また、励振コイル２１に流れる時間変化する励振電流の向き（実線または点線）に伴って、励振コイル２１により印加される磁界（実線または点線）の方向も変化する。したがって、時間変化する磁界によりスチールワイヤロープＷの磁化の方向が励振され、スチールワイヤロープＷから発せられる磁界も時間変化する。その結果、スチールワイヤロープＷと差動コイル２２との相対位置を変化させることなく、スチールワイヤロープＷの同じ部分による磁界が時間変化するため、磁界の変化を検知する差動コイル２２により、スチールワイヤロープＷの状態を検査することができる。

図７に示すように、差動コイル２２は、磁界印加部１０により磁界が印加されたスチールワイヤロープＷの磁界の変化を検知するように構成されている。また、差動コイル２２は、励振コイル２１により励振されたスチールワイヤロープＷの磁界の変化を検知するように構成されている。詳細には、差動コイル２２は、受信コイル２２ａおよび２２ｂを有している。差動コイル２２は、２つの受信コイル２２ａおよび２２ｂにより発生する各々の検知信号の大きさの差を取得するように構成されている。また、受信コイル２２ａおよび２２ｂは、スチールワイヤロープＷの長手方向（Ｘ方向）に沿って互いに並ぶように配置されている。受信コイル２２ａおよび２２ｂは、それぞれ、Ｘ方向の磁界の変化を検知して電圧（検知信号）を発生するように構成されている。そして、差動コイル２２は、受信コイル２２ａにより発生した検知信号の大きさと、受信コイル２２ｂにより発生した検知信号の大きさとの差を、差動信号Ｈ（図１２参照）として取得するように構成されている。

図９は、傷等のあるスチールワイヤロープＷの例である。図９において、素線の編まれ方は、簡略化して示されている。図９（Ａ）に示すスチールワイヤロープＷは、表面部分の素線が断線している。そのため、素線断線の生じた部分から磁界が漏れ出ている。また、図９（Ｂ）に示すスチールワイヤロープＷは、スレもしくは打痕により表面部に凹みが生じている。また、図９（Ｃ）に示すスチールワイヤロープＷは、内部に素線断線が生じている。これら傷等のある位置の断面積ＳＡ１、ＳＡ２およびＳＡ３は、傷等のない部分の断面積ＳＡ０と比較して、それぞれ小さくなっているため、スチールワイヤロープＷの全磁束（磁界に透磁率と面積とを掛けた値）は傷等のある部分で小さくなる。以上のように、磁界の漏れや、全磁束の減少が生じるため、傷等のある部分では検知される磁界に変化が生じる。

その結果、たとえば、傷等のある場所に位置する受信コイル２２ａの検知電圧(検知信号)の値が受信コイル２２ｂと比較して減少するため、受信コイル２２ａの検知電圧と受信コイル２２ｂの検知電圧の差（差動信号Ｈ（図１２参照））の値が大きくなる。すなわち、傷等のない部分での検知信号は略ゼロとなり、傷等のある部分では検知信号がゼロより大きい値を持つので、差動コイル２２において、傷等の存在をあらわす明確な信号（Ｓ／Ｎ比の良い信号）が差動信号Ｈ（図１２参照）として検知される。これにより、電子回路部３（後述）は、検知信号の差（差動信号Ｈ（図１２参照））の値に基づいてスチールワイヤロープＷの傷等の存在を検出することができる。また、傷等の大きさ（断面積の減少量の大きさ）が大きいほど、検知信号の値が大きくなり差動信号Ｈ（図１２参照）の値も大きくなるため、傷等の大きさを判定（評価）する際に、ある程度以上に大きな傷等があれば、差動信号Ｈ（図１２参照）が所定の第１閾値Ｔｈ１または第２閾値Ｔｈ２（後述）を超えたことを自動で判定することが可能となる。なお、傷等には錆等による透磁率の変化も含まれ、同様に検知信号として表われる。

図１０に示すように、電子回路部３は、差動コイル２２からの信号に基づいて長尺材からなるスチールワイヤロープＷの状態を判定するように構成されている、また、電子回路部３は、交流電源３１と、増幅器３２と、ＡＤ変換器３３と、ＣＰＵ３４と、デジタル出力インターフェース３５とを含む。交流電源３１は、励振コイル２１に交流電流を流す（出力する）。増幅器３２は、差動コイル２２から出力される差動信号Ｈ（図１２参照）を増幅し、ＡＤ変換器３３に出力する。ＡＤ変換器３３は、増幅器３２により増幅されたアナログの差動信号Ｈを、デジタルの差動信号Ｈ（図１２参照）に変換する。ＣＰＵ３４は、ＡＤ変換器３３から出力される差動信号Ｈ（図１２参照）から交流成分を取り除く処理を行い、差動信号Ｈ（図１２参照）の絶対値の変化に対応した信号（ＤＣレベル信号）に変換する同期検波整流処理を行うとともに、差動信号Ｈが後述する所定の閾値を超えた場合に、警報信号を出力する。また、ＣＰＵ３４は、交流電源３１により出力される電流の強さを制御する。また、傷等の大きさを判定する機能をＣＰＵ３４に持たせている。デジタル出力インターフェースは、外部の図示しないＰＣなどに接続され、処理がされた差動信号Ｈ（図１２参照）や警報信号のデジタルデータを出力する。

また、電子回路部３は、差動コイル２２（検知部２）により出力された差動信号Ｈ（図１２参照）が第１閾値Ｔｈ１を超えた場合に、差動信号Ｈ（図１２参照）が第１閾値Ｔｈ１を超えたことを示す第１閾値信号を外部に出力するとともに、検知部２により出力された差動信号Ｈ（図１２参照）が第２閾値Ｔｈ２を超えた場合に、差動信号Ｈ（図１２参照）が第２閾値Ｔｈ２を超えたことを示す第２閾値信号を外部に出力するように構成されている。これにより、スチールワイヤロープＷの状態（傷等の有無）が不均一となる部分を、閾値信号に基づいて容易に判定することができる。また、比較的小さな第１閾値Ｔｈ１を超えた第１閾値信号により、経過観察等注意を要する程度の小さな傷等を有するスチールワイヤロープＷの状態を判定するとともに、比較的大きな第２閾値Ｔｈ２を超えた第２閾値信号により、早急に交換等を行う必要がある比較的大きな傷等を有するスチールワイヤロープＷの状態を判定することができる。

なお、本実施形態では、差動コイル２２は、励振コイル２１により流れる励振電流により発生した磁界により磁化の状態が励振されたスチールワイヤロープＷの磁界の変化に基づいて検知信号を取得するように構成されている。ここで、磁性体検査装置１００では、差動コイル２２は、励振コイル２１によって発生する磁界の略全てが検知可能に（入力される様に）配置されている。

（比較例）
ここで、磁界印加部１０が設けられていないことを除いて同様に構成されている比較例による磁性体検査装置（図示省略）と比較しながら、磁性体検査装置１００の磁界印加部１０による磁化について説明する。

磁界印加部１０が設けられていない比較例による磁性体検査装置（図示省略）では、励振コイル２１により、Ｘ方向に磁場が印加される。このとき、傷等の無い均一な部分で検知される差動信号Ｈ（図１２参照）が等しくなるように、励振コイル２１によりＸ方向に印加する磁界を大きくする必要がある。また、予め磁化の方向を整えて（揃えて）いないので、励振コイル２１によりＸ方向に印加される磁界は、磁化の方向をＸ方向に揃える程度に大きくする必要がある。

ここで、図１１に示すように、磁界を印加する前において、磁性体であるスチールワイヤロープＷ内は、製造時点で、内部の構造ごとに磁化の方向がバラついている。また、滑車等の機構を通過し、応力等の外力が加えられることによっても、これらの磁化の方向は変化していく。したがって、傷等の無い均質な部分であっても、励振コイル２１により磁化の方向をＸ方向に励振しても磁化の方向のバラツキが消しきれないため、スチールワイヤロープＷの場所ごとの磁化の大きさおよび方向のバラツキにより差動信号Ｈ（図１２参照）にノイズが生じる原因となる。

一方で、予め磁界を印加することにより磁化の大きさおよび方向を整えて（揃えて）おく場合は、スチールワイヤロープＷの傷等のない部分の磁界は概ね一定の大きさとなって検知されるため、傷からの信号と区別が容易となる。

図１２に示すグラフは、比較例および本実施形態における、スチールワイヤロープＷの磁界の変化を示した計測波形である。計測波形の縦軸は、差動信号Ｈの大きさに対応し、計測波形の横軸は、Ｘ座標（スチールワイヤロープＷの検知される場所）に対応している。ＣＰＵ３４により同期検波整流処理がされているため、励振コイル２１により印加される磁界の時間変化の影響は取り除かれている。

磁界印加部１０を設けない比較例による磁性体検査装置において、図１２に示す整磁前の計測波形に示すように、傷等の無い部分であっても、磁化の大きさおよび方向のバラツキによるノイズが検知されている。そのため、このような比較例による磁性体検査装置では、経験や知識（たとえば、特徴的な検知信号のあらわれのパターン方など）のない非専門化が傷等の有無を判断することは難しい。特に、閾値等を設けて信号の大きさのみに基づいて判定する場合、誤判定の原因となる。

一方で、磁界印加部１０が設けられた本実施形態による磁性体検査装置１００において、図１２に示す整磁後の計測波形に示すように、電子回路の雑音（ノイズ）はほとんど検知されない。具体的には、ノイズの大きさが相対的に小さく、Ｓ／Ｎ比の良好な計測波形となり、差動信号Ｈが明確にあらわれている。したがって、磁界印加部１０により、非専門家や閾値による判定であっても、誤判定が生じない程度にノイズを低減することができる。なお、図１２に示す整磁後の計測波形において、スチールワイヤロープＷの傷等のある部分の位置が差動コイル２２の一方側（受信コイル２２ａ）から他方側（受信コイル２２ｂ）に移ったことによる差動信号Ｈの正負の逆転が明瞭に表われていることがわかる。

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとは、同極がスチールワイヤロープＷ側に配置されるとともに、スチールワイヤロープＷの長手方向の一方側よりも他方側の方が第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂとスチールワイヤロープＷとの間のスチールワイヤロープＷの長手方向に直交する方向の距離Ｄ１、Ｄ２が小さくなるように、スチールワイヤロープＷを挟んでＶ字状に配置されている。これにより、第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂのスチールワイヤロープＷの長手方向の一方側（開いた側）よりも、スチールワイヤロープＷの長手方向の他方側（閉じた側）をスチールワイヤロープＷの近くに配置することができる。その結果、第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂの開いた側の磁界の大きさよりも、閉じた側の磁界の大きさを大きくすることができる。これにより、第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂの開いた側の磁界の影響を大きく受けさせずに、閉じた側の磁界の影響を大きく受けさせた状態で、スチールワイヤロープＷを磁化することができる。その結果、第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂの間をスチールワイヤロープＷが通過する際に磁界が反転したとしても、一方向（第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂの閉じた側の磁界に対応する方向）にスチールワイヤロープＷの磁化を整えることができる。また、本実施形態の磁性体検査装置１００においては、一方向にスチールワイヤロープＷの磁化を整えることができるので、ランダムなスチールワイヤロープＷの磁化に起因してノイズが差動コイル２２により検知されることを抑制することができる。その結果、差動コイル２２を用いたスチールワイヤロープＷの検査を精度よく行うことができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとは、スチールワイヤロープＷの位置の変化方向の上流側よりも下流側の方が第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂとスチールワイヤロープＷとの間のスチールワイヤロープＷの長手方向に直交する方向の距離Ｄ１、Ｄ２が小さくなるように、スチールワイヤロープＷを挟んでＶ字状に配置されている。これにより、スチールワイヤロープＷの位置の変化方向の上流側の磁界の大きさよりも、下流側の磁界の大きさを大きくすることができる。その結果、スチールワイヤロープＷの位置の変化方向の下流側の磁界の大きさよりも、上流側の磁界の大きさを大きくする場合と異なり、第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂの閉じた側の磁界に対応する方向にスチールワイヤロープＷの磁化を整えた後に、磁界が反転することを抑制することができる。これにより、第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂの閉じた側の磁界に対応する一方向にスチールワイヤロープＷの磁化を効率よく整えることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとは、スチールワイヤロープＷの位置の変化方向の下流側において、スチールワイヤロープＷに印加する磁界の向きが反転しない開き角度θ１、θ２を有する。ここで、上記のように、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとの開き角度によっては、スチールワイヤロープＷの位置の変化方向の下流側において、さらに磁界が反転する場合がある。そこで、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとを、スチールワイヤロープＷの位置の変化方向の下流側において、スチールワイヤロープＷに印加する磁界の向きが反転しない開き角度を有するように構成する。これにより、第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂの閉じた側の磁界に対応する方向にスチールワイヤロープＷの磁化を整えた後に、磁界が反転することをより抑制することができる。これにより、第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂの閉じた側の磁界に対応する一方向にスチールワイヤロープＷの磁化をより確実に整えることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとは、スチールワイヤロープＷに対して線対称に配置されている。これにより、第１磁石１１ａがスチールワイヤロープＷに対して印加する磁界と、第２磁石１１ｂがスチールワイヤロープＷに対して印加する磁界とをスチールワイヤロープＷに対して対称にすることができる。その結果、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとがスチールワイヤロープＷに対して線対称にならないように配置されている場合（たとえば、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとの開き角度が互いに異なる場合）に比べて、第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂの閉じた側の磁界に対応する一方向にスチールワイヤロープＷの磁化を容易に整えることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１磁石１１ａと第２磁石１１ｂとは、差動コイル２２側に向かって徐々に先細るＶ字状に配置されている。これにより、差動コイル２２とは反対側の磁界の大きさよりも、差動コイル２２側の磁界の大きさを大きくすることができる。その結果、差動コイル２２側の磁界の大きさよりも、差動コイル２２とは反対側の磁界の大きさを大きくする場合と異なり、第１磁石１１ａおよび第２磁石１１ｂの閉じた側の磁界に対応する方向にスチールワイヤロープＷの磁化を効率よく整えた状態で、差動コイル２２を用いてスチールワイヤロープＷを検査することができる。その結果、差動コイル２２を用いたスチールワイヤロープＷの検査をより精度よく行うことができる。

また、本実施形態では、上記のように、スチールワイヤロープＷの磁化の状態を励振するための励振コイル２１をさらに備え、差動コイル２２は、励振コイル２１により励振されたスチールワイヤロープＷの磁界の変化を検知するように構成されている。これにより、励振コイル２１によりスチールワイヤロープＷの磁化の状態が励振されるので、スチールワイヤロープＷの磁界の変化を容易に検知することができる。

また、本実施形態では、上記のように、磁界印加部１０は、スチールワイヤロープＷに対してスチールワイヤロープＷの長手方向に沿って磁界を印加するように構成されており、励振コイル２１は、スチールワイヤロープＷの長手方向に沿ってスチールワイヤロープＷの磁化の状態を励振するように構成されている。これにより、磁界印加部１０のスチールワイヤロープＷの整磁方向と、励振コイル２１のスチールワイヤロープＷの励振方向とを揃えることができるので、スチールワイヤロープＷに傷等がない領域では、励振コイル２１によって励振された際の磁界の変化を容易に一様とすることができる。その結果、スチールワイヤロープＷに傷等がない領域とスチールワイヤロープＷに傷等がある領域とで、差動コイル２２により容易に区別可能な信号を得ることができる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、本発明の磁性体検査装置を、エレベータに適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明の磁性体検査装置は、ロープウエイなどの移動用装置、および、つり橋・橋脚など建造物のワイヤ部分についても適用可能である。さらに、本発明の磁性体検査装置は、ワイヤのみならず、電柱、上下水道配管、ガス管、パイプライン等、長尺材からなる磁性体の損傷を測定するあらゆる用途に適用可能である。

また、上記実施形態では、本発明の磁性体整磁装置を、磁性体検査装置に適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、長尺材からなる磁性体を整磁する用途であれば、磁性体整磁装置を、磁性体検査装置以外の装置に適用してもよい。

また、上記実施形態では、長尺材からなる磁性体をスチールワイヤロープとする例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、長尺材からなる磁性体は、薄板、角材、円筒状のパイプ、針金、チェーン等でもよい。

また、上記実施形態では、スチールワイヤロープ（磁性体）を移動させることにより、磁界印加部をスチールワイヤロープ（磁性体）に対して移動させる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁界印加部を移動させることにより、磁界印加部を磁性体に対して移動させてもよい。

また、上記実施形態では、第１磁石および第２磁石を、永久磁石とする例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１磁石および第２磁石を、電磁石（コイル）としてもよい。

また、上記実施形態では、第１磁石および第２磁石を、Ｎ極がスチールワイヤロープ側に配置されるように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１３に示す第１変形例のように、第１磁石１１１ａおよび第２磁石１１１ｂを、Ｓ極がスチールワイヤロープＷ側に配置されるように構成してもよい。また、図１４に示す第２変形例のように、第１磁石２１１ａおよび第２磁石２１１ｂを、Ｎ極およびＳ極の両方がスチールワイヤロープＷ側に配置されるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、磁界印加部を、検知部に対して、スチールワイヤロープの長手方向の一方側にのみ配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１５に示す第３変形例のように、磁界印加部１０を、スチールワイヤロープＷの長手方向の一方側および他方側にそれぞれ配置してもよい。

また、上記実施形態では、第１磁石と第２磁石とを、磁性体の位置の変化方向の下流側において、磁性体に印加する磁界の向きが反転しない開き角度を有するように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、整磁に大きな影響を及ぼさない場合には、第１磁石と第２磁石とを、磁性体の位置の変化方向の下流側において、磁性体に印加する磁界の向きが反転する開き角度を有するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、第１磁石と第２磁石とを、線対称に配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、整磁可能な限り、第１磁石と第２磁石とを、線対称でなく配置してもよい。すなわち、第１磁石の開き角度と第２磁石の開き角度とを、互いに異なる値としてもよい。

［態様］
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（項目１）
長尺材からなる磁性体に対して前記磁性体の長手方向の位置を変化させながら磁界を印加し、前記磁性体の磁化の大きさと向きとを整える磁界印加部と、
前記磁界印加部により磁界が印加された前記磁性体の磁界の変化を検知する検知コイルと、を備え、
前記磁界印加部は、前記磁性体に対して前記磁性体の長手方向に直交する方向の両側にそれぞれ配置される第１磁石と第２磁石とを含み、
前記第１磁石と前記第２磁石とは、同極が前記磁性体側に配置されるとともに、前記磁性体の長手方向の一方側よりも他方側の方が前記第１磁石および前記第２磁石と前記磁性体との間の前記磁性体の長手方向に直交する方向の距離が小さくなるように、前記磁性体を挟んでＶ字状に配置されている、磁性体検査装置。

（項目２）
前記第１磁石と前記第２磁石とは、前記磁性体の位置の変化方向の上流側よりも下流側の方が前記第１磁石および前記第２磁石と前記磁性体との間の前記磁性体の長手方向に直交する方向の距離が小さくなるように、前記磁性体を挟んでＶ字状に配置されている、項目１に記載の磁性体検査装置。

（項目３）
前記第１磁石と前記第２磁石とは、前記磁性体の位置の変化方向の下流側において、前記磁性体に印加する磁界の向きが反転しない開き角度を有する、項目２に記載の磁性体検査装置。

（項目４）
前記第１磁石と前記第２磁石とは、前記磁性体に対して線対称に配置されている、項目１～３のいずれか１項に記載の磁性体検査装置。

（項目５）
前記第１磁石と前記第２磁石とは、前記検知コイル側に向かって徐々に先細るＶ字状に配置されている、項目１～４のいずれか１項に記載の磁性体検査装置。

（項目６）
前記磁性体の磁化の状態を励振するための励振コイルをさらに備え、
前記検知コイルは、前記励振コイルにより励振された前記磁性体の磁界の変化を検知するように構成されている、項目１～５のいずれか１項に記載の磁性体検査装置。

（項目７）
前記磁界印加部は、前記磁性体に対して前記磁性体の長手方向に沿って磁界を印加するように構成されており、
前記励振コイルは、前記磁性体の長手方向に沿って前記磁性体の磁化の状態を励振するように構成されている、項目６に記載の磁性体検査装置。

（項目８）
長尺材からなる磁性体に対して前記磁性体の長手方向の位置を変化させながら磁界を印加し、前記磁性体の磁化の大きさと向きとを整える磁界印加部を備え、
前記磁界印加部は、前記磁性体に対して前記磁性体の長手方向に直交する方向の両側にそれぞれ配置される第１磁石と第２磁石とを含み、
前記第１磁石と前記第２磁石とは、同極が前記磁性体側に配置されるとともに、前記磁性体の長手方向の一方側よりも他方側の方が前記第１磁石および前記第２磁石と前記磁性体との間の前記磁性体の長手方向に直交する方向の距離が小さくなるように、前記磁性体を挟んでＶ字状に配置されている、磁性体整磁装置。

（項目９）
前記第１磁石と前記第２磁石とは、前記磁性体の位置の変化方向の上流側よりも下流側の方が前記第１磁石および前記第２磁石と前記磁性体との間の前記磁性体の長手方向に直交する方向の距離が小さくなるように、前記磁性体を挟んでＶ字状に配置されている、項目８に記載の磁性体整磁装置。

（項目１０）
前記第１磁石と前記第２磁石とは、前記磁性体の位置の変化方向の下流側において、前記磁性体に印加する磁界の向きが反転しない開き角度を有している、項目９に記載の磁性体整磁装置。

（項目１１）
前記第１磁石と前記第２磁石とは、前記磁性体に対して線対称に配置されている、項目８～１０のいずれか１項に記載の磁性体整磁装置。

１ 磁性体整磁部（磁性体整磁装置）
１０ 磁界印加部
１１ａ、１１１ａ、２１１ａ 第１磁石
１１ｂ、１１１ｂ、２１１ｂ 第２磁石
２１ 励振コイル
２２ 差動コイル（検知コイル）
１００ 磁性体検査装置
Ｄ１、Ｄ２ 距離
Ｗ スチールワイヤロープ（磁性体）
θ１、θ２ 開き角度

Claims (11)

1. 長尺材からなる磁性体に対して前記磁性体の長手方向の位置を変化させながら磁界を印加し、前記磁性体の磁化の大きさと向きとを整える磁界印加部と、
   前記磁界印加部により磁界が印加された前記磁性体の磁界の変化を検知する検知コイルと、を備え、
   前記磁界印加部は、前記磁性体に対して前記磁性体の長手方向に直交する方向の両側にそれぞれ配置される第１磁石と第２磁石とを含み、
   前記第１磁石と前記第２磁石とは、同極が前記磁性体側に配置されるとともに、前記磁性体の長手方向の一方側よりも他方側の方が前記第１磁石および前記第２磁石と前記磁性体との間の前記磁性体の長手方向に直交する方向の距離が小さくなるように、前記磁性体を挟んでＶ字状に配置されている、磁性体検査装置。
2. 前記第１磁石と前記第２磁石とは、前記磁性体の位置の変化方向の上流側よりも下流側の方が前記第１磁石および前記第２磁石と前記磁性体との間の前記磁性体の長手方向に直交する方向の距離が小さくなるように、前記磁性体を挟んでＶ字状に配置されている、請求項１に記載の磁性体検査装置。
3. 前記第１磁石と前記第２磁石とは、前記磁性体の位置の変化方向の下流側において、前記磁性体に印加する磁界の向きが反転しない開き角度を有する、請求項２に記載の磁性体検査装置。
4. 前記第１磁石と前記第２磁石とは、前記磁性体に対して線対称に配置されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の磁性体検査装置。
5. 前記第１磁石と前記第２磁石とは、前記検知コイル側に向かって徐々に先細るＶ字状に配置されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の磁性体検査装置。
6. 前記磁性体の磁化の状態を励振するための励振コイルをさらに備え、
   前記検知コイルは、前記励振コイルにより励振された前記磁性体の磁界の変化を検知するように構成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の磁性体検査装置。
7. 前記磁界印加部は、前記磁性体に対して前記磁性体の長手方向に沿って磁界を印加するように構成されており、
   前記励振コイルは、前記磁性体の長手方向に沿って前記磁性体の磁化の状態を励振するように構成されている、請求項６に記載の磁性体検査装置。
8. 長尺材からなる磁性体に対して前記磁性体の長手方向の位置を変化させながら磁界を印加し、前記磁性体の磁化の大きさと向きとを整える磁界印加部を備え、
   前記磁界印加部は、前記磁性体に対して前記磁性体の長手方向に直交する方向の両側にそれぞれ配置される第１磁石と第２磁石とを含み、
   前記第１磁石と前記第２磁石とは、同極が前記磁性体側に配置されるとともに、前記磁性体の長手方向の一方側よりも他方側の方が前記第１磁石および前記第２磁石と前記磁性体との間の前記磁性体の長手方向に直交する方向の距離が小さくなるように、前記磁性体を挟んでＶ字状に配置されている、磁性体整磁装置。
9. 前記第１磁石と前記第２磁石とは、前記磁性体の位置の変化方向の上流側よりも下流側の方が前記第１磁石および前記第２磁石と前記磁性体との間の前記磁性体の長手方向に直交する方向の距離が小さくなるように、前記磁性体を挟んでＶ字状に配置されている、請求項８に記載の磁性体整磁装置。
10. 前記第１磁石と前記第２磁石とは、前記磁性体の位置の変化方向の下流側において、前記磁性体に印加する磁界の向きが反転しない開き角度を有している、請求項９に記載の磁性体整磁装置。
11. 前記第１磁石と前記第２磁石とは、前記磁性体に対して線対称に配置されている、請求項８～１０のいずれか１項に記載の磁性体整磁装置。

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