KR102008172B1 - 와이어 로프 손상 검출 장치 및 조정 지그 - Google Patents

Abstract

와이어 로프와 프로브의 간극의 양을 변동시키지 않고, 이로써 와이어 로프에 대해서 프로브 내에 마련되어 있는 검출 코일을 통과하는 자속의 양을 정확하게 검출할 수 있는, 손상 검출 측정 정밀도가 높은 와이어 로프 손상 검출 장치 및 이 와이어 로프 손상 검출 장치의 초기 조정시에 사용하는 조정 지그를 제공한다. 와이어 로프 손상 검출 장치는, 와이어 로프의 축 방향에 대해서 상기 프로브의 양측에 마련되어 상기 와이어 로프를 안내하는 제 1 및 제 2 위치 규제 기구끼리를 접속하는 접속부와 프로브의 사이에, 와이어 로프의 주행시에, 제 1 및 제 2 위치 규제 기구에서 발생하는 진동의 진동수보다 진동수가 낮아지고, 바람직하게는 와이어 로프의 진동 성분 중 가장 진폭이 큰 진동의 진동수보다 큰 고유 진동수를 갖는다고 하는 조건을 만족하는 재료로 구성된 완충부를 마련한 것이다. 조정 지그는 프로브의 가이드 홈에 접촉하지 않고 상기 위치 규제 기구로 지지되도록 초기 조정시에 위치 조정하는 것이다.

Description

와이어 로프 손상 검출 장치 및 조정 지그

본 발명은 엘리베이터, 호이스트, 크레인 등에 이용되는 와이어 로프의 손상을 검출하는 로프 테스터라고 불리는 와이어 로프 손상 검출 장치(wire rope flaw detection device) 및 이 와이어 로프 손상 검출 장치의 초기 조정시에 사용하는 조정 지그(adjustment jig)에 관한 것이다.

종래의 와이어 로프 손상 검출 장치로서는, 와이어 로프의 직경에 맞춰 마련된 대략 U자 형상의 홈을 구비한 프로브를 통과하는 와이어 로프에 대해, 자석에 의해 자기 포화시키고, 와이어 절단 등의 손상부에 발생하는 누설 자속을 검출 코일로 검출해서, 와이어 로프 손상부를 검지하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

이 특허문헌 1의 경우, 프로브의 양측을 와이어 로프의 이동 방향으로부터 끼우도록 배치한 가이드 롤러로 와이어 로프를 지지하도록 해서, 와이어 로프가 프로브에 접촉하지 않도록 하고 있다.

일본 공개 특허 공보 제 2005-195472 호

이러한 가이드 롤러를 구비한 와이어 로프 손상 검출 장치에 있어서는, 와이어 로프와 프로브의 사이에는 양자가 접촉하지 않도록 간극이 마련되어 있다. 이 간극은 프로브의 양측에 있는 가이드 롤러가 와이어 로프를 지지함으로써 확보되어 있다. 이 경우, 가이드 롤러와 와이어 로프의 접촉부에 있어, 주로 와이어 로프의 스트랜드(strand)에 있어서의 요철을 원인으로 하는 진동이 발생한다. 이때의 진동은 가이드 롤러로부터 가이드 롤러 지지대 및 플랫폼을 경유해서 프로브에도 전달된다.

그 결과, 프로브가 진동함으로써, 와이어 로프와 프로브의 간극의 양이 변동하고, 와이어 로프에 대해서 프로브 내에 마련되어 있는 검출 코일을 통과하는 자속의 양이 변동하기 때문에, 노이즈가 발생해서 손상 검출 측정 정밀도를 악화시킨다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 와이어 로프와 프로브의 간극의 양을 변동시키지 않고, 이로써 와이어 로프에 대해서 프로브 내에 마련되어 있는 검출 코일을 통과하는 자속의 양을 정확하게 검출할 수 있는, 손상 검출 측정 정밀도가 높은 와이어 로프 손상 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 와이어 로프 손상 검출 장치는 와이어 로프의 축 방향 상의 설정 구간을 포함하도록 주 자속로를 형성하는 자화기와, 상기 설정 구간 내에서 상기 자화기로부터 자기적으로 절연되어 배치되고, 상기 와이어 로프의 손상부로부터 발생하는 누설 자속을 검출하는 검출 코일을 구비한 프로브와, 상기 자화기의 와이어 로프의 축 방향에 대해서 상기 프로브의 양측에 마련되고, 상기 와이어 로프를 주행시키는 제 1 및 제 2 위치 규제 기구와, 상기 제 1 및 제 2 위치 규제 기구 간을 접속하는 접속부와, 상기 접속부와 상기 프로브의 사이에 마련된 완충부로 구성되고, 상기 완충부는 상기 와이어 로프의 주행시에, 상기 제 1 및 제 2 위치 규제 기구에서 발생하는 진동의 진동수보다 진동수가 낮아진다고 하는 조건을 만족하는 재료로 구성되어 있다.

또, 본 발명에서는, 상기 와이어 로프 손상 검출 장치의 조정에 사용되는 조정 지그로서, 상기 프로브를 구성하는 가이드 플레이트의 대략 U자 형상 부분에 삽입되는 대략 U자 형상을 갖는 가이드 플레이트 접촉부와, 상기 제 1 및 제 2 위치 규제 기구의 선단부의 대략 U자 형상 부분에 삽입되는 대략 U자 형상을 가짐과 아울러 상기 와이어 로프가 상기 프로브의 가이드 홈에 접촉하지 않고 상기 제 1 및 제 2 위치 규제 기구로 지지되도록 상기 가이드 플레이트 접촉부보다 높이가 낮은 가이드 롤러 접촉부를 구비한 조정 지그가 제공된다.

본 발명에 따르면, 제 1 및 제 2 위치 규제 기구간을 접속하는 접속부와 프로브의 사이에 있어서, 와이어 로프의 주행시에, 제 1 및 제 2 위치 규제 기구에서 발생하는 진동의 진동수보다 진동수가 낮아진다고 하는 조건을 만족하는 재료로 구성된 완충부를 마련함으로써, 와이어 로프와 위치 규제 기구의 접촉부에서 발생하는 진동이 프로브에 전달되는 것을 막는 것과 아울러, 와이어 로프의 진동을 정확하게 검출할 수 있다. 이것에 의해, 와이어 로프와 프로브의 간극의 양이 변동하지 않고, 검출 코일을 통과하는 자속의 양도 안정화되기 때문에, 노이즈가 저감하고 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다고 하는 현저한 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 와이어 로프 손상 검출 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 와이어 로프 손상 검출 장치에 있어서, 가이드 플레이트를 제거한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 와이어 로프 손상 검출 장치에 있어서의 프로브의 주 자속로를 형성하는 자화기를 모식적으로 나타낸 측면도이다.
도 4는 도 3의 주 자속로를 확대해서 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 와이어 로프 손상 검출 장치를 나타내는 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 와이어 로프 손상 검출 장치를 나타내는 정면 입면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 와이어 로프 손상 검출 장치의 조정 작업을 행할 때 사용되는 조정 지그를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7에 나타내는 조정 지그에 의한 조정 작업의 형태를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 와이어 로프 손상 검출 장치를 나타내는 측면도이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 와이어 로프 손상 검출 장치를 나타내는 측면도이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태 4에 따른 와이어 로프 손상 검출 장치를 나타내는 측면도이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태 5에 따른 와이어 로프 손상 검출 장치를 나타내는 측면도이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태 6에 따른 와이어 로프 손상 검출 장치를 나타내는 사시도이다.

실시 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 와이어 로프 손상 검출 장치(1a)의 전체를 나타내고, 도 2는 도 1에 나타내는 와이어 로프 손상 검출 장치(1a) 내의 프로브(2)를 구성하는 가이드 플레이트(3)를 제거한 상태를 나타내고 있다.

도 1 및 도 2에 있어서, 와이어 로프 손상 검출 장치(1a)는, 크게 나누어, 중앙의 프로브(2)와, 이 프로브(2)를 사이에 두고 양단에 마련된 위치 규제 기구(4a, 4b)와, 프로브(2)의 하부에 마련된 완충부(5a, 5b)와, 위치 규제 기구(4a-4b) 간을 접속함과 아울러 완충부(5a, 5b)를 통해서 프로브(2)에 접속된 접속부(6)로 구성되어 있다.

프로브(2)는 도 1에 나타내는 바와 같이 와이어 로프(7a)가 주행하기 위한 상부 표면이 대략 U자 형상의 가이드 홈(8)을 갖는 가이드 플레이트(3)와, 도 2에 나타내는 바와 같이 주행하는 와이어 로프(7a)의 축 방향 상의 설정 구간에 주 자속로를 형성함과 아울러 와이어 로프(7a)의 손상부에서 발생하는 누설 자속을 검출하는 검출 코일(9)과, 이 검출 코일(9)이 부착된 상부 표면이 대략 U자 형상의 지지대(13)의 양단에 마련된 상부 표면이 대략 U자 형상의 자극편(12a, 12b)과, 이들 자극편(12a, 12b)의 하부에 마련된 영구 자석(11a, 11b)과, 자극편(12a, 12b)의 양단에 마련된 U자 블록(12c, 12d)과, 이들 검출 코일(9), 자극편(12a, 12b), 영구 자석(11a, 11b), 및 U자 블록(12c, 12d)의 하부에 공통으로 마련된 백 요크(10)를 구비하고 있다.

또한, 가이드 플레이트(3)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 검출 코일(9), 자극편(12a, 12b), 및 U자 블록(12c, 12d)을 덮도록 마련된 대략 U자 형상의 단일체이며, 가이드 홈(8)을 갖는다. 따라서, 이 가이드 홈(8)은 프로브(2)의 가이드 홈이기도 하고, 가이드 플레이트(3)의 가이드 홈이기도 하고, 양자는 이하에서 동일한 의미로 사용되는 것이다.

프로브(2)의 자화기는 도 3에 나타내는 바와 같이, 와이어 로프(7a)의 축 방향 상의 설정 구간에 주 자속로를 형성하기 위한 것이다. 이 프로브(2)의 자화기는 철 등의 강자성체를 재료로 하는 백 요크(10)와, 이 백 요크(10)의 양단의 상부에 서로 그 극성을 반대로 해서 배치된 한 쌍의 여자(勵磁)용 영구 자석(11a, 11b)과, 각 영구 자석(11a, 11b)의 백 요크(10)와는 반대측의 자극면에 배치된 강자성체로 구성되는 자극편(12a, 12b)(도시하지 않음)으로 구성되어 있다. 자극편(12a, 12b)은 그 상부가 와이어 로프(7a)의 외주 곡율을 따르도록 대략 U자 형상으로 되어 있다. 이 경우의 주 자속은 도 3에 나타내는 바와 같이, 가이드 플레이트(3)를 경유하고 있다.

누설 자속을 검출하기 위한 검출 코일(9)은 지지대(13)에 부착되어 있다. 이 지지대(13)는 영구 자석(11a, 11b), 자극편(12a, 12b) 및 백 요크(10)로 형성되는 주 자속로로부터 자기적으로 절연되도록, 비자성 재료로 구성되어 있다.

가이드 플레이트(3)는 스테인리스 등의 비자성재의 재료로 형성되고, 검출 코일(9)과의 사이에 일정한 간극을 유지하면서, 자극편(12a, 12b)의 상기 U자 형상부에 거의 밀착하도록 배치되고, 자극편(12a, 12b) 및 검출 코일(9)을 보호하는 기능을 담당한다.

도 3은 와이어 로프(7a)의 와이어 로프 손상부(14)가 검출 코일(9) 부근을 통과할 때의 자속의 흐름의 형태를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 영구 자석(11a)으로부터 발생한 주 자속은 가이드 플레이트(3)→와이어 로프(7a)→가이드 플레이트(3)를 지나고, 영구 자석(11b)을 거쳐 백 요크(10)를 지나 영구 자석(11a)으로 돌아온다. 와이어 로프 손상부(14) 부근으로부터 발생한 국소적 누설 자속(15)은 비자성체의 가이드 플레이트(3), 검출 코일(9) 및 비자성의 지지대(13)를 지나고, 검출 코일(9) 및 가이드 플레이트(3)를 거쳐 와이어 로프(7a)로 돌아온다.

도 4는 도 3의 국소적 누설 자속의 흐름을 확대해서 나타내고 있다. 와이어 로프(7a)의 외측으로 나온 국소적 누설 자속(15)은 가능한 한 짧은 자속로로 와이어 로프(7a)로 돌아오기 위해, 와이어 로프(7a)의 외측에 분포하는 영역은 작아진다.

여기서, 도 4(b)의 파형 중, 곡선 a, b, c는 도 4(a)에 각각 나타내는 일점 쇄선 a, b 및 c의 각 위치에 있어서의 와이어 로프 직경 방향의 자속 밀도 분포를 나타낸다. 와이어 로프 손상부(14)를 기점으로 해서 와이어 로프축 방향 및 와이어 로프 직경 방향으로 멀어지면 멀어질수록, 자속 밀도(Bd)의 분포는 작아진다. 이것으로부터, 와이어 로프(7a)와 검출 코일(9)의 거리가 변동하면, 자속 밀도(Bd)가 변동하고, 검출 신호의 강도가 변화하는 것을 알 수 있다. 따라서, 검출 신호의 변화에 근거해서, 와이어 로프(7a)와 검출 코일(9)의 거리의 변화를 구함으로써, 와이어 로프 손상부(14)를 탐색할 수 있다.

도 5는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시 형태 1에 따른 와이어 로프 손상 검출 장치(1a)를 측면에서 보았을 때의 도면을 나타내고 있고, 도 6은 이 와이어 로프 손상 검출 장치(1a)를 정면에서 보았을 때의 도면을 나타낸다.

여기서, 도 5 및 도 6을 이용해서 위치 규제 기구(4a, 4b)에 대해 설명한다. 위치 규제 기구(4a, 4b)는 가이드 롤러 지지대(16a, 16b)와, 가이드 롤러 지지대(16a, 16b)에 회전 가능한 상태로 지지되고, 와이어 로프(7a)를 안내하는 가이드 롤러(17a, 17b)로 구성되어 있다.

위치 규제 기구(4a, 4b)는 회전 가능한 가이드 롤러(17a, 17b)와 와이어 로프(7a)를 접촉시킨다. 이것과 함께, 위치 규제 기구(4a, 4b)는 프로브(2)의 가이드 플레이트(3)와 와이어 로프(7a)의 사이에 일정한 간극을 마련해서 비접촉 상태로 만든다. 이것에 의해, 가이드 플레이트(3) 상을 와이어 로프(7a)가 슬라이딩하면서 주행할 때에 발생하는 진동을 막는 것과 동시에 가이드 플레이트(3)의 마모를 막는 기능을 구비하고 있다.

가이드 롤러(17a, 17b)는 오목 형상으로 만곡한 외주면을 가지고 있고, 이 외주면의 중심부에, 회전 중심으로부터의 거리가 최소로 되는 원형을 나타낸 반경 최소부(18a, 18b)를 갖는다. 또, 가이드 롤러(17a, 17b)는 반경 최소부(18a, 18b)의 양측(도 6에서 보았을 때의 좌우 양측)에, 반경 최소부(18a, 18b)로부터 반대 방향을 향함에 따라서 회전 중심으로부터의 반경이 커지는 한 쌍의 경사부를 갖고 있다. 그리고, 프로브(2)의 가이드 플레이트(3)의 가이드 홈(8)의 방향 및 깊이 방향에 대해서 직교하도록 회전축이 마련되고, 외주부의 반경 최소부(18a, 18b)의 최상부가 도 6에 나타내는 바와 같이, 가이드 플레이트(3)의 가이드 홈(8)의 최하부(19)보다 약간 상측으로 되도록 배치되어 있다.

즉, 프로브(2)의 양측에 마련된 위치 규제 기구(4a, 4b)를 구성하는 가이드 롤러(17a, 17b)의 외주면의 원형 형상을 갖는 반경 최소부(18a, 18b) 내, 와이어 로프(7a)가 접촉하는 쪽의 접선은 가이드 플레이트(3)와의 사이에 일정한 간격을 갖는다. 환언하면, 가이드 플레이트(3)를 관통하지 않고, 가이드 플레이트(3)의 가이드 홈(8)의 최하부(19)를 형성하는 직선과 약간의 간격을 갖고서 대략 평행으로 되도록, 위치 규제 기구(4a, 4b)의 가이드 롤러(17a, 17b)와 가이드 플레이트(3)가 배치되어 있다.

다음으로, 도 1에서, 완충부(5a, 5b)에 대해 설명한다.

완충부(5a, 5b)는 프로브(2)와 접속부(6)의 사이에 배치되어 있고, 프로브(2) 및 접속부(6)는 직접 연결되지 않다. 완충부(5a, 5b)의 재료는, 주로 폴리우레탄, 실리콘, 페놀 수지 등의 열경화성 수지, 또는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, ABS, PET 등의 열가소성 수지와 같이, 프로브(2), 위치 규제 기구(4a, 4b) 및 접속부(6)에서 사용되고 있는 강재 또는 알루미늄재와 비교해서 탄성 계수가 작은 것으로 구성되어 있다. 이것에 의해, 완충부(5a, 5b)에는 와이어 로프(7a)와 위치 규제 기구(4a, 4b)의 접촉부에서 발생하는 진동이 프로브(2)에 전달되는 것을 억제하는 효과가 있다. 즉, 프로브(2)는 위치 규제 기구(4a, 4b)에 의해, 와이어 로프(7a)와 비접촉으로 되어 있기 때문에, 프로브(2)에서 발생하는 진동의 진동수는 완충부의 진동수와 동일해진다.

완충부(5a, 5b)의 재료는 탄성 계수가 낮은 재료인 것으로 상술했지만, 그 탄성 계수에는 각각 상한·하한의 제약이 있다. 예를 들면, 상한에 대해서는, 완충부(5a, 5b)의 재료의 탄성 계수가 매우 높은 경우, 즉 단단한 재료의 경우, 와이어 로프(7a)와 위치 규제 기구(4a, 4b)의 접촉부에서 발생하는 진동을 그대로 프로브(2)에 전달할 가능성이 있다.

또, 하한에 대해서는, 와이어 로프(7a) 자체도 주행시에 진동하지만, 만약, 완충부(5a, 5b)의 재료의 탄성 계수가 매우 낮은, 즉 부드러운 재료인 경우, 와이어 로프(7a)의 진동에 프로브(2)가 추종할 수 없고, 와이어 로프(7a)와 검출 코일(9)의 거리가 변동하고, 노이즈가 발생할 가능성이 있다. 즉, 완충부(5a, 5b)는, 와이어 로프(7a)와 위치 규제 기구(4a, 4b)의 접촉부에서 발생하는 진동에는 추종하지 않고, 한편, 와이어 로프(7a)의 진동에는 추종하는 것이 요구되고, 그 조건을 만족하는 탄성 계수의 재료로 구성되는 것이 바람직하다.

여기서, 완충부(5a, 5b)의 재료의 선정에 대해, 그 특성 계산 방법을 구체적으로 설명한다.

일반적으로, 추종의 가부는 고유 진동수에 의해 결정된다. 어느 특정의 진동에 대해, 그 진동수보다 높은 고유 진동수를 갖는 것은 진동에 추종하지만, 그 진동수보다 낮은 고유 진동수를 갖는 것은 진동에 추종하지 않는다. 따라서, 완충부(5a, 5b)의 z 방향에 있어서의 고유 진동수를 Fk로 하고, 와이어 로프(7a)의 주 진동수(와이어 로프의 진동 성분 중, 가장 진폭이 큰 진동의 진동수를 말한다.)를 Fw, 와이어 로프(7a)와 위치 규제 기구(4a, 4b)의 접촉부에서 발생하는 진동의 진동수를 Fi로 하면,

이라고 하는 조건이 성립할 필요가 있다.

또한, Fw=Fk로 된 경우, 또는 Fw와 Fk의 사이에 큰 차이가 없는 경우이면, 종래 기술에 비해 노이즈를 저감할 수 있는 효과를 갖지만, 보다 확실히 효과를 얻기 위해서는, 상기 식(1)과 같이, Fw＜Fk＜Fi로 되는 것이 바람직하다.

또한, 주 진동수 Fw는 현지에서 와이어 로프의 진동을 변위 센서 등으로 실측 가능한 값이다. 또, 와이어 로프(7a)와 위치 규제 기구(4a, 4b)의 접촉부에서 발생하는 진동의 주된 원인이, 와이어 로프(7a)의 표면에 있는 스트랜드의 요철에 의한 것이기 때문에, 와이어 로프(7a)를 구성하고 있는 스트랜드의 와이어 로프 주행 방향의 간격을 P, 와이어 로프 손상 검출 장치 측정시의 와이어 로프 주행 속도를 V로 하면, 진동수 Fi는 Fi=V/P로 산출할 수 있는 값이다.

xy 평면에 평행한 면에서 완충부(5a, 5b)를 절단한 경우의 단면적을 A, z 방향의 치수를 t, 탄성 계수를 E, 스프링 정수를 k로 하면, 훅의 법칙(Hooke's law)에 따라서, k=A*E/t로 나타낼 수 있다. 따라서, 프로브(2)의 질량을 m로 한 경우, Fk=√(A*E/t/m)/(2*π)에 의해 Fk의 값이 산출 가능하다.

따라서, 완충부(5a, 5b)의 재료는, 상기 식(1)에 고유 진동수 Fk 및 진동수 Fi를 대입함으로써,

을 만족하는 탄성 계수를 갖는 재료 중에서 선정하면 된다.

또한, 와이어 로프 주행 속도 V는 와이어 로프를 구동하는 구동계의 구성이나 설정에 따라서 변동하는 값이기 때문에, 와이어 로프 주행 속도 V에는 상정되는 주행 속도 중에서 최소치를 이용하는 것이 바람직하다.

그렇지만, 와이어 로프 주행 속도 V의 최소치가 극소인 경우, 상기 식(2)을 만족하는 완충부를 설계할 수 없을 가능성이 있다. 그 경우, A*E/t의 값을 설계 가능 범위 중에서 최소가 되도록 완충부를 설계하면 좋다. 와이어 로프 주행 속도 V가 극소인 경우를 제외하고, 대부분의 와이어 로프 주행 속도 V에 대해서 완충부에 의한 진동 전달 억제 효과를 얻을 수 있다.

또, 완충부의 수에 대해, 여기에서는 2개로 해서 설명했지만, 2개로 한정되는 것이 아니고, 상기 식(2)을 만족하는 범위이면 1개이어도 3개 이상이어도 좋다. 예를 들면, 완충부를 4개로 하고, 프로브의 4개 모서리에 배치하는 구성으로 하면, 프로브의 자세를 보다 안정시킬 수 있다.

한편, 완충부(5a, 5b)는 수지 재료로 구성되어 있기 때문에, 치수 정밀도를 얻기 어렵다. 따라서, 가이드 플레이트(3)의 가이드 홈(8)과 가이드 롤러(17a, 17b)의 오목 형상부의 위치 관계가 어긋날 가능성이 있다. 가이드 플레이트(3)의 가이드 홈(8)과 가이드 롤러(17a, 17b)의 오목 형상부의 위치 관계가 어긋난 경우, 와이어 로프(7a)가 가이드 플레이트(3)의 가이드 홈(8)에 접촉해서 진동이 발생하고, 노이즈가 커진다. 이것을 막으려면, 와이어 로프 손상 검출 장치(1a)를 모두 조립한 후, 또한 손상 검출 측정을 행하기 전에, 가이드 플레이트(3)의 가이드 홈(8)과 가이드 롤러(17a, 17b)의 오목 형상부의 위치 관계를 조정하는 작업이 필요하다.

＜조정 지그＞

도 7은 가이드 플레이트(3)의 가이드 홈(8)과 가이드 롤러(17a, 17b)의 오목 형상부의 위치 관계를 조정하기 위한 조정 지그(20)를 나타내고 있고, 도 8은 가이드 플레이트(3)의 가이드 홈(8)과 가이드 롤러(17a, 17b)의 오목 형상부의 위치 관계를 조정하는 작업 내용을 나타내고 있다. 이 조정 작업은 전용의 조정 지그(20)를 이용해서 행한다. 조정 지그(20)에는, 베이스판(21)의 중앙에 가이드 플레이트 접촉부(22)가 배치되고, 그리고 양단에 가이드 롤러 접촉부(23a, 23b)가 배치되어 있다. 가이드 플레이트 접촉부(22)는 철 등의 강자성체로 구성되어 있다.

가이드 플레이트 접촉부(22) 및 가이드 롤러 접촉부(23a, 23b)의 선단은 반원 기둥 형상으로 되어 있고, 그 반경은 와이어 로프(7a)의 반경과 동등하게 설정되어 있다. 또, 가이드 플레이트 접촉부(22)의 선단의 높이는 가이드 롤러 접촉부(23a, 23b)의 선단보다 약간 높게 설정해 둔다. 이 상태로, 가이드 롤러 접촉부(23a, 23b)와 베이스판(21)의 사이에 스페이서(21a, 21b)를 끼움으로써, 가이드 플레이트 접촉부(22)의 선단의 높이와 가이드 롤러 접촉부(23a, 23b)의 선단의 높이의 상하 관계를 자유롭게 조정할 수 있는 구성으로 되어 있다.

조정 작업에서는, 사전에 접속부(6)로부터 위치 규제 기구(4a, 4b)를 제거해 둔다. 혹은, 예를 들면, 접속부(6)와 위치 규제 기구(4a, 4b)의 접속이 나사에 의한 체결인 경우는, 나사를 느슨하게 해서, 위치 규제 기구(4a, 4b)가 가동(可動)한 상태로 해 둔다. 그 상태에서, 조정 지그(20)의 가이드 롤러 접촉부(23a, 23b)를, 와이어 로프 손상 검출 장치(1a)의 가이드 플레이트(3)의 가이드 홈(8)에 프로브(2)의 영구 자석(11a, 11b)에 의한 자력에 의해 흡착시킨다. 이것과 함께, 위치 규제 기구(4a, 4b)의 가이드 롤러(17a, 17b)의 오목 형상부를 조정 지그(20)의 가이드 롤러 접촉부(23a, 23b)에 밀어 붙이면서, 위치 규제 기구(4a, 4b)와 접속부(6)를 접속하거나, 또는 위치 규제 기구(4a, 4b)가 움직이지 않는 상태로 한다.

이 방법에 의하면, 가이드 플레이트(3)의 가이드 홈(8)과 위치 규제 기구(4a, 4b)의 가이드 롤러(17a, 17b)의 오목 형상부의 위치 관계를 조정 지그(20)의 가이드 플레이트 접촉부(22) 및 가이드 롤러 접촉부(23a, 23b)의 위치 관계에 맞춰 정렬할 수 있기 때문에, 가이드 플레이트(3)의 가이드 홈(8)과 위치 규제 기구(4a, 4b)의 가이드 롤러(17a, 17b)의 오목 형상부의 위치 관계를 정밀도 좋게 결정할 수 있다.

또, 가이드 플레이트 접촉부(22) 및 가이드 롤러 접촉부(23a, 23b)의 높이 관계를 조정함으로써, 가이드 플레이트(3)의 가이드 홈(8)과 가이드 롤러(17a, 17b)의 오목 형상부의 높이 관계를 조정할 수 있고, 와이어 로프(7a)와 가이드 플레이트(3)의 가이드 홈(8)의 간극의 양을 조정할 수 있게 된다.

이러한 구성에 의하면, 위치 규제 기구(4a, 4b)의 가이드 롤러(17a, 17b)가 와이어 로프(7a)에 접촉하고, 또한 프로브(2)의 가이드 플레이트(3)와 와이어 로프(7a)의 사이에 간극이 발생하므로, 가이드 플레이트(3) 상을 와이어 로프(7a)가 마찰 슬라이딩하면서 주행할 때에 발생하는 진동을 막을 수 있다. 이것과 동시에, 위치 규제 기구(4a, 4b) 및 접속부(6)와 프로브(2)의 사이에 완충부(5a, 5b)가 배치됨으로써, 위치 규제 기구(4a, 4b)의 가이드 롤러(17a, 17b)와 와이어 로프(7a)의 접촉부에서 발생하는 진동이 프로브(2)에 전달되는 것을 막을 수 있다.

이러한 진동 방지 효과에 의해, 완충부(5a, 5b) 및 프로브(2)에서 발생하는 진동의 진동수가, 위치 규제 기구(4a, 4b)의 가이드 롤러(17a, 17b)와 와이어 로프(7a)의 접촉부에서 발생하는 진동의 진동수보다 낮아진다. 따라서, 와이어 로프(7a)와 검출 코일(9)의 간극의 변동을 완만하게 할 수 있기 때문에, 와이어 로프 손상 검출 장치(1a)가 와이어 로프(7a)의 손상부(14)를 발견했을 때에 발생하는 신호와 간극의 변동에 의해 발생하는 노이즈의 주파수대를 변경할 수 있다. 따라서, 노이즈의 주파수대만을 아날로그 회로 또는 디지털 필터 처리에 의해 커팅함으로써, 와이어 로프(7a)의 손상부(14)의 검출 정밀도를 올릴 수 있다.

실시 형태 2.

도 9는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 와이어 로프 손상 검출 장치(1b)를 나타내고 있다. 상기 실시 형태 1에서는, 완충부(5a, 5b)의 재료를 열경화성 수지 또는 열가소성 수지의 재료라고 말했지만, 대신에 도 9와 같이 스프링(24a, 24b, 24c, 24d)을 이용해도 좋다. 그 경우, 열경화성 수지 또는 열가소성 수지와 동일하게, 스프링에도 조건이 있고, 스프링(24a, 24b, 24c, 24d)의 스프링 정수를 k로 했을 때, Fw＜√(k/m)/(2*π)＜V/P( 각 값의 의미는 실시 형태 1과 마찬가지)를 만족할 필요가 있다.

스프링(24a, 24b, 24c, 24d)은 상기 열경화성 수지 또는 열가소성 수지와 비교해서, 단면적 또는 권선수 등을 변경함으로써, 스프링 정수 k를 용이하게 변경할 수 있다. 또, 스프링은 피아노선, 경강선 또는 스테인리스와 같이 재질의 선택지도 많이 있기 때문에, 상기 조건식(2)이 성립하는 범위가 좁아서 열경화성 수지 또는 열가소성 수지에 적절한 재료가 없는 경우에도, 상기 조건식(2)을 만족한 완충부를 구성할 수 있다.

실시 형태 3~5.

도 10~12는 각각 본 발명의 실시 형태 3~5에 따른 와이어 로프 손상 검출 장치(1c~1e)를 나타내는 측면도이다. 완충부(5a, 5b)를 배치함으로써, 와이어 로프(7a)와 가이드 롤러(17a, 17b)의 접촉부에서 발생하는 진동을 프로브(2)에 전달하지 않는 효과가 나타난다는 것은 상술했지만, 와이어 로프(7a)와 검출 코일(9)의 간극의 변동을 안정화시키기 위해서는 z 방향의 진동을 억제하면 된다.

그렇지만, 실시 형태 1 및 2에 있어서의 완충부에서는, 열경화성 수지 또는 열가소성 수지, 스프링이 진동 또는 프로브(2)의 자체 중량에 의해 x 방향 또는 y 방향으로 휘어짐으로써, 프로브(2)가 x 방향 또는 y 방향으로 진동하고, 진동의 조건에 따라서는 와이어 로프(7a)와 검출 코일(9)의 간극의 변동을 조장할 가능성이 있다.

이것을 방지하기 위해서는 열경화성 수지 또는 열가소성 수지, 스프링이 x 방향 또는 y 방향으로 휘지 않도록 어떠한 가이드를 마련해 주면 좋다. 예를 들면, 도 10의 실시 형태 3으로 나타내는 바와 같이 가이드 샤프트(25a, 25b, 25c, 25d)를 각각 스프링(24a, 24b, 24c, 24d)의 중심에 마련하는 경우, 도 11의 실시 형태 4로 나타내는 바와 같이 가이드용의 벽(26a, 26b, 26c)을 마련하는 경우, 또 도 12의 실시 형태 5로 나타내는 바와 같이, 프로브(2)와 위치 규제 기구(4a, 4b)의 사이에 리니어 가이드(27)를 마련하는 경우 등이 고려된다.

또한, 도 11에 있어서 가이드용의 벽(26a, 26b, 26c)과 프로브는 접촉하고 있을 뿐 접속은 되어 있지 않다.

또, 도 10~12의 완충부는 모두 스프링으로 구성되어 있지만, 열경화성 수지 또는 열가소성 수지로 구성해도 문제없다.

이러한 구성에 의해, 완충부가 x 방향 또는 y 방향으로 휘어 와이어 로프와 검출 코일의 간극의 변동을 조장하는 것이 없어지기 때문에, 보다 간극의 변동을 완만하게 할 수 있어, 와이어 로프의 손상부의 검출 정밀도를 올릴 수 있다.

실시 형태 6.

도 13은 본 발명의 실시 형태 6에 따른 와이어 로프 손상 검출 장치(1f)를 나타낸다. 와이어 로프(7b)가 수지로 피복되어 있는 경우나, 그리스가 도포되어 있는 것 등에 의해 금속 재료와의 사이의 슬라이딩 저항이 작은 경우 또는 그 영향을 무시할 수 있는 경우, 위치 규제 기구(4c, 4d)에 상기 실시 형태 1~5와 같은 가이드 롤러는 필요 없고, 도시한 바와 같이, 지지대로서의 위치 규제 기구(4c, 4d)의 선단부에, 각각, 대략 U자 형상의 가이드 홈(28a, 28b)을 마련하면 좋다.

이러한 구성에 의하면, 실시 형태 1~5로 설명한 와이어 로프의 손상부의 검출 정밀도를 올리면서, 와이어 로프 손상 검출 장치의 부품 점수를 줄일 수 있어, 비용을 삭감할 수 있다.

Claims (14)

1. 와이어 로프의 축 방향 상의 설정 구간을 포함하도록 주 자속로를 형성하는 자화기와, 상기 설정 구간 내에서 상기 자화기로부터 자기적으로 절연되어 배치되고, 상기 와이어 로프의 손상부로부터 발생하는 누설 자속을 검출하는 검출 코일을 구비한 프로브와,
   상기 자화기의 와이어 로프의 축 방향에 대해서 상기 프로브의 양측에 마련되고, 상기 와이어 로프의 주행에 대응하여 상기 프로브의 위치를 규제하는 제 1 및 제 2 위치 규제 기구와,
   상기 제 1 및 제 2 위치 규제 기구의 사이를 접속하는 접속부와,
   상기 접속부와 상기 프로브의 사이에 설치된 완충부
   로 구성되고,
   상기 접속부와 상기 프로브는 상기 완충부를 통해서 접속되고,
   상기 완충부는 상기 와이어 로프의 주행시에 상기 제 1 및 제 2 위치 규제 기구에서 발생하는 진동의 진동수보다 상기 프로브에서 발생하는 진동수가 낮아진다고 하는 조건을 만족하고, 상기 와이어 로프와 상기 제 1 및 제 2 위치 규제 기구의 접촉부에서 발생하는 진동에는 추종하지 않고, 한편 상기 와이어 로프의 진동에는 추종하는 재료로 구성되어 있는
   와이어 로프 손상 검출 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 완충부의 고유 진동수는 상기 와이어 로프의 주행시에 상기 제 1 및 제 2 위치 규제 기구에서 발생하는 진동의 진동수보다 낮은 와이어 로프 손상 검출 장치.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 완충부의 고유 진동수는 상기 와이어 로프의 진동 성분 중 가장 진폭이 큰 진동의 진동수보다 큰 와이어 로프 손상 검출 장치.
   
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 완충부는 상기 조건을 만족하는 열가소성 또는 열경화성 수지로 구성되어 있는 와이어 로프 손상 검출 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 열가소성 또는 열경화성 수지는 우레탄 수지인 것을 특징으로 하는 와이어 로프 손상 검출 장치.
   
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 완충부는 상기 조건을 만족하는 스프링으로 구성되어 있는 와이어 로프 손상 검출 장치.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 스프링은, 상기 프로브를 상기 접속부에 대해서, 설정된 방향으로만 가동(可動)시키는 가이드 샤프트를 중심에 포함하고 있는 와이어 로프 손상 검출 장치.
   
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 프로브와 상기 접속부를 접촉 상태로 연결하고, 상기 프로브를 설정된 방향으로만 가동시키는 가이드용의 벽부를 더 마련한 와이어 로프 손상 검출 장치.
   
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 위치 규제 기구의 적어도 한쪽과 상기 프로브의 사이에, 상기 프로브를 설정된 방향으로만 가동시키는 리니어 가이드를 더 마련한 와이어 로프 손상 검출 장치.
   
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 위치 규제 기구는 회전 가능한 가이드 롤러와, 상기 가이드 롤러를 지지하는 지지대로 구성되어 있는 와이어 로프 손상 검출 장치.
    
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 위치 규제 기구는, 상기 제 1 및 제 2 위치 규제 기구와 상기 와이어 로프의 사이의 슬라이딩 저항이 작을 때, 상기 와이어 로프와 직접 접촉하는 U자 형상의 가이드 홈을 갖는 와이어 로프 지지대로 구성되어 있는 와이어 로프 손상 검출 장치.
    
12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 와이어 로프가 상기 프로브의 가이드 홈에 접촉하지 않고 상기 제 1 및 제 2 위치 규제 기구로 지지되도록, 상기 제 1 및 제 2 위치 규제 기구와 상기 와이어 로프의 접촉부가, 상기 가이드 홈의 최심부(most depth portion)보다 와이어 로프에 가깝게 되도록 배치되어 있는 와이어 로프 손상 검출 장치.
    
13. 청구항 1 또는 2에 기재된 와이어 로프 손상 검출 장치의 조정에 사용되는 조정 지그로서,
    상기 프로브를 구성하는 가이드 플레이트의 U자 형상 부분에 삽입되는 U자 형상을 가지는 가이드 플레이트 접촉부와,
    상기 제 1 및 제 2 위치 규제 기구의 선단부의 U자 형상 부분에 삽입되는 U자 형상을 가짐과 아울러 상기 와이어 로프가 상기 프로브의 가이드 홈에 접촉하지 않고 상기 제 1 및 제 2 위치 규제 기구로 지지되도록 상기 가이드 플레이트 접촉부보다 높이가 낮은 가이드 롤러 접촉부
    를 구비한 조정 지그.
    
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 가이드 플레이트 접촉부는 강자성체로 구성되고, 상기 조정시에, 상기 가이드 플레이트 접촉부가 상기 프로브에 마련된 영구 자석에 흡착하도록 구성된 조정 지그.

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