WO2005049471A1 - エレベータ用ワイヤロープ探傷装置 - Google Patents

Abstract

　公称径４～８mmのワイヤロープを対象とするエレベータ用ワイヤロープ探傷装置は複数の単体プローブ９を備えている。各単体プローブ９は極性の異なる第１の磁極１０ａおよび第２の磁極１０ｂと、第１の磁極１０ａと第２の磁極１０ｂとの間に設けられたＵ字状の磁気センサ１１とを有している。各磁気センサ１１の底部半径は２～５mmとなっており、磁気センサ１１の底部半径とワイヤロープ１の公称径との差は１．５mm以下となっている。

Description

明 細 書

エレベータ用ワイヤロープ探傷装置

技術分野

[0001] 本発明はエレベータの乗りかごを吊るワイヤロープの保守管理に用いるエレベータ 用ワイヤロープ探傷装置に関する。 背景技術

[0002] 乗りかごをワイヤロープで支持する構成のエレベータにおいては、当該のワイヤ口 ープの保守管理が義務付けられており、一般には素線の断線、摩耗を目視により観 察することで、残存強度を把握する方法がとられている。しかし元々素線が細く観察 作業は容易でないため、断線 '摩耗'キンク等の劣化部分の探査をより迅速に行う手 段として、従来力 図 7に示すような磁気探傷装置が用いられてきた。

[0003] 図 7において符号 1は被測定ロープ、符号 2は磁気探傷装置の異常検出部（以降 プローブと称す)である。またプローブ 2は被測定ロープ 1を励磁する磁石部分 3と、口 ープ 1表面に現れる磁束の変化を検出するセンサー部分 4力もなる。

[0004] 図 7において、磁石部分 3は永久磁石からなる磁石 5と、矩形断面を持つヨーク 6と 、 U字形の溝部をもつ 2つの磁極 7a, 7bとを有している。ヨーク 6には図示の方向に 磁界が生じ、磁極 7a, 7bを介して被測定ロープ 1内部に磁路を形成する。

[0005] 被測定ロープ 1に断線や摩耗等の部分 laがあると、部分 laにおいて漏洩磁束によ り空中の磁界に変化が生じ (概念図を図 8に示す)、 U字状に形成されたセンサー部 分 4が磁界の変化部分を通過すると磁気センサー部分 4に起電力 (信号)が生じ、当 該信号を処理 ·表示部分 8に向けて出力する。

[0006] 保守員は表示された信号波形により最も劣化の進んだ部分を特定し、その部分の 強度判定を行う。このような探傷装置を用いれば損傷部分の探査作業が省力化され るため、ロープ保守作業時間を大幅に短縮できる。

[0007] なお、センサー部分 4については、図示した例ではコイルを用いている力 他の方 法として感磁性素子 (ホール素子)を用いる場合がある（図示せず)。このようにコイル を用いる場合には被測定ロープ 1とプローブ 2との間に相対的な速度が必要であり、 探傷の感度が速度変動の影響を受けるが、ホール素子を検出要素とした場合は磁 束密度に比例した出力を得られ、相対速度に依存しな 、探傷感度を得る。

[0008] 中規模事務所ビルや住宅向けのエレベータにおいては、土地'空間の有効活用の 観点から省スペース化への要求がきわめて強ぐ構造的にコンパクトな機械室なしェ レベータの設置が増えて 、る。また近年の環境意識の高まりからも環境負荷を削減 するために機器の小型 ·軽量ィ匕が求められるようになった。

[0009] このような背景から、従来のワイヤロープよりも小径のワイヤロープをエレベータに適 用することにより、駆動綱車の小型化が図れ、卷上機に必要なトルクを低減して電動 機を小型化することができる。このため、構造全体の省スペース、省エネルギー化を 有効に図ることができる。

[0010] ここで小径のワイヤロープとは、公称径 4mm乃至 8mmのものを指す。当該の範囲の ワイヤロープにおいては、ロープを構成する素線の径が 0. 3mm乃至 0. 7mm程度で あり、肉眼により断線を観察することも可能である。し力しながら、ワイヤロープの小径 化により、ロープ本数が増加し、素線径が細くなり、またロープ同士の配置間隔も従 来よりも狭くなるため保守作業、特に劣化部分の探索作業および強度判定作業に要 する時間は増加する。

[0011] また、上述した漏洩磁束を利用した探傷装置は、素線が細くなることで一般に損傷 部の漏洩磁束が減って探傷感度が低下するとともに、さらに被測定ロープ周囲の近 接した位置に別のロープ等の強磁性体が存在すると、当該の強磁性体が磁化され、 被測定ロープの磁気センサーが影響を受けて劣化以外のノイズ信号を生じる。これ らはロープの配置および磁気センサーの配置、寸法に大きく依存するものであるが、 エレベータ機器の省スペース化と上述した探傷性能とは、相反するものである。その ため小径ロープを用いて省スペース化を図ったエレベータに適する磁気探傷装置に つ!、ては今まで具体的な提案が為されな力つた。

発明の開示

[0012] 本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、小径のワイヤロープを用いて 省スペース、省エネルギーを図ったエレベータにおいて、ワイヤロープの保守作業性 を向上させることができるエレベータ用ワイヤロープ探傷装置を提供することを目的と する。

[0013] 本発明は、公称径 4mm— 8mmのエレベータ用ワイヤロープの損傷部分を検出する ためのエレベータ用ワイヤロープ探傷装置において、ワイヤロープ近傍に配置された 複数の異常検出部を備え、各異常検出部は極性の異なる第 1の磁極および第 2の磁 極と、第 1の磁極と第 2の磁極との間に配置された U字状の磁気センサとを有し、各 U 字状磁気センサの底部半径が 2mm以上 5mm以下となっており、磁気センサの底部 半径とワイヤロープの公称径の 1Z2との差が 1. 5mm以下であり、隣接する異常検出 部における U字状の磁気センサの側壁の間隔が平面視でみて、 2mm以上であること を特徴とするエレベータ用ワイヤロープ探傷装置である。

[0014] 本発明は、隣接する異常検出部はワイヤロープの長手方向に関してずれて配置さ れていることを特徴とするエレベータ用ワイヤロープ探傷装置である。

[0015] 本発明は、複数の異常検出部の磁気センサ力 出力される各信号に対して、被測 定ワイヤロープの劣化を示す信号以外のノイズを除去するフィルタリングを行うフィル タを更に備え、フィルタリング後の全ての信号が足し合わされることを特徴とするエレ ベータ用ワイヤロープ探傷装置である。

[0016] 本発明は、複数の異常検出部の磁気センサ力も出力される各信号に対して、しき い値以下の信号を除去する手段を更に備え、しきい値以下の信号を除去した後の全 ての信号が足し合わされることを特徴とするエレベータ用ワイヤロープ探傷装置であ る。

[0017] 本発明は、各異常検出部を昇降路または機械室の所定箇所に保持して取り付ける 固定具を更に備えたことを特徴とするエレベータ用ワイヤロープ探傷装置である。

[0018] 本発明は、異常検出部を保持する固定具は、卷上機の近傍に設置されることを特 徴とするエレベータ用ワイヤロープ探傷装置である。

[0019] 本発明は、固定具は卷上機の駆動綱車の溝面に接触する側のワイヤロープ側面と 、異常検出部の磁気センサの底部とが互いに相対する向きとなる位置に異常検出部 を保持することを特徴とするエレベータ用ワイヤロープ探傷装置である。

[0020] 本発明は、異常検出部を乗りかごに保持して取り付ける固定具を更に備えたことを 特徴とするエレベータ用ワイヤロープ探傷装置である。 [0021] 本発明は、複数の異常検出部の磁気センサ力 アナログ信号が出力され、このァ ナログ信号をデジタル信号に変換した後、記憶する手段を具備したことを特徴とする エレベータ用ワイヤロープ探傷装置である。

[0022] 本発明は、複数の異常検出部の磁気センサ力 出力される各信号を足し合わせた 信号を表示する装置を更に備えたことを特徴とするエレベータ用ワイヤロープ探傷装 置である。

[0023] 本発明は、 U字状の磁気センサは、ワイヤロープの少なくとも半周以上を覆うことを 特徴とするエレベータ用ワイヤロープ探傷装置である。

[0024] 本発明によれば、公称径 4mm乃至 8mmの小径ワイヤロープを用いたエレベータに ぉ 、て、最小のスペースでワイヤロープに対して信頼性の高 、探傷を行うことができ る。また、ワイヤロープの本数が多い構造のエレベータにおいて、大幅に損傷探査時 間の短縮が図れる。このため、保守に力かる停止時間を短縮し、サービス時間を向 上できる。さらに本発明の探傷装置によれば、特に機械室なしエレベータにおいて、 点検者は昇降路の外で信号採取が可能であるため安全性が向上する。

図面の簡単な説明

[0025] [図 1]本発明によるエレベータ用ワイヤロープ探傷装置を示す概略斜視図。

[図 2]エレベータ用ワイヤロープ探傷装置の単体プローブの側面図。

[図 3]図 3Aは磁気センサを示す図。

[図 3]図 3Bは磁気センサを示す図。

[図 3]図 3Cは磁気センサを示す図。

[図 4]図 4Aは本発明によるエレベータ用ワイヤロープ探傷装置の信号の流れを示す 説明図。

[図 4]図 4Bは本発明によるエレベータ用ワイヤロープ探傷装置の信号の流れを示す 説明図。

[図 5]本発明の磁気探傷装置を昇降路内に保持する方法を示す概略図。

[図 6]本発明の磁気探傷装置を昇降路内に保持する方法を示す概略図。

[図 7]エレベータに用いられている従来の磁気探傷装置を示す図。

[図 8]劣化したロープにおける漏洩磁束の概念図。 発明を実施するための最良の形態

[0026] 以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図 1乃至図 6は本 発明によるエレベータ用ワイヤロープ探傷装置の実施の形態を示す図である。

[0027] 本発明によるエレベータ用ワイヤロープ探傷装置は、小径のワイヤロープを主に用 V、ることにより省スペース、省エネルギー化を図ったエレベータに適用されるものであ り、ワイヤロープの公称径は 4mm乃至 8mmとなっている。

[0028] 図 1乃至図 3に示すように、エレベータ用ワイヤロープ探傷装置は複数の異常検出 部（単体プローブ） 9を備え、各異常検出部（単体プローブ） 9は極性の異なる第 1の 磁極 10aおよび第 2の磁極 10bと、第 1の磁極 10aと第 2の磁極 10bとの間に配置さ れた U字状の磁気センサ 11とを有している。この場合、第 1の磁極 10aは N極、第 2 の磁極 10bは S極となる。

[0029] また図 2および図 3に示すように、ワイヤロープ 1は、単体プローブ 9の第 1および第 2磁極 10a, 10bと、磁気センサ 11とに嵌合した状態で測定される。保守作業におい て被測定ワイヤロープ 1は張力負荷状態にあるから、ワイヤロープ 1の配置を単体プ ローブ 9の構造に合わせて変更することは、手間取る作業となり、ワイヤロープ 1に無 理な負担を与える等の困難を生じる。そのため本発明による小型の単体プローブ 9を 用いることにより、エレベータにおいて省スペースのロープレイアウト実現に貢献でき る。なお、 U字状の磁気センサ 11は、ワイヤロープ 1の少なくとも半周以上を覆ってい る。

[0030] 図 1に示すエレベータ用ワイヤロープ探傷装置において、複数の単体プローブ 9は 上段 12に 2列、下段 13に 3列、各々並列に配置されている。即ち、 5個の単体プロ一 ブ 9がワイヤロープ 1の長手方向に関して段違いに（ずれて）配置され、 5本のワイヤ ロープ 1の探傷を同時に行うことができる。

[0031] 各々の単体プローブ 9はワイヤロープ 1を励磁する磁石部分 14 (図 2参照）と、漏洩 磁束を検出する磁気センサ 11とから構成される。図 2に単体プローブ 9の側面図を示 す。図 2において、符号 15a, 15bは永久磁石であって図示の方向に極性をもつ。ま た上述した磁極 10a, 10bは被測定ワイヤロープ 1が嵌合する U字形の溝部を有する 強磁性材料からなり、永久磁石 15a, 15bに隣接している。また、符号 16は磁路を形 成するための強磁性材料力もなるヨークである。

[0032] 磁石部分 14は、永久磁石 15a, 15bと、磁極 10a, 10bと、ヨーク 16とにより構成さ れ、被測定ワイヤロープ 1を含めた磁路を図中矢印の方向に形成する。

[0033] また磁気センサ 11は、コイル 17と、コイル 17を被測定ロープ側面近傍に保持する 非磁性材料力も成るベース部 18とから構成される。なお、図 3に示した符号 19は隣 接するワイヤロープ 1からの漏れ磁束によるノイズを防ぐために磁気センサ 11に設け られた磁気遮蔽板である (煩雑なため磁気遮蔽板 19は、図 1より省いている)。

[0034] 次に磁気センサ 11について、複数のワイヤロープ 1を同時探傷を行う際、探傷性能 に与える影響が大きい配置寸法を図 3 (a) (b) (c)に示す。ここで図 3 (a)は磁気セン サを示す図、図 3 (b)は図 3 (a)の X— X線断面図、図 3 (c)は図 3 (b)の A部拡大図で ある。

[0035] 本件発明者が行った検証の結果、公称径カ mm乃至 8mmのエレベータ用ワイヤ口 ープ 1の探傷に対し、磁気センサ 11の U字状の底部半径 r力 2mm以上、 5mm以下 、かつ、 U字状の底部半径 rとワイヤロープ 1の公称径の 1Z2 (即ち r )との差が 1. 5

1 0

mm以下であってかつ磁気センサ側半径 rをワイヤロープ側半径 rに対して大きくし

1 0

たことにより所要の探傷感度を得られた。

[0036] 図 3 (a) (b) (c)に示すように、磁気センサ 11と被測定ワイヤロープ 1との間には、実 用上、非磁性体力も成る摺動材 20が設けられる。前記の摺動材 20を、上記の寸法 に配置された磁気センサ 11と被測定ワイヤロープ 1との間に配置することが探傷感度 の上から望ましい。

[0037] 当該寸法を外れた範囲、即ち、磁気センサー 11の U字状の底部半径 rと、ワイヤ口 ープ 1の半径 rとの差が 1. 5mmを超える場合、感度が低下するとともに被測定ワイヤ

0

ロープ 1が図 3 (c)に示す X— y平面方向に関して移動するためノイズが発生し、探傷 性能の低下が目立つ。また隣接した磁気センサ 11の側壁間隔 δ は、平面視でみて

0

、磁気遮蔽板 19を含めて 2mm以上確保され、かつ単体プローブ 9は長手方向に関 して段違いに配置されている。また単体プローブ 9の磁極 10a, 10bは図 1に示すご とく配置されている。このため隣接するワイヤロープ 1間における漏洩磁束に起因す るノイズを劣化部探査に支障のないレベルまで低減できる。 [0038] 以上、本発明のエレベータ用ワイヤロープ探傷装置は、小型でかつ信頼性の高い 探傷が可能な単体プローブ 9を有し、 5本のワイヤロープ 1に対応するものであるが、 上に述べた特徴並びに効果は本数によらない。

[0039] 次に本発明によるエレベータ用ワイヤロープ探傷装置に関する探傷信号の流れを 図 4 (a) (b)を用いて説明する。図 4 (a)に本発明の探傷装置の信号表示までを含め た信号処理の特徴の 1つを示す。図 4 (a)において符号 21は、本発明による複数の 単体プローブ 9から構成されるプローブ部分である。

[0040] 各々の単体プローブ 9の磁気センサ 11で生じる信号は、磁気センサ 11の端子 T1 乃至 T5を経て、信号処理部分 22に送られる。信号処理部分 22において各信号は 増幅され (増幅器は図示せず）、必要に応じてフィルタリング等の処理を施された後、 AZD変 によりデジタル数値ィ匕される。このとき、信号のデジタル数値ィ匕により 容易に記憶装置 (メモリ） 24に蓄えることができる。また、信号処理部分 22以降の伝 送や記録における劣化を低減できるとともに、信号表示の手段としてパーソナルコン ピュータ等普及の進んだ装置を用いることができる。

[0041] なお、図 4 (a)において、単体プローブ 9からの各々の信号は、すべて 1台の表示部 分 25,例えばパーソナルコンピュータに送られ、画面上に同時に表示される。エレべ ータに用いられている全てのワイヤロープ 1は、単体プローブ 9の各々に嵌合してい るため、 1度の走査で全てのロープの探傷を行なうことができ、さらに 1画面上に全て の信号が表示されるため探傷作業時間が大幅に短縮される。

[0042] また小径のワイヤロープ 1を用いたエレベータでは、ロープの本数が増えるため、単 体プローブ 9から出力される各々の信号の和を記録 ·表示することにより、回路の簡 素化によるコストダウンが図れる。

[0043] 信号の和をとることが可能な理由は、次のとおりである。すなわち、エレベータ構造 におけるワイヤロープ 1の劣化の特徴として、ワイヤロープ 1全長に対して、乗りかご が特定階に停止しているときに卷上機に巻き力かる部位の損傷が激しくなる傾向が ある力もである。また信号の和を表示することにより、観察する信号が絞られて劣化し た部位の把握が容易となる。ただし、このような構成とする場合には、各々の信号に 含まれるノイズが足しあわされて、劣化を示す信号が不明瞭になることも考えられるが 、図 4 (b)に示す如ぐ信号の和を生成する前にフィルタリング、または強度上支障の ないレベルの信号を削除する処理を行うことにより、このような信号の不明瞭さを防ぐ ことができる。

[0044] 以上、信号の流れについて図 4 (a) (b)を用いて説明した。図 4 (a) (b)においては 、信号の記憶装置 24を信号の表示部分 25と一体であるように示したが、記憶装置 2 4を信号処理部分 22と一体として、 AZD変換器 23の直後に設けてもょ ヽ。

[0045] また図 4 (a) (b)において、信号の流れを装置間の矢印で示した力 構造的には配 線で結ぶ必要はなぐ例えば AZD変換器 23の直後に設ける記憶装置 24として、取 り外し可能な不揮発性メモリを用いてもよい。この場合、信号採取後に当該の記憶装 置 24を信号処理部分 22から取り外して、表示部分 25に接続することができ、さらに 表示部分が構造的に別体となるため、探傷作業に必要な部分の小型化が図れる。

[0046] 次に図 5および図 6を用いて本発明によるエレベータ用ワイヤロープ探傷装置の設 置方法を述べる。図 5および図 6は、小径ワイヤロープを用いた機械室なしエレべ一 タの一例を示している。

[0047] ここで、図 5において、符号 26は乗りかご、符号 27はつり合いおもり、符号 28は昇 降路内、例えば昇降路頂部に固定された卷上機、符号 30は本探傷装置の少なくと もプローブ部分を示す。

[0048] 複数の単体プローブ 9を含むプローブ部分 30は、固定具 30aにより同図中の矢印 の方向に U字状磁気センサ 11の底部が被測定ワイヤロープ 1に圧接するように配置 固定される。すなわち、卷上機 28の駆動綱車の溝底面に接触する被測定ワイヤロー プ 1の側面が U字状磁気センサ 11の底部に接触するようにプローブ部分 30は卷上 機 28の近傍に固定具 30aにより固定される。

[0049] 取付けの方向および設置位置を前記のように定めた理由は、次のとおりである。一 般にワイヤロープ 1の損傷のうち駆動綱車によるものが最も激しぐ卷上機 28に巻き 力かるワイヤロープ 1の劣化が進んだ部位を確実に探傷するからである。

[0050] 図 5および図 6において、被測定ワイヤロープ 1の走査、即ち、信号の採取は、エレ ベータを点検運転等で起動させた後に行う。本発明のよるエレベータ用ワイヤロープ 探傷装置を図示のように昇降路内に保持可能とすることにより、探傷探査作業を昇降 路外で行うこともでき、機械室なしエレベータにおいて特に安全性の向上に貢献する 図 6に示すように、プローブ部分 30を乗りかご 26に固定具 30aにより取り付けてもよ い。プローブ部分 30を乗りかご 26に取り付けることで、乗りかご 26から電源供給を受 けることができ、また取付け作業も任意のかご位置でできるため装置設置に力かる手 間が少なくなる。

Claims

請求の範囲

[1] 公称径 4mm— 8mmのエレベータ用ワイヤロープの損傷部分を検出するためのエレ ベータ用ワイヤロープ探傷装置において、

ワイヤロープ近傍に配置された複数の異常検出部を備え、

各異常検出部は極性の異なる第 1の磁極および第 2の磁極と、第 1の磁極と第 2の 磁極との間に配置された U字状の磁気センサとを有し、

各 U字状磁気センサの底部半径が 2mm以上 5mm以下となっており、磁気センサの 底部半径とワイヤロープの公称径の 1Z2との差が 1. 5mm以下であり、

隣接する異常検出部における U字状の磁気センサの側壁の間隔が平面視でみて

、 2mm以上であることを特徴とするエレベータ用ワイヤロープ探傷装置。

[2] 隣接する異常検出部はワイヤロープの長手方向に関してずれて配置されているこ とを特徴とする請求項 1記載のエレベータ用ワイヤロープ探傷装置。

[3] 複数の異常検出部の磁気センサ力 出力される各信号に対して、被測定ワイヤ口 ープの劣化を示す信号以外のノイズを除去するフィルタリングを行うフィルタを更に備 え、フィルタリング後の全ての信号が足し合わされることを特徴とする請求項 1または 2 の!、ずれか記載のエレベータ用ワイヤロープ探傷装置。

[4] 複数の異常検出部の磁気センサから出力される各信号に対して、しきい値以下の 信号を除去する手段を更に備え、しきい値以下の信号を除去した後の全ての信号が 足し合わされることを特徴とする請求項 1または 2のいずれか記載のエレベータ用ワイ ヤロープ探傷装置。

[5] 各異常検出部を昇降路または機械室の所定箇所に保持して取り付ける固定具を 更に備えたことを特徴とする請求項 1記載のエレベータ用ワイヤロープ探傷装置。

[6] 異常検出部を保持する固定具は、卷上機の近傍に設置されることを特徴とする請 求項 5記載のエレベータ用ワイヤロープ探傷装置。

[7] 固定具は卷上機の駆動綱車の溝面に接触する側のワイヤロープ側面と、異常検出 部の磁気センサの底部とが互いに相対する向きとなる位置に異常検出部を保持する ことを特徴とする請求項 6記載のエレベータ用ワイヤロープ探傷装置。

[8] 異常検出部を乗りかごに保持して取り付ける固定具を更に備えたことを特徴とする 請求項 1記載のエレベータ用ワイヤロープ探傷装置。

[9] 複数の異常検出部の磁気センサ力もアナログ信号が出力され、このアナログ信号 をデジタル信号に変換した後、記憶する手段を具備したことを特徴とする請求項 1記 載のエレベータ用ワイヤロープ探傷装置。

[10] 複数の異常検出部の磁気センサ力 出力される各信号を足し合わせた信号を表示 する装置を更に備えたことを特徴とする請求項 1記載のエレベータ用ワイヤロープ探 傷装置。

[11] U字状の磁気センサは、ワイヤロープの少なくとも半周以上を覆うことを特徴とする 請求項 1記載のエレベータ用ワイヤロープ探傷装置。