(57)【要約】  バックヨーク（３）上に互いにその極性が逆になる一対の励磁用磁石（４ａ）、（４ｂ）を有してワイヤロープ（１）の軸方向所定区間に主磁路を形成する磁化器と、当該軸方向所定区間内に配置され、ワイヤロープ損傷部（１０）により発生する漏洩磁束を検出する検出コイル（８）を備え、励磁用磁石（４ａ）、（４ｂ）は、ワイヤロープ（１）の軸方向と直交する平面で切断した断面がワイヤロープ（１）を包囲するような形状を有し、この断面において少なくとも２方向以上からワイヤロープ（１）に向く磁極の配向方向を持つ。
2008093410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックヨークと上記バックヨーク上に互いにその極性が逆になる一対の励磁用磁石とを有し、ワイヤロープの軸方向所定区間に主磁路を形成する磁化器と、
上記軸方向所定区間内に配置され、ワイヤロープ損傷部により発生する漏洩磁束を検出する漏洩磁束検出部を備え、
上記励磁用磁石は、上記ワイヤロープの軸方向と直交する平面で切断した断面が上記ワイヤロープを包囲するような形状を有し、上記断面において少なくとも２方向以上から上記ワイヤロープに向かう磁極の配向方向を持つワイヤロープ探傷装置。
【請求項２】
上記励磁用磁石は、上記ワイヤロープの軸方向と直交する平面で切断した断面が上記ワイヤロープを包囲するようにＵ字型の形状を有しており、上記断面において磁極の配向方向が上記ワイヤロープに向いている請求項１に記載のワイヤロープ探傷装置。
【請求項３】
上記励磁用磁石は、上記ワイヤロープの軸方向と直交する平面で切断した断面が上記ワイヤロープを包囲するようにＵ字型の形状を有しており、上記断面において磁極の配向方向が上記ワイヤロープの中心に向いている請求項１に記載のワイヤロープ探傷装置。
【請求項４】
上記励磁用磁石として１方向の磁極の配向方向を有する磁石を複数個組み合わせ、上記ワイヤロープの軸方向と直交する平面で切断した各磁石断面において磁極の配向方向が上記ワイヤロープに向くように配置された請求項１に記載のワイヤロープ探傷装置。
【請求項５】
上記励磁用磁石として複数個の磁石を組み合わせ、上記ワイヤロープの軸方向と直交する平面で切断した各磁石断面が上記ワイヤロープの全周を包囲するように配置され、上記各磁石断面において各磁石の磁極の配向方向が上記ワイヤロープに向くように配置された請求項１に記載のワイヤロープ探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エレベータ等の乗りかごを吊り下げ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。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワイヤロープ探傷装置として、ワイヤロープを磁気飽和させたときに素線切れなどの損傷部に発生する漏洩磁束を検出コイルで検出して、ワイヤロープ損傷部を検知するものがあった（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
【特許文献１】特開平９−２１０９６８号公報（段落［０００３］、図８等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のワイヤロープ探傷装置は、ワイヤロープの表面付近に生じた損傷に対して十分な検出性能を発揮するが、ワイヤロープの内部で生じた損傷については見落としが生じるという問題がある。たとえば、特許文献１のように損傷部付近の局所的漏洩磁束を検知する方式では、検出コイルに生じる誘導起電力が漏洩磁束量に比例する。そこで、検出感度を上げるため、損傷部付近のワイヤロープに対してより多く磁束を流し、損傷部付近の漏洩磁束を大きくする必要がある。【０００５】
しかし、ワイヤロープと励磁用の永久磁石の間のエアギャップが広くなるほど、ワイヤロープに流れる磁束は小さくなるため、ワイヤロープの表面から内部に向かうほど、流れる磁束は小さくなる。そのため、ワイヤロープ内部に損傷部が存在する場合には、漏洩磁束が充分に得られず、検出コイルに生じる誘導起電力が小さくなり、検出感度が低下するという問題がある。このような問題を解決するために、特許文献１では磁気抵抗の低い磁極片を、磁気抵抗の高いエアギャップの位置に配置し、より多くの磁束をワイヤロープへ流す構成としている。しかしながら、図３２に示すように、永久磁石５００から発生した磁束（ＭＧ１）は、磁極片４００を通してワイヤロープ１に流れ込む磁束（ＭＧ２）とワイヤロープ１に流れ込まずに再び永久磁石５００に戻る漏れ磁束（ＭＧ３）に分かれる。そのため、永久磁石５００から発生した磁束を、ワイヤロープ１内部へ効率よく流すことができないという問題点があった。【０００６】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、永久磁石から発生した磁束の漏れを少なくし、より多くの磁束をワイヤロープへ流すことで、ワイヤロープ内部に損傷が生じた場合であっても、充分に大きな漏洩磁束を得ることができ、高い検出感度を有するワイヤロープ探傷装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るワイヤロープ探傷装置は、バックヨークとバックヨーク上に互いにその極性が逆になる一対の励磁用磁石とを有し、ワイヤロープの軸方向所定区間に主磁路を形成する磁化器と、ワイヤロープの軸方向所定区間内に配置され、ワイヤロープ損傷部により発生する漏洩磁束を検出する漏洩磁束検出部を備え、励磁用磁石は、ワイヤロープの軸方向と直交する平面で切断した断面がワイヤロープを包囲するような形状を有し、上記断面において少なくとも２方向以上からワイヤロープに向かう磁極の配向方向を持つものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のワイヤロープ探傷装置によれば、ワイヤロープの軸方向と直交する平面で切断した断面がワイヤロープを包囲するような形状を有し、上記断面において少なくとも２方向以上からワイヤロープに向かう磁極の配向方向を持つ励磁用磁石を使用することにより、ワイヤロープに流れ込まずに外部に漏れる磁束を少なくし、ワイヤロープ内部により多くの磁束を流すことができる。そのため、ワイヤロープ損傷部の位置にかかわらず、充分に大きな漏洩磁束を得ることができ、漏洩磁束検出部により損傷部を検出する際に十分なＳＮ比を有する信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るワイヤロープ探傷装置を示す斜視図である。
【図２】図１のワイヤロープ探傷装置のガイドプレートを外したときの様子を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るワイヤロープ探傷装置及びワイヤロープを、ワイヤロープの軸方向と平行な平面により切断したときの断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るワイヤロープ探傷装置の励磁用磁石を、ワイヤロープの軸方向と直交する平面により切断したときの断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るワイヤロープ探傷装置の励磁用磁石を、ワイヤロープの軸方向と直交する平面により切断したときの断面図である。
【図６】この発明の実施の形態１の他のワイヤロープ探傷装置を示す斜視図である。
【図７】図６のワイヤロープ探傷装置の磁路部材を示す斜視図である。
【図８】図６の磁路部材を有するワイヤロープ探傷装置の断面模式図である。
【図９】図８の局所的漏洩磁束の流れを示す拡大図である。
【図１０】この発明の実施の形態１による励磁用永久磁石の製造装置を示す平面断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態１による励磁用永久磁石の製造装置を示す側面断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態１による励磁用永久磁石の製造装置を示す平面断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態１による励磁用永久磁石の製造装置を示す側面断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態１による励磁用永久磁石の他の製造装置を示す側面断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態１による励磁用永久磁石の他の製造装置を示す平面断面図である。
【図１６】図１４及び図１５の製造装置により形成された磁石成形体を示す図である。
【図１７】この発明の実施の形態１による焼結磁石である励磁用永久磁石の製造装置を示す側面断面図である。
【図１８】この発明の実施の形態１による焼結磁石である励磁用永久磁石の製造装置を示す側面断面図である。
【図１９】この発明の実施の形態１による焼結磁石である励磁用永久磁石の他の製造装置を示す側面断面図である。
【図２０】この発明の実施の形態１による焼結磁石である励磁用永久磁石の他の製造装置を示す平面断面図である。
【図２１】この発明の実施の形態１によるワイヤロープ探傷装置により検出される漏洩磁束を示すグラフである。
【図２２】比較例と本実施の形態のワイヤロープ探傷装置におけるワイヤロープ断面の磁束分布を有限要素法により解析した結果を示す図である。
【図２３】比較例と本実施の形態のワイヤロープ探傷装置における励磁用永久磁石によりワイヤロープを励磁した時の空間中に漏れる磁束の流れを有限要素法により解析し、磁束の流れをベクトルで表した結果を示す図である。
【図２４】この発明の実施の形態２による励磁用永久磁石を示す斜視図である。
【図２５】図２４の励磁用永久磁石をワイヤロープを走行させる方向と直交する平面で切断した断面図である。
【図２６】この発明の実施の形態２の他の例による励磁用永久磁石をワイヤロープを走行させる方向と直交する平面で切断した断面図である。
【図２７】この発明の実施の形態２による他の例のワイヤロープ探傷装置においてガイドプレートを外したときの様子を示す斜視図である。
【図２８】この発明の実施の形態３によるワイヤロープ探傷装置のガイドプレートを外したときの様子を示す斜視図である。
【図２９】この発明の実施の形態３によるワイヤロープ探傷装置のガイドプレートを外したときの様子を示す斜視図である。
【図３０】この発明の実施の形態３によるワイヤロープ探傷装置の励磁用永久磁石の断面図である。
【図３１】この発明の実施の形態３によるワイヤロープ探傷装置を使用した場合のワイヤロープ断面の磁束分布を有限要素法により解析した図である。
【図３２】比較例による励磁用永久磁石の磁束の流れを示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明を実施するための最良の形態を、図に基づいて説明する。【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るワイヤロープ探傷装置を示す斜視図である。図１において、ワイヤロープ探傷装置２は、ワイヤロープ１が走行（図示Ａ方向）する略Ｕ字状のガイド溝６ａを有するガイドプレート６を備えている。ワイヤロープ探傷装置２は、ワイヤロープ１の軸方向所定区間に主磁路を形成する磁化器と、ワイヤロープ１の損傷部により発生する漏洩磁束を検出する漏洩磁束検出部を備えている。【００１２】
図２は図１のワイヤロープ探傷装置のガイドプレートを外したときの様子を示す斜視図である。ワイヤロープ探傷装置２の磁化器は、ワイヤロープ１の軸方向所定区間に主磁路を形成するためのものであり、鉄等の強磁性体を材料とするバックヨーク３と、バックヨーク３両端上に所定距離（約１００ｍｍ）を隔ててアクリル又はエポキシ系接着剤により接着され、互いにその極性を逆にして配置された一対の励磁用永久磁石４ａ、４ｂを備えている。【００１３】
ワイヤロープ探傷装置２の漏洩磁束検出部は、一対の永久磁石４ａ、４ｂの間であってバックヨーク３上に固着されたアルミやステンレス等の非磁性部材から成る台座１２と、ガイドプレート６と台座１２の間に配置され、例えば線径０．０５ｍｍの銅線を５００ターン巻回された検出コイル８を備えている。検出コイル８は、ワイヤロープ１を走行させる方向と直交する平面における断面形状が、ワイヤロープ１を包み込むようにＵ字型に形成されている。この場合、ワイヤロープ損傷部１０が側面側に存在する場合でも、できるだけ多くの漏洩磁束が検出コイル８に鎖交して誘導起電力が大きくなるように、検出コイル８の高さがワイヤロープ１の外周径に対してオーバーハングする構成となっていることが望ましい。【００１４】
ガイドプレート６は、ステンレス等の非磁性材を材料とし、励磁用永久磁石４ａ、４ｂのＵ字溝に概ね密着するように帯板を曲げ加工し、バックヨーク３の側面とネジ止め固定され、検出コイル８の保護機能と、ワイヤロープ１を円滑に走行させるためのガイド機能を果たす。【００１５】
図３は、図２に示すワイヤロープ１の軸方向と平行な平面Ｄによりワイヤロープ及びワイヤロープ探傷装置を切断したときの断面図であり、ワイヤロープ損傷部１０が検出コイル８付近を通過するときの磁束の流れの様子を示す。永久磁石４ａから発生した主磁束９は、ワイヤロープ１を通り、永久磁石４ｂを経てバックヨーク３を通り、永久磁石４ａに戻る。ワイヤロープ１の損傷部１０が検出コイル８付近を通過する時に、損傷部１０付近から生じる局所的漏洩磁束１１が検出コイル８を鎖交するため、検出コイル８に誘導起電力が発生し損傷部１０の位置を検出することができる。【００１６】
図４は、図２に示すワイヤロープ１の軸方向と直交する平面Ｃにより励磁用永久磁石を切断したときの断面図である。図４に示すように、励磁用永久磁石４ａ、４ｂの磁極の配向方向ＭＰはそれぞれワイヤロープ１に向いている。そして、ワイヤロープ１の軸方向と直交する平面上の励磁用永久磁石４ａ、４ｂの断面の形状は、曲率半径６．２５ｍｍの円弧を有し、半径６ｍｍの断面形状を持つワイヤロープ１を包み込むようなＵ字型の形状をしている。ワイヤロープ１と励磁用永久磁石４ａ、４ｂのエアギャップが広いほど、ワイヤロープ１へ流れ込む磁束が低下する。そのため、励磁用永久磁石４ａ、４ｂの断面Ｕ字型の円弧の曲率は、ワイヤロープ断面の半径に対してガイドプレート６の厚み分を加えるだけの大きさにすることにより、上記エアギャップをできるだけ狭くすることが望ましい。また、ワイヤロープ１に流れ込まない磁束の漏れを少なくするため、励磁用永久磁石４ａ、４ｂの断面Ｕ字型の溝深さは、ワイヤロープ１の高さに対してオーバーハングさせることが望ましい。【００１７】
また、図５に示すように、励磁用永久磁石４ａ、４ｂの磁極の配向方向ＭＰがワイヤロープ１の中心軸に向くようにすると、ワイヤロープ１に流れ込まない磁束の漏れをより少なくすることができるため、なお良い。このような構成により、ワイヤロープ１の内部により多くの磁束を流すことができ、局所的漏洩磁束１１を増加させることができる。【００１８】
図６はこの発明の実施の形態１の他のワイヤロープ探傷装置を示す斜視図であり、図７は図６のワイヤロープ探傷装置の磁路部材を示す斜視図である。図６のワイヤロープ探傷装置は、バックヨーク３とバックヨーク３両端上に互いにその極性が逆になる一対の励磁用磁石を有し、ワイヤロープの軸方向所定区間に主磁路を形成する磁化器と、この所定区間内であって磁化器から磁気的に絶縁されるように配置され、ワイヤロープ損傷部１０により発生する漏洩磁束１１をワイヤロープの外側に迂回させる磁路部材７と、磁路部材７に巻回され漏洩磁束を検出する検出コイル８を備えている。磁路部材７は、ワイヤロープ１の中心軸を内包する平面で切断したときの断面が略コの字形状ないし略Ｃの字形状となっており、その断面開口部がワイヤロープ１側を向くように配設されている。また、磁路部材７は、ワイヤロープ１の外周を取り巻くように配置され、ワイヤロープ１の中心軸に直交する平面で切断したときの断面が略Ｕ字形状となっている。そして、磁路部材７には漏洩磁束を検出するための検出コイル８が巻回されている。【００１９】
図８は図６の磁路部材を有するワイヤロープ探傷装置の断面模式図であり、図９は図８の局所的漏洩磁束の流れを示す拡大図である。図に示すように、ワイヤロープ損傷部１０付近から発生した局所的漏洩磁束１１は、磁路部材７の磁束導出入面７ａから入り、断面略コの字形状の磁路部材７を通って検出コイル８を鎖交し、磁束導出入面７ｂから出てワイヤロープ１に戻る。漏洩磁束１１の大部分は強磁性体の磁路部材８を通るため、漏洩磁束１１の磁路のパーミアンスが大きくなり、非磁性の磁路に比べて漏洩磁束量を増加させることができる。さらに、漏洩磁束１１の磁路をワイヤロープ軸方向および径方向に迂回させることにより、漏洩磁束１１の磁路長を延長することができるため、検出コイル配置可能領域１３である磁路部材７内の軸方向長さ１４、径方向長さ１５が拡大し、検出コイル８のターン数の大幅な増強が可能となる。その結果、ワイヤロープ損傷部１０が検出コイル８を通過する時に磁路部材７がない場合より高い誘起電圧を得ることができ、ワイヤロープ損傷部１０の検出に必要なＳＮ比が確保できる。【００２０】
次に、この発明の実施の形態１による励磁用永久磁石の製造方法について説明する。図１０は本実施の形態１の励磁用永久磁石の製造装置を示す平面断面図（図１１のＸ−Ｘ線断面図）、図１１は同じく励磁用永久磁石の製造装置を示す側面断面図（図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図）である。【００２１】
本実施の形態の励磁用永久磁石の製造装置は、キャビティ２１を形成する非磁性部材より成る金型２０と、磁界を発生するための一対の電磁石コイル２２ａ及び２２ｂと、磁界をキャビティ２１へ集中させるための強磁性部材から成るポールピース２３と、バックヨーク２４と、キャビティ２１内に配設された鉄等の強磁性部材２５を備えている。本実施の形態による励磁用永久磁石４ａ、４ｂは、図１０及び図１１に示す製造装置を用いて、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎの磁性粉末とナイロン１２で結合されたプラスチック磁石成形材料を、金型２０内に射出成形することで製造される。プラスチック磁石成形材料を注入するキャビティ２１は、図１０に示すように、平面断面がＵ字型の強磁性部材２５と非磁性部材の金型２０により囲まれている。電磁石コイル２２ａ及び２２ｂは、キャビティ２１に注入された磁石成形材料を配向させる（磁化容易軸の方向を揃える）ための磁界発生手段である。なお、図１２及び図１３に示すように、磁界発生手段として、電磁石コイル２２ａ及び２２ｂの代わりに配向用永久磁石２６ａ及び２６ｂを配設してもよい。図１２は磁界発生手段として永久磁石を備えた製造装置の模式図であり、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線における断面図である。【００２２】
上記励磁用永久磁石の製造装置（図１０〜図１３）において、キャビティ２１に平面断面がＵ字型の強磁性部材２５を配設したので、磁界発生手段から発生した磁力線がキャビティ２１内を通って強磁性部材２５に集中するような経路をとる。すなわち、キャビティ２１内に発生する磁界は図１０又は図１２の磁力線ＭＧで示すような分布をしており、キャビティ２１内に注入されたプラスチック磁石成形材料の磁化容易軸は上記磁力線ＭＧの方向に揃えられる。このような磁化容易軸が形成されたプラスチック磁石に着磁を施すことにより、Ｕ字型の内部に向かう配向方向を有する励磁用永久磁石４ａ、４ｂを製作することができる。【００２３】
次に、この発明の実施の形態１による励磁用永久磁石の他の製造方法について説明する。図１４は本実施の形態１の励磁用永久磁石の他の製造装置を示す側面断面図、図１５は同じく励磁用永久磁石の他の製造装置を示す平面断面図（図１４のＸＶ−ＸＶ線断面図）である。【００２４】
図１４及び図１５に示す励磁用永久磁石の製造装置は、キャビティ３１を形成する金型３０と、磁界を発生するための上下一対の電磁石コイル３２ａ及び３２ｂと、磁界をキャビティ３１へ集中させるための強磁性部材から成るコア３３と、バックヨーク３４を備えている。強磁性部材から成るコア３３は、図１５に示すように、平面から見た断面形状がフィールドトラック形状をしている。励磁用永久磁石４ａ、４ｂを製造するには、まずＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粉末とナイロン１２で結合されたプラスチック磁石成形材料を、金型３０のキャビティ３１内に射出注入する。プラスチック磁石成形材料を注入するキャビティ３１は、その外周が長方形の断面形状を有する強磁性部材と、その内周がフィールドトラック状の断面形状を持つ強磁性部材により囲まれている。電磁石コイル３２ａ及び３２ｂから発生した互いに対向する磁界は、平面断面がフィールドトラック形状の強磁性部材であるコア３３を通り、キャビティ３１の位置で外周へ向かうような磁気回路が構成される。そのため、キャビティ３１内には、図１５の磁力線ＭＧで示すように平面から見て放射状（ラジアル方向）に磁界が分布しており、この磁界によってキャビティ３１内に注入された磁石成形材料の磁化容易軸は上記磁力線の方向に揃えられる。【００２５】
このような磁化容易軸が形成されたプラスチック磁石に着磁を施すことにより、フィールドトラック状の断面の中心へ向かう配向方向を有するプラスチック磁石成形体を製作することができる。そして、図１６に示すように、上記プラスチック磁石成形体を分割面ＳＰで機械加工により切断することで、１度の成形により１対の励磁用永久磁石４ａ、４ｂを製造することができ、生産性が向上する。【００２６】
また、より多くの磁束をワイヤロープ１に流すために、励磁用永久磁石４ａ、４ｂとして磁力の強い焼結磁石を使用すると効果が上がる。ここで、励磁用永久磁石４ａ、４ｂとしての焼結磁石を製造する場合の方法を説明する。まず、金型鋳造法やストリップキャスト法等により希土類系磁石合金を製造し、当該合金を水素脆性処理後にジェットミル、ボールミル、ブラウンミル等を用いて平均粒径３〜５μｍの微粉末に粉砕する。そして、この微粉末を１Ｔ以上の磁場中で金型を用いて圧縮成形して予備成形体を製作し、この予備成形体を真空熱処理炉に投入し、約１１００℃で焼結後に、約５００℃で熱処理する。そして熱処理した焼結成形体を着磁することで励磁用永久磁石４ａ、４ｂである焼結磁石を製造する。【００２７】
図１７は焼結磁石である励磁用永久磁石の製造装置を示す側面断面図（図１８のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図）、図１８は同じく焼結磁石である励磁用永久磁石の製造装置を示す側面断面図（図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図）である。図１７及び図１８において、金型４０のキャビティ４１に磁石合金の微粉末を充填する。そして、磁界発生手段である上下一対の電磁石コイル４２ａ及び４２ｂによってキャビティ４１に１Ｔ以上の磁界を発生させて上記磁性粉末を配向させると共に、パンチ４６により圧縮成形して予備成形体を製作する。このとき、キャビティ４１に側面断面がＵ字型の強磁性部材４５を配設しているので、磁界発生手段により発生した磁力線は図１７の矢印で示すようになり、キャビティ４１の磁石合金の磁化容易軸は上記磁力線の方向に揃えられる。その後、予備成形体を焼結・熱処理・着磁することで、上記プラスチック磁石と同様の配向方向を持つ励磁用焼結磁石を製造することができる。【００２８】
図１９は本実施の形態１の焼結磁石である励磁用永久磁石の他の製造装置を示す側面断面図、図２０は同じく焼結磁石である励磁用永久磁石の他の製造装置を示す平面断面図（図１９のＸＸ−ＸＸ線断面図）である。図１９及び図２０において、金型５０のキャビティ５１に磁石合金の微粉末を充填する。そして、磁界発生手段である上下一対の電磁石コイル５２ａ及び５２ｂによってキャビティ５１に１Ｔ以上の磁界を発生させて上記磁性粉末を配向させると共に、パンチ５６により圧縮成形して予備成形体を製作する。この場合、キャビティ５１は、その外周が長方形の断面形状を有する強磁性部材（金型５０）と、その内周がフィールドトラック状の断面形状を持つ強磁性部材（コア５３）により囲まれている。電磁石コイル５２ａ及び５２ｂから発生した互いに対向する磁界は、平面断面がフィールドトラック形状の強磁性部材であるコア５３を通り、キャビティ５１の位置で外周へ向かうような磁気回路が構成される。そのため、キャビティ５１内には、図２０の磁力線ＭＧで示すように平面から見て放射状（ラジアル方向）に磁界が分布しており、この磁界によってキャビティ３１内の予備成形体の磁化容易軸は上記磁力線の方向に揃えられる。このような磁化容易軸が形成された予備成形体に着磁を施すことにより、フィールドトラック状の断面の中心へ向かう配向方向を有する焼結磁石を製作することができる。そして、上記焼結磁石を機械加工により切断することで、１度の成形により１対の励磁用永久磁石４ａ、４ｂを製造することができ、生産性が向上する。【００２９】
なお、本実施の形態１の焼結磁石の製造装置において、磁界発生手段のコイルから発生する磁界は、定常磁界又はパルス磁界でもよい。パルス磁界の場合、渦電流による損失なくすため、磁性粉末を充填する型は、セラミックやゴム型など、金属以外のものを用いることが望ましい。【００３０】
図２１は本実施の形態１による永久磁石を有するワイヤロープ探傷装置により検出される漏洩磁束を示すグラフである。ここでは、直径１２ｍｍのワイヤロープ１に対して、損傷部１０を模擬するためにワイヤロープ１の側面に直径０．５ｍｍ、深さ１ｍｍのピンホールを設け、上記損傷部１０が検出コイル８の直上を通過する付近で検出コイルを鎖交する漏洩磁束のピーク値を図２１に示している。図２１には、比較例として図３２のブロック状の永久磁石５００とＵ字型の磁極片４００を組み合わせたワイヤロープ探傷装置の漏洩磁束も同時に記載している。ただし、磁石の総重量は、本実施の形態の永久磁石と比較例の永久磁石とでは同じとする。図２１から、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置を用いた場合の漏洩磁束は、比較例のワイヤロープ探傷装置に比べて非常に多いことがわかる。これは、ワイヤロープ１の内部により多くの磁束が流れ込んでいるためである。【００３１】
ワイヤロープ１内の磁束分布は直接観察することができないため、図２２に比較例のワイヤロープ探傷装置と本実施の形態のワイヤロープ探傷装置におけるワイヤロープ断面の磁束分布を有限要素法により解析した結果を示す。比較例のワイヤロープ断面の磁束密度分布に対して、本実施の形態のワイヤロープ断面の磁束密度分布が、相対的により大きい値になっていることを見れば、本実施の形態の効果は明らかである。【００３２】
図２３は、比較例と本実施の形態のワイヤロープ探傷装置における励磁用永久磁石によりワイヤロープを励磁した時の、バックヨーク、励磁用永久磁石、ワイヤロープ以外の空間中に漏れる磁束の流れを有限要素法により解析し、磁束の流れをベクトルで表した結果を示している。図では、見やすくするため、磁束の大きさに係らずベクトルの長さは一定としている。比較例では磁石から発生した磁束の流れがワイヤロープを通らず、空間中に漏れている様子が伺える。一方、本実施の形態ではベクトルの方向が反対となり、磁石から発生した磁束はより多くワイヤロープに流れ込んでいることがわかる。【００３３】
以上のように、本実施の形態によれば、ワイヤロープ１の軸方向と直交する平面で切断した断面がワイヤロープ１を包囲するような形状を有し、上記断面において少なくとも２方向以上からワイヤロープに向かう磁極の配向方向を持つ励磁用磁石４ａ、４ｂを使用することにより、ワイヤロープ１に流れ込まずに外部に漏れる磁束を少なくし、ワイヤロープ内部により多くの磁束を流すことができる。そのため、ワイヤロープ損傷部の位置にかかわらず、充分に大きな漏洩磁束を得ることができ、漏洩磁束検出部により検出する際に十分なＳＮ比を有する信号を得ることができる。【００３４】
実施の形態２．
図２４はこの発明の実施の形態２による励磁用永久磁石を示す斜視図であり、図２５は図２４の励磁用永久磁石をワイヤロープの軸方向と直交する平面で切断した断面図である。本実施の形態２における励磁用永久磁石の構成は、縦１５ｍｍ、横１５ｍｍ、高さ１５ｍｍのブロック状の永久磁石６０上に、ワイヤロープ軸方向と直交する平面で切断した断面が略Ｕ字型形状を有する磁極片５がアクリル又はエポキシ系接着剤などにより接着されている。そして、ブロック状の永久磁石６０上であって断面Ｕ字型の磁極片５の側面には、互いに極性が対抗するような、縦１５ｍｍ、横２．５ｍｍ、高さ１０ｍｍの板状の補助永久磁石１６ａ、１６ｂが配置されている。図２５に示すように、ブロック状磁石６０、板状磁石１６ａ、１６ｂともに、それぞれワイヤロープ１に向かって１方向に磁極の配向方向が揃っている。【００３５】
以上のように本実施の形態によれば、１方向の磁極の配向方向を有する磁石を複数個組み合わせ、ワイヤロープの軸方向と直交する平面で切断した断面において磁極の配向方向がワイヤロープに向かうように配置しているので、各磁石から発生してワイヤロープに流れ込まずに漏れていく磁束を少なくし、ワイヤロープ損傷部付近から発生する局所的漏洩磁束量を増加させることができ、損傷検出信号のＳＮ比を向上させることができる。【００３６】
特に、容易に加工ができるブロック状の磁石と板状の補助磁石を組み合わせることにより、ワイヤロープ１へ向かうような指向性を持つ励磁用磁石を安価に作ることができる。なお、図２６に示すように、台形の断面形状を持つ複数の永久磁石７０〜７２を組み合わせても同様の効果を奏する。【００３７】
図２７はこの発明の実施の形態２による他の例のワイヤロープ探傷装置においてガイドプレートを外したときの様子を示す斜視図である。上記実施の形態１では、励磁用磁石として、ブロック状の永久磁石６０と板状の補助磁石１６ａ及び１６ｂを組み合わせたものを示した。図２７のワイヤロープ探傷装置では、バックヨーク３両端上に互いにその極性が逆になるように励磁される一対のブロック状の励磁用電磁石１７ａ、１７ｂを備えている。そして、電磁石１７ａ上に板状の補助電磁石１８ａ、１８ｂが、電磁石１７ｂ上に板状の補助電磁石１８ｃ、１８ｄが配置されている。これら補助電磁石１８ａ及び１８ｂと、１８ｃ及び１８ｄの磁極の配向方向は、ワイヤロープ１の中心に向かう極性が、それぞれ電磁石１７ａ、１７ｂと同一となるように設定される。【００３８】
このように、永久磁石を電磁石で置き換えても、上記と同様の効果を得ることができる。この場合、電磁石への電流がＯＦＦ時には吸引力を生じないため、検査作業者がワイヤロープ探傷装置をワイヤロープに着脱する際の作業性が向上する。【００３９】
実施の形態３．
図２８及び図２９はこの発明の実施の形態３によるワイヤロープ探傷装置のガイドプレートを外したときの様子を示す斜視図である。図３０はこの発明の実施の形態３によるワイヤロープ探傷装置の励磁用永久磁石の断面図である。【００４０】
本実施の形態３におけるワイヤロープ探傷装置は、図２８に示すような、バックヨーク３と、ワイヤロープの軸方向と直交する平面で切断した断面において円弧形状を有する第１の励磁用永久磁石４ａ及び４ｂと、台座１２に設けられた検出コイル８と、ガイドプレート６から成る第１の装置と、図２９に示すような、バックヨーク３と、ワイヤロープ軸方向と直交する平面で切断した断面において円弧形状を有する第２の励磁用永久磁石４ｃ及び４ｄと、ガイドプレート６から成る第２の装置とを組み合わせたものである。そして、第１の装置と第２の装置のガイドプレート６同士は、ワイヤロープ軸方向において蝶番などで開閉可能な状態で固定されている。また、第１の永久磁石４ａ及び４ｂが接着されているガイドプレート６と、第２の永久磁石４ｃ及び４ｄが接着されているガイドプレート６がネジ止めされており、相互に脱着可能な状態となっていてもよい。【００４１】
図３０に示すように、第１の永久磁石４ａ及び４ｂと第２の磁石４ｃ及び４ｄは、ワイヤロープ１の外周を包み込むように配置されると共に、ワイヤロープの軸方向と直交する平面で切断した断面において磁極の配向方向がワイヤロープ１の中心に向かうように配置している。このように、ワイヤロープ１の中心に向かうラジアル方向の磁極の配向方向を持つので、より多くの磁束をワイヤロープ１へ流すことができる。また、ワイヤロープ１の外周を包み込むように、第１及び第２の励磁用永久磁石を配置することにより、ワイヤロープの内部により磁束を流すことができ、局所的漏洩磁束を増加させることができる。【００４２】
図３１は本実施の形態３による励磁用永久磁石を備えたワイヤロープ探傷装置を使用した場合のワイヤロープ断面の磁束分布を有限要素法により解析した結果である。第２の励磁用永久磁石４ｃ及び４ｄを備えていない図２２のワイヤロープ断面の磁束密度分布に対して、第２の励磁用永久磁石４ｃ及び４ｄが配置されている付近の磁束密度が大きくなっている。これにより、ワイヤロープ１の何れの側に損傷部が存在しても、大きな磁界を発生させることができ、ワイヤロープ損傷部の漏洩磁束をより大きくすることができる。【００４３】
以上のように、本実施の形態によれば、励磁用磁石として複数個の磁石を組み合わせ、ワイヤロープの軸方向と直交する平面で切断した各磁石断面がワイヤロープの全周を包囲するように配置され、各磁石断面において各磁石の磁極の配向方向がワイヤロープに向かうように配置されているので、ワイヤロープ１の全周にわたってより大きな漏洩磁束を得ることができ、漏洩磁束検出部により検出する際に十分なＳＮ比を有する信号を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
この発明は、ワイヤロープの破損や素線の断線を検出するワイヤロープ探傷装置として広く利用でできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年7月16日(2009.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックヨークと上記バックヨーク上に互いにその極性が逆になる一対の励磁用磁石とを有し、ワイヤロープの軸方向所定区間に主磁路を形成する磁化器と、
上記軸方向所定区間内に配置され、ワイヤロープ損傷部により発生する漏洩磁束を検出する漏洩磁束検出部を備え、
上記励磁用磁石は、上記ワイヤロープの軸方向と直交する平面で切断した断面が上記ワイヤロープを包囲するような形状に成形され、上記励磁用磁石の断面において少なくとも２方向以上から上記ワイヤロープに向かう磁極の配向方向を持つワイヤロープ探傷装置。
【請求項２】
上記励磁用磁石は、上記ワイヤロープの軸方向と直交する平面で切断した断面が上記ワイヤロープを包囲するようにＵ字型の形状に成形され、上記励磁用磁石の断面において磁極の配向方向が上記ワイヤロープに向いている請求項１に記載のワイヤロープ探傷装置。
【請求項３】
上記励磁用磁石は、上記ワイヤロープの軸方向と直交する平面で切断した断面が上記ワイヤロープを包囲するようにＵ字型の形状に成形され、上記励磁用磁石の断面において磁極の配向方向が上記ワイヤロープの中心に向いている請求項１に記載のワイヤロープ探傷装置。
【請求項４】
上記励磁用磁石として複数個の磁石を組み合わせ、上記ワイヤロープの軸方向と直交する平面で切断した各磁石断面が上記ワイヤロープの全周を包囲するように配置され、上記各磁石断面において各磁石の磁極の配向方向が上記ワイヤロープに向くように配置された請求項１に記載のワイヤロープ探傷装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明に係るワイヤロープ探傷装置は、バックヨークとバックヨーク上に互いにその極性が逆になる一対の励磁用磁石とを有し、ワイヤロープの軸方向所定区間に主磁路を形成する磁化器と、ワイヤロープの軸方向所定区間内に配置され、ワイヤロープ損傷部により発生する漏洩磁束を検出する漏洩磁束検出部を備え、励磁用磁石は、ワイヤロープの軸方向と直交する平面で切断した断面がワイヤロープを包囲するような形状に成形され、上記励磁用磁石の断面において少なくとも２方向以上からワイヤロープに向かう磁極の配向方向を持つものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明のワイヤロープ探傷装置によれば、ワイヤロープの軸方向と直交する平面で切断した断面がワイヤロープを包囲するような形状に成形され、励磁用磁石の断面において少なくとも２方向以上からワイヤロープに向かう磁極の配向方向を持つ励磁用磁石を使用することにより、ワイヤロープに流れ込まずに外部に漏れる磁束を少なくし、ワイヤロープ内部により多くの磁束を流すことができる。そのため、ワイヤロープ損傷部の位置にかかわらず、充分に大きな漏洩磁束を得ることができ、漏洩磁束検出部により損傷部を検出する際に十分なＳＮ比を有する信号を得ることができる。
【国際調査報告】
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2008093410.tif 000036
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