(57)【要約】【課題】  イコライザ滑車付近の磁気探傷を可能にする。【解決手段】  イコライザ滑車２ａ近傍のワイヤロープ１を励磁して磁気飽和状態にし、前記ワイヤロープ１の周囲に配置した磁気センサ７が漏洩磁束Φを検知することによって、前記ワイヤロープ１の損傷を検出する磁気探傷装置１０であって、非磁性体の滑車２ａからわずかにはなれた両方の位置でワイヤロープ１を励磁する磁石３ａと、ワイヤロープ１を励磁する磁石３ａの端部と前記滑車２ａとの間のワイヤロープ１の周囲に設けられ、ワイヤロープ１と対峙する内面に磁気センサ７を取り付けた磁気センサアレイ６とを有してなる。【選択図】      図２
2005164423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イコライザ滑車近傍のワイヤロープを励磁して磁気飽和状態にし、前記ワイヤロープの周囲に配置した磁気センサが漏洩磁束を検知することによって、前記ワイヤロープの損傷を検出する磁気探傷装置であって、磁性体の滑車をNまたはS極に励磁するとともに、ワイヤロープを前記滑車からわずかにはなれた位置で前記滑車と反対の磁極に励磁する磁石と、ワイヤロープを励磁する磁石の端部と前記滑車との間のワイヤロープの周囲に設けられワイヤロープと対峙する内面に磁気センサを取り付けた磁気センサアレイとを有してなることを特徴とする磁気探傷装置。
【請求項２】
イコライザ滑車近傍のワイヤロープを励磁して磁気飽和状態にし、前記ワイヤロープの周囲に配置した磁気センサが漏洩磁束を検知することによって、前記ワイヤロープの損傷を検出する磁気探傷装置であって、非磁性体の滑車からわずかにはなれた両方の位置でワイヤロープを励磁する磁石と、ワイヤロープを励磁する磁石の端部と前記滑車との間のワイヤロープの周囲に設けられワイヤロープと対峙する内面に磁気センサを取り付けた磁気センサアレイとを有してなることを特徴とする磁気探傷装置。
【請求項３】
上記磁気センサは磁界をかけると変色する磁気泳動型カプセルシートであり、上記磁気センサアレイは透明なプラスチックまたはガラス製である請求項１または請求項２記載の磁気探傷装置。
【請求項４】
ワイヤロープを励磁して磁気飽和状態にし、前記ワイヤロープの周囲に配置した磁気センサが漏洩磁束を検知することによって、前記ワイヤロープの損傷を検出する磁気探傷装置を滑車と組合せた磁気探傷装置付滑車であって、非磁性体の滑車を離れたワイヤロープを囲繞する内面がＮまたはＳ極となっているとともに、上記滑車と接触しているワイヤロープと対峙する面が上記と反対の磁極になっている磁石と、滑車と上記磁石のＮまたはＳ極との間のワイヤロープの周囲に設けられワイヤロープと対峙する内面に磁気センサを取り付けた磁気センサアレイとを有してなることを特徴とする磁気探傷装置付滑車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁力を利用してワイヤロープの断線や錆などの損傷を検出するワイヤロープの磁気探傷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エレベータ、リフト、ケーブルカー、クレーンなどに使用されているワイヤロープは、疲労や腐食などによって生じる断線や錆などの損傷は目視による外観検査が行なわれており、断線に関してはストランド毎に目視でカウントし、内部断線に関してはノギスで外径を計測してその変化から検出している。ただし、ワイヤロープの全長にわたって検査するには時間がかかりすぎるため、検査する人のノウハウにより部分的にサンプリングを行なって全長を推定している。腐食に関しても同様に外形変化および錆などの発生状況を目視で検査している。
【０００３】
しかし、目視による検査では、検査する人のノウハウにより部分的にサンプリングして行なっているので、個人的にばらつきがあり、検査精度が十分でない。そこで近年、磁気センサを用いた磁気探傷装置が開発され、傷の程度を定量的に計測するようになってきている。
【０００４】
この磁気探傷装置としては、たとえば、特許文献１に示されるような構造となっている。図８ないし図１０は特許文献１に示された鋼索用磁気探傷装置の説明図である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１１６１８７号公報
【０００６】
図８（Ａ）は特許文献１に示された磁気探傷装置の構成概略図である。図８（Ｂ）は漏洩磁束検出器の拡大縦断面図である。図９は回路図である。図１０は測定結果を示す波形図である。これらの図において、磁気探傷装置ａは、被測定物であるワイヤロープｂを励磁するための励磁器ｃと、ワイヤロープｂの損傷によって生じる漏洩磁束を検出する漏洩磁束検出器ｄとを備えた探傷装置本体ｅが電源装置ｆに接続され、漏洩磁束検出器ｄには、制御回路ｇ、制御回路ｇからの検出信号を増幅する増幅器ｈ、増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器ｉ、そしてデジタル信号を入力してデータ解析を行なうコンピュータｊが順に接続されている。
【０００７】
励磁器ｃは、探傷装置本体ｅの長手方向の両端に配置した複数の永久磁石の積層体からなり、この積層体を構成する永久磁石としては、たとえば、サマリウム、セリウム、プラセオジミウムなどの希土類元素と、コバルトなどの遷移元素などの合金からなる極めて強力な磁力を発揮する、いわゆる希土類遷移元素磁石を用いることができる。そして、積層体は、先端の磁極部ｋ、ｋの一方がＮ極、他方がＳ極となっており、ワイヤロープｂを均等、かつ、迅速に磁化させることができる。
【０００８】
また、漏洩磁束検出器ｄは、両磁極ｋ、ｋの間に位置するワイヤロープｂの全周を囲うように設置され、漏洩磁束検出器ｄの内面には、図８（Ｂ）に示すように、複数の磁気センサｍが、適宜の周間隔を有して配置されている。磁気センサｍとしては、通常、ホール素子が用いられる。
【０００９】
そして、これらの磁気センサｍからのアナログ検出信号は、図９に示すように、個々に増幅器ｈによって増幅され、さらにＡ／Ｄ変換器ｉによってそれぞれデジタル信号に変換されて、コンピュータｊで解析される。
【００１０】
磁気探傷装置aを用いたワイヤロープｂの探傷手順は、次のとおりである。まず、探傷装置本体ｅに、被測定物となるワイヤロープｂを通し、電源装置ｆのスイッチを入れて励磁器ｃを作動させてワイヤロープｂを飽和状態になるまで磁化させる。次に、電源装置ｆから直流電流を制御回路ｇに流し、漏洩磁束検出器ｄを作動させる。ワイヤロープｂに断線などのような損傷個所があれば漏洩磁束が発生するので、漏洩磁束検出器ｄに取り付けられた磁気センサｍがそれを検出し、電圧を発生させる。こうして発生した電圧による検出信号を、各磁気センサｍ毎にそれぞれ増幅器ｈで増幅し、さらにＡ／Ｄ変換器ｉでデジタル信号に変換して、コンピュータｊに入力する。その後、コンピュータｊの演算装置によって、検出信号から形成された、図１０（Ｂ）に示す波形から、図１０（Ａ）に示すあらかじめ測定してある基線振幅ａ１を取り除いて、図１０（Ｃ）に示すように、ワイヤロープｂの損傷部から得られた損傷波形ｂ１、ｂ２のみを算出して表示させる。
【００１１】
このように、磁気センサｍによって基線振幅ａ１（ストランドノイズ）が検出されるのは、図１１に示すように、正常なワイヤロープｂであっても、飽和状態に励磁されたワイヤロープｂから漏洩する磁束Φは、ワイヤロープｂの周囲でむらがり、ワイヤロープｂの山部ｂ３では小さく谷部ｂ４では大きい。これを磁気センサｍで検知するので、ワイヤロープｂの長手方向の移動により、図１０（A）に示すように、周期的な波形a１が現れる。
【００１２】
基線振幅ａ１は、被測定物であるワイヤロープｂの大きさや撚り具合および励磁器ｃの励磁力や磁気センサｍの取り付け位置など、さまざまな測定緒元によって異なるので、所定の測定緒元にしたがってあらかじめ測定を行ない、基線振幅ａ１の波形をコンピュータｊに記憶させておく。
【００１３】
以上のようにして、測定波形から基線振幅ａ１を除去することによって、基線振幅ａ１の中に隠れて検出できない、図１０（B）の損傷波形ｂ１、ｂ２のような波形が検出可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ジブクレーンや橋型クレーンの起伏用ワイヤロープにはイコライザシーブ（滑車）がある。図７は橋型クレーンの起伏動作を支持している起伏ロープの掛け方の説明図である。図のイコライザシーブ（滑車）部は２個の起伏ドラムから出たワイヤロープの中立部に位置し、起伏ドラムを回転させても原則的にはイコライザ滑車は回転しない。すなわち、イコライザ滑車は２個の起伏ドラムから出たワイヤロープの張力差と左右のワイヤロープの伸びの差のバランスをとるための滑車で、ワイヤロープの伸びの差がなければほとんど回転せず、常にワイヤロープの同じ位置がイコライザ滑車に接触していることになる。
【００１５】
ところが、図８〜図１０を用いて説明した従来のワイヤロープの磁気探傷装置では、直近まで近づけないのでイコライザ滑車に接触しているワイヤロープは勿論、イコライザ滑車付近のワイヤロープについても、ワイヤロープの損傷を検知することができない。
【００１６】
本発明は従来技術のかかる問題点に鑑み案出されたもので、イコライザ滑車付近のワイヤロープの損傷を検知することができるワイヤロープの磁気探傷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため請求項１記載発明のワイヤロープの磁気探傷装置は、イコライザ滑車近傍のワイヤロープを励磁して磁気飽和状態にし、前記ワイヤロープの周囲に配置した磁気センサが漏洩磁束を検知することによって、前記ワイヤロープの損傷を検出する磁気探傷装置であって、磁性体の滑車をNまたはS極に励磁するとともに、ワイヤロープを前記滑車からわずかにはなれた位置で前記滑車と反対の磁極に励磁する磁石と、ワイヤロープを励磁する磁石の端部と前記滑車との間のワイヤロープの周囲に設けられワイヤロープと対峙する内面に磁気センサを取り付けた磁気センサアレイとを有してなるものである。
【００１８】
また、請求項２記載発明のワイヤロープの磁気探傷装置は、イコライザ滑車近傍のワイヤロープを励磁して磁気飽和状態にし、前記ワイヤロープの周囲に配置した磁気センサが漏洩磁束を検知することによって、前記ワイヤロープの損傷を検出する磁気探傷装置であって、非磁性体の滑車からわずかにはなれた両方の位置でワイヤロープを励磁する磁石と、ワイヤロープを励磁する磁石の端部と前記滑車との間のワイヤロープの周囲に設けられワイヤロープと対峙する内面に磁気センサを取り付けた磁気センサアレイとを有してなるものである。
【００１９】
上記磁気センサは磁界をかけると変色する磁気泳動型カプセルシートであり、磁気センサアレイは透明なプラスチックまたはガラス製であっても良い。
【００２０】
さらに、請求項４記載発明の磁気探傷装置付滑車は、ワイヤロープを励磁して磁気飽和状態にし、前記ワイヤロープの周囲に配置した磁気センサが漏洩磁束を検知することによって、前記ワイヤロープの損傷を検出する磁気探傷装置を滑車と組合せた磁気探傷装置付滑車であって、非磁性体の滑車を離れたワイヤロープを囲繞する内面がＮまたはＳ極となっているとともに、上記滑車と接触しているワイヤロープと対峙する面が上記と反対の磁極になっている磁石と、滑車と上記磁石のＮまたはＳ極との間のワイヤロープの周囲に設けられワイヤロープと対峙する内面に磁気センサを取り付けた磁気センサアレイとを有してなるものである。
【００２１】
次に本発明の作用を説明する。イコライザ滑車ではワイヤロープは滑車との間で相対運動がないので、直近まで近づけない従来の磁気探傷装置では滑車近傍での損傷の検知ができないのに対して、請求項１記載発明のワイヤロープの磁気探傷装置は、磁石によって磁性体のイコライザ滑車がNまたはS極に励磁され、イコライザ滑車からわずかにはなれた位置でワイヤロープが上記と反対の磁極に励磁されていて、磁気飽和状態になっているので、その間でワイヤロープに断線などの損傷があると、漏洩磁束が大きくなり、磁気センサによって損傷の有無を検知することができる。各磁気センサをワイヤロープの各ストランドと１対1に対応させておけば、どのストランドに損傷が生じたかを検知できる。なお、漏洩磁束は損傷個所で最も大きいが、その前後にも漏洩磁束が大きい範囲があるので、損傷個所が磁気センサからある程度離れていても損傷を検知することができ、したがって、イコライザ滑車近傍のワイヤロープの損傷を検知することができる。
【００２２】
請求項２記載発明のワイヤロープの磁気探傷装置が、請求項１記載の発明と異なる点はイコライザ滑車の材質である。すなわち、請求項１記載の発明では、イコライザ滑車は磁性体であるのに対し、請求項２記載の発明では非磁性体である。したがって、請求項１記載の発明ではイコライザ滑車に接触している部分ではワイヤロープを磁気飽和状態にすることができないのに対し、請求項２記載の発明ではイコライザ滑車に接触している部分でもワイヤロープを磁気飽和状態にすることができ、イコライザ滑車に接触している部分も含めてイコライザ滑車近傍のワイヤロープの損傷の検知をすることができる。
【００２３】
上記２つの発明において、磁気センサはたとえばホール素子などを使用し、出力は増幅器、フィルタ、A/D変換機、信号処理部、記録装置などに接続し損傷を検知することになる。一方、  請求項３記載発明のワイヤロープの磁気探傷装置では、磁気センサは磁界をかけると変色する磁気泳動型カプセルシートなので、漏洩磁束を直接目視によって確認することができ、電源や増幅器、フィルタ、A/D変換機、信号処理部、記録装置などが不要になる。
【００２４】
さらに、  請求項４記載発明の磁気探傷装置付滑車は、イコライザ滑車に限らず通常の定滑車または動滑車に適用することができるものであり、磁気探傷装置の取り付けの容易化がはかれる。
【発明の効果】
【００２５】
以上述べたように、請求項１ないし請求項３記載発明のワイヤロープの磁気探傷装置は、通常の磁気探傷装置では検知することのできないイコライザ滑車近傍のワイヤロープの損傷の検知をすることができるという優れた効果を有する。請求項４記載発明の磁気探傷装置付滑車は、磁気探傷装置の取り付けの容易化がはかれるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は請求項１記載発明のワイヤロープの磁気探傷装置の図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。図において、１はワイヤロープ、２は磁性体のイコライザ滑車である。３はワイヤロープ１を磁気飽和状態にする磁石であり、図のように２個設けられている。磁石３は永久磁石であっても、電磁石であっても良い。４はイコライザ滑車を両側から支持するブラケットである。５は２個の磁石３の下端同士を連結する連結部材であり、中央でブラケット４の下端に固着されている。磁石３は側面視で外形がコ字状をしていて、下端は連結部材５に固着されており、上端はワイヤロープ１を挿通する丸孔があけられている。
【００２８】
６は半円形の磁気センサアレイであって、ワイヤロープ１と対峙する内面に磁気センサ７が取り付けられている。磁気センサアレイ６は磁石３の上端部と前記イコライザ滑車２との間のワイヤロープ１の周囲に設けられており、ブラケット４によって支持されている。１０は磁気探傷装置である。
【００２９】
次に本実施例の作用を説明する。イコライザ滑車２ではワイヤロープ１は滑車２との間で相対運動がないので、直近まで近づけない従来の磁気探傷装置では滑車２近傍での損傷の検知ができないのに対して、実施例１のワイヤロープの磁気探傷装置は、磁石３によって磁性体のイコライザ滑車２がS極に励磁され、イコライザ滑車２からわずかにはなれた位置でワイヤロープ１がＮ極に励磁されていて、磁気飽和状態になっているので、その間でワイヤロープ１に断線などの損傷があると、漏洩磁束Φが大きくなり、磁気センサ７によって損傷の有無を検知することができる。各磁気センサ７をワイヤロープ１の各ストランドと１対1に対応させているので、どのストランドに損傷が生じたかを検知できる。なお、漏洩磁束Φは損傷個所で最も大きいが、その前後にも漏洩磁束が大きい範囲があるので、損傷個所が磁気センサ７からある程度離れていても損傷を検知することができ、したがって、イコライザ滑車２近傍のワイヤロープ１の損傷を検知することができる。
【実施例２】
【００３０】
図２は請求項２記載発明のワイヤロープの磁気探傷装置の図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。本図において、図１と共通する部分には同一の符号を付しており、重複した説明は省略する。図において、２ａは非磁性体のイコライザ滑車である。３ａは非磁性体の滑車２ａからわずかにはなれた両方の位置でワイヤロープ１を磁気飽和状態に励磁する磁石である。磁石３ａは平面視で外形がコ字状をしており、両端にワイヤロープ１が挿通する丸孔が穿設されていて、一端がN極、他端がS極になっている。
【００３１】
次に本実施例の作用を説明する。実施例2のワイヤロープの磁気探傷装置が、実施例１の発明と異なる点はイコライザ滑車２の材質である。すなわち、実施例１記載の発明では、イコライザ滑車２は磁性体であるのに対し、実施例２記載の発明では非磁性体である。したがって、実施例１記載の発明ではイコライザ滑車２に接触している部分ではワイヤロープ１を磁気飽和状態にすることができないのに対し、実施例２記載の発明ではイコライザ滑車２ａに接触している部分でもワイヤロープ１を磁気飽和状態にすることができ、イコライザ滑車２ａに接触している部分も含めてイコライザ滑車２ａ近傍のワイヤロープ１の損傷の検知をすることができる。
【実施例３】
【００３２】
図３は請求項４記載発明の磁気探傷装置付滑車の図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。本図においても、図１または図2と共通する部分には同一の符号を付しており、重複した説明は省略する。３ｂはワイヤロープ１を励磁して磁気飽和状態にする磁石である。磁石３ｂは側面視コ字状のものを2個向かい合わせに抱き合わせた形状をしており、上端は非磁性体の滑車２ａを離れたワイヤロープ１を囲繞する内面がS極になっており、下端は上記滑車２ａと接触しているワイヤロープ１と対峙する面がＮ極になっている。１５は磁気探傷装置付滑車である。
【００３３】
次に本実施例の作用を説明する。本発明の磁気探傷装置付滑車はイコライザ滑車に限らず通常の定滑車または動滑車に適用することができるものであり、磁気探傷装置の取り付けの容易化がはかれる。
【実施例４】
【００３４】
図４は請求項３記載発明のワイヤロープの磁気探傷装置の図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。本図において、図１ないし図3と共通する部分には同一の符号を付しており、重複した説明は省略する。本図において、６ａはワイヤロープ１と対峙する内面に磁気センサ７ａを取り付けた磁気センサアレイであり、透明なプラスチックまたはガラス製である。磁気センサ７ａは磁界をかけると変色する磁気泳動型カプセルシートである。磁気泳動型カプセルシートとは先端と側面の色が異なる針状磁粉を封入したマイクロカプセルを透明なフィルムに均一に敷き詰め、シート状にしたもので、磁場に応じてマイクロカプセル内で針状磁粉が回転し色調が変化して漏洩磁束を検知することができる。
【００３５】
次に本実施例の作用を説明する。磁気センサ７ａは磁界をかけると変色する磁気泳動型カプセルシートなので、漏洩磁束を直接目視によって確認することができ、電源や増幅器、フィルタ、A/D変換機、信号処理部、記録装置などが不要になる。
【００３６】
図5は本発明のワイヤロープの磁気探傷装置で得られた計測データを示すグラフであり、横軸に時間ｔ、縦軸に漏洩磁束Φをとっている。図６はプローブ（磁気探傷装置）１０からの信号の処理装置１４の説明図である。本図において、８は磁気センサアレイ６からの信号を増幅する増幅器、９はノイズを除去するフィルタ、１１はアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１２は信号処理部であり、たとえば、信号の値を所要の閾値と比較し、それより大きい場合に断線の警報を発したりする機能を有するものであってもよい。１３は信号の記録装置である。
【００３７】
図5ではワイヤロープ１のストランド数が３であり、それに対応する磁気センサが、センサＡ、センサＢ、センサＣである場合について図示している。信号処理部１２が磁気センサアレイ６からの信号を取得し、キャリブレーションにより予め決定された断線信号の閾値と比較して閾値以上の信号を抽出する。抽出された閾値以上の信号の個所が断線個所と診断される。図のように、センサＡ、センサＢについては漏洩磁束Φはほとんど変化していないが、センサＣについては漏洩磁束Φは経過時間とともに増加していて、ある時間を過ぎると閾値を超える。したがって、センサＣに対応するストランドに断線があると判断する。
【００３８】
本発明は以上述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。たとえば、図１ないし図４において、ワイヤロープは滑車に１８０度巻きついているものとして示されているが、図７に示すように９０度巻きついた状態であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】請求項１記載発明の磁気探傷装置の図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図２】請求項２記載発明の磁気探傷装置の図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図３】請求項４記載発明の磁気探傷装置付滑車の図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図４】請求項３記載発明の磁気探傷装置の図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図５】本発明のワイヤロープの磁気探傷装置で得られた計測データを示すグラフである。
【図６】プローブ（磁気探傷装置）からの信号の処理装置の説明図である。
【図７】橋型クレーンの起伏動作を支持している起伏ロープの掛け方の説明図である。
【図８】従来の磁気探傷装置の構成概略図である。
【図９】従来の磁気探傷装置の回路図である。
【図１０】従来の磁気探傷装置の測定結果を示す波形図である。
【図１１】ワイヤロープまわりの漏洩磁束の分布を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１                ワイヤロープ
２、２ａ          滑車
３、３ａ、３ｂ    磁石
６、６ａ          磁気センサアレイ
７、７ａ          磁気センサ
【図１】
2005164423.tif 000003
【図２】
2005164423.tif 000004
【図３】
2005164423.tif 000005
【図４】
2005164423.tif 000006
【図５】
2005164423.tif 000007
【図６】
2005164423.tif 000008
【図７】
2005164423.tif 000009
【図８】
2005164423.tif 000010
【図９】
2005164423.tif 000011
【図１０】
2005164423.tif 000012
【図１１】
2005164423.tif 000013