(57)【要約】【課題】ワイヤロープ走行時の摩擦負荷が小さく、磁極の磨耗が少なく、検出感度がワイヤロープの移動速度の影響を受け難く、且つ交流電源を必要としないワイヤロープ探傷装置を得ることである。【解決手段】２つの脚部と分割部がある胴部とを有するコ字形状のバックヨークと、２つの脚部の端部に設けられた励磁磁極と、２つの脚部間に設置された一対の検出磁芯と、一対の検出磁心に検出コイルを巻回して形成された一対の検出磁極と、一対の検出磁芯の隙間に設けられたローラと、分割部に設けられ、且つ外周面に永久磁石を備えた磁石ロータと、ローラの回転を磁石ロータに伝達させる回転伝達機構とを備えたものである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に設けられた平行に突出する２つの脚部と分割部が設けられた胴部とを備えたコ字形状のバックヨークと、上記バックヨークの２つの脚部の端部に設けられた、検査対象のワイヤロープに細隙を設けて配置する励磁磁極と、上記バックヨークの２つの脚部の間に、隙間をあけ対向して設置された一対の検出磁芯と、上記一対の検出磁心に検出コイルを巻回して形成された、上記検査対象のワイヤロープを細隙を設けて挟む一対の検出磁極と、上記一対の検出磁芯の隙間に設けられた、上記検査対象のワイヤロープに接触するローラと、上記バックヨークの胴部における上記分割部に設けられ、且つ外周面に永久磁石を備えた磁石ロータと、上記ローラの回転を上記磁石ロータに伝達し、上記磁石ロータを回転させる回転伝達機構とを備えたことを特徴とするワイヤロープ探傷装置。
【請求項２】
回転伝達機構が、ローラの側面に配設されたローラ用ギアと、磁石ロータの側面に配設された磁石ロータ用ギアと、上記ローラ用ギアと上記磁石ロータ用ギアとに噛み合う回転伝達ギアとで形成されたことを特徴とする請求項１に記載のワイヤロープ探傷装置。
【請求項３】
回転伝達機構が、ローラ内面に設けられたローラ用ギアと、外周面に永久磁石を備え、バックヨークの第１の分割部に設けられた第１の磁石ロータの側面に配設され、且つ上記ローラ用ギアと噛み合う第１の磁石ロータ用ギアと、外周面に永久磁石を備え上記バックヨークの第２の分割部に設けられた第２の磁石ロータの側面に配設され、且つ上記ローラ用ギアと噛み合う第２の磁石ロータ用ギアとで形成された遊星歯車構造であることを特徴とする請求項１に記載のワイヤロープ探傷装置。
【請求項４】
回転伝達機構が、ローラの側面に配設されたローラ用ギアと、磁石ロータの側面に配設され、且つ上記ローラ用ギアと噛み合う磁石ロータ用ギアとで形成されたことを特徴とする請求項１に記載のワイヤロープ探傷装置。
【請求項５】
回転伝達機構が、ローラの側面に配設され、且つ多極に着磁したローラロータ用永久磁石を外周面に備えたローラロータと、多極着磁された磁石ロータ用永久磁石を外周面に備えた磁石ロータとで形成され、上記ローラロータ用永久磁石に対して上記磁石ロータ用永久磁石が細隙を設けて配置されていることを特徴とする請求項１に記載のワイヤロープ探傷装置。
【請求項６】
ローラロータまたは磁石ロータが、極数の異なる複数のドーナツ状の永久磁石を外周部に備えていることを特徴とする請求項５に記載のワイヤロープ探傷装置。
【請求項７】
永久磁石が、ラジアル異方性リング磁石、極異方性リング磁石または直線異方性リング磁石のいずれかであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項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】
本発明は、長尺の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に関するものであり、特に、漏洩磁束によってワイヤロープの損傷を検出するワイヤロープ探傷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
漏洩磁束によってワイヤロープの損傷を検出するワイヤロープ探傷装置は、永久磁石または電磁石を用いた磁化器により検査対象となるワイヤロープに磁束を通過させる。磁束が通過しているワイヤロープは、損傷があるとその部分から漏洩磁束が発生するので、検出部である誘導コイルで、漏洩磁束により発生する誘導起電力を検出して探傷する。
例えば、短冊状のヨークの両端に固定された一対の永久磁石からなる磁化器と、磁化器の一対の永久磁石と結合する基部と基部の先端に設けた磁極片と磁極片間に架橋・固定されたＵ字状ガイドとＵ字状ガイドの内面側に設けられた誘導コイルとからなるプローブとで構成されたワイヤロープの損傷検出器が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、間隔をおいてほぼ平行に突出する３つの脚部を有し、両側脚部が励磁磁極として機能し、中央脚部が検出磁極として機能するＥ字形状の鉄心と、鉄心の胴部に巻回され、且つ交流電源に接続された励磁用コイルと、中央脚部に巻回された検出用コイルとを備えたワイヤロープ探傷装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２１０９６８号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】特開平１０−１９８５２号公報（第２〜３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のワイヤロープの損傷検出器は、Ｕ字状ガイド部にワイヤロープを嵌めこみ、磁化器の一対の永久磁石により直流磁界を印加して磁気飽和されたワイヤロープをプローブに対して相対移動させて損傷部を検出している。
そのため、強く誘導励磁されたワイヤロープが、Ｕ字状ガイドに吸引されてＵ字状ガイドと擦れるので、Ｕ字状ガイドが激しく磨耗するとともに、ワイヤロープの摩擦負荷が大きくなるとの問題があった。
また、損傷部検出の誘導コイルに発生する誘導起電力は、ワイヤロープ損傷部が誘導コイルを通過する速度、すなわちワイヤロープの移動速度に比例するため、ワイヤーロープの移動速度が低い場合には検出感度が低下してしまうとの問題があった。
【０００５】
特許文献２に記載のワイヤロープ探傷装置は、Ｅ字形状の鉄心の胴部に巻回された励磁用コイルに交流を流し、励磁磁極として機能する両側脚部からワイヤロープに交流磁界を印加している。
このワイヤロープ探傷装置は、ワイヤロープに交流磁界を印加しているので、ワイヤロープの誘導励磁による吸引力は非常に小さくなり、磁極部の磨耗やワイヤロープの摩擦負荷は軽減される。また、交流磁界の周波数を上げることで、ワイヤロープの移動速度が低くても高い検出感度を得ることができる。
しかし、このワイヤロープ探傷装置は、励磁用コイルに交流電源を接続することにより、ワイヤロープに交流磁界を印加しているので、外部電源の設置スペースが必要であるとともに外部電源を用いることによるコストの増加があるとの問題があった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、ワイヤロープ走行時の摩擦負荷が小さく、ガイド部、励磁磁極、検出磁極などの磨耗が少ないとともに、検出感度がワイヤロープの移動速度の影響を受け難く、且つ交流電源を必要としないワイヤロープ探傷装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係わるワイヤロープ探傷装置は、両端に設けられた平行に突出する２つの脚部と分割部が設けられた胴部とを備えたコ字形状のバックヨークと、バックヨークの２つの脚部の端部に設けられた、検査対象のワイヤロープに細隙を設けて配置する励磁磁極と、バックヨークの２つの脚部の間に、隙間をあけて対向して設置された一対の検出磁芯と、一対の検出磁心に検出コイルを巻回して形成された、検査対象のワイヤロープを細隙を設けて挟む一対の検出磁極と、一対の検出磁芯の隙間に設けられた、検査対象のワイヤロープに接触するローラと、バックヨークの胴部における分割部に設けられ、且つ外周面に永久磁石を備えた磁石ロータと、ローラの回転を磁石ロータに伝達し、磁石ロータを回転させる回転伝達機構とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係わるワイヤロープ探傷装置は、両端に設けられた平行に突出する２つの脚部と分割部が設けられた胴部とを備えたコ字形状のバックヨークと、バックヨークの２つの脚部の端部に設けられた、検査対象のワイヤロープに細隙を設けて配置する励磁磁極と、バックヨークの２つの脚部の間に、隙間をあけて対向して設置された一対の検出磁芯と、一対の検出磁心に検出コイルを巻回して形成された、検査対象のワイヤロープを細隙を設けて挟む一対の検出磁極と、一対の検出磁芯の隙間に設けられた、検査対象のワイヤロープに接触するローラと、バックヨークの胴部における分割部に設けられ、且つ外周面に永久磁石を備えた磁石ロータと、ローラの回転を磁石ロータに伝達し、磁石ロータを回転させる回転伝達機構とを備えたものであり、ワイヤロープの摩擦負荷が小さい、励磁磁極や検出磁極の磨耗負荷がない、ワイヤロープ走行速度にかかわらず高い検出感度を保持する、そして、交流磁界を発生させるための交流電源が不要であるとの効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１.
図１は本発明の実施の形態１に係わるワイヤロープ探傷装置を示す正面模式図（ａ）と側面模式図（ｂ）とである。
図２は図１（ａ）に示すワイヤロープ探傷装置におけるＡ−Ａ断面図であり、図３は図１（ａ）に示すワイヤロープ探傷装置におけるＢ−Ｂ断面図である。
図４は図１（ｂ）に示すワイヤロープ探傷装置におけるＣ−Ｃ断面図であり、図５は図１（ｂ）に示すワイヤロープ探傷装置におけるＤ−Ｄ断面図である。
図６は図２に示すワイヤロープ探傷装置におけるＥ−Ｅ断面図である。
図１から図６に示すように、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置１００は、アルミニウムやステンレスなどの非磁性の金属あるいはプラスチックス材料からなり、且つ間隔をおいてほぼ平行に突出する３つの脚部を有するＥ字形状のケース１内に、鉄等の強磁性体材料からなるバックヨーク２と、永久磁石３を外周面に備え、回転可能に設置された円形の磁石ロータと、ワイヤロープ９０の損傷を検出する検出部と、探傷時にワイヤロープ９０と接して回転するローラ４と、ローラ４の回転を磁石ロータの回転に伝達する回転伝達機構が納められている。
【００１０】
本実施の形態のバックヨーク２は、図４（ケースは表示せず）と図５（ケースは表示せず）とに示すように、両端に平行に突出する２つの脚部を有するコ字形状をしており、その胴部で３個に分割されている。すなわち、バックヨーク２は、一端側にある脚部と胴部とからなるＬ字形の第１のバックヨーク２１と他端側にある脚部と胴部とからなるＬ字形の第２のバックヨーク２２と胴部の中央部にある第３のバックヨーク２３とで構成されている。
図３に示すように、第１のバックヨーク２１の脚部の端部は、ワイヤロープ９０に沿うようにＵ字状となっており、この部分がワイヤロープ９０に磁界を印加する励磁磁極５として作用する。そして、図示していないが、第２のバックヨーク２２の脚部の端部も、第１のバックヨーク２１の脚部の端部と同様に、ワイヤロープ９０に沿うようにＵ字状となっており、この部分もワイヤロープ９０に磁界を印加する励磁磁極５として作用する。
そして、励磁磁極５からワイヤーロープ９０にできるだけ多くの磁界を流すため、U字状の励磁磁極５は、ワイヤロープ９０に対してオーバーハングする構造であることが望ましい。
また、第１のバックヨーク２１と第２のバックヨーク２２との各励磁磁極５の形状に対応したケース１の側面部もＵ字状となっている。
【００１１】
また、第１のバックヨーク２１と第３のバックヨーク２３との分割部には、外周面に永久磁石３を備えた第１の磁石ロータ６が設置され、第２のバックヨーク２２と第３のバックヨーク２３との分割部には、外周面に永久磁石３を備えた第２の磁石ロータ７が設置されている。そして、バックヨーク２の永久磁石３に対向する面は、磁石ロータの外周面に設けられた永久磁石３の１つの極の円弧長さ（磁石の磁極長）程度とするのが望ましい。バックヨーク２の永久磁石３に対向する面が、磁石の磁極長より大きすぎると、バックヨーク２の永久磁石３と対抗する面に、Ｎ極とＳ極との両方が存在することになり、ワイヤロープ９０に印加する磁界を弱くしてしまう。
【００１２】
本実施の形態の永久磁石３は、希土類系永久磁石であり、且つ図４と図５とに示すように、形状がドーナツ状で、円形の第１の磁石ロータ６と円形の第２の磁石ロータ７との外周面に設置されている。本実施の形態で用いられる永久磁石３は、ドーナツ状の中心から外周面方向に着磁させた２極のラジアル異方性リング磁石であり、図においてＮと記した部分はバックヨーク２と対向する面がＮ極を形成し、Ｓと記した部分はバックヨーク２と対向する面がＳ極を形成している（この後の図において永久磁石に記されたＮおよびＳも同様である）。
また、第１の磁石ロータ６の側面には円筒状の第１の磁石ロータ用ギア８が、第２の磁石ロータ７の側面には円筒状の第２の磁石ロータ用ギア９が、各々エポキシ系の接着剤などで固定されている。外周面に永久磁石３を備えた第１の磁石ロータ６は、第１の磁石ロータ用ギア８とともに第１の磁石ロータ用回転軸１０でケース１に回転可能に保持されている。また、外周面に永久磁石３を備えた第２の磁石ロータ７は、第２の磁石ロータ用ギア９とともに第２の磁石ロータ用回転軸１１でケース１に回転可能に保持されている。
【００１３】
また、各磁石ロータ６，７に備えられた永久磁石３よるバックヨーク２の励磁効率を向上させるため、バックヨーク２の分割面は永久磁石３に近ずける必要がある。そのため、バックヨーク２の分割面、すなわち、第１のバックヨーク２１と第２のバックヨーク２２との胴部の端部および第３のバックヨーク２３の両端部は、永久磁石３が２極であるので、ドーナツ状の永久磁石３の外周面の径より少し大きい径の同心円の半円として凹ましてある。
また、第１と第２との磁石ロータ６，７には鉄などの強磁性体が用いられ、第１と第２との磁石ロータ用ギア８，９には、鉄系のゴミなどの付着防止やワイヤロープ９０を励磁する磁界の乱れ防止のため、非磁性の材料が好ましく、例えばアルミニウムやステンレスなどの非磁性の金属あるいはプラスチックス材料が用いられる。
【００１４】
本実施の形態の検出部は、図２と図４と図６とに示すように、ケース１の中央の脚部の内側に設けられている。検出部は、ケース１の中央の脚部の両側の各内壁に沿うとともに、隙間を設けて対向する一対の検出磁芯１２と、一対の検出磁芯１２の各々に巻回され直列に接続された一対の検出コイル１３とで構成されている。
検出コイル１３が巻回され、且つワイヤロープ９０に細隙を設けて沿う一対の検出磁芯１２の部分は、U字状となるように凹んでおり、この部分が検出磁極１４となっている。
本実施の形態では、検出磁芯１２にはアルミニウムやステンレスなどの非磁性の金属が用いられるが、検出コイル１３に、より多くの漏洩磁束を鎖交させるため、検出コイル１３の巻回部の内側には鉄などの強磁性体を配置しても良い。
また、検出コイル１３は、増幅器（図示せず）につながっている。
【００１５】
本実施の形態のローラ４は、図２と図４とに示すように、一対の検出磁芯１２の間に設けられ、ローラ４の側面には円筒状のローラ用ギア１５が配設されている。ローラ４とローラ用ギア１５とは、一体に形成されるか、あるいはネジや接着剤などにより結合されており、同軸のローラ用回転軸１６で、ケース１に回転可能に保持されている。
ローラ４は、ワイヤロープ９０と接触できるように配置されており、ワイヤーロープ９０の長手方向の走行により、回転するようになっている。そして、ローラ４のワイヤロープ９０と接触する面は、ワイヤロープ９０が走行中にばたつくのを防止するため、ワイヤロープ９０に沿うような形状となっている。
【００１６】
また、ワイヤロープが接触して、励磁磁極５と検出磁極１４とが磨耗するのを防止するため、ワイヤロープ９０がローラ４に接触した時、ワイヤロープ９０とＵ字状の励磁磁極５との間、ならびにワイヤロープ９０と検出磁極１４との間に所定の細隙が保てるようにしてある。
本実施の形態では、ローラ４もローラ用ギア１５も、鉄系のゴミなどの付着防止やワイヤロープ９０を励磁する磁界の乱れ防止のため、例えば、アルミニウムやステンレスなどの非磁性の金属やプラスチックス材料が用いられる。プラスチックス材料を用いると、ローラ４とローラ用ギア１５とを一体成形で形成できる。
特に、ローラ４の外周には、走行時にワイヤロープ９０が滑り、ローラ４の回転が不規則になるのを防止するため、ウレタンやゴムなどが設けられている。
【００１７】
本実施の形態の回転伝達機構は、図２と図４とに示すように、ローラ用ギア１５と、第１の磁石ロータ用ギア８と、第２の磁石ロータ用ギア９と、ローラ用ギア１５と第１の磁石ロータ用ギア８との各々に噛み合うように設置された円筒状の第１の回転伝達ギア１７と、ローラ用ギア１５と第２の磁石ロータ用ギア９との各々に噛み合うように設置された円筒状の第２の回転伝達ギア１８とで構成されている。
そして、第１の回転伝達ギア１７は第１の回転伝達ギア用回転軸１９で、第２の回転伝達ギア１８は第２の回転伝達ギア用回転軸２０で、回転可能に保持され、第１と第２との回転伝達ギア用回転軸１９，２０の各々は、片持ちの状態でケース１に取り付けられている。
【００１８】
また、ローラ用ギア１５の歯数は、第１と第２との回転伝達ギア１７，１８の歯数より多く、ローラ用ギア１５の外径は、第１と第２との回転伝達用ア１７，１８の外径より大きくしてある。そして、第１と第２との磁石ロータ用ギア８，９と，第１と第２との回転伝達ギア１７，１８とは、歯数および外径が同じである。
このような構成により、ローラ４が回転することでローラ用ギア１５が回転し、第１の回転伝達ギア１７を介して第１の磁石ロータ用ギア８を回転させ、第２の回転伝達ギア１８を介して第２の磁石ロータ用ギア９を回転させる。
すなわち、ローラ４の回転により、永久磁石３を備えた、第１と第２との磁石ロータ６，７の各々が回転する。
また、本実施の形態では、第１と第２との回転伝達ギア１７，１８にも、鉄系のゴミなどの付着防止やワイヤロープ９０を励磁する磁界の乱れ防止のため、例えば、アルミニウムやステンレスなどの非磁性の金属やプラスチックス材料が用いられる。
【００１９】
すなわち、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置１００では、ワイヤロープ９０が走行することにより、ローラ４が回転し、各ギアからなる回転伝達機構により永久磁石３が回転する。永久磁石３がバックヨーク２の分割部で回転することにより、バックヨーク２にはＮ極とＳ極が交互に励磁され、交流磁界をワイヤロープ９０へ印加することが可能となる。このとき、ワイヤロープ９０を励磁する磁界の乱れをなくすため、２つの永久磁石３の回転が同期するように、第１の回転伝達ギア１７と第２の回転伝達ギア１８との位相が合うように組みたててある。
【００２０】
本実施の形態のワイヤロープ探傷装置１００では、交流磁界をワイヤロープ９０へ印加するので、ワイヤロープ９０の誘導励磁の吸引力による、ワイヤロープ９０と、励磁磁極５および検出磁極１４との接触が防止でき、励磁磁極５および検出磁極１４の磨耗防止とワイヤロープ９０の摩擦負荷の軽減とを図ることができる。
また、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置１００では、ワイヤロープ９０の走行にともなうバックヨーク２の胴部中に設けられた永久磁石３の回転により、ワイヤロープ９０へ印加する交流磁界を発生させており、設置スペースが必要であり且つコストアップとなる外部電源が不要である。
【００２１】
本実施の形態では、ローラ用ギア１５の歯数が、第１と第２との回転伝達ギア１７，１８の歯数、および、第１と第２との磁石ロータ用ギア８，９の歯数より多いが、全てのギアの歯数を同じにしても良い。また、ローラ用ギア１５の歯数と、第１と第２との回転伝達ギア１７，１８の歯数との比率を大きくしても良く、このようにすると、ワイヤロープ９０へ印加する交流磁界の周波数を高くできる。
本実施の形態では、ローラ用ギアから磁石ロータ用ギアへ回転を伝達する回転伝達ギアを１個としているが、複数であっても良い。
すなわち、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置１００では、各ギアの歯数の比率の設定により、ワイヤロープ９０へ印加する交流磁界の周波数を高くすることにより、ワイヤロープ９０の走行速度が低くても高い検出感度を得ることができる。
【００２２】
本実施の形態では、永久磁石３の極数を２極としているので、バックヨーク２を強く励磁できるが、永久磁石３の極数を４極、６極、８極、１０極としても良く、このようにすると、ワイヤロープ９０へ印加する交流磁界の周波数を高くすることができ、ワイヤロープ９０の走行速度が低くても高い検出感度を得ることができる。しかし、永久磁石３の極数が１０極より多くなると、バックヨーク２の励磁が弱くなり過ぎ、ワイヤロープ探傷装置の検出感度が低下する。
また、永久磁石３に、ラジアル異方性リング磁石を用いているが、極異方性リング磁石または直線異方性リング磁石を用いても良い。異方性リング磁石が、極異方性の場合、表面の磁束密度分布が正弦波に近く、滑らかに変化するので、回転時の脈動が小さくなり、ワイヤロープに流れる磁束の変化（ノイズ）が少なくなるので、検出信号のＳ／Ｎ比を上げることができる。また、永久磁石３に希土類系永久磁石を用いているが、フェライトやボンド磁石を用いてもよ良い。
本実施の形態では、永久磁石３を備えた磁石ロータが２個設けられているが、さらに多く設けても良い。
図７は、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置に用いられる他の形状の永久磁石である、円弧状磁石を組み合わせた永久磁石（ａ）と外径形状が花びら状の永久磁石（ｂ）と内径形状が花びら形状の永久磁石（ｃ）と棒状の永久磁石（ｄ）とを示す図である。
図７にあるように、本実施の形態では、永久磁石は、ドーナツ状などのリング磁石に限らず、円弧状磁石を組み合わせた永久磁石２４、外径形状が花びら状の永久磁石２５、内径形状が花びら形状の永久磁石２６、棒状の永久磁石２７のいずれかであっても良い。
【００２３】
本実施の形態で、永久磁石３の極数を増やした場合は、磁石の磁極長が短くなるので、バックヨーク２の永久磁石３に対向する面の円弧長は短くなる。
また、永久磁石３の回転により交流磁界が励磁されるためバックヨーク２には、流れる磁界の変化を打ち消す方向に渦電流が流れ、ワイヤロープ９０に流れる磁界を減少させる。これを防止するため、バックヨーク２には電磁鋼板の積層体や、鉄粉に樹脂皮膜を設けて圧縮成形した粉体鉄心を用いることが望ましい。
また、バックヨーク２における励磁磁極部に鉄系のゴミなどが付着するのを防止するため、少なくとも励磁磁極のＵ字状部にそわせて、非磁性金属のカバーを設けても良い。
【００２４】
次に、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置１００における１つの実施例を示す。
本実施例では、例えば、外径寸法が１２ｍｍのワイヤロープ９０に対向するU字状の励磁磁極５の面は、ワイヤロープ９０の外径形状に沿うように、円弧部分の直径が１３ｍｍとなっている。ワイヤロープ９０と、励磁磁極５および一対の検出磁芯１２との間は、各々０．５ｍｍのエアギャップが保たれている。一対の検出磁芯１２の各々には、線径が０．０５ｍｍの検出コイルが巻回されている。そして、永久磁石３とバックヨーク２との間も、０．５ｍｍのエアギャップが保たれている。
また、ローラ４の外径は２５ｍｍであり、ローラ用ギア１５の外径は２４ｍｍで、その歯数は３６個である。第１と第２との回転伝達ギア１７，１８の外径は７ｍｍで、その歯数は１２個であり、第１と第２との磁石ロータ用ギア８，９の外径も７ｍｍで、その歯数も１２個である。
本実施例において、例えば、ワイヤロープ９０が５０ｍ／ｍｉｎで走行する時には、ワイヤーロープに励磁される交流磁界の周波数は、約３０Ｈｚ程度となる。
【００２５】
次に、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置１００の動作を説明する。
図８は、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置によりワイヤロープの損傷部を検出する状態を示す図である。
図８に示すように、検査対象のワイヤロープ９０を、Ｕ字状の励磁磁極５と一対の検出磁芯１２でU字状に凹んだ検出磁極１４とに配置するとともに、ローラ４に接触さす。ワイヤロープ９０はローラ４とだけに接触しており、ワイヤロープ９０と、２個の励磁磁極５と検出磁極１４とには擦れることはなく、ワイヤロープ９０の摩擦負荷や探傷装置の磨耗負荷が防止できる。
【００２６】
ワイヤロープ９０の走行によりローラ４が回転すると、各ギアを介して永久磁石３が回転し、バックヨーク２に交流磁界が流れ、励磁磁極５は交互にＮ極とＳ極とになり、励磁磁束２８の方向もこれに従い交互に反対方向に繰り返し変化する。
このとき、ワイヤロープ９０に損傷がない場合、走行しているワイヤロープ９０からの漏洩磁束がなく、検出コイル１３を鎖交する磁束はないので検出電圧はゼロである。一方、ワイヤロープ９０に損傷があり、この損傷部が検出磁極１４を通過すると、損傷部で発生する漏洩磁束２９が検出磁極１４を通り、検出コイル１３には電圧が発生し、損傷部を検出する。
【００２７】
次に、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置１００が、ワイヤロープ９０の走行速度が遅い場合でもの損傷部の検出感度が高いことを説明する。
図９は、本発明の実施の形態１に係わるワイヤロープ探傷装置において、ワイヤロープの損傷部から発生し検出コイルを鎖交する漏洩磁束の波形を示す図であり、図１０は、検出コイルに発生する誘起電圧を示す図である。
直流磁界を印加したワイヤロープ探傷装置では、ワイヤロープが走行し、損傷部が検出コイルに近づくにつれて、図９のＡで示すように検出コイルを通過する漏洩磁束φ（ｔ）は徐々に大きくなり、損傷部が検出コイルに最も近づいた時、漏洩磁束がピークになる。この漏洩磁束のピーク値をφ０とする。
この時、コイルに生じる誘導起電力の大きさは、コイルの輪を鎖交する磁束の単位時間の変化量ｄφ（ｔ）／ｄｔ［Ｗｂ／ｓ］に比例するので、誘起電圧はワイヤーロープの走行速度に依存する。また、図１０のＡで示すように、例えば、損傷部が検出コイルに近づく時の誘起電圧を正とすると、損傷部が検出コイルから遠ざかる時の誘起電圧は負となる。そして、損傷部が検出コイルに最も近づき、漏洩磁束がピーク（φ０）になった時、誘起電圧は０である。
【００２８】
交流磁界を印加したワイヤロープ探傷装置では、ワイヤロープが走行し、損傷部が検出コイルに近づくにつれて、図９のＢで示すように検出コイルを通過する漏洩磁束は徐々に大きくなるとともに、交流磁界によって漏洩磁束の極性が交互に変化するような波形となる。
この時、漏洩磁束は、（φ０＋φ（ｔ））ｓｉｎωｔと表せる。ここで、ω＝２πｆであり、ｆはローラ径、ギア比、永久磁石の極数で決まる周波数である。
従って、コイルの輪を鎖交する漏洩磁束の単位時間の変化量ｄφ（ｔ）／ｄｔ＝（ｄφ（ｔ）／ｄｔ）ｓｉｎωｔ+（φ０+φ（ｔ）)ωｃｏｓωｔとなる。第１項は、ワイヤーロープが走行することで発生する漏洩磁束の変化量であり、第２項は交流磁界を印加したことによる漏洩磁束の変化量である。
【００２９】
検出コイルに生じる誘導起電力の大きさは、ｄφ（ｔ）／ｄｔ［Ｗｂ／ｓ］に比例するので、交流磁界を印加した場合、図１０のＢで示すように、ワイヤロープが走行し損傷部が検出磁極を通過する速度に比例して発生する誘導起電力に加え、交流磁界により漏洩磁束が変化する速度に比例しても誘導起電力が発生し、ワイヤロープの走行速度が遅い場合でも、高い検出電圧を得ることができる。また、損傷部が検出コイルを通過する際に磁束の方向が変化（すなわち極性が反転）しても、検出電圧の符号が変化するだけで、電圧は検出されることになる。
例えば、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置１００において、周波数４０Hｚの交流磁界を用いて、ワイヤロープ９０を励磁した場合の検出電圧は、図１０に示すように、交流磁界の振幅と同じ強さの直流磁界でワイヤロープ９０を励磁した場合と比較して、約３．５倍である。
【００３０】
本実施の形態のワイヤロープ探傷装置１００は、常にワイヤロープ９０がバックヨークと間隔を保つようにローラ４を配置しているとともに、ワイヤロープ９０に交流磁界を印加している。そのため、励磁磁極５および検出磁極１４の磨耗防止とワイヤロープ９０の摩擦負荷の軽減とを図ることができるとともに、ワイヤロープ９０の走行速度にかかわらず、高い検出感度を得ることができる。
それと、交流磁界の発生を、ワイヤロープ９０の走行によりローラ４を回転させ、この回転がギアを介して伝達された永久磁石３の回転により行っているので、交流磁界を発生させるための交流電源が不要である。
【００３１】
実施の形態２．
図１１は本発明の実施の形態２に係わるワイヤロープ探傷装置における回転伝達機構の部分を示す模式図である。
図１１に示すように、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置における回転伝達機構６０では、ローラの側面にローラ用ギアが設けられておらず、ローラ用ギア３１は、ローラ３０の内周面に設けられている。そして、ローラ３０およびローラ用ギア３１を保持するローラ用回転軸がない。
また、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置における回転伝達機構６０では、回転伝達ギアが用いられず、ローラ用ギア３１と、第１の磁石ロータ用ギア３２および第２の磁石ロータ用ギア３３とが直接に噛み合う構造である。
そして、第１の磁石ロータ用ギア３２の側面には、外周面に永久磁石３を備えた第１の磁石ロータ６が設けられ、第２の磁石ロータ用ギア３３の側面には、外周面に永久磁石３を備えた第２の磁石ロータ７が設けられている。
【００３２】
そして、第１の磁石ロータ６と第１の磁石ロータ用ギア３２とを同軸で支える第１の磁石ロータ用回転軸３４と、第２の磁石ロータ７と第２の磁石ロータ用ギア３３とを同軸で支える第２の磁石ロータ用回転軸３５とが、バックヨーク２の胴部（図示せず）に平行なローラ３０の直径上に配置されている。すなわち、ローラ３０は、ローラ用ギア３２と直接に噛み合う第１の磁石ロータ用ギア３２と第２の磁石ロータ用ギア３３とで、保持されている。
本実施の形態のワイヤロープ探傷装置では、回転伝達機構６０を上記のような遊星歯車構造とした以外、実施の形態１のワイヤロープ探傷装置と同様であり、実施の形態１のワイヤロープ探傷装置と同様な効果があるとともに、回転伝達ギアを用いていないので、部品点数が少なくコスト低減が図れる。
【００３３】
実施の形態３．
図１２は本発明の実施の形態３に係わるワイヤロープ探傷装置を示す模式図である。
図１２（ケースは表示せず）に示すように、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置３００では、バックヨーク３６が、その胴部で２個に分割されており、この分割部に、外周面に永久磁石３を備え、側面に磁石ロータ用ギア３７が設けられた磁石ロータ３８が設置されている。そして、磁石ロータ用ギア３７が、ローラ用ギア１５と直接に噛み合わさっている。
すなわち、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置３００は、バックヨーク３６が２分割されており、この分割部に、外周面に永久磁石３を備え、且つ側面に磁石ロータ用ギア３７が設けられた１個の磁石ロータ３８を配置し、磁石ロータ用ギア３７がローラ用ギア１５と直接に噛み合った構造である以外、実施の形態１のワイヤロープ探傷装置と同様である。
本実施の形態のワイヤロープ探傷装置３００は、実施の形態１のワイヤロープ探傷装置と同様な効果があるとともに、回転伝達ギアを用いておらず、磁石ロータ３８が１個であるので、さらに、部品点数が少なくコスト低減が図れる。
【００３４】
実施の形態４．
図１３は本発明の実施の形態４に係わるワイヤロープ探傷装置における回転伝達機構の部分を示す模式図である。
図１３に示すように、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置では、回転伝達機構７０に、実施の形態３のワイヤロープ探傷装置３００におけるローラ用ギア１５に替えて、多極に着磁したローラロータ用永久磁石３９を外周面に備えた強磁性のローラロータ４０を用い、また、ワイヤロープ探傷装置３００における側面に磁石ロータ用ギア３７が接合され、且つ外周面に永久磁石３を備えた磁石ロータ３８に替えて、ローラロータ用永久磁石３９の磁極数以下で多極着磁された磁石ロータ用永久磁石４１を外周面に備えた強磁性の磁石ロータ４２のみを用いた以外、実施の形態３のワイヤロープ探傷装置３００と同様である。
【００３５】
本実施の形態のワイヤロープ探傷装置では、ワイヤロープ９０が走行すると、ワイヤロープ９０に接触したローラ４と同軸に配置されたローラロータ４０が回転する。そうして、例えば、磁石ロータ用永久磁石４１と対向する位置（対向位置と記す）にローラロータ用永久磁石３９のＮ極がくると、このＮ極に磁石ロータ用永久磁石４１のＳ極が吸引され、次に、対向位置にローラロータ用永久磁石３９のＳ極がくると、このＳ極に磁石ロータ用永久磁石４１のＮ極が吸引される。これが繰り返されることにより、磁石ロータ用永久磁石４１は回転し、バックヨーク３６に交流磁界が流れ、励磁磁極５は交互にＮ極とＳ極とになる。
【００３６】
本実施の形態では、ローラロータ用永久磁石３９の磁極数を磁石ロータ用永久磁石４１の磁極数より多くしているが、同じであっても良い。そして、ローラロータ用永久磁石３９と磁石ロータ用永久磁石４１とには、ラジアル異方性リング磁石、極異方性リング磁石または直線異方性リング磁石のいずれかが用いられる。永久磁石が、極異方性リング磁石の場合、表面の磁束密度分布が正弦波に近く、滑らかに変化するので、回転時の脈動が小さくなり、ワイヤロープに流れる磁束の変化（ノイズ）が少なくなるので、検出信号のＳ／Ｎ比を上げることができる。
また、用いられる永久磁石は、リング磁石だけでなく、一部に円弧形状を持つ複数の磁石を組み合わせたものでも良い。
本実施の形態のワイヤロープ探傷装置における回転伝達機構７０は、ローラ４の回転をギアを用いずに非接触で伝達して、永久磁石を回転させるものであり、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置は、実施の形態３のワイヤロープ探傷装置３００と同様な効果があるとともに、磨耗がなく長寿命である回転伝達機構を備えている。
【００３７】
実施の形態５．
図１４は本発明の実施の形態５に係わるワイヤロープ探傷装置における外周面に複数のドーナツ状の永久磁石が設けられた強磁性のローラロータを示す斜視図である。
図１５は図１４に示す外周面に複数のドーナツ状の永久磁石が設けられた強磁性のローラロータにおける上面図である。
図１４に示すように、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置では、強磁性のローラロータ４３外周面に、第１のローラロータ用永久磁石４４と第２のローラロータ用永久磁石４５と第３のローラロータ用永久磁石４６とが接して、この順にローラロータの軸方向に並んで設けられている以外、実施の形態４のワイヤロープ探傷装置と同様である。
【００３８】
本実施の形態では、図１４と図１５とに示すように、例えば、４極の第１のローラロータ用永久磁石４４と６極の第２のローラロータ用永久磁石４５と８極の第３のローラロータ用永久磁石４６とがローラロータ４３の外周面に設けられている。
そして、ローラロータ４３は軸方向に移動可能に保持されており、ローラロータ４３を軸方向に移動することにより、磁石ロータの外周面に設けられた磁石ロータ用永久磁石に対向するローラロータ用永久磁石の極数を変化させることができる。
すなわち、本実施の形態のワイヤロープ探傷装置は、ローラロータ用永久磁石と磁石ロータ用永久磁石との組み合わせを変え、磁石ロータ用永久磁石の回転を変えることにより、バックヨークを励磁する交流磁界の周波数を変化させる周波数可変機構を備えている。
【００３９】
本実施の形態の周波数可変機構を備えたワイヤロープ探傷装置では、ロープの走行速度が比較的速い場合は、極数の少ないローラロータ用永久磁石の部分を使い、ロープの走行速度が遅い場合は極数の多いローラロータ用永久磁石の部分を使うことで、磁石ロータ用永久磁石の回転数を高く保ち、バックヨークを励磁する交流磁界の周波数を高くすることにより、ロープ損傷部から漏洩する磁束密度に比例する誘起電圧を大きくし、検出感度を上げることができる。
本実施の形態でも、磁石ロータ用永久磁石と第１のローラロータ用永久磁石４４と第２のローラロータ用永久磁石４５と第３のローラロータ用永久磁石４６とには、ラジアル異方性リング磁石、極異方性リング磁石または直線異方性リング磁石のいずれかが用いられる。そして、極異方性リング磁石を用いた場合は、表面の磁束密度分布が正弦波に近く、滑らかに変化するので、回転時の脈動が小さくなり、ワイヤロープに流れる磁束の変化（ノイズ）が少なくなるので、検出信号のＳ／Ｎ比を上げることができる。
【００４０】
図１６は、スキューがかかった複数のドーナツ状の永久磁石が外周面に設けられた強磁性のローラロータの上面図である。
ローラロータの外周面に設けられた永久磁石に、４極である第１のスキューしたローラロータ用永久磁石４７と６極である第２のスキューしたローラロータ用永久磁石４８と８極である第３のスキューしたローラロータ用永久磁石４９とを用いているので、やはり回転時の脈動が小さくなり、ワイヤロープに流れる磁束の変化（ノイズ）が少なくなり、検出信号のＳ／Ｎ比を上げることができる。
また、図には示していないが、第１のローラロータ用永久磁石４４の軸方向の幅より第２のローラロータ用永久磁石４５の幅を小さくし、さらに、第２のローラロータ用永久磁石４２の幅より第３のローラロータ用永久磁石４６の幅を小さくしても良い。
このようにすると、例えば、第１のローラロータ用永久磁石４４表面の磁束密度分布のひずみを、第２，第３のローラロータ用永久磁石４５，４６によって減らすことができ、回転時の脈動を小さくするので、ワイヤロープに流れる磁束の変化（ノイズ）を少なくし、検出信号のＳ／Ｎ比を上げることができる。
本実施の形態では、ローラロータの外周部に設けられた異なる極数のドーナツ状の永久磁石は３種類であるが、これに限定されるものではない。
本実施の形態では、ローラロータの外周面に複数のドーナツ状の永久磁石が設けられているが、磁石ロータの外周面に複数のドーナツ状の永久磁石を設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係わるワイヤロープ探傷装置は、各磁極部の磨耗がなく、ワイヤロープとの摩擦が小さいとともに、ワイヤロープ損傷部を高感度に検出できるので、高速・高精度が要求されるワイヤロープの探傷に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１に係わるワイヤロープ探傷装置を示す正面模式図（ａ）と側面模式図（ｂ）とである。
【図２】図１（ａ）に示すワイヤロープ探傷装置におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１（ａ）に示すワイヤロープ探傷装置におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１（ｂ）に示すワイヤロープ探傷装置におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図１（ｂ）に示すワイヤロープ探傷装置におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図６】図２に示すワイヤロープ探傷装置におけるＥ−Ｅ断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係わるワイヤロープ探傷装置に用いられる他の形状の永久磁石を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係わるワイヤロープ探傷装置によりワイヤロープの損傷部を検出する状態を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係わるワイヤロープ探傷装置におけるワイヤロープの損傷部から発生し検出コイルを鎖交する漏洩磁束の波形を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係わるワイヤロープ探傷装置における検出コイルに発生する誘起電圧を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係わるワイヤロープ探傷装置における回転伝達機構の部分を示す模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係わるワイヤロープ探傷装置を示す模式図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係わるワイヤロープ探傷装置における回転伝達機構の部分を示す模式図である。
【図１４】本発明の実施の形態５に係わるワイヤロープ探傷装置における外周面に複数のドーナツ状の永久磁石が設けられた強磁性のローラロータを示す斜視図である。
【図１５】図１４に示す外周面に複数のドーナツ状の永久磁石が設けられた強磁性のローラロータにおける上面図である。
【図１６】スキューがかかった複数のドーナツ状の永久磁石が外周面に設けられた強磁性のローラロータの上面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  ケース、２  バックヨーク、３  永久磁石、４  ローラ、５  励磁磁極、
６  第１の磁石ロータ、７  第２の磁石ロータ、８  第１の磁石ロータ用ギア、
９  第２の磁石ロータ用ギア、１０  第１の磁石ロータ用回転軸、
１１  第２の磁石ロータ用回転軸、１２  検出磁芯、１３  検出コイル、
１４  検出磁極、１５  ローラ用ギア、１６  ローラ用回転軸、
１７  第１の回転伝達ギア、１８  第２の回転伝達ギア、
１９  第１の回転伝達ギア用回転軸、２０  第２の回転伝達ギア用回転軸、
２１  第１のバックヨーク、２２  第２のバックヨーク、２３  第３のバックヨーク、
２４  円弧状磁石を組み合わせた永久磁石、２５  外周が花びら状の永久磁石、
２６  内周が花びら状の永久磁石、２７  棒状の永久磁石、２８  励磁磁束、
２９  漏洩磁束、３０  ローラ、３１  ローラ用ギア、３２  第１の磁石ロータ用ギア、
３３  第２の磁石ロータ用ギア、３４  第１の磁石ロータ用回転軸、
３５  第２の磁石ロータ用回転軸、３６  バックヨーク、３７  磁石ロータ用ギア、
３８  磁石ロータ、３９  ローラロータ用永久磁石、４０  ローラロータ、
４１  磁石ロータ用永久磁石、４２  磁石ロータ、４３  ローラロータ、
４４  第１のローラロータ用永久磁石、４５  第２のローラロータ用永久磁石、
４６  第３のローラロータ用永久磁石、
４７  第１のスキューしたローラロータ用永久磁石、
４８  第２のスキューしたローラロータ用永久磁石、
４９  第３のスキューしたローラロータ用永久磁石、６０，７０  回転伝達機構、
９０  ワイヤロープ、１００，３００  ワイヤロープ探傷装置。
【図１】
2009097910.tif 000003
【図２】
2009097910.tif 000004
【図３】
2009097910.tif 000005
【図４】
2009097910.tif 000006
【図５】
2009097910.tif 000007
【図６】
2009097910.tif 000008
【図７】
2009097910.tif 000009
【図８】
2009097910.tif 000010
【図９】
2009097910.tif 000011
【図１０】
2009097910.tif 000012
【図１１】
2009097910.tif 000013
【図１２】
2009097910.tif 000014
【図１３】
2009097910.tif 000015
【図１４】
2009097910.tif 000016
【図１５】
2009097910.tif 000017
【図１６】
2009097910.tif 000018