JP2020132395A - エレベータ用ロープのロープテスタ - Google Patents

Abstract

【課題】漏洩磁束法及び全磁束法の両方の診断のための磁束の検出を、一度に行うことができるロープテスタを提供する。【解決手段】エレベータ用ロープのロープテスタは、エレベータ用ロープを磁化させる磁化部３と、ロープから漏洩する磁束を検出する漏洩磁束検出部４と、ロープの内部を通る磁束を検出する内部磁束検出部５と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、エレベータ用ロープのロープテスタに関する。

従来、例えば、エレベータ用ロープのロープテスタは、エレベータ用ロープに対して、磁束を用いた診断を行う際に用いられている。そして、磁束を用いた診断には、例えば、漏洩磁束法と、全磁束法とがある（例えば、特許文献１）。

漏洩磁束法とは、磁化されたロープから漏洩する磁束を検出し、ロープの劣化を診断するものである。例えば、素線が断線することによって、ロープの表面に凹凸が生じた場合に、当該凹凸から磁束が漏洩するため、当該漏洩磁束を検出することによって、ロープを診断（例えば、断線の発見）することができる。

一方、全磁束法とは、磁化されたロープの内部を通る磁束を検出し、ロープの劣化を診断するものである。例えば、ロープが部分的に細くなったり、腐食や摩耗などがあったりすることによって、有効断面積（磁束が通過できる断面積）が変化した場合に、当該部分の内部を通る磁束が変化するため、当該磁束を検出することによって、ロープを診断（例えば、細り、腐食、摩耗、断線の発見）することができる。

ところで、漏洩磁束法と全磁束法との原理が異なるため、両方の方法で診断する際には、漏洩磁束法による診断に用いられるロープテスタ（例えば、特許文献２）と、全磁束法による診断に用いられるロープテスタとを準備する必要がある。しかも、それぞれのロープテスタで磁束を検出する必要もあるため、磁束を検出する作業を二回行ったり、二人で磁束を検出したりする必要もある。

特開２００５−２４８４０５号公報 特開２００９−９１１２７号公報

そこで、課題は、漏洩磁束法及び全磁束法の両方の診断のための磁束の検出を、一度に行うことができるロープテスタを提供することである。

エレベータ用ロープのロープテスタは、エレベータ用ロープを磁化させる磁化部と、前記ロープから漏洩する磁束を検出する漏洩磁束検出部と、前記ロープの内部を通る磁束を検出する内部磁束検出部と、を備える。

また、エレベータ用ロープのロープテスタにおいては、前記磁化部は、第１及び第２磁石部と、前記第１磁石部と第２磁石部とを接続する磁路部と、を備え、前記漏洩磁束検出部は、前記第１及び第２磁石部と前記磁路部とによって磁化される前記ロープから漏洩する磁束を検出し、前記内部磁束検出部は、前記磁路部の内部を通る磁束を検出する、という構成でもよい。

また、エレベータ用ロープのロープテスタにおいては、前記磁路部は、並列される第１及び第２分離路と、第１及び第２分離路を結合して前記第１磁石部に接続させる第１結合路と、第１及び第２分離路を結合して前記第２磁石部に接続させる第２結合路と、を備え、前記第１分離路の断面積は、前記第２分離路の断面積よりも、小さく、前記内部磁束検出部は、前記第１分離路の内部を通る磁束を検出する、という構成でもよい。

図１は、一実施形態に係るロープテスタの斜視図である。 図２は、同実施形態に係るロープテスタの正面図である。 図３は、同実施形態に係るロープテスタの一部縦断面を示す正面図である。 図４は、図３の要部拡大図である。 図５は、同実施形態に係るロープテスタの要部斜視図である。 図６は、同実施形態に係るロープテスタの要部正面図である。

以下、エレベータ用ロープのロープテスタにおける一実施形態について、図１〜図６を参照しながら説明する。なお、各図において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致しておらず、また、各図面の間での寸法比も、必ずしも一致していない。

図１及び図２に示すように、ロープテスタ１は、エレベータ用ロープＸ１を診断するために用いられる。なお、エレベータ用ロープＸ１は、通常、複数設けられており、ロープＸ１，Ｘ１間の隙間は、狭くなっている。例えば、ロープＸ１，Ｘ１間の隙間は、ロープＸ１の外径の３０％〜１００％である。また、例えば、ロープＸ１の外径は、８ｍｍ〜１６ｍｍであり、ロープＸ１，Ｘ１間の隙間は、２．４ｍｍ〜１６ｍｍである。

ロープテスタ１は、本体部２と、ロープＸ１を磁化させる磁化部３と、ロープＸ１から漏洩する磁束を検出する漏洩磁束検出部４と、ロープＸ１の内部を通る磁束を検出する内部磁束検出部５とを備えている。また、ロープテスタ１は、ロープＸ１に対する変位量を検出する変位検出部６を備えている。そして、ロープテスタ１は、各検出部４〜６で検出した情報を、有線又は無線によって、外部（例えば、当該情報に基づいてロープＸ１を診断する診断システム）に向けて出力している。

なお、漏洩磁束検出部４は、漏洩磁束法の診断のための磁束の検出を行っており、内部磁束検出部５は、全磁束法の診断のための磁束の検出を行っている。また、ロープＸ１のサイズ（断面積）によって、ロープＸ１の内部を通る磁束の量が変わるため、外部（例えば、診断システム）において、内部磁束検出部５の検出値は、ロープＸ１のサイズを算出するための情報として使用されてもよい。

変位検出部６は、外周がロープＸ１に接する回転部６ａと、回転部６ａの回転量を検出する回転検出部６ｂと、回転部６ａが回転可能となるように、回転部６ａと本体部２とを接続する接続部６ｃとを備えている。回転検出部６ｂの構成は、特に限定されないが、例えば、回転検出部６ｂは、回転部６ａの回転量を検出する各種センサ（例えば、エンコーダ）としてもよい。

接続部６ｃは、本体部２に対して回転可能に接続されており、変位検出部６は、接続部６ｃに対して加力する弾性部６ｄ（図２のみに図示している）を備えている。これにより、弾性部６ｄが弾性変形することによって、回転部６ａがロープＸ１に加圧して接している。なお、回転部６ａの外周部は、ロープＸ１を引っ掛けて位置決めするために、凹状に形成されていてもよい。

また、変位検出部６の構成は、ロープテスタ１に対するロープＸ１の基準位置（例えば、端部、診断開始位置）の変位量を検出可能な構成であれば、特に限定されない。例えば、回転部６ａ、回転検出部６ｂ、接続部６ｃ、及び弾性部６ｄは、本実施形態に係る構成に対して異なる構成であってもよく、設けられていなくてもよい。また、例えば、ロープテスタ１は、変位検出部６を備えていなくてもよい。

本体部２は、平板状に形成されている。そして、本体部２は、一端に、ロープＸ１を案内する案内部２ａを備え、その反対側の他端に、把持される把持部２ｂを備えている。案内部２ａは、ロープＸ１を引っ掛けて位置決めするために、凹状に形成されている。また、案内部２ａは、一部が開放された凹状に形成されている。これにより、隙間が狭いロープＸ１に対して、隣接されるロープＸ１が存在しない方向から、ロープテスタ１をロープＸ１に近づけて、ロープテスタ１でロープＸ１の磁束を検出することができる。

そして、漏洩磁束検出部４及び内部磁束検出部５は、本体部２の内部に収容されている。なお、各磁束検出部４，５の構成は、特に限定されないが、例えば、各磁束検出部４，５は、磁束の大きさを電圧（電流）の大きさに変換する各種磁気センサ（ホール素子、コイル）としてもよい。

そこで、本体部２は、各磁束検出部４，５を覆う遮蔽部２ｃ，２ｃを備えている。遮蔽部２ｃ，２ｃは、各磁束検出部４，５の両側に配置されている。そして、遮蔽部２ｃの透磁率が高いため、遮蔽部２ｃは、本体部２の内部を、外部の磁界から遮断する。これにより、外部の磁界による磁束が各磁束検出部４，５で検出されることを抑制することができる。

図２〜図４に示すように、磁化部３は、第１及び第２磁石部３ａ，３ｂと、第１磁石部３ａと第２磁石部３ｂとを磁気的に接続する磁路部７とを備えている。そして、第１及び第２磁石部３ａ，３ｂと磁路部７とは、ロープＸ１と協働することによって、磁気回路を構成する。即ち、磁気回路は、第１磁石部３ａ、第２磁石部３ｂ、磁路部７、及びロープＸ１によって構成される（図４の実線矢印参照）。

なお、各磁石部３ａ，３ｂの構成は、特に限定されないが、例えば、各磁石部３ａ，３ｂは、永久磁石としてもよく、また、電磁石としてもよい。また、磁路部７の材質は、特に限定されないが、磁路部７は、高い透磁率を有しており、例えば、純鉄や低炭素鋼で形成されてもよい。

また、遮蔽部２ｃは、磁化部３の一部を覆うように、配置されている。例えば、遮蔽部２ｃは、一対の遮蔽部２ｃ，２ｃが挟む方向視で、第１磁石部３ａ及び第２磁石部３ｂと重ならないように、第１磁石部３ａ及び第２磁石部３ｂから外れて配置されている。斯かる構成によれば、ロープＸ１の有効断面積の変化に伴って、内部磁束検出部５が検出する磁束の変化は、大きくなる。したがって、ロープＸ１の有効断面積の変化が検出し易くなる。なお、遮蔽部２ｃは、磁化部３の全部を覆うように、配置されていてもよい。

そして、漏洩磁束検出部４は、第１及び第２磁石部３ａ，３ｂと磁路部７とによって磁化されるロープＸ１から漏洩する磁束を検出する。そして、本体部２は、ロープＸ１からの漏洩磁束を集めるために、ロープＸ１を覆うように配置される磁性部２ｄを備えており、漏洩磁束検出部４は、磁性部２ｄの内部を通る磁束を検出している。

なお、磁性部２ｄは、案内部２ａの一部を構成している。具体的には、案内部２ａは、磁性部２ｄと、磁性部２ｄの透磁率よりも低い透磁率を有する非磁性部２ｅとによって、構成されている。そして、磁性部２ｄと非磁性部２ｅとは、連接されている。

磁性部２ｄの材質は、特に限定されないが、磁性部２ｄは、磁性材料で形成され、高い透磁率を有しており、例えば、純鉄や低炭素鋼で形成されてもよい。また、非磁性部２ｅの材質は、特に限定されないが、非磁性部２ｅは、非磁性材料で形成され、低い透磁率を有しており、例えば、青銅や硬質樹脂で形成されてもよい。

また、例えば、磁性部２ｄの透磁率は、非磁性部２ｅの透磁率の１００倍以上であることが好ましく、また、１０００倍以上であることがより好ましい。また、例えば、磁性部２ｄの透磁率は、大気の透磁率の１００倍以上であることが好ましく、また、１０００倍以上であることがより好ましい。

そして、図５及び図６に示すように、磁性部２ｄは、端部２ｆ，２ｆと、端部２ｆと漏洩磁束検出部４とを連結する連結部２ｇとを備えている。端部２ｆの先端は、案内部２ａを構成するために、凹状に形成されており、連結部２ｇは、端部２ｆの基端に連結され、ロープＸ１（案内部２ａ）に沿って延びている。これにより、磁性部２ｄは、ロープＸ１のうち、端部２ｆ，２ｆ間の部分を覆っている。

ところで、図６に示すように、ロープＸ１に断線部分がある場合に、ロープＸ１の表面に大きな凹凸が存在することになるため、ロープＸ１の断線部分から大きな磁束が漏洩する。そして、ロープＸ１の断線部分が端部２ｆ，２ｆ間に位置した際には、断線部分から漏洩した磁束が、磁性部２ｄによって集められ、漏洩磁束検出部４は、磁性部２ｄの内部を通る磁束を検出する。したがって、ロープＸ１からの漏洩磁束を確実に検出することができる。なお、例えば、本体部２は、磁性部２ｄを備えていない、という構成でもよい。

図４に戻り、内部磁束検出部５は、磁路部７の内部を通る磁束を検出することによって、ロープＸ１の内部を通る磁束を検出している。これにより、漏洩磁束検出部４が磁束を検出するために、ロープＸ１を磁化させる構成と、内部磁束検出部５が磁束を検出するために、ロープＸ１を磁化させる構成とは、兼用されている。

したがって、内部磁束検出部５が磁束を検出するロープＸ１の部分は、漏洩磁束検出部４が磁束を検出するロープＸ１の部分と、重複している。本実施形態においては、内部磁束検出部５は、磁化されているロープＸ１の部分の全体を検出しており、漏洩磁束検出部４は、磁化されているロープＸ１の部分うち、磁性部２ｄに覆われている部分を検出している。

このように、漏洩磁束法及び全磁束法の両方の診断のための磁束の検出を、単に、一度に行うだけでなく、お互いに対応している部分の磁束を検出している。これにより、例えば、ロープＸ１を診断する際に、各磁束検出部４，５の検出値を個別に診断するだけでなく、漏洩磁束検出部４の検出値と内部磁束検出部５の検出値とを関連付けて総合的に診断してもよい。

また、磁路部７は、並列される第１及び第２分離路７ａ，７ｂと、第１及び第２分離路７ａ，７ｂを結合して第１磁石部３ａに接続させる第１結合路７ｃと、第１及び第２分離路７ａ，７ｂを結合して第２磁石部３ｂに接続させる第２結合路７ｄとを備えている。これにより、ロープＸ１の内部を通る磁束は、第１分離路７ａと第２分離路７ｂとに分かれる。

そして、内部磁束検出部５が磁路部７の第１分離路７ａの内部を通る磁束を検出している。なお、ロープＸ１の内部を通る磁束の量は、第１分離路７ａの内部を通る磁束の量に比例している。これにより、第１分離路７ａの内部を通る磁束を検出することによって、ロープＸ１の内部を通る磁束を検出することができる。

したがって、内部磁束検出部５は、案内部２ａの周辺に配置させなくてもよい。これにより、本体部２の一端、即ち、案内部２ａの厚みが厚くなることを抑制することができている。したがって、隙間が狭いロープＸ１に対しても、使用することができる。なお、内部磁束検出部５は、案内部２ａに対して、漏洩磁束検出部４よりも離れて配置されている。即ち、内部磁束検出部５は、ロープＸ１に対して、漏洩磁束検出部４よりも離れて配置されている。

ところで、漏洩磁束検出部４は、ロープＸ１から漏洩した磁束を検出することに対して、内部磁束検出部５は、ロープＸ１の内部を通る磁束を検出する。したがって、各磁束検出部４，５が対象としている磁束の大きさは、異なっている。例えば、漏洩磁束検出部４が対象としている磁束の大きさは、内部磁束検出部５が対象としている磁束の大きさの２％〜３％である。

そこで、第１分離路７ａの断面積は、第２分離路７ｂの断面積よりも、小さくなっており、内部磁束検出部５は、第１分離路７ａの内部を通る磁束を検出している。これにより、内部磁束検出部５が実際に検出する磁束値は、小さくなる。したがって、例えば、内部磁束検出部５のサイズを小型化できたり、内部磁束検出部５を汎用（市販）の磁気センサとすることができたり、漏洩磁束検出部４と同じセンサを用いたりすることができる。

なお、分離路７ａ，７ｂの個数は、特に限定されないが、本実施形態においては、分離路７ａ，７ｂの個数は、二つである。なお、分離路７ａ，７ｂの個数が三つ以上である構成においては、内部磁束検出部５は、最も断面積が大きい分離路７ｂ以外の分離路７ａの内部を通る磁束を検出することが好ましい。

ところで、第１分離路７ａは、内部磁束検出部５を挟む一対の長尺部７ｅ，７ｅと、各長尺部７ｅを保持する保持部７ｆとを備えている。各長尺部７ｅの基端部は、結合路７ｃ，７ｄに保持されており、各長尺部７ｅの先端部は、保持部７ｆに保持されている。そして、一対の長尺部７ｅ，７ｅの先端部は、一つの保持部７ｆによって、保持されている。

これにより、長尺部７ｅの先端部がそれぞれ別部材に保持されている構成と比較して、一対の長尺部７ｅ，７ｅの軸心がずれることを抑制することができる。したがって、例えば、内部磁束検出部５の磁束（磁束密度）の計測ポイントを、長尺部７ｅ，７ｅ間の空隙内に制限することが容易になるため、ロープテスタ１，１間の内部磁束検出の性能個体差を小さくすることができる。

また、例えば、長尺部７ｅ，７ｅ間の空隙の幅を同じにすることによって、ロープテスタ１，１間の内部磁束検出の性能個体差をさらに小さくすることができる。これらの作用効果は、例えば、ホール素子、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）等で構成される内部磁束検出部５を採用しているロープテスタ１で奏する。なお、保持部７ｆは、非磁性材料で形成されており、第２分離路７ｂに固定されている。

また、ロープテスタ１は、図示していない導電材（例えば、電線、バスバー）によって、各磁束検出部４，５に電気的に接続される基板８を備えている。基板８は、本体部２の内部に配置され、漏洩磁束検出部４と内部磁束検出部５との間に配置されている。そして、各磁束検出部４，５は、基板８を経由して、検出値を外部に向けて出力している。

以上より、本実施形態に係るエレベータ用ロープＸ１のロープテスタ１は、エレベータ用ロープＸ１を磁化させる磁化部３と、前記ロープＸ１から漏洩する磁束を検出する漏洩磁束検出部４と、前記ロープＸ１の内部を通る磁束を検出する内部磁束検出部５と、を備える。

斯かる構成によれば、漏洩磁束検出部４は、磁化されたロープＸ１から漏洩する磁束を検出し、内部磁束検出部５は、磁化されたロープＸ１の内部を通る磁束を検出する。これにより、漏洩磁束法及び全磁束法の両方の診断のための磁束の検出を、一度に行うことができる

また、本実施形態に係るエレベータ用ロープＸ１のロープテスタ１においては、前記磁化部３は、第１及び第２磁石部３ａ，３ｂと、前記第１磁石部３ａと第２磁石部３ｂとを接続する磁路部７と、を備え、前記漏洩磁束検出部４は、前記第１及び第２磁石部３ａ，３ｂと前記磁路部７とによって磁化される前記ロープＸ１から漏洩する磁束を検出し、前記内部磁束検出部５は、前記磁路部７の内部を通る磁束を検出する、という構成である。

斯かる構成によれば、第１及び第２磁石部３ａ，３ｂと磁路部７とは、ロープＸ１と協働することによって、磁気回路を構成する。そして、漏洩磁束検出部４は、第１及び第２磁石部３ａ，３ｂと磁路部７とによって磁化されたロープＸ１から漏洩する磁束を検出する。また、内部磁束検出部５が磁路部７の内部を通る磁束を検出することによって、ロープＸ１の内部を通る磁束を検出することができる。

また、本実施形態に係るエレベータ用ロープＸ１のロープテスタ１においては、前記磁路部７は、並列される第１及び第２分離路７ａ，７ｂと、第１及び第２分離路７ａ，７ｂを結合して前記第１磁石部３ａに接続させる第１結合路７ｃと、第１及び第２分離路７ａ，７ｂを結合して前記第２磁石部３ｂに接続させる第２結合路７ｄと、を備え、前記第１分離路７ａの断面積は、前記第２分離路７ｂの断面積よりも、小さく、前記内部磁束検出部５は、前記第１分離路７ａの内部を通る磁束を検出する、という構成である。

斯かる構成によれば、ロープＸ１の内部を通る磁束は、第１分離路７ａと第２分離路７ｂとに分離する。そして、第１分離路７ａの断面積が、第２分離路７ｂの断面積よりも小さいため、内部磁束検出部５が実際に検出する磁束値を小さくすることができる。なお、ロープＸ１の内部を通る磁束の量は、第１分離路７ａの内部を通る磁束の量に比例している。これにより、第１分離路７ａの内部を通る磁束を検出することによって、ロープＸ１の内部を通る磁束を検出することができる。

なお、ロープテスタ１は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、ロープテスタ１は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に一つ又は複数選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

（１）上記実施形態に係るロープテスタ１においては、漏洩磁束検出部４が磁束を検出するために、ロープＸ１を磁化させる構成と、内部磁束検出部５が磁束を検出するために、ロープＸ１を磁化させる構成とは、兼用されている、という構成である。しかしながら、ロープテスタ１は、斯かる構成が好ましいものの、斯かる構成に限られない。

例えば、漏洩磁束検出部４が磁束を検出するために、ロープＸ１を磁化させる構成と、内部磁束検出部５が磁束を検出するために、ロープＸ１を磁化させる構成とは、異なっている、という構成でもよい。具体的には、漏洩磁束検出部４が磁束を検出するために、ロープＸ１を磁化させる一対の磁石部と、内部磁束検出部５が磁束を検出するために、ロープＸ１を磁化させる一対の磁石部とは、異なっている、という構成でもよい。

（２）また、上記実施形態に係るロープテスタ１においては、内部磁束検出部５は、磁路部７の内部を通る磁束を検出する、即ち、ロープＸ１の内部を通る磁束を間接的に検出する、という構成である。しかしながら、ロープテスタ１は、斯かる構成が好ましいものの、斯かる構成に限られない。例えば、内部磁束検出部５は、案内部２ａに配置され、ロープＸ１の内部を通る磁束を直接的に検出する、という構成でもよい。

（３）また、上記実施形態に係るロープテスタ１においては、磁路部７は、並列される複数の分離路７ａ，７ｂを備えており、それにより、複数の経路を備えている、という構成である。しかしながら、ロープテスタ１は、斯かる構成が好ましいものの、斯かる構成に限られない。例えば、磁路部７は、一つの経路のみからなる、という構成でもよい。

（４）また、上記実施形態に係るロープテスタ１においては、内部磁束検出部５が検出する第１分離路７ａの断面積は、第２分離路７ｂの断面積よりも、小さい、という構成である。しかしながら、ロープテスタ１は、斯かる構成が好ましいものの、斯かる構成に限られない。例えば、内部磁束検出部５が検出する第１分離路７ａの断面積は、第２分離路７ｂの断面積以上である、という構成でもよい。

（５）また、ロープテスタ１は、漏洩磁束検出部４の検出値と内部磁束検出部５の検出値とのうち、外部に向けて出力する検出値を選択可能な選択部を備えている、という構成でもよい。斯かる構成によれば、必要な検出値のみを出力することができる。

１…ロープテスタ、２…本体部、２ａ…案内部、２ｂ…把持部、２ｃ…遮蔽部、２ｄ…磁性部、２ｅ…非磁性部、２ｆ…端部、２ｇ…連結部、３…磁化部、３ａ…第１磁石部、３ｂ…第２磁石部、４…漏洩磁束検出部、５…内部磁束検出部、６…変位検出部、６ａ…回転部、６ｂ…回転検出部、６ｃ…接続部、６ｄ…弾性部、７…磁路部、７ａ…第１分離路、７ｂ…第２分離路、７ｃ…第１結合路、７ｄ…第２結合路、７ｅ…長尺部、７ｆ…保持部、８…基板、Ｘ１…ロープ

Claims (3)

1. エレベータ用ロープを磁化させる磁化部と、
   前記ロープから漏洩する磁束を検出する漏洩磁束検出部と、
   前記ロープの内部を通る磁束を検出する内部磁束検出部と、を備えるエレベータ用ロープのロープテスタ。
2. 前記磁化部は、第１及び第２磁石部と、前記第１磁石部と第２磁石部とを接続する磁路部と、を備え、
   前記漏洩磁束検出部は、前記第１及び第２磁石部と前記磁路部とによって磁化される前記ロープから漏洩する磁束を検出し、
   前記内部磁束検出部は、前記磁路部の内部を通る磁束を検出する、請求項１に記載のエレベータ用ロープのロープテスタ。
3. 前記磁路部は、並列される第１及び第２分離路と、第１及び第２分離路を結合して前記第１磁石部に接続させる第１結合路と、第１及び第２分離路を結合して前記第２磁石部に接続させる第２結合路と、を備え、
   前記第１分離路の断面積は、前記第２分離路の断面積よりも、小さく、
   前記内部磁束検出部は、前記第１分離路の内部を通る磁束を検出する、請求項２に記載のエレベータ用ロープのロープテスタ。
   

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