JP7670096B2 - Rope wire breakage detection device - Google Patents
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Description
本発明は、エレベーター等のワイヤロープの素線切れを検知する検知装置に関する。 The present invention relates to a detection device that detects breakage of wires in wire ropes of elevators, etc.
図8は、エレベーターにおいて乗りかごと釣合い錘とを接続するワイヤロープ2(以下、単に「ロープ」と称する)の構成例を示す図である。ロープ2は、複数のストランド2aを繊維芯2bに撚り合わせることで構成され、ストランド2aは、各々所定の太さを有する複数の鋼の素線2a1をより合わせて構成される。
Figure 8 shows an example of the configuration of a wire rope 2 (hereinafter simply referred to as "rope") that connects the elevator car and the counterweight. The
エレベーターにおいて乗りかごと釣合い錘とを接続するロープについては、目視検査が法令で義務付けられているが、たとえば、繊維芯2b側で素線2a1の断線が発生している場合等、素線2a1の断線は目視検査では確認し難い場合も多い。そこで、目視検査を補助するための技術が種々提案されており、その一例として特許文献1に開示の技術が挙げられる。特許文献1には、ロープを磁化すると、素線切れによる損傷個所において漏洩磁束が発生することを利用して素線切れを検出する技術が開示されている。特許文献1では、プローブコイルを用いて漏洩磁束を検出する。
Visual inspection of the rope connecting the car and counterweight in an elevator is required by law, but in many cases, for example, when the wire 2a1 is broken on the fiber core 2b side, it is difficult to confirm the break in the wire 2a1 through visual inspection. As a result, various techniques have been proposed to assist with visual inspection, one example of which is the technique disclosed in
しかしながら、プローブコイルの出力信号に突発的・瞬間的なノイズ(スパイクノイズ)が含まれる場合、当該ノイズをロープの損傷として誤検出してしまうことがある。 However, if the output signal from the probe coil contains sudden or momentary noise (spike noise), the noise may be erroneously detected as damage to the rope.
本発明の目的は、スパイクノイズに起因する誤検出を低減しつつ、磁化させたロープの漏洩磁束に基づいてロープの損傷を検出する検知装置を提供することである。 The object of the present invention is to provide a detection device that detects damage to a rope based on leakage magnetic flux from a magnetized rope while reducing false detections caused by spike noise.
本発明のロープの素線切れの検知装置は、
損傷の有無の検出対象となるロープを磁化させる磁化器と、
前記磁化器により磁化させたロープの漏洩磁束を検出し、検出結果に応じた検出信号を出力するセンサーと、
前記検出信号から、所定の周波数より高い周波数成分を除去するフィルターと、
前記フィルターの出力信号が、予め定められた閾値を所定時間内に交差した回数に応じて前記ロープの損傷の有無を判定する判定部と、
を具える。
The wire breakage detection device of the present invention is
a magnetizer for magnetizing a rope to be detected for damage;
a sensor that detects leakage magnetic flux from the rope magnetized by the magnetizer and outputs a detection signal according to the detection result;
a filter for removing frequency components higher than a predetermined frequency from the detection signal;
a determination unit that determines whether or not the rope is damaged based on the number of times that the output signal of the filter crosses a predetermined threshold within a predetermined time;
Equipped with.
判定部は、前記フィルターの出力信号が、予め定められた閾値を所定時間内に2回以上交差した場合に、損傷ありと判定することができる。 The determination unit can determine that damage exists when the output signal of the filter crosses a predetermined threshold value two or more times within a specified time.
前記所定の周波数は、前記ロープの表面に現れる凹凸の周期に応じて設定することができる。 The predetermined frequency can be set according to the period of the unevenness appearing on the surface of the rope.
前記ロープは、エレベーターの乗りかごを吊り下げるロープとすることができる。 The rope can be a rope for suspending an elevator car.
本発明のロープの素線切れの検知装置によれば、スパイクノイズに起因する誤検出を低減しつつ、磁化させたロープの漏洩磁束に基づいてロープの損傷を検出することができる。 The rope wire breakage detection device of the present invention can detect damage to a rope based on leakage magnetic flux from a magnetized rope while reducing false detections caused by spike noise.
以下、本発明の検知装置1をエレベーターのロープ2の素線切れ検査に用いた実施形態について、図面を参照しながら説明を行なう。
Below, an embodiment of the present invention in which the
図1は、本発明の一実施形態による検知装置1の構成例を示す図である。検知装置1は、エレベーターにおいて乗りかごを吊り下げ、乗りかごと釣合い錘(カウンターウェイト)とを接続するロープ(たとえば、図8に示されるロープ2)における素線の断線を検出するための装置である。エレベーターの保守作業を行なう作業員は、検知装置1を携えて、検査対象のエレベーターの設置場所に出向き、ロープの目視検査を行なうとともに、肉眼視し難い断線の有無を検査するために、検知装置1を用いる。図1に示されるように、検知装置1は、ロープテスター10と、制御装置20と、を有する。ロープテスター10は、磁化器110と、センサー120と、を有する。磁化器110は、素線切れの検出対象となるロープを磁化するための永久磁石を含む。センサー120は、たとえば、ホール素子である。センサー120は、磁化器110により磁化されたロープの漏洩磁束を検出し、検出結果に応じた検出信号S1を制御装置20へ出力する。
Figure 1 is a diagram showing an example of the configuration of a
図2は、ロープテスター10の外観の一例を示す斜視図である。図2に示されるように、ロープテスター10は、図2における矢印Yの示す方向に検査対象のロープを通過させるガイド部10aと、作業員の手により把持される把持部10cと、ガイド部10aと把持部10cとの間に設けられ、2つの磁化器110と、センサー120とが設けられる本体部10bとを有する。図2に示されるように、2つの磁化器110は、矢印Y方向に所定の間隔を空けて並べて配置され、センサー120は、2つの磁化器110の間に設けられる。
Figure 2 is a perspective view showing an example of the appearance of the
制御装置20は、たとえばパーソナルコンピューターであり、制御装置20に含まれるCPU(Central Processing Unit)等の処理装置を予めインストールされたプログラムに従って作動することにより、フィルター210及び判定部220として機能する。フィルター210は、センサー120から出力される検出信号S1の信号成分のうち、所定の周波数(フィルター210の通過域の下限周波数)よりも高い周波数を有する信号成分のみを通過させるハイパスフィルターである。本実施形態では、所定の周波数は、検査対象のロープの表面におけるストランドの凹凸の周波数に応じて定められる。検出信号S1の信号成分のうち、所定の周波数よりも高い周波数を有する信号成分のみを抽出する理由は次の通りである。
The
図3は、検査対象のロープに素線切れがある場合にセンサー120から出力される検出信号S1の波形の一例を示す図である。図3における横軸は時間を表し、縦軸は信号の振幅を表す(図5~図7についても同様)。検査対象のロープに素線切れがある場合、検出信号S1には、素線切れにより発生する漏洩磁束に応じた信号成分と、ストランドの凹凸に応じた信号成分とが少なくとも含まれる。図4(A)は、素線切れにより発生する漏洩磁束に応じた信号成分の波形の一例を示す図であり、図4(B)は、素線切れにより発生する漏洩磁束に応じた信号成分とストランドの凹凸に応じた信号成分とを含む信号の波形の一例を示す図である。図4(B)に示す例では、素線切れにより発生する漏洩磁束に応じた信号成分は、ストランドの凹凸に応じた信号成分に埋もれている。
Figure 3 is a diagram showing an example of the waveform of the detection signal S1 output from the
図4(C)は、図4(A)に波形が示される信号成分に、フィルター210によるハイパスフィルター処理を施すことで得られる信号の波形の一例を示す図であり、図4(D)は、素線切れにより発生する漏洩磁束に応じた信号成分とストランドの凹凸に応じた周波数成分とを含む信号に、フィルター210によるハイパスフィルター処理を施すことで得られる信号の信号波形の一例を示す図である。図4(D)では、素線切れにより発生する漏洩磁束に応じた信号成分に比較してストランドの凹凸に応じた周波数成分の振幅が小さくなっており、換言すれば、素線切れにより発生する漏洩磁束に応じた信号成分が強調されている。つまり、フィルター210は、検出信号S1においてストランドの凹凸に応じた信号に埋もれた信号成分を抽出するために設けられている。
Figure 4(C) is a diagram showing an example of a signal waveform obtained by applying high-pass filtering by
判定部220は、フィルター210の出力信号S2が、予め定められた閾値を所定時間(本実施形態では、0.1~0.3秒)内に交差した回数に応じてロープの損傷の有無を判定する。本実施形態では、判定部220は、図5に示されるように、フィルター210の出力信号S2が、所定時間内に所定の閾値(図5に示す例では、2)を2回以上交差した場合に、素線切れによるロープの損傷有り、と判定する。なお、判定部220による損傷有りとの判定結果は、たとえばビープ音又は音声メッセージの出力、或いは本体部10bに設けられる発光部の明滅等により作業員に通知されてもよい。また、検知装置1は、エレベーターに常設され、判定部220による判定結果は通信回線経由で他の装置へ通知されてもよい。
The
本実施形態において、フィルター210の出力信号S2が、予め定められた閾値を所定時間(本実施形態では、0.1~0.3秒)内に交差した回数に応じてロープの損傷の有無を判定した理由は次の通りである。前掲の図4(C)に示される、素線切れにより発生する漏洩磁束に応じた信号成分にフィルター210によるハイパスフィルター処理を施して得られる信号の信号波形には、ピークの立ち上がり及び立ち下がりに各々対応する2つのピークが現れる。
In this embodiment, the reason for determining whether or not the rope is damaged based on the number of times that the output signal S2 of the
センサー120から出力される検出信号S1には、素線切れに起因する信号成分の他に、ストランドの凹凸に応じた周波数成分が含まれ、更にホワイトノイズ又はスパイクノイズが含まれる場合がある。図6(A)は、スパイクノイズに応じた信号成分の信号波形の一例を示す図であり、図6(B)は、同信号成分にフィルター210によるハイパスフィルター処理を施して得られる信号の信号波形を示す図である。図7(A)は、素線切れに起因する信号成分とスパイクノイズに応じた信号成分とを含む信号の波形の一例を示す図であり、図7(B)は、ストランドの凹凸に応じた信号成分、素線切れに起因する信号成分、及び、スパイクノイズを含む信号の信号波形の一例を示す図である。図7(C)は、図7(A)にて波形が示された信号にフィルター210によるハイパスフィルター処理を施して得られる信号の信号波形を示す図であり、図7(D)は、図7(B)にて波形が示された信号にフィルター210によるハイパスフィルター処理を施して得られる信号の信号波形を示す図である。図6(B)及び図7(C)を参照すれば明らかなように、スパイクノイズに応じた信号成分は、フィルター210によるハイパスフィルター処理では除去できない。このため、出力信号S2の振幅と閾値との大小比較により素線の断線の有無を判定すると、素線切れとノイズとを区別することができず、誤検出が発生する。
The detection signal S1 output from the
前掲の図4(C)に示されるように、素線切れにより発生する漏洩磁束に応じた信号成分にフィルター210によるハイパスフィルター処理を施して得られる信号の信号波形には、ピークの立ち上がり及び立ち下がりに各々対応する2つのピークが現れる。これに対して、スパイクノイズに応じた信号成分は、1サンプリング周期にて極めて急峻に立ち上がり、その後即座に立ち下がる信号成分であり、図6(B)に示されるように、スパイクノイズに応じた信号成分にフィルター210によるハイパスフィルター処理を施して得られる信号の信号波形には、ピークは一つしか現れない。このため、本実施形態では、フィルター210の出力信号S2が予め定められた閾値を所定時間内に交差した回数に応じてロープの損傷の有無を判定する構成を採用している。
As shown in FIG. 4(C) above, the signal waveform of the signal obtained by applying high-pass filtering by
本実施形態によれば、スパイクノイズに起因する誤検出を低減しつつ、磁化させたロープの漏洩磁束に基づいてロープの損傷を検出することが可能になる。 According to this embodiment, it is possible to detect damage to a rope based on leakage magnetic flux from a magnetized rope while reducing false detections caused by spike noise.
なお、上記実施形態では、エレベーターの乗りかごを吊り下げ、また、乗りかごと釣合い錘とを連結するロープの素線切れの検出への本発明の適用例を説明したが、ロープは、乗りかごを吊り下げるロープだけでなく、補償ロープや調速機ロープなどであってもよい。さらには、ロープは、エレベーター用のものに限らず、たとえばクレーンにおいてフックを昇降させるロープ、ロープウェイ又はケーブルカーに用いられるロープなどの長尺のロープ等であってもよく、本発明の検知装置1は、これらロープの素線切れの検出に適用することもできる。
In the above embodiment, an example of application of the present invention to detecting wire breakage in the rope that suspends the elevator car and connects the car to the counterweight has been described, but the rope may not only be a rope that suspends the car, but also a compensation rope, a governor rope, etc. Furthermore, the rope is not limited to that for elevators, but may be a long rope such as a rope that raises and lowers a hook in a crane, or a rope used in a ropeway or cable car, and the
また、上記実施形態におけるフィルター210及び判定部220は、CPU等のコンピューターをソフトウェアに従って作動させることにより実現されるソフトウェアモジュールであったが、電子回路で構成されたハードウェアモジュールであってもよい。
In addition, the
さらに、上記制御装置20に含まれる処理装置を、フィルター210及び判定部220として機能させるプログラムが単体で製造又は販売されてもよい。そして、このプログラムに従って既存の検知装置における制御装置を作動させることで、当該検知装置を本発明の検知装置として機能させてもよい。また、上記実施形態では、制御装置20がロープテスター10とは別個の装置として説明しているが、ロープテスター10に制御装置20を内蔵する等、制御装置20とロープテスター10とが一体の装置構成とすることもできる。
Furthermore, a program that causes the processing device included in the
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。 The above explanation of the embodiment is for the purpose of explaining the present invention, and should not be interpreted as limiting the invention described in the claims or narrowing its scope. Furthermore, the configuration of each part of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible within the technical scope described in the claims.
1 検知装置
10 ロープテスター
110 磁化器
120 センサー
20 制御装置
210 フィルター
220 判定部
1
Claims (3)
前記磁化器により磁化させたロープの漏洩磁束を検出し、検出結果に応じた検出信号を出力するセンサーと、
前記検出信号から、所定の周波数より高い周波数を有する信号成分のみを通過させるフィルターと、
前記フィルターの出力信号が、予め定められた閾値を所定時間内に2回以上交差した場合に、前記ロープの損傷の有りと判定する判定部と、
を具え、
前記所定時間は、0.1~0.3秒である、
ことを特徴とするロープの素線切れ検知装置。 a magnetizer for magnetizing a rope to be detected for damage;
a sensor that detects leakage magnetic flux from the rope magnetized by the magnetizer and outputs a detection signal according to the detection result;
a filter that passes only a signal component having a frequency higher than a predetermined frequency from the detection signal;
a determination unit that determines that the rope is damaged when an output signal of the filter crosses a predetermined threshold value two or more times within a predetermined time;
Equipped with
The predetermined time is 0.1 to 0.3 seconds.
A rope wire breakage detection device characterized by the above.
請求項1に記載のロープの素線切れ検知装置。 The predetermined frequency is set according to the period of unevenness appearing on the surface of the rope.
2. A rope wire breakage detection device according to claim 1 .
請求項1又は請求項2に記載のロープの素線切れ検知装置。 The rope is a rope for suspending an elevator car.
3. A wire breakage detection device for a rope according to claim 1 or 2 .
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- 2023-09-19 JP JP2023151454A patent/JP7670096B2/en active Active
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