JP7731932B2 - ワイヤロープの診断方法および診断システム並びに診断プログラム - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤロープの診断方法および診断システム並びに診断プログラムに関し、より詳しくは、ワイヤロープに作用する張力の変動を考慮してワイヤロープの交換時期を診断するワイヤロープの診断方法および診断システム並びに診断プログラムに関する。

クレーンやエレベータなどのワイヤロープを診断する装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の発明は主ロープの位置を所定の主ロープ長さ毎に区分して、その長さ毎に劣化度を算出している。

ワイヤロープの診断では、診断対象の区間長を短くすることでより重点的な診断が可能となり、診断精度が向上する。しかしながら、診断対象の区間長を短くすると、ワイヤロープの区分数が多くなり、演算負荷が重くなるとともに記憶領域を専有するデータ量も多くなるという問題が生じる。それ故、ワイヤロープの診断精度を向上しつつ、演算負荷を軽減するとともに記憶領域を専有するデータ量を抑制するには改善の余地がある。

特開２００６－２７８８８号公報

本発明の目的は、ワイヤロープの診断精度を向上しつつ、演算負荷を軽減するとともに記憶領域を専有するデータ量を抑制するワイヤロープの診断方法および診断システム並びに診断プログラムを提供することである。

上記の目的を解決する本発明のワイヤロープの診断方法は、等間隔に区分された多数のワイヤ区間が設定されており、少なくとも一つ以上のシーブを経由して、ドラムの巻き取りまたは繰り出しにより吊体を移動させるワイヤロープの診断方法において、所定の期間中での前記吊体の移動により変動する前記多数のワイヤ区間ごとのデータとして前記シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径の少なくとも一つを演算装置によりデータ処理することにより、前記多数のワイヤ区間の中で前記ワイヤロープの診断への影響度が基準よりも高いワイヤ区間を重点診断部位として特定し、特定した前記重点診断部位に、前記ワイヤ区間の区間長よりも短い区間長を用いて等間隔に区分した多数の重点診断区間を設定することにより、前記多数のワイヤ区間の中から前記重点診断部位を除いた残りのワイヤ区間の診断の重点度よりも前記重点診断部位の診断の重点度を高くすることを特徴とする。
本発明のワイヤロープの診断方法は、等間隔に区分された多数のワイヤ区間が設定されており、少なくとも一つ以上のシーブを経由して、ドラムの巻き取りまたは繰り出しにより吊体を移動させるワイヤロープの診断方法において、所定の期間中での前記吊体の移動により変動する前記多数のワイヤ区間ごとのデータとして前記シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径の少なくとも一つを演算装置によりデータ処理することにより、前記多数のワイヤ区間の中で前記ワイヤロープの診断への影響度が基準よりも高いワイヤ区間を重点診断部位として特定し、前記重点診断部位に、前記ワイヤ区間の区間長よりも短い区間長を用いて等間隔に区分した多数の重点診断区間を設定し、前記吊体を備えるクレーンまたはエレベータの稼働中には、前記重点診断部位を特定した以後の前記吊体の移動により変動する前記重点診断部位のワイヤ区間ごとのデータとして前記シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径の少なくとも一つを前記演算装置によりデータ処理することにより、前記重点診断部位のみを診断して、前記多数のワイヤ区間の中から前記重点診断部位を除いた残りのワイヤ区間の診断の重点度よりも前記重点診断部位の診断の重点度を高くすることを特徴とする。

上記の目的を達成する本発明のワイヤロープの診断システムは、等間隔に区分された多数のワイヤ区間が設定されており、少なくとも一つ以上のシーブを経由して、ドラムの巻き取りまたは繰り出しにより吊体を移動させるワイヤロープを診断する演算装置を有する診断システムにおいて、前記演算装置は、所定の期間中での前記吊体の移動により変動する前記多数のワイヤ区間ごとのデータとして前記シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径の少なくとも一つに基づいて、前記多数のワイヤ区間の中で前記ワイヤロープの診断への影響度が基準よりも高いワイヤ区間を重点診断部位として特定するデータ処理と、特定した前記重点診断部位に、前記ワイヤ区間の区間長よりも短い区間長を用いて等間隔に区分した多数の重点診断区間を設定することにより、前記多数のワイヤ区間の中から前記重点診断部位を除いた残りのワイヤ区間の診断の重点度よりも前記重点診断部位の診断の重点度を高くするデータ処理と、を実行することを特徴とする。
本発明のワイヤロープの診断システムは、等間隔に区分された多数のワイヤ区間が設定されており、少なくとも一つ以上のシーブを経由して、ドラムの巻き取りまたは繰り出しにより吊体を移動させるワイヤロープを診断する演算装置を有する診断システムにおいて、前記演算装置は、所定の期間中での前記吊体の移動により変動する前記多数のワイヤ区間ごとのデータとして前記シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径の少なくとも一つに基づいて、前記多数のワイヤ区間の中で前記ワイヤロープの診断への影響度が基準よりも高いワイヤ区間を重点診断部位として特定するデータ処理と、特定した前記重点診断部位に、前記ワイヤ区間の区間長よりも短い区間長を用いて等間隔に区分した多数の重点診断区間を設定するデータ処理とを実行し、前記吊体を備えるクレーンまたはエレベータの稼働中には、前記多数のワイヤ区間の中から前記重点診断部位を除いた残りのワイヤ区間の診断の重点度よりも前記重点診断部位の診断の重点度を高くするデータ処理として、前記重点診断部位を特定した以後の前記吊体の移動により変動する前記多数のワイヤ区間ごとのデータとして前記シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径の少なくとも一つに基づいて、前記重点診断部位のみを診断するデータ処理を実行することを特徴とする。

上記の目的を達成する本発明のワイヤロープの診断プログラムは、等間隔に区分された多数のワイヤ区間が設定されており、少なくとも一つ以上のシーブを経由して、ドラムの巻き取りまたは繰り出しにより吊体を移動させるワイヤロープを演算装置に診断させるワイヤロープの診断プログラムにおいて、前記演算装置に、所定の期間中での前記吊体の移動により変動する前記多数のワイヤ区間ごとのデータとして前記シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径の少なくとも一つに基づいて、前記多数のワイヤ区間の中で前記ワイヤロープの診断への影響度が基準よりも高いワイヤ区間を重点診断部位として特定させる手順と、特定した前記重点診断部位に、前記ワイヤ区間の区間長よりも短い区間長を用いて等間隔に区分した多数の重点診断区間を設定させることにより、前記多数のワイヤ区間の中から前記重点診断部位を除いた残りのワイヤ区間の診断の重点度よりも前記重点診断部位の診断の重点度を高める手順と、を実行させることを特徴とする。
本発明のワイヤロープの診断プログラムは、等間隔に区分された多数のワイヤ区間が設定されており、少なくとも一つ以上のシーブを経由して、ドラムの巻き取りまたは繰り出しにより吊体を移動させるワイヤロープを演算装置に診断させるワイヤロープの診断プログラムにおいて、前記演算装置に、所定の期間中での前記吊体の移動により変動する前記多数のワイヤ区間ごとのデータとして前記シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径の少なくとも一つに基づいて、前記多数のワイヤ区間の中で前記ワイヤロープの診断への影響度が基準よりも高いワイヤ区間を重点診断部位として特定させる手順と、特定した前記重点診断部位に、前記ワイヤ区間の区間長よりも短い区間長を用いて等間隔に区分した多数の重点診断区間を設定させる手順と、前記吊体を備えるクレーンまたはエレベータの稼働中には、前記多数のワイヤ区間の中から前記重点診断部位を除いた残りのワイヤ区間の診断の重点度よりも前記重点診断部位の診断の重点度を高める手順として、前記重点診断部位を特定した以後の前記吊体の移動により変動する前記多数のワイヤ区間ごとのデータとして前記シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径の少なくとも一つに基づいて、前記重点診断部位のみを診断させる手順と、を実行させることを特徴とする。

本発明によれば、特定した重点診断部位の診断結果は、ワイヤロープの診断に大きい影響を及ぼす。それ故、その重点診断部位がより重点的に診断されることにより、ワイヤロープの全域を重点的に診断する手法と同様にワイヤロープの診断精度を向上できる。また、重点診断部位は、ワイヤロープの一部の部位であることから、ワイヤロープの全域を重点的に診断する手法に比して、演算負荷を軽減するとともに記憶領域を専有するデータ量を抑制することができる。このように、本発明は、高精度のワイヤロープの診断を実施可能な構成でありながら、演算負荷を軽減するとともに記憶領域を専有するデータ量を抑制することができる。

ワイヤロープの診断システムの実施形態を例示する構成図である。 ワイヤロープの診断方法および診断プログラムの実施形態の手順を例示するフロー図である。 図１のワイヤロープの一部を拡大し、予備診断工程でのワイヤ区間と本診断工程での重点診断部位とを比較する説明図である。 所定の期間での多数のワイヤ区間ごとのシーブの通過回数の度数分布を例示するグラフ図である。 図２の予備診断工程および本診断工程で用いる診断手法を例示するフロー図である。 時系列データを例示する説明図である。 通過区間時系列データを例示する説明図である。 累積損傷度データを例示する説明図である。

以下、本発明のワイヤロープの診断方法および診断システム並びに診断プログラムを、図に示す実施形態に基づいて説明する。図１では、Ｘ方向をクレーン１０の桁の延在方向でトロリが横行する方向とし、Ｙ方向をクレーン１０が走行する走行方向とし、Ｚ方向を鉛直方向とする。また、矢印は信号の流れを示す。

図１に例示する診断システム１は、クレーン１０において五つのシーブ２１～２５を経由して、ドラム１２による繰り出しおよび巻き取りにより吊体１１を移動させるワイヤロープ２０の交換時期を診断するシステムである。診断システム１は、張力取得装置２、位置取得装置３a、３ｂ、および、演算装置４を備えている。演算装置４は公知の種々のコンピュータを用いることができる。演算装置４は、中央演算処理部（ＣＰＵ）５、主記憶部（メモリ）６、補助記憶部（例えば、HDD）７、入力部（キーボード、マウス）８、および、出力部（ディスプレイ）９を有している。診断プログラム３０は演算装置４の補助記憶部７にインストールされている。

クレーン１０は公知の種々のクレーンを用いることができる。クレーン１０としては、ガントリークレーン（橋形クレーン）、トランスファークレーン（門型クレーン）、天井クレーン、および、ジブクレーン（タワークレーンを含む）が例示され、種類は特に限定されない。

本実施形態のクレーン１０は、公知のガントリークレーンであり、複数本のワイヤロープ２０と、吊体１１と、ドラム１２と、駆動装置１３と、クレーン用制御装置１４と、図示しない桁と、トロリと、脚構造物および走行装置と、を備える。クレーン１０は桁に沿ったトロリのＸ方向の横行と走行装置によるＹ方向の走行とにより吊体１１を所定の位置に移動させ、吊体１１のＺ方向の昇降によりコンテナの荷役作業を行う。吊体１１とはワイヤロープ２０により吊り上げられるものを示しており、本実施形態においては、吊具およびその吊具に連結されたコンテナ、または、コンテナに連結してない吊具を示すものとする。ドラム１２、駆動装置１３、および、クレーン用制御装置１４は図示しない機械室に設置される。ドラム１２は駆動装置１３の回転動力により回転してワイヤロープ２０を巻き取ったり、繰り出したりする。クレーン用制御装置１４は、公知の種々のコンピュータを用いることができる。クレーン用制御装置１４は、トロリをＸ方向に横行させる制御、走行装置によりクレーン１０をＹ方向に走行させる制御、および、吊体１１をＺ方向に昇降させる制御を実行する。

ワイヤロープ２０は公知の種々のワイヤロープを用いることができる。ワイヤロープ２０は、例えば、複数の素線を撚り合わせたストランドを心の周りに所定のピッチで撚り合わせて成る。ワイヤロープ２０のロープ径ｄ〔ｍｍ〕、断面積Ａ〔ｍｍ^２〕、および、全長は特に限定されるものではない。一台のクレーン１０には複数のワイヤロープ２０が設けられているが、ワイヤロープ２０の本数は特に限定されるものではない。ワイヤロープ２０は、例えば、クレーン１０に四本設けられており、図中では、各々のワイヤロープ２０が実線、点線、一点鎖線、二点鎖線で区別される。

ワイヤロープ２０の掛け方は公知の種々の掛け方を用いることができ、ワイヤロープ２０は少なくとも一つのシーブを経由すればよい。例えば、ワイヤロープ２０の掛け方は、一端が他のワイヤロープ２０の他端に連結具１５を介して連結され、他端がドラム１２に連結され、中途位置が五つのシーブ２１～２５のそれぞれを経由する掛け方がある。この掛け方では、ワイヤロープ２０が吊体１１の吊具に設置されたシーブ２３を介して吊体１１を吊り上げている。

シーブ２１～２５（以下、シーブ２１～２５を示す場合は符号を省略する。）は公知の種々のシーブを用いることができる。シーブはワイヤロープ２０の一端から他端に向かって間隔を空けて順に配置される。各々のシーブのシーブ径Ｄ〔ｍｍ〕およびシーブ形状は特に限定されるものではない。各々のシーブのシーブ径Ｄおよびシーブ形状は、例えば、同一である。ただし、シーブ２１はワイヤロープ２０の位置が変位しない箇所に接触するシーブであり、このシーブ２１のシーブ径は他のシーブよりも小さいことがある。各々のシーブには配置順に数値が大きくなるシーブ番号ｉが付与されている。例えば、シーブ２１のシーブ番号をｉ＝１として、シーブ２１からドラム１２に向かって順に配置されたそれぞれのシーブ２２～２５にシーブ番号ｉ（＝２、・・・、５）が付与されている。

各々のシーブはワイヤロープ２０の掛け方に応じて動滑車または定滑車のどちらかの種類が適宜、選択される。例えば、本実施形態では、シーブ２１およびシーブ２５がクレーン１０の桁に設置された定滑車である。シーブ２２およびシーブ２４がクレーン１０のトロリに設置されて、トロリの横行に伴ってＸ方向に移動する動滑車である。シーブ２３が吊体１１の吊具に設置されて、吊体１１の昇降に伴ってＺ方向に移動するとともにトロリの横行に伴ってＸ方向に移動する動滑車である。

張力取得装置２は、サンプリング周期を第一周期ｔに設定可能であり、かつ、ワイヤロープ２０に作用する張力Ｗｔ〔ｋｇｆ〕を取得可能であれば、公知の種々のセンサを用いることができる。張力取得装置２としては連結具１５に作用する張力を計測するロードセルが例示され、ワイヤロープ２０の各々に作用する張力Ｗｔはロードセルが計測した張力の半分の値となる。

張力取得装置２は、ワイヤロープ２０の位置が変位しない箇所でワイヤロープ２０に作用する張力を取得することが望ましい。ワイヤロープ２０の位置が変位しない箇所に張力取得装置２を設置することで、張力取得装置２の設置が簡便になる。張力取得装置２は、連結具１５に設置されることがより望ましいが、複数の張力取得装置２がシーブ２２～２５の各々に設置されてもよい。張力取得装置２がシーブの各々に設置されることで通過区間２９の各々に作用する張力を個別に取得可能となるが、張力取得装置２の設置数が増えることでデータの整理が煩雑になる。対して、張力取得装置２が連結具１５ごとに設置されることで複数本のワイヤロープ２０に作用する張力を取得する装置の数が少なくなり、データの整理には有利になる。

位置取得装置３a、３ｂは、サンプリング周期を第一周期ｔに設定可能であり、吊体１１の位置（ｌｔ、ｈｔ）を取得可能であれば、公知の種々のセンサあるいは幾つかのセンサの組み合わせを用いることができる。吊体１１の位置（ｌｔ、ｈｔ）は相対座標であり、基点からの移動距離のＸ方向成分とＺ方向成分とを示す。基点としては、吊体１１が移動可能な範囲に存在する位置であることが好ましい。位置取得装置３ａは吊体１１のＸ方向の位置ｌｔを取得する装置であり、トロリの駆動装置の回転数を計測する装置が例示される。位置取得装置３ｂは吊体１１のＺ方向の位置ｈｔを取得する装置であり、ドラム１２におけるワイヤロープ２０の巻き取り長さやドラム１２の回転数を取得する装置、あるいは、吊体１１およびトロリの間の距離を計測する装置が例示される。

位置取得装置３ａ、３ｂは、吊体１１の絶対位置座標を取得する装置でもよく、例えば、吊体１１に直に設置された測位衛星システムのアンテナが例示される。吊体１１の絶対位置座標を取得する場合には、クレーン１０に絶対位置座標が特定された基点を設け、その基点の絶対位置座標と吊体１１の絶対位置座標とから算出される吊体１１の移動距離のＸ方向成分とＺ方向成分を吊体１１の位置（ｌｔ、ｈｔ）とすることが好ましい。また、岸壁に着岸した船舶に対してコンテナの荷役を行うクレーン１０の場合には、吊体１１の位置が地面より低い位置になることもあるため、Ｚ方向の位置ｈｔを主巻海下揚程で補正することが好ましい。

演算装置４は、クレーン１０の図示しない運転室あるいはクレーン１０から離間した遠隔地に設置された運転室や、コンテナの管理を行う管理システムが設置される管理室に設置される。演算装置４は、入力部８により診断プログラム３０が起動されて実行されると、診断プログラム３０により指示された各データ処理を実行する。

演算装置４は、入力部８により、クレーン１０の構造および仕様データ、ワイヤロープ掛図、ワイヤロープ２０の全長、および、シーブ個数を含む基礎データが予め補助記憶部７に入力されている。演算装置４は、入力部８により、シーブ形状による係数ａ、ワイヤロープ２０の撚り方による係数ｂ、シーブ径Ｄ、ロープ径ｄ、および、断面積Ａが予め補助記憶部７に入力されている。

診断プログラム３０は、起動された後に、入力部８により各データ処理で用いる初期値の選択、予測結果の選択、および、影響度の基準の条件を含む初期設定が行われる。診断プログラム３０は、初期設定が完了した後に、演算装置４に初期設定に従った各データ処理を実行させる。

図２に診断方法および診断プログラム３０により実行される手順の一例を示す。まず、診断プログラム３０は、ワイヤロープ２０に対して等間隔に区分された多数のワイヤ区間２６が設定された状態で、演算装置４に予備診断工程を所定の期間の間で繰り返させる手順を実行させる（Ｓ１１０、Ｓ１２０）。ついで、診断プログラム３０は、演算装置４に重点診断部位２７を特定させる手順を実行させる（Ｓ１３０）。ついで、診断プログラム３０は、多数のワイヤ区間２６の一部が重点診断部位２７に設定された状態で、演算装置４に本診断工程をワイヤロープ２０が交換されるまで繰り返させる手順を実行させる（Ｓ１４０、Ｓ１５０）。以下に、まず、ワイヤ区間２６および重点診断部位２７の内容を詳述し、その後に、（Ｓ１１０）～（Ｓ１８０）の各ステップの内容を詳述する。

図３は、ワイヤロープ２０の一部の部位を示す。ワイヤロープ２０の上側および下側、並びに、一部の部位のさらに一部を拡大した点線円内に付した連続した番号（図中の「・・・」は省略した番号を示す）は、区間番号Ｍを示している。ワイヤロープ２０の上側で連続した区間番号Ｍは、予備診断工程（Ｓ１１０）で用いられる多数のワイヤ区間２６の区間番号Ｍを示している。ワイヤロープ２０の下側で連続した区間番号Ｍは、本診断工程（Ｓ１４０）で用いられる重点診断部位２７を除いた残りのワイヤ区間２６の区間番号Ｍを示している。点線円内で連続した区間番号Ｍは、重点診断部位２７に設定された多数の重点診断区間２８の区間番号Ｍを示している。

ワイヤ区間２６は、ワイヤロープ２０を等間隔に区分する区間である。重点診断部位２７は、予備診断工程（Ｓ１１０）により得られたデータに基づいて特定された部位である。具体的に、重点診断部位２７は、多数のワイヤ区間２６のなかで損傷の進行度が基準よりも高いワイヤ区間２６を少なくとも一つ含み、複数のワイヤ区間２６が連続して並んだ部位である。重点診断区間２８は、重点診断部位２７をワイヤ区間２６の区間長（延在長さ）ΔＳよりも短い区間長Δｓで等間隔に区分する区間である。

多数のワイヤ区間２６は、ワイヤロープ２０の全長に亘って設定されてもよいが、ワイヤロープ２０がシーブ２１～２５を通過する際に受ける損傷よりもより小さい損傷を受ける診断対象外の部位を除くとよい。診断対象外の部位としては、ワイヤロープ２０の固定端を含む一端部および末端部が例示される。より具体的に、診断対象外の部位としては、吊体１１が移動する際にワイヤロープ２０の位置が変位しない部位、および、ドラム１２に巻き取られた部位が例示される。ワイヤロープ２０の位置が変位しない部位は、例えば、連結具１５から桁のＸ方向の一端に固定された定滑車のシーブ２１までの間の部位である。また、ドラム１２に巻き取られた部位は、ワイヤロープ２０がドラム１２から最も繰り出された状態で、ドラム１２に巻き取られた部位とドラム１２からドラム１２に最も近く、桁のＸ方向の他端に固定された定滑車のシーブ２５までの間の部位である。

一本のワイヤロープ２０における多数のワイヤ区間２６と複数の重点診断区間２８との合計した総数の桁数は、ワイヤ区間２６の区間長ΔＳおよび重点診断区間２８の区間長Δｓに応じて異なる。その総数の桁数は、国際単位系（ＳＩ）におけるワイヤロープ２０の全長が三桁の場合に三桁～四桁が目安となり、その全長が二桁の場合に二桁～三桁が目安となっている。

予備診断工程（Ｓ１１０）では、多数のワイヤ区間２６ごとに区間番号Ｍ（１≦Ｍ≦２００）が付与されており、区間番号Ｍはワイヤロープ２０の一端側または末端側のどちらか一方から他方に向うに連れて数値が大きくなっている。本診断工程（Ｓ１４０）では、予備診断工程で用いられた区間番号Ｍの一部が欠番（１０１≦Ｍ≦１１０）となり、欠番となった区間番号Ｍの代わりに重点診断部位２７の多数の重点診断区間２８ごとに区間番号Ｍ（２０１≦Ｍ≦２１７）が付与されている。重点診断区間２８に付与された区間番号Ｍは、多数のワイヤ区間２６に付与された区間番号Ｍの続きとなっており、ワイヤロープ２０の一端側または末端側のどちらか一方から他方に向うに連れて数値が大きくなっている。ワイヤ区間２６および重点診断区間２８は、区間番号Ｍとともに区間の始端位置および終端位置が特定されている。区間番号Ｍの始端位置および終端位置は、区間番号（Ｍ＝１）の始端位置を「０」として、区間長ΔＳおよび区間長Δｓと区間番号Ｍとに基づいて特定されている。

ワイヤロープ２０の一本当たりのワイヤ区間２６および重点診断区間２８の総数は多いほど、ワイヤロープ２０の交換時期の診断精度が高くなる。一方、その総数が多いほど、演算装置４において診断結果を出力するまでの演算負荷が増えることに加えて補助記憶部７の記憶領域を専有する度合いも大きくなる。そこで、一台のクレーン１０に設けられた複数本のワイヤロープ２０における全てのワイヤ区間２６および重点診断区間２８の合計数が５０００以下となるように、一本当たりのワイヤ区間２６および重点診断区間２８の総数（区間番号Ｍの最大値）を設定することが好ましい。

ワイヤ区間２６の区間長ΔＳは長いほど、ワイヤロープ２０の一本当たりのワイヤ区間２６の総数が少なくなり、診断精度が低くなる。そこで、区間長ΔＳは、吊体１１を移動させた場合の単位時間あたりのワイヤロープ２０の最小移動距離よりも短くすることが望ましい。区間長ΔＳが最小移動距離よりも短くなることで、診断精度の向上には有利になる。なお、単位時間は、張力取得装置２や位置取得装置３ａ、３ｂのサンプリング周期とするとよい。

また、区間長ΔＳは、最小移動距離に加えて、ワイヤロープ２０の弛みや伸縮、あるいは、傾転装置の作動を考慮することがより望ましい。傾転装置は、ワイヤロープ２０に作用する張力の過負荷の回避および吊体１１の角度の調節を行う装置であり、公知の傾転装置を用いることができる。ワイヤロープ２０に弛みや伸縮が生じるとワイヤロープ２０が移動した状態になり、シーブを通過したときに損傷が生じる。同様に、傾転装置が作動するとワイヤロープ２０が移動した状態になり、シーブを通過したときに損傷が生じる。弛みや伸縮、あるいは、傾転装置の作動によりワイヤロープ２０の移動量は、予め多数の実験や試験データ、あるいは、コンピュータシミュレーション結果の蓄積により得られた知見に基づいて把握することが可能である。ただし、ワイヤロープ２０の弛みや伸縮の微小な変化を考慮すると際限なく区間長ΔＳが小さくなる。そこで、ワイヤロープ２０の弛みは、駆動装置１３が停止してワイヤロープ２０に作用する張力が無くなったときの弛みによるワイヤロープ２０の最小移動距離を採用するとよい。また、ドラムワイヤロープ２０の伸縮は、ワイヤロープ２０に作用する張力の最大張力時および最小張力時の伸びの差分と、クレーン１０の設置場所の最高気温および最低気温の伸びの差分と、を採用するとよい。このように、ワイヤロープ２０に生じる弛みや伸縮、あるいは、傾転装置の作動によるワイヤロープ２０の移動を考慮して区間長ΔＳを設定することで、ワイヤロープ２０に生じる弛みや伸縮、あるいは、傾転装置の作動によるワイヤロープ２０の損傷も考慮した診断になり、診断精度の向上には有利になる。

重点診断区間２８の区間長Δｓは、区間長ΔＳよりも短ければよいが、ワイヤロープ２０の最低シーブ接触長に基づいた精度を考慮して設定されることが望ましい。ワイヤロープ２０の全長が２００ｍ、シーブ径Dが０．７８ｍ、ワイヤロープ２０の最低シーブ接触長が１／４周の場合に、必要精度を考慮した区間長Δｓとしては０．６ｍが例示される。例えば、ワイヤロープ２０の全長が２００ｍの場合に、ワイヤロープ２０の全長に亘って０．６ｍで等間隔に区分された区間を診断するには、区間の総数が３３４個となり、演算負荷が増えることに加えて補助記憶部７の記憶領域を専有する度合いも大きくなる。一方、ワイヤ区間２６の区間長ΔＳを１ｍとし、重点診断部位２７の全長を１０ｍ（重点診断部位２７が連続した十個のワイヤ区間２６で構成される）とし、重点診断区間２８の区間長Δｓを０．６ｍとすると、区間の総数が２０７個となり、前述の区分に比してデータ量が６２％程度に収まることになる。以上が、ワイヤ区間２６および重点診断部位２７の説明である。以下に、（Ｓ１１０）～（Ｓ１５０）の各ステップの内容を詳述する。

図２に例示する予備診断工程（Ｓ１１０）では、演算装置４により、ワイヤロープ２０に対して等間隔に区分された多数のワイヤ区間２６が設定された状態で、吊体１１の移動により変動する多数のワイヤ区間２６ごとのデータに基づいて、多数のワイヤ区間２６ごとに診断するデータ処理が実行される。この工程での診断手法は、公知の種々のワイヤロープ２０の診断手法を用いることができる。

所定の期間が経過したか否かを判定するステップ（Ｓ１２０）では、演算装置４により、予備診断工程（Ｓ１１０）を繰り返した経過時間と所定の期間とを比較して、その経過時間が所定の期間を超えたか否かを判定するデータ処理が実行される。所定の期間は、任意に設定することができるが、クレーン１０の作業日ごと、あるいは、予定されている複数回の荷役の開始から終了までの期間が例示される。

重点診断部位２７を特定するステップ（Ｓ１３０）では、演算装置４により、所定の期間中での吊体１１の移動により変動する多数のワイヤ区間２６ごとのデータに基づいて、多数のワイヤ区間２６の中でワイヤロープ２０の診断への影響度が基準よりも高いワイヤ区間２６を重点診断部位２７として特定するデータ処理が実行される。所定の期間中での多数のワイヤ区間２６ごとのデータは、所定の期間が経過するまでに繰り返し実行された予備診断工程（Ｓ１１０）で用いられたデータや診断結果を用いることができる。所定の期間中での多数のワイヤ区間２６ごとのデータは、所定の期間の終了時のデータである。

影響度は、ワイヤロープ２０の診断結果に影響を及ぼす度合いを示す。ワイヤロープ２０の診断では、一箇所でも破断しないように、一箇所でも損傷が進行して破断のおそれがある場合にワイヤロープ２０の交換が必要であると判断される。それ故、影響度が低いワイヤ区間２６では損傷の進行が遅く、その損傷がより進行しても最初に破断する可能性が低い。一方で、影響度が高いワイヤ区間２６では損傷の進行が早く、その損傷がより進行すると最初に破断する可能性が高い。よって、影響度は、損傷の進行の度合いに応じて把握することができる。損傷の進行の度合いは、予備診断工程（Ｓ１１０）での診断により把握することが可能である。

影響度の指標としては、予備診断工程（Ｓ１１０）で用いた公知の種々の診断手法で用いられるデータや診断結果を用いることができる。具体的に、影響度の指標としては、損傷の進行の度合いを示す所定の期間中の多数のワイヤ区間２６ごとのシーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径を用いることができる。影響度の指標は、シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径のいずれか一つを用いればよいが、いずれか二つ、あるいは、全部を用いてもよい。シーブの通過回数は、ワイヤ区間２６がシーブを通過した回数の合計を示している。ワイヤ区間２６はシーブ２１～２５のいずれかを通過するたびに損傷が生じることから、シーブの通過回数は、影響度に対して正の相関関係にある。累積損傷度については後述するが、累積損傷度は、ワイヤ区間２６に累積した損傷の度合いを示しており、シーブの通過回数と通過時にワイヤロープ２０に作用した張力とに基づいて算出される。累積損傷度が高いほど損傷の進行が進んでいることになることから、累積損傷度は、影響度に対して正の相関関係にある。ロープ径は、ワイヤ区間２６ごとのロープ径を示し、累積損傷度に対して負の相関関係にある。それ故、ロープ径は、影響度に対して負の相関関係にある。影響度の指標は、累積損傷度あるいはロープ径のどちらか一方を用いることが望ましい。影響度の指標として累積損傷度あるいはロープ径を用いることで、重点診断部位２７の特定の精度を向上するには有利になる。一方で、累積損傷度およびロープ径は、算出に要する計算負荷が高いことや計測に要する手間が増えること、あるいは、計測に要する時間が掛かることなどが生じる。それ故、影響度の指標としてシーブの通過回数を用いることで、予備診断工程（Ｓ１１０）をより簡便にするには有利になる。

影響度の基準は、任意に設定することができ、絶対評価でもよく、相対評価でもよい。絶対評価を用いる場合に、その基準は、予め多数の実験や試験のデータ、あるいは、コンピュータシミュレーション結果の蓄積などにより得られた知見により所定の期間の長さに応じて設定される固定値である。相対評価を用いる場合に、その基準は、多数のワイヤ区間２６ごとの影響度の指標に基づいて設定される変動値である。相対評価での基準は、指標の平均値、中央値、または、中間値に「１」よりも大きい正の係数を乗算した値を用いることができる。また、相対評価での基準は、指標の最大値に「１」よりも小さい正の係数を乗算した値を用いることもできる。さらに、相対評価では、指標の最大値を含む、指標の上位の複数のワイヤ区間２６が基準よりも高いと見做すこともできる。

図４は、各々のワイヤ区間２６ごとのシーブの通過回数の度数分布を示す。図４では、折れ線グラフを用いたが、ヒストグラムを用いてもよい。ｎａは、所定の期間の長さに応じて設定された絶対評価での基準値を示す。ｎｂは、指標の最大値に「１」よりも小さい正の係数を乗算して算出された相対評価での基準値を示す。ｎｍは、指標の最大値を示している。影響度の基準の設定によっては、一本のワイヤロープ２０に重点診断部位２７が特定されない場合もあり、一本のワイヤロープ２０に複数の重点診断部位２７が特定される場合もある。また、重点診断部位２７に含まれるワイヤ区間２６の数が過多になったり、過少になったりする場合もある。重点診断部位２７は、影響度が基準よりも高いワイヤ区間２６を少なくとも一つ含んでいればよいが、複数のワイヤ区間２６が連続して並んだ部位であることが望ましい。そこで、影響度の基準としては、指標の極値に基づくことが望ましい。例えば、指標としてシーブの通過回数や累積損傷度を用いる場合に、影響度の基準は、シーブの通過回数や累積損傷度の最大値に基づいて設定される。指標としてロープ径を用いる場合に、影響度の基準はロープ径の最小値に基づいて設定される。このように、影響度の基準が指標の極値に基づくことで、一本のワイヤロープ２０に少なくとも一つの重点診断部位２７が特定でき、特定した重点診断部位２７に含まれるワイヤ区間２６の数が適切な数に収まる可能性が高まる。図４では、シーブの通過回数の最大値を含む、上位の十個のワイヤ区間２６を重点診断部位２７として特定している。

図２に例示する本診断工程（Ｓ１４０）では、演算装置４により、ワイヤロープ２０に対して重点診断部位２７が設定された状態で、吊体１１の移動により変動する多数のワイヤ区間２６ごとのデータに基づいて、多数のワイヤ区間２６から重点診断部位２７を除いた残りのワイヤ区間２６と重点診断部位２７とを診断するデータ処理が実行される。本診断工程での診断手法は、予備診断工程と同様の公知の種々のワイヤロープ２０の診断手法を用いることができる。ただし、本診断工程では、残りのワイヤ区間２６の診断の重点度よりも重点診断部位２７の診断の重点度を高くする。

診断の重点度は、診断での中央演算部５の演算負荷の度合いや診断に要するデータの補助記憶部７の記憶領域を専有の度合いを示す。重点度が低いワイヤ区間２６の診断では、中央演算部５の演算負荷の度合いが低く、診断に要するデータの補助記憶部７の記憶領域の専有の度合いも低い。一方、重点度が高い重点診断部位２７の診断では、中央演算部５の演算負荷の度合いが高く、診断に要するデータの補助記憶部７の記憶領域の専有の度合いも高い。具体的に、本実施形態では、重点診断部位２７に、ワイヤ区間２６の区間長ΔＳよりも短い区間長Δｓの重点診断区間２８を多数設けることで、診断の重点度を高めている。同じ診断手法を用いても、区間長が短いほど診断の精度の向上には有利になる。

本診断工程（Ｓ１４０）は、予備診断工程（Ｓ１１０）での多数のワイヤ区間２６ごとのデータを、重点診断部位２７に引き継いで、予備診断工程が行われて所定の期間での損傷も加味してワイヤロープ２０の診断を行うことが望ましい。具体的に、図３に示した一例では、予備診断工程での区間番号１０１～区間番号１１０のデータは、重点診断区間２８の区間番号２０１～区間番号２１７に引き継がれる（例えば、区間番号１０１のデータは、区間番号２０１～区間番号２０２に引き継がれる）。このように、本診断工程（Ｓ１４０）での診断に、予備診断工程（Ｓ１１０）で得られたデータも活用することで、本診断工程でのワイヤロープ２０の診断精度の向上には有利になる。

ワイヤロープ２０を交換したか否かを判定するステップ（Ｓ１５０）では、演算装置４により、ワイヤロープ２０が交換されたか否かを判定するデータ処理が実行される。ワイヤロープ２０の交換は、本診断工程（Ｓ１４０）が繰り返されて、ワイヤロープ２０の交換が必要と判断された後に、実際にワイヤロープ２０が交換され、診断プログラム３０に交換したことが入力されることで判定される。

以上のように、特定した重点診断部位２７の診断結果は、ワイヤロープ２０の診断に大きい影響を及ぼす。それ故、本実施形態によれば、重点診断部位２７をより重点的に診断することにより、ワイヤロープ２０の全域を重点的に診断する手法と同様にワイヤロープ２０の診断精度を向上できる。また、重点診断部位２７は、ワイヤロープ２０の一部の部位であることから、ワイヤロープ２０の全域を重点的に診断する手法に比して、演算負荷を軽減するとともに記憶領域を専有するデータ量を抑制することができる。このように、本実施形態は、高精度のワイヤロープ２０の診断を実施可能な構成でありながら、演算負荷を軽減するとともに記憶領域を専有するデータ量を抑制することができる。

本実施形態によれば、重点診断部位２７が複数のワイヤ区間２６が連続して並んだ部位として特定されることで、重点的に診断する必要がある箇所の診断漏れを回避するには有利になる。重点診断部位２７に含まれる複数のワイヤ区間２６の数は、任意に設定することが可能であるが、重点診断部位２７の全長がワイヤロープ２０の全長の一割から三割までの長さになる数、あるいは、ワイヤ区間２６の区間長ΔＳの五倍から二十倍までの長さになる数が好ましい。重点診断部位２７の全長が短すぎると、ワイヤロープ２０の診断に影響を及ぼす箇所への重点的な診断が漏れる可能性が大きくなり、その全長が長すぎると演算負荷や記憶領域を専有するデータ量が増大する可能性が大きくなる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明のワイヤロープの診断方法および診断システム１並びに診断プログラム３０は特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

診断システム１の診断対象のワイヤロープ２０は公知の種々のクレーンに用いられるものに限定されない。診断対象のワイヤロープ２０は、例えば、公知の種々のエレベータに用いられるワイヤロープでもよい。診断対象がエレベータのワイヤロープの場合に、エレベータのかごが本発明の吊体に相当する。

重点診断部位２７の診断の重点度を高くする手法は、重点診断部位２７にワイヤ区間２６の区間長ΔＳよりも短い区間長Δｓの多数の重点診断区間２８を設定する手法に限定されるものではない。重点度を高くする手法としては、特定した重点診断部位２７のみを診断する手法も例示される。重点診断部位２７のみを診断する手法では、予備診断工程（Ｓ１１０）と本診断工程（Ｓ１４０）とでクレーン１０の荷役状況が異なる場合に、重点診断部位２７を除いた残りのワイヤ区間２６の影響度が高くなる事態に対処することができない。そこで、重点診断部位２７のみを診断する手法では、既述した実施形態よりも重点診断部位２７の全長をより長くすることが望ましい。例えば、区間長Δｓを既述した実施形態よりも長くしたり、重点診断区間２８の数を増やしたりするとよい。また、重点度を高くする手法としては、特定した重点診断部位２７のみをクレーン１０の稼働中にリアルタイム処理で診断し、重点診断部位２７を除いた残りのワイヤ区間２６の診断をクレーン１０の休止中にバッチ処理で診断する手法も例示される。さらに、重点度を高くする手法は、例示した複数の手法を組合せてもよい。重点度を高くする手法は、例示したいずれの手法を用いても、演算負荷を軽減するとともに記憶領域を専有するデータ量を抑制することができる。

予備診断工程（Ｓ１１０）での荷役状況と本診断工程（Ｓ１４０）での荷役状況とが異なる場合がある。このような場合に、本診断工程（Ｓ１４０）を繰り返し行う過程で、特定した重点診断部位２７の影響度よりも重点診断部位２７を除いた残りのワイヤ区間２６の影響度が高くなる可能性がある。そこで、本診断工程（Ｓ１４０）を繰り返し行う過程で、予備診断工程（Ｓ１１０）と同様の方法を用いて、その過程での新たな重点診断部位２７を特定するとよい。これにより、本診断工程（Ｓ１４０）を繰り返し行う過程で、特定した重点診断部位２７の影響度よりも重点診断部位２７を除いた残りのワイヤ区間２６の影響度が高くなった場合に、影響度が高くなったワイヤ区間２６を新たな重点診断部位２７として特定して、重点的に診断することが可能となる。なお、新たな重点診断部位２７を特定した場合に、特定する以前の重点診断部位２７はワイヤ区間２６に戻すことになる。このとき、多数の重点診断区間２８が一つのワイヤ区間２６に戻ることになるため、戻した時点のワイヤ区間２６の本診断工程（Ｓ１４０）での診断結果は、戻す時点での多数の重点診断区間２８の各々の診断結果の平均値、中央値、あるいは、中間値を用いるとよい。

予備診断工程（Ｓ１１０）は、ワイヤロープ２０の定期点検などを利用することができる。ワイヤロープ２０の定期点検で、多数のワイヤ区間２６ごとのロープ径を計測して、計測したロープ径を影響度の指標として用いることで、重点診断部位２７を特定することができる。このように、予備診断工程（Ｓ１１０）でのワイヤロープ２０の診断手法と重点診断工程（Ｓ１４０）でのワイヤロープ２０の診断手法とが異なっていてもよい。

本診断工程（Ｓ１４０）での区間番号Ｍは、一部を欠番とせずに、ワイヤロープ２０の一端側または末端側のどちらか一方から他方に向うに連れて数値が大きくなるように設定してもよい。この場合に、予備診断工程（Ｓ１１０）で用いる区間番号Ｍと本診断工程（Ｓ１４０）で区間番号Ｍとは重点診断部位２７を境界として重点診断区間２８に付与される区間番号Ｍの分、ずれることになる。よって、予備診断工程（Ｓ１１０）で得られたデータを本診断工程（Ｓ１４０）に引き継ぐ場合に、そのズレ分を考慮するとよい。

重点診断部位２７は、ワイヤロープ２０ごとに異なってもよい。また、重点診断部位２７は、一本のワイヤロープ２０に一つずつ設定されてもよいが、一本のワイヤロープ２０が複数のシーブ２１～２５を通過する場合には、一本のワイヤロープ２０に複数、設定されてもよい。複数の重点診断部位２７が設定されることで、重点的に診断する必要がある箇所の診断漏れを回避するには有利になる。

既述した実施形態では、ワイヤロープ２０の診断手法として公知の種々の手法を用いることが可能であるが、公知の種々の手法には、吊体１１の振れを起因とした張力の変動も考慮して高精度にワイヤロープ２０の交換時期を診断するには改善の余地がある。そこで、予備診断工程（Ｓ１１０）や本診断工程（Ｓ１４０）で用いるワイヤロープ２０の診断方法としては、以下に詳述する方法が望ましい。

図５に診断方法および診断プログラム３０により実行される手順の一例を示す。まず、第一周期ｔごとに張力Ｗｔおよび位置（ｌｔ、ｈｔ）を取得する（Ｓ２１０、Ｓ２２０）。ついで、演算装置４の補助記憶部７に時系列データ３１が記憶されると（Ｓ２３０）、診断プログラム３０は演算装置４に各手順（Ｓ２４０～Ｓ２７０）を実行させる。最終的に、ワイヤロープ２０の交換時期の診断結果が出力部９に出力されると、再び、スタートに戻り各々の手順が実行される。この各々の手順の繰り返しは、クレーン１０により吊体１１を移動させている間で繰り返される。また、繰り返しで累積されたデータはワイヤロープ２０の交換とともにリセットされ、ワイヤロープ２０を交換してからクレーン１０による吊体１１の移動が開始されると累積される。以下に、（Ｓ２１０）～（Ｓ２８０）の各ステップの内容を詳述する。なお、図１に図示した通過区間２９は、吊体１１が移動しているときにシーブ２１～２５のいずれかのシーブを通過中のワイヤ区間２６または重点診断区間２８を示し、区間内の少なくとも一部がシーブに接触して、そのシーブにより屈曲した状態となっている。

張力Ｗｔを取得するステップ（Ｓ２１０）では、第一周期ｔごとに張力取得装置２によりワイヤロープ２０に作用する張力Ｗｔを取得する。位置（ｌｔ、ｈｔ）を取得するステップ（２２０）では、第一周期ｔごとに位置取得装置３ａ、３ｂにより吊体１１の位置（ｌｔ、ｈｔ）を取得する。

第一周期ｔは予め設定された固定のサンプリング周期である。第一周期ｔは、通過区間２９がシーブの通過に要する時間（あるワイヤ区間２６がシーブの通過を開始してからその通過が終了するまでの間の時間）よりも短い期間に設定される。第一周期ｔは、ワイヤ区間２６を基準とすることが望ましいが、重点診断区間２８を基準とすることもできる。第一周期ｔは、吊体１１の移動における定格速度、ワイヤ区間２６の区間長ΔＳ、および、シーブ径Ｄの組み合わせにより設定される。また、第一周期ｔは吊体１１の振れを単振り子と見做した場合にその振れの周期よりも短いことが望ましい。吊体１１の振れの周期は吊体１１とトロリとの間の距離で異なるため、第一周期ｔとしては、荷役サイクルの中で最も支配的な吊体１１の振れの周期よりも短くしたり、あるいは、荷役サイクルの中で最も長い吊体１１の振れの周期よりも短くしたりすることができる。第一周期ｔが吊体１１の振れの周期よりも短くなることで、張力取得装置２により吊体１１の振れに起因したワイヤロープ２０に作用する張力をより正確に取得することが可能となる。張力取得装置２と位置取得装置３ａ、３ｂの各々はサンプリング周期を第一周期ｔで同期させることが望ましいが、張力取得装置２のサンプリング周期を第一周期ｔよりも短い周期としてもよい。

図６に例示する時系列データ３１を記憶するステップ（Ｓ２３０）では、第一周期ｔごとの張力Ｗｔおよび位置（ｌｔ、ｈｔ）が時系列に並んで成る時系列データ３１が演算装置４の補助記憶部７に記憶される。時系列データ３１は、第一周期ｔごとに張力取得装置２および位置取得装置３ａ、３ｂから直に演算装置４に送られてもよく、クレーン用制御装置１４を介して演算装置４に送られてもよい。

時系列データ３１は、前回の周期（ｔ－１）までのデータに逐次、新たに取得した張力Ｗｔおよび位置（ｌｔ、ｈｔ）が追加されて更新されるデータ構造でもよく、第一周期ｔよりも長い周期である第二周期Ｔごとにまとめられた複数の第二周期分データから成るデータ構造でもよい。また、時系列データ３１は、第二周期Ｔごとにまとめられた一つの第二周期分データから成り、第二周期Ｔごとに更新されるデータ構造でもよい。時系列データ３１が第一周期ｔごとに逐次、追加されて更新される場合に、時間の経過ともにデータ量が肥大化する。そこで、時系列データ３１の肥大化を抑えるために、時系列データ３１を第二周期Ｔ分でまとめることで、データ管理が容易となり、不要となった部分を補助記憶部７から削除して補助記憶部７の記憶領域の逼迫を回避するには有利になる。第二周期Ｔは予め設定された固定の周期であり、第一周期ｔが複数回繰り返される周期である。

通過区間２９と引張応力δｔ〔ｋｇｆ／ｍ^２〕を特定するステップ（Ｓ２４０）では、時系列データ３１に基づいて演算装置４により各々の通過区間２９を特定した後に、通過区間２９に作用した引張応力δｔを特定するデータ処理が実行される。通過区間２９は、吊体１１が移動しているときにシーブ２１～２５のいずれかのシーブを通過中の区間番号Ｍのワイヤ区間２６または重点診断区間２８を示し、シーブ番号ｉごとにその区間番号Ｍが特定される。通過区間２９は、区間内の少なくとも一部がシーブに接触して、そのシーブにより屈曲した状態となっている。このステップでは、具体的に、時系列データ３１の位置（ｌｔ、ｈｔ）に基づいて演算装置４により、第一周期ｔごとにどの区間番号Ｍのワイヤ区間２６または重点診断区間２８が通過区間２９となっているかを特定して、図４に例示する通過区間時系列データ３２を作成するデータ処理が実行される。ついで、作成した通過区間時系列データ３２に基づいて演算装置４により、通過区間２９に作用した引張応力δｔを通過区間２９の区間番号Ｍの切り替わりを判断基準として特定するデータ処理が実行される。

時系列データ３１の位置（ｌｔ、ｈｔ）から通過区間２９を特定する手法は、特に限定されるものではなく、シーブ番号ｉごとの通過区間２９を特定可能であれば特に限定されない。その手法の一例を以下に示す。まず、吊体１１の位置（ｌｔ、ｈｔ）が基点である場合のワイヤロープ２０とシーブとの接触部位の所定の位置を予め取得しておく。所定の位置は接触部位の範囲内から任意に選択でき、例えば、接触部位の中点が例示される。この所定の位置が始端位置から終端位置までの範囲に存在する区間番号Ｍのワイヤ区間２６または重点診断区間２８は吊体１１が基点に存在する場合の通過区間２９になる。ついで、その所定の位置を初期値とし、吊体１１の位置（ｌｔ、ｈｔ）のワイヤロープ２０の掛け方により定められた関数に変数である位置（ｌｔ、ｈｔ）を代入する。ついで、得られた位置が始端位置から終端位置までの範囲に存在するワイヤ区間２６または重点診断区間２８を通過区間２９として特定し、その区間番号Ｍを特定する。なお、第一周期ｔがワイヤ区間２６を基準として設定されている場合に、通過区間２９として特定される重点診断区間２８は一つではなく、複数になる場合がある。

図７に例示する通過区間時系列データ３２は、第一周期ｔごとに、シーブ番号ｉごとの通過区間２９の区間番号Ｍと、第一周期ｔごとの張力Ｗｔとが時系列に並んだデータセットである。通過区間時系列データ３２としては、時系列データ３１と同様に、前回の周期（ｔ－１）までのデータに逐次、新たなデータが追加されて更新されるデータ構造、第二周期Ｔごとにまとめられた複数の第二周期分データから成るデータ構造、あるいは、第二周期Ｔごとにまとめられた一つの第二周期分データから成り、第二周期Ｔごとに更新されるデータ構造が例示される。本実施形態では、第二周期Ｔを第一周期ｔが三回繰り返される周期とし、通過区間時系列データ３２を、第二周期Ｔごとにまとめられた複数の第二周期分データから成るデータ構造とした。

第二周期Ｔは予め設定された固定の周期であり、第一周期ｔが複数回繰り返される周期である。第二周期Ｔは、ワイヤ区間２６を基準として、その期間中に通過区間２９として特定される区間番号（Ｍ－１）が次の区間番号Ｍに切り替わる回数が少なくとも一回以上ある期間であることが望ましい。なお、第二周期Ｔも第一周期ｔと同様に重点診断区間２８を基準とすることもできる。切り替わる回数が一回以上であれば多くとも第二周期Ｔの二周期分のデータを演算装置４によりデータ処理することでワイヤロープ２０の診断結果を出力することが可能となり、補助記憶部７の専有領域を低減できる。また、切り替わる回数が多いほどデータ量が多くなるため、切り替わる回数は五回以下が望ましい。

通過区間２９に作用した引張応力δｔを特定する手法としては、通過区間２９に作用した張力（張力取得装置２が取得した張力の半分の値）を特定し、特定したその張力をワイヤロープ２０の断面積Ａで除算して得られた値を引張応力δｔとして特定する手法が例示される。通過区間２９に作用した張力を特定する手法としては、通過区間２９のシーブの通過の開始から終了までの間の第一周期ｔごとの張力Ｗｔの平均値または中央値を算出する手法、通過区間２９の所定の位置（例えば、通過区間２９の真ん中の位置）がシーブを通過したときの張力Ｗｔを特定する手法、通過区間２９の区間番号Ｍが次の番号（Ｍ＋１）に切り替わったときの張力Ｗｔを特定する手法が例示される。複数の張力Ｗｔの平均値または中央値を採用することにより、演算装置４の演算負荷は増加するが、通過区間２９に作用した引張応力δｔをより正確に把握するには有利になる。一方、複数の張力Ｗｔのいずれかを選択する手法を採用することにより、演算装置４の演算負荷は減少する。したがって、通過区間２９に作用した張力を特定する手法は、診断プログラム３０により選択可能とし、状況に応じて適宜、変更可能にするとよい。

微細損傷度Ｄｊを算出するステップ（Ｓ１５０）では、特定した引張応力δｔに基づいて演算装置４により、通過区間２９に生じた微細損傷度Ｄｊを算出するデータ処理を実行する。具体的に、演算装置４により、特定した引張応力δｔと予め把握している数値とを下記の数式（１）に代入して得られた値から下記の数式（２）を用いて微細損傷度Ｄｊを算出する。

予め把握している数値は、入力部８により入力され、演算装置４の補助記憶部７に記憶されている。数値は、シーブ形状による係数ａ、ワイヤロープ２０の撚り方による係数ｂ、各々のシーブのシーブ径Ｄ、および、ワイヤロープ２０のロープ径ｄである。ただし、シーブ径やシーブ形状が各々のシーブで異なる場合に、シーブごとに数式（１）に代入されるシーブ径Ｄおよびシーブ形状による係数ａの値は異なるものとする。

上記の数式（１）はニーマンの実験式である。したがって、数式（１）から得られる破断回数Ｎｊは、通過区間２９に特定した引張応力δｔが作用し続けた場合に、その通過区間２９が破断に至るまでにシーブを通過可能な回数を示している。上記数式（２）は、微細損傷度Ｄｊが破断回数Ｎｊの逆数であることを示している。損傷度とは、公知の累積疲労損傷則において、Ｓ－Ｎ線図と応力波形とを用いて、各応力による影響（応力振幅が実際に生じた回数をその応力振幅により破断に至るまでの繰り返し数で除算した値）を足し合わせて算出された値を示す。つまり、微細損傷度Ｄｊは、引張応力δｔが作用した状態の通過区間２９がシーブを一回、通過したときにその通過区間２９に生じた損傷の度合いを示すものである。

累積損傷度Ｄｓを算出するステップ（Ｓ１６０）では、算出した微細損傷度Ｄｊに基づいて演算装置４により、微細損傷度Ｄｊがワイヤロープ２０の使用開始時から逐次、ワイヤ区間２６および重点診断区間２８ごとに累積された累積損傷度Ｄｓ（ΣＤｊ）を算出するデータ処理が実行される。具体的に、演算装置４により図８に例示する累積損傷度データ３３が作成される。ワイヤロープ２０の使用開始時とはワイヤロープ２０が交換された直後に吊体１１を移動させた時を示す。

累積損傷度データ３３は、ワイヤ区間２６および重点診断区間２８の区間番号Ｍごとの時系列の微細損傷度Ｄｊとそれらの微細損傷度Ｄｊを逐次、累積した累積損傷度Ｄｓとシーブの通過回数ｎとから構成される。累積損傷度データ３３は補助記憶部７に記憶され、演算装置４により微細損傷度Ｄｊが算出されるごとに逐次、更新され、ワイヤロープ２０の交換によりリセット（初期化）される。累積損傷度データ３３は微細損傷度Ｄｊとともにその微細損傷度Ｄｊが発生したシーブ番号ｉが特定可能に構成されることが望ましい。シーブ番号ｉが特定可能になることで、シーブ番号ｉごとの微細損傷度Ｄｊの履歴を把握することが可能になる。通過回数ｎは区間番号Ｍのワイヤ区間２６および重点診断区間２８が通過区間２９として特定された回数であり、微細損傷度Ｄｊが生じた回数を示す。通過回数ｎは、必須ではないが、後述する交換時期の診断において使用されることもある。累積損傷度データ３３の時系列の微細損傷度Ｄｊは累積損傷度Ｄｓを算出した後に削除してもよいが、削除せずに残しておくことでワイヤロープ２０の損傷の解析に利用することができる。

交換時期を診断するステップ（Ｓ２７０）では、算出した微細損傷度Ｄｊに基づいて演算装置４によりワイヤロープ２０の交換時期を診断するデータ処理が実行される。ワイヤロープ２０の交換時期を診断する指標としては、ワイヤロープ２０の寿命、その寿命に達するまでの期間、その寿命に達するまでにシーブを通過可能な回数（以下、予測残り回数）がある。ワイヤロープ２０は、多数のワイヤ区間２６および多数の重点診断区間２８のうちの一つでも破断したときに破断したことになる。そのため、ワイヤロープ２０の交換時期として適切な時期は、多数のワイヤ区間２６および多数の重点診断区間２８のうちの少なくとも一つの区間が破断するよりも前の時期である。公知の累積疲労損傷則に準ずると、区間番号Ｍごとの累積損傷度Ｄｓのいずれかが「１」に達するとワイヤ区間２６または重点診断区間２８のいずれかが破断することになることから、累積損傷度Ｄｓはワイヤロープ２０の寿命に相当する。また、区間番号Ｍごとの累積損傷度Ｄｓの推移により累積損傷度Ｄｓが「１」に達するまで（寿命に達するまで）の予測期間が予測可能であり、その予測期間がワイヤロープ２０の寿命に達するまでの期間に相当する。また、累積損傷度Ｄｓの逆数はワイヤ区間２６または重点診断区間２８が破断するまでにシーブを通過可能と予測される回数と見做せることから、予測残り回数に相当する。したがって、区間番号Ｍごとの累積損傷度Ｄｓに基づいてワイヤロープ２０の交換時期を診断することが可能である。

ワイヤロープ２０の寿命によりワイヤロープ２０の交換時期を診断するには、区間番号Ｍごとの累積損傷度Ｄｓの中から最も大きい最大累積損傷度Ｄｓｍを特定し、ワイヤロープ２０の交換時期を診断する指標としてその最大累積損傷度Ｄｓｍを用いる。最大累積損傷度Ｄｓｍが「１」に達した時（Ｄｓｍ≧１）を、ワイヤロープ２０の寿命が尽きた時としてワイヤロープ２０の交換時期として診断してもよいが、ワイヤロープ２０の交換時期としてはワイヤロープ２０が破断するよりも前の時期であることが望ましい。そこで、最大累積損傷度Ｄｓｍが「１」よりも小さい値に設定した損傷度閾値Ｄａに達した時（Ｄｓｍ≧Ｄａ）をワイヤロープ２０の交換時期として診断するとよい。損傷度閾値Ｄａは診断プログラム３０に対して入力部８により「１」よりも小さい値の範囲で任意に設定可能である。例えば、ワイヤロープ２０の寿命の７０％に達した時をワイヤロープ２０の交換時期として診断する場合に、損傷度閾値Ｄａは「０．７」に設定される。

ワイヤロープ２０の寿命に達するまでの期間によりワイヤロープ２０の交換時期を診断するには、所定の期間における所定の時刻ごとの最大累積損傷度Ｄｓｍを特定し、所定の時刻と最大累積損傷度Ｄｓｍとの相関関係を把握し、把握したその相関関係に基づいて予定時刻の予測累積損傷度Ｄｆを予測し、ワイヤロープ２０の交換時期を診断する指標として予測累積損傷度Ｄｆを用いる。具体的に、所定の作業期間におけるクレーン１０の作業日時ごとにワイヤロープ２０の最大累積損傷度Ｄｓｍを特定し、作業日時と最大累積損傷度Ｄｓｍとの相関関係を把握する。次いで、その相関関係を用いることで、予定作業日時の予測累積損傷度Ｄｆを予測する。そして、ワイヤロープ２０の交換時期を診断する指標としてその予測累積損傷度Ｄｆを用いる。予測累積損傷度Ｄｆが「１」あるいは損傷度閾値Ｄａに達する予定作業日時までをワイヤロープ２０の交換時期として診断するとよい。作業日時と最大累積損傷度Ｄｓｍとの相関関係は、ある作業期間における作業日時ごとの最大累積損傷度Ｄｓｍの推移を直線に近似した直線で表すことができる。また、ある作業期間における作業日時ごとの最大累積損傷度Ｄｓｍの増加量の平均値や中央値で表すこともできる。

予測残り回数によりワイヤロープ２０の交換時期を診断するには、ワイヤロープ２０の交換時期を診断する指標として累積損傷度Ｄｓの逆数を用いてもよいが、予測後にワイヤロープ２０に実際に作用する張力Ｗｔが予測不能であることから予測精度が低い。そこで、累積損傷度Ｄｓに基づいて区間番号Ｍごとに吊体１１の移動サイクルにおける一回当たりのサイクル損傷度Ｄｃｙを算出し、サイクル損傷度Ｄｃｙの中から最も大きい最大サイクル損傷度Ｄｃｙｍを特定し、ワイヤロープ２０の交換時期を診断する指標として最大サイクル損傷度Ｄｃｙｍの逆数である最小予測サイクル回数Ｎｓｍを用いるとよい。

吊体１１の移動サイクルは、所定の場所から目的の場所まで吊体１１を移動させ、再び所定の場所に吊体１１を移動させて戻すという一連のサイクルを示す。コンテナを船舶に荷積みする場合の「１」サイクルとは、コンテナを所定の位置から船舶の目標位置まで移動させ、船舶にコンテナを積み込んだ後に、目標位置から所定の位置に吊具を移動させて戻すこと（その逆のサイクルも含む）を示す。一回当たりのサイクル損傷度Ｄｃｙは、累積損傷度Ｄｓを、ワイヤロープ２０の使用開始時からその累積損傷度Ｄｓが算出された時までの間の吊体１１の移動サイクルの総数である移動サイクル数Ｎｃｙで除算して算出される。

最小予測サイクル回数Ｎｓｍが「０」に達した時（Ｎｓｍ＝０）、つまり、予測残り回数が無くなった時をワイヤロープ２０の交換時期として診断してもよいが、交換時期としてはワイヤロープ２０が破断するよりも前の時期であることが望ましい。そこで、最小予測サイクル回数Ｎｓｍに「１」よりも小さい値に設定されたサイクル係数ｋを乗算した値が「０」に達した時（ｋＮｓｍ＝０）をワイヤロープ２０の交換時期として診断するとよい。サイクル係数ｋは診断プログラム３０に対して入力部８により「１」よりも小さい値の範囲で任意に設定可能である。例えば、最小予測サイクル回数Ｎｓｍが７０％に達した時をワイヤロープ２０の交換時期として診断する場合に、サイクル係数ｋは「０．７」に設定される。

最小予測サイクル回数Ｎｓｍとコンテナの荷役予定に基づいた予定移動サイクル数Ｎａとを比較し、最小予測サイクル回数Ｎｓｍが予定移動サイクル数Ｎａよりも小さい場合にその荷役予定の前にクレーン１０を停止した時をワイヤロープ２０の交換時期として診断してもよい。予定移動サイクル数Ｎａはコンテナの荷役予定に基づいて設定され、コンテナの荷役予定はコンテナの荷役を管理する管理システムから入手可能である。例えば、作業日ごとの予定移動サイクル数Ｎｂ、Ｎｃ・・・を管理システムから入手して、とある作業日の作業終了後の最小予測サイクル回数Ｎｓｍを「５０」とし、その作業日以降の次回の予定移動サイクル数Ｎｂを「３０」とし、その作業日以降の次次回の予定移動サイクル数Ｎｃを「１００」とする。このように、予定移動サイクルと最小予測サイクル回数Ｎｓｍとを比較することで、次回の予定移動サイクル数Ｎｂの作業終了後をワイヤロープ２０の交換時期として診断することが可能となる。最小予測サイクル回数Ｎｓｍの代わりに、最小サイクル回数Ｎｓｍにサイクル係数ｋを乗算した値を用いてもよい。

診断したワイヤロープ２０の交換時期が近づいたときに、クレーン１０の運転者や管理者にワイヤロープ２０の交換を指示するとよい。ワイヤロープ２０の交換の指示としては、演算装置４の出力部９の表示を変更したり、警告装置により警告ランプを点灯されたりあるいは警告音を鳴らしたりする方法が例示される。

以上のように、例示したワイヤロープ２０の診断手法によれば、通過区間２９がシーブを通過するごとに生じた微細損傷度Ｄｊを累積して、ワイヤロープ２０の交換時期を診断する。それ故、ワイヤロープ２０に作用する引張応力δｔが細やかに変動してもその変動に応じた損傷を考慮してワイヤロープ２０の交換時期を診断することが可能となる。これにより、ワイヤロープ２０の交換時期の診断の精度を高めるには有利になり、ワイヤロープ２０が破断する前に確実に交換することによる安全性の確保とワイヤロープ２０の不必要な交換の頻度の低下によるコストダウンとを図ることができる。

また、例示したワイヤロープ２０の診断手法によれば、分解能を通過区間２９がシーブを通過するまでの間の期間よりも短い第一周期ｔとすることで、ワイヤロープ２０に作用する細かな引張応力の変動によるワイヤロープ２０の損傷を累積することができる。このように、通過区間２９がシーブを通過するごとの微細損傷度Ｄｊを累積した累積損傷度Ｄｓに基づいてワイヤロープ２０の交換時期を診断することで、従来技術のように所定の期間のワイヤロープのシーブ通過回数を基準とする方法に比して高精度の診断を行うことができる。

診断プログラム３０は、各々の手順が一つのパッケージとしてまとめられたものでもよく、各々の手順が幾つかのパッケージにまとめられたものでもよい。また、演算装置４は、各々の手順を実行する複数の電気回路やプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）の集合体としてもよい。

１ 診断システム
２ 張力取得装置
３ａ、３ｂ 位置取得装置
４ 演算装置
１０ クレーン
１１ 吊体
１２ ドラム
２０ ワイヤロープ
２１～２５ シーブ
２６ ワイヤ区間
２７ 重点診断部位
２８ 重点診断区間
２９ 通過区間
３０ 診断プログラム
ｔ 第一周期
Ｔ 第二周期
Ｍ 区間番号
Wｔ 張力
（ｌｔ、ｈｔ） 位置
Ｄｊ 微細損傷度
Ｄｓ 累積損傷度

Claims (9)

1. 等間隔に区分された多数のワイヤ区間が設定されており、少なくとも一つ以上のシーブを経由して、ドラムの巻き取りまたは繰り出しにより吊体を移動させるワイヤロープの診断方法において、
   所定の期間中での前記吊体の移動により変動する前記多数のワイヤ区間ごとのデータとして前記シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径の少なくとも一つを演算装置によりデータ処理することにより、前記多数のワイヤ区間の中で前記ワイヤロープの診断への影響度が基準よりも高いワイヤ区間を重点診断部位として特定し、特定した前記重点診断部位に、前記ワイヤ区間の区間長よりも短い区間長を用いて等間隔に区分した多数の重点診断区間を設定することにより、前記多数のワイヤ区間の中から前記重点診断部位を除いた残りのワイヤ区間の診断の重点度よりも前記重点診断部位の診断の重点度を高くすることを特徴とするワイヤロープの診断方法。
2. 等間隔に区分された多数のワイヤ区間が設定されており、少なくとも一つ以上のシーブを経由して、ドラムの巻き取りまたは繰り出しにより吊体を移動させるワイヤロープの診断方法において、
   所定の期間中での前記吊体の移動により変動する前記多数のワイヤ区間ごとのデータとして前記シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径の少なくとも一つを演算装置によりデータ処理することにより、前記多数のワイヤ区間の中で前記ワイヤロープの診断への影響度が基準よりも高いワイヤ区間を重点診断部位として特定し、前記重点診断部位に、前記ワイヤ区間の区間長よりも短い区間長を用いて等間隔に区分した多数の重点診断区間を設定し、前記吊体を備えるクレーンまたはエレベータの稼働中には、前記重点診断部位を特定した以後の前記吊体の移動により変動する前記重点診断部位のワイヤ区間ごとのデータとして前記シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径の少なくとも一つを前記演算装置によりデータ処理することにより、前記重点診断部位のみを診断して、前記多数のワイヤ区間の中から前記重点診断部位を除いた残りのワイヤ区間の診断の重点度よりも前記重点診断部位の診断の重点度を高くすることを特徴とするワイヤロープの診断方法。
3. 前記重点診断部位は、前記多数のワイヤ区間の中で前記ワイヤロープの診断への影響度が基準よりも高いワイヤ区間を含む複数のワイヤ区間が連続して並んだ部位である請求項１または２に記載のワイヤロープの診断方法。
4. 前記影響度の基準よりも高いワイヤ区間は、前記データの極値に基づいて特定される請求項３に記載のワイヤロープの診断方法。
5. 前記重点診断部位の診断には、前記重点診断部位として特定されたワイヤ区間の前記所定の期間での前記データも使用される請求項１または２に記載のワイヤロープの診断方法。
6. 等間隔に区分された多数のワイヤ区間が設定されており、少なくとも一つ以上のシーブを経由して、ドラムの巻き取りまたは繰り出しにより吊体を移動させるワイヤロープを診断する演算装置を有する診断システムにおいて、
   前記演算装置は、所定の期間中での前記吊体の移動により変動する前記多数のワイヤ区間ごとのデータとして前記シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径の少なくとも一つに基づいて、前記多数のワイヤ区間の中で前記ワイヤロープの診断への影響度が基準よりも高いワイヤ区間を重点診断部位として特定するデータ処理と、特定した前記重点診断部位に、前記ワイヤ区間の区間長よりも短い区間長を用いて等間隔に区分した多数の重点診断区間を設定することにより、前記多数のワイヤ区間の中から前記重点診断部位を除いた残りのワイヤ区間の診断の重点度よりも前記重点診断部位の診断の重点度を高くするデータ処理と、を実行することを特徴とするワイヤロープの診断システム。
7. 等間隔に区分された多数のワイヤ区間が設定されており、少なくとも一つ以上のシーブを経由して、ドラムの巻き取りまたは繰り出しにより吊体を移動させるワイヤロープを診断する演算装置を有する診断システムにおいて、
   前記演算装置は、所定の期間中での前記吊体の移動により変動する前記多数のワイヤ区間ごとのデータとして前記シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径の少なくとも一つに基づいて、前記多数のワイヤ区間の中で前記ワイヤロープの診断への影響度が基準よりも高いワイヤ区間を重点診断部位として特定するデータ処理と、特定した前記重点診断部位に、前記ワイヤ区間の区間長よりも短い区間長を用いて等間隔に区分した多数の重点診断区間を設定するデータ処理とを実行し、
   前記吊体を備えるクレーンまたはエレベータの稼働中には、前記多数のワイヤ区間の中から前記重点診断部位を除いた残りのワイヤ区間の診断の重点度よりも前記重点診断部位の診断の重点度を高くするデータ処理として、前記重点診断部位を特定した以後の前記吊体の移動により変動する前記多数のワイヤ区間ごとのデータとして前記シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径の少なくとも一つに基づいて、前記重点診断部位のみを診断するデータ処理を実行することを特徴とするワイヤロープの診断システム。
8. 等間隔に区分された多数のワイヤ区間が設定されており、少なくとも一つ以上のシーブを経由して、ドラムの巻き取りまたは繰り出しにより吊体を移動させるワイヤロープを演算装置に診断させるワイヤロープの診断プログラムにおいて、
   前記演算装置に、所定の期間中での前記吊体の移動により変動する前記多数のワイヤ区間ごとのデータとして前記シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径の少なくとも一つに基づいて、前記多数のワイヤ区間の中で前記ワイヤロープの診断への影響度が基準よりも高いワイヤ区間を重点診断部位として特定させる手順と、特定した前記重点診断部位に、前記ワイヤ区間の区間長よりも短い区間長を用いて等間隔に区分した多数の重点診断区間を設定させることにより、前記多数のワイヤ区間の中から前記重点診断部位を除いた残りのワイヤ区間の診断の重点度よりも前記重点診断部位の診断の重点度を高める手順と、を実行させることを特徴とするワイヤロープの診断プログラム。
9. 等間隔に区分された多数のワイヤ区間が設定されており、少なくとも一つ以上のシーブを経由して、ドラムの巻き取りまたは繰り出しにより吊体を移動させるワイヤロープを演算装置に診断させるワイヤロープの診断プログラムにおいて、
   前記演算装置に、所定の期間中での前記吊体の移動により変動する前記多数のワイヤ区間ごとのデータとして前記シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径の少なくとも一つに基づいて、前記多数のワイヤ区間の中で前記ワイヤロープの診断への影響度が基準よりも高いワイヤ区間を重点診断部位として特定させる手順と、
   特定した前記重点診断部位に、前記ワイヤ区間の区間長よりも短い区間長を用いて等間隔に区分した多数の重点診断区間を設定させる手順と、
   前記吊体を備えるクレーンまたはエレベータの稼働中には、前記多数のワイヤ区間の中から前記重点診断部位を除いた残りのワイヤ区間の診断の重点度よりも前記重点診断部位の診断の重点度を高める手順として、前記重点診断部位を特定した以後の前記吊体の移動により変動する前記多数のワイヤ区間ごとのデータとして前記シーブの通過回数、累積損傷度、および、ロープ径の少なくとも一つに基づいて、前記重点診断部位のみを診断させる手順と、を実行させることを特徴とするワイヤロープの診断プログラム。