JP2019158514A - 乗客コンベア用軸受の検査装置及び乗客コンベア用軸受の検査方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、軸の周囲に複数配置された転動体が軸の回りを公転しながら回転することにより、乗客コンベアに設置された軸を支持する乗客コンベア用軸受の検査装置において、軸受の振動を検出する振動センサと、軸受から発生する磁気を検出する磁気センサと、振動センサの出力信号を基に軸受の状態を判定する判定処理部と、を有する。
ここで、判定処理部は、磁気センサの出力信号から算出した軸受内の転動体の1公転の時間における振動センサの信号の状態から、転動体を含む軸受を構成する部材の劣化あるいは軸受が支持した軸又は軸と連動して回転する部材の劣化に起因する振動成分を取り出すようにした。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
図1は、本例を適用する乗客コンベアの一例としてのエスカレーターの概略構成を示す図である。
図1に示すように、エスカレーターは、駆動モーター1、減速機2、ドライビングチェーン3、ターミナルギヤ4、ターミナルギヤ軸受5、踏段6、踏段チェーン7、ハンドレール8、ハンドレール駆動装置9、及びハンドレール駆動チェーン10を備える。
ターミナルギヤ4の回転軸41(図2)は、ターミナルギヤ軸受5により支持される。このエスカレーターはターミナルギヤ4の回転に伴い毎分30メートル程度の定格速度で乗客を搬送するため、ターミナルギヤ軸受5は50rpm以下の低速で回転する。
このセンサケース52は、エスカレーターの保守点検作業を行う際に、作業員が取り付けて、診断の処理を行う。但し、センサケース52は、常時ターミナルギヤ軸受5のハウジング51に取り付けるようにして、エスカレーターの稼働中に随時診断を行うようにしてもよい。
図2は、ターミナルギヤ軸受5の異常を診断する異常診断装置の構成を示す。
異常診断装置は、センサケース52に収納された振動加速度センサ11及び磁気センサ13を備える。これら振動加速度センサ11及び磁気センサ13が収納されたセンサケース52は、ターミナルギヤ軸受5のハウジング51(図3)に取り付けられる。ハウジング51に収納されたターミナルギヤ軸受5は、ターミナルギヤ4の回転軸41を支持する。
なお、アナログ・デジタルコンバーター15は、例えば時分割で振動加速度センサ11の検出信号と磁気センサ13の検出信号とを変換処理する。
図3は、ターミナルギヤ軸受5のハウジング51へのセンサケース52の取り付け状態の例を示す。図3は、取り付け状態を三面図として示し、図3(A)は正面図、図3(B)は上面図、図3(C)は側面図である。
このようにセンサ位置決め機構53を備えることで、保守点検作業時にセンサケース52をハウジング51に取り付ける際には、センサケース52内の磁気センサ11が、軸受球の回転状態を最適に検知できる位置に自動的に定まるようになる。したがって、保守作業員によるセンサケース52の設置作業の簡易化を図ることができる。
ハウジング51の内部には、内輪17と外輪18が設置され、内輪17と外輪18との間に、複数個(ここでは8個)の軸受球20が一定の角度ごとに配置されている。内輪17には、ターミナルギヤ4の回転軸41に取り付けられ、回転軸41と一体に回転する。外輪18はハウジング51側に固定されて回転しない。
本例においては、この図4に示すターミナルギヤ軸受5の異常振動(及びターミナルギヤ軸受5が支持した回転軸41や転動体の異常振動)の有無を診断するものである。
図5は、判定処理部16が行う軸受異常診断処理の流れを示すフローチャートである。この軸受異常診断処理は、判定処理部16に軸受5が数回転したときの各センサ11,13の検出信号が蓄積された状態で行われる。
まず、判定処理部16は、磁気センサ13が出力する検出信号(磁気信号)を読み出し(ステップS11)、初期状態として、読み出し位置を1にセットする(ステップS12)。また、磁気信号を判断する閾値aを読み出し(ステップS13)、軸受球カウントcに0をセットする(ステップS14)。ステップS13で読み出す閾値aは、後述する図6(a)に示すような磁気信号のレベル変動を判断するための値である。
そして、閾値aを超えた場合(ステップS16のYES)、判定処理部16は、軸受球カウントcの値を1つ加算し(ステップS17)、軸受球カウントcの値が軸受球20の数になったか否かを判断する(ステップS18)。本例の場合には、軸受球20の数は、図4に示すように8個であり、ステップS18では軸受球カウントcが8以上になったか否かを判断する。
なお、ステップS20では、軸受球20の3公転周期分の振動信号を比較するようにしたが、この比較数は一例であり、少なくとも2公転周期分の振動信号を比較すればよい。逆に、3公転周期を超える周期の振動信号を比較して、共通する異常の有無を判断するようにしてもよい。
図6Aに示す磁気信号mは、磁気センサ13が検出する信号であり、図6Bに示す振動信号vは、振動加速度センサ11が検出する信号である。
図6Aに示す磁気信号mは、波形の山部がターミナルギヤ軸受5の軸受球20が磁気センサ13の下を通過する時に出力される。また、磁気信号mの波形の谷部は、2つの軸受球20の間が磁気センサ13の下を通過する時に出力される。
一方、振動データS1で発生している振動d1は、振動データS2では発生しておらず、これは軸受の劣化に起因した振動以外のものであると判断できる。例えば、回転軸41には直接取り付けられていない部材(踏み段6,踏段チェーン7など)の要因による振動、あるいはエスカレーターが設置された建物側の要因による振動の可能性がある。
このようにターミナルギヤ軸受5の劣化に起因した信号は、データを並べた場合に同じ箇所に発生しているため、比較して同じ異常がある信号は、軸受の劣化に起因する振動成分を取り出した信号になる。したがって、判定処理部16は、閾値レベルとの比較から、外部からの振動の要因を除いて、軸受の劣化のみを正確に判定することができる。
なお、上述した実施の形態例では、エスカレーターのターミナルギヤ軸受5の異常を診断する処理に適用した。これに対して、エスカレーター等の乗客コンベアが備えるその他の低速回転を行う軸受の異常を、同様の処理で診断するようにしてもよい。ターミナルギヤ軸受5の場合には、内輪17側に回転軸41が取り付けられ、外輪18側が固定される構成であるが、外輪側が回転し、内輪側が固定された軸受に本発明を適用してもよい。
なお、ここでの低速回転とは、毎分5回以上100回以下の回転速度である。このような低速回転を行う軸受についての異常診断時に、本例の診断処理を行うことで特に高い効果が得られる。
また、図2に示す構成では、ターミナルギヤ軸受5の振動を検出するセンサとして、加速度を検出する振動加速度センサ11を使用したが、振動センサとして、加速度以外を検出するセンサを使用してもよい。
また、センサとして配置した振動加速度センサ11と磁気センサ13の内の、磁気センサ13については、転動体である軸受球を検出するために使用したが、磁気センサ13の検出信号を、振動などの異常判断に使用してもよい。
また、図2の構成図では、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものだけを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
Claims (5)
- 軸の周囲に複数配置された転動体が前記軸の回りを公転しながら回転することにより、乗客コンベアに設置された前記軸を支持する乗客コンベア用軸受の検査装置において、
前記軸受の振動を検出する振動センサと、
前記軸受から発生する磁気を検出する磁気センサと、
前記振動センサの出力信号を基に前記軸受の状態を判定する判定処理部と、を有し、
前記判定処理部は、前記磁気センサの出力信号から算出した軸受内の前記転動体の1公転の時間における前記振動センサの出力信号の状態から、前記転動体を含む前記軸受を構成する部材の劣化あるいは前記軸受が支持した前記軸又は前記軸と連動して回転する部材の劣化に起因する振動成分を取り出すようにした
乗客コンベア用軸受の検査装置。 - 前記乗客コンベアに設置された前記軸受は、毎分5回以上100回以下の低速で回転する低速回転軸受である
請求項1に記載の乗客コンベア用軸受の検査装置。 - 前記判定処理部は、前記振動センサの信号を前記1公転の時間ごとに分割し、その分割したそれぞれの信号を所定回数取り出し、それぞれの信号の同じタイミングに異常となる振動があるとき、前記転動体を含む前記軸受を構成する部材の劣化あるいは前記軸受が支持した前記軸又は前記軸と連動して回転する部材の劣化を判定する
請求項2に記載の乗客コンベア用軸受の検査装置。 - 前記振動センサと前記磁気センサはセンサケースに収納され、
前記センサケースは、軸受内の前記転動体が配置された位置とほぼ重なる位置に前記磁気センサを設置するためのセンサ位置決め機構を有する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の乗客コンベア用軸受の検査装置。 - 軸の周囲に複数配置された転動体が軸の回りを公転しながら回転することにより、乗客コンベアに設置された前記軸を支持する乗客コンベア用軸受を検査する乗客コンベア用軸受の検査方法において、
前記軸受の振動を振動センサにより検出する振動検出処理と、
前記軸受から発生する磁気を磁気センサにより検出する磁気検出処理と、
前記振動センサの出力信号を基に前記軸受の状態を判定する判定処理と、を含み、
前記判定処理は、前記磁気センサの出力信号から算出した軸受内の前記転動体の1公転の時間における前記振動センサの信号の状態から、前記転動体を含む前記軸受を構成する部材の劣化あるいは前記軸受が支持した前記軸又は前記軸と連動して回転する部材の劣化に起因する振動成分を取り出すようにした
乗客コンベア用軸受の検査方法。
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