JP2023036392A - エスカレータ異常検出装置およびエスカレータ異常検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 外乱の影響を受けにくく、安価に踏段ローラ及び踏段チェーンの異常を精度良く検出する。【解決手段】 エスカレータの走行速度を検出する速度検出部と、踏段を挟んで左右２か所に設けられた踏段ローラの回転軸までの距離を測定する距離センサと、前記距離センサから出力される距離信号が正常範囲内にあるか否かに基づき前記踏段ローラの異常を検出すると共に、前記速度検出部で測定した速度が一定速度以上の場合に前記左右２カ所に設けられた距離センサの踏段ローラの回転軸を検出するまでの時間差に基づき踏段チェーンの異常を検出する異常判定部と、前記異常判定部で異常検出したことを外部に通知する異常出力部と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、エスカレータ異常検出装置およびエスカレータ異常検出方法に関する。

エスカレータは、下階の乗降口と上階の乗降口との間を循環移動する複数の踏段を有している。踏段には踏段ローラが設けられ、踏段チェーンの循環移動によりガイドレールに案内されて移動する。踏段ローラや踏段チェーンは建屋のトラス内を移動するため、踏段ローラの破損や汚れ付着、踏段チェーンの異常が発生した場合、従来は異常を検出できないことにより、エスカレータが動作し続け、異音の発生やその他部品の摩耗・破損が発生するおそれがあった。

そこで、エスカレータの異常を発見するために、機械的リンク機構をもったスイッチを踏段軸受け部に設け、ローラの破損・脱落を検出する方法が提案されている。また、チェーンピッチを検出して踏段チェーンの伸び検知をする方法、振動を検知して踏段ローラの破損などを検知する方法などもある。

特開２０１１－１２１６５８号公報 特開２０００－０２８３２４号公報

しかし、上述した機械的リンク機構を持ったスイッチでの検出では、ローラの破損・脱落については検知できるが、ローラに異物が付着したことによる浮き上がりや踏段チェーンの異常については検出することができない。また、チェーンピッチを検出する方式では、チェーン伸びは検出できるが、踏段ローラの破損・脱落・汚れ付着等の異常については検知することができない。その他、振動を用いた方式も提案されているが、レールに取り付けた振動センサでの検出では、他の踏段ローラによる振動や踏段チェーンの振動、その他固有の振動や乗客の動きによる振動などの外乱影響による誤検出の可能性が高い。また、踏段の数だけ振動センサが必要となり、コストがかかってしまう懸念があった。

本発明は外乱の影響を受けにくく、安価にエスカレータの踏段ローラ及び踏段チェーンの異常を検知することができるエスカレータ異常検出装置およびエスカレータ異常検出方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための実施形態は、エスカレータの走行速度を検出する速度検出部と、踏段を挟んで左右２か所に設けられた踏段ローラの回転軸までの距離を測定する距離センサと、前記距離センサから出力される距離信号が正常範囲内にあるか否かに基づき前記踏段ローラの異常を検出すると共に、前記速度検出部で測定した速度が一定速度以上の場合に前記左右２カ所に設けられた距離センサの踏段ローラの回転軸を検出するまでの時間差に基づき踏段チェーンの異常を検出する異常判定部と、前記異常判定部で異常検出したことを外部に通知する異常出力部と、を備えるエスカレータ異常検出装置である。

本発明の実施形態が適用されるエスカレータの構成を示す説明図。 本発明の第１，４，５の実施形態に係るエスカレータ異常検出装置の距離センサの設置位置を示すエスカレータの側面から見た断面図。 本発明の第１，２，４，５の実施形態に係るエスカレータ異常検出装置の距離センサの設置位置を示すエスカレータの正面から見た断面図。 本発明の第１，２の実施形態に係るエスカレータ異常検出装置の構成を示すブロック図。 本発明の第１，２、４、５の実施形態に係るエスカレータ異常検出装置の踏段ローラの異常検出方法を示す説明図。 本発明の第１，２、４、５の実施形態に係るエスカレータ異常検出装置の踏段ローラの異常検出方法を示す説明図。 本発明の第１，２、４、５の実施形態に係るエスカレータ異常検出装置の踏段チェーンの異常検出方法を示すフローチャート。 本発明の第１，２、４、５の実施形態に係るエスカレータ異常検出装置の踏段チェーンの異常検出方法を示す説明図。 本発明の第２実施形態に係るエスカレータ異常検出装置の距離センサの設置位置を示すエスカレータの側面から見た断面図。 本発明の第３実施形態に係るエスカレータ異常検出装置の距離センサの設置位置を示すエスカレータの側面から見た断面図。 本発明の第４の実施形態に係るエスカレータ異常検出装置の構成を示すブロック図。 本発明の第５の実施形態に係るエスカレータ異常検出装置の構成を示すブロック図。

＜第１実施形態＞
図２及び図３は本発明の第１、２、４、５の実施形態に係るエスカレータの踏段及びガイドレール、異常検出装置の距離センサの位置を示す図である。

図１、図２を用いて、エスカレータの構造及び距離センサの設置位置について説明する。

エスカレータ１は、下階の乗降口２と上階の乗降口３との間を循環移動する複数の踏段４を有している。乗客が乗る踏段４は、踏段チェーン５に接続され、踏段チェーン５はスプロケット６の回転駆動により、循環移動する。また、踏段４は、エスカレータ１のトラス７内の左右に設けられたガイドレール８，９に沿って移動する。

図２に示すように、踏段４は、踏板１１及びライザ１２を有し、これらの踏板１１及びライザ１２は踏段フレーム１３に固定されている。また、踏段フレーム１３の前側には踏段ローラとしての前輪ローラ１４が回動可能に取り付けられている。また、踏段フレーム１３の後側には踏段ローラとしての後輪ローラ１５が回動可能に取り付けられている。踏段フレーム１３を中央にして左右一対の前輪ローラ１４及び左右一対の後輪ローラ１５で合計４個の踏段ローラが踏段４に取り付けられる。そして、左右一対の前輪ローラ１４が左右一対のガイドレール８上を転動し、左右一対の後輪ローラ１５が左右一対のガイドレール９上を転動することで踏段４が移動する。

左右一対の前輪ローラ１４は、前輪回転軸１６の両端に取り付けられている。また、左右一対の前輪ローラ１４の側面部に近接して、不図示の踏段チェーン（図１の符号５）が設けられている。踏段チェーン５には、前輪ローラ１４の回転軸１６が貫通し、踏段チェーンの循環移動に伴って踏段４が左右一対のガイドレール８上を移動する。

左右一対の後輪ローラ１５は、個別の後輪回転軸１７に取り付けられ、この後輪回転軸１７が踏段フレーム１３の後側に取り付け固定されている。左右一対の後輪ローラ１５が左右一対のガイドレール９上を転動する。

次に、エスカレータ異常検出装置４０（図４参照）を構成する距離センサ４１の設置位置について図３を用いて説明する。

図３はエスカレータ１を図２の矢印で示すA方向から見たトラス７内の正面構成を示している。なお、図３において、一対備える各部材のうち、左側に位置する各部材にはａ、右側に位置する各部材にはｂの記号を付して区別する。

図３に示すように、本実施形態におけるエスカレータ異常検出装置４０に使用する距離センサ４１ａ，４１ｂは、左右それぞれのガイドレール８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂのそれぞれ近傍に固定されている。距離センサ４１ａ，４１ｂは、ガイドレール８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ側から踏板１１側に向けて非接触で距離測定を行う。距離センサ４１ａ，４１ｂは踏段両端近辺の、前輪ローラ１４ａ，１４ｂ及び前輪ローラ１５ａ，１５ｂの内側に設置することにより、前輪ローラ１４ａ，１４ｂの回転軸１６及び後輪ローラ１５ａ，１５ｂの回転軸１７ａ，１７ｂの両方をそれぞれ左右２カ所の距離センサ４１ａ，４１ｂで距離測定することが可能となる。

次に、エスカレータ異常検出装置４０の機能構成について図４のブロック図を用いて説明する。

図４に示すように、エスカレータ異常検出装置４０は、エスカレータの左右２カ所に設置された前述の距離センサ４１ａ，４１ｂと、異常診断部４２と、速度検出部４３と、異常出力部４４とを備える。

距離センサ４１ａ，４１ｂは、前述したように、非接触で前輪ローラ１４の回転軸１６及び後輪ローラ１５の回転軸１７までの距離を測定し、電気信号に変換して出力する。距離測定方式としては、レーザー光を物体に向けて照射し、物体からの反射光を受光して距離を測定する方法が採用されている。または、超音波を照射してその反射波を受波して距離を測定する超音波式や、検出物体に発生させた渦電流の変化により距離を測定する渦電流式などを使用してもよい。

異常判定部４２は、速度検出部４３の速度信号に基づき、一定速度以上の場合のみ動作し、距離センサ４１ａ，４１ｂの距離検出信号を入力する。また、回転軸１６，１７を検出し、回転軸１７ａ，１７ｂまでの距離と所定のしきい値とを比較する。そして、前輪ローラ１４及び後輪ローラ１５の異常を判定し、異常出力部４４に出力する。また、距離センサ４１ａ及び距離センサ４１ｂで所定の値以下の距離を検出した場合に回転軸１６，１７として検知する。左右の回転軸１６，１７を検知したタイミングにより、左右の検知時間差が所定時間以上ある場合は、踏段チェーン５の片伸びが発生していることを検出し、異常出力部４４に出力する。

速度検出部４３は、エスカレータ１の踏段４の移動速度を検出するために、エスカレータ１のモーターやスプロケット６に取り付けられたパルスジェネレーター等を備える。

異常出力部４４は外部に異常信号を出力するＬＥＤや液晶表示器や、外部へ通知するための接点信号や遠隔監視端末などの通知機能を有する。

次に、図５Ａ、図５Ｂの説明図および図６のフローチャートを用いて、エスカレータ異常検出装置４０における踏段ローラ１４，１５の異常検出方法について説明する。

図４において、エスカレータ１の踏段４が移動した場合、距離センサ４１の距離をＬとすると、踏段４の前輪ローラ１４の回転軸１６及び後輪ローラ１５の回転軸１７が距離センサ４１の前を通過する際、距離Ｌが短くなる。距離Ｌが回転軸検出レベルＸよりも短くなってから、距離Ｌが回転軸検出レベルＸよりも長くなるまでの間（回転軸１６，１７が通過する間）、距離Ｌが最も短くなる値をピーク値Ｐとする。ピーク値Ｐがしきい値（上限）Ｙとしきい値（下限）Ｚの範囲に入る場合は正常、範囲外となる場合は異常と判断する。

正常時は図４のＬ１に示すようにピーク値Ｐ１はしきい値（上限）Ｙとしきい値（下限）Ｚの範囲内に入る。踏段ローラ１４，１５やガイドレール８，９に異物が付着した場合などにより踏段４が浮き上がる場合は、Ｌ２に示すようにピーク値Ｐ２はしきい値（上限）Ｙよりも大きい値となる。踏段ローラ１４，１５の欠損、破損、脱落などにより踏段４が沈み込む場合は、Ｌ３に示すようにピーク値Ｐ３はしきい値（下限）Ｚよりも小さい値となる。

ここで、前輪ローラ１４の回転軸１６及び後輪ローラ１５の回転軸１７はガイドレール８，９の取り付け位置が異なるため、前輪用、後輪用それぞれにしきい値を設定する必要がある。前輪、後輪を区別する方法については、回転軸１６、１７を検出してから、次の回転軸１６、１７を検出するまでの検出時間で判別することが可能で、一般的に前輪→後輪の場合は間隔が長く、後輪→前輪の場合は間隔が短い。距離Ｌが回転軸検出レベルＸよりも長いことを検知（回転軸検知終了）してから、距離Ｌが回転軸検出レベルＸよりも短いことを検知（回転軸検知）するまでの時間が所定時間よりも長い場合は後輪ローラ１５の回転軸１７を検知したと判断し、回転軸１７（後輪）用のしきい値（上限）Ｙ_Ｒとしきい値（下限）Ｚ_Ｒを使用して異常判定する。

距離Ｌが回転軸検出レベルＸよりも長いことを検知（回転軸検知終了）してから、距離Ｌが回転軸検出レベルＸよりも短いことを検知（回転軸検知）するまでの時間が所定時間よりも短い場合は前輪ローラ１４の回転軸１６を検知したと判断し、回転軸１６（前輪）用のしきい値（上限）Ｙ_Ｆとしきい値（下限）Ｚ_Ｆを使用して異常判定する。

図６は第１実施形態におけるエスカレータ異常検出装置４０の処理の流れを示すフローチャートである。

まず、エスカレータ１の踏段移動速度が一定速度以上であるか否か（ステップＳ１１）を判定し、一定速度に満たない場合は一定速度になるまで繰り返しステップＳ１１の判定を行う。一定速度以上になった場合は、距離センサ４１ａ，４１ｂによる距離測定を開始する（ステップＳ１２）。

次に、現在の測定距離が回転軸検出レベルよりも小さい場合（ステップＳ１３YES）、回転軸１６，１７を検出したとして、ピーク値を∞に初期化する（ステップＳ１４）。次に、ピーク値＞現在の測定距離であるか否か（ステップＳ１５）の比較を行い、ピーク値よりも現在の測定距離が短い場合はピーク値の値を現在の測定距離に更新する（ステップＳ１６）。次に、回転軸検出レベル＜現在の測定距離（ステップＳ１７）の比較を行い、回転軸検出レベルよりも現在の測定距離が短い場合は、ステップＳ１５に戻り、繰り返しピーク値と現在の測定距離の比較処理を行う。

ステップＳ１７で回転軸検出レベルよりも現在の測定距離が長いことを検出した場合は、しきい値（上限）＜ピーク値？（ステップＳ１８）の比較を行い、しきい値（上限）よりもピーク値が大きい場合は踏段４の浮き上がりを検出したとして、異常出力を行う（ステップＳ２０）。ステップＳ１８でしきい値（上限）よりもピーク値が小さい場合は、踏段４の浮き上がりは無いとして、しきい値（下限）＞ピーク値（ステップＳ１９）の比較を行う。しきい値（下限）よりもピーク値が小さい場合は、踏段４の欠損、破損、脱落の何れかを検出したとして、異常出力を行う（ステップＳ２０）。ステップ１９でしきい値（下限）よりもピーク値が大きい場合は、踏段４は正常として、処理を終了する。

＜踏段チェーンの片伸び異常の検出＞
図７は踏段チェーン５の片伸び異常を検知する方法を図示したものである。エスカレータ１の左右２カ所に設置された距離センサ４１ａ、４１ｂの距離信号より得られた距離Ｌａ又は距離Ｌｂが回転軸検出レベルＸよりも短いことを検知（回転軸検知）してから、もう一方の距離Ｌａ又は距離Ｌｂが回転軸検出レベルＸよりも短いことを検知（回転軸検知）するまでの時間差が所定時間よりも長い場合、踏段チェーン５の片伸びであると判定し、異常出力を行う。

このように、第１実施形態によれば、外乱の影響を受けにくく、安価に踏段ローラ及び踏段チェーンの異常を精度良く検出することが可能となる。

＜第２実施形態＞
図８は第２実施形態の構成を示している。

第１実施形態では、距離センサ４１は１個であったが、第２実施形態では距離センサ４１を踏段前後方向に複数個設置している。図８の例では、第１距離センサ４１１と、第２距離センサ４１２と、第３距離センサ４１３の３個設置している。

このように、第２実施形態によれば、距離センサ４１が１箇所だけでは検知ができなかった場合でも別の箇所の距離センサ４１により異常検出が可能となり、異常検出精度を高くすることが可能となる。

なお、距離センサ４１は３個に限られず、４個以上であってもよい。

＜第３実施形態＞
図９は第３実施形態の構成を示している。

第３実施形態における距離センサ４１は、踏段４の踏板１１がトラス７内を通過する際に測定する位置に設置した例である。このような配置にすることで、乗客が乗車していない無負荷状態の踏段４で距離を測定することが可能となる。

図９に示す位置に距離センサ４１を取り付けた場合、ガイドレール８，９の距離が離れているため、回転軸検出レベルＸ_Ｆ，Ｘ_Ｒ及びしきい値（上限）Ｙ_Ｆ，Ｙ_Ｒ、しきい値（下限）Ｚ_Ｆ、Ｚ_Ｒは前輪用と後輪用で２種類必要となる。前輪と後輪の判別方法については、前述の回転軸検知の時間間隔以外に、最も距離Ｌが短くなる後輪ローラ１５の回転軸１７を検知した後に、前輪ローラ１４の回転軸１６用の回転軸検出レベルＸ_Ｆ及びしきい値（上限）Ｙ_Ｆ、しきい値（下限）Ｚ_Ｆをセットし、回転軸１６の異常判定完了後に、後輪ローラ１５の回転軸１７用の回転軸検出レベルＸ_Ｒ及びしきい値（上限）Ｙ_Ｒ、しきい値（下限）Ｚ_Ｒをセットするなど、交互に前輪用、後輪用の値をセットする方法でも良い。

このように、第３実施形態によれば、乗客の乗車や移動などによって発生するたわみや振動などの外乱影響を少なくすることが可能となり、より精度の高い異常検出が可能となるという効果を奏する。

＜第４実施形態＞
図１０は第４実施形態の構成を示すブロック図である。

踏段ローラ１４，１５や踏段チェーン５の異常を検出した場合、異常検出した踏段・チェーンを特定し、その部位を点検可能な位置へ移動させ、停止させる必要がある。

第４実施形態では、第１実施形態の構成に加え、時間記憶部４５と、時間を計測する時間計測部４６とを更に備える。

時間記憶部４５は、距離センサ４１ａ，４１ｂの設置位置から点検可能な位置に移動するまでに必要な時間を記憶する。

第４実施形態では、異常判定部４２で異常を検出してから時間計測部４６で時間計測を開始し、時間記憶部４５に記憶されている所定時間経過した場合に異常出力部４４から異常信号を出力させる。そして、異常出力を確認した時にエスカレータを停止させる。

このように、第４実施形態によれば、異常発生部位が点検位置で停止するため、作業員による点検・確認が容易となるという効果を奏する。

＜第５実施形態＞
図１１は第５実施形態の構成を示すブロック図である。

第５実施形態では、第１実施形態の構成に加え、距離記憶部４７と、距離演算部４８とを更に備える。

距離記憶部４７は、距離センサ４１ａ，４１ｂの設置位置から点検可能な位置に移動するまでに必要な距離を記憶する。

距離演算部４８は、速度検出部４３からの速度信号を距離に換算する。

第５実施形態では、異常判定部４２で異常を検出してから距離演算部４８で移動距離の積算を開始し、距離記憶部４７に記憶されている所定距離移動した場合に異常出力部４４から異常信号を出力させる。そして、異常出力を確認した時にエスカレータ１を停止させる。

このように、第５実施形態によれば、異常発生部位が点検位置で停止するため、作業員による異常個所の点検・確認が容易となるという効果を奏する。

以上の実施形態によれば、外乱の影響を受けにくく、安価に踏段ローラ及び踏段チェーンの異常を精度良く検出することが可能となる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…エスカレータ、２，３…乗降口、４…踏段、５…踏段チェーン、６…スプロケット、７…トラス、８，８ａ，８ｂ，９，９ａ，９ｂ…ガイドレール、１１…踏板、１２…ライザ、１３…踏段フレーム、１４，１４ａ，１４ｂ…前輪ローラ（踏段ローラ）、１５，１５ａ，１５ｂ…後輪ローラ（踏段ローラ）、１６…回転軸、１７，１７ａ，１７ｂ…回転軸、４０…エレベータ異常検出装置、４１，４１ａ，４１ｂ…距離センサ、４２…異常判定部、４３…速度検出部、４４…異常出力部、４５…時間記憶部、４６…時間計測部、４７…距離記憶部、４８…距離演算部

Claims (7)

1. エスカレータの走行速度を検出する速度検出部と、
   踏段を挟んで左右２か所に設けられた踏段ローラの回転軸までの距離を測定する距離センサと、
   前記距離センサから出力される距離信号が正常範囲内にあるか否かに基づき前記踏段ローラの異常を検出すると共に、前記速度検出部で測定した速度が一定速度以上の場合に前記左右２カ所に設けられた距離センサの踏段ローラの回転軸を検出するまでの時間差に基づき踏段チェーンの異常を検出する異常判定部と、
   前記異常判定部で異常検出したことを外部に通知する異常出力部と、を備えるエスカレータ異常検出装置。
2. 前記距離センサは、前記踏段ローラを案内するガイドレール近傍に設置される請求項１に記載のエスカレータ異常検出装置。
3. 前記距離センサは、踏段前後方向に複数個、設置される請求項１又は２に記載のエスカレータ異常検出装置。
4. 前記距離センサは、踏段の踏板がトラス内を通過する際に測定する位置に設置される、請求項１又は３に記載のエスカレータ異常検出装置。
5. 前記距離センサの設置位置から点検可能な位置に移動するまでに必要な時間を記憶する時間記憶部と、
   時間を計測する時間計測部とを更に備え、
   異常検出してから所定時間経過した際に前記異常出力部から異常を出力させる、請求項１～４の何れか１項に記載のエスカレータ異常検出装置。
6. 前記距離センサの設置位置から点検可能な位置に移動するまでに必要な距離を記憶する距離記憶部と、
   前記速度検出部からの速度を距離に換算する距離演算部とを更に備え、
   異常検出してから所定距離移動した際に前記異常出力部から異常を出力させる、請求項１～４の何れか１項に記載のエスカレータ異常検出装置。
7. エスカレータの走行速度を検出し、
   距離センサにより、踏段を挟んで左右２か所に設けられた踏段ローラの回転軸までの距離を測定し、
   距離センサの距離信号が正常範囲内にあるか否かに基づき前記踏段ローラの異常を検出すると共に、エスカレータの前記走行速度が一定速度以上の場合に前記左右２カ所に設けられた距離センサの踏段ローラの回転軸を検出するまでの時間差に基づき踏段チェーンの異常を検出する、エスカレータ異常検出方法。

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