JP6170220B1

JP6170220B1 - 診断装置

Info

Publication number: JP6170220B1
Application number: JP2016176571A
Authority: JP
Inventors: 秀生高橋; 石川　佳延; 佳延石川; 正昭平井
Original assignee: Toshiba Elevator Co Ltd
Current assignee: Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2016-09-09
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2036-09-09
Also published as: CN107806829A; JP2018039636A; CN107806829B

Abstract

【課題】チェーンの細かな部分的伸びを厳密に検出できる伸び検出手段を有する診断装置を提供する。【解決手段】多数のリンク２２をそれぞれローラ２３により一定のピッチで連結したチェーン２１の伸び検出手段２０を有する．伸び検出手段２０は、チェーン２１の移動方向に沿って、前記ピッチの整数倍の長さ間隔で配置され、ローラ２３の通過ごとに検出信号を出力する２つのセンサー２５，２６を有する。また、センサー２５，２６の検出信号の立ち上がりタイミングを捉え、この立ち上がりタイミングのずれの大きさを閾値と比較して、チェーン２１の伸びを判定する伸び判定部２７を有する。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、チェーンの部分伸びを検出する伸び検出手段を有する診断装置に関する。

一般にエスカレータやオートロードなどの搬送装置では、乗客や物を乗せる踏み段や、乗客が把持する移動手摺を設けており、これらは駆動装置により回転駆動される無端状のチェーンと同期して循環移動する。このチェーンは、チェーンを構成するローラ部分の摩耗などにより経時的に伸びが生じる。この伸びが大きくなるとスプロケットとうまく噛み合わず、スプロケットから外れてしまうこともある。このようにチェーンがスプロケットから外れると、例えば、上昇時に乗客の重量によって踏み段がずり落ちる逆走状態になってしまう。

このような問題が生じないように、チェーンの伸びを計測し、これを監視することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−３５３２６号公報

特許文献１では、チェーンの移動路近くに１個のセンサーを設け、チェーンの移動時、このチェーンを構成する隣り合うローラの外面から外面までの通過時間を計測し、チェーンの伸びの有無を判定していた。しかしながら、このように１個のセンサーにより通過時間を計測する手法では、解像度に限界があり、特にチェーンの細かな部分的伸びを厳密に検出することが難しかった。

本発明は、チェーンの細かな部分的伸びを厳密に検出できる伸び検出手段を有する診断装置を提供することにある。

本発明の実施の形態に係る診断装は、多数のリンクを一定のピッチで連結したチェーンの伸び検出手段を有する診断装置であって、前記伸び検出手段は、前記チェーンの移動方向に沿って、前記ピッチの整数倍の長さ間隔で配置された２つのセンサーと、これら２つのセンサーの検出信号を入力し、これら検出信号の立ち上がりタイミングを捉え、この立ち上がりタイミングのずれの大きさを閾値と比較して、チェーンの伸びの有無を判定する伸び判定部とを備え、前記センサーは、前記チェーンの移動方向に対して上下に投光部及び受光部を配置した光電センサーであり、前記チェーンより下方に位置する前記センサーの構成部品は、前記チェーンから滴下する油を避けた位置に配置されていることを特徴とする。

上記構成によると、チェーンのローラ間ピッチの整数倍の長さ間隔で配置した２つのセンサーにより、チェーンの部分的伸びを厳密にとらえることができる。

本発明の一実施形態に係る診断装置が用いられる搬送装置の全体図である。本発明の要部であるチェーンのずれ検出手段を説明する模式図である。本発明の一実施形態に用いる伸び判定部の機能ブロック図である。本発明の一実施形態に用いるチェーンの分解斜視図である。本発明の一実施形態における伸び検出手段の取付構造を説明する図である。本発明の一実施形態におけるセンサー取付用のブラケット及びセンサー取付状態を説明する図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。本発明の一実施形態に用いる反射型のセンサーとチェーンとの関係を説明する模式図である。本発明の一実施形態に用いるセンサーの、チェーン伸びの無い場合の検出信号を示す波形図である。本発明の一実施形態に用いるセンサーのチェーン伸びがある場合の検出信号を示す波形図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、搬送装置１としてエスカレータを例示し、その概略構成を示している。図１において、エスカレータ１は無端状に連結された複数の踏段５を、駆動輪（スプロケット）３と従動輪（スプロケット）４との間に掛け渡された踏段チェーン９を駆動することで周回移動させている。

具体的には、エスカレータ１は、トラス（構造フレーム）２の内部に、無端状に連結された複数の踏段５を備える。トラス２内の上下階部分には、上述した駆動輪３と従動輪４とが配置されている。駆動輪３には、減速機６及び駆動チェーン７を介してモータ８から回転動力が供給される。この回転動力により、駆動輪３と従動輪４との間に掛け渡された踏段チェーン９がこの間を周回駆動され、この踏段チェーン９に連結された複数の踏段５は、上下階の間を循環移動する。

また、エスカレータ１の、踏段５の進行方向の両脇には欄干１２が備えられ、この欄干１２の外周に沿って無端状の手すりベルト（移動手摺）１３が取り付けられている。欄干１２の手すりベルト１３は、踏段５の移動に合わせて踏段５と同方向に周回移動する。

このようなエスカレータ１の動作は、トラス２内に設置される制御装置１４によって、インバータ装置（図示せず）及びモータ８を制御することで実現される。制御装置１４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭなどを有するコンピュータである。制御装置１４の機能は、ＲＯＭに保持されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することにより、エスカレータ１を構成する各種装置を動作させる。また、ＣＰＵによりＲＡＭやＲＯＭにおける各種データの読み出し及び書き込みも行われる。

この発明の実施の形態では、エスカレータ１を構成する上述した駆動チェーン７や踏段チェーン９に対して、これらの部分的な伸びを検出する伸び検出手段を設けている。図２は伸び検出手段２０とチェーン２１（上述した駆動チェーン７や踏段チェーン９を指す）との関係を模式的に示している。

図２において、チェーン２１は、多数のローラ２３をそれぞれリンク２２により一定のピッチで直列に連結したものである。伸び検出手段２０は、チェーンの２１の移動方向（図示横方向）に沿って配置された２つのセンサー２５，２６と、これら２つのセンサー２５，２６の検出信号を入力し、チェーン２１の部分的な伸びの有無を判定する伸び判定部２７とを有する。

２つのセンサー２５，２６は、チェーン２１を構成するローラ２３間の上述したピッチの整数倍の長さ間隔で配置されており、チェーン２１の移動に伴い、ローラ２３が通過する毎に検出信号を出力する。伸び判定部２７は、２つのセンサー２５，２６の検出信号の立ち上がりタイミングを捉え、これら立ち上がりタイミングのずれの大きさを検出する。そして、この立ち上がりタイミングのずれの大きさを閾値と比較して、チェーン２１の、センサー２５，２６間を通過する部分の伸びの有無を判定する。

この伸び判定部２７をマイクロコンピュータ（以下、マイコンと呼ぶ）で構成した場合の内部構成を、図３の機能ブロック図により説明する。マイコン２７には、２つのセンサー２５，２６からの信号２５Ｐ、２６Ｐが入力される。マイコン２７の診断ソフト２７１では、エッジ検出部２７１１にて、これら信号２５Ｐ、２６Ｐの立ち上がりタイミングを捉えるべく、信号のエッジ検出を行う。判定部２７１２は、検出された各信号２５Ｐ、２６Ｐのエッジ間隔、すなわち、立ち上がりタイミングのずれの大きさを算出し、得られたずれの大きさを予め設定してある閾値と比較する。そして、この判定結果２７ｊを出力する。

センサー２５，２６としては、例えば、光電センサーを用いる。光電センサー２５，２６は、チェーン２１の移動方向に対して上下に配置された投光部２５Ａ，２６Ａ及び受光部２５Ｂ，２６Ｂを有し、チェーン２１のローラ２３と交差する光軸２９を生じる。図２では、上部に投光部２５Ａ，２６Ａ、下方に受光部２５Ｂ，２６Ｂを配置したが、勿論、上下反対に配置してもよい。

チェーン２１には潤滑用の油が塗布されているので、チェーン２１より下方に位置するセンサー２５，２６の構成部品（図では受光部２５Ｂ，２６Ｂ）は、図２（ｂ）で示すように、チェーン２１の直下ではなく、チェーン２１から滴下する油３０を避けた側方に配置する。すなわち、センサー２５（センサー２６も同じ）は、投光部２５Ａ及び受光部２５Ｂを、光軸２９がチェーン２１のローラ２３と斜めに交差するようにチェーン２１の上下に配置する。

なお、図２ではチェーン２１を模式的に示したが、実際には図４で示すように構成されている。すなわち、リンク２２は、外リンク２２１及び内リンク２２２からなり、これらを交互に連結している。ローラ２３は、ブッシュ２３１、連結ピン２３２を内挿しており、連結ピン２３２により対応する外リンク２２１及び内リンク２２２間を回動可能に連結している。

また、センサー２５，２６は、実際には図５で示すように、対応するチェーン２１（ここでは駆動チェーン７が対象となる）に対して、図２で説明した配置関係となるように、ブラケット３２を介してトラス２の構造部材に取り付けられている。ブラケット３２は図６で示すように、間隔支持部３２１、センサー支持部３２２，３２２、トラスへの取付け部３２３を有する。

間隔支持部３２１は、センサー支持部３２２にそれぞれ取付けられたセンサー２５，２６を、前述したように、チェーン２１におけるローラ２３の設置間隔である一定のピッチの整数倍の長さ間隔に位置決めする。トラスへの取付け部３２３は、このブラケット３２を、図５で示したようにチェーン２１（駆動チェーン７）の移動方向に沿うように、トラス２の構造部材に取り付ける。センサー支持部３２２は、センサー２５，２６の投光部２５Ａ，２６Ａ及び受光部２５Ｂ，２６Ｂを、チェーン２１の上下に配置し、チェーン２１のローラ２３と交差する光軸２９を生じさせる。この例では、図６（ｃ）で示すように、投光部２５Ａ及び受光部２５Ｂを、光軸２９がチェーン２１のローラ２３と斜めに交差するように配置し、チェーン２１から滴下する油３０が受光部２５Ｂ上に落下しないように構成している。

光電センサー２５，２６に、所謂透過型のセンサーを用いた場合、投光部２５Ａ，２６Ａには、対応する受光部２５Ｂ，２６Ｂへ向けて光軸２９を発する発光素子（図示せず）を設ける。これに対し、受光部２５Ｂ，２６Ｂには、対応する投光部２５Ａ，２６Ａからの光軸２９を受けて電気信号を生じる光電変換素子（図示せず）を設ける。

また、光電センサー２５，２６に、所謂反射型のセンサーを用いた場合は、投光部２５Ａ，２６Ａに、対応する受光部２５Ｂ，２６Ｂへ向けて光軸２９を発する発光素子（図示せず）及び光電変換素子（図示せず）を設け、受光部２５Ｂ，２６Ｂには、投光部２５Ａ，２６Ａからの光軸２９を、対応する投光部２５Ａ，２６Ａへ反射させる反射体（図示せず）を設けている。

さらに、光電センサー２５，２６が、所謂反射型のセンサーであり、チェーン２１より下方に反射型の受光部２５Ｂ，２６Ｂが位置する場合、図７で示すように、この反射型の受光部２５Ｂ，２６Ｂにプリズム３４を設けて防塵構造にするとよい。このプリズム３４は、投光部２５Ａ，２６Ａからの光軸２９の入射面を縦向きとしたもので、プリズム３４を経た光軸を反射し、破線で示すように対応する投光部２５Ａ，２６Ａへ出射する反射機能を有する。

このようにプリズム３４を用いると光軸２９の入射面を縦向きとしても、プリズム３４が光軸を屈折させることから、反射光を対応する投光部２５Ａ，２６Ａへ出射することができる。このためプリズムを用いずに単なる反射板を用いた場合のように、上向きとなる反射面に塵埃が堆積するようなことはなく、防塵対策として好適な構成となる。

伸び判定部２７は、前述のように、２つのセンサー２５，２６の検出信号を入力し、これら検出信号の立ち上がりタイミングを捉え、これら立ち上がりタイミングのずれの大きさを検出する。この立ち上がりタイミングのずれの大きさは、チェーン２１の部分的な伸び、すなわち、センサー２５，２６間を通過する部分の伸びに比例する。このため、このずれの大きさを閾値と比較することで、対応するリンク２２部分の伸びの有無及びその大きさを判定する。

このような伸び判定部２７の機能は、前述した制御装置１４を構成するコンピュータの機能として実現することができる。もちろん、図３で示したように、制御装置１４とは独立した伸び判定部２７専用のマイコンを用いてもよい。

上記構成において、エスカレータの運転に伴うチェーン２１の移動時、チェーン２１を構成するローラ２３は、センサー２５，２６の光軸２９と交差する毎にこれを遮光するため、センサー２５，２６からは図８で示す波形の検出信号２５Ｐ，２６Ｐが出力される。図８では検出信号２５Ｐ，２６Ｐをアナログ波形で示しているが、後続のディジタル処理によりディジタル信号として取り扱われる。図８及び後述する図９ではアナログ信号のまま説明する。

チェーン２１の移動時、ローラ２３が光軸２９と交差して通過する際、光軸２９は遮光されるためセンサー２５，２６からの電気信号はオフとなるが、この信号を反転させた検出信号２５Ｐ，２６Ｐはディジタル信号としてオンとなり、光軸２９がローラ２３間に位置しているときはディジタル信号としてオフとなる。

センサー２５，２６は、前述のように、チェーン２１の隣り合うローラ２３、２３間のピッチの整数倍の長さ間隔で、チェーン２１の移動方向に沿って配置されているため、チェーン２１に伸びが全くない場合は、図８で示すように、検出信号２５Ｐ，２６Ｐの立ち上がり時刻は互いに一致し、重なる。

伸び判定部２７は、センサー２５，２６からの検出信号２５Ｐ，２６Ｐを入力し、これらの立ち上がりエッジを捉え、その立ち上がり時刻ｔ１、ｔ２を検出する。そして、これら立ち上がり時刻ｔ１、ｔ２の差を求める。この時刻ｔ１、ｔ２の差、すなわち、検出信号２５Ｐ，２６Ｐの立ち上がりタイミングのずれの大きさは、チェーン２１の、センサー２５，２６を通過する部分の伸びの大きさに比例する。

例えば、図２において、チェーン２１に伸びがない場合、センサー２５の光軸２９とローラ２３とが接触するタイミング（検出信号２５Ｐの立ち上がり時刻ｔ１）と、センサー２６の光軸２９と隣り合う他のローラ２３とが接触するタイミング（検出信号２６Ｐの立ち上がり時刻ｔ２）とは、図８で示したように、互いに一致し、ずれはない。

これに対して、チェーン２１に伸びがあり、隣り合うローラ２３，２３間の間隔が所定のピッチより長い場合、チェーン３１の図示右方への移動に伴い、センサー２６の光軸２９とローラ２３とが接触するタイミング（検出信号２６Ｐの立ち上がり時刻ｔ２）において、図示左隣のローラ２３は、センサー２５の光軸２９と接触する位置にまだ達してはおらず、このローラ２３がセンサー２５の光軸２９と接触するタイミング（検出信号２５Ｐの立ち上がり時刻ｔ１）は、図９で示すように、チェーン２１の伸び分に相当する時間遅れる。

したがって、この立ち上がり時刻ｔ１、ｔ２の差、すなわち、検出信号２５Ｐ，２６Ｐの立ち上がりタイミングのずれの大きさ（時間）を求めることにより、チェーン２１のセンサー２５，２６を通過する部分の伸びの大きさを検出することができる。

なお、センサー２５、２６の取付間隔は、前述のようにチェーン２１のローラ２３の間の一定ピッチの整数倍の長さに設定するが、構造上厳密に寸法設定できない場合は、伸びの無いチェーンを用いて初期オフセットを設定する。

チェーン２１の伸び率δは、前述した立ち上がり時刻ｔ１，ｔ２、初期オフセット
ｔ_{＿ｉｎｉｔ}、及びセンサー２５から２６までの通過時間Ｔ１を用いて下式により求める。

δ（％）＝（ｔ２−ｔ１−ｔ_{＿ｉｎｉｔ}）×１００／Ｔ１
また、初期オフセットｔ_{＿ｉｎｉｔ}は、伸びの無いチェーンを用いて計測された立ち上がり時刻ｔ１，ｔ２を用いて下式から求められる。

ｔ_{＿ｉｎｉｔ}＝ｔ２−ｔ１
伸び判定部２７は、このようにして求めたずれの大きさを閾値と比較することで、チェーン２１の対応する部分の伸びの有無、及びその程度を判定する。

なお、前述した立ち上がり時刻ｔ１、ｔ２をマイコンなどで検出する際に、マイコンのサンプリング周期ＤＴが（ｔ２−ｔ１）と比較して大きい場合に、（ｔ２−ｔ１）の値に±ＤＴ分の誤差が生じるため、伸びの測定値にも誤差が生じる。その場合、伸び判定部２７として、センサー２５，２６からの検出信号の立ち上がりタイミングのずれの大きさを、チェーン２１の所定の周回分加算し、この周回分の平均値をチェーン２１の各部分についてそれぞれ求め、この平均値を閾値と比較することで、チェーン２１の部分伸びを捉えるように構成してもよい。平均化することで毎回の（ｔ２−ｔ１）の測定誤差±ＤＴが平均化され、正しい値に近づく。

なお、伸び判定部２７として、センサー２５，２６からの検出信号の立ち上がりタイミングのずれの大きさを、チェーン２１の所定の周回分加算し、この周回分の平均値をチェーン２１の各部分についてそれぞれ求め、この平均値を閾値と比較することで、チェーン２１の部分伸びを捉えるように構成してもよい。

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、その他のさまざま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。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。

２０…チェーンの伸び検出手段
２１…チェーン
２２…リンク
２３…ローラ
２５，２６…センサー
２５Ａ，２６Ａ…投光部
２５Ｂ，２６Ｂ…受光部
２７…伸び判定部
２９…光軸
３０…油
３４…プリズム

Claims

多数のリンクを一定のピッチで連結したチェーンの伸び検出手段を有する診断装置であって、
前記伸び検出手段は、
前記チェーンの移動方向に沿って、前記ピッチの整数倍の長さ間隔で配置された２つのセンサーと、
これら２つのセンサーの検出信号を入力し、これら検出信号の立ち上がりタイミングを捉え、この立ち上がりタイミングのずれの大きさを閾値と比較して、チェーンの伸びの有無を判定する伸び判定部とを備え、
前記センサーは、前記チェーンの移動方向に対して上下に投光部及び受光部を配置した光電センサーであり、前記チェーンより下方に位置する前記センサーの構成部品は、前記チェーンから滴下する油を避けた位置に配置されていることを特徴とする診断装置。
前記光電センサーは、投光部に、前記受光部へ向けて光軸を発する発光素子を設け、前記受光部には、前記投光部からの光軸を受けて電気信号を生じる光電変換素子を設けた、透過型のセンサーであることを特徴とする請求項１に記載の診断装置。
前記光電センサーは、投光部に、前記受光部へ向けて光軸を発する発光素子及び光電変換素子を設け、受光部には、前記投光部からの光軸をこの投光部へ反射させる反射体を設けた、反射型のセンサーであることを特徴とする請求項１に記載の診断装置。
前記光電センサーは、前記チェーンより下方に位置するセンサーの構成部品が反射型の受光部であり、この受光部は投光部からの光軸の入射面を縦向きとしたプリズムを有し、このプリズムは入射した光軸を反射して前記投光部へ出射させる反射機能を有することを特徴とする請求項３に記載の診断装置。
前記伸び判定部は、前記立ち上がりタイミングのずれの大きさを、前記チェーンの所定の周回分加算し、この周回分の平均値をチェーンの各部分についてそれぞれ求め、これら平均値を閾値とそれぞれ比較することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の診断装置。