JP6400812B1 - 乗客コンベアの異常検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】運転中に車輪の異常の兆候を判断して、緊急停止が必要な状態になる前に対処可能とする。【解決手段】一実施形態に係る乗客コンベアの異常検出システムは、透過型光電センサ５０の投光部５１および受光部５２と反射ミラー５３を用いて車輪２７の走行経路上に２つの光軸５４，５５を形成し、この２つの光軸５４，５５の間を車輪が通過した時間、踏段１１の走行速度、２つの光軸５４，５５の位置関係に基づいて、車輪２７のレール幅方向の変位を検出する。【選択図】 図４

Description

本発明の実施形態は、エスカレータや動く歩道などの乗客コンベアの異常検出システムに関する。

エスカレータや動く歩道などの乗車コンベア（マンコンベア）は、チェーンにより無端状に連結された多数の踏段（ステップ）を備える。これらの踏段をトラス内部に配設された案内レールに沿ってモータ駆動により循環移動させることで、踏段に搭乗した乗客を一方の乗降口から他方の乗降口へと搬送する。

踏段の左右両側には、チェーンに軸支された前輪と、踏段の蹴上げ面（ライザ）の下方に取り付けられた後輪が設けられている。これらの車輪（前輪と車輪）は、ゴムローラと、そのゴムローラを回転自在に支持するベアリングとで構成され、案内レール上を移動する。

ここで、乗車コンベアを長期間運転していると、車輪のゴムローラが劣化し、ベアリングとの接着面が剥離して脱落することがある。また、給油装置の不具合などによってベアリングが損傷するとスムーズに回転しなくなる。これにより、案内レールとゴムローラとの間に大きな摩擦力が生じて、ゴムローラが剥離して脱落する。ゴムローラが脱落した状態で乗客が踏段に乗ると、踏段が傾いて乗客が転倒する可能性がある。また、ベアリングの異常によってゴムローラがスムーズに回転しなくなると、振動が発生して乗客に不安を与えることになる。

従来、このような車輪の異常を検出する方法として、案内レールの一部に凹部を設け、その凹部に落ち込んだ車輪をマイクロスイッチ等で検出する方法がある。

特許第５６６０６２４号公報

しかしながら、上述した方法では、案内レールに加工が必要であり、運転中に騒音が生じる可能性がある。また、車輪のゴムローラが完全に脱落するか、案内レールから浮き上るような大きな異常でないと検出することができない。異常を検出した時点では、すでに車輪の即時交換が必要なほどの危険な状態にあるため、乗客コンベアの運転を緊急停止はて対応しなければならない。その間、乗客に多大な迷惑をかけてしまう。

本発明が解決しようとする課題は、運転中に車輪の異常の兆候を判断して、緊急停止が必要な状態になる前に対処することのできる乗客コンベアの異常検出システムを提供することを目的とする。

一実施形態に係る乗客コンベアの異常検出システムは、複数の踏段を有し、これらの踏段を支持する車輪がトラス内部に配設された案内レールに沿って走行する。

上記異常検出システムは、上記車輪の走行経路上に２つの光軸を形成する光軸形成手段と、この光軸形成手段によって形成された上記２つの光軸の間を上記車輪が通過した時間を測定する通過時間測定手段と、この通過時間測定手段によって測定された通過時間、上記踏段の走行速度、上記２つの光軸の位置関係に基づいて、上記車輪の上記案内レールの幅方向の変位を検出する状態検出手段とを備える。

図１は第１の実施形態におけるエスカレータの全体の概略構成を示す図である。 図２は第１の実施形態におけるエスカレータの踏段の構成を示す斜視図である。 図３は第１の実施形態における踏段の車輪の構成を示す断面図である。 図４は第１の実施形態におけるミラー方式の異常検出システムの構成を示す図である。 図５は第１の実施形態におけるミラー方式の異常検出システムの他の構成を示す図である。 図６は第１の実施形態における光軸配置を上から見た図である。 図７は第１の実施形態における光軸配置を側面から見た図である。 図８は第１の実施形態における踏段の車輪の動きと２つの光軸との関係を時系列で示す図であり、図８（ａ）は車輪が第１の光軸に差し掛かる状態（ステップ１）、同図（ｂ）は車輪が第１の光軸の遮断を開始した状態（ステップ２）、同図（ｃ）は車輪が第１の光軸の遮断を終了した状態（ステップ３）、同図（ｄ）は車輪が第１の光軸を抜けた状態を示している（ステップ４）。 図９は第１の実施形態における踏段の車輪の動きと２つの光軸との関係を時系列で示す図であり、図９（ａ）は車輪が第２の光軸５５の遮断を開始した状態、同図（ｂ）は車輪が第２の光軸の遮断を終了した状態（ステップ６）、同図（ｃ）は車輪が第２の光軸を抜けた状態を示している（ステップ７）。 図１０は第１の実施形態における制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図１１は第１の実施形態における車輪の水平変位とセンサ信号との関係を示す図である。 図１２は第１の実施形態における車輪の水平変位の算出方法を説明するための図である。 図１３は第１の実施形態におけるエスカレータの運転時間と車輪の変位変化との関係を示す図である。 図１４は第１の実施形態における車輪のがたつき状態を示す図である。 図１５は第１の実施形態における車輪のがたつき状態と車輪の変位変化との関係を説明するための図である。 図１６は第２の実施形態におけるミラーレス方式の異常検出システムの構成を示す図である。 図１７は第２の実施形態における車輪の水平変位の算出方法を説明するための図である。 図１８は第２の実施形態におけるミラーレス方式の異常検出システムの他の構成を示す図である。 図１９は第３の実施形態におけるミラーレス方式の異常検出システムの構成を示す図である。 図２０は第３の実施形態における車輪の水平変位の算出方法を説明するための図である。 図２１は第４の実施形態における車輪の回転軸の傾き検出方法を説明するための図である。 図２２は第４の実施形態における車輪の回転軸の傾き検出方法を説明するための図である。 図２３は第４の実施形態における制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図２４は第５の実施形態におけるミラー方式の異常検出システムの構成を示す図である。 図２５は第５の実施形態におけるセンサ範囲が狭い場合の信号パターンを示す図である。 図２６は第５の実施形態におけるセンサ範囲が広い場合の信号パターンを示す図である。 図２７は第６の実施形態におけるミラーレス方式の異常検出システムの構成を示す図である。 図２８は第６の実施形態におけるセンサ範囲を広げた場合の車輪の動きと２つの光軸との関係を時系列で示す図であり、図２８（ａ）は時間ｔ１の状態、同図（ｂ）は時間ｔ２の状態、同図（ｃ）は時間ｔ３の状態を示している。 図２９は第６の実施形態におけるセンサ範囲を広げた場合の車輪の動きと２つの光軸との関係を時系列で示す図であり、図２９（ａ）は時間ｔ４の状態、同図（ｂ）は時間ｔ５の状態、同図（ｃ）は時間ｔ６の状態を示している。 図３０は第７の実施形態におけるミラー方式の異常検出システムの構成を示す図である。 図３１は第８の実施形態におけるミラー方式の異常検出システムの構成を示す図である。 図３２は第８の実施形態における車輪の傾きと２つの光軸との関係を説明するための図であり、図３２（ａ）は車輪の傾きがない状態、同図（ｂ）は車輪の傾きがある状態を示している。 図３３は第９の実施形態におけるミラー方式の異常検出システムの構成を示す図である。 図３４は第１０の実施形態におけるミラー方式の異常検出システムの構成を示す図である。 図３５は第１１の実施形態におけるユニットの構成を示す図である。 図３６は第１１の実施形態におけるユニットをエスカレータに設置した状態を示す図である。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。

なお、以下では乗客コンベアとして代表的なエスカレータを例にして説明する。各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態におけるエスカレータの全体の概略構成を示す図である。図中の１０はエスカレータ全体を示す。

エスカレータ１０は、例えば建物の上階と下階との間に傾斜して設置され、多数の踏段（ステップ）１１を上部機械室１２の乗降口と下部機械室１３の乗降口との間で循環移動させる。各踏段１１は、図２に示す無端状の連結チェーン１４によって連結されており、建物の床下に設置されたトラス１５内に配置されている。トラス１５の内部には、上部スプロケット１６と下部スプロケット１７が配置されており、これらの間に連結チェーン１４が巻き掛けられている。

上部スプロケット１６と下部スプロケット１７のいずれか一方（この例では上部スプロケット１６）には、モータや減速機などを有する駆動装置１８が連結されている。この駆動装置１８の駆動により、スプロケット１６，１７が回転し、スプロケット１６，１７に噛み合う連結チェーン１４を介して複数の踏段１１が案内レール３０，３１にガイドされながら上部機械室１２の乗降口と下部機械室１３の乗降口との間を循環移動する。

また、トラス１５の上部には、各踏段１１の両側面と対向するように一対の図示しないスカートガードが踏段１１の移動方向に沿って設置されている。この一対のスカートガード上にそれぞれ欄干１９が立設されている。この欄干１９の周囲にはベルト状のハンドレール２０が装着されている。ハンドレール２０は、踏段１１に搭乗している乗客が把持する手摺であり、踏段１１の移動と同期して周回する。

図２はエスカレータ１０の踏段１１の構成を示す斜視図である。

踏段１１は、略扇形の側面形状を有するブラケット２１と、ブラケット２１の上部に設けられた踏板２２と、ブラケット２１の弧形状に沿って配置されたライザ２３とを備える。

ブラケット２１の先端部にはシャフト取付け部２４が形成されており、そこに踏段連結シャフト２５が回転自在に取り付けられる。踏段連結シャフト２５は、踏段１１の移動方向に沿って所定の間隔で水平方向に配設されている。この踏段連結シャフト２５は、左右の連結チェーン１４に係合しており、その両端部に左右一対の車輪（前輪）２６が設けられている。また、ブラケット２１のライザ２３の下端部の両側には左右一対の車輪（後輪）２７が設けられている。

踏段１１の左右両側には車輪２６，２７の走行経路に沿って案内レール３０，３１が配設され、トラス１５内にボルト等で固定されている。案内レール３０は踏段１１の前側に設けられた車輪２６を支持し、案内レール３１は踏段１１の後側に設けられた車輪２７を支持している。

図３は踏段１１の車輪２６，２７の構成を示す断面図である。

一般に、踏段１１の車輪２６，２７は、それぞれに中心部に回転自在に設けられたベアリング２８と、そのベアリング２８の周囲を覆うゴムローラ２９とで構成される。エスカレータ１０を長期間運転していると、ゴムローラ２９やベアリング２８の劣化により車輪２６，２７がスムーズに回転しなくなり、走行中に案内レールの側面に接触して異音を発生することがある。このような状態で運転を続けていると、ゴムローラ２９がベアリング２８から剥離して脱落する可能性もある。

以下では、踏段１１の後側に設けられた車輪（後輪）２７の異常を検出する構成について説明するが、踏段１１の前側に設けられた車輪（前輪）２７の異常についても同様の方法にて検出可能である。

図４は第１の実施形態におけるミラー方式の異常検出システムの構成を示す図であり、エスカレータ１０の復路側の構成を部分的に示している。

エスカレータ１０の各踏段１１は上部機械室１２の乗降口と下部機械室１３の乗降口との間で循環移動している。この場合、各踏段１１の往路側で踏板２２を上にして移動し、復路側で踏板２２を下にして移動する。

ここで、本システムでは、透過型光電センサ５０と反射ミラー５３を用いて踏段１１の車輪２７の異常を光学的に検出する構成にある。なお、図４の例では、踏段１１の左右両側の車輪２７のうちの一方だけを示しているが、左右両側の車輪２７に対して透過型光電センサ５０と反射ミラー５３が設けられているものとする。

透過型光電センサ５０は、投光部５１と受光部５２が別体にあり、投光部５１から投光された光を受光部５２で受光することでＯＮ／ＯＦＦする。車輪２７の走行経路の一方側、具体的には案内レール３１の外側に透過型光電センサ５０の投光部５１と受光部５２が走行経路に沿って所定の間隔を空けて設置されている。また、車輪２７の走行経路の他方側、具体的には案内レール３１の内側に反射ミラー５３が設置されている。

投光部５１、受光部５２、反射ミラー５３は、エスカレータ１０のトラス１５に図示せぬ支持部材を介して取り付けられており、投光部５１から投光された光を反射ミラー５３で反射させて受光部５２で受光できるように、投光部５１と受光部５２の向きが調整されている。これらは車輪２７の走行経路上に２つの光軸５４，５５を形成するための光軸形成手段として用いられる。

第１の光軸５４は、投光部５１から反射ミラー５３に向けられている。第２の光軸５５は、反射ミラー５３から受光部５２に向けられている。この２つの光軸５４，５５と、投光部５１と受光部５２の設置点を結ぶ線で三角形が形成される。

なお、透過型光電センサ５０の投光部５１と受光部５２の配置は左右逆であっても良い。また、図５に示すように、案内レール３１の内側に透過型光電センサ５０の投光部５１と受光部５２を設け、案内レール３１の外側に反射ミラー５３を設けても良い。

また、エスカレータ１０の往路側に投光部５１、受光部５２、反射ミラー５３を設けても良い。ただし、エスカレータ１０の往路側は、踏段１１の踏板２２に乗客が乗るため、振動による影響を受けやすく、設置スペースも狭いため、復路側に投光部５１、受光部５２、反射ミラー５３を設置することが好ましい。

次に、図６および図７を用いて踏段１１の車輪２７と光電センサの光軸５４，５５との関係について説明する。図６は光軸配置を上から見た図、図７は光軸配置を側面から見た図である。

図６に示すように、透過型光電センサ５０の投光部５１と受光部５２は、所定の間隔Ｄ１を空けて互いに内側に傾けて配置されている。投光部５１から反射ミラー５３に向かう第１の光軸５４と反射ミラー５３から受光部５２に向かう第２の光軸５５は、並行ではなく、車輪２７の走行方向を２箇所で遮るように角度αを持って配置される。また、図７に示すように、第１の光軸５４と第２の光軸５５は同一平面上にあって、車輪２７の中心よりやや上の部分を横切る。これにより、車輪２７が第１の光軸５４と第２の光軸５５の間を走行すると、この２つの光軸５４，５５が順に遮断される。

ここで、踏段１１の車輪２７が第２の光軸５５を遮断しているときに、後続の踏段１１の車輪２７が第１の光軸５４を遮断しないように間隔Ｄ１が調整されている。つまり、ある踏段１１の車輪２７が第１の光軸５４と第２の光軸５５との間のセンサ範囲を抜けるまでは、後続の踏段１１の車輪２７がセンサ範囲に入らないように調整されている。

この様子を図８および図９に示す。

図８および図９は踏段１１の車輪２７の動きと２つの光軸５４，５５との関係を時系列で示す図である。

図８（ａ）は車輪２７が第１の光軸５４に差し掛かる状態（ステップ１）、同図（ｂ）は車輪２７が第１の光軸５４の遮断を開始した状態（ステップ２）、同図（ｃ）は車輪２７が第１の光軸５４の遮断を終了した状態（ステップ３）、同図（ｄ）は車輪２７が第１の光軸５４を抜けた状態を示している（ステップ４）。続いて、図９（ａ）は車輪２７が第２の光軸５５の遮断を開始した状態（ステップ５）、同図（ｂ）は車輪２７が第２の光軸５５の遮断を終了した状態（ステップ６）、同図（ｃ）は車輪２７が第２の光軸５５を抜けた状態を示している（ステップ７）。ある車輪２７が第２の光軸５５を抜けると、次の車輪２７が第１の光軸５４に差し掛かる（図８（ａ）のステップ１の状態）。

図１０は本システムに用いられる制御装置の機能構成を示すブロック図である。

透過型光電センサ５０の投光部５１および受光部５２は、図示せぬケーブルを介して制御装置６１に接続されている。制御装置６１は、汎用のコンピュータ（マイコン）からなる。制御装置６１は、エスカレータ１０の上部機械室１２または下部機械室１３などに設置され、透過型光電センサ５０に必要な電力を投光部５１および受光部５２に供給すると共に、透過型光電センサ５０のＯＮ／ＯＦＦ信号をセンサ反応時間に近い１ｍｓ程度以下の遅れで検知している。

ここで、制御装置６１には、本システムを実現するための機能として、通過時間測定部６１ａ、状態検出部６１ｂが備えられている。

通過時間測定部６１ａは、投光部５１、受光部５２、反射ミラー５３で形成された２つの光軸５４，５５の間を踏段１１の車輪２７が通過した時間を測定する。状態検出部６１ｂは、通過時間測定部６１ａによって測定された通過時間、踏段１１の走行速度、２つの光軸５４，５５の位置関係に基づいて、車輪２７の案内レール３１の幅方向の変位（以後、水平変位と称す）つまり走行中の偏り状態を検出する。詳しくは、後に図１１および図１２を参照して説明する。

制御装置６１は、状態検出部６１ｂによって検出された踏段１１の水平変位が予め設定された危険ラインを超えた場合にその旨を警告し、エスカレータ１０の運転を止めるなどの処理を行う。警告方法としては、例えばエスカレータ１０の設置された図示せぬ警告ランプを点灯する方法や、ブザー音を鳴らす、あるいは、図示せぬ通信ネットワークを介してビルの監視室やメンテナンスの監視センタなどに発報する方法などがある。

また、制御装置６１には、記憶装置６２および表示装置６３が接続される。記憶装置６２は、状態検出部６１ｂによって検出された車輪２７の水平変位を複数周回に渡って連続的に記憶する。表示装置６３は、例えば車輪２７の水平変位を所定の形式で表示したり、エスカレータ１０に何らかの異常が検出された場合にその旨のメッセージなどを表示する。

図１１は本システムにおける踏段１１の車輪２７の水平変位とセンサ信号との関係を示す図である。なお、ここでは投光部５１を左側、受光部５２を右側に示す。

踏段１１の車輪２７が第１の光軸５４と第２の光軸５５を遮断するときに、透過型光電センサ５０の信号がＯＮ／ＯＦＦする。なお、光電センサには、光軸が遮断されたときに信号がＯＦＦするタイプとＯＮするタイプがある。ここでは、光軸が遮断されたときに信号がＯＮするタイプで説明する。ただし、このタイプに限定されるものではない。

踏段１１の車輪２７が第１の光軸５４と第２の光軸５５の間を図中の「１」，「２」，「３」，「４」の順で走行していくものとする。まず、踏段１１の車輪２７が「１」の位置で第１の光軸５４に進入する。このとき、第１の光軸５４が車輪２７で遮られて、第２の光軸５５が受光部５２に入らないため、センサ信号がＯＮからＯＦＦに切り替わる。車輪２７が「２」の位置に来ると、第１の光軸５４を抜けるために、第２の光軸５５が受光部５２に入り、センサ信号がＯＦＦする。

続いて、車輪２７が「３」の位置まで進行すると、今度は第２の光軸５５が遮られるため、センサ信号がＯＮする。そして、車輪２７が「４」の位置まで来ると、第２の光軸５５から車輪２７が抜けるため、センサ信号がＯＦＦする。このように、車輪２７が２つの光軸５４，５５を遮断するタイミングでセンサ信号が２回ＯＮすることがわかる。

ここで、車輪２７の水平変位量に応じて２つの光軸５４，５５の遮断タイミングが異なり、センサ信号がＯＮする間隔も変わってくる。図中のＳ１は車輪２７の水平変位量がＹ１の場合（案内レール３１の中心からミラー側に偏って走行している状態）のセンサ信号の波形を示している。Ｓ２は車輪２７の水平変位量がＹ２の場合（案内レール３１の中心からセンサ側に偏って走行している状態）のセンサ信号の波形を示している。

センサ信号Ｓ１とセンサ信号Ｓ２を比較すると、センサ信号がＯＮする間隔（車輪２７が第１の光軸５４を遮断してから第２の光軸５５を遮断するまでの時間）が異なることが分かる（Ｔ１＜Ｔ２）。したがって、車輪２７が２つの光軸５４，５５の間を通過する時間を測定すれば、図１２に示すように車輪２７の偏り状態つまり水平変位Ｙを幾何学的に求めることができる。

図１２は車輪２７の水平変位Ｙの算出方法を示す図である。

投光部５１と受光部５２の設置点を結ぶ線を底辺とした三角形を想定する。この三角形の底辺に当たるＤ１［ｍｍ］と、高さに当たるＤ２［ｍｍ］は固定である。Ｄ１は投光部５１と受光部５２のレール長手方向の間隔、Ｄ２は投光部５１（あるいは受光部５２）と反射ミラー５３のレール幅方向の間隔である。

ここで、踏段１１の走行速度をＶ［ｍｍ／ｓ］とする。車輪２７が第１の光軸５４を遮断した時間（センサ信号が１回目にＯＮした時間）をｔ１［ｓ］、車輪２７が第２の光軸５５を遮断した時間（センサ信号が２回目にＯＮした時間）をｔ２［ｓ］とする。

車輪２７の移動距離をＸ［ｍｍ］とすると、車輪２７の水平変位Ｙは、（１）式で表される。

Ｙ＝Ｘ×（Ｄ２／Ｄ１)
＝（ｔ２−ｔ１）×Ｖ×（Ｄ２／Ｄ１) ・・・（１）
上記（１）式では、反射ミラー５３から車輪２７までの水平方向の距離が水平変位Ｙとして算出される。なお、投光部５１（あるいは受光部５２）から車輪２７までの水平方向の距離を水平変位Ｙとして算出するようにしても良い。

図１３はエスカレータ１０の運転時間と車輪２７の変位変化との関係を示す図である。

図中のＹ０は変位の基準値である。車輪２７が案内レール３１の中心位置にいるときの変位量を便宜的にＹ０と定めている。Ｙａ，ＹｂはＹ０を基準とした場合の変位の−方向と＋方向の最大値である。

図中のａは車輪２７が案内レール３１の中心位置から水平方向に一方（例えば左端）に徐々にずれていく場合の変位変化（Ｙ０から−方向の変化）を示している。図中のｂは車輪２７が案内レール３１の中心位置から他方（例えば右端）に徐々にずれていく場合の変位変化（Ｙ０から＋方向の変化）を示している。

車輪２７の劣化により案内レール３１の中心位置から左端あるいは右端にずれて走行していると、案内レール３１の側面に衝突して脱落する可能性が高くなる。したがって、エスカレータ１０の運転中に車輪２７の水平変位Ｙを継続的に監視し、水平変位Ｙが予め設定された危険ラインＴＨａあるいはＴＨｂを超えた時点でエスカレータ１０の運転を止めて部品交換すれば、車輪２７が案内レール３１に衝突して脱落することを未然に防ぐことができる。このような車輪２７の変位変化に基づく交換時期の推測処理などは、図１０に示した制御装置６１で実現できる。

また、エスカレータ１０の運転中に複数の周回に渡って車輪２７の水平変位Ｙを記憶装置６２に連続的に記録しておけば、その水平変位Ｙの変化から車輪２７の幅方向のがたつき状態を検出することができる。

この様子を図１４および図１５に示す。

何らかの原因で車輪２７の取り付けががたついていると、図１４に示すように案内レール３１の中心位置をまっすぐに走行せずに、車輪２７が左右にふらついて走行する。この車輪２７の左右にふらつき状態を「がたつき状態」と呼ぶ。この−方向から＋方向までの水平変位量をがたつき量Ｙｒとする。

図１０に示した制御装置６１は、車輪２７の水平変位Ｙを複数周回に渡って記憶装置６２に記録しておき、車輪２７のがたつき量Ｙｒを求める。このがたつき量Ｙｒが予め設定された許容量を超えた時点でエスカレータ１０の運転を止めて部品交換すれば、車輪２７の脱落を未然に防ぐことができる。

また、水平変位Ｙの変化を図１５に示すようなグラフ形式で表示装置６３に表示することも可能である。これにより、保守員などが表示装置６３に表示された水平変位Ｙの変化から車輪２７の状態を把握でき、適切な時期に交換等のメンテナンスを行うことができる。

このように第１の実施形態によれば、車輪２７の走行経路上に形成された２つの光軸５４，５５を用いて車輪２７の水平変位を光学的に測定することができ、その測定結果から異常の兆候を判断することができる。したがって、例えば車輪２７の水平変位が大きい場合に、案内レール３１に衝突して脱落する前に部品交換するなどの対応を早期に行うことができる。

また、本システムは、案内レール３１の改良などを必要とせずに、透過型光電センサ（投光部５１と受光部５２）、反射体（反射ミラー５３）、マイコン（制御装置６１）といった安価なハードウエア構成で実現できるといった利点がある。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。

上記第１の実施形態が反射体を用いて２つの光軸を形成するミラー方式であるのに対し、第２の実施形態は反射体を用いずに２つの光軸を形成するミラーレス方式である。

図１６は第２の実施形態におけるミラーレス方式の異常検出システムの構成を示す図である。

エスカレータ１０の復路側において、踏段１１の左側車輪２７ａと右側車輪２７ｂが踏段１１の両側に設けられた一対の案内レール３１ａ，３１ｂに支持され、左から右方向へ移動しているものとする。上記第１の実施形態との違いは、反射体である反射ミラー５３がなく、代わりに２組の透過型光電センサ７０ａ，７０ｂを用いて車輪２７ａ，２７ｂの走行経路上に２つの光軸７３ａ，７３ｂを形成している点である。

第１の透過型光電センサ７０ａは、投光部７１ａと受光部７２ａを別体で備える。同様に、第２の透過型光電センサ７０ｂは、投光部７１ｂと受光部７２ｂを別体で備える。第１の透過型光電センサ７０ａの投光部７１ａと投光部７１ｂは、踏段１１の走行経路の一方側（案内レール３１ｂの外側）に所定の距離（Ｄｂ）を空けて互いに外側に向けて設置されている。第２の透過型光電センサ７０ｂの受光部７２ａと受光部７２ｂは、踏段１１の走行経路の他方側（案内レール３１ａの外側）に所定の距離（Ｄａ）を空けて互いに内側向けて設置されている。

ここで、ＤａとＤｂは同じではなく、図１６の例ではＤａ＞Ｄｂであり、第１の光軸７３ａと第２の光軸７３ｂは平行ではなく、車輪２７ａ，２７ｂの走行方向を２箇所で遮るように角度βを持って配置されている。

このような光軸配置により、踏段１１が２つの光軸７３ａ，７３ｂの間を走行したときに、踏段１１の左右両側に設けられた車輪２７ａと車輪２７ｂのうち、まず、車輪２７ａが第１の光軸７３ａを遮断して第１の透過型光電センサ７０ａの信号ＳａをＯＮし、続いて車輪２７ｂが第１の光軸７３ａを遮断して第１の透過型光電センサ７０ａの信号ＳａをＯＮする。次に、車輪２７ｂが第２の光軸７３ｂを遮断して第２の透過型光電センサ７０ｂの信号ＳｂをＯＮし、続いて車輪２７ａが第２の光軸７３ｂを遮断して第２の透過型光電センサ７０ｂの信号ＳｂをＯＮする。

このように、踏段１１の走行中に２つの光軸７３ａ，７３ｂを通過するタイミングが左右の車輪２７ａ，２７ｂで異なる。したがって、上記タイミングの違いを考慮して車輪２７ａ，２７ｂの水平変位Ｙａ，Ｙｂを求める必要がある。

図１７は本システムによる車輪２７ａ，２７ｂの水平変位Ｙａ，Ｙｂの算出方法を説明するための図である。

第１の透過型光電センサ７０ａの投光部７１ａと受光部７２ａの設置点と、第２の透過型光電センサ７０ｂの投光部７１ｂと受光部７２ｂの設置点を結ぶ台形を想定する。

この台形の上辺に当たるＤｂ［ｍｍ］と下辺に当たるＤａ［ｍｍ］、高さに当たるＤｃ［ｍｍ］は固定である。Ｄｂは投光部７１ａと投光部７１ｂのレール長手方向の間隔、Ｄａは受光部７２ａと受光部７２ｂのレール長手方向の間隔である。Ｄｃは投光部７１ａと受光部７２ａ（あるいは投光部７１ｂと受光部７２ｂ）のレール幅方向の間隔である。

ここで、踏段１１の走行速度をＶ［ｍｍ／ｓ］とする。車輪２７ａが第１の光軸７３ａを遮断した時間（センサ信号Ｓａが１回目にＯＮした時間）をｔ１［ｓ］、車輪２７ｂが第１の光軸７３ａを遮断した時間（センサ信号Ｓａが２回目にＯＮした時間）をｔ２［ｓ］とする。車輪２７ｂが第２の光軸７３ｂを遮断した時間（センサ信号Ｓｂが１回目にＯＮした時間）をｔ３［ｓ］、車輪２７ａが第２の光軸７３ｂを遮断した時間（センサ信号Ｓｂが２回目にＯＮした時間）をｔ４［ｓ］とする。

車輪２７ａの移動距離をＸａ［ｍｍ］とすると、車輪２７ａの水平変位Ｙａは、（２）式で表される。

Ｙａ＝Ｘａ×（Ｄｃ／Ｄａ)
＝（ｔ４−ｔ１）×Ｖ×（Ｄｃ／Ｄａ) ・・・（２）
上記（２）式では、受光部７２ａ（または受光部７２ｂ）から車輪２７ａまでの水平方向の距離が水平変位Ｙａとして算出される。

また、車輪２７ｂの移動距離をＸｂ［ｍｍ］とすると、車輪２７ｂの水平変位Ｙｂは、（３）式で表される。

Ｙｂ＝Ｘｂ×（Ｄｃ／Ｄｂ)
＝（ｔ３−ｔ２）×Ｖ×（Ｄｃ／Ｄｂ) ・・・（３）
上記（３）式では、投光部７１ａ（または投光部７１ｂ）から車輪２７ｂまでの水平方向の距離が水平変位Ｙｂとして算出される。

なお、図１６の例では、Ｄａ＞Ｄｂとして、２組の透過型光電センサ７０ａ，７０ｂを踏段１１の両側に配置したが、図１８に示すように、Ｄａ＜Ｄｂとして、２組の透過型光電センサ７０ａ，７０ｂを踏段１１の両側に配置することでも良い。この場合、第１の光軸７３ａと第２の光軸７３ｂは車輪２７ａ，２７ｂの走行経路に対して角度γを持って案内レール３１ａ，３１ｂを横切る。要は、２つの光軸７３ａ，７３ｂが互いに並行ではなく、かつ、車輪２７ａ，２７ｂの走行経路を２箇所で遮るように配置されていれば良い。

これらの透過型光電センサ７０ａ，７０ｂは、それぞれに図示せぬケーブを介して図１０に示した制御装置６１に接続される。制御装置６１は、透過型光電センサ７０ａ，７０ｂのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて車輪２７ａ，２７ｂの通過を検出し、上記（２），（３）式により車輪２７ａの水平変位Ｙａと車輪２７ｂの水平変位Ｙｂをそれぞれ求める。

このように第２の実施形態によれば、ミラーレス方式で２つの光軸７３ａ，７３ｂを形成する構成とした場合でも、車輪２７ａ，２７ｂの水平変位を光学的に測定することができ、その測定結果から車輪２７ａ，２７ｂの異常の兆候を判断して事前に対処することができる。

また、第２の実施形態では、上記第１の実施形態のような反射体（反射ミラー５３）を用いないので、光軸調整が容易であり、反射体の汚れで精度が落ちることもない。さらに、２つの光軸７３ａ，７３ｂを用いて踏段１１の左右両側の車輪２７ａ，２７ｂの変位を同時に測定できるといった利点もある。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。

第３の実施形態は、ミラーレス方式の異常検出システムにおいて、２つの光軸を交差させる構成である。

図１９は第３の実施形態におけるミラーレス方式の異常検出システムの構成を示す図である。なお、上記第２の実施形態と同じ部分には同一符号を付して説明する。

２組の透過型光電センサ７０ａ，７０ｂを用いて踏段１１の左側車輪２７ａと右側車輪２７ｂの通過を２箇所で検出する構成にある。上記第２の実施形態との違いは、第１の透過型光電センサ７０ａの光軸７３ａと第２の透過型光電センサ７０ｂの光軸７３ｂが交差している点である。

すなわち、投光部７１ａと投光部７１ｂは、車輪２７ｂの走行経路の一方側（案内レール３１ｂの外側）に所定の距離（Ｄｂ）を空けて互いに内側に向けて設置されている。受光部７２ａと受光部７２ｂは、車輪２７ａの走行経路の他方側（案内レール３１ａの外側）に所定の距離（Ｄａ）を空けて互いに内側に向けて設置されている。ただし、受光部７２ａと受光部７２ｂは、第１の光軸７３ａと第２の光軸７３ｂをクロスさせるために投光部７１ａと投光部７１ｂとは逆に配置されている。

ここで、Ｄａ＝Ｄｂであり、第１の光軸７３ａと第２の光軸７３ｂは車輪２７の走行方向に対して角度θを持って互いに交差する。

このような光軸配置により、踏段１１が２つの光軸７３ａ，７３ｂの間を走行したときに、光軸７３ａ，７３ｂがほぼ同時に遮断される。すなわち、図１９の例では、まず、車輪２７ｂが第１の光軸７３ａを遮断して第１の透過型光電センサ７０ａの信号ＳａをＯＮし、車輪２７ａが第２の光軸７３ｂを遮断して第２の透過型光電センサ７０ｂの信号ＳｂをＯＮする。次に、車輪２７ｂが第１の光軸７３ａを遮断して第１の透過型光電センサ７０ａの信号ＳａをＯＮし、車輪２７ｂが第２の光軸７３ｂを遮断して第２の透過型光電センサ７０ｂの信号ＳｂをＯＮする。

ここで、車輪２７ａの通過時間は、センサ信号Ｓａが１回目にＯＮした時間ｔ１とセンサ信号Ｓｂが２回目にＯＮした時間ｔ３から算出できる（ｔ３−ｔ１）。車輪２７ｂの通過時間は、センサ信号Ｓｂが１回目にＯＮした時間ｔ２とセンサ信号Ｓａが２回目にＯＮした時間ｔ４から算出できる（ｔ４−ｔ２）。

図２０は本システムによる車輪２７ａ，２７ｂの水平変位Ｙａ，Ｙｂの算出方法を説明するための図である。

第１の透過型光電センサ７０ａの投光部７１ａと受光部７２ａの設置点と、第２の透過型光電センサ７０ｂの投光部７１ｂと受光部７２ｂの設置点を結ぶ四角形を想定する。

この四角形の上辺に当たるＤｂ［ｍｍ］と下辺に当たるＤａ［ｍｍ］、高さに当たるＤｃ［ｍｍ］は固定である。Ｄｂは投光部７１ａと投光部７１ｂのレール長手方向の間隔、Ｄａは受光部７２ａと受光部７２ｂのレール長手方向の間隔である。Ｄｃは投光部７１ａと受光部７２ａ（あるいは投光部７１ｂと受光部７２ｂ）のレール幅方向の間隔である。

ここで、踏段１１の走行速度をＶ［ｍｍ／ｓ］とする。車輪２７ｂが第１の光軸７３ａを遮断した時間（センサ信号Ｓａが１回目にＯＮした時間）をｔ１［ｓ］、車輪２７ａが第２の光軸７３ｂを遮断した時間（センサ信号Ｓｂが１回目にＯＮした時間）をｔ２［ｓ］とする。車輪２７ｂが第２の光軸７３ｂを遮断した時間（センサ信号Ｓｂが２回目にＯＮした時間）をｔ３［ｓ］、車輪２７ａが第１の光軸７３ａを遮断した時間（センサ信号Ｓａが２回目にＯＮした時間）をｔ４［ｓ］とする。

車輪２７ａの移動距離をＸａ［ｍｍ］とすると、車輪２７ａの水平変位Ｙａは、（４）式で表される。

Ｙａ＝Ｘａ×（Ｄｃ／Ｄａ)
＝（ｔ４−ｔ２）×Ｖ×（Ｄｃ／Ｄａ) ・・・（４）
上記（４）式では、受光部７２ａ（または受光部７２ｂ）から車輪２７ａまでの水平方向の距離が水平変位Ｙａとして算出される。

また、車輪２７ｂの移動距離をＸｂ［ｍｍ］とすると、車輪２７ｂの水平変位Ｙｂは、（５）式で表される。

Ｙｂ＝Ｘｂ×（Ｄｃ／Ｄｂ)
＝（ｔ３−ｔ１）×Ｖ×（Ｄｃ／Ｄｂ) ・・・（５）
上記（５）式では、投光部７１ａ（または投光部７１ｂ）から車輪２７ｂまでの水平方向の距離が水平変位Ｙｂとして算出される。

なお、図１９の例では、Ｄａ＝Ｄｂとしたが、Ｄａ＜ＤｂあるいはＤａ＞Ｄｂとして、２組の透過型光電センサ７０ａ，７０ｂを踏段１１の両側に配置して、第１の光軸７３ａと第２の光軸７３ｂを交差させても良い。

これらの透過型光電センサ７０ａ，７０ｂは、それぞれに図示せぬケーブを介して図１０に示した制御装置６１に接続される。制御装置６１は、透過型光電センサ７０ａ，７０ｂのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて車輪２７ａ，２７ｂの通過を検出し、上記（４），（５）式により車輪２７ａの水平変位Ｙａと車輪２７ｂの水平変位Ｙｂをそれぞれ求める。

このように第３の実施形態によれば、ミラーレス方式において、２つの光軸７３ａ，７３ｂを交差させる構成とした場合でも、踏段１１の車輪２７ａ，２７ｂの水平変位を測定することができ、その測定結果から車輪２７の異常の兆候を判断して事前に対処することができる。

また、第３の実施形態では、２つの光軸７３ａ，７３ｂを交差させるので、センサ間の距離（Ｄａ，Ｄｂ）を大きく必要としない。したがって、エスカレータ１０の任意の箇所に設置できるといった利点がある。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。

上記第１乃至第３の実施形態では、車輪の偏り状態（水平変位）を検出したが、第４の実施形態では、車輪の回転軸の傾き状態を検出する。

以下では、上記第１の実施形態におけるミラー方式を例にして説明するが、上記第２及び第３の実施形態におけるミラーレス方式でも同様である。

図２１および図２２は第４の実施形態における車輪２７の回転軸の傾き検出方法を説明するための図である。

車輪２７の走行経路の一方側に透過型光電センサ５０の投光部５１と受光部５２が設けられ、他方側に反射ミラー５３が設けられており、２つの光軸５４，５５の間を踏段１１の車輪２７が通過する。図１１で説明したように、踏段１１の車輪２７が第１の光軸５４と第２の光軸５５の間を通過するときに、透過型光電センサ５０の信号がＯＮ／ＯＦＦし、車輪２７の水平変位量に応じてＯＮするタイミングが変化する。

ここで、上記第１の実施形態では、車輪２７が第１の光軸５４に入ってから第２の光軸５５を抜けるまでの通過時間を測定していた。第４の実施形態では、車輪２７が第１の光軸５４に入ってから抜けるまでの時間（以後、第１の遮断時間と称す）と、車輪２７が第２の光軸５５に入ってから抜けるまでの時間（以後、第２の遮断時間と称す）を測定する。

図２１は、車輪２７の回転軸が上から見て反時計方向に傾いている場合のセンサ信号の一例を示したものである。図２２は、車輪２７の回転軸が上から見て時計方向に傾いている場合のセンサ信号の一例を示したものである。

第１の光軸５４に対する第１の遮断時間をＴ３、第２の光軸５５に対する第２の遮断時間をＴ４とすると、車輪２７の回転軸が正常な状態にある場合、Ｔ３とＴ４は同じになる。一方、車輪２７の回転軸が傾いた状態にあると、車輪２７が第１の光軸５４と第２の光軸５５に接している時間が違うため、Ｔ３とＴ４は同じならない。図２１の例ではＴ３＜Ｔ４であり、図２２の例ではＴ３＞Ｔ４である。したがって、Ｔ３とＴ４を比較することで、車輪２７の回転軸がどちらに傾いているのかがわかる。

図２３は本システムに用いられる制御装置の機能構成を示すブロック図である。なお、上記第１の実施形態における図１０の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。

透過型光電センサ５０の投光部５１および受光部５２は、図示せぬケーブルを介して制御装置６１に接続されている。制御装置６１は、汎用のコンピュータ（マイコン）からなる。この制御装置６１には、本システムを実現するための機能として、通過時間測定部６１ａ、状態検出部６１ｂに加え、遮断時間測定部６１ｃが備えられている。

遮断時間測定部６１ｃは、踏段１１の車輪２７が２つの光軸５４，５５の一方の光軸に進入してから抜けるまでの第１の遮断時間Ｔ３と他方の光軸に進入してから抜けるまでの第２の遮断時間Ｔ４を測定する。状態検出部６１ｂは、この遮断時間測定部６１ｃによって測定された第１の遮断時間Ｔ３と第２の遮断時間Ｔ４との差から車輪２７の回転軸の傾き状態を検出する。詳しくは、状態検出部６１ｂは、Ｔ３＜Ｔ４であれば、車輪２７の回転軸が反時計方向に傾いていると判断し、Ｔ３＞Ｔ４であれば、車輪２７の回転軸が時計方向に傾いていると判断する。なお、Ｔ３とＴ４の差から傾き量を算出することも可能である。

このように第４の実施形態によれば、ミラー方式の異常検出システムにおいて、踏段１１の車輪２７が２つの光軸５４，５５を遮断する時間から車輪２７の回転軸の傾き状態を検出することができる。したがって、車輪２７の回転軸が正常でない場合には、エスカレータ１０の運転を止めて部品交換すれば、脱落等を未然に防ぐことができる。

なお、上記第２および第３の実施形態で説明したミラーレス方式の異常検出システムにおいても、２つの光軸７３ａ，７３ｂを遮断する時間を計測すれば、その測定結果から車輪２７ａ，２７ｂの回転軸の傾き状態を上記同様にして検出することができる。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。

第５の実施形態では、上記第１の実施形態で説明したミラー方式の異常検出システムにおいて、透過型光電センサの投光部と受光部との間隔を広げたものである。

図２４は第５の実施形態におけるミラー方式の異常検出システムの構成を示す図である。

車輪２７の走行経路の一方側に透過型光電センサ５０の投光部５１と受光部５２が設けられ、他方側に反射ミラー５３が設けられており、２つの光軸５４，５５の間を踏段１１の車輪２７が通過する。図１１で説明したように、踏段１１の車輪２７が第１の光軸５４と第２の光軸５５の間を通過するときに、透過型光電センサ５０の信号がＯＮ／ＯＦＦし、車輪２７の水平変位量に応じてＯＮするタイミングが変化する。

ここで、第４の実施形態では、投光部５１と受光部５２の間隔Ｄ１'を上記第１の実施形態よりも広げている（Ｄ１'＞Ｄ１）。また、第１の光軸５４と第２の光軸５５とがなす角度θ'についても、上記第１の実施形態よりも広げている（θ'＞θ）。

このような構成において、車輪２７の水平変位を求めると、下記のようになる。

踏段１１の走行速度をＶ［ｍｍ／ｓ］とする。車輪２７が第１の光軸５４を遮断した時間（センサ信号が１回目にＯＮした時間）をｔ１１［ｓ］、車輪２７が第２の光軸５５を遮断した時間（センサ信号が２回目にＯＮした時間）をｔ１２［ｓ］とする。

投光部５１と受光部５２の間隔をＤ１'とすると、車輪２７の水平変位Ｙ'は、（６）式で表される。

Ｙ'＝（ｔ１２−ｔ１１）×Ｖ×（Ｄ２／Ｄ１') ・・・（６）
ここで、投光部５１と受光部５２の間隔を上記第１の実施形態の２倍に広げたとすると（Ｄ１'＝２Ｄ１）、水平変位Ｙ'は下記のようになる。

Ｙ'＝（ｔ１２−ｔ１１）×Ｖ×（Ｄ２／２Ｄ１) ・・・（７）
同じ車輪２７であれば、上記第１の実施形態における（１）式で求められる水平変位Ｙと上記（７）式で求められる水平変位Ｙ'は同じである。したがって、（ｔ１２−ｔ１１）＝２（ｔ１−ｔ２）となり、同じ水平変位量に対して、車輪２７が第１の光軸５４と第２の光軸５５を通過する時間が２倍に延びたことが分かる。

一方、図１０に示した制御装置６１がｔ１、ｔ２を検出する精度は、信号のサンプリング周期で決まる。このサンプリング周期が早い程、誤差が少なくなり、測定精度が向上する。本実施形態では、同じ車輪２７の水平変位Ｙに対して、時間差（ｔ１−ｔ２）が２倍で検出されるため、サンプリング周期を１／２に早めた場合と同じ効果が得られ、測定精度が向上する。

このように、センサ範囲（投光部５１と受光部５２の間隔）を広げることで、水平変位の測定精度を上げることができる。しかし、第１の光軸５４と第２の光軸５５とのセンサ範囲に２つ以上の車輪２７が入り込むため、車輪２７の順番とセンサ信号がＯＮするタイミングとを関連付けて通過時間を計算しなければならない。

この様子を図２５および図２６を用いて説明する。

図２５はセンサ範囲が狭い場合の信号パターンを示す図である。投光部５１と受光部５２との間隔はＤ１である。

各車輪２７の番号をＬ１，Ｌ２，Ｌ３とする。各車輪２７がＬ１→Ｌ２→Ｌ３の順で第１の光軸５４と第２の光軸５５の間を走行した場合、センサ信号はＬ１→Ｌ１→Ｌ２→Ｌ２→Ｌ３→Ｌ３の順でＯＮする。このときの時間をｔ１〜ｔ６とすると、各車輪２７の光軸通過時間ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３は、下記のように求められる。

ＬＴ１＝ｔ２−ｔ１
ＬＴ２＝ｔ４−ｔ３
ＬＴ３＝ｔ６−ｔ５
図２６はセンサ範囲が広い場合の信号パターンを示す図である。投光部５１と受光部５２との間隔はＤ１'（例えばＤ１'＝２Ｄ１）である。

各車輪２７の番号をＬ１，Ｌ２，Ｌ３とする。各車輪２７がＬ１→Ｌ２→Ｌ３の順に第１の光軸５４と第２の光軸５５の間を走行した場合、センサ信号はＬ１→Ｌ２→Ｌ１→Ｌ３→Ｌ２→Ｌ３の順でＯＮする。このときの時間をｔ１〜ｔ６とすると、車輪Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の光軸通過時間ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３は、下記のように求められる。

ＬＴ１＝ｔ３−ｔ１
ＬＴ２＝ｔ５−ｔ２
ＬＴ３＝ｔ６−ｔ４
なお、センサ範囲を広げた場合に、センサ範囲内に入る車輪２７を１つおきに間引いてセンサ信号を取り込むようにしても良い。つまり、図２６の例では、Ｌ２の車輪を間引き、Ｌ１の車輪とＬ３の車輪に対応したセンサ信号を取り込むようにすれば、光軸通過時間の算出が簡単化する。

このように第５の実施形態によれば、ミラー方式の異常検出システムにおいて、透過型光電センサ５０の投光部５１と受光部５２との間隔を広げることで、水平変位の測定精度を上げることができる。これにより、踏段１１の車輪２７の状態をより正確に検出して、何らかの異常が発生している場合に迅速に対処できる。

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。

第６の実施形態では、上記第２および第３の実施形態で説明したミラーレス方式の異常検出システムにおいて、２組の透過型光電センサの送光部と受光部との間隔を広げたものである。

図２７は第６の実施形態におけるミラーレス方式の異常検出システムの構成を示す図である。なお、ここでは、上記第３の実施形態の構成（図１９参照）を例にして説明するが、上記第２の実施形態の構成（図１６参照）でも同様である。

２組の透過型光電センサ７０ａ，７０ｂを用いて踏段１１の左側車輪２７ａと右側車輪２７ｂの通過を２箇所で検出する構成において、第１の透過型光電センサ７０ａの光軸７３ａと第２の透過型光電センサ７０ｂの光軸７３ｂが交差している。

ここで、第６の実施形態では、第１の透過型光電センサ７０ａの送光部７１ａと受光部７２ａの間隔Ｄｂ'と第２の透過型光電センサ７０ｂの送光部７１ｂと受光部７２ｂの間隔Ｄａ'を上記第３の実施形態よりも広げている（Ｄｂ'＞Ｄｂ，Ｄａ'＞Ｄａ）。これにより、上記第５の実施形態と同様の理由で水平変位の測定精度を上げることができる。

ただし、この場合も第１の光軸７３ａと第２の光軸７３ｂとのセンサ範囲内に２つ以上の車輪２７が入り込むため、車輪２７の順番と２つのセンサ信号がＯＮするタイミングとを関連付けて通過時間を計算しなければならない。

この様子を図２８および図２９を用いて説明する。

図２８および図２９はセンサ範囲を広げた場合の車輪の動きと２つの光軸との関係を時系列で示す図である。図２８（ａ）は時間ｔ１の状態、同図（ｂ）は時間ｔ２の状態、同図（ｃ）は時間ｔ３の状態を示している。続いて、図２９（ａ）は時間ｔ４の状態、同図（ｂ）は時間ｔ５の状態、同図（ｃ）は時間ｔ６の状態を示している。

各踏段１１の左側車輪２７ａと右側車輪２７ｂの番号を「Ｌ１・Ｒ１」，「Ｌ２・Ｒ２」，「Ｌ３・Ｒ３」とする。また、第１の透過型光電センサ７０ａの光軸７３ａのことを光軸１、第２の透過型光電センサ７０ｂの光軸７３ｂのことを光軸２とする。各踏段１１の左側車輪２７ａと右側車輪２７ｂが「Ｌ１・Ｒ１」→「Ｌ２・Ｒ２」→「Ｌ３・Ｒ３」の状態で光軸１と光軸２の間を走行した場合、２つのセンサ信号は、下記のような順でＯＮする。

ｔ１：光軸１をＬ１が遮断、光軸２をＲ１が遮断
ｔ２：光軸１をＬ２が遮断、光軸２をＲ２が遮断
ｔ３：光軸１をＲ１が遮断、光軸２をＬ１が遮断
ｔ４：光軸１をＬ３が遮断、光軸２をＲ３が遮断
ｔ５：光軸１をＲ２が遮断、光軸２をＬ２が遮断
ｔ６：光軸１をＲ３が遮断、光軸２をＬ３が遮断
ここで、左側車輪Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の光軸通過時間ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３は、下記のように求められる。

ＬＴ１＝ｔ３−ｔ１
ＬＴ２＝ｔ５−ｔ２
ＬＴ３＝ｔ６−ｔ４
右側車輪Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の光軸通過時間についても同様である。ただし、実際には左側車輪Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３と右側車輪Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が光軸１と光軸２を遮断する時間は厳密には同じではなく、多少の時間差があるので、その時間差を考慮して光軸通過時間を個別に計測する必要がある。

なお、センサ範囲を広げた場合に、センサ範囲内に入る車輪２７ａ，２７ｂを１つおきに間引いてセンサ信号を取り込むようにしても良い。つまり、図２７の例では、「Ｌ２・Ｒ２」の車輪を間引き、「Ｌ１・Ｒ１」の車輪と「Ｌ３・Ｒ３」の車輪に対応したセンサ信号を取り込むようにすれば、光軸通過時間の算出が簡単化する。

このように第６の実施形態によれば、ミラーレス方式の異常検出システムにおいて、センサ範囲を広げることで、水平変位の測定精度を上げることができる。これにより、踏段１１の車輪２７ａ，２７ｂの状態をより正確に検出して、何らかの異常が発生している場合に迅速に対処できる。

（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態について説明する。

第７の実施形態では、２組の反射型光電センサを用いたミラー方式の異常検出システムであり、踏段の車輪を反射体にして２つの光軸を形成するものである。

図３０は第７の実施形態におけるミラー方式の異常検出システムの構成を示す図である。

車輪２７の走行経路の一方側、具体的には案内レール３１の外側に２組の反射型光電センサ８０ａ，８０ｂが踏段１１の走行方向に沿って所定の間隔を空けて設置されている。

第１の反射型光電センサ８０ａは、投光部８１ａと受光部８２ａが一体化されており、車輪２７の側面を反射体として、投光部８１ａから車輪２７に向けて投光した光を受光する。第２の反射型光電センサ８０ｂについても同様であり、投光部８１ｂと受光部８２ｂが一体化されており、車輪２７の側面を反射体として、投光部８１ｂから車輪２７に向けて投光した光を受光する。なお、車輪２７の側面には光を反射しやすい素材あるいは色が使われているものとする。

ここで、２つの光軸８３ａ，８３ｂが車輪２７の走行方向となす角度は、上記第１実施形態の２つの光軸５４，５５と同様であり、車輪２７の走行方向に対して垂直ではなく、所定の角度を有して斜めに配置されている。

このような構成において、踏段１１の車輪２７が投光部８１ａの光軸８３ａを通過する際に、車輪２７で遮られるのではなく、車輪２７に反射されて受光部８２ｂに入る。同様に、踏段１１の車輪２７が投光部８１ｂの光軸８３ｂを通過する際に、車輪２７で遮られるのではなく、車輪２７に反射されて受光部８２ｂに入る。

この場合、第１の反射型光電センサ８０ａの信号Ｓａは、光軸８３ａを受光している間ＯＮする。第１の反射型光電センサ８０ｂの信号Ｓｂについても、光軸８３ｂを受光している間ＯＮする。したがって、信号Ｓａ，ＳｂがＯＮするタイミングから車輪２７が光軸８３ａ，８３ｂを通過する時間を測定すれば、上記第１の実施形態と同様に車輪２７の走行中の偏り状態つまり水平変位Ｙを幾何学的に求めることができる。

なお、図３０の例では、踏段１１の一方の車輪２７に対する構成しか示していないが、他方の車輪２７に対しても２組の反射型光電センサ８０ａ，８０ｂを用いて２つの光軸８０ａ，８０ｂを形成することで、上記同様にして、他方の車輪２７の水平変位Ｙについても幾何学的に求めることができる。

このように第７の実施形態によれば、２組の反射型光電センサ８０ａ，８０ｂを用い、車輪２７に光を反射させて踏段１１の車輪２７の走行経路上に２つの光軸８３ａ，８３ｂを形成することでも、車輪２７の水平変位Ｙを検出することができる。その測定結果から車輪２７の状態を検出して、例えば正常に走行していない状態であれば、部品交換するなどの対応を早期に行うことで、脱落等を未然に防ぐことができる。

また、第７の実施形態では、車輪２７を反射体として利用するので、上記第１の実施形態のような反射体（反射ミラー５３）が不要であり、その分、部品点数を削減できるといった利点がある。

さらには、反射型光電センサは、1つのセンサヘッドに投光部と受光部が一体化されているため、投光部と受光部が別体の透過型光電センサを用いた構成よりも低コストで実現できるという利点がある。

（第８の実施形態）
次に、第８の実施形態について説明する。

第８の実施形態では、ミラー方式の異常検出システムにおいて、２つの光軸が同一平面上になく、上下方向に異なる角度を持って形成される。

図３１は第８の実施形態におけるミラー方式の異常検出システムの構成を示す図であり、エスカレータ１０の復路側の構成を部分的に示している。なお、上記第１の実施形態における図４と同じ部分には同一符号を付して説明する。

上記第１の実施形態では、透過型光電センサ５０の投光部５１と受光部５２が反射ミラー５３と同じ高さに設置されていた。これに対し、第８の実施形態では、投光部５１と受光部５２が設置される高さが異なる。図３１の例では、投光部５１が反射ミラー５３より高い位置に設置され、受光部５２が反射ミラー５３より低い位置に設置されている。これにより、投光部５１から反射ミラー５３に向かう第１の光軸５４と、反射ミラー５３から受光部５２に向かう第２の光軸５５が上下方向に角度を持って形成される。

このように、第１の光軸５４と第２の光軸５５に上下方向の角度を与えることで、車輪２７の傾き状態を検出することができる。この様子を図３２に示す。

図３２は本システムによる車輪２７の傾きと２つの光軸５４，５５との関係を説明するための図であり、図３２（ａ）は車輪２７の傾きがない状態、同図（ｂ）は車輪２７の傾きがある状態を示している。

図３２（ａ）に示すように、踏段１１の走行中に車輪２７が２つの光軸５４，５５を遮断している時間をＴ５，Ｔ６とする。この場合、車輪２７の側面上部を横切る第１の光軸５４の遮断時間Ｔ５の方が短く、Ｔ５＜Ｔ６である。

ここで、図３２（ｂ）に示すように、車輪２７のベアリングの異常などにより車輪２７が水平方向（レール幅方向）に右側または左側に傾いた状態にあると、そのときの傾き状態に応じて遮断時間Ｔ５が変化する。この例では、車輪２７が走行方向に向かって右側に傾くと、第１の光軸５４の遮断時間Ｔ５が正常状態での遮断時間よりも短くなる。逆に、車輪２７が左側に傾いた場合には、第１の光軸５４の遮断時間Ｔ５が正常状態での遮断時間よりも長くなる。

なお、受光部５２が投光部５１よりも高い位置に設置した場合には、第２の光軸５５がの側面上部を横切るので、車輪２７の傾き状態に応じて第２の光軸５５の遮断時間Ｔ６が変化する。

このように、第１の光軸５４の遮断時間Ｔ５または第２の光軸５５の遮断時間Ｔ６を測定すれば、車輪２７の水平方向の傾き状態を検出することができる。具体的には、図４に示した制御装置６１の遮断時間測定部６１ｃにおいて、車輪２７が第１の光軸５４に進入してから抜けるまでの遮断時間Ｔ５または第２の光軸５５に進入してから抜けるまでの遮断時間Ｔ６を測定する。状態検出部６１ｂは、この測定結果に基づいて、遮断時間Ｔ５または遮断時間Ｔ６が予め設定された時間（傾きのない状態での遮断時間）と異なる場合に車輪２７の水平方向に傾いた状態にあると判断する。

このように第８の実施形態によれば、ミラー方式の異常検出システムにおいて、２つの光軸５４，５５を上下方向に異なる角度を持って配置した状態で車輪２７が光軸５４または光軸５５を遮断する時間を計測することで、車輪２７の水平方向の傾き状態を検出することができる。

なお、上記第２および第３の実施形態で説明したミラーレス方式の異常検出システムにおいても、２つの光軸７３ａ，７３ｂを上下方向に異なる角度を持って配置する構成とすれば、車輪２７ａ，２７ｂの水平方向の傾き状態を上記同様にして検出することができる。

（第９の実施形態）
次に、第９の実施形態について説明する。

第９の実施形態では、ミラー方式の異常検出システムにおいて、透過型光電センサの投光部と受光部が反射体に対して水平ではなく、斜め下に向けて設置されている。

図３３は第９の実施形態におけるミラー方式の異常検出システムの構成を示す図であり、エスカレータ１０の復路側の構成を部分的に示している。なお、上記第１の実施形態における図４と同じ部分には同一符号を付して説明する。

上記第１の実施形態では、透過型光電センサ５０の投光部５１と受光部５２が反射ミラー５３と同じ高さに設置されていた。これに対し、第８の実施形態では、投光部５１と受光部５２が反射ミラー５３よりも高い位置にあり、斜め下方向に傾けて設置されている。この投光部５１と受光部５２の向きに合わせて、反射ミラー５３が斜め上方向に向けて傾けて設置されている。これにより、第１の光軸５４は上から下に向けて形成され、第２の光軸５５は下から上に向けて形成される。この２つの光軸５４，５５を用いて車輪２７の水平変位Ｙを求める方法は上記第１の実施形態と同様であるため、その説明については省略する。

ここで、エスカレータ１０内は油や埃などが多く、投光部５１と受光部５２が汚れやすい。投光部５１と受光部５２が汚れていると、２つの光軸５４，５５を用いた水平変位の検出精度に影響が出る。本実施形態の場合、投光部５１と受光部５２が斜め下に向けられているので、センサヘッドに油や埃などが付きにくい。

このように第９の実施形態によれば、投光部５１と受光部５２を斜め下に向けて設置することで、特に汚れ防止用の部品を必要とせずに、油や埃の付着を防いで、車輪２７の水平変位Ｙを正しく求めることができる。

（第１０の実施形態）
次に、第１０の実施形態について説明する。

第１０の実施形態では、ミラー方式の異常検出システムにおいて、上記第９の実施形態の構成に加え、反射体側にも汚れ対策を講じたものである。

図３４は第１０の実施形態におけるミラー方式の異常検出システムの構成を示す図であり、エスカレータ１０の復路側の構成を部分的に示している。なお、上記第１の実施形態における図４と同じ部分には同一符号を付して説明する。

透過型光電センサ５０の投光部５１と受光部５２が斜め下方向に傾けて設置されている。第１０の実施形態では、投光部５１から投光される光を反射させる反射体としてプリズムミラー８４が用いられている。このプリズムミラー８４内の光軸反射面８４ａは斜め上を向いており、第１の光軸５４と同じ角度で第２の光軸５５を形成できる。一方、このプリズムミラー８４のガラス面８４ｂは下向きの角度を持ち、油や埃などが付きにくい構造になっている。

このように第１０の実施形態によれば、投光部５１と受光部５２を斜め下に向けて設置することに加え、反射体としてプリズムミラー８４を用いていることで、反射体側の油や埃の付着も防いで、車輪２７の水平変位Ｙを正しく求めることができる。

（第１１の実施形態）
次に、第１１の実施形態について説明する。

第１１の実施形態は、ミラー方式の異常検出システムで用いられる光軸形成部品（投光部、受光部、反射体）を一体で支持するユニットに関する。

図３５は第１１の実施形態におけるユニットの構成を示す図である。なお、上記第１の実施形態における図４と同じ部分には同一符号を付して説明する。

上記第１の実施形態では、図４に示したように、踏段１１の車輪２７の走行経路の一方側に設置された透過型光電センサ５０の投光部５１および受光部５２と、他方側に設置された反射ミラー５３とで２つの光軸５４，５５を形成している。

本実施形態におけるユニット９０は、これらの光軸形成部品を一体で支持する構造を有する。詳しくは、ユニット９０は、天板９１と、アーム９２ａ〜９２ｃと、取付部９３ａ〜９３ｃとを有し、これらが一体形成されている。天板９１は、投光部５１と受光部５２と反射ミラー５３の上部を覆っている。なお、ここではユニット９０の構造を見やすくするため、天板９１の外枠だけを部分的に示しているが、実際には上部全体を覆うような板状である。

アーム９２ａ〜９２ｃは、投光部５１と受光部５２と反射ミラー５３を支持するための支持部材であり、天板９１の３つの角部から下方向に延出されている。アーム９２ａ〜９２ｃの先端部に取付部９３ａ〜９３ｃが形成されており、そこに投光部５１と受光部５２と反射ミラー５３が所定の角度を持って取り付けられる。

このような構成のユニット９０を用いれば、光軸形成部品である投光部５１と受光部５２と反射ミラー５３の配置関係を維持した状態で一体で動かせるため、例えば工場出荷時に光軸調整を行っておけば、現場ではエスカレータ１０内にユニット９０を設置するだけで済むといったメリットがある。

図３６にユニット９０をエスカレータ１０に設置した状態を示す。なお、ユニット９０の構造を見やすくするため、天板９１の外枠だけを部分的に示している。

案内レール３１の外側に投光部５１と受光部５２、案内レール３１の内側に反射ミラー５３がくるようにユニット９０の向きを合わせて、エスカレータ１０のトラス１５内にボルト等で固定する。ユニット９０の向きを逆にして設置すれば、図５の例のように、案内レール３１の内側に投光部５１と受光部５２、案内レール３１の外側に反射ミラー５３を配置することも可能である。

なお、２つの光軸５４，５５を用いて車輪２７の水平変位Ｙを求める方法は上記第１の実施形態と同様であるため、その説明については省略する。

このような構造を有するユニット９０を用いて投光部５１、受光部５２、反射ミラー５３をエスカレータ１０に設置した場合、上部がユニット９０の天板９１で覆われるため、雨天時の水滴やチェーン油などが垂れてきた場合に防ぐことができる。また、埃などが付着することを軽減できる効果もある。

このように第１１の実施形態によれば、光軸形成部品（投光部、受光部、反射体）を一体で支持するためのユニット９０を用いることで、現場での設置が容易になり、作業時間を短縮できる。ユニット９０の天板９１によって、雨天時の水滴やチェーン油を防止でき、埃などの付着も軽減できる。

なお、上記第２および第３の実施形態で説明したミラーレス方式の異常検出システムでも同様のユニットを用いることができる。例えば、図１６の構成であれば、第１の透過型光電センサ７０ａの投光部７１ａと受光部７２ａと、第２の透過型光電センサ７０ｂの投光部７１ｂと受光部７２ｂが光軸形成部品である。これらの光軸形成部品の配置関係を維持した状態で一体で支持するユニットを用いれば良い。この場合も、例えば工場出荷時に光軸調整を行っておけば、現場ではエスカレータ１０内に当該ユニットを設置するだけで済む。また、上部を覆う天板を設けておけば、雨天時の水滴やチェーン油を防止すると共に埃などの付着を軽減できる。

以上述べた少なくとも１つの実施形態によれば、運転中に車輪の異常の兆候を判断して、緊急停止が必要な状態になる前に対処することのできる乗客コンベアの異常検出システムを提供することができる。

なお、上記各実施形態では、乗客コンベアとしてエスカレータを例にして説明したが、動く歩道などでも適用可能である。

要するに、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。

１０…エスカレータ、１１…踏段、１２，１３…機械室、１４…連結チェーン、１５…トラス、１６，１７…スプロケット、１８…駆動装置、１９…欄干、２０…ハンドレール、２１…ブラケット、２２…踏板、２３…ライザ、２４…シャフト取付け部、２５…踏段連結シャフト、２６…車輪（前輪）、２７…車輪（後輪）、２８…ベアリング、２９…ゴムローラ、３０，３１…案内レール、５０…透過型光電センサ、５１…投光部、５２…受光部、５３…反射ミラー、５４,５５…光軸、６１…制御装置、６１ａ…通過時間測定部、６１ｂ…状態検出部、６１ｃ…遮断時間測定部、６２…記憶装置、６３…表示装置、７０ａ，７０ｂ…透過型光電センサ、７１ａ，７１ｂ…投光部、７２ａ，７２ｂ…受光部、７３ａ，７３ｂ…光軸、８０ａ，８０ｂ…反射型光電センサ、８１ａ，８１ｂ…投光部、８２ａ，８２ｂ…受光部、８３ａ，８３ｂ…光軸、８４…プリズムミラー、８４ａ…光軸反射面、８４ｂ…ガラス面、９０…ユニット、９１…天板、９２ａ〜９２ｃ…アーム、９３ａ〜９３ｃ…取付部。

Claims (11)

1. 複数の踏段を有し、これらの踏段を支持する車輪がトラス内部に配設された案内レールに沿って走行する乗客コンベアの異常検出システムにおいて、
   上記車輪の走行経路上に２つの光軸を形成する光軸形成手段と、
   この光軸形成手段によって形成された上記２つの光軸の間を上記車輪が通過した時間を測定する通過時間測定手段と、
   この通過時間測定手段によって測定された通過時間、上記踏段の走行速度、上記２つの光軸の位置関係に基づいて、上記車輪の上記案内レールの幅方向の変位を検出する状態検出手段と
   を具備したことを特徴とする乗客コンベアの異常検出システム。
2. 上記２つの光軸は互いに並行ではなく、かつ、上記車輪の走行経路を２箇所で遮るように形成されることを特徴とする請求項１記載の乗客コンベアの異常検出システム。
3. 上記光軸形成手段は、
   透過型光電センサと反射体とを有し、
   上記車輪の走行経路の一方側に上記透過型光電センサの投光部と受光部を所定の間隔を空けて配置し、上記車輪の走行経路の他方側に上記反射体を配置し、
   上記車輪の走行経路上に上記透過型光電センサの投光部から上記反射体に向けた第１の光軸と上記反射体から上記透過型光電センサの受光部に向けた第２の光軸を形成することを特徴とする請求項１記載の乗客コンベアの異常検出システム。
4. 上記光軸形成手段は、
   第１および第２の透過型光電センサを有し、
   上記車輪の走行経路の一方側に上記第１の透過型光電センサの投光部と上記第２の透過型光電センサの投光部を所定の間隔を空けて配置し、
   上記車輪の走行経路の他方側に上記第１の透過型光電センサの受光部と上記第２の透過型光電センサの受光部を所定の間隔を空けて配置し、
   上記車輪の走行経路上に上記第１の透過型光電センサの投光部から受光部に向けた第１の光軸と上記第２の透過型光電センサの投光部から受光部に向けた第２の光軸を形成することを特徴とする請求項１記載の乗客コンベアの異常検出システム。
5. 上記光軸形成手段は、
   第１および第２の透過型光電センサを有し、
   上記車輪の走行経路の一方側に上記第１の透過型光電センサの投光部と上記第２の透過型光電センサの投光部を所定の間隔を空けて配置し、
   上記車輪の走行経路の他方側に上記第１の透過型光電センサの受光部と上記第２の透過型光電センサの受光部を所定の間隔を空けて互いの光軸が交差するように配置し、
   上記車輪の走行経路上に上記第１の透過型光電センサの投光部から受光部に向けた第１の光軸と上記第２の透過型光電センサの投光部から受光部に向けた第２の光軸を形成することを特徴とする請求項１記載の乗客コンベアの異常検出システム。
6. 上記光軸形成手段は、
   投光部と受光部が一体化された第１および第２の反射型光電センサを有し、
   上記車輪の走行経路の一方側に所定の間隔を空けて上記第１および第２の反射型光電センサを配置し、
   上記車輪の走行経路上に上記第１の反射型光電センサの投光部から上記車輪で反射して受光部に入光する第１の光軸と上記第２の反射型光電センサの投光部から上記車輪で反射して受光部に入光する第２の光軸を形成することを特徴とする請求項１記載の乗客コンベアの異常検出システム。
7. 上記状態検出手段は、
   上記車輪の上記案内レールの幅方向の変位を周回毎に連続的に記録し、その記録結果から上記車輪のがたつき状態を検出することを特徴とする請求項１記載の乗客コンベアの異常検出システム。
8. 上記車輪が上記２つの光軸の一方の光軸に進入してから抜けるまでの第１の遮断時間と他方の光軸に進入してから抜けるまでの第２の遮断時間を測定する遮断時間測定手段をさらに備え、
   上記状態検出手段は、
   上記遮断時間測定手段によって測定された上記第１の遮断時間と上記第２の遮断時間との差から上記車輪の回転軸の傾き状態を検出することを特徴とする請求項１記載の乗客コンベアの異常検出システム。
9. 上記２つの光軸を上下方向に異なる角度を持って配置した状態で、上記車輪が上記２つの光軸の一方の光軸に進入してから抜けるまでの第１の遮断時間または他方の光軸に進入してから抜けるまでの第２の遮断時間を測定する遮断時間測定手段をさらに備え、
   上記状態検出手段は、
   上記遮断時間測定手段によって測定された上記第１の遮断時間または上記第２の遮断時間に基づいて上記車輪の水平方向の傾き状態を検出することを特徴とする請求項１記載の乗客コンベアの異常検出システム。
10. 上記２つの光軸を形成するための光軸形成部品を一体で支持するユニットを備えたことを特徴とする請求項１記載の乗客コンベアの異常検出システム。
11. 上記ユニットには、上記光軸形成部品の上部を覆う天板が設けられていることを特徴とする請求項１０記載の乗客コンベアの異常検出システム。

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