JP6860026B2 - 歯車回転検出装置及びマンコンベヤ - Google Patents

Description

本発明は、歯車回転検出装置及びマンコンベヤに関する。

従来、例えば、マンコンベヤは、歯車と、歯車の回転を検出する検出部とを備えている（例えば、特許文献１及び２）。そして、検出部は、回転する歯車の歯に基づいて、オンオフ信号を出力している。

ところで、歯車に対して検出部の位置が適切でなかったり、検出部が劣化や損傷したりした際には、歯車の回転に伴って、検出部がオンオフ信号を適切に出力していない場合がある。斯かる場合には、歯車の回転状況（例えば、回転速度、回転方向）を正確に把握することができない。

特開２０１２−１２６４６７号公報 特開２０１３−１４２０１４号公報

そこで、課題は、検出部がオンオフ信号を適切に出力していることを判定できる歯車回転検出装置及びマンコンベヤを提供することである。

歯車回転検出装置は、歯車の回転を検出するために、前記歯車の歯に基づいてオンオフ信号を出力する検出部と、前記オンオフ信号の、オン及びオフの少なくとも一方の１パルス時間の長さが設定値であるか否かを判定するパルス長さ判定部と、を備える。

また、歯車回転検出装置は、前記歯車の回転速度が一定であるか否かを判定する速度判定部を備え、前記パルス長さ判定部は、前記速度判定部が前記歯車の回転速度が一定であると判定した後に、前記オンオフ信号の、オン及びオフの少なくとも一方の１パルス時間の長さが設定値であるか否かを判定する、という構成でもよい。

また、歯車回転検出装置においては、前記検出部は、第１検出部及び第２検出部の、少なくとも二つ備えられ、前記歯車回転検出装置は、前記第１検出部が出力する第１オンオフ信号及び前記第２検出部が出力する第２オンオフ信号がそれぞれオンである第１状態と、前記第１オンオフ信号がオンで且つ前記第２オンオフ信号がオフである第２状態と、前記第１オンオフ信号及び前記第２オンオフ信号がそれぞれオフである第３状態と、前記第１オンオフ信号がオフで且つ前記第２オンオフ信号がオンである第４状態とのうち、少なくとも一つの状態の時間の長さが設定値であるか否かを判定する状態長さ判定部を備える、という構成でもよい。

また、マンコンベヤは、回転する歯車と、前記の歯車回転検出装置と、を備える。

図１は、一実施形態に係るマンコンベヤの要部概要図である。 図２は、図１のII領域拡大図である。 図３は、同実施形態に係る検出部が出力する信号波形を示す図である。 図４は、同実施形態に係るマンコンベヤのブロック図である。

以下、マンコンベヤ及び歯車回転検出装置における一実施形態について、図１〜図４を参照しながら説明する。なお、各図において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致しておらず、また、各図面の間での寸法比も、必ずしも一致していない。

図１に示すように、本実施形態に係るマンコンベヤ１は、躯体に固定される構造部２と、人を搬送する搬送部３と、人につかまれる手摺を有する欄干部１ａとを備えている。また、マンコンベヤ１は、搬送部３及び欄干部１ａ（手摺ベルト）を駆動させる駆動部４と、マンコンベヤ１の全体を制御する制御装置５とを備えている。

構造部２は、上下階の間に掛け渡されるようにして、躯体に固定されている。また、構造部２は、上方の端部と下方の端部とに、それぞれ機械室２ａを備えている（図１においては、上方の機械室２ａのみ図示している）。そして、構造部２は、各構成１ａ，３〜５を支持している。なお、構造部２の構成は、特に限定されないが、例えば、構造部２は、トラス構造又はケタ構造とすることができる。

搬送部３は、無端回転する環状の走行部（例えば、チェーン）３ａと、走行部３ａに対して回転可能に接続され、人が乗る踏面を有する複数のステップ３ｂとを備えている。走行部３ａは、幅方向（図１の紙面に対して垂直方向）に離れて一対設けられている（図１においては、一つのみ図示している）。そして、複数のステップ３ｂは、一対の走行部３ａ，３ａの間に配置され、それぞれの走行部３ａに対して回転可能に接続されている。

駆動部４は、駆動源（例えば、モータ）４ａと、駆動源４ａの駆動を伝達する環状のチェーン４ｂと、チェーン４ｂに巻き掛けられる歯車（鎖歯車）４ｃとを備えている。そして、駆動部４は、ステップ３ｂが反転するように、走行部３ａが巻き掛けられる回転部（例えば、鎖歯車）４ｄと、歯車４ｃと回転部４ｄとにそれぞれ連結される回転軸４ｅとを備えている。

これにより、歯車４ｃ及び回転部４ｄは、互いに一体となって、回転軸４ｅを中心に回転する。なお、回転軸４ｅは、例えば、図示していない軸受によって、構造部２に回転可能に接続されている。また、駆動部４は、例えば、緊急時等の際に、歯車４ｃと機械的に係合することによって、歯車４ｃの回転を停止させる停止装置４ｆを備えている。

ところで、マンコンベヤ１においては、一般的に、幅方向の寸法が制限されたり、幅方向を小型化することが求められたりするため、回転軸４ｅの端部の外側には、十分な空間が存在していない。したがって、回転軸４ｅの端部に、歯車４ｃの回転を検出する手段（例えば、エンコーダ）を設置することはできない。

そこで、マンコンベヤ１は、図２に示すように、歯車４ｃの回転を検出する第１検出部６及び第２検出部７と、検出部６，７を支持する支持部１ｂと、検出部６，７を支持部１ｂに固定する固定手段１ｃとを備えている。このように、検出部６，７は、歯車４ｃの外周部の近傍に配置されている。なお、支持部１ｂは、構造部２（図１参照）に固定されており、また、歯車４ｃに対する検出部６，７の固定位置は、固定手段１ｃによって、変更可能である。

そして、検出部６，７は、回転する歯車４ｃの歯に基づいてオンオフ信号を出力する。なお、検出部６，７は、特に限定されないが、例えば、所謂、近接センサとすることができ、また、例えば、各種のセンサ（反射型光電センサ、透過型光電センサ）とすることもできる。そして、歯車４ｃが回転し、歯車４ｃの歯が検出部６，７に近づいたり離れたりすることによって、検出部６，７は、オンとオフとを切り替えるオンオフ信号を出力している。

なお、図３に示すように、第１検出部６が出力する第１オンオフ信号のオンオフ切り替えタイミングと、第２検出部７が出力する第２オンオフ信号のオンオフ切り替えタイミングとが、異なるように、第１検出部６及び第２検出部７は、それぞれ配置されている。図３において、Ｔ５は、オンオフ信号におけるオンの１パルス時間の長さを示し、Ｔ６は、オンオフ信号におけるオフの１パルス時間の長さを示している。

これにより、第１オンオフ信号及び第２オンオフ信号の両方がオンである第１状態と、第１オンオフ信号がオンで且つ第２オンオフ信号がオフである第２状態と、第１オンオフ信号及び第２オンオフ信号の両方がオフである第３状態と、第１オンオフ信号がオフで且つ第２オンオフ信号がオンである第４状態とが、存在している。図３において、Ｔ１〜Ｔ４は、それぞれ第１〜第４状態の時間の長さを示している。

そして、制御装置５（具体的には、後述する演算部５ｃ（図４参照））は、第１オンオフ信号及び第２オンオフ信号に基づいて、歯車４ｃの回転状況を演算する。例えば、制御装置５（演算部５ｃ）は、第１及び第２検出部６，７のオンオフ信号に基づいて、歯車４ｃの回転速度及び回転方向を演算する。なお、回転方向は、第１状態の次の状態が第２状態であるか第４状態であるかによって、演算される。

ところで、歯車４ｃ（図１及び図２参照）に対して検出部６，７（図２参照）の位置が適切でない場合には、検出部６，７は、歯車４ｃの回転に伴って、オンオフ信号を適切に出力できない。斯かる場合は、例えば、検出部６，７を新設したり、更新したりする場合だけでなく、歯車４ｃが検出部６，７に対して位置ずれしたり、検出部６，７が歯車４ｃに対して位置ずれしたりする場合も挙げられる。

特に、停止装置４ｆ（図１参照）と歯車４ｃとが機械的に係合することによって、停止装置４ｆが歯車４ｃの回転を停止させた場合には、歯車４ｃに大きな力が加えられる。これにより、歯車４ｃが検出部６，７に対して位置ずれする可能性がある。また、検出部６，７が劣化したり、検出部６，７が損傷したりした場合には、歯車４ｃに対して検出部６，７の位置が適切であっても、検出部６，７は、歯車４ｃの回転に伴って、オンオフ信号を適切に出力できない。

そこで、図４に示すように、マンコンベヤ１は、歯車４ｃ（図１及び図２参照）の回転を検出するために、歯車回転検出装置１０を備えている。歯車回転検出装置１０は、各情報が入力される入力部１０ａと、歯車４ｃの回転速度を検出する速度検出部１０ｂと、各情報を出力する出力部１０ｃとを備えている。なお、歯車回転検出装置１０は、制御装置５及び検出部６，７を少なくとも含んでいる。

制御装置５は、各部６，７，１０ａ，１０ｂからの各情報を取得する取得部５ａと、各情報を記憶する記憶部５ｂと、各情報を演算する演算部５ｃと、各部４ａ，４ｆ，１０ｃを制御する制御部５ｄとを備えている。そして、制御装置５は、検出部６，７がオンオフ信号を適切に出力しているか否かを判定するために、速度判定部５ｅ、パルス長さ判定部５ｆ、及び状態長さ判定部５ｇを備えている。

入力部１０ａは、例えば、ボタン、スイッチ、マウス、及びキーボード等のうち、少なくとも一つを備えている。そして、入力部１０ａには、例えば、自動運転と手動運転とを切り替えるための情報や、判定に用いる情報等を入力することができる。

出力部１０ｃは、例えば、表示灯、ブザー、外部装置（端末、中央監視装置等）へ情報を送信する送信部等のうち、少なくとも一つを備えている。そして、出力部１０ｃは、例えば、判定の結果（正常、異常）を出力することができる。

演算部５ｃは、例えば、取得部５ａで取得した情報と、記憶部５ｂで記憶されている情報とに基づいて、演算する。そして、制御部５ｄは、例えば、取得部５ａで取得した情報、演算部５ｃが演算した情報、又は各判定部５ｅ，５ｆ，５ｇが判定した情報（判定結果）に基づいて、各部４ａ，４ｆ，１０ｃを制御する。

パルス長さ判定部５ｆは、図３及び図４に示すように、オンオフ信号のオン、オフの１パルス時間の長さＴ５，Ｔ６が設定値であるか否かを判定する。例えば、パルス長さ判定部５ｆは、オンの１パルス時間の長さＴ５の絶対値が設定値であるか否かを判定する、という構成でもよい。

これにより、オンオフ信号のオン、オフの１パルス時間の長さＴ５，Ｔ６が設定値である場合には、検出部６，７がオンオフ信号を適切に出力している、と判定することができる。したがって、検出部６，７のオンオフ信号によって、例えば、演算部５ｃは、歯車４ｃの回転状況（例えば、回転速度）を正確に演算することができる。

なお、パルス長さ判定部５ｆの構成は、特に限定されない。例えば、パルス長さ判定部５ｆは、オフの１パルス時間の長さＴ６の絶対値が設定値であるか否かを判定する、という構成でもよい。また、例えば、パルス長さ判定部５ｆは、オンオフ信号のオン、オフの１パルス時間の長さＴ５，Ｔ６の絶対値がそれぞれ設定値であるか否かを判定する、という構成でもよい。

また、例えば、パルス長さ判定部５ｆは、オンオフ信号のオフ、オフの１パルス時間の長さＴ５，Ｔ６の相対値（例えば、デューティ比Ｔ５／（Ｔ５＋Ｔ６）、オンオフ比Ｔ５／Ｔ６等）が設定値であるか否かを判定してもよい。また、例えば、パルス長さ判定部５ｆは、第１及び第２検出部６，７の両方のオンオフ信号に基づいて、判定する、という構成でもよく、第１検出部６又は第２検出部７の一方のみのオンオフ信号に基づいて、判定する、という構成でもよい。

状態長さ判定部５ｇは、第１〜第４状態の時間の長さＴ１〜Ｔ４が設定値であるか否かを判定する。例えば、状態長さ判定部５ｇは、第１〜第４状態の時間の長さＴ１〜Ｔ４の絶対値がそれぞれ設定値であるか否かを判定する、という構成でもよい。

これにより、第１〜第４状態の時間の長さＴ１〜Ｔ４が設定値である場合には、第１及び第２検出部６，７がオンオフ信号を適切に出力している、と判定することができる。したがって、第１及び第２検出部６，７のオンオフ信号によって、例えば、演算部５ｃは、歯車４ｃの回転状況（例えば、回転方向、回転速度）を正確に演算することができる。

なお、状態長さ判定部５ｇの構成は、特に限定されない。例えば、状態長さ判定部５ｇは、第１〜第４状態の時間の長さＴ１〜Ｔ４の相対値（例えば、Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）、Ｔ１／Ｔ２等）が設定値であるか否かを判定する、という構成でもよい。また、例えば、状態長さ判定部５ｇは、第１〜第４状態の時間の長さＴ１〜Ｔ４のうち１〜３つの長さを用いて、判定する、という構成でもよい。

また、各判定部５ｆ，５ｇが判定する際に用いる、各時間の長さＴ１〜Ｔ６の設定値は、上限値及び下限値の両方を有する範囲であってもよく、上限値のみを有する範囲であってもよく、また、下限値のみを有する範囲であってもよい。また、例えば、設定値は、記憶部５ｂに記憶されており、入力部１０ａに入力されることによって、変更可能であってもよい。

ところで、歯車４ｃの回転速度が変化している場合には、第１及び第２検出部６，７のオンオフ信号が不安定である。そこで、パルス長さ判定部５ｆ及び状態長さ判定部５ｇは、正確に判定するために、速度判定部５ｅが歯車４ｃの回転速度が一定であると判定した後に、それぞれ判定している。

速度判定部５ｅは、速度検出部１０ｂからの情報に基づいて、歯車４ｃの回転速度が一定であるか否かを判定する。なお、歯車４ｃの回転速度が一定とは、所定時間に亘って、完全に同じである場合だけでなく、略同じである場合（例えば、パルス長さ判定部５ｆ及び状態長さ判定部５ｇが適切に判定できる程度の誤差を有する場合）も含む。

そして、速度検出部１０ｂ及び速度判定部５ｅの構成は、特に限定されない。例えば、速度検出部１０ｂは、駆動源４ａであるモータの回転速度を変えるためのインバータであって、モータに供給する電力の周波数の情報を制御装置５に出力し、速度判定部５ｅは、当該周波数が一定になったことによって、歯車４ｃの回転速度が一定となったと判定する、という構成でもよい。

また、例えば、速度検出部１０ｂは、駆動源４ａに電力を供給する電力供給部であって、電力を供給していることの情報を制御装置５に出力し、速度判定部５ｅは、所定時間連続して電力が供給されたことによって、歯車４ｃの回転速度が定格速度で一定となっていると判定する、という構成でもよい。また、例えば、速度検出部１０ｂは、回転軸４ｅに取り付けられたエンコーダであって、速度検出部１０ｂは、エンコーダからの情報に基づいて歯車４ｃの回転速度を演算することによって、判定する、という構成でもよい。

以上より、本実施形態に係るマンコンベヤ１は、回転する歯車４ｃと、歯車回転検出装置１０と、を備える。

そして、本実施形態に係る歯車回転検出装置１０は、歯車４ｃの回転を検出するために、前記歯車４ｃの歯に基づいてオンオフ信号を出力する検出部６，７と、前記オンオフ信号の、オン及びオフの少なくとも一方の１パルス時間の長さＴ５，Ｔ６が設定値であるか否かを判定するパルス長さ判定部５ｆと、を備える。

斯かる構成によれば、パルス長さ判定部５ｆは、オン及びオフの少なくとも一方の１パルス時間の長さＴ５，Ｔ６が設定値であるか否かを、判定する。そして、当該１パルス時間の長さＴ５，Ｔ６が設定値である場合には、検出部６，７がオンオフ信号を適切に出力している、と判定することができる。

また、本実施形態に係る歯車回転検出装置１０は、前記歯車４ｃの回転速度が一定であるか否かを判定する速度判定部５ｅを備え、前記パルス長さ判定部５ｆは、前記速度判定部５ｅが前記歯車４ｃの回転速度が一定であると判定した後に、前記オンオフ信号の、オン及びオフの少なくとも一方の１パルス時間の長さＴ５，Ｔ６が設定値であるか否かを判定する、という構成である。

斯かる構成によれば、速度判定部５ｅが、歯車４ｃの回転速度が一定であるか否かを、判定する。そして、歯車４ｃの回転速度が一定になった後に、パルス長さ判定部５ｆは、オンオフ信号の、オン及びオフの少なくとも一方の１パルス時間の長さＴ５，Ｔ６が設定値であるか否かを、判定する。

また、本実施形態に係る歯車回転検出装置１０においては、前記検出部６，７は、第１検出部６及び第２検出部７の、少なくとも二つ備えられ、前記歯車回転検出装置１０は、前記第１検出部６が出力する第１オンオフ信号及び前記第２検出部７が出力する第２オンオフ信号がそれぞれオンである第１状態と、前記第１オンオフ信号がオンで且つ前記第２オンオフ信号がオフである第２状態と、前記第１オンオフ信号及び前記第２オンオフ信号がそれぞれオフである第３状態と、前記第１オンオフ信号がオフで且つ前記第２オンオフ信号がオンである第４状態とのうち、少なくとも一つの状態の時間の長さＴ１〜Ｔ４が設定値であるか否かを判定する状態長さ判定部５ｇを備える、という構成である。

斯かる構成によれば、状態長さ判定部５ｇは、第１〜第４状態のうち、少なくとも一つの状態の時間の長さＴ１〜Ｔ４が設定値であるか否かを、判定する。そして、少なくとも一つの状態の時間の長さＴ１〜Ｔ４が設定値である場合には、第１及び第２検出部６，７の両方がオンオフ信号を適切に出力している、と判定することができる。

なお、マンコンベヤ１及び歯車回転検出装置１０は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、マンコンベヤ１及び歯車回転検出装置１０は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に一つ又は複数選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

（１）上記実施形態に係る歯車回転検出装置１０は、速度判定部５ｅを備えている、という構成である。しかしながら、歯車回転検出装置１０は、斯かる構成に限られない。例えば、歯車回転検出装置１０は、速度判定部５ｅを備えていない、という構成でもよい。斯かる構成においては、演算部５ｃが、検出部６，７のオンオフ信号を歯車４ｃの回転速度に対応したオンオフ信号に演算し、パルス長さ判定部５ｆ及び状態長さ判定部５ｇは、演算されたオンオフ信号に基づいて判定する、という構成でもよい。

（２）また、上記実施形態に係る歯車回転検出装置１０においては、検出部６，７は、二つ備えられ、制御装置５は、状態長さ判定部５ｇを備えている、という構成である。しかしながら、歯車回転検出装置１０は、斯かる構成に限られない。例えば、制御装置５は、状態長さ判定部５ｇを備えていない、という構成でもよい。また、例えば、検出部６，７は、一つ又は三つ以上備えられている、という構成でもよい。

（３）また、上記実施形態に係る歯車４ｃは、チェーン４ｂが巻き掛けられる鎖歯車である。しかしながら、歯車回転検出装置１０が回転を検出する歯車４ｃは、斯かる構成に限られない。例えば、歯車４ｃは、別の歯車やピニオンと噛み合う歯車でもよく、また、例えば、タイミングベルト（歯付きベルト）が巻き掛けられる歯車（タイミングプーリ、歯付きプーリ）でもよい。また、歯車は、走行部３ａが巻き掛けられる鎖歯車である回転部４ｄでもよい。

（４）また、上記実施形態に係る歯車回転検出装置１０は、マンコンベヤ１に備えられている、という構成である。しかしながら、歯車回転検出装置１０は、斯かる構成に限られない。例えば、歯車回転検出装置１０は、歯車４ｃを有する装置であれば、マンコンベヤ１以外の装置に備えられていてもよい。

１…マンコンベヤ、１ａ…欄干部、１ｂ…支持部、１ｃ…固定手段、２…構造部、２ａ…機械室、３…搬送部、３ａ…走行部、３ｂ…ステップ、４…駆動部、４ａ…駆動源、４ｂ…チェーン、４ｃ…歯車、４ｄ…回転部、４ｅ…回転軸、４ｆ…停止装置、５…制御装置、５ａ…取得部、５ｂ…記憶部、５ｃ…演算部、５ｄ…制御部、５ｅ…速度判定部、５ｆ…パルス長さ判定部、５ｇ…状態長さ判定部、６…第１検出部、７…第２検出部、１０…歯車回転検出装置、１０ａ…入力部、１０ｂ…速度検出部、１０ｃ…出力部

Claims (2)

1. 歯車の回転を検出するために、前記歯車の歯に基づいてオンオフ信号を出力する検出部と、
   前記オンオフ信号の、オン及びオフの少なくとも一方の１パルス時間の長さが設定値であるか否かを判定するパルス長さ判定部と、
   前記歯車の回転速度が一定であるか否かを判定する速度判定部と、を備え、
   前記パルス長さ判定部は、前記速度判定部が前記歯車の回転速度が一定であると判定した後に、前記オンオフ信号の、オン及びオフの少なくとも一方の１パルス時間の長さが設定値であるか否かを判定し、
   前記検出部は、第１検出部及び第２検出部の、少なくとも二つ備えられる、歯車回転検出装置であって、
   前記第１検出部が出力する第１オンオフ信号及び前記第２検出部が出力する第２オンオフ信号がそれぞれオンである第１状態と、前記第１オンオフ信号がオンで且つ前記第２オンオフ信号がオフである第２状態と、前記第１オンオフ信号及び前記第２オンオフ信号がそれぞれオフである第３状態と、前記第１オンオフ信号がオフで且つ前記第２オンオフ信号がオンである第４状態とのうち、少なくとも一つの状態の時間の長さが設定値であるか否かを判定する状態長さ判定部を備え、
   前記状態長さ判定部は、前記第１〜第４状態の時間の長さがそれぞれ設定値であるか否かを判定する、歯車回転検出装置。
2. 回転する歯車と、請求項１に記載の歯車回転検出装置と、を備える、マンコンベヤ。

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