JP7302732B2 - チェーン伸び検出装置、チェーン伸び検出方法および乗客コンベア - Google Patents

Description

本開示は、チェーン伸び検出装置、チェーン伸び検出方法および乗客コンベアに関する。

特許文献１は、チェーン伸び検出装置を開示する。当該チェーン伸び検出装置において、２つの検出器は、スプロケット間のスプロケットと噛合っていない空間上を走行するチェーンに対して理想的なローラ間距離の整数倍の距離だけ離れて配置される。チェーン伸び検出装置は、当該２つの検出器によってローラが通過するタイミングを検出する。チェーン伸び検出装置は、ローラ間距離に差がある場合に両者のローラが通過するタイミングがずれることを利用してチェーンの部分伸びを検出する。

日本特許第６１７０２２０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のチェーン伸び検出装置は、チェーンを構成する構造部材の摺動する面の間に形成された隙間の分を考慮したチェーンの部分伸びを検出することができない。さらに、特許文献１の記載のチェーン伸び検出装置は、チェーンの部分伸びの位置を特定することができない。

本開示は、上述の課題を解決するためになされた。本開示の目的は、チェーンの部分伸びについて伸び量とともに伸びの位置も容易に確認することができるチェーン伸び検出装置、チェーン伸び検出方法および乗客コンベアを提供することである。

本開示に係るチェーン部分伸び検出装置は、駆動力が伝達されることによって回転する駆動スプロケットと、回転自在な回転軸に支持された従動スプロケットと、前記駆動スプロケットおよび前記従動スプロケットに巻き掛けられ、前記駆動スプロケットの動力を前記従動スプロケットに伝達するチェーンと、備えた伝達装置における前記チェーンの部分伸びを検出するチェーン部分伸び検出装置において、前記駆動スプロケットまたは前記従動スプロケットと前記チェーンとが噛み合っている範囲における前記チェーンの噛合い高さを測定する噛合い高さ測定装置と、前記噛合い高さ測定装置で取得された信号を用いて、前記チェーンにおける隣り合うローラの高さの差を求め、求めた前記高さの差から前記チェーンの部分伸びを推定し、前記チェーンに設けられた形状によって前記噛合い高さ測定装置で取得された信号に重畳される波形に基づいて、前記チェーンの部分伸びが発生する位置を特定する信号処理装置と、を備え、前記信号処理装置は、前記チェーンの測定面に塗布された半固形状の材料の位置を検出し、当該半固形状の材料の位置を基準にして前記チェーンの部分伸びが発生する位置を特定するように構成される。

本開示に係るチェーン部分伸び検出方法は、駆動力が伝達されることによって回転する駆動スプロケットと、回転自在な回転軸に支持された従動スプロケットと、前記駆動スプロケットおよび前記従動スプロケットに巻き掛けられ、前記駆動スプロケットの動力を前記従動スプロケットに伝達するチェーンと、備えた伝達装置における前記チェーンの伸びを検出するチェーン部分伸び検出方法において、前記駆動スプロケットまたは前記従動スプロケットと前記チェーンとが噛み合っている範囲における前記チェーンの噛合い高さを測定し、前記チェーンの測定面に噛合い高さの情報を示す信号上に、特定の位置を示し検出することのできる波形を生じるための形状を設け、前記噛合い高さの情報を示す信号を用いて、前記チェーンにおける隣り合うローラの高さの差を求め、求めた前記高さの差から前記チェーンの部分伸びを推定し、前記チェーンに設けられた形状によって前記噛合い高さ測定装置で取得された信号に重畳される波形に基づいて、前記チェーンの部分伸びが発生する位置を特定するものであり、前記チェーンの測定面に塗布された半固形状の材料を検出することで前記チェーンにおける絶対位置の情報を得るものである。

本開示に係る乗客コンベアは、モータから駆動力が伝達されることによって回転する駆動スプロケットと、ステップを駆動するステップ駆動装置に接続され、回転自在な回転軸に支持された従動スプロケットと、前記駆動スプロケットおよび前記従動スプロケットに巻き掛けられ、前記駆動スプロケットの動力を前記従動スプロケットに伝達するチェーンと、前記駆動スプロケットまたは前記従動スプロケットと前記チェーンとが噛み合っている範囲における前記チェーンの噛合い高さを測定する噛合い高さ測定装置と、前記噛合い高さ測定装置で取得された信号を用いて、前記チェーンにおける隣り合うローラの高さの差を求め、求めた前記高さの差から前記チェーンの部分伸びを推定し、前記チェーンに設けられた形状によって前記噛合い高さ測定装置で取得された信号に重畳される波形に基づいて、前記チェーンの部分伸びが発生する位置を特定する信号処理装置と、を備え、前記信号処理装置は、前記チェーンの測定面に塗布された半固形状の材料の位置を検出し、当該半固形状の材料の位置を基準にして前記チェーンの部分伸びが発生する位置を特定するように構成される。

本開示によれば、信号処理装置は、チェーンにおける隣り合うローラの高さの差を求め、求めた前記高さの差からチェーンの部分伸びを推定する。信号処理装置は、チェーンに設けられた形状によって噛合い高さ測定装置で取得された信号に重畳される波形に基づいて、チェーンの部分伸びが発生する位置を特定する。このため、チェーンの部分伸びについて伸び量とともに伸びの位置も容易に確認することができる。

実施の形態１におけるチェーン部分伸び検出方法を用いるチェーン伸び検出装置によって伸びが検出されるチェーンの構造を示す断面図である。 図１のチェーンを備えた伝達装置を示す図である。 図１のピンとブッシュの互いの摺動接触面の間に隙間が生じたチェーンを示す断面図である。 図３のチェーンにおいて張力が作用した状態を示す断面図である。 図４のチェーンのリンク数を多くした状態を示す断面図である。 伸びが生じていない初期状態のチェーンと従動スプロケットとの噛合いを示す図である。 図６のチェーンおよび従動スプロケットを示す拡大図である。 全域に渡って伸びのあるチェーンと従動スプロケットとの巻き掛け状態を示す図である。 図８のチェーンおよび従動スプロケットの要部を示す拡大図である。 チェーンの全域に渡って均一な伸びが生じた場合のそれぞれのローラのピッチ円からの移動量を表す図である。 チェーンの一部の領域だけ伸びが生じた場合のそれぞれのローラのピッチ円からの移動量を表す図である。 チェーンの一部の領域だけ伸びが生じた場合のそれぞれのローラのピッチ円からの移動量を表す図である。 実施の形態１におけるチェーン伸び検出装置を示す図である。 図１３のチェーンにおける測定位置を示す図である。 チェーンに伸びがない場合またはチェーンの伸びが小さい場合のチェーンの噛合い高さを示す図である。 チェーンの全域に渡って不均一な伸びが生じた場合のチェーンの噛合い高さを示す図である。 チェーンの一部に伸びが生じた場合のチェーンの噛合い高さを示す図である。 ＣＡＤなどを用いた作図的なチェーンの伸びによる噛合い高さを求める方法を示す図である。 実施の形態１におけるチェーンの部分伸びの位置を特定するためのグリス材の塗布状態を示すチェーン側面図である。 グリス材によるマーキングが３か所に塗布されたチェーンに対して測定される波形を示す図である。 実施の形態１における信号処理装置のハードウェア構成図である。 実施の形態２に係る均一伸びと部分伸びが混在するチェーンの特に部分伸びの近傍を測定した際の測定波形を示す図である。 部分伸びのみが存在する場合と均一伸びと部分伸びとが混在する場合のチェーン１の測定波形を示す図である。 同じ伸び率の部分伸びに対して複数の伸び率の均一伸びが混在した場合を想定した幾何検討から得られる図である。

実施の形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１は実施の形態１におけるチェーン部分伸び検出方法を用いるチェーン伸び検出装置によって伸びが検出されるチェーンの構造を示す断面図である。

図１に示されるように、チェーン１は、複数組の外プレート１１と複数組の内プレート１３と複数組のブッシュ１４と複数組のピン１２と複数組のローラ１５とを備える。

複数組の外プレート１１において、対となる外プレート１１は、互いに対向して設けられる。複数組の内プレート１３において、対となる内プレート１３は、互いに対向して設けられる。複数組の外プレート１１の各々と複数組の内プレート１３の各々とは、チェーン１の長手方向に交互に配置される。

複数組のブッシュ１４の各々は、円筒状に形成される。複数組のブッシュ１４において、対となるブッシュ１４の一方は、対応する一対の内プレート１３の一側に渡って固定される。対となるブッシュ１４の他方は、対応する一対の内プレート１３の他側に渡って固定される。

複数組のピン１２において、対となるピン１２の一方は、対応する一対の外プレート１１に渡ってかしめにより固定される。対となるピン１２の他方は、対応する一対の外プレート１１に渡ってかしめにより固定される。複数組のピン１２の各々は、対応する複数組のブッシュ１４の各々に挿入される。ピン１２は、長手方向に隣り合う一対の外プレート１１と一対の内プレート１３とを連結する。ピン１２において、ブッシュ１４に挿入される部分は、チェーン１の屈曲部である関節となる。

複数組のローラ１５の各々は、対応する複数組のブッシュ１４の各々の周囲に設けられる。複数組のローラ１５は、対応する複数組のブッシュ１４の各々に対して回転自在に設けられる。複数組のローラ１５の各々は、図示されないスプロケットの歯と噛み合う。

図２は図１のチェーン１を備えた伝達装置を示す図である。

図２に示されるように、伝達装置は、駆動スプロケット２と従動スプロケット３とチェーン１とを備える。

駆動スプロケット２は、駆動力が伝達されることによって回転する。従動スプロケット３は、駆動スプロケット２とは離れて設けられる。従動スプロケット３は、回転自在な回転軸に支持される。従動スプロケット３は、負荷となる。チェーン１は、駆動スプロケット２と従動スプロケット３とに渡って巻き掛けられる。チェーン１は、駆動スプロケット２の動力を従動スプロケット３に伝達する。

矢印Ａに示されるように、駆動スプロケット２が左回りに回転する場合、駆動スプロケット２と従動スプロケット３との間において、チェーン１の上側の部分は、張り側部分となる。駆動スプロケット２と従動スプロケット３との間において、チェーン１の下側の部分は、弛み側部分となる。

チェーン１の張り側部分は、伝達される負荷トルクに応じた張力の作用を受ける。チェーン１の弛み側部分は、伝達される負荷トルクに応じた張力の作用を受けない。チェーン１の弛み側部分は、自重とチェーン１の回転動作に伴う振動による微小な変動に応じた張力の作用を受ける。

チェーン１において、駆動スプロケット２または従動スプロケット３と噛み合っている部分では、関節の角度は、駆動スプロケット２または従動スプロケット３の歯数で決定される歯毎の角度により決まる。チェーン１において、関節は、駆動スプロケット２または従動スプロケット３に掛かり始める部分からスプロケットから抜け出る部分までチェーン１の進行に伴って回転屈曲動作を行う。

関節は、回転屈曲動作中において伝達トルクに応じた張力の作用を受ける。このため、回転屈曲動作において、ピン１２とブッシュ１４とは、互いの接触摺動面において面圧を有する摺動動作を行う。その結果、ピン１２とブッシュ１４とは、互いの接触摺動面において摩耗する。特に、ピン１２の両端部は、ブッシュ１４の角と局所的に接触する。このため、ピン１２の両端部において、摩耗は促進する。その結果、ピン１２とブッシュ１４との隙間は、初期状態に比べて広がる。当該隙間は、チェーン１の伸びに最も影響する要因となる。

図３は図１のピンとブッシュの互いの摺動接触面の間に隙間が生じたチェーンを示す断面図である。図４は図３のチェーンにおいて張力が作用した状態を示す断面図である。図５は図４のチェーンのリンク数を多くした状態を示す断面図である。

図３において、チェーン１は、張力の作用を受けていない。チェーン１の許容張力と内プレート１３の材料、形状とが適切に選定された際、内プレート１３は、通常のトルク伝達で作用する張力で伸びない。このため、同一の内プレート１３において、一対のブッシュ１４の間隔は、変化しない。一対のブッシュ１４のそれぞれの中心の間隔は、チェーン１の基準ピッチｐに設定される。

チェーン１の伸びの評価は、隣り合うローラ１５の間の寸法で規定される。具体的には、チェーン１の伸びの評価は、基準ピッチｐに対してどれだけ変化したかにより規定される。

ピン１２とブッシュ１４とにおいて、互いの接触摺動面は、経年的に摺動と摩耗とに繰り返す。その結果、ピン１２とブッシュ１４とにおいて、互いの接触摺動面の間には、隙間Ｂが一律に形成される。

図４と図５とに示されるように、張力がチェーン１に作用すると、ピン１２は、ブッシュ１４に対して隙間Ｂの寸法だけ移動する。その結果、ピン１２は、ブッシュ１４と接触する。

この際、隣り合う一対のブッシュ１４において、それぞれの中心の間の距離は、隣り合う一対のローラ１５のそれぞれの中心の間の距離と同じである。延びたチェーン１においては、同一の外プレート１１に設けられた一対のローラ１５の間の距離のみが基準ピッチｐに対して伸びる。これに対し、同一の内プレート１３に設けられた一対のローラ１５の間の距離は伸びない。その結果、隣り合うローラ１５の間隔は、一つ置きに伸びる。

次に、チェーン１と従動スプロケット３との噛合いを説明する。
図６は伸びが生じていない初期状態のチェーンと従動スプロケットとの噛合いを示す図である。図７は図６のチェーンおよび従動スプロケットを示す拡大図である。

実際のチェーン１においては、円滑な動作が行われるように、各部材間には、微小な隙間が設けられる。当該隙間は、チェーン１の初期状態の伸びとして現れる。当該隙間は、誤差とする。

チェーン１のピッチ長さｐは、チェーン１の引張強度に応じた型番に対して規格で定められる。チェーン１は、次の（１）式のピッチ径Ｄの位置で従動スプロケット３の歯と噛み合う。

Ｄ×ｓｉｎ（１８０／Ｚ）＝ｐ （１）

ただし、ｚは、従動スプロケット３の歯数ｚである。

チェーン１の型番と従動スプロケット３の歯数ｚとが決まると、ピッチ径Ｄは、一意に決まる。このため、ローラ１５の位置は、従動スプロケット３に対して幾何的な作図によって予め求められる。

従来の方法においては、チェーン１が全域に渡って一律に伸びた場合、ローラ１５は、上記の（１）式のピッチ長さｐに伸びの分の長さΔｐを足し合わせた値を用いて算出されるピッチ径Ｄの位置で噛み合うと仮定される。

しかしながら、ピッチ長さｐは、チェーン１の構造上の理由から同一の外プレート１１に設けられた一対のローラ１５の中心間において変化する。これに対し、ピッチ長さｐは、同一の内プレート１３に設けられた一対のローラ１５の中心間において変化しない。

つまり、全周に渡って一律に伸びが生じたチェーン１では、外プレート１１の部分にだけ、隣り合うローラ１５の中心間の距離に伸びが生じる。並べられたローラ１５において、１つ置きに隣り合うローラ１５の中心間の距離が変化する。このため、チェーン１に伸びが生じた場合において、従動スプロケット３の歯内でのローラ１５の噛合い位置は、上記の式（１）によって一律に求められない。

図８は全域に渡って伸びのあるチェーンと従動スプロケットとの巻き掛け状態を示す図である。図９は図８のチェーンおよび従動スプロケットの要部を示す拡大図である。

チェーン１の伸びに関わらず、チェーン１は、従動スプロケット３に巻き掛けられている範囲において特定の歯と同じかみ合い状態となる。

経験上、特定の歯は、駆動スプロケット２および従動スプロケット３のそれぞれの回転軸を結んだ線の延長線上にある。正確な位置は、チェーン１に掛かる負荷、チェーン１における撓み側の部分の自重、従動スプロケット３の歯面の摩擦係数などの刻々と変化する条件に応じて移動する。実施の形態１では、特定の歯は、駆動スプロケット２および従動スプロケット３のそれぞれの回転軸を結んだ線の延長線上にあるとする。

図９においては、チェーン１の伸びのないときの噛合い位置と同じ位置で噛合う歯から順に、内プレート１３は、破線で表される。外プレート１１は、実線で表される。

第１ローラ１５ａは、従動スプロケット３の回転方向について内プレート１３の後方に配置される。第１ローラ１５ａは、伸びのない状態のピッチ円上で従動スプロケット３と噛み合う位置にある。

第２ローラ１５ｂは、第１ローラ１５ａよりも回転方向について１つ前側にある。第２ローラ１５ｂは、第１ローラ１５ａと同一の内プレート１３に固定されたブッシュ１４と同軸に配置される。このため、第２ローラ１５ｂと第１ローラ１５ａとの軸間距離は、チェーンピッチと等しい。その結果、第２ローラ１５ｂも、ピッチ円上にある。

第３ローラ１５ｃは、第２ローラ１５ｂよりも回転方向について１つ前側にある。第３ローラ１５ｃは、第２ローラ１５ｂに貫通するピン１２と同一の外プレート１１に固定されたピン１２が貫通するブッシュ１４と同軸に配置される。第２ローラ１５ｂよりも回転方向について１つ前側にあるピン１２とブッシュ１４との摩耗によって生じる両者の隙間Ｂの分だけ、外プレート１１に設けられた一対のブッシュ１４の間の距離が拡がる。このため、第３ローラ１５ｃと第２ローラ１５ｂとの軸間距離は、チェーンピッチに対して広がる。第３ローラ１５ｃは、第２ローラ１５ｂの軸を中心としてチェーンピッチよりも伸びた分だけ長い長さの半径として回転する。このため、第３ローラ１５ｃは、従動スプロケット３のピッチ円よりも大きな半径の円上で従動スプロケット３における次の歯と噛合う。その結果、第３ローラ１５ｃは、従動スプロケット３の歯の中で、従動スプロケット３の径方向について歯底から歯先にずれた位置で噛み合う。

第４ローラ１５ｄは、第３ローラ１５ｃよりも回転方向について１つ前側にある。第４ローラ１５ｄは、第３ローラ１５ｃと同一の内プレート１３に固定されたブッシュ１４と同軸に配置される。このため、第４ローラ１５ｄと第３ローラ１５ｃとの軸間距離は、チェーンピッチと等しい。第４ローラ１５ｄは、第３ローラ１５ｃの軸を中心としてチェーンピッチを半径として回転する。このため、第４ローラ１５ｄは、第３ローラ１５ｃの位置する従動スプロケット３の中心を中心とする円よりも小さな半径の円上に位置する。

このように、伸びのないチェーン１と同じくピッチ円上で従動スプロケット３の歯と噛み合うローラ１５を基点として、外プレート１１の回転方向について前方にあるローラ１５は、従動スプロケット３の歯内における従動スプロケット３の中心からより離れた位置で歯内と噛み合う。回転方向について次に前方に位置するローラ１５は、基点のローラ１５の外プレート１１の回転方向について前方にあるローラ１５に対して従動スプロケット３の中心からより近い位置で歯内と噛み合う。

図１０はチェーン１の全域に渡って均一な伸びが生じた場合のそれぞれのローラのピッチ円からの移動量を表す図である。

図１０は、第１ローラ１５ａから第１ローラ１５ａに対して回転方向について前方に配置された第２ローラ１５ｂ、第３ローラ１５ｃなどの順にそれぞれの移動量を表す。

図１０に示されるように、従動スプロケット３のピッチ円上に位置する第１ローラ１５ａに対して回転方向についてある程度前方に位置するローラ１５について、従動スプロケット３の中心から遠いローラ１５の位置と近いローラ１５の位置とは、ある一定の値に落ち着く。

図１１はチェーン１の一部の領域だけ伸びが生じた場合のそれぞれのローラ１５のピッチ円からの移動量を表す図である。

図１１は、チェーン１における伸びの生じた部分にあるローラ１５が従動スプロケット３の歯とピッチ円上で噛み合った場合のそれぞれのローラ１５の移動量を表す。

図１１に示されるように、ピッチ円上にあったローラ１５に対して回転方向について前方に並べられたいくつかのローラ１５は、ピッチ円から大きく離れる。ピッチ円からの移動量が大きいローラ１５に対して回転方向について前方に並べられた複数のローラ１５の位置は、なだらかにピッチ円に近づく。

図１２はチェーン１の一部の領域だけ伸びが生じた場合のそれぞれのローラのピッチ円からの移動量を表す図である。

図１２は、チェーン１における伸びの生じた部分にあるローラ１５が従動スプロケット３の歯とピッチ円上で噛合ったローラ１５よりも回転方向について前方にある場合のそれぞれのローラ１５の移動量を表す。

図１２に示されるように、チェーン１における伸びの生じていないローラ１５の噛合い位置は、ピッチ円上にある。チェーン１における伸びの生じた部分のローラ１５の噛合い位置は、ピッチ円から大きく移動する。

以上のことから、チェーン１の全域に亘って均一な伸びが生じる場合およびチェーン１の一部の領域だけ伸びが生じる場合のいずれの場合でも、チェーン１の伸び量と相関のある噛合いの高さは、従動スプロケット３との噛合いにおいてピッチ円上で噛合うローラ１５の位置から回転方向について概ね１５歯程度前方の位置で検出される。

次に、チェーン１の伸びと従動スプロケット３に対するローラ１５の噛合いとの特徴を利用したチェーン１の伸びの位置とその伸び量の推定方法を説明する。
図１３は実施の形態１におけるチェーン伸び検出装置を示す図である。

図１３に示されるように、チェーン伸び検出装置は、噛合い高さ測定装置４と信号処理装置５とを備える。

例えば、噛合い高さ測定装置４は、レーザを用いた非接触型の変位計である。噛合い高さ測定装置４は、チェーン１が従動スプロケット３に対してピッチ円上で噛合う歯から回転方向について前方に１５歯以上離れた位置に設けられる。噛合い高さ測定装置４は、従動スプロケット３の歯内におけるチェーン１の高さを測定する。具体的には、噛合い高さ測定装置４は、図１３においては図示されないローラ１５の高さを測定する。なお、噛合い高さ測定装置４において、駆動スプロケット２の歯内におけるチェーン１の高さを測定してもよい。

信号処理装置５は、噛合い高さ測定装置４の測定結果に対応した信号の入力を受け付ける。信号処理装置５は、信号処理工程を行う。具体的には、信号処理装置５は、噛合い高さ測定装置４からの信号を用いて、チェーン１の全域に渡った伸びの状態の有無を判定する。

図１４は図１３のチェーン１における測定位置を示す図である。

従動スプロケット３の歯内におけるチェーン１の高さの測定において、測定点は、（ａ）点と（ｂ）点と（ｃ）点とに示されるように噛合い高さとともに従動スプロケット３の中心から半径方向の位置が変化する部分から選定される。

この状態において、噛合い高さ測定装置４は、噛合い高さ測定工程を行う。具体的には、噛合い高さ測定装置４は、（ａ）点と（ｂ）点と（ｃ）点とにレーザを照射することで、歯内におけるチェーン１の噛合い高さの変化を測定する。

次に、図１５から図１７を用いて、チェーン１の噛合い高さの測定結果を説明する。
図１５はチェーンに伸びがない場合またはチェーンの伸びが小さい場合のチェーンの噛合い高さを示す図である。図１６はチェーンの全域に渡って不均一な伸びが生じた場合のチェーンの噛合い高さを示す図である。図１７はチェーンの一部に伸びが生じた場合のチェーンの噛合い高さを示す図である。

図１５に示されるように、チェーン１の伸びがない場合またはチェーン１の伸びが小さい場合、信号処理装置５は、各ローラ１５の歯内での噛合い高さにおいて大きな差がない波形を得る。

図１６に示されるように、チェーン１の全域に亘って不均一な伸びが生じた場合、信号処理装置５は、並べられた複数のローラ１５において１つ置きに噛合い高さが変わる波形を得る。信号処理装置５は、隣り合うローラ１５の噛合い高さの差と予め測定対象となるチェーン１の仕様からＣＡＤなどを用いて作図的に求めた値とを比較することでチェーン１の概略の伸び率を推定する。

図１７に示されるように、チェーン１の一部に伸びが生じた場合、信号処理装置５は、伸びが生じた部分の噛合い位置が他の部分の噛合い位置と明らかに異なる波形を得る。具体的には、信号処理装置５は、伸びが生じた部分に向けて徐々に噛合い高さが高くなり、当該部分を頂点としてまた伸びのない状態に戻る波形を得る。信号処理装置５は、均一な波形部分と最大変位部分との噛合い高さの差と予め測定対象となるチェーン１の仕様からＣＡＤなどを用いて作図的に求めた値とを比較することでチェーン１の概略の伸び率を推定する。

図１８はＣＡＤなどを用いた作図的なチェーン１の伸びによる噛合い高さを求める方法を示す図である。

図１８の（ａ）において、ローラ１５の半径は、ｒとされる。従動スプロケット３の歯内において、第１ローラ１５ａは、理想的な位置に噛み合っていると仮定される。この際、第１ローラ１５ａの表面は、従動スプロケット３の歯３ａの歯面と接触する。

第２ローラ１５ｂは、第１ローラ１５ａに対して回転方向に隣り合う。半径ｒの第２ローラ１５ｂは、第１ローラ１５ａの中心からチェーンピッチｐを半径とする円周上を移動する。

図１８の（ｂ）に示されるように、第２ローラ１５ｂの表面において、従動スプロケット３の歯８ｂの歯面と接する位置は、従動スプロケット３の歯３ａと噛み合った第１ローラ１５ａの中心を中心とする円周に沿って半径ｒの第２ローラ１５ｂを移動させるように作図することで求められる。

このように求められた位置が従動スプロケット３と第２ローラ１５ｂとの噛合い位置となる。この際、従動スプロケット３の中心と第２ローラ１５ｂの中心との距離は、第２ローラ１５ｂの噛合い高さとなる。

図１８の（ｃ）に示されるように、第２ローラ１５ｂと同様にして、第３ローラ１５ｃの噛合い位置および噛合い高さは、求められる。

なお、ローラ１５の噛合い位置および噛合い高さは、従動スプロケット３の形状、チェーンピッチ長さ、ローラ１５の形状が決まれば、幾何的に一意に求められる。このため、ローラ１５の噛合い位置および噛合い高さは、図１８に示す手順で求めるほかにも、汎用的な幾何学ツールを用いて求め得る。

チェーン１が円滑な動きを維持するために行われる潤滑剤の塗布の部分的な不備、金属片、砂といった外的な異物のチェーン１の関節への混入などがあると、該当部分において、チェーン１の構造部材の摺動摩耗が発生する。当該摺動摩耗により、チェーン１の一部だけが伸びる。

当該伸びが進行すると、チェーン１が振動し得る。さらに、チェーン１の伸びが進行すると、噛合い高さが極めて高くなる。この場合、チェーン１のローラ１５が駆動スプロケット２または従動スプロケット３の歯を乗り越え得る。

チェーン１の振動等を未然に防ぐためには、部分的な伸びの存在を確認するだけでなく、部分的な伸びの位置を特定することが極めて重要である。

そこで、信号処理装置５は、チェーン１全周に対する部分的な伸びの位置を判別するためにマーキングの位置を検出する。

図１９は実施の形態１におけるチェーンの部分伸びの位置を特定するためのグリス材の塗布状態を示すチェーン側面図である。

図１４に示す測定点の中で、外プレート１１の側面である（ａ）点または内プレート１３の側面である（ｂ）点に対し、測定される信号に明らかな特異な凸部として認識できる形状が設けられる。

チェーン１は、極めて汎用的な部品である。このため、チェーン１は、大量生産により安定した性能と低価格を実現する。これに対し、マーキングを実現するために特殊な形状を形成すれば、性能、価格の両面で大きな課題を生じ得る。そこで、本実施の形態では、一般的なチェーン１に対して、性能、動きに何ら影響を与えることのないマーキングが設けられる。

図１９に示されるように、グリス材８は、内プレート１３の測定面としての側面に塗布される。その結果、チェーン１は、円滑な動作を維持する。グリス材８は、一般的な機械部品の軸受、摺動部分に用いられる。グリス材８は、鉱物油、リチウム石鹸、あるいは二硫化モリブデンといった成分の半固形状で用いられる。

図２０はグリス材によるマーキングが３か所に塗布されたチェーンに対して測定される波形を示す図である。

波形Ａ１と波形Ａ２と波形Ａ３とは、正常な噛合い高さを測定する波形に対して明らかに特異な波形である。

信号処理装置５は、チェーン１に設けられた形状によって噛合い高さ測定装置４で取得された信号に重畳される波形に基づいて、チェーン１の部分伸びが発生する位置を特定する。具体的には、信号処理装置５は、波形Ａ１と波形Ａ２と波形Ａ３との位置を基準にしてチェーン１の部分伸びが発生する位置を特定する。

以上で説明した実施の形態１によれば、信号処理装置５は、チェーン１における隣り合うローラの高さの差を求め、求めた高さの差からチェーン１の部分伸びを推定する。信号処理装置５は、チェーン１に設けられた形状によって噛合い高さ測定装置４で取得された信号に重畳される波形に基づいて、チェーン１の部分伸びが発生する位置を特定する。このため、チェーン１が通常に駆動している状態で、チェーン１の全域にわたるチェーン１の伸びを評価することができるだけでなく、チェーン１の部分伸びについて伸び量とともに伸びの位置も容易に確認することができる。

また、マーキングには、潤滑剤として用いられるグリス材８が用いられる。グリス材８は、元々良好な動きを維持するために半固形状の材料で形成される。このため、グリス材８の飛散、落下による機械的な損傷、動作不具合、拭き残しといった人為的なミスによる不具合の可能性のない測定方法を提供することができる。さらに、測定時にグリス材８を追加することも極めて容易である。

具体的には、信号処理装置５は、グリス材８を検出することによりチェーン１における絶対位置の情報を得る。このため、チェーン１の部分伸びの位置を正確に特定することができる。

なお、マーキングとして、グリス材８以外の半固形状の材料を用いてもよい。

また、元々のチェーン１の構造を変えることなくマーキングの目的を達するには、外部から後付けでの凸部を設ければよい。例えば、磁力、接着力によりマーキングを後付けしてもよい。

次に、図２１を用いて、信号処理装置５の例を説明する。
図２１は実施の形態１における信号処理装置のハードウェア構成図である。

信号処理装置５の各機能は、処理回路により実現し得る。例えば、処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ１００ａと少なくとも１つのメモリ１００ｂとを備える。例えば、処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェア２００を備える。

処理回路が少なくとも１つのプロセッサ１００ａと少なくとも１つのメモリ１００ｂとを備える場合、信号処理装置５の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、少なくとも１つのメモリ１００ｂに格納される。少なくとも１つのプロセッサ１００ａは、少なくとも１つのメモリ１００ｂに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、信号処理装置５の各機能を実現する。少なくとも１つのプロセッサ１００ａは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰともいう。例えば、少なくとも１つのメモリ１００ｂは、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等である。

処理回路が少なくとも１つの専用のハードウェア２００を備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらの組み合わせで実現される。例えば、信号処理装置５の各機能は、それぞれ処理回路で実現される。例えば、信号処理装置５の各機能は、まとめて処理回路で実現される。

信号処理装置５の各機能について、一部を専用のハードウェア２００で実現し、他部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。例えば、部分的な伸びの位置を特定する機能については専用のハードウェア２００としての処理回路で実現し、部分的な伸びの位置を特定する機能以外の機能については少なくとも１つのプロセッサ１００ａが少なくとも１つのメモリ１００ｂに格納されたプログラムを読み出して実行することにより実現してもよい。

このように、処理回路は、ハードウェア２００、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせで信号処理装置５の各機能を実現する。

実施の形態２．
図２２は実施の形態２に係るチェーン部分伸び検出方法に関する測定波形の一例を示す図である。

特にチェーン１の部分伸びが生じる状態では、部分伸びが生じる部分以外の部分においても、多少の経年的な伸びが生じ得る。この場合、均一伸びと部分伸びが混在した状態となる。図２２に示す波形は、均一伸びと部分伸びが混在する場合に測定される波形をＣＡＤにより幾何的に求めた例である。

部分伸び以外の区間（ａ）は、均一伸びのみの状態と同じく段々状の波形となる。部分伸びの生じる区間（ｂ）に向けては、噛合い高さは、均一伸びの特徴である段々状を維持した状態でなだらかに上昇する。その後、区間（ｃ）では、噛合い高さは、段々状に下降し再度均一伸びのみの段々状に戻る。

実施の形態２のチェーン伸び検出方法においては、信号処理装置５は、隣り合うローラ１５同士の噛合い高さの差に基づいてチェーン１の伸び率を推定する。具体的には、信号処理装置５は、隣り合うローラ１５同士の噛合い高さの測定値と予め幾何的に求められる値との比較結果に基づいて伸び率を推定する。

均一伸びについては、全周の中に一部に部分伸びが存在している場合でも、部分伸び以外の区間（ａ）での波形を用いれば、その際の均一伸びの伸び率が推定される。部分伸びが検出された場合、部分伸びが存在しない部分での波形を用いることで伸び率が推定される。

図２３は部分伸びのみが存在する場合と均一伸びと部分伸びとが混在する場合のチェーン１の測定波形を示す図である。

均一伸びと部分伸びとが混在する場合とにおいて段々状の波形が得られるだけでなく、部分伸びのみが存在する場合と均一伸びと部分伸びとが混在する場合とにおいて、全体の波形が明らかに異なる。

図２３において、Ｈ１は、均一伸びだけが存在する区間の平均と部分伸びによる最も噛合い高さが高くなる位置との差である。Ｈ２は、部分伸びによる最も噛合い高さが高くなる位置とそれと隣り合う噛合い高さの差である。Ｈ１とＨ２とは、部分伸びの伸び率の推定に用いる噛合い高さの情報の候補である。

部分伸びのみが存在する場合と均一伸びと部分伸びとが混在する場合とにおいて、Ｈ１は、同じ部分伸び率に対して明らかに異なる値となる。このため、均一伸びの有無、程度がわからない状態において、Ｈ１は、部分伸びの伸び率の推定に用いられない。

図２４は同じ伸び率の部分伸びに対して複数の伸び率の均一伸びが混在した場合を想定した幾何検討から得られる図である。図２４において、横軸は、混在する均一伸びの伸び率である。縦軸は、Ｈ２の値である。

図２４に示されるように、均一伸びが混在しても、その均一伸びの伸び率にかかわらずＨ２の値はほぼ一定の値を示す。このため、均一伸びの有無、程度がわからない状態においても、Ｈ２は、部分伸びの伸び率の推定に用いられる。

以上で説明した実施の形態２によれば、信号処理装置５は、部分伸びと認識した際に、部分伸びによる最も噛合い高さが高くなるローラ１５とそのローラ１５と隣接するローラ１５の噛合い高さの差Ｈ２によって部分伸びの伸び率を推定する。このため、認識された部分伸びに対して、周囲に均一伸びが混在することの影響を受けることなく、部分伸び率の推定を行うことができる。その結果、均一伸びが混在するか否かにかかわらず部分伸びの伸び率を精度よく推定することができる。

なお、実施の形態１または実施の形態２のチェーン伸び検出方法を乗客コンベアに適用してもよい。この場合、モータから伝達される駆動力により駆動スプロケット２を回転させればよい。ステップを駆動するステップ駆動装置に従動スプロケット３を接続すればよい。

以上のように、チェーン伸び検出装置、チェーン伸び検出方法および乗客コンベアは、伝達装置を用いたシステムに利用できる。

１ チェーン、２ 駆動スプロケット、３ 従動スプロケット、４ 噛合い高さ測定装置、５ 信号処理装置、 ８ グリス材、 １１ 外プレート、１２ ピン、１３ 内プレート、１４ ブッシュ、１５ ローラ

Claims (5)

1. 駆動力が伝達されることによって回転する駆動スプロケットと、
   回転自在な回転軸に支持された従動スプロケットと、
   前記駆動スプロケットおよび前記従動スプロケットに巻き掛けられ、前記駆動スプロケットの動力を前記従動スプロケットに伝達するチェーンと、
   を備えた伝達装置における前記チェーンの部分伸びを検出するチェーン部分伸び検出装置において、
   前記駆動スプロケットまたは前記従動スプロケットと前記チェーンとが噛み合っている範囲における前記チェーンの噛合い高さを測定する噛合い高さ測定装置と、
   前記噛合い高さ測定装置で取得された信号を用いて、前記チェーンにおける隣り合うローラの高さの差を求め、求めた前記高さの差から前記チェーンの部分伸びを推定し、前記チェーンに設けられた形状によって前記噛合い高さ測定装置で取得された信号に重畳される波形に基づいて、前記チェーンの部分伸びが発生する位置を特定する信号処理装置と、
   を備え、
   前記信号処理装置は、前記チェーンの測定面に塗布された半固形状の材料の位置を検出し、当該半固形状の材料の位置を基準にして前記チェーンの部分伸びが発生する位置を特定するように構成されるチェーン部分伸び検出装置。
2. 前記信号処理装置は、部分伸びと認識した際に、部分伸びによる最も噛合い高さが高くなるローラとそのローラと隣接するローラの噛合い高さの差によって部分伸びの伸び率を推定する請求項１に記載のチェーン部分伸び検出装置。
3. 駆動力が伝達されることによって回転する駆動スプロケットと、
   回転自在な回転軸に支持された従動スプロケットと、
   前記駆動スプロケットおよび前記従動スプロケットに巻き掛けられ、前記駆動スプロケットの動力を前記従動スプロケットに伝達するチェーンと、
   を備えた伝達装置における前記チェーンの伸びを検出するチェーン部分伸び検出方法において、
   前記駆動スプロケットまたは前記従動スプロケットと前記チェーンとが噛み合っている範囲における前記チェーンの噛合い高さを測定し、
   前記チェーンの測定面に噛合い高さの情報を示す信号上に、特定の位置を示し検出することのできる波形を生じるための形状を設け、
   前記噛合い高さの情報を示す信号を用いて、前記チェーンにおける隣り合うローラの高さの差を求め、求めた前記高さの差から前記チェーンの部分伸びを推定し、前記チェーンに設けられた形状によって前記噛合い高さ測定装置で取得された信号に重畳される波形に基づいて、前記チェーンの部分伸びが発生する位置を特定するチェーン部分伸び検出方法であって、
   前記チェーンの測定面に塗布された半固形状の材料を検出することで前記チェーンにおける絶対位置の情報を得ることを特徴とするチェーン部分伸び検出方法。
4. 部分伸びと認識した際に、部分伸びによる最も噛合い高さが高くなるローラと、そのローラと隣接するローラの噛合い高さの差によって部分伸びの伸び率を推定する請求項３に記載のチェーン部分伸び検出方法。
5. モータから駆動力が伝達されることによって回転する駆動スプロケットと、
   ステップを駆動するステップ駆動装置に接続され、回転自在な回転軸に支持された従動スプロケットと、
   前記駆動スプロケットおよび前記従動スプロケットに巻き掛けられ、前記駆動スプロケットの動力を前記従動スプロケットに伝達するチェーンと、
   前記駆動スプロケットまたは前記従動スプロケットと前記チェーンとが噛み合っている範囲における前記チェーンの噛合い高さを測定する噛合い高さ測定装置と、
   前記噛合い高さ測定装置で取得された信号を用いて、前記チェーンにおける隣り合うローラの高さの差を求め、求めた前記高さの差から前記チェーンの部分伸びを推定し、前記チェーンに設けられた形状によって前記噛合い高さ測定装置で取得された信号に重畳される波形に基づいて、前記チェーンの部分伸びが発生する位置を特定する信号処理装置と、
   を備え、
   前記信号処理装置は、前記チェーンの測定面に塗布された半固形状の材料の位置を検出し、当該半固形状の材料の位置を基準にして前記チェーンの部分伸びが発生する位置を特定するように構成される乗客コンベア。

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