WO2018096615A1

WO2018096615A1 - 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ヤ

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Publication number: WO2018096615A1
Application number: PCT/JP2016/084804
Authority: WO
Inventors: 豊橋丘; 礼司山佐; 和利赤澤
Original assignee: 三菱電機株式会社; 三菱電機ビルテクノサービス株式会社
Priority date: 2016-11-24
Filing date: 2016-11-24
Publication date: 2018-05-31
Also published as: CN109983252B; CN109983252A; JPWO2018096615A1; DE112016007470T5; US20200055710A1; US10710844B2; JP6604615B2

Abstract

チェーンの伸び量を精度よく測定することができるチェーン伸び検出装置を得る。駆動スプロケット（２）と、従動スプロケット（３）と、駆動スプロケット（２）および従動スプロケット（３）に巻き掛けられ、駆動スプロケット（２）の動力を従動スプロケット（３）に伝達するチェーン（１）とを備えた伝達装置におけるチェーン（１）の伸びを検出するチェーン伸び検出装置であって、従動スプロケット（３）とチェーン（１）とが噛み合っている範囲におけるチェーン（１）の噛合い高さを測定する噛合い高さ測定装置（４）と、噛合い高さ測定装置（４）で取得された信号を用いて、チェーン（１）における隣り合うローラ（１５）の高さの差を求め、求めた高さの差からチェーン（１）の伸び量を推定する信号処理装置（５）とを備えている。

Description

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ヤ

　この発明は、チェーンの伸びを検出するチェーン伸び検出装置およびチェーン伸び検出方法並びにチェーン伸び検出装置を備えた乗客コンベヤに関する。

　動力伝達に用いられるチェーンには、経年的なチェーンの稼働によって、チェーンにおける回転関節部分の部材間に発生する摩擦が原因となって、長手方向についての伸びが生じる。この伸びは、チェーンにおける隣接する各ローラのそれぞれの中心の間隔が拡がる現象として現れる。チェーンに伸びが生じることによって、チェーンの弛みが増加して歯飛びという不具合が生じる可能性がある。また、チェーンに伸びが生じることによって、チェーンとスプロケットとが噛み合う位置である噛合い位置がスプロケットの歯底から歯先に向かって移動する。これによって、スプロケットの歯に生じるせん断応力が増加して、歯の欠損という不具合が生じる可能性がある。通常、チェーンが駆動する場合に、チェーンの回転関節部分に潤滑オイルを供給することにより、回転関節部分に発生する摺動摩耗が抑制される。しかしながら、これは回転関節部分に生じる摩耗の促進を抑制するものであるので、長期間のチェーンの駆動によって生じるチェーンの経年的な伸びを防止することはできない。

　そこで、従来、チェーンに伸びが生じるとチェーンとスプロケットとが噛み合う噛合い位置が歯底から歯先に移動することを利用して、噛合い位置または噛合い高さを測定し、測定された噛合い位置または噛合い高さからチェーンの伸び量を特定し、特定されたチェーンの伸び量からチェーンの伸びの状態を把握することで、歯飛びまたは歯の欠損という不具合を未然に防ぐ対策を講じるためのチェーン伸び検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１－１９９１６８号公報

　しかしながら、従来のチェーン伸び検出装置では、例えば、チェーンの全域に渡って均等に伸びが生じた場合に、チェーンにおけるスプロケットに噛み合う部分において、噛合い高さが一律に大きくなったような高さとなると想定されている。また、従来のチェーン伸び検出装置では、チェーンに局所的な伸びが生じた場合に、チェーンにおける伸びが生じた部分において、噛合い高さが一定であると想定されている。

　一方、実際のチェーンでは、チェーンの構造的な特徴、一対のスプロケットにおける寸法的な関係、一対のスプロケットのそれぞれの回転軸を結んだ線の水平面に対する傾き、一対のスプロケットの間の寸法と一対のスプロケットのそれぞれの中心軸の間の寸法とから計算される適正なチェーンのリンク数と実際のチェーンのリンク数との差によって表される撓みなどから、チェーンにおけるスプロケットに噛み合う部分の任意の位置で、チェーンの伸びと相関のある噛合い高さを測定できるとは限らない。したがって、測定されたチェーンの伸び量の精度が悪いという問題点があった。

　この発明は、チェーンの伸び量を精度よく測定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ヤを提供するものである。

　この発明に係るチェーン伸び検出装置は、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、駆動スプロケットおよび従動スプロケットに巻き掛けられ、駆動スプロケットの動力を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チェーンの伸びを検出するチェーン伸び検出装置であって、駆動スプロケットまたは従動スプロケットとチェーンとが噛み合っている範囲における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、噛合い高さ測定装置で取得された信号を用いて、チェーンにおける隣り合うローラの高さの差を求め、求めた高さの差からチェーンの伸び量を推定する信号処理装置とを備えている。

　この発明に係るチェーン伸び検出装置によれば、駆動スプロケットまたは従動スプロケットとチェーンとが噛み合っている範囲における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、噛合い高さ測定装置で取得された信号を用いて、チェーンにおける隣り合うローラの高さの差を求め、求めた高さの差からチェーンの伸び量を推定する信号処理装置とを備えているので、チェーンの伸び量を精度よく測定することができる。

この発明の実施の形態１に係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のピンとブッシュとの間の摺動接触面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した図である。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した図である。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した図である。この発明の実施の形態１に係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。この発明の実施の形態２に係るチェーン伸び検出装置を示す図である。この発明の実施の形態３に係る乗客コンベヤを示す図である。この発明の実施の形態４に係る乗客コンベヤを示す図である。

　実施の形態１．
　図１はこの発明の実施の形態１に係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。動力伝達に用いられるチェーン１は、互いに対向して設けられた一対の外プレート１１と、一対の外プレート１１に渡って設けられた２本のピン１２と、互いに対向して設けられた一対の内プレート１３と、一対の内プレート１３に渡って設けられ、円筒形状に形成された２本のブッシュ１４と、それぞれのブッシュ１４の周囲に設けられたローラ１５とを備えている。一対の外プレート１１と一対の内プレート１３とが、チェーン１の長手方向に交互に配置されている。

　それぞれのピン１２は、それぞれの外プレート１１に対して、かしめによって固定されている。それぞれのブッシュ１４は、それぞれの内プレート１３に固定されている。また、ブッシュ１４には、ピン１２が挿入されている。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とは、ピン１２がブッシュ１４に挿入されることによって連結されている。チェーン１におけるピン１２がブッシュ１４に挿入されている部分が、チェーン１の関節となっている。言い換えれば、チェーン１におけるピン１２がブッシュ１４に挿入されている部分において、チェーン１は屈曲可能となっている。

　内プレート１３に固定されたブッシュ１４の周囲にはローラ１５が装着されており、ローラ１５はブッシュ１４に対して回転可能となっている。したがって、ローラ１５は、ブッシュ１４に対して回転可能な状態でスプロケットの歯と噛み合う。チェーン１の伸びを評価する場合のチェーン１の基準長さは、隣り合うローラ１５の間の寸法で規定されている。チェーンの基準長さは、チェーン１の基準ピッチｐと呼ばれている。

　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。伝達装置は、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２と、駆動スプロケット２に離れて設けられ、回転自在な回転軸に支持された従動スプロケット３と、駆動スプロケット２と従動スプロケット３に渡って巻き掛けられたチェーン１とを備えている。駆動スプロケット２が図２の矢印Ａに示すように、左回りに回転する場合、チェーン１における駆動スプロケット２と従動スプロケット３との間の部分であって上側の部分が張り側部分となり、チェーン１における駆動スプロケット２と従動スプロケット３との間の部分であって下側の部分が弛み側部分となる。チェーン１における張り側部分には、伝達される負荷トルクに応じた張力が作用する。チェーン１における弛み側部分には、伝達される負荷トルクに応じた張力が作用せず、弛み側部分の自重とチェーン１の回転動作に伴う振動による微小な変動とによる張力が作用する。

　チェーン１におけるスプロケットと噛み合っている部分では、スプロケットの歯数で決定される歯毎の角度で関節の角度が決まる。また、チェーン１におけるスプロケットに掛かり始める部分からチェーン１におけるスプロケットから抜け出る部分までにおいて、チェーン１の進行に伴って関節の回転屈曲動作が行われる。

　回転屈曲動作が行われる関節には伝達トルクに応じた張力が作用するので、回転屈曲動作において、ピン１２とブッシュ１４との間のそれぞれの接触摺動面には、面圧を有する摺動動作が行われる。これにより、ピン１２およびブッシュ１４のそれぞれの接触摺動面には摩耗が発生する。特に、ピン１２の両端部には、ブッシュ１４の角との間での局所的な接触が発生するので、ピン１２の両端部における摩耗がより促進される。ピン１２とブッシュ１４との間の接触摺動面の摩耗により、ピン１２とブッシュ１４との間には、初期状態に比べて隙間が生じる。この隙間は、チェーン１の伸びの最も主な要因である。

　図３は図１のピン１２とブッシュ１４との間の摺動接触面に隙間が生じたチェーン１を示す断面図、図４は図３のチェーン１に張力が作用した状態を示す断面図、図５は図４のチェーン１のリンク数を多くした状態を示す断面図である。図３はチェーン１には張力が作用していない状態を示している。経年的な摺動摩耗により、ピン１２とブッシュ１４との間には、一律に隙間Ｂが形成されている。

　チェーン１に張力が作用すると、ピン１２とブッシュ１４との間の隙間Ｂの寸法だけピン１２がブッシュ１４に対して移動して、ピン１２とブッシュ１４とが接触する。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、基準ピッチｐに対してどれだけ変化したかによって測定される。

　ブッシュ１４の両端部が内プレート１３に固定されており、同一の内プレート１３に固定された一対のブッシュ１４のそれぞれの中心の間隔がチェーン１の基準ピッチｐに設定されている。同一の内プレート１３に固定された一対のブッシュ１４の間隔は、内プレート１３が伸びない限り、変化することがない。チェーン１の許容張力と、内プレート１３の材料、形状とから、通常のトルク伝達で作用する張力では、同一の内プレート１３に固定された一対のブッシュ１４の間隔は変化しない。

　隣り合う一対のブッシュ１４の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。摺動摩耗によってピン１２とブッシュ１４との間に生じた隙間Ｂだけ伸びたチェーン１と摺動摩耗のない初期の状態のチェーン１とを比較すると、延びたチェーン１では、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に対して伸びが生じ、同一の内プレート１３に設けられた一対のローラ１５の間の寸法は変化しない。つまり、ピン１２とブッシュ１４との経年的な摺動摩耗により生じる両者の隙間Ｂを原因とするチェーン１の伸びは、同一の外プレート１１に設けられた一対のローラ１５の間でのみ生じており、隣り合うローラ１５の間隔は、一つ置きに伸びが生じる。

　次に、チェーン１と従動スプロケット３との噛合いについて説明する。図６は伸びが生じていない初期状態のチェーン１と従動スプロケット３との噛合いを示す図、図７は図６のチェーン１および従動スプロケット３を示す拡大図である。実際のチェーン１では、円滑な動作が行われるようい各部材間には、微小な隙間が設けられており、その隙間によって初期状態からチェーン１における伸びとして現れるが、この実施の形態１では、この隙間は誤差とする。

　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ている。チェーン１のピッチ長さｐと、従動スプロケット３の歯数ｚとを用いて、下記の式（１）から求められるピッチ径Ｄの位置で、チェーン１が従動スプロケット３の歯と噛み合う。

　　　Ｄ×ｓｉｎ（１８０／Ｚ）＝ｐ　　　（１）

　ピッチ径Ｄがチェーン１の型番と従動スプロケット３の歯数ｚとが決まると一意に決まるので、従動スプロケット３におけるローラ１５の位置は、幾何的な作図によって予め求めることができる。

　次に、チェーン１の全域に渡って一律に伸びが生じた場合について説明する。従来は、チェーン１が一律に伸びることによって、上記の式（１）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の位置でローラ１５が従動スプロケット３と噛み合うとしていた。

　しかしながら、図５に示すように、チェーン１は構造上の理由から、伸びとしてピッチ長さｐに変化が生じるのは、同一の外プレート１１に設けられた一対のローラ１５の中心間の距離だけであり、同一の内プレート１３に設けられた一対のローラ１５の中心間の距離は変化しない。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ので、並べられたローラ１５の中で１つ置きに隣り合うローラ１５の中心間の距離の変化が生じる。これにより、チェーン１に伸びが生じた場合の従動スプロケット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ることができない。

　次に、動力を伝達している状態でのチェーン１と従動スプロケット３との巻き掛け状態について説明する。チェーン１の全域に渡って伸びがない状態では、従動スプロケット３に巻き掛けられている範囲で、ローラ１５は、上記の式（１）で算出されるピッチ径Ｄの位置で従動スプロケット３の歯と噛み合う。

　図８は全域に渡って伸びのあるチェーン１と従動スプロケット３との巻き掛け状態を示す図、図９は図８のチェーン１および従動スプロケット３の要部を示す拡大図である。チェーン１の伸びの状態に関わらず、チェーン１が巻き掛けられている従動スプロケット３の範囲で、伸びのないチェーン１が巻き掛けられている場合と同じ噛合い状態となる歯が存在する。

　この歯は、経験上、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。この実施の形態１では、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歯が、チェーン１の伸びの状態に関わらず伸びのないチェーン１が巻き掛けられている場合と同じ噛合い状態となる歯とする。

　同一の外プレート１１に設けられている一対のローラ１５の間の距離であり、同一の内プレート１３に設けられている一対のローラ１５の間の距離は変化しないため、隣り合うローラ１５の間の距離の伸びは、並べられた複数のローラ１５の中で、一つ置きに生じる。図９では、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、破線を内プレート１３として表し、実線を外プレート１１として表している。

　従動スプロケット３の回転方向について内プレート１３よりも後側に配置された第１ローラ１５ａが、伸びのない状態のピッチ円上で従動スプロケット３と噛合う位置にあるとき、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と同軸に配置されているため、両者の軸間距離は、チェーンピッチと等しい。したがって、第２ローラ１５ｂも、ピッチ円上にある。

　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と同軸に配置されている。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ので、第２ローラ１５ｂと第３ローラ１５ｃとの軸間距離は、チェーンピッチに対して大きくなる。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ため、従動スプロケット３における次の歯とは、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噛合う。これは、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合うことを意味する。

　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３ローラ１５ｃは、従動スプロケット３のピッチ径よりも大きな半径の円上で従動スプロケット３の歯内に位置するため、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い、回転方向について次に前方に位置するローラ１５は、それ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１５のピッチ円からの移動量を表した図である。図１０では、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の順にそれぞれの移動量を表している。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、従動スプロケット３の中心から近いローラ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した図である。図１１では、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場合のそれぞれのローラ１５の移動量を表している。図からわかるように、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。また、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１５のピッチ円からの移動量を表した図である。図１２では、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の移動量を表している。図からわかるように、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、ピッチ円上にあり、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の全域に渡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何れであっても、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、伸び量と相関のある噛合いの高さ位置が検出できる。

　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について説明する。図１３はこの発明の実施の形態１に係るチェーン伸び検出装置を示す図である。駆動力を有する駆動スプロケット２と、負荷となる従動スプロケット３とにチェーン１が巻き掛けられている。駆動スプロケット２からの動力がチェーン１を介して従動スプロケット３に伝達される。

　チェーン伸び検出装置は、ローラの高さを測定する噛合い高さ測定装置４と、噛合い高さ測定装置４の測定結果が入力される信号処理装置５とを備えている。従動スプロケット３において、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、噛合い高さ測定装置４を設置する。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。この例では、噛合い高さ測定装置４として、レーザを用いた非接触型の変位計が用いられている。また、この例では、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の高さを測定しているが、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。

　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の高さの測定では、図１４の点ａ～ｃに示すような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を測定点とする。これにより、噛合い高さ測定装置４は、図１４の点ａ～ｃ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ことができる。噛合い高さ測定工程において、チェーン１の噛合い高さの変化が測定される。

　噛合い高さ測定装置４で得られた信号は、信号処理装置５に送られる。信号処理装置５において、信号処理工程が行われる。信号処理装置５は、噛合い高さ測定装置４から送られた信号を用いて、チェーン１の全域に渡った伸びの状態の有無を判断する。信号処理装置５では、具体的には、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には、図１５に示すような、各ローラ１５の歯内での噛合い高さに大きな差がない波形が得られる。

　一方、チェーン１の全域に渡って不均一な伸びが生じた場合には、信号処理装置５では、図１６に示すような、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ような波形が得られる。また、チェーン１の一部に伸びが生じた場合には、信号処理装置５では、図１７に示すような、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位置となる波形が得られる。また、図１６に示す隣り合うローラ１５の噛合い高さの差、図１７に示す均一な波形部分と最大変位部分との噛合い高さの差を用いて、チェーン１の概略の伸び率を推定することができる。具体的には、図１６に示す隣り合うローラ１５の噛合い高さの差、図１７に示す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比較することで、チェーン１の概略の伸び率を推定することができる。

　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。まず、従動スプロケット３の歯内において、理想的な位置に噛み合った第１ローラ１５ａを仮定する。ここで、第１ローラ１５ａの表面は、従動スプロケット３の歯３Ａの歯面と接触している。ここで、ローラ１５の半径をｒとする。

　第１ローラ１５ａに対して回転方向に隣り合う第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。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、従動スプロケット３の歯８ｂの歯面と第２ローラ１５ｂの表面とが接する位置を作図により求める。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り、このときの従動スプロケット３の中心と第２ローラ１５ｂの中心の距離が、第２ローラ１５ｂの噛合い高さとなる。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を求めることができる。

　なお、このようなローラ１５の噛合い位置および噛合い高さの情報は、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情報であり、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ることも可能である。

　この発明の実施の形態１に係るチェーン伸び検出装置によれば、チェーン１が通常の駆動状態で、チェーン１の全域に渡るチェーン１の伸びを評価することができ、全域に渡るチェーン１の均一の伸びについてはその伸び量が推定でき、局所的な伸びについては測定点に特定のリンクに対し、明らかに信号に特異な変位を与える凸部を設けることで伸び量とともに伸びの生じている位置も確認することができる。

　実施の形態２．
　図１９はこの発明の実施の形態２に係るチェーン伸び検出装置を示す図である。この発明の実施の形態２に係るチェーン伸び検出装置は、信号処理装置５から信号を受ける外部発報装置６をさらに備えている。外部発報装置６は、信号処理装置５に送られた噛合い高さの波形から自動的に伸び量を測定し、伸びがあることを表示し、局所的な伸びを検出した場合にその伸びが生じた部分を表示する。したがって、外部発報装置６は、表示部を有している。また、外部発報装置は、外部に対して光を発したり、音を鳴らしたりすることで、チェーン１に伸びが生じたことを外部に発報する。

　以上説明したように、この発明の実施の形態２に係るチェーン伸び検出装置によれば、信号処理装置５に得られた信号から改めて演算することなく、チェーン１の伸びを知ることができ、局所的な伸びがチェーン１に生じた場合には、その位置を測定時にチェーン１を稼働しながら特定することができる。

　実施の形態３．
　図２０はこの発明の実施の形態３に係る乗客コンベヤを示す図である。この発明の実施の形態３に係る乗客コンベヤは、筐体７１と、駆動力を発生する動力部７２と、動力部７２の出力軸に取り付けられた駆動スプロケット２と、従動スプロケット３と、駆動スプロケット２および従動スプロケット３に巻き掛けられたチェーン１と、従動スプロケット３が取り付けられた主軸７３と、主軸７３が回転することによって移動するステップ７４と、電源および乗客コンベヤの動作を制御する制御盤を格納したコントローラ部７５とを備えている。動力部、駆動スプロケット２、従動スプロケット３、チェーン１、主軸、ステップおよびコントローラ部は、筐体の内部に格納されている。

　チェーン１は、乗客コンベヤに必要なすべての動力を伝達する役目を担う。そのため、乗客コンベヤの駆動時には常にチェーン１に張力が作用した状態となる。したがって、経年的な伸びがチェーン１に生じることが予想される。そのため、乗客コンベヤを常に良好な状態で稼働させるためには、定期的にチェーン１の伸びを測定し、チェーン１の伸びによる状態の劣化を未然に防ぐことが求められる。

　実施の形態３では、実施の形態１または実施の形態２に記載したチェーン伸び検出装置を、乗客コンベヤのチェーン１の定期的な点検時に用いるものである。一般に、動力部７２には、動力部７２の小型化を目的として、高速で比較的出力トルクの小さなモータが用いられている。減速機は、モータの出力をチェーン１によって減速する。その結果、主軸７３には、低速で大きなトルクが伝えられる。チェーン駆動システムで減速するためには、駆動スプロケット２に対して従動スプロケット３は減速比と同じ倍数の歯数となる。そのため、従動スプロケット３におけるチェーン１と噛み合っている歯の数は、駆動スプロケット２におけるチェーン１と噛み合っている歯の数よりも多くなる。図１０に示すように、実施の形態１または実施の形態２で記載したチェーン伸び検出装置では、歯底で噛合ったローラ１５から一定の歯数だけ回転方向について前方に配置された歯の噛合い高さを測定することが特徴であり、噛合う歯数の多い従動スプロケット３においてチェーン１の伸びを検出する方が、駆動スプロケット２においてチェーン１の伸びを検出するよりも適している。

　実施の形態３では、噛合い高さ測定装置４を、主軸７３と一体となった従動スプロケット３の噛合いが抜けるチェーン１の部分の近くに配置して筐体７１に固定し、噛合い高さを測定することを特徴としている。その際に、測定した信号を処理する信号処理装置５と、測定した結果を外部に知らせる外部発報装置６も、噛合い高さ測定装置４とともに、点検時に設置して用いられる。

　以上説明したように、この発明の実施の形態３に係る乗客コンベヤによれば、現在設置されている乗客コンベヤに対して、チェーン１の伸びを点検時に容易に測定することができる。

　実施の形態４．
　図２１はこの発明の実施の形態４に係る乗客コンベヤを示す図である。実施の形態４では、筐体に固定された噛合い高さ測定装置４によって得られる信号を、コントローラ部７５に格納された制御盤に取り込み、制御盤の機能としてチェーン１の伸びおよび局所的な伸びの位置を検出し、外部にそれぞれの情報を表示することを特徴としている。その他の構成は、実施の形態３と同様である。

　以上説明したように、この発明の実施の形態４に係る乗客コンベヤによれば、定期的な検査の時だけでなく、常にチェーン１の伸びを監視することができるため、定期的な検査が不要となり、作業の軽減とともに乗客コンベヤの信頼性を向上させることができる。

　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、６　外部発報装置、１１　外プレート、１２　ピン、１３　内プレート、１４　ブッシュ、１５　ローラ、７１　筐体、７２　動力部、７３　主軸、７４　ステップ、７５　コントローラ部。

Claims

　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伸び検出装置であって、
　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伸び量を推定する信号処理装置と
　を備えたチェーン伸び検出装置。
　前記信号処理装置は、前記チェーンにおける隣り合う前記ローラの前記高さの差から、局所的な前記チェーンの伸びが生じた場合の前記チェーンの伸び量および局所的な前記チェーンの伸びが生じた部分を推定する請求項１に記載のチェーン伸び検出装置。
　前記信号処理装置が推定した前記チェーンの伸び量を表示する表示部をさらに備えた請求項１または請求項２に記載のチェーン伸び検出装置。
　前記信号処理装置で推定した局所的な前記チェーンの伸びが生じた場合の前記チェーンの伸び量および局所的な前記チェーンの伸びが生じた部分を表示する表示部をさらに備えた請求項２に記載のチェーン伸び検出装置。
　前記噛合い高さ測定装置は、前記駆動スプロケットの回転軸および前記従動スプロケットの回転軸を結んだ直線の延長線に最も近い歯から１５歯以上回転方向について前方の位置にある前記チェーンの部分の噛合い高さを測定する請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載のチェーン伸び検出装置。
　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の前記チェーンの伸びを検出するチェーン伸び検出方法であって、
　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工程と、
　前記噛合い高さ測定工程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伸び量を推定する信号処理工程と
　を備えたチェーン伸び検出方法。
　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伸び量を推定する信号処理装置と
を備えた乗客コンベヤ。
　前記噛合い高さ測定装置は、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請求項７に記載の乗客コンベヤ。