JP6830371B2 - エレベータのレール計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、レールの据付精度を計測する装置に関するものである。

一般に、エレベータや鉄道などのレールは、車両の進行方向の左右、前後方向の狂いやレール間隔の狂いなどがあると乗り心地に影響するため、高い据付精度が要求される。
このうち、車両の進行方向の左右、前後方向の狂いを計測する方法として、車両の進行方向に３個のセンサを配置し、これらのセンサとレールとの距離を計測することにより、レールの据付精度を計測するものがある（例えば、特許文献１参照）。

この技術について図５により説明する。図において、１は主ロープ２に吊持されたエレベータのかごであり、左右の縦枠３ａ，３ｂの上下にはローラガイド４が設けられている。５ａ，５ｂは昇降路６内に立設された一対のガイドレール、７は上下のガイドレール５ａ，５ｂを、それぞれ連結する目板である。かご１は、ローラガイド４に案内されて、ガイドレール５ａ，５ｂに沿って昇降路６内を昇降する。

１０ａ，１０ｂは、それぞれ縦枠３ａ，３ｂの上部に取り付けられた計測治具である。
一方の計測治具１０ａには、ガイドレール５ａの頭部の頂面５ａ１の形状を計測するために、３個の距離センサ１１ａ，１２ａ，１３ａが配置されている。これらの距離センサ１１ａ，１２ａ，１３ａによって、ガイドレール５ａの長手方向と直角方向の距離をそれぞれ計測し、ガイドレール５ａの頭部の頂面５ａ１の形状を計測する。

同様に、計測治具１０ａには、ガイドレール５ａの頭部のひとつの側面５ａ２の形状を計測するために、３個の距離センサ２１ａ，２２ａ，２３ａが配置されている。これらの距離センサ２１ａ，２２ａ，２３ａによって、ガイドレール５ａの長手方向と直角方向の距離をそれぞれ計測し、ガイドレール５ａの頭部のひとつの側面５ａ２の形状を計測する。

また計測治具１０ａと同様に、他方の計測治具１０ｂには、ガイドレール５ｂの頭部の頂面５ｂ１の、ガイドレール５ｂの長手方向と直角方向の距離を計測する３個の距離センサ１１ｂ，１２ｂ，１３ｂが配置されるとともに、ガイドレール５ｂの頭部のひとつの側面５ｂ２の、ガイドレール５ｂの長手方向と直角方向の距離を計測する３個の距離センサ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂが配置されている。

前記の距離センサ１１ａ，１２ａ，１３ａ及び２１ａ，２２ａ，２３ａ、並びに、１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ及び２１ｂ，２２ｂ，２３ｂによる計測方法は、鉄道のレールでよく使用される弦正矢法を利用したものである（例えば、特許文献２参照）。

図６は１０ｍ弦正矢法を示す図であり、車体３０に、１０ｍの間隔を置いて車輪３１，３３を設け、更にその中点に、レール３４の変位に応じて車体３０との距離が変化し得る車輪３２を設け、左側の車輪３１とレール３４との接点と、右側の車輪３３とレール３４との接点とを結んだ点線（弦と称し、その長さを弦長と称する）３５を想定し、この点線３５と中央車輪３２がレール３４と接する点との間の距離（正矢）をもって狂いとするものである。

今、車体３０から左側の車輪３１のレール３４の接点までの距離をａ、車体３０から右側の車輪３３のレール３４の接点までの距離をｃ、車体３０から中央の車輪３２のレール３４の接点までの距離をｂとすると、軌道狂いは、
（ａ＋ｃ）／２−ｂ で表される。
また、正負を逆にして ｂ−（ａ＋ｃ）／２ として表すことも可能である。

この、１０ｍ弦正矢法は、レール３４が正弦波状に狂っていると仮定した場合、その波長によって、図７に示すような検測倍率を有する検測特性を有する。この図からわかるように、例えば、波長が６．７ｍ〜２０ｍ程度の範囲では、検測倍率が1より大きくなり、実際の軌道変位よりも振幅が大きく計測される。

鉄道車両の場合、車両が揺れやすい周波数（固有振動数）は、１〜１．５Ｈｚである。従って、在来線の一般的な速度である９０ｋｍ／ｈ（秒速２５ｍ）の場合には、波長１７〜２５ｍ付近の揺れを検出する必要がある。
前記のように、１０ｍ弦正矢法では、波長が６．７ｍ〜２０ｍ程度の範囲で検測倍率が1より大きくなり、実際の軌道変位よりも振幅が大きく計測されるため、計測に有利である。そのために在来線では１０ｍ弦正矢法が使用されている。
また、より高速の在来線や新幹線では、２０ｍ弦正矢法や４０ｍ弦正矢法が使用される。

前記図５のエレベータは、この弦正矢法を応用することによって、ガイドレール５ａ，５ｂの変位を計測することができる。

特開２００５−６００６６号公報 特開２００１−６３５７０号公報

鉄道と同様に、エレベータの場合も、かごの昇降とともに、ガイドレールの変位に伴ってかごが振動することが問題になる。そのため、ガイドレールが変位する波長（レール変位波長）のうち、かごの固有振動数と一致する近辺のレール変位波長を計測しておくことが重要になる。

このかごの固有振動数は、一般的には１〜１．５Ｈｚ程度である。従って例えば、かごの定格速度が分速３００ｍ（秒速５ｍ）のエレベータの場合、問題となるレール変位波長は、３．３〜５ｍ程度である。

前記のように、１０ｍ弦正矢法（弦長が１０ｍ）の場合、前記図７の検測倍率１以上の範囲の波長は、６．７ｍ〜２０ｍ程度であるから、レール変位波長が、３．３〜５ｍ程度の場合、弦長は２．５ｍ程度にする必要がある。即ち、距離センサ１１ａと１３ａとの距離は２．５ｍ必要である。また他の距離センサも同様である。更に、かごの定格速度が分速６００ｍ（秒速１０ｍ）のエレベータの場合、問題となるレール変位波長は、６．７〜１０ｍ程度であり、必要な弦長は５ｍとなる。

このため、より精度よく計測するために、現場において、距離センサの取り付け位置を調整したほうがよい場合も発生する。また、計測治具が長くなるために、現場への計測治具の運搬やかごへの取り付けが困難になることがある。

ところが、前記図５の技術では、上記の点についての記載がなく、実用するには改良すべき点が多々ある。
本発明は、より実用性の高いレール計測装置を実現するものである。

本発明は、レールの長手方向と直角方向における前記レールの頭部のひとつの面との距離を計測する３個の距離センサと、前記距離センサが取り付けられた柱状部と、前記柱状部が取り付けられて前記レールの長手方向に移動する移動体とを備えたエレベータのレール計測治具において、前記柱状部は、前記レールの長手方向に伸縮自在な構成であって、前記距離センサは、各距離センサの上下方向の間隔を同一間隔に調整可能なように、前記柱状部に上下動可能に取り付けられることを特徴とするものである。
また本発明は、前記柱状部は、目盛が付されていることを特徴とするものである。

更に本発明は、前記柱状部は、上柱状部、中柱状部、下柱状部からなり、前記距離センサは、前記上柱状部、中柱状部、下柱状部のそれぞれに取り付けられており、前記中柱状部の距離センサと前記上柱状部の距離センサの距離と、前記中柱状部の距離センサと前記下柱状部の距離センサの距離が、常に同一になるように、前記柱状部が伸縮自在であることを特徴とするものである。

更にまた本発明は、前記下柱状部に対する前記上柱状部の移動速度は、前記下柱状部に対する前記中柱状部の移動速度の２倍であることを特徴とするものである。
また本発明は、前記距離センサは、前記レールの頭部の頂面との距離を計測するための３個の距離センサと、前記レールの頭部のひとつの側面との距離を計測するための３個の距離センサであることを特徴とするものである。

本発明によれば、より実用性の高いレール計測装置を提供することができる。

本発明の特徴の一部を示す概略図である。 本発明の実施の形態による計測治具の全体を示す概略図である。 本発明の他の実施の形態による計測治具の全体を示す概略図である。 本発明の他の実施の形態による計測治具の全体を示す概略図である。 従来のレールの据付精度を計測する装置を示す図である。 １０ｍ弦正矢法を示す図である。 １０ｍ弦正矢法の検測特性図である。

本発明の特徴の一部を図１により説明する。
図１は、かご１の上部に取り付けられた計測治具の全体を示す概略図であり、一方の計測治具４０を示しており、他方も同様の構成である。

図において、４０は計測治具であり、かご１に固定された台４１に取り付けられた柱状部４２と、柱状部４２に取り付けられたセンサ部４３，４４，４５を有している。
なお、本発明の特徴である、柱状部が伸縮自在な構成であることは、図の柱状部４２においては反映されていない。本発明の特徴である、柱状部が伸縮自在な構成については、後述する図２の本発明の実施の形態や、図３及び４の本発明の他の実施の形態により詳細を示す。
これらのセンサ部４３，４４，４５は、それぞれ柱状部４２に対して、ボルトなどにより、上下動可能に取り付けられている。４６は柱状部４２に設けられた目盛である。

また、それぞれのセンサ部４３，４４，４５は、図５の場合と同様に、ガイドレール５ａの頭部の頂面５ａ１の形状を計測するための距離センサ（図示省略）と、ガイドレール５ａの頭部のひとつの側面５ａ２の形状を計測するための距離センサ（図示省略）が設けられている。これらの距離センサによって、ガイドレール５ａの長手方向と直角方向の距離を計測する。また、図５と同一符号は同一のものを示している。

図１に示す本発明の特徴の一部によれば、柱状部４２に目盛４６が設けられているため、現場において、各センサ部４３，４４，４５の取り付け位置を容易に調整することができる。

次に本発明の実施の形態について説明する。図２は、かご１の上部に取り付けられた計測治具の全体を示す概略図であり、一方の計測治具５０を示しており、他方も同様の構成である。
図において、５１は上柱状部５１ａと下柱状部５１ｂからなる柱状部であり、上柱状部５１ａは下柱状部５１ｂに収納可能な構成になっており、図２（ａ）は上柱状部５１ａを下柱状部５１ｂに収納した収縮状態、図２（ｂ）は上柱状部５１ａを引き出した伸長状態を示している。５２は上柱状部５１ａと下柱状部５１ｂの位置を固定するボルトである。

５３，５４，５５はセンサ部であり、図１の場合と同様に、各センサ部５３，５４，５５は、ガイドレール５ａの頭部の頂面５ａ１の形状を計測するための距離センサ（図示省略）と、ガイドレール５ａの頭部のひとつの側面５ａ２の形状を計測するための距離センサ（図示省略）が設けられている。
センサ部５３は上柱状部５１ａの上部に、ボルトなどにより、上下動可能に取り付けられ、センサ部５４，５５は下柱状部５１ｂの上部と下部に、ボルトなどにより、上下動可能に取り付けられており、図２（ｂ）の伸長状態において、各センサ部５３，５４，５５の上下方向の間隔が同一になるように調整される。また、図１と同一符号は同一のものを示している。

この実施の形態は、計測治具５０を、現場へ運搬するときやかご１へ取り付けるときには、図２（ａ）のように収縮しておき、計測治具５０をかごへ取り付けた後、図２（ｂ）のように伸長状態にするものであるから、計測治具５０の運搬や取り付けが容易になる。
また、この実施の形態においても、図１と同様に、柱状部５１に目盛を設けてもよい。

尚、この実施の形態において、センサ部５３を上柱状部５１ａに固定し、またセンサ部５４，５５を下柱状部５１ｂに固定するとともに、上柱状部５１ａと下柱状部５１ｂの間にストッパを設けることもできる。そして、図２（ｂ）の伸長状態において、各センサ部５３，５４，５５の上下方向の間隔が同一になるように伸長したときに、ストッパによって伸長が停止されるように設定しておく。
このようにすれば、現地での各センサ部５３，５４，５５の上下方向の間隔調整はできないが、上柱状部５１ａを伸ばして、ボルト５２で止めるだけでよいので、現場での作業が容易になる。

次に本発明の更に他の実施の形態について説明する。図３は計測治具６０の柱状部６１を３段にしたものである。
図において、６１は上柱状部６１ａ、中柱状部６１ｂ、下柱状部６１ｃからなる柱状部であり、上柱状部６１ａは中柱状部６１ｂに、中柱状部６１ｂは下柱状部６１ｃに収納可能な構成になっており、図３（ａ）は上柱状部６１ａ及び中柱状部６１ｂを収納した収縮状態、図３（ｂ）は上柱状部６１ａ及び中柱状部６１ｂを引き出した伸長状態を示している。６２ａは上柱状部６１ａと中柱状部６１ｂの位置を固定するボルト、６２ｂは中柱状部６１ｂと下柱状部６１ｃの位置を固定するボルトである。

６３，６４，６５はセンサ部であり、図１の場合と同様に、各センサ部６３，６４，６５は、ガイドレール５ａの頭部の頂面５ａ１の形状を計測するための距離センサ（図示省略）と、ガイドレール５ａの頭部のひとつの側面５ａ２の形状を計測するための距離センサ（図示省略）が設けられている。

センサ部６３は上柱状部６１ａの上部に、ボルトなどにより、上下動可能に取り付けられ、センサ部６４は中柱状部６１ｂの中央部に、ボルトなどにより、上下動可能に取り付けられ、センサ部６５は下柱状部６１ｃの下部に、ボルトなどにより、上下動可能に取り付けられており、図３（ｂ）の伸長状態において、各センサ部６３，６４，６５の上下方向の間隔が同一になるように調整される。
下柱状部６１ｃの一部には、切り欠き６１ｃａが設けられており、図３（ａ）の収縮状態において、センサ部６４が下柱状部６１ｃと干渉しないようにしている。また、図１と同一符号は同一のものを示している。

この実施の形態も、図２の実施の形態と同様に、計測治具６０を、現場へ運搬するときやかごへ取り付けるときには、図３（ａ）のように収縮しておき、計測治具６０をかごへ取り付けた後、図３（ｂ）のように伸長状態にするものであるから、計測治具６０の運搬や取り付けが容易になる。
また、この実施の形態においても、図１と同様に、柱状部６１に目盛を設けてもよい。

尚、この実施の形態も、図２の実施の形態と同様に、各センサ部６３，６４，６５を、上柱状部６１ａ、中柱状部６１ｂ、下柱状部６１ｃにそれぞれ固定するとともに、上柱状部６１ａと中柱状部６１ｂ、中柱状部６１ｂと下柱状部６１ｃとの間にそれぞれストッパを設けることもできる。
そして、図３（ｂ）の伸長状態において、各センサ部６３，６４，６５の上下方向の間隔が同一になるように伸長したときに、ストッパによって伸長が停止されるように設定しておく。

このようにすれば、現地での各センサ部６３，６４，６５の上下方向の間隔調整はできないが、上柱状部６１ａ及び中柱状部６１ｂを伸ばして、ボルト６２ａ，６２ｂで止めるだけでよいので、現場での作業が容易になる。

次に本発明の他の実施の形態について説明する。図４は計測治具７０の柱状部７１を３段にするとともに、連動するようにしたものである。また、図１と同一符号は同一のものを示している。
図において、７１は上柱状部７１ａ、中柱状部７１ｂ、下柱状部７１ｃからなる柱状部であり、上柱状部７１ａと中柱状部７１ｂ、中柱状部７１ｂと下柱状部７１ｃは、それぞれスライド可能になっている。図４（ａ）は収縮状態、図４（ｂ）は伸長状態を示している。７２は中柱状部７１ｂと下柱状部７１ｃの位置を固定するボルトである。

７３，７４，７５はセンサ部であり、図１の場合と同様に、各センサ部７３，７４，７５は、ガイドレール５ａの頭部の頂面５ａ１の形状を計測するための距離センサ（図示省略）と、ガイドレール５ａの頭部のひとつの側面５ａ２の形状を計測するための距離センサ（図示省略）が設けられている。

センサ部７３は上柱状部７１ａの上部に、ボルトなどにより、上下動可能に配置され、センサ部７４は中柱状部７１ｂの中央部に、ボルトなどにより、上下動可能に配置され、センサ部７５は下柱状部７１ｃの下部に、ボルトなどにより、上下動可能に配置されており、図４（ｂ）の伸長状態において、各センサ部７３，７４，７５の上下方向の間隔が同一になるように調整される。

７６は中柱状部７１ｂの上部に枢着されたプーリ、７７は中柱状部７１ｂの下部に枢着されたプーリ、７８は両プーリ７６，７７に巻き掛けられたワイヤロープである。ワイヤロープ７８の一側は固定具７９によって上柱状部７１ａの下部に固定されており、またワイヤロープ７８の他側は 固定具８０によって下柱状部７１ｃの上部に固定されている。
８１，８２は中柱状部７１ｂに固定された案内レールであり、案内レール８１は中柱状部７１ｂに対する上柱状部７１ａの相対移動を案内し、案内レール８２は中柱状部７１ｂに対する下柱状部７１ｃの相対移動を案内する。

この実施の形態は、プーリ７６，７７及びワイヤロープ７８によって、上柱状部７１ａは中柱状部７１ｂの２倍の速度で昇降するように連結されているため、各センサ部７３，７４，７５の上下方向の間隔を予め同一に調整しておけば、柱状部７１の伸縮に関わらず、各センサ部７３，７４，７５の上下方向の間隔は常に同一になる。そのため、現場での調整が容易になる。また、上柱状部７１ａと中柱状部７１ｂの動きが連動しているため、ボルト７２は一箇所で済むというメリットがある。

また、この実施の形態も、図３の実施の形態と同様に、計測治具７０を、現場へ運搬するときやかご１へ取り付けるときには、図４（ａ）のように収縮しておき、計測治具７０をかご１へ取り付けた後、図４（ｂ）のように伸長状態にするものであるから、計測治具７０の運搬や取り付けが容易になる。
また、この実施の形態においても、図１と同様に、柱状部７１に目盛を設けてもよい。

以上の実施の形態では、計測治具は左右独立してかごに取り付けているが、両側の計測治具を連結して、両計測冶具の強度を高めてもよい。また、前記の柱状部は柱に限定されることはなく、ロッドなど他の形状であってもよい。
更に、距離センサによって、ガイドレールの頭部の頂面とひとつの側面との距離をそれぞれ計測しているが、いずれかひとつの面のみの計測とすることも可能である。

１ かご（移動体）
５ａ，５ｂ ガイドレール
５ａ１，５ｂ１ ガイドレールの頭部の頂面
５ａ２，５ｂ２ ガイドレールの頭部のひとつの側面
１０ａ，１０ｂ，４０，５０，６０，７０ 計測治具
１１ａ〜１３ａ，１１ｂ〜１３ｂ，２１ａ〜２３ａ，２１ｂ〜２３ｂ 距離センサ
４２，５１，６１，７１ 柱状部
４３，４４，４５，５３，５４，５５，６３，６４，６５，７３，７４，７５ センサ部
５１ａ，６１ａ，７１ａ 上柱状部
５１ｂ，６１ｃ，７１ｃ 下柱状部
６１ｂ，７１ｂ 中柱状部

Claims (3)

1. レールの長手方向と直角方向における前記レールの頭部のひとつの面との距離を計測する３個の距離センサと、前記距離センサが取り付けられた柱状部と、前記柱状部が取り付けられて前記レールの長手方向に移動する移動体とを備えたエレベータのレール計測治具において、
   前記柱状部は、上柱状部、中柱状部、下柱状部からなり、前記距離センサは、前記上柱状部、中柱状部、下柱状部のそれぞれに取り付けられており、
   前記中柱状部の距離センサと前記上柱状部の距離センサの距離と、前記中柱状部の距離センサと前記下柱状部の距離センサの距離が、常に同一になるように、前記上柱状部は前記中柱状部に、前記中柱状部は前記下柱状部に、それぞれ収納可能な構成によって前記レールの長手方向に伸縮自在な構成であって、
   前記距離センサは、各距離センサの上下方向の間隔を同一間隔に調整可能なように、前記柱状部に上下動可能に取り付けられることを特徴とするエレベータのレール計測装置。
2. 前記下柱状部に対する前記上柱状部の移動速度は、前記下柱状部に対する前記中柱状部の移動速度の２倍であることを特徴とする請求項１に記載のエレベータのレール計測装置。
3. 前記距離センサは、前記レールの頭部の頂面との距離を計測するための３個の距離センサと、前記レールの頭部のひとつの側面との距離を計測するための３個の距離センサであることを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベータのレール計測装置。