JP2005060066A - レール据付精度測定装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高速で移動しガイドレール位置測定を自動的に行なえるとともに、レールの曲がりとレール間の距離を同時に測定できるレール据付精度測定装置の提供。
【解決手段】距離センサ１ａ〜１ｉが取付けられる測定治具２ａと、この測定治具２ａに連結され、他の距離センサ１ｊ〜１ｒが取付けられる測定治具２ｂと、これらの距離センサ１ａ〜１ｒの計測データを記録し、ガイドレール４ａ、４ｂの直線性を計算するノートパソコン２１とを備えた。これにより、測定治具２ａ、２ｂをそれぞれガイドレール４ａ、４ｂの長手方向に沿って移動させ、距離センサ１ａ〜１ｒでガイドレール４ａ、４ｂとの間の距離を計測してデータを得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、レール据付精度測定装置および方法に係わり、特に、乗りかごなどを案内するガイドレールの据付精度を測定するのに好適なレール据付精度測定装置および方法に関する。

一般に、乗客搬送用車両を案内するレールは、直線度や曲率、半径など高い据付け精度が要求されるので、レールの微妙な位置調節を行なった状態で支持構造体に固定される。

例えばエレベータでは、２本のガイドレールが昇降路の全体にわたって立設され、乗りかごの両側に配設されている。この乗りかごは、昇降路の上端から垂らしたロープ、または昇降路底部に設けられた流体ピストンの駆動によって昇降するが、その際に乗りかごがガイドレールにより案内され、昇降路の中央を通過する。このため、ガイドレールの非直線性は、移動中の乗りかごが非直線区間を通過するときの揺れや振動の原因となるので、ガイドレールの位置合わせを行なう必要がある。

そこで従来、ガイドレールの位置合わせを行なう際、昇降路の天面から底に張られた１本またはそれ以上のワイヤを用いたり、昇降路の一端に固定されたレーザビームを用いて、人力でガイドレールの位置を測定する方法が一般に知られている。しかしながら、このような方法では、ガイドレールの位置測定および位置修正作業に時間がかかるので、このような従来の問題を解決する一手段として、ガイドレールの位置測定を自動的に行なう測定装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

このような従来の測定装置は、長手のハウジングを有し、このハウジングに、測定対象のガイドレール上を転動する２組のローラおよび可動ローラと、ガイドレールに吸着可能な磁石とが設けられている。それぞれのローラは所定間隔をおいて取付けられ、ローラ軸はハウジングの所定の位置に固定されており、ローラがガイドレールに接する点とハウジングの距離は所定の値を維持するようになっている。また、上記の２つのローラから所定の間隔をおいて可動ローラが設けられ、これらの可動ローラの軸はガイドレールの凹凸に倣って動くようになっており、この可動ローラの変位を測定してガイドレールの局部的なたわみ、あるいは輸郭を知ることができる。このような測定装置では、ハウジングを磁石の吸引力でぴったり宛がいガイドレールに吸着させて、低速運転可能なゴンドラよりケーブルで牽引して移動させる。ハウジングの移動距離を測定するセンサのほか、レールブラケットを検出するセンサやガイドレール連結部を検出するセンサも装備しており、所定の距離単位で測定されるガイドレールの変位とレールブラケットおよびガイドレール連結部の存在を指示する信号の発生を記録することで、データ記録部は完全なマップやガイドレールの測量データを蓄積する。これらのデータは、現在のガイドレールの偏向の度合いと修正の必要性を決定するために解析され得るので、ガイドレール断面が意図した直線通路から大きく逸脱しているのかのみならず、どのブラケットや連結部が逸脱を修正するために補正され得るのか調べることができる。
特開平１１−１６００６２号公報（段落番号００１９〜００３２、図１〜図３）

ところで、上述した従来技術にあっては、ハウジングに固定されたローラがガイドレールの段差に乗り上げるときにハウジング全体が跳ねるため、比較的高速で移動しながらガイドレール位置を測定するのは困難である。

また、エレベータのガイドレールのように互いに対向する左右一対のレールの曲がりを測定する場合には、上記の測定装置をそれぞれのレールに沿わせて別々に測定を行なうが、互いに対向する一対のレール間の距離やレールのねじれについては別途測定装置を用意しなければ測定できず、すなわち、レールの曲がりを測定する装置と一対のレール間の距離やねじれを測定する装置との２種類が必要である。

本発明は、上記のような従来技術における実情を鑑みてなされたもので、その第1の目的は、比較的高速で移動しながらレールの位置測定を自動的に行なうことのできるレール据付精度測定装置および方法を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、レールの曲がり測定とレール間の距離測定を同時に行なうことのできるレール据付精度測定装置および方法を提供することにある。

上記第1の目的を達成するため本発明の請求項1に係わる発明は、レールの据付精度を測定するレール据付精度測定装置において、前記レールの長手方向と直角な方向における前記レールとの間の距離を計測する少なくとも３個の距離センサと、これらの距離センサが取付けられる測定治具と、この測定治具を前記レールの長手方向に沿って移動させる移動手段と、前記距離センサから出力される計測データを記録する記録手段と、この記録手段に記録した計測データから前記レールの直線性を計算する計算手段とを備えた構成にした。

このように構成した請求項1に係わる発明では、少なくとも３個の距離センサが取付けられる測定治具を移動手段によりレールの長手方向に沿って移動させて、上記の距離センサによりレールの長手方向と直角な方向におけるレールとの間の距離を計測するとともに、計測データを記録手段に記録して計測データから計算手段によりレールの直線性を計算する。これにより、比較的高速で移動しながらガイドレールの位置測定を自動的に行なうことができる。

また、上記第１の目的を達成するため本発明の請求項２に係わる発明は、請求項１に係わる発明において、前記距離センサは、前記レールとの間の距離を非接触的に計測する構成にした。

このように構成した請求項２に係わる発明では、距離センサが取付けられる測定治具をレールの長手方向に沿って移動させて、上記の距離センサによりレールの長手方向と直角な方向におけるレールとの間の距離を非接触的に計測することから、より高速で移動しながらガイドレールの位置測定を自動的に行なうことができる。

また、上記第２の目的を達成するため本発明の請求項９に係わる発明は、請求項１に係わる発明において、複数の前記測定治具をそれぞれ複数本のレールの長手方向に沿って移動可能に設けるとともに、複数の前記測定治具を互いに連結した構成にした。

このように構成した請求項９に係わる発明では、互いに連結した複数の測定治具をそれぞれ複数本のレールの長手方向に沿って移動させて、上記の複数の測定治具にそれぞれ設けられる距離センサにより複数本のレールの長手方向と直角な方向におけるレールとの間の距離を計測する。これにより、レールの曲がり測定を行なうとともに、複数本のレール間の距離測定を同時に行なうことができる。

本発明は、レールの位置を測定する測定治具を比較的高速で移動することが可能になり、レール位置測定作業にかける時間を短縮することができる。また、レールの曲がりとレール間距離を同時に測定することができる。

以下、本発明のレール据付精度測定装置および方法の実施の形態を図に基づいて説明する。

図1は本発明の一実施形態に係わるレール据付精度測定装置を示す斜視図、図２はレール据付不良の例を示す説明図、図３は本実施形態の測定原理を示す説明図、図４は本実施形態による測定データの処理手順を示すフローチャート、図５は本実施形態の電気系を示すブロック図、図６は本実施形態に設けられる距離センサを示す平面図である。

図１に示すエレベータは、図示しない昇降路を昇降する乗りかご３と、この乗りかご３を案内する一対のガイドレール４ａ，４ｂとを備えている。一方のガイドレール４ａは、レールブラケット５により支持され、基準とする鉛直な直線に合わせて微妙な位置調節が可能であるとともに、複数のガイドレール４ａの端部を背板６にボルト７で互いに連結することにより、これらのガイドレール４ａが昇降路の全体にわたって立設されている。また、他方のガイドレール４ｂも同様である。

上記のガイドレール４ａの据付け時には、図２に示す種々の据付け不良が生じることがあり、例えば、図２の（Ａ）に示すガイドレール４ａの倒れ、図２の（Ｂ）および（Ｃ）に示すガイドレール４ａの局部曲がり、図２の（Ｄ）に示すガイドレール４ａ、４ｂ間のレールゲージＲＧやレール対向度Ｔｗの不良、図２の（Ｅ）に示すガイドレール４ａ間の継ぎ目段差として現れる。また、他方のガイドレール４ｂに関しても同様である。

図２の（Ａ）に示すガイドレール４ａの倒れは、前後左右（乗りかご３の開閉扉を前方向とする）の倒れがあり、レールゲージRGとレール対向度Ｔｗに影響する場合もあるが、実際には左右に多少倒れていても、ガイドレール４ａ、４ｂ間のレールゲージRGが変わらなければ、乗りかご３の走行と乗り心地に影響がない。同様に、前後の倒れもガイドレール４ａ、４ｂのレール対向度Ｔｗが変わらなければ乗りかご３の走行と乗り心地に影響がない。なお、前後の倒れは、各階のエレベータ乗り込み口と乗りかご３の間にできる隙間の大きさに影響するが、この隙間はエレベータ利用者が出入りする通路の床に空く隙間なので、できるだけ小さい方が良い。よって、ガイドレール４ａの前後の倒れは左右の倒れよりも重要である。

図２の（Ｂ）および（Ｃ）に示すガイドレール４ａの局部曲がりは、ガイドレール４ａの継ぎ目における前後左右の屈曲を指し、前屈、後屈、内折れ、外折れの４種類の形態があり、この局部曲がりは乗りかご３の揺れの原因になる。一方、広い範囲の曲がりは乗りかご３の揺れに影響がないが、以下に説明するレールゲージＲＧ、レール対向度Ｔｗに影響を与える場合がある。すなわち、レールゲージＲＧは２本のガイドレール４ａ、４ｂの頂点間の距離であり、この間隔は一定であることが求められるが、この間隔がくずれている場合には、先に挙げた左右の倒れや、継ぎ目段差がその原因と考えることができ、乗りかご３の揺れや脱線の原因になる。なお、ガイドレール４ａ、４ｂが多少左右に傾いていても、ガイドレール４ａ、４ｂ間のレールゲージＲＧが正しい範囲にあれば、乗りかご３の走行に支障を来すことはなく乗り心地にも影響が無い。また、レール対向度Ｔｗは、２本のガイドレール４ａ、４ｂを上から見たときの中心線のずれで、レール中心線が相手レールの頂上からどれだけ離れているかを距離や角度で示す。このレール対向度Ｔｗの不良は、乗りかご３の揺れの原因になる。

図２の（Ｅ）に示すガイドレール４ａ間の継ぎ目段差は、ガイドレール４ａの継ぎ目においてガイドレール４ａ頂点の高さ方向（乗りかご３を基準とするなら左右方向）に現れ、乗りかご３の乗り心地に影響する。なお、ガイドレール４ａの端面には左右方向に図示しないほぞが切ってあるので、この左右方向のみに段差が生じる。

そして、本実施形態のレール据付精度測定装置は、図５などに示すように、一方のガイドレール４ａの長手方向と直角な方向におけるガイドレール４ａとの間の距離を非接触的に計測する９個の距離センサ（変位センサ）１ａ〜１ｉと、これらの距離センサ１ａ〜１ｉが取付けられる測定治具２ａと、他方のガイドレール４ｂの長手方向と直角な方向におけるガイドレール４ｂとの間の距離を非接触的に計測する９個の距離センサ１ｊ〜１ｒと、これらの距離センサ１ｊ〜１ｒが取付けられる他の測定治具２ｂと、一方のガイドレール４ａに接触して移動距離を測定するエンコーダ２４と、これらの距離センサ１ａ〜１ｒおよびエンコーダ２４が接続される信号処理部２０と、この信号処理部２０がＡ／Ｄボード２３を介して接続されるノートパソコン２１とを備えている。

測定治具２ａに取付けられる９個の距離センサ１ａ〜１ｉのうち、図１に示すように３個1組の距離センサ１ａ、１ｄ、１ｆによって一方のガイドレール４ａの頂点の形状を測定して左右の局部曲がりと継ぎ目の段差を求め、他の３個1組の距離センサ１ｂ、１ｅ、１ｇによってガイドレール４ａの側面形状を測定して前後の倒れと前後屈を求める。また、距離センサ１ｂ、１ｃにより一方のガイドレール４ａのレール対向度Ｔｗを測定するとともに、距離センサ１ｋ、１ｌにより他方のガイドレール４ｂのレール対向度Ｔｗを測定し、距離センサ１ｆ、１oまたは距離センサ１ｄ、１ｍまたは距離センサ１ａ、１ｊのいずれかのペアを用いることにより、ガイドレール４ａ、４ｂ間のレールゲージRＧを測定する。なお、図１において、距離センサ１ｉは、背板６のボルト７の凹凸を検出して一方のガイドレール４ａの継ぎ目の位置を検出し、距離センサ１hは、一方のレールブラケット５の凹凸を検出する。

これらのうち距離センサ１ａは、図６に示すように、小径のボールベアリングからなりガイドレール４ａの表面に接触するローラ１３と、このローラ１３と一体に反射面１２を有する反射板１１と、ローラ１３の接触を維持するように反射板１１を付勢する板ばね１４と、反射板１１を回動可能に支持する格納レバー１５と、この格納レバー１５を引っ張るワイヤ１６と、このワイヤ１６を挿入し、作業者の手元まで導くアウターチューブ１７と、反射板１１を格納可能なカバー１８とを備えている。このような距離センサ１ａでは、ガイドレール４ａの表面形状に傲って動く反射板１１の反射面１２に照射することによって安定して測定値を得る工夫をしている。また、ワイヤ１６をアウターチューブ１７に挿入して作業者の手元まで曳き、操作レバー等に止めることにより、作業者は手動で容易にワイヤ１６を引いて反射板１１をカバー１８内部に格納する。その後、ワイヤ１６を戻すことにより、図示しないばねの力で格納レバー１５をストッパ１９の位置まで押し戻すようにして反射板１１のローラ１３をガイドレール４ａに当てるようになっている。また、他の距離センサ１ｂ〜１ｒも同様である。

図１に示すように測定治具２ａ，２ｂはそれぞれ乗りかご３の縦枠部材３ａ，３ｂの上部に搭載されており、すなわち測定治具２ａ、２ｂは、計測対象となるガイドレール４ａ、４ｂの通常の使用状態にてガイドレール４ａ、４ｂに沿って走行する構造物に取付けられている。また、測定治具２ａ、２ｂはそれぞれガイドレール４ａ、４ｂの長手方向に沿って移動可能に設けられるとともに、これらの測定治具２ａ、２ｂは乗りかご３の縦枠部材３ａ，３ｂなどを介して互いに連結されている。

縦枠部材３ａ，３ｂの上下端には、３方向からガイドレール４ａに接する３輪一組のガイドローラ９が設けられており、各ガイドローラ９の軸は、ガイドレール４ａに向かって図示しないばねで押されており、ガイドレール４ａを３方向で挟むようにして乗りかご３を案内する機能を持つ。これらのガイドローラ９により測定治具２ａ、２ｂも案内されているので、測定治具２ａ、２ｂや距離センサ１ａ〜１ｒなどがガイドレール４ａ、４ｂに衝突することを防止できる。また、測定治具２ａには、ガイドレール４ａに接触するローラ１０が設けられ、このローラ１０は、図示しない軸受が弾力のあるばねで支持され、ガイドレール４ａの凹凸や曲がりを吸収可能である。ローラ１０がガイドレール４ａに接触することにより、エンコーダ２４で所定の微小距離Δz進むごとに測定値読込のトリガを発生させるようになっている。

各距離センサ１ａ〜１ｒの図示しないケーブルは信号処理部２０に接続され、図示しない電源線と信号線に振り分けられる。これらのうち電源線を距離センサ用電源２２ａに接続し、各距離センサ１ａ〜１ｒの検出値のアナログ信号はＡ／Ｄボード２３に取り込み、また、エンコーダ２４の電源線をエンコーダ用電源２２ｂに接続し、単相の出力パルスをＡ／Ｄボード２３のトリガ入力に取り込む。ノートパソコン２１は演算、記録および表示を行ない、Ａ／Ｄボード２３より測定データを取り込みメモリに蓄積し、計算処理を実行してガイドレール４ａ、４ｂの据付精度を評価するようになっている。

この実施形態のレール据付精度測定方法では、測定治具２ａ、２ｂをそれぞれ乗りかご３の縦枠部材３ａ，３ｂの上部に搭載した状態で、乗りかご３を昇降させることにより、測定治具２ａ、２ｂがガイドレール４ａ，４ｂの長手方向に移動しながら，距離センサ１ａ〜１ｉで一方のガイドレール４ａの長手方向と直角な方向におけるガイドレール４ａとの間の距離を測定し、他の距離センサ１ｊ〜１ｒで他方のガイドレール４ｂの長手方向と直角な方向におけるガイドレール４ｂとの間の距離を測定する。

（ガイドレール４ａの曲がりの測定）
図３に示すように、３個の距離センサ１ａ、１ｄ、１ｆを１組としてガイドレール４ａの長手方向に移動させながらガイドレール４ａの曲がりを測定する。これらの距離センサ１ａ、１ｄ、１ｆのうち、移動方向に向かって後方にあたる２つの距離センサ１ｄ、１ｆで測定したガイドレール４ａまでの距離ｄ２、ｄ１により、ガイドレール４ａとの相対的な位置関係を求める。この位置関係と残る１つの距離センサ１ａで測定したガイドレール４ａまでの距離ｄ３から、距離センサ１ａの位置におけるガイドレール４ａの位置を求める。このようにして距離センサ１ａ、１ｄ、１ｆを移動しながらガイドレール４ａとの距離測定を所定の間隔で繰り返すことにより、ガイドレール４ａの全領域における位置を計測し、ガイドレール４ａの曲がりを測定するものである。

さらに、ガイドレール４ａの曲がりの詳細な測定原理を説明する。図３において向かって左向きに、ガイドレール４ａの横方向の位置を表すｘ軸をとり、上向きに、ガイドレール４ａの高さ方向（長手方向）の位置を表すz軸をとる。ここで図３の点Ｐ１におけるガイドレール４ａのｘ座標がｘ〔ｐ１〕であり、他の点Ｐ２におけるガイドレール４ａのｘ座標がｘ〔ｐ２〕であったとすると、測定治具２ａの距離センサ１ｆが検出した距離ｄ１より、距離センサ１ｆのｘ座標が「ｘ〔ｐ１〕十ｄ１」となるとともに、他の距離センサ１ｄが検出した距離ｄ２より、距離センサ１ｄのｘ座標が「ｘ〔ｐ２〕十ｄ２」となり、測定治具２ａのガイドレール４ａに対する相対位置が決まる。これより、距離センサ１ａのｘ座標を、計算式（１＋L２／L１）（ｄ２十ｘ〔ｐ２〕）−（L２／L１）（ｄ１＋ｘ〔ｐ１〕）により求めて、この計算値から距離センサ１ａが検出した距離ｄ３を差し引くことにより、点Ｐ３のｘ座標を求めることができる。このようにして距離センサ１ａ、１ｄ、１ｆをz軸方向に例えば微小距離Δz移動する毎に測定を実施すると、点Ｐ３よりｚ軸方向に微小距離Δｚの間隔でガイドレール４ａの横方向の位置が求まっていく。

例えば、上記の点Ｐ３の位置まではガイドレール４ａが真っすぐであるとした場合、距離センサ１ｆが点Ｐ３の位置に来るまでｘ座標ｘ〔ｐ１〕は一定の値とし、点Ｐ３を超えたら距離センサ１ａの測定結果を用いて求めた値を用いるようにする。同様に、距離センサ１ｄが点Ｐ３の位置に来るまでｘ座標ｘ〔Ｐ２〕は一定の値とし、点Ｐ３を超えたら距離センサ１ａの測定緒果を用いて求めた値を用いるようにする。一般にガイドレール４ａは、昇降路の下方から順に据え付けられることが多く、最初に据え付けられる最下部ルールを真っすぐに設置することは比較的容易である。したがって、測定治具２ａの長さをガイドレール４ａより短く設定することにより、最初の区間ではガイドレール４ａが真っすぐであるとしても問題は生じない。

以上を踏まえて、図３に示す測定治具２ａのより詳しい説明をする。すなわち、測定治具２ａは、光線をガイドレール４ａに当ててその反射光の受光状態より距離を測定する距離センサ１ａ、１ｄ、１ｆを上下に所定の間隔Ｌ１、L２を持たせて固定し、ガイドレール４ａに沿ってz軸方向に移動するものとする。また、ガイドレール４ａにローラ１０を接触させて、エンコーダ２４により所定の微小距離Δｚ進むごとに測定値読込のトリガを発生させる。このようにして点Ｐ１〜Ｐ３の３箇所で同時に得られる距離データをｄ１、ｄ２、ｄ３と表す。また、点Ｐｉにおけるｘ方向の位置はｘ〔ｉ〕として格納する。ここで、ｉは測定回数を表すインデックス番号で、最初は「０」であり、測定を繰り返す毎に１づつ増加させた数字を与える。なお、ｘ〔０〕の値はガイドレール４ａの基準位置ｘoを与える。サンプリング回数に対応するインデックス番号ｉは、微小間隔Δzと掛け合わせてｚ軸方向の距離に対応させることができる。

次いで、測定治具２ａで得た測定データに基づいてガイドレール４ａの位置データを、図４に示す手順にしたがって求めるようになっている。すなわち、手順Ｓ１〜手順Ｓ２は距離センサ１ａ、１ｄ、１ｆのキャリブレーションのための処理手順、手順Ｓ３〜手順Ｓ９は点Ｐ３におけるガイドレール４ａの位置ｘ〔ｐ３〕を算出するための処理手順であり、この測定動作のループを繰り返すことにより、ガイドレール４ａ全体の形状データを蓄積し、このデータを解析することにより、ガイドレール４ａの倒れや段差を評価するために利用できる。

（距離センサ１ａ、１ｄ、１ｆの補正）
ガイドレール４ａの位置を正しく測定するためには距離センサ１ａ、１ｄ、１ｆが一直線上に立置するように並べる必要があるが、実際には取付け精度などの誤差により距離センサ１ａ、１ｄ、１ｆをそのように正確に設置することは難しい。そこで測定を開始する前にキャリブレーションを行なって補正をする。

距離センサ１ｆ、１ａを結ぶ直線は実質的に測定治具２ａの長手方向の基準軸になるが、センサ組付け精度の影響で距離センサ１ｄは必ずしもこの直線上に位置しない。そこで、距離センサ１ｄが上記の直線から外れた分を測定値から差し引いて距離センサ１ｄの測定値を補正する。

具体的には、点Ｐ３の位置ｘ〔ｐ３〕を計算する際に、まず図４の手順Ｓ１として、距離センサ１ａ、１ｄ、１ｆによりガイドレール４ａまでのｄ３、ｄ２、ｄ１をそれぞれ測定し、手順Ｓ２として距離センサ１ｄのオフセット量ｄ２’を算出して記憶し、初期補正値として手順Ｓ３以降の計算処理に用いる。そして、この手順Ｓ２の後に距離センサ１ｆによる測定値（距離ｄ１）を初期オフセット量ｄ１０として格納し、その後、測定治具２ａの長さ分だけ距離ｄ１を繰り返しサンプリングし、ｘ座標ｘ〔ｉ〕に「ｄ１−ｄ１０十ｘ０」の値を格納する。

（ガイドレール４ａの位置測定）
次いで、手順Ｓ３として再び距離センサ１ａ、１ｄ、１ｆによりガイドレール４ａまでの距離ｄ３、ｄ２、ｄ１をそれぞれ測定し、手順Ｓ４として、距離センサ１ｄで測定したガイドレール４ａまでの距離ｄ２から手順Ｓ２で求めたオフセット量ｄ２’を差し引くことにより真値に補正し、手順Ｓ５として、点Ｐ１におけるガイドレール４ａの位置ｘ〔ｐ１〕を、その前後n点における位置ｘ〔ｉ〕（ｉ＝ｐ１−n〜ｐ１＋ｎ）の平均値として求める。同様に、手順Ｓ６として、他の点Ｐ２におけるガイドレール４ａの位置ｘ〔ｐ２〕を、その前後n点における位置ｘ〔ｉ〕（ｉ＝ｐ２−ｎ〜ｐ２＋ｎ）の平均値として求める。なお、nは例えば「５０」などとし、点の前後１００点（１ｍｍ間隔で測るなら１０ｃｍ）程度の平均値とする。そのため、この処理をする前にその区間の変位データを確保しておく必要がある。

次いで、手順Ｓ７として、距離センサ１ｆ、１ｄの検出値ｄ１、ｄ２とガイドレール４ａの位置ｘ１、ｘ２を用いて測定治具２ａ上の距離センサ１ａの位置を求め、距離センサ１ａで測定したガイドレール４ａまでの距離ｄ３を引くことにより、点Ｐ３におけるガイドレール４ａの位置ｘ〔Ｐ３〕を求め、手順Ｓ８として、測定治具２ａを微小距離Δｚ進めるとエンコーダ２４のトリガが発生して次の測定が行われるので、次の測定位置は点Ｐ（ｎ＋Δｚ）である。

このようにして測定治具２ａを移動しながら上記の手順Ｓ３〜手順Ｓ８の処理を繰り返すことにより、ガイドレール４ａの位置を連続的に求めていく。以上の計算処理によって得られたガイドレール４ａの形状データは、種々の解析によって据付精度の評価に利用できる。

既に説明したようにz軸に対する測定治具２ａの傾きは、２つのセンサ位置より求めることができ、距離センサ１ｆ、１ｄの位置はそれぞれ「ｘ〔Ｐ１〕十ｄ１」、「ｘ〔Ｐ２〕十ｄ２」である。ここで、点Ｐｌの位置ｘ〔Ｐ１〕、他の点Ｐ２の位置ｘ〔ｐ２〕は、測定の初期のステップでは一定値とするが、距離センサ１ｆ、１ｄが点Ｐ３の位置を超えた後では距離センサ１ａの測定結果を用いて求めた値となる。このため、点Ｐｌの位置ｘ〔ｐ１〕や他の点Ｐ２の位置ｘ〔ｐ２〕には測定誤差が含まれることになるので、点Ｐｌの位置ｘ〔ｐ１〕や他の点Ｐ２の位置ｘ〔ｐ２〕をそのまま用いて点Ｐ３の位置ｘ〔ｐ３〕を計算すると、この値には距離センサ１ａの誤差以外に点Ｐｌの位置ｘ〔ｐ１〕や他の点Ｐ２の位置ｘ〔ｐ２〕を求める際に含まれた距離センサ１ａ、１ｄ、１ｆの誤差も含まれることになる。このため、このような計算を繰り返すと誤差が累積されて著しく測定精度が低下する。そこで、測定精度を上げるため、点Ｐｌの位置ｘ〔ｐ１〕や他の点Ｐ２の位置ｘ〔ｐ２〕の値の代わりにその値も含めた前後の値の平均した値を用いて計算する。したがって、上記の手順Ｓ５では、点Ｐ１におけるガイドレール４ａの位置ｘ〔ｐ１〕を、その前後n点における位置ｘ〔ｉ〕（ｉ＝ｐ１−ｎ〜ｐ１＋ｎ）の平均値として求める。同様に、手順Ｓ６では点Ｐ２におけるガイドレール４ａの位置ｘ〔ｐ２〕を、その前後n点における位置ｘ〔ｉ〕（ｉ＝ｐ２−ｎ〜ｐ２＋n）の平均値として求めるようになっている。

（ガイドレール４ａ、４ｂの対向度およびレールゲージ測定）
ガイドレール４ａ、４ｂの対向度を一方の距離センサ１ｂ、１ｃと他方の距離センサ１ｋ、１ｌにより測定する際、一方のガイドレール４ａの対向度が０であり距離センサ１ｂ、１ｃが距離の差「ａ０」を検出したとすると、距離センサ１ｂ、１ｃが検出した距離の差が「ａ」である場所の対向度は（ａ−ａ０）×RＧ／ｄsで与えられる。ここでRＧはガイドレール４ａ、４ｂ間のレールゲージ、ｄsは距離センサ１ｂ、１ｃの間隔である。また、同様に距離センサ１ｋ、１ｌの測定値から他方のガイドレール４ｂの対向度を求めることができる。

また、図１のように、左右の測定治具２ａ，２ｂを同じ高さに取付けて、例えば距離センサ１ｆ、１oを用いて、ガイドレール４ａ、４ｂ間のレールゲージＲＧを測定する場合、このレールゲージが「W」である場所にて距離センサ１ｆ、１oが検出した距離の和が「w０」であったとすると、距離センサ１ｆ、１oが検出した距離の和が「w」である場所のレールゲージは「W＋ｗ−ｗ０」で与えられる。

このように構成した実施形態では、３個の距離センサ１ａ、１ｄ、１ｆを一方のガイドレール４ａの長手方向に比較的高速で移動させながらガイドレール４ａの曲がりを測定し、同様にして他方のガイドレール４ｂの曲がりを測定するとともに、例えば距離センサ１ｆ、１oを用いてガイドレール４ａ、４ｂ間のレールゲージＲＧを同時に測定することができる。

また、この実施形態では、直接ガイドレール４ａ、４ｂに接しないので、乗りかご３の振動や跳びを防止でき、より高速で移動しながらガイドレール４ａ，４ｂの位置測定を自動的に行なえる。さらに、点検用低速運転時の速度でもガイドレール４ａ，４ｂの位置測定が可能である。よって、既設エレベータのガイドレールを検査する際にも、昇降路にゴンドラを持ち込むことなく測定できる利点がある。なお、通常使用状態にある乗りかご３は点検用低速運転時でも例えば０．５ｍ／ｓ以上の速度であり、従来の測定装置では装置本体が直接レールに接するため、使用が困難であった。

また、この実施形態では、図６に示すようにガイドレール４ａの表面形状に傲って動く反射板１１の反射面１２に照射することによって安定して測定値を得る工夫をしているので、安価な光反射式変位センサで安定して高精度な測定データを得ることができ、装置のコストダウンに貢献する。なお、光反射方式の距離センサを直接ガイドレール４ａに照射すると、ガイドレール４ａ表面のヘアライン（髪の毛状の研磨跡）に影響されて安定した測定値を得ることが難しい場合がある。

また、この実施形態では、反射板１１の格納機構を有し反射板１１を格納することにより、反射板１１の付いた測定治具２ａをガイドレール４ａに脱着するときの作業性を向上できる。

なお、上記実施形態にあっては、主として１つの距離センサ１ａに関して説明したが、他の距離センサ１ｂ〜１ｒに関しても同様である。

さらに、上記実施形態にあっては、反射板１１の反射面１２をつやの無い白色の平面にして反射光が安定するようにしたが、単に白色塗料を塗布するだけでも良く、また、紙片を貼り付けても良く、裏面が粘着テープになっている紙を使うと便利である。

さらに、上記実施形態にあっては、反射板１１をガイドレール４ａの面に付勢する板ばね１４を設けたが、この板ばね１４の代わりに、巻き線ばね等の付勢機構を用いても良い。

さらに、上記実施形態では、板を折り曲げて反射板１１を作っており、折り曲げた側面の板にベアリング固定軸を設けている。この反射板１１とローラ１３の重量は付勢機構のばね下重量となるので、上記のような軽量な構造になっており、このようにばね下重量が軽い方が走行面の凹凸による振動が発生しにくい機械的性質を得ることができ、高速移動する測定に向いている。一方、凹凸が僅かな場合は、ローラ１３と板ばね１４を省き、単に、アクリルやカーボンの板を押し当てる簡単な構造によって反射板１１の機能をもたせることも可能である。ただし、反射面１２が湾曲して距離センサ１ａの反射光に影響を及ぼす場合は、反射面１２を別体の部品にして反射板１１に取付ける。さらに、接触する部分は、板というよりは棒状の部材でもかまわない。測定時の移動速度が遅い場合も、反射板の強度面から上記のような簡略化が可能である。接触する部分は、ソリのように先端を湾曲させた方が良好な滑走の助けになる。

さらに、上記実施形態では、反射板１１にガイドレール４ａと接するローラ１３が設けたが、このローラ１３の変わりに、摩擦式の接触部材を設けることもでき、例えば、距離センサ１ａは、ガイドレール４ａに接するように設けられた板状部材と、この板状部材をガイドレール４ａの面に押し付ける押付け手段とを備え、距離センサ１ａにより上記の板状部材との間の距離を計測するようになっている。

さらに、上記実施形態では、乗りかご３の縦枠部材３ａ，３ｂ上部に測定治具２ａ，２ｂを搭載したが、乗りかご３の縦枠部材３ａ，３ｂの上部の代わりに、ゴンドラに測定治具２ａ，２ｂを搭載してもよく、また、これらの移動体からワイヤやロープで吊るしてもよい。このように移動体から吊るして使う場合には、図１に破線で示すような連結部材８により測定治具２ａ，２ｂを連結して一体構造にする必要がある。

さらに、上記実施形態では、測定治具２ａ，２ｂの両方を使用する場合を例示したが、測定治具２ａ，２ｂの片側のみを機能させて使用することもできるが、その場合には対向度とレールゲージを測定することはできない。また、一方の測定治具２ａを単独でガイドレール４ａに沿わせて測定するために若干の改造を要し、例えば、従来よりマグネットの吸引力で治具をレール４に沿わせる方法が知られている。

さらに、上記実施形態では、距離を検出するローラ１０を一方のガイドレール４ａに当てたが、このガイドレール４ａの代わりに、他方のガイドレール４ｂにローラ１０に当ててもよい。

さらに、上記実施形態では、乗りかご３により、測定治具２ａ，２ｂをガイドレール４ａ,４ｂの長手方向に沿って移動させる移動手段が構成され、ノートパソコン２１により、距離センサ１ａ〜１ｒの計測データを記録する記録手段と、この記録手段に記録した計測データからガイドレール４ａ，４ｂの直線性を計算する計算手段とが構成され、格納レバー１５により、ローラ１０と距離センサ１ａの本体との距離が可変となるようにローラ１０を支持する支持手段が構成され、板ばね１４により、ローラ１０をガイドレール４ａの面に押し付ける押付け手段が構成され、ワイヤ１６およびアウターチューブ１７により、ガイドレール４ａに接触するローラ１３を距離センサ１ａの本体側へ移動させ、一時的にガイドレール４ａから引き離す移動手段が構成されている。

さらに、上記実施形態では、測定治具２ａに距離センサ１ａ〜１ｉを取付けたが、これらに加えて、測定治具２ａがガイドレール４ａの長手方向に移動する際に、ガイドレール４ａを支持するブラケット５を検出するブラケット検出手段を設けたり、あるいはガイドレール４ａの連結部を検出する連結部検出手段を設けてもよい。

本発明の一実施形態に係わるレール据付精度測定装置を示す斜視図である。 レール据付不良の例を示す説明図である。 本実施形態の測定原理を示す説明図である。 本実施形態による測定データの処理手順を示すフローチャートである。 本実施形態の電気系を示すブロック図である。 本実施形態に設けられる距離センサを示す平面図である。

符号の説明

１ａ〜１ｒ 距離センサ
２ａ，２ｂ 測定治具
３ 乗りかご（移動手段）
４ａ，４ｂ ガイドレール（レール）
５ レールブラケット
６ 背板
７ ボルト
８ 連結部材
９ ガイドローラ
１０ ローラ
１１ 反射板
１２ 反射面
１３ ローラ
１４ 板ばね（押付け手段）
１５ 格納レバー（支持手段）
１６ ワイヤ
１７ アウターチューブ
１８ カバー
１９ ストッパ
２０ 信号処理部
２１ ノートパソコン
２３ Ａ／Ｄボード

Claims (10)

1. レールの据付精度を測定するレール据付精度測定装置において、
   前記レールの長手方向と直角な方向における前記レールとの間の距離を計測する少なくとも３個の距離センサと、これらの距離センサが取付けられる測定治具と、この測定治具を前記レールの長手方向に沿って移動させる移動手段と、前記距離センサから出力される計測データを記録する記録手段と、この記録手段に記録した計測データから前記レールの直線性を計算する計算手段とを備えたことを特徴とするレール据付精度測定装置。
2. 請求項１のレール据付精度測定装置において、
   前記距離センサは、前記レールとの間の距離を非接触的に計測することを特徴とするレール据付精度測定装置。
3. 請求項１のレール据付精度測定装置において、
   前記距離センサは、前記レールに接するように設けられた板状部材と、この板状部材を前記レールの面に押し付ける押付け手段とを備え、前記距離センサで前記板状部材との間の距離を計測するようにしたことを特徴とするレール据付精度測定装置。
4. 請求項１のレール据付精度測定装置において、
   前記距離センサは、前記レールに接して前記レールの長手方向に走行するように設けられたローラと、このローラと前記距離センサの本体との距離が可変となるように前記ローラを支持する支持手段と、前記ローラを前記レールの面に押し付ける押付け手段とを備え、前記距離センサで前記支持手段との間の距離を計測するようにしたことを特徴とするレール据付精度測定装置。
5. 請求項３または請求項４のレール据付精度測定装置において、
   前記距離センサが、前記レールに接触する部分を前記距離センサの本体側へ移動させ、一時的に前記レールから引き離す移動手段を有することを特徴とするレール据付精度測定装置。
6. 請求項１〜請求項４のいずれかのレール据付精度測定装置において、
   前記測定治具を、計測対象となる前記レールの通常の使用状態にて前記レールに沿って走行する構造物に取付けたことを特徴とするレール据付精度測定装置。
7. 請求項１のレール据付精度測定装置において、
   前記測定治具が前記レールの長手方向に移動する際に、前記レールを支持するブラケットを検出するブラケット検出手段を設けたことを特徴とするレール据付精度測定装置。
8. 請求項１のレール据付精度測定装置において、
   前記測定治具が前記レールの長手方向に移動する際に、前記レールの連結部を検出する連結部検出手段を設けたことを特徴とするレール据付精度測定装置。
9. 請求項１のレール据付精度測定装置において、
   複数の前記測定治具をそれぞれ複数本のレールの長手方向に沿って移動可能に設けるとともに、複数の前記測定治具を互いに連結したことを特徴とするレール据付精度測定装置。
10. レールの据付精度を測定するレール据付精度測定方法において、
    前記レールの長手方向と直角な方向における前記レールとの間の距離を計測する少なくとも３個の距離センサと、これらの距離センサが取付けられる測定治具とを備え、この測定治具を前記レールの長手方向に移動させながら前記距離センサにより前記前記レールとの間の距離を計測し、この計測した距離データから前記レールの直線性を算出するようにしたことを特徴とするレール据付精度測定方法。
    

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