JP4289897B2 - レール摩耗検出装置およびこの検出装置を用いたレールの残厚測定方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のワーク搬送ラインに用いられるオーバヘッドコンベアのレールの摩耗を検出する装置と、当該装置を用いたレールの残厚測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、工場などのワーク搬送ラインにとして、オーバヘッドコンベアが用いられている。オーバヘッドコンベアの一般的な構成は図5に示すように、チェーン100にジョイントメンバ101を連結し、このジョイントメンバ101に取り付けたガイドローラ102をレール103に係合することで、チェーン100がレール103に沿って走行する構成としている。尚、チェーン100にはパレットやワークを取り付けるための図示しないフックが等間隔で設けられている。
【0003】
レール103には常にガイドローラ102が接触しており、特に、水平部と下り勾配或いは登り勾配との境界部などにあっては、ガイドローラ102が同一箇所に強く接触するためレール103の一部が摩耗してしまう。摩耗が激しくなるとレール103を交換しなければならず、これを人手によってライン全長に亘って検査するのは困難である。
【0004】
そこで、前記ジョイントメンバ101に揺動アーム104を取り付け、この揺動アーム104の先端に設けた検出ローラ105をガイドローラ102による摩耗が生じない箇所に接触せしめ、摩耗が生じていない場合には図6(a)に示すようにガイドローラ102と検出ローラ105が同一面上を走行し、摩耗が生じた場合には図6(b)に示すようにガイドローラ102のみが摩耗した面を走行し、ガイドローラ102を取り付けているジョイントメンバ101が摩耗分下がり、これによって揺動アーム104が揺動し、この揺動量をポテンショメータなどによって検出してコンピュータに入力し、この検出値から摩耗量を算出し、摩耗量が所定値を超えたレールについては交換するようにしている。
【0005】
また、オーバヘッドコンベアではないが、レールを走行する車両の位置を連続的に検出する装置が知られている。(特許文献1)
また、レールの摩耗とは関係しないが、フロアの各スポットの電界強度などを測定するために、球体を床面に接触させ、測定装置の移動により球体を従動回転せしめ、この回転量からX−Y方向の移動量を出力する装置が知られている。(特許文献2)
更に、鉄道のレール上を試験車を走行せしめ、レールの変位量を測定データとして得るようにしたシステムが提案されている。(特許文献3)
【0006】
【特許文献】
特許文献1:特表平11−504723号公報、第4頁23〜24行
特許文献2:特開平9−196984号公報、段落0005、0008
特許文献3:特開2001−317930号公報、段落0002
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図5及び図6に示した従来装置にあっては、摩耗量を知ることはできるが、残厚を知ることはできない。
即ち、オーバヘッドコンベア等に用いるレールは、断面が横H字状をなしており、更に走行中の振動軽減などの目的で上底部及び下底部は中心部が厚く外側に向かって薄くなる傾斜面となっている。その結果、摩耗量が分ってもその箇所の厚みが分らないため残厚を知ることはできない。そして、残厚が分らないため、まだ交換しなくてもよいレールであるにも拘わらず交換してしまうことがある。
【0008】
また、特許文献1〜3に開示される内容をオーバヘッドコンベア等に用いるレールに応用しても、レールの残厚を知ることはできない。
【0009】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため本発明に係るレール摩耗検出装置は、ガイドローラと接触することで摩耗したレール上底部またはレール下底部とこれと対向する摩耗していないレール下底部またはレール上底部との間隔を測定する第1の検出手段と、レール縦板部と摩耗した部分の中心位置までの横方向の間隔を測定する第2の検出手段とを備えた構成とした。
ガイドローラはレールの上底部または下底部のいずれか一方に接触して走行する。特に勾配が変化する箇所においてはガイドローラが強く接触するため摩耗が激しくなる。
【0010】
上記のように第2の検出手段によって、レール縦板部と摩耗した部分の中心位置までの横方向の間隔を測定することで、摩耗した部分のレールの残厚を知ることが可能になる。
【0011】
具体的には、以下の方法によって残厚をコンピュータにて計算し、残厚が所定値以下になったら警報などの手段によってそれを知らせる。
ΔZ=(H1−H2−2Ltanθ)/2−(H3−H2−2Ltanθ)
但し、
ΔZ:レールの残厚
L :レール縦板部と摩耗した部分の中心位置までの横方向の間隔
H1:レールの全高
H2:レール縦板部の高さ
H3:摩耗したレール上底部またはレール下底部の中心位置とこれと対向する摩耗していないレール下底部またはレール上底部との間隔
θ :レール上底部またはレール下底部の水平面に対する傾斜角
とする。
【0012】
また、前記第1及び第2の検出手段の具体例としては、ポテンショメータとつながる揺動アームの先端に検出ローラを取り付けたものが考えられる。更に、揺動アームと検出ローラからなる第1の検出手段にて、前記高さ(H3)を測定するには、前記第1の検出手段と対向する位置にレール上底部またはレール下底部のうち摩耗していない面に接触する基準ローラを設ける構成が考えられる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の態様を添付図面に基づいて説明する。図1は本発明に係るレール摩耗検出装置を搬送用チェーンコンベアに適用した例を示す側面図、図2は本発明に係るレール摩耗検出装置の側面図、図3は本発明に係るレール摩耗検出装置の平面図である。
【0014】
図中1はチェーン、2はレールであり、チェーン1は長尺リング状をなすセンターリンク1aと上下一対のプレートからなるサイドリンク1bとを、連結ピン1cを端部に挿入して交互に連結することで構成される。
【0015】
レール2は図4に示すように上板部3と下板部4の中央を縦板部5で連結した断面横H字状をなし、上下左右に対称形状となっている。前記上板部3と下板部4は縦板部5との連結部が最も厚く、外側に向かって薄くなっている。即ち、上底部3a(上板部3の下面)及び下底部4a(下板部4の上面)は水平面に対してθ傾斜している。
【0016】
前記チェーン1には所定間隔でジョイントメンバ6が取り付けられている。このジョイントメンバ6は2枚のブラケットを下端部で突き合わせてチェーン1に結合し、上部は2枚のブラケットを外側に湾曲させて二股状にしてレール2の夫々の側に臨ませ、夫々のブラケットの上端部にレール2に係合するガイドローラ7を設けている。
【0017】
また、ジョイントメンバ6を構成するブラケットのうち、特定のブラケットに本発明に係るレール摩耗検出装置10を取り付けている。レール摩耗検出装置10は本体11に第1の検出手段12と第2の検出手段13を備えている。
【0018】
第1の検出手段12はスプリングなどの付勢手段で上方向(上底部3aに当接する方向)に付勢された揺動アーム12aの先端に上底部3aに接触する検出ローラ12bを取り付けている。尚、揺動アーム12aの揺動量はポテンショメータにて測定され、その測定値は図示しないコンピュータに送られる。
【0019】
一方、本体11から後方に伸びる固定アーム11aの先端にレール下底部4aに接触する基準ローラ11bが取り付けられ、この基準ローラ11bの位置と前記揺動アーム12aの揺動量とから、摩耗したレール上底部3aまたはレール下底部4aの中心位置とこれと対向する摩耗していないレール下底部4aまたはレール上底部3aとの間隔(H3)を知ることができる。
【0020】
また、第2の検出手段13はスプリングなどの付勢手段で内側方向(縦板部5に当接する方向)に付勢された揺動アーム13aの先端に縦板部5に接触する検出ローラ13bを取り付けている。この揺動アーム13aの揺動量も前記同様ポテンショメータにて測定され、その測定値からレール縦板部と摩耗した部分の中心位置までの横方向の間隔(L)が計算される。
【0021】
次に、本発明に係るレール摩耗検出装置を用いた測定原理を図4に基づいて説明する。
図において、
ΔZ:レールの残厚
L :レール縦板部と摩耗した部分の中心位置までの横方向の間隔
H1:レールの全高
H2:レール縦板部の高さ
H3:摩耗したレール上底部またはレール下底部の中心位置とこれと対向する摩耗していないレール下底部またはレール上底部との間隔
H4:ガイドレールが当接する部分の磨耗前の厚さ
H5:ガイドレールが当接する部分の磨耗前の上底部と下底部との高さ
Δh:摩耗深さの平均値(摩耗部分の中心部の深さ)
θ :レール上底部またはレール下底部の水平面に対する傾斜角
とすると、
ΔZ=H4−Δh・・・・・(1)
ここで、H4=(H1−H5)/2
Δh=H3−H5
H5=H2+2Ltanθ
これらを(1)に代入すると、
ΔZ=(H1−H2−2Ltanθ)/2−(H3−H2−2Ltanθ)・・(2)
となる。
【0022】
ここで、H3は揺動アーム12aの揺動量から算出され、Lは揺動アーム13aの揺動量から算出され、またH1、H2及びθはレールの固有値で既に知られた値である。したがって、上式(2)からレール摩耗部の残厚を知ることができる。
【0023】
尚、図示例では上底部3aの摩耗を検出するタイプのレール摩耗検出装置を示したが、下底部4aの摩耗を検出する場合にも同様の検出装置を用いることができる。即ち、搬送用チェーンコンベアの場合、通常レール上底部3aまたは下底部4aのいずれか一方のみが摩耗し、両方が摩耗することはないので、下底部4aの摩耗を検出する場合にも適用できる。
【0024】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明に係るレール摩耗検出装置によれば、レールの摩耗量ではなく、摩耗した部分の残厚を知ることができるので、レールの交換を無駄なく適切な時期に行うことができる。
また、上記の残厚を常時監視することができるので、工場の搬送ラインに適用すれば生産効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレール摩耗検出装置を搬送用チェーンコンベアに適用した例を示す側面図
【図2】本発明に係るレール摩耗検出装置の側面図
【図3】本発明に係るレール摩耗検出装置の平面図
【図4】本発明に係るレール摩耗検出装置を用いた測定原理を説明した図
【図5】従来のオーバヘッドコンベアの側面図、
【図6】図5の矢示方向から見た拡大図であって、(a)は摩耗していない箇所を走行している状態を示す図、(b)は摩耗した箇所を走行している状態を示す図
【符号の説明】
1…チェーン、1a…センターリンク、1b…サイドリンク、1c…連結ピン、2…レール、3…上板部、3a…上底部、4…下板部、4a…下底部、5…縦板部、6…ジョイントメンバ、7…ガイドローラ、10…レール摩耗検出装置、11…レール摩耗検出装置本体、11a…固定アーム、11b…基準ローラ、12…第1の検出手段、12a…揺動アーム、12b…検出ローラ、13…第2の検出手段、13a…揺動アーム、13b…検出ローラ。
Claims (4)
- レールにガイドローラが接触して走行する搬送ラインの前記レールの摩耗を検出する装置であって、この装置は摩耗したレール上底部またはレール下底部とこれと対向する摩耗していないレール下底部またはレール上底部との間隔を測定する第1の検出手段と、レール縦板部と摩耗した部分の中心位置までの横方向の間隔を測定する第2の検出手段とを備えることを特徴とするレール摩耗検出装置。
- 請求項1に記載のレール摩耗検出装置において、前記第1及び第2の検出手段はポテンショメータとつながる揺動アームの先端に検出ローラを取り付けていることを特徴とするレール摩耗検出装置。
- 請求項1に記載のレール摩耗検出装置において、前記第1の検出手段と対向する位置にレール上底部またはレール下底部のうち摩耗していない面に接触する基準ローラが設けられていることを特徴とするレール摩耗検出装置。
- 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のレール摩耗検出装置を用いたレールの残厚測定方法であって、以下の計算式から摩耗した部分の残厚を求めることを特徴とするレールの残厚測定方法。
ΔZ=(H1−H2−2Ltanθ)/2−(H3−H2−2Ltanθ)
但し、
ΔZ:レールの残厚
L :レール縦板部と摩耗した部分の中心位置までの横方向の間隔
H1:レールの全高
H2:レール縦板部の高さ
H3:摩耗したレール上底部またはレール下底部の中心位置とこれと対向する摩耗していないレール下底部またはレール上底部との間隔
θ :レール上底部またはレール下底部の水平面に対する傾斜角
とする。
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