JP7134155B2 - ステップ踏板浮き上がり検知装置及びステップ踏板浮き上がり検知システム - Google Patents

Description

本発明は、エスカレーターに設けられたステップの踏板の浮き上がりを検知するステップ踏板検知装置及びステップ踏板浮き上がり検知システムに関するものである。

エスカレーターは、建築構造物に設置されるフレームと、このフレーム内に設けられて循環移動する無端状に連結された複数のステップとを備えている。複数のステップには、無端状のチェーンが連結されており、このチェーンが回転駆動することで、複数のステップが循環移動する。このステップは、外的要因（例えば、踏板の波板部分に小石が挟まったり、取扱い不良により踏板の波板部分が変形し、そこに人が乗ることにより繰り返し応力がかかる）や設置環境（屋外などの現場にて踏板部分に雨がかかり錆が発生）により、人が乗る部分である踏板部分が浮き上がることがある。

従来、ステップの踏板の浮き上がりを検査する方法としては、特許文献１のようにステップの踏板の浮き上がり量に相応する検出信号を出力する検出器（例えば可変抵抗器とこの可変抵抗器から出力された検出信号を入力する計測器）を備え、検出器から出力された検出信号に基づいてステップの踏板の浮き上がり量を検出する方法が提案されている。

特開２０１８－２４４８９号公報

しかし従来技術においては、検出器から出力された検出信号に基づいてステップの踏板の浮き上がり量は検出しているが、検出された浮き上がりがいずれのステップで生じているかを示すことはできなかった。

そこで、本発明では、上記不都合を解決するために、各ステップを区切ってステップ１枚ごとの踏板の浮き上がりを検知可能なステップ踏板浮き上がり検知装置及びステップ踏板浮き上がり検知システムを提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、エスカレーターの複数のステップの踏板に順次接触する検知部材と、踏板に対して鉛直な方向における検知部材の変位を検出する変位センサと、検知部材とともに検知部材に接触する前後の踏板を同時に撮像範囲に含む位置に設けられたカメラとを備え、変位センサの出力とカメラの出力とをステップ１枚ごとの踏板の浮き上がりの検知に用いることができる。

本発明によれば、各ステップを区切ってステップ１枚ごとの踏板の浮き上がりを検知可能なステップ踏板浮き上がり検知装置及びステップ踏板浮き上がり検知システムを提供することができる。

本発明の一実施の形態によるエスカレーター全体を示す概要図である。 本発明の一実施の形態によるステップ全体を示す概要図である。 本発明の一実施の形態によるステップ踏板浮き上がり検知装置の外観を示す図である。 本発明の一実施の形態によるステップ踏板浮き上がり検知装置の左側面を示す図である。 本発明の一実施の形態によるステップ踏板浮き上がり検知装置の右側面（制御部ケース内）を示す図である。 本発明の一実施の形態によるステップ踏板浮き上がり検知装置の設置状態を示す図である。 本発明の一実施の形態によるステップ踏板浮き上がり検知装置が撮像する画像を示す図である。 本発明の一実施の形態によるステップ踏板浮き上がり検知装置が撮像した画像に基づいてステップを区切る方法を示す図である。 本発明の一実施の形態によるステップ踏板浮き上がり検知システムの処理手順を示すシーケンス図である。

以下、本発明であるステップ踏板浮き上がり検知装置及びステップ踏板浮き上がり検知システムについて一実施形態を図に基づき説明する。

図１は、本発明が対象とするエスカレーター１の全体を示す概要図である。図１に示すように、エスカレーター１は、建築構造物に設置された枠体２と、制御盤３と、欄干４と、複数のステップ５と、ハンドレール６と、駆動機構７と、を備えている。

駆動機構７は、図示しない電動機及び図示しない減速機により構成されており、図示しない電動機には、制御盤３から電力が供給される。そして、図示しない電動機は、制御盤３によりその動作が制御される。図示しない電動機の駆動プーリには、図示しないベルト部材が巻き掛けられており、この図示しないベルト部材は、図示しない減速機の従動プーリに巻き掛けられている。これにより、図示しない電動機の回転力は、図示しないベルト部材を介して図示しない減速機に伝達される。

さらに、図示しない減速機の伝達スプロケットには、伝達チェーン８が巻き掛けられている。この伝達チェーン８は、駆動スプロケット９に巻き掛けられている。そして、駆動機構７の駆動力が伝達チェーン８を介して駆動スプロケット９に伝達され、駆動スプロケット９が回転する。

駆動スプロケット９と従動スプロケット１０には、ステップチェーン１１が巻き掛けられている。そして、駆動スプロケット９が回転することで、従動スプロケット１０及びステップチェーン１１が回転する。

また、枠体２には、図示しないガイド部材が設けられており、複数のステップ５は、図示しないガイド部材に移動可能に支持される。その複数のステップ５は、ステップチェーン１１を介して無端状に連結されている。複数のステップ５は、枠体２に取り付けられた図示しないガイド部材に案内されて往路側と復路側を循環移動する。乗客は、往路側を移動するステップ５に乗って搬送される。

次に、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２にて踏板５ｂの浮き上がり量を検出するステップ５について、図２を参照して説明する。図２は、ステップ５の全体を示す概要図である。

ステップ５は、フレーム本体５ａと、人が乗る部分である踏板５ｂとを備えている。また、踏板５ｂの外縁にはステップ境界の乗り込みを防止する注意喚起であるデマケーションラインを設けている。デマケーションラインは、高い視認性を確保するため、踏板の他の領域と大きく明度の異なる色（例えば黄色）を用いることが好適である。以降の説明では、デマケーションラインを「デマケーション」と略称する。図２では、踏板５ｂの外縁にデマケーション５ｃを示した。踏板５ｂは、波板状の形状をしており、フレーム本体５ａに複数箇所溶接にて固定されている。

次に、ステップ５ごとに踏板５ｂの浮き上がり量を検出するために使用するステップ踏板浮き上がり検知装置１２の外観について、図３にて説明する。図３に示すように、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２は、検知棒１２ａと、制御部１２ｂと、本体部１２ｃとを有する。

検知棒１２ａは、複数のステップ５の踏板５ｂに順次接触する検知部材である。検知棒１２ａは、ステップ５の踏板５ｂの浮き上がり状態に合わせてステップ５の踏板５ｂを追従し、踏板５ｂに対して鉛直な方向に変位する。制御部１２ｂには、ステップ５の踏板５ｂの浮き上がり量を検出するための手段である変位センサ１２ｇが設置されている。同様に、制御部１２ｂには、カメラ１２ｈが設置されている。カメラ１２ｈの設置位置は、検知棒１２ａと、検知棒１２ａに接触する前の踏板５ｂと、検知棒１２ａに接触した後の踏板５ｂとを同時に撮像範囲に含む位置である。本体部１２ｃには、検知棒１２ａと制御部１２ｂとが固定されている。

次に、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２のステップ５の踏板５ｂの浮き上がり量を検出する検出機構について、図４にて説明する。図４に示すように、検知棒１２ａは、本体部１２ｃの軸１２ｅにより回動可能に軸支された可動アーム１２ｄの先端に固定されている。検知棒１２ａは、本体部１２ｃの軸１２ｅを中心とし、ステップ５の踏板５ｂの状態にあわせて回動することで、踏板に対して鉛直な方向、すなわち上下に変位する機構となっている。

さらに、可動アーム１２ｄにはセンサ受光板１２ｆが設けられており、検知棒１２ａと同じく上下に変位する。このセンサ受光板１２ｆに変位センサ１２ｇから出力されたレーザー光１５を当てて反射させ、変位センサ１２ｇが反射光を受光して変位センサ１２ｇからセンサ受光板１２ｆまでの距離を測定することで、ステップ５の踏板５ｂの浮き上がり量を算出することができる。

次に、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２の制御部１２ｂ内の構成について、図５にて説明する。図５に示すように、制御部１２ｂ内には、変位センサ１２ｇと、カメラ１２ｈと、各種基板１２ｉとが設けられている。

変位センサ１２ｇは、レーザー光１５をセンサ受光板１２ｆに向けて、すなわち下方向に発射し、センサ受光板１２ｆによる反射光を受光して、センサ受光板１２ｆまでの距離を出力する。センサ受光板１２ｆは、ステップ５の踏板５ｂの浮き上がり状態に合わせて検知棒１２ａとともに上下に変位するので、センサ受光板１２ｆまでの距離からステップ５の踏板５ｂの浮き上がり量を算出することができる。

カメラ１２ｈも変位センサ１２ｇと同様に、下向きに固定されている。カメラ１２ｈの固定位置は、検知棒１２ａと、検知棒１２ａに接触する前の踏板５ｂと、検知棒１２ａに接触した後の踏板５ｂとを同時に撮像範囲１２ｊに含む位置とする。例えば、検知棒１２ａを中心として、検知棒１２ａとステップ５の踏板５ｂとを撮像するようカメラ１２ｈの位置を設定する。かかる設定を用いることで、検知棒１２ａとステップ５の踏板５ｂとデマケーション５ｃの位置関係からステップ５を１枚ごとに区切ることが可能となる。

各種基板１２ｉには、変位センサ１２ｇにより検出した変位量（例えばセンサ受光板１２ｆまでの距離）とカメラ１２ｈによる撮像結果とを対応付けて外部出力する外部出力部として動作する基板が含まれる。

次に、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２の現地のエスカレーター１への設置状態について、図６にて説明する。図６に示すように、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２を現地のエスカレーター１に設置する場合には、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２の本体部１２ｃを上部乗り場のコームプレート１３に例えば磁石や両面テープにて固定する。このとき、検知棒１２ａはステップ５の踏板５ｂに接地するようにステップ踏板浮き上がり検知装置１２を設置する。この状態で、エスカレーター１を運転させて、ステップ５ごとに踏板５ｂの浮き上がり量を検出する。

また、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２は、各種基板１２ｉによってデータ処理装置１６と有線又は無線で通信可能に接続される。データ処理装置１６は、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２から変位センサ１２ｇにより検出した変位量とカメラ１２ｈによる撮像結果とを対応付けて受信する。

データ処理装置１６は、受信した変位量に基づいてステップ５の踏板５ｂの浮き上がり量を算出するデータ処理部を有する。また、データ処理部は、受信した撮像結果からステップ５の境界を識別して、ステップ５を１枚ごとに区切り、変位量に基づいてステップ５の１枚ごとの踏板の浮き上がり量を算出することができる。このステップ５の境界の識別は、デマケーション５ｃを識別することで行う。例えば、カメラ１２ｈで撮像した画像の明るさが特定の変化パターンを示したならば、デマケーション５ｃの存在を識別することができる。

このように、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２とデータ処理装置１６とを接続することで、ステップ５ごとに踏板５ｂの浮き上がり量を検出するステップ踏板浮き上がり検知システムを得ることができる。

次に、図６に示した設置状態で撮像されるカメラ１２ｈの画像について、図７にて説明する。まず、カメラ１２ｈにて撮像される画像には、検知棒１２ａの像が含まれる。そして、検知棒１２ａがステップ５の中央部付近に接触した状態で撮像を行ったならば、図７（ａ）のように、中心に検知棒１２ａが映し出され、その上下にはステップ５の踏板５ｂが映し出される。この状態で、エスカレーター１を運転すると、ステップ５が移動していき、図７（ｂ）のようにステップ５の端部に設けられているデマケーション５ｃが検知棒１２ａの下側に映し出される。さらにステップ５が移動すると、図７（ｃ）のように、デマケーション５ｃが検知棒１２ａに重なるように映し出される。さらにステップ５が移動すると、検知棒１２ａの上側にデマケーション５ｃが映し出される。この一連の流れがステップ５が移動するたびに繰り返されることになる。

なお、デマケーション５ｃが検知棒１２ａに重なることが重要となることから、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２では、デマケーション５ｃが合計４０ｍｍの幅に対して、大半が重なるよう検知棒１２ａの直径は３０ｍｍとしている。すなわち、検知棒１２ａは、カメラ１２ｈの撮像範囲においてデマケーション５ｃの像を部分的に被覆する寸法である。また、検知棒１２ａの色は、デマケーション５ｃよりも暗くすることが好適である。例えば、踏板５ｂと同色とすればよい。

次に、カメラ１２ｈ画像からステップ５を１枚ごとに区切る処理について、図８にて説明する。既に図７（ａ）～（ｄ）にて説明したように、ステップ５が移動すると、検知棒１２ａとステップ５の踏板５ｂとデマケーション５ｃの位置関係が変化する。それらがカメラ１２ｈ画像のどの位置に映し出されているかで、ステップ５を１枚ごとに区切ることができる。

具体的には、カメラ１２ｈにて撮像された動画を１フレームごとの画像に切り出し、その画像の全体の明るさをプロファイル値として算出する。算出されたプロファイル値は図８（ｄ）のようなグラフ１４となる。

図８（ａ）のように検知棒１２ａの下側にデマケーション５ｃが映し出されると、検知棒１２ａとステップ５の踏板５ｂが映し出されていた時よりも、プロファイル値が高くなる。この状態でエスカレーター１を運転すると、ステップ５が移動していき、図８（ｂ）のように、デマケーション５ｃが検知棒１２ａと重なるようになり、プロファイル値は図８（ａ）の時よりも低くなる。さらにステップ５が移動すると、図８（ｃ）のように、検知棒１２ａの上側にデマケーション５ｃが映し出され、プロファイル値は再度高くなる。この動作を繰り返すことで、図８（ｄ）のグラフ１４のようになり、図８（ｂ）のように、プロファイル値が低くなった谷の部分を検出し、そこをステップ５の区切りとすることで、ステップ５を１枚ごとに区切ることが可能となる。

次に、ステップ踏板浮き上がり検知システムの処理手順について、図９にて説明する。事前準備として、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２は、エスカレーター１の上部乗り場のコームプレート１３に例えば磁石や両面テープにて固定される。この時、検知棒１２ａがステップ５の踏板５ｂに接地するようにステップ踏板浮き上がり検知装置１２は設置される。また、設置が完了したら、図示しない建屋電源又は図示しないバッテリーに接続し、図示しない電源スイッチを操作してステップ踏板浮き上がり検知装置１２の電源を入れる。その後、データ処理装置１６とステップ踏板浮き上がり検知装置１２を有線又は無線にて接続し、現地仕様などの必要な情報を入力する。入力される情報は、例えば、エスカレーター１を特定する製品番号などを含めることができる。また、エスカレーター１のステップ５の数や幅などを含めてもよい。

ステップ踏板浮き上がり検知システムの準備が完了したならば、作業員は、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２に対して開始操作を行い、エスカレーター１を運転する。そして、エスカレーター１を少なくとも１周以上させたのち、エスカレーター１を停止させ、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２に対して終了操作を行う。

ステップ踏板浮き上がり検知装置１２は、図９に示すように、開始操作を受け付けて（Ｓ１）、変位量及び動画の記録を開始する（Ｓ２）。その後、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２は、終了操作を受け付けて（Ｓ３）、変位量及び動画の記録を終了し（Ｓ４）、変位量と動画の記録を対応付けてデータ処理装置１６に出力して（Ｓ５）、処理を終了する。

データ処理装置１６は、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２から変位量と動画の記録を対応付けて取得すると（Ｓ１１）、動画から画像を切り出し（Ｓ１２）、切り出した画像からプロファイル値が高い箇所を算出する（Ｓ１２）。データ処理装置１６は、プロファイル値が高い箇所の近辺で、プロファイル値が一時的に下がる谷の部分を検出することで（Ｓ１４）、ステップ５を１枚ごとに区切る（Ｓ１５）。

データ処理装置１６は、ステップ５の区切りと変位量との対応関係からステップ５の１枚ごとの踏板５ｂの浮き上がり量を算出する（Ｓ１６）。データ処理装置１６は、浮き上がり量が規定値を超えるステップがあるならば（Ｓ１７；Ｙｅｓ）、該当するステップを異常ステップとして出力し（Ｓ１８）、処理を終了する。一方、浮き上がり量が規定値を超えるステップがなければ（Ｓ１７；Ｎｏ）、異常なしと出力して（Ｓ１９）、処理を終了する。

以上説明してきたように、本実施形態のステップ踏板浮き上がり検知システムは、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２の検知棒１２ａをエスカレーター１の複数のステップ５の踏板５ｂに順次接触させて変位量を計測するとともに、検知棒１２ａと検知棒１２ａの前後の踏板５ｂとを同時に撮像範囲に含む位置に設けられたカメラ１２ｈによる撮像を行う。そして、データ処理装置１６が画像の明るさの変化からデマケーション５ｃを識別してステップ５を１枚ごとに区切り、ステップ１枚ごとの踏板の浮き上がり量を検出する。

このため、作業員は、いずれのステップで異常が発生したかを自ら特定する必要なく、迅速に指定されたステップ５の状態を確認し、ステップ５の交換等の保守作業を行うことができる。また、異常の有無に関わらず、ステップ１枚ごとの踏板の浮き上がり量を蓄積して分析し、保守を行うべき時期の調節などに利用することもできる。

なお、本実施形態では、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２とデータ処理装置１６とを接続したステップ踏板浮き上がり検知システムを例に説明を行ったが、データ処理装置１６のデータ処理部をステップ踏板浮き上がり検知装置１２に持たせ、装置単体で運用可能としてもよい。

また、本実施形態では、検知棒１２ａを検知部材として用いる場合を説明したが、カメラ１２ｈの撮像範囲において、デマケーション５ｃの像を少なくとも部分的に被覆する形状であれば、任意の形状の検知部材を用いることができる。例えば、複数のローラーを連接した検知部材を用いてもよい。

また、本実施形態では、検知部材を回動可能に軸支する構成を例示したが、検知部材を踏板５ｂに対して鉛直な方向にスライド可能な検知部材を設け、検知部材のスライドの量を変位量として取得するなど、任意の構成を用いることができる。

また、本実施形態に示したカメラ１２ｈは、他の用途と共用することも可能である。一例として、ステップ５の踏板５ｂにステップ５を識別する印を付し、画像認識によりステップ５の識別を行うことができる。

また、本実施形態では、ステップ５ごとに浮き上がりの量を検出し、浮き上がりの量を評価して異常の有無を出力する構成を例に説明を行ったが、ステップ５ごとの浮き上がりの有無を直接検知する構成として実施することも可能である。

また、本実施形態では、エスカレーター１について説明したが、空港などに設置されているオートライン（斜行含む）についてステップ５の踏板５ｂの浮き上がり量の検査を行っても良い。また、ステップ踏板浮き上がり検知装置１２は上部乗り場のコームプレート１３に設置しているが、下部乗り場に設置しても良い。

本発明は、上述の各実施の形態及び各変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り、本発明の技術思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、本発明の趣旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。例えば、上述の各実施の形態及び各変形例で例示した各構成及び各処理は、実装形態や処理効率に応じて適宜統合又は分離させてもよい。

１・・・エスカレーター、２・・・枠体、３・・・制御盤、４・・・欄干、５・・・ステップ、５ａ・・・フレーム本体、５ｂ・・・踏板、５ｃ・・・デマケーション、６・・・ハンドレール、７・・・駆動機構、８・・・伝達チェーン、９・・・駆動スプロケット、１０・・・従動スプロケット、１１・・・ステップチェーン、１２・・・ステップ踏板浮き上がり検知装置、１２ａ・・・検知棒、１２ｂ・・・制御部、１２ｃ・・・本体部、１２ｄ・・・可動アーム、１２ｅ・・・軸、１２ｆ・・・センサ受光板、１２ｇ・・・変位センサ、１２ｈ・・・カメラ、１２ｉ・・・各種基板、１２ｊ・・・撮像範囲、１３・・・コームプレート、１４・・・グラフ、１５・・・レーザー光、１６・・・データ処理装置

Claims (10)

1. 循環移動する無端状に連結された複数のステップを有するエスカレーターにて、前記ステップの踏板の浮き上がりを検知するステップ踏板浮き上がり検知装置において、
   前記複数のステップの踏板に順次接触する検知部材と、
   前記踏板に対して鉛直な方向における前記検知部材の変位を検出する変位センサと、
   前記検知部材と、前記検知部材に接触する前の前記踏板と、前記検知部材に接触した後の前記踏板とを同時に撮像範囲に含む位置に設けられたカメラと
   を備えたことを特徴とするステップ踏板浮き上がり検知装置。
2. 前記変位センサにより検出した前記検知部材の変位量に基づいて前記ステップの踏板の浮き上がり量を算出するデータ処理部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のステップ踏板浮き上がり検知装置。
3. 前記カメラによる撮像結果から前記ステップの境界を識別して前記ステップを１枚ごとに区切り、前記変位センサにより検出した前記検知部材の変位量に基づいて前記ステップ１枚ごとの踏板の浮き上がり量を算出するデータ処理部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のステップ踏板浮き上がり検知装置。
4. 前記カメラによる撮像結果から前記ステップのデマケーションラインを識別して前記ステップを１枚ごとに区切り、前記変位センサにより検出した前記検知部材の変位量に基づいて前記ステップ１枚ごとの踏板の浮き上がり量を算出するデータ処理部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のステップ踏板浮き上がり検知装置。
5. 前記カメラにより撮像した画像の明るさの変化パターンから前記ステップのデマケーションラインを識別して前記ステップを１枚ごとに区切り、前記変位センサにより検出した前記検知部材の変位量に基づいて前記ステップ１枚ごとの踏板の浮き上がり量を算出するデータ処理部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のステップ踏板浮き上がり検知装置。
6. 前記カメラにより撮像した画像の明るさの変化パターンから前記ステップのデマケーションラインを識別して前記ステップを１枚ごとに区切り、前記変位センサにより検出した前記検知部材の変位量に基づいて前記ステップ１枚ごとの踏板の浮き上がり量を算出するデータ処理部をさらに備え、
   前記検知部材は、前記撮像範囲において前記デマケーションラインの像を部分的に被覆する寸法であり、前記変化パターンは前記画像の明るさの一時的な低下である
   ことを特徴とする請求項１に記載のステップ踏板浮き上がり検知装置。
7. 前記変位センサにより検出した前記検知部材の変位量と前記カメラによる撮像結果とを対応付けて外部出力する外部出力部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のステップ踏板浮き上がり検知装置。
8. 前記検知部材を支持する可動アームと、
   前記可動アームを前記踏板に対して鉛直な方向に可動可能に支持する軸と
   をさらに備え、
   前記変位センサは前記軸を有する本体部に固定されて、前記可動アームまでの距離を測定し、
   前記カメラは前記本体部に固定されて前記検知部材の像を含む画像の撮像を行う
   ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一つに記載のステップ踏板浮き上がり検知装置。
9. 前記変位センサは、スライド可能に支持された前記検知部材のスライド量を測定することを特徴とする請求項１～７のいずれか一つに記載のステップ踏板浮き上がり検知装置。
10. 循環移動する無端状に連結された複数のステップを有するエスカレーターにて、前記ステップの踏板の浮き上がりを検知するステップ踏板浮き上がり検知システムにおいて、
    前記複数のステップの踏板に順次接触する検知部材と、
    前記踏板に対して鉛直な方向における前記検知部材の変位を検出する変位センサと、
    前記検知部材と、前記検知部材に接触する前の前記踏板と、前記検知部材に接触した後の前記踏板とを同時に撮像範囲に含む位置に設けられたカメラと、
    前記カメラによる撮像結果から前記ステップの境界を識別して前記ステップを１枚ごとに区切り、前記変位センサにより検出した前記検知部材の変位量に基づいて前記ステップ１枚ごとの踏板の浮き上がり量を算出するデータ処理部と
    を備えたことを特徴とするステップ踏板浮き上がり検知システム。

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