(57)【要約】【課題】自動的に摩耗した部分の残厚を知ることができるレール摩耗検出装置を提供する。【解決手段】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。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、第２の検出手段１３の内側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。これらの揺動アーム１２ａ、１３ａの揺動量はポテンショメータにて測定され、揺動アーム１２ａの揺動量からレール上底部３ａとレール下底部４ａの間隔が算出され、揺動アーム１３ａの揺動量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が計算される。【選択図】      図２
2004238141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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２】
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３】
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４】
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摩耗検出方法。
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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に係合するガイドレール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…ガイドレール、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。
【図１】
2004238141.tif 000003
【図２】
2004238141.tif 000004
【図３】
2004238141.tif 000005
【図４】
2004238141.tif 000006
【図５】
2004238141.tif 000007
【図６】
2004238141.tif 000008