JP5886268B2

JP5886268B2 - 乗客コンベア

Info

Publication number: JP5886268B2
Application number: JP2013260329A
Authority: JP
Inventors: 健吾柴沼
Original assignee: Toshiba Elevator Co Ltd
Current assignee: Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2033-12-17
Also published as: JP2015117092A

Description

本発明の実施形態は、乗客コンベアに関するものである。

エスカレータや動く歩道などの乗客コンベアにおいて、踏段は無端状の踏段チェーンに連結されている。この踏段チェーンは、チェーンプレートと、チェーンプレート同士を結合するピンを有し、ピンは、例えば４つ毎に踏段に連結されている。踏段が上下反転するために、踏段チェーンと踏段スプロケットとが係合するときには、ピンが踏段スプロケットの外周の凹みに係合する。

そのため、踏段スプロケットの凹みが踏段チェーンに引っ掛かるタイミングにおいて、踏段スプロケットに定期的に振動が発生する。この振動を防止するため従来より踏段チェーンに連結された踏段の案内レールに突起を設け、振動を吸収していた。

特開２００４−１１５２１１号公報

しかし、上記のように案内レールに突起を設ける構造にすると、案内レールを製造するときにコストが上がるという問題点がある。

そこで本発明の実施形態は、上記問題点に鑑み、踏段スプロケットの脈動を防止できる乗客コンベアを提供することを目的とする。

本発明の実施形態は、複数のチェーンプレートと、隣接する前記チェーンプレート同士を結合するピンを有する無端状の踏段チェーンと、前記踏段チェーンの前記ピンが係合する踏段スプロケットと、前記踏段チェーンに取り付けられた踏段と、前記踏段スプロケットを回転させるモータと、前記モータに駆動電流を供給してインバータ制御するインバータ回路と、前記インバータ回路を制御する制御部と、前記駆動電流を補正して、前記踏段スプロケットの回転時の脈動を抑制する制御を前記インバータ回路に行う抑制部と、前記乗客コンベアの通常運転中に、前記踏段の速度に基づいて、前記脈動の周期と、前記脈動が発生するときの前記踏段の加速度を解析する解析部と、前記周期が第１周期閾値Ｔｓ１、又は、前記加速度が第１加速度閾値αｓ１より大きくなると更新信号を出力する判断部と、を有し、前記抑制部は、前記脈動におけるマイナスの加速度を打ち消すプラスの初期加速度を、前記脈動の初期周期で発生させる初期周波数成分を予め記憶し、前記初期周波数成分を前記インバータ回路に出力し、前記解析部が解析した前記周期と前記加速度に基づいて、前記脈動を抑制する前記初期周波数成分を変更するフィードバック制御を行い、前記更新信号が入力すると前記周期が第１周期閾値Ｔｓ１、又は、前記加速度が第１加速度閾値αｓ１より小さくなるように前記フィードバック制御を行う、乗客コンベアである。

本実施形態のエスカレータの側面から見た説明図。踏段スプロケットの側面図。エスカレータのブロック図。

以下、本発明の一実施形態の乗客コンベアについて図面に基づいて説明する。本実施形態では、エスカレータ１０に関して図１〜図３に基づいて説明する。

（１）エスカレータ１０
エスカレータ１０の構造について、図１と図２に基づいて説明する。

エスカレータ１０のトラス１２が、図１に示すように、建屋１の上階と下階に跨がって支持アングル２，３を用いて支持されている。

トラス１２の上端部にある上階側の機械室１４内部には、図１に示すように、駆動装置１８が設けられている。この駆動装置１８は、モータ２０と、減速機２１と、減速機２１の伝達スプロケット２３とを有する。この伝達スプロケット２３は、駆動チェーン２２を介して駆動スプロケット２５を回転させる。また、上階側の機械室１４内部には、制御装置５０が設けられている。

駆動スプロケット２５には、回転軸２７を用いて同軸に取り付けられた踏段スプロケット２４が固定されている。この踏段スプロケット２４は、図２に示すように、外周に一定間隔毎に凹み６０が形成されている。踏段スプロケット２４の下方には、案内レール６６がほぼ水平に設けられている。

図１に示すように、トラス１２の下端部にある下階側の機械室１６内部には、従動スプロケット２６が設けられ、踏段スプロケット２４と従動スプロケット２６との間に左右一対の無端の踏段チェーン２８，２８が掛け渡され、左右一対の踏段チェーン２８，２８には複数の踏段３０が等間隔で取り付けられ、図１では不図示の案内レール６６を踏段３０の前輪３０ａと後輪３０ｂが走行する。また、一つの踏段３０には、後から説明する速度センサ５０８が取り付けられている。踏段チェーン２８は、図２に示すように、複数のチェーンプレート６２の端部同士がピン６４によって回転自在に連結されたものであり、例えばこのピンの４つ毎に、踏段３０が連結されている。

トラス１２の左右両側には、左右一対の欄干３６，３６が立設されている。この欄干３６の上部を手摺りベルト３８が移動する。欄干３６の上階側の正面下部を覆う正面スカートガード４０が設けられ、下階側の正面下部には、下階側の正面スカートガード４２が設けられ、正面スカートガード４０，４２の正面から、手摺りベルト３８の出入口であるインレット部４６，４８が突出している。欄干３６の側面下部には、スカートガード４４が設けられている。正面スカートガード４０，４２の内側面には操作盤５２，５６、案内部を構成するスピーカ５４，５８がそれぞれ上下階に設けられている。

上階側の機械室１４の天井面には上階側の乗降板３２が設けられ、下階側の機械室１６の天井面には下階側の乗降板３４が設けられている。

（２）制御装置５０の構成
制御装置５０の構成について、図３のブロック図に基づいて説明する。

図３に示すように、制御装置５０は、制御部５０１，インバータ回路５０２，抑制部５０３，解析部５０４，判断部５０６，発報部５０７を有する。

制御部５０１には上階側の操作盤５２と下階側の操作盤５６が接続され、インバータ回路５０２に対し、操作盤５２，５６の操作によって、モータ２０の回転方向及び速度を示す信号を出力する。

インバータ回路５０２は、三相電源５０５からの三相交流電源によって三相の誘導電動機であるモータ２０をインバータ制御するものである。すなわち、インバータ回路５０２は、制御回路５０１からの信号に基づいてパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）を行って三相の駆動電流を所定の周波数成分で出力することによりモータ２０を所定の速度及び回転方向で回転させる。なお、駆動電流の周波数成分が上昇するとモータ２０の回転速度が上昇し、逆に周波数成分が低くなるとモータ２０の速度が減速する。そのため、インバータ回路５０２は、この周波数成分を増減させることによりモータ２０の速度を増減でき、また、単位時間当たりの増減量を変化させて速度の加速度を変化させることができる。

解析部５０４、抑制部５０３、判断部５０６、発報部５０７については、後から制御方法と共に説明する。なお、解析部５０４は、速度センサ５０８から無線で速度信号を受信でき、発報部５０７は、外部にある遠隔監視センターに対し、エスカレータ１０に異常があることを示す注意信号を送信できる。

（３）脈動を抑制する制御方法
踏段スプロケット２４は、踏段チェーン２８のピン６４が凹み６０に係合する度に、回転軸２７に掛かるトルクが変化して振動する。この振動するタイミングは、チェーンプレート６２に設けられているピン６４の距離が一定であるため、一定周期毎に発生するので脈動となる。脈動する状態をさらに説明する。まず、ピン６４が凹み６０に係合する瞬間に踏段スプロケット２４に対し回転を抑制しようとする不要な力が働く。このような不要な力が働くと、一定速度で回転していた踏段スプロケット２４にマイナスの加速度が生じ、踏段３０の速度が一瞬減速する。次に、ピン６４が凹み６０に完全に掛かるとこのような不要な力がなくなり再び踏段３０は一定速度に復帰する。このような速度の変化が踏段スプロケット２４に振動を与えるので、周期的に発生する振動（すなわち、「脈動」である）を抑制する制御方法について説明する。

（３−１）実験運転
まず、エスカレータ１０の管理者は、エスカレータ１０を現場に設置した後に次のような実験運転を予め行う。例えば、この実験では、エスカレータ１０を初期の周波数成分（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）を有する初期の駆動電流をモータ２０に出力し、踏段３０を定格速度（例えば、３０ｍ／分）で走行させる実験運転を行う。すると、この実験運転であっても、上記したように踏段スプロケット２４が脈動する。

第１に、実験運転において解析部５０４は、１つの踏段３０に取り付かれた速度センサ５０８からの速度信号を受信して、この速度信号に基づいて、脈動によって起こる踏段３０の速度変化の周期Ｔと、そのときのマイナスの加速度αを解析する。

第２に、抑制部５０３は、解析部５０４によって解析された周期Ｔとマイナスの加速度αに基づいて、このマイナスの加速度αを打ち消すプラスの加速度α（以下、「初期加速度α０」という）を、周期Ｔ（以下、「初期周期Ｔ０」という）で発生させる初期抑制周波数成分ｆ０を算出する。

第３に、判断部５０６は、初期加速度α、初期周期Ｔ０、初期抑制周波数成分ｆ０を記憶する。

（３−２）通常運転
エスカレータ１０が乗客を乗せて通常運転を行う場合について説明する。

第１に、抑制部５０３は、上記実験運転によって算出した初期抑制周波数成分をインバータ回路５０２に出力する。

第２に、インバータ回路５０２は、初期の周波数成分を有する駆動電流に、初期抑制周波数成分を加味して補正し、補正後の周波数成分を有する駆動電流（以下、「抑制駆動電流」という）をモータ２０に出力する。これにより、ピン６４が凹み６０に係合した瞬間にマイナスの加速度が働いても、モータ２０の速度がプラスに加速されるため、このマイナスの加速度をプラスの加速度で打ち消し、脈動を抑制できる。

第３に、解析部５０４は、抑制駆動電流で回転するモータ２０によって走行する踏段３０の速度信号から、抑制後の周期Ｔ（ｔ）と抑制後の加速度α（ｔ）を時系列に常に解析する。

第４に、判断部５０６は、解析部５０４が解析した抑制後の周期Ｔ（ｔ）と抑制後の加速度α（ｔ）を、記憶されている初期周期Ｔ０と初期加速度α０と比較し、初期周期Ｔ０と抑制後の周期Ｔ（ｔ）の差分である周期差分と、初期加速度αｓ１と抑制後の加速度α（ｔ）の差分である加速度差分を常に算出する。

第５に、判断部５０６は、判断部５０６が算出した周期差分が悪化して第１周期閾値Ｔｓ１より大きくなった場合、又は、加速度差分が悪化して第１加速度閾値αｓ１よりも大きくなった場合には、更新信号を抑制部５０３に出力する。

第６に、抑制部５０３は、更新信号が入力すると、周期差分が第１周期閾値Ｔｓ１より小さくなるように、又は、加速度差分が第１加速度閾値αｓ１よりも小さくなるように抑制周波数成分を変更するフィードバック制御を行う。フィードバック制御を行う理由は、エスカレータ１０を通常運転した時点で、実験運転と異なった値が出たり、又は、経年変化により踏段チェーン２８が伸びて脈動する周期が変化したときに、その脈動を抑制する働きを行う。

（３−３）異常状態
しかし、解析部５０４、抑制部５０３、判断部５０６によって上記のようなフィードバック制御を行っていても、踏段スプロケット２４の脈動がさらに悪化して、周期差分が第２周期閾値Ｔｓ２より大きくなった場合、又は、加速度差分が第２加速度閾値αｓ２よりも大きくなった場合には、判断部５０６はエスカレータ１０が異常状態であると判断して、スピーカ５４，５８で乗客に注意喚起を促すアナウンスを行うと共に、モータ２０を減速、又は、停止させ、さらに、発報部５０７を用いて遠隔監視センターなどの外部に注意信号を送信する。但し、Ｔｓ２＞Ｔｓ１、αｓ２＞αｓ１である。

（４）効果
上実施形態によれば、案内レール６６に突起などの部材を使用しないことにより、エスカレータ１０のコストダウンを図ることができる。

また、踏段スプロケット２４の脈動が悪化したときにはフィードバック制御を行って、抑制部５０３が抑制周波数成分を変更するため、脈動を抑制できる。

また、踏段スプロケット２４の脈動がさらに悪化したときには、乗客へ注意喚起を促し、エスカレータ１０を減速、又は、停止し、外部に通報できる。

（５）変更例
解析部５０４は、踏段スプロケット２４と踏段チェーン２８が係合するときに発生する脈動に基づく周波数成分以外の周波数成分を検出した場合には、その旨を異常信号として判断部５０６に出力する。判断部５０６はこの異常信号が入力すると、発報部５０７を用いて外部に異常があったことを通報し、モータ２０を停止させる。

上記実施形態では、速度センサ５０８を踏段３０に取り付けたが、これに代えて加速度センサを取り付けてもよい。

上記実施形態では、エスカレータ１０で説明したが、これに代えて動く歩道で適用してもよい。

上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０・・・エスカレータ、２０・・・モータ、２４・・・踏段スプロケット、２８・・・踏段チェーン、３０・・・踏段、５０・・・制御装置、６０・・・凹み、６２・・・チェーンプレート、６４・・・ピン、５０１・・・制御部、５０２・・・インバータ回路、５０３・・・抑制部、５０４・・・解析部、５０５・・・三相電源、５０６・・・判断部、５０７・・・発報部、５０８・・・速度センサ

Claims

複数のチェーンプレートと、隣接する前記チェーンプレート同士を結合するピンを有する無端状の踏段チェーンと、
前記踏段チェーンの前記ピンが係合する踏段スプロケットと、
前記踏段チェーンに取り付けられた踏段と、
前記踏段スプロケットを回転させるモータと、
前記モータに駆動電流を供給してインバータ制御するインバータ回路と、
前記インバータ回路を制御する制御部と、
前記駆動電流を補正して、前記踏段スプロケットの回転時の脈動を抑制する制御を前記インバータ回路に行う抑制部と、
前記乗客コンベアの通常運転中に、前記踏段の速度に基づいて、前記脈動の周期と、前記脈動が発生するときの前記踏段の加速度を解析する解析部と、
前記周期が第１周期閾値Ｔｓ１、又は、前記加速度が第１加速度閾値αｓ１より大きくなると更新信号を出力する判断部と、
を有し、
前記抑制部は、
前記脈動におけるマイナスの加速度を打ち消すプラスの初期加速度を、前記脈動の初期周期で発生させる初期周波数成分を予め記憶し、前記初期周波数成分を前記インバータ回路に出力し、
前記解析部が解析した前記周期と前記加速度に基づいて、前記脈動を抑制する前記初期周波数成分を変更するフィードバック制御を行い、
前記更新信号が入力すると前記周期が第１周期閾値Ｔｓ１、又は、前記加速度が第１加速度閾値αｓ１より小さくなるように前記フィードバック制御を行う、
乗客コンベア。
前記判断部は、前記周期が第２周期閾値Ｔｓ２（但し、Ｔｓ２＞Ｔｓ１である）、又は、前記加速度が第２加速度閾値αｓ２（但し、αｓ２＞αｓ１である）より大きくなると、発報部を用いて注意喚起を行う、
請求項１に記載の乗客コンベア。
前記判断部は、前記発報部が前記警報を発するときに前記乗客コンベアを停止させる、
請求項２に記載の乗客コンベア。
前記解析部は、前記脈動に基づく周波数成分以外の周波数成分を検出したときに、警報を発する、
請求項１に記載の乗客コンベア。
前記解析部は、前記警報を発するときに前記乗客コンベアを停止させる、
請求項４に記載の乗客コンベア。
前記モータは、誘導電動機である、
請求項１に記載の乗客コンベア。