JP7323282B2 - 自動ドア保守支援システム、自動ドア装置、自動ドア保守支援方法、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、自動ドア保守支援システム、自動ドア装置、自動ドア保守支援方法およびプログラムに関する。

建物の開口などで自動的に扉を開閉する自動ドアでは、経時変化による部品の劣化等により故障が発生することがあり、故障が発生する前にメンテナンスすることが望ましい。しかし、使用頻度や部品のばらつき等により、個々の装置によって適切なメンテナンス時期は大きく異なる。特許文献１には、過剰な報知を抑制するために、製造装置などの長期間連続して使用される装置を監視する監視装置が記載されている。この監視装置は、監視対象となる製造装置の状態を示す物理量を取得して、その物理量に基づいて異常の有無を判定する。

特開２０１４－０５６５０９号公報

特許文献１には、金型温調機やロボットを監視対象の装置とし、各装置の状態を示す物理量を基に、将来故障が生じる予兆として現れる異常の有無を監視する方法が記載されている。この方法では、対象装置に供給される電流値や振動などについて所定時間の時間変化を示す異常波形をグラフに表示することで異常報知を行う。しかし、特許文献１の開示内容は漠然としており、対象装置の異常を正確に診断するのに十分な内容が開示されているとはいえない。
これらから、本発明者は、従来技術には、複数の構成要素から構成される自動ドアの異常を精度よく診断する観点で改善の余地があることを認識した。

本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動ドアの異常を精度よく診断することが可能な自動ドア保守支援技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の自動ドア保守支援システムは、自動ドアの扉が所定の第１速度に保持される速度制御状態において扉を駆動するモータの負荷に関する情報を取得する取得部と、取得された負荷に関する情報を所定の基準値に基づいて自動ドアの異常を判定する判定部とを備える。

この態様によると、モータの負荷に関する情報を基準値に基づいて判定することができる。

なお、以上の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、プログラム、プログラムを記録した一時的なまたは一時的でない記憶媒体、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、自動ドアの異常を精度よく診断することが可能な自動ドア保守支援技術を提供することができる。

第１実施形態に係る自動ドア保守支援システムが適用された自動ドアを概略的に示す正面図である。 図１の自動ドア保守支援システムを概略的に示すブロック図である。 図１の自動ドアの開動作におけるドア速度の推移の一例を示す図である。 図１の自動ドアの保守時期の推定方法を説明する説明図である。 図１の自動ドアの保守時期の推定方法を説明する別の説明図である。 第２実施形態に係る自動ドア保守支援システムを概略的に示すブロック図である。 第３実施形態に係る自動ドア装置を概略的に示すブロック図である。 図７の自動ドア装置のコンピュータプログラムの処理を示すフローチャートである。

まず、本発明の概要について説明する。本発明のある態様は、自動ドア保守支援システムである。このシステムは、自動ドアの扉が所定の第１速度に保持される速度制御状態において扉を駆動するモータの負荷に関する情報を取得する取得部と、取得された負荷に関する情報を所定の基準値に基づいて自動ドアの異常を判定する判定部とを備える。このシステムは、１または複数の自動ドアの保守を支援してもよい。所定の速度は、扉が加速された後の比較的高速な第１速度であってもよいし、扉が第１速度から減速された後の比較的低速な第２速度であってもよい。

モータの負荷に関する情報（以下、「負荷情報」という）は、モータの負荷に対応する電気的数値であってもよい。一例として、この電気的数値は、モータのトルク、モータの消費電力、モータの駆動電流（以下、単に「電流」という）、モータの駆動電圧等であってもよい。所定の基準値は、自動ドアの設置の際や保守の際に設定された基準値であってもよいし、所定の時期や所定の事象が発生した際に更新設定された基準値であってもよい。

この態様によれば、負荷情報を用いるので、単に開閉回数などから故障診断等をする場合と比べて、自動ドアやその構成要素の状態診断や保守の必要性予測の精度を向上できる。また、この態様によれば、自動ドアの構成要素の摩耗、変形、劣化、汚れの付着等の状態を推定することができる。この構成要素としては、自動ドアの戸車、戸車が走行する走行レール、モータと駆動プーリの間の歯車機構、駆動プーリ、従動プーリ、タイミングベルト、扉の下部をガイドするガイドレール、扉の周囲に設けられるゴムパッキンなどが挙げられる。また、この態様によれば、モータの各部の劣化状態を推定することができる。この各部の劣化状態としては、モータの界磁磁石の劣化、電機子コイルの劣化、回転部の潤滑油の減少などが挙げられる。

上述の基準値は、過去に取得されたモータの負荷に関する情報（以下、「過去の情報」という）に応じて設定されてもよい。例えば、基準値は、過去の情報に所定の値を加えて設定されてもよいし、過去の情報に所定の値を乗じて設定されてもよい。過去の情報に乗じる所定の値は１以上の値であってもよい。この場合、当該モータ自体を基準にして基準値を設定できるので、設置現場それぞれで異なる設置環境のばらつきの影響を受けにくい。この基準値は、自動ドアの設置やメンテナンス等の保守作業（以下、単に「保守」という）の後に設定してもよい。設置や保守の後とは、設置や保守の直後であってもよいし、設置や保守をしてから一定の回数（例えば、１００回）開閉させた後であってもよい。

例えば、この基準値は、設置や保守をしてから一定回数開閉させたときの、それぞれの開閉時の負荷情報の平均値、中央値、特定値であってもよい。特定値は、それぞれの負荷情報の内、一定範囲内の情報から特定された値であってもよい。なお、この基準値は、設置や保守の後に限らず、所定の時期や所定の事象が発生した際に設定されてもよい。

上述の基準値は、予め定められた回数開閉動作した後に取得されたモータの負荷に関する情報に応じて設定されてもよい。この場合、ゴムなど温度特性の大きな材料で構成される部材の硬度や、可動部に適用されたグリスの粘度が安定してから基準値を設定できるので正確な判定が可能になる。このような部材としてはゴム製の戸車が挙げられ、このようなグリスとしてはモータの軸や軸受に塗布されたグリスが挙げられる。

上述の判定部は、閾値を用いて判定してもよい。この閾値は、扉の重量、扉の主面の面積、扉の主面の縦横比、扉の設置環境および自動ドアの型式の少なくとも２つの組み合わせに応じて設定されるものであってもよい。この場合、自動ドアの設置環境による誤差の影響を低減できる。例えば、判定部は、上述の基準値とモータの負荷情報との偏差が閾値を超えているか否かを判定してもよい。なお、扉の主面とは、扉の各面のうち、面積が最大の面をいい、自動ドアの型式とは、制御可能なモータの容量に応じて設定されるほか、モータの駆動回路以外の回路構成の違いによって設定されるものをいう。

上述の判定部は、扉の開閉頻度に基づいて保守すべき時期を推定してもよい。この場合、推奨される保守時期や部材の交換時期を予測できる。この開閉頻度は、一定の期間、判定対象の自動ドアの扉自体の開閉頻度を評価して得た値であってもよいし、判定対象に対して推定用のパラメータとして設定された値であってもよい。これらを評価して得た値や設定された値は、頻度値として記憶部に記憶されてもよい。判定部は、記憶された頻度値を用いて保守すべき時期を推定してもよい。

保守すべき時期は推奨保守時期であってもよい。閾値と保守すべき時期と開閉頻度とは、互いにいずれかをパラメータとして設定することができる。したがって、上述の閾値は、開閉頻度に基づいて設定されてもよい。例えば、保守すべき時期を所定の期間（例えば、半年や１年）と定め、この所定の期間と上述の頻度値とに応じて、閾値を設定してもよい。

例えば、観光施設やレジャー施設等の自動ドアは、季節によって、あるいは繁忙期と非繁忙期とで開閉頻度が大きく異なる。また、季節によっては、開いたまま、閉じたままで使用されることも考えられる。このため、上述の開閉頻度は、所定の間隔で更新されてもよい。この場合、開閉頻度の季節変動に対応できる。例えば、上述の頻度値は、対象の自動ドアの開閉頻度を再評価して得た値や新たに設定した値によって更新されてもよい。所定の間隔は、例えば、１ヶ月、３ヶ月、半年等自動ドアの開閉頻度が変化する期間で定められてもよい。

上述の判定部は、モータの負荷に関する情報の変動も評価してもよい。この場合、この変動を評価することによって、劣化箇所をある程度特定できる。例えば、負荷変動のパターンを分析することにより変動サイクルを特定することが可能である。この分析にはフーリエ変換による周波数分析を用いることができる。例えば、負荷変動に戸車の回転周期成分、プーリの回転周期成分、モータの回転周期成分、あるいは非周期性成分が確認されたときは、その成分に関連する部材が劣化していると考えることができる。このように、劣化箇所を特定することにより、効率的で的確な保守作業を行うことができる。

上述の取得部は、扉が第１速度より低い第２速度に保持される速度制御状態においてもモータの負荷に関する情報を取得してもよい。この場合、２つの速度制御状態における負荷情報を分析することにより劣化箇所をある程度特定できる。例えば、異なる速度は、上述の第１速度と第２速度であってもよい。取得部は、第１速度に維持される第１速度制御状態での負荷情報と、第２速度に維持される第２速度制御状態での負荷情報と、を取得してもよい。例えば、負荷情報が速度に対して比例的に変化する場合は、モータの磁石やコイルの劣化と考えることができ、比例的には変化しない場合は、機構系の劣化と考えることができる。

上述のモータの負荷に関する情報は、モータに流れる電流に関する情報であってもよい。この場合、センサを別途設けることなく、容易に負荷情報を検知することができる。モータに流れる電流（以下、「モータ電流」という）は、当該電流が流れる経路に設けられた電流センサにより検知することができる。回路上での電流センサの接続箇所に制限はない。例えば、電流センサはモータに直列に接続されたシャント抵抗であってもよい。モータ電流は、モータに印加される駆動電圧から取得されてもよい。例えば、モータ電流は、モータの駆動電圧のデューティ比から算出されてもよい。

上述の取得部は、第１速度から減速される減速制御状態においてもモータの負荷に関する情報を取得してもよい。この場合、減速制御状態において負荷情報を取得することによって、劣化箇所をある程度特定できる。例えば、機構系が劣化して負荷が増えている場合は減速度が大きくなり、モータが劣化している場合は減速度が小さくなるので、これらの差に基づき劣化箇所を特定できる。

上述の判定部の判定結果を提示する提示部を備え、この提示部は扉の近傍に配置されてもよい。この場合、自動ドアの所有者、利用者、管理者等に劣化状況を認知させることができる。例えば、提示部は、光や音を発する報知装置であってもよいし、画像や音声を出力するディスプレイ装置であってもよい。例えば、提示部は、自動ドアの無目、枠、柱、壁等に設けられてもよい。

上述の判定部の判定結果を出力する出力部を備えてもよい。この場合、遠隔地にも劣化状況を知らせることができる。例えば、出力部は、有線や無線などの通信手段によって判定結果を外部機器に出力するものであってもよいし、電子メールを送信するものであってもよい。この通信手段は、インターネットなどのネットワークを含むものであってもよい。この通信手段は、近距離無線通信によって判定結果を出力するものであってもよい。この外部機器は、自動ドアとは別に設けられたコンピュータ、サーバ、クラウド等であってもよいし、サービスマンが所持する携帯端末やスマートフォンであってもよい。

上述の取得部の取得結果をクラウドサーバに送信する送信部を備え、上述の取得部は、自動ドアまたはその近傍に設けられ、上述の判定部は、クラウドサーバに設けられてもよい。この場合、判定部をクラウドサーバに設けることにより、閾値を容易に更新することが可能になる。また、負荷情報をフーリエ分析などの高度な手法により分析することができる。また、判定結果をクラウドサーバに記憶することにより、サービスマンはサーバ上の判定結果を参照しながら、効率的に保守作業をすることができる。例えば、送信部は、通信手段とネットワークを介してクラウドサーバに取得部の取得結果（負荷情報）を送信するものであってもよい。クラウドサーバは、クラウド環境上に設けられたサーバであれば特に制限はない。

本発明の別の態様は、自動ドア装置である。この装置は、扉を含む開閉機構と、扉をモータで開閉駆動する駆動機構と、モータを制御する制御部と、制御部によって扉が所定の速度に保持される速度制御状態においてモータの負荷に関する情報を取得する取得部と、取得された負荷に関する情報を予め定められた基準値に基づいて扉の異常を判定する判定部とを備える。この開閉機構には、引戸の場合、扉、扉を支える戸車、および戸車が走行するレールが含まれてもよい。また、この駆動機構には、モータ、モータによって駆動される駆動プーリ、駆動プーリと対に設けられる従動プーリ、駆動プーリと従動プーリに架けわたされるベルトおよびベルトと扉とを連結する連結部が含まれてもよい。この態様によれば、自動ドアの範囲で取得と判定を行うので、判定部を外部に別途に設ける場合に比べて、取得部と判定部との接続が容易になり、構成を簡素化することができる。つまり、保守支援システムを別途設けることを要しない。

本発明のさらに別の態様は、自動ドア保守支援方法である。この方法は、自動ドアの扉が所定の速度に保持される速度制御状態において扉を駆動するモータの負荷に関する情報を取得するステップと、取得された負荷に関する情報を予め定められた基準値に基づいて自動ドアの異常を判定するステップと、を含む。この態様によれば、負荷情報を用いるので、単に開閉回数などから故障診断等をする場合と比べて、自動ドアやその構成要素の状態診断や保守の必要性予測の精度を向上できる。

本発明のさらに別の態様は、自動ドア保守支援方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。このプログラムは、自動ドアの扉が所定の速度に保持される速度制御状態において扉を駆動するモータの負荷に関する情報を取得するステップと、取得された負荷に関する情報を予め定められた基準値に基づいて自動ドアの異常を判定するステップと、を含む。この態様によれば、負荷情報を用いるので、単に開閉回数などから故障診断等をする場合と比べて、自動ドアやその構成要素の状態診断や保守の必要性予測の精度を向上できる。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに各図面を参照しながら説明する。実施の形態および変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
また、第１、第２などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。

［第１実施形態］
図１、図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る自動ドア保守支援システム１の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る自動ドア保守支援システム１が適用された自動ドア１００を概略的に示す正面図である。図２は、自動ドア保守支援システム１を概略的に示すブロック図である。

図２に示す各機能ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵをはじめとする電子素子や機械部品などで実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラムなどによって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。後述する図６、図７の機能ブロックも同様である。

図１、図２に示すように、自動ドア保守支援システム１は、自動ドア１００と、情報処理部４０とを備える。自動ドア１００は、モータ２４に駆動され扉１２を開閉動作させる。情報処理部４０は、モータ２４の負荷に関する情報（以下、「負荷情報Ｌｉ」という）を処理する。まず、自動ドア１００について説明し、情報処理部４０については後述する。

（自動ドア）
自動ドア１００は、ドアエンジン１０と、扉１２と、ベルト１４と、駆動プーリ１６と、従動プーリ１８と、走行レール２０と、懸架部２２と、コントローラ３０と、ドアセンサ３２と、提示部４８と、ガイドレール８２と、ゴムパッキン８４と、を主に含む。本実施形態の扉１２の可動方向は、水平なＸ軸方向に平行である。扉１２の見込方向は、Ｘ軸方向に直交する水平なＹ軸方向に平行である。扉１２の上下方向は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交するＺ軸方向に平行である。このような方向の表記は自動ドア１００の使用姿勢を制限するものではなく、自動ドア１００は、用途に応じて任意の姿勢で使用されうる。提示部４８については後述する。

ドアエンジン１０は、モータ２４と、モータ２４の回転に基づき駆動プーリ１６を回転駆動する歯車機構（不図示）と、を有する。ドアエンジン１０は、モータ２４の駆動力によって扉１２を開閉動作させる動力源として機能する。モータ２４は、後述するエンジン駆動部２８に設けられたＩＰＭ（インテリジェントパワーモジュール）によって駆動される。モータ２４は、公知の様々な原理に基づくモータであってもよい。本実施形態のモータ２４は、ホールＩＣを用いたエンコーダ２４ｅを有するブラシレスモータである。

従動プーリ１８は、駆動プーリ１６からＸ軸方向に離隔して設けられる。ベルト１４は、駆動プーリ１６及び従動プーリ１８の外周にループ状に巻き掛けられる。ベルト１４は、駆動プーリ１６の回転に伴って従動プーリ１８を回転させる。ベルト１４は、歯付きタイミングベルトであってもよい。

走行レール２０は、扉１２の上方において扉１２を案内するためのレール部材であり、扉１２の可動方向（Ｘ軸方向）に延伸する。懸架部２２は、扉１２を走行レール２０に懸架するための機構であり、扉１２の上部に設けられる。懸架部２２は、走行レール２０を転動する戸車２２ｃを有し、戸車２２ｃを介して走行レール２０に支持される。扉１２は、連結部材１２ｊを介してベルト１４に連結される。

ドアセンサ３２は、無目８０などに取り付けられ、通行人などを検知する。コントローラ３０は、ドアセンサ３２から通行人などの検知結果に応じてドアエンジン１０のモータ２４を制御して扉１２を開閉する。コントローラ３０は、ドアエンジン１０のモータ２４を駆動するエンジン駆動部２８と、自動ドア１００の動作を制御する制御部２６と、モータ２４の負荷情報Ｌｉを検知する検知部３４と、を含む。検知部３４については後述する。

ガイドレール８２は、扉１２の下部から張出す振れ止め部１２ｓを案内するためにＸ軸方向に延びる溝を有するレールである。扉１２が移動する際、扉１２の振れ止め部１２ｓはガイドレール８２に擦れる。ゴムパッキン８４は、主に気密性を高めるために扉１２の周囲等に設けられる。扉１２が移動する際、ゴムパッキン８４は可動部及び固定部のいずれかに擦れる。

このように構成された自動ドア１００では、モータ２４が駆動プーリ１６を回転駆動すると、駆動プーリ１６と従動プーリ１８とが回転し、ベルト１４はループ状に移動する。ベルト１４が移動すると、連結部材１２ｊを介してベルト１４に懸架された懸架部２２が走行レール２０上をＸ軸方向に移動する。扉１２は、懸架部２２と共にＸ軸方向に移動して開閉動作を行う。このように動作することにより、扉１２の移動速度（以下、「ドア速度Ｖｄ」という）は、モータ２４の回転速度と比例する。自動ドア１００は、ドアセンサ３２が通行人などを検知したとき扉１２を開動作させ、ドアセンサ３２が通行人などを検知しなくなったら、所定のタイミングで扉１２を閉動作させる。

（開動作）
図３を参照して、扉１２の開動作を説明する。図３は、開動作における扉１２のドア速度Ｖｄの推移の一例を示す図である。この図では、横軸は扉１２の閉位置から開位置までの位置（以下「ドア位置」という）を示し、縦軸は扉１２のドア速度Ｖｄとモータ２４を駆動するための電流（以下、「モータ電流Ｉｄ」という）とを示す。開動作は、閉位置で停止している扉１２を、開位置まで移動させて停止させる動作である。本実施形態の開動作は、閉位置で停止している扉１２を所定の第１速度まで加速する加速動作と、第１速度を維持する第１速度制御動作と、第２速度まで減速する減速動作と、第２速度を維持する第２速度制御動作と、扉１２をストッパ（不図示）に接触させて停止させるドア当たり動作と、を含む。加速動作と、第１速度制御動作と、減速動作と、第２速度制御動作と、ドア当たり動作とを総称するときは「各動作」という。

図３に示すように、第１速度は第２速度より高速であり、第２速度は第１速度より低速である。第１速度制御動作では、自動ドア１００は、扉１２の速度Ｖｄが第１速度で一定に保持される。この状態を第１速度制御状態という。第２速度制御動作では、自動ドア１００は、扉１２の速度Ｖｄが第２速度で一定に保持される。この状態を第２速度制御状態という。第１速度制御状態と、第２速度制御状態とを総称するときは「各制御状態」という。

加速動作において、速度Ｖｄが第１速度に達したら第１速度制御動作に切替える。第１速度制御動作において、ドア位置が所定の位置に達したら減速動作に切替える。減速動作において、速度が第２速度に達したら第２速度制御動作に切替える。第２速度制御動作において、扉１２を開位置まで移動させる。扉１２が開位置に達したら、ドア当たり動作により、扉１２はストッパに接触して停止する。

より詳細に説明する。加速動作では、ドア位置に対するドア速度Ｖｄの関係が所定の加速曲線に沿うようにモータ２４への供給電圧（以下、単に「モータ電圧」という）が制御される。モータ電圧は、パルス幅変調（ＰＷＭ変調）され、そのデューティ比によって制御される。なお、加速動作では、モータ２４は定電圧制御、定電流制御または定加速度制御されてもよい。この動作では、図３に示すように、モータ電流Ｉｄはドア速度Ｖｄが上昇するに連れて増加する。

第１速度制御動作では、速度Ｖｄが第１速度から変動したときにその変動を抑制するようにモータ電圧が制御される。このときモータ２４は、定速制御されてもよい。この制御は検知したモータ速度をフィードバックする制御であってもよいし、フィードバックを含まない制御であってもよい。第１速度は、扉１２の最大移動速度またはそれに近い速度であってもよい。この動作では、図３に示すように、モータ電流Ｉｄは多少の変動はあるが、略一定である。

減速動作では、ドア位置に対するドア速度Ｖｄの関係が所定の減速曲線に沿うようにモータ電圧が制御される。この動作では、モータ電圧を徐々に小さくして扉１２の摺動負荷などによって減速する。減速動作では、モータ２４の逆起電力を短絡するショートブレーキ動作によりブレーキトルクを生じさせてもよいし、モータ２４に加速時とは逆極性の電圧を供給してブレーキトルクを生じさせてもよい。なお、減速動作では、モータ２４は定電圧制御、定電流制御または定加速度制御されてもよい。この動作では、図３に示すように、モータ電流Ｉｄはドア速度Ｖｄが減少するに連れて減少する。

第２速度制御動作では、速度Ｖｄが第２速度から変動したときにその変動を抑制するようにモータ電圧が制御される。このときモータ２４は、定速制御されてもよい。本実施形態では、第２速度で移動する扉１２をストッパに当接させて扉１２を停止させる。扉１２をストッパに当接させる際の衝撃を小さくするために、第２速度は、第１速度より遅い速度、例えば、短時間で止まれる徐行速度であってもよい。この動作では、図３に示すように、モータ電流Ｉｄは多少の変動はあるが、略一定である。

ドア当たり動作では、扉１２は開位置でストッパに当接して停止する。当接の反動で扉１２に多少の位置変化が生じることもある。扉１２が開位置で停止したとき、モータ２４に扉１２を開位置に維持する程度の電力を供給してもよいし、モータ２４への電力供給を停止してもよい。この電力供給は一時的なものであってもよいし、継続的なものであってもよい。

（閉動作）
閉動作は、扉１２を、開位置から閉位置まで移動させて停止させる動作である。閉動作は、扉１２の移動方向が逆である点で開動作と異なり、開動作と同様に加速動作と、第１速度制御動作と、減速動作と、第２速度制御動作と、ドア当たり動作とを含む。これらの各動作は開動作と同様であり、重複する説明を省く。

（情報処理部）
次に、図２を参照して情報処理部４０について説明する。情報処理部４０は、自動ドア１００の保守を支援するために、モータ２４の負荷情報Ｌｉを処理する。情報処理部４０の構成要素の一部または全部は、コントローラ３０と一体的に設けられてもよいし、コントローラ３０とは別に設けられてもよいし、自動ドア１００から離隔して設けられてもよい。本実施形態では、取得部３６および送信部３８は、コントローラ３０と一体の第１ブロック４０ｂに設けられ、判定部４２、出力部４４および記憶部４０ｍは、コントローラ３０とは別体の第２ブロック４０ｃに設けられる。一例として、第２ブロック４０ｃは、１または複数の自動ドアを管理する管理センターのコンピュータに設けられる。

（取得部）
取得部３６は、検知部３４で検知したモータ２４の負荷情報Ｌｉを取得する。特に、取得部３６は、第１速度制御状態および第２速度制御状態において扉１２を駆動するモータ２４の負荷情報Ｌｉを取得する。負荷情報Ｌｉに特別の制限はないが、本実施形態の負荷情報Ｌｉは、モータ電流Ｉｄである。本実施形態の取得部３６は、検知部３４の検知結果から負荷情報Ｌｉを取得する。検知部３４は、モータ２４に直列に接続されたシャント抵抗（不図示）の電圧降下として、モータ電流Ｉｄを検知することができる。

また、取得部３６は、モータ２４のエンコーダ２４ｅの出力信号の周期や周波数に応じてドア速度Ｖｄを取得することができる。また、取得部３６は、エンコーダ２４ｅの出力信号を計数することにより扉１２のドア位置を取得することができる。

（送信部）
本実施形態の送信部３８は、ネットワークまたはデータバスを介して判定部４２に取得部３６の取得結果を送信する。この例では、取得部３６の取得結果もまた負荷情報Ｌｉである。

（判定部）
判定部４２は、取得部３６で取得した負荷情報Ｌｉを所定の基準値Ｌｓに基づいて判定する。特に、判定部４２は、負荷情報Ｌｉを基準値Ｌｓに基づいて自動ドア１００の異常を判定する。本実施形態の基準値Ｌｓは、自動ドア１００の設置の際や保守の際に設定された基準値である。一例として、判定部４２は、負荷情報Ｌｉの基準値Ｌｓに対する偏差が大きい場合に保守が必要と判定し、この偏差が小さい場合に保守は不要と判定する。また、判定部４２は、この偏差が中程度である場合に一定期間内に保守が必要と判定してもよい。

（出力部）
出力部４４は、判定部４２の判定結果Ｓｊを外部に出力する。この例では、出力部４４は、判定部４２の判定結果Ｓｊを提示部４８に出力する。提示部４８は、判定結果Ｓｊを提示する。本実施形態の提示部４８は、扉１２近傍の枠部に配置され、ＬＥＤ４８ｂを有する。提示部４８はＬＥＤ４８ｂの点灯状態によって判定結果を提示する。この例では、保守が不要な場合はＬＥＤ４８ｂを緑色で点灯させ、一定期間内に保守が必要な場合はＬＥＤ４８ｂを黄色で点灯させ、早期に保守が必要な場合はＬＥＤ４８ｂを赤色で点灯させる。

また、この例では、出力部４４は、判定結果Ｓｊを通信手段を介して情報端末６０ｈに出力する。出力部４４は、判定結果Ｓｊを電子メールとして情報端末６０ｈに送信するものであってもよい。情報端末６０ｈは、デスクトップ型のものでもよいし、サービスマンが携帯可能なものであってもよい。サービスマンが携帯する情報端末６０ｈに判定結果Ｓｊを表示することで、自動ドア１００の自動ドアの異常や保守の必要性を容易に把握することができる。この場合、自動ドアの異常や保守の必要性を自動ドアの所有者等に容易に説明することもできる。

記憶部４０ｍは、後述する基準値Ｌｓ、負荷情報Ｌｉ、判定結果Ｓｊ、閾値Ｌｔおよび開閉頻度Ｆを記憶する。

（基準値）
基準値Ｌｓについて説明する。例えば、基準値Ｌｓは、設計上で算出された値に設定されてもよい。また、例えば、基準値Ｌｓは、同種の他の複数の自動ドアのモータの負荷情報の平均値などに設定されてもよい。本実施形態では、基準値Ｌｓは、過去に取得されたモータ２４自体の負荷情報Ｌｉに応じて設定される。特に、基準値Ｌｓは、自動ドア１００の設置の際や保守の際に取得されたモータ２４自体の負荷情報に設定される。基準値Ｌｓに用いる負荷情報は、自動ドア１００の設置や保守の直後に取得されてもよいが、この例では、自動ドア１００の設置や保守から予め定められた回数（例えば１００回）開閉動作させた後に取得された負荷情報である。基準値Ｌｓは、１回開閉動作時の負荷情報で設定されてもよいが、この例では、基準値Ｌｓは、複数回数開閉動作させたときの複数の負荷情報の平均値である。

基準値Ｌｓは、一度設定したら次の保守まで一定であってもよい。しかし、モータの負荷は、温度特性を有し、気温が低いときには増大し、気温が高いときには減少することがある。このため、基準値Ｌｓは、所定の季節ごとに更新されてもよい。設定または更新された基準値Ｌｓは、記憶部４０ｍに記憶される。

負荷情報Ｌｉの基準値Ｌｓに対する偏差の大小を定量的に判定するためには、閾値を用いることが望ましい。このため、本実施形態の判定部４２は、負荷情報Ｌｉの基準値Ｌｓに対する偏差を１または複数の閾値Ｌｔにより分類し、その分類結果を判定結果Ｓｊとする。特に、判定部４２は、負荷情報Ｌｉの基準値Ｌｓに対する偏差が、閾値Ｌｔを超えたら、保守を促す報知（以下、「保守報知」という）を行うように構成される。

閾値Ｌｔは設計上で算出された値に設定されてもよい。しかし、自動ドアの構成要素の摩耗や劣化の速度は、扉の重量や扉が受ける風圧の大小等により異なる。このため、本実施形態では、閾値Ｌｔは、扉１２の重量、扉１２の主面の面積、扉１２の主面の縦横比、扉１２の設置環境（塩害地域など）および自動ドア１００の型式の少なくとも２つの組み合わせに応じて設定可能にされる。閾値Ｌｔは、自動ドア１００の設置現場の状況に応じて、これらから選択される要素に基づき設定される。

閾値Ｌｔは、一度設定したら一定であってもよいが、摩耗や劣化の速度は、様々な要因により変化することがある。このため、閾値Ｌｔは、要因の変化状況に応じて更新されてもよい。設定または更新された閾値Ｌｔは、記憶部４０ｍに記憶される。

保守時期の推定方法について説明する。図４、図５は、保守時期の推定方法を説明する説明図である。横軸は経過時間を示し、縦軸は負荷情報を示す。符号Ａ、Ｂで示す線は、経過時間に対する負荷情報変化の予測線である。Ａ１、Ｂ１は、負荷情報Ｌｉを検知したタイミングであり、ここでは「検知時期」という。Ａ２、Ｂ２は、予測線Ａ、Ｂが閾値Ｌｔを超えるタイミングであり、保守報知を行う時期（以下「報知時期」という）である。Ａ３、Ｂ４は、予測線Ａ、Ｂが限界値Ｌｇに達するタイミングであり、ここでは「限界時期」という。なお、限界値Ｌｇは、この値に達すると故障を起す可能性が高いと想定される値である。

Ｐ１、Ｐ２は、報知時期から限界時期までの期間（以下「残余期間Ｐ」という）を示している。図４は、閾値Ｌｔが予測線Ａ、Ｂで同じである場合を示し、残余期間Ｐ１は、残余期間Ｐ２より短い。図５は、閾値Ｌｔが予測線Ａ、Ｂで異なる場合を示し、残余期間Ｐ１は、残余期間Ｐ２と等しい。

予測線Ａ、Ｂの傾斜は、自動ドアの構成要素の摩耗や劣化の速度（以下、「劣化速度Ｄ」という）によって異なる。劣化速度Ｄは、扉１２の開閉頻度Ｆに概ね比例すると考えられ、比例定数ｋと開閉頻度Ｆの積に置き換え可能である。つまり、予測線Ａは、予測線Ｂより開閉頻度Ｆが高く劣化速度Ｄが速いため、残余期間が短くなる。これらから、残余期間Ｐは、限界値Ｌｇ、閾値Ｌｔおよび劣化速度Ｄから式１に示すように求めうる。
残余期間Ｐ＝（限界値Ｌｇ－閾値Ｌｔ）／劣化速度Ｄ・・・・（式１）
劣化速度Ｄを、比例定数ｋと開閉頻度Ｆの積に置換すると、式２が導かれる。
残余期間Ｐ＝（限界値Ｌｇ－閾値Ｌｔ）／（ｋ・開閉頻度Ｆ）・・・（式２）
式２から、開閉頻度Ｆに応じて残余期間Ｐを設定することができる。

予測線Ａのように、残余期間Ｐが少ないタイミングで保守報知が行われると、保守が間に合わない可能性がある。このため、保守報知は残余期間Ｐに余裕があるタイミングで為されることが望ましい。そこで、本実施形態は、残余期間Ｐが一定期間に達したタイミングで保守報知を行うように、閾値Ｌｔは、開閉頻度Ｆに基づいて設定される。この一定期間は、例えば、３ヶ月、６ヶ月、１２ヶ月などであってもよい。

図５は、開閉頻度Ｆに応じて閾値Ｌｔを変化させた場合を示す。この例では、開閉頻度Ｆが高い予測線Ａでは、開閉頻度Ｆが低い予測線Ｂより、閾値Ｌｔを低くしている。この結果、残余期間Ｐ１は、残余期間Ｐ２と略等しい。この残余期間Ｐを一定にするための閾値Ｌｔは、限界値Ｌｇ、残余期間Ｐおよび劣化速度Ｄから式３に示すように求めうる。
閾値Ｌｔ＝限界値Ｌｇ－残余期間Ｐ・劣化速度Ｄ・・・・（式３）
劣化速度Ｄを、比例定数ｋと開閉頻度Ｆの積に置換すると、式４が導かれる。
閾値Ｌｔ＝限界値Ｌｇ－残余期間Ｐ・（ｋ・開閉頻度Ｆ）・・・・（式４）
式４から、開閉頻度Ｆに応じて閾値Ｌｔを設定することができる。

上述の式２、式４に代入する開閉頻度Ｆは、パラメータの一つとして初期設定される。開閉頻度Ｆは、初期設定のまま一定であってもよい。しかし、開閉頻度Ｆは、季節によって、あるいは繁忙期と非繁忙期とで大きく異なることがある。このため、本実施形態の開閉頻度Ｆは、所定の間隔で更新される。開閉頻度Ｆの更新間隔は、例えば、１ヶ月、３ヶ月、６ヶ月等自動ドアの開閉頻度が変化する期間に応じて設定される。設定または更新された開閉頻度Ｆは、記憶部４０ｍに記憶される。

自動ドアの構成要素の劣化箇所によっては、負荷情報が特徴的な挙動をすることがある。このため、本実施形態の判定部４２は、モータ２４の負荷情報Ｌｉの変動も評価する。この例では、負荷情報Ｌｉの変動を周波数分析することにより、戸車２２ｃの回転周期成分、プーリ１６、１８の回転周期成分、モータ２４の回転周期成分などを抽出する。これらの回転周期成分が顕著に検知されれば、その回転周期に関連する部材が劣化していると特定できる。この周波数分析は、記憶部４０ｍに時系列的に記憶された負荷情報Ｌｉをフーリエ変換することにより実現できる。なお、非周期性の成分が顕著に検知される場合は、走行レール２０、ベルト１４、振れ止め部１２ｓ、ガイドレール８２、ゴムパッキン８４等の劣化が考えられる。

自動ドアの構成要素の劣化箇所によっては、低速時に特徴的な挙動をすることがある。このため、本実施形態の取得部３６は、扉１２が第１速度より低い第２速度に保持される第２速度制御状態においても、モータ２４の負荷情報Ｌｉを取得する。第１、第２速度の負荷情報Ｌｉが扉１２の速度Ｖｄに比例的に変化する場合は、モータ２４の磁石（不図示）やコイル（不図示）の劣化と特定でき、比例的には変化しない場合は、機構系の劣化と特定できる。

自動ドアの構成要素の劣化箇所によっては、減速制御の際に特徴的な挙動をすることがある。このため、本実施形態の取得部３６は、第１速度から減速される減速制御状態においてもモータ２４の負荷情報Ｌｉを取得する。減速度が大きい場合は、機構系の劣化と特定でき、減速度が小さい場合は、モータ２４の磁石やコイルの劣化と特定できる。

このように構成された自動ドア保守支援システム１では、日常、所定のタイミングで開動作または閉動作を行い、モータ２４の負荷情報Ｌｉを取得し、取得された負荷情報Ｌｉを基準値Ｌｓに基づいて自動ドア１００の異常を判定する。この動作は、例えば、自動ドア１００の始業時や終業時などに定時動作として実行されてもよい。判定結果Ｓｊは、提示部４８や、情報端末６０ｈに提示される。サービスマン、管理者等は、提示された判定結果Ｓｊに応じて保守の要否を確認して保守計画を作成してもよい。

また、負荷情報Ｌｉや判定結果Ｓｊは時系列的に記憶されてもよい。時系列的に記憶された負荷情報Ｌｉから自動ドア１００の劣化速度等の特徴を特定可能である。
以上が、第１実施形態の説明である。

［第２実施形態］
図６を参照して、本発明の第２実施形態に係る自動ドア保守支援システム２の構成について説明する。図６は、自動ドア保守支援システム２を概略的に示すブロック図であり、図２に対応する。第２実施形態の図面および説明では、第１実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。第１実施形態と重複する説明を適宜省略し、第１実施形態と相違する構成について重点的に説明する。

第２実施形態では、取得部３６および送信部３８は、自動ドア１００またはその近傍に設けられ、判定部４２、出力部４４および記憶部４０ｍは、クラウドサーバ５０に設けられる。本実施形態の送信部３８は、取得部３６の取得結果（負荷情報Ｌｉ）をネットワークＮＷを介してクラウドサーバ５０に送信する。本実施形態の出力部４４は、判定部４２の判定結果ＳｊをネットワークＮＷを介して情報端末６０ｈに出力する。第２実施形態は、これらの点で第１実施形態と異なり、他の構成は同様である。

このように構成された第２実施形態は、第１実施形態と同様に動作し、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

［第３実施形態］
図７を参照して、本発明の第３実施形態に係る自動ドア装置２００の構成について説明する。図７は、自動ドア装置２００を概略的に示すブロック図であり、図２に対応する。第３実施形態の図面および説明では、第１実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。第１実施形態と重複する説明を適宜省略し、第１実施形態と相違する構成について重点的に説明する。

第３実施形態では、取得部３６、判定部４２、出力部４４および記憶部４０ｍは、自動ドア１００またはその近傍に設けられる。これらは、コントローラ３０と一体的に設けられてもよい。特に、取得部３６および判定部４２の機能は、ハードウェア的には、コンピュータ４０ｅで実現され、ソフトウェア的には、コンピュータ４０ｅのプログラム４０ｐによって実現される。

図８は、プログラム４０ｐの処理Ｓ８０を示すフローチャートである。プログラム４０ｐの処理Ｓ８０は、自動ドア１００の扉１２が、第１速度制御状態において扉１２を駆動するモータ２４の負荷情報Ｌｉを取得するステップＳ８２と、取得された負荷情報Ｌｉを基準値Ｌｓに基づいて判定するステップＳ８４と、を含む。ステップＳ８２、ステップＳ８４の動作は、上述の取得部３６、判定部４２の動作と同様であり、重複する説明を省く。

以上、本発明の各実施形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求の範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。

［変形例］
以下、変形例について説明する。変形例の図面および説明では、実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施形態と重複する説明を適宜省略し、第１実施形態と相違する構成について重点的に説明する。

第１実施形態の説明では、判定部４２が一つの閾値を用いて判定する例を示したが、本発明はこれに限定されない。判定部は複数の閾値を用いて負荷情報を分類した保守情報を提供するようにしてもよい。

第１実施形態の説明では、負荷情報Ｌｉがモータ電流Ｉｄである例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、モータ２４のトルクを検知可能なトルクセンサを別途に設け、負荷情報Ｌｉは、このトルクセンサの検知結果であってもよい。

第１実施形態の説明では、モータ電流Ｉｄがシャント抵抗を用いて検知される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、モータ電流Ｉｄは、モータ電圧のデューティ比を用いて検知されてもよい。

第１実施形態の説明では、ドア速度Ｖｄが加速制御状態と、第１速度制御状態と、減速制御状態と、第２速度制御状態とを含む例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ドア速度Ｖｄは減速制御状態または第２速度制御状態の一方または両方を含まなくてもよい。この場合、扉１２は第１速度制御状態でストッパに当接して停止するように構成されてもよい。

第１実施形態の説明では、扉１２が所定の方向に水平移動する例を示したが、本発明はこれに限定されない。扉１２は所定の開口を開閉するものであればよく、例えば所定の方向に回転するものであってもよい。

第１実施形態の説明では、ベルト１４を用いて扉１２を駆動する例を示したが、本発明はこれに限定されない。扉１２は、チェーンとスプロケット、ワイヤとプーリ、ラックとピニオン、ボールとスクリュウナットなどの公知の駆動手段により駆動されてもよい。

上述の変形例は、第１実施形態と同様の作用・効果を奏する。

上述した各実施形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

１、２・・自動ドア保守支援システム、 １０・・ドアエンジン、 １２・・扉、 １４・・ベルト、 ２４・・モータ、 ２６・・制御部、 ３４・・検知部、 ３６・・取得部、 ３８・・送信部、 ４０・・情報処理部、 ４０ｅ・・コンピュータ、 ４０ｍ・・記憶部、 ４０ｐ・・プログラム、 ４２・・判定部、 ４４・・出力部、 ４８・・提示部、 ５０・・クラウドサーバ、 ６０ｈ・・情報端末、 １００・・自動ドア、２００・・自動ドア装置。

Claims (13)

1. 自動ドアの扉が所定の第１速度に保持される速度制御状態において前記扉を駆動するモータの負荷に関する情報を取得する取得部と、
   取得された前記負荷に関する情報を所定の基準値に基づいて前記自動ドアの異常を判定する判定部と
   を備え、
   前記判定部は、前記扉の重量、前記扉の主面の面積、前記扉の主面の縦横比、前記扉の設置環境および前記自動ドアの型式の少なくとも２つの組み合わせに応じて設定される閾値を用いて判定する自動ドア保守支援システム。
2. 前記判定部は、前記扉の開閉頻度に基づいて保守すべき時期を推定する請求項１に記載の自動ドア保守支援システム。
3. 前記開閉頻度は、所定の間隔で更新される請求項２に記載の自動ドア保守支援システム。
4. 前記判定部は、前記モータの負荷に関する情報の変動も評価する請求項１から３のいずれかに記載の自動ドア保守支援システム。
5. 前記取得部は、前記扉が前記第１速度より低い第２速度に保持される速度制御状態においても前記モータの負荷に関する情報を取得する請求項１から４のいずれかに記載の自動ドア保守支援システム。
6. 前記モータの負荷に関する情報は、前記モータに流れる電流に関する情報である請求項１から５のいずれかに記載の自動ドア保守支援システム。
7. 前記取得部は、前記第１速度から減速される減速制御状態においても前記モータの負荷に関する情報を取得する請求項１から６のいずれかに記載の自動ドア保守支援システム。
8. 前記判定部の判定結果を提示する提示部を備え、
   前記提示部は前記扉の近傍に配置される請求項１から７のいずれかに記載の自動ドア保守支援システム。
9. 前記判定部の判定結果を出力する出力部を備える請求項１から８のいずれかに記載の自動ドア保守支援システム。
10. 前記取得部の取得結果をクラウドサーバに送信する送信部を備え、
    前記取得部は、前記自動ドアまたはその近傍に設けられ、
    前記判定部は、前記クラウドサーバに設けられる請求項１から９のいずれかに記載の自動ドア保守支援システム。
11. 扉を含む開閉機構と、
    前記扉をモータで開閉駆動する駆動機構と、
    前記モータを制御する制御部と、
    前記制御部によって前記扉が所定の速度に保持される速度制御状態において前記モータの負荷に関する情報を取得する取得部と、
    取得された前記負荷に関する情報を予め定められた基準値に基づいて前記扉の異常を判定する判定部と
    を備え、
    前記判定部は、前記扉の重量、前記扉の主面の面積、前記扉の主面の縦横比、前記扉の設置環境および本自動ドア装置の型式の少なくとも２つの組み合わせに応じて設定される閾値を用いて判定する自動ドア装置。
12. 自動ドアの扉が所定の速度に保持される速度制御状態において前記扉を駆動するモータの負荷に関する情報を取得するステップと、
    取得された前記負荷に関する情報を、前記扉の重量、前記扉の主面の面積、前記扉の主面の縦横比、前記扉の設置環境および前記自動ドアの型式の少なくとも２つの組み合わせに応じて予め定められた基準値に基づいて前記自動ドアの異常を判定するステップと
    を含む自動ドア保守支援方法。
13. 自動ドアの扉が所定の速度に保持される速度制御状態において前記扉を駆動するモータの負荷に関する情報を取得するステップと、
    取得された前記負荷に関する情報を、前記扉の重量、前記扉の主面の面積、前記扉の主面の縦横比、前記扉の設置環境および前記自動ドアの型式の少なくとも２つの組み合わせに応じて予め定められた基準値に基づいて前記自動ドアの異常を判定するステップと
    を含む自動ドア保守支援方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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