(57)【要約】      （修正有）【課題】インバータ装置の直流部に設けられた平滑コンデンサの劣化を抑止するのにより好適なエスカレータ装置を実現する。【解決手段】エスカレータ１０を駆動するモータ１２と、モータ１２を交流電源により駆動するモータ駆動装置１６と、モータ駆動装置１６に並列接続されたインバータ装置１８と、モータ駆動装置１６とインバータ装置１８を切替え制御する制御装置２０とを備え、インバータ装置１８は、直流部に平滑コンデンサ２２を有し、入力側に一次側電磁接触器２４、出力側に二次側電磁接触器２６が配設されてなり、制御装置２０は、二次側電磁接触器２６に開指令を出力しつつ、一次側電磁接触器２４に開閉指令を出力する平滑コンデンサ劣化抑止機能を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エスカレータを駆動するモータと、該モータを交流電源により駆動するモータ駆動装置と、該モータ駆動装置に並列接続されたインバータ装置と、前記モータ駆動装置と前記インバータ装置を切替え制御する制御手段とを備え、
前記インバータ装置は、直流部に平滑コンデンサが設けられ、入力側と出力側との双方に電磁スイッチが配設されてなり、
前記制御手段は、前記出力側の電磁スイッチに開指令を出力しつつ、前記入力側の電磁スイッチに開閉指令を出力する平滑コンデンサ劣化抑止機能を有してなることを特徴とするエスカレータ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記平滑コンデンサ劣化抑止機能を設定時間間隔で実行することを特徴とする請求項１に記載のエスカレータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エスカレータを駆動制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エスカレータを駆動制御する装置として、エスカレータの駆動モータを交流電源によりモータ駆動装置で駆動する通常運転と、モータ駆動装置に並列接続されたインバータ装置で駆動するインバータ運転とを切替え制御するものが知られている。
【０００３】
例えば、車椅子ステップ付のエスカレータにおいては、エスカレータがモータ駆動装置により通常運転している際、指令に応じて、通常運転よりも低速度にエスカレータを駆動するインバータ運転に切替えることにより、車椅子での利用を容易にする。
【０００４】
このようなエスカレータ装置においては、インバータ装置の入力側に交流電力電源を直結し、出力側に配設した電磁スイッチを開閉することで通常運転とインバータ運転とを切替えることが行われる（例えば、特許文献１）。また、インバータ装置の入力側に配設した電磁スイッチを開閉することで運転を切替えることが行われる（例えば、特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−１８８３９０号公報
【特許文献２】特開平８−２２５２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、インバータ装置の直流部に平滑コンデンサが配設されるのが一般的であるが、特許文献１のような方式では、平滑コンデンサに電圧が常に印加されることになり、印加電圧に起因する発熱によりコンデンサ内の電解液が蒸発するなど、平滑コンデンサが劣化する場合がある。
【０００７】
また、特許文献２のような方式では、インバータ運転が長い間にわたって行われない場合、平滑コンデンサに電力が長い間にわたって供給されず、湿気に起因する腐食が発生したり、コンデンサ内の電解液と酸化皮膜との化学反応に起因する漏れ電流が増加するなど、平滑コンデンサが劣化する場合がある。
【０００８】
本発明の課題は、インバータ装置の直流部に設けられた平滑コンデンサの劣化を抑止するのにより好適なエスカレータ装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明のエスカレータ装置は、エスカレータを駆動するモータと、モータを交流電源により駆動するモータ駆動装置と、モータ駆動装置に並列接続されたインバータ装置と、モータ駆動装置とインバータ装置を切替え制御する制御手段とを備え、インバータ装置は、直流部に平滑コンデンサが設けられ、入力側と出力側との双方に電磁スイッチが配設されてなり、制御手段は、出力側の電磁スイッチに開指令を出力しつつ、入力側の電磁スイッチに開閉指令を出力する平滑コンデンサ劣化抑止機能を有してなることを特徴とする。
【００１０】
これによれば、インバータ装置の入力側の電磁スイッチを例えば設定時間間隔で開閉すると、平滑コンデンサに電圧を間欠的に印加できる。また、このときの出力側の電磁スイッチは開かれるので、インバータ装置からモータに電力が供給されない。
【００１１】
要するに、入力側の電磁スイッチを開閉することにより、平滑コンデンサに対する電圧の印加を制御できる。これにより、電圧が常時印加されることに起因する弊害や、電圧が長い間にわたって印加されないことに起因する弊害を回避できるので、平滑コンデンサの劣化を抑止できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、インバータ装置の直流部に設けられた平滑コンデンサの劣化を抑止するのにより好適なエスカレータ装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第一の実施形態）
本発明を適用したエスカレータ装置の第一の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態のエスカレータ装置の構成図である。
【００１４】
図１に示すように、エスカレータ装置は、エスカレータ１０を駆動するモータ１２と、モータ１２を商用電源である交流電源１４により駆動するモータ駆動装置１６と、モータ駆動装置１６に並列接続されたインバータ装置１８と、モータ駆動装置１６とインバータ装置１８を切替え制御する制御手段としての制御装置２０を備えている。インバータ装置１８は、直流部に平滑コンデンサ２２が設けられ、入力側に電磁スイッチとしての一次側電磁接触器２４が配設されるとともに、出力側に電磁スイッチとしての二次側電磁接触器２６が配設されている。
【００１５】
ここで本発明に係る本実施形態の制御装置２０は、二次側電磁接触器２６に閉指令を出力しつつ、一次側電磁接触器２４に開指令を出力する平滑コンデンサ劣化抑止機能を有している。
【００１６】
より詳細にエスカレータ装置について説明する。図１に示すように、エスカレータ１０は、上階の乗降口と下階の乗降口との間に傾斜して配設された複数の踏段２８と、各踏段２８を底部で連結するベルト２９と、ベルト２９をモータ１２の動力により駆動するターミナルギア３０ａ、３０ｂと、踏段２８上の利用者の手すりを形成する欄干３２と、欄干３２の上縁に設けられたハンドレール３３とを備えている。ターミナルギア３０ａは上階の乗降口の床下に、ターミナルギア３０ｂは下階の乗車口の床下に配設されている。欄干３２は、複数の踏段２８を挟んで床上に形成されている。また、上階の乗車口に操作スイッチ３４ａが配設されるとともに、下階の乗車口に操作スイッチ３４ｂが配設されている。なお、エスカレータ１０の底部を覆う本体枠３６が設けられている。
【００１７】
モータ駆動装置１６は、エスカレータ１０を駆動するための主回路であり、エスカレータ１０を上昇駆動するための電磁スイッチとしての上昇運転用電磁接触器４０と、エスカレータ１０を下降駆動するための電磁スイッチとしての下降運転用電磁接触器４２とを有する。なお、上昇運転用電磁接触器４０及び下降運転用電磁接触器４２は、交流電源１４の各相に対応したスイッチを有している。要するに、モータ駆動装置１６は、交流電源１４の電力をモータ１２に直接に供給する直入回路であり、エスカレータ１０を通常運転（商用電源運転）させるためのものである。
【００１８】
モータ駆動装置１６の入力側は、過電流遮断器３８を介して交流電源１４に接続されており、出力側はモータ１２に接続している。交流電源１４は、商用の三相電源である。過電流遮断器３８は、交流電源１４の各相に対応したスイッチを有し、各スイッチの出力側がモータ駆動装置１６の入力側に接続するとともに、一次側電磁接触器２４を介してインバータ装置１８の入力側に接続している。
【００１９】
インバータ装置１８は、交流電源１４から供給された交流電圧を所定の交流電圧に変換する可変電圧可変周波数変換装置である。より具体的には、インバータ装置１８は、直流部に整流回路４４と平滑コンデンサ２２を有し、平滑コンデンサ２２の後段にインバータ回路４６が設けられている。
【００２０】
ここでの平滑コンデンサ２２は、アルミニウムからなる陽極側電極と陰極側電極が対向して形成されたアルミニウム電解コンデンサである。陽極側電極と陰極側電極は、それぞれに酸化皮膜が形成されている。また、陽極側電極と陰極側電極の間に電解溶液が介入されている。ただし、この形態に限られず、電解コンデンサであればよい。
【００２１】
一次側電磁接触器２４は、交流電源１４の各相に対応したスイッチを有し、入力側が過電流遮断器３８の出力側に接続されるとともに、出力側が整流回路４４の入力側に接続している。二次側電磁接触器２６は、交流電源１４の各相に対応したスイッチを有し、入力側がインバータ回路４６の出力側に接続されるとともに、出力側がモータ１２の入力側に接続している。
【００２２】
制御装置２０は、操作スイッチ３４ａ又は３４ｂから出力される指令に基づき、上昇運転用電磁接触器４０、下降運転用電磁接触器４２、一次側電磁接触器２４、二次側電磁接触器２６に開閉指令を出力する。
【００２３】
このように構成されるエスカレータ装置の動作について説明する。エスカレータを通常運転をする場合、制御装置２０の出力指令に応じ、上昇運転用電磁接触器４０又は下降運転用電磁接触器４２が閉止されるとともに、一次側電磁接触器２４及び二次側電磁接触器２６が開放される。交流電源１４の電力は、上昇運転用電磁接触器４０又は下降運転用電磁接触器４２を介してモータ１２に供給される。供給された電力によりモータ１２が駆動すると、ターミナルギア３０ａ、３０ｂが回転することにより、エスカレータ１０の踏段２８が昇降する。なお、上昇運転用電磁接触器４０又は下降運転用電磁接触器４２のいずれかを閉じることにより、エスカレータ１０は正転又は逆転する。
【００２４】
インバータ運転する場合は、制御装置２０の出力指令に応じ、上昇運転用電磁接触器４０及び下降運転用電磁接触器４２が開放されるとともに、一次側電磁接触器２４及び二次側電磁接触器２６が閉止される。交流電源１４の電力は、一次側電磁接触器２４、インバータ装置１８及び二次側電磁接触器２６を介してモータ１２に供給される。供給された電力によりモータ１２が通常運転よりも例えば低速度で駆動するため、エスカレータ１０の踏段２８が例えば低速度で昇降する。これによって、例えば車椅子でのエスカレータ１０の利用が容易になる。
【００２５】
図２は、平滑コンデンサ２２に電圧を印加する制御動作を示すフローチャートである。まず、制御装置２０は、時刻が設定時間になったと判定したとき（Ｓ１０）、エスカレータ１０の運転モードを確認する（Ｓ１１）。エスカレータ１０の運転モードが通常運転であるとき、平滑コンデンサ２２に対して電圧の印加が必要であると判断し、平滑コンデンサ劣化防止機能を実行する（Ｓ１２）。例えば、二次側電磁接触器２６に開指令を出力しつつ、一次側電磁接触器２４に閉指令を出力する。これによって、一次側電磁接触器２４を介して交流電源１４の電圧が平滑コンデンサ２２に印加される（Ｓ１３）。また、二次側電磁接触器２６は開かれているので、インバータ装置１８からモータ１２に電力が供給されない。平滑コンデンサ２２への印加時間が設定時間を経過したとき（Ｓ１４）、一次側電磁接触器２４に閉指令を出力する（Ｓ１５）。本処理により、エスカレータ１０の通常運転中に、運転モードを切替えずに平滑コンデンサ２２に電圧が印加されることになる。
【００２６】
本実施形態によれば、一次側電磁接触器２４を開閉することにより、通常運転中のエスカレータをインバータ運転に切替えなくても、平滑コンデンサ２２に電圧を印加できる。これにより、通常運転時にも平滑コンデンサ２２に印加できるため、平滑コンデンサ２２に電圧が常時印加されることに起因する弊害や、電圧が長い間にわたって印加されないことに起因する弊害を回避できる。その結果、平滑コンデンサ２２の劣化を抑止でき、製品寿命を延ばすことができる。
【００２７】
ここで制御装置２０の詳細について補足説明をする。図３は、制御装置２０の詳細構成図である。図３に示すように、制御装置２０は、エスカレータ１０の運転の発停を制御する運転制御回路５０と、エスカレータ１０の運転モード（例えば、通常運転、インバータ運転）を選択する運転モード切替回路５２と、エスカレータ１０の駆動方向（例えば、上昇方向、下降方向）を選択する運転方向制御回路５４と、インバータ運転の制御指令を出力するインバータ制御回路５６と、平滑コンデンサ２２に電圧を印加するための指令を出力する平滑コンデンサ印加制御回路５８と、平滑コンデンサ印加制御回路５８に時刻を出力する時計５５と、平滑コンデンサ２２に対する印加時間をカウントするタイマ６１と、インバータ制御回路５６の出力と平滑コンデンサ印加制御回路５８の出力との論理和を出力するＯＲ回路５７とを備えている。
【００２８】
運転モード切替回路５２は、運転制御回路５０の出力指令と、通常運転スイッチ５９又はインバータ運転スイッチ６０の出力指令を取り込むことにより、運転方向制御回路５４又はインバータ制御回路５６に指令を出力する。運転方向制御回路５４は、運転モード切替回路５２の出力指令と上昇スイッチ６２又は下降スイッチ６４の出力指令を取り込むことにより、上昇運転用電磁接触器４０のコイル４０ａと下降運転用電磁接触器４２のコイル４２ａを励磁させる。インバータ制御回路５６は、運転モード切替回路５２の出力指令と上昇スイッチ６２又は下降スイッチ６４の出力指令を取り込むことにより、ＯＲ回路５７に指令を出力するとともに、二次側電磁接触器２６のコイル２６ａを励磁させる。平滑コンデンサ印加制御回路５８は、運転モード切替回路５２と時計５５の出力を取り込むことにより、ＯＲ回路５７に指令を出力する。ＯＲ回路５７は、インバータ制御回路５６と平滑コンデンサ印加制御回路５８との出力に基づき、一次側電磁接触器２４のコイル２４ａを励磁させる。
【００２９】
なお、通常運転スイッチ５９、インバータ運転スイッチ６０は、操作スイッチ３４ａ、３４ｂのそれぞれに配設されている。また、上昇スイッチ６２は、操作スイッチ３４ｂに設けられるとともに、下降スイッチ６４は、操作スイッチ３４ａに設けられている。
【００３０】
図４は、図３の制御装置２０の動作を示すタイミングチャートである。図４の上段から順に、運転モード切替回路５２の出力指令、インバータ制御回路５６の出力指令、平滑コンデンサ印加制御回路５８の出力指令、一次側電磁接触器２４の開閉状態を時間軸上に示している。
【００３１】
図４に示すように、時刻Ｔ０では、運転モード切替回路５２により運転モードが通常運転に選択されている。ここではインバータ制御回路５６や平滑コンデンサ印加制御回路５８からＯＲ回路５７に指令が出力されないため、ＯＲ回路５７から一次側電磁接触器２４に指令が出力されず、一次側電磁接触器２４は開いた状態となる。時刻が設定時刻Ｔ１になると、平滑コンデンサ印加制御回路５８からＯＲ回路５７に指令（Ｉ１）が出力される。指令（Ｉ１）に応じ、ＯＲ回路５７から一次側電磁接触器２４に指令（Ｉ２）が出力される。指令（Ｉ２）に応じ、一次側電磁接触器２４が閉止することにより、平滑コンデンサ２２に電圧が印加される。平滑コンデンサ２２に対する印加時間が一定時間を経過したとき、指令（Ｉ１）、指令（Ｉ２）の出力が停止する。したがって、一次側電磁接触器２４が開いて平滑コンデンサ２２への印加が停止する。なお、印加時間は、タイマ６１により計時される。
【００３２】
また、時刻Ｔ１では、インバータ制御回路５６から二次側電磁接触器２６に指令が出力されず、二次側電磁接触器２６が開いている。したがって、エスカレータ１０は通常運転を継続しつつ、平滑コンデンサ２２に電圧が印加されることになる。時刻Ｔ３、時刻Ｔ６においても同様である。
【００３３】
時刻Ｔ２では、インバータ運転スイッチ６０の出力指令に応じ、運転モード切替回路５２により運転モードがインバータ運転に選択されるため、運転モード切替回路５２からインバータ制御回路５６に指令（Ｉ３）が出力される。指令（Ｉ３）に応じ、インバータ制御回路５６からＯＲ回路５７に指令（Ｉ４）が出力される。指令（Ｉ４）に応じ、ＯＲ回路５７から一次側電磁接触器２４に指令（Ｉ５）が出力される。指令（Ｉ５）に応じ、一次側電磁接触器２４が閉止することにより、平滑コンデンサ２２に電圧が印加される。なお、時刻Ｔ２では、インバータ制御回路５６から二次側電磁接触器２６にも指令が出力されるため、二次側電磁接触器２６も閉止することにより、エスカレータ１０はインバータ運転を行うことになる。時刻Ｔ４、時刻Ｔ５においても同様である。
【００３４】
（第二の実施形態）
本発明を適用したエスカレータ装置の第二の実施形態について説明する。本実施形態のエスカレータ装置は、制御装置２０ａにカウンタ７０を設けた点で第一の実施形態と異なる。したがって、第一の実施形態と相互に対応する箇所については同一符号を付し、相違点を中心に説明する。
【００３５】
図５は、本実施形態のエスカレータ装置の構成図である。図５に示すように、カウンタ７０は、入力側がインバータ制御回路５６の出力側に接続され、出力側が平滑コンデンサ印加制御回路５８の入力側に接続している。このようなカウンタ７０は、インバータ運転時間をカウントする。例えば、インバータ運転が行われるごと、つまりインバータ制御回路５６から指令が出力されるごとに、インバータ制御回路５６の出力指令がカウンタ７０に入力される。これによって、インバータ運転時間がカウントされる。カウントされた運転時間は、平滑コンデンサ印加制御回路５８に出力される。
【００３６】
図６は、平滑コンデンサ２２に電圧を印加する制御動作を示すフローチャートである。図６に示すように、図２の運転モード確認ステップ（Ｓ１１）の後工程、かつ平滑コンデンサ劣化防止機能の実行ステップ（Ｓ１２）の前工程に、インバータ運転時間確認ステップ（Ｓ２０）と、インバータ運転不足時間確認ステップ（Ｓ２１）とを備えている。
【００３７】
より具体的には、運転モード確認ステップ（Ｓ１１）の後、エスカレータ１０がインバータ運転を規定時間以上行っていないか否かを確認する（Ｓ２０）。例えば、カウンタ７０の計時時間が規定時間に満たないとき、その規定時間までの不足時間が平滑コンデンサ印加制御回路５８により算出される（Ｓ２１）。ここでの不足時間は、平滑コンデンサ２２に対する印加時間の不足分に対応する。算出された不足時間は、印加時間判定ステップＳ１４の印加時間として設定される。また、カウンタ７０の結果と時計５５の時刻に基づき、その日におけるインバータ運転の不足時間を積算してもよい。なお、規定時間については、平滑コンデンサ２２の特性や使用環境から求めることができるし、実測して求めてもよい。
【００３８】
図７は、図５の制御装置２０ａの動作を示すタイミングチャートである。図７に示すように、図４の場合と基本的に同じである。ただし、平滑コンデンサ２２に対する印加時間（Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ）が、図６のＳ２１の処理により最適な時間に設定される点で図４の場合と異なる。
【００３９】
本実施形態によれば、エスカレータ１０のインバータ運転時間が規定時間に満たないときは、平滑コンデンサ２２に対する電圧の印加時間が不足していると判断し、不足時間に相当する時間だけ平滑コンデンサ２２に電圧を印加する（Ｓ１４）。これにより、平滑コンデンサ２２に対する最適な印加時間を客観的に決めることができるため、平滑コンデンサ２２の劣化を抑止しつつ、消費電力を抑えることができる。
【００４０】
（第三の実施形態）
本発明を適用したエスカレータ装置の第三の実施形態について説明する。本実施形態のエスカレータ装置は、一次側電磁接触器２４の開閉動作が第一の実施形態と異なる。したがって、第一の実施形態と相互に対応する箇所については同一符号を付し、相違点を中心に説明する。
【００４１】
図８は、本実施形態の制御装置の動作を示すタイミングチャートである。なお、図８の上段から順に、運転モード切替回路５２の出力指令、一次側電磁接触器２４の開閉状態を時間軸上に示している。
【００４２】
図８に示すように、時刻Ｔ０では、運転モード切替回路５２により運転モードが通常運転に選択されている。ここでの一次側電磁接触器２４は、閉じられている。したがって、一次側電磁接触器２４に開指令が入力されるまで、一次側電磁接触器２４を介して平滑コンデンサ２２に電圧が印加される。
【００４３】
次に、時刻が設定時刻Ｔ１になると、平滑コンデンサ印加制御回路５８からＯＲ回路５７を介して一次側電磁接触器２４に指令（Ｉ１０）が出力される。指令（Ｉ１０）に応じ、一次側電磁接触器２４が開かれることにより、平滑コンデンサ２２に対する印加が停止される。印加停止時間が一定時間を経過したとき、一次側電磁接触器２４が再び閉じられる。これにより、平滑コンデンサ２２に電圧が再度印加されることになる。時刻Ｔ３、時刻Ｔ６においても同様である。なお、時刻Ｔ２では、インバータ運転が選択されるが、一次側電磁接触器２４の閉止が継続されることになり、平滑コンデンサ２２に対する印加が継続される。
【００４４】
要するに、一次側電磁接触器２４の閉止を通常の状態にすることにより、運転モードにかかわらず、平滑コンデンサ２２に電圧を印加できる。時刻が設定時間になると、一次側電磁接触器２４を開放することにより、平滑コンデンサ２２に対する電圧の印加を一時的に停止できるので、平滑コンデンサ２２に対してより適切に電圧を印加できる。
【００４５】
以上、第一ないし第三の実施形態により本発明を説明したが、これに限られるものではない。例えば、エスカレータを駆動制御する装置に適用した例を説明したが、動く歩道を駆動制御する装置にも適用できる。要するに、通常運転とインバータ運転が切替えられる装置に本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明を適用した第一の実施形態のエスカレータ装置の構成図である。
【図２】図１の平滑コンデンサに電圧を印加する制御動作を示すフローチャートである。
【図３】図１の制御装置の詳細構成を示す図である。
【図４】図３の制御装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明を適用した第二の実施形態のエスカレータ装置の構成図である。
【図６】図５の平滑コンデンサに電圧を印加する制御動作を示すフローチャートである。
【図７】図５の制御装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明を適用した第三の実施形態のエスカレータ装置の制御装置の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１０  エスカレータ
１２  モータ
１６  モータ駆動装置
１８  インバータ装置
２０  制御装置
２２  平滑コンデンサ
２４  一次側電磁接触器
２６  二次側電磁接触器
５２  運転モード切替回路
５６  インバータ制御回路
５８  平滑コンデンサ印加制御回路
６１  タイマ
７０  カウンタ
【図１】
2006213483.tif 000003
【図２】
2006213483.tif 000004
【図３】
2006213483.tif 000005
【図４】
2006213483.tif 000006
【図５】
2006213483.tif 000007
【図６】
2006213483.tif 000008
【図７】
2006213483.tif 000009
【図８】
2006213483.tif 000010