(57)【要約】      （修正有）【課題】負荷に変化があっても制動時間を同じにすることができる乗客コンベアを提供する。【解決手段】駆動モータ１２と、前記駆動モータ１２に連結されたフライホイールと、前記駆動モータ１２に連結された減速機と、入力軸が前記駆動モータ１２に連結され、出力軸が前記減速機に連結された無段変速機１６と、前記無段変速機１６の前記出力軸の回転を停止させる主ブレーキ２４で構成され、主ブレーキ２４を用いて駆動モータ１２を停止させるときに、検出した負荷が上昇するほどに無段変速機１６の出力軸の回転数が上がるように無段変速機１６の減速比を変更する。【選択図】図２
2012140216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータと、
前記駆動モータに連結されたフライホイールと、
前記駆動モータに連結された減速機と、
入力軸が前記駆動モータに連結され、出力軸が前記減速機に連結された無段変速機と、
前記無段変速機の前記出力軸の回転を停止させる主ブレーキと、
前記減速機の出力側に設けられた第１駆動スプロケットと、
前記第１駆動スプロケットと駆動チェーンを介して連結された第２駆動スプロケットと、
前記第２駆動スプロケットに取り付けられた踏段スプロケットと、
前記踏段スプロケットに掛け渡された踏段チェーンに取り付けられた踏段と、
前記踏段上の負荷を検出する負荷検出部と、
前記主ブレーキを用いて前記駆動モータを停止させるときに、検出した前記負荷が上がる程に前記無段変速機の前記出力軸の回転数が上がるように、前記無段変速機の減速比を変更する制御部と、
を有することを特徴とする乗客コンベア。
【請求項２】
前記負荷検出部は、
前記踏段が移動するガイドレールの歪み量を検出する歪みゲージと、
前記歪み量から前記負荷を検出する歪み検出部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の乗客コンベア。
【請求項３】
前記負荷検出部は、前記負荷を前記駆動モータの駆動電流から検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の乗客コンベア。
【請求項４】
前記無段変速機の前記入力軸の回転数を検出する回転数検出部をさらに有し、
前記制御部は、検出した前記回転数と前記負荷に基づいて前記減速比を変更する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の乗客コンベア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、エスカレータや動く歩道などの乗客コンベアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エスカレータの踏段を移動させる駆動モータに対する主ブレーキや補助ブレーキの設定ブレーキトルクは、全負荷時の必要設定ブレーキトルク以上で設定されているため、乗客が少ない場合には制動時間が短く減速度が大きくなる。そのため、フライホイールの追加などで慣性（回転しているものを止めようとしたときに回り続けようとする力）を大きくして、乗客が少ない場合の制動時間を延ばし、減速度を小さくするようにして対応している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２７８９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように従来のエスカレータにおいては、設計時にフライホイールや設定ブレーキトルクを変化させることで制動時間の調整を行っている。
【０００５】
しかし、エスカレータの製造会社の社内規定又は法規などによって、最小、最大制動時間などの規定がある場合は、制動時間をその範囲に納めるために、フライホイールの慣性と設定ブレーキトルクを交互に上げて行き、条件を満足する条件を確認している。すなわち、フライホイールの慣性を大きくして制動時間を大きくするか、設定ブレーキトルクを大きくして制動時間を小さくしている。そのため、これら条件を満足させるために、フライホイールの慣性と設定ブレーキトルクをある程度大きくする必要があった。
【０００６】
しかし、高揚程など止めようとするエスカレータの積載負荷が大きくなればなるほど、フライホイールの慣性と設定ブレーキトルクの調整範囲が狭くなるため、場合によっては上記規定を満足させるためにブレーキ型式や機器構成を変える必要があるという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、負荷に変化があっても制動時間を同じにすることができる乗客コンベアを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態は、駆動モータと、前記駆動モータに連結されたフライホイールと、前記駆動モータに連結された減速機と、入力軸が前記駆動モータに連結され、出力軸が前記減速機に連結された無段変速機と、前記無段変速機の前記出力軸の回転を停止させる主ブレーキと、前記減速機の出力側に設けられた第１駆動スプロケットと、前記第１駆動スプロケットと駆動チェーンを介して連結された第２駆動スプロケットと、前記第２駆動スプロケットに取り付けられた踏段スプロケットと、前記踏段スプロケットに掛け渡された踏段チェーンに取り付けられた踏段と、前記踏段上の負荷を検出する負荷検出部と、前記主ブレーキを用いて前記駆動モータを停止させるときに、検出した前記負荷が上がる程に前記無段変速機の前記出力軸の回転数が上がるように、前記無段変速機の減速比を変更する制御部と、を有することを特徴とする乗客コンベアである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る実施例１のエスカレータの説明図である。
【図２】実施例１のエスカレータのブロック図である。
【図３】実施例２のエスカレータのブロック図である。
【図４】実施例３のエスカレータのブロック図である。
【図５】実施例４のエスカレータのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。なお、以下の実施形態では乗客コンベアとしてエカレータ１０に適用して説明する。
【実施例１】
【００１１】
本発明に係る実施例１のエスカレータ１０について、図１と図２に基づいて説明する。
【００１２】
（１）エスカレータ１０の構造
エスカレータ１０の構造について図１に基づいて説明する。
【００１３】
図１に示すように、建屋に設置されているトラス内の上階側の機械室には、駆動モータ１２が配置され、この駆動モータ１２の負荷軸には、カップリング１４を介して無段変速機１６の入力軸が連結され、反負荷軸には、フライホイール１８が取り付けられている。
【００１４】
無段変速機１６の出力軸は、カップリング２０を介して減速機２２の入力軸が接続されている。この無段変速機１６の出力軸と減速機２２の入力軸とを連結する部分には、主ブレーキ２４が設けられている。減速機２２の出力軸には、駆動小スプロケット２６が取り付けられている。主ブレーキ２４は、エスカレータ１０の停止時や停電時に動作し、カップリング２０の両側をブレーキシューで挟み込んで制動する。
【００１５】
一方、駆動軸２８には、駆動大スプロケット３０が取り付けられ、駆動チェーン３２を介して駆動小スプロケット２６と連結されている。
【００１６】
駆動軸２８の左右両側には、左右一対の踏段スプロケット３４，３４が取り付けられている。また、図１では不図示の下階側にも同様に駆動軸に左右一対の踏段スプロケットが取り付けられ、この上階側の踏段スプロケット３４，３４との間に左右一対の無端の踏段チェーン３６，３６が掛け渡されている。
【００１７】
左右一対の踏段チェーン３６，３６の間には多数の踏段３８が取り付けられている。そして、駆動モータ１２を回転させることによって、踏段チェーン３６が移動し、それと共に踏段３８が不図示のガイドレールに沿って上下動する。
【００１８】
機械室には、エスカレータ１０のコントローラ４６が配置されている。
【００１９】
また、駆動軸２８にはラチェット４２が同軸に取り付けられ、このラチェット４２には補助ブレーキ４４が取り付けられている。この補助ブレーキ４４は、速度超過、回転軸２８の逆回転などの異常発生時に動作し、補助ブレーキ４４の係合爪がラチェット４２に係合することによって、駆動軸２８の回転を阻止する。この補助ブレーキ４４は、例えば、後から説明する安全スイッチ４０によって動作する。
【００２０】
安全スイッチ４０が、踏段３８、スカートガード付近などに設けられている。安全スイッチ４０としては、例えばスカートガード挟まれ検出装置、インレット挟まれ検出装置（手摺ベルト入込み口挟まれ検出装置）、踏段浮き上がり検出装置である。
【００２１】
踏段３８を移動させるガイドレールには歪みゲージ４８が取り付けられ、この歪みゲージ４８の歪み量が歪み検出装置５０に出力される。歪み検出装置５０は、検出した歪み量が多いほど踏段３８に乗っている乗客などが多く負荷が大きいとして、負荷の大きさに比例した出力値を示す乗客荷重信号をコントローラ４６に出力する。すなわち、この乗客荷重信号の出力値が、エスカレータ１０に掛かった乗客の負荷などに対応している。
【００２２】
（２）エスカレータ１０の電気的構成
次に、エスカレータ１０の電気的構成について図２のブロック図に基づいて説明する。
【００２３】
エスカレータ１０の制御を行うコントローラ４６には、図２に示すように駆動モータ１２、無段変速機１６、主ブレーキ２４、安全スイッチ４０、歪み検出装置５０が接続されている。
【００２４】
（３）エスカレータ１０の動作状態
次に、エスカレータ１０が停止するときの動作について説明する。
【００２５】
主ブレーキ２４が動作するまで、歪みゲージ４８による歪み量を歪み検出装置５０が常に検出し、歪み検出装置５０は、この歪み量に対応した乗客荷重信号をコントローラ４６に出力する。
【００２６】
コントローラ４６の制御による停止時、又は、停電時に主ブレーキ２４が動作したとき、コントローラ４６は、乗客荷重信号の出力値に対応した負荷に基づいて無段変速機１６の減速比を変更する。すなわち、コントローラ４６は、乗客の負荷が大きいほど無段変速機１６の出力軸の回転数が大きくなるように変速比を変更する。以下、これについて詳しく説明する。なお、無段変速機１６の入力軸の回転数は、駆動モータ１２の回転数で計算し、駆動モータ１２の回転数は、エスカレータ１０の駆動時で一定である。主ブレーキ２４が動作したときにエスカレータ１０が停止するまでの制動時間ｔ（秒）は式（１）で表される。
【００２７】
ｔ＝（ＧＤ２／３７５）×（Ｎ／Ｔ）  ・・・（１）
但し、ＧＤ２は慣性であり、Ｎは止めようとする軸の回転数、Ｔは制動トルクである。ＧＤ２には、積載重量、用品（手摺、踏段３８、駆動大スプロケット３０、駆動小スプロケット２６など）の重量と大きさ、駆動装置（駆動モータ１２、減速機１６、カップリング１４，２０、主ブレーキ２４、補助ブレーキ４４、フライホイール１８）の重量と大きさなどによって決定される。
【００２８】
制動時の減速度αは式（２）で表される。
【００２９】
α＝Ｖ／ｔ  ・・・（２）
但し、Ｖは止めようとする速度である。
【００３０】
式（１）より、所定の制動トルクＴで止めようとしたとき、ＧＤ２が大きいほど制動時間（制動距離）ｔが長くなり、結果的には式（２）に示すように減速度αは小さくなる。
【００３１】
一方、回転数と慣性との関係は、式（３）のように表される。
【００３２】
［ＧＤｊ２］ｉ＝ＧＤｊ２×（Ｎｊ／Ｎｉ）２  ・・・（３）
但し、ＧＤｊ２は軸ｊに属する慣性（ｋｇｆ・ｍ２）、Ｎｊは軸ｊの回転数（ｒｐｍ）、［ＧＤｊ２］ｉは軸ｉに属する慣性（ｋｇｆ・ｍ２）、Ｎｉは軸ｉの回転数（ｒｐｍ）である。
【００３３】
上記の式（３）から慣性は回転数比の２乗で作用することがわかる。そこで、式（１）と式（３）の関係より、主ブレーキ２４が止めようとする回転数と制動時間ｔの関係について具体的な値を用いて説明する。すなわち、軸ｊに属する慣性ＧＤｊ２＝５（ｋｇｆ・ｍ２）とし、軸ｊの回転数Ｎｊ＝１００（ｒｐｍ）とし、負荷時の制動トルクＴ＝５（ｋｇｆ・ｍ）とし、無負荷時の制動トルクＴ０＝１０（ｋｇｆ・ｍ）とした場合について説明する。
【００３４】
まず、制動トルクＴは、基本的に設定ブレーキトルク−負荷トルク（乗客負荷など）となるため負荷時よりも無負荷時の方が大きい。
【００３５】
そして、無段変速機１６の減速比を１：１とした場合に、式（１）より負荷時の制動時間ｔ１は、次の式（４）より０．２７（秒）となる。
【００３６】
ｔ１＝（ＧＤｊ２／３７５）×（Ｎｊ／Ｔ）
＝（５／３７５）×（１００／５）＝０．２７（秒）  ・・・（４）
ここで、無段変速機１６の減速比を１：１から１：２に変化した後の軸ｊの回転数はＮｊ’は、
Ｎｊ’＝Ｎｊ／２＝１００／２＝５０（ｒｐｍ）  ・・・（５）
となる。また、このときの［ＧＤｊ２］’は式（３）より、
［ＧＤｊ２］’＝ＧＤｊ２×（Ｎｊ／Ｎｊ’）２
＝５×（１００／５０）２＝２０（ｋｇｆ・ｍ２）  ・・・（６）
となる。式（５）、式（６）から無負荷時に無段変速機１６の減速比を１：１から１：２とした場合の制動時間ｔ２は、
ｔ２＝（［ＧＤｊ２］’／３７５）×（Ｎｊ’／Ｔ０）
＝２０／３７５×５０／１０＝０．２７（秒）  ・・・（７）
となる。式（４）と式（７）の結果により、無段変速機１６の減速比を変化させることで、負荷条件によらず制動時間（制動距離）ｔを同じ０．２７秒にすることができる。
【００３７】
（４）効果
本実施例によれば、主ブレーキ２４を用いて駆動モータ１２を停止させるときに、検出した負荷が上がる程に無段変速機１６の出力軸の回転数が上がるように、無段変速機１６の減速比を変更することにより、制動時間のばらつきを少なくすることができ、乗客が少なく負荷が小さいときでも、制動時間が短くなって減速度が大きくなることがない。
【００３８】
また、従来のように規定された最小、最大制動距離の範囲内となるまでフライホイール１８及び設定ブレーキトルクを大きくする必要がなく、機器構成を小さくすることができ、さらに、ブレーキ型式での適用を拡大できる。
【実施例２】
【００３９】
次に、本発明に係る実施例２のエスカレータ１０について、図３に基づいて説明する。
【００４０】
実施例１では、無段変速機１６の入力軸の回転数を駆動モータ１２の回転数で設定したが、本実施例ではこれに代えて無段変速機１６の入力軸の回転数を検出する回転数検出装置５２を設ける。
【００４１】
本実施例によれば、実施例１のエスカレータ１０よりもより精度が高く、無段変速機１６における減速比を変更することができ、負荷条件における制動時間のばらつきをより少なくすることができる。
【実施例３】
【００４２】
次に、本発明に係る実施例３のエスカレータ１０について、図４に基づいて説明する。
【００４３】
実施例１及び実施例２のエスカレータ１０では、エスカレータ１０に対する負荷、すなわち乗客の荷重を歪みゲージ４８と歪み検出装置５０によって求めていた。しかし、本実施例では、これに代えて駆動モータ１２の駆動電流を駆動電流検出装置５４で検出し、この駆動電流が上昇すれば上昇するほど負荷が大きくなると判断して、駆動電流検出装置５４がその負荷に対応した乗客荷重信号をコントローラ４６に出力する。
【００４４】
本実施例におけるエスカレータ１０でも、駆動モータ１２の駆動電流を検出することで、精度の高い乗客荷重を検知することができるので、負荷条件における制動時間のばらつきをより少なくすることができる。
【実施例４】
【００４５】
次に、本発明に係る実施例５のエスカレータ１０について、図５に基づいて説明する。
【００４６】
本実施例は、実施例２と実施例３の構成を組み合わせたものであり、無段変速機１６の入力軸の回転数を回転数検出装置５２で検出し、エスカレータ１０に対する負荷を駆動電流検出装置５４によって検出する。
【００４７】
本実施例におけるエスカレータ１０であると、最適な減速比を選択し、かつ、精度の高い負荷を検出できるため、制動時間のばらつきをより少なくすることができる。
【変更例】
【００４８】
上記各実施例では、エスカレータ１０で説明したが、これに代えて各実施例を動く歩道においても適応してもよい。
【００４９】
本実施例においては、エスカレータ１０に掛かる負荷が、無負荷時と負荷時の２段階で説明し、それに対応して減速比も２段階にした。これに代えて、負荷段階を複数段階にして、減速比を多段階にしてもよい。例えば、無負荷時、低負荷時、最大負荷時の３段階に設定し、減速比も３段階に分けて設定し、無負荷時よりも低負荷時、低負荷時よりも最大負荷時に回転数が上がるように制御してもよい。
【００５０】
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ともに、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。
【符号の説明】
【００５１】
１０・・・エスカレータ、１２・・・駆動モータ、１６・・・無段変速機、１８・・・フライホイール、２２・・・減速機、２４・・・主ブレーキ、２６・・・駆動小スプロケット、２８・・・駆動軸、３０・・・駆動大スプロケット、３２・・・駆動チェーン、３４・・・踏段スプロケット、３６・・・踏段チェーン、３８・・・踏段、４６・・・コントローラ、４８・・・歪みゲージ、５０・・・歪み検出装置、５２・・・回転数検出装置、５４・・・駆動電流検出装置
【図１】
2012140216.tif 000003
【図２】
2012140216.tif 000004
【図３】
2012140216.tif 000005
【図４】
2012140216.tif 000006
【図５】
2012140216.tif 000007