(57)【要約】【課題】油圧制御ユニットの作動油に異常が生じた場合、それぞれの故障モードに応じて最適に動作し、乗客に２次的な被害が生じないように停止させるマンコンベアの制御装置を提供する。【解決手段】油圧ユニットを有したトロイダル式無段変速機と、この無段変速機の動力を減速させる減速機と、無端状に連結された多数の踏段を備え、減速機の動力により踏段を循環移動させて乗客を搬送するマンコンベアの制御装置であって、油圧ユニットの作動油の温度が所定値に達するまで上昇していない場合には、マンコンベアを定速運転制御し、作動油の温度が所定値に達した場合には、マンコンベアが所定の速度に達するまで減速制御させた後に停止するように制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ユニットを有したトロイダル式無段変速機と、この無段変速機の動力を減速させる減速機と、無端状に連結された多数の踏段を備え、前記減速機の動力により前記踏段を循環移動させて乗客を搬送するマンコンベアの制御装置であって、
前記油圧ユニットの作動油の温度が所定値に達するまで上昇していない場合には、前記マンコンベアを定速運転制御し、
前記作動油の温度が所定値に達した場合には、前記マンコンベアが所定の速度に達するまで減速制御させた後に停止するように制御するマンコンベアの制御装置。
【請求項２】
前記マンコンベアの停止後、前記作動油の温度が、所定の上限温度よりも低い温度にまで下降した場合に正常と判定するようヒステリシス特性を設け、前記作動油の温度が正常と判定した後、前記マンコンベアの再起動を可能とする請求項１記載のマンコンベアの制御装置。
【請求項３】
前記作動油の温度が、所定の上限温度に達した状態では、前記マンコンベアを停止したまま、前記作動油の温度の確認を繰り返す請求項２記載のマンコンベアの制御装置。
【請求項４】
時計機能を備え、所定時間内に、前記作動油の温度が正常動作可能な上限値に再度達した場合は、前記マンコンベアを所定の速度に達するまで減速制御させた後に停止させ、前記無段変速機を永久故障と判定する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のマンコンベアの制御装置。
【請求項５】
発報手段を備え、前記作動油の温度が、正常動作可能な上限値に再度達した場合は、前記マンコンベアを所定の速度に達するまで減速制御させた後、停止時に発報する請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のマンコンベアの制御装置。
【請求項６】
油圧ユニットを有したトロイダル式無段変速機と、この無段変速機の動力を減速させる減速機と、無端状に連結された多数の踏段を備え、前記減速機の動力により前記踏段を循環移動させて乗客を搬送するマンコンベアの制御装置であって、
前記無段変速機の油圧ユニットの作動油の油量が、所定値に達するまで低下していない場合には、前記マンコンベアを定速運転制御し、
前記無段変速機の油圧ユニットの作動油の油量が、所定値に達するまで低下した場合には、前記マンコンベアが所定の速度に達するまで減速制御させた後に停止するように制御するマンコンベアの制御装置。
【請求項７】
油圧ユニットを有したトロイダル式無段変速機と、この無段変速機の動力を減速させる減速機と、無端状に連結された多数の踏段を備え、前記減速機の動力により前記踏段を循環移動させて乗客を搬送するマンコンベアの制御装置であって、
前記無段変速機の油圧ユニットの作動油の油圧が所定値に達するまで上昇していない場合には、前記マンコンベアを定速運転制御し、
前記無段変速機の油圧ユニットの作動油の油圧が所定値に達するまで上昇した場合には、動力電源を遮断して前記マンコンベアを制動停止するようにしたマンコンベアの制御装置。
【請求項８】
発報手段を備え、前記油圧が所定値まで低下した場合に、前記マンコンベアを前記無段変速機の最大定格速度から最低定格速度の範囲内で運転中であれば、前記マンコンベアの運転を継続し、警報発報するようにした請求項７に記載のマンコンベアの制御装置。
【請求項９】
前記マンコンベアの起動前に、前記無段変速機の油圧ユニットの作動油の油温、油圧、油量のいずれかが異常と判定した場合は、前記マンコンベアの起動受付を禁止するようにした請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のマンコンベアの制御装置。
【請求項１０】
前記減速機には、回転センサが取り付けられ、この回転センサでマンコンベアの運転速度を監視する請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のマンコンベアの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、マンコンベアの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マンコンベアは商業施設や駅など公共施設で多数使用されており重要な動線となっている。駅で使用されるエスカレーターのようなマンコンベアは朝のラッシュ時に最も利用者数が多くなり、昼間は閑散期となることが多く輸送力を上げるために通常は３０m/分で運転するがラッシュ時は４０m/分で運転するために速度切り替えの機能を設けることがある。
【０００３】
また、マンコンベアは通常は一定速度で運転しているが、非常時には動力電源を遮断してブレーキをかけて停止させる。ブレーキによる減速度は、運転方向や乗客の人数で負荷が異なるため必ず同じにはならない。非常停止時に乗客がいた場合、ブレーキでの停止の場合は、減速度が調節できないので乗客が転倒してしまうことが考えられる。
速度を自由に制御できるマンコンベアを実現するために、モータの回転速度を制御できるインバータを適用する場合がある。モータが、マンコンベアの場合は運転方向が通常は一定方向であり乗客が増えれば上り運転では力行方向に、下り運転では回生方向となる。特に、下り運転では回生電力が発生するとそれを回生抵抗で消費しなければならず、無駄が生じてしまう。そこで、コンバータを追加で設置する方法があるが、これはモータで生じた回生電力を電源へ直流から再び交流へ変換して電源へ返すことができるものの、その分トラス内の機器設置スペースが小さいマンコンベアでは不利である。
それを解決する手段として、機械的にモータの動力を可変速する無段変速機を用いる方法があり、機器設置スペースを縮小することができる（例えば、特許文献１参照。）。また、無段変速機は電気的にスイッチング素子を使った周波数変換を行わないために、インバータで問題となる高調波やラジオノイズなどの影響が発生しないメリットがある。インバータ、コンバータを用いる場合は、上記の対策のためリアクトル、フィルタや絶縁トランスなど追加の機器を設置しなければならずトラス内スペースを大きくとらなければならなかった。無段変速機としては、伝達効率のよいトロイダル式がマンコンベアに利用されることがある。この無段変速を行う機構として、油圧制御ユニットを用いて変速比を変化させて運転する。
【０００４】
油圧制御ユニットは油の圧力を使ってトロイダル機構を制御するが、その油の圧や温度が所定の範囲を外れた場合に正常に制御ができなくなる。作動油温が異常に上昇すれば作動油の粘性や圧縮率が変化してパワーローラを動作させるのに必要な圧力が得られなくなる。作動油の量が低下しても同様にパワーローラを動作させるのに必要な圧力が得られなくなる。作動油の圧力が適正範囲を超えていると想定以上に動作が急峻となり、急激な加減速度となってしまい乗客の転倒を引き起こしてしまうことも考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平０５−３７９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、油圧制御ユニットの作動油に異常が生じた場合、それぞれの故障モードに応じて最適に動作し、乗客に２次的な被害が生じないように停止させるマンコンベアの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態のマンコンベアの制御装置は、油圧ユニットを有したトロイダル式無段変速機と、この無段変速機の動力を減速させる減速機と、無端状に連結された多数の踏段を備え、前記減速機の動力により前記踏段を循環移動させて乗客を搬送するマンコンベアの制御装置であって、前記油圧ユニットの作動油の温度が所定値に達するまで上昇していない場合には、前記マンコンベアを定速運転制御し、前記作動油の温度が所定値に達した場合には、前記マンコンベアが所定の速度に達するまで減速制御させた後に停止するように制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態の構成を示す構成図である。
【図２】無段変速機の構成図である。
【図３】第１の実施形態の動作を示す状態遷移図である。
【図４】第１の実施形態の動作を示す減速停止の状態を表す曲線である。
【図５】第２の実施形態の動作を示す状態遷移図である。
【図６】第３の実施形態の動作を示す状態遷移図である。
【図７】第４の実施形態の動作を示す状態遷移図である。
【図８】第５の実施形態の動作を示す状態遷移図である。
【図９】第６の実施形態の動作を示す状態遷移図である。
【図１０】第７の実施形態の動作を示す状態遷移図である。
【図１１】第７の実施形態の動作を示す速度の挙動を表す曲線である。
【図１２】第８の実施形態の動作を示す状態遷移図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るマンコンベアの制御装置の構成を示す構成図である。電源１は動力電源であり、ブレーカ２を介してマンコンベアの動力制御コンタクタ３に接続される。動力制御コンタクタ３はモータ４に接続され、上昇運転時と下降運転時では電源１の相順の入れ替えを行うように、モータ４の回転方向を切り替えられるようになっている。動力制御コンタクタ３には外部から運転指令信号が入力され、上昇運転か下降運転かの指令によりモータ４の接続を変更する。モータ４は無段変速機５に接続され、出力側の回転数を制御できるようになっている。無段変速機５は減速機６に接続されており、減速機６の出力がマンコンベアの踏段や手すり（いずれも、図示せず。）を運転する動力として供給されるようになっている。
【００１１】
図２は、無段変速機５の一構成例を示す構成図である。無段変速機５は、入力ディスク５１、出力ディスク５２、パワーローラ５３ａ、５３ｂにより構成されている。無段変速機５では、入カディスク５１の回転力をパワーローラ５３ａ，５３ｂが受けて、パワーローラ５３ａ，５３ｂの回転力を出力ディスク５２に伝達できるようになっている。電源周波数でモータ４が回転しており、入力ディスク５１に一定の回転数で動力が入力される。パワーローラ５３ａ，５３ｂは、油圧ユニット９によりディスクの傾きを調節できるように構成されている。パワーローラ５３ａ，５３ｂが入力ディスク５１の径の小さい位置に接触し、出力ディスク５２の径の大きい位置に接触していれば、速度が速い方向に制御される。パワーローラ５３ａ，５３ｂが入力ディスク５１の径の大きい位置に接触し、出力ディスク５２の径の小さい位置に接触していれば、速度が遅くなる方向に制御される。
【００１２】
図１に戻って、油圧ユニット９は、制御電源Ｂ８により電源を供給され、制御電源Ｂ８は制御手段７によりＯＮ／ＯＦＦ制御できるようになっている。制御手段７は油圧ユニット９に接続されており、制御手段７の速度指令に従って、油圧ユニット９がパワーローラ５３ａ、５３ｂの傾きを制御して速度を変化できるようになっている。制御手段７には動力制御コンタクタ３のアンサーバック信号が入力され、マンコンベアの運転方向が確認できる。また、減速機６には回転センサ１０が取り付けられている。回転センサ１０の信号は制御手段７に入力しており、マンコンベアの運転速度を監視できるようになっている。制御手段７は、油圧ユニット９に取り付けられた作動油の状態を検出する油温センサの信号、油圧センサの信号、油量センサの信号を入力している。
【００１３】
油圧ユニット９は、例えばタンク容積が１０Ｌ、圧力が５．０ＭＰａ、４時間の運転で、１２℃程度の温度上昇がある。同条件で、圧力が３．５ＭＰａでは、９．５℃の温度上昇がある。したがって、周囲温度が４０℃であれば、油温は５０℃程度まで上昇する。そこで、油温の異常温度としては、例えば８０℃に設定することが好適である。尚、低温としては、−１０℃以上であれば、動作保障されている。
【００１４】
油量の検知は、例えばフロートスイッチで行い、油面が２０％程度下がると、異常と判定するのが好適である。
【００１５】
図３は、マンコンベアの制御装置の動作を表す状態遷移図である。図３に示すように、状態Ｓ３１では、制御手段７はマンコンベアを一定速度で制御する。次に、状態Ｓ３２では、制御手段７が油圧ユニット９の油温センサの信号を入力し、温度上限に達していなければ状態Ｓ３１に戻り、定速運転制御を継続する。状態Ｓ３２で、油温が上限値に達していれば状態Ｓ３３へ進み、減速制御を行い低速度で運転を行う。状態Ｓ３４で、ブレーキをかけて制動し停止させる。
【００１６】
図４は、減速停止の状態を表す曲線である。縦軸はマンコンベアの速度（ｖ）、横軸は時間（ｔ）を表す。図４に示すように、油温の異常を検知したら所定速度になるまで減速制御を行った後、マンコンベアを停止させる。ここでの所定速度は、停止させても乗客に転倒の虞のない程度の速度に設定する。無段変速機５を制御する油圧ユニット９の作動油の温度が上昇して、上限に達したとしても、温度が急に上昇するものではない。
【００１７】
本実施形態によれば、他の安全装置のように動力電源を遮断してブレーキで急停止することは無く、緩やかに減速してからブレーキで停止させるように制御することで乗客の転倒防止が図れる。
【００１８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。図５は、マンコンベアの制御装置の動作を表す状態遷移図である。第２の実施形態に係るマンコンベアの制御装置の動作は、図３に示す第１の実施形態に対して、停止後の状態を追加したものである。マンコンベアが、停止後に、状態Ｓ５５で油温センサの信号を入力する。尚、油温センサは、温度上限検出時の温度と温度が下降して正常と判断する温度では、正常と判断する温度の方を低く設定しておく。すなわち、作動油の温度が、上限温度よりも低い温度にまで下降した場合に正常と判定するようヒステリシス特性を設けるのである。油温センサが温度の上限に達した状態である場合は、停止したまま油温センサの状態確認を繰り返す。油温センサが、復帰温度に達したことを確認すると状態Ｓ５６へ進み、マンコンベアの再起動受付を許可し、待機状態となる。運転指令信号が入力されると、制御手段７は運転指令に従い動力制御コンタクタ３を上昇方向または下降方向に投入制御を行い、運転を再開する。
【００１９】
本実施形態によれば、温度上限を下回ったとしても、安定して動作できる範囲まで油温が下がるまで起動しないようにすることで、無段変速機が破損し長時間サービス停止することを防止することができる。
【００２０】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。マンコンベアの制御装置の構成としては、図１に示す構成と略同じである。制御手段７には、時計１１から時刻データが入力できるようになっている。図６は、マンコンベアの制御装置の動作を表す状態遷移図である。図６に示す状態遷移図は、基本的には図５に示す状態遷移において、温度上限値に達したことで状態Ｓ５４にて停止するまでは同様である。状態Ｓ６４で停止した時に、状態Ｓ６５で異常履歴を記録する。このとき、油温異常のエラーデータを登録するとともに時計１１の時刻データを取得し、エラーデータと合わせて記録しておく。
【００２１】
状態Ｓ６６で異常履歴を確認する。異常履歴から、マンコンベアの停止要因が所定の時間内に油温上限値に達したためであって、停止した履歴がなく単発の故障であれば状態Ｓ６７へ進む。状態Ｓ６６で、所定時間内に同一の履歴があれば状態Ｓ６８に進み、永久故障として再起動を受け付けないようにする。
【００２２】
以上のように、所定時間内に温度の異常上昇が再度検出された場合は、油温センサの検出誤動作ではなく無段変速機の故障とみなし、起動しないようにする。そして、無段変速機を遅滞なく、交換あるいは修理する。
【００２３】
本実施形態によれば、無段変速機が破損して長時間サービス停止することを防止することができる。
【００２４】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。マンコンベアの制御装置の構成としては、図１に示す構成と略同じである。本実施形態では、図１に示す構成に加えて、制御手段７に対し発報手段１２が接続されている。図７は、マンコンベアの制御装置の動作を表す状態遷移図である。図７は、図３に示す状態遷移に加えて、状態Ｓ７５で停止した際に、状態Ｓ７６で発報手段１２に対して異常発報を出力する。発報手段１２は、例えば監視盤や遠隔監視端末などであり、設備管理者や昇降機の保守サービス会社へ、マンコンベアが異常で停止したことを発報する。
【００２５】
以上のように、異常停止した際に設備管理者や昇降機の保守サービス会社へ発報することで早期の点検を促すことができる。
【００２６】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。 マンコンベアの制御装置の構成としては、図１に示す構成と略同じである。第５の実施形態では、油圧ユニット９に設置された油量センサを用いて、マンコンベアを制御する。図８は、マンコンベアの制御装置の動作を表す状態遷移図である。状態Ｓ８１では、制御手段７はマンコンベアを一定速度で制御する。次に、状態Ｓ８２で、制御手段７は油圧ユニッ卜９の油量センサの信号を入力する。油量が下限値に達していなければ状態Ｓ８１に戻り、定速運転制御を継続する。状態Ｓ８２で、油量が下限値に達していれば状態Ｓ８３へ進み、減速制御を行い低速度で運転を行う。Ｓ８４でブレーキをかけて制動し、停止させる。
【００２７】
無段変速機５を制御する油圧ユニット９の作動油の油量が低下し、下限値に達したとしても急激に動作に支障を生じるものではない。
【００２８】
本実施形態によれば、他の安全装置のように動力電源を遮断してブレーキで急停止することは無く、緩やかに減速してからブレーキで停止させるように制御することで乗客の転倒防止が図れる。
【００２９】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。マンコンベアの制御装置の構成としては、図１に示す構成と略同じである。第６の実施形態では、油圧ユニット９に設置された油圧センサを用いて制御する。
【００３０】
図９は、マンコンベアの制御装置の動作を表す状態遷移図である。状態Ｓ９１では、制御手段７はマンコンベアを一定速度で制御する。次に、状態Ｓ９２では、制御手段７が油圧ユニット９の油圧センサの信号を入力する。油圧が所定範囲内であれば状態Ｓ９１に戻り、マンコンベアの定速運転制御を継続する。状態Ｓ９２で、油圧が上限値に達していれば状態Ｓ９３へ進み、油圧ユニットに電源供給する制御電源Ｂ８をＯＦＦする。それとともに動力制御コンタクタ３をＯＦＦして動力電源をカットし、モータ４を電源１から切り離し、ブレーキをかけてマンコンベアを制動停止させる。
【００３１】
本実施形態によれば、油圧ユニット９の作動油の油圧に、異常な上昇がある場合は非常停止させることで、加減速運転中の過剰な加減速度での動作による乗客の転倒防止が図れる。
【００３２】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態について説明する。マンコンベアの制御装置の構成としては、図１に示す構成と略同じである。第７の実施形態では、油圧ユニット９に設置された油圧センサと発報手段１２を用いて、マンコンベアを制御する。
【００３３】
図１０は、マンコンベアの制御装置の動作を表す状態遷移図である。状態Ｓ１００１では、制御手段７はマンコンベアを一定速度で制御する。次に、状態Ｓ１００２では、制御手段７は油圧ユニット９の油圧センサの信号を入力する。油圧が所定範囲内であれば状態Ｓ１００１に戻り、マンコンベアの定速運転制御を継続する。状態Ｓ１００２で、油圧が上昇して下限値に達していれば状態Ｓ１００３へ進み、回転センサ１０から得られる速度を確認する。状態Ｓ１００３で、速度に異常がなければ状態Ｓ１００４へ進み、警報発報する。
【００３４】
状態Ｓ１００３で速度に異常があれば状態Ｓ１００５へ進み、油圧ユニット９に電源供給する制御電源Ｂ８をＯＦＦする。それとともに動力制御コンタクタ３をＯＦＦして動力電源をカットして、モータ４を電源１から切り離し、ブレーキをかけてマンコンベアを制動停止させる。停止後、状態Ｓ１００６へ進み、異常発報する。
【００３５】
トロイダル式無段変速機は、物理的に上昇運転中であれば速度が低下する方向へ移行して、最終的に出力できる速度の一番小さいところで固定される。下降運転中であれば速度が上昇する方向へ移行し、最終的には出力できる速度の一番大きいところで固定される。従って、油圧が低下し、パワーディスクを動作させる油圧が確保できなかった場合は、無段変速機の最大定格速度以上にも最小定格速度以下にもならない。したがって、それ以外の要因で速度が異常値にならなければ、マンコンベアの運行サービスを止めずに継続することが可能である。
図１１は、無段変速機のパワーディスクが油圧不足で動作できない場合の速度の挙動を表した図である。
【００３６】
本実施形態によれば、油圧が下限値に達していれば停止させずにマンコンベアの運行サービスを継続する。そして、警報を発報することでマンコンベアの運行サービスを止めずに修理の必要性を促すことができる。
【００３７】
（第８の実施形態）
次に、第８の実施形態について説明する。図１２は、マンコンベアの制御装置の動作を表す状態遷移図である。図１２に示すように、マンコンベアが停止して起動指令を待って待機している段階で、油温センサ、油量センサ、油圧センサからの各信号を入力する。いずれかのセンサ信号から異常が検出されたときは、運転指令信号が入力されてもマンコンベアを起動しないよう、再起動受付禁止にする。
【００３８】
本実施形態によれば、予め停止待機時に、機器に異常があることが確認されると起動させないようにする。したがって、無段変速機が破損することにより、マンコンベアの運行サービスを長時間停止することを防止することができる。
【００３９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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、発明の要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】
【００４０】
１…電源
２…ブレーカ
３…動力制御コンタクタ
４…モータ
５…無段変速機
６…減速機
７…制御手段
８…制御電源
９…油圧ユニット
１０…回転センサ
１１…時計
１２…発報手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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