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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-26
(45)【発行日】2025-01-10
(54)【発明の名称】予兆検知装置及びホームドア装置
(51)【国際特許分類】
H02P 29/024 20160101AFI20241227BHJP
B61B 1/02 20060101ALI20241227BHJP
【ＦＩ】
H02P29/024
B61B1/02
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2021085465
(22)【出願日】2021-05-20
(65)【公開番号】P2022178571
(43)【公開日】2022-12-02
【審査請求日】2023-11-21
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 満
(74)【代理人】
【識別番号】100131152
【弁理士】
【氏名又は名称】八島 耕司
(74)【代理人】
【識別番号】100147924
【弁理士】
【氏名又は名称】美恵 英樹
(74)【代理人】
【識別番号】100148149
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邉 幸男
(74)【代理人】
【識別番号】100181618
【弁理士】
【氏名又は名称】宮脇 良平
(74)【代理人】
【識別番号】100174388
【弁理士】
【氏名又は名称】龍竹 史朗
(72)【発明者】
【氏名】大塚 泉
【審査官】若林 治男
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－１７２５２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１９９４３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２０８２４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１１５０９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－００５３４０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｐ ２９／０２４
Ｂ６１Ｂ １／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ホームドア装置に設置されて、当該ホームドア装置の近傍における支障物の存否を検出するセンサを機械的にスキャン動作させるスキャン装置を駆動する電動機の故障の予兆を検知する予兆検知装置であって、前記センサがスキャン動作する間に変動する前記電動機の制御変数の変動量を収集するデータ収集部と、
前記データ収集部で収集されたデータのうち、事前に設定された許容範囲から外れるデータの数を求めるデータ解析部と、
前記データ解析部で求められた前記許容範囲から外れるデータの数が、事前に設定された条件を満たす場合に、その旨を報知する警報出力部と、
前記センサがスキャン動作の一方の終点にあって、方位角Ｐを指向していることを検出するＰ点検出手段と、
前記センサがスキャン動作の他方の終点にあって、方位角Ｑを指向していることを検出するＱ点検出手段と、
スキャン動作の前記一方の終点と前記他方の終点の間に設定されたスキャン動作の原点Ｏを、前記センサが指向していることを検出する原点検出手段と、
を有するとともに、
前記データ収集部は、前記センサがスキャン動作のいずれかの終点からスキャン動作の原点Ｏを指向する位置まで移動する間に変動する前記制御変数の変動量と、前記センサがスキャン動作の原点Ｏを指向する位置から前記センサがスキャン動作のいずれかの終点まで移動する間に変動する前記制御変数の変動量を収集する、
予兆検知装置。
【請求項2】
前記事前に設定された条件は、前記データ解析部により求められた前記許容範囲から外れるデータの数が基準値以上であることである、請求項１に記載の予兆検知装置。
【請求項3】
前記事前に設定された条件は、前記データ解析部により求められた前記許容範囲から外れるデータの数の前記許容範囲内にあるデータの数に対する比率が基準値以上であることである、請求項１に記載の予兆検知装置。
【請求項4】
前記事前に設定された条件は、前記データ解析部により求められた前記許容範囲から外れるデータの数の前記データ収集部で収集されたデータの総数に対する比率が基準値以上であることである、請求項１に記載の予兆検知装置。
【請求項5】
前記電動機はステッピングモータであって、前記制御変数の変動量は、前記センサがスキャン動作する間に、前記ステッピングモータに印加されるパルス数である、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の予兆検知装置。
【請求項6】
前記電動機の回転角度を検出する回転角検出器を備え、前記制御変数の変動量は、前記センサがスキャン動作する間に変動する前記電動機の回転角度である、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の予兆検知装置。
【請求項7】
前記センサはレーザ光を対象物に向けて投射するともに、対象物の表面で反射した前記レーザ光を受光するレーザセンサであって、
前記レーザ光を受ける平板であって、前記原点Ｏに対応する位置にスリットが穿設された平板を備え、
前記原点検出手段は、前記レーザセンサ自身であって、前記レーザセンサから射出された前記レーザ光が前記スリットを通過したことを検知して、前記レーザセンサがスキャン動作の原点Ｏを指向したことを検出する、
請求項１に記載の予兆検知装置。
【請求項8】
前記Ｐ点検出手段及び前記Ｑ点検出手段は、前記スキャン装置の旋回台に固定されたドグと、前記スキャン装置の固定部の前記方位角Ｐ及び前記方位角Ｑに対応する位置にそれぞれ固定されたリミットスイッチであって、前記ドグが前記リミットスイッチのいずれかに当接したことを検知して、前記センサがスキャン動作のいずれかの終点にあることを検知する、
請求項１に記載の予兆検知装置。
【請求項9】
ホームドア装置の近傍における支障物の存否を検出するセンサと、電動機で駆動されて前記センサを機械的にスキャンさせるスキャン装置と、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の予兆検知装置と、を備える、
ホームドア装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、予兆検知装置及びホームドア装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ホームドア装置は鉄道駅のプラットホームに設置される一種の自動ドア装置である。ホームドア装置は、プラットホームに固定される戸袋と、戸袋に進退自在に取り付けられた扉体とを有している。プラットホームに隣接する軌道に列車が到着すると、扉体が戸袋の中に引き込まれて、乗客の乗降が可能にされる。乗客の乗降が終わると、扉体が戸袋の外に引き出されて、乗降口が閉鎖される。
【0003】
ホームドア装置には、乗客の安全を図るために、物体の存否を確認するセンサが取り付けられる。特許文献１に記載のホームドア装置は、３次元距離画像センサを備えて、ホームドア近傍の利用客又は障害物等の支障物を検知している。そして、３次元距離画像センサの検知結果に基づいて、ドアパネルの開閉又は車両の運行を制御して、安全性の向上を図っている。
【0004】
３次元距離画像センサにおいて、センサを機械的にスキャン動作させるスキャン装置を備えるものがある。例えば、特許文献２に記載の移動ロボットが備える３次元環境計測装置は、２次元形状を取得するセンサをモータでチルト回転させている。つまり、特許文献２に記載の３次元環境計測装置は、センサの上下方向の走査を、モータを使ってセンサを機械的に回転させることで実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０２１－１１２２４号公報
【文献】特開２００８－１３９０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
モータで駆動されてセンサを機械的にスキャン動作させるスキャン装置においては、センサ本体を構成する電子回路に比べて、モータが故障しやすいという問題がある。そこで、現実に故障が発生する前に、モータの故障の予兆となる現象を検知する方法あるいは装置が求められる。モータの故障の予兆となる現象を検知することができれば、現実に故障が発生する前にモータの交換あるいは修理を行えるからである。
【0007】
本開示は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、ホームドア装置に設置されて、センサを機械的にスキャン動作させるスキャン装置を駆動する電動機の故障の予兆となる現象を検知する装置、方法、及び該装置を備えるホームドア装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の目的を達成するために、本開示に係る予兆検知装置は、ホームドア装置に設置されて、当該ホームドア装置の近傍における支障物の存否を検出するセンサを機械的にスキャン動作させるスキャン装置を駆動する電動機の故障の予兆を検知する。予兆検知装置は、センサがスキャン動作する間に変動する電動機の制御変数の変動量を収集するデータ収集部と、データ収集部で収集されたデータのうち、事前に設定された許容範囲から外れるデータの数を求めるデータ解析部と、データ解析部で求められた許容範囲から外れるデータの数が、事前に設定された条件を満たす場合に、その旨を報知する警報出力部と、を有する。更に、予兆検知装置は、センサがスキャン動作の一方の終点にあって、方位角Ｐを指向していることを検出するＰ点検出手段と、センサがスキャン動作の他方の終点にあって、方位角Ｑを指向していることを検出するＱ点検出手段と、スキャン動作の一方の終点と他方の終点の間に設定されたスキャン動作の原点Ｏを、センサが指向していることを検出する原点検出手段と、を有するとともに、データ収集部は、センサがスキャン動作のいずれかの終点からスキャン動作の原点Ｏを指向する位置まで移動する間に変動する制御変数の変動量と、センサがスキャン動作の原点Ｏを指向する位置からセンサがスキャン動作のいずれかの終点まで移動する間に変動する制御変数の変動量を収集する。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、電動機の故障の予兆となる現象が検知され、警報が出力される。このため、現実に故障が発生する前に電動機の交換あるいは修理等の対策を施すことが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】（Ａ）は本開示の実施の形態に係る予兆検知の対象となるホームドア装置の正面図、（Ｂ）は（Ａ）に記載のホームドア装置の平面図
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本開示の実施の形態に係る予兆検知装置及び方法の構成と作用を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面においては、同一または同等の部分に同一の符号を付している。
【0012】
図１（Ａ）は、本開示の実施の形態に係る予兆検知の対象となるホームドア装置１の構成を示す正面である。図１（Ｂ）は、ホームドア装置１の平面図である。ホームドア装置１は、鉄道駅のプラットホームに設置される一種の自動ドア装置であって、図１（Ａ）に示すようにプラットホームの床面２に固定される戸袋３を備える。そして、図１（Ａ）と図１（Ｂ）に示すように、戸袋３には扉体４が進退自在に支持されている。なお、図１（Ａ）と図１（Ｂ）は扉体４が戸袋３から引き出された状態を示している。この状態においては、２台の戸袋３の間にある乗降通路は閉鎖されている。扉体４が戸袋３に引き込まれると、乗降通路は開放される。なお、ホームドア装置１を制御する制御システムの構成については後述する。
【0013】
図１（Ａ）と図１（Ｂ）に示すように、ホームドア装置１は、センサ５を備えている。本実施の形態において、センサ５はレーザ光を利用してホームドア装置１の近傍における異物の存否を検出するセンサである。センサ５によれば、射出するレーザ光波の位相と検出対象の表面で反射してセンサ５に帰還するレーザ光波の位相とを比較することによって、検出対象までの距離を測定することができる。
【0014】
図１（Ａ）と図１（Ｂ）に示すように、センサ５はスキャン装置６を介して、２台の戸袋３の一方に取り付けられている。スキャン装置６は２軸スキャン装置である。スキャン装置６によれば、旋回軸、つまり図１（Ａ）に示すＴ軸周りにセンサ５を旋回させて、センサ５の指向方向を水平面内でスキャンし、図１（Ｂ）に示す扇形の範囲にセンサ５のレーザ光を向けることができる。また、スキャン装置６によれば、揺動軸、つまり図１（Ｂ）に示すＥ軸周りにセンサ５を揺動させて、センサ５の指向方向を垂直面内でスキャンし、図１（Ａ）に示す扇形の範囲にセンサ５のレーザ光を向けることができる。このようにセンサ５は、スキャン装置６によってＴ軸及びＥ軸周りにスキャン動作されるので、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）において扇形で示される範囲にある物体の方位と距離を測定する３次元センサとして機能する。なお、Ｔ軸周りのスキャン動作とＥ軸周りのスキャン動作は、例えば、並行して独立に行われる。
【0015】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）において符号Ｏが付された点はホームドア装置１に固定された原点である。スキャン装置６のＴ軸周りの旋回は原点Ｏを基準にして制御される。そのため、スキャン装置６をＴ軸周りに旋回駆動するモータについては原点Ｏを基準にして原点合わせを行う必要がある。また、平板７ａは、当該モータの原点合わせに使用される部品であって、センサ５を後述する原点検出器７（図１において図示しない）として機能させる部品である。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、平板７ａは、扉体４を挟んで、スキャン装置６が固定される戸袋３の反対側に配置される他方の戸袋３に固定されている。また、平板７ａは、原点Ｏの上下に鉛直方向に延在する図示しないスリットを備えている。なお、平板７ａの作用については、後述する。
【0016】
図２（Ａ）は、スキャン装置６の正面図であり、図２（Ｂ）は、スキャン装置６の平面図である。図２（Ａ）と図２（Ｂ）に示すように、スキャン装置６は固定部８と、固定部８に軸支されて、Ｔ軸の周りに旋回する旋回台９を備えている。図２（Ａ）に示すように、固定部８の下面には、ステッピングモータ１０が固定されている。旋回台９はステッピングモータ１０によって駆動されて、Ｔ軸周りに旋回する。なお、ステッピングモータ１０は、その回転軸の回転角を検出する角度検出器を備える。角度検出器の詳細は後述する。
【0017】
また、図２（Ａ）と図２（Ｂ）に示すように、旋回台９にはＤＣモータ１１が固定されている。センサ５はＤＣモータ１１によって駆動されて、Ｅ軸周りに揺動する。そのため、図２（Ａ）に示すように、センサ５の指向方向、すなわち、レーザ光の出射方向は、鉛直面内において上限Ｕと下限Ｄの間を往復する。
【0018】
図２（Ｂ）に示すように、固定部８には、２個のリミットスイッチ１２ｐ，１２ｑが間隔を空けて固定されている。また旋回台９には、ドグ１３が固定されていて、図２（Ｂ）において、旋回台９を反時計回りに旋回させると、ドグ１３はリミットスイッチ１２ｐに当接し、旋回台９はそこで停止する。そして、旋回台９は時計回りの旋回を開始する。旋回台９を時計回りに旋回させると、ドグ１３はリミットスイッチ１２ｑに当接し、旋回台９はそこで停止する。そして、旋回台９は反時計回りの旋回を開始する。このように、旋回台９の旋回範囲はリミットスイッチ１２ｐ，１２ｑによって制限される。つまり、旋回台９は、ドグ１３がリミットスイッチ１２ｐに当接する旋回角とドグ１３がリミットスイッチ１２ｑに当接する旋回角との間を往復する。
【0019】
これにより、水平面内におけるセンサ５の指向方向、すなわち水平面内におけるレーザ光の出射方向は、ドグ１３がリミットスイッチ１２ｐに当接するときの指向方向とドグ１３がリミットスイッチ１２ｑに当接する時の指向方向との間でスキャンされる。
【0020】
以下の説明において、ドグ１３がリミットスイッチ１２ｐに当接する時の旋回台９の旋回角を方位角Ｐ、ドグ１３がリミットスイッチ１２ｑに当接する時の旋回角を方位角Ｑと呼ぶ。旋回台９の旋回角が方位角Ｐに至るとリミットスイッチ１２ｐが動作し、旋回台９の旋回角が方位角Ｑに至るとリミットスイッチ１２ｑが動作する。
【0021】
さて、前述したように、スキャン装置６が固定される戸袋３の、扉体４を挟んで反対側に配置される他方の戸袋３には、平板７ａが固定されている。また、平板７ａは原点Ｏの上下に鉛直方向に延在するスリットを備えている。そのため、スキャン装置６をＴ軸回りにスキャン動作させる過程で、センサ５が原点Ｏを指向すると、つまり、センサ５が図２（Ｂ）に示す方向を指向すると、センサ５から射出されたレーザ光がスリットを通過し、それまでセンサ５に帰還していたレーザ光の反射光がセンサ５に到達しなくなるので、センサ５が原点Ｏを指向したことを検知できる。そして、この時のステッピングモータ１０の回転角度が、以後のステッピングモータ１０の制御においてステッピングモータ１０の回転角度の原点として使用される。このように、平板７ａを備えることによって、センサ５自身が、センサ５が原点Ｏを指向したことを検知する原点検出器７（図２において図示しない）として機能する。
【0022】
なお、原点検出器７は、センサ５自身が、センサ５が原点Ｏを指向したことを検知するものには限定されない。原点Ｏに、レーザ光を検知する光電センサを配置して、センサ５が原点Ｏを指向したことを光電センサで検知しても良い。この場合、光電センサが原点検出器７として機能する。あるいは、センサ５が原点Ｏを指向した時に、センサ５に当接して動作する機械スイッチをホームドア装置１に備えて、その機械スイッチを原点検出器７として機能させても良い。また、あるいは、センサ５が原点Ｏを指向した時に、動作する磁気スイッチをホームドア装置１に備えて、その磁気スイッチを原点検出器７として機能させても良い。
【0023】
図３は、ホームドア装置１が備える制御システム１５のハードウェアの構成図である。図３に示すように、制御システム１５はコンピュータから構成され、中央処理装置１６と記憶装置１７と入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１８とを備えている。記憶装置１７にはプログラムが記録されていて、中央処理装置１６は記憶装置１７から読みだしたプログラムに従って、各種の処理を実行する。また、処理の結果は、中央処理装置１６によって、記憶装置１７に書き込まれる。
【0024】
また、制御システム１５は入出力インターフェイス１８を介して、センサ５、原点検出器７、ステッピングモータ１０のドライバ１０ａ、ステッピングモータ１０の回転角検出器１０ｂ、ＤＣモータ１１のドライバ１１ａ、リミットスイッチ１２ｐ，１２ｑ及び上位装置１９に接続される。なお、上位装置１９は、当該プラットホーム上にある全てのホームドア装置１、あるいは当該鉄道駅内に配置された全てのホームドア装置１を統括する制御装置である。
【0025】
原点検出器７とリミットスイッチ１２ｐ，１２ｑは、検出結果を示す検出信号を制御システム１５に出力する。原点検出器７の検出位置及びリミットスイッチ１２ｐ，１２ｑの検出位置はホームドア装置１に物理的に固定されていて、経年劣化などによる位置ずれは無視できるものとする。
【0026】
なお、制御システム１５は、記憶装置１７に記憶されたプログラムを中央処理装置１６が読みだして、そのプログラムを実行することによって、ホームドア装置１のセンサ５の制御部として機能する。制御システム１５は、センサ５の通常の制御、例えば、ステッピングモータ１０とＤＣモータ１１の駆動制御、センサ５の検出信号に基づく、障害物までの距離の分布を示す距離画像の作成、支障物の検出等の処理を行う。さらに、制御システム１５は、ステッピングモータ１０の故障の予兆を検出する予兆検知部２０及びＤＣモータ１１の故障の予兆を検出する予兆検知部３０としても機能する。なお、予兆検知部２０と予兆検知部３０は、本開示に係る予兆検出装置の例示である。
【0027】
また、ステッピングモータ１０用の予兆検知部２０は、データ収集部２１とデータ解析部２２と警報出力部２３とを備える。データ収集部２１は、ステッピングモータ１０の制御変数を示すデータを収集し、収集したデータを記憶装置１７に記録する。データ解析部２２は、データ収集部２１によって記憶装置１７に記録されたデータを解析して、故障の予兆の有無を検出し、その結果を警報出力部２３に出力する。警報出力部２３はデータ解析部２２の解析結果を受けて動作して、必要な場合に警報を出力する。
【0028】
データ収集部２１、データ解析部２２及び警報出力部２３は、中央処理装置１６が記憶装置１７からプログラムを読みだして、そのプログラムを実行することによって、実現される。つまり、後述するプログラムに従って処理を実行することによって、制御システム１５は、データ収集部２１、データ解析部２２あるいは警報出力部２３として機能する。
【0029】
また、図３に示すように、ＤＣモータ１１用の予兆検知部３０は、データ収集部３１とデータ解析部３２と警報出力部３３とを備える。データ収集部３１は、ＤＣモータ１１の制御変数を示すデータを収集し、収集したデータを記憶装置１７に記録する。データ解析部３２は、データ収集部３１によって記憶装置１７に記録されたデータを解析して、故障の予兆の有無を検出し、その結果を警報出力部３３に出力する。警報出力部３３はデータ解析部３２の解析結果を受けて動作して、必要な場合に警報を出力する。
【0030】
データ収集部３１、データ解析部３２及び警報出力部３３は、中央処理装置１６が記憶装置１７からプログラムを読みだして、そのプログラムを実行することによって、実現される。つまり、後述するプログラムに従って処理を実行することによって、制御システム１５は、データ収集部３１、データ解析部３２あるいは警報出力部３３として機能する。
【0031】
なお、制御システム１５の本来の機能はホームドア装置１を制御して、ホームドア装置１を動作させることにある。そこで、制御システム１５によって制御されるホームドア装置１の動作を簡単に説明する。
【0032】
まず、電車が到着すると、上位装置１９からの指示に応答して、制御システム１５は、図示しない駆動部を動作させて、扉体４を戸袋３に引き込み、乗降通路を開放する制御を行う。また、制御システム１５は、センサ５を起動して、レーザ光を射出させると共に支障物からの反射光を受光させ、その射出光と反射光の位相差を求めることで、支障物までの距離を求める。また、制御システム１５は、ドライバ１０ａと１１ａを制御して、ステッピングモータ１０とＤＣモータ１１をそれぞれ設定された範囲内で往復回転させることにより、センサ５の指向方向を走査する。制御システム１５は、センサ５が取得した支障物までの距離とドライバ１０ａ、１１ａ及び回転角検出器１０ｂから得られるセンサ５の指向方向から、走査エリア内の距離画像を取得し、乗降通路とその近傍に支障物が存在するか否かを判別する。制御システム１５が、乗降通路とその近傍に支障物が存在すると判別した際には、制御システム１５は扉体４を停止させる。扉体４が戸袋３に引き込まれ、乗降通路が開放されると、制御システム１５は、センサ５とステッピングモータ１０とＤＣモータ１１の動作を停止させる。
【0033】
乗客の乗降が終了すると、上位装置１９からの指示に応答し、制御システム１５は、図示しない駆動部を動作させて、扉体４を戸袋３から引き出し、乗降通路を閉じる。乗降通路を閉鎖する動作がなされる間に、制御システム１５は、センサ５とステッピングモータ１０とＤＣモータ１１を動作させて、スキャンエリアの距離画像を取得し、乗降通路とその近傍に支障物が存在するか否かを判別する。制御システム１５が、乗降通路とその近傍に支障物が存在すると判別した際には、制御システム１５は扉体４を停止させる。扉体４が引き出され、乗降通路が閉じられると、制御システム１５は、センサ５とステッピングモータ１０とＤＣモータ１１の動作を停止させる。
【0034】
このように、制御システム１５はホームドア装置１を制御して、ホームドア装置１を動作させる制御装置として機能する。そして、前述したように、制御システム１５は、ステッピングモータ１０の故障の予兆を検出する予兆検知部２０及びＤＣモータ１１の故障の予兆を検出する予兆検知部３０としても機能する。以下において、予兆検知部２０及び予兆検知部３０で実行される具体的な処理について詳細に説明する。
【0035】
図４は、中央処理装置１６がデータ収集部２１として実行するデータ収集処理のフローチャートである。データ収集処理は、センサ５が起動すると起動され、センサ５の動作が終了すると終了する。
【0036】
図４に示すように、データ収集部２１は、データ収集処理を開始すると、旋回台９の旋回角が方位角Ｐに至るまで待機する（ステップＳ１：Ｎｏ）。ステッピングモータ１０によって駆動されて、旋回台９が旋回し、旋回角が方位角Ｐに一致すると、ドグ１３がリミットスイッチ１２ｐに当接する。これにより、リミットスイッチ１２ｐは、検出信号を制御システム１５に出力する。制御システム１５は、検出信号に応答し（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２に進める。
【0037】
ステップＳ２で、データ収集部２１は、その時点までにステッピングモータ１０に印加されたパルス電圧のパルス数Ａｐをドライバ１０ａから取得する。データ収集部２１は、取得したパルス数Ａｐから、その前にセンサ５が原点Ｏを指向した時にドライバ１０ａから取得して内部メモリに保存していたパルス数Ａoを減じて、センサ５が原点Ｏを指向する位置から旋回台９の旋回角が方位角Ｐに一致する位置まで、旋回台９が旋回する間に、ステッピングモータ１０に印加されたパルス電圧のパルス数Ａｏｐを算出して、記憶装置１７に記録する。また、今回取得したパルス数Ａｐを内部メモリに保存する。
【0038】
また、データ収集部２１は、回転角検出器１０ｂが検出したステッピングモータ１０の回転角度θｐを取得する。データ収集部２１は、取得した回転角度θｐから、その前にセンサ５が原点Ｏを指向したときに取得して内部メモリに保存していた回転角度θoを減じて、センサ５が原点Ｏを指向する位置から旋回台９の旋回角度が方位角Ｐに一致する位置まで、旋回台９が旋回する間に、ステッピングモータ１０が回転した角度θｏｐを算出して、記憶装置１７に記録する。また、今回取得した回転角度θｐを内部メモリに保存する。
【0039】
ステップＳ２が終了したら、データ収集部２１は、センサ５が原点Ｏを指向するまで待機する（ステップＳ３：Ｎｏ）。センサ５が原点Ｏを指向すると、原点検出器７が検出信号を出力する。制御システム１５は、この検出信号に応答して（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ４に進める。
【0040】
ステップＳ４で、データ収集部２１は、旋回台９の旋回角が方位角Ｐに一致する位置からセンサ５が原点Ｏを指向する位置まで、旋回台９が旋回する間に、ステッピングモータ１０に印加されたパルス電圧のパルス数ＡｐｏをステップＳ２と同様の手順で算出して、記憶装置１７に記録する。また、旋回台９の旋回角が方位角Ｐに一致する位置からセンサ５が原点Ｏを指向する位置まで、旋回台９が旋回する間にステッピングモータ１０が回転した角度θｐｏを、ステップＳ２と同様の手順で取得して、記憶装置１７に記録する。
【0041】
ステップＳ４が終了したら、データ収集部２１は、旋回台９の旋回角が方位角Ｑに至るまで待機する（ステップＳ５：Ｎｏ）。旋回台９の旋回角が方位角Ｑに至ると、ドグ１３がリミットスイッチ１２ｑに当接し、リミットスイッチ１２ｑが検出信号を出力する。制御システム１５は、この検出信号に応答し（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ６に進める。
【0042】
ステップＳ６で、データ収集部２１は、旋回台９が、センサ５が原点Ｏを指向する位置から、旋回台９の旋回角が方位角Ｑに一致する位置まで旋回する間に、ステッピングモータ１０に印加されたパルス電圧のパルス数ＡｏｑをステップＳ２と同様の手順で算出して、記憶装置１７に記録する。また、センサ５が原点Ｏを指向してから、旋回台９の旋回角が方位角Ｑに一致するまでの間に、ステッピングモータ１０が回転した角度θｏｑを、ステップＳ２と同様の手順で取得して、記憶装置１７に記録する。
【0043】
ステップＳ６が終了したら、データ収集部２１は、センサ５が原点Ｏを指向するまで待機する（ステップＳ７：Ｎｏ）。センサ５が原点Ｏを指向すると、原点検出器７が検出信号を出力する。制御システム１５は、この検出信号に応答して（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ８に進める。
【0044】
ステップＳ８で、データ収集部２１は、旋回台９が、旋回台９の旋回角が方位角Ｑに一致する位置からセンサ５が原点Ｏを指向する位置まで旋回する間に、ステッピングモータ１０に印加されたパルス電圧のパルス数ＡｑｏをステップＳ２と同様の手順で算出して、記憶装置１７に記録する。また、旋回台９の旋回角が方位角Ｑに一致する位置からセンサ５が原点Ｏを指向する位置まで、旋回台９が旋回する間に、ステッピングモータ１０が回転した角度θｑｏを、ステップＳ２と同様の手順で取得して、記憶装置１７に記録する。
【0045】
ステップＳ８の処理を終えたら、データ収集部２１は、処理をステップＳ１に戻して、同じ処理を繰り返す。
【0046】
このように、データ収集処理を実行すると、パルス数Ａｏｐ，Ａｐｏ，Ａｏｑ，Ａｑｏ，と、回転角度θｏｐ，θｐｏ，θｏｑ，θｑｏのデータが記憶装置１７に順次記録され蓄積される。
【0047】
データ解析部２２は、データ収集部２１が記憶装置１７に蓄積したデータを解析し、ステッピングモータ１０の故障の予兆の有無を検出する。
【0048】
図５は、データ解析部２２が実行するデータ解析処理のフローチャートである。データ解析部２２は、例えば、１日の業務の終了時、１時間毎等の予め設定されたタイミングで、データ解析処理を実行する。なお、図５は、センサ５が原点Ｏを指向する位置から旋回台９の旋回角が方位角Ｐに一致する位置まで、
旋回台９が旋回する間に、ステッピングモータ１０に印加されたパルス電圧のパルス数Ａｏｐのデータを解析する例を示す。
旋回台９が旋回する間に、ステッピングモータ１０に印加されたパルス電圧のパルス数Ａｏｐのデータを解析する例を示す。
【0049】
データ解析部２２は、データ解析処理を開始すると、まず、許容範囲内にあるデータのカウント数ＮＡと許容範囲から外れるデータのカウント数ＮＮＡを、０に戻す（ステップＳ１１）。次に、記憶装置１７に蓄積されているパルス数Ａｏｐのデータのうちの１個を読みだす（ステップＳ１２）。そして、パルス数Ａｏｐと事前に設定された基準値Ａｓｏｐの差分ｄを求める（ステップＳ１３）。なお、基準値Ａｓｏｐを設定する手法は特に限定されない。スキャン装置６を設計する際に、パルス数Ａｏｐの理論値あるいは設計値を求めて、その理論値あるいは設計値を基準値Ａｓｏｐとしてもよい。あるいは、ホームドア装置１の新設時に、データ収集部２１を動作させて、パルス数Ａｏｐの実測値を複数個求めて、それらの値の算術平均、中央値、或いは、最頻値を基準値Ａｓｏｐとしてもよい。
【0050】
差分ｄが、事前に設定された許容範囲内にあれば（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、許容範囲内にあるデータのカウント数ＮＡに１を加算する（ステップＳ１５）。その後、ステップＳ１７に進む。
【0051】
差分ｄが、事前に設定された許容範囲を超えていれば（ステップＳ１４：Ｎｏ）、許容範囲から外れるデータのカウント数ＮＮＡに１を加算する（ステップＳ１６）。そしてステップＳ１７に進む。
【0052】
ステップＳ１７において、未処理のパルス数Ａｏｐのデータが記憶装置１７に残っていれば、処理はステップＳ１２に戻る（ステップＳ１７、Ｙｅｓ）。未処理のデータが記憶装置１７に残っていなければ、処理を終了する（ステップＳ１７、Ｎｏ）。
【0053】
データ解析部２２は、記憶装置１７に蓄積したパルス数Ａｐｏ，Ａｏｑ，Ａｑｏ，回転角θｏｐ，θｐｏ，θｏｑ，θｑｏについても同様の処理を行う。
データ解析部２２は、全てのデータについて、解析処理を終了すると、警報出力部２３を起動して、その後、停止する。
データ解析部２２は、全てのデータについて、解析処理を終了すると、警報出力部２３を起動して、その後、停止する。
【0054】
図６は、警報出力部２３が実行する警報出力処理のフローチャートである。警報出力処理が開始されると、警報出力部２３は、パルス数Ａｏｐ，Ａｐｏ，Ａｏｑ，Ａｑｏ，回転角θｏｐ，θｐｏ，θｏｑ，θｑｏのそれぞれについて求めた差分ｄが許容範囲を超えるデータのカウント数ＮＮＡを事前に設定された閾値と比較する（ステップＳ２１）。閾値以上のカウント数ＮＮＡを有するパルス数又は回転角が１つでも存在する場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）には、ステッピングモータ１０の故障の発生が予想されるので、その旨、即ち故障の予兆の検出を示す警報を上位装置１９に出力する（ステップＳ２２）。その後、処理を終了する。
【0055】
一方、パルス数Ａｏｐ，Ａｐｏ，Ａｏｑ，Ａｑｏ，回転角θｏｐ，θｐｏ，θｏｑ，θｑｏのいずれについても、差分ｄが許容範囲を超えるデータのカウント数ＮＮＡが閾値を超えない場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）には、警報を出力することなく、処理を終了する。
【0056】
次に、予兆検知部３０によるＤＣモータ１１の故障の予兆を検出する動作を説明する。図７は、予兆検知部３０のデータ収集部３１が実行するデータ収集処理のフローチャートである。データ収集処理は、センサ５が起動すると起動され、センサ５の動作が終了すると終了する。
【0057】
図７に示すように、データ収集部３１は、データ収集処理を開始すると、ＤＣモータ１１のドライバ１１ａを監視してＤＣモータ１１の回転方向の正転と逆転が切り替えられるのを待つ（ステップＳ３１：Ｎｏ）。データ収集部３１は、ＤＣモータ１１の回転方向が切り替えられたら（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、内部タイマから時刻Ｔを読み出し、記憶装置１７に記録する（ステップＳ３２）。
【0058】
次に、データ収集部３１は、時刻Ｔと、その前にＤＣモータ１１の回転方向の正転と逆転が切り替えられた時に記録された時刻Ｔ０との差ｄＴを算出する（ステップＳ３３）。ＤＣモータ１１の回転方向の正逆が切り替えられるタイミングは、センサ５がＥ軸周りのスキャン範囲の何れかの端に到達した時であるから、ｄＴは１回のスキャンに要した時間に相当する。データ収集部３１は、このスキャン時間ｄＴに基づいて、スキャン動作の平均動作速度又は平均回転速度Ｖｍｅａｎを算出し、記憶装置１７に記録する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４が終了したらステップＳ３１に戻り、同じ処理を続ける。データ収集処理を繰り返し実行することで、記憶装置１７に平均動作速度Ｖｍｅａｎのデータが蓄積される。
【0059】
データ解析部３２は、データ収集部３１が記憶装置１７に蓄積した平均動作速度Ｖｍｅａｎのデータを解析し、ステッピングモータ１０の故障の予兆の有無を検出する。データ解析部３２は、データ解析部２２の起動とほぼ同一のタイミングで起動される
【0060】
データ解析部３２は、図８に示すデータ解析処理を開始すると、まず、許容範囲内にあるデータのカウント数ＮＮＡと許容範囲から外れるデータのカウント数ＮＮＮＡとをリセットし、０に戻す（ステップＳ４１）。
【0061】
次に、データ解析部３２は、記憶装置１７に蓄積されている平均動作速度Ｖｍｅａｎのデータのうちの１個を読み出し（ステップＳ４２）、平均動作速度Ｖｍｅａｎと事前に設定された基準速度Vｓの差分ｄＶを求める（ステップＳ４３）。
【0062】
データ解析部３２は、差分ｄＶが、事前に設定された許容範囲内にあれば（ステップＳ４４：Ｙｅｓ）、許容範囲内にあるデータのカウント数ＮＮAに１を加算する（ステップＳ４５）。その後、ステップＳ４７に進む。
【0063】
データ解析部３２は、差分ｄＶが、事前に設定された許容範囲を超えていれば（ステップＳ４４：Ｎｏ）、許容範囲から外れるデータのカウント数ＮＮＮＡに１を加算する（ステップＳ４６）。そしてステップＳ４７に進む。
【0064】
データ解析部３２は、ステップＳ４７において、未処理の平均動作速度Ｖｍｅａｎのデータが記憶装置１７に残っていれば、処理をステップＳ４２に戻す（ステップＳ４７：Ｙｅｓ）。一方、未処理の平均動作速度Ｖｍｅａｎのデータが記憶装置１７に残っていなければ、ステップＳ４８に処理を移す。このように、記憶装置１７に蓄積された平均動作速度Ｖｍｅａｎの全てのデータについて処理が完了するまで、ステップＳ４２からステップＳ４７までの処理を続ける。
【0065】
ステップＳ４８で、データ解析部３２は、警報出力部３３を起動し（ステップＳ４８）、処理を終了する。
【0066】
図９は、警報出力部３３が実行する警報出力処理のフローチャートである。
【0067】
図９に示すように、警報出力部３３は、警報出力処理を開示すると、記憶装置１７に記録された、差分ｄＶが許容範囲から外れるデータのカウント数ＮＮＮＡを事前に設定された閾値と比較する（ステップＳ５１）。
【0068】
警報出力部３３は、カウント数ＮＮＮＡが閾値以上の場合（ステップＳ５１：Ｙｅｓ）、ＤＣモータ１１の故障の発生が予想されるので、その旨を示す警報を、上位装置１９に出力する（ステップＳ５２）。その後、処理を終える。一方、警報出力部３３は、カウント数ＮＮＮＡが閾値未満の場合（ステップＳ５１：Ｎｏ）、警報を発することなく、処理を終了する。
【0069】
以上、説明したように、制御システム１５は、ホームドア装置１のステッピングモータ１０の印加パルスの数、回転角度、ＤＣモータ１１の動作速度等の制御変数のデータを収集して、収集されたデータを事前に設定された基準値と比較して、両者の差が、事前に設定された許容値の範囲から外れるデータの数を集計する。そして、許容値の範囲から外れるデータが、事前に設定された水準以上に出現することを検出し、その旨を外部に警報することができる。そのため、ステッピングモータ１０及びＤＣモータ１１の故障の予兆が検出され、予防保全が容易になる。
【0070】
なお、本開示の技術的範囲は、上記の実施の形態によっては、限定されない。本開示は、特許請求の範囲に示された技術的思想の限りにおいて、自由に、応用、変形、あるいは改良して実施することができる。
【0071】
上記実施の形態においては、スキャン装置６の旋回台９が、３つの基準スキャン方向、すなわち、センサ５が原点Ｏを指向する方向と、旋回台９の旋回角が方位角Ｐに一致する方向と、旋回台９の旋回角が方位角Ｑに一致する方向との間を旋回する間に変化する制御変数を予兆検知の基礎となる制御変数とした。そして、旋回台９が３つの基準スキャン方向の間を旋回する間の制御変数の変化量を基準値と比較した。すなわち、スキャン装置６の旋回台９が３つの基準スキャン方向の間を旋回する間にステッピングモータ１０に印加される印加パルス数Ａｏｐ，Ａｐｏ，Ａｏｑ，Ａｑｏと、その間のステッピングモータ１０の回転角度θｏｐ，θｐｏ，θｏｑ，θｑｏを基準値と比較した。
【0072】
しかしながら、予兆検知の基礎となる制御変数の選択は任意である。基準スキャン方向の選択も任意である。例えば、旋回台９の旋回角が方位角Ｐに一致する方向と、旋回台９の旋回角が方位角Ｑに一致する方向とを基準スキャン方向として、スキャン装置６の旋回台９が２つの基準スキャン方向の間を旋回する間にステッピングモータ１０に印加される印加パルス数Ａｑｐ，Ａｐｑと、その間のステッピングモータ１０の回転角度θｑｐ，θｐｑ等を基準値と比較してもよい。また、ＤＣモータ１１の平均動作速度Ｖｍｅａｎを予兆検知の基礎となる制御変数の例として示したが、１スキャンに要する時間ｄＴを予兆検知の基礎とすることもできる。
【0073】
また、例えば、ステッピングモータ１０の動作速度、動作時間、パルス電流の大きさ、消費電力、温度、振動の大きさなどを予兆検知の基礎としてもよい。また、ＤＣモータ１１の直流電流の大きさ、消費電力、温度、振動の大きさなどを予兆検知の基礎としてもよい。
【0074】
また、例えば、上記実施の形態において、警報が出力される条件として、許容範囲から外れるデータが、事前に定められた基準値以上に存在することを例示したが、警報が出力される条件、つまり警報の要否を判断する基準はこれには限定されない。例えば、許容範囲から外れるデータの数の許容範囲内にあるデータの数に対する比率を求めて、その比率が事前に定められた基準値以上である場合に警報を出力しても良い。あるいは、許容範囲から外れるデータの数のデータ収集部２１あるいはデータ収集部３１で収集されたデータの総数に対する比率を求めて、その比率が事前に定められた基準値以上である場合に警報を出力しても良い。
【0075】
上記実施の形態においては、センサ５をスキャンさせるための電動機の例として、ステッピングモータ、ＤＣモータを例示したが、他の種類のモータ、例えば、交流モータも利用可能である。
【0076】
センサ５にスキャンさせるスキャン装置６の構成は、図２に示す構成に限定されない。例えば、上記実施形態では、センサ５の指向方向を水平方向および垂直方向の２方向に、２つのモータでスキャンする例を示したが、１つのモータで２方向にスキャンさせてもよく、或いは、水平方向または垂直方向の一方向にのみスキャンさせる構成でもよい。また、スキャン範囲を制限する構成も実施の形態に限定されない。本開示に係るスキャン装置は、少なくとも１個のスキャン軸と１台の電動機を備えていればよい。
【0077】
また、警報を受けた上位装置１９が行う処理は、限定されない。上位装置１９は管制パネルの警告ランプを点灯してもよいし、保全担当者に修理点検を促すレポートを出力してもよい。また、警報の出力先は上位装置１９には限定されない。ホームドア装置１あるいはスキャン装置６に警告ランプを備えて、警報が出力されると、その警告ランプが点灯されるようにしてもよい。
【0078】
各動作フローに示した処理の手順は、同様の結果を得られるならば、実施の形態によっては限定されない。
【0079】
上記において、データ収集部２１、３１が複数組のデータを記憶装置１７に蓄積して、蓄積されたデータをデータ解析部２２、３２でバッチ処理で解析する例を示したが、データ収集部２１、３１が１組あるいは１個のデータを取得する度に、データ解析部２２、３２で、そのデータを解析するようにしてもよい。
【0080】
データ解析部２２，３２と警報出力部２３，３３を動作させる時期と頻度は、上記の実施の形態の記載によっては限定されない。これらを動作させる時期と頻度は、必要に応じて任意に設定できる。
【0081】
センサ５の具体例として、レーザ光を利用し、距離画像を生成するものを例示したが、スキャン装置６に搭載されるセンサであれば、センサの形式あるいは動作原理は限定されない。
【0082】
上記において、角度検出器１１ｂを備えるステッピングモータ１０を例示したが、本開示に係るスキャン装置が備えるモータは、角度検出器を備えないものであっても良い。
【0083】
本開示に係るホームドア装置とスキャン装置の具体的あるいは機械的な、形式あるいは形態には、各図面の記載によっては限定されない。
【符号の説明】
【0084】
１ ホームドア装置、２ プラットホームの床面、３ 戸袋、４ 扉体、 ５ センサ、６ スキャン装置、７ 原点検出器、７ａ 平板、８ 固定部、９ 旋回台、１０ ステッピングモータ、１０ａ ドライバ、１０ｂ 回転角検出器、１１ ＤＣモータ、１１ａ ドライバ、１２ｐ，１２ｑ リミットスイッチ、１３ ドグ、１５ 制御システム、１６ 中央処理装置、１７ 記憶装置、１８ 入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）、１９ 上位装置、２０ 予兆検知部、２１ データ収集部、２２ データ解析部、２３ 警報出力部、３０ 予兆検知部、３１ データ収集部、３２ データ解析部、３３ 警報出力部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
