CN105026296B - 电梯的轿厢位置检测装置 - Google Patents

Abstract

在电梯的轿厢位置检测装置中，磁场产生器使在识别用部件中产生涡流磁场，磁场检测器检测在识别用部件中产生的涡流磁场。识别用部件具有沿着轿厢的升降方向连续配置的多个导体，该多个导体的板厚相对于通过磁场产生器在识别用部件中产生的涡流的集肤深度而相对性地不同。相邻的导体之间的边界的至少一部分的形状为相对于与轿厢的升降方向垂直的方向倾斜的直线或者曲线。

Description

电梯的轿厢位置检测装置

技术领域

本发明涉及通过由传感器检测识别用部件来检测轿厢位置的电梯的轿厢位置检测装置。

背景技术

在以往的电梯中，轿厢及对重被多条主绳索吊挂在井道内。主绳索被绕挂在曳引机的驱动绳轮上。并且，通过曳引机的电机使驱动绳轮旋转，由此使轿厢及对重升降。

电机与响应电机的旋转轴的旋转而产生增量脉冲的编码器连接。能够通过对来自编码器的增量脉冲进行计数，来检测轿厢的位置。

但是，实际上在驱动绳轮处会产生主绳索的打滑及主绳索的拉伸等，因而在对编码器的输出脉冲进行计数的方法中，存在所检测出的轿厢位置与实际的轿厢位置产生偏差的情况。即，在需要使轿厢在某个楼层停层时，在根据编码器的输出脉冲计数数值控制电机以使得轿厢的地面与层站的地面之间的阶梯差为零时，有可能产生停层误差即阶梯差。

针对此种情况，公知有如下这样的方法：利用设置在轿厢的检测器检测在距层站地面为规定高度的位置处设置的金属板，以防止阶梯差的产生。在该方法中，在通过检测器检测出金属板的边缘的时刻，暂且重置根据编码器的输出脉冲计数数值而求出的距预计停靠楼层的剩余距离。并且，在电机控制中体现出从层站地面到金属板的设置位置的距离(设定值)。另外，通常将进行上述重置的区域(金属板的范围)称为门区域。

另外，在建筑基准法中，禁止在轿厢地面与层站地面之间离开某个规定高度以上的距离的状态下进行开门动作。因此，也需要判定轿厢的位置是否位于开门动作可行区域(再平层区域)的功能。

这样，作为具备检测金属板等识别板的边缘的功能、和判定轿厢是否位于再平层区域的功能的电梯的停层位置检测装置，例如可以举出使用光电传感器的光学式检测装置、使用磁传感器或者磁簧开关的磁气式检测装置、静电电容式、涡流式及共振线圈式等的检测装置。

在这些检测装置中，光学式检测装置虽然能够高精度地检测识别板，但是存在易受尘埃、水滴及干扰光影响的缺点。与此相对，磁气式、静电电容式、涡流式及共振线圈式检测装置的抗环境影响性优于光学式。因此，在电梯的防患重大事故的安全系统中使用的开关及传感器，通常采用光学式以外的方式。

例如，在现有的涡流式轿厢位置检测装置中，在引导轿厢升降的导轨设置具有导电性的金属制的识别板，在轿厢设有涡流式检测器。并且，使用涡流式检测器面对识别板时的来自涡流式检测器的输出信号检测轿厢的位置及速度(例如，参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4599427号公报

发明内容

发明要解决的问题

在如上所述的现有的涡流式轿厢位置检测装置中，检测器的输出随着识别板与检测器之间的距离的变动而大幅变动。因此，在为了区分检测再平层区域和门区域而以两个阈值划分传感器的输出时，存在针对识别板与检测器之间的距离变动的耐受性下降的问题。

并且，在利用不同的位置检测装置检测门区域和再平层区域的情况下，需要与待检测的区域的数量对应的检测器和识别板，存在成本大幅升高的问题。

本发明正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种能够低成本且高精度地进行针对多个区域的轿厢位置检测的电梯的轿厢位置检测装置。

用于解决问题的手段

本发明的电梯的轿厢位置检测装置通过由传感器检测识别用部件来检测轿厢的位置，其中，传感器具有使识别用部件中产生涡流磁场(eddy current magnetic field)的磁场产生器、检测识别用部件中产生的涡流磁场的磁场检测器、和与磁场检测器连接的信号处理部，识别用部件具有沿着轿厢的升降方向连续配置的多个导体，该多个导体的板厚相对于通过磁场产生器在识别用部件中产生的涡流的集肤深度而相对性地不同，彼此相邻的导体之间的边界的至少一部分的形状为相对于与轿厢的升降方向垂直的方向倾斜的直线或者曲线，在传感器检测出识别用部件时，信号处理部根据从磁场检测器的输出得到的涡流磁场的振幅及相位的信息，识别轿厢位于识别用部件中的哪个导体的范围内。

发明效果

本发明的电梯的轿厢位置检测装置的识别用部件具有多个导体，这些导体的板厚相对于通过磁场产生器在识别用部件中产生的涡流的集肤深度而相对性地不同，在传感器检测出识别用部件时，根据从磁场检测器的输出得到的涡流磁场的振幅及相位的信息，识别轿厢位于识别用部件中的哪个导体的范围内，因而能够低成本且高精度地进行针对多个区域的轿厢的位置检测。并且，由于使彼此相邻的导体之间的边界的至少一部分的形状为相对于与轿厢的升降方向垂直的方向倾斜的直线或者曲线，因而即使是传感器相对于识别用部件的位置因轿厢的横向摆动而偏移时，也能够抑制在与边界相邻的部分产生的涡流磁场的减小，由此能够抑制检出位置的偏移，提高位置检测精度。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的电梯的主要部分的概略结构图。

图2是示出图1的轿厢位置检测装置的结构图。

图3是示出对导体施加了交流磁场时的涡流磁场的大小(振幅)、和导体的板厚与集肤深度之比的关系的一例的曲线图。

图4是示出对导体施加了交流磁场时的涡流磁场的相位、和导体的板厚与集肤深度之比的关系的一例的曲线图。

图5是示出图2的识别板与传感器之间的位置关系的时间变化的一例的说明图。

图6是示出图5的时间t0～t5的励磁电流、交流磁场成分去除电路的输出V1、振幅值检测电路的输出V2、及相位差检测电路的输出V3的变化的曲线图。

图7是示出图5的励磁/磁场检测器相对于识别板的位置与电压V2、V3、V4及V5之间的关系的说明图。

图8是示出图2的识别板与励磁/磁场检测器之间的间隙、与涡流磁场的大小(振幅)及涡流磁场的相位之间的关系的一例的曲线图。

图9是详细示出图2的识别板的主视图。

图10是示出将图9的第1导体和第2导体之间的边界设为与轿厢的升降方向垂直的直线的比较例的主视图。

图11是放大示出图10的边界的主视图。

图12是示出图11的励磁/磁场检测器的中心移位至Y1的状态的主视图。

图13是示出图11的励磁/磁场检测器的中心向X轴方向沿着Y1移动时和沿着Y2移动时的检测线圈的输出的变化波形的一例的曲线图。

图14是示出图11的励磁/磁场检测器的Y轴方向的位置、与在第2导体产生涡流的面积及来自检测线圈的输出之间的关系的曲线图。

图15是示出将图11的第1及第2导体的边界设为二次曲线的示例的主视图。

图16是示出图15的励磁/磁场检测器的中心移位至Y1的状态的主视图。

图17是示出实施方式1的识别板的第1变形例的主视图。

图18是示出实施方式1的识别板的第2变形例的主视图。

图19是示出实施方式1的识别板的第3变形例的主视图。

图20是示出实施方式1的识别板的第4变形例的主视图。

图21是示出励磁/磁场检测器相对于图17及图19的识别板向X轴方向移动时的检测线圈的输出的变化波形的一例的曲线图。

图22是示出实施方式1的识别板的第5变形例的主视图。

图23是示出实施方式1的传感器的第1变形例的结构图。

图24是示出实施方式1的传感器的第2变形例的结构图。

图25是示出实施方式1的传感器的第3变形例的结构图。

图26是示出实施方式1的传感器的第4变形例的结构图。

图27是示出实施方式1的传感器的第5变形例的结构图。

图28是示出图27的励磁线圈的交流磁场和在识别板产生的涡流磁场的说明图。

图29是示出本发明的实施方式2的轿厢位置检测装置的结构图。

图30是示出对导体施加了交流磁场时的图29的传感器的检测磁场的大小(振幅)、和导体的板厚与集肤深度之比的关系的一例的曲线图。

图31是示出对导体施加了交流磁场时的图29的传感器的检测磁场的相位、和导体的板厚与集肤深度之比的关系的一例的曲线图。

图32是示出图29的识别板和检测线圈及励磁线圈之间的位置关系的时间变化的一例的说明图。

图33是示出图32的时间t6～t11的励磁电流、检测线圈的检测电压、振幅值检测电路的输出V2、及相位差检测电路的输出V3的变化的曲线图。

图34是示出图32的相对于识别板的检测线圈及励磁线圈的位置与电压V2、V3、V4及V5的关系的说明图。

图35是示出本发明的实施方式3的轿厢位置检测装置相对于识别板的检测线圈及励磁线圈的位置与电压V2、V3、V4及V5的关系的说明图。

具体实施方式

下面，参照附图说明用于实施本发明的方式。

实施方式1

图1是示出本发明的实施方式1的电梯的主要部分的概略结构图。在图中，轿厢1和对重(未图示)通过悬挂单元2被吊挂在井道3内，借助于曳引机(未图示)而升降。悬挂单元2采用多条绳索或者多条带。

曳引机具有驱动绳轮、使驱动绳轮旋转的电机、对驱动绳轮的旋转进行制动的制动器。悬挂单元2被绕挂在驱动绳轮上。曳引机与对应于电机的旋转轴的旋转而产生增量脉冲的编码器连接。

在轿厢1的前表面设有轿厢出入口1a。轿厢出入口1a通过轿厢门装置(未图示)而开闭。在多个楼层的层站4分别设有层站出入口4a。各个层站出入口4a通过层站门装置(未图示)而开闭。图1示出了轿厢1的地面的高度与某个楼层的层站4的地面的高度一致的状态。

在井道3内设置有作为识别用部件的多个(在图1中仅示出一个)识别板120。识别板120与门区域对应地配置在井道3的侧壁上。并且，在该例中，识别板120配置在层站4的地面的下方的规定距离处。

在轿厢1设有检测识别板120的传感器130。传感器130设于轿厢1的前表面(层站4侧)的下部，在位于与识别板120相同高度的位置时隔着间隙与识别板120面对。轿厢位置检测装置101具有识别板120和传感器130。

另外，传感器130只要能够检测识别板120即可，可以设置在轿厢1的任何部分。同样，识别板120也可以设置在井道3的任何位置。并且，也可以是，在井道3内设置两个以上的传感器130，在轿厢1设置一个识别板120。

电梯控制装置(未图示)通过对来自编码器的增量脉冲进行计数，能够检测出轿厢1的位置。脉冲的计数值在如上所述轿厢位置检测装置101检测出门区域的时刻被重置，然后按照设定值控制电机，使轿厢1在规定的楼层停层。

图2是示出图1的轿厢位置检测装置101的结构图。另外，在图2中同样，识别板120被固定在井道3的侧壁上。并且，传感器130设置于轿厢1，与轿厢1一起沿±X方向(轿厢1的升降方向)移动。

各个识别板120由一对第1导体121和配置在第1导体121之间的第2导体122构成。导体121、122沿着轿厢1的升降方向按照第1导体121、第2导体122、第1导体121的顺序彼此没有间隔地连续配置。并且，导体121、122在从外部施加了交流磁场时产生涡流(eddycurrent)。

另一方面，传感器130具有励磁/磁场检测器131、频率为f的交流电源132及信号处理部138。励磁/磁场检测器131具有作为磁场检测器的一例的检测线圈131A、作为磁场产生器的一例的励磁线圈131B、以及由非磁性体构成的一条线圈骨架131C。

检测线圈131A及励磁线圈131B被卷绕在线圈骨架131C上并保持于此。线圈骨架131C沿与识别板120垂直的方向延伸。并且，检测线圈131A相比励磁线圈131B接近识别板120配置。另外，励磁线圈131B与交流电源132电连接。

信号处理部138具有交流磁场成分去除电路133、相位差检测电路134、振幅值检测电路135、振幅值比较器136及相位差比较器137。

相位差检测电路134及振幅值检测电路135与交流磁场成分去除电路133电连接。相位差检测电路134与相位差比较器137电连接。振幅值检测电路135与振幅值比较器136电连接。

下面，说明识别板120与检测线圈131A及励磁线圈131B之间的相互作用。通常，已经公知在对导体施加交流磁场时，从导体表面朝向内部流过涡流。该涡流的大小随着从导体表面进入内部而呈指数函数减小。并且，该涡流的相位与距导体表面的深度成比例地延迟。

将涡流的大小相对于导体表面处的涡流为1/e时的深度(涡流的相位相对于导体表面处的涡流延迟1rad的深度)称为“集肤深度δ”。该集肤深度δ能够使用施加的交流磁场的频率f、磁导率μ和导电率σ，表示为δ＝1/√(πfμσ)。并且，在导体外部观测到的涡流磁场是将由流至该导体内的各深度处的涡流产生的励磁磁场全部相加得到的。

图3是示出对导体施加了交流磁场时的涡流磁场的大小(振幅)、和导体的板厚d与集肤深度δ之比的关系的曲线图，图4是示出对导体施加了交流磁场时的涡流磁场的相位、和导体的板厚d与集肤深度δ之比的关系的曲线图。在图3中，设横轴为导体的厚度d与集肤深度δ之比n(＝d/δ)，纵轴为涡流磁场的大小(振幅)。并且，在图4中，设横轴为n，纵轴为涡流磁场的相位。

根据这些图3和图4可知，涡流的振幅和相位都示出了在小于n<1时单调递增、在n>1时收敛为固定值的倾向。具体而言，涡流磁场的振幅值及相位形成“无导体”<“涡流的集肤深度相对于导体的板厚较大者”<“涡流的集肤深度相对于导体的板厚较小者”的关系。

通过利用这种关系检测涡流磁场的振幅值及相位，能够得知检测线圈131A及励磁线圈131B与识别板120之间的位置关系。

这样，在对导体施加交流磁场时，在导体中产生与导体所具有的集肤深度和板厚对应的涡流，随之从导体产生涡流磁场。因此，通过将检测涡流磁场和交流磁场的磁场检测器(例如线圈、霍尔元件、或者磁阻元件等磁性传感器)配置在导体的附近，能够根据磁场检测器的输出信号检测涡流磁场单体的振幅值或者将涡流磁场和交流磁场合成而得到的磁场的振幅值、和相对于交流磁场的相位的变化量。

下面，将以上的理论应用于识别板120、检测线圈131A及励磁线圈131B进行说明。即，通过从交流电源132对励磁线圈131B通电频率为f的规定振幅的交流电流，在励磁线圈131B的周边产生频率为f的交流磁场。并且，能够利用与励磁线圈131B同轴配置的检测线圈131A检测励磁线圈131B产生的交流磁场。因此，当在励磁线圈131B及检测线圈131A的附近没有导体的情况下，检测线圈131A的输出仅是频率为f且规定振幅的交流信号。

另一方面，考虑励磁线圈131B与第1及第2导体121、122面对的情况。在这种情况下，从励磁线圈131B产生的频率为f的交流磁场被施加给导体121、122。因此，在导体121、122的内部产生涡流，从导体121、122产生涡流磁场。由此，检测线圈131A的输出电压不仅仅是来自励磁线圈131B的交流磁场成分，而是成为对该交流磁场成分合成了来自导体121、122的涡流磁场成分的波形。

下面说明信号处理部138。交流磁场成分去除电路133从检测线圈131A输出的电压波形中仅提取涡流磁场成分，并输出涡流磁场成分的电压V1。交流磁场成分去除电路133例如能够由延迟电路和差动放大器或者单臂电桥电路构成。

振幅值检测电路135根据来自交流磁场成分去除电路133的电压波形V1检测振幅电压V2，并输出给振幅值比较器136。振幅值比较器136判别振幅电压V2是否在阈值以上。并且，在振幅电压V2在阈值以上的情况下，即在检测出识别板120的情况下，振幅值比较器136将电压V4设为High(高电平，1)进行输出。

另一方面，在小于阈值的情况下，即在未检测出识别板120的情况下，振幅值比较器136将电压V4设为Low(低电平，0)进行输出。这样，能够判别检测线圈131A及励磁线圈131B是否与识别板120即导体121、122面对。

另外，从交流磁场成分去除电路133输出的电压波形V1、和励磁线圈131B的输出电流波形被提供给相位差检测电路134。并且，相位差检测电路134检测它们的相位差并输出给相位差比较器137。

相位差比较器137判定相位差检测电路134检测出的相位差是否在相位差的阈值以上。当相位差在阈值以上的情况下，即在检测出识别板120的情况下，相位差比较器137将电压V5作为High(1)进行输出。

另一方面，在小于阈值的情况下，即在未检测出识别板120的情况下，相位差比较器137将电压V5作为Low(0)进行输出。这样，能够判别检测线圈131A及励磁线圈131B是否与识别板120的导体121或者导体122面对。

如已经说明的那样，在前往某个楼层的轿厢1的停层控制中，需要考虑门区域和再平层区域。即，期望通过识别板120识别传感器130位于门区域和再平层区域中的哪个区域中。

因此，如图3及图4的横轴所示，调节第1导体121的板厚d及集肤深度δ，使得导体的厚度d与集肤深度δ之比n为“A”。同样，调节第2导体122的板厚d及集肤深度δ，使得二者之比n为“B”。

另外，如图2所示，第2导体122被定位在应检出再平层区域的区域中，第1导体121被定位在应检出除再平层区域以外的门区域的区域中。

作为一例，在交流电源132的交流磁场的频率为100kHz的情况下，将第1导体121设为板厚0.5mm的非磁性不锈钢(SUS304)(δ＝1.4mm)，将第2导体122设为板厚1mm的铝合金(A5052)(δ＝0.36mm)。

如上所述，在涡流的集肤深度相对于识别板120的导体的板厚越小时，涡流磁场的振幅值及相位越大。因此，为了相对于导体的板厚而减小涡流的集肤深度，也能够取代将导体的板厚加厚，而变更导体的金属种类即使用电阻率和/或磁导率不同的金属种类来变更集肤深度，由此使识别板120的板厚为固定值或者变薄。由此，能够实现低成本化及减轻重量，提高识别板120的安装性。

下面，说明轿厢位置检测装置101的动作。在此，对于在图2中使传感器130从识别板120的范围外部朝向识别板120的方向例如+X方向移动的情况，参照图5进行说明。图5是示出在时间从t0经过至t5时图2的识别板120和传感器130之间的位置关系的变化的说明图。

在图5中，检测线圈131A及励磁线圈131B按照第1导体121(t1至t2)→第2导体122(t2至t3)→第1导体121(t3至t4)的顺序，与识别板120内的导体121、122面对。

另外，图6是示出图5所示的时间t0至t5的励磁电流、交流磁场成分去除电路133的输出V1、振幅值检测电路135的输出V2、及相位差检测电路134的输出V3的变化的曲线图。根据图6可知，输出V2、V3的值从时间t1到t4发生增减。

图7是示出图5的励磁/磁场检测器131相对于识别板120的位置与电压V2、V3、V4及V5之间的关系的说明图。在图7中，阈值1及阈值2是用于使比较器136、137进行动作的基准电压，通过适当设定这些比较器的值，能够从传感器130分别输出与门区域及再平层区域对应的High(1)、Low(0)的信号V4、V5。

在此，对各个比较器136、137的阈值1及阈值2的设定方法进行说明。通常，电梯的轿厢1沿着在井道3中设置的导轨而升降，但有时会在与升降方向大致垂直的方向上在某个规定的范围内摆动。因此，在井道3中设置的识别板120和在轿厢1设置的传感器130之间的间隙发生变动。

图8是示出图2的识别板120和励磁/磁场检测器131之间的间隙、与涡流磁场的大小(振幅)及涡流磁场的相位的曲线图，将间隙的变动的中心位置表示为L，将变动幅度表示为“1”。

在上述的间隙增大时，导体121、122与检测线圈131A及励磁线圈131B之间的距离增大，因而检测线圈131A受到的涡流磁场减小。因此，间隙增大时的涡流磁场的振幅如图8所示单调递减。

另一方面，检测线圈131A捕捉由流过导体121、122内部的涡流产生的励磁磁场相加而得到的涡流磁场。因此，如果导体121、122的板厚相对于间隙值足够小，则即使间隙变动，涡流磁场的相位本身也不变动。

因此，只要以间隙增大时的涡流磁场的振幅达到阈值以上的方式设定用于决定门区域的振幅值比较器136的阈值1即可，可以设定为如图8中虚线所示的值。

接着，用于决定再平层区域的相位差比较器137的阈值2可以如图4所示设定在第1导体121(A处)和第2导体122(B处)之间，因为在间隙变动时涡流的相位差本身不变。

另外，在本实施方式中，如图2所示，将第2导体122用于再平层区域的检测中，但也可以调换第1导体121和第2导体122，将第1导体121用于再平层区域的检测中。

下面，详细说明识别板120的第1及第2导体121、122。图9是详细示出图2的识别板120的主视图。在与轿厢1的升降方向垂直的方向上的识别板120的端部设有将识别板120固定于井道3中的安装部123。在图中，X轴表示轿厢1的升降方向，Y轴表示与轿厢1的升降方向垂直的方向(水平方向)。Z轴表示导体121、122的板厚方向，在轿厢1产生Y轴方向的横向摆动。

由于Y轴方向上的轿厢1的摆动，励磁/磁场检测器131的中心相对于识别板120在Y1～Y3的范围内移位。并且，在轿厢1位于横向摆动的范围的中心时，励磁/磁场检测器131的中心相对于识别板120位于Y2。

在由于轿厢1的摆动而引起的励磁/磁场检测器131的中心相对于识别板120移位的范围内，第1导体121与第2导体122的边界描绘出曲线，在该例中描绘为二次曲线。并且，边界的二次曲线呈向轿厢1的升降方向凸出的曲线，在该例中是第1导体121向第2导体122侧凸出的曲线。另外，作为边界的二次曲线在励磁/磁场检测器131相对于识别板120的移位中心Y2处最向第2导体122侧突出。

另外，作为边界的二次曲线向第2导体122侧的突出量随着距移位中心Y2的移位量增大而逐渐减小。即，边界的凸形状部分以移位中心Y2为中心左右对称。

通过形成这样的边界形状，即使是励磁/磁场检测器131相对于识别板120向Y轴方向移位时，也能够使来自第2导体122的涡流的产生量固定。

另外，在识别板120的宽度方向上的安装部123侧的端部(与安装部123相邻的部分)设有隙缝124(没有第1及第2导体121、122的部分)。隙缝124从上侧的第1导体121经过第2导体122一直形成到下侧的第1导体121。并且，隙缝124的Y轴方向上的尺寸相比隙缝124的X轴方向上的尺寸足够小。通过这样的隙缝124排除识别板120和安装部123之间的涡流干涉。

下面，详细说明按照图9所示构成识别板120的理由。图10是示出将图9的第1导体121和第2导体122之间的边界设为与轿厢1的升降方向垂直的直线的比较例的主视图，图11是放大示出图10的边界的主视图，示出了励磁/磁场检测器131的中心在第1及第2导体121、122的边界上位于移位中心Y2的状态。另外，图12是示出图11的励磁/磁场检测器131的中心移位至Y1的状态的主视图。

如图11所示，在励磁/磁场检测器131的中心位于第1及第2导体121、122的边界上的情况下，如果轿厢1位于摆动的中心，则从第2导体122产生的涡流的区域成为半圆状的区域S1。

与此相对，在轿厢1向水平方向大幅移位、励磁/磁场检测器131的中心位于Y1的情况下，如图12所示产生不产生涡流的区域S0。由此，从第2导体122产生的涡流的区域成为半圆的一部分缺失的形状的区域S2，且小于励磁/磁场检测器131的中心位于移位中心Y2时的区域S1。

图13是示出图11的励磁/磁场检测器131的中心向X轴方向沿着Y1移动时和沿着Y2移动时的检测线圈131A的输出(相位)的变化波形的一例的曲线图。如图13所示，在检测线圈131A的位置在Y轴方向上发生偏移时，在按照阈值进行比较时第2导体122的检出位置将产生偏移。

图14是示出图11的励磁/磁场检测器131的Y轴方向上的位置、和在第2导体122产生涡流的面积及来自检测线圈131A的输出(振幅/相位)之间的关系的曲线图。如图14所示，随着励磁/磁场检测器131向Y轴方向的移动量增大，在第2导体122产生涡流的面积呈平方减小。由此，来自检测线圈131A的输出也呈平方衰减。

图15是示出将图11的第1及第2导体121、122的边界设为二次曲线的示例的主视图，图16是示出图15的励磁/磁场检测131的中心移位至Y1的状态的主视图。

这样，通过将边界设为二次曲线，在励磁/磁场检测器131的中心位于移位中心Y2时从第2导体122产生的涡流的区域S3(图15)、和在励磁/磁场检测器131的中心位于Y1时从第2导体122产生的涡流的区域S4(图16)相同。由此，因Y轴方向的位置变化导致的检测线圈131A的输出(振幅/相位)的变动也消失。

图17是示出将图10的第1及第2导体121、122的边界设为二次曲线的示例(实施方式1的识别板120的第1变形例)的主视图，在将诸如图15和图16所示的边界应用于识别板120整体时得到图17所示的结构。

另外，如果不追求图17的结构以上的位置精度，则可以如图18所示(实施方式1的识别板120的第2变形例)使二次曲线近似于相对于Y轴方向倾斜的直线。

另外，图19是示出将图17的识别板120的Y1～Y3的范围以外的边界设为与Y轴方向平行(水平)的示例(实施方式1的识别板120的第3变形例)的主视图，图20是示出将图18的识别板120的Y1～Y3的范围以外的边界设为与Y轴方向平行(水平)的示例(实施方式1的识别板120的第4变形例)的主视图。

这样，通过将Y1～Y3的范围以外的边界设为与Y轴方向平行，如图21所示，励磁/磁场检测器131向X轴方向移动时的输出(相位)的上升变锐利，基于阈值的比较精度提高。

另外，在从Y3到安装部123的距离较短时，也从安装部123产生涡流，而成为位置偏离的原因。因此，在图9的识别板120中，通过在识别板120的与安装部123相邻的部分设置隙缝124，使导体121、122的涡流与安装部123的涡流不会连成一体。其原理与在电机的轭铁或者变压器的轭铁中将钢板层叠使用相同。

在设置这样的隙缝124的情况下，在励磁/磁场检测器131由于轿厢1的摆动而相对于识别板120向Y轴方向移动时，将形成不会产生涡流的区域S0。因此，第1及第2导体121、122的边界呈以移位中心Y2为中心相对于X轴方向对称的形状。由此，即使是在Y轴方向产生轿厢1的摆动，也不会产生检出位置的偏移。

图22是示出实施方式1的识别板120的第5变形例的主视图。在该例中，利用两条直线来近似图9的第1及第2导体121、122的边界的二次曲线。与图9的结构相比，如果不要求位置精度，则这样的边界形状亦可，能够易于制造。

如以上说明的那样，根据本实施方式的轿厢位置检测装置101，通过使用一个检测线圈131A、相位差检测电路134及振幅值检测电路135，从检测线圈131A提取相位及振幅这两个不同的检测信号，能够利用识别板120的第1导体121独立检测门区域，利用第2导体122独立检测再平层区域。

另外，通过利用多个阈值划分来自检测线圈131A的检测信号，能够使不易受检测信号的变动的影响。另外，由于使用一个检测线圈131A检测识别板120，因而也能够实现制造成本的降低。

另外，将彼此相邻的导体121、122的边界的至少一部分的形状设为相对于与轿厢1的升降方向垂直的方向倾斜的直线或者曲线，因而即使传感器130相对于识别板120的位置由于轿厢1的横向摆动而偏移时，也能够抑制在与该边界相邻的部分产生的涡流磁场的减小，由此能够抑制检出位置的偏移，提高位置检测精度。

另外，由于将曲线的区域的形状设为n(≥1)次曲线，因而能够更可靠地抑制因轿厢1的横向摆动导致的涡流磁场的减小，能够进一步提高位置检测精度。

另外，彼此相邻的导体121、122的边界在与轿厢1的升降方向垂直的方向上的中间部包括向轿厢1的升降方向突出的凸形状的区域，因而能够更可靠地抑制因轿厢1的横向摆动导致的涡流磁场的减小，能够进一步提高位置检测精度。

下面，说明实施方式1的传感器130的变形例。

图23是示出实施方式1的传感器130的第1变形例的结构图。在该例中，高磁导率的棒状磁性体铁芯131D被插入检测线圈131A及励磁线圈131B的内部。由此，能够增强来自励磁线圈131B的交流磁场，并且增强检测磁场。

图24是示出实施方式1的传感器130的第2变形例的结构图。在该例中，两端部尖细的针状磁性体铁芯131E被插入检测线圈131A及励磁线圈131B的内部。针状磁性体铁芯131E利用与线圈骨架131C或者棒状磁性体铁芯131D相同的材料构成。由此，能够提高交流磁场的指向性及位置检测精度。

图25是示出实施方式1的传感器130的第3变形例的结构图。在该例中，线圈骨架131C被划分成用于卷绕检测线圈131A的部分和用于卷绕励磁线圈131B的部分这两个部分。并且，检测线圈131A和励磁线圈131B分开配置在识别板120的左右两侧。这样，在检测线圈131A和励磁线圈131B可以不使用共同的线圈骨架131C。

并且，也可以如第1变形例的棒状磁性体铁芯131D或者第2变形例的针状磁性体铁芯131E那样分别构成第3变形例的两条线圈骨架131C。

图26是示出实施方式1的传感器130的第4变形例的结构图。在该例的传感器130-2中，无需使用交流磁场成分去除电路133，即可从检测线圈131A的输出电压中去除交流磁场成分。

具体而言，传感器130-2的励磁/磁场检测器具有两个检测线圈131A。这些检测线圈131A在与升降方向垂直的方向、即识别板120和励磁/磁场检测器之间的间隙方向(水平方向)上，隔着励磁线圈131B配置。并且，这些检测线圈131A配置在距励磁线圈131B相等距离的位置处。因此，各个检测线圈131A被施加来自励磁线圈131B的相同强度的交流磁场。

通过相对于识别板120和检测线圈131A之间的间隙尺寸增大识别板120的板厚，在某种程度上增大涡流磁场的相位的间隙变动。并且，将各个检测线圈131A的输出作为差动输出。

在这种结构中，励磁线圈131B引起的交流磁场在两个检测线圈131A的各位置处是相同的，但由于涡流磁场根据距识别板120的距离而不同，因而能够从检测线圈131A仅输出涡流磁场成分。由此，能够省略交流磁场成分去除电路133，能够实现传感器成本的进一步降低。

图27是示出实施方式1的传感器130的第5变形例的结构图。在该例的传感器130-3中，线圈骨架131C被划分成两部分，检测线圈131A和励磁线圈131B以各自的朝向相差90度的方式配置。具体而言，检测线圈131A以其轴线与识别板120平行或者大致平行的方式配置。并且，励磁线圈131B以其轴线与升降方向垂直的方式配置。

图28是示出图27的励磁线圈131B的交流磁场和在识别板120产生的涡流磁场的说明图。在图28中，用实线示出的是励磁磁场的磁力线，励磁磁场的朝向与检测线圈131A的轴向垂直。因此，检测线圈131A的输出不包含交流磁场成分。

并且，在图28中，用虚线示出的是涡流磁场的磁力线，在检测线圈131A的位置处，涡流磁场的朝向与检测线圈131A的轴的朝向一致。因此，对检测线圈131A仅被施加涡流磁场，从检测线圈131A仅输出涡流磁场成分。由此，能够省略交流磁场成分去除电路133，能够实现传感器成本的进一步降低。

另外，如上所述的识别板120的变形例及传感器130的变形例也能够适当组合起来实施。

另外，在上述的示例中，作为n次曲线示出了二次曲线，但也可以是更高次的曲线，例如在如图19那样边界处具有直线部分的情况下等，能够使涡流的区域S3(图15)和S4(图16)更接近。

实施方式2

下面，图29是示出本发明的实施方式2的电梯的轿厢位置检测装置的结构图。在本实施方式2的轿厢位置检测装置102中，检测线圈131A和励磁线圈131B在与升降方向垂直的方向上隔着识别板120配置。这样的结构与图25的结构相同。但是，图29的传感器130-4省略了交流磁场成分去除电路133，这一点与图25的传感器130-2不同。并且，在图29的结构中，检测线圈131A输出将交流磁场和涡流磁场合成后的电压。

图30是示出对导体施加了交流磁场时的通过图29的传感器130-4检测出的检测磁场(交流磁场和涡流磁场的合成磁场)的大小(振幅)、和导体的板厚d与集肤深度δ之比n(＝d/δ)之间的关系的一例的曲线图。另外，图31是示出对导体施加了交流磁场时的通过图29的传感器130-4检测出的检测磁场的相位、和导体的板厚d与集肤深度δ之比的关系的一例的曲线图。

如图30所示示出了如下这样的倾向：合成磁场的振幅在n≤1时随着接近1而单调递减，在n>1时随着n增大而收敛于固定值。另一方面，如图31所示，示出了合成磁场的相位具有在n＝1时达到最大的峰值的状态，在n>>1时，相位与n＝0(无导体：没有涡流磁场)时基本相同。

因此，如图30及图31的横轴所示，调节第1导体121的板厚d及集肤深度δ，使得导体的板厚d与集肤深度δ之比n为“B”。并且，调节第2导体122的板厚d及集肤深度δ，使得二者之比n为“A”。

另外，如图29所示，将第2导体122定位在应检测出再平层区域的区域中，将第1导体121定位在应检测出除再平层区域以外的门区域的区域中。

作为一例，在交流电源132的交流磁场的频率为100kHz的情况下，将第2导体122设为板厚1.4mm的非磁性不锈钢(SUS304)(δ＝1.4mm)，将第1导体121设为板厚1mm的铝合金(A5052)(δ＝0.36mm)。

下面，说明轿厢位置检测装置102的动作。在此，对于在图29中使传感器130-4从识别板120的范围外部朝向识别板120的方向例如+X方向移动的情况，参照图32进行说明。图32是示出在时间从t6至t11时图29的识别板120和检测线圈131A及励磁线圈131B之间的位置关系的变化的说明图。

在图32中，检测线圈131A及励磁线圈131B按照第1导体121(t7至t8)→第2导体122(t8至t9)→第1导体121(t9至t10)的顺序，与识别板120内的导体121、122面对。

图33是示出图32的时间t6～t11的励磁电流、检测线圈131A的检测电压、振幅值检测电路135的输出V2、及相位差检测电路134的输出V3的变化的曲线图。根据图33可知，输出V2、V3的值在时间t7到t10期间增减。

图34是示出图32的检测线圈131A及励磁线圈131B相对于识别板120的位置、和电压V2、V3、V4及V5的关系的说明图。在图34中，阈值1及阈值2是用于使比较器136、137进行动作的基准电压，通过适当设定这些比较器的值，能够从传感器130-4分别输出与门区域及再平层区域对应的High(1)、Low(0)的信号V4、V5。

在此，对各个比较器136、137的阈值1及阈值2的设定方法进行说明。在本实施方式2中，如图29所示，检测线圈131A和励磁线圈131B隔着识别板120配置。因此，当在行进过程中产生轿厢1的摆动、检测线圈131A和识别板120之间的距离增大时，励磁线圈131B和识别板120之间的距离减小。此时，虽然从识别板120到达检测线圈131A的涡流磁场的比率减小，但是从识别板120产生的涡流磁场的强度增大。

其结果是，即使轿厢1摆动，施加给检测线圈131A的涡流磁场的强度几乎不变动，因而检测线圈131A输出的交流磁场和励磁磁场的合成磁场也几乎不变动。

根据以上的情况，可以如图30所示将用于决定门区域的振幅值比较器136的阈值1设定在n＝0(无导体)和第2导体122(A处)之间。

并且，可以如图31所示将用于决定再平层区域的振幅值比较器137的阈值2设定在第1导体121(B处)和第2导体122(A处)之间。

其他的结构及动作与实施方式1一样，第1及第2导体121、122的边界的形状也能够设为与图19或者其变形例相同的形状。

如以上说明的那样，在本实施方式2的轿厢位置检测装置102中，也能够得到上述的实施方式1的轿厢位置检测装置101发挥的效果。并且，在本实施方式2的轿厢位置检测装置102中，与实施方式1的轿厢位置检测装置101相比，省略了交流磁场成分去除电路133，因而能够进一步实现传感器成本的降低，而且也能够得到将轿厢1的摆动引起的检测线圈131A的输出信号的变动抑制为较小程度的效果。

实施方式3

下面，图35是示出本发明的实施方式3的电梯的轿厢位置检测装置的检测线圈131A及励磁线圈131B相对于识别板120的位置、振幅值检测电路135的输出V2、相位差检测电路134的输出V3、振幅值比较器136的输出V4及相位差比较器137的输出V5之间的关系的说明图。

实施方式3的轿厢位置检测装置的结构与上述的实施方式1的轿厢位置检测装置101的结构相同。但是，在实施方式3的轿厢位置检测装置中，对相位差比较器137设定有两个阈值(阈值3及阈值4)，这一点与实施方式1不同。下面，详细说明该不同部分。

在传感器130沿从识别板120的范围外部朝向识别板120的方向例如+X方向移动时，识别板120与实施方式1相同，因而相位差检测电路134的输出V3及振幅值检测电路135的输出V2如图35所示进行变化。

另外，由于轿厢1的摆动引起的识别板120和传感器130之间的距离变动，振幅值检测电路135的输出V2变动，而相位差检测电路134的输出V3几乎不变。

因此，如图35所示，相位差比较器137通过对相位差检测电路134的输出V3使用阈值3和阈值4，能够输出作为电压V5的3个输出值。即，相位差比较器137的输出V5在输出V3小于阈值3时为Low(0)、在输出V3为阈值3以上且小于阈值4时为High(1)、在输出V3为阈值4以上时为High(2)。

如以上说明的那样，根据实施方式3的轿厢位置检测装置，仅根据相位差检测电路134的输出即可进行门区域和再平层区域的检测。因此，通过使用来自相位差比较器137的输出值以及来自振幅值比较器136的表示门区域的输出值，能够更可靠地检测门区域和再平层区域。

另外，在上述的示例中检出轿厢1位于门区域和再平层区域的情况，但本发明的轿厢位置检测装置检测的轿厢1的位置不限于门区域和再平层区域。

另外，在上述的示例中，在识别板120设置两种导体121、122，但也可以使用三种以上的导体识别三个以上的区域来检测轿厢1的位置。

Claims (8)

1.一种电梯的轿厢位置检测装置，其通过由传感器检测识别用部件来检测轿厢的位置，其特征在于，

所述传感器具有使所述识别用部件中产生涡流磁场的磁场产生器、检测所述识别用部件中产生的涡流磁场的磁场检测器、和与所述磁场检测器连接的信号处理部，

所述识别用部件具有沿着所述轿厢的升降方向连续配置的多个导体，该多个导体的板厚相对于通过所述磁场产生器在所述识别用部件中产生的涡流的集肤深度而相对性地不同，

彼此相邻的所述导体之间的边界的至少一部分的形状为相对于与所述轿厢的升降方向垂直的方向倾斜的直线或者曲线，

在所述传感器检测出所述识别用部件时，所述信号处理部根据从所述磁场检测器的输出得到的涡流磁场的振幅及相位的信息，识别所述轿厢位于所述识别用部件中的哪个导体的范围内。

2.根据权利要求1所述的电梯的轿厢位置检测装置，其中，

所述导体包括涡流的集肤深度相对于板厚大的导体和涡流的集肤深度相对于板厚小的导体。

3.根据权利要求1所述的电梯的轿厢位置检测装置，其中，

通过使用不同种类的金属作为材料来变更所述导体的涡流的集肤深度。

4.根据权利要求1所述的电梯的轿厢位置检测装置，其中，

所述边界包括n次曲线的区域，其中，n≥1。

5.根据权利要求1所述的电梯的轿厢位置检测装置，其中，

所述边界包括在与所述轿厢的升降方向垂直的方向上的中间部向所述轿厢的升降方向突出的凸形状的区域。

6.根据权利要求5所述的电梯的轿厢位置检测装置，其中，

所述凸形状的区域左右对称。

7.根据权利要求5所述的电梯的轿厢位置检测装置，其中，

所述边界的所述凸形状的区域以外的部分和与所述轿厢的升降方向垂直的方向平行。

8.根据权利要求1所述的电梯的轿厢位置检测装置，其中，

在所述识别用部件的与所述轿厢的升降方向垂直的方向上的端部，设有将所述识别用部件固定于井道的安装部，

在所述识别用部件的所述安装部侧的端部设有不存在所述导体的部分。