DE112012005839T5

DE112012005839T5 - Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112012005839T5
Application number: DE112012005839.9T
Authority: DE
Inventors: c/o MITSUBISHI ELECTRIC CORP. Inoue Jin; c/o MITSUBISHI ELECTRIC CORP. Yoshimasa Watanabe; c/o MITSUBISHI ELECTRIC CORP: Nishizawa Hiroshi; c/o MITSUBISHI ELECTRIC CORP. Nakajima Hajime; c/o MITSUBISHI ELECTRC CORP. Shiratsuki Akihihde
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2014-10-30
Anticipated expiration: 2032-06-01
Also published as: WO2013118317A1; CN104093658B; DE112012005839T8; KR101657858B1; JPWO2013118317A1; DE112012005839B4; JP5805222B2; CN104093658A; KR20140116475A

Abstract

Bereitgestellt wird eine Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung, die aufweist: eine Identifizierungsplatte (120), die aus einem Leiter mit einer zu einer Oberflächenschichttiefe eines Wirbelstroms äquivalenten Plattendicke, und einem ausreichend dicken Leiter aufgebaut ist; und einen Sensor (30), der sich relativ zur Identifizierungsplatte bewegt. Der Sensor weist auf: eine Erregerspule (131B), die ein Wechselmagnetfeld abgibt; eine Detektorspule (131A), welche die Amplitude und Phase eines Wirbelstrommagnetfelds erfasst, das von der Identifizierungsplatte ausgeht; und Signalverarbeitungseinheiten (133–137), die aus einem Ausgangssignal der Detektorspule erfassen, ob der Sensor einer Türzone oder einer Einnivellierungszone zugewandt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung für einen Aufzug.
STAND DER TECHNIK
Bei einem Aufzug sind eine Fahrgastkabine, in der Fahrgäste fahren, und ein Gegengewicht mit einem Seil verbunden, und eine Hebesteuerung der Fahrgastkabine erfolgt bei einer geringen Last, indem das Seil unter Verwendung eines Motors in einem Schacht auf- und abgerollt wird. Die Position der Fahrgastkabine kann erfasst werden, indem Inkrementalimpulse gezählt werden, die von einem an den Motor angeschlossenen Messwertgeber ausgegeben werden. In der Praxis tritt jedoch ein Verrutschen des Seils über einer an eine Welle des Motors angeschlossene Seilrolle oder ein Dehnen des Seils auf, und deshalb gibt es einen Fall, dass die Position der Fahrgastkabine und die tatsächliche Position der Fahrgastkabine, wenn das Verfahren zum Zählen der ausgegebenen Impulse des Messwertgebers eingesetzt wird, sich unterscheiden.
Speziell wenn die Fahrgastkabine dazu veranlasst wird, eine Zieletage anzufahren, kann möglicherweise ein Anlegefehler, d. h. eine Differenz zwischen den Ebenen auftreten, wenn die Position der Fahrgastkabine durch den Motor auf Grundlage des Zählerstands der ausgegebenen Impulse des Messwertgebers gesteuert wird, so dass eine Differenz zwischen einer Etagenebene der Fahrgastkabine und einer Etagenebene einer Anlegezone auf der Zieletage null beträgt.
Um ein Auftreten der Differenz zwischen den Ebenen zu verhindern, wurde der folgende Lösungsweg beschritten.
Speziell wird eine Metallplatte an einer bestimmten Position in Bezug auf eine Etagenebene einer Anlegezone jedes Stockwerks angeordnet. Bei einer Erfassung eines Rands der Metallplatte durch einen für die Fahrgastkabine vorgesehenen Metallplattendetektor, wird die übrige Distanz zur Zieletage, die auf Grundlage des Zählerstands der ausgegebenen Impulse des Messwertgebers bestimmt wird, einmal rückgesetzt. Dann wird eine Distanz (Sollwert) zwischen der Etagenebene der Anlegezone und der Position, an der die Metallplatte angeordnet ist, zur Motorsteuerung reflektiert. Hier wird ein Rücksetzungsdurchführungsbereich (eine Fläche der Metallplatte) als Türzone bezeichnet.
Darüber hinaus gibt es in der Japanese Buildung Standards Act eine Vorschrift, dass ein Vorgang zum Öffnen der Tür der Fahrgastkabine verboten ist, wenn die Differenz zwischen der Etagenebene der Fahrgastkabine und der Etagenebene der Anlegezone größer ist als eine bestimmte Höhe. Somit ist auch eine Funktion notwendig, um zu bestimmen, ob die Position der Fahrgastkabine sich innerhalb einer zum Türöffnungsvorgang freigegebenen Zone (Einnivellierungszone) befindet oder nicht.
Dann gibt es eine Anlegepositionserfassungsvorrichtung für einen Aufzug. In dieser Vorrichtung ist eine Identifizierungsplatte wie etwa die vorstehend beschriebene Metallplatte entlang eines Aufzugsschachts vorgesehen, durch welchen sich eine Fahrgastkabine nach oben und unten bewegt, während ein Detektor für die Identifizierungsplatte an der Fahrgastkabine vorgesehen ist und die Vorrichtung eine Funktion zum Erfassen eines Rands der Identifizierungsplatte durch den Detektor und eine Funktion zum Bestimmen hat, ob sich die Fahrgastkabine innerhalb der Einnivellierungszone befindet. Es gibt mehrere bekannte Beispiele für ein Verfahren zum Erfassen der Identifizierungsplatte in einer solchen Anlegepositionserfassungsvorrichtung, wie nachstehend beschrieben wird.
Die Beispiele umfassen einen optischen Typ, der sich eines fotoelektrischen Sensors bedient, einen Magnettyp, der sich eines magnetischen Sensors oder eines magnetischen Reed-Schalters bedient, sowie einen Kapazitätstyp, einen Wirbelstromtyp, einen Resonanzspulentyp u. dgl. Obwohl der optische Typ in der Lage ist, die Identifizierungsplatte mit einer hohen Genauigkeit zu erfassen, hat er insofern einen Nachteil, als er für Staubpartikel, Wassertropfen und Umgebungslicht anfällig ist. Hingegen sind der Magnettyp, der Kapazitätstyp, der Wirbelstromtyp und der Resonanzspulentyp im Vergleich zum optischen Typ bei Umfeldwiderstandsfähigkeit überlegen. Deshalb werden für gewöhnlich andere Typen als der optische Typ für Schalter und Sensoren zur Übernahme einer Rolle als Sicherheitsfunktion verwendet, um zu verhindern, dass ein schwerer Unfall in einem Aufzug passiert.
Patentdokument 1 beschreibt ein System, das sich eines Wirbelstromtyps als Verfahren zum Erfassen der Identifizierungsplatte bedient. Speziell wird eine Metallplatte mit elektrischer Leitfähigkeit als die Identifizierungsplatte an einer Schiene bereitgestellt, die Führungsschiene genannt wird, um die Aufwärts- und Abwärtsfahrt der Fahrgastkabine und des Gegengewichts eines Aufzugs zu führen, und der Wirbelstromsensor ist für die Fahrgastkabine vorgesehen. Das Dokument 1 schlägt ein Verfahren zum Erfassen einer Position und einer Geschwindigkeit der Fahrgastkabine unter Verwendung eines Signals vor, das vom Wirbelstromsensor ausgegeben wird, wenn der Wirbelstromsensor und die Identifizierungsplatte einander zugewandt sind.
DOKUMENTE AUS DEM STAND DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer JP 2008-37557

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLLEN
In Bezug auf die Anlegepositionserfassungsvorrichtung ist allgemein bekannt, dass bei einer Positionserfassungsvorrichtung, die sich eines Magnetdetektors bedient, der einer Identifizierungsplatte gegenüberliegend zugewandt ist, sich ein Ausgang aus dem Detektor entsprechend einer Veränderung bei einer Distanz zwischen der Identifizierungsplatte und dem Detektor stark verändert. Dementsprechend besteht, wenn der Ausgang aus dem Detektor um zwei Schwellenwerte getrennt wird, um die Einnivellierungszone und die Türzone unabhängig zu erfassen, ein Problem, dass es nicht möglich ist, zwischen der Einnivellierungszone und der Türzone genau zu unterscheiden, wenn sich die Distanz zwischen der Identifizierungsplatte und dem Detektor verändert.
Darüber hinaus ist es notwendig, wenn die Türzone und die Einnivellierungszone durch verschiedene Positionserfassungsvorrichtungen erfasst werden, Erfassungsvorrichtungen und Identifizierungsplatten mit der Anzahl von zu erfassenden Zonen bereitzustellen, was zu einem nachteiligen Anstieg der Kosten führt.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um sich dieser Probleme anzunehmen, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Position einer Aufzugkabine in Bezug auf eine Türzone und eine Einnivellierungszone mit hoher Genauigkeit und zu geringen Kosten bereitzustellen.
LÖSUNGEN FÜR DIE PROBLEME
Um das obige Ziel zu erreichen, ist die vorliegende Erfindung wie nachstehend beschrieben ausgelegt.
Und zwar zeichnet sich eine Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung dadurch aus, dass sie eine Position einer Aufzugkabine mittels eines Sensors erfasst, der ein Identifizierungselement erfasst, wobei der Sensor aufweist:
einen Magnetfeldgenerator, der dazu ausgelegt ist, ein vom Identifizierungselement ausgehendes Magnetfeld zu erzeugen; einen Magnetfelddetektor, der in einem Paar mit dem Magnetfeldgenerator vorgesehen ist; und eine Signalverarbeitungseinheit, die an den Magnetfelddetektor angeschlossen ist, wobei das Identifizierungselement mehrere Leiterteile mit unterschiedlichen Plattendicken in Bezug auf eine Oberflächenschichttiefe eines Wirbelstroms aufweist, der mittels des Magnetfeldgenerators am Identifizierungselement erzeugt wird, wobei der Magnetfelddetektor ein Wirbelstrommagnetfeld erfasst, das mittels des Magnetfeldgenerators ausgehend vom Identifizierungselement erzeugt wird, und wobei in einem Zustand, in dem sich die Fahrgastkabine nahe einer Position, an der das Identifizierungselement angeordnet ist, nach oben oder unten bewegt, die Signalverarbeitungseinheit identifiziert, ob sich die Fahrgastkabine in einem Bereich eines der Leiterteile des Identifizierungselementselements oder außerhalb eines Bereichs des Identifizierungselements befindet, und zwar auf Grundlage von Informationen bezüglich einer Amplitude und einer Phase des Wirbelstrommagnetfelds, die aus einem Ausgang des Magnetfelddetektors erhalten werden.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Indem gemäß der Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung eines Aspekts der vorliegenden Erfindung der Magnetfelddetektor und die Signalverarbeitungseinheit vorgesehen sind, greift die Signalverarbeitungseinheit das Ausgangssignal aus der Magnetfelderfassungseinheit als zwei verschiedene Erfassungssignale der Phase und der Amplitude ab. Somit ist es möglich, separat zu erfassen, ob sich die Aufzugkabine in der Türzone, der Einnivellierungszone oder einer Zone außerhalb dieser Zonen im Bereich der anderen Leiterteile des Identifizierungselements oder außerhalb des Bereichs des Identifizierungselements befindet. Indem darüber hinaus das Erfassungssignal aus der Magnetfelderfassungseinheit durch die mehreren Schwellenwerte unterteilt wird, ist es möglich, einen Einfluss der Veränderung des Erfassungssignals zu reduzieren. Da darüber hinaus die Phase und die Amplitude mittels der Signalverarbeitungseinheit aus dem Ausgangssignal aus der Magnetfelderfassungseinheit als zwei verschiedene Erfassungssignale abgegriffen werden, muss nur eine Magnetfelderfassungseinheit vorgesehen werden, und es kann eine Produktionskostensenkung erzielt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Schaubild, das einen Aufbau eines Aufzugs darstellt, der sich einer Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bedient.
2 ist ein Schaubild, das einen Aufbau der in 1 dargestellten Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung darstellt.
3A ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel eines Verhältnisses zwischen einem Verhältnis von Plattendicke zu einer Oberflächenschichttiefe von Leitern und einer Stärke eines Wirbelstrommagnetfelds zeigt.
3B ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel eines Verhältnisses zwischen einem Verhältnis von Plattendicke zu einer Oberflächenschichttiefe der Leiter und der Stärke des Wirbelstrommagnetfelds zeigt.
4 ist ein Schaubild, das ein Beispiel eines Positionsverhältnisses zwischen einem Sensor und einer Identifizierungsplatte zu jedem Zeitpunkt, zu dem sich der in 2 gezeigt Sensor bewegt, darstellt.
5 ist ein Schaubild, das Beispiele einer Ausgangswellenform einer Detektorspule und einer Ausgangswellenform einer Signalverarbeitungsschaltung zu den in 4 gezeigten Zeitpunkten darstellt.
6 ist ein Schaubild, das Beispiele von Verhältnissen bei der Bewegung des in 4 gezeigten Sensors zwischen einer Position des Sensors in Bezug auf die Identifizierungsplatte und jedem Ausgangssignal aus einer Phasendifferenzerfassungsschaltung, einer Amplitudenwerterfassungsschaltung und einem Komparator darstellt.
7 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel des Verhältnisses zwischen einem Spalt zwischen dem Sensor und der Identifizierungsplatte und der Stärke des Wirbelstrommagnetfelds zeigt.
8A ist ein Schaubild, das einen Aufbau gemäß eines modifizierten Beispiels des in 2 dargestellten Sensors darstellt.
8B ist ein Schaubild, das einen Aufbau gemäß eines weiteren modifizierten Beispiels des in 2 dargestellten Sensors darstellt.
9 ist ein Schaubild, das einen Aufbau gemäß noch eines weiteren modifizierten Beispiels des in 2 dargestellten Sensors darstellt.
10 ist ein Schaubild, das einen Aufbau gemäß eines anderen modifizierten Beispiels des in 2 dargestellten Sensors darstellt.
11 ist ein Schaubild, das einen Aufbau gemäß eines weiteren anderen modifizierten Beispiels des in 2 dargestellten Sensors darstellt.
12 ist ein Schaubild, das ein Beispiel von Magnetlinien des in 11 dargestellten Sensors darstellt.
13 ist ein Schaubild, das einen Aufbau einer Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
14A ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel eines Verhältnisses zwischen einem Verhältnis von Plattendicke zu einer Oberflächenschichttiefe der Leiter und einer Intensität einer Verbundwellenform eines Wirbelstrommagnetfelds und eines Wechselmagnetfelds zeigt.
14B ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel eines Verhältnisses zwischen einem Verhältnis von Plattendicke zu einer Oberflächenschichttiefe der Leiter und der Intensität der Verbundwellenform des Wirbelstrommagnetfelds und des Wechselmagnetfelds zeigt.
15 ist ein Schaubild, das ein Beispiel eines Positionsverhältnisses zwischen einem Sensor und einer Identifizierungsplatte zu jedem Zeitpunkt, zu dem sich der in 13 gezeigte Sensor bewegt, darstellt.
16 ist ein Schaubild, das Beispiele einer Ausgangswellenform einer Detektorspule und einer Ausgangswellenform einer Signalverarbeitungsschaltung zu den in 15 gezeigten Zeitpunkten darstellt.
17 ist ein Schaubild, das ein Beispiel von Verhältnissen bei der Bewegung des in 15 gezeigten Sensors zwischen einer Position des Sensors in Bezug auf die Identifizierungsplatte und eine Phasendifferenzerfassungsschaltung, eine Amplitudenwerterfassungsschaltung und einen Komparator darstellt.
18 ist ein Schaubild, das ein Beispiel von Verhältnissen zwischen einer Position des Sensors in Bezug auf die Identifizierungsplatte, die für eine Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, und jedem Ausgangssignal aus einer Phasendifferenzerfassungsschaltung, einer Amplitudenwerterfassungsschaltung und einem Komparator darstellt.
19 ist ein Schaubild, das ein Beispiel eines Aufbaus einer Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
20 ist ein Schaubild, das ein Beispiel von Verhältnissen zwischen einer Position des Sensors in Bezug auf die Identifizierungsplatte, die für die in 19 dargestellte Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung vorgesehen ist, und jedem Ausgangssignal aus einer Phasendifferenzerfassungsschaltung, einer Amplitudenwerterfassungsschaltung und einer Versatzkorrekturschaltung darstellt.
21A ist ein Schaubild, das ein modifiziertes Beispiel der Identifizierungsplatte darstellt, die für die in 19 dargestellte Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung vorgesehen ist.
21B ist ein Schaubild, das ein anderes modifiziertes Beispiel der Identifizierungsplatte darstellt, die für die in 19 dargestellte Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung vorgesehen ist.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird eine Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung als Ausführungsformen nach der folgenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind dieselben oder gleiche Komponenten mit denselben Bezugszahlen bezeichnet.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
1 ist ein Schaubild, das einen allgemeinen Aufbau eines Aufzugs, der mit einer Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 101 nach einer ersten Ausführungsform versehen ist, in einem Zustand darstellt, in dem eine Fahrgastkabine 40, in die Fahrgäste einsteigen, sich in einer Anlegehalle 10 befindet. Der Aufzug ist so aufgebaut, dass die Kabine 40 und ein (nicht dargestelltes) Gegengewicht mittels eines Seils 60 verbunden sind, und die Kabine 40 durch einen Schacht 50 nach oben und unten bewegt wird, indem das Seil 60 mittels eines (nicht dargestellten) Motors auf- und abgerollt wird. Hier ist die Anlegehalle 10 durch eine Decke 1 der Anlegezone und eine Tür 2 der Anlegzone bildlich dargestellt, und der Schacht 50 ist durch die Anlegehalle 10 und eine Seitenwand 3 bildlich dargestellt. Darüber hinaus kann eine Position der Fahrgastkabine 40 erfasst werden, indem Inkrementalimpulse gezählt werden, die aus einem an den Motor angeschlossenen Messwertgeber ausgegeben werden. Der Zählerstand der Impulse wird rückgesetzt, wenn die Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 101 die Türzone wie vorstehend erklärt erfasst, danach wird der Motor durch einen Sollwert gesteuert, und dann legt die Kabine 40 in einer vorbestimmten Etage an.
Wie in 2 gezeigt ist, weist die Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 101 eine Identifizierungsplatte 120, die einem Beispiel eines Identifizierungselements entspricht, und einen Sensor 130 auf, und ist eine Vorrichtung, die dazu ausgelegt ist, die Position der Kabine 40 dadurch zu erfassen, dass der Sensor 130 die Identifizierungsplatte 120 erfasst. In dieser Ausführungsform ist der Sensor 130 an der Fahrgastkabine 40 vorgesehen, die Identifizierungsplatte 120 ist für eine Seitenfläche des Schachts 50 vorgesehen, und die Identifizierungsplatte 120 und der Sensor 130 sind mit einem zwischen ihnen bestehenden Spalt angeordnet. Ferner ist in dieser Ausführungsform, wie in 1 dargestellt, die Identifizierungsplatte 120 unter dem Anlegezonenboden befestigt, und der Sensor 130 ist an einem unteren Teil der Fahrgastkabine 40 auf der Seite der Anlegezone befestigt. Jedoch kann der Sensor 130 auch an jedem beliebigen Abschnitt der Fahrgastkabine 40 angebracht werden, solange der Sensor 130 die Identifizierungsplatte 120 erfassen kann, und genauso gut kann auch die Identifizierungsplatte 120 an jedem beliebigen Abschnitt des Schachts 50 angebracht werden. Zusätzlich können, obwohl in dieser Ausführungsform der Sensor 130 auf der Seite der Fahrgastkabine 40 angeordnet ist, und die Identifizierungsplatte 120 auf der Seite des Schachts 50 angeordnet ist, wie in 1 gezeigt ist, diese Positionen ausgetauscht werden.
Die Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 101 wird ausführlicher mit Bezugnahme auf 2 beschrieben. Auch in 2 ist die Identifizierungsplatte 120 an der Seitenwand des Schachts 50 befestigt, und der Sensor 130 ist an der Fahrgastkabine 40 angebracht und in einer ±X-Richtung (Auf-Ab-Richtung) beweglich.
Die Identifizierungsplatte 120 ist durch Leiter 121 und einen Leiter 122 aufgebaut, um einen Wirbelstrom zu erzeugen, wenn ein Wechselmagnetfeld auf diese von außen einwirkt. In dieser Ausführungsform sind die Leiter entlang der Auf-Ab-Richtung in einer Reihenfolge des Leiters 121, des Leiters 122 und des Leiters 121 kontinuierlich, ohne einen Spalt zwischen einander aufzuweisen, angeordnet.
Andererseits weist der Sensor 130 eine Wechselstromquelle 132 mit einer Frequenz f, eine Detektorspule 131A, die einem Beispiel eines Magnetfelddetektors entspricht, eine Erregerspule 131B, die einem Beispiel eines Magnetfeldgenerators entspricht, eine Wechselmagnetfeldkomponenteneliminierungsschaltung 133, eine Phasendifferenzerfassungsschaltung 134, eine Amplitudenwerterfassungsschaltung 135 und Komparatoren 136 und 137 auf. Ferner sind die Detektorspule 131A und die Erregerspule 131B um einen Spulenkörper 131C herum gehaltert und gewickelt, der aus einem nicht magnetischen Material hergestellt ist, und wie in 2 dargestellt ist, ist die Detektorspule 131A beispielsweise nahe an der Identifizierungsplatte 120 angeordnet. Hier bilden die Detektorspule 131A, die Erregerspule 131B und der Spulenkörper 131C den Erregermagnetfelddetektor 131. Außerdem ist der Spulenkörper 131C in der Ausführungsform durch einen einzelnen Körper aufgebaut und erstreckt sich in einer zur Identifizierungsplatte 120 senkrechten Richtung. Zusätzlich ist die Wechselstromquelle 132 elektrisch an die Erregerspule 131B angeschlossen. Ferner sind die Phasendifferenzerfassungsschaltung 134 und die Amplitudenwerterfassungsschaltung 135 elektrisch an die Wechselmagnetfeldkomponenteneliminierungsschaltung 133 angeschlossen, der Komparator 137 ist elektrisch an die Phasendifferenzerfassungsschaltung 134 angeschlossen, und der Komparator 136 ist elektrisch an die Amplitudenwerterfassungsschaltung 135 angeschlossen. Darüber hinaus bilden die Wechselmagnetfeldkomponenteneliminierungsschaltung 133, die Phasendifferenzerfassungsschaltung 134, die Amplitudenwerterfassungsschaltung 135 und die Komparatoren 136 und 137 eine Signalverarbeitungsschaltung.
Von dem vorstehenden Aufbau wird nun eine Interaktion zwischen der Identifizierungsplatte 120 und der Detektorspule 131A und der Erregerspule 131B beschrieben.
Es ist allgemein bekannt, dass, wenn ein Wechselmagnetfeld an einen Leiter angelegt wird, ein Wirbelstrom im Inneren des Leiters ausgehend von dessen Oberfläche fließt. Eine Magnitude des Wirbelstroms nimmt exponentiell ab, je weiter er sich von der Leiteroberfläche nach innen bewegt, und eine Phase des Wirbelstroms verzögert sich proportional zur Tiefe, je tiefer er sich in das Innere bewegt. Eine Tiefe, bei der die Magnitude des Wirbelstroms in Bezug auf den Wirbelstrom an der Leiteroberfläche 1/e beträgt (eine Tiefe, bei der sich die Phase des Wirbelstroms um 1 rad in Bezug auf den Wirbelstrom an der Leiteroberfläche verzögert), wird als „Oberflächenschichttiefe δ” bezeichnet und lässt sich als δ = 1/√(πfμσ) anhand der Frequenz f des anzulegenden Wechselmagnetfelds, einer magnetischen Permeabilität μ und einer elektrischen Leitfähigkeit σ ausdrücken. Das Wirbelstrommagnetfeld, das außerhalb des Leiters beobachtet wird, ist die Summe aller Erregungsmagnetfelder, die durch den Wirbelstrom in der jeweiligen Tiefe im Leiter erzeugt werden.
3A zeigt ein Verhältnis zwischen der Magnitude (Amplitude) des Wirbelstrommagnetfelds und einem Verhältnis einer Plattendicke d zur Oberflächenschichttiefe δ des Leiters, und 3B zeigt ein Verhältnis zwischen der Phase des Wirbelstrommagnetfelds und dem Verhältnis der Plattendicke d zur Oberflächenschichttiefe δ des Leiters. In 3A stellt die horizontale Achse das Verhältnis n der Dicke d zur Oberflächenschichttiefe δ des Leiters dar (= d/δ), und die vertikale Achse stellt die Magnitude (Amplitude) des Wirbelstrommagnetfelds dar. In 3B ist die horizontale Achse das Verhältnis n, und die vertikale Achse ist die Phase des Wirbelstrommagnetfelds. Aus 3A und 3B ist ersichtlich, dass eine Tendenz besteht, dass die Amplitude und die Phase des Wirbelstroms beide monoton zunehmen, wenn n < 1 ist, und auf bestimmte Werte konvergieren, wenn n > 1 ist. Im Spezielleren befinden sich der Amplitudenwert und die Phase des Wirbelstrommagnetfelds in einem Verhältnis „kein Leiter” < „wenn die Oberflächenschichttiefe des Wirbelstroms in Bezug auf die Plattendicke des Leiters groß ist” < „wenn die Oberflächenschichttiefe des Wirbelstroms in Bezug auf die Plattentiefe des Leiters klein ist”. Indem dieses Verhältnis genutzt wird, kann ein Positionsverhältnis zwischen der Detektorspule 131A und der Erregerspule 131B und der Identifizierungsplatte 120 bestimmt werden, indem der Amplitudenwert und die Phase des Wirbelstrommagnetfelds erfasst werden.
Indem auf diese Weise ein Wechselmagnetfeld an den Leiter angelegt wird, wird ein vom Leiter ausgehender Wirbelstrom entsprechend der Oberflächenschichttiefe und der Plattendicke des Leiters erzeugt, und damit zusammen wird ein vom Leiter ausgehendes Wirbelstrommagnetfeld erzeugt. Deshalb ist es, indem eine Spule oder ein Magnetsensor wie etwa ein Hall-Element, ein magnetoresistives Element o. dgl. nahe am Leiter als zum Erfassen des Wirbelstrommagnetfels oder des Wechselmagnetfelds ausgelegter Magnetfeldsensor vorgesehen wird, möglich, einen Amplitudenwert des Wirbelstrommagnetfelds allein oder eines kombinierten Magnetfelds aus dem Wirbelstrommagnetfeld und dem Wechselmagnetfeld und einen Änderungsbetrag bei der Phase des Wechselmagnetfelds auf Grundlage eines Ausgangssignals aus der Spule oder dem Magnetfelddetektor wie etwa dem Hall-Element, dem magnetoresistiven Element o. dgl. zu bestimmen.
Eine Anwendung der vorstehenden Theorie auf die Identifizierungsplatte 120 und die Detektorspule 131A und die Erregerspule 131B lässt sich wie folgt beschreiben.
Speziell wird, indem ein Wechselstrom mit konstanter Amplitude mit der Frequenz f aus der Wechselstromquelle 132 an die Erregerspule 131B angelegt wird, ein Wechselmagnetfeld mit der Frequenz f um die Erregerspule 131B herum erzeugt, und die Detektorspule 131A, die koaxial mit der Erregerspule 131B angeordnet ist, kann das durch die Erregerspule 131B erzeugte Wechselmagnetfeld erfassen. Wenn sich kein Leiter nahe der Erregerspule 131B und der Detektorspule 131A befindet, gibt die Detektorspule 131A deshalb nur das Wechselstromsignal mit konstanter Amplitude mit der Frequenz f aus.
Andererseits wird ein Fall in Erwägung gezogen, in dem die Erregerspule 131B den Leitern 121 und 122 gegenüberliegend zugewandt ist. In diesem Fall wird, wenn das von der Erregerspule 131B erzeugte Wechselmagnetfeld mit der Frequenz f an die Leiter 121 und 122 angelegt wird, ein Wirbelstrom in den Leitern 121 und 122 erzeugt, und das Wirbelstrommagnetfeld wird von den Leitern 121 und 122 erzeugt. Somit weist eine Ausgangsspannung aus der Detektorspule 131A nicht nur eine Wechselmagnetfeldkomponente aus der Erregerspule 131B auf, sondern auch eine Wellenform, in der die Wirbelstrommagnetfeldkomponente aus den Leitern 121 und 122 mit der Wechselmagnetfeldkomponente kombiniert ist.
Als Nächstes wird die Signalverarbeitungseinheit beschrieben, an welche die so aufgebaute und betriebene Detektorspule 131A und Erregerspule 131B angeschlossen sind.
Die Wechselmagnetfeldkomponenteneliminierungsschaltung 133 gibt eine Spannung V1 aus, wobei nur die Wirbelstrommagnetfeldkomponente aus der aus der Detektorspule 131A ausgegebenen Spannungswellenform beseitigt wird. Die Wechselmagnetfeldkomponenteneliminierungsschaltung 133 kann durch eine Verzögerungsschaltung und einen Differentialverstärker oder beispielsweise durch eine Wheatstone-Brückenschaltung aufgebaut sein.
Die Amplitudenwerterfassungsschaltung 135 gibt eine Amplitudenspannung V2 aus einer Spannungswellenform V1 aus der Wechselmagnetfeldkomponenteneliminierungsschaltung 133 an den Komparator 136 aus. Der Komparator 136 bestimmt, ob die Amplitudenspannung V2 gleich einem oder größer als ein Schwellenwert ist oder nicht. Wenn die Amplitudenspannung V2 gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist, d. h., wenn die Identifizierungsplatte 120 erfasst wird, gibt der Komparator 136 eine Spannung V4 in Hoch (1) aus. Ist hingegen die Amplitudenspannung V2 kleiner als der Schwellenwert, d. h., wenn die Identifizierungsplatte 120 nicht erfasst wird, gibt der Komparator 136 die Spannung V4 in Tief (0) aus.
Auf diese Weise ist es möglich, zu bestimmen, ob die Identifizierungsplatte 120, d. h. die Leiter 121 und 122, der Detektorspule 131A und der Erregerspule 131B gegenüberliegend zugewandt ist bzw. sind.
Darüber hinaus wird die Phasendifferenzerfassungsschaltung 134 mit der aus der Wechselmagnetfeldkomponenteneliminierungsschaltung 133 ausgegebenen Spannungswellenform V1 und einer Ausgangsstromwellenform der Erregerspule 131B versorgt, und die Phasendifferenzerfassungsschaltung 134 gibt eine Differenz zwischen den Phasen an den Komparator 137 aus. Der Komparator 137 bestimmt, ob die Phasendifferenz gleich einem oder größer als ein Schwellenwert ist oder nicht. Wenn die Phasendifferenz gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist, d. h., wenn die Identifizierungsplatte 120 erfasst wird, gibt der Komparator 137 eine Spannung V5 in Hoch (1) aus. Ist hingegen die Phasendifferenz kleiner als der Schwellenwert, d. h., wenn die Identifizierungsplatte 120 nicht erfasst wird, gibt der Komparator 137 die Spannung V5 in Tief (0) aus.
Auf diese Weise ist es möglich, zu bestimmen, ob einer der Leiter 121 und der Leiter 122 der Identifizierungsplatte 120 der Detektorspule 131A und der Erregerspule 131B gegenüberliegend zugewandt ist oder nicht.
Wie zuvor beschrieben, ist es bei einem Anlegebetrieb der Kabine 40 an einer bestimmten Etage notwendig, die Türzone und die Einnivellierungszone zu berücksichtigen. Speziell ist es wünschenswert, mittels der Identifizierungsplatte 120 zu bestimmen, dass sich der Sensor 130 entweder in der Türzone oder der Einnivellierungszone befindet, oder dass sich der Sensor 130 außerhalb dieser zwei Zonen befindet.
Deshalb sind die Leiter 121 der Identifizierungsplatte 120 angepasst, dass sie die Plattendicke und die Oberflächenschichttiefe δ dergestalt aufweisen, dass das Verhältnis n der Dicke d des Leiters zur Oberflächenschichttiefe δ, das durch die horizontale Achse von 3A und 3B dargestellt ist, „A” beträgt, und der Leiter 122 der Identifizierungsplatte 120 ist angepasst, dass er die Plattendicke und die Oberflächenschichttiefe δ dergestalt aufweist, dass das Verhältnis n, das durch die horizontale Achse von 3A und 3B dargestellt ist, „B” beträgt. Darüber hinaus ist der Leiter 122, wie in 2 dargestellt, in einem Bereich zum Erfassen der Einnivellierungszone angeordnet, und die Leiter 121 sind in einem Bereich zum Erfassen der Türzone angeordnet, welche die Einnivellierungszone ausschließt. Als ein Beispiel, wenn die Frequenz der Wechselmagnetfelds der Wechselstromquelle 132100 kHz beträgt, sind die Leiter 121 aus nichtmagnetischem rostfreiem Stahl (SUS304) hergestellt, dessen Plattendicke 0,5 mm (δ = 1,4 mm) beträgt, und der Leiter 122 ist aus einer Aluminiumlegierung (A5052) hergestellt, deren Plattendicke 1 mm (δ = 0,36 mm) beträgt.
Wie vorstehend beschrieben, nehmen der Amplitudenwert und die Phase des Wirbelstrommagnetfelds zu, wenn die Oberflächenschichttiefe des Wirbelstroms zur Plattendicke des Leiters der Identifizierungsplatte 120 kleiner ist. Um die Oberflächenschichttiefe des Wirbelstroms zur Plattendicke des Leiters zu senken, ist es deshalb möglich, den Typ des Metalls des Leiters zu verändern, anstatt die Plattendicke des Leiters zu erhöhen. Mit anderen Worten ist es möglich, die Plattendicke der Identifizierungsplatte 120 konstant oder reduziert auszulegen, indem die Oberflächenschichttiefe unter Verwendung eines Metalls eines Typs mit einem anderen spezifischen Widerstand und einer anderen magnetischen Permeabilität verändert wird. Damit ist es möglich, Kosten und Gewicht zu senken, und die Einbauleistung der Identifizierungsplatte 120 zu verbessern.
Als Nächstes wird ein Betrieb der so aufgebauten Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 101 beschrieben. Hier wird mit Bezugnahme auf 4 ein Fall beschrieben, in dem der Sensor 130 aus einem Bereich außerhalb der Identifizierungsplatte 120 zur Identifizierungsplatte 120 in 2 bewegt wird, wenn er sich beispielsweise in eine +X-Richtung bewegt.
4 zeigt ein Positionsverhältnis zwischen der Identifizierungsplatte 120 und der Detektorspule 131A und der Erregerspule 131B beim Verstreichen einer Zeit von t0 bis t5. Hier sind die Detektorspule 131A und die Erregerspule 131B den Leitern der Identifizierungsplatte 120 in der Reihenfolge kein Leiter (von t0 bis t1) → der Leiter 121 (von t1 bis t2) → der Leiter 122 (von t2 bis t3) → der Leiter 121 (von t3 bis t4) → kein Leiter (von t4 bis t5) gegenüberliegend zugewandt. Darüber hinaus zeigt 5 Veränderungen mit der Zeit in V1, V2 u. dgl., wobei eine Zeitachse im obigen Betrieb als die horizontale Achse aufgetragen ist, und ein Erregungsstrom, der Ausgang V1 aus der Wechselmagnetfeldkomponenteneliminierungsschaltung 133, der Ausgang V2 aus der Amplitudenwerterfassungsschaltung 135, und der Ausgang V3 aus der Phasendifferenzerfassungsschaltung 134 als die vertikale Achse aufgetragen sind.
Wie aus 5 klar ersichtlich ist, nehmen Werte der Ausgänge V2 und V3 ab der Zeit t1 bis zur Zeit t4 zu oder ab. Auf Grundlage des Positionsverhältnisses zwischen jedem Zeitpunkt und der Identifizierungsplatte 120, sind in 6 Verhältnisse zwischen der Position der Identifizierungsplatte 120 und den Spannungen V2, V3, V4 und V5 gezeigt. Hier handelt es sich bei den Schwellenwerten 1 und 2 um Bezugsspannungen zum Betätigen der Komparatoren 136 und 137. Durch angemessenes Ansetzen dieser Schwellenwerte ist es möglich, die Signale V5 oder V6 in Hoch (1) oder Tief (0) entsprechend dem Inneren oder Äußeren der Türzone und dem Inneren oder Äußeren der Einnivellierungszone separat vom Sensor 130 auszugeben.
Nun wird ein Verfahren zum Ansetzen der Schwellenwerte in den Komparatoren 136 und 137 beschrieben.
Die Fahrgastkabine 40 eines Aufzugs ist für gewöhnlich entlang einer Schiene des Schachts 50 aufgehängt, und deshalb schwingt die Fahrgastkabine 40 oftmals innerhalb eines vorbestimmten Bereichs in einer zur Auf-Ab-Richtung im Wesentlichen senkrechten Richtung. Dementsprechend variiert der Spalt zwischen der Identifizierungsplatte 120, die auf der Seite des Schachts 50 angeordnet ist, und dem Sensor 130, der auf der Seite der Fahrgastkabine 40 angeordnet ist. 7 zeigt die Magnitude (Amplitude) des Wirbelstrommagnetfelds, und die Phase des Wirbelstrommagnetfelds, wenn eine zentrale Position der Veränderung L ist und ein Veränderungsbereich „1” ist.
Wenn der Spalt größer wird, nehmen auch Abstände zwischen den Leitern 121 und 122 der Identifizierungsplatte 120 und der Detektorspule 131A und der Erregerspule 131B zu, und deshalb wird das auf die Detektorspule 131A wirkende Wirbelstrommagnetfeld kleiner. Dementsprechend nimmt die Amplitude des Wirbelstrommagnetfelds wie in 7 gezeigt monoton ab, wenn der Spalt größer wird.
Andererseits ist, was die Phase des Wirbelstrommagnetfelds anbelangt, das durch die Detektorspule 131A erfasste Wirbelstrommagnetfeld eine Summe der Erregungsmagnetfelder, die aus den durch die Leiter 121 und 122 fließenden Wirbelströmen entstehen, und deshalb verändert sich, wenn die Plattendicke der Leiter 121 und 122 in Bezug auf einen Wert des Spalts ausreichend klein ist, die Phase des Wirbelstrommagnetfelds selbst auch dann nicht, wenn sich der Spalt verändert.
Deshalb kann, da es ausreicht, dass die Amplitude des Wirbelstrommagnetfelds, wenn der Spalt größer wird, gleich dem oder größer als der Schwellenwert des Komparators 136 ist, der Schwellenwert 1 des Komparators 136, der die Türzone bestimmt, als ein wie durch eine in 7 gezeigte Strichlinie angegebener Wert angesetzt werden.
Dann kann, da sich die Phasendifferenz des Wirbelstroms selbst nicht ändert, wenn sich der Spalt verändert, der Schwellenwert 2 des Komparators 137, der die Einnivellierungszone bestimmt, als ein Wert zwischen den Leitern 121 (einem Abschnitt von A) und dem Leiter 122 (einem Abschnitt von B) wie in 3B gezeigt angesetzt werden.
Es wäre anzumerken, dass wie in 2 gezeigt, obwohl der Leiter 122 zum Erfassen der Einnivellierungszone in dieser Ausführungsform verwendet wird, die Leiter 121 und der Leiter 122 gegeneinander ausgetauscht werden können, um die Leiter 121 zum Erfassen der Einnivellierungszone zu verwenden.
Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 101 der ersten Ausführungsform, indem die eine Detektorspule 131A, die Phasendifferenzerfassungsschaltung 134 und die Amplitudenwerterfassungsschaltung 135 vorgesehen werden und die Phase und die Amplitude als zwei verschiedene Erfassungssignale aus der Detektorspule 131A abgegriffen werden, möglich, separat zu erfassen, ob sich die Aufzugkabine innerhalb oder außerhalb des Bereichs der Türzone befindet, und zwar auf Grundlage der Leiter 121 der Identifizierungsplatte 120, und ob sich die Aufzugkabine innerhalb oder außerhalb des Bereichs der Einnivellierungszone befindet, und zwar auf Grundlage des Leiters 122, zusätzlich zur Erfassung, ob sich die Aufzugkabine innerhalb oder außerhalb des Bereichs der Identifizierungsplatte 120 befindet. Indem das Erfassungssignal aus der Detektorspule 131A durch die mehreren Schwellenwerte unterteilt wird, ist es darüber hinaus möglich, einen Einfluss der Veränderung des Erfassungssignals zu reduzieren. Außerdem können auch die Produktionskosten gesenkt werden, weil es sich bei dem Detektor zum Erfassen der Identifizierungsplatte 120 um die eine Detektorspule 131A handelt.
Im Folgenden werden modifizierte Beispiele des vorstehenden Aufbaus nach der ersten Ausführungsform beschrieben.
Um eine Stärke des Wechselmagnetfelds zu erhöhen, oder um eine Stärke des von der Erregerspule 131B ausgehenden Erfassungsmagnetfelds zu erhöhen, kann, wie in 8A gezeigt, ein stabförmiger Magnetmaterialkern 131D, der hochgradig magnetisch permeabel ist, in die Spule der Detektorspule 131A und der Erregerspule 131B eingesetzt werden.
Ferner ist es, wie in 8B gezeigt, möglich, einen nadelförmigen Magnetmaterialkern 131E vorzusehen, der über eine zugespitztes Spitzenende verfügt, das in die Detektorspule 131A und die Erregerspule 131B eingesetzt wird, um die Richtcharakteristik und Genauigkeit bei der Positionserfassung des Wechselmagnetfelds zu verbessern.
Außerdem müssen die Detektorspule 131A und die Erregerspule 131B nicht um denselben Spulenkörper gewickelt sein, der als einziges nichtmagnetisches Material ausgelegt ist, und können, wie in 9 dargestellt, so ausgelegt sein, dass sie die Identifizierungsplatte 120 von rechts und links in einer zur Auf-Ab-Richtung senkrechten Richtung sandwichartig einschließen.
Darüber hinaus ist es möglich, wie ein in 10 dargestellter Sensor 130-2 und ein in 11 dargestellter Sensor 130-3 eine Wechselmagnetfeldkomponente aus der Ausgangsspannung der Detektorspule 131A zu beseitigen, ohne die Wechselmagnetfeldkomponenteneliminierungsschaltung 133 zu verwenden. Beispielweise kann die Detektorspule 131A so ausgelegt sein, dass sie einen Differentialausgang ausgibt, wie in 10 dargestellt ist, oder die Detektorspule 131A und die Erregerspule 131B können so angeordnet sein, dass ihre Ausrichtungen sich um 90 Grad voneinander unterscheiden, wie in 11 dargestellt ist. Diese Auslegungen werden im Folgenden separat beschrieben.
Der in 10 dargestellte Sensor 130-2 enthält zwei Detektorspulen 131A, und die Detektorspulen 131A sind jeweils auf beiden Seiten der Erregerspule 131B in der zur Auf-Ab-Richtung senkrechten Richtung, d. h. in der Richtung des Spaltes in gleichem Abstand von der Erregerspule 131B angeordnet. Dementsprechend werden beide Detektorspulen 131A mit dem Wechselmagnetfeld mit derselben Stärke beaufschlagt.
Deshalb wird, indem die Plattendicke der Identifizierungsplatte 120 in Bezug auf eine Größe des Spalts zwischen der Identifizierungsplatte 120 und der Detektorspule 131A erhöht wird, die Veränderung der Phase des Wirbelstrommagnetfelds in dem Spalt in gewissem Maße erhöht. Damit ist es, unter der Voraussetzung, dass ein Ausgang aus jeder der Detektorspulen 131A als ein Differentialausgang ausgelegt ist, da die Wechselmagnetfelder von den Erregerspulen 131B an jeweiligen Stellen der zwei Detektorspulen 131A dieselben sind, sich aber das Wirbelstrommagnetfeld je nach dem Abstand von der Identifizierungsplatte 120 unterscheidet, möglich, nur die Wirbelstrommagnetfeldkomponente aus der Detektorspule 131A auszugeben. Deshalb kann die Wechselmagnetfeldkomponenteneliminierungsschaltung 133 entfallen. Somit ist es möglich, die Kosten des Sensors weiter zu senken.
Ferner ist bei dem in 11 dargestellten Sensor 130-3 die Detektorspule 131A parallel oder im Wesentlichen parallel mit der Identifizierungsplatte 120 vorgesehen, und die Erregerspule 131B ist in einer zur Auf-Ab-Richtung senkrechten Richtung angeordnet. Die Magnetlinien des Wechselmagnetfelds und Wirbelstrommagnetfelds der so angeordneten Detektorspule 131A sind in 12 gezeigt. Die Magnetlinien, die durch durchgezogene Linien angezeigt sind, sind Linien des Erregungsmagnetfelds, und die Richtung des Magnetfelds ist senkrecht zu einer axialen Richtung der Detektorspule 131A. Dementsprechend enthält der Ausgang aus der Detektorspule 131A die Wechselmagnetfeldkomponente nicht. Ferner sind die Magnetlinien, die in 12 durch Strichlinien angezeigt sind, Linien des Wirbelstrommagnetfelds, und die Richtung des Wirbelstrommagnetfelds an der Stelle der Detektorspule 131A und die axiale Richtung der Detektorspule 131A sind dieselben. Dementsprechend wird, weil nur das Wirbelstrommagnetfeld an die Detektorspule 131A angelegt wird, nur die Wirbelstrommagnetfeldkomponente aus der Detektorspule 131A ausgegeben. Deshalb kann die Wechselmagnetfeldkomponenteneliminierungsschaltung 133 entfallen, wodurch es möglich ist, die Kosten des Sensors weiter zu senken.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezugnahme auf 13 beschrieben. Wie in 13 dargestellt ist, ist eine Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 102 nach der zweiten Ausführungsform so aufgebaut, dass die Detektorspule 131A und die Erregerspule 131B mit der dazwischen eingesetzten Identifizierungsplatte 120 in der zur Auf-Ab-Richtung senkrechten Richtung angeordnet sind. Dieser Aufbau ist derselbe wie derjenige der Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 101 nach der ersten Ausführungsform, die mit Bezugnahme auf 9 beschrieben wurde. Ein in 13 dargestellter Sensor 130-4 unterscheidet sich in seinem Aufbau vom demjenigen des in 9 dargestellten Sensors, dass die in 9 dargestellte Wechselmagnetfeldkomponenteneliminierungsschaltung 133 entfallen ist.
Mit einem solchen Aufbau gibt die Detektorspule 131A eine Spannung ab, die das Wechselmagnetfeld und das Wirbelstrommagnetfeld kombiniert.
Was den Sensor 130-4 der Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 102 nach der zweiten Ausführungsform betrifft, so zeigt 14A ein Verhältnis zwischen der Magnitude (Amplitude) eines aus dem Wechselmagnetfeld und dem Wirbelstrommagnetfeld zusammengesetzten Magnetfelds, und ein Verhältnis n der Plattendicke d zur Oberflächenschichttiefe δ des Leiters (= d/δ), und 14B zeigt ein Verhältnis zwischen der Phase des aus dem Wechselmagnetfeld und dem Wirbelstrommagnetfeld zusammengesetzten Magnetfelds und das Verhältnis der Plattendicke d zur Oberflächenschichttiefe δ des Leiters.
Wie in 14A dargestellt ist, besteht eine Tendenz, dass die Amplitude des zusammengesetzten Magnetfelds monoton abnimmt, wenn n ≤ 1 ist, und auf einen bestimmten Wert konvergiert, wenn n > 1 ist. Andererseits verhält sich die Phase des zusammengesetzten Magnetfelds, wie in 14B gezeigt ist, so, dass eine Spitze maximiert ist, wenn n = 1 ist, und so, dass die Phase im Wesentlichen gleich derjenigen von n = 0 (kein Leiter:kein Wirbelstrommagnetfeld) ist, wenn n >> 1 ist.
Deshalb sind bei der Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 102 nach der zweiten Ausführungsform die Leiter 121 als ein Leiter ausgelegt, bei dem die Plattendicke und die Oberflächenschichttiefe der Leiter 121 so angepasst sind, dass n zu B wird, wie in 14A und 14B gezeigt ist, und der Leiter 122 als ein Leiter ausgelegt ist, bei dem die Plattendicke und die Oberflächenschichttiefe des Leiters 122 so angepasst sind, dass n zu A wird, wie in 14A und 14B gezeigt ist.
Für die wie in 13 gezeigte, so aufgebaute Identifizierungsplatte 120 ist der Leiter 122 in einem Bereich angeordnet, in dem die Einnivellierungszone erfasst werden soll, und die Leiter 121 sind in einem Bereich der Türzone angeordnet, der die Einnivellierungszone ausschließt. Als ein Beispiel, wenn die Frequenz der Wechselmagnetfelds der Wechselstromquelle 132100 kHz beträgt, ist der Leiter 121 aus nichtmagnetischem rostfreiem Stahl (SUS304) hergestellt, dessen Plattendicke 1,4 mm (δ = 1,4 mm) beträgt, und die Leiter 121 sind aus einer Aluminiumlegierung (A5052) hergestellt, deren Plattendicke 1 mm (δ = 0,36 mm) beträgt.
Als Nächstes wird ein Betrieb der so aufgebauten Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 102 beschrieben. Hier wird mit Bezugnahme auf 15 ein Fall beschrieben, in dem der Sensor 130-4 aus einem Bereich außerhalb der Identifizierungsplatte 120 zur Identifizierungsplatte 120 bewegt wird, wenn er sich beispielsweise in eine +X-Richtung entlang einer Zeitachse ab einer Zeit t6 bis t11 bewegt.
Der Erregungsstrom, die Erfassungsspannung der Detektorspule 131A, der Ausgang V2 aus der Amplitudenwerterfassungsschaltung 135 und der Ausgang V3 aus der Phasendifferenzerfassungsschaltung 134 in Bezug auf die Zeitachse im Zustand von 15 sind in 16 gezeigt. Die Werte des Ausgangs V2 und des Ausgangs V3 nehmen ab der Zeit t7 bis t10 zu oder ab, und je nach einem Positionsverhältnis zwischen jedem Zeitpunkt und der Identifizierungsplatte 120 sind die Verhältnisse zwischen der Position der Identifizierungsplatte 120 und den Spannungen V2, V3, V4 und V5 wie in 17 gezeigt. Hier sind die Schwellenwerte 1 und 2 Bezugsspannungen zum Betätigen der Komparatoren 136 und 137. Durch angemessenes Ansetzen dieser Schwellenwerte ist es möglich, die Signale V4 und V5 in Hoch (1) oder Tief (0) entsprechend dem Inneren oder Äußeren des Bereichs der Türzone und dem Inneren oder Äußeren des Bereichs der Einnivellierungszone separat vom Sensor 130-4 auszugeben.
Nun wird ein Verfahren zum Ansetzen der Schwellenwerte 1 und 2 in den Komparatoren 136 und 137 beschrieben.
In der wie in 13 dargestellten zweiten Ausführungsform sind die Detektorspule 131A und die Erregerspule 131B mit der dazwischen eingesetzten Identifizierungsplatte 120 angeordnet. Wenn, wie vorstehend beschrieben, die Fahrgastkabine 40 während des Betriebs schwingt und der Abstand zwischen der Detektorspule 131A und der Identifizierungsplatte 120 größer wird, nimmt das Verhältnis des Wirbelstrommagnetfelds, das die Detektorspule 131A von der Identifizierungsplatte 120 her erreicht, ab, während die Stärke des ausgehend von der Identifizierungsplatte 120 erzeugten Wirbelstrommagnetfelds zunimmt, weil der Abstand zwischen der Erregerspule 131B und der Identifizierungsplatte 120 kleiner wird. Selbst wenn die Fahrgastkabine 40 schwingt, verändert sich im Ergebnis die Stärke des an die Detektorspule 131A angelegten Wirbelstrommagnetfelds kaum, und das aus der Detektorspule 131A ausgegebene, aus dem Wechselmagnetfeld und dem Erregungsmagnetfeld zusammengesetzte Magnetfeld verändert sich kaum.
Ausgehend von dem, was vorstehend beschrieben wurde, kann der Schwellenwert 1 des Komparators 136, der die Türzone bestimmt, als ein Wert zwischen n = 0 (kein Leiter) und dem Leiter 122 (ein Abschnitt von A) angesetzt werden, wie in 14A gezeigt ist. Dann kann der Schwellenwert 2 des Komparators 137, der die Einnivellierungszone bestimmt, als ein Wert zwischen den Leitern 121 (ein Abschnitt von B) und dem Leiter 122 (der Abschnitt von A) angesetzt werden, wie in 14B gezeigt ist.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 102 nach der zweiten Ausführungsform auch dieselbe Wirkung bereitstellen wie durch die Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 101 der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform bereitgestellt wird.
Darüber hinaus entfällt nach der Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 102 der zweiten Ausführungsform im Vergleich zur Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 101 der ersten Ausführungsform die Wechselmagnetfeldkomponenteneliminierungsschaltung 133. So ist es möglich, Wirkungen bereitzustellen, die Kosten des Sensors weiter zu senken und die Veränderung bei den Ausgangssignalen aus der Detektorspule 131A in Bezug auf die Schwingung der Fahrgastkabine 40 zu reduzieren.
DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
Als Nächstes wird eine Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 103 nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf 18 beschrieben.
Die Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 103 nach der dritten Ausführungsform hat denselben Aufbau wie die vorstehend beschriebene Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 101 nach der ersten Ausführungsform. Jedoch unterscheidet sich die Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 103 nach der dritten Ausführungsform von der Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 101 nach der ersten Ausführungsform darin, dass der Komparator 137 zwei Schwellenwerte umfasst. Dieser Unterschied wird nachstehend beschrieben.
In einem Fall, bei dem sich der Sensor 130 aus einem Bereich außerhalb der Identifizierungsplatte 120 zur Identifizierungsplatte 120 bewegt, beispielsweise, wenn er sich in der +X-Richtung bewegt, ist die Identifizierungsplatte 120 dieselbe wie in der ersten Ausführungsform, und der Ausgang V3 aus der Phasendifferenzerfassungsschaltung 134 und der Ausgang V2 aus der Amplitudenwerterfassungsschaltung 135 verändern sich wie in 18 gezeigt. Durch die Veränderung des Abstands zwischen der Identifizierungsplatte 120 und dem Sensor 130 aufgrund der Schwingung der Fahrgastkabine 40, verändert sich der Ausgang V2 aus der Amplitudenwerterfassungsschaltung 135, aber der Ausgang V3 aus der Phasendifferenzerfassungsschaltung 134 ändert sich kaum. Entsprechend kann, wie in 18 gezeigt ist, der Ausgang V3 aus der Phasendifferenzerfassungsschaltung 134 durch den Komparator 137 unter Verwendung zweiter Schwellenwerte, und zwar eines Schwellenwerts 3 und eines Schwellenwerts 4, in drei Ausgangswerte unterteilt werden, die als die Spannung V5 aus dem Komparator 137 ausgegeben werden sollen. Mit anderen Worten kann die Spannung V5 durch den Schwellenwert 3 in Tief (0) und Hoch (1), und dann durch den Schwellenwert 4 in Hoch (2) ausgegeben werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist es nach der Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 103 nach der dritten Ausführungsform möglich, die Türzone, die Einnivellierungszone und den Bereich außerhalb dieser zwei Zonen nur mit dem Ausgang aus der Phasendifferenzerfassungsschaltung 134 zu erfassen. Deshalb ist es nach der Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 103 nach der dritten Ausführungsform in weiterer Kombination mit einem die Türzone angebenden Ausgangswert, der aus dem Komparator 136 ausgegeben wird, dem der Ausgang V2 aus der Amplitudenwerterfassungsschaltung 135 zugeführt wird, möglich, die Türzone, die Einnivellierungszone und die Zone außerhalb dieser zwei Zonen zuverlässiger zu erfassen.
VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM
Als Nächstes wird eine Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 104 nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf 19 beschrieben.
Die Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 104 nach der vierten Ausführungsform hat im Grunde denselben Aufbau wie die vorstehend beschriebene Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 101 nach der ersten Ausführungsform. Jedoch bestehen insofern Unterschiede in ihrem Aufbau, als die Identifizierungsplatte 120 durch eine Identifizierungsplatte 120-2 und der Komparator 137 durch eine Versatzkorrekturschaltung 138 ersetzt ist. Diese Unterschiede werden nachstehend im Einzelnen beschrieben.
Wie in 19 dargestellt ist, umfasst die Identifizierungsplatte 120-2 den Leiter 122, der so aufgebaut ist, dass die Plattendicke des Leiters 122 von der Seite eines der Leiter 121 zur Seite des anderen Leiters 121 zunimmt.
Was die Identifizierungsplatte 120-2 betrifft, so nehmen, wenn sich ein Sensor 130-5 aus einem Bereich außerhalb der Identifizierungsplatte 120-2 zur Identifizierungsplatte 120-2 bewegt, beispielsweise, wenn er sich in der +X-Richtung bewegt, der Ausgang V3 aus der Phasendifferenzerfassungsschaltung 134 und der Ausgang V2 aus der Amplitudenwerterfassungsschaltung 135, wie in 20 gezeigt, Ausgangswerte entsprechend einer Plattendicke des Leiters 122-2 an einer Stelle an, an der die Detektorspule 131A und die Erregerspule 131B dem Leiter 122-2 gegenüberliegend zugewandt sind. Mit anderen Worten, je dicker die Plattendicke des Leiters 122-2 ist, umso größer sind die Werte, die als der Ausgang V3 und der Ausgang V2 ausgegeben werden. Durch Nutzen einer solchen Charakteristik ist es möglich, eine Absolutposition des Sensors 130-5 innerhalb der Identifizierungsplatte 120-2 zu erfassen.
Wie in 20 gezeigt ist, gibt die Versatzkorrekturschaltung 138, welcher der Ausgang V3 aus der Phasendifferenzerfassungsschaltung 134 zugeführt wird, die Spannung V5, die der Absolutposition in der Einnivellierungszone entspricht, ohne einen Schritt von Tief (0) zu Hoch (1) nur in der Einnivellierungszone aus, die dem Bereich des Leiters 122-2 entspricht.
Deshalb kann die Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 104 nach der vierten Ausführungsform nicht nur dieselbe Wirkung bereitstellen, die durch die Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung 101 nach der ersten Ausführungsform geboten wird, sondern zusätzlich zur Erfassung der Einnivellierungszone auch die Absolutposition der Kabine 40 in der Einnivellierungszone erfassen.
Die folgenden Auslegungen könne auch als modifizierte Beispiele des Leiters 122-2 bereitgestellt werden.
Wie in 21A dargestellt ist, kann eine Plattendicke einer Identifizierungsplatte 120-3 über die Identifizierungsplatte 120-3 insgesamt allmählich zunehmen. Indem die so aufgebaute Identifizierungsplatte 120-3 verwendet wird, ist es möglich, die Absolutposition der Kabine 40 innerhalb jeder Zone in einer gesamten Türzone und nicht nur der Einnivellierungszone zu erfassen.
Darüber hinaus ist es, wie in 21B dargestellt, indem eine Plattendicke einer Identifizierungsplatte 120-4 so ausgelegt wird, dass sie stufenweise über die Identifizierungsplatte 120-4 insgesamt zunimmt, möglich, eine Erfassung in mehreren Zonen innerhalb der Türzone durchzuführen.
Bei einer Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Position einer Aufzugkabine durch einen Sensor, der ein Identifizierungselement erfasst, wobei
der Sensor aufweist: einen Magnetfeldgenerator, der dazu ausgelegt ist, ein vom Identifizierungselement ausgehendes Magnetfeld zu erzeugen; einen Magnetfelddetektor, der in einem Paar mit dem Magnetfeldgenerator vorgesehen ist; und eine Signalverarbeitungseinheit, die an den Magnetfelddetektor angeschlossen ist,
das Identifizierungselement mehrere Leiterteile mit unterschiedlichen Plattendicken in Bezug auf eine Oberflächenschichttiefe eines Wirbelstroms aufweist, der mittels des Magnetfeldgenerators am Identifizierungselement erzeugt wird,
der Magnetfelddetektor ein Wirbelstrommagnetfeld erfasst, das mittels des Magnetfeldgenerators ausgehend vom Identifizierungselement erzeugt wird, und
wenn sich die Fahrgastkabine nahe einer Position, an der das Identifizierungselement angeordnet ist, nach oben oder unten bewegt, die Signalverarbeitungseinheit identifiziert, ob sich die Fahrgastkabine in einem Bereich eines der Leiterteile des Identifizierungselements oder außerhalb eines Bereichs des Identifizierungselements befindet, und zwar auf Grundlage von Informationen bezüglich einer Amplitude und einer Phase des Wirbelstrommagnetfelds, die aus einem Ausgang des Magnetfelddetektors erhalten werden.
In dem anderen Aspekt können die Leiterteile des Identifizierungselements so ausgelegt sein, dass sie eines aufweisen, dessen Oberflächenschichttiefe des Wirbelstroms im Hinblick auf die Plattendicke des Identifizierungselements groß ist, und ein anderes aufweisen, dessen Oberflächenschichttiefe des Wirbelstroms im Hinblick auf die Plattendicke klein ist.
Gemäß dieser Auslegung ist es möglich, das Positionsverhältnis zwischen dem Magnetfelddetektor und dem Magnetfeldgenerator und dem Identifizierungselement zu bestimmen.
Darüber hinaus kann in dem anderen Aspekt zumindest eines der Leiterteile des Identifizierungselements durch ein Metall gebildet sein, das sich von demjenigen für das übrige eine Leiterteil der Leiterteile unterscheidet, wobei das Metall eine andere Oberflächenschichttiefe des Wirbelstroms in Bezug auf die Plattendicke des Identifizierungselements hat.
Gemäß dieser Auslegung ist es möglich, Kosten und Gewicht des Identifizierungselements zu senken sowie eine Einbauleistung des Identifizierungselements zu verbessern.
Darüber hinaus können in dem anderen Aspekt die Leiterteile des Identifizierungselements unterschiedliche Plattendicken in einer Längsrichtung von diesem haben.
Gemäß dieser Auslegung ist es möglich, eine Absolutposition der Fahrgastkabine innerhalb des Identifizierungselements zu erfassen.
Es sollte klar sein, dass beliebige der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen angemessen kombiniert werden können, um ihre jeweiligen Wirkungen zu entfalten.
Obwohl die vorliegende Erfindung die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen umfassend bereitstellt, ist es für einen Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich, dass verschiedenen Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden können. Solche Abwandlungen und Änderungen sollten als im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten erachtet werden, ohne von dem durch die angehängten Ansprüche definierten Umfang der Erfindung abzuweichen.
Zusätzlich wird hier die Offenbarung der am 8. Februar 2012 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. JP 2012-24720 inklusive ihrer Beschreibung, Zeichnungen, Ansprüche und Zusammenfassung in ihrer Gänze mit aufgenommen.
Bezugszeichenliste

40: Fahrgastkabine
101–104: Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung
120: Identifizierungsplatte
121: Leiter
122: Leiter
130, 130-2–130-5: Sensor
131A: Detektorspule
131B: Erregerspule
132: Wechselstromquelle
133: Wechselmagnetfeldkomponenteneliminierungsschaltung
134: Phasendifferenzerfassungsschaltung
135: Amplitudenwerterfassungsschaltung
136: Komparator
137: Komparator
138: Versatzkorrekturschaltung

Claims

Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Position einer Aufzugkabine mittels eines Sensors (130), der ein Identifizierungselement (120) erfasst, wobei der Sensor aufweist: einen Magnetfeldgenerator (131B), der dazu ausgelegt ist, ein vom Identifizierungselement ausgehendes Magnetfeld zu erzeugen; einen Magnetfelddetektor (131A), der in einem Paar mit dem Magnetfeldgenerator vorgesehen ist; und eine Signalverarbeitungseinheit (133–137), die an den Magnetfelddetektor angeschlossen ist, wobei das Identifizierungselement mehrere Leiterteile (121, 122) mit unterschiedlichen Plattendicken in Bezug auf eine Oberflächenschichttiefe eines Wirbelstroms aufweist, der mittels des Magnetfeldgenerators am Identifizierungselement erzeugt wird, wobei der Magnetfelddetektor ein Wirbelstrommagnetfeld erfasst, das mittels des Magnetfeldgenerators ausgehend vom Identifizierungselement erzeugt wird, und wobei in einem Zustand, in dem sich die Fahrgastkabine nahe einer Position, an der das Identifizierungselement angeordnet ist, nach oben oder unten bewegt, die Signalverarbeitungseinheit identifiziert, ob sich die Fahrgastkabine in einem Bereich eines der Leiterteile des Identifizierungselements oder außerhalb eines Bereichs des Identifizierungselements befindet, und zwar auf Grundlage von Informationen bezüglich einer Amplitude und einer Phase des Wirbelstrommagnetfelds, die aus einem Ausgang des Magnetfelddetektors erhalten werden.
Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leiterteile des Identifizierungselementselements ein Leiterteil, dessen Oberflächenschichttiefe des Wirbelstroms in Bezug auf die Plattendicke des Identifizierungselements groß ist, und ein anderes Leiterteil umfassen, dessen Oberflächenschichttiefe des Wirbelstroms in Bezug auf die Plattendicke klein ist.
Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei zumindest eines der Leiterteile des Identifizierungselements durch ein Metall gebildet ist, das sich von demjenigen für das übrige eine Leiterteil der Leiterteile unterscheidet, wobei das Metall eine andere Oberflächenschichttiefe des Wirbelstroms in Bezug auf die Plattendicke des Identifizierungselements hat.
Aufzugkabinenstandorterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leiterteile des Identifizierungselements in einer Längsrichtung von diesem unterschiedliche Plattendicken haben.