JP2009255999A - エレベータの位置検出装置及びエレベータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光電式検出器を用いることなく、被検出体の縁部を光電式検出器とほぼ等価な精度で検出すること。
【解決手段】乗りかごの昇降路に設けられる金属製の被検出体１と、乗りかごに設けられて被検出体１と対向する位置を通過する渦電流検出器２とを備え、この検出体は乗りかごの昇降方向に互いに位置をずらして少なくとも二つの検出器２ａ，２ｂを配置し、これらの検出器２ａ，２ｂが被検出体１と対向する位置を通過するときに電気的結合の出力値が変化する前後の出力値を検出する検出手段と、この検出手段により先に検出された一の検出器２ａの出力値に基づいて基準出力値を設定する基準設定手段と、他方の検出器２ｂの出力値と基準出力値とを比較した結果に基づいて位置検出信号を出力する位置検出手段を備えること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エレベータの位置検出装置及びそれを備えたエレベータ装置に関する。

エレベータの乗りかごの位置を検出する位置検出装置としては、乗りかごに設けられた検出器が昇降路に設けられた被検出器と対向する位置まで移動したとき、被検出器の位置を検知し、検出信号を出力するようになっている。このような位置検出装置は、例えば、乗りかごの床面と乗り場の床面の位置合わせを行う上で欠かせない装置となっている。

この位置検出器としては、光電式、静電式、渦電流式等の検出器が知られている。ここで、光電式検出器は、その特性上、被検出体を精緻に検出できるが、光を利用するため、太陽光や埃、水滴等の外乱に弱いという欠点がある。これに対し、渦電流式や静電式のように、被検出体との間で電磁的結合や静電結合による電気的結合を検出する機構の検出器においては、検出器の検出範囲に光電式のような強い指向性はないものの、太陽光や反射光による外乱光、水、油等に強いことから、悪環境下で使用するエレベータ、例えば、昇降路壁がガラス張りであるシースルー型エレベータ等に利用されている。

ところで、渦電流式検出器を被検出体（金属体）とのギャップ（間隔）を一定にした状態で、被検出体の検出面に対し水平に動かした場合、渦電流検出器から出力される出力値は、被検出体の縁部（端部）を通過するときに緩やかに減少する。このため、渦電流式検出器が被検出体の縁部を検出する精度は、光電式検出器の精度と比べて低くなる。

図２５は、渦電流式検出器２と被検出体１を（ｂ）のように配置したときに、渦電流式検出器が被検出体を検出する際に出力がＯＮ／ＯＦＦと切り替わるスイッチ型検出器の一般的な検出範囲の特性を示した図である。（ａ）において、横軸６２は、渦電流式検出器２の中心線から被検出体１の縁部までの水平方向距離ｘを、縦軸６３は、渦電流式検出器２と被検出体１とのギャップ（間隔）ｙを、曲線６４は、渦電流式検出器２における被検出体１の検出可能限界（スイッチがＯＮ／ＯＦＦとなる境界線）をそれぞれ表している。

図の（ａ）に示すように、渦電流式検出器２と被検出体１とのギャップｙの変動によって、被検出体１を検出できる渦電流式検出器２の中心からの距離ｘは、大きく変化する。例えば、被検出体１が矢印６０の位置から渦電流式検出器２の検出面に対し水平に進入する場合と矢印６１の位置から進入する場合とでは、渦電流式検出器２がＯＮ／ＯＦＦする位置が大きく異なる。言い換えれば、渦電流式検出器２の指向性が弱く、検出範囲はギャップｙに大きく依存する形となる。

一般に、エレベータにおいては、昇降路のガイドレールや建物の歪み、乗客の移動等によって乗りかごに振動が生じることがあるため、このように指向性の弱い渦電流式検出器をエレベータの位置検出用として用いた場合、光電式検出器と同等の検出精度を得ることは困難となる。

渦電流式検出器を移動体の位置検出装置として用いる技術として、例えば、渦電流検出器を複数個組み合わせ、対向する位置関係にあるそれぞれの検出器の出力を規格化し、その規格化関数の出力の差分をとることにより、マーク板の中心位置を計算するようにした位置検出装置が開示されている（特許文献１参照。）。

特開平１１−３０４４０５号公報

しかしながら、特許文献１によれば、マーク板の位置を計算するために、予め等値カーブを作成しなければならないことに加えて、出力を関数化させる処理が必要となることから、演算装置に計算させる量が膨大となることが推測される。また検出対象はマークの中心であり、被検出体の縁部を検出するためには、閾値を新たに設ける必要がある。

本発明は、光電式検出器を用いることなく、簡単な構成で、被検出体の縁部を光電式検出器とほぼ等価の精度で検出することができるエレベータの位置検出装置を提供することを課題とする。

まず、本発明の原理について図２０を用いて説明する。

図２０（ａ）は、（ｂ）に示すように、被検出体（金属体）１とのギャップ（間隔）Ａを一定にした状態で、渦電流式検出器２を被検出体の検出面に対して水平に距離ｘを動かしたときに検出される渦電流検出器２の出力Ｓ_ＯＵＴの変化を示す図であり、横軸は、距離ｘ、縦軸は出力Ｓ_ＯＵＴを表している。この渦電流式検出器２は、高周波磁界を利用して被検出体１を検出している。高周波磁界により被検出体１に生じる渦電流は、表皮深さが非常に小さいため、被検出体の表面上に集中し、この渦電流により生じる磁界により渦電流式検出器２の内部のコイルのインダクタンスが増減し、出力が変動する。

（ａ）に示すように、渦電流式検出器２が被検出体１の縁部を通過する前の出力２Ｓは、Ｖ_１の定常値を示し、被検出体１の縁部を通過する際は、緩やかな波形を描いて減少し、被検出体１上（渦電流式検出器が被検出体を全く検出しない領域）に達すると、Ｖ_２の定常値を示す。

渦電流式検出器２のコイルの形状は、一般に検出のばらつきを無くすために正円や正方形等、等方性を有する形状となっている。このため、渦電流式検出器２の出力に関するパラメータは、渦電流式検出器２と被検出体１の対向方向のギャップと、渦電流式検出器２のコイルの形状を被検出体１に投影した面積部分に比例したものとなる。この面積部分は、例えば、図２１の斜線部８１の領域となる。

図２０において、コイルの形状が正円となる渦電流式検出器２の中心が被検出体１の縁部直上に位置するとき、被検出体１に投影される渦電流式検出器２の面積部分は、ちょうど半円となり、その時点の出力は、定常値Ｖ_１とＶ_２の中点Ｖ_Ｍとなる。つまり、渦電流式検出器２の中心が、被検出体１の縁部直上にいるときの同検出器の出力がＶ_Ｍとなる。

このような特性を利用して、例えば、出力Ｖ_１とＶ_２の検出値から算出されるＶ_Ｍを予め閾値として規定しておくことにより、他の渦電流式検出器２の出力値がＶ_Ｍと一致したときに、その検出器の中心が被検出体１の縁部直上に到達したことを検知することが可能となる。なお、ここでは、Ｖ_１とＶ_２の中点を閾値として規定しているが、例えば、図２１の斜線部８１の投影面積と出力との相関等を調べておくことにより、中点以外の値を設定することもできる。

具体的に、上記課題を解決するため、本発明では、乗りかごが昇降する昇降路に設けられる金属製の被検出体と、乗りかごに設けられて被検出体と対向する位置を通過する検出体とを備え、検出体と被検出体との電磁的結合又は静電結合による電気的結合を検出して乗りかごの位置を検出するエレベータの位置検出装置において、検出体は乗りかごの昇降方向に互いに位置をずらして少なくとも二つの検出体を配置し、各検出体が被検出体と対向する位置を通過するときの電気的結合の出力値を検出する検出手段と、この検出手段により先に検出された一の検出体の出力値に基づいて基準出力値を設定する基準設定手段と、他方の検出体の出力値と基準出力値とを比較した結果に基づいて位置検出信号を出力する位置検出手段とを備えることを特徴とする
すなわち、検出体が被検出体との距離に応じて電気的結合が変化する検出器の特性を利用して、一の検出体が被検出体の縁部を通過する際に変化する前後に亘る電気的結合の出力値から、予め基準出力値を設定しておき、次に、被検出体の縁部を通過する他方の検出体の変化する出力と基準出力値とを比較することにより、被検出体の縁部を光電式検出器と等価の精度で検出することが可能となる。このようにすれば、被検出体に新たな装置等を取り付けることなく、簡単な構成と演算処理によって、被検出体の位置を検出ことができる。

また、本発明は、乗りかごが昇降する昇降路に設けられる金属製の被検出体と、乗りかごに設けられて被検出体と対向する位置を通過する検出体とを備え、検出体と被検出体との電磁的結合又は静電結合による電気的結合を検出して乗りかごの位置を検出するエレベータの位置検出装置において、検出体は乗りかごの昇降方向と直交する方向に少なくとも二つの検出体を並列して配置し、披検出体は一の検出体が通過する縁を他方の検出体が通過する縁よりも乗りかごの昇降方向に設定量後退させるとともに、一の検出体と他方の検出体がそれぞれ通過する縁を乗りかごの昇降方向と直交させて配置し、一の検出体と他方の検出体がそれぞれ被検出体と対向する位置を通過するときの電気的結合の出力値を検出する検出手段と、他方の検出体の出力値に基づいて基準出力値を設定する基準設定手段と、一の検出体の出力値と基準出力値とを比較した結果に基づいて位置検出信号を出力する位置検出手段とを備えることを特徴とする。

このように、検出体と被検出体を構成することによっても、一の検出体と他方の検出体が披検出体の縁を通過するタイミングをずらすことができ、他方の検出体が披検出体の縁を光電式検出器と等価の精度で検出することが可能となる。また、各検出器を乗りかごの昇降方向に直交させて一列に配置するとともに、被検出体の縁を検出器の並列する方向と平行になるように配置しているため、例えば、昇降路に対して乗りかごが振動等により動いた場合、各検出体への振動の影響がより同振幅、同位相に近づくため、検出体の位置検出精度の低下を抑制することができる。

さらに、本発明は、乗りかごが昇降する昇降路に設けられる金属製の被検出体と、乗りかごに設けられて被検出体と対向する位置を通過する検出体とを備え、検出体と被検出体との電磁的結合又は静電結合による電気的結合を検出して乗りかごの位置を検出するエレベータの位置検出装置において、検出体が被検出体の前縁を通過するときの電気的結合の出力値と検出体が被検出体の後縁を通過するときの電気的結合の出力値とを検出する検出手段と、検出体が前縁を通過するときの出力値に基づいて基準出力値を設定する基準設定手段と、検出体が被検出体の後縁を通過するときの出力値と基準出力値とを比較した結果に基づいて位置検出信号を出力する位置検出手段とを備えることを特徴とする
このように、検出体が被検出体の前縁を通過する際に検出された出力値から基準出力値を設定し、さらにその検出体が被検出体の後縁を通過する際の出力値と基準出力値とを比較するようにすれば、一つの検出体においても、披検出体の縁部を光電式検出器と等価の精度で検出することが可能となる。

これらの発明において、基準出力値は、電気的結合の出力値が変化する前後の出力値の中点として設定することにより、演算処理が最も簡単になり、かつ、位置検出の信頼性を高めることができる。

また、検出体は、渦電流式検出器又は静電容量式検出器のいずれかを適用することができる。ここで、静電容量式検出器は、渦電流式検出器と検出原理が異なるが、検出体と被検出体との距離に応じて変化する電気的結合を出力値として出力する点で共通している。いずれの検出器を用いても、本発明の作用を生じさせることができ、披検出体の位置を光電式検出器と等価の精度で検出することが可能となる。

本発明によれば、光電式検出器を用いることなく、簡単な構成で、被検出体の縁部を光電式検出器とほぼ等価な精度で検出することができる。

（実施例１）
以下、本発明を適用してなるエレベータの位置検出装置の第１の実施例について図面を参照して説明する。なお、実施例の説明において、特段の断りがない限り、検出器とは、乗りかごに連結して取り付けられる渦電流式検出器を意味し、被検出体とは、乗りかごが昇降する昇降路の壁側に連結して取り付けられる金属板を意味するものとする。

図１は、本実施例のエレベータの位置検出装置における検出器と被検出体の位置関係を示す斜視図である。図２は、本実施例のエレベータの位置検出装置における検出器の出力信号を入力して演算処理する演算装置の構成を示すブロック図である。図３〜図６は、本実施例のエレベータの位置検出装置における検出器の位置と出力との関係を示す図である。図７は、図２の演算装置の動作を説明するフロー図である。

図１に示すように、渦電流式検出器２ａ，２ｂ（以下、検出器２ａ，２ｂと略す）は、金属製の矩形の平板からなる被検出体１の被検出面に対し、所定のギャップ（間隔）をあけて水平に設置されており、剛体を介して連結されることにより、相対的な位置関係を維持しながら、水平方向に移動するようになっている。

検出器２ａは、検出器２ｂに対して被検出体１に近い位置、つまり移動方向３の前方に配置されている。検出器２ｂは、検出器２ａの斜め後方にずらして配置されており、その移動方向３の投影領域が重ならないように配置されている。なお、検出器２ａ，２ｂの移動方向３は、乗りかごの移動方向と一致している。

検出器２ａ，２ｂは、電気的に演算装置７と接続されており、この演算装置７は、図２に示すように、各検出器２ａ，２ｂから出力される出力信号をそれぞれＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１０ａ，１０ｂと、Ａ／Ｄ変換器１０ａ，１０ｂで変換された変換信号をそれぞれ入力して演算処理するマイクロコンピュータ１１を備えて構成される。本装置により、最終的な出力結果として、被検出体１の縁部５Ｌを検出した出力６Ｓが出力される。この出力６Ｓは、０とＶ_ｒｅｆの二値的な出力となっている。

本実施例の目的は、渦電流検出器を用いて、検出器が最初に通過する被検出体１の縁部５Ｌを、光電式検出器と等価に検出することにある。

以下、本実施例の動作について、図３〜図６を用いて説明する。各図の（ａ）は、図１を矢印４の方向から見たときの検出器２ａ，２ｂと被検出体１との位置関係を示し、（ｂ）は、（ａ）の位置における検出器２ａ，２ｂの出力２ａ−Ｓ，２ｂ−Ｓを示している。（ｂ）において、横軸は、各検出器２の中心と被検出体１の縁部５Ｌとの距離、縦軸は各検出体の出力Ｓ_ＯＵＴを表している。

まず、図３の状態においては、検出器２ａ，２ｂの対向方向に被検出体１は存在せず、検出器２ａ，２ｂは、いずれも被検出体１と対向する空間の外（開空間）にある。このため、検出器２ａ，２ｂの出力は、いずれも一定値Ｖ_１となっている。この出力Ｖ_１は、マイクロコンピュータ１１に接続されたメモリ（図示せず）に格納される。

次に、検出器２ａ，２ｂが移動して図４の状態となったときには、検出器２ａ，２ｂは、相対的に距離をとってあるため、検出器２ａが先行して被検出体１上へ到達している。このとき、検出器２ａ，２ｂの出力は、図４の（ｂ）のようになる。すなわち、検出器２ａは、被検出体１の縁部５Ｌを通過する際に、被検出体１の影響を受けて出力が低下し、その後出力がＶ_２を示して一定の状態となる。このときのＶ_２の出力は、メモリに格納される。一方、検出器２ｂは、未だ被検出体１上に到達していないため、出力はＶ_１の状態のままとなっている。

この状態において、メモリに記憶されたＶ_１とＶ_２を用いることにより、中点Ｖ_Ｍ（＝（Ｖ_１+Ｖ_２）／２）の推定値が計算される。この計算結果は、図５の状態へ移行する際に閾値として利用される。中点Ｖ_Ｍの値は、マイクロコンピュータ１１のサンプリングが十分高速であれば、図５の状態になるまでに、Ｖ_Ｍを随時更新することで、より高精度に縁部５Ｌを検出することができる。

次に、検出器２ａ，２ｂが移動して図５の状態となったときには、検出器２ａが被検出体１上にあり、検出器２ｂの中心が、被検出体１の縁部５Ｌ上に位置する。このとき、検出器２ｂの出力はＶ_Ｍとなる。ここで、図４の状態において中点Ｖ_Ｍを既に求めているため、検出器２ｂの変化する出力と計算結果のＶ_Ｍを逐次比較することにより、検出器２ｂが縁部５Ｌ上に到達したことを判断することができる。このようにして、検出器２ｂが縁部５Ｌ上に到達したことが検知されると、マイクロコンピュータ１１より検出出力６Ｓが出力される。

ここで、演算装置７の先に、マイクロコンピュータ１１からの検出出力６Ｓを受けて、検出器２が縁部５Ｌの直上を通過したことを他の機器等（制御装置等）に報知（出力）する報知装置を接続しておくことにより、乗りかごを所定の位置に精度よく停止させることが可能となる。

検出出力６Ｓを出力後、検出器２ａ，２ｂは、図６に示すように被検出体１上を移動していく。

次に、被検出体１の縁部５Ｌを検出するマイクロコンピュータ１１の具体的な処理手順について、図７を用いて説明する。

まず、ステップＳ１において、検出器２ａの出力２ａ−ＳをＮ回サンプリングしてＡ／Ｄ変換器１０ａに取り込み、それらの変換値をメモリに格納する。

続くステップＳ２では、ステップ１で取り込んだ値の変動率（例えば、サンプリング回数分の平均値との差異）を算出し、その変動率が設定値（ａ％）以上であるか否かを判断する。このように検出出力の変動率をみることにより、検出器２ａが被検出体１の縁部５Ｌに接近しているかどうかを判断することができる。

ここで、変動率が設定値（ａ％）以上であると判断されると、ステップＳ３に進み、検出器２ａが被検出体１の縁部５Ｌを通過中であると判断し、変動率が設定値以上となる前のＮ回サンプリング分の平均値Ｖ_１をメモリに格納する。

次に、ステップＳ４において、検出器２ａの被検出体１上における出力値２ａ−ＳをＶ_２としてメモリに格納する。ここでは、例えば、検出器２ａのＭ回サンプリング分の平均値をＶ_２とすることができる。

続くステップＳ５では、メモリに格納されたＶ_１とＶ_２の値から、被検出体１の縁部５Ｌ上での出力の推測値となる中点Ｖ_ＭをＶ_Ｍ＝（（Ｖ_１+Ｖ_２）／２）により計算する。

次に、ステップＳ６において、計算された中点Ｖ_Ｍを、検出器２ｂの出力値１２ｂ−Ｓと比較し、検出器２ｂの出力がＶ_Ｍ以下であるか否かを判断する。ここで、検出器２ｂの出力値がＶ_Ｍ以下であると判断されると、ステップＳ７に進み、検出器２ｂの中心が被検出体１の縁部５Ｌ上にちょうど到達したものと判断し、縁部５Ｌを検出したことを示す出力６Ｓを出力する。

以上述べたように、本実施例においては、検出器２ａが検出器２ｂに先駆けて、被検出体１の縁部５Ｌを通過する際に変化する前後の出力値、つまり、開空間中の定常状態の出力値Ｖ_１と、被検出体上での定常状態の出力値Ｖ_２を取得し、その後、検出器２ｂが被検出体１の縁部５Ｌを通過するときの値がＶ_１とＶ_２の中点であることを利用して、Ｖ_１とＶ_２の中点となる出力推定値Ｖ_Ｍを求め、この出力推定値Ｖ_Ｍと検出器２ｂの出力値とを比較することにより、被検出体１の縁部５Ｌの位置を検出することが可能となる。したがって、本発明によれば、渦電流検出器のような指向性の弱い検出器を用いた場合でも、光電式検出器と等価に縁部を精緻に検出することができる。そして、このような位置検出装置をエレベータの位置検出装置として用いることにより、光電式の高い検出精度と渦電流式の優れた耐環境性の両機能を持ち合わせた位置検出装置を実現することが可能となる。

また、本実施例においては、出力推定値Ｖ_Ｍを求めるためにマイクロコンピュータを利用しているが、その演算処理は、四則計算と比較のみの簡単な処理であるため、処理装置の構成を簡単化することができる。このため、被検出体１に新たな装置を取り付ける必要がなく、例えば、オペアンプの加算回路、コンパレータを備えた装置構成等によっても、本実施例の効果を得ることができる。

また、本実施例では、移動方向に位置をずらして配置される二つの検出器を用いているが、少なくとも二つの検出器を備えていれば、その個数は特に制限されるものではない。また、各検出器は、一の検出器が被検出体と対向する空間上で被検出体の定常値Ｖ_２を検出して出力しているときに、他の検出器が開空間に位置し、定常値Ｖ_１を検出して出力する位置関係となっていることが望ましいが、本実施例の作用を実現できる配置であれば、特に限定されるものではない。

また、本実施例では、各検出器２が互いに共通の剛体を介して連結されているため、例えば、乗りかごの振動等により検出器２と被検出体１とのギャップが変動した場合においても、中点Ｖ_Ｍを直前で求めて比較しているため、そのギャップ変動分の影響を殆ど受けることがない。これは、比較するということは、中点Ｖ_Ｍと検出器２ｂの出力値との差をとることであり、同一の剛体で接続されている場合は、検出器群が同振幅・同位相で振動するからである。

また、本実施例では、検出器として渦電流式検出器を用いているが、検出器と被検出体との電磁的結合又は静電結合による電気的結合を検出することが可能な検出器であれば、渦電流検出器に限定されるものではなく、例えば、静電容量式検出器を用いても、本実施例と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施例の構成において、被検出体１を図１の破線７Ｌで分割して配置場所を変えたとしても、それぞれの被検出体の縁部５Ｌの位置関係が、乗りかごの移動方向と直交する平面と平行で、かつ縁部５Ｌの位置関係が乗りかごの移動方向において分割前と同じであり、しかも検出器２ａ，２ｂの位置関係が分割前と同じであれば、本実施例と同様の効果が得られることは明らかである。

（実施例２）
次に、本発明を適用してなるエレベータの位置検出装置の第２の実施例について図面を参照して説明する。なお、本実施例において、実施例１と共通する作用及び構成については、説明を省略する。

図８に示すように、本実施例において、検出器２ａ，２ｂは、移動方向３と直交する同一直線上に並べて配置され、かつ、被検出体１の被検出面に対し、所定のギャップ（間隔）をあけて水平に配置されている。また、検出器２ａ，２ｂは、剛体を介して連結されることにより、相対的な位置関係を維持しながら、水平方向に移動するようになっている。つまり、本実施例では、第１の実施例に対して、被検出体１の縁部の形状と検出器２ａ，２ｂの配置が相違する。

被検出器２０は、図８に示すように、検出器２ａ，２ｂがそれぞれ最初に通過する縁部５−１Ｌ，５−２Ｌの位置が、移動方向３で異なっており、縁部５−２Ｌの位置を縁部５−１Ｌの位置に対して移動方向３に所定量後退させて、階段状に形成されている。また、縁部５−１Ｌ，５−２Ｌは、移動方向３に対していずれも直交し、互いに平行になるように配置されている。このように、縁部５−２Ｌを後退させたことにより、被検出体１に形成される矩形の切り欠き部分の面積は、例えば、検出器２ｂの大きさを基準として定められる標準検出体の大きさ（検出器２ｂの断面積よりも大）となっている。

本実施例の目的は、渦電流検出器を用いて、検出器２ｂが最初に通過する縁部５−２Ｌを、光電式検出器と等価に検出することにある。

図９〜図１２は、本実施例のエレベータの位置検出装置における検出器の位置と出力との関係を示す図である。各図の（ａ）は、図８を矢印４の方向から見たときの検出器２ａ，２ｂと被検出器２０との位置関係を示し、（ｂ）は、（ａ）の位置における検出器２ａ，２ｂの出力２ａ−Ｓ，２ｂ−Ｓを示している。

図９〜図１２に示すように、本実施例においては、まず、検出器２ａが縁部５−１Ｌを通過する前後の出力値Ｖ_１とＶ_２から中点Ｖ_Ｍの推定値を計算する。その後、検出器２ｂが縁部５−２Ｌを通過する際の出力と中点Ｖ_Ｍを比較することにより、検出器２ｂが縁部５−２Ｌ上に到達したことを判断し、検出出力６Ｓを出力する。このように、本実施例では、第１の実施例と同様の作用を生じることにより、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。

加えて、本実施例によれば、検出器２ａ，２ｂの配列方向と被検出体１の縁部５−１Ｌ，５−２Ｌとが、互いに平行に配置されているため、例えば、乗りかごが昇降路に対し振動等により動いた場合でも、検出器２ａ，２ｂへの影響を、より同振幅、同位相に近づけることができる。このため、検出体による位置検出精度をより向上させることができる。

なお、本実施例の構成において、被検出体１を図８の破線８Ｌで分割して被検出体の配置場所を変えたとしても、それぞれの被検出体１の縁部５−１Ｌ，５−２Ｌの位置関係が、乗りかごの移動方向と直交する平面と平行で、かつ、これらの縁部の位置関係が乗りかごの移動方向において分割前と同じであり、しかも検出器２ａ，２ｂの位置関係が分割前と同じであれば、本実施例と同様の効果が得られることは明らかである。

（実施例３）
次に、本発明を適用してなるエレベータの位置検出装置の第３の実施例について図面を参照して説明する。図１３は、本実施例のエレベータの位置検出装置における検出器と被検出体の位置関係を示す斜視図である。図１４は、本実施例のエレベータの位置検出装置における検出器の出力信号を入力して演算処理する演算装置の構成を示すブロック図である。図１５〜図１８は、本実施例のエレベータの位置検出装置における検出器の位置と出力との関係を示す図である。図１９は、図１４の演算装置の動作を説明するフロー図である。なお、第１の実施例と共通する作用及び構成については、説明を省略する。

本実施例では、検出器２が、被検出体１の被検出面に対し、所定のギャップ（間隔）をあけて配置されており、移動方向３に移動するようになっている。つまり、本実施例は、一つの検出器を用いて被検出体１の位置を検出するようにしている点で、第１の実施例と相違する。

本実施例の目的は、渦電流式検出器を用いて、検出器２が最初に通過する縁部５−３Ｌと反対側の縁部５−４Ｌを、光電式検出器と等価に検出することにある。

図１４に示すように、本実施例の演算装置１７は、第１の実施例の演算装置７と基本的に同様であり、Ａ／Ｄ変換器１０とマイクロコンピュータ１１を備えて構成される。

以下、本実施例の動作について、図１５〜図１８を用いて説明する。各図の（ａ）は、図１３を矢印４の方向から見たときの検出器２と被検出体１との位置関係を示し、（ｂ）は、（ａ）の位置における検出器２の出力２Ｓを示している。

まず、図１５の状態においては、検出器２の対向方向に被検出体１は存在せず、検出器２は、被検出体１の開空間にある。このため、検出器２の出力は、一定値Ｖ_１を示している。このときの出力Ｖ_１はメモリに格納される。

次に、検出器２が移動して図１６の状態となったときには、検出器２は、縁部５−３Ｌを通過して被検出体１上へ到達している。このとき、検出器２の出力は、図１６の（ｂ）のようになる。すなわち、検出器２は、被検出体１の縁部５−３Ｌを通過する際に被検出体１の影響を受けて出力が低下し、その後出力がＶ_２を示して一定の状態となる。このときのＶ_２の出力は、メモリに格納される。

この状態において、メモリに記憶されたＶ_１とＶ_２を用いることにより、図１７へ移行する前に、中点Ｖ_Ｍ＝（（Ｖ_１+Ｖ_２）／２）をマイクロコンピュータ１１で計算する。この計算結果は、図１７へ移行する際に閾値として利用される。中点Ｖ_Ｍの値は、マイクロコンピュータ１１のサンプリングが十分高速であれば、検出器２の出力２Ｓが再び変化するまで、中点Ｖ_Ｍを随時更新することで、より高精度に縁部５−４Ｌを検出することが可能である。

次に、検出器２が移動して図１７の状態へ移行したときは、検出器２の中心が被検出体１の縁部５−４Ｌ上に位置している。このとき、検出器２の出力はＶ_Ｍとなる。ここで、図１６の状態において中点Ｖ_Ｍを既に求めているため、検出器２の変化する出力と計算結果のＶ_Ｍを逐次比較することにより、検出器２が縁部５−４Ｌ上に到達したことを判断することができる。このようにして、検出器２が縁部５−４Ｌ上に到達したことが検知されると、マイクロコンピュータ１１より検出出力６Ｓが出力される。

検出出力６Ｓを出力後、検出器２は、図１８に示すように被検出体１上から外れて開空間を移動していく。

次に、被検出体１の縁部５−４Ｌを検出するマイクロコンピュータ１１の具体的な処理手順について、図１９を用いて説明する。

まず、ステップＳ１１において、検出器２の出力２ＳをＮ回サンプリングしてＡ／Ｄ変換器１０に取り込み、それらの変換値をメモリに格納する。

続くステップＳ１２では、ステップＳ１１で取り込んだ出力値２Ｓの変動率（例えば、サンプリング回数分の平均値との差異）を算出し、その変動率が設定値（ａ％）以上であるか否かを判断する。

ここで、Ｎ回サンプリング分の変動率が設定値（ａ％）以上であると判断されると、ステップＳ１３に進み、検出器２が被検出体１の縁部５−３Ｌを通過中であると判断し、変動率が設定値以上となる前のＮ回サンプリング分の平均値をＶ_１としてメモリに格納する。

次に、ステップＳ１４において、中点Ｖ_Ｍを計算するための検出器２の出力値Ｖ_２をＭ回サンプリングして取り込み、それらの変換値をメモリへ格納する。

続くステップＳ１５では、ステップＳ１４で取り込んだ出力値の変動率（例えば、サンプリング回数分の平均値との差異）を算出し、その変動率が設定値（ｂ％）以上であるか否かを判断する。

ここで、Ｍ回サンプリング分の変動率が設定値（ｂ％）以上であると判断されると、ステップＳ１６に進み、検出器２が被検出体１の縁部５−４Ｌを通過中であると判断し、変動率が設定値（ｂ％）以上となる前のＭ回サンプリング分の平均値をＶ_２としてメモリに格納する。

次に、ステップＳ１７において、メモリに格納されたＶ_１とＶ_２の値から、被検出体１の縁部５−４Ｌ上での出力の推測値である中点Ｖ_ＭをＶ_Ｍ＝（（Ｖ_１+Ｖ_２）／２）により計算する。

続くステップＳ１８において、現在の検出器２の出力２Ｓを取り込み、続くステップＳ１９では、中点Ｖ_Ｍを検出器２の出力値２Ｓと比較し、検出器２の出力値２ＳがＶ_Ｍ以上であるか否かを判断する。

そして、検出器２の出力値２ＳがＶ_Ｍ以上であると判断されると、ステップＳ２０に進み、検出器２の中心が被検出体１の縁部５−４Ｌ上にちょうど到達したと判断し、縁部５−４Ｌを検出したことを示す出力６Ｓを出力する。

本実施例において、被検出体１の移動方向３の長さ２１は、少なくとも、検出器２が被検出体１上にいるときに、出力Ｖ_２を安定的に検出できる程度の長さを確保できていれば、特に限定されるものではない。

本実施例によれば、検出器２が被検出体１の一方の縁部５−３Ｌを通過する際に変化する前後の出力値から、検出器がその縁部５−３Ｌを通過する際の出力推定値を求めておき、その後、検出器２が被検出体１の他方の縁部５−４Ｌを通過する際の出力値と出力推定値とを比較することにより、一つの検出器を用いて、被検出体の縁部５−４Ｌの位置を光電式検出器と等価に検出することが可能となる。したがって、本発明によれば、渦電流検出器のような指向性の弱い検出器を用いた場合でも、光電式検出器と等価に縁部を精緻に検出することができる。

（実施例４）
第１〜第３の実施例では、出力推定値として中点Ｖ_Ｍを用いているが、本実施例では、中点以外の出力推定値を用いることにより、被検出体の位置を検出する例について説明する。具体的には、各検出器２ａ，２ｂの出力特性に線形補償を加えることにより、被検出体の縁部から一定距離の位置に対応する出力を出力推定値とすることができる。

図２２は、出力推定値を中点Ｖ_Ｍ以外としたときに、検出器２ｂが被検出体１の位置を検出するための演算装置の構成を示すブロック図である。

図に示すように、演算装置３０は、基準信号出力回路３１と比較回路３２を備えて構成される。基準信号出力回路３１には、例えば、図１の検出器２ａが被検出体１上を通過するときの出力信号３３と、検出器２ｂが開空間にいるときの出力信号３４が入力されることにより、所定の演算処理が行われ、これにより、被検出体１上の位置に対応する基準信号３５が出力される。この基準信号３５は、その後、検出器２ｂの出力信号３６とともに、比較回路３２に入力されて逐次比較され、その比較された結果が、検出器２ｂの被検出体１上の位置に対応する出力信号３７として出力される。

このように演算装置３０を構成することにより、出力推定値として中点Ｖ_Ｍを算出しなくても、第１〜第３の実施例と同様、被検出体の位置を高い精度で検出することが可能となる。

（実施例５）
実施例１〜３においては、検出器から得られる信号をマイクロコンピュータで処理することにより被検出体の縁部を検出するようにしているが、本実施例においては、マイクロコンピュータ１１に代えて、オペアンプなどアナログＩＣを利用して被検出体の縁部を検出する例について説明する。

実施例１〜３においては、被検出体の縁部の検出を単純な四則演算と比較のみによって処理していることから、例えば、オペアンプ等を利用することにより、マイクロコンピュータ１１を使用せずに、オペアンプやロジックＩＣなど、ハードウェアのみによる構成とすることができる。

図２３は、マイクロコンピュータ１１をハードウェア４０に置き換えた場合の一例を示すブロック図である。このハードウェア４０において、検出器２ａの検出出力（Ｖ_１，Ｖ_２）は、加算回路４１において加算され、１／２増幅器４２で減衰された後、比較器４３の一方の入力信号となる。加算回路４１には、所定の電圧源４４による空気中の一定の検出器出力（Ｖ_１）が入力される。検出器２ｂの検出出力は、比較器の他方の入力信号となる。比較器に入力された入力信号は、ここにおいて比較され、検出出力６Ｓが出力される。

本実施例では、マイクロコンピュータ１１を含む被検出体の演算装置７をハードウェア部分４０に置き換えただけのため、実施例１〜３のマイクロコンピュータ部分に置き換えることが可能なのは明らかである。

このようなハードウェアで構成することにより、ソフトウェアを利用したマイクロコンピュータによる構成と比べて、より高信頼かつ即応性の高いシステムを構成することが可能となる。

（実施例６）
本実施例では、本発明の位置検出装置が適用されるエレベータ装置について説明する。図２４は、第１〜第３の実施例の位置検出装置が適用されるエレベータ装置の概略を示す断面図である。

乗りかご５０は、昇降路内を主ロープ５１に吊り下げられて昇降移動する。乗りかご５０の上部には、検出器５２が取り付けられており、この検出器５２は、各階床の高さ位置に対応させて昇降路の壁部５３に取り付けられた被検出体５４と対向する方向に検出面を向けて配置されている。検出器５２は、図示しない演算装置や報知装置と電気的に接続されており、例えば、検出器５２が被検出体５４の位置を検出したときは、検出器５２から検出信号が出力されて、報知装置よりエレベータの制御装置に検出信号が出力されるようになっている。図に示すように、乗りかご５０が各階床に停止するときは、階床側の床面５５と乗りかご５０の床面５６の高さが一致しており、階床扉５７と乗りかごのかご扉５８の位置も一致している。

このようなエレベータ装置において、乗りかご５０が移動に伴い、乗りかごに設けられる検出器５２が、乗りかごの停止する階床（Ｎ階）の昇降路に設けられる被検出体５４に近づき、これを検出したときは、例えば、演算装置から報知装置を介してエレベータの制御装置に検出信号が出力される。これにより、制御装置は、例えば、主ロープ５１の巻上げ運転を停止するように停止信号を出力する。ここで、被検出体の取付け位置は、乗りかごの床面５６が階床側の床面５５と一致するように、適切な位置に設けられる。

本実施例のエレベータ装置によれば、光電式検出器と等価に被検出体を検出することができるため、乗りかごの停止位置を高い精度で位置だしすることができ、しかも、渦電流式や静電容量式の検出器を用いているため、耐環境性に優れた機能を発揮し、例えば、太陽光や反射光などの外乱の影響を受けやすいガラス張りのエレベータ等にも使用することが可能となる。

本発明の第１の実施例のエレベータの位置検出装置における検出器と被検出体の位置関係を示す斜視図である。 本発明の第１の実施例のエレベータの位置検出装置における演算装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施例のエレベータの位置検出装置における検出器の位置と出力との関係を示す図である。 本発明の第１の実施例のエレベータの位置検出装置における検出器の位置と出力との関係を示す図である。 本発明の第１の実施例のエレベータの位置検出装置における検出器の位置と出力との関係を示す図である。 本発明の第１の実施例のエレベータの位置検出装置における検出器の位置と出力との関係を示す図である。 図２の演算装置の動作を説明するフロー図である。 本発明の第２の実施例のエレベータの位置検出装置における検出器と被検出体の位置関係を示す斜視図である。 本発明の第２の実施例のエレベータの位置検出装置における検出器の位置と出力との関係を示す図である。 本発明の第２の実施例のエレベータの位置検出装置における検出器の位置と出力との関係を示す図である。 本発明の第２の実施例のエレベータの位置検出装置における検出器の位置と出力との関係を示す図である。 本発明の第２の実施例のエレベータの位置検出装置における検出器の位置と出力との関係を示す図である。 本発明の第３の実施例のエレベータの位置検出装置における検出器と被検出体の位置関係を示す斜視図である。 本発明の第３の実施例のエレベータの位置検出装置における演算装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施例のエレベータの位置検出装置における検出器の位置と出力との関係を示す図である。 本発明の第３の実施例のエレベータの位置検出装置における検出器の位置と出力との関係を示す図である。 本発明の第３の実施例のエレベータの位置検出装置における検出器の位置と出力との関係を示す図である。 本発明の第３の実施例のエレベータの位置検出装置における検出器の位置と出力との関係を示す図である。 図１４の演算装置の動作を説明するフロー図である。 被検出体の検出面に対してギャップを一定にして渦電流式検出器を水平移動させたときの検出出力の変化を説明する図である。 渦電流式検出器を被検出体に投影させたときの投影部分を示す図である。 本発明の第４の実施例のエレベータの位置検出装置における演算装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第５の実施例のエレベータの位置検出装置におけるマイクロコンピュータに代るハードウェアの一例を示すブロック図である。 本発明の第６の実施例におけるエレベータ装置の概略を示す断面図である。 渦電流式検出器の検出範囲の特性を示す図である。

符号の説明

１ 被検出体
２，２ａ，２ｂ 検出器
３ 移動方向
５Ｌ 縁部
７ 演算装置
１１ マイクロコンピュータ
５０ 乗りかご
５２ 検出器
５４ 被検出体

Claims (6)

1. 乗りかごが昇降する昇降路に設けられる金属製の被検出体と、前記乗りかごに設けられて前記被検出体と対向する位置を通過する検出体とを備え、前記検出体と前記被検出体との電磁的結合又は静電結合による電気的結合を検出して前記乗りかごの位置を検出するエレベータの位置検出装置において、
   前記検出体は前記乗りかごの昇降方向に互いに位置をずらして少なくとも二つの検出体を配置し、前記各検出体が前記被検出体と対向する位置を通過するときの前記電気的結合の出力値を検出する検出手段と、該検出手段により先に検出された一の検出体の出力値に基づいて基準出力値を設定する基準設定手段と、他方の検出体の出力値と前記基準出力値とを比較した結果に基づいて位置検出信号を出力する位置検出手段とを備えることを特徴とするエレベータの位置検出装置。
2. 乗りかごが昇降する昇降路に設けられる金属製の被検出体と、前記乗りかごに設けられて前記被検出体と対向する位置を通過する検出体とを備え、前記検出体と前記被検出体との電磁的結合又は静電結合による電気的結合を検出して前記乗りかごの位置を検出するエレベータの位置検出装置において、
   前記検出体は前記乗りかごの昇降方向と直交する方向に少なくとも二つの検出体を並列して配置し、前記披検出体は一の検出体が通過する縁を他方の検出体が通過する縁よりも前記乗りかごの昇降方向に設定量後退させるとともに、前記一の検出体と前記他方の検出体がそれぞれ通過する縁を前記乗りかごの昇降方向と直交させて配置し、
   前記一の検出体と前記他方の検出体がそれぞれ前記被検出体と対向する位置を通過するときの前記電気的結合の出力値を検出する検出手段と、前記他方の検出体の出力値に基づいて基準出力値を設定する基準設定手段と、前記一の検出体の出力値と前記基準出力値とを比較した結果に基づいて位置検出信号を出力する位置検出手段とを備えることを特徴とするエレベータの位置検出装置。
3. 乗りかごが昇降する昇降路に設けられる金属製の被検出体と、前記乗りかごに設けられて前記被検出体と対向する位置を通過する検出体とを備え、前記検出体と前記被検出体との電磁的結合又は静電結合による電気的結合を検出して前記乗りかごの位置を検出するエレベータの位置検出装置において、
   前記検出体が前記被検出体の前縁を通過するときの前記電気的結合の出力値と前記検出体が前記被検出体の後縁を通過するときの前記電気的結合の出力値とを検出する検出手段と、前記検出体が前記前縁を通過するときの出力値に基づいて基準出力値を設定する基準設定手段と、前記検出体が前記被検出体の後縁を通過するときの出力値と前記基準出力値とを比較した結果に基づいて位置検出信号を出力する位置検出手段とを備えることを特徴とするエレベータの位置検出装置。
4. 前記基準出力値は、前記電気的結合の出力値が変化する前後の出力値の中点であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエレベータの位置検出装置。
5. 前記検出体は、渦電流式検出器又は静電容量式検出器であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエレベータの位置検出装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載のエレベータの位置検出装置を含んで構成されるエレベータ装置。

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