JP2009298565A - 光学センサ用鏡筒及び光学センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な手法で光学センサの汚れを防止できるエレベーター用光学センサ装置を提供することにある。
【解決手段】エレベーター用光学センサ装置は、重力加速度方向の下方向の端部に開口部を有し、重力加速度と逆方向の端部に光学窓０２０６を有する鏡筒０２０７と、光学窓を介して鏡筒の上部に設けられた光学センサ０２０５とを有する。加熱手段０２０８は、鏡筒内の流体の温度が、鏡筒周囲の流体の温度より高くなるように、鏡筒内の流体を加熱する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光学センサ用鏡筒及び光学センサ装置に係り、特に、エレベーター昇降路など汚れの多い環境下で、乗りかごの位置や速度を検出するに好適な光学センサ用鏡筒及び光学センサ装置に関する。

従来、エレベーター昇降路内における乗りかごの絶対位置を検出する方法としては、調速機やモータシーブに連結されたロータリーエンコーダからのパルスを利用する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、ロータリーエンコーダを用いた絶対位置検出では、乗りかごとロータリーエンコーダとはロープを介し間接的に接続されているため、ロープの揺れ，伸び，伝播時間などの影響を受け、必ずしも正確な値を少ない遅れ時間で得られるわけではなかった。更に、ロープの昇降路内構造物との干渉（引っ掛かり）や切断など、考慮すべき課題があった。この傾向は、揚程の増加に伴い更に顕著化する。

距離計測の分野では、レーザなど光学的検出手段を用いる方法が一般的に行われている。乗りかごから、昇降路の上端若しくは下端との距離を計測できれば、乗りかごの絶対位置を、ロープの介在無しで直接計測できる。しかしながら、エレベーターの昇降路内は、潤滑のための油脂類の飛沫や、昇降路外より持ち込まれる塵埃により、汚れを生じやすい環境にある。そこで光学センサの適用には、汚れに対する対策が必要であった。

従来、汚れた環境下で光学センサを利用するには、空気流を用いて、汚れがセンサに付着しないようにすることが行われている（例えば、特許文献２，３，４参照）。

特開平１０−１９４６１５号公報 特開平６−２２９８１９号公報 特開平８−１５５８３号公報 特開２００５−１８１０９０号公報

しかし、エレベーターの乗りかごにおいては、光学センサのために清浄な圧縮空気を確保することは困難であるため、特許文献２，３，４に記載のような空気流を用いる方法は採用することができない。

本発明の目的は、簡便な手法で光学センサの汚れを防止できる光学センサ用鏡筒及び光学センサ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、重力加速度方向の端部に開口部を有し、重力加速度と逆方向の端部に光学窓を有し、前記重力加速度方向の開口部以外は気密性を有する筒構造の光学センサ用鏡筒であって、該鏡筒内の流体を加熱する手段を備えるようにしたものである。

上記目的を達成するために、本発明は、重力加速度方向の端部に開口部を有し、重力加速度と逆方向の端部に光学窓を有し、前記重力加速度方向の開口部以外は気密性を有する筒構造の光学センサ用鏡筒と、鏡筒外部より前記光学窓を介し鏡筒下部開口部を臨む位置に光学センサを有してなる光学センサ装置であって、前記光学窓より臨む開口部が、移動体の移動する方向を指向するようにしたものである。

さらに、上記目的を達成するために、本発明は、重力加速度方向の端部に開口部を有する光学センサ用鏡筒であって、鏡筒壁面より鏡筒内流体へ流入する熱流束分布が、重力加速度方向の位置に依存し、空間的若しくは時間的に異なるようにしたものである。

かかる構成により、簡便な手法で光学センサの汚れを防止できるものとなる。

本発明によれば、簡便な手法で光学センサの汚れを防止できるものとなる。

以下、図１〜図１０を用いて、本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態によるエレベーター用光学センサ装置を適用するエレベーター装置の構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置を適用するエレベーター装置の構成図である。

乗りかご０１０５とつり合い錘０１０７は、メインロープ０１０６で相互に接続されている。メインロープ０１０６は、巻き上げ機０１０８に巻き掛けられている。巻き上げ機０１０８は、制御装置０１１１の指令により、メインロープ０１０６を駆動する。また、制御装置０１１１は、ブレーキ０１０９が制御する。これにより、乗りかご０１０６及びつり合い錘０１０７が昇降路内を移動し、また、所定位置に停止する。

乗りかご０１０６には、かご側制御装置０１１５が搭載され、かご側制御装置０２０１には、少なくとも、光学センサユニット０２０３が接続されている。光学センサユニット０２０３は、乗りかご０１０５の底部に設置されている。光学センサユニット０２０３は、乗りかご０１０５が設置される昇降路の底部に設置された光学ターゲット０２１９にレーザ光を照射し、その反射光を用いて光学ターゲット０２１９までの距離を計測することで、乗りかごの絶対位置を計測できる。

かご側制御装置０２０１は、光学センサユニット０２０３よりの計測値、及び必要に応じその他センサ０２０４よりの計測値を用いた判定処理を行い、判定結果に応じ、ブレーキ０１０９や非常止め装置０１１４などの安全装置を作動させる。非常止め装置０１１４は、ガイドレール０１０２に取り付けられている。なお、かご設置のセンサ０２０３，０２０４からの計測値は、かご側制御装置０２０１経由若しくは直接、制御装置０１１１へ伝送してもよいものである。

乗りかごの絶対位置の正確な計測が必要な用途の例として、終端階減速装置（ＥＴＳＤ）がある。同機能を適用することで、昇降路の終端階付近での最高速度を下げられるため、ピットやオーバヘッド長の短縮、緩衝器の小型化など種々の利点を得られる。

ここで、図２を用いて、本実施形態によるエレベーター用光学センサ装置を適用するエレベーター装置における終端階減速装置適用時の制限速度閾値について説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置を適用するエレベーター装置における終端階減速装置適用時の制限速度閾値の説明図である。

図２において、横軸は乗りかごの昇降路内の基準位置からの高さである。例えばピット床面や、下部ファイナルリミットスイッチなどを基準にしても良い。図２の縦軸は、かご速度である。

定格速度０３０１は、通常かごが走行する速度である。乗りかごの速度が、制限速度０３０２を超過した場合、制動動作を行う必要がある。なお、図示の例では、制限速度０３０２は１つとしているが、通常、主索を経由して制動を行うブレーキのトリガとなる第１の閾値と、第１の閾値よりも大きく、非常止め動作のためのトリガとなる第２の閾値の少なくとも２つが存在する。

乗りかごの昇降路内の高さが下端に近い領域と上端に近い領域に、終端階減速装置動作域０３０３，０３０４が儲けられている。終端階減速装置動作域０３０３，０３０４は、乗りかごの速度を低下させるようにする。なお、図示の例では、最上階付近と最下階付近の閾値のカーブが対称であるが、非対称の構成としてもよいものである。終端階減速装置を利用する場合、同機能は、制御装置０１１１若しくはかご側制御装置０２０１の少なくとも一方で実現する。

次に、図３を用いて、本実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成について説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成を示す断面図である。

光学センサユニット０２０３は、光学センサ０２０５と、鏡筒０２０７と、光学窓０２０６と、加熱手段０２０８とを備えている。光学センサ０２０５は、レンズやプリズム若しくは透明材からなる光学窓０２０６を介し、鏡筒０２０７の内部の流体０２０９に対向している。加熱手段０２０８は、鏡筒０２０７の内部の流体０２０９を加熱する。

ここで、鏡筒０２０７は、開口部を重力加速度方向０２１１に対向している。以降、重力加速度方向を下、同方向と逆方向を上と表記する。鏡筒０２０７において、流体の出入りできる開口部は下端部のみとする。また、鏡筒０２０７は、加熱手段０２０８による熱を適宜伝導可能な材質である。

ここで、開口部が下向きの鏡筒を用いた場合、重力に抗して塵埃を運搬する要因として、熱対流による塵芥の運搬がある。熱対流による運搬では、鏡筒内流体より高い温度を有する流体の鏡筒下端からの流入によって、同流体が鏡筒内を上昇し、光学窓に塵埃を付着せしめるため、該窓の光透過率が減少し光学センサ０２０５による計測時の感度低下要因となる。高温の流体の発生する例としては、ピット内に電動機など発熱源がある場合、シースルーエレベータ等では日光その他の要因により鏡筒下端より下方に位置する構造物が加熱された場合、若しくは鏡筒下端より下方に何らかの排熱源が位置した場合などがある。熱対流の流入は、エレベーターのかごが停止している状態、つまり光学センサユニットが周囲の流体に対し運動を行っていない場合においても発生しうるため、運用期間に比例して、塵埃が運搬される確率が増加する。

ここで、図４を用いて、本実施形態によるエレベーター用光学センサ装置における熱対流について説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置における熱対流の説明図である。なお、図３と同一符号は、同一部分を示している。

図４は、エレベーターの乗りかごが静止中で、かつ、加熱手段０２０８により内部流体の加熱を行っていない鏡筒に対し、外部から高温の流体が流入し、鏡筒上端に達した場合の熱対流を模式的に示したものである。

鏡筒０２０７の下方に発熱源がある場合、熱せられた空気は、温度コンタの模式図０２１８に示すように、図示しない熱源付近から剥離し、上昇する熱対流を生じる。この対流よって、油の飛沫その他の塵埃が上方へ運搬され、一部は光学窓０２０６へ付着し、光学窓０２０６の光学的機能を劣化せしめる。

そこで、本実施形態では、加熱手段０２０８を用いて、鏡筒０２０７の内部を加熱するようにしている。

ここで、図５を用いて、本実施形態によるエレベーター用光学センサ装置における鏡筒内の温度分布について説明する。
図５は、本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置における鏡筒内の温度分布の説明図である。

図５において、横軸は温度を示し、縦軸は鏡筒０２０７の下端開口部から上端方向の距離を示している。

鏡筒内流体０２０９の温度Ｔは、鏡筒内の流体の温度による密度差と、重力とかご走行風の作用によって、鏡筒０２０７の上端部は高く、同下端部が低い温度勾配が形成される。

ここで、鏡筒の下端部付近における流体の温度Ｔ１を、鏡筒外から鏡筒の開口部へ到達する流体の最高温度ｔｃより高く設定することで、熱対流の鏡筒内流入による塵埃の運搬を低減することができる。この原理は、気象現象における逆転層において観測される性質と同等である。地表付近の空気層より相対的に高い気温を有する空気層が、地表付近の空気層の上に存在し、両者の境界に逆転層を形成している場合、地表付近の燃焼により生じた煙は、逆転層付近で停留し、更なる上昇を生じにくい。本実施形態における鏡筒内流体の加熱による熱対流流入防止は、上記性質を利用している。

次に、図６を用いて、本実施形態によるエレベーター用光学センサ装置における鏡筒内の温度制御のための構成について説明する。
図６は、本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置における鏡筒内の温度制御のための構成を示すブロック図である。なお、図３と同一符号は、同一部分を示している。

本実施形態の温度制御回路は、温度センサ０２２０，０２２４と、温度比較手段０２２２と、駆動手段０２２３とから構成される。温度センサ０２２０は、鏡筒内の下端部付近に設置されている。温度センサ０２２４は、鏡筒０２０７の外部であって、下端部付近に設置されている。なお、温度センサ０２２０の測定対象箇所は、鏡筒内の流体ではなく鏡筒の熱放射面から加熱手段までの断面のいずれかに設置してもよいものである。

温度比較手段０２２２は、温度センサ０２２０によって検出された鏡筒内の下端部付近の温度Ｔ１と、温度センサ０２２４によって検出された鏡筒０２０７の外部であって、下端部付近の温度ｔｃを比較し、駆動手段０２２３に制御信号を出力して、鏡筒下端部付近の温度をｔｃ以上に保つよう、加熱する。

ここで、図５において、鏡筒の下端部付近における流体の温度Ｔ１と、鏡筒外から鏡筒の開口部へ到達する流体の最高温度ｔｃとの差をΔｔとする。温度比較手段０２２２は、温度センサ０２２４によって検出された鏡筒０２０７の外部であって、下端部付近の温度ｔｃに所定温度Δｔを加算し、これを、鏡筒の下端部付近における流体の温度Ｔ１と比較し、温度ｔｃ＋Δｔが温度Ｔ１よりも高くなるように、駆動手段０２２３に制御信号を出力する。所定温度Δｔは、５〜１０℃とすることで、熱対流の鏡筒内流入による塵埃の運搬を低減することができる。

ここで、鏡筒の内径が０．０５ｍ程度で、乗りかご最高速度が１２０ｍ／ｍｉｎ程度の場合、加熱手段０２０８としては、鏡筒側壁から気体への入熱は、５０ｗ／ｍ^２程度で十分に加熱を行うことができる。

以上のように、鏡筒内の下端部付近の温度Ｔ１を、鏡筒外から鏡筒の開口部へ到達する流体の最高温度ｔｃよりも高く保つよう、加熱することで、熱対流の鏡筒内流入による塵埃の運搬を低減することができる。

次に、図７を用いて、本実施形態によるエレベーター用光学センサ装置における鏡筒内の他の温度制御のための構成について説明する。
図７は、本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置における鏡筒内の他の温度制御のための構成を示すブロック図である。なお、図６と同一符号は、同一部分を示している。

開口部が下向きの鏡筒を用いた場合において、重力に抗して塵埃を運搬する要因としては、熱対流による運搬以外にも、生物による運搬が考えられる。生物による運搬は、長い凹空間である鏡筒が、ある種の生物の生存に好適であることによる。一般に生物はより大型の捕食者より逃れるため等の理由で、狭隘部に侵入若しくは営巣する傾向がある。例えば蜂の一種では、篠など細い稈をもつ植物の切断面から侵入し営巣する。生物が鏡筒内に侵入することで、光路障害が発生し、また、塵芥の付着した生物が、鏡筒内に侵入することで、光学窓の汚れが発生する恐れがある。

有害生物を死に至らしめるに十分な温度，致死温度は、約４９℃〜５４℃である（例えば、特開２００２−１４２６４７号公報参照）。この致死温度よりも若干低くても、有害生物はその温度環境を好適とは思わないため、鏡筒内部の温度を、このような、生物の侵入を回避できる温度に設定することで、大多数の生物の侵入を防止することができる。

本実施形態の温度制御回路は、温度センサ０２２０と、温度設定値保持手段０２２１と、温度比較手段０２２２と、駆動手段０２２３とから構成される。温度センサ０２２０は、鏡筒内の下端部付近に設置されている。なお、温度センサ０２２０の測定対象箇所は、鏡筒内の流体ではなく鏡筒の熱放射面から加熱手段までの断面のいずれかに設置してもよいものである。温度設定値保持手段０２２１は、所定温度ｔｃを設定するものである。

温度比較手段０２２２は、温度センサ０２２０によって検出された鏡筒内の下端部付近の温度Ｔ１と、温度設定値保持手段０２２１に設定された所定温度ｔｃを比較し、駆動手段０２２３に制御信号を出力して、鏡筒下端部付近の温度をｔｃ以上に保つよう、加熱する。

温度設定値保持手段０２２１に設定する所定温度ｔｃとしては、前述の生物の致死温度（約４９℃〜５４℃）若しくは、これよりも若干（５〜１０℃程度）低い温度とすることができる。いずれにしても、生物が侵入するのを回避できる温度とする。

温度比較手段０２２２は、温度設定値保持手段０２２１に設定する所定温度ｔｃに所定温度Δｔを加算し、これを、鏡筒の下端部付近における流体の温度Ｔ１と比較し、温度ｔｃ＋Δｔが温度Ｔ１よりも高くなるように、駆動手段０２２３に制御信号を出力する。所定温度Δｔは、５〜１０℃とすることで、生物の鏡筒内への侵入を低減することができる。

以上のように、鏡筒内の下端部付近の温度Ｔ１を、生物の侵入を回避できる温度ｔｃよりも高く保つよう、加熱することで、生物の鏡筒内への侵入を回避できる。

なお、一般には、生物の致死温度（約４９℃〜５４℃）は、鏡筒外から鏡筒の開口部へ到達する流体の最高温度ｔｃよりも高い場合が多い。このような場合には、図７に示したように、温度設定値保持手段０２２１に設定する所定温度ｔｃよりも、高く保つよう、加熱することで、生物の鏡筒内侵入も回避できるし、熱対流の鏡筒内流入による塵埃の運搬を低減することができる。

一方、シースルーエレベータや、熱帯のような暑い環境に設置されるエレベーターでは、鏡筒外から鏡筒の開口部へ到達する流体の最高温度ｔｃが生物の致死温度（約４９℃〜５４℃）よりも高い場合が生じる。このようなエレベーターの設置環境にあっては、図６に示したように、鏡筒内の下端部付近の温度Ｔ１を、鏡筒外から鏡筒の開口部へ到達する流体の最高温度ｔｃよりも高く保つよう、加熱することで、熱対流の鏡筒内流入による塵埃の運搬を低減することができるとともに、生物の鏡筒内侵入も回避できる。

さらに、エレベーターの乗りかごが上下動する走行時に、走行風により塵埃が光学窓に到達する場合がある。このような走行風による塵芥の影響を低減するには、鏡筒の開口部の直径と重力方向の長さのアスペクト比が、所定値以上となるような鏡筒の寸法形状とすることで、鏡筒の形状のみで、走行風による塵芥の影響を低減させることができる。ここでいう所定のアスペクト比とは、３〜５とすることで、走行風による塵芥の影響を低減することができる。尚、鏡筒内の温度は、熱対流の流入防止若しくは生物の侵入防止のどちらか一方のみを考慮した温度設定値としても良い。

次に、図８〜図１０を用いて、本実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の変形例について説明する。
図８〜図１０は、本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の変形例を示す断面図である。なお、図３と同一符号は、同一部分を示している。

図８は、加熱手段に加えて、断熱／冷却手段を用いた第１の変形例を示している。鏡筒下端部の温度をある一定値以上に保つために、条件によっては鏡筒上端部の温度が高温になることが想定される。図８の例では、光学窓０２０６と光学センサ０２０５との間に、断熱手段若しくは冷却手段０２１７を設け、光学センサの過熱を防止する。断熱手段若しくは冷却手段０２１７と光学窓０２０６との配置順は入れ替えてもよいものである。

断熱手段としては、密閉された空間内に空気を閉じこめたものや、この空間内を真空にしたものを用いることができる。冷却手段としては、光学窓０２０６と光学センサ０２０５との間の空間に、冷媒を流し更にその冷媒を図示しないラジエータで冷却する方式のものを用いることができる。

図９は、加熱手段０２０８を鏡筒内に設置した第２の変形例を示している。このような構成とすることで、鏡筒外に加熱手段を設置した場合と比較して、加熱手段からの熱をより効率的に鏡筒内の流体へ伝えることが可能となる。鏡筒の材質も、熱伝導性を考慮せずに済み、材料選択の自由度が増す。尚加熱手段の設置箇所は、図示では鏡筒内壁の垂直部のみであるが、光学窓と干渉しない範囲で、鏡筒内壁の天井部を含め設置してもよいものである。

図１０は、第３の変形例を示すものであり、鏡筒０２０７を断熱手段０２２４で覆い、熱の鏡筒外への流出を低減させるものである。加熱手段０２０８に電熱線など発熱のみを行うものを利用する場合、消費エネルギの低減が期待できる。図示では、加熱手段０２０８が鏡筒外にある場合を示したが、図８のように鏡筒内に加熱手段０２０８を有する場合において、断熱手段０２２４を用いてもよいものである。同様に、鏡筒内に加熱手段０２０８を有する場合、鏡筒そのものの材質で断熱性を実現してもよいものである。

以上説明したように、本実施形態によれば、鏡筒内の流体（空気）に温度勾配を形成することで、鏡筒外からの熱対流による塵埃の上昇を防ぎ、光学センサの汚れを防止する。また、鏡筒内の最低温度を、生物の生存、少なくとも営巣に適さない温度とすることで、生物の鏡筒内への侵入を防止し、該生物による光路の閉塞を防ぐことができる。さらに、乗りかご走行時の塵埃の進入は、長い鏡筒の形状によって行うことができる。

ここで、本実施形態における鏡筒内流体の加熱には、可動部を持たないヒータなど簡便な手段で、実現できる利点がある。更に、熱対流と生物侵入に対する対策を、同一の手段で実現できる。

次に、図１１〜図１３を用いて、本発明の第２の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成及び動作について説明する。なお、本実施形態によるエレベーター用光学センサ装置を適用するエレベーター装置の構成は、図１に示したものと同様である。
図１１〜図１３は、本発明の第２の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成図である。なお、図３及び図７と同一符号は、同一部分を示している。

図６や図７にて説明した温度制御方式では、鏡筒下端部近傍のみの温度を元に、加熱の要否を判断していたため、鏡筒の下部から上部まで流体に、均一の入熱を行うと、鏡筒上端部が高温になる場合が想定される。あるいは、鏡筒上部の流体の温度が十分に高い温度に達する前に、鏡筒下部の流体を加熱すると、加熱した部分より熱対流が鏡筒内に発生する。鏡筒内温度勾配の安定的な保持には、このような熱対流の発生は回避したほうがよい。さらに電源断を伴う休止からのコールドスタート時においても、鏡筒上部より鏡筒下部へ段階的に加熱を行うことで、温度勾配の効率的な形成に寄与できる。

図１１に示す第１の例では、加熱手段０２０８は、鏡筒の高さ方向に複数組に分割し、加熱手段０２０８−１，０２０８−２，…，０２０８−ｎから構成する。また、各加熱手段を制御するための温度制御機構として、温度センサ０２２０−１，０２２０−２，…，０２２０−ｎと、温度設定値保持手段０２２１−１，０２２１−２，…，０２２１−ｎと、温度比較手段０２２２−１，０２２２−２，…，０２２２−ｎと、駆動手段０２２３−１，０２２３−２，…，０２２３−ｎとを備えている。ここで、温度設定値保持手段０２２１−１，０２２１−２，…，０２２１−ｎの温度設定値ｔｃ１，ｔｃ２，…，ｔｃｎは、ｔｃ１≦ｔｃ２≦…≦ｔｃｎとする。

図１２に示す第２の例では、図１１に示した構成に加えて、図示のように、論理回路０２２５−１，０２２５−２を備えている。これにより、鏡筒の上に位置する加熱手段０２０８−１，０２０８−２，…，０２０８−ｎから順に加熱を行うことができる。論理回路０２２５−１，０２２５−２は、自位置より上部に位置する加熱手段０２０８−１，０２０８−２，…，０２０８−ｎがｏｆｆの場合にのみ、加熱を行うことができる。

かかる構成により、鏡筒内でより高い位置の流体から順に、必要な温度に加熱することが可能となり、鏡筒下部のみを加熱することによって起こりうる熱対流の発生を防止できる。

図１３に示す例では、図１１に示した構成に加えて、図示のように、タイマー回路０２２６−１，０２２６−２，…，０２２６−ｎを備えている。これにより、鏡筒の高さ方向に分割した複数の加熱手段０２０８−１，０２０８−２，…，０２０８−ｎを駆動する際に、時間差を生じさせることができる。各タイマー回路０２２６−１，０２２６−２，…，０２２６−ｎにおいて、Ｔｒｘｘは、立ち上がり遅れ時間、Ｔｆｘｘはたち下がり遅れ時間である。Ｔｒｎ≦Ｔｒ２≦Ｔｒ１、かつ、Ｔｆｎ≧Ｔｆ２≧Ｔｆ１とすることで、より高い位置の加熱手段０２０８の非動作時に、より低い位置の加熱手段０２０８が動作することを防止でき、熱対流の発生を防止できる。

この方式は、図１２の方式と比較し、必ずしも厳密な鏡筒内温度分布を形成できるわけではないものの、単一の温度センサとタイマー機能のみで構成可能であり低コストで実現可能である。タイマーの時間差は、鏡筒の内径が０．０５ｍ程度とした場合、数十秒程度とする。

以上説明したように、本実施形態では、鏡筒上部より鏡筒下部へ段階的に加熱を行うことで、温度勾配を効率的に形成できる。

次に、図１４及び図１５を用いて、本発明の第３の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成及び動作について説明する。なお、本実施形態によるエレベーター用光学センサ装置を適用するエレベーター装置の構成は、図１に示したものと同様である。
図１４及び図１５は、本発明の第３の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成図である。なお、図３及び図７と同一符号は、同一部分を示している。

本実施形態では、重力加速度方向の位置に依存して、重力加速度方向の上部が大きく、下部が小さいように熱流束を発生するようにしている。

図１４に示す第１の例では、鏡筒の上部と下部との加温の時間差を設けるため、鏡筒の上部と下部で熱伝導率に差を設けている。図１４に示す例では、鏡筒の上部０２２７には、より薄い断熱材若しくは熱抵抗の小さい伝熱材を用い、鏡筒の下部０２２８には逆の特性値の材料を用いている。

図１５に示す第２の例では、熱容量差により鏡筒内の温度勾配を維持するようにしている。図１５に示す例では、鏡筒の壁の厚さを、鏡筒の上部０２２７では薄くし、鏡筒の下部０２２８では、暑くしている。このように、鏡筒の壁の厚さを変えることで、熱容量を変えることができ、温度勾配を維持できる。なお、鏡筒壁の厚さの違いで熱容量の違いを便宜的に示したが、別体式の蓄熱材を用いてもよいものである。

以上説明したように、本実施形態では、鏡筒上部と鏡筒下部とで、熱伝導率若しくは熱容量に差を設けることで、温度勾配を効率的に形成できる。

次に、図１６を用いて、本発明の第４の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成及び動作について説明する。なお、本実施形態によるエレベーター用光学センサ装置を適用するエレベーター装置の構成は、図１に示したものと同様である。
図１６は、本発明の第４の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成図である。なお、図３と同一符号は、同一部分を示している。

本実施形態でも、重力加速度方向の位置に依存して、重力加速度方向の上部が大きく、下部が小さいように熱流束を発生するようにしている。

図１６は、ヒートパイプなどの熱輸送手段を用いた加熱の例である。乗りかご上には、エアコンをはじめ電子機器類など、近年多数の発熱源を搭載する傾向にある。これらの機器よりの排熱を、熱輸送手段０２２５にて再利用することで、消費エネルギの少ない鏡筒の加熱を実現できる。特にエアコンの排熱は、昇降路内の温度が高く鏡筒内の温度も高く設定する必要がある夏季に、より高温の排熱を得られる。熱輸送手段０２２５による鏡筒内の温度分布の形成には、鏡筒の高い位置側を入熱側とする。入熱側と出熱側の温度差が小さい場合、鏡筒の高い位置のピッチＤｕと低い位置のピッチＤｄを、Ｄｕ＜Ｄｄとすることで、温度差を形成できる。

次に、図１７を用いて、本発明の第５の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成及び動作について説明する。なお、本実施形態によるエレベーター用光学センサ装置を適用するエレベーター装置の構成は、図１に示したものと同様である。
図１７は、本発明の第５の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成図である。なお、図３と同一符号は、同一部分を示している。

以上説明した本発明における鏡筒は、エレベーターの運用中は加温により生物の進入と営巣を防止できる。しかし、停電その他の状態では加温されないため、対策が必要である。
そこで、図１７に示す本実施形態では、非加温中に鏡筒開口部に蓋をするようにしている。
非通電時に蓋がしまる方向で制御できるよう、開閉手段０２３５は、通電により蓋０２３４を開く方式としている。開閉動作は、温度センサ０２２１による計測値以外に、制御装置０１１１やかご側制御装置０２０１からの指令で開閉を行ってもよいものである。また、温度センサではなく、形状記憶合金と弾性バネとの組み合わせによって、ある温度以上に鏡筒内が加温された場合にのみ、電子回路の介在無しに機械的に蓋が開く方式としてもよいものである。

以上説明したように、本実施形態では、鏡筒上部と鏡筒下部とで、熱輸送手段を設けることで、温度勾配を効率的に形成できる。

本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置を適用するエレベーター装置の構成図である。 本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置を適用するエレベーター装置における終端階減速装置適用時の制限速度閾値の説明図である。 本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置における熱対流の説明図である。 本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置における鏡筒内の温度分布の説明図である。 本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置における鏡筒内の温度制御のための構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置における鏡筒内の、他の温度制御のための構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の変形例を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の変形例を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の変形例を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成図である。 本発明の第２の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成図である。 本発明の第２の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成図である。 本発明の第３の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成図である。 本発明の第３の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成図である。 本発明の第４の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成図である。 本発明の第５の実施形態によるエレベーター用光学センサ装置の構成図である。

符号の説明

０１０２…ガイドレール
０１０５…かご（乗りかご）
０１０６…メインロープ
０１０７…つりあい錘
０１０８…巻き上げ機
０１０９…ブレーキ
０１１１…制御装置
０１１４…非常止め装置
０２０１…かご側制御装置
０２０３…光学センサユニット
０２０４…その他センサ
０２０５…光学センサ
０２０６…光学窓
０２０７…鏡筒
０２０８…加熱手段
０２０９…鏡筒内流体
０２１１…重力加速度方向
０２１７…断熱／冷却手段
０２１８…熱分布コンタ模式図
０２１９…光学ターゲット
０２２０，０２２４…温度センサ
０２２１…温度設定値保持手段
０２２２…温度比較手段
０２２３…駆動手段
０２２５…論理回路
０２２６…タイマー回路
０２２７…鏡筒上部伝熱材
０２２８…鏡筒下部伝熱材
０２２９…鏡筒上部壁
０２３０…鏡筒下部壁

Claims (9)

1. 重力加速度方向の端部に開口部を有し、重力加速度と逆方向の端部に光学窓を有し、前記重力加速度方向の開口部以外は気密性を有する筒構造の光学センサ用鏡筒であって、
   該鏡筒内の流体を加熱する加熱手段を備えることを特徴とする光学センサ用鏡筒。
2. 請求項１記載の光学センサ用鏡筒において、
   前記加熱手段により加熱される鏡筒内流体の少なくとも一部の温度が、鏡筒外部より流入しうる流体の最高温より高いことを特徴とする光学センサ用鏡筒。
3. 請求項１記載の光学センサ用鏡筒において、
   加熱手段により加熱される鏡筒内流体の少なくとも一部の温度が、鏡筒外部より侵入しうる生物の営巣若しくは滞留若しくは生存に適さない温度より高いことを特徴とする光学センサ用鏡筒。
4. 重力加速度方向の端部に開口部を有し、重力加速度と逆方向の端部に光学窓を有し、
   前記重力加速度方向の開口部以外は気密性を有する筒構造の光学センサ用鏡筒と、
   鏡筒外部より前記光学窓を介し鏡筒下部開口部を臨む位置に光学センサを有してなる光学センサ装置であって、
   前記光学窓より臨む開口部が、移動体の移動する方向を指向することを特徴とする光学センサ装置。
5. 請求項４記載の光学センサ装置において、
   該装置の設置対象の移動体がエレベーター装置であることを特徴とする光学センサ装置。
6. 請求項４記載の光学センサ装置において、
   前記鏡筒内の流体を加熱する加熱手段を備え、
   該加熱手段により加熱される鏡筒内流体の少なくとも一部の温度が、鏡筒外部より流入しうる流体の最高温より高いことを特徴とする光学センサ装置。
7. 請求項４記載の光学センサ装置において、
   前記鏡筒内の流体を加熱する加熱手段を備え、
   該加熱手段により加熱される鏡筒内流体の少なくとも一部の温度が、鏡筒外部より侵入しうる生物の営巣若しくは滞留若しくは生存に適さない温度より高いことを特徴とする光学センサ装置。
8. 重力加速度方向の端部に開口部を有する光学センサ用鏡筒であって、
   鏡筒壁面より鏡筒内流体へ流入する熱流束分布が、重力加速度方向の位置に依存し、空間的若しくは時間的に異なることを特徴とする光学センサ用鏡筒。
9. 上記請求項８の光学センサ用鏡筒において、
   重力加速度方向の位置に依存し、空間的に異なる熱流束分布の生成手段として、加熱手段の発熱量若しくは鏡筒壁面の熱伝導率若しくは鏡筒内壁の放射率の差異を用いることを特徴とする光学センサ用鏡筒。

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