JP4812849B2 - 位置検出装置を備えたエレベータ - Google Patents

Description

本発明は、位置検出器と被検出体を有する位置検出装置を備えたエレベータに関する。

従来のエレベータで使用されている位置検出装置は、乗りかごの上に設置される場合が多く、階床付近に設置されている被検出体を検出することにより、乗りかごの昇降路内における絶対位置を検出したり、乗りかごの床面と乗り場の床面の位置合わせを行ったり、乗り場の扉がないところで乗りかごの扉が不用意に開くことのないよう、ドアゾーンと呼ばれる戸開閉許可領域を検出したり、するために利用されている。

また、反射型の光電式検出器を利用する場合、検出器の受光面が外壁側に向いているため、外乱光が入射し誤動作する可能性が高く、位置検出装置に外乱光の対策を施す必要があるため、被検出体の背面に外乱光の入射を防ぐ遮光板を設けることが知られ、特許文献１に記載されている。

さらに、位置検出装置の信頼性を高めるために、光電式検出器と磁気式検出器を併用し、光電式検出器の出力に異常が生じた場合、磁気式検出器へ出力を切り替えることが知られ、特許文献２に記載されている。

特開２００４−２２４５２９号公報 特開２００８−２４３９５号公報

上記従来技術において、単に遮光板を設けるものでは、設置場所や時間帯で外乱光の入射環境及び反射環境が変化する昇降路内においては、遮光板で完全に外乱光を遮ることは難しく、特に、展望用のエレベータなどで採用されているシースルー型エレベータでは、特に強い外乱光が入射するため、反射型の光電式検出器が誤動作する恐れがある。

また、磁気式検出器と光電式検出器を併用するものでは、磁気式検出器は光電式検出器と比べて指向性が弱く、乗り場−乗りかご間のギャップの影響を受けるので、位置検出信号の精度を確保することが難しい。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、光電式検出器を用いた場合であっても、太陽光などの外乱の影響を受けることなく信頼性を向上し、高精度と高信頼性をより両立させることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、乗りかごが昇降する昇降路に被検出体を設け、前記乗りかごに設置された位置検出器で前記被検出体を検出することにより、前記乗りかごの位置を検出する位置検出装置を備えたエレベータにおいて、前記乗りかごに設置され前記被検出体を検出する第１位置検出器と、前記第１位置検出器とは検知方式が異なり、前記乗りかごの位置を検出する第２位置検出器と、を備え、前記第２位置検出器の検出信号は前記第１位置検出器の検出信号よりも前記乗りかごの昇降方向において検出幅が長くなるようにされ、前記第２位置検出器の検出信号が得られる場合、前記第１位置検出器の検出信号を有効とし、前記被検出体は金属体、前記第１位置検出器は光電式、前記第２位置検出器は磁気式とされ、前記第１位置検出器と前記第２位置検出器は進行方向の左右に隣接されて配置されたものである。

本発明によれば、第２位置検出器（磁気式検出器）の検出信号は第１位置検出器（光電式検出器）の検出信号よりも乗りかごの昇降方向において検出幅が長くされているので、外乱などの影響を受けることなく第１位置検出器の位置検出信号を利用できると共に、第２位置検出器の取り付け場所の精度や乗りかごの動的変動によるギャップ変動の影響を避けることができる。したがって、高精度と高信頼性をより両立させることができる。

本発明における一実施の形態を示す斜視図。 本発明における一実施の形態による動作を示す表。 本発明における一実施の形態を示す斜視図。 本発明における他の実施の形態を示す斜視図。 さらに、他の実施の形態を示す斜視図。 さらに、他の実施の形態を示す斜視図。 地震時のロープの引っ掛かりを示す断面図。 地震時のロープの引っ掛かりを示す断面図。 さらに、他の実施の形態を示す斜視図。 検出器間の干渉を示す斜視図。 従来の位置検出装置を示す斜視図。 従来の位置検出装置による動作を示す表。 従来の位置検出装置におけるギャップの影響を示す斜視図。 一実施の形態による磁気式検出器の水平方向に関する検出特性を示すグラフ。 一実施の形態によるエレベータ示す断面図。 一実施の形態によるエレベータ示す断面図。

従来のエレベータで使用されている位置検出装置は、図１６に示すようにエレベータの乗りかご１００の上に設置される場合が多い。この機能は、位置検出器１１４で階床付近に設置されている被検出体１を検出することにより、乗りかご１００の昇降路内における絶対位置を検出することであり、乗りかご１００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。またその他の機能としては、乗り場の扉１０９がないところで乗りかごの扉１１０が不用意に開くことのないよう、ドアゾーンと呼ばれる戸開閉許可領域を検出するために利用されている。

位置検出器には、光電式，磁気式（磁石利用，高周波磁界利用など），静電容量式といった様々な非接触型検出器が利用されている。光電式検出器は、指向性が強く被検出体を高精度に検出することが可能であるが、赤外光を利用するため、太陽光を中心とする外乱光や埃，水滴などに弱い。逆に磁気式検出器は、検出器の検出範囲に光電式のような強い指向性はないが、外乱光，水，埃，油などに強いため、悪環境下や高信頼性が要求される場所で使用される。

また、乗りかごの上部に位置検出装置を取り付けるものでは、乗り場の床面と乗りかごの床面の位置関係は、乗りかご上の検出器と被検出体に対し正確な位置合わせを行うのに調節することが必須であった。

さらに、図１５のように、乗り場の敷居の部分に被検出体を設ける位置検出装置もあるが、乗りかごの上部に位置検出装置を取り付けていたものに比べ、乗り場の床面と乗りかごの床面の位置関係は、乗りかご上の検出器と被検出体に対し相対的であり、正確な位置合わせを行うのにブラケットを調節する必要があった。

さらに、乗り場の敷居の部分に被検出体を設ける位置検出装置では、乗り場という位置決め基準に対し被検出体の取り付け作業を行うことになるため、被検出体の調整作業が不必要であった。しかし、検出器は被検出体に対し対向して検出する必要があるので、反射型の光電式検出器や磁気式検出器を用いる必要がある。

図１は一実施例の構成を示し、乗り場敷居１０２に取り付けられた被検出体１と、それに対応した乗りかごに取り付けられた光電式検出器２と磁気式検出器３と、それぞれの検出器出力を比較する比較器４を有する。被検出体１は鉄などの金属体であり、比較器４は論理演算回路（ＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＴ，ＮＯＲなど）である。また、磁気式検出器３は、磁石やリードスイッチ，ホール素子，高周波磁界（渦電流式検出器など）を利用した検出器が良い。また、必ずしも磁気式でなくともよく、たとえば静電容量型のものでもよい。

エレベータは、これらの検出器から得られる最終出力４Ｓ（光電式検出器出力２Ｓや磁気式検出器３Ｓでもよい）を利用して、乗りかごと乗り場の床合わせ制御の実行や、ドアを安全に開閉できる位置にいることを検出する。

被検出体１の形状について以下示す。
被検出体１の形状は、光電式検出器２が通過する部分の被検出体１の長さに対し、磁気式検出器３が通過する部分の被検出体１の長さのほうが、長いようになっている。より具体的には、磁気式検出器３の水平方向に関する検出特性（図１４）より、Ｙ３を超えるギャップ変動が生じても、光電式検出器２の被検出体１を検出する検出幅を充分にマスク可能な長さであることが望ましい。例えば、被検出体１の傾きや乗りかごの水平方向の変位によるギャップ変動の最悪値がＹ４と見込まれる場合は、磁気式検出器３の応答位置はＸ４となり、光電式検出器をマスクするのに充分とはいえない。このため、Ｘ４の長さ分だけ被検出体１の磁気式検出器３の通過部分を延長すればよい。

また、その他の被検出体１の長さの設計としては、被検出体１をドアゾーンの検出に利用することを考慮して、ドアを開閉させるための係合子と同一、もしくはそれ以下の長さにする。しかし、係合子よりも短く設計する場合は、実際にドアを開閉できる係合子の領域に対しドアゾーンが短くなるため、閉じ込めが発生する可能性が高くなる。

さらに、光電式検出器２が通過する部分の被検出体１の長さは、例えばドアゾーンの検出や、再床合わせ運転用の検出，階床通過時の検出などに応じて決定されている。

位置検出器の動作例を、図２を参照して説明する。
磁気式検出器３の通過する部分の被検出体１の長さを延長することにより、被検出体１が傾いた場合でも、磁気式検出器３の応答位置は光電式検出器２が応答する位置に対し、充分な余裕を持っており、光電式検出器２をマスクすることが可能となる。

他の被検出体１の形状としては、例えば図３に示す形状が良い。被検出体１を乗り場敷居１０２に据え付ける場合は、被検出体１の上部が固定端となる。このため、取り付ける場所である乗り場敷居１０２の鉛直度・水平度に精度が保てない場合は、被検出体１が傾く。傾きの影響を受けギャップ変動が最大となるのは基本的に被検出体１の下部であるため、磁気式検出器３の通過部分の長さを延長するのは、被検出体１の下部のみでもよい。

以上によれば、被検出体１の形状として、光電式検出器２の通過部分の被検出体長さに対し、磁気式検出器３の通過部分の被検出体長さを長くすることにより、乗りかごの変位や被検出体１の傾きなどに起因するギャップ変動の影響を受けにくくし、安定して光電式検出器２の出力を磁気式検出器３の出力でマスクすることが可能となる。

被検出体１の形状を高信頼な位置検出器（磁気式検出器３）に対応した部分のみ長くした理由について、以下説明する。
磁気式検出器は、一般に光電式検出器と比べ指向性が弱く、位置検出精度を高めることが難しい。これは、磁気式検出器は被検出体とのギャップにより応答位置が変化するためである。磁気式検出器の検出面に対し水平方向に移動して検出する場合の、磁気式検出器の検出特性の一例を図１４に示す。図１４のように、磁気式検出器３が水平方向に移動して検出する場合（矢印６５の方向）は、被検出体１とのギャップＹに応じて応答位置が変化する。特に、ギャップＹ３より離れて被検出体１を検出する場合は、磁気式検出器３が被検出体１上に到達してはじめて応答する。例えばギャップＹ４のとき、磁気式検出器３の応答位置は、被検出体１上であるＸ４となる。以上より、光電式検出器２と磁気式検出器３を併用する構成の場合、応答位置が磁気式検出器３に依存してしまい、光電式検出器２の高精度位置検出を利用できない。

磁気式検出器と被検出体間のギャップが変動し、検出器の応答位置が磁気式検出器に依存する。このギャップが変動する要因は以下がある。
（１）乗りかごの水平方向の振動。
ロープと錘を利用するトラクションエレベータでは、乗りかごは一般にガイドレールに沿って移動する。このため、ガイドレールに歪みがある場合は、その歪みに沿う形で移動することになり、これが水平方向の振動となる。
（２）乗客の偏荷重による乗りかごの傾き。
乗りかごが傾くことで、磁気式検出器と被検出体が正対できなくなり、検出距離が等価的に離れる形となる。
（３）被検出体の傾き。
被検出体が傾くことで、磁気式検出器と被検出体との距離が一定に保てなくなる。被検出体が傾く要因としては、被検出体を取り付ける場所の鉛直度・水平度や、取り付ける際の誤差の影響などがある。

ギャップ変動が、光電式検出器２と磁気式検出器３を併用する構成に影響を与える様子について、図１１，図１２，図１３を用いて説明する。図１１は、被検出体１の形状が、光電式検出器２と磁気式検出器３の乗りかご移動方向に対して同じ長さである構成を示したものである。図１２のように被検出体１が磁気式検出器３に対し水平に取り付けられている場合、磁気式検出器３の被検出体１に対する検出範囲は、光電式検出器２よりも広く、充分にマスクすることが可能となっている。しかし、実際には先に示したように乗りかごの振動，ガイドレール歪み，取付誤差などで、図１３のように被検出体１と磁気式検出器３のギャップ８を一定に保つことは難しい。このため、光電式検出器２を確実にマスクすることができなくなる可能性がある。本実施例では、マスクを確実に行うため、磁気式検出器３に対応した部分の被検出体１の長さを長くしている。

図４は第二の実施例の構成であり、乗り場敷居１０２に取り付けられた被検出体１と、それに対応した乗りかごに取り付けられた光電式検出器２と磁気式検出器３（渦電流式検出器など）と、それぞれの検出器出力を比較する比較器４からなる。ここでの被検出体１は鉄などの金属体であり、比較器４は論理演算回路（ＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＴ，ＮＯＲなど）である。また、磁気式検出器３は、磁石やリードスイッチ，ホール素子，高周波磁界（渦電流式検出器など）を利用した検出器である。また、必ずしも磁気式でなくともよく、たとえば静電容量型のものでもよい。加えて、被検出体１は、突き出し器具５により、一定距離昇降路方向に突き出した構造となっている。

この突き出し構造の必要性について、図５にて説明する。乗り場の敷居１０２に被検出体１を取り付けて位置検出を行う構成をとる場合、被検出体１以外の昇降路内構造物の誤検出が課題となる。特に、磁気式検出器３は透磁率の高い金属体（鉄など）を検出するものであるが、一般に市販されている検出器の感度は、標準検出手段と呼ばれる金属体の面積を基準にしており、それより小さい面積の金属体や複雑な形状をした金属体においては、磁気式検出器が応答するのかどうかは不明である。昇降路内では、このような金属体として、例えばドアマシン６や、建屋の梁７などがある。特に、マシンルームレスエレベータの台頭が激しい昨今では、昇降路内を省スペース化する傾向であり、被検出体１と同一ギャップにある昇降路内の構造物は、上記に限らず多種に渡る可能性が高い。また、昇降路内の機器構成も、エレベータを納入するビルによって変わってくる。このため、昇降路内の状況に左右されずに、磁気式検出器３で安定して被検出体１のみを検出する構成が必要となる。

本実施例では、突き出し器具５により、被検出体１とその他の構造物との間に、ギャップを設け、磁気式検出器３の被検出体１以外のものに対する誤検出を防ぐことが可能となる。

図６は第三の実施例のシステム構成であり、同図に基づいて当該構成を説明する。

本構成は、乗り場敷居１０２に取り付けられた被検出体１と、それに対応した乗りかごに取り付けられた光電式検出器２と磁気式検出器３（渦電流式検出器など）と、それぞれの検出器出力を比較する比較器４からなる。ここでの被検出体１は鉄などの金属体であり、比較器４は論理演算回路（ＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＴ，ＮＯＲなど）である。また、磁気式検出器３は、磁石やリードスイッチ，ホール素子，高周波磁界（渦電流式検出器など）を利用した検出器である。また、必ずしも磁気式でなくともよく、たとえば静電容量型のものでもよい。加えて、被検出体１は、突き出し器具５により、一定距離昇降路方向に突き出した構造となっている。被検出体１の取付位置は、フェッシャプレート１１３に隣接して設置されている。なお、被検出体１の取付位置は、水平方向に隣接している場合だけでなく、鉛直方向、例えばフェッシャプレートの下端に隣接して接続されていてもよい。

この被検出体１の取付位置の必要性について、以下説明する。取付位置に対して危惧される現象は、地震時にメインロープ１０１や、テールコード，ガバナロープ（いずれも図示せず）が被検出体１に回り込み、引っ掛かる可能性がある（図７，図８参照）。特に、近年注目されている長周期型の地震では、これら長尺物が予期せぬ振幅で加振される可能性もあり、昇降路内の機器配置の段階で、引掛りを考慮した配置にする必要がある。

長尺物が回り込み引っ掛かる現象は、被検出体１の水平方向の幅が狭い場合に起こり易い。このため、長尺物が回り込みにくい幅広のフェッシャプレート１１３に隣接して配置することで、地震時の引掛りを防止することが可能となる。

以上の実施例によれば、次の効果を奏する。本実施例では、引掛りの生じにくいフェッシャプレート１１３に隣接して被検出体１を設置することにより、より引掛りを生じにくい構成となる。

図９は第四実施例の構成であり、同図に基づいて当該構成を説明する。

本構成は、乗り場敷居１０２に取り付けられた被検出体１と、それに対応した乗りかごに取り付けられた２つの光電式検出器２と、２つの磁気式検出器３と、光電式検出器２と磁気式検出器３の組の検出器出力を比較する比較器（図示しない）からなる。ここでの被検出体１は鉄などの金属体であり、比較器４は論理演算回路（ＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＴ，ＮＯＲなど）である。また、磁気式検出器３は、磁石やリードスイッチ，ホール素子，高周波磁界（渦電流式検出器など）を利用した検出器である。また、必ずしも磁気式でなくともよく、たとえば静電容量型のものでもよい。

二組の光電式検出器２と磁気式検出器３を用いる場合は、例えば位置検出システムとしての信頼性を高める場合などに利用される。しかしながら、図１０のように同種類の検出器で纏めて配置しようとした場合、同種類の検出器間の干渉が課題となる。光電式検出器の場合は互いの光の干渉を、磁気式検出器の場合は磁場の干渉を受けるため、一般的に同種類の検出器を隣接して配置する場合は、一定間隔の距離をおいて配置する必要がある。このため、図１０の場合では、被検出体１は水平方向に各検出器間が干渉しないための幅を余計に追加する必要がある。

乗り場の敷居１０２に取り付ける場合、近年のマシンルームレスエレベータの台頭や、建屋側の要求により、被検出体１の設置幅が確保できない場合がある。このため、設置する被検出体・検出器をコンパクトに纏める必要がある。

本実施例では、検出原理の異なる検出器を、交互に配置することで、同種類の検出器を配置する上で考慮しなければならない干渉回避のために必要な距離を、検出器の大きさで確保している。このように配置することで、検出器として省スペース化でき、要求の厳しいところでも検出板・検出器を設置することが可能となる。

１ 被検出体
２ 光電式検出器（第１位置検出器）
３ 磁気式検出器（第２位置検出器）
４ 比較器
１００ 乗りかご
１０５ 電動機
１１３ フェッシャプレート

Claims (6)

1. 乗りかごが昇降する昇降路に被検出体を設け、前記乗りかごに設置された位置検出器で前記被検出体を検出することにより、前記乗りかごの位置を検出する位置検出装置を備えたエレベータにおいて、
   前記乗りかごに設置され前記被検出体を検出する第１位置検出器と、
   前記第１位置検出器とは検知方式が異なり、前記乗りかごの位置を検出する第２位置検出器と、
   を備え、前記第２位置検出器の検出信号は前記第１位置検出器の検出信号よりも前記乗りかごの昇降方向において検出幅が長くなるようにされ、前記第２位置検出器の検出信号が得られる場合、前記第１位置検出器の検出信号を有効とし、前記被検出体は金属体、前記第１位置検出器は光電式、前記第２位置検出器は磁気式とされ、前記第１位置検出器と前記第２位置検出器は進行方向の左右に隣接されて配置されたことを特徴とする位置検出装置を備えたエレベータ。
2. 請求項１に記載のものにおいて、前記第２位置検出器は前記被検出体を検出し、前記第２位置検出器に対応した前記被検出体の前記乗りかごの昇降方向における幅が長くされたことを特徴とする位置検出装置を備えたエレベータ。
3. 請求項１に記載のものにおいて、前記第１位置検出器は複数設けられることを特徴とする位置検出装置を備えたエレベータ。
4. 請求項１に記載のものにおいて、前記第２位置検出器は前記被検出体の絶対位置情報を検出し、前記絶対位置情報に基づいて前記第１位置検出器の検出信号を有効とすることを特徴とする位置検出装置を備えたエレベータ。
5. 請求項１に記載のものにおいて、前記第１位置検出器と前記被検出体とのギャップと前記第２位置検出器とのギャップとは異なることを特徴とする位置検出装置を備えたエレベータ。
6. 請求項１に記載のものにおいて、前記第１位置検出器と前記第２位置検出器とは水平方向に交互にそれぞれ複数配置されていることを特徴とする位置検出装置を備えたエレベータ。

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