JP5321731B2

JP5321731B2 - 安全位置センサ付きエレベータ

Info

Publication number: JP5321731B2
Application number: JP2012504140A
Authority: JP
Inventors: 真輔井上; 昌也古橋; 裕紀深田; 清志岡村; 敏文吉川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2030-03-10
Also published as: SG183326A1; WO2011111096A1; CN102725218A; JPWO2011111096A1; CN102725218B

Description

本発明は、乗りかごが昇降路内において昇降動作するエレベータに関し、特に、乗りかごの位置（着床検出），ドアゾーンを検出する安全位置センサを備えたものに好適である。

従来のエレベータは、乗りかごの上に、例えば光電式の位置検出装置を設置し、階床に対応して設置された被検出板を検出することにより、乗りかごの昇降路内の位置を検出する。そして、乗りかごの床面と乗り場の床面の位置合わせ（着床検出）、戸開走行を防止するためドアゾーン（乗り場の扉に対する乗りかごの扉の戸開閉許可領域）を検出するために利用されている。

光電式の着床検出スイッチ（位置検出装置）の誤動作を防止するため、乗場ドア敷居に着床検出板（被検出板）を取り付け、着床検出スイッチの光以外の光が入光するのを阻止する誤動作防止カバーを設けることが知られ、特許文献１に記載されている。

また、かごの位置を正確かつ位置検出装置の据え付けを簡単にするため、昇降方向に沿って作動点毎に複数個のプレートを離散的に取り付け、プレートに非接触で係合したことを示す信号を発生する位置検出器を備え、各作動点をコード化することが知られ、例えば、特許文献２に記載されている。

特開２００４−２２４５２９号公報特開平５−３３８９４９号公報

上記従来技術において、特許文献１に記載のものでは、単に、ドアゾーンを１つのセンサで検出し、外光による誤動作を防止するだけなので、位置検出センサの故障自体を検出することはできないばかりでなく、ドアゾーンの検出，微小な段差を修正する再床合わせのためのセンサとして多機能化することが困難であり、そのためには、センサ数を増加せざるを得なかった。

また、特許文献２に記載のものも同様であり、位置検出センサの故障自体を検出すること等は困難であった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、特に、位置検出センサ自体が故障したとしても、ドアゾーンを検出可能として安全性及び信頼性の向上を図ることにある。また、他の目的は、多機能化，安全性，信頼性を向上したとしてもシステム構成を簡単とし、誤検出等を含めたシステム全体の冗長性を高めることにある。さらに、他の目的は、地震時などにロープ類がセンサ自体等に引っ掛かることで故障したり、誤検出したり、することを無くすことにある。

なお、本発明は、上記目的の少なくともいずれかを達成することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、乗りかごの位置が乗りかご及び乗り場の戸が開閉可能な昇降位置に到達し、乗客が乗降可能である領域を示すドアゾーンを検知する安全位置センサ付きエレベータにおいて、前記乗りかご側に設けられ、昇降方向に所定距離だけ離され、かつ乗り場側に対向して設置された第１及び第２の位置検出センサと、前記乗り場側に設けられ、前記位置検出センサによって前記ドアゾーンが検出されるように配置された被検出板と、前記第１及び第２の位置検出センサの信号が入力され、入力された信号の論理演算した結果を出力する論理演算器と、を備え、前記論理演算器による論理ＯＲ出力信号は前記ドアゾーンを検出した信号とされ、前記第１及び第２の位置検出センサに対して異なる列に第３の位置検出センサを設け、前記被検出板は、前記第３の位置検出センサによって前記ドアゾーンが検出されるように配置されたものである。

本発明によれば、昇降方向に所定距離（Ｓ）だけ離されて設けられた第１及び第２の位置検出センサの論理ＯＲ出力信号をドアゾーン検出信号とされ、第３の位置検出センサによって前記ドアゾーンが検出されるので、誤検出等を含めたシステム全体の冗長性を高めることができる。

本発明による一実施の形態の全体を示すブロック図。一実施の形態の乗り場敷居部の詳細を示す斜視図。一実施の形態の位置検出センサと被検出板との配置を示す平面図。一実施の形態による各信号の変化状態を示す一覧図。本発明による他の実施の形態の乗り場敷居部の詳細を示す斜視図。他の実施の形態の位置検出センサと被検出板との配置を示す平面図。他の実施の形態による各信号の変化状態を示す一覧図。さらに、他の実施の形態の乗り場敷居部の詳細を示す斜視図。さらに、他の実施の形態の位置検出センサと被検出板との配置を示す平面図。

以下、図面を参照して、一実施の形態について詳細を説明する。
図１は、一実施形態を示す全体構成図であり、１０２は乗り場敷居、１１５は床面を示す。エレベータは、建屋に形成された昇降路内を複数の階床間に跨って移動する乗りかご１００がロープ１０１を介しておもり１１１に接続されている。乗りかご１００の移動は、電動機１０５によって綱車１０３が駆動されることにより行われる。電動機１０５には、電力変換器１０７によって駆動用の電力の供給が行われている。また、エンコーダなどのパルス発生器１０６が電動機１０５に取り付けられており、電動機の回転によって生じるパルスを、システム制御器１０８が計数することにより、駆動電動機１０５の速度、乗りかご１００の昇降路移動方向の等価的な位置，移動距離などが計算される。乗りかご１００には、乗り場側扉１０９を係合して開閉する乗りかご側扉１１０が設けられている。

乗りかご１００側には第１及び第２の位置検出センサ３，４が乗りかご１００の昇降方向に所定距離を離して設けられており、それぞれの出力は論理演算器（比較器）５を介してシステム制御器１０８に接続されている。光電式の位置検出センサ３，４に対応して乗り場側である乗り場敷居１０２に設置された被検出板１を検出することにより、乗りかごの昇降路内の位置を検出する。そして、乗りかごの床面と乗り場の床面の位置合わせ（着床検出）、ドアゾーン（乗り場側扉１０９に対する乗りかご側扉１１０の戸開閉許可領域）を検出する。

また、位置検出センサ３，４による位置検出装置の機能として、再床合わせ機能があり、乗りかご１００が床面１１５と微小な段差を生じた場合に、乗客が段差により躓くことがないよう、戸を開きながら再度乗り場の床面と乗りかごの床面が一致するようにエレベータを動作させる。微小な段差は通常、大勢の乗客が一度に乗降した場合の乗りかごの重量変動により生じるロープ伸縮で発生することが多く、位置検出装置は微小な段差を検出する。

位置検出センサには、光電式，磁気式（磁石利用，高周波磁界利用など），静電容量式の非接触型検出センサが利用できるが、赤外光等を被検出板に投射してその反射光を検出する反射型の光電式検出センサは、地震時などにロープ類がセンサ自体あるいは被検出板１に引っ掛かる恐れがなく、かつ指向性が強く被検出板を高精度に検出することが可能である点で望ましい。しかし、赤外光等を利用するため、太陽光を中心とする外乱光や埃，水滴などで誤検出の恐れがある。

特に、ドアゾーンを検出する位置検出センサが誤検出あるいは故障した場合、故障モードによっては乗りかご側扉１１０が開閉不可である位置で開閉可能であると誤認識し誤って開いてしまうことや、戸開閉可能位置であるのにも関わらず開閉不可と認識し、乗客を閉じ込めてしまう可能性がある。

図２は、乗り場敷居１０２部の詳細を示し、乗り場敷居１０２には、つま先の保護、又は人が昇降路内へ転落するのを防ぐトーガード１１３、光を反射し、鉄などの金属体，プラスチックなどで構成される被検出板１が取り付けられている。そして、被検出板１に対応して位置検出センサ３及び４が乗りかご１００に取り付けられている。位置検出センサ３及び４のセンサ出力３Ｓ及び４Ｓは、論理演算器５へ入力される。論理演算器５は論理演算回路であり、論理ＩＣやマイクロコンピュータの演算により構成される。

位置検出センサ３及び４は、乗りかご１００の移動方向（高さ方向）に対し同軸上に配置され、配置間隔は論理演算器５の出力信号５Ｓにてドアゾーン出力が得られるよう決定されている。エレベータは、最終出力信号３Ｓ，４Ｓ及び５Ｓに基づいて乗りかご１００と乗り場の床合わせ（床高さを一致させる）制御の実行、乗りかご１００が各扉を安全に開閉できる高さ位置にあるか有無を示すドアゾーンを検出する。つまり、論理演算器５による信号３Ｓ及び４Ｓの論理ＯＲ出力となる信号５Ｓによりドアゾーンの検出を行い、信号３Ｓ及び４Ｓにより再床合わせ処理を実行する。具体的には、被検出板１の昇降方向の長さはドアゾーンに対応した長さＬ１とされ、２個の位置検出センサ３，４の間隔Ｓは、長さＬ１より小さくすれば、その差分で再床合わせ機能を実施することができる。

図３は、昇降方向に所定距離（Ｓ）だけ離されて設置された位置検出センサ３及び４と被検出板１との配置関係を示し、再床合わせ機能を上下で対象にするため、乗りかご１００が着床した状態で昇降方向において位置検出センサ３と４との中央線が被検出板１の中央線と一致するようになっており、長さＬ１と、再床合わせ機能を実施するための微小段差検出長さＭと、は予め定められている。

位置検出センサ３及び４の間隔Ｓは、乗りかご１００の移動に伴う論理演算器５による信号３Ｓ及び４ＳのＯＲ出力となる信号５Ｓが、長さＬ１となるように定める。つまり、Ｌ１＝Ｓ＋２Ｍであり、間隔Ｓ＝Ｌ１−２Ｍとする。

図４は、乗りかご１００が被検出板１の取り付けられている階に着床するまでの各信号の変化状態を示し、図中（ａ）から（ｃ）までが乗りかごが着床する際の状態を、（ｄ）は着床してから乗りかご１００が何らかの原因でずれた状態を示している。乗りかご１００が階床間にいる（ａ）の場合、位置検出センサ３及び４は何も検出していないため、ＯＦＦ状態となっている。つぎに、乗りかご１００が着床する目的階に到達し（ｂ）となり、位置検出センサ４が被検出板１を検出しＯＮとなる。また、（ｂ）の場合、３Ｓ及び４ＳのＯＲをとっている信号５ＳもＯＮとなり、ドアゾーンとなったことが分かる。

さらに、乗りかご１００が着床すれば（ｃ）の状態となり、各信号の出力は全てＯＮとなる。また、（ｃ）状態から、乗りかご１００がわずかに上方へ移動し、乗りかご１００と床面１１５とに微小段差ができた場合は、（ｄ）へ移行する。この状態では位置検出センサ３が被検出板１を検出可能な範囲から外れ、論理演算器５では各信号の状態、信号３ＳがＯＦＦ、信号４ＳがＯＮより論理演算が０１となることにより乗りかご１００がドアゾーンにあるが、上方へずれていることが判別できる。このとき、逆に乗りかご１００がわずかに下方へ移動すれば、信号３ＳがＯＮ信号４ＳはＯＦＦとなり、論理演算は１０となり、下方へずれていることが判別できる。

また、乗りかご１００の移動方向を検出するパルス発生器１０６と、信号３Ｓ，４Ｓとにより得られる乗りかご移動方向の情報を比較し、一致しない場合、エレベータを停止させる。

位置検出センサ３のみの出力ＯＦＦ状態（ｄ）は、図３で示した微小段差検出長さＭ分、乗りかご１００が移動した場合に生じる。したがって、位置検出センサ３のＯＦＦ状態を検出したときに、システム制御器１０８が微小段差検出長さＭ分だけ乗りかご１００を移動させる指令を与え、再度の床合わせ制御が行われる。

以上によれば、位置検出センサ３及び４のみで、ドアゾーン検出機能と再床合せ機能を両立させる多機能化が可能となる。また、位置検出センサ３及び４の一方が故障してＯＦＦとなっても信号５ＳはＯＮとなり、少なくともドアゾーンを検出することができる。さらに、位置検出センサ３及び４の論理ＡＮＤ出力信号により、いずれかが故障したことが論理演算器５あるいはシステム制御器１０８で判別できる。

図５は第３の位置検出センサ２を追加したものであり、乗り場敷居１０２に取り付けられた被検出板１と、それに対応して乗りかご１００に取り付けられた位置検出センサ２，３及び４と、位置検出センサ３及び４の出力信号３Ｓ及び４Ｓを比較する論理演算器５を有している。被検出板１は、乗りかご１００の移動方向の位置検出センサ２が通過する側の長さが、位置検出センサ３及び４が通過する側の長さに比べて長くなる形状となっている。

位置検出センサ２は、乗りかご１００の移動方向に対し位置検出センサ３及び４とは同軸上でなく、異なる列に配置され、位置検出センサ３及び４は同軸上に配置されている。論理演算器５の出力信号５Ｓは、位置検出センサ２の信号２Ｓと同じ出力が得られるように被検出板１の形状及び位置検出センサ２，３及び４の配置が決定されて、戸開閉許可領域の検出機能が信号２Ｓ及び５Ｓによって冗長化される。したがって、位置検出センサ自体が故障したとしてもドアゾーン検出の機能を維持し続けることができ、予備のバックアップとしてより高い安全性が得られる。

図６は、被検出板１の形状及び位置検出センサ２，３及び４の配置を示し、戸開閉可能領域に対応した長さＬ１と、再床合わせ機能を実施するための微小段差検出長さＭと、は予め定められている。位置検出センサ２は、位置検出センサ３及び４に対して上下方向で中央となるようにし、位置検出センサ３及び４の間隔Ｓと、被検出板１の長さｙと、は、乗りかご１００の移動に伴う論理演算器５による信号３Ｓ及び４ＳのＯＲ出力となる信号５Ｓが、ドアゾーンの長さとなるように定める。

図６で被検出板１は、位置検出センサ２が通過する１個の位置センサによるドアゾーンに対応した長さＬに対して中央対象となるように、かつ位置検出センサ３及び４が通過する長さｙ、長さｙの上下に等しい差ｘを設け、つまり、Ｌ＝２ｘ＋ｙとし、位置検出センサ３及び４の間隔Ｓに対してｘ＝Ｓ／２となるように定める。また、長さｙは、乗りかごの床面と乗り場の床面が一致したときは、位置検出センサ３及び４はそれぞれ被検出板１のエッジ部分より微小段差検出長さＭ分だけ被検出板１の内側に位置することから、ｙ＝Ｓ＋２Ｍとなるように定める。

したがって、Ｓ及びｙについて解くことにより、Ｓ＝（Ｌ−２Ｍ）／２，ｙ＝（Ｌ＋２Ｍ）／２となり、論理演算器５の出力するＯＲ信号５Ｓが第３の位置検出センサ２の出力する信号２Ｓに対して、同じ出力が得られる被検出板１の形状が定まる。

図７は、乗りかご１００が被検出板１の取り付けられている階に着床するまでの各信号の変化状態を示し、図中（ａ）から（ｃ）までが乗りかごが着床する際の状態を、（ｄ）は着床してから乗りかご１００が何らかの原因でずれた状態を示している。エレベータの乗りかごが階床間にいる（ａ）の状態である場合、位置検出センサ２，３及び４は何も検出していないため、全てＯＦＦ状態となっている。つぎに、乗りかご１００が着床する目的階に到達し（ｂ）となり、位置検出センサ２及び４が被検出板１を検出しＯＮとなる。また、（ｂ）の場合、３Ｓ及び４Ｓの論理演算としてＯＲ出力をとっている信号５ＳもＯＮとなり、ドアゾーンの検出を二重化して冗長性を高めた状態で行っていることとなる。

さらに、乗りかご１００が着床すれば（ｃ）の状態となり、各信号の出力は全てＯＮとなる。また、（ｃ）状態から、乗客が一度に乗降しロープの伸縮でエレベータの乗りかごがわずかに移動し乗りかご１００と床面１１５とに微小段差ができた場合は、（ｄ）へ移行し、位置検出センサ３が被検出板１を検出可能な範囲から外れ、信号４ＳはＯＮとなり、論理演算器５では信号３Ｓと４Ｓの状態（論理演算）により乗りかご１００がドアゾーンにあるが、上方へずれていることが判別できる。逆に乗りかご１００がわずかに下方へ移動すれば、信号３ＳがＯＮ信号４ＳはＯＦＦとなり、下方へずれていることが判別できる。

以上によれば、論理演算器５の出力信号５Ｓが位置検出センサ２の出力信号２Ｓに対して、昇降路の全ての位置に対して同じ出力が得られるように、被検出板１の形状と位置検出センサ２及び３，４の間隔を決定したので、ドアゾーン検出機能と再床合せ機能を両立させる多機能化が可能となり、各位置検出センサのいずれが故障してもドアゾーンを検出可能であり、誤検出等を含めたシステム全体の冗長性を高めることができる。また、昇降路の水平方向に位置検出センサ及びその被検出板部を２列に配置するだけので、冗長性が高くなったにも係らず、コンパクトに収納ができ、限られた狭い設置スペースにおいても取り付けることが可能となる。

図８は被検出板１の形状と位置検出センサ２及び３，４の配置を変更したもので、乗り場敷居１０２に取り付けられた被検出板１と、それに対応した乗りかごに取り付けられた位置検出センサ２，３及び４と、位置検出センサ３及び４のセンサ出力３Ｓ及び４Ｓを比較して演算する論理演算器５を有している。

被検出板１は、図５のものと同様に、乗りかご１００の移動方向の位置検出センサ２が通過する側の長さが、位置検出センサ３及び４が通過する側の長さに比べて長くなる形状となっているが、上部は乗り場敷居１０２を越えることがないように平坦形状となっており、地震時などにロープ類が被検出板１の上部に引っ掛かる危険性を無くしている。

位置検出センサ２は、乗りかご１００の移動方向に対し位置検出センサ３及び４とは同軸上でなく、異なる列に配置され、位置検出センサ３及び４は同軸上に配置されている。論理演算器５の出力信号５Ｓは、位置検出センサ２の信号２Ｓと同じ出力が得られるように被検出板１の形状及び位置検出センサ２，３及び４の配置が決定されている。

図９は、被検出板１の形状及び位置検出センサ２，３及び４の配置を示し、長さＬと、再床合わせ機能を実施するための微小段差検出長さＭと、は予め定められている。位置検出センサ２は、位置検出センサ４に対して上下位置が同じとなるようにし、位置検出センサ３及び４の間隔Ｓと、被検出板１の長さｙと、は、乗りかご１００の移動に伴う論理演算器５による信号３Ｓ及び４ＳのＯＲ出力となる信号５Ｓが、ドアゾーンに対応した長さとなるように定める。また、位置検出センサ２が通過する被検出板１の長さＬに対して位置検出センサ３及び４が通過する被検出板１の長さｙは短く、その差をｘとしている。つまり、Ｌ＝ｘ＋ｙとし、ｘ＝Ｓとなるように定める。また、長さｙは、乗りかごの床面と乗り場の床面が一致したときは、位置検出センサ３及び４はそれぞれ被検出板１のエッジ部分より微小段差検出長さＭ分だけ被検出板１の内側に位置することから、ｙ＝Ｓ＋２Ｍとなるように定める。

乗りかご１００が被検出板１の取り付けられている階に着床するまでの各信号の変化状態は、図７と同様である。

以上によれば、図５のものに比べて被検出板１の形状を乗り場敷居１０２を越えることがないので、地震時などにロープ類がセンサ自体等に引っ掛かることで故障したり、誤検出したり、することを無くすことができる。

１被検出板
２，３，４位置検出センサ（２第３の位置検出センサ、３第１の位置検出センサ、４第２の位置検出センサ）
５論理演算器（比較器）
１００乗りかご
１０２乗り場敷居
１０６パルス発生器
１０８システム制御器
１０９乗り場側扉
１１０乗りかご側扉
１１５床面

Claims

乗りかごの位置が乗りかご及び乗り場の戸が開閉可能な昇降位置に到達し、乗客が乗降可能である領域を示すドアゾーンを検知する安全位置センサ付きエレベータにおいて、
前記乗りかご側に設けられ、昇降方向に所定距離だけ離され、かつ乗り場側に対向して設置された第１及び第２の位置検出センサと、
前記乗り場側に設けられ、前記位置検出センサによって前記ドアゾーンが検出されるように配置された被検出板と、
前記第１及び第２の位置検出センサの信号が入力され、入力された信号の論理演算した結果を出力する論理演算器と、
を備え、前記論理演算器による論理ＯＲ出力信号は前記ドアゾーンを検出した信号とされ、前記第１及び第２の位置検出センサに対して異なる列に第３の位置検出センサを設け、前記被検出板は、前記第３の位置検出センサによって前記ドアゾーンが検出されるように配置されたことを特徴とする安全位置センサ付きエレベータ。
請求項１に記載のものにおいて、前記位置検出センサは反射型の光電式検出センサであり、前記被検出板は前記乗り場側となる乗場敷居に取り付けられていることを特徴とする安全位置センサ付きエレベータ。
請求項１に記載のものにおいて、前記乗りかごの移動方向を検出するパルス発生器を備え、前記パルス発生器と、前記位置検出センサとにより得られる乗りかご移動方向の情報を比較し、一致しない場合、エレベータを停止させることを特徴とした安全位置センサ付きエレベータ。
請求項１に記載のものにおいて、前記第３の位置検出センサに対応した前記被検出板の昇降方向の長さは１個の位置センサによる前記ドアゾーンに対応した長さＬとされ、前記第１及び第２の位置検出センサの間隔Ｓは、前記被検出板の前記ドアゾーンに対応した長さＬ１より小さくされ、その差分で再床合わせ機能が実施されることを特徴とする安全位置センサ付きエレベータ。
請求項１に記載のものにおいて、前記第３の位置検出センサに対応した前記被検出板の昇降方向の長さは１個の位置センサによる前記ドアゾーンに対応した長さＬとされ、昇降方向において前記被検出板及び前記第１及び第２の位置検出センサは、乗りかごが着床した状態で前記第１及び第２の位置検出センサの中央線が前記被検出板の中央線と一致し、前記第１及び第２の位置検出センサの間隔Ｓは、前記被検出板の前記ドアゾーンに対応した長さをＬ１、再床合わせ機能を実施するための微小段差検出長さＭとしてＬ１−２Ｍとなることを特徴とする安全位置センサ付きエレベータ。
請求項１に記載のものにおいて、前記第３の位置検出センサに対応した前記被検出板の昇降方向の長さは１個の位置センサによる前記ドアゾーンに対応した長さＬとされ、前記第１及び第２の位置検出センサが通過する前記被検出板の長さをｙ、前記第３の位置検出センサが通過する前記被検出板の長さをＬ、前記第１及び第２の位置検出センサの間隔をＳ、再床合わせ機能を実施するための微小段差検出長さＭ、としてｙ＝（Ｌ＋２Ｍ）／２及びＳ＝（Ｌ−２Ｍ）／２となることを特徴とする安全位置センサ付きエレベータ。
請求項１に記載のものにおいて、前記第３の位置検出センサに対応した前記被検出板の昇降方向の長さは１個の位置センサによる前記ドアゾーンに対応した長さＬとされ、前記第３の位置検出センサは、前記第２の位置検出センサに対して上下位置が同じとなり、前記被検出板の上部は平坦とされていることを特徴とする安全位置センサ付きエレベータ。