JP5932580B2 - 出入り口装置およびエレベータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、開閉ドアを備えた出入り口装置、およびこれを用いたエレベータ装置に関する。

エレベータの乗りカゴ、建物の玄関、鉄道車両、バス等には、モータ等の物理力を利用して自動的に開閉するドアが設けられる。このようなドアは、ドアの開放等を含む所定の状態からの経過時間およびボタンの押下等を含む人の動作に応じて、自動的に開閉する。開閉時のドアには、モータ等によって強い力が印加されている。そのため、閉鎖するドアに、人の指が挟まれると怪我をする危険性がある。または物が挟まれた場合、その物またはドアが損傷することがある。

また、閉鎖するドアに紐、綱、チューブなどが挟み込まれるとさらに重大な事故につながるケースがある。例として、リードに繋げたペットを連れてエレベータのカゴに乗車し、唐突にペットがカゴから飛び出してしまうケースがある。このとき、ドアが閉鎖されてカゴが昇降すると、乗客は持っていたリードが引っ張られることで手を負傷する可能性があり、他方でペットは首を絞められる可能性がある。

このような事故を未然に防止するために、ドアを閉じる際、戸当たり近傍に異物がないか異物検知装置によって検知する必要がある。戸当たり付近に異物の存在が検知された場合には、ドアの閉鎖を抑制、すなわち、ドアは開放したままで維持され、又は、ドアが閉鎖動作の途中であった場合にはドアは開放状態に戻されることで、ドアの動作に伴う安全性を確保することができる。

従来、このような戸当たり付近の異物を検知する検知装置を備える出入り口装置が提案されている。例えば、特許文献１には、光学センサを用いて戸当たり付近に上下間に光軸を形成し、光軸の遮断を検知することで、戸当り付近の異物を検知する技術が開示されている。

また、特許文献２には、垂直側面に光を出射する窓を設けた投光手段をカゴの下方に設置し、投光手段の垂直側面から照射された光が乗場側の垂直面を介して受光器に反射されるように光軸を形成することで、ゴミ、塵埃等が付着および堆積を抑制する構成が記載されている。

また、特許文献３には、開閉動作するドアの上下端に反射体を設け、戸当り面に常に光軸を形成する構成が記載されている。

特開平６−００９１８１号公報 特開２０１１−０１１８９６号公報 実開昭６４−０５０３９０号公報 特開平４−３５８６８５号公報 特開２００８−１６９００９号公報 特開２０１０−２３５２８３号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、カゴの下方に設置される投光器または受光器にゴミ、塵埃等が堆積し易い配置であるため、経年変化による動作不良が発生する可能性がある。

また、特許文献２のように、乗場下方の垂直壁を反射面として利用して光軸を形成する構成では、受光器に向かって反射する光量は乗場の反射面の状態に依存する。一般に、階床ごとに環境または利用状況に応じて、反射面の状態は異なるため、投光器から照射され、反射面で受光器に反射する光量は階床ごとに異なる。そのため、異物の有無の判定において、一定のしきい値処理が困難であり、安定した検出精度を確保するには、階床ごとにしきい値を変更する必要があり、処理が複雑になる。

さらに、エレベータのカゴに乗客が乗車した場合、カゴが傾くため、投光器から照射される照射光の反射面への入射角度が変化する。それに伴い、受光器への反射光の光量が変化するため、カゴの傾斜角にも配慮した処理が必要になる。

また、特許文献３のように、開閉動作するドアの上下端に反射体を設けて光軸を形成する構成では、光軸形成のため、ドアの設置状態または傾きに応じて反射体を精度良く取り付ける必要があり、設置時に微調整などが必要となる可能性がある。

本発明の目的は、ゴミ、塵埃等の堆積による経年変化の影響を受けにくく、しかも光軸の位置精度の緩和が図られ、開閉ドアに挟み込まれるおそれのある物体の有無を安定に検知できる出入り口装置およびエレベータ装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、乗客の出入り口に、水平方向に開閉するドアが設置された出入り口装置であって、
出入り口の下方に設けられ、鉛直方向に対して傾斜した拡散反射面を有する反射体と、
出入り口の下方に設けられ、前記拡散反射面に向けて光を照射する投光手段と、
出入り口の上方に設けられ、前記拡散反射面で反射した光を受光する受光手段と、
前記受光手段からの出力に基づいて、前記拡散反射面と前記受光手段との間における物体の有無を検知する物体検知手段と、を備え、
前記投光手段、前記反射体および前記受光手段がそれぞれ複数設置され、前記拡散反射面と前記受光手段との間の光軸が複数形成され、
前記投光手段と前記反射体は、一体化されていることを特徴とする。

本発明によれば、反射体の拡散反射面を鉛直方向に対して傾斜させることによって、ゴミ、塵埃等の堆積を抑制できるため、経年変化の影響を受けにくくなる。また、拡散反射面で反射した光は、ある入射角に対して様々な反射角で反射する拡散反射（乱反射）特性を有することから、投光手段、反射体および受光手段の取り付け角度が多少ずれたとしても物体検知が可能になり、光軸の位置精度の緩和が図られる。その結果、開閉ドアに挟み込まれるおそれのある物体の有無を安定に検知することができる。

図１（ａ）は本発明の実施の形態１に係るエレベータ出入り口装置の側面断面図であり、図１（ｂ）はカゴ出入り口の正面図である。 図１に示すカゴ敷居の戸当り面近傍を拡大した斜視図である。 エレベータ出入り口装置の電気的構成を示すブロック図である。 ドア閉鎖時の異物検知動作の一例を示すフローチャートである。 カゴドアおよび乗場ドアとして二枚片開き引戸を採用した構成を示す。 本発明の実施の形態２におけるカゴ敷居の戸当り面近傍を拡大した斜視図である。

実施の形態１．
本発明の実施形態に係るエレベータ出入り口装置について、図１〜図５を参照しながら以下に説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形態１に係るエレベータ出入り口装置の側面断面図、図１（ｂ）はカゴ出入り口の正面図、図２はカゴ敷居の戸当り面近傍を拡大した斜視図である。

カゴ１は、エレベータ昇降路内を昇降するように、ロープの一端によって吊り下げられている。カゴ１には、左右一対のカゴ縦枠３、カゴ上枠４およびカゴ床５で構成されたカゴ出入り口２が設けられる。カゴ出入り口２には、カゴ敷居６によって案内されて水平方向に開閉するカゴドア７と、カゴドア７の開閉を駆動するドア駆動部２１が設けられる。

一方、建物には、エレベータ昇降路に面した乗降開口部が各階ごとに設けられる。階床の乗場８には、カゴ１と同様に、左右一対の乗場縦枠１０、乗場上枠１１および乗場床１３で構成された乗場出入り口９が設けられる。乗場出入り口９には、乗場敷居１４によって案内されて水平方向に開閉する乗場ドア１２と、乗場ドア１２の開閉を駆動するドア駆動部（不図示）が設けられる。

カゴ側のドア駆動部２１および乗場側のドア駆動部は、ドアを駆動するための駆動源、例えば、モータ等と、その駆動力をドアに伝達するための駆動力伝達部材、例えば、ワイヤ、歯車等をそれぞれ含む。乗場ドア１２およびカゴドア７は、互いに連動して開閉する。カゴ敷居６と乗場敷居１４の間には隙間が設けられており、カゴ１が昇降する際、建物との接触を防止している。

図１（ｂ）は、カゴドア７および乗場ドア１２として、一対の両開き引戸を採用した構成を例示している。この場合、左側のカゴドア７が左方に移動し、右側のカゴドア７が右方に移動したとき、全開状態になる。このとき乗場ドア１２も連動して全開状態になり、乗客はカゴ１と乗場８の間を出入りできる。一方、左側のカゴドア７が右方に移動し、右側のカゴドア７が左方に移動し、カゴ出入り口２の中央で互いに当接したとき、全閉状態になる。このとき乗場ドア１２も連動して全閉状態になる。

本実施形態は、左右のカゴドア７が互いに当接する面（以降、戸当り面と称することもある）近傍の異物の存在を検出する異物検知装置を有する。異物検知装置は、投光部１５と、反射体１６と、受光部１９とで構成される。これらについて以下に説明する。

投光部１５は、異物の存在を検知するための照射光１７を発する機能を有し、カゴ敷居６のカゴ敷居垂直面６ａに取り付けられる。この投光部１５は、例えば、発光ダイオード、レーザダイオードなどの発光素子、およびコリメートレンズなどの光学素子を筐体内部に有しており、光出射窓１５ａを通して、後述する反射体１６の拡散反射面１６ａに向けて照射光１７を照射するように配向している。照射光１７は、望ましくはビーム状に整形され、反射体１６の拡散反射面１６ａ上で約１〜１０ｍｍのスポット光になる。

光出射窓１５ａは、少なくとも発光素子の発光波長を有する光を透過させる機能を有し、例えば、樹脂、ガラス等の平板で構成される。また、光出射窓１５ａは、望ましくは、図示したように鉛直方向に対して平行または斜め下向きに設置される。これにより光出射窓１５ａ上へのゴミ、塵埃等の堆積が抑制されるため、その結果、光量の経年変化を防止できる。

反射体１６は、投光部１５から照射された照射光１７を上方に反射する機能を有し、カゴ敷居６のカゴ敷居垂直面６ａに取り付けられる。この反射体１６は、投光器１５の光出射窓１５ａに対向した位置に、鉛直方向に対して傾斜した拡散反射面１６ａを有する。拡散反射面１６ａは、照射光１７を反射し、その反射光１８が鉛直上方に向いて戸当り面の近傍を進行し、後述する受光部１９に入射するように配向している。ここで、拡散反射面１６ａは、鉛直方向に対して傾斜しているため、拡散反射面１６ａ上へのゴミ、塵埃等の堆積が抑制され、その結果、光量の経年変化を防止できる。

また、この拡散反射面１６ａは、鏡面ではなく、光がある入射角に対して様々な反射角で反射する拡散反射（乱反射）特性を有する。これにより、反射体１６または投光部１５の取り付け角度が多少ずれたとしても、拡散反射面１６ａから受光部１９に向かう反射光１８の光軸が確保される。そのため、設置時の微調整が不要となり、取り付けが容易となる。

反射光１８が鉛直上方に進行する場合、拡散反射面１６ａの角度は、照射光１７の入射角に応じて設定されるが、一般に、鉛直方向に対して１０度〜８０度であることが望ましい。特に、照射光１７が水平方向に進行する場合、拡散反射面１６ａの角度は、鉛直方向に対して４５度に設定することが望ましい。

受光部１９は、反射光１８を受光する機能を有し、カゴ上枠４に支持金具２０を介して取り付けられる。この受光部１９は、フォトダイオード、光電子増倍管、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等の固体撮像素子などの受光素子、および受光レンズなどの光学素子を筐体内部に有しており、受光窓１９ａを通して反射光１８を受光するように配向している。

受光窓１９ａは、下方に配向しており、少なくとも発光素子の発光波長を有する光を透過させる機能を有し、例えば、樹脂、ガラス等の平板で構成される。受光レンズは、凸レンズ、凹レンズ、フレネルレンズ、円柱レンズ、円柱フレネルレンズ等のうちの１つ又は複数を組み合わせたレンズを含み、受光窓１９ａを通過した反射光１８を受光素子の受光面に集光する。受光素子は、受光量に対応した電気信号を出力する。なお、受光レンズ１の画角および受光素子上の受光領域で決まる集光範囲は、少なくとも反射体１６を含むように設定される。

図３は、エレベータ出入り口装置の電気的構成を示すブロック図である。カゴ制御部２２は、カゴ１の動作全般を制御する機能を有する。ドア駆動部２１は、カゴ制御部２１からの開閉指令に基づいて、カゴドア７を開閉させる機能を有する。

投光部１５は、発光素子１５ｂと、発光素子１５ｂを駆動するための駆動部１５ｃなどを備える。受光部１９は、受光素子１９ｂと、受光素子１９ｂからの出力信号を処理するための処理部１９ｃなどを備える。

この処理部１９ｃは、投光部１５の駆動部１５ｃに対して、投光部１５の点灯および消灯を制御する同期信号を出力する。また、処理部１９ｃは、受光素子１９ｂからの出力信号を、投光部１５の点灯および消灯のタイミングと同期して取得し、受光量の変化に基づいて異物の有無を判定する。投光部１５の点灯時に戸当り面近傍に異物が存在または通過すると、反射光１８の光軸が異物によって遮断されるため、異物が存在しないときと比較して受光素子１９ｂの受光量が低下する。処理部１９ｃは、カゴドア７が開放動作する前の全閉状態、すなわち、異物がない状態の受光信号Ａを予め取得しておいて、検出動作時の受光信号Ｂと比較して、受光量が低下したときに、戸当り面近傍に異物が存在するとして、異物を検知したと判定する。

処理部１９ｃは、異物の有無の判定結果に応じて検知信号をカゴ制御部２２に出力する。カゴ制御部２２は、処理部１９ｃからの検知信号に応じてドア駆動部２１に開閉指令を出力する。なお、処理部１９ｃおよびカゴ制御部２２は、メモリ、プロセッサ、インタフェース等を備えたコンピュータ装置で構成される。

図４は、ドア閉鎖時の異物検知動作の一例を示すフローチャートである。このようなカゴドア７の閉鎖動作は、カゴドア７の開放状態のような予め決められた状態若しくは動作からの予め決められた時間の経過、又は乗客による閉鎖ボタンの押下等をトリガーにして開始される。

まず、初期状態においてカゴドア７は全開した状態である。そして、予め取得しておいた異物なしドア全閉時の受光量Ａを参照値として読出す（Ｓ０１）。次に、カゴ制御部２１の検出動作開始指令に従って、異物検知装置は検出動作を開始し（Ｓ０２）、受光部１５の受光量Ｂを確認し、戸当り面近傍に異物が検知されたか否かについて判定する（Ｓ０３）。異物が検知された場合には（Ｓ０３ ＹＥＳ）、戸閉動作を待機してドア全開状態が維持され（Ｓ０４）、異物が除去されるまでステップＳ０３，Ｓ０４を繰り返す。

一方、ステップＳ０３において戸当り面近傍に異物が検知されない場合には（Ｓ０３ ＮＯ）、戸閉動作を開始する（Ｓ０５）。

そして、戸閉開始後、再度戸当り面近傍に異物が検知されたか否かについて判定する（Ｓ０６）。このとき、異物が検知されない場合（Ｓ０６ ＹＥＳ）、戸閉動作を継続し（Ｓ０７）、次にカゴドア７が全閉位置になるまでステップＳ０６の検出動作を繰り返す（Ｓ０８ ＮＯ）。

そして、カゴドア７が全閉位置になると（Ｓ０８ ＹＥＳ）、検出動作を停止し（Ｓ０９）、一連の動作フローは終了する。

なお、戸閉動作中の検出動作（Ｓ０６）において戸当り面近傍に物体が検知された場合には、カゴドア７の反転動作を行って再び全開し（Ｓ１０）、ステップＳ０３からの動作フローを繰り返す。

以上のように構成されたエレベータ出入り口装置は、戸当り面近傍に異物があると判定した場合、ドアの閉鎖動作が一時停止することによって、人又は物を含む障害物がドアに挟まる事故を防止でき、その結果、ドアの開閉動作時の優れた安全性を実現できる。

また、戸当り面近傍の異物を検知するための光軸は、投光部１５の光出射窓１５ａ、反射体１６の拡散反射面１６ａ、受光部１９の受光窓１９ａを通過する。この光出射窓１５ａは、鉛直方向に対して平行または斜め下向きに設置することにより、ゴミ、塵埃等の堆積が抑制される。また、拡散反射面１６ａは鉛直方向に対して傾斜しており、同様にゴミ、塵埃等の堆積が抑制される。また、受光窓１９ａは下方に配向しており、同様に同様にゴミ、塵埃等の堆積が抑制される。その結果、これらの影響による動作不良を防止でき、経年変化の影響を受けにくくなる。

さらに、拡散反射面１６ａは、光がある入射角に対して様々な反射角で反射する拡散反射（乱反射）特性を有することから、投光部１５、反射体１６および受光部１９の取り付け角度が多少ずれたとしても物体検知が可能になり、光軸の位置精度の緩和が図られる。

図５は、カゴドア７および乗場ドア１２として、二枚片開き引戸を採用した構成を例示している。この場合、２つのカゴドア７が左方に移動したとき、全開状態になる。このとき乗場ドア１２も連動して全開状態になり、乗客はカゴ１と乗場８の間を出入りできる。一方、２つのカゴドア７が右方に移動し、第１のカゴドア７がカゴ出入り口２の途中で停止し、第２のカゴドア７がカゴ出入り口２の右端で停止したとき、全閉状態になる。このとき乗場ドア１２も連動して全閉状態になる。第２のカゴドア７がカゴ１の内壁に当接する面が戸当り面になるため、異物検知装置を構成する投光部１５、反射体１６、受光部１９は、図５に示すように、反射光１８がカゴ出入り口２の右端に沿って進行するように配置される。

実施の形態２．
本実施形態では、物体検知用の光軸を出入り口に複数設置した構成について説明する。なお、エレベータ装置の基本的な構成および動作については、実施の形態１と同様であるため、重複説明を省略する。

図６は、本発明の実施の形態２におけるカゴ敷居の戸当り面近傍を拡大した斜視図である。投光部２３は、実施の形態１に係る投光部１５および反射体１６を一体化したハウジング２３ａが水平方向に複数配置されて構成されており、カゴ敷居６のカゴ敷居垂直面に取り付けられる。また、光軸の複数設置に対応して、実施の形態１に係る受光部１９も出入り口の上方に複数設置される。

個々のハウジング２３ａには、例えば、発光ダイオード、レーザダイオードなどの発光素子、およびコリメートレンズなどの光学素子が内蔵されており、光出射窓２３ｂを通して照射光２４を照射する投光機能を有するとともに、さらに鉛直方向に対して傾斜した拡散反射面２３ｃを有し、隣のハウジング２３ａから照射された照射光２４を上方に反射する反射機能を有する。照射光２４は、望ましくはビーム状に整形され、拡散反射面２３ｃ上で約１〜１０ｍｍのスポット光になる。

光出射窓２３ｂは、少なくとも発光素子の発光波長を有する光を透過させる機能を有し、例えば、樹脂、ガラス等の平板で構成される。また、光出射窓２３ｂは、望ましくは、図示したように鉛直方向に対して平行または斜め下向きに設置される。これにより光出射窓２３ｂ上へのゴミ、塵埃等の堆積が抑制されるため、その結果、光量の経年変化を防止できる。

拡散反射面２３ｃは、照射光２４を反射し、その反射光２５が鉛直上方にに向いて戸当り面の近傍を進行し、対応する受光部１９に入射するように配向している。ここで、拡散反射面２３ｃは、鉛直方向に対して傾斜しているため、拡散反射面２３ｃ上へのゴミ、塵埃等の堆積が抑制され、その結果、光量の経年変化を防止できる。

また、この拡散反射面２３ｃは、鏡面ではなく、光がある入射角に対して様々な反射角で反射する拡散反射（乱反射）特性を有する。これにより、投光部２３の取り付け角度が多少ずれたとしても、拡散反射面２３ｃから対応する受光部１９に向かう反射光２５の光軸が確保される。そのため、設置時の微調整が不要となり、取り付けが容易となる。

反射光２５が鉛直上方に進行する場合、拡散反射面２３ｃの角度は、照射光２４の入射角に応じて設定されるが、一般に、鉛直方向に対して１０度〜８０度であることが望ましい。特に、照射光２４が水平方向に進行する場合、拡散反射面２３ｃの角度は、鉛直方向に対して４５度に設定することが望ましい。

物体検知用の光軸を複数設置した場合、光軸間のクロストークを抑制する手法として、１）隣の反射光が入射しないように、受光部の受光立体角を制限する手法、２）発光素子ごとに異なる発光波長を使用し、受光部は波長選択フィルタを用いて受光する手法、３）発光素子ごとに異なるタイミングで発光し、受光部は個々のタイミングに同期して受光する手法、などが適用できる。

本実施形態では、戸当り面の近傍に物体検知用の光軸を複数設置しているため、いずれか１つまたは複数の光軸が遮断されたことを検知することによって、より信頼性の高い異物検知を実現できる。

さらに、本実施形態では、投光部２３の上部に、例えば、出入り口を通過する台車の車輪などの衝突から保護する保護板２６が設けられている。この保護板２６は、反射光２５を遮らないよう切欠き形状を有し、望ましくは、投光部２３の光出射窓２３ｂの面から突き出たオーバーハング形状を有する。これにより光出射窓２３ｂ上へのゴミ、塵埃等の堆積が抑制され、その結果、光量の経年変化を防止できる。

以上のように構成されたエレベータ出入り口装置は、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、複数の光軸を使用することによって、戸当り近傍の異物を精度良く検出することが可能になる。

さらに、投光部および反射体を一体化した構成とすることで、別体の場合と比較して部品点数が削減され、また、取付が容易となる。

以上の説明では、本発明に係る出入り口装置をエレベータのカゴ出入り口に適用した場合を例示したが、その他にエレベータの乗場出入り口にも同様に適用可能であり、さらに建物の玄関、鉄道車両、バス等の出入り口にも同様に適用可能である。

１ カゴ、 ３ カゴ縦枠、 ４ カゴ上枠、 ５ カゴ床、 ６ カゴ敷居、
６ａ カゴ敷居垂直面、 ７ カゴドア、 ８ 乗場、 ９ 乗場出入り口、
１０ 乗場縦枠、 １１ 乗場上枠、 １２ 乗場ドア、 １３ 乗場床、
１４ 乗場敷居、 １５ 投光部、 １５ａ 光出射窓、 １５ｂ 発光素子、
１５ｃ 駆動部、 １６ 反射体、 １６ａ 拡散反射面、 １７ 照射光、
１８ 反射光、 １９ 受光部、 １９ａ 受光窓、 １９ｂ 受光素子、
１９ｃ 処理部、 ２０ 支持金具、 ２１ ドア駆動部、 ２２ カゴ制御部、
２３ 投光部、 ２３ａ ハウジング、 ２３ｂ 光出射窓、 ２３ｃ 拡散反射面、
２４ 照射光、 ２５ 反射光、 ２６ 保護板。

Claims (5)

1. 乗客の出入り口に、水平方向に開閉するドアが設置された出入り口装置であって、
   出入り口の下方に設けられ、鉛直方向に対して傾斜した拡散反射面を有する反射体と、
   出入り口の下方に設けられ、前記拡散反射面に向けて光を照射する投光手段と、
   出入り口の上方に設けられ、前記拡散反射面で反射した光を受光する受光手段と、
   前記受光手段からの出力に基づいて、前記拡散反射面と前記受光手段との間における物体の有無を検知する物体検知手段と、を備え、
   前記投光手段、前記反射体および前記受光手段がそれぞれ複数設置され、前記拡散反射面と前記受光手段との間の光軸が複数形成され、
   前記投光手段と前記反射体は、一体化されていることを特徴とする出入り口装置。
2. 前記拡散反射面と前記受光手段との間の光軸が、物体がドアによって挟まれたときに受光手段に入射する光が遮断されるように位置決めされていることを特徴とする請求項１記載の出入り口装置。
3. 前記投光手段は、光源と、光源からの光を通過させる光出射窓とを備え、
   前記光出射窓は、鉛直方向に対して平行または斜め下向きに設置されることを特徴とする請求項１記載の出入り口装置。
4. 前記投光手段および前記反射体の上方に設けられ、前記光軸を遮らない形状を有する保護板をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の出入り口装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の出入り口装置が、エレベータの乗りカゴに設置されていることを特徴とするエレベータ装置。

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