JP6188023B2 - エレベータの加速度計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、エレベータの乗かごの加速度を計測するエレベータの加速度計測装置に関する。

エレベータの乗かごの走行中、その乗かごには、上下方向の加速度が発生する。乗かごの急激な加速および減速は、乗かごの乗客に不安を感じさせたり不快を感じさせたりすることになるので、そのようなことがないように乗かごの速度は制御される。エレベータに対する保守点検作業には、乗かごの走行方向（上下方向）の加速度の計測が含まれる。

エレベータの乗かごの加速度を計測する装置としては、例えば特許文献１で２種類の装置が開示されている。１つ目の装置は、上下方向、前後方向、左右方向の３方向の加速度を同時に検出する３個の加速度センサを備えるものである。２つ目の装置は、１つの加速度センサと、この加速度センサを収容した容器とを備え、３方向の加速度の計測を、計測対象とする加速度の方向に応じて容器の姿勢を変えることにより行うことができるものである。

特許第３５１８９６４号公報

ところで、加速度センサには、半導体技術とマイクロマシニング技術を利用して作製される小型の３軸加速度センサが存在する。この種の３軸加速度センサは、加速度が作用したことに伴う重錘体の変位量を電気回路により電気信号に変換することで検出するものである。この種の３軸加速度センサは、携帯型電子機器の普及に伴い大量生産されているため、１軸加速度センサおよび２軸加速度センサよりも安価になっている。しかし、小型で安価な３軸加速度センサには、重錘体と、この重錘体の変位量を電気信号に変換する電気回路との位置関係上、３軸のうちの１軸の方向に関して、他の２軸の方向よりも加速度の検出精度が低くなりがちであるという欠点がある。

本発明は前述の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、小型で安価な３軸加速度センサを利用することと、乗かごの加速度の計測精度の向上に貢献することとを両立させることができるエレベータの加速度計測装置を提供することにある。

前述の目的を達成するために、本発明に係るエレベータの加速度計測装置は、互いに直交する第１平面と第２平面を外表面に備える筐体と、この筐体内に設けられ、互いに直交する第１〜第３軸の方向における加速度を検出可能な３軸加速度センサであって、前記第３軸の方向の検出精度が、前記第１，第２軸の方向の検出精度よりも低い前記３軸加速度センサと、前記筐体内に設けられ、前記第１〜第３軸のうちの第１，第２軸の方向において前記３軸加速度センサにより検出される加速度のみを扱う演算処理装置とを備え、前記３軸加速度センサは、前記第１軸を前記第１平面に対し直交させ、かつ、前記第２軸を前記第２平面に対し直交させた姿勢を成し、前記演算処理装置は、前記筐体が前記第１平面を下向きにして乗かごの床に設置された場合に、前記第１，第２軸のうちの第１軸の方向において検出される加速度のみを計測値として処理し、前記筐体が前記第２平面を下向きにして乗かごの床に設置された場合に、前記第１，第２軸のうちの前記第２軸の方向において検出される加速度を計測値として処理することを特徴とする。

本発明に係るエレベータの加速度計測装置において、演算処理装置は、３軸加速度センサにより検出可能な第１〜第３軸の方向における加速度のうち第１，第２軸の方向において検出される加速度のみを扱う。これにより、本発明に係るエレベータの加速度計測装置は、３軸のうちの１軸の方向に関して、他の２軸の方向よりも加速度の検出精度が低くなりがちであるという欠点のある小型で安価な３軸加速度センサを、検出精度の低い軸の方向を除いて利用することができる。

また、本発明に係るエレベータの加速度計測装置は、筐体が第１平面を下向きにして乗かごの床に設置された場合に、第１，第２軸のうちの第１軸の方向において検出される加速度のみを計測値として処理し、筐体が第２平面を下向きにして乗かごの床に設置された場合に、第１，第２軸のうちの第２軸の方向において検出される加速度のみを計測値として処理する。したがって、本発明に係るエレベータの加速度計測装置によれば、加速度の計測者は、第１軸の方向での加速度の計測値と第２軸の方向での加速度の計測値との平均値を算出したり、両計測値の差が大きい場合に計測し直したりして、計測誤差のバラツキを抑えることができる。つまり、本発明に係るエレベータの加速度計測装置は、乗かごの加速度の計測精度の向上に貢献することができる。

これらのことから、本発明に係るエレベータの加速度計測装置は、小型で安価な３軸加速度センサを利用することと、乗かごの加速度の計測精度の向上に貢献することとを両立させることができる。

本発明の一実施形態に係るエレベータの加速度計測装置を示す図であって、「（ａ）」は上面図であり、「（ｂ）」は正面図であり、「（ｃ）」は下面図であり、「（ｄ）」は側面図である。 図１に示した加速度計測装置に備えられる３軸加速度センサ内部の構成の概略図であって、「（ａ）」は第３軸の方向から見た状態の図であり、「（ｂ）」は第１軸の方向から見た状態の図である。 図１に示した加速度計測装置に備えられる筐体内部における２個の３軸加速度センサの配置および姿勢を示す図である。 図１に示した加速度計測装置が油圧式エレベータに用いられている様子の概略図である。 図１に示した加速度計測装置を用いた作業の流れを示すフローチャートである。

本発明の一実施形態に係るエレベータの加速度計測装置について図を用いて説明する。

図１に示すように、本実施形態に係るエレベータの加速度計測装置１は、互いに直交する第１平面１１と第２平面１２を外表面に備える直方体状の筐体１０と、この筐体１０内に設けられ、互いに直交する第１〜第３軸の方向における加速度を検出可能な２個の３軸加速度センサ２０Ａ，２０Ｂと、筐体１０内に設けられ、第１〜第３軸のうちの第１，第２軸の方向のみにおいて３軸加速度センサ２０Ａ，２０Ｂにより検出される加速度を扱う演算処理装置４０と、演算処理装置４０の電源となるバッテリ（図示省略）とを備える。

筐体１０は、第１平面１１に突出して設けられた３個の脚部１１ａと、第２平面１２に突出して設けられた３個の脚部１２ａとを備える。つまり、筐体１０は、第１平面１１を下向きにして乗かごの床に設置される場合に３個の脚部１１ａにより３点で支持され、第２平面１２を下向きにして乗かごの床に設置される場合に３個の脚部１２ａにより３点で支持される。

第１平面１１および第２平面１２以外の箇所、例えば第１平面１１と平行に位置する筐体１０の面には、操作盤５０が設けられている。この操作盤５０は、演算処理装置４０を起動させるボタンスイッチである起動操作部５１と、演算処理装置４０に加速度の計測に係る処理を開始させるボタンスイッチである計測開始操作部５２と、演算処理装置４０に加速度の計測に係る処理を終了させるボタンスイッチである計測終了操作部５３とを備える。

図２に示すように、３軸加速度センサ２０Ａは、加速度に応じて変位する重錘体２５と、第１軸の方向における重錘体２５の変位量を重錘体２５に作用した加速度として検出し、電気信号に変換して出力する第１軸用検出回路２２と、第２軸の方向における重錘体２５の変位量を重錘体２５に作用した加速度として検出し、電気信号に変換して出力する第２軸用検出回路２３と、第３軸の方向における重錘体２５の変位量を重錘体２５に作用した加速度として検出し、電気信号に変換して出力する第３軸用検出回路２４と、重錘体２５および第１〜第３軸用検出回路２２〜２４を収容するハウジング２１とを備える。

第１軸用検出回路２２と第２軸用検出回路２３は、第１，第２軸を含む同一平面上に位置し、この平面上おける重錘体２５の変位量を加速度として検出するものである。第３軸用検出回路２４は、第１軸用検出回路２２と第２軸用検出回路２３とが位置する平面上から外れて位置し、その平面に直交する方向（第３軸の方向）における重錘体２５の変位量を加速度として検出するものである。このように第３軸用検出回路２４は、第１，第２軸用検出回路２３とは異なる平面上において重錘体２５の変位量を検出するものであるため、第１，第２軸用検出回路２３よりも重錘体２５の変位量（加速度）の検出精度が低いものになりやすい。

３軸加速度センサ２０Ｂも３軸加速度センサ２０Ａと同じく構成されている。

図３に示すように、筐体１０内には、筐体１０に対して２個の３軸加速度センサ２０Ａ，２０Ｂを固定するためのベース部材３０が設けられている。このベース部材３０は、第１平面１１の裏面側に固定されていて、筐体１０内において立上った立上り部３１を備える。２個の３軸加速度センサ２０Ａ，２０Ｂはそれぞれ、第１軸を第１平面１１に対し直交させ、かつ、第２軸を第２平面１２に対し直交させた姿勢を成す。また、２個の３軸加速度センサ２０Ａ，２０Ｂは互いの検出値の正負が逆向きになる姿勢を成す。また、２個の３軸加速度センサ２０Ａ，２０Ｂはベース部材３０の立上り部３１に固定されている。

演算処理装置４０は、筐体１０が第１平面１１を下向きにしてエレベータの乗かごの床に設置された場合に、第１，第２軸のうちの第１軸の方向において検出される加速度のみを計測値として処理し、筐体１０が第２平面１２を下向きにして乗かごの床に設置された場合に、第１，第２軸のうちの第２軸の方向において検出される加速度のみを計測値として処理する。

より詳細には、演算処理装置４０は、筐体１０が第１平面１１を下向きにして乗かごの床に設置された場合に、２個の３軸加速度センサ２０Ａ，２０Ｂのうちの一方である３軸加速度センサ２０Ａにより第１軸の方向において検出される加速度の絶対値と、他方である３軸加速度センサ２０Ｂにより第１軸の方向において検出される加速度の絶対値との平均値を算出し、この平均値を加速度の計測値の大きさとして処理する。また、演算処理装置４０は、筐体１０が第２平面１２を下向きにして乗かごの床に設置された場合に、２個の３軸加速度センサ２０Ａ，２０Ｂのうちの一方である３軸加速度センサ２０Ａにより第２軸の方向において検出される加速度の絶対値と、他方である３軸加速度センサ２０Ｂにより第２軸の方向において検出される加速度の絶対値との平均値を算出し、この平均値を加速度の計測値の大きさとして処理する。

また、本実施形態に係るエレベータの加速度計測装置１は、演算処理装置４０に接続可能な情報機器６１（図４に示す）を備える。筐体１０の第２平面１２には、その情報機器６１を演算処理装置４０に接続するためのポート６０が設けられている。情報機器６１は、演算処理装置４０により保存された加速度の計測値に基づき乗かごの速度を算出する速度計算ソフトが予めインストールされたものである。

このように構成された本実施形態に係るエレベータの加速度計測装置１は、例えば図４に示す油圧式エレベータ１００の乗かご１０３の加速度の計測に用いられる。

油圧式エレベータ１００は、昇降路１０１と、機械室１０２と、昇降路１０１内に配置された乗かご１０３と、昇降路１０１内に立ち上がって設けられた油圧ジャッキ１０４と、機械室１０２に設けられ油圧ジャッキ１０４を伸長または収縮させる作動油の流れを生じさせる油圧ユニット１０５と、油圧ジャッキ１０４の上端部に設けられた綱車１０６と、昇降路１０１の底部に対して一端が固定され、他端が乗かご１０３に対して固定され、中間部を綱車１０６に掛け回されたロープ１０７とを備える。油圧ジャッキ１０４が伸長することで乗かご１０３が上昇し、油圧ジャッキ１０４が収縮することで乗かご１０３が下降する。油圧式エレベータ１００において乗かご１０３の速度の制御は、油圧ジャッキ１０４に供給される作動油の流量を制御して行われることであるので、ロープ式エレベータよりも難しく、保守点検時に乗かごの加速度および速度の計測を行、これら加速度および速度が適正な値であるかを確認することが重要である。

本実施形態に係るエレベータの加速度計測装置１を用いた作業の流れを、図５を用いて説明する。

図５に示すように、はじめに、油圧式エレベータの保守点検作業を行う作業者２００は、加速度計測装置１の操作盤５０における起動操作部５１を押す（ステップＳ１）。これにより、演算処理装置４０が起動する。次に作業者２００は、加速度計測装置１のポート６０に、信号ケーブル（図示してない）を介して情報機器６１を接続する（ステップＳ２）。次に作業者２００は、情報機器６１において速度計算ソフトを立ち上げる（ステップＳ３）。次に作業者２００は、情報機器６１に保守点検作業を行う現場の情報を入力する（ステップＳ４）。次に作業者２００は、加速度計測装置１の演算処理装置４０に保存された過去の加速度の計測値をクリアする（ステップＳ５）。

次に作業者２００は、情報機器６１において速度計算ソフトで３軸加速度センサ２０Ａ，２０Ｂの第１軸または第２軸の方向における加速度の０点を補正する（ステップＳ６）。具体的には、速度計算ソフトは、筐体１０が第１平面１１を下向きにして乗かご１０３の床に設置された状態において、２個の３軸加速度センサ２０Ａ，２０Ｂのうちの一方である３軸加速度センサ２０Ａにより第１軸の方向における加速度として＋１Ｇが計測されると、この＋１Ｇを０Ｇに補正し、他方である３軸加速度センサ２０Ａにより第１軸の方向における加速度として−１Ｇが計測されると、この−１Ｇを０Ｇに補正する。また、速度計算ソフトは、筐体１０が第２平面１２を下向きにして乗かご１０３の床に設置された状態において、２個の３軸加速度センサ２０Ａ，２０Ｂのうちの一方である３軸加速度センサ２０Ａにより第２軸の方向における加速度として−１Ｇが計測されると、この−１Ｇを０Ｇに補正し、他方である３軸加速度センサ２０Ａにより第２軸の方向における加速度として＋１Ｇが計測されると、この＋１Ｇを０Ｇに補正する。

次に作業者２００は、加速度計測装置１から情報機器６１を切り離す（ステップＳ７）。次に作業者２００は、ステップＳ６で第１軸の方向における加速度に対して０点補正を行った場合に筐体１０の第１平面１１を下向きにして加速度計測装置１を乗かご１０３の床に設置し、ステップＳ６で第２軸の方向における加速度に対して０点補正を行った場合に第２平面１２を下向きにして加速度計測装置１を乗かご１０３の床に設置する（ステップＳ８）。次に作業者２００は計測開始操作部５２を押す（ステップＳ９）。乗かご１０３に昇降路１０１内を任意の階床間で、例えば最下階３００から最上階３０１までの間で往復させる（ステップＳ１０）。

次に作業者２００は、計測終了操作部５３を押す（ステップＳ１１）。次に作業者２００は、加速度計測装置１のポート６０に信号ケーブルを介して情報機器６１を接続する（ステップＳ１２）。次に作業者２００は、加速度の計測値を加速度計測装置１の演算処理装置４０から情報機器６１に取り込む（ステップＳ１３）。次に作業者２００は、情報機器６１において速度計算ソフトで加速度の推移と速度の推移を算出させ、これらの推移のグラフ表示を行わせる（ステップＳ１４）。

本実施形態に係るエレベータの加速度計測装置１は次の効果を奏する。

本実施形態に係るエレベータの加速度計測装置１において、演算処理装置４０は、３軸加速度センサ２０Ａ，２０Ｂにより検出可能な第１〜第３軸の方向における加速度のうち第１，第２軸の方向において検出される加速度のみを扱う。これにより、本実施形態に係るエレベータの加速度計測装置１は、３軸のうちの１軸の方向に関して、他の２軸の方向よりも加速度の検出精度が低いという欠点のある小型で安価な３軸加速度センサを、検出精度の低い軸の方向を除いて利用することができる。また、本実施形態に係るエレベータの加速度計測装置１において、演算処理装置４０は、筐体１０が第１平面１１を下向きにして乗かごの床に設置された場合に、第１，第２軸のうちの第１軸の方向において検出される加速度のみを計測値として処理し、筐体１０が第２平面１２を下向きにして乗かごの床に設置された場合に、第１，第２軸のうちの第２軸の方向において検出される加速度のみを計測値として処理する。したがって、本実施形態に係るエレベータの加速度計測装置１によれば、加速度の計測者は、第１軸の方向での加速度の計測値と第２軸の方向での加速度の計測値との平均値を算出したり、両計測値の差が大きい場合に計測し直したりして、計測誤差のバラツキを抑えることができる。つまり、本実施形態に係るエレベータの加速度計測装置１は、乗かごの加速度の計測精度の向上に貢献することができる。これらのことから、本実施形態に係るエレベータの加速度計測装置１は、小型で安価な３軸加速度センサを利用することと、乗かごの加速度の計測精度の向上に貢献することとを両立させることができる。

本実施形態に係るエレベータの加速度計測装置１において、演算処理装置４０は、筐体１０が第１平面１１を下向きにして乗かごの床に設置された場合に、２個の３軸加速度センサ２０Ａ，２０Ｂのうちの一方である３軸加速度センサ２０Ａにより第１軸の方向において検出される加速度の絶対値と、他方である３軸加速度センサ２０Ｂにより第１軸の方向において検出される加速度の絶対値との平均値を算出し、この平均値を加速度の計測値の大きさとして処理する。また、演算処理装置４０は、筐体１０が第２平面１２を下向きにして乗かごの床に設置された場合に、２個の３軸加速度センサ２０Ａ，２０Ｂのうちの一方である３軸加速度センサ２０Ａにより第２軸の方向において検出される加速度の絶対値と、他方である３軸加速度センサ２０Ｂにより第２軸の方向において検出される加速度の絶対値との平均値を算出し、この平均値を加速度の計測値の大きさとして処理する。これらによっても、本実施形態に係るエレベータの加速度計測装置１は、乗かごの加速度の計測精度の向上に貢献することができる。

本実施形態に係るエレベータの加速度計測装置１は、情報機器６１によって加速度の計測値に基づき乗かごの速度を算出することができる。

本実施形態に係るエレベータの加速度計測装置１は、筐体１０に対して情報機器６１が着脱可能であるので、加速度を計測する装置側（筐体１０側）と、速度を算出する装置側（情報機器６１側）とを個別に交換することができる。したがって、加速度を計測する装置側（筐体１０側）と、速度を算出する装置側（情報機器６１側）とのいずれか一方に改良が施されたり故障が生じたりした場合に、その一方のみを交換することができ、加速度を計測する装置側（筐体１０側）と速度を算出する装置側（情報機器６１側）とが分離不能である場合よりも安価に故障等に対応することができる。

１ 加速度計測装置
１０ 筐体
１１ 第１平面
１２ 第２平面
２０Ａ，２０Ｂ ３軸加速度センサ
２１ ハウジング
２２ 第１軸用検出回路
２３ 第２軸用検出回路
２４ 第３軸用検出回路
２５ 重錘体
３０ ベース部材
３１ 立上り部
４０ 演算処理装置
５０ 操作盤
５１ 起動操作部
５２ 計測開始操作部
５３ 計測終了操作部
６０ ポート
６１ 情報機器
１００ 油圧式エレベータ

Claims (3)

1. 互いに直交する第１平面と第２平面を外表面に備える筐体と、この筐体内に設けられ、互いに直交する第１〜第３軸の方向における加速度を検出可能な３軸加速度センサであって、前記第３軸の方向の検出精度が、前記第１，第２軸の方向の検出精度よりも低い前記３軸加速度センサと、前記筐体内に設けられ、前記第１〜第３軸のうちの第１，第２軸の方向において前記３軸加速度センサにより検出される加速度のみを扱う演算処理装置とを備え、
   前記３軸加速度センサは、前記第１軸を前記第１平面に対し直交させ、かつ、前記第２軸を前記第２平面に対し直交させた姿勢を成し、
   前記演算処理装置は、前記筐体が前記第１平面を下向きにして乗かごの床に設置された場合に、前記第１，第２軸のうちの第１軸の方向において検出される加速度のみを計測値として処理し、前記筐体が前記第２平面を下向きにして乗かごの床に設置された場合に、前記第１，第２軸のうちの前記第２軸の方向において検出される加速度を計測値として処理する
   ことを特徴とするエレベータの加速度計測装置。
2. 請求項１に記載のエレベータの加速度計測装置において、
   前記３軸加速度センサを２個備え、これら２個の３軸加速度センサは互いの検出値の正負が逆向きになる姿勢を成し、
   前記演算処理装置は、前記筐体が前記第１平面を下向きにして乗かごの床に設置された場合に、前記２個の３軸加速度センサのうちの一方により前記第１軸の方向において検出される加速度の絶対値と、他方により前記第１軸の方向において検出される加速度の絶対値との平均値を算出し、この平均値を加速度の計測値の大きさとして処理し、前記筐体が前記第２平面を下向きにして乗かごの床に設置された場合に、前記２個の３軸加速度センサのうちの一方により前記第２軸の方向において検出される加速度の絶対値と、他方により前記第２軸の方向において検出される加速度の絶対値との平均値を算出し、この平均値を加速度の計測値の大きさとして処理する
   ことを特徴とするエレベータの加速度計測装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のエレベータの加速度計測装置において、
   前記演算処理装置に接続可能な情報機器を備え、
   この情報機器は、前記演算処理装置により計測された加速度に基づき、乗かごの速度を算出する
   ことを特徴とするエレベータの加速度計測装置。