JP6217568B2 - エレベータの注意喚起システム - Google Patents

Description

この発明は、エレベータの注意喚起システムに関するものである。

従来のエレベータの制御システムにおいては、乗りかご上及び昇降路上部に非接触ＩＣリーダを設置し、これらの非接触ＩＣリーダが保守作業員が携行するＩＣタグ情報を読み込んだ場合に、エレベータ制御装置は乗りかごの走行を停止させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、乗りかご下若しくは昇降路内に設置されるカウンタウェイト下部の少なくとも一方と、昇降路のピット内に非接触ＩＣリーダを設置し、乗りかご下若しくは昇降路内に設置されるカウンタウェイト下部のいずれかに設置された非接触ＩＣリーダ及びピット内に設置された非接触ＩＣリーダが、保守作業員が携行するＩＣタグ情報を読み込んだ場合に、エレベータ制御装置は乗りかごの走行を停止させるものも従来において知られている（例えば、同じく特許文献１参照）。

あるいは、エレベータの昇降路内の釣合い重り、乗りかご等の機器に取り付け告知器に起動をかける起動信号を発信する発信器と、発信器からの電波信号を受信する受信部と発信器からの電波信号を受信すると受信器に電波信号を発信する発信部と告知器の携帯者に電波信号の受信を知らせる告知部を設けた告知器と、告知器の発信部からの電波信号を受信しエレベータの運転を阻止する受信器とを備えたものも従来において知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１３−２１６４２５号公報 特開２００５−１３２５４３号公報

しかしながら、特許文献１に示された従来におけるエレベータの制御システムにおいては、無線信号（電波）を受信するための非接触ＩＣリーダを用いているため、システム構築に必要なコストがかさんでしまう。また、保守作業員が携行するＩＣタグが非接触ＩＣリーダのタグ検知範囲内に入るだけで、実際の乗りかごの運転状況によらずに乗りかごの運転が停止されてしまう。このため、例えば、乗りかご内にいる保守作業員が携行するＩＣタグがカウンタウェイトの非接触ＩＣリーダにより検知されて意図せず乗りかごが停止してしまう等の不都合が発生する可能性がある。さらに、保守作業員と乗りかご等との相対位置の時間変化を考慮に入れていないため、やはり意図せず乗りかごが停止してしまう等の不都合が発生する可能性がある。

また、特許文献２に示された従来技術においても、無線信号（電波）により告知器を起動することから、前述したような特許文献１に示されたものと同様の課題が存在する。

この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、エレベータの昇降路内で作業中の作業員の位置をより正確に検出し、作業員と乗りかご等との相対位置の時間変化を考慮に入れた上で、作業員に必要な注意喚起をより適切に行うことができるとともに、システム構築に必要な費用を抑制することができるエレベータの制御システムを得るものである。

この発明に係るエレベータの注意喚起システムにおいては、エレベータの昇降路の頂部、前記昇降路内の乗りかごの下面部及び前記昇降路内の釣合い重りのうちの１以上に設けられ、予め定められた強度で予め定められた一定周波数の超音波を発生する超音波発生手段と、前記昇降路内で作業する作業員に所持される検出装置と、を備え、前記検出装置は、前記超音波発生手段により発生された超音波を受波可能な受波手段と、前記受波手段により受波された超音波の周波数と前記一定周波数とに基づいて、前記検出装置と前記超音波発生手段との相対速度を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された相対速度に基づいて、前記検出装置と前記超音波発生手段とが接近中であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記検出装置と前記超音波発生手段とが接近中であると判定された場合に、前記作業員の注意を喚起する注意喚起手段と、を備えた構成とする。

この発明に係るエレベータの注意喚起システムにおいては、エレベータの昇降路内で作業中の作業員の位置をより正確に検出し、作業員と乗りかご等との相対位置の時間変化を考慮に入れた上で、作業員に必要な注意喚起をより適切に行うことができるという効果を奏する。また、システム構築に必要な費用を抑制することができるという効果も併せ奏する。

この発明の実施の形態１に係るエレベータの注意喚起システムの全体構成を模式的に示す図である。 この発明の実施の形態１に係るエレベータの注意喚起システムの検出装置の構成を示すブロック図である。

この発明を添付の図面に従い説明する。各図を通じて同符号は同一部分又は相当部分を示しており、その重複説明は適宜に簡略化又は省略する。

実施の形態１．
図１及び図２は、この発明の実施の形態１に係るもので、図１はエレベータの注意喚起システムの全体構成を模式的に示す図、図２はエレベータの注意喚起システムの検出装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、エレベータの昇降路１内には、乗りかご２が昇降自在に設置されている。乗りかご２の上端には主ロープ３の一端が連結されている。主ロープ３の他端は釣合い重り４の上端に連結されている。主ロープ３の中間部は、昇降路１の頂部に設置された巻上機５の駆動綱車及びそらせ車６に巻き掛けられている。このようにして、乗りかご２及び釣合い重り４は、主ロープ３によって昇降路１内で互いに相反する方向に昇降するつるべ状に吊持されている。

昇降路１内の底部近くには、制御盤７が設置されている。制御盤７は、乗りかご２の運転を制御するためのものである。すなわち、制御盤７の制御下で巻上機５の駆動綱車が回転され、この巻上機５の回転駆動により乗りかご２が昇降路１内を昇降する。前述したように、乗りかご２が昇降すると、釣合い重り４は乗りかご２とは逆方向に昇降する。

昇降路１内には、スピーカ８が設置されている。スピーカ８は、かご下面部スピーカ８ａ、昇降路頂部スピーカ８ｂ及び重りスピーカ８ｃの３つが設置されている。かご下面部スピーカ８ａは、乗りかご２の下面部に設置されている。昇降路頂部スピーカ８ｂは、昇降路１内の頂部に設置されている。重りスピーカ８ｃは、釣合い重り４に設置されている。以降において、かご下面部スピーカ８ａ、昇降路頂部スピーカ８ｂ及び重りスピーカ８ｃを総称する場合にスピーカ８という。

これらのスピーカ８のそれぞれは、超音波を発生する超音波発生手段である。これらのスピーカ８が発生する超音波の強度は、予め定められた強度である。また、これらのスピーカ８が発生する超音波の周波数は、予め定められた一定周波数である。

なお、超音波発生手段としてのスピーカ８は、かご下面部スピーカ８ａ、昇降路頂部スピーカ８ｂ及び重りスピーカ８ｃのうちの少なくともいずれか１以上が設けられればよい。スピーカ８として、かご下面部スピーカ８ａ、昇降路頂部スピーカ８ｂ及び重りスピーカ８ｃのうちの２以上が設けられている場合、これらのスピーカ８が発生する超音波それぞれの強度は、等しくなるように設定される。また、この場合、これらのスピーカ８が発生する超音波の周波数は、互いに異なる一定周波数に設定される。

昇降路１内で作業する作業員９は、検出装置１０を所持している。この検出装置１０の構成について、図２を参照しながら説明する。この図２に示すように、検出装置１０は、マイク１１、抽出部１２、記憶部１３、相対速度算出部１４、判定部１５及び報知部１６を備えている。

マイク１１は、超音波発生手段であるそれぞれのスピーカ８により発生された超音波を受波可能な受波手段である。すなわち、マイク１１は、それぞれのスピーカ８からの超音波が入力されると、入力された超音波を電気信号に変換して出力する。

マイク１１から出力された超音波の電気信号は、抽出部１２へと入力される。抽出部１２は、受波手段であるマイク１１により受波された超音波の周波数帯域から、後の処理に必要な周波数を抽出する抽出手段である。

ここで、検出装置１０の記憶部１３には、超音波発生手段であるスピーカ８が発生する超音波の前記一定周波数が予め記憶されている。前述したように、スピーカ８が昇降路１内に２つ以上設置されている場合には、前記一定周波数は、それぞれのスピーカ８毎に異なる周波数に設定されている。記憶部１３は、これら全てのスピーカ８からの前記一定周波数を記憶している。

抽出部１２は、記憶部に記憶されている各スピーカ８の前記一定周波数を中心とする一定の許容幅中における受波強度のピークとなる周波数を特定する。この許容幅は、後述するドップラー効果による周波数変移の幅を考慮して予め決定される。そして、これらの特定した周波数を、後の処理に必要な周波数として抽出する。

この際、特定した周波数が複数ある場合、これらの特定した複数の周波数の全てを後の処理に必要なものとして抽出してもよいし、これらの特定した周数数の受波強度を比較し、受波強度が最も大きい周波数を抽出してもよい。特に後者の場合には、抽出部１２は、受波手段であるマイク１１により受波された超音波の周波数帯域から、受波強度が最大の周波数を抽出する抽出手段を構成する。

なお、抽出部１２は、特に、超音波発生手段であるスピーカ８が、かご下面部スピーカ８ａ、昇降路頂部スピーカ８ｂ及び重りスピーカ８ｃのうちの２以上設けられている場合に必要となる。超音波発生手段であるスピーカ８が昇降路１内に１つしかない場合には、受波強度の比較等は不要であるため、抽出部１２に代えて、単にスピーカ８が発生する超音波の周波数帯域のみを通過させ、当該周波数帯域以外の帯域をカットするバンドパスフィルタ等を用いればよい。

相対速度算出部１４は、抽出手段である抽出部１２により抽出された周波数と、当該抽出された周波数に最も近い前記一定周波数とに基づいて、検出装置１０と超音波発生手段であるスピーカ８との相対速度を算出する算出手段である。

すなわち、まず、相対速度算出部１４は、記憶部１３に記憶されている周波数を参照し、各スピーカ８が発生している超音波の前記一定周波数のうち、抽出部１２により抽出された周波数と最も近い前記一定周波数を特定する。そして、この特定した前記一定周波数と、抽出部１２により抽出された周波数とに基づいて、検出装置１０と、当該特定した前記一定周波数の超音波を発生しているスピーカ８との相対速度を算出する。

この相対速度の算出には、音波のドップラー効果を利用する。すなわち、ｆを超音波発生手段であるスピーカ８が発生する超音波の前記一定周波数、ｆ’をマイク１１により受波され、抽出部１２により抽出された周波数、Ｖを音速、ｖｏを検出装置１０の移動速度、ｖｓをスピーカ８の移動速度とすると、これらについては次の（１）式の関係がある。

ｆ’＝ｆ×（Ｖ−ｖｏ）／（Ｖ−ｖｓ） ・・・ （１）

ここで、ｆ、ｆ’及びＶは既知であるため、（１）式を用いることで、検出装置１０の移動速度ｖｏとスピーカ８の移動速度ｖｓとの関係を求めることができる。そして、このｖｏとｖｓとの関係から検出装置１０とスピーカ８との相対速度に関する情報を得ることができる。

なお、抽出部１２により複数の周波数が抽出されている場合（第１の場合）、相対速度算出部１４は、抽出部１２により抽出された複数の周波数のそれぞれについて、検出装置１０と超音波発生手段との相対速度を算出する。抽出部１２により受波強度が最大の周波数のみ抽出されている場合（第２の場合）であれば、相対速度算出部１４は、当該周波数のみについて、検出装置１０と超音波発生手段との相対速度を算出する。

また、前述したように、超音波発生手段であるスピーカ８が昇降路１内に１つしかない場合には抽出部１２を設けなくともよい。抽出部１２を設けない場合には、相対速度算出部１４は、単に受波手段であるマイク１１により受波された超音波の周波数と前記一定周波数とに基づいて、検出装置１０と超音波発生手段との相対速度を算出すればよい。

判定部１５は、算出手段である相対速度算出部１４により算出された相対速度に基づいて、検出装置１０と超音波発生手段であるスピーカ８とが接近中であるか否かを判定する判定手段である。ここで、検出装置１０とスピーカ８とが接近中であるか否かであるかを判定するだけであれば、検出装置１０とスピーカ８との相対速度そのものを算出しなくとも、ｆとｆ’との大小関係を比較するだけで十分である。

すなわち、相対速度算出部１４は、検出装置１０とスピーカ８との相対速度を、ｆとｆ’との差（ｆ−ｆ’）、あるいは、ｆとｆ’との比（ｆ／ｆ’）として算出する。そして、判定部１５は、ｆよりもｆ’が大きい場合に検出装置１０とスピーカ８とが接近中であると判定する。すなわち、相対速度算出部１４により算出された相対速度である（ｆ−ｆ’）が０未満、あるいは、相対速度（ｆ／ｆ’）が１未満である場合に、判定部１５は、検出装置１０とスピーカ８とが接近中であると判定する。

なお、超音波発生手段であるスピーカ８が昇降路１内に２以上ある場合には、前述したように、抽出部１２について、複数の周波数を抽出する第１の場合と、受波強度が最大の１つの周波数のみを抽出する第２の場合の２通りの構成のいずれかを選択することができる。そして、前者の第１の場合には、判定部１５は、抽出部１２により抽出された複数の周波数のそれぞれについて、相対速度算出部１４により算出された相対速度に基づいて、検出装置１０と超音波発生手段であるスピーカ８とが接近中であるか否かを判定する。

また、後者の第２の場合には、抽出部１２により特にマイク１１での受波強度が最大である周波数を抽出する。これは、スピーカ８のうちで検出装置１０に最も近いスピーカ８から出ている超音波を抽出していることに相当する。したがって、この第２の場合には、相対速度算出部１４及び判定部１５により、検出装置１０に最も近いスピーカ８と検出装置１０とが接近しているか否かを判定していることになる。

報知部１６は、判定手段である判定部１５により、検出装置１０と、超音波発生手段であるスピーカ８とが接近中であると判定された場合に、作業員９の注意を喚起する注意喚起手段である。すなわち、報知部１６は、判定部１５により、検出装置１０と、超音波発生手段であるスピーカ８とが接近中であると判定された場合に、その旨を音声、光あるいは画面表示等により作業員９に報知する。そして、この報知により、作業員９の注意を喚起する。報知部１６は、その報知形態に応じて、スピーカ、ＬＥＤ又は表示装置等を適宜に備えている。

ここで、前記した第１の場合、すなわち、抽出部１２が複数の周波数を抽出する場合には、これらの複数の周波数のうちで、判定部１５により、検出装置１０と、超音波発生手段であるスピーカ８とが接近中であると判定された周波数が１つでもあるときに、報知部１６はその旨を報知することが好ましい。

なお、検出装置１０は、例えばスマートフォン等の携帯電話端末を利用して実装することができる。携帯電話端末を利用することで、携帯電話端末が元々備えているマイクを超音波の受波手段として用いることができる。また、携帯電話端末が元々備えているスピーカ、画面表示機能、ＬＥＤ等を利用して報知部１６を構成することもできる。

また、超音波発生手段であるスピーカ８は、常に超音波を発生している必要はない。スピーカ８は、作業員９が検出装置１０を所持して昇降路１内で作業している間だけ、超音波を発生すればよい。

さらに言えば、スピーカ８は、常に昇降路１内の前述したそれぞれの位置に設置されている必要もない。したがって、スピーカ８を、昇降路１内のそれぞれの位置に着脱自在に設け、通常時にはスピーカ８を外しておき、作業員９が昇降路１内で作業を開始する際にスピーカ８をそれぞれの位置に設置して超音波の発生を開始させる。そして、作業員９の昇降路１内での作業が終了すれば、スピーカ８を外すようにしてもよい。

以上のように構成されたエレベータの注意喚起システムにおいて、まず、検出装置１０を所持した作業員９が昇降路１内の底部で作業していたとする。この場合に、制御盤７により乗りかご２が下降するように運転されると、かご下面部スピーカ８ａと検出装置１０との距離が接近する。

この際、乗りかご２が釣合い重り４よりも上階側にあれば、検出装置１０に最も近いのは重りスピーカ８ｃである。したがって、マイク１１での受波強度が最大なのは重りスピーカ８ｃからの超音波となる。このときには、乗りかご２が下降していることから釣合い重り４は上昇しており、重りスピーカ８ｃと検出装置１０とは次第に離れていく。よって、検出装置１０が受波した周波数は、ドップラー効果により重りスピーカ８ｃからの前記一定周波数より低くなる。

よって、判定部１５により検出装置１０と重りスピーカ８ｃとは接近中でないと判定され、報知部１６による注意喚起はなされない。

一方、さらに乗りかご２の下降が継続されると、乗りかご２が釣合い重り４よりも下階側にくる。すると、かご下面部スピーカ８ａが検出装置１０に最も近くなり、かご下面部スピーカ８ａからの超音波のマイク１１での受波強度が最大となる。乗りかご２は下降しておりかご下面部スピーカ８ａと検出装置１０とは接近中である。よって、検出装置１０が受波した周波数は、ドップラー効果によりかご下面部スピーカ８ａからの前記一定周波数より高くなる。

よって、判定部１５により検出装置１０とかご下面部スピーカ８ａとが接近中であると判定され、報知部１６による注意喚起がなされる。すなわち、昇降路１の底部に作業員９がおり、乗りかご２が釣合い重り４より下階側を下降中であると、検出装置１０により作業員９に注意喚起がなされる。

また、制御盤７により乗りかご２が上昇するように運転された場合、すなわち、釣合い重り４が下降するように運転された場合、乗りかご２が下降した場合と同様にして、昇降路１の底部に作業員９がおり、釣合い重り４が乗りかご２より下階側を下降中であると、検出装置１０により作業員９に注意喚起がなされる。

次に、作業員９が乗りかご２の上で作業中である場合を考える。この場合に、制御盤７により乗りかご２が上昇あるいは下降するように運転されると、昇降方向の中間位置付近において、乗りかご２と釣合い重り４とがすれ違う。この乗りかご２と釣合い重り４とがすれ違う前には、乗りかご２上の作業員９が所持する検出装置１０と、重りスピーカ８ｃとが接近している。

このとき、かご下面部スピーカ８ａ及び昇降路頂部スピーカ８ｂと比較して、重りスピーカ８ｃと検出装置１０が最も近くなる。よって、乗りかご２の上に作業員９がおり、乗りかご２と釣合い重りとがすれ違う前には、検出装置１０により作業員９に注意喚起がなされる。

また、乗りかご２が上昇中であり、釣合い重り４とすれ違った後もなお乗りかご２が上昇を続けると、今度は、乗りかご２の上の検出装置１０に最も近いスピーカ８は、昇降路頂部スピーカ８ｂとなる。乗りかご２が上昇中であれば、乗りかご２の上の検出装置１０と昇降路頂部スピーカ８ｂとが接近中であることが検出装置１０により検出される。よって、乗りかご２の上に作業員９がおり、乗りかご２が釣合い重り４より上階側を上昇中であると、検出装置１０により作業員９に注意喚起がなされる。

以上のように構成されたエレベータの注意喚起システムは、予め定められた一定周波数の超音波を発生する超音波発生手段であるかご下面部スピーカ８ａ、昇降路頂部スピーカ８ｂ及び重りスピーカ８ｃの少なくとも１つと、昇降路１内で作業する作業員９に所持される検出装置１０と、を備えている。

そして、検出装置１０は、超音波発生手段により発生された超音波を受波可能なマイク１１と、マイク１１により受波された超音波の周波数と前記一定周波数とに基づいて、検出装置１０と超音波発生手段との相対速度を算出する相対速度算出部１４と、相対速度算出部１４により算出された相対速度に基づいて、検出装置１０と超音波発生手段とが接近中であるか否かを判定する判定部１５と、判定部１５により検出装置１０と超音波発生手段とが接近中であると判定された場合に、作業員９の注意を喚起する注意喚起手段である報知部１６と、を備えている。

このように、超音波を用いることでエレベータの昇降路内で作業中の作業員の位置をより正確に検出することができ、さらにドップラー効果を利用して作業員と乗りかご等との相対速度すなわち相対位置の時間変化を算出してこれを考慮に入れた上で、作業員に必要な注意喚起をより適切に行うことができる。また、超音波を用いて作業員の位置を検出するようにすることで、システム構築に必要な費用を抑制することも可能である。

なお、以上は、エレベータの昇降路１内の移動体である乗りかご２及び釣合い重り４に超音波発生手段であるスピーカ８を設置したものである。しかし、以上で説明したスピーカ８及び検出装置１０による注意喚起システムは、エレベータだけでなく、もっと一般化して移動体の経路上に作業員が入る可能性がある作業現場に適用することができる。

具体的には、工場内の搬送用ロボットに超音波発生手段を取り付け、この搬送用ロボットの移動経路に立ち入る可能性がある作業員に検出装置を所持させる例が考えられる。この例によれば、作業員に対し搬送用ロボットが接近中であることを知らせて、作業員の注意を喚起することができる。

なお、単に超音波発生手段が取り付けられた搬送用ロボットと、検出装置を所持した作業員との距離が近づいていることのみを検出するのではなく、搬送用ロボットと作業員とが一定の距離以内でかつ接近中である場合に注意を喚起するようにしてもよい。このようなことは、例えば、検出装置で受波した超音波の周波数のみならず受波強度も用いて注意喚起を行う条件を判定することで実現できる。

１ 昇降路、 ２ 乗りかご、 ３ 主ロープ、 ４ 釣合い重り、 ５ 巻上機、 ６ そらせ車、 ７ 制御盤、 ８ スピーカ、 ８ａ かご下面部スピーカ、 ８ｂ 昇降路頂部スピーカ、 ８ｃ 重りスピーカ、 ９ 作業員、 １０ 検出装置、 １１ マイク、 １２ 抽出部、 １３ 記憶部、 １４ 相対速度算出部、 １５ 判定部、 １６ 報知部

Claims (2)

1. エレベータの昇降路の頂部、前記昇降路内の乗りかごの下面部及び前記昇降路内の釣合い重りのうちの１以上に設けられ、予め定められた強度で予め定められた一定周波数の超音波を発生する超音波発生手段と、
   前記昇降路内で作業する作業員に所持される検出装置と、を備え、
   前記検出装置は、
   前記超音波発生手段により発生された超音波を受波可能な受波手段と、
   前記受波手段により受波された超音波の周波数と前記一定周波数とに基づいて、前記検出装置と前記超音波発生手段との相対速度を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された相対速度に基づいて、前記検出装置と前記超音波発生手段とが接近中であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記検出装置と前記超音波発生手段とが接近中であると判定された場合に、前記作業員の注意を喚起する注意喚起手段と、を備えたエレベータの注意喚起システム。
2. 前記超音波発生手段は、前記昇降路の頂部、前記乗りかごの下面部及び前記釣合い重りのうちの２以上に設けられ、予め定められた同じ強度で予め定められた互いに異なる一定周波数の超音波を発生し、
   前記検出装置は、前記受波手段により受波された超音波の周波数帯域から、受波強度が最大の周波数を抽出する抽出手段を備え、
   前記算出手段は、前記抽出手段により抽出された周波数と、当該抽出された周波数に最も近い前記一定周波数とに基づいて、前記検出装置と前記超音波発生手段との相対速度を算出する請求項１に記載のエレベータの注意喚起システム。

Images