JP6417895B2 - エレベータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、昇降路内を走行するエレベータのかごの位置を検出する装置に係り、特に昇降路上下端部におけるかごの位置を検出する装置に関するものである。

昇降路内を走行するエレベータのかごの位置を検出する手段として、かごに複数組の投光器と受光器を設けるとともに、昇降路に前記投光器と受光器の間を通過可能な遮蔽板を配置した構成のものがある。そして、前記遮蔽板が前記投光器と受光器の間の光軸を遮断したときの出力信号に基づいて、かごの位置を検出している。

この装置の一例を図 により説明する。図４はかご位置検出装置の全体構成を示す概略図、図５は複数組の投光器と受光器を有する光電センサを示す図である。
図において、１００はかご１０１が昇降する昇降路、１０２はかご１０１の上部に設置された光電センサであり、投光器１１１，１２１，１３１と、各投光器１１１，１２１，１３１から照射される光軸１１２，１２２，１３２を受光する受光器１１３，１２３，１３３を備えている。

また昇降路１００内の光電センサ１０２と対向する所定の位置には、複数の切り欠きを有する遮蔽板１４１〜１４６が配置されている。これらの遮蔽板のうち、１４１〜１４３は昇降路１００の上端部側に、１４４〜１４６は昇降路１００の下端部側に配置されており、それぞれ異なる形状になっている。更に、昇降路１００の中央に近い遮蔽板１４１と１４４は互いに上下方向に反転させた形状であり、同様に、遮蔽板１４２と１４５、１４３と１４６も互いに上下方向に反転させた形状になっている。

この従来装置の動作を説明すると、かご１０１が図４の位置から上昇すると、遮蔽板１４１の中央部が光電センサ１０２内に入り、光軸１２２が遮断される。次に遮蔽板１４１の左方が光電センサ１０２内に入り、光軸１１２が遮断される。
更に、遮蔽板１４１の右方が光電センサ１０２内に入り、光軸１３２が遮断される。

更にかご１０１が上昇すると、遮蔽板１４１の中央部が光電センサ１０２から抜け、光軸１２２は受光器１２３を照射する。次に遮蔽板１４１の左方が光電センサ１０２から抜け、光軸１１２は受光器１１３を照射する。更に、遮蔽板１４１の右方が光電センサ１０２から抜け、光軸１３２は受光器１３３をを照射し、元の状態に戻る。この各光軸１１２，１２２，１３２の遮断及び照射の順は、遮蔽板１４１〜１４３によって異なる。従って、各光軸１１２，１２２，１３２の遮断及び照射の順を予め記憶させておき、かご１０１の走行時の遮断及び照射順と比較すれば、上昇時かご１０１が遮蔽板１４１〜１４３のいずれの位置にあるかを知ることができる。

また、かご１０１の下降時における遮蔽板１４４〜１４６の場合も同様である。この場合、遮蔽板１４４〜１４６は、１４１〜１４３と対称であるので、各光軸１１２，１２２，１３２の遮断及び照射の順は、かご１０１の上昇時と同じになる。
このように、各光軸１１２，１２２，１３２の遮断及び照射順を検出することにより、かご１０１の位置を検出することができる。

特許第４４８５９６０号公報

前記の従来技術は、かごの位置を検出するために、光電センサとして、３組の投光器及び受光器を使用しており、遮蔽板は横方向に長くなっている。そのため装置構成が大型化するという問題がある。
本発明は、上記の課題を解決することを目的とするものである。

本発明は、昇降路の上端部又は下端部の少なくとも一方において、エレベータのかごを強制的に減速させる装置に前記かごの位置信号を出力する装置であって、前記かごに設置されたセンサと、前記センサと対向する前記昇降路の所定位置に設置した複数の遮蔽板とを備えたものにおいて、前記センサは前記かごに一つ設置され、前記遮蔽板は空隙部と遮蔽部とが、昇降路の上下方向に交互に配置された構成であって、空隙部の数が異なる複数種類あり、空隙部の数の少ない遮蔽板が昇降路の中央側に、空隙部の数の多い遮蔽板が昇降路の端部側に来るように配置されていることを特徴とするものである。

また本発明は、前記センサは前記遮蔽部の上下端を検出し、これをカウントすることにより、前記かごの位置を検出することを特徴とするものである。更に本発明は、前記空隙部の数を０以上としたものである。
更にまた本発明は、昇降路の上端部又は下端部の少なくとも一方において、エレベータのかごを強制的に減速させる装置に前記かごの位置信号を出力する装置であって、前記かごに設置されたセンサと、前記センサと対向する前記昇降路の所定位置に設置した複数の遮蔽板とを備えたものにおいて、前記遮蔽板は空隙部と遮蔽部とが、昇降路の上下方向に交互に配置された構成であって、空隙部の数が異なる複数種類あり、空隙部の数の少ない遮蔽板が昇降路の中央側に、空隙部の数の多い遮蔽板が昇降路の端部側に来るように配置され、前記かごが前記遮蔽板を通過した時間を計測する手段を有し、前記遮蔽板の長さと前記通過時間とにより、前記かごの速度を計測することを特徴とするものである。

本発明によれば、従来よりも横幅の狭い遮蔽板を使用して、かご位置検出を行うことができる。

本発明の実施の形態によるかご位置検出装置の全体構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態による遮蔽板の詳細図である。 本発明の実施の形態による動作説明図である。 従来のかご位置検出装置の全体構成を示す概略図である。 従来の複数組の投光器と受光器を有する光電センサを示す図である。

本発明の実施の形態を図により説明する。図１はかご位置検出装置の全体構成を示す概略図、図２は遮蔽板の詳細図、図３は動作説明図である。

図において、１はかご２が昇降する昇降路、３はかご２の上部に設置された光電センサであり、一組の投光器と受光器を備えている。１１〜１４は光電センサ３と対向するように昇降路１の上端部側及び下端部側に配置された遮蔽板である。そして、遮蔽板１１の上端はかご２の位置を検出する位置検出点１となっており、同様に遮蔽板１２の上端は位置検出点２となっている。一方、昇降路１の下端部側は、遮蔽板１３の下端が位置検出点３、遮蔽板１４の下端が位置検出点４となっている。

図２に示すように、遮蔽板には空隙部Ｇが空けられ、その上下は遮蔽板本体である遮蔽部Ｓとなっている。遮蔽部Ｓは光電センサ３の光軸を遮断し、空隙部Ｇは光電センサ３の光軸が通過可能であり、両者は上下方向に交互に並んでおり、遮蔽部Ｓと空隙部Ｇの長さＬは同一になっている。そして、空隙部Ｇが１個の遮蔽板１１，１３は昇降路１の中央側に配置され、空隙部Ｇが２個の遮蔽板１２，１４は昇降路１の端部側に配置されている。

光電センサ３が遮蔽部Ｓの上端又は下端（エッジ）を検出するとパルス信号を発生し、このパルス数をカウントして、所定数（閾値）になると、かご位置を検出するようになっている。この実施の形態では、カウントされたエッジ数が４のときを閾値１、同じくエッジ数が６のときを閾値２とする。更にパルス信号が発生しないＯＦＦ状態が一定時間（例えば、かご２が長さＬの１０倍移動した時間）継続すると、かご２は遮蔽板から離れた位置にあると認識して、カウントしたパルス数をリセットする。

次に本実施の形態の動作について説明する。
かご２が図１の位置から上昇すると、光電センサ３は遮蔽板１１の下端のエッジを検出する（図３ａ点）。更にかご２が上昇すると、遮蔽板１１のエッジを次々に検出し、ｂ点では４つのエッジを検出して閾値１に達する。この時点で、かご２は遮蔽板１１の上端、つまり位置検出点１にあると認識する。
更にかご２が上昇を続け、ｂ点から一定時間経過してｃ点に達すると、かご２は遮蔽板１１から離れた位置にあると判断して、パルス数のカウントをリセットする。

次にかご２が上昇を続けると、光電センサ３が遮蔽板１２の下端のエッジを検出する（図３ｄ点）。更にかご２が上昇すると、遮蔽板１２のエッジを次々に検出し、ｅ点では４つのエッジを検出して閾値１に達し、かご２は遮蔽板１１の上端、つまり位置検出点１にあると認識する。更にかご２が上昇を続けて遮蔽板１２のエッジを検出し続け、ｆ点では６つのエッジを検出して閾値２に達する。この時点で、かご２は遮蔽板１２の上端、つまり位置検出点２にあると認識する。
更にかご２が上昇を続け、ｆ点から一定時間経過してｇ点に達すると、かご２は遮蔽板１２から離れた位置にあると判断して、パルス数のカウントをリセットする。

このように、本実施の形態によれば、光電センサ３が遮蔽板１１の上端を検出（図３ｂ点）すると、かご２が位置検出点１にあると認識する。また、光電センサ３が遮蔽板１２で４つのエッジを検出（ｅ点）すると、かご２が位置検出点１にあると認識するが、かご２が上昇して光電センサ３が６つのエッジを検出（ｆ点）すると、かご２が位置検出点２にあると認識する。
また、下降時も同様の動作となる。

ところで、昇降路１の上下端部でかご２を強制的に減速させる安全装置の場合、かご２の位置が昇降路１の端部に近いほどかご２の速度が遅くなるように制御する必要がある。
例えば、図１では、位置検出点１，３におけるかご２の速度をＶ１以下、位置検出点２，４におけるかご２の速度をＶ２以下に設定する場合、Ｖ１＞Ｖ２であり、かご２が昇降路１の上下端部の安全装置、例えばオイルバッファに衝突する場合でも、衝突速度が許容速度以下になるようにＶ１、Ｖ２を設定する。

本実施の形態の場合では、遮蔽板１１の位置検出点１（図３ｂ点）におけるかご２の速度がＶ１以上であればかご２の速度をＶ１以下に減速させ、かご２の速度がＶ１以下であればそのままの走行を許容するように制御される。

また、遮蔽板１２の位置検出点１（図３ｅ点）におけるかご２の速度がＶ１以上であればかご２の速度をＶ１以下に減速させる。しかしながら、かご２は遮蔽板１１を通過した時点でその速度はＶ１以下に制御されているため、ｅ点で速度がＶ１以上になることはないので、かご２はそのままｅ点を通過する。更に位置検出点２（図３ｆ点）におけるかご２の速度がＶ２以上であればかご２の速度をＶ２以下に減速させ、Ｖ２以下であればそのままの走行を許容する。従って、かご２が遮蔽板１２の通過中に位置検出点１を認識しても、かご２の動作に影響することはない。

このように、本実施の形態によれば、遮蔽板に１又は２の空隙部Ｇを上下方向に配置するというシンプルな構成で、昇降路１の上下端部でかご２を強制的に減速させる安全装置に使用するかご位置検出装置として十分な機能を実現することができる。また、図４，５の従来技術に比べて、遮蔽板の幅を狭くできるとともに、光電センサも一組の投光器及び受光器を有するのみでよい。

尚、本実施の形態では、昇降路１内の遮蔽板の配置は上下対称になっているため、かごの運転方向は別の機器によって検出することになる。もし、本装置を使用してかご２の運転方向も検出する必要があるなら、２重系にすればよい。

即ち、前記遮蔽板１１〜１４群と同じ遮蔽板群（第２遮蔽板群）を少しずらし、例えば第２遮蔽板群を遮蔽板１１〜１４群よりも、Ｌ／２だけ上方に配置するとともに、第２遮蔽板群用の光電センサ（第２光電センサ）をかご２に設置する。
そうすると、かご２の上昇時には遮蔽板１１〜１４群の方が先に光電センサ３によって検出され、かご２の下降時には第２遮蔽板群の方が先に第２光電センサによって検出されることになる。逆に言えば、光電センサ３が遮蔽板１１〜１４群を先に検出したら、かご２は上昇中であり、第２光電センサが第２遮蔽板群を先に検出したら、かご２は下降中であることがわかる。

尚、本実施の形態では、昇降路１の上下それぞれに位置検出点が２箇所あるため、遮蔽板は空隙部Ｇを１又は２個備えた２種類としているが、位置検出点は２箇所に限ることはない。例えば、位置検出点が３箇所なら、空隙部Ｇを１〜３個備えた３種類の遮蔽板を、位置検出点がＮ箇所なら、空隙部Ｇを１〜Ｎ個備えたＮ種類の遮蔽板を使用する。これらの空隙部Ｇは、上下方向に１列に並べ、空隙部Ｇと遮蔽部Ｓの高さはＬとする。
更に空隙部Ｇは０個とすることもできる。従って、位置検出点がＮ箇所なら、空隙部Ｇを０〜Ｎ−１個備えたＮ種類の遮蔽板を使用することもできる。

これらの遮蔽板は、図１と同様に、昇降路１の中央に近い位置の遮蔽板は空隙部Ｇが最少であり、昇降路１の端部に近づくほど空隙部Ｇの多い遮蔽板を使用する。
また、本実施の形態では、昇降路１の上下両端部に遮蔽板を配置しているが、かご２の落下のみ又は過上昇のみを検出できればよいなら、昇降路１の下端部側又は上端部側のみに配置することもできる。
更にパルス数のカウントをリセットする一定時間も、「かご２が長さＬの１０倍移動した時間」に限ることはない。

また、空隙部Ｇと遮蔽部Ｓの高さＬは、エッジが確実に検出できれば同一でなくてもよい。
更にまた、光電センサ３は図５のような、投光器と受光器が分離した透過型センサのほか、遮蔽板として反射板を使用し、光電センサとして投光器と受光器が一体になった反射型センサを使用して、投光器からの光軸を反射板（遮光板）に反射させて受光器で受光させてもよい。

次に、本発明の他の実施の形態を図１〜図３により説明する。この実施の形態は、かご位置検出用の遮蔽板を使って、かごの速度も検出するものである。
各遮蔽板の長さは既知であるため、かご２が遮蔽板を通過した時間を測定し、遮蔽板の長さを通過時間で割ったものである。ここで、かご２は遮蔽板を等速で通過したとみなしている。従って、
かご速度＝遮蔽板の長さ／遮蔽板の通過時間
となる。
例えば、図３のａ点からｂ点までの時間を測定し、遮蔽板１１の長さ３Ｌをこの測定した時間で割れば、遮蔽板１１におけるかご速度を検出することができる。

ここで、
遮蔽板の遮蔽部Ｓ及び空隙部Ｇの長さＬを30mm、
かご２の通過速度を1000m/min、
パルス数のカウント演算のサンプリング周波数を2000Hz（=0.5msec）
とすると、位置検出点１での遮蔽板の長さは３Ｌ（90mm）、位置検出点２での遮蔽板の長さは５Ｌ（150mm）となる。

かご２が長さＬを通過するのに要する時間ｔLは、
ｔL=(30/1000)/(1000/60)=1.8msec
この場合、ｔLはサンプリング周期（0.5msec）より大きい必要がある。

従って、かご２が位置検出点１の遮蔽板を通過するのに要する時間ｔ1は、
ｔ1=(3×30/1000)/(1000/60)=5.4msec
サンプリング周期が0.5msecのため、5msec又は5.5msecと認識する。

次に、かご２が位置検出点１を通過する場合の速度誤差について検証する。
上記で5msecと認識した場合のかご２の検出速度ｖ5は、
ｖ5=((3×30/1000)/(5/1000))×60=1080m/min
5.5msecと認識した場合のかご２の検出速度ｖ5.5は、
ｖ5.5=((3×30/1000)/(5.5/1000))×60=982m/min
このようにサンプリング周波数を2000Hz(=0.5msec)に設定すると、±98m/min程度の誤差になる。

この誤差を小さくするには、サンプリング周波数を高くするか、遮蔽板を長くすれば良い。例えばサンプリング周波数を1MHz(=1μsec)とすれば、
かご２が位置検出点１の遮蔽板を通過するのに要する時間ｔ1は、
ｔ1=(3×30/1000)/(1000/60)=5.4msec
サンプリング周期が1μsecのため、5.4msec又は5.401msecと認識する。
上記で5.4msecと認識した場合のかご２の検出速度は、上記ｔ1と同じ、1000 m/minであり、5.401msecと認識した場合のかご２の検出速度ｖ5.401は、
ｖ5.401=((3×30/1000)/(5.401/1000))×60=999.8m/min
となって、±0.2m/min程度の誤差に収まる。

次に、かご２が位置検出点２の遮蔽板を通過するのに要する時間ｔ2は、
ｔ2=(5×30/1000)/(1000/60)=9msec
サンプリング周波数が2000Hzの場合、サンプリング周期が0.5msecのため、9msec又は9.5msecと認識する。

かご２が位置検出点２を通過する場合の速度誤差は、
上記で9msecと認識した場合のかご２の検出速度ｖ9は、
ｖ9=((5×30/1000)/(9/1000))×60=1000m/min
9.5msecと認識した場合のかご２の検出速度ｖ9.5は、
ｖ9.5=((5×30/1000)/(9.5/1000))×60=947m/min
このようにサンプリング周波数を2000Hz(=0.5msec)に設定すると、±53m/min程度の誤差になる。

前記と同様に、サンプリング周波数を1MHz(=1μsec)とすれば、かご２の検出速度ｖM1は、
ｖM1=((5×30/1000)/(9.001/1000))×60=999.9m/min
となって、±0.1m/min程度の誤差に収まる。
上記のように、サンプリング周波数を上げると、かご２の速度をより正確に測定することができる。

パルス数のカウントをリセットする時間（図３のｂ点〜ｃ点で示される一定時間）は、かご２が長さＬを通過するのに要する時間の１０倍とすると、かご２が長さＬを通過するのに要する時間が、1.8msecであったため、18msecとなる。またＬの１０倍であるため、300mmの距離になるため、各遮蔽板は300mm以上の間隔をおいて配置することになる。

既に説明したように、本実施の形態は、昇降路１の上下端部でかご２を強制的に減速させる安全装置であり、位置検出点１におけるかご２の速度をＶ１以下、位置検出点２におけるかご２の速度をＶ２以下に設定する場合、Ｖ１＞Ｖ２である。そのためＶ１を1000m/min、Ｖ２を100m/minとすると、かご２が速度Ｖ２で長さＬ（30mm）を通過するのに要する時間ｔL2は、
ｔL2=(30/1000)/(100/60)=18msec
になる。

そうすると、前記パルス数のカウントをリセットする時間と同じになってしまうため、Ｖ２が100m/min以下だと正確な測定ができなくなる。しかし、通常Ｖ１はもっと小さく、またＶ１とＶ２の速度差ももっと小さい場合が多いため実用上は問題にならないことが多い。

しかし、この問題を解決する必要がある場合には、一定時間を長くすればよい。上記実施の形態では、各遮蔽板は300mm以上の間隔であるが、更に長い間隔となる上、更に遮蔽板の数が増えると昇降路内に遮蔽板が配置できない可能性もでてくる。そのときには、コストアップになることもあるが、サンプリング周波数を上げ、長さＬを短縮すればよい。

このかごの速度も検出する実施の形態においても、遮蔽板の種類の数や配置、昇降路の上下の一方にのみ遮蔽板を配置したり、光電センサの種類などは前記のかご位置検出の実施の形態の場合と同様に適用できる。空隙部Ｇと遮蔽部Ｓの高さ（長さＬ）も、予めそれぞれの長さがわかっておれば、同一の長さでなくてもよい。

以上のように、各実施の形態は、遮蔽板の遮蔽部のエッジを検出しているため、従来のように、遮蔽板の横幅を広くする必要がなく、装置構成の小型化を実現することができる。

１ 昇降路
２ かご
３ 光電センサ
１１，１２，１３，１４ 遮蔽板
Ｇ 空隙部
Ｓ 遮蔽部

Claims (4)

1. 昇降路の上端部又は下端部の少なくとも一方において、エレベータのかごを強制的に減速させる装置に前記かごの位置信号を出力する装置であって、前記かごに設置されたセンサと、前記センサと対向する前記昇降路の所定位置に設置した複数の遮蔽板とを備えたものにおいて、
   前記センサは前記かごに一つ設置され、
   前記遮蔽板は空隙部と遮蔽部とが、昇降路の上下方向に交互に配置された構成であって、
   空隙部の数が異なる複数種類あり、空隙部の数の少ない遮蔽板が昇降路の中央側に、空隙部の数の多い遮蔽板が昇降路の端部側に来るように配置されていることを特徴とするエレベータ装置。
2. 前記センサは前記遮蔽部の上下端を検出し、これをカウントすることにより、前記かごの位置を検出することを特徴とする請求項１に記載のエレベータ装置。
3. 前記空隙部の数は０以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベータ装置。
4. 昇降路の上端部又は下端部の少なくとも一方において、エレベータのかごを強制的に減速させる装置に前記かごの位置信号を出力する装置であって、前記かごに設置されたセンサと、前記センサと対向する前記昇降路の所定位置に設置した複数の遮蔽板とを備えたものにおいて、
   前記遮蔽板は空隙部と遮蔽部とが、昇降路の上下方向に交互に配置された構成であって、空隙部の数が異なる複数種類あり、空隙部の数の少ない遮蔽板が昇降路の中央側に、空隙部の数の多い遮蔽板が昇降路の端部側に来るように配置され、
   前記かごが前記遮蔽板を通過した時間を計測する手段を有し、
   前記遮蔽板の長さと前記通過時間とにより、前記かごの速度を計測すること
   を特徴とするエレベータ装置。

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