JP6602906B2 - エレベータ装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、乗りかごの昇降終端階での所定の停止位置への減速パターン監視機能を有するエレベータ装置に関する。
エレベータ装置では、昇降路内を昇降する乗りかごが、最上階に停止した時の乗りかご上から昇降路最頂部までの距離を示すオーバーヘッド寸法や、最下階のフロアレベルからエレベータのピット床面までの距離を示すピット深さは、定格速度によって法律や規格により規定の寸法が定められている。これらの寸法に関し、終端階(上述した最上階や最下階)に到達するまでのかご速度を既定の減速パターンで減速させる場合は、規定寸法よりも短縮することが認められている。この場合には昇降路の終端階近傍での減速パターンを監視する監視装置が使用される。
従来の監視装置としては、昇降路の所定の位置に複数の位置センサーを設置し、乗りかごが位置センサーを通過した時のかご速度(巻上機、もしくはガバナに設置したパルスジェネレータの信号から計算したかご速度)が、所定の減速パターンから逸脱していないか確認を行っていた。ここで、エレベータ装置には、巻上機を駆動させて昇降路内における乗りかごの昇降動作を制御する等、全体の制御を行うための制御盤が設けられており、上述した監視は、この制御盤の一機能として行われていた。
しかし、上述した監視を行うためには、昇降路の終端階近くに多くの位置センサーを設置する必要があり、監視位置が増えると位置センサーの増加により機器構成が煩雑になる問題があった。
これに対し、乗りかご側に光電式のセンサーを設け、昇降路の終端階近くの昇降路には、互いに識別可能な透光形状を有する複数の遮蔽板を、上記光電式のセンサーとそれぞれ対向するように設けて、乗りかごの通過時に、光電式センサーが検出した各遮蔽板の透光形状から、乗りかごがどの遮蔽板を通過したか検出する乗りかご位置の検出装置が提案されている(特許文献1,2,3,4,5参照)。
特許第4485960号公報 特許第5623264号公報 特開2012−224422号公報 特開2016-172601号公報 特開2017-88256号公報
上述した特許文献記載の提案は、あくまでも、終端階近くにおける乗りかごの位置を検出する技術であり、所定の減速パターンからの逸脱を検出するためには、各遮蔽板位置における乗りかご速度を別の手段で測定しなければならない。そのため、装置及び制御の複雑化を招き、高速化への対応が困難であった。
本発明が解決しようとする課題は、単純な構成で、制御の高速化にも十分対応可能な減速パターン監視機能を有するエレベータ装置を提供することにある。
本発明の実施の形態に係るエレベータ装置は、昇降路内を昇降する乗りかごと、
この乗りかごに設けられ、照射部及びこの照射部からの照射波を検知する検知部を有するセンサーと、前記昇降路の、前記乗りかごの所定の停止位置の近傍に、前記乗りかごの昇降方向に沿って複数個配置され、前記乗りかごの昇降に伴い前記センサーの前記照射部及び前記検知部とそれぞれ対向可能な被検出部を有する被検出体と、前記センサーの、前記被検出部との対向時に生じる検知信号の出力時間と、前記被検出部の前記昇降方向に沿う長さとから求まる、前記被検出部を通過する前記乗りかごの速度を前記各被検出体ごとに算出して出力すると共に、前記所定の停止位置への予め設定された減速パターンに基づく前記各被検出部の各設置位置での基準速度をそれぞれ出力する演算部と、前記各被検出部を通過する前記乗りかごの速度と、この乗りかごが通過する前記被検出部での前記基準速度とを比較する比較部と、この比較部による比較結果のずれが閾値以上であれば速度異常と判定する判定部とを備え、前記複数個配置された被検出体は、前記所定の停止位置に近いものほど前記被検出部の前記昇降方向に沿う長さが短く、前記乗りかごが前記減速パターン通りに減速されていた場合、前記各被検出部と対向する毎に前記センサーから出力される検知信号の出力時間がほぼ等しくなるように設定されていることを特徴とする。
本発明の実施形態に係る減速パターン監視装置を有するエレベータ装置の機械システム構成図である。 同実施形態におけるエレベータ装置の制御システム構成図である。 同実施形態における減速パターン監視装置に用いられるセンサーの上面図である。 同実施形態における減速パターン監視装置の構成を示すブロック図である。 同実施形態における減速パターン監視装置の判定フロー図である。同実施形態における減速パターン監視装置に用いられる被検出体を示すである。 同実施形態におけるセンサーの出力信号波形図である。 同実施形態の変形例におけるセンサーの出力信号波形図である。 本発明の他の実施形態における減速パターン監視装置の構成を示すブロック図である。 同他の実施形態における被検出体を示すである。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
<第1の実施形態>
図1はこの実施形態に係る、減速パターン監視装置を使用するエレベータ装置の構成図である。このエレベータ装置では、昇降路内に乗りかご10とカウンタウエイト(釣り合い錘)11とが設けられており、それぞれガイドレール20により昇降動作可能に支持されている。
昇降路の上部には制御盤30が設けられ、エレベータ装置全体の制御を行うと共に、終端階での減速パターン監視を行う。また、昇降路の上部には巻上機40も設けられている。この巻上機40は制御盤30と接続され、この制御盤30により運転制御される。巻上機40には、一端が乗りかご10と接続され、他端がカウンタウエイト11と接続されたメインロープが巻き架けられている。したがって、制御盤30により巻上機40が駆動されると、メインロープの両端に接続された乗りかご10及びカウンタウエイト11は互いに反対方向に昇降動作する。
乗りかご10が昇降する昇降路の終端階(最上階や最下階、図1では最上階)の所定の停止位置の近傍には、板状の被検出体80が、乗りかご10の昇降方向に沿って複数個配置されている。図1では、各被検出体80は、ガイドレール20にブラケット81を介して設置されている。もちろん、昇降路の壁面や乗り場ドアの敷居等にブラケット81を設置して取り付けても良い。
乗りかご10にはセンサー60が設置されている。このセンサー60は、乗りかご10の昇降に伴って上述した複数の被検出体80とそれぞれ対向する。このセンサー60は、乗りかご10の昇降に伴う、被検出体80の被検出部(板面)との対向有無により出力信号が反転する。
制御盤30は、図2で示すように、エレベータ装置全体の制御を行う通常運転制御部31と、これとは独立した回路で構成される減速パターン監視装置50(図1にも図示)とを有する。
通常運転制御部31は、前述のようにエレベータ装置全体を制御するもので、巻上機駆動制御回路31aにより、通常運転時には、巻上機40に設置されたパルスジェネレータ41からの回転速度信号により巻上機40を速度制御する。また、制御盤30に入力される各階の乗り場呼びや乗りかご10からのかご呼び等に応じて巻上機40のモータ42やブレーキ43を制御して、乗りかご10を呼びのあった階床に着床させる。
減速パターン監視装置50は、昇降路の終端階位置における乗りかご10の減速パターンを監視する。この減速パターン監視装置50は、機械室に設置される制御盤30内に通常運転制御部31と共に設置されるが、通常運転制御部31とは独立した回路で構成される。
この減速パターン監視装置50は、乗りかご10に設けられたセンサー60からの信号により終端階位置における乗りかご10の速度が、予め設定された減速パターン通りに減速されているかを監視する。すなわち、所定の減速パターンとのずれの有無を監視し、大きなずれが生じている場合は速度異常と判断して、巻上機駆動制御回路31aに異常信号(遮断信号)を発信する。巻上機駆動制御回路31aは減速パターン監視装置50から異常信号を受信すると駆動電源遮断を行い、乗りかご10を強制停止させる。
乗りかご10に設けられたセンサー60は、乗りかご10の昇降に伴って上述した複数の被検出体80の被検出部(板面)80aと、順次それぞれ対向する。センサー60は、図3で示すように、被検出体80の被検出部(板面)80aを挟んで互いに対向する照射部61と検知部62とを有する。検知部62は、照射部61から照射された照射波を受けると検知信号を反転させる。すなわち、乗りかご10の昇降に伴ってセンサー60が被検出体80の被検出部(板面)80aと対向し、照射部61から照射された照射波を遮断することにより検知部62による検知信号が反転する。
センサー60としては、照射部61から光を照射波として照射し、検知部62でこの照射された光を受けて信号を生じる光電式のもの、或いは、照射部61から超音波を照射波として照射し、検知部62でこの照射された超音波を受けて信号を生じる超音波式のもの等、各種のものがある。これらのどの方式を用いてもよいが、この実施の形態ではセンサー60として光電式のものを用いるものとする。
光電式のセンサー60の場合、照射部61から照射される照射波は光(光波)であり、例えば、赤外線などであるが、赤外線には限定されない。また、図3では照射部61と検知部62とを対向配置して被検出体80の被検出部(板面)80aによる照射光の遮断の有無を検出する透過型センサーを示しているが、照射部61と検知部62とを並設した反射型でも同様の機能を実現可能である。
ここで、照射部61から検知部62に向かつて照射された光(照射光、入射光)は、昇降路に設置された被検出体80の被検出部(板面)80aで遮られない場合、検知部62で受光される。したがって、検知部62は照射光の受光の有無により検知信号が反転出力する。
なお、図3では、センサー60の照射部61と検知部62とは同一の装置内に搭載されているが、これらを分けてセンサー60を構成してもよい。
センサー60の検知部62からの検知信号は、図2で示したように減速パターン監視装置50に入力される。減速パターン監視装置50は、図4で示すように演算部51、比較部52、判定部53を有する。
演算部51は、各センサー60の、被検出体80の被検出部80aとの対向時に生じる検知信号の出力時間と、被検出部80aの昇降方向(図3の紙面と直交する方向)に沿う長さとから、センサー60が各被検出部80aを通過する速度、言い換えると各被検出体80の位置における乗りかご10の速度(図示第1の算出値)H1をそれぞれ算出する。この乗りかご10の終端位置における所定の減速パターンは、図示しないメモリに予め設定されており、演算部51にはこの減速パターンに基づく基準速度(基準波形信号)が入力されている。この基準波形信号が第2の算出値H2として算出される。
ここで、第1の算出値H1と第2の算出値H2について説明する。図6はセンサー60の検知部62から出力される検知信号の信号波形の例を示す。センサー60は、被検出体80の被検出部(板面)80aとの対向に伴い、図6で示すように、時間tの長さの検知信号を出力する。以下、tを検知信号の出力時間とする。この出力時間tは、被検出部(板面)80aの乗りかご10の昇降方向に沿う長さをLとし、乗りかごの移動速度(以下、かご速度)をVとした場合、t=L/Vの関係となる。したがって、この検知信号の出力時間tは、かご速度Vと被検出部(板面)80aの長さLで変化する。
このように、センサー60が、昇降方向に沿って配置された複数被検出体80の被検出部(板面)80aと対向しているときに生じる検知信号の出力時間tと、被検出部80aの昇降方向に沿う長さLとから、各センサー60を通過する際の乗りかご10の速度Vが得られる。この速度Vは、図6で示した出力時間tの信号波形として表すことができ、これが第1の算出値H1となる。
一方、前述のように、図示しないメモリには、乗りかご10の終端階における減速パターンが予め設定されて設定されており、この減速パターンから、各被検出体80の設置位置における基準となるかご速度Vがそれぞれ得られる。この基準となる速度Vも、各被検出部80aの昇降方向に沿う長さLを用いることで、出力時間tの信号波形として表すことができ、これが第2の算出値H2となる。
比較部52は、複数のセンサー60から得られる各センサー位置でのかご速度を表す第1の算出値H1(出力時間tの信号波形)と、減速パターンから得られる各センサー位置に対応する基準速度を表す第2の算出値H2(出力時間tの信号波形)とを比較する。センサー60から得られる実際のかご速度が、所定の減速パターン通りに減速されていれば、第1の算出値H1と第2の算出値H2とに差はなく、これらの信号波形間にずれは生じない。これに対し、実際のかご速度が、所定の減速パターン通りに減速されていない場合、例えばオーバースピードの場合は、第1の算出値H1を表す信号波形は、第2の算出値H2を表す信号波形より短くなり、比較結果にずれが生じる。
判定部53は、比較部52による比較の結果、上述したずれが閾値x以上であれば速度異常と判定する。
図5は上述した減速パターン監視装置50の制御の流れを説明している。すなわち、まず、図4で示した演算部51により第1の算出値H1と第2の算出値H2を算出する(ステップ501)。次に、比較部52により第1の算出値H1と第2の算出値H2とを比較してこれら両者間のずれ量を検出し、閾値xと比較する(ステップ502)。その結果、判定部53においてずれ量が閾値x以上であれば速度異常と判定する(ステップ503)。
ここで、複数の被検出体80における各被検出部80aの昇降方向に沿う長さLは、所定の停止位置に近く配置されたものほど短くなるように設定する。前述のように、検知信号の出力時間tは、かご速度Vと被検出部(板面)80aの長さLで変化する。複数配置された被検出体80の各設置位置におけるかご速度Vは、予め設定された減速パターンからそれぞれ既知の値であり、このかご速度Vと、検出すべき検知信号の出力時間tとを定めれば、t=L/Vの関係式から、各被検出部80a昇降方向に沿う長さLを求めることができる。
そこで、各被検出部80aの昇降方向に沿う長さLを、所定の停止位置に近く配置されたものほど短くなるように設定する。すなわち、所定の減速パターンに従ってかご速度Vは終端階の所定の停止位置に近づくに従って低速になるので、それに対応させて各被検出部80aの昇降方向に沿う長さLを、所定の停止位置に近づくにつれて漸次短く設定する。
このように各被検出部80aの昇降方向に沿う長さLを所定の停止位置に近づくにつれて漸次短く設定すると、乗りかご10が所定の減速パターン通りに減速されていれば、各センサー60からの検知信号の出力時間tはほぼ一定の長さになる。このため、比較対象となる基準波形信号(H2に相当)を一定のパルス幅tの矩形波形としておく。そして、この基準波形信号H2を各センサーからの検知信号の波形信号(H1に相当)と比較することにより、乗りかご10が所定の減速パターン通りに減速されているかを判定することができる。すなわち、これら両者のずれが閾値x以上であれば所定の減速パターンから大きく外れていることになるので、速度異常と判定する。
このようにして速度異常が検出されると、減速パターン監視装置50から巻上機駆動制御回路31aに速度異常信号を出力し、乗りかご10を停止させる。
この実施の形態によれば、乗りかご10の終端階での移動時、センサー60が、終端階の所定の停止位置付近に複数配置された被検出体80と対向することにより、速度情報を含んだ検知信号を出力するので、この検知信号を所定の減速パターンと直接的に比較し、速度異常の有無を判定することができる。したがって、従来の乗りかごの位置のみを検出するものに比べ、装置及び制御を簡素化でき、単純な構成で、制御の高速化にも十分対応可能な減速パターン監視機能を得ることができる。
上記実施の形態では、被検出体80の、センサー60と対向する被検出部80aは、照射部61と検知部62との間の照射波を遮断する遮断部であったが、照射波を透過させる透過部であってもよい。すなわち、板状の被検出体80の板面に、前述した昇降方向に沿う長さLの開口を設け、この開口を被検出部80aとしてもよい。
この場合、被検出部80aを透過した検知信号を、それ以外の透過光と識別するためのトリガーを与える必要があり、被検出部80aとなる開口の前後にトリガー用の開口を設ける。その結果、センサー60から出力される検知信号の波形は図7で示すようになる。すなわち、速度情報である出力時間tの信号波形(速度信号部)の前段にトリガー用の波形(トリガー信号部)が生じるので、このトリガー波形に続く幅tの波形を検知信号の波形と識別することができる。
また、被検出部80aとなる開口の前後に設けられるトリガー用の開口の個数を、被検出部80aとなる開口の前後で変えることにより、乗りかご10の昇降方向判別用の波形としても用いることができる。例えば、出力時間tの信号波形の前段に1つのトリガー用の波形が生じた場合は乗りかご10が上昇していることを表し、2つのトリガー用の波形が生じた場合は乗りかご10が下降していることを表す、というように昇降方向の判別にも用いることができる。
<第2の実施形態>
この実施の形態に係るエレベータ装置の基本構成は、図1及び図2で示した構成と同じであるが、被検出体80として、図9で示し形状のものを用い、これに伴って、減速パターン監視装置50としては図8の構成を用いる。
被検出体80は鋼板で構成され、図9で示すように、その板面には、基準速度情報を得るための基準速度情報信号部として、遮断部80a1及び開口部(透過部)80a2が形成されている。この遮断部80a1の昇降方向に沿う長さをL1とし、開口部80a2の同方向長さをL2とする。これら長さL1とL2との比率は、各被検出体80の設置位置における基準速度を得るための、乗りかご10の定格速度に対する比率とする。この比率は、乗りかご10の昇降方向に沿って複数個設けられる被検出体80のうち、所定の停止位置に近いものほど基準速度が低くなるように、所定の減速パターンに基づいて設定する。
また、被検出体80の板面には、上述した遮断部80a1及び開口部80a2からなる基準速度情報信号部の両側に、走行方向に沿う長さXのトリガー部(遮断部)80a3を形成するため、補助的な開口80a4,80a5が設けられている。このトリガー部80a3は、被検出体80の設置位置におけるかご速度検出用のもので、同じ昇降路に設けた複数の被検出体80における長さXは同じ長さに設定する。
ここで、乗りかご10は通常時、定格速度で昇降されるが、終端階においては所定の減速パターンに従って減速され、最終的に停止される。すなわち、終端階においては、定格速度に対する比率が漸次少なくなるように通常運転制御部31にて速度制御される。
図9の被検出体80では、乗りかご10側に設けられたセンサー60の光軸は、乗りかご10の移動と共に被検出体80を上から下に、もしくは下から上方向に移動する。例えば、乗りかご10の上昇時、センサー60の光軸は、乗りかご10の移動と共に被検出体80の図示下から上方向に移動する。
この場合、センサー60の光軸は、まず被検出体80のトリガー部80a3により遮光されて、長さXに対応する信号時間Txを、図8で示す演算部51Aに出力する。被検出体80の下部には2つのトリガー部80a3が設けられており、2つのトリガー信号が生じる。演算部50Aは2つのトリガー信号が入力されると乗りかご10が上昇中であると判断するように設定されているものとする。したがって、1つのトリガー信号が入力された場合は下降中と判断する。
また、トリガー部80a3の長さXは、前述のように、複数の被検出体80について同じ長さに設定されているので、センサー60からの信号時間Txは、このセンサー60が通過した被検出体80の設置位置におけるかご速度を表している。この信号時間Txは、図8の演算部51Aの一方の入力となり、第3の算出値(被検出体80の設置位置におけるかご速度)として出力される。
次に、センサー60の光軸は、基準速度情報信号部を構成する開口部(透過部)80a2及び遮断部80a1と順次対向し、長さL2、L1に対応する時間の信号を出力する。この基準速度情報信号部からの長さL2、L1に対応する信号時間比率が図8の演算部51Aの他方の入力となる。演算部51Aは、この信号時間比率と既知の定格速度とから、センサー60が通過した被検出体80の設置位置における基準かご速度が得られ、これが演算部51から第4の算出値(基準速度)として出力される。
図8の比較部52は、複数のセンサー60から得られる各センサー位置でのかご速度を表す第3の算出値(信号時間Txに対応)と、該当する被検出体80の設置位置での基準速度となる第4の算出値とを比較する。
センサー60から得られる実際のかご速度が、所定の減速パターン通りに減速されていれば、第3の算出値と第4の算出値とに差はない。これに対し、実際のかご速度が、所定の減速パターン通りに減速されていない場合、例えばオーバースピードの場合は、第3の算出値は、第4の算出値4より速くなりなり、ずれが生じる。判定部53は、比較部52による比較の結果、上述したずれが閾値x以上であれば速度異常と判定する。
この実施の形態では、図8で示す減速パターン監視装置50の構成は、図4で示した構成と基本的に変わりないが、演算部51Aには、それぞれの被検出体80に共通の長さXのトリガー部80a3を検出した信号時間Txが入力され、乗りかご10の実際のかご速度として第3の算出値を算出する。また、長さL1の遮断部80a1と長さL2の透過部80a2からなる基準速度信号部を検出した信号時間比率から被検出体80の設置位置における基準速度を示す第4の算出値を算出する。そして、この第3の算出値と第4の算出値を比較部52で比較し、閾値xを超える差異がある場合は判定部53で速度異常と判定し、図2で示した減速パターン監視装置50から巻上機駆動制御回路31aに速度異常信号を出力し、乗りかご10を停止させる。
この実施の形態も、乗りかご10の終端階での移動時、センサー60が、終端階の所定の停止位置付近に複数個配置された被検出体80と対向することにより、速度情報含んだ検知信号を出力するので、この検知信号から実際のかご速度と基準かご速度を算出し、乗りかご10が所定の減速パターン通りに減速されているかを直接的に比較し、速度異常の有無を判定することができる。したがって、従来の乗りかごの位置のみを検出するものに比べ、装置及び制御を簡素化でき、単純な構成で、制御の高速化にも十分対応可能な減速パターン監視機能を得ることができる。
また、図で示した被検出体80の、遮断部と開口部(透過部)との関係を反対にしても、勿論実現可能である。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
10…乗りかご
11…カウンタウエイト
20…ガイドレール
30…制御盤
31…通常運転制御部
31a…巻き上げ機駆動制御回路
40…巻上機
41…パルスジェネレータ
42…モータ
43…ブレーキ
50…減速パターン監視装置
51…演算部
52…比較部
53…判定部
60…センサー
61…照射部
62…検知部
80…被検出体
80a…被検出部
80a1…遮断部
80a2…開口部(透過部)
80a3…トリガー部
80a4,80a5…補助的開口部
81…ブラケット

Claims (5)

  1. 昇降路内を昇降する乗りかごと、
    この乗りかごに設けられ、照射部及びこの照射部からの照射波を検知する検知部を有するセンサーと、
    前記昇降路の、前記乗りかごの所定の停止位置の近傍に、前記乗りかごの昇降方向に沿って複数個配置され、前記乗りかごの昇降に伴い前記センサーの前記照射部及び前記検知部とそれぞれ対向可能な被検出部を有する被検出体と
    前記センサーの、前記被検出部との対向時に生じる検知信号の出力時間と、前記被検出部の前記昇降方向に沿う長さとから求まる、前記被検出部を通過する前記乗りかごの速度を前記各被検出体ごとに算出して出力すると共に、前記所定の停止位置への予め設定された減速パターンに基づく前記各被検出部の各設置位置での基準速度をそれぞれ出力する演算部と、
    前記各被検出部を通過する前記乗りかごの速度と、この乗りかごが通過する前記被検出部での前記基準速度とを比較する比較部と、
    この比較部による比較結果のずれが閾値以上であれば速度異常と判定する判定部とを備え、
    前記複数個配置された被検出体は、前記所定の停止位置に近いものほど前記被検出部の前記昇降方向に沿う長さが短く、前記乗りかごが前記減速パターン通りに減速されていた場合、前記各被検出部と対向する毎に前記センサーから出力される検知信号の出力時間がほぼ等しくなるように設定されている
    ことを特徴とするエレベータ装置。
  2. 前記被検出体の前記被検出部は、前記センサーとの対向時、前記照射部と前記検知部との間の照射波を遮断する遮断部であ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. 前記被検出体の被検出部は、前記センサーとの対向時、前記照射部と前記検知部との間の前記照射波を透過させる透過部であることを特徴とする請求項1に記載のエレベータ装置。
  4. 前記センサーは、前記照射部から光を照射波として照射し、前記検知部はこの照射された光を受けて信号を生じる光電式のものであることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載のエレベータ装置。
  5. 前記センサーは、前記照射部から超音波を照射波として照射し、前記検知部はこの照射された超音波を受けて信号を生じる超音波式のものであることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載のエレベータ装置。
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