JP7341342B2 - エレベーターシステムおよびエレベーター無線通信装置の設置方法 - Google Patents

Description

本発明は、エレベーターシステムおよびエレベーター無線通信装置の設置方法に関する。

昇降路内を昇降動作する乗りかごを有するエレベーターにおいては、エレベーターを制御するために複数の装置が備えられており、これらが相互に通信を行うことで、各種制御を実現している。

近年では、通信の無線化にも着目されており、無線通信の信頼性を向上させるための技術が提案されている。例えば、特許文献１では、移動体に搭載される無線通信基地局と、移動体が移動する経路に配置される複数の無線通信端末と、を含む無線通信システムについて、記載されている。

特開２０１６－１２７４４７号公報

特許文献１に記載された技術では、昇降路に設置する複数の無線通信端末の具体的な位置を決めることができない。無線通信端末同士の間隔が長すぎると、無線通信端末と乗りかごに設置された無線通信基地局間の通信が途絶えるような乗りかご位置が存在するおそれがある。一般的に、通信が途絶えるとエレベーターの通常運転ができなくなるため、そのような状態は避ける必要がある。一方で、昇降路に配置する無線通信端末同士の間隔を短くするためには、その分多くの無線通信端末が必要となることでコストが大きくなるため、必要以上に短くすることは避けることが望ましい。

本発明の目的は、コストを抑制しつつ、乗りかごに設置された無線通信装置との通信を途絶えさせることのないエレベーターシステムおよびエレベーター無線通信装置の設置方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、昇降路内を昇降動作する乗りかごと、前記昇降路内に設置された複数の昇降路無線通信装置と、前記乗りかごに設置された乗りかご無線通信装置と、を備え、前記昇降路無線通信装置と前記乗りかご無線通信装置との間で通信するエレベーターシステムであって、前記昇降路の鉛直方向中央に近い位置に設置された前記昇降路無線通信装置同士の間隔が、鉛直方向中央から遠い位置に設置された前記昇降路無線通信装置同士の間隔よりも、小さいことを特徴とする。

本発明によれば、コストを抑制しつつ、乗りかごに設置された無線通信装置との通信を途絶えさせることのないエレベーターシステムおよびエレベーター無線通信装置の設置方法を提供できる。

本発明の実施例に係るエレベーターシステムの全体構成図。 本発明の実施例に係るエレベーターシステムの乗りかごが下降する際の無線通信リンクの確立を示す構成図。 本発明の実施例に係るエレベーターシステムの乗りかごが上昇する際の無線通信リンクの確立を示す構成図。 本発明の実施例に係る昇降路無線通信端末の設置位置を与える計算ツールの画面構成図。 本発明の実施例に係る乗りかごが最上階を出発してから最下階まで到着するまでの時刻と下降速度、および時刻と位置の関係を表すグラフ。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例に係るエレベーターシステムの全体構成を示すものである。本実施例に係るエレベーターシステムおいては、巻上機１０１が回転駆動することで、昇降路１０２の内部を、乗りかご１０３が昇降する。

巻上機１０１の動作は、号機コントローラ１０４によって制御される。また、巻上機１０１にはエンコーダが設置されており、号機コントローラ１０４は、エンコーダの信号を用いて、乗りかご１０３の位置を把握する。

さらに、号機コントローラ１０４は、無線通信コントローラ１０５を介して、昇降路無線通信装置１０６と接続されている。昇降路無線通信装置１０６は、乗りかごに設置された乗りかご無線通信装置１０７と無線通信を行う。

ただし、昇降路無線通信装置１０６、および乗りかご無線通信装置１０７が発信する電波の届く範囲は限られており、端末間の距離がある値（通信可能距離）を超えると、通信できなくなる。なお、通信可能距離は、同じ昇降路無線通信装置１０６および乗りかご無線通信装置１０７のセットであっても、昇降路などの環境によって変化する。例えばガラスで形成された昇降路の場合は、コンクリート製の昇降路と比べて電波が漏れ易いため、電波が届き難く、通信可能距離が長くなる。

そこで、本発明の実施例に係るエレベーターシステムにおいては、昇降路無線通信装置１０６を昇降路１０２の内部に複数設置し、乗りかご１０３がどの位置においても、複数の昇降路無線通信装置１０６のうちいずれかは、乗りかご無線通信装置１０７と通信できるようにする。また、乗りかご無線通信装置１０７は、複数の昇降路無線通信装置１０６と同時に通信リンク（端末間で通信することができる状態）を確立することが可能である。

先述のとおり、号機コントローラ１０４は、乗りかご１０３の位置を把握しており、その位置に応じて、無線通信コントローラ１０５に対し、当該昇降路無線通信装置１０６の通信リンク開始指令を与える。無線通信コントローラ１０５は、通信リンク開始指令を受けた昇降路無線通信装置１０６から、乗りかご無線通信装置１０７へ通信チェック信号を送信する。通信チェック信号を受信した乗りかご無線通信装置１０７は、昇降路無線通信装置１０６へ返信信号を送信する。昇降路無線通信装置１０６が端末返信信号を受信することで、通信リンクの確立となる。号機コントローラ１０４が、無線通信コントローラ１０５に対し、通信リンク開始指令を与えてから、通信リンクが確立するまでの時間を通信リンク確立処理時間とよび、本発明の実施例に係るエレベーターシステムにおいて、通信リンク確立処理時間は使用する無線通信装置の型式によって一意に決まるものとする。

通信リンクの確立中は、無線通信コントローラ１０５は、十分短い周期で定期的に昇降路無線通信装置１０６から通信チェック信号を送信し、返信信号を受信するかを確認する。返信信号を受信しない場合、通信リンクを終了する。

無線通信コントローラ１０５は、号機コントローラ１０４から受信した信号を、通信リンクの確立している昇降路無線通信装置１０６から乗りかご無線通信装置１０７へ送信する。この信号には、例えば、乗りかご１０３のドアを開閉する指令が含まれており、号機コントローラ１０４は、この信号を送信することで、乗りかご１０３のドアを開閉させることができる。

また、無線通信コントローラ１０５は、通信リンクの確立している昇降路無線通信装置１０６が乗りかご無線通信装置１０７から受信した信号を号機コントローラ１０４へ送信する。この信号には、例えば、乗りかご１０３に設置された行先階ボタンの登録情報が含まれており、号機コントローラ１０４は、この信号を受信することで、乗りかご１０３をどの階に移動させるか判断することができる。

さらに、昇降路無線通信装置１０６が乗りかご無線通信装置１０７から受信する信号には、乗りかご１０３のドアの開閉状態が含まれており、乗りかご１０３の昇降中に、何らかの要因でドアが開いた場合には、号機コントローラ１０４は、上記信号からドアが開いたことを検知し、直ちに巻上機１０１の駆動を止め、乗りかご１０３の昇降を止めて、乗客の安全を守る。したがって、安全性の観点から、昇降路無線通信装置１０６と乗りかご無線通信装置１０７の通信が途絶えないように、常にいずれかの昇降路無線通信装置１０６が乗りかご無線通信装置１０７と通信リンクを確立していなければならない。

続いて、図２および図３を用いて、無線通信リンクの確立について具体例を示す。

図２は、本発明の実施例に係るエレベーターシステムにおいて、乗りかご１０３が最上階から下降する際の無線通信リンクの確立を示す。ただし、簡略化のため、巻上機１０１、号機コントローラ１０４、無線通信コントローラ１０５は記載を省略している。また、説明の都合上、複数の昇降路無線通信装置１０６を各々区別するため、設置位置が高いものから順に１０６（１）、１０６（２）、というように番号を括弧内に付す。

図（２ａ）では、乗りかご１０３は最上階にあり、このとき乗りかご無線通信装置１０７は、昇降路無線通信装置１０６（１）のみと通信リンクが確立している。ここで、本発明の実施例に係るエレベーターシステムでは、乗りかご無線通信装置１０７の取り付け位置の関係から、乗りかご無線通信装置１０７は、自身より下に位置する昇降路無線通信装置１０６とは通信リンクを確立できないことを注意しておく。

続いて、図（２ｂ）のとおり、乗りかご１０３が下降した場合を考える。号機コントローラ１０４には、昇降路無線通信装置１０６（２）と乗りかご無線通信装置１０７が通信可能になる乗りかご１０３の位置が予め与えられている。そして、乗りかご１０３がこの位置となったことをエンコーダが検知すると、号機コントローラ１０４は、無線通信コントローラ１０５に対し、昇降路無線通信装置１０６（２）の通信リンク開始指令を与え、昇降路無線通信装置１０６（２）から乗りかご無線通信装置１０７へ通信チェック信号が送信される。

その後、昇降路無線通信装置（２）が乗りかご無線通信装置１０７から返信信号上を受信することで、乗りかご無線通信装置１０７と昇降路無線通信装置１０６（２）の通信リンクが確立する。このとき、図（２ｃ）のとおり、乗りかご１０３の位置は、通信リンク確立処理時間における下降距離分だけ、号機コントローラ１０４が通信リンク開始指令を与えたとき（図（２ｂ））よりも下となる。また、この時点では、乗りかご無線通信装置１０７と昇降路無線通信装置１０６（１）も通信リンクが確立したままである。

さらに、その後、図（２ｄ）のように、乗りかご１０３が下降すると、昇降路無線通信装置１０６（１）から発信される電波が、乗りかご無線通信装置１０７に届かなくなり、昇降路無線通信装置１０６（１）と乗りかご無線通信装置１０７の通信リンクが終了する。ただし、乗りかご無線通信装置１０７と昇降路無線通信装置１０６（２）の通信リンクが確立しているため、これらを介して、乗りかご１０３と号機コントローラ１０４は、信号を送受することが可能である。

図３は、本発明の実施例に係るエレベーターシステムにおいて、乗りかご１０３が上昇する際の無線通信リンクの確立を示す。

図（３ａ）では、乗りかご無線通信装置１０７は、昇降路無線通信装置１０６（２）のみと通信リンクが確立している。

図（３ｂ）の乗りかご１０３の位置で、号機コントローラ１０４は、無線通信コントローラ１０５に対し、昇降路無線通信装置１０６（１）の通信リンク開始指令を与える。

その後、図（３ｃ）の乗りかご１０３の位置で、乗りかご無線通信装置１０７と昇降路無線通信装置１０６（１）の通信リンクが確立する。このときも、下降の際と同様に、通信リンク確立処理時間における上昇距離分だけ、乗りかご１０３の位置は、号機コントローラ１０４が通信リンク開始指令を与えたとき（図（３ｂ））よりも上となる。
その後、図（３ｄ）の乗りかご１０３の位置で、昇降路無線通信装置１０６（２）と乗りかご無線通信装置１０７の通信リンクが終了する。

以上のとおり、本発明の実施例に係るエレベーターシステムは、乗りかご無線通信装置１０７が、ある昇降路無線通信装置１０６との通信リンクが終了する前に、乗りかご１０３の昇降方向の次に設置された昇降路無線通信装置１０６との通信リンクが確立することで、通信が途絶えないものとなっている。そのようなシステムにおいては、昇降路無線通信装置１０６の設置する数と位置が重要となる。昇降路無線通信装置１０６の数が十分でないと、乗りかご１０３の昇降中に、いずれの昇降路無線通信装置１０６も乗りかご無線通信装置１０７と通信リンクが確立しないようなタイミングが生じることとなる。また、設置位置が適切でない場合もやはり、そのようなタイミングが生じる。特に、通信リンク確立処理時間における乗りかご１０３の昇降距離を考慮する必要がある。

多くの昇降路無線通信装置１０６を十分密に設置することで、この問題は回避できるが、コストを抑えるために、過度な数の昇降路無線通信装置１０６を設置することは、避けることが望ましい。

以降では、昇降路無線通信装置１０６の必要数と適切な設置位置を具体的に与える方法について述べる。

図４は、本発明の実施例に係る昇降路無線通信装置１０６の設置位置を与える計算ツールの画面構成である。このツールは、入力画面４０１により種々の値の入力を受付けると、後述の方法によって、昇降路無線通信装置１０６の必要数と設置位置を算出し、出力画面４０２に与えるというものである。

入力画面４０１では、無線通信装置（昇降路無線通信装置１０６および乗りかご無線通信装置１０７）の諸元に関する第１の情報と、エレベーターの諸元に関する第２の情報と、が入力される。第１の情報としては、通信可能距離と、通信リンク確立処理時間と、を含んでいる。第２の情報としては、昇降行程（最上階と最下階間の距離）と、乗りかご１０３の最高速度（定格速度）と、加減速度（加速度と減速度が異なる場合は大きい方の値）と、を含んでいる。なお、最高速度や加減速度は、一般に、昇降行程が長いほど大きく設定される。また、乗りかご１０３の加速度と減速度が異なる場合でも、乗りかご１０の上昇時の加速度と下降時の減速度は同じであり、乗りかご１０の上昇時の減速度と下降時の加速度は同じである。

これらの入力情報から昇降路無線通信装置１０６の必要数と設置位置を算出する方法について、図５を用いて説明する。

図５は、本発明の実施例に係る乗りかご１０３が最上階を出発してから最下階まで到着するまでの時刻と下降速度を表すグラフ５０１、および時刻と位置の関係を表すグラフ５０２を示している。

まず、昇降行程と乗りかご１０３の最高速度、加減速度からグラフ５０１が定まり、下降速度の時間積分からグラフ５０２が定まる。

グラフ５０２を用いて、通信可能距離と通信リンク確立処理時間から、昇降路無線通信装置１０６の必要数と設置位置を算出する方法について、以降で述べる。

まず、上から１つ目の昇降路無線通信装置１０６の設置位置Ｄ（１）は、乗りかご１０３が最上階にあるときの乗りかご無線通信装置１０７と同じ高さとなり、この位置を０とする。グラフ５０２を用いると、乗りかご１０３がＤ（１）から通信可能距離Ｄｃからマージンα（マージンαは予め定める固定値とする）を引いた値だけ離れた位置を降下する時刻が分かる。さらに、そこから通信リンク確立処理時間Ｔｌ前の乗りかご１０３の位置が分かる。この位置が、２つめの昇降路無線通信装置の設置位置Ｄ（２）となる。

同様に上からｎ（ｎは２以上の自然数）個目の昇降路無線通信装置１０６の設置位置Ｄ（ｎ）は、Ｄ（ｎ－１）＋Ｄｃ－αの位置を下降する時刻からＴｌ引いた時刻における乗りかごの位置となる。このように、順次Ｄ（ｎ）を算出し、Ｄ（ｎ－１）＋Ｄｃ－αが昇降行程を上回った場合、打ち切る。

以上によって、昇降路無線通信装置１０６の設置位置が算出され、同時に必要個数が明らかになる。

このように算出された位置に昇降路無線通信装置１０６を設置することで、上からｎ－１個目の昇降路無線通信装置１０６との通信リンクが終了する位置（Ｄ（ｎ－１）＋Ｄｃ）からマージンα手前の位置で、ｎ個目の昇降路無線通信装置１０６と通信リンクが確立することとなる。したがって、常にいずれかの昇降路無線通信装置１０６と乗りかご無線通信装置１０７の通信リンクを確立しておくことが可能である。

ここで、加速度と減速度が同じであれば、各位置における乗りかご１０３の下降速度と上昇速度は一致するため、通信リンク確立処理時間における乗りかご１０３の昇降距離も一致する。

また、加速度と減速度が異なる場合は、大きい方の値を加減速度と仮定した乗りかご１０３の下降速度は、全ての位置に対し、実際の下降速度以上かつ上昇速度以上となり、通信リンク確立処理時間における乗りかご１０３の昇降距離も、実際の値以上となる。

したがって、以上では、乗りかご１０３が下降する場合を想定して、昇降路無線通信装置１０６の必要数と設置位置を算出したが、上述の位置に昇降路無線通信装置１０６を設置することで、乗りかご１０３の上昇時も、常にいずれかの昇降路無線通信装置１０６と乗りかご無線通信装置１０７の通信リンクを確立しておくことが可能である。このとき、Ｄ（ｎ－１）＋Ｄｃの位置で、号機コントローラ１０４が、無線通信コントローラ１０５に、ｎ－１個目の昇降路無線通信装置１０６の通信リンク開始指令を与えればよい。

以上のとおり、昇降路無線通信装置１０６の必要数と適切な設置位置が具体的に与えられた。上述のとおり、本発明では、通信リンク確立処理時間における乗りかご１０３の昇降距離を加味して、昇降路無線通信装置１０６の設置位置を定める。乗りかご１０３の昇降速度は、加速中または減速中、すなわち昇降路の上端または下端付近よりも、昇降路の中央付近の方が、大きくなるため、通信リンク確立処理時間における乗りかご１０３の昇降距離も大きくなる。その結果、昇降路の鉛直方向中央に近い位置の方が、昇降路の鉛直方向中央から遠い位置と比べて、昇降路無線通信装置１０６同士の間隔が短いという特徴が生じることとなる。

なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。

例えば、号機コントローラ１０４が通信リンク開始指令を与えることなく、昇降路無線通信装置１０６が、乗りかご無線通信装置１０７が発信するビーコン信号を受信することで、通信リンク確立を判断しても良い。

また、乗りかご１０３の最高速度や加減速度でなく、乗りかご１０３の昇降速度と時刻や位置の関係が与えられ、そこから昇降路無線通信装置１０６の必要個数と設置位置を求めてもよい。

１０１…巻上機、１０２…昇降路、１０３…乗りかご、１０４…号機コントローラ、１０５…無線通信コントローラ、１０６…昇降路無線通信装置、１０７…乗りかご無線通信装置、４０１…入力画面、４０２…出力画面

Claims (3)

1. 昇降路内を昇降動作する乗りかごと、前記昇降路内に設置された複数の昇降路無線通信装置と、前記乗りかごに設置された乗りかご無線通信装置と、を備え、
   前記昇降路無線通信装置と前記乗りかご無線通信装置との間で通信するエレベーターシステムであって、
   前記昇降路の鉛直方向中央に近い位置に設置された前記昇降路無線通信装置同士の間隔が、鉛直方向中央から遠い位置に設置された前記昇降路無線通信装置同士の間隔よりも、小さく、
   前記昇降路無線通信装置の設置位置は、前記昇降路内の各位置における前記乗りかごの昇降動作速度によって定まることを特徴とするエレベーターシステム。
2. 乗りかごに設置された乗りかご無線通信装置との間で通信を行う複数の昇降路無線通信装置を設置する、エレベーター無線通信装置の設置方法であって、
   昇降路の鉛直方向中央に近い位置にある前記昇降路無線通信装置同士の間隔が、前記昇降路の鉛直方向中央から遠い位置にある前記昇降路無線通信装置同士の間隔よりも、小さくなるように、前記昇降路無線通信装置を設置し、
   前記昇降路無線通信装置および前記乗りかご無線通信装置の諸元に関する第１の情報と、エレベーターの諸元に関する第２の情報と、の入力を受付けるステップと、
   前記第１の情報および前記第２の情報に基づいて、前記昇降路無線通信装置の必要数と設置位置を出力するステップと、を有することを特徴とする、エレベーター無線通信装置の設置方法。
3. 請求項２記載のエレベーター無線通信装置の設置方法であって、
   前記第１の情報には、前記昇降路無線通信装置が前記乗りかご無通信装置との間で通信できる通信可能距離と、前記昇降路無線通信装置が前記乗りかご無通信装置との間で通信リンクを確立するまでの時間と、を含み、
   前記第２の情報には、昇降行程と、前記乗りかごの最高速度と、前記乗りかごの加速度または減速度と、を含むことを特徴とするエレベーター無線通信装置の設置方法。

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