JPWO2017145501A1 - エレベータのドア装置 - Google Patents

Abstract

出入り口を開閉するかごドアパネルおよび乗場ドアパネルで構成されるドアパネルと、駆動力を出力するモータと、着床時にかごドアパネルと乗場ドアパネルとを連動させて開閉動作を行う際に、両者を係合させる係合機構部とを備え、係合機構部は、着床した状態でドアパネルを開閉動作させる際にかごドアパネルと乗場ドアパネルとが係合することで接触するタイミングと同期して、かごドアパネルと乗場ドアパネルとを連結状態とし、全ての開閉位置において連結状態を維持する。

Description

本発明は、エレベータのドアパネルを開閉するドア装置に関し、特に、乗場ドアを滑らかに動作させる構成を備えたエレベータのドア装置に関するものである。

モータの駆動力を伝達するベルトをかご係合ベーンが掴み、かごドア駆動時に片方のかご係合ベーンの移動量に連動して、もう一方のかご係合ベーンが移動し、乗場ドアのローラを把持して開閉する従来技術がある（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２００９／０１１０４４号

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
エレベータのドアでは、コストの観点から、駆動源となるモータは、かごドア側のみに取り付けられ、乗場ドアは、係合装置によってかごドアと連結されることで、かごドアおよび乗場ドアを駆動し、ドアを開閉する。

係合装置は、かご側のかご係合ベーンと、乗場側の乗場ローラとで構成され、エレベータかご昇降時に両者が接触してしまうことで機器が損傷することがないように、係合ギャップと呼称される隙間が設けられる。この係合ギャップは、適正な仕様内で維持されるよう、据付時・保守時に定期的にチェックされる。

そして、かご着床後の戸開時において、モータが駆動力を発生し、かごドアを駆動した後に、かごドアと乗り場ドアが係合装置を介して連結される。ただし、かご側のかご係合ベーンが乗場ローラを完全に把持し挟み込む状態とはならずに、隙間がある場合がある。

この場合には、乗客や台車の戸当たりによる衝撃が乗場ドアに付加されると、隙間分だけ乗場ドアが移動してしまう。この結果、かごドアと乗場ドアの動作が一致せずにバタつきが生じるという問題がある。ドアは、一般的に数十キロ以上の質量をもつため、バタつきが生じると、騒音も発生する。

特許文献１は、かごドア戸開時に、片方のかご係合ベーンが移動する際に、その移動量に応じて、もう一方のかご係合ベーンを動作させる構造を有している。このような構造を有することで、既定の移動量に到達すれば、両方のかご係合ベーンで乗場ローラを完全に把持する構成を実現している。

しかしながら、係合ギャップの値は、エレベータ毎や階床毎に異なる。このため、既定の移動量は、予想される係合ギャップの最大値と想定せざるを得ない。そのため、かごドアと乗場ドアが連結した時点で、片方のかご係合ベーンが乗場ローラと接しているのみで、もう一方のかご係合ベーンと乗場ローラには隙間があり、かごドアと乗場ドアの動作が一体化しているとは限らないという問題がある。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、乗場ドアに外乱が作用した場合にも、乗場ドアを滑らかに動作させることのできるエレベータのドア装置を得ることを目的とする。

本発明に係るエレベータのドア装置は、出入り口を開閉するかごドアパネルおよび乗場ドアパネルで構成されるドアパネルと、ドアパネルを開閉駆動するための駆動力を出力するモータと、エレベータのかごが乗場階に着床した状態でかごドアパネルと乗場ドアパネルとを連動させて開閉動作を行う際に、かごドアパネルと乗場ドアパネルとを係合させる係合機構部とを備えるエレベータのドア装置であって、係合機構部は、着床した状態でドアパネルを開閉動作させる際にかごドアパネルと乗場ドアパネルとが係合することで接触するタイミングと同期して、かごドアパネルと乗場ドアパネルとを連結状態とし、モータが戸開方向もしくは戸閉方向に発生させる駆動力によってドアパネルが開閉動作する全ての開閉位置において、連結状態を維持するものである。

本発明によれば、かご着床後の戸開閉において、かごドアと乗場ドアの動作を一体化し、ドアの開閉位置全てにおいてかごドアと乗場ドアの連結が常に維持される構成を備えている。この結果、乗場ドアに外乱が作用した場合にも、乗場ドアを滑らかに動作させることのできるエレベータのドア装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１によるエレベータのかごドア駆動装置を示す全体概要図である。 本発明の実施の形態１によるエレベータの乗場ドア駆動装置を示す全体概要図である。 本発明の実施の形態１による係合ギャップの概要図である。 本発明の実施の形態１による戸開開始前のドア装置の構成図である。 本発明の実施の形態１による戸開係合直前のドア装置の構成図である。 本発明の実施の形態１による戸開係合時のドア装置の構成図である。 本発明の実施の形態１による、かごドアと乗場ドアの戸開動作の滑らか度合いを説明するための図である。 従来の構成による、かごドアと乗場ドアの戸開動作の滑らか度合いを説明するための図である。 本発明の実施の形態２による戸開開始前のドア装置の構成図である。 本発明の実施の形態２による戸開係合直前のドア装置の構成図である。 本発明の実施の形態２による戸開係合時のドア装置の構成図である。 本発明の実施の形態３によるドア制御装置の制御ブロック図である。 本発明の実施の形態４による戸開時のモータ９の電気的信号波形に基づく接触検出手法を説明するための図である。

以下、本発明のエレベータのドア装置の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。なお、以下の説明で、単に、かごドア、乗場ドアと称しているものは、それぞれ、かご側のドアパネル、乗場側のドアパネルに相当する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるエレベータのかごドア駆動装置を示す全体概要図である。出入口を開閉するかご側のドアパネル１の上端には、吊り手２が設けられている。出入口の上縁部には、長手が水平方向に配置された桁３が設けられている。なお、図１においては、ドアパネル１が、２枚のドアパネル１Ａ、１Ｂで構成されている場合を例示している。

桁３には案内レール４が長手の水平方向に配置されるように設けられ、吊り手２に設けられたハンガーローラ５がレール４に沿って移動することで吊り手２の水平移動、すなわちドアパネル１の開閉移動を案内する。同様に、吊り手２に設けられたアップスラストローラ１１がレール４の下方に取り付けられ、ハンガーローラ５がレール４から脱落することを防止している。

桁３には、プーリ６Ａ、６Ｂが互いに離れて枢着され、無端状をなすベルト７が、プーリ６Ａ、６Ｂの双方に巻き掛けられて張設されている。ベルト掴み８は、一端がベルト７に、他端はかご係合ベーン１２に連結されており、モータ９は、プーリ６Ａを駆動する。ベルト７は、伝導ベルトであり、一般的には、歯付ベルトもしくはＶベルトが用いられる。

プーリ６Ａ、６Ｂは、桁３に枢着されたベルト形状に応じた溝が加工されている。そして、プーリ６Ａ、６Ｂのプーリ間距離を変更することで、無端状のベルト７の取付張力を調整することができる。モータ９が付勢されると、対応したプーリ６Ａが回転してベルト７が駆動され、ベルト掴み８を介して連結されたかご係合ベーン１２も駆動する。

そして、後述する機構により、かご係合ベーン１２がドアパネル１Ａと連結され、もう一方のドアパネル１Ｂに連動ロープもしくはベルトを介して駆動力が伝達される。この結果、ドアパネル１Ａと１Ｂを同一方向に動作させることで、モータ９の付勢により、ドアが開閉する。

図１に示した構成は、片開きのドア機構であるが、両開きドアでは、かご係合ベーン１２からの駆動力が伝達されるドアパネル１Ａと、もう一方のドアパネル１Ｂを、連動ロープもしくはベルトを介して互いに反対方向に動作することで、出入口を開閉すればよい。

一般的には、片開きドアにおいては、ドアパネル１Ｂの速度の大きさは、ドアパネル１Ａの半分であり、両開きドアにおいては、方向は異なるものの、速度の大きさは、ドアパネル１Ａと１Ｂで等しいものとなる。

また、エレベータかごが着床し、かごドアと乗場ドアの床高さがおおよそ一致しているとき、モータ９を付勢すれば、かご係合ベーン１２と乗場ローラ１３が接触し係合することで、かごドアの駆動力を乗場ドアに伝達することができる。なお、乗場ローラ１３については、後述する図２に図示している。

次に、図２は、本発明の実施の形態１によるエレベータの乗場ドア駆動装置を示す全体概要図である。図２に示される出入口を開閉する乗場側のドアパネル１４の上端には、吊り手１５が設けられている。出入口の上縁部には、長手が水平方向に配置された桁１６が設けられている。

桁１６には、乗場ドア案内レール１７が、長手の水平方向に配置されるように設けられている。また、吊り手１５に設けられたハンガーローラ１８がレール１７に沿って移動することで、吊り手１５の水平移動、すなわち、ドアパネル１４の開閉移動を案内する。

また、吊り手１５に設けられたアップスラストローラ１９が、レール１７の下方に取り付けられ、ハンガーローラ１８がレール１７から脱落することを防止している。桁１６には、プーリ２０Ａ、２９Ｂが互いに離れて枢着され、連動ロープ２１が、プーリ２０Ａ、２０Ｂの双方に巻き掛けられて張設されている。

ドアパネル１４Ａの吊り手は、連動ロープ２１と連結されている。なお、連動ロープ２１は、ロープ以外にもベルトでもよい。もう一方のドアパネル１４Ｂと、ドアパネル１４Ａは、連動ロープ２１とは異なる別の連動ロープ、もしくはベルトを介して、駆動力が伝達され、この結果、ドアパネル１４Ａと１４Ｂは、同一方向に動作することとなる。

図２に示した構成は、片開きのドア機構であるが、両開きドアでは、ドアパネル１４Ａと、もう一方のドアパネル１４Ｂを、連動ロープ２１を介して互いに反対方向に動作させることで、出入口を開閉すればよい。

このように、乗場ローラ１３に作用したモータ９の駆動力が、ドアパネル１４Ａと１４Ｂに伝達されることで、モータ９の付勢により、乗場ドア１４を開閉させることができる。

なお、乗場ドア１４には、図示しない錘やバネによる戸閉力発生機構が取り付けられており、かごが着床していない状態では、乗場ドア１４が開かれた場合でも自動で全閉するように、機械的外力が作用するように構成されている。

同様に、かご内で閉じ込めが生じ、モータの電気的駆動力が失われた場合でも、幼児がかごドア１をこじ開けて昇降路に落下しないように、かごドア１にも、機械的な戸閉力発生機構が備え付けられる。そして、全開時にモータの駆動力がない場合、もしくは、小さな駆動力のみでも全開を保持できるように、かごドア１には、機械的な戸開力発生機構が取り付けられる。

図３は、本発明の実施の形態１による係合ギャップの概要図である。エレベータのかごは、図示しない昇降路内を昇降することから、図３に示された、かごドアパネル１に取り付けられたかご係合ベーン１２は、昇降路内を移動する。一方、乗場ローラ１３は、昇降路に突き出ており、従って、エレベータのかごが昇降する際に、かご側の機器、特にかご係合ベーン１２に接触すると、両者が損傷することとなる。

そのため、昇降時のドア全閉状態においては、図３（ａ）に示されるように、かご係合ベーン１２と乗場ローラ１３との間の距離である係合ギャップ２２を、一定に保つように、機械系の調整を行う必要がある。係合ギャップ２２が短ければ、据付時の設定ミスや、経年変化による形状変化、かごドア・乗場ドアの変形などが生じた際に、機器が損傷する可能性が高くなるデメリットがある。

一般的に、係合ギャップ２２の仕様は、その距離の大きさと、各階床でのバラツキを考慮した許容精度幅で決められる。ただし、許容精度が小さければ小さいほど、かごドア１と乗場全階床の係合ギャップ２２を調整する据付作業の難易度が高くなる。

図３（ａ）の全閉時には、かご係合ベーン１２は、乗場ローラ１３と係合ギャップ２２の距離分離れている。そして、戸開指令によりモータが戸開を開始すると、かご係合ベーン１２が戸開方向に駆動し、かご係合ベーン１２が係合ギャップ分の距離を戸開方向に移動した時点で、乗場ドア１４のローラ１３に接触する（図３（ｂ））。

図３（ｃ）で接触を検出した時点で、かご係合ベーン１２がかごドア１を把持することで、かごドア１と乗場ドア１４は連結され、それと同時に、乗場ローラ１３を複数のかご係合ベーン１２が完全に挟み込み、一体化した状態で駆動することとなる。

なお、かご係合ベーン１２は、乗場ドア１４のローラ１３を複数のベーンで挟み込む方式の他にも、複数のローラがかご係合ベーン１２を挟み込むことで、駆動力を伝達する方式でもよい。

また、かご係合ベーン間の距離は、全閉時には固定されるが、開閉動作とともに距離が変動してもよい。図３の係合ギャップ２２は、全閉側のかご係合ベーン１２と乗場ローラ１３との距離を示しているが、全開側のかご係合ベーン１２と乗場ローラ１３との距離でもよい。以降においては、全閉側のかご係合ベーン１２と乗場ローラ１３との距離を、係合ギャップ２２として説明する。

図４は、本発明の実施の形態１による戸開開始前のドア装置の構成図である。かご着床後の戸開開始前の全閉状態において、ドアモータ９は、かご内乗客のこじ開けや昇降時のかご振動による戸開力に対抗するために、戸閉力方向に駆動力を発生する。駆動力は、ベルト掴み８を介してかご係合ベーン１２Ａに伝達される。

かご係合ベーン１２Ａは、かごドアパネル１Ａに設置されたかご係合ベーンストッパー２３Ａに接触することで、かごドアパネル１に戸閉方向の駆動力を発生させる。かご係合ベーンストッパー２３Ａは、ゴムのような弾性体でもよいし、ボルト等の剛体でもよい。

一般的に、モータ９の駆動力による電気的戸閉力に合わせて、機械的戸閉力がかごドアパネル全閉付近に作用することで、電気的戸閉力＋機械的戸閉力の総和が、上述した戸開力に対する抗力となる。

ドア制御装置１０から、戸開指令が発令されたとき、ドアモータ９は、戸開方向に駆動力を発生させる。ドアモータ９は、ベルト７ならびにベルト掴み８を介して、かご係合ベーン１２Ａに戸開方向の駆動力を伝達する。

かご係合ベーン１２Ａは、ドア開閉方向へ円滑に動作するためのスライドガイド２４に沿って動作し、ドアの戸開方向もしくは戸閉方向に動作方向が規制される。ドアモータ９に戸開方向の駆動力が付勢されたとき、かご係合ベーン１２Ａに取り付けられた接触検出部２５がローラ１３に接触するまでは、かご係合ベーン１２Ａのみが駆動し、かごドアパネル１は、動作しない。

接触検出部２５に連動する連動部２６の一端には、ストッパ部２７が備え付けられている。そして、ストッパ部２７により、かご係合ベーン１２Ｂは、かご係合ベーン１２Ａに対して相対的に固定され、かご係合ベーン１２Ａとかご係合ベーン１２Ｂとの間隔は、変化せず、一定の間隔が維持される。

図５は、本発明の実施の形態１による戸開係合直前のドア装置の構成図である。かご係合ベーン１２Ａが乗場ローラ１３に接触、つまり係合したとき、かご係合ベーン１２Ａに取り付けられた接触検出部２５が、両者の接触を検出する。ここで、接触検出部２５は、機械的もしくは電気的なスイッチもしくはセンサでよく、モータ９の電気的信号から検出してもよい。図４、図５、および後述する図６では、機械的スイッチの例を示している。

接触検出部２５が乗場ローラ１３に接触したとき、接触検出部２５の移動量に応じて、連動部２６が、かご係合ベーン１２Ａとの接合部を中心軸として回転する。そして、この回転動作に応じて、連動部２６は回転し、連動部２６の一端に備え付けられたストッパ部２７が移動する。そして、接触検出部２５の移動に伴う回転量により、ストッパ部２７が、かご係合ベーン１２Ｂから外れる。

図６は、本発明の実施の形態１による戸開係合時のドア装置の構成図である。ストッパ部２７が外れたかご係合ベーン１２Ｂと、もう一方のかご係合ベーン１２Ａとは、把持力用バネ２８により、乗場ローラ１３を把持する方向の力を受ける。この力により、かご係合ベーン１２Ｂがかご係合ベーン１２Ａの方向へ移動し、乗場ローラ１３を挟み込むことができる。

このように、接触検出部２５に連動する連動部２６の動作に伴い、かごドア１とかご係合ベーン１２Ａが固定されることで、かごドア１と乗場ドア１４が連結すると同時に、かご係合ベーン１２Ａとかご係合ベーン１２Ｂが乗場ローラ１３を完全に挟み込む。この結果、かごドア１と乗場ドア１４の動作を一体化することができる。なお、図４〜図６において、接触検出部２５、連動部２６、ストッパ部２７、および把持力用バネ２８は、開閉動作時にかごドア１と乗場ドア１４の連結状態を維持するための連結状態保持機構に相当する。

図４〜図６では、スライドガイド２４の端部には、かご係合ベーンストッパー２３Ａ、２３Ｂが備え付けられるが、必ずしも端部である必要はなく、かごドアパネル１Ａに設置されていればよい。また、かご係合ベーンストッパー２３Ｂは、乗場ローラ１３とかご係合ベーン１２Ａの接触部よりも常に戸開側に設置される。

かごが乗場階に着床しておらず、かつ、ドアモータ９に開閉指令が送信された状態では、乗場ローラ１３は、接触検出部２５と接触する位置には存在していない。従って、この状態では、かご係合ベーン１２Ａはかご係合ベーンストッパー２３Ａに接触することで、かご係合ベーン１２Ａとかごドアパネル１Ａとが連結され、かごドアのみを開閉させることができる。

図７は、本発明の実施の形態１による、かごドア１と乗場ドア１４の戸開動作の滑らか度合いを説明するための図である。上述したような本実施の形態１の構成を有することで、かご係合ベーン１２Ａが乗場ローラ１３に接触するタイミングと同期して、かご係合ベーン１２Ｂがかご係合ベーン１２Ａとともに両側から乗場ローラ１３を完全に把持することができる。

これにより、乗場ドア１４が開閉するドア位置の全区間において、乗場ドア１４に対して乗客の戸当たりや台車の接触などの外乱が作用した場合にも、乗場ドア１４は、常にかごドア１と一体化して動作することで、滑らかな動作が実現できる。

制御装置１０は、一般的に、目標とする開閉速度指令に対して、モータ９の回転速度が追従するように、エレベータドアの速度制御もしくは位置制御を行う。例えば、制御装置１０は、速度制御を行う際には、モータ９の実速度と開閉速度指令値との速度誤差に基づいて、モータ９の電流指令値を補正する。

このようなモータ９の制御方式により、ベルト７に繋がるかご係合ベーン１２Ａ、かごドア１への外乱は、速度制御による補正の影響で、滑らかな動作となる。

かごドア１と乗場ドア１４が連結した後に、かご係合ベーン１２が乗場ローラ１３を完全に挟み込む完全係合状態となれば、乗場ドア１４に作用した外乱の方向に関わらず、モータ９の駆動力を、乗場ドア１４にも伝達させることができる。

一方、図８は、従来の構成による、かごドア１と乗場ドア１４の戸開動作の滑らか度合いを説明するための図である。従来の構成では、例えば、戸開時にかご係合ベーン１２Ｂと乗場ローラ１３に隙間がある。この隙間により、乗場ドア１４に戸開方向に外乱が作用した場合には、かご係合ベーン１２Ａと乗場ローラ１３の接触が失われ、隙間分だけ乗場ドア１４が移動することができてしまう。

このため、乗場ドア１４は、かごドア１との連結が失われ、モータ９の伝達力が乗場ドア１４には伝達されない。この結果、乗場ドア１４のローラ１３は、かご係合ベーン１２と衝突を繰り返し、騒音を発生しながらバタつきが生じることで、振動が大きくなり、快適性が損なわれる。

以上のように、実施の形態１によれば、かご着床後の戸開閉において、かごドアと乗場ドアの動作を一体化し、ドアの開閉位置全てにおいてかごドアと乗場ドアの連結状態が常に維持される構成を備えている。この結果、乗場ドアに対して、乗客の戸当たり等の外乱が作用した場合にも、かごドアと乗場ドアの動作を常に一致させることができ、乗場ドアを滑らかに動作させることができる。

さらに、かごドア係合ベーンと乗場ドアローラの接触時に機械的機構を動作させることにより、接触を開始した時点で、瞬時に、かつ確実に、かごドアと乗場ドアを連結状態とすることができる。このため、係合動作と同期した連結状態保持動作の信頼性を向上させることができる。

さらに、接触検出部の回転動作により、かごドア係合ベーンと乗場ドアローラの接触を検出する構成とすることで、係合ギャップを大きく設定できる。この結果、保守負荷の軽減を図ることができる。

実施の形態２．
本実施の形態２では、先の実施の形態１とは異なる機構で、かごドア１と乗場ドア１４の連結状態を維持する構成について説明する。

図９は、本発明の実施の形態２による戸開開始前のドア装置の構成図である。ドア制御装置１０から、戸開指令が発令されたとき、ドアモータ９は、戸開方向に駆動力を発生する。ドアモータ９は、ベルト７ならびにベルト掴み８を介して、かご係合ベーン１２Ａに戸開方向の駆動力を伝達する。

かご係合ベーン１２Ａは、ドア開閉方向へ円滑に動作させためのスライドガイド２４に沿って動作し、ドアの戸開方向もしくは戸閉方向に、動作方向が規制される。ドアモータ９に戸開方向の駆動力が付勢されたとき、ローラ１３にかご係合ベーン１２Ａに取り付けられた接触検出部２５が接触するまでは、かご係合ベーン１２Ａのみが駆動し、かごドアパネル１は、動作しない。

接触検出部２５にはカム部２９が取り付けられている。そして、カム部２９は、ストッパ部２７を一端に備える連動部３０と接触して固定されている。従って、この状態では、かご係合ベーン１２Ａとかご係合ベーン１２Ｂとの間隔は、変化せず、一定の間隔が維持される。

図１０は、本発明の実施の形態２による戸開係合直前のドア装置の構成図である。かご係合ベーン１２Ａが乗場ローラ１３に接触、つまり係合したとき、かご係合ベーン１２Ａに取り付けられた接触検出部２５が、両者の接触を検出する。ここで、接触検出部２５は、機械的もしくは電気的なスイッチもしくはセンサでよく、モータ９の電気的信号である電流指令値図９、図１０、および後述する図１１では、機械的スイッチの例を示している。

接触検出部２５が乗場ローラ１３に接触したとき、接触検出部２５が水平方向にスライドする。そして、接触検出部２５の移動量に応じて、接触検出部２５に取り付けられたカム部２９も、同様にスライドする。カム部２９には、傾斜が設けられており、傾斜に沿って連動部３０が垂直方向に移動する。

このとき、連動部３０は、連動部用ガイド３１により移動方向が規制される。連動部用ガイド３１は、かご係合ベーン１２Ａに取り付けられて固定される。連動部３０の一端に備えられるストッパ部２７は、連動部３０の移動に伴って垂直方向に移動し、かご係合ベーン１２Ｂとの接触が外れる。

図１１は、本発明の実施の形態２による戸開係合時のドア装置の構成図である。ストッパ部２７が外れたかご係合ベーン１２Ｂと、もう一方のかご係合ベーン１２Ａとは、把持力用バネ２８により、乗場ローラ１３を把持する方向の力を受ける。この力により、かご係合ベーン１２Ｂがかご係合ベーン１２Ａの方向へ移動し、乗場ローラ１３を挟み込むことができる。

このように、接触検出部２５に連動する連動部３９の動作に伴い、かごドア１とかご係合ベーン１２Ａが固定されることで、かごドア１と乗場ドア１４が連結すると同時に、かご係合ベーン１２Ａとかご係合ベーン１２Ｂが乗場ローラ１３を完全に挟み込む。この結果、かごドア１と乗場ドア１４の動作を一体化することができる。なお、図９〜図１１において、接触検出部２５、ストッパ部２７、把持力用バネ２８、カム部２９、連動部３０、連動部用ガイド３１は、開閉動作時にかごドア１と乗場ドア１４の連結状態を維持するための連結状態保持機構に相当する。

本実施の形態２による、かごドア１と乗場ドア１４の戸開動作の滑らか度合いについて、先の図８を引用して説明する。上述したような本実施の形態２の構成を有することで、かご係合ベーン１２Ａが乗場ローラ１３に接触するタイミングと同期して、かご係合ベーン１２Ｂがかご係合ベーン１２Ａとともに両側から乗場ローラ１３を完全に把持することができる。

これにより、乗場ドア１４が開閉するドア位置の全区間において、乗場ドア１４に対して乗客の戸当たりや台車の接触などの外乱が作用した場合にも、乗場ドア１４は、常にかごドア１と一体化して動作することで、滑らかな動作が実現できる。

以上のように、実施の形態２によれば、先の実施の形態１とは異なる構成により、かごドアと乗場ドアの連結状態を維持できる構成を実現しており、この場合にも、先の実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態３．
先の実施の形態１、２では、接触検出部２５が機械的スイッチで構成される具体例を説明した。これに対して、本実施の形態３では、接触検出部２５が電気機的スイッチまたはセンサで構成される場合の制御方法について、具体例に説明する。

接触検出部２５が電気的スイッチもしくはセンサのとき、ドア制御装置１０は、接触検出部２５から検出信号を受信することで、ドア開閉の開始タイミングを知ることができる。

図１２は、本発明の実施の形態３によるドア制御装置１０の制御ブロック図である。接触検出部２５は、かご係合ベーン１２Ａと乗場ローラ１３の接触タイミングを電気的スイッチもしくはセンサにより検出する。そして、この検出結果は、ドアの開閉速度指令を生成する速度指令部３２に入力される。

速度指令部３２は、ドアの開閉速度指令値（以下、単に速度指令値と称す。）を生成するものである。具体的には、速度指令部３２は、ドアパネルの開閉スタート時からの時間、または、モータ回転位置に基づいて、あらかじめ設定された速度パターンに基づく速度指令値、もしくは、逐次算出された速度指令値を出力する。

さらに、速度指令部３２は、接触検出部２５により検出された接触タイミングに基づいて、ドア開閉用の加速・減速速度指令を生成することで、ドア開閉用距離を滑らかな加速と減速により、最短の時間で開閉することができる。

速度制御部３３は、モータの実速度Ｖと速度指令値Ｖ＊との速度誤差を補正して、電流指令値Ｉｑ＊を出力する。すなわち、速度制御部３３は、速度指令部３２の出力である速度指令値Ｖと、後述する速度演算部３８により得られるモータ９の実速度Ｖとの差を入力とする。

速度指令部３２は、ドアの開閉動作の目標となる速度指令値Ｖ＊を出力する。ただし、実際のドア駆動装置は、ゴミ詰まりなどの走行抵抗・ドアパネルの変形による摩擦ロス・駆動中の物体との接触といった外乱が生じる。このため、速度指令値Ｖ＊と実速度Ｖとの速度誤差を、速度制御部３３により補正する必要がある。

そこで、速度制御部３３は、実速度Ｖと速度指令値Ｖ＊との差を入力とし、一定の時間間隔で、目標とする速度指令値Ｖ＊に実速度Ｖが追従するよう、電流指令値Ｉ＊を制御する。速度制御部３３は、例えば、伝達関数
Ｃ_b（ｓ）＝Ｋ_sp＋Ｋ_si／ｓ
で示されるフィードバック制御器から構成される。ここで、Ｋ_spは、比例ゲイン、Ｋ_siは、積分ゲイン、ｓは、ラプラス演算子である。

一般的に、比例ゲインＫ_spは、モータ駆動の負荷に相当するドアパネル等のモータ軸換算イナーシャ値Ｊ、モータ９のトルク定数Ｋ_T、目標値に対する出力の誤差補正の性能を指定する制御交差周波数ω_Cのパラメータから、
Ｋ_sp＝Ｊ×ω_C／Ｋ_T
と設計され_、積分ゲインＫ_siは、
Ｋ_si≦Ｋ_sp×ω_C／５
となるように設計される。

電流制御部３４は、速度制御部３３から出力される電流指令値Ｉｑ＊に基づいて、モータ９に供給する電流値を制御する。このとき、電流制御部３４は、電流制御部３４とモータ９との間に設けられた電流検出器３５による検出電流値を帰還して、モータ９に供給される電流値を制御する。

電流制御部３４から出力された電流指令値は、ＰＷＭインバータ３６を介してモータ９に入力される。そして、モータ９は、ＰＷＭインバータ３６の出力に応じて、ドアパネル１Ａ、１Ｂ、１４Ａ、１４Ｂの開閉を行うための駆動力を発生させる。

センサ３７は、モータ９に設けられ、モータ９の回転を検出する回転検出部であり、モータ９の回転位置を出力する。なお、図１２では、回転検出部として、エンコーダやレゾルバから構成されたセンサを用いて回転位置を検出している場合を例示している。しなしながら、センサ３７の代わりに、電流検出器３５による検出電流値を用いてモータ回転位置もしくは回転速度を推定する構成とすることもできる。

速度演算部３８は、センサ３７から入力された回転位置を一定時間毎にサンプリングすることで、モータ９の回転速度Ｖを演算し、速度制御部３３にフィードバックする。

以上のように、実施の形態３によれば、接触検出部が、機械的スイッチの代わりに、電気的スイッチまたはセンサで構成される場合においても、先の実施の形態１、２と同様の効果を得ることができる。特に、電気的な検出結果に基づく適切な加減速パターンによるフィードバック制御を行うことで、かごドアと乗場ドアの連結が開始した時点で、瞬時に両者の動作を一体化できる。この結果、戸開閉時間を短縮できる効果も得ることができる。

実施の形態４．
先の実施の形態１〜３では、接触検出部２５が機械的もしくは電気的なスイッチまたはセンサで構成される場合について説明した。これに対して、本実施の形態４では、これらの追加機器を用いずに、ドア開閉に必須のモータ９の電気的信号を用いて構成される検出方法について具体的に説明する。

モータ９を付勢し、かご係合ベーン１２と乗場ローラ１３が接触し係合することで、かごドアの駆動力を乗場ドアに伝達するドア装置において、乗場ローラ１３には、乗場ドア１４、乗場ドア吊り手１５、連動ロープ２１といった乗場ドアの開閉に影響する質量全てが固定されている。

乗場ドアの開閉に影響する質量は、一般的に、出入口幅・高さに依存する乗場ドア１４の質量が支配的である。また、エレベータかごが到着していないときに利用者が閉められた乗場ドアに接触して昇降路内に落下することがないように、乗場ドアには高い剛性が求められる。このため、乗場ドアの開閉に影響する質量は、数十ｋｇ以上となる。

一方、かご係合ベーン１２と乗場ローラ１３が接触する前にモータ９が駆動する質量は、主にかご係合ベーン１２が支配的であり、ベルト７、ベルト掴み８を含めても数ｋｇ程度となる。つまり、かご係合ベーン１２と乗場ローラ１３が接触する前後では、モータ９のモータ軸換算イナーシャ値、つまり、駆動の負荷に相当する質量に大きな変動が生じる。

図１３は、本発明の実施の形態４による戸開時のモータ９の電気的信号波形に基づく接触検出手法を説明するための図である。具体的には、上段は、速度指令と実速度に関するモータ速度の時間変化を示しており、中段は、速度指令と実速度の速度誤差の時間変化を示しており、下段は、モータ９のトルクの時間変化を示している。

ドア制御装置１０から戸開指令が発令されたとき、ドアモータ９は、時間ｔ０で戸開方向に駆動力を発生する。そして、ベルト７とベルト掴み８、かご係合ベーン１２を駆動した上で、時間ｔ１でかご係合ベーン１２と乗場ローラ１３が接触する。

時間ｔ１以降は、乗場ローラ１３を介して乗場ドアの開閉に影響する質量と連結し、戸開する。乗場ローラ１３が接触した時点でかごドアの開閉に影響する質量と連結した場合には、かごドアと乗場ドアを合わせた総質量での戸開となる。

かごドアの開閉に影響する質量は、乗場ドアと同等であり、かごドアと乗場ドアでドアパネルの材質が異なる場合、あるいは出入口幅・高さが異なる場合がある。しかしながら、いずれにせよ、かご係合ベーン１２と乗場ローラ１３が接触する前後において、モータ９の駆動負荷に相当する質量に大きな変動が生じる。

前述のモータ９の駆動負荷に相当する質量に大きな変動が生じたことを検出するには、モータ９の実速度Ｖを監視する、もしくはモータ９の電流指令値Ｉｑ＊から算出されるトルクを監視する手法がある。

モータ９の実速度Ｖを監視する手法は、図１３の中段の図のように、実速度Ｖと速度指令値Ｖ＊との速度誤差を監視することで容易に実現できる。時間ｔ０の時点で、主にかご係合ベーン１２の負荷質量を想定したイナーシャ値に基づいて速度制御部３３の比例ゲインＫ_sp、積分ゲインＫ_siを設計すると、時間ｔ１において、速度指令値Ｖ＊に対する実速度Ｖの差である速度誤差が増大する。

そこで、速度誤差が、一定の閾値、もしくはドア質量に基づいて可変の閾値を超えたタイミングが、かご係合ベーン１２と乗場ローラ１３が接触した時点であり、このタイミングから接触を検出できる。

接触を検出した時間ｔ１以降は、速度制御部３３の比例ゲインＫ_sp、積分ゲインＫ_siを、乗場ドア、かごドアの負荷質量を想定したイナーシャ値に基づいて設計した値に変更すれば、速度指令値Ｖ＊と実速度Ｖの誤差が小さくなる良好な追従性を保つことができる。

また、実速度Ｖ自体の変動を監視し、接触が生じる予想時間帯において実速度Ｖの大きさが一定の閾値を下回った場合、あるいは実速度Ｖの時間微分値が一定の閾値を超えた場合に、接触を検出してもよい。

モータ９の電流指令値Ｉｑ＊から算出されるトルクを監視する手法は、図１３の下段の図のように、時間ｔ０以降のトルクの値が小さい状態から、時間ｔ１において乗場ローラ１３に接触した以降にドアを駆動するために、トルクの値が増大する特徴を捉えればよい。従って、トルクの値が一定の閾値、もしくはドア質量に基づいて可変の閾値を超えた場合が、係合ベーン１２と乗場ローラ１３とが接触した時点であるとして、接触を検出できる。

速度誤差が増大することに起因して、電流指令値Ｉｑ＊、つまり、トルクが急峻に増大する。このことから、トルクの時間微分値が一定の閾値を超えた場合に、接触を検出してもよい。

モータ９の電気的信号を用いるということは、電気的信号を用いてモータ９を制御する制御装置１０によって接触検出の判断を行うことになる。そこで、連動部２６が回動式のモータであれば、有線もしくは無線で制御装置１０からの接触検出信号に応じて、この回動式のモータを駆動すればよい。

カム部２９が水平方向にスライドするモータであれば、有線もしくは無線で制御装置１０からの接触検出信号に応じて、このモータを駆動すればよい。また、接触検出部２５を機械的もしくは電気的なスイッチまたはセンサで構成した上で、モータ９の電気的信号も用いて、接触を検出してもよい。

一般的に、トルクは、電流指令値Ｉｑ＊からトルクが算出される。ただし、電流検出器３５による検出電流値が、電流指令値Ｉｑ＊に追従していることが前提となる。このため、電流検出器３５による検出電流値からトルクを算出してもよい。

以上のように、実施の形態４によれば、モータの電気的信号に基づいて接触検出を行う場合においても、先の実施の形態３と同様の効果を得ることができる。特に、追加のセンサ・スイッチが不要であるため、機器の構成を最小化できる。この結果、エレベータのかごと乗場の限られたスペースを有効に活用できる。

１ かごドアパネル（かごドア）、２ かごドア吊り手、３ かごドア桁、４ かごドアレール、５ かごドアハンガーローラ、６ かごドアプーリ、７ ベルト、８ ベルト掴み、９ モータ、１０ ドア制御装置、１１ かごドアアップスラストローラ、１２ かご係合ベーン、１３ 乗場ローラ、１４ 乗場ドアパネル（乗場ドア）、１５ 乗場ドア吊り手、１６ 乗場ドア桁、１７ 乗場ドアレール、１８ 乗場ドアドアハンガーローラ、１９ 乗場ドアアップスラストローラ、２０ 乗場ドアプーリ、２１ 連動ロープ、２２ 係合ギャップ、２３ かご係合ベーンストッパー、２４ スライドガイド、２５ 接触検出部、２６ 連動部、２７ ストッパ部、２８ 把持力用バネ、２９ カム部、３０ 連動部、３１ 連動部用ガイド、３２ 速度指令部、３３ 速度制御部、３４ 電流制御部、３５ 電流検出器、３６ ＰＷＭインバータ、３７ センサ、３８ 速度演算部

本発明に係るエレベータのドア装置は、出入り口を開閉するかごドアパネルおよび乗場ドアパネルで構成されるドアパネルと、ドアパネルを開閉駆動するための駆動力を出力するモータと、エレベータのかごが乗場階に着床した状態でかごドアパネルと乗場ドアパネルとを連動させて開閉動作を行う際に、かごドアパネルと乗場ドアパネルとを係合させる係合機構部とを備えるエレベータのドア装置であって、係合機構部は、かごドアパネル側に設けられた一対のかごドア係合ベーンと、乗場ドアパネル側に設けられた乗場ローラとで構成され、着床した状態でドアパネルを開閉動作させる際にかごドアパネルと乗場ドアパネルとが係合することで接触するタイミングと同期して、かごドアパネルと乗場ドアパネルとを連結状態とし、モータが戸開方向もしくは戸閉方向に発生させる駆動力によってドアパネルが開閉動作する全ての開閉位置において、連結状態を維持し、ドアパネルの開動作中に、一方のかごドア係合ベーンと乗場ローラとが接触した接触状態を検出する接触検出部をさらに備えるものである。

Claims (6)

1. 出入り口を開閉するかごドアパネルおよび乗場ドアパネルで構成されるドアパネルと、
   前記ドアパネルを開閉駆動するための駆動力を出力するモータと、
   エレベータのかごが乗場階に着床した状態で前記かごドアパネルと前記乗場ドアパネルとを連動させて開閉動作を行う際に、前記かごドアパネルと前記乗場ドアパネルとを係合させる係合機構部と
   を備えるエレベータのドア装置であって、
   前記係合機構部は、前記着床した状態で前記ドアパネルを開閉動作させる際に前記かごドアパネルと前記乗場ドアパネルとが係合することで接触するタイミングと同期して、前記かごドアパネルと前記乗場ドアパネルとを連結状態とし、前記モータが戸開方向もしくは戸閉方向に発生させる駆動力によって前記ドアパネルが開閉動作する全ての開閉位置において、前記連結状態を維持する
   エレベータのドア装置。
2. 前記係合機構部は、前記かごドアパネルと前記乗場ドアパネルを連結するために、前記かごドアパネル側に設けられた一対のかごドア係合ベーンと、前記乗場ドアパネル側に設けられた乗場ローラとで構成され、
   前記一対のかごドア係合ベーンのうちの一方のかごドア係合ベーンは、ベルト掴み部を介して、前記モータの駆動力を伝達するベルトに固定されており、
   前記ドアパネルの開動作中に、前記一方のかごドア係合ベーンと前記乗場ローラとが接触した接触状態を検出する接触検出部をさらに備え、
   前記係合機構部は、前記接触検出部において前記接触状態を検出した時点で、前記一対のかごドア係合ベーンのうちの他方のかごドア係合ベーンを前記一方のかごドア係合ベーンに近づける方向に移動させることで、前記一対のかごドア係合ベーンにより前記乗場ローラを挟み込み把持することで前記連結状態とする機構を有する
   請求項１に記載のエレベータのドア装置。
3. 前記接触検出部は、前記接触状態を機械的接点により検出し、前記一方のかごドア係合ベーンと前記乗場ローラとが接触することで回動して移動動作を行うように、前記一方のかごドア係合ベーンに取り付けられており、
   前記係合機構部は、前記一方のかごドア係合ベーンと前記乗場ローラとが非接触状態において前記一対のかごドア係合ベーンの間隔を一定に維持し、前記移動動作により前記間隔を一定に維持する状態が解除されることで、前記連結状態を形成する機構を有する
   請求項２に記載のエレベータのドア装置。
4. 前記接触検出部は、前記接触状態を機械的接点により検出し、前記一方のかごドア係合ベーンと前記乗場ローラとが接触することで水平方向にスライドして移動動作を行うように、前記一方のかごドア係合ベーンに取り付けられており、
   前記係合機構部は、前記一方のかごドア係合ベーンと前記乗場ローラとが非接触状態において前記一対のかごドア係合ベーンの間隔を一定に維持し、前記移動動作により前記間隔を一定に維持する状態を解除されることで、前記連結状態を形成する機構を有する
   請求項２に記載のエレベータのドア装置。
5. 前記係合機構部は、前記非接触状態において前記一対のかごドア係合ベーンの前記間隔を一定に維持するように、一端部が前記一方のかごドア係合ベーンに固定され、他端部が前記他方のかごドア係合ベーンに固定された連結部を有し、前記接触検出部において前記接触状態を検出した時点に同期して、前記連結部の前記他端部が前記他方のかごドア係合ベーンに固定された状態から外れることで、前記連結状態を形成する機構を有する
   請求項３または４に記載のエレベータのドア装置。
6. 前記モータの回転位置を検出するセンサと、
   前記ドアパネルを開閉駆動するために前記モータを動作させる際の速度指令値を生成するとともに、前記センサによる検出結果と前記速度指令値との偏差に基づいて前記モータが前記速度指令値に追従するようにフィードバック制御するコントローラと
   をさらに備え、
   前記コントローラは、前記モータの電気的信号による検出結果から前記ドアパネルの開動作開始時を特定し、前記開動作開始時を起点とした加減速区間を含む速度パターンを前記速度指令値として生成することで、前記係合機構部を前記連結状態とする
   請求項１に記載のエレベータのドア装置。

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