JP5824044B2 - 速度位置検知システム - Google Patents

Description

本発明は、エレベータに関し、特に、エレベータの速度及び位置を検知するシステムに関する。

現代社会において、エレベータは、ビルの複数の階に亘って人や荷物の移送手段としてなくてはならないものとなっている。エレベータは、一日中、連続的に作動し、異なるフロア階で頻繁に停止を繰り返すものであるため、信頼性の高いエレベータの作動を確保するためエレベータの安全モニタシステムが重要な役割を果たしている。

エレベータ安全規定は、エレベータが目的階の乗場に近づいたときに、速度が適切な安全速度まで減速されることを確実ならしめるべく、エレベータが目的階の乗場に近づくときにエレベータの速度を検出することを要求する。現在、エレベータの減速を判断するスイッチ及びカム（カメラ）を用いる方法が広く採用されている。しかし、スイッチ及びカメラの据え付けは、非常に高価であり、かなりのメンテナンスが必要となる。

エレベータの速度を判断するために現在用いられている他の方法は、エレベータの位置測定システムを利用することである。現在多くのエレベータ位置測定システムは、エンコーダ及び／又はスイッチから導き出されたエレベータかごの位置情報を用いて、エレベータかごの位置だけでなく、エレベータかごの速度を判断している。上記のようなシステムの据え付けもまた非常に高価なものである。

上記の点に鑑み、エレベータの速度及び位置を検出する費用対効果の高いシステムが必要となる。

本発明の一態様によると、エレベータは、昇降路及び速度位置検知システムを有する。エレベータは、昇降路内に配されたエレベータ構成要素と、昇降路内に配された光学センサと、光学センサの経路と整列するように昇降路内に配された対象物と、光学センサに作動可能に接続されたプロセッサと、を備える。光学センサは、信号を送信し、反射した反射信号を受信する。対象物は、信号が反射する表面特徴部を有する。プロセッサは、エレベータ構成要素の速度及び位置を示す出力を付与するように反射信号を処理する。

本発明の他の態様によると、エレベータは、速度位置検知システムを有する。エレベータは、エレベータかごと、エレベータかごに対して作動可能に取り付けられた光学センサと、光学センサの経路と整列するように光学センサに対応する静的な対象物と、光学センサに作動可能に接続されたプロセッサ（７０）と、を備える。光学センサは、信号を送信し、反射した反射信号を受信する。静的な対象物は、信号が反射する表面特徴部を有する。プロセッサは、エレベータかごの速度及び位置を示す出力を付与するように反射信号を処理する。

本発明のさらに他の態様によると、エレベータ構成要素の速度及び位置を検知する方法が開示される。該方法は、信号を送受信する光学センサを設けるステップと、信号を反射する対象物を光学センサの経路と整列するように配設するステップと、光学センサに作動可能に接続され、光学センサが受けた反射信号を処理するプロセッサを設けるステップと、光学センサから対象物に信号を送るステップと、対象物で反射した反射信号受けるステップと、光学センサが受けた反射信号を処理するステップと、エレベータ構成要素の速度及び位置を示す出力を付与するステップと、を含む。

以下に記載する発明を実施するための形態により、本発明の上記及び他の態様が明らかになるであろう。添付する図面について以下に簡単に説明する。

以下の開示は、限定的なものではく、例示的なものに過ぎず、本開示の範囲を逸脱することなく、種々の修平や変更が含まれ得ることを理解されたい。

本開示の教示により構成されたエレベータの実施例を示す図。 本開示の教示により構成されたエレベータ用の速度位置検知システムの一実施例を示す図。 本開示の教示により構成されたエレベータ用の速度位置検知システムの他の実施例を示す図。 本開示の教示により構成されたエレベータ用の速度位置検知システムの別の実施例を示す図。 本開示の教示により構成されたエレベータ用の速度位置検知システムのさらに別の実施例を示す図。 本開示の教示により構成されたエレベータ用の速度位置検知システムのさらに他の実施例を示す図。

図１にエレベータシステム２０を概略的に図示する。図１に示したエレベータシステム２０は、例示を目的として図示したものであり、一般的なエレベータシステムの種々の構成要素の背景を提示することを目的としている。

図１に示すように、エレベータシステム２０は、複数の階を有するビル２４内に垂直方向に延びる昇降路２２を有する。通常、昇降路２２は、ビル２４の中央部分内に設けられた中空のシャフトであり、ビルが十分に大きく、複数のエレベータを有する場合には複数の昇降路を設けてもよい。昇降路２２の長さに沿ってレール２６，２８が延びている。一対のレール２６（図１には１つのレール２６のみを示す）に対して、エレベータかご３０が滑動（スライド）可能に取り付けられており、一対のレール２８（図１には１つのレール２８のみを示す）に対して、カウンタウエイト３２が滑動可能に取り付けられている。図１には詳細に示していないが、当業者であれば、かご３０及びカウンタウエイト３２の双方は、レール２６，２８に沿った円滑な移動をもたらすように、ローラ取付部３４、ベアリング又は他の部材を含み得ることを理解されるであろう。ローラ取付部３４、ベアリング又は他の部材は、レール２６，２８に滑動可能に取り付けられてもよい。

かご３０及び乗客や搭載された荷物などを移動させるため、通常、昇降路２２の頂部にモータ３６が配設される。モータ３６に対して電子制御器３８が電気的に接続されている。この電子制御器３８に対して、複数のオペレータインタフェース４０及びオペレータインタフェース４２が電気的に接続されている。オペレータインタフェース４０は、かご３０を呼ぶために各フロアに設けられており、オペレータインタフェース４２は、乗客がかご３０の方向を指示することができるように各かご３０に設けられている。電子制御器３８に対して、安全チェーン回路５４及び電源５６が電気的に接続されている。モータ３６から駆動シャフト４４が延びており、トラクションシーブ４６に作動可能に取り付けられ、さらに延びてブレーキシステム５２に作動可能に取り付けられている。ブレーキシステム５２は、電子制御器３８に電気的に接続されている。シーブ４６の周囲には丸ロープ又はフラットベルトなどの引張部材４８が取り付けられている。引張部材４８は、適切なロープの配置（ローピング）によりカウンタウエイト３２及びかご３０に作動可能に取り付けられている。当然であるが、上記の構成要素に関する種々の実施例、複数の引張部材４８を有するシステムにおける他の配置又はエレベータシステム２０のモータやシーブなどの種々の配置が可能である。

図２に、エレベータシステム２０の速度及び位置を検知するシステム（以下、速度位置検知システムという）を図示する。速度位置検知システムは、光学センサ６２、対象物６４及びプロセッサ７０を有する。光学センサ６２は、例えば、エレベータかご３０などのエレベータの構成要素（コンポーネント）６０に作動可能に取り付けられる。光学センサ６２は、信号を送受信する。対象物６４は、光学センサ６２の経路に位置するように昇降路２２内に配される。また、対象物６４は、光学センサ６２により送られる信号を反射する表面特徴部６４ａを有していてもよい。プロセッサ７０は、電子制御器３８内に組み込まれ、光学センサ６２に対して作動可能に接続されている。必ずしもプロセッサ７０は、電子制御器３８内に組み込まれるものとして設計される必要はなく、独立型の回路として設計してもよく、またエレベータシステム２０内の他の構成要素に組み込まれるものとして設計してもよい。プロセッサ７０は、光学センサ６２からの信号を処理し、エレベータ構成要素６０の速度及び位置を示す出力を生成する。

エレベータ構成要素６０が昇降路２２内を移動するとき、光学センサ６２は、対象物６４に対して信号６６を送る。信号６６は、対象物６４の表面特徴部６４ａで反射する。光学センサ６２は、所定の遅れ時間（タイムディレイ）及び角度で、この反射した信号６８（以下、反射信号という）を受ける。一実施例では、プロセッサ７０は、エレベータ構成要素６０の速度及び位置を処理するため、遅れ時間及び角度を用いる。速度及び位置に関する出力をもたらすように、プロセッサ７０が、当業者に周知である反射信号６８からの他の情報を用いるようにしてもよい。

一実施例では、光学センサは、発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザダイオードにより生成される光信号６６を照射する。ＬＥＤやレーザを用いることにより、検知範囲を少なくとも数ミリ程度とすることもできるし、検知範囲をより広いものとすることもできる。ＬＥＤやレーザを用いた光学センサにより、特にエレベータにおける移動対象物の速度及び位置の検知を安価でかつ正確なものとして実現することができる。

図３を参照すると、一実施例では、光学センサ６２は、昇降路２２内で延在しているレール２６と整列するようにエレベータかご３０に作動可能に取り付けられている。レール２６は、制限された長さを有していてもよく、レールの表面に、わずかな突起部２６ａ及び窪み部２６ｂ（説明のため誇張して示す）などの不連続（不完全）部分を有していてもよい。エレベータかご３０がレール２６に沿って移動するとき、光学センサ６２は、レール２６に対して信号６６を送る。プロセッサ７０は、レール２６の突起部２６ａ及び窪み部２６ｂ又はレールの接続部分(図示せず)で反射した反射信号６８を用いてエレベータかご３０の速度及び位置を判断する。例えば、光学センサ６２は、レール２６の突起部２６ａ及び窪み部２６ｂ又はレール接続部分で反射した反射信号６８を受け、プロセッサ７０がこれを保存する。プロセッサ７０は、エレベータかご３０の現在の速度及び位置を判断するため反射信号６８を処理する。一実施例では、プロセッサ７０のメモリに保存された、レールの突起部２６ａ及び窪み部２６ｂ又はレール接続部分の全ての位置を特定するレール２６に関する予めスキャンしたデータを参照することによって現在位置を得ることができる。エレベータかご３０の速度は、信号６６の送信と反射信号６８の受信間の遅れ時間及び角度により判断することができる。

エレベータかご３０がレール２６に沿って移動し続けると、光学センサ６２は、レール２６の第２の突起部２６ａ又は窪み部２６ｂで反射した第２の反射信号６８を受け、これがプロセッサ７０に保存される。プロセッサ７０は、エレベータかご３０の現在の速度及び位置を判断するため第２の反射信号６８を処理する。別の実施例として、プロセッサ７０に保存された２つの反射信号６８間の遅れ時間を用いて、エレベータかご３０の速度及び位置を判断するようにしてもよい。

図４に示す他の実施例では、光学センサ６２は、エレベータドア７２と整列するようにエレベータかご３０に作動可能に取り付けられている。エレベータかご３０がフロア階（レベル）７８に近づくと、光学センサ６２は、昇降路ドア７６に信号６６を送る。光学センサ６２は、昇降路ドア７６で反射した反射信号６８を受け、プロセッサ７０はこの信号を処理して、エレベータドア７２の正確な位置を判断する。

図５に示す他の実施例では、光学センサ６２は、エレベータドアトラック７２ａと整列するようにエレベータドア７２に作動可能に取り付けられている。エレベータかごドア７２が開閉するとき、光学センサ６２は、エレベータドアトラック７２ａに信号６６を送る。光学センサ６２は、エレベータドアトラック７２ａで反射した反射信号６８を受け、プロセッサ７０は、この信号を処理して、エレベータドア７２の速度及び位置が判断される。

図６に示す実施例では、光学センサ６２は、エレベータかご３０及び昇降路２２の壁部２２ａに作動可能に取り付けられている。昇降路２２内で各乗場階（レベル）７８の近傍に表面特徴部７４ａを有するレベルマーカー７４が作動可能に取り付けられている。表面特徴部７４ａは、各乗場階７８を特定するバーコードマーク、数字などの線あるいは種々の形状、向き又は寸法を有する光学的に検出可能な他の線とし得るが、これに限定されない。例えば、３階においては、レベルマーカー７４のライン７４ａは、数字「３」、数字「３」を示すバーコードマーク又はプロセッサ７０が数字「３」として認識し得る他の形状や向きを示す。各乗場階７８は、エレベータかご３０が到着していない場合に昇降路２２内に人が侵入することを防ぐ昇降路ドア７６を有する。

エレベータかご３０が昇降路２２内を垂直方向に移動するとき、エレベータかご３０に取り付けられた光学センサ６２は、通過するときにレベルマーカー７４へと信号６６を送る。各レベルマーカー７４の表面特徴部７４ａで反射した反射信号６８は、光学センサ６２により受信され、プロセッサ７０に保存される。一実施例では、プロセッサ７０は、各レベルマーカー７４の表面特徴部７４ａで反射した反射信号６８からエレベータかご３０の位置を判断するとともに、光学センサ６２が第１のレベルマーカー７４を通過したときと、光学センサ６２が第２のレベルマーカー７４を通過したときとの間の遅れ時間からエレベータかご３０の速度を判断する。昇降路２２の壁部２２ａに取り付けられた光学センサ６２は、各昇降路ドア７６の経路と整列する。該光学センサ６２は、昇降路ドア７６が存在しているか又は存在していないかを検知する。昇降路ドア７６が存在していない場合は、プロセッサ７０は、光学センサ６２により受信される反射信号６８からエレベータかご３０が存在していることを判断する。また、エレベータかご３０も存在していない場合には、プロセッサ７０は、安全でない状態を検知したことを示す安全チェーン５４をトリガする。

前述のように、エレベータの速度位置検知システムについて開示した。エレベータは、一の階から他の階へと乗客を移送するために連続的に使用される。エレベータの速度位置検知システムにより、エレベータかごが所定の安心かつ安全な速度で作動していること及びエレベータかごが所望の位置にあることを確実に認識することができる。さらに、エレベータの速度位置検知システムにより、昇降路ドアの存在や非存在など（これに制限されない）の他の安全規定や規則を遵守することが可能となる。ＬＥＤやレーザダイオードなどを利用する光学センサを用いることにより、安価でありながら信頼性の高いエレベータの構成要素の速度及び位置の検知が実現する。光学センサは、短い検知範囲及び長い検知範囲に亘る検知が可能であり、また広い用途に用いることができる。

本願の発明について説明してきたが、上記の例示的な実施例について、本開示の範囲から逸脱することなく、種々の変更や修正が可能であることを当業者であれば理解されるであろう。

Claims (18)

1. 昇降路（２２）及び速度位置検知システム（６２，６４，７０）を有するエレベータシステム（２０）であって、
   昇降路（２２）内に配されたエレベータ構成要素（６０）と、
   昇降路（２２）内に配され、エレベータ構成要素（６０）に対して作動可能に取り付けられた光学センサ（６２）であって、信号（６６）を送信するとともに、反射した反射信号（６８）を受信する光学センサ（６２）と、
   光学センサ（６２）の経路と整列するように昇降路（２２）内に位置し昇降路（２２）内で静的に固定され、表面特徴部（６４ａ）を有する対象物（６４）と、
   光学センサ（６２）に作動可能に接続され、エレベータ構成要素（６０）の速度及び位置を示す出力を付与するように反射信号（６８）を処理するプロセッサ（７０）と、
   昇降路（２２）の第１の壁部に設けられた昇降路ドア（７６）と、
   昇降路（２２）の前記第１の壁部と対向する第２の壁部（２２ａ）に作動可能に取り付けられ、かつ昇降路ドア（７６）の経路に対して配設された第２の光学センサ（６２）と、
   を備え、
   第２の光学センサ（６２）は、昇降路ドア（７６）の存在又は非存在を処理するように、前記第２の壁部（２２ａ）から前記第１の壁部に向けて昇降路ドア（７６）に信号（６６）を送信するとともに、昇降路ドア（７６）から反射した反射信号（６８）を受信することを特徴とするエレベータシステム（２０）。
2. 光学センサ（６２）は、発光ダイオード及びレーザダイオードからなる群により生成された信号（６６）を送信することを特徴とする請求項１に記載のエレベータシステム（２０）。
3. 光学センサ（６２）は、数ミリから、昇降路（２２）の幅に亘るまでの検知範囲を有することを特徴とする請求項１に記載のエレベータシステム（２０）。
4. エレベータ構成要素（６０）は、エレベータかご（３０）、エレベータドア（７２）及びエレベータシステム（２０）における他の移動する構成要素からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載のエレベータシステム（２０）。
5. 光学センサ（６２）は、エレベータかご（３０）に作動可能に取り付けられ、対象物（６４）は、昇降路（２２）内に延びるレール（２６）であり、表面特徴部（６４ａ）は、レール（２６）上の突起部（２６ａ）及び窪み部（２６ｂ）であり、
   エレベータかご（３０）がレール（２６）に沿って滑動するとき、光学センサ（６２）は、レール（２６）へと信号（６６）を送り、突起部（２６ａ）及び窪み部（２６ｂ）で反射した反射信号（６８）は、エレベータかご（３０）の速度及び位置を処理するために使用されることを特徴とする請求項４に記載のエレベータシステム（２０）。
6. 光学センサ（６２）は、エレベータドアトラック（７２ａ）と整列するようにエレベータドア（７２）に作動可能に取り付けられ、
   エレベータドア（７２）が開閉するときに、光学センサ（６２）がエレベータドアトラック（７２ａ）に信号（６６）を送り、エレベータドアトラック（７２ａ）で反射した反射信号（６８）がエレベータドア（７２）の速度及び位置を処理するように用いられることを特徴とする請求項４に記載のエレベータシステム（２０）。
7. 光学センサ（６２）は、エレベータかご（３０）に対して作動可能に取り付けられ、
   対象物（６４）は、昇降路（２２）内の各乗場階（７８）に対応するレベルマーカー（７４）であり、表面特徴部（６４ａ）は、各乗場階（７８）を特定する線（７４ａ）であり、
   エレベータかご（３０）が移動するとき、光学センサ（６２）は、レベルマーカー（７４）に対して信号（６６）を送り、線（７４ａ）で反射した反射信号（６８）は、エレベータかご（３０）の速度及び位置を処理するため及び各乗場階（７８）を特定するために用いられることを特徴とする請求項４に記載のエレベータシステム（２０）。
8. 各乗場階（７８）を特定する線（７４ａ）は、バーコードマーク、数字、種々の形状及び向きを有する光学的に検知可能な線からなる群から選択されることを特徴とする請求項７に記載のエレベータシステム（２０）。
9. 速度位置検知システム（６２，６４，７０）を有するエレベータシステム（２０）であって、
   エレベータかご（３０）と、
   エレベータかご（３０）に対して作動可能に取り付けられた光学センサ（６２）であって、信号（６６）を送信するとともに、反射した反射信号（６８）を受信する光学センサ（６２）と、
   昇降路（２２）内で固定されている静的な対象物（６４）であって、光学センサ（６２）の経路と整列するように光学センサ（６２）に対応し、表面特徴部（６４ａ）を有する静的な対象物（６４）と、
   光学センサ（６２）に作動可能に接続され、エレベータかご（３０）の速度及び位置を示す出力を付与するように反射信号（６８）を処理するプロセッサ（７０）と、
   昇降路（２２）の第１の壁部に設けられた昇降路ドア（７６）と、
   昇降路（２２）の前記第１の壁部と対向する第２の壁部（２２ａ）に作動可能に取り付けられ、かつ昇降路ドア（７６）の経路に対して配設された第２の光学センサ（６２）と、
   を備え、
   第２の光学センサ（６２）は、昇降路ドア（７６）の存在又は非存在を処理するように、前記第２の壁部（２２ａ）から前記第１の壁部に向けて昇降路ドア（７６）に信号（６６）を送信するとともに、昇降路ドア（７６）から反射した反射信号（６８）を受信することを特徴とするエレベータシステム（２０）。
10. 静的な対象物（６４）は、昇降路（２２）内に延びるレール（２６）であり、表面特徴部（６４ａ）は、レール（２６）上の突起部（２６ａ）及び窪み部（２６ｂ）であることを特徴とする請求項９に記載のエレベータシステム（２０）。
11. 光学センサ（６２）は、エレベータかご（３０）の速度及び位置を処理するため、レール（２６）へと信号（６６）を送り、突起部（２６ａ）及び窪み部（２６ｂ）で反射した反射信号（６８）を受けることを特徴とする請求項１０に記載のエレベータシステム（２０）。
12. 静的な対象物（６４）は、昇降路（２２）内の各乗場階（７８）に対応するレベルマーカー（７４）であり、表面特徴部（６４ａ）は、各乗場階（７８）を特定する線（７４ａ）であることを特徴とする請求項９に記載のエレベータシステム（２０）。
13. 各乗場階（７８）を特定する線（７４ａ）は、バーコードマーク、数字、種々の形状及び向きを有する光学的に検知可能な線からなる群から選択されることを特徴とする請求項１２に記載のエレベータシステム（２０）。
14. 光学センサ（６２）は、エレベータかご（３０）の速度及び位置を処理するため及び各乗場階（７８）を特定するため、レベルマーカー（７４）に対して信号（６６）を送り、線（７４ａ）で反射した反射信号（６８）を受けることを特徴とする請求項１２に記載のエレベータシステム（２０）。
15. 光学センサ（６２）は、発光ダイオード及びレーザダイオードからなる群により生成された信号（６６）を送信することを特徴とする請求項９に記載のエレベータシステム（２０）。
16. 光学センサ（６２）は、数ミリから、昇降路（２２）の幅に亘るまでの検知範囲を有することを特徴とする請求項９に記載のエレベータシステム（２０）。
17. エレベータ構成要素（６０）の速度及び位置を検知する方法であって、
    エレベータ構成要素（６０）に対して作動可能に取り付けられ、信号（６６，６８）を送受信する光学センサ（６２）を設けるステップと、
    昇降路（２２）内で静的に固定され、信号（６８）を反射する対象物（６４）を光学センサ（６２）の経路と整列するように配設するステップと、
    昇降路（２２）の第１の壁部に昇降路ドア（７６）を配設するステップと、
    昇降路ドア（７６）の経路に対して配設され、昇降路（２２）の前記第１の壁部と対向する第２の壁部（２２ａ）に作動可能に取り付けられ、前記第２の壁部（２２ａ）から前記第１の壁部に向けて昇降路ドア（７６）に信号（６６）を送信するとともに、昇降路ドア（７６）から反射した反射信号（６８）を受信する第２の光学センサ（６２）を設けるステップと、
    光学センサ（６２）及び第２の光学センサ（６２）に作動可能に接続され、光学センサ（６２）及び第２の光学センサ（６２）が受けた反射信号（６８）を処理するプロセッサ（７０）を設けるステップと、
    光学センサ（６２）から対象物（６４）に信号（６６）を送るとともに、前記第２の壁部（２２ａ）上の第２の光学センサ（６２）から前記第１の壁部に向けて昇降路ドア（７６）に信号（６６）を送るステップと、
    対象物（６４）で反射した反射信号（６８）受けるとともに、昇降路ドア（７６）で反射した反射信号（６８）受けるステップと、
    光学センサ（６２）が受けた反射信号（６８）を処理するとともに、第２の光学センサ（６２）が受けた反射信号（６８）を処理するステップと、
    エレベータ構成要素（６０）の速度及び位置を示す出力を付与するとともに、
    昇降路ドア（７６）の存在を示す出力を付与するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
18. エレベータ構成要素（６０）の速度及び位置を示す出力を付与するステップは、移動する対象物（６４）及び光学センサ（６２）の少なくとも一方を有することによって実行されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。

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