(57)【要約】【課題】ドアゾーン及びリレベルゾーンに対する乗りかごの位置を高精度で検出可能なかご位置検出装置を、低コストで提供する。【解決手段】かご位置検出装置１０１は、識別用導体１２０をセンサ１３０が検出することで、エレベータのかご位置を検出する。識別用導体は、第１コンダクタンスを有するように複数の穴が形成された第１領域１２１と、第１コンダクタンスと異なる第２コンダクタンスを有する第２領域１２２とを含む。センサは、識別用導体に対して磁界を発生させる磁界発生器１３１Ａと、当該磁界発生器と対にて配置された磁界検出器と、当該磁界検出器に電気的に接続された信号処理部１３３〜１３７とを備える。磁界検出器は、識別用導体から発生する渦電流磁界を検出し、信号処理部は、磁界検出器の出力（振幅及び／又は位相）によって、識別用導体とセンサとの位置関係を識別する。【選択図】図２Ａ
2014156350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
識別用導体をセンサが検出することで、エレベータのかご位置を検出するかご位置検出装置であって、
前記識別用導体は、第１コンダクタンスを有するように複数の穴が形成された第１領域と、前記第１コンダクタンスと異なる第２コンダクタンスを有する第２領域とを含み、
前記センサは、前記識別用導体に対して磁界を発生させる磁界発生器と、該磁界発生器と対にて配置された磁界検出器と、該磁界検出器に電気的に接続された信号処理部とを備え、
前記磁界検出器は、前記磁界発生器からの磁界によって前記識別用導体から発生する渦電流磁界を検出し、    
前記信号処理部は、前記磁界検出器の出力から得られる前記渦電流磁界の振幅及び／又は位相の情報によって、前記識別用導体と前記センサとの位置関係を識別することを特徴とするかご位置検出装置。
【請求項２】
前記複数の穴は、前記かごの昇降方向と該昇降方向に対して垂直な方向とで等方的な形状を有し、かつ／又は等方的に分布したことを特徴とする、請求項１に記載のかご位置検出装置。
【請求項３】
前記複数の穴は、発生する渦電流に対して前記第２領域が前記第１領域と異なるインダクタンスを有するような形状及び／又は配置を有することを特徴とする、請求項１に記載のかご位置検出装置。
【請求項４】
前記複数の穴は、前記かごの昇降方向と該昇降方向に対して垂直な方向とで異方的な形状を有し、かつ／又は異方的に分布したことを特徴とする、請求項３に記載のかご位置検出装置。
【請求項５】
前記磁界発生器及び前記磁界検出器は、前記かご位置が前記昇降方向に対して垂直な方向に変動して、前記識別用導体が前記磁界発生器から受ける磁界が増加又は減少したときには、前記磁界検出器が検出する渦電流磁界が減少又は増加するように配置されたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のかご位置検出装置。
【請求項６】
前記磁界発生器と前記識別用導体との最近接距離、又は前記磁界検出器と前記識別用導体との最近接距離のうち小さい方の値をＬとして、
前記複数の穴は、Ｌ２で規定される面積当たり２つ以上の密度で形成されたことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のかご位置検出装置。
【請求項７】
前記第２領域では、前記第１領域とは異なる密度で穴が形成されたことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のかご位置検出装置。
【請求項８】
前記複数の穴の面積は、前記磁界発生器又は前記磁界検出器と前記識別用導体との最近接距離を直径とした円の面積より小さいことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のかご位置検出装置。
【請求項９】
前記渦電流磁界の振幅及び／又は位相の情報は、前記渦電流磁界の振幅に応じた信号、及び／又は、前記渦電流磁界と前記磁界発生器からの磁界との位相差に応じた信号であり、
前記信号処理部は、入力された信号の大きさと所定の閾値とを比較する比較部を有し、
前記比較部は、比較結果に応じて、前記識別用導体と前記センサとの位置関係を示す信号を発生することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のかご位置検出装置。
【請求項１０】
前記渦電流磁界の振幅及び／又は位相の情報は、前記磁界検出器の出力から得られる前記渦電流磁界の実数成分及び／又は虚数成分に応じた信号であり、
前記信号処理部は、入力された信号の大きさと所定の閾値とを比較する比較部を有し、
前記比較部は、比較結果に応じて、前記識別用導体と前記センサとの位置関係を示す信号を発生することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のかご位置検出装置。
【請求項１１】
前記複数の穴の形状は、円形又は多角形であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のかご位置検出装置。
【請求項１２】
前記複数の穴は、前記かごの昇降方向及び／又は該昇降方向に対して垂直な方向に、互いに一定間隔を隔てて形成されたことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のかご位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦電流方式により、エレベータのかご位置を検出するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エレベータは、客が乗車する乗りかごとつり合いおもりとをロープで接続し、このロープをモータで巻き上げ、巻き下ろしすることよって、昇降路内にてかごを低負荷で昇降制御している。かご位置は、モータに接続されたエンコーダから出力されるインクリメンタルパルスをカウントすることで検出可能である。しかし実際には、モータのシャフトに連結された滑車で、ロープの滑り、伸びなどが生じるため、エンコーダの出力パルスをカウントする方法では、かご位置を正確に検出できない場合が生じ得る。
【０００３】
即ち、ある指定階に乗りかごを着床させる際、エンコーダの出力パルスカウント数に基づいて、かごの床面と停止予定階の乗り場側床面との段差がゼロになるように、かご位置を制御すると、着床誤差（段差）が生じるおそれがある。
【０００４】
このような段差の発生を防止するために、以下のような手法が採られている。
即ち、各階の乗り場側床面から一定の高さの位置に金属板を設置する。そして、乗りかごに設けた検出器が金属板のエッジを検出した時点で、エンコーダの出力パルスカウント数に基づき定めていた停止予定階までの残距離を一旦リセットする。さらに、乗り場側床面から金属板の設置位置までの距離（設定値）をモータ制御に反映させる。なお、リセットを行う領域（金属板の範囲）は、ドアゾーンと呼ばれる。
【０００５】
また、建築基準法の規則によれば、乗りかごの床面と乗り場側床面とが一定高さ以上離れた状態で戸開動作を行ってはならない。それゆえ、かご位置が戸開動作可能ゾーン（リレベルゾーン）に位置するか否かを判定する機能も必要になる。
【０００６】
上述のような、乗りかごが昇降する昇降路内に金属板などの識別板を据え付けると共に、乗りかごには識別板を検出する検出器を設け、この検出器が識別板のエッジを検出する機能を有するエレベータの着床位置検出装置が存在する。
【０００７】
このような着床位置検出装置における識別板の検出方法には、光電センサを用いた光学式、磁気センサ、磁気リードスイッチなどを用いた磁気式、その他、静電容量式、渦電流式、共振コイル式など、いくつかの方式が用いられる。光学式は、識別板を高精度に検出できるが、埃、水滴、外乱光に弱いという欠点がある。これに対し、磁気式、静電容量式、渦電流式、共振コイル式などは、光学式に比べて耐環境性に優れる。それゆえ、エレベータにおいて重大な事故を未然に防ぐ安全系の役割を果たすスイッチ、センサには、光学式以外の方式を採用することが一般的である。
【０００８】
例えば特許文献１では、渦電流方式の検出方法が開示されている。具体的には、エレベータの乗りかごとつり合いおもりの昇降を案内するガイドレールに、導電性を有する金属板が設置されると共に、乗りかごには渦電流センサが設けられる。そして、この渦電流センサと識別板とが対向した際のセンサからの出力信号を用いて、かごの位置及び速度が検出されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−３７５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のような着床位置検出装置では、識別板と検出器との距離変動に応じて検出器の出力も大きく変動することが知られている。また、当該装置の中には、乗りかごがリレベルゾーン内に位置するか否かを判定する機能を有するものも存在する。
【００１１】
このとき、ドアゾーン及びリレベルゾーンを識別するために、検出器からの出力を複数の閾値で分割することが考えられる。しかしこの場合、識別板と検出器との距離が変動すると、正確な識別が困難になるという問題がある。
【００１２】
また、ドアゾーンとリレベルゾーンとを別々の位置検出手段で検出する場合には、複数の検出器及び識別板が必要になり、コスト高になるという問題がある。
【００１３】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、ドアゾーン及びリレベルゾーンに対する乗りかごの位置を高精度で検出可能なかご位置検出装置を、低コストで提供することを基本的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の一態様におけるかご位置検出装置は、識別用導体をセンサが検出することで、エレベータのかご位置を検出する。識別用導体は、第１コンダクタンスを有するように複数の穴が形成された第１領域と、第１コンダクタンスと異なる第２コンダクタンスを有する第２領域とを含む。センサは、識別用導体に対して磁界を発生させる磁界発生器と、当該磁界発生器と対にて配置された磁界検出器と、当該磁界検出器に電気的に接続された信号処理部とを備える。磁界検出器は、磁界発生器からの磁界によって識別用導体から発生する渦電流磁界を検出し、信号処理部は、磁界検出器の出力から得られる渦電流磁界の振幅及び／又は位相の情報によって、識別用導体とセンサとの位置関係を識別する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一態様におけるかご位置検出装置によれば、磁界検出器及び信号処理部を備え、磁界検出器の出力を信号処理部にて位相及び／又は位相の情報として取り出すことで、エレベータのかご位置が、例えばドアゾーン内にあるか、リレベルゾーン内にあるか、或いは両ゾーン外にあるかを検出することができる。また、例えば磁界検出器からの検出信号を複数の閾値で分割することにより、検出信号の変動の影響を受け難くすることができ、かご位置の検出精度が高い装置が実現される。
【００１６】
さらに、磁界検出器の出力信号から位相と振幅の２つの異なる検出信号を取り出すことから、磁界検出器は１つで足りる。また、１つの部材から型抜きする際に同時に穴あけ処理を行うことで、識別用導体を１つの部材で製造できる。これらにより、かご位置検出装置を低コストで提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係るかご位置検出装置を用いたエレベータの構成を示す概略図である。
【図２Ａ】本発明の実施の形態１に係るかご位置検出装置を示す構成図である。
【図２Ｂ】かご位置検出装置の識別板をセンサ側から見た図である。
【図３Ａ】導体の導電率×板厚、及び穴の占有率と、渦電流磁界の大きさ（振幅）との関係の一例を示すグラフである。
【図３Ｂ】導体の導電率×板厚、及び穴の占有率と、渦電流磁界の位相との関係の一例を示すグラフである。
【図４】図２Ａでセンサが移動するときの、各時間におけるセンサと識別板との位置関係の一例を示す図である。
【図５】図４に示す時間経過における検出コイルの出力波形及び信号処理回路の出力波形の一例を示すグラフである。
【図６】図４に示すセンサ移動において、識別板に対するセンサの位置と、導体における穴の占有率、位相差検出回路、振幅値検出回路、及びコンパレータの各出力信号との関係の一例を示す説明図である。
【図７】センサと識別板との間の隙間と、渦電流磁界の振幅、位相との関係の一例を示すグラフである。
【図８Ａ】図２Ａに示すかご位置検出装置の第１の変形例を示す構成図である（その１）。
【図８Ｂ】図２Ａに示すかご位置検出装置の第１の変形例を示す構成図である（その２）。
【図９】図２Ａに示すかご位置検出装置の第２の変形例を示す構成図である。
【図１０】図２Ａに示すかご位置検出装置の第２の変形例を示す構成図である（その１）。
【図１１】図２Ａに示すかご位置検出装置の第２の変形例を示す構成図である（その２）。
【図１２】図１１の変形例で生じる磁力線の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係るかご位置検出装置を示す構成図である。
【図１４Ａ】導体の導電率×板厚、及び穴の占有率と、検出コイルの出力（振幅）との関係の一例を示すグラフである。
【図１４Ｂ】導体の導電率×板厚、及び穴の占有率と、検出コイルの出力（位相）との関係の一例を示すグラフである。
【図１５】図１３に示すセンサが移動するときの、各時間におけるセンサと識別板との位置関係の一例を示す図である。
【図１６】図１５に示す時間経過における検出コイルの出力波形及び信号処理回路の出力波形の一例を示す説明図である。
【図１７】図１５に示すセンサ移動において、識別板に対するセンサの位置と、位相差検出回路、振幅値検出回路、及びコンパレータとの関係の一例を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態３に係るかご位置検出装置を説明するための、図６及び図１７に対応する説明図である。
【図１９】本発明の実施の形態４に係るかご位置検出装置を示す構成図である。
【図２０】図１９に示すかご位置検出装置に備わる識別板に対するセンサの位置と、位相差検出回路、振幅値検出回路、及びオフセット補正回路の各出力信号との関係の一例を示す図である。
【図２１Ａ】図１９に示すかご位置検出装置に備わる識別板の変形例を示す図である（その１）。
【図２１Ｂ】図１９に示すかご位置検出装置に備わる識別板の変形例を示す図である（その２）。
【図２２】導体の表面に流れる渦電流の分布を示すコンター図である。
【図２３】検出コイルおよび励磁コイルと導体との間の結合関係を示す概念図である。
【図２４】本発明の実施の形態５に係るかご位置検出装置を示す構成図である。
【図２５Ａ】図１４Ａ、図１４Ｂでの検出コイルの出力電圧の実数成分を示すグラフである。
【図２５Ｂ】図１４Ａ、図１４Ｂでの検出コイルの出力電圧の虚数成分を示すグラフである。
【図２６】本発明の実施の形態６に係るかご位置検出装置に備わる識別板を示す構成図である。
【図２７】乗りかごの昇降に伴って識別板で生じる渦電流の形状の変化を示す概念図であり、（ａ）は図２Ｂの識別板に対応し、（ｂ）は図２６の識別板に対応する。
【図２８Ａ】渦電流のインダクタンス及びスロット間隔と、渦電流磁界の大きさ（振幅）との関係の一例を示すグラフである。
【図２８Ｂ】渦電流のインダクタンス及びスロット間隔と、渦電流磁界の位相との関係の一例を示すグラフである。
【図２９Ａ】図２６に示す識別板の変形例を示す図である（その１）。
【図２９Ｂ】図２６に示す識別板の変形例を示す図である（その２）。
【図２９Ｃ】図２６に示す識別板の変形例を示す図である（その３）。
【図３０】図２６に示す識別板の第２変形例を示す図である。
【図３１】本発明の実施の形態７に係るかご位置検出装置に備わる識別板を示す構成図である。
【図３２Ａ】渦電流のインダクタンス及びスロット間隔と、渦電流磁界の大きさ（振幅）との関係の一例を示すグラフである。
【図３２Ｂ】渦電流のインダクタンス及びスロット間隔と、渦電流磁界の位相との関係の一例を示すグラフである。
【図３３Ａ】図３１に示す識別板の変形例を示す図である（その１）。
【図３３Ｂ】図３１に示す識別板の変形例を示す図である（その２）。
【図３３Ｃ】図３１に示す識別板の変形例を示す図である（その３）。
【図３４】図３１に示す識別板の第２変形例を示す図である。
【図３５】仮想コイル部のアスペクト比を変化させた場合のインダクタンスの変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態であるかご位置検出装置について、図を参照しながら以下に説明する。なお、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。
【００１９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るかご位置検出装置を用いたエレベータの構成を示す概略図である。
この図１は、乗りかご４０が乗り場口１０にある状態を示している。乗り場口１０は、乗り場天井１と乗り場床面２とで構成される。このようなエレベータでは、乗りかご４０とつり合いおもりとをロープ６０で接続し、ロープ６０をモータで巻き上げ、巻き下ろしすることよって、乗りかご４０が昇降路５０内で昇降するようになっている。昇降路５０は、乗り場口１０と側壁３とで構成される。ロープ６０の移動量及び移動方向は、図示しないエレベータ制御装置によって管理されている。
【００２０】
また、乗りかご４０の位置は、モータに接続されたエンコーダから出力されるインクリメンタルパルスをカウントすることで検出できる。パルスのカウント値は、かご位置検出装置１０１がドアゾーンを検出した時点でリセットされる。その後、設定値によってモータが制御されて、乗りかご４０の所定階への着床がなされる。また、乗りかごの下部には、乗りかご４０とエレベータ制御装置との間で信号伝送を行うための信号ケーブルが設けられている。
【００２１】
図２Ａは、本発明の実施の形態１に係るかご位置検出装置を示す構成図である。なお、図２Ａにおいても、識別板１２０は昇降路５０の側壁に固定される。また、センサ１３０は乗りかご４０に設置されており、エレベータの昇降方向（±Ｘ方向）に可動である。
かご位置検出装置１０１は、図２Ａに示すように、識別板１２０とセンサ１３０とを備え、識別板１２０をセンサ１３０が検出することで、かご位置を検出するための装置である。識別板１２０は、特許請求の範囲の「識別用導体」の一例に相当する。
【００２２】
図１に示したように、乗りかご４０側にセンサ１３０が設置され、識別板１２０は、昇降路５０の側面に設置され、識別板１２０とセンサ１３０とは、隙間を介して配置されている。また、識別板１２０は乗り場床の下側に、センサ１３０は乗りかご４０の下部で乗り場側に、それぞれ固定されている。ただし、これらに限定されることなく、センサ１３０が識別板１２０を検出可能であれば、センサ１３０は乗りかご４０のいずれの部分に設置されてもよく、また同様に、識別板１２０は昇降路５０のどの位置に固定されても構わない。さらに、本実施形態１とは逆に、センサ１３０が昇降路５０側、識別板１２０が乗りかご４０側にそれぞれ配置されても構わない。
【００２３】
次に、センサ１３０の構成について説明する。
センサ１３０は、識別板１２０に対して磁界を発生させる励磁コイル１３１Ｂと、励磁コイル１３１Ｂと対にて配置された検出コイル１３１Ａと、検出コイル１３１Ａ及び励磁コイル１３１Ｂに電気的に接続された信号処理部とを主として備える。さらにセンサ１３０は、励磁コイル１３１Ｂに周波数ｆの交流電圧を印加する交流電源１３２を備えている。検出コイル１３１Ａ、励磁コイル１３１Ｂは、それぞれ特許請求の範囲の「磁界検出器」「磁界発生器」の一例に相当する。
【００２４】
検出コイル１３１Ａ及び励磁コイル１３１Ｂは、例えば非磁性体からなるコイルボビン１３１Ｃに巻回されている。励磁コイル１３１Ｂは、交流電源１３２に電気的に接続されている。図２Ａに示すように、検出コイル１３１Ａは、例えば識別板１２０に近接配置されている。また、コイルボビン１３１Ｃは、１つの部材であって、識別板１２０の長手方向に対して交差、好ましくは直交する方向に延在している。各図では、コイルボビン１３１Ｃが識別板１２０の長手方向に対して直交配置された場合について示している。
【００２５】
信号処理部は、交流磁界成分除去回路１３３、位相差検出回路１３４、振幅値検出回路１３５及びコンパレータ１３６，１３７などで構成される。交流磁界成分除去回路１３３は、位相差検出回路１３４及び振幅値検出回路１３５に電気的に接続され、位相差検出回路１３４はコンパレータ１３７に、振幅値検出回路１３５はコンパレータ１３６に、それぞれ電気的に接続されている。コンパレータ１３６，１３７は、特許請求の範囲の「比較部」の一例に相当する。
【００２６】
交流磁界成分除去回路１３３は、検出コイル１３１Ａから出力された電圧波形の内、渦電流磁界成分のみを取り出した電圧Ｖ１を出力する。この交流磁界成分除去回路１３３は、例えば、ディレイ回路と差動増幅器、又はホイーストンブリッジ回路により構成することができる。
【００２７】
振幅値検出回路１３５は、交流磁界成分除去回路１３３の出力電圧Ｖ１から、振幅電圧Ｖ２を抽出し、コンパレータ１３６へ出力する。コンパレータ１３６は、入力された振幅電圧Ｖ２と所定の閾値とを比較し、振幅電圧Ｖ２が閾値以上の値である場合には、電圧Ｖ４をＨｉｇｈ（１）として出力する。一方、振幅電圧Ｖ２が閾値未満の値である場合、コンパレータ１３６は、電圧Ｖ４をＬｏｗ（０）として出力する。
【００２８】
位相差検出回路１３４は、交流磁界成分除去回路１３３の出力電圧Ｖ１と、励磁コイル１３１Ｂの出力電流波形との位相差に比例した電圧Ｖ３をコンパレータ１３７へ出力する。コンパレータ１３７は、入力された電圧Ｖ３と所定の閾値とを比較し、位相差が閾値以上の値である場合、電圧Ｖ５をＨｉｇｈ（１）として出力する。一方、位相差が閾値未満の値である場合、コンパレータ１３７は、電圧Ｖ５をＬｏｗ（０）として出力する。
【００２９】
電圧Ｖ２，Ｖ３のそれぞれの閾値の設定方法については後述するが、このように複数の閾値を設定することにより、識別板１２０とセンサ１３０との位置関係を識別することができる。
【００３０】
図２Ｂは、かご位置検出装置の識別板をセンサ側から見た図である。
識別板１２０は、１枚の導体板であって、穴無し部１２１及び穴空き部１２２を含み、外部から交流磁界が作用したときに渦電流を生じるようになっている。識別板１２０の穴無し部１２１及び穴空き部１２２は、エレベータの昇降方向に沿った長手方向に連続して配置されている。穴空き部１２２に形成された穴の形状としては円形を想定しているが、例えば三角形、四角形のような多角形、その他楕円形など任意の形状でも構わない。ただし、穴の形状は、乗りかご４０の昇降方向（Ｘ方向）と当該昇降方向に対して垂直な方向（Ｙ方向）とで等方的であることが好ましい。また、識別板１２０の材料として、例えば磁性ＳＵＳ（ステンレス）、非磁性ＳＵＳ、Ｃｕ、Ａｌなどを用いることができる。また、識別板１２０は、１つの板材から型抜きする際に同時に穴あけ処理を行って製造される。
【００３１】
ここで、図３Ａ、図３Ｂを参照し、複数の穴が形成された導体と、検出コイル１３１Ａ及び励磁コイル１３１Ｂとの一般的な相互作用について説明する。なお、図３Ａ、図３Ｂで導体に形成された穴は、導体と検出コイル１３１Ａ又は励磁コイル１３１Ｂとの最近接距離Ｌより充分小さく、穴は略均一に形成されているとする。導体としては、本実施形態１のような板状の導体を想定している。
【００３２】
この図３Ａ、図３Ｂは、導体の導電率×板厚、及び穴の占有率と、それぞれ渦電流磁界の大きさ（振幅）、位相との関係の一例を示すグラフである。図３Ａ、図３Ｂで、横軸は導電率×板厚σ・ｄ、及び穴の占有率ｐであり、縦軸はそれぞれ渦電流磁界の大きさ（振幅）、位相である。
「穴の占有率」は、穴径と穴間隔を基に計算可能な、穴が導体にて占める割合（パーセント）を示す。ｐ＝０％は穴が存在しないことを、ｐ＝１００％は導体が存在しないことを示す。
【００３３】
一般に、導体に交流磁界を印加すると、導体表面から内部にかけて渦電流が流れる。この渦電流から生じる渦電流磁界の値、即ち振幅と位相は、導体の外形寸法（縦、横）、透磁率μ、及び交流磁界の周波数が一定の場合、導体の導電率σ×板厚ｄに比例する。したがって、導体外部の検出コイル１３１Ａからの出力電圧は、導電率σ×板厚ｄに比例したものとなる。
【００３４】
図２２は、導体の表面に流れる渦電流の分布を示すコンター図である。図２３は、検出コイル１３１Ａおよび励磁コイル１３１Ｂと導体との間の結合関係を示す概念図である。
導体が充分大きい場合、図２２に示すように渦電流は円形に流れる。このとき、導体外部の検出コイル１３１Ａから見て、渦電流が流れる導体部分は、渦電流分布の形状に沿ったインダクタンスＬを有する仮想コイル部と見なすことができる。即ち、図２３に示すように、検出コイル１３１Ａ、励磁コイル１３１Ｂおよび導体は、ある結合定数Ｋ１、Ｋ２で結合した電気回路と見なすことができる。また、導体を示す回路全体は、上記インダクタンスＬと導体のレジスタンスＲ（即ち、導電率σ×板厚ｄに比例）の直列回路となる。したがって、導体中の穴の占有率を変化させることにより、導体の見かけ上のレジスタンスを変化させ、導体中の渦電流発生量を任意に変化させることが可能である。
以上より、導体外部の検出コイル１３１Ａからの出力電圧は、穴の占有率にも比例したものとなる。
【００３５】
図３Ａ、図３Ｂに戻り、横軸σ・ｄに注目すると、渦電流磁界の振幅及び位相は、導電率×板厚の上昇に伴って、共に始めは単調増加し、以降は一定値に収束する傾向を示すことが判る。次に、横軸ｐに注目すると、導体での穴の占有率の上昇は、導電率×板厚の上昇と逆の挙動を示すことが判る。
【００３６】
このように、穴の占有率を変更することは、見かけ上、導電率、板厚を変更するのと同じ効果がある。例えば板厚が一定の場合、穴の占有率が変化すると、見かけ上の導電率、換言すると導体のコンダクタンスが変化する。これは図２３では、導体中のレジスタンスＲ（＝１／コンダクタンス）が変化することに相当する。さらに、穴の穴径が大きい、穴が不均一に形成されているなどの場合、センサ１３０がエレベータの昇降方向（Ｘ方向）に移動すると、個々の穴に対応して渦電流の流れ方が変化する。これは図２３では、導体中のインダクタンスＬが変化することに相当する。これにより、発生する渦電流磁界も個々の穴に対応して変化する。インダクタンスＬの変化について、詳しくは後述する。
【００３７】
それゆえ、穴空き部１２２の穴の穴径は充分に小さいことが好ましい。このとき、当該穴径は、少なくとも識別板１２０と検出コイル１３１Ａ又は励磁コイル１３１Ｂとの最近接距離Ｌより小さいようにする。穴の形状が円形以外の場合、穴の面積が、検出コイル１３１Ａ又は励磁コイル１３１Ｂと識別板１２０との最近接距離Ｌを直径とした円の面積より小さいようにする。
【００３８】
また、各穴は、均一な寸法及び間隔で形成されていることが好ましい。さらに、各穴は、Ｘ方向とＹ方向とで等方的に分布していることが好ましい。これにより、乗りかご４０がＸ方向に移動しても渦電流の流れ方は殆ど変わらないため、結果として、個々の穴に対応した渦電流磁界の変化を抑制できる。
【００３９】
さらに、同様の理由で、穴空き部１２２では、Ｌ２で規定される面積当たり２つ以上の密度で穴が形成されることが好ましい。
【００４０】
このように、導体の導電率、板厚だけでなく、穴の占有率（穴径、穴間隔）を変更することにより、同じ導体にて、コンダクタンス、即ち渦電流の振幅、位相を自由に変更可能である。渦電流磁界の振幅値及び位相は、「導体無」＜「導体穴有り」＜「導体穴無し」の関係となるため、この関係を利用して、渦電流磁界の振幅値及び位相を検出し、検出コイル１３１Ａ及び励磁コイル１３１Ｂと識別板１２０との位置関係を知ることができる。
【００４１】
またこのように、導体に交流磁界を印加すると、導体の導電率、板厚に対応した渦電流が導体に発生し、それに伴い導体から渦電流磁界が発生する。それゆえ、導体の近傍に、渦電流磁界と交流磁界を検出する磁界検出器として、コイル又はホール素子、磁気抵抗素子などの磁気センサを設けることによって、当該磁気センサの出力信号から、渦電流磁界のみ、又は渦電流磁界と交流磁界との合成磁界の振幅値、及び、交流磁界に対する位相の変化量を知ることができる。
【００４２】
以上の理論を、本実施形態１の識別板１２０と、検出コイル１３１Ａ及び励磁コイル１３１Ｂとの相互作用に適用すると、以下のように説明できる。
即ち、交流電源１３２から励磁コイル１３１Ｂに、周波数ｆ、一定振幅の交流電流を通電することにより、励磁コイル１３１Ｂの周辺に周波数ｆの交流磁界が発生する。そして、励磁コイル１３１Ｂと同軸上に配置した検出コイル１３１Ａにて、励磁コイル１３１Ｂからの交流磁界を検出可能である。それゆえ、励磁コイル１３１Ｂ及び検出コイル１３１Ａの近傍に導体が存在しない場合には、検出コイル１３１Ａは、周波数ｆ、一定振幅の交流信号のみを出力する。
【００４３】
一方、励磁コイル１３１Ｂが識別板１２０に対向した場合、励磁コイル１３１Ｂから生じる周波数ｆの交流磁界が識別板１２０に印加される。これにより、識別板１２０で渦電流が発生し、識別板１２０から渦電流磁界が生じることになる。したがって、検出コイル１３１Ａは、励磁コイル１３１Ｂからの交流磁界成分と識別板１２０からの渦電流磁界成分を合成した信号を出力する。
【００４４】
また、ある階へのかご４０の着床制御では、ドアゾーン及びリレベルゾーンを考慮することが望ましい。即ち、センサ３０がドアゾーンの位置にあるか、リレベルゾーンの位置にあるか、或いは両ゾーン外にあるかを識別することが望ましい。
【００４５】
そこで、識別板１２０の穴無し部１２１の導電率σ及び板厚ｄは、図３Ａ、図３Ｂの横軸に符号Ｂで示す最適な導体の導電率×板厚σ・ｄとなるように調整される。また、識別板１２０の穴空き部１２２の穴径及び穴間隔は、穴無し部１２１で調整された導電率σ及び板厚ｄを有することを前提として、図３Ａ、図３Ｂの横軸に符号Ａで示す最適な穴の占有率ｐを有するように調整される。
【００４６】
また、図２Ａに示したように、穴無し部１２１は、リレベルゾーンを検出すべき領域に位置決めされ、穴空き部１２２は、リレベルゾーンを除くドアゾーンを検出すべき領域に位置決めされる。例えば、交流電源１３２の周波数ｆが１００ｋＨｚの場合には、穴無し部１２１を板厚１．５ｍｍのアルミニウム合金（Ａ５０５２）とし、穴空き部１２２を板厚１．５ｍｍの穴あきアルミニウム合金（Ａ５０５２）（穴の占有率９０％）とすることで、最適な識別板１２０の導電率×板厚σ・ｄ及び穴の占有率ｐを実現することができる。
【００４７】
上述したように、識別板１２０の導体の板厚と導電率が大きい程、渦電流磁界の振幅値及び位相は大きくなる。よって、導体の板厚を大きくする代わりに、導体の金属種を変更し、即ち導電率が異なる金属種を用いることで、識別板１２０の板厚を一定又は小さくすることもできる。この場合、低コスト化及び重量減少が図られ、識別板１２０の据付性を向上させることができる。
【００４８】
次に、かご位置検出装置１０１の動作について、図４から図７を参照して説明する。まず、図４は、図２Ａでセンサが移動するときの、各時間におけるセンサと識別板との位置関係の一例を示す図である。図４で、センサ１３０は、識別板１２０の範囲外から識別板１２０の方へ向かう方向（＋Ｘ方向）に移動するものとする。
検出コイル１３１Ａ及び励磁コイル１３１Ｂは、導体無し（ｔ０からｔ１）、穴空き部１２１（ｔ１からｔ２）、穴無し部１２２（ｔ２からｔ３）、穴空き部１２１（ｔ３からｔ４）、導体無し（ｔ４からｔ５）の順に移動し、識別板１２０の穴無し部１２１又は穴空き部１２２と対向する。
【００４９】
図５は、図４に示す時間経過における検出コイルの出力波形及び信号処理回路の出力波形の一例を示すグラフである。図５のグラフの横軸は時間、縦軸は励磁電流、交流磁界成分除去回路１３３の出力Ｖ１、振幅値検出回路１３５の出力Ｖ２及び位相差検出回路１３４の出力Ｖ３である。また、図６は、図４に示すセンサ移動において、識別板に対するセンサの位置と、導体における穴の占有率、位相差検出回路、振幅値検出回路、及びコンパレータの各出力信号との関係の一例を示す説明図である。
【００５０】
図５から明らかなように、出力Ｖ２，Ｖ３は、時間ｔ１からｔ４で値が増減する。また図６において、閾値Ｔ１，Ｔ２は、コンパレータ１３６，１３７を動作させるための基準電圧の値である。これらの値Ｔ１，Ｔ２を適切に設定することによって、ドアゾーン内、リレベルゾーン内又はこれらのゾーン外に対応したＨｉｇｈ（１）、Ｌｏｗ（０）の信号Ｖ４，Ｖ５がセンサ１３０から出力され、エレベータ制御装置に送信される。例えば、ドアゾーンに対応したＨｉｇｈ（１）の信号Ｖ４は、ドア開閉準備信号として、リレベルゾーンに対応するＨｉｇｈ（１）の信号Ｖ５は、ドア開閉許可信号として送信される。
【００５１】
ここで、閾値Ｔ１，Ｔ２の設定方法について図７を参照して説明する。この図７は、センサと識別板との間の隙間と、渦電流磁界の振幅、位相との関係の一例を示すグラフである。
一般的に、エレベータの乗りかご４０は、昇降路５０にレールに沿って吊り下げられているため、エレベータの昇降方向にほぼ直交する方向において、一定範囲で揺れる。このとき、識別板１２０とセンサ１３０との隙間は変動する。図７では、この変動の中心位置での隙間をＬ、変動幅をΔＬとしている。この隙間Ｌは、上述の検出コイル１３１Ａ又は励磁コイル１３１Ｂと識別板１２０との最近接距離に一致する。
【００５２】
上記隙間が増大すると、識別板１２０と検出コイル１３１Ａとの距離が大きくなるため、検出コイル１３１Ａが検知する渦電流磁界は小さくなる。それゆえ、隙間増大時における渦電流磁界の振幅は、図７に示すように単調に減少する。一方、検出コイル１３１Ａが検知する磁界は、穴無し部１２１、穴空き部１２２からの渦電流磁界の合成磁界である。それゆえ、隙間の大きさに対して識別板１２０の板厚が充分に小さければ、図７に示すように、隙間の大きさが変動しても、渦電流磁界の位相そのものは殆ど変動しない。
【００５３】
そこで、ドアゾーンを決定するコンパレータ１３６の閾値Ｔ１は、隙間増大時の渦電流磁界の振幅が閾値以上となるようにすればよく、例えば図７に点線で示すような値に設定すればよい。
【００５４】
次に、隙間変動時も渦電流の位相差そのものは変化しないため、リレベルゾーンを決定するコンパレータ１３７の閾値Ｔ２は、図３Ｂに示すように、穴無し部１２１（符号Ｂ）と穴空き部１２２（符号Ａ）との間で設定すればよい。
なお、本実施形態１では図２に示すように、穴無し部１２１をリレベルゾーンの検出に用いているが、穴無し部１２１と穴空き部１２２とを入れ替えて穴空き部１２１をリレベルゾーン検出用に用いても構わない。これは、他の実施形態でも同様である。
【００５５】
以上説明したように、かご位置検出装置１０１によれば、検出コイル１３１Ａの出力を信号処理部にて位相及び位相の情報として取り出すことで、乗りかご４０の位置がドアゾーン内にあるか、リレベルゾーン内にあるか、或いは両ゾーン外にあるかを、独立して検出することができる。また、検出コイル１３１Ａからの検出信号を複数の閾値で分割することにより、検出信号の変動の影響を受け難くすることができ、検出精度の高い装置が実現される。
【００５６】
また、識別板１２０を検出する検出器は、１つの検出コイル１３１Ａで足りる。さらに、１つの板材から型抜きする際に同時に穴あけ処理を行うことで、識別板１２０を１つの部材で製造できる。これらにより、かご位置検出装置１０１を低コストで提供可能となる。
【００５７】
（変形例）
以下、図８Ａから図１２を参照し、本実施形態１に係るかご位置検出装置の変形例について説明する。
第１の変形例では、図８Ａに示すように、検出コイル１３１Ａ及び励磁コイル１３１Ｂのコイル内部に、高透磁率の棒状磁性体コア１３１Ｄが挿入される。これにより、励磁コイル１３１Ｂからの交流磁界、検出磁界が増強される。或いは、図８Ｂに示すように、検出コイル１３１Ａ及び励磁コイル１３１Ｂに対して、端部を尖らせた針状磁性体コア１３１Ｅが挿入されても構わない。これにより、交流磁界の指向性、位置検出精度などを高めることができる。
【００５８】
第２の変形例では、図９に示すように、検出コイル１３１Ａ及び励磁コイル１３１Ｂが、エレベータの昇降方向に対して交差する、或いは直交する左右方向から識別板１２０を挟み込む構成が採られる。このように、検出コイル１３１Ａと励磁コイル１３１Ｂとは、必ずしも同一のコイルボビンに巻回される必要はない。
【００５９】
第３の変形例では、図１０、図１１に示すように、検出コイル１３１Ａを差動出力とすることにより、或いは検出コイル１３１Ａと励磁コイル１３１Ｂとが交差するように配置することで、交流磁界成分除去回路１３３を用いず、検出コイル１３１Ａの出力電圧から交流磁界成分を除去することができる。これにより、さらに低コストで装置を提供可能となる。以下、それぞれの構成について説明する。
【００６０】
図１０に示すセンサ１３０−２では、２つの検出コイル１３１Ａが設けられ、各検出コイル１３１Ａは、エレベータの昇降方向に対して直交する方向、即ち隙間方向において、励磁コイル１３１Ｂを挟むように、かつ励磁コイル１３１Ｂから等距離の位置に配置されている。それゆえ、各検出コイル１３１Ａには、同強度の交流磁界が加わっている。ここで、識別板１２０と検出コイル１３１Ａとの間の隙間寸法に対して、識別板１２０の板厚を大きくすることで、渦電流磁界の位相の隙間変動がある程度大きくなる。このとき、各検出コイル１３１Ａの出力を差動出力とすると、励磁コイル１３１Ｂによる交流磁界は各検出コイル１３１Ａの位置で同一であるが、渦電流磁界は識別板１２０からの距離に応じて異なるため、渦電流磁界成分のみが検出コイル１３１Ａから出力される。
【００６１】
また、図１１に示すセンサ１３０−３では、検出コイル１３１Ａは、識別板１２０と平行又はほぼ平行に配置され、励磁コイル１３１Ｂは、エレベータの昇降方向に対して直交する方向に沿って配置される。このように配置された検出コイル１３１Ａでの交流磁界及び渦電流磁界の磁力線の一例を図１２に示す。実線が励磁磁界の磁力線であり、その向きは、検出コイル１３１Ａの軸方向と直交している。それゆえ、検出コイル１３１Ａの出力は、交流磁界成分を含まない。さらに、点線は渦電流磁界の磁力線であり、検出コイル１３１Ａの位置での渦電流磁界の向きと、検出コイル１３１Ａの軸方向とは一致する。このように、検出コイル１３１Ａには渦電流磁界のみが加わるため、検出コイル１３１Ａからは渦電流磁界成分のみが出力される。
【００６２】
実施の形態２．
図１３は、本発明の実施の形態２に係るかご位置検出装置を示す構成図である。
かご位置検出装置１０２では、図１３に示すように、エレベータの昇降方向に対して交差する、或いは直交する方向において、識別板１２０を挟むように検出コイル１３１Ａと励磁コイル１３１Ｂとが配置されている。図１３に示すセンサ１３０−４は、交流磁界成分除去回路１３３を有しない。このような構成では、検出コイル１３１Ａは、励磁磁界と渦電流磁界との合成磁界に応じた電圧を出力する。その他の構成は、実施形態１の変形例として説明した図９の構成と同様の構成であり、説明を省略する。また、本実施形態２では、穴無し部１２１と穴空き部１２２の配置が実施形態１と逆であるが、これに限られることなく、実施形態１と同様の配置でも構わない。
【００６３】
図１４Ａ、図１４Ｂは、導体の導電率×板厚、及び穴の占有率と、それぞれ検出コイルの出力である振幅、位相との関係の一例を示すグラフである。図１４、図１４Ｂのグラフは、図３Ａ、図３Ｂのグラフに対応するところ、両グラフの形状が異なる理由について説明する。
導電率×板厚がゼロの場合、渦電流磁界と交流磁界の位相差は９０度である。また、図３Ｂに示したように、導電率×板厚が充分に大きい場合、渦電流磁界と交流磁界の位相差は飽和して１８０度に限りなく近づく。それゆえ、導電率×板厚が大きくなると、検出コイル１３１Ａには、交流磁界とほぼ逆位相の渦電流磁界が加わる。さらに、図３Ａに示したように、導電率×板厚の上昇に伴って振幅が単調増加する。したがって、図１４Ａに示すように、導電率×板厚の上昇に伴って、検出コイル１３１Ａの出力（振幅）は小さくなる。
【００６４】
また、図３Ｂに示したように、導電率×板厚が充分に小さい場合、交流磁界と渦電流磁界の位相差は大きいが、渦電流磁界の振幅が小さい。それゆえ、交流磁界と渦電流磁界との合成磁界の位相は、ほぼ励磁磁界の位相と考えられ、合成磁界の励磁磁界に対する位相差、即ち検出コイル１３１Ａの出力（位相）は充分に小さくなる。一方、導電率×板厚が充分に大きい場合、交流磁界と渦電流磁界とがほぼ逆位相となるため、合成磁界の励磁磁界に対する位相差は小さくなる。したがって、図１４Ｂに示すように、検出コイル１３１Ａの出力（振幅）は、導電率×板厚がある中間値のときに最大となる。さらに導電率×板厚が上昇すると、位相差は、渦電流磁界が生じない、即ち導電率×板厚がゼロ（又は穴の占有率ｐ＝１００）のときの値に近づく。
【００６５】
そこで、識別板１２０の穴無し部１２１の導電率σ及び板厚ｄは、図１４Ａ、図１４Ｂの横軸に符号Ｂで示す最適な導体の導電率×板厚σ・ｄとなるように調整される。このとき、符号Ａで示す位置は、上記の検出コイル１３１Ａの出力（位相）が最大となる位置とすることができる。また、識別板１２０の穴空き部１２２の穴径及び穴間隔は、穴無し部１２１で調整された導電率σ及び板厚ｄを有することを前提として、図１４Ａ、図１４の横軸に符号Ａで示す最適な穴の占有率ｐを有するように調整される。
【００６６】
また、図１３に示したように、穴空き部１２２は、リレベルゾーンを検出すべき領域に位置決めされ、穴無し部１２１は、リレベルゾーンを除くドアゾーンを検出すべき領域に位置決めされる。例えば、交流電源１３２の周波数ｆが１００ｋＨｚの場合、穴無し部１２１を板厚１．５ｍｍのアルミニウム合金（Ａ５０５２）、とし、穴空き部１２２を板厚１．５ｍｍの穴あきアルミニウム合金（Ａ５０５２）（穴の占有率９０％）とすることで、最適な識別板１２０の導電率×板厚σ・ｄ及び穴の占有率ｐを実現することができる。
【００６７】
かご位置検出装置１０２の動作について、図１５から図１７を参照して説明する。この図１５から図１７は、図４から図６に対応する。
図１５に示すように、出力Ｖ２及び出力Ｖ３は、時間ｔ７からｔ１０の間で値が増減する。これらの値Ｔ１，Ｔ２を適切に設定することによって、ドアゾーン内、リレベルゾーン内又はこれらのゾーン外に対応したＨｉｇｈ（１）、Ｌｏｗ（０）の信号Ｖ４，Ｖ５がセンサ１３０から出力され、エレベータ制御装置に送信される。
【００６８】
ここで、閾値Ｔ１，Ｔ２の設定方法について説明する。
本実施形態２では、図１３に示したように、識別板１２０を挟むように検出コイル１３１Ａと励磁コイル１３１Ｂとが配置されている。上述したように、昇降中に乗りかご４０の揺れが生じ、検出コイル１３１Ａと識別板１２０との距離が増大すると、検出コイル１３１Ａが検知する合成磁界のうち、識別板１２０からの渦電流磁界の割合は減少する。一方、励磁コイル１３１Ｂと識別板１２０との距離は減少するため、識別板１２０から生じる渦電流磁界の強度は増大する。それゆえ、乗りかご４０が揺れても、検出コイル１３１Ａに加わる渦電流磁界の強度は殆ど変動しない。したがって、乗りかご４０が揺れても、検出コイル１３１Ａが出力する、励磁磁界と渦電流磁界との合成磁界に相当する電圧も、殆ど変動しない。
【００６９】
これにより、本実施形態２では、実施形態１のように、識別板１２０とセンサ１３０との間の隙間の変動幅ΔＬを考慮して閾値Ｔ１，Ｔ２を決定する必要がない。そこで、ドアゾーンを決定するコンパレータ１３６の閾値Ｔ１は、図１４Ａに示すように、導体無し（ｐ＝１００）と穴空き部１２２（符号Ａ）との間に閾値Ｔ１を設定すればよい。次に、リレベルゾーンを決定するコンパレータ１３７の閾値Ｔ２は、図１４Ｂに示すように、穴無し部１２１（符号Ｂ）と穴空き部１２２（符号Ａ）との間に閾値Ｔ２を設定すればよい。
【００７０】
以上説明したように、かご位置検出装置１０２によれば、上述した実施形態１のかご位置検出装置１０１が奏する効果を得ることができる。
【００７１】
特に、かご位置検出装置１０２によれば、交流磁界成分除去回路１３３を省いたことから、さらに低コストで装置を提供可能である。また、検出コイル１３１Ａと励磁コイル１３１Ｂとが識別板１２０を挟むように配置された構成により、乗りかご４０の揺れに対する検出コイル１３１Ａの出力信号の変動を低く抑えることができる。これにより、閾値の設定によらず、かご４０の位置を検出できるため、装置の検出範囲をさらに広げることができるという効果がある。
【００７２】
実施の形態３．
次に、図１８の説明図を参照して、本発明の実施の形態３に係るかご位置検出装置１０３について説明する。
かご位置検出装置１０３は、実施形態２のかご位置検出装置１０２の構成と基本的に同じ構成を有するところ、コンパレータ１３７が２つの閾値を有する点で、かご位置検出装置１０２と相違する。この相違部分について、以下に詳しく説明する。
【００７３】
センサ１３０が、識別板１２０の範囲外から識別板１２０へ向かう方向（Ｘ方向）に移動するとき、位相差検出回路１３４の出力Ｖ３、及び振幅値検出回路１３５の出力Ｖ２が図１８に示すように変化する。このとき、２つの閾値Ｔ３，Ｔ４を有するコンパレータ１３７では、位相差検出回路１３４の出力Ｖ３について、２つの閾値Ｔ３と閾値Ｔ４とで３つの出力値に分割された電圧Ｖ５が出力される。即ち、ドアゾーン内、リレベルゾーン内又はこれらのゾーン外に対応したＨｉｇｈ（２）、Ｈｉｇｈ（１）、Ｌｏｗ（０）の信号Ｖ５がセンサ１３０から出力される。このとき、ドアゾーン内又はゾーン外に対応したＨｉｇｈ（１）、Ｌｏｗ（０）の信号Ｖ４もまた、センサ１３０から出力される。
【００７４】
以上説明したように、かご位置検出装置１０３によれば、位相差検出回路１３４の出力のみを用いて、乗りかご４０の位置がドアゾーン内にあるか、リレベルゾーン内にあるか、或いは両ゾーン外にあるかを検出することができる。
【００７５】
さらに、信号Ｖ５と、振幅値検出回路１３５の出力Ｖ２が供給されるコンパレータ１３６からの信号Ｖ４とを組み合わせることで、かご位置の検出精度をさらに向上させることが可能となる。
【００７６】
本実施形態３では、位相についてのコンパレータ１３７が２つの閾値を有するように構成したが、勿論、振幅についてのコンパレータ１３６が２つの閾値を有するように構成しても構わない。また、本実施形態３のように、１つのコンパレータに複数の閾値を設ける構成を、他の実施形態に適用しても構わないことは自明である。例えば、実施形態１の構成に適用する場合には、乗りかご４０の揺れに起因した振幅値検出回路１３５の出力Ｖ２の変動を考慮しても構わない。即ち、当該揺れに対する変動が小さい位相差検出回路１３４の出力Ｖ３に、２つの閾値を設定することができる。
【００７７】
実施の形態４．
図１９は、本発明の実施の形態４に係るかご位置検出装置を示す構成図である。
かご位置検出装置１０４では、識別板１２０の構成が変更され、コンパレータ１３７がオフセット補正回路１３８に変更されている。その他の構成は、実施形態１のかご位置検出装置１０１と同様であり、説明を省略する。以下、相違点について詳しく説明する。
【００７８】
図１９に示すように、識別板１２０−２は、２つの穴空き部１２２−１，１２２−２を含む。穴空き部１２２−１については実施形態１と同様である。穴空き部１２２−２に形成された穴は、占有率がセンサ１３０の移動方向（Ｘ方向）について徐々に変化するように、即ち、穴の密度が徐々に変化するように形成されている。
【００７９】
このような識別板１２０−２に対して、センサ１３０−５が、識別板１２０−２の範囲外から識別板１２０−２へ向かってＸ方向に移動した場合、位相差検出回路１３４の出力Ｖ３及び振幅値検出回路１３５の出力Ｖ２は、図２０に示すように、検出コイル１３１Ａ及び励磁コイル１３１Ｂが対向する箇所での導体１２２−２の穴の占有率に応じた出力値となる。即ち、出力Ｖ３及び出力Ｖ２は、導体１２２−２の穴の占有率が小さい程、大きい値となる。この特性を利用することで、識別板１２０−２内でのセンサ１３０−５の絶対位置を検出できる。
【００８０】
位相差検出回路１３４の出力Ｖ３が供給されるオフセット補正回路１３８は、ゼロ点補正などを行う回路であって、例えばオペアンプなどで構成される。オフセット補正回路１３８は、図２０に示すように、導体１２２−２の領域に対応するリレベルゾーン内でのみ、リレベルゾーン内の絶対位置に対応した電圧Ｖ５をＬｏｗ（０）からＨｉｇｈ（１）の間において無段階で出力する。
【００８１】
したがって、かご位置検出装置１０４によれば、上述した実施形態１のかご位置検出装置１０１が奏する効果を得ることができる。さらに、リレベルゾーン内において、リレベルゾーンの検知だけでなく、乗りかご４０のリレベルゾーン内での絶対位置を検出することができる。
【００８２】
本実施形態４では、識別板１２０−２の全体に渡って穴が形成された構成としたが、実施形態１から３のように、穴無し部と穴空き部とを有する識別板において、穴空き部に徐々に占有率が変化するように穴が形成された構成でも構わない。
【００８３】
（変形例）
図２１Ａ、図２１Ｂは、図１９に示すかご位置検出装置に備わる識別板の変形例を示す図である。
図２１Ａに示す変形例では、識別板１２０−３の全体に渡って穴の占有率が徐々に変化するように形成されている。この構成により、リレベルゾーンを含めたドアゾーン全体で、各ゾーン内でのかご４０の絶対位置を検出可能となる。また、図２１Ｂに示す変形例では、識別板１２０−４の全体に渡って穴の占有率が階段状に変化するように形成されている。この構成により、ドアゾーン内を複数のゾーンとして検出可能となる。
【００８４】
実施の形態５．
図２４は、本発明の実施の形態５に係るかご位置検出装置を示す構成図である。
かご位置検出装置１０５では、信号処理部の構成が変更され、位相差検出回路１３４及び振幅値検出回路１３５がＩＱ検波回路１３９に変更されている。その他の構成は、実施形態２のかご位置検出装置１０２と同様であり、説明を省略する。以下、相違点について詳しく説明する。
【００８５】
ＩＱ検波回路１３９は交流電源１３２に接続されており、交流電源１３２からの信号を基準信号として、検出コイル１３１Ａからの信号をＩＱ検波（直交検波）する。ＩＱ検波回路１３９が出力するＶ２、Ｖ３はそれぞれ、検出コイル１３１Ａの出力電圧の実数成分、虚数成分に対応する。図２５Ａ、図２５Ｂは、図１４Ａ、図１４Ｂでの検出コイル１３１Ａの出力電圧の実数成分、虚数成分を示すグラフであり、それぞれ図１４Ａ、図１４Ｂでの検出コイル１３１Ａの振幅と位相から求めた振幅×ｃｏｓ（位相）、振幅×ｓｉｎ（位相）に対応する。
【００８６】
図２５Ａ、図２５Ｂのグラフは、図１４Ａ、図１４Ｂとそれぞれ同様の振る舞いを示すことが判る。それゆえ、実施形態２で、検出コイル１３１Ａの出力電圧の振幅、位相を実数成分、虚数成分に置換しても、実施形態２と同様の効果が得られる。
【００８７】
なお、本実施形態５では、図１３のセンサ１３０−４において位相差検出回路１３４、振幅値検出回路１３５の代わりにＩＱ検波回路１３９を用いる構成について説明したが、同様に、図１９のセンサ１３０−５でＩＱ検波回路１３９を用いても構わない。
【００８８】
実施の形態６．
図２６は、本発明の実施の形態６に係るかご位置検出装置に備わる識別板を示す構成図である。
本実施形態６は、識別板の構成のみが実施形態１と異なる。その他の構成については同様であり、説明を省略する。以下、相違点について詳しく説明する。
【００８９】
識別板１２０−５では、穴無し部１２１と穴空き部１２２の配置が実施形態１と逆であり、即ち実施形態２の配置と同様である。また、識別板１２０−５の穴空き部１２２には、Ｘ方向に延びる複数の細長い穴が形成されている。以下、この細長い穴をスロット部１２３という。スロット部１２３は長円形に図示しているが、楕円形などでも構わない。スロット部１２３のＸ方向の長さは、上記距離Ｌよりも充分大きい。また、スロット部１２３は、Ｙ方向に一定のスロット間隔ｍを隔てて形成されている。なお、スロット部１２３は、Ｘ方向とＹ方向とで異方的な形状を有し、異方的に分布した穴の一例である。
【００９０】
次に、図２７を用いて、乗りかごの昇降に伴って識別板で生じる渦電流の形状の変化について説明する。
【００９１】
図２７（ａ）は図２Ｂの識別板１２０に対応する。
励磁コイル１３１Ｂにより識別板１２０の穴無し部１２１に交流磁界が印加されると、上述の通り真円に近い形状の渦電流が流れる。渦電流が流れる導体部分は、渦電流分布の形状に沿ったインダクタンスを有する仮想コイル部１２４と見なすことができる。乗りかご４０が上昇すると、矢印の方向へ渦電流が移動する。識別板１２０に形成された穴の穴径が充分に小さく、各穴が等方的に形成されている場合、乗りかご４０が上昇して穴空き部１２２に交流磁界が印加されても、渦電流の形状は真円に近いままである。それゆえ、発生する渦電流に対する識別板１２０のインダクタンスは、乗りかご４０の昇降に伴ってほぼ変化しない。
【００９２】
図２７（ｂ）は図２６の識別板１２０−５に対応する。
励磁コイル１３１Ｂにより識別板１２０−５の穴無し部１２１に交流磁界が印加されると、図２７（ａ）と同様に、真円に近い形状の渦電流が流れる。乗りかご４０が上昇すると、矢印の方向へ渦電流が移動する。識別板１２０−５では、乗りかご４０が上昇して穴空き部１２２に交流磁界が印加されると、渦電流は真円でなく、スロット部１２３の間で長円形または楕円形に近い形状となる。それゆえ、発生する渦電流に対する識別板１２０のインダクタンスは、乗りかご４０の昇降に伴って変化することになる。
【００９３】
図３５は、上記仮想コイル部のアスペクト比（Ｘ方向とＹ方向の長さの比）を変化させた場合のインダクタンスの変化を示すグラフである。図３５から、アスペクト比を１から１０に増加させると、インダクタンスが約４４倍増加することが判る。
【００９４】
図２８Ａ、図２８Ｂは、渦電流のインダクタンス及びスロット間隔と、渦電流磁界の大きさ（振幅）、位相との関係の一例を示すグラフである。
図２８Ａ、図２８Ｂと図３Ａ、図３Ｂとを比較すると、インダクタンスが増加した（スロット間隔ｍが減少した）場合と穴の占有率ｐが減少した場合とで、渦電流磁界の振幅、位相がそれぞれ同様の振る舞いを示すことが判る。それゆえ、識別板１２０−５を以下のように調整することにより、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００９５】
即ち、実施形態１と同様に、まず識別板１２０−５の穴無し部１２１の導電率σ及び板厚ｄを、図２８Ａ、図２８Ｂの横軸に符号Ａで示す最適な導体の導電率×板厚σ・ｄとなるように調整する。次に、穴空き部１２２の穴径及び穴間隔は、識別板１２０−５の穴無し部１２１で調整された導電率σ及び板厚ｄを有することを前提として、図２８Ａ、図２８Ｂの横軸に符号Ｂで示す最適なスロット間隔ｍを有するように調整する。即ち、識別板１２０−５の穴空き部１２２で、導体がＸ方向とＹ方向に異なるコンダクタンスを有するように穴を空ける。
【００９６】
（変形例）
図２９Ａから図２９Ｃは、図２６に示す識別板の変形例を示す図である。
図２９Ａに示す識別板１２０−６では、スロット部１２３がＹ方向に延びる。この構成によれば、穴空き部１２２のＸ方向の端部近傍にセンサが位置する場合でも、充分な大きさの渦電流を発生させることができる。それゆえ、穴空き部１２２のＸ方向の端部近傍での検出コイル１３１Ａの出力波形及び信号処理回路の出力波形の変化を急進にすることができ、リレベルゾーン及びドアゾーンの検出位置精度を高めることができる。
【００９７】
図２９Ｂに示す識別板１２０−７では、スロット部１２３がＸ方向からＹ方向に向けて傾斜した方向に延びる。図２９Ｃに示す識別板１２０−８では、スロット部１２３がジグザグ状に延びる。これらの構成により、スロット間隔ｍをある一定の大きさ以上に維持しつつ、穴空き部１２２で渦電流が形成する仮想コイル部１２４のアスペクト比、即ちインダクタンスを大きい値に維持できる。なお、図２９Ｂでのスロット部１２３の傾斜角度、図２９Ｃの変形例でのジグザグの形状は任意である。
【００９８】
図３０は、図２６に示す識別板の第２の変形例を示す図である。
図３０に示す識別板１２０−９では、スロット部１２３と類似の機能を有する複数の小径の穴が形成されている。以下、識別板１２０−９に形成された小径の穴をピンホール部１２５という。
【００９９】
ピンホール部１２５の径は、上記距離Ｌよりも充分小さい。ピンホール部１２５は、Ｙ方向に一定間隔ｍを隔てて形成されており、Ｘ方向に間隔ｍより充分に小さい一定間隔を隔てて形成されている。間隔ｍは上記スロット間隔に対応する。このように、識別板１２０−９では、穴はＸ方向とＹ方向とで異方的に分布している。
【０１００】
この構成により、穴空き部１２２に交流磁界が印加されると、図３０Ａの構成と同様に、渦電流はＸ方向に延びる長円形または楕円形に近い形状となる。ピンホール部１２５では、スロット部１２３と異なりＸ方向にも間隔が存在するため、当該間隔を通り抜けてＹ方向にも多少の渦電流が流れる。ただし、これらを巨視的に見ると、Ｘ方向に対してＹ方向のコンダクタンスが小さくなり、渦電流の形状が制限されることになる。それゆえ、スロット部１２３のような長円状の穴を識別板に空けることによる強度低下を抑制しつつ、図２６の構成と同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
図２６のスロット部１２３に対して図２９Ａから図２９Ｃの変形例が存在するように、図３０のピンホール部１２５に対して図２９Ａから図２９Ｃに相当する更なる変形例も想定される。
【０１０２】
実施の形態７．
図３１は、本発明の実施の形態７に係るかご位置検出装置に備わる識別板を示す構成図である。
本実施形態７では、識別板の構成以外は実施形態２と同様である。識別板の構成については、まず、穴無し部１２１と穴空き部１２２の配置が実施形態２と逆であり、即ち実施形態１の配置と同様である。また、図３１から図３４は、図２６および図２８から図３０にそれぞれ対応しており、識別板１２０−１０〜１２０−１４は、１２０−５〜１２０−９に対応する。実施形態１と実施形態２との関係は、実施形態６と本実施形態７との関係に相当する。それゆえ、各図について詳細な説明は省略する。
【０１０３】
図３２Ａ、図３２Ｂは、渦電流のインダクタンス及びスロット間隔と、渦電流磁界の大きさ（振幅）、位相との関係の一例を示すグラフである。実施形態２と同様に、識別板１２０−１０の穴無し部１２１の導電率σ及び板厚ｄを、図３２Ａ、図３２Ｂの横軸に符号Ａで示す最適な導体の導電率×板厚σ・ｄとなるように調整する。次に、穴空き部１２２の穴径及び穴間隔は、識別板１２０−１０の穴無し部１２１で調整された導電率σ及び板厚ｄを有することを前提として、図３２Ａ、図３２Ｂの横軸に符号Ｂで示す最適なスロット間隔ｍを有するように調整する。
【０１０４】
なお、本実施形態７は、実施形態３の構成においても好適に実現可能である。
【０１０５】
以上で説明したように、本発明は、コンダクタンス及び／又は発生する渦電流に対するインダクタンスが異なる複数の領域（第１領域、第２領域など）を識別用導体（識別板）内に形成することにより、エレベータのかご位置を検出するものである。この発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、各実施の形態は、組み合わせられ、あるいは種々の変更、改良が加えられてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
４０  乗りかご、  １０１〜１０４  かご位置検出装置、  １２０、１２０−２〜１２０−１４  識別板、  １２１  穴無し部、  １２２  穴空き部、  １２３  スロット部、  １２４  仮想コイル部、  １２５  ピンホール部、  １３０、１３０−２〜１３０−６  センサ、  １３１Ａ  検出コイル、  １３１Ｂ  励磁コイル、  １３２  交流電源、  １３３  交流磁界成分除去回路、  １３４  位相差検出回路、  １３５  振幅値検出回路、  １３６，１３７  コンパレータ、  １３８  オフセット補正回路、  １３９  ＩＱ検波回路。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図２９Ｃ】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３３Ｃ】
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【図３４】
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【図３５】
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