(57)【要約】【課題】  エレベータのかごの速度もしくは位置を、かごに取り付けたセンサを用いて検出する。【解決手段】  磁気発生手段を外周に具備する回転体０１０１が、同じく磁気発生手段０１０３を具備するガイドレール０１０２と所定の空間距離を保持して対向する。前記回転体０１０１がかごと連動して昇降路内を移動する際、磁気力により転動する。前記転動運動は、ロータリーエンコーダ０１０４によりパルスに変換され、かごの速度若しくは位置の算出に利用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降路内を移動する乗りかごと、前記昇降路内における前記乗りかごの移動範囲にわたり設置されたレールと、前記レールに所定の間隔で設置した第１の磁気発生手段と、外周部に第２の磁気発生手段を所定の間隔で具備し前記乗りかごと連動して前記昇降路内を動く回転体と、前記回転体の回転運動を電気的パルスに変換する手段と、を備え、
前記回転体における前記第２の磁気発生手段を具備する前記外周部が、前記レールの前記第１の磁気発生手段に空間的距離を保持しつつ対向することを特徴とするエレベータ装置。
【請求項２】
昇降路内を移動する乗りかごと、前記昇降路内における前記乗りかごの移動範囲にわたり設置されたレールと、前記レールの少なくとも一部の区間にわたり所定の間隔で設置した第１の磁気発生手段と、外周部に第２の磁気発生手段を所定の間隔で具備し前記乗りかごと連動して前記昇降路内を動く回転体と、前記回転体の回転運動を電気的パルスに変換する手段と、前記回転体の回転角位置を所定の角度に設定する手段と、を備え、
前記回転体における前記第２の磁気発生手段を具備する前記外周部が、前記レールの前記第１の磁気発生手段に空間的距離を保持しつつ対向することを特徴とするエレベータ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記回転体の回転運動に対し回転を妨げる方向の抵抗力を生じる手段を有することを備えることを特徴とするエレベータ装置。
【請求項４】
請求項３において、前記回転運動に対し抵抗力を生じる手段の抵抗力を回転速度に応じ変更することを特徴とするエレベータ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、前記回転体の回転運動に対し回転を妨げる方向の抵抗力或いは回転を加勢する方向の負の抵抗力を生じる手段を有することを特徴とするエレベータ装置。
【請求項６】
昇降路内を移動する乗りかごと、前記昇降路内における前記乗りかごの移動範囲にわたり設置されたレールと、前記レールに所定の間隔で設置した第１の磁気発生手段と、外周部に第２の磁気発生手段を所定の間隔で具備し前記乗りかごと連動して前記昇降路内を動く回転体と、前記回転体の回転運動を電気的パルスに変換する手段と、を備え
前記回転体における前記第２の磁気発生手段を具備する前記外周部が、前記レールの前記第１の磁気発生手段に当接することを特徴とするエレベータ装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、前記第１の磁気発生手段を、ガイドレールとは別の支持構造物上に設置することを特徴とするエレベータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベータ装置に係り、特に乗りかごの速度や位置を検出する装置を備えるエレベータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータの乗りかご（以下かごと記す）とガイドレールとの相対速度を計測する方法として、ロータリーエンコーダや調速機に連結されたローラを乗りかごに設置し、ローラをガイドレールに押し当てる手法が用いられてきた。特許文献１では、バネとアームによる機構でエンコーダ付きのローラをガイドレールに押圧していた。類似の構成例として、バネ圧以外に重力を用いる方法など、押圧の様式により引用外の多数の例がある。
【０００３】
特許文献２では、クローラ（複数のプーリに巻き掛けられて回転駆動される環状のベルト）を用いガイドレールとの接触面積を増加させる方式が示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−２７７５７３号公報
【特許文献２】特開２００６−１５１６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の速度検出方式では、エンコーダや調速機に連結されたローラ（含クローラ）を回転させるトルクは、ガイドレールとの摩擦により発生していた。よって様々な方法により、ローラ押圧（抗力）の増大を図っても、トルクの生成には摩擦係数を介していた。摩擦係数は、潤滑状態や接触部材の経年変化など条件によって大幅に変化するため、安定した速度検知には、大きな安全率をみた設計が必須であった。
【０００６】
本発明の課題は、摩擦係数を介さずにローラを回転させる方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
レールに所定の間隔で設置した第１の磁気発生手段と、回転体の外周部に所定の間隔で配置した第２の磁気発生手段と、回転体の回転運動を電気的パルスに変換する手段（例えば、ロータリーエンコーダ）とを備え、回転体における第２の磁気発生手段を有する外周部をレールの第１の磁気発生手段に空間的距離を保持しつつ対向させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、かごとガイドレールとの相対位置変化に応じ、外周部に磁気発生手段を有する回転体（以降検出ローラと記す）が磁気力によりガイドレールと非接触で回転するため、摩擦係数に依存しない速度検出が行える。よって、界面の状態変化によるローラの滑りを回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施例）
図２は、本発明の一実施例であるエレベータ装置の概略構成を示す。かご０１０５に設置された速度検出手段０１１２が、かごの移動０１１３と連動して移動する。速度検出手段０１１２の出力は、制御装置０１１１へ送られ、制御装置０１１１が過速と判断した場合などは、必要に応じブレーキ０１０９等の操作を行う。また、速度検出手段０１１２の出力は、かごに設置したローカルな速度判定装置０１１０で速度の判定を行い、かご上だけの判断で非常止め（図示せず）を動作させても良い。尚０１０６はメインロープ、0107はつりあい錘、０１０８は巻き上げ機に取り付けられたシーブである。
【００１０】
次に、速度検出手段０１１２に示す部分を抽出したものを図１に示す。
【００１１】
図１（ａ）において、０１０１は円盤状回転体、０１０２はガイドレール、０１０３はガイドレール側磁気発生手段、０１０４はロータリーエンコーダである。円盤状回転体
０１０１の軸受け（図示せず）およびロータリーエンコーダ０１０４は、かご０１０５に連結されている。ここで、円盤状回転体０１０１に対し、ガイドレール側磁気発生手段
０１０３若しくはガイドレール０１０２は互いに接触のない位置関係で設置されている。ここで、かごの移動方向を２１０２とすると、円盤状回転体０１０１はかごに連動して移動すると共に、２１０１方向に転動する。この転動をロータリーエンコーダ０１０４にてパルスに変換することで、ガイドレールとかごの相対的な移動距離を算出する。移動速度は移動距離の時間変動より算出する。
【００１２】
図１（ｂ）は、同図（ａ）を＋ｘ方向より見たものである。円盤状回転体０１０１に対しガイドレール側磁気発生手段０１０３は、零でない空隙距離ｇ  ２１０５をもって対向している。２１０６は、磁気発生手段の個別要素に作用する吸引方向の磁気力を示している。磁気発生手段として例えば永久磁石を用いるとすると、２１０３，２１０４に示すように互いに異なる磁極を交互に対向するよう配置することで、吸引と反発双方の磁気力を利用できる。更に円盤状回転体とガイドレール磁気発生手段との同期ズレ時の回転角が大きくなり、同期ズレの検出が容易になる。尚、ガイドレール側磁気発生手段０１０３は、必ずしもガイドレールを用い支持される必要は無く、専用のレールを用いて支持されても良い。
【００１３】
図３はロータリーダンパの適用例である。同図（ａ）の２２０１がロータリーダンパで、回転に対する制動作用を提供する。同図（ｂ）がロータリーダンパ利用時の効果の例で、横軸が時間、縦軸が速度である。いま、２２０５のような速度のステップ入力があったとすると、ダンピング量が少ない場合２２０６のように大きなオーバーシュートを示す。ダンピング量を増加させると、２２０７のようにオーバーシュート量が減少する。オーバーシュート量が一定値を越えると、円盤状回転体０１０１とガイドレール側磁気発生手段０１０３との同期が崩れるため、適切なダンピング量を与えることで脱調を防止する。図３では、円盤状回転体０１０１とロータリーエンコーダ０１０４の間に設けてあるが、機械的に結合していれば、順番は任意である。
【００１４】
図４はアクティブダンパの適用例である。磁気力により円盤状回転体０１０１に発生するトルクは回転速度の増加と共に減少する。いま横軸に回転速度、縦軸にダンピング量をとると、適切なダンピング量は同図（ｂ）２２０８のように回転速度と共に減少する。そこで、同図（ａ）のように、ダンピング量を調整可能なアクティブダンパ２２０２を利用し、回転速度に依存しダンピング量を変更することで、広い回転速度範囲にわたり安定した位置あるいは速度の検出が可能となる。尚、円盤状回転体０１０１の静止状態からの起動トルクを考慮し、２２１１の如く回転速度が小さい領域でダンピング量を減少させても良い。
【００１５】
図５に回転アシスト機能付きロータリーダンパの例を示す。同ダンパを用いた方式においては、特に円盤状回転体０１０１の回転速度の大きな領域で、制動方向（ダンピング）とは逆の加勢方向（アシスト）のトルクを発生させ、脱調を防止することを特徴とする。本機能を実現するため、センサ２２０３及びモータ制御装置２２０４を用い、モータ2212を駆動する同期モータと類似の構成をとる。モータ制御装置２２０４においては、センサ２２０３が検出したガイドレール側磁気発生手段０１０３との位置関係、及びロータリーエンコーダ０１０４で検出した円盤状回転体０１０１の回転状況を比較し、両者の位相関係を把握する。位相遅れが一定値以上の場合はアシスト力を発生させるようモータを駆動し、位相の進みが一定以上の場合はダンピング力を発生させるようモータを駆動する。
２２０９は回転アシストダンパの特性例を示す。横軸の回転速度がある一定量以上の領域で、ダンピング量が０以下（アシスト方向）となり、回転をアシストする。もし、円盤状回転体０１０１の静止状態からの起動トルクが大きい場合、２２１０の如く起動時にアシストを行っても良い。
【００１６】
図６は磁気発生手段に対しカバーを施す例である。２２３０はガイドレール側の磁気発生手段に設置するカバーの例で、ガイドレール側磁気発生手段個別要素２１０３の隙間および表面への付着物の堆積を防止する。更に防汚効果に加え円盤状回転体０１０１やその他部材が万一接触した際、ガイドレール側磁気発生手段個別要素２１０３を保護する機能も果たす。カバー２２３０の材質は、樹脂やゴムなどの弾性体を利用すれば、部材との衝突の際に衝撃緩和の効果を期待できる。同様にカバー２２３０の材質にステンレスなどの金属を用いれば、経年変化に対する耐久性を期待できる。カバー２２３０の材料に金属を用いる場合は、非磁性体とすることが望ましいが、板厚の薄い磁性体も飽和磁束密度を超える分の磁束が漏洩するため利用可能である。２２３２はクリーニングローラで、鉄粉など磁性体を含む塵埃の付着に際しても、強制的な排除が可能である。クリーニングローラ２２３２の構成としてはローラ以外に、ヘラやフェルト，スポンジ，圧縮空気などの流体でも良い。クリーニングローラ２２３２の取り付け位置は、円盤状回転体０１０１の両側に設けても良い。円盤状回転体０１０１用のクリーニングは、点検時に行っても良い。円盤状回転体０１０１用のクリーニングローラを設けても良い。
【００１７】
２２３１は円盤状回転体側の磁気発生手段に設置するカバーの例である。その効果は、ガイドレール側のカバーと同様に防汚と保護に加え、遠心力による円盤状回転体側磁気発生手段個別要素２１０４の脱落防止も兼ねさせることが可能である。定期点検時の点検用ローラの押し当て時に備え、摩擦のあるゴム材を用いても良い。また、点検用ローラを円盤状回転体０１０１に直接押し当てず、点検用のプーリ或いはカプラを別に設けても良い。
【００１８】
図７に部分的な精密位置検出の例を示す。本実施例では、昇降路内のかご移動区間のうち、一部にガイドレール側磁気発生手段０１０３を施し、同手段が設置してある近傍においてのみ正確な位置の把握を行うものである。具体的な応用例としては、各階床とかご床との精密な位置あわせが挙げられる。図７（ａ）の０１０３−ａ及び０１０３−ｂが、部分的に設置したガイドレール側磁気発生手段である。よって、２２３４がガイドレール側磁気発生手段非設置区間２２３５がガイドレール側磁気発生手段設置区間となる。ガイドレール側磁気発生手段設置区間２２３５の長さは、かご０１０５の精密な位置測定が必要な区間とその前後に必要な有余を加えた長さである。図７(ｂ)は、円盤状回転体０１０１が、ガイドレール側磁気発生手段非設置区間２２３４に対向している状態を示す。同状態では、円盤状回転体０１０１に敷設した初期位置設定用錘２２３３により、円盤状回転体は所定の角度に保持される。
【００１９】
図７（ｃ）は、円盤状回転体０１０１が、ガイドレール側磁気発生手段設置区間2235に対向している状態を示す。同状態では、円盤状回転体０１０１がガイドレール側磁気発生手段０１０３と同期して回転し、位置の測定が可能となる。ここで２２３３−ａは、円盤状回転体０１０１が回転を開始する前の初期位置設定用錘の位置、同じく２２３３−ｂは回転開始後の初期位置設定用錘の位置である。初期位置設定用錘２２３３は、別体式の錘に限らず、円盤状回転体０１０１の肉厚の部分的な調整若しくは、円盤状回転体側磁気発生手段個別要素２１０４の質量の部分的な調整にて錘と同様の機能をもたせても良い。更にモータを用いて強制的に初期位置を調節しても良い。速度検出手段０１１２の設置位置は、乗りかごの上に限らず、０１１２−ｂのように、乗りかごの下でも、或いは側面でも良い。これらは、断片的なガイドレール側磁気発生手段０１０３−ａ，０１０３−ｂの設置や調整のしやすさを考慮して決定しても良い。また、図７（ｄ）の如く、ガイドレール側磁気発生手段に代え、昇降路側磁気発生手段３１０３を、ガイドレールとは別の昇降路側支持手段３１０４上に設置する構成としても良い。昇降路側支持手段３１０４は昇降路内に断続的に配置し、精密な床位置合わせに利用しても良い。
【００２０】
図８に渦電流による回転抵抗を防止する実施例を示す。円盤状回転体０１０１の回転の増加につれ、円盤状回転体の磁気発生手段によりガイドレール０１０２側に渦電流が生じ、円盤状回転体０１０１の回転を妨げる。本現象は、図８（ａ）の如く、円盤状回転体
０１０１とガイドレール０１０２摺動面との空隙２２５１が小さい場合に顕著となるため、同図（ｂ）２２５２の如く、円盤状回転体０１０１の取り付けに傾斜を設けることで空隙を拡大し、渦電流による抵抗を低減する。渦電流を発生させにくい空間的配置であれば、軸の傾斜以外の方法を用いても良い。更に磁気シールドや円盤状回転体側磁気発生手段個別要素２１０４の磁化形状やヨーク形状を工夫し、渦電流の発生を低減しても良い。
【００２１】
図９はレール取り付け部材との干渉を回避する例である。ガイドレール０１０２には、連結用のボルト，壁面固定用のクリップなど多数の取り付け部材２２５３が取り付けられている場合が多い。そこでガイドレール側磁気発生手段０１０３及び円盤状回転体0101を図示の如き位置関係に配置すれば、部材２２５３との干渉を回避できる。
【００２２】
図１０は円盤状回転体の構成例を示す。同図（ａ）では、円盤状回転体側磁気発生手段個別要素２１０４を中空構造の円盤状回転体０１０１辺縁部の内側（回転軸側へ対向する側）に取り付けている。この取り付け位置によると、遠心力による円盤状回転体側磁気発生手段個別要素２１０４への荷重を、円盤状回転体０１０１の本体構造により支持することが可能となる。従って、円盤状回転体側磁気発生手段取り付け部材２２５４の必要強度を小さく出来、同部材を軽量化可能となる。また、ガイドレール側磁気発生手段個別要素２１０３と、円盤状回転体側磁気発生手段個別要素２１０４が直接接触した場合には、両者を分離するために相当量の荷重をかける必要があることが知られている。よって、磁気発生手段同士が直接接触する可能性のある構造をとった場合、分離のための荷重を考慮した強度を、円盤状回転体０１０１及びその支持部材にもたせる必要がある。図１０（ａ）の構成とすると、磁気発生手段間に円盤状回転体０１０１の構造部材が必ず介在するため、磁気発生手段同士の直接接触を防止でき、円盤状回転体０１０１の最低強度の制限を緩和できる。加えて、異物衝突時の衝撃が、直接円盤状回転体側磁気発生手段個別要素2104に作用しないため、耐衝撃性の向上が見込める。
【００２３】
図１０（ｂ）は円盤状回転体側磁気発生手段個別要素２１０４を円盤状回転体０１０１辺縁部の外側に取り付ける実施例である。磁気発生手段間の距離を図１０（ａ）の場合と同一とすると、本構成では円盤状回転体０１０１とガイドレール側磁気発生手段個別要素２１０３との空隙距離ｇ２を大きくとることが可能となる。
【００２４】
図１０（ｃ）のように円盤状回転体０１０１の側面に磁気力が作用する構成としても良い。同様に、円盤状回転体０１０１の回転軸２２５５に対し、斜めに磁気力が作用する構成（傘車状、図示せず）としても良い。
【００２５】
図１１（ａ）に円盤状回転体の接触を許容する場合の実施例を示す。本実施例では、円盤状回転体０１０１と、ガイドレール側磁気発生手段０１０３との空隙距離２１０５が０となる状態が存在する。空隙距離が０となるケースとして、意図して空隙距離を０とすることで利点を得られる場合と、意図せず空隙距離を０となる状態を許容することで利点が得られる場合とに大別される。前者の利点として、常時接触あるいは接触する時間割合を多くすることによる、円盤状回転体０１０１の転動の助勢、若しくはダンピング効果の助勢が挙げられる。後者の利点として、円盤状回転体０１０１の接触を許容することで、平均空隙距離を小さく設定可能となり、磁気発生手段間の距離が縮小するため、磁気力によるトルク増大の効果が期待できる。空隙距離が０を許容する場合、ガイドレール磁気発生手段側カバー２２３０若しくは円盤状回転体側磁気発生手段カバー２２３１の少なくとも一方を使用することで、円盤状回転体０１０１その他の速度検出機構の破損と、転動の際の滑りを防止できる。
【００２６】
図１１（ｂ）は、アクティブ懸架機構２２５７を用い空隙距離を動的に制御する場合の例である。本構成では、円盤状回転体０１０１に対し、助勢効果もしくはダンピング効果が必要な場合に、空隙の調整による磁気力の調整が可能である。必要に応じ、空隙距離が０となる接触状態も利用する。更に接触時には、アクティブ緩衝器としての機能を兼ねても良い。
【００２７】
空隙距離０を許容する構成では、ガイドレール取り付け部材２２５３の存在する箇所のみガイドレール側磁気発生手段個別要素２１０３を設けない配置としても良い。同要素の欠落部分のトルクは、隣接する欠落していない要素の磁気力と、接触による摩擦トルク、及び円盤状回転体０１０１の慣性を利用することで測定精度を確保する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】速度検出手段抽出図。
【図２】エレベータ概略構成図。
【図３】ロータリーダンパ適用例。
【図４】アクティブダンパ適用例。
【図５】回転アシスト機能付きダンパの例。
【図６】磁気発生手段カバーの例。
【図７】部分的精密位置検出の例。
【図８】渦電流による回転抵抗を防止する例。
【図９】レール取り付け部材の干渉回避例。
【図１０】円盤状回転体構成例。
【図１１】円盤状回転体の接触を許容する例。
【符号の説明】
【００２９】
０１０１  円盤状回転体
０１０２  ガイドレール
０１０３  ガイドレール側磁気発生手段
０１０４  ロータリーエンコーダ
０１０５  かご（乗りかご）
０１０６  メインロープ
０１０７  つりあい錘
０１０８  シーブ
０１０９  ブレーキ
０１１０  速度判定装置
０１１１  制御装置
０１１２  速度検出手段
２１０３  ガイドレール側磁気発生手段個別要素
２１０４  円盤状回転体側磁気発生手段個別要素
２２０１  ロータリーダンパ
２２０２  アクティブダンパ
２２０３  センサ
２２０４  モータ制御装置
２２０９  回転アシストダンパ
２２１２  モータ
２２３０  ガイドレール磁気発生手段側カバー
２２３１  円盤状回転体側磁気発生手段カバー
２２３２  クリーニングローラ
２２３３  初期位置設定用錘
２２５３  ガイドレール取り付け部材
２２５４  円盤状回転体側磁気発生手段取り付け部材
２２５５  円盤状回転体の回転軸
２２５６  パッシブ懸架機構
２２５７  アクティブ懸架機構
３１０３  昇降路側磁気発生手段
３１０４  昇降路側支持手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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