(57)【要約】【課題】エレベータ乗りかごの位置と速度を他に事故や劣悪な設置環境影響されることなく確実に把握することを目的とする。【解決手段】エレベータ乗りかごの移動とともにパルスを発生するパルス発生器と、このパルス発生器の発生パルスを計数してエレベータ乗りかごの位置又は速度を電気的に検出する検出装置と、前記エレベータ乗りかごが走行中に、前記パルス発生器と前記検出装置に電力を供給する電源装置を有し、これらパルス発生器，検出装置，電源装置が一体構成されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータ乗りかごの移動とともにパルスを発生するパルス発生器と、このパルス発生器の発生パルスを計数してエレベータ乗りかごの位置又は速度を電気的に検出する検出装置と、前記エレベータ乗りかごが走行中に、前記パルス発生器と前記検出装置に電力を供給する電源装置を有し、これらパルス発生器，検出装置，電源装置が一体構成されていることを特徴とするエレベータの電子化装置。
【請求項２】
エレベータ乗りかごの移動とともにパルスを発生するパルス発生器と、このパルス発生器の発生パルスを計数してエレベータ乗りかごの位置又は速度を電気的に検出する検出装置と、前記エレベータ乗りかごが移動することによって電力を発電し、この電力を前記パルス発生器と前記検出装置に供給する電源装置を備えたことを特徴とするエレベータの電子化装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記検出装置は、前記エレベータ乗りかごの速度制御を行う制御盤にその検出値を無線伝送する機能を有することを特徴とするエレベータの電子化装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、
前記電源装置は、前記パルス発生器の回転軸と軸を同一にする発電機であることを特徴とするエレベータの電子化装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記発電機の出力には蓄電装置が接続されることを特徴とするエレベータの電子化装置。
【請求項６】
請求項１又は２において、
前記パルス発生器は多相出力を有し、前記検出装置は前記パルス発生器からの多相出力を独立に取り込み、それぞれ乗りかごの位置，速度を多相独立に算出することを特徴とするエレベータの電子化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレベータ乗りかごの位置又は速度検知に係り、特に、信頼度高くエレベータ乗りかごの位置，速度を検出するのに好適なエレベータの電子化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレベータの位置を検出する従来技術として、特開２００２−１６７１３３号公報，特開２００２−１６７１３５号公報がある。
【０００３】
また、乗りかごの位置や速度を常時検出する従来技術として、特開昭６３−１１７８８４号公報，特開平６−５６３６７号公報，特開平５−２４７６２号公報，特開平９−７７４１１号公報がある。これら公報には、かごの走行案内をするレールにパルス発生器軸に取り付けられたローラを押しつける方法や、パルス発生のために設けられた専用の駆動用ロープをパルス発生器に巻き付けて、乗りかごの移動力でパルス発生器を駆動して、位置や速度を検出する方式が開示されている。
【０００４】
また、エレベータ乗りかごの照明やドア駆動で使用する電源を乗りかごに搭載した発電機と非接触給電器でまかなおうとする提案が、特開平５−２９４５６８号公報に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１６７１３３号公報
【特許文献２】
特開２００２−１６７１３５号公報
【特許文献３】
特開昭６３−１１７８８４号公報
【特許文献４】
特開平６−５６３６７号公報
【特許文献５】
特開平５−２４７６２号公報
【特許文献６】
特開平９−７７４１１号公報
【特許文献７】
特開平５−２９４５６８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００２−１６７１３３号公報，２００２−１６７１３５号公報に記載の従来技術は、設置場所が塵埃が漂う昇降路内であることと、センサが昇降路側とかご側に分割された構成となっているのでセンサをまるごと密閉することは困難で、検出部に付着物が付き、検出の障害となる可能性がある。
【０００７】
また、特開昭６３−１１７８８４号公報，特開平６−５６３６７号公報，特開平５−２４７６２号公報，特開平９−７７４１１号公報には、レールにかご位置や速度を検出するためのパルス発生器のローラを押しつける方法や、駆動用ロープをパルス発生器に巻き付けて、乗りかごの移動力でパルス発生器を駆動する方式などが提案されているが、本質的には、正常時の乗りかごの位置決めや速度制御に用いる一般的な情報の取得に関する提案であり、端階での急減速など、信号の高信頼性が要求される電子安全装置に利用することを想定した観点での言及はない。
【０００８】
特開平５−２９４５６８号公報には、乗りかご側の照明やドアなどで使用する電源を制御盤から供給せずに、かご側で調達する点が述べられているが、ねらいは制御盤と乗りかごをつなぐ給電ケーブルの削減にあり、かごに設けられる安全装置周りへの給電など高信頼性の観点からの提案はなされていない。
【０００９】
本発明の目的は、信頼度高くエレベータ乗りかごの位置又は速度を検出するのに好適なエレベータの電子化装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では、エレベータ乗りかごの移動とともにパルスを発生するパルス発生器と、このパルス発生器の発生パルスを計数してエレベータ乗りかごの位置又は速度を電気的に検出する検出装置と、前記エレベータ乗りかごが走行中に、前記パルス発生器と前記検出装置に電力を供給する電源装置を有し、これらパルス発生器，検出装置，電源装置が一体構成されていることを特徴とする。
【００１１】
このように一体構成とすることにより、設置環境の影響を受けにくくしたのである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１に示し、構成とその概略動作を説明する。
【００１３】
エレベータ乗りかご１と釣り合いおもり２は主ロープ３によってつるべ状に綱車４につり下げられる。この綱車４は駆動電動機５によって回転制御される。電動機５にはその回転を検出するパルス発生器６が取り付けられ、電動機の回転に応じて発生したパルス列はエレベータの位置決め，速度制御を行う制御装置７に伝えられる。
【００１４】
制御装置７は、図示していない呼び受付装置からの情報をもとに停止予定階を決定する。また、制御装置７は、パルス発生器６から入力したパルス列に基づいて乗りかごの現在位置を算出し、この現在位置と停止予定階との位置関係から走行残距離を算出する。そして、所定の加減速度の制約のもとで速度指令を発生する。また、制御装置７は、パルス発生器６から出力されたパルス列に基づいて算出した帰還速度情報で速度負帰還制御を行い、電力変換器８に対して給電動作指令を発生する。電力変換機はこの給電動作指令に基づき電動機に電力を供給する。
【００１５】
乗りかごが端階を行き過ぎた状況を検知するため、乗りかご１にはポジテクタ９が取り付けられており、昇降路側には遮へい板１０，１１が設けられている。ポジテクタ９が遮へい板１０，１１と非接触対向することにより、乗りかごが端階を行き過ぎたことを検知でき、この信号はテールコードのような電線で制御装置７、及び後述する計数装置１８，１９に伝えられる。但し、このような行き過ぎの事象は通常のサービスではほとんど発生せず、後述するように初期位置データの設定のために強制低速運転で意識的に行った場合にのみ発生する。
【００１６】
駆動ロープ１５はプーリ１６，１７にかけられている。この駆動ロープ１５は、乗りかご１の走行に伴い移動する。この駆動ロープ１５，プーリ１７を介し乗りかご１の移動力によってパルス発生器１２，１３や発電機１４が駆動される。パルス発生器１２，１３の出力は計数装置１８，１９にそれぞれ独立に入力される。２組のデータは信頼性を高めるのに有効である。
【００１７】
計数装置１８，１９では、入力されるパルス列のパルス幅の逆数や単位時間内のパルス数などから乗りかごの速度を算出する。また、乗りかご位置は単位時間内のパルス数を計数して乗りかごの運転方向に従って前回のかご位置データに加減算して新たなかご位置情報を算出する。速度については過去のデータを引きずらないが、位置については前回かご位置への今回値の加減算が必要である。
【００１８】
従って、システム立ち上げ時にはこの前回値に相当するデータの初期設定が必要である。ここで、乗りかご上のポジテクタ９と遮へい板１０，１１の情報が使われる。つまり、システム立ち上げ時に低速で運転し、遮へい板１０又は１１と対向した時点の位置を原点として、現在かご位置データをゼロとする。以降、この原点に対して、所定時間内の計数パルス数を加減算して、その後の現在かご位置を算出する方式がパルス発生器としてインクリメンタル式のものを用いた場合には用いられる。パルス発生器にアブソリュート式のものを用いた時には、ポジテクタと遮へい板が対向した時のエンコーダのアブソリュート値を読み出して、その値を原点値として記憶する。そして、刻々読み出すアブソリュート値と原点値との差を、端階遮へい板からの距離に換算してかご位置として使用する。
【００１９】
計数装置１８，１９の内部は後述するが、それぞれカウンタ部，演算部，出力部があり、カウンタ部は一体構成ゆえにパルス発生器と直付けに近い状態で間近に設置されるのでパルスの取り込みに際してノイズの混入は皆無となり高い信頼度を確保できる。また、ノイズの混入に対するフィルタも不要、あるいは軽微なものでよいので、パルス波形自体のなまりも最小限となり（フィルタによるパルスつぶれがなくなり）、パルス発生器の１回転あたりのパルス数の多いものを使用できるので、位置検出，速度検出が高精度となる効果が生まれる。
【００２０】
計数装置１８，１９と制御装置７は離れて設置されるが、伝送されるデータはパルス発生器の出力である生のパルスデータそのものでなく、位置情報や速度情報に演算部で数値データに変換されたものであるため、各種の伝送エラー検出と復旧処理を組み込むことができ、伝送信頼度の向上に効果がある。
【００２１】
さらに、パルス発生と計数処理を多重系にしているのでかご位置と速度データの収集に関して高信頼にすることが出来る。
【００２２】
パルス発生器１２，１３と計数装置１８，１９はそれぞれの動作をする上で電源が必要である。本実施例では制御装置７から配線をのばして給電するのではなく、最低限必要なタイミングと給電回路範囲に限定して給電し、停電などの不慮のトラブルの影響を受けることなく確実に給電している。
【００２３】
このため、本実施例では、パルス発生器と同軸で駆動される小容量の発電機１４を設置し、範囲限定の給電をしている。発電機１４はパルス発生器１２，１３内部の発光ダイオードやフォトトランジスタ，波形整形回路，計数装置１８，１９内部のカウンタ，演算装置，出力インタフェースなどの少量の電子部品に給電するだけで良いので大形の大容量機種は不要である。さらに、本来エレベータが停止している間は、位置情報も速度情報も不要であり、走行している間に、変化して行く位置情報や速度情報を獲得できればよいので、乗りかごが移動する時に給電が可能となるパルス発生器と同軸駆動の小型発電機は必要最小限の自己完結型の電源の効果を必要十分に発揮する。さらに微速時運転には発電機出力が不足気味になるのでその不足を補う目的で小容量の電池や電気二重層コンデンサなどの蓄電装置２０を接続して、低速走行条件でかご位置データに不正確さが混入するのを防止している。
【００２４】
これらパルス発生器１２，１３、発電機１４，計数装置１８，１９、蓄電装置２０は電子機器とその給電装置なので小型であり、図１に一点鎖線で示したように一くくりにして筐体２５に格納する事も可能で、そのようにすれば、乗りかご上設置，昇降路内設置，機械室設置などの悪環境に設置しても塵埃などの影響を受けにくい効果を発揮する。さらに、電源容量が微少であることから、一括格納しても熱のこもりなどの問題も生じない。
【００２５】
図２に計数装置１８の内部構成を示す。計数装置１９も同様の構成である。
【００２６】
パルス発生器１２の出力はカウンタ、又は直列Ｉ／Ｏ１８１に入力される。インクリメンタル式のパルス発生器の場合には、パルスが直接入力されるのでカウンタで位置情報と速度情報に相当する情報となるように計数を行う。アブソリュート式のパルス発生器の場合には、パルス信号を位置データと速度データにパルス発生器側で変換して、直列データ化して送ってくるので、受け側は直列Ｉ／Ｏのレジスタが受けることになる。処理装置１８３はカウンタや直列Ｉ／Ｏのデータを読み出して、データが直列処理済みの場合には、直接、バス１８２，出力用のＩ／Ｏ１８５を介して制御装置７へ直列データで送り出す。１８１がカウンタの場合には、処理装置１８３は定期的にカウンタ１８１の数値を読み出して、メモリ１８４に一時保管してあるデータと加減算を行って、乗りかごの位置情報と速度情報を算出して、出力Ｉ／Ｏ１８５を介して、制御装置７へデータを送り出す。さらにこの計数装置１８内の各要素には電源ライン１８６を介して、発電機１４から電力供給がなされ、低速時の電圧低下時などには蓄電装置２０から不足分が補われる。ここでは計数装置１８の内部をいくつかのチップを組み合わせたマルチチップ構成とした例を示したが、各要素は特殊な機能ではなく、すべての機能を搭載した一般的なワンチップマイコンを用いれば、１チップ構成も可能であり、プリント基板上の専有面積も少なく、消費電力も微々たるものであるため、パルス発生器，発電機，蓄電装置などと同一筐体に押し込めることが出来る効果がある。
【００２７】
図３に駆動装置部近傍に一体化して構成した電子化装置の一例を示す。プーリ１７は支持材２２で建屋に支持され、乗りかごに接続されたロープ１５がかけられて、かごの移動によって軸２１は回転する。プーリの左には発電機１４が、右側にはパルス発生器１２，１３、計数装置１８，１９、蓄電装置２０が配置され、電線２３，２４でそれぞれ接続され、軸２１の回転によって発電機１４とパルス発生器１２，１３は回転駆動される。このように軸２１の一端に発電機１４の軸の一端を、軸２１の他端にパルス発生器１２の軸の一端を接続し、分割一体化した場合には取り付けに関して片持ちすればよいので取り付けが容易な効果がある。また、パルス発生器１２，１３と計数装置１８，１９、蓄電装置２０は発電機１４よりも発熱は少ないので、図に実線で示したように１つの筐体２５に入れ込めば温度上昇はより一層抑えられる効果がある。また、この実施例では、パルス発生器１２，１３と計数装置１８，１９の距離は近いのでノイズ混入に対して強い効果あり、計数装置１８，１９と補助電源である蓄電装置２０も近接設置することによって電源系統から混入するノイズへの耐力を向上出来る。さらに、発電機１４は筐体２５と分けてあるため、あまり発熱に対して神経質になる必要がなく、過電圧発生抑制のための余剰電圧処理用抵抗を近くに設置することも出来る効果がある。
【００２８】
図４に本発明の他の一実施例を示す。ここでは２つのパルス発生器１２，１３を独立した２つのものではなく、１つのパルス発生器を２つのパルス発生器として等価的に働かせる実施例を示す。パルス発生器内の回転円盤には、通常、回転方向を求めるためにＡ相とＢ相の２相のパルスを発生させるためのスリット２６，２７と検出器２８，２９が設けられており、この出力をそれぞれ計数装置１８，１９に別々に入力すれば、２つのパルス発生器を直列に接続する為の取り付け金具が不要となり軸接続に関する信頼度の向上と、軸方向の長さの削減，原価低減などの他の効果が生じる。
【００２９】
図５に本発明の他の一実施例を示す。ここでは電子安全装置の駆動装置として、駆動ロープとプーリーを用いず、乗りかごの走行案内用レール３０にフリクション駆動用ローラ３１を押しつけて、パルス発生器１２，１３や発電機１４を駆動する駆動軸２１を回転させる。このようにすると、昇降路内の駆動用ロープが不要になり、昇降路空間の削減や配置自由度向上の効果がある。なお、ここではパルス発生器１２，１３や計数装置１８，１９など非パワー系装置が負荷であるため必要電力は小さくてよく、発電機１４の容量も小さく、慣性も小さいのでローラのレールへの押しつけ圧力は軽微でよく、建屋やかご室へのローラ転動音を生じさせないパワー系負荷対応の発電機にはない効果もある。さらにこの実施例では、乗りかご近傍に検出に必要な要素がすべて存在する構成をとっているので、昇降路内に複数台のエレベータ乗りかごが入るようなマルチカーシステムにおいても、自号機の位置速度検出を行う電子安全装置が他号機の運行のじゃまになるようなことはないという他の効果を発揮する。
【００３０】
図６に本発明の他の一実施例を示す。ここでは電子安全装置は乗りかご上に搭載されており、かごは移動するので計数装置１８，１９と制御装置７との間の情報授受に電線による配線の煩わしさを回避するため、計数装置１８，１９と制御装置７との間は無線で情報伝送し、電子安全装置部は信号伝送と給電の両面で完全に電線レス一体化の状態で検出装置の自由配置の効果を発揮する。
【００３１】
図７に制御装置７に組み込まれる位置，速度情報の合理性診断アルゴリズムを示す。処理Ｐ１０で計数装置１８の出力データＤ１８と計数装置１９の出力データＤ１９とパルス発生器６の出力を制御装置７内で計数した結果データＤ６との比較を行い、すべてがほぼ等しければ処理Ｐ２０で電子安全装置で使用する乗りかご位置と速度情報としてＤ１８またはＤ１９またはＤ１８とＤ１９の平均値を採用し、異常発報などの処理は行わずに処理Ｐ３０で合理性診断を終了する。
Ｐ１０で値が異なっていた場合には、処理Ｐ４０でデータＤ１８とデータＤ６がほぼ等しいかどうかの判断を行う。等しければ、処理Ｐ５０で電子安全装置で使用する乗りかご位置と速度情報としてＤ１８を採用し、パルス発生器１３と計数装置１９側の不調警告を処理Ｐ６０で発生する。処理Ｐ４０で等しくなければ、処理Ｐ７０でデータＤ１９とデータＤ６との比較を行い、ほぼ等しければ、処理Ｐ８０で電子安全装置で使用する乗りかご位置と速度情報としてＤ１９を採用し、パルス発生器１２と計数装置１８側の不調警告を処理Ｐ９０で発生する。データＤ１９とデータＤ６が等しくなければ、処理Ｐ１００でデータＤ１８とデータＤ１９との比較を行い、等しければ、処理Ｐ１１０でパルス発生器６の不調警告を発生し、処理１２０でデータＤ１８またはＤ１９をＤ６の代わりに使用した緊急救出運転の準備を行って処理を終わる。一方、Ｄ１８とＤ１９が異なる場合には、処理Ｐ１３０で信用できる情報なしと判断して、最悪状態の警告を発して、再起動阻止などの処理を行って合理性診断処理を終了する。なお、この合理性判断処理は各データを電子安全装置で使用することを考慮すれば、高速にサイクリックに実行する必要がある。また、処理Ｐ１２０では通常の速度帰還信号の代わりに別系統の情報を使うことになるので、少なくとも速度負帰還制御の演算周期よりも短い間隔で判断実行する必要がある。この合理性診断を用いることによって最低限度の装置付加で等価的に三重系以上の冗長性を持たせることが可能であり、かつ、不具合箇所の特定も容易となる効果を発揮する。
【００３２】
このように本実施例によれば、エレベータ乗りかごの移動力を源として必要な時に必要な電源を自己完結的に得ることによって、停電などの不慮の事故に対してもその影響を受けることなく、乗りかごの位置情報と速度情報を高信頼に得ることが出来る効果がある。
【００３３】
また、給電範囲を限定することによって、装置発熱を最低限に押さえ、装置を一体格納化することが出来るので防塵，耐ノイズ性など設置環境に強い装置を構築できる効果もある。
【００３４】
さらに、速度帰還系を構築するパルス発生器の出力信号とあわせて合理性診断を行う構成により、運転継続割合の増大，異常箇所の特定も容易に行うことができるなど、の効果もある。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、エレベータ乗りかごの位置情報と速度情報を高信頼に得られることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における全体構成図である。
【図２】本実施例における計数装置の部分詳細図である。
【図３】駆動装置部近傍に一体化して構成した場合の一実施例を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態における構成図である。
【図５】本発明の他の一実施形態における全体構成図である。
【図６】本発明の他の一実施形態における全体構成図である。
【図７】本発明の他の一実施形態における手順書である。
【符号の説明】
１…乗りかご、２…釣り合いおもり、３…主ロープ、４…綱車、５…電動機、６…パルス発生器、７…制御装置、８…電力変換器、９…ポジテクタ、１０，
１１…遮へい板、１２，１３…パルス発生器、１４…発電機、１５…駆動ロープ、１６，１７…プーリ、１８，１９…計数装置、２０…蓄電装置、２１…軸、
２２…支持材、２３，２４…電線、２５…筐体、２６，２７…スリット、２８，２９…検出器、３０…レール、３１…駆動用ローラ、３２…電波。
【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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