JP4002316B2 - エレベータの階床選択装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、簡単な構成からなるエレベータの階床選択装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、エレベータの運行管理や速度制御は、機械室に設置されたエレベータ制御盤により取り扱われる。エレベータの運行制御は、かご操作盤からのかご呼び登録や乗場呼び登録等を受けて行なわれるが、設置されるビルの高層化や利用者側のニーズの多様化等により高速化や多機能化が一段と進んだことから、エレベータ制御盤の機能はますます複雑化される傾向にある。
【0003】
しかしながら、エレベータの高速化や多機能化が進む一方、他方では例えば中低層階のビル等において、依然として取扱いや構成のより簡単なエレベータの制御機構の継続採用も望まれている。例えば、トラクション方式のエレベータでも、従来、エレベータ制御盤とは別に階床選択機を備えた図11に示すような簡易型の制御装置が採用されている。
【0004】
すなわち、図11において、階床選択機1は、まず各乗場2のホール呼びボタン21からの乗場呼び登録信号、あるいは乗りかご3のかご操作盤31からの行き先階登録信号を、エレベータ制御盤4を介して受信する。また、階床選択機1のテープ車11は、乗りかご3とつり合い重り5との間に連結されたテープ12が掛けられて回転することから、階床選択機1は、テープ車11を介して、走行する乗りかご3の現在位置や走行運転方向、さらには停止時の減速距離等の情報を得て、乗りかご3の次の停止階を選択し、その選択信号をエレベータ制御盤4に供給していた。
【0005】
そのため、階床選択機1には、図12にその要部を拡大して示したように、複数個の固定接触子13と、板ばね14aに取り付けられた1個の可動接触子14とが設けられている。固定接触子13は可動接触子14との接触により、エレベータの各乗場2の停止位置や、乗場表示灯22がタイミング良く点灯されるような位置に取り付けられている。
【0006】
可動接触子14は板ばね14aを介して取り付け具14bに接続されており、取り付け具14bは可動接触子14が矢印X方向に変位可能なガイド部14cを有しつつ、テープ車11に連動したコード14dに接続されている。従って、可動接触子14は、テープ車11の回転動作に伴い矢印Y方向に連動するよう構成されている。
【0007】
これら固定接触子13及び可動接触子14はいずれも導電性の炭素で形成されており、現在のかご位置を示す可動接触子14が移動し、固定接触子13と接触したとき、両者は電気的に導通し、図11に示す乗場2の乗場表示灯22への点灯信号や乗りかご3の次の停止階の選択信号が生成されエレベータ制御盤4に供給される。
【0008】
エレベータ制御盤4は、ホール呼びボタン21やかご操作盤31による行き先階の登録に対処するとともに、階床選択機1からの乗りかご3の現在位置や運転方向、並びに前進移動(アドバンサ)位置等の情報を受けて運転制御を行っていた。従って、乗りかご3が走行し、乗りかご3の位置検出器32が乗場2の階床に対応する停止用プレート23の位置に到達すると、乗りかご3からは移動ケーブル6を介してエレベータ制御盤4に対しその停止位置信号(絶対位置信号)が伝送される。
【0009】
なお、図11において、乗りかご3とつり合い重り5は、回転機の駆動綱車7に掛けられたロープ8を介して連結されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の階床選択機は、炭素からなる固定接触子や可動接触子が備えられ、乗りかごの走行移動に伴いこれら接触子が機械的接触を繰り返すように構成されたので、それら各接触子の機械的磨耗や汚損は避け難く、これが要因となって電気的接触不良を引起こし信頼性を低下させる恐れがあった。
【0011】
従って、階床選択機は短いサイクルでの定期点検や整備を必要とし、清掃や部品交換も頻繁に行われた。また、階床選択機の機械的精度の低下は、直ちに乗りかごの停止位置等の精度に影響するので、保守整備には微妙かつ高精度の調整等が必要となり熟練を要するので改善が要望されていた。
【0012】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決し、階床選択機の原理を採用しつつ機械的接触部を削除し、簡単な構成により信頼性の高い階床選択装置を提供するものである。
【0013】
すなわち、本発明のエレベータの階床選択装置は、エレベータの乗りかごと釣り合い重りとの間に固定され乗りかごの昇降にともない移動するテープと、このテープの移動に対応して回転し、回転の周縁部に互いに位相を異にして等間隔に配置された複数の透光孔または光反射部からなる列を径を異にして同心円状に複数個形成した回転円板と、この回転円板を介して光を授受するよう配置された光送受信機と、この光送受信機からの前記回転円板の回転に伴い互いに位相を異にしたパルス列信号を導入して前記エレベータ乗りかごの位置、速度及び移動方向を検出演算し、該速度に対応した前進移動位置の演算を行い演算結果と前記乗りかご位置とを一致させ、乗りかごがエレベータ制御盤から供給される次の停止階の階床レベルに到達したときに、停止制御信号を前記エレベータ制御盤に供給する演算回路とを具備することを特徴とする。
【0014】
本発明装置は、上記のように、テープの移動に対応して回転するように回転円盤を取り付け、光送受信機により回転円板の透光孔または光反射部から位相を異にした複数の信号を取り出すように構成したので、機械的接触構造を採用することなく、乗りかごの現在位置や前進位置等の信号を出力することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるエレベータの階床選択装置の一実施の形態を図1ないし図10を参照し詳細に説明する。なお、図11に示した従来のエレベータと同一構成には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
【0016】
図1は、本発明による階床選択装置の一実施の形態を適用したエレベータの構成を示している。
【0017】
図1において、階床選択装置9のテープ91は、図2に要部を拡大して示すように、従来と同様に、テープ車92に掛けられつつ、エレベータの乗りかご3とつり合い重り5との間に接続されている。テープ車92には、その回転軸に連結され、同一の回転軸を有する回転円板93が設けられていて、乗りかご3の昇降移動にともない回転円板93は回転する。
【0018】
回転円板93の外側周縁部には、図2に示すように、等間隔に配置された複数個の透光孔93aからなる複数個(この実施の形態では2個)の透光孔列93aa,93abが、それぞれ回転中心からの径を異にするよう同心円状に形成されている。そして、外側の透光孔列93aaと内側の透光孔列93abとは、位相が互いに略90度(周期Tの1/4)異なるように設けられている。
【0019】
また、この回転円板93を挟んで、前記透光孔93aを介して光を授受できるように、発光素子及び受光素子であるLED94a及びフォトトランジスタ94bからなりいわゆるフォトインタラプタ(photointerupter)を構成した光送受信機94が配置されている。
【0020】
このように、回転円板93には、互いに位相を異にする2個の透光孔列93aa,93abが形成されているから、回転円板93の回転動作に伴い、図3(a)(b)に示すように、光送受信機94からは、必要に応じて波形成形され互いに90度位相を異にしたパルス信号が生成出力される。なお、この実施の形態において、回転円板93には複数の透光孔列(93aa,93ab)を形成したが、この透光孔93aに代え光反射部の列を同様に形成配置し、それに伴い光送受信機94も、フォトトランジスタ94aをその光反射部の列からの反射信号を受け、光信号を電気信号に変換して出力するよう構成しても良い。
【0021】
このようにして、本発明の階床選択装置9はテープ91の移動に対応して回転円板93が回転し、光送受信機94からは互いに位相を異にしたパルス信号が導出される。
【0022】
図4に光送受信機94の回路構成を示す。すなわち、回転円板93の2つの透光孔列(93aa,93ab)に対応して、それぞれ2個のLED94aa,94ab、及びフォトトランジスタ94ba,94bbが構成配置された場合を示すもので、フォトトランジスタ94ba,94bbはそれぞれ回転円板93の透光孔93aを介して受光し、電気信号に変換して出力し、それぞれ比較増幅回路94ca,94cbを経て、TTL94da,94dbに供給される。
【0023】
その後、各TTL94da,94dbにてパルス信号の立ち上がり及び立ち下がりの波形整形が行われ、出力端子94ea、94ebから、マイコンで構成された演算回路95に供給される。
【0024】
つまり、光送受信機94は回転円板93の回転に伴うパルス信号を生成するが、そのパルス信号はエレベータ乗りかご3の昇降移動に同期したものであるから、乗りかご3の現在位置及び昇降移動方向に関する情報が演算回路95に供給される。
【0025】
演算回路95は、回転円板93の回転に伴うエレベータ乗りかご3の現在位置はもとより乗りかご3の移動方向や前進移動位置等を演算し、その演算結果はエレベータ制御盤4に供給される。
【0026】
なお、この実施の形態では、テープ91の移動に連動して回転する回転円板93は、回転円板93の1回転が、エレベータの乗りかご3の昇降移動距離1mに相当するよう構成した。従って、各階床間の距離がおよそ3mとすれば、乗りかご3が一つの階床を通過するとき、回転円板93は3回転するように構成した。また、上記説明では、回転円板93はテープ車92の回転によって回転するように構成したと説明したが、テープ91が回転円板93を直接回転させるように構成しても良い。
【0027】
このように、この実施の形態による階床選択装置では、従来の階床選択機のテープ及びテープ車等をそのまま利用したので、格別な改変を加えることなく、簡単に構成することができる。
【0028】
演算回路95は図5に示すように構成される。すなわち、光送受信機94からのパルス信号、及びエレベータ制御盤4からの運転制御信号は入力ポート95aに供給される。光送受信機94からのパルス信号は入力ポート95aを介してCPU95bに供給され、ここで乗りかご3の位置等が演算される。演算に際しては、ROM95cには乗りかご3の基準位置を示す初期設定値が予めメモリされていて、CPU95bはその初期設定値を読み出しそれを基準とし、導入されたパルス信号のパルス数を計数し、乗りかご3の現在位置を算出する。
【0029】
CPU95bにより算出された乗りかご3の現在位置情報はRAM95dに一旦メモリされるとともに、出力ポート95eからエレベータ制御盤4に伝送される。
【0030】
一方、乗場2の乗場表示器22やかご操作盤31の行き先階登録ボタンには、回転円板93から得られる乗りかご3の現在位置が表示されるが、そのためにCPU95bは光送受信機94からのパルス信号のパルス数を計数し、表示信号を演算生成し、リレー等で構成された表示器用出力ポート95fからエレベータ制御盤4に供給される。
【0031】
上記のように構成された本実施の形態によるエレベータの階床選択装置の動作を更に図6の動作フローチャートを参照して説明する。
【0032】
まず、乗りかご3が、各乗場2における階床レベルでの停止状態では、図1に示したように、乗りかご3の位置検出器32に、乗場側の停止用プレート23が一致するから、それによる階床レベル停止信号は、移動ケーブル6、エレベータ制御盤4を順次介して、図5に示す演算回路95の入力ポート95aからCPU95bに入力される。
【0033】
従って、階床レベルの停止状態では、図6に示すように、エレベータ乗りかご3の絶対位置が検出され(ステップ6a)、演算回路95は乗りかご3の位置データを各階床基準値に代入しリセットする(ステップ6b)。
【0034】
なお、このステップ6bと同時に、演算回路95のCPU95bは、図7に示すように別処理で、乗りかご3の速度に対応した前進移動(アドバンサ)位置の演算を行い、前進移動位置演算用の変数である前進移動距離値、時間変化値及び前回演算時間値の初期化(リセット)を行い(ステップ7a)、前進移動位置をかご位置と一致させる(ステップ7b)。
【0035】
次に、図6において、乗場もしくは、乗りかご内からかご呼び登録が発生すると(ステップ6c)、これらかご呼び登録信号はエレベータ制御盤4を経由し、演算回路95の入力ポート95aを経て、CPU95bに供給される。CPU95bは、かご呼び登録信号を受け、乗りかご3の現在位置信号と昇降移動情報のいわゆる呼び信号をエレベータ制御盤4に出力し(ステップ6d)、エレベータ制御盤4は乗りかご3の昇降移動方向を認識する。
【0036】
乗りかご3の昇降移動方向を認識し、方向選択を行ったエレベータ制御盤4は、折り返しその選択した運転方向信号を、階床選択装置1の演算回路95に供給するとともに、乗りかご3の運転を開始する。ここで、演算回路95のCPU95bでは、入力ポート95aを介して、エレベータ制御盤4の運転方向信号を受け、上昇運転か下降運転かの判断を行う。
【0037】
演算回路95のCPU95bは、上昇運転の場合、上昇運転の演算処理の基本になるアップフラグをオンに、ダウンフラグをオフに、下降運転の場合は逆にダウンフラグをオン、アップフラグをオフに設定する(ステップ6e)。
【0038】
乗りかご3の運転が開始されると、光送受信機94のLED94aで発光した光はフォトトランジスタ94bで受光されるので、乗りかご3の昇降速度に見合った波長T(図3に示す)のパルス信号が導出され、演算回路95の入力ポート95aに供給される。
【0039】
光送受信機94からのパルス信号は、図3に示したようにそれぞれローレベルLとハイレベルHの組み合わせからなるから、回転円板93には、回転の周縁部に互いに位相を異にして等間隔に配置された複数の透光孔93aが同心円状に少なくとも一組構成した。同心円状の各列相互間の位相差は、乗りかご3の昇降移動方向を識別するものであるから、位相差は任意に設定して良いが、この実施の形態では略90度(T/4波長)となるように構成した。また透光孔93aの間隔の長さは約10mmに設定した。
【0040】
従って、各パルス信号の波長Tは、乗りかご3の速度や移動距離に対応するとともに、一組(2個)のパルス信号列93aa,93abにおける方向を加味した時間差は乗りかご3の運転方向を表すものとなる。
【0041】
乗りかご3が運転を開始した時点で、前記一組のパルス信号の時間差から判断された乗りかご3の運転方向によって、演算回路95は運転方向フラグの確認を行う(ステップ6f)。また、一組のパルス信号を入力ポート95aを介して導入したCPU95bは、乗りかご3が上昇運転の場合、乗りかご3の位置の変化量を初期設定値に対し順次累積加算する(下降運転の場合は変化量を順次引き算する)ことで乗りかご3の位置を演算する(ステップ6g)。
【0042】
次に、乗りかご3の位置演算値が演算回路95のROM95cにあらかじめ記憶されている各階床データの領域範囲内(階床レベル)に入った(YES)と判断すると(ステップ6h)、演算回路95のCPU95bは出力ポート95eを介して、エレベータ制御盤4に対し乗りかご3の運転停止信号(ストップ、ドアオープン及びレベル確認の各フラグをON)を出力する(ステップ6i)。
【0043】
この間、演算回路95内のCPU95bでは、乗りかご3の位置の演算と並行して、図8に示すように、乗りかごの速度に対応する別処理で、前進移動(アドバンサ)位置の演算を行う。
【0044】
すなわち、前進移動位置の演算方法は、乗りかご3の前進移動位置は乗りかご3の昇降速度によって異なる。従って、加速開始状態においては、あるかじめROM95cに記憶されている前進移動距離初期値を前進移動距離値に代入し(ステップ8a)、光送受信機94からのパルス信号から得られるエレベータの運転方向の情報から(ステップ8b)、乗りかご3の位置データの和(昇降運転時)、もしくは差(下降運転時)を求めることで前進移動位置が求められる(ステップ8c、8d)。なお、ここで最大前進移動位置に到達した以後は、前進移動位置は最大前進移動位置とする。
【0045】
エレベータの加速状態においては、図9に示すように、前進移動距離があらかじめROM95cに記憶されていた最大前進移動距離に達するまでの間、演算回路95は下記式(1)(2)(3)により前進移動位置を演算し続ける(ステップ9a)。エレベータ乗りかご3が最大前進移動距離に達したか否かを判断し (ステップ9b)、最大前進移動距離に達した後(YES)は、減速開始まで最大前進移動距離を保って運転を続ける(ステップ9c)。
【0046】
ここで、ΔSを前進移動位置変化量、Sを前進移動距離、βを加速度、V0 を前進移動距離初期値とすることで、式(1)(2)(3)は下記のように定められる。
【0047】
ΔS=(β×tn +V0 )×Δt (1)
Sn =Sn-1 +ΔS (2)
tn =tn-1 +Δt (3)
乗りかご3の前進移動位置が、あらかじめ演算回路95のROM95cに記憶された該当の目的停止階(行き先階)の階床レベルの範囲に入ると、減速信号が出力ポート95eからエレベータ制御盤4に出力され、乗りかご3が目的停止階に停止できるように減速制御が開始される。
【0048】
また、図6に示すように、乗りかご3の位置が階床レベル範囲に入り(ステップ6h)、ドアが開いて停止信号が発生する(YES)、ストップフラグ、ドアオープンフラグ及びかご位置階床レベル位置確認フラグがオンされ(ステップ6i)、それらの論理和で呼び登録を消去する信号が出力ポート95eからエレベータ制御盤4に出力されて運転が終了し、呼び登録は消去される(ステップ6j)。
【0049】
また、この一連の運転動作の間、演算回路95のCPU95bで演算された乗りかご3の位置データに従い、ROM95cに予め記憶されている各階床レベル範囲内では、図5に示す演算回路によって、乗りかご3の位置もしくは呼びを、演算回路95の表示器用出力ポート95fから、図10に示したようなエレベータ制御盤4内にある各表示器用リレーを励磁し、それらの接点(41a〜41d)をオン・オフ操作することで、各乗場2の乗場表示灯22及びホール呼びボタン21あるいはかご操作盤31のかご呼び表示器31aの表示が行われる。
【0050】
このように、本発明装置によれば、簡単な構成でしかも従来のように固定あるいは可動接触子のような機械部分を含まないので、信頼性の向上した階床選択装置を実現できる。
【0051】
【発明の効果】
以上説明のように、本発明装置によれば、光送受信機を採用し、従来のように機械的接点による乗りかごの位置検出を行なわないので、可動部分の清掃や部品の交換、あるいは微妙かつ煩雑な調整のメンテナンスを必要とせず、信頼性の高いエレベータの階床選択装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるエレベータの階床選択装置の一実施の形態を適用したエレベータの構成図である。
【図2】図1に示す装置の特に回転円板及び光送受信機を拡大して示す斜視図である。
【図3】図2に示す光送受信機から出力されるパルス列信号の波形図である。
【図4】図2に示す光送受信機の回路構成図である。
【図5】図1に示す装置の演算回路の概略構成図である。
【図6】図1に示す装置の演算回路における乗りかご位置演算処理を説明するフローチャートである。
【図7】図1に示す装置の演算回路における乗りかごの停止状態における演算処理を説明するフローチャートである。
【図8】図1に示す装置の演算回路における乗りかごの加速開始時の前進移動位置演算処理を説明するフローチャートである。
【図9】図1に示す装置の演算回路における乗りかごの加速状態での演算処理を説明するフローチャートである。
【図10】図1に示すエレベータ制御盤における乗りかごの位置表示器及び呼びホール呼び表示器の接続構成図である。
【図11】従来の階床選択機を適用したエレベータの構成図である。
【図12】図11に示した階床選択装置の要部拡大図である。
【符号の説明】
1 階床選択機
11 テープ
12 テープ車
13 固定接触子
14 可動接触子
16 ホール呼び表示器
2 乗場
21 ホール呼びボタン
22 乗場表示灯
23 停止用プレート
3 乗りかご
31 かご操作盤
32 位置検出器
4 エレベータ制御盤
5 つり合い重り
6 移動ケーブル
7 駆動綱車
8 ロープ
9 階床選択装置
91 テープ
92 テープ車
93 回転円板
93a 透光孔
94 光送受信機
94a LED
94b フォトトランジスタ
95 演算回路
Claims (1)
- エレベータの乗りかごと釣り合い重りとの間に固定され乗りかごの昇降にともない移動するテープと、
このテープの移動に対応して回転し、回転の周縁部に互いに位相を異にして等間隔に配置された複数の透光孔または光反射部からなる列を径を異にして同心円状に複数個形成した回転円板と、
この回転円板を介して光を授受するよう配置された光送受信機と、
この光送受信機からの前記回転円板の回転に伴い互いに位相を異にしたパルス列信号を導入して前記エレベータ乗りかごの位置、速度及び移動方向を検出演算し、該速度に対応した前進移動位置の演算を行い演算結果と前記乗りかご位置とを一致させ、乗りかごがエレベータ制御盤から供給される次の停止階の階床レベルに到達したときに、停止制御信号を前記エレベータ制御盤に供給する演算回路と
を具備することを特徴とするエレベータの階床選択装置。
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