JP2008179463A - 移動体速度検出装置並びにそれを用いるエレベータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
昇降路内やガイドレールに速度検出用の部材を取り付けることなしに乗りかごの速度または位置もしくは加速度を検出することができるエレベータ装置を提供する。
【解決手段】
乗りかご０１０５に設けられる書き込み手段１２０１を用いガイドレール０１０２に対し非恒久的マークを施す。該マークを乗りかご０１０５に設けられる読み出し手段１２０２−ａ，１２０２−ｂによって検出し、このときの読み出し手段１２０２−ａ，１２０２−ｂの出力信号によって乗りかごの速度または加速度もしくは位置を検出する。
【効果】
昇降路内やガイドレールに速度検出用の部材を乗りかごが移動する全経路にわたって設ける必要が無いため、上記速度検出用部材の調達コスト，設置コスト，維持管理コストを削減できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動体の速度検出装置に係り、移動体と相対速度をなす周囲構造物や移動路に、移動体の速度や位置把握の基準となる恒久的なマーク類を特段設置せずに、移動体自らにおいて周囲構造物や移動路との相対速度を検出する方法及び装置とその応用に関する。

特に、ガイドレールに沿って昇降路内を移動するエレベータの乗りかごの速度を検出する場合に適用できる。

従来、移動体の一例であるエレベータの乗りかごの速度や位置を検出する方法として、昇降路内に恒久的なマークを設け、乗りかごに備えられたセンサによってマークを走査することにより乗りかごの速度や位置を検出する技術が知られている（特許文献１参照）。

また、乗りかごを案内するガイドレールに取り付けられた磁気ストリップを恒久的マークとして、乗りかごに取り付けられたセンサによって検出することにより乗りかごの位置を確認する技術が知られている（特許文献２参照）。

特開２００６−５２０９２号公報 特表２００４−５３６０００号公報

従来技術においては、移動体が移動する全経路に恒久的なマークを設置する必要があるため、マーク類の調達コスト及び設置コスト，保守コストが増大するという問題がある。

本発明は、上記の問題点を考慮してなされたものであり、速度或いは位置検出用のマーク類を設置せずに、移動体の速度または位置もしくは加速度を検出することができる速度検出装置並びにそれを用いるエレベータ装置を提供する。

本発明による速度検出装置においては、移動体に設けられる書き込み手段によって、移動体と相対速度をなす周囲構造物や軌道若しくは経路上に、非恒久的マークを書き込む。更に当該マークを移動体に設けられる読み出し手段によって検出し、このときの読み出し手段の出力信号によって移動体の速度または位置もしくは加速度を検出する。

本発明によれば、移動体が移動する全経路に恒久的なマークを設置する必要が無いため、マーク類の調達コスト及び設置コスト，保守コストを削減可能となる。

以下、移動体の一例であるエレベータの乗りかごの速度を、乗りかごに搭載した速度検出手段を用いて検出する実施形態を説明する。

図１は、本発明の一実施例であるエレベータ装置を示す。乗りかご０１０５とつり合い錘０１０７はメインロープ０１０６で相互に接続され、メインロープ０１０６は巻き上げ機０１０８に巻き掛けられている。巻き上げ機０１０８が制御装置０１１１の指令により、メインロープ０１０６を駆動する。これにより、乗りかご０１０５及びつり合い錘0107が昇降路内を移動する。乗りかご０１０５はガイドレール０１０２に案内されながら移動する。乗りかご０１０５に設けられる速度検出装置０１１２が、乗りかごの上下の移動
（０１１３）と連動して移動する。速度検出装置０１１２の出力信号は制御装置０１１１へ送られ、制御装置０１１１が出力信号から異常速度と判断した場合、ブレーキ０１０９や非常止め装置０１１４などの安全装置を作動させる。速度検出装置０１１２の出力信号は、制御装置０１１１への送信に加え、乗りかご０１０５に設置された非常止め装置0114へ直接送信し、かご上に設置された機器のみで完結する非常停止動作を行っても良い。本明細書で、かご上に設置とは、乗りかごの主要部材に取り付けられ、かごと一体となり移動する状態で取り付けられた状態を指すものとし、かごの内側及び外側の天井，側面，床面の部材に取り付けられた状態を含むものとする。

図２は、速度検出装置０１１２の構成を示す。書き込み手段１２０１(Ｗ)を用い、ガイドレール０１０２に対し、非恒久的マークを書き込む。読み出し手段１２０２−ａ(Ｒ₁ )，１２０２−ｂ（Ｒ₂ ）は、ガイドレール０１０２における上記マークを検出する。書き込み手段駆動装置１２０３は、ガイドレール０１０２に特定の変動パタンに従う非恒久的マークを施せるよう書き込み手段１２０１を駆動する。

非恒久的マークの変動を、かごの移動速度によらず一定周波数とすると、乗りかごの移動速度に応じて、読み出し手段１２０２−ａ，１２０２−ｂの出力信号波形１２０４−ａ（wave１），１２０４−ｂ（wave２）に位相差が発生する。速度検出処理部１２０５については図４に後述する。

ガイドレールへの非恒久的マーク例として、ガイドレールの磁化が挙げられる。本実施例および後述するいくつかの実施例においては、乗りかごの移動にともない、書き込み手段により非恒久的マークをガイドレールに上書きし、短時間のうちに読み出し手段より読み出す構成としている。更に読み出し手段による読み出し後は、新たな書き込みを行わずに非恒久的マークを再利用することはない。従って非恒久的マークを有効に読み出せる期間は、書き込み手段によるガイドレールへのマークの書き込みから、当該ガイドレール箇所を読み出し手段が通過するまでの短い時間のみで十分となる。

よって、保磁力が小さく、外来磁気ノイズによるデータ消失のリスクを考慮すると、通常は恒久的なマークの記録媒体としては利用しにくい一般的なガイドレールにおいても、本実施例での非恒久的マークの記録媒体として利用できる。

ここで、ガイドレールが満たすべき磁気特性の必要条件を以下に列挙する。まず、書き込み手段による磁気データの書き込み後、一般に複数の読み出し手段が読み出すまでの間に、前記磁気データの書き込まれたガイドレール部分近傍の背景磁気ノイズにより、前記残留磁化が消失しない保磁力を有すること。加えて、背景磁気ノイズ環境下で読み出し手段により読み出し可能な残留磁化データが、Ｓ／Ｎ比０（ｄＢ）以上となることである。

非恒久的マークの例として、残留磁化以外では、潤滑油を利用する例もある。通常、ガイドレールと摺動あるいは転動する支持機構（図示せず）との潤滑のため、油脂類をなんらかの手法で塗布している。油脂の塗布を例えばインクジェット方式とし、ガイドレールへの塗布の際にマーク化すれば、書き込み手段による非恒久的マークの書き込みとして利用可能である。この時、読み出し手段においては、潤滑用油脂の塗布状態の違いを検出する。例えば、油脂が光学的色彩を呈する場合は光学的検出手段を用い、油脂が磁性を有する場合は、磁気的検出手段を用いる。読み出し後の油脂類は、かご側設置のフェルトやスポンジで摺動面全体へ一様化しても良い。

図３は、非恒久的マークを施す手段として、磁気を用いる場合における書き込み手段
１２０１及び読み出し手段１２０２−ａ，１２０２−ｂの具体的な構成例を示す。本例では書き込み手段１２０１として電磁石を用いているが、非恒久的マークを施す対象物に変動する残留磁化を残せる手段であれば、回転する永久磁石を用いても良い。

読み出し手段１２０２−ａ，１２０２−ｂとしては、磁気抵抗効果素子，磁気インピーダンス素子，ホール素子，ピックアップコイルなどが適用できる。適宜、磁束の収束，ガイドを行うヨークと併用しても良い。

図４は、速度検出処理部の構成例を示す。速度検出処理部は図２の１２０５に該当する。複数の読み出し手段１２０２−ａ，１２０２−ｂより検出されたガイドレールの磁化すなわち読み出された磁気データは、それぞれＡ／Ｄ変換手段１３０１−ａ，１３０１−ｂによってＡ／Ｄ変換された後、データ保持手段１３０２−ａ，１３０２−ｂに時系列のデータとして格納される。データ比較手段１３０３では、データ保持手段１３０２−ａ，
１３０２−ｂに格納された時系列データの比較を行う。速度算出手段１３０４は、データ比較手段１３０３より出力される比較結果情報，書き込み駆動方法情報１３０５及び読み出し手段の位置情報１３０６に基づき、乗りかごの速度を算出し、速度情報１３０７として出力する。

複数の乗りかごの移動方向に対応するため、乗りかご移動方向に沿って書き込み手段
１２０１を挟む位置に、単一方向速度検出機構１３００をもう一組設ける。本実施例では、複数の単一方向速度検出機構１３００に対し、１つの書き込み手段１２０１を共用しているが、複数の単一方向速度検出機構１３００それぞれに対し、個別に書き込み手段1201を設けても良い。

ここで、図４の構成を用いた場合の、書き込み手段１２０１の駆動方法、及び速度の算出方法に関し説明する。以降、乗りかごの速度を、非恒久的マークを施すかご外の構造物、より具体的にはガイドレールとの相対速度とする。図４の構成を用いかご速度を検出するにはいくつかの方式が考えられる。そのうちのひとつが、書き込み手段１２０１の対向するガイドレール箇所に施される残留磁化変動の周波数を一定とするものである。よって上記方式では、かごの速度が変化すると、ガイドレールへ施される残留磁化変動の空間周波数は変化する。書き込み手段１２０１によりガイドレールに施される残留磁化変動の周波数を一定とすると、進行方向に関しある隔離距離を有する読み出し手段１（１２０２−ａ）と読み出し手段２（１２０２−ｂ）において観測される残留磁化強度の変動に位相差を生じる。この位相差を、データ比較手段１３０３にて抽出し、他の情報と総合し速度算出手段１３０４で速度に変換する。上記例では、残留磁化の強度を変動要素としたが、残留磁化の方向や方向と強度の組み合わせ、複数トラックによるコード値など、磁気的手段にてガイドレールに非恒久的マークを残せる手法であれば、任意の手法を適用可能である。

また、残留磁化の時間変動波形も、位相差を定義可能なものであれば、正弦波でも、歪を有する波形でも良い。インパルスに近い残留磁化を施し、読み出し手段１，２間のTimeOf Flight時間を算出する形式としても良い。

図４において、１４５０及び１３３０は基本構成で必須ではないため、後述する。

次に、速度算出手段１３０４における速度の算出方法を説明する。ここでは、残留磁化強度の時間変動を、周波数ｆの正弦波とした場合を例にとり説明する。

書き込み手段によりガイドレールに施される残留磁化の変動周波数成分をｆ［１／ｓ］、読み出し手段１（１２０２−ａ），読み出し手段２（１２０２−ｂ）間の空間的距離をｄ₁₂［ｍ］、データ比較手段１３０３より検出された位相差をφ_diff［rad］とすると、速度ｖ［ｍ／ｓ］は、式（１）で求められる。

また、上記条件下で検出できる最小の速度ｖ_min［ｍ／ｓ］は式（２）で示される。

さらに、データ比較手段１３０３により検出できる最小の位相差をφ_{diff_min}［rad］とすると、上記構成で、検出できる最大の速度ｖ_max［ｍ／ｓ］は、式（３）で示される。

φ_{diff_min}の大きさは、位相ノイズの大きさに依存する。位相ノイズの大きさは、磁気データ書き込みから、読み出し，Ａ／Ｄ変換，各種演算処理までにいたる系全体のＳ／Ｎ比に依存する。

図５は上下双方向の乗りかご移動方向に対応する書き込み手段及び読み出し手段の配置の例である。図５（ａ）は、かご移動方向に関し１つの書き込み手段１２０１の両側を、二組の読み出し手段１２０２−ｕ及び１２０２−ｄで挟む構成の例である。いま、乗りかご０１０５の移動方向が０１１３−ｕ方向のとき、移動方向に向かって書き込み手段1201の後側に位置する読み出し手段１２０２−ｕを用いて非恒久的マークを読み出すことで速度等の検出を行う。同様に進行方向が０１１３−ｄの場合は、書き込み手段１２０１にて書き込んだ非恒久的マークを、読み出し手段１２０２−ｄを用いて読み出すことで速度等の検出を行う。

図５(ｂ)は、乗りかご移動方向に関し一組の読み出し手段１２０２の両側を、２つの書き込み手段１２０１−ｕ，１２０１−ｄで挟む構成の例である。いま、乗りかご０１０５の移動方向が０１１３−ｕ方向のとき、移動方向に向かって読み出し手段１２０２の前側に位置する書き込み手段１２０１−ｕを用い書き込みを行った非恒久的マークを読み出し手段１２０２が読み出すことで速度等の検出を行う。同様に移動方向が０１１３−ｄの場合、書き込み手段１２０１−ｄと読み出し手段１２０２を用い、速度等の検出を行う。かごの移動方向に関し、読み出し手段１２０２に対して書き込み手段１２０１が先行する位置構成であれば、図５（ａ），（ｂ）に示した構成に限らず、適用可能である。

また、図５（ｃ）のように、複数のガイドレールが存在する場合、ガイドレール毎に異なる速度検出方向を割り当てても良い。いま、乗りかご０１０５が複数のガイドレール
０１０２−ｄ，０１０２−ｕに面しているとする。０１１３−ｄ方向の速度検出では、ガイドレール０１０２−ｄに面した書き込み手段１２０１−ｄにて書き込んだ非恒久的マークを、読み出し手段１２０２−ｄを用いて読み出す。０１０２−ｕ方向に面した側でも、書き込み手段１２０１−ｕにて書き込んだ非恒久的マークを、読み出し手段１２０２−ｕを用いて読み出す。

上記図５（ｃ）の構成の特徴は、書き込み手段と読み出し手段との空間的距離を確保可能な点である。例えば、非恒久的マークとして磁気情報を用いる場合、書き込み手段1201−ｄからの漏洩磁束が、読み出し手段１２０２−ｄの読み出し値に影響を与える可能性があるため、書き込み手段１２０１−ｄと読み出し手段１２０２−ｄとの空間距離を大きく取れる上記構成が有利である。

また、複数のガイドレールそれぞれが、複数の速度検出に対応する方式としてもよい。同構成では、多重化による信頼性向上が見込める。更に同構成で、複数のガイドレール毎に異なる特性の非恒久的マークを施しても良い。例えば、非恒久的マークに正弦的に変動する残留磁化を用いる場合、レール毎に残留磁化の時間変動波形の周波数を異なる構成とすることで、速度等の検出範囲を拡大出来る。尚、図５においては、読み出し手段を常に２つセットで図示したが、適用方式に応じ、１つでも３つ以上を１組としても良い。

図１１に、消去手段を用いる実施例を示す。図中で１２０６−ａ，１２０６−ｂがガイドレール０１０２へ書き込まれた非恒久的マークを消去する消去手段である。消去手段
１２０６は、非恒久的マーク書き込み前に、前回書き込みパタンの消去、或いは非恒久的マーク読み出し後に、書き込んだ非恒久的マークの消去に利用する。図１１（ａ）は、かご進行方向に対し消去手段，読み出し手段，書き込み手段，読み出し手段，消去手段の順で配置する場合の例である。いま乗りかごの移動方向が０１１３−ｕであったとする。かご移動方向に対し、先行する消去手段１２０６−ａがガイドレール０１０２に残留した非恒久的マークを消去する。ついで、書き込み手段１２０１がガイドレール０１０２に非恒久的マークを書き込み、読み出し手段１２０２−ｕが非恒久的マークを読み出すことで、速度等の検出を行う。必要に応じ、消去手段１２０６−ｂがガイドレール０１０２に残留した非恒久的マークを消去する。例えば、非恒久的マークが磁気的なものである場合、速度等の検出後に残留磁化を消去することで、ガイドレールへの磁性をもつ塵埃の付着や、磁場に影響を受ける可能性のある周辺機器への影響を緩和できる。尚、乗りかごの移動方向が０１１３−ｄの場合も、適宜サフィックスの−ｄと−ｕ，−ａと−ｂを入れ替えることで、同様に実施できる。

また、速度等の検出後に残留磁化を消去する必要がない場合図１１（ｂ）に示すように、読み出し手段，書き込み手段，消去手段の順で配列してもよい。本構成によれば、乗りかごの移動方向が０１１３−ｕのとき、かご移動方向に対し、先行する消去手段１２０６−ａがガイドレール０１０２に残留した非恒久的マークを消去し、書き込み手段１２０１がガイドレール０１０２に非恒久的マークを書き込み、読み出し手段１２０２−ｕが非恒久的マークを読み出すことで、速度等の検出を行う。乗りかごの移動方向が０１１３−ｄの場合も、適宜サフィックスを入れ替えた構成で速度等の検出を行う。

図１１（ｃ）は、読み出し手段の両端を書き込み手段ではさみ、さらにその両端を消去手段ではさむ配列の例である。いま、乗りかごの移動方向が０１１３−ｕであったとする。かご移動方向に対し、先行する消去手段１２０６−ａがガイドレール０１０２に残留した非恒久的マークを消去する。ついで、書き込み手段１２０１−ｕがガイドレール0102に非恒久的マークを書き込み、読み出し手段１２０２が非恒久的マークを読み出すことで、速度等の検出を行う。乗りかごの移動方向が０１１３−ｄの場合も、適宜サフィックスの−ｄと−ｕ，−ａと−ｂを入れ替えることで、同様に実施できる。本配列では、非恒久的マークが磁気的なものである場合、二つの書き込み手段１２０１−ｕ及び１２０１−ｄとで生成される磁場を、読み出し手段１２０２付近で相殺される条件で駆動することで、読み出し手段１２０２近傍の空間で観測される漏洩磁束を軽減できる利点がある。

図６は、１つの速度検出方向に対し、３つ以上の読み出し手段を用いることで、検出範囲を拡大する実施例である。前出のとおり、１つの速度検出方向に対し、２つの読み出し手段のデータを用いる場合、検出可能な最低速度は前出の式（２）の制限を受ける。同様に最大速度は、前出の式（３）の制限を受ける。いま変動周波数成分ｆを固定すると、検出可能な最低速度を下げるために、複数の読み出し手段間の空間的距離ｄ₁₂を小さくすれば、検出可能な最大速度も小さくなる副作用を生じる。そこで上記対策として、１つの速度検出方向に対し、３つの読み出し手段を用いると、複数の読み出し手段間の間隔として、ｄ₁₂［ｍ］，ｄ₂₃［ｍ］，ｄ₃₁［ｍ］の３つの組み合わせを利用可能となり、検出可能な速度の範囲を拡大できる。３つの読み出し手段相互の空間距離を、ｄ₁₂［ｍ］＜ｄ₂₃
［ｍ］＜ｄ₃₁［ｍ］とすると、小さなかご速度の検出には、空間距離がｄ₁₂と小さい読み出し手段１２０２−ａ及び１２０２−ｂ（Ｒ₁，Ｒ₂）の組み合わせを用いる。

同様に大きなかご速度の検出には、空間距離の大きな読み出し手段１２０２−ａ及び
１２０２−ｃ（Ｒ₁，Ｒ₃）の組み合わせを用いる。中間のかご速度の検出には、読み出し手段１２０２−ｂ及び１２０２−ｃ（Ｒ₂，Ｒ₃）の出力信号波形１２０４−ｂ，１２０４−ｃ(wave２，wave３)を処理する。上の３つの組み合わせにより検出可能な速度レンジに重なりがある場合、相互に合理性判定を行うことで、信頼性が向上する。同様に位相の相互関係から、位相折り返しの判定に用いることで、速度レンジを更に拡大しても良い。また１つの速度検出方向につき、４つ以上の読み出し手段を用いても良い。

図７を用い、１つの速度検出方向につき、一つの読み出し手段を利用する実施例を示す。本実施例では、書き込み手段駆動装置１２０３よりの情報に基づき、位相及び波形調整器１４０１を用い、仮想的な読み出し波形１４０２（wave０）を生成する。以降の速度算出処理は、入力データに仮想的な読み出し波形１４０２と読み出し手段１２０２で検出された実測による読み出し波形１２０４（wave１）を用いること以外は、図４の速度検出処理と同様である。ここで仮想的な読み出し波形とは、仮想的な読み出し手段が書き込み手段１２０１の位置に存在すると仮定した場合、仮想的な読み出し手段より出力される波形である。次に仮想的な読み出し波形１４０２の生成方法について説明する。書き込み手段駆動装置１２０３は、書き込み手段による非恒久的マークの書き込みレベルの強弱を指令するコントローラ部分１２０３−ｃと、該指令値に基づき、書き込み手段１２０１を駆動する出力を行うドライバ部分１２０３−ｄとに大まかに区分される。上記コントローラ部分１２０３−ｃがドライバ部分１２０３−ｄに対し、与える書き込みレベル指示情報を、位相及び波形調整器１４０１が受け取り、仮想的な読み出し波形１４０２を生成する。上記指示情報の具体的例としては、コントローラ部分１２０３−ｃがアナログ回路で構成されている場合、電圧／電流／周波数／パルス間隔／各種変調波などを電気的に表現したアナログ値である。コントローラ部分１２０３−ｃがマイコンなどのデジタル回路である場合は、仮想的な読み出し波形１４０２を数値データのまま出力することで、後の処理Ａ／Ｄ変換を省力しても良い。またマイコンから、Ｄ／Ａ変換を行い各種アナログ値に変換して出力しても良い。更にデジタルＩ／Ｏを経由させ、パルス変調波で出力しても良い。

上記の構成で読み出し手段の空間的距離に相当する距離は、書き込み手段１２０１と読み出し手段１２０２間の距離ｄｒｗである。また、位相及び波形調整器１４０１の機能のうち、位相調整機能については、図４に示したデータ比較手段１３０３内でソフトウェア的に実現しても良い。更に仮想的な読み出し波形１４０２は、書き込み手段１２０１の位置における仮想的な読み出し手段での読み出し波形を厳密に再現する必要は無く、前記仮想的な読み出し波形と相対的な位相差が一定であれば良い。前記位相差分は、データ比較手段１３０３内で補正することが可能である。本実施例と、前述の図１１（ｃ）の実施例を組み合わせることで、単一の読み出し手段を用い、複数の乗りかごの移動方向に対向できる。特に図１１（ｃ）の実施例において、非恒久的マークの手段として残留磁化を用い、磁場相殺効果を狙う場合においては、読み出し手段が１つであることにより、磁気的中性点近傍に読み出し手段を設置できるため、相殺効果の向上が見込める。

図８は、非恒久的マークがガイドレールなどの記録対象媒体に、中程度の期間残存する場合の実施例である。上記中程度の期間とは、乗りかごが昇降路内を一往復する期間以上、マークが恒久的とみなせる期間未満である。より限定的には、非恒久的マークを有効に読み出せる状態に保持するための保守運転の時間間隔を、速度検知対象の移動体の運用に支障を与えない時間間隔とすることが可能な期間である。例えば、磁気的な非恒久的マークを用いる場合、ガイドレールの保磁力が十分に大きく数日間にわたって、読み出し手段での検出に十分なレベルの残留磁束密度を保持でき、上記磁気が残留する数日間より短い時間間隔である一日のうちに少なくとも一回の非恒久的マーク再書き込み運転が可能な運用形態であれば、本方式を適用できる。

本方式においては、乗りかごの種々の速度域において常に非恒久的マークを書き込む必要が無いため、空間的に等間隔な非恒久的マークを用いることができる。空間的に等間隔なマークの利用では、読み出し信号の周波数と、マークの空間間隔から、簡便に乗りかごの速度を求められるほか、読み出し信号の変動カウント値から乗りかごの相対的移動距離を、公知の２相エンコード方式から移動方向をそれぞれ求めることが可能であり、種々の利点がある。非恒久的マークをガイドレールに施す方法として、図８（ａ）に示すように、保守運転時などに一定速度で乗りかご０１０５を移動させ、書き込み手段１２０１を一定周波数で駆動することによりガイドレール０１０２を等間隔で磁化する。ガイドレール０１０２に施される非恒久的マークの空間間隔が結果的に等間隔となる方式であれば、かごの一定速度運転，書き込み手段の一定周波数での駆動以外の方法を用いても良い。非恒久的マークの保守運転の終了後、通常運行時においては、図８（ｂ）に示すように、一個の読み出し手段１２０２を利用し速度を検出する。このとき読み出し手段１２０２よりの出力信号の周波数から乗りかごの移動速度を換算する。尚、本方式では、通常運行時にはガイドレールへの非恒久的マークの書き込みを行わないため、書き込み手段１２０１は必ずしも乗りかご上にある必要は無い。従って、図８（ａ）に示した乗りかご０１０５相当の移動体は、図８（ｂ）に示した乗りかご０１０５と一体構成とする必要は必ずしも無い。

図９は、ガイドレールを等間隔で磁化する方法のフロー示す。まず、非恒久的マーク保守要否判定を行う（ステップ１４８１）。判定の基準としては、前回の保守から一定時間（例えば一日に一度）経過の有無、若しくは非恒久的マークの読み出しレベルが予め設定した閾値を下回ったか否かなどを用いる。上記レベルの判定には、読み出し手段１２０２からの出力信号を用いることができる。次に、非恒久的マークの書き込み運転を行う前に、乗客の有無の確認や点検運転中の表示，上位系のエレベータ遠隔監視システムへの連絡処理などを行う（ステップ１４８２）。その次に、一定速度あるいは既知の速度変化率をもって乗りかごを移動させつつ、ガイドレールに等間隔で非恒久的マークを施す（ステップ１４８３）。ステップ１４８４は、書き込み結果の確認作業であり、一定速度あるいは既知の速度変化率をもって乗りかごを移動させ、読み込み手段よりの出力をもって非恒久的マークの書き込み結果を確認する。尚、本フローによるタスクは、図４の運行モード切替手段１４５６が、入出力手段１４５７による情報に基づき実行する。

ガイドレールを等間隔で磁化する方法を用いる場合の位置及び速度は、図４の処理部
１４５０によって検出される。周波数分析手段１３３１よりの出力と、ガイドレール磁化の書き込みピッチ情報１４５１を用い、速度算出手段１４５２にて、速度を算出する。位置算出手段１４５４は、読み出し手段１２０２よりの出力信号変動の波数とガイドレール磁化の書き込みピッチ情報１４５１より、相対的な移動距離を算出する。

図１０は、非恒久的マークがガイドレールなどの記録対象媒体に残存する期間が、図８や図９の実施例で対象とした残存期間より更に短い場合において、空間的に等間隔な非恒久的マークを利用する実施例である。本実施例では、予め施した空間的に等間隔な非恒久的マークを、乗客を乗せた運行を行う通常運転時に、空間的に等間隔で再書き込みすることで、非恒久的マークの読み出しレベルの保持を行う。

予め空間的に等間隔な非恒久的マークを施す方法としては、図８の実施例において示した保守運転時に、乗りかごを一定速度で運行しつつ一定周波数でマークを書き込む方法が利用できる。ガイドレールの製造時や昇降路へのガイドレール施工時に非恒久的マークの書き込みを行っても良い。上記手法は、乗りかごの運転がなければ、非恒久的マークの読み出しレベルの低下が少ない場合があることによる。

乗客を乗せた運行を行う通常運転においては、乗りかごの速度が必ずしも一定とならない。よって非恒久的マークの再書き込みにおいては、空間的に等間隔な非恒久的マークを実現するため、書き込み周波数を変化させる必要がある。上記書き込み周波数の制御の中核をなすものが、図１０に示す波形フィードバック手段１４０３である。

以下図を用い動作の説明を行う。なお、非恒久的マークは磁気的なものとする。乗りかご０１０５の移動方向を上昇方向（０１１３）とすると、移動方向に対し書き込み手段
１２０１に先行する読み出し手段１２０２よりの出力信号を、波形フィードバック手段
１４０３経由で、書き込み手段駆動装置１２０３へフィードバックする。書き込み手段駆動装置１２０３は、フィードバック情報に基づき、書き込み手段１２０１を駆動することでガイドレール０１０２を磁化して磁気データを書き込む。本実施例では、範囲１４０４が磁気データ上書き済み区間となる。波形フィードバック手段１４０３は、読み出し手段１２０２と書き込み手段１２０１との間隔ｄｒｗに基づき、磁化すなわち磁気データの位相を調整する。例えばｄｒｗが、磁気データの書き込みピッチの整数倍であった場合、同位相の磁気データが書き込まれるように書き込み手段駆動装置１２０３を制御する。レイアウト上の制約や、漏洩磁束を考慮した磁気データの読み込みタイミングの制約で、読み出し手段１２０２と書き込み手段１２０１の設置距離を磁気データの書き込みピッチの整数倍に設定できない場合、波形フィードバック手段１４０３にて位相を調整する。

なお、本実施例では、書き込み手段１２０１をＷ，読み出し手段１２０２をＲと表記した場合、Ｗ−Ｒ−Ｗの順に配置するとことで、昇降路端における非恒久的マーク書き込み範囲を拡大できる。

以上の実施例では、乗りかごの移動方向を上下方向として説明したが、本発明の方式は、斜め方向や水平方向若しくは任意の幾何形状に沿って移動するエレベータ、若しくは移動体一般に適用できる。

移動体一般に適用する場合の必要条件は、移動体の相対速度の基準となる非恒久的マークを書き込める媒体が存在し、移動体に書き込み手段及び読み出し手段を搭載可能なことである。一例として、鉄道では、非恒久的マークを施しうるレールを有し、移動体である車両に書き込み手段および読み出し手段を搭載することが可能なため、上記条件を容易に充足する。

なお、上記の実施例に限らず、本発明の技術的思想の範囲内において、種々の実施形態が可能である。

本発明の一実施例であるエレベータ装置を示す。 速度検出装置の構成を示す。 書き込み手段及び読み出し手段の具体的な構成例を示す。 速度検出処理部の構成例を示す。 上下双方向の乗りかごの移動に対応するのに適した書き込み手段及び読み出し手段の配置の例を示す。 三個の読み出し手段を利用する実施例を示す。 一つの読み出し手段を利用する実施例を示す。 ガイドレールを等間隔で磁化する実施例を示す。 ガイドレールを等間隔で磁化する方法のフロー示す。 通常運転中に等間隔磁化を行う実施例を示す。 消去手段を用いる実施例を示す。

符号の説明

０１０２ ガイドレール
０１０５ 乗りかご
０１０６ メインロープ
０１０７ つり合い錘
０１０８ 巻き上げ機
０１０９ ブレーキ
０１１１ 制御装置
０１１２ 速度検出装置
０１１３ かご移動方向
０１１４ 非常止め装置
１２０１ 書き込み手段
１２０２ 読み出し手段
１２０３ 書き込み手段駆動装置
１２０５ 速度検出処理部
１２０６ 消去手段
１３０１ Ａ／Ｄ変換手段
１３０２ データ保持手段
１３０３ データ比較手段
１３０４ 速度算出手段
１３０５ 書き込み駆動方法情報
１３０６ 読み出し手段の位置情報
１３３１ 周波数分析手段
１３３２ 加速度算出手段
１４０１ 位相及び波形調整器
１４０３ 波形フィードバック手段
１４５１ ガイドレール磁化の書き込みピッチ情報
１４５２ 速度算出手段
１４５４ 位置算出手段
１４５６ 運行モード切替手段
１４５７ 入出力手段

Claims (17)

1. ガイドレールに案内され昇降路内を上下方向若しくは水平方向若しくは斜め方向に移動する乗りかごを備えるエレベータ装置において、
   前記乗りかごに設けられる書き込み手段と、
   前記書き込み手段によってガイドレール書き込まれた磁化を検出する読み出し手段と、
   前記読み出し手段の出力信号に基づいて前記乗りかごの速度または位置もしくは加速度を検出する制御装置と、
   を備えることを特徴とするエレベータ装置。
2. 請求項１において、前記書き込み手段は、一定周期で変動する磁場を発生することを特徴とするエレベータ装置。
3. 請求項１において、前記書き込み手段は、一定でない周期で変動する磁場を発生することを特徴とするエレベータ装置。
4. 請求項１において、前記読み出し手段は、前記乗りかごの複数の移動方向のうち、一方向の速度または位置もしくは加速度の検出のために、複数個設けられることを特徴とするエレベータ装置。
5. 請求項１において、前記読み出し手段は、前記乗りかごの複数の移動方向のうち、一方向の速度または位置もしくは加速度の検出のために、１個設けられることを特徴とするエレベータ装置。
6. 請求項２，請求項３及び請求項４のいずれか１項において、前記読み出し手段は、前記乗りかごの複数の移動方向のうち、一方向の速度または位置もしくは加速度の検出のために、前記乗りかごの移動方向に沿って複数個設けられ、前記制御装置は、複数の前記読み出し手段出力の位相差を算出するデータ比較手段と、前記データ比較手段によって算出された前記位相差に基づいて前記乗りかごの速度を算出する速度算出手段と、を備えることを特徴とするエレベータ装置。
7. 請求項２，請求項３及び請求項５のいずれか１項において、前記読み出し手段は、前記乗りかごの複数の移動方向のうち、一方向の速度または位置もしくは加速度の検出のために、前記乗りかごの移動方向に沿って１個設けられ、前記制御装置は、前記読み出し手段の出力と、前記書き込み手段の駆動手段より出力された基準信号との位相差を算出するデータ比較手段と、前記データ比較手段によって算出された前記位相差に基づいて前記乗りかごの速度を算出する速度算出手段と、を備えることを特徴とするエレベータ装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項において、前記書き込み手段は、前記読み出し手段に対し、前記乗りかごの進行方向に位置することを特徴とするエレベータ装置。
9. 請求項１において、前記書き込み手段は、前記ガイドレールに対しかご移動方向に沿って等間隔に磁化が変動するように前記ガイドレールを磁化することを特徴とするエレベータ装置。
10. 請求項１において、前記書き込み手段は、前記ガイドレールに対しかご移動方向に沿って磁化変動が特定のパタンをなすよう前記ガイドレールを磁化することを特徴とするエレベータ装置。
11. 請求項９または請求項１０において、前記書き込み手段を用い前記ガイドレールに対しかご移動方向に沿って磁化を行う保守のための運転モードと、前記書き込み手段の動作を休止し前記ガイドレールに残留した磁化を前記読み出し手段を用い検出することで前記乗りかごの速度または位置もしくは加速度を検出し運行を行う通常の運転モードとを備えることを特徴とするエレベータ装置。
12. ガイドレールに案内され昇降路内を上下方向若しくは水平方向若しくは斜め方向に移動する乗りかごを備えるエレベータ装置において、
    前記かごの移動方向に沿って予め等間隔で残留磁化を施したガイドレールと、
    前記ガイドレール書き込まれた磁化を検出する読み出し手段と、
    前記乗りかごに設けられる書き込み手段と、
    前記書き込み手段を駆動する装置と、
    前記読み出し手段の出力信号に基づいて前記乗りかごの速度または位置もしくは加速度を検出する制御装置と、
    前記読み出し手段からの出力を前記書き込み手段を駆動する装置の制御に連結する手段と、
    を備えることを特徴とするエレベータ装置。
13. ガイドレールに案内され昇降路内を上下方向若しくは水平方向若しくは斜め方向に移動する乗りかごと、を備えるエレベータ装置において、
    前記かごの移動方向に沿って予め等間隔で残留磁化を施したガイドレールと、前記ガイドレール書き込まれた磁化を検出する読み出し手段と、前記乗りかごに設けられる書き込み手段と、前記書き込み手段を駆動する装置と、前記読み出し手段の出力信号に基づいて前記乗りかごの速度または位置もしくは加速度を検出する制御装置と、前記読み出し手段からの出力を、前記書き込み手段を駆動する装置の制御に連結する手段と、を備え、
    前記乗りかごの移動方向に沿って先行する位置に前記読み出し手段を配し、
    前記乗りかごの移動方向に沿って前記読み出し手段より所定間隔で遅行する位置に前記書き込み手段を配し、
    前記読み出し手段出力と前記書き込み手段の駆動装置とを結合する手段を有することを特徴とするエレベータ装置。
14. ガイドレールに案内され昇降路内を上下方向若しくは水平方向若しくは斜め方向に移動する乗りかごを備えるエレベータ装置において、
    前記乗りかごに設けられる書き込み手段と、
    前記書き込み手段によってガイドレール書き込まれた磁化を検出する読み出し手段と、
    前記読み出し手段の出力信号に基づいて前記乗りかごの速度または位置もしくは加速度を検出する制御装置と、
    前記書き込み手段によってガイドレール書き込まれた磁化を消去する手段と、
    を備えることを特徴とするエレベータ装置。
15. 任意の移動方向に移動する移動体と同一の移動方向及び速度を持ち前記移動体と相対速度をなす周囲構造物に非恒久的マークを書き込む手段と、
    前記移動体と同一の移動方向及び速度を持ち前記書き込み手段により前記周囲構造物に書き込まれた前記非恒久的マークを前記書き込み手段の軌跡に沿い前記書き込み手段の後を追う複数の位置で読み出す複数の読み出し手段と、
    前記複数の読み出し手段からの出力信号に基づいて前記移動体の速度若しくは加速度若しくは位置を算出する手段とを備え、
    前記非恒久的マークの残存する期間が短くとも前記書き込み手段による書き込みから前記読み出し手段による読み出しまでであり、前記移動体の速度若しくは加速度若しくは位置の検出に際し同一の移動体上の前記書き込み手段若しくは前記移動体と連結され同一の速度で移動する前記書き込み手段により書き込まれた非恒久的マークを利用することを特徴とする移動体速度検出装置。
16. 任意の移動方向に移動する移動体と同一の移動方向及び速度を持ち前記移動体と相対速度をなす周囲構造物に非恒久的マークを書き込む手段と、
    前記移動体と同一の移動方向及び速度を持ち前記書き込み手段により前記周囲構造物に書き込まれた非恒久的マークを前記書き込み手段の軌跡に沿い前記書き込み手段の後を追う位置で読み出す手段と、
    前記書き込み手段の位置に前記読み出し手段が存在した場合に前記読み出し手段より出力されるべき信号と一定の関連性をもつ信号を生成する手段と、
    前記読み出し手段からの出力信号と前記一定の関連性をもつ信号を生成する手段により信号にもとづいて前記移動体の速度若しくは加速度若しくは位置を算出する手段とを備え、
    前記非恒久的マークの残存する期間が短くとも前記書き込み手段による書き込みから前記読み出し手段による読み出しまでであり、前記移動体の速度若しくは加速度若しくは位置の検出に際し同一の移動体上の前記書き込み手段若しくは前記移動体と連結され同一の速度で移動する前記書き込み手段により書き込まれた非恒久的マークを利用することを特徴とする移動体速度検出装置。
17. レールに案内された移動体と一体若しくは連結されて移動しつつ前記レールに対し非恒久的マークを書き込む手段と、
    前記移動体と一体若しくは連結されて移動しつつ移動体の移動方向に関し前記書き込み手段の後方となる複数の位置において前記非恒久的マークを読み出す複数の読み出し手段と、
    前記複数の読み出し手段からの出力信号にもとづいて前記移動体の速度若しくは加速度若しくは位置を算出する手段とを備え、
    前記非恒久的マークの残存する期間が短くとも前記書き込み手段による書き込みから前記読み出し手段による読み出しまでであり、前記移動体の速度若しくは加速度若しくは位置の検出に際し同一の移動体上の前記書き込み手段若しくは前記移動体と連結され同一の速度で移動する前記書き込み手段により書き込まれた非恒久的マークを利用することを特徴とする移動体速度検出装置。

Images