特許 7657755 エレベーターのドア開閉検出システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-28

(45)【発行日】2025-04-07

(54)【発明の名称】エレベーターのドア開閉検出システム

(51)【国際特許分類】

   B66B 13/22 20060101AFI20250331BHJP

【ＦＩ】

B66B13/22 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022052279

(22)【出願日】2022-03-28

(65)【公開番号】P2023145015

(43)【公開日】2023-10-11

【審査請求日】2023-12-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000232955

【氏名又は名称】株式会社日立ビルシステム

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】弁理士法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西迫 竜一

(72)【発明者】

【氏名】吉村 卓馬

【審査官】須山 直紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１８５１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１４５５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１８４４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３２２２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１７１４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２０１４７６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国登録特許第１０－２３６３６５１（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｂ １３／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エレベーターのかごに設置された磁気センサーと、前記磁気センサーの時区間における計測値の差分が第１の閾値を超えたか否かに基づいて金属製のドアの開閉を検出する開閉検出装置とを備えたドア開閉検出システムにおいて、
乗場ドアまたは前記乗場ドアの近傍に設けられた磁石を備え、
前記磁石の磁極の向きは、垂直方向である、
前記開閉検出装置は、
前記ドアの開状態を検出して以降の前記磁気センサーの計測値の差分が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値より大きいか否かの第１の判定を行い、
前記第１の判定の結果が偽となった後に、前記磁気センサーの前記時区間における計測値の差分が前記第１の閾値より大きいか否かの第２の判定を行う、
ことを特徴とするドア開閉検出システム。

【請求項2】

前記乗場ドアの近傍とは、前記乗場ドアの金属製のドアハンガーである、
ことを特徴とする請求項１に記載のドア開閉検出システム。

【請求項3】

前記磁気センサーは、かごの上に設置されており、
前記磁石は、前記ドアハンガーの上面に設けられる、
ことを特徴とする請求項２に記載のドア開閉検出システム。

【請求項4】

前記磁石は、前記磁気センサーの検出軸の延長上にある、
ことを特徴とする請求項２に記載のドア開閉検出システム。

【請求項5】

前記磁石は、着床したかごの前記磁気センサーに対面する位置にある、
ことを特徴とする請求項１に記載のドア開閉検出システム。

【請求項6】

前記磁石の磁極向きを変更する磁極向き変更装置を有し、
前記磁石は、電磁石であり、
前記磁極向き変更装置は、
前記ドアの開状態が検出された以降の磁極向きを垂直方向とし、
前記ドアの開状態が検出されてから一定時間経過後に、または、前記第１の判定の結果が偽となった後に、磁極向きを水平方向とする、
ことを特徴とする請求項１に記載のドア開閉検出システム。

【請求項7】

前記磁石は、磁極向きを垂直方向と水平方向に切り替え可能な電磁石である、
ことを特徴とする請求項１に記載のドア開閉検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概して、エレベーターのドアの開閉を検出する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

エレベーターのかごに設けた磁気センサーの出力値（計測値）からドア開閉を検出する技術が提案されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開2021-185107号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ドアの開閉に伴い磁場環境が変化すると、磁気センサーの出力値が変化する。磁気センサーの出力値の変化から、ドアの開閉を検出することができる。

【0005】

しかし、設置環境（建屋の構造や材質など）やノイズにより磁気の変化を高精度に検出することは難しい。

【0006】

そこで、本発明の課題は、エレベーターのドア開閉の検出精度を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

エレベーターのかごに設置された磁気センサーと、磁気センサーの時区間における計測値の差分が閾値を超えたか否かに基づいて金属製の乗場ドアの開閉を検出する開閉検出装置とを備えたドア開閉検出システムにおいて、乗場ドアまたは乗場ドアの近傍に磁石が備えられる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によると、エレベーターのドア開閉の検出精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１の実施形態に係るドア開閉検出システムの構成図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る機器配置を示す模式図である。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る磁気センサー計測値のタイムチャートの例である。

【図4】本発明の第１の実施形態に係るドア開検出処理のフローチャートである。

【図5】本発明の第１の実施形態に係る磁気センサー計測値のタイムチャートの例である。

【図6】本発明の第１の実施形態に係るドアポケットの機構を示す図である。

【図7A】本発明の第２の実施形態において磁極向きが垂直方向である磁気センサーの計測値のタイムチャートの例である。

【図7B】本発明の第２の実施形態において磁極向きが水平方向である磁気センサーの計測値のタイムチャートの例である。

【図8】本発明の第２の実施形態に係るドア開閉検出処理のフローチャートの一部である。

【図9】本発明の第３の実施形態に係る磁極向き変更の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を用いて、幾つかの実施形態を説明する。
［第１の実施形態］

【0011】

まず、図１を用いて、本発明の第１の実施形態に係るドア開閉検出システムの構成を説明する。

【0012】

ドア開閉検出ユニット１０１は、エレベーターのかご２０１上に設置される。ドア開閉検出ユニット１０１は、磁気センサー１０２と、開閉検出装置１１０とを備える。開閉検出装置１１０は、受信装置１０３と、演算装置１０４（例えばプロセッサ）と、記憶装置１０５（例えばメモリ）と、通信装置１０６とを備える。磁気センサー１０２と開閉検出装置１１０は、必ずしも一つのユニットに無くてもよい。

【0013】

磁気センサー１０２は、磁気を検出し、検出された磁気（磁束密度）を表す計測値を出力する。磁気センサー１０２は、検出軸が一軸のセンサーでもよいが、本実施形態では、検出軸が三軸のセンサーである。

【0014】

受信装置１０３は、磁気センサー１０２の計測値を受信する。演算装置１０４が、受信した計測値を記憶装置１０５に格納し、出力値の変化を基に乗場ドア２０２の開閉を検出する。演算装置１０４は、記憶装置１０５に、開閉検出のログ（例えば、開閉回数を含むログ）を記録する。演算装置１０４は、通信装置１０６を介して、開閉検出のログを含んだ情報を、管制センター１０７へ送信する。情報は、通信ネットワークを介して管制センター１０７へ送信される。

【0015】

管制センター１０７は、開閉検出装置１１０から受信した情報（開閉検出のログを含んだ情報）を基に、乗場ドア２０２やかご２０１のドア（図示せず）に関わる機器の摩耗や劣化を推測し、推測された摩耗や劣化が一定度合以上の場合には点検指示や調整指示を、例えば作業者の情報処理端末に送信する。

【0016】

本実施形態において、エレベーターの「ドア」は、乗場ドア２０２とかご２０１のドアの総称である。乗場ドア２０２とかご２０１のドアの一方または両方とも、金属製のドアである。金属製のドアの開閉に伴い、磁気センサー１０２により検出される磁気が変化する。

【0017】

ドア開閉に伴う磁気変化（磁気センサー１０２の計測値差分）を大きくするため、乗場ドア２０２または乗場ドア２０２の近傍に磁石１０８が設けられる。これにより、エレベーターのドア開閉の検出精度が向上する。本実施形態では、乗場ドア２０２のドアハンガーであるドアポケット６０１に、磁石１０８が備えられる。ドアポケット６０１は金属製であり、ドアポケット６０１に、磁石１０８の磁力により磁石１０８が張り付く。

【0018】

次に、図２および図３を用いて、本実施形態における、ドア開閉時の磁気変化について説明する。

【0019】

図２は、エレベーターのかご２０１および幾つかの階での機器配置を示す模式図である。図３は、磁気センサー計測値のタイムチャートの例である。

【0020】

監視のためのインターフェースを有していないエレベーターに監視装置の一例としてのドア開閉検出ユニット１０１を設置する場合、ドアなどの可動部への設置は、エレベーターの稼働に影響しないための設置場所の検証や配線の固定が必要となる。すでに稼働中のエレベーターでは、昇降路とかご２０１の側面との間に、作業に十分な空間がなく、かご２０１の側面への配線などは困難である。一方で、かご上は、作用者が乗って作業することを想定しているため、作業に十分な空間がある。また、かご上は、稼働の際に昇降方向に干渉する機器はない。そのため、かご２０１へのドア開閉検出ユニット１０１の設置はかご上が適している。

【0021】

かご上に設置されたドア開閉検出ユニット１０１における開閉検出装置１１０は、かご２０１の開閉動作に伴うセンサー信号（磁気センサー１０２の計測値）を取得し処理を行う。

【0022】

かご２０１が乗場２０３に着床し、ドアが閉じている状態のとき、磁気センサー１０２の計測値はα１である。乗客の乗降りのためにドアが開いた状態のとき、計測値はα２である。α１からα２への変化区間はドア開閉中である。ドア開閉に伴う磁気変化ΔＭは、ドアパネルの移動などによる金属機器の位置変化（磁気センサー１０２周辺の金属機器の位置変化）によるものである。

【0023】

磁石１０８は、全ての階に設けられてもよいが、本実施形態では、磁石１０８が設けられている階と磁石１０８が設けられていない階がある。

【0024】

図４は、ドア開検出処理を示すフローチャートである。

【0025】

Ｓ４０１では、開閉検出装置１１０は、エレベーターに備えられた加速度センサー（図示せず）、気圧センサー（図示せず）または磁気センサー１０２といったセンサーの計測値により、かご２０１が走行していることを検出した場合（Ｓ４０１でＮｏ）、一般的に走行中にドア開閉は行われないため、処理を終了する。

【0026】

走行完了が検出された場合（Ｓ４０１でＹｅｓ）、開閉検出装置１１０は、かご２０１が着床した時点ではドアは閉じている状態のため、Ｓ４０２にて、ドアの状態を“閉”と判定する。

【0027】

次に、Ｓ４０３にて、開閉検出装置１１０は、磁気センサー１０２の計測値（磁気値）を取得する。

【0028】

次に、Ｓ４０４にて、開閉検出装置１１０は、センサーによる計測値にはノイズが含まれるため、開閉検出装置１１０は、一定区間ｔにおいて平滑化する。具体的には、例えば、開閉検出装置１１０は、区間ｔ毎に、複数の計測値の平均値を算出し、当該平均値を、区間ｔでの計測値とする。開閉検出装置１１０は、時区間Ｔ（Ｔ＞ｔ）での計測値の最大値（例えば図３のα１）と最小値（例えば図３のα２）の差をΔＭとして算出する。なお、Ｓ４０４において、開閉検出装置１１０は、ローパスフィルタなどのフィルタ処理を実施してもよい。

【0029】

次に、Ｓ４０５にて、開閉検出装置１１０は、ΔＭが第１の閾値Ｔｈ１より大きいか否かを判定する。ΔＭが第１の閾値Ｔｈ１より大きい場合（Ｓ４０５でＹｅｓ）、Ｓ４０６にて、開閉検出装置１１０は、ドア状態を“開”と判定する。Ｓ４０５では、ドア閉じ状態の磁気平均値α１を基準とし、時区間Ｔ（ドア開閉動作時間に相当する時間）内での磁気変化を判定する。磁気変化がない場合（Ｓ４０５でＮｏ）、処理がＳ４０３に戻る。

【0030】

第１の閾値Ｔｈ１は、例えば次のようにして記憶装置１０５に設定されてよい。すなわち、ドア開閉検出ユニット１０１の取付け時に、保守員が、ドア開閉動作を行い、ドア開閉動作の時に検出された時区間Ｔでの計測値変化（磁気センサー１０２の計測値（磁気値）の変化）を基に、第１の閾値Ｔｈ１が演算装置１０４（又は保守員）により決定されて、第１の閾値Ｔｈ１が記憶装置１０５に設定されてよい。

【0031】

次に、図５を用いて、磁石１０８が磁気センサー計測値に与える影響について説明する。

【0032】

磁石１０８が磁気センサー１０２の近くにある場合、金属製のドアの開閉に伴い、磁束密度が増大し、故に、磁気センサー１０２の計測値に大きく影響する。

【0033】

磁気センサー１０２を含むドア開閉検出ユニット１０１は、ドア開閉以外の状態（例えば、かご２０１の昇降動作）を監視する監視装置の一例でよく、かご上に設置される。なお、ドア開閉を検知しやすくするため、少なくとも磁気センサー１０２は、ドア近傍（かご２０１のドアの近傍）に設置される。

【0034】

例えば７階床の建物において、１階と７階には磁石１０８は設置されておらず、２階から６階の各々において、ドアポケット６０１上面に磁石１０８が設置されているとする。

【0035】

磁石１０８が設置されていない階と磁石１０８が設置されている階のいずれにおいても、ドア開閉に伴う磁気変化がある。しかし、磁石１０８が設置されていない階での磁気変化量ΔＭ_１は、かご２０１の走行中に磁気センサー１０２が動くことによる磁気変動幅よりも小さく、故に、ドア開閉を誤検出する可能性がある。

【0036】

一方、磁石１０８が設置されている階でのドア開閉に伴う磁気変化量ΔＭ_２は、磁石１０８が設置されていない階での磁気変化量ΔＭ_１に比べて大きくなる。そのため、信号にノイズが含まれる場合においても、ドア開閉を高精度に検出することができる。

【0037】

次に、図６を用いて、磁石１０８の設置場所の例について説明する。

【0038】

磁場は距離の２乗に比例して減衰する。そのため、磁石１０８は磁気センサー１０２の近くに設置する必要がある。具体的には、例えば、磁石１０８は、着床したかご２０１上の磁気センサー１０２に対面する位置にある（図１および図２参照）。

【0039】

また、磁気センサー１０２の検出軸（ＸＹＺ軸）に対し、磁石１０８は、検出軸の延長線上に設置する必要がある。これは、検出軸に対して磁石１０８が斜めに設置された場合、各軸で変化を検出するため検出値が分散されるためである。ドア開閉は直線上の動作のため（図６でいえばＸ方向）、磁気センサー１０２の１軸が、ドア開閉方向と平行である。

【0040】

ドア開閉検出ユニット１０１をかご上に設置する場合、かご上機器や配線により、設置可能な場所は機種や建屋ごとに異なる。磁気センサー１０２の設置位置に伴い、磁石の設置位置も任意にできることが望ましい。

【0041】

エレベーターの標準的な構造として、各階のホールドアには、乗場ドア２０２を構成する金属製のドアパネル６０２と、ドアパネル６０２を吊り下げているドアポケット６０１とを有する。ドアポケット６０１は、ドアパネル６０２をスライドさせるためのドアレール６０３を有しており、ホールドア（ドアパネル６０２）上部の機器を覆うような機構となっている。ドアポケット６０１は、ホールドアの機構の最上部であり、ドアポケット６０１の上面６０５は金属で平坦である。また、ドアポケット６０１（特にその上面６０５）は、着床したかご２０１上に近い位置関係である。

【0042】

本実施形態では、ドアポケット６０１に磁石１０８が設置される。そのため、着床したかご２０１上の磁気センサー１０２に近い位置に磁石１０８が存在することになる。また、磁石１０８の磁力でドアポケット６０１に固定されるため、エレベーターの稼働中に磁石１０８が外れて落下する可能性は少ない。

【0043】

ドアポケット６０１（およしその上面６０５）は、ドアレール６０３の長さと同じかそれ以上の長さを有する。ドアポケット６０１の少なくとも上面６０５は金属製であり、上面６０５に、ドアの開閉方向に長い磁石１０８が設置される。ドアポケット６０１の上面６０５に磁石１０８が設置される。このため、磁石１０８の位置は、かご２０１上から容易に作業可能な位置であり、作業性や保守性が向上する。
［第２の実施形態］

【0044】

以下、本発明の第２の実施形態を説明する。その際、第１の実施形態との相違点を主に説明し、第１の実施形態との共通点については説明を省略又は簡略する。

【0045】

磁石１０８の極性が計測値に影響する。第２の実施形態では、検出項目に応じた磁極向きを有する磁石１０８が採用される。磁石１０８をドアポケット６０１の上面６０５に設置する場合、磁石の極（ＮまたはＳ）の向きにより磁気センサー１０２の計測値変化が異なる。磁極向きと計測値変化の例を、図７Ａおよび図７Ｂを用いて説明する。なお、図７および図７Ｂのタイムチャートは、図３および図５のタイムチャートに対応した検出軸と別の検出軸に対応する。

【0046】

図７Ａは、磁極向きが昇降方向（垂直方向）である場合の計測値タイムチャートの例である。ドアポケット６０１の上面６０５には、ＮまたはＳ極の一方が接しており、もう一方はその上の空間を向く。磁束は垂直に円を描くようになり、かご２０１の垂直方向の変化は、磁気センサー１０２では垂直方向の検出軸に多く検出される。このとき、例えば多くの乗客の乗降りによるかごのわずかな動きを磁気センサー１０２の計測値変化量ΔＭ３を基に検知することができる。

【0047】

図７Ｂは、磁極向きが水平方向である場合の計測値タイムチャートの例である。ドアポケット６０１の上面６０５に、ＮおよびＳ極の両方が接する。このとき、磁束の多くは金属に吸収される。そのため、磁極向きが垂直方向である場合と比べ、垂直方向の磁気の検出量は小さい。そのため、乗客の乗降りによるかごのわずかな動きは検知し難い。

【0048】

このように、磁極向きを変えることで、検出項目に適した磁気の変化をとらえることができる。

【0049】

磁極向きが垂直方向の磁石１０８が採用されている場合、図４に示したドア開検出処理と図８に示したドア閉検出処理とで構成されたドア開閉検出処理が行われてよい。

【0050】

すなわち、開閉検出装置１１０は、Ｓ４０６（ドア状態を“開”と判定すること）を行ったら、Ｓ８０２にて、磁気センサー１０２の計測値を取得し、Ｓ８０２にて、ΔＭを算出する。

【0051】

Ｓ８０３にて、開閉検出装置１１０は、ドアの開状態を検出して以降のΔＭが第２の閾値Ｔｈ２より大きいか否かの判定を行う。Ｔｈ２は、Ｔｈ１より小さい。Ｓ８０３の判定の結果が偽となるまでは、かご２０１の動きが検出されているということであり、それは、乗客の乗り降りが行われている可能性があることを意味する。

【0052】

Ｓ８０３の判定の結果が偽となった後に（Ｓ８０３でＮＯ）、Ｓ８０４にて、開閉検出装置１１０は、ΔＭがＴｈ１より大きいか否かの判定（つまりドア開閉がされたか否かの判定）を行う。

【0053】

Ｓ８０４の判定の結果が真の場合（Ｓ８０４でＹＥＳ）、Ｓ８０５にて、かご２０１の走行が開始される。
［第３の実施形態］

【0054】

以下、本発明の第３の実施形態を説明する。その際、第１および２の実施形態との相違点を主に説明し、第１および２の実施形態との共通点については説明を省略又は簡略する。

【0055】

また、磁石１０８として、図９に示すように、磁極向きを垂直方向と水平方向に切り替え可能な電磁石９１２が採用される。これにより、任意に磁極の向きを変更することが可能となる。

【0056】

例えば、電磁石９１２は、垂直方向の磁極向きに対応した第１のコイル９２１と、水平方向の磁極向きに対応した第２のコイル９２２とを有する。電源回路９１１により第１のコイル９２１や第２のコイル９２２に電流が流れる。

【0057】

ドア開閉のログを含んだ情報がドア開閉検出ユニット１０１から管制センター１０７経由又は非経由で、制御装置９１０に送信される。

【0058】

制御装置９１０が、磁極向きを変更する磁極向き変更装置の一例である。制御装置９１０は、ドア開状態が検出された直後は、電源回路９１１が第１のコイル９２１に電流を流すよう電源回路９１１を制御する。これにより、ドア開状態が検出された直後は、磁極向きが垂直方向になり、乗客の乗り降りを優先して検知することができる（図８参照）。

【0059】

ドア開状態から一定時間経過後に、または、図８のＳ８０３の判定結果が偽となった後に、制御装置９１０は、電源回路９１１が第２のコイル９２２に電流を流すよう電源回路９１１を制御する。これにより、磁極向きが水平方向になり、ドア閉じやドア閉じ時の反転を優先して検知可能となる。

【0060】

以上、幾つかの実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実行することが可能である。すなわち、ある構成部分を他の構成に置き換えたり、ある構成部分に他の構成を加えたりすることも可能である。

【符号の説明】

【0061】

１０１・・・・・ドア開閉検出ユニット
１０２・・・・・磁気センサー
１０８・・・・・磁石
１１０・・・・・開閉検出装置
２０１・・・・・かご
２０２・・・・・乗場ドア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】