(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台の号機を有し、これらの号機の乗りかごに設置されたバッテリに非接触で給電を行うエレベータの非接触給電システムにおいて、
各階の乗場に設置された乗場行先階登録装置と、
この乗場行先階登録装置によって登録された利用者の行先階を含む乗場呼びを上記各号機のいずれかに割り当てる群管理制御装置と、
上記各号機に対応して設けられ、上記群管理制御装置によって割り当てられた乗場呼びに基づいて上記各号機の乗りかごの運転を個別に制御する複数の号機制御装置とを備え、
上記各号機制御装置のそれぞれは、
当該号機に既に割り当てられた乗場呼びに新たな乗場呼びを加えた各乗場呼びの応答に必要な電力を予測する電力予測手段と、
上記バッテリの電力を検出するバッテリ電力検出手段と、
上記電力予測手段によって予測された必要電力に予め設定された予備電力を加えた値と上記バッテリ電力検出手段によって検出された上記バッテリの電力とを比較し、その比較結果に基づいて当該号機に対する上記新たな乗場呼びの割り当てを制御する追加呼び制御手段とを具備し、
上記追加呼び制御手段は、
上記必要電力に上記予備電力を加えた値が上記バッテリの電力よりも大きい号機が存在する場合に、上記新たな乗場呼びの割り当てを禁止するための割当禁止指令を上記群管理制御装置に出力し、
上記各号機制御装置のそれぞれは、
上記追加呼び制御手段によって上記割当禁止指令が出力された場合に、上記新たな乗場呼びの前に当該号機に既に割り当てられた乗場呼びのすべてに応答後、当該号機の乗りかごを予め定められた給電階へ移動させて給電を行う給電制御手段をさらに具備したことを特徴とするエレベータの非接触給電システム。
【請求項２】
上記群管理制御装置は、
上記割当禁止指令を受信することにより、当該号機が給電を完了するまでの間、群管理の対象から除外することを特徴とする請求項１記載のエレベータの非接触給電システム。
【請求項３】
上記各号機制御装置のそれぞれは、
当該号機が上記乗場呼びに応答していないときに、予め定められた給電階へ分散待機させることを特徴とする請求項１記載のエレベータの非接触給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、エレベータの運転に必要な電力を非接触で給電するエレベータの非接触給電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、非接触給電技術への関心が高まり、様々な分野で利用されるようになってきた。非接触給電技術は主に電磁誘導の原理を利用しており、一次側コイルに発生させた交流磁束を二次側コイルに印加させて起電力を発生させることで、電力を非接触で伝送する技術である。
【０００３】
現在、特に電気自動車において非接触給電技術の導入が盛んである。また、エレベータにおいて、昇降路内のコードレス化を目的として技術導入が検討されている。非接触給電技術を利用したシステムとして、給電線に沿って受電部が移動するレール型（移動型）システムと、空隙を隔ててトランスの一次側と二次側が定位置におかれるチャージ型（固定型）システムがある。
【０００４】
エレベータでは、どちらの方式でも利用可能である。しかし、レール型システムは昇降工程が長くなる場合にレールの長さに比例して給電システムが大型化するデメリットがあるため、チャージ型システムが有効と考えられる。この場合、乗りかごを給電対象とした構成では、乗りかごにバッテリが備えられ、乗りかごを給電装置に移動させて給電を行うことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８６６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したチャージ型システムでは、バッテリの残量が一定値以下に低下した場合に、乗りかごを給電装置の設置位置まで移動させて給電を行う必要がある。このため、例えば連続運転などでバッテリの電力を大きく消費すると、運転を中断して給電しなければならず、エレベータの運行効率が悪くなる。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、給電による運転の中断を防いで安全に運転サービスを継続することのできるエレベータの非接触給電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態に係るエレベータの非接触給電システムは、複数台の号機を有し、これらの号機の乗りかごに設置されたバッテリに非接触で給電を行うエレベータの非接触給電システムにおいて、各階の乗場に設置された乗場行先階登録装置と、この乗場行先階登録装置によって登録された利用者の行先階を含む乗場呼びを上記各号機のいずれかに割り当てる群管理制御装置と、上記各号機に対応して設けられ、上記群管理制御装置によって割り当てられた乗場呼びに基づいて上記各号機の乗りかごの運転を個別に制御する複数の号機制御装置とを備える。
【０００９】
上記各号機制御装置のそれぞれは、当該号機に既に割り当てられた乗場呼びに新たな乗場呼びを加えた各乗場呼びの応答に必要な電力を予測する電力予測手段と、上記バッテリの電力を検出するバッテリ電力検出手段と、上記電力予測手段によって予測された必要電力に予め設定された予備電力を加えた値と上記バッテリ電力検出手段によって検出された上記バッテリの電力とを比較し、その比較結果に基づいて当該号機に対する上記新たな乗場呼びの割り当てを制御する追加呼び制御手段とを具備する。
上記追加呼び制御手段は、上記必要電力に上記予備電力を加えた値が上記バッテリの電力よりも大きい号機が存在する場合に、上記新たな乗場呼びの割り当てを禁止するための割当禁止指令を上記群管理制御装置に出力する。
上記各号機制御装置のそれぞれは、上記追加呼び制御手段によって上記割当禁止指令が出力された場合に、上記新たな乗場呼びの前に当該号機に既に割り当てられた乗場呼びのすべてに応答後、当該号機の乗りかごを予め定められた給電階へ移動させて給電を行う給電制御手段をさらに具備する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は一実施形態に係るエレベータの非接触給電システムの構成を示す図である。
【図２】図２は同実施形態における群管理制御装置の登録制御部に設けられたテーブルの一例を示す図である。
【図３】図３は同実施形態における号機制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】図４は同実施形態における号機制御装置の処理動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
【００１２】
図１は一実施形態に係るエレベータの非接触給電システムの構成を示す図である。なお、図１の例では、３台のエレベータが群管理された構成が示されているが、この構成に限定されるものではない。また、ここで言うエレベータとは、主として乗りかごのことであり、複数台存在する場合には「号機」という言い方もする。
【００１３】
号機制御装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、各号機（Ａ，Ｂ，Ｃ号機）の乗りかご１２ａ，１２ｂ，１２ｃに対応して設けられており、図示せぬ巻上機の駆動制御やドアの開閉制御などを含む号機単体での制御を行う。乗りかご１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、図示せぬ巻上機の駆動により昇降路内を昇降動作する。
【００１４】
一方、各階の乗場には乗場行先階登録装置１３が設置されている。乗場行先階登録装置１３は、各階の乗場にて利用者が行先階を登録するための装置であり、行先階を登録するための操作部１４と、割当号機を表示するための表示部１５とを有する。行先階の登録方法としては、テンキーの操作によるものが一般的であるが、乗場にて登録可能であれば、例えばカードリーダや無線ＩＣなどを用いた方法であっても良い。
【００１５】
乗場行先階登録装置１３によって行先階の登録が行われると、その行先階と登録階（利用者が登録操作を行った階）の２つの情報を１つの組とした乗場呼びが群管理制御装置２０へ出力される。
【００１６】
群管理制御装置２０は、各号機（乗りかご１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）の運転を群管理制御する装置である。この群管理制御装置２０には、登録制御部２１と割当制御部２２が備えられている。これらは、マイクロプロセッサ上のソフトウェアにて実行される処理部であり、図１のように各部間で情報の授受が可能となっている。
【００１７】
登録制御部２１は、図２に示すようなテーブル２１ａを有し、行先階の登録毎に乗場呼びの情報と割当号機をテーブル２１ａに記憶する。上述したように、乗場呼びは、行先階と登録階の２つの情報を含む。また、割当号機とは、割当制御部２２によって乗場呼びが割り当てられた号機を示す。
【００１８】
図２の例では、テーブル２１ａの先頭に登録階：１０Ｆ、行先階：１Ｆ、割当号機：Ａ号機が登録されている。これは、利用者が１０Ｆの乗場行先階登録装置１３を操作して１Ｆを行先階として登録し、そのときにＡ号機が割り当てられたことを意味している。
【００１９】
割当制御部２２は、各号機の運行情報（かご位置、運転方向、戸開閉状態など）に基づいて乗場呼びを割り当てる最適な号機を選出し、その号機を割当号機として登録階に応答させる。なお、乗場呼びに対するエレベータの割当て方法については、一般的に知られている方法を用いるものとする。一般的には、例えば各号機の乗りかごの位置や方向などの情報に基づいて評価値を求め、最も評価が高い評価値を有する号機を最適号機として割り当てる方法などが用いられる。
【００２０】
以上は、乗場行先階登録装置を備えた一般的なエレベータの群管理システムの構成である。本実施形態では、このエレベータに群管理システムに非接触給電システムが用いられている。
【００２１】
すなわち、昇降路内に各号機に対応した給電装置３１ａ，３１ｂ，３１ｃが設置されている。これらの給電装置３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、各号機の乗りかご１２ａ，１２ｂ，１２ｃを給電対象とし、乗りかご１２ａ，１２ｂ，１２ｃで必要な電力を非接触で給電する。なお、給電装置３１ａ，３１ｂ，３１ｃの設置位置は、各号機毎に異なり、予め定められた分散待機階に合わせてある。例えば、Ａ号機用の給電装置３１ａは最上階、Ｂ号機用の給電装置３１ｂは中間階、Ｃ号機用の給電装置３１ｃは最下階に設置されている。
【００２２】
一方、各号機の乗りかご１２ａ，１２ｂ，１２ｃには、それぞれに受電装置３２ａ，３２ｂ，３２ｃとバッテリ３３ａ，３３ｂ，３３ｃが設けられている。
【００２３】
受電装置３２ａは、昇降路側の給電装置３１ａと対向した状態で受電装置３２ａから非接触で給電される電力を受けてバッテリ３３ａに蓄える。バッテリ３３ａに蓄えられた電力は、かご内の各種機器（例えば照明機器やドアモータなど）に使用される。
【００２４】
受電装置３２ｂ，３２ｃについても同様であり、受電装置３２ｂは、昇降路側の給電装置３１ｂと対向した状態で受電装置３２ｂから非接触で給電される電力を受けてバッテリ３３ｂに蓄える。受電装置３２は、昇降路側の給電装置３１ｃと対向した状態で受電装置３２ｃから非接触で給電される電力を受けてバッテリ３３ｃに蓄える。
【００２５】
なお、バッテリ３３ａ，３３ｂ，３３ｃの電力を各号機毎に設けられた図示せぬ巻上機のモータの駆動電力として使用することも可能である。この場合には、バッテリ３３ａ，３３ｂ，３３ｃとして、比較的大きな容量を有するものが必要となる。
【００２６】
また、非接触給電の方式としては、例えば電磁誘導方式が用いられる。「電磁誘導方式」は、２つの隣接するコイルの一方（給電側コイル）に電流を流したときに発生する磁束を媒介として他方のコイル（受電側コイル）に送電する方式である。この他に、電流を電磁波に変換し、アンテナを介して送電する「電波方式」や、電磁界の共鳴現象を利用した「電磁界共鳴方式」などがあるが、本発明ではこれらの方式に特に限定されるものではない。
【００２７】
ここで、本実施形態において、各号機に対応した号機制御装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃには、非接触給電システムを実現するための機能が備えられている。いま、各号機の号機制御装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃを代表して、Ａ号機の号機制御装置１１ａの構成を図３に示す。
【００２８】
図３はＡ機の号機制御装置１１ａの機能構成を示すブロック図である。なお、Ｂ号機の号機制御装置１１ｂ，Ｃ号機の号機制御装置１１ｃについても同様の構成である。
【００２９】
号機制御装置１１ａには、非接触給電システムを実現するための機能として、呼び応答制御部４１、電力予測部４２、バッテリ電力検出部４３、追加呼び制御部４４、給電制御部４５が設けられている。
【００３０】
呼び応答制御部４１は、群管理制御装置２０によって割り当てられた乗場呼びに対する応答制御を行うものであり、その乗場呼びの情報（登録階と行先階）を記憶するための呼び記憶部４１ａを有する。Ａ号機が乗場呼びに応答していないとき、呼び応答制御部４１は給電制御部４５に対して待機指示を出して、Ａ号機を予め定められた分散待機階に移動させ、そこで給電装置３１ａから給電を受けた状態で待機させる。一方、Ａ号機が乗場呼びに応答しているとき、呼び応答制御部４１は、呼び記憶部４１ａに記憶された乗場呼びの情報を電力予測部４２に与えて電力予測を行わせる。
【００３１】
電力予測部４２は、Ａ号機が乗場呼びの応答に必要な電力Ｐｎを予測する。この場合、本システムのエレベータでは、乗場行先階登録装置１３を備えているので、事前にＡ号機の運行スケジュールを把握でき、その運行スケジュールから呼び応答に必要な電力Ｐｎを予測することができる。この必要電力Ｐｎは、現在位置から乗場呼びの登録階までに移動するまでに必要な電力Ｐａと、登録階から行先階まで移動するに必要な電力Ｐｂとを加算して得られる。
【００３２】
バッテリ電力検出部４３は、Ａ号機の乗りかご１２ａに設けられたバッテリ３３ａの電力Ｐｋを検出する。具体的には、バッテリ３３ａの電圧値を乗りかご１２ａから取得し、その電圧値からバッテリ３３ａに現在残っている電力Ｐｋを検出する。
【００３３】
追加呼び制御部４４は、電力予測部４２によって予測された必要電力Ｐｎ（Ｐａ＋Ｐｂ）に予備電力Ｐｃを加えた値とバッテリ電力検出部４３によって検出されたバッテリ３３ａの電力Ｐｋとを比較し、その比較結果に基づいてＡ号機に対する追加呼びの割り当てを制御する。上記予備電力Ｐｃは固定値であり、例えば利用者が長時間戸開した場合などを考慮して設定されている。Ｐｎ＋Ｐｃ＞Ｐｋであれば、Ａ号機に対する追加呼びの割り当てを禁止するための割当禁止指令が群管理制御装置２０に出力される。なお、「追加呼び」とは、当該号機に既に割り当てられた乗場呼びに新たに追加される乗場呼び（新たな乗場呼び）のことを言う。
【００３４】
給電制御部４５は、上記割当禁止指令の出力に伴い、図示せぬＡ号機の巻上機の駆動を制御して、乗りかご１２ａを予め定められた給電階へ移動させて給電を行う。上述したように、各号機の給電位置は異なり、分散待機階に合わせて給電装置３１ａ，３１ｂ，３１ｃが設置されている。
【００３５】
このような構成において、各階の乗場に設置された乗場行先階登録装置１３の操作により、利用者が行先階を登録すると、その行先階に登録階を含めた乗場呼びの情報が発行され、群管理制御装置２０に送られる。群管理制御装置２０では、乗場行先階登録装置１３から送られてきた乗場呼びの情報（行先階と登録階）を登録制御部２１のテーブル２１ａに記憶した後、割当制御部２２を通じて当該乗場呼びを各号機のいずれかに割り当てる。
【００３６】
割当号機が決まると、その割当号機の情報が当該乗場呼びに対応付けてテーブル２１ａに記憶される。また、各号機の号機制御装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃの中の割当号機に対応した号機制御装置に対して乗場呼びの割当指令が出力される。この割当指令を受けた号機制御装置では、自身の号機のバッテリ電力を監視しながら、当該乗場呼びに応答すると共に必要に応じて給電を行う。
【００３７】
以下に、Ａ号機に着目して、バッテリ電力に関連した動作について詳しく説明する。  
図４はＡ号機の号機制御装置１１ａの処理動作を示すフローチャートである。なお、Ｂ号機の号機制御装置１１ｂ、Ｃ号機の号機制御装置１１ｃについても同様の処理が実行される。
【００３８】
まず、号機制御装置１１ａは、Ａ号機が乗場呼びに応答中であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。これは、呼び応答制御部４１に設けられた呼び記憶部４１ａを参照することで行う。Ａ号機が乗場呼びに応答中でない場合、つまり、呼び記憶部４１ａに乗場呼びの情報が記憶されていない状態では（ステップＳ１１のＮＯ）、号機制御装置１１ａは、給電制御部４５を通じてＡ号機の乗りかご１２ａを給電階に移動させ、給電装置３１ａから給電を受けた状態で分散待機させる（ステップＳ１２）。この給電装置３１ａから給電された電力は、乗りかご１２ａの受電装置３２ａを通じてバッテリ３３ａに蓄えられる。
【００３９】
Ａ号機が乗場呼びに応答中であれば（ステップＳ１１のＹＥＳ）、号機制御装置１１ａは、電力予測部４２を通じて乗場呼びの応答に必要な電力Ｐｎを予測しながら応答する（ステップＳ１３）。詳しくは、現在位置から乗場呼びの登録階までに移動するまでに必要な電力Ｐａと、登録階から行先階まで移動するに必要な電力Ｐｂを求め、これらを加算した電力を呼び応答に必要な電力Ｐｎとして得る。
【００４０】
また、号機制御装置１１ａは、バッテリ電力検出部４３を通じてＡ号機の乗りかご１２ａに設けられたバッテリ３３ａの電力Ｐｋを検出する（ステップＳ１４）。ここで、呼び応答に必要な電力Ｐｎに予め設定された予備電力Ｐｃを加えた値とバッテリ３３ａの電力Ｐｋとを比較した結果、Ｐｎ＋Ｐｃ≦Ｐｋであれば（ステップＳ１５のＮＯ）、そのまま乗場呼びに応答して運転を継続する。
【００４１】
一方、Ｐｎ＋Ｐｃ＞Ｐｋであった場合、つまり、呼び応答に必要な電力Ｐｎに予備電力Ｐｃを加えた値がバッテリ３３ａの電力Ｐｋよりも大きい場合には（ステップＳ１５のＹＥＳ）、号機制御装置１１ａは、Ａ号機に対する追加呼びの割り当てを禁止するため、追加呼び制御部４４を通じて割当禁止指令を群管理制御装置２０に対して出力する（ステップＳ１６）。群管理制御装置２０では、この割当禁止指令を受信すると、Ａ号機を群管理の対象から除外する。これにより、新たな乗場呼びが発生した場合でも、Ａ号機には割り当てられないので、バッテリ電力の消費を抑えることができる。
【００４２】
また、号機制御装置１１ａは、呼び記憶部４１ａを参照して、残りの乗場呼びのすべてに応答した後、給電制御部４５を通じてＡ号機の乗りかご１２ａを給電階に移動させて給電を行う（ステップＳ１７）。この間、Ａ号機は群管理からは切り離されている。
【００４３】
給電階で乗りかご１２ａのバッテリ３３ａに一定値以上の電力が蓄えられると、号機制御装置１１ａは充電が完了したものと判断し（ステップＳ１８のＹＥＳ）、追加呼び割当禁止の解除指令を群管理制御装置２０に出力する（ステップＳ１９）。これにより、Ａ号機は群管理に復帰し、給電階で新たな乗場呼びの割当指令を待つことになる。
【００４４】
このように、各号機が乗場呼びに応答する際に、現在のバッテリ電力の残りが少ない場合には追加呼びの割り当てを禁止して、給電階へ移動して給電を行うことで、運転途中でバッテリ切れになることを防ぐことができる。また、給電中は群管理から離れているが、他の号機が乗場呼びに応答できるので、運転サービスを継続することができる。
【００４５】
また、各号機が乗場呼びに応答していないときには、予め定められた給電階へ分散待機させておくことで、バッテリ電力を十分に確保した状態で新規の乗場呼びに応答することができる。
【００４６】
以上述べた少なくとも１つの実施形態によれば、給電による運転の中断を防いで安全に運転サービスを継続することのできるエレベータの非接触給電システムを提供することができる。
【００４７】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４８】
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…号機制御装置、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…乗りかご、１３…乗場行先階登録装置、１４…操作部、１５…表示部、２０…群管理制御装置、２１…登録制御部、２１ａ…テーブル、２２…割当制御部、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…給電装置、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ…受電装置、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…バッテリ、４１…呼び応答制御部、４１ａ…呼び記憶部、４２…電力予測部、４３…バッテリ電力検出部、４４…追加呼び制御部、４５…給電制御部。
【図１】
0005892757.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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