(57)【要約】【課題】各種機器や乗客が影響を受けずに、乗りかごに非接触で給電する。【解決手段】一実施形態に係るエレベータの非接触給電システムは、給電階に設置された給電装置４１と、乗りかご１１の下部に設置された受電装置４２と、乗りかご１１の上部に設置され、受電装置４２に接続されたバッテリユニット４３と、所定のミングで乗りかご１１を給電階に移動させ、給電装置４１と受電装置４２との間の非接触給電によって得られた電力をバッテリユニット４３に蓄える制御装置３５とを備える。【選択図】      図１
2018043833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電階に設置された給電装置と、
乗りかごの下部に設置された受電装置と、
上記乗りかごの上部に設置され、上記受電装置に接続されたバッテリユニットと、
所定のタイミングで上記乗りかごを上記給電階に移動させ、上記給電装置と上記受電装置との間の非接触給電によって得られた電力を上記バッテリユニットに蓄える制御装置と
を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】
上記受電装置は、
上記乗りかごの下部のカウンタウエイトと交差しない面側に設置され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】
上記給電装置は、
上記乗りかごが上記給電階に着床したときに上記受電装置と対向するように昇降路内のガイドレールにブラケットを介して設けられてい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４】
上記受電装置と上記バッテリユニットは、
上記乗りかごの側面に沿って並行に配線された２本の電力線を介して接続されてい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５】
上記受電装置は、
防水加工された受電コイルを備えてい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６】
上記制御装置は、
上記バッテリユニットに備えられたバッテリの残量が一定値以下に低下したときに、上記乗りかごを上記給電階へ移動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。
【請求項７】
上記制御装置は、
乗場呼びおよびかご呼びが登録されていないときに、上記乗りかごを上記給電階へ移動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】
エレベータでは、乗りかごで消費する電力を非接触で給電することでコードレス化が考えられている。この場合、昇降路側に給電装置、乗りかご側に受電装置を設けておき、乗りかごが給電階（給電装置が設置されている階）に来たときに、給電装置から受電装置へ非接触で電力を給電する。乗りかごには、非接触で給電された電力を蓄えておくためのバッテリが備えられる。このバッテリに蓄えられた電力を使用して乗りかご内の機器類（照明機器，ドアなど）を駆動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２９４５６８号公報
【特許文献２】特開２００６−２６４８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したエレベータでは、通常、乗りかごの上にバッテリが備えられ、受電装置はそのバッテリの近傍に設置される。しかし、乗りかごの上には、かご制御装置、モータユニットや照明ユニット等の各種機器が載置されているので、給電時にこれらの機器が電磁波の影響を受ける可能性がある。また、乗りかごに乗り降りする乗客への電磁波の影響も懸念される。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、各種機器や乗客が影響を受けずに、乗りかごに非接触で給電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】
【０００７】
一実施形態に係るエレベータの非接触給電システムは、給電階に設置された給電装置と、乗りかごの下部に設置された受電装置と、上記乗りかごの上部に設置され、上記受電装置に接続されたバッテリユニットと、所定のタイミングで上記乗りかごを上記給電階に移動させ、上記給電装置と上記受電装置との間の非接触給電によって得られた電力を上記バッテリユニットに蓄える制御装置とを具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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乗りかごの構成を部分的に示す斜視図である。
【図３】図３は同実施形態における給電装置と受電装置との位置関係を模式的に示した図である。
【図４】図４は同実施形態における給電装置と受電装置の構成を模式的に示した図である。
【図５】図５は同実施形態における非接触給電システムの給電時の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】
【０００９】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
【００１０】
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は同実施形態における乗りかごの構成を部分的に示す斜視図である。
【００１１】
昇降路１０内にエレベータの乗りかご１１とカウンタウエイト（吊り合い錘）１２が設けられており、それぞれに一対のガイドレール１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂに昇降動作可能に支持されている。ガイドレール１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂは、それぞれに昇降路１０の底部であるピット部１１ａに立設されている。なお、図中は１５と１６は緩衝器（バッファ）である。
【００１２】
乗りかご１１の正面にはかごドア２１が開閉自在に設けられており、そのかごドア２１の下部にエプロン２２が取り付けられている。このエプロン２２は、かごドア２１の下部から垂直方向に所定の長さを持って延出されており、各階の乗場２３と乗りかご１１との隙間から物が落下することを防止する。
【００１３】
乗りかご２１の上部には、かご制御装置２４や各種機器２５が載置されている。かご制御装置２４は、かごドア２１の開閉制御や、図示せぬかご操作盤の制御などを行う。各種機器２５には、例えば照明ユニット、モータユニットなどを含む。また、乗りかご２１の上部には、かごドア２１側が開口されたコの字形状の安全柵２６が設けられている。この安全柵２６は、作業中に保守員がかご上から落下することを防止するためにある。
【００１４】
乗りかご２１の下部には一対のシーブ２７が設けられている。このシーブ２７に一端が昇降路頂上部に固定された複数本のメインロープ３１が架設されている。メインロープ３１は、トラクションシーブ３２を介してカウンタウエイト１２上のシーブ３３に架設され、その他端部を昇降路頂上部に固定している。これにより、乗りかご１１とカウンタウエイト１２を２：１ローピンク形式で支持している。
【００１５】
トラクションシーブ３２は、巻上機３４のモータ軸に取り付けられている。エレベータ制御装置３５は、巻上機３４の駆動制御を含め、エレベータ全体の制御を行うものであり、「制御盤」と呼ばれることもある。エレベータ制御装置３５からの駆動指示により巻上機３４が駆動されると、トラクションシーブ３２が回転し、そこに巻回されたメインロープ３１を介して乗りかご１１とカウンタウエイト１２が昇降路内１０をつるべ式に昇降動作することになる。
【００１６】
なお、機械室がないマシンルームレスタイプのエレベータでは、巻上機３２とエレベータ制御装置３５が昇降路１０内に設置されるが、本発明は特にこの構成に限定されるものではなく、機械室を有するエレベータであってもよい。機械室を有するエレベータでは、巻上機３２とエレベータ制御装置３５が機械室に設置される。
【００１７】
また、ローピングについても、図１に示したような２：１ローピングに限らず、例えば１：１ローピングなどの他の構成であってもよい。
【００１８】
また、図１の例では、便宜的に乗りかご１１とカウンタウエイト１２を横並びに示したが、実際には乗りかご１１の背面にカウンタウエイト１２が配設されているものとする（図３参照）。
【００１９】
ここで、本実施形態では、昇降路１０内に給電装置４１、乗りかご１１に受電装置４２が設置され、乗りかご１１に対して非接触で電力が給電される構成にある。具体的には、図２に示すように、給電装置４１は、一対のガイドレール１３ａ，１３ｂのうちの一方のガイドレール１３ａにブラケット４５を介してネジ止めにより設置されている。受電装置４２は、乗りかご１１の下部、詳しくはかご底部に配設された床枠４６を支持部材としてガイドレール１３ａに向けてネジ止めにより設置されている。
【００２０】
なお、図２では図示を省略しているが、乗りかご１１の底部には、図１に示したシーブ２７の他に非常止め装置などの機構部品が設置されている。受電装置４２は、これらの機構部品と接触しない箇所に設置されている。
【００２１】
給電階は、乗りかご１１が最も頻繁に停止する基準階（例えば１階）に設定されており、乗りかご１１がその給電階に停止したときに、給電装置４１と受電装置４２が対向するように給電装置４１の設置位置が定められている。給電装置４１と受電装置４２が対向すると、給電装置４１から受電装置４２へ所要の電力が電磁誘導方式により非接触で給電される。「電磁誘導方式」とは、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。
【００２２】
乗りかご１１の上部には、受電装置４２にて受電した電力を蓄えておくためのバッテリユニット４３が設置されている。詳しくは、乗りかご１１の上部の空きスペースの中で、下部に設けられた受電装置４２にできるだけ近い空き箇所に設置されている。受電装置４２とバッテリユニット４３とは、例えばフレキシブルフラットケーブルなどからなる２本の電力線４４によって接続されている。この２本の電力線４４は、乗りかご１１の側面に沿って並行に配線されており、走行時に外れないようにカバー等を用いて固定されている。
【００２３】
バッテリユニット４３には、ＡＣ／ＤＣ変換器４３ａと所定容量のバッテリ４３ｂが備えられている。ＡＣ／ＤＣ変換器４３ａは、受電装置４２に受電された電力を交流から直流に変換する。バッテリ４３ｂは、ＡＣ／ＤＣ変換器４３ａによって直流に変換された電力を蓄える。このバッテリ４３ｂに蓄えられた電力は、乗りかご１１に設置されている各種電気機器（照明機器，ドアモータ，操作盤など）の駆動電力として使用される。
【００２４】
このように、本実施形態のエレベータでは、乗りかご１１に対する電力供給を非接触で行うことで、乗りかご１１に接続される電力ケーブル（テールコード）を不要化している。なお、エレベータ制御装置３５とかご制御装置２４との間の信号伝送は有線であっても無線であっても良い。
【００２５】
図３は給電装置４１と受電装置４２との位置関係を模式的に示した図である。
【００２６】
上述したように、乗りかご１１の上部にはかご制御装置２４、各種機器２５などの機器類が既に多数載置されている。このため、乗りかご１１の上部では受電装置４２を設置するスペースが限られてしまい、給電装置４１と対向させて配置することが難しい。一方、電磁誘導によって非接触給電が行われるため、乗りかご１１の上部に受電装置４２を設置すると、機器類が電磁波の影響を受けやすくなる。また、乗りかご１１に乗り降りする乗客に対しても電磁波の影響が懸念される。このような観点から、本実施形態では乗りかご１１の下部に受電装置４２を設置している。なお、ここで言う「乗りかご１１の下部」とは、乗りかご１１の底部も含むものとする。
【００２７】
ここで、図３に示すように、乗りかご１１の背面にカウンタウエイト１２が設置されている場合には、受電装置４２を乗りかご１１の一方の側面側の下部に設置しておく。なお、給電装置４１は、給電階で受電装置４２と対向するように一方のガイドレール１３ａにブラケット４５を介して設置される。
【００２８】
乗りかご１１の側面にカウンタウエイト１２が設置されている場合には、受電装置４２を乗りかご１１の他方の側面側あるいは裏面側の下部に設置しておく。要は、乗りかご１１の下部のカウンタウエイト１２と交差しない面側に受電装置４２が設置されていれば良い。給電装置４１は、受電装置４２の設置箇所に合わせて乗りかご１１のガイドレール１３ａ，１３ｂ、あるいは、カウンタウエイト１２のガイドレール１４ａ，１４ｂのいずれかに設置しておく。
【００２９】
図４は給電装置４１と受電装置４２の構成を模式的に示した図である。
【００３０】
給電装置４１は、インバータ装置５１を介して商用電源５０に接続されている。インバータ装置５１は、商用電源５０から供給される交流の電力を給電装置４１に必要な電力に変換する。給電装置４１は、インバータ装置５１によって変換された電力によって通電される給電コイルを有し、この給電コイルを通じて所要の電力を給電する。
【００３１】
受電装置４２は、給電コイルと電磁誘導により結合するための受電コイルを有し、この受電コイルを通じて電力を受電する。この受電装置４２で受電された電力は、バッテリユニット４３内のＡＣ／ＤＣ変換器４３ａで直流に変換されてバッテリ４３ｂに蓄えられる。
【００３２】
次に、本システムの動作について説明する。  
図５は本システムの給電時の動作を示すフローチャートである。
【００３３】
通常運転時において、乗りかご１１は、乗場呼びまたはかご呼びに応答して各階を移動している。なお、「乗場呼び」とは、各階の乗場に設置された図示せぬ乗場呼び釦の操作により登録される呼びの信号のことであり、登録階と行先方向の情報を含む。「かご呼び」とは、かご室内に設けられた図示せぬ行先呼び釦の操作により登録される呼びの信号のことであり、行き先階の情報を含む。
【００３４】
ここで、乗りかご１１に設けられたバッテリ４３ｂの残量が一定値以下（例えば全容量の５０％）に低下すると（ステップＳ１１のＹｅｓ）、バッテリユニット４３から充電要求信号がエレベータ制御装置３５に出力される。
【００３５】
エレベータ制御装置３５は、この充電要求信号を受けると、まず、現在の呼びの登録状態を確認する。そして、乗場呼びもかご呼びも登録されていない状態になったとき、つまり、乗りかご１１が無方向で待機状態になったとき（ステップＳ１２のＹｅｓ）、エレベータ制御装置３５は、乗りかご１１を給電階へ移動させる（ステップＳ１３）。
【００３６】
図１に示したように、給電階には給電装置４１が設置されており、乗りかご１１が給電階に着床したときに、乗りかご１１の下部に設けられた受電装置４２と給電装置４１が対向して非接触給電が行われる（ステップＳ１４）。この非接触給電によって乗りかご１１に給電された電力は、電力線４４を介してバッテリユニット４３に与えられ、ＡＣ／ＤＣ変換器４３ａで直流に変換された後、バッテリ４３ｂに蓄えられる。
【００３７】
バッテリ４３ｂの充電完了後、新たな呼び（乗場呼び／かご呼び）が登録されると（ステップＳ１５のＹｅｓ）、エレベータ制御装置３５は、乗りかご１１をその呼びの登録階へ応答させる（ステップＳ１６）。
【００３８】
なお、充電途中で呼び登録があった場合に、必要最低限の残量（例えば全容量の１０％）を満たしていれば、充電を中断して呼びに応答しても良いし、所定量（例えば全容量の８０％）に達するまで充電を行ってから呼びに応答することでも良い。
【００３９】
また、図５のフローチャートでは、バッテリ４３ｂの残量が一定値以下したときに給電を行うものとしたが、バッテリ残量に関係なく、呼び登録がない状態では、常に給電階で待機して給電を行うようにしてもの良い。
【００４０】
また、給電階（給電装置４１を設置しておく階）は基準階の１箇所だけに限らず、中間階や最上階などの複数箇所を給電階としても良い。
【００４１】
このように、給電階で乗りかご１１に非接触で給電する構成とすることで、乗りかご１１に接続される電力ケーブルを不要化できる。特に、本実施形態では、乗りかご１１の下部に受電装置４２が設けられているので、乗りかご１１の上部に設けられたかご制御装置２４や各種機器２５に対する電磁波の影響が少ないといった利点がある。また、受電装置４２がかごドア２１から離れるので、乗りかご１１に乗り降りする乗客への電磁波の影響も少ない。
【００４２】
さらに、受電装置４２が故障した場合などに、保守員がピット部１０ａからかご下に回り込めば、受電装置４２を簡単に取り外せるといった作業面での利点もある。
【００４３】
なお、ビット部１０ａが浸水したときの対策として、受電装置４２のコイル部に例えば樹脂被膜などの防水加工を施しておくことが好ましい。バッテリユニット４３については乗りかご１１の上部に載置しておくことで、浸水から防ぐことができる。
【００４４】
また、受電装置４２とバッテリユニット４３を接続する２本の電力線４４をかご側面に沿って並行に配線しておくことで、ケーブ間の干渉を防いで受電装置４２からバッテリユニット４３へ効率的に電力を送ることができる。
【００４５】
以上述べた少なくとも１つの実施形態によれば、各種機器や乗客が影響を受けずに、乗りかごに非接触で給電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。
【００４６】
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】
【００４７】
１０…昇降路、１０ａ…ピット部、１１…乗りかご、１２…カウンタウエイト、１３ａ，１３ｂ…ガイドレール、１４ａ，１４ｂ…ガイドレール、１５…緩衝器、１６…緩衝器、２１…かごドア、２２…エプロン、２３…乗場、２４…かご制御装置、２５…各種機器、２６…安全柵、２７…シーブ、３１…メインロープ、３２…トラクションシーブ、３３…シーブ、３４…巻上機、３５…エレベータ制御装置、４１…給電装置、４２…受電装置、４３…バッテリユニット、４３ａ…ＡＣ／ＤＣ変換器、４３ｂ…バッテリ、４４…電力線、４５…ブラケット、４６…床枠、５０…商用電源、５１…インバータ装置。
【図１】
2018043833.tif 000003
【図２】
2018043833.tif 000004
【図３】
2018043833.tif 000005
【図４】
2018043833.tif 000006
【図５】
2018043833.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月8日(2017.9.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電階に設置された給電装置と、
乗りかごの下部に設置された受電装置と、
上記乗りかごの上部に設置され、上記受電装置に接続されたバッテリユニットと、
所定のタイミングで上記乗りかごを上記給電階に移動させ、上記給電装置と上記受電装置との間の非接触給電によって得られた電力を上記バッテリユニットに蓄える制御装置とを具備し、
上記給電階は、少なくとも基準階を含む複数の箇所に存在し、
上記各箇所において、上記給電装置は、上記乗りかごが上記給電階に着床したときに上記受電装置と対向するように昇降路内のガイドレールにブラケットを介して設けられている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】
上記受電装置は、
上記乗りかごの下部のカウンタウエイトと交差しない面側に設置され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】
上記受電装置と上記バッテリユニットは、
上記乗りかごの側面に沿って並行に配線された２本の電力線を介して接続されてい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４】
上記受電装置は、
防水加工された受電コイルを備えてい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５】
上記制御装置は、
上記バッテリユニットに備えられたバッテリの残量が一定値以下に低下したときに、上記乗りかごを上記給電階へ移動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。
【請求項６】
上記制御装置は、
乗場呼びおよびかご呼びが登録されていないときに、上記乗りかごを上記給電階へ移動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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
一実施形態に係るエレベータの非接触給電システムは、給電階に設置された給電装置と、乗りかごの下部に設置された受電装置と、上記乗りかごの上部に設置され、上記受電装置に接続されたバッテリユニットと、所定のタイミングで上記乗りかごを上記給電階に移動させ、上記給電装置と上記受電装置との間の非接触給電によって得られた電力を上記バッテリユニットに蓄える制御装置とを具備する。
上記給電階は、少なくとも基準階を含む複数の箇所に存在し、上記各箇所において、上記給電装置は、上記乗りかごが上記給電階に着床したときに上記受電装置と対向するように昇降路内のガイドレールにブラケットを介して設けられている。