(57)【要約】【課題】エレベータの乗りかごへの電力伝送方法を改善する。【解決手段】無線電力伝送システムは、エレベータシステムにおいて用いられ、少なくとも２つの送電電極を含む送電電極ユニットと、乗りかごに配置され、前記少なくとも２つの送電電極から送出された電力を受け取る少なくとも２つの受電電極を含む受電電極ユニットとを備える。前記送電電極ユニットは、前記乗りかごが所定の給電階に停止しているときに前記受電電極ユニットの少なくとも一部に対向する領域から、上方向および下方向の少なくとも一方に延伸した領域に配置される。前記乗りかごが前記給電階に停止しているとき、および、前記乗りかごが前記給電階から加速および／または前記給電階に向かって減速しているとき、前記送電電極ユニットから前記受電電極ユニットに電力が伝送される。【選択図】図１Ａ
2019026477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道に沿って昇降する乗りかごと、前記乗りかごに設けられた蓄電装置と、無線電力伝送システムと、を備えるエレベータシステムにおいて用いられる無線電力伝送システムであって、
前記軌道に沿って配置され、交流電力を送出する少なくとも２つの送電電極を含む送電電極ユニットと、
前記乗りかごに配置され、前記少なくとも２つの送電電極にそれぞれ対向し、送出された前記交流電力を受け取る少なくとも２つの受電電極を含む受電電極ユニットと、
を備え、
各送電電極は、各受電電極よりも長く、
前記送電電極ユニットは、前記乗りかごが所定の給電階に停止しているときに前記受電電極ユニットの少なくとも一部に対向する領域から、上方向および下方向の少なくとも一方に延伸した領域に配置され、
前記乗りかごが前記給電階に停止しているとき、および、前記乗りかごが前記給電階から加速および／または前記給電階に向かって減速しているとき、前記送電電極ユニットから前記受電電極ユニットに電力が伝送され、
前記蓄電装置は、前記受電電極ユニットが受け取った電力によって充電される、
無線電力伝送システム。
【請求項２】
前記送電電極ユニットは、前記乗りかごが前記給電階に隣接する他の階に停止しているときに前記受電電極ユニットの少なくとも一部に対向する領域にまで延びており、
前記乗りかごが前記他の階に停止しているときにおいても、前記送電電極ユニットから前記受電電極ユニットに電力が伝送される、
請求項１に記載の無線電力伝送システム。
【請求項３】
前記エレベータシステムには、前記乗りかごが一定時間以上使用されていないときに前記乗りかごが待機する待機階が設定され、
前記給電階は、前記待機階である、
請求項１または２に記載の無線電力伝送システム。
【請求項４】
前記給電階は、前記エレベータシステムが設置された建築物の階のうち、特定の時間帯において前記乗りかごが滞在する時間確率が最も高い階である、請求項１から３のいずれかに記載の無線電力伝送システム。
【請求項５】
前記給電階は、前記エレベータシステムが設置された建築物の外部との出入り口が設けられた階、または駐車場が設けられた階である、請求項１から４のいずれかに記載の無線電力伝送システム。
【請求項６】
前記送電電極ユニットは、前記乗りかごが前記給電階に停止しているときに前記受電電極ユニットの少なくとも一部に対向する領域から、上方向および下方向の一方に延伸した領域に配置され、
前記乗りかごが前記上方向および下方向の前記一方から前記給電階に到来する確率は、前記上方向および下方向の他方から前記給電階に到来する確率よりも高い、および／または、
前記乗りかごが停止後に前記上方向および下方向の前記一方に移動する確率は、前記乗りかごが停止後に前記上方向および下方向の他方に移動する確率よりも高い、
請求項１から５のいずれかに記載の無線電力伝送システム。
【請求項７】
前記送電電極ユニットの長さは、前記乗りかごが前記給電階に停止した後、加速を開始し、前記エレベータシステムの仕様で定められた最高速度に達するまでの区間の長さ、および／または、前記乗りかごが前記エレベータシステムの仕様で定められた最高速度から減速を開始してから前記給電階に停止するまでの区間の長さよりも短い、請求項１から６のいずれかに記載の無線電力伝送システム。
【請求項８】
前記少なくとも２つの送電電極に交流電力を出力する送電回路と、
前記送電回路を制御する制御回路と、
前記少なくとも２つの受電電極が受け取った前記交流電力を他の形態の電力に変換して前記蓄電装置に供給する受電回路と、
をさらに備え、
前記制御回路は、前記乗りかごが前記給電階に停止しているとき、および、前記乗りかごが前記給電階から加速および／または前記給電階に向かって減速しているとき、前記送電回路に前記交流電力を出力させる、
請求項１から７のいずれかに記載の無線電力伝送システム。
【請求項９】
前記制御回路は、繁忙時間帯以外の時間帯において、前記繁忙時間帯よりも、前記送電回路から出力される前記交流電力を小さくすることにより、前記蓄電装置の充電レートを低下させる、請求項１から８のいずれかに記載の無線電力伝送システム。
【請求項１０】
前記軌道に沿って配置される少なくとも２つの送電電極を含む第２の送電電極ユニットをさらに備え、
前記第２の送電電極ユニットにおける各送電電極は、各受電電極よりも長く、
前記第２の送電電極ユニットは、前記乗りかごが前記給電階とは異なる第２の給電階に停止しているときに前記第２の受電電極ユニットの少なくとも一部に対向する領域から、上方向および下方向の少なくとも一方に延伸した領域に配置され、
前記乗りかごが前記第２の給電階に停止しているとき、および、前記乗りかごが前記第２の給電階から加速および／または前記第２の給電階に向かって減速しているとき、前記送電電極ユニットから前記受電電極ユニットに電力が伝送される、
請求項１から９のいずれかに記載の無線電力伝送システム。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の無線電力伝送システムと、
前記乗りかごと、
前記蓄電装置と、
を備えるエレベータシステム。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれかに記載の無線電力伝送システムにおいて用いられる前記送電電極ユニット。
【請求項１３】
請求項１２に記載の送電電極ユニットと、
前記少なくとも２つの送電電極に交流電力を出力する送電回路と、
前記送電回路を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記乗りかごが前記給電階に停止しているとき、および、前記乗りかごが前記給電階から加速および／または前記給電階に向かって減速しているとき、前記送電回路に前記交流電力を出力させる、
送電装置。
【請求項１４】
請求項１から１０のいずれかに記載の無線電力伝送システムにおいて用いられる前記受電電極ユニット。
【請求項１５】
請求項１４に記載の受電電極ユニットと、
前記少なくとも２つの受電電極が受け取った前記交流電力を他の形態の電力に変換して前記蓄電装置に供給する受電回路と、
を備える受電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エレベータシステム、無線電力伝送システム、送電装置、送電電極ユニット、および電力伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエレベータシステムでは、テールコードと呼ばれる電力線がエレベータの乗りかごに取り付けられる。テールコードを介して、乗りかご内の機器に電力が供給される。しかし、ビルの高層化に伴いテールコードが長くなると、以下のような問題が生じ得る。例えば、テールコードの伸び、切断、または亀裂などの不具合が生じ易くなる。このような不具合を防止するための検査を頻繁に行う必要性が生じる。また、テールコードが長いと、電圧降下の影響が無視できなくなる。
【０００３】
そこで、無線電力伝送（ＷＰＴ）システムを導入することで、テールコードを必要とせずに、乗りかごに電力を供給するエレベータシステムが検討されている。例えば、特許文献１は、給電階に設置された給電装置から、乗りかご内のバッテリーに、非接触で給電を行うエレベータシステムを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−７１７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の従来技術では、乗りかごの停止中にしか高効率な充電ができなかった。
【０００６】
本開示は、かごの停止中だけでなく、移動中にも充電が可能なエレベータシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る無線電力伝送システムは、
軌道に沿って昇降する乗りかごと、前記乗りかごに設けられた蓄電装置と、無線電力伝送システムと、を備えるエレベータシステムにおいて用いられる無線電力伝送システムであって、
前記軌道に沿って配置され、交流電力を送出する少なくとも２つの送電電極を含む送電電極ユニットと、
前記乗りかごに配置され、前記少なくとも２つの送電電極にそれぞれ対向し、送出された前記交流電力を受け取る少なくとも２つの受電電極を含む受電電極ユニットと、
を備え、
各送電電極は、各受電電極よりも長く、
前記送電電極ユニットは、前記乗りかごが所定の給電階に停止しているときに前記受電電極ユニットの少なくとも一部に対向する領域から、上方向および下方向の少なくとも一方に延伸した領域に配置され、
前記乗りかごが前記給電階に停止しているとき、および、前記乗りかごが前記給電階から加速および／または前記給電階に向かって減速しているとき、前記送電電極ユニットから前記受電電極ユニットに電力が伝送され、
前記蓄電装置は、前記受電電極ユニットが受け取った電力によって充電される。
【０００８】
本開示の包括的又は具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、又は、記録媒体で実現されてもよい。あるいは、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の一態様によれば、乗りかごの停止中だけでなく移動中においても非接触充電が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】図１Ａは、本開示の例示的な実施形態におけるエレベータシステムの構成を説明するための構成図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本開示の例示的な実施形態における送電電極ユニットおよび受電電極ユニットを示す図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本開示の例示的な実施形態における無線電力伝送システムの構成を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本開示の例示的な実施形態におけるエレベータシステムの送電電極ユニットの配置の一例を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本開示の例示的な実施形態におけるエレベータシステムの送電電極ユニットの配置の他の例を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本開示の例示的な実施形態におけるエレベータシステムの送電電極ユニットの配置のさらに他の例を示す図である。
【図３】図３は、本開示の例示的な実施形態におけるエレベータシステムの概念図である。
【図４】図４は、本開示の別の実施形態のエレベータシステムの構成図である。
【図５】図５は、本開示の別の実施形態のエレベータシステムの構成図である。
【図６】図６は、本開示の別の実施形態のエレベータシステムの構成図である。
【図７】図７は、本開示の別の実施形態のエレベータシステムの構成図である。
【図８】図８は、本開示の別の実施形態のエレベータシステムの構成図である。
【図９】図９は、本開示の別の実施形態のエレベータシステムの構成図である。
【図１０】図１０は、本開示の別の実施形態のエレベータシステムの構成図である。
【図１１】図１１は、本開示の例示的な実施形態におけるエレベータシステムにおいて導入されるＷＰＴシステムの一例を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、本開示の例示的な実施形態におけるエレベータシステムにおいて導入されるＷＰＴシステムの別の例を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、本開示の例示的な実施形態におけるエレベータシステムにおいて導入されるＷＰＴシステムの別の例を示すブロック図である。
【図１４】図１４は本開示の例示的な実施形態におけるＷＰＴシステムの、乗りかご周辺の構造図である。
【図１５】図１５は本開示の例示的な実施形態における無線電力伝送システムの、乗りかご周辺の構造図である。
【図１６】図１６は本開示の例示的な実施形態における送電電極ユニットの構造の例を示す図である。
【図１７】図１７は本開示の例示的な実施形態における送電電極ユニットの構造の他の例を示す図である。
【図１８】図１８は、本開示の例示的な実施形態におけるエレベータシステム内の無線電力伝送システムの概略構成を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、周波数変換回路２０３の構成例を模式的に示す図である。
【図２０】図２０は、周波数変換回路２０７の構成例を模式的に示す図である。
【図２１】図２１は、本開示の例示的な実施形態におけるエレベータシステム内に導入されるＷＰＴシステムにおける電力ユニットの一例を示す平面図である。
【図２２】図２２は、本開示の例示的な実施形態におけるエレベータシステム内に導入されるＷＰＴシステムにおける電力ユニットの他の例を示す平面図である。
【図２３】図２３は、本開示の例示的な実施形態におけるエレベータシステム内に導入されるＷＰＴシステムにおける電力ユニットのさらに他の例を示す平面図である。
【図２４】図２４は、従来のエレベータシステムの構成例（比較例）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本開示の基礎となった知見）
本開示の実施形態を説明する前に、本開示の基礎となった知見を説明する。
【００１２】
本発明者らは、「背景技術」の欄において記載した従来のエレベータシステムに関し、以下の課題が生じることを見出した。
【００１３】
上記の従来技術では、例えば送電コイルと受電コイルとの間の電磁誘導を利用した無線電力伝送が行われる。送電コイルを有する送電装置と、受電コイルを有する受電装置とが対向した状態で、バッテリーの充電が行われる。高効率の充電を行うためには、送電装置と受電装置との位置合わせに高い精度が要求される。このため、エレベータの停止中にしか高効率な充電ができない。そのようなシステムでは、バッテリーの充電を短時間で行わざるを得ない。その結果、高い充電レートでの充電が常態化し、バッテリーの劣化が早くなる。
【００１４】
特許文献１のシステムでは、乗りかごが待機状態であることを検出したとき、制御装置が乗りかごを給電階に移動させ、充電を開始させる。当該システムは、待機時間を充電時間に充てることにより、充電時間を比較的長く稼ぐことを特徴としている。しかし、繁忙運行が要望される時間帯では、給電階に長く停止することができず、短時間で大容量の充電を行うことが必要になる。そのような高い充電レートでの充電が常態化すると、バッテリーの劣化が早くなり、システムの運用コストが増加する。
【００１５】
上記の課題を解決するために、複数の階に送電装置を設置する方法も考えられる。しかし、そのような方法では、導入する部材のコストと、各送電装置の敷設コストが増加する。特に超高層の建築物においては、多くの階に送電装置を設置することが必要になり、総コストを抑制することが困難である。
【００１６】
図２４は、特許文献１に開示されたエレベータシステムと同様のシステムの構成例を示す図である。このシステムは、電力を伝送する送電装置２２と、伝送された電力を受け取る受電装置２３と、伝送された電力を受け取るバッテリー２４とを備える。送電装置２２は送電コイルを備える。受電装置２３は受電コイルを備える。受電装置２３とバッテリー２４とは電気的に接続されている。送電装置２２は、給電階（Ｎｃ階）に設置されている。受電装置２３およびバッテリー２４は、乗りかご１１に設置されている。受電装置２３は、乗りかご１１が給電階に停止したときに送電装置２２に対向する位置に設置されている。より具体的には、送電装置２２内の送電コイルと、受電装置２３内の受電コイルとが対向している状態で、電力が伝送される。バッテリー２４に蓄えられた電力は、乗りかご１１内の機器（例えば、照明機器、空調機器、表示器、監視カメラ、およびドア開閉のためのモータなど）を動作させるために使用される。
【００１７】
エレベータシステムは、さらに、巻上機１２、ロープ１３、伝送ケーブル１７、制御装置１９、給電装置２０、および電力線２１も備える。ロープ１３の一端に乗りかご１１が接続されている。ロープ１３の他端には、図示されていないカウンターウエイトが接続されている。
【００１８】
昇降路内に設置された乗りかご１１は、巻上機１２によってロープ１３を介して昇降する。乗りかご１１は、伝送ケーブル１７を介して制御装置１９に接続されている。制御装置１９は、エレベータ全体の運転制御を行う。制御装置１９は、機械室または昇降路内に設置される。給電装置２０は、制御装置１９および巻上機１２に、電力線２１を介して電力を供給する。このシステムでは、給電階に設置された送電装置２２が、乗りかご１１に設置された受電装置２３に、非接触で給電を行う。
【００１９】
乗りかご１１が給電階に停止すると、送電装置２２と受電装置２３との位置合わせが成立する。このとき、送電装置２２における送電コイルと受電装置２３における受電コイルとが対向し、送電装置２２から受電装置２３へ電力の伝送が可能となる。特許文献１のシステムでは、バッテリー２４の残量が一定量以下に低下した場合に、乗りかご１１を給電階に移動させて充電を行う。より具体的には、乗りかご１１が待機状態であることを検出すると、制御装置１９は、乗りかご１１を給電階に移動させ、充電を実行する。このような動作により、充電時間を比較的長く確保することを特徴としている。
【００２０】
しかし、特許文献１の制御方法では、繁忙時間帯にバッテリー２４の残量が低下した場合、バッテリー２４の充電待ちのために乗りかご１１の運行が制限を受けることとなる。この場合、利用者の利便性が損なわれてしまう。また、利用者の運行を妨げないように短時間での充電を行った場合、バッテリー２４を充電する際の充電レートが上昇してしまう。このため、長期的に運用した場合にバッテリー２４の早期の劣化が避けられない。バッテリー２４が劣化しやすくなるほどバッテリー２４の交換回数が増加する。結果として、バッテリー２４に必要なコストの増大を招く。バッテリー２４の劣化を回避するためにバッテリー２４の容量を増大させると、バッテリー２４自体のコストの増大を招く。また、乗りかご１１の高重量化を招く。さらに、大電力の無線電力伝送システムが必要となれば、導入コストの増大を招きかねない。このように、特許文献１のシステムにおいては、長期の運用期間内に必要となるコスト総額の増大を招くことになる。
【００２１】
一方で、トロリー方式と呼ばれる無線電力伝送方式が存在する。この方式では、エレベータが運行する経路の全域に沿ってトロリー線を敷設する必要がある。このため、特に高層ビルへの導入の際に敷設コストの増加を招くこととなる。また、トロリー線の周辺に分布する高周波磁界と結合するために受電側に磁性体が配置され、トロリー線との間に広いギャップを設定することができない。このため、地震などで振動が発生した場合の信頼性に課題がある。このように、トロリー方式は、現実的にエレベータに導入するには課題が多い。
【００２２】
図２４に示す構成における上記のバッテリー劣化の問題は、送電装置２２と受電装置２３との間で高効率な電力伝送が可能な状態が、乗りかご１１が給電階に停止している短時間に限定されることに起因している。特に繁忙時間帯においては、停止時間はごく短時間に限定されてしまう。
【００２３】
乗りかご１１が給電階に停止し、扉を開け、利用者の乗降の後、扉を閉めて再び出発するまでにかかる時間は、概ね１５秒以下であることが多い。給電階から乗りかご１１に乗り込む利用者は、この時間よりも長く乗りかご１１が停止を続けると、利便性が損なわれていると意識し始める。よって、特許文献１のエレベータシステムにおいて、充電時間を延長して上記の課題を解決することは困難である。
【００２４】
本願発明者は、給電階で乗りかご１１が停止している間だけでなく、停止する前後の加速時および／または減速時にも充電を行うことが可能なエレベータシステムを提供することにより、上記の課題を解決し得ることを見出した。そのようなシステムによれば、エレベータの利用者の利便性を損なうことなく充電時間を拡大することが可能である。また、従来のシステムと比較して、送電装置が設置される階の数を低減できるため、敷設コストの増大を回避することも可能である。
【００２５】
以下、図１を参照しながら、本開示のより具体的な実施形態を説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。以下の説明において、同一または類似する構成要素については、同じ参照符号を付している。
【００２６】
（エレベータシステムの実施形態の基本構成例）
図１Ａは、本開示の例示的な実施形態におけるエレベータシステムの構成を説明するための構成図である。本実施形態のエレベータシステムは、電界結合方式による無線電力伝送システム１０を備える。無線電力伝送システム１０は、送電装置１００と、受電装置２００とを備える。送電装置１００は、複数の送電電極を含む送電電極ユニット１２０と、送電回路１１０と、制御回路１５０とを備える。受電装置２００は、複数の受電電極を含む受電電極ユニット２２０と、受電回路２１０とを備える。送電回路１１０は、送電電極ユニット１２０と外部の電源３１０との間に接続されている。制御回路１５０は、制御装置１９と送電回路１１０との間に接続されている。送電回路１１０は、制御回路１５０からの指示に従い、交流電力を送電電極ユニット１２０に供給する。受電回路２１０は、受電電極ユニット２２０が受け取った交流電力を他の形態の電力に変換してバッテリー２４に供給する。
【００２７】
エレベータシステムは、図２４のシステムと同様、乗りかご１１、バッテリー２４、巻上機１２、制御装置１９、および給電装置２０も備える。以下、図２４のシステムと同様の構成要素については、説明を省略することがある。
【００２８】
「電界結合方式」とは、少なくとも２つの送電電極を含む送電電極群と少なくとも２つの受電電極を含む受電電極群との間の電界結合（容量結合とも称する）により、送電電極群から受電電極群に無線で電力が伝送される伝送方式をいう。簡単のため、送電電極群および受電電極群の各々が、２つの電極の対によって構成される場合の例を主に説明する。後述するように、送電電極群および受電電極群の各々は、３つ以上の電極を含んでいてもよい。
【００２９】
「送電電極ユニット」とは、電界結合方式による無線電力伝送（ＷＰＴ）において用いられる２つ以上の送電電極の集合体または当該集合体を含む装置を意味する。「受電電極ユニット」とは、電界結合方式による無線電力伝送において用いられる２つ以上の受電電極の集合体または当該集合体を含む装置を意味する。送電電極ユニットおよび受電電極ユニットの各々は、エレベータシステムまたは無線電力伝送システムの構成要素として、単独で製造および販売され得る。
【００３０】
受電電極ユニット２２０は、乗りかご１１に搭載される。送電電極ユニット１２０は、昇降路に沿って配置され、電力伝送時に受電電極ユニット２２０に対向する位置に配置される。送電電極ユニット１２０は、受電電極ユニット２２０の高さ方向（図１における上下方向）の範囲よりも広い高さ範囲を、乗りかご１１の移動経路に沿ってカバーしている。受電電極ユニット２２０が移動する区間のうち、送電電極ユニット１２０に少なくとも部分的に対向し、バッテリー２４の充電が可能な区間を送電区間９１と定義する。
【００３１】
図１Ｂは、送電電極ユニット１２０および受電電極ユニット２２０の例を模式的に示す図である。この例における送電電極ユニット１２０は、２つの送電電極１２０ａ、１２０ｂを有する。受電電極ユニット２２０は、２つの受電電極２２０ａ、２２０ｂを有する。各電極は、一方向に延びた平板形状を有する。各電極が延びる方向は、乗りかご１１が移動する方向、すなわち鉛直方向に一致する。送電電極１２０ａ、１２０ｂは、エレベータシステムの昇降路に沿って互いにほぼ平行に配置される。受電電極２２０ａ、２２０ｂは、乗りかご１１の側面に、互いにほぼ平行に配置される。送電電極１２０ａ、１２０ｂの各々は、受電電極２２０ａ、２２０ｂよりも長い。送電電極１２０ａ、１２０ｂの各々の長さは、例えば受電電極２２０ａ、２２０ｂの長さの１．５倍から１００倍程度に設定され得る。本実施形態では、乗りかご１１が所定の給電階であるＮｐ階に停止したとき、受電電極２２０ａ、２２０ｂが、送電電極１２０ａ、１２０ｂにそれぞれ対向する。
【００３２】
図１Ｃは、無線電力伝送システム１０の構成例を示すブロック図である。無線電力伝送システム１０は、送電装置１００と、受電装置２００とを備える。図１Ｃには、無線電力伝送システムの外部の要素である電源３１０およびバッテリー２４も示されている。送電装置１００は、送電電極ユニット１２０と、送電回路１１０と、制御回路１５０とを備える。送電回路１１０は、電源３１０と送電電極ユニット１２０との間に接続されている。送電回路１１０は、例えばインバータ回路などの変換回路を含み得る。送電回路１１０は、電源３１０から供給された電力を、電力伝送のための交流電力に変換して送電電極１２０ａ、１２０ｂに供給する。送電回路１１０と送電電極ユニット１２０との間に、インピーダンスの整合度を向上させる整合回路が設けられていてもよい。送電回路１１０の動作は、制御回路１５０によって制御される。
【００３３】
制御回路１５０は、例えばプロセッサおよびメモリを備えるマイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）などの集積回路によって実現され得る。制御回路１５０は、乗りかご１１の昇降動作に連動して、送電回路１１０を制御する。制御回路１５０は、図１Ａに示す制御装置１９から、乗りかご１１の移動に関する信号を取得し、その信号に基づいて送電回路１１０に送電の開始および終了の指示を出す。例えば、制御装置１９は、受電電極ユニット２２０が送電電極ユニット１２０から受電可能な位置にまで近づいたとき、送電回路１１０に送電を開始させる。逆に、受電電極ユニット２２０が送電電極ユニット１２０から受電可能な位置にないとき、制御回路１５０は、送電回路１１０に送電を停止させる。このような制御は、制御回路１５０におけるプロセッサが、メモリに格納されたコンピュータプログラムを実行することによって実現され得る。なお、制御回路１５０は、制御装置１９に組み込まれていてもよい。
【００３４】
受電装置２００は、受電電極ユニット２２０と、受電回路２１０とを備える。受電回路２１０は、受電電極ユニット２２０と、バッテリー２４との間に接続されている。受電回路２１０は、例えば整流回路などの変換回路を含み得る。受電回路２１０は、受電電極２２０ａ、２２０ｂが受け取った交流電力を整流してバッテリー２４に供給する。これにより、バッテリー２４が充電される。なお、バッテリー２４に代えて、蓄電用のキャパシタなどの、他の種類の蓄電装置を利用してもよい。蓄電装置として、例えばリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、電気二重層キャパシタ、またはリチウムイオンキャパシタなどを用いることができる。受電電極ユニット２２０と受電回路２１０との間に、インピーダンスの整合度を向上させる整合回路が挿入されてもよい。
【００３５】
図２Ａから図２Ｃは、送電電極ユニット１２０の配置のいくつかの例を示している。送電電極ユニット１２０は、乗りかご１１が所定の給電階であるＮｐ階に停止しているときに受電電極ユニット２２０の少なくとも一部に対向する領域から、上方向および下方向の少なくとも一方に延伸した領域に配置される。言い換えれば、送電電極ユニット１２０は、乗りかご１１がＮｐ階に停止した状態で、受電電極ユニット２２０に少なくとも部分的に対向する部分と、当該部分から上下方向の少なくとも一方に延伸された部分とを含む。例えば図２Ａに示す例では、送電電極ユニット１２０は、乗りかご１１がＮｐ階に停止しているときに受電電極ユニット２２０に対向する領域から、上方向および下方向の両方に延伸した領域に配置されている。他方、図２Ｂに示す例では、送電電極ユニット１２０は、Ｎｐ階に乗りかご１１が停止した状態で、受電電極ユニット２２０に部分的に対向する部分と、当該部分から上方向に延伸された部分とを含む。図２Ｃに示す例では、送電電極ユニット１２０は、Ｎｐ階に乗りかご１１が停止した状態で、受電電極ユニット２２０に部分的に対向する部分と、当該部分から下方向に延伸された部分とを含む。ここで、Ｎｐ階に停止した状態において、受電電極ユニット２２０と送電電極ユニット１２０とが、各電極に垂直な方向から視たときに、より広い面積で重なるほど、両者の結合が強くなる。しかし、図２Ｂおよび図２Ｃに示すように、受電電極ユニット２２０の一部の領域で重なる箇所が欠けていてもよい。つまり、給電特性に大きな影響がない限りにおいて、受電電極ユニット２２０と送電電極ユニット１２０とが完全に重なっていなくてもよい。
【００３６】
上記の説明において、乗りかご１１が停止中に充電可能な階の一つであるＮｐ階を給電階とした。しかし、一つの階に限らず、複数の階を給電階に設定してもよい。例えば、上下の隣接する２つ以上の階で乗りかご１１が停止している間に充電を行えるようにしてもよい。その場合、Ｎｐ階だけでなく、Ｎｐ階に隣接する（Ｎｐ−１）階または（Ｎｐ＋１）階も給電階に設定される。更には、Ｎｐ階から任意の階数だけ離れた階を給電階に設定してよい。言い換えれば、複数の送電電極ユニット１２０が、複数の階にそれぞれ配置されていてもよい。その場合、送電区間は離散的に設けられる。
【００３７】
本実施形態のエレベータシステムでは、乗りかご１１が給電階で停止している間だけでなく、停止する前の減速時、および／または、給電階から移動を開始する際の加速時にも、バッテリー２４を充電することが可能である。よって、乗りかご１１の停止時間よりも長い充電時間を確保することができる。
【００３８】
一度の充電機会においてバッテリー２４に供給すべき電力量は、乗りかご１１の運行状況から決定される。従来のシステムにおいては、乗りかご１１が給電階で停止している時間しか充電することが出来ない。このため、必要な電力は、供給すべき電力量を停止時間で割った値に決定される。この値を第１の電力とする。一方、本実施形態では、停止時間だけでなく、加速時間および減速時間の少なくとも一方においても充電が可能である。このため、必要な電力量を充電時間で割ることにより決定される電力は、第１の電力よりも必ず低い値になる。したがって、バッテリー２４への充電レートの低減が可能となり、バッテリー２４の劣化が抑制される。また、乗りかご１１が加速状態または減速状態になる機会は、繁忙時においても、乗りかご１１が給電階に到来するたびに発生する。このため、本実施形態のエレベータシステムでは、利用者の利便性を損なうこともなく、前述の効果を達成することが出来る。
【００３９】
以上のように、本実施形態におけるエレベータシステムは、軌道に沿って昇降する乗りかご１１と、乗りかご１１に設けられたバッテリー２４と、無線電力伝送システム１０とを備える。無線電力伝送システム１０は、軌道に沿って配置され、交流電力を送出する少なくとも２つの送電電極を含む送電電極ユニット１２０と、乗りかご１１に配置され、少なくとも２つの送電電極にそれぞれ対向し、送出された交流電力を受け取る少なくとも２つの受電電極を含む受電電極ユニット２２０とを備える。各送電電極は、各受電電極よりも長い。送電電極ユニット１２０は、乗りかご１１が所定の給電階に停止しているときに受電電極ユニット２２０の少なくとも一部に対向する領域から、上方向および下方向の少なくとも一方に延伸した領域に配置される。乗りかご１１が給電階に停止しているとき、および、乗りかご１１が給電階から加速および／または給電階に向かって減速しているとき、制御回路１５０は、送電回路１１０に交流電力を出力させる。これにより、送電電極ユニット１２０から受電電極ユニット２２０に電力が伝送される。受電電極ユニット２２０が受け取った交流電力は、受電回路２１０によって整流され、バッテリー２４に供給される。これにより、バッテリー２４が充電される。
【００４０】
送電電極ユニット１２０は、乗りかご１１が給電階に隣接する他の階に停止しているときに受電電極ユニット２２０の少なくとも一部に対向する領域にまで延びていてもよい。その場合、乗りかご１１が当該他の階に停止しているときにおいても、送電電極ユニット１２０から受電電極ユニット２２０に電力が伝送される。このような複数回に跨る送電電極ユニット１２０を配置した場合、充電時間を大きく増加させることができる。このため、蓄電装置の劣化をさらに抑制することができる。
【００４１】
（充電時間の拡大効果の具体例１）
以下、本実施形態によるエレベータシステムの効果をより詳細に説明する。以下の説明では、高速エレベータの動作例として、停止状態からの加速度を１ｍ／（ｓｅｃ）２と仮定する。受電電極ユニット２２０の高さ方向の長さを「受電電極ユニット長」と称する。送電電極ユニットの高さ方向の長さを「送電電極ユニット長」と称する。受電電極ユニット長と比べた送電電極ユニット長の追加分の長さを５ｍとする。この場合、乗りかご１１が停止した状態から加速を開始し、受電電極ユニット２２０の端部が送電電極ユニット１２０を通過し終わるまでの時間は、３．１６秒である。この間、バッテリー２４を充電することが出来る。停止後に乗りかご１１が移動する方向が、停止前に到来した方向と同一の場合は、更に停止直前の減速時間も充電することが出来る。停止時間を前述の１５秒と仮定すると、加減速時の充電機能を実現することで合計充電時間は２１．３秒に達する。すなわち、上記条件におけるエレベータシステムにおいては、利用者の利便性を損なわずに、４２％の充電時間の延長を実現することができる。表１に、本実施形態のエレベータシステムにおける、送電電極ユニット長、合計充電時間、および停止時間のみ充電するシステムと比較した場合の充電時間拡充比率の例を示す。
【００４２】
【表１】
2019026477.tif 000003
【００４３】
典型的なバッテリー特性の一例として、ある充電レート（例えば１Ｃ）で充電した場合と比較して、２倍の充電レート（２Ｃ）で充電した場合、容量が４０％低下するまでのサイクル回数が大幅に低下することが知られている。例えば、サイクル回数は上記条件で半減しうる。電池寿命は、複合的な要因によって決まるため、実際には複雑な計算式に基づいた推定が必要である。しかし、上記の例において、４２％の充電時間の拡大は、繁忙時間帯の急速充電によるバッテリー寿命への悪影響を大きく緩和する。
【００４４】
（充電時間の拡大効果の具体例２）
テールコードを利用する従来のエレベータシステムにおいては、高いビルほどテールコードが長くなる。このことから、超高層ビルにおけるエレベータシステムほど、テールコードの削減が望まれている。また、超高層ビルにおけるエレベータシステムほど、乗りかご１１の最大移動速度の向上の要望がある。このため、エレベータが移動する経路の全域に送電電極ユニット１２０を設けたとしても、高額な敷設コストが必要となるものの得られる効果は小さい。これは、乗りかご１１が高速で移動するほど、送電区間の単位長さあたりの、充電時間の拡大に寄与する効果が低下するからである。
【００４５】
例えば、４０ｍもの長さの送電電極ユニット１２０を昇降路内に敷設して移動中の給電を実施した場合の効果を検討する。超高層ビル用システムでの乗りかご１１の移動速度として２０ｍ／秒を想定した場合、バッテリー２４の充電時間はわずか２秒しか確保できない。汎用的な高層ビルでの乗りかご１１の移動速度として５ｍ／秒を想定した場合でも、２秒の充電時間を確保するためには１０ｍもの送電区間長が必要となる。一方で、乗りかご１１が停止状態から加速度１ｍ／（ｓｅｃ）２で加速を開始する際に、充電時間を２秒拡大するために必要な送電区間の延伸長は２ｍに過ぎない。減速時の効果も加算して考慮するなら、送電区間長の延伸長は０．５ｍまで短縮できる。表２に、比較例および本実施形態のエレベータシステムにおける充電時間確保に必要な送電区間の延伸長の計算値を例示する。
【００４６】
【表２】
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【００４７】
表２における比較対象（比較例）は、２０ｍ／秒の移動中充電を実施するエレベータシステムである。本実施形態のエレベータシステムは、同様の充電時間拡大効果を得るために必要な送電区間の延伸長を、比較例との比で９５〜９７％削減し、敷設が容易となることが明らかとなった。
【００４８】
表３にも、充電時間の確保に必要な送電区間長の計算値を示す。表３における比較対象は、５ｍ／秒の移動中充電機能を有するエレベータシステムである。本実施形態のエレベータシステムは、同様の充電時間拡大効果を得るために必要な送電区間の延伸長を、比較例との比で８０〜９０％削減し、敷設が容易となることが明らかとなった。
【００４９】
【表３】
2019026477.tif 000005
【００５０】
本実施形態のエレベータシステムにおいては、上述した理由から、乗りかご１１の移動経路の全域を送電区間９１に設定する必要がない。送電電極ユニット１２０は、給電階であるＮｐ階に乗りかご１１が停止したときに受電電極ユニット２２０の少なくとも一部に対向する領域から上下方向の少なくとも一方に延伸した領域に配置される。前述したように、送電区間９１は、複数の階で停止中充電が可能となるように設定されてよい。
【００５１】
（停止する確率が高い階への送電電極ユニットの敷設）
本開示の実施形態のエレベータシステムにおいては、乗りかご１１が給電階に停止している間は、可能な限り充電時間として利用することが好ましい。図３は、本開示のエレベータシステムの他の実施形態の概念図を示している。なお、図３および以降の同様の図においては、わかり易くするために、図１に示す送電回路１１０、制御回路１５０、電源３１０、および受電回路２１０の図示を省略する。図３には、各階における乗りかご１１の滞在時間確率が示されている。図３に示す例において、給電階であるＮｐ階は、乗りかご１１が滞在する時間確率が最も高い階に設定される。すなわち、各階に滞在する時間確率をＰ（Ｎｐ−１）、Ｐ（Ｎｐ）、Ｐ（Ｎｐ＋１）・・Ｐ（Ｎｍａｘ−１）、Ｐ（Ｎｍａｘ）、とした場合、給電階での滞在時間確率Ｐ（Ｎｐ）は他の階での滞在時間確率よりも高い。言い換えれば、図３の例において、以下の式が成り立つ。
P(Np) > max(P(Np-1), P(Np+1), ・・・, P(Nmax-1), P(Nmax))
【００５２】
ここで、最も滞在時間確率（以下、単に滞在確率とも称する）が高い階を決定するにあたり、各階での滞在時間分布が導出される。滞在時間分布は、特定の時間帯、例えば繁忙時間帯での運行状況に基づいて導出され得る。これは、繁忙時間帯こそが、各階での停止時間を長く確保することが困難な時間帯であり、バッテリー寿命に最も悪影響を与える急速充電状態が発生する時間帯であるからである。
【００５３】
図４は、本開示の別の実施形態の構成を示す図である。図４に示すように、少なくとも１つの階を隔てて複数の送電電極ユニットが配置されていてもよい。この場合、複数の給電階において、停止中の充電が実施される。図４の例では、２つの給電階、すなわち第１の給電階（Ｎｐ階）および第２の給電階（Ｎｐ２階）が設定されている。この場合、第１の給電階に第１の送電電極ユニット１２０Ａが、第２の給電階に第２の送電電極ユニット１２０Ｂが敷設される。第１の給電階および第２の給電階は、例えば繁忙時間帯などの特定の時間帯における乗りかご１１の滞在時間確率が最も高い２つの階に設定され得る。その場合、第１の給電階における滞在時間確率Ｐ（Ｎｐ）および第２の給電階における滞在時間確率Ｐ（Ｎｐ２）は、他の階における滞在時間確率よりも高い。
【００５４】
図５は、本開示のさらに別の実施形態の構成を示す図である。図５に示すように、隣接する２つの階が給電階に設定されても構わない。この場合、送電電極ユニット１２０は、隣接する２つの階に跨って設置され得る。
【００５５】
隣接する２つの階が共に滞在確率が高い階である場合、隣接階間の移動速度は特に低い値になりうる。このため、図５の実施形態によれば、より多くの充電時間を獲得することが可能となる。３つ以上の階に跨って連続した送電電極ユニット１２０で送電区間を構成することも可能である。例えば、地上１Ｆに設定されることが多いエントランス階と、地下数階に設定されることが多い駐車場階などは、共に滞在確率が高い。このため、これらの複数の階に跨って連続した区間を送電区間の設定範囲に含めることで、加減速中の充電時間を長く確保することができる。
【００５６】
本開示の実施形態によるエレベータシステムにおいては、乗りかご１１が給電階で停止する前の減速時間および停止した後の加速時間の少なくとも一方が、充電時間の拡大に寄与する。給電階から一方の方向に送電電極ユニット１２０を延伸させる形態においては、例えば給電階に到来する確率が高い方向に、送電区間が延伸され得る。図６は、そのような実施形態の構成を示す図である。図６に示すように、給電階（Ｎｐ階）に停止する前に、乗りかご１１が上方向から到来する確率をＰ（Ｎｐｕ）、下方向から到来する確率をＰ（Ｎｐｄ）とする。確率が大きい方向に送電区間９１は延伸される。図６の例では、Ｐ（Ｎｐｕ）＞Ｐ（Ｎｐｄ）である。よって、送電電極ユニット１２０は、Ｎｐ階が占める高さ方向の範囲よりも上側の階に延伸されて設置されている。
【００５７】
本開示のエレベータシステムの他の実施形態として、乗りかご１１が給電階から移動する確率が高い方向に、送電区間が延伸されてもよい。図７は、そのような実施形態の構成を示す図である。給電階（Ｎｐ階）での停止後に、乗りかご１１が上方向に移動する確率をＰ（Ｎｐｕ）、下方向に移動する確率をＰ（Ｎｐｄ）とする。この場合も、確率が大きい方向に送電区間９１は延伸される。図７の例では、Ｐ（Ｎｐｕ）＞Ｐ（Ｎｐｄ）である。よって、送電電極ユニット１２０は、Ｎｐ階が占める高さ方向の範囲よりも上側の階に延伸されて設置されている。
【００５８】
（頻繁に停止する階への給電階の設定）
前述のように、乗りかご１１が給電階（Ｎｐ階）に停止する時間は、可能な限り充電時間として活用されることが好ましい。このため、給電階は、頻繁に停止する階に設定されることが好ましい。
【００５９】
図８に示すように、建築物の利用者が外部との出入口として利用するエントランスホールの階が給電階に設定されてもよい。エントランス階は、地上１Ｆである場合もあれば、他の階である場合もある。例えば、鉄道駅または地下街とスムーズに連結する目的から、地下階または１Ｆ以外の地上階にエントランス階が設定される場合がある。また、図９に示すように、建築物までのアクセス方法として利用者が車を用いる場合を想定し、駐車場階が設けられていることがある。そのような場合、駐車場階が給電階に設定されてもよい。駐車場階は、地下階に設定される場合もあり、ショッピングセンターなどでは１Ｆ以外の地上階に設定される場合もある。また、本開示のエレベータシステムの別の形態として、共用階、ショッピングフロア階、またはレストランフロア階などに給電階を設定することも可能である。
【００６０】
図１０に示すように、建築物の最上階に給電階を設定することも可能である。同様に、建築物の最下層階に給電階を設定することも可能である。建築物の最上階または最下層階まで乗りかご１１が到来した場合に、バッテリー２４の残量が最も低下している可能性がある。このため、最上階または最下層階を給電階に設定することは合理的である。最上階の付近または最下層階の付近の階も同様の理由で給電階に設定され得る。
【００６１】
本開示のエレベータシステムの実施形態において、例えば滞在確率が最も高い第１の給電階が建築物の下層側に相当する場合、送電区間を追加する第２の給電階として、建築物の上層側において滞在確率が高い階を選択してもよい。勿論、第１の給電階が建築物の上層側の場合は、第２の給電階は下層側に設けられてよい。
【００６２】
エレベータシステムには、乗りかご１１が一定時間以上使用されていないときに乗りかご１１が待機する待機階が設定され得る。例えば制御装置１９は、乗りかご１１が無人の状態で一定時間以上使用されておらず、使用者からの呼び出しがないことを検出すると、乗りかご１１を待機階に移動させ、待機させる。このような待機階を給電階に設定してもよい。待機階は、高層階および低層階の少なくとも一方に設けられ得る。図８から図１０に示すエントランス階、駐車場階、最上階、および最下層階のいずれの階を給電階に設定する場合においても、各給電階は待機階に設定されうる。給電階は、特定の時間帯において最も頻繁に停止する階に設定され得る。ここで、特定の時間帯は、例えば乗りかご１１が各階に停止し続ける時間が最も短くなる繁忙時間帯であり得る。
【００６３】
（敷設コストを考慮した効率的な送電区間の設定）
本開示のエレベータシステムの実施形態において、給電階は、例えば頻繁に乗りかご１１が停止する階に設定され得る。給電階から、乗りかご１１が加速する際に最高速度に到達するまでの区間の長さ未満の長さに送電区間長が設定され得る。その場合、送電電極ユニット１２０の長さは、乗りかご１１が給電階に停止した後、加速を開始し、エレベータシステムの仕様で定められた最高速度に達するまでの区間の長さよりも短い。また、減速時も同様で、頻繁に乗りかご１１が停止する給電階に乗りかご１１が向かう場合に、最高速度から減速を開始する地点から給電階までの区間の長さよりも短い長さに送電区間長が設定され得る。その場合、送電電極ユニット１２０の長さは、乗りかご１１が仕様で定められた最高速度から減速を開始してから給電階に停止するまでの区間の長さよりも短い。最高速度で移動中の乗りかご１１に充電することは可能ではあるが、充電時間を長く稼ぐことは困難である。よって、乗りかご１１が減速せず高速移動する確率が高い経路に送電電極ユニット１２０を優先的に設定することは、ユニットの製造コストおよび敷設コストのいずれの観点からも、費用対効果が優れているとは言えない。なお、敷設コストが問題にならない場合には、乗りかごが最高速度で移動する区間を含めて送電電極ユニット１２０を敷設してもよい。例えば、問題がなければ建造物の全ての階に跨る送電電極ユニット１２０を敷設してもよい。
【００６４】
（無線電力伝送システムの他の実施形態）
本開示のエレベータシステムの実施形態において導入される無線電力伝送システム（以下、「ＷＰＴシステム」とも称する）のブロック図の一例を図１１に示す。ＷＰＴシステムは、送電電極ユニット１２０と、受電電極ユニット２２０とを備える。図１１に示すＷＰＴシステムにおける送電回路１１０は、整合回路２０１と、周波数変換回路２０３とを備える。ＷＰＴシステムにおける受電回路２１０は、整合回路２０５と、周波数変換回路２０７とを備える。ＷＰＴシステムはさらに、負荷２０９を備える。
【００６５】
送電電極ユニット１２０は受電電極ユニット２２０へ、高周波のエネルギー成分を介して電力を非接触で伝送する。送電電極ユニット１２０への高周波電力の供給は、整合回路２０１を介して、周波数変換回路２０３からなされる。周波数変換回路２０３は、入力電力が直流電力の場合はインバータの役目を果たし、入力電力が交流電力の場合は伝送周波数への一括変換を行うコンバータの役目を果たす。受電電極ユニット２２０で受電された高周波電力は整合回路２０５を介した後、周波数変換回路２０７により適切な形態の電力へ変換され、乗りかご１１内の負荷２０９に供給される。負荷２０９の一例が前述のバッテリー２４である。周波数変換回路２０７は、出力電力が直流電力の場合は整流器の役目を果たし、交流電力の場合はコンバータおよびインバータの両方の役目を果たす。整合回路２０１、２０５は省略されても良い。
【００６６】
以下の説明では、周波数変換回路２０３には主に直流電力が入力されるものとし、周波数変換回路２０３をインバータ２０３と称することがある。
【００６７】
本開示のＷＰＴシステムの別の実施形態のブロック図を図１２に示す。図１２に示す例では、複数の送電電極ユニット１２０Ａ、１２０Ｂおよび複数の整合回路２０１ａ、２０１ｂが設けられている。送電側のインバータ２０３の出力端に接続された複数の整合回路２０１ａ、２０１ｂの出力端が、複数の送電電極ユニット１２０Ａ、１２０Ｂにそれぞれ接続されている。送電電極ユニット１２０Ａ、１２０Ｂは、乗りかご１１の移動経路に沿って異なる領域に配置される。この場合、送電電極ユニット１２０Ａ、１２０Ｂが配置された箇所は等しく前述の送電電極ユニットとしての機能を果たすことが出来る。以下、送電電極ユニットが形成された箇所のことを「送電電極領域」と定義する。図１２の構成は、インバータ２０３のコストを削減した構成のため低コスト化の効果が得られる。低いコストで充電時間の拡大効果を得ることが容易に可能となる。
【００６８】
図１３に別の構成例を示すように、インバータ２０３を複数台用意し、それぞれ複数の整合回路２０１に個別に接続して、送電回路１１０を構成しても構わない。筐体を構成するコストも全体コストに影響を与えるため、これらのインバータ２０３および整合回路２０１を含む送電回路１１０を一筐体に収納することでも低コスト化の効果は得られる。
【００６９】
図１４は、本開示のエレベータシステムの他の実施形態の概念図である。図１４に示すように、乗りかご１１の複数の側面に複数の受電電極ユニット２２０Ａ、２２０Ｂを配置しても良い。この場合、複数の送電電極ユニットが、受電電極ユニット２２０Ａ、２２０Ｂにそれぞれ対向することが可能な位置に配置される。第１の送電電極ユニットから第１の受電電極ユニット２２０Ａへの電力伝送と、第２の送電電極ユニットから第２の受電電極ユニット２２０Ｂへの電力伝送経路は、同時に行われ、受電電極ユニット２２０Ａ、２２０Ｂによって受電された電力を合成することが出来る。また、効率特性または出力電圧特性などを判断し、使用する電極ユニットを切替えてもよい。そのような切替を実施することで、良好な電力伝送特性が得られる電力伝送経路のみを選択するダイバーシティ動作を実現してもよい。
【００７０】
（方式について）
本開示の実施形態におけるエレベータシステムおよびＷＰＴシステムでは、非接触で電力を伝送する部位のエネルギーは電界成分で構成される。すなわち、電界結合方式のＷＰＴ技術が用いられる。表４は、停止時に加えて加速時および／または減速時にも充電を行う場合における充電時間の拡大率と、必要な送電区間の延伸量を示している。加速度は１ｍ／（ｓｅｃ）２、停止時間は１５秒である。表４に示すように、１５秒の停止時間にのみ充電する場合と比較して、充電時間を１０％拡大するには、送電区間を０．２８５ｍだけ延伸すればよい。また、２０％の拡大は、１．１３３ｍの送電区間の延伸で実現できる。３０％の拡大も、２．５４３ｍの送電区間の延伸で実現できる。
【００７１】
【表４】
2019026477.tif 000006
【００７２】
現在、停止中の電気自動車向けに規格化が進む磁界結合方式の電力伝送において、送電コイルの長さまたは直径は数十ｃｍに留まっている。また、エレベータシステムの乗りかごの高さを考慮すると、数ｍ以上の長さの受電電極ユニットは実現しにくい。そこで、本開示のエレベータシステムおよびＷＰＴシステムの実施形態においては、送電電極ユニット長が受電電極ユニット長よりも長く設定された電界結合方式が採用される。受電電極ユニットに比べて長い送電電極ユニットを、乗りかごの軌道に沿って配置することにより、移動中の充電が実現され、総充電時間の拡大がもたらされる。
【００７３】
乗りかごが移動したときに、送電電極ユニットと受電電極ユニットとの距離の変動が電力伝送特性に深刻な影響を与えないように、送電電極ユニットと受電電極ユニットは平行または実質的に平行に配置され得る。エレベータシステムにおいて、乗りかご１１の移動はレールに沿って行われるため、レールと乗りかご１１との距離の変動は少ない。よって、受電電極ユニット２２０は、レールとの接続面側に配置され得る。
【００７４】
（送電電極ユニット長と周波数との関係）
前述のとおり、本開示の実施形態における送電電極領域は、乗りかごが頻繁に停止する階に設置され得る。特に上下に隣接する２つ以上の階において頻繁な停止が見込める場合、上下２階分以上をカバーする送電電極ユニットを１電源で対応することも可能である。そのような構成にすることで、さらに低コストで効率的に充電時間の確保が実現出来る。一方で、送電電極ユニットと、送電電極ユニットから整合回路まで延びる配線長との総和を長距離化してしまうと、受電電極へ伝送する高周波に定在波の影響が出てしまう。このため、伝送周波数の選択が重要になる。定在波の節の影響を緩和するため、高さ方向に連続した送電電極ユニットの長さの上限は、伝送周波数において適切な位相長未満に設定することが好ましい。また、より低い周波数で電力伝送を行うことで、高効率な電力伝送が可能となる。
【００７５】
テールコードレス化の効果が大きい超高層ビルにおいて、１階あたりの高さは約４ｍ程度と想定される。上下に隣接する２つの階で停止中充電を実施できるように送電区間を設定する場合、送電電極ユニット長は、例えば
４ｍ＋０．４ｍ＝４．４ｍ
以上の長さに設定され得る。ここで、受電電極ユニット長を０．４ｍと想定した。この場合、送電電極ユニット長は、受電電極ユニット長の１１倍以上である。定在波の影響を回避するために、電極ユニット長は、例えば伝送周波数に対応する波長の２０分の１以下の値に設定され得る。送電電極ユニット長さが上記の４．４ｍである場合、３．４ＭＨｚ以下の周波数範囲において、送電電極ユニット長が波長の２０分の１以下になる。また、仮に図１２のＷＰＴシステムの構成を採用した場合には、６．８ＭＨｚ以下の周波数範囲がＷＰＴ部の伝送周波数として好ましい範囲となる。なお、日本国内では４２５ｋＨｚから５２４ｋＨｚの帯域でＩＴ機器向けを想定した電界結合方式の電力伝送が制度化済みである。したがって、この周波数帯域の少なくとも一部を用いた電界結合方式によって、既存法規を満足するＷＰＴ部を実現することができる。また、世界各国で６．７８ＭＨｚ帯の周波数範囲がＩＳＭ帯域として設定されているため、この周波数帯域を用いた電界結合方式によってＷＰＴ部を実現しても構わない。
【００７６】
（特性安定のための送電側シールドの導入）
エレベータシステムにおいて、昇降路の周辺には鉄骨等の金属部材が分布して配置されることが多い。電界結合方式のＷＰＴシステムにおいては、電力伝送特性を決定する送受電極ユニット間の結合度は、送受電極間の結合容量と、送受の各電極ユニット内での寄生容量から定義される。ここで寄生容量は、結合度を低下させることになるため、送電電極ユニット周辺に分布する金属部材と、電極との間に寄生容量が発生する状況は好ましくない。一方で、設計時に想定された寄生容量の値と異なる値の寄生容量が発生することで、所望の特性が得られなくなる状況も好ましくない。よって、図１５に示すように、送電側の電極群９３の裏面（受電電極ユニット２２０と対向しない側の面）側に、電極群９３から一定の間隙を介した上で、導体などで構成されたシールド部材９５をあらかじめ配置してもよい。図１５は、ある実施形態における無線電力伝送システムの、乗りかご周辺の構造を示している。シールド部材９５と電極群９３は一体となって形成されて電極ユニット１２０を構成しても構わない。あるいは、電極ユニット１２０が整合回路２０１からの出力を得る電極群のみで構成され、シールド部材９５は別途構成されても構わない。シールド部材９５は、電極群９３の全面に対向して配置されてもよいし、一部のみに対向するように配置されてもよい。
【００７７】
乗りかごが通過する時の風圧を避けるため、図１６に示す実施形態のように、上下面部などの限られた部位において、固定部材９９を介して電極群９３とシールド部材９５が固定されても構わない。同様に、乗りかごが通過する時の風圧を避けるため、図１７に示す実施形態のように、側面部などの限られた部位において、固定部材９９を介して電極群９３とシールド部材９５が固定されても構わない。
【００７８】
なお、送電側の電極ユニットにシールド構造を追加的に配置する構成について説明したが、受電側の電極ユニットにおいて送電側の電極ユニットと対向しない面側に、シールド部材を配置してもよい。また、送電側および受電側の両方の電極ユニットに、それぞれシールド部材を配置しても良い。シールド部材の材料としては、例えば銅またはアルミニウムなどの各種金属が採用できる。
【００７９】
（運行状況に応じた充電モードの可変制御）
本開示のエレベータシステムの実施形態においては、時刻情報または乗りかごの運行状況その他の情報に基づいて、現在が繁忙時間帯であるかどうかを判断した上で、その判断結果に基づいてＷＰＴシステムから蓄電装置に供給される電力を調整してもよい。例えば、繁忙時間帯以外の時間帯にはＷＰＴシステムから供給する電力を低くなるように制御することにより、バッテリーの充電レートを低く設定することが可能である。繁忙時間帯であるか否かの判断基準として、同季節、前日、同一曜日などの過去の運行状況に関する情報を利用することが可能である。また、出入口または駐車場から建築物へ出入りする人数をカウントすることで、エレベータ利用者数を予見し、繁忙時間帯であるか否かを判断してもよい。繁忙時間帯以外の時間帯において、利用者の利便性を維持しながら充電レートを低く設定することにより、バッテリーの劣化を抑制することが可能となる。このような制御は、制御回路１５０によって実行され得る。制御回路１５０は、繁忙時間帯以外の時間帯において、繁忙時間帯よりも、送電回路１１０から出力される交流電力を小さくすることにより、蓄電装置の充電レートを低下させることができる。
【００８０】
（無線電力伝送部の出力制御の方式）
一般的にＷＰＴシステムにおいては、周波数の変更、入力電圧の変更、動作時間率の変更（ｄｕｔｙの変更）、送電回路の位相制御、出力側でのＤＣ−ＤＣコンバータの動作制御、などの少なくとも一つの制御を用いることで、出力電力または出力電圧を制御することができる。一方で、磁界方式または電界方式などの方式に関わらず、最大の電力伝送効率が実現する負荷条件は特定範囲に限定されることも知られている。
【００８１】
本開示のエレベータシステムの実施形態においては、バッテリーの充電レートを低下させる制御方法の例として、周波数変換回路２０３への入力電圧を低下させる制御が採用できる。
【００８２】
同様に、高効率な電力伝送効率が実現する負荷条件を維持しながら、送電回路の動作時間率を低下させる周波数変換回路２０３のｄｕｔｙ制御も同様に採用できる。
【００８３】
これらの２つの方法では、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力端での負荷値を、高効率な無線電力伝送を保つ条件範囲に維持したまま、充電レートを低減させることが可能となる。このことから、他の出力制御の方法と比べて充電レート低減時の制御方法として優れており、低発熱な電力伝送を実施しながら前述した有利な効果を得ることが可能となる。
【００８４】
図１８は、エレベータシステム内のＷＰＴシステムの概略構成の一例を示すブロック図である。ＷＰＴシステムは、送電装置１００と、受電装置２００とを備える。送電装置１００は、送電電極１２０ａ、１２０ｂと、送電回路１１０とを備える。受電装置２００は、受電電極２２０ａ、２２０ｂと、受電回路２１０とを備える。受電装置２００および負荷３３０は、エレベータシステムにおける乗りかごに搭載される。送電回路１１０は、外部電源３１０から供給される電力を交流電力に変換する周波数変換回路２０３と、周波数変換回路２０３に接続される送電側の整合回路１８０とを備える。受電回路２１０は、受電側の整合回路２８０と、周波数変換回路２０７とを備える。
【００８５】
整合回路１８０の構成例を詳細に説明する。整合回路１８０は、直列共振回路１３０ｓと、直列共振回路１３０ｓに誘導結合する並列共振回路１４０ｐとを含む。並列共振回路１４０ｐの出力端は、送電電極１２０ａ、１２０ｂに接続されている。
【００８６】
受電電極２２０ａ、２２０ｂは、送電電極１２０ａ、１２０ｂに容量結合し、送電された交流電力を非接触で受電する。整合回路２８０は、受電電極２２０に接続される並列共振回路２３０ｐと、並列共振回路２３０ｐに誘導結合する直列共振回路２４０ｓとを含む。周波数変換回路２０７は、直列共振回路２４０ｓに接続され、受電した交流電力を直流電力に変換して出力する。
【００８７】
なお、整合回路１８０、２８０の構成は、直列共振回路と並列共振回路の組み合わせによる本実施形態の構成に限定されない。また、不要であれば整合回路１８０、２８０を省略してもよい。
【００８８】
図１９は、周波数変換回路２０３の構成例を模式的に示す図である。この例では、周波数変換回路２０３は、４つのスイッチング素子（例えばＩＧＢＴまたはＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタ）を含むフルブリッジ型のインバータ回路を有する。制御回路１５０は、各スイッチング素子のオン（導通）およびオフ（非導通）の状態を制御する制御信号を出力するゲートドライバと、ゲートドライバに制御信号を出力させるマイクロコントローラ（マイコン）等のプロセッサとを有する。図示されるフルブリッジ型のインバータ回路の代わりに、ハーフブリッジ型のインバータ回路、または、Ｅ級などの他の発振回路を用いてもよい。周波数変換回路２０３は、通信用の変復調回路や電圧・電流などを測定する各種センサを有していてもよい。
【００８９】
図２０は、周波数変換回路２０７の構成例を模式的に示す図である。この例では、周波数変換回路２０７は、ダイオードブリッジと平滑コンデンサとを含む全波整流回路である。周波数変換回路２０７は、他の整流器の構成を有していてもよい。周波数変換回路２０７は、整流回路の他にも、定電圧・定電流制御回路、通信用の変復調回路などの各種の回路を含んでいてもよい。周波数変換回路２０７は、受け取った交流エネルギーを負荷３３０が利用可能な直流エネルギーに変換するのが一般的であるが、交流エネルギーに変換しても良い。直列共振回路２４０ｓから出力される電圧・電流などを測定する各種センサを周波数変換回路２０７に含めてもよい。
【００９０】
直列共振回路１３０ｓ、並列共振回路１４０ｐ、並列共振回路２３０ｐ、直列共振回路２４０ｓにおける各コイルは、例えば、回路基板上に形成された平面コイルもしくは積層コイル、または、銅線、リッツ線、もしくはツイスト線などを用いた巻き線コイルであり得る。直列共振回路１３０ｓ、並列共振回路１４０ｐ、並列共振回路２３０ｐ、直列共振回路２４０ｓにおける各キャパシタには、例えばチップ形状またはリード形状を有するあらゆるタイプのキャパシタを利用できる。空気を介した２配線間の容量を各キャパシタとして機能させることも可能である。各コイルが有する自己共振特性をこれらのキャパシタの代わりに用いてもよい。
【００９１】
直列共振回路１３０ｓ、並列共振回路１４０ｐ、並列共振回路２３０ｐ、直列共振回路２４０ｓの共振周波数ｆ０は、電力伝送時の伝送周波数ｆに実質的に一致するように設定され得る。なお、各共振回路の共振周波数ｆ０は、伝送周波数ｆ１に厳密に一致していなくてもよい。各々の共振周波数ｆ０は、例えば、伝送周波数ｆ１の５０〜１５０％程度の範囲内の値に設定されていてもよい。電力伝送の周波数ｆ１は、例えば５０Ｈｚ〜３００ＧＨｚ、ある例では２０ｋＨｚ〜１０ＧＨｚ、他の例では７９ｋＨｚ〜２０ＭＨｚ、さらに他の例では７９ｋＨｚ〜１４ＭＨｚに設定され得る。
【００９２】
本実施形態では、送電電極１２０ａ、１２０ｂと受電電極２２０ａ、２２０ｂとの間は空隙であり、その距離は比較的長い（例えば、１０ｍｍから２０ｍｍ程度）。そのため、電極間のキャパシタンスＣｍ１、Ｃｍ２は非常に小さく、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、受電電極２２０ａ、２２０ｂのインピーダンスは非常に高い（例えば、数ｋΩ程度）。これに対し、送電回路１１０および受電回路２１０のインピーダンスは、例えば数Ω程度と低い。このため、本実施形態では、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、受電電極２２０ａ、２２２０ｂに近い側に並列共振回路１４０ｐおよび並列共振回路２３０ｐが配置され、送電回路１１０および受電回路２１０に近い側に直列共振回路１３０ｓおよび直列共振回路２４０ｓがそれぞれ配置される。このような構成により、インピーダンスの整合を容易に行うことができる。
【００９３】
（漏洩電界の抑圧方法１：側面ＧＮＤの導入）
本開示の実施形態のエレベータシステム内に導入されるＷＰＴシステムにおいて、送電電極ユニットおよび受電電極ユニットの具体的な電極構成の例について説明する。図２１は、送電電極ユニットの構成例を模式的に示す平面図である。この例における送電電極ユニットは、図２１に示すように、一対の電極１２０ａ、１２０ｂを有する。ここで、電極１２０ａ、１２０ｂには周波数変換回路２０３が出力する伝送周波数の正負逆符号の高周波電圧が印加される。図２１には送電電極の例が示されているが、受電電極も同様に、電力の受電時には正負の符号の高周波電圧がそれぞれ発生するよう、送電電極と交差するように正負の電極対を構成する。
【００９４】
図２２は、送電電極ユニットの他の例を示す図である。図２２の電極構成においては、高周波電圧が印加される電極１２０ａ、１２０ｂの側面側に、送電回路１１０のＧＮＤ端子に接続された側面電極５２０ａ、５２０ｂ（側面ＧＮＤとも称する）がそれぞれ配置されている。側面電極５２０ａ、５２０ｂは、電極１２０ａ、１２０ｂに印加された高周波電圧に起因して周辺に漏洩する図中のＸ軸方向における高周波電界の漏洩を効果的に抑圧する。周辺への電界漏洩強度の抑圧により、周辺で動作するセンサなどの電子機器、または機器間を接続する配線群への干渉が低減可能となる。
【００９５】
動作原理から明らかなように、側面電極５２０ａ、５２０ｂは、電極ユニットにおいて高周波電圧が印加される電極よりも外側に配置される。なお、側面電極５２０ａ、５２０ｂの一方が、電極１２０ａ、１２０ｂの片側にだけ配置されていてもよい。また、側面電極５２０ａ、５２０ｂは、受電電極側に設けられても構わない。高周波電圧が印加される送電電極１２０ａ、１２０ｂと広い面積で対向するために、受電電極側にも同様の線路幅の受電電極対が配置され得る。しかし、側面電極については送受電極ユニット間の電力伝送自体には寄与しないため、送電電極ユニットと受電電極ユニットで同様の構成をとる必要はない。いずれか一方の電極ユニットへ側面電極を導入することで、漏洩電界抑圧の有利な効果を得ることが出来る。
【００９６】
図２３は、本開示のエレベータシステムに導入されるＷＰＴシステムの他の実施形態における送電電極ユニットの電極構成の一例を示す。図２３の電極構成においては、電極１２０ａ、１２０ｂの各々が、Ｘ軸方向において複数本に並列に分割され、電極１２０ａ、１２０ｂが交互に繰り返し配置されている。図２３の例では、左から１番目、３番目、５番目の電極１２０ａには同じ位相の第１の電圧が印加され、左から２番目、４番目、６番目の電極１２０ｂには第１の電圧とは位相がおよそ１８０度異なる第２の電圧が印加される。なお、第１および第２の電圧の位相差は１８０度に限らず、９０度超２７０度未満であり得る。このような分割構成により、電極１２０ａ、１２０ｂから図中の±Ｚ軸方向に漏洩する高周波電界強度を効果的に低減することができる。周辺への電界漏洩強度の抑圧により、周辺で動作する電子機器への干渉が低減可能となる。
【００９７】
図２３の構成において、電極の分割数が多いほど、周辺への電界強度抑圧の効果は大きくなる。一方で、図２３の構成では、送受電極ユニットの両方において、共通した電極構成をとることが好ましい。電力伝送に寄与する送受電極間の容量を高く保つために、分割後の電極幅を、図中のＸ軸方向における送受電極間の最大位置ずれ量よりも大きく保つように各電極が配置され得る。エレベータシステムは乗りかごが経路に沿って高さ方向（Ｙ方向）に移動するシステムのため、乗りかごの横方向（Ｘ方向）の位置ずれ量は適切な範囲に限られる。よって、エレベータシステムに導入するＷＰＴシステムの電極ユニット構成として、電極の並列分割の効果は、ＷＰＴシステムの電力伝送特性を損なうことなく、容易に得ることが可能である。
【００９８】
以上のように、本開示は、以下の項目に記載の無線電力伝送システム、エレベータシステム、送電装置、送電電極ユニット、受電装置、受電電極ユニット、および電力伝送方法を含む。
【００９９】
［項目１］
軌道に沿って昇降する乗りかごと、前記乗りかごに設けられた蓄電装置と、無線電力伝送システムと、を備えるエレベータシステムにおいて用いられる無線電力伝送システムであって、
前記軌道に沿って配置され、交流電力を送出する少なくとも２つの送電電極を含む送電電極ユニットと、
前記乗りかごに配置され、前記少なくとも２つの送電電極にそれぞれ対向し、送出された前記交流電力を受け取る少なくとも２つの受電電極を含む受電電極ユニットと、
を備え、
各送電電極は、各受電電極よりも長く、
前記送電電極ユニットは、前記乗りかごが所定の給電階に停止しているときに前記受電電極ユニットの少なくとも一部に対向する領域から、上方向および下方向の少なくとも一方に延伸した領域に配置され、
前記乗りかごが前記給電階に停止しているとき、および、前記乗りかごが前記給電階から加速および／または前記給電階に向かって減速しているとき、前記送電電極ユニットから前記受電電極ユニットに電力が伝送され、
前記蓄電装置は、前記受電電極ユニットが受け取った電力によって充電される、
無線電力伝送システム。
【０１００】
［項目２］
前記送電電極ユニットは、前記乗りかごが前記給電階に停止しているとき、前記受電電極ユニットに対向する領域から、上方向および下方向の両方に延伸した領域に配置される、項目１に記載の無線電力伝送システム。
【０１０１】
［項目３］
前記送電電極ユニットは、前記乗りかごが前記給電階に隣接する他の階に停止しているときに前記受電電極ユニットの少なくとも一部に対向する領域にまで延びており、
前記乗りかごが前記他の階に停止しているときにおいても、前記送電電極ユニットから前記受電電極ユニットに電力が伝送される、
項目１または２に記載の無線電力伝送システム。
【０１０２】
［項目４］
前記エレベータシステムには、前記乗りかごが一定時間以上使用されていないときに前記乗りかごが待機する待機階が設定され、
前記給電階は、前記待機階である、
項目１から３のいずれかに記載の無線電力伝送システム。
【０１０３】
［項目５］
前記給電階は、前記エレベータシステムが設置された建築物の階のうち、特定の時間帯において前記乗りかごが滞在する時間確率が最も高い階である、項目１から４のいずれかに記載の無線電力伝送システム。
【０１０４】
［項目６］
前記給電階は、前記エレベータシステムが設置された建築物の外部との出入り口が設けられた階、または駐車場が設けられた階である、項目１から５のいずれかに記載の無線電力伝送システム。
【０１０５】
［項目７］
前記送電電極ユニットは、前記乗りかごが前記給電階に停止しているときに前記受電電極ユニットの少なくとも一部に対向する領域から、上方向および下方向の一方に延伸した領域に配置され、
前記乗りかごが前記上方向および下方向の前記一方から前記給電階に到来する確率は、前記上方向および下方向の他方から前記給電階に到来する確率よりも高い、および／または、
前記乗りかごが停止後に前記上方向および下方向の前記一方に移動する確率は、前記乗りかごが停止後に前記上方向および下方向の他方に移動する確率よりも高い、
項目１から６のいずれかに記載の無線電力伝送システム。
【０１０６】
［項目８］
前記送電電極ユニットの長さは、前記乗りかごが前記給電階に停止した後、加速を開始し、前記エレベータシステムの仕様で定められた最高速度に達するまでの区間の長さ、および／または、前記乗りかごが前記エレベータシステムの仕様で定められた最高速度から減速を開始してから前記給電階に停止するまでの区間の長さよりも短い、項目１から７のいずれかに記載の無線電力伝送システム。
【０１０７】
［項目９］
前記少なくとも２つの送電電極に交流電力を出力する送電回路と、
前記送電回路を制御する制御回路と、
前記少なくとも２つの受電電極が受け取った前記交流電力を他の形態の電力に変換して前記蓄電装置に供給する受電回路と、
をさらに備え、
前記制御回路は、前記乗りかごが前記給電階に停止しているとき、および、前記乗りかごが前記給電階から加速および／または前記給電階に向かって減速しているとき、前記送電回路に前記交流電力を出力させる、
項目１から８のいずれかに記載の無線電力伝送システム。
【０１０８】
［項目１０］
前記制御回路は、繁忙時間帯以外の時間帯において、前記繁忙時間帯よりも、前記送電回路から出力される前記交流電力を小さくすることにより、前記蓄電装置の充電レートを低下させる、項目１から９のいずれかに記載の無線電力伝送システム。
【０１０９】
［項目１１］
前記軌道に沿って配置される少なくとも２つの送電電極を含む第２の送電電極ユニットをさらに備え、
前記第２の送電電極ユニットにおける各送電電極は、各受電電極よりも長く、
前記第２の送電電極ユニットは、前記乗りかごが前記給電階とは異なる第２の給電階に停止しているときに前記第２の受電電極ユニットの少なくとも一部に対向する領域から、上方向および下方向の少なくとも一方に延伸した領域に配置され、
前記乗りかごが前記第２の給電階に停止しているとき、および、前記乗りかごが前記第２の給電階から加速および／または前記第２の給電階に向かって減速しているとき、前記送電電極ユニットから前記受電電極ユニットに電力が伝送される、
項目１から１０のいずれかに記載の無線電力伝送システム。
【０１１０】
［項目１２］
項目１から１１のいずれかに記載の無線電力伝送システムと、
前記乗りかごと、
前記蓄電装置と、
を備えるエレベータシステム。
【０１１１】
［項目１３］
項目１から１１のいずれかに記載の無線電力伝送システムにおいて用いられる前記送電電極ユニット。
【０１１２】
［項目１４］
項目１３に記載の送電電極ユニットと、
前記少なくとも２つの送電電極に交流電力を出力する送電回路と、
前記送電回路を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記乗りかごが前記給電階に停止しているとき、および、前記乗りかごが前記給電階から加速および／または前記給電階に向かって減速しているとき、前記送電回路に前記交流電力を出力させる、
送電装置。
【０１１３】
［項目１５］
項目１から１１のいずれかに記載の無線電力伝送システムにおいて用いられる前記受電電極ユニット。
【０１１４】
［項目１６］
項目１５に記載の受電電極ユニットと、
前記少なくとも２つの受電電極が受け取った前記交流電力を他の形態の電力に変換して前記蓄電装置に供給する受電回路と、
を備える受電装置。
【０１１５】
［項目１７］
軌道に沿って昇降する乗りかごと、前記乗りかごに設けられた蓄電装置と、無線電力伝送システムと、を備えるエレベータシステムにおける電力伝送方法であって、
前記無線電力伝送システムは、
前記軌道に沿って配置され、交流電力を送出する少なくとも２つの送電電極を含む送電電極ユニットと、
前記乗りかごに配置され、前記少なくとも２つの送電電極から送出された前記交流電力を受け取る少なくとも２つの受電電極を含む受電電極ユニットと、
を備え、
各送電電極は、各受電電極よりも長く、
前記送電電極ユニットは、前記乗りかごが所定の給電階に停止しているときに前記受電電極ユニットの少なくとも一部に対向する領域から、上方向および下方向の少なくとも一方に延伸した領域に配置され、
前記無線電力伝送方法は、
前記乗りかごが前記給電階に停止しているとき、および、前記乗りかごが前記給電階から加速および／または前記給電階に向かって減速しているとき、前記送電電極ユニットから前記受電電極ユニットに電力を伝送させ、
前記受電電極ユニットが受け取った電力によって前記蓄電装置を充電する、
電力伝送方法。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本開示の技術は、例えば高層建築物におけるエレベータシステムに利用可能である。本開示の実施形態によれば、建築物側から乗りかごへ非接触で電力を供給する際にバッテリーの劣化を回避し、電力供給システムの敷設コストを削減することが可能となる。このため、乗りかごに必須であった電力供給のためのテールコードを削減することができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１０    無線電力伝送システム
１１    乗りかご
１２    巻上機
１３    ロープ
１７    伝送ケーブル  １９    制御装置
２０    給電装置
２１    電力線
２２    送電装置
２３    受電装置
２４    バッテリー
９１    送電区間
９３    電極群
９５    シールド部材
９９    固定部材
１００  送電装置
１１０  送電回路
１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ  送電電極ユニット
１２０ａ、１２０ｂ  送電電極
１３０ｓ  直列共振回路
１４０ｐ  並列共振回路
１５０  制御回路
２００  受電装置
２０１、２０１ａ、２０１ｂ、２０５  整合回路
２０３、２０３ａ、２０３ｂ、２０７  周波数変換回路
２０９  負荷  ２１０  受電回路
２２０、２２０Ａ、２２０Ｂ  受電電極ユニット
２２０ａ  ２２０ｂ  受電電極
２３０ｐ  並列共振回路
２４０ｓ  直列共振回路
３１０  外部電源  １３０ｓ  直列共振回路
１４０ｐ  並列共振回路  ５２０ａ、５２０ｂ  側面電極
【図１Ａ】
2019026477.tif 000007
【図１Ｂ】
2019026477.tif 000008
【図１Ｃ】
2019026477.tif 000009
【図２Ａ】
2019026477.tif 000010
【図２Ｂ】
2019026477.tif 000011
【図２Ｃ】
2019026477.tif 000012
【図３】
2019026477.tif 000013
【図４】
2019026477.tif 000014
【図５】
2019026477.tif 000015
【図６】
2019026477.tif 000016
【図７】
2019026477.tif 000017
【図８】
2019026477.tif 000018
【図９】
2019026477.tif 000019
【図１０】
2019026477.tif 000020
【図１１】
2019026477.tif 000021
【図１２】
2019026477.tif 000022
【図１３】
2019026477.tif 000023
【図１４】
2019026477.tif 000024
【図１５】
2019026477.tif 000025
【図１６】
2019026477.tif 000026
【図１７】
2019026477.tif 000027
【図１８】
2019026477.tif 000028
【図１９】
2019026477.tif 000029
【図２０】
2019026477.tif 000030
【図２１】
2019026477.tif 000031
【図２２】
2019026477.tif 000032
【図２３】
2019026477.tif 000033
【図２４】
2019026477.tif 000034