(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並設された２つの昇降路内にそれぞれ設置された第１のエレベータかごおよび第２のエレベータかごに対して電力を非接触で給電するエレベータ用ワイヤレス給電システムであって、
電力を供給する送電装置と、
前記第１のエレベータかごに設けられ、前記送電装置から供給された電力を受電するとともに、第１の負荷装置に電力を供給する第１の受電装置と、
前記第２のエレベータかごに設けられ、前記送電装置から供給された電力を受電するとともに、第２の負荷装置に電力を供給する第２の受電装置と、
前記送電装置、前記第１の受電装置および前記第２の受電装置のうち少なくとも１つの装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記送電装置は、交流電力を供給するインバータと前記インバータに対して互いに並列に接続された２つの送電コイルとを有する送電ユニットを備え、
前記第１の受電装置は、前記２つの送電コイルの一方と結合可能な受電コイルと当該受電コイルに直列に接続された整流回路とを有する第１の受電ユニットを備え、
前記第２の受電装置は、前記２つの送電コイルの他方と結合可能な受電コイルと当該受電コイルに直列に接続された整流回路とを有する第２の受電ユニットを備え、
前記送電装置、または、前記第１の受電装置および前記第２の受電装置は、前記インバータと前記第１の負荷装置および第２の負荷装置との接続を切り離す複数のスイッチを有し、
前記送電装置は、互いに並列接続された複数の前記送電ユニットを備え、
前記第１の受電装置は、複数の前記第１の受電ユニットを備えるとともに、前記複数の第１の受電ユニットは互いに並列接続され、
前記第２の受電装置は、複数の前記第２の受電ユニットを備えるとともに、前記複数の第２の受電ユニットは互いに並列接続されること、
を特徴とするエレベータ用ワイヤレス給電システム。
【請求項２】
前記第１の負荷装置の状態を検出する第１の負荷検出回路と、
前記第２の負荷装置の状態を検出する第２の負荷検出回路と、
をさらに備え、
前記制御装置は、
前記第１の受電装置が前記送電装置と電力伝送が可能な位置に停止したかどうかを判定し、停止したかどうかの判定結果、前記第１の負荷検出回路の検出結果、および、前記第２の負荷検出回路の検出結果に基づいて、前記第１の負荷装置および前記第２の負荷装置に関して電力供給の要否を判断し、判断した電力供給の要否に基づいて前記スイッチのオンオフを制御すること、
を特徴する請求項１に記載のエレベータ用ワイヤレス給電システム。
【請求項３】
前記第１の負荷装置の状態を検出する第１の負荷検出回路と、
前記第２の負荷装置の状態を検出する第２の負荷検出回路と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第１の負荷検出回路および前記第２の負荷検出回路の少なくとも一方の検出結果に基づいて、前記第１の負荷装置および前記第２の負荷装置の少なくとも一方への電力供給量を決定し、決定した前記電力供給量に基づいて前記複数の送電ユニットおよび前記複数の受電ユニットのうち、動作させる送電ユニットおよび前記受電ユニットの選択すること、
を特徴する請求項１に記載のエレベータ用ワイヤレス給電システム。
【請求項４】
前記複数の送電ユニットのうち少なくとも１つの送電ユニットは、他の送電ユニットと最大効率となる供給電力が異なっており、
前記制御装置は、
決定した前記電力供給量に基づいて前記複数の送電ユニットおよび前記複数の第１および第２の受電ユニットのうち、動作させる送電ユニットを選択すること、
を特徴とする請求項３に記載のエレベータ用ワイヤレス給電システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記インバータを動作させ、前記インバータから前記第１の負荷装置側をみたインピーダンスを算出し、算出したインピーダンスに基づいて第１の受電装置が前記送電装置と電力伝送が可能な位置に停止したかどうかを判定すること、
を特徴とする請求項２または３のいずれかに記載のエレベータ用ワイヤレス給電システム。
【請求項６】
前記第１の負荷装置および前記第２の負荷装置はバッテリであり、
前記第１の負荷検出回路および前記第２の負荷検出回路は、それぞれ前記第１の負荷装置および前記第２の負荷装置のバッテリ残量を検出し、
前記制御装置は、
前記第１の負荷検出回路および前記第２の負荷検出回路の検出結果に基づいて、前記第１の負荷装置および前記第２の負荷装置が過電圧とならない、予め定められた閾値までインバータの出力電力を調整すること、
を特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のエレベータ用ワイヤレス給電システム。
【請求項７】
前記第１の負荷装置および前記第２の負荷装置はバッテリであり、
前記制御装置は、
前記第１の負荷検出回路および前記第２の負荷検出回路の少なくとも一方の検出結果に基づいて、前記第１の負荷装置または前記第２の負荷装置の充電が完了したと判断した場合に、充電が完了した負荷装置への経路を遮断するスイッチをオフとすること、
を特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のエレベータ用ワイヤレス給電システム。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記第１の負荷装置および前記第２の負荷装置のうち、一方の負荷装置を他方の負荷装置より優先的に電力供給を行うことを決定し、
前記一方の負荷装置に対応する前記スイッチをオンとするとともに、前記他方の負荷装置に対応する前記スイッチをオフとし、
前記一方の負荷装置への電力供給が完了した後に、前記他方の負荷装置に対応する前記スイッチをオンにすること、
を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のエレベータ用ワイヤレス給電システム。
【請求項９】
前記制御装置は、
前記第１の負荷装置および前記第２の負荷装置のうち、一方の負荷装置を他方の負荷装置より優先的に電力供給を行うことを決定し、
前記一方の負荷装置に電力供給を行うために動作させる前記送電ユニットならびに前記第１または第２の受電ユニットの数を、前記他方の負荷装置に電力供給を行うために動作させる送電ユニットならびに前記第２または第１の受電ユニットの数より多くすること、
を特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のエレベータ用ワイヤレス給電システム。
【請求項１０】
複数の前記送電装置を備えており、
前記複数の送電装置うち、少なくとも１つの送電装置は、他の送電装置と備える送電ユニットの数が異なること、
を特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のエレベータ用ワイヤレス給電システム。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のエレベータ用ワイヤレス給電システムと、
第１の昇降路と、
前記第１の昇降路と並設された第２の昇降路と、
前記第１の昇降路内を移動する第１のエレベータかごと、
前記第２の昇降路内を移動する第２のエレベータかごと、
を備えることを特徴とするエレベータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触で負荷に電力の供給を行うエレベータ用ワイヤレス給電システム、およびエレベータ用ワイヤレス給電システムを用いたエレベータシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ワイヤレス給電技術への関心が高くなっており、様々な分野における利用が検討されている。例えば、エレベータシステムにおいてエレベータかご内へ電力を供給するケーブルを削減することを目的としたワイヤレス給電技術の導入が検討されている。このようなエレベータ装置として、１つの送電装置から壁向かいに設置された２台のエレベータかごの受電装置に直列に接続された負荷もしくはバッテリに同時に充電するエレベータ用のワイヤレス給電システムがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３―４７１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に示される従来のワイヤレス給電システムでは、送電コイルが１つしかないため、２台のエレベータかごに設けられた、消費電力やバッテリ残量といった負荷の状態に応じた電力伝送が困難である。例えば、短時間で次の行先階への移動が必要なエレベータかごと長時間停止可能なかご２に送電装置から同時充電をする場合、短時間で充電するようにかごを優先して電力伝送を行うことができない。そのため、エレベータの運行効率を低下させる恐れがある。加えて、残量の異なるバッテリに同時に充電する場合、残量が多いバッテリへ過充電する恐れがあるため、バッテリの劣化や故障に繋がる可能性がある。【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、個々のエレベータの負荷の状況に応じた充電電力の調整が可能なエレベータ用ワイヤレス給電システムおよびエレベータシステムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るエレベータ用ワイヤレス給電システムは、並設された２つの昇降路内にそれぞれ設置された第１のエレベータかごおよび第２のエレベータかごに対して電力を非接触で給電するエレベータ用ワイヤレス給電システムであって、電力を供給する送電装置と、第１のエレベータかごに設けられ、送電装置から供給された電力を受電するとともに、第１の負荷装置に電力を供給する第１の受電装置と、第２のエレベータかごに設けられ、送電装置から供給された電力を受電するとともに、第２の負荷装置に電力を供給する第２の受電装置と、送電装置、第１の受電装置および第２の受電装置のうち少なくとも１つの装置を制御する制御装置と、を備え、送電装置は、交流電力を供給するインバータとインバータに対して互いに並列に接続された２つの送電コイルとを有する送電ユニットを備え、第１の受電装置は、２つの送電コイルの一方と結合可能な受電コイルと当該受電コイルに直列に接続された整流回路とを有する第１の受電ユニットを備え、第２の受電装置は、２つの送電コイルの他方と結合可能な受電コイルと当該受電コイルに直列に接続された整流回路とを有する第２の受電ユニットを備え、送電装置または第１の受電装置および第２の受電装置は、インバータと第１の負荷装置および第２の負荷装置との接続を切り離す複数のスイッチを有し、送電装置は、互いに並列接続された複数の送電ユニットを備え、第１の受電装置は、複数の第１の受電ユニットを備えるとともに、複数の第１の受電ユニットは互いに並列接続され、第２の受電装置は、複数の第２の受電ユニットを備えるとともに、複数の第２の受電ユニットは互いに並列接続されること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明のエレベータ用ワイヤレス給電システムおよびエレベータシステムによれば、複数のエレベータかごにそれぞれ設けられた負荷の状況に応じた供給電力の調整が可能なエレベータ用ワイヤレス給電システムおよびエレベータシステムを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係るエレベータシステムの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るエレベータシステムの構造を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るワイヤレス給電システムの回路ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係るワイヤレス給電システムの回路ブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係るワイヤレス給電システムの回路ブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係るワイヤレス給電システムの使用するユニットの決定方法に関する説明図である。
【図７】この発明の実施の形態４に係るエレベータシステムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るエレベータ用ワイヤレス給電システムおよびエレベータシステムについて図面を用いて説明する。図１および図２は、実施の形態１に係るエレベータ用ワイヤレス給電システムを適用したエレベータシステムの構成図および斜視図である。図１および図２に示すエレベータシステム１には、２台のエレベータ（第１のエレベータ２および第２のエレベータ３）が壁を挟んで並設されており、２台のエレベータの間の壁には、図示しない交流電源または直流電源（以下、「主電源１０」とする）に接続されて、主電源１０より供給される電力をエレベータかごに対して送電する送電装置２０と、送電装置を制御する制御装置７０と、が設けられている。送電装置２０は、エレベータかごが停止階に停止したときに、エレベータかごに給電が可能となる場所に設置されている。
【００１０】
第１のエレベータ２は、第１の昇降路６と、第１の昇降路６内を移動する第１のエレベータかご４と、第１の乗降扉８と、を備えている。第１のエレベータかご４には、送電装置２０から送電された電力を受電する第１の受電装置３０と、第１の受電装置３０の出力端子に接続された第１の負荷装置５０と、第１の負荷装置５０の状態を検出する第１の負荷検出回路６０と、が設けられている。ここで、第１の乗降扉８は、第１の昇降路６に設けられた複数の停止階のうち、第１のエレベータかご４が停止したときに、第１の負荷装置５０を充電できるように送電装置２０を設置した停止階に設けられた乗降扉である。以下、送電装置２０を設置した停止階を給電階と称する場合がある。給電階は、エレベータシステムの中に１つであっても、複数であってもよい。
【００１１】
第２のエレベータ３は、第１のエレベータ２と同様の構成をしており、第２の昇降路７と、第２の昇降路７内を移動する第２のエレベータかご５と、第２の乗降扉９と、を備えている。また、第２のエレベータかご５には、送電装置２０から送電された電力を受電する第２の受電装置４０と、第２の受電装置４０の出力端子に直列接続された第２の負荷装置５２と、第２の負荷装置５２の状態を検出する第２の負荷検出回路６１と、が設けられている。
【００１２】
図３に、実施の形態１に係るエレベータ用ワイヤレス給電システムの回路ブロック図を示す。図３において、エレベータ用ワイヤレス給電システムは、主電源１０、第１の負荷装置５０および第２の負荷装置５１に接続されており、主電源１０より入力される電力を第１の負荷装置５０および第２の負荷装置５２に対して給電する給電システムである。エレベータ用ワイヤレス給電システムは、送電装置２０に設定される送電ユニット２１と、第１の受電装置３０に設置される受電ユニット（第１の受電ユニット）３１と、第２の受電装置４０に設置される受電ユニット（第２の受電ユニット）４１と、第１の負荷装置５０の負荷状態を検出する第１の負荷検出回路６０と、第２の負荷装置５１の負荷状態を検出する第２の負荷検出回路６１と、送電装置２０を制御する制御装置７０と、を備えている。
【００１３】
なお、本実施の形態に係るエレベータ用ワイヤレス給電システムにおいて、送電装置２０と第１の受電装置３０および第２の受電装置４０との間ではワイヤレス給電方式によって送受電している。本実施の形態におけるワイヤレス給電方式は、電磁誘導方式を用いた場合について説明するが、これに限ったものではなく、電磁界共鳴方式、マイクロ波送電方式などどのような方法を用いてもよい。また、ここでは、主電源１０が直流電源の場合について説明するが、主電源１０が交流電源であってもよく、その場合、主電源１０と以下に説明する送電ユニットとの間にＡＣ／ＤＣ変換器を設けてもよい。
【００１４】
本実施の形態に係るエレベータ用ワイヤレス給電システムにおいて、送電装置２０は、１つの送電ユニット２１を備えている。送電ユニット２１は、主電源１０より入力される直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ２１０と、インバータ２１０の出力端（交流側端子）に接続された第１のスイッチ２１１および第２のスイッチ２１２と、第１のスイッチ２１１に対して直列接続された第１の送電コイル２１３と、第２のスイッチ２１２に対して直列接続された第２の送電コイル２１４と、を備えている。第１のスイッチ２１１と第２のスイッチ２１２、第１の送電コイル２１３と第２の送電コイル２１４、は互いに並列となるよう接続されている。
【００１５】
第１の受電装置３０は、１つの受電ユニット３１を備えている。受電ユニット３１は、第１のエレベータかご４が給電階に停止した場合に第１の送電コイル２１３と磁界結合することが可能な第１の受電コイル３１０と、第１の受電コイル３１０に接続され、第１の受電コイル３１０からの交流電力を整流する第１の整流回路３１１と、を備えている。また、第１の整流回路３１１には、第１の負荷装置５０が接続されている。
【００１６】
第２の受電装置４０は、１つの受電ユニット４１を備えている。受電ユニット４１は、第１の受電装置３０と同様の構成をしており、第２のエレベータかご５が給電階に停止した場合に第２の送電コイル２１４と磁界結合することが可能な第２の受電コイル４１０と、第２の受電コイル４１０に対して直列接続され、第２の受電コイル４１０からの交流電力を整流する第２の整流回路４１１と、を備えている。第２の整流回路４１１には、第２の負荷装置５２が接続されている。ここで、受電ユニット３１および受電ユニット４１は、同じ性能のものであっても異なる性能のものであってもよい。
【００１７】
第１の負荷装置５０および第２の負荷装置５２は、例えば、エレベータかご内の照明や空調、バッテリであるが、これに限ったものではないことは言うまでもない。本実施の形態および以下に説明する実施の形態では、第１の負荷装置５０および第２の負荷装置５２を、バッテリとして説明する。なお、以下で第１の負荷装置５０および第２の負荷装置５２を総称する場合または区別しない場合には、単に負荷装置と称して説明する。
【００１８】
第１の負荷検出回路６０および第２の負荷検出回路６１は、それぞれ第１の負荷装置５０および第２の負荷装置５２の負荷の状態を検出する検出回路である。負荷装置がバッテリである場合には、例えば、バッテリ電圧やバッテリ残量を検出する。また、負荷装置がかご内の照明や空調等である場合には、例えば、これらの消費電力を検出する。第１の負荷検出回路６０および第２の負荷検出回路６１は、検出結果を制御装置７０に出力する。ここで、制御装置７０に出力する方法は、どのようなものであってもよく、別途設けられたケーブル等を用いた有線での通信でもいいし、無線通信を用いたものであってもよい。なお、以下で第１の負荷検出回路６０および第２の負荷検出回路６１をまとめて説明する場合または区別しない場合には、単に負荷検出回路と称して説明する。
【００１９】
制御装置７０は、負荷装置の状態に応じて送電装置２０を制御する制御装置である。より具体的には、第１の負荷検出回路６０および第２の負荷検出回路６１の検出結果に基づいて、対応する負荷装置への給電の開始・停止を決定する判定信号を、送電装置の第１のスイッチ２１１または第２のスイッチ２１２に送信する。なお、下記に述べるように第１のスイッチ２１１および第２のスイッチ２１２が受電装置側に設けられる場合には、制御装置７０は、送電装置２０に加えて、第１の受電装置３０および第２の受電装置４０を制御する。また、制御装置７０は、負荷検出回路の検出結果に基づいて、対応する負荷装置への電力供給量（負荷がバッテリの場合には充電量）を決定し、インバータの出力電力を調整する機能を有する。加えて、制御装置７０は、エレベータの昇降全般の制御を担うとともに、インバータ２１０の出力を調整し、第１および第２のエレベータかごが給電可能な位置に停止したかの判定についても実施する。制御装置７０が行う判定の方法はどのようなものであってもよいが、例えば、制御装置７０が、第１の受電コイル３１０が第１の送電コイル２１３と電力伝送が可能な位置に停止したかの判定を、インバータ２１０から第１の送電コイル２１３に微小な電流を供給し、インピーダンスの変化から判定することが可能である。この方法に限らず、巻き上げ機の巻き上げ長を検出したり、既存のシステムにある位置検出機能から、受電コイルの停止位置を検出したりしてもよい。
【００２０】
なお、本実施の形態１における、スイッチや送電コイル、受電コイルの設置場所は、図３に示した位置に限らず、同様の機能、効果を発揮できる設置場所であれば、これに限らない。例えば、図３に示すエレベータ用ワイヤレス給電システムでは、第１のスイッチ２１１および第２のスイッチ２１２は、インバータ２２０と、第１の送電コイル２１３および第２の送電コイル２１４との間に設けているが、これに限ったものではなく、受電コイルと整流回路との間など、インバータ２２０と負荷装置との接続を切断できるところであれば、どこに配置してもよい。
【００２１】
次に、本実施の形態に係るエレベータ用ワイヤレス給電システムおよびエレベータシステムの動作について説明する。まず、エレベータかご１台に給電する場合について説明する。
（Ａ） エレベータかご１台への給電
ここでは、第１のエレベータかご４のみが給電階に停止し、第１のエレベータかご４にのみ給電する場合について説明する。
制御装置７０は、インバータ２１０の出力を調整し、第１の送電コイル２１３に微小な電流を供給し、インバータ２１０の出力端から負荷装置側をみたときのインピーダンスを計測する。インピーダンスの計測の仕方は公知の技術であり、どのような方法を用いてもよい。計測したインピーダンスに基づいて第１の受電コイル３１０が第１の送電コイル２１３と電力伝送が可能な位置に停止したことを判定する。判定の方法はどのような方法を用いてもよいが、例えば、予め送電コイルと受電コイルが近づいたときのインピーダンスの値を記憶しておき、その値と測定した値を比較することで、受電コイルが送電コイルに近づいたことを判定してもよい。制御装置７０は第１の受電コイル３１０が、第１の送電コイル２１３と電力伝送が可能な位置に停止したことを検知すると、一旦、インバータ２１０の出力を停止または出力を通常の動作より小さな出力とする。
【００２２】
第１の負荷検出回路６０は、第１の負荷装置５０のバッテリ残量を検出し、バッテリ残量を制御装置７０に、定期的に情報を送信する。この情報送信間隔は、例えばｍｓ単位やｓ単位であるが、特に指定しない。制御装置７０は、第１の負荷検出回路６０から送られたバッテリ残量の値をもとに、第１のエレベータかご４のバッテリである第１の負荷装置５０への充電の要否を判定する。制御装置７０は、第１の負荷装置５０のバッテリ残量から充電が必要と判定した場合、第１のスイッチ２１１をＯＮにし、インバータ２２０と第１の送電コイル２１３とを接続するよう送電装置２０に対して指示を送る。第１の負荷装置５０に対する充電が不要と判定した場合は、第１のスイッチ２１１をＯＦＦの状態のまま、インバータ２２０と第１の送電コイル２１３を接続しないことで、送電装置２０から第１の負荷装置５０に電力伝送を行わないように指示を送る。このとき、第２のスイッチ２１２は、第２のエレベータかご５が給電可能な位置にいないため、第１のスイッチ２１１のＯＮ／ＯＦＦに関わらず、ＯＦＦを維持する。
【００２３】
充電が必要と判定した場合、制御装置７０は、インバータ２１０が有するスイッチング素子を動作させ、所定の電力を第１の送電コイル２１３に供給する。第１の送電コイル２１３に供給された電力は、第１の送電コイル２１３と磁気的にて結合した第１の受電コイル３１０に対して非接触で給電される。第１の受電コイル３１０に給電された交流電力は、第１の整流回路３１１により整流され、第１の負荷装置５０に出力される。バッテリである第１の負荷装置５０は、第１の整流回路３１１から出力された電力を蓄電し、エレベータかごに設けられた電気機器等の動作に用いられる。
【００２４】
（Ｂ）２台同時に給電する場合
次に、２つのエレベータかごに同時に給電する場合、特に、第１のエレベータかご４に対して給電中に、第２のエレベータかご５に対して給電が必要となった場合の制御方法について説明する。上述した（Ａ）の場合、すなわち、第１の負荷装置５０に充電している場合に、第２のエレベータかご５が同じ給電階に停車し、かつ第２の負荷装置５２への給電が必要な場合を想定して説明する。
【００２５】
第１の負荷装置５０に対する給電については、上述の（Ａ）で説明した方法と同様であり説明を省略する。制御装置７０は、第１の負荷装置５０への給電中に、第２のエレベータかご５が同じ給電階に停止した場合、第２の受電コイル４１０が第２の送電コイル２１４と電力伝送が可能な位置に停止したかどうかを判定する。この判定は、第１のエレベータかご４に設置された第１の受電装置３０が、送電装置２０と電力伝送が可能な位置に停止したかの判定と同様の方法のため説明を省略する。制御装置７０は、第２の受電コイル４１０が、第２の送電コイル２１４と電力伝送可能な位置に停止したと判定すると、第２の負荷検出回路６１から送信された検出結果に基づいて、第２の負荷装置５２への充電の要否を判定する。制御装置７０は、第２の負荷装置５２のバッテリ残量から充電が必要と判定した場合、インバータ２１０の出力電力を調整し、第１の負荷装置５０へ給電する電力を、一時的に極めてわずかな電力まで低下させる。なお、インバータ２１０の出力を停止させてもよい。
【００２６】
次に、制御装置７０は、第２のスイッチ２１２をＯＮに切り替えるよう送電装置２０に指示する。これにより、インバータ２１０の出力端子に第１の送電コイル２１３と、第２の送電コイル２１４が互いに並列接続される状態となる。このように、一時的にインバータ２１０の出力電力を低く調整した状態で、スイッチを切り替えることで、一方のバッテリへの過電圧や、急激なインピーダンスの変動によるインバータ２１０への負担を軽減させることができる。第２のスイッチ２１２を切り替えたあと、制御装置７０は、インバータ２１０の出力電力を増加させ、インバータ２１０は第１の負荷装置５０および第２の負荷装置５２に同時に給電することが可能となる。
【００２７】
制御装置７０は、第１の負荷検出回路６０および第２の負荷検出回路６１から送信される第１の負荷装置５０および第２の負荷装置５１のバッテリ電圧を常時監視しながら、インバータ２１０の出力電力を増加させ、両方の負荷装置に対し電力を供給する。第１の負荷装置５０のバッテリ電圧と、第２の負荷装置５２のバッテリ電圧との少なくともどちら一方が、予め定めた閾値を超えた場合、インバータ２１０の出力電力の増加をやめる。この閾値は、バッテリである第２の負荷装置５２が過電圧にならない値で決定される。インバータ２１０は出力電力を維持したまま、第１の送電コイル２１３と第２の送電コイル２１４を経由して第１の負荷装置５０と第２の負荷装置５２に充電する。こうすることで１つの送電装置２０だけで、バッテリ残量の異なる複数の負荷装置への同時給電が可能になる。
【００２８】
制御装置７０は、第１の負荷検出回路６０から送信されるバッテリ残量に基づいて、第１の負荷装置５０の充電が完了したと判定した場合、制御装置７０は一時的にインバータ２１０の出力電力を低下させる。つぎに、インバータ２１０の出力電力を低下させた状態で第１のスイッチ２１１をＯＦＦに切り替え、インバータ２１０と第１の送電コイル２１３との経路を遮断し、インバータ２２０から第１の負荷装置５０への電力伝送を停止する。制御装置７０は、第１のスイッチ２１１を切り替えた後、再びインバータ２１０を駆動してインバータ２１０の出力電力を増加し、第２の送電コイル２１４を経由して第２の負荷装置５２を充電する。
【００２９】
上述のような制御を行うことにより、複数のバッテリの個々に異なるバッテリ残量に合わせて、同時に充電することができる。また、インバータ２１０が高出力で駆動しているときにスイッチを切り替えないようにすることで、急激なインピーダンスの変化を抑え、インバータ２１０の故障やバッテリへの過充電による劣化を抑制することができる。このとき、インバータ２１０の出力電力を低下させる代わりに、一時的にインバータ２２０からの電力供給を停止させてもよい。その場合、制御装置７０はインバータ２２０からの電力供給を一旦停止し、前記状態で第１のスイッチ２１１を切り替える。制御装置７０は第１のスイッチ２１１を切り替えた後、インバータ２１０を再び駆動してインバータ２１０の出力電力を増加し、第２の送電コイル２１４を経由して第２の負荷装置５１へ電力を供給する。
【００３０】
第２の負荷装置５１への給電を停止させる場合も、上述の方法と同じ方法で行う。もしくはインバータ２２０が駆動中のときにスイッチを切り替えて、インバータ２２０と第２の送電コイルの経路を遮断して、第２の負荷装置５１への電力伝送を停止させても良い。ただし、制御装置７０はスイッチを切り替えた後に、インバータ２２０の出力を停止する。同時に第１の負荷装置５０と第２の負荷装置５１への給電を停止する場合も、同様な手法で停止させる。
【００３１】
以上のように、本実施の形態に示したエレベータ用ワイヤレス給電システムおよびエレベータシステムは、電源に接続された１つのインバータに、スイッチと送電コイルとを直列接続した２つ回路を互いに並列に接続されており、そのコイルを２つのエレベータかごに取り付けられた受電コイルと対向させる構成であり、それぞれのかごに取り付けた負荷検出回路の検出結果を基に、送電装置にスイッチのＯＮ／ＯＦＦと充電量を指示して駆動することで、１つの送電装置で、２台のエレベータかごに設置された負荷装置に対し効率的に電力伝送を行うことが可能となる。
【００３２】
実施の形態２．
実施の形態１で示したエレベータ用ワイヤレス給電システムおよびエレベータシステムでは、送電装置は、２つの受電装置の両方に対応した１つの送電ユニットを備え、２つの受電装置がそれぞれ１つの受電ユニット備える構成について説明したが、実施の形態２に係るエレベータ用ワイヤレス給電システムおよびエレベータシステムでは、送電装置は、複数の送電ユニットを備え、２つの受電装置がそれぞれ複数の受電ユニットを備えている。なお、実施の形態１における説明と同様に負荷装置がバッテリの場合について説明するが、これに限ったものではないことはいうまでもない。ここでは、送電装置が２つの送電ユニットを、２つの受電装置がそれぞれ２つの受電ユニットを備える場合について示すが、これに限ったものではなく、３つ以上の送電ユニットおよび受電ユニットを備えていてもよい。また、送電装置が備える送電ユニットの数と、受電装置が備える受電ユニットの数は必ずしも一致している必要はない。
【００３３】
実施の形態２に係るエレベータ用ワイヤレス給電システムおよびエレベータシステムの構成は図１および図２と同様であり、説明を省略する。図４に、実施の形態２に係るエレベータ用ワイヤレス給電システムのブロック図を示す。図４に示したブロック図に示した構成要素のうち、図３に示す回路ブロック図の構成要素と同様のものについて同じ符号を付しており、説明を適宜省略する。本実施の形態に係るエレベータ用ワイヤレス給電システムでは、送電装置２０が２つの送電ユニットを備えており、第１および第２の受電装置もそれぞれ２つの受電ユニットを備えている。
【００３４】
図５に、本実施の形態に係るエレベータ用ワイヤレス給電システムの回路ブロック図を示す。送電装置２０は、２つの送電ユニット（送電ユニット２１、送電ユニット２２）を備えている。２つの送電ユニットは、それぞれ実施の形態１で示した送電ユニットと同様の構成である。送電ユニット２１は、主電源１０に接続され、主電源１０からの入力電力を交流電力に変換して出力するインバータ２１０と、インバータ２１０の出力端（交流側端子）に接続された第１のスイッチ２１１および第２のスイッチ２１２と、第１のスイッチ２１１に対して直列接続された第１の送電コイル２１３と、第２のスイッチ２１２に対して直列接続された第２の送電コイル２１４と、を備えている。第１のスイッチ２１１と第２のスイッチ２１２、第１の送電コイル２１３と第２の送電コイル２１４、は互いに並列となるよう接続されている。
【００３５】
同様に、送電ユニット２２は、主電源１０に接続され、主電源１０からの入力電力を交流電力に変換して出力するインバータ２２０と、インバータ２２０の出力端（交流側端子）に接続された第３のスイッチ２２１および第４のスイッチ２２２と、第３のスイッチ２２１に対して直列接続された第３の送電コイル２２３と、第４のスイッチ２２２に対して直列接続された第４の送電コイル２２４と、を備えている。第３のスイッチ２２１と第４のスイッチ２２２、第３の送電コイル２２３と第４の送電コイル２２４、は互いに並列となるよう接続されている。また、送電ユニット２１と送電ユニット２２とは互いに並列となるように主電源に接続されている。
【００３６】
第１の受電装置３０は、送電装置２０の送電ユニットに対応した受電ユニット（第１の受電ユニット）を２つ備えており、２つの受電ユニット（受電ユニット３１、受電ユニット３２）は互いに並列となるように接続されている。受電ユニット３１は、第１のエレベータかご４が給電階に停止した場合に第１の送電コイル２１３と磁界結合することが可能な第１の受電コイル３１０と、第１の受電コイル３１０に接続され第１の受電コイル３１０からの交流電力を整流する第１の整流回路３１１と、を備えている。また、第１の整流回路３１１には、第１の負荷装置５０が接続されている。
【００３７】
受電ユニット３２は、受電ユニット３１と同様の構成をしており、第１のエレベータかご４が給電階に停止した場合に第３の送電コイル２２３と磁界結合することが可能な第３の受電コイル３２０と、第３の受電コイル３２０に接続され、第３の受電コイル３２０からの交流電力を整流する第３の整流回路３２１と、を備えている。また、第３の整流回路３２１には、第１の負荷装置５０が接続されている。また、受電ユニット３１および受電ユニット３２は、互いに並列となるように第１の負荷装置５０に接続されている。
【００３８】
第２の受電装置４０は、第１の受電装置３０と同様の構成をしており、送電装置２０の２つの送電ユニットに対応した受電ユニット（第２の受電ユニット）を２つ備えており、２つの受電ユニット（受電ユニット４１、受電ユニット４２）は互いに並列となるように接続されている。受電ユニット４１は、第２のエレベータかご５が給電階に停止した場合に第２の送電コイル２１４と磁界結合することが可能な第２の受電コイル４１０と、第２の受電コイル４１０に接続され、第２の受電コイル４１０からの交流電力を整流する第２の整流回路４１１と、を備えている。また、第２の整流回路４１１には、第２の負荷装置５１が接続されている。
【００３９】
受電ユニット４２は、受電ユニット４１と同様の構成をしており、第２のエレベータかご５が給電階に停止した場合に第４の送電コイル２２４と磁界結合することが可能な第４の受電コイル４２０と、第４の受電コイル４２０に接続され、第４の受電コイル４２０からの交流電力を整流する第４の整流回路４２１と、を備えている。また、第４の整流回路４２１には、第１の負荷装置５０が接続されている。ここで、受電ユニット４１および受電ユニット４２は、互いに並列となるように第１の負荷装置５０に接続されている。
【００４０】
制御装置７０は、第１の負荷検出回路６０および第２の負荷検出回路６１の検出結果に基づいて、第１の負荷装置５０および第２の負荷装置５１への給電の開始および停止を決定する信号を、送電装置２０の送電ユニット２１および送電ユニット２２に含まれるスイッチ（第１〜第４のスイッチ）に送信する。また、制御装置７０は、第１の負荷検出回路６０および第２の負荷検出回路６１の検出結果に基づいて、第１の負荷装置５０および第２の負荷装置５１への充電量を決定し、送電ユニット２１と送電ユニット２２とが有するインバータの出力電力を調整する機能を有する。すなわち、制御装置７０は、第１の負荷検出回路６０および第２の負荷検出結果の検出結果に基づいて、インバータ２１０およびインバータ２２０の有するスイッチのデューティ比を決定し、決定したデューティ比に基づいて制御信号をインバータ２１０およびインバータ２２０の有する各スイッチに対して送信する。
【００４１】
また、制御装置７０は、エレベータの昇降全般の制御を担うとともに、第１の送電コイル２１３および第１の受電コイル３１０、もしくは第３の送電コイル２２３および第３の受電コイル３２０が給電可能な位置に停止したかの判定を行う。各受電コイルが給電可能な位置に停止したかの判定は、実施の形態１に示した方法と同様であり、説明を省略する。
【００４２】
なお、本実施の形態２では、第１〜第４のスイッチは、送電装置２０内に設けられた場合について示したが、これに限ったものではなく、受電装置側に設ける構成としてもよい。すなわち、各スイッチは、インバータと第１の負荷装置および第２の負荷装置との接続を切り離すことができる位置に配置されていればよく、例えば、第１のスイッチ２１１が第１の受電コイル３１０と第１の整流回路３１１との間に、第２のスイッチ２１２が第２の受電コイル４１０と第２の整流回路４１１との間に、第３のスイッチ２２１が第３の受電コイル３２０と第３の整流回路３２１との間に、第４のスイッチ２２２が第４の受電コイル４２０と第４の整流回路４２１との間に、設ける構成としてもよい。
【００４３】
また、本実施の形態に係るエレベータ用ワイヤレス給電システムでは、２つの送電ユニットおよび各受電装置に２つの受電ユニットを用いる場合について示したが、上述のようにこれに限ったものではない。設置台数は、エレベータシステムの要求等に応じて決定される。送電ユニットおよび受電ユニットの設置台数や、送電ユニット１台あたりの出力容量の決定方法はいくつかあり、例えば、設計時にエレベータシステムの最大出力容量を、設置するユニットの台数で除した値から決定する方法が考えられる。例えば、１つのユニットの出力容量は、
最大出力容量÷総ユニット台数
であらわされ、最大出力電力が１２ｋＷのエレベータシステムで、ユニットを４台設置した場合、
１２ｋＷ÷４ユニット＝３ｋＷ
となる。
【００４４】
また、送電ユニット１台あたりの出力容量をあらかじめ設定し、エレベータシステムの出力容量をユニット１台あたりの出力容量で除した数だけ、ユニットの台数を駆動して、バッテリに充電しても良い。例えば、エレベータシステムに必要なユニットの台数は、
最大出力容量÷ユニット1台あたりの出力容量＝駆動に必要なユニットの台数
であらわされ、ユニット１台あたりの出力電力を３ｋＷとし、１２ｋＷのエレベータシステムでは、
１２ｋＷ÷３ｋＷ＝４台
の送電ユニットが必要となる。
【００４５】
本実施の形態では、エレベータシステムの最大出力容量を６ｋＷとし、２台のユニットを設置した場合について説明する。この場合、送電ユニット１台あたりの出力容量は、下記の計算より３ｋＷとなる。
６ｋＷ÷２ユニット＝３ｋＷ
【００４６】
次に、動作について説明する。まず、第１のエレベータかご４にのみ給電する場合について説明する。
（Ａ） 第１のエレベータかご４にのみ給電する場合
ここでは、第１のエレベータかご４のみが、給電階に停止し、第１の負荷装置５０にのみ給電する場合について説明する。制御装置７０は、第１の受電コイル３１０および第３の受電コイル３２０が、第１の送電コイル２１３および第３の送電コイル２２３と磁気的に結合し、給電可能な位置に停止したかの判定を行う。制御装置７０は、第１の受電コイル３１０および第３の受電コイル３２０が、第１の送電コイル２１３および第３の送電コイル２２３と電力伝送が可能な位置に停止したと判断すると、一旦、インバータ２１０の出力を低下、または、出力を停止させる。
【００４７】
第１の負荷検出回路６０は、第１の負荷装置５０のバッテリ残量を検出し、バッテリ残量に関する情報を制御装置７０に定期的に送信する。この情報送信の間隔は、例えばms単位やs単位である。制御装置７０は、第１の負荷検出回路６０から送られたバッテリ残量の値をもとに、第１の負荷装置５０への電力伝送の要否を判断し、給電が必要と判断した場合に必要な充電電力量を算出する。制御装置７０は、第１の負荷装置５０のバッテリ残量から給電が必要と判断した場合、算出した充電電力量から送電装置２０で使用する送電ユニットの台数を決定する。送電ユニットの台数を決定後、決定した台数に応じてスイッチを切り替え、動作させる送電ユニットを選択する。一般的に、ワイヤレス給電システムでは、送電装置および受電装置が高出力時において高効率での動作が可能となり、低出力時は効率が悪化する特徴がある。そのため、充電時に動作させるユニットの台数を調整し、動作させる送電ユニットおよび受電ユニットを、各ユニットの最大出力または最大出力に近い出力で動作させることで、高効率な電力伝送が可能となる。
【００４８】
制御装置７０は、動作させる送電ユニットおよび受電ユニットの台数を、必要な充電電力量に基づいて決定する。各送電ユニットおよび受電ユニットの最大電力量を３ｋＷ、送電装置および各受電装置が備える送電ユニットおよび受電ユニットの数を４とした場合の、動作させる送電ユニットおよび受電ユニットの台数の決定方法を図６に示す。図６に示すように、決定した充電電力量が０〜３ｋＷの場合、使用するユニットの台数は１台である。また、決定した充電電力量が３ｋＷ〜６ｋＷの場合、使用するユニットの台数は２台である。このように、充電電力量に対して、駆動するユニットの台数を調整することで、ワイヤレス給電特有の高出力時に高効率となる特性を活かすことができ、エレベータシステムのシステム効率を向上させることができる。
【００４９】
制御装置７０は、第１の負荷検出回路６０から送信されたバッテリ残量より、第２の負荷装置５１の充電に使用するユニットを２台と決定した場合の制御方法を説明する。制御装置７０は、第１の負荷装置５０への充電が必要と判定した場合、第１のスイッチ２１１および第３のスイッチ２２１とをＯＮし、第１の送電コイル２１３とインバータ２１０の経路と、第３の送電コイル２２３とインバータ２２０の経路を接続するように指示を送る。このとき、第１の負荷装置５０への充電が不要と判断すれば、第１のスイッチ２１１と第３のスイッチ２２１はＯＦＦの状態のまま、送電装置２０から第１の負荷装置５０に電力伝送を行わないように指示を送る。制御装置７０は、インバータ２１０とインバータ２２０とを駆動させ、出力を増加させていき、第１の負荷装置５０を充電する。制御装置７０は、第２の負荷検出回路６１で検出した第１の負荷装置５０のバッテリ電圧を常時監視しながら、インバータ２１０とインバータ２２０の出力電力を増加させ、第１の負荷装置５０のバッテリ電圧が、予め定めた閾値を超えたときに、インバータ２１０とインバータ２２０の出力電力の増加を停止させる。以降、インバータ２１０とインバータ２２０は、出力電力を維持したまま、第１の負荷装置５０に充電する。
【００５０】
制御装置７０は、第１の負荷検出回路６０からの検出結果に基づいて第１の負荷装置５０への充電が完了したと判定した場合、一時的にインバータ２１０とインバータ２２０の出力電力を低下させた後、第１のスイッチ２１１および第３のスイッチ２２１をＯＦＦし、送電ユニット２１側の経路と、送電ユニット２２側の経路を切断することで、第１の負荷装置５０への電力伝送を停止する。このようにインバータが高出力で駆動している状態で、スイッチをＯＦＦしないことで、急激なインピーダンスの変化を抑え、インバータの故障やバッテリへの過充電による劣化を抑制することができる。このとき、インバータの出力電力を低下させる代わりに、一時的にインバータからの電力供給を停止してもよい。このように、負荷装置を充電するのに使用する送電ユニットの台数を増やすことで、充電電力量が増加し、充電時間を短縮することができるため、エレベータの運行効率を向上できる。
【００５１】
（Ｂ）２台のエレベータかごに給電する場合
次に、第１のエレベータかご４が給電階に停止している場合に、第２のエレベータかご５が給電階に停止し、送電装置から両方のエレベータかごに給電する場合について説明する。
【００５２】
制御装置７０が、第２のエレベータかご５が給電階に停止したことを判定した場合、制御装置７０は、第２の負荷検出回路６１の検出結果に基づいて、第２の負荷装置５１への充電の要否を判定する。充電が必要と判断した場合には、動作させる受電ユニットおよび送電ユニットの台数を決定した後、決定した台数に基づいてスイッチを切り替える。ここで、第２の負荷装置５１への充電電力量が３〜６ｋＷ必要だったとき、制御装置７０は２つの送電ユニットを駆動して、第２の負荷装置５１を充電することを決定する。そして、制御装置７０は、インバータ２１０とインバータ２２０の出力電力を調整し、第１の負荷装置５０へ伝送する電力を一時的に極めてわずかな電力まで低下させる。
【００５３】
制御装置７０は、インバータ２１０とインバータ２２０の出力電力を低下させた状態で、第２のスイッチ２１２と第４のスイッチ２２２をＯＮし、インバータ２１０の出力に第２の送電コイル２１４と、第４の送電コイル２２４が、インバータ２２０に対して互いに並列接続された状態にする。このように、一時的にインバータの出力電力を低く調整した状態でスイッチを切り替えることで、片方のバッテリへの過充電や急激なインピーダンスの変動によるインバータへの負担を軽減させることができる。
【００５４】
制御装置７０は、第２のスイッチ２１２と第４のスイッチ２２２をＯＮした後、インバータ２１０とインバータ２２０の出力電力を増加させ、インバータ２１０とインバータ２２０は第１の負荷装置５０と第２の負荷装置５１へ同時に充電する。制御装置７０は第２の負荷検出回路６１で検出した第１の負荷装置５０のバッテリ電圧と、第２の負荷検出回路６１で検出した第２の負荷装置５１のバッテリ電圧を常時監視しながら、インバータの出力電力を増加させ、片方のバッテリのバッテリ電圧が、予め定めた閾値を超えたときに、インバータの出力電力の増加をやめる。以降、インバータ２１０とインバータ２２０の出力電力を維持したまま、第１の負荷装置５０と第２の負荷装置５１を同時に充電する。
【００５５】
制御装置７０は、第１の負荷装置５０の充電が完了した場合、一時的にインバータ２１０とインバータ２２０の出力電力を低下させた状態で、第１のスイッチ２１１と第３のスイッチ２２１とをＯＦＦし、送電ユニット２１の経路と、送電ユニット２２の経路を切断することで、第１の負荷装置５０への充電を停止する。制御装置７０は、第１のスイッチ２１１と第３のスイッチ２２１をＯＦＦした後、インバータ２１０とインバータ２２０を再び駆動して、出力電力を増加し、第２の負荷装置５１を充電する。
【００５６】
こうすることで、異なるバッテリ残量の、それぞれのバッテリに合わせて電力を充電することができる。また、インバータが高出力で駆動しているときにスイッチをＯＮ／ＯＦＦしないことで、急激なインピーダンスの変化を抑え、インバータの故障やバッテリへの過充電による劣化を抑制することができる。このとき、インバータ２１０とインバータ２２０の出力電力を低下させる代わりに、一時的にインバータ２１０とインバータ２２０からの電力供給を停止してもよい。その場合、制御装置７０は、インバータ２１０とインバータ２２０からの電力供給を一旦停止した後、第１のスイッチ２１１とスイッチ９１をＯＦＦする。制御装置７０は第１のスイッチ２１１と第３のスイッチ２２１をＯＦＦした後、インバータ２１０とインバータ２２０を再び駆動して、出力電力を増加させ、第２の負荷装置５１を充電する。
【００５７】
第２の負荷装置５１の充電が完了した場合も、第１の負荷装置５０の充電が完了したときと同様な手法で、充電を完了させる。また、同じタイミングで第１の負荷装置５０と、第２の負荷装置５１への充電が完了し、第１の負荷装置５０と第２の負荷装置５１の給電を同時に停止する場合、制御装置７０は、一時的にインバータ２１０とインバータ２２０の出力電力を低下させるか、停止させた状態で、第１〜第４のスイッチをＯＦＦし、送電ユニット２１の経路、送電ユニット２２の経路を切断することで、第１の負荷装置５０と第２の負荷装置５１への充電を完了する。
【００５８】
また、第１の負荷装置５０への充電が完了した後、再度動作させる受電ユニットおよび送電ユニットの台数を決定してもよい。すなわち、第２の負荷装置５１への充電が１台の送電ユニットで可能であれば、送電ユニット２１もしくは送電ユニット２２のどちらか一方のみを使用するようにしてもよい。例えば、送電ユニット２１だけで第２の負荷装置５１を充電する場合、制御装置７０は、第１の負荷装置５０への充電を停止させ、インバータ２１０とインバータ２２０の出力電力を低下させたときに、第４のスイッチ２２２をＯＦＦ、第２のスイッチ２１２のみＯＮする。これにより、送電ユニット２１の経路は接続し、送電ユニット２２の経路を切断される。制御装置７０は、インバータ２１０のみ再び駆動し、出力を増加させ、第２の負荷装置５１を充電する。制御装置７０は、第２の負荷装置５１のバッテリ残量から充電が完了したと判定した場合、インバータ２１０の出力を一時的に低下させた状態で第２のスイッチ２１２をＯＦＦする。第２のスイッチ２１２をＯＦＦした後、制御装置７０はインバータ２１０の駆動を停止する。もしくは、インバータ２１０を停止させた状態で第２のスイッチ２１２をＯＦＦしても良い。
【００５９】
以上のように、実施の形態２では、送電装置と受電装置が、それぞれ複数の送電ユニットおよび受電ユニットを備える構成とすることで、充電電力量を増加させ、充電時間を短縮することでエレベータシステムの運行効率を向上することができる。また、負荷装置に必要な充電電力量から、使用するユニットの台数を調整することで、高出力動作時に高効率になるというワイヤレス給電の特徴を活かすことができる。そのため、送電装置から負荷装置への伝送効率を向上させることができ、エレベータシステムの効率向上を実現することができる。
【００６０】
なお、実施の形態２に置いて示したユニットの出力容量や使用する台数の決定、１台のユニットの出力電力量はあくまで一例であり、これに制限するものではない。またインバータの出力電力やスイッチのＯＮ/ＯＦＦ、スイッチや送電コイル、受電コイルの設置場所は、同様の機能、効果を発揮できる設置場所であれば、これに制限するものではない。
【００６１】
また、実施の形態２では送電装置および受電装置が、それぞれ複数の送電ユニットおよび受電ユニットを備える構成としたが、各送電ユニットおよび各受電ユニットの特性（例えば、最大効率となる供給電力）は同じであっても、異なっていてもよい。各送電ユニットおよび受電ユニットの最大出力電力が異なる場合には、最適な効率となる送電ユニットおよび受電ユニットの組み合わせの自由度が高くなり、より高効率な運用が可能となる。
【００６２】
実施の形態３．
実施の形態３では、２つのエレベータかごが給電階に停止した場合において、一方を優先して充電する場合について説明する。
【００６３】
実施の形態３に係るエレベータ用ワイヤレス給電システムおよびエレベータシステムは、実施の形態２に示したものと同様であり、エレベータ全体の構成は図１および図２、回路ブロックは図４および図５に示したものと同様である。各構成については、実施の形態１および実施の形態２で示したものと同様であり説明を省略する。
【００６４】
ここでは、隣接する２つの昇降路内のエレベータかごが、同じ給電階に停止し、１つの送電装置２０から、第１の負荷装置５０および第２の負荷装置５１に対して給電している状態で、第１のエレベータかご４が、他の階から呼び出される場合を想定して説明する。また、第１のエレベータかご４に設置されたバッテリである第１の負荷装置５０のバッテリ残量があらかじめ定められた閾値より小さく、第２の負荷装置５１より優先して充電する必要がある場合を想定して説明する。以下、その制御方法について示す。複数の制御方法について示すが、いずれの制御方法を使用してもよく、また、これらの制御方法を負荷装置のバッテリ残量に応じて切り替えるようにしてもよい。
【００６５】
（２台のユニットで一時的に充電）
制御装置７０は、第１の負荷装置５０のバッテリ残量が、予め定められ閾値未満のときに、第１のエレベータかご４に呼び出しが発生した場合、優先的に第１のエレベータかご４に設けられた第１の負荷装置５０を充電するよう決定する。制御装置７０は、第１の負荷装置５０を優先して充電すること決定した場合、インバータ２１０とインバータ２２０の出力電力を、一時的に極めてわずかな電力まで低下させる。この状態において制御装置７０は、第２のスイッチ２１２と第４のスイッチ２２２とをＯＦＦし、インバータ２１０と第２の送電コイル２１４との経路と、インバータ２２０と第４の送電コイル２２４との経路を切断する。制御装置７０は、インバータ２１０とインバータ２２０の出力を増加させ、第１の負荷装置５０のバッテリ電圧が、予め定めた閾値を超えたときに、インバータ２１０とインバータ２２０の出力電力の増加をやめる。
【００６６】
インバータ２１０とインバータ２２０は、出力電力を維持したまま、第１の負荷装置５０を充電する。制御装置７０は第１の負荷装置５０の充電が完了したら、インバータ２１０とインバータ２２０の出力電力を低下させ、第１のスイッチ２１１と第３のスイッチ２２１をＯＦＦし、第１の負荷装置５０への給電を停止させる。あわせて第２のスイッチ２１２と第４のスイッチ２２２をＯＮし、第２の負荷装置５１への充電を開始する。第１の負荷装置５０は、充電が完了した後、呼び出しされた階へ移動する。
【００６７】
（１台のユニットは２つの負荷装置を充電、１台のユニットは１つの負荷装置のみ充電）
第１の負荷装置５０を優先して充電すると判断した場合においても、第１の負荷装置５０のバッテリ残量から、２台の送電ユニットを用いて第１の負荷装置５０のみを充電する必要がない場合、１つの送電ユニットは２つの負荷装置を同時に充電し、もう１つの送電ユニットは第１の負荷装置５０のみ充電するようにしてもよい。すなわち、第１の負荷装置５０に対しては、２台の送電ユニットおよび２台の受電ユニットにより充電し、第２の負荷装置５１に対しては１台の送電ユニットおよび１台の受電ユニットを用いて充電する。この場合の制御動作について説明する。
【００６８】
制御装置７０は、第１の負荷装置５０を優先して充電するため、送電ユニット２２は第１の負荷装置５０のみを充電するようにスイッチを切り替える。制御装置７０は、インバータ２１０とインバータ２２０を、極めてわずかな出力電力まで低下させ、第４のスイッチ２２２をＯＦＦし、インバータ２２０と第４の送電コイル２２４とを通る経路を遮断させ、送電ユニット２２から第２の負荷装置５１への充電を停止させる。次に、制御装置７０は、第１の負荷検出回路６０および第２の負荷検出回路６１により検出された第１の負荷装置５０のバッテリ電圧と、第２の負荷装置５１のバッテリ電圧を常時監視しながら、インバータ２１０とインバータ２２０の出力電力を増加させ、第１の負荷装置５０のバッテリ電圧と、第２の負荷装置５１のバッテリ電圧のどちら一方が、予め定めた閾値を超えたときに、インバータ２１０とインバータ２２０の出力電力の増加をやめる。インバータ２２０についても、インバータ２１０と同様な手法で出力電力を増加させる。このときインバータ２１０とインバータ２２０の出力電力は第１の負荷装置５０と第２の負荷装置５１に過電圧が生じなければ、必ずしも一致しなくてよい。
【００６９】
このように、送電ユニット２１は第１の負荷装置５０と第２の負荷装置５１を同時に充電し、送電ユニット２１は第１の負荷装置５０のみに対して充電することで、第１の負荷装置５０を優先的に充電することが可能になる。また、優先的に充電すると判断した負荷装置に対する充電時間を短縮し、図示しない外部制御装置の呼び出しに早く応じることができることで、よりエレベータの運行効率の向上させる効果がある。
【００７０】
（１つのユニットが１つの負荷装置を充電）
送電装置および受電装置に３つ以上の送電ユニットおよび受電ユニットを備える場合、優先する負荷装置への充電に使用する送電ユニットおよび受電ユニットの数を優先しないほうの負荷装置への充電に使用する送電ユニットおよび受電ユニットの数より増やすようにしてもよい。例えば、送電装置２０に送電ユニットが３台、第１および第２の受電装置に受電ユニットが３台設置された場合について説明する。このとき２台の送電ユニットが、一方のかごの２台の受電ユニットに充電し、１台の送電ユニットが、もう一方のかごの１台の受電装置２ユニットに充電しても良い。
【００７１】
また送電ユニットが３台、一方のかごに受電ユニットが３台、もう一方のかごに受電ユニットが３台設置されたときに、１台の送電ユニットが、一方のかごの１台の受電ユニットに充電し、別の１台の送電ユニットが、もう一方のかごの１台の受電ユニットに充電しており、３つのうちの１つの送電ユニットが使用していない場合を想定する。一方のかごの負荷への充電を優先する場合、使用していない送電ユニットを駆動させ、充電を優先するために一方のかごの負荷装置にのみ充電しても良い。
【００７２】
以上のように、実施の形態３では、複数の送電ユニットから構成された送電装置と、複数の受電ユニットから構成された複数の受電装置の構成にしたことで、それぞれの負荷装置を充電する送電ユニットの台数と、受電ユニットの台数を、負荷装置の消費電力量やバッテリ残量から、様々な組み合わせで調整することができるため、充電時間を短縮し、片方の負荷装置を優先して充電することが可能となり、他の階への呼び出しが生じた場合にも短時間で移動が可能になるため、エレベータシステムの運用効率を向上させることができる。
【００７３】
なお、本実施の形態３のユニットの出力容量や使用する台数の決定、１台のユニットの出力電力量はあくまで一例であり、これに制限するものではない。またインバータの出力電力やスイッチの切り替え、スイッチや送電コイル、受電コイルの設置場所もあくまで一例のものであり、これに限ったものではない。また、制御装置７０は使用するユニットの台数は決定するが、使用するユニットの特定はせず、同様の機能、効果を発揮できるのであれば、これに限らない。
【００７４】
実施の形態４．
実施の形態４に示すエレベータ用ワイヤレス給電システムおよびエレベータシステムでは、複数の給電階が設けられ、少なくとも１つの給電階の送電装置が備える送電ユニットの数が、他の給電階の送電装置が備える送電ユニットの数と異なる場合について示す。給電階ごとの停止時間や利用率から給電階の設置数や、給電階ごとに設置する送電装置や受電ユニットの台数を考慮することで、よりエレベータシステムの構造を簡易化し、運行効率を向上させることが可能となる。
【００７５】
図７は、実施の形態４に係るエレベータ用ワイヤレス給電システムおよびエレベータシステムの構成図を示す。図７に示すエレベータシステムでは、上述の実施の形態と同様に２台のエレベータ（第１のエレベータ２、第２のエレベータ３）が壁を挟んで並設されている。実施の形態１〜３と同様の構成については、同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。また、第１のエレベータ２および第２のエレベータ３との間に設けられている壁には、複数の送電装置が設けられている。図７に示すエレベータシステムでは、給電階を２つ設けた構成（給電階Ａ、給電階Ｂ）について示しているが、これに限ったものでないことはいうまでもなく、３つ以上の給電階にそれぞれ送電装置を設ける構成としてもよい。
【００７６】
図７に示すエレベータシステムでは、図示していない交流電源もしくは直流電源が接続される送電装置２０ａおよび送電装置２０ｂが制御装置７０に接続されている。送電装置２０ａは、給電階Ａに設置され、送電装置２０ｂは、給電階Ｂに設置されている。また、送電装置２０ａは、実施の形態２に示した送電ユニットを４台備えており、送電ユニット２１ａ〜２４ａを備えている。一方、送電装置２０ｂは、実施の形態２において示した送電ユニットを２台備えており、送電ユニット２１ｂ〜２２ｂを備えている。
【００７７】
第１のエレベータかご４に設けられた第１の受電装置３０は、４つの受電ユニット（受電ユニット３１〜３４）を備えている。この台数は、複数の送電装置のうち設置された送電ユニットの数が最も多い送電装置に対応するように設けられている。また、同様に第２のエレベータかご５に設けられた第２の受電装置４０は、４つの受電ユニット（受電ユニット４１〜４４）を備えている。以下では、実施の形態１〜３と同様に、第１の負荷装置５０と第２の負荷装置５１をバッテリとして説明する。
【００７８】
４つの送電ユニットが設けられた送電装置２０ａは、想定される運用の中で停止時間が長く、利用率が高い停止階である給電階Ａに設置されており、給電階Ａにおいてに第１のエレベータかご４および第２のエレベータかご５が停止したときに、第１の受電装置３０および第２の受電装置４０が送電装置２０ａから給電が可能な位置に設置されている。また、送電装置２０ｂは、想定される運用の中で給電階Ａより停止時間が短く、利用率が低い停止階である給電階Ｂに設置されており、給電階Ｂにおいて第１のエレベータかご４と第２のエレベータかご５が停止したときに、第１の受電装置３０および第２の受電装置４０が送電装置２０ａから給電が可能な位置に設置されている。
【００７９】
複数の送電装置のうち最も多くの送電ユニットが設置されている送電装置２０ａは、充電時間が最も長く確保できる給電階Ａに設置されており、並列接続するユニットの台数を増やして充電電力量を増加させることで、第１の負荷装置５０と第２の負荷装置５１に対して効率よく給電することができる。そのため、充電回数を減らし、他の給電階での充電時間を短縮することができるため、エレベータの運用効率を向上することができる。
【００８０】
また、送電装置２０ａが複数の送電ユニットを駆動して、第１の負荷装置５０と第２の負荷装置５１が消費した電力の大半を充電するため、送電装置２０ｂでの充電電力量を低くしてもエレベータの運用には影響が小さい。そのため、送電装置２０ｂに設置する送電ユニットの台数を少なくすることができ、エレベータの構造を簡易化しつつ、運行効率を向上することが可能になる。
【００８１】
以上のように、本実施の形態４では、停止回数が多く、停止時間が長い給電階に多くの送電ユニットを設置することで、負荷装置のバッテリ残量が高い状態を維持させ、前記より停止回数が少なく、停止時間が短い給電階に少ない送電ユニットを設置することで、エレベータシステムの構造の大型化と複雑化を回避でき、エレベータシステムの運行効率の向上が可能となる。
【００８２】
本実施の形態４は、給電階Ａに最大のユニット台数を設置し、給電階Ｂに給電階Ａより少ないユニットの台数を設置したが、あくまで一例であり、給電階の設置箇所、設置台数、ユニットの台数は同様の機能、効果を発揮できるのであれば、これに限るものではない。
【符号の説明】
【００８３】
１  エレベータシステム、２  第１のエレベータ、３  第２のエレベータ、４  第１のエレベータかご、５  第２のエレベータかご、６  第１の昇降路、７  第２の昇降路、８  第１の乗降扉、９  第２の乗降扉、１０  主電源、２０  送電装置、２１〜２２  送電ユニット、２１ａ〜２４ａ  送電ユニット、２１ｂ〜２２ｂ  送電ユニット、２６  第２の送電コイル、３０  第１の受電装置、３１〜３４  受電ユニット、４０  第２の受電装置、４１〜４４  受電ユニット、５０  第１の負荷装置５０  第２の負荷装置、６０  第１の負荷検出回路、６１  第２の負荷検出回路、７０  制御装置、２１０  インバータ、２１１  第１のスイッチ、２１２  第２のスイッチ、２１３  第１の送電コイル、２１４  第２の送電コイル、２２０  インバータ、２２１  第３のスイッチ、２２２  第４のスイッチ、２２３  第３の送電コイル、２２４  第４の送電コイル、３１０  第１の受電コイル、３１１  第１の整流回路、３２０  第３の受電コイル、３２１  第３の整流回路、
４１０  第２の受電コイル、４１１  第２の整流回路、４２０  第４の受電コイル、４２１  第４の整流回路
【要約】
本発明に係るエレベータ用ワイヤレス給電システムは、電力を供給する送電装置と、第１のエレベータかごに設けられた受電装置と、第２のエレベータかごに設けらた第２の受電装置と、制御装置と、を備え、送電装置は、交流電力を供給するインバータとインバータに対して互いに並列に接続された２つの送電コイルとを有する送電ユニットを備え、第１の受電装置は、２つの送電コイルの一方と結合可能な受電コイルと当該受電コイルに直列に接続された整流回路とを有する第１の受電ユニットを備え、第２の受電装置は、２つの送電コイルの他方と結合可能な受電コイルと当該受電コイルに直列に接続された整流回路とを有する第２の受電ユニットを備え、送電装置または第１の受電装置および第２の受電装置は、インバータと第１の負荷装置および第２の負荷装置との接続を切り離す複数のスイッチを有すること、を特徴とする。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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