CN109071148A - 电梯的电气安全装置 - Google Patents

Abstract

本发明的电气安全电路具备电气安全链，进行磁场共振型非接触供电，所述电气安全链构成为具有：发送电源，其将从直流电源接收到的直流电压转换为高频交流电压；发送侧线圈，其被施加高频交流电压而产生磁场的振动；接收侧线圈，其通过与发送侧线圈成为以预先设定的距离对置配置的位置关系而利用磁共振在非接触状态下从发送侧线圈接收交流电力；以及整流电路，其将交流电力转换为直流电力并提供给负载。

Description

电梯的电气安全装置

技术领域

本发明涉及将故障和事故等防患于未然并且在紧急情况时或发生地震时等用于守护使用者的安全的电梯的电气安全装置。

背景技术

通常，电梯的电气安全装置主要使用强制断开触点(例如，参照专利文献1)。现有的电气安全装置通过使用这样的强制断开触点而在必要时向电梯驱动装置提供电源，在紧急情况时等切断电源供给，实现了使用者的安全。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许5010094号公报

发明内容

发明要解决的课题

可是，现有技术中存在以下课题。

在使用这样的触点的现有技术中，当由于接触不良而使得电梯变得无法使用时，会发生乘客被困在轿厢内的情形。此外，这样的现有技术存在在粉尘环境或多湿环境中导致接触不良的可能性增大的问题。

此外，在现有的电气安全装置中，为了成为强制断开结构，基本上需要成为常闭触点结构或分离结构。因此，还存在难以用于在接近时成为闭合状态那样的用途的问题。

对于这样的接近时成为闭合状态那样的用途，可以考虑应用常开触点或接近时接通的传感器。在该情况下，应用了使用安全继电器构成的安全电路，所述安全继电器构成为使检出信号不会成为非安全侧故障。然而，安全电路变得复杂，导致成本增加。

此外，一直以来被用作非接触信号的传送手段的电磁感应或电容耦合需要使用于传送电力的对置的元件之间的距离接近。此外，电磁感应存在如下的问题：当在附近存在金属时，由于该金属中流过涡电流而发生损耗，因此在布局上存在限制，此外，电容耦合无法传送直流。

此外，由于在光耦合等中只能传送信号，因此需要使用电子安全技术，成为成本增加的主要原因。因此，难以与现有的电气安全链(electric safety chain)共存。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于获得一种即使在粉尘环境、多湿环境或者在附近存在金属物的环境等各种设置环境下也能够确保高可靠性地进行动作的电气安全装置。

用于解决课题的手段

本发明的电梯的电气安全装置具备如下的电气安全链，进行磁场共振型非接触供电，所述电气安全链构成为具有：发送电源，其将从直流电源接收到的直流电压转换为高频交流电压；发送侧线圈，其被施加高频交流电压而产生磁场的振动；接收侧线圈，其通过与发送侧线圈成为以预先设定的距离对置配置的位置关系而利用磁共振在非接触状态下从发送侧线圈接收交流电力；以及整流电路，其将交流电力转换为直流电力并提供给负载。

发明效果

根据本发明，使用磁场共振型非接触供电技术构成电气安全装置。其结果是，能够获得即使在粉尘环境、多湿环境或者在附近存在金属物的环境等各种设置环境下也能够确保高可靠性地进行动作的电气安全装置。

附图说明

图1是本发明的实施方式1中的电气安全装置的结构图。

图2是在本发明的实施方式1中将电气安全链应用于门装置时的开门时的说明图。

图3是在本发明的实施方式1中将电气安全链应用于门装置时的关门时的说明图。

图4是本发明的实施方式2中的电气安全装置的结构图。

图5是在本发明的实施方式2中将两个电气安全链应用于门装置时的开门时的说明图。

图6是在本发明的实施方式2中将两个电气安全链应用于门装置时的关门时的说明图。

具体实施方式

下面，使用附图对本发明的电梯的电气安全装置的优选实施方式进行说明。

实施方式1.

图1是本发明的实施方式1中的电气安全装置的结构图。图1所示的本实施方式1中的电气安全链10设置在直流电源1与电梯驱动装置2之间。通过这样的结构，直流电源1经由电气安全链10向电梯驱动装置2供给电力。

这里，本实施方式1中的电气安全链10构成为具备安全触点11a、11b、发送电源12、发送侧线圈13、接收侧线圈14和接收及整流电路15。

安全触点11a是当电梯中发生某种异常时处于打开状态的触点，在通常时处于闭合状态。于是，在异常时，安全触点11a的触点变为打开状态，从而切断对电梯驱动装置2的供电，使电梯停止。

发送电源12将从直流电源1接收到的直流电压转换为高频(数百kHz～数MHz)的交流电，并将其提供给发送侧线圈13。发送侧线圈13和接收侧线圈14通过磁场而耦合，利用了磁共振。

这里，磁共振是指如下现象：电流流过供电侧的发送侧线圈13而产生的磁场的振动传递至以相同频率共振的受电侧的谐振电路。于是，通过调节发送侧线圈13和接收侧线圈14的Q值(Q＝ωL/R)和两个线圈之间的耦合系数k，可以调节能够进行电力传输的两个线圈之间的距离。

通过磁共振供电至受电侧线圈14的交流电力由接收及整流电路15转换为直流电力。然后，转换后的直流电力经由安全触点11b被供给至电梯驱动装置2。另外，也可以采用没有安全触点11b的结构。

接下来，使用附图对将具备发送侧线圈13和接收侧线圈14的电气安全链10作为安全装置设置在必要的位置处的具体示例详细地进行说明。在本实施方式中，作为具体示例，对在门装置的可动侧设置发送侧线圈13、在门装置的固定侧设置接收侧线圈14的情况进行说明。

图2和图3是在本发明的实施方式1中将电气安全链10应用于门装置时的说明图。图2示出开门时，图3示出关门时。另外，在图2和图3中，省略了前面的图1所示的直流电源1、安全触点11a、11b和电梯驱动装置2的图示。

如图2和图3所示，发送电源12和发送侧线圈13设置在相当于可动侧的门上。另一方面，接收侧线圈14和接收及整流电路15设置在相当于固定侧的门装置的上部。

在图2所示的开门时，发送侧线圈13和接收侧线圈14不对置。因此，电力被切断，来自直流电源1的电力不被供给至电梯驱动装置2。另一方面，在图3所示的关门时，发送侧线圈13和接收侧线圈14对置。因此，通过磁共振传输电力，将来自直流电源1的电力供给至电梯驱动装置2。

其结果是，本实施方式1中的电气安全装置能够实现如下功能：能够仅在关门状态下向电梯驱动装置2供给电力，只要门没有完全关闭，就不使电梯移动。

如上所述，本实施方式1中的电气安全装置在使用了磁场共振型非接触供电技术这方面具有技术特征。这里，磁场共振型非接触供电技术在由空间和/或壁隔开的两个线圈之间(相当于发送侧线圈13－接收侧线圈14之间)传输电力，可在直到线圈直径左右的距离下传输电力。

其结果是，通过采用图1～图3所示的结构作为电气安全装置，从而无需在可动部布线与外部连接的电线。

此外，本实施方式1中的电气安全装置没有电极的露出，即使在粉尘环境或多湿环境中也能够进行具备了安全性和高可靠性的电力传输。此外，本实施方式1中的电气安全装置与电磁感应式电力传输不同，还具有即使在附近存在金属物也能够进行电力传输的优点。

因此，通过作为普通开关的代替品而替换为使用了磁场共振型非接触供电技术的电气安全装置，能够排除由于接触不良导致的故障，并且能够在易燃性气氛内使用。

此外，本实施方式1中的电气安全装置与光耦合等现有的非接触信号传送手段不同，能够将信号传输作为电力。因此，还具有能够直接应用于现有的安全链的优点。

如上所述，根据实施方式1，使用磁场共振型非接触供电技术构成电气安全装置。其结果是，能够实现即使在粉尘环境、多湿环境或者在附近存在金属物的环境等各种设置环境下也能够确保高可靠性地进行动作的电气安全装置。

实施方式2.

在前面的实施方式1中，对具备使用一对线圈进行磁场共振型非接触供电的结构的电气安全装置进行了说明。与此相对，在本实施方式2中，对具备使用两对线圈进行磁场共振型非接触供电的结构的电气安全装置进行说明。

图4是本发明的实施方式2中的电气安全装置的结构图。在图2中示出了设置于直流电源1与电梯驱动装置2之间的电气安全链10a、10b。并且，直流电源1经由两个电气安全链10a、10b向电梯驱动装置2供给电力。

这里，本实施方式2中的电气安全链10构成为具备安全触点11a、发送电源12a、发送侧线圈13a、接收侧线圈14a和接收及整流电路15a。

另一方面，本实施方式2中的电气安全链10b设置在电气安全链10a的后级，构成为具备发送电源12b、发送侧线圈13b、接收侧线圈14b和接收及整流电路15b。

安全触点11a是当电梯中发生某种异常时变为打开状态的触点，在通常时处于闭合状态。于是，在异常时，安全触点11a的触点变为打开状态，由此切断对电梯驱动装置2的供电，使电梯停止。

发送电源12a将从直流电源1接收到的直流电压转换为高频(数百kHz～数MHz)的交流电，并将其供给至发送侧线圈13a。发送侧线圈13a和接收侧线圈14a通过磁场而耦合，利用了磁共振。

这里，磁共振是指如下现象：电流流过供电侧的发送侧线圈13a而产生的磁场的振动传递至以相同频率共振的受电侧的谐振电路。并且，通过调节发送侧线圈13a和接收侧线圈14a的Q值(Q＝ωL/R)和两个线圈之间的耦合系数k，可以调节能够进行电力传输的两个线圈之间的距离。

通过磁共振而供给至受电侧线圈14a的交流电力由接收及整流电路15a转换为直流电力。然后，转换后的直流电力被供给至后级的电气安全链10b的发送电源12b。

发送电源12b将从接收及整流电路15a接收到的直流电压转换为高频(数百kHz～数MHz)的交流电，并将其供给至发送侧线圈13b。发送侧线圈13b和接收侧线圈14b通过磁场而耦合，利用了磁共振。

这里，磁共振是指如下现象：电流流过供电侧的发送侧线圈13b而产生的磁场的振动传递至以相同频率共振的受电侧的谐振电路。并且，通过调节发送侧线圈13b和接收侧线圈14b的Q值(Q＝ωL/R)和两个线圈间的耦合系数k，可以调节能够进行电力传输的两个线圈间的距离。

通过磁共振而供给至受电侧线圈14b的交流电力由接收及整流电路15b转换为直流电力。然后，转换后的直流电力被供给至电梯驱动装置2。

接下来，使用附图对将具备发送侧线圈13a和接收侧线圈14a的电气安全链10a以及具备发送侧线圈13b和接收侧线圈14b的电气安全链10b作为安全装置设置在必要的位置处的具体示例详细地进行说明。在本实施方式2中，作为具体示例，对在门装置的固定侧设置发送侧线圈13a和接收侧线圈14b、在门装置的可动侧设置发送侧线圈13b和接收侧线圈14a的情况进行说明。

图5和图6是在本发明的实施方式2中将两个电气安全链10a、10b应用于门装置时的说明图。图5示出开门时，图6示出关门时。另外，在图5和图6中，省略了前面图4所示的直流电源1、安全触点11a和电梯驱动装置2的图示。

如图5和图6所示，发送电源12a和发送侧线圈13a设置在相当于固定侧的门装置的上部。另一方面，接收侧线圈14a、接收及整流电路15a、发送电源12b、发送侧线圈13b设置在相当于可动侧的门上。此外，接收侧线圈14b和接收及整流电路15b设置在相当于固定侧的门装置的上部。

在图5所示的开门时，发送侧线圈13a和接收侧线圈14a、以及发送侧线圈13b和接收侧线圈14b均不对置。因此，电力被切断，来自直流电源1的电力不被供给至电梯驱动装置2。另一方面，在图6所示的关门时，发送侧线圈13a和接收侧线圈14a、以及发送侧线圈13b和接收侧线圈14b均对置。因此，通过磁共振传输电力，来自直流电源1的电力被供给至电梯驱动装置2。

其结果是，本实施方式2中的电气安全装置能够实现如下功能：能够仅在关门状态下向电梯驱动装置2供给电力，与前面的实施方式1相同，只要门没有完全关闭，就不使电梯移动。于是，能够获得与前面的实施方式1相同的效果。

另外，在本实施方式2中的电气安全装置中，门端部的一对输电线圈13a、14a和门中央部的一对输电线圈13b、14b各自的Q值被设为不同的值。通过使Q值不同，能够构成为，除了正规的组合以外，即使这样的线圈对置，也不进行电力传输。

如上所述，本实施方式2中的电气安全装置的电力传输部有两处。其结果是，与电力传输部是一处的前面的实施方式1的结构相比，能够获得提高与关门检测有关的可靠性这一进一步的效果。

如上所述，根据实施方式2，使用磁场共振型非接触供电技术构成电气安全装置。其结果是，能够实现即使在粉尘环境、多湿环境或者在附近存在金属物的环境等各种设置环境下也能够确保高可靠性地进行动作的电气安全装置。此外，通过采用具有两对电气安全链的结构，能够提高需要进行供电的状态(例如相当于关门的状态)的检测可靠性。

Claims (6)

1.一种电梯的电气安全装置，其中，

所述电梯的电气安全装置进行磁场共振型非接触供电，具备如下的电气安全链，

所述电气安全链构成为具有：

发送电源，其将从直流电源接收到的直流电压转换为高频交流电压；

发送侧线圈，其被施加所述高频交流电压而产生磁场的振动；

接收侧线圈，其通过与所述发送侧线圈成为以预先设定的距离对置配置的位置关系而利用磁共振在非接触状态下从所述发送侧线圈接收交流电力；以及

整流电路，其将所述交流电力转换为直流电力并提供给负载。

2.根据权利要求1所述的电梯的电气安全装置，其中，

通过调节所述发送侧线圈和所述接收侧线圈的Q值和耦合系数，所述预先设定的距离被调节为期望的距离。

3.根据权利要求1或2所述的电梯的电气安全装置，其中，

所述电气安全链是将第1电气安全链和第2电气安全链这两者串联连接而构成的，

所述第1电气安全链具有第1发送电源、第1发送侧线圈、第1接收侧线圈和第1整流电路，

所述第2电气安全链具有第2发送电源、第2发送侧线圈、第2接收侧线圈和第2整流电路，

所述第1电气安全链内的所述第1整流电路将转换后的直流电力提供给所述第2发送电源，

所述第2电气安全链内的所述第2整流电路将转换后的直流电力提供给所述负载。

4.根据权利要求3所述的电梯的电气安全装置，其中，

所述第1发送侧线圈和所述第1接收侧线圈的Q值与所述第2发送侧线圈和所述第2接收侧线圈的Q值被设定为不同的值。

5.根据权利要求1或2所述的电梯的电气安全装置，其中，

所述发送侧线圈被设置在门装置的可动侧，

所述接收侧线圈被设置在所述门装置的固定侧，

当所述门装置变为关门状态时，所述发送侧线圈和所述接收侧线圈成为对置配置的所述位置关系，由此向所述负载提供直流电力。

6.根据权利要求3或4所述的电梯的电气安全装置，其中，

所述第1发送侧线圈和所述第2接收侧线圈被设置在门装置的可动侧，

所述第1接收侧线圈和所述第2发送侧线圈被设置在所述门装置的固定侧，

当所述门装置变为关门状态时，所述第1发送侧线圈和所述第1接收侧线圈以及所述第2发送侧线圈和所述第2接收侧线圈均成为对置配置的所述位置关系，由此向所述负载提供直流电力。