CN109153528B - 非接触供电装置及使用它的电梯 - Google Patents

Abstract

本发明提供减少来自供电变压器部的漏磁场，以提高供电效率的新型非接触供电装置及使用它的电梯。非接触供电组合体包括：磁性壳体(15)，其两端开口，并且由沿着轴向形成轴向开口的磁性体构成；受电线圈或供电线圈，其配置于该磁性壳体(15)内；供电线圈或受电线圈，其安装于穿过磁性壳体(15)的轴向开口(14)而位于磁性壳体(15)内的支承部件(17)；轴向开口用的磁性板(20F)，其与轴向开口(14)相对地配置于支承部件(17)，以屏蔽来自轴向开口(14)的漏磁场。通过轴向开口用的磁性板能够减少从轴向开口漏出的来自受供电变压器部的漏磁场，能够提高供电效率。

Description

非接触供电装置及使用它的电梯

技术领域

本发明涉及非接触供电装置及使用它的电梯。

背景技术

一般的电梯通过从轿厢吊下来的称为随行电缆的供电线对轿厢内的电气设备进行供电。然而，最近，建造超高层大厦，在该超高层大厦设置电梯的情况下为长行程的电梯。

在电梯长行程化的情况中，向轿厢内的电气设备供电的随行电缆也增长，随行电缆的质量也随之增大，从而在超过某规定的长度时会无法承受随行电缆自身的自重。另一方面，在去掉随行电缆的情况下，因不能向电梯的轿厢内的电气设备供电而不能采用该对策。

因此，作为轿厢内的电气设备的供电方法，例如日本专利第4130913号公报(专利文献1)记载的那样，提案有在轿厢停止期间使用设置于升降井道的非接触供电装置，向搭载于轿厢的蓄电池充电，轿厢行驶期间从蓄电池向轿厢的电气设备供给电力的非接触供电装置。

在该专利文献1的非接触供电装置中，通过电磁感应供电，一次线圈为供电侧变压器部，二次线圈为受电侧变压器部。将通过在一次线圈流动的高频电流产生的交流磁场作为媒介，在二次线圈产生感应电流，即使将一次线圈和二次线圈之间分离，也能够以非接触的方式供给电力。

然而，在专利文献1中，如图19所示，为使用CI型变压器供给电力的结构。该CI型变压器缘于各变压器的磁芯的形状命名。图19中，供电侧变压器部的磁芯形状类似于字母“C”，受电侧变压器部的磁芯形状类似于“I”，因此称为CI型变压器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4130913号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

而且，在专利文献1的图19中，使用CI型变压器进行非接触供电。在该变压器结构中，通过在磁芯的空隙附近安装受电线圈，提高耦合率。然而，如从图19可知，由于供电变压器部的供电线圈的外侧不设置磁芯，因此磁场在供电线圈侧泄漏。

从供电变压器部向轿厢的泄漏磁场由于轿厢内几乎由金属覆盖以及层站和大厦内的居室空间距供电变压器部有距离而衰减，几乎对乘客、或住人、或大厦的使用者没有影响。

但是，由于对轿厢导向的导轨或供电部的支承材料等中使用铁系的金属，因此导轨或供电部的支承材料引起发热，具有供电效率降低这种问题。

本发明的目的在于，提供降低来自供电变压器部的漏磁场提高供电效率的新型的非接触供电装置及使用它的电梯。

用于解决问题的技术方案

本发明的特征在于，非接触供电组合体包括：由磁性体构成的磁性壳体，其轴向的两端开口，并且沿着轴向形成有轴向开口；受电线圈或供电线圈，其配置于该磁性壳体内；供电线圈或受电线圈，其安装于穿过磁性壳体的轴向开口而位于磁性壳体内的支承部件；磁性板，其与轴向开口相对地配置于支承部件，以屏蔽来自磁性壳体的轴向开口的漏磁场。

发明效果

根据本发明，通过以与轴向开口相对的方式设置的磁性板，能够减少从磁性壳体的轴向开口漏出的来自受供电变压器部的漏磁场，能够提高供电效率。

附图说明

图1是利用与轿厢的升降方向正交的面剖切本发明的实施方式的非接触供电装置的剖视图。

图2是表示图1的A－A剖面的剖视图。

图3是从斜上方观察图1所示的受电变压器部的整体立体图。

图4是从斜上方观察图1所示的供电变压器部的整体立体图。

图5是从侧面观察图1所示的供电变压器部的侧视图。

图6是比较本实施方式的非接触供电装置和现有的非接触供电装置的漏磁场的曲线图。

图7是表示将本实施方式的非接触供电装置安装在轿厢和升降井道的状态的整体立体图。

具体实施方式

接下来，使用附图对本发明的实施方式详细进行说明，但本发明不限定于以下的实施方式，在本发明的技术概念之中，在其范围内包括各种变形例及应用例。

以下，基于图1～图5对本发明的实施方式详细进行说明。图1是利用与轿厢的升降方向正交的面剖切由安装于轿厢的受电侧变压器部和安装于升降井道的供电侧变压器部构成的非接触供电装置的图。而且，轿厢在相对于纸面的垂直方向上升降，构成非接触供电装置的受电变压器部的壳体的两端开口。

非接触供电装置10包括由受电侧变压器部11和供电侧变压器部12构成的非接触供电组合体。在本实施方式中，如上所述，非接触供电组合体的受电侧变压器部11安装于电梯的轿厢，非接触供电组合体的供电侧变压器部12安装于升降井道的壁面等。

在图1～图3中，在与轿厢的升降方向正交的剖面上观察时，受电侧变压器部11为形成为两端开口的日文片假名的“コ”字状或字母“U”字状的筒部。即该筒部由于轿厢在升降井道升降而轴向的两端开口。在此，轴向即指在升降井道移动的轿厢的升降方向。该筒部是构成受电侧变压器部11的壳体13，该壳体13通过三个由铝构成的平板形成。

从供电侧变压器部12观察，壳体13通过由铝等非磁性材料形成的背面板13B、右侧面板13RS、左侧面板13LS构成，背面板13B和两个侧面板13RS、13LS直角相交，两个侧面板13RS、13LS分别平行配置。

背面板13B和两个侧面板13RS、13LS是非磁性材料即铝，因此通过交流TIG焊接来接合。另外，还可利用挤压加工而不利用焊接一体形成背面板13B和两个侧面板13RS、13LS。该情况下，背面板13B和两个侧面板13RS、13LS的连接部形成圆弧状。

在筒状的壳体13上沿着轴向(轿厢的升降方向)形成有穿过两端的开口的轴向开口14，利用该轴向开口14，后述的供电侧变压器部12的供电线圈能够位于壳体13内。与壳体13的轴向正交的轴向开口14的宽度与右侧面板13RS和左侧面板13LS之间的宽度大致相等。

另外，在壳体13的内部配置有由磁性材料构成的磁性壳体15。该磁性壳体15通过由铁素体构成的3个矩形的平板形成。即，磁性壳体15由背面磁性板15B、右侧面磁性板15RS、左侧面磁性板15LS构成。背面磁性板15B和两个侧面磁性板15RS、15LS直角相交，两个侧面磁性板15RS、15LS分别平行配置。另外，两个侧面磁性板15RS、15LS形成为相同的尺寸形状。

而且，背面磁性板15B、右侧面磁性板15RS、左侧面磁性板15LS通过合成粘接剂粘贴在壳体13的背面板13B和两个侧面板13RS、13LS的内侧。当然，还可将背面磁性板15B、右侧面磁性板15RS、左侧面磁性板15LS制作成一体。通过该磁性壳体15来抑制磁通量向外部泄漏。

在此，背面磁性板15B、右侧面磁性板15RS、左侧面磁性板15LS能够利用一个铁素体板制作，也能够组合多个小的铁素体板制作。在使用大的铁素体板的情况下价格较高，因此通过组合小的铁素体板制作，还可将制品单价抑制得较低。

在右侧面磁性板15RS及左侧面磁性板15LS的内壁面固定有右侧受电线圈16R和左侧受电线圈16L。各受电线圈16R、16L是卷绕成圆环状的相同形状的线圈，确定为能够容纳在矩形的右侧面磁性板15RS、左侧面磁性板15LS的表面内的形状。

由于在各受电线圈16R、16L流动高频电流，因此为了减小由集肤效应产生的电阻，而使用绞合线。另外，本实施方式中在右侧受电线圈16R和左侧受电线圈16L的中央区域没有配置磁性体，不言而喻也可以配置磁性体，该情况下，具有减小磁路的磁阻的效果。

接下来，对供电侧变压器部12进行说明。图1～图2、图4～图5中，从上面观察时，供电侧变压器部12为形成字母“T”字状的支承体。因此，受电侧变压器部11的形状为“U”字状，供电侧变压器部12的形状为“T”字状，因此对于CI型变压器能够称为UT型变压器。

该支承体17是构成供电侧变压器部12的供电体，该支承体17由一个由铝构成的平板、由合成树脂形成的突出面部形成。即支承体17由下述构成：作为由铝等非磁性材料形成的支承板发挥功能的前面板17F、从前面板17F朝向轴向开口侧14垂直竖立的突出面部17B。

前面板17F的形状形成与形成于受电侧变压器部11的壳体13的轴向开口14的形状大体相同的形状，前面板17F和形成于壳体13的轴向开口14相对时，前面板17F为堵塞轴向开口14的形态。当然，受电侧变压器部11与轿厢一起移动，因此前面板17F和受电侧变压器部11的壳体13具有规定的距离地分离。

突出面部17B在中央区域形成有切口18，在突出面部17B和前面板17F结合的状态下形成贯通孔。因此，在突出面部17B，上下方向形成有上侧支承脚17B-U和下侧支承脚17B-B，另外，突出面部17B的上侧支承脚17B-U、下侧支承脚17B-B和前面板17F能够通过合成粘接剂或螺栓结合成一体。突出面部17B的与前面板17F的结合方向沿着壳体13的轴向开口14的延伸方向，由此，突出面部17B不与壳体13干涉，突出面部17B和壳体13能够相对自由移动。

在此，供电侧变压器部12的支承体17的前面板17F的轴向的长度比受电变压器部11的壳体13的轴向的长度长。即安装于前面板17F的前面侧磁性板20F形成为与壳体13的轴向开口14大体相同形状。因此，必须在比前面侧磁性板20F靠外侧配置突出面部17B的支承脚17B-U、17B-B，因此前面板17F的轴向的长度只增加该量。

另外，突出面部17B以在前面板17F和形成于壳体13的轴向开口14相对时，穿过轴向开口14位于磁性壳体15的中央附近的方式确定尺寸。右侧供电线圈19R和左侧供电线圈19L通过合成粘接剂固定在突出面部17B的中央附近。该右侧供电线圈19R和左侧供电线圈19L也为了减小因集肤效应产生的电阻，而使用绞合线。

而且，前面板17F和形成于壳体13的轴向开口14相对时，突出面部17B的右侧供电线圈19R和磁性壳体15的右侧受电线圈16R彼此相对，以通过电磁感应能够供给电力的方式确定尺寸。同样，突出面部17B的左侧供电线圈19L和磁性壳体15的左侧受电线圈16L也彼引相对，以通过电磁感应供给电力的方式确定尺寸。

而且，供电侧变压器部12的支承体17的前面板17F的轴向开口14侧的面固定支承有由铁素体板形成的一个前面侧磁性板20F。该前面侧磁性板20F在与轴向开口14相对的位置，尤其具有屏蔽来自供电线圈19R、19L的磁场向外部泄漏的功能。因此，前面侧磁性板20F在与轴向开口14相对的位置，受电线圈16R、16L和供电线圈19R、19L为由磁性壳体15和前面侧磁性板20F包围的形态，能够有效减少漏磁场。

另外，该前面侧磁性板20F穿过形成于突出面部17B的切口18，具有与壳体13的轴向开口14的形状相同的程度的尺寸形状。

据此，能够减小前面侧磁性板20F的磁阻。例如，在突出面部17B没有形成切口18的情况下，必须以突出面部17B为界将前面侧磁性板20F一分为二。因此，在该分割部分磁阻增大，会给供电效率带来坏影响。与此相反，通过在突出面部17B设置切口18，不需要将前面侧磁性板20F一分为二，由于是一个前面侧磁性板20F，因此能够减小其磁阻。

而且，受电侧变压器部11和供电侧变压器部12彼此相对地从供电侧变压器部12向受电侧变压器部11供给电力的状态下，受电侧线圈16R、16S和供电侧线圈19R、19L由背面磁性板15B、右侧面磁性板15RS、左侧面磁性板15LS、及前面侧磁性板20F包围，因此向外部泄漏的漏磁场减少，能够提高供电效率。当然，在由铁系的金属支承供电侧变压器部12的情况下，不言而喻能够抑制该支承部分的发热。

图6表示专利文献1的图19的CI型变压器和本实施方式的UT型变压器的漏磁通量的测定结果。图6的横轴的中央值是图1所示的突出面部17B的位置，横轴以此为界表示轴向开口14的宽度方向的长度。另外，纵轴表示轴向开口4的宽度方向的漏磁通量的大小。

如图6可知，CI型变压器及UT型变压器也随着从突出面部17B所在的中央朝向端侧，漏磁通量增多，但在本实施方式的UT型变压器中，能够理解与CI型变压器相比漏磁通量明显少。这样，通过前面侧磁性板20F能够减少从磁性壳体15内的供电变压器部泄漏的磁场。

另外，在本实施方式中，受电线圈16R、16L及供电线圈19R、19L形成为圆环状的线圈，也不一定是圆环状，例如也可以是椭圆或仅角部分形成为弧状的矩形状的线圈形状。

另外，通过将受电线圈16R、16L及供电线圈19R、19L形成相同形状，能够提高批产效果，能够抑制制品单价的上升。另外，受电线圈16R、16L及供电线圈19R、19L的形状不同的情况下，会引起误组装，但如本实施方式，通过形成相同形状能够消除误组装，能够提高作业效率。

另外，在本实施方式中，将壳体13侧作为受电侧变压器部11，将支承体17侧作为供电侧变压器部12，也可将壳体13侧作为供电侧变压器部11，将支承体17侧作为受电侧变压器部12。

接下来，说明将上述的非接触供电装置配置于电梯的轿厢的实施方式。本实施方式中，表示将壳体13侧作为受电侧变压器部11，载置于轿厢，将支承体17侧作为供电侧变压器部12设置于升降井道24的例子。轿厢21通过未图示的曳引机在升降井道24上下移动，将顾客运送至作为目标的目的地楼层。另外，在图7中，省略引导轿厢的导轨、进行轿厢的提升/下降的绳索等。

在图7中，在轿厢21的天花板面载置有控制向轿厢21内的声音报知或门的开闭的控制装置22、受电侧变压器部11及受电电路/蓄电池23。受电电路/蓄电池23向控制装置22供给电力，利用来自受电侧变压器部12的电力进行充电。

受电侧变压器部11使用图1所示的壳体13侧的受电侧变压器部11(U侧)，由设置于升降井道24的供电侧变压器部12(T侧)供电。

在此，如上所述，供电侧变压器部12的支承体17的前面板17F的轴向的长度比受电变压器部11的壳体13的轴向的长度长。即安装于前面板17F的前面侧磁性板20F形成为与壳体13的轴向开口14大体相同形状。因此，必须在比前面侧磁性板20F靠外侧配置突出面部17B的支承脚17B-U、17B-B，因此前面板17F的轴向的长度仅长该量。因此，相对与如图3所示的壳体13的轴向的长度H1，如图4所示的支承体17的轴向的长度H2更长。

而且，在本实施方式中，将轴向的长度短的壳体13侧的受电侧变压器部11(U侧)用于轿厢。其理由是因为要抑制向轿厢21的天花板面上突出的受电侧变压器部11的高度。在载置于轿厢21的天花板面的受电侧变压器部11的高度高时，形成于电梯的升降井道中的在轿厢的天花板面的上部的称为顶部的空间增大。因此，在本实施方式中，壳体13侧的受电侧变压器部11(U侧)为受电侧变压器部11，能够抑制顶部的增大。

在此，表示将以上说明的非接触供电装置应用于电梯的轿厢的情况，但用途不限于此，可应用于各种产业机械系统。

如以上，根据本发明，非接触供电组合体包括：磁性壳体，其轴向的两端开口，并且由沿着轴向形成轴向开口的磁性体构成；受电线圈或供电线圈，其配置于该磁性壳体内；供电线圈或受电线圈，其安装于通过磁性壳体的轴向开口位于磁性壳体的支承部件；磁性板，其经屏蔽来自磁性壳体的轴向开口的漏磁场的方式与轴向开口结向配置于支承部件。

根据该结构，通过以与轴向开口相对的方式设置的磁性板能够减少从磁性壳体的轴向开口漏出的来自受供电变压器部的漏磁场，能够提高供电效率。

本发明不限于上述的实施例，包括各种变形例。例如，上述的实施例是为了易于理解地说明本发明而详细进行了说明的例子，不必限定于具备全部的结构。另外，可将某实施例的结构的一部分置换为另外的实施例的结构，另外，还可在某实施例的结构中增加另外的实施例的结构。

符号说明

10……非接触供电装置、11……受电侧变压器部、12……供电侧变压器部、13……壳体、13B……背面板、13RS……右侧面板、13LS……左侧面板、14……轴向开口、15……磁性壳体、15B……背面磁性板、15RS……右侧面磁性板、15LS……左侧面磁性板、16R……右侧受电线圈、16L……左侧受电线圈、17……支承体、17B……突出面部、17F……前面板、18……切口、19R……右侧供电线圈、19L……左侧供电线圈、20F…前面侧磁性板、21……轿厢、22……控制装置、23……受电电路/蓄电池。

Claims (8)

1.一种非接触供电装置，其特征在于：

包括非接触供电组合体，所述非接触供电组合体以交流磁场为媒介，将设置于供电侧变压器部的供电线圈和设置于受电侧变压器部的受电线圈耦合，通过在所述供电线圈流动交流电流，在所述受电线圈产生感应电流，从而以非接触的方式从所述供电线圈侧向所述受电线圈侧供给电力，

所述非接触供电组合体包括：

由磁性体构成的筒状的磁性壳体，其轴向的两端具有开口，并且沿着轴向形成有轴向开口；

配置于所述磁性壳体内的所述受电线圈或所述供电线圈；

安装于支承部件的所述供电线圈或所述受电线圈，其中，所述支承部件穿过所述磁性壳体的所述轴向开口而位于所述磁性壳体内；和

磁性板，其与所述轴向开口相对地配置于所述支承部件，以屏蔽来自所述磁性壳体的所述轴向开口的漏磁场，

在所述磁性板与所述轴向开口相对的位置，所述受电线圈和所述供电线圈由所述磁性壳体和所述磁性板包围。

2.根据权利要求1所述的非接触供电装置，其特征在于：

所述磁性壳体的周围除所述轴向开口之外被由非磁性材料构成的壳体包围，并且，

与所述轴向开口相对的所述磁性板安装在构成所述支承部件的支承板上，所述支承板位于所述磁性板的与所述轴向开口相反的一侧，且由非磁性材料构成。

3.根据权利要求2所述的非接触供电装置，其特征在于：

在所述支承板上设置有构成所述支承部件的突出部，所述突出部穿过所述磁性壳体的所述轴向开口而突出到所述磁性壳体内，在所述突出部安装有所述供电线圈或所述受电线圈。

4.根据权利要求3所述的非接触供电装置，其特征在于：

设置在所述支承板上的安装有所述供电线圈或所述受电线圈的所述突出部，能够穿过所述磁性壳体及包围它的所述壳体的轴向的两端的所述开口和所述轴向开口，在所述磁性壳体的内部相对移动。

5.根据权利要求4所述的非接触供电装置，其特征在于：

在所述突出部的中央附近形成有切口，在所述突出部的两端被固定于所述支承板的状态下，安装在所述支承板上的所述磁性板是穿过所述切口延伸的一块所述磁性板。

6.根据权利要求1所述的非接触供电装置，其特征在于：

配置于所述磁性壳体的所述受电线圈或所述供电线圈、和安装于所述支承部件的所述供电线圈或所述受电线圈以相同的尺寸形状形成。

7.一种电梯，其特征在于：

具有在升降井道上下移动的轿厢、设置于所述升降井道的供电侧变压器部和安装于所述轿厢的受电侧变压器部，且还具有非接触供电组合体，所述非接触供电组合体以交流磁场为媒介，将设置于供电侧变压器部的供电线圈和设置于受电侧变压器部的受电线圈耦合，通过在所述供电线圈流动交流电流，在所述受电线圈产生感应电流，从而以非接触的方式从所述供电线圈侧向所述受电线圈侧供给电力，

所述非接触供电组合体包括：

由磁性体构成的筒状的磁性壳体，其轴向的两端具有开口，并且沿着轴向形成有轴向开口；

配置于所述磁性壳体内的所述受电线圈或所述供电线圈；

安装于支承部件的所述供电线圈或所述受电线圈，其中，所述支承部件穿过所述磁性壳体的所述轴向开口而位于所述磁性壳体内；和

磁性板，其与所述轴向开口相对地配置于所述支承部件，以屏蔽来自所述磁性壳体的所述轴向开口的漏磁场，

在所述磁性板与所述轴向开口相对的位置，所述受电线圈和所述供电线圈由所述磁性壳体和所述磁性板包围。

8.根据权利要求7所述的电梯，其特征在于：

所述轿厢的所述受电侧变压器部由所述磁性壳体和配置于所述磁性壳体内的所述受电线圈构成，

所述升降井道的所述供电侧变压器部包括：

所述供电线圈，其安装于穿过所述磁性壳体的所述轴向开口而位于所述磁性壳体内的所述支承部件；和

与所述轴向开口相对地配置于所述支承部件，以屏蔽来自所述磁性壳体的所述轴向开口的漏磁场的所述磁性板。

Images