JP2018020900A - エレベーターシステム - Google Patents

Abstract

【課題】移動体へ非接触で給電可能な構成を有し、かつ、移動体の空気抵抗を低減して移動体走行中の振動および騒音を低減することができるエレベーターシステムを提供する。【解決手段】本発明に係るエレベーターシステムは、昇降路に設けられた給電装置と、移動体に設けられた受電装置と、を有し、給電装置は、受電装置に接触せずに受電装置に電力を供給可能な構成を有し、受電装置の端部に、移動体から離れる方向に向かって先細りとなる形状を有する整流構造が設けられていることを特徴とする。【選択図】図７

Description

本発明は、エレベーターシステムに関する。

近年のビルディングの超高層化に伴い、ビルディング内に設置されるエレベーターの長行程化が必要となる。一般的なエレベーターは、乗りかごから吊り下げられるテールコードと呼ばれる給電線により、乗りかご内機器への給電を行っている。エレベーターの長行程化に伴いテールコードも長くなるため、テールコードの質量が増大し、ある長さを超えると自重に耐えられなくなることが懸念される。そのため、長行程のエレベーターにおいては、テールコードのない構成が望まれる。

テールコードを用いることなく乗りかご内機器へ給電する方法として、特許文献１に開示された技術がある。特許文献１には、移動体と、この移動体の運行を案内するガイドレールと、建屋側に設置された給電子と、建屋の電源に接続され給電子に電力を供給する給電手段と、移動体に設置され給電子を介して電力を受電する受電子と、移動体に設置され受電子を介して電力を受電する受電手段とを備え、給電子をガイドレール、一部をガイドレールに支持された部材又はガイドレールを支持するレールブラケットに設置したことを特徴とする移動体システムが開示されている。上記構成では、エレベーターの乗りかごが階に静止したときに、建屋側の給電子と移動体（かご）側の受電子とが非接触で相対し、磁気結合によって移動体に設けられた電池に給電を行い、電池に電力が蓄えられ、電池に蓄えられた電力が移動体内の機器に供給されるシステムが開示されている。

国際公開第２００２／０９８７７９号

上述したエレベーターの超高層化および長工程化に伴って、エレベーターの高速化が要求されるが、エレベーターの高速化に伴い、乗りかごに生じる騒音（風切り音）および振動が増加する。特許文献１に記載された移動体システムは、乗りかごに生じる騒音および振動を低減することについて、何ら検討がなされていなかった。

したがって、本発明の目的は、上記事情に鑑み、移動体へ非接触で給電可能な構成を有し、かつ、移動体の空気抵抗を低減して移動体走行中の振動および騒音を低減することができるエレベーターシステムを提供することにある。

本発明に係るエレベーターシステムは、昇降路に設けられた給電装置と、移動体に設けられた受電装置と、を有し、給電装置は、受電装置に接触せずに受電装置に電力を供給可能な構成を有し、受電装置の端部に、移動体から離れる方向に向かって先細りとなる形状を有する整流構造が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、移動体へ非接触で給電可能な構成を有し、かつ、移動体の空気抵抗を低減して移動体走行中の振動および騒音を低減することができるエレベーターシステムを提供することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

実施例１に係るエレベーターシステムを示す模式図である。 図１の上面図である。 本発明に係るエレベーターシステムを構成する給電装置の一例を模式的に示す斜視図である。 図３の上面図である。 実施例１に係るエレベーターシステムを構成する受電装置の一部の構成（受電部）を模式的に示す斜視図である。 図５の上面図である。 実施例１に係るエレベーターシステムを構成する受電装置を模式的に示す斜視図である。 実施例２に係るエレベーターシステムを構成する受電装置を模式的に示す斜視図である。 図８の側面図である。 実施例３に係るエレベーターシステムを構成する受電装置を模式的に示す斜視図である。 実施例４に係るエレベーターシステムを構成する受電装置を模式的に示す斜視図である。 実施例５に係るエレベーターシステムを構成する受電装置を模式的に示す斜視図である。 図１２の上面図である。 図１２の側面図である。

以下、本発明を実施するための形態の例について、添付図面を参照しながら説明する。なお、各図において実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図１は実施例１に係るエレベーターシステムを示す模式図であり、図２は図１の上面図である。なお、図１および図２に示した配置はあくまでも一例であり、エレベーターの機能を損なわないかぎり、異なる配置でも構わない。図１および図２に示すように、実施例１に係るエレベーターシステム１は、昇降路４５を昇降する移動体４と、移動体４とともに昇降する釣合おもり４０と、一端が移動体４に接続され、他端が釣合おもり４０に接続されたロープ４４と、を備えている。移動体４には、乗客が乗降するためのドア４３が設けられている。本実施例では、移動体４として、乗客を運搬する乗りかごを示しているが、これに限られるものではなく、荷物のみを運搬するようなものであってもよい。移動体４は、ガイドレール４ａ，４ｂに案内されて紙面の上下方向に昇降する。

ガバナ４１は、移動体４の昇降速度が所定の値を超過したときに、移動体４を停止させる安全装置である。位置検出装置４２は、移動体４の昇降路４５における位置を検出する。

図２に示すように、移動体４には受電装置２００が設けられており、昇降路４５には、受電装置２００に非接触給電を行うための給電装置１００が設けられている。給電装置１００には、送電回路１０を介して電力が供給される。

移動体４の上部には、かご機器（エレベーター機器（ドア等））の制御および電力供給等を行う制御部５と、電力を蓄えておく蓄電装置（鉛蓄電池、リチウムイオン電池およびキャパシタ等）７と、外部からの電力を蓄電装置７に供給する受電回路６とを有する。

制御部５は、移動体４が給電装置１００の設置された給電階へ到着したことを位置検出装置４２で取得し、かご外に設置されたエレベーター制御装置（図示せず）へ取得した情報を伝送し、ドア４３の開閉を制御する。このとき、制御部５は、蓄電装置７の電池残量を確認し、充電が必要であれば送電回路１０をオンにし、給電装置１００を介して受電装置２００に電力を供給する。受電装置２００に供給された電力は、受電回路６を介して蓄電装置７に供給される。

図２において、本実施例に係るエレベーターシステムの給電装置１００は、上面から見たときに、Ｔ字形状をなすもの（以下、「Ｔ字型給電装置」とも称する。）を用いる。一方、受電装置２００は、上面から見たときに、Ｕ字形状をなすもの（以下、「Ｕ字型受電装置」とも称する。）を用いる。本実施例では、このＵ字型受電装置とＴ字型給電装置のセットで、非接触給電装置を構成している。以下に、給電装置１００および受電装置２００の構成について詳述する。

図３は本発明に係るエレベーターシステムに係る給電装置の一例を模式的に示す斜視図であり、図４は図３の上面図である。図３および図４に示すように、給電装置１００は、移動体４に固定されるベース１２０と、ベース１２０に対して垂直に固定されたコイル保持部１２１と、コイル保持部１２１を挟むように設けられた一対のコイル１０１，１０２と、コイル１０１，１０２とベース１２０との間に設けられた磁性体１１０とを有する。給電装置１００は、ベース１２０とコイル保持部１２１とで、上面からみたときにＴ字形状をなしている。

ベース１２０は、昇降路４５内の壁面や梁に固定される。コイル１０１，１０２は、銅等の良導体の導線を巻いたコイルを、渦巻き状又は螺旋状に複数回巻いて形成されたものであり、送電回路１０によって高周波電力が印加される。各コイルの巻回径は、同じでもよいし、異なっていてもよい。磁性体１１０は、例えばフェライトであり、給電装置１００のコイル１０１，１０２から、後述する受電装置２００コイルへ流れる磁束の流れを促進する役割と、磁束が給電装置１００および受電装置２００の外に漏れて他の機器に影響を及ぼすことを防止する役割を果たす。

次に、受電装置について説明するが、受電装置全体の構成の説明に先立って、まず、受電装置を構成する受電部２３０の構成について説明する。図５は実施例１に係るエレベーターシステムを構成する受電装置の一部の構成（受電部）を模式的に示す斜視図であり、図６は図５の上面図である。図５および図６に示すように、受電装置２３０は、移動体４に固定されるベース２２０と、ベース２２０に対して垂直に固定された一対のコイル保持部２２１，２２２と、一対のコイル保持部２２１，２２２の各々の内側に設けられた一対のコイル２０１，２０２と、一対のコイル２０１，２０２とコイル保持部２２１，２２２（ベース２２０）との間に設けられた磁性体２１０と、を有し、上面から見たときに、ベース２２０とコイル保持部２２１，２２２とがＵ字形状をなしている。コイル２０１，２０２および磁性体２１０は、上述した給電装置１００のコイル１０１，１０２および磁性体１１０と同様の機能を有する。ベース２２０の底面が、移動体４の天井に固定されていることが好ましい。このように固定することで、ベース２２０の側面を移動体４の側面に固定する場合よりも、昇降路４５の幅方向のスペースを節約することができる。

移動体４が停止したときに受電部２３０の一対のコイル保持部２２１，２２２の間に、給電装置１００の一対のコイル１０１，１０２が接触せずに収納されて、給電装置１００のコイル１０１，１０２と、受電部２３０のコイル２０１，２０２がそれぞれ対向し、給電装置１００のコイル１０１，１０２と受電部２３０のコイル２０１，２０２との間で電力供給が行われる。このように、上述したＴ字型給電装置およびＵ字型受電装置を用いることによって、移動体４に非接触で給電することができる。上述した構成においては、受電部２３０のＵ字型構造で、給電装置１００のＴ字型構造を挟みこむようになっており、非接触給電装置の水平方向の位置ずれ耐性が高くなる。

図７は実施例１に係るエレベーターシステムを構成する受電装置の斜視図である。実施例１に係るエレベーターシステムを構成する受電装置２００ａは、図５および図６に示す受電部２３０に、整流構造（整流部材２６０ａ，２６０ｂ）を設けたものである。図７に示すように、本実施例に係る受電装置２００ａは、コイル保持部２２１，２２２の昇降方向の上端および下端に、それぞれ整流部材２６０ａ，２６０ｂが設けられている。コイル保持部２２１，２２２の上端に設けられる整流部材２６０ａは、コイル保持部２２１，２２２の上端から移動体４の上昇方向に向かって先細りとなりながら突出する形状を有している。また、コイル保持部２２１，２２２の下端に設けられる整流部材２６０ｂは、コイル保持部２２１，２２２の下端から移動体４の下降方向に向かって先細りとなりながら突出する形状を有している。言い換えると、整流部材２６０ａは、横断面の面積が、移動体４の上昇方向に向かって緩やかに減少する形状を有し、整流部材２６０ｂは、横断面の面積が、移動体４の下降方向に向かって緩やかに減少する形状を有する。整流部材２６０ａ，２６０ｂは、受電装置２００ａの側面からみると、輪郭が流線型を描く形状を有している。

図２に示すように、受電装置２００ａは、移動体４から突出しており、移動体４の高速走行する際に空気抵抗が増加し、移動体４に空力による振動が生じたり、風切り音が増加したりする恐れがある。しかし、受電装置２００ａを構成するコイル保持部２２１，２２２の上端および下端に、上述したような形状を有する整流部材２６０ａ，２６０ｂを設けることによって、整流部材２６０ａは移動体４の上昇時の空気を整流して空気抵抗を減少し、整流部材２６０ｂは移動体４の下降時の空気を整流して空気抵抗を減少することができる。この結果、移動体４の昇降中に生じる振動および騒音を低減することができる。

整流部２６０ａ，２６０ｂの材料は、コイル近傍は高周波磁界が発生するため、できるだけ非磁性体を用いることが好ましい。例えば、繊維強化プラスチック等の樹脂や金属で構成されることが好ましい。

以上の構成により、エレベーターの高速移動時に空気の流れが整流され、風圧によって移動体４に生じる振動や騒音が低減される。

図８は実施例２に係るエレベーターシステムを構成する受電装置を模式的に示す斜視図であり、図９は図８の側面図である。本実施例に係る受電装置２００ｂの実施例１と異なる構成は、整流部材２６０ａ，２６０ｂの固定構造にある。図８および図９に示すように、本実施例では、整流部材２６０ａ，２６０ｂが、コイル保持部２２１，２２２の外側と重なる部分を有し、この部分を介してコイル保持部２２１，２２２に固定されている。このような構成とすることで、給電装置１００が収納される空間（一対のコイル保持部２２１，２２２の間）を狭めることなく、コイル保持部２２１，２２２に整流部材２６０ａ，２６０ｂを取り付けることができる。言い換えると、整流部材２６０ａ，２６０ｂが給電装置１００の通過を妨げることが無い。このような構成によっても、上述した実施例１と同様、エレベーターの高速移動時に空気の流れが整流され、風圧によって移動体４に生じる振動や騒音が低減される。

図１０は実施例３に係るエレベーターシステムを構成する受電装置を模式的に示す斜視図である。本実施例に係る受電装置２００ｃの実施例１と異なる構成は、コイル保持部２２１，２２２の上端のみに整流部材２６０ａを設けている点にある。実施例１のように、コイル保持部２２１，２２２の上端および下端に整流部材２６０ａ，２６０ｂを設けていてもよいが、本実施例のように、上端のみに整流部材２６０ａを設けていてもよい。長行程向けの超高速エレベーターでは、乗客の耳つまり防止のため、下降速度を抑えていることが多い。そこで、移動速度が大きく、特に振動および騒音が大きい上昇時の空気を整流すべく、コイル保持部２２１の上端のみに整流部材２６０ａを取り付けることで、風圧による振動や騒音を効果的に低減しつつ、軽量化及び低コスト化を図ることが可能となる。

図１１は実施例４に係るエレベーターシステムを構成する受電装置を模式的に示す斜視図である。本実施例に係る受電装置２００ｄの実施例１と異なる構成は、コイル保持部２６１自体が整流構造を有している点にある。言い換えると、コイル保持部２６１が、上述した実施例１に係るコイル保持部２２１，２２２と、整流部材２６０ａ，２６０ｂとが、一体となった構成を有する。

図１１に示すように、本実施例に係る受電装置２００ｄは、コイル保持部２６１の端部が、移動体から離れる方向に向かって先細りとなる形状を有しており、コイル保持部２６１は磁性体２１０とコイル２０１，２０２を保持し、ベース２２０に取り付けられる。このような構成によっても、実施例１〜３の場合と同様に、移動体４の昇降中に、風圧によって移動体４に生じる振動および騒音を低減する効果を十分に得ることができる。

コイル保持部２６１は、例えば、コイル２０１，２０２および磁性体２１０を樹脂でモールドすることで作製することができる。また、コイル保持部２６１に穴を設け、その穴にコイル２０１，２０２及び磁性体２１０を嵌合するように設けてもよい。さらに、コイル保持部２６１は、複数の部材から組み立てる構成にしてもよい。

以上の構成により、エレベーターの高速移動時に空気の流れが整流されて風圧による振動および騒音が低減される。また、コイル保持部２６１がコイル２０１，２０２を覆い、コイル２０１，２０２の露出面が少ない構造となるため、コイル２０１，２０２の防塵および防水機能を強化することができる。

図１２は実施例５に係るエレベーターシステムを構成する受電装置を模式的に示す斜視図である。また、図１３は図１２の上面図であり、図１４は図１２の側面図である。図１２〜１４に示すように、本実施例では、給電装置および受電装置とも実施例１〜４で説明したものと異なる形状を有する。本実施例では、送電装置としてワンターンコイルを用いている。ワンターンコイルは、移動体４の昇降方向に沿って伸び、互いに逆向きに電流が流れる一対のコイル１０３，１０４を、昇降路の下部において輪状に接続したものである。

受電装置２００ｅは、上面からみたときにＥ字形状をなした磁性体２１１を有し、このＥ字形状の磁性体２１１で区切られた２つの空間に、ワンターンコイルを構成する一対のコイル１０３，１０４が非接触で収納される構成を有する。

磁性体２１１の中央の突出部には、コイル（ピックアップコイル）２０３が保持されており、コイル１０３，１０４で発生した磁束が磁性体２１１を通り、コイル２０３を貫くことで給電することができる。磁性体２１１とコイル２０３は、整流部材２６３で覆われており、整流部２６３の上端に、整流部材２６１ａが、下端に整流部材２６１ｂが設けられている。整流部材２６１ａ，２６１ｂの構造は、上述した整流部材２６０ａ，２６０ｂと同様であり、整流部材２６１ａは移動体４の上昇方向に向かって、整流部材２６１ｂは移動体４の下降方向に向かって先細りとなる形状を有する。

以上の構成により、エレベーターの高速移動時に空気の流れが整流され、風圧による振動や騒音が低減される。また、Ｅ字形状の受電装置２００ｅがコイル１０３，１０４を覆っている構造となるため、コイル２０３の防塵および防水機能を強化することができる。

以上、説明したように、本発明によれば、移動体へ非接触で給電可能な構成を有し、かつ、移動体の空気抵抗を低減して移動体走行中の振動や騒音を低減することができるエレベーターシステムを提供することができることが実証された。

本発明は上述した各実施形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。

例えば、上述した実施形態例は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細且つ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態例の構成の一部を他の実施形態例の構成に置き換えることは可能である。また、ある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。

具体的には、上述した実施例で用いられる給電装置１００および受電装置２００は、コイルによる電磁誘導を用いるものとしたが、給電線による電磁誘導でもよい。また、金属板を用いた電界による電界結合を用いた給電でもよい。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…エレベーターシステム、４…移動体（乗りかご）、４ａ、４ｂ…ガイドレール、５…制御部、６…受電回路、７…蓄電装置、１０…送電回路、１００…給電装置、１０３，１０４…ターンコイル、２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄ，２００ｅ，２００ｆ…受電装置、２３０…受電部、２６０ａ，２６０ｂ，２６１ａ，２６１ｂ…整流部材、４０…つり合いおもり、４１…ガバナ、４２…位置検出装置、４３…ドア、４４…ロープ、４５…昇降路、１０１，１０２，２０１，２０２，２０３…コイル、１２１，１２２，２２１，２２２，２６１…コイル保持部、２６３…磁性体カバー、１１０，２１０，２１１…磁性体（フェライト）、１２０，２２０…ベース。

Claims (10)

1. 昇降路を昇降する移動体と、前記移動体とともに昇降する釣合おもりと、一端が前記移動体に接続され、他端が前記釣合おもりに接続されたロープと、を備えたエレベーターシステムにおいて、
   前記昇降路に設けられた給電装置と、前記移動体に設けられた受電装置と、を有し、前記給電装置は、前記受電装置に接触せずに前記受電装置に電力を供給可能な構成を有し、
   前記受電装置の端部に、前記移動体から離れる方向に向かって先細りとなる形状を有する整流構造が設けられていることを特徴とするエレベーターシステム。
2. 請求項１記載のエレベーターシステムにおいて、
   前記受電装置は、前記移動体に固定されるベースと、前記ベースに対して所定の間隔を空けて垂直に固定された一対のコイル保持部と、前記一対のコイル保持部の各々の内側に設けられたコイルと、前記一対のコイルと前記コイル保持部との間に設けられた磁性体と、を有し、上面から見たときに、前記ベースと前記一対のコイル保持部とがＵ字形状をなしており、
   前記整流構造は、前記コイル保持部の上端に設けられ、前記上端から前記移動体の上昇方向に向かって先細りとなりながら突出する整流部材で構成されていることを特徴とするエレベーターシステム。
3. 請求項１記載のエレベーターシステムにおいて、
   前記受電装置は、前記移動体に固定されるベースと、前記ベースに対して所定の間隔を空けて垂直に固定された一対のコイル保持部と、前記一対のコイル保持部の各々の内側に設けられたコイルと、前記一対のコイルと前記コイル保持部との間に設けられた磁性体と、を有し、上面から見たときに、前記ベースと前記一対のコイル保持部とがＵ字形状をなしており、
   前記整流構造は、前記コイル保持部の上端に設けられ、前記上端から前記移動体の上昇方向に向かって先細りとなりながら突出する整流部材と、前記コイル保持部の下端に設けられ、前記下端から前記移動体の下降方向に向かって先細りとなりながら突出する整流部材と、で構成されていることを特徴とするエレベーターシステム。
4. 請求項３記載のエレベーターシステムにおいて、
   前記整流部材は、前記コイル保持部の外側と重なる部分を有し、該部分を介して前記コイル保持部に固定されていることを特徴とするエレベーターシステム。
5. 請求項３記載のエレベーターシステムにおいて、
   前記整流構造は、前記コイル保持部の端部によって構成されており、
   前記端部は前記移動体から離れる方向に向かって先細りとなる形状を有することを特徴とするエレベーターシステム。
6. 請求項２ないし５のいずれか１項に記載のエレベーターシステムにおいて、
   前記給電装置は、コイルが保持された板状の部材を有し、
   前記移動体が停止したときに、前記受電装置の前記一対のコイル保持部の間に、前記給電装置の前記部材が接触せずに収納されて前記給電装置の前記コイルと前記受電装置の前記コイルとが対向し、前記給電装置の前記コイルと前記受電装置の前記コイルとの間で電力供給が行われることを特徴とするエレベーターシステム。
7. 請求項６記載のエレベーターシステムにおいて、
   前記給電装置は、前記昇降路に固定されるベースと、前記ベースに対して垂直に固定された板状のコイル保持部と、前記コイル保持部を挟むように設けられた一対のコイルと、前記一対のコイルと前記ベースとの間に設けられた磁性体と、を有し、上面から見たときに、前記ベースと前記コイル保持部とがＴ字形状をなしていることを特徴とするエレベーターシステム。
8. 請求項６記載のエレベーターシステムにおいて、
   前記給電装置は、前記昇降路に固定されるベースと、前記ベースに対して垂直に固定された板状のコイル保持部と、前記コイル保持部を挟むように設けられた一対のコイルと、前記一対のコイルと前記ベースとの間に設けられた磁性体と、を有し、上面から見たときに、前記ベースと前記コイル保持部とがＩ字形状をなしていることを特徴とするエレベーターシステム。
9. 請求項１記載のエレベーターシステムにおいて、
   前記給電装置は、前記移動体の昇降方向に沿って伸び、互いに逆向きの電流が流れる一対のコイルを有し、前記一対のコイルが前記昇降路の下部で輪状に接続されたワンターンコイルからなり、
   前記受電装置は、前記ワンターンコイルの前記一対のコイルをそれぞれ囲むようにして設けられた磁性体と、前記磁性体に保持されたコイルと、を有することを特徴とするエレベーターシステム。
10. 請求項９記載のエレベーターシステムにおいて、
    前記受電装置の前記磁性体は、上面からみたときにＥ字形状をなし、前記磁性体で区切られた２つの空間に前記一対のコイルがそれぞれ非接触で収納される構成を有し、
    前記整流構造は、前記磁性体を収納する磁性体カバーと、前記磁性体カバーの端部に設けられ、前記移動体から離れる方向に向かって先細りとなる形状を有する整流部材で構成されていることを特徴とするエレベーターシステム。

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