JP2019156545A - エレベータの非接触給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】停電が発生した場合に、各機器に設けられたバッテリの電力を効率的に使って、できるだけ長く運転を継続する。【解決手段】一実施形態に係るエレベータの非接触給電システムは、少なくとも巻上機１４と乗りかご１１を含む複数の機器に対して非接触で電力を給電するものであって、上記各機器のそれぞれに設けられ、上記各機器に対して給電された電力を蓄える複数のバッテリと、これらのバッテリの残量を検出する残量検出手段と、この残量検出手段によって検出された上記各バッテリの残量に応じて上記各バッテリに対する給電量を制御する給電制御手段とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、各機器の動作に必要な電力を非接触で給電するエレベータの非接触給電システムに関する。

近年、非接触給電技術への関心が高まり、様々な分野で利用されるようになってきた。非接触給電技術は主に電磁誘導の原理を利用しており、一次側コイルに発生させた交流磁束を二次側コイルに印加させて起電力を発生させることで、電力を非接触で伝送する技術である。

エレベータに用いられる非接触給電システムでは、乗りかごで消費する電力を非接触で給電するテールコードのコードレス化や、機械室無しのエレベータでは、昇降路内にモータやインバータなどの主回路制御機器を非接触給電とすることで、設置する際の配線作業を省略することが考えられている。

乗りかごへの非接触給電では、昇降路側に給電装置、乗りかご側に受電装置を設けておき、乗りかごが給電階（給電装置が設置されている階）に来たときに、給電装置から受電装置へ非接触で電力を給電する。乗りかごには、非接触で給電された電力を蓄えておくためのバッテリが備えられる。このバッテリに蓄えられた電力を使用して乗りかご内の機器類（照明機器，ドアなど）を駆動する。また、主回路制御機器に対して非接触で給電することで、高電圧・大電流が流れる電力ケーブルをなくして、保守作業の安全性を確保することができる。

特開２０１２−１７５８５７号公報 特開２０１６−１４５０８８号公報

上述したエレベータの非接触給電システムでは、各機器毎にそれぞれに非接触で給電された電力を蓄えておくためのバッテリが備えられる。停電が発生すると、これらのバッテリに蓄えられた電力を使ってエレベータの運転が継続される。このときの運転を「停電時継続運転」と呼ぶ。

この停電時継続運転の時間は、各バッテリの残量によって決まる。しかしながら、各機器のバッテリ残量に偏りがあると、ある機器のバッテリ残量が十分にあっても、残量が少ない機器に合わせて運転が継続されるので、運転時間が短くなる可能性がある。

本発明が解決しようとする課題は、停電が発生した場合に、各機器に設けられたバッテリの電力を効率的に使って、できるだけ長く運転を継続することのできるエレベータの非接触給電システムを提供することである。

一実施形態に係るエレベータの非接触給電システムは、少なくとも巻上機と乗りかごを含む複数の機器に対して非接触で電力を給電する。

上記エレベータの非接触給電システムは、上記各機器のそれぞれに設けられ、上記各機器に対して給電された電力を蓄える複数のバッテリと、これらのバッテリの残量を検出する残量検出手段と、この残量検出手段によって検出された上記各バッテリの残量に応じて上記各バッテリに対する給電量を制御する給電制御手段とを具備する。

図１は第１の実施形態に係るエレベータの構成を示す図である。 図２は同実施形態におけるエレベータの乗りかご内の構成を示す図である。 図３は同実施形態におけるエレベータ制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図４は同実施形態における非接触給電システムの乗りかご給電時の動作を示すフローチャートである。 図５は同実施形態における非接触給電システムの給電制御処理を示すフローチャートである。 図６は同実施形態における各バッテリの給電制御方法を説明するための図である。 図７は第２の実施形態における非接触給電システムの給電制御処理を示すフローチャートである。 図８は同実施形態における乗りかごのバッテリから巻上機のバッテリへの非接触給電を示す図である。 図９は同実施形態における巻上機のバッテリから乗りかごのバッテリへの非接触給電を示す図である。 図１０第３の実施形態におけるエレベータ制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図１１は同実施形態における非接触給電システムの給電制御処理を示すフローチャートである。 図１２は第４の実施形態におけるエレベータ制御装置の機能構成とかご内機器の構成を示すブロック図である。 図１３は同実施形態における非接触給電システムの給電制御処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係るエレベータの構成を示す図である。なお、図１の例では、１：１ローピング形式のエレベータの構成が示されているが、特にこの構成に限定されるものではない。

エレベータの昇降路１０内に乗りかご１１とカウンタウエイト１２が設けられている。乗りかご１１とカウンタウエイト１２は、それぞれに図示せぬガイドレールに昇降動作可能に支持されている。メインロープ１３の一端に乗りかご１１が連結され、メインロープ１３の他端にカウンタウエイト１２が連結されている。メインロープ１３は、巻上機１４の回転軸に取り付けられたメインシーブ１５に巻回されている。巻上機１４は、例えば建物の機械室に設置されている。なお、機械室を無くしたマシンルームレスタイプのエレベータでは、巻上機１４とエレベータ制御装置１６が昇降路１０内に設置される。

エレベータ制御装置１６は、巻上機１４の駆動制御を含め、エレベータ全体の制御を行うものであり、「制御盤」と呼ばれることもある。なお、図１の例では、乗りかご１１にエレベータ制御装置１６が設置された構成が示されているが、特にこの構成に限定されるものではなく、巻上機１４と共に建物の機械室に設置されていても良い。

エレベータ制御装置１６からの駆動指示により巻上機１４が駆動されると、メインシーブ１５の回転に伴い、メインロープ１３を介して乗りかご１１とカウンタウエイト１２がつるべ式に昇降動作する。

乗りかご１１には、かご制御装置１７が設けられている。かご制御装置１７は、乗りかご１１内に設置された各種機器の制御などを行う。図２に示すように、乗りかご１１内の正面にはかごドア１８が設置されており、ドア開閉機器（モータ）１９の駆動により開閉動作する。かごドア１８の近傍に表示器２０や、行先階ボタンなどを含む各種操作ボタンを有するかご操作盤２１が設置されている。また、天井面には照明機器２２や空調機器２３などが設置されている。これらのかご内機器は、後述するバッテリ３０ｂの電力によって駆動される。

ここで、本実施形態では、乗りかご１１や巻上機１４を含む各機器に対して非接触で電力が給電される構成にある。具体的には、巻上機１４への給電は、昇降路１０内の最上部に設置された給電装置３１ａと、巻上機１４の下部に設置された受電装置３２ａとの間で非接触にて行われる。給電装置３１ａは、電源制御装置３３に接続されている。給電装置３１ａと受電装置３２ａは対向した状態にある。これにより、給電装置３１ａから受電装置３２ａへ所要の電力が非接触で給電される。巻上機１４には所定容量のバッテリ３０ａが設置されており、受電装置３２ａで受電された電力はこのバッテリ３０ａに蓄えられる。バッテリ３０ａに蓄えられた電力は、巻上機１４のモータやインバータの駆動などに用いられる。

また、乗りかご１１への給電は、昇降路１０内の特定の階（給電階）に設置された給電装置３１ｂと、乗りかご１１に設置された受電装置３２ｂとの間で非接触にて行われる。給電装置３１ｂは、電源制御装置３３に接続されている。これにより、乗りかご１１が特定の階（給電階）に停止したときに、給電装置３１ｂから受電装置３２ｂへ所要の電力が非接触で給電される。乗りかご１１には所定容量のバッテリ３０ｂが設置されており、受電装置３２ｂで受電された電力はこのバッテリ３０ｂに蓄えられる。バッテリ３０ｂに蓄えられた電力は、上述したかご内機器の駆動に用いられると共に、乗りかご１１に設置されたエレベータ制御装置１６の駆動などに用いられる。

給電装置３１ｂは、例えば最上階に設置される。また、乗りかご１１が最も頻繁に停止する基準階に給電装置３１ｂを設置しておくことでも良いし、例えば最上階、中間階、最下階といったように複数箇所に給電装置３１ｂを設置しておくことでも良い。受電装置３２ｂは、乗りかご１１が給電階に来たときに給電装置３１ｂに対向するように、乗りかご１１の側面部などに設置される。

さらに、本システムでは、巻上機１４と乗りかご１１との間で非接触で電力をやり取りするために、巻上機１４の下部に給電装置３１ｃと受電装置３２ｄが設置され、乗りかご１１上に受電装置３２ｃと給電装置３１ｄが設置されている。給電装置３１ｃと受電装置３２ｃは、巻上機１４から乗りかご１１へ非接触で給電する場合に用いられる。給電装置３１ｄと受電装置３２ｄは、乗りかご１１から巻上機１４へ非接触で給電する場合に用いられる。

このように、各機器の駆動に必要な電力を非接触で行うことで、各機器に接続される電力ケーブルを不要化している。なお、分散配置された各制御装置間の信号伝送は有線であっても無線であっても良い。

なお、図１の例では、乗りかご１１や巻上機１４を非接触給電の対象機器とし、それぞれに設けられたバッテリ３０ｂ，３０ａにそれぞれの機器で必要な電力を蓄える構成としているが、さらに多数の機器を対象にして非接触で給電を行い、これらの機器に設けられたバッテリに電力を蓄える構成としていても良い。例えば、エレベータ制御装置１６が乗りかご１１ではなく、昇降路１０内の任意の箇所に設置されている場合に、そのエレベータ制御装置１６に非接触で給電を行い、エレベータ制御装置１６に設けられたバッテリに電力を蓄える構成としても良い。

また、各機器のバッテリは、それぞれに図示せぬバッテリユニット内に設けられており、そのバッテリユニットには残量検出回路や充放電回路などが組み込まれているものとする。

図３はエレベータ制御装置１６の機能構成を示すブロック図である。

エレベータ制御装置１６には、本実施形態に関わる機能構成として、残量検出部１６ａ、給電制御部１６ｂ、消費電力学習部１６ｃが設けられている。

残量検出部１６ａは、乗りかご１１や巻上機１４を含む各機器のバッテリ残量を検出する。例えば、巻上機１４に設けられたバッテリ３０ａの残量検出は、当該バッテリ３０ａに対応した図示せぬバッテリユニットの残量検出回路から無線あるいは有線にて残量状態検出信号を取得することで行う。乗りかご１１に設けられたバッテリ３０ｂの残量検出は、当該バッテリ３０ｂに対応した図示せぬバッテリユニットの残量検出回路から無線あるいは有線にて残量状態検出信号を取得することで行う。

給電制御部１６ｂは、残量検出部１６ａによって検出された各機器のバッテリ残量に応じて給電量を制御する。消費電力学習部１６ｃは、乗りかご１１の走行パターンに基づいて各機器の消費電力を学習する。給電制御部１６ｂは、この消費電力学習部１６ｃによって学習された各機器の消費電力を考慮して、これらの機器のバッテリに対する給電量を制御する。

次に、本システムの動作について説明する。

なお、以下の説明において、例えば「一定値以下」と言った場合に「一定値」を含んでも含まなくても良い。「一定値以下」のときに「一定値」を含む場合には、「一定値以上」と言った場合に「一定値」を含まないものとする。「基準値以上／基準値以下」の場合も同様である。

図４は本システムの乗りかご給電時の動作を示すフローチャートである。

通常運転時において、乗りかご１１は、乗場呼びまたはかご呼びに応答して各階を移動している。なお、「乗場呼び」とは、各階の乗場に設置された図示せぬ乗場呼び釦の操作により登録される呼びの信号のことであり、登録階と行先方向の情報を含む。「かご呼び」とは、かご室内に設けられた図示せぬ行先呼び釦の操作により登録される呼びの信号のことであり、行先階の情報を含む。

ここで、乗りかご１１への給電動作は、乗りかご１１に設けられたバッテリ３０ｂの残量が一定値以下（例えば全容量の５０％以下）に低下すると（ステップＳ１１のＹｅｓ）、バッテリ３０ｂに対応した図示せぬバッテリユニットから充電要求信号がエレベータ制御装置１６に出力される。

エレベータ制御装置１６は、この充電要求信号を受けると、まず、現在の呼びの登録状態を確認する。そして、乗場呼びもかご呼びも登録されていない状態になったとき、つまり、乗りかご１１が無方向で待機状態になったとき（ステップＳ１２のＹｅｓ）、エレベータ制御装置１６は、乗りかご１１を給電階へ移動させる（ステップＳ１３）。

図１に示したように、給電階には給電装置３１ｂが設置されており、乗りかご１１が給電階に着床したときに、乗りかご１１に設けられた受電装置３２ｂと給電装置３１ｂが対向して非接触給電が行われる（ステップＳ１４）。この非接触給電によって乗りかご１１に給電された電力は、図示せぬＡＣ／ＤＣ変換器で直流に変換された後、バッテリ３０ｂに蓄えられる。

バッテリ３０ｂの充電完了後、新たな呼び（乗場呼び／かご呼び）が登録されると（ステップＳ１５のＹｅｓ）、エレベータ制御装置１６は、乗りかご１１をその呼びの登録階へ応答させる（ステップＳ１６）。

なお、充電途中で呼び登録があった場合に、必要最低限の残量（例えば全容量の１０％）を満たしていれば、充電を中断して呼びに応答しても良いし、所定量（例えば全容量の８０％）に達するまで充電を行ってから呼びに応答することでも良い。

また、バッテリ３０ｂの残量が一定値以下したときに給電を行うものとしたが、バッテリ残量に関係なく、呼び登録がない状態では、常に給電階で待機して給電を行うようにしても良い。

また、呼び登録により乗りかご１１が給電階に停止する場合には、その都度、非接触給電が行われる。なお、給電階（給電装置３１ｂを設置しておく階）は１箇所だけに限らず、複数箇所あっても良い。

巻上機１４に設けられたバッテリ３０ａの残量が一定値以下（例えば全容量の５０％以下）に低下した場合には、エレベータ制御装置１６は、無線あるいは有線にて給電装置３１ａを駆動し、給電装置３１ａから受電装置３２ａを通じてバッテリ３０ａに電力を給電する。この場合、乗りかご１１と異なり、給電装置３１ａと受電装置３２ａの位置関係が固定であるため、バッテリ３０ａの残量が十分ある場合（例えば全容量の８０％以上）では、バッテリ３０ａへの給電ではなく、巻上機１４に対して直接給電することでも良い。

ここで、本実施形態では、各機器に非接触給電を行う際に、これらの機器のバッテリ残量に応じて給電動作が制御される構成にある。このときの様子を図５に示す。

図５は本システムの給電制御処理を示すフローチャートである。

通常運転時において、エレベータ制御装置１６は、乗りかご１１や巻上機１４を含む各機器のバッテリ残量を検出する（ステップＳ２１）。各機器のバッテリ残量がそれぞれに設定された基準値以下に低下していれば（ステップＳ２２のＹｅｓ）、エレベータ制御装置１６は、所定のタイミングで各機器のバッテリに一定量の給電を行うように給電装置を制御する（ステップＳ２３）。例えば、乗りかご１１のバッテリ残量が基準値以下に低下した場合には、呼び登録のないときに乗りかご１１を給電階に移動させた後、給電装置３１ｂを駆動して一定量の給電を行ってバッテリ３０ｂを充電する。なお、上記「基準値」は、上記ステップＳ１１に示した一定値（例えば全容量の５０％）と同じ値でも良いし、異なる値でも良い。

一方、各機器のバッテリ残量が基準値以上であった場合（ステップＳ２２のＮｏ）、エレベータ制御装置１６は、優先度に基づいて各機器に対して給電を行う（ステップＳ２４）。その際、エレベータ制御装置１６は、停電時継続運転に備えて各機器のバッテリ残量に応じて給電量を制御する（ステップＳ２５）。

すなわち、通常、巻上機１４などの主要機器の優先度が上位に設定されている。このため、例えば巻上機１４の充電後に停電が発生した場合に、巻上機１４のバッテリ電力は十分残っているのに、乗りかご１１のバッテリ残量が先になくなってしまい、それ以降の運転を継続できなくなる可能性がある。したがって、常に停電時継続運転の長時間化を考慮して各機器のバッテリを充電しておくことが必要となる。

そこで、エレベータ制御装置１６は、各機器のバッテリ残量に応じて給電量を制御し、各機器間でバッテリ残量を最適化する。具体的には、下記のような給電制御方法によって各機器間でバッテリ残量の最適化を図る。

（１）乗りかご１１や巻上機１４を含む各機器のバッテリ残量や割合が同じとなるように平均化する。例えば、同じ容量を有する３つのバッテリＡ，Ｂ，Ｃがあり、図６（ａ）に示すような残量であったとする。このような場合、同図（ｂ）に示すように、バッテリＡ，Ｂ，Ｃの残量が平均化されるように給電量を制御する。

（２）巻上機１４のように消費電力量が高い機器のバッテリに対し、その消費電力量を考慮して他機器のバッテリよりも多く給電する。

（３）バッテリ残量が一定の割合以下となった機器のバッテリを優先して急速給電を実施する。

（４）通常運転時に乗りかご１１の運行パターンから各機器の消費電力を学習しておき（各機器の電力がどのような割合で消費されるかなど）、その学習結果に基づいて各バッテリに対する給電量を制御する。例えば、乗りかご１１の運行パターンによって消費電力が高くなる機器に対しては、他の機器よりも多く給電しておく。

このように第１の実施形態によれば、常に停電時継続運転の長時間化を考慮して各機器のバッテリに対する給電量を制御して充電しておくことで、停電が発生したときに一部のバッテリの残量不足が原因で運転を停止させる事態を回避でき、各バッテリの電力を効率的に使用して、できるだけ長く運転を継続することが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。

第２の実施形態では、一部の機器のバッテリ残量が低下した場合に、他の機器のバッテリから当該機器のバッテリへ給電を行う構成としたものである。

システム構成は図１と同様であるため、ここでは図７のフローチャートを参照して、乗りかご１１と巻上機１４との間で非接触給電を行う場合の処理について説明する。

図７は第２の実施形態における非接触給電システムの給電制御処理を示すフローチャートである。

通常運転時に停電が発生すると、停電時継続運転に切り替えられ、各機器のバッテリに蓄えられた電力を使用して乗りかご１１の運転が継続される（ステップＳ３１）。その際、エレベータ制御装置１６は、まず、主要機器である巻上機１４に設けられたバッテリ３０ａの残量をチェックする（ステップＳ３２）。

巻上機１４のバッテリ残量が一定値以下（例えば例えば全容量の５０％以下）に低下している場合には（ステップＳ３３のＹｅｓ）、エレベータ制御装置１６は、乗りかご１１に設けられたバッテリ３０ｂの残量をチェックする（ステップＳ３４）。乗りかご１１のバッテリ残量が一定値以上あり、運転に支障ない状態であれば（ステップＳ３５のＹｅｓ）、エレベータ制御装置１６は、乗りかご１１を巻上機１４の近くまで移動させ（ステップＳ３６）、乗りかご１１のバッテリ３０ｂから巻上機１４のバッテリ３０ａへ給電を行う（ステップＳ３７）。

詳しくは、例えば巻上機１４が建物の機械室に設置されている場合に、乗りかご１１を最上階まで移動させ、乗りかご１１上に設置された給電装置３１ｄと巻上機１４の底部に設置された受電装置３２ｄとを対向させる。この状態で、乗りかご１１側の図示せぬバッテリユニット内の充放電回路を介してバッテリ３０ｂの電力を給電装置３１ｄから受電装置３２ｄへ非接触で送り、その電力を巻上機１４側の図示せぬバッテリユニット内の充放電回路を介してバッテリ３０ａに充電する。なお、上記充放電回路を含め、給電に関わる各回路の動作制御はエレベータ制御装置１６が無線あるいは有線で行うものとする。

このときの様子を図８に示す。

巻上機１４のバッテリ残量が低下している場合に、乗りかご１１のバッテリ残量に応じて、乗りかご１１のバッテリ３０ｂから巻上機１４のバッテリ３０ａへ非接触給電が行われる。この場合、乗りかご１１のバッテリ３０ｂから巻上機１４のバッテリ３０ａへ給電は一定量でも良いし、両者で残量や割合が平均化されるように給電することでも良い。

上記ステップＳ３５において、乗りかご１１のバッテリ残量が一定値以下の場合には（ステップＳ３５のＮｏ）、両者間のバッテリ電力の受け渡しはなく、そのまま停電時継続運転が実行される。

一方、上記ステップＳ３３において、巻上機１４のバッテリ残量が一定値以下の場合には（ステップＳ３３のＮｏ）、エレベータ制御装置１６は、乗りかご１１に設けられたバッテリ３０ｂの残量をチェックする（ステップＳ３８）。

乗りかご１１のバッテリ残量が一定値以下に低下している場合には（ステップＳ３９のＹｅｓ）、エレベータ制御装置１６は、巻上機１４に設けられたバッテリ３０ａの残量をチェックする（ステップＳ４０）。巻上機１４のバッテリ残量が一定値以上あり、運転に支障ない状態であれば（ステップＳ４１のＹｅｓ）、エレベータ制御装置１６は、乗りかご１１を巻上機１４の近くまで移動させ（ステップＳ４２）、巻上機１４のバッテリ３０から乗りかご１１のバッテリ３０ｂへ給電を行う（ステップＳ４３）。

詳しくは、巻上機１４が建物の機械室に設置されている場合に、乗りかご１１を最上階まで移動させ、巻上機１４の底部に設置された給電装置３１ｃと乗りかご１１上に設置された受電装置３２ｃとを対向させる。この状態で、巻上機１４側の図示せぬバッテリユニット内の充放電回路を介してバッテリ３０ａの電力を給電装置３１ｃから受電装置３２ｃへ非接触で送り、その電力を乗りかご１１側の図示せぬバッテリユニット内の充放電回路を介してバッテリ３０ｂに充電する。なお、上記充放電回路を含め、給電に関わる各回路の動作制御はエレベータ制御装置１６が無線あるいは有線で行うものとする。

このときの様子を図９に示す。

乗りかご１１のバッテリ残量が低下している場合に、巻上機１４のバッテリ残量に応じて、巻上機１４のバッテリ３０ａから乗りかご１１のバッテリ３０ｂへ非接触給電が行われる。この場合、巻上機１４のバッテリ３０ａから乗りかご１１のバッテリ３０ｂへ給電は一定量でも良いし、両者で残量や割合が平均化されるように給電することでも良い。

上記ステップＳ３９あるいはＳ４１において、巻上機１４のバッテリ残量が一定値以下の場合には、両者間のバッテリ電力の受け渡しはなく、現在のバッテリ残量で停電時継続運転が実行される。

このように第２の実施形態によれば、停電が発生したときに、乗りかご１１と巻上機１４のうちの一方のバッテリ残量が一定値以下に低下していれば、他方のバッテリ残量に応じて電力の受け渡しが行われる。これにより、乗りかご１１と巻上機１４との間でバッテリ残量の偏りをなくして、停電時継続運転をできるだけ長く続けることが可能となる。

なお、上記第２の実施形態では、乗りかご１１と巻上機１４の２つの機器を例にして説明したが、別の機器間でバッテリ電力の受け渡しを行う構成としても良いし、３以上の機器間でバッテリ電力の受け渡しを行う構成としても良い。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。

通常、乗りかご１１が昇降路１０の下方向に動く場合に、そのときの乗りかご１１の荷重がカウンタウエイト１２より重ければ、動力を必要としないため、巻上機１４が発電機として機能することになり、電力が生じる。同様に、乗りかご１１が上方向に動く場合に、そのときの乗りかご１１の荷重がカウンタウエイト１２より軽ければ、動力を必要としないため、巻上機１４が発電機として機能して電力が生じる。このように、動力を必要とせずに乗りかご１１を運転することを「回生運転」と呼び、そのときに発生する電力を「回生電力」と呼ぶ。また、その逆に、巻上機１４の動力を必要する運転のことを「力行運転」と呼ぶ。

停電時継続運転でも、例えば最上階から多数の利用者を乗せて下方向に運転する場合や、最下階から少数の利用者を乗せて上方向に運転する場合には回生電力が発生する。この回生電力は、巻上機１４に設けられたバッテリ３０ａに蓄えられる。そこで、第３の実施形態では、回生電力が見込まれる場合には、バッテリ３０ａに充電されている電力を他の機器に回して優先的に消費するように制御し、後に発生する回生電力でバッテリ３０ａの残量を補充することで、停電時継続運転の長時間化を図るようにしたものである。

システム構成は図１と同様である。ただし、エレベータ制御装置１６には、図１０に示すように、第３の実施形態に関連した機能として電力予測部１６ｄが備えられる。

電力予測部１６ｄは、乗りかご１１の運行パターンに基づいて回生電力の発生を予測する。具体的には、例えば昼の時間帯などで上の階から下の階へ多数の利用者を乗せて運行する場合に回生電力が発生するものと予測する。このときの電力量は、乗りかご１１の位置や積載荷重などによって決まる。したがって、例えば所定時間毎の運行パターンと回生電力との関係を記憶した回生電力テーブルＴ１を用意しておき、その回生電力テーブルＴ１を参照して回生運転時に得られる電力量を含めて予測する。

給電制御部１６ｂは、停電時継続運転中に各機器の中で電力予測部１６ｄによって予測された回生電力が与えられる特定の機器に設置されたバッテリの残量に応じて、当該バッテリ３０ａの電力を他の機器に給電する。上記「特定の機器」は巻上機１４のことであり、給電制御部１６ｂは巻上機１４に設置されたバッテリ３０ａの電力を乗りかご１１を含む各機器のバッテリに給電する。

図１１は第３の実施形態における非接触給電システムの給電制御処理を示すフローチャートである。

通常運転時に停電が発生すると、停電時継続運転に切り替えられ、各機器のバッテリに蓄えられた電力を使用して乗りかご１１の運転が継続される（ステップＳ４１）。その際、エレベータ制御装置１６は、電力予測部１６ｄによって回生電力の発生が予測されると（ステップＳ４２のＹｅｓ）、その電力が巻上機１４に設けられたバッテリ３０ａに蓄えられることを前提にして、以下のような処理を行う。

すなわち、エレベータ制御装置１６は、巻上機１４に設けられたバッテリ３０ａの残量をチェックする（ステップＳ４３）。その結果、バッテリ３０ａの残量が一定値以上であれば（ステップＳ４４のＹｅｓ）、エレベータ制御装置１６は、バッテリ３０ａから乗りかご１１を含む各機器のバッテリへ給電を行う（ステップＳ４５）。

この場合、各機器のバッテリの中で最も残量少ないバッテリを優先して、巻上機１４のバッテリ３０ａから一定量あるいは上記回生電力で見込まれる電力量に応じて給電するものとする。また、乗りかご１１の場合には通常運転時に給電階でしか給電できず、かご内機器も多いので、乗りかご１１のバッテリ３０ａに対する給電を優先することでも良い。回生電力が発生すると、巻上機１４のバッテリ３０ａに蓄えられる。これにより、バッテリ３０ａの残量が補充される。

このように第３の実施形態によれば、回生電力が見込まれる場合には、その回生電力が与えられる巻上機１４から他の機器に対して給電することで、停電時継続運転の長時間化を図ることができる。

なお、上記第３の実施形態では、巻上機１４のバッテリ３０ａに回生電力が蓄えるものとして説明したが、各機器の中で回生電力を蓄える特定の機器を決めておき、その特定の機器のバッテリから他の機器のバッテリへ給電することでも良い。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。

乗りかご１１には、図２に示したドア開閉機器１９、表示器２０、かご操作盤２１、照明機器２２、空調機器２３などの様々な機器が備えられており、それぞれに駆動電力を必要とする。ここで、乗りかご１１のバッテリ残量が低下していると、停電時継続運転中に回生電力を見込んで巻上機１４のバッテリ３０ａから給電を受けたとしても、かご内機器に電力を十分に回せない事態が生じる。そこで、第４の実施形態では、乗りかご１１のバッテリ残量に応じてかご内機器の一部または全ての動作を制限して消費電力を抑えるものである。

図１２は第４の実施形態におけるエレベータ制御装置１６の機能構成を示すブロック図である。

エレベータ制御装置１６には、第４の実施形態に関連した機能として機器制御部１６ｅが備えられている。機器制御部１６ｅは、乗りかご１１のバッテリ残量が一定値以下の場合に乗りかご１１に備えられた各機器の一部または全ての動作を制限する。乗りかご１１に備えられた各機器には、図２に示したドア開閉機器１９、表示器２０、かご操作盤２１、照明機器２２、空調機器２３などが含まれる。

なお、図１に示したシステム構成では、乗りかご１１にエレベータ制御装置１６が設けられているが、エレベータ制御装置１６は主制御回路であるため、動作制限の対象から除外される。

図１３は第４の実施形態における非接触給電システムの給電制御処理を示すフローチャートである。なお、図１３において、ステップＳ５１〜Ｓ５５までの処理は、図１１のステップＳ４１〜Ｓ４５までの処理と同じである。

すなわち、通常運転時に停電が発生すると、停電時継続運転に切り替えられ、各機器のバッテリに蓄えられた電力を使用して乗りかご１１の運転が継続される（ステップＳ５１）。その際、エレベータ制御装置１６は、電力予測部１６ｄによって回生電力の発生が予測されると、巻上機１４に設けられたバッテリ３０ａの残量が一定値以上であれば、当該バッテリ３０ａから乗りかご１１を含む各機器のバッテリへ給電を行う（ステップＳ５１〜Ｓ５５）。

ここで、エレベータ制御装置１６は、乗りかご１１に設けられたバッテリ３０ｂの残量をチェックする（ステップＳ５６）。その結果、バッテリ３０ｂの残量が一定値以下の状態であった場合には（ステップＳ５７のＹｅｓ）、エレベータ制御装置１６は、機器制御部１６ｅによってかご内機器の一部または全ての動作を制限する（ステップＳ５８）。

ここで、「かご内機器の一部または全ての動作を制限する」とは、具体的にはドア開閉機器１９、表示器２０、かご操作盤２１、照明機器２２、空調機器２３…の各機器のうちの少なくとも１つの機器を制限対象とするか、あるいは、すべての機器を制限対象として、その動作を制限することである。

動作制限する方法は、機器によって異なる。例えば、ドア開閉機器１９の場合にはドアモータの回転速度を通常時よりも下げて駆動する。表示器２０の場合には画面の輝度を通常時よりも下げる。かご操作盤２１の場合にはボタンを点灯するときの輝度を通常時よりも下げる。照明機器２２の場合には照明の輝度を通常時よりも下げる。空調機器２３の場合には風力を通常時よりも下げるなどである。要は、消費電力を抑えるように動作を制限すれば良い。

また、乗りかご１１のバッテリ３０ｂの残量に応じて制限対象とする機器を段階的に増やすことでも良い。この場合、バッテリ３０ｂの残量が少ないほど、制限対象機器の台数を増やす。制限対象機器の台数を増やすときの順番は、重要度等に応じて予め決めておくものとする。

また、バッテリ３０ｂの残量に応じて動作制限を段階的に強くすることでも良い。例えば照明機器２２であれば、バッテリ３０ｂの残量が少ないほど照明の輝度を下げる。さらに、バッテリ３０ｂの残量に応じて制限対象とする機器を段階的に増やすことと、動作制限を段階的に強くすることを両方行うことでも良い。

このように第４の実施形態によれば、乗りかご１１が巻上機１４のバッテリ３０ａから給電を受けているときに、乗りかご１１のバッテリ残量に応じてかご内機器の一部または全ての動作を制限することで、かご内機器の動作で消費される電力量を抑えて停電時にエレベータの運転を長く継続することができる。

なお、上記第４の実施形態では、エレベータ制御装置１６にかご内機器の動作を制限する機能（図１２の機器制御部１６ｅ）を設けたが、かご制御装置１７に当該機能を設けて、かご制御装置１７が上記ステップＳ５８の処理を実行する構成としても良い。

以上述べた少なくとも１つの実施形態によれば、停電が発生した場合に、各機器に設けられたバッテリの電力を効率的に使って、できるだけ長く運転を継続することのできるエレベータの非接触給電システムを提供することができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…昇降路、１１…乗りかご、１２…カウンタウエイト、１３…メインロープ、１４…巻上機、１５…メインシーブ、１６…エレベータ制御装置、１６ａ…残量検出部、１６ｂ…給電制御部、１６ｃ…消費電力学習部、電力予測部、１６ｄ…電力予測部、１６ｅ…機器制御部、１８…かごドア、１９…ドア開閉機器、２１…かご操作盤、２２…照明機器、２３…空調機器、３０ａ，３０ｂ…バッテリ、３１ａ〜３１ｄ…給電装置、３２ａ〜３２ｄ…受電装置、３３…電源制御装置。

上記エレベータの非接触給電システムは、上記各機器のそれぞれに設けられ、上記各機器に対して給電された電力を蓄える複数のバッテリと、上記各機器間で相互に上記各バッテリの電力を給電する給電機構と、上記各バッテリの残量を検出する残量検出手段と、この残量検出手段によって検出された上記各バッテリの残量に応じて上記各バッテリに対する給電量を制御する給電制御手段とを具備し、上記給電制御手段は、上記各機器の一部の機器のバッテリ残量が一定値以下に低下した場合に、上記給電機構を介して他の機器のバッテリから当該機器のバッテリへ給電することを特徴とする。

この場合、各機器のバッテリの中で最も残量少ないバッテリを優先して、巻上機１４のバッテリ３０ａから一定量あるいは上記回生電力で見込まれる電力量に応じて給電するものとする。また、乗りかご１１の場合には通常運転時に給電階でしか給電できず、かご内機器も多いので、乗りかご１１のバッテリ３０ｂに対する給電を優先することでも良い。回生電力が発生すると、巻上機１４のバッテリ３０ａに蓄えられる。これにより、バッテリ３０ａの残量が補充される。

Claims (13)

1. 少なくとも巻上機と乗りかごを含む複数の機器に対して非接触で電力を給電するエレベータの非接触給電システムにおいて、
   上記各機器のそれぞれに設けられ、上記各機器に対して給電された電力を蓄える複数のバッテリと、
   これらのバッテリの残量を検出する残量検出手段と、
   この残量検出手段によって検出された上記各バッテリの残量に応じて上記各バッテリに対する給電量を制御する給電制御手段と
   を具備したことを特徴とするエレベータの非接触給電システム。
2. 上記給電制御手段は、
   上記各バッテリの残量が平均化されるように給電量を制御することを特徴とする請求項１記載のエレベータの非接触給電システム。
3. 上記給電制御手段は、
   上記各バッテリの中で消費電力量が高い機器に設けられたバッテリに対して、他の機器のバッテリよりも多く給電することを特徴とする請求項１記載のエレベータの非接触給電システム。
4. 上記給電制御手段は、
   上記各バッテリの中で最も残量が少ないバッテリを優先して急速給電を行うことを特徴とする請求項１記載のエレベータの非接触給電システム。
5. 上記乗りかごの運行パターンに基づいて上記各機器の消費電力を学習する消費電力学習手段を備え、
   上記給電制御手段は、
   上記消費電力学習手段によって学習された上記各機器の消費電力を考慮して上記各バッテリに対する給電量を制御することを特徴とする請求項１記載のエレベータの非接触給電システム。
6. 上記給電制御手段は、
   上記各機器の一部の機器のバッテリ残量が一定値以下に低下した場合に、他の機器のバッテリから当該機器のバッテリへ給電することを特徴とする請求項１記載のエレベータの非接触給電システム。
7. 上記給電制御手段は、
   上記乗りかごのバッテリ残量が一定値以下に低下した場合には、上記乗りかごを上記巻上機の近くまで移動させ、上記巻上機のバッテリから上記乗りかごのバッテリへ給電し、上記巻上機のバッテリ残量が一定値以下に低下した場合には、上記乗りかごを上記巻上機の近くまで移動させ、上記乗りかごのバッテリから上記巻上機のバッテリへ給電することを特徴とする請求項６記載のエレベータの非接触給電システム。
8. 上記乗りかごの運行パターンに基づいて回生電力の発生を予測する電力予測手段を備え、
   上記給電制御手段は、
   上記各機器の中で上記電力予測手段によって予測された回生電力が与えられる特定の機器のバッテリ残量に応じて、当該バッテリの電力を他の機器に給電することを特徴とする請求項１記載のエレベータの非接触給電システム。
9. 上記特定の機器は上記巻上機を含み、
   上記給電制御手段は、
   回生電力が上記巻上機に設置されたバッテリに蓄えられる場合に当該バッテリから上記乗りかごのバッテリへ非接触で給電することを特徴とする請求項８記載のエレベータの非接触給電システム。
10. 上記乗りかごが上記巻上機に設置されたバッテリから給電を受けているときに、上記乗りかごのバッテリ残量が一定値以下の場合に上記乗りかごに備えられた各機器の一部または全ての動作を制限する機器制御手段をさらに具備したことを特徴とする請求項９記載のエレベータの非接触給電システム。
11. 上記機器制御手段は、
    上記特定の機器に設置されたバッテリ残量に応じて、上記乗りかごに備えられた各機器の中で制限対象とする機器を段階的に増やすことを特徴とする請求項１０記載のエレベータの非接触給電システム。
12. 上記機器制御手段は、
    上記特定の機器に設置されたバッテリ残量に応じて、上記乗りかごに備えられた各機器に対する動作制限を段階的に強くすることを特徴とする請求項１０記載のエレベータの非接触給電システム。
13. 上記機器制御手段は、
    上記特定の機器に設置されたバッテリ残量に応じて、上記乗りかごに備えられた各機器の中で制限対象とする機器を段階的に増やすと共に当該機器に対する動作制限を段階的に強くすることを特徴とする請求項１０記載のエレベータの非接触給電システム。

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