JP4130913B2

JP4130913B2 - Mobile system

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Publication number: JP4130913B2
Application number: JP2003501781A
Authority: JP
Inventors: 秀樹綾野; 博美稲葉; 三根　　俊介; 博長瀬; 武喜安藤; 育男大和; 勝小室; 薫吉田; 篤哉藤野; 定夫保苅; 学光富
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Building Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Building Systems Co Ltd
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2021-05-30
Also published as: EP1396454B1; JPWO2002098779A1; CN1297463C; EP1396454A1; CN1511109A; WO2002098779A1; EP1396454A4; DE60142184D1

Description

技術分野
本発明は、ガイドレールに案内され移動する移動体システムにおける給電に関する。
背景技術
従来のガイドレールを用いる移動体システムとして、例えば、特開昭５７−１２１５６８号公報，特開平５−２９４５６８号公報がある。
特開昭５７−１２１５６８号公報に記載された従来技術は、カウンターウエイトにリニアモータの１次側にインバータ及び充電器を搭載している。この充電器に、カウンターウエイトが底位置に停止したときに、ソネットコネクタにまたがって、主電源システムと接続して、電力が給電される。
また、特開平５−２９４５６８号公報には、エレベーター乗りかごが停止階に着いた時に、非接触でエレベーターの乗りかごに電力を供給することが記載されている。
また、ガイドレールを用いた移動体システムとは分野が異なるが、特開平１１−２８５１５６号公報，特開平８−３７１２１号公報に記載された従来技術には、非接触給電による給電方式を電気自動車および電気髭剃り器に用いた例が記載されている。特開平１１−２８５１５６号公報に記載の従来技術は、コア形状を工夫することにより、装置の小容積化を可能とするものである。また、特開平８−３７１２１号公報に記載の従来技術は、コイルの巻線位置を工夫することにより、トランス結合率の低下を抑制するものである。
しかしながら、特開昭５７−１２１５６８号公報，特開平５−２９４５６８号公報に記載の従来技術は、給電装置の具体的な設置位置について何ら考慮されていない。
また、特開平１１−２８５１５６号公報，特開平８−３７１２１号公報に記載の従来技術は、トランス結合率の高い構成である。しかし、エレベーターのようにガイドレールに沿って移動する移動体で使用する場合には必至である１次側トランスと２次側トランスのすれ違いの問題は考慮されていない。
発明の開示
本発明の第１の目的は、ガイドレールに案内される移動体システムにおいて、適した位置に給電装置を配置した移動体システムを提供することである。
本発明の第２の目的は、ガイドレールに沿って移動する移動体システムにおいて、そのシステムに適した１次側トランスと２次側トランスを有する移動体システムを提供することである。
上記第１の目的を達成するため、本発明は、給電子をガイドレール、一部を前記ガイドレールに支持された部材又は前記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。
また、上記第２の目的を達成するため、本発明は、移動体の進行方向に投射した場合、１次側トランスの移動体側の外端が、２次側トランスの外端よりも移動体側に位置する構成としたことを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
第１図は、本発明の第１の実施例を示す。
１Ａは充電器側給電子、１Ｂは移動体側受電子、３は移動体、４は充電器、５１は整流器、５２は電池、５３はインバータ、６はガイドレール、７はレールブラケット、８はガイドプレート、１０は絶縁物である。移動体側受電子１Ｂ，整流器５１，電池５２，インバータ５３は、移動体３に設置している。
移動体３は、エレベーターの乗りかご，エレベーターの釣合いおもり，ケーブルカーのかご，自動搬送機等を表す。移動体３がエレベーターの乗りかご或いはケーブルカーのかごである場合には、給電対象は、かご内照明，ドアモータ，かご内ボタンなどである。移動体３が釣合いおもりである場合には、給電対象は、おもり駆動エレベーターにおける駆動モータである。また、移動体３が自動搬送機である場合には、給電対象は、駆動モータである。また、第１の実施例はマルチカーを想定し、移動体３を複数表記しているが、移動体の数が１つであっても良いのは言うまでもない。
充電器４は、昇降路壁に設置しており、図示していない商用電源から供給される電力を、直流や数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波数に周波数変換し、充電器側給電子１Ａに供給する。充電器側給電子１Ａから移動体側受電子１Ｂへの給電方式は、導体同士が直接接触することによる接触給電、或いは、磁気結合を利用した非接触給電、或いは、マイクロ波を利用した非接触給電、或いは、太陽電池を利用した非接触給電によって電力を供給する。移動体側受電子１Ｂに送られた電力は、整流器４１によって直流に変換され、電池５２に蓄えられる。（給電する電力が直流である場合は、整流器４１を省いてもよい。）電池に蓄えられた電力は、インバータを介して移動体内に供給される。
給電は、移動体３が、建屋側に扉のある位置つまり給電以外に停止する用途のある位置や、給電専用位置に静止し、充電器側給電子１Ａと移動体側受電子１Ｂが互いに相対した時に行う。相対していない場合には給電は行わない。これにより、省エネルギーに効果があるのは元より、接触給電の場合に発生する恐れのある火花等による劣化や、非接触給電の場合に発生する恐れのある電磁力による悪影響を防止することができる。
次に、第１図に示した第１の実施例において、充電器側給電子１Ａおよび移動体側受電子１Ｂの設置位置について説明する。
例えば、給電方式が非接触給電である場合、充電器側給電子１Ａの取り付けや移動体側受電子１Ｂの走行案内についての位置精度が低い時には、充電器側給電子１Ａと移動体側受電子１Ｂが衝突し、破損する恐れがある。これを防ぐために、充電器側給電子１Ａと移動体側受電子１Ｂの間のギャップ幅を広げると結合率（電力の伝送効率）が著しく低下する。（これについては、後に詳細に説明する。）また、給電方式が接触給電である場合、位置精度が低いと接触不良や、必要以上に強く接触することに起因した腐食の促進を引き起こす恐れがある。このため、充電器側給電子１Ａと移動体側受電子１Ｂの設置には、高い位置精度が必要になる。
第１図において、ガイドレール６は、移動体３の運行を案内するレールであり、レールブラケット７により昇降路に固定されている。エレベーターシステムにおいて、ガイドレールの据付けは、揺れを抑制するために長さ１ｍ当たり１ｍｍ以下の凹凸精度を確保して布設している。レールブラケット７は、上記を満足させるようにガイドレールを昇降路に固定する支持台の役割を果たしている。一方、昇降路壁面は、コンクリートの凹凸やコンクリート接合部の凹凸のため表面の平坦さに関する精度は低い。つまり、昇降路壁面に比べ、ガイドレール６やレールブラケット７の平坦さに関する精度は極めて高い。
第１の実施例では、充電器側給電子１Ａはガイドレール６に接続された充電器側給電子固定用持具９に固定している。これは、上記に示したガイドレールの高精度な特性を利用したものである。この構成により、充電器側給電子１Ａを高い位置精度を保証できない建物側昇降路壁面に直接固定する場合と比較して、給電時の給電子・受電子の位置ずれ（据付けのゆがみ）を小さくできる。また、第１の実施例では充電器側給電子１Ａを充電器側給電子固定持具９に固定しているが、直接レールに取り付けても同様の効果が得られる。また、第２図のように、充電器側給電子１Ａを直接レールブラケット７に接続することにより、第１図の場合と同様、給電時の位置ずれを抑制できる上、部品点数を削減できる別の効果もある。さらに、第３図のようにレールに直接電流を流し、導体で構成された移動体側受電子１Ｂで受電しても良い。第３図は接触給電方式を例にとって説明しているが、レールに直接電流を流す方法を非接触給電方式に使用しても良い。レールが給電用電力線を兼ねることにより、部品点数を大幅に削減できる上、昇降路面積の削減にも効果がある。
第一の実施例は、充電器側給電子１Ａの設置位置をレール６の中間部のみならず端部にも設置している。この効果について第４図により、エレベーターを例にとって説明する。エレベーターは、レールの中間部分においては、通過する場合と停止する場合の２通りの事象が想定される。通過する場合には、最大で数十ｍ／分〜数百ｍ／分の速度に達するが、停止時の速度は極めて遅い。一方、高速で通過することのありえないレール端部（最上階・最下階）においては、充電器側給電子１Ａと図示していない移動体側受電子１Ｂが相対する時の速度は常に遅い。このため、レールの中間に充電器側給電子１Ａを設置する場合と比較して、位置ずれ防止の対策を施しやすい。つまり、レールの中間に設置する場合には、充電器側給電子１Ａと移動体側受電子１Ｂが激しく接触し、破損する可能性があるため、位置ずれ対策を考慮する必要があるが、レールの端部に配置する場合には、激しく接触するという事象自体が起こり得ないため、位置ずれ対策を施しやすい。
第５図は、第４図を応用した例であり、充電器側給電子１Ａを天井部分・ビット部分に設置し、移動体側受電子１Ｂを移動体３の天井部分・床下部分に設置した例である。第５図の場合においても、第４図と同様の効果が得られる上、昇降路２の面積削減にも効果がある。また、天井部分・ビット部分には、レールを支持する部材があり、（レールそのものを曲げ、天井部分・ビット部分で固定する場合もある。）この部材部分に充電器側給電子１Ａを設置することにより、コンクリート面に設置するよりも安定性が増加し、位置ずれをさらに抑制できる効果がある。また、給電方式が接触給電の場合は、充電器側給電子１Ａと前記部材の間にバネ等のクッションを設置することにより、万が一、充電器側給電子１Ａと移動体側受電子１Ｂが激しく接触した場合においても破損を防ぐ効果がある。
次に、第１図の第一の実施例において、移動体３がエレベーターの乗りかごである場合の充電器側給電子１Ａの設置方法について詳しく説明する。図６（ａ）（ｂ）は、それぞれ、エレベーターの乗りかご、および、昇降路側から見た乗り場側ドア部分の詳細図であり、３Ａはエレベーターの乗りかご、１０１はドアモータ、１０２はハンガーケース、１０３はプーリ、１０４はかご側ドアハンガー、１０５は係合板、１０６はかご側ドア、１０７はかご側ドア枠、１０８はかご側ドア枠１０７に固定した支持具、１０９はかご側シル、１１０はエプロン、１１１は乗り場側ドアハンガー、１１２は係合ローラ、１１３は乗り場側ドア、１１４は三方枠、１１５は、三方枠１１４に固定した支持具、１１６は、乗り場側シル、１１７はドアガード、１１８はポジテクタである。また、２０１Ｂは、エレベーターの乗りかご３Ａに取り付けた移動体側受電子、２０２Ｂはかご側ドア１０６に取り付けた移動体側受電子、２０３Ｂはかご側ドア枠１０７に取り付けた移動体側受電子、２０４Ｂは支持具１０８に取り付けた移動体側受電子、２０５Ｂはかご側シル１０９に取り付けた移動体側受電子、２０６Ｂはエプロン１１０に取り付けた移動体側受電子、２０７Ｂはポジテクタ１１８部分に取り付けた移動体側受電子、２０１Ａは、乗り場側に取り付けた充電器側給電子、２０２Ａは乗り場側ドア１１３に取り付けた充電器側給電子、２０３Ａは三方枠１１４に取り付けた充電器側給電子、２０４Ａは支持具１１５に取り付けた充電器側給電子、２０５Ａは乗り場側シル１１６に取り付けた充電器側給電子、２０６Ａはドアガード１１７に取り付けた充電器側給電子である。
エレベーターでは、ハンガーケース１０２の上部或いは内部に位置するドアモータ１０１の動力を、プーリ１０３を介してかご側ドアハンガー１０４，係合板１０５，かご側ドア１０６に伝達することにより、ドアの開閉を行っている。エレベーターの乗りかご３Ａが静止し、かご側ドアと乗り場側ドアと向き合う場合には、係合ローラ１１２が係合板１０５の中間部に挿入された状態になる。この状態で係合板１０５をドアモータの動力により動かすことにより、係合ローラ１１２は係合板１０５に引っ掛かる状態になり、乗り場側ハンガー１１１・乗り場側ドア１１３を開閉させることができる。三方枠１１４は乗り場側のエレベーターの出入り口にはめ込んだもので、上部と左右の三方の壁面を保護している。かご側シル１０９および、乗り場側シル１１６は、共にドアの開閉案内をするための溝を設けた敷居である。エレベーターではかご側シル１０９と乗り場側シル１１６の段差が±５ｍｍ以内になるように制御している。エプロン１１０およびドアガード１１７は、エレベーターかご３Ａが正規の静止位置以外で非常停止した場合において、かご内からの脱出時に、昇降路への転落を防止するために設けた金属板である。ポジテクタ１１８は、エレベーターの乗りかご３Ａの位置を検出するための位置検出器である。
かご側ドア１０６と乗り場側ドア１１３と向き合う時には、充電器側給電子２０１Ａと移動体側受電子２０１Ｂ、および、充電器側給電子２０２Ａと移動体側受電子２０２Ｂ、および、充電器側給電子２０３Ａと移動体側受電子２０３Ｂ、および、充電器側給電子２０４Ａと移動体側受電子２０４Ｂ、および、充電器側給電子２０５Ａと移動体側受電子２０５Ｂ、および、充電器側給電子２０６Ａと移動体側受電子２０６Ｂは互いに相対する。それぞれについて以下に詳細に説明する。
第７図は、第６図（ａ）のエレベーターの乗りかご３Ａに取り付けた移動体側受電子２０１Ｂ部分の拡大図である。第７図（ａ）は接触給電の場合を表す図であり、かご壁に移動体側受電子（導体からなる電極）２０１Ｂを埋め込んでいる。エレベーターの乗りかごが階に静止したときに、かご側の移動体側受電子２０１Ｂと図示していない乗り場側に取り付けた充電器側給電子が接触し、給電を行う。第７図（ｂ）は磁気結合による非接触給電の場合を表す図であり、かご壁に移動体側受電子（非接触給電トランス）２０１Ｂを埋め込んでいる。エレベーターの乗りかごが階に静止したときに、かご側の移動体側受電子（かご側非接触給電トランス）２０１Ｂと図示していない乗り場側に取り付けた充電器側給電子（充電器側非接触給電トランス）が相対し、磁気結合によって給電を行う。非接触給電の場合は、接触による劣化や破損の恐れがない利点がある。第７図（ｃ）はマイクロ波による非接触給電の場合の図であり、かご壁に移動体側受電子（マイクロ波の受電装置）２０１Ｂを埋め込んでいる。この場合も、エレベーターの乗りかごが階に静止したときに、かご側の移動体側受電子（マイクロ波の受電装置）２０１Ｂと図示していない乗り場側に取り付けた充電器側給電子（マイクロ波の送電装置）が相対し、給電を行う。第７図（ｄ）は太陽電池による非接触給電の場合の図であり、かご壁に移動体側受電子（太陽電池パネル）２０１Ｂを埋め込んでいる。エレベーターの乗りかごが階に静止したときに、建屋側に設置した充電器側給電子（光源）２０１Ａが光り、かご側の移動体側受電子（太陽電池パネル）２０１Ｂにおいて発電を行う。
第７図（ａ）〜（ｄ）では、移動体側受電子２０１Ｂをかご壁に埋め込んだ例を示しているが、かご壁に貼りつけるという方法でもよい。また、移動体側受電子２０１Ｂを天井部或いは床下部に設置してもよい。また、移動体側受電子２０１Ｂに接続される整流器５１は、かご上・かご下・かご壁面・ドア内部など、エレベーターの乗りかごと共に移動できる場所であれば、いずれに設置しても構わない。
第７図（ｅ）は、ドアモータの駆動力を利用し、能動的に給電動作を行う例である。ドアモータの動力はプーリ１０３，受電子用プーリ１１９を介して移動体側受電子２０１Ｂを動作させる。特に、ドアが閉じている時よりも、開いている時の方が、移動体側受電子２０１Ｂが突出するように動作させることにより、接触給電の場合は確実な接触ができる。また、非接触給電においても、トランス間（或いはマイクロ波の受給電装置間や太陽電池と光源間）のギャップ幅を縮めることができるため、伝送効率が飛躍的に向上する。また、ドアモータを利用するため、新たな動力源を必要としないため、安価な仕掛け構成できるという別の効果もある。
第８図は、第６図（ａ）（ｂ）のエレベーターの乗りかごとの乗り場側が相対する直前の状態のかご側シル１０９に取り付けた移動体側受電子２０５Ｂ部分、および、乗り場側シル１１６に取り付けた充電器側給電子２０５Ａ部分の拡大図である。第８図（ａ）は接触給電の場合を表す図であり、かご側シル１０９に移動体側受電子（導体からなる電極）２０５Ｂを、乗り場側シル１１６に充電器側給電子（導体からなる電極）２０５Ａをそれぞれ設置している。エレベーターの乗りかごが階に静止し、かご側シル１０９と乗り場側シル１１６が相対したときに、充電器側給電子２０５Ａと移動体側受電子２０５Ｂが接触し、給電を行う。
第８図（ｂ）は磁気結合による非接触給電の場合を表す図である。エレベーターの乗りかごが階に静止したときに、充電器側給電子（充電器側非接触給電トランス）２０５Ａとかご側の移動体側受電子（かご側非接触給電トランス）２０５Ｂが相対し、磁気結合によって給電を行う。シル部分は、静止時の段差が±５ｍｍ以内になるように制御しているため、精度の良い給電が可能になる。充電器側給電子２０５Ａへ電力を供給する充電器４の設置位置は、エレベーターの乗りかごの通行の邪魔にならなければ、乗り場側のどこに設置しても構わない。また、移動体側受電子２０５Ｂに接続される整流器５１は、かご上・かご下・かご壁面・ドア内部など、エレベーターの乗りかごと共に移動できる場所であれば、いずれに設置しても構わない。また、図示していないが、第７図（ｃ）（ｄ）のようにマイクロ波を用いた非接触給電や太陽電池を用いた非接触給電により給電を行ってもよい。さらに、第７図（ｅ）のようにドアモータの駆動力を利用して給電を行う方法を用いても良い。
第９図は、第６図（ａ）（ｂ）のエレベーターの乗りかごとの乗り場側が相対する直前の状態のかご側ドア１０６に取り付けた移動体側受電子２０２Ｂ部分、および、乗り場側ドア１１３に取り付けた充電器側給電子２０２Ａ部分の拡大図である。第９図（ａ）は接触給電の場合を表す図であり、かご側ドア１０６に移動体側受電子（導体からなる電極）２０２Ｂを、乗り場側ドア１１３に充電器側給電子（導体からなる電極）２０２Ａをそれぞれ設置している。エレベーターの乗りかごが階に静止し、かご側ドア１０６と乗り場側ドア１１３が相対したときに、充電器側給電子２０２Ａと移動体側受電子２０２Ｂが接触し、給電を行う。
第９図（ｂ）は磁気結合による非接触給電の場合を表す図である。エレベーターの乗りかごが階に静止したときに、充電器側給電子（充電器側非接触給電トランス）２０２Ａとかご側の移動体側受電子（かご側非接触給電トランス）２０２Ｂが相対し、磁気結合によって給電を行う。ドア部分は、位置精度が保証されているシル部分とつながっているため、充電器側給電子２０２Ａが昇降路壁面に設置されている場合よりも位置精度は高い。また、一般にビルを建設する場合においては、昇降路壁面部分は建設会社により施工されるため、エレベーターメーカが穴あけ等を行い精度良く設置することは極めて困難である。それに対して、ドア部分はエレベーターメーカにより加工することが可能であり、比較的容易に位置精度を高めることができる。充電器側給電子２０２Ａへ電力を供給する充電器４の設置位置は、エレベーターの乗りかごの通行の邪魔にならなければ、乗り場側のどこに設置しても構わない。また、移動体側受電子２０２Ｂに接続される整流器５１は、かご上・かご下・かご壁面・ドア内部など、エレベーターの乗りかごと共に移動できる場所であれば、いずれに設置しても構わない。また、図示していないが、第７図（ｃ）（ｄ）のようにマイクロ波を用いた非接触給電や太陽電池を用いた非接触給電により給電を行ってもよい。さらに、第７図（ｅ）のようにドアモータの駆動力を利用して給電を行う方法を用いても良い。
第１０図は、第６図（ａ）（ｂ）のエレベーターの乗りかごとの乗り場側が相対する直前の状態のかご側ドア枠１０７に取り付けた移動体側受電子２０３Ｂ部分、および、三方枠１１４に取り付けた充電器側給電子２０３Ａ部分の拡大図である。第１０図（ａ）は接触給電の場合を表す図でありかご側ドア枠１０７に移動体側受電子（導体からなる電極）２０３Ｂを、三方枠１１４に充電器側給電子（導体からなる電極）２０３Ａをそれぞれ設置している。エレベーターの乗りかごが階に静止し、かご側ドア枠１０７と三方枠１１４が相対したときに、充電器側給電子２０３Ａと移動体側受電子２０３Ｂが接触し、給電を行う。第１０図（ｂ）は磁気結合による非接触給電の場合を表す図である。エレベーターの乗りかごが階に静止したときに、充電器側給電子（充電器側非接触給電トランス）２０３Ａとかご側の移動体側受電子（かご側非接触給電トランス）２０３Ｂが相対し、磁気結合によって給電を行う。かご側ドア枠および三方枠は、位置精度が保証されているシル部分とつながっているため、充電器側給電子２０３Ａが昇降路壁面に設置されている場合よりも位置精度は高い。また、第８図のドア部分と同様にはエレベーターメーカによる加工が可能であるため、比較的容易に位置精度を高めることができる。充電器側給電子２０３Ａへ電力を供給する充電器４の設置位置は、エレベーターの乗りかごの通行の邪魔にならなければ、乗り場側のどこに設置しても構わない。また、移動体側受電子２０３Ｂに接続される整流器５１は、かご上・かご下・かご壁面・ドア内部など、エレベーターの乗りかごと共に移動できる場所であれば、いずれに設置しても構わない。また、図示していないが、第７図（ｃ）（ｄ）のようにマイクロ波を用いた非接触給電や太陽電池を用いた非接触給電により給電を行ってもよい。さらに、第７図（ｅ）のようにドアモータの駆動力を利用して給電を行う方法を用いても良い。
第１１図は、かご側ドア枠１０７に固定した支持具１０８に取り付けた移動体側受電子２０４Ｂ部分の拡大図である。第１１図（ａ）は接触給電の場合を表す図であり支持具１０８に移動体側受電子（導体からなる電極）２０４Ｂを設置している。エレベーターの乗りかごが階に静止したときに、移動体側受電子２０４Ｂと図示していない三方枠に固定した支持具１１５に取り付けた充電器側給電子が接触し、給電を行う。第１１図（ｂ）は磁気結合による非接触給電の場合を表す図である。エレベーターの乗りかごが階に静止したときに、かご側の移動体側受電子（かご側非接触給電トランス）２０４Ｂと図示していない三方枠に固定した支持具１１５に取り付けた充電器側給電子（充電器側非接触給電トランス）が相対し、磁気結合によって給電を行う。かご側ドア枠および三方枠は、位置精度が保証されているシル部分とつながっているため、三方枠等に固定した支持具を使用することにより位置精度は高くなる。また、第８図のドア部分と同様にはエレベーターメーカによる加工が可能であるため、比較的容易に位置精度を高めることができる。また、移動体側受電子２０４Ｂに接続される整流器５１は、かご上・かご下・かご壁面・ドア内部など、エレベーターの乗りかごと共に移動できる場所であれば、いずれに設置しても構わない。また、図示していないが、第７図（ｃ）（ｄ）のようにマイクロ波を用いた非接触給電や太陽電池を用いた非接触給電により給電を行ってもよい。
第１２図は、第６図（ａ）（ｂ）のエレベーターの乗りかごとの乗り場側が相対する直前の状態のエプロン１１０に取り付けた移動体側受電子２０６Ｂ部分、および、ドアガード１１７に取り付けた充電器側給電子２０６Ａ部分の拡大図である。
移動体側受電子２０６Ｂおよび充電器側給電子２０６Ａは、エプロンとドアガードに本来の働きを損なわない程度の小さな開口部を設けて、そこに取り付けてある。
第１２図（ａ）は接触給電の場合を表す図でありエプロン１１０に移動体側受電子（導体からなる電極）２０６Ｂを、ドアガード１１７に充電器側給電子（導体からなる電極）２０６Ａをそれぞれ設置している。エレベーターの乗りかごが階に静止し、エプロン１１０とドアガード１１７が相対したときに、充電器側給電子２０６Ａと移動体側受電子２０６Ｂが接触し、給電を行う。
第１２図（ｂ）は磁気結合による非接触給電の場合を表す図である。エレベーターの乗りかごが階に静止したときに、充電器側給電子（充電器側非接触給電トランス）２０６Ａとかご側の移動体側受電子（かご側非接触給電トランス）２０６Ｂが相対し、磁気結合によって給電を行う。エプロンおよびドアガードは、位置精度が保証されているシル部分とつながっているため、充電器側給電子２０６Ａが昇降路壁面に設置されている場合よりも位置精度は高い。また、第８図のドア部分と同様にはエレベーターメーカによる加工が可能であるため、比較的容易に位置精度を高めることができる。充電器側給電子２０６Ａへ電力を供給する充電器４の設置位置は、エレベーターの乗りかごの通行の邪魔にならなければ、乗り場側のどこに設置しても構わない。また、移動体側受電子２０６Ｂに接続される整流器５１は、かご上・かご下・かご壁面・ドア内部など、エレベーターの乗りかごと共に移動できる場所であれば、いずれに設置しても構わない。また、図示していないが、第７図（ｃ）（ｄ）のようにマイクロ波を用いた非接触給電や太陽電池を用いた非接触給電により給電を行ってもよい。さらに、第７図（ｅ）のようにドアモータの駆動力を利用して給電を行う方法を用いても良い。
第１３図は、ポジテクタ１１８とポジテクタに取り付けた移動体側受電子２０７Ｂ部分の拡大図である。ポジテクタ１１８は移動体の位置を制御の目的で検出する装置であり、昇降路内に取り付けられている遮蔽板１２０の位置にくるとリードスイッチがＯＦＦし、着指令を発する。ポジテクタ１１８と遮蔽板１２０は位置誤差が数ｍｍ以下になるように調整し設置している。このため、第１３図のように、移動体側受電子２０７Ｂをポジテクタ１１８に固定し、かつ、充電器側給電子２０７Ａを遮蔽板１２０に固定することにより、給電子・受電子の位置誤差が小さくなり、精度の良い給電が可能になる。給電方式としては、接触給電，非接触給電のいずれであっても良い。
第１４図は、かご側ドアと乗り場側ドアと向き合う場合における係合板１０５および係合ローラ１１２部分の拡大図であり、第１４図（ａ）は正面図、第１４図（ｂ）は上面図である。ドアが相対する場合には、第１４図のように、乗り場側ドアに取り付けた係合ローラ１１２がかご側ドアに取り付けた係合板１０５内に挿入される。この状態で図示していないドアモータの動力により係合板１０５を動かすことにより、かご側ドアの駆動に付随して乗り場側ドアを開閉させることができる。第１４図は、係合板１０５および係合ローラ１１２を導体で構成し、充電器に接続された係合ローラ１１２と、かご側の整流器に接続された係合板１０５が接触することによって、乗り場側からエレベーターの乗りかご側へ電力を供給する構成である。第１４図の構成では、位置精度は極めて高い上、電極等を使用しないため、小型化・低コスト化に効果がある。
第１５図は、第１４図の係合板１０５および係合ローラ１１２に、それぞれ、移動体側受電子２０８Ｂおよび充電器側給電子２０８Ａを取り付けた例である。この方法では、第１４図と同様に給電時の位置精度は極めて高い上、従来使用している係合板および係合ローラに安価な電極を取り付けるのみの簡単な構成で実現できる効果がある。
第１６図は、ドアの開閉動作が第６図の例とは異なる方式のエレベーターにおける乗りかご及び昇降路側から見た乗り場側ドア部分の例である。
第６図に示した図は連動ロープによりドア部分を駆動する例であるが、第１６図に示した図は、レバーによりドアを開閉するエレベーターの例である。第１６図（ａ）（ｂ）は、それぞれ、エレベーターの乗りかご、および、昇降路側から見た乗り場側ドア部分の詳細図であり、１２１は係合板、１２２は係合装置、１２３はサブレバー、１２４はドアモータ、１２５はプーリである。係合板１２１は乗り場側ドアに、係合装置１２２はかご側ドアにそれぞれ取り付けられている。
第１６図の場合のドアの開閉動作は、ドアモータ１２４の動力をプーリ１２５・サブレバー１２３を介して係合装置に伝達することにより行う。乗り場側ドアのかご側路ドアが対向しているときには、係合装置１２２は係合板１２１に掛かっているため、かご側ドアの駆動に付随して乗り場側ドアを開閉させることができる。
第１７図は、第１６図においてかご側ドアと乗り場側ドアと向き合う場合における係合板１２１・係合装置１２２部分の拡大図であり、第１７図（ａ）は正面図、第１７図（ｂ）は上面図である。第１７図の例は、係合板１２１および係合装置１２２を導体で構成し、充電器に接続された係合装置１２２と、整流器に接続された係合板１２１が接触することによって、乗り場側からエレベーターの乗りかご側へ電力を供給する構成である。第１７図の構成では、位置精度は極めて高い上、電極等を使用しないため、小型化・低コスト化に効果がある。
第１８図は、第１７図の係合板１２１および係合装置１２２に、それぞれ、移動体側受電子２０９Ｂおよび充電器側給電子２０９Ａを取り付けた例である。この方法では、従来使用している係合板および係合ローラに安価な電極を取り付けるのみの簡単な構成でよい上、第１７図と同様に給電時の位置精度は極めて高い。
また、第１６図において、移動体側受電子および充電器側給電子の取り付け方は、係合板１２１・係合装置１２２部分を除いて、第６図の例と同様に構成できる。
次に、第１図の第１の実施例について、給電方式が磁気結合を利用した非接触給電である場合の充電器側給電子１Ａ，移動体側受電子１Ｂについて詳しく説明する。この場合の充電器側給電子１Ａ，移動体側受電子１Ｂには非接触給電用のトランスを使用する。非接触給電トランスでは、結合率の低下が課題になる。ここで、結合率とは、充電器４から給電した電力のうち、整流器５１に伝達する電力の割合であり、結合率を向上することが、充電器４の小型化や漏洩する磁束の低減を可能にする。
非接触給電用のトランスについて、第１９図，第２０図を用いて説明する。
以下の説明において、第１図の充電器側給電子１Ａに相当するものを充電器側トランス１Ａ０、移動体側受電子１Ｂに相当するものを移動体側トランス１Ｂ０とする。
第１９図は、給電時における充電器側トランス１Ａと移動体側トランス１Ｂを上部から見た図であり、１Ｂ１は移動体側トランス１Ｂ０のコア、１Ｂ２は移動体側トランス１Ｂ０のコイルである。また、ｚ軸は紙面垂直方向を示す。第１９図では、給電時に発生する磁束分布（点線）も同時に記載している。第２０図（ａ）は、第１９図の矢印方向から見た充電器側トランス１Ａ０の断面図であり、１Ａ１は充電器側トランス１Ａのコア、１Ａ２は充電器側トランス１Ａ０のコイル、１Ａ３は充電器側トランス１Ａ０のコイル巻線である。また、第２０図（ｂ）は、充電器側トランス１Ａ０を上面から見た場合の断面図である。コイル巻き線１Ａ３は、第２０図（ａ）に示すように重畳して巻いており、巻き線端部は充電器に接続している。しかも、第２０図（ｂ）から明らかなように、コイル幅よりも重畳方向の長さを長くして巻いている。（重畳して巻く理由については後に詳しく述べる。）第１９図の移動体側トランスのコイル１Ｂ２も同様に重畳して巻き線を巻回しており、端部を整流器に接続している。また、コイル１Ａ２は、コイル巻き線１Ａ３を樹脂等でモールドして構成する。これは、巻き枠にコイル巻き線１Ａ３を巻くのみの構成であっても良い。
本発明の非接触給電用トランスは移動体に搭載するため、トランス同士が高速に通過することが想定される。このため、充電器側トランスと移動体側トランスの間に比較的大きなギャップ幅を設ける必要があり、この点において一般的なトランスと大きく異なる。本願のトランスのギャップ幅の必要性については後に詳細に説明する。一般的に、ギャップ幅を大きくすると漏れ磁束が増大し、トランスの結合率つまり電力の伝送効率は低下する。このため、通常のトランスにおいてのギャップ幅は、磁路長に対して極めて小さい。本願のようにギャップ幅を必要とする場合には、いかに漏れ磁束を低減させるかと言う点が肝要になる。
第１９図において、充電器側トランス１Ａ０のコイルは、ｙ−ｚ平面に平行に重畳して巻いている（第３図（ａ）参照）。このため、磁束は主にｘ軸方向に発生する。発生した磁束は、移動体側トランス１Ｂ０を通るものと外部に漏れるものの２種類に分けられる。外部に漏れる磁束が多い場合は、電力の伝送効率が下がるため充電器４の容量を必要以上に大きくしなければならないばかりか、電磁誘導による発熱や電磁障害などの悪影響を引き起こす恐れがある。したがって、外部に漏れる磁束はできるだけ小さくする必要がある。そこで給電時には、第１９図のように充電器側トランス１Ａ０の両端部と移動体側トランス１Ｂ０の両端部がｘ軸に平行な同一直線状に位置する構成（ＣＩ型形状のトランス構成）により、漏れ磁束を低減できる。以下では、充電器側トランス１Ａ０のコア形状をＩ型形状，移動体側トランス１Ｂ０のコア形状をＣ型形状を呼ぶ。これは、それぞれコアの形状が、アルファベットの“Ｉ”および“Ｃ”によく似ているため、上記のように名づけた。
言うまでもなく“Ｃ型形状”とは、アルファベットのＣ文字のようにカーブを描いている必要はない。第１９図のように角型の一体成型のものでも良いし、直線状のコアを５個接着してＣ型に形成したものでも良い。後者の場合、接着部でのロスが生じるが、トランス間でのギャップによるロスの方がはるかに支配的であり、ほとんど問題にならない。また、第１９図では、移動体側トランス１Ｂ０が、充電器側トランス１Ａ０に対して対称形であるＣ型形状として構成しているが、非対称な形状であっても良い。すなわち、充電器側，移動体側の各トランスの両端部が同一直線状に位置するようなトランス構成にすることが肝要になる。また、ＣＩ型形状のトランスは、充電器側トランスと移動体側トランスとがすれ違うことができる必要性がある。このため、移動体の移動方向に投射した場合に、互いのトランスが重ならないような構成であることが特徴である。また、第１９図において、Ｉ型形状トランスがＣ型形状トランスの端部間に挿入される方向は、ｚ軸方向のみとか−ｙ方向のみとかというような１次元的なものではなく、Ｃ型形状トランスに接触しない限りいずれの方向からも挿入できることも特徴の一つである。さらにまた、第２１図に示すように、充電器側トランス１Ａ０の移動体側トランス１Ｂ０側端部（ａ点）は、移動体側トランス１Ｂ０の充電器側トランス１Ａ０側端部（ａ′点）よりも移動体側トランス１Ｂ０側にあることも特徴の１つである。
上記の条件を逸脱しない範囲であれば、トランス形状は様々に変形できる。すなわち、第２２図や第２３図のように充電器側トランスのコイルを複数設けた構成においても、ＣＩ型形状のトランスと同様な効果がある。第２２図，第２３図は“日”の字型のコア１Ｂ１において、任意の２箇所に空隙を設け、端部にコイル１Ｂ２を巻いたものを移動体側トランス１Ｂ０として構成し、移動体側トランス１Ｂ０の空隙部分にＩ型形状の充電器側トランス１Ａ０を挿入した構成である。第２２図，第２３図においては、各トランスのコイル同士は直列接続しているが、並列接続或いは各々独立であってもよい。また、第２４図のように、Ｃ型形状のトランスで片側の端部のみにコイルを巻く構成であっても良い。第２４図の場合は第１９図の構成よりも結合率は若干低下するが、トランスを組み立てやすいという効果がある。
一般的なトランスにおいてのコイルは、コイル幅を大きくとり、コアに対してできるだけ均一に巻いている。ギャップ幅の小さい一般的なトランスにおいては、均一に巻く方が漏れ磁束を低減できるためである。つまり、一般的なトランスにおいては、第１９図のようにコイルを一部に集中（重畳）して巻いた構成は悪い例といえる。ところが、本発明のようにギャップ幅が比較的大きい場合には、第１９図の磁束分布のように、充電器側トランス１Ａ０で発生した磁束は移動体側トランス１Ｂ０に到達する前にトランス外部に広がろうとする。このため、移動体側トランスのコイル１Ｂ２を重畳して巻くことにより、移動体側トランスのコア１Ｂ１で拾い切れない磁束も吸収することができ、漏れ磁束低減の効果が大きくなる。
第２５図（ａ）は、同一のＣＩ型トランスにおいてコイル形状を変えた場合の結合率の比較図である。比較は充電器側・移動体側両方のコイルのアスペクト比（（コイル重畳厚／コイル幅）で表される比率）を変えることにより行った。結合率の比は、アスペクト比が０．１の場合の値に規格化して表している。また、コイルの断面積は一定にしている。第２５図（ａ）より、アスペクト比が増加すると結合率は増加し、アスペクト比０．１の場合と比較して、アスペクト比１の場合は６％増、アスペクト比１０の場合は１４％増になる。ギャップ幅やコア断面積を変化させると、結合率の比は、第２５図（ａ）の値とは若干異なってくるが、アスペクト比の増加に伴い結合率も増加する傾向は変わらない。本願のようにギャップ幅が大きい場合においては、アスペクト比を１より大きくすると結合率向上の効果は大きい。
第２６図は、第１９図とは逆に、コイルのアスペクト比を１以下にした場合のトランスの例である。この場合は、前記のように結合率は低下するが、図のように昇降路壁面に対して垂直方向の長さ（Ｌ）を小さくできる。これにより、昇降路壁面と移動体との距離を狭くでき、昇降路面積の削減に効果がある。
第２５図（ｂ）は、同一のＣＩ型トランスにおいてコイル位置を変えた場合の結合率の比較図である。比較は移動体側トランスのコア端部とコイルの間の距離ｗを変えることにより行った。また、コイル形状はアスペクト比１０で行っており、結合率の比はｗ＝０ｍｍの場合の値に規格化して表している。第２５図（ｂ）より、ｗの増加に伴い結合率は低減する。第２５図の例では、ｗ＝１０ｍｍの結合率は、ｗ＝０ｍｍの場合と比較して１０％以上低下している。結合率の比は、コイル形状やコアの形状によって第２５図（ｂ）の値とは若干異なってくるが、ｗの増加に伴い減少していく傾向は変わらない。すなわち、コイルは可能な限りコア端部に配置することにより、結合率の向上が図れる。このため、主磁束が空隙に入出する端面とコイルの空隙側の面との距離を少なくとも１０ｍｍ以内にする必要がある。
また、第１９図のトランスコアにおいて、コイル部分のコア断面積をその他の部分よりも大きくすることにより、漏れ磁束を低減できる。しかも、トランスの励磁インダクタンスはギャップ部分の磁気抵抗に大きく依存しており、かつ、磁気抵抗は断面積に反比例する。このため、コイル部分のコア断面積を大きくすることにより、コア全体の断面積を増やさずとも励磁インダクタンスを大きくできる。
次に、充電器側トランス１Ａ０と移動体側トランス１Ｂ０の間のギャップ幅について説明する。第１９図のトランスにおいて、充電器側トランス１Ａ０と移動体側トランス１Ｂ０の間の空隙部分であるギャップ幅（Ｇ１およびＧ２）が狭いほど磁気抵抗は下がり、かつ、漏れ磁束も低減できる。しかし、移動体システムで使用する場合には、充電器側トランスが移動体側トランスの端部間を高速に通過する場合の位置ずれに対する信頼度や据付時の取りつけ精度の問題から、安易にギャップを小さくすることはできず、ある長さ以上のギャップ幅が必要になる。（ギャップ幅の決め方については後述する。）電気自動車の給電装置や電気シェーバと比較した場合、移動体システムの構成は、給電時に充電器側トランスと移動体側トランスを近接させると言う点では同様であるが、近接させる目的が単に給電だけである従来例と本発明のように移動体を移動させるという主目的のほかに給電目的が存在する用途ではその性格が異なる。つまり、上記のように安全上ギャップ幅が必ず必要である構成かそれともモールド部分（外枠部分）は接触していても良い構成かという点において大きく異なっている。
第１図において移動体３は、図示していないローラを取り付けており、そのローラがガイドレール６に沿って接触して動くことにより、安定に運行する。ガイドプレート８は前記ローラを覆うプレートである。第２７図は、ガイドプレート８を上面から見た図である。ここで、１１はローラを示す。ガイドプレート８は、ローラ１１を覆う鉄板であり、図示していない移動体と接合されている。この構成においては、レール６と移動体との位置ずれは、レール６とガイドプレート８との間隔（Ｋ１或いはＫ２）より必ず小さくなる。したがって、第１実施例のように充電器側トランス１Ａをガイドレール６に接続されたトランス固定用持具９によって固定する場合には、ギャップ幅の大きさを少なくともレール６とガイドプレート８との間隔よりも大きくすることにより、接触事故を防止できる。この条件を第２図、第５図中の記号を用いると、
（Ｇ１，Ｇ２の小さい方の値）＞（Ｋ１，Ｋ２の大きい方の値）
と書ける。
移動体によってはガイドプレート８およびローラ１１が存在しない例もある。エレベーターシステムにおいても一部の機種がこれに当たる。この場合のギャップの決定方法について述べる。第２８図はガイドシューの説明図であり、１２はガイドシュー、１２Ａはガイドシュー金属部、１２Ｂはガイドシュー樹脂部である。また、第２８図（ａ）は全体外観図、第２８図（ｂ）はガイドシュー１２を上面図から見た図である。第２８図（ａ）のように、レール６をガイドシュー１２によって挟むことにより、ローラを使用せずレール６と移動体３の位置ずれを抑制する。ガイドシュー１２は、第２８図（ｂ）に示すように堅固なガイドシュー金属部１２Ａと、塩化ビニールやウレタンなどの樹脂で構成されたガイドシュー樹脂部１２Ｂによって構成されている。ガイドシュー樹脂部１２Ｂは常にレール６と接触しているが、不快な騒音を発生しないように柔軟な材質で構成されている。このため、ガイドシューには若干の動きしろが存在する。したがって、ギャップ幅の大きさを、少なくともガイドシューの動きしろ（横方向の動きしろをＫ３、縦方向をＫ４とする）も大きくすることにより、接触事故を防止できる。この条件を第２図，第６図中の記号を用いると、
（Ｇ１，Ｇ２の小さい方の値）＞（Ｋ３，Ｋ４の大きい方の値）
と書ける。
上記のレールとガイドプレートとの間隔およびガイドシューの動きしろは、現状では５ｍｍ未満であるため、ギャップ長は５ｍｍ以上にすれば良い。また、上記のギャップ幅の大きさの決め方は、ＣＩ型形状のトランスに限定されるものではなく、一般的に使用されるＵＵ型コアやＵＩ型コアなどを用いて作られたトランスにおいても有効であることは言うまでもない。
次に、漏れ磁束によって生じる誘導電流による悪影響の抑制方法について説明する。
第２９図は、充電器側トランス１Ａ０の側面図であり、１０Ａは充電器側トランスを固定するための絶縁物である。充電器側トランス１Ａ０を固定する持具が鉄などの金属である場合は、漏れ磁束によって、持具に誘導電流が流れる。これによって発熱が発生し、腐食等の要因となる。そこで、固定する持具を樹脂などの絶縁物にすることにより、誘導電流による悪影響を防止できる。
第３０図は、移動体側トランス１Ｂ０の側面図であり、１０Ｂは移動体側トランスを固定するための絶縁物である。この場合も第２９図の場合と同様に持具に流れる誘導電流を抑制できる。また、移動体側トランスコイル１Ｂ２の下面が移動体３上面よりも上部に位置するように絶縁物１０Ｂの高さを決める。これにより、移動体３の表面に流れる恐れのある誘導電流を低減できる。
次に、ＣＩ型トランスの設置方法について述べる。
第３１図にトランス設置方法の比較図を示す。
第１図の例は、第３１図（ａ）のように、充電器側トランス１Ａ０をＩ型として昇降路側に、移動体側トランス１Ｂ０をＣ型として移動体３にそれぞれ固定している。第３１図（ｂ）は、配置を逆にした例である。第３１図（ａ）と第３１図（ｂ）を比較した場合、第３１図（ａ）はＣ型トランスの一部を移動体３に重ねて設置することができるため、
Ｗ１＜Ｗ２
となる。したがって、ＣＩ型形状のトランスのうち、Ｉ型形状のトランスを昇降路側に配置することにより、昇降路面積を削減できる。また、Ｉ型形状のトランスとＣ型形状のトランスを比較した場合、コア部分の多いＣ型形状のトランスの方がコストが高い。このため、充電器を設置する位置（あるいは階）を複数設けることを想定した場合、Ｉ型形状のトランスを昇降路側に配置する方がコスト低減に効果がある。
逆に、第３１図（ｂ）の構成にした場合、移動体側のコイルを小型にできる。これにより、移動体の軽量化が可能になる。さらに、移動体側のトランスが高速移動時に受ける風圧について考えた場合、極めてシンプルな構造であるＩ型形状のトランスを移動体側に設置することによって、破損の危険性の低下に効果がある。
第３２図は、ＣＩ型形状のトランスの設置位置を変えた例である。各トランスの端面が、移動体３とレール６が向き合う面とほぼ垂直な位置関係になるように、充電器側トランス固定持具９を変形し、各トランスを配置している。この構成により、移動体３の側面から出ばっている部分の長さＷ３を、第３０図に記載のＷ１およびＷ２よりも縮めることができ、昇降路面積の削減に効果がある。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で様々変形して実施できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第一の実施形態を示す移動体システムの構成図である。第２図は、他の給電子の設置例を示す図である。第３図は、他の給電方式を示す図である。第２図に示した充放電制御装置におけるＤＣリアクトル電流の波形図である。第４図は、第１図に示した構成をエレベーターに適用した例を示す図である。第５図は、図４に示した例の応用例である。第６図は、エレベーターの乗りかご及び昇降路側から見た乗り場側ドア部分の詳細図である。第７図は、第６図（ａ）の受電子２０１Ｂ部分の拡大図である。第８図は、第６図の受電子２０５Ｂ，給電子２０５Ｂ部分の拡大図である。第９図は、第６図の受電子２０２Ｂ，給電子２０２Ａ部分の拡大図である。第１０図は、第６図の受電子２０３Ｂ，給電子２０３Ａ部分の拡大図である。第１１図は、第６図の受電子２０４Ｂ部分の拡大図である。第１２図は、第６図の受電子２０６Ｂ，給電子２０６Ａ部分の拡大図である。第１３図は、第６図の受電子２０７Ｂ部分の拡大図である。第１４図は、係合板１０５及び係合ローラ１１２部分の拡大図である。第１５図は、第１４図の係合板１０５と係合ローラ１１２に、受電子２０８Ｂと給電子２０８Ａを取り付けた例を示す図である。第１６図は、ドアの開閉動作が第６図の例とは異なる方式のエレベーターにおいて、乗りかご及び昇降路側から見た乗り場側ドア部分を示す図である。第１７図は、図１６の係合板１２１，係合装置１２２部分の拡大図である。第１８図は、第１７図の係合板１２１および係合装置１２２に、それぞれ、移動体側受電子２０９Ｂおよび充電器側給電子２０９Ａを取り付けた例を示す図である。第１９図は、給電時における充電器側トランス１Ａと移動体側トランス１Ｂを上部から見た図である。第２０図は、充電器側トランス１Ａ０の断面図である。第２１図から第２４図は、トランスの様々な実施例を示す図である。第２５図は、同一のＣＩ型トランスにおいて、コイル形状，コイル位置を変えた場合の結合率の比較図である。第２６図は、コイルのアスペクト比を１以下にした場合のトランスの例を示す図である。第２７図は、ガイドプレート８を上面から見た図である。第２８図は、ガイドシューの説明図である。第２９図は、充電器側トランス１Ａ０の側面図である。第３０図は、移動体側トランス１Ｂ０の側面図である。第３１図は、トランス設置方法の比較図である。第３２図は、ＣＩ型形状のトランスの設置位置を変えた例を示す図である。Technical field
The present invention relates to power feeding in a mobile system that moves while being guided by a guide rail.
Background art
As a mobile system using a conventional guide rail, there are, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 57-121568 and 5-294568.
In the prior art described in JP-A-57-121568, an inverter and a charger are mounted on the primary side of a linear motor on a counterweight. When the counterweight stops at the bottom position, power is supplied to the charger by connecting to the main power supply system across the Sonnet connector.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-294568 discloses that when the elevator car reaches the stop floor, electric power is supplied to the elevator car in a non-contact manner.
Although the field is different from that of a mobile system using guide rails, the conventional technology described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 11-285156 and 8-37121 uses a non-contact power supply as an electric vehicle. And an example used for an electric shaver is described. The prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-285156 makes it possible to reduce the volume of the apparatus by devising the core shape. The prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-37121 suppresses a decrease in transformer coupling rate by devising a winding position of a coil.
However, the prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 57-121568 and 5-294568 does not consider any specific installation position of the power feeding device.
The prior art described in JP-A-11-285156 and JP-A-8-37121 has a high transformer coupling rate. However, the problem of passing between the primary side transformer and the secondary side transformer, which is inevitable when used in a moving body that moves along a guide rail such as an elevator, is not considered.
Disclosure of the invention
A first object of the present invention is to provide a mobile system in which a power feeding device is arranged at a suitable position in a mobile system guided by a guide rail.
A second object of the present invention is to provide a mobile system having a primary transformer and a secondary transformer suitable for the mobile system that moves along a guide rail.
In order to achieve the first object, the present invention is characterized in that the power supply is installed on a guide rail, a part of which is supported by the guide rail, or a rail bracket that supports the guide rail.
In order to achieve the second object, when the present invention projects in the moving direction of the moving body, the outer end of the primary transformer on the moving body side is closer to the moving body than the outer end of the secondary transformer. It is characterized in that it is positioned.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
1A is a charger-side power supply, 1B is a mobile-side electron-receiving device, 3 is a mobile body, 4 is a charger, 51 is a rectifier, 52 is a battery, 53 is an inverter, 6 is a guide rail, 7 is a rail bracket, and 8 is a guide. The plate 10 is an insulator. The mobile body side received electron 1 B, the rectifier 51, the battery 52, and the inverter 53 are installed in the mobile body 3.
The moving body 3 represents an elevator car, an elevator counterweight, a cable car cage, an automatic transfer machine, and the like. When the moving body 3 is an elevator car or a cable car car, power supply targets are car lighting, door motors, car buttons, and the like. When the moving body 3 is a counterweight, the power supply target is a drive motor in a weight drive elevator. Further, when the moving body 3 is an automatic transporter, the power supply target is a drive motor. In the first embodiment, a multi-car is assumed and a plurality of moving bodies 3 are shown. Needless to say, the number of moving bodies may be one.
The charger 4 is installed on the hoistway wall, converts the frequency of electric power supplied from a commercial power source (not shown) into a direct current or a high frequency of several tens of kHz to several hundreds of kHz, and the charger side supply 1A To supply. The power supply method from the charger-side power supply 1A to the mobile-side power-receiving electron 1B is contact power supply by direct contact between conductors, contactless power supply using magnetic coupling, or contactless power supply using microwaves. Alternatively, electric power is supplied by non-contact power supply using a solar cell. The electric power sent to the mobile body side received electron 1 B is converted into direct current by the rectifier 41 and stored in the battery 52. (When the power to be fed is direct current, the rectifier 41 may be omitted.) The power stored in the battery is supplied to the moving body through the inverter.
For power feeding, the moving body 3 is stationary at a position where there is a door on the building side, that is, a position where it is used other than power feeding, or a dedicated power feeding position, and the charger side feeder 1A and the mobile body side received electron 1B are opposed to each other. Sometimes. If they are not opposite, no power is supplied. As a result, it is possible to prevent deterioration due to sparks or the like that may occur in the case of contact power supply or adverse effects due to electromagnetic force that may occur in the case of non-contact power supply, as well as being effective in energy saving. .
Next, in the first embodiment shown in FIG. 1, the installation positions of the charger side feeder 1A and the mobile body side receiver 1B will be described.
For example, when the power feeding method is non-contact power feeding, when the positional accuracy of the attachment of the charger side power supply 1A or the travel guidance of the mobile body side received electron 1B is low, the charger side power supply 1A and the mobile body side received electron 1B are There is a risk of collision and damage. In order to prevent this, if the gap width between the charger-side feeder 1A and the mobile-side receiver 1B is increased, the coupling rate (power transmission efficiency) is significantly reduced. (This will be described in detail later.) In addition, when the power feeding method is contact power feeding, if the positional accuracy is low, there is a risk of causing poor contact or promotion of corrosion due to contact more strongly than necessary. . For this reason, high positional accuracy is required for the installation of the charger-side power supply 1A and the mobile-side power reception 1B.
In FIG. 1, the guide rail 6 is a rail that guides the operation of the moving body 3, and is fixed to the hoistway by a rail bracket 7. In the elevator system, the guide rails are installed with a concavo-convex accuracy of 1 mm or less per 1 m length in order to suppress shaking. The rail bracket 7 serves as a support for fixing the guide rail to the hoistway so as to satisfy the above. On the other hand, the hoistway wall surface has low accuracy with respect to surface flatness due to the unevenness of the concrete and the unevenness of the concrete joint. That is, the accuracy regarding the flatness of the guide rail 6 and the rail bracket 7 is extremely higher than that of the hoistway wall surface.
In the first embodiment, the charger-side power supply 1 A is fixed to the charger-side power supply fixing fixture 9 connected to the guide rail 6. This utilizes the high-precision characteristics of the guide rail described above. With this configuration, compared with the case where the charger-side power supply 1A is directly fixed to the wall of the building-side hoistway where high positional accuracy cannot be guaranteed, the positional deviation (installation distortion) of the power-supply / reception during power feeding is reduced. it can. Further, in the first embodiment, the charger-side power supply 1A is fixed to the charger-side power supply fixing fixture 9, but the same effect can be obtained even if it is directly attached to the rail. Further, as shown in FIG. 2, by connecting the charger-side power supply 1A directly to the rail bracket 7, as in the case of FIG. 1, it is possible to suppress positional deviation during power feeding and to reduce the number of parts. There is also the effect. Further, as shown in FIG. 3, a current may be directly passed through the rail, and the mobile body side received electron 1B made of a conductor may receive the power. Although FIG. 3 illustrates the contact power feeding method as an example, a method of flowing a current directly to the rail may be used for the non-contact power feeding method. Since the rail also serves as a power supply line, the number of parts can be greatly reduced and the hoistway area can be reduced.
In the first embodiment, the installation position of the charger-side power supply 1 A is installed not only at the middle part of the rail 6 but also at the end part. This effect will be described with reference to FIG. 4 by taking an elevator as an example. As for the elevator, two kinds of events are assumed in the middle part of the rail, when passing and when stopping. When passing, the speed reaches a maximum of several tens of meters / minute to several hundreds of meters / minute, but the speed at the time of stopping is extremely slow. On the other hand, at the end of the rail that cannot pass at high speed (uppermost floor / lowermost floor), the speed when the charger-side power supply 1A and the mobile body-side received electron 1B (not shown) face each other is always low. For this reason, compared with the case where the charger-side power supply 1 A is installed in the middle of the rail, it is easier to take measures for preventing the positional deviation. In other words, when installed in the middle of the rail, the charger side feeder 1A and the mobile body side receiver 1B may come into contact with each other violently and may be damaged. In the case of being arranged at the end, it is easy to take measures against misalignment because an event of intense contact cannot occur.
FIG. 5 is an example in which FIG. 4 is applied, in which the charger-side power supply 1 A is installed in the ceiling portion / bit portion, and the mobile body-side received electron 1 B is installed in the ceiling portion / under-floor portion of the mobile body 3. It is. In the case of FIG. 5 as well, the same effect as in FIG. 4 can be obtained and the area of the hoistway 2 can be reduced. In addition, there is a member for supporting the rail in the ceiling portion / bit portion (the rail itself may be bent and fixed at the ceiling portion / bit portion). The charger-side power supply 1A is installed in this member portion. As a result, the stability is increased as compared with the case where it is installed on the concrete surface, and there is an effect that the displacement can be further suppressed. In addition, when the power feeding method is contact power feeding, by installing a cushion such as a spring between the charger-side power supply 1A and the member, the charger-side power supply 1A and the mobile-side power-receiving electron 1B are in violent contact. Even in the case of failure, there is an effect of preventing damage.
Next, in the first embodiment of FIG. 1, a method for installing the charger-side power supply 1A when the moving body 3 is an elevator car will be described in detail. 6 (a) and 6 (b) are detailed views of the elevator car and the landing side door portion as seen from the hoistway side, 3A is the elevator car, 101 is the door motor, 102 is the hanger case, 103 is a pulley, 104 is a car side door hanger, 105 is an engagement plate, 106 is a car side door, 107 is a car side door frame, 108 is a support fixed to the car side door frame 107, 109 is a car side sill, 110 is Apron, 111 is a landing side door hanger, 112 is an engaging roller, 113 is a landing side door, 114 is a three-sided frame, 115 is a support fixed to the three-sided frame 114, 116 is a landing side sill, 117 is a door guard, 118 Is a positive detector. In addition, 201B is a moving body side electron receiving device attached to the elevator car 3A, 202B is a moving body side electron receiving device attached to the car side door 106, 203B is a moving body side electron receiving device attached to the car side door frame 107, and 204B is supported. 205B is a moving body side electron receiving device attached to the cage sill 109, 206B is a moving body side receiving electron device attached to the apron 110, 207B is a moving body side receiving electron device attached to the positive detector 118, 201A Is the charger-side power supply attached to the landing side, 202A is the charger-side power supply attached to the landing-side door 113, 203A is the charger-side power supply attached to the three-way frame 114, and 204A is attached to the support 115. Charger side power supply, 205A is a charger side power supply attached to the landing side sill 116, 206A is A charger-side feed contact which is attached to Agado 117.
In the elevator, the power of the door motor 101 located above or inside the hanger case 102 is transmitted to the car-side door hanger 104, the engagement plate 105, and the car-side door 106 through the pulley 103, thereby opening and closing the door. Yes. When the elevator car 3A is stationary and faces the car-side door and the landing-side door, the engaging roller 112 is inserted into the intermediate portion of the engaging plate 105. By moving the engagement plate 105 by the power of the door motor in this state, the engagement roller 112 is caught by the engagement plate 105, and the landing-side hanger 111 and the landing-side door 113 can be opened and closed. The three-way frame 114 is inserted into the entrance of the elevator on the landing side, and protects the upper and left and right three-side walls. Both the car-side sill 109 and the landing-side sill 116 are thresholds provided with a groove for guiding opening and closing of the door. In the elevator, the level difference between the car-side sill 109 and the landing-side sill 116 is controlled to be within ± 5 mm. The apron 110 and the door guard 117 are metal plates provided to prevent the elevator car 3A from falling into the hoistway when the elevator car 3A comes to an emergency stop at a position other than the normal stationary position. The position detector 118 is a position detector for detecting the position of the elevator car 3A.
When facing the car-side door 106 and the landing-side door 113, the charger-side power supply 201A, the mobile-side power-receiving electron 201B, the charger-side power-supplying 202A, the mobile-side power-receiving electron 202B, and the charger-side power-supplying 203A Mobile body side received electron 203B, charger side supplied electron 204A and mobile body side received electron 204B, charger side supplied electron 205A and mobile side received electron 205B, charger side supplied electron 206A and mobile side received electron 206B Are relative to each other. Each will be described in detail below.
FIG. 7 is an enlarged view of the moving body side received electron 201B portion attached to the elevator car 3A of FIG. 6 (a). FIG. 7 (a) is a diagram showing the case of contact power feeding, in which a moving body side received electron (electrode made of a conductor) 201B is embedded in a car wall. When the elevator car rests on the floor, the car-side mobile body-receiving electron 201B comes into contact with the charger-side power supply attached to the landing side (not shown) to supply power. FIG. 7 (b) is a diagram showing the case of non-contact power feeding by magnetic coupling, in which a moving body side received electron (non-contact power transformer) 201B is embedded in a car wall. When the elevator car rests on the floor, the car-side mobile-side receiving electron (car-side non-contact power supply transformer) 201B and the charger-side power supply attached to the landing side (not shown) (charger-side non-contact power supply) The transformer is opposed and power is supplied by magnetic coupling. In the case of non-contact power feeding, there is an advantage that there is no fear of deterioration or damage due to contact. FIG. 7 (c) is a diagram in the case of non-contact power feeding using microwaves, in which a mobile object side received electron (microwave power receiving device) 201B is embedded in a car wall. Also in this case, when the elevator car rests on the floor, the car-side mobile body-side electron receiving device (microwave power receiving device) 201B and the charger side electric power supply (microwave receiving device) attached to the landing side (not shown) Power transmission device) is opposed and supplies power. FIG. 7 (d) is a diagram in the case of non-contact power feeding by a solar cell, in which a mobile body side received electron (solar cell panel) 201B is embedded in a car wall. When the elevator car rests on the floor, the charger side power supply (light source) 201A installed on the building side shines, and the car side mobile body side received electron (solar cell panel) 201B generates power.
FIGS. 7A to 7D show an example in which the mobile-side received electron 201B is embedded in the car wall, but a method of pasting it on the car wall may be used. Moreover, you may install the mobile body side received electron 201B in a ceiling part or a floor lower part. Further, the rectifier 51 connected to the mobile-side electron-receiving device 201B may be installed anywhere as long as it can move with the elevator car such as on the car, below the car, inside the car wall, and inside the door.
FIG. 7 (e) shows an example in which the power feeding operation is actively performed using the driving force of the door motor. The power of the door motor operates the moving body side received electron 201B through the pulley 103 and the received electron pulley 119. In particular, in the case of contact power feeding, reliable contact can be achieved by operating the mobile body side received electron 201B to protrude when the door is open rather than when the door is closed. Further, even in non-contact power feeding, the gap width between transformers (or between microwave power receiving and feeding devices or between solar cells and light sources) can be reduced, so that transmission efficiency is dramatically improved. In addition, since a door motor is used, a new power source is not required, so there is another effect that an inexpensive device can be configured.
FIG. 8 shows the moving body side received electron 205B portion attached to the car-side sill 109 and the landing-side sill 116 just before the landing side of the elevator car in FIGS. 6 (a) and 6 (b) faces each other. It is the enlarged view of the charger side electric power supply 205A part attached. FIG. 8 (a) is a diagram showing the case of contact power feeding, in which the car-side sill 109 has a mobile-side electron-receiving (conductor electrode) 205B, and the landing-side sill 116 has a charger-side power supply (conductor electrode). ) 205A is installed. When the elevator car rests on the floor and the car-side sill 109 and the landing-side sill 116 face each other, the charger-side power supply 205A and the mobile-side power-receiving electron 205B come into contact to supply power.
FIG. 8B is a diagram showing the case of non-contact power feeding by magnetic coupling. When the elevator car rests on the floor, the charger-side power supply (charger-side non-contact power supply transformer) 205A and the car-side mobile body-side received electron (car-side non-contact power supply transformer) 205B face each other and are magnetically coupled. To supply power. Since the sill portion is controlled so that the step when stationary is within ± 5 mm, power can be accurately supplied. The charger 4 that supplies power to the charger-side power supply 205A may be installed anywhere on the landing side as long as it does not obstruct the passage of the elevator car. Further, the rectifier 51 connected to the mobile body side received electron 205B may be installed anywhere as long as it can move with the elevator car such as on the car, under the car, inside the car wall, and inside the door. Although not shown, the power may be supplied by non-contact power supply using microwaves or non-contact power supply using solar cells as shown in FIGS. 7 (c) and (d). Further, as shown in FIG. 7 (e), a method of supplying power using the driving force of the door motor may be used.
FIG. 9 shows the mobile-side electron-receiving electron 202B portion attached to the car-side door 106 and the landing-side door 113 immediately before the landing side of the elevator car in FIGS. 6 (a) and 6 (b) faces each other. It is an enlarged view of the attached charger side power supply 202A part. FIG. 9 (a) is a diagram showing the case of contact power feeding, in which the car-side door 106 has a mobile-side electron-receiving (conductor electrode) 202B, and the landing-side door 113 has a charger-side power supply (conductor electrode). ) 202A is installed. When the elevator car rests on the floor and the car-side door 106 and the landing-side door 113 face each other, the charger-side power supply 202A and the mobile-side power-receiving electron 202B come into contact to supply power.
FIG. 9B is a diagram showing the case of non-contact power feeding by magnetic coupling. When the elevator car rests on the floor, the charger-side power supply (charger-side non-contact power supply transformer) 202A and the car-side mobile body-side received electron (car-side non-contact power supply transformer) 202B face each other and are magnetically coupled. To supply power. Since the door portion is connected to the sill portion where the positional accuracy is guaranteed, the positional accuracy is higher than when the charger-side power supply 202A is installed on the hoistway wall surface. In general, when building a building, since the hoistway wall is constructed by a construction company, it is extremely difficult for an elevator maker to drill holes or the like and install it with high accuracy. On the other hand, the door portion can be processed by an elevator manufacturer, and the positional accuracy can be relatively easily increased. The charger 4 for supplying power to the charger-side power supply 202A may be installed anywhere on the landing side as long as it does not obstruct the passage of the elevator car. Further, the rectifier 51 connected to the mobile body side received electron 202B may be installed anywhere as long as it can move with the elevator car such as on the car, below the car, inside the car wall, and inside the door. Although not shown, the power may be supplied by non-contact power supply using microwaves or non-contact power supply using solar cells as shown in FIGS. 7 (c) and (d). Further, as shown in FIG. 7 (e), a method of supplying power using the driving force of the door motor may be used.
FIG. 10 shows a moving body side received electron 203B portion attached to the car side door frame 107 in a state immediately before the landing side of the elevator car in FIGS. It is the enlarged view of the charger side electric power supply 203A part attached. FIG. 10 (a) is a diagram showing the case of contact power supply. The car side door frame 107 has a mobile body side received electron (conductor electrode) 203B, and the three side frame 114 has a charger side electron supply (conductor electrode). 203A is installed. When the elevator car rests on the floor and the car-side door frame 107 and the three-way frame 114 face each other, the charger-side power supply 203A and the mobile-side power-receiving electron 203B come into contact to supply power. FIG. 10 (b) is a diagram showing the case of non-contact power feeding by magnetic coupling. When the elevator car rests on the floor, the charger-side power supply (charger-side non-contact power supply transformer) 203A and the car-side mobile body-side received electron (car-side non-contact power supply transformer) 203B are opposed to each other and magnetically coupled. To supply power. Since the car-side door frame and the three-way frame are connected to the sill portion where the positional accuracy is guaranteed, the positional accuracy is higher than when the charger-side power supply 203A is installed on the hoistway wall surface. Further, since the machining by the elevator manufacturer is possible in the same manner as the door portion of FIG. 8, the positional accuracy can be relatively easily increased. The charger 4 that supplies power to the charger-side power supply 203A may be installed anywhere on the landing side as long as it does not obstruct the passage of the elevator car. Further, the rectifier 51 connected to the mobile body side received electron 203B may be installed anywhere as long as it can move with the elevator car, such as on the car, under the car, inside the car wall, and inside the door. Although not shown, the power may be supplied by non-contact power supply using microwaves or non-contact power supply using solar cells as shown in FIGS. 7 (c) and (d). Further, as shown in FIG. 7 (e), a method of supplying power using the driving force of the door motor may be used.
FIG. 11 is an enlarged view of the moving body side received electron 204 B portion attached to the support 108 fixed to the car side door frame 107. FIG. 11 (a) is a diagram showing the case of contact power feeding, and a moving body side received electron (electrode made of a conductor) 204B is installed on the support 108. FIG. When the elevator car rests on the floor, the mobile-side received electron 204B comes into contact with the charger-side power supply attached to the support 115 fixed to a three-way frame (not shown) to supply power. FIG. 11 (b) is a diagram showing the case of contactless power feeding by magnetic coupling. When the elevator car rests on the floor, the vehicle-side mobile-side electron-receiving (car-side non-contact power supply transformer) 204B and the charger-side power supply attached to the support 115 fixed to a three-way frame (not shown) The charger-side non-contact power supply transformer is opposed and supplies power by magnetic coupling. Since the car-side door frame and the three-way frame are connected to the sill portion where the positional accuracy is guaranteed, the positional accuracy is increased by using a support fixed to the three-way frame or the like. Further, since the machining by the elevator manufacturer is possible in the same manner as the door portion of FIG. 8, the positional accuracy can be relatively easily increased. Further, the rectifier 51 connected to the mobile body side received electron 204B may be installed anywhere as long as it can move with the elevator car such as on the car, under the car, inside the car wall, and inside the door. Although not shown, the power may be supplied by non-contact power supply using microwaves or non-contact power supply using solar cells as shown in FIGS. 7 (c) and (d).
FIG. 12 shows a moving body side received electron 206B portion attached to the apron 110 in a state immediately before the landing side of the elevator car of FIGS. 6 (a) and 6 (b) faces each other, and a charger attached to the door guard 117. It is an enlarged view of 206 A of side supply electrons.
The mobile body-side received electrons 206B and the charger-side supplied electrons 206A are attached to the apron and the door guard provided with small openings that do not impair the original function.
FIG. 12 (a) is a diagram showing the case of contact power supply, in which an apron 110 is provided with a moving body-side received electron (conductor electrode) 206B, and a door guard 117 is provided with a charger-side supplied electron (conductor electrode) 206A. is doing. When the elevator car rests on the floor and the apron 110 and the door guard 117 face each other, the charger side supply electron 206A and the moving body side reception electron 206B come into contact with each other to supply power.
FIG. 12 (b) is a diagram showing the case of non-contact power feeding by magnetic coupling. When the elevator car rests on the floor, the charger-side power supply (charger-side non-contact power supply transformer) 206A and the car-side mobile body-side received electron (car-side non-contact power supply transformer) 206B face each other and are magnetically coupled. To supply power. Since the apron and the door guard are connected to the sill portion where the positional accuracy is guaranteed, the positional accuracy is higher than when the charger-side power supply 206A is installed on the hoistway wall surface. Further, since the machining by the elevator manufacturer is possible in the same manner as the door portion of FIG. 8, the positional accuracy can be relatively easily increased. The charger 4 that supplies power to the charger-side power supply 206A may be installed anywhere on the landing side as long as it does not obstruct the passage of the elevator car. Further, the rectifier 51 connected to the mobile body side received electron 206B may be installed anywhere as long as it can move with the elevator car such as on the car, below the car, inside the car wall, and inside the door. Although not shown, the power may be supplied by non-contact power supply using microwaves or non-contact power supply using solar cells as shown in FIGS. 7 (c) and (d). Further, as shown in FIG. 7 (e), a method of supplying power using the driving force of the door motor may be used.
FIG. 13 is an enlarged view of the positive detector 118 and the moving body side received electron 207B portion attached to the positive detector. The positive detector 118 is a device that detects the position of the moving body for the purpose of control, and when it reaches the position of the shielding plate 120 mounted in the hoistway, the reed switch is turned off and a wearing command is issued. The position detector 118 and the shielding plate 120 are adjusted and installed so that the position error is several mm or less. For this reason, as shown in FIG. 13, by fixing the mobile body side received electron 207B to the positive detector 118 and fixing the charger side supplied electron 207A to the shielding plate 120, the positional error of the supplied and received electrons is small. Thus, accurate power feeding becomes possible. As a power feeding method, either contact power feeding or non-contact power feeding may be used.
FIG. 14 is an enlarged view of the engaging plate 105 and the engaging roller 112 when the car side door and the landing side door face each other, FIG. 14 (a) is a front view, and FIG. 14 (b) is a top view. It is. When the doors face each other, as shown in FIG. 14, the engaging roller 112 attached to the landing side door is inserted into the engaging plate 105 attached to the car side door. In this state, by moving the engagement plate 105 by the power of a door motor (not shown), the landing side door can be opened and closed in association with the driving of the car side door. FIG. 14 shows that the engaging plate 105 and the engaging roller 112 are made of conductors, and the engaging roller 112 connected to the charger and the engaging plate 105 connected to the car-side rectifier come into contact with each other, so that the landing side The power is supplied from the elevator to the elevator car side. In the configuration of FIG. 14, the positional accuracy is extremely high and no electrode or the like is used, so that it is effective in reducing the size and cost.
FIG. 15 shows an example in which the moving body side received electrons 208B and the charger side supplied electrons 208A are attached to the engaging plate 105 and the engaging roller 112 shown in FIG. 14, respectively. In this method, as in FIG. 14, the positional accuracy during power feeding is extremely high, and there is an effect that can be realized with a simple configuration in which inexpensive electrodes are attached to the engagement plates and the engagement rollers that are conventionally used.
FIG. 16 is an example of a landing-side door portion as seen from the car and hoistway side in an elevator with a door opening / closing operation different from the example of FIG.
The figure shown in FIG. 6 is an example in which the door portion is driven by an interlocking rope, whereas the figure shown in FIG. 16 is an example of an elevator that opens and closes the door by a lever. FIGS. 16 (a) and 16 (b) are detailed views of the elevator car and the landing side door portion as seen from the hoistway side, 121 is an engagement plate, 122 is an engagement device, 123 is a sub-lever, 124 is a door motor, and 125 is a pulley. The engagement plate 121 is attached to the landing side door, and the engagement device 122 is attached to the car side door.
The door opening / closing operation in the case of FIG. 16 is performed by transmitting the power of the door motor 124 to the engaging device via the pulley 125 and the sub lever 123. Since the engagement device 122 is engaged with the engagement plate 121 when the car-side door of the landing-side door is facing, the landing-side door can be opened and closed in association with the driving of the car-side door.
FIG. 17 is an enlarged view of the engagement plate 121 and the engagement device 122 when the car side door and the landing side door face each other in FIG. 16, and FIG. 17 (a) is a front view and FIG. 17 (b). ) Is a top view. In the example of FIG. 17, the engagement plate 121 and the engagement device 122 are made of conductors, and the engagement device 122 connected to the charger and the engagement plate 121 connected to the rectifier come into contact with each other from the landing side. In this configuration, power is supplied to the elevator car. In the configuration of FIG. 17, since the positional accuracy is extremely high and no electrode or the like is used, it is effective in reducing the size and cost.
FIG. 18 is an example in which the movable body side received electrons 209B and the charger side supplied electrons 209A are attached to the engaging plate 121 and the engaging device 122 of FIG. 17, respectively. In this method, a simple configuration in which an inexpensive electrode is simply attached to an engagement plate and an engagement roller that are conventionally used is sufficient, and the positional accuracy during power feeding is extremely high as in FIG.
Also, in FIG. 16, the moving body side received electrons and the charger side charged electrons can be installed in the same manner as in the example of FIG. 6 except for the engagement plate 121 and the engagement device 122.
Next, with respect to the first embodiment shown in FIG. 1, the charger side power supply 1A and the mobile body side received electron 1B will be described in detail when the power supply method is contactless power supply using magnetic coupling. In this case, a transformer for non-contact power feeding is used for the charger side power supply 1A and the mobile body side power reception 1B. In the non-contact power supply transformer, a reduction in the coupling rate becomes a problem. Here, the coupling rate is the ratio of the power transmitted from the charger 4 to the rectifier 51, and improving the coupling rate reduces the size of the charger 4 and reduces the leaked magnetic flux. enable.
A non-contact power supply transformer will be described with reference to FIGS.
In the following description, the charger-side transformer 1A0 corresponds to the charger-side power supply 1A in FIG. 1, and the mobile-side transformer 1B0 corresponds to the mobile-side received electron 1B.
FIG. 19 is a view of the charger-side transformer 1A and the moving body-side transformer 1B as viewed from above during power feeding. 1B1 is a core of the moving body-side transformer 1B0, and 1B2 is a coil of the moving body-side transformer 1B0. The z-axis indicates the direction perpendicular to the paper surface. In FIG. 19, the magnetic flux distribution (dotted line) generated during power feeding is also shown. FIG. 20 (a) is a cross-sectional view of the charger-side transformer 1A0 as seen from the direction of the arrow in FIG. 19. 1A1 is the core of the charger-side transformer 1A, 1A2 is the coil of the charger-side transformer 1A0, and 1A3 is This is a coil winding of the charger-side transformer 1A0. FIG. 20 (b) is a cross-sectional view of the charger-side transformer 1A0 as viewed from above. The coil winding 1A3 is wound in an overlapping manner as shown in FIG. 20 (a), and the winding end is connected to a charger. Moreover, as is apparent from FIG. 20 (b), the coil is wound with the length in the overlapping direction being longer than the coil width. (The reason for overlapping and winding will be described in detail later.) The coil 1B2 of the moving body-side transformer in FIG. 19 is also overlapped and wound with windings, and the end is connected to the rectifier. The coil 1A2 is formed by molding the coil winding 1A3 with resin or the like. This may be a configuration in which only the coil winding 1A3 is wound around the winding frame.
Since the contactless power supply transformer of the present invention is mounted on a moving body, it is assumed that the transformers pass at high speed. For this reason, it is necessary to provide a relatively large gap width between the charger-side transformer and the moving body-side transformer, and this is very different from a general transformer. The necessity of the gap width of the transformer of the present application will be described in detail later. In general, when the gap width is increased, the leakage magnetic flux is increased, and the coupling rate of the transformer, that is, the power transmission efficiency is lowered. For this reason, the gap width in a normal transformer is extremely small with respect to the magnetic path length. When the gap width is required as in the present application, it is important to reduce the leakage magnetic flux.
In FIG. 19, the coil of the charger-side transformer 1A0 is wound so as to overlap in parallel with the yz plane (see FIG. 3 (a)). For this reason, the magnetic flux is generated mainly in the x-axis direction. The generated magnetic flux is classified into two types, one that passes through the moving body-side transformer 1B0 and one that leaks to the outside. When there is a large amount of magnetic flux leaking to the outside, the power transmission efficiency is lowered, so that the capacity of the charger 4 must be increased more than necessary, and there is a risk of causing adverse effects such as heat generation due to electromagnetic induction and electromagnetic interference. Therefore, it is necessary to make the magnetic flux leaking outside as small as possible. Therefore, at the time of power feeding, leakage is caused by a configuration in which both ends of the charger-side transformer 1A0 and both ends of the moving body-side transformer 1B0 are located on the same straight line parallel to the x-axis (CI-type transformer configuration) as shown in FIG. Magnetic flux can be reduced. Hereinafter, the core shape of the charger-side transformer 1A0 is referred to as an I-shape, and the core shape of the mobile body-side transformer 1B0 is referred to as a C-shape. This was named as above because the core shapes are very similar to the letters “I” and “C”, respectively.
Needless to say, the “C shape” does not have to be curved like the letter C of the alphabet. As shown in FIG. 19, it may be a rectangular integral molding, or it may be a C-shape formed by bonding five linear cores. In the latter case, a loss occurs at the bonded portion, but the loss due to the gap between the transformers is much more dominant and hardly causes a problem. Further, in FIG. 19, the moving body-side transformer 1B0 is configured as a C-shape that is symmetrical with respect to the charger-side transformer 1A0, but may be asymmetrical. That is, it is important to have a transformer configuration in which both ends of each transformer on the charger side and the moving body side are positioned on the same straight line. In addition, the CI-shaped transformer needs to be able to pass between the charger-side transformer and the moving body-side transformer. For this reason, when it projects in the moving direction of a mobile body, it is the characteristics that a mutual transformer does not overlap. In FIG. 19, the direction in which the I-shaped transformer is inserted between the ends of the C-shaped transformer is not one-dimensional such as only in the z-axis direction or only in the -y direction. It is also one of the features that it can be inserted from any direction as long as it does not contact the shape transformer. Furthermore, as shown in FIG. 21, the moving body side transformer 1B0 side end (point a) of the charger side transformer 1A0 is more than the charging side transformer 1A0 side end (point a ') of the moving body side transformer 1B0. It is also one of the features that it exists in the mobile body side trans | transformer 1B0 side.
The transformer shape can be variously modified within a range not departing from the above conditions. That is, even in the configuration in which a plurality of coils on the charger side transformer are provided as shown in FIG. 22 and FIG. FIGS. 22 and 23 show a “day” -shaped core 1B1 in which a gap is provided at two arbitrary locations and a coil 1B2 is wound around the end portion to form a moving body side transformer 1B0, and the moving body side transformer 1B0. The I-shaped charger-side transformer 1A0 is inserted into the gap portion. In FIGS. 22 and 23, the coils of each transformer are connected in series, but they may be connected in parallel or independently. Further, as shown in FIG. 24, a C-shaped transformer may be configured such that a coil is wound only on one end. In the case of FIG. 24, the coupling rate is slightly lower than in the configuration of FIG. 19, but there is an effect that the transformer can be easily assembled.
A coil in a general transformer has a large coil width and is wound around the core as uniformly as possible. This is because in a general transformer with a small gap width, the leakage flux can be reduced by winding it uniformly. That is, in a general transformer, a configuration in which coils are concentrated (superposed) on a part thereof as shown in FIG. 19 is a bad example. However, when the gap width is relatively large as in the present invention, the magnetic flux generated in the charger-side transformer 1A0 spreads outside the transformer before reaching the moving body-side transformer 1B0 as shown in the magnetic flux distribution of FIG. I will try. For this reason, by overlapping and winding the coil 1B2 of the moving body side transformer, the magnetic flux that cannot be picked up by the core 1B1 of the moving body side transformer can be absorbed, and the effect of reducing the leakage flux is increased.
FIG. 25 (a) is a comparison diagram of the coupling ratio when the coil shape is changed in the same CI type transformer. The comparison was performed by changing the aspect ratio (ratio represented by (coil overlap thickness / coil width)) of the coil on both the charger side and the moving body side. The ratio of the coupling ratio is normalized to the value when the aspect ratio is 0.1. The cross-sectional area of the coil is constant. From FIG. 25 (a), the coupling ratio increases as the aspect ratio increases. Compared to the aspect ratio of 0.1, the coupling ratio increases by 6% for the aspect ratio of 1, and by 14% for the aspect ratio of 10. become. When the gap width or the core cross-sectional area is changed, the ratio of the coupling ratio is slightly different from the value in FIG. 25 (a), but the tendency of the coupling ratio to increase with the increase of the aspect ratio does not change. In the case where the gap width is large as in the present application, if the aspect ratio is larger than 1, the effect of improving the coupling rate is great.
FIG. 26 shows an example of a transformer when the aspect ratio of the coil is 1 or less, contrary to FIG. In this case, the coupling rate decreases as described above, but the length (L) in the direction perpendicular to the hoistway wall surface can be reduced as shown in the figure. Thereby, the distance of a hoistway wall surface and a mobile body can be narrowed, and it is effective in reduction of a hoistway area.
FIG. 25 (b) is a comparison diagram of the coupling ratio when the coil position is changed in the same CI type transformer. The comparison was performed by changing the distance w between the core end of the moving body side transformer and the coil. In addition, the coil shape is performed with an aspect ratio of 10, and the ratio of the coupling ratio is normalized to the value when w = 0 mm. From FIG. 25 (b), the coupling rate decreases as w increases. In the example of FIG. 25, the coupling rate at w = 10 mm is reduced by 10% or more compared to the case at w = 0 mm. The ratio of the coupling ratio differs slightly from the value in FIG. 25 (b) depending on the coil shape and the core shape, but the tendency to decrease as w increases does not change. That is, the coupling rate can be improved by arranging the coil at the end of the core as much as possible. For this reason, the distance between the end surface where the main magnetic flux enters and exits the gap and the surface on the gap side of the coil must be at least 10 mm.
Moreover, in the transformer core of FIG. 19, the leakage magnetic flux can be reduced by making the core cross-sectional area of the coil portion larger than the other portions. In addition, the magnetizing inductance of the transformer greatly depends on the magnetic resistance of the gap portion, and the magnetic resistance is inversely proportional to the cross-sectional area. For this reason, by increasing the core cross-sectional area of the coil portion, the excitation inductance can be increased without increasing the cross-sectional area of the entire core.
Next, the gap width between the charger-side transformer 1A0 and the moving body-side transformer 1B0 will be described. In the transformer of FIG. 19, the smaller the gap width (G1 and G2), which is the gap between the charger-side transformer 1A0 and the moving body-side transformer 1B0, the lower the magnetic resistance and the leakage flux. However, when used in a mobile system, a gap is easily created due to the reliability of displacement when the charger-side transformer passes between the ends of the mobile-side transformer and the installation accuracy during installation. It cannot be reduced, and a gap width of a certain length or more is required. (The method of determining the gap width will be described later.) When compared with a power supply device or electric shaver for an electric vehicle, the structure of the mobile system is the same in that the charger-side transformer and the mobile-side transformer are brought close to each other during power supply. However, the nature is different between the conventional example in which the purpose of making the proximity is simply power feeding and the application in which the purpose of power feeding exists in addition to the main purpose of moving the moving body as in the present invention. In other words, it is greatly different in the configuration in which the gap width is necessarily required for safety as described above or the configuration in which the mold portion (outer frame portion) may be in contact.
In FIG. 1, the moving body 3 is provided with a roller (not shown), and the roller 3 operates in a stable manner by moving in contact with the guide rail 6. The guide plate 8 is a plate that covers the roller. FIG. 27 is a view of the guide plate 8 as viewed from above. Here, 11 indicates a roller. The guide plate 8 is an iron plate that covers the roller 11 and is joined to a moving body (not shown). In this configuration, the positional deviation between the rail 6 and the moving body is necessarily smaller than the interval (K1 or K2) between the rail 6 and the guide plate 8. Therefore, when the charger-side transformer 1A is fixed by the transformer fixing holder 9 connected to the guide rail 6 as in the first embodiment, the gap width is set at least between the rail 6 and the guide plate 8. A contact accident can be prevented by making it larger than the interval. Using this symbol in FIG. 2 and FIG.
(The smaller value of G1, G2)> (the larger value of K1, K2)
Can be written.
There is an example in which the guide plate 8 and the roller 11 do not exist depending on the moving body. This is also the case with some models of elevator systems. A method for determining the gap in this case will be described. FIG. 28 is an explanatory view of a guide shoe, 12 is a guide shoe, 12A is a guide shoe metal part, and 12B is a guide shoe resin part. FIG. 28 (a) is an overall external view, and FIG. 28 (b) is a view of the guide shoe 12 as seen from the top view. As shown in FIG. 28 (a), the rail 6 is sandwiched between the guide shoes 12 to suppress the positional deviation between the rail 6 and the moving body 3 without using a roller. As shown in FIG. 28 (b), the guide shoe 12 is composed of a rigid guide shoe metal portion 12A and a guide shoe resin portion 12B made of a resin such as vinyl chloride or urethane. The guide shoe resin portion 12B is always in contact with the rail 6, but is made of a flexible material so as not to generate unpleasant noise. For this reason, the guide shoe has a slight allowance for movement. Therefore, a contact accident can be prevented by increasing the gap width so that at least the margin of movement of the guide shoe (K3 for the lateral movement and K4 for the vertical direction) is increased. Using the symbols in FIG. 2 and FIG. 6 for this condition,
(The smaller value of G1 and G2)> (the larger value of K3 and K4)
Can be written.
Since the distance between the rail and the guide plate and the allowance of the guide shoe are currently less than 5 mm, the gap length may be 5 mm or more. The method of determining the gap width is not limited to the CI type transformer, but is also effective for a transformer made using a commonly used UU type core or UI type core. Needless to say.
Next, a method for suppressing an adverse effect caused by an induced current caused by a leakage magnetic flux will be described.
FIG. 29 is a side view of the charger-side transformer 1A0, and 10A is an insulator for fixing the charger-side transformer. When the fixture for fixing the charger-side transformer 1A0 is a metal such as iron, an induced current flows through the fixture due to leakage magnetic flux. This generates heat and causes corrosion and the like. Therefore, by using an insulating material such as a resin as the fixture to be fixed, adverse effects due to the induced current can be prevented.
FIG. 30 is a side view of the moving body side transformer 1B0, and 10B is an insulator for fixing the moving body side transformer. In this case as well, the induced current flowing through the holding tool can be suppressed as in the case of FIG. Further, the height of the insulator 10B is determined so that the lower surface of the moving body-side transformer coil 1B2 is located above the upper surface of the moving body 3. Thereby, the induced current that may flow on the surface of the moving body 3 can be reduced.
Next, a method for installing a CI transformer will be described.
FIG. 31 shows a comparison diagram of transformer installation methods.
In the example of FIG. 1, as shown in FIG. 31 (a), the charger-side transformer 1A0 is fixed to the moving body 3 as the I type and the moving body side transformer 1B0 is fixed as the C type. FIG. 31 (b) is an example in which the arrangement is reversed. When comparing FIG. 31 (a) and FIG. 31 (b), since FIG. 31 (a) can be installed with a part of the C-type transformer overlaid on the moving body 3,
W1 <W2
It becomes. Therefore, by arranging the I-shaped transformer among the CI-shaped transformers on the hoistway side, the hoistway area can be reduced. Further, when the I-shaped transformer and the C-shaped transformer are compared, the C-shaped transformer having many core portions is more expensive. For this reason, when it is assumed that a plurality of positions (or floors) for installing the charger are provided, it is more effective to reduce the cost by arranging the I-shaped transformer on the hoistway side.
On the contrary, in the case of the configuration of FIG. 31 (b), the moving body side coil can be made small. Thereby, weight reduction of a moving body is attained. Further, when considering the wind pressure that the moving body side transformer receives during high speed movement, installing an I-shaped transformer having a very simple structure on the moving body side is effective in reducing the risk of breakage.
FIG. 32 is an example in which the installation position of the CI-shaped transformer is changed. The transformer-side transformer fixing holder 9 is deformed and the transformers are arranged so that the end faces of the transformers have a substantially vertical positional relationship with the surface where the movable body 3 and the rail 6 face each other. With this configuration, the length W3 of the portion protruding from the side surface of the moving body 3 can be reduced as compared with W1 and W2 shown in FIG. 30, which is effective in reducing the hoistway area.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a mobile system showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an example of installation of another power supply. FIG. 3 is a diagram showing another power feeding method. FIG. 4 is a waveform diagram of a DC reactor current in the charge / discharge control device shown in FIG. 2. FIG. 4 is a diagram showing an example in which the configuration shown in FIG. 1 is applied to an elevator. FIG. 5 is an application example of the example shown in FIG. FIG. 6 is a detailed view of a landing-side door portion viewed from the elevator car and hoistway side. FIG. 7 is an enlarged view of the received electron 201B portion of FIG. 6 (a). FIG. 8 is an enlarged view of the received electrons 205B and the supplied electrons 205B in FIG. FIG. 9 is an enlarged view of the received electrons 202B and the supplied electrons 202A in FIG. FIG. 10 is an enlarged view of the receiving electron 203B and the supplying electron 203A portions of FIG. FIG. 11 is an enlarged view of the received electron 204B portion of FIG. FIG. 12 is an enlarged view of the received electrons 206B and the supplied electrons 206A in FIG. FIG. 13 is an enlarged view of the received electron 207B portion of FIG. FIG. 14 is an enlarged view of the engagement plate 105 and the engagement roller 112 portion. FIG. 15 is a view showing an example in which the received electrons 208B and the supplied electrons 208A are attached to the engaging plate 105 and the engaging roller 112 of FIG. FIG. 16 is a diagram showing a landing-side door portion as seen from the car and hoistway side in an elevator having a door opening / closing operation different from the example of FIG. FIG. 17 is an enlarged view of the engagement plate 121 and the engagement device 122 in FIG. FIG. 18 is a diagram showing an example in which a moving body side received electron 209B and a charger side supplied electron 209A are attached to the engaging plate 121 and the engaging device 122 of FIG. 17, respectively. FIG. 19 is a view of the charger-side transformer 1A and the moving body-side transformer 1B as viewed from above during power feeding. FIG. 20 is a cross-sectional view of the charger-side transformer 1A0. 21 to 24 are diagrams showing various embodiments of the transformer. FIG. 25 is a comparison diagram of the coupling rate when the coil shape and the coil position are changed in the same CI type transformer. FIG. 26 is a diagram showing an example of a transformer when the aspect ratio of the coil is 1 or less. FIG. 27 is a view of the guide plate 8 as viewed from above. FIG. 28 is an explanatory view of a guide shoe. FIG. 29 is a side view of the charger-side transformer 1A0. FIG. 30 is a side view of the mobile unit-side transformer 1B0. FIG. 31 is a comparison diagram of transformer installation methods. FIG. 32 is a diagram showing an example in which the installation position of the CI-shaped transformer is changed.

Claims

A moving body, a guide rail for guiding the operation of the moving body, a primary transformer for non-contact power supply installed on the building side, a supply means for supplying power to the primary transformer, and the moving body is installed through the primary transformer movement and a battery for receiving the transformer secondary for non-contact power receiving that receives power, the power through the secondary transformer installed in the moving body In the body system,
When projected in the traveling direction of the moving body, the outer end of the primary transformer on the moving body side is located closer to the moving body than the outer end of the secondary transformer,
The coil winding wound in a superimposed manner on the moving body side end of the primary transformer and the coil winding wound in a superimposed manner on the end of the secondary transformer have a length in the overlapping direction longer than the coil width. A mobile system characterized by being wound to be

2. The mobile system according to claim 1, wherein the primary transformer is I-shaped and the secondary transformer is C-shaped.

The moving body system according to claim 1, wherein the moving body is mounted and the primary transformer is fixed to the guide rail .

2. The mobile system according to claim 1, wherein the mobile body is mounted, the primary transformer has an I-shape, and the secondary transformer has a C-shape .

2. The moving body system according to claim 1, wherein the moving body is mounted and the primary transformer is installed at an end of the guide rail .