WO2017175577A1

WO2017175577A1 - エレベーター

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Publication number: WO2017175577A1
Application number: PCT/JP2017/011188
Authority: WO
Inventors: 森　和久; 山田　正明; 洋平松本; 大沼　直人
Original assignee: 株式会社日立製作所
Priority date: 2016-04-08
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2017-10-12
Also published as: JP2017186145A; JP6626769B2

Abstract

本発明の課題は、停止中にかごへの給電を行うエレベーターにおいて、昇降路に据え付ける配線を削減することである。　給電する階の乗場にある、乗りかごが到着することを表示する乗場表示装置７３１および該乗場表示装置７３１を制御する乗場表示制御部７１１からの信号に基づき送電部１１は、乗りかご５２が有する蓄電装置への電力供給を制御する。電力供給により蓄電される蓄電装置の充電状態を監視し、所定の蓄電量を超えた場合に、蓄電装置への蓄電を停止する。

Description

エレベーター

　本発明は、乗りかごへの給電機能を有するエレベーターに関する。

　ビルの超高層化にともない、エレベーターの長行程化が必要となる。一般的なエレベーターは、かごから吊り下げられるテールコードと呼ばれる給電線により、かご機器への給電を行っている。長行程化にともないテールコードも長くなり質量も増大し、ある長さを超えると自重に耐えられなくなることが懸念される。そのため、超長行程に向けてはテールコードを無くしたエレベーターが望まれ、その場合、かご機器への給電が課題となる。かご機器への給電方法としては、例えば特許文献１に示すように、停止中に非接触給電を用いて給電し、かごに搭載した蓄電装置に充電して、走行中は蓄電装置から電力供給する方法が提案されている。

特開２００２－３０９６号公報

　この特許文献１では、機械室にある制御装置に接続される給電制御手段から各送電部に接続される信号線により送電部を動作（on）あるいは停止（off）させる制御をおこなっている。

　超高層ビルでは、エレベーターの機械室は最上階のさらに上に設けられるのが一般的である。一方、エレベーターの利用客は地上階で乗降することが多いため、地上階でかごへの給電を行うことで、かごに設けられた蓄電部への充電時間を確保する。そのため、特許文献１では、給電制御手段と送電部との間の信号線の長さは、ビルの高さと同じぐらいになり非常に長くなる。線の長さだけでなく、この線を昇降路内に設置するための据付時間にも影響する。

　上記の課題の少なくとも一を解決するため本発明の一態様は、例えば、昇降路を昇降する乗りかごと複数の乗り場階にそれぞれ設置される乗場階機器とを有するエレベーターで、乗り場階の少なくとも一は、送電部を有する。また、乗りかごは、送電部を有する乗り場階への到着に応じて開始される前記送電部からの送電による電力を蓄電する蓄電装置を有する受電部と、前記蓄電された電力により稼働するかご機器と、を有する。

　本発明の一態様によると、乗りかごへの効率のよい電力供給が可能となる。

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

本発明の実施例を示す昇降路鉛直断面の概念を示す。本発明の実施例における送電部および受電部の概略構成を示す。変形例における送電制御信号を示す。変形例における送電制御信号を示す。

　本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。なお、各図及び各実施例において、同一または類似の構成要素には同じ符号を付し、説明を省略する。

　図１に本実施例のエレベーターを示す。図１は昇降路の鉛直断面の概略図である。ここでは、エレベーター１台分の昇降路１００で説明する。エレベーターは、昇降路１００、機械室８０、乗場表示制御部７１１～７１ｎを有する。エレベーターの構成として、巻上機８２から、昇降路内に乗りかご５２がロープ６１で吊り下げられ、その反対側につり合いおもり６２が吊り下げられる。

　機械室８０は、最上階（ｎ階）の上方に設置され、巻上機８２と制御装置８１を有する。制御装置８１は、各階の乗場表示制御部７１１～７１ｎと信号の授受を行い、その信号に基づいて各階の乗場表示装置７３１～７３ｎおよび乗場ボタン装置７２１～７２ｎを制御する。なお、ここではかご機器と制御装置との信号伝送については図示していないが、有線または無線通信などでかご機器５１と制御装置８１との伝送を行ってもよい。

　図中の破線は電力配線１０５を示しており、エレベーターを含むビル内の施設に必要な電力は、受電設備９２および配電盤９１を介して電力系統より供給される。エレベーターの機械室８０には配線ダクト９００内を介して電力配線１０５が引き込まれており、制御装置８１に給電される。なお、配線ダクト９００には、エレベーター用の電力配線だけではなく、給水ポンプ用の電力配線もあってもよい。

　エレベーターは、乗り場階毎（１、・・・ｎ階（ｎは自然数））に、乗場表示装置７３１～７３ｎおよび乗場ボタン装置７２１～７２ｎを有する。また、乗り場階が１階と最上階には、送電部１１、１ｎと送電コイル２１、２ｎを有する。

　乗りかご５２は、受電コイル３、受電・蓄電回路４、かご機器５１を有する。エレベーターのかご機器５１には、次のように給電される。ここでは、１階とｎ階とを給電階として、給電階には送電部１１および１ｎがあり、送電コイル２１および２ｎに電力配線１０５により電力を供給する。送電コイル２１および２ｎと受電コイル３との間で電磁誘導を用いて送電コイル２１および２ｎから受電コイル３に送電する。乗りかご５２が給電階に停止中に受電コイル３から受電・蓄電回路（受電部）４にある蓄電装置４５を充電しておく。乗りかご５２の走行中は、受電部４が有する蓄電装置４５から充放電回路４４を介してかご機器５１に給電する。なお、図１には、送電部１１および１ｎへの制御信号配線は、それぞれの階にある乗場表示制御部７１１および７１ｎから接続されており、機械室８０内の制御装置８１からの信号配線はない場合を示す。かご機器５１は、乗りかごに設けられる機器であって、例えば、乗りかご内照明、乗りかごの扉を開閉するドアマシンの少なくとも一つを含む。これらのかご機器５１は、蓄電装置４５から電力が供給され駆動される。

　図２は、送電部１１と受電部４の構成を示す。ここでは、１階に乗りかご５２が停止している状態を例に示す。

　送電部１１は、乗場表示制御部７１１と送電コイル２１との間に配置され、乗場表示制御部７１１からの信号に応じて、送電コイル２１に電磁誘導させるため電力を供給する。送電部１１は、信号受取部１１１、論理回路１１２、送電可能判定部１１３、送電回路１１４、電流検出部１１５を有する。

　信号受取部１１１は、乗場表示制御部７１１からの乗りかごの状態、例えば位置に関する情報を受けると、送電に関する制御信号、例えば送電開始信号あるいは停止信号を論理回路１１２に向けて出力する。位置に関する情報は、当該乗り場階に到着することを示す到着信号であってもよい。また、位置に関する情報は、昇降路における乗りかごの位置に関する情報や乗りかごがいずれかの乗り場階にいるかを示す情報であってもよい。

　送電回路１１４は、送電の指示を受けると送電コイル２１に電磁誘導させるための電力を供給する。電流検出部１１５は、送電コイル２１と送電回路１１４の間の配線に電流が流れているかを検出し、検出結果を送電可能判定部１１３に向けて出力する。検出結果は、配線の状態を示す情報で、例えば、電流が流れているか否かを示す情報、電流値を含んでもよい。また、送電回路１１４からの出力状況（例えば出力電圧）が送電可能判定部１１３に送られている。

　送電可能判定部１１３は、電流検出部１１５からの検出結果（例えば電流値）と送電回路１１４からの出力状況（例えば出力電圧）とから、乗りかごが有する受電回路側のインピーダンスが給電時において適正な範囲にあるかどうかを判定する。そして、送電可能判定部１１３は、判定結果が適正な範囲にある場合、送電可能であることを示す信号を論理回路１１２に向けて出力する。

　論理回路１１２は、乗場表示制御部７１１からの信号を受け、送電可能判定部１１３からの信号が送電可能な状態であることを示している場合に、送電する指示を送電回路１１４に対して行う。

　後述する充電判定部４２が蓄電装置４５の充電完了を検出したことで、遮断装置４３が開放されることによる、送電回路出力からみたインピーダンスの変化による送電コイル２１を流れる電流の変化を電流検出部１１５により検出する。具体的には、遮断装置４３により整流回路４１と充放電回路４４との通電が遮断されると、受電コイル３の出力が開放されるため、送電回路出力からみたインピーダンスが大きくなり、電流が小さくなる。送電可能判定部１１３は、電流検出部１１５の検出結果に基づき送電可能判定を行う。送電可能判定用いるための電流の判定値はコイルの特性から、所定の値をあらかじめ設定してもよい。

　また、制御装置８１が乗場表示制御部７１１に、乗りかごが発車するのを知らせる発車信号を出している場合には、送電可能判定部１１３は、発車信号を利用し送電を停止と判定してもよい。また、送電可能判定部１１３は、乗りかごの昇降路における位置が給電階から移動することを示す情報を利用して送電を停止と判定してもよい。以上が送電部１１の具体的な構成の説明である。

　次に、受電部４の具体的な構成を説明する。受電部４は、受電コイル３に接続され、送電部１１からの電力の供給を受ける。そして、受電部４は、供給された電力をかご機器５１へ分配する。受電部４は、整流回路４１、充電判定部４２、遮断装置４３、充放電回路４４、充電池などの蓄電装置４５、を有する。

　乗りかご側には受電コイル３から整流回路４１および遮断装置４３および充放電回路４４を介して蓄電装置４５の充電を行う。また、例えば走行中など給電されない期間は、蓄電装置４５から充放電回路４４を介してかご機器５１に給電される。

　遮断装置４３は、蓄電装置４５の充電状況を監視する充電判定部４２により開閉が制御される。充電判定部４２は、蓄電装置４５を監視し、監視結果に基づいて遮断装置４３を制御する。例えば、充電判定部４２は、蓄電装置４５の充電状況を監視し、ある閾値以上の充電量に達すると、充電されないように遮断装置４３を開放させる。これにより、蓄電装置４５が過充電されることを抑制する。

　また、充電判定部４２は、蓄電装置４５の充電状況を監視し、蓄電装置の充電量が所定の閾値以下になった場合、遮断装置４３を閉路させ、整流回路４１と充放電回路４４との間が通電可能な状態とする。

　図２では蓄電装置４５として電池の記号で表したが、電気二重層キャパシタなどを用いてもよい。この場合、充電判定部４２は、蓄電装置４５の両端電圧から充電量を検出する。なお、充電量の検出については、電圧だけでなく充電電流を検出してその積算から行う方法でもよいし、両方を併用してもよい。

　なお、受電部４の遮断装置４３を開放すれば、送電部１１を停止しなくても蓄電装置４５が過充電されることはないが、前述の送電可能判定部１１３により送電回路１１４を停止することで、送電部での損失低減が図れる。

　蓄電装置４５が満充電になった場合には、充電判定部４２がそれを判断して、遮断装置４３を開放する。これにより、前述したように、送電部１１の電流検出部１１５により電流変化を検知して、送電コイル２１から受電コイル３への送電を停止する。

　以上、図２を用いて乗りかごが有する蓄電装置４５への電力を供給する構成を説明した。すなわち、例えば、所定の乗り場階（例えば１階）に設けられる送電部１１は、乗場表示制御部７１１から乗りかごが乗り場階（１階）に到着することを示す信号を受け取ると、送電コイル２１を介して乗りかご側に送電し、乗りかご側は、受電コイル３を介して蓄電装置４５に充電する。また、給電する階（例えば１階）の乗場にある、乗りかごが到着することを表示する乗場表示装置７３１および該乗場表示装置７３１を制御する乗場表示制御部７１１からの信号に基づき送電部１１が送電を制御する。また、給電する階（例えば１階）の乗場にある、乗りかごが到着することを表示する乗場表示装置７３１および該乗場表示装置７３１を制御する乗場表示制御部７１１からの信号に基づき送電部１１は、乗りかご５２が有する蓄電装置４５への電力供給を制御する。受電部４は、電力供給により蓄電される蓄電装置４５の充電状態を監視し、所定の蓄電量を超えた場合に、遮断装置４３を開放し、蓄電装置４５への蓄電を停止する。さらに、送電部１１は、遮断装置４３が開放されることによる送電部１１から受電部４に向けて流れる電流の変化を検出し、送電コイル２１から受電コイル３への送電を停止する。

　次に、送電部が給電を制御する変形例を示す。給電階が１階である場合を例として説明する。図３は、乗場表示装置７３１、７３２、７３ｎには、乗りかごが到着する少し前に表示器が点滅して乗りかごの到着を知らせ、乗りかごが停止している間に表示器が点灯して乗れることを表示している場合の給電制御を示す。この場合には、図３に示すように、乗りかご到着および停止信号が乗場表示制御部７１１に制御装置８１から伝送されているため、この信号を給電信号（信号受取部１１１の出力）として、送電部１１を制御してもよい。なお、ここでは論理回路１１２の出力を図示し、その遅延も考慮して図示している。このようにすることで、乗りかごが停止して給電可能な期間に応じてその階（例えば１階）の送電部が送電を制御してもよい。つまり、送電部は、乗りかごの乗り場階への到着に応じて送電を制御する。

　図４は、給電制御の他の変形例を示す。給電階が１階である場合を例として説明する。この変形例では、制御装置８１から乗場表示制御部７１１には乗りかごがその階に停止しているという情報は伝送していない場合である。この場合には、給電階（この変形例では１階）に間もなく到着する情報を、給電階とその手前の階との間にある位置検出装置や、エレベーターの速度制御に用いている信号（図中の乗場表示点滅信号）を制御装置８１から乗場表示制御部７１１を介して送電部１１が受ける（図中のＴ４）。この信号を受けた時点では、まだ乗りかごが給電階に到達していない。点滅信号を停止するために、乗りかごが到着するまでの時間をタイマーで検知して点滅を停止する（図中、Ｔ６）。

　この点滅信号の停止に合わせてオンにする信号を給電信号（信号受取部１１１の出力）として、送電を開始する。このため、受電部４を有する乗りかご５２が給電階（１階）に到着するのにあわせて、すなわち、概ね送電部１１から受電部４への電力供給が可能な位置になるタイミング（実際に電力供給が可能な位置になるタイミングは図中のＴ５）で送電部１１から受電部４への送電を開始できる。

　一方、給電停止については、乗りかごが出発すると、受電側がなくなり、送電回路からみたインピーダンスが変化するため、電圧と電流とから算出される給電電力が大きく変化する（図中、Ｔ７）。これを図中の時刻Ｔ８で検出して、給電を停止（論理回路１１２の出力をオフ）させる。その後、隣の階との間にある位置検出装置を乗りかごが通過することで送電部１１が有する信号受取部１１１の出力をオフにして（図中、Ｔ９）、再び乗りかごが戻ってくるのを待つ。つまり、送電部１１は、乗りかごの乗り場階への到着に応じて送電を制御し、乗り場階から離れることによって送電の制御を停止する。

　このように、乗場表示制御部７１１からの信号で給電制御することにより、制御装置８１から送電部への信号配線が不要で、据付作業削減にもつながる。つまり、昇降路に据え付ける配線を削減することができ、据付時間の短縮も可能となる。

　以上の例では、送電部１１、制御装置８１、乗場表示制御部７１１による給電制御が有線ネットワークにおける信号伝送により行なわれる場合について図示した。なお、送電部１１、制御装置８１、乗場表示制御部７１１がそれぞれ無線局となり、無線ネットワークにより行なわれる信号伝送により給電制御を行なってもよい。

　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１１，１ｎ・・・送電部、２１，２ｎ・・・送電コイル、３・・・受電コイル、４・・・受電・蓄電回路（受電部）、５１・・・かご機器、５２・・・乗りかご、６１・・・ロープ、６２・・・つり合いおもり、７１１，７１２，７１ｎ・・・乗場表示制御部、７２１，７２２，７２ｎ・・・乗場ボタン装置、７３１，７３２，７３ｎ・・・乗場表示装置、８１・・・制御装置、８２・・・巻上機、９１・・・配電盤、９２・・・受電設備。

Claims

昇降路を昇降する乗りかごと、複数の乗り場階にそれぞれ設置される乗場階機器と、を有する、エレベーターであって、
前記乗り場階の少なくとも一は、送電部を有し、
前記乗りかごは、前記乗りかごの前記送電部を有する乗り場階への到着に応じて開始される前記送電部からの送電による電力を蓄電する蓄電装置を有する受電部と、前記蓄電装置に蓄電された電力により稼働するかご機器と、を有するエレベーター。
請求項１記載のエレベーターであって、
前記乗場階機器は、それぞれ前記乗りかごが到着することを表示する乗場表示装置と前記乗場表示装置を制御する乗場表示制御部とを含み、
前記送電部は前記乗場表示制御部に接続され、
前記乗りかごは、前記乗場表示制御部から前記乗場表示装置に送られる当該乗り場階への到着を示す到着信号に基づいて開始される前記送電部からの送電による電力を蓄電する前記蓄電装置を有する受電部と、前記蓄電装置に蓄電された電力により稼働する前記かご機器と、を有するエレベーター。
請求項１記載のエレベーターであって、
前記乗り場階の少なくとも一は前記送電部に接続される第一のコイルを備え、前記乗りかごは前記受電部に接続される第二のコイルを備え、
前記送電部は、前記第一のコイルに電流を流すことにより生じる電磁誘導により前記第二のコイルを介して前記受電部に電力を供給する、エレベーター。
請求項２または３いずれか一に記載のエレベーターであって、
前記受電部は、前記蓄電装置への蓄電量に応じて、前記送電部から供給される電力の前記蓄電装置への蓄電を制御する、エレベーター。
請求項３記載のエレベーターであって、
前記蓄電装置と前記第二のコイルとはスイッチを介して結合され、前記蓄電装置への蓄電量に応じて、前記スイッチを開放あるいは投入させ、前記第二のコイルからの送電を制御する、エレベーター。
請求項５記載のエレベーターであって、
前記送電部は、前記第一のコイルを流れる電流の変化により送電を終了するか否かを判定する、エレベーター。
請求項２に記載のエレベーターであって、
前記送電部は、前記到着信号を受けて送電を開始する、エレベーター。
請求項７記載のエレベーターであって、
前記送電部は、前記乗場表示制御部から前記乗場表示装置に送信される前記乗り場階の少なくとも一の階から前記乗りかごが移動することを示す移動信号に基づいて送電を停止する、エレベーター。
請求項１または２いずれか一に記載のエレベーターであって、
前記蓄電装置は充電池である、エレベーター。
請求項１または２いずれか一に記載のエレベーターであって、
前記蓄電装置は電気二重層キャパシタである、エレベーター。
昇降路を昇降する乗りかごと、複数の乗り場階にそれぞれ設置され、前記乗りかごが到着することを表示する乗場表示装置及び前記乗場表示装置を制御する乗場表示制御部と、を有するエレベーターにおいて、
前記乗り場階の少なくとも一は、前記乗場表示制御部に接続される送電部を有し、
前記乗りかごは、前記乗場表示制御部から前記乗場表示装置に送られる当該乗り場階への到着を示す到着信号に基づいて開始される前記送電部からの送電による電力を蓄電する蓄電装置を有する受電部と、前記蓄電装置に蓄電された電力により稼働するかご機器と、を有するエレベーター。