WO2017203802A1 - Non-contact power supply device and elevator using same - Google Patents
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Abstract
The purpose of the invention is to provide a novel non-contact power supply device that improves power supply efficiency by reducing magnetic field leakage from a power supply transformer unit, and an elevator using same. A non-contact power supply assembly comprises: a magnetic case 15 made from a magnetic body that is opened on both ends and in which an axial opening is formed along the axial direction; a power receiving coil or a power supplying coil that is disposed inside the magnetic case 15; a power supplying coil or a power receiving coil that is mounted on a support member 17 located inside the magnetic case 15 through the axial opening 14 of the magnetic case 15; and an axial opening magnetic plate 20F that is disposed on the support member 17 facing the axial opening 14 so as to block the magnetic field leakage from the axial opening 14. The magnetic field leakage from the power supply transformer unit and a power reception transformer unit that leaks out from the axial opening can be reduced by the axial opening magnetic plate and the power supply efficiency can be improved.
Description
本発明は非接触給電装置及びそれを用いたエレベーターに関するものである。
The present invention relates to a non-contact power feeding device and an elevator using the same.
一般的なエレベーターは、乗りかごから吊り下げられるテールコードと呼ばれる給電線により、乗りかご内の電気機器への給電を行っている。ところで、最近では超高層ビルが建築され、この超高層ビルにエレベーターを設置する場合は長行程のエレベーターとなる。
General elevators supply power to electrical equipment in the car via a power line called a tail cord that is suspended from the car. By the way, recently, a skyscraper has been built, and when an elevator is installed in this skyscraper, it becomes a long-stroke elevator.
エレベーターが長行程化された場合では、乗りかご内の電気機器に給電するテールコードも長くなり、テールコードの質量もこれに伴って増大することで、或る所定の長さを超えるとテールコード自体の自重に耐えられなくなる恐れがある。一方、テールコードを無くした場合には、エレベーターの乗りかご内の電気機器へ給電ができなくなるのでこの対策を採用することはできない。
When the elevator is lengthened, the tail cord that feeds electric equipment in the car becomes longer and the mass of the tail cord increases accordingly. There is a risk that it will not be able to withstand its own weight. On the other hand, if the tail cord is removed, this measure cannot be adopted because power cannot be supplied to the electrical equipment in the elevator car.
このため、乗りかご内の電気機器への給電方法としては、例えば、特許第４１３０９１３号公報（特許文献1）に記載されているように、乗りかごが停止している間に昇降路に設けた非接触給電装置を用いて乗りかごに搭載した蓄電池に充電し、乗りかごが走行している間は蓄電池から乗りかごの電気機器に電力を供給する非接触給電装置が提案されている。
For this reason, as a method for supplying power to the electrical equipment in the car, for example, as described in Japanese Patent No. 4130913 (Patent Document 1), it is provided in the hoistway while the car is stopped. There has been proposed a non-contact power feeding device that uses a non-contact power feeding device to charge a storage battery mounted on a car and supplies electric power from the storage battery to an electric device of the car while the car is running.
この特許文献１にある非接触給電装置では電磁誘導によって給電するものであり、一次コイルが給電側トランス部、二次コイルが受電側トランス部となる。一次コイルに流れる高周波電流により発生した交流磁界を媒体とし、二次コイルに誘導電流を発生させることで、一次コイルと二次コイルの間を離間しても非接触で電力を供給することができる。
In the non-contact power feeding device disclosed in Patent Document 1, power is fed by electromagnetic induction, and the primary coil serves as a power feeding side transformer section and the secondary coil serves as a power receiving side transformer section. By using an alternating magnetic field generated by a high-frequency current flowing in the primary coil as a medium and generating an induced current in the secondary coil, power can be supplied in a non-contact manner even when the primary coil and the secondary coil are separated. .
ところで、特許文献１においては、図１９にある通り、ＣＩ型トランスを使用して電力を供給する構成となっている。このＣＩ型トランスとは、それぞれのトランスのコアの形状に由来して名づけられている。図１９において、給電側トランス部のコア形状はアルファベットの「Ｃ」に類似し、受電側トランス部のコア形状は「Ｉ」に類似しているため、ＣＩ型トランスと呼ばれている。
Incidentally, in Patent Document 1, as shown in FIG. 19, power is supplied using a CI type transformer. This CI type transformer is named after the shape of the core of each transformer. In FIG. 19, the core shape of the power supply side transformer section is similar to the letter “C”, and the core shape of the power reception side transformer section is similar to “I”, so it is called a CI type transformer.
そして、特許文献１の図１９においては、ＣＩ型トランスを使用して非接触給電を行なっている。このトランス構造ではコアの空隙付近に受電コイルを取り付けることで、結合率を高めている。しかしながら、図１９からわかるように、給電トランス部の給電コイルの外側にはコアが設けられていなことから、給電コイル側で磁界が漏れ出ていることになる。
And in FIG. 19 of patent document 1, non-contact electric power feeding is performed using a CI type | mold transformer. In this transformer structure, the coupling rate is increased by attaching a power receiving coil near the gap of the core. However, as can be seen from FIG. 19, since the core is not provided outside the power supply coil of the power supply transformer section, the magnetic field leaks out on the power supply coil side.
乗りかごへの給電トランス部からの漏れ磁界は、乗りかご内がほとんど金属で覆われていること、乗場及びビル内の居室空間は給電トランス部から距離があることから減衰してしまい、乗客、或いは住人、或いはビルの利用者への影響はほとんどないものである。
The leakage magnetic field from the power transformer to the car is attenuated because the inside of the car is almost covered with metal, and the room space in the hall and the building is away from the power transformer. Or it has little effect on residents or building users.
ただ、乗りかごを案内するガイドレールや給電部の支持材などは鉄系の金属が使用されているので、ガイドレールや給電部の支持材に発熱を起こして給電効率が低下するという課題を生じる。
However, since the guide rails that guide the car and the support material for the power supply unit are made of iron-based metal, heat is generated in the support material for the guide rail and the power supply unit, resulting in a decrease in power supply efficiency. .
本発明の目的は、給電トランス部からの漏れ磁界を低減して給電効率を向上する新規な非接触給電装置及びそれを用いたエレベーターを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a novel non-contact power feeding device that reduces the leakage magnetic field from the power feeding transformer section and improves power feeding efficiency, and an elevator using the same.
本発明の特徴は、非接触給電組立体が、軸方向の両端が開口され、しかも軸方向に沿って軸方向開口が形成された磁性体よりなる磁性筐体と、この磁性筐体内に配置された受電コイル、或いは給電コイルと、磁性筐体の軸方向開口を通って磁性筐体内に位置する支持部材に取り付けられた給電コイル、或いは受電コイルと、磁性筐体の軸方向開口からの漏れ磁界を遮るように軸方向開口に対向して支持部材に配置された磁性板とから構成されている、ところにある。
A feature of the present invention is that a non-contact power feeding assembly includes a magnetic casing made of a magnetic body having both ends in the axial direction opened and an axial opening formed along the axial direction, and the magnetic casing is disposed in the magnetic casing. Leakage magnetic field from the power receiving coil or the power receiving coil and the power feeding coil or the power receiving coil attached to the support member located in the magnetic housing through the axial opening of the magnetic housing and the axial opening of the magnetic housing And a magnetic plate disposed on the support member so as to face the axial opening so as to block the opening.
本発明によれば、磁性筐体の軸方向開口から漏れ出る受給電トランス部からの漏れ磁界を軸方向開口に対向するように設けた磁性板によって低減でき、給電効率を向上することが可能となる。
According to the present invention, it is possible to reduce the leakage magnetic field from the power receiving / feeding transformer section leaking from the axial opening of the magnetic casing by the magnetic plate provided so as to face the axial opening, and to improve the feeding efficiency. Become.
次に、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications and application examples are included in the technical concept of the present invention. Is included in the range.
以下、本発明の実施形態について図１乃至図５に基づき詳細に説明する。図１は乗りかごに取り付けられる受電側トランス部と昇降路に取り付けられる給電側トランス部から構成された非接触給電装置を、乗りかごの昇降方向に対して直交する面で断面したものである。そして、乗りかごは紙面に対して垂直方向に昇降するものであり、非接触給電装置の受電トランス部を構成する筐体の両端は開口されているものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is a cross-sectional view of a non-contact power feeding device composed of a power receiving side transformer portion attached to a car and a power feeding side transformer portion attached to a hoistway along a plane orthogonal to the raising / lowering direction of the car. The car is moved up and down in the direction perpendicular to the paper surface, and both ends of the casing constituting the power receiving transformer portion of the non-contact power feeding device are opened.
非接触給電装置１０は、受電側トランス部１１と給電側トランス部１２からなる非接触給電組立体を備えて構成されている。本実施形態では、上述の通り非接触給電組立体の受電側トランス部１１はエレベーターの乗りかごに取り付けられ、非接触給電組立体の給電側トランス部１２は昇降路の壁面等に取り付けられる。
The non-contact power feeding apparatus 10 includes a non-contact power feeding assembly including a power receiving side transformer unit 11 and a power feeding side transformer unit 12. In the present embodiment, as described above, the power receiving side transformer portion 11 of the non-contact power feeding assembly is attached to the elevator car, and the power feeding side transformer portion 12 of the non-contact power feeding assembly is attached to the wall surface of the hoistway.
図１乃至図３において、受電側トランス部１１は、乗りかごの昇降方向に対して直交する断面で見ると両端が開口されたカタカナの「コ」字状、或いはアルファベットの「Ｕ」字状に形成された筒部となっている。つまり、この筒部は乗りかごが昇降路を昇降するので、軸方向の両端が開口されている。ここで、軸方向とは昇降路を移動する乗りかごの昇降方向を意味している。この筒部は受電側トランス部１１を構成する筐体１３であり、この筐体１３は３枚のアルミニウムからなる平板で形成されている。
In FIG. 1 to FIG. 3, the power-receiving-side transformer unit 11 is formed in a “U” shape of a katakana or an alphabet “U” shape that is open at both ends when viewed in a cross section perpendicular to the raising / lowering direction of the car. It is the formed cylinder part. That is, both ends in the axial direction of the cylinder portion are opened because the car moves up and down the hoistway. Here, the axial direction means the raising / lowering direction of the car moving on the hoistway. The cylindrical portion is a housing 13 that constitutes the power-receiving-side transformer portion 11, and the housing 13 is formed of three flat plates made of aluminum.
給電側トランス部１２から見て、筐体１３は、アルミニウム等の非磁性材料で形成された背面板１３Ｂ、右側面板１３ＲＳ、左側面板１３ＬＳからなっており、背面板１３Ｂと２つの側面板１３ＲＳ、１３ＬＳは直角に交わり、２つの側面板１３ＲＳ、１３ＬＳはそれぞれ平行に配置されている。
When viewed from the power supply side transformer section 12, the housing 13 includes a back plate 13B, a right side plate 13RS, and a left side plate 13LS formed of a nonmagnetic material such as aluminum. The back plate 13B and two side plates 13RS, 13LS intersects at right angles, and the two side plates 13RS and 13LS are arranged in parallel.
背面板１３Ｂと２つの側面板１３ＲＳ、１３ＬＳは、非磁性材料であるアルミニウムであるため、交流ＴＩＧ溶接によって溶接されている。尚、溶接でなく押し出し加工で背面板１３Ｂと２つの側面板１３ＲＳ、１３ＬＳを一体的に形成することも可能である。この場合、背面板１３Ｂと２つの側面板１３ＲＳ、１３ＬＳとの接続部は円弧状に形成される。
Since the back plate 13B and the two side plates 13RS and 13LS are aluminum which is a nonmagnetic material, they are welded by AC TIG welding. It is also possible to integrally form the back plate 13B and the two side plates 13RS and 13LS by extrusion rather than welding. In this case, the connecting portion between the back plate 13B and the two side plates 13RS and 13LS is formed in an arc shape.
筒状の筐体１３には、軸方向(乗りかごの昇降方向)に沿って両端の開口を突き抜ける軸方向開口１４が形成されており、この軸方向開口１４を利用して後述する給電側トランス部１２の給電コイルが筐体１３内に位置するようになっている。筐体１３の軸方向に直交する軸方向開口１４の幅は、右側面板１３ＲＳと左側面板１３ＬＳの間の幅にほぼ等しいものである。
The cylindrical casing 13 is formed with an axial opening 14 that penetrates through the openings at both ends along the axial direction (the raising and lowering direction of the car). The feeding coil of the section 12 is positioned in the housing 13. The width of the axial opening 14 orthogonal to the axial direction of the housing 13 is substantially equal to the width between the right side plate 13RS and the left side plate 13LS.
また、筐体１３の内部には磁性材料からなる磁性筐体１５が配置されている。この磁性筐体１５は、フェライトからなる３枚の矩形の平板で形成されている。つまり、磁性筐体１５は背面磁性板１５Ｂ、右側面磁性板１５ＲＳ、左側面磁性板１５ＬＳからなっている。背面磁性板１５Ｂと２つの側面磁性板１５ＲＳ、１５ＬＳは直角に交わり、２つの側面磁性板１５ＲＳ、１５ＬＳはそれぞれ平行に配置されている。また、２つの側面磁性板１５ＲＳ、１５ＬＳは同一の寸法形状に形成されている。
In addition, a magnetic casing 15 made of a magnetic material is disposed inside the casing 13. The magnetic casing 15 is formed of three rectangular flat plates made of ferrite. That is, the magnetic casing 15 includes a back magnetic plate 15B, a right side magnetic plate 15RS, and a left side magnetic plate 15LS. The back magnetic plate 15B and the two side magnetic plates 15RS and 15LS intersect at right angles, and the two side magnetic plates 15RS and 15LS are arranged in parallel. The two side magnetic plates 15RS and 15LS are formed in the same size and shape.
そして、背面磁性板１５Ｂ、右側面磁性板１５ＲＳ、左側面磁性板１５ＬＳは、筐体１３の背面板１３Ｂと２つの側面板１３ＲＳ、１３ＬＳの内側に、合成接着剤によって貼り付けられている。もちろん、背面磁性板１５Ｂ、右側面磁性板１５ＲＳ、左側面磁性板１５ＬＳを一体的に作ることも可能である。この磁性筐体１５によって磁束が外部に漏れるのを抑制している。
The back magnetic plate 15B, the right side magnetic plate 15RS, and the left side magnetic plate 15LS are attached to the inside of the back plate 13B and the two side plates 13RS and 13LS of the housing 13 with a synthetic adhesive. Of course, the back magnetic plate 15B, the right side magnetic plate 15RS, and the left side magnetic plate 15LS can be integrally formed. The magnetic casing 15 prevents the magnetic flux from leaking outside.
ここで、背面磁性板１５Ｂ、右側面磁性板１５ＲＳ、左側面磁性板１５ＬＳは、１枚のフェライト板で作ることもできるが、複数の小さいフェライト板を組み合わせて作ることもできる。大きなフェライト板を使用する場合は価格が高いので、小さいフェライト板を組み合わせて作ることで、製品単価を低く抑えることが可能である。
Here, the back magnetic plate 15B, the right side magnetic plate 15RS, and the left side magnetic plate 15LS can be made of one ferrite plate, but can also be made by combining a plurality of small ferrite plates. When a large ferrite plate is used, the price is high. Therefore, it is possible to keep the product unit price low by combining small ferrite plates.
右側面磁性板１５ＲＳ及び左側面磁性板１５ＬＳの内壁面には、右側受電コイル１６Ｒと左側受電コイル１６Ｌが固定されている。夫々の受電コイル１６Ｒ、１６Ｌは円環状に巻かれた同形状のコイルであり、矩形の右側面磁性板１５ＲＳ、左側面磁性板１５ＬＳの表面内に収まる形状に決められている。
The right receiving coil 16R and the left receiving coil 16L are fixed to the inner wall surfaces of the right side magnetic plate 15RS and the left side magnetic plate 15LS. Each of the power receiving coils 16R and 16L is a coil of the same shape wound in an annular shape, and is determined to have a shape that fits within the surfaces of the rectangular right side magnetic plate 15RS and left side magnetic plate 15LS.
夫々の受電コイル１６Ｒ、１６Ｌには高周波電流が流れるので、表皮効果による抵抗を小さくするため、リッツ線が用いられている。また、本実施形態では右側受電コイル１６Ｒと左側受電コイル１６Ｌの中央領域には磁性体を配置していないが、磁性体を配置しても良いことはいうまでもなく、この場合には磁気回路の磁気抵抗が小さくなる効果がある。
Since a high-frequency current flows through each of the receiving coils 16R and 16L, a litz wire is used to reduce resistance due to the skin effect. In the present embodiment, no magnetic material is disposed in the central region of the right power receiving coil 16R and the left power receiving coil 16L, but it is needless to say that a magnetic material may be disposed. This has the effect of reducing the magnetic resistance.
次に、給電側トランス部１２について説明する。図１～図２、図４～図５において、給電側トランス部１２は、上面から見るとアルファベットの「Ｔ」字状に形成された支持体となっている。したがって、受電側トランス部１１の形状が「Ｕ」字状であり、給電側トランス部１２の形状が「Ｔ」字状であることから、ＣＩ型トランスに対してＵＴ型トランスと呼ぶことができる。
Next, the power supply side transformer unit 12 will be described. 1 to 2 and 4 to 5, the power supply side transformer section 12 is a support formed in an alphabetic “T” shape when viewed from above. Therefore, since the shape of the power receiving side transformer unit 11 is “U” -shaped and the shape of the power feeding side transformer unit 12 is “T” -shaped, it can be called a UT type transformer with respect to the CI type transformer. .
この支持体１７は給電側トランス部１２を構成する給電体であり、この支持体１７は１枚のアルミニウムからなる平板と、合成樹脂で形成された突出面部で形成されている。つまり、支持体１７は、アルミニウム等の非磁性材料で形成された支持板として機能する前面板１７Ｆと、前面板１７Ｆから軸方向開口側１４に向かって垂直に植立した突出面部１７Ｂからなっている。
The support body 17 is a power supply body constituting the power supply side transformer section 12, and the support body 17 is formed of a single flat plate made of aluminum and a projecting surface portion formed of a synthetic resin. That is, the support 17 includes a front plate 17F that functions as a support plate formed of a nonmagnetic material such as aluminum, and a projecting surface portion 17B that is vertically planted from the front plate 17F toward the axial opening side 14. Yes.
前面板１７Ｆの形状は、受電側トランス部１１の筐体１３に形成した軸方向開口１４の形状とほぼ同じ形状をしており、前面板１７Ｆと筐体１３に形成した軸方向開口１４が向き合った時に、前面板１７Ｆは軸方向開口１４を塞ぐような形態となっている。もちろん、受電側トランス部１１は乗りかごと一緒に移動するので、前面板１７Ｆと受電側トランス部１１の筐体１３とは所定の距離を有して離間している。
The shape of the front plate 17F is substantially the same as the shape of the axial opening 14 formed in the housing 13 of the power receiving side transformer section 11, and the axial opening 14 formed in the front plate 17F and the housing 13 faces each other. The front plate 17F is configured to close the axial opening 14. Of course, since the power receiving side transformer unit 11 moves together with the car, the front plate 17F and the housing 13 of the power receiving side transformer unit 11 are separated from each other by a predetermined distance.
突出面部１７Ｂは、中央領域に切欠き１８が形成されており、突出面部１７Ｂと前面板１７Ｆとが結合された状態で貫通孔を形成するようになっている。したがって、突出面部１７Ｂには上下方向に、上側支持脚１７Ｂ-Ｕと下側支持脚１７Ｂ-Ｂが形成されることになる、尚、突出面部１７Ｂの上側支持脚１７Ｂ-Ｕ、下側支持脚１７Ｂ-Ｂと前面板１７Ｆとは合成接着剤やボルトによって結合されて一体化することができる。突出面部１７Ｂの前面板１７Ｆとの結合方向は、筐体１３の軸方向開口１４の延びる方向に沿って結合されており、これによって、突出面部１７Ｂは筐体１３と干渉することがなくなり、突出面部１７Ｂは筐体１３とは相対的に自由に移動することができる。
The projecting surface portion 17B has a notch 18 formed in the central region, and forms a through hole in a state where the projecting surface portion 17B and the front plate 17F are coupled. Therefore, the upper support leg 17B-U and the lower support leg 17B-B are formed in the vertical direction on the projecting surface portion 17B. The upper support leg 17B-U and the lower support leg of the projecting surface portion 17B are formed. 17B-B and the front plate 17F can be combined and integrated with a synthetic adhesive or a bolt. The coupling direction of the projecting surface portion 17B and the front plate 17F is coupled along the direction in which the axial opening 14 of the housing 13 extends, whereby the projecting surface portion 17B does not interfere with the housing 13 and projects. The surface portion 17B can move freely relative to the housing 13.
ここで、給電側トランス部１２の支持体１７の前面板１７Ｆの軸方向の長さは、受電トランス部１１の筐体１３の軸方向の長さより長くなっている。つまり、前面板１７Ｆに取り付けた前面側磁性板２０Ｆは、筐体１３の軸方向開口１４とほぼ同形状に形成されている。このため、前面側磁性板２０Ｆより外側に突出面部１７Ｂの支持脚１７Ｂ－Ｕ、１７Ｂ－Ｂを配置しなければならないので、この分だけ前面板１７Ｆの軸方向の長さが長くなっている。
Here, the axial length of the front plate 17F of the support body 17 of the power supply side transformer section 12 is longer than the axial length of the housing 13 of the power receiving transformer section 11. That is, the front-side magnetic plate 20F attached to the front plate 17F is formed in substantially the same shape as the axial opening 14 of the housing 13. For this reason, since the support legs 17B-U and 17B-B of the projecting surface portion 17B must be disposed outside the front side magnetic plate 20F, the length of the front plate 17F in the axial direction is increased accordingly.
また、突出面部１７Ｂは、前面板１７Ｆと筐体１３に形成した軸方向開口１４が向き合った時に、軸方向開口１４を挿通して磁性筐体１５の中央付近に位置するように寸法が決められている。突出面部１７Ｂの中央付近には右側給電コイル１９Ｒと左側給電コイル１９Ｌとが合成接着剤によって固定されている。この右側給電コイル１９Ｒと左側給電コイル１９Ｌも、表皮効果による抵抗を小さくするため、リッツ線が用いられている。
The projecting surface portion 17B is dimensioned so as to be positioned near the center of the magnetic casing 15 through the axial opening 14 when the axial opening 14 formed in the front plate 17F and the casing 13 faces each other. ing. A right feeding coil 19R and a left feeding coil 19L are fixed by a synthetic adhesive near the center of the projecting surface portion 17B. The right feeding coil 19R and the left feeding coil 19L are also made of litz wires in order to reduce resistance due to the skin effect.
そして、前面板１７Ｆと筐体１３に形成した軸方向開口１４が向き合った時に、突出面部１７Ｂの右側給電コイル１９Ｒと磁性筐体１５の右側受電コイル１６Ｒは、互いに向き合い、電磁誘導によって電力を供給できるように寸法が決められている。同様に、突出面部１７Ｂの左側給電コイル１９Ｌと磁性筐体１５の左側受電コイル１６Ｌも、互いに向き合い、電磁誘導によって電力を供給できるように寸法が決められている。
When the axial opening 14 formed in the front plate 17F and the housing 13 faces each other, the right feeding coil 19R of the projecting surface portion 17B and the right receiving coil 16R of the magnetic housing 15 face each other and supply power by electromagnetic induction. Dimensions are determined so that they can. Similarly, the left feeding coil 19L of the projecting surface portion 17B and the left receiving coil 16L of the magnetic casing 15 are also sized so as to face each other and supply power by electromagnetic induction.
そして、給電側トランス部１２の支持体１７の前面板１７Ｆの軸方向開口１４側の面には、フェライト板で形成された１枚の前面側磁性板２０Ｆが固定、支持されている。この前面側磁性板２０Ｆは、軸方向開口１４と対向した位置において、特に給電コイル１９Ｒ、１９Ｌからの磁界が外部に漏れるのを遮る機能を有している。したがって、前面側磁性板２０Ｆが軸方向開口１４と対向した位置において、受電コイル１６Ｒ、１６Ｌと給電コイル１９Ｒ、１９Ｌは、磁性筐体１５と前面側磁性板２０Ｆによって囲まれる形態となり、漏れ磁界を効果的に低減することができるようになる。
A single front-side magnetic plate 20F formed of a ferrite plate is fixed and supported on the surface of the support plate 17 of the power supply-side transformer 12 on the side of the axial opening 14 of the front plate 17F. The front-side magnetic plate 20F has a function of blocking the leakage of the magnetic field from the feeding coils 19R and 19L to the outside particularly at a position facing the axial opening 14. Therefore, at the position where the front side magnetic plate 20F is opposed to the axial opening 14, the power receiving coils 16R and 16L and the power feeding coils 19R and 19L are surrounded by the magnetic casing 15 and the front side magnetic plate 20F. It can be effectively reduced.
尚、この前面側磁性板２０Ｆは、突出面部１７Ｂに形成した切り欠き１８を挿通して、筐体１３の軸方向開口１４の形状と同じ程度の寸法形状を有したものである。
The front-side magnetic plate 20F has a dimensional shape similar to the shape of the axial opening 14 of the housing 13 through the notch 18 formed in the protruding surface portion 17B.
これによって、前面側磁性板２０Ｆの磁気抵抗を小さくすることができる。例えば、突出面部１７Ｂに切欠き１８を形成しない場合においては、突出面部１７Ｂを境にして前面側磁性板２０Ｆを２分割しなければならない。このため、この分割部分で磁気抵抗が大きくなり、給電効率に悪影響を及ぼすようになる。これに対して、突出面部１７Ｂに切り欠き１８を設けることで、前面側磁性板２０Ｆを２分割する必要がなくなり、１枚の前面側磁性板２０Ｆであるため、その磁気抵抗を小さくすることができるようになる。
Thereby, the magnetic resistance of the front magnetic plate 20F can be reduced. For example, when the notch 18 is not formed in the protruding surface portion 17B, the front-side magnetic plate 20F must be divided into two with the protruding surface portion 17B as a boundary. For this reason, the magnetic resistance increases in this divided portion, and the power supply efficiency is adversely affected. On the other hand, by providing the notch 18 in the projecting surface portion 17B, it is not necessary to divide the front side magnetic plate 20F into two parts, and the magnetic resistance can be reduced because the front side magnetic plate 20F is a single piece. become able to.
そして、受電側トランス部１１と給電側トランス部１２が互いに向き合って給電側トランス部１２から受電側トランス部１１に電力を供給している状態で、受電側コイル１６Ｒ、１６Ｓと給電側コイル１９Ｒ、１９Ｌは、背面磁性板１５Ｂ、右側面磁性板１５ＲＳ、左側面磁性板１５ＬＳ、及び前面側磁性板２０Ｆによって囲まれるため、外部に漏れる漏れ磁界が低減され、給電効率を向上することができる。もちろん、給電側トランス部１２を鉄系の金属で支持している場合は、この支持部分の発熱を抑制できることはいうまでもない。
Then, in a state where the power receiving side transformer unit 11 and the power feeding side transformer unit 12 face each other and supply power from the power feeding side transformer unit 12 to the power receiving side transformer unit 11, the power receiving side coils 16R and 16S and the power feeding side coil 19R, Since 19L is surrounded by the back magnetic plate 15B, the right side magnetic plate 15RS, the left side magnetic plate 15LS, and the front side magnetic plate 20F, the leakage magnetic field leaking to the outside can be reduced and the power supply efficiency can be improved. Of course, when the power supply side transformer section 12 is supported by an iron-based metal, it is needless to say that heat generation at the support section can be suppressed.
図６は、特許文献１の図１９にあるＣＩ型トランスと、本実施形態になるＵＴ型トランスの漏れ磁束の測定結果を示している。図６の横軸の中央値は、図１で示す突出面部１７Ｂの位置であり、横軸はこれを境として軸方向開口１４の幅方向の長さを示している。また縦軸は、軸方向開口４の幅方向の漏れ磁束の大きさを示している。
FIG. 6 shows the measurement results of the leakage flux of the CI transformer shown in FIG. 19 of Patent Document 1 and the UT transformer according to this embodiment. The median value of the horizontal axis in FIG. 6 is the position of the projecting surface portion 17B shown in FIG. 1, and the horizontal axis indicates the length in the width direction of the axial opening 14 with this as a boundary. The vertical axis indicates the magnitude of the leakage magnetic flux in the width direction of the axial opening 4.
図６からわかるように、ＣＩ型トランス及びＵＴ型トランスも、突出面部１７Ｂが位置する中央より端側に行くほど漏れ磁束が多くなるが、本実施形態になるＵＴ型トランスでは、ＣＩ型トランスに比べて格段に漏れ磁束が少なくなっていることが理解できる。このように、前面側磁性板２０Ｆによって磁性筐体１５内の給電トランス部から漏れる磁界を低減することができるようになった。
As can be seen from FIG. 6, in the CI type transformer and the UT type transformer, the leakage flux increases toward the end side from the center where the projecting surface portion 17B is located. However, in the UT type transformer according to this embodiment, the CI type transformer It can be understood that the leakage magnetic flux is remarkably reduced as compared with that. As described above, the magnetic field leaking from the power supply transformer in the magnetic casing 15 can be reduced by the front side magnetic plate 20F.
尚、本実施形態では、受電コイル１６Ｒ、１６Ｌ及び給電コイル１９Ｒ、１９Ｌは、円環状のコイルに形成されているが、必ずしも円環状ではなくても良く、例えば楕円や角部分のみ弧状に形成した矩形状のコイル形状でも良いものである。
In the present embodiment, the power receiving coils 16R and 16L and the power feeding coils 19R and 19L are formed in an annular coil. However, they are not necessarily formed in an annular shape. For example, only ellipses and corners are formed in an arc shape. A rectangular coil shape may be used.
また、受電コイル１６Ｒ、１６Ｌ及び給電コイル１９Ｒ、１９Ｌを同一形状にすることで、量産効果を向上することができ、製品単価の上昇を抑制することができる。更に、受電コイル１６Ｒ、１６Ｌ及び給電コイル１９Ｒ、１９Ｌの形状が異なった場合では、誤組み付けを引き起こす恐れがあるが、本実施形態のように同一形状にすることによって誤組み付けをなくすことができ、作業効率を向上することができるようになる。
In addition, by making the power receiving coils 16R and 16L and the power feeding coils 19R and 19L have the same shape, the mass production effect can be improved and an increase in the product unit price can be suppressed. Furthermore, if the shapes of the power receiving coils 16R and 16L and the power feeding coils 19R and 19L are different, there is a risk of causing erroneous assembly, but by using the same shape as in this embodiment, it is possible to eliminate erroneous assembly. Work efficiency can be improved.
更に、本実施形態では、筐体１３側を受電側トランス部１１とし、支持体１７側を給電側トランス部１２としたが、筐体１３側を給電側トランス部１１とし、支持体１７側を受電側トランス部１２とすることも可能である。
Furthermore, in this embodiment, the housing 13 side is the power receiving side transformer section 11 and the support body 17 side is the power feeding side transformer section 12, but the housing 13 side is the power feeding side transformer section 11 and the support body 17 side is The power receiving side transformer unit 12 may be used.
次に、上述した非接触給電装置をエレベーターの乗りかごに配置した実施形態を説明する。本実施形態では、筐体１３側を受電側トランス部１１として乗りかごに載置し、支持体１７側を給電側トランス部１２として昇降路２４に設置した例を示している。乗りかご２１は図示しない巻上機によって昇降路２４を上下に移動され、目標とする行先階に利用客を搬送するものである。尚、図７においては、乗りかごを案内するガイドレール、乗りかごの巻き上げ/巻き下げを行うロープ等は省略している。
Next, an embodiment in which the above-described non-contact power feeding device is arranged in an elevator car will be described. In the present embodiment, an example is shown in which the housing 13 side is placed on the car as the power receiving side transformer unit 11 and the support 17 side is installed in the hoistway 24 as the power feeding side transformer unit 12. The car 21 is moved up and down the hoistway 24 by a hoisting machine (not shown), and conveys the passenger to the target destination floor. In FIG. 7, a guide rail for guiding the car, a rope for winding / lowering the car, and the like are omitted.
図７において、乗りかご２１の天上面には、乗りかご２１内への音声報知やドアの開閉を制御する制御装置２２、受電側トランス部１１及び受電回路/蓄電池２３が載置されている。受電回路/蓄電池２３は制御装置２２に電力を供給するものであり、受電側トランス部１２からの電力によって充電されるようになっている。
In FIG. 7, on the top surface of the car 21, a control device 22, a power receiving side transformer unit 11, and a power receiving circuit / storage battery 23 for controlling voice notification into the car 21 and opening / closing of the door are mounted. The power receiving circuit / storage battery 23 supplies power to the control device 22 and is charged by the power from the power receiving side transformer section 12.
受電側トランス部１１は、図１に示す筐体１３側の受電側トランス部１１(Ｕ側)を使用しており、昇降路２４に設置された給電側トランス部１２(Ｔ側)から給電されるようになっている。
The power-receiving-side transformer unit 11 uses the power-receiving-side transformer unit 11 (U side) on the housing 13 side shown in FIG. 1, and power is supplied from the power-feeding side transformer unit 12 (T side) installed in the hoistway 24. It has become so.
ここで、上述した通り、給電側トランス部１２の支持体１７の前面板１７Ｆの軸方向の長さは、受電トランス部１１の筐体１３の軸方向の長さより長くなっている。つまり、前面板１７Ｆに取り付けた前面側磁性板２０Ｆは、筐体１３の軸方向開口１４とほぼ同形状に形成されている。このため、前面側磁性板２０Ｆより外側に突出面部１７Ｂの支持脚１７Ｂ－Ｕ、１７Ｂ－Ｂを配置しなければならないので、この分だけ前面板１７Ｆの軸方向の長さが長くなっている。このため、図３に示すように、筐体１３の軸方向の長さＨ１に対して、図４に示すように支持体１７の軸方向の長さＨ２の方が長くなっている。
Here, as described above, the length in the axial direction of the front plate 17F of the support 17 of the power supply-side transformer 12 is longer than the length in the axial direction of the housing 13 of the power receiving transformer 11. That is, the front-side magnetic plate 20F attached to the front plate 17F is formed in substantially the same shape as the axial opening 14 of the housing 13. For this reason, since the support legs 17B-U and 17B-B of the projecting surface portion 17B must be disposed outside the front side magnetic plate 20F, the length of the front plate 17F in the axial direction is increased accordingly. Therefore, as shown in FIG. 3, the axial length H2 of the support 17 is longer than the axial length H1 of the housing 13 as shown in FIG.
そして、本実施形態では軸方向の長さが短い、筐体１３側の受電側トランス部１１(Ｕ側)を乗りかご用に使用している。この理由は、乗りかご２１の天上面の上に突出する受電側トランス部１１の高さを抑制したいためである。乗りかご２１の天上面に載置される受電側トランス部１１の高さが高いと、エレベーターの昇降路に形成される、乗りかごの天上面の上部にオーバーヘッドと呼ばれる空間が大きくなってしまうためである。このため、本実施形態では、筐体１３側の受電側トランス部１１(Ｕ側)を受電側トランス部１１にすることで、オーバーヘッドの増大を抑制するようにしている。
In this embodiment, the power-receiving-side transformer unit 11 (U side) on the housing 13 side, which is short in the axial direction, is used for the car. This is because it is desired to suppress the height of the power receiving side transformer section 11 protruding above the top surface of the car 21. If the height of the power-receiving-side transformer unit 11 placed on the top surface of the car 21 is high, a space called overhead is formed in the upper part of the top surface of the car, which is formed in the elevator hoistway. It is. For this reason, in this embodiment, the power-receiving-side transformer unit 11 (U side) on the housing 13 side is changed to the power-receiving-side transformer unit 11 to suppress an increase in overhead.
ここで、以上に説明した非接触給電装置はエレベーターの乗りかごに適用した場合を示しているが、用途はこれに限ったわけではなく種々の産業機械システムに適用することが可能である。
Here, the non-contact power supply apparatus described above is applied to an elevator car, but the application is not limited to this and can be applied to various industrial machine systems.
以上の通り本発明によれば、非接触給電組立体が、軸方向の両端が開口され、しかも軸方向に沿って軸方向開口が形成された磁性体よりなる磁性筐体と、この磁性筐体内に配置された受電コイル、或いは給電コイルと、磁性筐体の軸方向開口を通って磁性筐体に配置された支持部材に取り付けられた給電コイル、或いは受電コイルと、磁性筐体の軸方向開口からの漏れ磁界を遮るように軸方向開口に対向して支持部材に配置された磁性板とから構成されているものである。
As described above, according to the present invention, the non-contact power feeding assembly includes a magnetic case made of a magnetic body having both ends in the axial direction opened and an axial opening formed along the axial direction. The power receiving coil or power receiving coil disposed in the magnetic housing, the axial opening of the magnetic housing, the power feeding coil or power receiving coil attached to the support member disposed in the magnetic housing, and the magnetic housing axial opening And a magnetic plate disposed on the support member so as to oppose the axial opening so as to block the leakage magnetic field from the magnetic field.
この構成によれば、磁性筐体の軸方向開口から漏れ出る受給電トランス部からの漏れ磁界を軸方向開口に対向するように設けた磁性板によって低減でき、給電効率を向上することが可能となる。
According to this configuration, it is possible to reduce the leakage magnetic field from the power receiving and feeding transformer section that leaks from the axial opening of the magnetic housing by the magnetic plate provided so as to face the axial opening, and it is possible to improve the feeding efficiency. Become.
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。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
１０…非接触給電装置、１１…受電側トランス部、１２…給電側トランス部、１３…筐体、１３Ｂ…背面板、１３ＲＳ…右側面板、１３ＬＳ…左側面板、１４…軸方向開口、１５…磁性筐体、１５Ｂ…背面磁性板、１５ＲＳ…右側面磁性板、１５ＬＳ…左側面磁性板、１６Ｒ…右側受電コイル、１６Ｌ…左側受電コイル、１７…支持体、１７Ｂ…突出面部、１７Ｆ…前面板、１８…切り欠き、１９Ｒ…右側給電コイル、１９Ｌ…左側給電コイル、２０Ｆ…前面側磁性板、２１…乗りかご、２２…制御装置、２３…受電回路/蓄電池。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Non-contact electric power feeder, 11 ... Power receiving side transformer part, 12 ... Power feeding side transformer part, 13 ... Housing | casing, 13B ... Back plate, 13RS ... Right side board, 13LS ... Left side board, 14 ... Axial opening, 15 ... Magnetic Housing, 15B ... back magnetic plate, 15RS ... right side magnetic plate, 15LS ... left side magnetic plate, 16R ... right power receiving coil, 16L ... left power receiving coil, 17 ... support, 17B ... projecting surface, 17F ... front plate, DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 ... Notch, 19R ... Right side feeding coil, 19L ... Left side feeding coil, 20F ... Front side magnetic board, 21 ... Ride car, 22 ... Control apparatus, 23 ... Power receiving circuit / storage battery.
Claims (8)
- 給電側トランス部に設けた給電コイルと受電側トランス部に設けた受電コイルとを交流磁界を媒体として結合し、前記給電コイルに交流電流を流して前記受電コイルに誘導電流を発生させることで、前記給電コイルの側から前記受電コイルの側に電力を非接触で供給する非接触給電組立体を備えた非接触給電装置において、
前記非接触給電組立体が、軸方向の両端が開口され、しかも軸方向に沿って軸方向開口が形成された磁性体よりなる筒状の磁性筐体と、前記磁性筐体内に配置された前記受電コイル、或いは前記給電コイルと、前記磁性筐体の前記軸方向開口を通って前記磁性筐体内に位置する支持部材に取り付けられた前記給電コイル、或いは前記受電コイルと、前記磁性筐体の前記軸方向開口からの漏れ磁界を遮るように前記軸方向開口に対向して前記支持部材に配置された磁性板とから構成されていることを特徴とする非接触給電装置。 By coupling a power supply coil provided in the power supply side transformer unit and a power reception coil provided in the power reception side transformer unit using an AC magnetic field as a medium, an AC current is passed through the power supply coil to generate an induction current in the power reception coil, In the non-contact power feeding device including a non-contact power feeding assembly that supplies power in a non-contact manner from the power feeding coil side to the power receiving coil side,
The non-contact power feeding assembly includes a cylindrical magnetic casing made of a magnetic body having both ends in the axial direction opened and an axial opening formed along the axial direction, and the cylindrical casing disposed in the magnetic casing. The power receiving coil, or the power feeding coil, and the power feeding coil or the power receiving coil attached to a support member positioned in the magnetic casing through the axial opening of the magnetic casing, and the magnetic casing A non-contact power feeding apparatus comprising: a magnetic plate disposed on the support member so as to oppose the axial opening so as to block a leakage magnetic field from the axial opening. - 請求項１において、
前記磁性筐体の周囲は、前記軸方向開口を除いて非磁性材料からなる筐体によって囲まれていると共に、
前記軸方向開口に対向する前記磁性板は、前記軸方向開口とは反対側で非磁性材料からなる、前記支持部材を構成する支持板に取り付けられていることを特徴とする非接触給電装置。 In claim 1,
The periphery of the magnetic casing is surrounded by a casing made of a nonmagnetic material except for the axial opening,
The non-contact power feeding device according to claim 1, wherein the magnetic plate facing the axial opening is attached to a support plate constituting the support member made of a nonmagnetic material on the opposite side to the axial opening. - 請求項２において、
前記支持板には、前記磁性筐体の前記軸方向開口を通って前記磁性筐体内に突出する、前記支持部材を構成する突出部が設けられており、前記突出部に前記給電コイル、或いは前記受電コイルが取り付けられていることを特徴とする非接触給電装置。 In claim 2,
The support plate is provided with a projecting portion that constitutes the support member and projects into the magnetic housing through the axial opening of the magnetic housing, and the projecting portion includes the feeding coil or the A non-contact power feeding device, wherein a power receiving coil is attached. - 請求項３において、
前記支持板に設けられた、前記給電コイル、或いは前記受電コイルが取り付けられている前記突出部は、前記磁性筐体及びこれを囲む前記筐体の軸方向の両端の前記開口と前記軸方向開口を通って、前記磁性筐体の内部を相対的に移動することを特徴とする非接触給電装置。 In claim 3,
The protruding portion provided on the support plate, to which the power feeding coil or the power receiving coil is attached, includes the openings at the axial ends of the magnetic casing and the casing surrounding the magnetic casing. A non-contact power feeding device characterized by moving relative to the inside of the magnetic casing. - 請求項４において、
前記突出部の中央付近には切り欠きが形成されており、前記支持板に前記突出部の両端を固定した状態で、前記支持板に取り付けられた前記磁性板は、前記切り欠きを挿通して延びる１枚の磁性板であることを特徴とする非接触給電装置。 In claim 4,
A notch is formed near the center of the protrusion, and the magnetic plate attached to the support plate is inserted through the notch in a state where both ends of the protrusion are fixed to the support plate. A non-contact power feeding device, which is a single magnetic plate extending. - 請求項１において、
前記磁性筐体に配置された前記受電コイル、或いは前記給電コイルと、前記支持部材に取り付けられた前記給電コイル、或いは前記受電コイルは、同一の寸法形状に形成されていることを特徴とする非接触給電装置。 In claim 1,
The power receiving coil or the power feeding coil arranged in the magnetic casing and the power feeding coil or the power receiving coil attached to the support member are formed in the same size and shape. Contact power supply device. - 昇降路を上下に移動する乗りかごと、前記昇降路に設置された給電側トランス部と、前記乗りかごに取り付けられ受電側トランス部を有し、前記給電側トランス部に設けた給電コイルと前記受電側トランス部に設けた受電コイルとを交流磁界を媒体として結合し、前記給電コイルの側に交流電流を流して前記受電コイルの側に誘導電流を発生させることで、前記給電コイルの側から前記受電コイルの側に電力を非接触で供給する非接触給電組立体を備えたエレベーターにおいて、
前記非接触給電組立体が、軸方向の両端が開口され、しかも軸方向に沿って軸方向開口が形成された磁性体よりなる磁性筐体と、前記磁性筐体内に配置された前記受電コイル、或いは前記給電コイルと、前記磁性筐体の前記軸方向開口を通って前記磁性筐体内に位置する支持部材に取り付けられた前記給電コイル、或いは前記受電コイルと、前記磁性筐体の前記軸方向開口からの漏れ磁界を遮るように前記軸方向開口に対向して前記支持部材に配置された磁性体とから構成されていることを特徴とするエレベーター。 A car that moves up and down the hoistway, a power supply side transformer part installed in the hoistway, a power receiving side transformer part attached to the car, and a power supply coil provided in the power supply side transformer part, A power receiving coil provided in the power receiving side transformer unit is coupled with an AC magnetic field as a medium, and an alternating current is caused to flow to the power feeding coil side to generate an induced current from the power feeding coil side. In an elevator provided with a non-contact power feeding assembly that supplies power in a non-contact manner to the power receiving coil side,
The non-contact power feeding assembly includes a magnetic casing made of a magnetic body having both axial ends opened and an axial opening formed along the axial direction, and the power receiving coil disposed in the magnetic casing, Alternatively, the feeding coil and the feeding coil attached to a support member positioned in the magnetic casing through the axial opening of the magnetic casing, or the receiving coil, and the axial opening of the magnetic casing. An elevator comprising: a magnetic body disposed on the support member so as to oppose the axial opening so as to block a magnetic field leaking from the elevator. - 請求項７において、
前記乗りかごの前記受電側トランス部は、前記磁性筐体と、前記磁性筐体内に配置された前記受電コイルよりなり、
前記昇降路の前記給電側トランス部は、前記磁性筐体の前記軸方向開口を通って前記磁性筐体内に位置する前記支持部材に取り付けられた前記給電コイルと、前記磁性筐体の前記軸方向開口からの漏れ磁界を遮るように前記軸方向開口に対向して前記支持部材に配置された磁性体とからからなることを特徴とするエレベーター。 In claim 7,
The power-receiving-side transformer part of the car is composed of the magnetic casing and the power-receiving coil disposed in the magnetic casing,
The power supply side transformer portion of the hoistway passes through the axial opening of the magnetic casing and the power supply coil attached to the support member located in the magnetic casing, and the axial direction of the magnetic casing An elevator comprising: a magnetic body disposed on the support member so as to face the axial opening so as to block a leakage magnetic field from the opening.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17802404 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17802404 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |