JP2018020877A - Movable-body system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非接触給電を用いる移動体システムに関するものである。 The present invention relates to a mobile system using non-contact power feeding.
移動体システムの一つである一般的なエレベータは、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、かご内機器への給電を行っている。長行程化に伴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が望まれ、かご内機器への給電が課題となる。かご内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、移動方向にほぼ平行となるよう誘導線を張り、受電コイルにより電流を取り出す方法がある。かごの中央部を中心として左右対称の位置に1本ずつ誘導線を敷設し、受電ユニットを左右に1つずつ設け、かごが左右にずれてもほぼ一定の電流を取り出す方法が示されている。特許文献2ではエレベータカゴの上枠に設けられた2つの送電部からスライドドアへ給電する方法が示されている。
A general elevator, which is one of mobile system systems, supplies power to equipment in a car through a power supply line called a tail cord that is suspended from the car. Along with the increase in length, the tail cord becomes longer and the mass increases, and if it exceeds a certain length, there is a concern that it cannot withstand its own weight. Therefore, an elevator without a tail cord is desired for the ultra-long journey, and power supply to in-car equipment becomes a problem. As a method for supplying power to the in-car device, for example, as shown in
しかしながら、特許文献1では前後のずれには対応できないため、取り出せる電流の低下、すなわち効率の低下が懸念される。また、2本の誘導線を左右対称の位置に長い距離、精度よく取り付ける必要があるため据付性が低下し、かごの周辺にはおもりや位置検出装置、安全装置等の周辺物があるため、エレベータの占有面積が増えるおそれがある。特許文献2ではかご上のドア側の面に2つの送電部を設けているが、位置ずれが発生する。
However, since
以上のことから、非接触給電を行う移動体システムにおいて、据付性がよく省スペース化が図れ、前後左右すべての位置ずれの影響を低減する非接触給電装置を提供することが本発明の目的の一つである。 In view of the above, it is an object of the present invention to provide a non-contact power feeding device that can be installed in a mobile system that performs non-contact power feeding, has good installation characteristics, and can reduce the influence of all the positional deviations in the front, rear, left, and right. One.
上記の課題の少なくとも一を解決するために、本発明の一態様では、移動体と、前記移動体の周囲に設けられた第1の送電装置及び第2の送電装置と、前記第1の送電装置から非接触で給電される前記移動体の第1の面に設けられた第1の受電装置と、前記第2の送電装置から非接触で給電される前記第1の面に設けられた第2の受電装置を備え前記第1の送電装置と前記第1の受電装置の結合率と、前記第2の送電装置から前記第2の受電装置の結合率が前記移動体の位置ずれにより相反し、かつ前記第1の送電装置及び前記第2の送電装置により給電を行う。 In order to solve at least one of the above problems, according to one embodiment of the present invention, a mobile body, a first power transmission device and a second power transmission device provided around the mobile body, and the first power transmission A first power receiving device provided on the first surface of the moving body fed in a contactless manner from the device, and a first power receiving device provided on the first surface fed in a contactless manner from the second power transmission device. 2, the coupling rate between the first power transmission device and the first power reception device, and the coupling rate between the second power transmission device and the second power reception device are contradictory due to the displacement of the moving body. In addition, power is supplied by the first power transmission device and the second power transmission device.
本発明の一態様によると、給電効率の低下を低減することができる。 According to one embodiment of the present invention, reduction in power supply efficiency can be reduced.
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。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing and each embodiment, the same or similar components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図1および図2は、第1の実施形態(実施例1)における給電装置を搭載した移動体システムであるエレベータを示す概略の構成図である。移動体システムは、移動体4、ガイドレール4a、4b、制御部5、送電装置21、22、受電装置31,32を有する。
FIG. 1 and FIG. 2 are schematic configuration diagrams showing an elevator that is a mobile system on which the power feeding device according to the first embodiment (Example 1) is mounted. The mobile body system includes a
移動体4はエレベータの乗りかごで、図1においては紙面に向かって垂直な方向に移動する。また、移動体4は、図2においては、y軸の正負方向に移動する。ガイドレール4a、4bはエレベータの移動方向に沿って設置される。制御部5は、エレベータの運行、乗りかご4の停止や速度、図示していないが周辺機器等への電力供給等を制御する。蓄電装置7は受電した電力を蓄電する鉛蓄電池やリチウムイオン電池、キャパシタ等である。送電装置21、22は非接触給電を行い、昇降路内に設置される。受電装置31、32は非接触給電を行い、受電装置31および32は乗りかご4のある一面に取り付けし、相反する向きに設置される。送電回路10は、送電装置21および22の少なくとも一方に電力を供給する。
The moving
Gz1はZ方向の送電装置21と受電装置31のギャップで、Gz2はZ方向の送電装置22と受電装置32のギャップである。GxはX方向の送電装置21および22と受電装置31および32のギャップである。 制御部5は送電装置21および22が設置された給電階へ到着したことを位置検出装置42で取得した情報から判断する。蓄電装置7の電池残量を確認し、充電が必要であれば送電回路をオンし、送電装置21および22を介してそれぞれ受電装置31および32で受電する。受電回路6は、受電装置31及び32の少なくとも一方から電力を受け、受電した電力を蓄電装置7に充電する。
Gz1 is a gap between the
また、移動体システムは、ドア43、ロープ44、つりあいおもり40、ガバナ41、位置検出装置42を有する。位置検出装置42は移動体4の位置を検出する。ドア43は移動体4に人荷が出入りするために駆動する。ロープ44は乗りかご4を昇降させるために乗りかご4を吊る。
The moving body system includes a
図3に送電装置21の詳細を示す。図3(a)はXZ面、図3(b)はXY面から見た図である。210はリッツ線等の電線を巻いた送電コイルで、図示していないがコイル両端は送電回路に接続される。212は送電コイル210で発生した磁束の磁路を形成する磁性体のフェライトである。213は送電コイル210やフェライト212の支持、磁界をシールドするアルミ等の支持体である。214は非磁性体や非金属から成るコイル支持体である。
FIG. 3 shows details of the
図4に受電装置31の詳細を示す。図4(a)はXZ面、図4(b)は図4(a)のA-A’面の断面をXY面から見た図である。310は送電コイル210と同様の受電コイルであり、送電コイル210で発生した磁束が鎖交することで電力を得る。312は磁性体のフェライトである。313はコイルの支持や磁界をシールドするアルミ等の支持体である。
FIG. 4 shows details of the
図5は乗りかご4が所望の位置にある際の送電装置21および22と受電装置31および32の詳細を示した構成図である。Gzlは送電コイル210と受電コル310のZ方向の空隙である。Gzrは送電コイル210と受電コル310のZ方向の空隙である。Gx1は送電コイル210とフェライト312の最短のX方向の空隙である。Gx2は送電コイル220とフェライト322の最短のX方向の空隙であり、Gx1とは反比例の関係にある。
FIG. 5 is a configuration diagram showing details of the
図6は乗りかご4が所望の給電位置から乗りかご4がX方向に位置ずれした際の構成図である。図7は位置ずれXを横軸とした送電装置と受電装置の結合率である。空隙Gzlと空隙Gzrはほぼ等しく、Gx1>Gx2の状態である。X=0で位置ずれのない場合を基準とすると、位置ずれXが大きくなったGx1>Gx2の条件では、送電装置21と受電装置31は離れるため、結合が小さくなる。一方、送電装置22と受電装置32は近づき結合が大きくなる。位置ずれXが小さくなったGx1<Gx2の条件ではそれぞれ前述とは逆の特性となる。このようにかごのある一面に受電装置31の取り付け向きに対して受電装置32を反対向きに取り付け、送電装置21と送電装置22をそれぞれ取り付けることでずれに対して相反する特性を得ることができる。
FIG. 6 is a configuration diagram when the
図8は乗りかご4が所望の給電位置から-Z方向に位置ずれした際の構成図で図9は位置ずれZを横軸とした各送電装置と受電装置の結合率である。空隙Gx1と空隙Gx2はほぼ等しく、Gzl>Gzrの状態である。比較対象のZ方向をコイル軸とする2つの平面コイルを対向させた給電装置では結合率の変動は-10mmから10mmで約30%変動する。一方で本実施例のトランスは送電コイルを2つの受電コイルで挟み込む構造としているため、Z方向の位置ずれに対して送電装置21または22の送電コイル210または220が受電装置31または32の受電コイル310または320のどちらか一方に近づくため、結合率の変動は約4%と小さい。
FIG. 8 is a configuration diagram when the
以上の構成により、2つの給電装置をかごの一面に集約しつつ、位置ずれに対して結合率の変動が小さい非接触給電装置を用いた移動体システムを提供することができる。 With the above configuration, it is possible to provide a mobile system using a non-contact power feeding device in which the fluctuation of the coupling rate is small with respect to the positional deviation while consolidating the two power feeding devices on one surface of the car.
尚、かごのある一面に据え付けたがこれに限らない。例えば、図10のようにある一面からオフセットさせた位置に配置してもよい。これにより、様々な昇降路の形状にも適用することができる。 Although it is installed on one side of the car, it is not limited to this. For example, you may arrange | position in the position offset from a certain surface like FIG. Thereby, it is applicable also to the shape of various hoistways.
尚、送電装置21、22を昇降路に取り付けたがこれに限らない。例えば図11に示すように送電装置の支持体213および223をガイドレール4bに取り付けることで送電装置からの配線が集約できるため省スペース化が図れ、不要な配線を削減でき据付性が向上する。また、送電装置21および22を受電用途として、受電装置31および32を送電用途としてもよいし、設置スペースや周囲構造を鑑みて組み合わせてもよい。
In addition, although the
図12は、上述の実施例における変形例の一つである非接触給電装置を用いたエレベータを示す概略の構成図である。前記実施例では送電装置21、22と受電装置31,32を同じ高さ(Y軸の位置)に取り付けたが本実施例では送電装置21および受電装置31と、送電装置22および受電装置32の取り付けの高さが異なる。Z軸を中心とした乗りかご4の回転軸に対して点対称となる位置に取り付けるのが望ましい。Z軸を中心とした乗りかご4の回転による位置ずれが発生した場合、送電装置21が受電装置31に近づくと、送電装置22が受電装置32に近づき相反する特性を得ることができ位置ずれによる結合率の変動を相殺することができる。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram illustrating an elevator using a non-contact power feeding device which is one of the modifications in the above-described embodiment. In the above-described embodiment, the
以上の構成により、かごの一面に据え付けるため省スペース化が図れ、Z軸を中心とした乗りかご4の回転による位置ずれに対し、結合率の変動が小さくなり効率向上が図れる。
With the above configuration, the space can be saved because it is installed on one surface of the car, and the fluctuation of the coupling rate is reduced with respect to the positional deviation caused by the rotation of the
図13は、上述の実施例における変形例の一つである非接触給電装置を用いたエレベータを示す概略の構成図である。 FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing an elevator using a non-contact power feeding device which is one of the modifications in the above-described embodiment.
前記実施例では2つの送電装置および受電装置によって給電を行った。本実施例では3つ以上の送電装置および受電装置によって給電を行う。送電装置21をY方向に平行移動させた位置に送電装置23を、送電装置22をY方向に平行移動させた位置に送電装置24を配置する。また受電装置31をY方向に平行移動させた位置に受電装置33を、受電装置32をY方向に平行移動させた位置に受電装置34を配置する。
In the embodiment, power is supplied by two power transmission devices and a power reception device. In this embodiment, power is supplied by three or more power transmission devices and power reception devices. The
以上の構成により、かごの一面に据え付けるため省スペース化および乗りかご4位置ずれに対し、結合率の変動が小さくなり効率向上が図れ、大電力を伝送することが可能となる。
With the above-described configuration, since it is installed on one surface of the car, the variation in the coupling rate is reduced and the efficiency is improved with respect to the space saving and the
尚、かごの一面の四隅に受電装置を配置したがこれに限らない。例えば、図14のように送電装置21、22を昇降路に、送電装置23、24をガイドレール4bに取り付けてもよい。また、送電装置、受電装置をそれぞれ同じ高さ(Y軸の位置)に設置することにより、据付性、保守性が向上する。前述のようにそれぞれの設置位置を変えれば回転によるずれにも対応できる。さらに大電力を送電しない場合、1つ以上の送電装置をオフにするなどして省エネを図ってもよい。
In addition, although the power receiving apparatus was arrange | positioned in the four corners of one surface of a cage | basket | car, it is not restricted to this. For example, as shown in FIG. 14, the
尚、1つの送電回路10が各送電装置への電力供給を行うようにしたが、これに限らない。送電回路10内には各送電装置分のインバータが内蔵されていてもよいし、各送電装置ごとに送電回路を持つ分離した構造としてもよい。
Although one
つまり上述の実施例とすることで、前後左右すべての位置ずれに対し、2つの給電ユニットで結合係数の変動を抑え効率の低下を低減することが可能となる。上述の実施例により移動体の一面に取り付けることができるため省スペース化及び据付性の向上が図れる。 In other words, with the above-described embodiment, it is possible to suppress a decrease in efficiency by suppressing fluctuations in the coupling coefficient with two power supply units with respect to all the positional deviations in the front, rear, left, and right directions. Since it can be attached to one surface of the moving body according to the above-described embodiment, it is possible to save space and improve installation.
4・・・乗りかご、4a、4b・・・ガイドレール、5・・・制御部、6・・・受電回路、7・・・蓄電装置、10・・・送電回路、21、22、23、24・・・送電装置、31、32、33、34・・・受電装置、40・・・つり合いおもり、41・・・ガバナ、42・・・位置検出装置、43・・・ドア、44・・・ロープ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記移動体の周囲に設けられた第1の送電装置及び第2の送電装置と、
前記第1の送電装置から非接触で給電される前記移動体の第1の面に設けられた第1の受電装置と、
前記第1の面に設けられ、前記第2の送電装置から非接触で給電される第2の受電装置を備え、
前記第1の送電装置と前記第1の受電装置の結合率と、前記第2の送電装置から前記第2の受電装置の結合率が前記移動体の移動方向とは異なる位置ずれにより相反し、かつ前記第1の送電装置及び前記第2の送電装置により給電を行う、ことを特徴とする移動体システム。 A moving object,
A first power transmission device and a second power transmission device provided around the mobile body;
A first power receiving device provided on a first surface of the moving body to be fed in a non-contact manner from the first power transmitting device;
A second power receiving device provided on the first surface and fed in a non-contact manner from the second power transmitting device;
The coupling rate between the first power transmission device and the first power receiving device and the coupling rate from the second power transmission device to the second power receiving device conflict with each other due to a positional shift different from the moving direction of the moving body, And the mobile system characterized by performing electric power feeding by said 1st power transmission apparatus and said 2nd power transmission apparatus.
前記第1及び第2の送電装置の少なくとも一方は、
導電線の巻かれた第1のコイルと、磁性体と、を有し、
前記第1のコイルの径方向に対し、鉛直な面に第1の磁性体が位置していることを特徴とする移動体システム。 The mobile system according to claim 1,
At least one of the first and second power transmission devices is
A first coil wound with a conductive wire, and a magnetic body;
A moving body system, wherein a first magnetic body is positioned on a vertical plane with respect to a radial direction of the first coil.
前記第1及び第2の受電装置の少なくとも一方は、
導電線の巻かれた第2のコイルと、
前記第2のコイルの背面に配置した第2の磁性体と、
前記第2のコイルの同軸線上に対面した第3のコイルと、
前記第3のコイルの背面に配置した第3の磁性体と、
前記第2の磁性体と前記第3の磁性体との間に第4の磁性体と、を配置したことを特徴とする移動体システム。 The mobile system according to claim 1,
At least one of the first and second power receiving devices is
A second coil wound with a conductive wire;
A second magnetic body disposed on the back surface of the second coil;
A third coil facing the coaxial line of the second coil;
A third magnetic body disposed on the back surface of the third coil;
A moving body system, wherein a fourth magnetic body is disposed between the second magnetic body and the third magnetic body.
前記第2のコイルと前記第3のコイルとの間に前記第1のコイルが位置し、
前記第1から第4の磁性体が六面体の四面を占めることを特徴とする移動体システム。 The mobile system according to claim 2, wherein
The first coil is located between the second coil and the third coil;
The moving body system, wherein the first to fourth magnetic bodies occupy four faces of a hexahedron.
前記第1及び第2の受電装置の少なくとも一方は、
導電線の巻かれた第1のコイルと、
磁性体と、を有し、
前記第1のコイルの径方向に対し、鉛直な面に第1の磁性体が位置していることを
特徴とする移動体システム。 The mobile system according to claim 1,
At least one of the first and second power receiving devices is
A first coil wound with a conductive wire;
A magnetic body,
A moving body system, wherein a first magnetic body is positioned on a vertical plane with respect to a radial direction of the first coil.
前記第1及び第2の送電装置の少なくとも一方は、
導電線の巻かれた第2のコイルと、
前記第2のコイルの背面に配置した第2の磁性体と、
前記第2のコイルの同軸線上に対面した第3のコイルと、
前記第3のコイルの背面に配置した第3の磁性体と、
前記第2の磁性体と前記第3の磁性体との間に第4の磁性体と、を配置したことを特徴とする移動体システム。 The mobile system according to claim 1,
At least one of the first and second power transmission devices is
A second coil wound with a conductive wire;
A second magnetic body disposed on the back surface of the second coil;
A third coil facing the coaxial line of the second coil;
A third magnetic body disposed on the back surface of the third coil;
A moving body system, wherein a fourth magnetic body is disposed between the second magnetic body and the third magnetic body.
前記第1の受電装置は前記第1の面に設置され、
前記第2の受電装置は前記第1の面に垂直な面に対し、前記第1の受電装置の面対称となる位置から前記第1の面に平行にオフセットした位置に設置することを特徴とした移動体システム。 The mobile system according to claim 2, wherein:
The first power receiving device is installed on the first surface;
The second power receiving device is installed at a position that is offset in parallel to the first surface from a position that is plane-symmetric to the first power receiving device with respect to a surface perpendicular to the first surface. Mobile system.
前記移動体はエレベーターの乗りかごであって、前記乗りかごはガイドレールに沿って移動し、
前記第1の送電装置及び前記第2の送電装置がガイドレールに取り付けられることを特徴とした移動体システム。 The mobile system according to claim 2, wherein
The moving body is an elevator car, and the car moves along a guide rail;
The mobile body system, wherein the first power transmission device and the second power transmission device are attached to a guide rail.
前記第1の受電装置および前記第2の受電装置の前記移動体の方向の設置位置が異なることを特徴とした移動体システム。 The mobile system according to claim 1, wherein
A moving body system, wherein the first power receiving apparatus and the second power receiving apparatus have different installation positions in the direction of the moving body.
前記第1の面に設けられ第3の送電装置から非接触で給電される第3の受電装置と、
前記第1の面に設けられ第4の送電装置から非接触で給電される第4の受電装置と、を備え、
前記第3の送電装置および前記第4の送電装置が前記ガイドレールに取り付けられることを特徴とした移動体システム。 The mobile system according to claim 1, wherein
A third power receiving device provided on the first surface and fed in a non-contact manner from a third power transmitting device;
A fourth power receiving device provided on the first surface and fed in a non-contact manner from a fourth power transmitting device,
The mobile system characterized in that the third power transmission device and the fourth power transmission device are attached to the guide rail.
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