特開 2022-99284 エネルギー回収用のエレベータ用カウンターウエイトアセンブリおよび対応するエレベータシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022099284

(43)【公開日】2022-07-04

(54)【発明の名称】エネルギー回収用のエレベータ用カウンターウエイトアセンブリおよび対応するエレベータシステム

(51)【国際特許分類】

   B66B 1/34 20060101AFI20220627BHJP

   B66B 11/00 20060101ALI20220627BHJP

【ＦＩ】

B66B1/34 A

B66B11/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021203108

(22)【出願日】2021-12-15

(31)【優先権主張番号】20216580

(32)【優先日】2020-12-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】521548375

【氏名又は名称】エレボルト リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】特許業務法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】レーン ジェイソン

【テーマコード（参考）】

3F306

3F502

【Ｆターム（参考）】

3F306AA00

3F306DA01

3F502HB20

3F502JA61

3F502JA62

3F502JA63

3F502JA68

3F502NA21

3F502NA31

3F502NA36

(57)【要約】      （修正有）

【課題】エレベータの分野に適用されるエネルギー回収用のシステムおよびデバイスに関する。
【解決手段】エレベータ用カウンターウエイトは、少なくとも１つの発電機２２を備え、前記少なくとも１つの発電機２２は軸が回転したときに電力を生成する、電気エネルギー発生器モジュールと、該カウンターウエイトの線形運動を、前記少なくとも１つの発電機２２の軸を回転させるための回転運動に変換するための少なくとも１つの機構２１と、前記電気エネルギー発生器モジュールによって生成された電力を貯蔵するための蓄電器モジュールと、を備えている。。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エレベータ用カウンターウエイトアセンブリ（３）であって、
少なくとも１つの発電機（２２）を備え、前記少なくとも１つの発電機は軸が回転したときに電力を生成する、電気エネルギー発生器モジュール（１１）と、
該アセンブリの線形運動を、前記少なくとも１つの発電機の軸を回転させるための回転運動に変換するための少なくとも１つの機構（２１）と、
前記電気エネルギー発生器モジュール（１１）によって生成された電力を貯蔵するための蓄電器モジュール（１２）と、
前記蓄電器モジュールを前記アセンブリ（３）の外部の少なくとも１つの電力シンク（２７）に放電するための電力伝送モジュール（２６）と、
電力伝送モジュール（２６）に、蓄電器充電レベルが閾値を下回る場合は前記蓄電器モジュールを前記エレベータのモーターに対して放電させ、前記蓄電器充電レベルが前記閾値を上回る場合は前記蓄電器モジュールを別のシンクに対して放電させるための電池管理ユニット（２３）と、を備えるエレベータ用カウンターウエイトアセンブリ。

【請求項2】

線形運動を回転運動に変換するための前記少なくとも１つの機構（２１）は、ベベルギヤ（４２、４３）またはウォームギヤ（６２、６３）のうちの１つを備え、前記ベベルギヤまたは前記ウォームギヤの第１の軸（４１、６１）は、当該第１の軸が回転するときに前記少なくとも１つの発電機の心棒の回転運動を誘発するように、前記少なくとも１つの発電機（２２）の前記心棒に機械的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項3】

前記ベベルギヤまたはウォームギヤの第２の軸（４４、６４）は、ホイール（４０、６０）に接続し、前記ホイールの回転が前記第２の軸の回転を誘発するようにされており、前記ホイールは前記アセンブリの移動する方向と平行な面と接触するようにされており、前記アセンブリの移動中に前記ホイールが回転することを特徴とする請求項２に記載のアセンブリ。

【請求項4】

前記表面は、前記アセンブリを当該アセンブリの線形運動で案内するために、前記アセンブリの機械的ガイド（７ａ、７ｂ）の一部を成しているか、当該機械的ガイドに固定されていることを特徴とする請求項３に記載のアセンブリ。

【請求項5】

前記蓄電器モジュール（１２）は、少なくとも１つのスーパーキャパシタと、少なくとも１つのウルトラキャパシタと、少なくとも１つの電池とのうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のアセンブリ。

【請求項6】

前記蓄電器モジュールは、少なくとも１つの電池と少なくとも１つのコンデンサとの両方を備え、走行の長さが所与の閾値以下の場合に前記少なくとも１つのコンデンサの使用を優先し、前記走行の長さが前記所与の閾値を超える場合に前記少なくとも１つの電池の使用を優先する電池管理ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のアセンブリ。

【請求項7】

前記電力伝送モジュール（２６）は、
前記アセンブリの外部の対応する接点と電気的接触を行うように適合された接点、または
前記アセンブリの外部の別の誘導マットと協働するように適合された誘導マット（５０）のうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項６に記載のアセンブリ。

【請求項8】

前記電気エネルギー発生器モジュール（１１）および前記蓄電器モジュール（１２）を
保持するためのフレームをさらに備え、前記フレーム（１０）のサイズは、少なくとも１つの寸法に従って調整可能であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のアセンブリ。

【請求項9】

前記電気エネルギー発生器モジュールが少なくとも１つの発電機群（２２）を備え、前記少なくとも１つの発電機群のシャフトは、機械的に連結されて配列（３１、５１）され、１つの発電機の心棒を回転させると前記発電機群の他の発電機の心棒の回転を誘発し、前記配列における前記発電機群の少なくとも１つのシャフトは、前記アセンブリの線形運動を回転運動に変換するための前記少なくとも１つの機構（２１）の１つに接続されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のアセンブリ。

【請求項10】

前記発電機の配列（３１、５１）は、前記アセンブリ（３）の意図された運動方向に対して平行または直交する方向に沿って配置されることを特徴とする請求項９に記載のアセンブリ。

【請求項11】

平行および／または直交方向に沿って配置された発電機の複数の配列（３１、５１）を備えることを特徴とする請求項１０に記載のアセンブリ。

【請求項12】

線形運動を回転運動に変換するためのそれぞれの機構（２１）は、発電機の配列（３１、５１）の各端部の第１シャフトおよび第２のシャフトにそれぞれ提供されることを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載のアセンブリ。

【請求項13】

前記アセンブリの線形運動を回転運動に変換するための前記少なくとも１つの機構の要素を係合および解放するための手段と、前記エネルギー発生器モジュール（１１）の発電機の全部または一部と前記蓄電器モジュール（１２）とを接続および切断する電気回路を開閉するためのスイッチ（２８）とのうちの、少なくとも１つをさらに備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のアセンブリ。

【請求項14】

前記アセンブリの線形運動を回転運動に変換するための前記機構（２１）は、運動伝達系統の一部として、キネティッフライホイールモジュールと、連続可変伝達モジュールとのうちの少なくとも１つとを備えることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のアセンブリ。

【請求項15】

エレベータシステムであって、
かご（１）と、
請求項１から１４のいずれか一項に記載のカウンターウエイトアセンブリ（３）と、
ロープ手段（５）を介して前記かごおよび前記カウンターウエイトアセンブリに機械的に接続された駆動ユニット（２、４、８）と、を備えたエレベータシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

様々な例示的な実施形態は、全体的にエネルギー回収用のシステムおよびデバイスに関する。本発明は、特にエレベータの分野に適用される。

【背景技術】

【0002】

エレベータシステムは通常、かごとカウンターウエイトを備え、双方がエレベータシャフト内を反対方向にガイドされる。かごとカウンターウエイトの両方は、１つまたは複数のホイストロープ（たとえば、スチールロープ）によって機械的に接続され、溝付き駆動綱車に掛けられ、その車軸は適切な方向に所望の速度で駆動綱車を回転可能にするために、ギヤボックスと電気モーターに接続されている。カウンターウエイトの質量は、かごの最大荷重の約１／２が載せられたかごの質量と等しい。

【0003】

かごを上下に動かすためにエレベータシステムが必要とするエネルギーの消費は、とりわけ、カウンターウエイトと同等のかごの相対的な重量およびその負荷（すなわち、その搭乗率）に依存する。

【発明の概要】

【0004】

本発明の一実施形態によれば、エレベータ用カウンターウエイトアセンブリが提供される。このアセンブリは
少なくとも１つの発電機を含み、前記少なくとも１つの発電機は軸が回転したときに電力を生成する、電気エネルギー発生器モジュールと、
該アセンブリの線形運動を、前記少なくとも１つの発電機の軸を回転させるための回転運動に変換するための少なくとも１つの機構と、
前記電気エネルギー発生器モジュールによって生成された電力を貯蔵するための蓄電器モジュールと、
前記蓄電器モジュールを前記アセンブリの外部の少なくとも１つの電力シンクに対して放電するための電力伝送モジュールと、
電力伝送モジュールに、蓄電器充電レベルが閾値を下回る場合に前記蓄電器モジュールを前記エレベータのモーターに対して放電させ、前記蓄電器充電レベルが前記閾値を超える場合に前記蓄電器モジュールを別のシンクに対して放電させるための電池管理ユニット。

【0005】

カウンターウエイトは、カウンターウエイトが移動したときにエネルギーの回収を可能にする機械的および電気的部品を備えている。発電機および蓄電器モジュールはカウンターウエイトに収容されるので、従来のカウンターウエイトで使用されていた不活性のウエイトを置き換える。

【0006】

一実施形態によれば、線形運動を回転運動に変換するための前記少なくとも１つの機構は、ベベルギヤまたはウォームギヤのうちの１つを備え、前記ベベルギヤまたは前記ウォームギヤの第１の軸は、当該第１の軸が回転するときに前記少なくとも１つの発電機の心棒の回転運動を誘発するように、前記少なくとも１つの発電機の前記心棒に機械的に接続されている。

【0007】

一実施形態によれば、前記ベベルギヤまたはウォームギヤの第２の軸は、ホイールに接続し、前記ホイールの回転が前記第２の軸の回転を誘発するようにされている。前記ホイールは前記アセンブリの移動する方向と平行な表面と接触するようにされているので、前
記アセンブリの移動中に前記ホイールが回転する。

【0008】

一実施形態によれば、前記表面は、前記アセンブリを当該アセンブリの線形運動で案内するために、前記アセンブリの機械的ガイドの一部を成しているか、当該機械的ガイドに固定されている。

【0009】

一実施形態によれば、前記蓄電器モジュールは、少なくとも１つのスーパーキャパシタと、少なくとも１つのウルトラキャパシタと、少なくとも１つの電池とのうちの少なくとも１つを備える。

【0010】

一実施形態によれば、前記電力伝送モジュールは、
－前記アセンブリの外部の対応する接点と電気的接触を行うように適合された接点、または
－前記アセンブリの外部の別の誘導マットと協働するように適合された誘導マット

【0011】

一実施形態によれば、アセンブリは、前記電気エネルギー発生器モジュールおよび前記蓄電器モジュールを保持するためのフレームをさらに備え、前記フレームのサイズは、少なくとも１つの寸法に従って調整可能である。

【0012】

一実施形態によれば、前記電気エネルギー発生器モジュールは、少なくとも１つの発電機群を備え、前記少なくとも１つの発電機群のシャフトは、機械的に連結されて配列され、１つの発電機の心棒を回転させると前記発電機群の他の発電機の心棒の回転を誘発し、前記配列における前記発電機群の少なくとも１つのシャフトは、前記アセンブリの線形運動を回転運動に変換するための前記少なくとも１つの機構の１つに接続されている。

【0013】

一実施形態によれば、前記発電機の配列は、前記アセンブリの意図された運動方向に対して平行または直交する方向に沿って配置される。

【0014】

一実施形態によれば、前記アセンブリは、平行および／または直交方向に沿って配置された発電機の複数の配列をさらに備える。

【0015】

一実施形態によれば、線形運動を回転運動に変換するためのそれぞれの機構は、発電機の配列の各端部の第１のシャフトおよび第２のシャフトにそれぞれ提供される。

【0016】

一実施形態によれば、前記アセンブリは、
前記アセンブリの線形運動を回転運動に変換するための前記少なくとも１つの機構の要素を係合および解放するための手段と、前記エネルギー発生器モジュールの発電機の全部または一部と前記蓄電器モジュールとを接続および切断する電気回路を開閉するためのスイッチとのうちの、少なくとも１つをさらに備える。

【0017】

一実施形態によれば、前記アセンブリの線形運動を回転運動に変換するための前記機構は、運動伝達系統の一部として、キネティックフライホイールモジュールと、連続可変伝達モジュールとのうちの少なくとも１つを備える。

【0018】

本発明の一実施形態によれば、エレベータシステムが提供される。エレベータシステムは、
かごと、
前記定義済みのカウンターウエイトアセンブリと、
ロープ手段を介して前記かごおよび前記カウンターウエイトアセンブリに機械的に接続された駆動ユニットと、を備える。

【0019】

ロープ手段は、１つまたは複数のロープ、１つまたは複数のベルト、１つまたは複数のケーブル、１つまたは複数のチェーンのうちの１つまたは複数を備えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

例示的な実施形態は、以下に与えられる詳細な説明および付随する図面から、より十分に理解されるであろう。これらは、例示としてのみ提供するものであって、本開示を限定するものではない。

【0021】

【図1】本発明の一実施形態にかかるエレベータシステムの概要の概略図である。

【図2】本発明の一実施形態にかかるエネルギー回収モジュールおよび蓄電器モジュールの概要を提供する概略図である。

【図3】カウンターウエイトの第１の例示的な実施形態の概略図である。

【図4】線形運動を回転運動に変換するために使用される機構の第１の例示的な実施形態の概略図である。

【図5】カウンターウエイトの第２の例示的な実施形態の概略図である。

【図6】線形運動を回転運動に変換するために使用される機構の第２の例示的な実施形態の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

次に、いくつかの例示的な実施形態が示されている添付の図面を参照して、様々な例示的な実施形態を、より十分に説明する。

【0023】

詳細な実施例を本明細書に開示する。ただし、本明細書に開示される特定の構造的および機能的詳細は、例示的な実施形態を説明する目的のための典型に過ぎない。例示的な実施形態は、多くの代替形態で具体化することができ、本明細書に記載の実施形態のみに限定されると解釈されるべきではない。したがって、例示的な実施形態は様々な変形および代替の形態が可能であるが、実施形態を例示として図面に示し、本明細書で詳細に説明する。しかしながら、例示的な実施形態を、開示された特定の形態に限定する意図はないことを理解されたい。

【0024】

図１は、例示的な実施形態にかかるエレベータシステムを示している。この実施形態によるシステムは、かご１、駆動綱車２、カウンターウエイト３、モーター４、ロープ５またはロープ５のセット、制御ユニット６、カウンターウエイトガイド部材７ａおよび７ｂ、ならびに任意選択でギヤボックス８を備える。かごとカウンターウエイトは、駆動綱車２上に吊るされたスチールロープ５のセット（図１には１本のロープのみが示されている）に取り付けられ、駆動綱車２の適切に形成された溝によって滑らないようになっている。「ロープ」という用語は、ロープの機能、すなわち、モーターがかごとカウンターウエイトを反対方向に移動できるようにすることに対するすべての可能な代替案を網羅するために使用される。代替案には、たとえば、１つまたは複数のベルト、１つまたは複数のケーブル、１つまたは複数のチェーンが含まれていてもよい。駆動綱車２の軸はギヤボックス８に接続され、ギヤボックス８はモーター４の軸に接続される。モーター４、ギヤボックス８（存在する場合）および駆動綱車２は、かご１とカウンターウエイト３を反対方向に移動するための駆動ユニットを形成する。他の実装では、駆動ユニットを異なる構成にすることができる（たとえば、２個以上の綱車を備える）。プロセッサ、メモリ、ソフトウェア、通信バス、および適切な制御インターフェースを備え得る制御ユニット６は、制御、状態監視、および障害処理を可能にするために、システムの異なる部品に接続されている。制御ユニット６は中央ユニットとして示されているが、異なる部品はそれら自身の制御ユニットを備え、中央制御ユニット６の機能を部分的に、または完全に置き換えてもよい。エレベータシステムシャフトの下部の輪郭９も示しておく。カウンターウエイト３
は、たとえば、エレベータシステムシャフトの垂直壁に固定された横方向ガイド部材７ａおよび７ｂ（鋼棒またはレールなど）によってガイドされる。本実施形態によれば、カウンターウエイト３は、電気エネルギー発生器モジュール１１、蓄電器モジュール１２、および１つまたは複数のウエイト１３を収容するフレーム１０を備える。図１は、カウンターウエイト３に設置されるいくつかの部品の概要を簡単に提供する。フレーム１０、発電機モジュール１１、蓄電器モジュール、ウエイト１３、および場合によってはカウンターウエイトに配置された他の部品の合計重量が、エレベータシステム内で必要とされるカウンターウエイトの総重量を計算するために考慮される。変形実施形態によれば、発電機モジュール、蓄電器モジュール、およびウエイトは、モジュール方式で構築されている。たとえば、追加の蓄電容量のために蓄電器要素を追加することによって蓄電器モジュールを拡張することができ、その結果、カウンターウエイトの適切な全体重量を維持するためにいくつかのウエイトを取り除くことができる。同様に、追加のジェネレータを設けることができる。

【0025】

図２は、エネルギー発生器モジュール１１、蓄電器モジュール１２、および１つの例示的な実施形態にかかるさらなる使用に備えて電気エネルギーがどのように回収、貯蔵および伝送されるかを概略的に説明するための追加の部品の概略ブロック図である。エネルギー発生器モジュール１１は、発電機２２の軸に接続された線形運動－回転運動変換機構２１を備える。機構２１の機能は、カウンターウエイト３の線形運動を、発電機２２の軸をダイレクトに、または１つまたは複数の中間モジュールを介して回転させることができる回転運動に変換することである。発電機２２の機能は、蓄電器モジュール１２に供給するための電力を生成することである。エネルギー発生器モジュール１１は、１つまたは複数の機構２１および１つまたは複数の発電機２２を備えてもよい。いくつかの例示的な実施形態を後述する。

【0026】

変形実施形態によれば、エネルギー発生器モジュールは、追加のサブモジュールを備えてもよい。たとえば、線形運動－回転運動変換機構２１を増速ギヤボックスに接続し、線形運動－回転運動変換機構２１の出力と比較して発電機の心棒の回転速度を上げてもよい。別の変形実施形態によれば、線形運動－回転運動変換機構２１はまた、或いは上記の構成に加えて、無段変速機を介して発電機の心棒に接続し、発電機の心棒に実質的に一定の回転速度を提供してもよい。上記の他の実施形態と併せて使用可能なさらに別の変形実施形態によれば、キネティッフライホイールは、発電機に回転運動を提供する要素系統に配置される。フライホイールの機能は、機構２１の別の要素（たとえば、図４および図６に関連して後述するベベルギヤまたはウォームギヤの出力軸）によって回転させられたときにエネルギーを蓄積することであり、カウンターウエイトの動きが止まったときに、フライホイールの慣性で発電機の心棒を回転させ続けることによってそのエネルギーを返還する。上記のいずれかと組み合わせて使用可能なさらに別の変形実施形態によれば、エネルギー発生器モジュールは、その要素系統の要素の機械的解放および再係合を可能にするアクチュエータ手段を備える。これにより、必要に応じて、カウンターウエイトの動きに対するブレーキ効果を低減または排除することができる。

【0027】

蓄電器モジュールは、蓄電器要素の充電および放電を制御する電池管理ユニット２３を備える。図１の例示的な実施形態によれば、図２に示されるように、これらの蓄電器要素は、少なくとも１つのコンデンサ（要素２４によって示される）および／または少なくとも１つの電池（要素２５によって示される）を備える。コンデンサ２４は、たとえば、スーパーキャパシタまたはウルトラキャパシタでもよい。電池管理ユニット２３は、異なる蓄電器要素の充電レベルを監視し、発電機２２から受け取った電力を必要に応じて蓄電器要素に切り替える。電池管理ユニット２３はまた、特定の条件が満たされたときに、蓄電器モジュールを全体的にまたは要素ごとに発電機モジュール２２から電気的に切断するように構成されており、これは、スイッチ２８によって概略的に示されている。逆に、特定
の条件が満たされたとき、発電機は部分的にまたは全体的に切断または再接続され得る。このような条件には、たとえば、蓄電器要素が満充電の場合、またはカウンターウエイト３の動きからエネルギーを回収することが望ましくない場合の１つ以上を含んでもよい。他の条件を適用してもよい。

【0028】

変形実施形態によれば、蓄電器は、コンデンサと電池の両方を備える。

【0029】

電池管理ユニット２３は、コンデンサおよび／または電池を制御するためのソフトウェアを実行するプロセッサを備える。電池管理ユニット２３は利用可能な蓄電器要素を決定し、要求されたニーズに関して各要素の効率レベルを評価する。たとえば、両方のタイプの要素が利用可能なとき、コンデンサは通常、電池よりも急速に充放電し得る。そのため、電池管理システムは、電池と比較して、コンデンサを主要な充電・放電要素として優先的に使用することを決定し、コンデンサが完全に充電・放電された場合にのみ、電池に依存するようにしてもよい。

【0030】

変形実施形態によれば、電池管理ユニットは、コンデンサ蓄電器要素を電池要素に対して放電する。

【0031】

図２の図はまた、蓄電器モジュールに接続された電力伝送モジュール２６を示している。電力伝送モジュール２６の機能は、蓄電器要素を、電力系統運用者の送電網および／またはエレベータシステムを収容する建物の電力システムのシンク２７に対して、および／または電池に対して、および／またはエレベータメインモーター４に対して、放電させるためのものである。本実施形態によれば、この伝送は、電池管理システム２３の制御下で実行される。伝送モジュール２６は、カウンターウエイトが動いておらず、シャフト内の特定の位置、たとえば、極端に上の方の位置や下の方の位置に配置されているときに第２の誘導マット２７と協働する第１の誘導マットとして実装されてもよい。伝送モジュール２６は、複数の誘導マットを備えてもよい。そのような誘導マットは、カウンターウエイトの異なる位置で自ずとシャフト内の対応する相手側部品２７と対向して配置されるよう、カウンターウエイト上のいくつかの位置に配置することができる。

【0032】

電力がエレベータのメインモーター自体に伝送されるとき、電池管理ユニット２３は、エレベータの動作に関する情報の関数として、蓄電器要素がどのように使用されるかを決定することができる。このような情報は、応答すべきエレベータの呼び出し回数、呼び出しに応答するためにエレベータが移動する距離、かごの負荷の、１つ以上を含んでもよい。そのような情報は、制御ユニット６によって電池管理ユニット２３に提供されてもよい。負荷が制限された短期間の走行では、電池管理がコンデンサ要素を優先する場合があるが、高負荷での長時間の走行では、電池要素が優先される場合がある。したがって、電池とコンデンサの両方の共同使用を最適化することができる。シミュレーションによると、３０～５０階分の移動では、効率は消費された移動エネルギーの約６６％に達するが、２０階の建物では、効率は２５％に低下する。

【0033】

非限定的な例示的な実施形態によれば、カウンターウエイト蓄電器要素は、ＮＡＷＡ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社によって開発された「ＮＡＷＡＣａｐ Ｐｏｗｅｒ」コンデンサなどのスーパーキャパシタを備える。これらは、短いセッション中に生成された最大のエネルギー（たとえば、連続する上下階の間の移動によって何度も繰り返し生成されるエネルギー）を収集して保存できるため、ここで説明するアプリケーションに適している。それらの多数の充電－放電サイクルは、エレベータシステムに非常に適しており、メンテナンス要件を制限する。

【0034】

変形実施形態によれば、電池管理ユニット２３は、蓄電器モジュールの充電レベルの関
数として、電力を蓄電器モジュールからエレベータメインモーターに伝送する。エレベータのメインモーターが優先される。たとえば、蓄電器モジュールの充電レベルが閾値を下回っている場合、電力はエレベータにのみ伝送される。閾値を超えると、電力は電力網などの他のシンクに伝送される。この目的のために、伝送モジュール２６およびシンク２７は、たとえば、電力をモーターに伝送するためのそれぞれの誘導マット（または接点）の第１の組と、電力を電力網などの他のアプリケーションに伝送するためのそれぞれの誘導マット（または接点）の第２の組とで構成され、電池管理ユニット２３は、必要に応じて伝送モジュール側の誘導マットまたは接点のアクティベーションを制御するようにしてもよい。一実施形態によれば、そのような充電レベルは、たとえば、電池の場合、８５％でもよい。

【0035】

変形実施形態によれば、蓄電器モジュールは、エレベータのメインモーターに電力を供給するためにのみ使用され、これは「閉ループ」で機能する。

【0036】

エレベータシステムはまた、蓄電器要素によって１つまたは複数のシンク提供されるＤＣ電力を変換するための変換回路を備え、たとえば、蓄電器要素がエレベータメインモーターに電力を供給するとき、変換回路は三相電圧を生成してもよい。この変換回路は図示しない。電力変換回路自体は当業者に知られており、これ以上詳細には説明しない。

【0037】

変形実施形態によれば、伝送モジュール２６は、シンク２７の電気接点と協働して蓄電器要素を放電する電気接点を備える。

【0038】

非限定的な例示的実施形態によれば、電池に蓄積されたエネルギーは、カウンターウエイトの上部または下部と整列または連動する誘導マットまたはプローブのいずれかを介して放電され、エレベータシャフトの所与の位置での放電を容易にする。別の非限定的な例示的実施形態では、カウンターウエイトは、カウンターウエイトの下側に取り付けられている接続走行ケーブルを通じて電流を放電する。この場合、ケーブルを駆動モーター／駆動盤に接続して、これらの部品に電力を供給することができる。蓄積されたエネルギーは、前記カウンターウエイト上に配置された電池管理システムを介して供給される（別の非限定的な例示的な実施形態によれば、電池管理システムは、シャフトまたはエレベータモーター室内に配置されることに留意されたい）。非限定的な例示的な実施形態によれば、電池に蓄積されたエネルギーは、垂直軌道に沿った様々な位置でホール効果を使用して放電される。

【0039】

変形実施形態によれば、カウンターウエイト３のフレーム１０は、少なくとも一方向に従ってサイズが調整可能である。フレーム１０は、スリングと呼ばれることもある。サイズの調整により、エネルギー発生器モジュール、蓄電器モジュール、およびウエイトの様々な組み合わせを考慮することが可能になる。

【0040】

変形実施形態によれば、フレームは、カウンターウエイト３の運動方向に沿って調整可能である。この目的のために、一例によれば、フレームは、上部フレーム要素および下部フレーム要素を備えてもよい。上部フレーム要素は、作動位置にあるときに逆Ｕ字形を形成するように、上部バーと上部バーの各端部にそれぞれ固定された２つの横方向バーとを備える。上部バーはロープ５に取り付けられるようになっている。下部フレーム要素は、作動位置にあるときにＵを形成するように、下部バーと下部バーの各端部にそれぞれ固定された２つの横方向バーとを備える。上部および下部フレーム要素のそれぞれのそれぞれの横方向バーは、長方形のフレームを形成するように固定されることが定められている。互いに固定される前に、対応する一対の横方向バーが互いに対してスライドして、意図された運動方向に沿って調整可能なサイズの長方形のフレームを形成してもよい。対応する横方向バーを、適切な手段を使用して固定してもよい。たとえば、フレーム１０の異なる
長さに対応する異なる位置で、下部フレーム要素の横方向バーの長さに沿って穴を形成してもよい。上部バーから離れた上部フレーム要素の横方向バーの先端に向かって穴も設けられている。上部フレーム要素の横方向バーおよび下部フレーム要素の横方向バーは、適切な長さのフレーム１０が得られるように位置決めされた後、ボルトやナットなどの固定手段を使用して固定される。ボルトは一対の対応する横方向バーの対応する穴を通じて配置される。対応する横方向バーの間に他の連動手段を設けてもよい。

【0041】

別の変形実施形態によれば、フレーム１０は、たとえば、カウンターウエイトガイド７ａおよび７ｂの異なるシャフト幅および／または異なる間隔に対応するために、幅を調整可能である。

【0042】

図３は、カウンターウエイト３の第１の実施形態の概略図である。この実施形態によれば、カウンターウエイトは、その心棒に沿って垂直に整列され、かつ心棒によって接続された複数の発電機２２の少なくとも１つのスタック３１を備える。図３は、２つのそのようなスタックを備えたカウンターウエイトを図示しており、各スタックは、カウンターウエイトのそれぞれの側縁に沿って配置されている。各スタックは、１つまたは複数の線形運動－回転運動変換機構２１に接続されている。図３において、スタックの各端部の発電機の心棒は、対応する線形運動－回転運動変換機構２１に接続されている。発電機を積層すると、そのような機構の必要な数が削減される。カウンターウエイトは、蓄電器要素の２つの列に分割された蓄電器モジュール１２をさらに備える。これらの列と電池管理ユニットとの相互接続は、図３には示されていない。発電機２２は、適切な配線３０を介して蓄電器モジュールに接続されている。カウンターウエイトが所与の位置（たとえば、最も低い位置）にあり、電力シンクに接続されたカウンターウエイトの外部の対応する接点（図示せず）に接点３２が接触するとき、蓄電器モジュールは接点３２に接続され、電池管理ユニット２３の制御下で蓄電器要素の放電を可能にする。カウンターウエイトはまた、１つまたは複数のウエイトバーのセットの形態のウエイト１３を備える。

【0043】

エネルギー発生器モジュールと蓄電器モジュールをカウンターウエイトに配置すると、後者の機能が増加する。不活性重量は、エレベータシステムのフレーム内の実利をもたらす部品の重量と置き換えられる。

【0044】

図４は、図３の例示的な実施形態と併せて使用することができる線形運動－回転運動変換機構２１の第１の実施形態の概略図である。機構２１は、軸４１を備えたホイールまたはローラー４０を備える。作動位置にあるとき、ローラー４０は、ガイド７ａ（または７ｂ）に対して配置されて接触し、カウンターウエイトが移動するとき、ガイドとローラーとの間の摩擦により、ローラーが軸４１の周りを回転する。ベベルギヤアセンブリの第１のギヤ４２は、軸４１に固定されている。第１のギヤ４２の回転は、軸４４の周りのベベルギヤアセンブリの第２のギヤ４３を回転させる。軸４４は、発電機の心棒に固定されている（または、変形実施形態では、キネティッフライホイール、無段変速機、ギヤボックスなどの中間モジュールに固定されている）。図３の例示的な実施形態によれば、ギヤの軸は９０°に配置されているが、電気エネルギー発生器モジュール１１の他の要素の位置および向きに応じて角度が異なってもよい。変形実施形態によれば、機構２１は、ベベルギヤアセンブリのギヤ４２および４３を係合および解放するためのアクチュエータ（図示せず）を備える。別の変形実施形態によれば、機構２１は、ホイール４０をガイド７ａまたは７ｂから分離するか、またはガイド７ａまたは７ｂと再接触させるためのアクチュエータを備える。アクチュエータは、電池管理ユニット２３（たとえば、蓄電器モジュール要素が完全に充電されている場合）または中央制御ユニット６（カウンターウエイトの制動が望ましくない場合）の制御下あってもよい。

【0045】

一実施形態によれば、ホイール４０の半径は５ｃｍから１５ｃｍである。５メートル毎
秒の速度で、ホイール４０の回転数は約１０００ｒｐｍから３０００ｒｐｍである。例として図３の実施形態を考慮すると、重さ２５キログラムの発電機は効率９０％で回転速度２５００ｒｐｍのとき３ｋＷ～５ｋＷを発電し、６台の発電機を備えたスタックの重さは約１５０キログラムとなり、約２０ｋＷを発電するであろう。

【0046】

図５は、カウンターウエイト３の第２の実施形態の概略図である。この実施形態によれば、カウンターウエイトは、その心棒に沿って水平に整列され、かつ心棒によって接続された複数の発電機２２の少なくとも１つのスタック５１を備える。図５は、３つのそのようなカウンターウエイトを図示しており、それらはカウンターウエイト３のフレーム１０の上部および下部バーと平行に配置されている。各スタックは、１つまたは複数の線形運動－回転運動変換機構２１に接続されている。図５において、スタックの各端部の発電機の心棒は、対応する線形運動－回転運動変換機構２１に接続されている。カウンターウエイトは、蓄電器要素の３つのパックに分割された蓄電器モジュール１２をさらに備える。これらのパックと電池管理ユニットとの相互接続は、図５には示されていない。発電機２２は、適切な配線３０を介して蓄電器モジュール１２に接続されている。カウンターウエイトはまた、１つまたは複数のウエイトバーのセットの形態のウエイト１３を備える。図５の実施形態はまた、適切な配線を介して蓄電器要素のパックに接続される誘導マット５０または別のタイプの誘導ベースの電力伝送装置を備える。マットのアクティベーションは、電池制御ユニット２３（図示せず）によって制御される。マット５０は、カウンターウエイトがエレベータシャフトの最も低い位置にあるときに、マット５０の近くに配置された対応する誘導マット（図示せず）と協働する。複数のマットを使用することもできる。図３の実施形態に関して、第１の実施形態に示した接点の代わりに、同様の誘導ベースの電力伝送モジュールを実装することができる。逆に、図５の第２の実施形態の誘導マットの代わりに図３の第１の実施形態の接点を使用することができる。当業者は、電力を蓄電器モジュールから外部シンクに伝送するための他のモジュールを考案することができる。

【0047】

図３および図５は、垂直および水平に整列された発電機スタックを使用する２つの実施形態を提示する。両方のタイプのスタックを使用するハイブリッドの実施形態は、当業者によって容易に考案され得る。また、線形運動－回転運動変換機構２１が適切に適合された状態で、発電機またはそのスタックを角度を付けて配置してもよい。

【0048】

図６は、線形運動－回転運動変換機構２１の第２の実施形態を示している。機構２１は、軸６１を備えたホイールまたはローラー６０を備える。作動位置にあるとき、ローラー６０は、カウンターウエイトガイド（図示せず）の１つに対して配置されて接触し、カウンターウエイトが移動するとき、ガイドとローラーとの間の摩擦により、ローラーが軸６１の周りを回転する。ギヤホイール６２は軸６１に固定されている。ギヤホイール６２の回転は、軸６４を延ばすねじ山付きウォームシャフト６３を回転させる。軸６４は、発電機２０の心棒または中間モジュールに固定されている。図３の実施形態に関連して言及された同じ変形は、図６の実施形態に適用される。

【0049】

前述の例と比べて非常に軽い発電機を考慮に入れた数値例によると、たとえば、重さ０．５キログラムで、速度を３０００ｒｐｍ、機械効率を９０％とすると、発電機はそれぞれ２０Ｗを発電し得る。（図５の実施形態を考慮して）行あたり１０個のそのような発電機を使用すると、これは５キログラムの重量を表し、１行につき２００Ｗを生成する。

【0050】

上記の実施形態は、垂直経路に沿って移動するカウンターウエイトに関係する。本明細書に記載の原理は、カウンターウエイトが経路に沿って移動するときに回転するように、機構２１のホイールを表面と接触したままにしておくことができるという条件で、垂直ではない経路、たとえば傾斜した経路に容易に適合させることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】