KR100427462B1 - 승강기의 승강기통용 하중 검출기 - Google Patents

승강기의 승강기통용 하중 검출기 Download PDF

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KR100427462B1 KR10-1999-0014907A KR19990014907A KR100427462B1 KR 100427462 B1 KR100427462 B1 KR 100427462B1 KR 19990014907 A KR19990014907 A KR 19990014907A KR 100427462 B1 KR100427462 B1 KR 100427462B1
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Abstract

본 발명은 승객을 운반하기 위하여 샤프트 내에서 상하로 움직이는 승강기통 및 상기 승강기통을 매달고 있는 케이블을 갖는 승강기용 하중 검출기에 있어서, 상기 샤프트에 대한 승강기통의 상대 위치를 탐지하도록 구성된 상대 위치 검출기; 및 층에 도착한 직후의 상기 승강기통의 위치와 상기 층에서 출발하기 직전의 승강기통의 위치 사이의 상대 위치 변화를 계산하고, 상기 케이블의 팽창과 수축에 의해 야기되는 상대 위치 변화를 바탕으로 승강기통의 하중을 계산하도록 구성된 연산기를 포함하는 승강기용 하중 검출기에 관한 것이다.

Description

승강기의 승강기통용 하중 검출기{Load Detector for Elevator Cage}
본 발명은 승강기의 승강기통용 하중 검출기에 관한 것이다.
일반적인 견인식 승강기는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 구성되어 있다.
도 1에서, 케이블(2)의 일단은 승강기통(1)에 연결되며 케이블(2)의 다른 단은 권상기(3)의 활차(31)와 방향전환 활차(4)를 통하여 평형추(5)에 연결된다. 권상기는 활차(31)와 모터(32)로 구성되어 있다. 활차(31)는 모터(32)로 구동되며, 케이블(2)은 활차(31)와 케이블(2) 사이의 견인에 의해 구동된다. 결국, 승강기통(1)은 케이블(2)을 통하여 상하로 움직인다.
확대된 도 2에서와 같이, 승강기통(1)은 승강기통(1)에 부착된 안내 장치(6)에 의해 가이드 레일(7)을 따라 상하로 움직인다. 승강기통(1)은 가로대(1Aa), 세로대(1Ab) 및 판재(1Ac)를 포함하는 승강기통 프레임(1A) 및 승강기통 프레임(1A) 안에 탑재되는 승강실(1B)로 구성되어 있다. 즉, 승강기통(1)은 실제로 승강실(1B) 주위에 승강기통 프레임(1A)을 설치하고, 상기 승강실(1B)은 고무와 같은 방진재(1C)에 의해 지지하는 2중 구조이다. 상기 방진재(1C)는 승강기통 프레임(1A)으로부터 승강실(1B)로의 진동 전달을 감소시켜 승강기통(1)의 주행 중에 승차감을 향상시킨다.
또한, 변형 검출기(1D)가 승강기통 프레임(1A)과 승강실(1B) 사이에 설치되어 있다. 방진재(1C)는 승강실(1B)의 하중을 받으며, 방진재(1C)의 변형량은 변형 검출기(1D)에 의해 감지된다. 변형량은 전송 케이블(8), 샤프트(9)의 샤프트 벽(9a)에 부착된 커넥터 박스(91) 및 송신기(10)를 통하여 승강기 제어판 내의 연산기(11)에 전송된다. 연산기(11)는 변형 검출기(1D)로부터의 변형량을 근거로 하여 승강실(1B)의 하중 또는 승객의 하중을 계산한다.
연산기(11)는 또한 출발시에 승강기통(1)이 부드럽게 움직이도록 모터(32)를 구동하는데 필요한 토크를 계산하고, 이 토크 신호를 구동 제어기(12)로 출력한다. 따라서, 많은 승객이 승강기통(1)에 탑승하더라도, 출발시에 브레이크가 풀릴 때 승강기통(1)이 갑자기 하강하지 않는다. 한편, 승객이 전혀 없을 경우에도, 출발시에 승강기통(1)이 갑자기 상승하지 않는다. 즉, 구동 제어기(12)는 브레이크가 풀리기 전에 모터(32)에 필요한 토크를 인가하여 출발시에 승강기통(1)을 부드럽게 움직이도록 한다.
상술한 견인식 승강기에서는, 승강기통 프레임(1A)과 승강실(1B) 모두 적합한 강도를 필요로 한다. 승강기통(1)은 적합한 강도와 승강실(1B)의 용적을 모두 만족시키기가 쉽지 않다.
권상기(3)의 효율이 향상됨에 따라, 승강기통(1)의 진동이 감소된다. 따라서, 모든 승강기통이 승강실(1B) 내의 승차감을 향상시키기 위하여 이중 구조로 제조될 필요는 없다.
그러나, 승강기통(1)이 "단일(single)" 구조를 가지면, 즉 승강실(1B)이 승강기통 프레임(1A)과 통합되면, 변형 검출기(1D)를 승강기통 프레임(1A)과 승강실(1B) 사이에 설치할 수 없다. 그 결과, 승강실(1B)의 하중을 올바르게 감지할 수 없기 때문에 출발시 하중의 변화에 따라 모터(32)에 인가되는 토크를 제어하기가 어렵다.
따라서, 본 발명의 한 목적은 승강실이 승강기통 프레임과 통합되더라도 승객의 하중을 감지할 수 있는 승강기용 하중 검출기를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 견인식 승강기의 개략도.
도 2는 도 1의 종래의 견인식 승강기의 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 제 1실시예의 승강기의 승강기통용 하중 검출기의 개략도.
도 4는 도 3에 나타낸 광학 위치 감지기의 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 제 2실시예의 승강기용 하중 검출기의 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 제 3실시예의 승강기용 하중 검출기의 측면도.
도 7은 본 발명에 따른 제 4실시예의 승강기용 하중 검출기의 측면도.
도 8은 본 발명에 따른 제 5실시예의 승강기용 하중 검출기의 측면도.
도 9는 본 발명에 따른 제 6실시예의 승강기용 하중 검출기를 나타내는 브레이크의 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 제 6실시예의 승강기용 하중 검출기를 나타내는 브레이크의 단면도.
도 11은 현수 활차를 갖는 승강기의 개략도.
도 12는 도 11에 나타낸 현수 활차의 부분도.
도 13은 본 발명에 따른 제 7실시예의 승강기용 하중 검출기를 나타내는 현수 활차의 단면도.
도 14는 본 발명에 따른 제 8실시예의 승강기용 하중 검출기를 나타내는 현수 활차의 단면도.
도 15는 본 발명에 따른 제 9실시예의 승강기용 하중 검출기를 나타내는 활차의 측면도.
[부호의 설명]
1: 승강기통 1A: 승강기통 프레임
1Aa: 가로대 1Ab: 세로대
1Ac: 판재 1B: 승강실
1C: 방진재 1Ca: 샤프트
1Cb: 현수 활차 1Cc: 베어링
1Cd: 지지 부재 1Ce: 스트레인 게이지
1Cf: 탄성 부재 1Cg: 포텐셜 미터
1D: 변형 검출기
2: 케이블 2A, 2B: 연결부
3: 권상기 4: 방향전환 활차
5: 평형추 6: 안내 장치
7: 가이드 레일 8: 전송 케이블
9: 샤프트 9a: 샤프트 벽
9b: 샤프트 천청벽 10: 송신기
11, 20: 연산기 11a: 타이머
12: 구동 제어기 13: 광학 위치 감지기
14: 반사판 15, 15A, 15B: 포텐셜 미터
16, 16A, 16B: 슬로프 16a: 경사면
17: 광학 위치 감지기 18: 슬로프
20: 연산기 31: 활차
31a: 로터리 샤프트 31b: 활차 기어
31c: 탄성 부재 31d: 포텐셜 미터
32: 모터 33: 브레이크
33a: 함체 33b: 디스크 기어
33c: 브레이크 디스크 33d, 33g: 브레이크 슈
33e: 탄성 고리 33f: 스프링
33h: 전자석 33i: 스트레인 게이지
33j: 베어링 91: 커넥터 박스
131: 박스 132: 광원
133: PSD 소자 134: 렌즈
135: 필터 151, 151A, 151B: 슬라이드 샤프트
152: 실린더 153, 153A, 153B: 롤러
154: 스프링 191: 상부 부재
192: 디스크 롤러 193: 각도 검출기
194: 레버 194a: 받침대
195: 지주 196: 스프링
F1: 비틀림 F2, F3: 힘
상기 목적 및 다른 목적은 승객을 이동시키기 위하여 샤프트 내에서 상하로 움직이는 승강기통; 상기 승강기통을 지지하는 케이블; 샤프트에 대한 승강기통의 상대 위치를 감지하도록 설치된 상대 위치 감지기; 및 층에 도착한 직후의 승강기통 위치와 그 층에서 출발하기 직전의 승강기통 위치 사이의 상대 위치 변화 및 케이블의 팽창과 수축에 의한 상대 위치 변화를 바탕으로 승강기통의 하중을 계산하는 연산기를 갖는 신규하며 개선된 승강기용 하중 검출기를 제공함으로써 달성된다.
본 발명과 본 발명의 장점을 더 완벽하게 이해하기 위해 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
이제 도면을 참조하면 여러 도면에 걸쳐서, 더욱 구체적으로는 도 3에서, 동일한 참조 번호는 동일하거나 또는 상응하는 부분을 지칭한다. 도 3은 본 발명의제 1실시예에 따른 승강기의 승강기통용 하중 검출기를 나타낸다.
도 3에서, 승객용 승강기통(1)은 케이블(2)의 동작에 의해 상하로 움직인다. 승강기통(1)은 광학 위치 감지기(13)를 갖는다. 반사판(14)은 각 층 바닥 근처의 샤프트(9) 상에 부착되어 있으며 승강기통(1)이 상기 층에 도착할 때 광학 위치 감지기(13)와 대면하도록 배치되어 있다. 이와 같이, 상대 위치 감지기는 광학 위치 감지기(13)와 반사판(14)으로 구성되어 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 광학 위치 감지기(13)는 반사판(14)을 향하여 소정의 파장을 갖는 광을 조사하기 위한 박스(131) 내의 광원(132); 반사판(14)중 하나로부터 반사된 광을 집속하기 위한 박스(131) 내의 렌즈(134); 및 승강기통의 이동 방향에 배열된 PSD(위치 감지 소자, Position Sensitive Device) 소자(133)와 같은 광도전 셀로 구성되어 있다.
각 PSD 소자(133)는 렌즈(134)로부터 집속된 광을 전압 신호로 변환하여, 승강기통(1)의 위치에 따라 각각 다른 전압 신호를 출력하도록 배치되어 있다.
승강기통(1)이 도착한 층에서 상하로 움직이면, 광학 위치 감지기(13)의 PSD 소자(133)에 의해 생성된 전압도 상하로 변한다. 다시 말하면, 샤프트(9) 상의 반사판(14)에 대한 승강기통(1)의 상대 위치가 변하고 또한 PSD 소자(133)로부터의 전압 신호도 반사판(14)에 대한 승강기통(1)의 상대 위치에 따라 변한다. 이 전압 신호는 소정의 파장을 갖는 광에 해당하는 신호 성분을 추출하여 출력하기 위하여 필터(135)로 전송된다. 즉, 필터(135)는 상기 전압 신호로부터 노이즈를 제거한다. 상기 신호 성분은 전송 케이블(8) 및 샤프트 벽(9a) 상의 커넥터 박스(91)를 통하여 송신기(10)로 전달된다.
렌즈(134)의 시야는 반사판(14)으로부터 반사된 광의 시야보다 더 크게 설정된다. 반사판(14)으로부터 반사된 광을 제외한 샤프트 벽(9a)으로부터 반사된 광은 분산되므로 PSD 소자(133)에 의해 유효하게 감지되지 않는다.
승강기통(1)이 층 바닥에 도착할 때, PSD 소자(133)로부터 승강기통(1)의 수직 위치에 상응하는 전압 신호가 출력되어 송신기(10)를 거쳐 연산기(11)에 전송된다. 연산기(11)는 타이머(11a)를 갖고 있어 전압 신호를 입력 시간 순으로 처리한다. 연산기(11)는 행선지 호출(destination call) 또는 홀 호출(hall call)과 같은 호출이 없을 경우 승강기통 문이 닫힌 후에 경과된 시간을 계산한다. 상기 행선지 호출이란 승객이 승강기통(1) 안에서 행선지를 명령하는 호출이며, 홀 호출이란 승객이 임의의 층에서 승강기통(1)을 부르는 호출이다. 경과된 시간이 소정의 시간을 초과하고 승강기통(1)이 상기 경과된 시간 동안 움직이지 않으면, 연산기(11)가 승강기통(1) 안에 승객이 없는 것으로 가정하여 하중값을 0으로 재설정한다. 행선지 호출이 있으면, 승강기통(1)은 위 또는 아래로 이동하여 행선지 층에 도착한다. 승강기통(1)의 하중을 탐지하는 작동은 다음과 같다:
먼저, 승강기통(1)이 층 바닥에 접근하게 되면, 광학 위치 감지기(13)가 행선지 층의 반사판(14)을 감지한다. 승강기통 문이 열리기 전에, 반사판(14)에 대한 승강기통(1)의 상대 위치(Yb)가 광학 위치 감지기(13)에 의해 감지된다. 이 때, 승강기통(1)은 활차(31)가 브레이크 장치(도시되지 않음)에 의해 잠기기 때문에 상기 도착 층에서 정지한다. 그러나, 케이블(2) 자체가 탄력적이기 때문에, 케이블(2)은 승강기통(1)의 하중 변화에 따라 팽창 및 수축한다. 그 결과,승강기통(1)이 층에 도착하여 정지하더라도 승강기통(1)의 수직 위치는 변한다. 결국, 승객의 승하차가 완료될 때, 승강기통(1)의 수직 위치가 승강기통(1)의 하중 변화에 따라 변할 수 있다.
따라서, 승객이 승하차하고 승강기통 문이 닫힌 후, 광학 위치 감지기(13)가 반사판(14)에 대한 승강기통(1)의 상대 위치(Ya)를 감지한다.
그리고 나서, 연산기(11)는 상대 위치(Ya, Yb), 케이블(2)의 탄성 계수(k) 및 승강기통(1)의 종전 하중(Mo)을 바탕으로 승강기통(1)의 현재 하중(Mn)을 계산하며, 상기 현재 하중(Mn)은 다음과 같이 계산한다:
Mn = Mo + k×(Yb-Ya)
탄성 계수(k)는 승강기통(1)의 수직 위치에 따라 변할 수 있다. 활차(31)와 승강기통(1) 사이의 케이블(2)의 길이가 승강기통(1)의 수직 위치에 따라 변하기 때문에, 탄성 계수(k)는 승강기통(1)의 위치에 따라 적용된다.
연산기(11)는 하중(Mn)을 바탕으로 승강기통(1)을 부드럽게 출발시키기 위하여 모터(32)를 구동하는데 필요한 토크를 계산하여 구동 제어기(12)로 상기 토크 신호를 출력한다.
제 1실시예에 따라, 승강기통(1)이 "단일" 구조를 갖더라도, 즉, 도 1에서 승강실(1B)이 승강기통 프레임(1A)과 통합되더라도, 승강기통(1)의 하중은 샤프트 벽(9a)에 대한 승강기통(1)의 상대 위치의 차이[층에 도착한 직후의 승강기통(1)의 수직 위치와 상기 층을 출발하기 직전의 승강기통(1)의 수직 위치의 차이]를 바탕으로 계산할 수 있다. 또한, 소정의 시간이 초과될 때까지 아무런 호출이 없어서승강기통(1)이 움직이지 않으면, 연산기(11)는 승강기통(1) 내에 승객이 없음을 나타내는 0으로 하중값을 재설정한다. 따라서, 승강기통(1) 하중의 누적 오차가 자동적으로 보정된다. 또한, 광학 위치 감지기(13)가 반사판(14)에 대한 승강기통(1)의 상대 위치를 감지하기 때문에, 상기 하중 검출기는 승강기통(1)의 도착 위치 검출기로 사용될 수 있다. 또한, 광학 위치 감지기(13)가 기계적 접촉 없이 반사판(14)에 대한 승강기통(1)의 상대 위치를 감지하고 필터(135)가 다른 광원에 의한 노이즈를 제거하기 때문에, 하중 검출기의 정밀도가 향상될 수 있다.
제 1실시예에서, 광학 위치 감지기(13) 및 반사판(14)은 변경할 수 있다. 명암을 인식할 수 있는 영상 감지기가 장착된 카메라가 상기 광학 위치 감지기(13)를 대신할 수 있으며, 기하학적 패턴 또는 다른 패턴을 갖는 판이 상기 반사판을 대체할 수 있다. 상기 카메라에는 카메라에 잡히는 기하학적 패턴 또는 다른 패턴, 또는 이 패턴의 일부의 이미지를 인식하고 승강기통(1)의 위치에 상응하는 상이한 신호를 출력하는 이미지 프로세서(도시되지 않음)가 설치될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 제 2실시예의 하중 검출기를 나타낸다.
하기 기재에서는 도 1과 관련하여 설명한 성분과 다른 성분만을 설명한다.
본 실시예에서, 포텐셜 미터(15)가 승강기통(1)의 바닥에 부착된다. 상기 포텐셜 미터(15)는 실린더(152)의 축 방향으로 구르는 슬라이드 샤프트(151)로 구성된다. 롤러(153)는 슬라이드 샤프트(151)의 말단에 부착되어 있다. 롤러(153)는 승강기통(1)이 움직이는 방향으로 회전한다. 스프링(154)이 롤러(153)와 실린더(152) 사이에 삽입되어 롤러(153)는 항상 샤프트 벽(9a) 방향으로 힘을 받는다.
슬로프(16)는 모든 층 바닥 근처의 샤프트 벽(9a) 상에 고정되어 있다. 각 슬로프(16)는 도 5에 나타낸 바와 같이 경사면(16a)을 갖는다. 롤러(153)는 경사면(16a)과 접촉하면서 층 바닥을 통과한다.
승강기통(1)이 정확한 층 바닥에 도착할 때, 즉, 층 바닥에 대한 승강기통(1)의 상대 위치가 거의 0일 때, 롤러(153)는 슬로프(16)의 중간에 위치하여야 한다.
따라서, 슬라이드 샤프트(151)는 스프링(154)에 의해 샤프트 벽(9a) 방향으로 힘을 받기 때문에, 승강기통(1)이 상하로 움직이면, 롤러(153)가 슬로프(16) 상을 굴러가며 슬라이드 샤프트(151)는 실린더(152)의 축 방향으로 미끄러진다. 그 결과, 포텐셜 미터(15)는 슬라이드 샤프트(151)의 위치에 상응하는 전압 신호를 출력하고, 상기 전압 신호는 전송 케이블(8)을 통하여 송신기(10)로 전송된다.
따라서, 승강기통(1)이 층 바닥에서 정지할 때, 승강기통(1)의 수직 위치 변화는 롤러(153)의 수평 위치 변화에 의해 판독된다.
행선지 호출이 있으면, 승강기통(1)은 상하로 움직여 행선지 층에 도착한다. 승강기통(1)의 하중을 감지하는 작동은 다음과 같다:
먼저, 승강기통(1)이 층 바닥에 접근하면, 롤러(153)가 슬로프(16)와 접촉한다. 승강기통 문이 열리기 전에, 샤프트 벽(9a)에 대한 승강기통(1)의 상대 위치(Yb)는 포텐셜 미터(15)에 의해 감지된다. 이 때, 승강기통(1)은 활차(31)가 브레이크 장치(도시되지 않음)에 의해 잠겨있기 때문에 상기 도착 층에서 정지한다. 그러나, 케이블(2) 자체가 탄력적이기 때문에, 케이블(2)은 승강기통(1)의 하중 변화에 따라 팽창 및 수축한다. 그 결과, 승강기통(1)이 층에 도착하여 정지하더라도 승강기통(1)의 수직 위치는 변한다. 결국, 승객의 승하차가 완료될 때, 승강기통(1)의 수직 위치는 승강기통(1)의 하중 변화에 따라 변할 수 있다.
따라서, 승객이 승하차하고 승강기통 문이 닫힌 후, 포텐셜 미터(15)가 샤프트 벽(9a)에 대한 승강기통(1)의 상대 위치(Ya)를 감지한다.
그리고 나서, 연산기(11)는 상대 위치(Ya, Yb), 케이블(2)의 탄성 계수(k) 및 승강기통(1)의 종전 하중(Mo)을 바탕으로 제 1실시예와 동일한 방법으로 승강기통(1)의 현재 하중(Mn)을 계산한다.
제 2실시예에 따라, 승강기통(1)이 "단일" 구조를 갖더라도, 즉, 도 1에서 승강실(1B)이 승강기통 프레임(1A)과 통합되더라도, 승강기통(1)의 하중을 샤프트 벽(9a)에 대한 승강기통(1)의 상대 위치의 차이[층에 도착한 직후의 승강기통(1)의 수직 위치와 상기 층을 출발하기 직전의 승강기통(1)의 수직 위치의 차이]를 바탕으로 계산할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 제 3실시예의 승강기의 승강기통용 하중 검출기를 나타낸다.
하기 기재에서는 도 1과 관련하여 설명한 성분과 다른 성분만을 설명한다.
도 6에 있어서, 광학 위치 감지기(17)는 승강기통(1)의 바닥에 부착되어 있다. 슬로프(18)는 모든 층 바닥 근처의 샤프트 벽(9a) 상에 고정되어 있다. 각 슬로프(18)는 도 6에 나타낸 바와 같이 수많은 티어(tier)와 삼각형 단면을 갖는다. 각 티어의 수평폭은 서로 다르다. 즉, 티어의 수평폭은 승강기통(1)이 움직이는 방향으로 조금씩 변한다. 광학 위치 감지기(17)는 승강기통(1)과 슬로프(18)의 티어 사이의 거리를 감지한다. 광학 위치 감지기(17)는 펄스 레이저 장치와 거리 검출기로 구성되어 있다. 펄스 레이저 장치는 슬로프(18)의 티어를 향하여 펄스 레이저광을 조사한다. 상기 펄스 레이저광은 비교적 좁은 광폭을 가지며, 즉, 펄스 레이저광은 쉽게 분산되지 않는다. 상기 거리 검출기는 슬로프(18)의 티어로부터 반사된 레이저광을 감지하여 승강기통(1)과 슬로프(18)의 티어 사이의 거리를 계산한다.
따라서, 광학 위치 감지기(17)는 승강기통(1)과 슬로프(18)의 티어 사이의 거리에 상응하는 전압 신호를 출력하며, 이 전압 신호는 전송 케이블(8)을 거쳐 송신기(10)에 전송된다.
이로써, 승강기통(1)이 층에 멈출 때, 승강기통(1)과 슬로프(18)의 티어 사이의 거리 변화에 의해 승강기통(1)의 수직 위치 변화가 판독된다.
제 3실시예에 의하면, 승강기통(1)의 수직 위치 변화가 광학 위치 감지기(17)에 의해 감지되기 때문에, 승강기통(1)의 하중은 상기 제 2실시예와 동일한 방법으로 감지할 수 있다. 또한, 승강기통(1)의 하중이 슬로프(18)와의 접촉 없이 광학 위치 감지기(17)에 의해 감지되기 때문에, 마모에 의한 오차를 피할 수 있으며 내구성 있는 검출기를 얻을 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 4실시예에 따른 승강기의 승강기통용 하중 검출기를 나타내며, 상기 하중 검출기는 승강기통(1)의 움직임에 따라 가이드 레일 상을 이동하는 롤러의 각도 변화를 감지함으로써 승강기통의 하중을 감지한다.
즉, 디스크 롤러(192)는 승강기통(1)의 상부 부재(191)에 고정되어 승강기통(1)의 움직임에 따라 가이드 레일(7) 상을 회전한다. 각도 검출기(193)는 디스크 롤러(192)의 축에 설치된다. 각도 검출기(193)는 레버(194)의 일단에 부착되며 레버(194)의 다른 단은 상부 부재(191)의 받침대(194a)를 축으로 고정된다. 지주(195)는 상부 부재 상에 세워져 있으며 레버(194)를 관통한다. 스프링(196)은 지주(195)의 일단과 레버(194) 사이에 배치되어 있으므로 스프링(196)이 레버(194)를 항상 가이드 레일(7) 쪽으로 밀어낸다.
따라서, 디스크 롤러(192)는 스프링(196)의 복원력에 의해 밀려서 가이드 레일(7) 상에서 구른다. 디스크 롤러(192)가 승강기통(1)의 움직임에 따라 회전할 때, 각도 검출기(193)도 또한 회전한다. 그 결과, 디스크 롤러(192)의 각도 변화가 각도 검출기(193)에 의해 감지된다. 그 후, 각도 검출기(193)의 출력 신호는 전송 케이블(8) 및 송신기(10)를 통하여 연산기(11)로 전송된다.
연산기(11)는 디스크 롤러(192)의 반경과 디스크 롤러(192)의 각도 변화를 바탕으로 승강기통(1)의 수직 위치 변화를 계산한다.
따라서, 승강기통(1)이 층에서 정지할 때, 승강기통 문이 열릴 때부터 닫힐 때까지 승강기통(1)의 수직 위치 변화가 디스크 롤러(192)의 각도 변화에 의해 판독된다.
제 4실시예에 의하면, 승강기통(1)의 하중은 상기 제 2실시예와 동일한 방법으로 탐지할 수 있다. 또한, 연산기(11)가 승강기통(1)의 속도에 따라 각도 검출기(193)로부터 각도 정보를 제공받기 때문에, 상기 연산기(11)는 상기 각도 정보에대한 시간 미분량을 바탕으로 승강기통(1)의 속도를 계산할 수 있다. 모터(32)의 속도가 승강기통(1)의 속도와 미리 정해진 속도 패턴을 비교함으로써 제어된다면, 권상기(3)는 극히 정확할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 제 5실시예의 승강기의 승강기통용 하중 검출기를 나타내며, 상기 하중 검출기는 승강기통(1)의 기울기에 의해 야기된 오차를 보정하고 승강기통(1)의 하중을 정확하게 계산하기 위하여 승강기통(1)의 바닥에 부착된 도 5에 나타낸 포텐셜 미터(15)와 같은 두 개의 위치 감지기를 갖는다.
즉, 두 개의 포텐셜 미터(15A, 15B)는 승강기통(1)의 바닥 가장자리에 대칭적으로 부착되어 있다.
롤러(153A, 153B)는 각각 샤프트 벽(9a)과 상접하도록 배치하며, 슬라이드 샤프트(151A, 151B)는 각각 동일한 수평면에 설치한다. 또한, 슬로프(16A, 16B)는 모든 층 바닥 근처의 샤프트 벽(9a) 상에 고정된다. 각 슬로프(18)는 도 5에서와 같이 동일한 경사면을 갖는다. 포텐셜 미터(15A, 15B)의 출력 신호는 연산기(20)를 거쳐 송신기(10)에 전송된다.
이와 같이, 각각의 포텐셜 미터(15A, 15B)는 각각의 슬라이드 샤프트(151A, 151B)의 수평 변화를 탐지하여 각각의 전압 신호를 출력한다. 연산기(20)는 이들 전압 신호의 평균을 구하고, 상기 평균 신호를 송신기(10)에 전송한다.
제 5실시예에 있어서, 두 개의 포텐셜 미터(15A, 15B)는 승강기통(1)의 바닥 가장자리에 대칭적으로 부착되어 있으며, 포텐셜 미터(15A, 15B)의 출력 신호는 평균값이다. 따라서, 승강기통(1)이 편중된 하중에 의해 기울어지더라도,승강기통(1)의 수직 위치 변화를 올바르게 탐지할 수 있다. 그 결과, 하중 검출기는 정확할 수 있다.
제 5실시예에 있어서, 위치 감지기로는 두 개의 포텐셜 미터(15A, 15B)가 적용된다. 분명히, 도 6의 광학 위치 감지기(17)가 포텐셜 미터(15A, 15B)를 대신할 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 제 6실시예의 승강기의 승강기통용 하중 검출기를 나타내는 브레이크의 단면도이다.
하기 기재에서는 도 1과 관련하여 설명한 성분과 다른 성분만을 설명한다.
도 9에 있어서, 브레이크(33)는 활차(31)와 모터(32, 도시되지 않음) 사이의 로터리 샤프트(31a)에 고정되어 있다. 표면에 톱니를 갖는 활차 기어(31b)는 브레이크(33)의 함체(33a) 내의 로터리 샤프트(31a)에 고정되어 있다. 디스크 기어(33b)는 축 방향으로 활주하여 활차 기어(31b)와 맞물려있다. 브레이크 디스크(33c)는 디스크 기어(33b)의 표면에 고정되어 있다. 또한, 고리 형태의 브레이크 슈(33d)는 브레이크(33)에서 함체(33a)의 내벽에 부착되어 있다. 고리 형태의 탄성 고리(33e)는 브레이크 슈(33d)와 함체(33a)의 내벽 사이에 위치한다. 브레이크 슈(33g)는 스프링(33f)을 통하여 함체(33a)의 다른 쪽 내벽에 부착되어 있다. 전자석(33h)은 브레이크 슈(33g)와 함체(33a)의 내벽 사이에 배치되어 있다. 또한, 스트레인 게이지(33i)는 탄성 고리(33e)의 표면에 부착되어 있다. 베어링(33j)은 함체(33a)와 로터리 샤프트(31a) 사이에 고정되어 있다. 스트레인 게이지(33i)의 출력 신호는 연산기(11)에 전송된다.
상기 브레이크(33)의 작동에 대한 설명은 다음과 같다:
적당한 전류가 전자석(33h)에 인가될 때, 도 9에 나타낸 바와 같이 스프링(33f)이 전자석(33h)의 인력에 의해 수축하여 브레이크 슈(33g)가 브레이크 디스크(33c)로부터 떨어진다. 결국, 브레이크 디스크(33c)는 브레이크 슈(33g, 33d) 사이를 자유롭게 회전하며, 활차(31)는 브레이크 저항 없이 모터(32)에 의해 구동된다.
반면, 전류가 전자석(33h)에 인가되지 않을 때는, 도 10에 나타낸 바와 같이 스프링(33f)이 팽창하여 브레이크 슈(33g)를 브레이크 디스크(33c) 쪽으로 밀어낸다. 결국, 브레이크 디스크(33c)가 브레이크 슈(33g, 33d) 사이에서 제동되어 활차(31)가 정지하게 된다.
승강기통(1)의 하중은 활차(31)를 거쳐 로터리 샤프트(31a)에 가해진다. 승강기통(1)과 평형추(5) 사이의 중량 불균형이 승강기통(1)의 하중 변화로 인해 발생하면, 상기 중량 불균형에 상응하는 비틀림력(torsion force)이 활차(31)에 가해지고 활차(31)에 연결된 브레이크 디스크(33c)에 의해 탄성 고리(33e)의 표면이 밀쳐진다. 그 결과, 스트레인 게이지(33i)는 탄성 고리(33e)에 가해진 비틀림력에 상응하는 전압 신호를 출력한다. 상기 전압 신호는 연산기(11)에 전송된다. 연산기(11)는 스트레인 게이지(33i)로부터의 전압 신호를 바탕으로 활차(31)의 비틀림 토크 변화를 계산하며, 상기 비틀림 토크를 바탕으로 승강기통(1)의 하중 변화를 계산한다.
제 6실시예에 있어서, 브레이크(33)에 의해 정지된 활차(31)의 비틀림 토크변화를 계산함으로써 승강기통(1)의 하중 변화가 계산된다. 그 결과, 승강기통(1)의 하중은 승강기통(1)의 하중 변화를 바탕으로 얻을 수 있다.
도 11은 현수 활차를 갖는 견인식 승강기의 측면도이다.
하기 기재에서는 도 1과 관련하여 설명한 성분과 다른 성분만을 설명한다.
본 견인식 승강기에 있어서, 승강기통(1)은 승강실이 승강기통 프레임과 통합된 "단일" 구조를 갖는다. 케이블(2)의 일단은 샤프트(9)의 상부에 있는 연결부(2B)에 고정된다. 케이블(2)의 다른 단은 평형추(5), 권상기(3) 및 승강기통(1)의 현수 활차(1C)를 거쳐 연결부(2A)에 고정된다. 케이블(2)은 권상기(3)에 의해 구동되며, 승강기통(1) 및 평형추(5)는 서로 상대적으로 상하로 움직인다.
상기 구성의 승강기에 있어서, 도 12에 나타낸 바와 같이, 승강기통(1)의 하중에 상응하는 비틀림(F1)은 현수 활차(1C)의 샤프트(1Ca)에 가해진다. 비틀림(F1)의 변화는 승강기통(1)의 하중 변화에 상응한다. 결국, 샤프트(1Ca)에 가해지는 힘(F2)의 변화는 승강기통(1)의 하중 변화에 상응한다.
도 13은 본 발명에 따른 제 7실시예의 승강기의 승강기통용 하중 검출기를 나타내는 현수 활차의 단면도이며, 여기서 하중 검출기는 스트레인 게이지에 의해 샤프트(1Ca)에 가해지는 힘(F2)의 변화를 탐지한다.
즉, 도 13에 나타낸 바와 같이, 샤프트(1Ca, 하나만 도시함)는 회전이 가능하도록 베어링(1Cc)을 통하여 승강기통(1)에 고정되며, 샤프트(1Ca)는 승강기통(1) 상의 지지 부재(1Cd)에 의해 지탱된다. 스트레인 게이지(1Ce)는 베어링(1Cc) 근처의 샤프트(1Ca) 내에 설치되어 베어링(1Cc)을 통하여 로터리 샤프트에 가해지는 힘(F2)에 의해 야기되는 스트레인을 탐지한다. 스트레인 게이지(1Ce)의 출력 신호는 도 1에 나타낸 바와 같이 전송 케이블(8)을 통하여 연산기(11)에 전송된다. 연산기(11)는 샤프트(1Ca)에 가해지는 힘(F2)의 변화를 바탕으로 승강기통(1)의 하중 변화를 계산한 후, 승강기통(1)의 하중을 계산한다. 마지막으로, 연산기(11)는 승강기통(1)의 하중을 바탕으로 승강기통(1)을 부드럽게 출발시키기 위하여 모터(32)를 구동하는데 필요한 토크를 계산한다.
도 14는 본 발명에 따른 제 8실시예의 승강기의 승강기통용 하중 검출기를 나타내는 로터리 샤프트의 단면도이다.
도 13에 있어서, 승강기통(1)의 하중은 샤프트(1Ca)에 가해지는 힘(F2)을 바탕으로 계산되며 샤프트(1Ca) 내에 설치된 스트레인 게이지(1Ce)에 의해 탐지되는 반면, 도 14에 있어서는 승강기통(1)의 하중이 도 13의 지지 부재(1Cd) 대신 샤프트(1Ca)와 승강기통(1) 사이에 있는 탄성 부재(1Cf)의 스트레인을 바탕으로 계산된다.
즉, 도 14에 나타낸 바와 같이, 힘(F2)은 베어링(1Cc), 샤프트(1Ca) 및 탄성 부재(1Cf)를 통하여 승강기통(1)에 가해진다. 탄성 부재(1Cf)의 변형은 변위를 전기 저항으로 변환하는 미분 변환기인 포텐셜 미터(1Cg)[탄성 부재(1Cf)중 하나와 평행하게 부착되어 있음]에 의해 탐지된다. 포텐셜 미터(1Cg)의 출력 신호는 전송 케이블(8)을 거쳐 연산기(11)에 전송된다. 연산기(11)는 샤프트(1Ca)에 가해지는힘(F2)의 변화를 바탕으로 승강기통(1)의 하중 변화를 계산한 후, 승강기통(1)의 하중을 계산한다. 마지막으로, 연산기(11)는 승강기통(1)의 하중을 바탕으로 승강기통(1)을 부드럽게 출발시키기 위하여 모터(32)를 구동하는데 필요한 토크를 계산한다.
제 8실시예에 있어서, 하중 검출기가 현수 활차(1C)에 설치되어 있기 때문에, 승강기통(1)의 하중이 정확하게 탐지된다.
도 15는 본 발명에 따른 제 9실시예의 승강기의 승강기통용 하중 검출기를 나타내는 활차의 측면도이다.
도 15에 있어서, 권상기(3)는 두 개의 탄성 부재(31c)를 통하여 샤프트 천청벽(9b) 상에 설치된다. 포텐셜 미터(31d)는 탄성 부재(31c)중 하나와 평행하게 부착되어 있다. 포텐셜 미터(31d)는 탄성 부재(31c)의 변형에 상응하는 전압 신호를 출력한다. 포텐셜 미터(31d)의 출력 신호는 전송 케이블(8)을 거쳐 연산기(11)에 전송된다.
활차(31)의 로터리 샤프트에 가해지는 힘(F3)은 승강기통(1)의 하중, 평형추의 하중, 케이블(2)의 하중 및 권상기(3)의 하중의 합이다. 이 중에서, 승강기통(1)의 하중이 변할 수 있는 유일한 항목이다.
이로써, 승강기통(1)의 하중 변화는 포텐셜 미터(31d)에 의해 탐지되는 탄성 부재(31c)의 변형을 바탕으로 계산된다. 연산기(11)는 승강기통(1)의 하중 변화를 바탕으로 승강기통(1)의 하중을 계산한다. 마지막으로, 연산기(11)는 승강기통(1)의 하중을 바탕으로 승강기통(1)을 부드럽게 출발시키기 위하여 모터(32)를 구동하는데 필요한 토크를 계산한다.
상기 기술의 견지에서 다양한 변형 및 변화가 가능하다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구 범위 내에서 본 명세서에 명확하게 기재된 것과 다르게 실시될 수 있다.
본 발명의 승강기용 하중 검출기에 의하면, 승강기통 하중의 변화를 정확하게 탐지하여 승강기의 원활한 운행, 특히 부드러운 출발이 가능하다.

Claims (9)

  1. 승객을 운반하기 위하여 샤프트 내에서 상하로 움직이는 승강기통 및 상기 승강기통을 매달고 있는 케이블을 갖는 승강기용 하중 검출기에 있어서,
    상기 샤프트에 대한 승강기통의 상대 위치를 탐지하도록 구성된 상대 위치 검출기; 및
    층에 도착한 직후의 상기 승강기통의 위치와 상기 층에서 출발하기 직전의 승강기통의 위치 사이의 상대 위치 변화 및 상기 케이블의 팽창과 수축에 의해 야기되는 상기 변화를 바탕으로 승강기통의 하중을 계산하도록 구성된 연산기를 포함하고,
    상기 상대 위치 검출기는 층 바닥 근처의 상기 샤프트 상에 부착된 복수의 반사판; 상기 반사판을 향하여 소정의 파장을 갖는 광을 조사하기 위한 상기 승강기통에 부착된 광원; 상기 반사판으로부터 반사된 광을 집속하기 위한 상기 승강기통에 부착된 렌즈; 및 상기 렌즈로부터 집속된 광을 바탕으로 각각의 전압 신호를 출력하기 위하여 상기 승강기통이 움직이는 방향으로 배치된 복수의 광도전 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 승강기용 하중 검출기.
  2. 삭제
  3. 승객을 운반하기 위하여 샤프트 내에서 상하로 움직이는 승강기통 및 상기 승강기통을 매달고 있는 케이블을 갖는 승강기용 하중 검출기에 있어서,
    상기 샤프트에 대한 승강기통의 상대 위치를 탐지하도록 구성된 상대 위치 검출기; 및
    층에 도착한 직후의 상기 승강기통의 위치와 상기 층에서 출발하기 직전의 승강기통의 위치 사이의 상대 위치 변화 및 상기 케이블의 팽창과 수축에 의해 야기되는 상기 변화를 바탕으로 승강기통의 하중을 계산하도록 구성된 연산기를 포함하고,
    상기 상대 위치 검출기는 승강기통이 움직이는 방향을 따라 층 바닥 근처의 샤프트 상에 부착되며, 삼각형 단면의 경사면을 갖는 복수의 슬로프; 상기 승강기통에 부착되어 상기 경사면 상을 구르는 롤러; 수평 방향으로 인도하기 위하여 상기 롤러에 연결된 슬라이드 샤프트; 및 상기 슬로프 쪽으로 상기 롤러를 탄력적으로 밀기 위한 탄성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 승강기용 하중 검출기.
  4. 승객을 운반하기 위하여 샤프트 내에서 상하로 움직이는 승강기통 및 상기 승강기통을 매달고 있는 케이블을 갖는 승강기용 하중 검출기에 있어서,
    상기 샤프트에 대한 승강기통의 상대 위치를 탐지하도록 구성된 상대 위치 검출기; 및
    층에 도착한 직후의 상기 승강기통의 위치와 상기 층에서 출발하기 직전의 승강기통의 위치 사이의 상대 위치 변화 및 상기 케이블의 팽창과 수축에 의해 야기되는 상기 변화를 바탕으로 승강기통의 하중을 계산하도록 구성된 연산기를 포함하고,
    상기 상대 위치 검출기는 승강기통이 움직이는 방향을 따라 층 바닥 근처의 샤프트 상에 부착되며, 복수의 티어(tier)를 갖는 복수의 슬로프; 상기 승강기통에 부착되어 상기 티어 방향으로 레이저 광을 조사하도록 구성된 레이저 장치; 및 상기 승강기통에 부착되어 상기 티어로부터 반사된 레이저 광을 수신하고 상기 슬로프의 티어까지의 거리를 탐지하도록 구성된 거리 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 승강기용 하중 검출기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 연산기는 상기 승강기통이 정지한 후 무행선지 호출 시간이 소정의 시간을 초과한 경우 상기 승강기통의 하중값을 무하중으로 재설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 승강기용 하중 검출기.
  6. 승객을 운반하기 위하여 샤프트 내에서 상하로 움직이는 승강기통 및 상기 승강기통을 매달고 있는 로프를 갖는 승강기용 하중 검출기에 있어서,
    상기 승강기통에 부착된 롤러;
    상기 승강기통의 움직임에 따라 상기 롤러를 굴리고 인도하기 위하여 상기 샤프트 내에 설치된 가이드 레일;
    상기 롤러의 각도 변화를 탐지하기 위한 각도 검출기; 및
    상기 롤러의 각도 변화를 바탕으로 상기 승강기통 문이 열릴 때부터 닫힐 때까지 승강기통의 수직 위치 변화 및 상기 수직 위치 변화를 바탕으로 승강기통의 하중을 계산하도록 구성된 연산기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 승강기용 하중 검출기.
  7. 모터에 의해 구동되는 활차 둘레에 위치하며 승객을 운반하기 위하여 샤프트 내에서 상하로 움직이는 승강기통과 평형추를 매달고 있는 케이블을 갖는 승강기용 하중 검출기에 있어서,
    상기 모터의 로터리 샤프트에 고정된 브레이크 디스크를 갖는 브레이크 및 상기 브레이크 디스크를 탄성 부재 쪽으로 밀어서 상기 활차의 회전을 정지시키는 브레이크 슈(shoe);
    상기 탄성 부재에 부착되어 상기 승강기통과 상기 평형추 사이의 중량 불균형에 의해 야기되는 브레이크 디스크의 비틀림 스트레인을 탐지하도록 구성된 스트레인 검출기; 및
    상기 승강기통이 층에 도착한 직후의 비틀림 스트레인과 승강기통이 상기 층을 출발하기 직전의 비틀림 스트레인 사이의 변화 및 상기 비틀림 스트레인의 변화를 바탕으로 승강기통의 하중을 계산하도록 구성된 연산기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 승강기용 하중 검출기.
  8. 모터에 의해 구동되는 활차 둘레에 위치하며 승객을 운반하기 위하여 샤프트 내에서 상하로 움직이는 승강기통에 부착된 현수 활차를 통하여 승강기통을 매달고 있는 케이블을 갖는 승강기용 하중 검출기에 있어서,
    상기 활차의 로터리 샤프트의 스트레인을 탐지하도록 구성된 스트레인 검출기; 및
    상기 승강기통이 층에 도착한 직후의 상기 활차의 스트레인과 승강기통이 상기 층을 출발하기 직전의 상기 활차의 스트레인 사이의 변화 및 상기 스트레인의 변화를 바탕으로 승강기통의 하중을 계산하도록 구성된 연산기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 승강기용 하중 검출기.
  9. 모터에 의해 구동되는 활차 둘레에 위치하며 승객을 운반하기 위하여 샤프트 내에서 상하로 움직이는 승강기통에 부착된 현수 활차를 통하여 승강기통을 매달고 있는 케이블을 갖는 승강기용 하중 검출기에 있어서,
    상기 현수 활차의 샤프트의 스트레인을 탐지하도록 구성된 스트레인 검출기; 및
    상기 승강기통이 층에 도착한 직후의 상기 현수 활차의 스트레인과 승강기통이 상기 층을 출발하기 직전의 상기 현수 활차의 스트레인 사이의 변화 및 상기 스트레인의 변화를 바탕으로 승강기통의 하중을 계산하도록 구성된 연산기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 승강기용 하중 검출기.
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