KR100633662B1 - 엘리베이터 시스템의 초과 속도 조정 장치 - Google Patents

Abstract

안전 기어를 위쪽 또는 아래쪽으로 작동시킴으로써 위쪽 또는 아래쪽으로 이동하는 엘리베이터 카의 과속을 검출하기 위한 엘리베이터 시스템의 초과 속도 조정 장치. 과속은 엘리베이터 카의 위치의 기능으로서 검출된다. 과속은 높은 신뢰도로 방지될 수 있다.

Description

엘리베이터 시스템의 초과 속도 조정 장치{OVERSPEED GOVERNOR APPARATUS FOR ELEVATOR SYSTEM}

본 발명은 엘리베이터 시스템의 초과 속도 조정 장치(또한 간단히 "조속기(調速機)"라고도 함)에 관한 것이다.

엘리베이터 시스템에서, 일반적으로 초과 속도 조정 장치가 사용된다. 초과 속도 조정 장치는 엘리베이터 카의 구동 시스템과 병행하여 독립적인 안전 시스템으로서 기능한다.

현재 알려진 초과 속도 조정 장치는 이하에 기술되는 두 가지 상황의 발생시 작동한다.

(1) 상황 1

엘리베이터 시스템의 구동 시스템에 결함이 발생했을 때, 엘리베이터 카는 과속으로 주행하려는 경향이 있다.

초과 속도 조정 장치는 그와 같은 과속을 검출하여 구동 시스템의 작동을 정지 혹은 셧다운시키도록 설계된다. 이 경우에, 구동 시스템의 셧다운 동작이 적절 하지 못하면, 초과 속도 조정 장치는 안전 장치(또한 안전 기어라고도 함)와 연계하여 엘리베이터 카의 아래쪽으로의 움직임 혹은 주행을 확실히 정지시킨다.

위쪽으로 주행하도록 구동된 엘리베이터 카와 연계하여 균형추(counterweight)가 채용되는 엘리베이터 시스템의 경우에는, 상승 안전 장치 또는 기어가 사용된다.

지금까지 알려진 종래의 엘리베이터 시스템에서는, 예컨대, 견인 머신(traction machine)의 브레이크 또는 엘리베이터 카에 장착된 상승 안전 기어 또는 균형추와 연계되어 마련되는 하강 안전 기어가 상술한 과속을 제어하는 목적으로 사용된다.

(2) 상황 2

엘리베이터 카의 서스펜션 시스템(suspension system)에서 결함 또는 고장이 발생하면, 엘리베이터 카가 아래쪽으로 주행할 것이다.

이 경우, 초과 속도 조정 장치는 엘리베이터 카에 설치된 하강 안전 기어를 사용하여 이 시점에서의 카의 과속을 검출한다.

미국 특허 공보 제6,173,813호의 명세서에는, 안전 기어 시스템의 응답 또는 반응 속도를 증진시키기 위해 설계된 구조의 조속 장치가 개시되어 있다. 더 상세하게는, 엘리베이터 카에 부착된 가속도계를 도입한 전자식 조속기(electronic governor)가 이 공보에 개시되어 있다.

더 구체적으로, 서스펜션 장치의 결함 또는 고장이 발생하면, 하강 안전 기어는 초과 가속도(over-acceleration)의 검출시 카가 초과 속도에 도달할 때까지 기다리지 않고, 즉시 작동하게 된다. 이 경우에, 초과 속도는 측정된 가속도를 속도에 대해 적분함으로써 결정된다. 이에 따라, 전자식 조속기는 전자석을 포함하는, 별도로 마련된 안전 회로를 개방한다. 그 결과, 전자석에 공급되는 전력이 차단되고, 하강 안전 기어가 작동된다.

지금까지, 기계식 조속 장치의 개선이 제안되고 있다. 예로서, 초과 속도 조정 장치의 작동이, 예컨대, 전자석에 의해 빠지거나 후퇴하는 핀에 의해 저지되는 장치가 있다.

더 자세하게는, 제어기가 엘리베이터 카의 구동 명령을 구동 시스템에 내릴 때, 핀을 잡아당겨 빼야 한다. 이 경우, 엘리베이터 카가 명령에 따라 움직이지 않거나, 견인 시브(traction sheave)의 견인력이 불충분하거나, 엘리베이터 카가 브레이크의 제동력의 불충분으로 인해 움직이는 경우, 제어할 수 없는 엘리베이터 카의 움직임은 작동이 저지된 조속기에 의해 상승 안전 기어 또는 하강 안전 기어를 작동함으로써 억제되거나 또는 방지된다.

지금까지 알려진 기계식 초과 속도 조정 장치와, 조속 장치에 관한 미국 특허 공보 제6,173,813호에 기재된 전자식 초과 속도 조정 장치의 단점은, 지금까지 알려진 몇 가지의 기계식 초과 속도 조정 장치에서 볼 수 있듯이, 엘리베이터 시스템의 정격 속도에 근거하여 과속일 때에만, 또는 속도가 0일 때에만 작동한다는 것이다.

움직이는 엘리베이터 카가 카 경로의 한쪽 종단에 가까운 위치에 도달하면, 초과 속도 조정 장치는 미리 설정된 초과 속도에만 응답할 것이다. 그 결과로, 초 과 속도 조정 장치가 트립(trip)되기 전에 엘리베이터 카가 완충기에 충돌하는 것과 같은 원치않는 상황이 발생할 수 있다.

또한, 상승중인 엘리베이터 카에 고장이 생기고, 또한, 상승 안전 장치 또는 기어가 설치되어 있지 않거나 상승 안전 기어가 엘리베이터 카를 제때 정지시킬 수 없는 경우, 균형추(counterweight)가 완충기에 충돌할 것이다.

이 경우, 엘리베이터 카의 점프는 엘리베이터 카의 속도에 따라 일어날 수 있다. 따라서, 엘리베이터 카의 점프를 수용하기 위한 공간을 엘리베이터 샤프트의 최상부에 마련할 필요가 있다. 부수적으로, 엘리베이터 카와 균형추에 대한 완충기는, 일정 범위의 초과 속도도 고려하여 엘리베이터 카의 정격 속도에 근거하여 설계되어 있다.

첨부의 도 6은 지금까지 알려진 진자형 초과 속도 조정 장치(또한 간단히 진자형 조속기라고도 함)를 나타낸다. 덧붙여, 도 6에 개략적으로 나타낸 진자형 조속기는 상업적으로 입수 가능한 것이다.

이 도면을 참조하면, 조속기 로프(도시하지 않음)는 시브(3)를 구동한다. 캠(26)은 시브(3)의 측면에 단단히 고정된다. 시브(3)가 회전하면, 캠 팔로워 휠(cam follower wheel)(27)이 캠(26)의 윤곽(profile)에 추종한다. 캠 팔로워 휠(27)은 진자 부재(4)의 한쪽 끝에 장착된다. 캠 팔로워 휠(27)은 스프링 부재(15)에 의해 반동되어 캠(26)과 서로 닿아 있다. 진자 부재(4)는 비어있는 그 다른쪽 끝에 후크(4a)를 갖고, 지지점을 규정하는 피봇 샤프트(4b)를 중심으로 회전한다.

시브(3)의 속도가 증가하면, 진자 부재(4)는 캠 팔로워 휠(27)이 진자 부재 (4)의 관성으로 인해 더 이상 캠(27)을 추종하지 않는 지점에 도달한다. 캠 팔로워 휠(27)이 더 이상 캠(27)을 추종하지 않는 지점은 주로 스프링 부재(15)에 의해 결정된다.

높은 강성률을 갖는 스프링이 스프링 부재(15)로 사용되거나, 스프링 부재(15)의 압축도가 그 실장 길이가 감소함으로써 증가하는 경우, 캠 팔로워 휠(27)이 더 이상 캠(27)을 추종하지 않는 시점의 속도도 따라서 증가한다.

시브(3)의 회전 속도가 더 증가하면, 진자 부재(4)의 운동이, 캠(26) 내에 일체적으로 형성된 노치(11) 중 하나가 진자 부재(4)의 후크(4a)에 걸리는 레벨까지 증가할 것이다. 그러면, 시브(3)의 회전이 저지되고, 시브(3)와 로프 사이에 견인력이 발생한다. 이 견인력을 이용함으로써, 조속기의 로프에 부착된 상승 또는 하강 안전 장치가 작동 상태로 된다.

도 6에 도시된 진자형 조속 장치의 경우에, 시브(3)의 회전 속도에 관계없이, 진자 부재(4)의 운동을 저지하기 위해 핀(21)을 이용할 수 있다. 도 6에 나타내는 상태에서는, 핀(21)이 후퇴된 상태(retracted position)에 있다. 더 자세하게는, 핀(21)은 스프링(도시하지 않음)에 의해 이 후퇴된 상태로 유지되고, 전자석(22)에 의해 작동될 수 있다. 이 기계는 테스트를 목적으로 이용된다. 조속 장치의 작동은 푸시 버튼 어레이로 원격제어함으로써 저지할 수 있다.

이 시점에서, 핀(21)의 기능을 반대로 할 수도 있다는 것을 언급해둔다. 예컨대, 전자석(22)에 의해 핀(21)을 강제로 후퇴된 상태에 유지하는 한편, 전자석(22)으로의 전력 공급이 차단되면 핀(21)이 바깥쪽으로 튀어나오게 할 수 있다.

상술한 기계는, 예컨대, 엘리베이터 카의 제어되지 않은 움직임을 방지하는 데 이용될 수 있다. 엘리베이터 카 또는 엘리베이터 샤프트의 도어가 열리면, 전자석(22)으로의 전력 공급이 차단된다. 만약, 어떤 이유에서든, 엘리베이터 카가 움직이기 시작하면, 상승 또는 하강 안전 장치가 작동 상태로 되면서 조속기의 작동이 방지된다.

상술한 종래의 초과 속도 조정 장치는 엘리베이터 카의 위치에 관계없이 속도에 따라 트립 동작(tripping operation)이 실행되도록 구성되어 있다. 이 때문에, 카가 종단층(terminal floor)을 통과하는 것을 방지하기 위해 완충기를 설치해야 한다.

예컨대, 엘리베이터 카에 마련된 제동 장치(안전 기어)가 정격 속도의 1.25배의 트립 속도에서 작동하고, 정격 속도의 1.15배의 트립 속도에서 브레이크가 작동하도록 설계된다.

그 결과로, 종래의 초과 속도 조정 장치의 경우, 그 작동은 엘리베이터 카의 위치에 관계없이 미리 설정된 속도에서 일어난다. 따라서, 종단층 각각에 완충기를 설치하는 것뿐만 아니라, 종단층에서 엘리베이터 카의 점프를 수용하기 위한 여유 공간을 종단층의 각각에 확보하는 것이 필요하게 된다.

상술한 것으로부터 명백하듯이, 지금까지 알려진 종래의 초과 속도 조정 장치는 카의 경로 끝에 있어 완충 장치에 결함이나 고장이 발생하는 경우에만 효과적이다. 그러나, 카 경로의 끝에서 감속이 충분하지 않는 다른 상황에서는 종래의 초과 속도 조정 장치는 과속을 방지하거나 억제할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 엘리베이터 카의 상승/하강 코스에서의 종단까지의 거리를 줄임에 따라, 조속기의 작동 속도를 낮춤으로써 완충기의 크기를 줄이면서, 높은 신뢰도로 과속을 방지하거나 억제할 수 있는 엘리베이터 시스템의 초과 속도 조정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 엘리베이터 시스템의 초과 속도 조정 장치는, 초과 속도 조정 장치를 개선하여, 조속기의 트립 속도가 카 경로의 종단에 가까이 위치한 영역에서 점차적으로 감소되도록 한 것이다.

기본적으로, 조속기의 설치 위치에 관계없이, 그리고 기계식 또는 전자식에 관계없이, 조속기의 작동 속도를 엘리베이터 샤프트의 상하 종단에서 낮추어, 엘리베이터 샤프트의 각각의 종단 영역에서의 엘리베이터 카의 점프 높이 및 완충기의 크기를 줄이도록 한다.

상술한 바와 같은 구성으로, 초과 속도 조정 장치의 트립 속도는 상승 및 하강 안전 장치에 대한 최소 보증 감속도(minimum guaranteed deceleration) 및 작동 거리에 근거하여 줄일 수 있다.

통상, 정규의 카 작동 속도 곡선은 초과 속도 조정 장치의 속도 특성 곡선에 의해 정의된 영역 내에 있어야 한다. 예로서, 상승/하강 안전 장치의 최소 보증 감속도는 0.2g(g는 중력가속도를 나타냄)이다. 구동 시스템의 최대 가속도/감속도 는 대략적으로 0.1g이다. 이것은 정규의 작동 속도 패턴이 충분한 마진을 갖고 과속 패턴의 범위 내에 항상 위치한다는 것을 뜻한다.

그 결과로, 초과 속도 조정 장치는 정규 작동 동안에는 절대로 트립되지 않을 것이다. 그러나, 엘리베이터 카 속도가 초과 속도 조정 장치의 속도 곡선을 넘으면, 초과 속도 조정 장치가 트립되고, 따라서 엘리베이터 시스템의 작동은 정지한다.

상술한 형태의 초과 속도 조정 장치에서는, 일반적으로 가능한 한 세 개의 트리거 지점이 사용된다. 이 경우, 초과 속도 조정 장치의 제 1 트리거 지점에서 제어 시스템에 "엘리베이터 카의 속도가 엘리베이터 샤프트 내에서의 엘리베이터 카의 위치에 대해 허용되는 명목 속도를 초과한다"라는 경고를 내보낼 수 있다.

또한, 더 높은 속도에 대응하는 제 2 트리거 지점에서, 엘리베이터 시스템의 안전 회로의 일부분을 구성하는 과속 스위치(overspeed switch)가 개방된다. 이 과속 스위치가 개방되면, 전기 모터 및 브레이크로의 전력 공급이 제어 시스템으로부터의 간섭이나 지원없이 차단된다.

제 2 트리거 지점에서 실시되는 기능이 불충분하면, 상승 또는 하강 안전 장치가 제 3 트리거 지점에서 작동 상태로 된다.

가변의 트립 속도를 갖는 변형된 초과 속도 조정 장치에 의해, 전체 주행 경로에 걸쳐 엘리베이터 카를 보호할 수 있다. 더 상세하게는, 초과 속도 조정 장치는 엘리베이터 카가 경로의 종단에 도달하기 전에 항상 감속되도록 보장한다. 엘리베이터 카가 최상 레벨에 도달하기 전에 감속되기 때문에, 균형추는 비상시에 낮 은 속도로 완충기에 충돌할 것이다. 이 경우, 엘리베이터 카의 낮은 속도 때문에, 엘리베이터 카의 점프를 수용하기 위해 마련되는 공간을 더 작게 할 수 있다. 또한, 완충기는 주행의 종단에서의 엘리베이터 카의 속도에 근거하여 설계되기 때문에 작은 사이즈로 구현할 수 있다.

상승/하강 안전 장치의 제동 거리가 충분하고 감속도가 1g 이내에 머무르는 한, 엘리베이터 카의 점프는 전혀 발생하지 않는다. 따라서, 균형추가 완충기에 충돌할 가능성도 피할 수 있다. 이 경우, 엘리베이터 카의 점프를 수용하기 위해 마련되는 공간을 없앨 수 있게 된다. 물론, 완충기 자체도 필요없게 된다.

상술한 형태의 초과 속도 조정 장치를 실현하기 위해, 이하에 설명한 예시와 같이 몇 가지 방법을 생각할 수 있다.

기계적으로, 진자형 조속 장치가 엘리베이터 카 위에 장착되고, 로프가 엘리베이터 샤프트에 확실히 고정되어, 조속기 상에 감기게 된다. 엘리베이터 카가 위 또는 아래로 움직이면, 초과 속도 조정 장치의 시브가 그에 따라 회전하기 시작한다. 이런 형태의 기계식 조속 장치에 대한 본 발명의 실시예 1은 차후 도 1을 참조하여 설명한다.

미국 특허 공보 제6,173,813호 명세서에는, 엘리베이터 카와 연계하여 마련된 가속도계를 사용하여 초과 가속도를 측정하고, 그 가속도 신호를 적분함으로써 초과 속도를 결정하는 장치, 즉, 전자식 조속기가 기재되어 있다.

그러나 상술한 바와 같은 종래의 전자식 조속기에서는, 그 능력이나 기능이 충분히 이용되지 않는다. 환언하면, 전자식 조속기는 엘리베이터 카의 하강시에만 이용된다. 속도 신호를 적분함으로써, 카의 주행 거리를 유도할 수 있다. 이 거리를, 엘리베이터 샤프트 내에 설정된 하나 또는 그 이상의 기준점과 조합함으로써, 엘리베이터 샤프트 내의 엘리베이터 카의 실제 위치를 알아낼 수 있다.

감속 시작점을 기준점으로 설정할 수 있다. 이 감속 시작점에 근거하여, 가속도계에 의해 결정된 위치에 근거한 최대 허용 속도를 프로세서를 사용하여 계산할 수 있다.

또다른 방법으로, 최대 속도를 계산하는 대신, 메모리(저장소)에 저장된 참조 테이블을 이용할 수도 있다. 전자식 조속기는 엘리베이터 카가 제어기로부터의 명령 없이 주행하는 거리를 검출할 수 있는 구조로 함으로써 더 개선될 수 있고, 이에 따라 "제어되지 않은 움직임"을 확실히 방지할 수 있다.

과속 또는 초과 가속도 또는 제어되지 않은 움직임이 발생한 경우에, 상승/하강의 안전 기어를, 미국 특허 공보 제6,173,813호 또는 일본 특허 공개 공보 1992-66491호(JP-A-4-66491)에 기재된 방식으로 직접 작동시킬 수 있다. 이런 형태의 초과 속도 조정 장치에 관한 본 발명의 두 실시예는 차후 도 4 및 도 5를 참조하여 설명할 것이다.

본 발명의 또다른 실시 가능한 실시예 2, 3에 따르면, 전자식 조속기는 플라이웨이트(flyweight) 또는 진자 부재로 작동하는 종래의 기계식 초과 속도 조정 장치와 병행하여 사용할 수 있다.

과속 또는 초과 가속도가 발생하면, 통상 전자석의 작용으로 후퇴된 핀에 스프링의 힘이 가해지고, 이에 따라 조속기가 트립된다. 그 후, 상승/하강 안전 기 어가 상술한 조속기에 의해 작동 상태로 된다. 이 구조가 지시된 본 발명의 두 실시예는 도 2, 도 3을 참조하여 후에 설명할 것이다.

본 발명에 따르면, 이하 설명하는 이점이 있다.

엘리베이터 카의 주행의 종단에서 엘리베이터 카의 감속을 보장할 수 있다.

엘리베이터 카의 점프 높이를 수용하는 공간을 감소시키거나 또는 완전히 없앨 수 있다.

완충기의 스트로크(stroke) 사이즈를 감소시킬 수 있거나 또는 완충기 자체를 없앨 수 있다.

다음 도면은 본 발명의 서로 다른 다섯 개의 실시예에 따른 초과 속도 조정 장치 또는 조속기를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 기계식 조속기로서 구현된 가변의 트립 속도를 갖는 초과 속도 조정 장치를 나타내는 정면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 가속도 측정 원리에 근거한 전자식 조속기가 마련된 초과 속도 조정 장치 및 안전 기어 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 3은 본 발명의 실시예 3에 따른 거리 측정 원리에 근거한 전자식 조속기가 마련된 초과 속도 조정 장치 및 안전 기어 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 4는 본 발명의 실시예 4에 따른 가속도 측정 원리에 근거하여 상승/하강 안전 기어를 직접 작동시키도록 구성된 전자식 조속기를 나타내는 블록도이다.

도 5는 본 발명의 실시예 4에 따른 거리 측정을 이용함으로써 상승/하강 안전 기어를 직접 작동시키도록 설계된 전자식 조속기를 나타내는 블록도이다.

도 6은 도 1 내지 도 3에 각각 나타내는 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따른 장치에 대한 근거를 제공하는, 지금까지 알려진 진자형 초과 속도 조정 장치의 정면도 및 측면도이다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 기계식 초과 속도 조정 장치(mechanical overspeed governor apparatus) 또는 조속기(governor apparatus)를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 진자형 초과 속도 조정 장치(2)(이하 간단히 조속기(2)라고 함)가 엘리베이터 카(1) 위에 배치된다. 조속기 로프(5)는 그 한쪽 끝이 엘리베이터 샤프트의 천정에 고정되어 있다. 이 조속기 로프(5)는 전환 풀리(diverting pulleys)(6a, 6b)를 거쳐 조속기 시브(3)에 감겨 있고, 그 다른쪽 끝이 균형추(7)에 연결되어, 이에 의해 조속기 로프(5)에 장력이 작용한다. 전환 풀리(6a, 6b)는 로프(5)를 인도하기 위해 엘리베이터 카(1) 위에 장착된다.

시브(3)의 회전이 진자 부재(4)에 의해 방지되면, 견인력의 작용 하에 초과 속도 조정 장치 전체에 토크가 인가된다. 이 경우, 조속기(2)는 피봇 지점(pivot point)(12)을 중심으로 회전할 수 있다. 이 시점에서, 스프링(13)은 시브(3)가 자유롭게 회전할 때조차도 조속기(2)가 그 자체의 무게로 떨어지는 것을 방지한다.

엘리베이터 카(1)가 아래쪽으로 주행하고 있으면, 차단 상태의 조속기(2)는 반시계 방향으로 회전하고, 이에 따라 안전 기어 로드(10)가 잡아당겨져, 그 결과로 하강 안전 기어(도시하지 않음)가 작동 상태로 된다(예컨대, 일본 특허 공개 공보 제 1991-211181호(JP-A-3-211181)를 참조).

반면에, 엘리베이터 카(1)가 위쪽으로 주행하고 있으면, 조속기는 시계 방향으로 회전하고, 이에 따라 안전 기어 로드(10)가 밀려, 상승 안전 기어가 작동 상태로 된다.

진자 부재(4)는 스프링 부재(15)와 협동하여 트립 속도(trip speed)를 결정한다. 이와 관련하여, 종래의 조속기의 경우에 스프링 부재(15)는 확실하게 고정된 종점을 갖는다(도 6 참조). 상술한 바와 같이, 스프링 부재(15)의 힘이 증가하면, 트립 속도도 따라서 증가할 것이다. 종래의 초과 속도 조정 장치의 경우에, 스프링 부재(15)의 힘은 엘리베이터 카의 정격 속도를 고려하여 설정된다.

본 발명의 실시예 1에 따른 초과 속도 조정 장치에서 스프링 부재(15)는 그 한쪽 끝이 확실히 고정되는 것이 아니라, 도 1에서 보듯이, 캠 부재(8)를 추종하는 캠 팔로워 휠(14)이 그 스프링 부재(15)의 한쪽 끝에 장착된다는 점에서 종래의 초과 속도 조정 장치와는 다르다.

캠 팔로워 휠(14)이 조속기쪽으로 가압되면, 스프링 부재(15)가 압축되고, 그 결과 스프링 부재(15)의 힘이 세어지며, 이에 따라 트립 속도도 증가한다.

반면, 캠 부재(8)의 높이가 감소하면, 캠 팔로워 휠(14)이 스프링 부재(15)의 작용력 하에 캠 부재의 윤곽 곡면을 추종하고 있으므로, 스프링 부재(15)의 길 이가 더 길어지거나 늘어난다. 이 결과, 스프링 부재(15)의 힘이 감소하여, 트립 속도가 낮아진다.

캠 부재(8)는 엘리베이터 샤프트(즉, 엘리베이터 카(1)의 경로)의 측벽에 고정하여 장착되어 있다. 위에서 알 수 있듯이, 조속기(2)의 트립 속도는 캠 부재(8)의 기하학적인 형상 또는 윤곽(profile)을 따라 변한다. 캠 부재(8)가 가장 두꺼운 두께를 갖는 위치에서(도 1에 도시하는 바와 같이), 가장 높은 트립 속도를 얻을 수 있다. 캠 팔로워 휠(14)이 캠 부재(8)에서 떨어지면, 트립 속도는 0으로 된다.

여기서, 진자 부재(4)가 실행되어 캠 팔로워 휠(27)이 비어있는 종단 부분에 장착된 진자 부재(4)의 암이, 후크(4a)가 형성되어 있는 진자 부재(4)의 또다른 암보다 무겁도록 진자 부재(4)가 구성되어 있음에 주의해야 한다(도 1 참조). 따라서, 후크(4a)는 캠(26)에 형성된 노치(11)의 경로를 추종한다. 이러한 구성에 의해, 초과 속도 조정 장치(2)의 트립이 이루어진다. 엘리베이터 카(1)의 주행의 종단에서, 캠 부재(8)의 두께 또는 높이가 점차적으로 0으로 감소한다. 결론적으로, 트립 속도는 그에 따라 점차적으로 감소한다.

캠 부재(8)를 도 1에 도시한 바와 같은 형태로 함으로써, 적어도 캠 부재(8)가 없는 영역에서는 조속기(2)의 트립 속도가 0으로 된다.

(실시예 2)

도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 과속 조속 시스템을 나타내는 블록도이 다. 본 발명의 실시예 2에 따른 과속 조속 시스템은 지금까지 알려진 종래의 초과 속도 조정 장치에 부가적으로 마련된 전자식 조속기를 조합한 형태로 된다.

도 2에 나타낸 과속 조속 시스템의 종래 부분은 엘리베이터 카(16), 초과 속도 조정 장치(17), 조속기 로프(18) 및 매달린 인장추(20)를 갖는 인장 시브(19)로 구성된다(조속기는 샤프트 내의 기계실 또는 카 지붕에 위치할 수 있음).

조속기 로프(18)는 엘리베이터 카(16)에 장착된 안전 기어에 고정되어 있다. 엘리베이터 카(16)의 이동 속도가 미리 설정된 조속기(17)의 초과 속도에 도달하면, 조속기(17)가 트립되고, 이에 따라 조속기 로프(18)가 조속기(17)에 의해 당겨져, 엘리베이터 카(16)에 장착된 상승 또는 하강 안전 기어를 작동시킨다. 조속기(17)로서, 도 6을 참조하여 앞서 설명한 바와 같이 전자석(22)과 핀(21)으로 구성된 조속기 트리거를 구비한 종래의 조속기를 사용할 수도 있다.

도 2에 나타내는 본 발명의 실시예 2에 따른 초과 속도 조정 장치의 경우, 전자석(22)은 핀(21)을 스프링의 힘에 대항하여 후퇴된 상태(retracted state)로 유지하도록 구성되어 있다.

더 상세하게는, 핀(21)을 후퇴된 상태로 계속 유지하기 위해, 무정전 전원 공급 장치(UPS)로부터 전기 회로(23)를 통해 전자석(22)으로 전력이 계속 공급된다.

반면에, 릴레이(24)의 접점 개방으로(즉, 릴레이(24)의 전력 차단에 의해) 전자석(22)으로의 전력 공급이 차단되면, 초과 속도 조정 장치(조속기(17))가 트립되고, 그 결과로 상승 또는 하강 안전 기어가 작동된다.

상술한 릴레이(24)는 제어기(100)와 연관되어 마련된 전기 회로를 통해 제어되도록 구성된다. 더 상세하게는, 나중에 설명할 세가지 조건이 모두 충족될 때에만, 릴레이(24)의 접점이 AND 게이트 회로(25)로부터 출력된 출력 신호 "H 레벨"에 의해 닫힌다. 따라서, 전력이 무정전 전원 공급 장치 UPS로부터 전자석(22)으로 공급된다.

이에 반해, 세가지 조건 중 적어도 하나가 충족되지 않는 경우에는, 릴레이(24)의 접점이 열리고(즉, OFF로 됨), 이에 따라 조속기(17)가 트립된다.

상술한 세가지 조건은 기본적으로 가속도계(31)에 의해 엘리베이터 카(16)의 가속도 α를 측정함으로써 결정된다. 측정 가속도 α는 전기 회로의 입력 정보로 사용된다.

상술한 전기 회로는 측정 가속도 α를 적분하여 속도 Vt를 결정하도록 구성된 적분 회로(32)를 포함한다. 전기 회로는 속도 Vt를 적분하여, 상대 주행 거리 Lt를 결정하도록 구성된 적분기(33)를 더 포함한다.

이와 같은 방법으로 결정된 상대 주행 거리 Lt 및 엘리베이터 샤프트 내부에 하나 또는 두 개의 기준점(스위치) Pr에 근거하여, 엘리베이터 샤프트 내에서의 엘리베이터 카(16)의 정확한 위치를 알 수 있다. 즉, 측정된 거리의 절대값 La를 결정할 수 있다.

또한, 절대값 La에 의해 표시된 엘리베이터 카(16)의 위치에 근거하여, 제 1 초과 속도값 Vs1 및 제 2 초과 속도값 Vs2를 결정할 수 있다. 실제 응용에서는, 이들 제 1, 제 2 초과 속도값 Vs1, Vs2를 엘리베이터 카(16)의 위치(절대값 La)에 근거하거나 또는 마이크로프로세서 또는 마이크로컴퓨터에 의해 계산할 수 있다. 이 대신에, 초과 속도값 Vs1, Vs2를 메모리(저장 유닛)에 저장한 룩업테이블을 참조하는 것에 의해 결정할 수도 있다.

이런 방법으로 결정된 제 1 초과 속도값 Vs1 및 제 2 초과 속도값 Vs2는 각각 비교기(41, 42)에 의해 실제 속도 Vt와 비교된다.

작동 중에, 속도 Vt가 제 1 초과 속도값 Vs1 이상이면(즉, Vt ≥ Vs1), 비교기(41)는 제어기(100)로 경고 신호를 내보낸다.

상술한 세가지 조건 중 첫 번째 조건이 가속도 α로부터 유도된 실제 속도 Vt를 체크함으로써 결정된다. 즉, 속도 Vt가 제 2 초과 속도값 Vs2보다 작으면(즉, Vt ＜ Vs2), 비교기(42)는 하이(H) 레벨의 출력 신호를 생성하고, 반면 속도 Vt가 제 2 초과 속도값 Vs2보다 작지 않으면(즉, Vt ≥ Vs2), 비교기(42)는 조속기(17)를 트립하기 위한 로우(L) 레벨의 출력 신호를 생성한다.

두 번째 조건은 엘리베이터 카(16)가 제어되지 않고 주행한 주행 거리를 체크함으로써 결정된다. 이를 위해, 적분기(43)가 속도 Vt를 적분하여, 제어기(100)로부터 내려진 구동 명령 C가 없는 상태에서 엘리베이터 카(16)가 주행한 상대 주행 거리 Lt1을 결정한다. 이와 관련하여, 구동 명령 C가 제어기(100)로부터 내려지면, 상대 주행 거리 Lt1이 0으로 유지된다.

계속해서, 비교기(44)는 상대 주행 거리 Lt1을 "제어되지 않은 최대 주행 거리 Lmax"와 비교한다. Lt1＜Lmax이면, 비교기(44)는 하이(H) 레벨의 출력 신호를 생성한다.

반면, Lt1 ≥ Lmax의 조건을 만족시키는 경우, 즉, 엘리베이터 카(16)가 제어되지 않은 최대 주행 거리보다 더 멀리 이동하면, 비교기(44)는 로우(L) 레벨의 출력 신호를 생성하여 조속기(17)를 트립한다.

세 번째 조건은 측정 가속도 α를 체크함으로써 결정된다. 더 상세하게는, 비교기(45)는 측정 가속도 α를 초과 가속도값 α_s와 비교한다. 측정 가속도 α가 초과 가속도 α_s보다 작으면(즉, α＜α_s), 비교기(45)는 하이(H) 레벨의 출력 신호를 생성한다. 반대로, α＞α_s이면, 비교기(45)는 로우(L) 레벨의 출력 신호를 생성하고, 이에 따라 조속기(17)를 트립한다.

비교기(42, 44, 45)에 의해 세가지 조건이 모두 만족되는 것으로 검출되면, AND 게이트 회로(25)는 하이(H) 레벨의 출력 신호를 생성한다. 이 결과로, 릴레이(24)에 전력이 공급되고, 즉, 전기적으로 도통하게 되고, 이에 따라, 릴레이(24)의 통상 개방 접점을 통해 전력이 전자석(22)에 공급된다.

반면, 비교기(42, 44, 45)에 의해 세가지 조건 중 적어도 하나가 만족되지 않는 것이 검출되면, AND 게이트 회로(25)는 로우(L) 레벨의 출력 신호를 생성하고, 이에 따라 릴레이(24)의 통상 개방 접점이 개방되고, 그 결과 조속 장치(17)가 트립되게 된다.

(실시예 3)

도 3은 본 발명의 실시예 3에 따른 초과 속도 조정 장치가 구비된 엘리베이터 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 3에서, 도 2를 참조하여 앞에서 설명한 것과 동일하거나 상당하는 구성 요소는 동일한 참조부호로 나타내고 그 설명은 생략한다.

본 시스템의 경우, 전기 회로는 입력 정보로서 측정 가속도 α(도 2 참조)를 이용하지 않고, 거리 측정 센서(51)로부터 출력된 측정 거리 L을 직접 이용한다. 이런 차이를 제외하면, 본 발명의 실시예 3에 따른 시스템은 앞서 설명한 실시예 1에 따른 시스템과 대체로 유사하다(도 1 참조).

거리 L은 예컨대, 레이저 또는 레이더 기술로 측정할 수 있다. 전기 회로는 측정 거리 L에 근거하여 제 1 초과 속도값 Vs1 및 제 2 초과 속도값 Vs2를 직접 결정하도록 구성된다.

또한, 측정 거리 L은 구동 명령 C가 제어기(100)로부터 나오지 않은 상태에서 엘리베이터 카(16)가 주행한 상대 주행 거리 Lt1을 유도하는 데에도 이용된다.

미분기(52)에 의해 시간의 함수로서 측정 거리 L을 미분함으로써 속도 Vt를 유도할 수 있다. 반면에, 측정 가속도 α는 미분기(53)에 의해 속도 Vt를 미분함으로써 유도할 수 있다.

상술한 바와 같이, 유도된 속도값 Vt는 비교기(41, 42)에서, 각각 제 1 초과 속도값 Vs1 및 제 2 초과 속도값 Vs2와 함께 이용된다.

반면에, 상대 주행 거리 Lt1은 비교기(44)에서 제어되지 않은 최대 주행 거리 Lmax와 함께 이용되는 한편, 가속도 α는 비교기(45)에서 초과 가속도값 α_s와 함께 이용된다.

도 3에서 나타내는 시스템 구성으로, 조속기(17)의 기본적인 트립 동작은 도 2에 관련하여 앞서 설명한 바와 동일하다. 위에 설명한 시스템의 유리한 효과(도 2)와 유사한 효과를 도 3에 나타내는 시스템에서도 마찬가지로 이룰 수 있는 것은 말할 것도 없다.

(실시예 4)

도 4는 본 발명의 실시예 4에 따른 전자식 초과 속도 조정 장치(또한 전자식 조속기라고도 함)가 마련된 엘리베이터 시스템의 구성을 개략적이고, 일반적으로 나타낸다. 도 4에서, 위에 설명한 것(도 2)과 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호로 나타내고, 그에 대한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예 4에 따른 시스템의 경우, 전자식 조속기(도시하지 않음)에는 상승 조속기 트리거를 구성하기 위해 함께 작용하는 핀(21U) 및 전자석(22U)과, 하강 조속기 트리거를 구성하기 위해 함께 작용하는 핀(21D) 및 전자석(22D)이 마련되어, 직접적으로 상승 안전 기어 또는 하강 안전 기어를 작동시키도록 구성된다.

전기 회로(23U) 또는 전기 회로(23D)를 통한 전원 공급에 의해, 상승 안전 기어 또는 하강 안전 기어가 스프링에 결합된 전자석(22U) 또는 전자석(22D)에 의해 직접 트리거된다.

전원 공급이 없는 경우, 상술한 안전 기어는 스프링에 의해 작동된다. 그러한 상황을 피하기 위해, 전력이 전자석(22U, 22D)에 항상 정상적으로 공급된다. 이러한 정상 전원 공급 회로는 두 전기 회로(23U, 23D)로 나누어진다. 전기 회로(23U)는 상승 안전 기어에 전력을 공급하고, 전기 회로(23D)는 하강 안전 기어에 전력을 공급한다. 즉, 도 1에 나타내는 전기 회로(23)를 확장하여, 상향 및 하향 움직임을 각각 식별할 수 있게 한다.

전자석(22U)에 대한 릴레이(24U)는 전기 회로(23U)와 병렬로 연결되고, 전자석(22D)에 대한 릴레이(24D)는 전기 회로(23D)와 병렬로 연결되며, 릴레이(24U)는 비교기(44U)와 관련된 AND 게이트 회로(25U)의 출력 신호에 응답하여 전기적으로 도통하고, 릴레이(24D)는 비교기(44D)와 관련되어 공급된 AND 게이트 회로(25D)의 출력 신호에 응답하여 전기적으로 도통한다.

AND 게이트 회로(25U)는 비교기(62)의 출력 신호가 인가되는 입력 단자를 갖는다. 마찬가지로, AND 게이트 회로(25D)는 비교기(45, 63)의 출력 신호가 인가되는 입력 단자를 각각 갖는다.

도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예 4에 따른 시스템에서, 위에서 언급한 제 1 초과 속도값 Vs1 및 제 2 초과 속도값 Vs2에 부가하여 제 3 초과 속도값 Vs3U, Vs3D가 사용된다.

상승의 제 3 초과 속도값 Vs3U가 비교기(62)에 입력되어 실제 속도 Vt와 비교된다. 마찬가지로, 하강의 제 3 초과 속도값 Vs3D가 비교기(63)에 입력되어 실제 속도 Vt와 비교된다.

제 3 초과 속도값 Vs3U 또는 Vs3D가 엘리베이터 카(도시하지 않음)의 주행 방향(상승 및 하강)에 따라 상승 이동 안전 기어 또는 하강 안전 기어를 작동하는 데 사용된다.

앞의 실시예의 경우에 제 1 초과 속도값 Vs1은 제어기(100)로 경고를 내보내는 데 이용된다.

제 2 초과 속도값 Vs2는 릴레이(61)(안전 회로)의 접점을 개방하는 데 이용된다. 릴레이(61)를 포함하는 안전 회로는 기계와 브레이크 시스템에 전원 공급을 차단하는 데 사용된다.

초과 가속도값 α_s는 서스펜션 시스템에 결함 또는 고장이 발생했을 때에만 이용된다. 그러므로, 이 값은 엘리베이터의 하강의 경로에서 이용된다.

작동시킬 안전 기어를 식별하기 위해, "제어되지 않은 움직임"을 상승의 제어되지 않은 움직임과 하강의 제어되지 않은 움직임으로 분류해야 한다.

도 4에 나타내는 시스템 구성에서 소위, "제어되지 않은 움직임"을 높은 신뢰도로 확실하게 억제되거나 방지할 수 있다.

(실시예 5)

도 5는 본 발명의 실시예 5에 따른 전자식 초과 속도 조정 장치가 마련된 엘리베이터 시스템의 구성을 개략적이고 전반적으로 나타내는 블록도이다. 도 5에서, 앞서 설명한 것(도 3, 도 4)과 동일하거나 상당하는 구성 요소는 동일한 참조부호로 나타내고, 그 설명은 생략한다.

본 시스템에서, 가속도 α는 측정되지 않고, 측정 거리 L은 앞서 설명한 실시예 3의 경우와 마찬가지로 직접 이용된다. 이 차이를 제외하면, 본 실시예에 따 른 시스템은 구성과 작동의 관점에서 도 4에 나타내는 실시예 4의 시스템과 본질적으로 동일하다.

도 5를 참조하여, 전기 회로는, 구동 명령 C가 나오지 않은 상태에서 엘리베이터 카(16)가 위쪽으로 주행하는 상대 주행 거리 LtU 및 구동 명령 C가 나오지 않은 상태에서 엘리베이터 카(16)가 아래쪽으로 주행하는 상대 주행 거리 LtD를 결정하도록 구성된다.

따라서, 엘리베이터 카의 상승과 관련된 비교기(44U)는 상대 주행 거리 LtU를 최대 주행 거리 Lmax와 비교하고, 한편, 엘리베이터 카의 하강과 관련된 비교기(44D)는 상대 주행 거리 LtU를 최대 주행 거리 Lmax와 비교한다.

계속해서, 릴레이(24U, 24D)는 관련된 AND 게이트 회로(25U, 25D)를 통해 구동되고, 이에 따라 안전 기어는 작동 상태로 된다.

앞의 설명으로부터 명백하듯이, 본 발명의 교시에 따르면, 엘리베이터 카의 과속을 확실히 방지하거나 억제할 수 있는 엘리베이터 시스템의 초과 속도 조정 장치를 제공한다.

더 자세하게는, 엘리베이터 카가 종단층에 가까워지면 트립 속도를 감소시키는 본 발명의 구성에 의해, 완충기와 충돌할 수 있는 엘리베이터 카의 속도는 이론적으로 0으로 된다. 따라서, 이론적으로, 완충기를 구비하지 않아도 된다.

따라서, 적어도 엘리베이터 카의 주행의 종단에 가까운 위치에서는 엘리베이 터 카의 감속을 확실하게 할 수 있다. 이 특성에 의해, 카의 점프를 수용하기 위한 공간(즉, 일반적으로 엘리베이터 샤프트의 상부에 제공되는 여유 공간)을 줄이거나 없애는 큰 이점을 얻을 수 있다.

또한, 완충기의 스트로크를 줄일 수 있기 때문에, 엘리베이터 샤프트의 크기도 감소시킬 수 있다.

Claims (10)

1. 엘리베이터 시스템에서 위쪽 또는 아래쪽으로 주행하는 엘리베이터 카의 초과 속도를 검출하여, 상승 또는 하강 안전 장치를 작동시키는 엘리베이터 시스템의 초과 속도 조정 장치에 있어서,

   상기 초과 속도 조정 장치는, 상기 엘리베이터 카의 위치 함수에 의해 결정되는 초과 속도값을, 상기 엘리베이터 카의 엘리베이터 샤프트 내부에 고정 배치된 캠과 관련된 값으로서 저장하는 메모리를 구비하고,

   상기 메모리는 상기 캠의 연속하는 윤곽(profile)으로서, 또는 마크로 구별할 수 있는 이산값으로서, 상기 초과 속도값을 저장하는 것

   을 특징으로 하는 엘리베이터 시스템의 초과 속도 조정 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 초과 속도 조정 장치는 트립 속도(trip speed)를 결정하기 위한 스프링 부재가 구비된 진자형 조속 장치로서 구현되고,

   상기 스프링 부재의 압축도는 상기 엘리베이터 카의 상기 엘리베이터 샤프트 내부에 고정 배치된 상기 캠에 의해 변화되는 것을 특징으로 하는

   엘리베이터 시스템의 초과 속도 조정 장치.
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