KR100923174B1 - 하중 측정장치를 구비한 엘리베이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘리베이터 카의 하중으로 인해 로프에 전달되는 인장력을 감지하여 카의 하중을 측정하는 엘리베이터 하중 측정장치에 관한 것이다. 엘리베이터 하중 측정장치는 엘리베이터 카와 균형추를 연결하며 연장되는 복수개의 로프를 소정위치에 고정시키는 복수개의 로프소켓 중 하나 이상의 로프소켓에 부착된다. 각 로프소켓은 로프가 연장된 방향으로 연장형성된 로드를 포함한다. 하중 측정장치는 로드에 고정되는 상측 고정부와, 로드의 길이방향으로 상측 고정부의 하부에 이격되어 구비되고 로드에 고정되는 하측 고정부와, 상측 고정부와 하측 고정부사이를 연결하며 상측 및 하측 고정부보다 폭이 좁고 두께가 얇은 협박부와, 협박부상에 부착된 변형감지부재로 이루어진다. 변형감지부재는 로드의 길이방향으로 배열되는 하나 이상의 제 1스트레인 게이지와, 제 1스트레인 게이지와 직교방향으로 배열되는 하나 이상의 제 2스트레인 게이지를 포함한다. 본 발명의 엘리베이터 하중측정장치는 엘리베이터 카, 균형추 또는 승강로 일측에 고정되는 로프소켓에 부착됨으로써, 모든 방식의 엘리베이터에 적용가능하고, 필요한 개수만큼 적절한 위치의 로프소켓에 설치함으로써, 카의 하중을 편차없이 정확하게 측정할 수 있다.

엘리베이터, 하중, 로프소켓, 로드, 스트레인 게이지

Description

하중 측정장치를 구비한 엘리베이터{ELEVATOR HAVING LOAD MEASURING DEVICE}

도 1은 종래의 하중 측정장치가 적용된 엘리베이터를 도시한 정면도,

도 2a는 종래의 엘리베이터 하중 측정장치를 도시한 정면도,

도 2b는 종래의 엘리베이터 하중 측정장치를 도시한 평면도,

도 3은 본 발명의 엘리베이터 하중 측정장치가 승강로에 고정된 로프소켓에 설치되어 있는 것을 보인 사시도,

도 4는 본 발명의 엘리베이터 하중 측정장치를 보인 도면,

도 5는 본 발명의 엘리베이터 하중 측정장치가 엘리베이터 카에 고정된 로프소켓에 설치되어 있는 것을 보인 도면,

도 6은 본 발명의 엘리베이터 하중 측정장치가 승강로에 고정된 로프소켓을 지지하는 베이스 프레임에 설치되어 있는 것을 보인 사시도,

도 7은 도 6의 A부의 확대도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50: 로프

60: 로프소켓

62: 베이스 프레임

64: 로드

69: 소켓팅부

70: 하중 측정장치

72: 상측 고정부

74: 하측 고정부

76: 협박부

78,79: 스트레인 게이지

본 발명은 엘리베이터 하중 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반 권상식 엘리베이터에서 엘리베이터 카에 적재된 하중으로 인해 로프 및 로프소켓에 전달되는 인장력을 감지하여 카에 적재된 하중을 측정하는 엘리베이터 하중 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 권상식 엘리베이터는 권상기에 로프를 걸어 일측에는 카를 매달고 타측에는 균형추(counter weight)를 매단 상태에서 권상기의 시브(sheave)를 회전시켜 카를 구동하는 방식이다.

엘리베이터에서의 하중측정은 엘리베이터의 정격 용량이 초과되는 것을 방지하기 위해 반드시 필요한 것으로, 근래 군(群)관리 시스템의 도입으로 여러 대의 엘리베이터가 운행되는 경우, 각각의 엘리베이터에 적재된 하중을 모니터링할 필요성이 있으므로 하중측정은 중요한 기술중 하나이다.

도 1은 종래의 하중 측정장치가 적용된 엘리베이터를 도시한 정면도이다.

도시된 바와 같이, 엘리베이터는 승강로에 구비된 별도의 가이드 레일(2)을 따라 주행하는 엘리베이터 카(1), 균형추(4), 모터(5), 시브(6) 및 로프(3)로 구비된다. 로프(3)는 일단이 승강로 상부에 위치한 제 1고정부(21)에 결합되고, 엘리베이터 카(1) 아래에 위치된 전환 풀리와 시브(6) 및 균형추(4)에 연결된 전환 풀리를 차례로 지나 승강로 상부의 제 2고정부(22)에 타단이 고정된다.

제 1고정부(21)에는 하중 측정장치(10)가 구비된다.

도 2a와 도 2b는 각각 종래의 엘리베이터 하중 측정장치를 도시한 정면도 및 평면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 하중 측정장치(10)는 가이드 레일(2)의 상부에 부착되고 모서리에 개구부(13)를 구비한 사각판형상의 프레임(11), 프레임(11)의 개구부(13) 하부에 끼워맞춤된 서스펜션 트레이(12), 그리고 가이드 레일(2)에 대향하여 프레임(11)의 외측에 위치되어 베이스 요소로서 작용하는 에지 플랜지(14, edge flange)로 구성된다. 로프(3)의 상단에는 서스펜션 트레이(12)위에 고정된 서스펜션 슬리브(16)가 결합된다.

기하학적 관점에서, 에지 플랜지(14)는 로프(3)로부터 전달되어 서프펜션 트레이(12)에 작용된 하중의 일부에 의해 탄성변형을 하게 된다.

에지 플랜지(14)에는 스트레인 게이지(17)가 부착되어 에지 플랜지(14)의 변형량을 측정함으로써, 엘리베이터 카(1)의 하중을 측정한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 엘리베이터 하중 측정장치는 설치위치가 제한되 고, 로프의 양단이 엘리베이터 카와 균형추에 각각 결합되는 일반 로프식 엘리베이터에는 적용할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 하중 측정장치가 엘리베이터의 중심부로부터 편향되게 가이드 레일에 설치되고, 엘리베이터 카의 측면을 지나는 로프를 통해 가이드 레일로 전달되는 엘리베이터 카의 하중을 측정하도록 되어 있기 때문에, 엘리베이터 카의 내부에 동일한 중량이라도 승객이나 화물이 위치하는 분포에 따라 하중 측정장치에 의해 측정되는 하중값이 크게 변화되어 엘리베이터의 작동신뢰성이 저하되는 단점이 있다.

그리고, 엘리베이터의 서스펜션 하중의 대부분이 가이드 레일에 전달되는 구조를 가지므로, 프레임의 개구부에 끼워맞춤된 서스펜션 트레이를 경유하여 에지 플랜지로 전달되는 힘은 실제 로프에 전달되는 힘에 비해 매우 작다. 따라서, 에지 플랜지의 미소한 변형에 따른 스트레인 게이지의 미세신호를 측정하기 위해서는 높은 게인값을 가지는 증폭기가 반드시 필요하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 엘리베이터의 방식에 상관없이 적용가능하며 엘리베이터 카의 하중을 편차없이 정확하게 측정할 수 있도록 하는 엘리베이터 하중 측정장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 승강로를 따라 주행하는 엘리베이터 카, 균형추, 엘리베이터 카와 균형추를 연결하며 연장되는 복수개의 로프, 로프를 감아 엘리베이터 카를 승강시키는 권상기, 복수개의 로프의 각각의 단부를 소정위치에 고 정시키는 복수개의 로프소켓, 엘리베이터 카에 작용하는 하중을 측정하는 하중 측정장치를 구비하는 엘리베이터에 있어서, 본 발명에 따른 엘리베이터 하중 측정장치는 복수개의 로프소켓 중 하나 이상의 로프소켓에 부착되는 변형감지부재를 포함한다.

로프소켓은 로프가 연장된 방향으로 연장형성된 로드와, 로드의 일단에 결합되고 로프가 연결되는 소켓팅부를 포함한다.

하중 측정장치는 로드에 고정되는 상측 고정부와, 로드의 길이방향으로 상측 고정부의 하부에 이격되어 구비되고 로드에 고정되는 하측 고정부와, 상측 고정부와 하측 고정부사이를 연결하며 상측 및 하측 고정부보다 폭이 좁고 두께가 얇은 협박부와, 협박부상에 부착된 변형감지부재로 이루어진다.

변형감지부재는 로드의 길이방향으로 배열되는 하나 이상의 제 1스트레인 게이지와, 제 1스트레인 게이지와 직교방향으로 배열되는 하나 이상의 제 2스트레인 게이지를 포함한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 하중 측정장치가 적용되는 일반 권상식 엘리베이터 시스템은 통상 일반 로프식, 2:1 로핑방식 및 기계실없는 방식 등으로 크게 구분된다. 어떠한 방식이든 로프가 연결되는 로프소켓은 엘리베이터 카, 균형추 또는 승강로 일측에 고정된다. 상기 방식의 엘리베이터 시스템들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지된 것이므로, 그 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 엘리베이터 하중 측정장치가 승강로에 고정된 로프소켓에 설치되어 있는 것을 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 엘리베이터 하중 측정장치를 보인 도면이다.

도시된 바와 같이, 엘리베이터 카가 주행하는 승강로의 상부일측에는 베이스 프레임(62)이 승강로의 측벽에 고정되고, 이 베이스 프레임(62)에 다수의 로프소켓(60)이 일렬로 배열된다.

베이스 프레임(62)은 수평으로 배치된 사각판형상의 상벽(62a), 상벽(62a)의 하부에서 소정거리 이격되어 상벽(62a)과 평행하게 배열된 사각판형상의 하벽(62c), 그리고 상벽(62a)과 하벽(62c)사이에 수직으로 배치되어 이들을 상호 연결하는 연결벽(62b)으로 구성된다.

각 로프소켓(60)은 베이스 프레임(62)의 상벽(62a)과 하벽(62c)을 수직으로 관통하여 로프(50)가 연장된 방향으로 배치된 로드(64, rod), 로드(64)의 상단에 결합되는 너트(66), 로드(64)를 둘러싸고 너트(66)와 상벽(62a)의 상면사이에 위치하는 코일 스프링(68), 그리고 로드(64)의 하단에 결합되고 로프(50)의 상부가 연결되는 소켓팅부(69)를 포함한다.

다수의 로프소켓(60) 중 하나 이상의 로프소켓(60)의 로드(64)에는 본 발명의 하중 측정장치(70)가 부착된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하중 측정장치(70)는 상측 고정부(72), 상측 고정부(72)의 하부에서 소정간격 이격되어 구비되는 하측 고정부(74), 상측 고정부(72)와 하측 고정부(74)사이에서 이들을 연결하며 고정부(72, 74)들보다 폭이 좁고 두께가 얇아 변형을 일으키기 쉽도록 형성된 협박부(76, 狹薄部), 그리고 협박부(76)상에 부착된 변형감지부재(78, 79)를 포함한다.

상측 및 하측 고정부(72, 74)는 로프소켓(60)의 로드(64)의 외면에 로드(64)의 길이방향으로 볼트 등의 체결수단 또는 접착수단 등에 의해 고정된다.

변형감지부재(78, 79)는 로드(64)의 길이방향으로 배열된 제 1스트레인 게이지(78)와, 제 1스트레인 게이지(78)와 직교하는 방향으로 배열된 제 2스트레인 게이지(79)가 한 쌍을 이루어 구비되며, 한 쌍 또는 두 쌍이 위치한다.

엘리베이터 카에 승객 또는 화물 등에 의해 하중이 가해지면, 이 하중은 엘리베이터 카에 연결된 로프(50)에 인장력을 발생시키고, 로프(50)의 인장력은 로프(50)와 연결된 로프소켓(60)의 소켓팅부(69)에 전달된다. 이에 따라, 로드(64)에는 인장하중(F)이 로드(64)의 길이방향, 즉 수직으로 가해지고, 로드(64)에 부착된 하중 측정장치(70)의 협박부(76)에서 가장 큰 변형이 일어난다.

이 때, 제 1스트레인 게이지(78)는 인장력이 가해져 (+)의 극성을 가지는 반면, 제 2스트레인 게이지(79)는 압축력이 가해져 (-)의 극성을 가지게 된다. 이러한 한 쌍의 게이지(78, 79)로 하프 브리지(half bridge)회로를 구성하면, 한 개의 게이지에 의한 쿼터 브리지(quarter bridge)회로보다 (1+υ)배의 증폭효과가 발생한다. 여기서, υ는 프아송비(Poisson's ratio)이다.

또한, 제 1 및 제 2스트레인 게이지(78, 79)를 각각 두 개씩 구비하여 풀 브리지(full bridge)회로를 구성하면, 쿼터 브리지회로보다 2(1+υ)배의 증폭효과를 갖는다. 상기와 같은 스트레인 게이지(78, 79)의 브리지회로구성에 따른 출력공식과 이를 이용한 하중측정방법은 이미 공지된 기술이므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

도 5는 본 발명의 엘리베이터 하중 측정장치가 엘리베이터 카에 고정된 로프소켓에 설치되어 있는 것을 보인 도면이다.

엘리베이터의 방식에 따라 다수의 로프소켓(60)은 엘리베이터 카의 일측에 고정될 수 있다.

도시된 바와 같이, 엘리베이터 카의 상측 일부에는 일반적으로 상부빔(52)이 형성되어 있다. 로프소켓(60)의 로드(64)는 상부빔(52)을 관통하고, 로드(64)의 하단에는 너트(66)가 결합되고, 너트(66)와 상부빔(52)의 저면사이에는 로드(64)를 둘러싸며 지지되는 코일 스프링(68)이 구비되며, 로드(64)의 상단에는 로프(50)의 하부가 연결되는 소켓팅부(69)가 결합된다.

본 발명의 하중 측정장치(70)는 다수의 로프소켓(60) 중 하나 이상의 로프소켓(60)의 로드(64)에 로드(64)의 길이방향으로 부착된다.

엘리베이터 카에 승객 또는 화물 등에 의해 하중이 가해지면, 엘리베이터 카의 상부빔(52)의 저면에 일단이 지지된 코일 스프링(68)과, 코일 스프링(68)의 타단을 지지하는 너트(66)에 의해 로드(64)에는 인장하중(F, 도 4참조)이 로드(64)의 길이방향, 즉 수직으로 가해진다.

인장하중에 의한 로드(64)의 변형량은 하중 측정장치(70)의 협박부(76, 도 4참조)에 부착된 제 1 및 제 2스트레인 게이지(78, 79, 도 4참조)에 의해 측정되게 된다.

한편, 상기 제 1 및 제 2실시예에서 스트레인 게이지(78, 79)를 로프소켓(60)의 로드(64)에 부착함에 있어, 상측 및 하측 고정부(72, 74)와 협박부(76)를 가지는 구조체에 부착하지 않고, 로드(64)에 직접 부착할 수 있음은 물론이고, 하나의 스트레인 게이지만을 부착하더라도 측정이 가능하다.

도 6은 본 발명의 엘리베이터 하중 측정장치가 승강로에 고정된 로프소켓을 지지하는 베이스 프레임에 설치되어 있는 것을 보인 사시도이고, 도 7은 도 6의 A부의 확대도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 하중 측정장치(70)는 승강로에 고정된 로프소켓(60)을 지지하는 베이스 프레임(62)에 설치된다.

상세히 설명하면, 하중 측정장치(70)의 상측 고정부(72)는 베이스 프레임(62)의 상벽(62a) 일측에 고정되고, 하측 고정부(74)는 베이스 프레임(62)의 하벽(62c) 일측에 고정된다. 이들 상측 및 하측 고정부(72, 74)는 로프(50)가 연장된 방향과 평행하게 배열되고, 베이스 프레임(62)에 접착수단 또는 볼트 등의 체결수단 등으로 고정된다.

바람직하게는, 베이스 프레임(62)의 상벽(62a)과 하벽(62c)을 연결하는 연결벽(62b)과 최대로 이격되어 변형량이 가장 큰 위치에 하중 측정장치(70)를 위치시킨다.

상기와 같이 하중 측정장치(70)가 베이스 프레임(62)에 부착된 상태에서 엘리베이터 카에 승객 또는 화물 등에 의해 하중이 가해지면, 이 하중은 엘리베이터 카에 연결된 로프(50)에 인장력을 발생시키고, 로프(50)의 인장력은 로프(50)와 연결된 로프소켓(60)의 소켓팅부(69) 및 로드(64)에 전달된다. 이에 따라, 베이스 프레임(62)의 상벽(62a)의 상면에 일단이 지지된 코일 스프링(68)과, 코일 스프링(68)의 타단을 지지하는 너트(66)에 의해 베이스 프레임(62)에는 압축하중이 수직으로 가해진다. 압축하중에 의한 베이스 프레임(62)의 변형량은 하중 측정장치(70)의 협박부(76)상에 부착되고 로프(50)가 연장된 방향으로 배열된 제 1스트레인 게이지(78)와, 제 1스트레인 게이지(78)와 직교방향으로 배열된 제 2스트레인 게이지(79)에 의해 측정되는 것이다.

본 발명을 상기 실시예들에 의해 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 의해 제한되는 것은 아니고, 당업자의 통상적인 지식의 범위 내에서 그 변형이나 개량이 가능하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 엘리베이터 하중 측정장치는 엘리베이터 카, 균형추 또는 승강로 일측에 고정되는 로프소켓에 부착됨으로써, 설치가 간단하고, 엘리베이터의 방식에 상관없이 적용이 가능한 효과가 있다.

또한, 필요한 개수만큼의 측정장치를 적절한 위치의 로프소켓에 선택적으로 설치하는 것이 가능하므로, 엘리베이터 카의 하중을 편차없이 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 엘리베이터 카에 가해진 하중에 의해 로프소켓의 로드 또는 베이스 프레임에 발생한 변형량은 본 발명의 하중 측정장치의 협박부에 의해 기계적으로 증폭되고, 협박부에 부착되고 상호 직교방향으로 배열된 제 1 및 제 2스트레인 게이지에 의해 그 출력값이 증폭됨으로써, 하중 측정능력 및 정밀도가 현저히 향상되는 이점이 있다.

Claims (8)

1. 승강로를 따라 주행하는 엘리베이터 카, 균형추, 상기 엘리베이터 카와 상기 균형추를 연결하며 연장되는 복수개의 로프, 상기 로프를 감아 상기 엘리베이터 카를 승강시키는 권상기, 상기 복수개의 로프의 각각의 단부를 소정위치에 고정시키는 복수개의 로프소켓, 상기 승강로의 일측에 고정되어 상기 복수개의 로프소켓을 지지하는 베이스 프레임, 그리고 상기 엘리베이터 카에 작용하는 하중을 측정하는 하중 측정장치를 구비하는 엘리베이터에 있어서,

   상기 베이스 프레임은 수평으로 배치된 상벽과, 상기 상벽의 하부에 이격되어 상기 상벽과 평행하게 배열된 하벽과, 상기 상벽과 상기 하벽사이를 연결하는 연결벽으로 이루어지고;

   상기 로프소켓은 상기 베이스 프레임의 상벽과 하벽을 수직으로 관통하여 로프가 연장된 방향으로 배치된 로드를 구비하고;

   상기 하중측정장치는 상기 로프소켓의 상기 로드에 고정되는 상측 고정부와, 상기 로드의 길이방향으로 상기 상측 고정부의 하부에 이격되어 구비되고 상기 로드에 고정되는 하측고정부와, 상기 상측 고정부와 상기 하측 고정부 사이를 연결하며 상기 상측 및 하측 고정부보다 폭이 좁고 두께가 얇은 협박부를 포함하고;

   상기 하중측정장치의 상기 협박부에는 상기 로드의 길이방향으로 배열되는 하나 이상의 제1 스트레인게이지와, 상기 제1 스트레인게이지와 직교한 방향으로 배열되는 하나 이상의 제2 스트레인게이지를 구비하는 변형감지부재가 부착되는

   엘리베이터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 로프소켓은 상기 로드의 상단에 결합되는 너트와, 상기 로드를 둘러싸고 상기 너트와 상기 상벽의 상면사이에 위치하는 코일스프링과, 상기 로드의 하단에 결합되고 상기 로프의 상부가 연결되는 소켓팅부를 더 구비하는

   엘리베이터.
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