KR101933495B1 - 에스컬레이터 역주행 방지장치 - Google Patents

에스컬레이터 역주행 방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에스컬레이터 운행 중 구동체인의 파손이나 에스컬레이터 구동용 감속기어 파손 등에 의해 정격속도 이상으로 과속이 발생되거나 역전 주행상태로 전환되어 운행하는 비상상황 발생 시에 신속하고 안전하게 에스컬레이터를 제동 정지시키는 에스컬레이터 역주행 방지장치를 제공한다. 본 발명은 에스컬레이터의 진행방향과 수직방향으로 설치되는 유성치차로 구성된 가속장치를 구성함으로써 설치 공간의 부족에 따른 기계실 부품과의 간섭 발생과 공간부족에 의한 설치 작업의 어려움을 해결할 수 있어 설치 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 동력전달부의 구성을 스프라켓과 자속판이 회전하면서 맞닿게 구성함으로써 종래의 클러치가 안내봉 및 안내판으로 복잡하게 구성된 구조를 획기적으로 단순화 하고, 가속부 최종단에 라이닝 가압판을 설치하여 제동토크를 최소화한 상태에서 제동 가능토록 하며, 속도검출 및 회전방향 검출을 엔코더를 적용함으로써 역주행 방지장치의 제조원가를 최소화 할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 역주행 방지장치의 개방완료를 검출하는 스위치를 적용하여 역주행 방지장치의 작동 상태에서 에스컬레이터가 마찰구동 하는 것을 미연에 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다. 특히, 정전발생 검출부를 구성함으로써 정전발생 시에는 에스컬레이터 구동모터의 주 브레이크가 작동하고 에스컬레이터가 완전히 멈춘 후에 역주행 방지장치가 작동하도록 하여 브레이크 동시 작동에 의한 급감속에 의한 탑승객의 전도를 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

에스컬레이터 역주행 방지장치{DEVICE FOR PREVENTING CONTRAFLOW OF ESCALATOR}
본 발명은 에스컬레이터 역주행 방지장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 에스컬레이터 운행 중 구동체인의 파손이나 에스컬레이터 구동용 감속기어 파손 등에 의해 정격속도 이상으로 과속이 발생되거나 역전 주행상태로 전환되어 운행하는 비상상황 발생 시에 신속하고 안전하게 에스컬레이터를 제동 정지시키는 에스컬레이터 역주행 방지장치에 관한 것이다.
일반적으로, 에스컬레이터(Escalator)는 사람이나 화물이 자동적으로 위아래 층으로 오르내릴 수 있도록 만든 계단 모양의 장치로, 탑승한 계단이 경사면을 따라 승강 또는 하강하면서 동시에 다수의 사람 또는 화물을 이동시키는 운송수단이다. 이와 같은 에스컬레이터는 지하철 및 백화점과 같은 대중 교통 시설 및 공공시설에서 많이 사용되고 있다.
이러한 에스컬레이터는 구동모터에 의해 회전되는 회전축을 통해 전동체인이 이동하며, 다수의 계단을 경사면을 따라 순차적으로 이동시켜 승강 또는 하강하도록 한다. 에스컬레이터는 한번에 다수의 사람이 탑승하며 많은 시간을 운용하기 때문에, 상승 또는 하강 중에 기계적 또는 전자적인 결함이나 오작동으로 인해 과속발생이나 역주행이 발생할 수 있다. 특히, 1970년부터 건설이 추진되기 시작한 지하철 역사에 설치된 에스컬레이터의 경우, 노후화로 인한 에스컬레이터의 피로도 누적으로 인해 감속기 주축절단 및 구동체인의 파손 등으로 인한 역주행이 종종 발생하고 있다. 이와 같이 역주행이 발생하는 경우, 탑승객이 에스컬레이터 하부에 몰려 넘어지게 되고 에스컬레이터 하강 시에 감속기 주축절단 및 구동체인의 파손이 일어나면 과속 발생과 함께 탑승객의 대형 안전사고로 이어질 수 있다.
이와 같은 문제점을 예방하기 위해서 최근 들어 에스컬레이터의 역주행을 방지할 수 있는 다양한 제동 장치를 구비한 에스컬레이터가 설치되고 있다.
이와 관련된 선행기술로는 특허문헌 1의 '에스컬레이터의 역주행 방지장치'에서는 도 1에서 보는 바와 같이 한루프로 된 에스컬레이터의 스텝체인(100)의 중간에 결합되며, 상기 스텝체인(100)이 정방향으로 회전 중 정지 시 스텝체인(100)이 역방향으로 회전되는 것을 차단하는 역방향 차단기어(200)와, 상기 역방향 차단기어(200)의 이(齒)(210)에 걸리는 걸쇠(300)와, 상기 걸쇠(300)에 힘이 가해질수록 상기 스텝체인(100)을 역방향 차단기어(200)에 밀착시키는 조임부(500)와, 상기 걸쇠(300)에 작용되는 힘으로 조임부(500)를 작동시키는 작동부가 구성됨을 특징으로 한다.
그러나, 상기의 에스컬레이터의 역주행 방지장치는 스텝체인에 역주행 방지장치가 설치되어 있는 구성으로 과속 발생 후 작동 시는 충분한 감속에 의한 감속거리를 확보할 수 없는 구조이므로 급정지로 인한 전도발생으로 승객의 안전을 확보할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 특허문헌 2의 '에스컬레이터용 완속 제동 장치'는 도 2에서 보는 바와 같이 스텝체인에 맞물리는 스텝 스프로켓(100)이 구동축(101)의 양측에 각각 설치되어 있으며 구동모터(104) 회동축에 끼워진 구동체인(103)은 상기 구동스프로켓(102)을 회동시켜 줌으로써 스텝이 구동되도록 하되 상기 구동축(101)에 설치된 구동 스프로켓(102)과 상기 제동스프로켓(105)에 연동되도록 제동체인으로 연결된 종동스프로켓(302)과 상기 종동 스프로켓(302) 및 변속기어(200)의 연결을 단속하는 전자클러치(300)와 상기 변속기어(200)에 의하여 중심축이 회전하는 제동모터(400)와 상기 제동모터(400)의 고정자인 복수개 권선에 연결된 복수개의 스위칭 수단과 선택된 스위칭 수단에 작동펄스를 공급하기 위한 콘트롤러를 구비한 것을 특징으로 한다.
그러나, 상기의 에스컬레이터의 역주행 방지장치는 변속기어(200)의 배치가 스텝 진행방향으로 구성되어(실제 제품은 특허의 단열배치가 될수 없으며 다단의 기어 감속배열로 구성되어 진다) 외형이 커질 수밖에 없으며 에스컬레이터의 상부에 구성되어 있는 좁은 기계실에 배치가 되는 경우 기존의 다른 부품들과의 간섭에 의해 설치성이 매우 불합리하다.
그리고, 감속을 위한 제동모터(400)와 콘트롤러의 구성은 일반적인 마찰제동에 비해 원가적인 측면에서 매우 불합리한 설계 구성이다.
그리고, 특허문헌 3의 '에스컬레이터의 완속 제동을 위한 클러치 장치'는 도 3에서 보는 바와 같이 에스컬레이터에 연동되어 에스컬레이터의 작동에 따라 회전하는 종동스프로켓(201)과, 클러치판(310) 및 변속기어(200)의 대기어(211)가 같은 고정축(20)에서 회전 가능하도록 구성되며, 상기 종동스프로켓(201)의 측면에 균일한 간격으로 체결되고, 머리가 종동스프로켓(201)의 측면으로부터 돌출된 볼트(320)와, 상기 볼트(302)의 머리가 삽입 가능한 요홈(312)이 형성되고, 에스컬레이터의 제동 필요 시 상기 종동스프로켓(201)의 측면으로 이동되어 종동스프로켓(201)과 일체로 회전되는 클러치판(310)과, 상기 대기어(211)의 측면을 관통하여 클러치판(310)의 측면에 고정된 연동부(321)와, 상기 연동부(321)를 밀어서 클러치판(310)이 회전하는 종동스프로켓(201)의 측면에 밀착되도록 하는 작동부가 구성됨을 특징으로 한다.
그러나 상기 에스컬레이터용 완속 제동장치의 클러치 구조는 일반적으로 EN CODE 및 국내 승강기 안전검사 기준(국민안전처 고시 제2016-143호) 에스컬레이터 및 무빙워크의 구조 5.4.2.1.2 전자-기계 브레이크에서 규정하는 “브레이크의 정상 개방은 지속적인 전류의 흐름에 의해야 한다”는 규정을 벗어나 설계되어 있다.
이와 같이 종래기술의 동력전달부는 전원이 없는 상태에서 클러치가 분리되어 있고 비상 상황이 발생할 경우 자력을 발생시켜 클러치를 작동하는 구성으로 이 경우 만약 자력을 발생해야 하는 클러치 동작부로 연결된 전선이 절단되었거나 자력을 발생시키는 코일이 단선 또는 소손이되어 작동이 불가한 경우에도 에스컬레이터는 정상상태로 인식하게 되어 운전이 가능한 상태가 되고 실제 제동력이 필요한 비상시에는 전원공급이 되지않아 제동이 불가능한 상태를 유발하게 된다.
따라서 모든 안전장치의 전기 회로는 개방 중에는 지속적으로 전류가 공급되어야 하는 EN81-20EK의 5.9.2.2.2.3 및 “국내 승강기 안전검사 기준(국민안전처 고시 제2016-143호) 에스컬레이터 및 무빙워크의 구조 5.4.2.1.2 전자-기계 브레이크”내용에 위배되는 구조이다.
이미 설치된 에스컬레이터 내에 역주행 방지장치를 설치하는 경우 기계실의 좁은 공간에서도 남은 공간에 제약 없이 쉽게 설치할 수 있는 소형화된 역주행 방지장치의 제공이 반드시 필요하며 기존 부품들과의 간섭을 피하고 충분한 작업공간을 확보할 필요가 있으며 특히 정전발생 시에 에스컬레이터의 구동모터의 주 브레이크와 동시에 작동함에 따른 급제동에 의해 발생되는 탑승객의 전도발생을 해결할 수 있어야 한다.
또한, EN CODE 및 국내 승강기 안전검사 기준에 적합한 클러치의 제공이 필요하다.
특허문헌 1 : 국내등록특허공보 제10-1503707호(2015년 03월 12일 등록) 에스컬레이터의 역주행 방지 장치 특허문헌 2 : 국내등록특허공보 제10-1438075호(2014년 08월 29일 등록) 에스컬레이터용 완속 제동장치 특허문헌 3 : 국내등록특허공보 제10-1647787호(2016년 08월 05일 등록) 에스컬레이터용 완속 제동을 위한 클러치 장치
비특허문헌 1 : EN81-20_EK : Safety rules for the construction and installation of lifts - Lifts for the transport of persons and goods - Part 20: Passenger and goods passenger Lifts 비특허문헌 2 : 승강기 안전검사 기준(국민안전처 고시 제2016-143호) 에스컬레이터 및 무빙워크의 구조 5.4.2.1.2 전자-기계 브레이크
따라서 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 에스컬레이터 운행 중 구동체인의 파손이나 에스컬레이터 구동용 감속기어 파손 등에 의해 정격속도 이상으로 과속이 발생되거나 역전 주행상태로 전환되어 운행하는 비상상황 발생 시에 신속하고 안전하게 에스컬레이터를 제동 정지시키는 에스컬레이터 역주행 방지장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
특히, 에스컬레이터의 진행방향과 수직방향으로 설치되는 유성치차로 구성된 가속장치를 구성하고 기구 설계의 단순화로 최소 체적의 역전 방지장치를 구성함으로써 설치 공간의 부족에 따른 기계실 부품과의 간섭 발생과 공간부족에 의한 설치 작업의 어려움을 해결하도록 하는 역주행 방지장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 다른 과제로 한다.
또한, 정전발생 검출부를 구성함으로써 정전발생 시 에스컬레이터의 구동모터의 주 브레이크와 동시 작동에 따른 급제동 발생을 방지할 수 있도록 하는 에스컬레이터 역주행 방지장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 또 다른 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 구동모터(15)의 구동으로 회전하는 터미널 기어축(12)의 양측에 스텝체인(20)을 통해 연결되어 상하 이동하는 스텝(14)으로 구성되는 에스컬레이터의 역주행을 방지하기 위한 에스컬레이터 역주행 방지장치에 있어서, 상기 터미널 기어축(12)의 일측에 체인(18)을 통해 연결되는 동력전달부(1)와; 상기 동력전달부(1)로부터 동력을 전달받아 회전하는 복수개의 기어로 이루어지는 가속부(2)와; 상기 가속부(2)의 제동을 위한 제동부(3)와; 상기 스텝(14)의 상하 이동방향 및 속도를 검출하기 위한 방향속도검출부(4)와; 정전발생 시 급제동을 방지하기 위한 정전발생 검출부(6)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치에서 상기 동력전달부(1)는 중심홀(200c)을 갖고, 외측이 상기 터미널 기어축(12)과 체인(18)을 통해 연결되도록 기어(200b)가 형성되며, 일면에 설정간격으로 철부(凸部)(200a)가 형성된 스프라켓(200)과; 내면에 기어(201b)가 형성된 기어홀(201c)을 갖고, 타면에 상기 스프라켓(200)의 일면에 형성된 철부(凸部)(200a)에 삽입되는 요부(凹部)(201a)를 갖는 자속판(201)과; 끝단이 상기 스프라켓(200)의 중심홀(200c)에 위치되고, 상기 자속판(201)의 기어홀(201c)의 기어(201b)와 대응하여 기어(206a)가 형성되는 유성기어축(206)과; 자력을 발생시켜 상기 스프라켓(200)과 자속판(201)을 이격시키는 코일(203)과; 비상상황 발생시 상기 자속판(201)을 가압하여 상기 자속판(201)의 요부(凹部)(201a)가 상기 스프라켓(200)의 철부(凸部)(200a)와 맞닿게 하는 탄성부재(205)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치에서 상기 가속부(2)는 상기 유성기어축(206)과 연결되고, 기어(208a)가 형성된 태양기어축(208)과; 상기 태양기어축(208)과 이격되고, 내주면 상에 기어(202a)가 형성된 링기어(202)와; 상기 태양기어축(208)과 링기어(202) 사이에 배치되는 복수개의 유성기어(207, 209)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치에서 상기 제동부(3)는 상기 가속부(2)의 태양기어축(208)의 기어(208a)와 연결되는 태양기어축(211)과; 상기 태양기어축(211)의 일면 외측에 설치되는 라이닝(212)과; 탄성부재(214)에 의해 상기 라이닝(212)을 가압하기 위한 라이닝 가압판(213)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치에서 상기 가속부(2)의 링기어(202)와 유성기어(207, 209)는 상기 가속부(2)의 태양기어축(208)과 상기 제동부(3)의 태양기어축(211) 상에 복수개가 순차적으로 형성되어 가속비를 증가시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치에서 전원이 인가되면 상기 동력전달부(1)의 개방완료 여부를 판별하여 개방완료 검출시 상기 구동모터(15)가 동작하도록 하는 개방완료판별부(5)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치에서 상기 개방완료판별부(5)는 상기 동력전달부(1)의 자속판(201)에 의해 이동되는 누름핀(216)을 갖고, 상기 누름핀(216)의 의해 동작되는 스위치(217)를 포함하여, 상기 동력전달부(1)의 자속판(201)이 개방되면 상기 스위치(217)를 작동시키고 에스컬레이터 제어부(17)에 개방완료 신호를 보낸 후에 상기 구동모터(15)가 동작되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치에서 상기 방향속도검출부(4)는 상기 동력전달부(1)의 스프라켓(200)의 회전방향 및 회전속도를 통해 상기 스텝(14)의 상하 이동방향 및 속도를 검출하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치에서 정전발생 검출부(6)는 정전 발생 시 상기 동력전달부(1)의 코일(203)에 일정시간 전원을 공급할 수 있도록 하는 축전기(307)를 갖고, 감시전압(301)이 설정된 기준전압 이하로 떨어질 경우 비교소자(305)의 출력 상태 변화를 검출하여 정전 유무를 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치에서 구동모터(15)의 구동으로 회전하는 터미널 기어축(12)의 양측에 스텝체인(20)을 통해 연결되어 상하 이동하는 스텝(14)으로 구성되는 에스컬레이터의 역주행을 방지하기 위한 에스컬레이터 역주행 방지장치에 있어서, 상기 터미널 기어축(12)의 일측에 기어(22)를 통해 연결되는 동력전달부(1)와; 상기 동력전달부(1)로부터 동력을 전달받아 회전하는 복수개의 기어로 이루어지는 가속부(2)와; 상기 가속부(2)의 제동을 위한 제동부(3)와; 상기 스텝(14)의 상하 이동방향 및 속도를 검출하기 위한 방향속도검출부(4)와; 정전발생 시 급제동을 방지하기 위한 정전발생 검출부(6)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치에 의하면, 에스컬레이터 운행 중 구동체인의 파손이나 에스컬레이터 구동용 감속기어 파손 등에 의해 정격속도 이상으로 과속이 발생되거나 역전 주행상태로 전환되어 운행하는 비상상황 발생 시에 신속하고 안전하게 에스컬레이터를 제동 정지시킬 수 있는 효과가 있다.
특히, 에스컬레이터의 진행방향과 수직방향으로 설치되는 유성치차로 구성된 가속장치를 구성함으로써 설치 공간의 부족에 따른 기계실 부품과의 간섭 발생과 공간부족에 의한 설치 작업의 어려움을 해결할 수 있어 설치 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 동력전달부의 구성을 스프라켓과 자속판이 회전하면서 맞닿게 구성함으로써 종래의 클러치가 안내봉 및 안내판으로 복잡하게 구성된 구조를 획기적으로 단순화 하고, 가속부 최종단에 라이닝 가압판을 설치하여 제동토크를 최소화한 상태에서 제동 가능토록 하며, 속도검출 및 회전방향 검출을 엔코더를 적용함으로써 역주행 방지장치의 제조원가를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 역주행 방지장치의 개방완료를 검출하는 스위치를 적용하여 역주행 방지장치의 작동 상태에서 에스컬레이터가 마찰구동 하는 것을 미연에 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
특히, 정전발생 검출부를 구성함으로써 정전발생 시에는 에스컬레이터 구동모터의 주 브레이크가 작동하고 에스컬레이터가 완전히 멈춘 후에 역주행 방지장치가 작동하도록 하여 브레이크 동시 작동에 의한 급감속에 의한 탑승객의 전도를 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1 내지 도 3은 종래 기술을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치가 설치된 승강장의 구성도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치의 측면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치의 외형도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치의 내부단면도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치에서 동력전달부를 보여주는 도면,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치에서 동력전달부의 동작상태를 보여주는 도면,
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치에서 가속부를 보여주는 도면,
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치에서 정전발생 검출부를 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치의 측면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하며, 도 4 내지 도 12에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
도 4 내지 도 11을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치(100)는 구동모터(15)의 구동으로 회전하는 터미널 기어축(12)의 양측에 스텝체인(20)을 통해 연결되어 상하 이동하는 스텝(14)으로 구성되는 에스컬레이터의 역주행을 방지하기 위한 것으로, 터미널 기어축(12)의 일측에 체인(18)을 통해 연결되는 동력전달부(1)와, 동력전달부(1)로부터 동력을 전달받아 회전하는 복수개의 기어로 이루어지는 가속부(2)와, 가속부(2)의 제동을 위한 제동부(3)와, 스텝(14)의 상하 이동방향 및 속도를 검출하기 위한 방향속도검출부(4), 개방완료판별부(5) 및 정전발생 검출부(6)를 포함하여 이루어진다.
한편, 동력전달부(1), 가속부(2), 제동부(3) 및 방향속도검출부(4)는 도 6에서 보는 바와 같이 외부의 충격 등으로부터 보호하고, 고정하기 위한 바디(202, 210) 및 스포터(221, 222, 220)의 내부에 설치되고, 개방완료판별부(5)는 동력전달부(1)의 바디(202) 외측에 설치된다.
이와 같은 바디(202, 210) 및 스포터(221, 222, 220)는 일반적으로 장치를 보호하기 위한 바디(케이스)와 동일한 기능을 갖는 것으로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
동력전달부(1)는 원통형상으로 이루어지는 바디(202)와, 바디(202)의 외측에 설치되는 스프라켓(200) 및 자속판(201)과, 바디(202)의 내부에 설치되는 유성기어축(206), 코일(203) 및 탄성부재(205)를 포함하여 이루어진다. 이때, 바디(202)는 스포터(221)에 의해 에스컬레이터 설치장소에 고정 설치된다.
스프라켓(200)은 중심홀(200c)을 갖고, 외측이 터미널 기어축(12)과 체인(18)을 통해 연결되도록 기어(200b)가 형성되며, 일면에 설정간격으로 철부(凸部)(200a)가 형성된다. 이때, 스프라켓(200)의 타측에 중심돌기부(218a)를 갖는 회전판(218)이 설치되어 진다.
자속판(201)은 내면에 기어(201b)가 형성된 기어홀(201c)을 갖고, 타면에 스프라켓(200)의 일면에 형성된 철부(凸部)(200a)에 삽입되는 요부(凹部)(201a)를 갖는다.
유성기어축(206)은 끝단이 스프라켓(200)의 중심홀(200c)에 위치되고, 자속판(201)의 기어홀(201c)의 기어(201b)와 대응하여 기어(206a)가 형성된다.
코일(203)은 자력을 발생시켜 스프라켓(200)과 자속판(201)을 이격시키고, 탄성부재(205)는 비상상황 발생시 자속판(201)을 가압하여 자속판(201)의 요부(凹部)(201a)가 스프라켓(200)의 철부(凸部)(200a)와 맞닿게 한다. 이때, 탄성부재(205)는 스프링으로 형성되어 진다.
이와 같은 동력전달부(1)는 에스컬레이터가 정상 운행시 코일(203)에 전류가 인가되면 자력을 발생시키고, 코일(203)에서 발생되는 자력에 의해 자속판(201)은 코일(203) 방향으로 이동하여 스프라켓(200)과 이격된다. 즉, 스프라켓(200)의 철부(凸部)(200a)와 맞물려 있는 자속판(201)의 철부(凸部)(200a)는 이격되고, 스프라켓(200)은 터미널 기어축(12)과 회전하게 된다.
한편, 에스컬레이터의 정지 또는 비상상황 발생시 코일(203)에 흐르는 전류는 차단되고, 자속판(201)의 철부(凸部)(200a)는 탄성부재(205)의 탄성력에 의해 스프라켓(200)의 철부(凸部)(200a)과 맞닿게 되어 스프라켓(200)과 자속판(201) 및 유성기어축(206)은 동시에 회전하게 된다.
가속부(2)는 동력전달부(1)의 바디 내부 후단에 위치되어 동력전달부로부터 동력을 전달받아 회전하는 복수개의 기어로 이루어지는 것으로, 유성기어축(206)과 연결되고, 기어(208a)가 형성된 태양기어축(208)과, 태양기어축(208)와 이격되고, 내주면 상에 기어(202a)가 형성된 링기어(202)와, 태양기어축(208)과 링기어(202) 사이에 배치되는 복수개의 유성기어(207, 209)를 포함하여 이루어진다.
한편, 가속부(2)의 링기어(202)와 유성기어(207, 209)는 가속부(2)의 태양기어축(208)과 제동부(3)의 태양기어축(211) 상에 복수개가 순차적으로 형성되어 가속비를 증가시킬 수 있도록 한다.
이와 같은 가속부(2)는 유성기어(207)가 링기어(202)의 기어(202a)를 따라 회전하면 태양기어축(208)의 기어(208a)를 가속 회전시키며 태양기어축(208)에 설치된 유성기어(209)도 동일 속도로 링기어(202)를 따라 가속되어 회전한다. 이때 유성기어(209)는 동시에 제동부(3)의 태양기어축(211)에 형성된 기어(211a)를 다시 가속운행시키게 된다.
가속비는 링기어(202)의 중심경 / 태양기어축(208)의 기어(208a)중심경 x 링기어(202)의 중심경 / 태양기어축(208)의 기어(211a)중심경이며 다단으로 설치할 경우 더 많은 가속비를 얻을수 있다.
한편, 가속비가 클수록 태양기어축(211)에서 제동해야하는 제동 토크는 줄어들게 된다.
제동부(3)는 동력전달부(1)의 스포터(221)에 결합되는 스포터(222)와, 스포터(222)에 의해 동력전달부(1)의 바디(202)의 후단에 결합되는 원통형상의 바디(210)와, 바디(210)의 후단에 결합되는 커버(215)를 포함하여 바디(210)의 내부에 태양기어축(211), 라이닝(212), 라이닝 가압판(213)이 설치되고, 탄성부재(214)는 라이닝(212)과 대응되는 위치에서 커버(215)에 형성된 홈(215a)에 삽입되어 라이닝 가압판(213)을 가압하도록 한다.
제동부(3)의 태양기어축(211)은 가속부(2)의 태양기어축(208)의 기어(208a)와 연결되고, 라이닝(212)은 태양기어축(211)의 일면 외측에 설치되며, 라이닝 가압판(213)은 탄성부재(214)에 의해 라이닝(212)을 가압하도록 한다.
방향속도검출부(4)는 스텝(14)의 상하 이동방향과 속도를 검출하기 위한 것으로, 동력전달부(10)의 스포터(221) 전단에 스포터(220)에 의해 설치되는 엔코더(219)로 이루어지고, 엔코더(219)는 동력전달부(1)의 스프라켓(200)의 회전방향 및 회전속도를 통해 스텝(14)의 이동방향 및 속도를 검출하도록 한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치는 전원이 인가되면 동력전달부(1)의 개방완료 여부를 판별하여 개방완료 검출시 구동모터(15)가 동작하도록 하는 개방완료판별부(5)를 더 포함하여 이루어진다. 여기서, 동력전달부(1)의 개방완료라 함은 동력전달부(1)가 정상적으로 동작하는지를 판별하여 정상적으로 동작시 개방완료라 하여 에스컬레이터 제어부에 개방완료 신호를 보낸 후에 구동모터(15)가 동작되도록 한다.
개방완료판별부(5)는 동력전달부(1)의 바디(202)의 외측 상부에 설치되는 것으로, 동력전달부(1)의 자속판(201)에 의해 이동되는 누름핀(216)을 갖고, 누름핀(216)의 의해 동작되는 스위치(217)를 포함하여, 동력전달부(1)의 자속판(201)이 개방되면 스위치(217)를 작동시키고 에스컬레이터 제어부에 개방완료 신호를 보낸 후에 구동모터(15)가 동작되도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치는 체인(18)에 연계된 스프라켓(200)이 유성기어축(206)에 조립되고 유성기어축(206)의 기어(206a)상에는 자속판(201)과 스프링(205)이 설치되고 유성기어축(206)의 측면 외주상에는 다수의 유성기어(207)가 분할되어 설치되어 링기어(202)의 기어(202a)와 접속되어 있다. 또한 유성기어(207)는 가속부(2)의 태양기어축(208)의 기어(208a)와 접속하고 태양기어축(208)의 측면 외주상에는 다수의 유성기어(209)가 설치되어 링기어(202)의 기어(202a)와 접속되어 있다. 또한 유성기어(209)는 태양기어축(211)에 구성된 기어(208a)와 접속되어 있다. 태양기어축(211)의 측면 외주면에는 라이닝(212)이 설치되고 라이닝 가압판(213)과 접촉하고 있다. 라이닝 가압판(213)은 커버(215)에 장입된 탄성부재(214)에 의해 압축되어 있다. 동력전달부(1)의 바디(202)의 전단에는 코일(203)이 설치되고 스포터(221)와 고정 체결된다. 스포터(221)과 바디(202)를 관통하여 개방완료판별부(5)의 누름핀(216)이 설치되고 바디(202)상에 스위치(217)가 설치되어 있다.
이와 같은 구성을 갖는 에스컬레이터 역주행 방지장치의 동작을 설명하면, 에스컬레이터가 정지하고 있는 상태인 경우 자속판(201)에 구성된 요부(凹部)(201a)는 스프라켓(200)에 구성된 철부(200a)와 서로 맞물려 있고 자속판(201)은 탄성부재(205)에 의해 가압되어 있는 상태이다.
에스컬레이터의 구동신호가 발생하면 바디(202) 전면에 설치된 코일(203)에 전류가 인가되어 자속을 발생시키고 이때 자속판(201)은 스프링(205)의 가압력을 이기고 자속판(201)상의 기어홀(201c)의 기어(201b)이 유성기어축(206)의 기어(206a)를 따라 이동하게 되어 바디(202)의 코일(203) 전면부 금속면에 접촉하게 된다. 이때 자속판(201)의 요부(凹部)(201a)는 스프라켓(200)의 철부(凸部)(200a)와 분리되게 되고 스프라켓(200)은 역주행 방지장치와 무관하게 단독으로 자유롭게 회전 가능한 상태가 된다. 동시에 자속판(201)은 누름핀(220)을 이동시키게 되어 스위치(217)를 작동시키게 된다. 스위치(217)가 작동하면 에스컬레이터는 역주행 방지장치(20)와는 분리되어 정상운전이 가능한 상태라는 신호를 제어부(17) 쪽으로 알려주게 되며 이후 에스컬레이터는 구동모터(15)에 구성된 주브레이크를 개방시키고 구동모터(15)를 가동하여 에스컬레이터를 구동시키게 된다. 구동모터(15)에 의하여 에스컬레이터가 구동하면 터미널 기어축(12)이 회전하여 체인(18)을 통해 연결된 동력전달부(1)의 스프라켓(200)을 구동시키게 된다. 이때 동력전달부(1)의 스프라켓(200)은 가속부(2), 제동부(3)와 와 분리되어 단독으로 회전하게 된다.
역주행으로 인한 비상상황 발생 검출은 다음과 같다.
역주행 검출은 스프라켓(200)의 측면에 구성된 회전판(218)의 중심돌기부(218a)가 스포터(220)에 장착된 엔코더(219)에 장입되어 에스컬레이터 역주행시 엔코더(219) 펄스에 의한 위상차로 회전방향을 검출하게 된다. 과속은 엔코더(219)에서의 기본적인 속도 검출 사항으로 설명을 생략한다. 역주행이나 과속 등 이상 신호가 감지되면 코일(203)에 인가된 전원이 차단되는 즉시 자속판(201)과 코일(203)의 외주금속 사이에 형성된 자속이 차단되고 자력이 없어지게 되면 자속판(201)상의 압축된 탄성부재(205)의 탄성력에 의해 자속판(201)은 바디(202)에서 이탈하여 스프라켓(200)쪽으로 이동하며 이때 양 부품의 스프라켓(200)의 철부(凸部)(200a) 및 자속판(201)의 요부(凹部)(201a)는 회전하면서 홈 맞춤이 일어나게 되어 유성기어축(206)에는 회전토크를 발생 시키게 된다. 이 회전 토크는 제어부(3)의 태양기어축(211)에 설치된 라이닝(212)과 탄성부재(214)에 의해 가압하고 있는 라이닝 가압판(213) 사이에서 발생하고 있는 마찰력을 이기고 가속부(2)를 회전시키게 된다. 라이닝(212)과 라이닝 가압판(213) 사이에서 발생하고 있는 마찰력은 에스컬레이터의 비상시 운행에 따른 회전계 및 직선계 GD²를 감안하여 발생하는 부하토크를 법규에서 지정하고 있는 감속도 및 제동거리가 만족될 수 있도록 계산하여 설정 한다. 또한 코일(203)에 인가된 전원이 차단되어 자속판(201)이 이동하면 스위치(217)도 자체 복귀 스프링력에 의해 누름핀(216)을 밀고내고 접점이 끊어진 초기 상태가 된다.
한편, 에스컬레이터가 운행 중 정전발생 시는 구동모터(15)의 주 브레이크와 본 발명의 역주행 방지장치(100)가 동시에 작동되므로 제동에 따른 급감속이 이루어지게 되어 이를 방지할 필요가 있다. 이를 위해 제어부(17)에 정전발생 검출부(6)가 구성되는데 정전발생 검출부(6)는 정전 발생 시 동력전달부(1)의 코일(203)에 일정시간 전원을 공급할 수 있도록 하는 축전기(307)를 갖고, 감시전압(301)이 설정된 기준전압 이하로 떨어질 경우 비교소자(305)의 출력 상태 변화를 검출하여 정전 유무를 판단하도록 한다.
정전발생 검출부(6)의 동작 상태를 도 11을 참조하여 설명하면, 감시전압(301)은 통상 전압시 충전회로부(304)를 통해 축전기(307)부를 충전시키고 또한 전원필터부(302)를 거쳐 비교소자(305)의 +단자에 연결된다. 검출기준전압 구성 회로부(303)는 감시전압의 20%로 설정되어 비교소자(305)의 -단자에 연결된다. 통상전압 시 감시전압(301)은 검출 기준전압 구성회로부(303)의 전압보다 높아 비교소자(305)는 "High" 신호를 출력하고 이 "High" 신호는 축전기 구동회로부(306)를 통해 축전기(307)를 차단시켜 축전기전압(308)을 차단한다.
정전이 발생할 경우 감시전압(301)이 검출 기준전압 구성 회로부(303) 보다 낮아지게 되면 비교소자(305)는 "Low" 신호를 출력하고, 이 "Low" 신호는 축전기 구동 회로부(306)를 통해 축전기(307)를 동작시켜 축전기 전압(308)을 동력전달부(1)의 코일(203)로 공급하게 되어 축전기 전압(308)이 소멸될 때까지 제어 PCB를 구동시켜 역주행 방지장치의 작동을 지연 시킨다.
이상과 같이 본 발명에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치에 의하면, 에스컬레이터 운행 중 구동체인의 파손이나 에스컬레이터 구동용 감속기어 파손 등에 의해 정격속도 이상으로 과속이 발생되거나 역전 주행상태로 전환되어 운행하는 비상상황 발생 시에 신속하고 안전하게 에스컬레이터를 제동 정지시킬 수 있는 효과가 있다.
특히, 에스컬레이터의 진행방향과 수직방향으로 설치되는 유성치차로 구성된 가속장치를 구성함으로써 설치 공간의 부족에 따른 기계실 부품과의 간섭 발생과 공간부족에 의한 설치 작업의 어려움을 해결할 수 있어 설치 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 동력전달부의 구성을 스프라켓과 자속판이 회전하면서 맞닿게 구성함으로써 종래의 클러치가 안내봉 및 안내판으로 복잡하게 구성된 구조를 획기적으로 단순화 하고, 가속부 최종단에 라이닝 가압판을 설치하여 제동토크를 최소화한 상태에서 제동 가능토록 하며, 속도검출 및 회전방향 검출을 엔코더를 적용함으로써 역주행 방지장치의 제조원가를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 역주행 방지장치의 개방완료를 검출하는 스위치를 적용하여 역주행 방지장치의 작동 상태에서 에스컬레이터가 마찰구동 하는 것을 미연에 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
특히, 정전발생 검출부를 구성함으로써 정전발생 시에는 에스컬레이터 구동모터의 주 브레이크가 작동하고 에스컬레이터가 완전히 멈춘 후에 역주행 방지장치가 작동하도록 하여 브레이크 동시 작동에 의한 급감속에 의한 탑승객의 전도를 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 12는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치의 측면도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치(100')는 구동모터(15)의 구동으로 회전하는 터미널 기어축(12)의 양측에 스텝체인(20)을 통해 연결되어 상하 이동하는 스텝(14)으로 구성되는 에스컬레이터의 역주행을 방지하기 위한 것으로, 터미널 기어축(12)의 일측에 기어(22)를 통해 연결되는 동력전달부(1)와, 동력전달부(1)로부터 동력을 전달받아 회전하는 복수개의 기어로 이루어지는 가속부(2)와, 가속부(2)의 제동을 위한 제동부(3)와, 스텝(14)의 상하 이동방향 및 속도를 검출하기 위한 방향속도검출부(4), 개방완료판별부(5) 및 정전발생 시 급제동을 방지하기 위한 정전발생 검출부(6)를 포함하여 이루어진다.
한편, 동력전달부(1), 가속부(2), 제동부(3), 방향속도검출부(4) 및 개방완료판별부(5) 및 정전발생 시 급제동을 방지하기 위한 정전발생 검출부(6)는 상술한 바와 같은 구성과 동일하고, 그에 따른 작용 효과도 동일할 것이다.
터미널 기어축(12)과 동력전달부(1)의 연결은 기어(22)를 통해 연결되는데, 터미널 기어축(12)의 양측에는 주기어(21)가 설치되고, 터미널 기어축(12)의 양측에 설치되는 주기어(21)와 동력전달부(1)의 스프라켓(200)의 기어(200b)는 중계기어(22)를 통해 연결되어 진다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에스컬레이터 역주행 방지장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100, 100' : 에스컬레이터 역주행 방지장치
1: 동력전달부
200 : 스프라켓 200a : 철부(凸部)
200b : 기어 200c : 중심홀
201 : 자속판 201a : 요부(凹部)
201b : 기어 201c : 기어홀
203 : 코일 205 : 탄성부재
206 : 유성기어축
2 : 가속부
208 : 태양기어축 208a : 기어
202 : 링기어 202a : 기어
207, 209 : 유성기어
3 : 제동부
211 : 태양기어축 212 : 라이닝
213 : 라이닝 가압판 214 : 탄성부재
4 : 방향속도검출부
5 : 개방완료판별부
216 : 누름핀 217 : 스위치
6 : 정전발생 검출부
12 : 터미널 기어축 14 : 스텝
15 : 구동모터 17 : 제어부
20 : 스텝 체인

Claims (10)

  1. 구동모터(15)의 구동으로 회전하는 터미널 기어축(12)의 양측에 스텝체인(20)을 통해 연결되어 상하 이동하는 스텝(14)으로 구성되는 에스컬레이터의 역주행을 방지하기 위한 에스컬레이터 역주행 방지장치에 있어서,
    상기 터미널 기어축(12)의 일측에 체인(18)을 통해 연결되는 동력전달부(1)와;
    상기 동력전달부(1)로부터 동력을 전달받아 회전하는 복수개의 기어로 이루어지는 가속부(2)와;
    상기 가속부(2)의 제동을 위한 제동부(3)와;
    상기 스텝(14)의 상하 이동방향 및 속도를 검출하기 위한 방향속도검출부(4)와;
    정전발생 시 급제동을 방지하기 위한 정전발생 검출부(6)를 포함하되;
    상기 동력전달부(1)는 중심홀(200c)을 갖고, 외측이 상기 터미널 기어축(12)과 체인(18)을 통해 연결되도록 기어(200b)가 형성되며, 일면에 설정간격으로 철부(凸部)(200a)가 형성된 스프라켓(200)과;
    내면에 기어(201b)가 형성된 기어홀(201c)을 갖고, 타면에 상기 스프라켓(200)의 일면에 형성된 철부(凸部)(200a)에 삽입되는 요부(凹部)(201a)를 갖는 자속판(201)과;
    끝단이 상기 스프라켓(200)의 중심홀(200c)에 위치되고, 상기 자속판(201)의 기어홀(201c)의 기어(201b)와 대응하여 기어(206a)가 형성되는 유성기어축(206)과;
    자력을 발생시켜 상기 스프라켓(200)과 자속판(201)을 이격시키는 코일(203)과;
    비상상황 발생시 상기 자속판(201)을 가압하여 상기 자속판(201)의 요부(凹部)(201a)가 상기 스프라켓(200)의 철부(凸部)(200a)와 맞닿게 하는 탄성부재(205)를 포함하고,
    상기 가속부(2)는 상기 유성기어축(206)과 연결되고, 기어(208a)가 형성된 태양기어축(208)과;
    상기 태양기어축(208)과 이격되고, 내주면 상에 기어(202a)가 형성된 링기어(202)와;
    상기 태양기어축(208)과 링기어(202) 사이에 배치되는 복수개의 유성기어(207, 209)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에스컬레이터 역주행 방지장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제동부(3)는 상기 가속부(2)의 태양기어축(208)의 기어(208a)와 연결되는 태양기어축(211)과;
    상기 태양기어축(211)의 일면 외측에 설치되는 라이닝(212)과;
    탄성부재(214)에 의해 상기 라이닝(212)을 가압하기 위한 라이닝 가압판(213)을 포함하는 것을 특징으로 하는 에스컬레이터 역주행 방지장치.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 가속부(2)의 링기어(202)와 유성기어(207, 209)는 상기 가속부(2)의 태양기어축(208)과 상기 제동부(3)의 태양기어축(211) 상에 복수개가 순차적으로 형성되어 가속비를 증가시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 에스컬레이터 역주행 방지장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    전원이 인가되면 상기 동력전달부(1)의 개방완료 여부를 판별하여 개방완료 검출시 상기 구동모터(15)가 동작하도록 하는 개방완료판별부(5)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에스컬레이터 역주행 방지장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 개방완료판별부(5)는 상기 동력전달부(1)의 자속판(201)에 의해 이동되는 누름핀(216)을 갖고, 상기 누름핀(216)의 의해 동작되는 스위치(217)를 포함하여,
    상기 동력전달부(1)의 자속판(201)이 개방되면 상기 스위치(217)를 작동시키고 에스컬레이터 제어부(17)에 개방완료 신호를 보낸 후에 상기 구동모터(15)가 동작되는 것을 특징으로 하는 에스컬레이터 역주행 방지장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 방향속도검출부(4)는 상기 동력전달부(1)의 스프라켓(200)의 회전방향 및 회전속도를 통해 상기 스텝(14)의 상하 이동방향 및 속도를 검출하는 것을 특징으로 하는 에스컬레이터 역주행 방지장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    정전발생 검출부(6)는 정전 발생 시 상기 동력전달부(1)의 코일(203)에 일정시간 전원을 공급할 수 있도록 하는 축전기(307)를 갖고, 감시전압(301)이 설정된 기준전압 이하로 떨어질 경우 비교소자(305)의 출력 상태 변화를 검출하여 정전 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 에스컬레이터 역주행 방지장치.
  10. 삭제
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