KR20020093024A - 엘리베이터의 하중 검출장치 - Google Patents

Abstract

엘리베이터 카를 매달고 있는 주삭(1)에 결합된 셰클(2)의 카의 적재 하중에 따른 변위를 와이어(5)를 통해서 거의 수직인 자세로 회전면이 설치된 풀리(100)의 회전운동으로 변환하고, 상기 풀리에 이의 회전각을 검출하기 위한 가속도센서 (110)를 고정하고, 풀리의 회전각에서 카의 적재 하중을 검출하는 엘리베이터의 하중 검출장치

Description

엘리베이터의 하중 검출장치{WEIGHT DETECTOR FOR ELEVATOR}

도 9에 예를들어 일본국 특개평 7 - 101646호 공보에 기재된 종래의 엘리베이터의 하중 검출장치를 표시한다. 도면에서 1은 주삭(요프), 2는 섀클(SHACKLE), 3은 검출판, 4는 스테드, 5는 와이어, 6은 풀리, 7은 차동 트랜스이다.

이 엘리베이터의 하중 검출장치는 엘리베이터 카의 승강로 정상부의 기계실에 설치된다. 엘리베이터 카를 매다는 주삭(1)의 단부가 접속되는 다수의 섀클(2)이 하중에 의해 이동하면 이 이동에 의해 스테드(4)에 안내 되면서 검출판(3)이 변위한다. 이 변위한 위치에 따라 카의 적재하중을 검출한다.

검출판(3)의 변위는 와이어(5)를 통해서 한번 풀리(6)에 의해 회전운동으로변환하고, 방향을 변경한 후 다시 직선운동으로 변환하고, 차동 트랜스(7)을 동작 시켜서 하중을 검출한다. 차동 트랜스(7)은 와이어(5)를 통해서 전하는 검출판(3)의 변위를 전기신호로 변환한다.

이상과 같이 구성된 종래의 장치에서는 차동 트랜스를 설치하는 스페이스가 필요하고, 또 센서인 차동 트랜스 그 자체가 접동부를 가지므로 검출동작이 장기간 안정되지 않고 빈번하게 검사를 할 필요가 있다.

(발명의 개시)

본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해소하기 위해 된 것으로 성스페이스, 또 장기간의 검출동작의 안정성을 가능하게 한 엘리베이터의 하중 검출장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기의 목적을 보아 본 발명은 엘리베이터 카를 매달은 주삭에 결합된 섀클의 카의 적재하중에 따른 변위를 와이어를 통해서 대략 수직된 자세로 회전면이 설치된 풀리의 회전운동으로 변환하고, 상기 풀리에 이의 회전각을 검출하기 위한 가속도센서를 고정하고 풀리의 회전각에서 카의 적재하중을 검출하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 하중 검출장치에 있다.

또, 상기 와이어와 풀리 사이에 와이어의 슬림을 방지하기 위한 마찰력을 발생 시키기 위해 와이어의 섀클측과 반대측의 단에 와이어를 끌어서 풀리측에 밀어붙힘으로 하기 위한 스프링을 접속한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 와이어와 풀리간에 와이어의 슬립을 방지하기 위한 마찰력을 발생 시키기 위해 와이어의 섀클측과 반대측의 단에 와이어를 끌어서 풀리측에 밀어 붙히기 위한 추를 매단것을 특징으로 한다.

또, 상기 섀클의 변위를 검출하기 위해 섀클과 결합해 이와 거의 직교해서섀클과 함께 변위하는 면을 갖는 검출판을 구비하고, 상기 와이어가 상기 검출판에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 가속도센서를 풀리의 외주측에 고정한 것을 특징으로 한다. 또 상기 가속도센서를 풀리의 중심에 고정한 것을 특징으로 한다. 또 상기 가속도센서를 반도체 가속도센서로 구성하고, 상기 반도체 가속도센서를 일정한 온도로 유지하기 위한 온도 유지기능을 구비한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 온도 유지기구가 상기 반도체 가속도센서의 온도를 측정하는 온도 측정부와, 반도체 가속도센서를 가열하는 히터부와, 상기 온도 측정부로 측정된 온도와, 소정의 기준 온도와의 비교에 따라 상기 히터부를 구동 시키는 차동 앰프부로 된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 반도체 가속도센서의 칩이 기판상에 실장되고, 상기 온도 측정부 및 차동 앰프부가 상기 반도체 가속도센서 칩에 내장된 온도측정, 히터구동 회로부로 구성되고, 상기 히터부가 리드에 의해 상기 반도체 가속도센서 칩상에 지지된 히터용 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 온도측정 히터 구동회로부가 서미스터 및 차동앰프를 포함하고, 상기 히터용 트랜지스터가 트랜지스터의 컬렉터 손실을 이용해서 발열하는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 반도체 가속도센서 칩과 히터용 트랜지스터간에 고열 전도재료를 삽입한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 엘리베이터 카의 적재 하중을 검출하는 엘리베이터의 하중 검출장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태1에 의한 엘리베이터의 하중 검출장치의 구성을 표시하는 도면,

도 2는 본 발명에 의한 가속도센서를 설치한 풀리의 한예를 표시하는 확대도,

도 3은 본 발명에 의한 가속도센서의 출력을 표시하는 도면,

도 4는 본 발명에 의한 가속도센서와 엘리베이터 제어용 컴퓨터와의 접속의 한예를 표시하는 도면,

도 5는 본 발명에 의한 가속도센서를 설치한 풀리의 다른예를 표시하는 확대도,

도 6은 본 발명에 의한 엘리베이터의 하중 검출장치에서 사용되는 반도체 가속도센서 주위의 구성을 표시하는 도면,

도 7은 도 6의 온도 유지기구의 구성을 일반적으로 표시한 블록도,

도8은 도 6 및 도 7에 표시한 온도 유지기구의 구체적인 회로구성의 한예를 표시하는 도면,

도 9는 종래의 이 종류의 엘리베이터의 하중 검출장치의 구성을 표시하는 도면.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

실시의 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 엘리베이터의 하중 검출장치의 구성을 표시하는 도면이다. 도면에서 1은 주삭, 2는 섀클, 3은 섀클(2)와 결합해 이와 거의 직교해서 섀클과 함께 변위하는 면을 갖는 검출판, 4는 스태도, 5는 와이어, 10은 스프링, 100은 후술하는 가속도센서가 설치된 풀리이다.

종래의 것과 같거나, 또는 상당부분은 동일부호로 표시한다.

본 발명에서는 카의 적재하중의 변동에 의해 섀클(2)에 계합하는 검출판(3)이 변위하면 와이어가 움직이고 이로써 풀리(100)이 회전 하므로 이 풀리(100)의 기준위치로 부터의 회전위치를 풀리(100)상에 고정되어 설치된 가속도센서에 의해 구함으로써 카 하중검출을 한다.

풀리(100)와 와이어(5) 사이에 슬립이 생기지 않도록 이들 사이에 마찰력을 생기게하는 것으로 스프링(10)이 설치되어 있다.

와이어(5)는 스프링(10)에 의해 풀리(100)측에 밀어 붙혀지므로 풀리(100)와와이어(5)사이에 마찰력이 생겨 슬립이 생기지 않는다.

도 2는 가속도센서(110)를 설치한 풀리(100)의 확대도를 표시 하였다. 와이어(5)의 일단은 하중에 의해 변위하는 예를들면 검출판(3)에 고정되어 있다.

와이어(5)의 타단은 와이어(5)를 풀리(100)측으로 밀어 붙혀서 풀리(100)을 돌리는 마찰을 확보하기 위한 스프링(10)에 접속되어 있다.

도 2에서 하중대 일때 와이어(5)가 검출판(3)측으로 끌리게 되므로 이에따라 풀리(100)는 우회전하게 된다.

한편, 하중소 일때는 와이어(5)가 스프링(10)측으로 끌리게 되므로 풀리(100)은 좌회전하게 된다.

최대 하중시를 OL위치, 중간(밸런스 로드)시를 BL위치, 최소 하중시를 NL위치로 한다. 가속도센서(110)는 풀리(100)상에 고정되고, 기준위치(BL위치)에 있을때의 예를들면 화살표 N(임의의 방향도 좋다)로 표시하는 방향의 중력 가속도의 분력, 즉 예를들면 여기서는 중력 가속도의 풀리(100)의 주방향의 분력을 검출한다.

도 3에는 도 2의 밸런스가 되어있는 위치인 기준위치(BL위치)를 기준으로 한 풀리(100)이 회전각 θ에 있을때의 가속도센서(110)의 출력을 표시하였다.

이 출력은 풀리(100)의 회전각 θ에서의 가속도센서(110)의 위치에서의 중력가속도의 풀리(100)의 주방향(경방향과 직교하는 방향의) 분력인 GㆍSin θ(G: 중력가속도)가 된다.

또, 이것은 풀리(100)가 수직방향으로 선 자세에서 설치된 경우이고, 풀리 (100)의 면이 수직방향에 대해 경사되어 있는 경우는 AㆍSin θ(A: 계수)가 된다

본 발명에서는 풀리(100)은 거의 수직방향으로 선 자세로 설치되어 있는 것이 이상적이다.

따라서, 가속도센서(110)의 출력레벨에서 풀리(100)의 회전각 θ가 구해지고 이로부터 검출판(3)의 변위 나아가서는 하중으로 환산된다.

또, 회전각 θ의 절대치가 커지면 변화율이 작아지므로 -20° ~ +20°정도가 유효 검출범위(실용범위)가 된다.

또, 최대 하중위치 OL, 중간위치 BL 및 최소 하중위치 NL중의 2점에서 실제의 기계에서의 출력 데이터를 기초로 보정을 하면 원리적으로 가속도센서의 오프셋및 게인을 전 검출범위에서 보정이 가능하다.

도 4에 표시한 바와 같이 예를들면 가속도센서(110)의 출력을 검출 처리해서 하중을 검출하는 전용의 하중검출용 마이크로 컴퓨터(30)를 설치하고, 이 하중검출용 마이크로 컴퓨터(30)를 엘리베이터의 구동제어를 하는 엘리베이터 제어용 컴퓨터(40)에 데이터 통신선(50)을 통해서 접속한다.

하중 검출용 마이크로 컴퓨터(30)과 엘리베이터 제어용 컴퓨터(40)사이에서 데이터 통신을 하도록 함으로써 가속도센서(110)에서 검출된 하중검출 결과를 엘리베이터의 구동제어에 직접 이용된다.

이렇게 하면 최소한의 칩에 의해 신뢰성이 높은 하중 데이터에 따른 엘리베이터 제어가 가능해 진다.

또, 와이어(5)를 풀리(100)쪽으로 밀어 붙히는 기구로서 스프링 대신에 도 5에 표시한 바와 같이 와이어(5)의 검출판(3)에 접속된 단과, 반대측의 단에 추(20)를 매달도록 해도 되고, 마찬가지로 풀리(100)과 와이어(5)사이에 마찰력이 생겨 슬립이 생기지 않는다.

또, 가속도센서(110)은 풀리(100)의 회전각을 중력 가속도의 분력으로해서 검출할 수 있으면 풀리(100)의 어디에 고정되도 좋고, 상술한 바와 같이 풀리(100)의 외주측에 한정되는 일은 없이 예를들면 도 5의(110S)에 표시한바 와 같이 풀리 (100)의 중심부분에 고정되어 있어도 된다.

실시의 형태 2.

또, 상기 가속도센서로서 반도체 가속도센서를 사용한 경우 주위온도의 영향에 의한 출력오차(이하 온도 드리프트)가 생긴다. 특히 엘리베이터는 온도차가 심한 환경에서 사용되는 경우도 있고, 가속도센서의 온도변화에 의해 받는 영향은 충분히 유의할 필요가 있다.

그래서, 이 실시의 형태에서는 반도체 가속도센서를 일정한 온도로 유지함으로서 온도 드리프트를 억제 하도록 하였다.

도 6은 이 실시의 형태에 의한 엘리베이터의 하중 검출장치에서 사용되는 반도체 가속도센서의 주위의 구성을 표시하는 도면이다.

도 6에서 110a는 상기 실시의 형태에서 설명한 가속도센서를 구성하는 반도체 가속도센서, 61은 반도체를 실장하기 위한 기판, 62는 반도체 가속도센서 (110a)의 칩내에 내장되어 이의 온도를 측정하는 서미스터 및 이 측정된 온도와 소정의 기준온도의 관계에 따라 히터를 구동 시키는 차동앰프를 포함한 온도측정 히터 구동 회로부이다.

63은 반도체 가속도센서(110a)를 일정 온도에 유지하기 위한 예를들면 트랜지스터의 콜렉터 손실에 의해 실현되는 히터의 역활을 하는 히터용 트랜지스터, 64는 이 히터용 트랜지스터(63)를 반도체 가속도센서(110a)상에 지지하는 동시에 전기적 접속을 취하는 리드, 65는 반도체 가속도센서(110a)와 히터용 트랜지스터 (63)사이의 열 전도율을 향상 시키기 위한 고열 전도성 재료로 된 수지 또는 접착제이다.

이 수지 또는 접착제(65)는 반도체 가속도센서(110a)와 히터용 트랜지스터(63)의 사이에 삽입되고, 반도체 가속도센서(110a)는 접착제(65)로 덮혀 있다.(도 6에서는 투시해서 표시 하였다)

또, 도 7은 도 6의 온도 유지기구의 구성을 일반적으로 표시한 블록도이다. 62a는 예를들면 서미스터로 구성된 온도 측정부, 62b는 온도측정부(62a)에서 측정된 온도에 따르는 전압 V_T와 소정의 기준온도에 상당하는 기준전압 Vref와의 관계에 따라 히터를 구동 시키는 차동앰프부로 이들은 도 6의 온도측정 히터 구동회로부 (62)에 상당한다.

63a는 차동앰프(62b)의 출력에 따라 구동되는 히터부이고, 도 6의 히터용 트랜지스터(63)에 상당한다.

도 7에 표시한 바와 같이 온도 측정부(62a)에서 측정되는 반도체 가속도센서 (110a)에서의 온도가 높을(V_T가 크다)수록 히터부(63a)에서의 발열이 적어 지도록 부귀환 루프를 구성하고, 반도체 가속도센서(110a)에서의 온도가 일정 온도가 되도록 히터부를 제어 함으로서 반도체 가속도센서(110a)를 일정 온도로 유지하고 온도에 의한 드리프트를 저감한다.

온도를 일정하게 제어하는 경우 차동 앰프부(62b)에서 예를들면 기준 온도에 상당하는 기준점압 Vref를 반도체 기속도 센서(100a)를 사용하는 최고 주위 온도에 상당하는 전압 이상으로 설정하면 된다.

그리고, 히터부(63a)는 최저 주위 온도시에도 상기 최고 주위 온도까지 가열이 가능한 히터 능력을 갖일 필요가 있다.이렇게 하면 전 사용 온도범위에서 반도체 가속도센서(110a)를 일정온도로 유지할 수가 있다.

도 8에는 도 6 및 도 7에 표시한 온도유지 기구의 구체적인 회로 구성의 한예를 표시한다. 온도 측정부(62a)에는 서미스터 TH가 포함되고, 차동앰프부(62b)에는 차동앰프 AP가 포함되고, 히터부(63a)에는 콜랙터 손실에 의한 히터효과를 표시하는 트랜지스터 TR이 포함되어 있다.

트랜지스터 TR에서 발생하는 전 손실은

P_L≒ (Vcc - V_FB)ㆍ(V_FB/R_E)

여기서 V_FB= Vcc - (Vref - V_T) ㆍ(R₂/R₁)으로 표시된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 엘리베이터 카를 매달은 주삭에 결합된 섀클의 카의 적재 하중에 따른 변위를 와이어를 통해서 거의 수직인 자세로 회전면이 설치된 풀리의 회전운동으로 변환하고, 상기 풀리에 이의 회전각을 검출하기 위한 가속도센서를 고정하고, 풀리의 회전각에서 카의 적재 하중을 검출하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 하중 검출장치로 하였으므로 설치 스페이스를 잡고, 또 접동부를 갖는 차동 트랜스를 불필요하게 함으로서 성 스페이스 또 장기간의 검출동작의 안전성 유지를 가능하게 한다.

또, 상기 와이어와 풀리 사이에 와이어의 슬립을 방지하기 위한 마찰력을 발생 시키므로 와이어의 섀클측과, 반대측의 단에 와이어를 끌어 다녀서 풀리측에 밀어 붙히기 위한 스프링을 접속 하였으므로 정확한 검출이 가능하다.

또, 상기 와이어와 풀리 사이에 와이어의 슬립을 방지하기 위한 마찰력을 발생 시키기 위해 와이어의 섀클측과, 반대측의 단에 와이어를 끌어서 풀리측으로 밀어 붙히기 위한 추를 매달았으므로 정확한 검출을 할 수 있다.

또, 상기 섀클의 변위를 검출하기 위해 섀클과 결합해 이와 거의 직교해서 섀클과 함께 변위하는 면을 갖는 검출판을 구비하고, 상기 와이어가 상기 검출판에 접속되도록 하였으므로 정확한 검출이 가능하다.

또, 상기 가속도센서를 풀리의 외주측에 고정 하였으므로 풀리의 외주측에서 회전각의 검출을 하고 이에 따라 카의 적재하중을 검출할 수 있다.

또, 상기 가속도센서를 풀리의 중심에 고정 하였으므로 풀리의 중심에서 회전각의 검출을 하고 이에 따라 카의 적재하중을 검출할 수 있다.

또, 풀리의 회전 밸런스를 손상치 않는다.

또, 상기 가속도센서를 반도체 가속도센서로 구성하고, 상기 반도체 가속도센서를 일정한 온도로 유지하기 위한 온도 유지 기능을 구비 하였으므로 성 스페이스를 실현하고, 또 주위 온도에 변화가 있어도 검출동작의 안정성을 가능하게 한다.

또, 상기 온도유지 기구가 상기 반도체 가속도센서의 온도를 측정하는 온도 측정부와, 반도체 가속도센서를 가열하는 히터부와, 상기 온도 측정부에서 측정된 온도와 소정의 기준 온도와의 비교에 따라 상기 히터부를 구동 시키는 차동앰프부로 되게 하였으므로 간단한 구성으로 성 스페이스를 실현하고, 또 주위 온도에 변화가 있어도 검출동작의 안정성 유지를 가능케 한다.

또, 상기 반도체 가속도센서의 칩이 기판상에 실장되고 상기 온도 측정부 및 차동 앰프부가 상기 반도체 가속도센서 칩에 내장된 온도측정 히터 구동회로로 구성되고 상기 히터부가 리드에 의해 상기 반도체 가속도센서 칩 상에 지지된 히터용 트랜지스터로 구성 되도록 하였으므로 간단한 구성으로 성 스페이스를 실현 시키고, 또 주위온도에 변화가 있어도 검출 동작의 안전성 유지를 가능하게 한다.

또, 상기 온도측정 히터 구동회로부가 서미스터 및 차동앰프를 포함하고 상기 히터용 트랜지스터가 트랜지스터의 콜렉터 손실을 이용해서 발열하는 트랜지스터를 포함 하도록 하였으므로 간단한 구성으로 성스페이스를 실현할 수 있고, 또 주위온도에 변화가 있어도 검출동작의 안전성 유지를 가능하게 한다.

또, 상기 반도체 가속도센서 칩과, 히터용 트랜지스터간에 고열전도 재료를 삽입 하였으므로 반도체 가속도센서 칩과, 히터용 트랜지스터간의 열전도성이 향상되고 가열효율을 향상시켜주고 또 히터용 트랜지스터에서의 전력소비가 억제된다.

Claims (3)

1. 엘리베이터 카에 매달린 주삭에 결합된 섀클의 카의 적재 하중에 따른 변위와, 이를 통해서 거의 수직인 자세로 회전면이 설치된 풀리의 회전운동으로 변환해 상기 풀리에 이 회전각을 검출하기 위한 가속도센서를 고정하고, 풀리의 회전각에서 카의 적재 하중을 검출하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 하중 검출장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 와이어와 풀리간에 와이어의 슬립을 방지하기 위한 마찰력을 발생시키기 위해 와이어의 섀클측과 반대측의 단에 와이어를 끌어서 풀리측에 밀어 붙히기 위한 스프링을 접속한 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 하중 검출장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 와이어와 풀리간에 와이어의 슬립을 방지하기 위한 마찰력을 발생시키기 위해 와이어의 섀클측과 반대측의 단에 와이어를 끌어서 풀리측에 밀어 붙히기 위한 추를 매달은 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 하중 검출장치.