KR100429303B1 - 엘리베이터의 안전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘리베이터의 안전 장치에 관한 것으로, 특히 엘리베이터의 상부 또는 하부의 가이드롤러에 안전장치를 설치하여 엘리베이터가 자유낙하 등의 위험 발생 시 안전하게 원하는 층수에 위치할 수 있도록 한, 엘리베이터의 안전 장치에 관한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 엘리베이터카의 상부 또는 하부에 설치된 솔레노이드와 솔레노이드에 의해 작동되는 코어와 이를 통해 움직이는 레버를 사용함으로써 엘리베이터카의 양측에 설치된 가이드레일을 잡아주는 브레이크슈우를 이용하여 엘리베이터카를 확실하게 정지시키는 것을 특징으로 한다.

Description

엘리베이터의 안전장치{Safety Device for Elevator}

본 발명은 엘리베이터의 안전 장치에 관한 것으로, 특히 엘리베이터카의 상부 또는 하부 바닥판의 양측에 안전장치를 설치하여 엘리베이터가 자유낙하 등의 위험 발생 시 안전한 위치 또는 탑승자가 원하는 층수에 위치할 수 있도록 한, 엘리베이터의 안전 장치에 관한 것이다.

일반적으로 엘리베이터는, 엘리베이터카의 착상 시에 있어서, 엘리베이터카가 완전히 정지하기 전부터 출입문이 열리도록 되어 있다.

또 정지시에 승객이 타고 내림에 따라 로프가 신축되어 엘리베이터카와 승장장의 바닥과의 단차이가 커지면 엘리베이터카를 미속으로 운전시켜 단차이가 작게끔 한다.

이러한 동작은 출입문이 열려 있을 때 행해지므로, 만일 이 동작중에 제어장치가 고장나면 타고 내리던 승객이 엘리베이터카와 승강장 바닥과의 사이에 끼워지거나 승강로에 전락할 우려가 있어 매우 위험하다.

그래서, 제어장치가 고장난 경우에는 즉시 비상제어를 걸어서 엘리베이터카를 정지시켜 승객의 안전을 확보할 필요가 있다.

또한 종래의 엘리베이터의 안전 장치에서는, 픽업과 균형이 잡히도록 밸런스 웨이트를 설치하지만, 상기 밸런스 웨이트가 비상 정지 조작봉 등에 의해 비상 정지 장치(제동 장치)와 연결되어 있으므로, 연결된 장치 전체로서의 밸런스가 잡히지 않으며, 그로 인해, 케이지 진동(승객의 타고 내림) 등의 케이지에 가해지는 힘에 의해, 픽업에 변위가 발생하여, 오동작이 발생하기 쉬운 과제가 있었다.

종래의 엘리베이터의 안전 장치에서는, 픽업을 암의 일측 단부에 설치하고, 밸런스 웨이트를 암의 타측 단부에 설치함으로써, 밸런스를 잡고 있으므로, 보통 운전시로부터 비상 정지를 해제하기 위한 아래쪽 방향으로의 힘을 작용시켜 둘 수 없으며, 또한, 비상 정지 장치가 동작한 후, 비상 정지 장치가 가이드 레일에 파고 들어간 상태를 해제하려고 해도, 간단하게는 초기 상태로 복귀하지 않는 과제가 있었다.

종래의 엘리베이터의 안전 장치에서는, 승객이 타고 내릴 때라든가 케이지내의 승객의 날뜀 등에 의해, 일시적이면서 진동적으로 케이지 속도가 크게 변동하면, 픽업부의 변위가 커져, 안전 장치가 오동작하기 쉬운 문제가 있었으며, 조속기와 비상 정지 장치가 케이지 위라든가 아래로 떨어져서 배치되어 있으므로, 안전 장치로서 전체가 커지게 되는 문제가 있었고, 현지 설치 시 또는 메인티넌스 시에 있어서의 동작 검사나 보수 점검 시에, 실제로 케이지를 움직여서 동작을 체크하지 않으면 안되며, 검사나 점검이 어렵고, 위험하다는 문제점을 안고 있었다.

또한 엘리베이터는 그 속도가 크게 증가하면 엘리베이터를 정지시키기 위하여 설계된 안전장치로서 작용하는 자동제동장치를 장착하고 있다.

종래, 사용된 제동장치는 안내레일을 파지하는 그립퍼 타입의 브레이크이다. 통상, 안전장치는 하향운동을 정지시키는데 사용된다. 이러한 파지브레이크는 다른 이유 예컨대, 작동에러가 도어를 개방한 상태로 도어구역을 출발하는 엘리베이터에서 발생하는 경우에 엘리베이터를 정지시키는데 사용될 수 있다. 안내레일을 파지하는 종래의 브레이크 즉 안전장치의 기본구조는 다음과 같다. 안전장치프레임은 중공부내에 위치된 안내레일을 향한 제동표면을 구비한 중공부를 포함하고 있다. 또한 중공부내에 위치된 것은 중공부내의 트랙상에 장착되고 안전장치가 작동될 때 엘리베이터 안내레일에 대하여 구동되는 웨지 또는 롤러이다. 엘리베이터 안내레일은 제동표면과 웨지 또는 롤러사이에 위치된다. 트랙은 웨지 또는 롤러가 트랙상에서 안내레일의 방향으로 이동될 때 안내레일이 웨지 또는 롤러에 의해서 제동표면에 대해 가압하여 엘리베이터칸을 정지시키는 제동작용을 발생하도록 형성된다. 또한 안전장치는 평형추 상에 장착될 수 있다.

안전장치에 의해서 안내레일에 적용된 가압은 스프링에 의해서 세트된다. 제동표면과 안내레일 사이의 마찰을 통하여 가압력의 크기는 엘리베이터의 감속을 결정한다. 스프링 가압의 사용은 감속 시 발생하는 가압력의 변화를 보정한다. 통상 사용되는 안전장치는 스프링강으로 제조된 U형상 스프링이며 그 웨지는 안전장치가 작동될 때 스프링의 끝 사이에서 구동된다. 또한 이러한 타입의 안전장치는 안내레일로 부터 더 쉽게 맞물림 해제를 하기 위한 해제 웨지를 통상 구비하고 있다. 하지만, 이러한 U형상의 안전장치는 파지작용 시 개방되며 이것은 제동표면이 단지 안내레일과 부분적인 접촉을 하게 한다. 더욱이, 이러한 타입의 안전장치의 결점은 사이즈가 크며 가격이 바싸다는 점이다. 안전장치에 의해서 안내레일에 적용된 가압의 탄성은 분리스프링을 사용하여 달성된다. 안전장치는 다수의 분리부품을 포함하여 조립하기가 복잡하다. 이러한 안전장치는 이전의 안전장치 타입보다 가벼우나 고가이다. 안전장치의 길이가 안전장치의 크기, 작동, 가격 및 위에 영향을 미치는 중요한 요소이므로, 안전장치의 길이를 감소시키기 위해서는 기울기변화를 가진 롤러트랙이 안내레일과 맞물리도록 롤러를 채용한 다수의 안전장치에 사용되어왔다.

트랙의 시작에서 기울기변화가 급한 기울기를 이용하는 목적은 안전장치의 작동의 초기단계에서 안내레일과 안전장치의 마찰표면사이의 간극을 신속하게 제거하는데 있다. 트랙의 제1부분의 기울기는, 가파른 트랙이 실제 제동력을 발생시키는 트랙의 부분에 대한 롤러상승을 위태롭게 하기 때문에 더 큰힘을 사용하는 롤러를 과속 가버너로부터 이동시키는데 있어서 제동력을 발생시키는 트랙의 부분에 대한 롤러의 상승을 보장하기 위하여 크게 증가될 수 없다. 하지만, 과속 가버너로부터 얻어진 힘은 엘리베이터 구조 및 안전에 대한 규제조차도 안전장치의 트리거링을 위하여 과속 가버너에 의해서 발생되는 힘의 상한 및 하한을 부여하기 때문에 크게 증가될 수 없다.

상기한 바와 같은 여러 문제점을 해소하기 위하여 웨지(wedge)를 이용한 엘리베이터의 승강차 안전장치가 알려지고 있는바, 이를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

제1도에 도시한 바와 같이, 승강차(1)의 상측에 설치되는 크로스헤드(2)에 슬링(sling)(3)이 세워져 고정되고, 상기 슬링(3)에는 별도의 히치 장치(hitch device)에 연동되는 히칭로드(4)가 안내되며, 상기 슬링(3)의 하측단부에는 히칭로드(4)에 연결되어 승강차(1)의 낙하를 정지시키는 웨지장치(A)가 설치되어 있다.

상기한 웨지장치(A)는 제2도에 도시한 바와 같이, 몸체(5)의 내부 양측에 가이드(6), (6')가 일정경사각으로 각각 고정되고, 상기 히칭로드(4)에 연결되는 리프팅 로드(lifting rod), (7)의 하측단부에는상기 가이드(6), (6')의 내측면에 접촉되는 웨지(8), (8')를 구비한 고정파(9)이 고정되며, 상기 웨지(8), (8')의 사이에는 제3도에 도시한 바와같이, 가이드레일(10)이 위치하여 히칭로드(4)의 상승으로 인한 고정판(9)의 상승 동작으로 웨지(8), (8')사이의 공간이 좁아지면서 가이드레일(10)을 견고하게 잡아주는 구성으로 되어 있다.

상기한 바와 같은 웨지를 이용한 엘리베이터의 승강차 안전장치는 승강차(1)의 주행중 여러가지 원인등에 의하여 정상속도 이상으로 낙하하게 되면, 기계식의 거버너(governor)가 작동되어 승강차(1)의 크로스헤드(2)와 연결된 거버너 로우프를 잡아주게 되며, 이때, 크로스헤드(2)에 설치된 히치장치가 작동되어 결국 히칭로드(4)를 상측으로 당기게 되고, 이와같이 히칭로드(4)를 상방향으로 잡아당기는 힘은 리프팅 로드(7)가 전달되며 웨지장치(A)의 고정판(9)을 상승시키게되며, 상기 고정판(9)의 양 웨지(8), (8')는 양 가이드(6), (6')에 안내되어 상승되므로 그 사이의 공간이 좁아지면서 앞에서 설명한 바와 같이 가이드레일(10)을 잡아주게 됨으로써 승강차(1)는 더 이상 하강하지 않고 정지된 상태를 유지하게 된다.

그러나 이와 같이 웨지를 이용한 엘리베이터의 승강차 안전장치는 승강차(1)의 하부에 웨지장치(A)를 설치하여 승강차(1)의 이상낙하를 정지시킴으로써 피트의 깊이가 충분하지 못한 곳에서도 설치할 수 있을 뿐만 아니라 승강차(1)의 낙하를방지하여 승강차(1)의 충격을 완화시켜 주는 이점이 있으나, 웨지장치(A)를 구동시키기 위하여 기계실에 별도의 거버너를 설치하여야 하고, 별도의 히치장치가 요구되는 등 구조가 복잡하여 생산정이 저하되며, 제조원가가 상승되고, 또한 구성이 복잡함에 따라 웨지장치(A)의 제기능이 원활하게 작동되지 못하는 등의 여러 문제점이 있었다.

일반적으로 엘리베이터의 운행시 엘리베이터카가 승강로의 상단이나 승강로 바닥에 충돌하는 것을 방지하기 위해 리미트 스위치와리미트 캠이 이용된다.

제4도는 승강로 상단 기계실 부분을 나타낸 종래 장치의 구성도로서 승강로의 상단부에 최종 리미트 스위치(11)가 설치되어 있고 엘리베이터카(1)에는 리미트 캠(12)이 고정되어 있으며, 승강로 하단부에는 최종 리미트 스위치가 설치되어 있다.

따라서 엘리베이터카(1)가 한계 위치 이상으로 상승하거나 하강하는 경우 리미트 캠(12)이 최종 리미트 스위치(11)를 작동시키게 되고 최종 리미트 스위치(11)가 작동하면 기계실에 설치된 브레이크 코일(13)에 전원공급이 중단됨과 동시에 브레이크(14)가 브레이크 드럼(15)을 잡아 모터(16)에 의해 구동하는 활차(17)의 회전을 정지시킨다.

따라서 엘리베이터카(1)가 승강로 상단의 기계실이나 승강로 바닥면에 충돌하는 것을 막아주게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 장치는 브레이크(14)의 라이너(liner)가 마모되었거나 또는 브레이크 드럼(15)에 녹이 발생하여 피막이 형성된 경우 최종 리미트스위치에 의해 브레이크가 작동하는 브레이크 드럼을 잡아도 슬립현상이 발생하게 되고 이에 따라 엘리베이터카(1)가 승강로의 상단이나 하단에 충돌하여 엘리베이터카가 손상됨을 물론 인명사고의 우려도 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로,

본 발명의 목적은 엘리베이터가 원하는 층에 정지하였을 때, 정확한 위치에서 확실한 제동을 통하여 움직임이 없는 상태를 유지하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명의 목적은 엘리베이터가 상승, 하강운동을 할 경우, 엘리베이터 통로상의 최상부 및 최하부의 일정위치에 설치된 상,하 리미트 스위치에 의해 엘리베이터의 상부 또는 하부가 건물 또는 기계실등에 부딛치는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

또한 본발명의 목적은 엘리베이터를 상,하로 이동시켜주는 로프가 절단되었을 경우에 로프에 설치된 절단감지스위치의 작동에 따라 브레이크를 작동시켜 엘리베이터가 자유낙하하는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

또한 엘리베이터의 상승, 하강 속도가 정해진 속도 이상의 과속을 측정하여 브레이크를 작동시킴으로써 엘리베이터를 안전하게 운행시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 엘리베이터카의 상부 또는 하부 바닥판의 브라켓에 설치된 솔레노이드와 솔레노이드에 의해 작동되는 코어와이를 통해 움직이는 레버를 사용함으로써 엘리베이터카의 양측에 설치된 가이드레일을 잡아주는 브레이크슈우를 이용하여 엘리베이터카를 확실하게 정지시키는 것을 특징으로 한다.

도 1는 일반적인 엘리베이터의 안전장치의 정면도.

도 2는 도 1의 A부 확대도.

도 3는 도 1의 작용을 보인 개략도.

도 4는 종래 장치를 나타낸 승강로 상부의 구성도.

도 5는 본발명의 안전장치를 나타낸 평면도.

도 6는 본발명의 안전장치를 나타낸 정면도.

도 7는 본발명의 안전장치의 전체 설치도를 나타낸 정면도.

※ 도면의 주요부호에 대한 설명

21 : 솔레노이드 22,22' : 코어

18, 18' : 레버 24, 24' : 브레이크 슈우

22 : 가이드레일 23, 23' : 스프링

31 : 브레이크 페드 28 : 브라켓

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에서 종래와 동일 또는 동등한 부분은 같은 도면부호로 표기하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 엘리베이터 안전장치가 설치된 엘리베이터카의 하부면에서본 평면도이고, 도 6는 본 발명의 엘리베이터 안전장치가 설치된 엘리베이터카의 하부면에서 본 정면도를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 엘리베이터의 하부면(27)의 브라켓(28)에 설치된 솔레노이드(29)와 솔레노이드(29)에 의해 구동되는 한쌍의 코어(20,20')와 코어의 움직임에 의해 한 쌍의 힌지(19,19')를 중심으로 회전 가능한 한쌍의 레버(18,18')와 레버의 이동에 따라 가이드레일(22)을 잡아주어 엘리베이터를 정지시키는 브레이크 슈우(24,24')와 레버를 초기위치로 이동시키는 4개의 스프링(23,23')으로 구성되며, 기계실에 설치된 컨트롤 박스의 제어에 따라 상기의 장치가 작동하게 된다. 상기의 장치는 엘리베이터의 하부에 위치하여 엘리베이터의 양측에 승강로를 따라 설치된가이드레일을 잡아주기 위해 엘리베이터카의 좌우에 한쌍으로 설치되며, 때에따라서는 엘리베이터의 상부에 설치되어 제동장치 및 안전장치의 역할을 하는 경우도 있을 수 있다.

이하에 본 발명의 엘리베이터의 안전장치의 구체적인 작동을 도면을 참조하여 설명한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

제 1실시예를 도 5를 이용하여 설명하면 다음과 같다.

통상 엘리베이터가 정상적으로 작동하여 사용자의 요구에 의해 원하는 층으로 상,하 이동이 되는 경우, 기계실의 콘트롤 박스의 제어에 의하여 엘리베이터가 정지하는 경우에 엘리베이터가 흔들리거나 정확한 위치에서 정지하는 경우라도 사용자의 움직임이나 기타의 요소에 의해 엘리베이터가 정지위치를 이탈하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우에 본 발명의 안전장치는 컨트롤박스의 제어에 의하여 엘리베이터가 정상적인 상승 또는 하강작동을 하는 경우 등과 같이 통상의 운전상태에서 컨트롤박스의 제어신호가 솔레노이드(21)로 전류를 가하여 솔레노이드의 코어(20,20')가 서로 당기는 힘으로 작용하게 되며, 따라서 한쌍의 힌지(19,19')를 중심으로 레버(18,18')가 회전하게 되며, 결과적으로 브레이크슈우(24,24')를 가이드레일(22)로부터 멀어지게 한다. 한편, 엘리베이터가 사용자의 요구에 따라 원하는 층에서 정지하는 경우에는 층판별센서(32)의 신호를 받은 컨트롤 박스의 제어에 따라 솔레노이드로(21)의 전기공급을 끊게 되며, 전기의 공급이 정지된 솔레노이드의 코어(20,20')는 4개의 스프링(23,23')의 힘에 의해 브레이크슈우(24,24')를 이동시켜 가이드레일에 밀착시키게 되며, 소음이 없는 상태로 브레이크슈우의 선단에설치된 브레이크페드(31)는 가이드레일을 강력한 힘으로 부여잡는 결과를 가지게 되고 엘리베이터는 원하는 위치에서 정지하게 되는 것이다.

본발명의 제2실시예는 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.

엘리베이터가 상승 또는 하강하는 승강로의 상단부에는 최종 리미트 스위치(11)가 설치되어 있고 엘리베이터카(1)에는 리미트 캠(12)이 고정되어 있으며, 승강로 하단부에는 최종 리미트 스위치가 설치되어 있다.

따라서 엘리베이터카(1)가 한계 위치 이상으로 상승하거나 하강하는 경우가 발생하는 위험한 상황이 일어날 경우에는 엘리베이터에 설치된 리미트 캠(12)이 최종 리미트 스위치(11)를 작동시키게 되고 최종 리미트 스위치(11)가 작동하면 기계실에 설치된 컨트롤 박스의 제어에 따라 엘리베이터카의 하부판에 설치된 솔레노이드로의 전류공급을 차단하게 되면, 제1실시예와 같은 동작에 의해 브레이크가 작동하여 엘리베이터를 안전하게 정지시키는 것이 가능하게 된다. 따라서 엘리베이터가 상,하의 일정범위내를 벗어나는 일이 없이 안전한 운행을 할 수 있는 것이다.

본발명의 제3실시예는 엘리베이터를 구동하는 모터에 의해 연결된 로프가 절단되었을 경우, 로프의 절단감지센서(33)가 로프의 절단을 감지하여 기계실의 컨트롤 박스로 신호를 출력하면, 컨트롤박스의 제어에 의해 본발명의 안전장치를 작동시켜 엘리베이터를 정지시키게 되어 엘리베이터를 자유낙하로부터 구할 수 있게 되는 것이다. 절단감지센서가 작동함에 따라 엘리베이터의 하부판에 설치된 솔레노이드로의 전류공급을 중단시킴으로써 안전하게 엘리베이터를 정지하는 것이 가능하게 되는 것이다.

본발명의 제4실시예는 엘리베이터카의 속도를 감지하는 속도감지센서(미도시)를 설치하여 규정속도 이상의 상승 또는 하강이 이루어 질 경우 센서의 출력을 받은 컨트롤박스의 제어에 의해 본발명의 안전장치를 작동시키게 된다.

본발명에 의해서 달성되는 이점은 다음과 같다. 기존의 엘리베이터와 비교하여 엘리베이터를 제동시키는 거버너 및 그에 필요한 제반 장치가 필요없게 되어 구조가 간단하며 많은 공간을 필요로 하지 않으므로 설치가 용이할 뿐만 아니라 엘리베이터 레이아웃을 쉽게 배치할 수 있다. 특히, 안전장치의 구조가 간단함에도 불구하고 제동이 시작되는 시점에서 확실하고 신속하게 제동이 이루어질 수 있으며, 소음이 거의 없는 상태를 유지하게 되어 승객의 편의성을 높을 수 있으며, 소수의 분리부품을 수용하여 제조비가 저렴하고,엘리베이터의 유지보수에 노력이 적게 드는 잇점이 있다. 또한 발생할 수 있는 여러 가지 위험상황을 예상하여 그에 따른 안전장치를 작동할 수 있도록 하였기 때문에 어느 하나의 상황에서라도 엘리베이터를 정지함으로써 승객의 안전을 확보할 수 있는 것이다.

Claims (5)

1. 승강용 엘리베이터의 안전장치에 있어서,

   상기 엘리베이터 하부판의 부라켓(28)에 설치되어, 기계실의 컨트롤박스의 제어에 의해 작동되는 솔레노이드(21)와,

   상기 솔레노이드(21)의 작동에 따라 움직이는 한쌍의 코어(20,20')와,

   상기 브라켓(28)에 설치된 힌지(19,19')를 중심으로 상기 코어(20,20')의 움직임에 따라 회전가능한 레버(18,18')와

   상기 레버(18,18')의 선단에 설치되어 승강로을 따라 설치된 가이드레일(22)을 잡아주는 브레이트슈우(24,24')와,

   상기 브레이크슈우(24,24')를 밀어주는 4개의 스프링(23,23')과 엘리베이터의 각종 상태를 감지하는 센서(11,32,33)로 구성되며, 상기 센서의 신호를 받은 컨트롤박스의 제어신호에 따라 상기 솔레노이드의 전류를 차단, 공급함으로써 상기 브레이크슈우가 상기 가이드레일을 잡아 제동력을 가지게 되는 것을 특징으로 하는

   승강용 엘리베이터의 안전장치
2. 제 1항에 있어서,

   상기 센서는 층판별센서(32)로서 통상의 운전상태에서 원하는 층의 위치에 정지하였을 경우 센서의 신호를 출력하여 엘리베이터의 정지를 확실하게 확보하는 것을 특징으로 하는 승강용 엘리베이터의 안전장치
3. 제 1항에 있어서,

   상기 센서는 엘리베이터를 당겨주는 로프의 절단을 감지하는 센서(33)로서 로프의 절단을 감지하여 신호를 출력하면 상기의 안전장치를 작동하여 엘리베이터의 자유낙하를 방지하는 것을 특징으로 하는 승강용 엘리베이터의 안전장치
4. 제 1항에 있어서,

   상기 센서는 엘리베이터의 속도를 감지하여 과속여부를 감지하는 속도센서 인 것을 특징으로 하는 승강용 엘리베이터의 안전장치 .
5. 제 1항에 있어서,

   상기 센서는 엘리베이터의 승강로 최 상단부 및 하단부에 설치하여 엘리베이터의 상승,하강위치를 감지하는 리미트센서(11) 인 것을 특징으로 하는 승강용 엘리베이터의 안전장치