自动扶梯用低速制动装置技术领域
本发明涉及自动扶梯用线性制动装置，尤其，涉及自动扶梯的梯级及扶手以线性
的方式实现最佳制动的自动扶梯用低速制动装置。
背景技术
众所周知，自动扶梯设置于各种结构的建筑物内部，将梯级设置于履带上，由此与
电梯相比，可使更多的人员向上层或下层移动，由于自动扶梯呈开放型结构，因而可欣赏周
围景观，从而自动扶梯广泛用于百货大楼、宾馆、大型购物中心、地铁站等。
观察如上所述的自动扶梯的结构，借助驱动链条使驱动马达与驱动链轮相连接，
使在驱动轴借助驱动马达的动力进行旋转的过程中一同旋转的梯级链轮使梯级链条进行
移动，从而使自动扶梯上行或下行，其中，上述驱动马达产生用于使与搭乘人员所搭乘的履
带相连接的梯级向上或向下驱动的动力，上述驱动链轮与上述驱动马达的驱动轴相连接。
在如上所述的自动扶梯中，驱动马达自身具有主制动器，并使主制动器根据需要
来借助控制器运行，以使驱动马达停止转动，从而，若发生卡住事故等的安全事故，则可使
自动扶梯紧急制动。
用于如上所述的自动扶梯的梯级驱动的梯级两侧的驱动链轮通过驱动轴相连接，
夹在上述驱动马达的旋转轴的驱动链条使上述驱动链轮转动，从而使梯级驱动。
因此，在通过使驱动马达与驱动轴的链轮相连接来传递动力的驱动链条断裂的情
况下，即使主制动器的制动力运行，也无法向自动扶梯的梯级传递上述制动力，因此，自动
扶梯的梯级在下行的过程中借助自身的重量和搭乘人员的重量而突然加速，在上行的情况
下，自动扶梯在停止之后瞬间转而下行，并在下行的过程中加速，搭乘人员因受到自动扶梯
上升或下降时的惯性而失去重心并向前方摔倒，因而存在自动扶梯搭乘人员严重受伤的事
故频发的重大问题。
如上所述的自动扶梯的代表例为韩国授权实用新型公报第20-0466157号(实用新
型的名称：高负荷用自动扶梯的盘液压卡钳式紧急停止安全制动器控制装置，以下称之为
“引用发明”)。
如图1所示，上述引用发明为高负荷用自动扶梯的盘液压卡钳式紧急停止安全制
动器控制装置，其包括：梯级链条，设置有自动扶梯的梯级；自动扶梯旋转轴30，具有与上述
梯级链条啮合的驱动链轮36，借助驱动马达21进行正逆旋转并使上述梯级链条上升或下
降；逆旋转检测传感器，用于检测上述自动扶梯旋转轴30的旋转方向；超速检测传感器，用
于检测上述自动扶梯旋转轴30的转速；紧急停止安全制动器40，用机械力阻断上述自动扶
梯旋转轴30的旋转；控制部，根据上述逆旋转检测传感器和超速检测传感器的信号判断是
否发生异常，来对上述紧急停止安全制动器40进行控制，上述高负荷用自动扶梯的盘液压
卡钳式紧急停止安全制动器控制装置的特征在于，上述紧急停止安全制动器40包括：制动
器盘41，追加设置于上述自动扶梯旋转轴30；液压卡钳42，从上述制动器盘41的两侧同时对
制动器盘41施加压力来限制上述制动器盘41的旋转，借助上述控制部的信号运行，上述紧
急停止安全制动器40以能够对上述自动扶梯旋转轴30的中央部分进行制动的方式与上述
自动扶梯旋转轴30的中央部分对应设置。
如上所述的引用发明存在如下问题，若在驱动链条断裂的情况下借助液压卡钳式
紧急停止安全制动器对高速下降的自动扶梯强力迅速制动，则因站在自动扶梯的梯级上的
搭乘人员受到惯性而将引起严重的安全事故。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于，为了解决如上所述的问题而提供如下的自动扶梯用低速制动
装置，即，若在自动扶梯运行的过程中需要使梯级停止移动，则以不使站在梯级上的搭乘人
员摔倒的方式缓慢地进行减速，从而可防止因紧急制动而引起搭乘人员受伤。
解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明提供一种自动扶梯用低速制动装置，其中，与梯级链条
啮合的梯级链轮和驱动链轮分别设置于驱动轴的两侧，夹在驱动马达的旋转轴的驱动链条
使上述驱动链轮转动，由此使梯级驱动，上述自动扶梯用低速驱动装置包括：制动链轮，设
置于上述驱动轴；从动链轮，以与上述制动链轮相联动的方式借助制动链条与上述制动链
轮相连接；电子离合器，用于限制上述从动链轮及变速齿轮的连接；制动马达，借助上述变
速齿轮使中心轴进行旋转；多个开关单元，与作为上述制动马达的定子的多个线圈相连接；
以及控制器，用于向所选择的开关单元供给工作脉冲。
发明的效果
如上所述，本发明具有如下效果，由于可借助从控制器供给的工作脉冲调节单位
时间内在开关元件流动的电流量，因而通过调节在作为制动马达的定子的固定线圈流动的
电流量，来控制形成于固定线圈的磁极对作为转子的永久磁铁的旋转进行抑制的时间，由
此，根据从控制器供给的工作脉冲，以缓慢的速度抑制制动链轮的旋转及固定于上述制动
链轮的中心的驱动轴的旋转并使链轮及驱动轴停止，因而可使站在梯级上的搭乘人员安全
地停止，从而可保护人身安全。
不仅如此，如上所述的本发明具有如下效果，可仅通过修改装载于控制器的程序
来调节工作脉冲的占空比，由此以与自动扶梯的搭乘人数、梯级的重量等规模相对应的方
式设定最佳停止所需时间，因此可使自动扶梯安全、迅速停止，在制动运行过程中，没有引
起噪音的因素，因此可安静地运行自动扶梯。
附图说明
图1为示出以往的高负荷用自动扶梯的盘液压卡钳式紧急停止安全制动器控制装
置的立体图。
图2为示出采用本发明的自动扶梯的主要部分的示意图。
图3为示出本发明的自动扶梯用低速制动装置的简要结构的简图。
图4为借助本发明的控制器输出的输出脉冲的波形图。
图5为示出可适用于本发明的电子离合器及变速齿轮的示意图。
图6为示出图5的运行状态的示意图。
图7及图8为示出结合可适用于本发明的开关单元的结构的电路图。
附图标记的说明
100：梯级链轮 101：驱动轴 102：驱动链轮
103：驱动链条 104：驱动马达 105：制动链轮
106：制动链条 200：变速齿轮 202：大齿轮
201：从动链轮 203：小齿轮 300：电子离合器
301：离合器线圈 302：旋转轴 303：花键
304：凸台 305：复位弹簧 307：缝隙
308：磁化板 400：制动马达 401：中心轴
402：转子 403：固定线圈 500：控制器
501：绝缘栅双极晶体管(Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT)
502：相位角检测传感器
具体实施方式
本发明提供如下的自动扶梯用低速制动装置，与梯级链条啮合的梯级链轮和驱动
链轮设置于驱动轴，夹在驱动马达的旋转轴的驱动链条使上述驱动链轮转动，由此使梯级
驱动，上述自动扶梯用低速驱动装置包括：制动链轮，设置于上述驱动轴；从动链轮，以与上
述制动链轮相联动的方式借助制动链条与上述制动链轮相连接；电子离合器，用于限制上
述从动链轮及变速齿轮的连接；制动马达，借助上述变速齿轮使中心轴进行旋转；多个开关
单元，与作为上述制动马达的定子的多个线圈相连接；以及控制器，用于向所选择的开关单
元供给工作脉冲。
参照附图，详细说明本发明的实施例，以便本发明所属技术领域的普通技术人员
容易实施本发明。
图2示出采用本发明的自动扶梯用低速制动装置的自动扶梯的整体结构，图3简要
示出进行制动时的结构要素的动力传递顺序。
如上所述，在本发明中，与设置于搭乘人员所搭乘的未图示的梯级的下方的梯级
链条啮合的两个梯级链轮100和驱动链轮102分别固定于驱动轴101的两侧。
并且，夹在驱动马达104的旋转轴的驱动链条103使上述驱动链轮102转动，由此，
通过使固定于相同轴的梯级链轮100进行旋转来使梯级驱动，并使追加设置于上述驱动轴
101的制动链轮105一同旋转。并且，本发明包括：从动链轮201，以与上述制动链轮105相联
动的方式借助制动链条106与制动链轮105相连接；电子离合器300，用于限制与上述从动链
轮201及变速齿轮200的连接；制动马达400，借助上述变速齿轮200旋转；多个开关单元，与
作为上述制动马达400的定子的多个线圈相连接；以及控制器500，向所选择的开关单元供
给工作脉冲，从而使上述制动马达400的转子402所承受的旋转负荷以缓慢的速度增加。
如上所述，在本发明中，在自动扶梯正常运行的状态下，借助控制器500不使电子
离合器300运行，因此，如放大的图2的“A”部分所示，固定于驱动轴101的制动链轮105及借
助制动链条106旋转的旋转轴302借助复位弹簧305的弹力向图中的左侧移动，由此，如图5
所示，花键303留在大齿轮202的凸台304的外部，因此处于不使旋转轴302的旋转力向大齿
轮202传递的状态。因此，电子离合器300处于运行之前的状态，因此旋转轴302从变速齿轮
200及制动马达400的中心轴401分离，从而，驱动轴101以不受到任何制动的状态进行旋转。
在此状态下，驱动链条103借助驱动马达104的动力进行旋转，随着驱动链条103使驱动链轮
102进行旋转，驱动轴101进行旋转，一同固定于驱动轴101的梯级链轮100在进行旋转的过
程中，使未图示的梯级链条进行旋转，随之，梯级及扶手以稳定的速度沿着驱动马达104的
旋转方向移动，站在梯级上的搭乘人员可安全、方便地向上层或下层移动。
在如上所述的正常运行状态下，当发生驱动链条103断裂或检测到卡住等突发事
态时，如图6所示，控制器500使电子离合器300运行，来使旋转轴302向图中的右侧移动，由
此，旋转轴302的花键303与形成于大齿轮202的凸台304内部的缝隙307相结合，并使借助固
定于驱动轴101的制动链轮105及制动链条106传递的旋转力通过电子离合器300将状态转
换成与变速齿轮200及制动马达400的中心轴401相联动。
与此同时，控制器500为了停止马达的运行而使得用于制动的输出脉冲发生，如图
4所示，如上所述的输出脉冲以使作为“开启(ON)”时间(ton)和“关闭(OFF)”时间(toff)之比
(Rate)的占空比(Duty rate：)逐渐变大的方式输出。
上述占空比为通过微处理器体现的控制器500的输出，可通过程序设定上述占空
比。
如上所述，如图4所示，在制动初期，占空比小，且使占空比逐渐变大，从而，当完成
制动时，维持输出脉冲的等级高的状态，这样一来，则维持开启开关单元的状态，在制动马
达400的各个线圈流动最大的电流，因此形成最为强力的磁力，由此，达到作为转子402的永
久磁铁难以旋转的状态。
在本发明中，为了体现开关，图7和图8示出使用适用于大电力控制的绝缘栅双极
晶体管501(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)的例，为了方便，以使用绝缘栅双
极晶体管501的例进行说明。
因此，在占空比小的制动初期，电流借助绝缘栅双极晶体管501流动的时间短，因
此，因制动马达400的转子402的旋转而在周边的线圈流动的电流量少，由此在作为定子的
固定线圈403所产生的磁力微弱，因此，制动马达400的转子402所受到的制动力不大。在这
种初期状态下，若达到制动中期，则占空比逐渐变大，因此，电流借助绝缘栅双极晶体管501
流动的时间变长，因此，因制动马达400的转子402的旋转而在周边的固定线圈403流动的电
流量增加，由此在作为定子的固定线圈403所产生的磁力变强，因此，制动马达400的转子
402无法轻易旋转，从而制动力变大。
如上所述，随着时间的经过，若达到所设定的制动结束时间，则电流继续借助绝缘
栅双极晶体管501流动，因此，因制动马达400的转子402的旋转而在周边的线圈流动的电流
量达到最大值，由此在作为定子的固定线圈403所产生的磁力最大，因此，制动马达400的转
子402停止旋转，从而制动力到达最大值。因此，与制动马达400的转子402相连接的变速齿
轮200、电子离合器300、制动链条106、制动链轮105及驱动轴101无法进行旋转，由此，梯级
链轮100也无法旋转，因此借助上述梯级链轮100进行旋转的梯级链条和梯级将停止。
并且，在本发明中，为了方便，将使用绝缘栅双极晶体管501的例作为大电力开关
单元的例来进行了说明，但是，即使使用大电力晶体管也无妨，也可使用三端双向可控硅开
关元件等多种开关元件。
并且，在本发明中，在向固定线圈403施加的感应起电力的方向随着转子402的旋
转方向反转的情况下，为了能够顺畅地控制电流流动，以可控制PNP型绝缘栅双极晶体管
501和NPN型绝缘栅双极晶体管501的方式进行并联，从控制器500向绝缘栅双极晶体管501
的栅极选择性地施加高等级输出或低等级的输出。
如上所述，在本发明中，向制动马达400施加用于制动的输出脉冲，在经过设定时
间之后，达到完全制动状态，因此，梯级在没有搭乘人员摔倒的情况下安全地以最佳的缓慢
速度停止。
并且，在本发明中，电子离合器300通过从控制器500供给的输出运行并传递制动
力，在没有从控制部500供给的输出的情况下，电子离合器300与变速齿轮200分离，从而不
会传递任何制动力，因此，驱动轴101正常运行，从而实施梯级的上升或下降。图5示出可适
用于如上所述的本发明的代表性的电子离合器300的结构变速齿轮200。
如上所述，在本发明中，与制动链轮105相连接并进行旋转的制动链条106使从动
链轮201进行旋转，上述从动链轮201包括：电子离合器300，上述电子离合器300包括具有花
键303的旋转轴302、离合器线圈301以及缝隙307，上述缝隙307形成于构成变速齿轮200的
大齿轮202的凸台304；变速齿轮200，由大齿轮202及小齿轮203构成；以及制动马达400的中
心轴401，与小齿轮203相结合。
根据如上所述的实施例，在固定于借助制动链条106转动的从动链轮201的中心的
旋转轴302形成花键303，上述花键303借助形成于变速齿轮200的大齿轮202凸台304的缝隙
307与从动链轮201相结合。
因此，在本发明中，若在电子离合器300的离合器线圈301流动借助控制器500供给
的电流，则离合器线圈301吸引旋转轴302，如6的箭头所示，使从动链轮201的旋转轴302向
图中的左侧移动。
最终，通过从动链轮201在与花键303相结合的大齿轮202的凸台304所形成的缝隙
307相结合，使借助制动链条106旋转的从动链轮201的旋转力使从动链轮201的小齿轮203
进行旋转，由此通过使制动马达400的中心轴401转动来使转子402开始旋转，因此，在制动
马达400的固定线圈403产生感应起电力，上述感应起电力在固定线圈403流动的过程中使
固定线圈403以与作为转子402的永久磁铁的极性相反的方式被磁化，致使转子402被固定
线圈403所吸引，从而使转子402难以旋转。
因此，借助制动链条106供给的旋转力经由从动链轮201及变速齿轮200的大齿轮
202、小齿轮203来到达制动马达400，固定于与小齿轮203的中心轴401相同的轴的转子402
很难借助固定线圈403进行旋转，由此，制动链条106难以旋转，因此将处于制动链轮105及
驱动轴101也被制动的状态，最终，固定于与驱动轴101相同的轴的梯级链轮100的旋转被制
动，从而限制梯级的移动。
因此，搭乘人员所站着的梯级通过上述过程接收基于制动马达400的制动力，尤
其，在本发明中，通过控制在上述制动马达400的固定线圈403流动的感应起电力，来使制动
力在制动马达的运行初期到运行结束为止的时间内缓慢增加，从而以不使站在梯级的搭乘
人员摔倒的最佳速度停止。在如上所述的本发明中，图5及图6示出电子离合器300和变速齿
轮200的例，但是除如上所述的结构之外，还可使用多种形态的电子离合器300及变速齿轮
200。
并且，在本发明中示出了设置3组制动马达400的线圈的例，上述控制器500使得以
2个线圈为1组的3组线圈与1个绝缘栅双极晶体管501相连接，并设置相位角检测传感器
502，上述相位角检测传感器502通过检测转子402的角度，来以与转子402的角度相对应的
方式选择性地控制连接在固定线圈403的两端之间的绝缘栅双极晶体管501。
并且，在本发明中，制动马达400采用电制动方法，因此，随着制动马达400的减速，
发电能力下降，由此，制动力有可能一同变弱，因此，根据需要，并用如引用发明的使用制动
器卡钳、制动器盘的公知的机械制动机构，从而可进一步谋求安全。
并且，在本发明中，从外部的电源VCC经由开关元件来向制动马达400的固定线圈
403供给运行电力，由此以向转动方向的相反方向产生扭矩的方式由控制器500进行控制，
从而使强力的制动力从制动初期到制动结束的时点为止发挥作用，在这种情况下，无需辅
助性地使用上述机械制动机构，图8示出上述实施例。
并且，在本发明中，使用制动链条106来向从动链轮201传递制动链轮105的旋转
力，但是，根据需要，还可使用正时皮带等多种传动机构。
并且，在本发明中，为了电子离合器300的顺畅运行，可在旋转轴302的一侧设置磁
化板308，由此，若离合器线圈301被磁化，则即刻使旋转轴302向图中的右侧移动，从而可迅
速产生制动力。
并且，在本发明中，从动链轮201借助制动链条106进行旋转，且这可使大齿轮202
进行旋转，因此，与小齿轮203啮合的制动马达400的中心轴快速旋转，但是，扭矩以与转速
的增加相对应的方式减少，因此，通过小制动力也可对从动链轮201乃至驱动轴101进行强
力制动。
如上所述，本发明并不局限于上述实施例，可在本发明所包含的主旨及概念内对
本发明实施多种变化。