게재년월 ; 2004년 2월호
제목 ; 차세대 특수 승강기에 대한 관심 증가추세
부제목 ; 건물 고층화와 함께 기술진보 가속화될 듯

세계 승강기 산업계는 이미 오래 전부터 오티스, 쉰들러, 미쓰비시 등 선진 메이커들에 의해 고속승강기 개발과 함께 원가절감에 의한 가격경쟁력 확보, 기술의 간편화, 관리·이용의 편리화, 뿐만 아니라 AC기종의 고급·고속화와 시스템의 다양화에 연이어 성공하면서 승강기 산업이 급진적으로 발전해왔다. 지난해 특허청이 발표한 ‘2003 신기술동향조사 보고서’에서 다룬 국내외 엘리베이터·에스컬레이터 관련 특허기술 분석결과에 따르면 이같은 기술발전 추세 및 동향이 잘 반영되어 있다. 특허청은 각 국가별 특허에 있어서 기술 분야별로 엘리베이터와 에스컬레이터 각각 3가지의 분류 관점을 가지고 대·중·소 3단계의 분류기준으로 특허기술을 분석했다.
특허청의 국내외 특허기술 분석결과에 따르면 엘리베이터 분류구성에 있어서 총 1만5천6백87건의 특허기술 중 구성장치 부문이 9천3백51건으로 가장 많은 건수를 차지하고 있으며, 제어기술 부문이 6천1백17건으로 구동제어 및 운전제어로 분류됐다. 이외에 특수승강기로 분류된 절전운전제어 및 신개념 승강기(멀티데크 엘리베이터, 기계실 없는 엘리베이터, Ropeless 승강기 등)가 총 2백19건 추출됐다.
다음으로 에스컬레이터에 대해서 살펴보면 우선 구성장치로 총 1천3백31건, 또한 구동 중의 안전을 위한 안전장치가 2백13건이 추출됐다. 한편, 에스컬레이터의 제어기술에는 1백42건으로 구동 제어기술 관련 특허들이다. 다음은 주요 핵심사항별 기술을 분석한 것이다.■

주요 핵심사항별 특허비교분석
 
[엘리베이터] 기술분야별 특허출원 동향 및 분석
엘리베이터 전체로 볼 때 구성장치 내에서는 전체 9천3백51건 중 안전장치 분야가 74.7%에 해당하는 6천9백85건으로 많았고, 안전장치 내에서도 도어개폐장치 및 제동장치 분야를 중심으로 많은 출원(등록)이 이루어졌다. 안전에 대한 요구와 함께 기술개발이 진행되었던 것으로 판단된다.
제어기술 분야에 있어서는 속도제어와 신호처리제어, 위치제어 등을 중심으로 많은 출원(등록)이 이루어졌다. 위치 및 속도제어는 엘리베이터의 구동제어에 있어서 가장 기본적인 기술을 요하는 것으로 각 국가별로 많은 기술개발이 진행되어 왔던 것으로 보인다. 특수승강기는 전체적으로 건수가 많지 않았으며, 한국과 일본 등에서 다소 관련 전문기업을 중심으로 출원이 이루어졌다.
그림 1은 연도별로 각 국가별 특허출원 및 등록동향을 나타낸 것이다. 이에 의하면 일본의 경우 1980년대 후반을 기점으로 출원(등록)이 급상승하는 것을 볼 수 있다. 한편 한국의 경우도 1990년대부터 점차적인 출원(등록) 상승을 나타내고 있으나 일본에 비해 출원(등록) 건수의 차이가 월등하여 비교값을 설정하기에 어려움이 있다.
반면 미국은 1980년대 초반부터도 꾸준한 상승세를 보이고 있는데 상기 미국특허는 등록특허이며, 특허청의 기술조사 이전부터의 관련 기술개발에 의해 엘리베이터 관련의 원천특허가 다수 존재할 것으로 보인다. 일본의 경우는 많은 출원(등록)이 병행되며 기술개발이 매우 활성화 되었던 것을 짐작할 수 있으며, 또한 많은 출원(등록) 뒤에는 개량특허의 활발한 출원(등록)이 큰 역할을 한 것으로 판단된다. 그림 2는 국가별 특허출원 대비 등록특허 현황을 나타낸 것이다. 이를 살펴보면 일본특허에 있어서 엘리베이터 관련 특허의 등록률이 16.8%로 매우 낮음을 알 수 있다. 이러한 낮은 특허등록 비율은 일본의 심사청구제도 및 심사처리기간에 기인한다고 할 수 있다. 즉, 2001년 10월 1일부터 시행되는 현행 일본의 심사청구제도에서는 심사 청구기간을 출원일로부터 3년 이내로 규정하고 있으나 그 이전의 특허법에서는 출원일로부터 7년 이내에 심사청구를 할 수 있도록 규정되어 있으며, 출원인들이 조기에 심사청구를 하지 않는 실무가 정착돼 있다는 것이 주요원인으로 보여진다. 이와 함께 일본 특허청의 지속적인 노력에도 불구하고 아직 심사 처리기간이 장기간 소요되는 점에서도 그 원인을 찾을 수 있다.
한편, 한국의 경우에는 52%로 비교적 높은 등록 현황을 보이고 있다. 이러한 이유 중에는 엘리베이터 관련 특허의 주요 출원인들이 국내외 모두 엘리베이터 전문 생산기업 위주이며, 관련기술에 대한 출원도 기술개발과 함께 집중되어 많은 특허를 등록받은 것으로 보여진다.
표 4는 기술분류에 의한 대분류 그룹과 중분류 그룹의 출원(등록) 동향을 나타낸 것이다. 전체적으로 구성장치와 제어기술로 나누어지는 엘리베이터에 있어서 구성장치에서는 단연 일본이 안전장치 분야에서 많은 특허출원(등록)을 하였음을 알 수 있다. 또한 디지털 모니터링 장치와 관련해서도 많은 출원이 진행됐다. 한국 또한 타 분야에 비하여 안전장치 분야에 많은 출원(등록)이 이루어졌다. 한편 미국의 경우도 유사한 성향을 나타내고 있으나 기술 선진국이며 등록특허인 미국의 6백50건은 중요한 의미를 가질 것으로 판단된다. 제어기술에 있어서는 운전제어 분야에 많은 출원(등록)이 집중되었으며, 미국 등록특허는 5백 여 건을 상회하고 있다.
일본 및 한국 또한 운전제어 분야에 많은 출원(등록)이 진행되었으나 개량기술에 대한 상당수의 특허 출원(등록)으로 보여진다. 특수승강기 분야인 신개념 승강기에 있어서는 일본과 한국의 출원(등록) 비율이 점차 높아지고 있는 상황이다.

[에스컬레이터] 기술분야별 특허출원 동향 및 분석
에스컬레이터는 구성장치에 있어서 엘리베이터보다는 다소 간단하며 구동을 위한 구동장치와 스텝, 체인, 난간, 승강장 등의 부속장치가 있다. 따라서 전체적인 특허 비중으로 부속장치들에 대한 특허가 상대적으로 비중이 높다.
안전장치에 있어서는 구동기에 속하는 보조 브레이크 및 역회전 방지장치가 있으며 부속장치로 대인 안전장치가 이에 속한다. 전체적으로는 안전장치의 주요 요소인 보조브레이크 및 역회전방지장치의 특허가 비교적 많이 추출되었다.
그림 3은 연도별로 각 국가별 특허출원 및 등록동향을 나타낸 것이다. 일본의 경우 1980년대 후반을 기점으로 출원(등록)이 급상승하는 것을 볼 수 있다. 한편 한국의 경우도 1990년대 초반부터 점차적인 출원(등록)상승을 나타내고 있으나 일본에 비해 출원(등록)건수의 차이가 월등하여 비교값을 설정하기에 어려움이 있다.
반면 미국특허는 1980년대 초반부터도 꾸준한 상승세를 보이고 있다. 미국의 경우는 등록특허이며, 특허청의 기술조사 이전부터의 관련 기술개발에 의해 에스컬레이터 관련 원천특허가 다수 존재할 것으로 보인다. 일본의 경우는 많은 출원(등록)이 병행되며, 기술개발이 매우 활성화 되었던 것을 짐작할 수 있으며, 또한 엘리베이터와 마찬가지로 많은 출원(등록) 뒤에는 개량특허의 활발한 출원(등록)이 큰 역할을 한 것으로 판단된다.
그림 4의 국가별 특허출원 대비 등록특허 현황을 살펴보면 일본특허에 있어서 에스컬레이터 관련특허의 등록률이 10.4%로 매우 낮음을 알 수 있다. 이러한 낮은 특허등록 비율은 앞서 언급한 엘리베이터와 마찬가지로 일본의 심사청구제도 및 심사처리기간에 기인한다고 할 수 있다.
한편, 한국의 경우에는 에스컬레이터 관련 특허의 주요 출원인들이 국내외 모두 전문 생산기업 위주이며 관련기술에 대한 출원도 기술개발과 함께 집중된 탓에 45.8%로 비교적 높은 등록 현황을 보이고 있다. 미국특허는 전체 대상 특허가 등록특허이므로 출원건수 대비 등록건수가 동일하게 표기됐다.
표 5는 기술분류에 의한 대분류 그룹과 중분류 그룹의 출원(등록) 동향을 나타낸 것이다. 전체적으로 구성장치와 제어기술, 그리고 안전장치로 나누어지는 에스컬레이터에 있어서 구성장치에서는 단연 일본이 구동장치 및 부속장치에 많은 출원(등록)을 보여주고 있다. 미국과 한국 또한 부속장치에 출원(등록)이 많으며, 이는 부속장치로 분류된 기술의 범위가 스텝과 스텝체인, 난간, 승강장 등으로 넓기 때문인 것으로 여겨진다.
구동제어기술에 있어서는 전체 자동운전방식에 의한 구동제어기술로 타 분류와 비교하여 미국특허의 등록건이 35건으로 매우 높게 나타나 있다. 안전장치는 일본의 경우 구동기 분야에 출원(등록)이 높게 나타났으며, 미국 및 한국은 부속장치 분야에 출원(등록)이 높게 나타났다.■

향후 승강기 기술발전 전망 

■엘리베이터 = 향후 엘리베이터는 건물의 고층화와 함께 이에 대한 시장규모의 확대 및 기술의 진보가 가속화될 전망이다.
구성장치와 관련하여 구동권상기는 소형화, 고효율화를 확보하는 측면에서 연구가 진행되고 있으며, 기계실 없는 승강기를 가능하게 하는 영구자석 동기 전동기(Permanent-magnet Synchronous Motor)와 Ropeless 승강기 개발을 위해 선형전동기(Linear Motor)의 개발이 주목을 받고 있다.
또한 안전성확보를 위해 과속도방지장치, 제동장치, 비상정지장치, 충격완화장치에 대한 연구가 이루어지고 있고 안전성 및 승객편의를 위한 도어개폐장치가 개발되고 있다. 특히, 최근의 통신 및 정보처리기술과 결합하여 엘리베이터의 효율적 운영 및 승객의 편의성 제공을 위한 디지털 모니터링장치에 대한 연구도 활발하다.
엘리베이터의 제어기술과 관련하여 구동제어에서는 유도전동기의 효율과 제어성능면에서 크게 향상시킨 인버터 제어방식이 보편화되어 있으며 승강기의 정확한 제어를 위해 속도제어, 전류제어, 진동억제제어, 인버터위치제어가 연구되고 있다.
엘리베이터의 운전제어와 관련해서는 제어기를 분산시킴으로써 효율성 및 안전성을 도모하는 분산제어 기법이 도입되고 있으며, 엘리베이터의 제어에 리얼타임 운영체제(RTOS)가 도입됨에 따라 신호처리제어기술, 시뮬레이션 및 모델링 기술, 위치제어 기술이 주목받고 있다.
일군의 승강기에 대한 그룹운전 제어기술은 마이크로 프로세서 기술의 도입으로 비약적으로 발전하여 최소의 대수로 교통흐름을 극대화시키고 유연하면서 사용자위주로 운행하기 위해 퍼지시스템, 전문가시스템, 인공지능시스템, 신경회로망시스템, Computer Vision System기술이 도입되고 있다.
특수승강기와 관련해서는 절전운전제어를 위해 무부하 상승시나 전부하 하강시 발생한 회생전력을 충전하여 활용하는 기술과 대기동력을 최소화시키는 전력저감기술이 개발되고 있다. 신개념 승강기로서 권상기의 소형화에 따라 기계실 없는 승강기가 주목받고 있으며, 선형모터 기술의 개발과 함께 Ropeless 승강기가 차세대 기술로 연구되고 있다. 또한 여러 개의 승강기를 수직으로 연결하여 공간의 효율화와 운송능력의 향상시키는 Multi Deck Elevator기술이 그 구성장치와 운전제어기술과 관련하여 연구되고 있다.

■에스컬레이터 = 에스컬레이터는 일정방향의 많은 인원을 연속적으로 수송할 수 있는 상하 교통수단으로써 엘리베이터보다 수십배의 수송능력이 있으며, 향후 건물의 대형화와 함께 그 수요가 늘어날 전망이다. 또한 에스컬레이터는 수평방향으로 이동하는 수평보행기(Moving Walks)가 보급됨에 따라 시장규모가 확대될 것으로 보인다.
에스컬레이터에 관한 기술은 구성장치, 제어기술, 안전장치로 나누어 생각 할수 있다. 구성장치와 관련해서 수송효율을 높이기 위한 에스컬레이터의 속도제어에 관한 가변속도 구간형 구동장치가 개발되고 있으며, 핸드레일의 변형을 방지하기 위한 핸드레일 구동장치가 연구되고 있다. 그 외 곡선형 에스컬레이터를 위한 스텝과 휠체어용 스텝에 대한 연구가 활발하며, 난간과 승강장에 대해서는 안전성을 보강하는 측면에서 개발되어지고 있다. 다음은 엘리베이터 및 에스컬레이터를 중심으로 각 세 분류별 전망을 살펴본 것이다.■

엘리베이터의 주요 구성장치
■구동권상기 = 인버터 제어방식이 도입됨에 따라 유도전동기는 효율과 제어성능면에서 크게 향상되어 엘리베이터의 구동권상기로서 가장 보편적으로 이용되고 있다. 유도전동기에 관한 기술은 일반 유도전동기에서 영구자석형 동기 전동기로 발전하여 현재 기계실 없는 승강기에 사용되고 있으며 향후에는 선형전동기(Linear Motor)가 실용화될 전망이다.
유도전동기분야에서는 기존의 유도전동기의 효율 및 안정성을 위한 개발이 진행되고 있으며, 특히 차세대 구동권상기로 주목받고 있는 선형전동기는 종래의 회전형 전동기의 회전동력을 직선방향의 구동력으로의 변환과정을 거칠 필요가 없어 구조의 단순화가 가능하며 마찰에 의한 에너지손실이 감소하고 원심력에 의한 가속제한이 없으므로 초고속운전이 가능하기 때문에 차세대 엘리베이터시스템을 구성하는 주요요소가 될 것으로 보이며, 고출력 소형화 및 안정성 등을 중심으로 지속적으로 연구될 전망이다.
영구자석 동기 전동기는 현재 종래의 유도전동기를 대체하는 추세이며, 구조에 있어서 유도전동기의 권선형 또는 농형회전자의 권선에 행당하는 부분 대신에 영구자석이 설치된 구조로 되어 있다. 이로 인해 유도전동기에 비해 이너셔 대 토크비가 높고 고효율을 가지며 여자를 위한 자화전류원을 필요로 하지 않으며, 같은 용량의 유도전동기에 비해 소형화가 가능하다는 장점이 있다.
이러한 소형화 고효율화를 장점으로 최근 유도전동기 대신 영구자석동기 전동기를 이용한 엘리베이터 시스템으로 신제품 출시 및 특허망 형성이 이루어지고 있다.
이는 제어기술의 발달에 의한 제어장치의 간소화와 영구자석의 가격하락에 힘입어 고출력 대형 동기전동기가 가격경쟁력을 가지게 되었으며, 동기전동기의 최대 약점이던 자석위치 검출 및 신뢰성의 향상 그리고 제어성능 향상으로 미세속도 제어까지 가능하게 된 데 기인한다. 따라서 향후 유도전동기를 대체하기 위한 가격경쟁력의 확보, 신뢰성 확보를 위한 구동제어기술 및 동기전동기를 이용한 기계실 없는 엘리베이터 시스템에 관한 연구가 가속화될 전망이다.
■안전장치 = 엘리베이터에서 승객의 안전을 확보하기 위한 구성장치로는 과속방지장치, 제동장치, 비상정지장치와 도어개폐장치 그리고 충격완화장치로 구성되어진다.
과속방지장치, 제동장치, 비상정지장치는 엘리베이터의 속도를 항상 감시하여 속도가 비정상적으로 증가하는 경우 작동하여 제동장치 및 비상정지장치를 작동시키는 조속기, 로프가 절단된 경우라든가 그 외 예측할 수 없는 원인으로 카의 하강속도가 현저히 증가한 경우에 그 하강을 멈추기 위해 가이드레일을 강한 힘으로 붙잡아 엘리베이터 카의 강하를 정지시키는 비상정지장치와 속도를 감속시키는 제동장치로 구성된다.
제동장치는 주로 엘리베이터의 운전 중에는 전자력에 의해 브레이크슈를 개방시키고, 정지 시에는 전동기 주회로를 차단시킴과 동시에 스프링 압력에 의해 브레이크슈로 브레이크 휠을 조여서 정지시키는 전자브레이크(Magnetic Brake)가 주로 사용된다. 이러한 감속장치는 승객의 안전을 위해 필요한 필수적인 장치로 꾸준한 개발이 이루어질 것으로 보이며, 특히 엘리베이터의 속도를 측정하는 속도검출 수단, 안전하고 신속한 제동을 위한 제어방법 및 브레이크장치의 개발이 중심이 될 것으로 전망된다.
도어개폐장치는 도어를 개폐시키는 구동장치와 안전장치로 구성된다. 도어구동장치에 있어서는 작동의 원활성과 정숙성이 요구되고 소형 경량이어야 한다. 여기에 보수용이성, 저렴한 가격 등이 요구돼 일반적으로 DC모터가 사용되고 있다. 그 외 필수적인 특성은 카 안에 갇힌 승객을 구출하기 위해 손으로 열 수 있는 구조이어야 한다.
안전장치는 정지하지 않는 층의 도어가 열리지 않게 하는 도어록, 도어가 닫힌 상태에서만 승강기가 작동하게 하는 도어스위치로 구성된 도어 인터록(Door Interlock)과 문의 선단의 이물질 검출장치를 구비하여 도어를 제어하는 도어 안전개폐장치 등이 있다. 따라서 도어개폐장치에 있어서 향후 전망은 일반적인 요구를 만족시키면서 저렴한 가격대를 가지는 구동장치와 안전성 확보를 위한 제어방법 및 안전장치의 개발이 중심이 될 전망이다.
또한, 충격완화장치에는 승강기 또는 균형추가 최하층을 통과하는 경우를 대비하여 피트(Pit)에 설치하는 완충기와 케이블을 통한 요동의 전달을 방지하는 완충장치가 있으며 설치방법, 가격대 등을 중심으로 개발이 지속될 것으로 보인다.
■디지털 모니터링 장치 = 디지털 모니터링 장치는 최근의 정보통신, 처리기술과 결합하여 엘리베이터의 효율적 운영 및 승객의 편의성 제공을 위해 연구되고 있으며, 원격감시시스템과 화상표시 기술로 나누어진다.
원격감시시스템은 엘리베이터의 고장이나 이상 유무를 감지하여 정보통신수단을 이용한 원격감시, 진단시스템이 도입되고 있으며 이에 따라 엘리베이터의 주요 관련 장치 및 운전 상태를 감시할 수 있는 각종 데이터의 실시간 측정 및 분석 등을 통하여 안전사고를 사전에 방지하고, 효율적인 운영 체계의 구축 및 유지 보수 시간의 단축을 가능케 하며 업무 생산성을 높일 수 있는 시스템이 요구되고 있다. 따라서 향후 엘리베이터의 운전상태를 감지할 센서의 개발과 감지된 정보의 통신, 처리, 분석을 위한 시스템의 개발이 집중될 전망이다.
화상표시 기술과 관련해서는 최근 정보통신기술의 급속한 발전에 따라 엘리베이터도 승객에게 각종 정보를 제공하는 시각적인 정보표시장치의 보급이 확대되고 있으며, 화상표시에 관련된 특허는 주로 표시장치와 표시할 정보를 제어할 정보표시 시스템으로 구별된다. 향후 인터넷 접속기능을 가지게 하여 엘리베이터와 콘텐츠를 결합시켜 LCD를 통하여 각종 정보를 제공하는 시스템이 도입될 전망이다.

엘리베이터의 주요 제어기술
■인버터 구동제어 = 엘리베이터의 구동제어에서는 유도전동기의 효율과 제어성능면에서 크게 향상시킨 인버터 제어방식(VVVF제어방식) 즉, 상용전원을 컨버터로 정류하고 평활회로를 통해 양질의 직류로 만든 후 펄스폭 변조회로에 의하여 제어되는 고성능의 인버터를 이용해 전압과 주파수를 동시에 변환시켜 유도전동기를 구동하는 방식이 보편화되어 있으며 승강기의 정확한 제어를 위해 속도제어, 전류제어, 진동억제제어, 인버터 위치제어가 연구되고 있다.
엘리베이터의 속도제어는 속도검출장치와 이를 통해 얻은 현재의 속도를 기준으로 안전하고 신속한 운행을 위한 속도제어 시스템으로 구성되며, 일반적으로 인버터 제어방식으로 모터를 제어하게 된다. 속도제어에 관련된 특허도 이와 같이 나누어 볼 수 있으며 최근 원격감시 및 진단장치의 발전과 운전제어기술에서 리얼타임 운영체제(RTOS)의 도입으로 속도검출장치 및 속도제어 시스템의 개발이 지속될 전망이다.
전류제어는 엘리베이터의 모터제어 방식이 컨버터와 인버터를 이용하는 인버터제어 방식으로 일반화됨에 따라 전류제어에 관련된 특허들도 이들을 포함하는 회로의 안정적인 전력공급과 회로의 효율성을 높이는 방향으로 구성되어 있으며 향후 이러한 방향으로 지속될 전망이다.
진동억제제어에 관해서는 엘리베이터의 구동 중 로프, 가이드레일 등을 통해 발생하는 진동을 억제하기 위한 수단으로 각종 진동을 흡수하는 제진장치에 대한 특허가 등록되어 있으며, 원격감시 및 진단장치를 위한 이상진동 검출장치와 능동제어를 통한 진동제어장치의 개발이 지속될 것으로 관측된다.
또한 인버터 위치제어에는 인버터 제어방식을 통하여 정확한 제어를 위한 시스템 개발과 에너지 절감기술을 중심으로 개발이 지속될 전망이다.
■운전제어 = 엘리베이터의 운전제어는 분산제어, 신호처리제어, 위치제어 그리고 시뮬레이션 및 모델링 기술로 나누어진다. 분산제어기술은 과거의 중앙집중제어가 가지는 단점인 시스템 고장시 안전문제, 디지털 제어루프의 고장으로 인한 컴퓨터의 작동중지, CPU의 과부하 및 시스템의 유연성 결여 등의 문제를 해결하기 위해 고속의 마이크로 컴퓨터에 의한 지능적 알고리즘의 구현과 다양한 센서를 이용하여 제어기능별로 분산제어기를 엘리베이터 각부에 설치해 네트워크 구조에 의한 분산제어를 행하는 것으로 향후 엘리베이터 제어에 있어 중요기술로 부각될 것으로 보인다.
신호처리제어는 엘리베이터의 제어와 관련된 각종 신호의 입력, 전송, 처리로 구별되며 이와 관련된 특허들도 같은 방식으로 분류된다. 엘리베이터의 운전제어 방식이 다양한 센서를 이용한 지능적 알고리즘에 의하여 제어됨에 따라 그 중요성이 부각되고 있다.
엘리베이터의 운행에 있어서 승강기의 정지시 승객의 안전을 위해 정확한 위치제어가 필요하며, 위치제어기술은 크게 위치검출장치와 위치제어 시스템으로 구별된다. 이와 관련하여 현재 위치검출장치가 다수 특허등록되어 있으며, 제어장치 및 방법 역시 다수 등록되어 있는 바 엘리베이터의 제어기술과 더불어 지속적으로 개발될 전망이다.
엘리베이터에 있어서 시뮬레이션 및 모델링 기술은 엘리베이터 제어부의 테스트를 위한 부분과 운전제어에서 인공지능 시스템 등이 도입됨에 따라 효율적인 운전제어를 위한 부분에 적용되고 있으며 향후 그룹운전제어의 도입에 따라 발전이 가속화될 것으로 보인다.
■그룹운전제어 = 그룹운전 제어기술은 마이크로 프로세서 기술의 도입에 의해 비약적으로 발전했고 최소의 대수로 교통흐름을 극대화시키고 유연하면서 사용자 위주로 운행하기 위해 통계처리, 퍼지 시스템, 전문가 시스템, 인공지능 시스템, 신경회로망 시스템 등을 도입, 계속적인 진전이 있어 왔다. 현재 다수의 관련특허가 등록 및 출원되어 있으며 빌딩의 고층화, 대형화됨에 따라 시장규모가 확대될 것으로 보이며 향후 개발이 가속화될 전망이다.

특수 승강기 분야의 기술전망

■절전운전제어 = 과거 석유파동 이후 에너지 절감 기술이 꾸준히 개발된 이래 최근 절전운전제어를 위해 무부하 상승시나 전부하 하강시 발생한 회생전력을 충전하여 활용하는 기술과 대기동력을 최소화시키는 전력저감기술이 개발되고 있다.
■신개념 승강기 = 신개념 승강기로는 현재 기계실 없는 엘리베이터와 Ropeless 승강기, Multi Deck Elevator가 개발되고 있다.
현재 영구자석 동기 전동기의 개발으로 권상기가 소형화, 고효율화됨에 따라 공간할용을 극대화시키는 기계실 없는 승강기가 주목받고 있으며, 이에 따라 승강기 하부에 휠 드라이브를 부착하여 직접 구동하는 방식, 권상기와 제어반을 승강로 또는 최상층 승강로벽에 설치하는 방식 등이 개발되고 있다.
또한 선형모터 기술의 개발과 함께 연구되고 있는 Ropeless 승강기는 로프로 인한 제약이 없고 행정거리의 제한이 없으며, 수평방향으로의 운행이 가능하게 될 전망이어서 차세대 엘리베이터로서 주목을 받고 있다.
Multi Deck Elevator는 승객의 운송효율을 높이고 승강기의 점유면적을 줄이기 위하여 여러 개의 승강기를 수직으로 연결하여 운행하는 다층(Multi Deck) 엘리베이터는 최근들어 점차 출원증가 추세이며, 수송효율 및 효율적 운행을 위한 기술이 지속적으로 출원되고 있다. 향후에도 다층 엘리베이터의 특성상 운전효율 향상을 위한 기술개발이 지속될 것으로 전망된다.

에스컬레이터의 주요 구성장치
■구동장치 = 에스컬레이터의 구동장치는 수송효율을 높이기 위한 가변속도 구간형 구동장치가 개발되고 있으며 핸드레일의 변형을 방지하기 위한 핸드레일 구동장치가 연구되고 있다.
종래의 에스컬레이터의 구동장치는 일정속도를 유지하는 방식으로 구동되었으나 필요에 따라 가감속이 가능한 구동장치가 개발되었으며, 구간에 따라 속도가 변화하는 가변속도 구간형 구동장치도 개발되고 있고, 특히 이동거리가 먼 무빙워크에 적용되고 있으며 향후 구조적인 면에서 지속적인 개발이 진행될 전망이다. 핸드레일 구동장치는 에스컬레이터 스텝의 이동속도와 같은 속도로 진행하여야 하므로 핸드레일의 변형을 방지하고 내구성과 신뢰성을 위한 개발이 지속될 것으로 전망된다.
■기타 부속장치 = 기타 부속장치로는 스텝과 스텝체인, 난간 그리고 승강장으로 나누어진다. 스텝은 스텝체인에 의해 구동되고 상측에서는 수평으로 유지하면서 이동하고 하측에서는 트러스내에서 공간을 최소로 하는 구조일 것이 요구된다. 따라서 스텝의 구조 및 내구성과 안전성이 중요하다.
최근에는 곡선형 에스컬레이터를 위한 스텝과 휠체어용 스텝에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 난간은 스텝이 움직임에 따라 승객의 좌우방향으로의 안전을 위해 필요하며 핸드레일이 구동하는 부분이므로 안전성, 내구성, 보수용이성 및 의장성에 관한 기술을 중심으로 개발이 진행되고 있다. 또한, 승강장은 에스컬레이터의 승객이 타고 내리는 부분으로 각종 안전장치의 개발 및 적용을 중심으로 개발이 진행되고 있다.

에스컬레이터의 제어기술
에스컬레이터의 구동제어기술은 주로 승객이 없는 경우 에너지 절감을 위한 감속 또는 정지시키는 시스템과 정전 또는 안전사고 등을 대비한 각종 안전을 위한 시스템 및 휠체어 등을 위한 자동운전방식이 있으며, 원활한 작동을 위한 고장부위 진단 및 그에 대한 정보를 관리자에게 통지하는 시스템 등이 연구개발되고 있다.

에스컬레이터의 주요 안전장치
■부속장치 = 에스컬레이터의 안전장치 중 부속장치는 핸드레일 및 인입구 안전장치, 콤(Comb) 안전장치 그리고 보조브레이크 및 역회전 방지장치로 구성된다.
핸드레일 안전장치는 핸드레일의 변형으로 스텝과의 속도가 다르게 되거나 정지하는 경우 에스컬레이터의 운전을 정지시키는 장치이며, 핸드레일 인입구 안전장치는 인입구에 이물질이 들어가는 등의 안전사고가 발생하는 경우 작동되는 장치이다. 이와 관련된 특허는 오동작을 방지하고 안전을 고려하는 특허가 주류를 이루고 있다.
콤 플레이트는 스텝이 상무에서 하부 또는 그 반대의 경우 스텝과 맞물리는 부분이며 스텝 측부 간극에서 기계 본체내로 불씨 등의 이물질이 침입하는 것을 방지하는 것이 주된 기능이며, 이와 관련된 특허들이 등록 및 출원되고 있다. 향후에도 구조를 개량하는 특허를 중심으로 기술개발과 함께 꾸준히 출원이 이어질 것으로 전망된다.
■구동기 = 역회전 방지장치는 체인이 파단될 경우 사고를 방지하기 위한 장치로 구동체인 파단검출 및 터미널 기어 정지 장치로 구성되며, 안전장치가 동작될 경우 관성 또는 승객의 하중에 의해 스텝이 이동하는 것을 방지하기 위한 장치이다. 이와 관련하여 점진적인 제동 및 파단검출장치의 오동작을 미연에 방지하는 기술이 지속적으로 개발될 전망이다.▣