KR100214671B1 - 에스컬레이터의 상부레일 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 에스컬레이터의 상부레일 구조는 에스컬레이터의 스텝이 결합되며 터미널기어에 의해 구동되는 스텝체인에 굴대 설치된 스텝전륜롤러를 가이드하는 상부레일 구조에 있어서, 그 끝단이 터미널기어의 중심선(CL)을 지나도록 형성된 단말부와, 상기 단말부에서 만곡 연장 형성되는 곡부를 가지며, 상기 터미널기어의 중심선(CL)에서 보아 상부레일의 상면과 터미널기어의 이 끝원 간의 거리(L)가 스텝전륜롤러의 반지름(R)보다 작게(LR)되도록 구성하여 정방향 운행시 스텝전륜롤러가 높이를 높인 상부레일 위로 운동하도록 하여 스텝체인이 터미널기어의 맞물림부에서 충돌하지 않아 충격소음이 발생하지 않고, 역방향운행시 또한 스텝전륜롤러가 상부레일의 댐퍼역할을 하는 완만한 곡부에 부드럽게 접근하므로 스텝전륜롤러가 상부레일을 가격함에 의해서 발생하는 소음 및 진동을 저감하도록 하였다.

Description

에스컬레이터의 상부레일 구조

본 발명은 에스컬레이터의 상부레일 구조에 관한 것으로, 특히 정방향 운행시 스텝전륜롤러가 높이를 높인 상부레일 위로 운동하므로 스텝체인이 터미널기어의 맞물림 해제 시작 위치에서 충돌하지 않아 충격소음이 발생하지 않고, 역방향운행시 또한 스텝전륜롤러가 상부레일의 댐퍼역할을 하는 완만한 곡부에 부드럽게 접근하므로 스텝전륜롤러가 상부레일을 가격함에 의해서 발생하는 소음과 스텝체인이 터미널기어의 맞물림 및 해제 시작 위치에서 충돌하지 않으므로 충격소음이 발생하지 않도록 한 에스컬레이터의 상부레일 구조에 관한 것이다.

제1도는 에스컬레이터의 개략적인 형태를 나타내고, 제2도는 에스컬레이터 내부를 옆에서 본 모습으로 구동시 동작부분을 간략하게 보여주고 있다. 에스컬레이터는 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이, 핸드레일부(1), 지지부(2) 그리고 상부 기계실부(3)로 크게 나눌 수 있다. 동력은 상부 기계실부에 있는 모터(4)에 의해서 발생하며 직결된 감속기(5)에 전달된다. 감속기에 결합된 구동스프라켓(7)에 의해 구동체인(6)에 동력을 전달하여 구동스프라켓(7)을 구동한다. 구동스프라켓(7)과 동일축선 상에 결합된 구동터미널기어(8)는 스텝(9)이 결합된 스텝체인(10)을 구동한다. 스텝은 구동터미널기어(8)와 종동터미널기어(11)를 따라 상하로 이동한다. 최종적으로 스텝 위에는 승객이 승차하여 상층이나 하층으로 이동된다.

제3도는 종래의 상부레일의 종단면도이고, 제4도 및 제5도는 종래의 상부레일의 결합도이다. 제4도에서와 같이 스텝(9)은 에스컬레이터 상부에서 터미널기어(8)를 따라 회전한다. 여기서 제4도 및 제5도에서와 같이 스텝후륜롤러(15)는 터미널레일(13)을 따라서 회전하며 스텝전륜롤러(14)는 상부레일(16) 위에서 이동한다. 문제는 스텝전륜롤러(14)와 같이 연결된 스텝체인(10)이 터미널기어(8)에 맞물릴 때 금속과 금속의 접촉에 의한 충격음이 발생한다. 이러한 충격음을 완화하기 위해서 상부레일(16)의 위치를 조정하여 스텝체인(10)이 터미널기어(8)와 큰 충격이 없이 맞물리도록 한다. 그러나 종래의 상부레일(16)은 위치를 조정하여 이 충격음을 제거하는 것이 불가능하다.

그 이유는 다음과 같다.

종래의 상부레일(16)은 제3도에 도시한 바와 같이 크게 곡부(18)와 단말부(19)로 구성되어 있으며, 곡부(18)는 곡률 200mm로 되어 있으며 길이는 40mm이고 단말부(19)는 16mm의 두께를 갖는 연강으로 되어 있고, 폭은 스텝전륜롤러(14)의 폭보다 다소 크다.

상부레일(16)은 에스컬레이터의 양쪽에 각각 한 개씩 있으며 상부레일(16)은 골격이 되는 프레임의 브라켓에 의해서 고정이 되며 브라켓과 상부레일(16) 사이에는 라이너라는 얇은 쇠조각을 삽입하여 높낮이를 조정한다. 제4도와 같이 상부레일(16) 윗면의 높이는 스텝후륜롤러(15)의 반지름 거리간격만큼의 아래에 위치하며 전후위치는 곡부(18)의 끝나는 끝단이 터미널기어(8)의 중심과 일치하도록 조립된다. 제5도에 도시한 바와 같이 상부레일(16)의 끝단은 터미널기어(8)의 중심선(CL)과 일치하는 상태로 되어 있으며, 터미널기어(8)와 스텝체인(10)은 정방향 구동시 완전히 맞물리기 시작하는 위치이며 역방향 구동시 그 맞물림이 해제되기 시작하는 위치(20)(이하, 맞물림 및 해제 시작 위치라 함)가 터미널기어(8)의 중심선(CL)과 일치하도록 되어 있으므로 상기 상부레일(16)의 높이는 터미널기어(8)와 스텝체인(10)의 맞물림 및 해제 시작 위치(20)에서 볼 때 상부레일(16)의 상면과 상기 터미널기어(8)의 이 끝원 사이의 거리(L1)가 스텝전륜롤러(14)의 반지름(R)과 같은 상태(L1=R)로 된다.

에스컬레이터가 가동하게 되면 스텝(9)은 구동터미널기어(8)와 종동터미널기어(11)에 의해 정방향 또는 역방향으로 움직인다. 제1도 및 제3도에 도시한 바와 같이, 에스컬레이터 가동시 구동터미널기어(8)에 의해서 스텝체인(10)을 움직인다. 스텝체인(10)과 같이 결합된 스텝(9)의 스텝전륜롤러(14)는 상부레일(16)을 따라 이동하고, 스텝후륜롤러(15)는 터미널레일(13)을 따라 이동한다.

제4도 및 제5도에서와 같이, 구동터미널기어(8) 근처에 있는 상부레일(16)의 단말부(19)와 곡부(18)는 스텝체인(10)이 구동터미널기어(8)와 맞물릴 때 맞물림 및 해제 시작 위치(20)에서 부드럽게 맞물리도록 가이드역할을 한다. 스텝전륜롤러(14)가 상부레일(16)의 곡부(18)에서 이탈하거나 진입시마다 상부레일(16)의 단말부(19)에서 약간의 상하 움직임이 발생한다. 이러한 움직임으로 인해 스텝전륜롤러(14)가 부드럽게 착탈된다.

그러나 연강의 터미널기어(8,11)가 강철의 스텝체인(10)을 회전시키기 때문에 제4도 및 제5도와 같이 스텝체인(10)과 터미널기어(8,11)가 충돌하는 맞물림 및 해제 시작 위치(20)에서 필연적으로 금속끼리 충격진동소음이 발생한다. 이러한 충격현상을 방지하기 위해서 종래에는 맞물림 및 해제 시작 위치(20)에서 충격이 발생하지 않고 스텝체인(10)이 터미널기어(8)와 맞물릴 수 있도록 상부레일(16)의 높이를 올려 스텝전륜롤러(14)와 스텝체인(10)의 맞물림 위치를 보상해 준다.

즉, 제7도와 같이 상부레일(16)의 높이를 제5도에서 보다 높여 상부레일(16)의 상면에서 터미널기어(8)의 이 끝원 간의 거리(L1)가 스텝전륜롤러(14)의 반지름(R)보다 작게(L2R)하면, 터미널기어(8)의 중심선(CL)의 위치에서도 터미널기어(8)와 체인(10)의 맞물림이 시작되거나 해제되지 않고 중심선(CL)을 지난 위치에서 이루어지게 되어 정방향시 즉 스텝(9)이 올라가는 경우(제6도 및 제7도에서 화살표 U방향으로 이동하는 경우) 제6도 및 제7도와 같이 맞물림 및 해제 시작 위치(20)에서 충격이 발생하지 않아 소음이 발생하지 않지만 역방향 즉 스텝(9)이 내려오는 경우(제6도 및 제7도에서 화살표 D방향으로 이동하는 경우)의 제8도 및 제9도와 같이 스텝전륜롤러(14)가 상부레일(16)의 곡부(18)에 큰 충격을 가하게 되며 이에 따른 큰 충격음이 발생한다.

종래의 기술에 의한 에스컬레이터의 상부레일을 정상적인 조건으로 결합한 상태에서 에스컬레이터를 구동하면 에스컬레이터 상부에 있는 터미널기어의 맞물림 및 해제 시작 위치에서 충돌에 의한 두드리는 소리와 진동이 크게 발생한다. 이 충격소음 진동은 기존의 에스컬레이터에서 고질적으로 발생하는 문제였으며 지속적인 해결노력에도 불구하고 미해결 상태로 남아 있다.

본 발명자들은 에스컬레이터 운행시 터미널기어와 스텝체인 취합시 발생하는 충격소음 진동을 저감할 수 있는 부분이 상부레일임을 실험적으로 규명하고 이를 위한 상부레일의 구조를 발명하여 소음진동문제를 해결하였다.

즉, 이 소음진동의 원인을 규명하기 위해 발생 가능한 모든 소음진동 원인을 고려할 수 있는 다구찌 실험계획법을 이용하여 실험을 하였다. 실험결과, 에스컬레이터 상부 스텝 회전부에서의 주기적인 충격소음의 원인이 구동터미널기어(8)와 스텝체인(10)이 맞물림 및 해제 시작 위치(20)에서 충돌함에 의해서 발생함을 규명하였다.

위와 같은 충격음을 제거 또는 줄이기 위해 종래에는 상부레일의 높이를 높게 조정하여 맞물림 및 해제 시작 위치에서 스텝체인과 터미널기어와의 충돌이 발생하지 않도록 하는 방법을 적용하였다. 그러나 이 방법은 정방향(제6도 및 제7도의 화살표 U방향) 즉 스텝이 올라가는 경우에 맞물림 및 해제 시작 위치에서 충격이 발생하지 않아 소음이 발생하지 않으나, 역방향(제6도 및 제7도의 화살표 D방향) 즉 스텝이 내려오는 경우의 경우 제8도 및 제9도와 같이 스텝전륜롤러가 상부레일의 곡부에 큰 충격을 가하게 되며 이때, 상부레일의 상하 움직임이 크게 발생하고 이에 따른 큰 충격음과 진동이 발생한다. 이와 같은 현상은 제3도와 같이 상부레일의 곡부의 곡선부가 짧기 때문에 상부레일의 높이를 정상적인 조건보다 높게 하면 제8도 및 제9도와 같이 곡부(18)의 끝단부가 터미널기어의 곡률에 따른 스텝전륜롤러의 궤적을 벗어나기 때문에 발생한다.

상기의 문제점을 정리하면, 정상적인 조립기준에 맞게 상부레일을 조립한 경우 터미널기어의 맞물림 및 해제 시작 위치(20)에서 정, 역방향 모두 충격음이 발생하고, 소음저감을 위해 정상적인 조립 기준보다 높게 상부레일을 조립한 경우 역방향시 스텝전륜롤러(14)가 곡부(18)에 충격을 가하면서 충격음이 크게 발생한다는 것이다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 고려하여 안출한 것으로, 정방향 운행시 스텝전륜롤러가 높이를 높인 상부레일 위로 운동하므로 스텝체인이 터미널기어의 맞물림 및 해제 시작 위치에서 충돌하지 않아 충격소음이 발생하지 않고, 역방향 운행시 또한 스텝전륜롤러가 상부레일의 댐퍼역할을 하는 완만한 곡부에 부드럽게 접근하므로 스텝전륜롤러가 상부레일을 가격함에 의해서 발생하는 소음과 스텝체인이 터미널기어의 맞물림 및 해제 시작 위치에 충돌하지 않으므로 충격소음이 발생하지 않도록 한 에스컬레이터의 상부레일 구조를 제공함에 있다.

제1도는 일반적인 에스컬레이터를 나타내는 부분 절결 사시도.

제2도는 일반적인 에스컬레이터의 동작부분을 나타내는 개략 측면도.

제3도는 종래의 기술에 의한 에스컬레이터의 상부레일 구조를 나타내는 단면도.

제4도는 종래의 기술에 의한 에스컬레이터의 상부 레일 및 스텝체인의 동작을 나타내는 단면도.

제5도는 종래의 기술에 의한 에스컬레이터 상부레일 및 터미널기어의 중심선을 나타내는 확대도.

제6도는 종래의 기술에 의한 에스컬레이터의 상부레일 결합시 정방향 운행을 나타내는 작동도.

제7도는 종래의 기술에 의한 에스컬레이터의 정방향 운행시 충돌부를 나타내는 확대도.

제8도는 종래의 기술에 의한 에스컬레이터의 역방향 운행시 상부레일의 걸림현상을 나타낸 작동도.

제9도는 종래의 기술에 의한 에스컬레이터의 역방향 운행시 상부레일의 걸림현상을 나타낸 확대도.

제10도는 본 발명에 의한 에스컬레이터의 상부레일을 나타내는 단면도.

제11도는 본 발명에 의한 에스컬레이터의 상부레일의 작용을 나타내는 작동도.

제12도는 본 발명에 의한 에스컬레이터 상부레일의 곡부 시작점을 나타내는 확대도.

제13도는 본 발명에 의한 에스컬레이터 상부레일 결합시 정방향과 역방향의 운행을 나타내는 작동도.

제14도는 본 발명에 의한 에스컬레이터 상부레일의 곡부 시작점 및 끝점에 의한 정방향과 역방향운행의 동적상태를 나타내는 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

8 : 터미널기어 10 : 스텝체인

14 : 스텝전륜롤러 16 : 상부레일

18 : 곡부 19 : 단말부

20 : 맞물림 및 해제 시작 위치

이러한, 본 발명의 목적은 에스컬레이터의 스텝이 결합되며 터미널기어에 의해 구동되는 스텝체인에 굴대 설치된 스텝전륜롤러를 가이드하는 상부레일 구조에 있어서, 그 끝단이 터미널기어의 중심선(CL)을 지나도록 형성된 단말부와, 상기 단말부에서 만곡 연장 형성되는 곡부를 가지며, 상기 터미널기어의 중심선(CL)에서 보아 상부레일의 상면과 터미널기어의 이 끝원 간의 거리(L)가 스텝전륜롤러의 반지름(R)보다 작게(LR)되도록 구성한 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 상부레일 구조를 제공하는 것에 의하여 달성된다.

이하, 본 발명에 의한 에스컬레이터의 상부레일 구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라서 설명한다.

제10도는 본 발명에 의한 에스컬레이터의 상부레일을 나타내는 단면도이고, 제11도는 본 발명에 의한 에스컬레이터 상부레일의 작용을 나타내는 작동도이며, 제12도는 본 발명에 의한 에스컬레이터 상부레일의 곡부 시작점을 나타내는 확대도이고, 제13도는 본 발명에 의한 에스컬레이터 상부레일 결합시 정방향과 역방향의 운행을 나타내는 작동도이며, 제14도는 본 발명에 의한 에스컬레이터 상부레일의 곡부 시작점 및 끝점에 의한 정방향과 역방향 운행의 동적상태를 나타내는 확대도를 각각 보인 것이다.

이하에서 종래기술과 동일한 부분에 대하여는 동일 부호를 사용하여 설명한다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 에스컬레이터의 상부레일 구조는 곧게 형성된 단말부(19)와, 그 단말부(19)의 끝에 형성된 곡부(18)로 이루어져 스텝전륜롤러(14)를 가이드하도록 구성되어 있다.

상기 단말부(19)는 그 끝단이 구동터미널기어(8)의 중심선을 지나도록 형성하고, 상기 곡부(18)는 단말부(19)의 끝단에서 만곡된 상태로 연장되는 것이다.

상기 터미널기어(18)의 중심선(CL)의 위치에서 볼 때 상기 상부레일(16)의 윗면과 구동터미널기어(8)의 이끝면 사이의 거리(L)가 상기 스텝전륜롤러(14)의 반지름(R)보다 작게(LR)형성하고, 상기 단말부(19)의 끝이 구동터미널기어(8)의 중심선을 지나도록 형성한다.

상기 곡부(18)의 길이는 터미널기어(8)의 1/8이 되도록 연장 형성하고, 곡부의 곡률은 터미널기어(8)의 곡률과 같거나, 터미널기어의 곡률보다 작게 형성한다.

상기 상부레일(16)의 폭은 스텝전륜롤러(14)의 폭보다 넓게 형성하여 주변 부품에 의한 간섭이 생기지 않는 범위를 갖는다.

상기 단말부(19)는 스텝전륜롤러(14)에 의한 하중을 견딜 수 있는 탄성력을 갖는 두께를 가지며 연강으로 되어 있다. 이 단말부는 댐퍼의 역할을 하도록 되어 있다.

상부레일(16)은 에스컬레이터의 양쪽에 각각 한 개씩 있으며, 상부레일(16)은 골격이 되는 프레임의 브라켓에 의해서 고정이 도며 브라켓과 상부레일 사이에는 라이너를 삽입하여 높낮이를 조정한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 에스컬레이터의 상부레일 구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.

에스컬레이터를 가동하게 되면 스텝(9)은 구동터미널기어와 종동터미널기어에 의해 정방향 또는 역방향으로 움직인다. 이때, 스텝체인(10)에 결합된 스텝의 스텝전륜롤러(14)는 상부레일(16)을 따라 이동한다. 터미널기어 근처에 있는 상부레일의 단말부(19)와 곡부(18)는 스텝체인(10)이 터미널기어(8)가 터미널기어(8)의 중심선(CL) 상에서 맞물림이 시작되거나 해제되지 않고 그 중심선(CL)을 지난 위치에서 이루어지게 되어 충격이 발생하지 않는 'B'부의 터미널기어(8)의 이에서부터 부드럽게 맞물릴 수 있도록 가이드 역할을 한다. 스텝전륜롤러(14)가 상부레일의 곡부(18)에 이탈하거나 진입시마다, 상부레일의 단말부는 댐퍼의 역할을 하기 때문에 상하 움직임이 발생한다.

이러한 움직임으로 정방향과 역방향에서 스텝전륜롤러가 부드럽게 상부레일에 착탈된다. 정방향으로 에스컬레이터가 운행시 상부레일이 종래의 위치마다 높게 결합되어 있어 충격이 발생하지 않고 터미널기어(8)에 맞물리게 됨은 물론 역방향으로 운전시에도 상부레일의 곡부(18)의 완만한 곡률로 인해 스텝전륜롤러가 곡부(18)에 충돌하는 현상이 발생하지 않고, 부드럽게 진입할 수 있도록 가이드해 준다.

이러한 움직임으로 정방향과 역방향으로 에스컬레이터가 운행시 터미널기어(8)와 스텝체인(10)과의 충격음과 진동은 발생하지 않는다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 에스컬레이터의 상부레일 구조는 에스컬레이터의 스텝이 결합되며 터미널기어에 의해 구동되는 스텝체인에 굴대 설치된 스텝전륜롤러를 가이드하는 상부레일 구조에 있어서, 그 끝단이 터미널기어의 중심선(CL)을 지나도록 형성된 단말부와, 상기 단말부에서 만곡 연장 형성되는 곡부를 가지며, 상기 터미널기어의 중심선(CL)에서 보아 상부레일의 상면과 터미널기어의 이 끝원 간의 거리(L)가 스텝전륜롤러의 반지름(R)보다 작게(LR)되도록 구성되고, 곡부의 길이는 터미널기어의 1/8이 되도록 하고, 곡부의 곡률은 터미널기어의 곡률과 같거나 터미널기어의 곡률보다 작게 형성함으로써, 정방향 운행시 스텝전륜롤러가 높이를 높인 상부레일 위로 운동하도록 하여 스텝체인이 터미널기어의 맞물림 및 해제 시작 위치에서 충돌하지 않아 충격소음이 발생하지 않고, 역방향 운행시 또한 스텝전륜롤러가 상부레일의 댐퍼역할을 하는 완만한 곡부에 부드럽게 접근하므로 스텝전륜롤러가 상부레일을 가격함에 의해서 발생하는 소음 및 진동을 저감하도록 한 효과가 있다.

Claims (5)

1. 에스컬레이터의 스텝이 결합되며 터미널기어에 의해 구동되는 스텝체인에 굴대 설치된 스텝전륜롤러를 가이드하는 상부레일 구조에 있어서, 그 끝단이 터미널기어의 중심선(CL)을 지나도록 형성된 단말부와, 상기 단말부에서 만곡 연장 형성되는 곡부를 가지며, 상기 터미널기어의 중심선(CL)에서 보아 상부레일의 상면과 터미널기어의 이 끝원 간의 거리(L)가 스텝전륜롤러의 반지름(R)보다 작게(LR)되도록 구성한 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 상부레일 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 곡부의 길이는 터미널기어의 1/8이 되도록 한 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 상부레일 구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 곡부의 곡률은 터미널기어의 곡률과 같게 형성한 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 상부레일 구조.
4. 제1항에 있어서, 상기 곡부의 곡률은 터미널기어의 곡률보다 작게 형성한 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 상부레일 구조.
5. 제1항에 있어서, 상기 상부레일 폭은 스텝전륜롤러의 폭보다 넓게 형성한 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 상부레일 구조.