KR100275574B1 - 로플리스 엘리베이터 및 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로플리스 엘리베이터(Ropeless Elevator)에 관한 것으로, 건물 내부에 마련된 입체 통로(10) 내에서 수직 및 수평이동이 자유롭고, 상기 통로(10) 내에서 복수대의 케이지(40)를 동시에 운용할 수 있도록 하기 위해, 상하, 전후 및 좌우방향으로 연결된 통로(10)와, 이 통로(10)의 각 내측면을 따라 설치된 다수의 수직이동용 1차코일(20) 및 수평이동용 1차코일(30), (31)과, 상기 통로(10)의 내부에 수용되는 상하, 전후 및 좌우방향으로 이동하는 하나 이상의 케이지(40)와, 이 케이지(40)의 내부로 자력이 작용하지 않도록 상기 케이지(40)의 측면으로부터 격리된 위치에 연결 설치되고 상기 수직이동용 1차코일(20) 및 수평이동용 1차코일(30), (31)에 대응하여 상호간의 자성 작용에 의해 상기 케이지(40)를 이동시켜주기 위한 2차 자석 조립체(A)로 구성된 것으로서, 케이지(40)의 측면으로부터 격리된 위치에 2차 자석 조립체(A)를 설치하여 자성의 영향으로부터 벗어나게 되므로써 인체에 무해하며, 이에 따라 별도의 자기 차폐수단이 불필요하고 외력에 의한 케이지(40)의 변형이 방지되므로써 상기 케이지(40)의 경량화가 가능하며, 상기 케이지(40)의 평형이 자체적으로 유지될 수 있고, 복수대의 케이지(40)를 동시에 운용할 수 있게 됨과 아울러, 건물 내부에 마련된 통로(10) 내에서 상하, 전후 및 좌우이동이 가능하게 되는 로플리스 엘리베이터 및 그 구동방법에 관한 것이다.

Description

로플리스 엘리베이터 및 그 구동방법

본 발명은 로플리스 엘리베이터(Ropeless Elevator) 및 그 구동방법에 관한 것으로, 특히 건물 내부에 마련된 입체 통로 내에서 수직 및 수평이동이 자유롭고, 상기 통로 내에서 복수대의 케이지를 동시에 운용할 수 있게 한 로플리스 엘리베이터 및 그 구동방법에 관한 것이다.

최근에 들어서는 축조되는 건물의 효율성을 증대시키고자 그 구조가 초고층화되어 가고 있으며, 이러한 건물의 초고층화 추세에 부응하여 건물 내부의 인력 수송을 위한 엘리베이터에 관한 기술 연구가 꾸준히 진행되고 있다.

상기한 바와 같은 초고층 건물에 적합한 엘리베이터 시스템을 운용하기 위해서는 기존의 로프.구동방식에 있어서의 한계성을 극복할 수 있어야 하고, 새로운 액튜에이터에 의해 구동되는 신개념의 엘리베이터가 도입되어야 하는 것이다.

또한, 구동방식 및 그 구동원으로서의 액튜에이터에 대한 관련 문제 이외에도, 건물 구조에 적합한 운송 효율성 및 공간 활용성을 극대화할 수 있는 새로운 형태의 엘리베이터가 필연적으로 요구되고 있다.

따라서, 상기의 조건들을 감안해 볼 때, 초고층 건물에 적용할 수 있는 엘리베이터는 단일 통로 내에서 복수대의 케이지를 동시에 운행할 수 있고, 상기 케이지가 건물 내부의 상하, 전후 및 좌우 통로를 따라 수직/수평 방향으로 자유롭게 이동할 수 있으며, 인근 건물 및 지하도 등에도 연계되어 활용할 수 있는 종합 운송시스템으로서의 기능을 발휘할 수 있는 것이라야 한다.

현재 사용되고 있는 엘리베이터는 로프의 견인에 의한 승강 구동방식을 채택하고 있어, 설계시 층수에 비례한 케이지의 하중 및 진동 특성을 고려하여야 할 뿐만 아니라, 상기 케이지의 수직/수평 방향전환이 불가능한 점 등의 한계성을 갖고 있으므로, 이를 극복하기 위한 대체 구조가 시급히 마련되어야 하는 것이다.

이와 같은 로프 구동식 엘리베이터의 문제점을 해결하기 위한 종래의 로플리스 엘리베어터는 제1도 내지 제4도에 도시한 예에서와 같이, 양쪽 내측면에 상하방향아로 수직이동용 1차코일(120)을 설치한 통로(110)와, 이 통로(110)의 내부에 수용되어 상기 수직이동용 1차코일(120)에 대응하는 양쪽면에 수직이동용 2차자석(162)을 설치한 케이지(140)로 구성된 구조를 갖는 것이다.

상기의 로플리스 엘리베이터는 상기 통로(110) 측의 수직이동용 1차코일(120)에 상하방향으로 추력이 발생할 수 있도록 전류를 여자하면, 이와 마주보는 상기 수직이동용 2차자석(162)에도 추력이 발생하여 상기 케이지(140)가 수직방향으로 승강할 수 있게 된다.

상기 도면중 제1도 및 제2도의 종래의 일실시예에 따른 로플리스 엘리베이터의 구조를 개략적으로 도시한 사시도 및 평면도이고, 제3도 및 제4도는 다른 실시예에 따른 로플리스 엘리베이터의 구조를 개략적으로 도시한 사시도 및 평면도이다.

그러나, 종래의 로플리스 엘리베이터는 상기 수직이동용 2차자석(162)이 케이지(140)의 양쪽 외벽면 상에 직접 고정되어 있으므로 상기 케이지(140)의 내부에 승차한 탑승자에게 강한 자력을 발생하여 인체에 악영향을 미치게 되는 문제점이 있었다. 따라서, 이러한 문제점을 감안한 별도의 자기 차폐수단이 구비되어야만 하는 것이다.

또한, 상기 수직이동용 2차자석(162)에는 수직이동용 1차코일(120)로부터의 추력이 작용하므로 상기 케이지(140)가 변형될 수 있는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 보완하기 위해서는 상기 케이지(140)의 고강성화가 이루어져야 하나, 이는 상기 케이지(140)를 가능한 한 경량화시켜야 하는 설계상의 조건에 상충되는 것이다.

또한, 종래의 로플리스 엘리베이터는 상하방향으로의 승강 구동만이 가능하도록 되어 있으므로 전후 및 좌우 이동성을 구비한 종합 운송시스템으로서의 기능을 수행할 수 없을 뿐만 아니라, 복수대의 케이지(140)를 동시에 운행할 수 없는 구조로 되어 있으며, 상기 케이지(140)의 중력방향 평형을 유지하기 위해서는 별도의 자세보정용 구동원 및 이를 구동하기 위한 전원을 분할공급해 주어야 하므로 상기 케이지(140)의 전원이 불안정하게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 케이지의 측면으로부터 격리된 위치에 2차자석 조립체를 설치하므로써 인체에 무해할 뿐만 아니라 별도의 자기 차폐수단이 불필요하고, 외력에 의한 케이지의 변형을 유지할 수 있으며, 별도의 자세보정용 구동원이 없어도 상기 케이지의 자체 평형이 유지되고, 복수대의 케이지를 동시에 운용할 수 있게 함과 아울러 수직 및 수평이동이 자유로운 종합 운용시스템으로서의 기능을 수행할 수 있도록 된 로플리스 엘리베이터 및 그 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 종래의 일실시예에 따른 로플리스 엘리베이터의 구조를 개략적으로 도시한 사시도.

제2도는 제1도의 로플리스 엘리베이터에 대한 평면도.

제3도는 종래의 다른 실시예에 따른 로플리스 엘리베이터의 구조를 개략적으로 도시한 사시도.

제4도는 제2도의 로플리스 엘리베이터에 대한 평면도.

제5도는 본 발명에 따른 로플리스 엘리베이터의 통로 구조를 도시한 개략 사시도.

제6도는 본 발명의 일실시예에 따른 로플리스 엘리베이터의 케이지 및 2차자석 조립체 구조를 도시한 사시도.

제7도는 제6도에 따른 로플리스 엘리베이터의 2차자석 조립체 구조를 도시한 평면도.

제8도는 본 발명에 따른 로플리스 엘리베이터의 수평 방향전환 과정을 예시한 동작도.

제9도는 본 발명에 따른 로플리스 엘리베이터의 수직 또는 수평 방향전환 과정을 예시한 동작도.

제10도는 복수대의 케이지를 운용하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 로플리스 엘리베이터의 통로 구조를 도시한 개념도.

제11도는 복수대의 케이지를 운용하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 로플리스 엘리베이터의 통로 구조를 도시한 개념도.

제12도는 본 발명에 따른 로플리스 엘리베이터의 수직/수평 교차로 구조를 도시한 개념도.

제13도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로플리스 엘리베이터의 케이지 및 2차자석조립체 구조를 도시한 개념도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A : 2차자석 조립체 10 : 통로

11 : 대피공간 12 : 교차로

20, 21 : 수직이동용 1차코일 30, 31 : 수평이동용 1차코일

40, 40a, 40b : 케이지 41 : 연결봉

42 : 로울러 50 : 수평지지판

51, 51a, 51b : 수평이동용 2차자석

60 : 수직지지판

61, 61a, 61b : 수평이동용 2차자석

62 : 수직이동용 2차자석

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로플리스 엘리베이터 구동방법은 인체에 자성이 작용하지 않도록 수직/수평방향으로 배열된 별도의 2차자석 조립체를 복수대의 케이지 상부에 각각 설치하고, 상하, 전후 및 좌우방향으로 형성된 통로를 따라 그 내측에 다수의 수직/수평이동용 1차코일을 배치하여, 상기 2차자석 조립체 및 수직/수평이동용 1차코일 간에 발생하는 추력에 의해 상기 케이지들이 간섭없이 상기 통로를 통해 이동할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로플리스 엘리베이터는 상하, 전후 및 좌우방향으로 연결된 통로와, 이 통로의 각 내측면을 따라 설치된 다수의 수직이동용 1차코일 및 수평이동용 1차코일과, 상기 통로의 내부에 수용되는 상하, 전후 및 좌우방향으로 이동하는 하나 이상의 케이지와, 이 케이지의 내부로 자력이 작용하지 않도록 상기 케이지의 측면으로부터 격리된 위치에 연결 설치되고 상기 수직이동용 1차코일 및 수평이동용 1차코일에 대응하여 상호간의 자성작용에 의해 상기 케이지를 이동시켜주기 위한 2차자석 조립체로 구성된 것을 틀징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

제5도 및 제7도에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 로플리스 엘리베이터는 상하, 전후 및 좌우방향으로 연결된 통로(10)와, 이 통로(10)의 각 내측면을 따라 설치된 다수의 수직이동용 1차코일(20) 및 수평이동용 1차코일(30), (31)과, 상기 통로(10)의 내부에 수용되는 상하, 전후 및 좌우방향으로 이동하는 하나 이상의 케이지(40)와, 이 케이지(40)의 내부로 자력이 작용하지 않도록 상기 케이지(40)의 측면으로 부터 격리된 위치에 연결 설치되고 상기 수직이동용 1차코일(20) 및 수평이동용 1차코일(30), (31)에 대응하여 상호간의 자성 작용에 의해 상기 케이지(40)를 이동시켜주기 위한 2차자석 조립체(A)로 구성되어 있다.

상기 2차자석 조립체(A)는 상기 케이지(40)의 상부에 수직방향으로 설치된 연결봉(41)과, 이 연결봉(41)의 단부에 수평방향으로 배치된 수평지지판(50)과, 이 수평지지판(50) 상의 사방으로 일정 극성방향을 갖도록 각각 고정 배열된 수평이동용 2차차석(51)과, 상기 연결봉(41)의 사방 측면으로 각각 배치된 수직지지판(60)과, 이 각 수직지지판(60) 상의 좌우 양단에 일정 극성방향을 갖도록 고정 배열된 수평이동용 2차자석(61)과, 상기 각 수직지지판(60) 상의 중앙부에 일정 극성방향을 갖도록 고정 배열된 수직이동용 2차자석(62)으로 구성된다.

즉, 상기 수평지지판(50)의 수평이동용 2차자석(51)은 동일극성 배열을 갖는 전후 한쌍의 좌우방향 수평이동용 2차자석(51a)과, 동일극성을 갖는 좌우 한쌍의 전후방향 수평이동용 2차자석(51b)으로 구성되어 있고, 상기 수직지지판(60)의 수평이동용 2차자석(61)은 동일극성 배열을 갖는 전후 한쌍의 전후방향 수평이동용 2차자석(61b)으로 구성되어 있으며, 제8도에 도시한 바와 같이, 상기 수평지지판(60)의 상부 및 케이지(40)의 하부에는 상기 통로(10)와 일정 간극을 유지하며 접촉할 수 있게 하기 위한 로울러(42)가 장착되어 있다.

제6도 및 제13도는 본 발명에 따른 로플리스 엘리베이터의 케이지(40) 및 2차자석 조립체(A) 간의 배치 구조에 대한 각 실시예들을 도시한 것으로, 제6도는 상기 2차자석 조립체(A)가 케이지(40)의 상부에 설치된 경우의 실시예를 나타낸 것이고, 제13도는 상기 2차자석 조립체(A)가 상기 케이지(40)의 상부 및 하부에 각각 대향되도록 설치된 경우의 실시예를 나타낸 것이다.

한편, 상기 통로(10)는 상기 케이지(40)가 건물 내부의 상하, 전후 및 좌우방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 함과 아울러, 인근 건물 및 지하도 등에도 연계되어 활용할 수 있게 한 미래형 초고층 건물의 종합 운송시스템으로 발전할 수 있는 구조를 이루는 것으로서, 제5도에 도시한 바와 같이, 수직 및 수평방향으로 교차하는 격자 구조로 형성되어 있다.

상기 통로(10)는 그 각 내측상면 및 수평측면 상에 좌우방향으로 각각 설치되니 수평이동용 1차코일(30), (31)과, 그 수직측면 및 수평측면 상에 상하 및 좌우방향으로 각각 설치된 수직이동용 1차코일(20)로 구성되며, 상기 통로(10)는 제10도 및 제11도에 도시한 바와 같이, 복수개의 케이지(40)를 동시에 운용할 때 운용 케이지(40a)와 비운용 케이지(40b) 간에 상호 간섭이 발생하지 않도록 상기 비운용 케이지(40b)를 임시로 수용하기 위한 대피공간(11)이 상기 통로(10)의 측면부 또는 하단부에 형성되어 있다.

상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 구동원리를 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

제8도 내지 제12도는 본 발명에 따른 로플리스 엘리베이터의 수직 및 수평 방향전환에 따른 구동원리를 설명하기 위한 것으로, 제8도는 수평 방향전환 과정을 예시한 동작도. 제9도는 수직 또는 수평 방향전환 과정을 예시한 동작도. 제10도는 복수대의 케이지(40)를 운용하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 통로(10) 구조를 도시한 개념도. 제11도는 복수대의 케이지(40)를 운용하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 통로(10) 구조를 도시한 개념도. 제12도는 상기 통로(10)에 있어서의 수직/수평 교차로(12) 구조를 도시한 개념도이다.

먼저, 제8도를 참조하여 본 발명의 좌우방향 수평전환 과정을 설명하면, 좌우측 수직지지판(60)의 수직이동용 2차자석(62)과 상기 통로(10) 좌우 내측의 수직이동용 1차코일(20) 간에 발생한 추력에 의해 케이지(40)가 교차로(12) 직전의 위치까지 상승한 후, 전후측 수직지지판(60)의 수직이동용 2차자석(62)과 상기 통로(10) 전후 내측의 수직이동용 1차코일(20) 간에 발생한 추력에 의해 상기 케이지(40)가 상기 교차로(12)에 진입하게 되고, 계속해서 상기 전후측 수직지지판(60)의 좌우방향 수평이동용 2차자석(61a)과 상기 통로(10) 전후 내측의 수평이동용 1차코일(31) 간에 발생하는 출력에 의해 상기 케이지(40)가 통로(10)를 따라 수평방향으로 진행하게 된다. 이때, 상기 수평지지판(50)의 전후양측에 배열된 좌우방향 수평이동용 2차자석(51a)과 상기 통로(10) 내측상면의 수평이동용 1차코일(30) 간에 발생하는 추력에 의해 견인된 상태로 수평이동하므로 상기 케이지(40)의 추럭 위험성을 배제할 수 있으며, 이들 간에는 로울러(42)가 개재되어 함께 구동하므로써 고착현상 없이 일정 간극을 유지한 상태로 원활히 이동할 수 있게 되는 것이다. 그 다음 위치로의 이동은 상기 수평이동용 1차코일(30)을 연장 형성하여 상기 좌우방향 수평이동용 2차자석(51a)과 수평이동용 1차코일(30) 간의 추력만으로 이동하도록 구성할 수도 있다.

또한, 본 발명의 수직방향 전환과정은 제9도에 도시한 바와 같이, 전후측 수직지지판(60)의 수평이동용 2차자석(61a)과 상기 통로(10) 전후 내측의 수평이동용 1차코일(31) 간에 발생한 추력에 의해 수평이동하여 교차로(12)의 위치까지 진입한 후, 전후측 수직지지판(60)의 수직이동용 2차자석(62)과 상기 통로(10) 전후 내측의 수직이동용 1차코일(20) 간에 발생한 추력에 의해 상승하게 된다. 어느 정도 상승이 진행되면 상기 좌우측 수직지지판(60)의 수직이동용 2차자석(62)과 상기 통로(10) 좌우 내측의 수직이동용 1차코일(20) 간에 발생한 추력에 의해 상기 수직 통로(10)를 따라 계속 상승하게 된다.

그 외에도 전후방향 수평이동은 상기의 좌우방향 수평이동 과정과 유사하므로 그 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

한편, 상기 통로(10)의 교차로(12) 구조는 제12도에 도시한 바와 같으며, 이 지점에서의 케이지(40) 추락을 막기 위해 상기 교차로(12)의 전후 내측면에는 수직이동용 1차코일(20), (21)을 설치하는 것이 바람직하다.

제10도 및 제11도는 복수대의 케이지(40)를 운용하게 될 때, 상기 비운용 케이지(40b)와의 간섭을 방지하기 위하여 상기 통로(10)에 형성하게 되는 대피공간(11)의 설계 예를 제시한 것으로, 통로(10)의 측면 또는 저면에 형성한 실시예에 대한 운용과정을 보여주고 있다.

또한, 제13도에서는 상기 2차자석 조립체(A) 및 이에 대응하는 수직/수평이동용 1차코일(21), (31)을 케이지(40)와 통로(10) 내측의 상,하부에 각각 추가 설치한 변형예를 보여주고 있는데, 이러한 경우에도 상기 케이지(40)의 기본적인 운용방법은 거의 동일하며, 상,하부에 동일한 힘을 적용할 수 있으므로 더욱 안정적인 이동성능을 발휘할 수 있는 것이다.

상기와 같은 구성 및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는 다음과 같다.

본 발명에 따른 로플리스 엘리베이터는 케이지(40)의 측면으로부터 격리된 위치에 2차자석 조립체(A)를 설치하여 수직이동용 1차코일(20), (21) 및 수평이동용 1차코일(30), (31)과 상기 2차자석 조립체(A)에 의한 자성의 영향으로부터 벗어나게 되므로써 인체에 무해하며, 이에 따라 별도의 자기 차폐수단이 불필요하고 외력에 의한 케이지(40)의 변형이 방지되므로써 상기 케이지(40)의 경량화가 가능하며, 별도의 자세보정용 구동원이 없이도 상기 케이지(40)의 평형이 자체적으로 유지될 수 있고, 복수대의 케이지(40)를 동시에 운용할 수 있게 됨과 아울러, 건물 내부에 마련된 통로(10) 내에서 상하, 전후 및 좌우이동이 가능하게 되는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 인체에 자성이 작용하지 않도록 수직/수평방향으로 배열된 별도의 2차자석 조립체를 복수대의 케이지 상부에 각각 설치하고, 상하, 전후 및 좌우방향으로 형성된 통로를 따라 그 내측에 다수의 수직/수평이동용 1차코일을 배치하여, 상기 2차자석 조립체 및 수직/수평이동용 1차코일 간에 발생하는 추력에 의해 상기 케이지들이 간섭없이 상기 통로를 통해 이동할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 로플리스 엘리베이터 구동방법.
2. 상하, 전후 및 좌우방향으로 연결된 통로와, 이 통로의 각 내측면을 따라 설치된 다수의 수직이동용 1차코일 및 수평이동용 1차코일, 상기 통로의 내부에 수용되는 상하, 전후 및 좌우방향으로 이동하는 하나 이상의 케이지와, 이 케이지의 내부로 자력이 작용하지 않도록 상기 케이지의 측면으로부터 격리된 위치에 연결 설치되고 상기 수직이동용 1차코일 및 수평이동용 1차코일에 대응하여 상호간의 자성작용에 의해 상기 케이지를 이동시켜주기 위한 2차자석 조립체로 구성된 것을 특징으로 하는 로플리스 엘리베이터.
3. 제2항에 있어서, 상기 2차자석 조립체는 상기 케이지의 상부에 수직방향으로 설치된 연결봉과, 이 연결봉의 단부에 수평방향으로 배치된 수평지지판과, 이 수평지지판 상의 사방으로 일정 극성방향을 갖도록 각각 고정 배열된 수평이동용 2차자석과, 상기 연결봉의 사방 측면으로 각각 배치된 수직지지판과, 이 각 수직지지판 상의 좌우 양단에 일정 극성방향을 갖도록 고정 배열된 수평이동용 2차자석과, 상기 각 수직지지판 상의 중앙부에 일정 극성방향을 갖도록 고정 배열된 수직이동용 2차자석으로 구성된 것을 특징으로 하는 로플리스 엘리베이터.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 2차자석 조립체는 상기 케이지의 상부 및 하부에 각각 대응되도록 설치된 것을 특징으로 하는 로플리스 엘리베이터.
5. 제2항에 있어서, 상기 통로는 상하, 전후 및 좌우방향으로 이동할 수 있도록 수직 및 수평방향으로 교차하는 격자 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 로플리스 엘리베이터.
6. 제2항 또는 제5항에 있어서, 상기 통로는 그 각 내측상면 및 수평측면 상에 좌우방향으로 각각 설치된 수평이동용 1차코일과, 그 수직측면 상에 상하 및 좌우방향으로 각각 설치된 수직이동용 1차코일로 구성된 것을 특징으로 하는 로플리스 엘리베이터.