KR100381607B1 - 승강기 로우프 장력 균등화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 메인로우프(이하 "로우프")에 의해 카(car)를 지지하는 승강기의 로우프상호간 장력을 자동적으로 균등화시키는 장치에 관한 것으로서, 그 구성을 간편하게 하여 제작, 설치 및 관리를 용이하게 하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 로우프가 체결되는 카, 균형추, 기계실 또는 승강로 상의 일측의 로우프 단부에, 빔(2)에 체결되며 상부에 로드(14)를 안내하는 안내공(11)이 천공되고 강구(鋼球, ball)가 산적된 컨테이너(10)와, 각각의 로우프에 배치되고 컨테이너 내에서 산적된 강구를 밀폐ㆍ압착시킨 상태에서 직선 슬라이딩 이동을 하는 압착블록(13)과, 각각의 로우프에 배치된 압착블록과 로우프를 지지하기 위해 로우프체결부재(3a)를 통하여 로우프에 연결되고 압착블록과 일체로 된 로드(14)가 구성되어 강구 상호간의 유동성에 의해 로우프간의 장력을 균등화시키는 것이다.

이와 같은 구성에 의해 제작, 설치 및 관리가 용이한 장치를 제공함으로서 그에 수반되는 노동력을 절감할 수 있다.

Description

승강기 로우프 장력 균등화장치 { Rope tension-equalizer of elevator }

우선 본 명세서상에서 사용하는 용어 중

"로우프체결부재"는 로우프 체결시 일반적으로 이용되는 로우프소켓, 심블로드, 완충스프링, 스프링시트, 턴버컬(turnbuckle), 매달림판(hitch plate), 너트 및 분할핀 등으로 구성되거나 또는 이들의 일부로 구성된 부품을 의미한다.

"빔"은 로우프가 체결되는 승강로나 기계실의 빔(beam)을 비롯하여, 카나 균형추의 상부 빔(crooshead)을 의미한다.

"로우프"는 메인로우프(main rope)를 의미한다.

본 발명은 복수의 로우프와 구동시브의 마찰에 의해 카를 구동시키는 로우프식 승강기나 복수의 로우프에 의해 카를 지지하는 간접식의 유압식 승강기에 있어서, 로우프상호간 불균등한 장력을 자동적으로 균등화시키는 장치에 관한 것이다.

단일하중을 복수의 로우프가 지지하는 로우프식 승강기나 유압식 승강기 또는 이와 유사한 장치에 있어서, 로우프상호간 상대적 길이 차가 있을 경우 그 각각에 미치는 하중이 동등하지 않아 장력의 불균형이 발생한다. 로우프의 길이 차는 일반적으로, 와이어로우프 특성상 로우프의 굽힘과 딱딱함 때문에 초기 설치시나 교체작업시 로우프간에 상대적 길이를 일치시키기가 곤란한 점과 장력을 주는 기타요소의 설치상의 하자로부터 발생하며, 그 외에도 로우프간의 팽창비율차이, 시브나 로우프의 재질 불량, 카 이용의 위치 편중 등에 기인하여 시간의 흐름에 따른 로우프상호간의 상대적 길이변화에 의해서도 발생한다. 이로 말미암아 다른 로우프에 비하여 상대적으로 길이가 짧아진 로우프는 과다한 장력이 걸려 소선이 급속도로 마모되고, 또한 변형되거나 파단되며, 당해 로우프가 통과하는 시브홈(groove)의 조기마모를 유발하여 로우프와 시브의 빈번한 교체를 요하게되고 또한, 로우프 상호간의 하중의 불균형에 의해 구동 중에 종ㆍ횡방향으로 진동을 유발하여 기타부품의 수명에도 악영향을 미치게 되며, 승객을 불안하게 한다. 이는 마치 자동차에 있어서 휠 얼라인머트(wheel alignment)가 올바르지 않아 타이어를 비롯한 관련 부품의 수명을 급속도로 단축시키고, 조향능력과 승차감을 떨어뜨리는 것과 흡사하다.

이러한 로우프의 장력불균형과 관련하여 일본 특개평5-39181, 일본 특개평5-105349, 대한민국 등록특허공보 10-02225317(공개특허공보 특1997-0028476) 및 대한민국 공개실용신안공보 89-17589, 94-19292 등기타 여러 건의 기술이 공개된 바가 있지만 일본 특개평5-39181을 제외한 대부분의 기술들이 장력의 불균형 또는 시브홈의 편마모를 측정하는 장치이거나, 장력의 조정을 보다 용이하게 하는 장치에 관한 것들로서 이러한 기술들은 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

가)장력의 불균형을 검측하거나 조정하는 장소가 대부분 사람의 통로와 격리되어 있는 기계실이나 카 상부로서 꾸준한 확인을 위한 출입이 번거롭고,

나)앞서 설명한 바와 같이 장력 불균형이 설치작업이나 관련부품의 교체작업에서 출발하고 가장 큰 원인인 관계로, 불균형을 확인하였더라도 정확한 조정이 곤란하며,

다)정확한 조정이 이루어졌더라도 이후 발생하는 불균형은 재차 확인 때까지 계속되고,

라)불균형의 확인은 심대한 불균형이 선행되어야 하는 모순이 있으며,

마)불균형은 동시에 균형을 이루려는 역할(상대적으로 길이가 짧아진 로우프는 길이가 늘어나려는 역할과 그 로우프가 통과하는 시브홈의 마모를 촉진하는역할)을 함으로서 관리자가 느끼는 불균형은 실제에 미치지 못한다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 실시간 자동적으로 장력을 조정해주는 장치가 필요하게 되며, 그러한 의미에서 상기 일본 특개평5-39181은 장력불균형을 해소하는데 있어 효과적인 기술수단을 제공한다고 할 수 있다.

하지만, 첨부의 도면 중 도 1을 참조해 보면 알 수 있듯이 상기 일본 특개평5-39181은 로우프마다 별도의 블록으로 구성되는 유압실린더(33), 유압실린더 상호간 유체(油體, 작동유)의 통류를 위한 파이프(35), 유체의 통류를 저지하기 위해 파이프 중간에 설치되는 밸브(36) 등의 구성이 복잡하여 제작에 있어서 보다 많은 시간과 노동력을 필요로 하게되며 또한, 별도의 블록으로 구성된 유압실린더 때문에 설치에 있어서도 보다 많은 시간과 노동력을 필요로 하게된다. 이러한 문제는 로우프의 개수가 많아지는 경우, 사실상 조밀하게 배치되는 로우프로 인하여 더욱 심각해진다. 뿐만 아니라 별도로 구성된 실린더블록간의 간격과 실린더몸체 때문에 단위면적 당 반력(反力, reaction force)을 받는 피스톤의 상부면의 면적이 작아 같은 하중을 지지하기 위하여서는 보다 넓은 공간을 필요로 하게되고, 이것이 로우프가 조밀하게 배치된 기 설치된 승강기에 있어서는 적용을 곤란하게 할 수 있다.

따라서, 본 발명은 이 분야의 종래 기술인 상기 일본 특개평5-39181이 안고있는 구조의 복잡함을 해결하기 위함은 물론이고 더 나아가, 피스톤간에 균등한 반력이 작용하도록 하기 위한 그 장치 구성의 핵심인 유체가 가지는 누유의 우려라는근본적인 문제점을 해결하고, 각각의 로우프마다 별도로 형성되는 유압실린더, 실린더간 유체의 통류를 위한 통류관, 기밀유지를 위한 기밀부와 실린더에 유체를 주입하기 위한 유체주입부가 안고 있는 구성요소의 복잡함까지 해결하기 위한 기술수단을 제공하여 제작, 설치 및 관리가 용이한 로우프 장력 균등화장치를 얻는데 있다.

도 1은 본 발명장치의 특징과 관련된 종래기술의 구성을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 의한 승강기 로우프 장력 균등화장치의 실시예를 나타낸 사시도.

도 3은 도 2에서 강구를 제외한 내부구성을 나타내기 위해 부분별로 생략하거나 절개한 사시도.

도 4 및 도 5는 도 2의 동작상태를 나타내기 위한 정단면도.

도 6은 도 2에서 하나의 압착블록의 중심부를 기준한 측단면도.

도 7은 도 2에서 압착블록의 만곡부가 컨테이너에 형성될 경우의 정단면도.

도 8은 도 2에서 압착블록의 만곡부가 로드에 형성될 경우의 정단면도.

도 9는 도 2에서 컨테이너에 칸막이가 형성될 경우의 정단면도.

도 10은 본 발명장치가 균형추로 대용될 수 있도록 구성된 사시도.

도 11 및 도 12는 도 2에서의 본 발명장치가 빔(beam)에 설치된 경우를 예시한 사시도.

도 13은 도 10에서의 본 발명장치가 현장에 설치된 경우를 예시한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 본 발명장치의 참조부호 2 : 빔(beam)

3 : 로우프 3a : 로우프체결부재

4 : 가이드레일 5 : 균형로우프(보상로우프)

6 : 가이드슈(guide shoe) 7 : 주유기

10 : 컨테이너 10a : 몸통부

10b : 덮개부 10c : 칸막이벽

11 : 안내공 12 : 강구(鋼球, ball)

13 : 압착블록 14 : 로드(rod)

15, 15a : 설치볼트공 16 : 패킹

17 : 위치표식홈 18 : 로우프체결부

19a, 19b, 19c : 만곡부

21 : 추받힘부 22 : 가이드슈체결부

23 : 추(weight) 24 : 유동방지핀

31 : 피스톤로드 32 : 유체(작동유)

33 : 유압실린더 34 : 피스톤

35 : 파이프 36 : 밸브

이를 위한 본 발명은, 각 로우프간에 동일한 장력이 걸리도록 하기 위하여 밀폐된 공간에 주입될 수 있는 유동성매체는 압축공기나, 물 또는 유체 등의 액상매체라는 통상적인 사고에서 탈피하여 고체매체를 사용하는 것을 가장 큰 특징으로 하고, 그 구성은 고체매체인 강구(鋼球, ball)를 비롯하여 컨테이너, 로드와 일체로 된 압착블록 세 부분으로 나눌 수 있으며, 그에 대한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 참고로, 승강기 로우프 개수는 3, 4, 5,...등으로 이루어지고, 배열에 있어서는 직렬, 병렬(지그재그), 삼렬(지그재그)등이 있지만 로우프의 개수나 배열에 상관없이 본 발명장치의 구성과 작용원리가 같으므로 첨부된 모든 도면은 로우프를 직렬 4본으로 배치하는 것으로 하고 도시하였다.

<실시예 1>

도 3 내지 도 8을 참조하여,

가)일측의 로우프 단부와 빔 사이에서 빔(2)에 체결되어지며 몸통부(10a)와 그리고 로드(14)를 안내하기 위한 안내공(11)이 천공된 덮개부(10b)로 형성된 컨테이너(10)에 강구(12)가 산적(散積)되고, 컨테이너 내에는 산적된 강구를 밀폐ㆍ압착시킨 상태에서 직선 슬라이딩 이동을 하는 압착블록(13)이 각각의 로우프마다 배치되고, 각각의 로우프에 배치된 압착블록과 로우프를 지지(연결)하기 위하여 로우프체결부재(3a)를 통하여 로우프에 체결되면서 압착블록과 일체로 되어 안내공에서 직선 슬라이딩 이동을 하는 로드(14)로 구성되어, 로우프상호간의 상대적 길이 변화에 따른 차이나는 힘이 압착블록에 의해 강구에 불균등한 압을 가하게 됨으로서 강구가 압이 약한 방향으로 이동함에 따라 빈 공간이 생기게 되며, 이때 강구가 차지하는 산적용적(散積容積, grain capacity)은 비압축성 액상매체와 같이 거의 불변이므로 상대적으로 이완되는 어느 로우프에 배치된 압착블록의 상부에 늘어나는 강구의 산적용적만큼 다른 압착블록들의 상부에 있는 강구의 산적용적이 균등하게 줄어들고, 그 결과에 의해 장력의 불균형을 흡수하는 작용을 하게 하는 한편,

나)강구의 유동성이 제한되는 것을 방지하기 위하여, 로드에 인접한 컨테이너 내부 상면부의 중앙부가 볼록한 만곡부(19a)로 형성되거나 압착블록의 상부면의 중앙부가 볼록한 만곡부(19b)로 형성되거나 또는 압착블록에 가까운 로드부분이 볼록한 만곡부(19c)로 형성되며,

다)안내공에는 패킹(16)을 개재시켜 컨테이너 내로의 분진의 유입을 막고,

라)로드에는 컨테이너 밖으로 노출이 될 수 있는 부분에 압착블록의 이동범위와 현재위치를 알 수 있도록 위치표식홈(17)을 형성하고,

마)로우프측 단부에는 나사와 분할핀공으로 이루어지는 로우프체결부(18)가 형성되어 로우프 체결이 용이하도록 한다.

참고로, 전술한 내용 중 강구의 유동성이 제한되는 것을 방지하기 위한 볼록한 만곡부의 형성은 상대적으로 길이가 짧아진 로우프에 배치된 압착블록이 컨테이너 내부 상면부에 완전히 닿거나 가까워짐으로서 강구가 유동할 수 있는 종단면이 부족하게 되는 것을 방지하는 것이다. 즉, 관리자가 장기간 점검을 게을리 하여 어느 압착블록이 유동범위의 상한에 도달한 경우, 그 압착블록에 연결된 로우프의 길이가 다른 로우프에 비하여 상대적으로 더 짧아질 때 전술한 만곡부의 유무에 관계없이 그 로우프의 장력이 다른 로우프와 같게되는 것이 곤란한 것은 당연한 일이지만 만곡부가 없는 경우에는 그 압착블록으로 인하여 강구가 산적된 컨테이너의 공간이 분리됨으로서 분리된 공간간에 강구의 유동성이 차단되어 분리된 공간간에 위치한 압착블록끼리마저 장력을 조정하는 기능이 없어지기 때문에 이를 방지하기 위해서이다.

전술한 내용 중 위치표식홈(17)은 본 발명장치의 초기 설치시나 사용 중에 로우프 길이를 근본적으로 조정하거나 또는 로우프체결부재의 조작에 위해 압착블록을 가능한 한 유동범위의 중간에 위치하도록 하는데 도움을 줄 목적이며, 위치표식홈 중 가운데 홈이 안내공 단부에 인접해 있을 때 압착블록은 거의 유동범위의 중간에 위치한다.

<실시예 2>

도 6 및 도 9를 참조하여,

상기 실시예에서, 로우프의 길이변화량을 흡수하는 압착블록의 이동범위( L1+L4)를 길게 하기 위해 압착블록의 측면높이(L3)를 짧게 형성하고, 컨테이너에는압착블록간에 칸막이벽(10c)을 압착블록의 측면이 완전히 벗어나지 않도록 형성한다.

<실시예 3>

도 3을 참조하여,

상기 실시예 1 또는 실시예 2에서, 컨테이너에는 상하좌우양단에 설치볼트공(15)을 각각 형성하는 것은 물론, 좌우양단의 상하간에 U볼트용 설치볼트공(15a)을 각각 형성하여 기 설치된 승강기에 있어서도 빔(2)의 구조나 여건에 구애됨이 없이 설치를 용이하게 한다.

<실시예 4>

도 10 및 13을 참조하여,

가)상기 실시예 1 또는 실시예 2에서, 서로 슬라이딩되는 각각의 구성요소를 균형추로 대용될 수 있는 크기로 하고, 컨테이너가 빔에 체결되는 대신 가이드레일을 따라 이동할 수 있도록 가이드슈(6, guide shoe), 주유기(7) 등의 착설를 위한 가이드슈체결부(22)가 컨테이너의 상하좌우양단에 형성되며, 또한 저면에는 추받힘부(21)가 형성되어 여기에 무게보정을 위한 추(23, weight)가 장착되는 장치를 구성하여, 1:1로핑(roping) 방식으로 신설되는 승강기에서 본 발명장치가 균형추의 역할을 겸하게 함으로서 제작에 소용되는 비용을 절감하고, 균형추의 종방향 길이가 긴 점을 이용하여 로우프의 길이변화량을 흡수하는 압착블록의 이동범위를 크게 하는 한편,

나)전술한 추(23)는 같은 크기의"ㄷ"자 모양 2개를 단부를 서로 겹쳐"ㅁ"자를 이루어 컨테이너를 평면적으로 밀착되게 에워싸는 1조(set)로 되고, 그 하나의 모양은 두 개가 한 조로 되기 위해 겹쳐지더라도 겹쳐지는 부분의 높이가 늘어남이 없이 서로를 맞물고 있는 상태로 되기 위해 단부에 홈이 형성되며, 약간의 충격에도 서로 이탈하지 않도록 2개가 겹쳐지는 부분에 유동방지핀(24)을 삽입한다.

앞에서 약간 언급한 바가 있지만 상기한 바와 같이 구성된 본 발명장치에서 로우프 장력이 균등화되는 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명장치가 카나 균형추에 설치되는 경우에는 본 장치는 그 자체의 하중을 포함하여 카나 균형추의 하중을 로우프에 전달하고, 이 하중을 전달받은 로우프는 로우프체결부재(3a)와 로드(14)를 통하여 압착블록(13)을 인장하게 되며, 2:1로핑(roping) 방식에서처럼 구조물에 설치되는 경우에는 로우프는 카나 균형추로부터 직접 전달받은 하중에 의해 로우프체결부재와 로드를 통하여 압착블록을 인장하게 된다. 이와 같은 로우프의 인장은 도 4 또는 도 5를 참조해 보면 결국 압착블록에 의해P방향으로 강구(12)에 압을 가하게 된다. 이때 어느 로우프가 이완이 되어 로우프상호간에 상대적 길이변화가 일어 날 경우 로우프는 로우프상호간의 상대적길이 변화량에 따라 압착블록을 인장하는 힘이 달라지고, 이렇게 차이나는 힘은 압착블록에 의해 불균등한 압을 강구에 가하게 되어 강구의 입자 하나 하나에 압의 불균형이 발생하게 되며, 이때 강구의 입자들은 마치 물의 분자처럼 압이 낮은 곳으로 이동하게 되다가 산적된 모든 강구에 수평적으로 동일한 압력이 가해질 때 정지하게 된다. 이러한 강구의 이동과정은 압착블록의 이동과정이 되어, 결국 이것이 로우프상호간의 장력불균형을 가져올 수 있는 로우프의 길이변화를 흡수하는 작용을 하는 것이다.

한편, 도 4 또는 도 5를 참조하여 반력의 작용에 대해서 알아본다면 강구의 입자 하나를 두고 볼 때는 압력과 크기가 같은 반력이 강구의 중심에서 접촉면에 수직으로 작용하고, 산적된 강구 전체를 두고 볼 때는 압력과 크기가 같은 반력이 그것들이 접촉하는 컨테이너 또는 로드 또는 압착블록의 면에 수직방향으로 작용한다. 전술한 정지상태는 압착블록이P방향으로 강구에 가하는 압력과 강구에 의해R방향으로 압착블록에 작용하는 반력이 모든 부분이 동일하다는 것을 의미하며, 이때 만곡부 등과 같이P또는R방향과 각을 이루는 부분에 있어서의 압력이나 반력의 크기는P방향 또는R방향과 이루는 각의 코사인(cosine) 값과 같다.

이와 같은 작용에 있어서 도 4는 로우프상호간 길이가 같으면서 장력이 균형을 이루고 있는 상태를, 도 5는 로우프상호간 길이가 다르면서 장력이 균형을 이루고 있는 상태를 도시하고 있다.

상기와 같이 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하였지만, 그 분야의 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 미치는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음을 알수 있을 것이다.

상기 구성에서 보듯 본 발명은,

가)각각의 로우프마다 배치된 압착블록이 하나의 용기(container) 내에 위치하므로 각각의 로우프마다 배치된 피스톤이 위치하기 위해 별도의 실린더가 구성되어야 하는 유압방식에 비하여 구조가 간단해지며 또한, 압착블록과 강구가 하나의 용기내에 위치하므로 유압방식에 있어서의 유체의 통류를 위한 통류관이 필요 없게 되고 또한, 고체인 강구가 로우프 장력을 자동적으로 균등화시키기 위한 기술수단의 핵심부분인 유동성매체로 구성됨으로서 기밀유지를 위한 패킹 및 패킹홈, 유체주입을 위한 유체주입밸브 등이 필요 없게 되고 또한, 기밀을 요하지 아니하므로 정밀한 가공이 요구되지 않아 제작과 설치에 소요되는 노동력을 절감 할 수 있으며,

나)압착블록의 상부면이 컨테이너 내 전체에 형성되므로 단위면적 당 반력을 받는 면적이 유압방식의 그것보다 크고, 통류관 또는 관통공이 없으므로, 로우프의 개수, 배열, 배치간격에 상관없이 적용이 용이하고,

다)근본적으로 유체를 사용하지 아니함으로서 치명적인 사고를 불러 올 수 있는 누유의 우려가 없고,

라)부품이 거의 없이 간단한 구조로 이루어져 반영구적으로 사용할 수 있으며,

마)구성이 정밀을 요구하지 아니하므로 균형추를 대신하는 장치로 제작이 용이하다.

Claims (5)

1. 복수의 로우프에 의해 카(car)를 구동하거나 지지하는 승강기에 있어서, 빔(2)에 체결되며 로드(14)를 안내하는 안내공(11)이 상부에 천공되고 강구(ball)가 산적된 컨테이너(10)와, 각각의 로우프에 배치되고 컨테이너 내에서 산적된 강구를 밀폐ㆍ압착시킨 상태에서 직선 슬라이딩 이동을 하는 압착블록(13)과, 각각의 로우프에 배치된 압착블록과 로우프를 지지하기 위해 압착블록과 일체로 되고 로우프체결부재(3a)를 통하여 로우프에 연결되어지며 안내공에서 직선 슬라이딩 이동을 하는 로드로 어루어진 승강기 로우프 장력 균등화장치.
2. 제1항에 있어서, 로드에 인접한 컨테이너 내부 상면부의 중앙부나 압착블록의 상부면의 중앙부나 또는 압착블록에 가까운 로드부분 중 적어도 한 개소 이상에 볼록한 만곡부가 형성된 것을 특징으로 하는 승강기 로우프 장력 균등화장치.
3. 제2항에 있어서, 압착블록의 이동범위를 길게 하기 위해 압착블록의 측면높이를 짧게 형성하며, 컨테이너에는 압착블록간에 칸막이벽(10c)을 압착블록의 측면이 완전히 벗어나지 않도록 형성한 것을 특징으로 하는 승강기 로우프 장력 균등화장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 각 구성요소 중 서로 슬라이딩되는 각각의 구성요소를 균형추로 대용될 수 있는 크기로 하고, 컨테이너가 빔에 체결되는 대신 가이드레일을 따라 이동할 수 있도록 가이드슈(6), 주유기(7) 등의 착설를 위한 가이드슈체결부(22)를 컨테이너의 상하좌우양단에 형성하고, 또한 저면에는 추받힘부(21)가 형성되어 여기에 무게보정을 위한 추(23)가 장착된 것을 특징으로 하는 승강기 로우프 장력 균등화장치.
5. 제4항에 있어서, 추(23)는 같은 크기의"ㄷ"자 모양 2개의 단부를 서로 겹쳐"ㅁ"자를 이루어 컨테이너를 평면적으로 밀착되게 에워싸는 1조(set)로 되며, 그 하나의 모양은 두 개가 한 조로 되기 위해 겹쳐지더라도 겹쳐지는 부분의 높이가 늘어남이 없이 서로를 좌우 방향으로 맞물고 있는 상태로 되기 위해 단부에 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 승강기 로우프 장력 균등화장치.