KR100904530B1

KR100904530B1 - 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치 및 이를 갖는 승강기

Info

Publication number: KR100904530B1
Application number: KR1020080137442A
Authority: KR
Inventors: 문태현
Original assignee: 태성이엔씨(주); 솔로몬산업 주식회사
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2009-06-25

Abstract

본 발명은 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치 및 이를 갖는 승강기에 관한 것으로, 외부로부터 가해지는 힘을 다중으로 감쇄하여 경제적 손실과 인명피해를 최소화함을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치는, 일측을 향해 개방된 공간이 구비된 하우징(11)과; 상하가 연통되면서 중심을 향하여 유입부(12b,13b)가 구비된 공기배출구(12a,13a)가 각각 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 형성된 환형이며, 상기 하우징의 내부에 2개 이상 적층되는 튜브(12,13)와; 상기 튜브의 안쪽에 직선 왕복 이동 가능하게 설치되며 외력에 의해 상기 하우징 내부에 삽입되며 상기 하우징 내부의 공기를 가압하여 상기 공기배출구를 통해 배출되도록 하는 피스톤(14)과; 그리고, 상기 튜브의 안쪽에 장착되어 상기 피스톤의 복귀를 안내하는 코일스프링(15)을 포함한다. 그리고, 상하로 적층된 공기배출구를 폐쇄하고 튜브들의 비틀림 방지를 위하여 핀(16)이 더 적용될 수 있다.

완충, 승강기, 공기, 코일스프링

Description

다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치 및 이를 갖는 승강기{AN IMPACT ABSOPTION APPARATUS APPLYING MULTI REDUCTION OIL CYLINDER FORM AND ELEVATOR HAVING THIS}

본 발명은 충격 흡수 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부로부터 가해지는 충격에너지를 공기압력에 의해 감쇄하여 충격 흡수 효율을 향상함과 아울러 장기간 사용하여도 완충 효율을 유지할 수 있도록 한 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치 및 이를 갖는 승강기에 관한 것이다.

일반적으로 승강기, 산업장비 등에는 충격을 흡수하는 충격 흡수 장치가 적용된다.

충격 흡수 장치는 스프링식, 유압식 등 다양한 종류가 공개되어 있다.

그러나, 종래 충격 흡수 장치는 어느 정도의 완충능력을 갖고 있긴 하지만, 급작스럽게 가해지는 큰 충격, 예를 들어 승강기의 추락시 가해지는 충격을 흡수하지 못하는 단점이 있다.

이하에서는 승강기용 충격 흡수 장치를 예로 들어 구체적으로 설명한다.

일반적으로 승강기용 충격 흡수 장치는 승강기의 안전장치로서, 케이지 또는 균형추가 최하층에 정지하지 않고 피트에 돌입한 경우, 승객의 안전을 확보할 수 있는 완충성능으로서, 대개 평균감속도 1G 이하에서 정지시키는 성능이 요구된다. 또 2.5 G 이상의 가속도가 0.04초 이상 지속하지 않는 것이 요구된다. 즉 충격 흡수 장치는 언제나

안정되고, 또한 큰 가속도가 발생하지 않는 뛰어난 완충성능을 구비하고 있는 것이 필요하다.

종래의 충격 흡수 장치의 구조로서, 승강기의 정격운전속도의 크기에 따라 저속영역(일반적으로 45 내지 60 m/min 이하)에는 일반적으로 스프링식 충격 흡수 장치, 이 저속영역을 초과하는 승강설비에는 유압식 충격 흡수 장치가 사용되고 있다. 스프링식 충격 흡수 장치는 코일스프링의 탄성에 의해 충돌 에너지를 흡수하는 충격 흡수 장치이고, 유압식 충격 흡수 장치는 완충시에 피스톤이 실린더내에 들어감으로써 실린더내에 봉입되는 오일의 저항력을 스로틀로 제어하므로서 제동력을 제어하여, 소정의 완충성능을 내는 기구이다.

그러나 스프링식 충격 흡수 장치는 강도상의 문제로부터, 유압식은 그 구조상으로부터 자유길이가 커지는 결점이 있다. 또 특히 유압식 충격 흡수 장치는 그 구조상 고가가 되는 것을 피할 수 없다.

또한 최근 피트의 축소화의 요구가 높아지고 있고, 충격 흡수 장치의 소형화, 특히 자유높이를 작게 하는 것이 요구되고 있다.

그리고, 종래 충격 흡수 장치는 외력의 크기에 대응하는 버팀력의 조절이 불가능하거나 어려운 단점도 있다. 예를 들어 스프링식의 경우 스프링은 탄성계수가 변하지 않는 것이기 때문에 필요 이상의 큰 탄성력을 갖는 스프링을 사용할 수밖에 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공기압력을 이용하여 외력으로부터 가해지는 충격에너지를 다중 흡수하도록 함으로써 승강기 등의 파손을 줄이고 인명 피해를 최소화할 수 있는 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치 및 이를 갖는 승강기를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 공기배출량의 조절을 통해 외력의 크기에 대응하는 공기 압력을 조절하려는데 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치는, 일측을 향해 개방된 공간이 구비된 하우징과; 상하가 연통되면서 중심을 향하여 유입부가 구비된 공기배출구가 각각 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 형성된 환형이며, 상기 하우징의 내부에 2개 이상 적층되는 튜브와; 상기 튜브의 안쪽에 직선 왕복 이동 가능하게 설치되며 외력에 의 해 상기 하우징 내부에 삽입되며 상기 하우징 내부의 공기를 가압하여 상기 공기배출구를 통해 배출되도록 하는 피스톤과; 그리고, 상기 튜브의 안쪽에 장착되어 상기 피스톤의 복귀를 안내하는 탄성부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 의한 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치를 갖는 승강기는, 저면에 상기 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치가 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치 및 이를 갖는 승강기에 의하면, 공기 압력에 의해 외력을 다중 감쇄하여 예를 들어 승강기의 추락시 승강기가 승강기실 바닥에 큰 충격으로 충돌하지 않도록 함으로써 인명피해를 최소화할 수 있으므로 충격 완충 장치로서의 신뢰성을 향상할 수 있다.

그리고, 핀의 사용 수량만을 달리하여도 피스톤으로부터 전가되는 압력에 대항하는 공기 압력의 크기 변화가 가능하여 다양한 크기의 외력에 적합한 제품을 용이하게 생산할 수 있는 등의 효과가 있다.

도 1 내지 도 3에서 보이는 것처럼, 본 발명에 의한 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치(10)는, 하우징(11), 튜브(12,13), 피스톤(14) 및 코일스프링(15)으로 구성되어, 외력에 의해 피스톤(14)이 튜브(12,13)에 삽입되면서 튜브(12,13) 내부에 채워진 공기의 압력에 의해 피스톤(14)에 전가되는 충격을 흡수하는 것이다.

하우징(11)은 피스톤(14)이 직선 왕복 이동할 수 있는 공간을 제공하는 것으로, 내부에 일측이 개방된 공간(11a)을 갖는다.

튜브(12,13)는 각각 환형으로 형성되며 하우징(11) 내부에 적층된다. 튜브(12,13)는 다수개가 적층되며 여기서는 2개가 적층된 것을 예로 들어 설명한다. 편의상 하우징(11)의 바닥부에서부터 제1튜브(12), 제2튜브(13)로 구분하여 설명한다.

제1,2튜브(12,13)는 각각 일정 두께를 갖는 환형이며 외경은 하우징(11)의 내부에 삽입되는 크기이고 내경은 피스톤(14)이 직선 왕복 운동할 수 있는 크기이며 피스톤(14)에 가해지는 충격을 충분히 흡수할 수 있는 높이이다.

제1,2튜브(12,13)에는 제1,2공기배출구(12a,13a)가 형성된다. 제1,2공기배출구(12a,13a)는 제1,2튜브(12,13) 내부에 있는 공기가 배출되도록 함으로써 이 공기에 의해 피스톤(14)에 전가되는 충격을 흡수하도록 하는 것이며, 따라서, 제1,2튜브(12,13)의 내부와 연통되도록 중심을 향하는 부분에 유입부(12b,13b)가 구비된다.

즉, 제1,2튜브(12,13)가 적층되면 제1,2공기배출구(12a,13a)가 자연스럽게 일치되어 제1공기배출구(12a)에 유입된 공기는 제2공기배출구(13a)를 통해 외부로 배출된다.

본 발명은 피스톤(14)의 가압에 의해 제1,2공기배출구(12a,13a)를 따라 배출 되는 공기에 의해 충격 흡수가 이루어지는 것이므로 제1,2공기배출구(12a,13a)에 의한 공기의 배출면적이 결정될 것이다.

제1공기배출구(12a)와 제2공기배출구(13a)는 서로 연통되어 공기가 배출될 수 있도록 동일한 크기로 이루어지며, 단 제2공기배출구(13a)의 수량은 제1공기배출구(12a)의 수량보다 많게 형성된다. 왜냐하면, 피스톤(14)에는 초기에 큰 힘이 가해지기 때문이다.

여기서는 제1,2튜브(12,13) 즉 2개의 튜브가 구성된 것을 예로 들어 설명하였지만, 튜브는 3개 이상도 가능하며, 하우징(11)의 개구부측으로 갈수록 공기배출구의 수량을 많아질 수 있다.

본 발명은 제1,2튜브(12,13)의 제1,2공기배출구(12a,13a)가 일치될 수 있도록 핀(16)이 적용된다. 핀(16)은 제1,2튜브(12,13)의 제1,2공기배출구(12a,13a)에 걸쳐 끼워져 제1,2튜브(12,13)간에 비틀림이 일어나지 않도록 함으로써 핀(16)이 끼워지지 않은 제1,2공기배출구(12a,13a)들이 연통되도록 한다. 따라서, 핀(16)은 2개 이상이 사용될 것이다.

핀(16)은 제1,2튜브(12,13)의 비틀림을 막는 동시에 제1,2공기배출구(12a,13a)를 폐쇄하는 기능도 수행한다. 즉, 핀(16)은 제1,2공기배출구(12a,13a)를 통해 배출되는 공기의 양을 통해 완충 능력을 조절할 수 있는 것이다.

코일스프링(15)은 자체 탄성력에 의해 피스톤(14)으로부터 전가되는 충격에너지를 흡수하고 피스톤(15)에 가해진 외력이 없어질 때 피스톤(15)을 원위치시킨 다. 코일스프링(15)은 전술한 기능을 수행하는 탄성부재의 일예인 것일 뿐이며, 동일한 기능을 수행하는 탄성부재로 대체될 수 있다.

제1,2튜브(12,13)와 핀(16)이 조립 상태를 유지할 수 있도록 하우징(11)의 개구 단부에는 캡(17)이 조립된다. 캡(17)은 피스톤(14)의 운동을 방해하지 않도록 환형으로 형성될 수 있으며 제2공기배출구(13a)의 폐쇄정도를 최소화하면서 핀(16)이 빠지지 않을 두께로 이루어진다.

하우징(11), 제1,2튜브(12,13), 피스톤(14)은 알루미늄 등을 재질로 할 수 있다.

이와 같은 구성의 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치(10)는 사용처에 따라 사용수량이 달라질 것이며, 도 4에서처럼, 다수개가 함께 사용될 수 있고, 피스톤(14)에 전가되는 충격에너지를 줄일 수 있도록 완충매트(20)가 더 적용될 수 있다.

완충매트(20)는 강재매트(21)와 탄성매트(22)(고무, 합성수지 등)로 구성될 수 있다.

강재매트(21)와 탄성매트(22)는 차례로 적층될 것이며, 외력이 가해지는 쪽에서부터 탄성매트(22) - 강재매트(21)의 순으로 배치된다. 피스톤(14)을 기준으로 하면 강재매트(21) - 탄성매트(22)의 순으로 배열되며, 강재매트(21)와 피스톤(14)간의 결속력 증대를 위하여 강재매트(21)에는 피스톤(14)이 삽입되는 홈이 형성된다.

강재매트(21)와 피스톤(14)은 서로 분리될 수 있도록 체결구 등을 통해 조립된다. 따라서, 강재매트(21)와 피스톤(14) 중 어느 하나만 교체나 보수가 필요한 경우 서로 분리하여 쉽게 보수와 교체를 할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치의 작용은 다음과 같다.

설명의 편의를 위해 승강기가 설치되는 승강기실의 바닥부에 본 발명의 충격 흡수 장치(10)가 설치되는 것을 예로 들어 설명한다.

도 4에서 보이는 것처럼, 승강기(1)가 설치되는 승강기실(2)의 바닥부에는 다수의 충격 흡수 장치(10)가 설치된다.

충격 흡수 장치(10)는 핀(16)을 통해 제1,2공기배출구(12a,13a)의 개폐를 달리할 수 있으며, 승강기(1)로부터 전가되는 충격에너지를 산출하여 핀(16)의 수량과 충격 흡수 장치(10)의 수량을 결정한다.

충격 흡수 장치(10)가 승강기실(2)의 바닥부에서 이탈되지 않도록 승강기실(2) 바닥에는 하우징(11)의 일부분이 삽입될 수 있도록 기초부(3)가 구축된다.

충격 흡수 장치(10)들을 기초부(3)에 설치하고, 강재 매트(21)와 탄성매트(22)로 이루어진 완충매트(20)를 충격 흡수 장치(10) 위에 설치한다. 이와 다르게 완충매트(20)를 다수의 충격 흡수 장치(10)들에 먼저 조립한 후, 충격 흡수 장치(10)들을 기초부(3)에 설치할 수도 있다.

이와 같이 충격 흡수 장치(10)가 설치된 상태에서는 피스톤(14)에 외력이 가 해지지 않았기 때문에 코일스프링(15)의 탄성력에 의해 코일스프링(15)이 압축되지 않은 상태이다. 즉, 피스톤(14)이 하우징(11)에서 빠지지는 않았지만 압축될 수 있는 위치로 셋팅된다.

이처럼, 충격 흡수 장치(10)가 설치된 상태에서 승강기(1)의 추락 사고가 발생한 경우 먼저 승강기(1)는 탄성매트(22)에 충돌한다. 탄성매트(22)는 자체 탄성력에 의해 탄성 변형되면서 승강기(1)로부터 전가되는 충격에너지를 흡수한다.

강재 매트(21)는 자체 강성을 통하여 버팀력을 발생함으로써 승강기(1)의 추락을 지연시키고 충격 흡수 장치(10)를 보호한다.

이어서, 충격 흡수 장치(10)에 의해 승강기(1)로부터 전가되는 충격에너지가 흡수되고 승강기(1)의 추락이 멈추거나 지연될 것이다.

구체적으로 설명하면, 완충매트(20)를 통해 전가되는 힘에 의해 피스톤(14)이 하강하게 될 것이다. 제1,2튜브(12,13) 내부에는 공기가 채워져 있기 때문에 피스톤(14)은 순간적으로 하강하지 못하고, 공기의 저항을 받게 된다.

즉, 피스톤(14)의 하강하는 힘에 의해 제1,2튜브(12,13) 내부의 공기는 제1,2튜브(12,13)의 유입부(12b,13b)를 통해 제1,2공기배출구(12a,13a)에 각각 유입된 후, 제1공기배출구(12a) - 제2공기배출구(13a)를 경유하여 외부로 배출된다. 이때, 제2공기배출구(13a)가 제1공기배출구(12a)보다 많기 때문에 제2공기배출구(13a)를 통해 공기가 배출되면서 피스톤(14)으로부터 가해지는 초기의 큰 에너지를 감쇄하며, 이어서, 제1공기배출구(12a)에 유입된 공기는 제1,2공기배출구(12a,13a)를 경유하여 외부로 배출되면서 피스톤(14)에 가해진 에너지 감쇄한다. 이와 같은 충격에너지의 감쇄를 통해 피스톤(14)의 하강이 지연된다.

또한, 피스톤(14)이 하강하면 코일스프링(15)이 압축되며, 코일스프링(15)은 자체 탄성력에 의해 피스톤(14)에서 전가되는 충격에너지를 흡수하고 피스톤(14)의 하강을 지연시킨다.

결과적으로 승강기(1)의 추락시 완충매트(20)와 충격 흡수 장치(10)(공기압, 코일스프링(15)의 탄성력)가 다단계로 승강기(1)로부터 가해지는 충격에너지를 흡수하고 승강기(1)가 바닥에 충돌하지 않게 된다.

한편, 전술한 바와 같은 작용에 의해 승강기(1)의 추락이 정지된 후, 승강기(1)를 정상 위치로 복원하여 피스톤(14)에 가해지던 힘이 없어지면 코일스프링(15)의 복원력에 의해 피스톤(14)이 상승하여 원위치로 복귀된다.

도 5는 본 발명에 의한 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치를 갖는 승강기의 요부 발췌 구성도이다.

승강기(1)의 저면에는 하나 이상의 충격 흡수 장치(10)가 설치된다.

충격 흡수 장치(10)는 도면에서처럼 피스톤(14)이 승강기실(2)의 바닥부를 향하도록 세워지며 고정플레이트(30)를 통해 승강기(1)에 설치될 수 있다.

충격 흡수 장치(10)의 하우징(11)의 단부에는 외향 플랜지(11b)가 형성된다.

고정플레이트(30)는 하우징(11)의 플랜지(11b)가 안착되는 하우징 안착부(31)가 형성된 판상이며 승강기(1)의 저면에 체결구를 통해 분리 가능하게 설치된다.

다수의 충격 흡수 장치(10)가 적용된 경우 피스톤(14)의 저면에는 완충매트 등이 적용될 수도 있다.

본 발명에 따른 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치를 갖는 승강기의 추락시에는 충격 흡수 장치(10)가 승강기실(2)의 바닥에 충돌하는 순간 충격 흡수가 개시되며, 충격 흡수 장치(10)에 의한 충격 흡수는 전술한 것과 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 의한 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치의 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치의 분해 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치의 종단면도.

도 4는 본 발명에 의한 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치에 완충매트가 적용된 설치 상태도.

도 5는 본 발명에 의한 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치를 갖는 승강기의 요부 발췌 구성도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1 : 승강기, 2 : 승강기실

3 : 기초부,

10 : 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치,

11 : 하우징, 12,13 : 튜브

14 : 피스톤, 15 : 코일스프링

16 : 핀, 17 : 캡

Claims

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일측을 향해 개방된 공간이 구비된 하우징(11)과;

상하가 연통되면서 중심을 향하여 유입부(12b,13b)가 구비된 공기배출구(12a,13a)가 각각 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 형성된 환형이며, 상기 하우징의 내부에 2개 이상 적층되는 튜브(12,13)와;

상기 튜브의 안쪽에 직선 왕복 이동 가능하게 설치되며 외력에 의해 상기 하우징 내부에 삽입되며 상기 하우징 내부의 공기를 가압하여 상기 공기배출구를 통해 배출되도록 하는 피스톤(14)과; 그리고,

상기 튜브의 안쪽에 장착되어 상기 피스톤의 복귀를 안내하는 탄성부재를 포함하고,

상기 튜브의 공기배출구는 상기 하우징의 바닥부에 적층된 것에서부터 상기 하우징의 개구부를 향해 적층되는 튜브로 갈수록 수량이 많게 형성되며,

상기 튜브들은 상기 공기배출구에 끼워지는 핀에 의해 연결되고 상기 공기배출구 중 개방되는 공기배출구의 수량이 달라지는 것을 특징으로 하는 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치는 다수개가 일정 간격을 두고 설치되며, 상기 피스톤에는 강재매트(21)와 탄성매트(22)가 피스톤측에서부터 적층되는 것을 특징으로 하는 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치.
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내부에 승객실이 형성되며 승강수단에 의해 승강기실에 승강하는 승강기 본체와; 상기 승강기 본체의 저부에 일정 간격을 두고 설치되는 청구항 4에 의한 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치를 포함하고,

상기 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치는, 상기 하우징이 상기 승강기 본체의 저면에 고정되어 상기 피스톤이 상기 승강기실의 바닥을 향하게 설치되며,

상기 하우징의 단부에는 외향 플랜지가 형성되며, 상기 하우징은 상기 하우징이 관통하면서 상기 외향 플랜지가 안착되는 하우징 안착부(31)를 갖으며 상기 승강기 본체의 저면에 체결구를 통해 고정되는 고정플레이트(30)에 의해 설치되는 것을 특징으로 하는 다중 감쇄형 유압실린더 방식을 응용한 충격 흡수 장치를 갖는 승강기.