KR100972345B1 - 수평 유지 리프트 장치 - Google Patents

Abstract

지면을 기준으로 2차원 경사, 3차원 경사, 직선 형태의 경사 및 굴곡진 경사를 가진 외벽에서 모두 수평 상태를 자동으로 유지할 수 있는 수평 유지 리프트 장치를 제공한다. 그 장치는 건축물의 경사진 외벽을 따라 설치되는 마스트 상에 설치되고 마스트를 따라 이동하는 지지대에 장착된 승강기와, 승강기에 설치되고 승강기의 수평 상태를 확인하는 레벨레이터 및 레벨레이터와 지지대 사이를 연결하고, 레벨레이터에 의해 확인된 승강기의 수평 상태에 따라 마스트와 승강기 사이의 거리를 조절하여 승강기를 수평 상태로 유지시키는 액추에이터를 포함한다.

승강기, 레벨레이터, 액추에이터, 가이드 롤러, 마스트

Description

수평 유지 리프트 장치{LEVELING LIFT DEVICE}

본 발명은 리프트 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축물의 경사진 외벽을 따라 운행할 때 자동으로 승강기를 수평 상태로 유지하는 리프트 장치에 관한 것이다.

최근 국내외 토목 및 건축 등의 건설 현장에서 건축물의 미관을 위하여 수직형태의 단순함 보다는 굴곡을 두어 외장의 미려함을 추구하고 있다. 건축물은 주거와 업무라는 단순한 기능이외에도 도심의 미적인 환경을 주도하는 형태로 변화되고 있다. 이러한 건축물의 형태 변화는 세계적인 추세이며, 향후 건설되는 거의 모든 건축물에 적용될 것으로 보여 진다.

건축물을 건설하는 현장에서는 사람이나 자재를 실어 나르는 승강기를 포함하는 리프트가 사용되고 있다. 상기 리프트는 건물의 외벽을 따라 오르내리면서 사람이나 자재를 적절한 위치로 옮기는 역할을 한다. 하지만, 상기와 같은 최근의 건물의 형태 변화에도 불구하고, 건축 공사에 주로 사용되고 있는 리프트는 기계적인 설계의 한계로 인하여 거의 수직으로만 승강 및 하강하는 정도로 활용되고 있다. 이에 따라, 리프트가 건축물의 다양한 외관으로 인하여 발생하는 경사지고 굴곡진 외벽에 제대로 적용될 수 없게 되어 건축 공사에 지장을 초래하고 있다. 구체적으로, 경사지고 굴곡진 곳에 다다르면, 승강기가 한쪽으로 기울어져 사람과 자재가 넘어지거나 파손되는 현상이 일어나고 있다.

한편, 경사구간을 운행할 때, 승강기의 수평을 유지하기 위하여, 인코더 방식의 리프트가 제안되었다. 상기 리프트는 엔코더의 정해진 회전수에 따라 동작되는 유압발생기의 실린더에 의해 승강기의 자세가 변화되도록 한 것이다. 구체적으로, 래크와 치합되고 경사구간 및 수직구간의 경계부의 회전수를 감지하여 유압발생기로 작동신호를 보내는 엔코더에 의해 승강기의 자세를 교정한다.

그러나 종래의 엔코더 방식의 리프트 장치는, 예를 들어, 지면을 기준으로 x축과 y축으로 이루어진 2차원 평면상에서, 직선 형태의 경사에만 적용될 수 있다. 이에 따라, 지면을 기준으로 x축, y축 및 z축으로 이루어진 3차원의 경사에는 적용하기 힘들고, 더욱이 굴곡진 경사에는 이를 사용할 수 없다. 또한 상기 장치는 엔코더의 회전수에 의해 유압실린더를 동작하기 위한 신호를 송출하므로, 전기적인 오작동의 발생이 많고, 그에 따른 오차가 발생한다.

나아가, 종래의 방식은 엔코더의 회전수에 따라 동작하므로, 상기 리프트를 사용하는 현장의 여건에 맞추어 이를 동작시키기 위한 회로 구성에 대한 프로그래밍이 현장마다 별도로 필요하다. 이에 따라, 리프트의 설치할 때마다 높이와 경사각에 대한 설정(setting)이 필요하게 되어 시간적인 손실이 크다. 게다가, 회전수에 의한 각 지점의 정보 입력과 입력된 정보의 PLC(Power Line Communication) 회로에 의한 결합으로 구조가 복잡하여 제작 원가가 비싸다는 단점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 지면을 기준으로 2차원 경사, 3차원 경사, 직선 형태의 경사 및 굴곡진 경사를 가진 외벽에서 모두 수평 상태를 유지할 수 있고, 동작하는 데 오차가 없으며, 시간적인 손실(loss)과 경제적인 부담을 줄일 수 있는 수평 유지 리프트 장치를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 수평 유지 리프트 장치는, 건축물의 경사진 외벽을 따라 설치되는 마스트와, 상기 마스트 상에 설치되고 상기 마스트를 따라 이동하는 지지대와, 상기 지지대에 장착된 승강기와, 상기 승강기에 설치되고 상기 승강기의 수평 상태를 확인하는 레벨레이터, 및 상기 레벨레이터와 상기 지지대 사이를 연결하고, 상기 레벨레이터에 의해 확인된 상기 승강기의 수평 상태에 따라 상기 마스트와 상기 승강기 사이의 거리를 조절하여 상기 승강기를 수평 상태로 유지시키는 액추에이터를 포함한다.

이때, 상기 경사진 외벽은 직선 형태, 굴곡진 형태 및 직선 형태와 굴곡진 형태의 조합 중에 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다. 또한, 상기 경사진 외벽은 지면이 수평인 한 축을 x축이라고 하고, 상기 x축과 90도의 각을 이루고 지면과 수평인 축을 y축이라고 하며, 상기 x축에 수직이면서 지면에 수직인 축을 z축이라고 할 때, 상기 x축과 상기 z축으로 이루어진 2차원적인 면에 형성된 경사이거나 상기 x축, y축 및 z축으로 이루어진 3차원적인 공간에 형성된 경사일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 레벨레이터는 중력을 이용한 근접 스위치 방식(proximity switch type)이고, 직육면체의 형태로 5개의 상기 근접 스위치를 포함하며, 상기 근접 스위치는 상기 레벨레이터의 천정 면과, 상기 천정 면을 구성하도록 하는 4개의 벽면에 각각 마주보도록 고정될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 액추에이터는 전기 모터 방식이고, 모터, 기어박스, 잭스크류로 구성될 수 있다.

본 발명의 수평 유지 리프트 장치에 의하면, 승강기의 수평 상태를 감지하는 레벨레이터와, 레벨레이터의 명령에 의해 승강기를 수평 상태로 유지하는 액추에이터를 설치함으로써, 지면을 기준으로 2차원 경사, 3차원 경사, 직선 형태의 경사 및 굴곡진 경사를 가진 외벽에서 모두 자동으로 수평 상태를 유지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

본 발명의 실시예에서는 지면을 기준으로 2차원 경사, 3차원 경사, 직선 형태의 경사 및 굴곡진 경사를 가진 외벽에서도 수평 상태를 유지할 수 있고, 동작하는 데 오차가 없는 자동으로 수평을 유지하는 리프트 장치를 제시할 것이다. 이를 위해, 상기 장치의 핵심부품 중의 하나인 레벨레이터를 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 리트프 장치가 동작하는 과정을 상세하게 설명할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 리프트 장치를 나타내는 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 리프트 장치(100)는 건축물의 직선 형태 또는 굴곡지게 경사진 외벽을 따라 설치되는 마스트(mast; 24)와, 마스트(24)와 가이드 롤러(22)에 의해 결합되어 마스트(24)를 따라 상하로 이동하는 지지대(26)를 구비한다. 지지대(26)의 상부에는 지지대를 이동시키는 구동 모터(18)가 장착되어 있고, 지지대(26)의 하부에는 승강기(10)가 추락할 때 제동력을 발생시키도록 구성된 안전장치(20)가 설치되어 있다.

그리고 지지대(26)의 전면에는 하단의 힌지부(28)와 연결되어 항상 수평 자세가 유지되도록 동작하는 승강기(cage; 10)가 구비된다. 또한, 승강기(10)의 상부에는, 본 발명의 핵심부품 중에 하나인 승강기의 수평 상태를 확인하는 레벨레이터(levelator; 14) 및 승강기(10)가 힌지부(28)를 중심으로 동작하도록 제어하는 제어 장치(control device; 12)를 포함한다. 제어 장치(12)는 레벨레이터(14)와 지지대(26) 사이를 연결하는 액추에이터(actuator; 16)의 동작을 제어하여, 승강기(10)가 항상 수평 상태를 유지하도록 작동시킨다. 이때, 본 발명의 리프트(100)의 수평을 유지하는 데에 있어서, 레벨레이터(14)와 액추에이터(16)가 핵심적인 역할을 한다.

여기서, 레벨레이터(14)는 물체를 항상 지구 중심에 대하여 일직선으로 일치시키려는 성질을 이용하는 것으로, 장착된 추가 일정한 각도 이상 기울어지면 이를 근접 스위치가 인식하여 승강기(10)가 지면과 수평인지를 확인하는 부품이다. 다시 말해, 레벨레이터(14)는 본 발명의 승강기(10)가 지구 중심에 대하여 수직으로 위치하고 있는 지를 확인하는 것이다. 또한, 액추에이터(16)는, 모터, 기어박스, 잭스크류로 구성되어 있으며, 근접 스위치에서 신호를 받아 전기가 공급되면 모터를 기동하여 승강기를 수평으로 유지하게 하는 것이다.

본 발명의 실시예에 의한 리프트 장치(100)에 의하면, 승강기(10)가 지면과 수평인지를 감지하는 레벨레이터(14) 및 레벨레이터(14)에 의하여 수평에 벗어낫다고 감지되면 이를 수평 상태로 전환시켜 주는 액추에이터(16)가 설치되어 있다. 이에 따라, 본 발명의 승강기(10)는 항상 지면과 수평인 상태, 즉 중력 방향에 대하여 수직인 상태를 유지할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 리프트 장치(100)에서의 핵심부품인 레벨레이터(14)와 액추에이터(16)에 의하여 승강기(10)의 수평을 자동으로 유지하는 원리에 대해여 설명하기로 한다.

도 2a는 본 발명의 실시예에 의한 리프트 장치(100)의 레벨레이터(14)를 x, y, z축의 3차원으로 도시한 사시도이고, 도 2b는 도 2a를 x축과 z축으로 이루어진 단면으로, 도 2c는 도 2a를 y축과 z축으로 이루어진 단면으로 표현한 단면도이다. 여기서, 지면이 수평인 한 축을 x축이라고 할 때, x축과 90도의 각을 이루고 지면과 수평인 축을 y축, 그리고 x축에 수직이면서 지면에 수직인 축을 z축이라고 한다.

도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 레벨레이터(14)는 케이 스(1)와, 케이스(1)의 내벽면 및 천정면에 장착되는 5개의 근접 스위치(proximity switch; 3)와, 센싱 핀(5)이 근접 스위치(3)들의 중앙에 위치하도록 케이스(1)의 바닥면에 고정되는 추 어셈블리(7)로 구성된다.

여기서, 근접 스위치(3)는 레벨레이터(14)의 추가 일정한 각을 이루어 센싱핀(5)이 근접 스위치(3)에 가까이 가면 전기회로에 신호를 보내는 부품이다. 근접 스위치(3)는 도시된 바와 같이 직육면체의 형태를 가지며, 천정면의 중앙에 아래로 향하도록 1개가 설치된다. 또한 천정면을 구성하도록 하는 벽면에서 서로 마주보도록 4개가 설치된다. 추 어셈블리(7)는 레벨레이터(14)의 아래면의 중앙에 균형추(9)가 고정되고, 상부에는 센싱 핀(5)이 5개의 근접 스위치(3)로 이루어진 공간의 중앙에 위치하도록 되어 있다.

레벨레이터(14)의 센싱 핀(5)이 어느 하나의 근접 스위치(3)로 기울어지게 되면, 근접 스위치(3)는 그 기울기를 도 1에 도시된 제어 장치(12)에 보낸다. 이어서, 제어 장치(12)는 전송된 기울기를 수집하여 그 결과를 전기적으로 신호처리하고, 그 신호를 액추에이터(16)에 전달한다. 제어 장치(12)로부터 전기 신호를 수신하면, 액추에이터(16)를 구성하는 모터가 전력을 공급받아 가동된다. 그리고 기어박스에서는 상기 모터의 회전을 기어 비율로 조정하고 이 회전력을 잭스크류에 전달한다. 그러면, 상기 잭스크류는 상기 모터 및 상기 기어박스의 회전 운동을 직선 운동으로 바꾸어 동력을 전달하고, 마스트(24)의 경사각에 따라 승강기(10)와 마스트(24) 사이의 길이를 조절함으로써 승강기(10)를 수평으로 유지하게 한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 레벨레이터(14)는 천정면의 근접스위치(3)를 중심으로 왼쪽과 오른쪽 내벽면 뿐만 아니라, 앞쪽과 뒤쪽의 내벽면에도 근접 스위치가 설치된다. 이에 따라, 2차원적인 경사, 3차원적인 경사, 직선 형태의 경사 및 굴곡진 경사에서도 자동으로 승강기(10)를 수평 상태로 유지할 수 있다. 이에 대해서는 추후에 상세하게 설명할 것이다. 경우에 따라, 2차원적, 예를 들어 도 2b의 x축과 z축으로 이루어진 단면에서의 경사만을 위하여 근접스위치(3)를 3개만을 설치할 수도 있다. 이는 본 발명의 리프트 장치가 사용되는 환경에 따라 달라질 수도 있기 때문이다.

또한, 본 발명의 중력을 이용한 근접 스위치 타입의 레벨레이터(14)는, 종래의 PLC 회로를 이용하는 엔코더 방식에 비하여 구조가 간단하고, 고장 발생이 적으며 작동상 오차 범위가 작다. 또한, 현장에 따라 별도의 회로 구성이 필요하지 않으므로, 장비를 제작하거나 장비를 사용할 때 발생하는 시간적인 손실을 줄일 수 있다. 아울러, 본 발명의 전기 모터 방식의 액추에이터(16)는 구동부가 일체형으로 이루어져 있으므로, 유압발생기, 컨트롤 밸브, 장치 유압 실린더 등으로 이루어지는 종래의 유압실린더 방식에 비하여, 구조가 간단하고 단가가 저렴한 장점이 있다.

따라서 본 발명의 수평 유지 리프트 장치(100)에 의하면, 경사진 외벽을 따라 마스트(24)를 설치하고, 승강기(10)의 상부에 장착된 레벨레이터(14)가 명령하는 대로 승강기(10)의 상부에 장착된 액추에이터(16)를 작동시킴으로써, 굴곡지지 않은 직선 형태의 경사면뿐만 아니라 굴곡진 경사면에서도 승강기(10)의 수평 상태를 자동으로 유지할 수 있게 된다.

도 3a는 본 발명의 실시예에 의한 리프트 장치(100)에서 승강기가 2차원적으로 경사진 면을 승강하는 상태를 도시한 개략도이고, 도 3b는 2차원적으로 경사지고 더불어 굴곡진 면을 승강하는 상태를 도시한 개략도이다. 이때, 도 3a는 도 1의 y축과 z축으로 경사진 외벽에 설치된 리프트를 a방향으로 본 것이다. 경우에 따라, 승강기는 3차원적인 경사에도 적용할 수 있다. 여기서, 지면이 수평인 한 축을 x축이라고 할 때, x축과 90도의 각을 이루고 지면과 수평인 축을 y축, 그리고 x축에 수직이면서 지면에 수직인 축을 z축이라고 한다. 설명의 편의를 위하여, 2개의 축으로 이루어진 면에 형성된 경사를 2차원 경사, 3개의 축으로 이루어진 공간에 형성된 경사를 3차원 경사라고 한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 리프트 장치(100)는 2차원적인 경사뿐만 아니라 3차원적인 경사에도 적용될 수 있다. 또한 각각의 경사가 직선인 상태와 굴곡진 상태에도 적용될 수 있다. 구체적으로, 건물의 외벽이 2차원적이고 직선 형태의 경사, 2차원적이며 굴곡진 경사, 3차원적이고 직선 형태의 경사 및 3차원적이며 굴곡진 경사에도 적용할 수 있다.

도 3a에 의하면, x축과 z축으로 이루어진 면에 형성된 직선 형태의 경사(θ₁)에 마스트(24)가 설치된 사례를 보여주는 것이다. 이와 유사하게, 도 3b는 x축과 z축으로 이루어진 면에 굴곡진 부분(30)으로 이루어진 경사에 마스트(24)가 설치된 사례를 보여주는 사례이다. 도면에서와 같이, 경사에 따라 액추에이터(16)에 의해 마스트(24)와 승강기(10) 사이의 거리를 조절하여 승강기(10)의 수평을 유지할 수 있다. 만일, 위의 경사가 x축, y축 및 z축으로 이루어진 3차원 공간에 형성되어도 앞에서 설명한 방식대로 승강기(10)의 수평을 유지할 수 있다. 즉, 본 발명의 리프트 장치(100)는 어떤 형태의 경사라도 이를 적용할 수 있다는 장점이 있다.

즉, 본 발명의 리프트 장치(100)는 작업환경에 따라 별도의 회로를 구성할 필요가 없이 굴곡 등의 각 지점에 대한 경사각을 중력에 의하여 자동으로 수평을 유지하므로, 굴곡진 경사를 포함하는 모든 경사를 갖는 건축물에서도 적용할 수 있다. 게다가, 본 발명의 리프트 장치(100)의 마스트(24)와, 지지대(26)와, 가이드롤러(26)의 구성에 의하면, 굴곡진 구간 및 직선 구간 등의 각 구간에서의 경사각을 감지하는 별도의 설정이 필요 없으므로, 복잡한 건축물에도 용이하게 적용할 수 있다.

이상에서 본 발명은 바람직한 실시예와 도면에 의해 상세하게 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

도 1은 본 발명에 의한 리프트 장치를 나타내는 개략도이다.

도 2a는 본 발명에 의한 리프트 장치의 레벨레이터를 x, y, z축의 3차원으로 도시한 사시도이고, 도 2b는 도 2a를 x축과 z축으로 이루어진 단면으로, 도 2c는 도 2a를 y축과 z축으로 이루어진 단면으로 표현한 단면도이다.

도 3a는 본 발명에 의한 리프트 장치의 승강기가 2차원적으로 경사진 면을 승강하는 상태를 도시한 개략도이고, 도 3b는 2차원적으로 경사지고 더불어 굴곡진 면을 승강하는 상태를 도시한 개략도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

3 : 근접 스위치 5 : 센싱 핀

7 : 추 어셈블리 9 : 균형추

10; 승강기 14 : 레벨레이터

16 : 액추에이터 22 : 가이드롤러

24 : 마스터 26 : 지지대

30 : 굴곡진 부분 100 : 리프트 장치

Claims (7)

1. 건축물의 경사진 외벽을 따라 설치되는 마스트;

   상기 마스트 상에 설치되고 상기 마스트를 따라 이동하는 지지대;

   상기 지지대에 장착된 승강기;

   상기 승강기에 설치되고 상기 승강기의 수평 상태를 확인하는 레벨레이터; 및

   상기 레벨레이터와 상기 지지대 사이를 연결하고, 상기 레벨레이터에 의해 확인된 상기 승강기의 수평 상태에 따라 상기 마스트와 상기 승강기 사이의 거리를 조절하여 상기 승강기를 수평 상태로 유지시키는 액추에이터를 포함하며,

   상기 레벨레이터는 중력을 이용한 근접 스위치 방식(proximity switch type)이고, 직육면체의 형태로 5개의 상기 근접 스위치를 포함하며, 상기 근접 스위치는 상기 레벨레이터의 천정 면과, 상기 천정 면을 구성하도록 하는 4개의 벽면에 각각 마주보도록 고정된 것을 특징으로 하는 수평 유지 리프트 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 경사진 외벽은 직선 형태, 굴곡진 형태 및 직선 형태와 굴곡진 형태의 조합 중에 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수평 유지 리프트 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 경사진 외벽은 지면이 수평인 한 축을 x축이라고 하고, 상기 x축과 90도의 각을 이루고 지면과 수평인 축을 y축이라고 하며, 상기 x축에 수직이면서 지면에 수직인 축을 z축이라고 할 때,

   상기 x축과 상기 z축으로 이루어진 2차원적인 면에 형성된 경사이거나 상기 x축, y축 및 z축으로 이루어진 3차원적인 입체에 형성된 경사인 것을 특징으로 하는 수평 유지 리프트 장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 액추에이터는 전기 모터 방식인 것을 특징으로 하는 수평 유지 리프트 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 액추에이터는 모터, 기어박스, 잭스크류로 구성된 것을 특징으로 하는 자동 수평 유지 리프트 장치.

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