KR101147825B1 - 엘리베이터용 유입완충기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 엘리베이터용 유입완충기는, 엘리베이터 카 또는 균형추의 추락시 충격을 흡수하기 위한 장치로서, 상기 엘리베이터 카 또는 균형추의 하부면과 접촉하는 헤드; 상기 헤드로부터 하측으로 연장되며 내부에 기체가 충전된 외측 로드; 상기 외측 로드의 하단에 고정된 피스톤; 상기 피스톤의 외주면이 접촉하면서 슬라이딩 가능하게 외측 튜브; 및 상기 피스톤의 내주면이 접촉하면서 슬라이딩 가능하게 설치된 내측 로드;를 포함하며, 상기 내측 로드는 그 내측 로드의 길이방향을 따라 내부에 빈 공간이 형성된 튜브 형상의 구조를 구비하며, 상기 내측 로드의 외주면과 내주면을 관통하는 오리피스 공이 상기 내측 로드의 길이방향을 따라 이격되도록 배치된 것을 특징으로 한다.

Description

엘리베이터용 유입완충기{Oil-filled shock absorber for elevator}

본 발명은 엘리베이터의 기계적 안전장치로서, 건물의 최하부에 설치되어 엘리베이터가 내외적 원인으로 인하여 추락할 때 충격을 흡수하여 그 엘리베이터를 정지시키는 안전장치에 관한 것이다.

일반적으로 엘리베이터의 설치구조는 도 1에 도시된 바와 같이 승강로(1)를 따라 승하강 가능하도록 설치된 엘리베이터 카(2)와 그 엘리베이터 카(2)의 원활한 승하강이 가능하도록 그 엘리베이터 카(2)와 도르래(3) 및 로프(4)에 의해 연결된 균형추(5)를 포함하며, 상기 엘리베이터 카(2) 또는 균형추(5)의 예기치 않은 추락시에 그 엘리베이터 카(2)나 균형추(5)의 낙하 충격을 흡수하기 위해 건물의 하부에 완충장치(6)가 설치되어 있다.

본 발명은 상기 완충장치(6)에 관한 것이다. 일반적으로 상기 완충장치(6)는 유입완충기가 사용되고 있다. 도 2는 종래의 유입완충기의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2 및 도 3을 참조하여 종래의 유입완충기의 완충과정을 설명하면 다음과 같다.

즉, 유입완충기의 상부 헤드(110)측에 외력이 가해질 경우 외측 로드(120)가 내측 튜브(130) 외주면을 따라 하측으로 이동한다. 이 과정에서 상기 외측 로드(120)의 내부에 충전된 질소 가스는 압축된다. 외측 로드(120)가 하측으로 이동하면 그 외측 로드(120)와 연결되어 있는 피스톤(140)이 하측으로 이동한다. 상기 피스톤(140)이 하측으로 이동과정에서 상기 내측 튜브(130)의 내주면을 따라 이동하게 된다. 그런데, 상기 내측 튜브(130)에는 그 내측 튜브(130)의 길이방향을 따라 일정한 간격으로 오리피스 공(135)이 복수 마련되어 있다. 상기 내측 튜브(130)를 수용하는 오일탱크(150)가 그 내측 튜브(130)의 외측에 마련되어 있다. 상기 오일탱크(150)와 상기 내측 튜브(130)에는 일정한 양의 오일(oil)이 수용되어 있다. 따라서, 상기 피스톤(140)이 하측으로 이동함에 따라 상기 내측 튜브(130)에 마련된 오리피스 공(135)을 지나게 된다. 상기 피스톤(140)이 상기 내측 튜브(130)를 통과함에 따라 상기 내측 튜브(130)와 상기 오일탱크(150) 간을 연결하는 오리피스 공(135)의 면적이 점차적으로 감소하게 된다. 그 결과 상기 내측 튜브(130) 내의 압력이 상승하게 되고 그 압력 상승에 의해 저항력으로 상기 외측 로드(120)의 급격한 추락이 억제된다. 결과적으로 상기 헤드(110)에 작용한 외력을 흡수하게 되는 것이다. 이 과정에서 상기 내측 튜브(130)에서 상기 오리피스 공(135)을 통해 유출된 오일은 상기 오일탱크(150)에 저장된다. 상기 헤드(110)에 작용한 외력이 제거되면 상기 외측 로드(120) 내측에 충전된 질소 가스는 팽창하여 상기 외측 로드(120)를 밀어 올려 원위치로 복귀시킨다. 상기 외측 로드(120)가 복귀하면 상기 오일탱크(150)에 저장된 오일의 일부가 상기 오리피스 공(135)을 통해 다시 내측 튜브(130)에 채워지게 됨으로써 상기 유입완충기의 작동이 완료된다.

이와 같은 구조의 종래의 유입완충기는 상기 내측 튜브(130)로부터 유출된 오일을 저장하기 위해 그 내측 튜브(130)의 외측에 오일 탱크(150)가 구비되어야 하는 구조이므로 그 오일 탱크(150)를 추가적으로 설치하기 위해 제조비용이 증가하고, 유입완충기의 부피 및 중량이 증가하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 별도의 오일탱크가 필요하지 않도록 유입완충기의 구조를 개선함으로써, 중량 및 부피가 감소되고 구조가 간단한 엘리베이터용 유입완충기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 엘리베이터용 유입완충기는, 엘리베이터 카 또는 균형추의 추락시 충격을 흡수하기 위한 장치로서,

상기 엘리베이터 카 또는 균형추의 하부면과 접촉하는 헤드;

상기 헤드로부터 하측으로 연장되며 내부에 기체가 충전된 외측 로드;

상기 외측 로드의 하단에 고정된 피스톤;

상기 피스톤의 외주면이 접촉하면서 슬라이딩 가능하게 외측 튜브; 및

상기 피스톤의 내주면이 접촉하면서 슬라이딩 가능하게 설치된 내측 로드;를 포함하는 유입완충기에 있어서,

상기 내측 로드는 그 내측 로드의 길이방향을 따라 내부에 빈 공간이 형성된 튜브 형상의 구조를 구비하며, 상기 내측 로드의 외주면과 내주면을 관통하는 오리피스 공이 상기 내측 로드의 길이방향을 따라 이격되도록 배치된 점에 특징이 있다.

상기 외측 로드의 하단부에는 상기 내측 로드로부터 유출된 오일이 상기 외측 튜브로 이동할 수 있도록 보조 오리피스 공이 구비된 것이 바람직하다.

상기 외측 로드 내부에 수용된 기체는 질소인 것이 바람직하다.

상기 오리피스 공 간의 간격은 상기 내측 로드의 하측으로 갈수록 좁아지게 배치된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 엘리베이터용 유입완충기는 튜브 형태의 내측 로드에 오리피스 공을 형성함으로써 외측 튜브가 오일탱크 역할을 수행하므로 종래의 유입완충기와 달리 별도의 오일탱크를 제작할 필요가 없어서 전체적으로 유입완충기의 중량 및 부피를 절감시키는 효과를 제공한다.

도 1은 일반적인 엘리베이터 설치구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 엘리베이터용 유입완충기의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 "A" 부위를 확대하여 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엘리베이터용 유입완충기의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 "B" 부위를 확대하여 보여주는 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 외측 로드가 하강하는 과정 중 상태를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 4에 도시된 외측 로드가 최대로 하강한 상태를 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엘리베이터용 유입완충기의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 4에 도시된 "B" 부위를 확대하여 보여주는 도면이다. 도 6은 도 4에 도시된 외측 로드가 하강하는 과정 중 상태를 보여주는 도면이다. 도 7은 도 4에 도시된 외측 로드가 최대로 하강한 상태를 보여주는 도면이다.

도 4 내지 도 7을 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 엘리베이터용 유입완충기(10, 이하 "유입완충기"라 함)는 엘리베이터 카 또는 균형추(도 1 및 배경기술 참조)의 추락시 충격을 흡수하기 위한 장치이다.

상기 유입완충기(10)는 헤드(20)와, 외측 로드(30)와, 피스톤(40)과, 외측 튜브(50)와, 내측 로드(60)를 포함하고 있다.

상기 헤드(20)는 상기 엘리베이터 카 또는 균형추의 하부면과 접촉하도록 배치된 부재이다. 즉 상기 유입완충기(10)의 최상부에 배치된 부재이다.

상기 외측 로드(30)는 상기 헤드(20)로부터 하측으로 연장되어 있다. 더 구체적으로 상기 외측 로드(30)의 상단부는 상기 헤드(20)와 고정되어 있다. 상기 외측 로드(30)는 내부에 예컨대 질소와 같은 기체가 충전되어 있다. 즉, 상기 외측 로드(30)는 내부에 기체를 충전할 수 있는 공간이 구비되어 있다. 상기 헤드는 상기 외측 로드(30)의 상부 커버 역할을 수행한다. 상기 외측 로드(30)의 하단부에는 후술하는 내측 로드(60)로부터 유출된 오일이 후술하는 외측 튜브(50)로 이동할 수 있도록 보조 오리피스 공(62)이 구비되어 있다. 상기 보조 오리피스 공(62)은 상기 피스톤(40) 보다 상측에 구비되어 있다.

상기 피스톤(40)은 상기 외측 로드(30)의 하단에 고정되어 있다. 상기 피스톤(40)은 상기 외측 로드(30)의 하부 커버 역할을 수행한다. 따라서, 상기 외측 로드(30)에 수용된 질소 기체는 상기 헤드(20)와 상기 피스톤(40)에 의해 밀폐된 상태에 있게 된다. 상기 피스톤(40)의 중심부에는 그 피스톤(40)의 상부면과 하부면을 관통하는 구멍 형태의 슬라이드 공(42)이 형성되어 있다. 상기 슬라이드 공(42)은 후술하는 내측 로드(60)의 외주면이 슬라이딩 접촉되는 부위이다.

상기 외측 튜브(50)는 상기 피스톤(40)의 외주면이 접촉하면서 슬라이딩 가능하게 배치된 부재이다. 상기 외측 튜브(50)는 수직 방향으로 길게 형성되어 있다. 상기 외측 튜브(50)는 하단부는 밀폐되어 있다. 상기 외측 튜브(50)의 상단부는 상기 외측 로드(30)가 슬라이딩 가능하게 구멍이 형성되어 있다. 상기 외측 튜브(50)에 형성된 구멍의 둘레는 상기 외측 튜브(50)에 수용되는 오일이 유출되지 않도록 씰링구조가 마련되어 있다. 상기 피스톤(40)은 상기 외측 튜브(50)에 수용된 상태로 승하강 이동된다. 즉, 상기 피스톤(40)은 상기 외측 튜브(50) 내에서 상승 또는 하강할 수 있는 구조로 설치되어 있다.

상기 내측 로드(60)는 상기 외측 튜브(50) 내에 고정 설치되어 있다. 상기 내측 로드(60)의 하단부는 상기 외측 튜브(50)의 바닥에 고정되어 있다. 상기 내측 로드(60)의 상단부는 상기 피스톤(40)을 사이에 두고 상기 외측 로드(30)에 슬라이딩 가능하게 결합되어 있다. 더 구체적으로 상기 내측 로드(60)의 하단부가 상기 외측 튜브(50)의 바닥에 고정되어 있으므로, 상기 외측 로드(30)가 상기 내측 로드(60)에 대해 슬라이딩 이동이 가능하게 된다. 상기 내측 로드(60)의 상단부와 상기 외측 로드(30)의 슬라이딩 면 사이에는 씰링처리가 되어 있다. 따라서, 상기 외측 로드(30)가 상기 내측 로드(60)를 따라서 하강하면 상기 외측 로드(30)에 수용된 질소 기체가 압축된다.

상기 내측 로드(60)는 그 내측 로드(60)의 길이방향을 따라 내부에 빈 공간이 형성된 튜브 형상의 구조를 구비하고 있다. 상기 내측 로드(60)의 외주면을 따라 상기 피스톤의 내주면이 접촉하면서 슬라이딩 가능하게 설치되어 있다. 상기 내측 로드(60)의 외주면과 내주면을 관통하는 오리피스 공(62)이 다수 구비되어 있다, 상기 오리피스 공(62)은 상기 내측 로드(60)의 길이방향을 따라 이격되도록 배치되어 있다. 상기 오리피스 공(62) 간의 간격은 상기 내측 로드(60)의 상측으로부터 하측으로 갈수록 좁아지게 배치되어 있다.

이하에서는, 위와 같은 구성요소를 포함하는 엘리베이터용 유입완충기의 완충작용을 상세하게 서술하기로 한다.

도 1에 도시된 엘리베이터 카가 예기치 않은 상태에서 하방으로 추락하는 경우에 상기 엘리베이터 카의 하부면은 추락하는 과정에서 상기 유입완충기(10)의 헤드(20)에 최초로 접촉하게 된다. 상기 엘리베이터 카의 추락에 의해 상기 헤드(20)에 가해진 충격으로 상기 외측 로드(30)가 하방으로 이동한다. 이 과정에서 상기 외측 로드(30)의 내부에 충전된 질소 기체가 압축된다. 또한, 상기 피스톤(40)의 외주면은 상기 외측 튜브(50)의 내주면을 따라 슬라이딩 된다. 이와 동시에 상기 피스톤(40)의 내주면은 상기 내측 로드(60)의 외주면을 따라 슬라이딩 이동된다. 상기 피스톤(40)과 상기 외측 로드(30)가 하방으로 이동함에 따라 상기 외측 튜브(50)에 수용된 오일은 상기 피스톤(40)에 의해 가해진 압력에 의해 상기 내측 로드(60)의 외주면과 내주면을 관통하는 상기 오리피스 공(62)을 통하여 상기 내측 로드(60)의 내부로 이동한다. 또한, 상기 내측 로드(60)의 내부로 이동된 오일은 도 6에 도시된 바와 같이 상기 외측 로드(30)에 마련된 보조 오리피스 공(62)을 통하여 상기 외측 튜브(50)와 상기 외측 로드(30) 사이에 형성된 공간으로 이동한다. 이 과정에서 상기 오리피스 공(62)과 상기 보조 오리피스 공(62)을 통하여 이동되는 오일의 양은 상기 피스톤(40)이 하방으로 이동할수록 줄어든다. 따라서, 상기 피스톤(40)과 상기 외측 로드(30)는 점점 더 천천히 하방으로 이동하게 된다. 이와 같이 상기 외측 튜브(50)에 수용된 오일이 상기 오리피스 공(62)과 상기 보조 오리피스 공(62)을 통하여 상기 피스톤(40)의 상측에 형성된 공간으로 이동함에 따라 상기 헤드(20)에 가해진 충격은 오일의 압력에 의해 완충 된다. 도 7은 상기 피스톤(40)이 최대로 하방 이동한 경우의 상태를 보여주는 도면이다. 이와 같은 과정을 통하여 상기 유입완충기(10)기는 상기 헤드(20)에 가해진 충격을 완충하게 된다. 상기 헤드(20)에 가해진 외력이 제거된 경우에는, 상기 외측 로드(30)의 내부 체적이 압축된 질소 기체에 의해 팽창되므로 그 외측 로드(30)에 수용된 질소 기체의 복원력에 의해 상기 피스톤(40) 상측으로 이동하게 된다. 상기 외측 로드(30)가 상측으로 복귀하면 상기 피스톤(40)의 상부와 상기 외측 튜브(50) 사이에 이동되어 있던 오일은 다시 보조 오리피스 공(62)과 오리피스 공(62)을 통하여 상기 내측 로드(내부로 이동된 후에 상기 피스톤(40)의 하부와 상기 외측 튜브(50) 사이의 공간으로 이동한다. 또한, 본 실시 예에서와 같이 상기 오리피스 공(62) 간의 간격이 상기 내측 로드(60)의 하측으로 갈수록 좁아지게 배치된 경우에는 상기 피스톤(40)이 하측으로 이동할수록 상기 유입완충기(10)의 충격흡수효과가 지수함수 곡선으로 증가하게 되는 효과가 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 유입완충기(10)는 종래와 같이 오일이 오리피스 공을 통하여 이동하는 양을 제어함으로써 완충작용을 수행하는 원리는 동일하나, 내측 로드(60)를 튜브 형상으로 구성하고 그 내측 로드(60)의 외주면과 내주면을 관통하도록 오리피스 공(62)을 형성함으로써, 종래와 달리 별도의 오일탱크를 설치할 필요가 없으므로 유입완충기(10)의 부피와 중량이 감소하게 됨으로써, 유입완충기(10)의 설치 공간을 줄이고 제조비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.

이상, 바람직한 일 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.

10 : 엘리베이터용 유입완충기 20 : 헤드
30 : 외측 로드 32 : 보조 오리피스 공
40 : 피스톤 50 : 외측 튜브
60 : 내측 로드 62 : 오리피스 공

Claims (4)

1. 엘리베이터 카 또는 균형추의 추락시 충격을 흡수하기 위한 장치로서,
   상기 엘리베이터 카 또는 균형추의 하부면과 접촉하는 헤드;
   상기 헤드로부터 하측으로 연장되며 내부에 기체가 충전된 외측 로드;
   상기 외측 로드의 하단에 고정된 피스톤;
   상기 피스톤의 외주면이 접촉하면서 슬라이딩 가능하게 외측 튜브; 및
   상기 피스톤의 내주면이 접촉하면서 슬라이딩 가능하게 설치된 내측 로드;를 포함하는 유입완충기에 있어서,
   상기 내측 로드는 그 내측 로드의 길이방향을 따라 내부에 빈 공간이 형성된 튜브 형상의 구조를 구비하며, 상기 내측 로드의 외주면과 내주면을 관통하는 오리피스 공이 상기 내측 로드의 길이방향을 따라 이격되도록 배치된 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 유입완충기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 외측 로드의 하단부에는 상기 내측 로드로부터 유출된 오일이 상기 외측 튜브로 이동할 수 있도록 보조 오리피스 공이 구비된 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 유입완충기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 외측 로드 내부에 수용된 기체는 질소인 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 유입완충기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 오리피스 공 간의 간격은 상기 내측 로드의 하측으로 갈수록 좁아지게 배치된 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 유입완충기.

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