KR101375390B1 - 엘리베이터의 완충장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상하로 승강하는 엘리베이터카 하방에 설치되어 엘리베이터가 비정상적인 원인으로 추락할 경우 충격흡수력이 높은 다공성 발포알루미늄이 자유낙하되는 엘리베이터카의 낙하충격을 흡수하도록 하여 엘리베이터카에 탑승한 승객의 안전이 확보되는 엘리베이터의 완충장치에 관한 것으로, 상하로 승강하는 엘리베이터카의 하방에 고정설치되고, 상면에 복수의 가이드홀이 수직으로 관통형성된 프레임과, 하부가 상기 프레임의 상부에 결합되고, 상하 길이방향을 따라 축소변형이 가능하도록 다공성 발포알루미늄으로 형성된 기둥형상의 충격흡수부재와, 상기 충격흡수부재의 상부에 결합되고, 자유낙하되는 상기 엘리베이터카의 하부와 접촉하면서 하강하여 상기 충격흡수부재를 축소변형시켜 상기 엘리베이터카의 낙하충격을 완화하는 충격판과, 상기 프레임의 가이드홀 각각에 삽입되어 상하로 슬라이딩 가능하도록 상기 충격판의 하부에 수직으로 각각 결합되고, 상기 충격판의 수직하강을 가이드하는 복수의 가이드봉을 포함하여 이루어진다.

Description

엘리베이터의 완충장치{BUFFER DEVICE OF THE ELEVATOR}

본 발명은 엘리베이터의 안전장치인 완충장치로서, 상세하게는 상하로 승강하는 엘리베이터가 비정상적인 원인으로 자유낙하되면서 추락할 경우 다공성 발포알루미늄으로 형성된 충격흡수부재가 낙하충격을 흡수하도록 하여 엘리베이터카에 탑승한 승객의 안전이 확보되는 엘리베이터의 완충장치에 관한 것이다.

통상적인 엘리베이터의 설치구조는 도 1에 도시된 바와 같이 상부에 회전풀리(3)가 설치되고, 상기 회전풀리(3)에 와이어(4)가 연결되며, 상기 와이어(4)의 일단에 엘리베이터카(2)가 연결되고 타단에 균형추(5)가 연결설치된다.

따라서 상기 엘리베이터카(2)는 승강로(1)를 따라 승·하강 가능하되, 상기 회전풀리(3)에 의해 원활한 승·하강이 가능하다.

상기 엘리베이터카(2) 또는 균형추(5)가 돌발이나 예상치 못한 상황에 의해 추락이 발생할 경우, 건물의 높이가 높을수록 낙하속도가 증가하면서 건물의 바닥에 추락한다. 이때, 상기 엘리베이터카(2) 내부에 탑승자가 있을 경우 탑승자의 안전에 직접적으로 영향을 미치므로, 각종 안전장치가 설치된다.

안전장치의 종류로는 상기 엘리베이터카(2)가 규정속도 이상으로 하강하는 경우에 비상정지가 가능하도록 FGC(flexible guide clamp)타입 또는 FWC(flexible wedge clamp)타입의 비상정지장치가 있다.

또한, 조속기(Governor)는 케이지와 같은 속도로 움직이는 조속기 와이어에 의해서 회전되고, 언제나 케이지의 속도를 조사하여 과속도를 검출하는 장치이다.

또한, 상기 엘리베이터카(2) 또는 균형추(5)의 추락에 의한 낙하시 충격을 흡수하기 위하여 건물의 하부 바닥에 완충기(Buffer) 즉, 엘리베이터 카 완충장치(6) 및 균형추 완충장치(7)가 설치된다.

상기 완충장치로 사용되는 완충기(Buffer)는, 엘리베이터의 기계적 안전장치의 최종 단계로 그 중요성은 특별하다. 조속기의 작용속도에 달하지 않고 상기 엘리베이터카(2)가 어떠한 원인에 의해 추락되고, 단말정차장치(Terminal Stopping Device) 및 최종리미트스위치(Final Limit Switch)가 모두 동작하지 않는 경우 최종으로 추락하는 엘리베이터카의 낙하충격을 감소시켜 정지시키는 안전장치이다.

또한, 상기 엘리베이터카(2)가 최상층을 향해 과속하여 치받는 상태가 되었을 때 상기 균형추(5)는 그 바로 밑에 있는 균형추 완충장치에 낙하되어 충격이 완화된다.

완충장치인 완충기(BUFFER)는, 스프링완충기(20)와 유입완충기(30)가 주로 사용된다.

ⅰ) 스프링완충기(Spring Buffer)(20)는 정격속도 60[m/min] 이하의 비교적 작은 행정 즉, 저속 엘리베이터 및 낙하충격이 적은 경우에 적용되는 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이 건물 바닥에 고정되는 베이스(21)와 상기 베이스의 상단에 코일스프링(22)이 설치되는 것으로, 상기 엘리베이터카(2)가 낙하되어 충격이 발생하면 온전히 스프링의 탄성력에 의하여 낙하충격을 흡수하여 감소시키는 구성이다.

그러나, 상기 스프링완충기(20)는 저속 및 소형의 엘리베이터에 적합한 것으로, 최근 고속 또는 초고속 및 대형화되는 엘리베이터에 적용하여 사용 중 엘리베이터카(2)의 추락이 발생할 경우 낙하충격을 흡수하는데 한계가 있어 고속 또는 초고속 및 대형 엘리베이터에는 적용할 수 없다는 문제점이 있다.

ⅱ) 유입완충기(Oil Buffer)(30)는 정격속도가 60[m/min] 이상으로 큰 행정 즉, 고속 또는 초고속 엘리베이터 및 낙하충격이 큰 경우에 적용되는 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이 상기 유입완충기(30)의 상부 헤드(31)측에 외력이 가해질 경우 외측로드(32)가 내측튜브(33) 외주면을 따라 하측으로 이동되는 과정에서 상기 외측로드(32)의 내부에 충전된 질소 가스는 압축된다. 상기 외측로드(32)가 하측으로 이동하면 상기 외측로드(32)와 연결되어 있는 피스톤(34)이 하측으로 이동한다. 상기 피스톤(34)이 하측으로 이동과정에서 상기 내측튜브(33)의 내주면을 따라 이동하게 된다. 또한, 상기 내측튜브(33)에는 길이방향을 따라 일정한 간격으로 오리피스공(35)이 복수로 구비된다.

또한, 상기 내측튜브(33)를 수용하는 오일탱크(36)가 상기 내측튜브(33)의 외측에 구성된다. 상기 오일탱크(36)와 상기 내측튜브(33)에는 일정한 양의 오일(oil)이 수용되어 있다. 따라서, 상기 피스톤(34)이 하측으로 이동함에 따라 상기 내측튜브(33)에 마련된 상기 오리피스공(35)을 지나게 된다. 상기 피스톤(34)이 상기 내측튜브(33)를 통과함에 따라 상기 내측튜브(33)와 상기 오일탱크(36) 간을 연결하는 상기 오리피스공(35)의 면적이 점차적으로 감소하게 된다. 그 결과 상기 내측튜브(33) 내의 압력이 상승하게 되고 그 압력 상승에 의해 저항력으로 상기 외측로드(32)의 급격한 추락이 억제된다.

결과적으로, 상기 헤드(31)에 작용한 외력을 흡수하게 되는 것이다. 이 과정에서 상기 내측튜브(33)에서 상기 오리피스공(35)을 통해 유출된 오일은 상기 오일탱크(36)에 저장된다. 상기 헤드(31)에 작용한 외력이 제거되면 상기 외측로드(32) 내측에 충전된 질소가스는 팽창하여 상기 외측로드(32)를 밀어 올려 원위치로 복귀시킨다. 상기 외측로드(32)가 복귀하면 상기 오일탱크(36)에 저장된 오일의 일부가 상기 오리피스공(35)을 통해 다시 내측튜브(33)에 채워지게 됨으로써 상기 유입완충기(30)의 작동이 완료된다. 즉, 유압에 의해 완충작용을 한다.

그러나, 상기 종래의 유입완충기(30)는 상기 내측튜브(33)로부터 유출된 오일을 저장하기 위해 그 내측튜브(33)의 외측에 상기 오일탱크(36)가 구비된 것으로, 상기 오일탱크(36)를 추가로 설치됨으로 인하여 구성이 복잡하고 제조비용이 상승하며 중량이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 건물의 바닥에 설치되면 정기검사 외에는 특별히 사용되거나 눈에 보이지 않으므로, 장기간에 걸쳐 건물의 바닥에 설치되어 있는 경우 오일의 누유가 발생하더라도 감지할 수 없다. 상기 유입완충기(30)에서 오일이 누유된 상태에서 상기 엘리베이터카(2)의 추락이 발생하여 상기 유입완충기(30)의 상부에 접촉되더라도 상기 엘리베이터카(2)의 충돌시 낙하충격을 정상적으로 흡수 및 감소시킬 수 없다. 상기 유입완충기(30)가 정상적인 낙하충격을 흡수할 수 없으면 엘리베이터카(2)의 추락으로 인한 충돌발생시 탑승자의 안전에 치명적인 문제가 발생한다.

대한민국 특허출원번호 10-2010-0113493호

한국주조학회지 제27권 제1호의 '개포형 6063 발포알루미늄의 압축특성' (2007년 1월 공개)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 스프링완충기가 적용될 수 없는 초고속엘리베이터에 적용가능하고, 유입완충기의 복잡한 구성을 간단한 구성으로 개선하면서도 추락하는 엘리베이터카의 낙하충격을 흡수하여 엘리베이터카에 탑승한 승객의 안전을 도모하도록 충격흡수력이 우수한 다공성 발포알루미늄을 충격흡수부재로 적용한 엘리베이터의 완충장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 엘리베이터의 완충장치는, 상하로 승강하는 엘리베이터카의 하방에 고정설치되고, 상면에 복수의 가이드홀이 수직으로 관통형성된 프레임과, 하부가 상기 프레임의 상부에 결합되고, 상하 길이방향을 따라 축소변형이 가능하도록 다공성 발포알루미늄으로 형성된 기둥형상의 충격흡수부재와, 상기 충격흡수부재의 상부에 결합되고, 자유낙하되는 상기 엘리베이터카의 하부와 접촉하면서 하강하여 상기 충격흡수부재를 축소변형시켜 상기 엘리베이터카의 낙하충격을 완화하는 충격판과, 상기 프레임의 가이드홀 각각에 삽입되어 상하로 슬라이딩 가능하도록 상기 충격판의 하부에 수직으로 각각 결합되고, 상기 충격판의 수직하강을 가이드하는 복수의 가이드봉을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 프레임은, 상면에 상기 충격흡수부재의 하부가 형합 삽입고정되도록 함몰형성된 안착홈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충격흡수부재는, 외주면이 길이방향을 따라 주름진 벨로우즈 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임의 가이드홀 각각에 삽입설치되고, 상기 가이드홀 각각에 삽입되는 상기 가이드봉 각각의 하단을 탄력지지하는 복수의 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 엘리베이터의 완충장치는, 상하로 승강하는 엘리베이터카의 추락시 발생되는 낙하충격을 충격흡수력이 우수한 다공성 발포알루미늄으로 형성된 충격흡수부재가 흡수하도록 하여 엘리베이터카에 탑승한 승객의 안전을 향상시킬 수 있다.

더욱이, 스프링완충기가 적용될 수 없는 초고속 엘리베이터에 적용가능하면서도 유입완충기의 복잡한 구성을 간단한 구성으로 개선함으로써 제작의 용이성이 제고되고 제조비용이 절감되는 효과도 있다.

도 1은 일반적인 엘리베이터의 구조를 도시한 단면도이고,
도 2는 종래 스프링완충기를 도시한 단면도이며,
도 3은 종래 유입완충기를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 엘리베이터의 완충장치에 대한 분해사시도이며,
도 5는 도 4의 실시예의 'A'에 대한 확대사시도이고,
도 6은 도 4의 실시예의 조립된 상태를 도시한 사시도이고,
도 7은 도 6의 실시예의 절단면도이며,
도 8은 도 4의 실시예가 조립되고 완충장치가 작동된 상태를 도시한 사시도이고,
도 9는 도 8의 실시예의 절단면도이며,
도 10은 본 발명에 따른 엘리베이터의 완충장치에 대한 작동과정을 도시한 단면도이고,
도 11은 본 발명에 따른 엘리베이터의 완충장치 중 충격흡수부재의 또 다른 실시예가 적용된 분해사시도이고,
도 12는 도 11의 실시예가 조립된 상태를 도시한 사시도이며,
도 13은 도 12의 실시예의 절단면도이고,
도 14는 도 11의 실시예가 조립되고 완충장치가 작동된 상태를 도시한 사시도이며,
도 15는 도 14의 실시예의 절단면도이고,
도 16은 본 발명에 따른 엘리베이터의 완충장치에 스프링이 장착된 상태를 도시한 절단면도이며,
도 17은 도 16의 실시예의 스프링이 작동된 상태를 도시한 절단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 엘리베이터의 완충장치에 대한 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 엘리베이터의 완충장치(100)는, 도 4 내지 17에 도시된 바와 같이 프레임(200), 가이드홀(210), 충격흡수부재(300), 충격판(400), 가이드봉(500)을 포함하여 이루어지고, 상기 충격흡수부재(300)는 벨로우즈 형상(310)으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 프레임(200)은 안착홈(220)을 더 포함할 수 있고, 상기 프레임(200)의 가이드홀(210)에는 스프링(600)이 삽입될 수 있다.

프레임(200)은 도 4, 6 내지 9에 도시된 바와 같이 상하로 승강하는 엘리베이터카(E)의 하방에 고정설치되고, 상면에 복수의 가이드홀(210)이 수직으로 관통형성된다. 상기 프레임(200)을 상기 엘리베이터카(E)의 하방에 고정설치하는 이유는, 상기 엘리베이터카(E)가 운행 중 비정상적인 원인으로 인하여 추락되면 건물 최하층 바닥을 향해 자유낙하되어 건물바닥에 부딪히는 추락사고가 발생하게 되고, 상기 엘리베이터카(E)에 탑승한 승객은 심각한 부상이나 사망 등 치명적인 인명사고가 발생된다.

이때, 상기 엘리베이터카(E)의 하방 즉, 건물바닥에 완충장치(100)를 설치하고, 자유낙하상태로 추락하는 상기 엘리베이터카(E)의 하부가 건물바닥에 추돌하기 전에 상기 완충장치(100)에 추돌시키는 것으로, 상기 완충장치(100)가 낙하충격을 흡수하여 상기 엘리베이터카(E)에 탑승한 승객의 안전을 도모한다. 따라서, 본 발명의 엘리베이터의 완충장치(100)의 기저부인 프레임(200)의 설치 위치는 상기 엘리베이터카(E)의 하방 즉, 건물 최하층 바닥에 설치된다.

상기 프레임(200)의 상면에 복수의 가이드홀(210)이 수직으로 관통형성되는데, 후술할 가이드봉(500)이 삽입설치되어 상기 후술할 가이드봉(500)이 수직으로 슬라이딩되도록 상면으로부터 하방까지 수직방향으로 설치되되, 후술할 가이드봉(500)의 전체 길이를 수용할 수 있도록 후술할 가이드봉(500)의 길이보다 더 긴 높이로 설치된다. 상기 가이드홀(210)은 상기 프레임(200)의 상면 중심에 결합되는 후술할 충격흡수부재(300)와 간섭이 발생하지 않도록 상면의 테두리로부터 내측 즉, 가장자리에 배치되고, 후술할 가이드봉(500)의 개수에 따라 복수로 설치된다.

상기 프레임(200)은 도면상 사각기둥형상으로 도시되었으나, 원기둥형상이나 다각기둥형상 등 다양한 형상으로 변경가능하다.

안착홈(220)은 도 4, 7 및 9에 도시된 바와 같이 상기 프레임(200)의 상면에 후술할 충격흡수부재(300)의 하부가 형합 삽입고정되도록 함몰형성된다. 특히, 상기 안착홈(200)은 상기 복수의 가이드홀(210)에 간섭되지 않도록 복수의 상기 가이드홀(210)의 내측 즉, 상면 중심부에 배치된다.

상기 상면으로부터 함몰형성된 안착홈(220)에 후술할 충격흡수부재(300)의 하부가 형합되어 삽입고정되므로, 상기 엘리베이터카(E)가 자유낙하되어 후술할 충격판(400)에 추돌하더라도 후술할 충격흡수부재(300)가 넘어지지 않고 상하 수직으로 축소변형되면서 낙하충격을 흡수하도록 고정된다.

충격흡수부재(300)는 도 4 내지 9에 도시된 바와 같이 하부가 상기 프레임(200)의 상부에 결합되고, 상하 길이방향을 따라 축소변형이 가능하도록 다공성 발포알루미늄으로 형성되며 기둥형상이다. 또한, 상기 프레임(200)의 상면에 형성되는 안착홈(220)에 하부가 형합되어 삽입고정되면 상기 엘리베이터카(E)가 자유낙하되어 후술할 충격판(400)에 추돌하여 상기 충격흡수부재(300)가 상하 수직으로 축소변형되면서 낙하충격을 흡수하더라도 넘어지지 않으면서 작동하므로, 낙하충격을 정상적으로 흡수하여 엘리베이터카(E)에 탑승한 승객의 안전을 도모하는데 유리한 작용을 한다.

특히, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 충격흡수부재(300)는 다공성 발포알루미늄으로 형성되는데 상기 다공성 발포알루미늄의 특징은 다음과 같다.

다공성 발포알루미늄의 특징은 일반적으로 알려진 바와 같이 1) 다공성으로 가볍고 방향성이 없으며 가공이 자유롭고 우수한 강성을 가지는 기계적 특성을 가진다. 2) 에너지 충격흡수능력이 우수하다. 3) 전기전도도 및 열전도도가 높다. 4) 흡음특성이 우수하다. 5) 전자파 차폐특성이 우수하다.

상기 다공성 발포알루미늄의 특징 중 1) 기계적 특징을 살펴보면, 발포 성형틀에 액체상태의 알루미늄을 공기와 함께 주입하여 냉각시키면 상기 충격흡수부재(300)의 성형이 완료되므로, 크기 및 형상의 제한이 적은 이유로 제작이 용이하다. 또한, 상기 충격흡수부재(300)를 상기 프레임(200) 및 후술할 충격판(400) 사이에 설치하면 조립이 완료되는 것으로 조립성이 우수하다.

특히, 상기 특징 중 2) 에너지 충격흡수능력이 우수한 특징을 살펴보면, 에너지 흡수능(단위 체적당 에너지 흡수능력)은 하기 그래프 1의 발포알루미늄의 물리적 특성을 나타낸 응력-변형 곡선에서 면적을 계산하여 구하는 것으로, 에너지 흡수능력은 변형저항이 밀도에 따라 급격히 증가하는 양상을 나타낸다.

[그래프 1. 발포알루미늄의 물리적 특성]

5 ~ 40[km/h]의 변형률로 23 ~ 93[%] 변형결과를 보면 다공질 재질은 에너지 흡수에 효과적이며, 높은 변형률에서는 변형률이 증가할수록 흡수능이 증가된다. 알루미늄과 기공이 혼재되어 있는 발포알루미늄은 높은 충격흡수능력을 가지며, 발포알루미늄의 밀도는 알루미늄 밀도의 10%를 갖는 초경량 소재로서 알루미늄 소재에 비하여 3배 이상의 충돌흡수에너지를 가진다.

따라서, 종래 엘리베이터카(E)의 완충기로 사용되고 있는 스프링완충기 및 유입완충기 보다 압축력을 받는 표면적을 넓게 가공하면 단위 표면적당 받은 압축력을 줄일 수 있다. 즉, 상기 엘리베이터카(E)가 자유낙하하여 완충장치(100)와 충돌하는 순간의 시간을 길게 하여 낙하충격을 흡수하므로 낙하충격력을 줄일 수 있다.

발포알루미늄의 하중에 대한 압축강도특성은 한국주조학회지 제27권 제1호(2007년 1월)의 36페이지에 등재된 '개포형 6063 발포알루미늄의 압축특성'을 참조하여 설명한다. 그래프 2는 발포알루미늄의 전형적인 압축강도-변위곡선도로서, 통상적으로 벌크 재료는 압축이 진행되면 강도가 증가하면서 기울기가 완만해지다가 파괴되는 경우가 허다하지만, 개포형(Open cell) 발포금속은 항복점을 지나면 그래프에 약간의 굴곡이 나타나면서 기울기가 완만해진 후, 후반부에 강도가 다시 급격하게 상승한다.

즉, 압축초기에는 강도가 직선적으로 증가하다가 어느 한계에 도달하면 평행부가 나타나는데, 평행부에서는 압축하중이 가해지면 하중에 평행한 셀벽 중 한 개가 하중을 지탱하다가 항복하므로 강도가 감소하고, 다시 그 다음 셀벽이 지탱하므로 강도가 증가한다. 따라서, 압축시편의 셀벽이 전부 항복하여 압착될 때까지 압축강도가 물결양상을 나타내고 그 후 강도는 증가한다. 즉, 탄성한계까지 하중이 증가한 후 일정한 하중에서 변형량이 증가하는 양상이다.

또한, 하기 그래프의 하단에 표시된 ① ~ ⑤는 그래프에 포함된 ① ~ ⑤ 지점의 발포알루미늄의 변형상태를 도시한 것이다. ①은 발포알루미늄에 충격하중이 가해지지 않은 상태이고, ②는 발포알루미늄에 충격하중이 가해져 최상층의 기공인 셀벽이 압축된 상태이고, 점차 하방으로 압착되면서 ⑤와 같이 발포알루미늄이 모두 압착되면서 충격하중을 흡수한 상태를 나타낸다.

따라서, 발포알루미늄의 상부에서 가해지는 낙하충격하중을 발포알루미늄의 최상층부터 압착 즉, 수직축소변형되면서 낙하충격을 흡수함을 알 수 있고, 낙하충격을 흡수하는 능력이 우수한 구성이다.

[그래프 2. 발포알루미늄의 압축강도-변위곡선도]

또한, 상기 충격흡수부재(300)는 상기 엘리베이터카(E)가 자유낙하되어 후술할 충격판(400)에 추돌하면 상기 엘리베이터카(E)의 낙하충격을 상기 충격흡수부재(300)가 상하 수직방향으로 흡수가능하도록 사각기둥, 원형기둥 및 다각형기둥 등 형상에 한정은 없으나 상하 길이방향을 따라 기둥형상으로 설치되는 것이 바람직하다.

충격판(400)은 도 4, 5 내지 9에 도시된 바와 같이 상기 충격흡수부재(300)의 상부에 결합되고, 자유낙하되는 상기 엘리베이터카(E)의 하부와 접촉하면서 하강하여 상기 충격흡수부재(300)를 축소변형시켜 상기 엘리베이터카(E)의 낙하충격을 완화한다. 즉, 상기 프레임(200)의 상부와 상기 충격판(400)의 하부 사이에 상기 충격흡수부재(300)가 설치된다.

상기 엘리베이터카(E)가 자유낙하되어 수직으로 하강하면 상기 엘리베이터카(E)의 하부가 상기 충격판(400)의 상부에 낙하되어 추락되어 충격이 가해지고, 상기 충격흡수부재(300)의 상부에 상기 충격판(400)의 하부가 접촉되므로 상기 충격판(400)에 가해지는 낙하충격은 상기 충격흡수부재(300)로 전달되어 낙하충격을 상기 충격흡수부재(300)가 흡수하도록 한다.

상기 충격판(400)은 상방에서 추락하는 상기 엘리베이터카(E)의 낙하충격을 전달받아 하방에 설치된 상기 충격흡수부재(300)로 낙하충격을 전달 즉, 상하 수직방향으로 낙하충격을 전달해야한다. 따라서, 상기 충격판(400)의 상부는 상방에서 추락하는 상기 엘리베이터카(E)의 하부와 접촉면적이 넓고, 하부는 하방에 설치된 상기 충격흡수부재(300)의 상부와 접촉면적이 넓을수록 낙하충격을 많이 전달할 수 있으므로 면적이 넓은 판 형상으로 구성됨이 바람직하다.

가이드봉(500)은 도 4, 5 내지 9에 도시된 바와 같이 상기 프레임(200)의 가이드홀(210) 각각에 삽입되어 수직으로 슬라이딩 가능하도록 상기 충격판(400)의 하부에 수직으로 각각 결합되도록 복수가 설치되고, 상기 충격판(400)의 수직하강을 가이드한다.

상기 복수의 가이드봉(500)은 상기 충격판(400)의 하부에 각각 수직으로 결합되되, 결합위치는 상기 프레임(200)의 상면에 수직으로 관통형성된 복수의 가이드홀(210) 각각에 삽입되어 수직으로 슬라이딩되도록 상기 프레임(200)의 가이드홀(210)과 대응되는 위치에 배치된다. 상기 가이드봉(500)은 상부가 상기 충격판(400)의 하부에 설치되므로, 상기 충격판(400)에 전달되는 상기 엘리베이터카(E)의 낙하충격이 상기 충격흡수부재(300)에 전달되어 다공성 발포알루미늄으로 형성된 상기 충격흡수부재(300)가 상하 길이방향을 따라 축소변형됨과 연동하여 수직으로 슬라이딩되면서 상기 충격판(400)을 수직으로 하강시킨다.

이때, 상기 프레임(200)의 가이드홀(210) 각각에 삽입설치되는 상기 가이드봉(500)에 의하여 상기 충격판(400)을 수직하강되도록 가이드한다. 또한, 상기 충격흡수부재(300)는 상하 길이방향을 따라 축소변형되어야 정상적으로 낙하충격을 흡수할 수 있고, 승객에게 전달되는 낙하충격을 최소화하여 승객을 보호할 수 있다. 반면, 상기 충격흡수부재(300)가 상하 길이방향을 벗어난 상태에서 상방으로부터 낙하충격이 전달되면 길이방향으로 축소변형되지 않아 낙하충격을 흡수할 수 없고, 흡수되지 않은 낙하충격은 상기 엘리베이터카(E)에 탑승한 승객에게 전달되어 인명사고가 발생된다. 따라서, 상기 충격흡수부재(300)가 상하 길빙방향을 따라 축소변형되면서 낙하충격을 흡수하도록 가이드하는 역할도 한다.

본 발명의 엘리베이터의 완충장치(100)는 도 10에 도시된 바와 같이 상기 엘리베이터카(E)가 자유낙하되면 상기 엘리베이터카(E)의 하부가 상기 충격판(400)의 상부에 추락하여 낙하충격이 상기 충격판(400)에 전달되고, 상기 낙하충격은 상기 충격흡수부재(300)의 상부에 전달되며, 다공성 발포알루미늄으로 형성된 상기 충격흡수부재(300)는 상하 길이방향을 따라 축소변형되면서 상기 낙하충격을 흡수하고 완화시킨다. 이때, 상기 충격판(400)의 하부에 복수가 수직으로 결합되어 각각이 상기 프레임(200)의 가이드홀(210)에 삽입되어 상하로 슬라이딩되는 가이드봉(500)에 의해 상기 충격판(400)을 수직하강시키면서도 상기 충격흡수부재(300)의 축소변형이 상하 수직방향을 따라 이루어지도록 가이드한다.

따라서, 다공성 발포알루미늄으로 형성된 상기 충격흡수부재(300)가 상기 엘리베이터카(E)의 낙하충격을 상하 길이방향을 따라 축소변형되면서 흡수하므로 낙하충격의 흡수율은 높고, 상기 엘리베이터카(E)에 탑승한 승객에게 전달되는 낙하충격은 최소화되어 자유낙하시 승객을 안전하게 보호할 수 있다.

상기 충격흡수부재(300)의 또 다른 실시예로 도 11 내지 15에 도시된 바와 같이 외주면이 길이방향을 따라 일정한 간격으로 주름진 벨로우즈 형상의 충격흡수부재(310)로 구성되고, 나머지 구성은 도 4 내지 9의 상기 완충장치(100)와 동일하다. 상기 벨로우즈 형상의 충격흡수부재(310)는 상방으로부터 가해지는 낙하충격을 상하 길이방향을 따라 순차적으로 축소변형되면서 낙하충격을 흡수할 수 있다.

따라서, 수직방향으로 자유낙하되는 상기 엘리베이터카(E)의 낙하충격이 상기 충격흡수부재(310)에 수직으로 전달되면 상하 길이방향에 대하여 발생되는 수직응력을 순차적으로 축소변형되면서 낙하충격을 흡수한다. 즉, 상기 벨로우즈 형상의 상기 충격흡수부재(310)가 낙하충격을 더욱 잘 흡수할 수 있는 구성이다.

또한, 상기 충격흡수부재(310)는 외주면에 주름진 벨로우즈 형상이 형성되지만, 전체적으로는 사각기둥, 원형기둥 및 다각형기둥 등 형상에 한정은 없으나 상하 길이방향을 따라 기둥형상으로 설치되는 것이 바람직하다.

스프링(600)은 도 16 및 17에 도시된 바와 같이 상기 프레임(200)의 가이드홀(210) 각각에 삽입설치되고, 상기 가이드홀(210) 각각에 삽입되는 상기 가이드봉(500) 각각의 하단을 탄력지지하며, 상기 가이드봉(500)에 대응되도록 복수가 설치된다.

상기 프레임(200)의 가이드홀(210) 각각에 먼저 상기 스프링(600)을 삽입설치한 다음 상기 가이드봉(500)을 삽입하면, 상기 가이드봉(500) 각각의 하단에 상기 스프링(600)이 위치된다. 즉, 상기 프레임(200)의 가이드홀(210) 내측 하부와 상기 가이드봉(500) 사이에 스프링(600)이 위치되어 상기 가이드봉(500) 각각의 하단을 탄력적으로 지지하게 된다.

상기 스프링(600)의 작동과정은 추락사고 발생으로 자유낙하는 상기 엘리베이터카(E)의 하부가 상기 충격판(400)의 상부에 추락되어 낙하충격이 전달되고, 상기 충격판(400)의 하부가 접촉된 상기 충격흡수부재(300)의 상부에 상기 낙하충격을 전달됨과 동시에 상기 충격판(400)의 하부에 결합된 복수의 가이드봉(500)이 함께 하강한다. 이때, 상기 충격흡수부재(300)이 상하 길이방향을 따라 축소변형되면서 상기 낙하충격을 흡수됨과 동시에 상기 가이드봉(500)의 하단을 지지하는 상기 스프링(600)이 상하 길이방향을 따라 축소되면서 상기 낙하충격을 흡수하여 상기 충격판(400)에 전달되는 상기 낙하충격을 상기 충격흡수부재(300)와 함께 분산시킨다.

상기 스프링(600)이 상기 충격흡수부재(300)와 함께 상기 낙하충격을 분산흡수함으로 인하여 상기 충격흡수부재(300)의 충격흡수부담을 덜어주고, 상기 낙하충격 흡수능력을 더 상승시켜 상기 완충장치(100)의 완충기능이 향상된다.

또한, 본 발명의 완충장치(100)는 상기 엘리베이터카(E) 하방의 건물바닥에 고정설치되면 관리가 용이하다. 상기 완충장치(100)는 상기 엘리베이터카(E)가 자유낙하상태로 추락되어 충돌되지 않으면 작동하지 않고 원형 그대로 유지된다. 따라서, 상기 완충장치(100)가 건물바닥에 설치되면 최초설치된 상태가 유지되므로 별도로 유지보수나 관리가 필요 없다.

본 발명의 완충장치(100)는 엘리베이터카(E)에 하방에 설치되어 작동되는 안전장치로 설명되었으나, 엘리베이터 장치에 필수로 구성되어 엘리베이터카(E)와 와이어로 연결된 균형추의 안전장치로도 적용할 수 있다. 상기 균형추 하방에 본 발명의 상기 완충장치(100)를 고정설치하면 상기 균형추가 자유낙하상태로 추락하더라도 낙하충격을 흡수할 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

100. 완충장치
200. 프레임
210. 가이드홀 220. 안착홈
300. 충격흡수부재 310. 벨로우즈 형상
400. 충격판
500. 가이드봉
600. 스프링
E. 엘리베이터카

Claims (4)

1. 상하로 승강하는 엘리베이터카의 하방에 고정설치되고, 상면에 복수의 가이드홀이 수직으로 관통형성된 프레임과,
   하부가 상기 프레임의 상부에 결합되고, 상하 길이방향을 따라 축소변형이 가능하도록 다공성 발포알루미늄으로 형성된 기둥형상의 충격흡수부재와,
   상기 충격흡수부재의 상부에 결합되고, 자유낙하되는 상기 엘리베이터카의 하부와 접촉하면서 하강하여 상기 충격흡수부재를 축소변형시켜 상기 엘리베이터카의 낙하충격을 완화하는 충격판과,
   상기 프레임의 가이드홀 각각에 삽입되어 상하로 슬라이딩 가능하도록 상기 충격판의 하부에 수직으로 각각 결합되고, 상기 충격판의 수직하강을 가이드하는 복수의 가이드봉을 포함하고,
   상기 프레임은,
   상면에 상기 충격흡수부재의 하부가 형합 삽입고정되도록 함몰형성된 안착홈을 더 포함하고,
   상기 충격흡수부재는,
   외주면이 길이방향을 따라 주름진 벨로우즈 형상인 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 완충장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 프레임의 가이드홀 각각에 삽입설치되고, 상기 가이드홀 각각에 삽입되는 상기 가이드봉 각각의 하단을 탄력지지하는 복수의 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 완충장치.
   

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