KR102330510B1 - 로프리스 엘리베이터 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로프리스 엘리베이터 시스템에 관한 것으로, 수직 레일과 수평 레일을 설치하고, 교차 영역에 엘리베이터 카가 탑재될 수 있는 캐리어 유닛을 설치하고, 리니어 모터를 이용하여 엘리베이터 카 및 캐리어 유닛을 수직 및 수평 이동 가능하게 함으로써, 구동 로프가 필요하지 않아 다양한 주행 경로를 구현할 수 있으며, 특히, 리니어 모터의 고정자와 이동자 간의 작동 공극이 일정하게 유지되어 안정적인 주행 동작을 이룰 수 있고, 리니어 모터의 공극 가이드 장치를 전후 좌우 방향의 공극 변위를 모두 제한하는 형태로 구성함으로써, 리니어 모터의 작동 공극이 더욱 안정적으로 유지되고, 이에 따라 더욱 안전하고 원활한 주행 성능을 발휘할 수 있는 로프리스 엘리베이터 시스템을 제공한다.

Description

로프리스 엘리베이터 시스템{ROPELESS ELEVATOR SYSTEM}

본 발명은 로프리스 엘리베이터 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 수직 레일과 수평 레일을 설치하고, 교차 영역에 엘리베이터 카가 탑재될 수 있는 캐리어 유닛을 설치하고, 리니어 모터를 이용하여 엘리베이터 카 및 캐리어 유닛을 수직 및 수평 이동 가능하게 함으로써, 구동 로프가 필요하지 않아 다양한 주행 경로를 구현할 수 있으며, 특히, 리니어 모터의 고정자와 이동자 간의 작동 공극이 일정하게 유지되어 안정적인 주행 동작을 이룰 수 있고, 리니어 모터의 공극 가이드 장치를 전후 좌우 방향의 공극 변위를 모두 제한하는 형태로 구성함으로써, 리니어 모터의 작동 공극이 더욱 안정적으로 유지되고, 이에 따라 더욱 안전하고 원활한 주행 성능을 발휘할 수 있는 로프리스 엘리베이터 시스템에 관한 것이다.

엘리베이터는 건물의 상하방향을 따라 형성된 승강로를 따라 승객 또는 화물을 승강시키는 장치로서, 일반적인 엘리베이터는 승강로 내에 승강 가능하도록 배치되는 엘리베이터 카, 엘리베이터 카와 와이어로프(wire rope)에 의해 연결되어 있는 균형추(counterweight), 승강로의 상측에 와이어로프와 마찰 접촉되어 정역 회전함으로써 엘리베이터 카 및 균형추를 승강 구동시키는 권상기를 구비한 소위 로프식 엘리베이터가 널리 이용되고 있다.

그러나 이러한 로프식 엘리베이터는 엘리베이터 카가 로프에 매달린 상태이므로 승강되는 높이가 높을 경우에는 로프의 길이가 길어지게 되어 효율과 안정성 면에서 문제가 있으며, 무엇보다도 현재 기술로는 하나의 승강로에 일반적으로 1대, 최대 2대의 엘리베이터 카만 운전할 수 있고, 수직이동만 할 수 있어 운송 효율성 측면에서 여러 가지로 불리한 점이 많이 있다.

이에 건물의 초 고층화 추세에 부응하여 건물 내부의 인력 수송을 위한 엘리베이터에 관한 기술 연구가 꾸준히 진행되고 있다.

이러한 초고층 건물에 적합한 엘리베이터 시스템을 운용하기 위해서는 기존의 로프 구동방식의 한계성을 극복할 수 있어야 하고, 새로운 액추에이터에 의해 구동되는 신개념의 엘리베이터가 도입되어야 한다.

또한, 구동방식 및 그 구동원으로서의 액추에이터에 대한 관련 문제 이외에도, 건물 구조에 적합한 운송 효율성 및 공간 활용성을 극대화할 수 있는 새로운 형태의 엘리베이터가 필연적으로 요구되고 있다.

따라서, 이러한 조건들을 감안해 볼 때, 초고층 건물에 적용할 수 있는 엘리베이터는 단일 통로 내에서 복수대의 엘리베이터 카를 동시에 운행할 수 있고, 엘리베이터 카가 건물 내부의 입체 통로를 따라 수직/수평 방향으로 자유롭게 이동할 수 있으며, 인근 건물 및 지하도 등에도 연계되어 활용할 수 있는 종합 운송시스템으로서의 기능을 발휘할 수 있는 것이라야 한다.

현재 사용되고 있는 엘리베이터는 로프의 견인에 의한 승강 구동 방식을 채택하고 있어, 설계시 층수에 비례한 엘리베이터 카의 하중 및 진동 특성을 고려하여야 할 뿐만 아니라, 엘리베이터 카의 수직/수평 방향전환이 불가능한 점 등의 한계성을 갖고 있으므로, 이를 극복하기 위한 대체 구조가 시급히 마련되어야 한다.

이러한 추세에 발맞추어 최근 로프 견인 방식이 아닌 리니어 모터 등을 이용한 로프리스 엘리베이터 시스템이 개발되고 있는데, 아직까지 그 구조가 복잡하고 수직/수평 방향 전환이 원활하지 않는 등 여러가지 문제들로 인해 실제 현장에 적용되지 못하고 있는 실정이다.

국내공개특허 제10-1999-0070208호

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 수직 레일과 수평 레일을 설치하고, 교차 영역에 엘리베이터 카가 탑재될 수 있는 캐리어 유닛을 설치하고, 리니어 모터를 이용하여 엘리베이터 카 및 캐리어 유닛을 수직 및 수평 이동 가능하게 함으로써, 구동 로프가 필요하지 않아 다양한 주행 경로를 구현할 수 있으며, 특히, 리니어 모터의 고정자와 이동자 간의 작동 공극이 일정하게 유지되어 안정적인 주행 동작을 이룰 수 있는 로프리스 엘리베이터 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 리니어 모터의 고정자와 이동자 간의 작동 공극을 일정하게 유지시키는 공극 가이드 장치에 대해 전후 좌우 방향의 공극 변위를 모두 제한하는 형태로 정교하게 구성함으로써, 리니어 모터의 작동 공극이 더욱 안정적으로 유지되고, 이에 따라 더욱 안전하고 원활한 주행 성능을 발휘할 수 있는 로프리스 엘리베이터 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은, 엘리베이터 카가 수직 및 수평 이동하도록 수직 승강로와 수평 승강로가 상호 교차되게 설치되고, 상기 수평 승강로에는 상기 수평 승강로를 따라 수평 이동하는 캐리어 유닛이 구비되며, 상기 엘리베이터 카는 상기 수직 승강로와 수평 승강로가 교차하는 교차 영역에서 상기 캐리어 유닛에 탑승하여 상기 캐리어 유닛과 함께 수평 이동할 수 있는 로프리스 엘리베이터 시스템으로서, 상기 엘리베이터 카를 수직 이동시키는 카 구동 리니어 모터; 상기 캐리어 유닛을 수평 이동시키는 캐리어 구동 리니어 모터; 및 상기 카 구동 리니어 모터의 작동 공극을 일정하게 유지시키는 카 공극 가이드 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 로프리스 엘리베이터 시스템을 제공한다.

이때, 상기 엘리베이터 카는 상기 카 구동 리니어 모터와 상기 카 공극 가이드 장치에 의해 수직 이동 경로가 가이드될 수 있다.

또한, 상기 카 구동 리니어 모터는, 상기 교차 영역을 중심으로 상부 및 하부 구간에 각각 형성되는 수직 승강로 내에 수직 방향으로 설치되는 승강로 수직 고정자; 상기 캐리어 유닛이 상기 교차 영역에 위치한 상태에서 상기 승강로 수직 고정자와 동일 직선 상에 위치하도록 상기 캐리어 유닛에 장착되는 캐리어 수직 고정자; 및 상기 승강로 수직 고정자 및 캐리어 수직 고정자에 대향되게 위치하도록 상기 엘리베이터 카에 장착되는 수직 이동자를 포함하고, 상기 카 공극 가이드 장치는 상기 승강로 수직 고정자와 상기 수직 이동자 사이의 공극과, 상기 캐리어 수직 고정자와 상기 수직 이동자 사이의 공극을 일정하게 유지시킬 수 있다.

또한, 상기 카 공극 가이드 장치는, 상기 승강로 수직 고정자가 설치된 수직 승강로 내에 수직 방향으로 설치되는 메인 카 공극 가이드 레일; 상기 캐리어 유닛이 상기 교차 영역에 위치한 상태에서 상기 메인 카 공극 가이드 레일과 동일 직선 상에 위치하도록 상기 캐리어 유닛에 장착되는 연결 카 공극 가이드 레일; 및 상기 메인 카 공극 가이드 레일 및 연결 카 공극 가이드 레일에 접촉 가이드되도록 상기 엘리베이터 카에 결합되는 카 공극 가이드를 포함할 수 있다.

또한, 상기 메인 카 공극 가이드 레일 및 연결 카 공극 가이드 레일은, 상기 엘리베이터 카의 수직 이동 과정에서 상기 수직 이동자의 전후 방향 변위를 일정 범위 이내로 제한할 수 있도록 형성되어 상기 엘리베이터 카의 중심으로부터 좌우 양측으로 상호 이격되게 배치되는 한 쌍의 전후 가이드 레일; 및 상기 엘리베이터 카의 수직 이동 과정에서 상기 수직 이동자의 좌우 방향 변위를 일정 범위 이내로 제한할 수 있도록 형성되어 상기 엘리베이터 카의 중심으로부터 좌우 양측으로 상호 이격되게 배치되며, 상기 한 쌍의 전후 가이드 레일의 이격 간격과는 다른 이격 간격을 갖도록 배치되는 한 쌍의 좌우 가이드 레일을 각각 포함할 수 있다.

또한, 상기 카 공극 가이드는 상기 메인 카 공극 가이드 레일 및 연결 카 공극 가이드 레일과 롤링 접촉하는 가이드 롤러를 포함할 수 있다.

또한, 상기 가이드 롤러는, 상기 엘리베이터 카의 상단부 및 하단부 각각의 좌우 양측단에 각각 장착되며 상기 전후 가이드 레일의 전면 및 후면의 대칭 지점에 동시에 롤링 접촉하도록 쌍을 이루며 배치되는 전후 가이드 롤러; 및 상기 좌우 가이드 레일의 내측면에 좌우 대칭되게 롤링 접촉하도록 상기 엘리베이터 카의 중심부에 복수개 쌍을 이루며 배치되는 좌우 가이드 롤러를 포함할 수 있다.

한편, 상기 로프리스 엘리베이터 시스템은, 상기 캐리어 구동 리니어 모터의 작동 공극을 일정하게 유지시키는 캐리어 공극 가이드 장치를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 캐리어 유닛은 상기 캐리어 구동 리니어 모터와 상기 캐리어 공극 가이드 장치에 의해 수평 이동 경로가 가이드될 수 있다.

또한, 상기 캐리어 구동 리니어 모터는, 상기 교차 영역을 통과하도록 상기 수평 승강로 내에 수평 방향으로 설치되는 수평 고정자; 및 상기 수평 고정자에 대향되게 위치하도록 상기 캐리어 유닛에 장착되는 수평 이동자를 포함하고, 상기 캐리어 공극 가이드 장치는 상기 수평 고정자와 수평 이동자 사이의 공극을 일정하게 유지시킬 수 있다.

또한, 상기 캐리어 공극 가이드 장치는, 상기 수평 승강로 내에 수평 방향으로 설치되며 상기 수평 고정자를 중심으로 양측에 배치되는 한 쌍의 캐리어 공극 가이드 레일; 및 상기 캐리어 유닛에 결합되어 상기 캐리어 공극 가이드 레일을 따라 슬라이드 이동하는 캐리어 공극 가이드를 포함할 수 있다.

또한, 상기 캐리어 공극 가이드는, 상기 캐리어 공극 가이드 레일에 각각 슬라이드 이동 가능하게 결합되며 상기 캐리어 유닛에 수평 방향을 따라 일렬 배치되도록 서로 이격되게 장착되는 복수개의 수평 가이드 블록을 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 수직 레일과 수평 레일을 설치하고, 교차 영역에 엘리베이터 카가 탑재될 수 있는 캐리어 유닛을 설치하고, 리니어 모터를 이용하여 엘리베이터 카 및 캐리어 유닛을 수직 및 수평 이동 가능하게 함으로써, 구동 로프가 필요하지 않아 다양한 주행 경로를 구현할 수 있으며, 특히, 리니어 모터의 고정자와 이동자 간의 작동 공극이 일정하게 유지되어 안정적인 주행 동작을 이룰 수 있는 효과가 있다.

또한, 리니어 모터의 고정자와 이동자 간의 작동 공극을 일정하게 유지시키는 공극 가이드 장치에 대해 전후 좌우 방향의 공극 변위를 모두 제한하는 형태로 정교하게 구성함으로써, 리니어 모터의 작동 공극이 더욱 안정적으로 유지되고, 이에 따라 더욱 안전하고 원활한 주행 성능을 발휘할 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로프리스 엘리베이터 시스템의 기본적인 작동 방식을 설명하기 위해 도시한 개념도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프리스 엘리베이터 시스템의 기본 구조를 예시적으로 도시한 도면,
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터 카와 수직 레일 유닛의 결합 구조를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터 카의 구조를 개략적으로 도시한 배면도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터 카의 구조를 개략적으로 도시한 측면도,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터 카의 위치 고정 장치에 대한 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터 카의 위치 고정 장치에 대한 구조 및 작동 상태를 개략적으로 도시한 단면도,
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 유닛과 수평 레일 유닛의 결합 구조를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 유닛의 구조를 설명하기 위해 도시한 배면 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로프리스 엘리베이터 시스템의 기본적인 작동 방식을 설명하기 위해 도시한 개념도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프리스 엘리베이터 시스템의 기본 구조를 예시적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 로프리스 엘리베이터 시스템은 엘리베이터 카(400)를 수직 및 수평 방향으로 이동시켜 다양한 주행 동작을 구현할 수 있는 시스템으로, 엘리베이터 카(400)의 상하 이동을 가이드하도록 수직 방향으로 설치되는 수직 승강로(100)와, 수직 승강로(100)와 교차하도록 수평 방향으로 설치되는 수평 승강로(200)와, 수평 승강로(200)를 따라 이동하는 캐리어 유닛(300)과, 엘리베이터 카(400)를 상하 이동시키는 카 구동 리니어 모터(500)와, 캐리어 유닛(300)을 수평 승강로(200)를 따라 수평 이동시키는 캐리어 구동 리니어 모터(600)를 포함하여 구성되며, 이에 더하여, 카 구동 리니어 모터(500)의 작동 공극을 일정하게 유지시키는 카 공극 가이드 장치(120,320,440,450)와, 캐리어 구동 리니어 모터(600)의 작동 공극을 일정하게 유지시키는 캐리어 공극 가이드 장치(220,350)를 더 포함하여 구성된다.

카 구동 리니어 모터(500)는, 수직 승강로(100) 및 캐리어 유닛(300)에 수직 방향으로 장착되는 수직 고정자(510,520)와, 수직 고정자(510,520)와 대향되게 엘리베이터 카(400)에 장착되는 수직 이동자(530)(도 8 및 도 9 참조)를 포함하여 구성되며, 수직 고정자(510,520)와 수직 이동자(530) 사이에서 발생하는 전자기력에 의해 엘리베이터 카(400)를 승강 이동시키도록 구성된다.

캐리어 구동 리니어 모터(600)는, 수평 승강로(200)에 수평 방향으로 장착되는 수평 고정자(610)와, 수평 고정자(610)에 대향되게 캐리어 유닛(300)에 장착되는 수평 이동자(620)(도 15 및 도 16 참조)를 포함하여 구성되며, 수평 고정자(610)와 수평 이동자(620) 사이에서 발생하는 전자기력에 의해 캐리어 유닛(300)을 수평 이동시키도록 구성된다.

수직 승강로(100)는 수평 승강로(200)와 교차하는 교차 영역(CA)을 중심으로 상하 분리 형성되고, 캐리어 유닛(300)은 교차 영역(CA)에 위치한 상태에서 수직 승강로(100)와 함께 엘리베이터 카(400)의 상하 이동을 가이드하도록 형성된다.

이러한 구성에 따라 엘리베이터 카(400)는 수직 승강로(100)를 따라 상하 이동 가능하며, 교차 영역(CA)에서 캐리어 유닛(300)에 탑승 정지한 상태에서 캐리어 유닛(300)과 함께 수평 승강로(200)를 따라 수평 이동할 수 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 엘리베이터 카(400)가 캐리어 유닛(300)에 탑승한 상태에서 도 2에 도시된 바와 같이 캐리어 유닛(300)과 함께 수평 승강로(200)를 따라 좌측 방향으로 수평 이동할 수 있다. 엘리베이터 카(400)는 캐리어 유닛(300)과 함께 교차 영역(CA)에 도착할 수 있는데, 캐리어 유닛(300)이 교차 영역(CA)에 위치한 상태에서 도 3에 도시된 바와 같이 수직 승강로(100)를 따라 상향 이동할 수 있다. 이때, 엘리베이터 카(400)의 상하 이동 경로는 캐리어 유닛(300) 및 수직 승강로(100)를 통해 가이드된다. 엘리베이터 카(400)가 도 3에 도시된 바와 같이 상측의 교차 영역(CA)에서 새로운 캐리어 유닛(300)에 탑승 정지할 수 있고, 이후, 도 4에 도시된 바와 같이 캐리어 유닛(300)과 함께 우측 방향으로 수평 이동할 수 있다. 엘리베이터 카(400)가 캐리어 유닛(300)과 함께 교차 영역(CA)에 위치하게 되면, 이 상태에서 엘리베이터 카(400)가 다시 상승 또는 하강 이동할 수 있다.

다시 말하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로프리스 엘리베이터 시스템은, 수직 승강로(100)와 수평 승강로(200)의 교차 영역(CA)에서 엘리베이터 카(400)가 캐리어 유닛(300)에 탑승하여 캐리어 유닛(300)과 함께 수평 승강로(200)를 따라 수평 이동할 수 있다. 물론, 수평 이동이 불필요한 경우, 엘리베이터 카(400)는 교차 영역(CA)에 위치한 캐리어 유닛(300)을 통과하여 수직 승강로(100)를 따라 상하 방향으로 연속 이동할 수 있다.

따라서, 복수개의 수직 승강로(100), 수평 승강로(200) 및 캐리어 유닛(300)을 통해 엘리베이터 카(400)에 대한 다양한 주행 경로를 설정할 수 있고 신속한 이동이 가능하여 운송 효율성 및 공간 활용성을 현저히 향상시킬 수 있다.

수평 승강로(200)는 수직 승강로(100)과 교차하도록 수평 방향으로 설치되는데, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 수직 승강로(100)가 형성된 평면에 대해 후방에 위치한 평행한 평면 상에 설치된다. 즉, 수평 승강로(200)가 수직 승강로(100)보다 후방에 위치하며, 이에 따라, 수평 승강로(200)를 따라 주행하는 캐리어 유닛(300)이 교차 영역(CA)에 위치한 상태에서 수직 승강로(100)와 동일 평면 상에 위치하게 된다.

수직 승강로(100)는 교차 영역(CA)을 중심으로 상하 분리되는 형태로 수직 배치되는 수직 베이스부(110)를 포함하여 구성되고, 캐리어 유닛(300)은 수평 승강로(200)를 따라 수평 이동하는 캐리어 베이스부(310)를 포함하여 구성되며, 수평 승강로(200)는 수직 베이스부(110)가 형성된 평면에 대해 후방에 위치한 평행한 평면 상에서 교차 영역(CA)을 통과하도록 수평 방향으로 설치되는 수평 베이스부(210)를 포함한다.

수직 승강로(100)의 최상단 및 최하단에는 엘리베이터 카(400)의 충돌시 충격을 완화하는 수직 레일 완충 버퍼(101)가 장착된다. 엘리베이터 카(400)가 고장이나 오작동 등에 의해 수직 승강로(100)를 따라 상하 방향으로 과도하게 이동하게 되면, 건물 바닥이나 천장과 충돌할 수 있는데, 이때, 수직 승강로(100)의 최상단 및 최하단에 장착된 수직 레일 완충 버퍼(101)가 엘리베이터 카(400)와 충돌하게 되어 충격이 완화된다.

수평 승강로(200)의 양측단부에는 캐리어 유닛(300)의 충돌시 충격을 완화할 수 있는 수평 레일 완충 버퍼(201)가 장착된다. 이는 엘리베이터 카(400)의 과도한 수직 이동에 따른 충격을 완화하는 수직 레일 완충 버퍼(101)와 마찬가지 방식으로, 캐리어 유닛(300)이 고장이나 오작동 등에 의해 과도하게 수평 이동하는 경우, 캐리어 유닛(300)의 건물 내벽과의 충돌을 방지하고 충격을 완화하는 구성이다.

캐리어 유닛(300)이 교차 영역(CA)에 위치한 상태에서 수직 승강로(100)와 캐리어 유닛(300)은 도 1에 도시된 바와 같이 상호 간에 수직 방향으로 간극(d)을 갖도록 이격되게 형성되는데, 이러한 간극(d)이 존재함에 따라 캐리어 유닛(300)이 교차 영역(CA)으로 진입하는 과정에서 원활하게 이동할 수 있다. 그러나, 이러한 간극(d)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 매우 미세한 간극으로 엘리베이터 카(400)의 상하 이동 경로를 가이드하는 과정에서 간극의 영향이 무시될 만한 수준으로 형성되는 것이 바람직하다.

엘리베이터 카(400)는 카 구동 리니어 모터(500) 및 카 공극 가이드 장치에 의해 수직 이동 경로가 가이드되며, 캐리어 유닛(300)은 캐리어 구동 리니어 모터(600) 및 캐리어 공극 가이드 장치에 의해 수평 이동 경로가 가이드된다.

카 구동 리니어 모터(500)는, 교차 영역(CA)을 중심으로 상부 및 하부 구간에 각각 형성되는 수직 승강로(100) 내에 수직 방향으로 설치되는 승강로 수직 고정자(510)와, 캐리어 유닛(300)이 교차 영역(CA)에 위치한 상태에서 승강로 수직 고정자(510)와 동일 직선 상에 위치하도록 캐리어 유닛(300)에 장착되는 캐리어 수직 고정자(520)와, 승강로 수직 고정자(510) 및 캐리어 수직 고정자(520)에 대향되게 위치하도록 엘리베이터 카(400)에 장착되는 수직 이동자(530)를 포함하여 구성된다. 승강로 수직 고정자(510)는 수직 승강로(100)의 수직 베이스부(110)의 전면 중심을 따라 수직 방향으로 설치되고, 캐리어 수직 고정자(520)는 캐리어 베이스부(310)의 전면 중심을 따라 수직 방향으로 설치된다.

카 공극 가이드 장치는 승강로 수직 고정자(510)와 수직 이동자(530) 사이의 공극과, 캐리어 수직 고정자(520)와 수직 이동자(530) 사이의 공극을 일정하게 유지시키도록 구성된다.

이러한 카 공극 가이드 장치는, 승강로 수직 고정자(510)가 설치된 수직 승강로(100)의 수직 베이스부(110) 전면에 수직 방향으로 설치되는 메인 카 공극 가이드 레일(120)과, 캐리어 유닛(300)이 교차 영역(CA)에 위치한 상태에서 메인 카 공극 가이드 레일(120)과 동일 직선 상에 위치하도록 캐리어 유닛(300)의 캐리어 베이스부(310)의 전면에 장착되는 연결 카 공극 가이드 레일(320)과, 메인 카 공극 가이드 레일(120) 및 연결 카 공극 가이드 레일(320)에 접촉 가이드되도록 엘리베이터 카(400)에 결합되는 카 공극 가이드를 포함하여 구성된다.

이러한 구성에 따라 캐리어 유닛(300)이 교차 영역(CA)에 위치하게 되면, 수직 승강로(100)의 메인 카 공극 가이드 레일(120)과 캐리어 유닛(300)의 연결 카 공극 가이드 레일(320)이 동일 직선 상에 위치하게 되고, 메인 카 공극 가이드 레일(120)에 의해 승강로 수직 고정자(510)와 수직 이동자(530) 사이의 공극이 일정하게 유지되고, 연결 카 공극 가이드 레일(320)에 의해 캐리어 수직 고정자(520)와 수직 이동자(530) 사이의 공극이 일정하게 유지된다. 또한, 메인 카 공극 가이드 레일(120) 및 연결 카 공극 가이드 레일(320)에 의해 엘리베이터 카(400)의 상하 이동 경로가 연속적으로 가이드된다.

캐리어 구동 리니어 모터(600)는, 교차 영역(CA)을 통과하도록 수평 승강로(200)의 수평 베이스부(210)의 전면에 수평 방향으로 설치되는 수평 고정자(610)와, 수평 고정자(610)에 대향되게 위치하도록 캐리어 유닛(300)의 캐리어 베이스부(310)의 후면에 수평 방향으로 설치되는 수평 이동자(620)(도 15 및 도 16 참조)를 포함하여 구성된다.

캐리어 공극 가이드 장치는 수평 고정자(610)와 수평 이동자(620) 사이의 공극을 일정하게 유지시키도록 구성된다.

이러한 캐리어 공극 가이드 장치는, 수평 승강로(200)의 수평 베이스부(210)의 전면에 수평 방향으로 설치되며 수평 고정자(610)를 중심으로 양측에 배치되는 한 쌍의 캐리어 공극 가이드 레일(220)과, 캐리어 유닛(300)에 결합되어 캐리어 공극 가이드 레일(220)을 따라 슬라이드 이동하는 캐리어 공극 가이드(도 15 및 도 16 참조)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성에 따라 카 구동 리니어 모터(500) 및 캐리어 구동 리니어 모터(600)는 엘리베이터 카(400)의 수직 이동 및 수평 이동시 각각의 고정자와 이동자 간의 작동 공극이 일정하게 유지되어 안정적인 주행 동작을 이룰 수 있다.

한편, 카 구동 리니어 모터(500)를 구성하는 수직 고정자(510,520) 중 수직 승강로(100)에 장착되는 승강로 수직 고정자(510)는 수직 베이스부(110)의 전면에 그 중심을 따라 수직 방향으로 장착되며, 캐리어 유닛(300)에 장착되는 캐리어 수직 고정자(520)는 캐리어 베이스부(310)의 전면에 그 중심을 따라 수직 방향으로 장착된다. 승강로 수직 고정자(510)와 캐리어 수직 고정자(520)는 캐리어 유닛(300)이 교차 영역(CA)에 위치한 상태에서 서로 동일 직선 상에 위치하도록 형성된다.

또한, 캐리어 구동 리니어 모터(600)의 수평 고정자(610)는 수평 승강로(200)의 수평 베이스부(210)의 전면에 그 중심을 따라 수평 방향으로 장착되며, 수평 이동자(620)는 캐리어 유닛(300)의 캐리어 베이스부(310)의 후면에 그 중심을 따라 수평 방향으로 장착된다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 로프리스 엘리베이터 시스템의 세부 구성에 대해 좀더 자세히 살펴본다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터 카와 수직 승강로의 결합 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터 카의 구조를 개략적으로 도시한 배면도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터 카의 구조를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터 카의 위치 고정 장치에 대한 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터 카의 위치 고정 장치에 대한 구조 및 작동 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수직 승강로(100)에는 전술한 바와 같이 메인 카 공극 가이드 레일(120)이 장착되고, 캐리어 유닛(300)에는 캐리어 유닛(300)이 교차 영역(CA)에 위치한 상태에서 메인 카 공극 가이드 레일(120)과 동일 직선 상에 위치하도록 연결 카 공극 가이드 레일(320)이 형성된다.

메인 카 공극 가이드 레일(120) 및 연결 카 공극 가이드 레일(320)은 각각 한 쌍의 전후 가이드 레일(GR1)과, 한 쌍의 좌우 가이드 레일(GR2)을 포함한다.

전후 가이드 레일(GR1)은 엘리베이터 카(400)의 수직 이동 과정에서 엘리베이터 카(400)에 장착된 수직 이동자(530)의 전후 방향 변위를 일정 범위 이내로 제한할 수 있도록 형성되며, 엘리베이터 카(400)의 중심으로부터 좌우 양측으로 상호 이격되게 배치된다.

좌우 가이드 레일(GR2)은 엘리베이터 카(400)의 수직 이동 과정에서 엘리베이터 카(400)에 장착된 수직 이동자(530)의 좌우 방향 변위를 일정 범위 이내로 제한할 수 있도록 형성되며, 엘리베이터 카(400)의 중심으로부터 좌우 양측으로 상호 이격되게 배치된다.

이때, 한 쌍의 좌우 가이드 레일(GR2)은 한 쌍의 전후 가이드 레일(GR1)의 이격 간격과 다른 이격 간격을 갖도록 배치되는데, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 한 쌍의 좌우 가이드 레일(GR2)이 한 쌍의 전후 가이드 레일(GR1)의 이격 간격보다 좁은 이격 간격을 가지며, 한 쌍의 전후 가이드 레일(GR1)보다 엘리베이터 카(400)의 중심측에 위치하도록 배치될 수 있다.

물론, 전후 가이드 레일(GR1) 및 좌우 가이드 레일(GR2)은 수직 이동자(530)의 변위를 제한함과 동시에 엘리베이터 카(400)의 전후 좌우 변위를 제한하여 엘리베이터 카(400)의 수직 이동 경로 또한 가이드한다.

엘리베이터 카(400)는, 승객이 탑승할 수 있도록 내부에 탑승 공간이 형성되는 카 케이지(410)와, 카 케이지(410)의 후면 및 하면을 감싸도록 결합되어 카 케이지(410)를 지지하는 카 프레임(420)을 포함하여 구성된다.

카 프레임(420)의 후면에는 엘리베이터 카(400)의 수직 이동시 메인 카 공극 가이드 레일(120) 및 연결 카 공극 가이드 레일(320)에 접촉 가이드되는 카 공극 가이드가 결합되는데, 카 공극 가이드는 메인 카 공극 가이드 레일(120) 및 연결 카 공극 가이드 레일(320)에 롤링 접촉하는 가이드 롤러(440,450)가 결합될 수 있다. 물론, 이러한 가이드 롤러 이외에도 가이드 슈, LM 블록, 베어링 등 다양한 형태로 변경 가능하다.

가이드 롤러(440,450)는, 카 프레임(420)의 상단부 및 하단부 각각의 좌우 양측단에 각각 장착되어 전후 가이드 레일(GR1)의 전면 및 후면의 대칭 지점에 동시에 롤링 접촉하도록 쌍을 이루며 배치되는 전후 가이드 롤러(440)와, 좌우 가이드 레일(GR2)의 내측면에 좌우 대칭되게 롤링 접촉하도록 카 프레임(420)의 중심부에 복수개 쌍을 이루며 배치되는 좌우 가이드 롤러(450)를 포함할 수 있다.

전후 가이드 레일(GR1)은 엘리베이터 카(400)의 전후 방향으로 전면 및 후면을 갖는 평판 형태로 형성될 수 있고, 좌우 가이드 레일(GR2)은 엘리베이터 카(400)의 좌우 방향으로 양측면을 갖는 평판 형태로 형성될 수 있으며, 전후 가이드 롤러(440)는 수평 방향의 회전축을 중심으로 회전하도록 장착되어 전후 가이드 레일(GR1)의 전면 및 후면에 동시에 롤링 접촉하도록 형성되고, 좌우 가이드 롤러(450)는 수직 방향의 회전축을 중심으로 회전하도록 장착되어 좌우 가이드 레일(GR2)의 내측면에 롤링 접촉하도록 형성될 수 있다.

전후 가이드 롤러(440)는 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이 엘리베이터 카(400)의 상단부 및 하단부 각각의 좌우 양측단에 각각 장착되어 총 4개 쌍을 이루도록 배치될 수 있고, 좌우 가이드 롤러(450)는 엘리베이터 카(400)의 중심부에 좌우 대칭되게 쌍을 이루며 상하 방향으로 3개 지점에 장착되어 총 3개 쌍을 이루도록 배치될 수 있다. 이때, 전후 가이드 롤러(440)가 장착된 엘리베이터 카(400)의 하단부 좌우 양측단부에는 별도의 보조 가이드 롤러(441)가 추가 장착될 수 있다. 보조 가이드 롤러(441)는 전후 가이드 레일(GR1)의 전면에 롤링 접촉하도록 배치되며, 엘리베이터 카(400)의 자중에 의해 발생하는 회전 모멘트를 추가적으로 지지하는 기능을 수행한다.

이와 같은 구조에 따라 엘리베이터 카(400)는 수직 이동 과정에서 전후 가이드 레일(GR1) 및 전후 가이드 롤러(440)에 의해 전후 방향 변위가 일정 범위 이내로 제한되고, 좌우 가이드 레일(GR2) 및 좌우 가이드 롤러(450)에 의해 좌우 방향 변위가 일정 범위 이내로 제한된다. 따라서, 전후 좌우 모든 방향의 변위 없이 일정한 수직 경로를 따라 안정적으로 수직 이동하게 된다.

카 구동 리니어 모터(500)를 구성하는 수직 이동자(530)는 엘리베이터 카(400)의 카 프레임(420) 후면에 장착되는데, 승강로 수직 고정자(510) 및 캐리어 수직 고정자(520)의 좌우 양측편에 일정 간극이 유지되는 형태로 대향되게 배치되도록 장착될 수 있다. 이때, 수직 이동자(530)의 좌우 양측에 한 쌍의 좌우 가이드 롤러(450)가 각각 배치될 수 있으며, 이를 통해 수직 이동자(530)와 승강로 수직 고정자(510) 및 캐리어 수직 고정자(520) 사이 간극이 일정하게 유지될 수 있다.

즉, 전후 가이드 레일(GR1) 및 좌우 가이드 레일(GR2)과 전후 가이드 롤러(440) 및 좌우 가이드 롤러(450)의 상호 롤링 접촉에 의해 엘리베이터 카(400)의 상하 이동 경로가 가이드됨과 동시에 카 구동 리니어 모터(500)의 수직 고정자(510,520)와 수직 이동자(530) 사이 간극이 일정하게 유지된다.

한편, 엘리베이터 카(400)의 카 프레임(420)의 후면에는 수직 승강로(100)의 메인 카 공극 가이드 레일(120) 및 캐리어 유닛(300)의 연결 카 공극 가이드 레일(320)과 마찰 접촉하며 제동력을 발생시키는 메인 브레이크 장치(430)가 장착될 수 있다. 메인 브레이크 장치(430)는 엘리베이터 카(400)가 각 층의 승강장 위치에서 정지하거나 또는 캐리어 유닛(300) 상에 정지하도록 별도의 제어부(미도시)에 의해 동작 제어될 수 있다.

이러한 메인 브레이크 장치(430)는 전자식, 유압식 등 다양한 방식으로 형성될 수 있는데, 도 7에 도시된 바와 같이 2개 구비될 수 있으며, 한 쌍의 좌우 가이드 레일(GR2)과 각각 마찰 접촉하도록 형성될 수 있다.

엘리베이터 카(400)에 대한 전력 공급을 위해 별도의 전력 공급 장치가 구비되는데, 이를 위해 수직 승강로(100)의 수직 베이스부(110)의 전면에는 메인 카 공극 가이드 레일(120)과 평행한 수직 방향으로 트롤리 전극 레일(140)이 장착되고, 엘리베이터 카(400)의 카 프레임(420)에는 트롤리 전극 레일(140)과 슬라이드 접촉하며 전력을 공급받는 트롤리 전극 단자(470)가 장착된다. 마찬가지로, 캐리어 유닛(300)의 캐리어 베이스부(310)의 전면에도 엘리베이터 카(400)의 트롤리 전극 단자(470)와 접촉하며 전력을 공급할 수 있는 트롤리 전극 레일(340)(도 14 참조)이 수직 장착될 수 있으며, 이를 통해 엘리베이터 카(400)가 캐리어 유닛(300)에 위치한 경우에도 전력을 공급받을 수 있다.

엘리베이터 카(400)의 수직 이동에 따른 수직 이동 위치를 검출하기 위해 엔코더 장치가 구비되는데, 이를 위해 수직 승강로(100)의 수직 베이스부(110)의 전면에는 메인 카 공극 가이드 레일(120)과 평행한 수직 방향으로 복수개의 엔코더 감지부(131)가 형성된 수직 엔코더 레일(130)이 장착되고, 엘리베이터 카(400)의 카 프레임(420)에는 수직 엔코더 레일(130)의 엔코더 감지부(131)를 감지하도록 엘리베이터 카(400)와 함께 수직 엔코더 레일(130)을 따라 수직 이동하는 수직 엔코더 센서(460)가 장착된다. 마찬가지로, 캐리어 유닛(300)의 캐리어 베이스부(310)의 전면에도 엘리베이터 카(400)의 수직 엔코더 센서(460)에 의해 감지되는 엔코더 감지부(331)를 갖는 수직 엔코더 레일(330)이 장착되며, 이를 통해 엘리베이터 카(400)가 캐리어 유닛(300)에 위치한 경우에도 그 수직 위치를 정확하게 검출할 수 있다.

또한, 엘리베이터 카(400)의 카 프레임(420)의 상단 및 하단에는 엘리베이터 카(400)의 수직 이동에 따른 외부 충돌시 충격을 완화할 수 있는 카 완충 버퍼(401)가 장착될 수 있다. 따라서, 하나의 수직 승강로(100) 상에서 복수개의 엘리베이터 카(400)가 동시에 상하 주행하는 경우, 고장이나 오작동 등에 의해 엘리베이터 카(400)의 상호 충돌이 발생하더라도, 카 완충 버퍼(401)에 의해 충격이 완화될 수 있다.

한편, 엘리베이터 카(400)에는 엘리베이터 카(400)가 정지한 상태에서 엘리베이터 카(400)를 위치 고정시킬 수 있도록 작동하는 위치 고정 장치(480)가 장착되고, 수직 승강로(100)에는 위치 고정 장치(480)와 맞물림 결합될 수 있는 위치 고정 결합부(LF)가 형성될 수 있다. 마찬가지로, 캐리어 유닛(300)에도 위치 고정 결합부(LF)가 형성될 수 있다.

위치 고정 결합부(LF)는 엘리베이터 카(400)가 정지하는 각 층의 승강장과 대응되는 위치에 각각 형성되며, 수직 승강로(100) 및 캐리어 유닛(300)을 전후 방향으로 관통하는 관통홀 형태로 형성될 수 있다.

이때, 위치 고정 장치(480)는, 엘리베이터 카(400)의 카 프레임(420)의 후면에 결합되는 위치 고정 케이스(481)와, 위치 고정 케이스(481)에 직선 이동 가능하게 결합되며 위치 고정 결합부(LF)에 삽입 맞물림되거나 맞물림 해제되도록 위치 고정 케이스(481)로부터 후방 돌출되거나 돌출 해제되는 걸림 로드(482)와, 걸림 로드(482)가 돌출 및 돌출 해제되도록 걸림 로드(482)를 직선 이동시키는 걸림 로드 구동 모듈(483)을 포함하여 구성될 수 있다. 걸림 로드(482)의 돌출단 반대측 끝단에는 걸림 로드(482)의 돌출 해제 이동시 이동 범위를 제한함과 동시에 엘리베이터 카(400)와의 충돌시 충격을 완화할 수 있는 스토퍼 블록(484)이 러버 재질 등으로 형성될 수 있다.

걸림 로드 구동 모듈(483)은 엘리베이터 카(400)가 정지 완료한 상태에서 걸림 로드(482)가 돌출되고, 엘리베이터 카(400)가 정지 상태에서 이동 시작하기 전에 걸림 로드(482)가 돌출 해제되도록 별도의 제어부에 의해 동작 제어될 수 있다.

따라서, 걸림 로드(482)는 엘리베이터 카(400)가 각 층의 승강장 위치에 정지한 상태에서만 돌출 작동하고, 이에 따라, 엘리베이터 카(400)가 메인 브레이크 장치(430)에 의해 승강장 위치에서 정지한 상태에서 걸림 로드(482)가 위치 고정 결합부(LF)에 맞물림됨으로써, 엘리베이터 카(400)의 고장이나 오작동 등에 의한 추락을 기계적으로 다시 한번 방지할 수 있다.

걸림 로드 구동 모듈(483)은, 다양한 기계요소를 이용하여 다양하게 형성될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에서는, 걸림 로드(482)와 함께 직선 이동하도록 걸림 로드(482)의 일측에 형성되는 랙 기어(483-1)와, 위치 고정 케이스(481)에 회전 가능하게 결합되어 랙 기어(483-1)와 맞물림되는 피니언 기어(483-2)와, 피니언 기어(483-2)를 회전 구동하는 구동 모터(483-3)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 위치 고정 케이스(481)에는 걸림 로드(482)의 작동 상태를 감지할 수 있는 걸림 로드 작동 감지부(485)가 구비되는데, 걸림 로드 작동 감지부(485)는, 걸림 로드(482)의 일측에 결합되어 걸림 로드(482)와 함께 일체로 직선 이동하는 작동 감지 브래킷(485-1)과, 걸림 로드(482)가 돌출됨에 따라 작동 감지 브래킷(485-1)에 의해 가압 작동하는 제 1 작동 감지 스위치(485-2)와, 걸림 로드(482)가 돌출 해제됨에 따라 작동 감지 브래킷(485-1)에 의해 가압 작동하는 제 2 작동 감지 스위치(485-3)를 포함하여 구성된다.

이러한 구조에 따라 도 12에 도시된 바와 같이 걸림 로드(482)가 돌출 해제되면, 제 2 작동 감지 스위치(485-3)가 작동 감지되고, 도 13에 도시된 바와 같이 걸림 로드(482)가 돌출되면, 제 1 작동 감지 스위치(485-2)가 작동 감지된다. 이러한 방식으로 걸림 로드(482)의 돌출 작동 여부를 감지함으로써, 엘리베이터 카(400)의 수직 주행 및 정지 동작을 더욱 안전하게 수행할 수 있다.

도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 유닛과 수평 승강로의 결합 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 유닛의 구조를 설명하기 위해 도시한 배면 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 유닛(300)은 전술한 바와 같이 수평 승강로(200)을 따라 수평 이동하는 캐리어 베이스부(310)를 포함하여 구성되고, 캐리어 베이스부(310)의 전면에는 연결 카 공극 가이드 레일(320)이 수직 방향으로 장착되고, 캐리어 베이스부(310)의 후면에는 수평 승강로(200)의 캐리어 공극 가이드 레일(220)을 따라 슬라이드 이동하는 캐리어 공극 가이드가 장착된다.

캐리어 공극 가이드는, 캐리어 공극 가이드 레일(220)에 각각 슬라이드 이동 가능하게 결합되며 캐리어 유닛(300)의 캐리어 베이스부(310)의 후면에 수평 방향을 따라 일렬 배치되도록 서로 이격되게 장착되는 복수개의 수평 가이드 블록(350)(도 15 및 도 16 참조)을 포함하여 구성될 수 있다. 물론, 이러한 수평 가이드 블록(350) 이외에도 가이드 슈, 가이드 롤러, 베어링 등 다양한 형태로 변경 가능하다.

캐리어 베이스부(310)는 엘리베이터 카(400)가 수직 이동하는 과정에서 통과하는 통과 영역으로부터 좌측 또는 우측에 수납 연장부(301)가 연장 형성되고, 수납 연장부(301)에는 캐리어 유닛(300)의 이동 제어를 위한 전장 부품을 수용할 수 있는 별도의 전장품 케이스(302)가 장착될 수 있다.

연결 카 공극 가이드 레일(320)은 전술한 바와 같이 캐리어 유닛(300)이 교차 영역(CA)에 위치한 상태에서 수직 승강로(100)의 메인 카 공극 가이드 레일(120)과 동일 직선 상에 위치하도록 형성되며, 한 쌍의 전후 가이드 레일(GR1)과 한 쌍의 좌우 가이드 레일(GR2)을 포함한다.

캐리어 베이스부(310)의 후면에는 캐리어 유닛(300)이 전자기력에 의해 수평 이동할 수 있도록 수평 승강로(200)에 장착된 수평 고정자(610)에 대응되게 수평 이동자(620)가 장착되고, 캐리어 베이스부(310)의 전면에는 엘리베이터 카(400)가 전자기력에 의해 수직 이동할 수 있도록 엘리베이터 카(400)에 장착된 수직 이동자(530)에 대응되게 캐리어 수직 고정자(520)가 장착된다. 이때, 캐리어 수직 고정자(520)는 캐리어 베이스부(310)의 전체 영역에 대해 상하 횡단하는 형태로 형성될 수 있으며, 이를 통해 상하 이웃하는 수직 승강로(100)의 수직 베이스부(110)에 형성된 승강로 수직 고정자(510)와의 간극이 최소화될 수 있고, 이에 따라 엘리베이터 카(400)에 대한 수직 이동시 간극 부위를 통과하는 과정에서 전자기력의 감소를 최소화할 수 있다.

수평 승강로(200)의 수평 베이스부(210)의 전면에는 캐리어 유닛(300)의 수평 가이드 블록(350)이 슬라이드 이동 가능하게 결합하도록 캐리어 공극 가이드 레일(220)이 형성되는데, 이와 별도로 캐리어 공극 가이드 레일(220)과 평행하게 수평 방향으로 보조 가이드 레일(250)이 형성된다.

이에 대응하여 캐리어 베이스부(310)의 후면에는 보조 가이드 레일(250)과 마찰 접촉하며 제동력을 발생시킬 수 있는 캐리어 브레이크 장치(380)가 장착되며, 이러한 캐리어 브레이크 장치(380)를 통해 캐리어 유닛(300)의 수평 이동을 정지시킬 수 있다. 캐리어 브레이크 장치(380)는 전자식, 유압식 등 다양한 방식으로 형성될 수 있으며, 캐리어 유닛(300)의 이동 방향인 수평 방향을 따라 서로 이격되게 복수개 장착될 수 있다.

또한, 수평 베이스부(210)의 전면에는 캐리어 유닛(300)에 대한 전력 공급을 위해 트롤리 전극 레일(240)이 수평 방향으로 장착되고, 캐리어 베이스부(310)의 후면에는 트롤리 전극 레일(240)과 슬라이드 접촉하며 전력을 공급받을 수 있는 트롤리 전극 단자(360)가 장착된다. 이를 통해 캐리어 유닛(300)에 항상 전력이 공급된다. 이때, 캐리어 베이스부(310)의 전면에는 전술한 바와 같이 엘리베이터 카(400)에 대한 전력 공급을 위한 별도의 트롤리 레일 전극(340)이 장착되는데, 트롤리 레일 전극(340)은 캐리어 베이스부(310)의 후면에 장착된 트롤리 전극 단자(360)와 연결되어 전력을 공급받도록 구성될 수 있다.

즉, 수평 베이스부(210)의 트롤리 레일 전극(240)과 캐리어 베이스부(310) 후면의 트롤리 전극 단자(360)가 접촉하여 캐리어 유닛(300)에 전력이 공급되고, 공급된 전력은 캐리어 베이스부(310) 전면의 트롤리 레일 전극(340)으로 전달되고, 캐리어 베이스부(310) 전면의 트롤리 레일 전극(340)과 엘리베이터 카(400)의 트롤리 전극 단자(470)가 접촉하여 엘리베이터 카(400)에 전력이 공급된다. 엘리베이터 카(400)가 캐리어 유닛(300)에 위치한 동안에는 이러한 전력 전달 구조를 통해 엘리베이터 카(400)에 전력이 공급된다.

한편, 수평 승강로(200)에는 캐리어 공극 가이드 레일(220)과 평행하게 수평 방향으로 복수개의 엔코더 감지부(231)가 형성되는 수평 엔코더 레일(230)이 장착되고, 캐리어 베이스부(310)의 일측에는 수평 엔코더 레일(230)의 엔코더 감지부(231)를 감지하도록 수평 엔코더 레일(230)을 따라 수평 이동하는 수평 엔코더 센서(370)가 장착된다. 이러한 수평 엔코더 레일(230) 및 수평 엔코더 센서(370)를 통해 캐리어 유닛(300)의 수평 이동 위치를 검출할 수 있다.

물론, 전술한 바와 같이 캐리어 베이스부(310)의 전면에는 엘리베이터 카(400)에 장착된 엔코더 센서(460)에 의해 감지되도록 연결 카 공극 가이드 레일(320)과 평행하게 수직 방향으로 복수개의 엔코더 감지부(331)가 형성되는 수직 엔코더 레일(330)이 장착된다.

캐리어 베이스부(310)의 전면에는 엘리베이터 카(400)의 수직 이동을 위해 수직 승강로(100)의 전면에 장착된 구성과 동일한 구성이 장착된다. 예를 들면, 캐리어 베이스부(310)의 전면에는 캐리어 수직 고정자(520), 연결 카 공극 가이드 레일(320), 트롤리 레일 전극(340) 및 수직 엔코더 레일(330) 등이 수직 방향으로 장착되는데, 이러한 구성들은 캐리어 유닛(300)이 교차 영역(CA)에 위치한 상태에서 수직 승강로(100)에 장착된 대응되는 구성들과 모두 동일한 직선 상에 위치하도록 형성된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 수직 레일 유닛
110: 수직 베이스부
120: 메인 수직 가이드 레일
200: 수평 레일 유닛
210: 수평 베이스부
220: 수평 가이드 레일
250: 보조 가이드 레일
300: 캐리어 유닛
310: 캐리어 베이스부
320: 연결 수직 가이드 레일
350: 수평 가이드 블록
380: 캐리어 브레이크 장치
400: 엘리베이터 카
410: 카 케이지
420: 카 프레임
430: 메인 브레이크 장치
440: 전후 가이드 롤러
441: 보조 가이드 롤러
450: 좌우 가이드 롤러
480: 위치 고정 장치
482: 걸림 로드
483: 걸림 로드 구동 모듈
500: 카 구동 리니어 모터
510: 레일 수직 고정자
520: 캐리어 수직 고정자
530: 수직 이동자
600: 캐리어 구동 리니어 모터
610: 수평 고정자
620: 수평 이동자

Claims (12)

1. 삭제
2. 삭제
3. 엘리베이터 카가 수직 및 수평 이동하도록 수직 승강로와 수평 승강로가 상호 교차되게 설치되고, 상기 수평 승강로에는 상기 수평 승강로를 따라 수평 이동하는 캐리어 유닛이 구비되며, 상기 엘리베이터 카는 상기 수직 승강로와 수평 승강로가 교차하는 교차 영역에서 상기 캐리어 유닛에 탑승하여 상기 캐리어 유닛과 함께 수평 이동할 수 있는 로프리스 엘리베이터 시스템으로서,
   상기 엘리베이터 카를 수직 이동시키는 카 구동 리니어 모터;
   상기 캐리어 유닛을 수평 이동시키는 캐리어 구동 리니어 모터; 및
   상기 카 구동 리니어 모터의 작동 공극을 일정하게 유지시키는 카 공극 가이드 장치
   를 포함하고,
   상기 엘리베이터 카는 상기 카 구동 리니어 모터와 상기 카 공극 가이드 장치에 의해 수직 이동 경로가 가이드되며,
   상기 카 구동 리니어 모터는
   상기 교차 영역을 중심으로 상부 및 하부 구간에 각각 형성되는 수직 승강로 내에 수직 방향으로 설치되는 승강로 수직 고정자;
   상기 캐리어 유닛이 상기 교차 영역에 위치한 상태에서 상기 승강로 수직 고정자와 동일 직선 상에 위치하도록 상기 캐리어 유닛에 장착되는 캐리어 수직 고정자; 및
   상기 승강로 수직 고정자 및 캐리어 수직 고정자에 대향되게 위치하도록 상기 엘리베이터 카에 장착되는 수직 이동자
   를 포함하고, 상기 카 공극 가이드 장치는 상기 승강로 수직 고정자와 상기 수직 이동자 사이의 공극과, 상기 캐리어 수직 고정자와 상기 수직 이동자 사이의 공극을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 로프리스 엘리베이터 시스템.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 카 공극 가이드 장치는
   상기 승강로 수직 고정자가 설치된 수직 승강로 내에 수직 방향으로 설치되는 메인 카 공극 가이드 레일;
   상기 캐리어 유닛이 상기 교차 영역에 위치한 상태에서 상기 메인 카 공극 가이드 레일과 동일 직선 상에 위치하도록 상기 캐리어 유닛에 장착되는 연결 카 공극 가이드 레일; 및
   상기 메인 카 공극 가이드 레일 및 연결 카 공극 가이드 레일에 접촉 가이드되도록 상기 엘리베이터 카에 결합되는 카 공극 가이드
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 로프리스 엘리베이터 시스템.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 메인 카 공극 가이드 레일 및 연결 카 공극 가이드 레일은
   상기 엘리베이터 카의 수직 이동 과정에서 상기 수직 이동자의 전후 방향 변위를 일정 범위 이내로 제한할 수 있도록 형성되어 상기 엘리베이터 카의 중심으로부터 좌우 양측으로 상호 이격되게 배치되는 한 쌍의 전후 가이드 레일; 및
   상기 엘리베이터 카의 수직 이동 과정에서 상기 수직 이동자의 좌우 방향 변위를 일정 범위 이내로 제한할 수 있도록 형성되어 상기 엘리베이터 카의 중심으로부터 좌우 양측으로 상호 이격되게 배치되며, 상기 한 쌍의 전후 가이드 레일의 이격 간격과는 다른 이격 간격을 갖도록 배치되는 한 쌍의 좌우 가이드 레일
   을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 로프리스 엘리베이터 시스템.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 카 공극 가이드는 상기 메인 카 공극 가이드 레일 및 연결 카 공극 가이드 레일과 롤링 접촉하는 가이드 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 로프리스 엘리베이터 시스템.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 가이드 롤러는
   상기 엘리베이터 카의 상단부 및 하단부 각각의 좌우 양측단에 각각 장착되며 상기 전후 가이드 레일의 전면 및 후면의 대칭 지점에 동시에 롤링 접촉하도록 쌍을 이루며 배치되는 전후 가이드 롤러; 및
   상기 좌우 가이드 레일의 내측면에 좌우 대칭되게 롤링 접촉하도록 상기 엘리베이터 카의 중심부에 복수개 쌍을 이루며 배치되는 좌우 가이드 롤러
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 로프리스 엘리베이터 시스템.
   
8. 삭제
9. 삭제
10. 엘리베이터 카가 수직 및 수평 이동하도록 수직 승강로와 수평 승강로가 상호 교차되게 설치되고, 상기 수평 승강로에는 상기 수평 승강로를 따라 수평 이동하는 캐리어 유닛이 구비되며, 상기 엘리베이터 카는 상기 수직 승강로와 수평 승강로가 교차하는 교차 영역에서 상기 캐리어 유닛에 탑승하여 상기 캐리어 유닛과 함께 수평 이동할 수 있는 로프리스 엘리베이터 시스템으로서,
    상기 엘리베이터 카를 수직 이동시키는 카 구동 리니어 모터;
    상기 캐리어 유닛을 수평 이동시키는 캐리어 구동 리니어 모터;
    상기 카 구동 리니어 모터의 작동 공극을 일정하게 유지시키는 카 공극 가이드 장치; 및
    상기 캐리어 구동 리니어 모터의 작동 공극을 일정하게 유지시키는 캐리어 공극 가이드 장치
    를 포함하고,
    상기 캐리어 유닛은 상기 캐리어 구동 리니어 모터와 상기 캐리어 공극 가이드 장치에 의해 수평 이동 경로가 가이드되며,
    상기 캐리어 구동 리니어 모터는
    상기 교차 영역을 통과하도록 상기 수평 승강로 내에 수평 방향으로 설치되는 수평 고정자; 및
    상기 수평 고정자에 대향되게 위치하도록 상기 캐리어 유닛에 장착되는 수평 이동자
    를 포함하고, 상기 캐리어 공극 가이드 장치는 상기 수평 고정자와 수평 이동자 사이의 공극을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 로프리스 엘리베이터 시스템.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 캐리어 공극 가이드 장치는
    상기 수평 승강로 내에 수평 방향으로 설치되며 상기 수평 고정자를 중심으로 양측에 배치되는 한 쌍의 캐리어 공극 가이드 레일; 및
    상기 캐리어 유닛에 결합되어 상기 캐리어 공극 가이드 레일을 따라 슬라이드 이동하는 캐리어 공극 가이드
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 로프리스 엘리베이터 시스템.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 캐리어 공극 가이드는
    상기 캐리어 공극 가이드 레일에 각각 슬라이드 이동 가능하게 결합되며 상기 캐리어 유닛에 수평 방향을 따라 일렬 배치되도록 서로 이격되게 장착되는 복수개의 수평 가이드 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 로프리스 엘리베이터 시스템.
    
    

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