KR102389086B1 - 제동 부재 작동 기구 - Google Patents

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구오홍 후
데릴 제이. 마빈
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오티스 엘리베이터 컴파니
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Abstract

승강 구조물의 안전 제동 부재를 위한 제동 부재 작동 기구는, 승강 구조물이 소정의 조건을 나타내는 것으로 검출되면 가이드 레일(14)에 자기적으로 결합되게 전자적으로 작동되도록 구성된 강자성 재료로 이루어진 제동 액추에이터(12)를 포함하되, 제동 액추에이터와 가이드 레일의 자기적 결합은 안전 제동 부재를 제동 위치로 이동하게 작동시킨다.

Description

제동 부재 작동 기구{BRAKE MEMBER ACTUATION MECHANISM}
본 발명은 제동 시스템(braking system)에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 승강 구조물(hoisted structure)을 제동하는 것을 돕기 위해 사용되는 것과 같이 제동 시스템을 위한 제동 부재 작동 기구(brake member actuation mechanism)에 관한 것이다.
엘리베이터 시스템(elevator systems) 및 크레인 시스템(crane systems)과 같은 승강 시스템(hoisting system)은 종종, 예를 들면, 승강 구조물(즉, 엘리베이터 카(elevator car)), 평형 추(counterweight), 승강 구조물과 평형 추를 연결하는 인장 부재(tension member)(즉, 로프(rope), 벨트, 케이블 등)를 포함한다. 그러한 시스템이 동작하는 동안, 안전 제동 시스템은 승강 구조물이 소정의 속도 또는 가속도를 초과하는 경우에 가이드 레일(guide rail)과 같은 가이드 부재에 대해 승강 구조물을 제동하는 것을 보조하도록 구성된다.
제동 장치를 작동시키기 위한 종래의 시도는 일반적으로 거버너(governor), 거버너 로프(governor rope), 인장 장치(tension device) 및 안전 작동 모듈을 포함하는 기구(mechanism)를 필요로 한다. 안전 작동 모듈은 안전 장치를 작동시키기 위한 리프트 로드(lift rod)와 링키지(linkage)를 포함하며 제동 장치(braking device)라고도 한다. 승강 구조물의 신뢰성 있고 안정적인 제동을 제공하면서 이 기구의 구성 요소를 감소, 단순화 또는 제거하는 것이 유리할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 승강 구조물용의 제동 시스템은 승강 구조물의 이동을 가이드하도록 구성된 가이드 레일을 포함한다. 또한, 승강 구조물에 동작 가능하게 결합되고 가이드 레일과 마찰 결합하도록 구성된 제동 표면을 가지며, 제동 위치와 비 제동 위치 사이에서 움직일 수 있는 제1 제동 부재도 포함한다. 또한, 상기 제1 제동 부재에 동작 가능하게 결합되고, 제1 제동 부재를 비 제동 위치로부터 제동 위치로 작동시키도록 구성된 제동 부재 작동 기구를 포함한다. 상기 제동 부재 작동 기구는 상기 제1 제동 부재와 동작 가능하도록 결합된 컨테이너를 포함한다. 상기 제동 부재 작동 기구는 또한 컨테이너 내에 배치된 강자성 물질(ferro-magnetic material)로 이루어지고 소정의 조건을 나타내는 승강 구조물의 검출 시 가이드 레일과 자기적으로 결합하도록 전자적으로 작동되도록 구성된 제동 액추에이터를 포함한다. 이때, 제동 액추에이터와 가이드 레일의 자기적 결합은 제1 제동 부재의 제동 위치로의 이동을 작동시킨다.
전술한 특징들 중 하나 이상에 부가하여, 또는 대안으로서, 다른 실시예들은 상기 제동 액추에이터가 가이드 레일과 자기적으로 결합하도록 구성된 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면의 적어도 일부분은 텍스처된(textured) 표면을 포함하며, 제동 액추에이터는 테이퍼진(tapered) 부분을 포함하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징들 중 하나 이상에 부가하여, 또는 대안으로서, 다른 실시예들은 상기 컨테이너가 상기 제1 제동 부재에 직접 결합된 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징들 중 하나 이상에 부가하여, 또는 대안으로서, 다른 실시예들은 상기 컨테이너가 상기 제1 제동 부재에 간접적으로 결합된 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징들 중 하나 이상에 부가하여, 또는 대안으로서, 다른 실시예들은 상기 소정의 조건은 과잉 가속(over-acceleration) 상태 및 과속(over-speed) 상태 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징들 중 하나 이상에 부가하여, 또는 대안으로서, 다른 실시예들은 상기 제동 부재 작동 기구는 제동 액추에이터를 직접 수용하고 있는 제동 액추에이터 하우징을 포함하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제동 액추에이터 하우징을 적어도 부분적으로 둘러싸며, 컨테이너 내에서 활주 가능하도록(slidably) 배치된 슬라이더를 포함한다.
전술한 특징들 중 하나 이상에 부가하여, 또는 대안으로서, 다른 실시예들은 상기 컨테이너가 제1 슬롯(slot)을 획정하는 제1 벽(wall)과 제2 슬롯을 획정하는 대향하는 제2 벽을 포함하며, 제1 슬롯과 제2 슬롯은 공통 평면에 대해 실질적으로 서로 정렬되는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징들 중 하나 이상에 부가하여, 또는 대안으로서, 다른 실시예들은 상기 슬라이더가 상기 컨테이너의 제1 슬롯을 통해 연장되고 당해 슬롯 내에서 활주하도록 구성된 제1 가이딩 돌출부와, 상기 컨테이너의 제2 슬롯을 통해 연장되고 당해 슬롯 내에서 활주하도록 구성된 제2 가이딩 돌출부를 포함하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징들 중 하나 이상에 부가하여, 또는 대안으로서, 다른 실시예들은 상기 제1 가이딩 돌출부와 제2 가이딩 돌출부는 각각 부싱(bushing)에 의해 둘러싸이는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징들 중 하나 이상에 부가하여, 또는 대안으로서, 다른 실시예들은 상기 슬라이더에 동작 가능하도록 결합되고 상기 제동 액추에이터 하우징을 비 결합 위치에 선택적으로 유지하도록 구성되는 래치(latch)를 포함할 수 있다.
전술한 특징들 중 하나 이상에 부가하여, 또는 대안으로서, 다른 실시예들은 각각의 컨테이너, 제동 액추에이터, 제동 액추에이터 하우징, 및 슬라이더는 실질적으로 직사각 형상을 갖는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징들 중 하나 이상에 부가하여, 또는 대안으로서, 다른 실시예들은 상기 컨테이너 내에 배치되고 상기 제동 액추에이터를 가이드 레일쪽으로 추진하도록 구성된 스프링을 포함할 수 있다.
전술한 특징들 중 하나 이상에 부가하여, 또는 대안으로서, 다른 실시예들은 코일의 통전 상태 동안 상기 제동 부재 작동 기구를 작동시키도록 구성된 코일을 갖는 전자기적 구성 요소(component)를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 승강 구조물용의 제동 시스템은 승강 구조물의 이동을 가이드하도록 구성된 가이드 레일을 포함한다. 또한, 상기 승강 구조물에 동작 가능하게 결합되고 가이드 레일과 마찰 결합하도록 구성된 제동 표면을 가지며, 제동 위치와 비 제동 위치 사이에서 이동할 수 있는 제1 제동 부재도 포함한다. 또한, 상기 제1 제동 부재에 동작 가능하게 결합되고, 상기 제1 제동 부재를 비 제동 위치로부터 제동 위치로 작동시키도록 구성된 제동 부재 작동 기구를 포함한다. 상기 제동 부재 작동 기구는 상기 제1 제동 부재 내부에 일체화되게 형성된 컨테이너부(container portion)를 포함한다. 상기 제동 부재 작동 기구는 또한 상기 컨테이너부 내에 배치되고 상기 컨테이너부 내에서 병진 이동(translate)하도록 구성된 제동 액추에이터 하우징을 포함한다. 상기 제동 부재 작동 기구는 또한 제동 액추에이터 하우징의 일 단에 동작 가능하도록 결합되고 소정의 조건을 나타내는 승강 구조물의 검출 시 상기 가이드 레일에 자기적으로 결합되도록 구성된 강자성 물질로 이루어진 제동 액추에이터를 포함한다. 상기 제동 액추에이터와 상기 가이드 레일의 자기적 결합은 제1 제동 부재의 제동 위치로의 이동을 작동시킨다.
전술한 특징들 중 하나 이상에 부가하여, 또는 대안으로서, 다른 실시예들은 상기 제동 액추에이터가 금속 물질로 이루어지고 상기 가이드 레일에 자기적으로 결합되도록 구성된 제동 패드(brake pad)를 포함하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징들 중 하나 이상에 부가하여, 또는 대안으로서, 다른 실시예들은 상기 제동 패드와 가이드 레일의 자기적 결합과 관련된 충격력을 약화시키기 위해 제동 액추에이터로부터 돌출된 범퍼(bumper)를 포함할 수 있다.
전술한 특징들 중 하나 이상에 부가하여, 또는 대안으로서, 다른 실시예들은 상기 소정의 조건은 과잉 가속 상태 및 과속 상태 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징들 중 하나 이상에 부가하여, 또는 대안으로서, 다른 실시예들은 상기 컨테이너 내에 배치되고 제동 액추에이터를 가이드 레일쪽으로 추진하도록 구성된 스프링을 포함할 수 있다.
전술한 특징들 중 하나 이상에 부가하여, 또는 대안으로서, 다른 실시예들은 각각의 컨테이너와 제동 액추에이터 하우징은 실질적으로 원형의 형상을 갖는 것을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 승강 구조물의 안전 제동 부재를 위한 제동 부재 작동 기구는 소정의 조건을 나타내는 승강 구조물의 검출 시 가이드 레일을 자기적으로 결합하도록 전자적으로 작동되게 구성된 강자성 물질로 이루어진 제동 액추에이터를 포함하되, 여기서 제동 액추에이터와 가이드 레일의 자기적 결합은 상기 안전 제동 부재의 이동을 제동 위치로 작동시킨다.
본 발명으로 간주되는 요지는 특히 본 명세서의 결론부에 있는 청구범위에서 지적되고 명백하게 청구된다. 본 발명의 전술한 특징, 다른 특징 및 이점은 첨부된 도면과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 명백해진다.
도 1은 제1 실시예에 따른 승강 구조물용의 제동 시스템의 사시도;
도 2는 도 1에 도시된 제동 시스템의 비 제동 위치에서의 개략적인 도면;
도 3은 도 1에 도시된 제동 시스템의 제동 위치에서의 개략적인 도면;
도 4는 도 1의 제동 시스템의 제동 부재 작동 기구의 전면 사시도;
도 5는 도 1의 제동 시스템의 제동 부재 작동 기구의 후면 사시도;
도 6은 도 1의 제동 시스템의 제동 부재 작동 기구의 제동 액추에이터 하우징의 사시도;
도 7은 도 1의 제동 시스템의 제동 부재 작동 기구의 슬라이더의 사시도;
도 8은 도 1의 제동 시스템의 제동 부재 작동 기구의 컨테이너의 사시도;
도 9는 제2 실시예에 따른 승강 구조물용의 제동 시스템의 사시도;
도 10은 도 9의 제동 시스템의 제동 부재 작동 기구의 사시도;
도 11은 도 9의 제동 시스템의 제동 부재 작동 기구의 단면도;
도 12는 도 9의 제동 시스템의 제동 부재 작동 기구의 전면도;
도 13은 다른 실시예에 따른 제동 시스템의 비 제동 위치에서의 개략적인 도면;
도 14는 도 13에 도시된 제동 시스템의 제동 위치에서의 개략적인 도면;
도 15는 도 13에 도시된 제동 시스템의 제동 부재 작동 기구의 영구 자석 부분의 사시도;
도 16은 도 13에 도시된 제동 시스템의 제동 부재 작동 기구의 전자기 부분의 사시도;
도 17은 일 실시예에 따른 도 13의 제동 부재 작동 기구의 측면도;
도 18은 다른 실시예에 따른 도 13의 제동 부재 작동 기구의 측면도;
도 19는 도 13에 도시된 대칭 구성의 제동 부재 작동 기구의 측면도.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 제동 부재 조립체(10)와 제동 부재 작동 기구(12)의 일 실시예가 도시되어 있다. 여기에 기술되는 실시예들은 가이드 부재에 대해 승강 구조물(도시되지 않음)의 제동(예를 들면, 속도를 늦추거나 움직임을 멈춤)시 보조하도록 동작 가능한 모든 제동 시스템에 관한 것이며, 아래에서 상세히 설명된다. 제동 부재 조립체(10)와 제동 부재 작동 기구(12)는 다양한 타입의 승강 구조물과 다양한 타입의 가이드 부재와 함께 사용될 수 있으며, 승강 구조물과 가이드 부재의 구성과 상대적인 방향(orientation)은 바뀔 수 있다. 일 실시예에서, 승강 구조물은 엘리베이터 카 패시지(elevator car passage) 내에서 이동 가능한 엘리베이터 카를 포함한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 도 1에 계속해서 참조하면, 가이드 부재는(여기서 가이드 레일(14)로 칭함), 엘리베이터 카 패시지의 측벽에 연결되고 일반적으로 수직 방향으로 승강 구조물을 가이드하도록 구성된다. 가이드 레일(14)은 방대한 적절한 재질, 일반적으로, 예를 들어 스틸(steel)과 같은 내구성 있는 금속(durable metal)으로 이루어질 수 있다. 선택된 정확한 재료와 관계없이, 가이드 레일(14)은 강자성 재료이다.
제동 부재 조립체(10)는 실장 구조(16)와 제동 부재(18)를 포함한다. 제동 부재(18)는 제동 패드이거나, 또는 가이드 레일(14)과 반복적으로 제동 결합하기에 적합한 유사한 구조이다. 실장 구조(16)는 승강 구조물과 연결되고, 제동 부재(18)는 제동 부재(18)가 가이드 레일(14)에 근접하게 배치되게 하는 방법으로 실장 구조(16) 상에 위치한다. 제동 부재(18)는 가이드 레일(14)에 마찰 결합하도록 동작 가능한 접촉면(20)을 포함한다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제동 부재 조립체(10)는 비 제동 위치(도 2)와 제동 위치(도 3) 사이에서 이동할 수 있다. 비 제동 위치는 승강 구조물이 정상 동작하는 동안 제동 부재 조립체(10)가 배치되는 위치이다. 특히, 제동 부재(18)는 제동 부재 조립체(10)가 비 제동 위치에 있는 동안 가이드 레일(14)과 접촉하지 않고, 따라서 가이드 레일(14)과 마찰적으로 결합하지 않는다. 제동 부재 조립체(10)는 외부 요소(68)에 대해 제동 부재 조립체(10)의 병진 이동을 허용하는 방식으로 실장 구조(16)로 구성된다. 제동 부재 조립체(10), 특히 제동 부재(18)의 병진 이동에 후속하여, 제동 부재(18)는 가이드 레일(14)과 접촉하여 가이드 레일(14)과 마찰 결합한다. 실장 구조(16)는 테이퍼진(tapered) 벽(22)을 포함하고, 제동 부재 조립체(10)는 비 제동 위치로부터 제동 위치로 이동하는 동안 제동 부재(18)를 가이드 레일(14)과 접촉하게 구동하는 쐐기형 구성으로 이루어진다. 제동 위치에서, 제동 부재(18)의 접촉면(20)과 가이드 레일(14) 사이의 마찰력은 가이드 레일(14)에 대한 승강 구조물의 이동을 정지시킬 만큼 충분하다. 여기서는 단일 제동 부제가 도시되어 설명되지만, 하나 이상의 제동 부재가 포함될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 제2 제동 부재가 제동 부재(18)의 일 측으로부터 가이드 레일(14)의 반대 측에 위치하여 제동 부재들이 승강 구조물의 효과적인 제동을 위해 함께 작동하도록 할 수 있다.
이제 도 4 내지 도 8을 참조하면, 제동 부재 작동 기구(12)가 보다 상세하게 도시되어 있다. 제동 부재 구동 기구(12)는 제동 부재(18)의 비 제동 위치로부터 제동 위치로의 이동을 작동시키도록 선택적으로 동작가능하다.
제동 부재 작동 기구(12)는 적층된 방식으로 서로 내부에 배치된 복수의 구성 요소들로 이루어지고, 소정의 구성 요소는 다른 구성 요소 내에서 활주할 수 있도록 유지된다. 컨테이너(24)는 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이 몇몇 구성 요소를 수용하는 외부 부재이다. 컨테이너(24)는 일반적으로 직사각형 단면으로 형성되고, 직접 또는 간접적으로 제동 부재 조립체(10)에 동작 가능하게 결합된다. 그 작동 가능한 결합은 대체로 기계적 체결구(mechanical fastener)로 이루어지지만, 대안적인 적절한 결합 방법들이 고려된다.
컨테이너(24) 내에는, 컨테이너(24) 내에 유지되지만 컨테이너(24)에 대해 활주(sliding) 방식으로 위치하는 슬라이더(26)가 장착된다. 슬라이더(26)는 실질적으로 직사각형의 단면으로 이루어진다. 슬라이더(26)는 슬라이더(26)의 제1 측면(30)으로부터 연장되는 제1 돌출부(28)와 슬라이더(26)의 제2 측면(34)으로부터 연장되는 제2 돌출부(32)를 포함한다. 돌출부들(28, 32)은 슬라이더(26)의 메인(main) 몸체에 대해 반대 방향으로 연장하도록 서로 반대로 배치된다. 돌출부들(28, 32)은 컨테이너에 의해 획정되는 각각의 슬롯들 내에 적어도 부분적으로 장착된다. 특히, 제1 돌출부(28)는 컨테이너(24)의 제1 벽(38)에 의해 획정되는 제1 슬롯(36) 내에서 적어도 부분적으로 한정되고 제1 슬롯(36) 내에서 활주(slide)하도록 구성되며, 제2 돌출부(32)는 컨테이너(24)의 제2 벽(42)에 의해 획정되는 제2 슬롯 내에서 적어도 부분적으로 한정되고, 제2 슬롯(40) 내에서 활주하도록 구성된다. 각각의 돌출부(28, 32)에는 각각 부싱(44)이 장착된다. 돌출부들(28, 32)과 슬롯들(36, 40)은 반대편 벽 위에 있고, 컨테이너(24) 내에서 활주 이동하는 동안 슬라이드(26)의 대칭적인 가이드를 제공한다. 부싱(44)과 함께 슬라이더의 대칭적 가이딩은 슬라이더(26)와 컨테이너(24)의 상대적인 이동과 관련된 안정적인 움직임과 최소화된 내부 마찰을 제공한다.
슬라이더(26) 내에는 다른 적층된 구성 요소들(즉, 컨테이너(24) 및 슬라이더(26))의 경우와 같이, 실질적으로 직사각형의 단면 구조로 형성된 제동 액추에이터 하우징(46)이 배치된다. 제동 액추에이터 하우징(46)은 슬라이더(26)에 대해 슬라이딩 방식으로 이동하도록 구성된다. 슬라이더(26) 내에서의 제동 액추에이터 하우징(46)의 슬라이딩 이동은 제동 액추에이터 하우징(46)의 바깥 표면(50)으로부터 연장하는 돌출부의 형태로 하나 이상의 가이딩 부재(48)에 의해 적어도 부분적으로 가이드될 수 있다. 슬라이더(26)는 슬라이더(26)의 내부 표면 내에 형성된 해당 가이딩 트랙(52)을 포함한다. 제동 액추에이터 하우징(46)은 슬라이더(26) 내에 끼워지도록 크기가 정해지지만, 상대적인 운동 동안 구성 요소들 사이에 작은 정도의 "플레이"를 형성하도록 제동 액추에이터(46)와 슬라이더(26) 사이에 소정의 갭(gap)이 존재할 수 있음을 알 수 있다.
제동 액추에이터(54)는 제동 액추에이터 하우징(46) 내에 배치되고, 제동 부재 작동 기구(12)의 다른 구성 요소와 마찬가지로, 제동 액추에이터(54)는 실질적으로 직사각형 단면 형상으로 이루어진다. 제동 액추에이터(54)는 강자성 재료로 형성된다. 제동 액추에이터(54)의 접촉면(56)은 접촉면(56)의 전부 또는 일부를 덮는 텍스처된 부분(textured portion)을 포함한다. 텍스처된 부분은 어느 정도의 표면 거칠기를 갖는 비 평활면(non-smooth surface)을 포함하는 표면 상태를 말한다. 제동 액추에이터(54)의 접촉면(56)은 제동 액추에이터 하우징(46)의 하나 이상의 개구(58)를 통해 노출되는 제동 액추에이터(54)의 부분으로서 정의된다.
동작에 있어서, 전자 센서 및/또는 제어 시스템(도시되지 않음)은 승강 구조물의 다양한 파라미터들 및 조건들을 모니터링하고, 모니터링된 파라미터들 및 조건들을 적어도 하나의 소정 조건과 비교하도록 구성된다. 일 실시예에서, 상기 소정 조건은 승강 구조체의 속도 및/또는 가속도를 포함한다. 모니터링된 조건(예를 들어, 과속, 과잉 가속도 등)이 소정 조건을 초과하는 경우, 제동 액추에이터(54)는 제동 액추에이터(54)와 가이드 레일(14)의 자기적 결합을 용이하게 하도록 작동된다. 다양한 트리거링 기구(triggering mechanism) 또는 구성 요소들이 제동 부재 작동 기구(12), 특히 제동 액추에이터(54)를 작동시키도록 채용될 수 있다. 도시된 실시예에 있어서, 두 개의 스프링(60)은 컨테이너(24) 내에 위치하고 제동 액추에이터 하우징(46)에 힘을 가하여 래치 부재(62)가 작동될 때 제동 액추에이터(54)의 작동을 개시하도록 구성된다. 위에서 두 개의 스프링이 언급되고 도시되었지만, 단일 스프링이 이용될 수 있거나 두 개 이상의 스프링이 이용될 수 있음을 이해해야 한다. 스프링의 개수에 관계없이, 총 스프링의 힘은 제동 액추에이터 하우징(46), 따라서 제동 액추에이터(54)에 가해지는 대향 유지력을 극복하기에 충분할 뿐이다. 유지력은 마찰 및 슬라이더(26)에 동작 가능하도록 결합되고 유지된 위치에서 제동 액추에이터 하우징(46)에 결합하도록 구성된 래치 부재(62)를 포함한다.
제동 액추에이터(54)가 가이드 레일(14)을 향해 추진됨에 따라, 제동 액추에이터(54)와 가이드 레일(14) 사이의 자기적 흡인력(magnetic attraction)은 제동 액추에이터(54)와 가이드 레일(14) 사이의 마찰력에 포함되는 수직력 성분(normal force component)을 제공한다. 전술한 바와 같이, 제동 액추에이터 하우징(46)과 슬라이더(26) 사이에 약간의 갭이 있을 수 있다. 또한, 슬라이더(26)와 컨테이너(24) 사이에도 약간의 갭이 존재할 수 있다. 두 경우 모두, 컨테이너(24)의 측벽 및/또는 슬라이더(26)는, 슬라이더(26) 및/또는 제동 액추에이터 하우징(46)의 이동 범위의 길이를 따라 불균일한 갭을 정의하도록 테이퍼될(tapered) 수 있다. 전술한 바와 같이, 구성 요소들 사이의 운동의 정도는 제동 액추에이터(54)가 가이드 레일(14)을 결합함에 따라 자기 정렬 효과(self-aligning benefit)를 제공한다. 특히, 제동 액추에이터(54)의 전체 접촉면(56)이 가이드 레일(14)과 동일 평면에서 접촉하도록 보장함으로써 수직력 및 그에 따른 마찰력이 최대화된다. 결합은 접촉면(56)의 전술한 텍스처된 성질에 의해 더욱 증가된다. 보다 구체적으로, 증가된 마찰 계수는 가이드 레일(14)의 표면 상태에 대한 낮은 편차로써 달성된다. 이와 같이, 바람직한 마찰 계수는 가이드 레일(14)의 표면이 유성이든 또는 건조되었든 상관없이 존재한다.
제동 액추에이터(54)의 접촉면(56)과 가이드 레일(14) 사이의 자기적 결합에 따라, 마찰력은 전체 제동 부재 작동 기구(12)가 가이딩 블록 및/또는 커버(도 2 및 도 3)와 같은 외부 구성 요소(68) 내에서 슬롯(64)에 대해 상방으로 이동하게 한다. 제동 부재 작동 기구(12)의 상대적인 운동은 제동 부재 조립체(10)의 유사한 상대적 이동을 작동시킨다. 제동 부재 조립체(10)의 상대적인 이동은 제동 부재(18)의 접촉면(20)을 가이드 레일(14)과 마찰 결합하게 하여, 전술한 바와 같이, 제동 위치로 이동하고 승강 구조물이 감속 또는 정지되게 한다.
이제 도 9 내지 도 12를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 제동 부재 작동 기구(100)가 도시되어있다. 제동 부재 작동 기구(100)는 비 제동 위치로부터 제동 위치로 제동 부재 조립체(10)의 이동을 작동시키도록 구성된다. 제동 위치에서 가이드 레일(14)과 마찰 결합하는 접촉면(20)을 포함하는 제동 부재(18)를 포함하는 제동 부재 조립체(10)의 구조 및 기능은 위에서 상세히 설명하였다. 예시된 실시예는 승강 구조물의 제동을 작동시키기 위한 대안적인 구조를 제공한다. 전술한 실시예와 같이, 둘 이상의 제동 조립체(예를 들어, 접촉면을 갖는 제동 부재)뿐만 아니라, 둘 이상의 제동 부재 작동 기구가 포함되어 승강 구조물의 제동을 수행할 수 있다.
도시된 바와 같이, 구조상 쐐기 형상일 수 있는 단일 구성 요소는 제동 부재 조립체(10) 및 제동 부재 작동 기구(100) 모두를 위한 본체(102)를 형성한다. 제동 부재 작동 기구(100)는 컨테이너(104)를 포함한다. 일 실시예에서, 컨테이너(104)는 몸체(102)에 의해 획정되는 공동(cavity)이며, 따라서 그 내부에 일체로 형성된다. 다른 실시예에서, 컨테이너(104)는 몸체(102) 내에 고정된 삽입물이다. 도시된 실시예에서, 컨테이너(104)는 실질적으로 원형 단면 구조로 형성되지만, 그러나, 대안적인 기하 구조들이 적합할 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
컨테이너(104) 내에는, 컨테이너(104) 내에 유지되지만 컨테이너(104)에 대해 슬라이딩 방식으로 위치하는 슬라이더(106)가 장착된다. 슬라이더(106)는 실질적으로 원형 단면으로 형성되지만, 컨테이너(104)의 경우와 같이 대안적인 적합한 구조들이 고려될 수 있다. 슬라이더(106)는 슬라이더(106)의 바깥 표면(110)으로부터 연장되는 적어도 하나의 돌출부(108)를 포함한다. 돌출부(108)는 컨테이너(104)에 의해 획정되는 슬롯(112) 내에 적어도 부분적으로 위치하고, 몸체(102)를 통해 연장된다. 특히, 돌출부(108)는 슬롯(112) 내에서 활주하도록 구성된다.
슬라이더(106) 내에는 다른 적층형 구성 요소(즉, 컨테이너(104) 및 슬라이더(106))의 경우와 같이 실질적으로 원형의 단면 형태로 형성된 제동 액추에이터 하우징(114)이 배치되지만, 대안적인 적절한 기하 구조들이 고려된다. 제동 액추에이터 하우징(114)은 슬라이더(106)에 대해 슬라이딩 방식으로 이동하도록 구성된다.
제동 액추에이터(116)는 제동 액추에이터 하우징(114)의 일 단부(118)에 근접하게 위치한다. 제동 액추에이터(116)는 강자성 물질로 이루어진 적어도 하나의 제동 패드(120) 및 하나 이상의 자석(122)을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 자석(122)은 반-고리(half-ring) 자석이다. 반-고리 자석이라는 용어는 정확하게 반원형(semi-circle)으로 제한되지 않는다. 오히려, 임의의 어떠한 링 세그먼트도 자석(122) 부분(들)을 형성할 수 있다. 자석(122)의 외측 단부 상에 배치된 적어도 하나의 제동 패드(120)는 제동 액추에이터(116)의 접촉면(124)을 형성하도록 구성된 금속 재료이다. 접촉면(124)은 가이드 레일(14)과 결합하여 제동 부재 조립체(10)를 비 제동 위치로부터 제동 위치로 작동시키도록 마찰력을 미친다. 제동 패드(120)와 가이드 레일(14) 사이의 초기 접촉과 관련된 충격력을 감소시키기 위해 범퍼(126)가 포함될 수 있는데, 이는 제동 패드 금속 재료가 부서지기 쉬운 경우 특히 유용하다.
대안적인 실시예들에 대해 전술한 바와 같이, 전자 센서 및/또는 제어 시스템(도시되지 않음)은 승강 구조물의 다양한 파라미터들 및 조건들을 모니터링하고, 모니터링된 파라미터들 및 조건들을 적어도 하나의 소정의 조건과 비교하도록 구성된다. 상기 소정의 조건을 나타내는 승강 구조물의 검출에 응답하여, 트리거링 기구 또는 구성 요소는 제동 액추에이터(116)를 가이드 레일(14)과 자기 결합하도록 추진시킨다. 일 실시예에서, 단일 또는 이중 스프링(130) 배열이 컨테이너(104) 내에 채용되어 위치하며, 제동 부재 작동 기구(100)의 작동을 개시하기 위해 제동 액추에이터 하우징(114) 및/또는 슬라이더(106)에 힘을 가하도록 구성된다.
비 제동 위치로부터 제동 위치로의 제동 부재 조립체(10)의 작동뿐만 아니라, 제동 액츄에이터(116)와 가이드 레일(14)의 자기 결합은 위에서 상세히 설명되었으므로, 명확성을 위하여 복잡한 설명은 생략한다.
이제 도 13 및 도 14를 참조하면, 다른 실시예에 따른 제동 부재 작동 기구(200)가 도시되어 있다. 제동 부재 작동 기구(200)는 비 제동 위치(도 13)로부터 제동 위치(도 14)로 제동 부재 조립체(10)의 이동을 작동시키도록 구성된다. 제동 위치에서 가이드 레일(14)과 마찰 결합하는 접촉면(20)을 포함하는 제동 부재(18)를 포함하는 제동 부재 조립체(10)의 구조 및 기능은 위에서 상세히 설명하였다. 예시된 실시예는 승강 구조물의 제동을 작동시키기 위한 대안적인 구조를 제공한다.
제동 부재 작동 기구(200)는 두 개의 주요 구성 요소를 포함한다. 영구 자석 부분(202)(도 15)은 내부 하우징(204) 및 외부 하우징(206)과 같은 적어도 하나의 제동 액추에이터 하우징 내에 배치된 제동 액추에이터(54)를 포함하며, 가장 바깥쪽 하우징은 제동 부재 조립체(10)에 동작 가능하도록 결합된다. 제동 액추에이터(54)는 강자성 재료로 형성되고, 접촉면(56)의 전부 또는 일부를 덮는 텍스처된 부분을 갖는 접촉면(56)을 포함한다.
대안적인 실시예들에 관해 전술한 바와 같이, 전자 센서 및/또는 제어 시스템(도시되지 않음)은 승강 구조물의 다양한 파라미터들 및 조건들을 모니터링하고, 모니터링된 파라미터들 및 조건들을 적어도 하나의 소정의 조건과 비교하도록 구성된다. 일 실시예에서, 상기 소정의 조건은 승강 구조물의 속도 및/또는 가속도를 포함한다. 모니터링된 상태(예를 들어, 과속, 과도한 가속도 등)가 상기 소정의 조건을 초과하는 경우, 제동 액추에이터(54)는 제동 액추에이터(54) 및 가이드 레일(14)의 자기적 결합을 용이하게 하도록 작동된다. 영구 자석 부분(202), 따라서 제동 액추에이터(54)는 제동 부재 작동 기구(200)의 전자기 부분(208)(도 16)으로 달성된다. 전자기 부분(208)은 전자 안전 작동 제어 시스템으로부터의 명령에 응답하여 통전된 코일(212)에 의해 둘러싸인 코어(210)로 형성된다. 통전 상태에 도달하면, 코일(212)은 제동 액추에이터(54)를 가이드 레일(14)을 향해 추진한다. 추진은 철(steel)과 같은 강자성 재료로 형성된 코어(210)의 대향 자기력과 제동 액추에이터(54)에 의해 달성된다. 코어(210) 및 코일(212)은 전술한 외부 구성 요소(68)에 부착된 전자기 요소 하우징(214) 내에 배치된다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 제동 부재 작동 기구(200)의 전체적인 형태는 달라질 수 있다. 도 17은 영구 자석 부분(202)와 전자기적 부분(208) 사이에 상대적으로 평탄한 계면을 갖는 일 실시예를 나타낸다. 도 18에 도시된 바와 같이, 전자기적 부분(208)은 영구 자석 부분(208)을 부분적으로 감쌀 수 있다. 그러한 감싸는 형태는 가이드 레일(14)에 수직인 추진력 요소를 증가시켜, 더 적은 전자기적 요소를 가능하게 하는 더 작은 자기력을 필요로 한다.
도 19를 참조하면, 전술한 모든 실시예에서와 같이, 제동 부재 작동 기구(200)는 가이드 레일(14)의 대향 측면 상에 제동 부재 작동 기구가 구비된 대칭형 조립체로 구성되거나, 가이드 레일(14)의 대향 측면 상에 제동 부재 작동 기구가 구비된 비대칭 구조로 구성될 수 있다.
본 발명은 단지 제한된 수의 실시예와 관련하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 쉽게 이해해야 한다. 오히려, 본 발명은 지금까지 기술되지 않았지만 본 발명의 사상 및 범위와 상응하는 임의의 구의 변형, 변경, 대체 또는 동등한 구성을 포함하도록 변형될 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예가 설명되었지만, 본 발명의 양상들은 전술한 실시예들 중 일부만을 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 전술한 설명에 의해 제한되는 것으로 이해되어서는 안되며 첨부된 청구항의 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (20)

  1. 승강 구조물용의 제동 시스템으로서,
    승강 구조물의 이동을 가이드하도록 구성된 가이드 레일;
    상기 승강 구조물에 동작 가능하도록 결합되고, 상기 가이드 레일에 마찰 결합하도록 구성된 제동 표면을 가지며, 제동 위치와 비 제동 위치 사이에서 이동가능한 제1 제동 부재; 및
    상기 제1 제동 부재에 동작 가능하도록 결합되고, 상기 제1 제동 부재를 상기 비 제동 위치에서 제동 위치로 작동시키도록 구성된 제동 부재 작동 기구(brake member actuation mechanism)를 포함하되, 상기 제동 부재 작동 기구는,
    상기 제1 제동 부재에 동작 가능하도록 결합된 컨테이너;
    상기 컨테이너 내에 배치된 강자성 재료로 이루어지고 상기 승강 구조물이 소정의 조건을 나타낼 때 상기 가이드 레일에 자기적으로 결합하게 전자적으로 작동되도록 구성된 제동 액추에이터(brake actuator);
    상기 제동 액추에이터를 직접 수용하는 제동 액추에이터 하우징; 및
    상기 제동 액추에이터 하우징을 적어도 부분적으로 감싸고 상기 컨테이너 내에 활주 가능하도록 배치된 슬라이더
    를 포함하고, 상기 제동 액추에이터와 상기 가이드 레일의 자기적 결합은 상기 제1 제동 부재를 상기 제동 위치로 이동하도록 작동시키는, 승강 구조물용의 제동 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제동 액추에이터는 상기 가이드 레일에 자기적으로 결합하도록 구성된 접촉면을 포함하되, 상기 접촉면의 적어도 일부는 텍스처된(textured) 표면을 포함하며, 상기 제동 액추에이터는 테이퍼진(tapered) 부분을 더 포함하는, 승강 구조물용의 제동 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 컨테이너는 상기 제1 제동 부재와 직접적으로 또는 간접적으로 결합된 승강 구조물용의 제동 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 소정의 조건은 과잉 가속도(over-acceleration) 조건 및 과속(over-speed) 조건 중 적어도 하나를 포함하는, 승강 구조물용의 제동 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 컨테이너는 제1 슬롯(slot)을 획정하는 제1 벽(wall)과 제2 슬롯을 획정하며 대향하는 제2 벽을 포함하고, 상기 제1 슬롯과 제2 슬롯은 공통 평면에 대해 실질적으로 서로 정렬되는, 승강 구조물용의 제동 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 슬라이더는 상기 컨테이너의 상기 제1 슬롯을 통해 연장되며 상기 제1 슬롯 내에서 활주하도록 구성된 제1 가이딩 돌출부와, 상기 컨테이너의 상기 제2 슬롯을 통해 연장되며 상기 제2 슬롯 내에서 활주하도록 구성된 제2 가이딩 돌출부를 포함하는, 승강 구조물용의 제동 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 가이딩 돌출부와 상기 제2 가이딩 돌출부는 각각 부싱(bushing)에 의해 둘러싸이는, 승강 구조물용의 제동 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 슬라이더에 동작 가능하도록 결합되고 상기 제동 액추에이터 하우징을 비 결합 위치에 선택적으로 유지하도록 구성된 래치(latch)를 더 포함하는, 승강 구조물용의 제동 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 컨테이너, 제동 액추에이터, 제동 액추에이터 하우징 및 슬라이더는 각각 실질적으로 직사각형 구조(rectangular geometry)를 포함하는, 승강 구조물용의 제동 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 컨테이너 내에 배치되며 상기 제동 액추에이터를 상기 가이드 레일을 향해 추진하도록 구성된 스프링을 더 포함하는, 승강 구조물용의 제동 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 코일의 통전 상태 동안 상기 제동 부재 작동 기구를 작동시키도록 구성된 코일을 갖는 전자기적 요소(electromagnetic component)를 더 포함하는, 승강 구조물용의 제동 시스템.
  14. 제1항 내지 제3항, 제5항, 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제동 부재 작동 기구는, 상기 제1 제동 부재 내에 일체화되게 형성된 컨테이너 부분을 더 포함하고, 상기 제동 액추에이터 하우징은 상기 컨테이너 부분 내에 배치되고 상기 컨테이너 내에서 이동하도록 구성되는, 승강 구조물용의 제동 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제동 액추에이터는 금속 재료로 이루어지고 상기 가이드 레일에 자기적으로 결합하는 제동 패드(brake pad)를 포함하는, 승강 구조물용의 제동 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제동 패드와 상기 가이드 레일의 자기적 결합에 관련된 충격력을 감쇄하도록 상기 제동 액추에이터로부터 돌출된 범퍼를 더 포함하는, 승강 구조물용의 제동 시스템.
  17. 삭제
  18. 제14항에 있어서, 상기 컨테이너 내에 배치되며 상기 제동 액추에이터를 상기 가이드 레일을 향해 추진하는 스프링을 더 포함하는, 승강 구조물용의 제동 시스템.
  19. 삭제
  20. 삭제
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