KR20010056690A

KR20010056690A - 엘리베이터용 권상기

Info

Publication number: KR20010056690A
Application number: KR1019990058263A
Authority: KR
Inventors: 김영우; 이길행
Original assignee: 장병우; 엘지 오티스 엘리베이터 유한회사
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-07-04
Also published as: KR100343982B1

Abstract

본 발명은 엘리베이터용 권상기에 관한 것으로서, 지지축과; 상기 지지축의 반경방향을 따라 연장되고 둘레방향을 따라 배치되는 원형단면의 고리형상을 가지는 코어와, 상기 코어의 둘레방향을 따라 권취되는 코일을 가지는 고정자와; 상기 코일의 둘레방향을 따라 상기 코일과의 사이에 소정의 공극을 두고 배치되어 상기 지지축을 중심으로 회전하는 회전자와; 상기 지지축의 축선방향을 따라 상기 회전자의 적어도 일측에 배치되어 상기 회전자와 일체로 회전하는 권상시브를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 단위 체적당 출력을 증대시킬 수 있으며, 부피를 줄여 설치를 비교적 자유롭게 할 수 있도록 한 엘리베이터용 권상기가 제공된다.

Description

엘리베이터용 권상기{TRACTION MACHINE FOR ELEVATOR}

본 발명은, 엘리베이터용 권상기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단위체적당 출력을 증대시킬 수 있으며 부피를 감소시킬 수 있어 설치위치의 제약을 상대적으로 적게 받을 수 있도록 한 엘리베이터용 권상기에 관한 것이다.

엘리베이터는 건물의 상하방향을 따라 형성된 승강로를 따라 승객 또는 화물을 승강시키는 장치로서, 일반적으로 승강로내에 승강가능하도록 배치되는 카와, 카와 와이어로프에 의해 연결되어 카와 연동하여 승강하는 균형추와, 승강로의 상측에 와이어로프와 마찰접촉되어 정역회전함으로써 카 및 균형추를 승강구동시키는 권상기를 구비한 소위 로프식 엘리베이터가 널리 이용되고 있다.

그런데, 이러한 로프식 엘리베이터에 있어서는, 권상기 및 제어반 등을 설치할 수 있도록 승강로의 상측에 기계실이라고 하는 별도의 설치공간을 구비하도록 되어 있어 엘리베이터의 점유공간을 늘리게 되어 단위공간당 서비스능력을 저해하게 되는 단점이 있다.

최근에는 엘리베이터가 점유하게 되는 단위 공간당 서비스능력을 제고시키기 위해 기계실을 배제한 소위 기계실없는 엘리베이터가 고려되고 있다.

이러한 기계실없는 엘리베이터에 있어서는, 권상기의 기능저하없이 권상기의 부피를 감소시키고, 승강로내의 적절한 공간으로 권상기를 이동설치하는 것이 주요 관심사가 되고 있다.

도 1은 종래의 로프식 엘리베이터용 권상기의 일 예를 개략적으로 도시한 부분단면도이다. 도시된 바와 같이, 권상기(110)는, 와이어로프와 마찰접촉되는 권상시브(111)와, 권상시브(111)를 정역회전구동시키기 위한 구동모터(113)를 가진다. 구동모터(113)는 도시 않은 케이싱의 내부에 고정배치되는 고정자(114)와, 고정자(114)의 내부에 회전가능하도록 배치되는 회전자(115)를 가지며, 회전자(115)의 축심에는 회전축(117)이 일체로 회전가능하도록 결합되어 있다. 회전축(117)의 일단에는 권상시브(111)가 일체로 회전가능하도록 결합되어 있다.

그런데, 이러한 종래의 로프식 엘리베이터용 권상기에 있어서는, 카의 탑승정원규모가 커지거나, 고속주행을 필요로 하게 될 경우, 권상시브 및/또는 구동모터의 크기가 정원규모 또는 주행속도에 따라 증대되도록 되어 있어 부피를 감소시키기에는 그 구조가 적당하지 못하다는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 고려하여 축방향으로의 길이를 단축할 수 있도록 구동모터와 권상시브의 구조를 중첩시킨 엘리베이터용 권상기가 제안되어 있다.

도 2는 종래의 엘리베이터용 권상기의 다른 예를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 권상기(120)는, 지지축(121)과, 지지축(121)의 외경면으로부터 반경방향을 따라 연장되고 둘레방향을 따라 고정배치되는 고정자(123)와, 지지축(121)의 축선방향과 평행하게 공극이 형성되도록 고정자(123)의 내측에 배치되어 지지축(121)을 중심으로 회전가능한 회전자(125)와, 회전자(125)로부터 반경방향을 따라 연장되고 고정자(123)의 외측에 둘레방향을 따라 배치되어 회전자(125)와 일체로 회전하는 권상시브(127)로 구성되어 있다.

이러한 권상기(120)에 있어서는, 지지축(121)의 반경방향을 따라 회전자(125)와, 고정자(123) 및 권상시브(127)가 상호 중첩되게 배치되도록 함으로써, 축선방향으로의 길이를 단축시킬 수 있는 반면에, 회전자(125) 및 고정자(123)의 크기가 반경방향을 따라 증대될 경우 권상시브(127)의 크기도 상대적으로 커지게 되고, 권상시브(127)의 크기가 커질 경우에는 권상시브(127)를 구동시키기 위해 고정자(123) 및 회전자(125)의 토크도 상대적으로 커지게 되는 등 구동모터와 권상시브(127) 상호 간에 상대적인 제약이 따르게 되는 문제점이 있다.

도 3은 종래의 엘리베이터용 권상기의 또 다른 예를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 권상기(130)는, 지지축(131)과, 지지축(131)의 축선방향을 따라 소정 길이구간에 걸쳐 형성되는 고정자(133)와, 고정자(133)와의 사이에 축선방향에 가로로 공극이 형성되도록 배치되어 지지축(131)을 중심으로 회전하는 회전자(135)와, 회전자(135)와 일체로 형성되어 지지축(131)을 중심으로 회전하는 권상시브(137)로 구성되어 있다.

이러한 권상기(130)는 도 1과 관련하여 전술한 권상기(110)에 비해 축선방향으로의 길이를 단축시킬 수 있는 장점이 있으며, 도 2와 관련하여 전술한 권상기(120)가 가지는 구동모터의 고정자(123) 및 회전자(125)와 권상시브(127) 상호 간의 상대적인 제약이 없는 장점이 있다.

반면에, 고정자(133)와 회전자(135)사이에는 회전력이외에 축선방향을 따라 상호 반발하는 반발력이 작용하기 때문에 공극을 안정적으로 유지시키기가 쉽지 않다는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 고려하여 최근에는 고정자를 사이에 두고 회전자를 양 측에 배치한 구조의 권상기가 제안되고 있으나, 제작이 곤란하고 비용이 과다하게 소요되기 때문에 실용화되지 못하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 단위 체적당 출력을 증대시킬 수 있으며, 부피를 줄여 설치를 비교적 자유롭게 할 수 있도록 한 엘리베이터용 권상기를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 엘리베이터용 권상기의 일 예를 개략적으로 도시한 부분단면도,

도 2는 종래의 엘리베이터용 권상기의 다른 예를 도시한 도면,

도 3은 종래의 엘리베이터용 권상기의 또 다른 예를 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터용 권상기의 사시도,

도 5는 도 4의 축선방향을 따른 단면도,

도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘리베이터용 권상기의 도 5에 대응된 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 지지축 13 : 지지리브

15 : 고정자 17 : 코어

19 : 코일 21 : 회전자

23a : 제1회전체 23b : 제2회전체

25a,25b : 영구자석 33 : 권상시브

상기 목적은, 본 발명에 따라, 지지축과; 상기 지지축의 반경방향을 따라 연장되고 둘레방향을 따라 배치되는 원형단면의 고리형상을 가지는 코어와, 상기 코어의 둘레방향을 따라 권취되는 코일을 가지는 고정자와; 상기 코일의 둘레방향을 따라 상기 코일과의 사이에 소정의 공극을 두고 배치되어 상기 지지축을 중심으로 회전하는 회전자와; 상기 지지축의 축선방향을 따라 상기 회전자의 적어도 일측에 배치되어 상기 회전자와 일체로 회전하는 권상시브를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 권상기에 의해 달성된다.

여기서, 상기 지지축과 상기 코어사이에는 상기 지지축의 외경면으로부터 반경방향을 따라 연장되어 상기 코어를 지지하는 복수의 지지리브가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 회전자는 상기 고정자를 사이에 두고 상기 지지축의 축선방향을 따라 상호 대면하여 일체로 결합되는 한 쌍의 제1 및 제2회전체를 포함하는 것이 효과적이다.

상기 회전자는 상기 제1 및 제2회전체의 내면에 상기 코일의 둘레방향을 따라 고정배치되는 복수의 영구자석을 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 권상시브는 상기 제1 및 제2회전체에 각각 일체로 형성되는 것이 효과적이다.

또한, 상기 지지축은 중공체로 형성되며, 상기 코일의 일부는 상기 지지축의 축심을 따라 외부로 인출되는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터용 권상기의 사시도이고, 도 5는 도 4의 축선방향을 따른 단면도이며, 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 권상기(10)는, 지지축(11)과, 원형단면형상을 가지고 지지축(11)의 둘레방향을 따라 배치되는 코어(17)와 코어(17)의 둘레방향을 따라 권취된 코일(19)로 구성된 고정자(15)와, 고정자(15)를 둘러싸도록 배치되어 지지축(11)을 중심으로 회전하는 회전자(21)와, 회전자(21)와 일체로 회전가능하도록 배치되는 권상시브(33)를 가진다.

지지축(11)은 중공체로 형성되어 있으며, 외경면에는 반경방향을 따라 연장되고 둘레방향을 따라 상호 등간격으로 배치된 복수의 지지리브(13)가 형성되어 있다. 지지리브(13)의 단부영역에는 원형단면형상을 가지는 코어(17)가 형성되어 있으며, 코어(17)에는 둘레방향을 따라 코일(19)이 지지리브(13)에 대응하여 권취되어 있다. 지지축(11)에는 코일(19)이 통과할 수 있도록 코일통과공이 형성되어 있으며, 코일통과공에는 외부로부터 전원을 코일(19)에 공급될 수 있도록 전원공급선(16)이 수용되어 있다.

고정자(15)의 둘레영역에 회전가능하도록 배치된 회전자(21)는, 지지축(11)의 축선방향을 따라 상호 대면하여 일체로 회전가능하도록 결합되는 한 쌍의 제1 및 제2회전체(23a,23b)와, 이들 제1 및 제2회전체(23a,23b)의 내면에 고정자(15)의 코일(19)과의 사이에 소정의 공극이 형성되도록 이격배치되는 복수의 영구자석(25a,25b)을 가진다. 제1 및 제2회전체(23a,23b)에는 지지축(11)을 수용할 수 있도록 축공이 형성되어 있으며, 축공의 내부에는 제1 및 제2회전체(23a,23b)를 회전지지할 수 있도록 베어링(29,30)이 각각 수용결합되어 있다.

각 회전체에는 상호 협조적으로 고정자(15)를 수용할 수 있도록 반원단면형상을 가지는 제1 및 제2부분고정자수용부(26a,26b)가 각각 형성되어 있으며, 각 부분고정자수용부의 내경면에는 고정자(15)와의 사이에 원형고리단면형상의 공극을 형성함과 동시에 고정자(15)에 대해 상호 다른 자극을 가지도록 영구자석(25a,25b)이 도 6에 도시된 바와 같이, 둘레방향을 따라 상호 교호적으로 이격배치되어 있다.

여기서, 각 영구자석(25a,25b)은 반원단면형상을 가지도록 형성할 수도 있으며, 자석편으로 구성할 수도 있으나, 각 영구자석(25a,25b)은 고정자(15)의 코일(19)에 대해 동일한 자극을 형성하도록 배치된다. 각 부분고정자수용부의 외측에는 반경방향을 따라 연장되어 상호 대면접촉하는 플랜지부(27a,27b)가 각각 형성되어 있으며, 각 플랜지부(27a,27b)에는 고정볼트(32) 및 너트(34)에 의해 상호 체결될 수 있도록 판면을 관통하여 상호 연통되는 복수의 볼트공이 둘레방향을 따라형성되어 있다.

제1회전체(23a)에는 회전자(21)의 속도검출을 위한 엔코더 또는 회전을 제어할 수 있도록 브레이크장치 등의 부가장치(31)가 설치되며, 제2회전체(23b)에는 축선방향을 따라 연장되고 반경방향을 따라 축소된 외경을 가지는 권상시브(33)가 제2회전체(23b)와 일체로 회전가능하도록 배치되어 있다.

권상시브(33)의 중앙영역에는 지지축(11)을 수용할 수 있도록 축수용공이 형성되어 있으며, 축수용공에는 권상시브(33)를 회전지지할 수 있도록 베어링(35)이 수용결합되어 있다. 여기서, 권상시브(33)는 제2회전체(23b)와 일체로 형성되도록 구성할 수도 있으며, 별도로 제작하여 제2회전체(23b)와 일체로 회전가능하게 결합되도록 구성할 수도 있다.

이러한 구성에 의하여, 고정자(15)의 코일(19)에 전원을 인가하게 되면 코일(19)과 회전자(21)의 영구자석(25a,25b)사이에는 회전력이 발생하게 된다. 이에 의해 회전자(21)는 지지축(11)을 중심으로 일정한 방향으로 회전하여 권상시브(33)를 회전구동시키게 된다.

한편, 구동모터의 토크량을 결정하는 회전자(21)와 고정자(15)의 대향면적을 도 3과 관련하여 전술한 종래의 엘리베이터용 권상기와 비교하면, 도 3의 권상기(130)에 있어서, D를 회전자(135)의 외경, d를 회전자(135)의 내경이라고 하면, 도 3의 권상기(130)의 고정자(133)와 회전자(135)의 대향면적은 π(D²-d²)이 된다.

지지축(131)으로부터 반경방향으로의 길이가 같다고 가정한 경우, 본 발명에따른 권상기(10)의 대향면적은 원형단면을 가지므로 π²(D²-d²)이 됨을 알 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 권상기(10)는 원형단면을 가지고 지지축(11)의 둘레방향을 따라 배치되는 고정자(15) 및 회전자(21)사이에 원형의 공극을 형성하게 됨으로써, 종래의 권상기(130)의 축방향 공극형 전동모터에 비해 대향면적이 π배 증대됨을 알 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘리베이터용 권상기의 도 5에 대응된 도면이다. 도 4 내지 도 6과 관련하여 전술한 실시예와 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하였으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 도시된 바와 같이, 본 권상기(50)는, 중공체로된 지지축(11)과, 지지축(11)으로부터 반경방향을 따라 연장된 영역에 원형단면을 가지고 지지축(11)의 둘레방향을 따라 배치되는 코어(17)와, 코어(17)의 둘레방향을 따라 권취되는 코일(19)로 구성되는 고정자(15)와, 고정자(15)를 사이에 두고 지지축(11)의 축선방향을 따라 상호 대면하여 일체로 결합되는 제1 및 제2회전체(23a,23b)를 갖는 회전자(21)와, 제1 및 제2회전체(23a,23b)에 각각 일체로 분할형성되는 제1 및 제2권상시브(41a,41b)를 가진다.

코어(17)와 지지축(11)사이에는 지지축(11)의 외경면으로부터 반경방향을 따라 연장되어 코어(17)를 지지하는 복수의 지지리브(13)가 형성되어 있다. 지지축(11)의 내부에는 외부로부터 코일(19)에 전원을 공급할 수 있도록 전원공급선(16)이 수용되어 있다.

한편, 제1 및 제2회전체(23a,23b)에는 상호 협조적으로 고정자(15)를 수용할수 있도록 제1 및 제2부분고정자수용부(26a,26b)가 각각 형성되어 있으며, 반경방향을 따라 부분고정자수용부의 외측에는 상호 대면접촉하여 고정볼트(32) 및 너트(34)에 의해 일체로 체결고정되는 플랜지부(27a,27b)가 각각 형성되어 있다. 축선방향을 따라 각 부분고정자수용부(26a,26b)의 일측에는 반경방향을 따라 축소되고 축선방향을 따라 소정 길이구간에 걸쳐 제1 및 제2권상시브(41a,41b)가 일체로 형성되어 있다.

제1 및 제2회전체(23a,23b)의 내부에는 지지리브(13)에 대응하여 축선방향을 따라 함몰되어 상호 협조적으로 소정의 수용공간을 형성하는 함몰부(37a,37b)가 각각 형성되어 있으며, 이들 함몰부(37a,37b)에 의해 형성되는 수용공간내에는 회전자(21)의 속도검출을 위한 엔코더 또는 회전자(21)의 회전제어를 위한 브레이크장치 등의 부가장치(31)가 설치된다.

이러한 구성에 의하여, 전원공급선(16)을 통해 외부로부터 코일(19)에 전원이 공급되면 회전자(21)와 고정자(15)사이에는 회전력이 발생되며 이에 의해 회전자(21)는 지지축(11)을 중심으로 일방향으로 회전하여 권상시브(41a,41b)를 회전구동시키게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 지지축의 둘레영역에 원형단면을 가지는 고정자 및 회전자를 원형고리단면형상의 공극이 형성되게 각각 배치시킴으로써, 단위체적당 출력을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 전체적인 부피를 감소시킬 수 있어 설치를 상대적으로 자유롭게 할 수 있는 엘리베이터용 권상기가 제공된다.

Claims

지지축과; 상기 지지축의 반경방향을 따라 연장되고 둘레방향을 따라 배치되는 원형단면의 고리형상을 가지는 코어와, 상기 코어의 둘레방향을 따라 권취되는 코일을 가지는 고정자와; 상기 코일의 둘레방향을 따라 상기 코일과의 사이에 소정의 공극을 두고 배치되어 상기 지지축을 중심으로 회전하는 회전자와; 상기 지지축의 축선방향을 따라 상기 회전자의 적어도 일측에 배치되어 상기 회전자와 일체로 회전하는 권상시브를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 권상기.
제1항에 있어서,

상기 지지축과 상기 코어사이에는 상기 지지축의 외경면으로부터 반경방향을 따라 연장되어 상기 코어를 지지하는 복수의 지지리브가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 권상기.
제1항에 있어서,

상기 회전자는 상기 고정자를 사이에 두고 상기 지지축의 축선방향을 따라 상호 대면하여 결합되는 한 쌍의 제1 및 제2회전체을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 권상기.
제3항에 있어서,

상기 회전자는 상기 제1 및 제2회전체의 내면에 상기 코일의 둘레방향을 따라 고정배치되는 복수의 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 권상기.
제3항에 있어서,

상기 권상시브는 상기 제1 및 제2회전체에 각각 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 권상기.
제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서,

상기 지지축은 중공체로 형성되며, 상기 코일의 일부는 상기 지지축의 축심을 따라 외부로 인출되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 권상기.