KR200213956Y1 - 엘리베이터용 비상 제동 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 엘리베이터에 관한 것으로서 보다 상세하게는 엘리베이터의 이동 속도가 설정된 속도를 초과하여 이상 상승 또는 이상 하강 할 때 비상 제동을 이루어 승객의 안전을 보장하기 위하여 이루어지는 엘리베이터용 비상 제동 장치에 관한 것이다.

본 고안은 케이지의 상부 또는 하부중 어느 한쪽에만 설치되는 한 쌍의 정지 장치로 이상 상승과 이상 하강을 모두 제어 할 수 있도록 이루어지것을 주 목적으로 하며, 조속기로부터 전달되는 기계적인 트리거 경로를 단순화하여 설치 및 유지 보수가 간편한 엘리베이터용 비상 제동 장치를 제공하고자,

브레이크 하우징(102)의 일측에 브레이크 슈우(104)를 스프링(106) 탄설하고 대항하는 타측에 편심된 캠(110)을 축 결합하여 설치하되 상기 캠에는 섹터 기어(112)를 부착하여 이루어 브레이크 슈우와 편심캠의 사이에 가이드 레일이 위치하도록 브레이크 유닛(100)을 형성하고, 통상의 조속기 작동력으로 승강되는 기어(215)와 상기 편심 캠의 섹터기어(112)를 치합하여 조속기 작동시 편심 캠이 회전하여 가이드 레일을 브레이크 슈우에 가압하여 제동력을 발생하도록 이루고, 엘리베이터의 케이지 하부 양측에 소정의 프레임(300)을 통하여 장착하고 양측의 브레이크 유닛은 동기 사프트(350,352)로 편심 캠을 연결하여 연동하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

엘리베이터용 비상 제동 장치{A BRAKE SYSTEM FOR A ELEVATOR}

본 고안은 엘리베이터에 관한 것으로서 보다 상세하게는 엘리베이터의 이동 속도가 설정된 속도를 초과하여 이상 상승 또는 이상 하강 할 때 비상 제동을 이루어 승객의 안전을 보장하기 위하여 설치되는 엘리베이터용 비상 제동 장치에 관한 것이다.

엘리베이터는 건축물의 고층화에 따라서 쉽게 공간을 이동할 목적으로 시설되어 사용된다.

상기 엘리베이터는 유익한 시설로 이용되기는 하나 추락 사고 및 안전사고 등을 항상 고려하여 유지 관리되어야 한다.

종래의 엘리베이터에 사용되는 비상 제동 장치는 벽면에 고정된 가이드 레일을 파지하는 클램프 타입의 레일 브레이크가 통상 이용되고 있다.

상기 비상 제동 장치는 예를들어 구동용 와이어 로프가 끊어지는 결과로서 엘리베이터 케이지가 추락할 때 엘리베이터 케이지를 일정한 평균 감속도에서 정지 시킴으로서 승객의 사고를 방지하도록 한다.

도 1에 종래의 비상 제동 장치가 설치된 엘리베이터를 도시한 개략도를 참조하여 통상의 비상 제동 장치에 대하여 살펴본다.

엘리베이터 케이지(2)는 와이어 로프(4)로서 승강되도록 매달려 설치되며, 케이지(2)의 하부에는 비상 제동을 위한 비상 제동 장치가 양측으로 설치되고, 이 비상 제동 장치(1)는 승강 통로의 수직 벽면에 고정 설치되는 가이드 레일(3)과 마찰 접촉이 가능하도록 대향 결합하여 이루어진다.

상기 비상 제동 장치(1)의 작동을 위하여 엘리베이터의 이상 속도를 검출하는 조속기(5)가 마련되며 조속기 로프(6)는 링크(7)로 결합되어 상기 비상 제동 장치(1)를 트리거시키도록 결합된다.

상기 비상 제동 장치(1)는 상기 가이드 레일(3)을 중간에 배치한 두개의 브레이크 슈우와 이 브레이크 슈우를 이동 시키기 위한 가압 구조와 가압력을 제공하는 탄성체를 결합하여 이루어진다.

상기와 같은 종래의 비상 제동 장치는 제동의 시작과 제동 압력의 형성을 위하여 브레이크 디스크는 쐐기 형상의 테이퍼 면을 형성하여 이루어진다.

상기 테이퍼 면을 갖는 종래 비상 제동 장치는 케이지 하부 양측에 시설되고 조속기 로프를 연결하여야 하므로 링크 구조가 복잡해지며, 양쪽의 비상정지 장치가 동시 동작하기에는 링크절 등에 의하여 변수가 많아져서 기계적으로 동기 시키기가 어려우며 이러한 기계적인 동기 작업은 숙련자에 의하여야 하며 현장 작업시 가장 까다로운 작업으로 설치가 어려운 단점이 있고, 이상 하강에 대비 할 수는 있으나 이상 상승에 대한 대응은 불가능하다.

종래 기술에 따르면 제동에 방향성을 갖게되므로 케이지에 이상 상승을 규제하기 위하여 시설하는 경우에는 케이지의 상부에 비상 제동 장치의 설치 방향을 상기 하부에 설치된 방향과는 반대로 뒤집어서 시설하여야 하는 문제가 있어 시설 중량이 늘어나고 동일한 비상 제동 장치를 4개소에 설치하여야 하는 비 경제적인 문제가 있다.

한편, 상술한 기계식 타입의 종래 기술 이외에도 여러 제안이 안출된 바 있으며 이러한 종래 기술로서는 솔레노이드 작동력으로 구동되는 타입과 유압 실린더 작동력으로 구동되는 타입이 있다.

그러나 솔레노이드 및 유압 실린더 타입의 비상 제동 장치들은 엘리베이터의 비상 상황을 검출하고 정지 시키기 위하여 최소한 작동 전원을 필요로 하므로 최악의 상황에서 작동에 대한 신뢰성이 저하되고 검출 및 처리에 오류가 발생할 개연성이 상존한다.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래의 기술이 갖는 문제점과 이상 상승에 대비한 제한점을 개선하기 위하여 안출된 것이다.

본 고안은 케이지의 상부 또는 하부중 어느 한쪽에만 설치되는 한 쌍의 정지 장치로 이상 상승과 이상 하강을 모두 제어 할 수 있도록 이루어지것을 주 목적으로 하는 엘리베이터용 비상 제동 장치를 제공하는 것이다.

본 고안은 조속기로부터 전달되는 기계적인 트리거 경로를 단순화하여 설치 및 유지 보수가 간편한 엘리베이터용 비상 제동 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 구현하고자 이루어지는 본 고안은 브레이크 하우징의 일측에 브레이크 슈우를 스프링 탄설하고 대항하는 타측에 편심된 캠을 축 결합하여 설치하되 상기 캠에는 섹터 기어를 부착하여 이루어 브레이크 슈우와 편심캠의 사이에 가이드 레일이 위치하도록 브레이크 유닛을 형성하여 이루어지는 것에 의한다.

상기 비상 제동 장치는 통상의 조속기 작동력으로 승강되는 기어와 상기 편심 캠의 섹터기어를 치합하여 조속기 작동시 편심 캠이 회전하여 가이드 레일을 브레이크 슈우에 가압하여 제동력을 발생하도록 이루어진다.

상기와 같은 비상 제동 장치는 엘리베이터의 케이지 하부 양측에 소정의 프레임을 통하여 장착하고 양측의 브레이크 유닛은 동기 사프트로 편심 캠을 연결하여 연동하도록 이루어지는 것에 의한다.

도 1은 종래의 엘리베이터 비상 제동 장치를 도시한 개략적인 설치 상태도.

도 2는 본 고안에 따른 비상 제동 장치를 도시한 일부 분해 사시도.

도 3은 본 고안 중 브레이크 유닛의 결합 상태를 도시한 구성도.

도 4는 본 고안 중 브레이크 유닛을 구동시키는 트리거 바를 도시한 구성도.

도 5는 본 고안의 결합 상태를 도시한 구성도.

도 6은 본 고안의 프레임 구성을 도시한 평면 구성도.

도 7은 본 고안의 작동 상태도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 비상 정지 장치 100 : 브레이크 유닛

102 : 브레이크 하우징 104 : 브레이크 슈우

106 : 스프링 107, 107a, 107b, 307, 344 : 체결공

110 : 편심 캠 112 : 섹터기어

120, 320, 342 : 축공 122 : 플레이트

124, 126, 128 : 지지각 200 : 엑추에이터

211 : 브라켓 213 : 프레임

215 : 랙 기어 217: 스프링

218 : 로드 앗세이 219a, 219b : 상, 하부고리

220 : 스프링 리테이터 222, 223 : 스프링 지지대

300 : 프레임 310 ; 레일공

312 : 축 330 : 격자형 프레임

340 : 브라켓

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 기술 사상에 대하여 상세하게 살펴보기로 한다.

도 2 내지 도 6에 본 고안의 비상 제동 장치가 도시되어 있다.

본 고안의 비상 제동 장치(10)는 브레이크 유닛(100)과 브레이크 유닛에 조속기 구동력을 전달하여 제동을 개시되게 하는 엑추에어터(200) 및 이들을 엘리베이터의 케이지에 장착하기 위한 프레임(300)으로 이루어진다.

상기 브레이크 유닛(100)은 브레이크 구성 부재를 고정하는 브레이크 하우징(102)을 마련한다.

브레이크 하우징(102)은 축공(120)을 천공한 상, 하 플레이트(122)와 이 플레이트 사이에 지지각(124, 126, 128)을 용착하여 이루며, 지지각(124)에는 브레이크 슈우(104)를 스프링(106) 탄설하여 체결공(107a)에 고정 볼트(108)로서 결합하고, 대항하는 타측의 지지각(126)에는 섹터 기어(112)를 고정한 편심된 캠(110)을 체결공(107b)과 지지각(128)의 체결공(107c)를 관통하여 축 결합하여 설치하되 브레이크 슈우(104)와 편심캠(110)의 사이에 가이드 레일이 위치하도록 이룬다.

상기 브레이크 유닛(100)의 비상 정지 구동은 통상의 조속기 작동력에 의하여 트리거 되어 상기 섹터 기어(112)에 회전 동력을 전달하는 엑추에이터(200)에 의하도록 이룬다.

상기 엑추에이터(200)는 결합용 브라켓(211)을 절곡 형성한 프레임(213)과 프레임의 상부에는 스프링 지지대(223)를 형성하고, 지지대와 이격하여 스프링 지지대(222)를 형성하여 이루고, 상부에 조속기 와이어 연결용 고리(219a)를 형성하고 상부에 이격하여 스프링 리테이너(220)를 고정하여 이 리테이너 사이에 압축 스프링(217)을 탄발 결합하며, 하부에는 랙 기어(215)를 나합하고 그 하부에 조속기 와이어 연결용 하부 고리(219b) 나합한다. 동시에 상기 랙 기어(215)의 기어면에는 상기 브라켓(211)에 축 고정된 피니언 기어(230)를 치합하여 이루고 기어의 배면에는 랙의 슬라이드를 안내하는 기어 가이드(232)를 상기 프레임(213)에 고정시켜 이루어진다.

상기 프레임(300)은 'ㄷ'자 형강을 좌우 프레임으로 형성하고, 프레임의 양단에 축(312)을 결합하는 축공(320)을 천공한 격자형 프레임(330)을 용착하고 양단 일측의 'ㄷ'자 형강 단부에는 피니언 기어의 축공(342)과 체결공(344)를 천공한 브라켓(340)을 용착하여 이룬다. 좌우 프레임은 엘리베이터 케이지의 크기에 따라 양분시켜 용접하여 이룰 수도 있다.

상기 브레이크 유닛(100)은 상기 격자형 프레임(330)에 삽입시켜 축공(320, 120)을 순차적으로 관통하도록 축(312)으로서 결합하여 프레임(300)의 양측에 각각 장착하고 브레이크 유닛의 체결공(107)과 프레임의 체결공(307) 간에 스프링(308)을 탄설하여 볼트(309)로서 결합한다. 상기 브레이크 유닛(100)은 축(312)을 중심으로 프레임(300)상에서 좌우로 스윙이 가능하도록 결합한다.

한편, 상기 엑추에이터(200)는 브라켓(211)으로 프레임(300)에 형성된 브라켓(340)에 피니언 기어(230) 축이 축공(342)에 위치하도록 하여 섹터 기어(112)와 치합시켜 결합하여 이룬다.

또한, 본 고안은 좌우 양측에 위치하는 브레이크 유닛(100)이 조속기에 의하여 트리거 하는 하나의 엑추에이터(200)에 따라 동기 작용을 일으키도록 각각 샤프트(350, 352)로서 편심 캠(110)을 축 결합하여 체결공(107b, 107c)를 순차 관통하여 유니버셜 조인트(360)로서 양 샤프트를 결합하여 양단에 위치하는 편심캠(110)이 동시 작동하도록 결합 구성한다.

상술한 바와 같은 본 고안의 제 작용을 이하 좀 더 상세하게 살펴보기로 한다.

본 고안의 비상 제동 장치(10)는 엘리베이터의 케이지(2) 하부에 프레임(300)으로 고정 설치된다.

엑추에이터(200)의 상, 하부에 마련된 고리(219a, 219b)에는 이상 하강을 검출하는 조속기와 이상 상승을 검출하는 조속기의 로프가 결합되어 장착된다.

정상 운행 중에는 격자형 프레임(330)의 레일공(310)을 관통하고 브레이크 슈우(104)와 편심 캠(110)의 사이를 지나도록 가이드 레일이 배치되어 있다.

운행 중에 어떤 예상치 못한 원인에 의하여 엘리베이터가 이상 하강하거나 이상 상승 할 때 본 고안은 이를 정확하고 안전하게 정지시키는 작용을 한다.

즉, 이상 하강 시에는 상부 고리(219a)에 결합된 통상의 조속기 로프가 당겨지며서 로드 앗세이(218)가 상승하고 이에 결합된 랙 기어(215)가 올라가면서 피니언 기어(211)를 회동시켜 치합된 섹터 기어(112)가 시계 방향으로 회전한다.

상기 회전력은 편심캠(110)의 회동을 초래하여 편심 캠(110)의 일 표면이 가이드 레일(3)에 브레이크 압을 제공하면서 대향된 브레이크 슈우(104) 표면 사이에 미끄럼 접촉이 일어나면서 제동이 개시된다.

상기 제동 작용에 있어서 일정한 감속비를 형성하면서 정지되도록 브레이크 슈우(104)에 형성된 스프링(106)의 압력이 작용한다. 이때 스프링(106)은 압력을 고려하여 접시형태의 판 스프링으로 설계함이 바람직하나 스프링 압력을 유지할 수 있고, 스프링 설치 공간이 확보될 수 있다면 코일 스프링으로 설계될 수도 있다.

상기 편심 캠(110)이 회동되어 가이드 레일(3)에 과도한 압력이 작용되는 위치 까지 선회되면 수직으로 고정된 가이드 레일 간에 반발력이 발생하고 이 반발력을 흡수하도록 브레이크 유닛(100)은 격자형 프레임(330)에 축(312)으로 선회 가능하게 고정되어 있어 브레이크 제동 중에는 편심 캠의 회전 축 방향과 직교하는 축 방향으로 브레이크 유닛이 연속적으로 선회하는 유동성을 갖게되므로 고정된 브레이크와 회전되는 브레이크의 작동 축 방향이 상이한 점을 수용하도록 작용한다.

이때 편심 캠(110)의 사프트(350)는 유동이 일어나고 이는 3절된 유니버셜 조인트(360)에 의하여 인접 샤프트(352)와는 독립적으로 작용 할수 있도록 작용하며 선회의 규제는 프레임(300)에 결합된 압축 스프링(308)으로 동시에 이루어진다.

한편, 본 고안의 특징 중 하나인 이상 상승의 경우에는 상술한 바와 같이 동일한 브레이크 유닛(100)이 작용하여 제동이 이루어진다.

이는 이상 상승을 검출하는 또 다른 조속기의 로프를 엑추에이터(200)의 하부 고리(219b)에 결합하고 조속기가 이상 상승을 검출하면 로드 앗세이(218)를 하강시켜 전술한 경로를 통하여 섹터 기어(112)가 반 시계 방향으로 회전하여 편심 캠(110)을 회전시켜 브레이크 압력을 형성하는 것으로 상기 설명한 바와 동일하여 자세한 설명은 생략한다.

상기 제동이 개시될 때 엑추에이터(200)는 하나만 구성되어 있으므로 이 동력을 타측의 브레이크 유닛(100)에 전달하여 동기 작동을 이루어야 한다.

이는 엑추에이터가 결합된 섹터 기어(112) 축인 샤프트(350)와 축 결합된 샤프트(352)로서 타측으로 회전 동력이 전달되며 작동 중 양측의 레일면 평탄도 차이 등 브레이크 압력 형성의 차이에 따른 축(312)을 중심으로 하는 선회 각도를 흡수하도록 3절된 유니버셜 조인트(360)으로 상기 사프트(350, 352)를 연결한 것이다.

따라서 좌우로의 스윙은 독립적으로 일어나고 편심 캠(110)의 동기 회전은 정확하게 일치하는 작용을 이루어 양측의 브레이크 제동 압력이 고르게 분포되므로 편 제동이 없이 정확하고 안전한 제동이 이루어진다.

한편, 조속기에 연결된 로프는 평시 운행에도 어느 정도의 흔들림이 일어나고 이러한 흔들림으로 랙 기어의 이동이 발생하면 제동 걸리거나 소음 발생 및 안전 운행에 역 작용을 일으킬 수도 있으므로 이런한 오 작동을 방지하도록 스프링(217)이 로드 앗세이(218)의 이동 압력을 일정한 한계로 설정하여 두었다. 이는 스프링(217) 압력을 초과하는 외력이 작용하여야만 로드 앗세이가 승강 될 수 있도록 작용한다. 물론 스프링 압력은 엘리베이터의 이동 행정에 따라 가변적으로 설계된다.

또한 랙 기어(215)는 기어 가이드(232)에 의하여 안내되면서 피니언 기어(230)와 견고하게 치합 상태를 유지하며 슬라이드되는 것이다.

이상에서 상세하게 살펴본 바와 같은 본 고안에 따르면 케이지의 상부 또는 하부중 어느 한쪽에만 설치되는 한 쌍의 정지 장치로 이상 상승과 이상 하강을 모두 제어 할 수 있어 제조 경비가 절감되고 케이지의 중량을 보다 경량화 할 수 있는 효과가 있으며, 조속기로부터 전달되는 기계적인 트리거 경로를 단순화하여 현장에서의 설치가 간편하고 양측의 브레이크가 기계적으로 정확하게 동기 작동되므로 비 숙련자라 할지라도 용이하게 시설이 가능하며 구조가 간단하여 유지 보수가 간편한 등의 여러 우수한 효과를 갖는 고안임이 명백하다.

Claims (6)

1. 엘리베이터 케이지에 결합되어 가이드 레일을 사이에 두고 가압하여 비상 제동을 이루는 엘리베이터용 비상 제동 장치에 있어서,

   브레이크 하우징의 일측에 브레이크 슈우를 스프링 탄설하고 대항하는 타측에 편심된 캠을 축 결합하여 설치하는 것과,

   상기 편심 캠에는 캠 회전 수단을 부착하여 이루어 상기 브레이크 슈우와 편심 캠의 사이에 가이드 레일을 위치시켜 상기 편심 캠의 회전에 따라 브레이크 압력이 형성되도록 브레이크 유닛을 형성하여 하나의 브레이크 유닛으로 이상 상승과 이상 하강을 모두 규제하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 비상 제동 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 비상 제동 장치는 브레이크 유닛(100)과 브레이크 유닛에 조속기 구동력을 전달하여 제동을 개시되게 하는 엑추에어터(200), 엘리베이터의 케이지에 장착하기 위한 프레임(300)으로 이루어지며 브레이크 유닛을 프레임의 양측에 장착하고 상기 양측의 편심 캠의 동기 회전 구동을 이루는 샤프트(350, 352)를 유니버셜 조인트(360)로 결합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 비상 제동 장치.
3. 청구항 2항에 있어서, 상기 브레이크 유닛(100)은 축공(120)을 천공한 상, 하 플레이트(122)와 이 플레이트 사이에 지지각(124, 126, 128)을 용착하여 이루며, 지지각(124)에는 브레이크 슈우(104)를 스프링(106) 탄설하여 체결공(107a)에 고정 볼트(108)로서 결합하는 것과,

   대항하는 타측의 지지각(126)에는 섹터 기어(112)를 고정한 편심된 캠(110)을 체결공(107b)과 지지각(128)의 체결공(107c)을 관통하여 축 결합하여 설치하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 비상 정지 장치.
4. 청구항 2에 있어서, 상기 엑추에이터(200)는 결합용 브라켓(211)을 절곡 형성한 프레임(213), 프레임의 상부에는 스프링 지지대(223)를 형성하고, 지지대와 이격하여 스프링 지지대(222)를 형성하여 이루는 것과,

   상부에 조속기 와이어 연결용 고리(219a)를 형성하고 상부에 상호 이격하여 복수의 스프링 리테이너(220)를 로드에 고정하고 상기 리테이너 사이에 압축 스프링(217)을 탄발 결합하는 것과,

   하부에는 랙 기어(215)를 나합하고 그 하부에 조속기 와이어 연결용 하부 고리(219b) 나합하여 이루고, 상기 랙 기어(215)의 기어면에는 상기 브라켓(211)에 축 고정된 피니언 기어(230)를 치합하여 이루며 기어의 배면에는 랙의 슬라이드를 안내하는 기어 가이드(232)를 상기 프레임(213)에 고정하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 비상 정지 장치.
5. 청구항 2에 있어서, 상기 프레임(300)은 'ㄷ'자 형강을 좌우 프레임으로 형성하고, 프레임의 양단에 축(312)을 결합하는 축공(320)을 천공한 격자형 프레임(330)을 용착하고 양단 일측의 'ㄷ'자 형강 단부에는 피니언 기어의 축공(342)과 체결공(344)를 천공한 브라켓(340)을 용착하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 비상 정지 장치.
6. 청구항 2에 있어서, 상기 브레이크 유닛(100)은 상기 프레임(300)의 격자형 프레임(330)에 삽입시켜 축공(320, 120)을 순차적으로 관통하도록 축(312)으로서 결합하여 프레임(300)의 양측에 각각 장착하고 브레이크 유닛의 체결공(107)과 프레임의 체결공(307) 간에 스프링(308)을 탄설하여 볼트(309)로서 결합하여 상기 축(312)을 중심으로 프레임(300)상에서 좌우로 스윙이 가능하도록 이루는 것과,

   상기 엑추에이터(200)는 브라켓(211)으로 프레임(300)에 형성된 브라켓(340)에 피니언 기어(230) 축이 축공(342)에 위치하도록 하여 섹터 기어(112)와 치합시켜 결합하여 이루는 것과,

   상기 샤프트(350, 352)로서 편심 캠(110)을 축 결합하여 체결공(107b, 107c)을 순차 관통하여 유니버셜 조인트(360)로서 양 샤프트를 결합하여 양단에 위치하는 편심캠(110)이 동시 작동하도록 결합 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 비상 정지 장치.