KR200243892Y1 - 승강기용 브레이크장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 유압에 의해 브레이크가 걸리는 순간 브레이크장치를 구성하는 클러치몸체와 클러치링이 직접 접촉되어 마찰에 의한 제동력이 추가로 발생되도록 함으로써, 유압에 의한 제동과 함께 마찰력에 의한 2차 제동으로 승강기를 확실하고 안전하게 멈출 수 있도록 한 승강기용 브레이크장치에 관한 것으로서, 특히 승강기가 이동되는 통로상에 래크와 레일이 각각 수직으로 구비되고, 승강기에는 래크와 치합된 상태로 회전되는 피니언이 승강기의 추락으로 고속 회전되면 클러치부에 의해 기어부와 연결된 유압발생부에서 유압이 발생되고 유압실린더에 의해 브레이크패드가 레일과 밀착되어 제동되도록 한 승강기용 브레이크장치에 있어서, 클러치부는 승강기에 고정되는 원추형의 클러치몸체가 구비되고, 몸체 내부에는 피니언의 구동축이 끼워져 회전 지지되고 피니언이 승강기의 추락으로 고속회전될 때 구동축과 함께 회전되는 원추형의 클러치링이 구비되며, 클러치링이 회전되는 동안 축방향으로 이동되어 클러치링의 외주면이 클러치몸체의 내주면과 닿으면서 마찰력이 발생되고 승강기가 2차 제동되도록 구성되어 있다.

Description

승강기용 브레이크장치{Brake apparatus for elevator}

본 고안은 승강기용 브레이크장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건설현장용 승강기가 추락될 때 유압이 발생되도록 하고 그 유압으로 브레이크패드가 작동되어 승강기가 제동되도록 함으로써, 승강기의 추락사고가 방지되도록한 승강기용 브레이크장치에 관한 것이다.

일반적으로 건설현장의 승강기는 다단으로 조립되는 블록을 따라 승강되도록 구비된다. 이러한 승강기(1)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 블록(5)의 사방으로 구비된 레일(6)을 따라 이동되는 레일롤러(1a)가 구비된다. 이들 레일롤러(1a)는 상,하측으로 한쌍이 구비되며 서로 엇갈리도록 배치되어 승강기(1)가 상,하측으로만 승강되도록 안내한다.

그리고 승강기(1)에는 이의 전복을 막는 고리(1b)가 레일(6)을 따라 이동되도록 구비되며 승강기(1)의 내부에 구동용 모터(2)와 피니언(2a)이 구비되고 블록(5)에는 래크(4)가 구비되어 있으며 모터(2)가 정역회전 되면 피니언(2a)이 래크(4)를 따라 회전되면서 승강기가 승강되도록 구성된다.

그러나 승강기가 외부로 노출되어 있기 때문에 안전에 특별히 유의해야 된다. 그 중에서 브레이크장치는 아주 중요한 것으로 대부분의 브레이크장치는 가버너(governor)(3)를 이용한 것들이다. 가버너를 이용한 브레이크장치는 원심력의 원리를 이용한 것으로서 블록에 형성된 래크(4)에 브레이크장치용 가버너의 피니언이종동되도록 치합돼 있으며 이 피니언에 원심추가 연결되도록 구성된다.

승강기가 추락될 때 승강기에 부착된 가버너의 피니언이 래크에 의해 고속으로 회전되면 원심추가 펼쳐지면서 브레이크장치 내부의 돌기에 걸려 피니언이 정지되고 승강기가 자동적으로 제동된다.

그러나 승강기(1)가 래크(4)와 피니언(2)으로 승강되고 있어서 승강기를 사용할수록 래크와 피니언에 피로가 쌓여 기계적 성질이 취약해진다. 사고 등에 의해 승강기가 갑자기 추락될 때 가버너(3)로 승강기를 멈추게 하는데 이때 피로에 의해서 취약해진 래크에 큰 충격이 가해져 래크의 치(齒) 또는 가버너의 구성부품인 피니어의 치(齒) 등이 파손되어 승강기가 추락되는 사고가 발생된다.

평상시의 작업 중에는 모터(2)의 제어에 의해서 승강기가 천천히 멈추고 천천히 출발을 하기 때문에 승강기 안의 사람이나 화물에 충격을 적게 주어 충격에 의해 다치는 일이 없으나, 사고 등으로 추락하는 승강기를 가버너로 갑자기 멈추게 할 때는 그 충격이 추락에 상응하는 만큼 승객이나 화물에 영향을 주어 다치거나 파손되는 등의 문제점이 있었다.

본 고안자는 종래의 문제점을 감안하여 건설현장의 승강기가 추락될 때 유압이 작동되어 제동되도록한 브레이크장치를 특허출원 제2000-20394호로 선출원 중에 있다.

본 고안은 선출원된 브레이크장치의 개선에 관한 것으로서, 본 고안의 목적은 유압에 의해 브레이크가 걸리는 순간 브레이크장치를 구성하는 클러치몸체와 클러치링이 직접 접촉되어 마찰에 의한 제동력이 추가로 발생되도록 함으로써, 유압에 의한 제동과 함께 마찰력에 의한 2차 제동으로 승강기를 확실하고 안전하게 멈출 수 있도록 한 승강기용 브레이크장치를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 승강기의 사시도

도 2는 종래 건설현장용 승강기의 측면도

도 3은 종래 건설현장용 승강기의 평면도

도 4는 본 고안 브레이크장치가 구비된 건설현장용 승강기의 측면도

도 5는 본 고안 브레이크장치의 평면도

도 6은 본 고안 브레이크장치의 클러치부를 나타낸 단면도

도 7a,b는 본 고안 브레이크장치의 클러치부를 나타낸 측단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1 : 승강기 1a : 레일롤러

1b : 고리 2 : 감속모터

2a : 피니언 3 : 가버너

4 : 래크 5 : 블록

6 : 레일

10 : 블록 11 : 레일

12 : 래크 20 : 승강기

21 : 감속모터 22 : 피니언

23 : 가버너 30 : 피너언

31 : 구동축 40 : 클러치부

41 : 클러치몸체 42 : 클러치링

43 : 클러치패드 44 : 밸런스웨이트

45 : 무게추 46 : 돌기

47 : 판스프링 47a : 스토퍼

48 : 조절레버 48a : 조절스프링

50 : 볼트부재 51 : 스플라인부재

52 : 너트부재 53 : 스프링

60 : 기어부 61 : 구동기어

62 : 스플라인축 63 : 종동기어

70 : 유압발생부 71 : 유압실린더

72 : 브레이크패드 73 : 지지판

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 승강기가 이동되는 통로상에 래크와 레일이 각각 수직으로 구비되고, 승강기에는 래크와 치합된 상태로 회전되는 피니언이 승강기의 추락으로 고속 회전되면 클러치부에 의해 기어부와 연결된 유압발생부에서 유압이 발생되고 유압실린더에 의해 브레이크패드가 레일과 밀착되어 제동되도록 한 승강기용 브레이크장치에 있어서, 클러치부는 승강기에 고정되는 원추형의 클러치몸체가 구비되고, 몸체 내부에는 피니언의 구동축이 끼워져 회전 지지되고 피니언이 승강기의 추락으로 고속회전될 때 구동축과 함께 회전되는 원추형의 클러치링이 구비되며, 클러치링이 회전되는 동안 축방향으로 이동되어 클러치링의 외주면이 클러치몸체의 내주면과 닿으면서 마찰력이 발생되고 승강기가 2차 제동되도록 구성되어 있다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 고안 브레이크장치가 구비된 건설현장용 승강기의 측면도 이고, 도 5는 본 고안 브레이크장치의 평면도 이다. 승강기는 조립식으로 적층되는블록(10)이 구비된다. 이 블록(10)은 사방으로 레일(11)들이 구비되며 이 레일(11)들이 지그재그로 교차되는 앵글에 의해 지지되도록 구성된다. 그리고 적재된 블록(10)의 일측으로 승강기(20)가 구비된다. 이 승강기(20)는 블록을 따라 이동되도록 블록(10)의 일측에 승강기 쪽으로 향하는 래크(12)가 연이어서 구비되고 승강기(20)에는 래크(12)를 따라 승강기(20)를 이동시키는 피니언(22)과 감속모터(22a)가 각각 구비된다.

피니언(22)은 감속모터(21)에 의해 구동되도록 구비되며 적어도 2개가 한 조를 이루도록 구비된다. 그리고 추락 등의 비상시 작동되는 가버너(23)가 구비된다. 가버너(23)는 무게추가 내장되어 있으며 이 무게추가 원심력에 의해 벌어질 때 가버너가 작동되어 승강기가 제동되도록 구성된다. 또한 승강기(20) 상부에 본 고안의 브레이크장치가 구비된다. 브레이크장치는 클러치부(40)와 기어부(60) 및 유압발생부(70)로 구성된다.

클러치부(40)는 래크(12)와 치합되는 피니언(30)이 구비되며 기어부(60)는 평기어의 조합으로 구성된다. 그리고 유압발생부(70)와 기어부(60)는 캠으로 연결되어 있으며 이 캠이 회전될 때 유압발생부(70)에서 유압이 발생된다. 그리고 이 유압은 유압라인(74)을 타고 유압실린더(71)로 보내지며 유압실린더(71)에 의해 브레이크패드(72)가 작동된다. 브레이크패드(72)는 레일(11)의 외주면과 접하도록 구비되며 브레이크패드(72)의 반대쪽 레일(11)에는 지지판(73)이 구비되어 패드(72)와 지지판(73)이 레일(11)에 밀착되면서 승강기가 제동된다.

도 6은 본 고안 브레이크장치의 클러치부를 나타낸 단면도 이고, 도 7a,b는본 고안 브레이크장치의 클러치부를 나타낸 측단면도 이다. 클러치부(40)는 승강기(20)의 상단에 고정되는 클러치몸체(41)가 원추형으로 구비되며 몸체(41) 내부에는 클러치링(42)이 원추형으로 구비된다. 이들 클러치링(42)과 클러치몸체(41)는 일정한 간격으로 떨어져 있으며 이들 사이에는 클러치패드(43)가 놓이며 이 클러치패드(43)는 클러치몸체(41)의 내주면에 고정된다.

그리고 클러치몸체(41)의 후방에 기어부(60)가 연결되며 기어부(60)의 하측에 유압발생부(70)가 조립된다. 또한 클러치링(42)은 기어부(60) 쪽으로 향하는 볼트부재(50)가 구비되며 볼트부재(50)의 내부에는 중공상의 스플라인부재(51)가 형성된다. 그리고 기어부(60)의 구동기어(61)에 형성된 스플라인축(62)이 스플라인부재(51)에 끼워져 클러치링(42)과 기어부(60)가 서로 연결되며 기어부의 종동기어(63)는 유압발생부(70)와 연결된다.

또한 클러치링(42)의 볼트부재(50)는 클러치몸체(41)의 내부에 형성된 너트부재(52)에 체결되어 있으며 클러치링(42)이 회전되면 스플라인축(62)과 스플라인부재(51)에 의해 기어부(60)의 구동기어(61)가 함께 회전됨과 동시에 볼트부재(50)와 너트부재(52)에 의해 클러치링(42)이 기어부(60) 쪽으로 이동되면서 클러치몸체(41)에 밀착된다. 그리고 볼트부재(50)의 외주면에는 스프링(53)이 구비되어 있어서 클러치링(42)이 기어부(60) 쪽으로 이동되는 동안 압축된다. 스프링(53)은 클러치링(42)의 이동거리를 제한함과 동시에 볼트부재(50)가 너트부재(52)에 무리하게 체결되는 것을 방지시켜 나중에 볼트부재(50)가 잘 풀리도록 해주는 것이다.

클러치링(42)이 1회전 이상 회전되는 순간부터 유압발생부(70)에서 유압이 발생되어 승강기(20)가 제동되고 클러치링(42)이 4회전되면 클러치링(42)이 축방향으로 이동되어 클러치몸체(41)와 완전 밀착되어 클러치패드(43)에 의해 기계적인 제동력이 걸리면서 승강기(20)가 2중으로 제동된다. 또한 클러치링이 4회전되는 동안 승강기의 제동거리는 대략 1.5m가 된다.

또한 클러치링(42)의 선단에는 래크(12)와 치합되는 피니언(30)이 구비되고 피니언(30)의 구동축(31)은 클러치링(42)의 내부 중앙에서 회전 지지된다. 그리고 클러치링(42)의 내주면에는 방사상으로 다수개의 돌기(46)가 구비되며 구동축(31)에는 클러치링(42)의 내주연으로 놓이는 밸런스웨이트(44)가 구비된다.

밸런스웨이트(44)에는 조절스프링(48a)과 조절레버(48)로 구속되는 무게추(45)가 구비되며 무게추(45)는 일정한 원심력에 도달되기 전까지는 정지상태로 놓인다. 그리고 밸런스웨이트(44)에는 무게추(45)의 위치를 고정시키는 판스프링(47)과 스토퍼(47a)가 구비된다. 무게추(45)가 원심력에 의해 밸런스웨이트(44)로부터 벗어나 들리면 판스프링(47)의 스토퍼(47a)에 닿아 원위치로 복귀되지 않는다.

이처럼 구성된 본 고안은 승강기(20)가 정상적으로 이동되는 동안 클러치부(40)의 피니언(30)과 구동축(31)만 회전된다. 승강기가 정상적으로 승강될 때 피니언(30)이 래크(12)를 따라 승강되면서 회전되고 이때 발생되는 회전력이 구동축(31)으로 전달되더라도 그 회전에 따른 원심력이 크지 않기 때문에 구동축(31)의 외주면에 형성된 무게추(45)가 들리지 않고 조절레버(48)에 의해 구속된 상태로놓인다. 따라서 무게추(45)가 밸런스웨이트(44)에서 벗어나지 않고 구동축(31)과 함께 회전되며 이때 클러치링(42)은 정지된 상태이다.

승강기(20)를 이동시키는 피니언(30)과 가버너(23) 등이 파손되어 승강기가 자연 추락하는 경우 본 고안의 브레이크장치가 작동된다. 승강기(20)가 자연추락되면 가속도가 붙어 클러치부(40)의 피니언(30) 회전수가 증가된다. 피니언(30)이 일정 속도 이상으로 회전되면 무게추(45)에 강한 원심력이 가해지고 조절레버(48)의 지지력을 벗어나 밸런스웨이트(44)로부터 벗어난다. 도 7b에 도시된 바와 같이 한번 벗어난 무게추(45)는 판스프링(47)의 스토퍼(47a)에 걸려 임의로 복귀되지 않으며 벌어진 무게추(45)에 클러치링(42)의 돌기(46)가 걸리면서 구동축(31)과 클러치링(42)이 일체화된 상태로 함께 회전된다.

이처럼 구동축(31)의 회전력이 클러치링(42)으로 전달되면 클러치링(42)과 스플라인부재(51) 및 스플라인축(62)으로 연결된 기어부(60)의 구동기어(61)가 회전되고 이 회전력이 종동기어(63)를 통하여 유압발생부(70)로 전달되어 유압이 발생된다.

이 유압은 유압라인(74)을 타고 각 유압실린더(71)로 전달되며 해당 유압실린더(71)의 브레이크패드(72)가 작동되어 레일(11)과 밀착된다. 패드(72)가 작동되면 패드 반대편의 지지판(73)이 레일(11)에 함께 밀착되면서 이들 패드(72)와 지지판(73)에서 발생되는 마찰력에 의해 승강기가 제동된다.

피니언(30)이 1회전 이상 회전되면서부터 유압이 발생되고 피니언이 계속 회전되면 볼트부재(50)가 너트부재(52)의 나사산을 타고 체결되면서 클러치링(42)이기어부(60) 쪽으로 이동된다. 이때 클러치링(42)의 외주면이 승강기(20)에 고정된 클러치몸체(41)의 내주면에 닿으면서 마찰력이 발생되고 이 마찰력으로 승강기가 2중으로 제동된다.

클러치몸체(41)와 클러치링(42)은 원추형으로 형성되어 있으며 클러치몸체(41)의 내주면에 클러치패드(43)가 구비됨으로 클러치링(42)이 클러치패드(43)와 강하게 밀착되면서 마찰력이 발생된다.

브레이크패드(72)와 클러치패드(43)에서 마찰이 일어나는 동안 승강기(20)는 서서히 제동되고 최종적으로 멈춘다. 제동거리는 브레이크패드(72)와 레일(11) 간의 마찰계수, 유압실린더(71)의 유압력, 승강기의 무게, 그리고 승강기의 추락속도의 함수이며, 승강기 추락의 제동시 승객이 충격을 적게 받도록 하기 위하여 마찰계수와, 유압실린더(71)의 유압력을 조절하면 승강기의 추락속도를 조절할 수 있다.

이상에서와 같이 본 고안에 따르면 건설현장에서 사용하는 승강기의 내부에 클러치부와 기어부 및 유압발생부 등이 구비된다. 따라서 승강기가 추락되면 클러치부가 작동되어 이의 회전력이 기어부를 거쳐 유압발생부로 전달된다. 유압발생부에서 유압이 발생되면 그 유압력에 의해 브레이크패드가 작동되고 승강기가 서서히 제동됨으로 승객에 가해지는 충격이 완화되어 승객을 안전하게 보호할수 있다.

또한 클러치부의 클러치링과 클러치몸체 사이 간격이 좁혀지면서 이들 사이에서 2차 마찰력이 발생됨으로 승강기가 2중으로 제동되어 확실히 멈추게 할 수 있으며, 제동시 승객이나 화물에 충격이 감소되도록 제동거리를 충분히 확보할 수 있어서 제품에 신뢰성이 있는 것이다.

또한 본 고안은 건설현장의 승강기 뿐 아니라 건물의 엘리베이터와 같은 승강기에도 충분히 적용할 수 있는 것이며, 평상시 클러치부의 피니언이 부하를 받지 않음으로 기기에 무리를 주지 않아 안전한 등의 효과가 있다.

Claims (4)

1. 승강기(20)가 이동되는 통로상에 래크(12)와 레일(11)이 각각 수직으로 구비되고, 승강기(20)에는 래크(12)와 치합된 상태로 회전되는 피니언(30)이 승강기(20)의 추락으로 고속 회전되면 클러치부(40)에 의해 기어부(60)와 연결된 유압발생부(70)에서 유압이 발생되고 유압실린더(71)에 의해 브레이크패드(72)가 레일(11)과 밀착되어 제동되도록 한 승강기용 브레이크장치에 있어서,

   클러치부(40)는 승강기(20)에 고정되는 원추형의 클러치몸체(41)가 구비되고, 몸체(41) 내부에는 피니언(30)의 구동축(31)이 끼워져 회전 지지되고 피니언(30)이 승강기의 추락으로 고속회전될 때 구동축(31)과 함께 회전되는 원추형의 클러치링(42)이 구비되며,

   클러치링(42)이 회전되는 동안 축방향으로 이동되어 클러치링(42)의 외주면이 클러치몸체(41)의 내주면과 닿으면서 마찰력이 발생되고 승강기가 2차 제동되도록 한 것을 특징으로하는 승강기용 브레이크장치.
2. 제 1 항에 있어서, 클러치링(42)의 후방에 볼트부재(50)가 구비되고 클러치몸체(41)의 내부에는 볼트부재(50)가 나사 체결되어 클러치링(42)이 회전되는 동안 축방향으로 이동되도록 안내하는 너트부재(52)가 구비되며,

   볼트부재(50)의 내부에는 중공상의 스플라인부재(51)가 형성되고,기어부(60)에는 스플라인부재(51)에 끼워져 클러치링(42)이 축방향으로 이동되더라도 회전력이 전달되도록 해주는 스플라인축(62)이 구비된 것을 특징으로하는 승강기용 브레이크장치.
3. 제 1 항에 있어서, 구동축(31)에는 무게추(45)를 갖는 밸런스웨이트(44)가 구비되고,

   클러치링(42)의 내주면에는 원심력에 의해 벌어지는 무게추(45)가 걸려 구동축(31)과 클러치링(42)이 함께 회전되도록 하는 돌기(46)가 다수개 구비된 것을 특징으로하는 승강기용 브레이크장치.
4. 제 1 항에 있어서, 클러치몸체(41)의 내주면에 클러치패드(43)가 형성되어 클러치링(42)이 닿으면 마찰력이 커지도록 구비되고,

   각 레일(11)의 양측에는 유압실린더(71)로 작동되는 브레이크패드(72)와 승강기(20)에 고정된 지지판(73)이 구비되어 승강기가 브레이크패드(72)와 지지판(73)에 의해 제동되도록한 것을 특징으로하는 승강기용 브레이크장치.