KR20110113304A - 엘리베이터용 광케이블 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘리베이터의 승강 및 하강하는 카와 엘리베이터를 제어하는 기계실을 서로 연결하여 정보를 송신 및 수신하는 엘리베이터용 광케이블 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 엘리베이터용 광케이블은 띠 형상으로 형성된 본체, 상기 본체의 중앙에 삽입되는 광통신선, 상기 광통신선의 양측으로 나란하게 배치되어 상기 본체에 삽입되는 복수의 전선, 그리고 상기 광통신선이 휘어질 때 곡률반경이 커지도록 상기 광통신선의 외면을 감싸는 보강부재를 포함한다. 따라서, 엘리베이터용 광케이블의 크기 및 무게를 감소시킬 수 있으며 광케이블의 파손되는 것을 방지할 수 있다.

Description

엘리베이터용 광케이블 및 그 제조방법{optical fiber cable for elevator and manufacturing method thereof}
본 발명은 엘리베이터의 승강 및 하강하는 카와 엘리베이터를 제어하는 기계실을 서로 연결하여 정보를 송신 및 수신하는 엘리베이터용 광케이블 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 엘리베이터는 수직으로 통로가 형성된 구조물에 통로를 따라 승강 및 하강할 수 있는 엘리베이터 카가 설치되고, 구조물의 상부에는 엘리베이터 카를 작동 및 제어하는 기계실이 설치된다.
한편, 기계실과 엘리베이터 카는 엘리베이터 카를 작동시키고, 엘리베이터 카의 제어 정보 예컨대, 엘리베이터 카가 이동될 층의 선택 정보, 엘리베이터 카의 위치 센서 정보, 도어(door)의 열고 닫힘의 정보 등을 기계실과 송신 및 수신하기 위해 엘리베이터용 광케이블로 연결된다.
종래의 엘리베이터용 광케이블은 복수의 전기적인 신호를 송신 및 수신하는 전선이 설치되고, 이 전선들은 서로 나란하게 배열되어 가요성 재질의 커버가 복수의 전선들을 감싸는 형태로 구성된다.
이렇게 구성된 종래의 엘리베이터용 광케이블은 엘리베이터 카의 승강 및 하강에 방해되지 않도록 엘리베이터용 광케이블이 하부로 일부 쳐진 상태로 설치되어 굴신운동을 하며 엘리베이터 카와 기계실이 전기적인 신호를 송수 및 수신함으로써, 엘리베이터 카를 작동시키게 된다.
하지만, 종래의 엘리베이터용 광케이블은 엘리베이터 카에 구성되는 장치 예컨대, cctv장치나 엘리베이터 카의 안정적인 작동을 위하여 엘리베이터 카의 위치를 제어하는 센서들이 늘어날수록 엘리베이터용 광케이블에 들어가는 전선의 가닥 수도 증가하게 되어 엘리베이터용 광케이블의 크기 및 무게가 증가하게 되고, 이로 인해 엘리베이터용 광케이블이 쉽게 단선되어 엘리베이터의 작동이 멈추는 등의 문제점이 발생하였다.
한편, 이를 개선하기 위해 많은 정보를 송수신할 수 있는 광케이블이 삽입된 엘리베이터용 광케이블을 제작하려고 시도하였지만 엘리베이터용 광케이블의 굴신운동으로 인하여 가요성에 취약한 광케이블이 쉽게 끊어지는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자하는 과제는 광통신선을 설치하여 크기를 소형화하고, 엘리베이터용 광케이블의 잦은 굴신운동으로 가요성이 상대적으로 낮은 광통신선의 끊어짐을 방지할 수 있는 엘리베이터용 광케이블 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 엘리베이터 카와 기계실을 연결하여 정보를 송신 및 수신하는 엘리베이터용 광케이블로서, 띠 형상으로 형성된 본체, 상기 본체의 중앙에 삽입되는 광통신선, 상기 광통신선의 양측으로 나란하게 배치되어 상기 본체에 삽입되는 복수의 전선, 그리고 상기 광통신선의 휘어질 때 곡률반경이 커지도록 상기 광통신선의 외면을 감싸는 보강부재를 포함한다.
상기 본체에는 상기 광통신선이 위치되는 상기 본체의 상면 및 하면의 각각에는 상기 광통신선이 휘어질 때 곡률반경이 커지도록 강성을 보강하는 돌기가 상기 본체의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다.
상기 돌기의 단면은 외부로 갈수록 좁아지게 형성될 수 있다.
상기 본체에는 인장력을 증가시키는 인장 와이어가 더 삽입될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 엘리베이터용 광케이블의 제조방법은 광통신선이 중앙에 위치되고 복수의 전선이 상기 광통신선의 양측으로 서로 이격되도록 상기 광통신선과 상기 복수의 전선을 공급하는 단계, 상기 열가소성 수지를 용융하여 상기 복수의 전선과 상기 광통신선을 감싸도록 띠 형상의 본체를 성형하는 단계, 상기 본체를 냉각제로 냉각시키는 단계, 그리고 상기 본체가 안정화되도록 일정한 속도와 일정한 힘으로 당겨주는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 대용량의 정보를 전송할 수 있는 광통신선을 삽입하여 엘리베이터용 광케이블의 크기 및 무게를 감소시킬 수 있으며, 보강부재를 삽입 및 돌기를 형성하여 광통신선이 휘어지는 부분의 곡률반경이 커지도록 구성함으로써, 광통신선이 굴신운동 시 단선되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 엘리베이터용 광케이블이 적용되는 엘리베이터의 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 엘리베이터용 광케이블을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A선을 따라 절개한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 엘리베이터용 광케이블과 종래의 엘리베이터용 광케이블의 작동 상태를 비교한 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 엘리베이터용 광케이블의 제조방법을 간략히 도시한 흐름도이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘리베이터용 광케이블을 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 엘리베이터용 광케이블이 적용된 엘리베이터의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 수직으로 형성된 구조물의 수직으로 통로에 양측에 레일(230)이 설치되고, 레일(230)에 사람 및 물건을 수용하는 엘리베이터 카(220)가 설치된다.
그리고, 통로의 상부에는 엘리베이터 카(220)에 연결된 와이어(215)를 권취하여 엘리베이터 카(220)를 승강 및 하강시키는 권상기(213) 및 제어부(211)가 위치하는 기계실(210)이 설치된다. 한편 와이어(215)에는 도르래(251)에 걸쳐져 엘리베이터 카(220)의 동작 무게를 감소시킬 수 있는 균형추(250)가 연결된다.
또한, 엘리베이터 카(220)와 기계실(210)의 제어부(211)는 엘리베이터용 광케이블(100)로 연결되어 엘리베이터 카(220) 및 제어부(211)에서 발생되는 전기적인 신호 및 빛의 신호를 서로 송신 및 수신하도록 구성된다.
이때, 엘리베이터용 광케이블(100)은 승강 및 하강하도록 움직이는 엘리베이터 카(220)에 연결되기 때문에 "U"자 형태를 이뤄 굴신운동을 한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 엘리베이터용 광케이블을 도시한 사시도이다.도 3은 도 1의 A-A선을 따라 절개한 단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 엘리베이터용 광케이블(100)은 본체(110)를 포함할 수 있다. 이 본체(110)는 띠 형상으로 형성되어 하기에 설명될 복수의 전선(120) 및 광통신선(150)이 삽입될 수 있다. 한편, 본체(110)는 휘어질 수 있도록 가용성을 가지는 재료 예컨대, 염화비닐수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌수지 등으로 압출 성형될 수 있다.
엘리베이터용 광케이블(100)은 광통신선(150)을 포함한다. 이 광통신선(150)은 엘리베이터의 카(220)와 기계실(210)을 연결하여 엘리베이터 카(220)와 기계실(210)에서 발생되는 빛의 신호를 엘리베이터의 카(220)와 기계실(210)로 송신 및 수신할 수 있다. 그리고, 광통신선(150)은 본체(110)의 내부에 중앙에 위치될 수 있으며, 복수 개의 광통신선(150)이 설치될 수도 있다.
한편, 광통신선(150)은 석영계 유리나 플라스틱으로 제조된 광섬유(151)로 이 광섬유(151)의 외부에는 케블라 섬유가 감싸 광섬유(151)를 보호하고, 케블라 섬유의 외부에는 피복(152)이 감싸 광섬유(151)의 습기, 마모, 파손 등을 방지하도록 구성될 수 있다.
여기서, 광통신선(150)은 다양한 형태의 공지의 광케이블이 사용될 수 있다.
엘리베이터용 광케이블(100)은 복수의 전선(120)을 포함한다. 이 복수의 전선(120)은 엘리베이터의 카(220)와 기계실(210)을 연결하여 엘리베이터 카(220)와 기계실(210)에서 발생되는 전기적인 신호를 엘리베이터 카(220)와 기계실(210)로 송신 및 수신할 수 있다. 이 복수의 전선(120)은 전기적인 신호를 전송하도록 구리 또는 금속재로 형성된 심선(121)에 절연되도록 심선(121)을 감싸는 형태로 피복(122)이 구비될 수 있다.
그리고 전선(120)은 본체(110)의 내부에 중앙에 위치되는 광통신선(150)의 좌,우 양측에 나란하게 복수 개가 구비될 수 있으며, 복수의 전선(120)은 서로 이격되도록 배치될 수도 있다.
한편, 전선(120)은 다양한 형태의 공지된 전선이 사용될 수 있다.
엘리베이터용 광케이블(100)은 보강부재(160)를 포함한다. 이 보강부재(160)는 광통신선(150)의 외면을 감싸도록 형성되어 광통신선(150)에 강성을 부여한다. 한편, 보강부재(160)는 가요성을 가지도록 형성되며, 나선형상 예컨대, 코일 스프링과 같은 형상으로 광통신선(150)을 감싸도록 형성될 수 있다.
보강부재(160)를 설치함으로써, 엘리베이터용 광케이블(100)이 굴신운동 하는 부분 예컨대, 상기한 "U"자 형태로 휘어진 부분의 곡률반경(r)을 커지게 하여 가요성이 상대적으로 취약한 광통신선(150)이 최소한으로 휘어지도록 구성될 수 있다.
아울러, 본체(110)에는 돌기(111)가 형성될 수 있다 이 돌기(111)는 본체(110)에 강성을 부여하도록 본체(110)의 길이방향을 따라 형성될 수 있다. 그리고, 돌기(111)는 본체(110)의 광통신선(150)이 위치되는 부분에 상면 및 하면에 각각 형성될 수 있으며, 돌기(111)의 단면 형상은 외부로 갈수록 점점 좁아지도록 형성될 수 있다. 한 실시예에서의 돌기(111)는 단면을 삼각형상으로 형성하였다. 돌기(111)의 단면을 삼각형상으로 형성함으로써, 엘리베이터용 광케이블(110)이 휘어질 때 광통신선(150)의 중간 부분에 강성을 더 크게 부여할 수 있다.
한편, 본체(110)에 돌기(111)를 형성함으로써, 엘리베이터용 광케이블(100)이 굴신운동하는 부분 예컨대, 상기한 "U"자 형태로 휘어진 부분의 곡률반경(r)을 최대한 크게 하여 가요성이 상대적으로 취약한 광통신선(150)이 최소한으로 휘어지도록 구성될 수 있다(도 4 참조). 이때, 엘리베이터용 광케이블(100)의 곡률반경(r)은 엘리베이터의 관련규정에 의하여 최대 700mm를 넘지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.
엘리베이터용 광케이블(100)은 인장 와이어(130)를 포함할 수 있다. 이 인장 와이어(130)는 엘리베이터(200)가 고층 건물에 설치될 경우 엘리베이터용 광케이블(100)의 무게에 의해 엘리베이터용 광케이블(100)이 끊어지는 것을 방지하도록 본체(110)에 삽입되어 엘리베이터용 광케이블(100)의 인장력을 증대시킬 수 있다.
한편, 인장 와이어(130)는 단심 또는 복수의 철심을 꼬아 형성하는 형태로도 구성될 수 있다. 한 실시예에서의 인장 와이어(130)는 광통신선(150)의 좌,우 양측에 각각 설치하였다.
아울러, 본 발명자는 본 발명의 실험을 입증하기 위해 다음과 같은 실험을 진행하였다.
표 1은 비교예와 실시예의 엘리베이터용 광케이블을 대략 5층 높이의 구조물에 설치된 엘리베이터에 설치하여 30000회 이상 왕복 실험을 한 결과를 나타낸 표이다.
Figure pat00001
표 1에서 비교예는 종래의 엘리베이터용 케이블의 중앙에 광통신선을 삽입하였다. 실시예는 광통신선(150)에 나선형으로 형성된 보강부재(160)를 더 삽입하고, 본체(110)의 외면에 돌기(111)를 형성하여 엘리베이터용 광케이블(100)을 구성하였다. 광통신선(150)의 단선 여부는 엘리베이터 카(220)에 cctv를 설치하고 기계실(210)에 모니터를 설치하여 모니터에 영상의 표시 유무에 따라 판정하였다.
표 1에서 나타낸 바와 같이 비교예의 엘리베이터용 광케이블은 10336회를 왕복하였을 때 단선이 발생되어 모니터에 cctv의 영상이 표시되지 않았으며, 실시예의 엘리베이터용 광케이블(100)은 30000회를 왕복하여도 cctv의 영상이 모니터에 선명하게 표시되었다. 따라서, 실시예의 엘리베이터용 광케이블(100)이 비교예의 엘리베이터용 케이블보다 내구성이 향상되는 것을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 엘리베이터용 광케이블의 제조방법을 간략히 도시한 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 엘리베이터용 광케이블의 제작방법은 복수의 전선(120) 및 광통신선(150)이 각각 권취된 롤을 압출장치에 결합하고, 권취된 복수의 전선(120) 및 광통신선(150)을 풀어 연속적으로 압출장치로 공급한다. 이때, 광통신선(150)은 중앙에 위치되고 복수의 전선(120)은 광통신선(150)의 좌,우 양측에 나란하게 배치되는 형태로 압출장치에 공급한다.
그리고, 압출장치로 공급되는 광통신선(150) 및 복수의 전선(120)은 압출장치에서 용융된 열가소성 수지에 의해 감싸지고, 압출장치에 결합된 압출헤드를 통해 압출헤드에 형성된 형상을 따라 본체(110)가 압출성형 된다.
압출 성형된 본체(110)는 냉각제 예컨대, 본 실시예에서와 같이 물로 냉각시켜 성형된 본체(110)를 단시간 내에 고형화시킴으로써, 성형된 본체(110)가 외부의 충격으로 인해 외형이 변형되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 냉각제는 상온보다 낮은 온도의 것으로서, 그 종류를 한정하지는 않는다.
이후, 냉각된 본체(110)의 내부에 삽입된 복수의 전선(120) 및 광통신선(150)을 곧게 펴지도록 하고, 냉각제에 의해 냉각된 본체(110)가 연성을 가지도록 복수의 롤에 의해 일정한 속도와 일정한 힘으로 당겨 엘리베이터용 광케이블(100)을 안정화시키고, 안정화된 엘리베이터용 광케이블(100)은 일정한 속도와 일정한 힘으로 드럼에 감아 제품을 완성하게 된다. 여기서, 각 제조 단계의 순서는 서로 바뀌는 형태로도 구성될 수 있음은 물론이다.
이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명한다.
본체(110)의 중앙에는 광통신선(150)이 삽입되고 그 양측으로는 복수의 전선(120)이 나란하게 삽입된다. 그리고, 광통신선(150)에는 보강부재(160)가 감싸도록 구비되며, 본체(110)의 상면 및 하면에는 돌기(111)가 형성될 수 있다. 이때, 인장 와이어(130)가 광통신선(150)의 좌,우 양측에 더 삽입될 수도 있다.
이렇게 구성된 한 실시예에 따른 엘리베이터용 광케이블(100)은 광통신선(150)이 삽입되어 대용량의 신호 및 정보를 전송할 수 있기 때문에 전력을 공급하는 전선을 제외하고는 엘리베이터용 광케이블(100)에 삽입되는 전선(120)의 개수를 최소한으로 줄여 엘리베이터용 광케이블(100)의 크기 및 무게를 감소시킬 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 엘리베이터용 광케이블(100)에 보강부재(160) 및 돌기(111)를 형성함으로써, 가요성에 취약한 광통신선(150)이 최소한으로 휘어질 수 있도록 구성하여 광통신선(150)이 단선되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 엘리베이터용 광케이블과 종래의 엘리베이터용 광케이블의 작동 상태를 비교한 도면으로서, 도 4의 (a)는 종래의 엘리베이터용 케이블의 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 4의 (b)는 본 발명의 한 실시예에 따른 엘리베이터용 광케이블의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 종래에는 엘리베이터용 광케이블이 곡률반경(r)이 작아 엘리베이터의 운행시 전선 및 광케이블의 피로도가 높아져 쉽게 끊어졌다. 하지만, 한 실시예의 엘리베이터용 광케이블(100)은 휘어지는 부분의 곡률반경(r)이 커져 전선(120) 및 광통신선(150)의 피로도를 낮출 수 있다.
따라서, 광통신선(150)이 단선되지 않도록 엘리베이터 케이블(100)에 설치할 수 있으므로 엘리베이터용 광통신선(150)의 크기 및 무게를 대폭 감소시킬 수 있고, 광통신선(150)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘리베이터용 광케이블을 나타낸 단면도이다. 다른 실시예에 따른 엘리베이터용 광케이블은 한 실시예의 엘리베이터용 광케이블(100)과 동일한 구성은 동일한 부호를 병기하고 동일한 구성의 작용과 효과도 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.
다른 실시예에 따른 엘리베이터용 광케이블은 보강벨트(170)를 더 포함할 수 있다. 이 보강벨트(170)는 본체(110)보다 더 높은 강성을 가지도록 본체(110)에 삽입되어 본체(110)에 강성을 부여할 수 있다.
한편, 보강벨트(170)는 본체(110)에 강성을 부여함으로써, 엘리베이터용 광케이블(100)이 굴신운동으로 휘어지는 부분 예컨대, 상기한 "U"자 형태로 휘어진 부분의 곡률반경(r)이 커지도록 하여 가요성이 상대적으로 취약한 광통신선(150)이 최소한으로 휘어지도록 구성될 수 있다.
그리고 보강벨트(170)는 띠 형상으로 형성되어 복수의 케이블(120) 및 광통신선(150)의 상부 및 하부를 덮는 형태로 본체(110)에 삽입될 수 있다.
다른 실시예에서와 같이 엘리베이터용 광케이블(100)에 보강벨트(170)를 삽입 함으로써, 본체(110)에 강성을 더 부여하여 엘리베이터용 광케이블(100)에 삽입된 광통신선(150) 및 엘리베이터용 광케이블(100)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
100: 엘리베이터용 광케이블 110: 본체
111: 돌기 120: 전선
121: 심선 122: 피복
130: 인장 와이어 150: 광통신선
151: 광섬유 152: 피복
160: 보강부재 170: 보강벨트
200: 엘리베이터 210: 기계실
213: 권상기 211: 제어부
215: 와이어 220: 엘리베이터 카
230: 레일 250: 균형추
251: 도르래

Claims (5)

  1. 엘리베이터 카와 기계실을 연결하여 정보를 송신 및 수신하는 엘리베이터용 광케이블로서,
    띠 형상으로 형성된 본체,
    상기 본체의 중앙에 삽입되는 광통신선,
    상기 광통신선의 양측으로 나란하게 배치되어 상기 본체에 삽입되는 복수의 전선, 그리고
    상기 광통신선이 휘어질 때 곡률반경이 커지도록 상기 광통신선의 외면을 감싸는 보강부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 광케이블.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체에는 상기 광통신선이 위치되는 상기 본체의 상면 및 하면의 각각에는 상기 광통신선이 휘어질 때 곡률반경이 커지도록 강성을 보강하는 돌기가 상기 본체의 길이 방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 광케이블.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 돌기의 단면은 외부로 갈수록 좁아지게 형성된 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 광케이블.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 본체에는 인장력을 증가시키는 인장 와이어가 더 삽입되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 광케이블
  5. 광통신선이 중앙에 위치되고 복수의 전선이 상기 광통신선의 양측으로 서로 이격되도록 상기 광통신선과 상기 복수의 전선을 공급하는 단계,
    상기 열가소성 수지를 용융하여 상기 복수의 전선과 상기 광통신선을 감싸도록 띠 형상의 본체를 성형하는 단계,
    상기 본체를 냉각제로 냉각시키는 단계,
    상기 본체가 안정화되도록 일정한 속도와 일정한 힘으로 당겨주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 광케이블의 제조방법.
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