KR20140060694A - 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼에 관한 것으로, 그 목적은 특정 구조의 마찰댐퍼를 롤러 가이드 슈의 레버 하단 측에 장착하고 마찰판 및 파찰패드 사이에 발생되는 마찰력을 능동적으로 제어하여 레버의 움직임을 억제함에 따라 엘리베이터의 횡진동을 제어할 수 있도록 한 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼를 제공하기 위한 것이다.
이를 위해, 본 발명에 따른 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼는, 롤러 가이드 슈의 레버 하단에는 마찰판이 일체로 고정 결합됨과 아울러, 상기 마찰판의 하측에 대응하는 롤러 가이드 슈의 프레임 상면에는 상기 마찰판과의 마찰력을 매개로 상기 레버 측에 외력을 인가하는 마찰댐퍼가 설치되되, 상기 마찰댐퍼는, 상기 롤러 가이드 슈의 프레임 상면에 고정 설치되는 평판형태의 하부몸체와, 상면에 마찰패드가 구비된 상태로 상기 하부몸체의 상측에 일정 간격의 에어갭이 형성되도록 설치되는 상부몸체와, 상기 상부몸체의 상면 및 하부몸체의 하면에 동일한 극성이 마주보도록 설치되어 척력을 발생시키는 영구자석과, 상기 하부몸체의 영구자석 주위에 설치되어 전원 인가에 따라 상기 영구자석의 자력을 조절하는 솔레노이드 코일 및, 상기 하부몸체의 상측에 에어갭을 형성하며 설치되는 상부몸체를 가이드 하는 복수 개의 가이드로드를 포함하여 구성된다.

Description

엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼{ACTIVE FRICTION DAMPER FOR HORIZONTAL VIBRATION CONTROL OF ELEVATOR}

본 발명은 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정 구조를 갖는 능동마찰댐퍼의 마찰력 제어를 통해 롤러 가이드 슈의 레버 움직임을 억제하여 엘리베이터의 횡진동을 제어할 수 있도록 한 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼에 관한 것이다.

일반적으로, 주거용이나 업무용 등으로 건축된 다양한 종류의 고층 건물에는 엘리베이터 장치가 설치되어 승객의 수직방향으로의 이동을 돕게 된다.

이에, 해당 건물의 각 층에는 엘리베이터의 승.하차를 위한 승강장이 구비됨과 아울러, 건물 내부에는 수직방향으로 승강로가 형성되어, 엘리베이터 카가 승강로를 따라 상ㆍ하방향으로 이동하면서 각 승강장으로부터 탑승하는 승객을 버튼입력에 따른 목적층으로 이동시키게 된다.

이때, 상기 엘리베이터 장치는 대략 그 내부에 승객이 탑승한 상태에서 건물 내부에 수직방향으로 형성된 승강로를 따라 상ㆍ하방향으로 이동하면서 탑승객을 이동시키는 엘리베이터 케이지와, 소정 동력을 발생시키는 모터부와 권상기 등이 구비되어 상기 엘리베이터 케이지를 승객의 버튼 조작에 따른 해당 층으로 이동시키는 기계부 및, 승객의 버튼 조작에 따라 상기 기계부를 제어하면서 상기 엘리베이터 케이지가 원활하고 안정적으로 운행될 수 있도록 제어를 행하는 엘리베이터 제어부 등을 포함하여 구성된다.

또한, 건물의 초고층화가 진행됨에 따라 엘리베이터 역시 초고속화가 진행되고 있는데, 이에 따른 주행거리 및 주행속도의 급격한 증가에 따라 발생되는 엘리베이터의 효율적인 진동 제어가 요구되고 있는 실정이다.

이때, 엘리베이터의 횡진동은 일반적으로 롤러 가이드 슈(RGS: Roller Guide Shoe)를 거쳐 엘리베이터 케이지 측으로 전달되게 되며, 이에 엘리베이터의 진동 억제를 위해서는 주로 롤러 가이드 슈의 레버 측에 전자기 액츄에이터를 장착하여 시스템을 구현하고 있다.

한편, 일반적으로 진동억제를 위해 사용되는 댐퍼는 주로 수동형 마찰 댐퍼가 사용되고 있는데, 상기 마찰 댐퍼는 마찰력의 조절을 위해 볼트를 조작하여 스프링의 압축력을 수동으로 증감시켜야만 하는 문제점을 갖는다.

국내 공개특허공보 제2011-0000028호

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출되어진 것으로, 본 발명은 특정 구조의 마찰댐퍼를 롤러 가이드 슈의 레버 하단 측에 장착하고 마찰판 및 파찰패드 사이에 발생되는 마찰력을 능동적으로 제어하여 레버의 움직임을 억제함에 따라 엘리베이터의 횡진동을 제어할 수 있도록 한 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼는, 롤러 가이드 슈의 레버 하단에는 마찰판이 일체로 고정 결합됨과 아울러, 상기 마찰판의 하측에 대응하는 롤러 가이드 슈의 프레임 상면에는 상기 마찰판과의 마찰력을 매개로 상기 레버 측에 외력을 인가하는 마찰댐퍼가 설치되되, 상기 마찰댐퍼는, 상기 롤러 가이드 슈의 프레임 상면에 고정 설치되는 평판형태의 하부몸체와, 상면에 마찰패드가 구비된 상태로 상기 하부몸체의 상측에 일정 간격의 에어갭이 형성되도록 설치되는 상부몸체와, 상기 상부몸체의 상면 및 하부몸체의 하면에 동일한 극성이 마주보도록 설치되어 척력을 발생시키는 영구자석과, 상기 하부몸체의 영구자석 주위에 설치되어 전원 인가에 따라 상기 영구자석의 자력을 조절하는 솔레노이드 코일 및, 상기 하부몸체의 상측에 에어갭을 형성하며 설치되는 상부몸체를 가이드 하는 복수 개의 가이드로드를 포함하여 구성되어, 케이지에 설치된 센서로부터의 진동 감지에 따른 제어부의 제어신호에 의해 상기 영구자석의 자력이 조절되면서, 상기 마찰패드 및 마찰판의 마찰력을 매개로 상기 레버 측에 외력을 인가하여 케이지의 진동을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 마찰패드 및 마찰판의 마찰면은 상호 동일한 곡률을 갖도록 굴곡지게 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 하부몸체의 초기 설치 시, 상기 프레임 및 하부몸체 사이에는 상부몸체와의 에어갭 조절을 위한 심(Shim)이 끼워지는 것을 특징으로 한다.

또, 회전운동을 하는 상기 레버의 회전축으로부터 마찰판 하단까지의 거리(A)는 상기 레버의 회전축으로부터 롤러 중심축까지의 거리(B) 보다 큰 치수를 갖도록 구성됨이 바람직하다.

상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 특정 구조의 마찰댐퍼를 롤러 가이드 슈의 레버 하단 측에 설치하여 레버의 진동을 능동적으로 억제하므로서, 엘리베이터 케이지의 횡진동을 제어할 수 있는 효과가 있게 되며, 이를 통해 엘리베이터 카의 승차감 및 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있게 되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼가 롤러 가이드 슈에 설치된 상태를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼의 구성을 나타내는 일부분 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼를 통한 엘리베이터의 횡진동 제어과정을 나타내는 플로우차트,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼를 나타내는 도면이다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 도를 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼가 롤러 가이드 슈에 설치된 상태를 나타내는 도면, 도 2는 본 발명에 따른 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼의 구성을 나타내는 일부분 단면도, 도 3은 본 발명에 따른 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼를 통한 엘리베이터의 횡진동 제어과정을 나타내는 플로우차트이다.

본 발명에 따른 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼는, 특정 구조의 능동마찰댐퍼를 롤러 가이드 슈(RGS: Roller Guide Shoe)의 레버(100) 하단 측에 장착하고 마찰판(12) 및 파찰패드(50) 사이에 발생되는 마찰력을 능동적으로 가변하여 상기 레버(100)의 움직임을 억제함에 따라 엘리베이터의 횡진동을 제어할 수 있도록 구현된다.

즉, 상기 마찰력은 마찰면의 수직력과 마찰계수에 의해 결정되는데, 본 발명에서는 고정된 마찰계수와 수직력(전자석과 영구자석 상호간의 척력)을 제어하므로서, 마찰력을 능동적으로 가변시킬 수가 있는 것이다.

이를 위해, 본 발명에 따른 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼는, 롤러 가이드 슈의 레버(100) 하단에 마찰판(12)이 일체로 고정 결합되고, 상기 마찰판(12)의 하측에 대응하는 롤러 가이드 슈의 프레임(300) 상면에는 상기 마찰판(12)과의 마찰력을 능동적으로 가변시킬 수 있는 구조를 갖는 마찰댐퍼(10)가 설치되어 구성된다.

상기 마찰댐퍼(10)는 일정 두께를 갖는 사각판 또는 원판형태를 갖으며 상기 롤러 가이드 슈의 프레임(300) 상면에 고정 설치되는 하부몸체(20) 및, 그 상면 중앙부분에 상기 마찰판(12)과 접촉하는 마찰패드(50)가 구비되며 상기 하부몸체(20)와 대응되는 일정 두께의 사각판 또는 원판형태를 갖는 상부몸체(30)를 포함하여 구성되며, 상기 상부몸체(30)는 상기 하부몸체(20)의 상측에 영구자석(22,32)의 척력을 매개로 일정 간격의 에어갭(G)을 형성한 상태로 설치된다.

이때, 상기 하부몸체(20)의 초기 설치 시에는 상기 프레임(300) 및 하부몸체(20)의 하면 사이에 선택적으로 심(Shim)(26)이 끼워져 고정되면서 상부몸체(30)와의 에어갭(G)을 조절할 수 있도록 구성된다.

그리고, 상기 상부몸체(30) 및 하부몸체(20) 상호간의 에어갭 형성을 위해, 상기 상부몸체(30)의 상면 및 하부몸체(20)의 하면 중앙부분에는 동일한 극성이 마주보도록 영구자석(22,32)이 설치되어 척력을 통해 자기스프링을 구현하도록 구성되며, 상기 하부몸체(20)의 영구자석(22) 주위에는 전원 인가에 따라 상기 영구자석(22)의 자력을 조절하여 전자석 기능을 수행하도록 하는 솔레노이드 코일(24)이 형성되어 구성된다.

즉, 엘리베이터 케이지에 구비된 센서(60)로부터의 진동 감지에 따른 신호가 제어보드(62) 측으로 인가되면, 상기 제어보드(62)는 능동마찰댐퍼(10)의 구동을 위한 신호를 구동보드(64) 측으로 인가하게 되며, 이에 상기 솔레노이드 코일(24)에 인가되는 전원을 매개로 상기 마찰패드(50) 및 마찰판(12) 상호간의 마찰력을 가변시키게 된다.

참조부호 40은 상단에 체결된 볼트(40a)를 매개로 상기 상부몸체(30)를 단속하면서 상기 하부몸체(20)의 상측에 척력을 매개로 에어갭(G)을 형성하며 설치되는 상부몸체(30)를 가이드 하도록 복수 개가 설치되어 구성되는 가이드로드를 나타낸다.

또, 상기 레버(100) 하단의 마찰판(12) 및 상기 상부몸체(30) 상면의 마찰패드(50)는 그 단면이 상호 대응되는 곡률을 갖는 곡선형태로 형성되어, 회전운동을 하는 상기 레버(100)에 대해 원활하게 마찰력을 제공할 수 있도록 구성된다.

또한, 회전운동을 하는 상기 레버(100)의 특성에 따라, 상기 레버(100)의 회전축(100a)으로부터 마찰판(12) 하단까지의 거리 "A"는 상기 레버(100)의 회전축(100a)으로부터 롤러(200)의 중심축(200a)까지의 거리 "B" 보다 큰 치수를 갖도록 설계됨이 바람직하다.

한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼를 나타내는 도면으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 엘리베이터 케이지(74)는 프레임(70) 하부에 장착된 방진고무(72) 상측에 설치된다.

이에 따라, 외란에 대한 엘리베이터의 횡진동은 여러가지 모드로 움직일 수가 있게 되는데, 일반적으로 롤러 가이드 슈에 장착되는 능동진동제어기는 In-Phase mode 즉 프레임(70)과 케이지(74)의 운동방향이 같은 경우에 효율적으로 진동을 억제할 수 있지만, Out-Phase mode 일 경우 발산하는 경우가 생길 수 있게 된다.

따라서, 케이지(74)와 프레임(70)의 진동 신호를 센서(60)를 매개로 받아들여 Out-Phase mode 일 경우 마찰댐퍼(10)의 마찰패드(50)를 수평으로 만들어 케이지(74)와 프레임(70) 하부에 설치하여 Out-Phase mode 에 대한 진동을 직접 억제하도록 구성할 수도 있는 것이다.

이어, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 동작에 대해 도를 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼를 통해, 케이지의 진동이 제어되는데 있어서는, 먼저 엘리베이터 케이지의 횡진동은 센서(60)를 통해 감지되며, 상기 센서(60)로부터의 감지신호는 제어보드(62) 측으로 전송된다.

이에, 상기 제어보드(62) 측에서는 센싱된 진동의 제어를 위한 제어력을 연산한 후, 그에 따라 상기 마찰판(12) 및 마찰패드(50) 상호간의 마찰력이 가변되도록 마찰댐퍼(10)를 제어하는 구동보드(64) 측으로 해당 연산에 따른 지령을 내리게 된다.

즉, 상기 마찰댐퍼(10)의 상부몸체(30) 및 하부몸체(20)는 척력을 발생시키는 영구자석(22,32)을 매개로 자기스프링 역할을 행하면서 상기 레버(100) 하단의 마찰판(12) 측에 초기 마찰력을 제공하도록 구성되며, 이때 상기 하부몸체(20)의 초기 설치 시에는 심(Shim)을 매개로 상부몸체(30)와의 에어갭(G)을 조절하여 초기 마찰력을 가변시킬 수도 있다.

한편, 상기 제어보드(62)의 연산에 따른 구동보드(64)의 지령에 따라, 상기 하부몸체(20)의 영구자석(22) 주위에 설치된 솔레노이드 코일(24)에 전원이 인가됨에 따라, 코일에서 생성된 magnetic flux는 영구자석(22)과 함께 척력으로 작용하면서 상부몸체(30)에 설치되는 영구자석(32)을 밀어내게 된다.

이는, F = μN 에서 운동방향에 수직으로 작용하는 N 을 증가시키게 되며, 결과적으로 마찰력을 증대시키게 된다.

또한, 이때 생성된 magnetic flux는 마찰댐퍼(10)의 하부몸체(20)에 부착된 영구자석(22)의 자속 방향으로 동일해야만 하며 반대로 생성될 경우에는 마찰력이 감소하게 된다.

이에 따라, 상기 마찰판(12)이 그 하단에 설치된 롤러 가이드 슈의 레버(100) 측에는 상기 마찰패드(50) 및 마찰판(12) 상호간의 마찰력이 토크 형태로 작용하게 되므로, 이에 통해 해당 레버(100)의 회동이 제어되면서 엘리베이터의 진동이 제어될 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명에서 기재된 내용과 다른 변형된 실시 예들이 돌출 된다고 하더라도 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 내에 속하게 됨은 물론이다.

10: 마찰댐퍼, 12: 마찰판,
20: 하부몸체, 22,32: 영구자석,
24: 솔레노이드 코일, 30: 상부몸체,
40: 가이드 로드, 50: 마찰패드,
60: 센서, 100: 롤러 가이드 슈(RGS) 레버,
200: 롤러, 300: 롤러 가이드 슈(RGS) 프레임.

Claims (4)

1. 롤러 가이드 슈의 레버 하단에는 마찰판이 일체로 고정 결합됨과 아울러,
   상기 마찰판의 하측에 대응하는 롤러 가이드 슈의 프레임 상면에는 상기 마찰판과의 마찰력을 매개로 상기 레버 측에 외력을 인가하는 마찰댐퍼가 설치되되,
   상기 마찰댐퍼는,
   상기 롤러 가이드 슈의 프레임 상면에 고정 설치되는 평판형태의 하부몸체와, 상면에 마찰패드가 구비된 상태로 상기 하부몸체의 상측에 일정 간격의 에어갭이 형성되도록 설치되는 상부몸체와, 상기 상부몸체의 상면 및 하부몸체의 하면에 동일한 극성이 마주보도록 설치되어 척력을 발생시키는 영구자석과, 상기 하부몸체의 영구자석 주위에 설치되어 전원 인가에 따라 상기 영구자석의 자력을 조절하는 솔레노이드 코일 및, 상기 하부몸체의 상측에 에어갭을 형성하며 설치되는 상부몸체를 가이드 하는 복수 개의 가이드로드를 포함하여 구성되어,
   케이지에 설치된 센서로부터의 진동 감지에 따른 제어부의 제어신호에 의해 상기 영구자석의 자력이 조절되면서, 상기 마찰패드 및 마찰판의 마찰력을 매개로 상기 레버 측에 외력을 인가하여 케이지의 진동을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 마찰패드 및 마찰판의 마찰면은 상호 동일한 곡률을 갖도록 굴곡지게 형성된 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 하부몸체의 초기 설치 시, 상기 프레임 및 하부몸체 사이에는 상부몸체와의 에어갭 조절을 위한 심(Shim)이 끼워지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼.
4. 제 1항에 있어서,
   회전운동을 하는 상기 레버의 회전축으로부터 마찰판 하단까지의 거리(A)는 상기 레버의 회전축으로부터 롤러 중심축까지의 거리(B) 보다 큰 치수를 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 횡진동 제어를 위한 능동마찰댐퍼.

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