KR20030091682A - 엘리베이터의 완충 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카(car)가 유압 완충기에 충돌했을 때의 충격 및 소음을 피트 깊이를 크게 하지 않고 저감하는 것을 목적으로 하는 것이다. 승강로의 바닥부에는 유압 완충기(10)가 설치되어 있다. 유압 완충기(10)의 상단부에는 카 또는 평형추(counter weight)의 유압 완충기(10)로의 충돌의 충격을 탄성 변형에 의해 완화하는 판 스프링(41)이 설치되어 있다. 판 스프링(41)의 상단부는 유압 완충기(10)의 상단부보다도 상방에 위치하고 있다. 또한, 판 스프링(41)의 상단부에는 회전 가능한 롤러(42)가 설치되어 있다. 판 스프링(41)은, 탄성 변형되었을 때에, 전체가 유압 완충기(10)의 상하 방향 치수의 범위내에 위치하도록 배치되어 있다.

Description

엘리베이터의 완충 장치{BUFFER DEVICE FOR ELEVATOR}
본 발명은 승강체가 승강로의 바닥부에 충돌한 경우의 충격을 완화하는 유압 완충기를 사용한 엘리베이터의 완충 장치에 관한 것이다.
도 18은 종래의 엘리베이터의 일 예를 나타내는 구성도이다. 승강로(1)의 상부에는 구동 시브(driving sheave)(2)를 갖는 권상기(3)와, 2차 시브(deflector sheave)(4)가 설치되어 있다. 구동 시브(2) 및 2차 시브(4)에는, 메인 로프(권상 로프)(5)가 감겨 있다. 주요 로프(5)의 일단부에는, 승강체인 카(car)(6)가 매달려 있다. 메인 로프(5)의 일단부에는 승강체인 평형추(7)가 매달려 있다. 통상, 평형추(7)의 중량은 카(6)의 자중과 카(6)의 적재 가능 중량의 50%의 합과 같아지도록 설정되고 있다.
승강로(1)의 바닥부(피트)에는 카 완충기(8) 및 평형추 완충기(9)가 설치되어 있다. 카 완충기(8) 및 평형추 완충기(9)는 카(6) 및 평형추(7)가 승강로(1)의 바닥부에 충돌한 경우의 충격을 완화한다. 카 완충기(8) 및 평형추 완충기(9)는스프링식 완충기와 유압 완충기로 크게 나뉘지만, 정격 속도 90m/분 이상의 엘리베이터에서는 유압 완충기가 사용되고 있다.
도 19는 종래의 유압 완충기의 일 예를 나타내는 정면도이다. 설치대(11)상에는, 기름이 충전된 원통 형상의 실린더(12)가 세워져 있다. 실린더(12)에는 축 방향으로 왕복 이동 가능한 원통 형상의 플런저(13)가 삽입되어 있다. 실린더(12)의 상단부에는 플랜지(14)가 고정되어 있다. 플런저(13)의 상단부에는 스프링 브래킷(15)이 고정되어 있다.
플랜지(14)와 스프링 브래킷(15) 사이에는 실린더(12)로부터 돌출하는 방향(상측 방향)으로 플런저(13)를 가압하는 복귀 스프링(16)이 배치되어 있다. 카(6) 또는 평형추(7)와 유압 완충기가 충돌했을 때에 금속끼리의 충돌을 피하기 위해, 스프링 브래킷(15)상에는 완충 부재(17)가 설치되어 있다.
도 20은 도 19의 유압 완충기의 내부 구조를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 플런저(13)의 하부에는 오리피스(18)가 설치되어 있다. 실린더(12)내에는 제어봉(19)이 고정되어 있다. 제어봉(19)은 플런저(13)가 하측 이동되었을 때에 오리피스(18)로부터 플런저(13)내에 삽입된다.
또한, 제어봉(19)의 직경은 축 방향(상하 방향)의 위치에 따라 변화하고 있다. 따라서, 플런저(13)의 변위량에 따라 오리피스(18)와 제어봉(19) 사이의 극간 면적이 변화된다. 즉, 제어봉(19)의 직경은 하방을 향해 서서히 커지고 있으며, 플런저(13)의 하방으로의 변위량이 커지면, 오리피스(18)와 제어봉(19) 사이의 극간은 좁아진다. 이로써, 플런저(13)에는 유압에 의한 반력이 작용하여, 충돌한카(6) 또는 평형추(7)가 감속된다.
유압 완충기는 정격 속도의 1.15배 속도로 카(6)가 충돌했을 때, 소정의 감속도로 카(6)를 안전하게 감속시켜 정지시키도록 설계된다. 이 때문에, 정격 속도가 고속으로 됨에 따라서, 플런저(13)의 스트로크는 길어지고, 유압 완충기의 높이는 높아진다.
이와 같이, 유압 완충기의 높이가 높아지면, 유압 완충기가 수납되는 피트의 깊이도 깊어진다. 이에 대하여, 피트 깊이를 작게 할 목적으로, 통상 운전에 있어서의 카(6)의 승강 행정내에 플런저(13)의 일부를 위치시키는 것이, 미국 법규(ASME 17.1a-L997Rule 201.4 h)에서는 허용되고 있다. 즉, 미국 법규에서는, 카(6)가 최하층에 도착했을 때, 카(6)가 플런저(13)의 스트로크의 ¼ 이내의 범위로 변위하는 것이 허용되고 있다.
이 경우, 통상 운전으로 카(6)가 최하층에 도착할 때마다, 카(6)가 유압 완충기에 충돌한다. 단, 통상 운전으로 유압 완충기에 카(6)가 충돌하는 속도는 유압 완충기가 안전 장치로서 작동할 때의 속도보다도 매우 작아져, 충격의 레벨도 작아진다.
또한, 도 21은 종래의 유압 완충기의 다른 예를 나타내는 주요부 단면도이다. 이 예에서는, 플런저(13)의 상단부에 완충 부재(21) 및 보조 완충기(22)가 탑재되어 있다. 보조 완충기(22)는 실린더(23), 이 실린더(23)에 삽입된 피스톤 로드(24), 이 피스톤 로드(24)의 선단부에 고정되고 실린더(23)내에서 슬라이딩하도록 되어 있는 피스톤(25), 피스톤 로드(24)의 기단부에 고정되어 완충 부재(21)의상단부에 연결되어 있는 지지판(26), 및 실린더(23)내에 배치되어 있는 프리 피스톤(free piston)(27)을 갖고 있다.
실린더(23)내의 피스톤(25)과 프리 피스톤(27) 사이에는 하부 오일 챔버(28)가 형성되어 있다. 실린더(23)내의 피스톤(25)의 상방에는 상부 오일 챔버(29)가 형성되어 있다. 실린더(23)내의 프리 피스톤(27)의 하방에는 가스 챔버(30)가 형성되어 있다. 피스톤(25)에는 체크 밸브(31)와 오리피스(32)가 설치되어 있다(예컨대 일본 특허 공개 제 2001-241506 호 공보 참조).
이러한 유압 완충기에 있어서, 카(6)가 충돌했을 때, 완충 부재(21)가 압축되는 동시에, 피스톤 로드(24)가 하방으로 변위된다. 그 후, 완충 부재(21)는 신장 방향으로 복원하려고 하지만, 보조 완충기(22)에 의해 완충 부재(21)의 급격한 복원이 방지된다. 이로써, 완충 부재(21)의 진동이 방지되어, 카(6)내의 승객에게 진동에 의한 불쾌감을 주는 것이 방지된다.
상기한 바와 같이 구성된 종래의 유압 완충기에서는, 완충 부재(17)의 재료로서 카(6)의 하중과 플런저(13)로부터의 유압의 반력에 견딜 수 있도록 높은 강성의 것이 선택되어 있다. 이 때문에, 카(6)가 유압 완충기에 충돌했을 때, 충격 및 소음이 발생한다. 특히, 통상 운전으로도 카(6)가 유압 완충기에 충돌하는 타입의 엘리베이터에서는 충돌의 충격 및 소음에 의해 승객에게 불쾌감을 줄 우려가 있다.
이러한 충격·소음은, 완충 부재(17)를 두껍고, 유연하게 하면 어느 정도 완화되지만, 완충 부재(17)를 두껍게 하면 압축 상태에서의 완충기의 높이도 그 만큼 높아지기 때문에, 카(6)가 최하층에 위치할 때의 카(6)의 바닥면으로부터승강로(1)의 바닥부까지의 깊이(피트 깊이)가 커진다.
또한, 도 21에 도시한 바와 같은 보조 완충기(22)를 설치한 경우도, 보조 완충기(22)의 두께가 크고, 피트 깊이가 커진다. 또한, 보조 완충기(22)는 완충 부재(21)의 진동을 억제하는 것으로, 완충 부재(21)로의 충돌의 충격은 충분히 완화되지 않는다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하는 것을 과제로 하여 성립된 것이고, 카가 유압 완충기에 충돌했을 때의 충격 및 소음을 피트 깊이를 크게 하지 않고 저감할 수 있는 엘리베이터의 완충 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 엘리베이터의 완충 장치는, 승강체가 승강로의 바닥부에 충돌한 경우의 충격을 완화하는 유압 완충기, 및 승강체와 승강로의 바닥부 사이에 설치되고, 승강체의 유압 완충기로의 충돌의 충격을 탄성 변형에 의해 완화하는 탄성 부재를 구비하며, 탄성 부재는, 탄성 변형되었을 때에, 거의 전체가 유압 완충기의 상하 방향 치수의 범위내에 위치하도록 배치되어 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도,
도 2는 도 1의 완충 장치가 압축된 상태를 나타내는 정면도,
도 3은 선형 스프링 및 비선형 스프링의 스프링 정수를 나타내는 그래프,
도 4는 본 발명의 실시 형태 2에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도,
도 5는 본 발명의 실시 형태 3에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도,
도 6은 본 발명의 실시 형태 4에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도,
도 7은 본 발명의 실시 형태 5에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도,
도 8은 본 발명의 실시 형태 6에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도,
도 9는 본 발명의 실시 형태 7에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도,
도 10은 본 발명의 실시 형태 8에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도,
도 11은 본 발명의 실시 형태 9에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도,
도 12는 본 발명의 실시 형태 10에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도,
도 13은 도 12의 완충 장치를 나타내는 평면도,
도 14는 도 12의 완충 장치의 무부하시의 상태를 나타내는 정면도,
도 15는 최하층 도착시의 도 12의 완충 장치의 압축 상태를 나타내는 정면도,
도 16은 도 12의 완충 장치의 전부 압축시의 상태를 나타내는 정면도,
도 17은 도 15의 완충 장치의 힘의 균형 상태를 간략화하여 나타내는 설명도,
도 18은 종래의 엘리베이터의 일 예를 나타내는 구성도,
도 19는 종래의 유압 완충기의 일 예를 나타내는 정면도,
도 20은 도 19의 유압 완충기의 내부 구조를 모식적으로 나타내는 단면도,
도 21은 종래의 유압 완충기의 다른 예를 나타내는 주요부 단면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
6 : 카(승강체)7 : 평형추(승강체)
10 : 유압 완충기41 : 판 스프링(탄성 부재)
45 : 병렬 스프링(탄성 부재)51 ： 직렬 스프링
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 대하여 설명한다.
실시 형태 1
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는정면도이다. 도면에 있어서, 설치대(11)상에는 기름이 충전된 원통 형상의 실린더(12)가 세워져 있다. 실린더(12)에는 축 방향으로 왕복 이동 가능한 원통 형상의 플런저(13)가 삽입되어 있다. 실린더(12)의 상단부에는 플랜지(14)가 고정되어 있다. 플런저(13)의 상단부에는 스프링 브래킷(15)이 고정되어 있다.
플랜지(14)와 스프링 브래킷(15) 사이에는 실린더(12)로부터 돌출하는 방향(상측 방향)으로 플런저(13)를 가압하는 복귀 스프링(16)이 배치되어 있다. 카(6) 또는 평형추(7)와 유압 완충기가 충돌했을 때에 금속끼리의 충돌을 피하기 위해서, 스프링 브래킷(15)상에는 완충 부재(17)가 설치되어 있다.
유압 완충기(10)는 설치대(11), 실린더(12), 플런저(13), 플랜지(14), 스프링 브래킷(15), 복귀 스프링(16) 및 완충 부재(17)를 갖고 있다. 또한, 유압 완충기(10)의 내부 구조는 도 20과 마찬가지이다.
유압 완충기(10)의 스프링 브래킷(15)상에는 탄성 부재로서의 판 스프링(41)이 설치되어 있다. 판 스프링(41)의 상단부에는 회전 가능한 복수의 롤러(42)가 설치되어 있다. 롤러(42)는, 예컨대 고무, 나일론 또는 우레탄 수지 등의 완충재로 구성되어 있다.
또한, 판 스프링(41)의 상단부는 유압 완충기(10)의 상단부보다도 상방에 위치하고 있으며, 이에 의해 유압 완충기(10)가 압축되기 전에 판 스프링(41)이 변형되게 된다. 바꿔 말하면, 판 스프링(41)은 유압 완충기(10)와, 카(6) 또는 평형추(7)(도 18 참조) 사이에 배치되어 있다.
도 2는 도 1의 완충 장치가 압축된 상태를 나타내는 정면도이다. 카(6) 또는 평형추(7)의 충돌에 의해 판 스프링(41)이 탄성 변형되었을 때, 판 스프링(41)의 전체는, 유압 완충기(10)의 상하 방향 치수의 범위내에 위치하고 있다. 또한, 판 스프링(41)의 강성은 완충 부재(17)의 강성보다도 낮게 설정되어 있다. 또한, 판 스프링(41)은, 카(6) 또는 평형추(7)가 유압 완충기(10)에 충돌했을 때, 플런저(13)의 압축력에 의해 탄성 영역을 초과하지 않도록 구성되어 있다.
다음에, 동작에 대하여 설명한다. 카(6) 또는 평형추(7)가 완충 장치에 충돌했을 때, 우선 카(6)의 하부가 롤러(42)에 접합하여, 판 스프링(41)이 탄성 변형된다. 이 때, 롤러(42)는 판 스프링(41)의 변형과 동시에 카(6) 또는 평형추(7)의 바닥면으로 회전하여 접촉하면서 도면의 좌우 방향으로 이동한다.
카(6) 또는 평형추(7)의 충돌 직후의 충격 에너지는 롤러(42)의 미세 변형 및 회전 마찰과, 판 스프링(41)의 변형에 의해 흡수되어, 이에 의해 충돌 소음도 저감된다. 그 후, 플런저(13)가 하방으로 변위되어, 유압 완충기(10)에 의해 유압 제동이 걸린다. 이로써, 카(6) 또는 평형추(7)는 안전하게 감속되어 정지된다.
이러한 완충 장치에 의하면, 카(6) 또는 평형추(7)가 유압 완충기(10)에 충돌했을 때의 충격 및 소음을 판 스프링(41)의 변형에 의해 저감할 수 있다. 또한, 유압 완충기(10)가 압축된 상태에서는, 유압 완충기(10)의 완충 부재(17)에 카(6) 또는 평형추(7)의 바닥면이 직접 접하기 때문에, 탄성 부재(41) 및 롤러(42)의 상하 방향 치수는 무시할 수 있어, 피트 깊이를 크게 할 필요는 없다.
또한, 이러한 구성의 완충 장치에서는, 카 속도가 충분히 감속되지 않은 충돌의 초기 단계에서 카(6)와 완충 부재(17)가 접촉하지 않는 설계로 하는 것이 바람직하다. 즉, 판 스프링(41)이 어느 정도 변형된 후이고, 카(6)가 완충 부재(17)에 충돌하기도 전에, 플런저(13)가 강하하기 시작하도록, 판 스프링(41)의 스프링 정수를 설정하는 것이 바람직하다.
카(6)가 완충 부재(17)에 충돌하기 전에, 플런저(13)를 강하시키기 위해서는, 판 스프링(41)의 스프링 정수를 크게 할 필요가 있다. 그러나, 판 스프링(41)의 변형 개시 직후에 있어서, 충돌의 충격·소음을 저감하기 위해서는, 스프링 정수를 작게 할 필요가 있다.
통상의 선형 스프링의 스프링 정수는 변위에 대하여 일정하기 때문에, 상기 양쪽의 조건을 실현하기 어렵다. 이에 반하여, 도 3에 도시하는 스프링 정수를 갖는 비선형 스프링이면, 양쪽의 조건을 만족시키는 것이 가능하다. 즉, 비선형 스프링으로는, 변형량이 작을 때는 스프링 정수를 작게, 변형량이 커지면 스프링 정수를 크게 하는 것이 가능하다.
이러한 비선형 스프링을 판 스프링(41)에 사용한 경우, 카(6)의 충돌 직후에는 스프링 정수가 작기 때문에, 충돌의 충격·소음을 효과적으로 저감할 수 있다. 또한, 변형량의 증가에 따라 스프링 정수가 급격히 증대하기 때문에, 카(6)가 완충 부재(17)에 충돌하기 전에 플런저(13)를 강하시키는 것도 가능하다.
또한, 충돌 직후의 충격을 완화할 뿐만 아니라, 완충 부재(17)를 생략할 수도 있고, 압축 상태의 유압 완충기(10)의 상하 치수를 보다 작게 할 수 있다. 또한, 비선형 판 스프링은, 예컨대 곡률이 다른 정수의 판 스프링을 중첩시킴으로써 얻어진다. 즉, 곡률이 큰 판 스프링으로부터 먼저 작동하고, 스프링 전체가 휘어짐에도 따라 곡률이 작은 판 스프링도 작동하기 시작하여, 서서히 강해지는 구성으로 하면 무방하다.
실시 형태 2
도 4는 본 발명의 실시 형태 2에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도이다. 이 예에서는, 카(6) 또는 평형추(7)의 하부에 판 스프링(41)이 탑재되어 있다. 판 스프링(41)의 하단부에는 복수의 롤러(42)가 설치되어 있다. 유압 완충기(10)의 상부에는 롤러(42)가 접합하는 접합부(43)가 수평으로 고정되어 있다. 접합부(43)는 스프링 브래킷(15)을 확장함으로써 형성되어 있다. 다른 구성은 실시 형태 1과 동일하다.
이와 같이, 판 스프링(41)을 카(6) 또는 평형추(7)측에 탑재한 경우에도, 카(6) 또는 평형추(7)가 유압 완충기(10)에 충돌했을 때의 충격 및 소음을 피트 깊이를 크게 하지 않고 저감할 수 있다.
실시 형태 3
도 5는 본 발명의 실시 형태 3에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도이다. 이 예에서는, 완충 부재(17)가 카(6) 또는 평형추(7)측에 탑재되어 있다. 다른 구성은 실시 형태 2와 동일하다. 이와 같이, 완충 부재(17)를 카(6) 또는 평형추(7)측에 탑재할 수도 있다.
실시 형태 4
다음에, 도 6은 본 발명의 실시 형태 4에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도이다. 도면에 있어서, 실린더(12)의 중간부에는 고정 스프링브래킷(44)이 수평으로 고정되어 있다. 고정 스프링 브래킷(44)상에는 탄성 부재인 병렬 스프링(45)이 지지되어 있다. 병렬 스프링(45)은 유압 완충기(10)에 대하여 병렬로 배치된 코일 스프링이다. 또한, 병렬 스프링(45)은 유압 완충기(10)를 부분적으로 둘러싸도록 배치되어 있다.
병렬 스프링(45)의 상단부에는, 병렬 스프링(45)의 신축에 의해 상하 이동되는 평판 형상의 가동 스프링 브래킷(46)이 수평으로 고정되어 있다. 병렬 스프링(45)의 상단부는 유압 완충기(10)의 상단부의 상방에 위치하고 있다. 따라서, 가동 스프링 브래킷(46)은 유압 완충기(10)의 상단부의 상방에 배치되어 있다. 가동 스프링 브래킷(46)상에는 완충 부재(47)가 고정되어 있다. 또한, 병렬 스프링(45)의 강성은 완충 부재(17)의 강성보다도 낮게 설정되어 있다. 또한, 병렬 스프링(45)은, 카(6) 또는 평형추(7)가 유압 완충기(10)에 충돌하여 압축되었을 때도, 탄성 영역을 초과하지 않도록 구성되어 있다.
다음에, 동작에 대하여 설명한다. 카(6) 또는 평형추(7)가 완충 장치에 충돌했을 때, 우선 카(6) 또는 평형추(7)의 하부가 완충 부재(47)에 접합하여, 완충 부재(47)가 탄성 변형된다. 계속해서, 완충 부재(47) 및 가동 스프링 브래킷(46)이 밀어 내려져, 병렬 스프링(45)이 압축(탄성 변형)된다.
카(6) 또는 평형추(7)의 충돌 직후의 충격 에너지는 완충 부재(47)의 미세 변형과, 병렬 스프링(45)의 변형에 의해 흡수되고, 이로써 충돌 소음도 저감된다. 그 후, 플런저(13)가 하방으로 변위되고, 유압 완충기(10)에 의해 유압 제동이 걸린다. 이로써, 카(6) 또는 평형추(7)는 안전하게 감속되어 정지된다.
이러한 완충 장치에 의하면, 카(6) 또는 평형추(7)가 유압 완충기(10)에 충돌했을 때의 충격 및 소음을 병렬 스프링(45)의 변형에 의해 저감할 수 있다. 또한, 병렬 스프링(45)에 의해 충격 에너지가 흡수되기 때문에, 완충 부재(17)의 두께를 종래보다도 얇게 할 수 있다. 이 때문에, 2개의 완충 부재(17, 47)의 두께의 합계를 종래의 하나의 완충 부재의 두께 이하로 할 수도 있다. 따라서, 완충 장치가 압축된 상태에서는, 가동 스프링 브래킷(46)의 두께 정도가 유압 완충기(10)보다도 높아질 뿐이고, 이 두께는 무시할 수 있는 정도이기 때문에, 피트 깊이를 크게 할 필요는 없다.
실시 형태 4에 있어서의 병렬 스프링(45)으로는, 실시 형태 1과 동일한 이유에서, 도 3에 도시하는 스프링 정수를 갖는 비선형 스프링을 사용하는 것이 적절하다. 비선형 코일 스프링은 코일을 구성하는 소선의 직경을 테이퍼 형상으로 연속적으로 변화시키는 것, 또는 코일 스프링의 선 사이 피치를 불균등하게 하는 것 등에 의해 얻어진다.
또한, 완충 부재(17, 47)는 적어도 어느 한쪽을 생략할 수도 있다.
또한, 상기 예에서는 유압 완충기(10)를 부분적으로 둘러싸도록 병렬 스프링(45)을 배치했지만, 병렬 스프링(45)은 유압 완충기(10)로부터 분리하여 배치할 수도 있다.
실시 형태 5
도 7은 본 발명의 실시 형태 5에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도이다. 이 예에서는 카(6) 또는 평형추(7)의 하단부에 2개의 병렬스프링(45)이 고정되어 있다. 각 병렬 스프링(45)의 하단부에는, 가동 스프링 브래킷(46) 및 완충 부재(47)가 고정되어 있다. 승강로 피트에는 완충 부재(47)가 접합되는 2개의 접합대(48)가 세워져 있다. 접합대(48)는 유압 완충기(10)의 양측에 대칭으로 배치되어 있다.
2개의 병렬 스프링(45)의 강성은 완충 부재(17)의 강성보다도 낮게 설정되어 있다. 또한, 카(6) 또는 평형추(7)가 완충 장치에 충돌하기 전에 상태에서는, 완충 부재(47)와 접합대(48) 사이의 거리(A)는, 카(6) 또는 평형추(7)와 유압 완충기(10)의 상단부 사이의 거리(B)보다도 작게 설정되어 있다(A<B). 이로써, 유압 완충기(10)보다도 먼저 병렬 스프링(45)이 압축되도록 되어 있다.
이러한 완충 장치에 의해서도, 카(6) 또는 평형추(7)가 유압 완충기(10)에 충돌했을 때의 충격 및 소음을 병렬 스프링(45)의 변형에 의해 저감할 수 있고, 게다가 피트 깊이를 크게 할 필요는 없다.
실시 형태 6
도 8은 본 발명의 실시 형태 6에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도이다. 이 예에서는, 완충 부재(17)가 카(6) 또는 평형추(7)에 설치되고, 완충 부재(47)가 접합대(47)상에 설치되어 있다. 다른 구성은 실시 형태 5와 동일하다. 이러한 완충 장치에 의해서도, 카(6) 또는 평형추(7)가 유압 완충기(10)에 충돌했을 때의 충격 및 소음을 비트 깊이를 크게 하지 않고 저감할 수 있다.
실시 형태 7
다음에, 도 9는 본 발명의 실시 형태 7에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도이다. 도면에 있어서, 스프링 브래킷(15)상에는 탄성 부재로서의 직렬 스프링(51)이 탑재되어 있다. 직렬 스프링(51)은 유압 완충기(10)에 대하여 직렬로 배치되어 있다. 또한, 직렬 스프링(51)의 상단부는 유압 완충기(10)의 상단부보다도 상방에 위치하고 있다. 또한, 직렬 스프링(51)의 강성은, 완충 부재(17)의 강성보다도 낮게 설정되어 있다. 또한, 직렬 스프링(51)은, 카(6) 또는 평형추(7)가 유압 완충기(10)에 충돌하여 압축되었을 때에도, 탄성 영역을 초과하지 않도록 구성되어 있다.
직렬 스프링(51)의 상단부에는 직렬 스프링(51)의 신축에 의해 상하 이동되는 평판 형상의 가동 스프링 브래킷(46)이 수평으로 고정되어 있다. 가동 스프링 브래킷(46)은 유압 완충기(10)의 상단부의 상방에 배치되어 있다. 가동 스프링 브래킷(46)상에는 완충 부재(47)가 고정되어 있다.
다음에, 동작에 대하여 설명한다. 카(6) 또는 평형추(7)가 완충 장치에 충돌했을 때, 우선 카(6) 또는 평형추(7)의 하부가 완충 부재(47)에 접합하여, 완충 부재(47)가 탄성 변형된다. 계속해서, 완충 부재(47) 및 가동 스프링 브래킷(46)이 밀어 내려져, 직렬 스프링(51)이 압축(탄성 변형)된다.
카(6) 또는 평형추(7)의 충돌 직후의 충격 에너지는, 완충 부재(47)의 미세 변형과, 직렬 스프링(51)의 변형에 의해 흡수되고, 이로써 충돌 소음도 저감된다. 그 후, 플런저(13)가 하방으로 변위되고, 유압 완충기(10)에 의해 유압 제동이 걸린다. 이로써, 카(6) 또는 평형추(7)는 안전하게 감속되어 정지된다.
이와 같은 완충 장치에 의하면, 카(6) 또는 평형추(7)가 유압 완충기(10)에충돌했을 때의 충격 및 소음을 직렬 스프링(51)의 변형에 의해 저감할 수 있다. 또한, 직렬 스프링(51)에 의해 충격 에너지가 흡수되기 때문에, 완충 부재(17)의 두께를 종래보다도 얇게 할 수 있다. 이 때문에, 2개의 완충 부재(17, 47)의 두께의 합계를 종래의 하나의 완충 부재의 두께 정도 이하로 할 수도 있다. 따라서, 완충 장치가 압축된 상태에서는, 가동 스프링 브래킷(46)의 두께 정도가 유압 완충기(10)보다도 높아질 뿐이며, 피트 깊이를 크게 할 필요는 없다.
실시 형태 7에 있어서의 직렬 스프링(51)으로서는, 실시 형태 1과 동일한 이유에서, 도 3에 도시한 바와 같은 스프링 정수를 갖는 비선형 스프링을 사용하는 것이 적절하다. 비선형 코일 스프링은 코일을 구성하는 소선의 직경을 테이퍼 형상으로 연속적으로 변화시키는 것, 또는 코일 스프링의 선 사이 피치를 불균등하게 하는 것 등에 의해 얻어진다.
또한, 완충 부재(17, 47)는 적어도 어느 한쪽을 생략할 수도 있다.
실시 형태 8
도 10은 본 발명의 실시 형태 8에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도이다. 이 예에서는, 카(6) 또는 평형추(7)에 완충 부재(17, 47), 직렬 스프링(51) 및 가동 스프링 브래킷(46)이 탑재되어 있다. 다른 구성은 실시 형태 7과 동일하다.
이러한 완충 장치에 의해서도, 카(6) 또는 평형추(7)가 유압 완충기(10)에 충돌했을 때의 충격 및 소음을 직렬 스프링(51)의 변형에 의해 저감할 수 있고, 게다가 피트 깊이를 크게 할 필요는 없다.
실시 형태 9
도 11은 본 발명의 실시 형태 9에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도이다. 이 예에서는, 카(6) 또는 평형추(7)에 완충 부재(17), 직렬 스프링(51) 및 가동 스프링 브래킷(46)이 탑재되고, 유압 완충기(10)의 스프링 브래킷(15)상에 완충 부재(47)가 고정되어 있다. 다른 구성은 실시 형태 8과 동일하다.
이와 같은 완충 장치에 의해서도, 카(6) 또는 평형추(7)가 유압 완충기(10)에 충돌했을 때의 충격 및 소음을 직렬 스프링(51)의 변형에 의해 저감할 수 있고, 게다가 피트 깊이를 크게 할 필요는 없다.
실시 형태 10
도 12는 본 발명의 실시 형태(10)에 의한 엘리베이터의 완충 장치를 나타내는 정면도, 도 13은 도 12의 완충 장치를 나타내는 평면도이다. 도면에 있어서, 스프링 브래킷(15)에는 스프링 지지부(60)가 일체적으로 설치되어 있다. 즉, 스프링 브래킷(15) 및 스프링 지지부(60)에 의해 하트 형상의 부품이 구성되어 있다. 스프링 지지부(60)의 내경은 복귀 스프링(16) 및 플랜지(14)의 외경보다도 커지고 있다.
스프링 지지부(60)에는 탄성 부재로서의 코일 스프링(61)이 지지되어 있다. 코일 스프링(61)의 하단부는 복귀 스프링(16)의 상단부, 즉 플런저(13)의 상단부보다도 하방에 위치하고, 코일 스프링(61)의 상단부(자유단)는 플런저(13)의 상단부보다도 상방에 위치하고 있다. 비압축시에 있어서의 코일 스프링(61)의 상단부는완충 부재(17)의 상단부보다도 ΔH만큼 상방으로 돌출하고 있다.
완충 부재(17)는, 예컨대 고무에 의해 구성되어 있다. 코일 스프링(61)의 스프링 정수는 완충 부재(17)의 스프링 정수보다도 작게 설정되어 있다. 코일 스프링(61)의 상단부에는 복수의 보조 완충 부재(62)가 코일 스프링(61)의 가장자리 방향으로 서로 등간격으로 고정되어 있다. 또한, 도 1에는, 스프링 브래킷(15), 스프링 지지부(60), 코일 스프링(61) 및 보조 완충 부재(62)를 단면으로 나타내고 있다.
도 14는 도 12의 완충 장치의 무부하시의 상태를 나타내는 정면도, 도 15는 최하층 도착시의 도 12의 완충 장치의 압축 상태를 나타내는 정면도, 도 16은 도 12의 완충 장치의 전부 압축시의 상태를 나타내는 정면도이다. 이 예에서는, 통상 운전에 있어서 카(6)가 최하층에 도착했을 때에, 도 15에 도시하는 바와 같이 통상 압축되도록 완충 장치가 설치되어 있다. 즉, 유압 완충기(10)는 통상 운전시에 있어서의 승강체의 승강 행정내에 배치되어 있다.
또한, 도 14 내지 도 16에 있어서, 최하층의 바닥 높이(피트의 상단)를 O, 무부하시에 있어서의 완충 장치의 상단부[보조 완충 부재(62)의 상단부]의 높이를 A, 무부하시에 있어서의 완충 부재(17)의 상단부의 높이를 B로 나타내고 있다. 또한, 도 15에 있어서, 최하층 도착시의 완충 장치의 상단부의 높이를 A', 최하층 도착시의 완충 부재(17)의 상단부의 높이를 B'로 나타내고 있다. 또한, 도 16에 있어서, 전부 압축시에 있어서의 완충 장치의 상단부의 높이를 A", 전부 압축시의 완충 부재(17)의 상단부의 높이를 B", 전체 스트로크를 ST로 나타내고 있다. 전부압축시에는, 코일 스프링(61)의 전체는, 유압 완충기(10)의 상하 방향 치수의 범위내에 위치하고 있다.
복귀 스프링(16)은 압축 후에 플런저(13)를 완전히 원래의 위치까지 복원하기 위해서 무부하 상태라도 자연 길이에 대하여 초기 압축된 상태로 스프링 브래킷(15)에 고정되어 있다. 즉, 무부하 상태에 있어서, 복귀 스프링(16)은 초기 압축력(F0)을 갖고 있다. 당연히, 이 초기 압축력(F0)은 플런저(13)의 질량(Mp)보다도 크게 설정되어 있다(Mp×g≤ F0).
따라서, 최하층 도착시에 압축되는 스트로크를 ΔS로 하고, 완충 부재(17)의 상단부로부터의 코일 스프링(61)의 돌출량 ΔH를 고정한 경우, 코일 스프링(61)이 ΔX 압축되어 카(6)가 최하층에 도착했을 때(도 15의 상태)의 힘의 균형의 수학식은, 정적 균형이라 사료하여 실린더(12)내의 유압을 무시하면, 다음 수학식 1로 표시된다.
수학식 1
Mp×g+Kc×ΔX=Kr+ΔS+F0
여기서, g: 중력 가속도, Kc: 코일 스프링(61)의 스프링 정수, Kr는 복귀 스프링(16)의 스프링 정수이다.
또한, 도 17은 도 15의 완충 장치의 힘의 균형 상태를 간략화하여 나타내는 설명도이다. 코일 스프링(61)의 압축량 ΔX는 무부하 상태(ΔX≤ΔH)에 있어서의 돌출량 ΔH보다 작아야 되기 때문에, 코일 스프링(61)의 스프링 정수에 대하여 다음 수학식 2가 성립한다 ．
수학식 2
Kc≥(Kr×ΔS+F0-Mp×g)/AH
상술한 바와 같이, Mp×g≤F0이기 때문에, 수학식 2는 다음 수학식 3으로 고쳐 쓸 수 있다.
수학식 3
Kc>Kr×ΔS/ΔH
이 때의 카(6)의 최하층 도착 위치는 무부하시에 있어서의 완충 장치의 상단부[보조 완충 부재(62)의 상단부]의 위치로부터 ΔS+ΔX만큼 하강한 위치로 된다.
이러한 구성에 의하면, 통상 운전시에 카(6)가 최하층에 도착한 경우에, 완충 부재(17)에 카(6)가 직접 접촉하지 않은 채로, 유압 완충기(10)의 스트로크의 일부를 압축할 수 있다. 즉, 카(6)가 통상의 승강 행정의 최하 위치로 이동했을 때, 유압 완충기(10)와 카(6) 사이에 간격을 둔 상태에서 코일 스프링(61)을 거쳐 유압 완충기(10)가 압축되도록 코일 스프링(61)의 강성이 설정되어 있다. 따라서, 최하층 도착시의 진동 및 소음을 효과적으로 저감할 수 있다.
또한, 전부 압축시에도 코일 스프링(61)은 ΔH 이상으로 압축되지 않고, 전부 압축시의 완충 장치의 높이가, 코일 스프링(61)을 장착하지 않은 경우와 다름없이, 피트 깊이에 영향을 주지 않는다.
또한, 코일 스프링(61)의 스프링 정수는 완충 부재(17)의 스프링 정수보다도 작게 설정되어 있고, 또한 유압 완충기(10)가 전부 압축되었을 때에도 코일 스프링(61)은 탄성 영역의 일부만이 압축될 뿐이기 때문에, 비상시에 있어서의 유압 완충기(10)의 감속 특성에 대하여 부여하는 영향을 작게 할 수 있다.
또한, 실시 형태 10의 완충 장치는 평형추 완충기에 적용할 수도 있다.
또한, 실시 형태 10에서는, 코일 스프링(61)의 하단부를 스프링 지지부(60)에 고정했지만, 코일 스프링(61)의 상단부를 승강체의 하단부에 고정하고, 코일 스프링의 하단부를 자유단으로 하여, 최하층 도착시에 코일 스프링의 하단부가 스프링 지지부에 접합하도록 할 수도 있다.
또한, 실시 형태 1 내지 10에서는 탄성 부재로서 판 스프링(41), 병렬 스프링(45), 직렬 스프링(51) 및 코일 스프링(61)을 나타내었지만, 예컨대 고무 스프링, 공기 스프링, 또는 와이어 스프링 등을 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명의 완충 장치에 의하면, 카 또는 평형추의 유압 완충기와의 충돌의 충격 및 소음을 저감할 수 있기 때문에, 상술한 바와 같이, 통상 운전으로 카가 최하층에 이동했을 때에 유압 완충기에 충돌하는 타입의 엘리베이터에서는, 통상 운전시에 있어서의 충격 및 소음을 저감하여 탑승감을 개선할 수 있어, 특히 효과적이다.
또한, 실시 형태 1 내지 3, 및 7 내지 9에 있어서, 판 스프링, 직렬 스프링의 스프링 정수를 동일하게 설정함으로써, 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 실시 형태 1 내지 10에서는 승강로의 바닥부에 유압 완충기를 설치한 경우에 대하여 설명했지만, 승강체의 하부에 유압 완충기를 탑재하는 것도 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 엘리베이터의 완충 장치는 승강체의 유압 완충기로의 충돌의 충격을 탄성 변형에 의해 완화하는 탄성 부재를 승강체와 승강로의 바닥부 사이에 설치하고, 탄성 부재는, 탄성 변형되었을 때에, 거의 전체가 유압 완충기의 상하 방향 치수의 범위내에 위치하도록 배치했기 때문에, 카가 유압 완충기에 충돌했을 때의 충격 및 소음을 피트 깊이를 크게 하지 않고 저감할 수 있다.

Claims (3)

  1. 엘리베이터의 완충 장치에 있어서,
    승강체가 승강로의 바닥부에 충돌한 경우의 충격을 완화하는 유압 완충기와,
    상기 승강체와 상기 승강로의 바닥부 사이에 설치되어, 상기 승강체의 상기 유압 완충기로의 충돌의 충격을 탄성 변형에 의해 완화하는 탄성 부재를 포함하고,
    상기 탄성 부재는, 탄성 변형되었을 때에, 거의 전체가 상기 유압 완충기의 상하 방향 치수의 범위내에 위치하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
    엘리베이터의 완충 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유압 완충기는 상기 승강체의 상기 유압 완충기로의 충돌의 충격을 완화하는 완충 부재를 갖고 있고, 상기 탄성 부재는 상기 유압 완충기의 압축시에 상기 완충 부재보다도 먼저 작용하도록 배치되어 있으며, 상기 탄성 부재의 강성은 상기 완충 부재의 강성보다도 작게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는
    엘리베이터의 완충 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유압 완충기는 통상 운전시에 있어서의 상기 승강체의 승강 행정내에배치되고, 상기 승강체가 상기 승강 행정의 최하 위치로 이동했을 때, 상기 유압 완충기와 상기 승강체 사이에 간격을 둔 상태에서 상기 탄성 부재를 거쳐 상기 유압 완충기가 압축되도록 상기 탄성 부재의 강성이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는
    엘리베이터의 완충 장치.
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